鄭天丕，趙 慧，方 珍，張 耀，趙 葉

(1.寧波福特繼電有器限公司，浙江寧波，315012;2.杭州歐誠進出口品有限公司，浙江寧波，310012;3.陜西群力電工有限責任公司，陜西寶雞，721300)

1 引言

近日，學習 GB/T2423.23－2013、GJB360B －2009及GJB548B－2005標準中有關氦檢漏的術語、計算公式的解釋等，發(fā)現(xiàn)他們各有千秋，使一些研發(fā)人員和用戶不知用哪個標準才好。為此特地把這三個標準的差異羅列出來，作一個比較。并就虛漏的補救措施做個簡介。同時解釋測量漏率必須換算成等效標準(空氣)漏率的原因，氦氣漏率不是密封元器件正規(guī)使用的氣體漏率。

2 試驗的標準溫度

GB/T2423.23－2013規(guī)定基準溫度為25℃，允許誤差為15℃ ～35℃;

GJB360B－2009規(guī)定基準溫度為25℃，允許誤差為15℃ ～35℃;

GJB548B－2005規(guī)定基準溫度為25℃，允許誤差為±5K。

2003年之前，IEC有關標準規(guī)定基準溫度為23℃，允許誤差 15℃ ～35℃，其后 IEC61810－1:2003改為23℃、允許誤差5K，IEC6180－7:2006則改為23℃ ±5℃;MIL－PRF－39016F:2005則規(guī)定:所有的試驗可在符合生產(chǎn)實際的環(huán)境下進行。筆者以為氦檢漏最好在25℃ ±5℃下進行?？上驳氖牵齻€標準規(guī)定的基準溫度均為25℃，其漏率的溫度換算的基準點即為298K。

3 術語

3.1 漏率

GB/T2423.23定義:在已知漏泄兩側壓差的情況下，單位時間內流過漏泄處的給定溫度的干燥氣體。

注:采用國際單位制時為Pa.m3/s;在本部分中采用導出單位Pa.cm3/s和bar.cm3/s。這是因為它們與工業(yè)通用的量級較為接近的緣故。

這里 1Pa.m3/s=106Pa.cm3/s=10bar.cm3/s。

GJB360B定義:單位時間內流過已知壓差的漏泄處的規(guī)定溫度的干燥空氣。單位:Pa.cm3/s。

GJB548B無此術語定義。

3.2 標準漏率

GB/T2423.23:在標準溫度和壓差下的漏率。本部分的標準溫度為 25℃，標準壓差是105Pa(1bar)。

GJB360B:在標準溫度(25℃)和壓差(高壓101.325kPa和低壓不大于133.322Pa)下的漏率。單位:Pa.cm3/s。

GJB548B:25℃時，高壓一側101.33kPa和低壓一側低于0.13kPa的情況下，每秒通過一條或多條漏泄通道的干燥空氣量。(Pa.cm3)/s。

等效標準漏率:

GB/T2423.23:在以空氣為試驗氣體的情況下，給定器件的標準漏率。

GJB360B:以空氣為試驗氣體的情況下的標準漏率。單位:Pa.cm3/s。

GJB548B:具有與R1(即測量漏率)同樣漏氣幾何結構的同一種封裝，在1.1.1條(即標準漏率)標準條件下的漏率。(Pa.cm3)/s。

3.3 測量漏率

GB/T2423.23:在規(guī)定條件下，使用規(guī)定試驗氣體所測得的給定器件的漏率。

注1:測量漏率通常用氦氣作為試驗氣體，在25℃，壓差為105Pa(1bar)下確定。

注2:為了與其它試驗方法所確定的漏率相比較，測量漏率應該換算成等效標準漏率。

GJB360B:無此術語定義。

GJB548B:在規(guī)定條件下，采用規(guī)定的試驗媒質測得的給定封裝的漏率。為了便于與其他測試方法測到的漏率進行比較，測量漏率必須換算成等效標準漏率。

