IEC 60749-7:2025

IEC 60749-7 ®
Edition 3.0 2025-11
NORME
INTERNATIONALE
Dispositifs à semiconducteurs - Méthodes d'essais mécaniques et climatiques -
Partie 7: Mesure de la teneur en humidité interne et analyse des autres gaz
résiduels
ICS 31.080.01  ISBN 978-2-8327-0867-5

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A propos de l'IEC
La Commission Electrotechnique Internationale (IEC) est la première organisation mondiale qui élabore et publie des
Normes internationales pour tout ce qui a trait à l'électricité, à l'électronique et aux technologies apparentées.

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SOMMAIRE
AVANT-PROPOS . 2
1 Domaine d'application . 4
2 Références normatives . 4
3 Termes et définitions. 4
4 Appareillage d'essai – Spectromètre de masse . 5
4.1 Laboratoire d'analyses des gaz internes (IGA) . 5
4.2 Exigences relatives au spectromètre de masse . 5
4.2.1 Plage de spectres . 5
4.2.2 Teneur en humidité . 5
4.2.3 Autres gaz. 5
4.2.4 Limite minimale de détection de l'humidité . 5
4.2.5 Limite minimale de détection des autres gaz . 5
4.3 Enceinte sous vide. 5
4.4 Commande de la température . 5
4.5 Dispositif de perçage . 6
4.6 Dispositif de détection de pression . 6
4.7 Simulateurs de boîtier . 6
4.8 Capacité d'étalonnage . 6
5 Exigences d'étalonnage. 7
5.1 Exigences d'étalonnage du système . 7
5.2 Étalonnage trimestriel pour les autres gaz . 7
5.3 Vérification quotidienne de l'étalonnage . 8
5.4 Remplacement de la vérification quotidienne de l'étalonnage . 8
6 Procédure . 9
7 Critères de défaillance . 10
8 Mise en œuvre . 10
9 Résumé . 11
Bibliographie . 12

COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
Dispositifs à semiconducteurs -
Méthodes d'essais mécaniques et climatiques -
Partie 7: Mesure de la teneur en humidité interne
et analyse des autres gaz résiduels

AVANT-PROPOS
1) La Commission Électrotechnique Internationale (IEC) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de l'IEC). L'IEC a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. À cet effet, l'IEC - entre autres activités - publie des Normes internationales, des
Spécifications techniques, des Rapports techniques, des Spécifications accessibles au public (PAS) et des
Guides (ci-après dénommés "Publication(s) de l'IEC"). Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux
travaux desquels tout Comité national intéressé par le sujet traité peut participer. Les organisations
internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'IEC, participent également aux
travaux. L'IEC collabore étroitement avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO), selon des
conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de l'IEC concernant les questions techniques représentent, dans la mesure du
possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux de l'IEC intéressés
sont représentés dans chaque comité d'études.
3) Les Publications de l'IEC se présentent sous la forme de recommandations internationales et sont agréées
comme telles par les Comités nationaux de l'IEC. Tous les efforts raisonnables sont entrepris afin que l'IEC
s'assure de l'exactitude du contenu technique de ses publications; l'IEC ne peut pas être tenue responsable de
l'éventuelle mauvaise utilisation ou interprétation qui en est faite par un quelconque utilisateur final.
4) Dans le but d'encourager l'uniformité internationale, les Comités nationaux de l'IEC s'engagent, dans toute la
mesure possible, à appliquer de façon transparente les Publications de l'IEC dans leurs publications nationales
et régionales. Toutes divergences entre toutes Publications de l'IEC et toutes publications nationales ou
régionales correspondantes doivent être indiquées en termes clairs dans ces dernières.
5) L'IEC elle-même ne fournit aucune attestation de conformité. Des organismes de certification indépendants
fournissent des services d'évaluation de conformité et, dans certains secteurs, accèdent aux marques de
conformité de l'IEC. L'IEC n'est responsable d'aucun des services effectués par les organismes de certification
indépendants.
6) Tous les utilisateurs doivent s'assurer qu'ils sont en possession de la dernière édition de cette publication.
7) Aucune responsabilité ne doit être imputée à l'IEC, à ses administrateurs, employés, auxiliaires ou mandataires,
y compris ses experts particuliers et les membres de ses comités d'études et des Comités nationaux de l'IEC,
pour tout préjudice causé en cas de dommages corporels et matériels, ou de tout autre dommage de quelque
nature que ce soit, directe ou indirecte, ou pour supporter les coûts (y compris les frais de justice) et les dépenses
découlant de la publication ou de l'utilisation de cette Publication de l'IEC ou de toute autre Publication de l'IEC,
ou au crédit qui lui est accordé.
8) L'attention est attirée sur les références normatives citées dans cette publication. L'utilisation de publications
référencées est obligatoire pour une application correcte de la présente publication.
