JPH1130565A - 密閉品のリークテスト方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来、測定原理としては不可能であったグロス
リークの有無を正確に判定できる新規なテスト方法を提
供すること 【解決手段】密閉品２を収めたテスト室１内を真空に排
気したのち該テスト室内にトレーサーガスを導入して該
室内を大気圧以上とし、次に該室内を大気に連通しクリ
ーンアップガスを導入して該室内のトレーサーガスを追
い出したのち該室内を大気と遮断し、続いて該室内を真
空に排気しながら該クリーンアップガス中に混入する該
密閉品から放出されるトレーサーガスの有無をリークデ
ィテクタ１７により検出する。トレーサーガスとしてア
ルゴンガス又はヘリウムガスを使用し、クリーンアップ
ガスには窒素ガス又はドライエアを使用し、リークディ
テクタをオリフィス２５を介してテスト室から掃引ポン
プ１５に連なるテスト回路１６に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水晶振動子、パッ
ケージＩＣ等の密閉品の封止効果または気密性をテスト
するリークテスト方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水晶振動子等の密閉品の封止効果
または気密性をテストする方法として、水没法やボンビ
ング法（浸せき法）などが知られている。水没法は、水
槽に温水又は加熱したフロロカーボン液を入れ、その中
に密閉品を沈め、液温によって密閉品内部の気体が温め
られて膨張し、リーク箇所より気泡が出ることを観察し
てリークテストする。また、ボンビング法は、ＪＩＳ−
Ｚ２３３１にもあるヘリウムリークディテクタを使用し
たリークテスト法で、図１に示すようなヘリウムガスボ
ンベｃと排気装置ｄを接続したボンビングタンクａにテ
ストする密閉品ｂを収め、該タンクａの内部を真空に排
気したのちボンベｃからヘリウムガスを充填し、２時間
以上５．１×１０⁵Ｐａに加圧する。密閉品ｂにリーク
箇所が存在すると、密閉品内部にヘリウムガスが進入す
る。そして加圧を解消して密閉品ｂを取り出し、その表
面に空気を吹き付けたのち図２に示した排気装置ｆとヘ
リウムリークディテクタｇを備えたリークテスト装置の
真空容器ｅに入れる。該排気装置ｆによる粗引きで真空
容器ｅ内を排気したのち、密閉品ｂ内から漏れ出すヘリ
ウムガスをヘリウムリークディテクタｇで検出すること
によりリークを検知する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】水没法によるリークテ
ストは、人間の目視により密閉品から出てくる気泡を観
測するので、見落としや誤判定を生じやすい欠点があ
り、経験が必要でしかも水没後に密閉品を乾燥させる工
程が必要になる。また、ボンビング法は、主に微小なリ
ーク（ファインリーク）を測定するための方法であり、
加圧終了後に密閉品を放置しておく放置時間の管理が難
しく、大きなリーク（グロスリーク）が存在した場合に
は、加圧を解除した直後に密閉品内部へ進入したヘリウ
ムガスが大気圧に戻り、密閉品を大気中に放置しておく
間に或いはリークテスト装置に於ける粗引き工程で除去
されてしまい、グロスリーク品を検査合格品と判定する
ことがある。

【０００４】本発明は、上記従来技術の不都合を解決す
るために創作されたもので、トレーサーガス法を用いて
密閉品のグロスリークの有無を判定できる新規なテスト
方法を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、密閉品を収
めたテスト室内を真空に排気したのち該テスト室内にト
レーサーガスを導入して該室内を大気圧以上とし、次に
該室内を大気に連通しクリーンアップガスを導入して該
室内のトレーサーガスを追い出したのち該室内を大気と
遮断し、続いて該室内を真空に排気しながら該クリーン
アップガス中に混入する該密閉品から放出されるトレー
サーガスの有無をリークディテクタにより検出すること
により、上記の目的を達成するようにした。該トレーサ
ーガスとしてアルゴンガス又はヘリウムガスを使用し、
該クリーンアップガスには窒素ガス又はドライエアを使
用し、該リークディテクタをオリフィスを介して該テス
ト室から掃引ポンプに連なるテスト回路に接続すること
が好ましい。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
き説明すると、同図に於いて符号１は水晶振動子やパッ
ケージＩＣ等の密閉品２を収容してその密閉性をテスト
する気密のテスト室を示し、該テスト室１には、ベント
バルブ３を備えた大気連通管４、フラッシングバルブ５
を介して窒素ガスやドライエアのクリーンアップガス源
６に連なるクリーンアップガス導入回路７、トレーサー
ガスバルブ８を介してヘリウムやアルゴンのトレーサー
ガス源９に連なるトレーサーガス導入回路１０、減圧バ
ルブ１１を介して油回転ポンプ等のクリーンアップポン
プ１２に連なるクリーンアップ回路１３、及びテストバ
ルブ１４を介して掃引ポンプ１５に連なるテスト回路１
６を接続した。該テスト回路１６の途中にはリークディ
テクタ１７が接続される。

