JP6888518B2 - リーク測定方法及び発光装置の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、リーク測定方法及び発光装置の製造方法に関する。

従来、電子部品を収容するパッケージの気密性を評価するために、比較的大きなリーク（＞１０^−６Ｐａ・ｍ^３／ｓｅｃ程度）を検出するグロスリーク試験や、比較的小さなリーク（＜１０^−６Ｐａ・ｍ^３／ｓｅｃ程度）を検出するＨｅリーク試験が行われてきた。例えば、特許文献１では、試料を揮発性の高い液体中に浸漬し、気泡の発生の有無を検出（グロスリーク試験）した後、更に、良品とされた試料の内部にＨｅを加圧侵入させ、外部へと漏れ出てくるＨｅを検出（Ｈｅリーク試験）することで、試料の気密性を評価している。

また、近年、異方性を有する物質に、光を照射し、透過光又は反射光の偏光特性に基づいて、物質内部や物質表面の性状を計測する偏光計測技術が、透明部材の歪み測定に利用されている。例えば、特許文献２では、複屈折イメージングシステムを用いて、サンプルの断面を観察し、ガラス基体の歪みを測定している。

特開２００４−１７２３０６号公報 ＷＯ２０１１−００１９８７号公報

ところで、従来のリーク測定方法は、作業効率が良くないという問題があった。

本開示に係る実施形態は、作業効率の良いリーク測定方法を提供することを課題とする。

本開示の実施形態に係るリーク測定方法は、透明部材と基体とが接合されたパッケージを、チャンバ内に載置し、前記チャンバを密閉する工程と、前記パッケージに、所望の偏光特性を有する光を照射する工程と、前記透明部材を透過し、前記基体で反射されて再び前記透明部材を透過した第１反射光における第１偏光特性を計測する工程と、前記チャンバの内部を加圧又は減圧する工程と、前記パッケージに、前記光を照射する工程と、前記透明部材を透過し、前記基体で反射されて再び前記透明部材を透過した第２反射光における第２偏光特性を計測する工程と、前記第１偏光特性と前記第２偏光特性との変化量により、リークを測定する工程と、をこの順に含む。

本開示の実施形態に係る発光装置の製造方法は、基体に発光素子が配置され、且つ前記基体と透明部材が接合されたパッケージを準備する工程と、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のリーク測定方法を用いて、前記パッケージのリークを測定する工程と、を含む。

本開示の実施形態に係るリーク測定方法によれば、作業効率を良くすることができる。

本実施形態に係るリーク測定装置の構成を示す概略図である。 本実施形態に係る第２位相差を説明するための３次元模式図である。 本実施形態に係る第２位相差を説明するための２次元模式図である。 本実施形態に係る位相差及び複屈折率差を説明するための模式図である。 本実施形態に係る第１位相差を説明するための模式図である。 本実施形態に係る第２位相差を説明するための模式図である。 本実施形態に係る解析装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るビームスプリッタの動作を説明するための模式図である。 本実施形態に係るリーク測定方法を示すフローチャートである。 本実施形態に係る第２偏光特性を計測する工程を説明するための模式図である。 本実施形態に係る第２偏光特性を計測する工程を説明するための模式図である。 本実施形態に係る第２偏光特性を計測する工程を説明するための模式図である。

以下、実施形態に係るリーク測定装置及びリーク測定方法について説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、平面図とその断面図において、各部材のスケールや間隔が一致しない場合もある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。また、本明細書において、「上」、「下」などは構成要素間の相対的な位置を示すものであって、絶対的な位置を示すことを意図したものではない。

≪リーク測定装置の構成≫
まず、図１を参照して、本実施形態に係るリーク測定装置１００の構成について説明する。

リーク測定装置１００は、透明部材２０１、基体２０２、及び素子２０３を備えるパッケージ２００のリークを測定する装置である。パッケージ２００に配置される素子２０３としては、例えば、発光素子、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイス、有機発光デバイス、有機薄膜トランジスタ、等が挙げられる。
測定対象となるパッケージ２００が、基体２０２と、基体２０２に設けた素子（発光素子）２０３と、空間を介して基体２０２に設けた透明部材２０１と、を備える発光装置の構成について、簡単に説明する。
基体２０２は、凹部を有し、平面視において、外部形状及び凹部の内側となる内部形状が矩形である。基体２０２は、凹部の底面に発光素子が配置され、凹部の上面に透明部材２０１が接合される。基体２０２は、例えば、シリコン、ガラス、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト等のセラミックス、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴレジン（bismaleimide triazine resin）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、等の樹脂によって形成される。

発光素子は、基体２０２における凹部の底面に配置される配線と電気的に接続されて、光を出射する。発光素子は、公知のものを利用でき、例えば、発光ダイオードやレーザダイオードを用いることが好ましい。特に、青色光を発光する発光素子として、ＺｎＳｅ、窒化物系半導体Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１、等を用いることが好ましい。発光素子は、半田や銀ペースト等の接合部材によって基体２０２における凹部の底面に配置される。発光素子と配線との電気的接続は、別途ワイヤ等の接続部材を用いて行ってもよいし、半田や銀ペースト等の接合部材でフリップチップボンディングすることで行ってもよい。配置される発光素子の個数は、１つであっても良いし複数であっても良い。

