姜單單 宋恒凱 徐敬瑞 李杏濤 辛虎

中國石化潤滑油有限公司北京分公司

本文對電子元器件常用檢漏方法進行了介紹，并結合檢漏方法介紹了相應用于粗檢漏工藝中的含氟油產(chǎn)品。

隨著當今科技的不斷發(fā)展，電子元器件涉及的應用領域已越來越廣泛，尤其是在航空、航天、儀表、測量、軍工等高精尖領域的應用更是越來越頻繁[1～3]。這些領域技術的不斷提高，也對電子元器件的質量不斷提出更高的要求。電子元器件質量的好壞將直接影響各設備質量的好壞，其構成的電子產(chǎn)品必須具有抵抗外部環(huán)境腐蝕的能力，因而許多電子元器件都要求密封性必須良好[4]。密封是阻止流體（氣體、液體)介質通過結構縫隙、空穴、孔洞從一個部位流向另一個部位及滲漏到密封結構之外的措施[1]。電子元器件的密封性差，將在應用中帶來很多不利影響，如：密封性能差的電子元器件將無法抵御外部環(huán)境的腐蝕，而且在具有較高溫、濕度變化和有害氣體的環(huán)境中會形成呼吸作用，使元器件內部的金屬絲或鍍敷金屬層產(chǎn)生電解腐蝕而損壞，造成電參數(shù)改變、性能降低或功能直接喪失；密封效果差引起內部水汽過高，在低溫時會造成繼電器在觸點產(chǎn)生冷焊現(xiàn)象，從而使其功能喪失；或為了達到防電磁輻射、防光源干擾等目的要求器件密封時，密封性不好的出現(xiàn)將直接導致器件失效[2,4]。這些不利影響將嚴重影響電子元器件的使用可靠性。因此，幾乎所有電子元器件生產(chǎn)單位都需要密封檢漏作為篩選試驗項目百分百地進行檢驗[5]。

電子元器件的篩選由檢漏試驗來確定，以排除由于使用了劣質密封材料或因工藝不良而致使密封存在問題的電子元器件。常用的電子元器件檢漏試驗方法，即細檢漏和粗檢漏兩個過程：細檢漏即是選用示蹤氣體檢漏的方法；粗檢漏目前常用的方法是含氟油氣泡法。檢漏試驗中先進行細檢漏，再進行粗檢漏。含氟油具有優(yōu)異的介電性能、優(yōu)異的化學惰性、優(yōu)良的電絕緣性以及優(yōu)異的耐高低溫能力，使其成為電子元器件粗檢漏試驗用油的理想選擇。對應粗檢漏方法，本文介紹并推薦了幾種相應的含氟油品。所推薦油品應用在粗檢漏過程中，對電子元器件的各項參數(shù)均未有影響，獲得用戶一致認可。

常用檢漏試驗方法

檢漏試驗過程通常是細檢漏與粗檢漏試驗搭配使用，細檢漏可以精確地確定電子元器件的漏率值，粗檢漏試驗過程在細檢漏試驗過程之后進行。GJB 548B—2005《微電子器件試驗方法和程序》方法1014.2、GJB 360B—2009《 電 子及電氣元件試驗方法》方法112均規(guī)定了檢漏試驗所需用到的檢漏方法。多數(shù)廠家是先細檢漏，再粗檢漏，也有部分廠家是先粗檢漏，再細檢漏。下面將分別介紹應用較多的示蹤氣體檢漏法（細檢漏）和含氟油氣泡法（粗檢漏）的主要步驟：

示蹤氣體檢漏法

對被檢元器件氦氣加壓

將被檢元器件放入密封容器中，抽真空后，用高純氦氣對被檢元器件施加適宜的壓力，加壓一定時間后解壓并取出被檢元器件。在加壓過程中，若被檢元器件存在漏孔，則氦氣將進入被檢元器件內腔。

