光學(xué)檢漏的試驗(yàn)時(shí)間問(wèn)題

肖漢武

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所，江蘇 無(wú)錫 214035）

0 引言

與傳統(tǒng)的檢漏技術(shù)不同，光學(xué)檢漏（Optical leak test，OLT）可以一步完成細(xì)檢漏、粗檢漏過(guò)程，且檢測(cè)時(shí)間（即試驗(yàn)時(shí)間）明顯低于傳統(tǒng)的氦質(zhì)譜細(xì)檢漏和碳氟化合物粗檢漏，是一種效率極高的檢漏技術(shù)。

光學(xué)檢漏方法于1994年最早被引入了美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)STD-MIL-883E“微電路試驗(yàn)方法”中，經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，在STD-MIL-883J中給出了光學(xué)檢漏的漏率計(jì)算公式[1]，之后該檢漏方法得以快速推廣應(yīng)用。我國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB 548B-2005“微電子器件試驗(yàn)方法和程序”中第5節(jié)的方法1014.2引入光學(xué)粗檢漏（試驗(yàn)條件C4）、光學(xué)粗/細(xì)檢漏（試驗(yàn)條件C5）。正在修訂中的GJB 548C也直接引用了STD-MIL-883J中關(guān)于光學(xué)檢漏試驗(yàn)方法的最新規(guī)定，但其應(yīng)用才剛剛起步。

STD-MIL-883J雖然給出了光學(xué)檢漏的漏率計(jì)算公式，但對(duì)于光學(xué)檢漏的試驗(yàn)時(shí)間、壓力等均未明確規(guī)定，與傳統(tǒng)氦質(zhì)譜細(xì)檢漏、碳氟化合物粗檢漏中明確的試驗(yàn)條件（壓力、等待時(shí)間t1、t2）一樣，這些試驗(yàn)條件對(duì)具體的檢漏過(guò)程有重要的指導(dǎo)意義。本文主要討論光學(xué)檢漏中蓋板剛度與試驗(yàn)時(shí)間、壓力及標(biāo)準(zhǔn)漏率之間的關(guān)系，計(jì)算了各種芯腔體積下為確保足夠的檢漏靈敏度所必須的最短試驗(yàn)時(shí)間。

1 試驗(yàn)時(shí)間的計(jì)算

1.1 試驗(yàn)時(shí)間

光學(xué)檢漏是利用光學(xué)干涉儀測(cè)量檢漏加壓過(guò)程中，因加壓氣體通過(guò)漏孔進(jìn)入封裝腔體內(nèi)使得內(nèi)部壓力發(fā)生變化進(jìn)而導(dǎo)致封裝蓋板物理形變發(fā)生的形變變化量，并將這種蓋板物理形變變化量轉(zhuǎn)換成封裝的實(shí)際漏率。與傳統(tǒng)的氦質(zhì)譜檢漏類似，光學(xué)檢漏需要對(duì)待檢測(cè)器件進(jìn)行加壓。具體的檢漏步驟為：首先將待檢測(cè)封裝蓋板放置在加壓腔室內(nèi)，系統(tǒng)對(duì)加壓腔室先施加一個(gè)正弦曲線的壓力過(guò)程，同時(shí)測(cè)量蓋板的相應(yīng)形變并自動(dòng)計(jì)算封裝蓋板剛度值；然后系統(tǒng)開(kāi)始標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試周期，即按照設(shè)定的加壓壓力對(duì)腔室加壓，并維持加壓壓力。加壓穩(wěn)定后，封裝腔體內(nèi)外存在一個(gè)固定的壓力差，在此壓差作用下，封裝蓋板迅速凹陷。若封裝存在漏孔缺陷，加壓氣體（以氦氣為例）通過(guò)漏孔進(jìn)入封裝腔體內(nèi)使得內(nèi)部出現(xiàn)氦氣分壓。此時(shí)蓋板內(nèi)外兩側(cè)壓力差開(kāi)始變小，其差值在一個(gè)測(cè)試周期內(nèi)隨時(shí)間而變化。測(cè)試周期內(nèi)蓋板兩側(cè)壓差的變化使得蓋板凹陷程度逐漸減小，激光干涉儀測(cè)量封裝蓋板物理形變的變化量（即試驗(yàn)最后時(shí)刻與加壓后達(dá)到最大形變時(shí)刻的蓋板形變量差值），通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算出該封裝的實(shí)際漏率。最后，加壓腔室內(nèi)氣體釋放，光學(xué)檢漏過(guò)程結(jié)束。