9) L'IEC attire l'attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l'utilisation d'un
ou de plusieurs brevets. L'IEC ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l'applicabilité de tout
droit de brevet revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l'IEC n'a pas reçu
notification qu'un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois, il y a lieu
d'avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations plus récentes
sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l'adresse https://patents.iec.ch.
L'IEC ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de brevets.
L'IEC 60749-7 a été établie par le comité d'études 47 de l'IEC: Dispositifs à semiconducteurs.
Il s'agit d'une Norme internationale.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition parue en 2011. Cette édition
constitue une révision technique.
Cette édition inclut les modifications techniques majeures suivantes par rapport à l'édition
précédente:
a) Le présent document a été remanié et réorganisé de manière à l'aligner sur le texte de la
MIL-STD-883, méthode 1018.10.
b) Des détails supplémentaires ont été fournis dans les exigences d'étalonnage.
Le texte de cette Norme internationale est issu des documents suivants:
Projet Rapport de vote
47/2861/CDV 47/2918A/RVC
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à son approbation.
La langue employée pour l'élaboration de cette Norme internationale est l'anglais.
Ce document a été rédigé selon les Directives ISO/IEC, Partie 2, il a été développé selon les
Directives ISO/IEC, Partie 1 et les Directives ISO/IEC, Supplément IEC, disponibles sous
www.iec.ch/members_experts/refdocs. Les principaux types de documents développés par
l'IEC sont décrits plus en détail sous www.iec.ch/publications.
Une liste de toutes les parties de la série IEC 60749, publiées sous le titre général Dispositifs
à semiconducteurs - Méthodes d'essais mécaniques et climatiques, se trouve sur le site web
de l'IEC.
Le comité a décidé que le contenu de ce document ne sera pas modifié avant la date de stabilité
indiquée sur le site web de l'IEC sous webstore.iec.ch dans les données relatives au document
recherché. À cette date, le document sera
– reconduit,
– supprimé, ou
– révisé.
1 Domaine d'application
La présente partie de l’IEC 60749 spécifie les essais et les mesures de la teneur en vapeur
d'eau et en autres gaz de l'atmosphère à l'intérieur d'un dispositif métallique ou céramique
scellé hermétiquement. L'essai vise à mesurer la qualité du procédé de scellement et à donner
des informations relatives à la stabilité chimique à long terme de l'atmosphère à l'intérieur du
boîtier. Il est applicable à tous les dispositifs à semiconducteurs scellés de cette manière, mais
généralement réservés pour les applications à haute fiabilité comme dans les domaines
militaire et spatial.
Le mesurage des principaux gaz d'étanchéité (ou de leur absence), de la teneur en humidité,
de la présence de gaz de bombardement révélatrice de l'absence d'herméticité (l'hélium, par
exemple), du rapport oxygène/argon révélateur d'un air ambiant d'environ 20:1 (± 10 %), de la
concentration différente de gaz scellé en interne (l'azote ou l'hélium, par exemple) par rapport
à celui d'origine scellé dans le boîtier du dispositif, de la présence d'une fuite de liquide d'essai
(c'est-à-dire le fluorocarbure, l'hélium, l'air) et de tous les autres gaz permettant de déterminer
si le dispositif satisfait aux critères spécifiés en matière d'humidité, d'herméticité, etc., présente
un intérêt particulier. Le mesurage de tous les autres gaz reflétant la qualité du procédé de
scellement et donnant des informations relatives à la stabilité chimique à long terme de
l'atmosphère à l'intérieur du dispositif présente également un intérêt. La présence d'une fuite
de vapeur de fluorocarbure d'essai dans l'analyse des gaz internes (IGA, Internal Gas Analysis)
est révélatrice d'une défaillance à satisfaire aux exigences d'essai de fuite de l'IEC 60749-8.
Cet essai est destructif.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu'ils constituent, pour tout ou partie
de leur contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule
l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de
référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
IEC 60749-8, Dispositifs à semiconducteurs - Méthodes d'essais mécaniques et climatiques -
Partie 8: Étanchéité
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées
en normalisation, consultables aux adresses suivantes:
– IEC Electropedia: disponible à l'adresse https://www.electropedia.org/
– ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https://www.iso.org/obp
3.1
parties par million en volume
ppmv
concentration d'une substance dans une autre substance exprimée comme un rapport des
parties d'une substance dans un million de parties de l'autre substance, mesurée en volume
4 Appareillage d'essai – Spectromètre de masse
4.1 Laboratoire d'analyses des gaz internes (IGA)
Le spectromètre de masse doit être utilisé et entretenu par un laboratoire d'analyses des gaz
internes satisfaisant aux exigences du présent document.
4.2 Exigences relatives au spectromètre de masse
4.2.1 Plage de spectres
Le spectromètre de masse doit être en mesure de lire une plage spectrale minimale comprise
entre 1 AMU et 140 AMU (unités de masse atomique).
