(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
箱型形状の一方端が閉止され、他方端が開口部とされた通路構造の、前記開口部に対する上下面または側面の一部面に金属薄膜２を配置し、該金属薄膜を透明基板で覆って形成されたセンサ部を備える腐食環境モニタリング装置であって、
腐食環境モニタリング装置は、前記開口部が隣接して配置された複数の腐食環境モニタリング部を備え、複数の腐食環境モニタリング部における前記金属薄膜の腐食検知条件を相違させるために、前記通路構造の開口部面積が相違するようにされたことを特徴とする腐食環境モニタリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の腐食環境モニタリング装置であって、
前記金属薄膜の腐食検知条件を相違させるために、前記通路構造の奥行き方向に対する前記金属薄膜の幅が相違するようにされたことを特徴とする腐食環境モニタリング装置。
【請求項３】
請求項２に記載の腐食環境モニタリング装置であって、
前記腐食環境モニタリング部における前記金属薄膜の幅は、その比が１／５以下の金属薄膜で構成されることを特徴とする腐食環境モニタリング装置。
【請求項４】
請求項１に記載の腐食環境モニタリング装置であって、
前記腐食環境モニタリング部における前記通路構造の開口部面積は、その比が１／５以下の開口部面積とされることを特徴とする腐食環境モニタリング装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の腐食環境モニタリング装置であって、
前記金属薄膜の材料には、銅、銀、金めっき、鉄、鉄ニッケル合金、アルミニウム又は亜鉛のうち少なくとも一つが含まれることを特徴とする腐食環境モニタリング装置。
【請求項６】
一つの開口部を有する通路構造と、前記開口部からの腐食性物質の拡散方向と平行な通路構造の一部の壁面が透明基板で形成され、前記透明基板の上に形成した金属薄膜とで構成される第一及び第二の腐食環境モニタリング部を備え、
前記第一及び第二の腐食環境モニタリング部は、所定の期間に渡り被測定環境中に放置した前記金属薄膜の腐食生成物によって変化した色調の領域の形状寸法について、前記透明基板を通じて測定でき、
前記第一の腐食環境モニタリング部と前記第二の腐食環境モニタリング部は、各々の開口部の高さが異なる通路構造、もしくは各々の幅が異なる所定の材料の金属薄膜で構成されるとともに、腐食環境モニタリング部における前記金属薄膜の腐食検知条件を相違させるために、前記通路構造の開口部面積が相違するようにされたことを特徴とする腐食環境モニタリング装置。
【請求項７】
一つの開口部を有する通路構造と、前記開口部からの腐食性物質の拡散方向と平行な通路構造の一部の壁面が透明基板で形成され、前記透明基板の上に形成した金属薄膜とで構成される第一及び第二の腐食環境モニタリング部を備え、
前記第一及び第二の腐食環境モニタリング部は、所定の期間に渡り被測定環境中に放置した前記金属薄膜の腐食生成物によって変化した色調の領域の形状寸法について、前記透明基板を通じて測定でき、
前記第一の腐食環境モニタリング部は所定の材料で開口部と同じ幅の金属薄膜で構成され、かつ前記第二の腐食環境モニタリング部は前記第一の腐食環境モニタリング部の金属薄膜の材料と同じ材料で開口部より狭い幅の金属薄膜で構成されるとともに、腐食環境モニタリング部における前記金属薄膜の腐食検知条件を相違させるために、前記通路構造の開口部面積が相違するようにされたことを特徴とする腐食環境モニタリング装置。
【請求項８】
一つの開口部を有する通路構造と、前記開口部からの腐食性物質の拡散方向と平行な通路構造の一部の壁面が透明基板で形成され、前記透明基板の上に形成した金属薄膜とで構成される第一及び第二の腐食環境モニタリング部を備え、
