JP4036149B2 - 圧電デバイスのリーク検出方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、SAWデバイス等の圧電デバイスのリークを検出する検出方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、水晶等の圧電材料を使用した圧電デバイスが広く使用されており、このような圧電デバイスの一例として、例えば、携帯電子端末やテレビ受像機等の電子部品や通信部品において、共振子や帯域フィルタ等として弾性表面波素子(以下、「SAW(Surface Acoustic Wave)デバイスという」)が使用されている。SAWデバイスは、圧電基板にすだれ状電極である櫛形電極(以下、「IDT」(Inter Digital Transducer)という)及び反射器を形成することにより構成されている。
【0003】
圧電基板は、例えば水晶ウエハを用いて形成される。IDTと反射器は、圧電基板の表面に、アルミニウム等の導電層を蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜状に形成した上で、フォトリソグラフィ等によりすだれ状となるように形成されている。
【0004】
すなわち、SAWデバイスは、水晶ウエハの表面に導電層を形成し、IDTと反射器に対応した導電パターンを形成して製造される。
具体的には、図20の概略平面図に示すように、SAWデバイス1は、パッケージ2内に固定された基板3に、IDT(図示せず)を形成し、蓋体5で封止して構成されている。特に、このパッケージ2内は、真空あるいはN2 等の不活性雰囲気とされて、蓋体5により気密に封止されている。
そして、このような蓋封止工程において、図20に示すように、蓋体5の固定位置がずれると、図示するような穴6が開口し、パッケージ2内が外気と連通されてしまい、振動条件が変化するとともに、外気により、電極の腐食が進行して、損傷してしまう。
【0005】
そこで、従来は、このような蓋封止工程における比較的大きな穴(以下、「大穴」という)によるリークを検出する方法としては、差圧式リークテスタを用いる手法が一般的である。
この方法を図21に概略的に示している。
図21において、気密にしたチャンバー等の隔室内を、第1の空間8aと、第2の空間8bに区画し、これらの境界にダイヤフラム9を配置する。第1の空間8aに大穴リークのないSAWデバイスSを収容し、第2の空間8bに検査対象となるSAWデバイスTSを収容する。そして、第1の空間8aと、第2の空間8bに、矢印で示すように、等しい気圧をかける。
これにより、検査対象であるSAWデバイスTSに大穴があれば、第2の空間8b内の空気は、そのパッケージ内に入り込むから、その分、第2の空間8b内の気圧が下がる。このような、第1の空間8aと、第2の空間8bの差圧を検出することで、検査対象であるSAWデバイスTSの大穴を検出することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図21のような差圧式リークテスタ7では、検査対象となるSAWデバイスTSを、ひとつずつしか検査できない。
このため、検査効率がきわめて低いという問題がある。
【0007】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、バッジ処理により、圧電デバイスの大穴を検出することができる圧電デバイスのリーク検出方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、第1の発明によれば、駆動電圧を印加するための電極を形成した圧電体をパッケージ内に収容し、蓋体により封止した圧電デバイスのリーク検出方法であって、前記蓋体による封止後に、前記圧電デバイスを、この圧電デバイスの前記電極と反応する液体内に浸漬して、前記液体の作用により前記電極を変質させる工程と、前記圧電デバイスを取り出して、周波数検査及び/またはCI値検査を行う工程とを含んでおり、前記液体による前記電極の変質工程よりも前段において、ヘリウムによるリーク検査を行う圧電デバイスのリーク検出方法により、達成される。
【0009】
