JPH0553377B2 - - Google Patents
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- JPH0553377B2 JPH0553377B2 JP63202472A JP20247288A JPH0553377B2 JP H0553377 B2 JPH0553377 B2 JP H0553377B2 JP 63202472 A JP63202472 A JP 63202472A JP 20247288 A JP20247288 A JP 20247288A JP H0553377 B2 JPH0553377 B2 JP H0553377B2
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- gas
- partition
- test method
- substance
- gas permeation
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、薄膜等の隔体に気体透過性能、冷凍
サイクル部品、マイクロエレクトロニクスデバイ
ス、および半導体デバイス部品等の密閉性容器、
タンク、パイプのジヨイント等の隔体のピンホー
ル、リークの試験方法に関する。Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention provides gas permeability to a partition such as a thin film, airtight containers for refrigeration cycle parts, microelectronic devices, semiconductor device parts, etc.
Concerns pinhole and leak testing methods for bulkheads such as tanks and pipe joints.
ガス分離膜、包装膜等の薄膜の気体透過性能を
評価する方法としては、透過側の圧力差を測定す
る方法、透過側の定圧条件下での体積変化を測定
する方法があり（例えば日本分光工業(株)、加圧式
ガス透過率測定機）、また透過物組成をガスクロ
マトグラフイーにより分析する方法がある。
Methods for evaluating the gas permeation performance of thin films such as gas separation membranes and packaging membranes include methods that measure the pressure difference on the permeate side and methods that measure volume changes under constant pressure conditions on the permeate side (for example, JASCO Kogyo Co., Ltd., pressurized gas permeability meter), and there is also a method of analyzing the permeate composition using gas chromatography.
また冷凍サイクル部品に対しては水没試験、ハ
ロゲンリーク試験、ヘリウムリークテスト、空気
圧力差テスト等があり、またマイクロエレクトロ
ニクスデバイス、および半導体デバイス等の特に
高気密性が要求される部品に対して、ピンホール
等による超微量のリーク量を測定するものとし
て、トレーサーガスとしてヘリウムを使用し、マ
ススペクトロメータにより検出するもの、またラ
ジオアイソトープを使用し、検出感度を高めたも
の等がある（例えば(株)島津製作所、質量分析計形
ヘリウムリークデイテクタ）。また上記マススペ
クトロメータの代わりに光音響分光器を使用し、
フイラメントの汚染を防止することも試みられて
いる。 For refrigeration cycle parts, there are submersion tests, halogen leak tests, helium leak tests, air pressure difference tests, etc. For parts that require particularly high airtightness, such as microelectronic devices and semiconductor devices, There are methods to measure ultra-trace amounts of leakage due to pinholes, etc., such as methods that use helium as a tracer gas and detect with a mass spectrometer, and methods that use radioisotopes to increase detection sensitivity (for example, Shimadzu Corporation, mass spectrometer type helium leak detector). In addition, a photoacoustic spectrometer is used instead of the mass spectrometer mentioned above,
Attempts have also been made to prevent contamination of the filament.
更に燃料タンクの漏れを精度よく検出するため
に真空内のタンク内にフレオンを注入し、漏出し
たガスの濃度を測定することによりタンクの漏れ
を検出する方法がある。 Furthermore, in order to accurately detect fuel tank leaks, there is a method of injecting Freon into a tank in a vacuum and measuring the concentration of the leaked gas.
しかしながら透過側の圧力変化、体積変化を測
定するものは、ある程度透過速度の高い膜が要求
される。またこれらはいずれも一定時間内の透過
総量を定量するもので、微少時間の膜の透過性能
を評価することはできない。また超微量の透過量
に基づく圧力変化、体積変化を測定するには装置
全体を恒温状態にする必要があり、極めて困難で
ある。
However, for measuring pressure changes and volume changes on the permeation side, a membrane with a relatively high permeation rate is required. Furthermore, all of these methods quantify the total amount of permeation within a certain period of time, and cannot evaluate the permeation performance of a membrane over a minute period of time. Furthermore, in order to measure pressure changes and volume changes based on extremely small amounts of permeation, it is necessary to keep the entire device in a constant temperature state, which is extremely difficult.