透明部材２０１は、凹部の上面と接合部材を介して接するように配置される。透明部材２０１は、良好な透光性及び絶縁性を有する材料であることが好ましく、当該材料としては、例えば、ガラス、サファイア、や透明性を有するセラミックス、他に、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、シリコーンハイブリッド樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ変性樹脂、ユリア樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、等が挙げられる。

配線は、発光素子に電力を供給するために設けられ、発光素子の配置面側から基体の外側まで延在して、外部と接続される。配線は、正負の極性に対応した少なくとも一対の配線であり、基体２０２によって支持され、正負の配線の上面が互いに離間して、凹部の底面に露出するように配置される。配線は、例えば、電解めっき、無電解めっき、蒸着、スパッタ、印刷等によって形成することができる。また、板状の金属を用いて形成されていてもよく、その厚みは均一であっても良いし、部分的に厚く又は薄くなっていても良い。配線は、熱伝導率の大きな材料によって形成されることが好ましい。配線の材料としては、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル等の金属、又は鉄−ニッケル合金、燐青銅等の合金、等が挙げられる。
上述のような発光装置に対して、本実施形態に係るリーク測定方法を適用することができる。以下、リーク測定装置１００の構成について、具体的に説明する。

リーク測定装置１００は、密閉されたチャンバ１０と、パッケージ２００に所望の偏光特性を有する光を照射する光源部２０と、透明部材２０１透過後の反射光における偏光特性を計測するカメラ３０及び解析装置５０と、チャンバ１０の内部を加圧又は減圧する圧力調整部４０と、光路に設けられるビームスプリッタ６０と、を主に備える。なお、「反射光」とは、パッケージ２００に照射された光が透明部材２０１を透過した後、透明部材２０１と基体２０２との接合面で反射され、再び透明部材２０１を透過した光、或いは、パッケージ２００に照射された光が透明部材２０１を透過した後、基体２０２の底面で反射され、再び透明部材２０１を透過した光、等を指すものとする。

チャンバ１０は、覗き窓部１１、台座１２、パッケージ２００を出し入れするための開閉扉、等を備える容器である。チャンバ１０は、密閉性が高く且つ内部の圧力変化に十分に耐え得る構造を有することが好ましい。
覗き窓部１１は、台座１２に載置されるパッケージ２００をカメラ３０で撮像する際に使用される小窓であって、チャンバ１０の上部に取り付けられている。覗き窓部１１は、透光性を有する材料で減圧されても耐えることができる大きさ厚さに形成されたもので、例えば、石英ガラス、等で形成される。

台座１２は、パッケージ２００を載置するために設けられ、透明部材２０１が上側、基体２０２が下側となるように、パッケージ２００を保持する。台座１２は、可視光又は赤外光を吸収する材料により形成されることが好ましく、当該材料としては、例えば、アルミナ、炭化ケイ素、等のセラミック材料が挙げられる。台座１２に載置されるパッケージ２００の個数は、特に限定されるものではないが、個数が多い程、リーク測定装置１００における作業効率を高めることができる。

光源部２０は、光源２１、偏光子２２等を備え、パッケージ２００に所望の偏光特性を有する光を照射する。光源部２０は、光源２１、偏光子２２の他、拡散板等を備えていてもよい。拡散板は、光源２１が出射する光を拡散させることができるため、光源２１が出射する光の強度分布を均一にすることができる。

光源２１が出射する光としては、例えば、可視光、赤外光、等が挙げられる。光源２１が可視光を出射する場合、可視光のピーク波長は、例えば、４００ｎｍ〜６５０ｎｍであることが好ましい。また、光源２１が赤外光を出射する場合、赤外光の波長は、例えば、６５０ｎｍ〜１００００ｎｍであることが好ましい。光源２１としては、例えば、ＬＥＤ、ＬＤ等を用いることができる。また、光源２１は、ハロゲンランプ、蛍光灯であってもよい。

なお、透明部材２０１の屈折率は、光源２１が出射する光に対して大きい程好ましい。屈折率が大きい程、後述の「位相差」を生じ易くすることができるため、リーク測定装置１００において、位相差による判断がし易くなり、作業効率を高めることができる。

偏光子２２は、光源２１から出射される光の偏光方向を揃えて、所定方向に偏光する光へと変換する。偏光子２２によって、光源２１から出射される光の偏光方向を揃えることで、所望の偏光特性を有する光をパッケージ２００に照射することが可能になる。