從以上的介紹可以看出GJB548B的定義較為合理。GB/T2423.23的定義不理想不全面。其一，標準漏率被定義為25℃、壓差為105Pa下的漏率。那么每種氣體都有自己的標準漏率，造成標準漏率何其多?其二，測量漏率注1乃畫蛇添足。用溫度25℃、壓差105Pa(1bar)來確定，這不成了氦氣的標準漏率了嗎?實際操作時，不僅25℃難以保證，這個105Pa(1bar)的壓差也無法保證。因為每個被檢測件的漏率是不一樣的，而且都較小。幾個小時的壓氦不能保證一批產(chǎn)品中的每只產(chǎn)品內部的氦壓都是105Pa(1bar)。同一批產(chǎn)品的每只產(chǎn)品的漏率各不相同。同時壓氦后，其內部的氦壓也各不相同。這是導致不同的測量結果的原因之一。

以上的介紹還可以看出，軍標GJB548B和民標GB/T2423.23－2013都要求把質譜分析測得的氦氣漏率(測量漏率)換算成等效標準漏率。其關鍵是要把細檢(氦檢)測得的漏率與粗檢測得的漏率進行比較，以保證細檢與粗檢相覆蓋。方可保證細檢與粗檢之間沒有斷點，使密封性檢測成為一個完整的檢驗鏈。因為粗檢是用冒泡法進行的，人們眼看著空氣從被檢件內部往外冒，形成上升的氣泡(連續(xù)或斷續(xù))。那么細檢測得的測量漏率(是氦氣漏率)自然要換算成等效標準(空氣)漏率方能進行比較，以證明細檢和粗檢能互相覆蓋。這是密封繼電器的漏率采用標準(空氣)漏率的原因之一。

IEC61810－7:2006 在 4.20.2.2 條中特地提醒:“注意氦氣漏率不是密封繼電器正規(guī)使用的氣體漏率”。IEC61810－7在這里賣了個關子，不說是什么氣體的漏率。實際上這個“氣體漏率”就是上面說的標準(空氣)漏率。電子元器件采用標準(空氣)漏率的另一原因是:它們都是在空氣中制造、檢測、運輸、儲存和使用。密封元器件內外的空氣交換無時不在。

4 氦檢漏的基本計算公式及其注釋

4.1 氦檢漏基本計算公式

此公式三個標準都一樣，但注釋各不相同。

4.2 計算公式的注釋

R:氦氣的測量漏率，單位:Pa.cm3/s;L:等效標準漏率，單位:Pa.cm3/s。三個標準一樣。

P:GB/T為絕對壓力，單位:Pa;GJB360B為加壓壓力，單位:Pa;GJB548B為絕對作用壓力，單位:Pa。

筆者以為應該稱氦氣加壓時壓強，單位:Pa。

P0:GB/T稱大氣壓力，單位:Pa;GJB360B稱大氣壓力，101.33kPa;GJB548B稱大氣壓力，單位:Pa。

P0在(1)式的推導過程中為漏孔兩邊的壓差。GJB都定高壓一側為101.33kPa，低壓一側低于0.13kPa(氣壓測量時允許誤差)，故兩邊壓差取101.33kPa(即標準大氣壓)。而GB/T定義兩邊壓差為105Pa(1bar)，這里就應該標明標準大氣壓為105Pa，但誤差有點大。

M0GB/T稱為單位體積的空氣質量(1.29g/L);GJB360B稱作空氣的摩爾分子量(28.7);GJB548B稱為空氣分子量(28.7g)。

MHGB/T稱為單位體積的氦氣質量(0.18g/L);GJB360B稱作氦氣的摩爾分子量(4);GJB548B稱為氦氣分子量(4g)。

這里，GB/T2423.23的注釋值得討論，雖然它們對(1)式的計算沒影響。因為這里LH。LH為氦氣漏率?；驅憺椤Ｈ舭碐B/T2423.23這里的注釋，漏率就與氣體密度平方根成反比。但GB/T2423.23在E.2中卻明確寫著"漏率與氣體分子量的平方根成反比"，顯然前后矛盾，而且后者才是正確的。