4.2.2 Teneur en humidité
Le spectromètre de masse doit assurer la reproductibilité pour la détection de la teneur en
humidité spécifiée pour un boîtier d'un volume donné avec un rapport signal/bruit d'au moins
20:1 (c'est-à-dire, pour une limite spécifiée de 5 000 ppmv).
4.2.3 Autres gaz
Pour tous les gaz spécifiés dans les critères de défaillance autres que l'humidité, le système
de spectromètre de masse doit être en mesure de détecter ce gaz à la limite spécifiée avec un
rapport signal/bruit d'au moins 20:1.
4.2.4 Limite minimale de détection de l'humidité
Le spectromètre de masse doit également être en mesure de détecter une limite minimale de
détection d'humidité de 250 ppmv.
4.2.5 Limite minimale de détection des autres gaz
Le spectromètre de masse doit être en mesure de présenter une limite minimale de détection
de 50 ppmv pour l'azote, l'oxygène, l'argon, le dioxyde de carbone, l'hydrogène, l'hélium et les
fluorocarbures. Les fluorocarbures doivent être identifiés par les présences des masses 69
et 119.
4.3 Enceinte sous vide
Le spectromètre de masse doit intégrer une enceinte sous vide qui peut contenir le dispositif et
un passage de transfert sous vide reliant le dispositif au spectromètre de masse. Un passage
de transfert sous vide doit transférer efficacement (sans perte significative d'humidité par
adsorption) le gaz du dispositif à la source d'ions du spectromètre de masse en vue du
mesurage.
4.4 Commande de la température
Pour la certification initiale des systèmes ou l'extension d'aptitude, la température du dispositif
sur des systèmes utilisant un support externe doit être caractérisée en plaçant un thermocouple
à l'intérieur de la cavité d'un dispositif de simulation, de masse, volume interne, conception et
taille similaires. Il doit s'agir d'un moyen de prouver la température du dispositif qui a été
maintenue à (100 ± 5) °C pendant une durée minimale de 10 min. Cela s'applique également
aux dispositifs précuits dans un four externe, mais soumis à essai avec le support externe, pour
les besoins d'un ajustement en cas de chute de la température au cours du t
...

IEC 60749-7 ®
Edition 3.0 2025-11
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods -
Part 7: Internal moisture content measurement and the analysis of other residual
gases
Dispositifs à semiconducteurs - Méthodes d'essais mécaniques et climatiques -
Partie 7: Mesure de la teneur en humidité interne et analyse des autres gaz
résiduels
ICS 31.080.01  ISBN 978-2-8327-0867-5

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CONTENTS
FOREWORD . 2
1 Scope . 4
2 Normative references . 4
3 Terms and definitions . 4
4 Test apparatus – Mass spectrometer . 4
4.1 Internal gas analysis (IGA) laboratory . 4
4.2 Mass spectrometer requirements . 5
4.2.1 Spectra range . 5
4.2.2 Moisture content . 5
4.2.3 Other gases . 5
4.2.4 Minimum detection limit for moisture . 5
4.2.5 Minimum detection limit for other gases. 5
4.3 Vacuum opening chamber . 5
4.4 Temperature control . 5
4.5 Piercing arrangement . 5
4.6 Pressure sensing device. 6
4.7 Package simulators. 6
4.8 Calibration capability . 6
5 Calibration requirements . 6
5.1 System calibration requirements . 6
5.2 Quarterly calibration for other gases . 7
5.3 Daily calibration check . 7
5.4 Daily calibration check substitution . 8
6 Procedure . 8
7 Failure criteria . 9
8 Implementation . 10
9 Summary . 11
Bibliography . 12

INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
Semiconductor devices -
Mechanical and climatic test methods -
Part 7: Internal moisture content measurement
and the analysis of other residual gases

FOREWORD
1) The International Electrotechnical Commission (IEC) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of IEC is to promote international
co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To this end and
in addition to other activities, IEC publishes International Standards, Technical Specifications, Technical Reports,
Publicly Available Specifications (PAS) and Guides (hereafter referred to as "IEC Publication(s)"). Their
preparation is entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with
may participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. IEC collaborates closely with the International Organization for
Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two organizations.
2) The formal decisions or agreements of IEC on technical matters express, as nearly as possible, an international
consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation from all
interested IEC National Committees.
3) IEC Publications have the form of recommendations for international use and are accepted by IEC National
Committees in that sense. While all reasonable efforts are made to ensure that the technical content of IEC
Publications is accurate, IEC cannot be held responsible for the way in which they are used or for any
misinterpretation by any end user.
4) In order to promote international uniformity, IEC National Committees undertake to apply IEC Publications
transparently to the maximum extent possible in their national and regional publications. Any divergence between
any IEC Publication and the corresponding national or regional publication shall be clearly indicated in the latter.
5) IEC itself does not provide any attestation of conformity. Independent certification bodies provide conformity
assessment services and, in some areas, access to IEC marks of conformity. IEC is not responsible for any
services carried out by independent certification bodies.
