(57)【要約】【課題】本発明はパッケージ部品（２）の密封性の検査方法（２０）に関する。【解決手段】パッケージ部品（２）の密封性の検査方法が、イ）前記パッケージ部品（２）の内部の圧力を検出するためのセンサ素子（４）をパッケージ（２ａ）の内部に装備するステップ（２２）と、ロ）前記パッケージ部品（２）を封止するパッケージ封止ステップ（２４）と、ハ）前記パッケージ部品（２）の内部の圧力を検出する圧力検出ステップ（２６）とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージ部品（２）の密封性の検査方法（２０）において、
前記パッケージ部品（２）の内部の圧力を検出するためのセンサ素子（４）をパッケージ（２ａ）の内部に装備するステップ（２２）と、
前記パッケージ部品（２）を封止するパッケージ封止ステップ（２４）と、
前記パッケージ部品（２）の内部の圧力を検出する圧力検出ステップ（２６）と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記パッケージ部品（２）の内部の圧力を検出する前記圧力検出ステップは、経時圧力変化を検出するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記パッケージ部品（２）の内部の圧力を検出する前記圧力検出ステップは、等価エアリークレートを検出するステップを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記パッケージ部品（２）の内部の圧力を検出する前記圧力検出ステップは、前記パッケージ部品（２）が負圧環境下ないし真空環境下に置かれているときの圧力降下量を検出するステップ、及び／または、前記パッケージが高圧環境下に置かれているときの圧力上昇量を検出するステップを含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の方法。
【請求項５】
前記パッケージ部品（２）を封止する前記パッケージ封止ステップの実行中に、前記パッケージ部品（２）の内部の温度が上昇することで前記パッケージ部品（２）の内部の圧力が第１パッケージ内圧になり、それに続く放冷ステップにおいて、前記パッケージ部品（２）の内部の圧力が降下して第２パッケージ内圧になり、前記パッケージ部品（２）の内部の圧力を検出する前記圧力検出ステップは、前記第１パッケージ内圧から前記第２パッケージ内圧へ降下する前記パッケージ部品（２）の内部の圧力降下を検出する圧力降下検出ステップを含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の方法。
【請求項６】
前記第１パッケージ内圧から前記第２パッケージ内圧へ降下する前記パッケージ部品（２）の内部の圧力降下を検出する前記圧力降下検出ステップによって、前記パッケージ部品（２）を封止する前記パッケージ封止ステップの実行時の加工温度が判定され、及び／または、封止された前記パッケージ部品（２）の密封性が判定されるようにしたことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記パッケージ部品（２）を封止する前記パッケージ封止ステップは、溶接法またはロウ付け法、また特に、レーザ溶接法、ロールシーム溶接法、またはレーザロウ付け法により実行されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の方法。
【請求項８】
前記圧力検出ステップは、圧力制御された高圧環境下において所定時間に亘って実行され、また特に、ボンビング工程の実行中に実行されることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
内部空間（８）を有するパッケージ（２ａ）と、前記パッケージ（２ａ）の前記内部空間（８）に装備されて前記内部空間（８）の圧力を検出するためのセンサ素子（４）とを備えたことを特徴とするパッケージ部品（２）。
【請求項１０】
圧力検出値データが、前記パッケージ部品（２）の内部、及び／または、外部にある別の電子回路（１０）へ供給されるようにしてあることを特徴とする請求項９記載のパッケージ部品。
【請求項１１】
前記センサ素子（４）が二点較正法により較正されるようにしてあることを特徴とする請求項９又は１０記載のパッケージ部品。
【請求項１２】
前記パッケージ部品（２）の前記内部空間の容積を表す所定の容積値と、時間と共に変化する圧力値とに基づいて、それらの値から直接的に、前記パッケージ部品（２）のリークレートの値が導出されるようにしてあることを特徴とする請求項９乃至１１の何れか１項記載のパッケージ部品。
【請求項１３】
ガス圧力の計測値の温度依存性に対して、計算処理による温度補償が施されるようにしてあることを特徴とする請求項９乃至１２の何れか１項記載のパッケージ部品。
【請求項１４】