圖1為光學(xué)檢漏過(guò)程示意圖[2]。與常規(guī)氦質(zhì)譜檢漏類似，光學(xué)檢漏同樣存在細(xì)漏、粗漏和合格三種狀態(tài)?？梢钥闯觯芊夂细衿骷谝粋€(gè)測(cè)試周期內(nèi)蓋板形變無(wú)變化，即一直維持一個(gè)最大的物理形變，這是因?yàn)槠骷?nèi)部未形成氦氣分壓，蓋板內(nèi)外兩側(cè)壓力差固定不變，如圖1（a）所示；當(dāng)器件存在一個(gè)很大的漏孔時(shí)，開(kāi)始加壓時(shí)，氣體很快通過(guò)漏孔進(jìn)入封裝腔體內(nèi)，蓋板內(nèi)外兩側(cè)壓力迅速達(dá)到平衡，此狀態(tài)下，蓋板維持初始狀態(tài)，如圖1（b）所示；當(dāng)器件存在微小漏孔時(shí)，在測(cè)試周期初始階段，封裝腔體內(nèi)外壓差最大，蓋板出現(xiàn)最大凹陷。隨后氦氣不斷進(jìn)入封裝腔體，氦氣分壓逐漸增大，蓋板內(nèi)外兩側(cè)壓力差變小，蓋板凹陷相應(yīng)變小（蓋板形變變化量變?。?，如圖1（c）所示。

圖1 光學(xué)檢漏的三種蓋板形變狀態(tài)Fig.1 Three status of the lid deflection during optical leak test

由于加壓結(jié)束后器件的實(shí)際漏率結(jié)果即可同時(shí)給出，其一個(gè)測(cè)試周期即為光學(xué)檢漏的試驗(yàn)時(shí)間，顯然，試驗(yàn)時(shí)間也等同于器件的加壓時(shí)間t。傳統(tǒng)氦質(zhì)譜檢漏的試驗(yàn)時(shí)間則是包括氦氣加壓時(shí)間t1和去除壓力后到漏氣檢測(cè)之間的停頓時(shí)間t2。正如氦質(zhì)譜檢漏的加壓時(shí)間t1和停頓時(shí)間t2影響氦質(zhì)譜檢漏的測(cè)量漏率，OLT的試驗(yàn)時(shí)間將決定其最小可檢測(cè)等效標(biāo)準(zhǔn)漏率。

1.2 光學(xué)檢漏靈敏度

光學(xué)檢漏的靈敏度取決于激光干涉儀的分辨率R，與激光波長(zhǎng)、激光掃描頻率等相關(guān)。激光波長(zhǎng)越短，掃描頻率越快，分辨率也越高。激光干涉儀的分辨率通常為幾個(gè)納米，目前市面上的光學(xué)檢漏儀采用的是綠色激光光源，激光波長(zhǎng)為532 nm，可探測(cè)的最小形變量為5 nm。也就是說(shuō)，目前光學(xué)檢漏儀的靈敏度為0.005μm。雖然紫光波長(zhǎng)更短，有利于分辨率的提升，但紫光對(duì)于金屬蓋板鍍層的影響更明顯，目前并未應(yīng)用于光學(xué)檢漏儀。