6) All users should ensure that they have the latest edition of this publication.
7) No liability shall attach to IEC or its directors, employees, servants or agents including individual experts and
members of its technical committees and IEC National Committees for any personal injury, property damage or
other damage of any nature whatsoever, whether direct or indirect, or for costs (including legal fees) and
expenses arising out of the publication, use of, or reliance upon, this IEC Publication or any other IEC
Publications.
8) Attention is drawn to the Normative references cited in this publication. Use of the referenced publications is
indispensable for the correct application of this publication.
9) IEC draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). IEC takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent rights in
respect thereof. As of the date of publication of this document, IEC had not received notice of (a) patent(s), which
may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that this may not represent
the latest information, which may be obtained from the patent database available at https://patents.iec.ch. IEC
shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
IEC 60749-7 has been prepared by IEC technical committee 47: Semiconductor devices. It is
an International Standard.
This third edition cancels and replaces the second edition published in 2011. This edition
constitutes a technical revision.
This edition includes the following significant technical changes with respect to the previous
edition:
a) This document has been re-written and rearranged to align with the text of MIL-STD-883,
Method 1018.10.
b) Additional detail has been provided in the calibration requirements.
The text of this International Standard is based on the following documents:
Draft Report on voting
47/2861/CDV 47/2918A/RVC
Full information on the voting for its approval can be found in the report on voting indicated in
the above table.
The language used for the development of this International Standard is English.
This document was drafted in accordance with ISO/IEC Directives, Part 2, and developed in
accordance with ISO/IEC Directives, Part 1 and ISO/IEC Directives, IEC Supplement, available
at www.iec.ch/members_experts/refdocs. The main document types developed by IEC are
described in greater detail at www.iec.ch/publications.
A list of all parts in the IEC 60749 series, under the general title Semiconductor devices -
Mechanical and climatic test methods, can be found on the IEC website.
The committee has decided that the contents of this document will remain unchanged until the
stability date indicated on the IEC website under webstore.iec.ch in the data related to the
specific document. At this date, the document will be
– reconfirmed,
– withdrawn, or
– revised.
1 Scope
This part of IEC 60749 specifies the testing and measurement of water vapour and other gas
content of the atmosphere inside a metal or ceramic hermetically sealed device. The test is
used as a measure of the quality of the sealing process and to provide information about the
long-term chemical stability of the atmosphere inside the package. It is applicable to
semiconductor devices sealed in such a manner but generally only used for high reliability
applications such as military or aerospace.
Of particular interest is the measurement of the primary sealing gases (or lack thereof), the
moisture content, the presence of bombing gases that are indicative of non-hermeticity (e.g.
helium), oxygen to argon ratio indicative of room air ~ 20 to 1 (± 10 %), dissimilar concentration
of internally sealed gases (e.g. nitrogen, helium) than originally sealed in the device package,
the presence of leak test fluid (i.e. fluorocarbon, helium, air), and all other gases to determine
if the device meets the specified moisture, hermeticity and other criteria. Also of interest is the
measurement of all the other gases since they reflect upon the quality of the sealing process
and provide information about the long-term chemical stability of the atmosphere inside the
device. The presence of leak test fluorocarbon vapour in the internal gas analysis (IGA) is an
indication of failure to meet leak test requirements of IEC 60749-8.
This test is destructive.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies.
For undated references, the latest edition of the referenced document (including any
amendments) applies.
IEC 60749-8, Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 8: Sealing
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following
addresses:
– IEC Electropedia: available at https://www.electropedia.org/
– ISO Online browsing platform: available at https://www.iso.org/obp
3.1
parts per million by volume
ppmv
concentration of one substance in another substance expressed as a ratio of parts of the one
substance in a million parts of the other substance, measured by volume
4 Test apparatus – Mass spectrometer
4.1 Internal gas analysis (IGA) laboratory
The mass spectrometer shall be operated and maintained by an IGA laboratory meeting the
requirements of this document.
4.2 Mass spectrometer requirements
4.2.1 Spectra range
The mass spectrometer shall be capable of reading a minimum spectra range of 1 AMU to
140 AMU (atomic mass units).
4.2.2 Moisture content
The mass spectrometer shall be capable of reproducibly detecting the specified moisture
content for a given volume package with signal to noise ratio of 20 to 1 or greater. (i.e., for a
specified limit of 5 000 ppmv).
4.2.3 Other gases
For all gases that are specified in the failure criteria, other than moisture, the mass spectrometer
system shall be capable of detecting that gas at the specified limit with a signal-to-noise ratio
greater than 20 to 1.
4.2.4 Minimum detection limit for moisture
The mass spectrometer shall also be capable of detecting a 250 ppmv minimum detection limit
to moisture.