前記センサ素子（４）は、温度補償機能を備えた構成とされていることを特徴とする請求項９乃至１３の何れか１項記載のパッケージ部品。
【請求項１５】
前記パッケージ部品（２）の前記内部空間（８）の圧力の検出が、前記パッケージ部品（２）の動作寿命ないし部品寿命の略々全期間に亘って実施可能であるようにしてあることを特徴とする請求項９乃至１４の何れか１項記載のパッケージ部品。
【請求項１６】
前記センサ素子（４）は、ＭＥＭＳセンサとして構成されていることを特徴とする請求項９乃至１５の何れか１項記載のパッケージ部品。
【請求項１７】
請求項９乃至１６の何れか１項記載のパッケージ部品（２）を備えたことを特徴とする例えば人工衛星などのプラットフォーム。
【請求項１８】
請求項９乃至１６の何れか１項記載のパッケージ部品（２）の、高圧環境下用途、負圧環境下用途、ないしは真空環境下用途における使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は計測技術に関する。また特に、本発明は、パッケージの密封性の検査方法に関し、より詳しくは、気密パッケージの密封性をそのパッケージに内蔵した圧力センサにより検査するようにした密封性の検査方法に関する。また更に、本発明は、パッケージの密封性の検査方法と、パッケージ部品と、例えば人工衛星などのプラットフォームと、高圧環境下用途、負圧環境下用途、ないしは真空環境下用途における本発明に係るパッケージ部品の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
具体的な用途例として、例えば電子部品アセンブリを、高圧環境下用途、負圧環境下用途、ないしは真空環境下用途に使用する場合には、その電子部品アセンブリをパッケージに収容した上で、そのパッケージの内部の電子部品とそのパッケージの外部とを適宜の電気接続手段により接続するということが行われる。そして、パッケージ自体に密封性を付与することによって、即ちそれを気密パッケージとすることによって、パッケージの内部の圧力が、またひいてはパッケージの内部に設定された雰囲気が、外部の環境圧力に影響されて変動するのを実質的に防止できるようにしている。
【０００３】
気密パッケージは、その製作過程において、密封性の検査が行われる。この検査を行うのは、例えば、製品がその使用環境（例えば人工衛星に搭載する用途であれば、その使用環境は軌道上であり、従って真空環境である）へ運ばれる前に、その製品の内部に水分などが入り込むことがないようにするためである。この検査に適した試験方法としては、例えば「ＭＩＬ−ＳＴＤ−８８３規格」や、「ＭＩＬ−ＳＴＤ−７５０Ｅ規格」に規定されている試験方法がある。また、例えば、ヘリウムリーク試験法や、ガルデン・ボンビング法（ガルデンは登録商標である）が、グロスリーク（大漏れ）及びファインリーク（小漏れ）のリークレート（リーク量）を計測するために、また、グロスリーク箇所を探索するために実施されている。しかしながら、これらの試験方法は、主として小型の部品の試験を目的として開発された方法であり、しかも開発されてから長い年月を経た旧式の方法である。
【０００４】
以上に言及した数々の試験方法の多くは、ヘリウムリークレート（ヘリウムリーク量）を計測することによって試験を実施するものである。試験により計測されたヘリウムリークレートの値と、個々の被検体の実際の等価エアリークレート（等価空気リーク量）の値との間には、計算式で表される一定の関係が存在している。
【０００５】
多数の構成部品を一体的に組付けて構成した構成体アセンブリのうちには、その構成体アセンブリの気密収容空間を画成しているチャンバの外側に、込み入った形状の環境計測用電子機器を取付けたものがあり、そのような構成体アセンブリのリーク試験を公知のリーク試験方法を用いて行う場合には、試験条件を整えることが非常に困難なことがある。
【０００６】
即ち、そのような構成体モジュール（構成体アセンブリ）では、密封性を検査しようとするその構成体モジュールの気密収容空間を画成しているチャンバを、その構成体モジュールの残りの部分（即ち気密収容空間を画成しているチャンバの外側に取付けられている環境計測用電子機器）から物理的に分離することができない。気密収容空間を画成しているチャンバの外側にある、環境計測用電子機器、機械部品、グラスファイバー、同軸プラグ、それにその他の凹部画成部分などは、それらの表面にヘリウムが付着し、また、それらの凹部空間にヘリウムが入り込むため、そのような付着したヘリウム及び空間に入り込んだヘリウムによって、ヘリウムリークレートの計測が不可能になることもあり、また、少なくともその計測が面倒なものになることがある。更に、その結果として、密封性を表す値を適切に求めることができないこともある。
【０００７】
