비파괴검사 스터디 내용 정리

1. 원리

밀봉된 집적회로나 기타 밀봉제품 등은 방사성가스에 침지 되거나 노출되어서 특정시간 동안 300kHz~800kHz 정도의 압력이 가해진다. 전자제품은 최대 침지 압력을 견딜 수 있어야 하며 침지 압력이나 침지 시간은 제품에 따라 절차서에 규정된다. 누설시험동안 집적회로 등은 침지 챔버 내에 놓여진 후 제품의 표면으로 흡수되어 있는 기체나 휘발성 물질의 제거를 위해 진공 감압시킨다. 챔버는 그 때 규정된 압력에서 매개기체와 방사성기체 혼합물로 채워진다. 그리고 제품은 규정된 시간동안 가압하여 추적기체에 노출된다. 방사성 추적기체 혼합물이 존재하는 누설을 통해 진공 배기된 제품의 내부로 들어가고 침지되는 시간동안 내부 추적기체 압력을 충분하게 상승시킨다. 그런 후 방사성 기체 혼합물은 챔버 내의 진공화에 의해 영구적인 추적기체 저장 시스템 쪽으로 배기된다. 챔버 내에 있는 제품은 깨끗한 기체로 세척하고 제품표면에 흡수되어 잔류된 방사성 추적기체를 제거한다. 침지와 세척이 끝난 후 챔버는 개방되고 제품은 방사능을 검출하기 위해 신틸레이션 계수관이 설치된 장소에 놓이게 된다. 외부표면에 흡수된 기체로부터 방출된 방사선은 베타선이므로 베타선은 흡수재의 얇은 막을 통과하지 못한다. 보다 높은 에너지를 갖는 감마선은 적절한 신틸레이션 계수기로 검출되어질 수 있는 전자제품 내부에 함유된 Kr-85 가스에 의해 발생된다. 누설률은 신틸레이션 계수관에 의해 측정 가능한 Kr-85의 방출된 양의 비율에 의한 계수율로부터 구할 수 있다.

2. 적용

기체방사성 동위원소법으로는 방사성 추적자를 이용하는 방법 등을 포함하여 많은 누설시험 기술이 개발되었다. 이 시험에서는 물이 가장 일반적으로 사용되는 액체이다. 물에 추가할 수 있는 가장 적합한 동위원소는 Na-24인데 누설탐지에 필요한 농도가 음료 허용치보다 적기 때문에 안전하며 반감기가 15시간으로 짧아 안전에 따른 영향을 크게 줄일 수 있다. 감마방사능 검출기는 용기의 누설주위에 축적된 방사성 물질 중 탄산나트륨 용액에서 방출된 감마방사선의 누출위치를 확인하는데 사용된다. 기체방사성 동위원소법에서는 추적기체로 보통 방사성물질 Kr-85를 이용한다. 이 원소는 기체상 질소에 희석되어 있다.

3. 특성

기체방사성 동위원소법의 주요 장점을 보면 밀봉된 다량의 전자제품을 동시에 침지 시킬 수 있고 누설경로가 막힐 염려가 없어 누설을 지나칠 가능성이 적다. 밀봉 시험체 검사에 있어 다른 추적기체를 사용할 때보다 2~6배정도 빠르다. Kr-85로부터 방출된 베타선은 추적기체가 시험체 외부표면에 흡수되었는지 밀봉 시험체내 전체에 함유되었는지를 결정하기 위해 사용된다. Kr-85는 99%의 베타선을 방출하기 때문에 시험체 내부로 침투하기 위한 입자를 충분히 갖고 있지 못하다. 주요 단점으로서 이 시험 시스템은 10∧-6Pa·㎥/s 보다 큰 누설률을 갖는 누설은 검출하기 어렵다. 만일 밀봉된 제품에 있어서 누설구멍이 크다면 거대누설이 발생되어 방사성 기체가 제품 내에 잔류할 수 없게 된다. 또한 계측 건에 추적기체가 시험체에서 탈출할 우려가 크고, 세척한 후 계수 할 때까지의 시간이 길어지면 검사하기가 어려우며 인체에 해롭기 때문에 주의해야 한다.