JP3116830B2 - ヘリウムリークディテクタ - Google Patents

ヘリウムリークディテクタ

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JP3116830B2 JP08202040A JP20204096A JP3116830B2 JP 3116830 B2 JP3116830 B2 JP 3116830B2 JP 08202040 A JP08202040 A JP 08202040A JP 20204096 A JP20204096 A JP 20204096A JP 3116830 B2 JP3116830 B2 JP 3116830B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、封止検査や密閉検
査などを行う際に利用されるヘリウムリークディテクタ
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】封止検査や密閉検査を行うための有力な
手段の一つにヘリウムボンビング法によるヘリウムリー
クディテクタがある。なかでも、高真空ポンプを逆拡散
したヘリウムのみを分析管に導くいわゆる逆拡散リーク
テスト方式は、分析管への必要最小限度のヘリウム導入
によってリークテストを行うことができ、分析管のバッ
クグランド値を迅速に低下させることが見込まれるた
め、リークテストのタクトタイム短縮に大きく貢献し得
るものである。
【0003】そのための従来の装置は、図7に示すよう
に、分析管3に接続される高真空ポンプたるターボ分子
ポンプ(TMP)の排気口と、被試験体Wからヘリウム
リークを誘導し得るように構成されたテストチェンバ5
とを、バルブFV、RVを介して共通の油回転真空ポン
プ(RP)に接続し、このRPにより先ずバルブRVを
閉、バルブFVを開にして分析管3を排気する。その
後、所定のバックグランド値が得られたら、バルブFV
を閉、バルブRVを開にしてテストチェンバ5を粗引き
することによりヘリウムリークを誘導し、最後に両バル
ブFV、RVを開としてテストモードに移行することに
より、リークしたヘリウムをTMPを逆拡散させて分析
管3に導入し、被試験体Wからのヘリウムリーク量を間
接的に測定し得るようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記の構成
によると、粗引きからテストに切り替わった際の測定値
の応答時間は問題にならないが、粗引き中はTMPの排
気口側が真空封じ切り状態となるため、分析管3が周囲
の残留ヘリウムを拾うことによりバックグランド値が上
昇し、分析管3の汚染も進行するという懸念がある。
【0005】このような不具合を解消するために、RP
に代えて、TMPの排気口を排気するバックポンプと、
テストチェンバ5を排気する前記バックポンプと同等の
性能からなる粗引きポンプとを、2台並列に設け、粗引
き中にもTMPの排気口に対する排気をバックポンプに
よって続行し得るようにしたものが考えられている。と
ころが、単にこのような構成では、粗引きからテストに
切り替わった際に、両ポンプの並列排気によって排気速
度が2倍になるので、リークしたヘリウムが分析管3に
回り込む速度が落ち、分析管3における測定値の応答時
間が少なくとも2倍以上に延びてしまうという難点があ
る。
【0006】本発明は、真空ポンプを2台構成としなが
らも、粗引きからテストに切り替わる際の測定値の応答
時間の延びを有効に防止し得るようにしたヘリウムリー
クディテクタを提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、分析管に接続される高真空ポンプ
と、この高真空ポンプの排気口を第1の排気ラインを通
じて排気するバックポンプと、被試験体からヘリウムリ
ークを誘導するテストチェンバと、このテストチェンバ
を第2の排気ラインを通じて排気する粗引きポンプとを
具備してなり、これら各ポンプにより分析管及びテスト
チェンバを並列排気した後、第1、第2の排気ラインを
連通させ、テストチェンバから高真空ポンプを逆拡散し
て分析管に回り込んだヘリウムリーク量を測定し得るよ
うに構成するとともに、バックポンプの排気速度を粗引
きポンプの排気速度よりも小さく設定してなることを特
徴とする。
【0008】このように、テストチェンバと分析管とを
並列排気可能とすると、テストチェンバ排気中に高真空
ポンプの排気口側が真空封じ切り状態になることがな
