国产光电耦合器密封试验和内部水汽含量检测结果分析

本文对国内三个光电耦合器主要生产有的多种型号品种气胱电耦合产品开展了密封试验和内部水汽含量检测,并着重对试验结果进行了分析讨论。     

一种航天用光电耦合器内部气氛含量优化控制

光电耦合器内部气氛含量过高会加速光电耦合器的失效,光电耦合器的寿命与内部气氛含量呈负指数关系,即寿命随内部气氛含量的提高而迅速降低。介绍了光电耦合器内部气氛含量的控制方法,通过优化和改进管壳除氢工艺、(管壳和芯片)清洗工艺、(内瓷片和芯片)烧结工艺、助焊剂清洗工艺、平行封焊工艺,使一种气密性陶瓷封装光电耦合器内部气氛含量得到了优化和控制。     

气密性封装内部水汽含量的控制

气密性封装内部水汽含量过高,会使芯片及电连接系统发生各种物理化学反应,从而造成器件参数不稳定甚至失效,为了保证空封半导体器件的可靠性,生产上不仅需要检测器件封装的气密性,而且需对器件内部水汽含量进行有效的控制。因国内许多生产单位不具备对内部水汽含量进行有效控制的条件和检测设备,因而通过本文的讨论并采用有效防止水汽存在或引入器件的内部,使水汽含量控制在规定的范围内(GJB548A-96、GJB33A-97规定内部水汽含量为:100±5℃,烘24小时以上,小于5000ppmV,且这是最低要求)。因要使器件(未经钝化处理)无因水汽引起的失效,最稳妥的办法是使器件内部水汽含量小于500ppmv;实际上,对大多数器件内部水汽含量若能保持在1000ppmv 以下即能保证器件可靠运行。我们采用合金烧结芯片、合金封帽的器件其内部水汽含量控制在300ppmV 左右,聚合物导电胶装片、合金封帽的在1200ppmV 左右,银玻璃装片、Pb-Sn-Ag 合金封帽的在3000ppmV 左右,即便有某些偏差,亦能保证内部水汽含量控制在较低的范围内,使生产的器件可靠性大大提高,并能100%通过水汽含量检测。     

光电耦合器一席谈

在众多的光电子器件中,销售量最大和应用面积最广的光电子器件应数光电耦合器(它称光隔离器)。这种器件最大特点是它通过发光器件(如LED)和光敏器件(如光敏二极管和光敏三极管)之间的电—光—电转换实现了电子线路间的光学隔离,这种光学隔离完成两个重要任务:一是输入信号可以无阻通过,二是输出信号不能反馈到输入端。只要在电路中加上一个简     

密封半导体器件内部水汽含量的控制

叙述了器件内部水汽含量的来源和对可靠性的影响,采用控制技术后达到了良好的效果。     

密封电子元器件内部水汽含量问题探讨

提出了国产密封电子元器件封装内部水汽含量高的问题，阐述了内部水汽对元器件性能与可靠性的影响，探讨了降低内部水汽含量的主要技术途径。     

光电耦合器内部气氛长期贮存变化的研究

根据气密封装器件的内部气体流动原理,对光电耦合器内部气氛含量的初始状态进行了分析,对长期贮存的变化状态进行了预测,随后采用内部气氛分析仪验证预测结果,证明了气体流量原理能够有效预测光电耦合器封装内部的气氛含量,并且能够将封装工艺的薄弱环节暴露在检测初始阶段。通过分析测量漏率与真实漏率之间的关系,对提高预测光电耦合器内部气氛含量长期贮存变化的准确性提出了建议。     

高速高压光电耦合器

文章叙述了高速高压光电耦合器的工作原理、制作工艺、器件特性以及设计考虑。     

贴片式光电耦合器系列

<正> 光电耦合器是一种由发光器件和光敏器件组合构成的通用光电器件。它以光为媒介,完成电—光—电信号的变换及传输,把输入信号耦合到输出端。该器件具有体积小、无机械触头、抗干扰能力强、工作寿命长、输入及输出之间绝缘、能传输模拟信号及数字信号的特点,广泛地用于隔离电路、开关电路、电源电路、逻辑电路、电平转换电路、过流保护电路等。     

集成电路内部水汽含量的控制

简要叙述了集成电路封装内部水汽的形成；指出集成电路封装内部水汽主要是由封装环境气氛中的水份以及封装管壳和芯片表面吸附的水汽所造成的；论述了内部水汽引起集成电路电性能的退化，从而影响建成电路的可靠性。并介绍了纯氮气气氛保护封装、增加红外烘烤等控制集成电路内部水汽含量的措施。     

