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T/EBA 43008-2024 封装电子材料真空放气率检测规范

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  • 标准类型:综合团体标准
  • 标准语言:中文版
  • 文件类型:PDF文档
  • 更新时间:2025-03-07
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资料介绍

中国团体标准
T/EBA.43008-2024
封装电子材料真空放气率检测规范
Test specification for vacuum outgassing rate of encapsulated electronic materials
2024-09-13发布2024-09-23实施
北京电子仪器行业协会 发布

前 言
本标准由北京东方计量测试研究所提出。
本标准由北京电子仪器行业协会归口。
本标准主要起草单位:北京东方计量测试研究所。
本标准参与起草单位:中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所。
本标准主要起草人:杨传森、陈俊儒、宋春尧、胡晓月、丁双、胡庆生、卢耀文、王欢、郭宇扬、陈千睿、朱振良。

T/EBA.43008-2024
封装电子材料真空放气率检测规范
1 范围
1.1 主题内容
本规范规定了封装电子材料在真空条件下放气率的检测用设备、计量特性、检测原理、检测步骤和检测结果的处理。
1.2 适用范围
本规范适用于采用固定流导法、对称结构流导法检测材料放气流量(对于能确定几何表面积的样品,检测项目为材料放气率),其中固定流导法检测范围为(1×10-5~ 1×10-8)Pa·m³/s,对称结构流导法的检测范围为(1×10-8~1×10-11)Pa·m³/s。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包含勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T 3163 真 空 技 术 术 语
GB/T 18193 真空技术 质谱检漏仪校准
3 术语定义
GB/T 3163 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1 放气流量 gas flow rate
在单位时间内材料或部件向真空状态下释放出的气体量。
注:单位为帕立方米每秒(Pa·m³/s)。
3.2 放气率 outgassing rate
某种材料在单位时间内、单位几何面积上释放出的气体量。
注:单位为帕立方米每秒平方厘米[Pa·m³/(s ·cm²)]。
4 检测用设备
封装电子材料真空放气率检测装置(一套)。
4.1 装置组成
封装电子材料真空放气率检测装置包括固定流导法材料放气检测系统和对称结构流导法材料放气检测系统。装置原理如图1所示。
T/EBA.43008-2024
4
RP-干泵;TMP1、TMP2-分子泵;VC1-样品室;VC2-参考室;VC3-抽气室;V1~V9-阀门;G1-复合真空计;G2、G3-电离真空计;C1、C2-流导小孔;QMS-四极质谱计;FLM-标准气体流量计;
1-固定流导法材料放气检测系统;2-对称结构流导法材料放气检测系统。
图1封装电子材料真空放气率检测装置
4.2 测量仪器设备的校准
检测中使用的真空计、四极质谱计、温度传感器、检漏仪应通过专门的计量机构校准且在校准周期内。
样品室、参考室和装置的接口处漏率应小于5×10-12 Pa·m³/s;
两个流导小孔C1、C2流导值相对偏差不超过0.5%;
电离真空计测量精度不超过±10%;
四极质谱计质量数检测范围:(1~200)amu;
温度传感器的测量范围根据测量需求确定,测量精度不超过±1 ℃;
标准气体流量计可提供的标准流量为:(1×10-5~ 1×10-11)Pa·m³/s。
5 检测项目
5.1 放气率
如果已知被测材料的几何表面积,则可通过式(1)计算得到材料的放气率:
?=?? (1)
式中:
?—材料的放气率,单位为帕立方米每秒平方厘米[Pa·m³/(s ·cm²)];
?—材料的放气流量,单位为帕立方米每秒(Pa·m³/s);
?—被测材料的几何表面积,单位为平方厘米(cm²)。
5.2 样品室和参考室空载压力的标定
样品室和参考室在结构、设计、材质等方面完全相同,但在实际检测过程中仍然存在细微差异,从而导致样品室和参考室在空载条件下的压力不同,需要进行修正。计算公式如下:
∂=??0??0 (2)
∂ —样品室和参考室的修正系数;
??0—样品室空载压力,单位为帕(Pa);
??0—参考室空载压力,单位为帕(Pa)。
T/EBA.43008-2024
5.3 检测装置的校准
通过标准气体流量计向检测装置引入标准气体流量以模拟不同材料的放气量,实现对装置的整体校准。根据引入的标准气体流量,在每个量级均匀地选择三个点进行测量,每个测量点的校准系数可通过以下公式计算:
