КОНТРОЛЬ ГЕРМЕТИЧНОСТИ МАЛОГАБАРИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ В ЗАМКНУТОЙ ОБОЛОЧКЕ

К малогабаритным изделиям в замк­нутой оболочке относятся различные по­лупроводниковые приборы, микросхемы, многие виды радиодеталей, реле, аккуму­ляторы, резонаторы и т.п.

Специфика контроля герметичности таких изделий связана с отсутствием дос­тупа к внутренней полости загерметизи­рованных изделий. Вместе с тем методы и способы контроля герметичности должны обеспечивать надежную отбраковку не­герметичных изделий, а также в связи с их массовым выпуском - высокую произво­дительность и возможность автоматиза­ции. Подавляющее большинство изделий с замкнутыми оболочками при их производ­стве заполняются сухим воздухом, по утечке которого можно контролировать герметичность, используя специфическую разновидность пузырькового метода. Спо­соб заключается в погружении изделий в жидкость с высокой температурой кипе­ния, например этиленгликоль. Жидкость нагревают до максимально высокой тем­пературы, допустимой для погружаемых в жидкость контролируемых изделий. Течи обнаруживаются по пузырькам выходяще­го через них воздуха в результате повы­шения давления в полости изделия при его нагревании. При температуре 100 ... 120 °С регистрируются течи ~10^-5 м³ · Па/с. Такая чувствительность для большинства изделий явно недостаточна.

Для повышения чувствительности способа контроля изделия перед погруже­нием их в высококипящую жидкость опрессовывают при давлении 3 ... 5 атм в течение 5 ... 20 ч (чем ниже давление оп­рессовки, тем дольше должно быть время опрессовки) в низкокипящей жидкости, например во фреоне-113 с точкой кипения 47,6 °С. Опрессовку осуществляют сле­дующим образом: открытую кювету на­полняют жидким при нормальных услови­ях фреоном-113; изделия укладывают в кювете, которую размещают в сосуде, вы­держивающем высокое давление; сосуд герметизируют, и затем в него подают воздух или инертный газ под высоким давлением.

В процессе опрессовки жидкость че­рез течи проникает в полость негерметич­ных изделий. Затем изделия погружают в нагретый этиленгликоль. От разогрева корпуса изделия фреон-113 в его полости вскипает и за счет высокой упругости пара вытекает через течи, обеспечивая более интенсивное образование пузырьков. В ре­зультате регистрируются течи вплоть до 10^-7 м³ · Па/с, существенно расширяющие диапазон разбраковки изделий при произ­водственном контроле герметичности. Но и такая чувствительность для многих из­делий, например,интегральных микро­схем, кварцевых резонаторов и т.п., недос­таточна.

Для обеспечения требуемой степени герметичности не­обходимо использовать специальные пробные вещества, утечку которых можно было бы зарегистрировать с помощью высокочувствительной аппаратуры. Такой аппаратурой, отвечающей названным тре­бованиям, является гелиевый масс-спект­рометрический течеискатель. Введение пробного вещества (гелия) в полости из­делий непосредственно при их изготовле­нии является наиболее простым и опти­мальным решением, поскольку обеспечи­вается достаточно высокая чувствитель­ность контроля независимо от объема внутренней полости изделия.

Однако в силу ряда причин введение пробного вещества в изделия при их гер­метизации не всегда возможно. Поэтому в практике контроля герметичности замкну­тых изделий широко распространен спо­соб введения пробного вещества посред­ством опрессовки изделий перед их кон­тролем. Суть способа состоит в выдержке изделий в среде пробного вещества при повышенном давлении (р₀ =3 ... 5 атм) в течение определенного времени /₀. После опрессовки изделия некоторое время пе­ред контролем выдерживаются на воздухе с целью снижения фоновых сигналов, обу­словленных десорбцией пробного вещест­ва с поверхности изделий. При принятых в производстве режимах опрессовок в по­лость изделия вводится ограниченное ко­личество пробного вещества, но для реги­страции малых и средних течей вполне достаточное.

В производстве малогабаритных замкнутых изделий контроль герметично­сти дополнительным (пузырьковым) ме­тодом во избежание закупорки малых те­чей жидкостью проводится после высоко­чувствительного контроля.

В качестве дополнительного способа контроля изделий в замкнутой оболочке в связи с их опрессовкой в жидком фреоне- 113 можно принять галогенный метод, расширяющий диапазон регистрируемых течей по сравнению с пузырьковым мето­дом. Но и в этом случае сохраняющийся двойной контроль изделий достаточно трудоемок и сложен.

В конце 80-х гг. прошлого века раз­работаны два новых метода (магнитораз­рядный и электронозахватный), позво­ляющие в едином цикле контроля регист­рировать течи в требуемом диапазоне до видимых невооруженным глазом щелей и отверстий. Оба метода сравнительно легко поддаются автомати­зации, что очень важно в связи с массо­вым характером производства малогаба­ритных изделий в замкнутой оболочке.