4.2.5 Minimum detection limit for other gases
The mass spectrometer shall be capable of a 50 ppmv minimum detection limit to nitrogen,
oxygen, argon, carbon dioxide, hydrogen, helium and fluorocarbons. Fluorocarbons shall be
identified by the presences of masses 69 and 119.
4.3 Vacuum opening chamber
The mass spectrometer shall include a vacuum opening chamber which can contain the device
and a vacuum transfer passage connecting the device to the mass spectrometer. A vacuum
transfer passage shall efficiently (without significant loss of moisture from adsorption) transfer
the gas from the device to the mass spectrometer ion source for measurement.
4.4 Temperature control
For initial certification of systems or extension of suitability, device temperature on systems
using an external fixture shall be characterized by placing a thermocouple into the cavity of a
blank device of similar mass, internal volume, construction, and size. This shall be a means for
proving the device temperature that has been maintained at (100 ± 5) °C for a minimum of
10 min. This also applies to devices prebaked in an external oven but tested with the external
fixture to adjust for any temperature drop during the transfer.
These records shall be maintained by the IGA laboratory.
4.5 Piercing arrangement
A piercing arrangement functioning within the opening chamber or transfer passage, which can
pierce the specimen housing (without breaking the mass spectrometer chamber vacuum and
without disturbing the package sealing medium), thus allowing the specimen's internal gases to
escape into the chamber and mass spectrometer.
A sharp-pointed piercing tool, actuated from outside the chamber wall via a bellows to permit
movement shall be used to pierce both metal and ceramic packages. For ceramic packages, or
devices with thick metal lids, the package lid or cover should be locally thinned by abrasion to
facilitate localized piercing.
4.6 Pressure sensing device
A pressure sensing device to measure the pressure rise in the transfer passage during the test.
This pressure sensor is used to read a relative pressure change when the device is punctured.
This relative pressure change indicates the relative quantity of gas in the device when
comparing the test results of one device to another device. The pressure reading is not intended
to be absolute. Although the pressure gauge reading is reported, the pressure gauge is for
indication only.
4.7 Package simulators
The IGA laboratory shall provide package simulators that have the capability of introducing
calibration gas mixtures into the mass spectrometer in a manner that reproduces the injection
pressure dynamics, timing and location as that used to test devices. Other injection locations
are allowable, if it can be demonstrated that they are equivalent to the actual device test
location. The simulators shall be capable of generating a known volume of gas (± 10 %) on a
repetitive basis by means of a continuous gas flow from a calibrated gas source. A simulator
shall be provided having an internal volume of the lowest volume for which the lab is requesting
laboratory suitability. Additional simulators shall be provided to calibrate each decade of larger
volume for which the lab is requesting laboratory suitability.
4.8 Calibration capability
The IGA laboratory shall provide for the calibration of moisture content by the standard
generation techniques (i.e., two- pressure, divided flow, or cryogenic method). The dew point
hygrometer shall be recalibrated a minimum of once per year using equipment traceable to
national standards or by a suitable commercial calibration services laboratory using equipment
traceable to national standards. The dew point hygrometer shall be capable of measuring the
dew point temperature to an accuracy of ± 0,2 °C. The system shall have a calibrated pressure
sensor to measure the pressure in line with the temperature dew point sensor to an accuracy
of ± 300 Pa for the range of pressure being used. In addition, the test laboratory shall have a
procedure to calculate the concentration of moisture, in units of ppmv, from the dew point
temperature measurement and the pressure measurement.
5 Calibration requirements
5.1 System calibration requirements
For each package simulator, the laboratory shall quarterly perform a system qualification test
for moisture by performing the following sequence using moisture in a nitrogen matrix:
a) perform three injections using a known moisture value that is in the range of
(5 000 ± 500) ppmv;
b) calculate the best fit calibration factor for moisture and recalculate the results of the three
injections;
c) perform the following sequence of injections to create a moisture calibration curve:
1) 2 consecutive injections at a moisture concentration > 7 000 ppmv, then
2) 2 consecutive injections at a moisture concentration < 2 500 ppmv, then
3) 2 consecutive injections at a moisture concentration > 7 000 ppmv, then
4) 2 consecutive injections at a moisture concentration < 2 500 ppmv, then
5) 2 consecutive injections at a moisture concentration in the range of 5 000 ± 500 ppmv;
d) record the actual moisture standard readings and the test result for each test. Using the
original three moisture tests at 5 000 ppmv and the test results from the sequence above:
1) calculate the intercept, slope and R2 factors using the linear regression formula,
2) calculate the standard deviation of the difference between the standard moisture value
and the measured moisture value for each of the 13 tests, and
3) calculate the signal-to-noise ratio for moisture at 5 000 ppmv using the data from the
5 000 ppmv tests;
e) establish the system suitability requirements for moisture for all volumes by ensuring that:
1) the calculated intercept of the moisture calibration curve shall be less than 500 ppmv
and greater than −500 ppmv;
2) the calculated slope of the moisture calibration curve shall be less than 1,2 and greater
than 0,8;
3) the standard deviation of the standard moisture values minus the measured moisture
values, using all 13 test samples, shall be less than 300 ppmv and there shall be no
more than 2 samples having a difference greater than 500 ppmv;
4) R2 shall be greater than 0,97;
5) the signal-to-noise for moisture ratio shall be greater than 20 for each of the five
5 000 ppmv tests.
