残余气体分析/RGA/内部水汽分析/IVA

   正常的空气成分按体积分数计算是：氮(N2)约占78%，氧(O2)约占21%，其它是稀有气体、二氧化碳、水蒸气(H2O)等。密封器件内部气氛对密封电子元器件的性能、寿命和可靠性有重要影响。如果水汽含量过高，或同时还有其它的有害元素，会导致器件失效或性能参数不稳定。
内部气氛中的水汽会加速对电路的腐蚀作用，造成密封腔内部环境的恶性污染，形成电路的短路或烧毁，导致电路失去应有的功能作用以影响电路的正常转换。水汽含量指湿空气中的水汽质量与湿空气的总质量之比，或者某固定容积的水汽体积与该容积之比(ppmv)。测定水汽含量对电子元器件的性能维护具有重要意义。

     内部气氛分析仪由真空系统、取样系统、分析系统、数据处理系统及样品夹具组成。样品刺穿后，利用压力差使样品内的气氛进入分析系统。分析系统为由离子源、分析器、检测器组成的四极质谱仪。离子源将气体分子电离为离子，离子化的分子沿分析器的Z方向进入四极场内，受到X、Y方向电场的作用，实现质量分离，利用检测器测量不同质量的离子的分压强，达到气氛成分分析的目的。

     分子量介于1-512质量单位之间的所有气体都可以通过调查扫描进行识别。

RGA即Residual Gas Analysis，残余气体分析，又叫内部水汽含量分析（Internal Vapor Analysis，IVA），其最初目是分析气密封装中的水汽含量。测试前处理需要使用定温干燥箱中让待测器件在100℃条件下烘干18小时，以使封装腔内吸附的水汽充分释放。器件随后使用专用装置将封装腔体刺穿进行采样，随后将采样的气体进行电离，质谱仪进行分离计数，最后得到各部分的质荷比，最终得出分压比。

RGA除了关注水汽含量外，其余气体含量也体现出了测试样品的的气密性，可以通过测试数据改善其质量和可靠性，比如氮气、氦气、氧气、氩气、二氧化碳、氢气、氨气、氟碳化合物、小分子有机物的体积分数。

其中还有封装时人为引入的惰性气体，分别是氮气和氦气，对封装起到保护作用。但是其它气体对封装的可靠性存在一定的有害影响。在经过氮气或氦气填充后，这些有害气体在密封腔体内的初始含量会控制在一定范围（100ppm）内，满足器件的使用要求。但在器件的使用过程中，这些气体可能逐渐释放出来或受外部影响从外部进入到器件内腔。如果RGA分析中发现了这些气体的存在，很大程度上表明气密封装已经泄露或者存在可靠性风险。

测试结果可参考标准：GJB548B 方法1018.1或MIL-STD-883，1018方法，判断是否合格的判据是水汽含量是否小于5000ppm。

当水汽含量超过5000ppm，氧气含量低于1%时，说明封装气密性未出现问题，因此水汽的增加可能来自封装内部，不合格的原因有可能是控水未处理好或者材料放气导致。而图中的数据表示氧气含量较高，为18.2%，说明封装可能出现漏气，水汽含量增加就有可能是外部引起。

其中RGA中有典型的例子：当检测数据中存在氦气和碳氟化合物以及氧气和氩气。并且氧气与氩气的比值与预期的22有明显偏差。这表明在泄漏后空气进入封装后发生了氧化反应。在前处理中的100℃高温下，氧气又促进了粘连剂的分解，产生了二氧化碳和水蒸气。因此，泄漏不仅导致空气进入样品内腔，还因为粘连剂的分解导致水汽和二氧化碳的增加。

测试范围：分子量介于1-512质量单位之间的所有气体都可以通过调查扫描进行识别。

测试精度：ppm级别

残余气体分析(RGA)所常用的内部气氛分析仪采用的分析方法是分压力质谱分析法。其主要原理是从密封器件内部取样后进行电离，然后采用质谱仪进行质量分离计数，最后给出各种气体的分压比。内部气氛分析方法的基础理论包括气体静力学和质谱分析理论。

1.样品一般是金属或陶瓷密封件，包装必须密封；

2.腔体尺寸不小于0.01 cc（具体还要看样品结构）；

3.要能固定在采样设备上，具体看样品形状。