JP2010230360A

JP2010230360A - 薬液容器

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Publication number: JP2010230360A
Application number: JP2009075847A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Suga; 貴宏菅; Morimasa Funatsu; 司匡舩津; Tsuneo Uchiyama; 常雄内山
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2010-10-14

Abstract

【課題】薬液の蒸発を簡易に防止することができる薬液容器を提供。
【解決手段】ＡＴ振動子が基板に実装されたパッケージＰを浸漬するための薬液Ｌが内部に収納される容器本体１と、この容器本体１を大気遮断する蓋体２とを有し、容器内部を加圧することにより蒸発を抑制する。容器本体１の内部に収納される薬液Ｌの液面を複数の液面浮上固体物６で覆う。パッケージＰの出し入れの為に蓋体２を開けても、薬液Ｌの蒸発が液面浮上固体物６に妨げられることになるので、薬液の蒸発を防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、素子基板をパッケージ内部に実装した電子部品等を薬液に浸漬する品質試験等に用いる薬液容器に関する。

水晶振動子やＩＣチップ等の素子が実装された基板をパッケージに気密封止した電子部品が製造されている。例えば、この電子部品として、ＡＴ振動子が実装された基板をパッケージに気密封止した水晶発振器が知られている。
この電子部品では、パッケージの気密性を試験するために試薬に浸漬する試験が行われる。この浸漬試験を実施するため、まず、蓋を開けて容器本体の内部を開放し、この内部に不活性有機液体からなる一定量の薬液を収納し、あるいは一定量になるように補充し、ＡＴ振動子が実装された基板を気密封止したパッケージを薬液に浸漬し、その後に蓋を閉める。さらに、この容器本体の内部空間を所定時間加圧し、加圧が終了したら、容器本体の内部空間を大気開放して減圧し、その後、容器本体の内部からパッケージを取り出す。このパッケージをＩＰＡ（イソプロピルアルコール）で洗浄した後に、乾燥させる。

この薬液容器では、容器本体にパッケージを収納したり、あるいは、パッケージを取り出したりする際には、大気開放しなければならず、薬液が蒸発することになる。
これらの薬液には、不活性有機液体が用いられるが、温暖化係数の高い液体が多く、蒸発させることは地球環境に好ましいことではない。
そこで、容器内に収納された試薬の蒸発を防止するための従来例として、内部に試薬が収納された試薬容器であって、試薬の液面の上を、試薬より比重が軽くかつ試薬と混合しない液体、つまり、シリコーン油、流動パラフィン等の液体で覆って試薬の蒸発を防止する試薬含有容器がある（特許文献１）。この特許文献１の従来例では、容器内部に収納された試薬はプローブで吸引される。

特開２０００−１３７０３２号公報

特許文献１で示される従来例では、試薬容器に収納された試薬の液面をシリコーン油、流動パラフィン等の液体で覆う構成であるため、プローブで試薬を吸引する場合には問題がないが、この構成をパッケージの気密性を試験するための試薬浸漬試験にそのまま利用することには問題がある。
つまり、薬液の液面をシリコーン油、流動パラフィンで覆うとすると、薬液に浸漬した電子部品を取り出す際に、シリコーン油等の液体が電子部品に付着することになり、パッケージ自体、ひいては、製品である電子部品の汚れとなる。
地球環境に好ましくない不活性有機液体の蒸発を抑制しながら、電子部品への汚染が少ない浸漬方法が望まれていた。

本発明の目的は、薬液の蒸発を簡易に防止することができる薬液容器を提供することにある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本適用例にかかる薬液容器は、薬液が収納される容器本体と、この容器本体の内部空間を大気遮断する蓋体と、前記内部空間を加圧する加圧機構と、前記内部空間を大気開放する大気解放機構とを備え、前記容器本体に前記薬液が収納されたまま、大気遮断と加圧と大気開放が繰り返しおこなわれる薬液容器であって、前記容器本体に収納される前記薬液の液面を複数の液面浮上固体物で覆うことを特徴とする。

