从包装气密性看组件的可靠性

本文来自可靠性技术交流。从密封的角度来看，微电子器件分为密封包装和非密封包装。
高级集成电路和分立器件通常采用气密封装，大多数情况下使用金属，陶瓷和玻璃封装，并且内部具有空腔结构。 ，它充满了高纯度氮气或其他惰性气体，还包含少量其他气体。
工业级和商业级设备通常使用没有空腔的塑料封装工艺，并且芯片完全由聚合物材料包裹，这是一种非气密性封装。通常，气密部件的可靠性比非气密部件的可靠性高一个数量级。
气密组件的组件通常严格按照军事标准和航空航天标准进行控制，并且设计，生产，测试和检查等许多环节都受到严格控制，故障率低，通常用于高可靠性应用中。非密封设备通常适用于环境条件良好且可靠性要求较低的民用电子产品。
该密封装置具有良好的散热性和较强的环境适应性。军工级和航天级部件的额定工作环境温度可以达到-55℃〜+ 125℃。
非密封塑料包装设备的散热性很差。根据不同的应用领域，它们通常分为商业级和工业级。
商业级的额定工作环境温度为0℃〜70℃，工业级的额定工作环境温度为-40℃〜85℃。还有一些工业级塑料封装的组件可以达到+ 125°C的上限温度，达到军用温度水平。
空气密封部件的内部包含少量水蒸气。国家军事标准和美国军事标准都明确限制了内部水蒸气含量，这规定内部水蒸气含量不能超过5000ppm。
这是因为高的水蒸气含量可能会引起一些可靠性问题，包括内部化学污染，内部金属的加速腐蚀，主要是在没有钝化层保护的情况下损坏引线和键合区域，还可能导致组件的绝缘性能降低或参数超出容限。低温可能导致继电器功能故障。
内部水蒸气含量过多导致许多批次的组件发生故障，并导致极为严重的系统灾难。 （密封部件的典型内部结构）（密封部件的AL线被腐蚀）5000ppm水蒸气含量的直观定义如下：假设密封包装中的水蒸气含量为5000ppm，内部相对湿度为16％储存条件为25℃，在使用条件下（发热，假设温度升高55°C），内部相对湿度为3.2％。
在这样的相对湿度条件下，包装内表面吸附的液态水极少，无法形成腐蚀三种单分子液态水的必要条件，从而可以确保组件在长期存储中的可靠性。和使用环境。
内部水蒸气含量是密封组件严格的包装过程控制项目，并且在每批组件质量一致性测试项目中都是必须的。它也是第三方破坏性物理分析的必要测试项目。
除了用于内部水蒸气含量测试的采样外，控制内部水蒸气含量的另一种有效方法是密封性检查。通过测量每个组件的泄漏率，可以确保气密密封的完整性，并防止空气中的水蒸气侵入而影响组件的可靠性。
因此，选择高档元器件是保证系统可靠性的有力保证措施之一。 - - / 结尾 / - - 。