(57)【要約】【課題】収容空間を真空状態に保つことが可能な電子装置、および電子システムを提供する。【解決手段】電子装置１は、電子部品２を装着するための装着部３ａを有する基体３と、装着部３ａを囲むようにして設けられ、貫通孔Ｈが形成された枠体４と、枠体４の上面に設けられ、装着部３ａを気密に封止するための蓋体５と、貫通孔Ｈを塞ぐようにして設けられ、かつ枠体４の内側から外側への空気の流れを通過し、枠体４の外側から内側への空気の流れを阻止する逆止弁６と、蓋体５の上面に設けられ、蓋体５に対して振動を与えるための振動体７とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を装着するための装着部を有する基体と、
前記装着部を囲むようにして設けられ、貫通孔が形成された枠体と、
前記枠体の上面に設けられ、前記装着部を気密に封止するための蓋体と、
前記貫通孔を塞ぐようにして設けられ、かつ前記枠体の内側から外側への空気の流れを通過し、前記枠体の外側から内側への空気の流れを阻止する逆止弁と、
前記蓋体の上面に設けられ、前記蓋体に対して振動を与えるための振動体とを備えたことを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記貫通孔を第１貫通孔、前記逆止弁を第１逆止弁とするとき、
前記枠体には、前記第１貫通孔と対向する位置に第２貫通孔がさらに形成されており、
前記第２貫通孔を塞ぐようにして設けられ、かつ前記枠体の外側から内側への空気の流れを通過し、前記枠体の内側から外側への空気の流れを阻止する第２逆止弁をさらに備えた、請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記振動体は、印加された電圧に基づいて振動する圧電体である、請求項１または２に記載の電子装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電子装置と、
前記電子部品が前記装着部に装着された空間の真空度を検出する検出部と、
前記検出部により検出された真空度が閾値未満であるか否かを判定する判定部と、
前記検出部により検出された真空度が、前記判定部によって閾値未満であると判定された場合、前記圧電体に対して電圧を印加する電圧印加部とを備えた、電子システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、赤外線センサ、半導体素子、水晶振動子等の電子部品が収容された電子装置、および電子システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、赤外線センサ、半導体素子、水晶振動子等の電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージ（以下、単に「パッケージ」と称する）が知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなパッケージは、電子部品を装着するための装着部を有する基体と、装着部を囲むようにして設けられた枠体とを備えている。このようなパッケージの装着部に電子部品を装着し、かつ装着された電子部品を気密に封止するための蓋体を枠体の上面に接続部材を介して接合することによって、電子装置が構成される。なお、電子部品が収容される空間（収容空間）は、例えば、真空ポンプ等によって真空状態にされる。このような電子装置は、検出機器、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置の部品として使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−９５９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、装着部に装着された電子部品の特性や信頼性を向上するためには、上記の収容空間は、可能な限り真空状態にあることが好ましい。しかしながら、電子部品が気密に封止され、収容空間が真空状態になった後において、電子部品や枠体の内壁、接続部材から生じるガス等によって、収容空間の真空度が徐々に低下する。収容空間の真空度が低下すると、装着部に装着された電子部品の特性や信頼性が低下する。例えば、電子部品が赤外線センサである場合に、収容空間の真空度が低下すると、外部から熱が伝わり易くなるので、検出感度が低下する。また、例えば、電子部品が水晶振動子である場合に、収容空間の真空度が低下すると、水晶振動子の等価直列抵抗値（ＣＩ値）が大きくなるので、発振特性が低下する。