カメラ３０は、偏光を観測可能な偏光イメージングカメラである。カメラ３０は、偏光子３１、受光部３２、等を備え、ケーブル５０ａを介して、解析装置５０に接続されている。カメラ３０は、チャンバ１０に設けられる覗き窓部１１を介して、パッケージ２００を撮像し、所定の情報を解析装置５０へとケーブル５０ａを介して送信する。カメラ３０は、撮像可能範囲が、例えば約２０ｍｍ×２０ｍｍである場合、１つのパッケージ２００の大きさを約２ｍｍ×２ｍｍとすると、約１００個（１０個×１０個）のパッケージを撮像することが可能である。撮像可能範囲が広い程、カメラ３０は多くのパッケージを測定することができるため、チャンバ１０に載置されるパッケージの個数は、カメラ３０の撮像可能範囲、パッケージの大きさ、パッケージ間の間隔、等を適宜考慮して定められることが好ましい。なお、カメラ３０は、パッケージを数個或いは１つずつ撮像することとしても良い。

カメラ３０は、圧力調整部４０によってチャンバ１０の内部が加圧又は減圧される前における、透明部材２０１を透過した後のパッケージ２００からの第１反射光を受光し、解析装置５０に所定の情報を送信することで、解析装置５０に第１偏光特性を計測させる。また、カメラ３０は、圧力調整部４０によってチャンバ１０の内部が加圧又は減圧された後、或いは圧力調整部４０によってチャンバ１０の内部が加圧又は減圧されている途中における、透明部材２０１を透過した後のパッケージ２００からの第２反射光を受光し、解析装置５０に所定の情報を送信することで、解析装置５０に第２偏光特性を計測させる。カメラ３０は、公知の構成を有しており、カメラ３０に搭載される各構成要素は、特に限定されるものではない。

偏光子３１は、第１反射光が入力されると、第１反射光において所定方向に偏光する光のみを透過させる。同様に、偏光子３１は、第２反射光が入力されると、第２反射光において所定方向に偏光する光のみを透過させる。偏光子３１としては、例えば、回転式偏光子、フォトニック結晶偏光子、等を用いることができる。ここで、所定方向に偏光する光とは、例えば、第１反射光及び第２反射光が進む方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交する方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする場合、ＸＺ平面内で振動する偏光、ＹＺ平面内で振動する偏光、を意味する。

受光部３２は、偏光子３１と対向して配置され、偏光子３１を透過した第１反射光、或いは、偏光子３１を透過した第２反射光を受光する。受光部３２としては、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（complementary metal-oxide semiconductor）イメージセンサ、等を用いることができる。

例えば、フォトニック結晶偏光子は、自己クローニング法等により作製され、透過偏光軸が異なる微小偏光子が二次元に多数行多数列で配列される構造を有し、各微小偏光子で異なる方向に偏光する光を透過させるものを用いることができる。この場合、受光部は、各微小偏光子を透過した光をリアルタイムで受光する。なお、フォトニック結晶偏光子は、領域を微細に分割することができるため、受光部として、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ、等と組み合わせて使用することに適している。フォトニック結晶偏光子と受光部とを一体化してカメラ３０に搭載することで、カメラ３０全体を小型化しつつ、リーク測定装置１００において偏光特性を高速に計測することが可能になる。

ここで、図２及び図３を参照して、偏光特性の一例である「位相差」及び「複屈折率差」について説明する。
図２Ａに示すように、光が進む方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交する方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする場合、「位相差」は、ＸＺ平面内で振動する偏光Ｃ１とＹＺ平面内で振動する偏光Ｃ２との位相の差（位相差γ）として、表すことができる。図２Ａは、偏光Ｃ１と偏光Ｃ２との位相差γを、３次元で示し、図２Ｂは、偏光Ｃ１と偏光Ｃ２との位相差γを、２次元で示している。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、基体２０２と接合する透明部材２０１が歪むと、光源２１から出射される光が、被測定物であるパッケージ２００に入射し、透明部材２０１を透過した後の反射光において、偏光Ｃ１と偏光Ｃ２との位相差が表れる。

パッケージ２００において、基体２０２と接合する透明部材２０１は、ガラス又は樹脂等で形成されるため、等方性物質であり、通常、複屈折性を示さない。しかしながら、基体２０２と接合する透明部材２０１は、応力が加えられることで、複屈折性を示すようになる。

図３に示すように、「複屈折率差」は、透明部材２０１におけるＸ軸方向の屈折率ｎ１とＹ軸方向の屈折率ｎ２との差（複屈折率差|ｎ１−ｎ２|）として、表すことができる。また、「位相差」は、複屈折率差|ｎ１−ｎ２|に透明部材の厚さｄを乗じた値（位相差|ｎ１−ｎ２|×ｄ）の関数として、表すこともできる。従って、複屈折率差に基づいて、位相差を導出することもでき、また、位相差に基づいて、複屈折率差を導出することもできる。「位相差」及び「複屈折率差」を用いて、パッケージ２００の歪みを測定する場合、リーク測定装置１００は、応力が加えられていない透明部材２０１の偏光特性と、応力が加えられた透明部材２０１の偏光特性とを比較する。そして、リーク測定装置１００は、２つの偏光特性の差に基づいて、パッケージ２００の良否を判断する。

