一種對于安裝在線路板上的電子元器件的密封性檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電子元器件檢測技術領域，特別涉及一種對于安裝在線路板上的電子元器件的密封性檢測方法，其對整塊線路板進行檢測，在進行檢測之前，先確定加壓壓力和加壓時間。壓力室的加壓壓力應該選取所有被檢測電子元器件所能承受的典型加壓壓力的最小值，使所有被檢測電子元器件不會因為加壓壓力過大而受損；之后通過測試確定出一個合適的加壓時間，使各個被檢測電子元器件的檢測靈敏度均達到檢測的要求；最后試驗人員運算得到每個電子元器件的漏率。該方法能檢測安裝有多種電子元器件的線路板上的多個電子元器件的密封性，相對于現(xiàn)有技術來說本發(fā)明的檢測方法省時省力，檢測成本低，適于推廣應用。
【專利說明】
一種對于安裝在線路板上的電子元器件的密封性檢測方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于電子元器件檢測技術領域，特別涉及一種對于安裝在線路板上的電子 元器件的密封性檢測方法。
【背景技術】
[0002] 電子元器件的密封性是指其封裝結構的密封性，是生產時尤為重要的檢測項目， 密封性的好壞直接影響產品的性能，密封性不良輕則改變電子元器件的表面狀態(tài)，使電子 元器件性能劣化，重則對使外界空氣水分等進入電子元器件內部并產生腐蝕，使電子元器 件出現(xiàn)開路等致命失效。
[0003] 現(xiàn)有技術中，存在多種電子元器件的密封性的檢測方法，如氦質譜背壓細檢漏法、 放射性同位素檢漏法、重量增加檢漏法等，但在目前，這些檢漏方法僅用在對獨立的電子元 器件進行密封性檢測，檢測合格后再把電子元器件裝到線路板上。
[0004] 但是，當多種類及多個電子元器件安裝到線路板上后，會遇到下述問題：（1)在將 篩選合格的電子元器件焊接于線路板之后還需要對線路板進行檢測，檢測時仍會發(fā)現(xiàn)線路 板上的電子元器件存在密封性缺陷，這可能意味著焊接過程引入某個或某些電子元器件發(fā) 生密封性失效；（2)當線路板在使用過程中出現(xiàn)失效時，需要確定線路板上的電子元器件是 否存在密封性缺陷，如果有電子元器件密封性不合格，需要更換該電子元器件，使得線路板 正常工作。在上述兩種情況下，為了檢測出存在密封性缺陷的電子元器件，需要把電子元器 件逐一拆下來后再用現(xiàn)有的方法進行檢測，這費時費力，且檢測成本較高。
[0005] 光學檢漏是一種新型密封性檢測技術，在檢漏過程中，電子元器件被放置在光學 檢漏儀的壓力室內，對電子元器件的封裝管殼表面施加一個變化的壓力，管殼表面因此可 能會發(fā)生形變，其形變與否或形變的大小直接與電子元器件的密封性對應。通過數(shù)字全息 照相機記錄不同時間下參考激光束和經管殼表面反射回來的激光束形成的干涉圖像，通過 對干涉圖像的變化進行比對處理和計算，即可以計算出電子元器件的漏率，從而確定電子 元器件的密封性。但現(xiàn)有的光學檢漏對線路板上安裝有多種類型的電子元器件時仍不適 用。針對上述問題，本發(fā)明提出解決方案。

【發(fā)明內容】

[0006] 為了克服現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種對于安裝在線路板上的電 子元器件的密封性檢測方法，其能夠檢測安裝有多種電子元器件的線路板上的各個電子元 器件的密封性。
[0007] 發(fā)明思路:本發(fā)明的
【申請人】在對現(xiàn)有的光學檢漏儀進行研究時發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的光學 檢漏儀不能對含有多種類型的電子元器件的線路板進行密封性檢測的主要原因是，不同類 型的電子元器件其封裝結構不同，不同的封裝結構在檢漏時所能承受的加壓壓力也不同， 當加壓壓力過大時，會損壞電子元器件，而當壓力過小時，部分電子元器件的檢測靈敏度又 不足，即檢測結果大于檢測靈敏度要求，使得光學檢漏儀不能得出正確的結果，因此仍未有 采用的光學檢漏儀對含有多種類型的電子元器件的線路板進行密封性檢測的先例。但申請 人還發(fā)現(xiàn)，在檢測時，檢測靈敏度與加壓壓力和加壓時間均成正比，即加壓時間一定時，加 壓壓力越大，檢測靈敏度越高，加壓壓力一定時，加壓時間越長，檢測靈敏度越高。
