DD288918A5 - METHOD FOR TESTING THE TIGHTNESS OF OPTOELECTRONIC COMPONENTS - Google Patents

METHOD FOR TESTING THE TIGHTNESS OF OPTOELECTRONIC COMPONENTS Download PDF

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DD288918A5
DD288918A5 DD33411589A DD33411589A DD288918A5 DD 288918 A5 DD288918 A5 DD 288918A5 DD 33411589 A DD33411589 A DD 33411589A DD 33411589 A DD33411589 A DD 33411589A DD 288918 A5 DD288918 A5 DD 288918A5
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DD
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housing
testing
dye
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DD33411589A
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Hans Dipl-Krist Bell
Wilfried Dipl-Ing Freibothe
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Werk Fernsehelektronik Gmbh
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pruefen der Dichtheit von optoelektronischen Bauelementen. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Pruefverfahren anzugeben, mit dem die Dichtheit von Pillgehaeusen elektronischer Bauelemente im Leckbereich 1mm nachgewiesen werden kann. Erfindungsgemaesz werden die zu pruefenden Bauelemente etwa 5 Stunden in eine stark reflektierende Farbstoffloesung getaucht und die Loesung wird auf etwa 5C unterkuehlt. Anschlieszend werden die gewaschenen und getrockneten Bauelemente zur Dichtheitspruefung unter eine entsprechende Lichtquelle gefuehrt. Unter der Lichtquelle reflektieren die undichten mit Farbstoff markierten Gehaeuse auf und koennen aussortiert werden.{Dichtheitspruefung; Optoelektronik; elektronische Bauelemente; Pruefverfahren; Massenfertigung; Farbstoffloesung; Reflexionsgrad; Lichtquelle}The invention relates to a method for testing the tightness of optoelectronic components. It is the object of the invention to provide a test method, with the tightness of Pillgehaeusen electronic components in the leak range 1mm can be detected. According to the invention, the devices to be tested are immersed for about 5 hours in a highly reflective dye solution and the solution is cooled to about 5 ° C. Anschlieszend the washed and dried components are led for leak testing under a corresponding light source. Underneath the light source, the leaking bodies marked with dye reflect on and can be sorted out. {Leakage test; optoelectronics; Electronic Components; Test methods; Mass production; Dye solution; Reflectance; Light source}

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen der Dichtheit von Gehäuson, welches in der Elektronikindustrie bei der Massenfertigung elektronischer Bauelemente mit Glasfonstor Anwondung findet.The invention relates to a method for testing the tightness of Gehäuson, which is in the electronics industry in the mass production of electronic components with Glasfonstor Anwondung.

Charakteristik dos bekannten Standes der TechnikCharacteristics of the known prior art

Zur Dichtheitsprüfung elektronischer Bauelemente sind die verschiedensten Verfahren bekannt, die sich voneinander in ihrer Nachweisgrenze (Feinleck, Grobleck), ihrem technisch-technologischen Aufwand und ihror Verwendungsfähigkeit in der Massenfertigung unterscheiden.For leak testing of electronic components, a variety of methods are known, which differ from each other in their detection limit (fine leak, large leak), their technical and technological complexity and their usability in mass production.