図１に戻って、リーク測定装置１００の説明を続ける。圧力調整部４０は、チャンバ１０の内部の圧力を調整する。ここで、圧力の「調整」とは、チャンバ１０の内部の圧力を、ある圧力から別の圧力へと変化させることを意味し、加圧又は減圧のどちらの意味も含む。圧力調整部４０は、チャンバ１０の内圧を、第１の気圧Ｐ１（例えば、大気圧）から、第１の気圧Ｐ１より高い第２の気圧Ｐ２に加圧する。或いは、圧力調整部４０は、チャンバ１０の内圧を、第１の気圧（例えば、大気圧）から、第１の気圧Ｐ１より低い第３の気圧Ｐ３に減圧する。なお、圧力調整部４０は、ガス源４１から供給されるガスを給気路４２へと流し、チャンバ１０の内部に所定のガスを供給する供給管を、ここでは共通して使用している。ガス源４１で使用される原料ガスとしては、例えば、ヘリウムガス、窒素ガス、等が挙げられるし、ドライエアーでも良い。

圧力調整部４０によって、チャンバ１０の内部の圧力調整を行うことで、以下のように、透明部材２０１の歪みに変化を与える。例えば、圧力調整部４０が、チャンバ１０の内圧を加圧（Ｐ１→Ｐ２）すると、パッケージ２００が気密封止できている場合、透明部材２０１は歪み、複屈折性を示す。一方、圧力調整部４０が、チャンバ１０の内圧を加圧（Ｐ１→Ｐ２）しても、パッケージ２００が気密封止できていない場合、透明部材２０１は歪まず、複屈折性を示さない。即ち、圧力調整部４０によって、チャンバ１０の内部の圧力調整を行うことで、透明部材２０１の歪みに変化を与え、透明部材２０１の複屈折性に起因させて偏光特性を変化させることができる。

ここで、図２Ａ、図４Ａ、及び図４Ｂを参照して、第１偏光特性及び第２偏光特性について説明する。

図４Ａに示すように、第１反射光が進む方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交する方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする場合、「第１位相差」は、ＸＺ平面内で振動する偏光Ｂ１とＹＺ平面内で振動する偏光Ｂ２との位相の差（位相差β）として、表すことができる。図４Ａにおいて、チャンバ１０の内部は加圧又は減圧されていないため、透明部材２０１は、歪まず、複屈折性を示さない。従って、位相差βは、極めて小さい値（理想的には０）となる。

図２Ａに示すように、第２反射光が進む方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交する方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする場合、「第２位相差」は、ＸＺ平面内で振動する偏光Ｃ１とＹＺ平面内で振動する偏光Ｃ２との位相の差（位相差γ）として、表すことができる。図２Ａにおいて、チャンバ１０の内部は加圧又は減圧されており、且つ、パッケージ２００が気密封止できているため、透明部材２０１は、歪み、複屈折性を示す。従って、位相差γは、位相差βと比較すると、ある程度大きい値となる。

図４Ｂに示すように、第２反射光が進む方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交する方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする場合、「第２位相差」は、ＸＺ平面内で振動する偏光Ｃ１’とＹＺ平面内で振動する偏光Ｃ２’との位相の差（位相差γ’）として、表すことができる。図４Ｂにおいて、チャンバ１０の内部は加圧又は減圧されているが、パッケージ２００が気密封止できていないため、透明部材２０１は、歪まず、複屈折性を示さない。従って、位相差γ’は、位相差βと略同じ値となる。

パッケージ２００が気密封止できている場合、第１偏光特性は位相差β、第２偏光特性は位相差γとなり、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量（位相差βと位相差γとの差）は、|位相差β−位相差γ|となる。パッケージ２００が気密封止できていない場合、第１偏光特性は位相差β、第２偏光特性は位相差γ’となり、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量（位相差βと位相差γ’との差）は、|位相差β−位相差γ’|となる。つまり、パッケージ２００が気密封止できている場合の第１偏光特性と第２偏光特性との変化量|位相差β−位相差γ|は、パッケージ２００が気密封止できていない場合の第１偏光特性と第２偏光特性との変化量|位相差β−位相差γ’|と比較して大きくなる。

従って、図２Ａ、図４Ａ、及び図４Ｂから、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量が大きい程、パッケージ２００のリークは小さくなり、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量が小さい程、パッケージ２００のリークは大きくなることがわかる。また、図２Ａ、図４Ａ、及び図４Ｂから、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量に基づいて、パッケージ２００のリークの状態を測定することができ、パッケージ２００の気密性を評価できるということがわかる。なお、リークとは、パッケージからの気体の漏れを指し、パッケージの気密性を評価するための指標となる。

解析装置５０は、図５に示すように、制御部５１、記憶部５２、通信部５３、出力部５７、入力部５８、表示部５９、等を含む。更に制御部５１は、演算部５４、判定部５５、画像処理部５６、等を含む。各構成要素はデータ通信用のバス等で互いに接続される。解析装置５０は、例えば、パーソナルコンピュータであり、例えば、ケーブル５０ａを介して、カメラ３０に接続される。

制御部５１は、解析装置５０の中枢として機能し、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等で構成される。制御部５１は、記憶部５２に記憶される制御プログラムを読み出して、ワークエリアに展開し、当該制御プログラムを実行することで、各構成要素を制御する。また、制御部５１は、パッケージ２００が気密封止できているか否かを、判定部５５が判定する際の基準となる閾値を、入力部５８から入力することで設定する。

