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第 3期 安琪等 ：氦质谱检漏试验方法分析 量不符合要求 ．并存在内部沾污 ．在超标的水汽作 值的称为粗检漏 ．小于的称为细检漏。 用下造成铝腐蚀后漏 电．从而影响了1二程进度 ．造 细检漏方法包括氦质谱细检漏 、放射性 同位素 成 了重大经济损失 (Kr85)细检漏和光干涉法细检漏等方法 。其 中， 将元器件密封 ．其最主要的目的．就是防止所 放射性 同位素 (Kr85)细检漏所采用 的公式 中 充入的保护气体的外泄 ．防止外部水汽等有害气体 Kr85的压入和外泄均按粘滞流 ．理论上不够严谨 ， 的漏入 一种理想的气密封装应在无限时间内均能 Kr85检测的等效标准漏率可能与氦质谱检漏仪检 防止污染物 (液体 、固体或气体)的侵入 ，然而这 测的漏率相差非常大 ．又伴有辐射 ．在美国应用较 并不现实 甚至在最好 的密封结构 中，扩散现象随 为普遍 ．近年来又推出了Kr85热检漏 ，但 国内应 着时间的延长总会 出现．使得很小 的分子 (如氦或 用甚少 光干涉法细检漏不受吸附漏率的影响．主 水蒸气)穿透阻挡材料 。最终在封装 内达到平衡 。 要适用于具有易变形金属或陶瓷上盖的封装 ，可用 气密封装定义为．在这种封装里压入或充入一定量 于集成在 圆晶片上 的MEMS等微 小 (内腔体积 的氦气后 ．其漏率低于某一规定值。通常 ，气密封 l0—410-5cm3)器件 的矩阵式检测 ．检测效率高 ， 装材料必须是金属 、陶瓷或玻璃。有机物封装 (即 近来发展较快 ．目前其可检等效标准漏率 已与 塑封)虽然没有空腔 ．但它允许水汽不断地从大气 较先进的单级氦质谱检漏仪相当。普通氦质谱检测 通过封装材料渗透到器件 内部 ．因而属非气密封 仪细检漏 的最小有 效可检测量漏率判据 一般为 装 对于金属封装 ．穿过金属腔壁的互连可 以利用 5×10—4pa．cm3／s(He)．检测效率较 高 ，且无损无 膨胀系数与其匹配的玻璃绝缘子来实现密封。气密 害 ．是 目前应用最为普遍 的细漏检测方法 ，但被检 封装允许将电路安装在密封的充入 良性气氛的环境 件的表面氦气吸附常严重地制约氦质谱检漏仪的检 中——一般是充入氮气 ，它可以由液氮得到 。这种 测灵敏度 (最小可检漏率)，并限制着判据加严 。 氮气非常干燥 ．水汽含量小于 百万分之十 (10 高灵敏积累氦质谱检漏仪可达 1×10 Pa·em ／s～ ppm)。为进一步地预防水汽的侵入 ，需将封盖前 2×10～sPa．cm3／s．为新一代检漏技术．但 由于受限 的封装 (电路 已安置在内腔中)在真空 中加热到较 于检漏原理 、设备条件和表面吸附等因素 ，目前检 高的温度 (通常是 150oC)以去除吸附的水汽和其 测效率较低 他气体 出于可靠性的考虑 ，封装 内部的水汽含量 粗检漏包括许多方法 ．其中可与普通氦质谱细 不得超过5000ppmv (体积 的千分之五)。这一数 检漏实现无缝衔接 的是碳氟化合物气泡法粗检漏 。 值低 于 O℃时的露点 ．即6000ppmv (体积 的千 近年来又快速地推出了放射性 同位素 (Kr85)、光 分之六)．从而保证了凝结的任何水都将 以冰的形 干涉法和积累氦质谱等粗 ／细组合检漏手段。 式存在 ．不会引起液态水造成 的损伤 [3-4]。因此 ， 2 美军标 MIL—STD一883氦质谱检漏 气密封装防止了污染 ．可以大幅地提升器件的可靠 试验方法的必威体育精装版进展 性 ．特别是对腐蚀等潜在的失效机理敏感的有源器 件