JP2015120623A - Sealing material, substrate with sealing material layer and method of manufacturing the same, and sealing body - Google Patents

Sealing material, substrate with sealing material layer and method of manufacturing the same, and sealing body Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress fractures, cracks, etc. of a substrate or a sealing material layer when the sealing material layer is adhered to the substrate.SOLUTION: A sealing material is provided to be used for forming a sealing material layer to be adhered to a substrate by a temporary calcination with a radiation of electromagnetic waves. The sealing material at least contains glass frit and low expansion filler, in the low expansion filler the maximum diameter Dof a grain is equal to or less than the thickness H of the sealing material layer, and grain diameter Dthat is 10% in an accumulation ratio (volume ratio) in a grain size distribution is equal to or more than 0.1 times of the thickness H of the sealing material layer.

Description

本発明の実施形態は、封着材料、封着材料層付き基板およびその製造方法、ならびに封着体に関する。   Embodiments described herein relate generally to a sealing material, a substrate with a sealing material layer, a method for manufacturing the same, and a sealing body.

有機ＥＬディスプレイ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＥＬＤ）、電界放出ディスプレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）等の平板型ディスプレイ装置（ＦＰＤ）では、発光素子等の表示素子を形成した素子用基板と封止用基板とを対向配置し、これら２枚の基板間を封着したパッケージで表示素子を封止した構造が適用されている（特許文献１参照）。色素増感型太陽電池のような太陽電池においても、２枚の基板で太陽電池素子を封止したパッケージを適用することが検討されている（特許文献２参照）。   In a flat panel display device (FPD) such as an organic EL display (Organic Electro-Luminescence Display: OELD), a field emission display (Field Emission Display: FED), a plasma display panel (PDP), a liquid crystal display device (LCD), etc., a light emitting element A structure in which an element substrate on which a display element is formed and a sealing substrate are opposed to each other and the display element is sealed with a package in which the two substrates are sealed is applied (see Patent Document 1). ). Even in a solar cell such as a dye-sensitized solar cell, it has been studied to apply a package in which a solar cell element is sealed with two substrates (see Patent Document 2).

２枚の基板間を封着する封着材料として、例えば耐湿性等に優れるガラスフリットを用いた封着材料が知られている。上記封着材料は、粉末状のガラスフリットと線膨張係数を調整するための低膨張充填材等とを少なくとも含む。上記封着材料と有機バインダ等とを混合して作製されたペースト状の封着材料を一方の基板に塗布し、他方の基板と貼り合わせた後、熱処理により封着材料を２枚の基板に固着させて封着層を形成することにより２枚の基板間を封着することができる。   As a sealing material for sealing between two substrates, for example, a sealing material using a glass frit excellent in moisture resistance or the like is known. The sealing material contains at least a powdery glass frit and a low expansion filler for adjusting the linear expansion coefficient. A paste-like sealing material prepared by mixing the sealing material and an organic binder is applied to one substrate and bonded to the other substrate, and then the sealing material is bonded to two substrates by heat treatment. The two substrates can be sealed by fixing them to form a sealing layer.

上記封着材料を用いて２枚の基板間を封着する場合、一方の基板上にペースト状の封着材料を塗布した後、他方の基板を貼り合わせて封着するための焼成（本焼成）を行う前に、一方の基板上に封着材料を固着させる仮焼成が行われる。このときの仮焼成温度は４００〜６００℃程度であるため、加熱炉を用いて仮焼成を行った場合には有機ＥＬ（ＯＥＬ）素子や色素増感型太陽電池素子等の電子素子部の特性が劣化してしまう。また、基板サイズが大きくなると、大型の加熱炉が別途必要になり、イニシャルコストやランニングコストが増大してしまう。そこで、封着材料に局所的にレーザ光を照射して仮焼成を行う方法（レーザ仮焼成ともいう）が提案されている（特許文献３参照）。   When sealing between two substrates using the above-mentioned sealing material, after applying a paste-like sealing material on one of the substrates, firing to bond and seal the other substrate (main firing) ) Is temporarily fired to fix the sealing material on one of the substrates. Since the temporary baking temperature at this time is about 400 to 600 ° C., the characteristics of electronic element parts such as an organic EL (OEL) element and a dye-sensitized solar cell element when temporary baking is performed using a heating furnace. Will deteriorate. Further, when the substrate size is increased, a large heating furnace is required separately, and the initial cost and running cost increase. In view of this, there has been proposed a method of performing preliminary firing by locally irradiating a sealing material with laser light (also referred to as laser temporary firing) (see Patent Document 3).

しかしながら、従来のレーザ仮焼成により封着材料を固着させた基板では、基板または封着材料層にクラックや割れ等が生じやすいといった問題があった。上記レーザ仮焼成におけるクラックや割れは、レーザ仮焼成温度が７００℃以上の場合に特に発生しやすく、また、封着材料層の厚さが厚くなるほど発生しやすくなる。よって、封着材料層の厚膜化を行う場合には、上記クラックや割れ等の抑制がさらに求められる。   However, a substrate on which a sealing material is fixed by conventional laser pre-baking has a problem that cracks or cracks are likely to occur in the substrate or the sealing material layer. Cracks and cracks in the laser preliminary firing are particularly likely to occur when the laser preliminary firing temperature is 700 ° C. or higher, and are more likely to occur as the sealing material layer is thicker. Therefore, in the case of increasing the thickness of the sealing material layer, suppression of the cracks and cracks is further required.

特表２００６−５２４４１９号公報JP-T-2006-524419 特開２００８−１１５０５７号公報JP 2008-115057 A 特表２０１１−００１９８７号公報Special table 2011-001987 gazette

本発明が解決しようとする課題は、仮焼成に起因する基板または封着材料層のクラックや割れの発生を抑制することである。   The problem to be solved by the present invention is to suppress the occurrence of cracks and cracks in the substrate or the sealing material layer due to temporary firing.

本発明の封着材料は、レーザ光等の電磁波の照射による仮焼成を行うことで基板と固着する封着材料層の形成に用いられる封着材料である。封着材料は、ガラスフリットと、低膨張充填材と、を少なくとも含む。低膨張充填材において、粒子の最大粒径Ｄｍａｘは封着材料層の厚さＨ以下であり、粒度分布における累積割合（体積割合）が１０％である粒径Ｄ１０は封着材料層の厚さＨの０．１倍以上である。 The sealing material of the present invention is a sealing material used for forming a sealing material layer that is fixed to a substrate by performing temporary firing by irradiation of electromagnetic waves such as laser light. The sealing material includes at least a glass frit and a low expansion filler. In the low expansion filler, the maximum particle size D max of the particles is equal to or less than the thickness H of the sealing material layer, and the particle size D 10 in which the cumulative ratio (volume ratio) in the particle size distribution is 10% The thickness H is 0.1 times or more.

本発明の封着材料層付き基板は、基板と、電磁波の照射による仮焼成を行うことで基板に固着された封着材料層と、を具備する。封着材料層は、ガラス領域と、低膨張充填材と、を含む。低膨張充填材において、固着前の粒子の最大粒径Ｄｍａｘは固着後の封着材料層の厚さＨ以下であり、固着前の粒度分布における累積割合（体積割合）が１０％である粒径Ｄ１０は固着後の封着材料層の厚さＨの０．１倍以上である。 The substrate with a sealing material layer of the present invention includes a substrate and a sealing material layer fixed to the substrate by performing temporary baking by irradiation with electromagnetic waves. The sealing material layer includes a glass region and a low expansion filler. In the low expansion filler, the maximum particle size D max of the particles before fixing is equal to or less than the thickness H of the sealing material layer after fixing, and the cumulative ratio (volume ratio) in the particle size distribution before fixing is 10%. diameter D 10 is more than 0.1 times the thickness H of the sealing material layer after fixing.

本発明の封止材料層付き基板の製造方法は、本発明の封着材料と有機バインダと混合して調製したペースト状の封着材料を基板の封着領域上に枠状に塗布する第１の工程と、ペースト状の封着材料の塗布層に対して局所的に電磁波を照射し、有機バインダを除去しつつ塗布層の仮焼成を行い封着材料層を基板に固着させる第２の工程と、を具備する。第２の工程後において、低膨張充填材の粒子の最大粒径Ｄｍａｘが固着後の封着材料層の厚さＨ以下となり、低膨張充填材の粒度分布における累積割合（体積割合）が１０％である粒径Ｄ１０が固着後の封着材料層の厚さＨの０．１倍以上となるように、第１の工程で塗布する封着材料の厚さを調整する。 The manufacturing method of the board | substrate with the sealing material layer of this invention apply | coats the paste-form sealing material prepared by mixing the sealing material of this invention and an organic binder in frame shape on the sealing area | region of a board | substrate. And a second step of fixing the sealing material layer to the substrate by locally irradiating the coating layer of the paste-like sealing material with electromagnetic waves and pre-baking the coating layer while removing the organic binder And. After the second step, the maximum particle size D max of the particles of the low expansion filler becomes equal to or less than the thickness H of the sealing material layer after fixing, and the cumulative ratio (volume ratio) in the particle size distribution of the low expansion filler is 10 % a particle size D 10 is the so that the above 0.1 times the thickness H of the sealing material layer after fixing, adjusting the thickness of the sealing material to be applied in the first step.