1.3 最小可檢測(cè)壓力變化量

光學(xué)檢漏的實(shí)質(zhì)是通過(guò)激光干涉儀探測(cè)封裝蓋板在檢漏腔室壓力作用一定時(shí)間（試驗(yàn)時(shí)間t）后蓋板形變的變化量來(lái)計(jì)算封裝的實(shí)際漏率。最小可檢測(cè)壓力變化量是指蓋板在激光干涉儀可探測(cè)的最小形變量對(duì)應(yīng)的封裝腔體內(nèi)部壓力的變化量，用pmin來(lái)表示，單位為Pa。

封裝蓋板在壓力作用下發(fā)生形變，其形變量與蓋板剛度S和蓋板內(nèi)外兩側(cè)的壓力差相關(guān)[3-4]。光學(xué)檢漏儀所能探測(cè)到的最小蓋板形變量即為激光干涉儀的分辨率R，對(duì)應(yīng)的蓋板內(nèi)外兩側(cè)的壓力差即為最小可檢測(cè)壓力變化量，三者之間的關(guān)系可以通過(guò)式（1）表示。

式中：pmin為最小可檢測(cè)壓力變化量，Pa；R為激光干涉儀分辨率，μm；S為蓋板剛度，μm/Pa。

1.4 封裝腔體實(shí)際壓力變化量

OLT中封裝腔體在檢漏腔室的加壓過(guò)程與傳統(tǒng)氦質(zhì)譜檢漏中的加壓過(guò)程相似，但前者的加壓時(shí)間即試驗(yàn)時(shí)間遠(yuǎn)低于后者。OLT通常采用氦氣進(jìn)行加壓，倘若器件存在密封不良，在試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)封裝腔體內(nèi)部的氦氣分壓pHe（即封裝腔體實(shí)際壓力變化量）將增大，其值可以借用氦質(zhì)譜檢漏式（2）進(jìn)行計(jì)算。

式中：pHe為進(jìn)入封裝腔體內(nèi)部的氦氣分壓，Pa；L為等效標(biāo)準(zhǔn)漏率（空氣），Pa·cm3/s；pE為 檢漏腔室氣體加壓壓力，Pa；p0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力，Pa；t1為氦氣加壓時(shí)間，s；t2為加壓放氣后到開(kāi)始氦質(zhì)譜檢漏的候檢時(shí)間，s；V為封裝腔體體積，cm3。

在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，封裝腔體一直處于加壓狀態(tài)，不存在放氣過(guò)程，式（2）中t2部分可以省略。式（2）可簡(jiǎn)化為：

式中：t為光學(xué)檢驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)間，s。

蓋板形變時(shí)本身會(huì)引起封裝腔體內(nèi)部初始?jí)毫Φ淖兓热羝骷](méi)有泄漏，那么這種壓力變化是固定不變的。因此可忽略蓋板形變引起的內(nèi)部壓力變化，故光學(xué)檢漏過(guò)程中封裝腔體內(nèi)部的壓力變化量即為加壓過(guò)程中氦氣進(jìn)入腔體內(nèi)的氦氣分壓。

對(duì)于一個(gè)存在漏孔的封裝，光學(xué)檢漏開(kāi)始加壓時(shí)（即t=0），封裝腔體內(nèi)氦氣分壓為0，此時(shí)腔體的內(nèi)外壓力差為腔室加壓壓力pE減去封裝腔體內(nèi)的初始?jí)毫ini。蓋板在腔室加壓壓力的作用下產(chǎn)生一個(gè)初始形變，也是最大形變；當(dāng)加壓至某個(gè)時(shí)刻（即試驗(yàn)時(shí)間t），封裝腔體內(nèi)部氦氣分壓增加至pHe，相對(duì)于t=0時(shí)刻，此時(shí)封裝腔體實(shí)際壓力變化量為pHe-0。隨著試驗(yàn)時(shí)間t增加，封裝腔體內(nèi)氦氣分壓pHe增大，實(shí)際壓力變化量增大，但封裝腔體的內(nèi)外壓力差pE-pini-pHe變小，蓋板形變量隨之減小。當(dāng)漏孔足夠大或時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，pHe=pE，蓋板恢復(fù)至原始的狀態(tài)，此時(shí)蓋板形變量最小[2]。