く、分析管が周辺の残留ヘリウムを拾うことによるバッ
クグランド値の上昇、分析管の汚染を有効に回避するこ
とができる。しかも、バックポンプの排気速度をある程
度小さく、また粗引きポンプ側の排気速度をある程度大
きく設定すれば、粗引きからテストに切り替わった際の
排気速度の変化を無視し得る範囲に抑えることができる
ので、測定値の応答時間が延びることも同時に防止する
ことができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図1〜図6を参
照して説明する。このヘリウムリークディテクタは、図
1に示すように、分析管3に接続される高真空ポンプた
るターボ分子ポンプ(TMP)4と、このTMP4の排
気口4bを排気するバックポンプたる第1の油回転真空
ポンプ(RP)1と、被試験体Wが装填されるテストチ
ェンバ5と、このテストチェンバ5を排気する粗引きポ
ンプたる第2の油回転真空ポンプ(RP)2とを具備し
ている。
【0010】詳述すると、分析管3は内部に存在するガ
スの中からヘリウムのみを選択してその量を測定し得る
ように構成された一般的なもので、この分析管3にはT
MP4の吸気口4aが接続されている。TMP4の排気
口4bは、途中にバルブFVを有した第1の排気ライン
L1を介して末端に配置したRP1の吸気口1aへと接
続されている。テストチェンバ5は、Heを充填した被
試験体Wを内部に装填し、その被試験体Wからヘリウム
リークを誘導し得るように構成されたもので、このテス
トチェンバ5は第2の排気ラインL2の始端に着脱可能
に且つ接続部が気密状態となるように取付けられる。こ
のテストチェンバ5は、バルブRVを有する第2の排気
ラインL2を介してRP2の吸気口2aへと接続されて
いる。さらに、この第2の排気ラインL2における前記
バルブRVよりも上流部分と、前記第1の排気ラインL
1における前記バルブFVよりも下流部分とは、バルブ
BVを有する中間系路LMを介して連通されている。そ
して、この中間系路LMに、前記テストチェンバ5を大
気開放するためのバルブLVを設けている。図において
符号6はピラニー真空計を示している。
【0011】以上のような構成において、本実施例は、
前記RP1の排気速度を前記RP2の排気速度よりも小
さく設定している。具体例としては、RP1に排気速度
36L/minの規格のものを使用し、またRP2に排
気速度1300L/minの規格のものを使用してい
る。次に、本実施例におけるリークテストの手順につい
て説明する。なお、図2〜図5における太線は排気が進
行しているラインを示している。先ず、テスト待機中
は、図2に示すようにバルブRV、BV、LVを閉、バ
ルブFVを開にして、RP1により第1の排気ラインL
1を通じてTMP4の排気口4bを排気する。TMP4
はこのRP1にバックアップされながら稼働し、分析管
3を高真空排気する。分析管3において所定バックグラ
ンド値が得られたなら、図3に示すように、バルブRV
のみを開に切り替えて粗引きを開始する。これにより、
前記第1の排気ラインL1における排気と並行して、R
P2による第2の排気ラインL2を通じたテストチェン
バ5に対する排気が開始される。この排気を開始するに
先だって、テストチェンバ5内にヘリウムを充填した被
試験体Wをセットしておくのは言うまでもない。排気が
進行するにつれて、被試験体Wに亀裂やピンホール等が
存在する場合には、拡散性に富むHeがその部分を通じ
てテストチェンバ5内にリークし、リークしたHeは第
2の排気ラインL2へと流れ出す。適宜の時間が経過し
た後、図4に示すように、バルブBVのみを開に切り替
えてテストモードに移行する。これにより、第2の排気
ラインL2と第1の排気ラインL1とが連通し、第2の
排気ラインL2にリークしたHeの一部は中間系路LM
を通って第1の排気ラインL1へと回り込む。そして、
更にその一部がTMP4を逆拡散して分析管3に到達
し、この分析管3においてHeが検出される。測定値が
安定したら、そのときの測定値に基づいて被試験体Wか
らのリーク量を判定する。最後に、図5に示すようにバ
ルブBV、RVを閉、バルブLVを開にして、テストチ
ェンバ5内を大気開放(ベント)する。大気開放後には
再びLVを閉にし、図2に示す状態に戻る。このとき、
テストチェンバ5内の被試験体Wを入れ替えて、次の測
定に備える。
【0012】以上のようにして、本実施例のヘリウムリ
ークディテクタは次々に被試験体Wのリークテストを行