しかるに、公知の様々な試験装置は、上で言及した数々の試験方法を実施するのに適するように構成されており、しかも、上述したように、それら試験方法は小型の部品の試験を行うための試験方法であることから、それら公知の試験装置は、例えば人工衛星に搭載する用途に用いられるような、より大型の部品やパッケージの試験を行うのに適した装置とすることができない。
【０００８】
パッケージ部品は、例えば適宜の接合方法を用いて封止することにより、気密状態とされ、その接合方法としては、例えば溶接法などが用いられ、また特に、レーザ溶接法などが用いられる。しかるに、その溶接が完了してからある程度の時間が経過してからでなければ、必要とされるヘリウムリーク試験を開始することができない。なぜならば、ヘリウムリーク試験を実施するためには、パッケージ表面の凹部空間に入り込んだヘリウムや、パッケージ表面に付着したヘリウムが散逸するのを待たねばならないからである。
【０００９】
また、これとは逆に、製品を溶接作業チャンバから取出してから、その製品の気密収容空間の密封性を検査するためのヘリウムリーク試験を開始するまでに、あまりにも長い時間が経過した場合には、ヘリウムリーク試験の開始時点で既に、気密収容空間の内部に封入されていたヘリウムが全て抜けきっていることがあり、そのような場合には、ヘリウムリーク試験が事実上実施不可能となる。
【００１０】
ガルデン（登録商標）には、汚染を引き起こすおそれがあるという問題や、気密収容空間を画成しているチャンバの外側の凹部空間に入り込んで不都合を生じるおそれがあるという問題があるため、多くの場合、グロスリーク（大漏れ）試験においてリーク発生箇所を特定するための媒体としては使用することができない。また、グロスリークの検出のためのその他の方法もないではないが、それらは確実性という点で劣る方法である。
【００１１】
また、圧力容器を検査する方法として、圧力配管を接続して検査を行う方法があり、この方法を用いる場合には、パッケージに接続した圧力配管を介してパッケージの内部の圧力を上昇または降下させ、そして、同じその圧力配管を介して、パッケージの内部の圧力が上昇した後どれほど降下したか、または降下した後どれほど上昇したかをパッケージの外部で計測することになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、新規にして簡潔な密閉性の検査を可能とし、また特に、パッケージの外部で計測を行わずに済むようにした、パッケージの密封性の検査方法並びにそれに対応したパッケージ部品を提供するものである。
【００１３】
また、そのために、特許請求の範囲に含まれる夫々の独立請求項に記載したところの、パッケージの密封性の検査方法と、パッケージ部品と、本発明に係るパッケージ部品を備えた例えば人工衛星などのプラットフォームと、高圧環境下用途、負圧環境下用途、ないし真空環境下用途における本発明に係るパッケージ部品の使用とを提供するものである。尚、従属請求項は、本発明の好適な構成例の特徴を記載したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の１つの具体的な実施の形態によれば、パッケージの密封性の検査方法が提供され、この検査方法は、イ）前記パッケージの内部の圧力を検出するためのセンサ素子を前記パッケージの内部に装備するステップと、ロ）前記パッケージを封止するパッケージ封止ステップと、ハ）前記パッケージの内部の圧力を検出する圧力検出ステップとを含んでいる。
【００１５】
本発明の別の１つの具体的な実施の形態によれば、パッケージ部品が提供され、このパッケージ部品は、内部空間を有するパッケージと、前記パッケージの前記内部空間の圧力を検出するためのセンサ手段とを備えている。
【００１６】
本発明の別の１つの具体的な実施の形態によれば、本発明に係るパッケージ部品を備えたことを特徴とする例えば人工衛星などのプラットフォームが提供される。
【００１７】
本発明の別の１つの具体的な実施の形態によれば、本発明に係るパッケージ部品が、高圧環境下用途、負圧環境下用途、ないしは真空環境下用途において使用される。
【００１８】
以上において、本発明の特筆すべき点としては、マイクロ電子機器を密封状態で収容するための気密パッケージを備えていること、そのパッケージの内部に、即ち、そのパッケージの内部空間に、その収容空間（即ち内部空間）の圧力を検出するための圧力センサを装備していること、検出する収容空間の圧力は、その収容空間に封入された封入ガスの圧力であり、そのガスは、例えば、窒素、ヘリウム、それに、窒素とヘリウムとの混合ガスなどであり、そして圧力センサはそのガスの圧力を直接的に計測することができること、それに、任意の時点で圧力の計測を行えることなどがある。また、所定の圧力比の値に基づいて、ないしは、圧力比の値または圧力の値の経時変化に基づいて、更にガスの温度なども考慮に入れて、パッケージのリークレートの値を求めることができる。
【００１９】
本発明の特に好ましい別の１つの実施の形態によれば、前記圧力検出ステップは、等価エアリークレート（等価空気リーク量）を検出するステップ、または、経時圧力変化を検出するステップを含むものである。
