
美国材料与试验协会 (ASTM) 制定的 ASTM E493/E493M-11 标准规程《使用质谱泄漏检测器进行由内而外测试的泄漏检测器标准规程》描述了在测试前对半导体、气密封装继电器、烟火装置及类似装置进行外壳泄漏测试的程序。根据内部容积、外壳强度、测试准备时间以及外壳材料对氦气的吸附特性,可以采用不同的灵敏度等级。通常,氦气的灵敏度限值范围为10⁻¹⁰至 10⁻⁶ Pa· m³ / s,但在某些情况下,这些限值可能会超出几个数量级。

该标准定义了两种测试方法:
就本标准而言,标准“ASTM E1316-16 无损检测标准术语”中的术语和定义适用。
本标准中讨论的测试方法要求测试件在测试过程中含有可计算压力的氦气。如果设备无法在已知内部氦气压力的情况下进行密封,则需要轰击氦气压力室中的部件,以便在发生泄漏时将氦气引入测试部件。
测试件经过氦气加压后,被放置在一个外壳中,然后抽真空并连接到质谱泄漏检测器。如果发生泄漏,则会从泄漏检测器收到输出信号。如果需要知道测试件的实际泄漏率,则必须根据输出读数和测试参数进行计算。
方法 A 或 B 适用于测试具有内部容积的密封设备。制定微电子设备的最大可接受泄漏率是为了确保在预期的使用寿命内,性能特征不会受到空气、水蒸气或其他污染物进入的影响。必须小心控制轰炸压力、轰炸时间以及轰炸后的等待时间,否则结果可能会有很大差异。
表面裂缝、油漆、污垢、聚合物密封件会在轰炸过程中吸收氦气,并影响泄漏检测器的输出信号。除非该过程均匀一致,即除非防漏测试件始终发出相同的氦信号,否则测试灵敏度会受到吸收氦气的背景信号的限制。在轰击和测试之间对部件进行氮气冲洗或烘烤 30 分钟的一项或两项程序有时有助于减少这种背景信号。
如果测试件存在较大泄漏或内部体积非常小,则可能密封或轰击到测试件中的氦气可能会在质谱泄漏检测器进行测试之前逸出。对于严重泄漏,应在从炸弹中取出部件后的几秒钟内进行测试,或者对于严重泄漏,应使用替代测试方法:气泡测试、液体轰炸和重量变化。如果查找大泄漏的方法使用液体,则应在氦气泄漏测试之后进行,以避免密封小泄漏。
进行这些测试时使用质谱泄漏检测器。此外,还使用低真空泵从放置测试件的测试外壳中抽出空气。该设备具有压力测量装置和合适的阀门,用于在抽空测试外壳后连接到泄漏检测器。另一方面,测试中使用压力容器。此容器可安全承受所需的氦炸压力。压力容器必须符合适用的压力容器安全规范。
测试还需要以下材料:
当采用测试方法 A(轰击)时,将一定数量的待测试密封部件放置在压力容器中。然后用氦气冲洗压力容器或抽真空(通常优选后者)。容器内充满氦气并加压至规定压力。将其保持在指定的压力下所需的时间,以确保所需的测试灵敏度和压力。氦气在距离泄漏检测器相当远的地方释放。 (可以通过管道将其排出建筑物或释放到储存罐中,以避免增加测试区域内的环境氦气压力)。将试件从压力容器中取出,用不含氦的干燥空气或氮气冲洗,以去除表面吸收的氦气。洗涤时间可以通过实验确定。
将被测试的物体单个或多个放置于质谱检漏仪测试区域内进行测试。记录每个部件的指定泄漏率和部件离开压力容器的时间(以秒为单位)。如果同时测试多个部件,并且质谱泄漏检测器指示泄漏,则对部件进行单独测试,并记录每个部件的泄漏率以及从压力容器中取出的时间(以秒为单位)。为了找到特定部件的实际泄漏率,使用标准中假设分子流的简化方程。
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