JP3897860B2 - Sealed leak test method - Google Patents
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Description
【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、[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a leak test method for testing a sealing effect or hermeticity of a sealed product such as a crystal resonator or a package IC.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a submerging method, a bombing method (dipping method), and the like are known as methods for testing the sealing effect or hermeticity of a sealed product such as a crystal resonator. In the submerged method, hot water or a heated fluorocarbon liquid is put in a water tank, the sealed product is submerged in it, the gas inside the sealed product is warmed and expanded by the liquid temperature, and it is observed that bubbles emerge from the leak location. Testing. Further, the bombing method is a leak test method using a helium leak detector also in JIS-Z2331, and a sealed product b to be tested on a bombing tank a in which a helium gas cylinder c and an exhaust device d are connected as shown in FIG. After evacuating the inside of the tank a, helium gas is filled from the cylinder c and pressurized to 5.1 × 10 5 Pa for 2 hours or more. If a leak location exists in the sealed product b, helium gas enters the sealed product. Then, the pressure is released, the sealed product b is taken out, air is blown onto the surface thereof, and then it is put into the vacuum container e of the leak test apparatus provided with the exhaust device f and the helium leak detector g shown in FIG. After exhausting the inside of the vacuum vessel e by roughing by the exhaust device f, the helium gas leaking from the sealed product b is detected by the helium leak detector g to detect the leak.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The leak test using the submerged method observes air bubbles coming out of the sealed product by human eyes, so it has the disadvantage of being easily overlooked and misjudged, requiring experience and a process for drying the sealed product after submersion. Become. The bombing method is mainly a method for measuring minute leaks (fine leaks), and it is difficult to manage the time for which the sealed product is left after pressurization, and there is a large leak (gross leak). In this case, the helium gas that has entered the sealed product returns to atmospheric pressure immediately after releasing the pressure, and is removed while the sealed product is left in the atmosphere or in the roughing process in the leak test device. Therefore, the gross leak product may be determined as a product that has passed the inspection.
[0004]
The present invention was created to solve the above-described disadvantages of the prior art, and an object thereof is to provide a novel test method capable of determining the presence or absence of gross leak of a sealed product using the tracer gas method. is there.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, the test chamber containing the sealed product is evacuated to a vacuum, and then the tracer gas is introduced into the test chamber so as to be at or above atmospheric pressure. Gas is then infiltrated, the interior is then communicated to the atmosphere, a cleanup gas is introduced and flushed to expel the tracer gas in the room, the interior is shut off from the atmosphere, and then the cleanup gas is While exhausting the chamber from the atmospheric pressure to a vacuum, a part of the exhaust is introduced into the leak detector via the on-off valve and the orifice, and the tracer gas released from the sealed product mixed in the cleanup gas. by detecting the presence or absence of at the leak detector, by detecting the presence or absence of gross leaks of the sealed product, and so as to achieve the above object. Argon gas or helium gas is preferably used as the tracer gas, and nitrogen gas or dry air is preferably used as the cleanup gas.
Further, on the basis of the ratio of the inner volume and the test chamber of the chamber volume of the sealed products, by selecting the tracer gas in accordance with the leak level detected by the leak detector, it is possible to improve the S / N ratio.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure,
[0007]
The
[0008]
In order to perform a leak test on the sealed
[0009]
Specific leak test results according to the method of the present invention are shown in FIGS. The sealed
[0010]
When nitrogen gas that does not contain components of the tracer gas such as helium or argon is used as the cleanup gas, it is possible to detect with a good S / N ratio with a sharp detection peak. Further, the S / N ratio becomes better as the sweep pump having a higher ultimate vacuum is used. The level of measurement varies greatly depending on the relationship between the internal volume of the sealed
[0011]
【The invention's effect】
According to the present invention as described above, by a test chamber that contains the sealed product by introducing a tracer gas into the test chamber after evacuating to a vacuum to above atmospheric pressure, when there is a leak in the sealed product Then , tracer gas is allowed to enter the sealed product, and then the room is communicated with the atmosphere to introduce a cleanup gas, flushing is performed, the tracer gas in the room is expelled, and the room is shut off from the atmosphere. From the atmospheric state after the upgas introduction, the interior of the chamber is evacuated to a part of the exhaust through the on-off valve and the orifice to the leak detector, and the sealed product mixed in the cleanup gas since the presence or absence of tracer gas emitted detected by said leak detector, perform a reliable leak test, not miss gross leaks of the sealed product in one test chamber, a short period of time To complete the test, the effect of such that can improve the test can productivity without requiring experience leak test.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a conventional bombing method bombing apparatus. FIG. 2 is an explanatory diagram of a leak test apparatus used in the conventional bombing method. FIG. 3 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention. Fig. 5 is a measurement diagram of a leak test of a normal sealed product according to the method of the invention.
1
Claims (3)
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。The test chamber that contains the sealed product by introducing a tracer gas into the test chamber after evacuating to a vacuum by the above atmospheric pressure, is entering the tracer gas in the enclosed article when there is a leak in the sealed product ,
Next, the room is communicated with the atmosphere, a cleanup gas is introduced and flushed to expel the tracer gas in the room, and then the room is shut off from the atmosphere.
Subsequently, from the atmospheric pressure state after the introduction of the cleanup gas, while exhausting the chamber to a vacuum, a part of the exhaust is introduced to the leak detector via the on-off valve and the orifice,
A leak test of a sealed product characterized by detecting the presence or absence of a gross leak in the sealed product by detecting the presence or absence of a tracer gas released from the sealed product mixed in the cleanup gas with the leak detector Method.
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