【００２０】
センサ素子（圧力センサ）の１つの具体例を挙げるならば、ＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカルシステム）として構成されたチップセンサを挙げることができ、より具体的には、これに該当するものとして例えばＭＥＡＳ社の製品である「ＭＳ７８０１型」チップセンサなどがある。この種のセンサ素子は、人工衛星に搭載される様々なハイブリッド回路（ハイブリッドモジュール）に装備するのに適しており、その種のハイブリッド回路（ハイブリッドモジュール）の具体例としては、例えば、衛星通信のためのマイクロ波モジュールや光電子ハイブリッドモジュールなどがある。また更に、気密性を有するハイブリッドモジュールは、軍用や医用の用途にも用いられている。
【００２１】
使用可能なＭＥＭＳセンサのうちに、例えば静電型ＭＥＭＳセンサがあり、これは、加わる圧力に応じてその静電容量が変化するセンサである。また、例えば圧電型ＭＥＭＳセンサも使用することもでき、これは、定電流を供給しておけば、加わる圧力に正比例する電圧を直接的に発生するセンサである。尚、上で言及した「ＭＳ７８０１型」チップセンサは、圧電型ＭＥＭＳチップセンサである。この種のチップセンサの具体的な構成例を挙げるならば、例えば、シリコン膜を備えた基準真空チャンバがそのチップセンサに形成されており、それによって絶対圧力で０〜１バール（０〜１×１０５Ｐａ）の範囲内、即ち、真空〜標準大気圧の範囲内の圧力計測を可能にしたものがある。
【００２２】
本発明に係る方法は、上で言及したＭＩＬ規格に規定されている等価エアリークレートの基準値を満たしているか否かを直接的に判定するような方法とすることも可能である。「ＭＩＬ−ＳＴＤ−８８３規格」によれば、計測系の内容積が３ｃｍ３のときの等価エアリークレートの基準値が１．０×１０−６気圧・ｃｍ３／秒（ミリバール・リットル／秒）に規定されている。また「ＭＩＬ−ＳＴＤ−７５０Ｅ規格」によれば、計測系の内容積が３ｃｍ３のときの等価エアリークレートの基準値が１．０×１０−８気圧・ｃｍ３／秒（ミリバール・リットル／秒）に規定されている。
【００２３】
本発明の特に好ましい別の１つの実施の形態によれば、前記圧力検出ステップは、前記パッケージが負圧環境下ないし真空環境下に置かれているときの圧力降下量を検出するステップ、及び／または、前記パッケージが高圧環境下に置かれているときの圧力上昇量を検出するステップを含むものである。
【００２４】
従って、本発明に係る方法によれば、負圧環境下ないし真空環境下における圧力降下を検出することも可能であり、高圧環境下における圧力上昇を検出することも可能である。更に、本発明に係る方法は、パッケージの気密収容空間だけを、即ち、パッケージの内部空間だけを検査対象としている。そのため、本発明に係る方法は、外部環境の影響を受けることがない。更には、例えばヘリウムリーク試験などでは実施されているボンビング工程（高圧チャンバ内で実施する検出ガスの加圧注入工程であって、典型的な数値例を挙げるならば、例えば３バール（３×１０５Ｐａ）の圧力で１５秒間に亘って検出ガスが加圧注入される）も、本発明に係る方法では必ずしも必要とされない。
【００２５】
本発明の特に好ましい別の１つの実施の形態によれば、前記圧力検出ステップは、圧力制御された高圧環境下において所定時間に亘って実行され、また特に、ボンビング工程の実行中に実行される。
【００２６】
例えば製作過程において長時間が経過したなどの事情により、ガスの漏出がどれほど進行したか明らかでない場合には、ボンビング工程が必要となることもあり、その場合には例えばヘリウムではなく窒素などを加圧注入するのであるが、その際に、そのボンビング工程の加圧注入時間をもって、圧力上昇に要した時間の計測値とすることができる。またこれによって、ヘリウムリーク試験を行う場合と比べて検査時間が大幅に短縮される。
【００２７】
本発明の特に好ましい別の１つの実施の形態として、前記パッケージを封止する前記パッケージ封止ステップの実行中に、前記パッケージの内部の温度が上昇することで前記パッケージの内部の圧力が第１パッケージ内圧になり、それに続く放冷ステップにおいて、前記パッケージの内部の圧力が降下して第２パッケージ内圧になり、前記パッケージの内部の圧力を検出する前記圧力検出ステップは、前記第１パッケージ内圧から前記第２パッケージ内圧へ降下する前記パッケージの内部の圧力降下を検出する圧力降下検出ステップを含むものとするのもよい。
【００２８】
本発明の特に好ましい別の１つの実施の形態として、前記第１パッケージ内圧から前記第２パッケージ内圧へ降下する前記パッケージの内部の圧力降下を検出する前記圧力降下検出ステップによって、前記パッケージを封止する前記パッケージ封止ステップの実行時の加工温度が判定され、及び／または、封止された前記パッケージの密封性が判定されるようにするのもよい。
