(57)【特許請求の範囲】
【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大気圧以上とすることにより、該密閉品にリークがあった場合に該密閉品にトレーサーガスを浸入させ、
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フラッシングし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、
続いて該クリーンアップガス導入後の大気圧状態から、該室内を真空に排気しながら、その排気の一部を開閉弁及びオリフィスを介してリークディテクタに導入し、
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該リークディテクタで検出することにより、該密閉品のグロスリークの有無を検出することを特徴とする密閉品のリークテスト方法。
【請求項２】
前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、前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たことを特徴とする請求項１記載の密閉品のリークテスト方法。
【請求項３】
前記密閉品の内部容積と前記テスト室の室容積との比に基づいて、前記リークディテクタの検出するリークレベルに合わせて前記トレーサガスを選択したこと特徴とする請求項１記載の密閉品のリークテスト方法。
【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大気圧以上とすることにより、該密閉品にリークがあった場合に該密閉品にトレーサーガスを浸入させ、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フラッシングし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、続いて該クリーンアップガス導入後の大気圧状態から、該室内を真空に排気しながら、その排気の一部を開閉弁及びオリフィスを介してリークディテクタに導入し、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該リークディテクタで検出することにより、該密閉品のグロスリークの有無を検出することで、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するのが好ましい。
また、密閉品の内部容積とテスト室の室容積との比に基づいて、リークディテクタの検出するリークレベルに合わせてトレーサーガスを選択することにより、Ｓ／N比を向上できる。
【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１６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２３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１６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２２ａ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１９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該テスト室内にトレーサーガスを導入して大気圧以上とすることにより、該密閉品にリークがあった場合に該密閉品にトレーサーガスを浸入させ、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フラッシングし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、続いて該クリーンアップガス導入後の大気圧状態から、該室内を真空に排気しながら、その排気の一部を開閉弁及びオリフィスを介してリークディテクタに導入し、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該リークディテクタで検出するので、１つのテスト室で密閉品のグロスリークを逃さぬ確実なリークテストを行なえ、短期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、
【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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