JPH08136389A - 気密試験装置と気密試験方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 気密封止された比較的小型の容器や試料の気
密性を試験する試験装置および試験方法に関し、安価で
試験時間が短く試料内に液体等が侵入することのない試
験装置および試験方法の提供を目的とする。 【構成】 上記目的は試料取出口と試料取出口を気密封
止する蓋部とを具えた第１の気密室と、試料取出口のな
い第２の気密室と、二つの気密室を連通する液柱形圧力
計と、二つの気密室にそれぞれ接続された配管とを有
し、液柱形圧力計が透明な材料によって形成され先端が
二つの気密室に開口するＵ字形連通管と、Ｕ字形連通管
に注入された液体の液面高さの差を測定する手段とを具
え、前記配管の中間に、気密室への圧縮空気の導入、気
密室からの圧縮空気の排出、または配管の閉塞を選択可
能な空気弁を設けた本発明の気密試験装置により達成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は気密封止された比較的小
型の容器や試料の気密性を試験する試験装置および試験
方法に係り、特に安価で試験時間が短く試料内に液体等
が侵入することのない試験装置および試験方法に関す
る。

【０００２】有害ガスを含む環境において使用される電
子部品は金属部分の劣化を防止する手段として容器が気
密封止されており、プリント基板に実装する最近の電子
部品はプリント基板と共に水洗いされることが多いため
容器が気密封止されている。

【０００３】更に、表面に微細な導体パターンを具えた
電子部品も導体パターンの断線を防止するため容器が気
密封止されており、かかる部品は通常の特性試験の他に
容器（以下試料と称する）が十分な気密性を具えている
ことを確認する必要がある。

【０００４】しかし、気密性を試験する従来の試験装置
や試験方法は試験に長い時間を要し試料内に液体が侵入
する可能性がある。そこで、安価で試験時間が短く試料
内に液体等が侵入することのない試験装置および試験方
法の開発が要望されている。

【０００５】

【従来の技術】図６は従来の気密試験方法を示す模式図
である。気密封止された試料の気密性を試験する極く一
般的な試験方法として特別な装置を必要としない温湯法
が用いられる。即ち、温湯法は図６(a) に示す如く容器
11内に適度に温められた湯12を貯留し湯12の中に試験さ
れる試料２を浸漬する。

【０００６】湯12の中に浸漬することによって試料２の
中の空気が膨張し封止された部分に欠陥があると湯12の
中に放出される。したがって、湯12の中に放出された空
気により発生する気泡13を観察することで試料２の気密
性を試験することができる。

【０００７】かかる温湯法は湯12の温度が高いほど試料
２内の温度が上昇して気泡が発生し易くなり気密性の試
験が容易になるが、沸点が低いため湯12の温度を上げす
ぎると湯12自体に自然発生した気泡と試料２が発生する
気泡との区別が困難になる。

【０００８】そこで前記湯12に変えて沸点が高く粘性の
低いフロリナートと称するフロン系液体中に試料２を容
器11内に貯留し、適度に温められたフロリナートに試料
２を浸漬し試料２から発生する気泡13を観察するフロリ
ナート試験法が用いられる。

【０００９】このように温めたフロリナートに試料を浸
漬する試験方法はＭＩＬ規格に制定された気密性の試験
方法に準じており、容器11以外に特別な装置を使用しな
いで試料が有する極く小さい欠陥も検出できる信頼性の
高い優れた試験方法である。

【００１０】上記、温湯法やフロリナート試験法の他に
Ｈe ガスを用いて気密性を試験するＨe リークディテク
タも利用されている。Ｈe リークディテクタは図６(b)
に示す如く試験する試料２を真空容器14内に格納したあ
と真空容器14内を減圧する。

【００１１】試料２の内部には予めＨe ガスが封入され
ており試料２に欠陥があると減圧された真空容器14内に
Ｈe ガスが漏出する。したがって、減圧された真空容器
14内のＨe 含有量を計測することによって試料２の気密
性を試験することができる。

【００１２】なお、試料２は予め内部にＨe ガスを封入
する代わりに真空容器14に格納し真空容器14内を真空レ
ベルに減圧した後、真空容器14内にＨe ガスを導入し加
圧することによって試料２に欠陥があれば内部にＨe ガ
スを充填することができる。