【００２９】
本発明に係るパッケージを封止する前記パッケージ封止ステップを例えば溶接法またはロウ付け法により実行する場合には、その溶接またはロウ付けに用いるレーザなどのエネルギによって封入ガス（例えば窒素など）が加熱されて部分的に非常な高温になることがある。そして、かかるパッケージ封止ステップの工程が完了したならば、加熱されたガスが冷えて低温に戻るため、パッケージの内部に（即ちパッケージの内部空間に）圧力降下が発生し、その圧力降下係数は、封入ガスの温度係数と一般気体定数とに応じて定まり、ＴＣ＝３．６６３×１０−３／Ｋとなる。
【００３０】
ここで、ある１つの想定状況として、溶接作業チャンバの内部のガスの圧力が、例えば１０２０ミリバール（１０２ｋＰａ）であったものとし、そのガスがパッケージの封止に際してその封止のために用いたレーザなどのエネルギによって、例えば８０℃にまで熱せられ、その後、冷えて例えば２０℃になったものとする。この場合、ガスが冷えることにより生じる圧力降下は、１０２０ミリバールから７８０ミリバールへの圧力降下となる。この圧力降下の発生機序を利用して、例えばレーザ溶接法などによる接合加工が行われたときに、その接合加工時のパッケージの温度を推定することが可能である。ただしそれが可能であるためには、その接合加工によってパッケージが完全に密封されることを前提とする。換言するならば、パッケージが冷えた後の収容空間の内部の圧力に基づいて、加工時の温度を判定することが可能である。また、発生するはずの圧力降下が発生していなかったならば、そのことによってただちに、グロスリークが存在していると判断することができる。
【００３１】
また更に、接合加工後の圧力降下によってパッケージの内部の圧力が８００ミリバールになったものとするならば、その時点で既に、パッケージの外部の圧力（大気圧）に対する差圧が発生しているため、加圧装置や減圧装置を使用することなく、ただちにリーク試験のための圧力計測を実施することができる。この場合、１分間以内という短い時間で、リークレートの値が１０−３〜１０−４ミリバール・リットル／秒の範囲内にあるグロスリークを検出することができる。
【００３２】
本発明の特に好ましい別の１つの実施の形態によれば、前記パッケージを封止する前記パッケージ封止ステップは、溶接法またはロウ付け法、また特に、レーザ溶接法、ロールシーム溶接法、またはレーザロウ付け法により実行される。
【００３３】
本発明の特に好ましい別の１つの実施の形態として、圧力検出値データが、前記パッケージの内部、及び／または、外部にある別の電子回路へ供給されるようにしておくのもよい。
【００３４】
また、その場合に、圧力検出値データに対して、前記パッケージの内部において適宜の電子回路によって直接的にデータ処理が施されるようにしておくのもよく、更に、そのデータ処理によって、例えば密封状態にないことが検出されたときに、適宜の対応措置が取られるようにしておくのもよい。また、密封状態にないことが検出されたときの対応処置は、パッケージの外部にある電子回路が行い、パッケージの内部の圧力の検出は、パッケージ部品の内部に装備したスタンドアローン機器として構成した電子回路モジュールで行うようにしておくのもよい。
【００３５】
本発明の特に好ましい別の１つの実施の形態として、前記パッケージの前記内部空間の容積を表す所定の容積値と、時間と共に変化する圧力値とに基づいて、それらの値から直接的に、前記パッケージのリークレートの値が導出されるようにしておくのもよい。
【００３６】
本発明の特に好ましい別の１つの実施の形態として、前記センサ素子が二点較正法により較正されるようにしておくのもよい。
【００３７】
前記センサ素子は、例えば、各々のモジュール（パッケージ部品）ごとに個別に較正を施すようにするのがよい。その較正の方法は、二点で圧力の計測を行って較正を施す二点較正法とし、その計測を行う二点は大気圧と真空の二点とすることが好ましく、また、較正の施された計測機器を用いて、高精度の較正を施すようにするとよい。また、その較正プロセスは、全自動工程として実行されるようにするとよい。こうしてセンサ素子に高精度の較正を施しておけば、圧力降下を表す値と、パッケージの内部空間の容積を表す所与の値（パッケージの内部空間の容積は各々のパッケージごとにばらついているのが普通である）とに基づいて、それらの値から直接的に、エアリークレートの値を算出することができる。
【００３８】
本発明の特に好ましい別の１つの実施の形態によれば、前記圧力センサは、温度補償機能を備えた構成とされている。
【００３９】
計測感度を高めるためには、前記圧力センサの構成を、温度補償機能を備えた構成としておくのがよい。温度補償が行われる温度範囲は、パッケージ部品の電力消費によりパッケージ部品が自己発熱することによって圧力センサが動作中に到達し得る温度に対応させておけばよく、それによって、圧力センサによる計測が好適に行われるようになる。尚、このような温度補償は、ＭＩＬ規格に適合するためには必須であることもある。