Im Bereich der Feinleckprüfung (<10~4 Torr I s~') finden vorwiegend massonspoktromotrischo Verfahren unter Einsatz von Helium als Testgas Anwendung. So wird z.B. in der US PS 4553435 ein Heliumlecksuchgerät für Glas/Metall vorpackte Bauelemente beschrieben. Die Nachteile solcher Testgasverfahren werden recht deutlich in dem DD WP 112690 gewertet. Sie erfordern das Prüfen unmittelbar nach dem Füllen des Prüflings mit Helium, da Zeitverluste den Wiederaustritt des Prüfgases begünstigen. Für eine 100-%-Kontrolle in der Massenfertigung elektronischer Bauelemente ist eine solche Methode ungeeignet. In o. g. WP wird vorgeschlagen, zusätzlich den Partialdruck der sowieso im Gehäuse vorhandenen Luft mit auszuwerten. Im Bereich der Grobleckprüfung (> 10"4 Torr I s~') kommen u.a. die verschiedensten Methoden der Blasenprüfung zur Anwendung, wie sie z. B. in der DD WP 238109 beschrieben ist. Diese Methoden sind recht zuverlässig, haben in der Massenfertigung jedoch den Nachteil, daß die Bauelemente mehr oder weniger einzeln geprüft werden müssen, um undichte Gehäuse während der Prüfung zu ermitteln.In the field of fine leak testing (<10 ~ 4 torr I s ~ ') are mainly Massonspoktromotrischo method using helium as a test gas application. Thus, for example, a helium leak detector for glass / metal prepackaged components is described in US Pat. No. 4,553,435. The disadvantages of such test gas methods are quite clearly rated in the DD WP 112690. They require testing immediately after filling the specimen with helium, since time losses favor the re-emergence of the test gas. For a 100% control in the mass production of electronic components, such a method is unsuitable. In the above-mentioned WP it is proposed to additionally evaluate the partial pressure of the air present in the housing anyway. In the field of large-scale testing (> 10 " 4 Torr I s ~ '), various methods of bladder testing are used, as described, for example, in DD WP 238109. These methods are quite reliable, but have mass production the disadvantage that the components must be checked more or less individually to determine leaking housing during the test.

In der US PS 3675465 wird ein Dichtheitsprüfverfahren beschrieben, welches den Wägemethoden zuzurechnen ist, bei denen meist unter Druck Flüssigkeit in die undichten Gehäuse gedrückt wird, die zur Gewichtserhöhung des einzelnen Bauelementes führt. Jedoch müssen auch hier wieder die Bauelemente einzeln ausgewogen worden, was in der Fertigung nur bei statistischen Qualitätskontrollen realisierbar ist.In US PS 3675465 a leak test method is described, which is attributable to the weighing methods in which liquid is usually pressed under pressure in the leaky housing, which leads to the weight increase of the individual component. However, here again, the components have been balanced individually, which is feasible in production only in statistical quality controls.

Ein Spezialverfahren zur Bestimmung der Mikroporosität von Ampullen besteht nach der DE OS 2812258 in der Nutzung einer wäßrigen Fluoreszenzlösung, die durch die Mikroporenrisse der Ampulle gedrückt und mittels Erregerlicht zum fluoreszieren angeregt wird. Hierzu ist allerdings eine aufwendige Detektor-Differenzslgnal-Schaltung/Anordnung notwendig. Üblich sind auch in der Bauelementefertigung Verfahren, bei denen mittels Autoklav Wasserdampf in undichte Bauelementegehäuse gedrückt wird und mittels elektrischer Messungen (z. B. Kurzschluß) defekte Gehäuse ermittelt werden. Dieses Prüfverfahren hat den Nachteil, daß durch die thermomechanische Beanspruchung Bauelemente zerstört werden. Weiterhin ist bei der Massenfertigung von Bauelementen der Zeitraum zwischen Autoklavbelastimg und elektrischer Bewertung der Bauelemente zwangsläufig so groß, daß Bauelemente zwischenzeitlich austrocknen. Dadurch gelangen undichte Bauelemente zu den Anwendern.According to DE OS 2812258, a special method for determining the microporosity of ampoules is the use of an aqueous fluorescence solution which is forced through the micro pore cracks of the ampoule and excited to fluoresce by means of exciting light. For this purpose, however, a complex detector Differenzslgnal circuit / arrangement is necessary. Also common in the manufacture of components are processes in which water vapor is pressed into leaky component housing by means of an autoclave and defective housings are determined by means of electrical measurements (eg short circuit). This test method has the disadvantage that components are destroyed by the thermo-mechanical stress. Furthermore, in the mass production of components, the period between Autoklavbelastimg and electrical assessment of the components is inevitably so large that components dry out in the meantime. As a result, leaky components reach the users.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die Erhöhung der Sicherheit des Prüfverfahrens zum Prüfen der Dichtheit von Gehäusen optoelektronischer Bauelemente.The aim of the invention is to increase the safety of the test method for testing the tightness of housings of optoelectronic components.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Prüfverfahren der Dichtheit von Gehäusen anzugeben, mit dem die Dichtheit imThe invention has for its object to provide a test method of tightness of housings, with the tightness in Bereich Großleck bis zum Übergangsbereich Feinleck/Grobleck von Gehäusen mit Glasfenster elektronischer Bauelemente,Large leak area up to the transition area fine leak / large leak of housings with glass windows of electronic components,