この構成の本適用例では、容器本体に薬液を収納し、この薬液の液面を複数の液面浮上固体物で覆う。薬液の液面が複数の液面浮上固体物で覆われので、液面からの薬液の蒸発が妨げられることになる。蓋体により外部の大気と内部空間を遮断し、内部空間の内部圧力を加圧によって薬液の液面からの薬液の蒸発は抑制させることができ、さらに大気開放した内部空間の圧力減少による液面からの薬液の蒸発を液面浮上固体物によって減少できる。
電子部品を液中に浸漬するために、液面上から液中に電子部品を下ろすが、液面浮上固体物が電子部品に当接しても電子部品を避けようと液面の移動し、この浸漬が完了後、放置するだけで液面浮上固体物は液面の全体を再び覆うように移動するので、複雑な機構や構造を用いずに、電子部品の浸漬と薬液の蒸発防止が行える。この浸漬後、加圧機構で容器本体の内部空間を加圧し、一定の加圧下で所望の放置をおこなう。この放置後、大気開放機構で内部空間の圧力を大気開放し、蓋体を開けて電子部品を取り出す。この状態でも、薬液の液面が複数の液面浮上固体物で覆われているから、薬液の蒸発が液面浮上固体物で妨げられることになる。そして、電子部品を薬液から取り出すために、薬液中から薬液上に電子部品を上げるが、液面浮上固体物が電子部品に当接しても電子部品を避けようと移動することになり、スムーズに電子部品の引き上げが行える。
従って、本適用例では、薬液の液面を複数の液面浮上固体物で覆うから、蓋体を開けても、薬液の蒸発が液面浮上固体物に妨げられることになり、薬液の蒸発を防止でき、温暖化係数の高い薬液の場合、地球環境にとって好ましい。しかも、電子部品を取り出す際には、液面浮上固体物が電子部品に付着することがないので、電子部品自体が汚れることがない。

[適用例２]
本適用例にかかる薬液容器は、前記液面浮上固体物が球状であることを特徴とする。
この構成の本適用例では、液面浮上固体物を球状とすることで、液面浮上固体物の製造を容易に行えるだけでなく、液面浮上固体物に角部がないので、角部がパッケージに接触してパッケージを傷つけることを防止できる。

[適用例３]
本適用例にかかる薬液容器は、前記液面浮上固体物はポリプロピレン、ポリエチレン、ふっ素樹脂の少なくともいずれかの樹脂で成形されていることを特徴とする。
この構成の本適用例では、液面浮上固体物を形成するこれらの樹脂は耐薬品性、強度が強いから、液面浮上固体物自体が破損することが少なく、かつ、これら樹脂は比較的に入手が容易な材料であるため、浸漬試験を安価に実施することができる。また、これら樹脂の比重は多くに薬液よりも軽いので、多くに種類の薬液に対して十分な浮力を有し、液面に安定して浮上することができる。

[適用例４]
本適用例にかかる用薬液容器は、前記液面浮上固体物が中空であることを特徴とする。
この構成の本適用例では、液面浮上固体物を中空とすることで、種々の薬液に対しても浮遊体の浮力が大きくなる。そのため、比重の軽い薬液にもこの液面浮上固体物を用いることができ、様々な薬液の蒸発を確実に防止することができる。

本発明の一実施形態にかかる薬液容器の断面図。実施例及び比較例のグラフ。

次に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる薬液容器を示す断面図である。
図１において、薬液容器は、内部に薬液Ｌが収納される容器本体１と、この容器本体１の内部空間を大気遮断する蓋体２と、容器本体１と蓋体２との内部空間を加圧する加圧機構３と、この加圧機構３で加圧された内部空間を大気開放する大気解放機構４とを備えている。
容器本体１は、有底円筒部材１Ａと、この有底円筒部材１Ａの開口側上部に形成されたフランジ１Ｂとを有する容器である。この容器本体１は例えば、ＳＵＳ３０４等の金属から形成されている。
蓋体２は、フランジ１Ｂの外周縁とほぼ等しい外周縁を有する円板部材であり、この外周縁近傍とフランジ１Ｂとの間にはシール部材Ｓが配置され容器本体１と蓋体２との内部空間が密封状態とされる。この蓋体は例えば、ＳＵＳ３０４等の金属から形成されている。蓋体２は容器本体１に図示しない金具で着脱自在に取り付けられる。