【００４０】
本発明の特に好ましい別の１つの実施の形態として、圧力の計測値を算出する際に、封入ガス（例えば窒素ガスや、窒素とヘリウムの混合ガスなど）の温度係数と一般気体定数とに基づいて、補正係数の値を３．６６３×１０−３／Ｋとして計算処理により温度補償を施すようにするのもよい。
【００４１】
また、ガス圧力の計測値の温度依存性に対して、計算処理により温度補償を施す場合には、適宜のソフトウェアを使用してその計算処理を行うようにすることが好ましい。
【００４２】
圧力センサに適切に較正を施し、且つ、適切に温度補償を施すことによって、広い圧力領域に亘って、温度に影響されることのない圧力計測を行うことができるようになる。このことは特に、リーク試験のための圧力計測が、例えば±３℃程度の比較的狭い温度範囲において行われる場合に言えることである。
【００４３】
また、本発明に係る計測方法は、封入ガスの種類が異なっても、それによって殆ど影響を受けることがない。これは、リーク箇所を通過して流れる漏洩ガスの流量はそのガスの粘性係数に依存してはいるものの、広く用いられている検出ガスはいずれも、粘性係数の値が互いに略々同一であるか、ないしは、少なくともかなり近い値を持っているからである。例えば、ヘリウムの粘性係数はη＝１．８６×１０−５Ｐａ・秒であり、窒素の粘性係数はη＝１．６６×１０−５Ｐａ・秒であり、空気の粘性係数はη＝１．７１×１０−５Ｐａ・秒である。そのため、本発明に係るパッケージ部品は、その内部空間に異なった種類のガスが封入された場合であっても、そのリークレートの計測値に、無視可能な程度の差違しか生じない。
【００４４】
本発明の特に好ましい別の１つの実施の形態によれば、前記パッケージの前記内部空間の圧力の検出が、前記パッケージ部品の動作期間（供用期間）ないし部品寿命期間の略々全期間に亘って実施可能であるようにしてある。
【００４５】
特に、本発明に係るパッケージ部品（即ちモジュール）は、そのパッケージの内部に圧力センサが装備されていることから、その動作期間（供用期間）の任意の時点で圧力降下を計測することができる。そのため、軌道上にある人工衛星に搭載されているパッケージ部品（即ちモジュール）の気密性を、その部品寿命期間の全期間に亘ってモニタし続けることが可能である。
【００４６】
以下に添付図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について更に詳細に説明して行く。添付図面については下記の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るパッケージ部品の内部に配置された、複数のセンサ素子の具体的な配置例を示した図である。
【図２】本発明に係るパッケージ部品の内部に組込まれる、センサ素子を含む電子回路の具体的な構成例を示した図である。
【図３】本発明に係る気密モジュール（気密パッケージ部品）のリークレートの計測値の具体例を示したグラフであり、温度補償がある場合と無い場合とを示した図である。
【図４】本発明に係るセンサ素子の具体的な構成例を示した図である。
【図５】図４のセンサ素子にオフセット補償及び温度補償を施すための具体的な構成例を示した図である。
【図６】本発明に係るパッケージ部品の密封性の検査方法の具体例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
先ず図１を参照して、本発明に係るパッケージ部品の内部に配置された、複数のセンサ素子の具体的な配置例について説明する。
【００４９】
図１は、パッケージ部品２を示しており、より厳密に述べるならば、パッケージ部品の一部分である底面部分を示した図である。複数の端子部材６が装備されており、それら端子部材６はパッケージ部品２の一面（底面）から外部へ突出している。それら端子部材６は、パッケージ部品２の内部空間８から外部への電気接続の機能を提供するものである。また、それら端子部材６は、パッケージ部品２の外部に装備される別の電子部品を、それら端子部品６に物理的に固定連結し、及び／または、電気的に接続できるようにもしている。
【００５０】
図１に示した具体例では、パッケージ部品２の内部空間８に、２個のセンサ素子４ａ、４ｂが配設されている。ただし、センサ素子の配設形態としては、ただ１個だけのセンサ素子４を配設した形態とすることも可能である。図示例のセンサ素子４ａは、ＭＥＭＳチップセンサ素子であり、パッケージ部品２の内部に接着されて固定されている。また、センサ素子４ｂは、例えば静電型ＭＥＭＳチップセンサ素子などである。
【００５１】
実際に使用される製品では、パッケージ部品２の内部にその他の様々な電子部品が収容されるが、図１ではそれら電子部品を図示省略した。それら電子部品とパッケージ部品２の外部との電気接続も、同様に端子部材６を介して行われる。
【００５２】