【００１３】かかるＨe リークディテクタもフロリナー
ト試験法と同様にＭＩＬ規格に制定された気密性の試験
方法に準じており、フロリナートに比べて粘性の低いＨ
e ガスを用いるため検出レベルが更に高く極く微細な欠
陥も検出することができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、温湯法は特別
な装置や液体を必要とせず試験費用が安価であるが試験
したあと試料を乾燥させる必要があり、試料の気密性が
悪いと内部に水分が侵入して、例えば欠陥部分を修復し
ても特性が劣化し再生が困難になる場合がある。

【００１５】また、フロリナート試験法は特別な装置を
必要としないがフロリナートが高価なため温湯法に比べ
試験費用が高くなる。なお、温湯法やフロリナート試験
法は加熱された液体中に試料を浸漬する必要があり安全
性や作業性にも問題がある。

【００１６】更に、Ｈe リークディテクタはＨe ガスの
封入費が掛かり減圧装置やＨe 検出装置等を要するため
試験費用が高くなり、しかも、試料の気密性が悪い場合
は全てのＨe ガスが減圧の途中に漏出し真空容器内の空
気と共に外部に排出される。

【００１７】その結果、減圧した真空容器内のＨe 含有
量を計測してもＨe が検出できないため誤判定されると
いう問題があった。本発明の目的は安価で試験時間が短
く試料内に液体等が侵入することのない試験装置と試験
方法を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】図１は本発明になる気密
試験装置を示す斜視図である。なお全図を通し同じ対象
物は同一記号で表している。

【００１９】上記課題は試料取出口と該試料取出口を気
密封止する蓋部とを具えた第１の気密室と、試料取出口
を具えていない第２の気密室と、二つの気密室を連通す
る液柱形圧力計と、二つの気密室にそれぞれ接続された
配管とを有し、液柱形圧力計が、少なくとも直線部が透
明な材料によって形成され、先端がそれぞれ二つの気密
室に開口するＵ字形連通管と、Ｕ字形連通管に注入され
た液体の液面高さの差を外部から測定する手段とを具
え、二つの気密室にそれぞれ接続された２系統の配管の
中間に、気密室への圧縮空気の導入、気密室からの圧縮
空気の排出、または配管の閉塞を選択可能な空気弁が、
設けられてなる本発明の気密試験装置によって達成され
る。

【００２０】

【作用】図１において第１の気密室３に試料２を格納し
て蓋部32を閉じ二つの気密室３、４中に圧縮空気を同時
に導入すると、圧縮空気を導入した直後は二つの気密室
３、４の圧力が等しくＵ字形連通管51に注入された液体
52の液面高さは等しい。

【００２１】気密室３、４に接続された配管61、62を同
時に閉塞すると試料２に欠陥が無い場合は圧力の平衡状
態が維持される。しかし、試料２の気密性が悪いと第１
の気密室３に導入された圧縮空気は欠陥部を介して徐々
に試料２の内部に侵入する。

【００２２】圧縮空気が試料２内に侵入すると第１の気
密室３の圧力が低下しＵ字形連通管51内の液体52の液面
高さに差が生じる。即ち、配管閉塞後に生じる液体52の
液面高さの差ｈを外部から測定することで試料２の気密
性を試験することができる。

【００２３】かかる気密試験装置は特別な装置や液体を
必要としないため試験費用が従来の温湯法と同等に安価
にすることができ、しかも、試料を湯の中に浸漬しない
で試験できるため気密性が悪くても内部に水分が侵入し
再生を阻害することはない。

【００２４】また、圧縮空気の導入と排出を繰り返し試
験するためＨe リークディテクタ等に比べて試験サイク
ルの短縮が可能で、しかも、欠陥の検出に空気を利用す
るため検出レベルが高く試験後に試料を乾燥させる等の
工程を無くすことができる。

【００２５】即ち、安価で試験時間が短く試料内に液体
等が侵入することのない試験装置と試験方法を実現する
ことができる。

【００２６】

【実施例】以下添付図により本発明の実施例について説
明する。図２は本発明になる気密試験方法を示すフロー
チャート、図３は本発明になる気密試験方法におけるタ
イムチャート、図４は配管閉塞後に生じる液面高さの差
の変化を示す図、図５は別の液柱形圧力計を示す斜視図
である。

【００２７】本発明の気密試験装置は図１に示す如く第
１の気密室３と第２の気密室４とＵ字管式の液柱形圧力
計５とで構成され、試験に際し試料２を格納する第１の
気密室３は試料取出口31および試料取出口31を気密封止
できる蓋部32を具えている。

【００２８】Ｕ字管式の液柱形圧力計５は、透明な材料
によって形成され先端がそれぞれ気密室３、４に開口す
るＵ字形連通管51と、相対する直線部の間に位置しＵ字
形連通管51に注入された液体52の液面高さの差を測定す
るスケール53を具えている。

