为什么用氦气作为检漏的气体?
1.氦气分子量小,扩散性强、渗透率高,即可以通过较小的孔。
2.氦气在空气中的体积含量约为5ppm,这说明正常空气环境中氦气的含量很小,即氦本底很好。
3.氦气是无毒无色无味的惰性气体,这就意味着,正常情况下其可以作为介质在所有的物体中存在,且不发生反应。
4.在质谱仪谱图中易于与其它物质区分。
5.综合以上几个特点,氦气作为一种检漏的示踪气体,是较佳的选择。
喷氦法氦质谱检漏方法
这是常用的一种方法,一般用于检测体积相对较小的部件,将被检器件和仪器连通,在抽好真空后,在被检器件可能存在漏孔的地方(如密封接头,焊缝等) 用喷枪喷氦,如图4 所示,如果被检器件某处有漏孔,当氦喷到漏孔上时,氦气立即会被吸入到真空系统,从而扩散到质谱室中,氦质谱检漏仪的输出就会立即有响应,使用这种方法应注意:氦气是较轻的惰性气体,在喷出后会自动上升,为了准确的在漏孔位置喷氦,喷氦时应自上而下,由近至远(相对检漏仪位置) ,这是因为在喷下方时氦气有可能被上方漏孔吸入,就很难确定漏孔的位置;再者漏孔离质谱室的距离检漏仪反应时间也不同,所以喷氦应先从靠近检漏仪的一侧开始由近至远来进行。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%。
吸氦法氦质谱检漏方法
吸氦法主要用于检查某些大型密封容器。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。如弹体、弹头、气罐、油罐等,先将容器抽真空,再给容器充入氦气(为了节省用氦量,可以用低浓度氦气) ,在氦质谱检漏仪的进气法兰处接上橡皮管,橡皮管的前端有直径很小的毛细管,使毛细管在充了氦的被检容器外壁的焊缝和密封接头等处移动,如果该容器有漏隙,经漏隙渗出的氦会被毛细管吸入,检漏仪就会响应。
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。如果试漏方向与使用中所受压力方向相同,将易于找到实际的漏孔而不至于受到报警的干扰。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。