【申請人】根 據(jù)上述發(fā)現(xiàn)，認為光學檢漏儀能夠對安裝在線路板上的電子元器件進行檢測，因此提出本 發(fā)明。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下的技術方案實現(xiàn)的：
[0009] -種對于安裝在線路板上的電子元器件的密封性檢測方法，利用光學檢漏儀進行 檢測，用于檢測線路板上是否存在有密封性缺陷的電子元器件，并確定有密封性缺陷的電 子元器件的漏率，每個被檢測電子元器件均為金屬封裝，包括以下步驟:步驟一、將線路板 整體放置在光學檢漏儀的壓力室內；步驟二、設定壓力室內的加壓壓力，加壓壓力為各個電 子元器件能承受的典型加壓壓力的最小值;步驟三、在加壓壓力下加壓一段加壓時間，對每 個被檢測電子元器件的變形情況進行記錄;加壓時間采用以下方法確定，設定一個測試時 間，在測試時間下判斷各個被檢測電子元器件是否均達到檢測靈敏度要求;如均達到檢測 靈敏度要求，則將測試時間確定為加壓時間；如有的被檢測電子元器件未達到檢測靈敏度 要求，則加長測試時間，直至所有被檢測電子元器件均達到檢測靈敏度要求，并將最終達到 檢測靈敏度要求的測試時間確定為加壓時間；步驟四、試驗人員計算得到每個被檢測電子 元器件的漏率。
[0010] 進一步的，各個被檢測電子元器件能承受的典型加壓壓力借助于下述方法獲得： 步驟a、計算線路板上各個被檢測電子元器件的內腔體積;步驟b、根據(jù)線路板上各個被檢測 電子元器件的內腔體積得出各個電子元器件能承受的典型加壓壓力。
[0011] 進一步的，步驟13中，當電子元器件的內腔體積為V<0.4cm3時，該電子元器件能承 受的典型加壓壓力為75psi;當電子元器件的內腔體積為V>0.4cm 3時，該電子元器件能承受 的典型加壓壓力為45psi。
[0012] 進一步的，當線路板上所有的電子元器件的內腔體積均為V<0.4cm3時，壓力室的 加壓壓力設為75psi;當線路板上具有內腔體積為V>0.4cm 3的電子元器件時，壓力室的加壓 壓力設為45psi。
[0013] 進一步的，在加壓壓力設為75psi時，加壓時間設為25-35min;在加壓壓力設為 45psi時，當線路板上所有的電子元器件的內腔體積均為V>0.4cm3時，加壓時間設為25-35min;當存在部分的電子元器件的內腔體積為V<0.4cm 3時，加壓時間設為55-65min。
[0014] 進一步的，在步驟一之前還包括適用性判斷步驟:判斷線路板上的被檢測電子元 器件是否均滿足R4/ET3>2.54*l(T7mm/Pa，R為封裝內部空間的最小寬度，E為封裝材料的彈 性模量，T為封裝厚度;如果判斷為滿足，則進行步驟一。
[0015] 進一步的，壓力室通過通入氦氣來改變其內部的氣壓并達到加壓壓力，步驟四中 計算得到每個電子元器件對氦氣的等效標準漏率Ufe。
[0016] 進一步的，在得出電子元器件在氦氣下對氦氣的的等效標準漏率Ufe后，根據(jù)公式L =(LHe)/2.67轉化為對空氣的等效標準漏率L。
[0017] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明的對于安裝在線路板上的電 子元器件的密封性檢測方法，其對整塊線路板進行檢測，在進行檢測之前，先確定加壓壓力 和加壓時間。壓力室的加壓壓力應該選取所有被檢測的電子元器件所能承受的典型加壓壓 力的最小值，使所有電子元器件不會因為加壓壓力過大而受損;之后通過測試確定出一個 合適的加壓時間，使各個電子元器件的檢測靈敏度均達到檢測的要求;最后試驗人員運算 得到每個電子元器件的漏率。該方法能檢測安裝有多種電子元器件的線路板上的各個電子 元器件的密封性，相對于現(xiàn)有技術來說本發(fā)明的檢測方法省時省力，檢測成本低，適于推廣 應用。
【具體實施方式】