前記第一及び第二の腐食環境モニタリング部は、所定の期間に渡り被測定環境中に放置した前記金属薄膜の腐食生成物によって変化した色調の領域の形状寸法について、前記透明基板を通じて測定でき、
前記第一の腐食環境モニタリング部と前記第二の腐食環境モニタリング部は、同じ材料での金属薄膜で構成され、前記開口部の高さが異なる構造を有していることを特徴とする腐食環境モニタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋内環境、主に電気電子装置が設置されている環境を対象に、当該環境中に存在する腐食性ガスによる腐食度合いを測定する腐食環境モニタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気電子装置では、対象装置を安定に稼動させる目的のために、長期にわたる信頼性が要求されている。また高速化や省スペース化のために、高密度実装構造が採用され微細配線構造や薄膜めっき構造からなる電気電子部品が数多く搭載されている。これらの電気電子部品ではわずかな腐食損傷が電気特性または磁気特性を変動させて故障や誤動作の原因となるため、その腐食損傷を抑制することが電気電子装置の信頼性上の課題に挙げられている。環境の腐食性の程度に応じた防食対策を設計および保守に反映させるため、電気電子装置の設置環境の腐食性を、簡単に短期間で精度良く評価し続けることが求められている。また電気電子装置では、省スペース化のため環境の腐食性を診断する装置も小型軽量であることが求められている。【０００３】
これに対し電気電子装置の設置環境の腐食性を評価する方法として、ＩＳＯ１１８４４−１規格では一定期間暴露した銅、銀、アルミニウム、鉄、亜鉛の腐食度合いを評価する方法が通常用いられている。銅、銀、アルミニウム、鉄、亜鉛は、影響程度は異なるがＳＯ２，ＮＯ２，Ｈ２Ｓのいずれの腐食性ガスで腐食することが知られている。ＩＳＯ規格では、１年間暴露した金属の腐食度合いを重量法で、または暴露した金属の腐食生成物を電気化学測定で定量化する。【０００４】
また設置環境の腐食性を評価する他の方法として、ＡＳＨＲＡＥ（アメリカ暖房冷凍空調学会）からデータセンタ設置環境の腐食性を評価するガイドライン（ＡＳＨＲＡＥ  ＴＣ９．９、２０１１  Ｇａｓｅｏｕｓ ａｎｄ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ  Ｆｏｒ  Ｄａｔａ  Ｃｅｎｔｅｒｓ）が報告されている。ＡＳＨＲＡＥガイドラインでは、１カ月間暴露した金属の腐食度合いを電気化学測定で定量化する。【０００５】
さらに本技術分野の背景技術として、特許文献１、２には、「環境雰囲気中に存在する腐蝕性ガスの種類と濃度とを測定する方法として、銅、銀、アルミニウム、鉄および５２アロイからなる５種類の金属片について腐蝕性ガスの濃度と所定期間の放置により生じた腐蝕生成物のＸ線強度との相関関係を示すＸ線マイクロアナライザの検量線を予め求めておき、被調査環境雰囲気中に前記５種類の金属片を所定期間に亙って放置し、腐蝕状態から腐蝕性ガスの種類を推定した後、該腐蝕生成物をＸ線マイクロアナライザにより腐蝕性ガス成分のＸ線強度を求め、前記検量線と比較してガスの濃度を求めることを特徴とする雰囲気調査方法」とすることが記載されている。【０００６】
また、環境の腐食性を金属の腐食厚さにより定量化するものとして特許文献３には、「金属あるいはその合金、あるいはその化合物からなる２種類以上の異なる材料からなる薄膜を一枚の絶縁物基板上に順次形成し、各々の薄膜が異なる物理的あるいは／および化学的性質を有し、該薄膜の有する物理的あるいは／および化学的性質の違いを用いて複数の環境中のガス成分を検知する検出素子を構成し、該素子の材料の物理的あるいは／および化学的特性の変化を検出することにより環境評価を行ったことを特徴とする環境評価方式およびそれを用いた環境評価装置」とすることが記載されている。【０００７】
