DIN EN 60749-7-2012 Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 7 Internal moisture content measurement and the analysis of other residual gases (IEC 60749-.pdf

1、Februar 2012DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 11DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS

2、31.080.01!$xd“1856559www.din.deDDIN EN 60749-7Halbleiterbauelemente Mechanische und klimatische Prfverfahren Teil 7: Messung des inneren Feuchtegehaltes und Analyse von anderenRestgasen (IEC 60749-7:2011);Deutsche Fassung EN 60749-7:2011Semiconductor devices Mechanical and climatic test methods Part

3、 7: Internal moisture content measurement and the analysis of other residual gases(IEC 60749-7:2011);German version EN 60749-7:2011Dispositifs semiconducteurs Mthodes dessais mcaniques et climatiques Partie 7: Mesure de la teneur en humidit interne et analyse des autres gaz rsiduels(CEI 60749-7:2011

4、);Version allemande EN 60749-7:2011Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 60749-7:2003-04Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 12 SeitenDIN EN 60749-7:2012-02 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2011-07-22 angenommene Europische N

5、orm als DIN-Norm ist 2012-02-01. Fr DIN EN 60749-7:2003-04 gilt eine bergangsfrist bis zum 2014-07-22. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 60749-7:2009-10. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 631 Halbleiterbauelemente“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik El

6、ektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 47 Semiconductor devices“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (stability date) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website

7、unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine

8、 Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer au

9、f die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELE

10、C bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. nderungen Gegenber DIN EN 60749-7:2003-04 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Streichung der bisherigen beiden alternativen Verfahren, die als Verfahren 2 und Verfahren 3 gekenn-zeichnet waren; b) vollstndige redaktionelle b

11、erarbeitung. Frhere Ausgaben DIN 41794-1: 1972-06 DIN IEC 60749: 1987-09 DIN EN 60749: 2000-02, 2001-09, 2002-09 DIN EN 60749-7: 2003-04 EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 60749-7 September 2011 ICS 31.080.01 Ersatz fr EN 60749-7:2002Deutsche Fassung Halbleiterbauelemente Mechanisc

12、he und klimatische Prfverfahren Teil 7: Messung des inneren Feuchtegehaltes und Analyse von anderen Restgasen (IEC 60749-7:2011) Semiconductor devices Mechanical and climatic test methods Part 7: Internal moisture content measurement and the analysis of other residual gases (IEC 60749-7:2011) Dispos

13、itifs semiconducteurs Mthodes dessais mcaniques et climatiques Partie 7: Mesure de la teneur en humidit interne et analyse des autres gaz rsiduels (CEI 60749-7:2011) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2011-07-22 angenommen. Die CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnun

14、g zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem

15、 CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretar

16、iat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemb

17、urg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechn

18、ical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Zentralsekretariat: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2011 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 60749-7:2011 DDIN EN 6

19、0749-7:2012-02 EN 60749-7:2011 2 Vorwort Der Text des Schriftstcks 47/2087/FDIS, zuknftige 2. Ausgabe von IEC 60749-7, ausgearbeitet von dem IEC TC 47 Semiconductor devices“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2011-07-22 als EN 60749-7 angenommen. Diese Europi

20、sche Norm ersetzt EN 60749-7:2002. Die wesentliche nderung ist die Streichung der bisherigen beiden alternativen Verfahren, die als Verfahren 2 und Verfahren 3 gekennzeichnet waren. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CEN und CENE

21、LEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 201

22、2-04-22 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2014-07-22 Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 60749-7:2011 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung ist unte

23、r Literaturhinweise“ zu der aufgelisteten Norm die nachstehende Anmerkung einzutragen: IEC 60749-8 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60749-8. DIN EN 60749-7:2012-02 EN 60749-7:2011 3 Inhalt SeiteVorwort .2 1 Anwendungsbereich.4 2 Normative Verweisungen .4 3 Begriffe .4 4 Prf- und Messeinrichtung .4 4.1

24、Massenspektroskopisches Verfahren 4 4.2 Massenspektrometer4 4.3 Vakuumkammer .6 4.4 Punktier-Werkzeug.6 4.5 Drucksensor .7 5 Prfdurchfhrung7 6 Ausfall- und Fehlerkriterien 8 7 Prfauswertung 8 8 bersicht wichtiger Angaben .9 Literaturhinweise 10 DIN EN 60749-7:2012-02 EN 60749-7:2011 4 1 Anwendungsbe

