非标准气压封装元器件内部气氛分析方法和试验校准件技术

本发明专利技术公开了一种试验校准件，它为一系列内腔体积不同的、采用标准气压封装的金属空心圆柱体。本发明专利技术还公开了一种非标准气压封装元器件内部气氛分析方法，它包括如下步骤：选择内部气氛分析设备对应的校准器进行测量，获得被测元器件的端口压强值和内部气氛组成的摩尔体积比；获得被测元器件的实际内腔体积；获得三个或以上试验校准件样品的端口压强；获得被测元器件内部气氛与标准气压下等效的体积；用被测元器件的等效体积除以被测元器件的实际体积，得到修正因子，用该修正因子乘以测量的各气氛组成，得到与标准一致的评价数据，从而对元器件的可靠性作出评价。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及非正常气压封装元器件的可靠性评估，尤其涉及一种非标准气压封装元器件内部气氛分析方法和试验校准件。
技术介绍
非正常气压封装元器件是广泛使用的重要元器件之一。气密封元器件内部气氛的质量直接影响到元器件的长期可靠性，主要表现在以下方面(I)加速对电路的腐蚀作用；造成内部环境的恶性污染；(3)造成电路短路或烧毁；(5)电路失去应有的功能作用； (5)低温下的电路转换失效，(6)金属位移等等。评价元器件内部气氛质量的指标都是在标准气压封装条件下给出的，在非标准气压封装下通过乘以修正因子得到，而修正因子用到的核心数据就是被测元器件封装的气体压强，但是非正常气压封装元器件内气压与封装的环境气压相差非常大(内部存在各类的放气作用)，所以公式中封装的气体压强不能采用元器件封装时采用的环境压强。目前国内测量内腔腔体内部气体压强仅是针对一些大型机械结构或大型的元器件等，还没有在保证元器件内部气氛有效数据获得的前提下准确的计算出元器件内部的实际压强值的方法。对于非正常气压封装的元器件，进行内部气氛分析仅仅给出内部各气氛组成的气体摩尔比数据，并无法做出准确的合格与否的判断。而一般的解决方法是要么采用正常气压下的数据判断，要么采用元器件封装时的环境气压数据进行判断，两个方法都是难以令人信服的。
技术实现思路
针对现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种非标准气压封装元器件内部气氛分析方法和试验校准件，在保证元器件内部气氛有效数据获得的前提下准确的计算出元器件内部的实际压强值，通过换算获得非标准气压封装元器件内部的等效标准气压下的气氛组成数据，对非标准气压封装元器件在内部气氛分析方面进行可靠性评价。为了实现上述目的，本专利技术试验校准件的技术方案为一种试验校准件，它为一系列内腔体积不同的、采用标准气压封装的金属空心圆柱体。优选地，一系列的金属空心圆柱体采用铁镍合金材料制成，其直径大于5毫米。优选地，一系列的金属空心圆柱体的中心圆柱形孔直径大于2毫米。优选地,一系列的金属空心圆柱体的长度不相同。优选地，一系列的金属空心圆柱体的中心圆柱形孔经过电镀后再采用平行封焊在两端焊接上封盖。本专利技术非标准气压封装元器件内部气氛分析方法的技术方案包括如下步骤(I)选择内部气氛分析设备对应的校准器进行测量，获得被测元器件的端口压强值和内部气氛组成的摩尔体积比；(2)获得被测元器件的实际内腔体积；(3)根据被测元器件测量获得的端口压强值，在同等条件下测量与该端口压强值相当的三个或以上所述的试验校准件样品，获得三个或以上试验校准件样品的端口压强；(4)获得被测元器件内部气氛与标准气压下等效的体积；(5)用被测元器件的等效体积除以被测元器件的实际体积，得到修正因子，用该修正因子乘以测量的各气氛组成，得到与标准一致的评价数据，从而对元器件的可靠性作出评价。优选地，在步骤(I)中，选择对应校准器的方法是先粗略估计样品的内腔体积，然后乘以封装压强与标准大气压的比。优选地，在步骤(2)中，通过将被测元器件的穿刺孔堵住或测试前就先测量一下浸入量筒的水中，通过液面的增加得到被测元器件的体积，然后用同样的方法，将被测元器件打开，让液体完全填充样品内部，得到一个元器件的实体体积，通过两个体积相减得到样品实际内腔体积。优选地，通过将三个或以上的试验校准件样品测量的数据以体积作为纵坐标，端口压强作为横坐标，绘制到坐标系内，用平滑的曲线连接起来，通过被测元器件端口压强值，在图上得到被测元器件的等效气体体积。与现有技术相比，本专利技术使在元器件进行内部气氛分析过程中得到的几乎没有用的端口气压值，变成计算非标准气压封装元器件内部气体压强的核心数据，从而能够进行非标准气压封装元器件内部气氛分析的评价；通过试验校准件中对设备的标定，在正常条件的测试下，通过相应的计算，使被测元器件内部气氛组成能够换算成标准气压下的数据， 从而能够进行影响性分析。