また通常のガスの透過試験は、体積変化を測定
するものを除いて、加圧、減圧下での測定であ
り、膜の圧密化等実際に使用する状態と異なつた
環境での測定となり、真の評価方法とはいえない
ものである。 In addition, ordinary gas permeation tests, with the exception of those that measure volume changes, are performed under pressurized or depressurized conditions, and measurements are performed in environments that are different from the conditions in which they will actually be used, such as when the membrane is compacted. This cannot be said to be an evaluation method.
更にマススペクトロメータを使用したヘリウム
リークデイテクタは、高価格であり、また放射性
同位元素を使用する方法は測定が困難で、しかも
危険性を伴うという問題がある。 Furthermore, helium leak detectors using mass spectrometers are expensive, and methods using radioactive isotopes are difficult to measure and are also dangerous.
超微量の透過量を測定する方法として、本発明
者等は先に化学発光を利用する方法を提案した
（特願昭61−280497号）。この方法は薄膜を介して
２種類の物質を配置し、一方の物質が薄膜への浸
透、透過により他方の物質と混合する結果、生じ
る発光を光検出器で計測することにより薄膜の物
質透過性能を評価する方法である。化学発光を利
用する方法は、透過物の検出感度が優れている
上、透過量の経時変化を実時間で測定でき、膜の
２次元情報を得ることもできる長所を有してい
る。更に本発明者等は測定透過物質が化学発光を
触媒する物質、或いは透過側において、測定透過
物が化学発光を引き起こすことが可能な化合物に
変換されるような物質、或いは透過側にある励起
反応中間体からエネルギー移動によつて励起され
うる螢光物質等種々のものでも可能であることを
示した（特願昭63−138108号）。 The present inventors previously proposed a method using chemiluminescence as a method for measuring ultra-trace amounts of transmission (Japanese Patent Application No. 280497/1982). In this method, two types of substances are placed through a thin film, and as a result of one substance mixing with the other substance by permeation and transmission through the thin film, the resulting light emission is measured with a photodetector. This is a method of evaluating The method using chemiluminescence has the advantage that it has excellent sensitivity for detecting permeated substances, can measure changes in the amount of permeation over time in real time, and can obtain two-dimensional information about the membrane. Furthermore, the present inventors believe that the measured permeate substance is a substance that catalyzes chemiluminescence, or a substance in which the measured permeate substance is converted into a compound capable of causing chemiluminescence on the permeation side, or an excitation reaction on the permeation side. It was shown that various intermediates such as fluorescent substances that can be excited by energy transfer are also possible (Japanese Patent Application No. 138108/1982).
本発明は、これら２つの発明の利点を有したま
ま、測定透過物を気体として乾式で測定がおこな
えるようにすることにより、極めて高精度で、か
つ微少時間の膜の透過性能を評価しうると共に、
連続的に測定しうる薄膜、密封容器材料、タン
ク、パイプのジヨイント等の隔体の気体の透過性
能、ピンホールの有無試験、リーク試験方法を提
供することを課題とするものである。 The present invention maintains the advantages of these two inventions and allows measurement to be carried out in a dry manner using a gaseous permeate to be measured, thereby making it possible to evaluate the permeation performance of a membrane with extremely high precision and in a very short period of time. ,
The object of the present invention is to provide a method for continuously measuring the gas permeability of partitions such as thin films, sealed container materials, tanks, and pipe joints, pinhole presence tests, and leak test methods.
本発明の隔体の気体透過試験方法は、暗室或い
は暗箱中で、少なくとも一方が気体であり、かつ
相互に混合されると化学発光を生じる複数の物質
を隔体を介して配置することにより、該気体分子
をして隔体を透過させて透過側にある他方の物質
と混合させ、生じる発光を光検出器により連続的
に計測することを特徴とする。
The gas permeation test method for a septum of the present invention involves arranging a plurality of substances, at least one of which is a gas, and which produces chemiluminescence when mixed with each other, via a septum, in a dark room or a dark box. It is characterized in that the gas molecules are allowed to pass through the partition and mixed with the other substance on the transmission side, and the resulting light emission is continuously measured by a photodetector.