25、reich Dieses Dokument legt die Messung bzw. Prfung des Gehalts von Wasserdampf und anderen Gasen in der Innenatmosphre eines Bauelementes mit hermetisch verschlossenen Metall- oder Keramikgehusen fest. Die Prfung wird als Merkmal der Prozessqualitt bezglich des hermetischen Verschlieens verwendet un

26、d liefert Informationen zur chemischen Langzeitstabilitt der Atmosphre im Innern der Gehuse. Dieses Verfahren ist bei allen Halbleiterbauelementen, die mit einer solchen Gehusetechnologie montiert werden, anwendbar, allerdings wird es im Allgemeinen nur fr Anwendungen hoher Zuverlssigkeit wie im Mil

27、itr- und Raumfahrtbereich eingesetzt. Dieses Prfverfahren ist zerstrend. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Au

28、sgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). Kein 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Teile je Million auf Volumen bezogen ppmv (en: parts per million by volume) Konzentration einer Substanz in einer anderen Substanz, ausgedrckt

29、 als das Verhltnis der Teile der einen Substanz in einer Million Teile der anderen Substanz, gemessen in Volumenanteilen 4 Prf- und Messeinrichtung 4.1 Massenspektroskopisches Verfahren Mithilfe dieses Verfahrens wird der Wasserdampfgehalt der Bauelementeatmosphre mithilfe der Massen-spektroskopie g

30、emessen. Die Einrichtung ist im Folgenden beschrieben. 4.2 Massenspektrometer Das Massenspektrometer muss die Anforderungen entsprechend 4.2.1 und 4.2.2 erfllen und muss ent-sprechend 4.2.3 bis 4.2.8 kalibriert sein. 4.2.1 Spektralbereich Das Massenspektrometer muss mindestens einen Spektralanzeigeb

31、ereich in atomaren Masseeinheiten (AMU, en: atomic mass unit) von 1 bis 100 haben. 4.2.2 Nachweisgrenze Das Massenspektrometer muss in der Lage sein, reproduzierbar den festgelegten Feuchtegehalt fr ein gegebenes Gehusevolumen bei einem Signal-Rausch-Abstand von 20:1 nachzuweisen (das bedeutet fr ei

32、nen festgelegten Grenzwert von 5 000 ppmv und 0,01 ml, dass das Massenspektrometer eine Mindest-nachweisgrenze von 250 ppmv fr die Feuchte in einem Gehusevolumen von 0,01 ml aufweisen muss). Das kleinste Volumen muss als schlechtestmglicher Fall (worst-case) betrachtet werden. DIN EN 60749-7:2012-02

33、 EN 60749-7:2011 5 4.2.3 Messsystem-Kalibrierung Das Massenspektrometer ist jhrlich unter Verwendung des gleichen Empfindlichkeitsfaktors zu kalibrieren, und zwar bei Feuchteanteilen in den Bereichen 4 500 ppmv bis 5 500 ppmv, 2 000 ppmv bis 3 000 ppmv und 7 000 ppmv bis 8 000 ppmv. Diese Kalibrieru

34、ng ist fr jedes Kalibriervolumen erforderlich, um eine lineare Anzeige nachzuweisen und Abweichungen festzustellen. Fr jeden Feuchtebereich sind mindestens drei Messpunkte aufzunehmen. Es mssen Gehusedemonstratoren verwendet werden, mit denen man wieder-holbar mindestens drei bekannte Gasvolumina mi

35、t Abweichungen innerhalb von 10 % mittels einer kontinu-ierlichen Volumenverkleinerung mit einem bekannten Feuchtegehalt innerhalb von 5 % erzeugen kann. Der Feuchtegehalt ist mit einer standardisierten Erzeugungstechnik (d. h. Zweidruckverfahren, Flussteilung oder Kryogenverfahren) herzustellen. Da

36、s Taupunkthygrometer muss mindestens jhrlich neu kalibriert werden, und zwar unter Verwendung von Messeinrichtungen, die auf nationale Standards zurckzufhren sind, oder durch einen geeigneten kommerziellen Kalibrierdienst unter Verwendung von Messeinrichtungen, die auf nationale Standards zurckzufhr

37、en sind. Das Taupunkthygrometer muss die Taupunkttemperatur innerhalb einer Messabweichung von 0,2 C messen. Das Messsystem muss einen Drucksensor haben, um den Druck, bezogen auf den Temperatur/Taupunkt-Sensor, innerhalb einer Messabweichung von 300 Pa im Bereich des verwendeten Drucks zu messen. W

