JP3568667B2

JP3568667B2 - 漏洩検査装置

Info

Publication number: JP3568667B2
Application number: JP00726296A
Authority: JP
Inventors: 英二郎落合; 裕介伊藤
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1996-01-19
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2016-01-19
Also published as: JPH09196797A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や家電製品等に使用される気密性が必要な物品を、ヘリウムガスを利用して逆拡散型ヘリウムリークディテクターにより漏洩検査する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の漏洩検査装置として、ＪＩＳ−Ｚ２３３１に基づいた加圧真空法による図１に示すような２チャンバー式の装置が知られている。この装置は、予め内部をヘリウムガスで５ｋｇ／ｃｍ^２程度に加圧しておいた気密性を試験する例えば冷凍機の部品等の試験体ａを入れるための２０〜１００リットル程度の容積の２つのテストチャンバーｂ、ｂと、各テストチャンバーｂ内を排気管ｃ、ｃを介して数Ｐａ程度に排気する油回転ポンプ等の排気ポンプｄと、各テストチャンバーｂ内へ導入管ｅを介して接続したヘリウムリークディテクター装置ｆを備え、各排気管ｃには粗引き用の開閉弁ｇ、ｇが、また該リークディテクター装置ｆへの導入管ｅには検査時用の開閉弁ｈ、ｈが夫々介在され、該チャンバーｂにその内部を大気圧に解放するベント用の開閉弁ｉ、ｉを設けて構成される。該排気ポンプｄとしては油回転ポンプとメカニカルブースタポンプとを組合せたものが使用されることもある。
【０００３】
該ヘリウムリークディテクター装置ｆは、最近はその排気系にターボ分子ポンプを使用した逆拡散型のものが多くなり、図２のように、磁場偏向型等の質量分析管ｊとその内部を排気すべく吸気口を接続したターボ分子ポンプｋとから成る逆拡散型ヘリウムリークディテクターｌを設け、テストポートｍに連通した配管ｎと該ターボ分子ポンプｋの排気口に連なる接続管ｏに油回転ポンプ、ドライポンプ等の補助排気ポンプｐを接続して構成される。該テストポートｍは図１の検査時用の開閉弁を介して導入管ｅに接続される。
【０００４】
該２チャンバー式の漏洩検査装置は、一方のチャンバーｂに入れた試験体ａをリークディテクター装置ｆで漏洩検査する間に、もう一方のチャンバーｂに別の試験体ａを入れて該チャンバーｂ内を排気ポンプｄで粗引き排気して漏洩検査に備えることができ、検査時間を短縮できる利点がある。その作動を説明すると、ヘリウムガスで内部を加圧した試験体ａを一方のチャンバーｂに入れ、粗引き用の開閉弁ｇを開いて真空排気を行ない、１Ｐａ程度まで圧力が下がった時点で該開閉弁ｇを閉じ、検査時用の開閉弁ｈを開きヘリウムリークディテクター装置ｆに接続して漏洩検査を行う。この漏洩検査に入った時点で他の試験体ａを収めた他方のチャンバーｂの粗引きが開始される。もし一方の試験体ａに漏洩があるとチャンバーｂ内へ漏洩したヘリウムガスが該リークディテクター装置ｆにて捕捉され、漏洩の有無を確認できる。他方のチャンバーｂの試験体ａの漏洩も同様にして検査される。一般的には１つのチャンバーのサイクルタイムは３０秒程度に設定され、２チャンバーを使用することによって１５秒に１個の検査が行えるようになっている。
【０００５】
該試験体ａから漏洩したヘリウムガスは、図１の導入管ｅから図２のテストポートｍを介して補助排気ポンプｐに吸引されるが、ヘリウムガスは軽く気体分子も小さいのでターボ分子ポンプｋの排気口から吸気口へと逆に拡散し、質量分析管ｊにて検出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した一般的な漏洩検査装置のサイクルタイムは、１つのチャンバーに於いて２０〜３０秒で１回の検査を実施する程度の短い時間であり、このような短いサイクルタイムで稼働している漏洩検査装置に逆拡散型のヘリウムリークディテクターを取り付けると、図１の検査時用の開閉弁ｈとヘリウムリークディテクター装置ｆとの間の導入管ｅに、検査時に不良品の試験体ａから漏洩したヘリウムガスが残留し、例えば一方のチャンバーｂ内の試験体ａが不良品で、他方の試験体が良品であっても残留ガスのために良品をも不良品と判断してしまう場合があった。
【０００７】
本発明は、逆拡散型ヘリウムリークディテクターにより短時間のサイクルタイムで正確な漏洩検査を行える装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、テストチャンバーに接続されるテストポートに連通した配管と、逆拡散型ヘリウムリークディテクターを構成するターボ分子ポンプの排気口に連通した接続管とを油回転ポンプ等の補助排気ポンプに接続し、該補助排気ポンプにより該配管内の排気と該ターボ分子ポンプの排気の補助を行う装置に於いて、該テストポートと該補助排気ポンプとの間にドラッグ分子ポンプを介在させることにより、上記の目的を達成するようにした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図３に基づき説明すると、同図の符号１、１は気密のテストチャンバーで、その内部に冷凍機部品や自動車部品等の気密性を要求される物品の試験体２、２が収められる。該試験体２の内部はヘリウムガスで５ｋｇ／ｃｍ^２程度に予め加圧しておく。各テストチャンバー１、１には、粗引き用の開閉弁３、３を備えた排気管４を介して油回転ポンプ或いはこれにメカニカルブースターポンプを付加した粗引きする排気ポンプ５が接続されると共に、検査時に開弁されるガス導入用の開閉弁６、６を備えた導入管７を介して逆拡散型ヘリウムリークディテクター装置８が接続される。９、９は各テストチャンバー１内を大気圧に解放するためのベント用の開閉弁である。