【００２９】第１の気密室３と第２の気密室４には試験
に際して所定の圧縮空気を供給する配管61、62がそれぞ
れ接続されており、気密室３、４と圧縮空気の供給源63
を接続する配管61、62の中間にはそれぞれ電動式の空気
弁64、65が装着されている。

【００３０】空気弁64、65として、例えば３乃至４ポー
トの３位置クローズドセンタ型切替弁を用いており、空
気弁64、65を操作することで気密室３、４への圧縮空気
の導入、配管61、62の閉塞、気密室３、４からの圧縮空
気の排出を順次選択できる。

【００３１】図２は上記気密試験装置による気密性の試
験方法を示すフローチャートで、試料２を第１の気密室
３に格納する工程と、二つの気密室３、４の中に圧縮空
気を導入し配管61、62を閉塞する工程と、Ｕ字形連通管
51内の液体52の液面高さの差ｈを測定する工程と、第１
の気密室３から試料２を取り出す工程に大別できる。

【００３２】試料２を格納する工程では試料取出口31を
介し試料２を第１の気密室３に格納したあと蓋部32を閉
じて気密封止する。そのとき空気弁64、65は圧縮空気を
排出する位置にあり気密室３、４の内部圧力は図３に示
す如く共に大気圧に等しい。

【００３３】気密室３、４に圧縮空気を導入し配管61、
62を閉塞する工程は先ず空気弁64、65を圧縮空気の導入
位置に切り換える。配管61、62は圧縮空気の供給源63に
接続されており気密室３、４の内部圧力は圧縮空気によ
り図３に示す如く上昇する。

【００３４】気密室３、４の中に圧縮空気を導入する際
は気密室３、４の容積の差や流入する圧縮空気の流速の
差等に起因して、Ｕ字形連通管51に注入された液体52の
液面高さは一時的に差が生じるが直ぐに平衡状態に戻り
液面高さの差は解消される。

【００３５】空気弁64、65を同時に配管61、62の閉塞位
置に切り換えると試料２に欠陥が無ければ圧力の平衡状
態が維持される。しかし、試料２の気密性が悪いと第１
の気密室３に導入された圧縮空気は欠陥部を介して徐々
に試料２の内部に侵入する。

【００３６】その結果、時間の経過と共に図３に示す如
く第１の気密室３の圧力が低下して第２の気密室４の圧
力との間に差が生じ、Ｕ字形連通管51内に注入された液
体52の両側に作用する圧力が異なるため液体52が移動し
液面高さの差ｈが発生する。

【００３７】液柱形圧力計においてＵ字形連通管内の液
体に作用する圧力をＰ₁ 、Ｐ₂ 、液体の比重をρ、重力
加速度をｇとすると、Ｐ₂ −Ｐ₁ ＝ρｇｈなる式が成り
立ちＵ字形連通管に注入する液体の比重ρが小さい程ｈ
を大きくすることができる。

【００３８】液柱形圧力計５は相対する直線部の間に配
設されたスケール53を具えており液体52の液面高さの差
ｈを測定する工程では、配管閉塞後に生じる液体52の液
面高さの差ｈをスケール53によって外部から測定し試料
２の気密性良否を判定する。

【００３９】試料２に欠陥があると液面高さの差ｈは図
４に示す如く時間の経過と共にほぼ直線的に変化して最
大値に到達するが、液面高さの差ｈの増加は欠陥が大き
いと実線で示す如く急峻になり欠陥が小さくなるに伴い
破線で示す如く緩慢になる。

【００４０】したがって、気密性の試験に際して液面高
さの差ｈの最大値を計測することによって欠陥の有無の
判定が可能であり、また、単位時間当たりの液面高さの
差ｈの増加量を計測して比較することで欠陥のレベルを
判定することが可能になる。

【００４１】気密性の試験が終わると第１の気密室３か
ら試料２を取り出す工程では空気弁64、65を圧縮空気の
排出位置に切り換え、気密室３、４の中の圧縮空気を大
気中に排出したあと蓋部32を開いて第１の気密室３から
試験済の試料２を取り出す。

【００４２】本発明になる気密試験装置の液柱形圧力計
５はＵ字形連通管51の先端がそれぞれ二つの気密室３、
４に開口しており、試験に際し二つの気密室３、４に圧
縮空気が導入され試験が終わると圧縮空気は気密室３、
４から大気中に排出される。