根據(jù)式（3），在最大允許等效標(biāo)準(zhǔn)漏率L（即現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的等效標(biāo)準(zhǔn)漏率的最大極限值，又稱等效標(biāo)準(zhǔn)漏率拒收判據(jù)）下，計(jì)算了不同封裝腔體體積在不同試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)的封裝腔體壓力變化量pHe。根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制了封裝腔體體積0.005～10 cm3范圍內(nèi)腔體壓力變化量pHe與試驗(yàn)時(shí)間t的關(guān)系曲線，如圖2所示。可以看出，不同體積下的關(guān)系曲線呈線性，即在漏率為最大允許等效標(biāo)準(zhǔn)漏率情形下封裝腔體的壓力變化量與試驗(yàn)時(shí)間基本成正比關(guān)系。

圖2 最大允許等效標(biāo)準(zhǔn)漏率下封裝腔體壓力變化量與試驗(yàn)時(shí)間的關(guān)系曲線Fig.2 The relationship between the pressure change inside the package cavity and the test time under the maximum allowable equivalent standard leak rate

1.5 最小試驗(yàn)時(shí)間

光學(xué)檢漏中只有當(dāng)封裝腔體壓力變化量大于或等于蓋板的最小可檢測(cè)壓力變化量時(shí)，激光干涉儀才能有效探測(cè)其蓋板形變，進(jìn)而得出該封裝的實(shí)際漏率。在實(shí)際檢漏中，在最大允許等效標(biāo)準(zhǔn)漏率下，當(dāng)封裝腔體壓力變化量達(dá)到蓋板的最小可檢測(cè)壓力變化量時(shí)，相應(yīng)的時(shí)間即為最小試驗(yàn)時(shí)間。

由上述分析可以知道，蓋板的最小可檢測(cè)壓力變化量與蓋板的剛度緊密相關(guān)，剛度越大，蓋板彈性越好，其最小可檢測(cè)壓力變化量越小。由于封裝腔體壓力變化量與試驗(yàn)時(shí)間呈近似正比關(guān)系，實(shí)際檢測(cè)中僅需較短的試驗(yàn)時(shí)間，封裝腔體的實(shí)際壓力變化量即可超過(guò)蓋板的最小可檢測(cè)壓力變化量。相反，剛度越小，蓋板彈性越差，其最小可檢測(cè)壓力變化量也越大，所需的試驗(yàn)時(shí)間相應(yīng)變長(zhǎng)。

將式（3）中pHe替換為pmin，則對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)時(shí)間tmin（最小試驗(yàn)時(shí)間），由此可推導(dǎo)出最小試驗(yàn)時(shí)間計(jì)算式（4）：

式中：pmin為最小可檢測(cè)壓力變化量，Pa；Lmax為最大允許等效標(biāo)準(zhǔn)漏率（空氣），Pa·cm3/s；tmin為最小試驗(yàn)時(shí)間，s。

如前所述，最小可檢測(cè)壓力變化量pmin與蓋板剛度S相對(duì)應(yīng)，將式（4）中的pmin用蓋板剛度S來(lái)替換，得到式（5）。

式中：R為激光干涉儀分辨率，0.005μm；S為蓋板剛度值，μm/Pa。

利用式（5）計(jì)算最小試驗(yàn)時(shí)間tmin，根據(jù)其結(jié)果繪制封裝腔體體積0.005～10 cm3范圍內(nèi)二者之間的關(guān)系曲線，如圖3所示。為試驗(yàn)參照方便，圖和表中最小試驗(yàn)時(shí)間的單位為min。由圖可以看出，最小試驗(yàn)時(shí)間隨蓋板剛度增大而減小。