次に図２を参照して、本発明に係るパッケージ部品の内部に組込まれる、センサ素子を含む電子回路の具体的な構成例について説明する。
【００５３】
図２に示した具体的な構成例は、無線計測機器のリピータ回路である。ただし、このリピータ回路の回路構成や動作領域などは、本発明に係る概念と無関係なものである。
【００５４】
図示例では、電子回路１０の回路基板１４上にセンサ素子４が実装されている。回路基板１４上には更に、複数の端子部材６が搭載されており、それら端子部材６は、パッケージ部品２のパッケージ２ａ壁部を貫通しているようにしてもよく、或いは、図１に示されている端子部材６に接続するものとしてもよい。また図２の具体例では、センサ素子４は電子回路に組込まれている。センサ素子４に電流ないし電圧を供給するために必要な配線や、センサ素子４から計測出力値を取出すために必要な配線が、図示例では回路基板１４上に直接形成されている。更に、センサ素子４は、電子回路１０に機能的にも一体化され、またロジック的にも一体化されている。更に、電子回路１０の回路特性は、センサ素子４から出力される計測出力値に応じた動作を行うものとされている。
【００５５】
次に図３を参照して、本発明に係る気密モジュール（気密パッケージ部品）のリークレートの計測値の具体例として、温度補償がある場合と無い場合との２つの具体例について説明する。
【００５６】
同図は気密モジュール（気密パッケージ部品）２の内部空間の圧力降下を示している。この具体例では、周囲環境圧力（ここでは大気圧）に等しい１０００ミリバールであった内部空間の圧力が、４０００分間の時間が経過する間に降下して、その残圧が約９７５ミリバールとなっている。実線は温度補償の無い場合の計測値を示しており、１５００分、１８００分、それに３２５０分が経過した時点に夫々ピークが形成されている。一方、破線は温度補償がある場合の計測値を示している。曲線の左端近傍の比較的傾きの大きな圧力降下は、パッケージ部品２の温度低下がその圧力降下の少なくとも一因となっている。
【００５７】
次に図４を参照して、本発明に係るセンサ素子の具体的な構成例について説明する。
【００５８】
図４は、本発明に係るセンサ素子４の具体的な構成例を示しており、このセンサ素子４は、４個の圧電抵抗素子１２から成るホイートストンブリッジとして構成されており、それら圧電抵抗素子１２はシリコン膜上に形成されている。ホイートストンブリッジは、供給電圧ＶＳ＋を印加するための入力端子を備えており、この供給電圧は、例えば、密封キャビティとして形成されている基準真空キャビティのシリコン膜のエピタキシャル層に直接印加するようにすることができる。更に、供給電圧ＶＳ＋とグラウンド（ＧＮＤ１、ＧＮＤ２）との間に、４個の圧電抵抗素子１２が２個ずつ直列に接続されている。また、正出力端子Ｏｕｔ＋と負出力端子Ｏｕｔ−とに、夫々２個ずつの圧電抵抗素子１２が接続されている。
【００５９】
次に図５を参照して、図４のセンサ素子４にオフセット補償及び温度補償を施すための具体的な構成例について説明する。
【００６０】
この図５に示した具体例では、図４に示した４個の圧電抵抗素子１２から構成されたホイートストンブリッジに、更に３個の抵抗素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が付加されている。それらのうち、抵抗素子Ｒ１及びＲ２は、オフセット補償（真空におけるゼロ点補償）を可能にするために付加されたものであり、抵抗素子Ｒ３は温度補償を可能にするために付加されたものである。
【００６１】
温度補償及びオフセット補償に必要な抵抗素子は、例えば、ＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミックス）多層回路基板技術を用いて形成した印刷抵抗素子とするとよく、そのような抵抗素子は、必要に応じてレーザトリミングを施すことで、その抵抗値を調整することができる。温度補償に関しては、ホイートストンブリッジの全体に対して抵抗素子Ｒ３を並列に接続するだけで十分な補償を施すことができる。即ち、抵抗素子Ｒ３をそのように接続することで、ホイートストンブリッジを構成している４個の抵抗素子の温度係数が通常は２８００ｐｐｍ／℃程度であるのに対して、回路の温度係数を１９００ｐｐｍ／℃にまで低下させることができる。ある種の用途においては、例えば圧力が１バールのときに、最高出力電圧が−１９００ｐｐｍ／℃の温度係数を持つことがあり、その場合に、回路の温度係数が１９００ｐｐｍ／℃であれば、その最高出力電圧の温度係数を略々完全に相殺することができる。リーク試験のための圧力計測が、例えば±３℃程度の狭い温度範囲において行われる場合には、これによってほぼ完璧な温度補償がなされる。
【００６２】
また、センサ素子４のオフセット電圧は、センサ素子４のチップ上に形成されるホイートストンブリッジの製作誤差によって発生するものであるが、このセンサ素子４のオフセット電圧のゼロ点補償は、同様に、ＬＴＣＣ多層回路基板技術を用いて形成した印刷抵抗素子Ｒ１、Ｒ２にレーザトリミングを施すことにより達成される。