?=???? (3)
? —装置的校准系数;
??—引入装置的标准气体流量,单位为帕立方米每秒(Pa·m³/s);
??—装置实际测得的放气流量,单位为帕立方米每秒(Pa·m³/s)。
5.4 放气成分的检测
采用四极质谱计检测被测材料的放气成分,得到离子流的变化曲线,通过气体成分质量数所对应的离子流大小给出该种成分放气率的占比和参考值。
6 检测条件
6.1 环境条件
(1)环境温度:(23±3)℃;
(2)相对湿度:≤80%;
(3)周围不应有附加热源、强电磁场、强震动等。
6.2 样品处理
建议将被测材料制成厚度5mm以上的平整被测件,表面光滑、边部无毛刺、样品尺寸可根据样品室的大小确定。
被测材料可根据使用条件和检测需求进行清洗、真空烘烤、吹扫、暴露大气、放置或干燥等处理。
7 检测原理
7.1 固定流导法
固定流导法的检测原理是将被测样品放入样品室中,使其放出的气体通过小孔形成稳定的分子流,测量小孔两端的压力差,计算出样品放出的放气流量。样品的放气流量可用式(4)计算:
?= ?1(??−??) (4)
式中:
?1—流导小孔 C1的流导值,单位为立方米每秒(m³/s);
??—流导小孔入口处的压力,单位为帕(Pa);
??—流导小孔出口处的压力,单位为帕(Pa);
7.2 对称结构流导法
对称结构流导法的原理是将被测样品放入样品室中,使其放出的气体通过小孔形成稳定的分子流,测量小孔两端压力差,计算出样品放出的放气流量。检测过程中启用参考室测量本底放气,将样品室(放入样品)的检测结果与参考室(未放样品)的检测结果相减,实现本底放气的扣除。样品的放气流量可用式(5)计算:
?= ?[(??−??)−(??−??)] (5)
式中:
?—流导小孔 C1和 C2 的流导值,单位为立方米每秒(m³/s);
??—样品室内的压力,单位为帕(Pa);
??—参考室内的压力,单位为帕(Pa);
??—流导小孔C1出口处的压力,单位为帕(Pa);
??—流导小孔C2出口处的压力,单位为帕(Pa);
其中,??和??均为抽气室的压力,且采用同一个真空计测量,则??=??,公式(5)可简化为:
T/EBA.43008-2024
6
?= ?(?c−?e) (6)
8 检测步骤
8.1 固定流导法检测步骤
(1)关闭阀门V1~V9,将样品放进样品室VC1中。利用检漏仪对样品室和装置的接口进行检漏。
(2)打开干泵RP,阀门V4,对样品室进行抽真空。关闭阀门V4,打开阀门V1、V2,对抽气室抽真空,打开阀门V8,打开阀门V3,打开监测真空计G1,当真空计G1的示数小于10 Pa 时,开启分子泵 TMP1、TMP2。
(3)缓慢打开阀门V6,观察真空计G1的示数,使其不超过1Pa。
(4)如果样品需要加热,根据检测要求设定加热温度和加热时间;当真空计 G1示数小于1×10-1 Pa时,开启真空计G2、G3。
(5)全程读取并记录真空计G2的示数??和真空计G3的示数??;
(6)当真空计 G1读数小于1×10-3 Pa时,开启四极质谱计检测被测样品的放气成分,检测完成后关闭质谱计。
(7)检测完毕后依次关闭各测量仪器和设备。
8.2 对称结构流导法检测步骤
(1)关闭阀门V1~V9,将样品放进样品室VC1中,利用检漏仪对样品室、参考室和装置的接口进行检漏。
(2)打开干泵RP,阀门V4对样品室、抽气室进行抽真空。关闭阀门V4,打开阀门V1、V2,对抽气室抽真空,打开阀门V8、V9,打开阀门V3,打开监测真空计G1,当真空计G1的示数小于10Pa 时,开启分子泵 TMP1、TMP2。
(3)缓慢打开阀门V6、V7,观察真空计G1的示数,使其不超过1 Pa。
(4)如果样品需要加热,根据检测要求设定加热温度和加热时间,当真空计G1读数小于1×10-1 Pa时,开启真空计G2、G3。
(5)关闭阀门V7, 打开阀门V6,读取真空计G2的示数??。之后关闭V6,打开V7,读取真空计G2的示数??。
(6)重复步骤(5),记录2h、4h、6h、8h、10h等时间点或相同时间间隔下G2的示数?? 、??。
(7)当真空计 G1读数小于1×10-3 Pa时,开启四极质谱计检测被测样品的放气成分,检测完成后关闭质谱计。
(8)检测完毕后依次关闭各测量仪器和设备。
8.3 样品室和参考室空载压力的标定步骤
(1)关闭阀门V1~V9,保持样品室VC1为空载状态,利用检漏仪对样品室、参考室和装置的接口进行检漏。
(2)打开干泵RP,阀门V4对样品室、抽气室进行抽真空。关闭阀门V4,打开阀门V1、V2,对抽气室抽真空,打开阀门V8、V9,打开阀门V3,打开监测真空计G1,当真空计G1的示数小于10Pa 时,开启分子泵 TMP1、TMP2。
(3)缓慢打开阀门V6、V7,观察真空计G1的示数,使其不超过1 Pa。
(4)当真空计 G1读数小于1×10-1 Pa时,开启真空计G2、G3。
(5)关闭阀门V7, 打开阀门V6, 等待一段时间后读取真空计G2的示数??0。之后关闭V6,打开V7,读取真空计G2的示数??0。
(6)重复步骤(6),记录多个时间点G2的示数??0、??0。
