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1. なぜ気密梱包が必要なのでしょうか?
航空宇宙、深海探査、医療機器、光通信などの用途では、電子部品は高湿度、塩水噴霧、腐食性ガス、極端な温度変化などの過酷な環境にさらされます。湿気、酸素、硫化水素、塩水噴霧などの外部物質は常にパッケージ内部に侵入しようとしており、それぞれが電子部品の故障の引き金となる可能性があります。
したがって、電子コンポーネントの保護戦略は、ローカルな保護を提供するだけでなく、すべての外部メディアの侵入経路をソースから遮断する必要があります。当社の保護目標は明確です。内部チップを外部環境から効果的に隔離し、信頼性の高い気密シールを実現することです。
2. 十分に「封印」するにはどうすればよいですか？
日常使用において「密閉」とは、目に見える塵や水滴の侵入を防ぐことを指します。電子パッケージの気密封止には、より厳しい基準が定められています。
MIL-STD-883 Method 1014「Sealing」によると、高信頼性電子パッケージは、通常 1×10-9 Pa・m3/s 程度の微細漏れ検出レベルで、指定された微細漏れ率および粗漏れ率の試験要件を満たさなければなりません。これは、漏れチャネルが存在する場合でも、真の分子レベルのシールを達成するために、平均して 1 秒あたりに通過できるガス分子の数はごくわずかであることを意味します。
このような厳しい要件を考慮すると、当然次の疑問が生じます。 どのような材料がこれを達成できるのでしょうか?
3. なぜ従来の有機材料は気密要件を満たせないのですか?
有機ポリマー材料の分子鎖間には自由体積が存在します。水分、酸素、硫化水素などの小さな分子は、まさに「迷路を歩く」ように、自由体積内を徐々に拡散します。さらに、有機材料の劣化（紫外線、熱酸化、加水分解）によってポリマー鎖が切断され、シール性能が継続的に低下する可能性があります。
高信頼性の気密パッケージに使用される材料は、緻密な構造、低透過性、長期安定性を備えている必要があります。高信頼性ハーメチックシールの分野では、長期使用で実証されている主な無機材料はガラスとセラミックス、つまりガラス-メタルシールとセラミック-メタルシールです。これらの材料は、さまざまなガスやイオンの拡散チャネルを物理的にブロックする高密度の原子レベルの構造を持っています。
このセクションの結論: 信頼性が高く、漏れ率が低い気密シールを実現するには、通常、ガラスまたはセラミックスと金属を使用して信頼性の高いシール構造を形成する必要があります。この基礎となるロジックに基づいて、業界は 2 つの主要なプロセスを開発しました。
[次の記事のプレビュー] 次の記事では、最初のプロセスである ガラスと金属の封止 (GTMS) がどのようにして 分子レベルの封止を達成するのかを見ていきます。