加圧機構３は窒素（Ｎ_２）、圧空等を容器本体１と蓋体２との内部空間に供給するものであり、この内部空間に先端が開口され蓋体２に取り付けられた配管３１と、この配管３１の基端側に設けられた図示しない供給源と、配管３１に設けられた開閉弁３２とを有する。
大気開放機構４は容器本体１と蓋体２との内部空間の圧力を大気圧まで下げるために外部へ気体を放出するもので、この内部空間に先端が開口され蓋体２に取り付けられた配管４１と、この配管４１に設けられた開閉弁４２とを有する。
なお、蓋体２には容器本体１と蓋体２との内部空間の圧力を検出するための圧力計５が設けられている。

容器本体１内部には薬液Ｌが収納される。この薬液Ｌは、浸漬試験に用いられる不活性有機液体である。この不活性有機液体として、液状高分子フッ化炭素（商品名：フロリナートＦＣ４０（３Ｍ社製）、沸点１５８〜１７３℃）を例示できる。この不活性有機液体は密封容器本体１に対して所定容量、例えば、密封容器本体１の内容積が８．９リッターである場合には、５リッター用いる。

不活性有機液体としては、液状高分子フッ化炭素の他に、メチルイソブチルカルビトール（沸点１３１．６℃）、アリルアルコール（沸点９６．９℃）、メチルセロソルブ（沸点１３６．４℃）、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル（沸点１４１℃）、エチレングリコールモノｔ−ブチルエーテル（沸点１５２℃）、３−メトキシブタノール（沸点１６０℃）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（沸点１２０℃）、プロピレングリコールモノエチルエーテル（沸点１３２℃）、プロピレングリコールモノプロピルエーテル（沸点１５０℃）、エチレングリコールアセテート（沸点１５６．３℃）、メチセロアセテート（沸点１４５℃）、乳酸メチル（沸点１４５℃）、乳酸エチル（沸点１５５℃）、酢酸プロピル（１０２℃）があり、さらに、沸点２００℃以上のアルコールも含まれる。
沸点２００℃以上のアルコールとしては、ジエチレングリコール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコール、１−ブトキシエトキシ−２−プロパノール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、オクチレングリコール、ブチルカルビトール、カルビトールアセテート、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、グリセリンが含まれるが、このうち、トリエチレングリコールが好ましい。

容器本体１の内部に収納された薬液Ｌには試験対象の電子部品であるパッケージＰが浸漬される。このパッケージＰは、水晶発振器として用いられるもので、ＡＴ振動子を実装した基板が内部に封止された構造である。本実施形態では、水晶振動子に代えてあるいは水晶振動子に加えてＩＣチップが基板に実装され、この基板がパッケージの内部に封止された電子部品にも適用できる。
このパッケージＰは複数段のトレイＴにそれぞれ複数個ずつ収納される。これらのトレイＴは１つのマガジンＭとしてまとめられており、このマガジンＭの上部には取手Ｈが取り付けられている。このマガジンＭやパッケージＰは従来使用されているものと同じである。

薬液Ｌの液面が複数の液面浮上固体物６で覆われている。液面浮上固体物６は中空の球状体であり、その外径は、例えば、２０ｍｍである。
液面浮上固体物６の材質はポリプロピレン（ＰＰ）である。この液面浮上固体物６には導電性フィラーが混入されている。この導電性フィラーとしては、カーボンや金属等の導電性を有する物質の微粒子が例示でき、この導電性微粒子がポリプロピレンに混入される。
これらの液面浮上固体物６の数や大きさは容器本体１の面積との関係で設定されるが、薬液Ｌの液面が見えなくなるまで液面浮上固体物６で敷き詰められる状態が好ましい。例えば、内容積が８．９リッターの容器本体１に５リッターの薬液Ｌを収納する場合には、液面浮上固体物６は６０個程度が薬液Ｌの液面に浮かべられる。