[0018] 為了更好的說明本發(fā)明，在下文的【具體實施方式】中給出了眾多的具體細節(jié)。本領 域技術人員應當理解，沒有某些具體細節(jié)，本發(fā)明同樣可以實施。對于本領域技術人員熟知 的方法、手段、元件和電路未作詳細描述，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。
[0019] 本發(fā)明所采用的光學檢漏儀是一種基于激光全息技術，能夠準確檢測安裝在線路 板上的電子元器件密封性檢測的設備。在對線路板進行光學檢漏過程中，線路板被放置在 光學檢漏儀的壓力室內，通過抽真空后逐漸通入氦氣加壓，對電子元器件的封裝管殼表面 施加一個變化的壓力，管殼表面因此可能會發(fā)生凹形形變，其形變與否和形變的大小直接 與器件密封狀態(tài)相對應。
[0020] 如果封裝是氣密性的，管殼表面的形變將與壓力的變化相互對應;如果封裝泄漏 明顯，管殼內部壓力將迅速與壓力室的壓力達到平衡，管殼表面沒有任何變化;如果封裝有 細微漏氣，氦氣進入電子元器件的內腔，從而增加電子元器件內部的壓力，隨著壓力室與電 子元器件的內腔的壓力逐步趨于平衡，管殼表面的形變也隨之趨于恢復，封裝結構的漏氣 程度與管殼表面的形變恢復的速度成正比。
[0021] 壓力室內的數(shù)字全息照相機記錄下不同時間下參考激光束和經管殼表面反射回 來的激光束形成的干涉圖像，通過對干涉圖像的變化進行比對處理和計算，從而獲得管殼 表面恢復形變的速度，結合管殼材料類型、厚度、面積以及電子元器件的內腔體積等數(shù)據(jù)， 即可以計算出電子元器件在氦氣中的漏率。
[0022] 而為了使光學檢漏儀能檢測安裝有多種類型的電子元器件的線路板上的所有電 子元器件的密封性，
【申請人】根據(jù)所發(fā)現(xiàn)的原理，通過控制加壓壓力和加壓時間來實現(xiàn)檢測 目的。
[0023]本發(fā)明通過以下步驟實現(xiàn)：
[0024] 在本實施例中，線路板上的各個被檢測電子元器件均為金屬封裝。
[0025] 步驟1、測試前準備:判斷線路板上所有被檢測電子元器件的封裝材料的彈性模量 和相關尺寸是否滿足以下公式
[0026] R4/ET3>2 ? 54*10-7mm/Pa
[0027] 其中：
[0028] R:封裝內部空腔的最小寬度，單位mm;E:封裝材料的彈性模量;T:封裝厚度，單位 mm〇
[0029] 如果滿足，則可使用本方法進行檢測；如不滿足，不宜使用本方法，仍采用該方法 的話檢測靈敏度不足，檢測結果有偏差。
[0030] 步驟2、確定加壓壓力:計算線路板上每個被檢電子元器件的封裝內腔體積，按表1 得出每個電子元器件所能承受的加壓加壓。
[0031]表1內腔體積與電子元器件能承受的典型加壓壓力的關系
[0033] 對于安裝在線路板上的電子元器件，如果線路板上有多個被檢測的電子元器件， 且這些被檢測的電子元器件的內腔體積不同時，則每個被檢測的電子元器件所能承受的加 壓壓力不同。一般來說，在現(xiàn)有方法中，每種被檢測的電子元器件對應一個典型加壓壓力。 電子元器件種類不同，則典型加壓壓力值一般也將不同。所謂典型加壓壓力是一個統(tǒng)計結 果，是在不對器件造成損壞或其他不良影響或者不會對器件產生損壞風險的前提下所能施 加的加壓壓力的盡可能大的極限值。而為了保證整個線路板上被檢測的電子元器件不會因 為壓力過大而受損，加壓壓力應該選取所有被檢測的電子元器件所能承受的典型加壓壓力 的最小值。
[0034] 根據(jù)表1，當所有的電子元器件的內腔體積均小于等于0.4cm3時，加壓壓力選擇 75psi ;當所有的電子元器件的內腔體積均大于0.4cm3時，加壓壓力選擇45psi ;當存在部分 的電子元器件的內腔體積小于等于0.4cm3,又存在部分的子元器件的內腔體積均大于 0 ? 4cm3時，加壓壓力應選擇4f5psi 〇
[0035] 本實施例中，選用一塊線路板，線路板上存在兩種被檢測的電子元器件，其封裝材 料均是金屬，但內腔體積不同，根據(jù)表1，其所能承受的典型加壓壓力不同，具體如表2所示。 [0036]表2被檢測的電子元器件的信息
