Norma ASTM E493/E493M-11 dotycząca detektorów nieszczelności z wykorzystaniem detektorów nieszczelności za pomocą spektrometru masowego w trybie testowym Inside-Out, opracowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM), opisuje procedury testowania półprzewodników, hermetycznie zamkniętych przekaźników, urządzeń pirotechnicznych i podobnych urządzeń pod kątem przecieków przez ścianki obudowy przed testowaniem. Można je stosować przy różnych poziomach czułości, w zależności od objętości wewnętrznej, wytrzymałości obudowy, czasu dostępnego na przygotowanie testu oraz właściwości sorpcyjnych materiału obudowy dla helu. W praktyce graniczne wartości czułości dla helu mieszczą się w zakresie od 10−10 do 10−6 Pa· m³ / s, chociaż w niektórych przypadkach wartości te mogą być przekroczone o kilkadziesiąt lat w obu kierunkach.
W niniejszej normie zdefiniowano dwie metody badań:
Na potrzeby niniejszej normy stosuje się terminy i definicje podane w normie „ASTM E1316-16 Standardowa terminologia badań nieniszczących”.
Metody badań omówione w tej normie wymagają, aby w trakcie badania próbka zawierała hel pod obliczalnym ciśnieniem. Jeżeli nie można uszczelnić urządzenia przy znanym ciśnieniu helu wewnątrz, konieczne jest bombardowanie części w komorze ciśnieniowej helu, aby wprowadzić hel do testowanej części w przypadku wystąpienia nieszczelności.
Po poddaniu próbki testowej działaniu helu, umieszcza się ją w obudowie, z której następnie usuwa się powietrze i podłącza do detektora nieszczelności spektrometru masowego. W przypadku wykrycia wycieku, z detektora wycieku wysyłany jest sygnał wyjściowy. Jeżeli konieczna jest znajomość rzeczywistego wskaźnika nieszczelności badanego elementu, należy go obliczyć na podstawie odczytu wyjściowego i parametrów testu.
Metody A i B są przydatne do testowania hermetycznie zamkniętych urządzeń o objętościach wewnętrznych. Maksymalne dopuszczalne wskaźniki nieszczelności dla urządzeń mikroelektronicznych są ustalane w celu zapewnienia, że parametry eksploatacyjne nie ulegną pogorszeniu z powodu przedostawania się powietrza, pary wodnej lub innych zanieczyszczeń w trakcie szacowanego okresu eksploatacji. Należy starannie kontrolować ciśnienie bombardowania, czas bombardowania i czas oczekiwania po bombardowaniu, w przeciwnym razie wyniki mogą się znacznie różnić.
Pęknięcia powierzchni, farba, brud i uszczelki polimerowe mogą absorbować hel w trakcie bombardowania i wpływać na sygnał wyjściowy w detektorze nieszczelności. Jeżeli proces ten nie jest jednolity i spójny, tzn. jeżeli szczelne próbki testowe nie zawsze dają taki sam sygnał helowy, czułość testu jest ograniczona przez sygnał tła pochłoniętego helu. Czasem zastosowanie jednej lub obu procedur, polegających na przepłukiwaniu azotem lub wypiekaniu części przez 30 minut pomiędzy bombardowaniem a testowaniem, pomaga zredukować ten sygnał tła.
W przypadku dużych nieszczelności lub bardzo małych objętości wewnętrznych w badanych próbkach, hel, który został prawdopodobnie zamknięty lub wtłoczony do badanej próbki, mógł się wydostać przed jej badaniem w detektorze nieszczelności spektrometru masowego. W przypadku poważnych wycieków badanie należy wykonać w ciągu kilku sekund od wyjęcia części z bomby lub, w przypadku poważnych wycieków, zastosować alternatywną metodę badania: test pęcherzykowy, bombardowanie cieczą i zmiana ciężaru. Jeżeli w celu znalezienia dużych nieszczelności stosuje się metodę płynną, należy to zrobić po przeprowadzeniu testu szczelności helem, aby uniknąć uszczelnienia małych nieszczelności.
Podczas przeprowadzania tych testów stosuje się wykrywacz nieszczelności spektrometru masowego. Dodatkowo pompa wstępna służy do usuwania powietrza z komory testowej, w której umieszczony jest element testowy. Urządzenie to jest wyposażone w środki pomiaru ciśnienia oraz odpowiednie zawory umożliwiające podłączenie do detektora nieszczelności po opróżnieniu obudowy testowej. Z drugiej strony, w testach stosuje się zbiornik ciśnieniowy. Pojemnik ten może bezpiecznie wytrzymać wymagane ciśnienie bombardowania helem. Naczynia ciśnieniowe muszą spełniać odpowiednie normy bezpieczeństwa dla naczyń ciśnieniowych.
Do przeprowadzenia testów wymagane są również następujące materiały:
W przypadku stosowania metody badawczej A (bombardowanie) pewną liczbę uszczelnionych części przeznaczonych do badania umieszcza się w naczyniu ciśnieniowym. Następnie naczynie ciśnieniowe jest przepłukiwane helem lub opróżniane (ostatnia opcja jest ogólnie preferowana). Pojemnik zostaje uszczelniony helem i poddany działaniu określonego ciśnienia. Utrzymuje się je pod określonym ciśnieniem przez czas niezbędny do zapewnienia pożądanej czułości i ciśnienia testu. Hel jest uwalniany w znacznej odległości od detektora nieszczelności. (Można go wyprowadzić rurą z budynku lub uwolnić do zbiornika retencyjnego, aby uniknąć zwiększenia ciśnienia helu w otoczeniu obszaru testowego). Próbki wyjmuje się z naczynia ciśnieniowego i przepłukuje suchym powietrzem bez helu lub azotem w celu usunięcia helu zaabsorbowanego przez powierzchnię. Czas prania można ustalić doświadczalnie.
Badane obiekty umieszczane są pojedynczo lub w grupach w obszarze testowania detektora nieszczelności spektrometru masowego, a następnie poddawane testowi. Rejestruje się określoną szybkość wycieku każdej części oraz czas (w sekundach), w którym część opuszcza zbiornik ciśnieniowy. Jeżeli jednocześnie testowanych jest wiele części i detektor nieszczelności spektrometru masowego wykaże nieszczelność, części testuje się osobno, a szybkość nieszczelności każdej części i czas w sekundach, w którym została ona wyjęta ze zbiornika ciśnieniowego, są odnotowywane. Aby znaleźć rzeczywistą szybkość wycieku danej części, należy użyć uproszczonego równania podanego w normie, zakładającego przepływ molekularny.
Nasza organizacja dysponuje silną kadrą, która śledzi rozwój nauki i techniki na świecie i nieustannie się doskonali. Wśród licznych prac testowych, pomiarowych, analitycznych i ewaluacyjnych świadczonych dla przedsiębiorstw z różnych sektorów znajdują się również usługi testowe zgodne z normą „ASTM E493/E493M-11 Standardowa praktyka badania nieszczelności przy użyciu detektora nieszczelności spektrometrii masowej w trybie badania od wewnątrz na zewnątrz”.
Możesz poprosić nas o wypełnienie formularza, aby umówić się na spotkanie, uzyskać bardziej szczegółowe informacje lub poprosić o ocenę.
