对电子元器件氦质谱检漏试验中去除氦气吸附方法的探讨

对电子元器件氦质谱检漏试验中去除氦气吸附方法的探讨

作者：杨利琛

来源：《中国科技博览》2018年第19期

[摘 要]本文主要分析了电子元器件氦质谱检漏试验去除氦气吸附方法，对吸附的原理和吸附的方法进行了总结，分析了比较可行的方式方法，可以为今后的工作带来参考。 [关键词]电子元器件，氦质谱检漏试验，氦气吸附

中图分类号：TN605 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）19-0301-01 前言

在电子元器件氦质谱检漏试验去除氦气吸附方法方面，采取更加有效的方式方法，才能够提高工作的效果，也是工作的重点之一，所以，研究更加有效的吸附方法是非常关键的工作。 1、电器电子元器件的特征

电子元器件是元件和器件的总称。电子元件指在工厂生产加工时不改变分子成分的成品。如电阻器、电容器、电感器。因为它本身不产生电子，它对电压、电流无控制和变换作用，所以也称无源电器。电子器件是指在工厂生产加工时改变分子成分的成品。如晶体管、电子管、集成电路。因为它本身能产生电子，它对电压、电流有控制和变换作用，所以也称有源电器。而电子元器件的损坏，一般很难凭眼睛观察发现，一般都必须借助检测仪器才能判断发现，（除明显的损坏，烧坏外）这就给检测人员提出了更高的要求，检测人员必须对各种元器件的特性及特点有一定的认识和了解，在检测过程中，对于电路故障的检测必须提高检测的效率，防止各种损坏。

2、电子元器件氦质谱检漏试验去除氦气吸附方法现状

自20世纪70年始，国内外许多学者指出，当时执行的氦质谱检漏性检测标准的判据，无法保证氦质谱检漏元器件经筛选和更长时间贮存后的内部水汽含量不高于5000ppm，无法保证元器件的贮存可靠性。从2006年颁布的MIL-STD-750E开始，到2010年的MIL-STD-750F修改稿、2012年颁布的MIL-STD-750-1和2012年的MIL-STD-883J二次修改稿，这些美用标准中的氦质谱检漏性氦质谱检测方法，普遍大幅度地加严了氦气测量漏率判据。在MIL-STD-750-1方法1071.9表1071-V固定条件中，压氦时间不大于20h的高灵敏测试，不同内腔容积的氦气测量漏率判据普遍为10-5～10-6Pa·cm3/s级，最严的为6.6×10-7Pa·cm3/s，但

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其最长候检时间仍定性地规定为0.5h和1h。MIL-STD-883J方法1014.14表I条件A固定条件宇航级测量漏率判据为（1.26～7.）×10-6Pa·cm3/s，最长候检时间仍规定为1h。

对氦质谱检漏元器件的氦质谱细检漏，所能检测的氦气测量判据常受被检件吸附氦漏率和带检测室时检漏仪本底漏率两项背景漏率的制约。在标准规定的最长候检时间中可用于去除吸附氦的有限时间里，通过去除能否使吸附氦漏率降低衰减至测量漏率判据的1/5（或1/3），在很大程度上决定着标准规定的检测条件和测量漏率判据的可检测性。对加严了测量漏率的判据的MIL-STD-750-1方法1071.9和MIL-STD-883J方法1014.14，这个问题更为突出。对通常规定的1h最长候检时间，有学者试验发现去除吸附氦措施的最长时间为0.5h，最为有效的方法是采用125℃或150℃的真空焙烘，吸附氦漏率只能从初始的10-3量级降至1×10-4～1×10-5Pa·cm3/s。