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。图I是端口压强和被测样品内腔器体积对应关系图。具体实施例方式试验校准件是一系列内腔体积不同的、采用正常气压封装的、能够便于检测的标准样品，它采用不同长度的标准金属空心圆柱体在标准气压下封装而成，在封装前后进行过清洗和镀镍工艺，以保证腔体内表面光滑和减弱有机多余物等的影响。试验校准件的材料应首先选择铁镍合金，该材料结构比较致密，表面吸附气体能力比较弱，加工过程中不容易形成空隙，材料成本也比较低。校准件形状应采用圆柱形，该外形容易加工，并且便于试验。具体加工方法是(I)选择圆柱形铁镍合金材料，其直径至少是5mm，过小的截面积在成型后不便于试验；(2)在圆柱形中心铣出一圆柱形孔，孔的直径要大于2mm，过小的孔不便于试验；(3)将圆柱体根据需要截出一定的长度，根据长度的不同，作出的样品内腔体积就有所不同；(4)作出同样直径的封盖，经过电镀后将圆柱体的中心孔采用平行封焊的方法焊接上，就作出了相应的校准件了。通常进行元器件内部气氛分析时能够得到测试过程中设备的端口压强、被测元器件内部各气氛组成的摩尔气体比，端口压强和被测气体总量、设备的抽真空的速度、测试前设备内部真空度状况和设备内部腔体总体积有关，除了被测气体总量外，其它影响端口压强值的参数在某一时段几乎是固定的或可以调成一致的。这样测试数据中的端口压强就只和被测元器件内部总量相关了，在知道了被测元器件内腔体积后，通过一系列的计算，就可以准确的获得被测元器件等效的内部气氛组成。具体试验方法如下(I)粗略的估算被测元器件等效标准气压下的内腔体积，选择内部气氛分析设备对应的校准器进行测量，获得被测器件的端口压强值和内部气氛组成的摩尔体积比，选择对应校准器的方法是先粗略估计样品的内腔体积，然后乘以封装压强与标准大气压的比，比如某被测样品的内腔体积约为0. I立方厘米，封装时环境气压为0. 5个标准大气压，那么应该选择0. 05立方厘米的校准器进行试验；(2)获得被测元器件的实际内腔体积，可以采用排除液体的方法进行计算得到，方法是先将被测元器件的穿刺孔堵住(或测试前就先测量一下)浸入量筒的水中，通过液面的增加得到被测元器件的体积，然后用同样的方法，将被测元器件打开，让液体能够完全填充样品内部，得到一个元器件的实体体积，通过两个体积相减就能够得到样品实际内腔体积；(3)根据被测器件测量获得的端口压强值，在同等条件下(设备状态一致)测量与该端口压强值相当的三个校准件样品，获得三个校准件样品的端口压强(对于加工出来的校准件，应该在一定时期，如3个月一次，进行测量，以积累校准件与端口压强之间对应关系的数据)；(4)获得被测元器件内部气氛与标准气压下等效的体积，方法有两种，首先是将三个校准件样品测量的数据以体积作为纵坐标，端口压强作为横坐标，绘制到坐标系内，然后用平滑的曲线连接起来，通过被测元器件端口压强值，在图上得到被测元器件的等效气体体积；其次通过二次曲线拟合公式计算也可以得到被测样品的等效气体体积；(5) 用被测元器件的等效体积除以被测元器件的实际体积，得到一个修正因子，用该修正因子乘以测量的各气氛组成，就可以得到与标准一致的评价数据，从而对元器件的可靠性做出客观准确的评价。如被测元器件的内腔体积为V，通过计算或者通过在绘制的曲线上查找得到被测元器件的等效体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种试验校准件，其特征在于，它为一系列内腔体积不同的、采用标准气压封装的金属空心圆柱体。2.根据权利要求I所述的试验校准件，其特征在于，所述一系列的金属空心圆柱体采用铁镍合金材料制成，其直径大于5毫米。3.根据权利要求I所述的试验校准件，其特征在于，所述一系列的金属空心圆柱体的中心圆柱形孔直径大于2毫米。4.根据权利要求I所述的试验校准件，其特征在于，所述一系列的金属空心圆柱体的长度不相同。5.根据权利要求I所述的试验校准件，其特征在于，所述一系列的金属空心圆柱体的中心圆柱形孔经过电镀后再采用平行封焊在两端焊接上封盖。6.一种非标准气压封装元器件内部气氛分析方法，利用权利要求I到5任一权利要求所述的试验校准件进行分析，其特征在于，它包括如下步骤(1)选择内部气氛分析设备对应的校准器进行测量，获得被测元器件的端口压强值和内部气氛组成的摩尔体积比；(2)获得被测元器件的实际内腔体积；(3)根据被测元器件测量获得的端口压强值，在同等条件下测量与该端口压强值相当的三个或以上所述的试验校准件样品，获得三个或以...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛付林，魏建中，
申请(专利权)人：工业和信息化部电子第五研究所，
类型：发明
国别省市：