JP5793879B2 - 気密パッケージ内部の水分量測定方法、及び気密パッケージのリークレート測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子デバイスなどを気密封止する気密パッケージ、気密パッケージ内部の水分量測定方法、及び気密パッケージのリークレート測定方法に関する。

特許文献１には、気密パッケージのガラス面を強制冷却することで当該ガラス面の内壁に結露が生じるか調査する技術が開示されている。そして、目視により結露が認められなければ、気密パッケージ内の水分量が低い良品と判断する。

特開平０７−１２６４９４号公報 特開２００１−２５７４１０号公報 特開平０８−０７８４４５号公報 特開平０６−０２２９６９号公報 特開２００４−３３１９２０号公報 特開昭６２−１８２６４３号公報

特許文献１に開示の技術では、気密パッケージ内部の正確な水分量を把握することができなかった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、気密パッケージ内部の正確な水分量を把握することができる気密パッケージ、気密パッケージ内部の水分量測定方法、及び当該水分量測定方法を用いた気密パッケージのリークレート測定方法を提供することを目的とする。

本願の発明に係る気密パッケージ内部の水分量測定方法は、気密パッケージの温度を上げる工程と、該気密パッケージの温度を下げる工程と、該気密パッケージの筐体の所定位置を冷却する工程と、該所定位置の内壁に固定された結露センサにより該冷却による結露を検出し、該所定位置に固定された温度センサにより露点を測定する工程と、露点と該気密パッケージ内部の水分量の相関グラフを用いて、該気密パッケージ内部の水分量を求める工程と、を備え、該気密パッケージの温度を上げる工程と、該気密パッケージの温度を下げる工程は、該所定位置を冷却する工程の前に行われることを特徴とする。

本願の発明に係る気密パッケージのリークレート測定方法は、前述の気密パッケージ内部の水分量測定方法を実施する工程と、該気密パッケージに負荷を印加する工程と、該負荷を印加した後に前述の気密パッケージ内部の水分量測定方法を実施する工程と、該負荷を印加する工程の前の該気密パッケージ内部の水分量と、該負荷を印加する工程の後の該気密パッケージ内部の水分量との差分から該気密パッケージのリークレートを計算する工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、気密パッケージ内部の露点を測定して気密パッケージ内部の正確な水分量を把握することができる。

本発明の実施の形態１に係る気密パッケージを示す図である。 気密パッケージ内部の水分量測定方法を示すフローチャートである。 ノズルから供給される冷却ガスを筐体の所定位置に吹き付けることを示す図である。 コンピュータが結露センサ及び温度センサに接続されたことを示す図である。 露点と気密パッケージ内部の水分量との相関グラフである。 本発明の実施の形態１に係る気密パッケージの変形例を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る気密パッケージ内部の水分量測定方法を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る気密パッケージのリークレート測定方法を示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る気密パッケージを示す図である。本発明の実施の形態１に係る気密パッケージ１０は、筐体１２を有している。筐体１２は電子デバイスなどを気密封止するものである。筐体１２の内壁には結露センサ１４が固定されている。結露センサ１４は結露の有無により抵抗値が変わる抵抗で形成されている。結露センサ１４には、配線１４ａが接続されている。配線１４ａは筐体１２の外部に伸びる配線１４ｂに接続されている。なお、図１において筐体１２の内部の部品は破線で示されている。

気密パッケージ１０の外壁には温度センサ１６が固定されている。温度センサ１６は、結露センサ１４が固定された位置の温度を測定できる場所に固定されている。すなわち、温度センサ１６は可能な限り結露センサ１４の近くに固定されている。温度センサ１６には、配線１６ａが接続されている。

図２は気密パッケージ１０内部の水分量測定方法を示すフローチャートである。以後、このフローチャートに沿って説明する。まず、気密パッケージ１０の筐体１２の所定位置に筐体１２の外部から冷却ガスを吹き付ける（ステップ３０）。ここで、所定位置とは結露センサ１４が固定された位置である。