第1の発明の構成によれば、パッケージに蓋体を固定する蓋封止工程を経た後で、これを前記液体に浸漬する。この場合、蓋体とパッケージとの隙間があれば、前記液体はパッケージ内部に浸入するので、パッケージ内に形成されている前記電極が液体に晒されることになる。そして、電極が前記液体により変質すると、圧電デバイスの周波数が変化するか、及び/またはCI(クリスタルインピーダンス)値が変化するので、これらの少なくとも一方を検査することで、大穴リークを検出することができる。
しかもヘリウムによるリーク検査は、「大穴」よりも微細なリークを検出するものである。そして、パッケージに大穴が存在する場合には、パッケージ内にヘリウムが侵入しても、大穴から出てしまうので、ヘリウムをパッケージ内に止まらせることができないので、パッケージに大穴が存在する場合には、ヘリウムによるリーク検査は行うことができない。このため、ヘリウムによるリーク検査を、前記液体へのSAWデバイスの浸漬によるリーク検査より先行させることで、ヘリウムによるリーク検査で「リーク」判定が出た製品を、前記液体へのSAWデバイスの浸漬によるリーク検査を行わずに除去することで、全体の検査効率を高めることができる。
かくして、複数もしくは多数の圧電デバイスを前記液体に同時に浸漬することにより、バッジ処理にて、圧電デバイスの大穴を検出することができる圧電デバイスのリーク検出方法を提供することができる。
また、上述の目的は、第2の発明によれば、駆動電圧を印加するための電極を形成した圧電体をパッケージ内に収容し、蓋体により封止した圧電デバイスのリーク検出方法であって、前記蓋体による封止後に、前記圧電デバイスを、この圧電デバイスの前記電極と反応する液体内に浸漬して、前記液体の作用により前記電極を変質させる工程と、前記圧電デバイスを取り出して、周波数検査及び/またはCI値検査を行う工程とを含んでおり、前記液体による前記電極の変質工程よりも後段において、フッ素系不活性液体を使用したリーク検査を行う圧電デバイスのリーク検出方法により、達成される。
第2の発明の構成によれば、パッケージに蓋体を固定する蓋封止工程を経た後で、これを前記液体に浸漬する。この場合、蓋体とパッケージとの隙間があれば、前記液体はパッケージ内部に浸入するので、パッケージ内に形成されている前記電極が液体に晒されることになる。そして、電極が前記液体により変質すると、圧電デバイスの周波数が変化するか、及び/またはCI(クリスタルインピーダンス)値が変化するので、これらの少なくとも一方を検査することで、大穴リークを検出することができる。
しかもフッ素系不活性液体を使用したリーク検査は「大穴」よりも微細なリークを検出するもので、かつヘリウムによるリーク検査より、大きなリークを検出するものである。そして、フッ素系不活性液体を使用したリーク検査の特徴は、フッ素系不活性液体をパッケージ内に導入することにより可能となるものである。したがって、「大穴」の存在を検査する前にフッ素系不活性液体を使用したリーク検査をしても、パッケージに「大穴」がある場合には、フッ素系不活性液体は蒸発によりパッケージから外部に出てしまい、検査ができない。一方、フッ素系不活性液体を使用したリーク検査をしないと、パッケージに大穴が存在しない場合でも、それよりやや大きなリークが残る場合がある。そこで、前記液体による前記電極の変質工程よりも後段において、フッ素系不活性液体を使用したリーク検査を行うようにすれば、パッケージの大穴によるリークと、それよりも小さなリークとを検出することが可能となる。
かくして、複数もしくは多数の圧電デバイスを前記液体に同時に浸漬することにより、バッジ処理にて、圧電デバイスの大穴を検出することができる圧電デバイスのリーク検出方法を提供することができる。
【0010】
第3の発明は第1または2の発明の構成において、前記液体が水であることを特徴とする。
第3の発明の構成によれば、前記電極と反応する液体として、水を選択することができれば、水は入手が容易で、工程の実行が容易となる。
【0011】
第4の発明は第1または2の発明の構成において、前記液体がアルカリ溶液であることを特徴とする。
第4の発明の構成によれば、前記液体としてアルカリ溶液を用いると、SAWデバイスのパッケージは、セラミックであり、アルカリ溶液と反応しないので、正確な検査結果を得ることができる。
【0012】
第5の発明は第1ないし4の発明のいずれかの構成において、前記液体を加熱することを特徴とする。
第5の発明の構成によれば、前記液体を加熱することにより、電極との反応を促進して、検査効率を向上させることができる。
【0013】
第6の発明は第1ないし5の発明のいずれかの構成において、前記液体を減圧下で作用させることを特徴とする。
