(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を有する試験体からの検査ガスの漏れを試験する漏洩試験装置において、
開閉可能部を有して、前記試験体を収容するカプセルと、
前記カプセルより大きい内容積を有して、前記カプセルの少なくとも前記開閉可能部を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内のガスを真空排気する真空ポンプと、
前記チャンバーからの又は前記チャンバーにおける前記検査ガスを検知する検知手段と、
前記真空排気のある段階で前記開閉可能部を閉じて前記カプセルを蓄積時間継続して密封し、かつ前記蓄積時間の経過後、前記開閉可能部を開いて前記カプセルの内部を前記チャンバーの内部に開放するカプセル開閉手段と、
前記検知手段による検知情報に基づいて前記漏れを評価する評価手段と、
を備えたことを特徴とする漏洩試験装置。
【請求項２】
前記チャンバーの内容積が、前記カプセルの内容積の５倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の漏洩試験装置。
【請求項３】
前記チャンバーの内容積が、前記カプセルの内容積の１００倍以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の漏洩試験装置。
【請求項４】
前記検知手段が、前記真空排気されたガスに含まれる前記検査ガスの流量を検知し、
前記評価手段が、前記開放以降の測定時間における前記検知手段による検知流量の時間積分量を算出することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の漏洩試験装置。
【請求項５】
前記真空排気の時定数が、０．１秒以上、１秒以下であることを特徴とする請求項４に記載の漏洩試験装置。
【請求項６】
前記評価手段が、前記時間積分量に含まれる前記カプセルの内部以外の場所に由来する検査ガスの量を前記蓄積時間における前記検知手段による検知流量から推定し、前記推定したガス量を前記時間積分量から差し引いたカプセル内由来検査ガス量と、前記蓄積時間及び前記測定時間とから算出したカプセル内由来検査ガス流量に基づいて、前記漏れを評価することを特徴とする請求項４又は５に記載の漏洩試験装置。
【請求項７】
前記チャンバーには、前記チャンバー内を第１室と前記第１室より大きい第２室とに隔てる遮断位置と、前記第１、第２室どうしを連通する連通位置との間で変位可能な仕切りが設けられており、
前記第１室には前記カプセルが収容され、前記第２室には前記真空ポンプが連なり、
前記試験体の出し入れ時には前記仕切りが前記遮断位置に在り、前記蓄積時間及び前記測定時間には前記仕切りが前記連通位置に在ることを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の漏洩試験装置。
【請求項８】
前記真空ポンプによる前記チャンバーの真空排気が、前記開放時には停止されており、
前記検知手段が、前記検査ガスの分圧を検知し、
前記評価手段が、前記開放に伴う前記分圧変化の程度に基づいて前記漏れを評価することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の漏洩試験装置。
【請求項９】
前記カプセルの内圧を監視する監視手段を更に備えたことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の漏洩試験装置。
【請求項１０】
各々が前記カプセルの内部空間を構成する複数の凹部と、これら凹部の開閉可能部とを有する集合カプセルを備え、
前記集合カプセルの少なくとも前記開閉可能部を前記チャンバー内に収容することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の漏洩試験装置。
【請求項１１】
内部空間を有する試験体からの検査ガスの漏れを試験する漏洩試験方法において、
開閉可能部を有するカプセルに前記試験体を収容し、
前記カプセルより大きい内容積のチャンバー内に前記カプセルの少なくとも前記開閉可能部を収容し、
前記チャンバー内のガスを真空ポンプにて真空排気し、
前記チャンバーからの又は前記チャンバーにおける前記検査ガスを検知手段にて検知し、
前記真空排気のある段階で前記開閉可能部を閉じて前記カプセルを蓄積時間継続して密封し、
前記蓄積時間の経過後、前記開閉可能部を開いて前記カプセルの内部を前記チャンバーの内部に開放し、
前記検知手段による検知情報に基づいて前記漏れを評価することを特徴とする漏洩試験方法。
【請求項１２】
前記検知手段によって、前記真空排気されたガスに含まれる前記検査ガスの流量を検知し、
前記開放以降の測定時間における前記検知手段による検知流量の時間積分量を算出し、前記時間積分量に基づいて前記漏れを評価することを特徴とする請求項１１に記載の漏洩試験方法。
【請求項１３】
前記時間積分量に含まれる前記カプセルの内部以外の場所に由来する検査ガスの量を前記蓄積時間における前記検知手段による検知流量から推定し、前記推定したガス量を前記時間積分量から差し引いたカプセル内由来検査ガス量と、前記蓄積時間及び前記測定時間とから算出したカプセル内由来検査ガス流量に基づいて、前記漏れを評価することを特徴とする請求項１２に記載の漏洩試験方法。
【請求項１４】
前記検査ガスの真空排気の時定数が、０．１秒以上、１秒以下であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の漏洩試験方法。
【請求項１５】
前記測定時間が、前記検査ガスの真空排気の時定数の３倍以上、６倍以下であることを特徴とする請求項１２〜１４の何れか１項に記載の漏洩試験方法。
【請求項１６】
前記開放時には、前記真空ポンプによる前記チャンバーの真空排気を停止しておき、
前記検知手段によって、前記チャンバーにおける前記検査ガスの分圧を検知し、
前記開放に伴う前記分圧変化の程度に基づいて前記漏れを評価することを特徴とする請求項１１に記載の漏洩試験方法。
【請求項１７】
前記蓄積時間における前記カプセルの内圧によって前記カプセルの密封状態を監視することを特徴とする請求項１１〜１６の何れか１項に記載の漏洩試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部空間を有する試験体の気密性を試験する漏洩試験装置及び漏洩試験方法に関し、特に試験体から漏れるヘリウム等の検査ガスを蓄積したうえで検知することによって微小漏れの試験に好適化した漏洩試験装置及び漏洩試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
漏洩試験は、内部空間を有する試験体の気密性を調べる技術として知られている。特に試験体が水晶振動子やＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）などの小型電子部品である場合は、感度を高めるために浸漬法（ボンビング法）が採用されている（JIS Z 2331(2006)、JIS C 60068-2-17、特許文献１等参照）。特許文献１に記載されているように、浸漬法では、試験体をボンビングタンクに入れるとともに、ヘリウムガス（検査ガス）でボンビングタンク内を加圧した状態で、所望のボンビング時間が経過するまで静置する。このとき、気密性が良好な試験体においては、内部にヘリウムが侵入することは全く又は殆どない。一方、気密性に欠陥がある試験体においては、その欠陥部を通してヘリウムが内部に侵入する。ボンビング時間が経過したら、試験体をボンビングタンクから取り出して真空チャンバーに入れる。この真空チャンバー内のガスを真空排気するとともに、この排気中のヘリウムを検知する。試験体の気密性が良好の場合、ヘリウムの検知流量は、バックグラウンド相当の大きさに止まる。一方、試験体の気密性が不良の場合、ボンビング時に侵入したヘリウムが漏洩することで、バックグラウンドを大きく上回るヘリウムが検知される。これによって、試験体の気密性の良否を判定できる。【０００３】
近年、水晶振動子やＭＥＭＳなどの小型電子部品においては、気密性の要求レベルが一層厳しくなってきており、漏洩ヘリウムの検知感度の更なる向上が求められている。その方法の一つとして、所謂蓄積法が提案されている（例えば特許文献２）。蓄積法では、試験体からの漏洩ヘリウムを所定の蓄積時間、チャンバー内に蓄積してヘリウム分圧を高めたうえで検知を行なう。したがって、漏れが微小であっても確実に検知することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７８９１４号公報
【特許文献２】特開２００２−０９８６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２の蓄積法において、チャンバーの内壁にはヘリウムや水分が吸着されている可能性がある。蓄積工程中に、この吸着ヘリウム等が脱離すると、チャンバー内にバックグラウンドや不純ガスとして蓄積される。また、外気中のヘリウムが、試験体の出し入れ用扉のシール部材等を透過してチャンバー内に入り込み、蓄積されることもある。このシール部材等を透過して来るヘリウムは、微量であるが量的に不安定で、長い時間排気しても止まる保証は無い。【０００６】
チャンバーを小型にすれば、チャンバーの内壁の表面積が小さくなるから、バックグラウンドとなるヘリウムや不純ガスのチャンバー内壁への吸着量ひいては脱離量を減らすことができる。しかし、チャンバーの内容積が小さ過ぎると、蓄積後にチャンバーを真空ポンプと連通させた時、折角蓄積したヘリウムが瞬間的に排気されてしまい検知しきれない。特に、特許文献２では、ヘリウム検知の最大ピーク値等を使って漏れ流量を算出しているが、排気が速過ぎるとピークの同定が難しくなり、漏れ流量を算出できない。
一方、チャンバーの内容積を大きくすれば、検知に必要な排気時間を確保できるが、チャンバーの内壁の表面積が大きくなるから、それだけバックグラウンドとなるヘリウムや、不純ガスの吸着量ひいては脱離量が増え、蓄積したガスに占めるバックグラウンドや不純ガスの割合が大きくなってしまう。
本発明は、上記事情に鑑み、蓄積法による漏洩試験において、蓄積した検査ガスを確実に検知できるようにするとともに、バックグラウンドや不純ガスを低減することによって、漏洩試験の信頼性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明装置は、内部空間を有する試験体からの検査ガスの漏れを試験する漏洩試験装置において、
開閉可能部を有して、前記試験体を収容するカプセルと、
前記カプセルより大きい内容積を有して、前記カプセルの少なくとも前記開閉可能部を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内のガスを真空排気する真空ポンプと、
前記チャンバーからの又は前記チャンバーにおける前記検査ガスを検知する検知手段と、
前記真空排気のある段階で前記開閉可能部を閉じて前記カプセルを蓄積時間継続して密封し、かつ前記蓄積時間の経過後、前記開閉可能部を開いて前記カプセルの内部を前記チャンバーの内部に開放するカプセル開閉手段と、
前記検知手段による検知情報に基づいて前記漏れを評価する評価手段と、
を備えたことを特徴とする。
この特徴構成によれば、試験体からの漏洩ガスを蓄積時間中、密封したカプセルに蓄積し、その後、カプセルを開放することで、前記蓄積した漏洩ガスをチャンバーに解放して検知することができる。これによって、微小漏れに対する感度を高めることができる。かつ、カプセルの内容積をチャンバーの内容積より小さくすることで、カプセル内由来のバックグラウンドや不純ガスを低減できる。さらに、蓄積時間中、チャンバー内のガスを排気又は除去し続けることも可能であり、そうすることによって、カプセル内部以外の場所（カプセル外）由来のバックグラウンドや不純ガスを低減できる。この結果、漏洩試験の信頼性を高めることができる。
ここで、「漏れの評価」には、試験体の気密性の良否判定、試験体の漏れのレベルの数値化、漏れ量の算出、漏れ量の表示等が含まれる。
検知手段は、チャンバーから真空吸引されるガス中の検査ガスの流量を検知してもよく、チャンバーにおける検査ガスの分圧を検知してもよい。【０００８】
前記チャンバーの内容積は、前記カプセルの内容積の好ましくは５倍以上であり、より好ましくは１００倍以上、一層好ましくは１０００倍以上である。言い換えると、前記カプセルの内容積は、前記チャンバーの内容積の好ましくは５分の１倍（０．２倍）以下であり、より好ましくは１００分の１倍（０．０１倍）以下、一層好ましくは１０００分の１倍（０．００１倍）以下である。これによって、蓄積した検査ガスを計測するのに適切な（真空排気の）時定数を得るためのチャンバーサイズを確保しつつ、検査ガスの蓄積に係るカプセルの内壁の表面積を、チャンバーの内壁の表面積に対して、好ましくは概略０．３５倍程度以下、より好ましくは概略２０分の１（０．０５倍）以下、一層好ましくは概略１００分の１（０．０１倍）以下にすることで、検査ガスと共に蓄積されるカプセル内由来のバックグラウンドや不純ガスを確実に低減できる。【０００９】