図３はノズル１８から供給される冷却ガスを筐体１２の所定位置に吹き付けることを示す図である。ノズル１８は先端をすぼめた形状を有している。ノズル１８の先端をすぼめた理由は２つある。第１に、ノズル１８の先端において断熱膨張による断熱冷却が起こりガスの温度が下がる。これにより断熱冷却されたガスを筐体１２の所定位置に吹き付けることができる。第２に、冷却ガスを一点に集中させることができ、筐体１２の所定位置を効率的かつ局所的に冷却できる。なお、ガスは窒素ガスや乾燥空気等の不活性ガスを用いることが好ましい。

次いで、所定位置の内壁に固定された結露センサ１４により結露を検出し、所定位置に固定された温度センサ１６により露点を測定する（ステップ３２）。ステップ３２は図４を参照して説明する。図４はコンピュータ２０が結露センサ１４及び温度センサ１６に接続されたことを示す図である。結露センサ１４の抵抗に結露が生じることで結露センサ１４の抵抗値が変化する。コンピュータ２０はこの抵抗値の変化を検出し、かつそのときの温度センサ１６の温度、すなわち「露点」を測定する。

次いで、露点から気密パッケージ１０内部の水分量を求める（ステップ３４）。ステップ３４は図５を参照して説明する。図５は露点と気密パッケージ１０内部の水分量との相関グラフ（以後、単に相関グラフという）である。ステップ３４では、この相関グラフを用いて気密パッケージ１０内部の水分量を求める。なお、この相関グラフはコンピュータ２０に記憶されている。このようにして気密パッケージ内部の水分量を求めると処理を終了する。

本発明の実施の形態１に係る気密パッケージ内部の水分量測定方法によれば、結露センサ１４と温度センサ１６により露点を求め、相関グラフにより気密パッケージ内部の水分量を測定するので、気密パッケージ内部の正確な水分量を把握することができる。また、本発明の実施の形態１に係る気密パッケージ内部の水分量測定方法では、気密パッケージ１０の開封を伴わないので非破壊で水分量を求めることができる。

図６は本発明の実施の形態１に係る気密パッケージの変形例を示す図である。この気密パッケージは筐体１２の内部を視認することができるガラス窓４０を備えている。このガラス窓４０は、冷却ガスを吹き付ける部分（所定位置）である。そして、結露の検出は、ガラス窓４０を通して結露を視認することで行う。このような構成とすると、本発明の実施の形態１の気密パッケージ内部の水分量測定方法による効果を得つつ、筐体１２内部に結露センサを固定する必要が無くなるので構成を簡素にできる。

結露センサ１４は抵抗で形成したが、結露の発生の前後で特性が変化するものであれば抵抗に限定されない。たとえば、結露センサはコイル又はコンデンサなどで形成されてもよい。また、発振や磁場の変化により結露を検出するものでもよい。

温度センサ１６は、筐体１２の外壁でなく内壁に固定してもよい。また、ノズル１８は、先端をすぼめた形状に限定されない。たとえば、ノズル内部に冷却したガスを提供してもよい。また、冷却された物体を筐体に密着させるなどの冷却ガス以外の方法で所定位置を冷却してもよい。

実施の形態２．
図７は本発明の実施の形態２に係る気密パッケージ内部の水分量測定方法を示すフローチャートである。以後、このフローチャートに沿って説明する。まず、気密パッケージの温度を１００℃から１５０℃程度まで上げる（ステップ５０）。次いで、気密パッケージの温度を常温程度まで下げる（ステップ５２）。次いで、前述したステップ３０、３２、及び３４を実施する。