本発明の封着体は、第１の基板と、第１の基板と対向する第２の基板と、電磁波の照射による仮焼成を行うことで第１の基板に固着された封着材料層の本焼成を行うことにより、第１の基板と第２の基板との間に封着領域が設けられるように形成された封着層と、封着領域に設けられた電子素子部と、を具備する。封着層は、ガラス領域と、低膨張充填材と、を含む。低膨張充填材において、固着前の粒子の最大粒径Ｄｍａｘは固着後の封着材料層の厚さＨ以下であり、固着前の粒度分布における累積割合（体積割合）が１０％である粒径Ｄ１０は固着後の封着材料層の厚さＨの０．１倍以上である。 The sealing body of the present invention includes a first substrate, a second substrate facing the first substrate, and a sealing material layer fixed to the first substrate by performing pre-baking by irradiation with electromagnetic waves. By performing the main baking, a sealing layer formed so as to provide a sealing region between the first substrate and the second substrate, and an electronic element portion provided in the sealing region are provided. To do. The sealing layer includes a glass region and a low expansion filler. In the low expansion filler, the maximum particle size D max of the particles before fixing is equal to or less than the thickness H of the sealing material layer after fixing, and the cumulative ratio (volume ratio) in the particle size distribution before fixing is 10%. diameter D 10 is more than 0.1 times the thickness H of the sealing material layer after fixing.

封着材料層付き基板の構造例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the board | substrate with a sealing material layer. 封着材料層付き基板の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of a board | substrate with a sealing material layer. 発光装置の構造例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of a light-emitting device. 封着材料層付き基板の断面を示すＳＥＭ像である。It is a SEM image which shows the cross section of the board | substrate with a sealing material layer. 封着材料層付き基板における低膨張充填材の残留量を示す図である。It is a figure which shows the residual amount of the low expansion | swelling filler in a board | substrate with a sealing material layer. 封着材料層除去後の基板のクラック数を示す図である。It is a figure which shows the number of cracks of the board | substrate after sealing material layer removal.

（第１の実施形態）
実施形態の封着材料層付き基板およびその製造方法について、図面を参照して説明するともに、封着材料層の形成に用いられる封着材料についても説明する。 (First embodiment)
The substrate with the sealing material layer and the manufacturing method thereof according to the embodiment will be described with reference to the drawings, and the sealing material used for forming the sealing material layer will also be described.

図１（Ａ）は本実施形態の封着材料層付き基板の構造例を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）における線分Ｘ−Ｙの断面図であり、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）の拡大図である。封着材料層付き基板１は、基板２と、基板２上に設けられた封着材料層３と、を具備する。   FIG. 1A is a perspective view showing a structural example of a substrate with a sealing material layer of this embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line XY in FIG. 1 (C) is an enlarged view of FIG. 1 (B). The substrate with a sealing material layer 1 includes a substrate 2 and a sealing material layer 3 provided on the substrate 2.

基板２は、製造時に照射される電磁波を透過する機能を有することが好ましい。基板２としては、例えばガラス基板を用いることができ、例えば各種公知の組成を有する無アルカリガラスやソーダライムガラス等を用いることができる。   It is preferable that the board | substrate 2 has a function which permeate | transmits the electromagnetic waves irradiated at the time of manufacture. As the substrate 2, for example, a glass substrate can be used. For example, alkali-free glass or soda lime glass having various known compositions can be used.

封着材料層３は、図１（Ａ）に示すように、基板２上に枠状に設けられる。ここで、枠状とは、円状等のように曲線のみで形成される形状（ループ状ともいう）に限定されず、例えば四角形状等のように直線を含む多角形状や角丸四角形状等のように直線と曲線を含む形状も含む。封着材料層３の厚さは、例えば６μｍ以上であることが好ましい。封着材料層３の厚さが６μｍ以上になるとクラックや割れ等が特に発生しやすくなるため、厚さが６μｍ以上の封着材料層３に本実施形態の封着材料層の構成を適用することは特に有効である。また、封着材料層３以外の層を基板２に設けてもよい。例えば、基板２の封着材料層３に囲まれた領域にカラーフィルタ等の別の層を設けてもよい。   The sealing material layer 3 is provided in a frame shape on the substrate 2 as shown in FIG. Here, the frame shape is not limited to a shape formed by only a curved line such as a circle (also referred to as a loop shape), for example, a polygonal shape including a straight line such as a quadrangular shape, a rounded square shape, or the like The shape including a straight line and a curve is also included. The thickness of the sealing material layer 3 is preferably 6 μm or more, for example. When the thickness of the sealing material layer 3 is 6 μm or more, cracks and cracks are particularly likely to occur. Therefore, the configuration of the sealing material layer of the present embodiment is applied to the sealing material layer 3 having a thickness of 6 μm or more. This is particularly effective. Further, a layer other than the sealing material layer 3 may be provided on the substrate 2. For example, another layer such as a color filter may be provided in a region surrounded by the sealing material layer 3 of the substrate 2.

さらに、封着材料層３は、図１（Ｃ）に示すように、ガラス領域４と、低膨張充填材５と、電磁波吸収材６と、を含む。なお、必ずしも電磁波吸収材６を含まなくてもよい。   Furthermore, the sealing material layer 3 includes a glass region 4, a low expansion filler 5, and an electromagnetic wave absorber 6 as shown in FIG. Note that the electromagnetic wave absorbing material 6 is not necessarily included.

ガラス領域４は、ガラスフリットの少なくとも一部が溶融、冷却されることにより形成される領域である。よって、未溶融のガラスフリットやガラスフリットの凝集体等を含んでいてもよい。ガラスフリットとしては、例えば低融点ガラス等を用いることができ、低融点ガラスとしては、例えばビスマス系ガラスを用いることが好ましい。   The glass region 4 is a region formed by melting and cooling at least a part of the glass frit. Therefore, unfused glass frit, aggregates of glass frit, and the like may be included. As the glass frit, for example, a low-melting glass can be used, and as the low-melting glass, for example, bismuth glass is preferably used.

ビスマス系ガラスのガラスフリットは、７０〜９０質量％のＢｉ２Ｏ３と、１〜２０質量％のＺｎＯと、２〜１２質量％のＢ２Ｏ３と、を合わせて１００質量％以下（基本的には合計量を１００質量％とする）となるように含むことが好ましい。また、ビスマス系ガラスのガラスフリットは、７５〜９０質量％のＢｉ２Ｏ３と、５〜１５質量％のＺｎＯと、３〜１０質量％のＢ２Ｏ３と、を合わせて１００質量％以下（基本的には合計量を１００質量％とする）となるように含むことがより好ましく、さらには８０〜９０質量％のＢｉ２Ｏ３と、６〜１０質量％のＺｎＯと、４〜８質量％のＢ２Ｏ３と、を合わせて１００質量％以下（基本的には合計量を１００質量％とする）となるように含むことがより好ましい。上記組成を有するビスマス系ガラスのガラスフリットは、ガラス転移点が低いため低温用の封着材料に適している。 The glass frit of the bismuth-based glass is composed of 70 to 90% by mass of Bi 2 O 3 , 1 to 20% by mass of ZnO, and 2 to 12% by mass of B 2 O 3 to 100% by mass or less (basic It is preferable that the total amount is 100 mass%. Further, the glass frit of the bismuth-based glass is 100% by mass or less including 75 to 90% by mass of Bi 2 O 3 , 5 to 15% by mass of ZnO, and 3 to 10% by mass of B 2 O 3. (Basically, the total amount is 100% by mass), more preferably 80 to 90% by mass of Bi 2 O 3 , 6 to 10% by mass of ZnO, and 4 to 8%. It is more preferable that the total amount of B 2 O 3 is 100% by mass or less (basically, the total amount is 100% by mass). A glass frit of bismuth glass having the above composition is suitable as a low-temperature sealing material because of its low glass transition point.

Ｂｉ２Ｏ３はガラスの網目を形成する成分である。Ｂｉ２Ｏ３の含有量が７０質量％未満であると低融点ガラスの軟化点が高くなり、低温での封着が困難になる。Ｂｉ２Ｏ３の含有量が９０質量％を超えるとガラス化しにくくなると共に、熱膨張係数が高くなりすぎる傾向がある。 Bi 2 O 3 is a component that forms a glass network. When the content of Bi 2 O 3 is less than 70% by mass, the softening point of the low-melting glass becomes high and sealing at a low temperature becomes difficult. When the content of Bi 2 O 3 exceeds 90% by mass, it becomes difficult to vitrify and the thermal expansion coefficient tends to be too high.

ＺｎＯは熱膨張係数等を下げる成分である。ＺｎＯの含有量が１質量％未満であるとガラス化が困難になる。ＺｎＯの含有量が２０質量％を超えると低融点ガラス成形時の安定性が低下し、失透が発生しやすくなる。   ZnO is a component that lowers the thermal expansion coefficient and the like. Vitrification becomes difficult when the content of ZnO is less than 1% by mass. When the content of ZnO exceeds 20% by mass, stability during low-melting glass molding is lowered, and devitrification is likely to occur.

Ｂ２Ｏ３はガラスの骨格を形成してガラス化が可能となる範囲を広げる成分である。Ｂ２Ｏ３の含有量が２質量％未満であるとガラス化が困難となり、１２質量％を超えると軟化点が高くなりすぎて、封着時に荷重をかけたとしても低温で封着することが困難となる。 B 2 O 3 is a component that forms a glass skeleton and widens the range in which vitrification is possible. When the content of B 2 O 3 is less than 2% by mass, vitrification becomes difficult, and when it exceeds 12% by mass, the softening point becomes too high, and even if a load is applied during sealing, sealing is performed at a low temperature. It becomes difficult.

