CN116839820A - 一种气密性检测结构及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体设备中冷却器加工技术领域，具体为一种气密性检测结构及检测方法。该气密性检测结构包括由上、中、下三层结构焊接而成的焊接件或成品，焊接件或成品的中层结构内设有至少一条流体沟槽一，焊接件或成品的上层结构内设有至少一条流体沟槽二；流体沟槽一和流体沟槽二分别设有至少一个通孔；当检测焊接件时，还包括与焊接件一侧相连接的检测板一；当检测成品时，还包括分别与成品上下两侧相连接的检测板一和检测板二。采用该气密性检测结构进行，可在焊接后、机加工过程中的工序切换之间进行更多检测，及早发现问题。而且可进行全过程检测，提高了最终良品率，确保生产出满足半导体应用的冷却器。
Description
技术领域
本发明涉及半导体设备中冷却器加工技术领域，特别是涉及一种气密性检测结构及检测方法。
背景技术
目前，常规焊接件在焊接后，使用压缩气体或高压水，仅作打压进行耐压测试。测试时焊接件上需要加工相应接口的螺纹孔，但部分焊接件并不能满足螺纹孔所需的尺寸。
在采用压缩气体测试时，需要浸泡在液体中观察，如有极微量的泄漏气体，则会溶解到液体中，所以需要经过长时间检测才能发现。
在采用高压水测试时，由于水的表面张力等因素影响，导致有时极微小的裂缝或者其他焊接缺陷在测试中并不能被发现。当投入使用后，由于冷却器的冷热循环和机械振动使得微裂缝等缺陷放大，进而产生泄漏导致冷却器报废。
常规的冷却器测试方法，即使通过了当时的耐压测试，但细微裂缝不容易测出，依旧存在一定的隐患。特别是应用在半导体设备上，这是绝对不允许的。
X光探伤具有方向性，需多次探伤才能发现，成本较高；而且探伤环境与应用环境不相同，所以前期未发现缺陷的零件在经受正压或真空负压后可能会出现缺陷。
细微裂缝在正压力下不容易发现，但在真空环境中会相对容易发现，真空环境下，接触到焊接件的大部分液体均能挥发，配合加热还能够去除细微裂缝中的结晶水，从而发现泄漏。如配合氦质谱检测，则能知道具体的泄漏值。但是常规情况下，应用氦质谱进行检漏的场合并不多，所以没有定量的参数。
此外，在焊接件机加工为成品零件并进行表面处理后，常规测试用的螺纹孔有时需要去除，因而采用上述常规方法检测成品零件势必带来加工过程中的种种不便。
综上所述，本领域亟需开发一种全新的气密性检测结构，使其在接近实际工况下，能够低成本发现细微裂缝等焊接缺陷；另外，因为机加工的切削应力可能会影响焊缝，如有隐藏缺陷可能会显露，所以同时希望这种全新的气密性检测结构需要便于在整个后续机加工过程中检测，提高零件良品率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种气密性检测结构及检测方法。
为了解决上述技术问题，本申请提供了如下技术方案：
一种气密性检测结构，包括由上、中、下三层结构焊接而成的焊接件或成品，所述焊接件或成品的中层结构内设有至少一条流体沟槽一，所述焊接件或成品的上层结构内设有至少一条流体沟槽二；所述流体沟槽一和流体沟槽二分别设有至少一个通孔；
当用于检测焊接件时，还包括与焊接件一侧相连接的检测板一；所述检测板一上装有若干个气管接头；
当用于检测成品时，还包括分别与成品上下两侧相连接的检测板一和检测板二；所述检测板一上装有气管接头；
所述成品由焊接件精加工而成。焊接件为焊接完成的状态，成品为最终成品的状态。
其中，所述流体沟槽一和流体沟槽二的布置方式可以根据实际需求进行设置，包括而不限于圆形、方形、蛇形、环形、折线形等简单图形或者由简单图形组合而成的复杂图形。
进一步的，所述检测板一和检测板二上均设有表面沟槽，所述表面沟槽内均设有密封圈。
进一步的，所述通孔包括至少一个进孔和/或至少一个出孔。
进一步的，当用于检测焊接件时，检测板一与焊接件之间通过紧固螺钉进行连接，检测板一上的密封圈与焊接件的表面紧密接触，所述通孔中的进孔与气管接头相连通；所述通孔中的出孔被堵住。
其中，所述流体沟槽一上设有流体沟槽一进孔和流体沟槽一出孔；所述流体沟槽二上设有流体沟槽二进孔。