【０００７】該リークディテクタ１７は、例えば、トレ
ーサーガスを検出するための分析管１８にターボ分子ポ
ンプ１９の吸気口を接続すると共にその排気口をドライ
ポンプからなる補助排気ポンプ２０に接続した逆拡散式
のもので、該テスト回路１６の途中をフィルタ２１及び
分岐した排気管２２ａ、２２ｂを介して該ターボ分子ポ
ンプ１９に接続した。一方の排気管２２ａには開閉弁２
３を設け、他方の排気管２２ｂには２個の開閉弁２４と
その中間のオリフィス２５が設けられ、該テスト回路１
６が補助排気ポンプ２０により排気されて十分に低い圧
力であるときは、開閉弁２３を開いて一方の排気管２２
ａを介してリークテストを行い、該テスト回路１６が大
気圧以上であるときは、２個の開閉弁２４を開き、オリ
フィス２５を有する他方の排気管２２ｂを使用してリー
クテストを行う。該テスト室１から排気するクリーンア
ップガス中にトレーサーガスが存在すると、そのガスは
ターボ分子ポンプ１９を逆拡散して分析管１８にて検出
され、密閉品２のリークの存在が検知される。該分析管
１８はトレーサーガスの種類に応じて設定が異なり、該
分析管１８に接続した電圧計の電圧を測定することによ
り該分析管に拡散してくるトレーサーガスの濃度即ちリ
ーク量が測定できる。

【０００８】密閉品２をリークテストするには、テスト
室１内に密閉品２を収め、まず減圧バルブ１１を開いて
クリーンアップポンプ１２により１０Ｐａ程度の真空に
排気する。もし該密閉品２にリークがあれば、該密閉品
の内部も真空に排気される。次いで減圧バルブ１１を閉
じ、トレーサーガスバルブ８を開いてトレーサーガス源
９からの例えばヘリウムの１気圧若しくはそれ以上の圧
力のトレーサーガスで該テスト室１内を満たす。該密閉
品２にリークがあれば、その内部が真空に減圧されてい
るので、トレーサーガスが内部へ浸入する。この状態を
数秒間維持したのち、該トレーサーガスバルブ８を閉
じ、ベントバルブ３及びフラッシングバルブ５を開け、
該テスト室１内のトレーサーガスを例えば窒素ガスやド
ライエアなどのクリーンアップガスでフラッシングし、
そのあとこれらバルブ３、５を閉じテストバルブ１４を
開く。該リークディテクタ１７の補助排気ポンプ２０及
びターボ分子ポンプ１９は、該テストバルブ１４を開く
以前に作動され、クリーンアップガス中のトレーサーガ
スを検出できるように該分析管１８内が高真空に予め排
気されており、該テストバルブ１４を開いて掃引ポンプ
１５の作動で大気圧のテスト室１内を真空に排気すると
き、その排気の一部を２個の開閉弁２４及びオリフィス
２５を介してターボ分子ポンプ１９へ導き、その排気中
にトレーサーガスが存在したときはターボ分子ポンプ１
９を逆拡散して分析管１８において検出される。前記し
たように、密閉品２にグロスリークがあったとき、その
内部へ浸入したトレーサーガスはテスト室１内が大気圧
若しくはそれよりもわずかに低くなると放出されてしま
うが、本発明の方法ではテスト室１に密閉品２を収めた
まま、しかもフラッシング後の大気圧状態からトレーサ
ーガスの検出を行えるから、グロスリークを的確にチェ
ックできる。テスト終了後、テストバルブ１４を閉じ、
ベントバルブ３を開いてテスト室１内を大気圧とし、密
閉品２を取り出す。