前記検知手段が、前記真空排気されたガスに含まれる前記検査ガスの流量を検知し、前記評価手段が、前記開放以降の測定時間における前記検知手段による検知流量の時間積分量を算出することが好ましい。前記真空排気の時定数は、０．１秒以上、１秒以下であることが好ましい。
漏れがある試験体の場合、蓄積時間中、漏洩ガスがカプセルに蓄積され、その後、カプセルの開放によって、前記蓄積された漏洩ガスがチャンバー内のガスと共に真空排気されることによって、前記検知手段による検知流量が増える。漏洩ガスを蓄積する容器（カプセル）と、真空排気の時定数を決める容器（チャンバー）とを別にすることで、チャンバーの内容積をカプセルより大きくして時定数を適切な大きさにでき、蓄積時間中にカプセル内に蓄積したガスを、カプセルの開放後に検知手段によって確実に検知することができる。時間積分量は、漏れの評価に資するようにすればよく、時間積分量を更に演算処理して漏れ評価の指標を算出してもよく、時間積分量を漏れ評価の最終指標にしてもよい。さらに、蓄積時間中、チャンバー内のガスを排気し続けることができ、そうすることによって、カプセル内部以外の場所（カプセル外）由来のバックグラウンドや不純ガスを低減できる。この結果、漏洩試験の信頼性を一層高めることができる。【００１０】
前記評価手段が、前記時間積分量に含まれる前記カプセルの内部以外の場所に由来する検査ガスの量を前記蓄積時間における前記検知手段による検知流量から推定し、前記推定したガス量を前記時間積分量から差し引いたカプセル内由来検査ガス量と、前記蓄積時間及び前記測定時間とから算出したカプセル内由来検査ガス流量に基づいて、前記漏れを評価することが好ましい。これによって、漏れ評価の指標が、測定時間中のカプセル外由来のバックグラウンドを含まないようにでき、上記バックグラウンドを省いて漏れを評価することができる。カプセル内由来検査ガス量と蓄積時間だけでなく測定時間にも基づくことによって、カプセル内由来の検査ガス流量を一層正確に求めることができる。【００１１】
前記チャンバーには、前記チャンバー内を第１室と前記第１室より大きい第２室とに隔てる遮断位置と、前記第１、第２室どうしを連通する連通位置との間で変位可能な仕切りが設けられており、
前記第１室には前記カプセルが収容され、前記第２室には前記真空ポンプが連なり、
前記試験体の出し入れ時には前記仕切りが前記遮断位置に在り、前記蓄積時間及び前記測定時間には前記仕切りが前記連通位置に在ることが好ましい。
これによって、カプセル周辺だけ大気開放して試験体を交換できる。第２室には大気等が入り込まないようにでき、チャンバー内のバックグラウンドや不純ガスが増えるのを防止できる。さらには、試験体の出し入れ時にも第２室を継続して真空排気することもでき、第２室内のバックグラウンドや不純ガスを一層低減できる。【００１２】
前記真空ポンプによる前記チャンバーの真空排気が、前記開放時には停止されており、前記検知手段が、前記検査ガスの分圧を検知し、前記評価手段が、前記開放に伴う前記分圧変化の程度に基づいて前記漏れを評価することにしてもよい。
漏れがある試験体の場合には、蓄積時間中、カプセルに漏洩ガスが蓄積される。カプセルの内容積をチャンバーの内容積より小さくすることで、カプセル内由来のバックグラウンドや不純ガスを低減できる。その後、カプセルを開放すると、前記蓄積された漏洩ガスがチャンバーに解放されることで、検知手段による検査ガスの検知分圧が大きく上昇する。漏れが無い試験体の場合には、検知分圧の増減度合が小さい。これによって、漏れを感度良く検知できる。前記真空ポンプによるチャンバーの真空排気を少なくとも前記カプセルの開放時には停止することによって、前記カプセルの開放に伴う前記検査ガスの分圧変化を確実に検知できる。
前記蓄積時間の開始時又は途中で、前記真空ポンプによる前記チャンバーの真空排気を停止してもよい。更に、クライオポンプを備え、前記チャンバー内の前記検査ガス以外のガスを前記クライオポンプにて除去してもよい。これによって、チャンバー内の不純ガス等を除去することができ、検知手段による検査ガス分圧の検知精度を高めることができる。【００１３】
前記カプセルの内圧を監視する監視手段を更に備えたことが好ましい。カプセルを密封すると、カプセルの内壁や試験体の外表面から出る不純ガス等によってカプセルの内圧が上昇する。したがって、カプセルの内圧を監視することによって、カプセルが確実に密封されているか否かを判断することができる。【００１４】
前記漏洩試験装置が集合カプセルを備え、この集合カプセルは、各々が前記カプセルの内部空間を構成する複数の凹部と、これら凹部の開閉可能部とを有しており、  前記集合カプセルの少なくとも前記開閉可能部を前記チャンバー内に収容することにしてもよい。これによって蓄積を時間的に並行して行えるため、単位時間に試験可能な数量を増やすことができる。前記開閉可能部として、例えばアルミ箔などの被覆シートを用いてもよい。被覆シートによってカプセル内室を密封すると、カプセル内室の内壁や試験体の外表面から発生するガスによって被覆シートが膨らむ。この膨らみの有無をセンサで観察することで各カプセル内室の密封状態の良否を判断できる。前記センサは、被覆シートの膨らみを判断することでカプセル内室の内圧を間接的に判断する監視手段として機能する。【００１５】
また、本発明方法は、内部空間を有する試験体からの検査ガスの漏れを試験する漏洩試験方法において、
開閉可能部を有するカプセルに前記試験体を収容し、
前記カプセルより大きい内容積のチャンバー内に前記カプセルの少なくとも前記開閉可能部を収容し、
前記チャンバー内のガスを真空ポンプにて真空排気し、
前記チャンバーからの又は前記チャンバーにおける前記検査ガスを検知手段にて検知し、
前記真空排気のある段階で前記開閉可能部を閉じて前記カプセルを蓄積時間継続して密封し、
前記蓄積時間の経過後、前記開閉可能部を開いて前記カプセルの内部を前記チャンバーの内部に開放し、
前記検知手段による検知情報に基づいて前記漏れを評価することを特徴とする。
この漏洩試験方法によれば、試験体からの漏洩ガスを蓄積時間中、密封したカプセルに蓄積し、その後、カプセルを開放することで、前記蓄積した漏洩ガスをチャンバーに解放して検知することができる。これによって、微小漏れに対する感度を高めることができる。また、カプセルの内容積をチャンバーの内容積より小さくすることで、カプセル内由来のバックグラウンドや不純ガスを低減できる。この結果、漏洩試験の信頼性を高めることができる。【００１６】
前記検知手段によって、前記真空排気されたガスに含まれる前記検査ガスの流量を検知し、前記開放以降の測定時間における前記検知手段による検知流量の時間積分量を算出し、前記時間積分量に基づいて前記漏れを評価することが好ましい。これによって、蓄積したガスを確実に検知でき、漏洩試験の信頼性を高めることができる。【００１７】
前記漏洩試験方法において、前記時間積分量に含まれる前記カプセルの内部以外の場所に由来する検査ガスの量を前記蓄積時間における前記検知手段による検知流量から推定し、前記推定したガス量を前記時間積分量から差し引いたカプセル内由来検査ガス量と、前記蓄積時間及び前記測定時間とから算出したカプセル内由来検査ガス流量に基づいて、前記漏れを評価することが好ましい。これによって、測定時間中のカプセル外由来のバックグラウンドを除いたうえで、漏れを評価することができ、カプセル内由来検査ガス流量を一層正確に割り出すことができる。【００１８】
前記検査ガスの真空排気の時定数が、０．１秒以上、１秒以下であることが好ましい。これによって、蓄積時間中にカプセルに蓄積したガスを蓄積時間経過後に確実に、かつ短時間に検知できる。【００１９】
前記測定時間が、前記検査ガスの真空排気の時定数の３倍以上、６倍以下であることが好ましい。これによって、蓄積時間中にカプセルに蓄積したガスのほぼ全体量に対応する時間積分量を得ることができる。【００２０】
前記開放時には、前記真空ポンプによる前記チャンバーの真空排気を停止しておき、前記検知手段によって、前記チャンバーにおける前記検査ガスの分圧を検知し、前記開放に伴う前記分圧変化の程度に基づいて前記漏れを評価することにしてもよい。
これによって、漏れを感度良く検知でき、漏れ試験の信頼性を高めることができる。
前記蓄積時間の開始時又は途中で、前記真空ポンプによる前記チャンバーの真空排気を停止してもよい。更に、前記チャンバー内の前記検査ガス以外のガスをクライオポンプにて除去してもよい。【００２１】
前記漏洩試験方法において、前記蓄積時間における前記カプセルの内圧によって前記カプセルの密封状態を監視することが好ましい。カプセルを密封すると、カプセルの内壁や試験体の外表面から出る不純ガス等によってカプセルの内圧が上昇するから、カプセルの内圧を監視することによって、カプセルが確実に密封されているか否かを判断することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、蓄積法による漏洩試験において、蓄積したガスを確実に検知でき、漏洩試験の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る漏洩試験装置の概略構成を示す回路図である。
【図２】図２は、上記漏洩試験装置による漏洩試験動作を示すタイムチャートである。
【図３】図３は、上記漏洩試験装置による漏洩試験手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は、上記フローチャートの蓄積工程のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図５は、上記漏洩試験の蓄積工程及び測定工程でのヘリウム検知流量の一般的な挙動例を概念的に示すグラフである。
【図６】図６は、一定量の漏れを起こす試験体を入れたカプセルを繰り返し開閉したときのカプセル内圧とヘリウム検知流量の経時変化を測定した実験結果を示すグラフである。
【図７】図７は、測定したい漏れ流量閾値の下限値と蓄積時間との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態に係る漏洩試験装置の概略構成を示す回路図である。
【図９】図９は、上記第２実施形態に係る漏洩試験装置による漏洩試験動作を示すタイムチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の第３実施形態に係る漏洩試験装置の集合カプセルの断面図である。
【図１１】図１１は、上記集合カプセルのトレーの平面図である。
【図１２】図１２は、密封した状態における上記集合カプセルの一つのカプセル内室を拡大して示す断面図である。
【図１３】図１３は、上記カプセル内室を開封するとき状態を示す断面図である。
【図１４】図１４は、ヘリウム浸漬法におけるヘリウム測定リーク率と等価標準リーク率との関係の一例を示すグラフである。
【図１５】図１５は、本発明の第４実施形態に係る漏洩試験装置の概略構成を示す回路図である。
【図１６】図１６は、上記第４実施形態に係る漏洩試験装置において、図１５よりも大きな試験体に対応するカプセルに交換したチャンバー構造の断面図である。
【図１７】図１７は、上記第４実施形態に係る漏洩試験装置による漏洩試験動作の一例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１〜図４は、本発明の第１実施形態を示したものである。実施形態の試験体９は、例えば水晶振動子やＭＥＭＳなどの小型電子部品であり、その大きさは長径又は長辺側の寸法で例えば１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。なお、本発明の試験体は、上記に限定されるものではない。試験体９は、密閉された内部空間９ａを有している。
【００２５】
漏洩試験装置１は、上記試験体９を漏れ試験する。具体的には、検査ガスをボンビング（浸漬）した後の内部空間９ａからの検査ガスの漏れを検知し、ひいては試験体９の気密性の良否を判定する。検査ガスとしては、ヘリウム（Ｈｅ）が用いられている。対象とする漏れのレベルは、例えば１０−６Ｐａｍ３／ｓ〜１０−１７Ｐａｍ３／ｓであり、特に１０−９Ｐａｍ３／ｓ〜１０−１７Ｐａｍ３／ｓの極微小の漏れを試験対象とする。
【００２６】
図１に示すように、漏洩試験装置１は、チャンバー１０と、カプセル２０と、真空排気手段３０と、カプセル開閉手段４０とを備えている。
チャンバー１０は、カプセル２０よりも大きな内容積を有している。逆に言えば、カプセル２０は、チャンバー１０よりも内容積が小さい。この実施形態におけるチャンバー１０の内容積は、カプセル２０の内容積の好ましくは１００倍以上、より好ましくは１０００倍以上である。ここで、上記内容積比の好適な最小値（１００倍）は、後述しているチャンバー１０の内容積の最小値（例えば１００ｍＬ）と、カプセル２０の内容積の最大値（例えば概１ｍＬ）との比である。この比は大きいほど（カプセルが小さいほど）蓄積するバックグラウンドヘリウムや不純ガスの量を小さくでき、試験体９からの漏洩検査ガス流量評価の精度を向上できる。
