什么是渗透作用_金属封装又是如何发生渗透

 

渗透作用使得芯片封装中没有绝对的气密性封装，那么什么是渗透作用？金属封装又是如何发生渗透的呢？  

渗透：气体从密度大的一侧向密度小的一侧渗入、扩散、通过、和逸出固体阻挡层的过程。这种情况下气体的稳态流率称为渗透率。   渗透的全过程：吸附→气体分子离解(对于金属壳体材料)→在表层达到平衡溶解度→向内侧扩散→在管壳内壁表面上，离解的气体原子重新结合为分子态→脱附和释出。    

吸附：气体分子在高压侧吸附在固体表面上；

离解：吸附的气体分子在固体表面上离解为原子态；

溶解：气体在固体表层达到与环境气压相对应的溶解浓度；

扩散：由于表层浓度比较高，在浓度梯度的作用下气体分子(或原子)向固体深部扩散，直到浓度均匀为止；

脱附：溶质气体扩散到器壁的另一面重新结合成分子后释放。

塑料封装：结构疏松，微观孔隙大于各种常见气体分子的直径，气体分子向内扩散。  

 

  金属封装：由于腔体两侧的气体总是存在压力差，即使固体壁面材料上存在的微孔小到足以阻止正常气体通过，但任何固体材料总是或多或少地渗透一些气体。  

 

  那么金属封装是如何发生渗透的呢？   关于渗透的气体：

一般只有能溶解于金属的气体才能发生渗透，因此惰性气体一般不能渗入金属，而H2和O2则可以。

在所有气体中，H2对金属的渗透率最高，因为对大多数金属来说，O2的渗透系数比H2小。

H2对金属的渗透率：

在常温下，H2对某些金属（如铁、镍、碳钢等）具有较高的渗透率。

氢气对钢的渗透率随含碳量的增加而增加。

H2对奥氏体不锈钢的常温渗透系数较小，对Pt、Mo、Al、Cu的渗透系数则更低。

降低H2的渗透性：

对钢和铝表面进行氧化处理后，可以降低H2的渗透性。

金属的气体选择性：

有些金属对气体的渗透具有选择性，如H2容易渗透过钯，而O2对银的渗透率很大。

封装腔体的放气过程：

封装腔体的材料内溶解的气体和表面吸附的气体会因扩散、解溶、解吸脱附而放气。

进行烘烤可以去除表面氧化膜中的水汽和吸附的气体。