5.2 Quarterly calibration for other gases
Quarterly calibration shall be required for all gases found in concentrations greater than 0,01 %
by volume. As a minimum, this shall include all gases listed in Clause 6 b) The applicable gases
shall be calibrated at approximately 1 % concentrations with the exception of fluorocarbons
(which may use a concentration of approximately 200 ppmv of a fluorocarbon compound by
identifying masses 69 and 119), NH (which may use a concentration of approximately
200 ppmv), hydrogen (which may use a concentration of approximately 200 ppmv), nitrogen
(which may use a concentration of approximately 80 %), helium (which may use a concentration
of approximately 10 %) and oxygen (which may use a concentration of approximately 20 %). A
minimum detection limit evaluation shall be performed for other gases.
It is recommended that the percentage of water vapour contained in a gas flowing through the
gas humidifier be compared to the dew point sensor reading for accuracy of the sensor. The
following formula can be used to calculate the per cent of water vapour contained in a gas
flowing through the gas humidifier.
100 (P )
v
%HO=
2 (1)
PP+
g a
where
P is the vapour pressure of water in the GPH based on water temperature in degrees Celsius
v
(°C);
P is the gauge pressure;
g
P is the atmospheric pressure.
a
5.3 Daily calibration check
The system calibration shall be checked on the day of test prior to any testing. This shall include
checking the calibration by in-letting a sample with a moisture level in the 4 500 ppmv to
5 500 ppmv range at the required volumes and comparing the result with the dew point
hygrometer. The resulting moisture reading shall be within 250 ppmv of the moisture level in
the calibration sample.
Other required calibration performed on the day of test prior to any testing may be substituted
for this daily calibration check.
The following are required as part of this daily calibration check:
a) precision tuning shall be performed following significant maintenance or repair of the ion
source;
b) a procedure for monitoring the tuning performance of the mass spectrometer shall be
established, performed and documented on a daily basis;
c) a record of all changes made to the sensitivity factors shall be maintained in addition to a
reason for the change;
d) all raw data, including test parameters used for the spectrometer, background spectra, test
spectra, pressure readings, and calibration factors, shall be recorded for each test sample
(the IGA lab shall retain the ability to review and recalculate the data in accordance with the
archiving retention period requirements);
e) mass resolution. the mass spectrometer shall be capable of resolving mass peaks to 1 AMU
or less over the mass range.
Equipment error shall be determined and subtracted from the allowed maximum deviation of
250 ppmv. The calibration check shall be performed using the same conditions used for testing
devices (e.g. background pressure, background environment, time between sample inlets,
package simulator volume, etc.). Calibration records shall be kept on a daily basis.
5.4 Daily calibration check substitution
Any calibration performed on the day of test, and prior to any testing may be substituted for this
calibration check.
6 Procedure
All devices shall be prebaked for 16 h to 24 h at (100 ± 5) °C prior to test. Ovens shall have a
means to indicate if a power interruption occurs during the prebaking period and for how long
the temperature drops below (100 ± 5) °C. Devices whose temperature drops below
(100 ± 5) °C for more than 1 h shall undergo another prebake to begin a minimum of 12 h later.
A maximum of 5 min transfer time from prebake to hot insertion into the apparatus shall be
allowed. If 5 min is exceeded, device shall be returned to the prebake oven and prebake
continued until the device reaches (100 ± 5) °C.
The system shall be maintained at a stable temperature equal to or above the device
temperature. The fixturing in the vacuum opening chamber shall position the specimen as
required by the piercing arrangement of 4.5 and maintain the device at (100 ± 5) °C for a
minimum of 10 min prior to piercing.
After device insertion, the device and chamber shall be pumped down and baked out at a
temperature of (100 ± 5) °C until the background pressure level will not prevent achieving the
specified measurement accuracy and sensitivity. The background vacuum spectra shall be
acquired and shall later be subtracted from the sample spectra.
After pump down, the device case or lid shall be punctured and the following properties of the
released gases shall be measured, using the mass spectrometer:
a) The water-vapour content of the released gases, as a percent by unit volume or ppmv of
the total gas content.
b) The proportions (by volume) of the other following gases: N , He, Mass 69 (fluorocarbons),
O , Ar, H , CO , CH , NH , and other solvents, if available. Calculations shall be made and
2 2 2 4 3
reported on all gases present. Data reduction shall be performed in a manner which will
preclude the cracking pattern interference from other gas specie(s) in the calculations of
moisture content. Data shall be corrected for any system dependent matrix effects such as
the presence of hydrogen in the internal ambient.
c) The increase in chamber pressure as the gases are released by piercing the device
package. A pressure change of ± 25 % from expected for that package volume and
pressurization can indicate that the puncture was not fully accomplished, the device
package was not sealed hermetically, or does not contain the normal internal pressure.
d) The test laboratory should provide comments describing the spectra of unknowns or gases
that are present but not in sufficient concentration to be identified or quantified with
reasonable certainty.
e) If the test laboratory has reason to believe that the test results can be invalid due to reasons
such as improper puncture of the device or equipment malfunction, the results shall be
reported as "no test" with additional comments provided. The device can be replaced with
another.