第6の発明の構成によれば、検査対象の圧電デバイスがきわめて小型である場合に、前記液体に浸漬した状態で、前記電極が形成された領域に微細な気泡が付着する場合がある。気泡が付着すると、液体の接触を妨げるので、前記液体を減圧下で作用させることにより、このような気泡を除去すれば、電極と液体が好適に接触し、反応を円滑に進行させることができる。
【0016】
第7の発明は第1ないし6の発明のいずれかの構成において、前記圧電デバイスがSAWデバイスであることを特徴とする。
第7の発明の構成によれば、SAWデバイスの電極は、アルミニウムにより形成され、かつSAWデバイスはきわめて小型であり、目視の検査が困難であるし、一方、前記溶液としての、水、アルカリ溶液等により電極を変質させることができることで、この発明の検査方向にきわめて適している。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施形態に係る検出方法が適用される圧電デバイスの一例としてのSAWデバイスを示す概略平面図、図2は図1のA−A線切断端面図である。
このSAWデバイス10は、例えば、矩形のパッケージ11の内部空間S内に圧電基板12を固定して形成されている。圧電基板12の表面には、図示しないすだれ状電極であるIDT及びIDTの両側にそれぞれ配置された反射器を備えている。
【0018】
パッケージ11は、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成形して形成される複数の基板を積層した後、焼結して形成されている。
圧電基板12は、圧電材料として、例えば、水晶,リチウムタンタレート,LBO等の単結晶基板やZnO/Si等の多層膜基板等でなり、本実施形態では、例えば、レイリー波を伝搬する圧電材料として、結晶材料のカット角方位が(0,123,0)の水晶基板が使用されている。
電極であるIDT及び反射器は、圧電基板12の表面に、アルミニウムやチタン等の導体金属を蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜状に形成した上で、フォトリソグラフィ等により、すだれ状となるように形成されている。
【0019】
具体的には、IDTは、複数の電極指が所定のピッチで並設されて長手方向の各端部が交互に導通されるように形成されている。即ち、2つの櫛形状の電極の各櫛歯部分が、所定距離隔てて互い違いに入り込むように形成されている。このIDTは、ボンディングワイヤ14を介して電気的に接続されている外部端子(図示せず)を介して電気信号と弾性表面波(SAW)との間の変換を行う機能を有する。
ここで、SAWデバイスの周波数はf=v/λ(v=圧電基板の音速、λ=表面波の波長)であることから、周波数fが低いと波長は長くなり、IDT及び反射器の間隔が大きくなる。そして、IDTのライン幅LW(電極自体の幅)と、IDTのスペース幅SW(電極どうしの間隔)を合わせたLW+SWは、SAW共振子であるSAWデバイス10の表面弾性波の波長をλとした時、λ/2に設定されている。
蓋体13は、パッケージ11側と接合するのに適した材料が使用されており、例えば、セラミックスやコバール等の金属材料で形成されている。蓋体13は、蓋封止工程において、封止材13aにより気密に固定されている。
すなわち、パッケージ11は、真空雰囲気もしくは、内部に不活性ガスとしてのN2 が充填されて、蓋体13により気密に封止されている。
【0020】
図3は、図1及び図2で説明したSAWデバイス10について、その蓋封止工程における大穴リークを検出する本発明の検出方法の第1の実施形態を簡単に示すフローチャートである。
ST11の製品上がりとは、SAWデバイス10について、蓋体13の上述したような封止、すなわち、蓋封止工程を終了した段階を示す。
この蓋封止の終了後に、複数もしくは多数のSAWデバイス10を、図示しない処理槽に投入する。
処理槽内には、処理液体、すなわち、大穴リークの検出に用いる液体が収容されている。ここで用いる処理液体には、SAWデバイス10の電極と反応する性質を有するものが選択され、できるだけ電極以外の構成を侵さないものを選択する。このため、処理液体としては、入手が容易な水が選択されており、SAWデバイス10は水に浸漬される(ST12)。
【0021】
SAWデバイス10を例えば、1分間、水に浸漬して、ST13の検査を行った。