チャンバー１０とカプセル２０の内容積比の好適な最大値は、後述しているチャンバー１０の内容積の最大値（例えば１０００ｍＬ）とカプセル２０の内容積の最小値（例えば０．０１ｍＬ）との比からして例えば１０００００倍程度と考えられる。チャンバー１０には、出し入れ扉１４が設けられている。出し入れ扉１４を開くことで、試験体９をチャンバー１０に出し入れできる。詳細な図示は省略するが、漏洩試験装置１には、上記出し入れを行なうマニピュレータなどの出し入れ機構が設けられている。出し入れ扉１４を閉じることで、チャンバー１０内が密閉される。出し入れ扉１４の周縁部には、チャンバー１０の本体壁と出し入れ扉１４との間をシールするＯリング１５（シール部材）が設けられている。
【００２７】
また、チャンバー１０には圧力センサ４が設けられている。圧力センサ４によって、チャンバー１０の内圧が測定される。
【００２８】
カプセル２０は、開閉可能部２９と、この開閉可能部２９の開閉動作によって開閉されるカプセル内室２３（内部空間）とを有し、チャンバー１０の内部に収容されている。チャンバー１０とカプセル２０によって、二重槽構造が構成されている。なお、カプセル２０の少なくとも開閉可能部２９が漏れ試験の際にチャンバー１０の内部に収容されていればよい。
【００２９】
詳細には、カプセル２０は、カプセル上部２１と、カプセル下部２２を含む。カプセル上部２１は、チャンバー１０の天井部に固定されている。カプセル下部２２は、カプセル上部２１の直下のチャンバー１０内に配置され、かつ、図示しない支持部によって上下動可能に支持されるとともにカプセル開閉手段４０によって昇降可能になっている。これらカプセル上部２１及びカプセル下部２２が上下に接離可能に対向している。カプセル上部２１及びカプセル下部２２どうしの対向部分（カプセル上部２１の下端部分及びカプセル下部２２の上端部分）によって開閉可能部２９が構成されている。カプセル上部２１及びカプセル下部２２の少なくとも一方の対向面に凹部が形成され、この凹部によってカプセル内室２３が構成されている。カプセル上部２１及びカプセル下部２２の何れか一方の対向面には、Ｏリング２５（シール部材）がカプセル内室２３を囲むように設けられている。ここでは、カプセル下部２２の上面にカプセル内室２３が形成され、かつカプセル下部２２の上面にＯリング２５が設けられている。
【００３０】
カプセル内室２３に試験体９が収容される。カプセル内室２３の内壁部は、付着ガスを減らすために、できるだけ表面積が小さく滑らかで比表面積も小さいことが好ましい。そのために、カプセル２０の内容積（実質的にカプセル内室２３の内容積）は、試験体９を格納でき、かつカプセル内室２３が密封状態のとき試験体９からヘリウム漏洩があってもカプセル２０の内圧上昇が殆ど無視できる限り、できるだけ小さいことが好ましい。カプセル２０の内容積を大きくすれば内圧上昇を抑えられるが、必然的に表面積が増えてしまうため、徒に内容積を大きくすることは不適切である。カプセル２０の内圧上昇があってもＯリング２５を透過して失われるヘリウムの流量が無視できる最大値を１×１０−１７Ｐａｍ３／ｓとすれば、カプセル２０の内容積は、せいぜい１０−６ｍ３（１ｍＬ）あればよい。厳密には「内容積」ではなく、試験体９を格納した時の残容積であるが、試験体９の体積としては、およそ０．０００５〜０．１ｍＬを想定しているため、簡便に内容積を用いて説明している。この程度のカプセル内容積があれば、漏洩ヘリウムを、後述する最小可検ヘリウムガス量（２．４×１０−１１Ｐａｍ３）になるまで蓄積しても、カプセル２０の内圧上昇は２．４×１０−５Ｐａであり、カプセル内室２３のヘリウムがＯリング２５を透過して失われる流量を１×１０−１７Ｐａｍ３／ｓ以下にすることができる。（カプセル２０の内容積として概略１０−６ｍ３のカプセル内室２３を構成できるシールサイズとして、正方形の断面形状のシールリング全長Ｌ：６×１０−２ｍを想定してヘリウム透過量を試算すると、ヘリウム透過係数Ｋ：６×１０−１２ｍ２／ｓ、圧力差ΔＰ：２．４×１０−５Ｐａとして、ヘリウム透過量Ｑｐ＝Ｋ・Ｌ・ΔＰ＝８．６４×１０−１８Ｐａｍ３／ｓである。）このように、カプセル２０のシール材２５として、安定なシール性を繰り返して得やすいＮＢＲなどのエラストマーＯリングを用いた場合でも、カプセル２０の最大（残容積）サイズは概略１ｍＬで良い。シール材２５としてメタルシールを用いた場合は、カプセル２０の内容積を、より小さくでき、試験体９を格納できれば０．０１ｍＬ程度でも良い。カプセル２０は、僅かな内外圧力差に耐え得るものであればよく、チャンバー１０よりも壁厚が薄くてもよい。
【００３１】
カプセル２０は、カプセル開閉手段４０によって開閉される。カプセル開閉手段４０は、駆動シリンダ４１（駆動部）と、昇降ロッド４２と、突き当て部４３と、メタルベローズ４４を含む。駆動シリンダ４１は、チャンバー１０の下側の外部に設けられている。昇降ロッド４２は、駆動シリンダ４１から上に突出して、チャンバー１０内に配置されている。昇降ロッド４２の上端部に突き当て部４３が設けられている。突き当て部４３は、カプセル下部２２の直下に配置されている。昇降ロッド４２の外周はメタルベローズ４４によって囲まれている。メタルベローズ４４は、上下に伸縮可能であり、その上端部は突き当て部４３の下面に突き当たり、下端部はチャンバー１０の底部に突き当たっている。メタルベローズ４４によって、チャンバー１０の内部空間と駆動シリンダ４１の内部とが遮断されている。
【００３２】
駆動シリンダ４１のシリンダ室にエア圧が導入されることによって、昇降ロッド４２が昇降される。昇降ロッド４２を上昇させると、突き当て部４３がカプセル下部２２に突き当たって、カプセル下部２２を押し上げる。これによって、カプセル上部２１及びカプセル下部２２どうしが上下に合わさり（開閉可能部２９が閉じられ）、カプセル内室２３が密閉される。昇降ロッド４２を下降させると、突き当て部４３ひいてはカプセル下部２２が下降する。これによって、カプセル上部２１及びカプセル下部２２どうしが離れ（開閉可能部２９が開き）、カプセル内室２３がチャンバー１０の内部空間に開放される。
【００３３】
さらに、カプセル２０には、監視手段６が付加されている。監視手段６は、微差圧センサにて構成されている。この監視手段６がカプセル上部２１の側部に取り付けられている。カプセル上部２１には、センサ路２６が形成されている。センサ路２６によって、カプセル内室２３と監視手段６とが連ねられている。監視手段６は、カプセル内室２３とチャンバー内空間１３との間の差圧を検知することでカプセル内室２３の圧力を監視する。
なお、監視手段６として、微差圧センサに代えて、音叉型水晶振動子を有する水晶摩擦真空センサ等の他の圧力センサを用いてもよい。
【００３４】
真空排気手段３０は、ターボ分子ポンプ３１（真空ポンプ）と、ロータリーポンプ３２（粗引ポンプ）と、排気路３３，３６，３８を含む。チャンバー１０内のガスがロータリーポンプ３２によって粗引きされ、その後、ターボ分子ポンプ３１によって更に真空引きされて、チャンバー１０内が高真空になる。
【００３５】
チャンバー１０から主排気路３３が延びている。主排気路３３には、主開閉弁３４と、絞り３５とが設けられている。図では、チャンバー１０側から主開閉弁３４、絞り３５の順に設けられているが、その逆の順に設けられていてもよい。なお、主開閉弁３４が、それ単独で所要の絞り作用を有する場合には、絞り３５を省略してもよい。主排気路３３の下流端が、ターボ分子ポンプ３１の中段の吸引ポートに連なっている。ターボ分子ポンプ３１の中段の吸引ポートのヘリウム排気速度は３〜２０Ｌ／ｓ程度である。ターボ分子ポンプ３１の下段の排気ポートから後段排気路３６が延びている。排気路３６には後段開閉弁３７が設けられている。排気路３６の下流端が、ロータリーポンプ３２の吸引ポートに接続されている。主排気路３３とは別途に、粗引路３８がチャンバー１０からロータリーポンプ３２へ延びている。粗引路３８の中途部には、粗引開閉弁３９が設けられている。粗引路３８は、後段開閉弁３７とロータリーポンプ３２との間の排気路３６に合流している。
【００３６】
ターボ分子ポンプ３１の上段の接続ポートに検知手段として質量分析計２が接続されている。質量分析計２は、ターボ分子ポンプ３１の中段から逆拡散して来たガス分子をイオン化して、一定方向を向く磁界中に放出することによって、分子イオンをその質量に応じて分離する。そして、検査ガス（ヘリウム）の分子量に対応する特定の重さのイオンだけを捕捉することで、検査ガス密度に比例したイオン電流信号を得る。そしてイオン電流信号を電圧に変換した電圧信号からなる検知信号を発生させる。これによって、上記ガス中のヘリウムが検知される。質量分析計２によるヘリウム検知は、所定のサンプリング周期をもって更新される。サンプリング周期は、例えば０．１秒であるが、本発明はこれに限られるものではない。また、検知信号には、イオン電流を電圧に変換するアンプの時定数などの遅れがあるが、およそサンプリング周期に近い値であるため区別せず、まとめてサンプリング周期として扱うことができる。
【００３７】
なお、質量分析計２は、水（Ｈ２Ｏ）等のヘリウム以外のガスにも僅かな確率で感応する。すると、検知信号にノイズが発生する。また、ヘリウム以外のガスの圧力によっては、空間電荷効果によりヘリウム感度が影響を受ける。これらヘリウム以外の、ノイズを惹き起こすガスを「不純ガス」と称す。不純ガスは検査ガスであるヘリウムと共にチャンバー１０から排気されるが、分子質量が大きいため、ターボ分子ポンプ３１の中段から上流（上段）へは逆拡散しにくい。したがって、質量分析計２のノイズを抑えることができる。
【００３８】
ヘリウム（検査ガス）の真空排気の時定数τｃは、チャンバー１０の内容積、並びにチャンバー１０の排気系のヘリウムに対するコンダクタンスによって定まる。この時定数τｃは、０．１秒≦τｃ≦１秒になるように設定されている。より好ましくは、０．２秒≦τｃ≦１秒になるように設定されている。時定数τｃは下式（１）にて表される。
τｃ＝Ｖ／Ｃ            （１）
ここで、Ｖ（ｍ３）は、絞り３５より手前の全ての内容積、すなわち、チャンバー１０（カプセル２０を含む）及び主排気路３３のうち絞り３５よりチャンバー１０側の路部分３３ａの内容積である。この実施形態では、カプセル２０及び主排気路部分３３ａの内容積はチャンバー１０の内容積と比べて十分に小さく、無視出来るから、Ｖは、実質的にカプセル２０を除いたチャンバー内空間１３の容積とみなせる。チャンバ１０の内容積は、前述の式（１）を満せる範囲で小さいほど良いが、カプセルを収納したりバルブ類を設けたりするので、１０−４ｍ３〜１０−３ｍ３（１００ｍＬ〜１０００ｍＬ）程度となる。Ｃ（ｍ３／ｓ）は、チャンバー１０の排気系のヘリウムに対するコンダクタンスであり、主排気路３３と主開閉弁３４のコンダクタンス、絞り３５の開度（コンダクタンス）、及びターボ分子ポンプ３１の排気速度の合成コンダクタンスである。コンダクタンスＣの値は、チャンバー１０の排気の時定数τｃが適切な値となるよう、主に絞り３５の口径を変えて調整されている。
【００３９】
内容積Ｖ及びコンダクタンスＣは、試験体９のサイズには依存しない。したがって、これらＶ及びＣを設定することによって時定数τｃを式（１）で定まる設計値に予め決めておくことができる。なお、実際の時定数τｃは、後記標準リーク６１を用いて、標準リーク定常値の３７％になる時間を測定することによって求めることができる。
【００４０】
時定数τｃは、蓄積したガスを開放した時の流量変化と相関している。時定数τｃを大きくすれば、流量が減衰する時間が長くなり、十分なサンプリング数を確保できる。しかし、ピーク流量が低くなり、各瞬間での流量の値が小さくなって（Ｓ／Ｎが小さくなって）バックグラウンドに近づくため、蓄積したガスの全体量を精度良く求めることが困難になる。また、流量の減衰時間が長くなる分、測定時間も長くする必要がある。そこで、時定数τｃの上限は、質量分析計２の応答時間又はサンプリング周期の１０倍程度とし、１秒程度とするのが好ましい。
【００４１】
時定数τｃを小さくすれば、開放時のピーク流量が高くなる。しかし、流量が減衰する時間が短くなって、質量分析計２の応答時間又はサンプリング周期に近づいてくる。そのため、流量のサンプリング数が少なくなり、上記蓄積したガスの全体量を精度良く求めることが困難になる。逆に言えば、質量分析計２の応答時間やサンプリング周期は、質量分析計２の検出感度を犠牲にしない範囲で極力短いことが好ましい。しかし、質量分析計２の応答時間を短くしていくと、ノイズに弱くなり、検出感度が低下するから、応答時間は５０ｍｓ〜１００ｍｓ程度が好ましい。時定数τｃは、質量分析計２の応答時間又はサンプリング周期の少なくとも２倍以上であることが好ましいから、現実的な性能バランスを考慮すると、時定数τｃの下限は、０．１秒程度、より望ましくは、０．２秒程度とするのが好ましい。
【００４２】
さらに、漏洩試験装置１は、窒素供給源５１と、標準リーク６１を備えている。窒素供給源５１は、窒素ボンベ等からなり、開閉弁５２を介してチャンバー１０に接続されている。試験体９の出し入れ時等には、窒素供給源５１から窒素をチャンバー１０に導入することで、チャンバー１０を大気圧に戻すことができる。