また、環境の腐食性を金属の腐食厚さにより定量化するものとして特許文献４には、「一つの開口部を有する通路構造と、前記開口部からの腐食性物質の拡散方向と平行な通路構造の一部の壁面が透明基板で形成され、前記透明基板の上に形成した金属薄膜とで構成される第一及び第二の腐食環境モニタリング装置を備え、前記第一及び第二の腐食環境モニタリング装置は、所定期間に渡り被測定環境中に放置した前記金属薄膜の腐食生成物によって変化した色調の領域の形状寸法について、前記透明基板を通して測定でき、前記第一の腐食環境モニタリング装置の金属薄膜は所定の材料で構成され、かつ前記第二の腐食環境モニタリング装置の金属薄膜は、前記第一の腐食環境モニタリング装置の金属薄膜の材料とは異なる材料で構成されることを特徴とする腐食環境モニタリング装置」とすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−３０５２３２号公報
【特許文献２】特開平６−１１７９７６号公報
【特許文献３】特開２００３−２９４６０６号公報
【特許文献４】特許第５７９８９５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記したように、電気電子装置の設置環境の腐食性を評価する手法について、種々の提案がなされているが、例えば特許文献１、２の雰囲気調査方法では、電気電子装置の設置環境雰囲気中に所定の期間放置したのち、金属板を回収して持帰り、その金属板の表面に吸着したガスは蛍光Ｘ戦分析装置などの分析装置を用いて分析される。このため、電気電子装置の設置環境のその場で、金属板を分析して環境の腐食性を定量的に診断するのが難しいという課題がある。またこれらの雰囲気調査装置は高密度実装された電気電子装置内に設置するのが難しいという課題がある。【００１０】
また例えば特許文献３の環境評価方式およびそれを用いた環境評価装置では、薄膜素子の光反射率、光透過率、電気抵抗素子の変化を検出し電気信号に変換するため、電気回路を駆動する電源が必要となる。顧客環境で使用する場合、顧客の都合で電源を準備できず、環境測定装置を使用するのが難しいという課題がある。【００１１】
また例えば特許文献４の腐食環境モニタリング装置では、一つの開口部を有する通路構造と、前記開口部からの腐食性物質の拡散方向と平行な通路構造の一部の壁面が透明基板で形成され、前記透明基板の上に形成した金属薄膜とで構成される腐食環境モニタリング装置であり、金属薄膜の変色領域の長さから金属板を暴露した場合の腐食厚さに換算できる。データセンタなど比較的清浄な環境では、ＡＳＨＲＡＥガイドラインで指定されている１カ月間の暴露では金属薄膜の変色領域がわずかでありその長さが短いため、金属の腐食度合いをＡＳＨＲＡＥガイドラインで評価（許容される銀の腐食厚さ２０ｎｍ以下、銅の腐食厚さ３０ｎｍ以下）するのが難しいという課題がある。【００１２】
特許文献４の比較的清浄な環境向けに設定した腐食環境モニタリング装置を比較的汚染された環境で用いた場合、ＩＳＯ１１８４４−１規格で指定されている１年間の曝露では金属薄膜が全て変色するため腐食度合いを測定するのが難しいという課題がある。【００１３】
またこれらの特許文献１，２、３、４に共通する課題としては、いずれの腐食環境モニタリング装置であっても、一つのセンシング部のみ有しており、ばらつきの大きい腐食データの補正が難しいという課題がある。【００１４】
