[0001] 本申请涉及密封性测试技术领域，具体而言，涉及一种应用于封装电子元器件双工位超灵敏检漏方法及系统。

[0002] 封装电子元器件的密封性能是评价气密封装器件可靠性的重要指标之一，如果密封性较差，会使器件的性能退化或参数漂移，严重时会造成期间功能完全丧失，因此，对封
装电子元器件气密封装性能的筛查，需要对漏率进行测量。

[0003] 目前，通常采用氟油气泡法或氦质谱检漏法或二者相结合的方法，这类传统检漏-12 3
方法最高只能检测到漏率大于10 Pa·m/s量级的漏率，不能有效筛查出更小漏率的封装
元器件，此外，采用氟油气泡法进行检漏后，由于氟油残渍容易堵塞漏孔，可能会造成漏率
误判的问题。

[0004] 故现有封装电子元器件的密封性能漏率检测技术存在检漏灵敏度低、检漏范围窄、漏率误判可能性大的缺点。

[0023] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是
本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范
围。

[0024] 需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用
的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的
过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清
楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0025] 在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

[0026] 并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领
域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

[0027] 另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

[0028] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

[0029] 如图1所示，本申请提供了一种应用于封装电子元器件双工位超灵敏检漏方法，包括以下步骤：S1.将封装电子元器件29放入前处理罐1，对封装电子元器件29进行加压充氦；
S2.充氦结束后，对前处理罐1进行保压处理；S3.将前处理罐1内的氦气排出，然后通入干燥
的热氮气进行吹扫；S4.取出前处理罐1内的封装电子元器件29放置到第一工位进行细检；
S5.取出第一工位的封装电子元器件29放置到第二工位进行精检；S6.取出第二工位的封装
电子元器件29放置到加压充氟的容器中进行大漏率粗检。

[0030] 具体的，本申请实施例提供的应用于封装电子元器件双工位超灵敏检漏方法，能够实现实现了对最低10-15Pa·m3/s漏率的超灵敏度检漏，对封装电子元器件29气密性筛查
-15 3
延伸到10 Pa·m/s量级。采用本申请实施例提供的检漏方法，步骤S1-S3主要对密封电子
元器件29进行预处理，步骤S4主要在第一工位处利用比对法进行细检，筛查出漏率范围位
于10-5-10-12Pa·m3/s之间的封装电子元器件29，步骤S5主要在第二工位处利用累积法进行
精检，筛查出漏率范围位于10-13-10-15Pa·m3/s之间的封装电子元器件29，步骤S6主要利用
-5 3
氟油气泡法进行大漏率的粗检，筛查出漏率范围大于10 Pa·m/s的封装电子元器件29，而
通过三次检测，均没有发生泄漏的情况，则证明被检测的封装电子元器件29具有非常好的
密封效果，密封性能至少能够达到小于10-15Pa·m3/s极小漏率。

[0031] 具体的，如图3所示，在预处理步骤S1中，将封装的电子元器件29放置到前处理罐1内部的筛网28上，防止掉入排气口，其中，封装的电子元器件29最大外形尺寸应该大于筛网
28的空隙，如果小于筛网28的空隙，需要对前处理罐1进行更换；对封装的电子元器件29加
压充氦前，需要先对前处理罐1内的空气进行处理，可以采用氦气冲刷或者氦气置换的方
法，保证压入电子元器件29内部的示漏气体的纯度，减少气体浓度对超灵敏度检测时的影
响；加压充氦时，加压的压力不超过对应封装电子元器件29所能承受的最大典型压力。在预
处理步骤S2中，保压时间越长，则通过极小漏孔进入电子元器件29内部的氦气越多，则对极
小漏孔的检漏效果越明显，但是保压时间需要根据实际情况考虑电子元器件29内腔的容
积、充压的压力和检测效率等因素来确定，电子元器件29的内腔容积越小，充压压力越大，
则保压时间越短，内腔的容积越大，充压压力越小，则保压时间越长。在预处理步骤S3中，打开前处理罐1的排气阀2将氦气排出，打开进气阀17通入干燥的热氮气进行吹扫，使氮气在
前处理罐1中形成扰流形式，对电子元器件29的表面进行充分吹扫，使得热氮气与封装电子
元器件29表面吸附的氦分子充分对流交换，减少检测区域内本底氦的浓度，减少封装电子
元器件29压氦后到检漏开始的外界提留时间。