記憶部５２は、制御部５１が制御プログラムを実行するための、作業用記憶領域として用いられる。記憶部５２は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、等で構成され、カメラ３０から送信される計測結果（例えば、第１偏光特性に関するデータ、第２偏光特性に関するデータ）、制御部５１によって実行される制御プログラム、制御プログラムの実行に必要な各種データ、入力された閾値、等を記憶する。なお、記憶部５２は、必ずしも解析装置５０の内部に構成されている必要はなく、外部記憶装置としてもよい。

通信部５３は、カメラ３０からデータを受信する。通信部５３が、カメラ３０から所定の情報、例えば、第１偏光特性に関するデータ、第２偏光特性に関するデータ等を受信することによって、解析装置５０は、第１偏光特性及び第２偏光特性を計測することが可能になる。

演算部５４は、記憶部５２に記憶されている第１偏光特性に関するデータ、第２偏光特性に関するデータに基づいて、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量（例えば、|位相差β−位相差γ|、|位相差β−位相差γ’|）を演算し、演算結果を判定部５５へと出力する。また、演算部５４は、第１偏光特性、第２偏光特性、又は、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量、等の演算結果を記憶部５２に格納する。演算部５４は、演算回路等により構成され、制御プログラムの指令に従って、所定の演算を行う。なお、演算部５４は、必ずしも単体で構成される必要はなく、制御部５１が演算部５４の一部又は全部を兼ねていてもよい。

判定部５５は、演算部５４によって演算された、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量により、パッケージ２００のリークの状態を測定する。即ち、判定部５５は、演算部５４によって演算された、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量により、リークの程度を測定でき、また変化量が、予め設定した閾値を超えたか否かに基づいて、パッケージ２００において、気密封止ができているか否かを判定し、判定結果を画像処理部５６へと出力する。判定部５５は、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量が閾値より大きい場合、パッケージ２００は気密封止できていると判定し、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量が閾値以下である場合、パッケージ２００は気密封止できていないと判定する。

例えば、図２Ａ及び図４Ａに示す場合において、判定部５５は、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量|位相差β−位相差γ|が制御部５１により設定された閾値以下であるため、パッケージ２００は気密封止できていないと判定する。また、例えば、図４Ａ及び図４Ｂに示す場合において、判定部５５は、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量|位相差β−位相差γ’|が制御部５１により設定された閾値より大きいため、パッケージ２００は気密封止できていると判定する。

パッケージ２００が単数であれば、判定部５５は、１つのパッケージ２００に設けられる透明部材２０１の各箇所において算出された、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量に基づいて、１つのパッケージ２００が気密封止ができているか否かを判定する。
パッケージ２００が複数であれば、判定部５５は、全てのパッケージ２００に設けられる透明部材２０１の各箇所において算出された、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量に基づいて、各パッケージ２００が気密封止ができているか否かを判定する。パッケージ２００は、予め大きさがわかっているので、判定部５５は、各パッケージ２００の１つの範囲において変化量を取得し、その変化量に基づいて、パッケージ２００ごとの判定を行うことができる。
なお、判定部５５は、パッケージ２００に設けられる透明部材２０１の各箇所において算出された、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量を平均化して、そのパッケージ２００が気密封止ができているか否かを判定してもよい。

画像処理部５６は、記憶部５２に記憶されている第１偏光特性、第２偏光特性、又は、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量、等に基づいて、パッケージ毎に画像処理を行う。画像処理部５６は、例えば、第１偏光特性、第２偏光特性、又は、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量、等の各値に対応させて、画素ごと或いは複数の画素の集まりであるブロックごとに、任意の色彩を付し、透明部材２０１における歪みの大小を、色彩の変化で表した画像データを生成し、当該画像データを出力部５７へと出力する。出力部５７は、表示部５９へと画像データを出力するインターフェースである。例えば、画像処理部５６は、透明部材２０１の歪みが小さい場合、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量に寒色系の色彩を付した画像データを生成し、透明部材２０１の歪みが大きい場合、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量に暖色系の色彩を付した画像データを生成する。

表示部５９は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、等である。表示部５９は、画像処理部５６から出力される画像データに基づいて、ディスプレイ画面上に、２次元位相差分布画像を表示する。２次元位相差分布画像は、例えば、パッケージ２００における第１偏光特性を色彩の変化で表した画像、パッケージ２００における第２偏光特性を色彩の変化で表した画像、パッケージ２００における第１偏光特性と第２偏光特性との変化量を色彩の変化で表した画像、等である。