【００４３】Ｕ字形連通管51に注入された液体52の界面
における圧力は試験の際の圧縮空気の導入／搬出に伴っ
て大きく変動し、且つ、界面近傍の空気の移動が激しい
ことから比重の軽い液体を用いた場合は圧縮空気の導入
／搬出に伴う消耗が激しい。

【００４４】図５に示す液柱形圧力計７はタンク71と液
体補充部72とタンク71の上面に垂直に設けられた２本の
直線管73からなり、液体補充部72は中間にコック74を具
えた連通管75と連通管75の上端に設けられ液体52を貯留
する貯留カップ76を有する。

【００４５】透明な材料からなりタンク71の上面に垂直
に設けられた２本の直線管73は上管がそれぞれ気密室
３、４に開口しており、コック74および連通管75を介し
貯留カップ76から注入された液体52はタンク71内を充た
し直線管73の中に注入される。

【００４６】かかる液柱形圧力計７は直線管73内の液体
52が消耗しても貯留カップ76からタンク71内に補充する
ことが可能であり、試験を中断してＵ字形連通管51に液
体52を補充する等の作業が無く長時間にわたって気密試
験を続行することができる。

【００４７】かかる気密試験装置は特別な装置や液体を
必要としないため試験費用が従来の温湯法と同等に安価
にすることができ、しかも、試料を湯の中に浸漬しない
で試験できるため気密性が悪くても内部に水分が侵入し
再生を阻害することはない。

【００４８】また、圧縮空気の導入と排出を繰り返し試
験するためＨe リークディテクタ等に比べて試験サイク
ルの短縮が可能で、しかも、欠陥の検出に空気を利用す
るため検出レベルが高く試験後に試料を乾燥させる等の
工程を無くすことができる。

【００４９】即ち、安価で試験時間が短く試料内に液体
等が侵入することのない試験装置と試験方法を実現する
ことができる。

【００５０】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば安価で試験時
間が短く試料内に液体等が侵入することのない試験装置
と試験方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明になる気密試験装置を示す斜視図であ
る。

【図２】 本発明になる気密試験方法を示すフローチャ
ートである。

【図３】 本発明になる気密試験方法におけるタイムチ
ャートである。

【図４】 配管閉塞後に生じる液面高さの差の変化を示
す図である。

【図５】 別の液柱形圧力計を示す斜視図である。

【図６】 従来の気密試験方法を示す模式図である。

【符号の説明】

２ 試料 ３、４ 気密室 ５、７ 液柱形圧力計 31 試料取出口 32 蓋部 51 Ｕ字形連通管 52 液体 53 スケール 61、62 配管 63 圧縮空気の供
給源 64、65 空気弁 71 タンク 72 液体補充部 73 直線管 74 コック 75 連通管 76 貯留カップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 進一 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料取出口と該試料取出口を気密封止す
   る蓋部とを具えた第１の気密室と、試料取出口を具えて
   いない第２の気密室と、二つの該気密室を連通する液柱
   形圧力計と、二つの該気密室にそれぞれ接続された配管
   とを有し、 該液柱形圧力計が、少なくとも直線部が透明な材料によ
   って形成され、先端がそれぞれ二つの該気密室に開口す
   るＵ字形連通管と、該Ｕ字形連通管に注入された液体の
   液面高さの差を外部から測定する手段とを具え、 二つの該気密室にそれぞれ接続された２系統の該配管の
   中間に、気密室への圧縮空気の導入、気密室からの圧縮
   空気の排出、または配管の閉塞を選択可能な空気弁が、
   設けられてなることを特徴とする気密試験装置。
2. 【請求項２】 前記気密試験装置の第１の気密室に気密
   封止された試料を収納し該試料の気密性を試験する方法
   であって、 試料取出口から該第１の気密室に該試料を格納したあと
   蓋部を閉じることによって該試料取出口を気密封止する
   工程と、 配管と空位弁を通して該第１の気密室と第２の気密室の
   中に圧縮空気を導入したあと該配管を同時に閉塞する工
   程と、 配管閉塞後に生じる該Ｕ字形連通管に注入された液体の
   液面高さの差を、該Ｕ字形連通管の外部から測定する工
   程と、 該第１の気密室と該第２の気密室から大気中に該圧縮空
   気を排出したあと、該蓋部を開き該試料を取り出す工程
   とを含むことを特徴とする気密試験方法。
3. 【請求項３】 前記液面高さの差の測定が該液面高さの
   差の単位時間当たりの変化量の測定、または該液面高さ
   の差の最大値の測定である請求項２記載の気密試験方
   法。