なお、上記ビスマス系ガラスのガラスフリットは、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＳｉＯ２、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ３、Ｎｂ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｇａ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＷＯ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｎＯｘ（ｘは１又は２である）等の任意成分を含有していてもよい。ただし、任意成分の含有量が多すぎるとガラスが不安定となって失透が発生したり、またガラス転移点や軟化点が上昇するおそれがあるため、任意成分の合計含有量は３０質量％以下とすることが好ましい。この場合のガラス組成は基本成分と任意成分との合計量が基本的には１００質量％となるように調整される。 The glass frit of the bismuth-based glass includes Al 2 O 3 , CeO 2 , SiO 2 , Ag 2 O, MoO 3 , Nb 2 O 3 , Ta 2 O 5 , Ga 2 O 3 , Sb 2 O 3 , Li Even if it contains an optional component such as 2 O, Na 2 O, K 2 O, Cs 2 O, CaO, SrO, BaO, WO 3 , P 2 O 5 , SnO x (x is 1 or 2). Good. However, if the content of any component is too large, the glass becomes unstable and devitrification may occur, and the glass transition point and softening point may increase. Therefore, the total content of any component is 30% by mass. The following is preferable. The glass composition in this case is adjusted so that the total amount of the basic component and the optional component is basically 100% by mass.

また、ガラスフリットに適用可能な低融点ガラスとしては、例えば錫−リン酸系ガラスが挙げられる。   Moreover, as a low melting glass applicable to a glass frit, a tin-phosphate glass is mentioned, for example.

錫−リン酸系ガラスのガラスフリットは、２０〜６８質量％のＳｎＯと、０．５〜５質量％のＳｎＯ２と、２０〜４０質量％のＰ２Ｏ５と、を合わせて１００質量％以下（基本的には合計量を１００質量％とする）となるように含むことが好ましい。また、錫−リン酸系ガラスのガラスフリットは、３０〜６５質量％のＳｎＯと、１〜３．５質量％のＳｎＯ２と、２５〜４０質量％のＰ２Ｏ５と、を合わせて１００質量％以下（基本的には合計量を１００質量％とする）となるように含むことがより好ましい。上記組成を有する錫−リン酸系ガラスのガラスフリットは、ガラス転移点が低いため低温用の封着材料に適している。 The glass frit of tin-phosphate glass is 100% by mass of 20 to 68% by mass of SnO, 0.5 to 5% by mass of SnO 2 and 20 to 40% by mass of P 2 O 5. It is preferable to include the following (basically, the total amount is 100% by mass). Moreover, the glass frit of tin-phosphate glass is 30 to 65% by mass of SnO, 1 to 3.5% by mass of SnO 2 , and 25 to 40% by mass of P 2 O 5. More preferably, it is contained so as to be less than or equal to mass% (basically, the total amount is 100 mass%). A glass frit of tin-phosphate glass having the above composition is suitable for a low-temperature sealing material because of its low glass transition point.

ＳｎＯはガラスを低融点化させるための成分である。ＳｎＯの含有量が２０質量％未満であるとガラスの粘性が高くなって封着温度が高くなりすぎ、６８質量％を超えるとガラス化しなくなる。   SnO is a component for lowering the melting point of glass. If the SnO content is less than 20% by mass, the viscosity of the glass becomes high and the sealing temperature becomes too high, and if it exceeds 68% by mass, it will not vitrify.

ＳｎＯ２はガラスを安定化するための成分である。ＳｎＯ２の含有量が０．５質量％未満であると封着作業時に軟化溶融したガラス中にＳｎＯ２が分離、析出し、流動性が損なわれて封着作業性が低下する。ＳｎＯ２の含有量が５質量％を超えると低融点ガラスの溶融中からＳｎＯ２が析出しやすくなる。Ｐ２Ｏ５はガラス骨格を形成するための成分である。Ｐ２Ｏ５の含有量が２０質量％未満であるとガラス化せず、その含有量が４０質量％を超えるとリン酸塩ガラス特有の欠点である耐候性の悪化を引き起こすおそれがある。 SnO 2 is a component for stabilizing the glass. When the content of SnO 2 is less than 0.5% by mass, SnO 2 is separated and precipitated in the glass that has been softened and melted during the sealing operation, the fluidity is impaired and the sealing workability is lowered. If the content of SnO 2 exceeds 5% by mass, SnO 2 is likely to precipitate during melting of the low-melting glass. P 2 O 5 is a component for forming a glass skeleton. When the content of P 2 O 5 is less than 20% by mass, vitrification does not occur, and when the content exceeds 40% by mass, the weather resistance, which is a disadvantage specific to phosphate glass, may be deteriorated.

ここで、ガラスフリット中のＳｎＯ及びＳｎＯ２の割合（質量％）は以下のようにして求めることができる。まず、ガラスフリット（低融点ガラス粉末）を酸分解した後、ＩＣＰ発光分光分析によりガラスフリット中に含有されているＳｎ原子の総量を測定する。Ｓｎ２＋（ＳｎＯ）は、上記酸分解したガラスフリットからヨウ素滴定法により求めることができるため、そこで求められたＳｎ２＋の量をＳｎ原子の総量から減じることによりＳｎ４＋（ＳｎＯ２）を求めることができる。 Here, the ratio (mass%) of SnO and SnO 2 in the glass frit can be determined as follows. First, after the glass frit (low melting point glass powder) is acid-decomposed, the total amount of Sn atoms contained in the glass frit is measured by ICP emission spectroscopic analysis. Since Sn 2+ (SnO) can be obtained from the acid-decomposed glass frit by the iodometric titration method, Sn 4+ (SnO 2 ) is obtained by subtracting the amount of Sn 2+ obtained therefrom from the total amount of Sn atoms. Can do.

上記錫−リン酸系ガラスのガラスフリットは、ＳｉＯ２等のガラスの骨格を形成する成分やＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＷＯ３、ＭｏＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等のガラスを安定化させる成分等を任意成分として含有していてもよい。ただし、任意成分の含有量が多すぎるとガラスが不安定となって失透が発生したり、またガラス転移点や軟化点が上昇するおそれがあるため、任意成分の合計含有量は３０質量％以下とすることが好ましい。この場合のガラス組成は基本成分と任意成分との合計量が基本的には１００質量％となるように調整される。 The glass frit of the tin-phosphate glass is composed of a glass skeleton such as SiO 2 , ZnO, B 2 O 3 , Al 2 O 3 , WO 3 , MoO 3 , Nb 2 O 5 , TiO 2 , Components such as ZrO 2 , Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, Cs 2 O, MgO, CaO, SrO, and BaO may be optionally contained as optional components. However, if the content of any component is too large, the glass becomes unstable and devitrification may occur, and the glass transition point and softening point may increase. Therefore, the total content of any component is 30% by mass. The following is preferable. The glass composition in this case is adjusted so that the total amount of the basic component and the optional component is basically 100% by mass.

これ以外にも低融点ガラスとして、例えばバナジウム−テルル系ガラス等を用いることができる。バナジウム−テルル系ガラスのガラスフリットは、１６〜８０質量％のＶ２Ｏ５と、１０〜６０質量％のＴｅＯ２と、７〜４０質量％のＺｎＯと、４〜５０質量％のＢａＯと、を合わせて１００質量％以下（基本的には合計量を１００質量％とする）となるように含むことが好ましい。また、バナジウム−テルル系ガラスのガラスフリットは、３０〜６０質量％のＶ２Ｏ５と、１０〜４０質量％のＴｅＯ２と、７〜２０質量％のＺｎＯと、１５〜３５質量％のＢａＯと、を合わせて１００質量％以下（基本的には合計量を１００質量％とする）となるように含むことが好ましい。上記組成を有するバナジウム−テルル系ガラスのガラスフリットは、ガラス転移点が低いため低温用の封着材料に適している。 In addition to this, as the low melting point glass, for example, vanadium-tellurium glass or the like can be used. The glass frit of the vanadium-tellurium-based glass is 16 to 80% by mass of V 2 O 5 , 10 to 60% by mass of TeO 2 , 7 to 40% by mass of ZnO, 4 to 50% by mass of BaO, Is preferably included so that the total amount is 100 mass% or less (basically, the total amount is 100 mass%). The glass frit of vanadium-tellurium-based glass is 30 to 60% by mass of V 2 O 5 , 10 to 40% by mass of TeO 2 , 7 to 20% by mass of ZnO, and 15 to 35% by mass of BaO. And the total amount is preferably 100% by mass or less (basically, the total amount is 100% by mass). A glass frit of vanadium-tellurium glass having the above composition is suitable for a low-temperature sealing material because of its low glass transition point.

低膨張充填材５は、封着材料層３の線膨張係数を低減させる機能を有する。低膨張充填材５の線膨張係数は、ガラス領域４に用いられるガラスフリットよりも小さい。低膨張充填材５の含有量は、５〜４０体積％であることが好ましい。低膨張充填材５の割合が５体積％未満であると、基板２と封着材料層３との線膨張係数ミスマッチが大きくなりすぎ、クラックが発生しやすくなり、４０体積％を超えると、封着材料層３中のガラス量が少なくなり、十分な封着ができなくなる。   The low expansion filler 5 has a function of reducing the linear expansion coefficient of the sealing material layer 3. The linear expansion coefficient of the low expansion filler 5 is smaller than that of the glass frit used for the glass region 4. The content of the low expansion filler 5 is preferably 5 to 40% by volume. If the proportion of the low expansion filler 5 is less than 5% by volume, the coefficient of linear expansion coefficient mismatch between the substrate 2 and the sealing material layer 3 becomes too large, and cracks are likely to occur. The amount of glass in the bonding material layer 3 is reduced, and sufficient sealing cannot be performed.