次に、この薬液容器を用いた浸漬試験について説明する。
まず、容器本体１に薬液Ｌを収納し、この薬液Ｌの液面に複数の液面浮上固体物６を浮かべる。その後、試験対象であるパッケージＰを収納したマガジンＭを薬液Ｌに沈める。この際、薬液Ｌに浮遊した複数の液面浮上固体物６は、マガジンＭの下面に当接しても、マガジンＭを避けるように移動する。マガジンＭが十分に沈んだ後、再び薬液Ｌの液面の全域が複数の液面浮上固体物６で覆われることになる。
さらに、蓋体２を密封容器本体１に取り付けて内部空間を大気から密封状態とする。

この状態で、加圧機構３の開閉弁３２を開放して容器本体１と蓋体２との内部空間に窒素を投入し加圧する。この加圧のための圧力は適宜設定されるが、例えば、０．４ＭＰａである。加圧時間は、例えば、１．５時間である。これらの加圧条件は、容器本体１に収納するパッケージＰの数や大きさ、さらには、容器本体１自体の容積によって異なる。
密封容器本体１と蓋体２との内部空間が加圧されることで、薬液Ｌに浸漬されたパッケージＰに圧力がかかることになる。この圧力を一定に保持しながら、１．５時間以上放置する。大気圧よりも高い圧力状態の密閉容器に放置した薬液が飽和蒸気圧が高いので液面からの蒸発が抑制される。
加圧工程が終了したら、開閉弁３２を閉じるとともに、減圧機構４の開閉弁４２を開放して容器本体１と蓋体２との内部空間を大気圧まで下げる。容器本体１と蓋体２との内部空間が大気圧近くまで減圧されることで薬液Ｌが蒸発しやすくなるが、液面浮上固体物６で液面が覆われていることにより、薬液Ｌの蒸発を押さえられる。

蓋体２を容器本体１から外し、マガジンＭを取り出す。この際、薬液Ｌに浮遊した複数の液面浮上固体物６は、マガジンＭの下面に当接しても、マガジンＭを避けるように移動する。マガジンＭが引き上げた後、再び薬液Ｌの液面の全域が複数の液面浮上固体物６で覆われ、液面からの蒸発が抑制される。次に、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）でマガジンＭに収納されたパッケージＰを洗浄し、このパッケージＰを乾燥させる。この乾燥させる手段は種々あるが、例えば、扇風機で１５〜２０分程度パッケージＰを乾燥させる方法を採用することができる。

従って、本実施形態では次の作用効果を奏することができる。
（１）ＡＴ振動子が基板に実装されたパッケージＰを浸漬するための薬液Ｌが内部に収納される容器本体１と、この容器本体１を大気遮断する蓋体２とを有する容器において、容器本体１の内部に収納される薬液Ｌの液面を複数の液面浮上固体物６で覆う構成としたから、蓋体２を開けても、薬液Ｌの蒸発が液面浮上固体物６に妨げられることになるので、薬液の蒸発を防止でき、温暖化係数の高い薬液の場合、地球環境にとって好ましい。しかも、パッケージＰを容器本体１から取り出す際には、液面浮上固体物６がパッケージＰに付着することがないので、パッケージＰが汚れることがない。

（２）液面浮上固体物６を構造が簡易な球体としたから、液面浮上固体物６を容易に製造することができる。しかも球状体からなる液面浮上固体物６には角部がないので、パッケージＰに液面浮上固体物６が接触しても、パッケージＰを傷つけることがない。