被檢元器件的表面凈化

由于被檢元器件封裝材料和結構等原因，解壓后取出的被檢元器件表面會有一定量的氦氣吸附，從而影響下一步細檢漏的檢測靈敏度和可靠性。因此被檢元器件經(jīng)上一步驟操作后需要用干燥的氮氣或空氣吹除表面吸附的氦氣。

氦質譜檢漏儀細檢漏

將經(jīng)過表面凈化的被檢元器件放入與氦質譜檢漏儀相連的真空室，如果被檢元器件密封性存在問題，則壓入元器件內部的示蹤氣體氦氣會通過漏孔進入氦質譜檢漏儀，從而得到被檢元器件的漏率，并依據(jù)相應標準判斷該元器件是否合格。

含氟油氣泡法

壓入低沸點氟油

將表面處理干凈的被檢元器件放入加壓容器，容器密閉后先抽真空，然后在真空狀態(tài)向容器內注入低沸點氟油，使被檢元器件完全被淹沒，并再用氮氣對容器加壓一定時間。若被檢元器件存在漏孔，則低沸點氟油便被壓入被檢元器件內腔。加壓完成后，將元器件取出，之后放在空氣中干燥一定時間，以去除被檢元器件表面的低沸點氟油。

高沸點氟油加熱氣泡粗檢漏

將干燥后的被檢元器件浸入已加熱到125 ℃±5 ℃的高沸點氟油中，被檢元器件頂部浸入深度不應小于5 cm，浸沒一定時間，通過放大鏡觀察被檢元器件是否存在冒泡的情況，若有氣泡連續(xù)放出，則表明被檢元器件的密封性能存在問題。

粗檢漏試驗對含氟油品的要求及相應油品介紹

粗檢漏試驗對含氟油品的要求

粗檢漏試驗過程中，依據(jù)是否有漏氣氣泡產(chǎn)生來判斷電子元器件是否存在密封不良的問題，而漏氣氣泡的觀察測定又是依靠試驗操作人員肉眼判定的，因此粗檢漏試驗是很容易在觀察氣泡過程中造成誤差的。漏氣氣泡的形成大小、氣泡在125 ℃±5 ℃的高沸點氟油中穩(wěn)定持續(xù)的時間長短、氣泡在氟油中上浮速度的快慢，都會影響粗檢漏試驗的靈敏度和精確度。由此也依據(jù)這些影響因素，考慮了粗檢漏試驗對含氟油品的一些要求。

粗檢漏試驗中，氣泡的形成是與氣液接觸處液體對其施加的壓力、液體上方外部空間壓力（針對本文介紹的方法，此壓力即為大氣壓）以及所處液體相應深度產(chǎn)生的壓力有關。其中氣液接觸處液體對其施加的壓力與液體的表面張力有關。根據(jù)一系列的推算[6]，得知當漏孔較大，特別是當表面張力較大時，產(chǎn)生的氣泡的半徑也就越大，如此以來就更加便于觀察氣泡的產(chǎn)生，因此表面張力較大的高沸點氟油是有利于提高粗檢漏試驗的靈敏度的。但是過大的表面張力會造成氣泡的表面吉布斯自由能增高，致使氣泡會在熱力學上不穩(wěn)定，影響氣泡的穩(wěn)定存在，因此，高沸點氟油的表面張力也不宜過大。此外，氣泡是否能產(chǎn)生以及產(chǎn)生氣泡的穩(wěn)定性還與油品的黏度有關，黏度小時，形成氣泡膜的液體容易流失，氣泡壁容易變薄而破裂，其成泡性和穩(wěn)定性均較低[7]，從而不利于肉眼及時觀察到因泄露產(chǎn)生的氣泡；然而，由于氣泡在氟油中的上浮速度與黏度特性有關，當氟油黏度增大時，氣泡上浮的速度會減慢[7,8]，氣泡在氟油中持續(xù)存在的時間更久，更有利于肉眼及時觀察到上升的氣泡，從而有利于提高粗檢漏試驗的靈敏度。當然油品黏度也不宜過大，黏度太大時，氣泡很難形成。此外，為了方便觀察，粗檢漏試驗所用含氟油品也必須是無色透明的。