なお、チャンバー１０内を大気圧に戻すガスとして、窒素ガスに代えてアルゴンガスや乾燥空気を用いてもよい。
【００４３】
標準リーク６１は、開閉弁６２を介してチャンバー１０に接続されている。標準リーク６１と開閉弁６２との間には小容器６１ｂが設けられている。この小容器６１ｂにヘリウムを既知の流量で溜めることができる。開閉弁６２を開けると、上記ヘリウムが真空のチャンバー１０へ流れることで、疑似漏れを生成でき、これによって、質量分析計２の読みを校正できる。
【００４４】
さらに、漏洩試験装置１は、制御演算処理部３を備えている。制御演算処理部３によって、漏洩試験装置１の動作が統括されるとともに、質量分析計２による検知情報に基づいて試験体９の漏れが評価される。詳細な図示は省略するが、制御演算処理部３には、ＣＰＵ、メモリ、入出力部等を含むマイクロコンピュータ、質量分析計２、圧力センサ４及び監視手段６の信号処理回路、開閉弁３４，３７，３９，５２，６２、駆動シリンダ４１等を駆動させる駆動回路等が設けられている。なお、図１においては、作図の便宜上、質量分析計２、監視手段６、及び一部の開閉弁３４，６２と、制御演算処理部３とを結ぶ信号線のみが図示されている。制御演算処理部３のメモリには、例えば後記の蓄積時間Ｔａ、測定時間Ｔｉ、測定目標漏れ流量Ｒｓ（漏れ判定の閾値）等のデータや、漏洩試験装置１を動作させるためのシーケンスプログラム等が格納されている。
【００４５】
漏洩試験装置１による試験体９の漏洩試験方法を、図２のタイムチャート及び図３〜図４フローチャート並びに図５のグラフにしたがって説明する。
＜ボンビング工程＞
予め、試験体９を、ボンビングタンク（図１において不図示）に入れて、検査ガス（ヘリウム）によるボンビングを行う（ステップ００１）。ボンビングとは試験体９を所定条件で検査ガス雰囲気に晒すことである。上記所定条件を決めるにあたっては、試験規格（例えばJIS C 60068-2-17附属書Ｄの式、同じくMIL-STD-883J METHOD 1014.14 Eq (1)など）に従って定めるとよい。このボンビング工程において、試験体９の気密性が良好であれば、ヘリウムが内部空間９ａに侵入することは全く又は殆どない。一方、気密性不良の試験体９においては、その不良部を通してヘリウムが内部空間９ａに侵入する。
【００４６】
上記ボンビング終了後の試験体９を漏洩試験装置１へ送る。以降の漏洩試験装置１における動作は、制御演算処理部３が、シーケンスプログラムに基づいて自動的に行なう。
＜大気圧導入工程＞
まず、窒素供給源５１から窒素（Ｎ２）をチャンバー１０内に導入して、チャンバー１０内を大気圧にする（ステップ１０１）。
【００４７】
＜試験体出し入れ工程＞
そのうえで、出し入れ扉１４を開けるとともに、カプセル開閉手段４０によってカプセル下部２２を下降させて、カプセル内室２３を開放する。そして、図示しない出し入れ機構によって、上記試験体９を、出し入れ扉１４を通してカプセル内室２３に投入する（ステップ１０２）。その後、出し入れ扉１４を閉じ、チャンバー１０を密閉する。この時の漏洩試験装置１の弁状態は、後段開閉弁３７のみを開状態とし、その他の主開閉弁３４，３９，５２，６２は閉状態とする。カプセル２０は開状態とする。質量分析計２及び真空ポンプ３１，３２は常時運転状態とする。
【００４８】
＜粗引工程＞
試験体９の投入及びチャンバー１０の密閉後、後段開閉弁３７を閉じ、粗引開閉弁３９を開ける。これによって、チャンバー１０内のガスが、粗引路３８を経て、ロータリーポンプ３２に吸引されて排気される（ステップ１０３）。したがって、チャンバー１０内の圧力が低下する。（この時、カプセル２０は開放されている。）
【００４９】
＜高真空化工程＞
チャンバー１０内の圧力がおよそ１００Ｐａ（絶対圧）程度以下になったら（ステップ１０４）、粗引開閉弁３９を閉じ、主開閉弁３４及び後段開閉弁３７を開く（ステップ１０５）。これにより、チャンバー１０内のガスが、主排気路３３を通ってターボ分子ポンプ３１に吸引され、さらに排気路３６を経て、ロータリーポンプ３２から排気されることで、チャンバー１０内の圧力が更に低下して分子流領域に入っていく。チャンバー１０内の圧力は、排気時間から割り出してもよく、圧力センサ４によって実測してもよい。
【００５０】
チャンバー１０内のヘリウムは、０．１Ｐａ程度以下（分子流領域）になると、時定数τｃ（＝Ｖ／Ｃ）によって決まる排気速度で吸引排気される。ここで、Ｃは前述のチャンバー１０の排気系のヘリウムに対するコンダクタンスである。チャンバー１０内のヘリウム以外のガス成分も、各々コンダクタンスが異なるため、各々の時定数で決まる排気速度で吸引排気される。空気の排気速度はヘリウムの排気速度の３７％になる。そこで、ターボ分子ポンプ３１の排気速度を高めてチャンバー１０の高真空化を速めるために、主排気路３３のコンダクタンスを一時的に大きくしてもよい（図８のバイパス回路７１参照）。
【００５１】
チャンバー１０内が真空になることによって、気密性不良の試験体９においては、上記ボンビングしたヘリウムが気密不良部から漏れ出す。以下、このヘリウムを「漏洩ヘリウム」と称す。漏洩ヘリウムは、開放されたカプセル内室２３からチャンバー内空間１３へ拡散する。気密性が良好な試験体９においては、漏洩ヘリウムは全く又は殆ど発生しない。
【００５２】
＜検知工程＞
チャンバー１０からターボ分子ポンプ３１に吸引されたガスの一部は、ターボ分子ポンプ３１の中段から質量分析計２に逆拡散する。このガス中のヘリウムを質量分析計２によって検知する。これによって、上記吸引ガス中のヘリウム流量に応じた大きさの検知信号（検知流量）が、サンプリング周期（例えば０．１秒）置きに質量分析計２から制御演算処理部３に常時出力される。
【００５３】
上記の検知信号は、上記漏洩ヘリウムの他、以下の（ａ）〜（ｆ）のバックグラウンドとしてのヘリウムや、ノイズとなる水蒸気等の不純ガスの影響を含み得る。
（ａ）出し入れ扉１４の開閉によってチャンバー１０内に入り込んだ空気中のヘリウムや不純ガス。
（ｂ）チャンバー１０の内壁、カプセル２０の外壁、ベローズ４４の外周面、主排気路３３の内壁、開閉弁３４内の通路の内壁、絞り３５の内壁等の、カプセル内室２３を除くチャンバー内空間１３及び主排気路３３を画成する面に吸着又は付着していたヘリウムや不純ガス。
（ｃ）高真空化によって、外部からＯリング１５等のゴム製シール部材を浸透してチャンバー１０内や主排気路３３内に入り込んだヘリウム等。
（ｄ）上記ゴム製シール部材の収容溝等に形成されたポケットに溜まっていたヘリウムや不純ガス。
（ｅ）ターボ分子ポンプ３１の排気ポート側から逆拡散してくるヘリウム等。
（ｆ）カプセル内室２３の内壁及び試験体９の外表面等の、カプセル２０内の空間を画成する面に吸着又は付着していたヘリウムや不純ガス。
これらのうち（ａ）〜（ｅ）の、カプセル２０の内部以外の場所から発生（漏洩又は脱離）したガスを適宜「カプセル外由来」のガスと称す。また、（ｆ）の、カプセル２０の内部で発生（漏洩又は脱離）したガスを適宜「カプセル内由来」のガスと称す。特に、バックグラウンドヘリウムについては、カプセル外由来であるかカプセル内由来であるかを区別するために、カプセル外由来のバックグラウンドヘリウムを「バックグラウンドヘリウムＢＧ１」と記し、カプセル内由来のバックグラウンドヘリウムを「バックグラウンドヘリウムＢＧ２」と記す。
なお、上述したように、ヘリウムのほうが上記不純ガスよりも質量分析計２へ逆拡散し易いから、検知信号のノイズを低減できる。
【００５４】
＜校正＞
なお、漏れ試験に際しては、予め質量分析計２を校正することで、上記の検知信号の大きさ（電圧値又は電流値）とヘリウム流量との関係を割り出しておく必要がある。校正は次のようにして行なうことができる。
例えば、開閉弁６２を開けて、標準リーク６１から真空のチャンバー１０へ１×１０−１１Ｐａｍ３／ｓのヘリウムの疑似漏れを生成する。そして、４〜１００秒程度の時間（後記蓄積時間Ｔａに相当）、開閉弁６２を閉じて（カプセル２０の密封に相当）、上記ヘリウムを標準リーク６１の小容器６１ｂ（カプセル２０に相当）に蓄積する。次に、開閉弁６２を開き（カプセル２０の開放に相当）、１．５秒間（後記測定時間Ｔｉに相当）、ヘリウム測定を行なう。この１．５秒間には、小容器６１ｂに蓄積されていたガス量と、測定時間中に標準リーク６１で生じるガス量との和５．５×１０−１１〜１．０１５×１０−９Ｐａｍ３のヘリウムガス量が標準リーク６１からチャンバー１０に流れるから、この１．５秒間の測定結果に基づいて、質量分析計２の読みを校正できる。標準リーク６１によるヘリウムを蓄積して測定する手順は、後に詳述する、試験体９からのヘリウムを蓄積して測定する手順と同様である。
【００５５】
＜高真空化途中判定工程＞
漏洩試験装置１は、主に１０−１０Ｐａｍ３／ｓ以下の極めて微小な漏れを判定するものであるが、１０−１０Ｐａｍ３／ｓまで吸引する途中の段階でも随時漏れ判定を行なうことが好ましい（ステップ１０６）。そのためには、例えば予め、漏れが無いことが判明している良気密性の試験体を用いて、漏洩試験装置１の１０−１０Ｐａｍ３／ｓ以上の領域でのヘリウム流量の減衰特性（真空吸引開始後の各経過時間と質量分析計２による検知流量との関係）を調べ、この減衰特性から導かれる上記経過時間毎の閾値を制御演算処理部３のメモリに記憶させておく。そして、実際の漏れ試験において、各経過時間における質量分析計２による検知流量が、その経過時間に対応する閾値を超えた場合は、試験体９から比較的大きなヘリウム漏洩が起きている可能性が高いから、その試験体９は気密性不良（漏れている）と判定する。例えば、ターボ分子ポンプ３１による吸引開始（主開閉弁３４の開時）直後に１０−６Ｐａｍ３／ｓ以上、又は１秒後に１０−７Ｐａｍ３／ｓ以上、又は２秒後に１０−８Ｐａｍ３／ｓ以上、又は３秒後に１０−９Ｐａｍ３／ｓ以上のヘリウム流量が検知された場合、その試験体９は気密性不良と判定する。この高真空化途中判定工程で試験体９が気密性不良と判定された場合は、その時点で漏洩試験を終了してもよい。
【００５６】
＜蓄積前判定工程＞
１０−９Ｐａｍ３／ｓ〜１０−１０Ｐａｍ３／ｓの領域でのヘリウム流量の減衰特性は良気密性の試験体でもばらつきが大きい。また、ターボ分子ポンプ３１による吸引開始（主開閉弁３４の開時）からヘリウム流量が１０−１０Ｐａｍ３／ｓ程度になるまでの時間は、１０秒〜それ以上である。そこで、漏れ試験の精度向上及び迅速化等のために、次の蓄積前判定工程を実施してよい。
【００５７】
例えば、ヘリウム流量が１０−９Ｐａｍ３／ｓ程度になった時（ステップ１０７）、カプセル開閉手段４０によってカプセル２０を一旦閉じる。したがって、試験体９からヘリウムが漏洩していた場合、その漏洩ヘリウムがカプセル内室２３内に閉じ込められる。そのため、質量分析計２による検知流量が低下する。この低下の有無を観測することによって、試験体９の１０−９Ｐａｍ３／ｓレベルの気密性の良否を判定できる（ステップ１０８）。具体的には、カプセル２０を閉じた状態を例えば時定数τｃの５倍（５τｃ）以上の時間継続し、その後、カプセル２０を再び開く。そして、カプセル２０を閉じる直前の検知流量Ｑ１と、カプセル２０を閉じてから５τｃ程度の時間が経過した時の検知流量Ｑ２と、再びカプセル２０を開いてから５τｃ程度の時間が経過した時の検知流量Ｑ３とから、下式（１）の演算を行なうことで、漏れ流量Ｑ０を求める。
Ｑ０＝Ｑ２−（Ｑ１＋Ｑ３）／２        （１）
この漏れ流量Ｑ０が閾値を超えていたら、その試験体９を１０−９Ｐａｍ３／ｓレベルの漏れがある（気密性不良）と判定する。
【００５８】
この蓄積前判定工程で試験体９が気密性不良と判定された場合は、その時点で漏洩試験を終了してもよい。気密性不良と判定されなかった場合は、カプセル２０を開けた状態で、チャンバー１０の内圧を更に下げていく。カプセル２０を開けておくことで、カプセル内由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ２や不純ガスを蓄積前判定工程後も吸引して排気することができる。したがって、後述する蓄積工程後の漏れ判定の精度を向上させることができる。
なお、蓄積前判定工程でカプセル２０を閉じた時に検知流量の低下が観測されなかった場合は、そのままカプセル２０を閉じ続けることで、後述する蓄積工程に移行することにしてもよい。
【００５９】
ターボ分子ポンプ３１による排気開始（主開閉弁３４の開時）から１０〜２０秒程度でヘリウム流量が１０−１０Ｐａｍ３／ｓ程度になる。つまり、１０〜２０秒以内に概略１０−１０Ｐａｍ３／ｓよりも大きな漏れを判定（測定）することができる。
【００６０】
＜蓄積工程＞
上記蓄積前判定までの工程では判定（測定）が難しい概略１０−１０Ｐａｍ３／ｓ以下の漏れを見つけるために、続けて蓄積工程を行う（ステップ１１０）。すなわち、ヘリウム流量が例えば１０−１０Ｐａｍ３／ｓ程度になった段階（時刻ｔＣ０）で（ステップ１０９）、カプセル開閉手段４０を作動し、カプセル２０を密封する（ステップ１１１）。これによって、試験体９からヘリウムが漏れた場合、その漏洩ヘリウムがカプセル内室２３に蓄積され、チャンバー内空間１３には拡散しなくなる。また、カプセル２０の内壁や試験体９の外表面から脱離したカプセル内由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ２も上記漏洩ヘリウムと一緒にカプセル内室２３に蓄積される。これらカプセル内室２３に蓄積される漏洩ヘリウムやバックグラウンドヘリウムＢＧ２を以下「蓄積ヘリウム」と称す。