低膨張充填材５の粒子の粒径をＤとし、封着材料層３の厚さをＨとしたとき、低膨張充填材５において、固着前の粒子の最大粒径Ｄｍａｘは、固着後の封着材料層３の厚さＨ以下であることが好ましい。これにより、低膨張充填材５の粒子が封着材料層３の表面から突出することを抑制することができ、封着材料層３の平坦性を高めることができる。なお、低膨張充填材５の形状は、特に限定されず、球体であっても、表面に凹凸を有していてもよい。 When the particle diameter of the particles of the low expansion filler 5 is D and the thickness of the sealing material layer 3 is H, the maximum particle diameter D max of the particles before fixing in the low expansion filler 5 is The thickness H of the sealing material layer 3 is preferable. Thereby, it can suppress that the particle | grains of the low expansion | swelling filler 5 protrude from the surface of the sealing material layer 3, and the flatness of the sealing material layer 3 can be improved. In addition, the shape of the low expansion | swelling filler 5 is not specifically limited, Even if it is a spherical body, it may have an unevenness | corrugation on the surface.

さらに、低膨張充填材５において、固着前の粒度分布における累積割合（体積割合）が１０％である粒子の粒径Ｄ１０は、固着後の封着材料層３の厚さＨの０．１倍以上であることが好ましい。低膨張充填材５の一部は、仮焼成により、ガラス領域４中に溶け出す場合がある。レーザ光等の電磁波の照射による仮焼成では、電磁波により封着材料が急速に加熱されるため、加熱炉による仮焼成よりも封着材料の温度が高温になりやすく、低膨張充填材５がガラス領域４中に溶けやすくなる。低膨張充填材５がガラス領域４中に溶け出すと、低膨張充填材５の体積分率が低下してしまい、封着材料層３の実効的な線膨張係数の値が高くなってしまう。 Further, in the low expansion filler 5, the particle diameter D 10 of the particles whose cumulative ratio (volume ratio) in the particle size distribution before fixing is 10% is 0.1 of the thickness H of the sealing material layer 3 after fixing. It is preferable that it is twice or more. A part of the low expansion filler 5 may be melted into the glass region 4 by temporary baking. In temporary baking by irradiation with electromagnetic waves such as laser light, the sealing material is rapidly heated by electromagnetic waves. Therefore, the temperature of the sealing material is likely to be higher than that of temporary baking in a heating furnace, and the low expansion filler 5 is made of glass. It becomes easier to dissolve in the region 4. When the low expansion filler 5 is melted into the glass region 4, the volume fraction of the low expansion filler 5 is lowered and the effective linear expansion coefficient of the sealing material layer 3 is increased.

ここで、基板２に生じる残留応力σは下記の式（１）から求められる。   Here, the residual stress σ generated in the substrate 2 is obtained from the following equation (1).

σ＝Ｅ（｜α２−α３｜）ΔＴ／（１−ρ） …（１） σ = E (| α 2 −α 3 |) ΔT / (1-ρ) (1)

上記した式（１）において、Ｅは封着材料層３や基板２のヤング率を表し、ρは、封着材料層３や基板２のポアソン比を表し、α２は基板２の線膨張係数を表し、α３は封着材料層３の線膨張係数を表し、ΔＴは封着時の温度差（封着材料層３の溶融温度（加工温度）から常温付近に冷却されるまでの温度差）を冷却時間で割った値を表す。レーザ仮焼成の場合、レーザ光の走査速度やスポット径が一定であれば冷却時間はほとんど一定となるため、ΔＴは実質的にはレーザ仮焼成時の封着材料層３の温度差となる。 In the above formula (1), E represents the Young's modulus of the sealing material layer 3 and the substrate 2, ρ represents the Poisson's ratio of the sealing material layer 3 and the substrate 2, and α 2 represents the linear expansion coefficient of the substrate 2. Α 3 represents a linear expansion coefficient of the sealing material layer 3, and ΔT represents a temperature difference at the time of sealing (temperature difference from the melting temperature (processing temperature) of the sealing material layer 3 to the cooling to room temperature). ) Divided by cooling time. In the case of laser pre-baking, the cooling time is almost constant if the laser beam scanning speed and spot diameter are constant, so ΔT is substantially the temperature difference of the sealing material layer 3 during laser pre-baking.

式（１）からもわかるとおり、基板２に生じる応力は、封着材料層３の線膨張係数に依存する。よって、封着材料層３の線膨張係数が高くなると基板２や封着材料層３に付加される応力が増大し、該応力に基づく歪みにより、基板２または封着材料層３のクラックや割れ等が起こりやすくなる。   As can be seen from the equation (1), the stress generated in the substrate 2 depends on the linear expansion coefficient of the sealing material layer 3. Therefore, when the linear expansion coefficient of the sealing material layer 3 is increased, the stress applied to the substrate 2 and the sealing material layer 3 is increased, and the substrate 2 or the sealing material layer 3 is cracked or cracked due to distortion based on the stress. Etc. are likely to occur.

加熱による低膨張充填材５のガラス領域４への溶け出し量は、低膨張充填材５の比表面積に比例する。そこで、粒度分布における累積割合（体積割合）が１０％である粒子の粒径Ｄ１０を封着材料層３の厚さＨの０．１倍以上にすることにより、低膨張充填材５の比表面積を小さくする。これにより、低膨張充填材５のガラス領域４への溶け出し量を少なくすることができる。よって、封着材料層３の実効的な線膨張係数の上昇が抑制されるため、基板２または封着材料層３のクラックや割れ等の発生を抑制することができる。 The amount of the low expansion filler 5 that melts into the glass region 4 by heating is proportional to the specific surface area of the low expansion filler 5. Therefore, the ratio of the cumulative percentage (volume ratio) is by more than 0.1 times the thickness H of the sealing material layer 3 a particle diameter D 10 of the particles is 10%, the low expansion filler 5 in the particle size distribution Reduce the surface area. Thereby, the amount of the low expansion filler 5 that melts into the glass region 4 can be reduced. Therefore, since the increase in the effective linear expansion coefficient of the sealing material layer 3 is suppressed, the occurrence of cracks or cracks in the substrate 2 or the sealing material layer 3 can be suppressed.

低膨張充填材５としては、例えばコージェライトを用いることが好ましい。この他にも例えばシリカ、アルミナ、ジルコニア、珪酸ジルコニウム、チタン酸アルミニウム、ムライト、ユークリプタイト、スポジュメン、リン酸ジルコニウム系化合物、石英固溶体、ソーダライムガラス、及び硼珪酸ガラスからなる群より選ばれる少なくとも１種を用いることができる。リン酸ジルコニウム系化合物としては、（ＺｒＯ）２Ｐ２Ｏ７、ＮａＺｒ２（ＰＯ４）３、ＫＺｒ２（ＰＯ４）３、Ｃａ０．５Ｚｒ２（ＰＯ４）３、ＮｂＺｒ（ＰＯ４）３、Ｚｒ２（ＷＯ３）（ＰＯ４）２、及びこれらの複合化合物が挙げられる。 As the low expansion filler 5, for example, cordierite is preferably used. In addition, for example, at least selected from the group consisting of silica, alumina, zirconia, zirconium silicate, aluminum titanate, mullite, eucryptite, spodumene, zirconium phosphate compounds, quartz solid solution, soda lime glass, and borosilicate glass One type can be used. Examples of the zirconium phosphate-based compound include (ZrO) 2 P 2 O 7 , NaZr 2 (PO 4 ) 3 , KZr 2 (PO 4 ) 3 , Ca 0.5 Zr 2 (PO 4 ) 3 , and NbZr (PO 4 ). 3 , Zr 2 (WO 3 ) (PO 4 ) 2 , and complex compounds thereof.

仮焼成後の封着材料層３中の低膨張充填材５の量は、封着材料層３の厚さ方向の断面を観察して算出することができる。この断面の観察方法の例としては、走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ）が挙げられる。封着材料層３の厚さ方向の断面に対して、低膨張充填材５の占有面積は、６〜２０％であることが好ましい。低膨張充填材５の占有面積が６％未満であると、封着材料層５の線膨張係数が増大し、基板にクラックが発生しやすくなる。好ましくは７％以上であり、さらに好ましくは８％以上である。一方、低膨張充填材５の占有面積が２０％を超えると、封着材料層５の流動性が低下し、レーザ光等による封着がし難くなる。好ましくは１８％以下であり、さらに好ましくは１６％以下である。   The amount of the low expansion filler 5 in the sealing material layer 3 after pre-baking can be calculated by observing a cross section in the thickness direction of the sealing material layer 3. As an example of the method for observing the cross section, a scanning electron microscope (SEM) can be given. The occupied area of the low expansion filler 5 is preferably 6 to 20% with respect to the cross section in the thickness direction of the sealing material layer 3. When the occupied area of the low expansion filler 5 is less than 6%, the linear expansion coefficient of the sealing material layer 5 increases and cracks are likely to occur in the substrate. Preferably it is 7% or more, More preferably, it is 8% or more. On the other hand, if the occupied area of the low expansion filler 5 exceeds 20%, the fluidity of the sealing material layer 5 is lowered, and sealing with a laser beam or the like is difficult. Preferably it is 18% or less, More preferably, it is 16% or less.