此外，粗檢漏試驗過程中，電子元器件需要浸沒在含氟油品中，而且高沸點的含氟油品還需要加熱到125 ℃±5 ℃。考慮到這些因素，含氟油品還需要滿足以下要求：

◇良好的絕緣性；

◇與金屬和非金屬材料有良好的相容性，優(yōu)異的化學穩(wěn)定性，在常溫和125 ℃±5 ℃條件下，均不與電子元器件的材料發(fā)生任何反應；

◇優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，尤其是粗檢漏試驗中使用的高沸點含氟油品，需要在加熱的條件不發(fā)生分解；

◇較低的蒸發(fā)損失量；

◇良好的介電性能。

目前用于粗檢漏試驗過程中的含氟油品正是由于具有優(yōu)異的化學惰性、良好的熱穩(wěn)定性、極低的揮發(fā)性、高介電性、良好的絕緣性能及與金屬和非金屬材料有良好的相容性等性能，較好地滿足了電子元器件檢漏領域對其嚴格的要求，而在市場上應用頗為廣泛。

相應油品介紹

粗檢漏試驗方法最先推薦使用的低沸點氟油為三氟三氯乙烷（F113），但由于F113被確認為破壞大氣層的有害氣體，目前，市場上已限制F113的使用，因此需要考慮F113的替代問題。與低沸點氟油配套使用的高沸點氟油為全氟三丁胺，兩者組合粗檢漏試驗的靈敏度也相對較高，但會致使空氣受到污染，產(chǎn)生有害物質，破壞臭氧層，從而給人類的生存環(huán)境帶來危害[7]。為滿足市場的使用需求和環(huán)保要求，中國石化潤滑油有限公司已升級推出可替代F113使用的低沸點氟油4830-2電子液產(chǎn)品，并依據(jù)粗檢漏試驗對含氟油品的要求，先后推出高沸點氟油4830檢漏液與4830M檢漏液。F113與4830-2產(chǎn)品的常見性能指標的對比見表1，4830、4830M檢漏液與全氟三丁胺常見性能指標的對比見表2。

由表1可知，4830-2電子液與F113的常見性能指標十分的接近，可作為F113的替代產(chǎn)品使用。由表2可見，4830檢漏液、4830M檢漏液兩種產(chǎn)品相比較全氟三丁胺來說，表面張力與黏度值稍大，依據(jù)上述的分析，選用這兩種氟油作為粗檢漏試驗過程中的高沸點氟油，如若電子元器件存在漏孔，粗檢漏過程中產(chǎn)生的氣泡可能更大些，氣泡在氟油中持續(xù)存在時間也會更久些，從而進一步提高粗檢漏試驗的靈敏度和精確度。此外，這兩種產(chǎn)品的沸點更高，在高溫下的蒸發(fā)損失更小，有利于延長其使用時間，而且其具有良好的介電性能、高的熱穩(wěn)定性能、優(yōu)異的化學惰性等特性，不會對被檢元器件造成損害，保持被檢元器件性能的完整性。因此，4830檢漏液與4830M檢漏液可以作為全氟三丁胺的替代品而被使用。

表1 低沸點氟油相應產(chǎn)品常見性能指標

表2 高沸點氟油相應產(chǎn)品常見性能指標

結束語

隨著科技的不斷發(fā)展，電子元器件的應用將更加廣泛，應用領域對電子元器件的質量要求也會越來越嚴格。粗檢漏試驗是檢驗電子元器件質量必經(jīng)的工序，粗檢漏試驗用含氟油品的需求也將增加。本文介紹的低沸點氟油4830-2電子液產(chǎn)品可代替F113使用，4830、4830M檢漏液具有更加適宜的表面張力和黏度以及良好的介電性能、高的熱穩(wěn)定性能、優(yōu)異的化學惰性以及與金屬和非金屬良好的相容性等性能，將在市場上更廣泛使用。