航天165厂程纲等人曾对去除氦吸附做过认真的研究，据他们的测试，不计安装耳的外壳尺寸为27.5mm×20mm×16.5mm～41.5mm×37.9mm×26.5mm、内腔有效容积4.4cm3～17.6cm3的不同型号的氦质谱检漏继电器，经207kPa、4h压氦、用高压空气直吹被检件表面5min后，氦质谱检测出的表面吸附氦漏率为1.3×10-3Pa·cm3/s～2.7×10-3Pa·cm3/s。一种外壳尺寸为25mm×24.8mm×24.8mm、内腔有效容积为6.2cm3的带安装耳的氦质谱检漏继电器，压氦207kPa、4h后，分别采用以下去除吸附氦方法进行氦质谱细漏检测：采用高压气体直吹继电器表面5min、室温静置30min后，至压氦后1h内完成检测；在（100±2）℃鼓风干燥箱中烘烤10min，室温静置20min，至1h内完成检测；在（85±2）℃鼓风干燥箱中烘烤20min，室温静置20min，至1h内完成检测。各种方法5只样品，测得的样品漏率的平均值分别为2.18×10-3Pa·cm3/s、9.8×10-4Pa·cm3/s和9.66×10-4Pa·cm3/s。说明采用烘烤的方法，有利于继电器表面氦气吸附的去除，这类继电器按GJB8B的方法压氦后，即使被检件不漏，只有进行加温焙烘去除吸附氦，才有可能在1h的最长候检时间内，勉强通过合格测量漏率的判据为1×10-3Pa·cm3/s的氦质谱细漏检测，可见吸附氦及其有效地去除将严重地制约着测量漏率判据的加严。

Adixen公司ASM1002型氦质谱检漏仪采用金属圈氦质谱检漏小型检测盒时，本底漏率可稳定地达到4×10-9Pa·cm3/s；采用双O型橡胶圈氦质谱检漏中型检测盒时，本底漏率可稳定地达到8×10-7Pa·cm3/s。采用这台仪器，我们进行了两种典型样品的吸附氦去除试验。本文将介绍这次去除吸附氦试验的方案、数据和拟合模式，并运用拟合结果来分析前述最新美用标准氦质谱检漏性检测方法的可检测性。 3、去除吸附氦试验 3.1 试验方案

对每一种样品，分为3组，进行去除吸附氦的对比试验。第1分组样品经413kPa、2h压氦，然后在室温下自然存放；第2分组样品经413kPa、2h压氦后，先在有鼓风的125℃烘箱

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中焙烘0.5h，然后在室温下自然存放；第3分组样品模拟预充氦氮，在0.12P0氦气、0.88P0氮气的环境中放置2h，然后在室温下自然存放。

各组样品，在结束压氦或预充氦、开始存放约0.5h或0.6h后进行首次或两次积累氦质谱粗漏细漏组合检测，然后大约在1.5、8和24h后重复进行检测。 3.2 试验过程

两种样品氦质谱检漏后均先直接进行氦质谱细检漏，又压氦进行氦质谱细检漏，再进行氟碳化合物气泡法粗检漏，剔除了个别粗漏和大漏样品。3月18、19日，将样品经绝对压力413kPa、2h压氦后，在ASM1002氦质谱检漏仪和HF-4氟油平台上进行了粗漏细漏组合检测，然后从数十只样品中挑选出不漏或微漏的两种样品各6只，进行去除吸附氦试验。去除吸附氦试验在3月28日、29日进行，非试验测试期间，样品放置在比较干燥的工作室环境。 检测中，全部样品均通过了判据为3×10-3Pa·cm3/s的粗漏检测，自动记录每只样品每次检测的细漏测量漏率和检测结束时间。 3.3 试验数据

Ⅰ型6只样品中5只样品压氦后8h的测量漏率R已为检漏仪本底，可以认为这5只样品不漏，每次检测的测量漏率即为吸附氦漏率Ra，测量漏率达稳定本底后不再测试。第1分组1只16号样品样品压氦后16～24h测量漏率仍为2.78×10-8Pa·cm3/s，取该值为样品的真实测量漏率，将每次检测的测量漏率减该真实测量漏率即为吸附漏率Ra。

Ⅱ型6只样品压氦后24h，各样品测试漏率均降至8×10-7Pa·cm3/s，不再进行测试。可认为各样品均不漏，检测的测量漏率即为吸附漏率Ra。 4、结束语

综上所述，在电子元器件氦质谱检漏试验去除氦气吸附方法方面，我们应该更好的研究有效方法，本文总结了一些比较有效的电子元器件氦质谱检漏试验去除氦气吸附方法，可为今后提供参考。 参考文献

[1] 刘明远，无损氦质谱检漏[J]，微电子学。1973（03），23-41.

[2] GJB8B，微电子器件试验方法和程序[S].总装备部军标出版发行部，2006.