以上のことから本発明においては、特別な分析機器を必要とせずにその場で、診断の対象となる電子機器筐体内の狭小の場所で、商用電源や蓄電池などの電源不要で、短期から長期にわたり金属の腐食度合いを測定できる腐食環境モニタリング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明においては、箱型形状の一方端が閉止され、他方端が開口部とされた通路構造の、開口部に対する上下面または側面の一部面に金属薄膜２を配置し、金属薄膜を透明基板で覆って形成されたセンサ部を備える腐食環境モニタリング装置であって、腐食環境モニタリング装置は、開口部が隣接して配置された複数の腐食環境モニタリング部を備え、複数の腐食環境モニタリング部における金属薄膜の腐食検知条件が相違するようにされたことを特徴とする腐食環境モニタリング装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、特別な分析機器を必要とせずにその場で、診断の対象となる電子機器筐体内の狭小の場所で、商用電源や蓄電池などの電源不要で、短期から長期にわたり金属の腐食度合いを測定できる。【００１７】
例えば本発明の実施例によれば、１カ月間の短期間の暴露で比較的清浄な環境での腐食性をＡＳＨＲＡＥガイドラインに則り診断でき、さらに１年間の長期間の曝露で比較的汚染された環境での腐食性をＩＳＯ１１８４４−１規格に則り診断できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１の腐食環境モニタリング装置の斜視図。
【図２】実施例１の腐食環境モニタリング装置の上面図。
【図３】図２の腐食環境モニタリング装置のＡ−Ａ断面図。
【図４】図２の腐食環境モニタリング装置のＢ−Ｂ断面図。
【図５】実施例１の腐食環境モニタリング装置の暴露後における金属薄膜の腐食状況を示す上面図。
【図６】図５の腐食環境モニタリング装置のＡ−Ａ断面図。
【図７】図５の腐食環境モニタリング装置のＢ−Ｂ断面図。
【図８】広幅センサと狭幅センサにおける、金属薄膜の変色領域の長さと腐食厚さの関係を示す図。
【図９】実施例の腐食環境モニタリング装置における、広幅金属薄膜の変色領域の長さに対する狭幅金属薄膜の変色領域の長さの比と腐食厚さの関係を示す図。
【図１０】従来の腐食環境モニタリング装置の斜視図。
【図１１】従来の腐食環境モニタリング装置の上面図。
【図１２】図１１の腐食環境モニタリング装置のＢ−Ｂ断面図。
【図１３】従来の腐食環境モニタリング装置の暴露後における金属薄膜の腐食状況を示す上面図。
【図１４】従来の腐食環境モニタリング装置の暴露後における金属薄膜の腐食状況を示す図１１のＢ−Ｂ断面図。
【図１５】従来の腐食環境モニタリング装置における、金属薄膜の変色領域の長さと腐食厚さの関係例を示す図。
【図１６】実施例２に係る腐食環境モニタリング装置の斜視図。
【図１７】実施例２の腐食環境モニタリング装置の上面図。
【図１８】実施例２の腐食環境モニタリング装置の暴露後における金属薄膜の腐食状況を示す上面図。
【図１９】実施例２における金属薄膜の変色領域の長さと腐食厚さの関係を示す図。
【図２０】実施例２における低開口部の変色領域の長さに対する高開口部の変色領域の長さの比と腐食厚さの関係を示す図。
【図２１】実施例３に係る腐食環境モニタリング装置の斜視図。
【図２２】実施例４に係る腐食環境モニタリング装置の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。本実施例では、主に電気電子装置の設置環境中に存在する腐食性物質による腐食度合いを測定する腐食環境モニタリング装置の例を説明する。
【００２０】
本発明の実施例を説明するに当たり、この構造の特徴を理解するには、従来における構造と対比して説明を行うのが好都合である。このため以下の説明においては、まず従来の腐食環境モニタリング装置の構成を説明することにする。
【００２１】
まず従来における腐食環境モニタリング装置の構成例を図１０〜１２に示して説明する。図１０は従来の腐食環境モニタリング装置の斜視図、図１１は従来の腐食環境モニタリング装置の上面図、図１２は図１１のＢ−Ｂ断面図である。
【００２２】
図１０の斜視図に示すように腐食環境モニタリング装置１は、箱型形状の中央部に一方端が閉止され、他方端が開口部５とされた通路構造４を形成している。また通路構造４を構成する側面、上下面、奥面のうち、上面を金属薄膜２で形成し、さらに金属薄膜２を透明基板３で覆っている。これにより金属薄膜２の腐食具合が腐食環境モニタリング装置１の上方から目視可能とされている。