また、本発明の隔体の気体透過試験方法は、少
なくとも一方が気体であり、かつ相互に混合され
ると化学発光を生じる複数の物質を隔体を介して
配置することにより、該気体分子をして隔体を透
過させて透過側にある他方の物質と混合させるに
あたり、気体供給部と気体透過部とを試験用隔体
を介して配置する共に、該気体透過部における透
過気体をキヤリアーガスに随伴させ、暗箱内に収
納した他方の物質と接触させ、生じる発光を光検
出器により連続的に計測することを特徴とする。 Furthermore, the gas permeation test method for a septum of the present invention involves arranging a plurality of substances, at least one of which is a gas, and which generates chemiluminescence when mixed with each other, through the septum, thereby allowing the gas molecules to be detected. In order to pass through the partition and mix it with the other substance on the permeation side, the gas supply part and the gas permeation part are arranged through the test partition, and the permeated gas in the gas permeation part is transferred to a carrier gas. It is characterized in that it is brought into contact with another substance housed in a dark box, and the generated light emission is continuously measured by a photodetector.
上記気体と他の物質の組み合わせとしては、オ
レフインガスとオゾンガス、オゾンガスとルミノ
ール溶液、酸素ガスとテトラキス（ジアルキルア
ミノ）エチレン溶液等が好ましい。 Preferred combinations of the above gas and other substances include olefin gas and ozone gas, ozone gas and luminol solution, oxygen gas and tetrakis(dialkylamino)ethylene solution, and the like.
隔体としては薄膜、密閉性容器であることがで
き、薄膜としては例えば包装フイルム、逆浸透
膜、透析膜、限外濾過膜、精密濾過膜等があり、
材質としてはポリエチレン、ポリビニルアルコー
ル、酢酸セルロース、再生セルロース、各種ポリ
マーアロイ等がある。その形状は特に限定はない
が、例えばマイクロカプセルの外皮、積層膜、チ
ユーブ、中空糸等であることができる。 The partition can be a thin film or a sealed container, and examples of the thin film include a packaging film, reverse osmosis membrane, dialysis membrane, ultrafiltration membrane, precision filtration membrane, etc.
Materials include polyethylene, polyvinyl alcohol, cellulose acetate, regenerated cellulose, and various polymer alloys. The shape is not particularly limited, but may be, for example, the outer shell of a microcapsule, a laminated membrane, a tube, a hollow fiber, or the like.
また密閉性容器としては冷凍サイクル部品、マ
イクロエレクトロニクスデバイス、および半導体
デバイス等の部品、燃料タンク等であり、また本
発明は気密性を要求されるパイプのジヨイント等
の気密性試験にも適用される。 In addition, airtight containers include refrigeration cycle parts, microelectronic devices, semiconductor device parts, fuel tanks, etc. The present invention is also applicable to airtightness tests of pipe joints, etc. that require airtightness. .
本発明の試験方法は、薄膜にあつては気体透過
性能を評価する方法に使用することができ、また
密閉性容器にあつては、気体としてオゾン、エチ
レン、酸素等を使用し、ピンホールの有無を連続
的に試験する方法に使用することができ、更に気
密性を要する部品等にあつては、リークの有無を
試験する方法に使用することができるものであ
る。 The test method of the present invention can be used to evaluate gas permeation performance for thin films, and for airtight containers, ozone, ethylene, oxygen, etc. are used as the gas, and pinholes are detected. It can be used in a method to continuously test for the presence or absence of leakage, and in the case of parts that require airtightness, it can be used for a method to test for the presence or absence of leakage.
本発明は薄膜のガス透過性能、また密封容器の
ピンホール検出、またリーク試験において化学発
光を利用するものであり、少なくとも一方が気体
である、相互に混合されると化学発光を生じる複
数の物質を隔体を介して配置することにより、該
気体分子をして隔体を透過せしめて透過側にある
物質と混合させ、生じる発光を光検出器により計
測することを特徴とするものである。
The present invention utilizes chemiluminescence for the gas permeation performance of thin films, pinhole detection in sealed containers, and leak tests. By arranging the gas molecules through a partition, the gas molecules are allowed to pass through the partition and mix with a substance on the transmission side, and the resulting light emission is measured by a photodetector.
透過物質が気体であるために、被試験用隔体に
よる気体透過部と発光反応装置を配置する暗箱と
を分離することが可能である。 Since the permeable substance is a gas, it is possible to separate the gas permeable part by the partition to be tested from the dark box in which the luminescence reaction device is placed.