なお、カプセル内室２３の内壁の表面積はチャンバー１０の内壁の表面積と比べて極めて小さいから、蓄積ヘリウム中のカプセル内由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ２は、カプセル外由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ１と比べて非常に小さい。
【００６１】
図５に示すように、時刻ｔＣ０（真空排気のある段階）においてカプセル２０を閉じると、カプセ内部由来のヘリウムがチャンバー１０内に拡散しなくなるから、その分だけ質量分析計２の検知流量が低下する。なお、実際の検知信号にはノイズが含まれるため、漏れのレベルが１０−１０Ｐａｍ３／ｓ以下の場合、上記検知流量の低下はノイズに埋もれて判別しづらい。図５では、上記検知流量の低下を誇張して示している。しかし、カプセル密封タイミングｔＣ０において、検知流量の低下が顕著に現れた場合は、その時点で漏れ有りと判定して、蓄積時間を短くしてもよく、あるいは蓄積量を測定しないで時間短縮してもよい。
【００６２】
蓄積工程中も継続してチャンバー１０のガスを吸引排気する。したがって、蓄積工程中に、チャンバー１０の内壁から脱離したヘリウム及び水蒸気や、外部からＯリング１５等のシール部材を浸透してチャンバー１０内に漏れて来たヘリウム等の、カプセル外由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ１及び不純ガスは、チャンバー１０内に蓄積されることなく吸引排気される。
【００６３】
一方、蓄積工程中、カプセル内室２３の内壁や試験体９の外表面等から脱離した水蒸気等の不純ガスも、カプセル内室２３に蓄積される。これによって、カプセル内室２３の圧力が上昇する。漏洩ヘリウムによる圧力上昇は微小であって、カプセル内室２３の主要な圧力上昇の要因は上記不純ガスである。この不純ガスによる圧力上昇は、カプセル２０あるいは試験体９をベーキングしない限り、例えば１０００秒程度経っても収まらず、カプセル内室２３の圧力が例えば数百Ｐａになるまで比較的長時間続く。
【００６４】
図６は、図１と実質的に同一構造の実験機を用いて、チャンバー１０内を真空吸引しながらカプセル２０の開閉を繰り返し、カプセル内室２３の全圧（基準圧との差圧）と質量分析計２によるヘリウム検知流量を測定したグラフである。カプセル２０には、所定流量（３×１０−１２Ｐａｍ３／ｓ）のヘリウム漏れが起きている試験体９を収容した。カプセル２０の内容積は１０ｍｍ３であった。ターボ分子ポンプ３１による排気開始から約１０秒でヘリウム検知流量が１×１０−１０Ｐａｍ３／ｓ以下になった。１３秒目あたりからカプセル２０を２０秒間程度閉じてから開ける操作を繰り返した。図６に示すように、カプセル２０を閉じる度にカプセル内圧が上昇した。しかも、カプセル２０を閉じている期間中、カプセル内圧が上昇し続けた。その後、カプセル２０を開けると、カプセル内圧が瞬間的に低下して元の上昇前の大きさに戻った。（同時に、ヘリウム検知流量がパルス状に短時間だけ急上昇した。）カプセル２０の開閉を繰り返すごとに、カプセル内圧の上昇勾配は緩やかになったが、ターボ分子ポンプ３１による排気開始から１５０秒以上経過しても、カプセル閉時の内圧上昇が収まることはなかった。例えば、排気開始から１０４秒〜１２４秒の２０秒間におけるカプセル閉期間には、約２１Ｐａの差圧が生じ、カプセル内部に２．１×１０−７Ｐａｍ３のガス量が蓄積した。この期間におけるヘリウム蓄積量（カプセル開後の測定のための１．５秒間の漏れ量含む）は６×１０−１１Ｐａｍ３であった。したがって、ヘリウムの３５００倍ものガス量がカプセル２０内に生じていたことになる。この大半は水蒸気を主体とする不純ガスであると考えられる。
【００６５】
＜カプセル内圧監視工程＞
上記の不純ガスによる圧力上昇を利用して、カプセル２０が的確に封止されているか否かを判断できる（ステップ１１２）。すなわち、監視手段６によってカプセル内室２３の圧力を検知する。カプセル２０の封止が完全であれば、監視手段６の検知圧力が相応のレートで上昇する。カプセル２０の封止が不全であれば、監視手段６の検知圧力が相応のレートでは上昇しない。これによって、カプセル２０の封止状態を監視でき、封止不全と判断されたときは、警告を出力して報知できる。
【００６６】
＜蓄積ヘリウムガス量ＱＩｔａ＞
蓄積工程は、カプセル密封タイミングｔｃ０から蓄積時間Ｔａ（ｓ）が経過するタイミングｔＣ２まで行なわれる（ステップ１１３）。この間、カプセル２０内に蓄積されるヘリウムガス量ＱＩｔａ（Ｐａｍ３）は、式（２）に示す大きさになる。
ＱＩｔａ＝Ｑｒ×Ｔａ            （２）
ここで、Ｑｒは、カプセル内由来のヘリウム（漏洩ヘリウム及びバックグラウンドヘリウムＢＧ２）の瞬時流量（Ｐａｍ３／ｓ）である。図５のグラフにおいて、蓄積ヘリウムガス量ＱＩｔａは、時刻ｔＣ０から時刻ｔＣ２までの間の検知流量を示す実線Ｌ０と仮想線Ｌ１とで囲まれた部分（同図における狭間隔の斜線模様の部分）の面積に対応する。仮想線Ｌ１は、上記カプセル内由来のヘリウムが蓄積されずにチャンバー１０に拡散していたと仮定した場合の仮想の検知流量である。
【００６７】
＜蓄積時間Ｔａ＞
ここで、蓄積時間Ｔａ（カプセル２０を密封し続ける時間）について説明する。
蓄積時間Ｔａは、測定したいヘリウムリーク率（測定目標漏れ流量）Ｒｓ（Ｐａｍ３／ｓ）に応じて予め決めておく。図７に示すように、測定目標漏れ流量Ｒｓと蓄積時間Ｔａとの間には一定の関係がある。測定目標漏れ流量Ｒｓが小さければ小さいほど、蓄積時間Ｔａを長くする。好ましくは、下式（３）が満たされるように蓄積時間Ｔａを設定する。
Ｔａ≧ＱＩｓ／Ｒｓ      （３）
ここで、ＱＩｓは、後記の測定時間Ｔｉに検知可能な最小限度のヘリウムガス量（Ｐａｍ３）である。すなわち、本装置１は、漏洩ヘリウムの流量（Ｐａｍ３／ｓ）をリアルタイムでモニタリングするのでなく、所定の時間Ｔａ、カプセル２０にガスを蓄積したうえで、この蓄積したガスを一定の測定時間Ｔｉに測定するものである。したがって、この測定時間Ｔｉに確実に測定できる最小限度のガス量ＱＩｓを前もって評価しておく必要がある。
【００６８】
＜最小可検ヘリウムガス量ＱＩｓ＞
最小可検ヘリウムガス量ＱＩｓは、次のようにして求めることができる。
例えば、漏れが無いことが判明している良気密性の試験体をカプセル２０に収容し、又は試験体を収容しないで、ｎ回繰り返し試験を行い、後記時間積分量ＱＩｔと後記カプセル外由来ヘリウムガス推定量ＱＩｂとの差ＱＩｔ−ＱＩｂの標準偏差σｎ−１を求め、ＱＩｓ＝ｍ×σｎ−１としてもよい。好ましくは、ｍ＝５である。そうすることで、ヘリウムガスを確実に検知可能になるように蓄積時間Ｔａを設定でき、蓄積不足で検知不能になるのを確実に回避できる。なお、時定数τｃが約０．３秒、サンプリング周期が０．１秒の実験機において、漏れが無いことが判明している良気密性の試験体９を用いてｎ＝１００回試験したところ、最小可検ヘリウムガス量ＱＩｓは、ＱＩｓ＝２．４×１０−１１Ｐａｍ３であった。この場合、例えば、Ｒｓ＝２×１０−１４Ｐａｍ３／ｓのレベルの漏れを見つけたいときは、蓄積時間Ｔａは、Ｔａ＝１２００秒以上にすればよい。
上記標準偏差値は、漏れ試験を行うにあたり、定期的に、あるいは、試験体９の種類やカプセル２０を変える度に評価するのが好ましい。
【００６９】
なお、実験によれば、蓄積されたガス量ＱＩｘが、ＱＩｘ＝１×１０−８Ｐａｍ３〜２．４×１０−１１Ｐａｍ３の範囲であれば、精度よく検知可能であった。また、ＱＩｘ＜４×１０−５Ｐａｍ３であれば、漏洩ヘリウムの検知流量との関係に単調性があることが確認された。したがって、蓄積工程における漏洩ヘリウム流量が最大値（１×１０−１０Ｐａｍ３／ｓ）であったとしても、Ｔａ＝４０００００秒（約４．６日）まではカプセル２０の蓄積限界に達しない。見方を変えると、蓄積時間ＴａをＴａ＝４０００００秒とした場合、漏洩ヘリウム流量が６×１０−１７Ｐａｍ３／ｓ以上であれば、蓄積ガス量が２．４×１０−１１Ｐａｍ３以上となるので検知可能である。
【００７０】
＜推定工程＞
カプセル２０を密封（蓄積工程を開始）した後、時定数τｃの５倍（５τｃ（ｓ））以上の時間が経過すれば、チャンバー内空間１３におけるカプセル内由来のヘリウムは０．７％未満となり、質量分析計２の検知流量の殆どがカプセル外由来のヘリウムＢＧ１の流量になる。そこで、蓄積工程開始から好ましくは５τｃ経過時以降であって蓄積工程を終了する前の推定開始タイミングｔｃ１になったら（ステップ１１４）、質量分析計２の検知流量から、後記測定時間Ｔｉ内における質量分析計２による測定ヘリウムガス量（時間積分量）ＱＩｔに含まれるカプセル外由来ヘリウムＢＧ１のガス量ＱＩｅを推定する（ステップ１１５）。
質量分析計２の検知流量Ｑｂは、カプセル外由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ１の流量である。カプセル外由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ１は、蓄積工程終期においては、蓄積工程の初期と比較して減少しており、かつ安定してくるから、推定時間Ｔｅにおけるカプセル外由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ１の流量と、測定時間Ｔｉにおけるカプセル外由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ１の流量とは、ほぼ等しいものとして扱える。これを利用して、簡単には、推定時間Ｔｅの長さを測定時間Ｔｉの長さと同じとしたうえで、カプセル外由来ヘリウムガス推定量ＱＩｅは、蓄積工程の終期に質量分析計２で検知した流量を推定時間Ｔｅ積分した値とする。
蓄積時間Ｔａの終期の検知流量Ｑｂを用いて、下式（４）のような演算をしてもよい。
ＱＩｅ（Ｐａｍ３）＝Ｑｂ（Ｐａｍ３／ｓ）×Ｔｅ（ｓ）        （４）
【００７１】
流量Ｑｂは、カプセル２０の密閉時に質量分析計２が計測したヘリウム流量であるから、カプセル外由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ１（上記（ａ）〜（ｅ））を含み、かつカプセル内由来の漏洩ヘリウム及びバックグラウンドヘリウムＢＧ２（上記（ｆ））を含まない。
【００７２】
好ましくは、推定時間Ｔｅの長さは、測定時間Ｔｉの長さと同じとし（Ｔｅ＝Ｔｉ）、推定時間Ｔｅの終了タイミングｔｃ２を蓄積時間Ｔａの終了タイミングと一致させる。後述するように、Ｔｉ＝０．３秒〜６秒程度であり、したがって、推定時間Ｔｅの開始から測定時間Ｔｉの終了までの時間は０．６秒〜１２秒程度であるから、推定時間Ｔｅにおけるカプセル外由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ１のガス量と、測定時間Ｔｉにおけるカプセル外由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ１のガス量とは、ほぼ等しいものと考えられ、上記の推定は妥当である。図５のグラフにおいて、推定量ＱＩｅは、検知流量を示す実線Ｌ０と、時刻ｔＣ１の垂直線と、時刻ｔＣ２の垂直線と、時間軸とで囲まれた四角形（同図における濃い目の点々模様の部分）の面積に対応する。推定量ＱＩｅの算出は、制御演算処理部３が行なう。このとき、制御演算処理部３は「推定手段」として機能する。
【００７３】
＜開放工程＞
蓄積時間Ｔａが経過した時ｔＣ２（＝ｔＣ０＋Ｔａ）、カプセル開閉手段４０によってカプセル２０を開く（ステップ１１９）。これによって、カプセル内室２３がチャンバー内空間１３に開放される。したがって、カプセル内室２３に蓄積されていたガスが、カプセル内室２３からチャンバー内空間１３に拡散してチャンバー内空間１３内のガスと混じるとともに、主排気路３３を経てターボ分子ポンプ３１に吸引される。この吸引ガスのヘリウムが質量分析計２によって検知される。このため、図５に示すように、質量分析計２の検知流量が一時的に急上昇する。この検知流量のピーク及び減衰時間は、時定数τｃに依存する。時定数τｃが短いほど、ピークが高くなり、かつ減衰時間が短くなる。時定数τｃが長いほど、ピークが低くなり、かつ減衰時間が長くなる。チャンバー１０の内容積Ｖ等によって時定数τｃを適切な大きさに設定でき、カプセル２０の開放後の検知流量の変化を確実に測定することができる。
【００７４】
上記の蓄積工程での真空排気によって、チャンバー１０内の不純ガス（水蒸気、窒素、酸素等）を大幅に低減させておくことができるから、以降のヘリウム検知の正確度を十分に高めることができる。しかも、上述したように、ヘリウムは他のガスと比べてターボ分子ポンプ３１の中段から逆拡散して質量分析計２へ流入し易いから、質量分析計２から見た不純ガスに対するヘリウムの圧縮比を大きくでき、ヘリウム検知の正確度を一層高めることができる。