具体的には、パッケージ２００における第１偏光特性を色彩の変化で表した画像は、圧力調整部４０によってチャンバ１０の内部が加圧又は減圧される前における、透明部材２０１の歪みの大小を、色彩の変化で表した画像である。また、パッケージ２００における第２偏光特性を色彩の変化で表した画像は、圧力調整部４０によってチャンバ１０の内部が加圧又は減圧された後、或いは圧力調整部４０によってチャンバ１０の内部が加圧又は減圧されている途中における、透明部材２０１の歪みの大小を、色彩の変化で表した画像である。また、パッケージ２００における第１偏光特性と第２偏光特性との変化量を色彩の変化で表した画像は、圧力調整部４０によってチャンバ１０の内部が加圧又は減圧される前と圧力調整部４０によってチャンバ１０の内部が加圧又は減圧された後、或いは圧力調整部４０によってチャンバ１０の内部が加圧又は減圧されている途中における、透明部材２０１の歪みの大小の変化量を、色彩の変化で表した画像である。

操作者は、表示部５９に表示される画像に基づいて、透明部材２０１の歪みが大きい、透明部材２０１の歪みが小さい、パッケージ２００の気密性が高い、パッケージ２００の気密性が低い、複数のパッケージのうち、どのパッケージがリークしているか、等の評価を行うことができる。例えば、操作者は、画像中の寒色部分では透明部材２０１の歪みが小さく、画像中の暖色部分では透明部材２０１の歪みが大きいという評価を行うことができる。なお、寒色、暖色、等の色分けは、制御部５１が、第１偏光特性、第２偏光特性、又は、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量、等の各値に対して、所定の基準値からの差分を取り、当該差分に依って適宜色彩を付すことで行われる。

入力部５８は、操作者による入力操作を受け付ける機能を備えており、例えば、キーボード、カメラ、マウス、タッチパネル、音声入力を受け付けるマイク、等で構成され、操作指示に基づく信号を入力するインターフェースである。操作者は、入力部５８を操作することで、表示部５９に所望の画像を表示させて、透明部材２０１の歪みの大小を把握し、或いは、パッケージ２００の気密性を視認することで評価することもできる。

ビームスプリッタ６０は、光源部２０からパッケージ２００へと光が照射される際における光の光路と、パッケージ２００からカメラ３０へと光が反射される際における光の光路とを、共通の光路に統合するように配置される。

まず、光源部２０から出射した光は、ビームスプリッタ６０へと入射し（図６における光路６１参照）、ビームスプリッタ６０は、当該光をパッケージ２００へと反射させる（図６における光路６２参照）。パッケージ２００へと入射した光は、透明部材２０１を透過した後、透明部材２０１と基体２０２との接合面或いは底面で反射され、再び透明部材２０１を透過した後、再びビームスプリッタ６０へと入射する（図６における光路６３参照）。再びビームスプリッタ６０へと入射した光は、ビームスプリッタ６０を透過して、カメラ３０へと入射する（図６における光路６３参照）。

このように、光路６１、光路６２、光路６３に、介在するようにビームスプリッタ６０を設けることで、光源部２０が出射した光の利用効率を向上させ、光損失が少ないリーク測定装置１００を実現できる。

排気ポンプ７０は、排気路７２を介して、チャンバ１０の内部に残留する不要な残留ガス等を吸引する。開閉弁７１は、排気路７２の経路中に設けられ、排気路７２の開閉は、開閉弁７１の可動によって制御される。例えば、開閉弁７１が開くと、チャンバ１０の内部から排気ポンプ７０へとガスが流れ、開閉弁７１が閉じると、チャンバ１０の内部から排気ポンプ７０へとガスが流れず、気密性が保たれる。

本実施形態に係るリーク測定装置１００によれば、チャンバ１０の内圧調整前後で、パッケージ２００に、所望の偏光特性を有する光を照射し、透明部材２０１透過後の反射光における偏光特性に基づいて、パッケージ２００の気密性を評価する。これにより、作業効率の良いリーク測定装置１００を実現できる。また、本実施形態に係るリーク測定装置１００によれば、複数のパッケージ２００の気密性を、一度に評価することができるため、リークしているパッケージを容易に特定することができる。

≪リーク測定方法≫
次に、図７及び図８を参照して、本実施形態に係るリーク測定装置１００によるリーク測定方法について説明する。以下、リーク測定方法について、パッケージ２００が台座１２に１個載置される場合を想定して説明する。
ステップＳ３０１において、操作者は、チャンバ１０に設けられる開閉扉を開放して、パッケージ２００を台座１２に載置する。
ステップＳ３０２において、リーク測定装置１００は、光源部２０により、パッケージ２００に、所望の偏光特性を有する光を、ビームスプリッタ６０を介して、照射する。
ステップＳ３０３において、リーク測定装置１００は、チャンバ１０の内部が加圧又は減圧される前において、透明部材２０１を透過した後の第１反射光を、カメラ３０により受光し、解析装置５０で第１偏光特性を計測する。計測結果は、記憶部５２に記憶される。

ステップＳ３０４において、リーク測定装置１００は、圧力調整部４０により、チャンバの内部を加圧又は減圧させる。
ステップＳ３０５において、リーク測定装置１００は、光源部２０により、パッケージ２００に、再び、所望の偏光特性を有する光を、ビームスプリッタ６０を介して、照射する。
ステップＳ３０６において、リーク測定装置１００は、チャンバ１０の内部が加圧又は減圧された後、或いはチャンバ１０の内部が加圧又は減圧されている途中において、透明部材２０１を透過した後の第２反射光を、カメラ３０により受光し、解析装置５０で第２偏光特性を計測する。計測結果は、記憶部５２に記憶される。
ステップＳ３０７において、リーク測定装置１００は、解析装置５０により、第１偏光特性及び第２偏光特性に基づいて、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量を演算する。