図4は、SAWデバイス10の水による浸漬処理後に、外部から駆動電圧を印加し、振動させた時の周波数の変化を示しており、図5は、この時のCI値を示している。水への浸漬時間は約1分間である。
ここで、SAWデバイス10のCI値は、共振周波数f0付近での抵抗値と等しい値となる。図5では、SAWデバイス10について水による浸漬処理後に、外部から駆動電圧を印加し、このCI値を検出したものである。
【0022】
この実施形態において、SAWデバイス10を水に浸漬することで、その電極が水の中の不純物(塩素イオン等)と反応して、変質した結果、図4に示す周波数変動と、図5に示すCI値変化を生じたものと考えられる。ここで、電極は、本実施形態では、SAWデバイスのIDTが対象とされており、SAWデバイス10の電極の幅、すなわちライン幅LWは、上述したように表面弾性波の波長λとの関係で上述したように決定される極めて細い線幅であることも比較的短時間で電極が変質した原因のひとつと考えられる。
ここで、図4に見られる周波数変動は、その周波数の減少や増加等の点で、図示する4種の試料に関して、不規則な変化を示しており、検出の判定に用いることは困難である。
【0023】
しかしながら、図5に示すように、CI値の変化に関しては、処理直後に、全ての試料に関して、CI値の上昇が観察されているので、このCI値の検査の結果により、試料のSAWデバイス10に大穴が存在し、パッケージ11(図1,図2参照)内に水が浸入した結果、内部の電極と水が反応して電極が変質したものと判断することができる。
このように、きわめて入手が容易な水を用いることにより、複数もしくは多数のSAWデバイス10の蓋封止の不良に起因する大穴を、バッジ処理によりきわめて容易に検出することができる。
【0024】
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。
この実施形態は、蓋封止の不良に起因した大穴の存在のみならず、より小さなリークの存在の検出を含めた、一連の検出法となっている。このため、大穴リークの検出以外のリーク(不完全封止部)の検出法について、簡単に説明する。
図6はリークの原因となる穴や隙間の大きさと、これに対応した各リーク検出法を整理した表である。
図示されているように、後述する方法も含めて、本発明の各実施形態で説明する大穴リークの検出法であるE,F,G,Hの各検出法以外に、より小さな穴や隙間の検出法として、A,B,C,Dに示すものがある。各検出法が対象とする穴や隙間の大きさは図6の通りである。
ここで、最も大きなリーク穴からのリークを「大穴リーク」、これより小さなリーク穴からのリークを「グロスリーク」、最も小さなリーク穴からのリークを「ファインリーク」と呼んでいる。
そして、図20で既に説明したCの方法を除き、他の代表的な検出法を簡単に説明する。また、Dのフロリーナ気泡試験の説明は省略する。
【0025】
図7は、ヘリウムを用いたリーク検査についての概略図であり、ファインリークの検出に用いる。図7(a)はHeのボンビングを行う様子を示し、図7(b)は、Heリークテスターによるリーク試験の様子を示している。
図7(a)において、気密のチャンバー20−1には、試料として、例えば、SAWデバイス10が収容されている。SAWデバイス10は、パッケージ内部が、真空か、ヘリウムよりも分子量の大きな不活性ガス、例えば、窒素(N2 )またはアルゴン(Ar)等により満たされている。
気密のチャンバー20−1には、ヘリウム(He)の供給源22から気体ヘリウムが供給されて加圧されるようになっている。例えば、このヘリウムガスの圧力は、0.4Mpa(メガパスカル)ないし0.5Mpaで、2時間程度加圧する。この過程で、この過程で、加圧されたヘリウムが、SAWデバイス10の不完全封止部である微細なリーク穴から、パッケージ内に侵入する。
次いで、チャンバー20−1から、SAWデバイス10を取り出し、図7(b)に示すように、SAWデバイス10を移動させて、別の気密チャンバー20−2に収容する。気密チャンバー20−2には、真空ポンプ21が、途中に気体センサ等の分析器23を配置した状態で接続されている。これにより、SAWデバイス10からのヘリウムの排出を分析器23を用いて検査する。分析器23によりSAWデバイス10からのヘリウムの排出が認められれば、微細なリーク穴が存在することになる。
【0026】