【００７５】
＜ガス量測定工程（時間積分）＞
制御演算処理部３は、上記開放後の検知流量の変化から蓄積ヘリウムガス量（又はそれに準ずるガス量）を求める。具体的には、カプセル２０の開時以降の測定時間Ｔｉにおける質量分析計２の検知流量を時間積分して、測定ヘリウムガス量（時間積分量）ＱＩｔ（Ｐａｍ３）を求める（ステップ１２０）。測定時間Ｔｉは、好ましくは時定数τｃの３〜６倍とする（３τｃ≦Ｔｉ≦６τｃ）。より好ましくは時定数τｃの５〜６倍とする（５τｃ≦Ｔｉ≦６τｃ）。Ｔｉ＝３τｃとすると、測定ヘリウムガス量ＱＩｔが蓄積工程でカプセル２０に蓄積したヘリウム全体の９５．０％を含むようにできる。Ｔｉ＝６τｃとすると、測定ヘリウムガス量ＱＩｔが上記蓄積ヘリウム全体の９９．８％を含むようにできる。τｃ＝０．１秒〜１秒程度であるからＴｉ＝０．３秒〜６秒程度である。
時定数τｃは、チャンバー１０の内容積Ｖ及び主排気路３３のコンダクタンスＣによって決まり、予め測定又は設定しておくことができるから、カプセル２０の開時以降のピーク値と３７％値が明確にできないくらい検知信号が小さく、Ｓ／Ｎが小さくても、測定時間Ｔｉを予め決めておくことができる。
【００７６】
図５に示すように、測定ヘリウムガス量ＱＩｔには、蓄積時間Ｔａにおける蓄積ヘリウムが開放されたことによる放出量ＱＩｔａ’ （Ｐａｍ３）が含まれるだけでなく、測定時間Ｔｉにおけるカプセル内由来のヘリウム（漏洩ヘリウム及びバックグラウンドヘリウムＢＧ２）のガス量ＱＩｃ（Ｐａｍ３）、及びカプセル外由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ１のガス量ＱＩｂ（Ｐａｍ３）が含まれている。
ＱＩｔ＝ＱＩｔａ’＋ＱＩｃ＋ＱＩｂ          （５）
ＱＩｔａ’は、蓄積時間Ｔａにおける蓄積ヘリウム量ＱＩｔａと一致する（ＱＩｔａ’＝ＱＩｔａ）。したがって、
ＱＩｔ＝ＱＩｔａ＋ＱＩｃ＋ＱＩｂ            （６）
である。
【００７７】
図５において、ＱＩｔａ’は、時間積分開始時ｔＣ２から時間積分終了時ｔＣ３（＝ｔＣ２＋Ｔｉ）までの間の検知流量を示す実線Ｌ０と、仮想線Ｌ１とで囲まれた部分（同図における広間隔の斜線模様部分）の面積に対応する。このＱＩｔａ’に対応する部分の面積は、ＱＩｔａに対応する部分（同図における狭間隔の斜線模様部分）の面積と一致する。ＱＩｃは、時刻ｔＣ２〜ｔＣ３の間の２つの仮想線Ｌ１，Ｌ２で挟まれた部分（同図における斜め格子模様の部分）の面積に略対応する。仮想線Ｌ２は、蓄積工程における検知流量を示す線Ｌ０を延長したものである。ＱＩｂは、仮想線Ｌ２と、時刻ｔＣ２の垂直線と、時刻ｔＣ３の垂直線と、時間軸とで囲まれた四角形（同図における疎らな点々模様の部分）の面積に対応する。
【００７８】
なお、測定時間ＴｉをＴｉ＝３〜４×τｃ（ｓ）程度に設定する場合は、カプセル２０を開いてから質量分析計２の検知信号が立ち上がるまでの時間遅れを考慮することが好ましい。（実験機によると、約０．１秒〜０．２秒の時間遅れが認められた。）質量分析計２の検出値の時間積分を開始するタイミングを、この時間遅れ以内の時間ずらしても良い。
【００７９】
＜カプセル内由来ヘリウム流量算出工程＞
次に、測定ヘリウムガス量ＱＩｔから上記カプセル外由来ヘリウムガス推定量ＱＩｂを差し引くことで、ガス量ＱＩｒ（＝ＱＩｔ−ＱＩｂ）を算出する。ガス量ＱＩｒは、放出ヘリウムガス量ＱＩｔａ’と、測定時間Ｔｉにおけるカプセル内由来ヘリウムガス量ＱＩｃの和である。
ＱＩｒ＝ＱＩｔａ’ ＋ＱＩｃ          （７）
放出ヘリウムガス量ＱＩｔａ’は蓄積ヘリウムガス量ＱＩｔａと等しいから、
ＱＩｒ＝ＱＩｔａ ＋ＱＩｃ            （８）
である。すなわち、ＱＩｒは、蓄積工程の開始時ｔＣ０から測定工程の終了時ｔＣ３迄の時間（Ｔａ＋Ｔｉ）のカプセル内由来ヘリウムガス量（Ｐａｍ３）である。式（９）に示すように、このカプセル内由来ヘリウムガス量ＱＩｒを時間（Ｔａ＋Ｔｉ）で除することによって、カプセル内由来ヘリウム流量Ｑｒを求める（ステップ１２１）。
Ｑｒ＝ＱＩｒ／（Ｔａ＋Ｔｉ）            （９）
または、式（１０）によってカプセル内由来ヘリウム流量Ｑｒを求めてもよい。
Ｑｒ＝ＱＩｒ／（Ｔａ＋Ｔｉ−τｃ）            （１０）
ここで、式（１０）は、式（９）に対して、測定時間Ｔｉにおけるカプセル内由来ヘリウム流量Ｑｒ成分の応答遅れ（真空排気の時定数τｃの応答遅れ）を考慮したものである。
【００８０】
＜漏れ評価工程＞
このカプセル内由来ヘリウム流量Ｑｒに基づいて、漏れの有無又は漏れの大きさ等の漏れ評価を行なう（ステップ１２２）。評価は、制御演算処理部３が行なう。このとき、制御演算処理部３は「評価手段」として機能する。具体的には、制御演算処理部３は、カプセル内由来ヘリム流量Ｑｒと測定目標漏れ流量Ｒｓ（閾値）とを比較し、Ｑｒ≧Ｒｓなら、その試験体９は漏れている（気密性不良）と判定する。Ｑｒ＜Ｒｓなら、その試験体９は気密性良好と判定する。カプセル内由来ヘリウム流量Ｑｒには、試験体９からの漏洩ヘリウム流量だけでなく、カプセル内由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ２の流量も含まれているが、カプセル２０が小さいから上記バックグラウンドヘリウムＢＧ２も十分に小さくできる。したがって、漏れ試験の信頼性を向上できる。
また、カプセル内室２３の内壁を滑らかにすることで、該内壁にガスが吸着するのを抑制でき、ひいては、カプセル内由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ２及び不純ガスを減らすことができる。
【００８１】
なお、予め、漏れが無いと見做せる試験体を使ってボンビングの影響を含めたカプセル内由来バックグラウンドヘリウムＢＧ２の流量を測っておき、個々の試験体９の試験においては、算出したカプセル内由来ヘリウム流量Ｑｒから上記バックグラウンドヘリウムＢＧ２の測定流量を減じることにしてもよい。これによって、漏洩ヘリウム流量を抽出することができる。この漏洩ヘリウム流量と測定目標漏れ流量Ｒｓとを比較することで、漏れ判定の正確度を一層高めることができる。
【００８２】
＜試験体交換工程＞
上記測定時間Ｔｉの経過後、開閉弁３４を閉にしてから窒素導入開閉弁５２を開にして、チャンバー１０内へ窒素ガスを導入することで、チャンバー１０内を大気圧にする。そのうえで、出し入れ扉１４を開けて、試験体９を交換する。
【００８３】
漏洩試験装置１によれば、漏洩ヘリウムを蓄えて一気に開放するための容器（カプセル２０）と、蓄えられたガス量を的確に計測するための排気の時定数τｃを決める容器（チャンバー１０）とを別けて設けたものである。したがって、チャンバー１０の内容積Ｖをカプセル２０より大きくすることで、時定数τｃを適切な大きさにでき、蓄積ヘリウムが確実に検知されるようにすることができる。かつ、カプセル２０をチャンバー１０より小さくすることで、カプセル内由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ２や不純ガスを低減できる。また、蓄積中にチャンバー１０内のガスを真空排気することで、カプセル外由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ１や不純ガスを低減できる。しかも、カプセル２０が外気と遮断されるとともに、蓄積工程の間、常に真空排気された雰囲気に置かれるから、カプセル２０の中に外部からヘリウムＢＧ１等のガスが侵入するおそれを回避できる。したがって、カプセル２０の内部（内壁及び試験体９）から生じたカプセル内由来のガスだけを蓄積することができる。加えて、カプセル外由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ１のガス量を推定して、これを測定ヘリウムガス量ＱＩｔから差し引くことによって、カプセル内由来のヘリウムガス量ＱＩｒを抽出できる。さらに、カプセル内由来ヘリウムガス量ＱＩｒを蓄積時間Ｔａと測定時間Ｔｉとの合計時間で除することによって、カプセル内由来のヘリウム流量Ｑｒをより正確に求めることができる。この結果、漏洩試験の信頼性を高めることができる。
チャンバー１０の内容積を、カプセル２０の内容積の好ましくは１００倍以上、より好ましくは１０００倍以上とすることによって、チャンバー１０の内壁に対するカプセル２０の内壁の表面積比を小さくしカプセル内由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ２や不純ガスを確実に低減でき、漏洩試験の精度を向上できる。
また、蓄積時間Ｔａは、測定したい漏れ流量Ｒｓ及び最小可検ガス量ＱＩｓから明確に定めることができる。さらに、蓄積ヘリウムガス量を測定する時間Ｔｉは、時定数τｃに応じて決めることができ、検知流量のピークの同定が困難な場合でも明確である。
【００８４】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において、既述の実施形態と重複する内容に関しては、図面に同一符号を付して説明を省略する。
図８及び図９は、本発明の第２実施形態に係る漏洩試験装置１Ｂを示したものである。図８に示すように、漏洩試験装置１Ｂのチャンバー１０には、仕切り弁１６（仕切り）が設けられている。仕切り弁１６によって、チャンバー１０内が第１室１１と第２室１２とに区画されている。好ましくは、第１室１１の内容積Ｖ１が、第２室１２の内容積Ｖ２よりも小さい（Ｖ１＜Ｖ２）。第１室１１と第２室１２との間に段差状の弁座１６ｂが形成されている。
【００８５】
仕切り弁１６は、例えばソレノイドバルブにて構成されており、遮断位置と連通位置との間で変位可能になっている。遮断位置のときの仕切り弁１６は、弁座１６ｂに当たり、第１室１１と第２室１２とを遮断する。弁座１６ｂには、遮断位置のときの仕切り弁１６と弁座１６ｂとの間を気密にシールするためのＯリング１６ｃ（シール部材）が設けられている。Ｏリング１６ｃは、仕切り弁１６に設けられていてもよい。連通位置のときの仕切り弁１６は、弁座１６ｂから離れ、第１室１１と第２室１２を連通する。このとき、仕切り弁１６の開口面積は、絞り３５の開口面積と比べて十分に大きい。そのため、第１室１１と第２室１２を合計したチャンバー１０全体の内容積Ｖでチャンバー１０の排気特性を扱うことができる。
【００８６】
カプセル２０は、第１室１１に配置される。カプセル開閉手段４０は、カプセル上部２１に連結されている。駆動シリンダ４１は、チャンバー１０の上部に設置されている。昇降ロッド４２は、チャンバー１０の天井部からチャンバー１０内に垂設されている。この昇降ロッド４２の下端部にカプセル上部２１が上下動可能に支持されている。メタルベローズ４３は、チャンバー１０の天井部とカプセル上部２１との間に配置されている。
【００８７】
第２実施形態の漏洩試験装置１Ｂには、カプセル下部２２が複数（図では４つ）備えられている。各カプセル下部２２の底部にはフランジ状の蓋２４が一体に設けられている。これらカプセル下部２２が、搬送機構（図示せず）によって１つずつ順番に第１室１１に収容される。搬送機構は、ターンテーブルやマニピュレータにて構成されていてもよい。チャンバー１０における第１室１１の底部には、開口１１ｂが形成されている。カプセル下部２２は、この開口１１ｂから第１室１１の内部に挿し入れられ、カプセル上部２１と上下に対向する。第１室１１に収容されたカプセル下部２２の蓋２４によって、開口１１ｂが塞がれ、ひいてはチャンバー１０が密閉される。チャンバー１０の密閉状態において、カプセル下部２２における蓋２４を含む底部分は、第１室１１の外側に突出して位置している。チャンバー１０の底部における開口１１ｂのまわりには、Ｏリング１５（シール部材）が設けられている。このＯリング１５によって、チャンバー１０の底部と蓋２４との間がシールされている。なお、Ｏリング１５を蓋２４に設けてもよい。
【００８８】
図８の二点鎖線にて示すように、開閉手段４０によってカプセル上部２１が下降されることで、カプセル上部２１とカプセル下部２２とが合わさり、カプセル内室２３が密封される。開閉手段４０によってカプセル上部２１が上昇されることで、カプセル上部２１及びカプセル下部２２どうしが離れ、カプセル内室２３が開放される。これらカプセル上部２１及びカプセル下部２２どうしの対向部分によって、開閉可能部２９が構成されている。開閉可能部２９は、チャンバー１０の密閉状態において第１室１１内に配置されている。
【００８９】
真空排気手段３０の主排気路３３ひいてはターボ分子ポンプ３１は、第２室１２に連なっている。主排気路３３には、第１実施形態における主開閉弁３４が設けられていない。主開閉弁３４の機能は、仕切り弁１６が担っている。また、主排気路３３には、絞り３５をバイパスするバイパス路７１が設けられている。バイパス路７１にバイパス開閉弁７２が設けられている。さらに、粗引路３８は、第１室１１に連なっている。
【００９０】
窒素供給源５１は、第１室１１に連なっている。
標準リーク６１は、第２室１２に接続されているが、第１室１１に接続してもよい。
【００９１】
