一、概述

 

氣密性封裝腔體內的自由粒子是影響元器件可靠性的重要因素之一，若氣密性封裝的集成電路、混合電路等的腔體內存在自由粒子，即存在可動多餘物時，當器件處於高速變相運動、劇(ju)烈(lie)振(zhen)動(dong)時(shi)，這(zhe)些(xie)自(zi)由(you)粒(li)子(zi)會(hui)不(bu)斷(duan)碰(peng)撞(zhuang)。自(zi)由(you)粒(li)子(zi)為(wei)金(jin)屬(shu)等(deng)導(dao)電(dian)性(xing)物(wu)質(zhi)時(shi)
，可(ke)能(neng)會(hui)幹(gan)擾(rao)和(he)影(ying)響(xiang)電(dian)路(lu)的(de)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)，使(shi)電(dian)路(lu)時(shi)好(hao)時(shi)壞(huai)，嚴(yan)重(zhong)時(shi)則(ze)使(shi)電(dian)路(lu)完(wan)全(quan)不(bu)能(neng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)；即使是非導電性的顆粒，當其足夠大時也可能使電路的內部鍵合絲等發生形變。為此，許多電路要求篩選時必須做 PIND。weilekongzhidianlufengzhuangqiangtineideziyoulizidedaxiaoheshuliang，yijianxiaoliziduidianlukekaoxingdailaideweihai，zaidianludefengzhuanggongyiguochengzhongxuyaoduineiqiangneidekedongkelihezaishiyanhuoshiyongzhongkenengtuoluoxialaichengweikelideqingkuangjinxingquanmiandekongzhi。在實際控製中需要根據不同外殼的具體生產情況、不(bu)同(tong)的(de)封(feng)帽(mao)工(gong)藝(yi)等(deng)，在(zai)封(feng)裝(zhuang)工(gong)藝(yi)過(guo)程(cheng)中(zhong)采(cai)取(qu)不(bu)同(tong)的(de)預(yu)防(fang)措(cuo)施(shi)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)。本(ben)試(shi)驗(yan)的(de)目(mu)的(de)在(zai)於(yu)檢(jian)測(ce)器(qi)件(jian)封(feng)裝(zhuang)腔(qiang)體(ti)內(nei)存(cun)在(zai)的(de)自(zi)由(you)粒(li)子(zi)。這(zhe)是(shi)一(yi)種(zhong)非(fei)破(po)壞(huai)性(xing)試(shi)驗(yan)，當(dang)粒(li)子(zi)質(zhi)量(liang)足(zu)夠(gou)大(da)時(shi)，通(tong)過(guo)它(ta)們(men)與(yu)器(qi)件(jian)封(feng)裝(zhuang)殼(ke)體(ti)碰(peng)撞(zhuang)時(shi)激(ji)勵(li)換(huan)能(neng)器(qi)而(er)被(bei)檢(jian)測(ce)出(chu)來(lai)。

 

粒子碰撞噪聲試驗的原理是對有內腔的密封件（如微電路）shijiashidangdejixiechongjiyingli，shinianfuyuweidianluqiangtidengmifengjianneideduoyuwuchengweikedongduoyuwu。tongshishijiazhendongyingli，shikedongduoyuwuchanshengzhendong
，zhendongdeduoyuwuyuqiangtibizhuangjichanshengzaosheng。tongguohuannengqijiancezaosheng，panduanqiangneiyouwuduoyuwu。

 

二、試驗標準

 

本試驗是檢測器件封裝腔體內存在的自由粒子。這是一種非破壞性試驗，適用於檢測氣密封器件（有密封腔體的）電子產品

，適用於GJB 128方法2052、GJB 548方法2020、GJB 65B 等。這些標準規定的試驗方法基本一致，且都是通過元器件的內腔高度決定振動頻率。除了電磁繼電器，其內部的特殊性（器件內部有動觸點等活動單元）導致它試驗選取的衝擊脈衝與其他元器件不同外，一般電子元器件的衝擊都是 1000g，加速度分兩個條件：條件 A和條件B，條件A加速度為20g


，條件B 為10g，主要根據產品的詳細規範或客戶要求進行選取。

 

1.試驗儀器

 

粒子碰撞噪聲檢測（PIND）試驗需如下設備或與之等效的設備：

 

1）一個閾值檢測器

 

它能檢測出比相對於係統“地”的超過預置閾值峰值為20mV±1mV的粒子噪聲電壓。

 