電磁波吸収材６は、レーザ光等の電磁波を吸収する機能を有する。例えばレーザ光の吸収が可能な電磁波吸収材６としては、例えば顔料を含むことが好ましく、顔料は遷移金属酸化物を含むことが好ましい。電磁波吸収材６としては、例えばＦｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＣｕからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属、又は上記金属を含む酸化物等の化合物を用いることができる。なお、低膨張充填材５および電磁波吸収材６以外の無機充填材を封着材料層３に含ませてもよい。   The electromagnetic wave absorber 6 has a function of absorbing electromagnetic waves such as laser light. For example, the electromagnetic wave absorbing material 6 capable of absorbing laser light preferably contains a pigment, for example, and the pigment preferably contains a transition metal oxide. As the electromagnetic wave absorber 6, for example, a compound such as at least one metal selected from the group consisting of Fe, Cr, Mn, Co, Ni, and Cu, or an oxide containing the above metal can be used. In addition, an inorganic filler other than the low expansion filler 5 and the electromagnetic wave absorber 6 may be included in the sealing material layer 3.

次に、図１（Ａ）ないし図１（Ｃ）に示す封着材料層付き基板の製造方法について図２を参照して説明する。図２は封着材料層付き基板の製造方法を説明するための断面図である。   Next, a method for manufacturing the substrate with the sealing material layer shown in FIGS. 1A to 1C will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a method for producing a substrate with a sealing material layer.

まず、基板２を用意し、かつ封着材料層３を形成するためのペースト状の封着材料を用意する。封着材料は、低膨張充填材５と、ガラスフリット７と、を少なくとも含む。なお、低膨張充填材５、ガラスフリット７の材料および組成等は、封着材料層３に含まれる低膨張充填材５、ガラスフリットに適用可能な材料および組成を適宜用いることができる。上記封着材料と有機バインダ等とを混合してペースト状の封着材料を形成する。   First, the substrate 2 is prepared, and a paste-like sealing material for forming the sealing material layer 3 is prepared. The sealing material includes at least a low expansion filler 5 and a glass frit 7. As materials and compositions of the low expansion filler 5 and the glass frit 7, materials and compositions applicable to the low expansion filler 5 and the glass frit contained in the sealing material layer 3 can be appropriately used. The sealing material is mixed with an organic binder to form a paste-like sealing material.

例えば、低膨張充填材５およびガラスフリット７と、有機バインダ８を溶剤に溶解させたビヒクルとを、撹拌翼を備えた回転式の混合機やロールミル、ボールミル等を用いて混練することにより、封着材料を作製することができる。ここでは、一例として封着材料が電磁波吸収材６を含む場合について説明するが、必ずしも電磁波吸収材６を含まなくてもよい。   For example, the low-expansion filler 5 and the glass frit 7 and a vehicle in which the organic binder 8 is dissolved in a solvent are kneaded using a rotary mixer equipped with a stirring blade, a roll mill, a ball mill, or the like. A dressing material can be produced. Here, the case where the sealing material includes the electromagnetic wave absorbing material 6 will be described as an example, but the electromagnetic wave absorbing material 6 may not necessarily be included.

なお、本実施形態において、焼成の際に揮発や焼失により組成物から消失する溶剤や有機バインダ８等の添加材は、封着材料の構成成分から除かれる。焼成の際に揮発や焼失により組成物から消失する成分は、通常、塗布等により基板表面に封着材料層を形成するために、必須の添加物である。しかし、この消失する成分は、封着材料層を構成する成分ではないので、封着材料の構成成分とはせず、前述した封着材料の構成成分の組成割合も消失する成分を除いた構成割合としている。   In the present embodiment, the solvent and the additive such as the organic binder 8 that disappear from the composition due to volatilization or burning during firing are excluded from the constituent components of the sealing material. The component that disappears from the composition due to volatilization or burning during firing is an essential additive in order to form a sealing material layer on the substrate surface by coating or the like. However, since this disappearing component is not a component constituting the sealing material layer, it is not a constituent component of the sealing material, and the composition excluding the component where the composition ratio of the constituent component of the sealing material is also eliminated. It is a percentage.

有機バインダ８としては、例えばメチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、オキシエチルセルロース、ベンジルセルロース、プロピルセルロース、ニトロセルロース等のセルロース系樹脂、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ブチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート等のアクリル系モノマーの１種以上を重合して得られるアクリル系樹脂、ポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネート等の脂肪族ポリオレフィン系カーボネート樹脂等の有機樹脂が用いられる。溶剤としては、セルロース系樹脂の場合はターピネオール、ブチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート等の溶剤が、アクリル系樹脂の場合はメチルエチルケトン、ターピネオール、ブチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート等の溶剤が用いられ、脂肪族ポリオレフィン系カーボネートの場合は、炭酸プロピレン、トリアセチン、クエン酸アセチルトリエチル等の溶剤が用いられる。   Examples of the organic binder 8 include cellulose resins such as methyl cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, oxyethyl cellulose, benzyl cellulose, propyl cellulose, nitrocellulose, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, butyl acrylate, 2 Organic resins such as acrylic resins obtained by polymerizing at least one acrylic monomer such as hydroxyethyl acrylate, and aliphatic polyolefin carbonate resins such as polyethylene carbonate and polypropylene carbonate are used. Solvents such as terpineol, butyl carbitol acetate, and ethyl carbitol acetate are used for cellulose resins, and solvents such as methyl ethyl ketone, terpineol, butyl carbitol acetate, and ethyl carbitol acetate are used for acrylic resins. In the case of an aliphatic polyolefin carbonate, a solvent such as propylene carbonate, triacetin, acetyltriethyl citrate is used.

封着材料の粘度は、基板２に塗布する装置に対応した粘度に合わせればよく、例えば有機バインダ８の割合やガラスフリット７の成分とビヒクルの割合により調整することができる。封着材料には、消泡剤や分散剤のようにガラスペーストで公知の添加物を加えてもよい。これらの添加物も通常焼成時に消失する成分である。   The viscosity of the sealing material may be adjusted to the viscosity corresponding to the apparatus applied to the substrate 2, and can be adjusted by, for example, the ratio of the organic binder 8 or the ratio of the components of the glass frit 7 and the vehicle. You may add a well-known additive with a glass paste like an antifoamer and a dispersing agent to sealing material. These additives are also components that usually disappear during firing.

次に、図２（Ａ）に示すように、基板２上にペースト状の封着材料３ａを塗布する。例えば、ディスペンサや、スクリーン印刷またはグラビア印刷等の印刷法を適用することにより封着材料を塗布することができる。なお、図２（Ａ）では、便宜のためペースト状の封着材料３の断面を矩形としているが、これに限定されず、例えばテーパを有する形状や半円状等であってもよい。   Next, as shown in FIG. 2A, a paste-like sealing material 3 a is applied on the substrate 2. For example, the sealing material can be applied by applying a dispenser or a printing method such as screen printing or gravure printing. In FIG. 2A, the cross section of the paste-like sealing material 3 is rectangular for convenience, but is not limited thereto, and may be, for example, a tapered shape or a semicircular shape.

さらに、上記ペースト状の封着材料３ａを塗布した後、１２０℃以上の温度で１０分以上乾燥させることが好ましい。乾燥させることによりペースト状の封着材料３ａ内の溶剤を除去することができる。ペースト状の封着材料３ａ内に溶剤が残留していると、その後の焼成工程で有機バインダ８等の消失すべき成分を十分に除去できないおそれがある。   Furthermore, after applying the paste-like sealing material 3a, it is preferably dried at a temperature of 120 ° C. or more for 10 minutes or more. By drying, the solvent in the pasty sealing material 3a can be removed. If the solvent remains in the paste-like sealing material 3a, there is a possibility that components to be eliminated such as the organic binder 8 cannot be sufficiently removed in the subsequent firing step.

次に、ペースト状の封着材料３ａの塗布層の仮焼成を行う。塗布層の仮焼成では、塗布層に電磁波を照射することにより、有機バインダ８等を除去しつつ、ガラスフリット７の少なくとも一部を溶融する。ここでは、図２（Ｂ）に示すように、レーザ光９を照射する。   Next, the coating layer of the paste-like sealing material 3a is temporarily fired. In the preliminary baking of the coating layer, at least a part of the glass frit 7 is melted while removing the organic binder 8 and the like by irradiating the coating layer with electromagnetic waves. Here, as shown in FIG. 2B, the laser beam 9 is irradiated.

レーザ光９としては、例えば半導体レーザ、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ、ＨｅＮｅレーザ等によるレーザ光を用いることができる。   As the laser beam 9, for example, a laser beam from a semiconductor laser, a carbon dioxide laser, an excimer laser, a YAG laser, a HeNe laser, or the like can be used.

上記工程により、図２（Ｃ）に示すように基板２に封着材料層３を固着させることができる。さらに、本実施形態の封着材料層付き基板の製造方法では、固着した封着材料層を形成する工程後に低膨張充填材５の粒子の最大粒径Ｄｍａｘが固着後の封着材料層３の厚さＨ以下となり、低膨張充填材５の粒度分布における累積割合（体積割合）が１０％である粒径Ｄ１０が固着後の封着材料層３の厚さＨの０．１倍以上となるように、封着材料を塗布する工程において塗布する封着材料の厚さを調整する。これにより、図１（Ａ）ないし図１（Ｃ）に示す封着材料層付き基板を製造することが可能となる。 Through the above steps, the sealing material layer 3 can be fixed to the substrate 2 as shown in FIG. Furthermore, in the manufacturing method of the substrate with the sealing material layer of the present embodiment, the maximum particle diameter Dmax of the particles of the low expansion filler 5 is fixed after the step of forming the fixed sealing material layer. the thickness follows becomes H, the low expansion cumulative percentage (volume fraction) in the particle size distribution of the filling material 5 particle size D 10 of more than 0.1 times the thickness H of the sealing material layer 3 after fixation is 10% In the step of applying the sealing material, the thickness of the sealing material applied is adjusted. Thereby, it becomes possible to manufacture the board | substrate with a sealing material layer shown to FIG. 1 (A) thru | or FIG.1 (C).