圖3 最大允許等效標(biāo)準(zhǔn)漏率下蓋板剛度與最小試驗(yàn)時(shí)間的關(guān)系曲線Fig.3 The relationship between the lid stiffness and the minimum test time under the maximum allowable equivalent standard leak rate

表1列舉了不同最小可檢測(cè)壓力變化量/蓋板剛度在最大允許等效標(biāo)準(zhǔn)漏率下對(duì)應(yīng)的最小試驗(yàn)時(shí)間具體數(shù)值。

表1 不同最小可檢測(cè)壓力變化量/蓋板剛度在最大允許等效標(biāo)準(zhǔn)漏率下對(duì)應(yīng)的最小試驗(yàn)時(shí)間Tab.1 The minimum test time corresponding to the different minimum measurable pressure change or the lid stiffness under the maximum allowable equivalent standard leak rate

由表1可以看出，當(dāng)封裝腔體體積V=0.01 cm3，蓋板剛度S=7.25×10-6μm/Pa時(shí)，在5.00×10-3Pa·cm3/s的允許等效標(biāo)準(zhǔn)漏率下采用517 000 Pa加壓時(shí)對(duì)應(yīng)的最小試驗(yàn)時(shí)間為1.68 min，故其試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)為2 min以上。對(duì)于一個(gè)腔體體積V=0.05 cm3，蓋板剛度S=7.25×10-6μm/Pa的封裝，同樣采用517 000 Pa加壓時(shí)，其最小試驗(yàn)時(shí)間為4.21 min，因此試驗(yàn)時(shí)間不低于5 min即可。顯然，封裝腔體體積越大，其最小試驗(yàn)時(shí)間也越長(zhǎng)。如同樣是蓋板剛度S=7.25×10-6μm/Pa、腔體體積V=2 cm3的封裝，其最小試驗(yàn)時(shí)間接近30 min。從這一點(diǎn)也可以看出，光學(xué)檢漏方法對(duì)大尺寸封裝的檢漏效率比小尺寸封裝要低很多。

2 討論

2.1 大尺寸腔體的局限

從上述計(jì)算中可以看出，封裝蓋板剛度越小，其最小可檢測(cè)壓力變化量也越大；反之，剛度越大，對(duì)應(yīng)的最小可檢測(cè)壓力變化量也越小。對(duì)于腔體體積較小的封裝，較短的試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到足夠的封裝腔體壓力變化量；然而，當(dāng)封裝腔體體積過(guò)大時(shí)，即便是試驗(yàn)時(shí)間加長(zhǎng)，封裝腔體壓力變化量依舊較小，有可能小于其蓋板的最小可檢測(cè)壓力變化量。從表1可知，當(dāng)封裝腔體體積超過(guò)4 cm3，同樣在蓋板剛度S=7.25×10-6μm/Pa的的情形下，其最小試驗(yàn)時(shí)間將超過(guò)60 min。這是光學(xué)檢漏的局限性。

對(duì)于腔體體積過(guò)大的器件，通過(guò)增加試驗(yàn)時(shí)間、加大氦氣加壓壓力可以增加封裝腔體壓力變化量，但氦氣加壓壓力不可過(guò)大，否則存在因蓋板凹陷變形導(dǎo)致的鍵合引線坍塌、密封結(jié)構(gòu)損傷等風(fēng)險(xiǎn)[5]。增大蓋板剛度可以有效降低試驗(yàn)時(shí)間，但剛度增大后蓋板形變量反而變大，蓋板凹陷更明顯，對(duì)于大尺寸器件顯然不合適。

2.2 最小可檢測(cè)等效標(biāo)準(zhǔn)漏率

最小可檢測(cè)等效標(biāo)準(zhǔn)漏率是指光學(xué)檢漏系統(tǒng)能夠檢測(cè)的最小等效標(biāo)準(zhǔn)漏率，對(duì)應(yīng)干涉儀所能探測(cè)的蓋板最小形變量或形變變化量，即對(duì)應(yīng)于最小可檢測(cè)壓力變化量情況下的等效標(biāo)準(zhǔn)漏率。