い得るものであるが、この実施例ではテストチェンバ5
と分析管3とを並列排気するようにしているため、テス
トチェンバ5の排気中にTMP4の排気口4bが真空封
じ切り状態になることがなく、分析管3が周辺の残留ヘ
リウムを拾うことによるバックグランド値の上昇、分析
管の汚染を有効に回避することができる。しかも、RP
1の排気速度をある程度小さく、RP2の排気速度をあ
る程度大きく設定しているため、図3に示す粗引き状態
から図4に示すテスト状態に切り替わった際の排気速度
の変化を無視し得る範囲にまで抑えることができ、テス
ト開始から測定値が安定するまでの時間(応答時間)が
延びることも同時に防止することができる。したがっ
て、このリークディテクタを用いると、従来に比べてタ
クトタイムを例えば9秒→6秒程度にまで飛躍的に短縮
する優れた効果が奏される。
【0013】なお、図6はRP1、2の各排気速度を変
更して実施したときの分析管3における測定値の推移を
示すもので、図中AはRP1を5L/min、RP2を
1300L/minとしたときのもの、BはRP1を3
6L/min、RP2を1300L/minとしたとき
のもの、CはRP1を1300L/min、RP2を1
300L/minとしたときのものである。これらの測
定から言えることは、RP1が大き過ぎると同図Cに示
すようにテスト開始後にHeが分析管3に回り込む速度
が鈍って測定値が安定するまでの応答時間が長くなり、
RP1が小さ過ぎてもHeが分析管3に回り込む量が過
多になってやはり同図Aに示すように測定値の早期安定
が難しい上に分析管3の汚染にもつながり易く、それら
の中間が最も望ましいことである。本発明者が種々試験
した結果、応答時間をほとんど延長させることなく排気
系を構成するためには、RP1の排気速度を25〜45
L/minの範囲、RP2の排気速度を1000〜20
00L/minの範囲とすることが有効であることが明
らかになった。
【0014】なお、上記実施例ではバックポンプ及び粗
引きポンプの双方に油回転真空ポンプを採用したが、一
方をドライポンプとしてもよい。同様に、高真空ポンプ
にTMPに代えてドラックポンプを採用することもでき
る。その他、各部の具体的な構成は、図示実施例のもの
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲で種々変形が可能である。
【0015】
【発明の効果】本発明のヘリウムリークディテクタは、
以上説明した構成であるから、タクトタイムを短縮しな
がらも、バックグランド値の上昇や分析管の汚染を防止
することができる。そして、これにより装置のスループ
ットを向上させ、更に装置メンテナンスのインターバル
時間を引き延ばすことができる等の優れた効果が奏され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す排気系統図。
【図2】リークテストの手順を示す図。
【図3】リークテストの手順を示す図。
【図4】リークテストの手順を示す図。
【図5】リークテストの手順を示す図。
【図6】複数の条件の下で応答試験を行った結果を示す
グラフ。
【図7】従来例を示す図1に対応した排気系統図。
【符号の説明】
1…バックポンプ(第1の油回転真空ポンプ;RP) 2…粗引きポンプ(第2の油回転真空ポンプ;RP) 3…分析管 4…高真空ポンプ(ターボ分子ポンプ;TMP) 4b…排気口 5…テストチェンバ L1…第1の排気ライン L2…第2の排気ライン W…被試験体

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】分析管に接続される高真空ポンプと、この
    高真空ポンプの排気口を第1の排気ラインを通じて排気
    するバックポンプと、被試験体からヘリウムリークを誘
    導するテストチェンバと、このテストチェンバを第2の
    排気ラインを通じて排気する粗引きポンプとを具備して
    なり、これら各ポンプにより分析管及びテストチェンバ
    を並列排気した後、第1、第2の排気ラインを連通さ
    せ、テストチェンバから高真空ポンプを逆拡散して分析
    管に回り込んだヘリウムリーク量を測定し得るように構
    成するとともに、バックポンプの排気速度を粗引きポン
    プの排気速度よりも小さく設定してなることを特徴とす
    るヘリウムリークディテクタ。
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