すなわち、真空度が低下すると、赤外線センサや水晶振動子の振動が妨げられるために、特性や信頼性が低下する。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、収容空間を真空状態に保つことが可能な電子装置、および電子システムに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明における電子装置は、電子部品を装着するための装着部を有する基体と、前記装着部を囲むようにして設けられ、貫通孔が形成された枠体と、前記枠体の上面に設けられ、前記装着部を気密に封止するための蓋体と、前記貫通孔を塞ぐようにして設けられ、かつ前記枠体の内側から外側への空気の流れを通過し、前記枠体の外側から内側への空気の流れを阻止する逆止弁と、前記蓋体の上面に設けられ、前記蓋体に対して振動を与えるための振動体とを備える。
【０００７】
上記目的を達成するために本発明における電子システムは、本発明に係る電子装置と、前記電子部品が前記装着部に装着された空間の真空度を検出する検出部と、前記検出部により検出された真空度が閾値未満であるか否かを判定する判定部と、前記検出部により検出された真空度が、前記判定部によって閾値未満であると判定された場合、前記圧電体に対して電圧を印加する電圧印加部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明の電子装置、および電子システムは、収容空間を真空状態に保つことが可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る電子装置の一例を示す平面図である。
【図２】図２は、図１中に示した切断線Ａ−Ａ´に沿って切断した断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る電子システムの一例を示す概略図である。
【図４】図４は、変更例１に係る電子装置の一例を示す平面図である。
【図５】図５は、図４中に示した切断線Ｂ−Ｂ´に沿って切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の一実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本発明に係る電子装置、および電子システムは、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る電子装置１の一例を示す平面図である。図２は、図１中に示した切断線Ａ−Ａ´に沿って切断した断面図である。図１および図２に示すように、本実施形態に係る電子装置１は、電子部品２、基体３、枠体４、蓋体５、逆止弁６、および振動体７を備えている。ここで、基体３および枠体４が、電子部品収納用パッケージの一実施形態となる。
【００１３】
電子部品２は、例えば、赤外線センサ、半導体素子、水晶振動子等である。なお、電子部品２は、これに限らず、例えば、半導体レーザダイオード、フォトダイオード等であってもよい。
【００１４】
基体３は、上面に電子部品２を装着するための装着部３ａを有している。すなわち、装着部３ａ上に、電子部品２が装着される。ここで、基体３は、例えば、セラミック材料、ガラス材料、高耐熱の樹脂材料等からなる。セラミック材料は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体、ガラスセラミックス等である。また、ガラス材料は、例えば、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等である。さらに、高耐熱の樹脂材料は、例えば、ポリイミド等である。
【００１５】
また、基体３には、導体配線Ｄ１，Ｄ２が埋設されている。基体３に埋設された導体配線Ｄ１，Ｄ２は、電子部品２と接続される。ここで、導体配線Ｄ１，Ｄ２として、例えば、スズ、銀、金、銅、タングステン、モリブデン、またはマンガンを主成分とする金属材料を用いることができる。なお、後述する導体配線Ｄ３も、これと同じ元素を主成分とする金属材料を用いることができる。これにより、図示しない電圧印加部を導体配線Ｄ１，Ｄ２と電気的に接続することにより、導体配線Ｄ１，Ｄ２を介して、電子部品２に電圧を印加することができる。
【００１６】