気体と他の物質の組み合わせとしてオレフイン
ガスとオゾンガス、オゾンガスとルミノール溶
液、酸素ガスとテトラキス（ジアルキルアミノ）
エチレン溶液等を使用するもので、この組み合わ
せの混合により瞬時に応答性よく化学発光するこ
とを利用するものである。またオレフインガス
は、オゾンと反応すると、酸化の際に生じるホル
ムアルデヒドの励起状態からの発光（435nm）が
起こる。オゾンはメタン、エタン、二酸化炭素、
一酸化炭素等とはこの波長に化学発光を生じない
ので、供給ガスをこれらのガスとの混合ガスとし
た場合でもエチレンだけの透過性能の評価が可能
である。同様に酸素ガスとテトラキス（ジアルキ
ルアミノ）エチレン溶液を使用するすることによ
り酸素ガス透過性能を試験することができるもの
である。 Olefin gas and ozone gas, ozone gas and luminol solution, oxygen gas and tetrakis(dialkylamino) as combinations of gases and other substances
This method uses an ethylene solution, etc., and takes advantage of the fact that chemiluminescence occurs instantaneously and with good response when the combination is mixed. Furthermore, when olefin gas reacts with ozone, it emits light (435 nm) from the excited state of formaldehyde produced during oxidation. Ozone is methane, ethane, carbon dioxide,
Since carbon monoxide and the like do not produce chemiluminescence at this wavelength, it is possible to evaluate the transmission performance of only ethylene even when the supplied gas is a mixture of these gases. Similarly, oxygen gas permeability can be tested by using oxygen gas and a tetrakis(dialkylamino)ethylene solution.
以下、図面に従い実施例を説明するが、本発明
はこれに限定されるものではない。 Examples will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
第１図は、本発明におけるオゾン透過量測定装
置の概略図、第２図、第３図はオゾンによるルミ
ノール発光の状態を示す図、第４図は、本発明に
おけるエチレン透過量測定装置の概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of the ozone permeation amount measuring device according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are diagrams showing the state of luminol emission due to ozone, and FIG. 4 is a schematic diagram of the ethylene permeation amount measuring device according to the present invention. It is a diagram.
図中１は試験用薄膜、２はルミノール溶液、３
はオゾンを含有する不活性ガス、４は不活性ガス
等のキヤリアーガス、５は供給側ガス排出孔、６
は試験済ガス排出孔、７は不活性ガス、８はオゾ
ン発生器、９はオゾン濃度調整コツク、１１は供
給側セル、１２は透過側セル、１３は化学発光反
応槽、１４はガス混合反応セル、２１は光電子増
倍管、２２は暗箱、２３は高圧電源、２４はアン
プ、２５はCPUである。 In the figure, 1 is a test thin film, 2 is a luminol solution, and 3 is a thin film for testing.
is an inert gas containing ozone, 4 is a carrier gas such as an inert gas, 5 is a gas discharge hole on the supply side, and 6 is a carrier gas such as an inert gas.
is a tested gas discharge hole, 7 is an inert gas, 8 is an ozone generator, 9 is an ozone concentration adjustment pot, 11 is a supply side cell, 12 is a permeation side cell, 13 is a chemiluminescence reaction tank, 14 is a gas mixing reaction 21 is a photomultiplier tube, 22 is a dark box, 23 is a high voltage power supply, 24 is an amplifier, and 25 is a CPU.
第１図に示すように、被試験用薄膜１を介し
て、供給側セル１１にオゾンを含有する不活性ガ
スを、また透過側セル１２にはキヤリアーガスを
流通させ、透過側セル １２からのガスを暗箱２
２内にある化学発光反応槽１３におけるルミノー
ル溶液、ルミノール0.1重量％（溶媒；ジメチル
スルホキシド：水＝１：10）中にバブリングさせ
る。ルミノール溶液は酸素等大気中の主成分に対
しては何の反応も示さず、発光は生じない。ここ
で供給側セル１１からオゾンが試験用薄膜１を透
過してキヤリアーガスと共にルミノール溶液中に
導入されるとルミノールと反応し、発光する。こ
の発光量を毎秒あたりのカウント数に変換し、
CPU25で計測する。 As shown in FIG. 1, an inert gas containing ozone is passed through the thin film 1 to be tested into the supply side cell 11 and a carrier gas is passed through the permeation side cell 12. gas dark box 2
The luminol solution in the chemiluminescence reaction tank 13 in the chemiluminescence reaction tank 2 is bubbled into 0.1% by weight of luminol (solvent: dimethyl sulfoxide:water = 1:10). Luminol solution does not show any reaction to main components in the atmosphere such as oxygen, and does not emit light. When ozone from the supply cell 11 passes through the test thin film 1 and is introduced into the luminol solution together with the carrier gas, it reacts with the luminol and emits light. Convert this amount of light emission to the number of counts per second,
Measured with CPU25.