【００６３】
そのために図示例では、２個の抵抗素子Ｒ１、Ｒ２を直列に接続したものをホイートストンブリッジの端子ＧＮＤ１と端子ＧＮＤ２との間に接続し、更に、それら２個の抵抗素子Ｒ１、Ｒ２の間の接続点をグラウンドに接続している。そして、２個の抵抗素子Ｒ１、Ｒ２のうちの少なくとも一方にレーザトリミングを施すことで、ホイートストンブリッジの製造誤差を補償することができ、また、そのレーザトリミングは、適宜のレーザトリミングアルゴリズムに従って実行するとよい。
【００６４】
ＬＴＣＣ多層回路基板は、その基板層が優れた気密性を有するため、これを使用することによって、なによりも先ず、パッケージ部品２の気密収容空間（内部空間）８から外部へ引出されるセンサ素子４の配線の接続性が良好となる。また、ＬＴＣＣ多層回路基板を使用すれば、センサ素子４に接続する配線を別途設ける必要がないため、一般的な品質の気密パッケージを使用することが可能になる。
【００６５】
次に図６を参照して、本発明に係るパッケージ部品２の密封性の検査方法の具体例について説明する。
【００６６】
図示例において、パッケージ部品２の密封性の検査方法２０は、パッケージ部品２の内部の圧力を検出するための圧力センサ４をパッケージ２ａの内部に装備する圧力センサ装備ステップ２２と、パッケージ部品２を封止するパッケージ封止ステップ２４と、パッケージ部品２の内部の圧力を検出する圧力検出ステップ２６とを含んでいる。
【００６７】
本発明は、複数の収容空間を有する構成のパッケージにも、好適に適用される。かかる構成のパッケージは、１つの複合モジュール（複合パッケージ）の内部に、互いに仕切られた複数の収容空間が画成されており、それら収容空間の各々が個別に封止されて、個別の気密パッケージであるかのように機能するものである。従来のヘリウムレート試験の計測方法は、かかる構成のパッケージには全く役に立たない。
【００６８】
本発明は更に、人工衛星の電子設備に含まれている例えば高周波増幅器などのデリケートな電子機器のスイッチオフを行うためにも利用することができ、その具体例としては、例えば、いわゆる「マルチパクション現象」に対処するために、軌道上で圧力モニタを行うという用途に利用可能である。この現象は、高周波電界の作用によって、二次電子放出による電子雪崩が引き起こされ、その結果として、コロナ放電や火花放電などが発生するものである。かかる事態は特に、圧力が近真空圧力領域（いわゆる中間圧力領域）にあるときに発生しやすく、これが発生すると、高周波増幅器やその周囲の電子機器の構成部品を損傷させかねない。本発明に係る気密パッケージの内部に高周波増幅器を実装して、また特に、半導体増幅器（ソリッドステートパワーアンプ）をチップアンドワイヤ技術を用いて実装して、パッケージ部品を製作した場合には、もし、そのパッケージ部品の部品寿命が尽きるまでの間に、ガス圧力（封入圧力）が抜けてしまったならば、この「マルチパクション現象」が発生するおそれが生じる。そのようなときに、本発明に係る計測方法を利用して、その高周波増幅器のスイッチオフを行うことによって、人工衛星の電子設備の二次的損傷を防止することができる。
【００６９】
また、本発明は、軌道上において、または、打ち上げ時に（中間圧力領域において「マルチパクション現象」を防止するために）圧力に応じて計測機器などの構成部品の「スイッチオンオフ」を行うためにも利用可能である。
【００７０】
尚、本願開示において使用している「備える」ないし「含む」という用語は、それら動詞の目的語とされている構成要素ないしステップ以外のその他の構成要素ないしステップを備え、ないしは、含むことを排除するものではなく、また、それら動詞の目的語とされている構成要素ないしステップが複数存在することを排除するものでもない。更に、上述した様々な実施の形態のうちのある１つの実施の形態に関して説明した特徴要素ないしステップは、それとは別の実施の形態の特徴要素ないしステップと組合せて利用することも可能である。また、特許請求の範囲の記載中に記した参照番号は、限定することを意図したものではない。
【符号の説明】
【００７１】
２  パッケージ部品
２ａ  パッケージ 
４、４ａ、４ｂ  センサ素子
６  端子部材
８  内部空間
１０  電子回路
１２  感圧抵抗素子（圧電抵抗素子）
１４  回路基板
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３  抵抗素子
【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】
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【図６】
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