一种下限为5×10~(-16)Pa·m~3/s的高精度超灵敏度检漏装置

作者:卢耀文;李得天;齐京;董云宁;王欢;闫睿;杨传森;延峰;查良镇; 刊名:真空科学与技术学报 上传者:刘薇

【摘要】为了解决长寿命、高可靠真空器件的封装检漏需求,研制出下限可达5×10~(-16)Pa·m~3/s的高精度超灵敏度检漏仪。当前基于动态分流原理的通用检漏仪由于引进质谱计分析室的示漏气体量小致使实际检漏下限为10~(-11)Pa·m~3/s,通过软件修正实现的检漏下限可达10~(-12)Pa·m~3/s;基于累积法的超灵敏度检漏下限可达5×10~(-15)Pa·m~3/s,该方法采用商用漏孔作为参考标准,通过线性递推得到的检漏结果偏差可达一个数量级以上,严重影响特殊应用领域器件的高可靠性和寿命。本文在原有的研究基础上,提出累积比较检漏方法。在特殊加工的累积室中对示漏He气进行累积,使其形成的分压力在质谱计测量范围内;通过对累积室内壁的特殊工艺处理获得了更小的示漏气体本底压力;用新研制的下限为5×10~(-16)Pa·m~3/s高精度流量计作为参考标准比较获得被检测器件漏率,避免传统采用自身偏差较大的漏孔作为参考标准和使用线性递推得到漏率引入的较大偏差。实验结果证明,所研制装置的检漏范围为10-12~5×10~(-16)Pa·m~3/s,检漏结果的不确定度为5. 3%~13%。

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第 39 卷 第 1 期 2019 年 1 月 真 空 科 学 与 技 术 学 报 CHINESE JOURNAL OF VACUUM SCIENCE AND TECHNOLOGY 收稿日期:2018-04-11 * 联系人: Tel: ( 010) 68116510; E-mail: gsluyw@163. com 一种下限为 5 ×10 -16 Pa·m3 /s 的高精度超灵敏度检漏装置 卢耀文1,2 李得天1,3 齐 京1,4 董云宁1,2 王 欢1,2 闫 睿1,2 杨传森1,2 延 峰1,2 查良镇1,4 ( 1. 北京市真空计量检测工程技术研究中心 北京 100029;2. 北京东方计量测试研究所 北京 100086; 3. 兰州空间技术物理研究所 兰州 730000;4. 清华大学 北京 100084) Design of Ultrasensitive Leak Detector with Lower Detection Limit of 5 ×10 -16 Pa·m3 /s Lu Yaowen1,2,Li Detian1,3,Qi Jing 1,4,Dong Yunning1,2,Wang Huan1,2,Yan Rui1,2,Yang Chuansen1,2,Yan Feng1,2,Cha Liangzhen1,4 ( 1. Beijing Engineering Technology Research Center of Vacuum Measurement and Test,Beijing 100029,China; 2. Beijing Orient Institute of Measurement and Test,Beijing 100086,China; 3. Lanzhou Institute of Physics,Lanzhou 730000,China; 4. Tsinghua University,Beijing 100084,China) Abstract A novel highly accurate,ultrasensitive leak-detector with a lower detection limit of 5 × 10 -16 Pa· m3 /s,to be used in fabrication of vacuum electronic devices,was developed based on accumulation comparison method. The original work included the accumulation chamber of the vacuum system,a lab-built flow-meter with a lower flow-rate limit of 5 ×10 -16 Pa·m3 /s used as reference standard and a non-evaporable getter ( NEG) pump.In the accumulation chamber,which could be independently pumped with NEG pump,the background partial pres-sure of trace helium was minimized with helium adsorption-resistant coating on the wall. Depending on

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