2）振動裝置和驅動裝置

 

它們在下述條件下可對被試器件（DUT）提供基本為正弦的運動：

 

（1）條件A—在40～250Hz時峰值為196m/s2。

（2）條件B—頻率大於等於60Hz時峰值為98m/s2。

 

3）PIND換能器

 

其峰值靈敏度應在 150～160kHz 範圍內某個頻率上，以 1V/0.1μPa 要求校準（應以1V/0.1μPa對應-77.5dB±3dB的要求校準）。

 

4）靈敏度檢測裝置（STU）

 

用來定期評定 PIND 係統的性能。STU 應包括一個其容差與 PIND 換能器容差相同的換能器，以及一個能以250×（1±20%）μV 的脈衝激勵換能器的電路。當此換能器以黏附劑與PIND換能器相耦合時
，STU應能在示波器上產生一個峰值約為20mV的脈衝。

按鈕式開關應為無機械振動、動作快
、金觸點的微動開關。

 

電阻公差為5%，且為無感電阻器。

 

電源采用標準幹電池。

 

試驗期間，相互耦合的換能器之間必須同軸。

 

輸出到STU換能器的電壓應為250×（1±20%）μV。

 

圖1 典型的靈敏度試驗裝置

 

5）PIND電子設備

 

該設備的電子線路放大器在 PIND 換能器具有峰值靈敏度的頻率中心值上增益應為60dB±2dB
，放大器輸出端的噪聲峰值不得超過10mV。

 

6）黏附劑

 

用於連接DUT與PIND換能器的黏附劑應與STU試驗時一致。

 

7）衝擊裝置或工具

 

該裝置能對DUT施加峰值為 9800m/s2±1960m/s2的衝擊脈衝，主衝擊脈衝延續時間不超過 100μs。若采用了可同時進行衝擊試驗的係統，在施加衝擊脈衝時
，可能使振動受到一個時間不超過 250ms（試驗過程中從施加的最後一個衝擊脈衝開始時刻算起）的中斷或擾動。應在衝擊脈衝幅值的（50±5）%衝擊脈衝點上測量衝擊試驗的時間。

 

2.儀器靈敏度校準

 

除用上述所示的靈敏度檢測裝置（STU）來定期評定 PIND 係統的性能外，還可以用以下方法進行儀器靈敏度校準：將(jiang)事(shi)先(xian)放(fang)入(ru)矽(gui)鋁(lv)絲(si)引(yin)線(xian)作(zuo)為(wei)模(mo)擬(ni)粒(li)子(zi)的(de)空(kong)體(ti)外(wai)殼(ke)耦(ou)合(he)在(zai)振(zhen)動(dong)台(tai)上(shang)，此(ci)時(shi)應(ying)有(you)明(ming)顯(xian)粒(li)子(zi)的(de)信(xin)號(hao)輸(shu)出(chu)。將(jiang)另(ling)一(yi)隻(zhi)同(tong)樣(yang)尺(chi)寸(cun)但(dan)其(qi)內(nei)部(bu)沒(mei)有(you)任(ren)何(he)粒(li)子(zi)的(de)標(biao)準(zhun)容(rong)器(qi)重(zhong)複(fu)上(shang)述(shu)試(shi)驗(yan)，此(ci)時(shi)示(shi)波(bo)器(qi)上(shang)應(ying)顯(xian)示(shi)出(chu)一(yi)條(tiao)水(shui)平(ping)直(zhi)線(xian)（除了背景噪聲外無粒子噪聲信號），若此時發現有尖峰信號，應找出具體原因
，並設法排除。

 

3.試驗程序及方法

 

（1）將試驗樣品（微電路等有內腔的密封件）的最平滑

、最大的一麵用聲耦合劑黏合在振動台上。

（2）設置試驗程序。

 

① 先施以峰值加速度為（9800±1960）m/s2
，一般選 1000g，延續時間不大於 100μs 的衝擊脈衝，衝擊3次。

② 再施以頻率為 60～130Hz
，這裏頻率的選擇與器件的內腔高度有關，如表 1所示。峰值加速度為196m/s2或98m/s2的振動，振動時間3s±1s，上述程序循環4次，再對試驗程序進行全麵的檢查。

 

表1 196m/s2加速度時試驗頻率與內腔有效高度的關係（條件A）

 

（3）試驗判據：在監測中，若由檢測設備指示出除背景噪聲之外的任何噪聲爆發（由衝擊本身引起的除外），都應導致器件拒收。

 

