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内部气氛分析在DPA工作中的重要作用 吴文章 总装备部电子信息基础部军用电子元器件DPA实验室(五所) 信息产业部电子第五研究所(广州1501信箱05分箱、wwzh@163．net) 摘要：本文介绍内部水汽台量分折在DPA工作中的重要作用．以及目前国内水汽 含量的现状和存在的普置问题．与封装工艺的相关性，进行工艺改进的措施． 关键词：DPA水汽含量工艺改进 1． 前言 我国开展军用电子元器件DPA工作较晚，但取得显著的效果．对我国军用元器件 产品贯彻国军标，提高质量与可靠性起积极的推动与促进作用．密封元器件的内部气 氛分析是DPA中的必检项目，是影响元器件质量可靠性的重要因素。从1998年开展 内部气氛分析咀来的三年多时间，对军用元器件的内部水汽含量进行摸底，充分了解 国内密封元器件内部气氛含量的现状，与国外先进水平的差距．经过我们和生产厂家 的共同努力，密封元器件的内部气氛含量合格率有显著的提高． 2． 电子五所在国内率先开展密封元器件内部气氛分析 密封元器件内部气氛分析在国外已有几十年的历史，具有完整和规范的标准．电 子五所在1998年率先引进具有先进水平的内部气氛分析仪．开始密封元器件内部气 氛分析研究．经过三年来上千批次的检测分析．及生产厂家的封装工艺改进，使国内 密封元器件的内部承汽含量合格率不断提高。DPA批次合格率逐年提高。98年～99 年开展水汽含量普查．普查结果水汽含量合格率(水汽含量一5000ppmv)只有27％． 水汽含量≥10000mmpv的样品占测试样品的63％．这样的结果是大家没有想到的。 在五所技术研究和厂家的积极技术改进下，密封元器件的内部有害气氛含量有明显的 下降．2000年密封元器件水汽含量测试合格率达到40％左右．2001年测试合格率估 计达到60N．在经过不断的努力，相信内部气氛的控制能够达到新的水平。 3． 内部气氛的危害性 内部残余气氛的状况对元器件的性能、寿命和可靠性影响很大．往往容易造成 元器件的性能低劣和早期失效．主要表现在以下几个方面：1加速对电路的腐蚀作用、 2造成内部环境的恶性污染、3形成电路的短路或烧毁、4电路失去应有的功能作用、 5低温下的电路转换失效、6影响电路的正常转换等．3D0130B和3CKl20B器件30 只样品经过4000小时的低温反偏试验后．失效样品达到21只，主要表现为参数失效， 经分析：失效机理是水汽引起芯片电性能劣化。内部气氛对密封继电器更具有危害性。 继电器在工作过程中，因发热或电弧作用，会释放水汽和残余气氛来．水汽在低温低 电平作用下，触点表面容易结霜。使触点接触不良而失效，有机气氛则在电弧作用下 会在触点表面聚合沉淀形成导电性极差的固态有机膜，从而造成失效。 4． 降低密封元器件内部有害气氛含量的技术途径 密封元器件的内部有害气氛的来源是多渠道的．通常有以下几个途径造成内部气 氛含量超标：封装环境气体、材料放气、密封不良、惰性保护气体不纯、沾污问题、 过热反应、清洗荆残余气体等。这些因素都可以通过改进封装工艺技术、封装设备、 封装环境、材料处理等解决。其中样品封装前的烘烤温度、烘烤时间、封装环境是主 要的改进工艺。 某型号产品经过两种不同的封装工艺过程，其内部气氛含量有很大的差别．见表 1． 第一次测试 I烘烤条件 抽真空一次、烘烤温度150C、烘烤时间l小时 水汽含量 I 11500ppm1400ppm11100ppm 13400ppm (4只样品) 第二次测试 烘烤条件 I抽真空三次、烘烤温度150C、烘烤时间3小时 3036ppm|250枷 毒黉篙，13519即“[3798ppm(4只样品)l Il I 厂家在现有设备的基础上，对器件的封装技术及封装工艺进行改造，经过多次摸索试 验，对器件的烘烤时间、表面清洗、温度、露点、抽真空次数、充氮气次数等参数进 行必要的调整，以达到水汽含量及残余气氛的降低。以下有两种器件经过攻关，使内 部水汽含量降低两个数量级。 光电耦合器封装技术改进 某型号光电耦台器 内部腔体体积大约0．05cc 封装工