図8は、SAWデバイス10内に、小さなリーク穴から、液体を浸入させ、パッケージ内をこの液体で満たすことにより、収容されたSAW素子の動作環境を変更することにより、小さなリーク穴の存在を検出する方法に関するものである。
この方法は、図7のヘリウムを用いたリーク検査が対象とするリークよりも大きなリークであるが、水等を用いた大穴リークのテストが対象とするリーク穴よりも小さく、グロスリーク検出に用いる(図6参照)。
【0027】
図8において、符号25は液体を収容した浸漬槽である。
浸漬槽25には、リーク穴から浸入させるための検査用の液体が収容されており、その浸透度等の条件が、検査の対象とされるリーク穴の大きさに対応している。したがって、検査用の液体は、エタノール等の液体が種々選択できるが、この場合は、リーク検査に特に適した液体として、フッ素系不活性液体として、例えば、フロリナート(登録商標)(住友3M社)が好適に使用される。
フロリナートは、表面張力が非常に低く、浸透性に優れている。また、不活性で、パッケージや電極、基板等を侵さない。高温,低温を問わず、各種溶剤に溶解せず、優れた電気絶縁性と熱伝導性を備え、不燃性で、無毒、無臭であるという多くの優れた特徴を有している。
【0028】
そこで、図8の検査液体26として、フロリナートを用いて、浸漬槽25に収容したフロリナート26内に、検査対象としてのSAWデバイス10を浸漬する。
これにより、SAWデバイス10に封止不良がある場合には、そのリーク穴からフロリナートがパッケージ内に浸入する。これによりパッケージ内はフロリナートにより満たされるので、このSAWデバイス10を浸漬槽25から取り出し、外部から駆動電圧を印加する。
SAWデバイス10のパッケージ内がフロリナートで満たされている場合には、パッケージに収容されているSAW素子(圧電基板にIDTを形成したもの)は、雰囲気環境が変化するので、発振しない。したがって、発振を確認することによりSAWデバイス10のパッケージにリーク穴が存在することを知ることができるものである。
【0029】
図9は第2の実施形態のリーク検出方法において、大穴リークの検出の手法について示す図である。
収容容器30は、処理液体を収容した処理槽である。収容容器30は、処理液体中に複数もしくは多数の検査対象、例えばSAWデバイス10が投入されることができる大きさとされている。この場合、処理液体31は第1の実施形態と同じ理由により水が選択されている。
収容容器30の底部には、加熱手段32が配置されている。加熱手段32は、例えば、電気ヒータであり、通電時間等について、適宜制御できるようになっている。これにより、第1の実施形態と比較すると、水31が加温されることで、反応の進行が促進されるようになっている。
【0030】
図10は第2の実施形態に対応したフローチャートである。
図において、ST21の製品上がりとは、図3のST11と同じで、SAWデバイス10について、図1で説明したように、蓋体13の封止、すなわち、蓋封止工程を終了した段階を示す。
この蓋封止の終了後に、図7で説明したようなヘリウムによるリーク検査を行い、ファインリークの検出を行う(ST22)。
次いで、図9に示す水を煮沸して大穴リーク検査を行う(ST23)。
【0031】
ここで、大穴リーク検査に先行させて、ST22でヘリウムによるリーク検査を行うのは、検査対象のSAWデバイスに大穴がある場合には、ヘリウムによるリーク検査の際に、パッケージ内に一度ヘリウムが侵入しても、パッケージから大穴を介してヘリウムが排出されてしまうので、ヘリウムを検出することができないからである。このため、ヘリウムによるリーク検査を先行させて、微細なリーク穴だけが存在するSAWデバイス10をこの段階で排除する。
【0032】
そして、微細なリーク穴のないものだけが、ST23の大穴リークの検査対象とされて、図9に示すように、検査対象としてのSAWデバイス10は水に約1分間浸漬される。
ここで、水31は、沸点近くまで加温されて、電極との反応を促進するようにされてる。
次に、図8で説明した方法により、グロスリーク検出のため、フロリナートを使用したリーク検査を行う(ST24)。
そして、駆動電圧を印加したSAWデバイス10のうち、発振しないものを排除する。これにより、大穴よりも小さなリーク穴であるグロスリークを有するSAWデバイス10を排除することができる。
つまり、フロリナートを使用したリーク検査では、大穴が存在するSAWデバイスでは、フロリナートはその揮発性により排出されてしまうので、駆動性能に変化が生じない。