【０００９】本発明方法による具体的なリークテストの
結果を図４及び図５に示した。この場合の密閉品２は容
積５c.cの水晶振動子で、トレーサーガスにはヘリウム
を使用し、大気圧で２秒間維持した。また、クリーンア
ップガスにはドライエアを使用した。その結果、リーク
のない良品は図４に示すように分析管１８で測定される
ヘリウム濃度が漸減し、十数秒後には一定になったが、
直径0.1ｍｍの穴のグロスリークがある不良品では、掃
引ポンプ１５によりテスト室１内が約３秒後の減圧によ
る差圧を発生し始めたときから濃度が一挙に上昇し、グ
ロスリークが確実に発見できた。

【００１０】クリーンアップガスとして、ヘリウムやア
ルゴンのトレーサーガスの成分を含まない窒素ガスを使
用すると、検出ピークの鋭いＳ／Ｎ比の良好な検出を行
える。また、到達真空度の良い掃引ポンプを使用するほ
どＳ／Ｎ比が良好になる。測定のレベルは、密閉品２の
内部容積とテスト室１の室容量の関係で大きく変わり、
内部容積／室容積の値が１％以下ならばヘリウム、それ
以上であればアルゴンを使用するのが有利である。ラン
ニングコストが許すなら、すべてのリークテストにヘリ
ウムを使用してもよい。テスト室１のデッドボリューム
を少なくすることによってもＳ／Ｎ比を向上できる。例
えば内部容積が５c.c、室容積が１００c.cの場合、テス
ト室１内に放出されるトレーサーガスの濃度は約５％と
なる。そのときのＳ／Ｎ比は、大気含有成分との比較と
なり、ヘリウムは大気中に５ｐｐｍ、アルゴンは１％存
在するので、おおよそヘリウムの場合が１００００、ア
ルゴンの場合が５となる。したがって、検出するリーク
のレベルに合わせてトレーサーガスを選択すればよい。
なお、グロスリークのテストの必要な密閉品として、フ
ィッシングルアーや食品・薬品のパッケージ・電池等が
あり、本発明の方法は、これらの密閉品を短時間にしか
もグロスリークを見逃すことなくテストできる。

【００１１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、密閉品を
収めたテスト室内を真空に排気したのちトレーサーガス
を導入して大気圧以上とし、次に該室内を大気に連通し
クリーンアップガスを導入して該室内のトレーサーガス
を追い出したのち該室内を大気と遮断し、続いて該室内
を真空に排気しながら該クリーンアップガス中に混入す
る該密閉品から放出されるトレーサーガスの有無をリー
クディテクタで検出するので、１つのテスト室でグロス
リークを逃さぬ確実なリークテストを行え、短時間にテ
ストを完了でき、リークテストの経験を要さずにテスト
でき生産性を向上できる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のボンビング法のボンビング装置の説明図

【図２】従来のボンビング法に使用されるリークテスト
装置の説明図

【図３】本発明の実施の形態の説明図

【図４】本発明の方法による正常な密閉品のリークテス
トの測定図

【図５】本発明の方法によるグロスリークの密閉品のリ
ークテストの測定図

【符号の説明】

１ テスト室、２ 密閉品、６ クリーンナップガス
源、９ トレーサーガス源、１５ 掃引ポンプ、１６
テスト回路、１７ リークディテクタ、１８ 分析管、
２５ オリフィス、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉品を収めたテスト室内を真空に排気し
   たのち該テスト室内にトレーサーガスを導入して該室内
   を大気圧以上とし、次に該室内を大気に連通しクリーン
   アップガスを導入して該室内のトレーサーガスを追い出
   したのち該室内を大気と遮断し、続いて該室内を真空に
   排気しながら該クリーンアップガス中に混入する該密閉
   品から放出されるトレーサーガスの有無をリークディテ
   クタにより検出することを特徴とする密閉品のリークテ
   スト方法。
2. 【請求項２】上記トレーサーガスとしてアルゴンガス又
   はヘリウムガスを使用し、上記クリーンアップガスには
   窒素ガス又はドライエアを使用し、上記リークディテク
   タをオリフィスを介して上記テスト室から掃引ポンプに
   連なるテスト回路に接続したことを特徴とする密閉品の
   リークテスト方法。