Слабая утечка (Fine Leak) — это количественная характеристика степени негерметичности корпуса (package) электронного компонента, определяющая очень малый поток газа через возможные дефекты. Эта характеристика особенно важна для компонентов, используемых в высоконадёжной аппаратуре, где проникновение влаги или загрязнений внутрь корпуса может привести к коррозии и отказу.
Количественное определение
Согласно стандартам (например, MIL-STD-883), слабая утечка определяется как скорость утечки газа менее 1 × 10⁻⁵ см³/с (0.00001 кубических сантиметров в секунду) при стандартных условиях (перепад давления в 1 атмосферу, 25°C). Эта величина соответствует утечке гелия в вакуум при гелиевом масс-спектрометрическом тесте (helium mass spectrometer leak test).
Методы обнаружения
Для обнаружения столь малых утечек применяются высокочувствительные методы. Гелиевый масс-спектрометрический тест является стандартным и наиболее чувствительным методом, способным регистрировать утечки до 1 × 10⁻¹² см³/с. Радиоизотопный тест (использующий криптон-85) применяется для проверки очень малых корпусов или когда необходим больший динамический диапазон. Кумулятивные методы, такие как испытание на влагопроницаемость (moisture ingress test), оценивают долговременный эффект от слабых утечек.
Причины возникновения
Слабая утечка может быть вызвана микротрещинами в материале корпуса, дефектами паяного или сварного шва крышки (lid), пористостью материала, а также несовершенством уплотнений выводов или стеклянных изоляторов в керамических корпусах (ceramic package).
Влияние на надёжность
Даже слабая утечка со временем приводит к проникновению атмосферной влаги внутрь корпуса. При циклических изменениях температуры влага конденсируется на поверхности кристалла (die) и проводников (bond wire), вызывая электролитическую коррозию, рост дендритов (dendrite) и, в конечном итоге, короткое замыкание или обрыв соединений.
Классификация по степени герметичности
Стандарты классифицируют герметичность по уровням утечки. Помимо слабой утечки (fine leak), выделяют грубую утечку (gross leak), которая обычно определяется как утечка более 1 × 10⁻⁵ см³/с и проверяется более простыми методами, например, испытанием в перфторуглеродной жидкости (fluorocarbon bubble test).
Источники: Методы и критерии испытаний на герметичность установлены в стандартах MIL-STD-883 (метод 1014), ГОСТ Р 52937-2008 и IEC 60068-2-17.