或者，当用于检测成品时，检测板一和检测板二夹住成品，并通过紧固螺钉进行连接，检测板一和检测板二上的密封圈均与成品的表面紧密接触；所述通孔中的进孔与气管接头相连通；所述通孔中的出孔被堵住。
其中，所述流体沟槽一上设有流体沟槽一进孔和流体沟槽一出孔，所述流体沟槽二上设有流体沟槽二进孔和流体沟槽二出孔。
进一步的，所述密封圈可在150度以内保持气密作用。
本发明所述的气密性检测结构的检测方法，具体为：
当检测焊接件时，检测板一与焊接件之间通过紧固螺钉进行连接，检测板一上的密封圈与焊接件表面紧密接触；与流体沟槽一进孔、流体沟槽二进孔相连接的气管接头保持通畅，流体沟槽一出孔被检测板一堵住；
如检测耐压指标时，分别往流体沟槽一进孔和流体沟槽二进孔中通入所需压力的流体，把焊接件浸泡液体中观察泄漏情况，观察流体沟槽一和流体沟槽二之间是否有泄露串流问题；
如满足耐压要求，则在真空烘干后进行氦质谱检漏，保持现有装配关系不变，分别把流体沟槽一进孔和流体沟槽二进孔连接到氦质谱的抽气口，把焊接件的整个检测结构放置于氦气气氛中，观察氦质谱的读数，进而确定焊接件是否满足要求。
当检测成品时，检测板一和检测板二夹住成品，通过紧固螺钉进行连接，检测板一和检测板二沟槽内的密封圈均与成品表面紧密接触；检测板二沟槽内的密封圈，把所有流体沟槽二出孔均堵住；与流体沟槽一进孔、流体沟槽二进孔相连接的气管接头保持通畅，流体沟槽一出孔被检测板一堵住；
当检测耐压指标时，分别往流体沟槽一进孔和流体沟槽二进孔中通入所需压力的流体，把成品浸泡液体中观察泄漏情况，可得知在精加工的切削外力下，流体沟槽一和流体沟槽二之间是否有泄露串流问题；
如满足耐压要求，则在真空烘干后进行氦质谱检漏，保持现有装配关系不变，分别把流体沟槽一进孔和流体沟槽二进孔连接到氦质谱的抽气口，把成品的整个检测结构放置于氦气气氛中，观察氦质谱的读数，进而确定成品是否满足要求。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
采用本发明的气密性检测结构进行冷却器的加工过程检测，可以大大降低成本，可在焊接后、机加工过程中的工序切换之间进行更多检测，及早发现问题。
在尺寸合格并完成表面处理后，依然可进行最终成品的检测，使得冷却器在焊接后的整个过程均可进行气密性检测，通过全过程检测提高了最终良品率，确保生产出满足半导体应用的冷却器。
采用本发明的气密性检测结构可在任意的流体沟槽均可进行检测，进行检测不破坏焊接件和成品的进出气孔尺寸，适用性高；而且检测环境更接近实际工况，能够更准确检测气密性。
下面结合附图对本发明的气密性检测结构及检测方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明实施例中焊接件的剖视图；
图2为本发明实施例中焊接件的俯视透视图；
图3为本发明实施例中焊接件气密检测结构的剖视图；
图4为本发明实施例中成品的结构示意图；
图5为本发明实施例中成品气密检测结构的剖视图；
图6为本发明实施例中成品气密检测结构的结构示意图。
其中，1-流体沟槽一；2-流体沟槽二；3-焊缝；4-焊接件；5-密封圈；6-气管接头；7-检测板一；8-检测板二；9-成品；10-流体沟槽一进孔；11-流体沟槽一出孔；12-流体沟槽二进孔；13-流体沟槽二出孔；14-紧固螺钉。
具体实施方式
如图1-6所示，一种气密性检测结构，包括由上、中、下三层结构焊接而成的焊接件4或成品9，所述焊接件4或成品9的中层结构内设有一条流体沟槽一1，所述焊接件4或成品9的上层结构内设有一条流体沟槽二2。
本实施例中，焊接件4的流体沟槽一1加工了2个孔，分别是流体沟槽一进孔10和流体沟槽一出孔11；流体沟槽二2加工了1个孔，是流体沟槽二进孔12。
当用于检测焊接件4时，还包括与焊接件4一侧相连接的检测板一7；所述检测板一7上装有2个气管接头6；气管接头6的连接处保证气密且无泄漏。检测板一7与焊接件4之间通过紧固螺钉14进行连接，检测板一7上的密封圈5与焊接件4的表面紧密接触，所述通孔中的进孔与气管接头6相连通；所述通孔中的出孔被堵住。