【００１０】
該逆拡散型ヘリウムリークディテクター装置８は、ターボ分子ポンプ１３の吸気口に磁場偏向型の質量分析管２０を接続した構成の逆拡散型ヘリウムリークディテクター１２を備え、該テストチャンバー１、１からの導入管７に接続されるテストポート１０に連通した配管１１と、該ターボ分子ポンプ１３の排気口に連通した接続管１４とを油回転ポンプ、ドライポンプ等の排気速度が５〜１０ｌ／ｍｉｎ程度の補助排気ポンプ１５に接続し、該配管１１の中間に、ドラッグ分子ポンプ１７と検査用の開閉弁１６とを排気方向に向けて順次に設け、該ドラッグ分子ポンプ１７と開閉弁１６の間の配管１１に補助用の開閉弁１６を備えた配管２１を介して油回転ポンプ、ドライポンプ等のドラッグ分子ポンプ１７用補助排気ポンプ１９を接続して構成した。なお、該接続管１４は開閉弁１８の後で配管１１に接続されるが、図４のようにターボ分子ポンプ用の補助排気ポンプ１５とドラッグ分子ポンプ用の補助排気ポンプ１９とを１台の補助排気ポンプ２２で兼用することも可能であり、その場合に検査用の開閉弁１６は接続管１４の途中に設けられる。
【００１１】
該ドラッグ分子ポンプ１７は、分子流領域に至らない高い圧力流領域でも排気作動を行える利点をもつもので、ターボ分子ポンプでは吸入口の導入圧が１Ｐａ程度であるのに対しドラッグ分子ポンプは１００Ｐａ程度から排気作動を開始でき、例えば１０Ｐａのとき２０ｌ／ｍｉｎの比較的大きな排気速度で排気できる。漏洩検査装置では、テストチャンバー１内を排気ポンプ５で１０Ｐａ程度に排気したのちガス導入用の開閉弁６が開かれるが、ドラッグ分子ポンプはこのときの負荷に対する強度的な面の信頼性が十分にある。
【００１２】
該逆拡散型ヘリウムリークディテクター装置８は、待機している状態においては、ガス導入用の開閉弁６は閉じられ、補助用の開閉弁１８は開、検査用の開閉弁１６は閉となっている。排気ポンプ５による試験体２を収めたテストチャンバー１の内部の粗引きが終了した時点で粗引き用の開閉弁３を閉じ、該ガス導入用の開閉弁６を開き、これと同時に補助用の開閉弁１８が閉、検査用の開閉弁１６が開となる。これにより該チャンバー１から流れてきたガスは、ガス導入用の開閉弁６、ドラッグ分子ポンプ１７、検査用の開閉弁１６を介して補助排気ポンプ１５へと流れ、漏れがあるときはヘリウムガスがターボ分子ポンプ１３中を逆拡散して質量分析管２０に於いて検出される。この漏洩検査が終了すると、そのまま待機して該配管１１内の残留ヘリウムガスの度合をモニターするか、或いは直ちに補助用の開閉弁１８を開とすると共に検査用の開閉弁１６を閉とする。該配管１１には、導入圧が高くても排気作動ししかも排気速度の大きなドラッグ分子ポンプ１７が設けられているので、テストチャンバー１内を１０Ｐａ程度に排気されたときガス導入用の開閉弁６を開いて漏洩検査に入ることができ、しかも排気速度が大きいから該配管１１内に残留するヘリウムガスを十分に掃引でき、テストチャンバー１を交代させたときに漏洩の誤認を生じることもない。
【００１３】
該テストチャンバー１の内部の圧力が１０^−２Ｐａ以下の高真空であると、従来の逆拡散型のヘリウムリークディテクターでは補助排気ポンプの排気速度がないため試験体２より流出するヘリウムガスをヘリウムリークディテクターまで吸引することができないが、本発明の装置は分子流に於ける排気速度を十分に持つドラッグ分子ポンプを備えるので、テストチャンバー１の内部が高真空であっても漏洩したヘリウムガスをヘリウムリークディテクターへ吸引して漏洩検査を確実に行える。尚、テストチャンバー１の内部圧力が十分に低いときは、ドラッグ分子ポンプ１７に代えターボ分子ポンプ、複合分子ポンプを設けても同様の効果を得ることができる。
【００１４】
また、補助排気ポンプ１５が油回転ポンプであると、１００Ｐａあたりからオイルミストを放出し始め、これがテストチャンバー１内の試験体２を汚染する問題があり、半導体製造装置の漏洩検査は避けられていたが、本発明の場合は該ドラッグ分子ポンプ１７がフィルターとしての役割を営み、半導体製造装置等の汚染を嫌う試験体も漏洩検査できる。
【００１５】
【実施例】
本発明の装置の機能と従来の装置の機能を比較するために、図３に示す本発明の装置と図２のヘリウムリークディテクターを備えた図１の従来の装置のヘリウム検出能力とヘリウムガスの残留がなくなるまでの時間（クリーンアップ時間）を調べた。
【００１６】
図３に示した構成の本発明の装置には、テストチャンバー１の容量を１６リットルとし、これに１．７×１０^−７Ｔｏｒｒ・ｌ／ｓのヘリウム標準リークを取り付け、ドラッグ分子ポンプ１７として１５リットル／ｓのものを使用した。該ヘリウム標準リークは該テストチャンバー１に試験体２を収容してこれの漏洩を検査する代わりとなるもので、該チャンバー１内が排気ポンプ５により２０秒間（３Ｐａになるまで）粗引き排気したのち該チャンバー１内へ間欠的にヘリウム標準リークを流し、ヘリウムリークディテクター８でヘリウムガス出力値の大きさと、ヘリウムガス出力値がバックグランド出力値となるまでの時間（クリーンアップ時間）を測定した。ガス導入用の開閉弁１６を開く時間（テスト時間）を５秒と１０秒とに分けて夫々１０回行い、各回に於いてヘリウムガス出力値とクリーンアップとを調べた。その結果は次表のテスト例１、２の通りである。
【００１７】
一方、図１の従来の装置としては、容量１６リットルのテストチャンバーｂに１．７×１０^−７Ｔｏｒｒ・ｌ／ｓのヘリウム標準リークを取り付けたものを使用した。該チャンバーｂ内も排気ポンプｄにより２０秒間（３Ｐａになるまで）粗引き排気したのち該チャンバーｂ内へ間欠的にヘリウム標準リークを流し、ヘリウムリークディテクターでヘリウムガス出力値の大きさと、ヘリウムガス出力値がバックグランド出力値となるまでの時間（クリーンアップ時間）を測定した。ヘリウムリークディテクターｆの開閉弁ｈを開く時間（テスト時間）を５秒と１０秒とに分けて夫々１０回行い、各回に於いてヘリウムガス出力値とクリーンアップとを調べた。その結果は次表のテスト例３、４の通りである。

