ASTM E493

Pratica standard per le perdite che utilizzano il rilevatore di perdite con spettrometro di massa in modalità di test Inside-Out

Riepilogo standard

La norma ASTM E493 definisce una pratica strutturata per la valutazione delle perdite nei componenti sigillati utilizzando un rilevatore di perdite a spettrometro di massa in modalità inside-out. Industrie come la microelettronica, i dispositivi medici e la strumentazione di precisione si affidano a questo metodo per confermare l'integrità dei pacchetti ermetici. Applicando i principi della norma ASTM E493, gli ingegneri acquisiscono la capacità di identificare le perdite sottili, calcolare i tassi di perdita effettivi e mantenere l'affidabilità del prodotto.

Descrizione standard

La norma ASTM E493 riguarda i dispositivi sigillati prima del test, tra cui semiconduttori, relè, componenti pirotecnici e sensori ad alta affidabilità. Lo standard richiede che l'articolo in prova contenga elio a una pressione interna nota o calcolabile durante la misurazione. Se il pezzo non può essere riempito prima della sigillatura, il metodo introduce l'elio attraverso un processo di bombardamento controllato. Questo approccio garantisce il rilevamento anche del più piccolo percorso attraverso la parete del dispositivo.

La prassi prevede due tecniche principali:

Metodo di prova A utilizza un bombardamento di elio per introdurre il gas tracciante.
Metodo di prova B utilizza il preriempimento con elio prima della sigillatura.

In entrambi i casi, il pezzo entra in un involucro evacuato collegato a un rilevatore di perdite dello spettrometro di massa. In presenza di una perdita, il rilevatore misura il flusso di elio ed emette un tasso indicato.

Metodo di prova A: Procedura di bombardamento

Preparazione del pezzo di prova mediante bombardamento

Il bombardamento si applica quando non è possibile un riempimento interno diretto con il gas. I componenti sigillati rimangono in una camera a pressione di elio per una durata predeterminata. Il tempo di bombardamento, la pressione e il tempo di permanenza influenzano direttamente la sensibilità. Un controllo inadeguato può portare a risultati incoerenti, pertanto la prassi migliore prevede la standardizzazione di questi valori tra i vari lotti.

Dopo il bombardamento, gli operatori devono rimuovere l'elio di superficie mediante lavaggio con azoto o asciugatura controllata. Questa fase impedisce all'elio assorbito di produrre segnali di fondo sul rivelatore. Una volta pulite, le parti vengono collocate nella camera di prova per la misurazione. Gli ingegneri registrano il tasso di perdita indicato e il tempo trascorso tra il bombardamento e il test, che influenzano il calcolo del tasso di perdita effettivo.

Lo standard fornisce l'equazione:

Questa relazione assicura che il tasso di perdita effettivo calcolato rimanga conservativo, incorporando un fattore di sicurezza incorporato per i componenti critici.

Quando il dispositivo può essere riempito di elio prima della sigillatura, il metodo B offre un flusso di lavoro più diretto. Il pezzo viene riempito a una pressione nota, sigillato e testato nelle stesse condizioni di inside-out del metodo A. Poiché non si verifica alcun bombardamento, il calcolo elimina la prima parentesi dell'equazione precedente:

Poiché la pressione interna è nota, il Metodo B spesso supporta un controllo di qualità più rigoroso e tempi di ciclo più rapidi.

Metodo di prova B: preriempimento con elio

preparazione dei pezzi mediante preriempimento

Importanza per la qualità e l'affidabilità

I produttori utilizzano la norma ASTM E493 per confermare che i dispositivi sigillati ermeticamente impediscono l'ingresso a lungo termine di aria, vapore acqueo e contaminanti. Anche una perdita minima può degradare nel tempo la microelettronica o i componenti medici sensibili. L'esecuzione corretta di questo metodo protegge le prestazioni a valle e riduce i guasti sul campo.

Interferenze e buone pratiche

Rivestimenti superficiali, sporcizia, materiali polimerici e strutture ruvide possono trattenere l'elio durante il bombardamento. In assenza di mitigazione, queste fonti di interferenza possono elevare le letture di fondo e oscurare le vere perdite. Il lavaggio con azoto o il riscaldamento controllato spesso riducono questo problema. In caso di perdite molto grandi o di volumi interni estremamente ridotti, l'elio può fuoriuscire prima del test, richiedendo test a bolla o metodi alternativi per le grandi perdite subito dopo la rimozione dalla camera.

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