漏洩試験装置１Ｂの動作を、漏洩試験装置１に対して特徴的な内容を中心に説明する。＜投入工程＞
試験体９のボンビングが終了したら、各カプセル下部２２の内室２３に上記ボンビング済みの試験体９を収容する。
【００９２】
＜交換工程＞
漏洩試験装置１Ｂにおいては、不図示の搬送機構によってカプセル下部２２を１つずつ順番にチャンバー１０にセットして、セットしたカプセル下部２２内の試験体９の漏れ試験を行なう。次のカプセル下部２２ひいては試験体９に交換する際は、仕切り弁１６を遮断位置（閉状態）にして、第１室１１と第２室１２とを遮断する。弁３７は開け、弁３９，６２，７２は閉じておく。そして、窒素導入開閉弁５２を開くことで、第１室１１内に窒素ガスを導入し、第１室１１を大気圧にする。この状態で、第１室１１にセットされていたカプセル下部２２を開口１１ｂから引き出す。続いて、次のカプセル下部２２を開口１１ｂに挿し入れて、該カプセル下部２２の蓋２４によって開口１１ｂを塞ぎ、第１室１１を密閉する。
【００９３】
図９のタイムチャートに示すように、質量分析計２及びポンプ３１，３２は、常時運転状態である。したがって、第２室１２は交換工程の際もターボ分子ポンプ３１によって真空引きされ、高真空になっている。要するに、漏洩試験装置１Ｂによれば、チャンバー１０内のうちカプセル２０の周辺（第１室１１）だけを大気開放して、試験体９を交換することができる。
【００９４】
＜粗引工程＞
粗引工程では、仕切り弁１６を遮断位置（閉状態）に維持する。かつカプセル２０は開放しておく。この状態で粗引開閉弁３９を開くことで、第１室１１のガスをロータリーポンプ３２によって粗引きし、第１室１１の圧力を下げる。
なお、第１室１１に圧力センサ（図示しない）を設け、この圧力センサによって第１室１１の圧力を監視してもよい。
【００９５】
＜高真空化工程＞
第１室１１の圧力が１００Ｐａ程度になった時点で、粗引開閉弁３９を閉じ、かつ後段開閉弁３７を開くとともに、仕切り弁１６を連通位置（開状態）にして、第１室１１と第２室１２とを連通させる。これにより、第１室１１及び第２室１２内のガスが、主排気路３３を経てターボ分子ポンプ３１に吸い込まれて排気される。
【００９６】
＜真空化速度促進工程＞
この高真空化の際、バイパス開閉弁７２を一時的に開けることによって、主排気路３３を流れるガスがバイパス路７１にバイパスされるようにしてもよい。これによって、真空排気手段３０のコンダクタンスを一時的に大きくすることができる。したがって、ヘリウムは勿論、空気等のヘリウムよりも分子流領域での排気速度が遅い分子についても排気を促進できる。
【００９７】
以降の漏れ評価までの工程の内容は、第１実施形態と実質的に同様である。なお、蓄積工程では、カプセル開閉手段４０によってカプセル上部２１を下降させることで、カプセル２０を密封する。仕切り弁１６は、粗引工程終了後、蓄積時間Ｔａ及び測定時間Ｔｉの期間中、開けておき、更に最長で試験体交換工程の直前まで開けておく。
【００９８】
漏れ評価が終わったら、仕切り弁１６を閉じ、上述した交換工程を行なう。以上の操作を反復することで、複数の試験体９を順次漏れ試験することができる。
【００９９】
図１０〜図１３は、本発明の第３実施形態を示したものである。第３実施形態は、カプセルの変形例に係る。図１０に示すように、第３実施形態の集合カプセル８０は、トレー８１と、被覆シート８５を備えている。図１０及び図１１に示すように、トレー８１には、縦横に交差する複数の壁部分８２ａからなる格子状の区画壁８２が設けられている。この格子状区画壁８２によって、縦横に整列された複数のカプセル内室８３（内部空間、凹部）が形成されている。各カプセル内室８３に試験体９が収容されている。集合カプセル８０におけるカプセル内室８３の数は、特に限定が無く、１００個程度であってもよく、１０００個程度であってよい。
【０１００】
格子状区画壁８２の上端面には、トラップ溝８２ｂが形成されている。トラップ溝８２ｂは、対応する壁部分の長手方向に沿って線状に延びている。なお、格子状区画壁８２における外周の壁部分８２ａｅには、長手方向に沿うトラップ溝８２ｂが設けられていないが、この外周壁部分８２ａｅにもトラップ溝８２ｂを長手方向に形成してもよい。
【０１０１】
トレー８１の上方に被覆シート８５が被せられる。被覆シート８５は、例えばアルミ箔からなる薄い金属製フィルムにて構成されている。被覆シート８５の下面に加熱溶着性の樹脂からなる接着層８６がラミネート被膜されている。図において、被覆シート８５及び接着層８６の厚みは誇張されている。
なお、接着層８６が、被覆シート８５の全面ではなく、被覆シート８５における区画壁８２に対応する部分にだけ格子状に被膜されていてもよい。
トレー８１の上面部と被覆シート８５とによって、開閉可能部８７が構成されている。
【０１０２】
＜収容工程〜真空引き工程＞
第３実施形態においては、トレー８１の各カプセル内室８３に試験体９を入れるとともに、被覆シート８５をトレー８１上に被せておく。被覆シート８５における接着層８６を被膜した面がトレー８１に面するようにする。この段階では、被覆シート８５をトレー８１上に被せておくだけでシールしない。このトレー８１をチャンバー１０に収容して、チャンバー１０を閉じる。この段階では、被覆シート８５はトレー８１に密着していないから各カプセル内室８３はチャンバー１０内に開放されている。そして、チャンバー１０内のガスを吸引排気して、粗引工程及び高真空化工程を実行する。
【０１０３】
＜封止工程＞
蓄積工程を開始する際、加熱ローラ（図示せず）を、被覆シート８５に押し当てながらトレー８１の全域にわたって転動させることで、接着層８６を区画壁８２の上端面の全域に溶着する。これによって、各カプセル内室８３が封止され、蓄積工程が開始される。なお、カプセル内室８３を１つずつ順次封止してもよく、一群（例えば横一列）のカプセル内室８３ごとに順次封止してもよい。全部のカプセル内室８３を一度に密封してもよい。
【０１０４】
＜監視工程＞
図１２に示すように、被覆シート８５によってカプセル内室８３が密封されると、カプセル内室８３の内壁や試験体９の外表面から出る水蒸気等のガスによってカプセル内室８３の圧力が上昇する。このため、被覆シート８５における各カプセル内室８３を覆う部分が上方へ膨らむように変形する。そこで、この膨張変形の有無を監視手段８８にて検知することで、カプセル８０の内圧を間接的に監視し、ひいてはカプセル内室８３が確実に密封されたか否かを監視することにしてもよい。監視手段８８としては、レーザ光Ｌ８にて物体の位置等を非接触で検知する光学センサ等を用いることが好ましい。被覆シート８５が膨張変形しないカプセル内室８３については、密封性不良と判定する。
【０１０５】
各カプセル内室８３におけるカプセル内由来のヘリウム（試験体９からの漏洩ヘリウムを含む）は、そのカプセル内室８３の上面を覆う接着層８６に浸透し得る。この浸透ヘリウムは、接着層８６を伝ってトラップ溝８２ｂに捕捉される。これによって、各カプセル内室８３で生じたヘリウムが、他のカプセル内室８３に移るのを防止できる。したがって、試験体９ごとの漏れ量を確実に区別することができる。なお、ヘリウムがアルミ箔製の被覆シート８５に浸透して透過することは殆ど無い。
【０１０６】
＜開封工程＞
図１３に示すように、蓄積工程の終了時には、カッター等の穿孔部材８９によって被覆シート８５における各カプセル内室８３を覆う部分を穿孔する。これによって、カプセル内室８３が、穿孔部８５ｅを通してチャンバー内空間１３に開放される。穿孔する箇所は、各カプセル内室８３の隅部ないしは周縁部に対応する部分（区画壁８２の側面に近い部分）とすることが好ましい。これによって、各カプセル内室８３内の試験体９を穿孔部材８９で損傷するのを回避できる。
【０１０７】
上記の穿孔は、複数のカプセル内室８３を１つずつ間隔を置いて順番に行なうことが好ましい。また、封止した順に穿孔することが好ましい。これによって、複数の試験体９を１つずつ特定して漏れ評価できる。
上記穿孔の間隔は、少なくとも２τｃ以上、好ましくは測定時間Ｔｉ（＝３τｃ〜６τｃ）以上とする。これによって、例えば３秒に１個は開封出来るから、例えば１０００個の試験体９を集合カプセル８０に収容し、蓄積時間Ｔａを３０００秒として、漏れ流量閾値を８×１０−１５Ｐａｍ３／ｓとした場合、およそ２時間で上記１０００個の試験体９
を漏れ判定できる。
第３実施形態における他の工程及び構成等は、第１実施形態又は第２実施形態と同様である。第３実施形態の集合カプセル８０を第２実施形態の二室チャンバー１０と組み合わせてもよく、その場合、集合カプセル８０を第１室１１に収容する。
【０１０８】
図１５〜図１７は、本発明の第４実施形態を示したものである。図１５に示すように、第４実施形態の漏洩試験装置１Ｄでは、チャンバー１０が、上面部が開口された容器状になっている。このチャンバー１０の上面部に出し入れ扉１４が開閉可能に設けられている。カプセル下部２２は、チャンバー１０の内部に配置されるとともに、カプセル開閉手段４０の駆動シリンダ４１によって昇降可能に支持されている。カプセル下部２２の上面に凹部が形成され、この凹部がカプセル内室２３となっている。
【０１０９】
出し入れ扉１４を閉じ、かつカプセル下部２２を駆動シリンダ４１によって上昇させて、カプセル下部２２の上面を出し入れ扉１４の下面に突き当てることで、カプセル内室２３が密封される。チャンバー１０の出し入れ扉１４が、カプセル２０のカプセル上部２１を兼ねている。また、出し入れ扉１４すなわちカプセル上部２１の下面部（一部）とカプセル下部２２の上面部とによって、開閉可能部２９が構成されている。
【０１１０】
図１５及び図１６に示すように、漏洩試験装置１Ｄのカプセル下部２２は、試験体９の大きさに応じて取り替えることができる。すなわち、漏洩試験装置１Ｄには、カプセル内室２３の小さいカプセル下部２２（図１５）や、カプセル内室２３の大きいカプセル下部２２（図１６）が用意されている。カプセル２０の内容積は、チャンバー１０の内容積の好ましくは５分の１以下であり、より好ましくは１００分の１以下であり、一層好ましくは１０００分の１である。
【０１１１】
なお、図示は省略するが、カプセル２０には圧力監視手段６を設けてもよい。
チャンバー１０には圧力センサ４を設けてもよい。
カプセル下部２２が、チャンバー１０内に複数設けられることで、集合カプセルを構成していてもよい。カプセル下部２２ごとに駆動シリンダ４１が設けられていてもよい。
【０１１２】
図１５に示すように、チャンバー１０に検査路９１を介してクライオポンプ９０が接続されている。クライオポンプ９０は、例えば絶対温度２０Ｋ程度の極低温部を有し、この極低温部によって、検査路９１ひいてはチャンバー１０内のヘリウム以外のガスを吸着して除去する。
【０１１３】
検査路９１の中途部に質量分析計２が設けられている。質量分析計２は、検査路９１ひいてはチャンバー１０におけるヘリウム分圧を検知する。検査路９１における質量分析計２の前後には開閉弁９２，９３が設けられている。また、検査路９１における開閉弁９２の前後からそれぞれ排気路３８，３３が分岐されている。排気路３３は、ターボ分子ポンプ３１（真空ポンプ）の入口ポートに接続されている。ターボ分子ポンプ３１の出口ポートから排気路３６が延びている。排気路３６及び排気路３８は互いに合流してロータリーポンプ３２（粗引ポンプ）に接続されている。各排気路３３，３６，３８には、それぞれ開閉弁３４，３７，３９が設けられている。
【０１１４】
第４実施形態の漏洩試験装置１Ｄによる漏れ検査方法の一例を、図１７のタイムチャートにしたがって説明する。
＜収容工程＞
開閉弁９２，３９を閉じた状態で、出し入れ扉１４を開けて、カプセル内室２３にボンビング済の試験体９を収容する。続いて、出し入れ扉１４を閉じる。これによって、チャンバー内空間１３が密閉される。この段階では、カプセル２０を出し入れ扉１４よりも下方へ離しておき、カプセル内室２３をチャンバー内空間１３と連通させておく。
【０１１５】
＜真空吸引工程＞
次に、開閉弁３９を開けることで、チャンバー内空間１３及びカプセル内室２３のガスをロータリーポンプ３２によって粗引きする。
ロータリーポンプ３２による粗引きを終える前に、開閉弁９３を開けて、ターボ分子ポンプ３１により、クライオポンプ９０内のヘリウムを所定の圧力（分圧）以下まで排気しておく。
続いて、開閉弁３９を閉じるとともに、開閉弁９２，３４，３７を開けて、ターボ分子ポンプ３１とクライオポンプ９０によって、チャンバー内空間１３及びカプセル内室２３のガスを更に真空吸引する。
【０１１６】
＜カプセル密閉工程＞
チャンバー内空間１３のヘリウム分圧、すなわちカプセル内室２３のヘリウム分圧が所望の値になったとき、駆動シリンダ４１によってカプセル下部２２を上昇させて出し入れ扉１４に突き当てる。これによって、カプセル内室２３が密閉される。カプセル内室２３の密閉とほぼ同時に、開閉弁３４を閉じて、ターボ分子ポンプ３１によるチャンバー１０の真空吸引を停止する。これによって、チャンバー１０も密閉される。この時、チャンバー１０とカプセル内室２３には、ヘリウムが互いに同じ分圧で閉じ込められる。
【０１１７】
＜蓄積工程＞