枠体４は、基体３の上面であって、かつ装着部３ａを囲むようにして設けられている。また、枠体４には、枠体４の内側と外側とを貫通する貫通孔Ｈが形成されている。なお、貫通孔Ｈの形状、大きさ等については、任意である。ここで、枠体４は、例えば、セラミック材料、金属材料、ガラス材料、高耐熱の樹脂材料等からなる。なお、枠体４は、基体３と一体的に形成されていてもよいし、基体３と別個独立に形成されていてもよい。基体３と枠体４とが別個独立に形成された場合、基体３と枠体４とは、例えば、半田やロウ材等の接続部材を介して接合される。
【００１７】
蓋体５は、枠体４の上面に設けられ、かつ装着部３ａに装着された電子部品２を気密に封止するための役割を担う部材である。すなわち、蓋体５は、枠体４によって形成される電子部品２が収容された収容空間Ｓを、真空状態で密閉（気密に封止）するように、枠体４の上面に、例えば、半田やロウ材等の接続部材Ｃを介して接合される。ここで、真空状態とは、標準大気圧より圧力が低い空間状態のことをいう。また、本明細書において、真空度（Ｐａ；パスカル）が高いとは、真空状態が十分に良好であることをいう。また、真空度が低いとは、真空状態が悪いことをいう。
【００１８】
逆止弁６は、枠体４に形成された貫通孔Ｈを塞ぐようにして設けられている。また、逆止弁６は、枠体４の内側から外側への空気の流れを通過し、枠体４の外側から内側への空気の流れを阻止する。ここで、枠体４の内側とは、収容空間Ｓのことをいう。すなわち、逆止弁６は、収容空間Ｓから電子装置１の外側への空気の流れを通過し、電子装置１の外側から収容空間Ｓへの空気の流れを阻止する。
【００１９】
なお、図１では、逆止弁６は、貫通孔Ｈを塞ぐようにして枠体４の外壁に設けられている例について図示したが、これに限定されない。すなわち、逆止弁６は、貫通孔Ｈを塞ぐようにして枠体４の内壁に設けられていてもよい。
【００２０】
振動体７は、蓋体５の上面に設けられ、蓋体５に対して振動を与えるための役割を担う部材である。具体的には、振動体７は、蓋体５の上面と接合されている。ここで、本実施形態においては、振動体７は、印加された電圧に基づいて振動する圧電体である例について説明するが、これに限定されない。例えば、振動体７は、電磁式振動体、モータ等であってもよい。なお、振動体７は、基体３、枠体４、および蓋体５に埋設された導体配線Ｄ３と接続される。これにより、図示しない電圧印加部を導体配線Ｄ３に電気的に接続することにより、導体配線Ｄ３を介して、振動体７に電圧を印加することができる。なお、導体配線Ｄ３は、枠体４の外壁（表面）に形成されていてもよい。
【００２１】
次に、上記の構成に係る電子装置１の動作について説明する。
【００２２】
まず、導体配線Ｄ１，Ｄ２を介して、電子部品２に電圧を印加する。また、導体配線Ｄ３を介して、振動体７に電圧を印加する。振動体７に印加する電圧は、正の電圧と負の電圧とが短時間のうちに交互に表れる交流電圧である。ここで、本実施形態に係る振動体７は圧電体であるので、蓋体５の上面に設けられた振動体７は、印加された電圧に基づいて振動する。具体的には、振動体７は、図２に示す矢印Ｐ１方向、および矢印Ｐ２方向の振動（図２から見て上下方向の振動）を交互に繰り返す。振動体７が上下方向に振動するので、蓋体５も振動体７の振動に同期して上下方向に振動する。蓋体５が上下方向に振動するので、収容空間Ｓに存在する空気を、逆止弁６を介して、枠体４の外側（電子装置１の外部）へ放出することができる。なお、枠体４の外側の空気は、逆止弁６によって、収容空間Ｓへの侵入が阻止される。このため、電子部品２、枠体４の内壁、接続部材Ｃから生じるガス等によって、収容空間Ｓの真空度が低下した場合であっても、振動体７を振動させることにより、収容空間Ｓに存在する空気を、逆止弁６を介して枠体４の外側へ放出することができる。
【００２３】
以上のように、本実施形態に係る電子装置１によれば、収容空間Ｓを真空状態に保つことができる。
【００２４】
ここで、上記の構成に係る電子装置１は、図３に示すような電子システム１００に用いることができる。図３に示すように、本実施形態に係る電子システム１００は、電子装置１、検出部５１、判定部５２、および電圧印加部５３を備えている。なお、図３において、図２と同様の機能を有する構成については、同じ参照符号を付記し、その詳細な説明を省略する。
【００２５】
検出部５１は、電子装置１の収容空間Ｓ内に設けられている。具体的には、検出部５１は、電子部品２の近傍であって、かつ基体２の上面に設けられている。ここで、検出部５１は、収容空間Ｓの真空度を検出する機能を有しており、例えば、気圧センサ等から構成される。検出部５１は、検出した収容空間Ｓの真空度を、導体配線Ｄ４を介して、判定部５２へ出力する。なお、検出部５１が真空度を検出するタイミングについては、特に限定されない。例えば、検出部５１は、リアルタイムあるいは一定時間毎に、収容空間Ｓの真空度を検出する。