與氦質(zhì)譜檢漏不同的是，光學(xué)檢漏系統(tǒng)測(cè)量值即為相對(duì)氦氣的等效標(biāo)準(zhǔn)漏率。光學(xué)檢漏的漏率計(jì)算如式（6）[1]：

式中：OLHe為氦氣等效標(biāo)準(zhǔn)漏率，Pa·cm3/s；D為在t時(shí)刻蓋板形變的變化量，μm。

計(jì)算最小可檢測(cè)等效標(biāo)準(zhǔn)漏率時(shí)，式（6）中的D等于光學(xué)檢漏儀的分辨率R，對(duì)應(yīng)于蓋板的最小可檢測(cè)壓力變化量，其值為5 nm。由于光學(xué)檢漏儀得出的漏率為氦氣等效標(biāo)準(zhǔn)漏率，換算成等效標(biāo)準(zhǔn)漏率L（空氣）時(shí)需要乘上一個(gè)系數(shù)0.373。由此導(dǎo)出最小可檢測(cè)等效標(biāo)準(zhǔn)漏率計(jì)算式（7）：

式中：Lmin為最小可檢測(cè)等效標(biāo)準(zhǔn)漏率（空氣），Pa·cm3/s。

顯然，式（7）與式（5）是完全吻合的。從式（7）可知，光學(xué)檢漏的最小可檢測(cè)等效標(biāo)準(zhǔn)漏率與試驗(yàn)時(shí)間成反比關(guān)系。這與氦質(zhì)譜檢漏不同，后者的最小可檢測(cè)等效標(biāo)準(zhǔn)漏率取決于檢漏儀本身的靈敏度，與試驗(yàn)條件無(wú)關(guān)。與式（5）給出的最小試驗(yàn)時(shí)間不同的是，雖然都對(duì)應(yīng)最小可檢測(cè)壓力變化量，但最小試驗(yàn)時(shí)間對(duì)應(yīng)的是最大允許等效標(biāo)準(zhǔn)漏率，即光學(xué)檢漏儀檢測(cè)出實(shí)際漏率正好等于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中等效標(biāo)準(zhǔn)漏率拒收判據(jù)的最短加壓時(shí)間，這是保證光學(xué)檢漏能正常篩選密封不合格器件的基本條件。只有當(dāng)最小可檢測(cè)等效標(biāo)準(zhǔn)漏率小于等于最大允許等效標(biāo)準(zhǔn)漏率，才能確保通過(guò)光學(xué)檢漏的器件的實(shí)際漏率符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求，否則，部分實(shí)際漏率大于最大允許等效標(biāo)準(zhǔn)漏率的器件將會(huì)被漏檢而混入密封合格器件中。當(dāng)試驗(yàn)時(shí)間明顯超過(guò)最小試驗(yàn)時(shí)間時(shí)，光學(xué)檢漏的最小可檢測(cè)等效標(biāo)準(zhǔn)漏率進(jìn)一步減小，檢漏儀所能檢測(cè)的漏率范圍也越大，相當(dāng)于提高了光學(xué)檢漏的靈敏度。這也是光學(xué)檢漏的一個(gè)優(yōu)勢(shì)。