【００２３】
この構造によれば、金属薄膜２がセンサ部を構成しており、開口部５を有する通路構造４内の一部の壁面（図１０の場合には上面）に取付けられている。また金属薄膜２の成膜面が通路構造４側で、透明基板３が周囲雰囲気側になるように、すなわち透明基板３を通して金属薄膜２を周囲雰囲気側（図１０では上側）から観察できるように取り付けられている。金属薄膜２には、電気電子装置設置環境の腐食環境モニタリングに使用されている銅、銀に加えて、アルミニウム、鉄、亜鉛など、金属と腐食生成物の色調が異なる金属を用いることができる。
【００２４】
従来の腐食環境モニタリング装置１を環境中に暴露すると、環境中に存在する腐食性物質６は通路構造４の開口部５から侵入して、金属薄膜２を腐食させる。この場合に通路構造４は、環境中に存在する腐食性物質６によるセンサ部である金属薄膜部２の腐食速度を制御する役割をもつ。通路構造４は、開口部５が一つであり（図１１、１２で通路構造の左側）、通路構造の右側には開口部はなく周囲環境から遮断されている。ここで腐食性物質は、腐食性ガス、飛来海塩、塵埃などがあるが、以下腐食性ガスを代表として述べる。
【００２５】
図１１の上面図によれば、一方端が閉止（図の右側）されたことで通路構造４は通風路とならないために、環境中に存在する腐食性ガス６は通路構造４の開口部５から時間経過とともに徐々に侵入してくる。この図で６’は通路構造４内に進入した腐食性ガス６を表しており、図１１のＢ−Ｂ断面を示す図１２によれば内部侵入した腐食性物質６’が開口部５側の金属薄膜２に接触する。
【００２６】
つぎに、従来の腐食環境モニタリング装置１により通路構造４内に侵入し、拡散した開口部５近傍の腐食性ガス６’を定量化する方法について述べる。
【００２７】
図１０の腐食環境モニタリング装置１では、腐食性ガス６’の拡散を紙面左からの方向に限定して、腐食環境モニタリング装置１上での腐食を制御している。開口部５からの距離が近い程腐食性ガス６’の濃度流束は大きいため、金属薄膜２では、開口部５に近い左側ほど腐食量が大きくなる。この挙動は、例えば「硫黄ガス環境での銀の腐食速度の推定」材料と環境第５６巻、ｐ２６５−２７１（２００７）に記載されている。この文献では、腐食性ガス６’の発生源から離れるに従い腐食速度が減少することを金属板による実験および解析で求めている。この手法を用いることで、腐食環境モニタリング装置の腐食挙動を解析することができる。
【００２８】
ここでは金属薄膜２を使用しているため、腐食厚さが金属薄膜２の厚さと同じになった領域（透明基板３との界面まで金属薄膜２が腐食した領域）で腐食の進行は止まる。この金属薄膜２の領域を、透明基板３側から観察すると、金属薄膜２の金属の色調から腐食生成物の色調に変化していることを確認できる。
【００２９】
腐食環境モニタリング装置１の暴露後の金属薄膜２の腐食状況を図１３の上面図や図１４のＢ−Ｂ断面図に示す。図１３によれば、金属薄膜２の腐食の進行により腐食厚さが薄膜厚さと同じになった領域（基板との界面まで金属薄膜が腐食した領域）では、それ以上腐食は進行しない。環境中に存在する腐食性ガス６は開口部５に近い左側から拡散し続けてさらに右側の金属薄膜を腐食させる。図１３の上面図や図１４のＢ−Ｂ断面図に示すように、膜厚方向全てが腐食した金属薄膜２の領域７（図中左端からＢ点までの距離）は、暴露時間の経過とともに右側に広がる。
【００３０】
ＡＳＨＲＡＥガイドラインでは、１ヶ月間暴露した金属の腐食生成物の厚さにより環境の腐食性を診断する。暴露した金属の腐食生成物の厚さは、従来技術により腐食環境モニタリング装置で膜厚方向全てが腐食した金属薄膜の領域７の長さから換算できる。膜厚方向全てが腐食した金属薄膜の領域７の長さの伸長速度は、金属薄膜の厚さと開口部の高さに依存する。その伸長速度は、金属薄膜が薄いほど、開口部が高いほど早い。
