真空压力法氦质谱检漏
采用真空压力法检漏时,需要将被检产品整体放入真空密封室内,真空密封室与辅助抽空系统和检漏仪相连,被检产品的充气接口通过连接管道引出真空密封室后,再与氦气源相连,当被检产品表面有漏孔时,氦气就会通过漏孔进入真空密封室,再进入氦质谱检漏仪,从而实现被检产品总漏率的测量。充注检漏气体前先检查大漏在充注检漏气体前应快速测试是否存在大漏。
真空压力法的优点是检测灵敏度高,能实现任何工作压力的漏率检测,反映被检件的真实泄漏状态。
真空压力法的缺点是检漏系统复杂,需要根据被检产品的容积和形状设计真空密封室。这里需要说明在检漏过程要求确保充气管道接口无泄漏,或者采取特殊的结构设计将所有充气管道连接接口放置在真空密封室外部。
真空压力法的检测标准有GB /T 15823-2009《氦泄漏检验》,主要应用于结构简单、压力不是特别高的密封产品,如电磁阀、高压充气管道、推进剂贮箱、天线、应答机、整星产品等。
充注检漏气体前,试件必须抽空
为正确试漏,在充注检漏气体前将试件预抽空是完全必要的,特别是对几何形状长和窄的试件尤为重要。如果充注前未抽空,试件中的空气将被挤压至几何空间的终端,而检漏气体不可能进入这个部位,从而潜在的漏孔将仅释放空气,检漏仪则不能检测到这些漏孔。
如果采用低压力的检漏气体充注试件,抽空也是特别重要的,因为试件中残留的空气将稀释充注的检漏气体。背压法的优点是检测灵敏度高,能实现小型密封容器产品的泄漏检测,可以进行批量化检测。例如:如果试件中残留大气压空气,充注添加一个大气压的检漏气体后,试件中的检漏气体浓度便降为50%,而如果充注添加两个大气压的检漏气体,检漏气体浓度则为66%。
氦气在在半导体中的检漏作用
为了防止半导体器件、集成电路等元器件的表面因玷污水汽等杂质而导致性能退化,就必须采用管壳来密封。使用压缩空气将元件表面的少量残留氦气吹扫干净之后,再利用质谱仪检测元件表面泄露的氦气。但是在管壳的封接处或者引线接头处往往会因为各种原因而产生一些肉眼难以发现的小洞,所以在元器件封装之后,就需要采取某些方法来检测这些小洞的存在与否。 氦气检漏就是采用氦气来检查电子元器件封装管壳上的小漏洞。因为氦原子的尺寸很小,容易穿过小洞而进入到管壳内部,所以这种检测方法能够检测出尺寸很小的小洞(即能够检测出漏气速率约为10?11~10?12cm3/sec的小洞),灵敏度可与性检漏方法匹敌,但要比性检漏方法简便。
氦气检漏试验的方法:首先把封装好的元器件放入充满氦气的容器中,并加压,让氦气通过小洞而进入管壳中;然后取出,并用压缩空气吹去管壳表面的残留氦气;接着采用质谱仪来检测管壳外表所漏出的氦气。
氦质谱检漏用氦气的选择
氦气是一种无色、无味的隋性气体。氦气检漏的原理大家都知道气分子内部结构稳定,化学性质并不活泼并且密度较小,由于这些特性氦气不会,也不容易和其他物质发生反应。相对分子质量为4.003,分子直径为2.18×10-10m,分子的质量为3.65×10-27kg,在标准状态下的密度为0.1769kg/m3,临界温度为5.25K,临界压力为2.26×105Pa,1atm压力下的沸点为4.214K,熔点为0.9K,三相点温度为2.186K,三相点压力为51.1×10-2Pa,在标准状态下的热导率为510.79J/(m·h·K),在标准状态下的定压比热为5233J/(kg·K),在标准状态下的动力粘度系数为1.86×10-5Pa·s,1L液氦气化为标准状态下的氦气体积为700L。