ステップＳ３０８において、リーク測定装置１００は、解析装置５０により、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量が、予め設定した閾値を超えたか否かを判定する。第１偏光特性と第２偏光特性との変化量が、予め設定した閾値以下である場合（ステップＳ３０８→Ｙｅｓ）、リーク測定装置１００は、ステップＳ３０９の処理へと進む。第１偏光特性と第２偏光特性との変化量が、予め設定した閾値より大きい場合（ステップＳ３０８→Ｎｏ）、リーク測定装置１００は、ステップＳ３１０の処理へと進む。
ステップＳ３０９において、リーク測定装置１００は、解析装置５０により、パッケージ２００が気密封止できていないと判定する。
ステップＳ３１０において、リーク測定装置１００は、解析装置５０により、パッケージ２００は気密封止できていると判定する。
即ち、リーク測定装置１００は、第１偏光特性と第２偏光特性との変化量により、パッケージ２００のリークの状態（度合い）を測定し、当該変化量が、予め設定した閾値を超えたか否かにより、パッケージ２００において、気密封止ができているか否かを判定する。

ここで、図８を参照して、ステップＳ３０６における第２偏光特性を計測する工程を行うタイミングについて、具体的に説明する。図８では、チャンバ１０の内部が加圧され、パッケージ２００が気密封止されている場合を一例に挙げて説明する。

図８Ａは、チャンバ１０の内部が加圧される前におけるパッケージ２００の状態を示す図である。図８Ｂは、チャンバ１０の内部が加圧されている途中におけるパッケージ２００の状態を示す図である。図８Ｃは、チャンバ１０の内部が加圧された後におけるパッケージ２００の状態を示す図である。

図８Ａに示すように、チャンバ１０の内部が加圧される前において、パッケージ２００は大気圧雰囲気中（例えば、第１の気圧Ｐ１）に置かれるため、透明部材２０１は歪んでいない状態を維持している。この状態で、リーク測定装置１００は、第１偏光特性を既に計測している。

図８Ｂに示すように、チャンバ１０の内部が加圧され始め、加圧されている途中において、気密封止されたパッケージ２００は加圧雰囲気中（例えば、第２の気圧Ｐ２）に置かれているので、透明部材２０１は時間経過に伴って徐々に歪む。この状態で、リーク測定装置１００は、第２偏光特性を計測することが可能である。具体的には、リーク測定装置１００は、予めタイマー等により設定された所定時間が経過したタイミングで、光源部２０からパッケージ２００へと第２反射光を得るための光を照射する。そして、リーク測定装置１００は、透明部材２０１を透過した後の第２反射光を、カメラ３０により受光し、解析装置５０で、時間経過と共に変化する第２偏光特性を計測する。

図８Ｃに示すように、チャンバ１０の内部が決められた加圧状態にされた後において、気密封止されたパッケージ２００は決められた加圧状態に置かれているので、透明部材２０１は歪んだ状態を維持している。この状態でも、リーク測定装置１００は、第２偏光特性を計測することが可能である。具体的には、リーク測定装置１００は、チャンバ１０の内部が決められた加圧状態にされたことを検知したタイミングで、光源部２０からパッケージ２００へと第２反射光を得るための光を照射する。そして、リーク測定装置１００は、透明部材２０１を透過した後の第２反射光を、カメラ３０により受光し、解析装置５０で、所定の値に収束した第２偏光特性を計測する。

即ち、ステップＳ３０６における第２偏光特性を計測する工程は、圧力調整部４０によってチャンバ１０の内部が加圧又は減圧されている途中に行われてもよいし、圧力調整部４０によってチャンバ１０の内部が加圧又は減圧された後に行われてもよい。

リーク測定装置１００が、チャンバ１０の内部が加圧又は減圧された後に、第２偏光特性を計測するのみならず、チャンバ１０の内部が加圧又は減圧されている途中に、第２偏光特性を計測することで、リーク測定時間を短縮することができる。また、リーク測定装置１００が、チャンバ１０の内部が加圧又は減圧されている途中でリーク測定を行う場合は、おおよそのリークレートの予測値を閾値として、パッケージ２００の良否判断の基準に使用し、気密性を評価することができる。

本実施形態に係るリーク測定方法によれば、チャンバ１０の内圧変化に伴う、透明部材２０１の歪みの大小の変化量に基づいて、パッケージの気密性を測定する。これにより、高価な計測機器を用いることなく、高精度かつ簡便に、パッケージの気密性を評価することが可能になる。なお、パッケージ２００が台座１２に複数個載置される場合も、同様のリーク測定方法を適用できることは勿論である。この場合、同時に複数のパッケージの気密性を測定することができるため、測定時間を短縮することができる。