這里，GJB360B的注釋是正確的，即氣體的摩爾分子量。

V，GB/T為試驗樣品的內部體積，單位cm3;GJB360B稱試驗樣品的內腔體積，單位 cm3;GJB548B稱為試驗樣品的內部容積(cm3)。

這個 V，IEC61810－7:2006 中 4.20.2.2C 條稱作試驗樣品的內部空腔容積(cm3)。IEC61810－7是對的。它是(1)式的導出單位。

t1壓氦時間，單位s;t2待檢時間，單位s。

三個標準基本一樣。

4.3 簡化的計算公式

很明顯，GB/T和GJB360B的簡化公式是錯誤的，兩邊量綱不等。當 R的單位用 Pa.cm3/s時，GB/T的簡化公式不影響計算結果，但當R的單位用bar.cm3/s時，就影響計算結果。GJB360B則剛好相反，R的單位用Pa.cm3/s時就影響計算結果。因為GJB360B是等同采用MIL－STD－202的，故簡化公式也等同過來。然MIL的漏率單位是atm.cm3/s，它不影響計算結果。而GJB360B的漏率單位是Pa.cm3/s，簡化公式就不能照抄了。其實只要把(1)式按泰勒級數(shù)展開，就可得這才是正確的簡化公式。

5 漏泄時間常數(shù)

這是GB/T2423.23特有的相關參數(shù)，它被定義為:"假設保持漏泄處兩側的壓差變化不變的情況下，使其兩側壓力均衡所需的時間。對本部分來說，時間常數(shù)等于樣品內腔體積與等效標準漏率之比"。這個定義與E(1)式有悖，漏了一個P0。結果這個定義會導致等式兩邊量綱不等的錯誤。

時間常數(shù)的優(yōu)點一是用戶一看便知何時產(chǎn)品內部的氣體會漏光;二是不同體積的產(chǎn)品、不同漏率的產(chǎn)品可直接比較耐儲存時間。但用戶進廠檢驗時仍需檢測每只產(chǎn)品的漏率，仍要求生產(chǎn)廠家提供產(chǎn)品內部空腔容積，方可求得漏泄時間常數(shù)，換湯不換藥。

6 虛漏

GB/T2423.23－2013把虛漏定義為:“由于試驗樣品的吸附、吸收或夾藏氣體的緩慢釋放所引起的漏泄現(xiàn)象”。虛漏一直困擾試驗人員，粗檢漏和細檢漏都存在。特別是氦檢。由于玻璃封裝中的氣泡數(shù)或涂料(如整體鍍錫、附加密封膠等)質量的差異，導致氦吸附、吸收的變化，從而產(chǎn)生虛漏。為此GB/T2423.23－2013 E5及B6建議:檢漏時用同樣材料做成實心的固體塊(外形形狀同產(chǎn)品一樣)同時進行檢測比較，以扣除表面吸附的影響。這一點兩個GJB都沒有提到。

7 總結

從以上的介紹和論述，可以看出:

(1)由于幾個標準對術語的定義各不相同，筆者建議采用GJB548B的定義。

(2)對虛漏采用與被檢件有相同外形的實心樣品，同步進行檢測，以扣除表面吸附等的影響。

(3)為保證粗檢與細檢能夠相互覆蓋，粗檢與細檢的漏率單位就需要統(tǒng)一用標準(空氣)漏率。換句話說，測量漏率(氦氣漏率)就必須換成等效標準漏率。

(4)IEC61810－7:2006中4.20.2條特地提醒“注意:氦氣漏率不是密封繼電器中正規(guī)使用的氣體漏率。”這個“氣體漏率”就是標準(空氣)漏率。

［1］ GB/T2423.23－2013，電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗試驗Q:密封［S］

［2］ GJB360B－2009，電子及電氣元件試驗方法［S］

［3］ GJB548B－2005，微電子器件試驗方法和程序［S］

［4］ MIL－STD－202 2004 Test methods for eletronic and electrical component parts［S］

［5］ MIL － PRF － 39016F 2005 Relay，electromagnetic，established reliablilty，general specification for［S］

［6］ IEC61810 －1:2003，Electromechanical elementary relays－ Part1:General and safety requirements［S］

［7］ IEC61810 － 7:2006，Electromechanical elementary relays － Part7:Test and measurement procedures［S］