ulvac氦氣檢漏儀HELIOT 900 系列技術(shù)特點(diǎn)分析

ULVAC 于 1967 年開(kāi)始銷(xiāo)售氦氣檢漏儀 (HLD)“DLMS"，然后于 1995 年使用其名為 Select Free 的有排氣系統(tǒng)技術(shù)，成為第一臺(tái)全自動(dòng)粗檢漏儀。自推出以來(lái)已經(jīng)過(guò)去了約 20 年。推出“HELIOT 300 系列"1)，可以測(cè)試精細(xì)泄漏。
（*本文發(fā)表于2015年6月出版的技術(shù)期刊Mo.79，采訪(fǎng)時(shí)為最新內(nèi)容。）

自“HELIOT 300 系列"開(kāi)始銷(xiāo)售以來(lái)，我們推出了“HELIOT 100 系列"2)，它更小、更輕，適合以前沒(méi)有使用過(guò) HLD 的客戶(hù)，以及“HELIOT ZERO"3)，它是專(zhuān)用于自動(dòng)氦氣泄漏測(cè)試設(shè)備。我們開(kāi)發(fā)了一系列與應(yīng)用和通用相匹配的“HELIOT 700 系列"4)。

HLD市場(chǎng)已從真空、汽車(chē)、制冷、核電行業(yè)擴(kuò)展到食品、醫(yī)藥產(chǎn)品包裝行業(yè)等，測(cè)試樣品和使用方式也越來(lái)越多樣化。在這樣的市場(chǎng)環(huán)境下，我們開(kāi)發(fā)了“HELIOT 900 系列"，旨在更快地提高測(cè)量微小泄漏的基本性能并提高可用性。

圖1和圖2是“HELIOT 900系列"的外觀，表1是規(guī)格。油旋轉(zhuǎn)泵（W1 型：30 L/min，W2 型：135 L/min）和渦旋式干泵（D2 型：90 L/min，D3 型：250 L/min）與傳統(tǒng)的“HELIOT"一樣可用700系列"。正在做。此次新追加搭載排氣速度為500L/min的渦旋式干泵的半導(dǎo)體制造裝置、FPD制造裝置用D4型。排氣速度高的W2、D3、D4型標(biāo)配了移動(dòng)方便的移動(dòng)臺(tái)車(chē)。

使用吸槍法時(shí)，連接選購(gòu)的吸槍裝置即可使用，是真空法和吸槍法均可使用的二合一結(jié)構(gòu)。

技術(shù)特點(diǎn)分析

1 排氣系統(tǒng)和分析管
為了盡早開(kāi)始氦氣檢漏，或在真空裝置或自動(dòng)檢漏儀的檢漏中高靈敏度檢測(cè)，需要提高HLD的檢測(cè)口排氣速度。但是，如果提高復(fù)合分子泵的抽速，到達(dá)分析管的氦氣量就會(huì)減少，從而導(dǎo)致靈敏度降低的問(wèn)題。

圖 3 與現(xiàn)有模型相比的泵送曲線(xiàn)。

在“HELIOT 900系列"中，通過(guò)提高復(fù)合分子泵氣體導(dǎo)入口的抽速和試驗(yàn)閥的電導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了5L/sec（Ultra flow）的抽速，分鐘提高了后述的電流檢測(cè)能力，實(shí)現(xiàn)了高靈敏度的檢測(cè)。如圖 3 所示，對(duì)于約 30 L 體積的測(cè)試樣品，達(dá)到顯示 1 x 10-11 Pa?m3/sec 背景水平所需的壓力所需的時(shí)間比傳統(tǒng)的測(cè)試樣品縮短了 5 分鐘以上常規(guī)模型。我知道你是。

另外，與進(jìn)行真空裝置的泄漏試驗(yàn)時(shí)一樣，在腔室中產(chǎn)生模擬泄漏，一邊用真空泵對(duì)腔室進(jìn)行排氣一邊連接HLD，約1/5成為可檢測(cè)的。圖4為“HELIOT 900系列"的排氣系統(tǒng)示意圖。

配備長(zhǎng)期使用的無(wú)選擇排氣系統(tǒng)，但沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)模式和高靈敏度模式之間的切換。（連接壓力：2Pa）具有3種流量，可以測(cè)量從大泄漏到微小泄漏。通過(guò)檢查啟動(dòng)流程，啟動(dòng)時(shí)間減少到 5 分鐘或更少，包括校準(zhǔn)操作，以及 2 分鐘或更少，沒(méi)有校準(zhǔn)。

通過(guò)從常規(guī)位置改變校準(zhǔn)泄漏閥和校準(zhǔn)泄漏之間的排氣管路，可以抑制連續(xù)操作期間背景的升高。此外，新增加的D4型配備了粗抽閥，可以進(jìn)一步縮短抽空測(cè)試對(duì)象所需的時(shí)間。

我們還審查了所使用的組件，從過(guò)去使用過(guò)的組件開(kāi)始。用于壓力監(jiān)測(cè)的皮拉尼真空計(jì)采用新開(kāi)發(fā)的“SPU" 5)，壓力信號(hào)通過(guò)數(shù)字通訊傳送至主板。對(duì)于W1型前級(jí)泵，我們采用了ULVAC KIKO的“GHD-031"，由于磁耦合結(jié)構(gòu)，使用壽命長(zhǎng)，軸封不會(huì)漏油。

此外，油霧收集器作為標(biāo)準(zhǔn)配置包含在內(nèi)。分析管內(nèi)裝有電極，可防止分析管內(nèi)部臟污或高壓時(shí)產(chǎn)生的二次電子撞擊離子收集器，從而實(shí)現(xiàn)可靠的測(cè)量。
此外，還提供“氫氣測(cè)量模式"，與傳統(tǒng)型號(hào)一樣，可以將氫氣用作示蹤氣體。

圖 4 真空系統(tǒng)圖。

2為了測(cè)量微小電流檢測(cè)電路的微小泄漏，必須準(zhǔn)確測(cè)量微小離子電流，這與電離真空計(jì)5)和殘余氣體分析儀6)一樣，是決定HLD性能的重要因素之一。

本次開(kāi)發(fā)是在微小電流檢測(cè)電路板上安裝微型計(jì)算機(jī)，與信號(hào)測(cè)量直接相關(guān)的采樣、濾波、量程切換、輸出值計(jì)算等，大多不依賴(lài)于主板進(jìn)行。改變了傳輸方式，采用數(shù)字通訊方式向主板發(fā)送數(shù)據(jù)。

運(yùn)算放大器和 AD 轉(zhuǎn)換器與以前的型號(hào)相比性能有了很大提高，通過(guò)直接將運(yùn)算放大器的輸出轉(zhuǎn)換為 AD，現(xiàn)在可以捕獲具有高信噪比和最小可檢測(cè)泄漏量的信號(hào)為 5 x 10。它可以檢測(cè)小至 -13Pa?m3/sec 的泄漏。

此外，通過(guò)根據(jù)要測(cè)量的電流值設(shè)置移動(dòng)平均數(shù)（濾波），可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)泄漏量的響應(yīng)速度和降噪。FAST、NORMAL 和 SLOW 可用作過(guò)濾模式，并且可以根據(jù)應(yīng)用進(jìn)行設(shè)置。

此外，通過(guò)簡(jiǎn)化電路和減少零件數(shù)量，我們成功地通過(guò)將過(guò)去使用的印刷電路板的數(shù)量減少到一個(gè)來(lái)降低成本和小型化。