【００２６】
判定部５２は、検出部５１により検出された収容空間Ｓの真空度が閾値未満であるか否かを判定する。なお、閾値は、判定部５２の図示しないレジスタに予め記録される。検出部５１により検出された真空度が、判定部５２によって閾値未満（すなわち、真空度が低い）であると判定された場合、判定部５２は、振動体７に対して電圧を印加するように、電圧印加部５３に対して指示する。一方、検出部５１により検出された真空度が、判定部５２によって閾値以上（すなわち、真空度が高い）であると判定された場合、判定部５２は、電圧印加部５３に対して何も指示しない。
【００２７】
電圧印加部５３は、判定部５２から上記の指示があった場合に、導体配線Ｄ３を介して、振動体７に対して電圧を印加する。すなわち、電圧印加部５３は、振動体７に対して、正の電圧と負の電圧とが短時間のうちに交互に表れる交流電圧を印加する。このため、電圧印加部５３は、交流電圧を生成するための電源装置を含んでいる。
【００２８】
以上のように、本実施形態に係る電子システム１００によれば、電圧印加部５３は、検出部５１により検出された真空度が、判定部５２によって閾値未満であると判定された場合、振動体７に対して電圧を印加することができる。
【００２９】
なお、上述した実施形態は、本発明の実施形態の一具体例を示すものであり、種々の変更が可能である。以下、いくつかの主な変更例を示す。
【００３０】
（変更例１）
図４は、変更例１に係る電子装置１ａの一例を示す平面図である。図５は、図１中に示した切断線Ｂ−Ｂ´に沿って切断した断面図である。図４および図５に示すように、変更例１に係る電子装置１ａは、第１逆止弁６ａ、および第２逆止弁６ｂを備えている。なお、図４および図５において、図１および図２と同様の機能を有する構成については、同じ参照符号を付記し、その詳細な説明を省略する。また、図５では、図２とは異なり、導体配線Ｄ３が他の箇所に設けられているため、導体配線Ｄ３は図示されていない。
【００３１】
第１逆止弁６ａは、枠体４に形成された第１貫通孔Ｈ１を塞ぐようにして設けられている。また、第１逆止弁６ａは、上述の実施形態に係る逆止弁６と同様、枠体４の内側から外側への空気の流れを通過し、枠体４の外側から内側への空気の流れを阻止する。
【００３２】
第２逆止弁６ｂは、第１逆止弁６ａと対向する位置に設けられており、かつ枠体４に形成された第２貫通孔Ｈ２を塞ぐようにして設けられている。すなわち、第２貫通孔Ｈ２は、第１貫通孔Ｈ１と対向する位置に形成されている。また、第２逆止弁６ｂは、上述の実施形態に係る逆止弁６とは反対に、枠体４の外側から内側への空気の流れを通過し、枠体４の内側から外側への空気の流れを阻止する。
【００３３】
すなわち、振動体７が上下方向に振動することによって、枠体４の外側（電子装置１の外部）に存在する空気を、第２逆止弁６ｂを介して、収容空間Ｓへ流入させることができる。またこれと同時に、収容空間Ｓに存在する空気を、第１逆止弁６ａを介して、枠体４の外側へ放出することができる。つまり、振動体７が上下方向に振動することによって、図５に示す矢印Ｗの向きの空気の流れを作ることができる。これにより、例えば、所望のガス（空気）を矢印Ｗの方向へ流すことにより、当該ガスの例えば所望の成分等を電子部品２によって計測することができる。また、例えば、収容空間Ｓに存在する空気を、リフレッシュさせることもできる。
【００３４】
なお、上記の構成に係る電子装置１ａを、図３に示すような電子システム１００に用いることもできる。
【００３５】
（変更例２）
なお、電子システムは、図３に示すような電子システム１００に限られない。例えば、タイマを備えておくことにより、一定時間毎に、振動体７に対して、電圧が印加されるようにしてもよい。また、入力装置を備えておくことにより、入力装置がオペレータによって操作された場合に、振動体７に対して、電圧が印加されるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように、本発明は、収容空間を真空状態に保つことが可能な電子装置、または電子システムとして有用である。
【符号の説明】
【００３７】
１、１ａ  電子装置
２  電子部品
３  基体
３ａ  装着部
４  枠体
５  蓋体
６  逆止弁
６ａ  第１逆止弁
６ｂ  第２逆止弁
７  振動体
５１  検出部
５２  判定部
５３  電圧印加部
Ｈ  貫通孔
Ｈ１  第１貫通孔
Ｈ２  第２貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010212511.tif 000007