表2列舉了封裝腔體體積分別為0.005 cm3、0.05 cm3、0.1 cm3、5 cm3和 0.1 cm3時(shí)，在 5 min、10 min、20 min試驗(yàn)時(shí)間及不同蓋板剛度下的具體最小可檢測(cè)等效標(biāo)準(zhǔn)漏率值。可以看出，對(duì)于體積為0.1 cm3的封裝腔體，要求檢漏試驗(yàn)時(shí)間為5 min時(shí)，為保證光學(xué)檢漏具有氦質(zhì)譜檢漏相同的靈敏度（即具有相同的等效標(biāo)準(zhǔn)漏率1.00×10-2Pa·cm3/s），則要求蓋板的剛度必須不小于1.22×10-5μm/Pa；若試驗(yàn)時(shí)間為10 min時(shí)，要求蓋板剛度不小于6.09×10-6μm/Pa；若試驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)至20 min時(shí)，蓋板剛度須大于3.05×10-6μm/Pa。而當(dāng)封裝腔體體積為0.05 cm3時(shí)，對(duì)應(yīng)于試驗(yàn)時(shí)間為5 min、10 min、20 min的蓋板剛度須分別不小于6.09×10-6μm/Pa、3.05×10-6μm/Pa、1.60×10-6μm/Pa。實(shí)際光學(xué)檢漏應(yīng)用中某些器件無(wú)法正確檢測(cè)，究其原因正是由于未根據(jù)封裝的具體狀態(tài)選擇合適的檢漏條件，導(dǎo)致蓋板的形變狀 態(tài)達(dá)不到檢漏儀的最小靈敏度要求。

表2 不同試驗(yàn)時(shí)間及不同蓋板剛度下的最小可檢測(cè)等效標(biāo)準(zhǔn)漏率Tab.2 The minimum measurable equivalent standard leak rate corresponding to the different test time and the lid stiffness

圖4顯示了封裝腔體體積為0.005 cm3、0.1 cm3及5 cm3時(shí)，在試驗(yàn)時(shí)間為5 min、10 min及20 min對(duì)應(yīng)的最小可檢測(cè)等效標(biāo)準(zhǔn)漏率與蓋板剛度之間的關(guān)系。

圖4 最小可檢測(cè)等效標(biāo)準(zhǔn)漏率與蓋板剛度的關(guān)系曲線Fig.4 The relationship between the minimum measurable equivalent standard leak rate and the lid stiffness

從圖4可以看出，最小可檢測(cè)等效標(biāo)準(zhǔn)漏率Lmin隨蓋板剛度S增大而減小。通過(guò)式（7）可以知道，增大加壓壓力pE同樣可以達(dá)到降低Lmin的效果。但如前所述，增大加壓壓力或蓋板剛度對(duì)大尺寸封裝存在風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)際檢漏過(guò)程中需慎重考慮。

3 結(jié)論

光學(xué)檢漏中選擇合適的試驗(yàn)時(shí)間可保證系統(tǒng)獲得氦質(zhì)譜檢漏相同的靈敏度。本文提出最小可檢測(cè)壓力變化量、封裝腔體實(shí)際壓力變化量、最小可檢測(cè)等效標(biāo)準(zhǔn)漏率等概念，并討論了其與試驗(yàn)時(shí)間、蓋板剛度、腔體體積等參數(shù)間的相關(guān)性：

（1）最小可檢測(cè)壓力變化量是光學(xué)檢漏探測(cè)器件漏率的基本條件，其大小可通過(guò)蓋板剛度確定；

（2）選擇最小試驗(yàn)時(shí)間時(shí)須保證檢測(cè)過(guò)程中封裝腔體內(nèi)的壓力變化量不小于其最小可檢測(cè)壓力變化量；

（3）光學(xué)檢漏的最小可檢測(cè)等效標(biāo)準(zhǔn)漏率與試驗(yàn)時(shí)間相關(guān)，試驗(yàn)時(shí)間越長(zhǎng)，最小可檢測(cè)等效標(biāo)準(zhǔn)漏率越?。环庋b腔體體積越大，蓋板剛度越小，相應(yīng)的最小可檢測(cè)等效標(biāo)準(zhǔn)漏率越大；

（4）大尺寸腔體試驗(yàn)時(shí)間明顯加長(zhǎng)，因蓋板剛度不宜過(guò)大，應(yīng)用光學(xué)檢漏時(shí)存在局限性。