【００３１】
腐食環境モニタリング装置１で膜厚方向全てが腐食した金属薄膜２の領域７の長さと暴露した金属板の腐食生成物の厚さの関係の一例を図１５に示す。図１５は、横軸に変色した領域７の長さをとり、縦軸に暴露した金属板の腐食生成物の厚さを示したものであり、具体的には銀薄膜厚さ２０ｎｍ、通路高さ２ｍｍ、通路幅５ｍｍ、通路長さ２０ｍｍとしたときの特性を示している。
【００３２】
この特性によれば、曲線の傾きは比較的大きく、腐食した金属薄膜の領域７の長さがわずかに伸長しても暴露した金属板の腐食生成物の厚さが大きく増大する（測定精度が低い）ことがわかる。暴露した金属板の腐食生成物の厚さを精度良く求めるためには、曲線の傾きの小さい（腐食した金属薄膜の領域７の長さが大きく伸長しても暴露した金属板の腐食生成物の厚さがわずかに増大する）腐食環境モニタリング装置が必要である。
【００３３】
なおＡＳＨＲＡＥガイドラインでは１ヶ月間暴露した金属の腐食生成物の厚さにより、またＩＳＯ１１８４４−１規格では１年間暴露した金属の腐食生成物の厚さにより環境の腐食性を診断する。
【００３４】
このため、両方の規格に適用できる腐食環境モニタリング装置が必要とされている。
【実施例１】
【００３５】
以上、従来における腐食環境モニタリング装置の構成と課題が明確になったことから、以下に本発明の腐食環境モニタリング装置の構成について説明する。本発明の実施例１に係る腐食環境モニタリング装置の構成例と作用を図１〜図７に示す。図１は本発明の実施例１に係る腐食環境モニタリング装置の全体構成を示す斜視図、図２はその上面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は図２のＢ−Ｂ断面図である。また図５、図６、図７は、実施例１の腐食環境モニタリング装置の暴露後における金属薄膜の腐食状況を示す上面図、図５の腐食環境モニタリング装置のＡ−Ａ断面図、図５の腐食環境モニタリング装置のＢ−Ｂ断面図をそれぞれ表している。【００３６】
図１の本発明の実施例１に係る腐食環境モニタリング装置１を図１０の従来の腐食環境モニタリング装置１と比較して明らかなように、実施例１の腐食環境モニタリング装置１では腐食環境モニタリング部を複数組（図１では２組）設けている。かつ腐食環境モニタリング部における腐食検知条件が相違するものとされている。図１の実施例１では、センサ部である金属薄膜２について、図１０と同じ条件（通路構造４の上面全体を金属薄膜で覆う）の第１の金属薄膜２と、異なる条件（通路構造４の上面の一部に奥行き方向に金属薄膜を配置）の第２の金属薄膜２’を設けたものである。なおその他の条件（痛風構造４の構造、腐食性ガス６など）は同じとされている。【００３７】
さらに具体的に説明する。腐食環境モニタリング装置１には、透明基板３上に付設した金属薄膜２、２’からなるセンサ部がある。金属薄膜２は通路構造４と同じ幅であり、金属薄膜２’は通路構造４より狭い幅である。【００３８】
実施例１の構成の場合に、図２の上面図に示したように、腐食性ガス６’の流れは、金属薄膜２の通路構造では腐食性ガス６’は通路構造と平行な方向に拡散して金属薄膜と反応するのに対し、金属薄膜２’の通路構造では腐食性ガス６’は通路構造と平行な方向とともに垂直方向に拡散（金属薄膜２の側面から拡散）する。【００３９】
このため、実施例１の腐食環境モニタリング装置の暴露後における金属薄膜の腐食状況を示す図５に示しているように、同じ厚さの金属薄膜でも、金属薄膜２’の変色領域の長さ（図５の左端からＡ点までの距離）のほうが、金属薄膜２の変色領域の長さ（図５の左端からＢ点までの距離）に比べて長いという腐食結果が得られる。このことについてさらに詳細に説明する。【００４０】
図８は、図１５と同様に腐食環境モニタリング装置１で膜厚方向全てが腐食した金属薄膜２の領域７の長さと暴露した金属板の腐食生成物の厚さの関係の一例を示した図であるが、広幅センサ（金属薄膜２）と狭幅センサ（金属薄膜２’）における特性の相違を対比して示している。【００４１】