（第２の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態の封着材料層付き基板を用いて製造される封着体の一例について説明する。 (Second Embodiment)
This embodiment demonstrates an example of the sealing body manufactured using the board | substrate with the sealing material layer of 1st Embodiment.

本実施形態における封着体は、第１の基板と、第１の基板に対向する第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に封着領域が設けられるように形成された封着層と、封着領域に設けられた電子素子部と、を具備する。封着層は、ガラス領域と、低膨張充填材と、を含む。低膨張充填材において、粒子の最大粒径Ｄｍａｘが封着材料層の厚さＨ以下であり、粒度分布における累積割合（体積割合）が１０％である粒径Ｄ１０が封着材料層の厚さＨの０．１倍以上である。 The sealing body in the present embodiment is formed such that a sealing region is provided between the first substrate, the second substrate facing the first substrate, and the first substrate and the second substrate. And an electronic element portion provided in the sealing region. The sealing layer includes a glass region and a low expansion filler. In low-expansion filler, and a maximum particle diameter D max of the particles less than the thickness H of the sealing material layer, the particle size D 10 of the sealing material layer cumulative proportion in the particle size distribution (volume) is 10% The thickness H is 0.1 times or more.

さらに、本実施形態における封着体の一例として発光装置について説明する。   Furthermore, a light emitting device will be described as an example of a sealing body in the present embodiment.

図３は本実施形態における発光装置の構造例を示す断面図である。図３に示す発光装置１０は、基板１１と、基板１１に設けられた素子形成層１２と、基板１１に対向する基板１３と、基板１３に設けられたカラーフィルタ層１４と、基板１１および基板１３間を封着する封着層１５と、を具備する。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the light emitting device according to this embodiment. 3 includes a substrate 11, an element formation layer 12 provided on the substrate 11, a substrate 13 facing the substrate 11, a color filter layer 14 provided on the substrate 13, the substrate 11 and the substrate. And a sealing layer 15 that seals the gaps 13.

基板１１としては、例えばガラス基板等を用いることができる。なお、絶縁層が設けられた基板を基板１１として用いてもよい。   As the substrate 11, for example, a glass substrate or the like can be used. Note that a substrate provided with an insulating layer may be used as the substrate 11.

素子形成層１２は、電子素子部に設けられ、封着層１５付き基板１１および基板１３により封着された封着領域に設けられる。素子形成層１２には、例えば電子素子として発光素子が設けられる。発光素子としては、例えば白色光を照射する有機ＥＬ素子を用いることができる。なお、例えば絶縁層を介してトランジスタと発光素子との積層を素子形成層１２に設けてもよい。このとき、トランジスタとしては、例えば電界効果トランジスタを用いることができる。トランジスタは、絶縁層に設けられた開口部により発光素子と電気的に接続される。このとき、トランジスタにより発光素子に供給する電流量を制御することにより発光素子の発光輝度を制御することができる。   The element forming layer 12 is provided in the electronic element portion, and is provided in a sealing region sealed by the substrate 11 with the sealing layer 15 and the substrate 13. In the element forming layer 12, for example, a light emitting element is provided as an electronic element. As the light emitting element, for example, an organic EL element that emits white light can be used. Note that for example, a stack of a transistor and a light-emitting element may be provided in the element formation layer 12 with an insulating layer interposed therebetween. At this time, for example, a field effect transistor can be used as the transistor. The transistor is electrically connected to the light-emitting element through an opening provided in the insulating layer. At this time, the light emission luminance of the light emitting element can be controlled by controlling the amount of current supplied to the light emitting element by the transistor.

基板１３としては、例えば第１の実施形態における基板２を適用することができる。   As the substrate 13, for example, the substrate 2 in the first embodiment can be applied.

カラーフィルタ層１４は、少なくとも三原色を含む複数のカラーフィルタからなる層である。各カラーフィルタは、上記封着領域に設けられる。カラーフィルタ層１４は、基板１３にそれぞれ設けられた赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタを少なくとも具備する。カラーフィルタ層１４のカラーフィルタは、発光素子に重畳する。   The color filter layer 14 is a layer composed of a plurality of color filters including at least three primary colors. Each color filter is provided in the sealing region. The color filter layer 14 includes at least red (R), green (G), and blue (B) color filters provided on the substrate 13. The color filter of the color filter layer 14 is superimposed on the light emitting element.

封着層１５は、基板１１と基板１３との間に封着領域が設けられるように形成される。封着層１５は、例えば第１の実施形態に示す封着材料層３に対して本焼成を行い、封着材料層３の溶融および固化を行うことにより形成される。封着材料層３の本焼成を行い、封着層１５を形成することにより、素子形成層１２およびカラーフィルタ層１４を封着することができる。本焼成は、例えばレーザ光等の電磁波を照射することにより行われる。   The sealing layer 15 is formed so that a sealing region is provided between the substrate 11 and the substrate 13. The sealing layer 15 is formed, for example, by subjecting the sealing material layer 3 shown in the first embodiment to main firing and melting and solidifying the sealing material layer 3. The element forming layer 12 and the color filter layer 14 can be sealed by performing the main baking of the sealing material layer 3 to form the sealing layer 15. The main baking is performed, for example, by irradiating an electromagnetic wave such as a laser beam.

封着層１５の厚さは、例えば６μｍ以上であることが好ましい。従来の塗り分け方式で形成された発光素子を有する発光装置の封着層の厚さが４〜５μｍ程度であるのに対し、本実施形態のように発光素子とカラーフィルタを組み合わせた方式では、封着層の厚さが６μｍ未満であると基板間の距離が必要以上に狭くなり、例えばニュートンリング等が発生する。よって、封着層１５の厚さを６μｍ以上にすることにより、基板間の距離を一定以上に保持することができるため、発光状態を良好にすることができる。   The thickness of the sealing layer 15 is preferably 6 μm or more, for example. Whereas the thickness of the sealing layer of a light emitting device having a light emitting element formed by a conventional coating method is about 4 to 5 μm, in a method combining a light emitting element and a color filter as in this embodiment, When the thickness of the sealing layer is less than 6 μm, the distance between the substrates becomes unnecessarily narrow, and for example, Newton rings are generated. Therefore, by setting the thickness of the sealing layer 15 to 6 μm or more, the distance between the substrates can be maintained at a certain level or more, so that the light emitting state can be improved.

素子形成層１２に設けられた発光素子は、水等の不純物により劣化しやすく、劣化により発光特性が著しく低下する。よって、封着層１５により基板１１および基板１３間の領域を封着することにより、不純物の浸入を防止し、発光素子の劣化等を抑制することができる。   The light emitting element provided in the element forming layer 12 is easily deteriorated by impurities such as water, and the light emission characteristics are remarkably deteriorated by the deterioration. Therefore, by sealing the region between the substrate 11 and the substrate 13 with the sealing layer 15, it is possible to prevent intrusion of impurities and suppress deterioration of the light emitting element.

図３に示す発光装置では、発光素子から射出した白色光が三原色のカラーフィルタに照射され、カラーフィルタを介して得られた光の混合光によって、三原色の組み合わせからなる様々な色の光を実現することができる。本実施形態の発光装置は、照明装置、表示装置等にも適用することができる。   In the light emitting device shown in FIG. 3, white light emitted from the light emitting element is irradiated to the color filters of the three primary colors, and light of various colors composed of combinations of the three primary colors is realized by the mixed light obtained through the color filters. can do. The light emitting device of this embodiment can also be applied to a lighting device, a display device, and the like.

なお、本実施形態では、封着体として発光装置の場合について説明したが、これに限定されず、例えばＰＤＰ、ＬＣＤ等のＦＰＤ、色素増感型太陽電池のような太陽電池等も同様に第１の実施形態の封着材料層付き基板を用いて形成することができる。   In this embodiment, the case of the light emitting device as the sealing body has been described. However, the present invention is not limited to this. It can form using the board | substrate with the sealing material layer of 1 embodiment.

以上のように、本実施形態では、第１の実施形態の封着材料層付き基板を用いて発光装置等の封着体を構成することにより、割れやクラック等の発生を抑制することができるため、封着体の信頼性を向上させることができる。   As described above, in this embodiment, by forming a sealing body such as a light-emitting device using the substrate with the sealing material layer of the first embodiment, it is possible to suppress the occurrence of cracks, cracks, and the like. Therefore, the reliability of the sealing body can be improved.

本実施例では、実際に作製した封着材料層付き基板の構造およびその信頼性評価について説明する。   In this example, the structure of a substrate with a sealing material layer actually manufactured and its reliability evaluation will be described.

＜試料作製＞
まず、以下の手順でサンプル１とサンプル２として２種類の封着材料層付き基板をそれぞれ複数枚作製した。 <Sample preparation>
First, a plurality of substrates with two kinds of sealing material layers were prepared as Sample 1 and Sample 2 in the following procedure.