4.試驗篩選

 

除另有規定外

，批接收試驗中用於篩選的檢驗批（或子批）檢查，應按條件 A 的要求進行最多5次的100%PIND試驗。不應進行PIND預篩選。在進行的5次試驗中，隻要有一次試驗的失效器件數少於 1%
，則認為該批器件通過了試驗。在每次試驗後剔除失效的器件，若第 5 次試驗時，失效器件數仍不小於 1%或 5 次累計失效數超過 25%，則該批器件應被拒收，並且不允許對其重新進行試驗。

 

三

、對標準的理解

 

本ben試shi驗yan的de目mu的de在zai於yu檢jian測ce器qi件jian封feng裝zhuang腔qiang體ti內nei是shi否fou存cun在zai自zi由you粒li子zi，若ruo是shi由you於yu器qi件jian內nei的de工gong藝yi結jie構gou引yin起qi的de噪zao聲sheng信xin號hao
，則ze不bu進jin行xing判pan定ding的de。粒li子zi碰peng撞zhuang噪zao聲sheng試shi驗yan的de檢jian驗yan人ren員yuan需xu要yao有you一yi定ding的de試shi驗yan經jing曆li及ji技ji術shu積ji累lei
，因yin為wei可ke能neng會hui有you以yi下xia一yi些xie問wen題ti的de出chu現xian。

 

（1）有的有內腔的密封件（如微電路）內(nei)引(yin)線(xian)較(jiao)長(chang)。在(zai)做(zuo)粒(li)子(zi)碰(peng)撞(zhuang)噪(zao)聲(sheng)檢(jian)測(ce)試(shi)驗(yan)時(shi)，長(chang)引(yin)線(xian)的(de)顫(chan)動(dong)也(ye)有(you)可(ke)能(neng)檢(jian)測(ce)出(chu)噪(zao)聲(sheng)。在(zai)試(shi)驗(yan)前(qian)要(yao)先(xian)大(da)概(gai)了(le)解(jie)一(yi)下(xia)器(qi)件(jian)的(de)內(nei)部(bu)工(gong)藝(yi)結(jie)構(gou)
，並(bing)在(zai)試(shi)驗(yan)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)注(zhu)意(yi)噪(zao)聲(sheng)信(xin)號(hao)的(de)波(bo)形(xing)，一(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下(xia)，鍵(jian)合(he)絲(si)晃(huang)動(dong)引(yin)起(qi)的(de)噪(zao)聲(sheng)信(xin)號(hao)波(bo)形(xing)與(yu)粒(li)子(zi)撞(zhuang)擊(ji)產(chan)生(sheng)的(de)噪(zao)聲(sheng)信(xin)號(hao)波(bo)形(xing)是(shi)可(ke)以(yi)區(qu)分(fen)的(de)

，改(gai)變(bian)振(zhen)動(dong)頻(pin)率(lv)，噪(zao)聲(sheng)有(you)變(bian)化(hua)時(shi)，其(qi)噪(zao)聲(sheng)往(wang)往(wang)是(shi)由(you)長(chang)引(yin)線(xian)的(de)顫(chan)動(dong)產(chan)生(sheng)的(de)。若(ruo)實(shi)在(zai)區(qu)分(fen)不(bu)了(le)
，可(ke)以(yi)再(zai)通(tong)過(guo)其(qi)他(ta)試(shi)驗(yan)進(jin)行(xing)驗(yan)證(zheng)。

 

（2）所有黏附劑應對其傳送的機械能量有較小的衰減係數。衝擊脈衝的峰值加速度
、延續時間和次數應有嚴格控製，否則試驗可能是破壞性的。

 

（3）當有內腔的密封件內有柔軟細長的多餘物（如各種纖維絲）時，用粒子碰撞噪聲檢測試驗有時可以檢測出多餘物，有時檢測不出，這與多餘物的長短、質量
、懸掛方式、懸掛位置及粒子碰撞噪聲檢測試驗的精度有關。

 

（4）有(you)時(shi)


，雖(sui)然(ran)檢(jian)測(ce)結(jie)果(guo)顯(xian)示(shi)有(you)多(duo)餘(yu)物(wu)，實(shi)際(ji)打(da)開(kai)檢(jian)查(zha)，卻(que)找(zhao)不(bu)出(chu)多(duo)餘(yu)物(wu)。這(zhe)時(shi)
，應(ying)仔(zai)細(xi)分(fen)析(xi)產(chan)生(sheng)噪(zao)聲(sheng)的(de)原(yuan)因(yin)