（３）液面浮上固体物６を耐薬品性や強度が強いポリプロピレンやポリエチレン、ふっ素樹脂で成形したから、液面浮上固体物６自体が破損することが少ない。そのため、液面浮上固体物６自体を交換することが少ないから、浸漬試験を安価に実施することができる。

（４）液面浮上固体物６を中空としたから、液面浮上固体物６の浮力を大きなものにすることができる。そのため、液面浮上固体物６が密封容器本体１の底部に沈むことがなくなるから、薬液Ｌの蒸発を確実に防止することができる。

（５）液面浮上固体物６は導電性フィラーが含有されているので、パッケージＰを収納したマガジンＭを薬液Ｌへ浸漬あるいは取り出す際に液面浮上固体物６同士が衝突して静電気が発生しても、これらの液面浮上固体物と導電率の高い金属から形成されている容器本体１に当接することで静電気が外部にアースされることになる。そのため、電子部品に静電気がつくことに伴う電子部品の性能の低下を防止することができる。

次に、本実施形態の効果を確認するために実施例及び比較例について説明する。
実施例は、前述の実施形態で説明した具体的な条件に従って、複数の浸漬試験ラインの薬液容器で使用される薬液の月当たりの量を測定したものである。これに対して、比較例は、浮遊体６を用いない点を除いては実施例と同様の条件で薬液の使用量を測定した。

実施例と比較例との結果を図２に示す。図２に示される通り、液面浮上固体物６を利用した実施例は薬液Ｌの４ヶ月間の平均使用量が２５０Ｋｇ程度であるのに対して、液面浮上固体物６を使用していない比較例は薬液Ｌの４ヶ月間の平均使用量が４００Ｋｇ程度であり、実施例とは大きな差があることがわかる。薬液は不活性有機液体であり、浸漬による機密試験であるので、使用目的上、薬液がすぐに劣化するものではないので、全量交換するのではなく、蒸発等により減少した液量を補充して、容器に一定量の薬液が収納されるようにしている。従って、使用量が概ね蒸発量に相等する。このように、比較例に比べて実施例の薬液Ｌの蒸発量（使用量）が少ないのは、液面浮上固体物６によって薬液Ｌの蒸発が抑えられているからである。

なお、本発明は、上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含むものである。
例えば、前記実施形態では、液面浮上固体物６の材質はポリプロピレン、ポリエチレン、ふっ素樹脂であったが、本発明では、液面浮上固体物６の材料を薬液Ｌに対して安定的な材料であれば具体的な構成は問わない。例えば、液面浮上固体物６の材料として、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等を例示することができる。

また、液面浮上固体物６は球状体でなくてもよく、例えば、丸みを帯びた角部を有する六面体状や四面体状であってもよい。
さらに、液面浮上固体物６を中空ではなく、発泡性の構造としてもよい。
また、液面浮上固体物６に導電性フィラーを必ずしも含有させることを要しない。

本発明は素子基板をパッケージ内部に実装した電子部品等を薬液に浸漬する品質試験等に用いる薬液容器に利用することができる。

１…容器本体、２…蓋体、３…加圧機構、４…大気開放機構、６…液面浮上固体物、Ｐ…パッケージ（電子部品）

Claims

薬液が収納される容器本体と、この容器本体の内部空間を大気遮断する蓋体と、前記内部空間を加圧する加圧機構と、前記内部空間を大気開放する大気解放機構とを備え、前記容器本体に前記薬液が収納されたまま、大気遮断と加圧と大気開放とが繰り返しおこなわれる薬液容器であって、
前記薬液の液面を複数の液面浮上固体物で覆うことを特徴とする薬液容器。
請求項１に記載された薬液容器において、
前記液面浮上固体物は球状であることを特徴とする薬液容器。
請求項２に記載された薬液容器において、
前記液面浮上固体物はポリプロピレン、ポリエチレン、ふっ素樹脂の少なくともいずれかの樹脂で成形されていることを特徴とする薬液容器。
請求項１から請求項３のいずれかに記載された薬液容器において、
前記液面浮上固体物は中空であることを特徴とする薬液容器。