ビスマス系ガラスフリットと、コージェライト粉末からなる低膨張充填材と、Ｆｅ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭｎＯ−ＣｕＯ系材料からなるレーザ吸収材とを用意した。各材料の比率は、ガラスフリットが７２．７体積％であり、低膨張充填材が１５．５体積％であり、レーザ吸収材が１１．８体積％である。なお、サンプル２の作製に用いられる低膨張充填材としてサンプル１の作製に用いられる低膨張充填材を粉砕したものを使用した。サンプル１とサンプル２の作製に用いられる低膨張充填材の詳細を表１に示す。表１において、Ｄ１０は粒度分布における累積割合（体積割合）が１０％である粒径を示し、Ｄ５０は粒度分布における累積割合（体積割合）が５０％である粒径（メディアン径）を示し、Ｄ９０は粒度分布における累積割合（体積割合）が９０％である粒径を示し、Ｄｍａｘは、粒子の最大粒径を示している。粒径は、レーザ回折装置を用いて測定した値である。ＢＥＴはＢＥＴ法により求められた粒子の比表面積を示す。表１に示すように、サンプル１の低膨張充填材の粒径は、サンプル２の低膨張充填材の粒径よりも小さい。 A bismuth-based glass frit, a low expansion filler made of cordierite powder, and a laser absorber made of Fe 2 O 3 —Al 2 O 3 —MnO—CuO-based material were prepared. The ratio of each material is as follows: glass frit is 72.7% by volume, low expansion filler is 15.5% by volume, and laser absorber is 11.8% by volume. In addition, what crushed the low expansion | swelling filler used for preparation of the sample 1 as a low expansion | swelling filler used for preparation of the sample 2 was used. Table 1 shows the details of the low expansion filler used for preparing Sample 1 and Sample 2. In Table 1, D 10 represents the particle size cumulative percentage of particle size distribution (volume) is 10%, D 50 particle size is 50% cumulative percentage (volume fraction) in the particle size distribution (median diameter) D 90 indicates the particle size where the cumulative ratio (volume ratio) in the particle size distribution is 90%, and D max indicates the maximum particle size of the particles. The particle diameter is a value measured using a laser diffraction apparatus. BET shows the specific surface area of the particle | grains calculated | required by BET method. As shown in Table 1, the particle size of the low expansion filler of sample 1 is smaller than the particle size of the low expansion filler of sample 2.

Figure 2015120623
Figure 2015120623

次に、上記材料とポリプロピレンカーボネート樹脂をトリアセチンに溶解したビヒクルとをライカイ機で粗混練した。次に、３本ロールミルで精密混練を行った。その後粘度が９０〜１５０Ｐａ・ｓｅｃの範囲内になるように、トリアセチンで希釈することによりペースト状の封着材料を作製した。   Next, the above material and a vehicle in which a polypropylene carbonate resin was dissolved in triacetin were roughly kneaded with a Leika machine. Next, precision kneading was performed with a three-roll mill. Thereafter, a pasty sealing material was prepared by diluting with triacetin so that the viscosity was in the range of 90 to 150 Pa · sec.

次に、作製した封着材料を、ディスペンサを用いてガラス基板上に塗布することにより封着材料層を形成した。このとき、固着後の封着材料層の線幅が５００μｍ、厚さが６μｍとなるように塗布条件を調整した。その後１２０℃×１０分の条件で乾燥させた。   Next, the produced sealing material was apply | coated on the glass substrate using dispenser, and the sealing material layer was formed. At this time, the coating conditions were adjusted so that the line width of the sealing material layer after fixing was 500 μm and the thickness was 6 μm. Thereafter, it was dried at 120 ° C. for 10 minutes.

次に、ガラス基板に形成した封着材料層の仮焼成を行った。ここでは、波長８０８ｎｍ、出力７．５Ｗ、スポット径１．５ｍｍのレーザ光（半導体レーザ）を５ｍｍ／ｓの走査速度で照射し、封着材料層の溶融および急冷固化を行った。このとき、封着材料層の加熱温度は、サンプル１とサンプル２のそれぞれにおいて、５５０℃〜８００℃の範囲で基板毎に変えて行った。なお、放射温度計により封着材料層の温度を測定した。   Next, the sealing material layer formed on the glass substrate was temporarily fired. Here, laser light (semiconductor laser) having a wavelength of 808 nm, an output of 7.5 W, and a spot diameter of 1.5 mm was irradiated at a scanning speed of 5 mm / s, and the sealing material layer was melted and rapidly solidified. At this time, the heating temperature of the sealing material layer was changed for each substrate in the range of 550 ° C. to 800 ° C. in each of Sample 1 and Sample 2. The temperature of the sealing material layer was measured with a radiation thermometer.

このように、低膨張充填材の粒径が異なるサンプル１とサンプル２の封着材料層付き基板のそれぞれを、仮焼成時における封着材料の加熱温度を変えて複数作製した。   In this way, a plurality of substrates with the sealing material layer of Sample 1 and Sample 2 having different particle diameters of the low expansion filler were produced by changing the heating temperature of the sealing material during temporary firing.

＜ＳＥＭ観察＞
上記作製したサンプル１とサンプル２の封着材料層付き基板の断面をＳＥＭにより観察した。一例として加熱温度７００℃でレーザ仮焼成を行った後の封着材料層付き基板のＳＥＭ像を図４に示す。 <SEM observation>
The cross section of the substrate with the sealing material layer of Sample 1 and Sample 2 prepared above was observed by SEM. As an example, an SEM image of a substrate with a sealing material layer after laser calcination at a heating temperature of 700 ° C. is shown in FIG.

図４（Ａ）はサンプル１の断面のＳＥＭ像であり、図４（Ｂ）はサンプル２の断面のＳＥＭ像である。図４（Ａ）および図４（Ｂ）から、サンプル１の低膨張充填材５ａの粒径がサンプル２の低膨張充填材５ｂの粒径よりも大きいことがわかる。前述したとおり、低膨張充填材の比表面積が小さいほど、低膨張充填材のガラス領域への溶け出し量が少なく、線膨張係数の上昇が抑制される。よって、サンプル１の封着材料層の線膨張係数は、サンプル２の線膨張係数よりも低いことがわかる。   4A is an SEM image of the cross section of Sample 1, and FIG. 4B is an SEM image of the cross section of Sample 2. FIG. 4A and 4B, it can be seen that the particle size of the low expansion filler 5a of the sample 1 is larger than the particle size of the low expansion filler 5b of the sample 2. As described above, the smaller the specific surface area of the low expansion filler, the smaller the amount of the low expansion filler that leaches out into the glass region, and the lower the linear expansion coefficient. Therefore, it can be seen that the linear expansion coefficient of the sealing material layer of Sample 1 is lower than that of Sample 2.

＜低膨張充填材の残留量の評価＞
ＳＥＭ観察により得られたＳＥＭ像を画像解析することにより、低膨張充填材の残留量を算出した。ここでは、画像処理ソフト「Ｗｉｎｒｏｏｆ」を使用して低膨張充填材の面積の割合を求めた。結果を図５に示す。 <Evaluation of residual amount of low expansion filler>
The residual amount of the low expansion filler was calculated by image analysis of the SEM image obtained by SEM observation. Here, the area ratio of the low expansion filler was determined using image processing software “Winroof”. The results are shown in FIG.

図５において、横軸は加熱温度であり、縦軸は低膨張充填材の残留量である。さらにサンプル１の結果については丸印でプロットし、サンプル２の結果は三角印でプロットした。また、直線Ｌ１は、サンプル１の結果の各プロットから得られる近似直線であり、直線Ｌ２はサンプル２の結果の各プロットから得られる近似直線である。   In FIG. 5, the horizontal axis is the heating temperature, and the vertical axis is the residual amount of the low expansion filler. Further, the results of sample 1 were plotted with circles, and the results of sample 2 were plotted with triangles. The straight line L1 is an approximate straight line obtained from each plot of the result of the sample 1, and the straight line L2 is an approximate straight line obtained from each plot of the result of the sample 2.

図５からサンプル１における低膨張充填材の残留量は、サンプル２における低膨張充填材の残留量よりも多いことがわかる。このことから、サンプル１の封着材料層の線膨張係数は、サンプル２の線膨張係数よりも低いことがわかる。   5 that the residual amount of the low expansion filler in sample 1 is larger than the residual amount of the low expansion filler in sample 2. From this, it can be seen that the linear expansion coefficient of the sealing material layer of Sample 1 is lower than that of Sample 2.

＜信頼性評価＞
上記作製した封着材料層付き基板を、１４日間静置して残留応力が十分発生する状態にした。その後硝酸を用いたエッチングにより封着材料層を除去した。さらに、封着材料層を除去した基板のクラック数を計数した。結果を図６に示す。 <Reliability evaluation>
The prepared substrate with a sealing material layer was allowed to stand for 14 days so that sufficient residual stress was generated. Thereafter, the sealing material layer was removed by etching using nitric acid. Furthermore, the number of cracks of the substrate from which the sealing material layer was removed was counted. The results are shown in FIG.