[0032] 进一步的，步骤S4采用比对法并结合第一标准漏孔13的漏率对封装电子元器件29进行漏率细检，细检方法包括如下步骤：S41.对第一工位进行本底校准，分别测试本底氦信
号和打开第一标准漏孔13后稳定后的氦信号；S42.取出前处理罐1中的封装电子元器件29，
放入到第一工位的细检盒内密封，并对细检盒进行抽空；S43.当到达一定真空度，稳定后，
开启质谱计23对氦信号进行采集检测；S44.通过稳定后的氦信号和本底氦信号比对，并结
合第一标准漏孔13的漏率，计算出封装电子元器件29的漏率；S45.如果未出现细检灵敏度
范围内所能检测到的漏率值，则进入步骤S5进行精检。

[0033] 具体的，在细检步骤S41中，对第一工位进行本底校准，第一工位的密封形式采用常用的氟橡胶密封圈和负压吸紧的形式，密封圈渗氦影响小，同时由于无紧固件也便于封
装电子元器件29的快速取出；本底校准的过程中，通过分子泵组对第一工位在内的真空腔
体进行抽真空，真空度稳定后开启质谱计23对本底氦信号进行采集，当本底氦信号再次稳
定后，启动计时，计算一定时间段内的氦离子流的算术平均值，记为I0，再打开第一标准漏
孔13，待氦离子流再次稳定后计算一定时间段内的氦离子流的算术平均值，记为ISP。在细检步骤S42和S43中，将经过预处理干燥氮气充分吹扫后的密封电子元器件29放入到第一工位
细检盒9内密封，通过分子泵组对第一工位在内的真空腔体进行抽空，真空度稳定后开启质
谱计23对泄漏氦信号进行采集，当泄漏信号稳定后，计算一定时间段内的氦离子流的算术
平均值，记为IS。在细检步骤S44中，通过与本底氦信号和第一标准漏孔13标称值比对，计算得出电子元器件29的漏率，具体计算公式如下：

[0034]

[0035] 其中Qsp1为第一标准漏孔13标称值，在本申请实施例中，第一标准漏孔13标称值为10-9Pa·m3/s量级。

[0036] 进一步的，步骤S5采用累积法并结合第二标准漏孔14的漏率对封装电子元器件29进行漏率精检，精检方法包括如下步骤：S51.对第二工位进行本底校准，分别测试本底氦信
号和打开第二标准漏孔14后氦离子流的上升率；S52.取出第一工位细检盒9内的电子元器
件29，放入到第二工位精检盒10内密封，并对精检盒进行抽空；S53.到达一定真空度后，开
启质谱计23对氦信号进行采集检测；S54.当精检盒内到达较高真空度后，开启吸气泵24继
续抽空一段时间，然后关闭泵组阀门，使精检盒内形成累积封闭的真空腔体；S55.电子元器
件29泄露的示氦气体会在封闭的真空腔体累积，通过质谱计23采集测出电子元器件29对氦
信号的上升率和本底氦信号的上升率比较，并结合第二标准漏孔14的漏率，计算出封装电
子元器件29的漏率；S56.如果未出现精检灵敏度范围内所能检测到的漏率值，则进入步骤
S6进行大漏率粗检。

[0037] 具体的，在精检步骤S51中，对第二工位进行本底校准，由于动态累积检漏是时对系统的本底信号要求非常高，所以第二工位的密封形式采用无氧铜垫和螺栓压紧的形式，
能够实现氦信号累积的超高真空条件。本底校准过程中，通过分子泵组对第二工位在内的
真空腔体进行抽空，在系统到达超高真空条件后开启吸气泵24，并开启质谱计23对本底氦
信号进行采集，当本底氦信号再次稳定后，关闭分子泵阀21，第二工位形成一个封闭的真空
空间，利用吸气泵24对氦气、氖气及氩气等惰性气体不吸附特性，将极小的本底氦离子累积
放大，计算一段时间段内的氦离子流的数值，并通过最小二乘法计算该时间内氦离子流的
上升率，记为R0，采用同样的方法打开第二标准漏孔14，计算相同时间段内的氦离子流的上
升率，记为Rsp。在精检步骤S52、S53和S54中，将细检后未检测出漏率的电子元器件29放入第二工位精检盒10内密封，通过分子泵组对第二工位在内的真空腔体进行抽空，在系统到达
超高真空条件后开启吸气泵24，并开启质谱计23对电子元器件29的氦信号进行采集，当氦
信号稳定后，关闭分子泵阀21，第二工位形成一个封闭的真空空间，利用吸气泵24对氦气、
氖气及氩气等惰性气体不吸附特性，将电子元器件29泄漏的极小氦离子累积放大，计算一
段时间段内的氦离子流的数值，并通过最小二乘法计算该时间内氦离子流的上升率，记为
Rs。在精检步骤S56中，通过与本底氦信号和第二标准漏孔14标称值比对，计算得出电子元
器件29的漏率，具体计算公式如下：