図８の事例は、狭幅金属薄膜２’について、銀薄膜幅１ｍｍ、銀薄膜厚さ２０ｎｍ、通路高さ２ｍｍ、通路幅２０ｍｍ、通路長さ２０ｍｍとし、広幅金属薄膜２について、銀薄膜幅５ｍｍ、銀薄膜厚さ２０ｎｍ、通路高さ２ｍｍ、通路幅５ｍｍ、通路長さ２０ｍｍとして計測した結果を示している。このように幅の異なる金属薄膜を採用すると、狭幅の金属薄膜２’でＡＳＨＲＡＥガイドライン向けに１ヶ月間暴露した金属の腐食生成物の厚さを求め、広幅の金属薄膜２でＩＳＯ１１８４４−１規格では１年間暴露した金属の腐食生成物の厚さを求めることができる。【００４２】
この図８の関係から、金属薄膜２を通路構造４より狭い幅とするにあたり、狭幅金属薄膜２’は広幅金属薄膜２に比べて１／５以下の幅で構成することが好ましい。これによりＡＳＨＲＡＥガイドラインにおける１ヶ月間暴露やＩＳＯ１１８４４−１規格における１年間暴露した金属の腐食度合いをともに測定することができる。【００４３】
このように本発明の腐食環境モニタリング装置１では、２種類の金属薄膜２、２’を使用しているため、２種類の方法で腐食生成物の厚さを求めて平均値を求めることができる。さらに広幅金属薄膜の変色領域の長さに対する狭幅金属薄膜の変色領域の長さの比を算出し、この値から腐食生成物の厚さを求めることができる。さらに本発明の腐食環境モニタリング装置１では、３種類の方法で腐食生成物の厚さを求め平均化することで、精度よく腐食生成物の厚さを推定できる。【００４４】
ここで、広幅金属薄膜２の変色領域７の長さに対する狭幅金属薄膜２’の変色領域７の長さの比から腐食生成物の厚さを求める方法を説明する。金属薄膜の変色領域の長さと腐食厚さの関係は、図８で示したとおり、通路構造の幅に対して金属薄膜の幅が狭くなるに従い線形性を、反対に通路構造の幅に対して金属薄膜の幅が等しくなると非線形性を示すことがわかった。この線形性の違いを利用すれば、広幅金属薄膜の変色領域の長さに対する狭幅金属薄膜の変色領域の長さの比から腐食生成物の厚さを求めることができる。【００４５】
図８から求めた広幅金属薄膜の変色領域の長さに対する狭幅金属薄膜の変色領域の長さの比と腐食厚さの関係の例を、図９に示す。腐食厚さの絶対量が少ない範囲で、変色領域の長さの比と腐食厚さは良い直線関係を有している。この方法は、腐食生成物の厚さを精度良く推定するのに好適な方法である。
【実施例２】
【００４６】
本発明の実施例２に係る腐食環境モニタリング装置の構成例を図１６〜１７に示す。図１６は斜視図、図１７は上面図である。【００４７】
図１６の本発明の実施例２に係る腐食環境モニタリング装置１を図１の実施例１の腐食環境モニタリング装置１と比較して明らかなように、同じ構成の金属薄膜を複数組（図１６では２組）設けている点で共通するが、腐食環境モニタリング部における腐食検知条件として通路構造４、従って開口部５の大きさが相違するものとされている。【００４８】
さらに具体的に説明する。腐食環境モニタリング装置１には、透明基板３上に付設した二組の金属薄膜２からなるセンサ部が配置されている。金属薄膜２はともに通路構造４と同じ幅である。ただし、通路構造４の開口部５と５’の高さが異なる構造である。【００４９】
この場合の、腐食環境モニタリング装置１の暴露後の金属薄膜の腐食状況を図１８の上面図に示す。開口部５の通路に対し、開口部５’の通路では腐食性ガス６は開口部５’が広い分だけ通路内部にまで拡散する。このため、同じ厚さの金属薄膜２でも、開口部５’の変色領域の長さ（図１８の左端からＡ点までの距離）のほうが、開口部５の変色領域の長さ（図１８の左端からＢ点までの距離）に比べて長いという計測結果が得られる。【００５０】
