能谱仪在金属封装器件外观检测中的应用

　　0　引言

　　金属封装是最早期采用的封装形式,其优点是坚固耐用、导热性好、抗机械损伤能力强。最重要的是金属具有电磁屏蔽功能,可以防止外界电磁波的干扰。因此,金属封装的电子元器件在许多领域,尤其是在军事及航空航天领域得到了广泛的应用。但金属价格昂贵,可塑性差,容易腐蚀。

　　传统金属封装材料包括Al、Cu、Mo、W以及Cu/W和Cu/Mo。除了Cu/W及Cu/Mo以外,传统金属封装材料都是单一金属或合金,他们都有些不足,难以应对环境要求的发展。材料工作者在传统材料基础上研究和开发了很多重金属复合材料,但随着环境要求的提高,金属管壳腐蚀问题依然存在。

　　1　能谱仪工作原理

　　能谱仪的种类很多,但在分析方面应用最多的是X射线能谱仪(EDS), X射线能谱分析仪作为扫描电子显微镜的一个基本附件,其工作原理是利用聚焦的电子束作用于被观察试样的微小区域上,激发试样所含元素的特征X射线,再将这些信息捕获,处理和分析而获得试样的元素定性、半定量分析结果,由于电子显微镜具有很高的空间分辨率,能谱分析可以在微米和亚微米尺度下进行,工作原理见图1所示。同时,通过线扫描和面分布可以获得直观的微区元素分布数据。由于它是一种非破坏性分析技术,因此在表面分析技术中占有独特的地位。

　　2　外观问题及影响

　　在进行外观检查中经常发现金属管壳和引脚局部出现变色,与本体颜色有明显差异,在显微镜下甚至可以发现新的生成堆积物质,这种现象表明管壳已经被腐蚀,但产生腐蚀的因素很多,有的是由于管壳生产工艺过程中清洗液残留,导致内部腐蚀,有的是由于外界环境存在腐蚀成分,如Cl、S离子等均能使金属表面腐蚀,但无论那种腐蚀对元器件本身带来的影响是一致的。

　　众所周之,军用电子元器件腔体均采用保护气体进行保护,在质量一致性检测过程中要进行耐湿、盐雾等试验,且筛选过程中要进行密封性检测,剔除不合格产品,其主要目的均是为了使电子元器件内部不受外界气氛的侵蚀。但是,一旦管壳受到腐蚀就会逐渐的破坏密封效果,使外部气氛与内部的材料发生反应,一段时间内,器件性能不会发生变化,但随着侵蚀的程度逐步加深,器件的性能必然发生变化,轻者参数漂移,严重的功能将会失效。

　　依据GJB128A、GJB548B中外部目检的要求,如果封装壳体、盖帽或引线的镀涂层存在腐蚀、玷污或暴露基底金属材料的产品均应予以剔除,但往往在进行外观检查中有些情况很难区别是否存在腐蚀、玷污或暴露基底金属材料,如果轻易放过可能对整机产品的可靠性带来不可估量的影响。