[0038] 通過該表可得，在進行檢測時加壓壓力應該選擇45psi。
[0039]步驟3、確定加壓時間:對于單個或同種封裝電子元器件，在進行密封性檢測時，檢 測靈敏度與加壓壓力和加壓時間均成正比，即：加壓時間一定時，加壓壓力越大，檢測靈敏 度越高;加壓壓力一定時，加壓時間越長，檢測靈敏度越高。而且當檢測結果達到檢測靈敏 度要求時，才能檢測出準確的結果。對于安裝在線路板上電子元器件，如果線路板上有多個 種類的電子元器件，且這些被檢測的電子元器件的內腔體積不同時，加壓壓力需要選取所 有被檢測的電子元器件所能承受加壓壓力的最小值。因此，對于可承受加壓壓力較大的電 子元器件來說，在檢測中其受到的加壓壓力小于其可承受加壓壓力，可能導致檢測時達不 到檢測靈敏度的要求，無法得出其真實漏率。針對此問題，應適當?shù)难娱L加壓時間，以保證 可承受加壓壓力較大的器件的檢測靈敏度。當檢測靈敏度越高，其檢測靈敏度數(shù)值越小，當 檢測靈敏度越低，其檢測靈敏度數(shù)值越大。
[0040]采用表2中的線路板，線路板上存在兩種被檢測的電子元器件。為了得出較佳的檢 測時間，以下通過設定相關條件進行測試，通過測試得出一個合適的檢測時間。在測試條件 1:加壓壓力45psi(氦氣），加壓時間為30min下，測試結果如表3所示，當然，這里所選用的加 壓時間為30min只是一個優(yōu)選的實施例，在實際操作中，可根據(jù)實際情況在25-35min這個范 圍內選擇。
[0041]表3測試條件1的測試結果 [0042]
[0043]由表3的測試結果來看，1#電子元器件由于加壓壓力由可承受加壓壓力75psi降低 為45psi，在與2#電子元器件相同的加壓時間30min條件下，未達到檢測靈敏度要求，因此需 要增加加壓時間。
[0044] 在測試條件2:加壓壓力45psi (氦氣），加壓時間為60min下，測試結果如表4所示， 當然，這里所選用的加壓時間為30min只是一個優(yōu)選的實施例，在實際操作中，可根據(jù)實際 情況在55_65min這個范圍內選擇。
[0045]表4測試條件2的測試結果
[0047] 由表4結果來看，此時，1#電子元器件和2#電子元器件的測試結果均達到檢測靈敏 度要求，因此可選用該加壓壓力和加壓時間即可對這塊線路板上的1#電子元器件和2#電子 元器件的密封性進行檢測。而且從實驗結果來看，對于內腔體積大于〇. 4cm3的電子元器件 而言，加長檢測時間只是提高了其檢測靈敏度，對器件沒有損害。
[0048] 步驟4、確定好加壓壓力和加壓時間后，啟動光學檢漏儀進行檢測。檢測時是通入 氦氣進行加壓，因此檢測所得的結果為電子元器件在氦氣下的的等效標準漏率(Life)，根據(jù) 下列公式轉化為在空氣下的等效標準漏率(L)。
[0049] L=(LHe)/2.67
[0050] 在本實施例中，是通過通入氦氣來改變壓力室內的氣壓的，氦氣的化學性質相對 來說比較穩(wěn)定，能夠最大程度地保護電子元器件。當然，也可通入其他其他氣體如氫氣和氮 氣等，也可實現(xiàn)本發(fā)明，相應地，只要把上述等效標準漏率公式中的比例參數(shù)改變即可。
[0051] 應當理解的是，本實施例中給出的電子元器件均采用金屬封裝，但并不意味著本 發(fā)明的適用范圍只局限在金屬封裝。對于本領域的技術人員來說，可根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明原 理，也可把本發(fā)明應用到采用其他材料進行封裝的電子元器件上，如陶瓷封裝的電子元器 件原則上也可以使用該方法，但現(xiàn)一般用于封裝的陶瓷材料由于其材料彈性模量太大，不 滿足公式R 4/ET3>2.54*l(T7mm/Pa，因此檢測靈敏度較低，誤差大，不推薦使用該方法;但當 有其他類型的封裝材料其彈性模量合適的話，仍可根據(jù)本發(fā)明所提出的原理和方法。根據(jù) 該原理，即加壓時間一定時，加壓壓力越大，檢測靈敏度越高，加壓壓力一定時，加壓時間越 長，檢測靈敏度越高和上述的檢測方法，先計算出所有電子元器件的典型加壓壓力，檢測時 選用各個典型加壓壓力中的最小值進行加壓，之后通過測試得出一個滿足檢測靈敏度要求 的加壓時間，即可采用本方法來檢測線路板上的各個不同類型封裝的電子元器件的密封 性。