本实施例中，成品9的流体沟槽一1加工了2个孔，分别是流体沟槽一进孔10和流体沟槽一出孔11；流体沟槽二2加工了两种孔，分别是流体沟槽二进孔12和流体沟槽二出孔13。
当用于检测成品9时，还包括分别与成品9上下两侧相连接的检测板一7和检测板二8；所述检测板一7上装有2个气管接头6；气管接头6的连接处保证气密且无泄漏。检测板一7和检测板二8夹住成品9，并通过紧固螺钉14进行连接，检测板一7和检测板二8上的密封圈5均与成品9的表面紧密接触；所述通孔中的进孔与气管接头6相连通；所述通孔中的出孔被堵住。
成品9由焊接件4精加工而成，如图4所示，在焊接件4的基础上加工台阶、凹坑等，并加工24个流体沟槽二出孔13(沿周向方向均布在成品9的底面上)、密封槽等，成为最终交货成品9。气管接头6具有一定机械强度，安装KF金属波纹管时不可被损坏。
检测板一7和检测板二8上均设有表面沟槽，所述表面沟槽内均设有密封圈5。所述密封圈5可在150度以内保持气密作用，真空释气率极小。
如图2所示，流体沟槽一1和流体沟槽二2均采用蛇形盘绕的布置方式。在其他有益实施例中，流体沟槽一和流体沟槽二的数量也可以为多个，比如根据功能需求，每种流体沟槽可采用内外圈或旋转镜像等布置方式，在任意个流体沟槽均可进行检测。
该气密性检测结构的检测方法，具体为：
如图3-4所示，当检测焊接件4时，检测板一7与焊接件4之间通过紧固螺钉14进行连接，检测板一7上的密封圈5与焊接件4表面紧密接触；与流体沟槽一进孔10、流体沟槽二进孔12相连接的气管接头6保持通畅，流体沟槽一出孔11被检测板一7堵住；
如检测耐压指标时，分别往流体沟槽一进孔10和流体沟槽二进孔12中通入所需压力的流体，把焊接件4浸泡液体中观察泄漏情况，观察流体沟槽一1和流体沟槽二2之间是否有泄露串流问题；
如满足耐压要求，则在真空烘干后进行氦质谱检漏，保持现有装配关系不变，分别把流体沟槽一进孔10和流体沟槽二进孔12连接到氦质谱的抽气口，把焊接件4的整个检测结构放置于氦气气氛中，观察氦质谱的读数，小于10-9Pa·m3/s则确定焊接件4满足要求。
焊接件4满足泄漏要求时，如需精加工则精加工为成品9。如图5-6所示，当检测成品9时，检测板一7和检测板二8夹住成品9，通过紧固螺钉14进行连接，检测板一7和检测板二8沟槽内的密封圈5均与成品9表面紧密接触；检测板二8沟槽内的密封圈5，把精加工出来的所有流体沟槽二出孔13均堵住；与流体沟槽一进孔10、流体沟槽二进孔12相连接的气管接头6保持通畅，流体沟槽一出孔11被检测板一7堵住；
当检测耐压指标时，分别往流体沟槽一进孔10和流体沟槽二进孔12中通入所需压力的流体，把成品9浸泡液体中观察泄漏情况，可得知在精加工的切削外力下，流体沟槽一1和流体沟槽二2之间是否有泄露串流问题；
如满足耐压要求，则在真空烘干后进行氦质谱检漏，保持现有装配关系不变，分别把流体沟槽一进孔10和流体沟槽二进孔12连接到氦质谱的抽气口，把成品9的整个检测结构放置于氦气气氛中，观察氦质谱的读数，小于10-9Pa·m3/s则确定成品9满足要求。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种气密性检测结构，其特征在于：包括由上、中、下三层结构焊接而成的焊接件(4)或成品(9)，所述焊接件(4)或成品(9)的中层结构内设有至少一条流体沟槽一(1)，所述焊接件(4)或成品(9)的上层结构内设有至少一条流体沟槽二(2)；所述流体沟槽一(1)和流体沟槽二(2)分别设有至少一个通孔；
当用于检测焊接件(4)时，还包括与焊接件(4)一侧相连接的检测板一(7)；所述检测板一(7)上装有若干个气管接头(6)；
当用于检测成品(9)时，还包括分别与成品(9)上下两侧相连接的检测板一(7)和检测板二(8)；所述检测板一(7)上装有气管接头(6)；
所述成品(9)由焊接件(4)精加工而成。
2.根据权利要求1所述的气密性检测结构，其特征在于：所述检测板一(7)和检测板二(8)上均设有表面沟槽，所述表面沟槽内均设有密封圈(5)。