本発明の実施の形態２に係る気密パッケージ内部の水分量測定方法は、冷却ガスを吹き付けて露点を求める前に、気密パッケージの温度を上げる工程と、気密パッケージの温度を下げる工程と、を備えたことを特徴とする。このように、いわゆるベーキングを行うことにより、気密パッケージ内部の水分を気密パッケージ内部の気体中に放出させることができる。よって、気密パッケージ内部の水分量を精度よく測定できる。また、結露センサに水分が付着していたとしても、当該水分をベーキングにより気化させることができるので、結露センサの冷却ガスに対する感度を高めることができる。

実施の形態３．
図８は本発明の実施の形態３に係る気密パッケージのリークレート測定方法を示すフローチャートである。以後、このフローチャートに沿って説明する。まず、ここまでに説明した本発明の実施の形態に係る気密パッケージ内部の水分量測定方法により水分量を測定する（ステップ６０）。次いで、気密パッケージに負荷を印加する（ステップ６２）。ここで、負荷とは耐湿性保存試験である。

次いで、再び、ここまでに説明した本発明の実施の形態に係る気密パッケージ内部の水分量測定方法により水分量を測定する（ステップ６４）。次いで、リークレートの計算を行う（ステップ６６）。リークレートの計算は、負荷を印加する工程の前の気密パッケージ内部の水分量と、負荷を印加する工程の後の気密パッケージ内部の水分量との差分から求める。

本発明の実施の形態３に係る気密パッケージのリークレート測定方法では、既に説明した方法により気密パッケージ内部の正確な水分量を把握できるので、リークレートの測定精度も高めることができる。

気密パッケージに負荷を印加する工程における負荷は耐湿性保存試験としたが、リークレートの測定ができれば、他の負荷でもよい。なお、本発明の実施の形態２及び３においても本発明の実施の形態１と同程度の変形は可能である。

１０ 気密パッケージ、 １２ 筐体、 １４ 結露センサ、 １４ａ 配線、 １４ｂ 配線、 １６ 温度センサ、 １６ａ 配線

Claims (6)

1. 気密パッケージの温度を上げる工程と、
   前記気密パッケージの温度を下げる工程と、
   前記気密パッケージの筐体の所定位置を冷却する工程と、
   前記所定位置の内壁に固定された結露センサにより前記冷却による結露を検出し、前記所定位置に固定された温度センサにより露点を測定する工程と、
   露点と前記気密パッケージ内部の水分量の相関グラフを用いて、前記気密パッケージ内部の水分量を求める工程と、を備え、
   前記気密パッケージの温度を上げる工程と、前記気密パッケージの温度を下げる工程は、前記所定位置を冷却する工程の前に行われることを特徴とする気密パッケージ内部の水分量測定方法。
2. 前記冷却する工程では、先端をすぼめたノズルから前記所定位置へ冷却ガスを吹き付けることを特徴とする請求項１に記載の気密パッケージ内部の水分量測定方法。
3. 前記結露センサは、抵抗、コイル、又はコンデンサのいずれかであることを特徴とする請求項１又は２に記載の気密パッケージ内部の水分量測定方法。
4. 前記気密パッケージの温度を上げる工程では、前記気密パッケージの温度を１００℃から１５０℃まで高め、
   前記気密パッケージの温度を下げる工程では、前記気密パッケージを常温まで下げることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の気密パッケージ内部の水分量測定方法。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の気密パッケージ内部の水分量測定方法を実施する工程と、
   前記気密パッケージに負荷を印加する工程と、
   前記負荷を印加した後に請求項１乃至４のいずれか１項に記載の気密パッケージ内部の水分量測定方法を実施する工程と、
   前記負荷を印加する工程の前の前記気密パッケージ内部の水分量と、前記負荷を印加する工程の後の前記気密パッケージ内部の水分量との差分から前記気密パッケージのリークレートを計算する工程と、を備えたことを特徴とする気密パッケージのリークレート測定方法。
6. 前記負荷は耐湿性保存試験であることを特徴とする請求項５に記載の気密パッケージのリークレート測定方法。

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