La norma ASTM E493/E493M-11, Práctica estándar para detectores de fugas mediante espectrómetros de masas en modo de prueba de adentro hacia afuera, desarrollada por la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM), describe los procedimientos para probar semiconductores, relés herméticamente sellados, dispositivos pirotécnicos y dispositivos similares para detectar fugas a través de las paredes de la carcasa antes de la prueba. Estos procedimientos pueden utilizarse con distintos niveles de sensibilidad, dependiendo del volumen interno, la resistencia de la carcasa, el tiempo disponible para la preparación de la prueba y las propiedades de sorción del material de la carcasa para el helio. En la práctica general, los límites de sensibilidad para el helio oscilan entre 10⁻¹⁰ y 10⁻⁶ Pa m³ / s, aunque en algunos casos estos límites pueden superarse por varias décadas en cualquier dirección.
Esta norma define dos métodos de prueba:
Para los efectos de esta norma, se aplican los términos y definiciones de la norma “ASTM E1316-16 Terminología estándar para pruebas no destructivas”.
Los métodos de prueba analizados en esta norma requieren que la pieza de prueba contenga helio a una presión calculable durante la prueba. Si el dispositivo no se puede sellar con una presión de helio conocida en su interior, es necesario bombardear la pieza en una cámara de presión de helio para introducir helio en la pieza de prueba si hay una fuga.
Después de que la pieza de prueba se somete a medios de presurización de helio, se coloca en una carcasa que luego se evacúa y se conecta a un detector de fugas de espectrómetro de masas. En caso de fuga, se recibe una señal de salida del detector de fugas. Si es necesario conocer la tasa de fuga real de la pieza de prueba, ésta debe calcularse a partir de la lectura de salida y los parámetros de prueba.
Los métodos A o B son útiles para probar dispositivos herméticamente sellados con volúmenes internos. Se establecen tasas de fuga máximas aceptables para dispositivos microelectrónicos para garantizar que las características de rendimiento no se vean afectadas por la entrada de aire, vapor de agua u otros contaminantes durante la vida útil estimada esperada. Se debe tener cuidado al controlar la presión del bombardeo, el tiempo del bombardeo y el tiempo de espera después del bombardeo, de lo contrario los resultados pueden variar significativamente.
Las grietas superficiales, la pintura, la suciedad y los sellos de polímero pueden absorber helio durante el procedimiento de bombardeo y contribuir a la señal de salida en el detector de fugas. A menos que este proceso sea uniforme y consistente, es decir, a menos que las piezas de prueba a prueba de fugas siempre den la misma señal de helio, la sensibilidad de la prueba está limitada por la señal de fondo del helio absorbido. Uno o ambos procedimientos de lavado con nitrógeno o de horneado de las piezas durante 30 minutos entre el bombardeo y la prueba a veces ayudan a reducir esta señal de fondo.
En el caso de fugas grandes o volúmenes internos muy pequeños en las piezas de prueba, es posible que el helio que posiblemente fue sellado o bombardeado en la pieza de prueba se haya escapado antes de que fuera probada en el detector de fugas del espectrómetro de masas. En caso de fugas importantes, la prueba debe realizarse unos segundos después de retirar las piezas de la bomba o, para fugas importantes, se debe utilizar un método de prueba alternativo: prueba de burbujas, bombardeo de líquido y cambio de peso. Si el método para encontrar fugas grandes utiliza un líquido, debe realizarse después de la prueba de fugas de helio para evitar sellar fugas pequeñas.
Al realizar estas pruebas, se utiliza un detector de fugas con espectrómetro de masas. Además, la bomba de aspiración preliminar se utiliza para eliminar el aire del recinto de prueba en el que se coloca la pieza de prueba. Este aparato tiene medios de medición de presión y válvulas adecuadas para conectarse al detector de fugas después de evacuar el recinto de prueba. Por otro lado, en las pruebas se utiliza un recipiente a presión. Este contenedor puede soportar de forma segura la presión de bombardeo de helio requerida. Los recipientes a presión deben cumplir con los códigos de seguridad aplicables para recipientes a presión.
Las pruebas también requieren los siguientes materiales:
Al aplicar el método de prueba A (bombardeo), una cantidad de piezas selladas a probar se coloca en un recipiente a presión. A continuación, el recipiente a presión se limpia con helio o se evacúa (esto último es lo que generalmente se prefiere). El contenedor está sellado con helio y presurizado a la presión especificada. Se mantiene a la presión especificada durante el tiempo necesario para garantizar la sensibilidad y presión de prueba deseadas. El helio se libera a una distancia significativa del detector de fugas. (Puede canalizarse fuera del edificio o liberarse en un tanque de retención para evitar aumentar la presión ambiental del helio en el área de prueba). Las piezas de prueba se retiran del recipiente a presión y se lavan con aire seco sin helio o nitrógeno para eliminar el helio absorbido de la superficie. El tiempo de lavado se puede determinar experimentalmente.
Los objetos a probar se colocan individualmente o en grupos en el área de prueba del detector de fugas del espectrómetro de masas y se prueban. Se registra la tasa de fuga especificada de cada pieza y el tiempo en segundos que la pieza sale del recipiente a presión. Si se prueban varias piezas simultáneamente y el detector de fugas del espectrómetro de masas indica una fuga, las piezas se prueban individualmente y se anota la tasa de fuga de cada pieza y el tiempo en segundos que se retiró del recipiente de presión. Para encontrar la tasa de fuga real de una pieza particular, se utiliza la ecuación simplificada dada en la norma suponiendo flujo molecular.
Nuestra organización cuenta con un personal sólido que sigue de cerca los avances en el campo de la ciencia y la tecnología en el mundo y se mejora constantemente. Entre los numerosos trabajos de prueba, medición, análisis y evaluación prestados a empresas de diversos sectores, se encuentran también los servicios de prueba de acuerdo con la norma “ASTM E493/E493M-11 Práctica estándar para fugas utilizando un detector de fugas por espectrometría de masas en modo de prueba de adentro hacia afuera”.
Para obtener una cita, obtener información más detallada o solicitar una evaluación, puede solicitarnos que completemos nuestro formulario y lo contactemos.