(7)根据公式(2)完成样品室和参考室的空载压力修正。
(8)标定完毕后依次关闭各测量仪器和设备。
8.4 检测装置的校准步骤
当标准流量计引入的标准流量大小为(1×10-5~ 1×10-8)Pa·m³/s时,装置校准步骤为:
T/EBA.43008-2024
(1)关闭阀门V1~V9,保持样品室VC1为空载状态,利用检漏仪对样品室和测试的接口进行检漏。
(2)打开干泵RP,阀门V4,对样品室进行抽真空。关闭阀门V4,打开阀门V1、V2,对抽气室抽真空,打开阀门V8,打开阀门V3,打开监测真空计G1,当真空计G1的示数小于10 Pa 时,开启分子泵 TMP2、TMP3。
(3)缓慢打开阀门V6,观察真空计G1的示数,使其不超过1Pa。
(4)当真空计 G1读数小于1×10-3 Pa时,开启真空计G2、G3。
(5)打开阀门V5,向装置引入标准气体流量??。
(6)读取并记录真空计G2、G3的示数??、??。
(7)通过公式(4)计算装置测得的气体流量??。
(8)调节引入的标准气体流量??,重复步骤(6)~(7),通过公式(3)计算每个校准点的校准系数。
(9)校准完毕后依次关闭各测量仪器和设备。
当标准流量计引入的标准流量大小为(1×10-8~ 1×10-11)Pa·m³/s时,装置校准步骤为:
(1)关闭阀门V1~V9,保持样品室VC1为空载状态,利用检漏仪对样品室、参考室和装置的接口进行检漏。
(2)打开干泵RP,阀门V4对样品室、监测室进行抽真空。关闭阀门V4,打开阀门V1、V2,对抽气室抽真空,打开阀门V8、V9,打开阀门V3,打开监测真空计G1,当真空计G1的示数小于10 Pa 时,开启分子泵 TMP2、TMP3。
(3)缓慢打开阀门V6、V7,观察真空计G1的示数,使其不超过1 Pa。
(4)当真空计 G1读数小于1×10-1 Pa时,开启真空计G2、G3。
(5)打开阀门V5,向装置引入标准气体流量??。
(6)读取并记录真空计G2的示数Pc、Pe。
(7)通过公式(6)计算装置测得的气体流量??。
(8)调节引入的标准气体流量??,重复步骤(6)~(7),通过公式(3)计算每个校准点的校准系数。
(9)校准完毕后依次关闭各测量仪器和设备。
8.5 数据处理
采用固定流导法检测的样品,根据7.1中记录的G2、G3示数??、??,通过式(4)计算样品的放气流量。
采用对称结构流导法检测的样品,根据7.2中记录的G2的示数Pc、Pe,通过式(6)计算得到相应检测时间的放气流量。
检测结果以表格或放气流量(或放气率)随时间变化的曲线形式给出。如果已知被测样品的几何表面积,可根据式(1)计算被测样品的放气率。
9 检测结果的处理
经过检测的样品,需出具检测报告。
材料放气率检测报告的格式参见附录 。
T/EBA.43008-2024
8
附 录
检 测 报 告
Test Report
报告编号:
Report No.
客户Client
地址Address
检测项目Test item
制造商Manufacturer
型号/规格Type
编号S/N
接收日期:
年 月 日
Acceptance Date:
Year Month Day
检测人:
Operator:
审核人:
Checked by:
批准人:
Approved by:
检测日期:
年 月 日
Testing Date:
Year Month Day
发布日期:
年 月 日
Issued Date:
Year Month Day
检测专用章
(Stamp)
T/EBA.43008-2024
9
检测使用的主要测量标准
Measurement Equipments Used
设备名称
Equipments
编号
S/N
证书编号/溯源机构
Cert No./Trace to
有效期至
Due Date
/
/
/
/
检测所依据的技术文件(编号、名称)或校准方法说明
Reference Document (code、name)or Description of the Used Testing Method
检测地点:
Testing location:
检测时的环境条件: 温度: 相对湿度:
Environmental Condition: Temperature: Relative Humidity:
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10
检测结果
Test result
一、被测样品描述
序号
样品名称
样品数量
测试温度/℃
表面积/cm2
注:如果被测样品的几何表面积可获得,可通过计算得到样品的放气率;如果被测样品的几何表面积难以获得,可通过计算得到样品的放气流量。
二、
样品处理与检测过程
三、
检测方法
四、
检测结果
样品检测结果示例如下:
时间/h
放气率/Pa·m3·s-1·cm-2
T/EBA.43008-2024
11
放气率/Pa•m3•s-1•cm-2
时间/h
离子流/A
质量数/amu

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