これによって蓄積工程が開始され、カプセル２０の内壁や試験体９の外表面等からのカプセル内由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ２や、試験体９の内部空間９ａからの漏洩ヘリウムがカプセル内室２３に蓄積される。
【０１１８】
＜カプセル外由来のバックグラウンド＞
蓄積工程中、チャンバー１０の内壁やカプセル２０の外壁等からカプセル外由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ１がチャンバー内空間１３へ遊離する。このバックグラウンドヘリウムＢＧ１の分だけチャンバー内空間１３のヘリウム分圧が漸増する。チャンバー内空間１３のガスは、検査路９１内、さらにはクライオポンプ９０に拡散する。このガス中のヘリウム以外のガス成分は、クライオポンプ９０によって排気される。一方、クライオポンプ９０はヘリウムを排気しない。したがって、検査路９１の内部と、クライオポンプ９０の内部と、質量分析計２の内部におけるヘリウム分圧は、チャンバー内空間１３のヘリウム分圧と等しくなる。検査路９１の内部、クライオポンプ９０の内部、及び質量分析計２の内部は、チャンバー内空間１３の一部とみなすことができる。
【０１１９】
＜カプセル開放工程＞
蓄積時間の満了後、駆動シリンダ４１によってカプセル下部２２を下降させて出し入れ扉１４から離す。これによって、カプセル内室２３が開放されてチャンバー内空間１３と連通する。このため、蓄積工程中にカプセル内室２３に蓄積されていたヘリウムがチャンバー内空間１３に拡散する。これによって、チャンバー内空間１３のヘリウム分圧が不連続的に上昇又は変化（増減）する。
【０１２０】
＜検知工程＞
このヘリウム分圧を質量分析計２によって検知する。蓄積工程中にカプセル内室２３に蓄積したガス量が多いほど、カプセル内室２３の開放によって、ヘリウム分圧の検知値が大きく上昇する。カプセル内室２３のガス量が蓄積初期からほとんど増加しなかった場合は、ヘリウム分圧の検知値の変化（増減）は小さい。
【０１２１】
例えば、図１７における「Ｈｅ分圧」のチャートの二点鎖線にて示すように、試験体９が漏れの無い良品であれば、カプセル内室２３の内壁や試験体９の外表面等からのカプセル内由来バックグラウンドヘリウムＢＧ２の蓄積分だけ、カプセル２０の開放時にヘリウム分圧が上昇する。このヘリウム分圧の上昇の程度は小さい。
【０１２２】
一方、試験体９が漏れのある不良品の場合には、カプセル内由来バックグラウンドヘリウムＢＧ２だけでなく、試験体９の内部空間９ａから漏洩して蓄積されていたヘリウムについても、カプセル２０の開放によってチャンバー内空間１３に拡散される。したがって、図１７における「Ｈｅ分圧」のチャートの実線にて示すように、試験体９が漏れのある不良品の場合は、カプセル２０の開放に伴って、チャンバー内空間１３のヘリウム分圧が、良品の場合よりも大きく、不連続的に上昇する。
【０１２３】
＜評価工程＞
質量分析計２によるヘリウム分圧の検知情報は、評価手段３へ入力される。評価手段３は、カプセル２０の開放時における検知分圧の変化の程度を読み取る。これによって、試験体９の漏れの有無又はレベルを判定（評価）することができる。
【０１２４】
蓄積工程中にカプセル内室２３に蓄積されたガス量は、カプセル内室２３の容積、及びチャンバー内空間１３の容積、並びに蓄積前のヘリウム分圧、及びカプセル内室２３を開放する前後のヘリウム分圧とから演算によって求めることができる。ここで、カプセル内室２３の容積、及びチャンバー内空間１３の容積は、既知として扱い得る。また、蓄積前のヘリウム分圧、及びカプセル内室２３を開放する前後のヘリウム分圧は、質量分析計２にて検知し得る。これによって、チャンバー内壁等からのカプセル外由来のヘリウムガス量と区別して、試験体９を含むカプセル内由来のヘリウムガス量だけを精度よく評価することができる。
【０１２５】
また、チャンバー１０内に直接試験体９を置かず、カプセル２０に試験体９を収容しているため、チャンバー１０内にカプセル下部２２と駆動シリンダ４１を複数組設けることも可能である。これらカプセル下部２２のカプセル内室２３にそれぞれ試験体９を収容して、同時並行して蓄積工程を行なう。その後、カプセル下部２２を１つずつ順次下降させることで、カプセル内室２３を１つずつ順次開放させて、ヘリウム分圧検知を行なう。これによって、スループットを向上させることができる。
【０１２６】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、第１実施形態等では、蓄積前判定工程又は蓄積工程に入るヘリウム流量を１０−９Ｐａｍ３／ｓ乃至１０−１０Ｐａｍ３／ｓとしたが、装置の運転条件によっては、それ以上のヘリウム流量のときに蓄積前判定工程又は蓄積工程を開始してもよい。
本発明は、上記実施形態の数値に限定されるものではない。
【０１２７】
カプセル２０は、チャンバー１０の出し入れ扉１４（または蓋２４）を閉じた時に少なくとも開閉可能部２９（特にＯリング２５の外周部）がチャンバー１０内に在ればよい。カプセル２０の配置場所は特に限定が無く、カプセル２０が固定されておらずにチャンバー１０内に載置された状態であってもよい。カプセル２０の全体がチャンバー１０の内部に置かれていることが最も好ましい。集合カプセル８０についても同様である。
【０１２８】
チャンバー１０の出し入れ扉１４の外側にロードロック室を付加することで、試験体９の交換をロードロック式にしてもよい。つまり、出し入れ扉１４を閉じてチャンバー１０を密閉した状態で、カプセル２０内の試験体９の漏れ試験をするのと併行して、ロードロック室を大気圧にし、このロードロック室に、次回試験すべき試験体９を収容する。次いで、ロードロック室をチャンバー１０内と同程度の真空にする。１つの試験体９の漏れ試験が終了したら、出し入れ扉１４を開けて、ロードロック室又はチャンバー１０内に設けたマニピュレータにて、カプセル２０内の漏れ試験済の試験体９を取り出してロードロック室に移すとともに、ロードロック室の試験体９をカプセル２０内に移す。次いで、出し入れ扉１４を閉める。次いで、ロードロック室に窒素ガスや乾燥空気を導入してロードロック室の室圧を大気圧にする。そして、ロードロック室から上記漏れ試験済の試験体９を取り出す。これによって、試験体９の交換時に、カプセル２０が直接大気に暴露されるのを回避でき、カプセル内由来のバックグラウンドヘリウムＢＧ２や不純ガスを低減できる。
【０１２９】
一度に複数の試験体９を１つのカプセル内室２３に入れて、これら複数の試験体９をまとめて漏れ試験してもよい。この場合、漏れが確認されたときは、これら複数の試験体９の全部を一旦気密性不良として扱う。これによって、時間あたりに漏れ試験できる試験体９の数量を増やすことができる。なお、必要に応じて、気密性不良と判定された場合は個々の試験体９について再度漏れ試験してもよい。
【０１３０】
１つのチャンバー１０に複数のカプセル２０を設けて、多チャンネル化してもよい。各チャンネルのカプセル２０をメカニカルなカプセル開閉手段４０にて順次閉じ、蓄積時間Ｔａが経過したら、開封することで、どの試験体９（または試験体グループ）にどのレベルの漏れがあったかが判定してもよい。閉じた順に開封してもよい。評価工程においてカプセル内由来ヘリウム流量Ｑｒを式（９）に従って算出する際は、同式の蓄積時間Ｔａを個々の試験体９の開封タイミングに応じて変更してもよい。
【０１３１】
カプセル２０の内面を撥水処理しておくことで水分付着量を減らしてもよい。また、試験時間に余裕があり、試験体９の耐熱性に問題が無ければ、予め、カプセル２０の特に内壁部分、又は試験体９を例えば７０℃以上に加熱することによって、脱ガス処理（バックグラウンドＢＧ２や不純ガスの低減処理）を行なっておいてもよい。カプセル２０は壁厚を小さくすることで熱容量を小さくできるから、加熱及びその後の冷却を短時間で行なうことができる。試験体９を収容するカプセル２０をチャンバー１０とは別途に設けることで、カプセル２０だけに加熱機構を設けることができる。蓄積時にカプセル２０を冷却したり冷却部を設けたりしないため、測定にかかわる蓄積ガスの密度は室温だけに依存する。したがって、冷却部の熱の伝わり方で変わるガス密度の変化を考慮する必要がない。
集合カプセル８０についても同様である。
【０１３２】
絞り３５には、流量測定時にほとんど力が加わらないから、チャンバー１０からの排気をより高速化するために、ヘリウム流量を測定する時だけ絞り機能が有効になり、ヘリウム流量の測定を要しない時は開いて絞り機能が無効になる光学系装置（カメラ等）用の絞りを用いてもよい。
【０１３３】
測定ヘリウムガス量（時間積分量）ＱＩｔを漏れ評価に資する態様として、測定ヘリウムガス量ＱＩｔそのものに基づいて漏れを評価してもよい。測定ヘリウムガス量ＱＩｔから算出したカプセル内由来ヘリウムガス量ＱＩｒに基づいて、漏れを評価してもよい。
【０１３４】
なお、本装置及び本方法は、試験体へのヘリウム浸漬（ボンビング）を前提としているが、ヘリウム浸漬法は、大きな漏れ（大漏れや小漏れ）を見つけ難いことに留意すべきである。例えば、内容積１ｍｍ３のＭＥＭＳパッケージを試験体９として６気圧（絶対圧力）、２時間のヘリウムボンビングを行なった後、１０分以内にヘリウム漏れ流量を測定すれば、JIS C 60068-2-17附属書Ｄの式に従うと、ヘリウム漏れ流量と等価標準リーク率との関係は図１４のようになる。同図に示すように、ヘリウム漏れ流量（リーク率）を従来の浸漬法で１０−１０Ｐａｍ３／ｓまで測定できるとすると、空気換算の等価標準リーク率では２×１０−１０Ｐａｍ３／ｓから７×１０−７Ｐａｍ３／ｓまで漏れ判定できる。しかし、等価標準リーク率で７×１０−７Ｐａｍ３／ｓ以上の漏れは、ボンビング終了後測定前にヘリウムが抜けてしまい、測定できない。したがって、これらの領域の大漏れから小漏れ（１０−７Ｐａｍ３／ｓ以上）に対しては、予め、あるいは別途、エアーリークテスタなどで漏れ試験することが好ましい。
さらに、本装置及び本方法は、試験体へのヘリウム浸漬（ボンビング）を前提としているが、予めヘリウムを封入された試験体に対しても漏れ試験を行うことが出来ることは当然である。
【０１３５】
検査ガスは、ヘリウムに限られず、水素等のヘリウム以外のガスであってもよい。
蓄積工程の期間中、一時的に、チャンバー１０の真空排気を停止してもよい。
測定時間Ｔｉ内における質量分析計２による測定ヘリウムガス量（時間積分量）ＱＩｔに含まれるカプセル外由来ヘリウムＢＧ１のガス量ＱＩｅを推定する推定工程では、蓄積工程の終期における推定時間Ｔｅの長さを、測定時間Ｔｉと同じにせず（Ｔｅ≠Ｔｉ）、測定時間Ｔｉより長くして（Ｔｅ＞Ｔｉ）、測定時間Ｔｉにおけるガス量ＱＩｅを推定してもよい。
【０１３６】
２以上の実施形態の独自構成を組み合わせてもよい。例えば、第１実施形態においても、チャンバー１０の内容積が、カプセル２０の内容積の５倍〜１００倍程度であってもよい。第１実施形態においても、第４実施形態と同様に、試験体９の大きさに応じて、カプセル２０を取り替えてもよい。
第３実施形態（図１０〜図１３）の集合カプセル構造において、第４実施形態のヘリウム分圧検知方式にて漏れ評価を行ってもよい。
第４実施形態（図１５〜図１７）において、検知手段２をチャンバー１０内に設けてもよく、チャンバー１０内のヘリウム分圧を直接的に検知してもよい。
第４実施形態（図１５〜図１７）において、カプセル２０を閉じた後、カプセル２０の開放より前に、一時的に開閉弁３４を開けて、ターボ分子ポンプ３１によってチャンバー内空間１３のガスを真空吸引してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明は、例えば水晶振動子やＭＥＭＳなどの小型精密品の密封性の良否判定をするのに適用可能である。
【符号の説明】
【０１３８】
１，１Ｂ，１Ｄ  漏洩試験装置
２        質量分析計（検知手段）
３        制御演算処理部（評価手段）
６        監視手段
９        試験体
９ａ      内部空間
１０      チャンバー
１１      第１室
１２      第２室
１４      出し入れ扉
１６      仕切り弁（仕切り）
２０      カプセル
２３      カプセル内室（内部空間、凹部）
２４      蓋（出し入れ扉）
２９      開閉可能部
３０      真空排気手段
３１      ターボ分子ポンプ（真空ポンプ）
４０      カプセル開閉手段
８０      集合カプセル（カプセル）
８３      カプセル内室（内部空間、凹部）
８５      被覆シート
８８      光学センサ（監視手段）
ＱＩｔ    測定ヘリウムガス量（時間積分量）
ＱＩｅ    カプセル外由来ヘリウムガス推定量
ＱＩｒ    カプセル内由来ヘリウムガス量（カプセル内由来検査ガス量）
Ｑｒ      カプセル内由来ヘリウム流量（カプセル内由来検査ガス流量）
Ｔａ      蓄積時間
Ｔｉ      測定時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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