ASTM E493

Standardverfahren für Lecks mit dem Massenspektrometer-Lecksucher im Inside-Out-Testmodus

Standardzusammenfassung

ASTM E493 definiert eine strukturierte Praxis für die Bewertung von Leckagen in versiegelten Komponenten unter Verwendung eines Massenspektrometer-Lecksuchers im Inside-Out-Modus. Branchen wie die Mikroelektronik, medizinische Geräte und Präzisionsinstrumente verlassen sich auf diese Methode, um die Unversehrtheit von hermetischen Verpackungen zu bestätigen. Durch die Anwendung der Grundsätze der ASTM E493 sind Ingenieure in der Lage, feine Lecks zu erkennen, die tatsächlichen Leckraten zu berechnen und die Produktzuverlässigkeit zu gewährleisten.

Standardbeschreibung

Die ASTM E493 befasst sich mit Geräten, die vor der Prüfung versiegelt werden, einschließlich Halbleitern, Relais, pyrotechnischen Komponenten und hochzuverlässigen Sensoren. Die Norm verlangt, dass der Prüfgegenstand während der Messung Helium mit einem bekannten oder berechenbaren Innendruck enthält. Wenn das Teil vor dem Versiegeln nicht gefüllt werden kann, wird das Helium durch ein kontrolliertes Bombardierungsverfahren zugeführt. Dieser Ansatz stellt sicher, dass selbst der kleinste Durchgang durch die Gerätewand erfasst werden kann.

Die Praxis zeigt zwei Haupttechniken auf:

Prüfmethode A verwendet Heliumbomben, um das Tracergas einzuführen.
Prüfmethode B verwendet die Vorbefüllung mit Helium vor der Versiegelung.

In beiden Fällen gelangt das Teil dann in ein evakuiertes Gehäuse, das mit einem Massenspektrometer-Lecksucher verbunden ist. Wenn ein Leck vorhanden ist, misst der Detektor den Heliumfluss und gibt eine bestimmte Rate aus.

Prüfmethode A: Bombardierungsverfahren

Vorbereitung des Testteils durch Bombardierung

Bombing wird angewendet, wenn keine direkte interne Gasbefüllung möglich ist. Die versiegelten Bauteile verbleiben für eine bestimmte Dauer in einer Heliumdruckkammer. Bombierzeit, Druck und Verweilzeit beeinflussen direkt die Empfindlichkeit. Eine unzureichende Kontrolle kann zu uneinheitlichen Ergebnissen führen, so dass es sich empfiehlt, diese Werte für alle Chargen zu standardisieren.

Nach der Bombardierung muss das Bedienpersonal das Oberflächenhelium durch Stickstoffspülung oder kontrollierte Trocknung entfernen. Dieser Schritt verhindert, dass sorbiertes Helium Hintergrundsignale auf dem Detektor erzeugt. Nach der Reinigung werden die Teile zur Messung in das Prüfgehäuse gelegt. Die Ingenieure zeichnen die angezeigte Leckrate und die zwischen Bombardierung und Prüfung verstrichene Zeit auf, was die Berechnung der tatsächlichen Leckrate beeinflusst.

Die Norm liefert die Gleichung:

Diese Beziehung stellt sicher, dass die berechnete tatsächliche Leckrate konservativ bleibt und einen eingebauten Sicherheitsfaktor für kritische Komponenten enthält.

Wenn das Gerät vor dem Verschließen mit Helium gefüllt werden kann, bietet Methode B einen direkteren Arbeitsablauf. Das Teil wird mit einem bekannten Druck befüllt, versiegelt und unter denselben Bedingungen wie bei Methode A geprüft. Da keine Bombierung stattfindet, entfällt bei der Berechnung die erste Klammer der vorherigen Gleichung:

Da der Innendruck bekannt ist, ermöglicht Methode B häufig eine strengere Qualitätskontrolle und kürzere Zykluszeiten.

Prüfmethode B: Vorbefüllung mit Helium

Vorbereitung der Teile durch Vorbefüllung

Bedeutung für Qualität und Verlässlichkeit

Hersteller verwenden ASTM E493, um zu bestätigen, dass hermetisch versiegelte Geräte das Eindringen von Luft, Wasserdampf und Verunreinigungen langfristig verhindern. Selbst minimale Leckagen können die Mikroelektronik oder empfindliche medizinische Komponenten mit der Zeit beeinträchtigen. Die ordnungsgemäße Durchführung dieser Methode schützt die nachgeschaltete Leistung und reduziert Ausfälle im Feld.

Interferenzen und gute Praxis

Oberflächenbeschichtungen, Schmutz, polymere Materialien und raue Texturen können Helium während der Bombardierung zurückhalten. Ohne Abschwächung können diese Störquellen die Hintergrundmesswerte erhöhen und echte Lecks verschleiern. Eine Stickstoffwäsche oder kontrollierte Erwärmung verringert dieses Problem häufig. Bei sehr großen Lecks oder extrem kleinen Innenvolumina kann das Helium vor der Prüfung entweichen, so dass Blasentests oder alternative Methoden für große Lecks unmittelbar nach der Entnahme aus der Kammer erforderlich sind.

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