上記の結果から、テスト時間が５秒の場合は本発明の装置が従来の装置の５．８倍に標準リーク出力値が向上していることが分かり、テスト時間が１０秒の場合でも３．２倍に標準リーク出力値が向上している。また、クリーンアップ時間もテスト時間５秒で本発明装置が従来装置よりも４秒短縮され、テスト時間が１０秒の場合でも４秒短縮されていることが分かる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明によるときは、ターボ分子ポンプを逆拡散させて漏洩検査する装置に於いて、テストポートから補助排気ポンプへ接続した配管にドラッグ分子ポンプを介在させたので、比較的高い導入圧で逆拡散型ヘリウムリークディテクターによる漏洩検査を開始できて検査能率が向上し、配管内も迅速且つ高クリーンに掃引できて残留ヘリウムガスによる検査誤認も少なくなり、該補助排気ポンプによる試験体の汚染も防止できるから汚染を嫌う試験体も漏洩検査出来る等の効果があり、請求項２の開閉弁の配置とすることにより漏洩検査を的確に行える効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の逆拡散型ヘリウムリークディテクターの説明図
【図２】図１の要部の線図
【図３】本発明の実施の形態を示す線図
【図４】本発明の他の実施の形態を示す線図
【符号の説明】
１テストチャンバー２試験体、１０テストポート、１１配管、１２逆拡散型ヘリウムリークディテクター、１３ターボ分子ポンプ、１４接続管、１５補助排気ポンプ、１７ドラッグ分子ポンプ、１６、１８開閉弁、

Claims

テストチャンバーに接続されるテストポートに連通した配管と、逆拡散型ヘリウムリークディテクターを構成するターボ分子ポンプの排気口に連通した接続管とを油回転ポンプ等の補助排気ポンプに接続し、該補助排気ポンプにより該配管内の排気と該ターボ分子ポンプの排気の補助を行う装置に於いて、該テストポートと該補助排気ポンプとの間にドラッグ分子ポンプを介在させたことを特徴とする漏洩検査装置。