设备工艺-真空跟薄膜基础(ppt44页).ppt

氦质谱检漏仪 1 我们需要检漏的主要地方：各镀膜设备的真空系统，特气管路等 2 检漏方式很多，但工业普遍采用氦质谱检漏仪，其具有检漏范围广 （10-3～10-8 Pa·m3/S ）、性能稳定、精度高、安全方便等优点。 3 氦质谱检漏仪是根据质谱学原理，利用氦气作为示踪气体，来对各种容器的泄漏、微漏和渗漏(包括材料本身的)进行检测的仪器。 使用氦气作为示踪气体的原因 1 氦气在空气中含量非常少，只有5ppm（空气中占约 1/200，000）； 2 在被测试的物体内部所残留的空气中的氦气含量也非常少； 3 由于氦分子量小、分子直径小（在元素周期表中在仅排在氢 的后面），即便是极其微小的渗漏孔也能方便地通过； 4 由于具有化学上的不活跃性，不会污染排气系统及被测试物 体，也不容易吸附在腔体表面上，容易放出。 5 由于具有对人体无害性和不可燃爆性，因此使用安全方便； 6 对分析管的分辨率要求并不高，容易实现高灵敏度； 7 不存在环境污染问题。 注：不用氢的原因：氢气本身就是易燃易爆气体。 氦质谱检漏仪的工作原理 灯丝发射出的电子在电离室来回震荡，与电离室内气体和经被检件漏孔进入电离室的氦气相互碰撞使其电离成正离子，这些离子在加速电场作用下经缝隙进入磁场，由于洛伦兹力作用产生偏转，形成圆弧形轨道，轨道半径与粒子的荷质比有关，调节电压使氦离子正好通过缝隙被收集形成离子流经放大器放大，通过输出表及音响显示出来。 检漏原则及方法 原则：从上而下（氦气密度小） 由近到远（检漏仪响应时间随距离而不同） 方法：喷氦法（负压，真空系统的检漏常用方法） 吸氦法（通氦加压，特气管路等常用方法） 检漏步骤 接通电源，打开开关。 按预抽阀预抽检漏仪内部真空。 启动时间大概十分钟，内部真空抽至5Pa左右 打开灯丝 通过波纹管连接检漏仪至待检管路，起动用 相应的泵抽待检管路及波纹管真空至5Pa左右。 打开检漏仪上的阀门，使管路与检漏仪联通。 调节漏率指示条位置及喇叭声响大小 对要检部位喷氦检漏 检漏结束，关闭灯丝。 关闭检漏仪真空阀门，关机。 打开放气阀，关闭电源。 检测部位 腔门密封圈 法兰，拆卸过的重点检测 气动阀门，拆卸过的重点检测 焊缝 接口 注：每次检漏都是有针对性的进行，各拆卸过的部件，密封圈及阀门是重点。 检漏仪技术参数 灵敏度：也即最小检漏率 启动时间：一般是指预抽真空时间 漏率检测范围：工作范围 反应时间：指仪器节流阀完全开启,本底讯号为零(或补偿到零)时,由恒定的氦流量使输出仪表讯号上升到最大值的0.63所需要的时间 清除时间：指输出仪表讯号稳定到最大值后,停止送氦, 其讯号下降到最大值的0.37所需要的时间 质谱室工作真空及极限真空：描述仪器性能的重要参数，可用检漏仪的真空规测定 入口处抽速：重要参数，可用流量计测定 等离子体 等离子体状态（plasma）：等离子体就是处于自由运 动状态下阴阳带电粒子共存并呈电中性状态的物质， 也把等离子体称作物质的第四种状态。 物质随着能量的增加，通过熔化，蒸发，离子化的方式可实现固态、液态、气态、等离子体四种状态的变化，宇宙中约99%的物质都处于等离子体状态。 等离子体生成方式：辉光放电，X射线、g射线照射，激光照射等。 常用方式：气体放电，即在平板电容结构的两个平板电极上施加射频或直流脉冲电压，使处于真空环境下的气体产生辉光放电，形成等离子体。 等离子体的发生： 如果使低压气体处于电场中，在气体中所存在的少量的自由电子就会被加速，由于气体比较的稀薄，电子的平均自由程较大，因而容易被加速到较高的速度。这些高速电子与中性的原子、分子碰撞后，便会失去部分能量，如果所发生的是弹性碰撞，就会增加中性原子，分子的动能，于是气体的温度便会相应地升高，如果发生的是非弹性碰撞，那么就会发生离解、离化、激发等现象，因而产生出大量的各种离子，游离基。这些粒子在化学性质上是活化的，他们有助于生成新的粒子和发生化学反应。而电子在损失掉能量以后又会被电场加速，他们不断地反复着被加速----与分子原子碰撞的过程，于是气体便很快地电离而成为等离子体发生放电现象。 并非任何的电离气体都是等离子体。只要绝对温度不为零，任何气体中总存在有少量的分子和原子电离。严格地说来，只有当带电粒子地密度足够大，能够达到其建立的空间电荷足以限制其自身运动时，带电粒子才会对体系性质产生显著的影响，也即只有这样密度的电离气体才能转变为等离子体。除此之外，等离子体的存在还有其特征的空