密封封装内部水汽含量判据研究

密封封装内部的水汽对于半导体器件的可靠性是一种威胁,由此导致的硅表面铝金属线的腐蚀是一种主要的失效机理。为了防止密封封装内部发生腐蚀失效,从而提高器件的可靠性,美军标和我国国军标均给出了内部水汽含量的试验流程和判据。然而另一些研究表明,水汽的单独存在并不会导致铝线腐蚀失效。研究了水汽在密封器件的腐蚀失效机理中的作用,对硅表面铝线的腐蚀过程进行了数学描述,分析了目前标准中内部水汽含量判据,并给出了防止密封器件腐蚀失效的建议。     

封装腔体内氢气含量控制

目前,对密封腔体内的水汽、二氧化碳、氧气含量的研究比较多,内部水汽含量控制在≤5 000 ppm、氧气控制在≤2 000 ppm、二氧化碳控制在≤4 000 ppm、氦气控制在≤1 000 ppm的密封工艺技术已解决[9],氢气含量控制的研究则未见报道。对于一些气密性要求高的封装应用领域,还需要控制氢气含量,如MEMS、GaAs电路等。分析了平行缝焊、Au80Sn20合金封帽的导电胶、合金烧结的器件的内部氢气含量,并分析了125℃168 h和125℃1 000 h贮存前后氢气含量的变化情况;在试验的基础上,提出了氢气的主要来源和针对性的工艺措施,并取得了期望的结果：密封器件经过125℃、1 000 h贮存后的氢气含量也能控制在≤4 000 ppm。     

内部水汽含量检测技术和低压封装限制

介绍了GJB 548A方法1018规定的内部水汽含量的三种测定程度和原理以及所用的设备，并重点介绍了程度1中的有关测试方法以及对内部封装压强的要求。     

光电耦合器在伺服系统中的应用

光电耦合器是一种发光器件和光电器件组成一体,完成电-光-电转换的器件。在此介绍了高速光耦、线性光耦的结构和原理及其在伺服系统中的应用,充分体现了光耦体积小、响应速度快、隔离效果好、具有较强的抗干扰能力的优点。     

光耦线性化与线性光耦器件的应用

比较全面的介绍了光耦器件在模拟信号隔离测试中的应用，并且指出了保证测试精度需要采取的措施。     

玻璃封帽内部水汽控制技术

重点介绍采用黑瓷低温玻璃陶瓷外壳(CerQFP64)封装的集成电路水汽超标的原因。根据此种外壳的特殊性,通过采用特殊的高温烘烤处理措施,使采用黑瓷低温玻璃陶瓷外壳(尤其对超过保质期的外壳)封装的电路内部水汽由原来的5 000×10-6,降低到2 000×10-6以下。     

高压隔离光电耦合器的研制

介绍了一种采用有机硅凝胶(双组分)内部灌封、4 DIP陶瓷管座封装制成的高压隔离光电耦合器,隔离电压可达10 kV.叙述了该器件的工作原理、工作特性、设计思想及制作过程,并进行了理论分析和大量的实验.实验结果表明该器件结构简单、性能稳定、可靠性高.     

光电耦合器总剂量辐照的噪声表征

 本文在研究光电耦合器工作原理、辐照理论及1/f噪声理论的基础上,分析了光电耦合器辐照噪声产生机理及特性,建立了光电耦合器总剂量辐照损伤噪声模型.研究结果表明,随着辐照总剂量增强, LED及光敏管氧化层中引入的氧化层陷阱密度增多,载流子数涨落增强,从而使电压噪声功率谱密度增加.实验结果验证理论分析的正确性,电压噪声功率谱密度可作为光电耦合器辐照损伤表征参量.     

高压隔离高线性度光电耦合器

研制了一种高压隔离高线性度光电耦合器.采用混合集成技术,在6DIP陶瓷管座内成功制作出了高压隔离线性光电耦合器.叙述了该器件的工作原理、工作特性及设计考虑,并在在此基础上进行了实验,实验结果表明此器件具有结构简单、精度高、线性度好的优点.     

用微波谐振腔技术测定任意形状生物体的湿度

短形诸振腔，工作于TE（105）和TE（107）模式，中心频率分别为4．55和5．80GHz；当大小和湿度不同的生物体（黄豆或玉米粒）置于谐振腔中心时，谐振频率和品质因数发生变化。对频偏（ΔF）和传输因子（ΔT）的测量，发现它们与颗粒的含水量及干燥质量之间有重要的统计相关关系，可以用这两个测量的腔参量来表示湿度。通过“曲线拟合法”进一步获得简单的湿度近似表达式，且与颗粒的形状无关。应用这些谐振腔测量技术，测定形状近似球形的黄豆粒的7～16％范围内的湿度，其不确定性小于1％，可信度达95％以上。对于大小悬殊，形状很不均匀的玉米粒，把它们固定在腔中央、相对于腔内最大电场矢量互差90度的两个位置上，对ΔF和ΔT分别作两次测量，发现它们的平均值实际上与形状无关。这样，上述方法也能确定任意形状的玉米颗粒的湿度，不确定性仅为1％左右。