そこで、ここまでの段階で、排除された検査対象、すなわち、ST22とST24とで排除された検査対象は、大穴以外のリーク穴が存在したものである。
【0033】
最後に、検査対象として残った、SAWデバイス10の電気的特性を検査する。
図11及び図12は、その一例を示しており、図11は残った検査対象の周波数をこの段階と検査前とで比較したものである。図12は残った検査対象のCI値をこの段階と検査前とで比較したものである。
図11に示されているように、水を煮沸することにより、SAWデバイスの電極が変質し、いずれの試料においても、周波数は等しく高いほうにシフトしている。
また、図12に示されているように、CI値に関しても、処理後すぐに上昇しており、いずれの試料においても同様な挙動を示すことが確認されている。
【0034】
以上により、第2の実施形態によれは、SAWデバイス10に関して、ST22とST24のヘリウムによるリーク検査及びフロリナートを使用したリーク検査により、それぞれファインリークとグロスリークに対応する大きさのリークの有無を検査することができ、さらに、ST23において、水を煮沸することにより、反応を促進することで、短時間で確実な大穴リークの判定をすることができる。
【0035】
図13は第3の実施形態に対応したフローチャートである。
図において、ST31の製品上がりとは、図3のST11と同じで、SAWデバイス10について、図1で説明したように、蓋体13の封止、すなわち、蓋封止工程を終了した段階を示す。
また、ヘリウムによるリーク検査(ST32)で、ファインリークの検出をST33よりも先行させているのは、第2の実施形態と同じ理由による。
第3の実施形態で第2の実施形態と異なるのは、第3の実施形態のST33と第2の実施形態のST23と比較すると明らかなように、グロスリークと大穴リークの検出をST33の処理で同時に行っていることである。
【0036】
すなわち、ST33では、水を沸点程度まで加温するだけなく、図9で説明したような収容容器30について、気密の耐圧容器等を利用することとし、容器内を0.4ないし0.5Mpa程度に加圧して、グロスリーク検出と大穴リーク検出を同時に行い、浸漬処理時間も合計約30分である。
これにより、第2の実施形態と比較すると、水は、大穴だけでなく、加圧によりグロスリークに対応したリーク穴にも浸入し、パッケージ内の電極と反応することになる。
すなわち、SAWデバイス10のパッケージにグロスリークに対応するリーク穴以上の大きさの穴ないし隙間がある場合には、パッケージ内に高温の水が浸入するので、パッケージ内の電極が変質することになる。
したがって、この実施形態では、大穴リークの検出を含めて、グロスリークより大きなリーク穴の検出をひとつの方法で行うことができるので、その分工程を簡単にすることができる。
【0037】
図14は第4の実施形態のリーク検出方法において、大穴リークの検出の手法について示す図である。
収容容器40は、処理液体41を収容した処理槽である、収容容器40は、処理液体41中に複数もしくは多数の検査対象、例えばSAWデバイス10が投入されることができる大きさとされている。
【0038】
収容容器40に入れる処理液体41は、他の実施形態と異なり、アルカリ溶液が選択される。処理液体41としてアルカリ溶液を選択するのは、SAWデバイス10のパッケージ内の電極と反応しやすい液体で、かつパッケージ等を侵すことがないものとして選定したものである。そして、検査対象として、SAWデバイス10を選ぶ場合には、そのパッケージがセラミックスで形成されていることから、アルカリ溶液が好適である。される。パッケージや圧電基板に悪影響を与えないアルカリ溶液であれば、ほぼ種類を問わず、使用することができ、ここでは、入手の容易性に着目して、pH8ないし14程度の市販の洗剤が使用されている。
【0039】
図15は第4の実施形態に対応したフローチャートである。
図において、ST41の製品上がりとは、図3のST11と同じで、SAWデバイス10について、図1で説明したように、蓋体13の封止、すなわち、蓋封止工程を終了した段階を示す。
この蓋封止の終了後に、図7で説明したようなヘリウムによるリーク検査を行い、ファインリークの検出を行う(ST42)。
次いで、図14で説明したように、アルカリ溶液にSAWデバイス10を複数もしくは多数投入して、浸漬させ大穴リーク検査を行う(ST43)。
