氦质谱检漏仪

氦质谱检漏仪用于对密封器件、真空系统、管路与封装结构进行微漏率定量检测，可判定产品是否满足气密性要求，并给出漏点位置与漏率量级。该检测适用于半导体封装、真空镀膜设备、制冷管路、新能源电池包、医疗器件及航空航天组件等行业，为研发验证与出厂检验提供可追溯的密封性数据。

基本原理

氦质谱检漏以氦气作为示踪气体：氦原子被电子轰击电离后进入扇形磁场，不同质荷比离子在磁场中偏转半径不同，仪器将质量数 4（He⁺）的离子束分离并收集，其离子流强度与氦分压成正比，从而换算为漏率。核心测得物理量为氦漏率 Q（单位 Pa·m³/s 或 mbar·L/s），反映单位时间内通过漏孔的氦气量。根据测试方式分为真空喷吹法（被检件抽真空、外部喷氦）、真空氦罩法（被检件置于充氦罩内累积）与吸枪法（被检件充氦、外部用吸枪扫描），分别适用于不同漏率区间与现场条件。

设备参数范围

设备由质谱室、涡轮分子泵组、真空测量单元、校准漏孔与吸枪/喷吹工装构成，主流机型采用逆流氦质谱结构，兼顾高灵敏度与抗污染能力。下表列出典型配置的关键能力维度。

· 以上为典型配置范围，具体指标以设备实际标定为准

典型应用场景

· 半导体与光电器件：管壳、TO 封装、气密性封装器件的微漏筛查与失效定位

· 新能源与制冷：动力电池包、液冷板、换热器、压缩机管路的整体气密性验证

· 真空设备与镀膜：真空腔体、法兰焊缝、观察窗密封件的漏点排查

· 医疗器械：起搏器、传感器、微流控芯片等密封器件的出厂检漏

· 航空航天：燃料管路、贮箱、密封舱组件在极端环境前的密封性确认

· 科研装置：加速器、低温系统、超高真空系统的装配后检漏

氦质谱检漏对样品接口与洁净度要求较高，送样前请确认被检件具备可连接的抽气口或充气口，且表面无影响密封的损伤。

不满足上述要求时，可协助设计转接工装或改用吸枪法进行局部检漏，具体方案请与工程师确认。

步骤 1：样品制备

· 清洁被检件表面油污、毛刺与残留胶体，避免挥发性物质污染质谱室

· 按测试方式准备接口：真空法焊接或卡套连接抽气口，吸枪法在腔内充入规定压力氦气

· 对多孔、吸氦材料做预抽或隔离处理，防止本底氦残留造成误判

步骤 2：装夹与检查

· 选择匹配的夹具与密封接头，确认密封圈无划伤、无老化变形

· 检查管路连接气密性，必要时用空白堵头做系统本底测试

· 确认被检件可承受抽真空或充压条件，避免薄壁件变形

步骤 3：上机测试

· 启动设备预热，待质谱室真空达到工作区间后按标准漏孔完成校准

· 设定检漏模式与报警阈值，真空法先抽至本底稳定，再按顺序喷吹或氦罩

· 记录信号上升与回落曲线，待读数稳定后取值，响应时间按测试方案设定

步骤 4：数据复核

· 扣除本底氦信号，核对校准系数与量程档位，确认漏率换算无误

· 对超标点重复喷吹定位，排除虚漏（表面吸附、密封圈渗透）干扰

· 记录环境温度与氦浓度，评估其对读数的影响

步骤 5：报告出具

· 汇总各测点漏率、判定结论与漏点位置示意

· 附校准记录、测试条件与设备编号，3～5 个工作日内出具报告

Q1:检漏结果中的漏率数值怎么读？

A1:漏率 Q 表示单位时间内通过漏孔的氦气量，数值越小密封性越好。真空法可测到 10⁻¹² Pa·m³/s 量级，吸枪法约 10⁻⁷ Pa·m³/s 量级。判定时需对照产品验收标准，例如半导体封装常以 1×10⁻⁸ Pa·m³/s 为合格线，制冷管路可放宽至 1×10⁻⁶ Pa·m³/s 量级。

Q2:测试周期多久？

A2:常规单件样品 3～5 个工作日出具报告，含校准与数据复核。批量样品或需定制工装的，周期按件数与方案另行确认。

Q3:最少送多少样品？

A3:真空法单件即可测试；吸枪法扫描建议同批次送 2～3 件以便对比。破坏性抽真空测试的样品无法返还，请按需多备。

Q4:真空法和吸枪法怎么选？

A4:要求高灵敏度、可整体抽真空的选真空法；大型、不可拆卸或现场在位设备选吸枪法。吸枪法灵敏度较低但灵活，适合漏点定位与粗检。

Q5:哪些样品不适合直接测试？

A5:含大量挥发溶剂、吸氦性强的多孔材料、无法承受抽真空的薄壁件，以及表面有开放裂纹的样品，均需预处理或改用其他方式，否则易出现虚漏或本底偏高。

Q6:测试结果异常会复测吗？

A6:会。若读数异常或与预期偏差大，先排查本底、密封圈与连接管路，确认非系统因素后免费复测一次，并在报告中说明复测情况。

Q7:报告包含哪些内容？

A7:报告含样品信息、测试方法、校准漏孔记录、各测点漏率、判定结论与漏点位置示意，可提供电子版与纸质版。

案例 1：动力电池液冷板焊缝检漏

【背景】某新能源电池企业在新款液冷板量产前发现个别样品在整包气密测试中压降超标，需定位漏点并判断是焊缝缺陷还是密封圈问题。

【测试条件】采用真空氦罩法，将被检液冷板置于充氦罩内，抽真空至质谱室工作区间。

【测试条件】氦罩内氦浓度约 10%，累积时间按测试方案设定，校准漏孔 1×10⁻⁸ Pa·m³/s。

【分析结果】整体漏率约 3×10⁻⁷ Pa·m³/s，超出 1×10⁻⁷ Pa·m³/s 的内控线；改用吸枪法沿焊缝扫描，在进出口接管焊缝处检出局部峰值 5×10⁻⁶ Pa·m³/s，确认为焊接气孔。

【价值】企业据此调整焊接参数并增加焊后复检工位，量产批次漏率稳定在 1×10⁻⁸ Pa·m³/s 量级，降低了整包返修率。

案例 2：真空镀膜腔体法兰检漏

【背景】某镀膜设备厂商新装腔体抽真空后极限真空只能到 5×10⁻³ Pa，怀疑存在微漏，需在不拆机的情况下定位漏点。

【测试条件】采用真空喷吹法，腔体接检漏仪抽真空，外部用氦喷枪逐点喷吹。

【测试条件】喷吹氦气纯度 ≥99.999%，喷吹距离约 5 mm，逐点停留 2～3 s。

【分析结果】在观察窗法兰处信号由本底 1×10⁻¹⁰ Pa·m³/s 跃升至 8×10⁻⁸ Pa·m³/s，确认为密封圈压缩量不足导致的漏点；更换密封圈后复测漏率降至 2×10⁻¹⁰ Pa·m³/s，极限真空恢复至 8×10⁻⁵ Pa。

【价值】避免了整机拆解与二次装配成本，缩短了设备交付周期，并形成法兰密封圈安装扭矩规范。