38、eiterhin muss das Prflabor ein Verfahren haben, um die Feuchtekonzentration, in Einheiten von Teilen je Million bezogen auf das Volumen, zu berechnen, und zwar auf Basis der Messwerte von Taupunkttemperatur und Druck. Die mit diesem Verfahren erhaltenen Ergebnis-se der Gasanalyse drfen nur als gltig

39、 betrachtet werden, wenn entweder der Feuchtebereich oder der Grenzwert von mindestens zwei Kalibrierungspunkten (bezglich Volumen oder Gasmischungsverhltnis) eingeklammert werden (d. h. ein Volumenmischungsverhltnis von 5 000 ppmv bei einem Volumen zwischen 0,01 ml bis 0,1 ml oder ein Volumenmischu

40、ngsverhltnis von 1 000 ppmv bis 5 000 ppmv bei einem Volumen zwischen 0,01 ml bis 0,1 ml). Es ist eine optimal angepasste Kurve zwischen den Kalibrierungspunkten des Volumens zu verwenden. Messsysteme, die nicht begrenzen knnen, drfen ein quivalentes Verfahren verwenden, wenn das durch den Kunden od

41、er einer Zertifizierungsstelle besttigt wurde. Korrekturen der Empfindlichkeitsfaktoren sind erforderlich, wenn diese mehr als 10 % von den Mittelwerten zwischen den Kalibrierungspunkten abweichen. ANMERKUNG Zur Genauigkeitsbewertung des Sensors wird empfohlen, dass der prozentuale Anteil des Wasser

42、-dampfes, welcher in einem Gas enthalten ist und durch den Gasbefeuchter fliet, ins Verhltnis zum Messwert des Taupunktsensors gesetzt wird. Die folgende Gleichung darf zur Berechnung des prozentualen Anteils des Wasserdampfs verwendet werden, der in einem Gas enthalten ist, welches durch einen Gasb

43、efeuchter fliet. HOv2ga100( )%PPP=+(1) Dabei ist Pv der Dampfdruck des Wassers in geopotentialer Hhe, der auf der Wassertemperatur in C beruht; Pg der vom Sensor gemessene Druck; Pa der atmosphrische Druck. 4.2.4 Jhrliche Kalibrierung fr andere Gase Eine Kalibrierung ist fr alle Gase erforderlich, d

44、ie mit einer Volumenkonzentration grer als 0,01 % ermittelt werden. Diese Kalibrierung muss mindestens fr die Gase entsprechend 5 b) durchgefhrt werden. Die in Betracht kommenden Gase mssen bei etwa 1 % zu den festgelegten Grenzwerten zur Volumenkonzentra-tion kalibriert werden; ausgenommen sind: Fl

45、uorkohlenwasserstoffe, die bis Volumenkonzentrationen von etwa 200 ppmv verwendet werden drfen; Ammoniak, das bis Volumenkonzentrationen von etwa 200 ppmv verwendet werden darf; Wasserstoff, der bis Volumenkonzentrationen von etwa 200 ppmv verwendet werden darf; Stickstoff, der bis Volumenkonzentrat

46、ionen von etwa 80 % verwendet werden darf; Helium, das bis Volumenkonzentrationen von etwa 10 % verwendet werden darf; Sauerstoff, der bis Volumenkonzentrationen von etwa 20 % verwendet werden darf. DIN EN 60749-7:2012-02 EN 60749-7:2011 6 4.2.5 Tgliche berprfung der Kalibrierung (Kalibrier-Check) E

47、in Kalibrier-Check der Mess- und Prfeinrichtung ist am Tag der Prfdurchfhrung vor jeder Prfbean-spruchung durchzufhren. Dabei muss die Kalibrierung mithilfe einer Probe bei einem Feuchteanteil im Bereich von 4 500 ppmv bis 5 000 ppmv, bezogen auf das geforderte Volumen, berprft werden, und anschliee

48、nd ist dieses Ergebnis mit dem Taupunkthygrometer zu vergleichen. Der resultierende Messwert muss innerhalb von 250 ppmv, bezogen auf den Feuchtegehalt der Kalibrierprobe, liegen. Eine Kalibrierung, die am Tag der Prfdurchfhrung vor irgendeiner Prfbeanspruchung erfolgte, darf anstelle des Kalibrier-

49、Checks verwendet werden. Die Kalibrierungsprotokolle sind tagbezogen anzufertigen. ANMERKUNG Fehler der Mess- und Prfeinrichtung sind zu ermitteln und von der hchsten erlaubten Grenzab-weichung von 250 ppmv zu subtrahieren. Der Kalibrier-Check muss bei den gleichen Bedingungen, die bei den zu prfen-den Bauelementen zur Anwendung kommen, durchgefhrt werden (Hin