[0038]

[0039] 其中Qsp2为第二标准漏孔14标称值，在本申请实施例中，第二标准漏孔14标称值为10-11Pa·m3/s量级。

[0040] 进一步的，步骤S6采用氟油气泡法对封装电子元器件29进行大漏率粗检，粗检方法包括如下步骤：S61.取出第二工位精检盒10内的电子元器件29，放入到可观测的加压充
氟容器中，并对容器进行抽空；S62.在真空状态下向容器内注入低沸点氟油，使其淹没封装
的电子元器件29，并对容器上部空间通入氮气加压；S63.从容器中取出封装的电子元器件
29，待电子元器件29表面干燥后，去除表面的低沸点氟油；S64.将表面处理后的封装电子元
器件29放入到125℃的高沸点氟油中，浸入深度≥5cm，浸入一定时间后，观察气泡情况；
S65.如果出现连续气泡现象，表明封装的电子元器件29具有较大的漏率，如果未出现连续
气泡现象，表明该封装的电子元器件29具有较好的密封效果。

[0041] 具体的，在最后大漏率粗检步骤S6中，将精检后未检出漏率的电子元器件29放入到专用可观测的加压充氟容器中，抽成真空后关闭抽空阀门，在真空状态下向容器内注入
低沸点氟油，淹没被检电子元器件29，再对留有一定上部空间的容器通入氮气加压，如果被
检电子元器件29有漏孔，则低沸点氟油会被压入电子元器件29的内腔，取出电子元器件29，
待表面干燥后，去除表面的低沸点氟油，然后将表面处理好的待检电子元器件29放入已加
热到125℃的高沸点氟油中，并且浸入深度不小于5cm，高低沸点氟油不会腐蚀电子元器件
29，对电子元器件29的各项性能参数不产生影响，浸入一定时间后观察气泡情况，若电子元
器件29存在10-4Pa·m3/s及以上量级的漏孔时，会出现连续气泡现象，表明电子元器件29具
有较大漏率，若工件经过细检和精检无泄漏情况，又通过浸入高沸点氟油中后一段时间内
未出现连续气泡现象，则表明该被检电子元器件29具备非常好的密封效果，密封性能至少
能够达到小于10-15Pa·m3/s极小漏率。

[0042] 进一步的，采用步骤S4细检方法用于筛查漏率范围为10-5-10-12Pa·m3/s的封装电-13 -15 3
子元器件29，采用步骤S5精检方法用于筛查漏率范围为10 -10 Pa·m/s的封装电子元
器件29，采用步骤S6粗检方法用于筛查漏率范围为大于10-5Pa·m3/s的封装电子元器件29。
本发明通过三种检漏工艺和对电子元器件29的预处理工艺，大幅拓宽了漏率检测范围，实
现了对封装电子元器件29超高灵敏检漏的测试。

[0043] 本申请实施例还提供了一种应用于封装电子元器件双工位超灵敏检漏的系统，包括预处理系统，工位放置系统以及采集测试系统，其中：预处理系统与采集测试系统连通；
工位放置系统包括第一工位放置系统和第二工位放置系统，第一工位放置系统和第二工位
放置系统均与采集测试系统连通。预处理系统主要用于在检测前对封装的电子元器件29进
行预处理，第一工位放置系统主要应用比对法并结合第一标准漏孔13的漏率对封装电子元
器件29进行漏率细检，第二放置系统主要应用累积法并结合第二标准漏孔14的漏率对封装
电子元器件29进行漏率精检，采集测试系统主要用于采集气体信号和控制气体的进出。

[0044] 进一步的，预处理系统包括前处理罐1、氮气瓶6以及氦气瓶7，其中：前处理罐1内部设置有筛网28，通过排气阀2与外界连通，通过抽气阀33与采集测试系统连通；前处理罐1
通过氦气阀5与氦气瓶7连通，通过氮气阀4与氮气瓶6连通；氮气阀4与氮气瓶6之间设置有
预热器8。