図１９に金属薄膜の変色領域の長さと腐食厚さの関係の一例を示している。これは、高通路構造について、銀薄膜厚さ２０ｎｍ、通路高さ１０ｍｍ、通路幅５ｍｍ、通路長さ２０ｍｍとし、低通路構造について銀薄膜厚さ２０ｎｍ、通路高さ２ｍｍ、通路幅５ｍｍ、通路長さ２０ｍｍとして計測を行った結果である。このように高さの異なる開口部を採用すると、高開口部５’でＡＳＨＲＡＥガイドライン向けに１ヶ月間暴露した金属の腐食生成物の厚さを求め、低開口部５でＩＳＯ１１８４４−１規格では１年間暴露した金属の腐食生成物の厚さを求めることができる。【００５１】
実施例２の腐食環境モニタリング装置１では、２種類の開口部を使用しているため、２種類の方法で腐食生成物の厚さを求めて平均値を求めることができる。さらに２種類の金属薄膜を使用しているため、低開口部（広開口部）の変色領域の長さに対する高開口部（狭開口部）の変色領域の長さの比を算出し、この値から腐食生成物の厚さを求めることができる。さらに実施例２の腐食環境モニタリング装置１では、３種類の方法で腐食生成物の厚さを求め平均化することで、精度よく腐食生成物の厚さを推定できる。【００５２】
ここで、高開口部の変色領域の長さに対する低開口部の変色領域の長さの比から腐食生成物の厚さを求める方法を説明すると、この理由は前述の狭金属薄膜と広金属薄膜の方法と同様である。金属薄膜の変色領域の長さと腐食厚さの関係は、図１９で示したとおり、開口部が高くなるに従い線形性を、反対に開口部が低くなると非線形性を示すことがわかった。この線形性の違いを利用すれば、低開口部の変色領域の長さに対する高開口部の変色領域の長さの比から腐食生成物の厚さを求めることができる。【００５３】
さらに図１９から求めた低開口部の金属薄膜の変色領域の長さに対する高開口部の金属薄膜の変色領域の長さの比と腐食厚さの関係の例を、図２０に示す。これによれば、腐食厚さの絶対量が少ない範囲で、変色領域の長さの比と腐食厚さは良い直線関係を有している。この方法は、腐食生成物の厚さを精度良く推定するのに好適な方法である。
【実施例３】
【００５４】
本発明の実施例３に係る腐食環境モニタリング装置の構成例を図２１に示す。図２１は、実施例１の広狭幅金属薄膜の関係と、実施例２の高低開口部の関係を併用した方式である。【００５５】
ここでは、実施例２の開口部の高さが異なる通路構造と異なる幅の金属薄膜を組み合わせて、高開口部の通路に狭幅金属薄膜を付設したセンシング部と、低開口部の通路に広幅金属薄膜を付設したセンシング部を有する装置を構成する。【００５６】
これにより、変色領域の長さの比と腐食厚さの良い直線関係を維持できるうえ、低開口部の通路に広幅金属薄膜を付設したセンシング部でＡＳＨＲＡＥガイドライン向けに１ヶ月間暴露した金属の腐食生成物の厚さを求め、低開口部の通路に広幅金属薄膜を付設したセンシング部でＩＳＯ１１８４４−１規格では１年間暴露した金属の腐食生成物の厚さを求めることができる。
【実施例４】
【００５７】
本発明の実施例４に係る腐食環境モニタリング装置の構成例を図２２に示す。図２２は、実施例１の広狭幅金属薄膜の関係と、実施例２の高低開口部の関係を併用した方式である。【００５８】
実施例４では、腐食環境モニタリング装置１には、透明基板３上に付設した金属薄膜２、２’からなるセンサ部がある。金属薄膜２は通路構造４と同じ幅であり、金属薄膜２’は通路構造４より狭い幅である。ここで金属薄膜２’は開口部の側壁面に接するように付設する。【００５９】
これにより金属薄膜２を開口部の中央に付設する構造に比べて、側壁面に接するように付設することで実質２倍の幅を有する構造と同等の効果が得ら、環境モニタリング装置の省スペース化に貢献できる。
【符号の説明】
【００６０】
１：腐食環境モニタリング装置，２、２’：金属薄膜，３：透明基板，４：通路構造，５：開口部，６、６’：腐食性ガス，７：膜厚方向全てが腐食した金属薄膜の領域
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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