3.根据权利要求2所述的气密性检测结构，其特征在于：所述通孔包括至少一个进孔和/或至少一个出孔。
4.根据权利要求3所述的气密性检测结构，其特征在于：当用于检测焊接件(4)时，检测板一(7)与焊接件(4)之间通过紧固螺钉(14)进行连接，检测板一(7)上的密封圈(5)与焊接件(4)的表面紧密接触，所述通孔中的进孔与气管接头(6)相连通；所述通孔中的出孔被堵住。
5.根据权利要求4所述的气密性检测结构，其特征在于：所述流体沟槽一(1)上设有流体沟槽一进孔(10)和流体沟槽一出孔(11)；所述流体沟槽二(2)上设有流体沟槽二进孔(12)。
6.根据权利要求3所述的气密性检测结构，其特征在于：当用于检测成品(9)时，检测板一(7)和检测板二(8)夹住成品(9)，并通过紧固螺钉(14)进行连接，检测板一(7)和检测板二(8)上的密封圈(5)均与成品(9)的表面紧密接触；所述通孔中的进孔与气管接头(6)相连通；所述通孔中的出孔被堵住。
7.根据权利要求6所述的气密性检测结构，其特征在于：所述流体沟槽一(1)上设有流体沟槽一进孔(10)和流体沟槽一出孔(11)，所述流体沟槽二(2)上设有流体沟槽二进孔(12)和流体沟槽二出孔(13)。
8.根据权利要求2所述的气密性检测结构，其特征在于：所述密封圈(5)可在150度以内保持气密作用。
9.权利要求1-8任一所述的气密性检测结构的检测方法，其特征在于：当检测焊接件(4)时，检测板一(7)与焊接件(4)之间通过紧固螺钉(14)进行连接，检测板一(7)上的密封圈(5)与焊接件(4)表面紧密接触；与流体沟槽一进孔(10)、流体沟槽二进孔(12)相连接的气管接头(6)保持通畅，流体沟槽一出孔(11)被检测板一(7)堵住；
如检测耐压指标时，分别往流体沟槽一进孔(10)和流体沟槽二进孔(12)中通入所需压力的流体，把焊接件(4)浸泡液体中观察泄漏情况，观察流体沟槽一(1)和流体沟槽二(2)之间是否有泄露串流问题；
如满足耐压要求，则在真空烘干后进行氦质谱检漏，保持现有装配关系不变，分别把流体沟槽一进孔(10)和流体沟槽二进孔(12)连接到氦质谱的抽气口，把焊接件(4)的整个检测结构放置于氦气气氛中，观察氦质谱的读数，进而确定焊接件(4)是否满足要求。
10.权利要求1-8任一所述的气密性检测结构的检测方法，其特征在于：当检测成品(9)时，检测板一(7)和检测板二(8)夹住成品(9)，通过紧固螺钉(14)进行连接，检测板一(7)和检测板二(8)沟槽内的密封圈(5)均与成品(9)表面紧密接触；检测板二(8)沟槽内的密封圈(5)，把所有流体沟槽二出孔(13)均堵住；与流体沟槽一进孔(10)、流体沟槽二进孔(12)相连接的气管接头(6)保持通畅，流体沟槽一出孔(11)被检测板一(7)堵住；
当检测耐压指标时，分别往流体沟槽一进孔(10)和流体沟槽二进孔(12)中通入所需压力的流体，把成品(9)浸泡液体中观察泄漏情况，可得知在精加工的切削外力下，流体沟槽一(1)和流体沟槽二(2)之间是否有泄露串流问题；
如满足耐压要求，则在真空烘干后进行氦质谱检漏，保持现有装配关系不变，分别把流体沟槽一进孔(10)和流体沟槽二进孔(12)连接到氦质谱的抽气口，把成品(9)的整个检测结构放置于氦气气氛中，观察氦质谱的读数，进而确定成品(9)是否满足要求。
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2022
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|---|---|---|---|---|
| CN117168709A (zh) * | 2023-10-26 | 2023-12-05 | 中科艾尔(北京)科技有限公司 | 一种用于检测半导体基块气密性的工装及检测方法 |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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