≪発光装置の製造方法≫
次に、本実施形態に係るリーク測定方法を用いた発光装置の製造方法について、説明する。本実施形態に係るリーク測定方法は、例えば、透明部材接合工程の後に行われる。なお、以下の工程は、発光装置の製造方法における一部の工程を示しており、発光装置の製造方法は、以下の工程のみに限定されるものではない。また、発光装置の製造方法は、他の工程を含んでいても良く、また、各工程は順序が前後しても良い。

本実施形態に係る発光装置の製造方法は、発光素子配置工程（Ｓ４０１）と、透明部材接合工程（Ｓ４０２）と、リーク測定工程（Ｓ４０３）と、を含む。

発光素子配置工程（Ｓ４０１）は、基体２０２に、発光素子を配置して、パッケージ２００と電気的な接続を行う工程である。発光素子配置工程（Ｓ４０１）では、ワイヤやバンプにより発光素子を実装する公知の配置方法により、基体２０２に、発光素子が配置される。

透明部材接合工程（Ｓ４０２）は、透明部材２０１と基体２０２とを接合する工程である。透明部材接合工程（Ｓ４０２）では、接合部材が、基体２０２の接合面及び／又は透明部材２０１の接合面に、塗布法等で形成され、各接合面は、接合部材を介して接合される。あるいは、接合部材を介さずに、熱圧着や陽極接合等の方法で接合してもよい。
これらの工程により、基体に発光素子が配置され、且つ基体と透明部材が接合されたパッケージ２００を準備する。

リーク測定工程（Ｓ４０３）は、既に述べたリーク測定方法を用いて、準備されたパッケージ２００のリークを測定する工程である。

上述の各工程を行うことにより、発光装置が製造される。上述のリーク測定方法を用いて製造された発光装置は、気密性が適切に評価されているため、信頼性の高い発光装置である。

以上、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変などしたものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

本開示の実施形態に係るリーク測定方法は、発光装置、光デバイスなどに利用することができる。

１０ チャンバ
２０ 光源部
３０ カメラ
４０ 圧力調整部
５０ 解析装置
６０ ビームスプリッタ
１００ リーク測定装置
２００ パッケージ
２０１ 透明部材
２０２ 基体

Claims (10)

1. 透明部材と基体とが接合されたパッケージを、チャンバ内に載置し、前記チャンバを密閉する工程と、
   前記パッケージに、所望の偏光特性を有する光を照射する工程と、
   前記透明部材を透過し、前記基体で反射されて再び前記透明部材を透過した第１反射光における第１偏光特性を計測する工程と、
   前記チャンバの内部を加圧又は減圧する工程と、
   前記パッケージに、前記光を照射する工程と、
   前記透明部材を透過し、前記基体で反射されて再び前記透明部材を透過した第２反射光における第２偏光特性を計測する工程と、
   前記第１偏光特性と前記第２偏光特性との変化量により、前記パッケージのリークを測定する工程と、をこの順に含むリーク測定方法。
2. 前記リークを測定する工程は、
   前記変化量が、予め設定した閾値を超えたか否かにより、前記パッケージにおいて、気密封止ができているか否かを判定する、請求項１に記載のリーク測定方法。
3. 前記第１反射光が進む方向をＺ軸方向、前記Ｚ軸方向に直交する方向をＸ軸方向、前記Ｚ軸方向及び前記Ｘ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする場合、前記第１偏光特性は、ＸＺ平面内で振動する偏光と、ＹＺ平面内で振動する偏光との位相差となる第１位相差であり、
   前記第２反射光が進む方向をＺ軸方向、前記Ｚ軸方向に直交する方向をＸ軸方向、前記Ｚ軸方向及び前記Ｘ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする場合、前記第２偏光特性は、ＸＺ平面内で振動する偏光と、ＹＺ平面内で振動する偏光との位相差となる第２位相差であり、
   前記変化量は、前記第２位相差が前記第１位相差に対して変化した量である請求項１又は請求項２に記載のリーク測定方法。
4. 前記光をパッケージに照射する工程、及び前記第１偏光特性及び前記第２偏光特性を計測する工程は、
   前記光の光路に設けたビームスプリッタを介して行う請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のリーク測定方法。
5. 前記第１位相差及び前記第２位相差は、複屈折率差に前記透明部材の厚さを乗じた値の関数である請求項３に記載のリーク測定方法。
6. 前記パッケージを、チャンバ内に載置する工程において、
   前記チャンバ内に載置される前記パッケージは、複数である請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のリーク測定方法。
7. 前記透明部材は、ガラス又は樹脂である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のリーク測定方法。
8. 前記光は、可視光又は赤外光である請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のリーク測定方法。
9. 前記第２偏光特性を計測する工程は、
   前記チャンバの内部を加圧又は減圧中、或いは前記チャンバの内部を加圧又は減圧後、に行われる請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のリーク測定方法。
10. 基体に発光素子が配置され、且つ前記基体と透明部材が接合されたパッケージを準備する工程と、
    請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のリーク測定方法を用いて、前記パッケージのリークを測定する工程と、を含む発光装置の製造方法。

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