The device shall be hermetic in accordance with IEC 60749-8, and free from any surface
contaminants which can possibly interfere with accurate water vapour content measurement.
The internal gas analysis laboratory (IGA) is not required to test for hermeticity in accordance
with IEC 60749-8. Samples submitted for testing shall include information about the
manufacturing process, including sealing pressure, sealing gas, free internal cavity volume, lid
thickness at puncture site, lid material, and the location of the puncture site.
7 Failure criteria
The IGA laboratory shall classify devices as passed or failed in accordance with the failure
criteria specified in the IGA submission application, if any. In addition, any device exhibiting
gas content or a pressure reading indicative of a leak (see Clause 1) shall be identified as a
leaker and shall fail this test even when the failure criteria limits for an individual device: water
vapour content (5 000 ppm or greater), oxygen content (10 000 ppm or greater unless oxygen
is an intended constituent gas in the sealing atmosphere), and fluorocarbon (leak test fluid)
content (50 ppm or greater) have not been surpassed.
The sample size for IGA testing shall never allow any c = 1 criteria. Any failure requires
investigative and corrective action by the manufacturer of all affected lots to eliminate the root
cause of the IGA failure. Manufacturers should refer to their baseline IGA data for reference.
Resubmittal procedures shall be in accordance with the applicable procurement document.
Any device exhibiting a pressure difference greater than 15 % shall be considered a failure.
8 Implementation
Suitability for performing analysis using this test method is granted by the qualifying authority
for specific limits and volumes. The calibration procedures and the suitability survey of this test
method are designed to guarantee ± 20 % lab-to-lab correlation in making a determination of
whether the sample passes or fails the specified limit. Water vapour contents reported either
above or below the range of suitability are not certified as correlatable values. This out of
specification data has meaning only in a relative sense and only when one laboratory's results
are being compared. The specification limit of 5 000 ppmv shall apply to all package volumes
(unless otherwise specified), with the following correction factors permitted, to be used by the
manufacturer provided they are documented and shown to be applicable:
a) For package volumes less than 0,01 ml internal free volume which are sealed while heated
in a furnace:
T + 273
r
C =
(2)
T
T + 273
s
where
C is the correction factor (temperature);
T
T is the room temperature (°C);
r
T is the sealing temperature (°C).
s
b) For package volumes of any size sealed under vacuum conditions:
P
s
C =
(3)
P
P
a
where
C is the correction factor (pressure);
P
P is the sealing pressure;
s
P is the atmospheric pressure.
a
The correction factor, if used, shall be applied as follows:
W = W × C
(4)
c m X
where
W is the water vapour corrected);
c
W is the water vapour (measured);
m
C is the applicable correction factor.
X
9 Summary
The following details shall be specified in the applicable procurement document:
a) the maximum allowable water vapour content, if other than 5 000 ppmv;
b) the maximum allowable oxygen content, if other than 10 000 ppmv;
c) the maximum allowable fluorocarbon content, if other than 50 ppmv;
d) all other gas contents that represent a specific device failure.

Bibliography
MIL-STD-883-1, Department of Defense Test method Standard, Environmental Test Methods
for Microcircuits: Method 1018.10 Internal gas analysis

___________
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS . 2
1 Domaine d'application . 4
2 Références normatives . 4
3 Termes et définitions. 4
4 Appareillage d'essai – Spectromètre de masse . 5
4.1 Laboratoire d'analyses des gaz internes (IGA) . 5
4.2 Exigences relatives au spectromètre de masse . 5
4.2.1 Plage de spectres . 5
4.2.2 Teneur en humidité . 5
4.2.3 Autres gaz. 5
4.2.4 Limite minimale de détection de l'humidité . 5
4.2.5 Limite minimale de détection des autres gaz . 5
4.3 Enceinte sous vide. 5
4.4 Commande de la température . 5
4.5 Dispositif de perçage . 6
4.6 Dispositif de détection de pression . 6
4.7 Simulateurs de boîtier . 6
4.8 Capacité d'étalonnage . 6
5 Exigences d'étalonnage. 7
5.1 Exigences d'étalonnage du système . 7
5.2 Étalonnage trimestriel pour les autres gaz . 7
5.3 Vérification quotidienne de l'étalonnage . 8
5.4 Remplacement de la vérification quotidienne de l'étalonnage . 8
6 Procédure . 9
7 Critères de défaillance . 10
8 Mise en œuvre . 10
9 Résumé . 11
Bibliographie . 12

COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
Dispositifs à semiconducteurs -
Méthodes d'essais mécaniques et climatiques -
Partie 7: Mesure de la teneur en humidité interne
et analyse des autres gaz résiduels

AVANT-PROPOS
1) La Commission Électrotechnique Internationale (IEC) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de l'IEC). L'IEC a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. À cet effet, l'IEC - entre autres activités - publie des Normes internationales, des
Spécifications techniques, des Rapports techniques, des Spécifications accessibles au public (PAS) et des
Guides (ci-après dénommés "Publication(s) de l'IEC"). Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux
travaux desquels tout Comité national intéressé par le sujet traité peut participer. Les organisations
internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'IEC, participent également aux
travaux. L'IEC collabore étroitement avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO), selon des
conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de l'IEC concernant les questions techniques représentent, dans la mesure du
possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux de l'IEC intéressés
sont représentés dans chaque comité d'études.