【0040】
ここで、大穴リーク検査に先行させて、ST42でヘリウムによるリーク検査を行うのは、図7で説明した理由と同じである。
そして、微細なリーク穴のないものだけが、ST43の大穴リークの検査対象とされて、図14に示すようにして、検査対象であるSAWデバイス10はアルカリ溶液に約5分間浸漬される。
次に、図8で説明した方法により、グロスリーク検出のため、フロリナートを使用したリーク検査を行う(ST44)。
【0041】
そして、ファインリークもグロスリークも存在しない残った検査対象としてのSAWデバイス10に関して、電気的特性を検査する(ST45)。
図16及び図17は、その一例を示しており、図16は残った検査対象の周波数をこの段階と検査前とで比較したものである。図17は残った検査対象のCI値をこの段階と検査前とで比較したものである。
図16に示されているように、アルカリ溶液に浸漬することにより、SAWデバイス10の電極が変質しているが、周波数の変化は試料により一様でなく、この場合には周波数変化に基づいて判断することができない。
そこで図17を参照すると、全ての検査対象のSAWデバイス10に関して、そのCI値が処理後すぐに上昇しており、いずれの試料においても同様な挙動を示すことが確認されている。
このようにして、本実施形態においても、ST45で、CI値変化を見ることにより、大穴リークの存在を知ることができる。
【0042】
図18は第5の実施形態のリーク検出方法ついて示す図である。
収容容器40は、図14で説明したものと同じであり、処理液体41も図14と同様にアルカリ溶液を用いている。図14の場合と異なる点は、収容容器40を真空チャンバー43内に収容し、真空ポンプ44を用いて、チャンバー内を真空引きしている点である。
これにより、収容容器40内に投入されたSAWデバイス10の表面に、微細な気泡が付着している場合において、真空チャンバー43内を減圧することにより、SAWデバイス10の表面から気泡が除去される。
【0043】
すなわち、SAWデバイス10の表面に、微細な気泡が付着していると、比較的小さいリーク穴が気泡に塞がれることで、内部に処理液体41が浸入できないことがある。このため、気泡を除去することで、小さなリーク穴に処理液体41が入り込み、パッケージ内の電極と反応することが可能となる。
したがって、この方式によれば、大穴リークの検出だけでなく、グロスリークの検出も可能となる。
【0044】
図19は第5の実施形態に対応したフローチャートである。
図において、ST51の製品上がりとは、図3のST11と同じで、SAWデバイス10について、図1で説明したように、蓋体13の封止、すなわち、蓋封止工程を終了した段階を示す。
また、ヘリウムによるリーク検査(ST52)で、ファインリークの検出をST53よりも先行させているのは、第2の実施形態と同じ理由による。
この実施形態では、上述した第3の実施形態と同様にグロスリークと大穴リークの検出をST53の処理で同時に行っていることである。
【0045】
すなわち、ST53では、SAWデバイス10をアルカリ溶液に浸漬するだけでなく、図18で説明したように、収容容器40を真空チャンバー43に収容して、例えば、100pa(パスカル)程度に減圧した状態で処理している。そして、アルカリ溶液41中において、グロスリーク検出および大穴リーク検出を行うため、合計やく30分の処理時間をかけている。
これにより、第4の実施形態と比較すると、収容容器40内に投入されたSAWデバイス10の表面に、微細な気泡が付着している場合において、真空チャンバー43内を減圧することにより、SAWデバイス10の表面から気泡が除去され、アルカリ溶液41は、小さなリーク穴にも入り込み、パッケージ内の電極と反応することが可能となる。
したがって、この実施形態では、大穴リークの検出を含めて、グロスリークより大きなリーク穴の検出をひとつの方法で行うことができるので、その分工程を簡単にすることができる。
【0046】
本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
また、この発明は、SAWデバイスのリーク検出だけでなく、気密封止が必要とされるAT振動子,音叉型振動子や発振回路等の種々の圧電デバイスのリーク検出方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係る検出方法が適用される圧電デバイスの一例としてのSAWデバイスを示す概略平面図。