図６において、横軸は加熱温度であり、縦軸はクラック数である。図６から仮焼成時の加熱温度が７００℃を超えるとクラック数が急増することがわかる。この７００℃超で発生するクラックは、加熱温度が高すぎてガラス基板に生じたものである。また、加熱温度がレーザ仮焼成に適した６５０〜７００℃の範囲では、サンプル１のクラック数がサンプル２のクラック数よりも少ないことがわかる。この６５０〜７００℃で発生するクラックは、封着材料層とガラス基板との間の線膨張係数のミスマッチにより生じていたものである。このことから、低膨張充填材における粒子の粒径を上記実施形態に示すように調整することにより信頼性を向上させることができることがわかる。   In FIG. 6, the horizontal axis represents the heating temperature, and the vertical axis represents the number of cracks. It can be seen from FIG. 6 that the number of cracks rapidly increases when the heating temperature during preliminary firing exceeds 700 ° C. The cracks generated above 700 ° C. are generated in the glass substrate because the heating temperature is too high. In addition, it can be seen that the number of cracks in sample 1 is smaller than the number of cracks in sample 2 in the range of 650 to 700 ° C. suitable for laser temporary firing. The crack generated at 650 to 700 ° C. is caused by a mismatch in linear expansion coefficient between the sealing material layer and the glass substrate. From this, it can be seen that the reliability can be improved by adjusting the particle size of the particles in the low expansion filler as shown in the above embodiment.

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   In addition, although several embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１…封着材料層付き基板、２…基板、３…封着材料層、３ａ…ペースト状の封着材料、４…ガラス領域、５…低膨張充填材、５ａ…低膨張充填材、５ｂ…低膨張充填材、６…電磁波吸収材、７…ガラスフリット、８…有機バインダ、９…レーザ光、１０…発光装置、１１…基板、１２…素子形成層、１３…基板、１４…カラーフィルタ層、１５…封着層。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate with sealing material layer, 2 ... Substrate, 3 ... Sealing material layer, 3a ... Paste-like sealing material, 4 ... Glass region, 5 ... Low expansion filler, 5a ... Low expansion filler, 5b ... Low expansion filler, 6 ... electromagnetic wave absorbing material, 7 ... glass frit, 8 ... organic binder, 9 ... laser light, 10 ... light emitting device, 11 ... substrate, 12 ... element forming layer, 13 ... substrate, 14 ... color filter layer 15 ... sealing layer.

Claims (11)

電磁波の照射による仮焼成を行うことで基板と固着する封着材料層の形成に用いられる封着材料であって、
ガラスフリットと、
低膨張充填材と、を少なくとも含み、
前記
低膨張充填材において、粒子の最大粒径Ｄｍａｘが前記封着材料層の厚さＨ以下であり、粒度分布における累積割合（体積割合）が１０％である粒径Ｄ１０が前記封着材料層の厚さＨの０．１倍以上である封着材料。 A sealing material used for forming a sealing material layer that is fixed to a substrate by performing preliminary firing by irradiation of electromagnetic waves,
Glass frit,
A low expansion filler,
In the low expansion filler, the maximum particle size D max of the particles is equal to or less than the thickness H of the sealing material layer, and the particle size D 10 whose cumulative ratio (volume ratio) in the particle size distribution is 10% is the sealing. A sealing material that is at least 0.1 times the thickness H of the material layer. 前記ガラスフリットは、７０〜９０質量％のＢｉ２Ｏ３と、１〜２０質量％のＺｎＯと、および２〜１２質量％のＢ２Ｏ３と、を合わせて１００質量％以下となるように含む請求項１に記載の封着材料。 In the glass frit, 70 to 90% by mass of Bi 2 O 3 , 1 to 20% by mass of ZnO, and 2 to 12% by mass of B 2 O 3 are combined to be 100% by mass or less. The sealing material according to claim 1. 前記低膨張充填材の含有量は、５〜４０体積％である請求項１または請求項２に記載の封着材料。   The sealing material according to claim 1 or 2, wherein the content of the low expansion filler is 5 to 40% by volume. 前記低膨張充填材は、コージェライト、シリカ、アルミナ、ジルコニア、珪酸ジルコニウム、チタン酸アルミニウム、ムライト、ユークリプタイト、スポジュメンおよびリン酸ジルコニウム系化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の封着材料。   2. The low-expansion filler is at least one selected from the group consisting of cordierite, silica, alumina, zirconia, zirconium silicate, aluminum titanate, mullite, eucryptite, spodumene, and a zirconium phosphate compound. The sealing material according to any one of claims 3 to 4. 前記封着材料は、顔料を有する電磁波吸収材を含む請求項４に記載の封着材料。   The sealing material according to claim 4, wherein the sealing material includes an electromagnetic wave absorbing material having a pigment. 基板と
電磁波の照射による仮焼成を行うことで前記基板に固着された封着材料層と、を具備し、
前記封着材料層は、
ガラス領域と、
低膨張充填材と、を含み、
前記低膨張充填材において、固着前の粒子の最大粒径Ｄｍａｘが固着後の前記封着材料層の厚さＨ以下であり、固着前の粒度分布における累積割合（体積割合）が１０％である粒径Ｄ１０が固着後の前記封着材料層の厚さＨの０．１倍以上である封着材料層付き基板。 A substrate and a sealing material layer fixed to the substrate by pre-baking by irradiation with electromagnetic waves,
The sealing material layer is
A glass area;
A low expansion filler, and
In the low expansion filler, the maximum particle size D max of the particles before fixing is not more than the thickness H of the sealing material layer after fixing, and the cumulative ratio (volume ratio) in the particle size distribution before fixing is 10%. at least 0.1 times the thickness H is sealing material layer-provided substrate of the sealing material layer after a certain particle size D 10 of fixation. 前記封着材料層の厚さ方向の断面に対して、前記低膨張充填材の占有面積が６〜２０％である請求項６に記載の封着材料層付き基板。   The board | substrate with the sealing material layer of Claim 6 whose occupation area of the said low expansion | swelling filler is 6 to 20% with respect to the cross section of the thickness direction of the said sealing material layer. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の封着材料と有機バインダとを混合して調製したペースト状の封着材料を基板の封着領域上に枠状に塗布する第１の工程と、
前記ペースト状の封着材料の塗布層に対して局所的に電磁波を照射し、前記有機バインダを除去しつつ前記塗布層の仮焼成を行うことにより封着材料層を前記基板に固着させる第２の工程と、を具備し、
前記第２の工程後において、前記低膨張充填材の粒子の最大粒径Ｄｍａｘが固着後の前記封着材料層の厚さＨ以下となり、前記低膨張充填材の粒度分布における累積割合（体積割合）が１０％である粒径Ｄ１０が固着後の前記封着材料層の厚さＨの０．１倍以上となるように、前記第１の工程で塗布する前記封着材料の厚さを調整する封着材料層付き基板の製造方法。 A paste-like sealing material prepared by mixing the sealing material according to any one of claims 1 to 5 and an organic binder is applied in a frame shape on a sealing region of a substrate. Process,
A second method of fixing the sealing material layer to the substrate by locally irradiating the coating layer of the paste-like sealing material with electromagnetic waves and pre-baking the coating layer while removing the organic binder. Comprising the steps of:
After the second step, the maximum particle diameter Dmax of the particles of the low expansion filler becomes equal to or less than the thickness H of the sealing material layer after fixing, and the cumulative ratio (volume) in the particle size distribution of the low expansion filler ratio) is such that the particle size D 10 is 10% greater than or equal to 0.1 times the thickness H of the sealing material layer after fixing, the thickness of the sealing material to be applied in the first step The manufacturing method of the board | substrate with a sealing material layer which adjusts. 前記第２の工程において、前記塗布層を５５０〜７００℃で局所的に加熱し、前記封着材料層の厚さ方向の断面における加熱後の前記低膨張充填材の占有面積を６〜２０％とする請求項８に記載の封着材料層付き基板の製造方法。   In the second step, the coating layer is locally heated at 550 to 700 ° C., and the occupied area of the low expansion filler after heating in the cross section in the thickness direction of the sealing material layer is 6 to 20%. The manufacturing method of the board | substrate with the sealing material layer of Claim 8. 第１の基板と、
前記第１の基板と対向する第２の基板と、
電磁波の照射による仮焼成を行うことで前記第１の基板に固着された前記封着材料層の本焼成を行うことにより、前記第１の基板と前記第２の基板との間に封着領域が設けられるように形成された封着層と、
前記封着領域に設けられた電子素子部と、を具備し、
前記封着層は、
ガラス領域と、
低膨張充填材と、を含み、
前記低膨張充填材において、固着前の粒子の最大粒径Ｄｍａｘが固着後の前記封着材料層の厚さＨ以下であり、固着前の粒度分布における累積割合（体積割合）が１０％である粒径Ｄ１０が固着後の前記封着材料層の厚さＨの０．１倍以上である封着体。 A first substrate;
A second substrate facing the first substrate;
A sealing region between the first substrate and the second substrate is obtained by performing the main baking of the sealing material layer fixed to the first substrate by performing preliminary baking by irradiation with electromagnetic waves. A sealing layer formed to be provided with,
An electronic element portion provided in the sealing region,
The sealing layer is
A glass area;
A low expansion filler, and
In the low expansion filler, the maximum particle size D max of the particles before fixing is not more than the thickness H of the sealing material layer after fixing, and the cumulative ratio (volume ratio) in the particle size distribution before fixing is 10%. sealed body is 0.1 times or more the thickness H of the sealing material layer after a certain particle size D 10 of fixation. 前記封着材料層の厚さ方向の断面に対して、前記低膨張充填材の占有面積が６〜２０％である請求項１０に記載の封着体。   The sealing body according to claim 10, wherein an area occupied by the low expansion filler is 6 to 20% with respect to a cross section in a thickness direction of the sealing material layer.
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