[0052]最后應說明的是：以上所述的各實施例僅用于說明本發(fā)明的技術方案，而非對其 限制;盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解： 其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或全部技術特征進 行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方 案的范圍。
【主權項】
1. 一種對于安裝在線路板上的電子元器件的密封性檢測方法，利用光學檢漏儀進行檢 測，用于檢測線路板上是否存在有密封性缺陷的電子元器件，并確定有密封性缺陷的電子 元器件的漏率，每個被檢測電子元器件均為金屬封裝，其特征在于，包括以下步驟， 步驟一、將線路板整體放置在光學檢漏儀的壓力室內； 步驟二、設定壓力室內的加壓壓力，所述加壓壓力為各個電子元器件能承受的典型加 壓壓力的最小值； 步驟三、在所述加壓壓力下加壓一段加壓時間，對每個被檢測電子元器件的變形情況 進行記錄;所述加壓時間采用以下方法確定， 設定一個測試時間，在所述測試時間下判斷各個被檢測電子元器件是否均達到檢測靈 敏度要求;如均達到檢測靈敏度要求，則將所述測試時間確定為所述加壓時間；如有的被檢 測電子元器件未達到檢測靈敏度要求，則加長測試時間，直至所有被檢測電子元器件均達 到檢測靈敏度要求，并將最終達到檢測靈敏度要求的測試時間確定為所述加壓時間； 步驟四、試驗人員計算得到每個被檢測電子元器件的漏率。2. 根據(jù)權利要求1所述的密封性檢測方法，其特征在于，各個被檢測電子元器件能承受 的典型加壓壓力借助于下述方法獲得： 步驟a、計算線路板上各個被檢測電子元器件的內腔體積； 步驟b、根據(jù)線路板上各個被檢測電子元器件的內腔體積得出各個電子元器件能承受 的典型加壓壓力。3. 根據(jù)權利要求2所述的密封性檢測方法，其特征在于，所述步驟b中， 當電子元器件的內腔體積為V<0.4cm3時，該電子元器件能承受的典型加壓壓力為 75psi； 當電子元器件的內腔體積為V>0.4cm3時，該電子元器件能承受的典型加壓壓力為 45psi〇4. 根據(jù)權利要求3所述的密封性檢測方法，其特征在于， 當線路板上所有的電子元器件的內腔體積均為V<0.4cm3時，壓力室的加壓壓力設為 75psi； 當線路板上具有內腔體積為V>0.4cm3的電子元器件時，壓力室的加壓壓力設為45psi。5. 根據(jù)權利要求4所述的密封性檢測方法，其特征在于， 在加壓壓力設為75psi時，加壓時間設為25-35min; 在加壓壓力設為45psi時，當線路板上所有的電子元器件的內腔體積均為V>0.4cm3時， 加壓時間設為25-35min;當存在部分的電子元器件的內腔體積為V<0.4cm3時，加壓時間設 為55_65min〇6. 根據(jù)權利要求1所述的密封性檢測方法，其特征在于， 在步驟一之前還包括適用性判斷步驟:判斷線路板上的被檢測電子元器件是否均滿足 R4/ET3>2.54*10-7mm/Pa 其中，R為封裝內部空間的最小寬度，E為封裝材料的彈性模量，T為封裝厚度； 如果判斷為滿足，則進行步驟一。7. 根據(jù)權利要求1所述的密封性檢測方法，其特征在于，所述壓力室通過通入氦氣來改 變其內部的氣壓并達到加壓壓力，所述步驟四中計算得到每個電子元器件對氦氣的等效標 準漏率Life。8.根據(jù)權利要求7所述的密封性檢測方法，其特征在于，在得出電子元器件在氦氣下對 氦氣的等效標準漏率Ufe后，根據(jù)公式 L=(LHe)/2.67 轉化為對空氣的等效標準漏率L。
【文檔編號】G01N21/95GK106052981SQ201610622163
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月1日
【發(fā)明人】梁媛
【申請人】中國航空綜合技術研究所