第２図は、ルミノール溶液中にバブリングさせ
るガス流量を一定とし（流速６ml／ｓ）、ガス中
にオゾンを0.1ppm含有される場合と、含有しな
い場合とを交互に供給して発光量を測定した結果
を示す図である。図中onの矢印は供給ガス中に
オゾンを含有した時点を示し、またoffの矢印は
供給ガス中からオゾンが除去された時点を示して
いる。供給ガス中にオゾンが含有されるとただち
に化学発光が観察され、オゾンが除去されると発
光は消滅する。図中でオゾンoffの時点から発光
量が初期値に回復するのに若干のタイムラグがあ
るのは、透過側セル１２のパイプ中に僅かに残つ
たオゾン、または化学発光の溶液系からの燐光い
よるものであり、前者はセル、およびパイプの体
積を小さくし、またキヤリアーガスの流速を増す
ことにより、また後者は化学発光反応槽１３中の
ルミノール溶液を暗箱の外部と循環させることに
より回避することができる。 Figure 2 shows the amount of luminescence measured by keeping the flow rate of gas bubbling into the luminol solution constant (flow rate 6 ml/s) and supplying the gas alternately with and without 0.1 ppm of ozone. It is a figure showing the result. In the figure, the on arrow indicates the point in time when ozone is contained in the supplied gas, and the off arrow indicates the point in time when ozone is removed from the supplied gas. Chemiluminescence is observed as soon as ozone is included in the feed gas, and the luminescence disappears when ozone is removed. In the figure, there is a slight time lag for the luminescence amount to recover to its initial value from the time when ozone is turned off. This may be due to a small amount of ozone remaining in the pipe of the transmission side cell 12 or phosphorescence from the chemiluminescent solution system. The former can be avoided by reducing the volume of the cell and pipe and increasing the flow rate of the carrier gas, and the latter can be avoided by circulating the luminol solution in the chemiluminescence reaction tank 13 with the outside of the dark box. be able to.
第３図は、矢印毎にオゾンを含有するガスの流
速を増していつた時の発光量の変化の実験結果を
示す図である。この場合ガス中のオゾン濃度を一
定とし、単位時間あたりにバブリングされるオゾ
ン量をガス流速に比例させ、またルミノール溶液
量はバブリングされるオゾン量に比べて大過剰と
し、発光量がほぼオゾン量に応じた値となるよう
にした。 FIG. 3 is a diagram showing experimental results of changes in luminescence amount when the flow rate of ozone-containing gas was increased according to the arrows. In this case, the ozone concentration in the gas is kept constant, the amount of ozone bubbled per unit time is made proportional to the gas flow rate, and the amount of luminol solution is in large excess compared to the amount of ozone bubbled, so that the amount of luminescence is approximately the same as the amount of ozone. The value is set accordingly.
ここでオゾン量と発光カウント数との関係を求
めたところ、1ppmのオゾンを含有するガスを１
ml／secでバブリングしたときの発光量は、毎秒
40000カウント（４×104cps）であつた。これは
１秒間にオゾンが4.5×10-11モル、バブリングさ
れているわけであり、発光カウントの検出限界を
100cpsであるとすると、毎秒１×10-13モルのオ
ゾンを検出できる能力を有している。この値は、
バブリングの際の気−液反応の高効率化、および
集光系の改良により、さらに２桁程度の検出限界
の向上が可能である。 When we calculated the relationship between the amount of ozone and the number of luminescence counts, we found that when gas containing 1 ppm of ozone was
The amount of light emitted when bubbling at ml/sec is
It was 40,000 counts (4×10 4 cps). This means that 4.5×10 -11 moles of ozone are bubbled per second, which exceeds the detection limit of luminescence counting.
Assuming 100 cps, it has the ability to detect 1 x 10 -13 moles of ozone per second. This value is
By increasing the efficiency of the gas-liquid reaction during bubbling and improving the light collection system, it is possible to further improve the detection limit by about two orders of magnitude.
