目前軍用集成電路外殼漏率檢測的主要依據是GJB 548A - 96的1014實驗程序。該實驗程序中明確規定未經密封的外殼應采用噴吹法檢漏。

集成電路外殼的噴吹法檢漏

　　噴吹法檢漏是目前使用最多、也是較方便的一種方法。其原理是:將集成電路外殼通過過渡接頭連接到檢漏儀上(如圖2所示) ;檢漏時,先用檢漏儀輔助泵對集成電路外殼進行預抽氣,抽至低真空;然后關閉輔助閥,打開節流閥,將集成電路外殼與已抽至極限真空的檢漏儀相通,并用其對集成電路外殼繼續抽氣(應確保集成電路外殼與檢漏儀相連處密封,可以采用加密封墊、密封圈、橡皮泥等方法進行密封) ;當質譜室達到工作壓力時,使儀器處于檢漏工作狀態,然后用儀器所附的噴槍向集成電路外殼疑似漏氣部位噴吹氦氣,如果有漏,氦氣被吸入集成電路外殼內部并進入檢漏儀,由輸出儀表顯示出來。由檢漏儀可以讀得漏孔的漏率大小,由噴槍噴吹的位置可以確定漏孔的位置。

1———檢漏儀; 2———輔助閥; 3———輔助泵;4———被檢工件; 5———氦氣瓶

圖2　噴吹法檢漏示意圖

　　當集成電路外殼存在大漏時,全部打開節流閥,再打開輔助閥,用輔助泵幫助抽氣,以維持檢漏儀的正常工作壓力。輔助泵工作后將導致檢漏儀的靈敏度降低,因此輔助閥的打開程度要盡量小,以能維持檢漏儀的正常工作壓力為限。

噴吹法檢漏的噴吹時間與移動速度

　　在標準環境條件下的噴吹法檢漏中,噴吹時間Δt由(2)式決定:

　　式中,Δt為噴吹時間; T1為檢漏儀電路反應時間; SHe為檢漏儀對氦氣的抽速; V 為集成電路外殼體積;Qmin為檢漏儀的最小可檢漏率; Q′m in為檢漏儀的最小有效可檢漏率;γHe為氦氣百分比濃度。在(2)式中,如檢漏儀已選定, 即SHe,T1 , Qmin , 為已知, 確定集成電路外殼體積V 及γHe , 即可求出最小有效可檢漏率為Q′m in時所需要的噴吹時間Δt。

圖3　噴氦覆蓋示意圖

　　噴吹法檢漏時, 噴槍的噴嘴并非停留在某處不動,而是以一定速度v在移動,如圖3所示。噴嘴噴出的氦氣并非集中在一點,而是覆蓋一片,這一片面積的直徑為d, d的大小取決于噴槍直徑D 及噴槍離集成電路外殼表面的距離h。D 越大, h越高,覆蓋面積就越大。一般噴槍距離集成電路外殼表面3mm～5mm,此時覆蓋面直徑d為噴槍直徑D 的10倍左右,即d = 10D。當D、Δt已知,則噴槍的移動速度v = d /Δt。

噴吹法檢漏淺析

　　當集成電路外殼存在大漏時,由于質譜室和集成電路外殼之間存在較大壓力差,通過集成電路外殼漏孔的氦分壓遠大于進入質譜室的氦分壓,使得儀器反應時間大大增加,導致靈敏度顯著降低;加上空氣對氦的稀釋,所以噴吹法一般誤差較大,檢測結果偏小。噴吹法檢漏的定量性是一個需要進一步研究的問題,在實際應用中,選用合適的安全系數是必須的。在可能的情況下,安全系數至少應取10。例如:被檢集成電路外殼實際工作要求為小于1 ×10- 9 Pa·m3/s,則在檢漏試驗時規定的最大漏率應為1 ×10- 10 Pa·m3/s或更小。

　　噴吹法的優點在于可以準確地找到漏孔的位置,然而由于檢漏的靈敏度與噴吹時間有關,噴吹時間越長,靈敏度越高,但檢測效率則大大降低。在噴吹法檢漏中,提高有效最小可檢漏率的途徑有兩條:一是提高氦氣的濃度,即使γHe = 1;二是增加噴吹時間。在實踐中,兼顧效率的情況下,一般噴吹時間Δt最多不超過3倍的儀器反應時間。如果γHe = 1,Δt = 3τ,那么有效最小可檢漏率就基本上接近最小可檢漏率(Q′m in = 1. 05Qmin ) 。