【図2】 図1のA−A線切断端面図。
【図3】 本発明の検出方法の第1の実施形態を簡単に示すフローチャート。
【図4】 SAWデバイスを第1の実施形態による浸漬処理後に、外部から駆動電圧を印加し、振動させた時の処理前と処理後の周波数の変化を示す図。
【図5】 SAWデバイスを第1の実施形態による浸漬処理後に、外部から駆動電圧を印加し、処理前と処理後のCI値変化を示す図。
【図6】 リークの原因となる穴や隙間の大きさと、これに対応した各リーク検出法を整理した表。
【図7】 ヘリウムを用いたリーク検査についての概略図。
【図8】 フロリナート加圧グロスリーク検査についての概略図。
【図9】 本発明の第2の実施形態のリーク検出方法において、大穴リークの検出の手法について示す図。
【図10】 本発明の検出方法の第2の実施形態を簡単に示すフローチャート。
【図11】 SAWデバイスを第2の実施形態による浸漬処理後に、外部から駆動電圧を印加し、振動させた時の処理前と処理後の周波数の変化を示す図。
【図12】 SAWデバイスを第2の実施形態による浸漬処理後に、外部から駆動電圧を印加し、処理前と処理後のCI値変化を示す図。
【図13】 本発明の検出方法の第3の実施形態を簡単に示すフローチャート。
【図14】 本発明の第4の実施形態のリーク検出方法において、大穴リークの検出の手法について示す図。
【図15】 本発明の検出方法の第4の実施形態を簡単に示すフローチャート。
【図16】 SAWデバイスを第4の実施形態による浸漬処理後に、外部から駆動電圧を印加し、振動させた時の処理前と処理後の周波数の変化を示す図。
【図17】 SAWデバイスを第4の実施形態による浸漬処理後に、外部から駆動電圧を印加し、処理前と処理後のCI値変化を示す図。
【図18】 本発明の第5の実施形態のリーク検出方法において、大穴リークの検出の手法について示す図。
【図19】 本発明の検出方法の第5の実施形態を簡単に示すフローチャート。
【図20】 SAWデバイスの概略平面図。
【図21】 従来のリーク検出方法の一例を示す説明図。
【符号の説明】
10・・・SAWデバイス、11・・・パッケージ、12・・・圧電基板、13・・・蓋体、30,40・・・収容容器、31・・・水、41・・・アルカリ溶液
Claims (7)
- 駆動電圧を印加するための電極を形成した圧電体をパッケージ内に収容し、蓋体により封止した圧電デバイスのリーク検出方法であって、
前記蓋体による封止後に、前記圧電デバイスを、この圧電デバイスの前記電極と反応する液体内に浸漬して、前記液体の作用により前記電極を変質させる工程と、
前記圧電デバイスを取り出して、周波数検査及び/またはCI値検査を行う工程と
を含んでおり、
前記液体による前記電極の変質工程よりも前段において、ヘリウムによるリーク検査を行うことを特徴とする圧電デバイスのリーク検出方法。 - 駆動電圧を印加するための電極を形成した圧電体をパッケージ内に収容し、蓋体により封止した圧電デバイスのリーク検出方法であって、
前記蓋体による封止後に、前記圧電デバイスを、この圧電デバイスの前記電極と反応する液体内に浸漬して、前記液体の作用により前記電極を変質させる工程と、
前記圧電デバイスを取り出して、周波数検査及び/またはCI値検査を行う工程と
を含んでおり、
前記液体による前記電極の変質工程よりも後段において、フッ素系不活性液体を使用したリーク検査を行うことを特徴とする圧電デバイスのリーク検出方法。 - 前記液体が水であることを特徴とする請求項1または2に記載の圧電デバイスのリーク検出方法。
- 前記液体がアルカリ溶液であることを特徴とする請求項1または2に記載の圧電デバイスのリーク検出方法。
- 前記液体を加熱することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の圧電デバイスのリーク検出方法。
- 前記液体を減圧下で作用させることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の圧電デバイスのリーク検出方法。
- 前記圧電デバイスがSAWデバイスであることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の圧電デバイスのリーク検出方法。
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