この方法と同様に、ルミノール溶液の代わり
に、酸素と反応して化学発光を示すテトラキス
（ジアルキルアミノ）エチレンを使用すれば、キ
ヤリアーガス中に酸素が存在しない条件が加わる
が、オゾンの代わりに酸素の透過を測定すること
ができる。 Similarly to this method, if tetrakis(dialkylamino)ethylene, which reacts with oxygen and exhibits chemiluminescence, is used instead of the luminol solution, a condition is added in which no oxygen is present in the carrier gas, but oxygen is used instead of ozone. The transmission of can be measured.
次に膜透過物質をエチレンとする場合の測定装
置を第４図に示す。エチレン等のオレフインガス
は、オゾンと反応すると、酸化の際に生じるホル
ムアルデヒドの励起状態からの発光（435nm）が
起こる。第４図に示すようにエチレンを含有する
ガスを供給口７より、またキヤリアーガスを供給
口４より流入し、薄膜１を透過したエチレンを、
暗箱２２内のガス混合反応セル１４に導入してオ
ゾン発生器８よりのオゾン含有ガス３と混合し、
その際の発光を検出するものである。オゾンはメ
タン、エタン、二酸化炭素、一酸化炭素等と接触
してもこの波長に化学発光を生じないので、エチ
レンガス供給口７からの供給ガスは、これらのガ
スとエチレンとの混合ガスとした場合でもエチレ
ンだけの透過性能の評価ができ、ガスクロマトグ
ラフイーによる分析を必要としないで連続的に、
かつ経時的にエチレンの透過量を測定することが
でき、エチレン選択透過膜の開発に役立つもので
ある。 Next, FIG. 4 shows a measuring apparatus in which ethylene is used as the membrane-permeable substance. When olefin gas such as ethylene reacts with ozone, it emits light (435 nm) from the excited state of formaldehyde produced during oxidation. As shown in FIG. 4, a gas containing ethylene is introduced from the supply port 7, and a carrier gas is introduced from the supply port 4, and the ethylene that has permeated through the thin film 1 is
Introduced into the gas mixing reaction cell 14 in the dark box 22 and mixed with the ozone-containing gas 3 from the ozone generator 8,
It detects the light emitted at that time. Since ozone does not produce chemiluminescence at this wavelength even when it comes into contact with methane, ethane, carbon dioxide, carbon monoxide, etc., the gas supplied from the ethylene gas supply port 7 is a mixed gas of these gases and ethylene. The permeation performance of only ethylene can be evaluated even in the case of ethylene, continuously without the need for analysis by gas chromatography.
In addition, it is possible to measure the amount of ethylene permeation over time, which is useful for the development of ethylene selectively permeable membranes.
また第１図，第４図に示す装置とすることによ
り透過装置と暗箱を分離することができ、透過装
置は任意の形態が適用でき、大面積化も可能であ
り、さらに常圧で操作しうるので、例えば第４図
に図示するように被試験用薄膜をセルとの気密性
を保持しつつ、セル間をスライドさせるようにう
することにより気密性が要求される連続膜に対
し、オンラインのピンホール検出システムとする
ことができる。 Furthermore, by using the apparatus shown in Figures 1 and 4, the transmission device and the dark box can be separated, the transmission device can be of any shape, can be made to have a large area, and can be operated at normal pressure. For example, as shown in Figure 4, the thin film to be tested can be slid between cells while maintaining airtightness with the cells. can be used as a pinhole detection system.
また冷凍サイクル部品、マイクロエレクトロニ
クスデバイス、および半導体デバイス等の特に高
気密性が要求される部品のリーク試験に使用され
ているヘリウムガスに代えてエチレンガスを使用
することにより、質量分析、ガスクロマトグラフ
イー等を使用せずに同程度の感度で、同様の測定
が可能であり、しかも経時的な測定も可能であ
る。例えば半導体デバイスの気密試験では、まず
エチレンガス加圧下にデバイスを置き、次にこの
デバイスを取り出して減圧容器に入れ、その減圧
容器からのガスを暗箱中でオゾンと接触させる。
半導体デバイスにピンホール等が存在すると内部
のエチレンガスが漏出して発光を生じるので、そ
の発光を測定することによりピンホールの存在を
確認しえるものである。 In addition, by using ethylene gas instead of helium gas, which is used in leak tests for parts that require particularly high airtightness, such as refrigeration cycle parts, microelectronic devices, and semiconductor devices, mass spectrometry, gas chromatography, etc. It is possible to perform similar measurements with the same level of sensitivity without using other methods, and it is also possible to perform measurements over time. For example, in an airtight test of a semiconductor device, the device is first placed under pressure with ethylene gas, then the device is removed and placed in a vacuum container, and the gas from the vacuum container is brought into contact with ozone in a dark box.