[0045] 具体的，采用预处理系统对电子元器件29进行预处理时，先将封装的电子元器件29放入到前处理罐1内部的筛网28上，然后打开氦气瓶7，调压后通过氦气阀5对前处理罐1
进行加压，到达设定压力后关闭氦气阀5，对被检测的电子元器件29进行保压，保压一段时
间后，开启排气阀2，将前处理罐1内部的氦气排出到户外，然后打开氮气瓶6，调压后的氮气经过预热器8进行加热，随后通过氮气阀4进入到前处理罐1中对被检测的电子元器件29进
行表面吹扫，吹扫完成后，经过排气阀2排出到户外。如果使用一段时间后，需要对前处理罐
1进行负压清洗，打开前处理罐1的抽气阀33，通过采集测试系统中的前级泵27抽成真空，然
后通入氮气进行清洗，反复循环2-5次，即可完成清洗。

[0046] 进一步的，第一工位放置系统包括第一工位细检盒9和第一标准漏孔13，第二工位放置系统包括第二工位精检盒10和第二标准漏孔14，第一工位细检盒9和第二工位精检盒
10通过进气阀17与外界连通。第一工位细检盒9和第二工位精检盒10能够通过前级泵27进
行预抽，从而减少大气对质谱分析室的污染和破坏程度，提高检测效率。

[0047] 进一步的，采集测试系统包括质谱室19、质谱计23、吸气泵24、分子泵26以及前级泵27，其中：质谱计23与质谱室19连通，吸气泵24通过吸气泵阀22与质谱室19连通，分子泵
26通过分子泵阀21与质谱室19连通，分子泵阀21与分子泵26之间设置有真空计25，前级泵
27与分子泵26连通；质谱室19和质谱室阀20通过第一工位阀11和第一工位细检盒9连通，通
过第一标准漏孔阀15和第一标准漏孔13连通，通过第二工位阀12和第二工位精检盒10连
通，通过第二标准漏孔阀16和第二标准漏孔14连通，通过预抽阀18和前级泵27连通；前级泵
27通过抽气阀33与前处理罐1连通。

[0048] 具体的，采用本系统进行第一工件细检时，首先开启前级泵27和分子泵26组成的抽空机组对第一工位细检盒9在内的真空腔体进行抽空，抽到一定真空度后开启质谱计23，
分别对本底氦信号和打开第一标准漏孔13后氦信号进行测量，从而获得细检本底校准数
据，关闭质谱室阀20和质谱计23，然后，打开进气阀17对第一工位细检盒9进行放空，开启密封盖，将预处理后的电子元器件29放入，开启预抽阀18，对装有电子元器件29的第一工位细
检盒9进行预抽空，抽到一定真空度后开启质谱室阀20继续抽空，再抽到一定真空度后开启
质谱计23对电子元器件29的泄漏信号进行采集，最后通过比对法得出电子元器件29的漏
率。采用本系统进行第二工件精检时，首先，通过开启前级泵27和分子泵26组成的抽空机组
对第二工位精检盒10在内的真空腔体进行抽空，到达一定真空度后开启质谱计23对氦信号
进行检测，在系统到达超高真空条件后，开启吸气泵24继续抽空一段时间，当氦信号稳定
后，关闭分子泵阀21，通过质谱计23分别测试本底氦信号和打开第二标准漏孔14后的氦离
子流上升率，从而获得精检本底校准数据，关闭质谱室阀20和质谱计23，然后，打开进气阀
17对第二工位精检盒10进行放空，开启密封装置，将细检后的电子元器件29放入，通过抽空
机组对第二工位精检盒10在内的真空腔体进行抽空，到达一定真空度后开启质谱计23对氦
信号进行检测，在系统到达超高真空条件后，开启吸气泵24继续抽空一段时间，当氦信号稳
定后，关闭分子泵阀21，通过质谱计23采集的结果，计算该时间内氦离子流的上升率，最后
通过累积法得出电子元器件29的漏率。

[0049] 进一步的，吸气泵24具有选择性吸气特性，质谱计23具有法拉第/电子倍增器功能。在本申请实施例中，吸气泵24对氦气、氖气以及氩气等惰性气体具有不吸附特性，质谱
计23具有法拉第/电子倍增器功能，能够检测到极小量级的氦信号。

[0050] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修
改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。