insbesondere Pillgehäuse in der Massenfertigung nachgewiesen werden kann.In particular pillbox in mass production can be detected.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, daß die zu prüfenden Gehäuse mehrere Stunden in einerAccording to the invention the object of the invention is achieved in that the housing to be tested for several hours in one Farbstofflösung, die stark reflektierenden wasserlöslichen Farbstoff enthält, belassen werden. Vorzugsweise ist dieseDye solution containing highly reflective water-soluble dye left. Preferably, this is Farbstofflösung eine wäßrige Lösung, welche den stark reflektierenden Farbstoff und ein Netzmittel enthält.Dye solution an aqueous solution containing the highly reflective dye and a wetting agent. Die Farbstofflösung dringt in die undichten Gehäuse ein und der stark reflektierende Farbstoff verbleibt auch nach möglicherThe dye solution penetrates into the leaky housing and the highly reflective dye remains even after possible Austrocknung der Lösung im Gehäuse.Desiccation of the solution in the housing. Erfindung.sgemäß ist es, die Farbstofflösung nach dem Eintauchen der Gehäuse zu unterkühlen, um damit das Eindringen derErfind.sgemäß is to subcool the dye solution after immersion of the housing, so that the penetration of the Farbstofflösung in die undichten Gehäuse zu beschleunigen.To accelerate dye solution in the leaky housing.

Zur Dichtheitsprüfung werden die Gehäuse der stark reflektierenden Farbstofflösung entnommen, In destilliertem Wasser gewaschen, anschließend getrocknet und nach beliebiger Vorweilzoit unter eino entsprechende Lichtquelle geführt. Untor der Lichtquelle reflektieren die mit Farbstoff gefüllten undichten Gehäuse intensiv und können sehr einfach aussortiert werden. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Gehäuso, einer Massenfertigung gorecht, als Schüttgut in der Farbstofflösung verweilen können und die Zoit nach dem Herausnehmen aus der Farbstofflösung und dom Prüfen untor dor Lichtquelle beliebig gewählt werden kann. Undichte Bauelomonto sind dauerhaft markiert. Dies erleichtert sehr die Produktionsorganisation.For tightness testing, the housings of the highly reflective dye solution are removed, washed in distilled water, then dried and led to any Vorweilzoit under a similar light source. Untor the light source reflect the filled with dye leaking housing intensive and can be sorted out very easily. The advantage of the method according to the invention is that the Gehäuso gorecht a mass production can dwell as bulk in the dye solution and the Zoit after removal from the dye solution and dom Check untor dor light source can be chosen arbitrarily. Leaking Bauelomonto are permanently marked. This greatly facilitates the production organization.

Zum anderen wird die 100%igo Dichthoitsprüfung automatisierbar, indem sie in die elektronische Bewertung der Bauelemente einbezogen wird. Die Zuverlässigkeit in bezug auf die Dichtheit erhöht sich für die Elnzolbauolomonto, da die geprüfton Bauelemente mit einer großen Sicherheit markiert sind.On the other hand, the 100% igo Dichthoitsprüfung can be automated by being included in the electronic evaluation of the components. The reliability in terms of tightness increases for the Elnzolbauolomonto, because the testedon components are marked with a great security.

AusführungsbelsplelAusführungsbelsplel

Das erfindungsgemäße Verfahren soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.The inventive method will be explained in more detail with reference to an embodiment.

Bei Infrarotfototransistoren im Metall-Keramik-Pillgehä jse soll die Dichtheit im Leckberoich S1 pm nachgewiesen worden. Dazu werden die Bauelemente etwa 6 Stunden in eine wäßrige Farbstofflösung getaucht.For infrared phototransistors in metal-ceramic Pillgehä jse the tightness in Leckberoich S1 pm has been demonstrated. For this purpose, the components are immersed for about 6 hours in an aqueous dye solution.

