什么是滲透作用_金屬封裝又是如何發(fā)生滲透

滲透作用使得芯片封裝中沒(méi)有絕對(duì)的氣密性封裝，那么什么是滲透作用？金屬封裝又是如何發(fā)生滲透的呢？

滲透：氣體從密度大的一側(cè)向密度小的一側(cè)滲入、擴(kuò)散、通過(guò)、和逸出固體阻擋層的過(guò)程。這種情況下氣體的穩(wěn)態(tài)流率稱(chēng)為滲透率。 滲透的全過(guò)程：吸附→氣體分子離解(對(duì)于金屬殼體材料)→在表層達(dá)到平衡溶解度→向內(nèi)側(cè)擴(kuò)散→在管殼內(nèi)壁表面上，離解的氣體原子重新結(jié)合為分子態(tài)→脫附和釋出。

吸附：氣體分子在高壓側(cè)吸附在固體表面上；

離解：吸附的氣體分子在固體表面上離解為原子態(tài)；

溶解：氣體在固體表層達(dá)到與環(huán)境氣壓相對(duì)應(yīng)的溶解濃度；

擴(kuò)散：由于表層濃度比較高，在濃度梯度的作用下氣體分子(或原子)向固體深部擴(kuò)散，直到濃度均勻?yàn)橹梗?/p>

脫附：溶質(zhì)氣體擴(kuò)散到器壁的另一面重新結(jié)合成分子后釋放。

塑料封裝：結(jié)構(gòu)疏松，微觀孔隙大于各種常見(jiàn)氣體分子的直徑，氣體分子向內(nèi)擴(kuò)散。

金屬封裝：由于腔體兩側(cè)的氣體總是存在壓力差，即使固體壁面材料上存在的微孔小到足以阻止正常氣體通過(guò)，但任何固體材料總是或多或少地滲透一些氣體。

那么金屬封裝是如何發(fā)生滲透的呢？ 關(guān)于滲透的氣體：

一般只有能溶解于金屬的氣體才能發(fā)生滲透，因此惰性氣體一般不能滲入金屬，而H2和O2則可以。

在所有氣體中，H2對(duì)金屬的滲透率最高，因?yàn)閷?duì)大多數(shù)金屬來(lái)說(shuō)，O2的滲透系數(shù)比H2小。

H2對(duì)金屬的滲透率：

在常溫下，H2對(duì)某些金屬（如鐵、鎳、碳鋼等）具有較高的滲透率。

氫氣對(duì)鋼的滲透率隨含碳量的增加而增加。

H2對(duì)奧氏體不銹鋼的常溫滲透系數(shù)較小，對(duì)Pt、Mo、Al、Cu的滲透系數(shù)則更低。

降低H2的滲透性：

對(duì)鋼和鋁表面進(jìn)行氧化處理后，可以降低H2的滲透性。

金屬的氣體選擇性：

有些金屬對(duì)氣體的滲透具有選擇性，如H2容易滲透過(guò)鈀，而O2對(duì)銀的滲透率很大。

封裝腔體的放氣過(guò)程：

封裝腔體的材料內(nèi)溶解的氣體和表面吸附的氣體會(huì)因擴(kuò)散、解溶、解吸脫附而放氣。

進(jìn)行烘烤可以去除表面氧化膜中的水汽和吸附的氣體。