If a pinhole or the like exists in a semiconductor device, the ethylene gas inside leaks out and emits light, so the presence of the pinhole can be confirmed by measuring the emitted light.
さらにタンク、パイプのジヨイント等漏れの測
定も可能である。タンク、パイプのジヨイント等
の気密性を要求されるものの内部を（腐蝕性、酸
化性のない）エチレン加圧し、外部をオゾン雰囲
気下として、暗室あるいは暗箱中で発光を観察す
ることによりピンホール等の検査ができる。 Furthermore, it is also possible to measure leaks from tanks, pipe joints, etc. By pressurizing the inside of tanks, pipe joints, and other items that require airtightness with ethylene (non-corrosive and non-oxidizing), and observing the luminescence in a dark room or dark box, the outside is placed in an ozone atmosphere to detect pinholes, etc. can be inspected.
本発明は薄膜のガス透過性能、また密封容器の
ピンホール検出、またリーク試験において化学発
光を利用するものであるので、高感度検出、経時
的検出が可能であり、また化学発光は測定ガスが
透過、または漏れた瞬間に生じるものであり、応
答性がよいものである。また本発明では乾式で試
験するものであるので、常温、常圧下でも、また
加圧、減圧下での薄膜のガス透過性能試験が可能
であり、実際の薄膜の使用条件下に即した測定が
でき、膜本来の性能を評価することができ、また
ピンホールの連続的な測定が可能である。
Since the present invention utilizes chemiluminescence for the gas permeation performance of thin films, pinhole detection in sealed containers, and leak tests, highly sensitive detection and detection over time are possible. It occurs at the moment of penetration or leakage, and has good responsiveness. In addition, since the present invention is a dry test, it is possible to test the gas permeability performance of thin films at room temperature and pressure, as well as under pressurized and reduced pressures, making it possible to perform measurements that match the actual usage conditions of thin films. It is possible to evaluate the original performance of the membrane, and it is also possible to continuously measure pinholes.
また冷凍サイクル部品、マイクロエレクトロニ
クスデバイス、および半導体デバイス等の特に高
気密性が要求される部品等の密封容器、タンク、
パイプのジヨイント等の気密性を要求されるもの
の等のピンホール、リーク等の測定を容易におこ
なうことができるものである。 In addition, sealed containers, tanks, etc. for parts that require particularly high airtightness such as refrigeration cycle parts, microelectronic devices, and semiconductor devices, etc.
This makes it possible to easily measure pinholes, leaks, etc. in pipe joints that require airtightness.
第１図は、本発明におけるオゾン透過量測定装
置の概略図、第２図、第３図はオゾンによるルミ
ノール発光の状態を示す図、第４図は、本発明に
おけるエチレン透過量測定装置の概略図である。
図中、１は試験用薄膜、２はルミノール溶液、
３はオゾンを含有する不活性ガス、４は不活性ガ
ス等のキヤリアーガス、５は供給側ガス排出孔、
６は試験済ガス排出孔、７は不活性ガス、８はオ
ゾン発生器、９はオゾン濃度調整コツク、１１は
供給側セル、１２は透過側セル、１３は化学発光
反応槽、１４はガス混合反応セル、２１は光電子
増倍管、２２は暗箱、２３は高圧電源、２４はア
ンプ、２５はCPUである。
FIG. 1 is a schematic diagram of the ozone permeation amount measuring device according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are diagrams showing the state of luminol emission due to ozone, and FIG. 4 is a schematic diagram of the ethylene permeation amount measuring device according to the present invention. It is a diagram. In the figure, 1 is a test thin film, 2 is a luminol solution,
3 is an inert gas containing ozone, 4 is a carrier gas such as an inert gas, 5 is a supply side gas discharge hole,
6 is a tested gas discharge hole, 7 is an inert gas, 8 is an ozone generator, 9 is an ozone concentration adjustment pot, 11 is a supply side cell, 12 is a permeation side cell, 13 is a chemiluminescence reaction tank, 14 is a gas mixture 21 is a photomultiplier tube, 22 is a dark box, 23 is a high-voltage power supply, 24 is an amplifier, and 25 is a CPU.