Im Ausführungsbeispiel besteht die Lösung ausIn the embodiment, the solution consists of

stark reflektierendem Farbstoff Basonyl rotstrongly reflecting dye Basonyl red

destilliertem Wasserdistilled water

Netzmittel.Wetting agents.

Die Farbstofflösung mit getauchten Gehäusen wird während der gesamten Verweilzeit auf ca. 5°C unterkühlt. Die Farbstofflösung dringt in die undichten Gehäuse ein und der Farbstoff verbleibt auch noch im Gehäuse, nachdem die Bauelemente der Lösung entnommen, in destilliertem Wasser gewaschen und anschließend getrocknet werden. Zur Dichtheitsprüfung werden alle Bauelemente unter eine dem Reflexionsgrad des Farbstoffes entsprechende Lichtquelle geführt, im Ausführungsbeispiel eine Wolframglühfadenlampe. Unter der Lichtquelle reflektiert der Innenraum, der mit Farbstoff gefüllten undichten Gehäuse intensiv, so daß diese sehr einfach aussortiert werden können. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Pillgehäuse, einer Massenfertigung gerecht, als Schüttgut in der Farbstofflösung verweilen können und die Zeit nach dem Herausnehmen aus der Lösung und dem Prüfen unter der Lichtquelle beliebig gewählt werden kann. Dies erleichtert sehr die Produktionsorganisation. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die 100%ige Dichtheitsprüfung zu automatisieren. Hierzu wird in den elektronischen Meßautomat/Bewerter eine entsprechende Lichtquelle und ein Farbdotektor integriert. Da alle undichten Gehäuse verläßlich mit stark reflektierendem Farbstoff markiert sind, kann ihr Aussortieren mit großer Sicherheit erfolgen, wodurch sich die Zuverlässigkeit der Bauelemente erhöht.The dye solution with immersed housings is subcooled to about 5 ° C during the entire residence time. The dye solution penetrates into the leaky housing and the dye also remains in the housing after the components are removed from the solution, washed in distilled water and then dried. For leak testing, all components are guided under a light source corresponding to the reflectance of the dye, in the embodiment, a tungsten filament lamp. Under the light source, the interior reflects the filled with dye leaking housing intense, so that they can be sorted out very easily. The advantage of the method according to the invention is that the pillar housing, a mass production justice, can dwell as bulk material in the dye solution and the time after removal from the solution and testing under the light source can be chosen arbitrarily. This greatly facilitates the production organization. In addition, it is possible to automate the 100% leak test. For this purpose, an appropriate light source and a color detector is integrated in the electronic meter / evaluator. Since all leaky housings are reliably marked with highly reflective dye, they can be sorted out with great certainty, which increases the reliability of the components.

Claims (2)

1. Verfahren zum Prüfen der Dichtheit von Gehäusen elektronischer Bauelemente mit Flüssigkeiten, insbesondere von Gehäusen mit Glasfenster, gekennzeichnet dadurch, daß die Gehäuse einige Stunden in eine stark reflektierende Farbstofflösung, vorzugsweise in eine wäßrige Lösung mit Farbstoff und einem Netzmittel getaucht und danach gewaschen und getrocknet werden und daß nach einer beliebigen Zeit die Gehäuse unter eine entsprechende Lichtquelle geführt und die undichten reflektierenden Gehäuse aussortiert werden.1. A method for testing the tightness of housings of electronic components with liquids, in particular of housings with glass windows, characterized in that the housing dipped for several hours in a highly reflective dye solution, preferably in an aqueous solution with dye and a wetting agent and then washed and dried be and that after any time, the housing is guided under a corresponding light source and the leaky reflective housing are sorted out. 2. Verfahren zum Prüfen der Dichtheit von Gehäusen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die stark reflektierende Farbstofflösung nach dem Eintauchen der Gehäuse unterkühlt wird.2. A method for checking the tightness of housings according to claim 1, characterized in that the highly reflective dye solution is subcooled after immersion of the housing.
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