，並(bing)用(yong)試(shi)驗(yan)證(zheng)實(shi)。如(ru)有(you)的(de)密(mi)封(feng)件(jian)內(nei)僅(jin)有(you)一(yi)塊(kuai)印(yin)製(zhi)板(ban)
，但(dan)做(zuo)粒(li)子(zi)碰(peng)撞(zhuang)噪(zao)聲(sheng)檢(jian)測(ce)試(shi)驗(yan)時(shi)
，有(you)噪(zao)聲(sheng)輸(shu)出(chu)。實(shi)際(ji)上(shang)這(zhe)是(shi)因(yin)印(yin)製(zhi)板(ban)在(zai)試(shi)驗(yan)中(zhong)與(yu)印(yin)製(zhi)板(ban)導(dao)軌(gui)碰(peng)撞(zhuang)所(suo)致(zhi)，固(gu)定(ding)好(hao)印(yin)製(zhi)板(ban)後(hou)就(jiu)再(zai)無(wu)噪(zao)聲(sheng)輸(shu)出(chu)。

 

（5）引起噪聲信號的原因還有幾種，如振動台不幹淨、樣品未固定在振動台上等一些環境因素


，要在試驗前進行空測及檢查，排除這些幹擾因素，以保證試驗結果的準確性。

 

四、PIND試驗技術的發展趨勢

 

粒子碰撞噪聲試驗（PIND）mudezhiyishijishixiaochuyouliziyinhuandedianziyuanqijian，tongshitongguoduishixiaoyangpindefenxi，weichanpinzhilianggaijintigongyouyongxinxi。zhexiangshiyanjishudefazhanqushiruxia：

 

1.粒子的提取技術

 

由you於yu粒li子zi太tai小xiao
，所suo以yi，一yi般ban不bu宜yi采cai用yong解jie體ti方fang法fa，目mu前qian國guo內nei的de粒li子zi提ti取qu技ji術shu主zhu要yao是shi采cai用yong手shou工gong的de方fang法fa。即ji選xuan擇ze樣yang品pin合he適shi的de一yi麵mian，將jiang其qi慢man慢man地di銼cuo薄bo
，不bu銼cuo通tong。然ran後hou將jiang試shi樣yang清qing洗xi幹gan淨jing
，在zai清qing潔jie環huan境jing下xia用yong一yi根gen尖jian針zhen將jiang其qi銼cuo薄bo處chu穿chuan個ge小xiao孔kong，並bing立li即ji在zai該gai孔kong處chu用yong透tou明ming膠jiao紙zhi封feng住zhu。此ci後hou再zai將jiang樣yang品pin放fang在zai振zhen動dong台tai上shang進jin行xing振zhen動dong，直zhi至zhi沒mei有you粒li子zi信xin號hao再zai出chu現xian為wei止zhi。另ling一yi種zhong較jiao為wei快kuai捷jie的de辦ban法fa是shi使shi小xiao孔kong口kou朝chao下xia，用yong手shou輕qing輕qing敲qiao擊ji樣yang品pin的de封feng殼ke，然ran後hou在zai顯xian微wei鏡jing下xia觀guan察cha透tou明ming膠jiao紙zhi上shang有you無wu粒li子zi被bei黏nian牢lao。

 

lizibeiquchuhou
，kezaidianzisaomiaojingxianweizhonghuoqitazhipufenxiyizhongjinxingchengfenfenxi。tiqulizishigenjujutiyaoqiuerdingde，weilebianyuquchulizi，zuihaoshixuanzelizixinhaopiandadeshiyangjinxingfenxi。danzhezhongfangfabunengbaozhengduilizi100%地提取
，所以
，未來可在這方麵進行改進。

 

2.通過觀察信號或波形直觀地得到內部粒子的信息

 

tongguojishudetigaohuojiancedianxingnengdengfangfa
，zhiguandiguanchaxinhaohuoboxingbiankededaoqijianneibudelizixingtai。ruqijianneibushifoucunzaizhenshidelizi
，huoshiyouyuqijianbenshendegongyidaozhidezaoshengxinhaochanshengdeng。ruoshizhenshilizi
，namelizidedaxiao
、材料是什麼等，可以直觀地獲取
，減小試驗的錯判和漏判。

 

 

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