3) Les Publications de l'IEC se présentent sous la forme de recommandations internationales et sont agréées
comme telles par les Comités nationaux de l'IEC. Tous les efforts raisonnables sont entrepris afin que l'IEC
s'assure de l'exactitude du contenu technique de ses publications; l'IEC ne peut pas être tenue responsable de
l'éventuelle mauvaise utilisation ou interprétation qui en est faite par un quelconque utilisateur final.
4) Dans le but d'encourager l'uniformité internationale, les Comités nationaux de l'IEC s'engagent, dans toute la
mesure possible, à appliquer de façon transparente les Publications de l'IEC dans leurs publications nationales
et régionales. Toutes divergences entre toutes Publications de l'IEC et toutes publications nationales ou
régionales correspondantes doivent être indiquées en termes clairs dans ces dernières.
5) L'IEC elle-même ne fournit aucune attestation de conformité. Des organismes de certification indépendants
fournissent des services d'évaluation de conformité et, dans certains secteurs, accèdent aux marques de
conformité de l'IEC. L'IEC n'est responsable d'aucun des services effectués par les organismes de certification
indépendants.
6) Tous les utilisateurs doivent s'assurer qu'ils sont en possession de la dernière édition de cette publication.
7) Aucune responsabilité ne doit être imputée à l'IEC, à ses administrateurs, employés, auxiliaires ou mandataires,
y compris ses experts particuliers et les membres de ses comités d'études et des Comités nationaux de l'IEC,
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nature que ce soit, directe ou indirecte, ou pour supporter les coûts (y compris les frais de justice) et les dépenses
découlant de la publication ou de l'utilisation de cette Publication de l'IEC ou de toute autre Publication de l'IEC,
ou au crédit qui lui est accordé.
8) L'attention est attirée sur les références normatives citées dans cette publication. L'utilisation de publications
référencées est obligatoire pour une application correcte de la présente publication.
9) L'IEC attire l'attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l'utilisation d'un
ou de plusieurs brevets. L'IEC ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l'applicabilité de tout
droit de brevet revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l'IEC n'a pas reçu
notification qu'un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois, il y a lieu
d'avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations plus récentes
sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l'adresse https://patents.iec.ch.
L'IEC ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de brevets.
L'IEC 60749-7 a été établie par le comité d'études 47 de l'IEC: Dispositifs à semiconducteurs.
Il s'agit d'une Norme internationale.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition parue en 2011. Cette édition
constitue une révision technique.
Cette édition inclut les modifications techniques majeures suivantes par rapport à l'édition
précédente:
a) Le présent document a été remanié et réorganisé de manière à l'aligner sur le texte de la
MIL-STD-883, méthode 1018.10.
b) Des détails supplémentaires ont été fournis dans les exigences d'étalonnage.
Le texte de cette Norme internationale est issu des documents suivants:
Projet Rapport de vote
47/2861/CDV 47/2918A/RVC
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à son approbation.
La langue employée pour l'élaboration de cette Norme internationale est l'anglais.
Ce document a été rédigé selon les Directives ISO/IEC, Partie 2, il a été développé selon les
Directives ISO/IEC, Partie 1 et les Directives ISO/IEC, Supplément IEC, disponibles sous
www.iec.ch/members_experts/refdocs. Les principaux types de documents développés par
l'IEC sont décrits plus en détail sous www.iec.ch/publications.
Une liste de toutes les parties de la série IEC 60749, publiées sous le titre général Dispositifs
à semiconducteurs - Méthodes d'essais mécaniques et climatiques, se trouve sur le site web
de l'IEC.
Le comité a décidé que le contenu de ce document ne sera pas modifié avant la date de stabilité
indiquée sur le site web de l'IEC sous webstore.iec.ch dans les données relatives au document
recherché. À cette date, le document sera
– reconduit,
– supprimé, ou
– révisé.
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