Claims (1)
であり、かつ相互に混合されると化学発光を生じ
る複数の物質を隔体を介して配置することによ
り、該気体分子をして隔体を透過させて透過側に
ある他方の物質と混合させ、生じる発光を光検出
器により連続的に計測することを特徴とする隔体
の気体透過試験方法。 ２ 少なくとも一方が気体であり、かつ相互に混
合されると化学発光を生じる複数の物質を隔体を
介して配置することにより、該気体分子をして隔
体を透過させて透過側にある他方の物質と混合さ
せるにあたり、気体供給部と気体透過部とを試験
用隔体を介して配置する共に、該気体透過部にお
ける透過気体をキヤリアーガスに随伴させ、暗箱
内に収納した他方の物質と接触させ、生じる発光
を光検出器により連続的に計測することを特徴と
する隔体の気体透過試験方法。 ３ 上記気体がオレフインガス、他の物質がオゾ
ンガスである請求項１、または２記載の隔体の気
体透過試験方法。 ４ 上記気体がオゾンガス、他の物質がルミノー
ル溶液である請求項２記載の隔体の気体透過試験
方法。 ５ 上記気体が酸素ガス、他の物質がテトラキス
（ジアルキルアミノ）エチレン溶液である請求項
２記載の隔体の気体透過試験方法。 ６ 上記気体透過試験方法において、上記隔体が
薄膜であり、その試験方法が薄膜の気体透過性能
を評価する方法である請求項１，２，３，４、ま
たは５記載の隔体の気体透過試験方法。 ７ 上記気体透過試験方法において、上記隔体が
密閉性容器であり、その試験方法が密閉性容器に
おけるピンホールの有無を試験するものである請
求項１，２，３，４、または５記載の隔体の気体
透過試験方法。 ８ 上記密閉性容器が冷凍サイクル部品、マイク
ロエレクトロニクスデバイス、または半導体デバ
イス部品である請求項７記載の隔体の気体透過試
験方法。 ９ 上記密閉性容器がタンク、またはパイプのジ
ヨイントである請求項７記載の隔体の気体透過試
験方法。[Scope of Claims] 1. In a dark room or dark box, a plurality of substances, at least one of which is a gas, and which produce chemiluminescence when mixed with each other, are arranged via a partition, whereby the gas molecules are 1. A gas permeation test method for a septum, characterized by passing the gas through the septum and mixing it with another substance on the transmission side, and continuously measuring the generated light emission with a photodetector. 2. By arranging multiple substances, at least one of which is a gas, and which generates chemiluminescence when mixed with each other, through a partition, the gas molecules are allowed to pass through the partition, and the other substance on the transmission side When mixing with the other substance, the gas supply part and the gas permeation part are arranged through a test partition, and the permeated gas in the gas permeation part is accompanied by a carrier gas, and mixed with the other substance stored in a dark box. A gas permeation test method for a partition, characterized by contacting the partition and continuously measuring the emitted light emitted by a photodetector. 3. The gas permeation test method for a partition according to claim 1 or 2, wherein the gas is olefin gas and the other substance is ozone gas. 4. The gas permeation test method for a partition according to claim 2, wherein the gas is ozone gas and the other substance is a luminol solution. 5. The gas permeation test method for a septum according to claim 2, wherein the gas is oxygen gas and the other substance is a tetrakis(dialkylamino)ethylene solution. 6. Gas permeation through a partition according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein in the gas permeation test method, the partition is a thin film, and the test method is a method for evaluating gas permeation performance of the thin film. Test method. 7. In the gas permeation test method, the partition is a hermetic container, and the test method is to test for the presence or absence of pinholes in the hermetic container. Gas permeation test method for partitions. 8. The gas permeation testing method for a partition according to claim 7, wherein the airtight container is a refrigeration cycle component, a microelectronic device, or a semiconductor device component. 9. The gas permeation test method for a partition according to claim 7, wherein the airtight container is a tank or a joint of a pipe.
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| JPH0251043A JPH0251043A (en) | 1990-02-21 |
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