JP3379916B2 - High melting point material melt bonding equipment - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光線を用い
て石英ガラスおよびセラミック材料等の高融点材料を溶
融して接合する、さらに詳述すれば該高融点材料により
構成される容器を溶融して気密に密閉封止する溶融接合
方法およびその装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to melting and joining high melting point materials such as quartz glass and ceramic materials using a laser beam, and more specifically, melting a container made of the high melting point material. The present invention relates to a fusion bonding method and an apparatus for airtightly hermetically sealing.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ガラス材料やセラミック材料のような高
融点を有する材料を溶融させて、その高融点材料同士あ
るいは、金属等の異なる材料と溶接したり、真空密閉封
止を行う場合は、通常、熱源としてプロパン／酸素、水
素／酸素あるいはＡｒ（アルゴン）アーク等を利用する
ガス溶接方法が用いられる。特に、石英ガラス製のラン
プ等を製作する場合、ランプの電極となるＷ（タングス
テン）／Ｍｏ（モリブデン）材料を、石英ガラス製容器
（ランプ）内に真空密閉状態に封止するために、石英ガ
ラス製容器をガスバーナで部分的に加熱溶融する必要が
ある。2. Description of the Related Art Usually, when melting a material having a high melting point such as a glass material or a ceramic material and welding the materials having a high melting point or different materials such as a metal or vacuum sealing, A gas welding method using propane / oxygen, hydrogen / oxygen, Ar (argon) arc or the like as a heat source is used. In particular, in the case of manufacturing a quartz glass lamp or the like, in order to seal the W (tungsten) / Mo (molybdenum) material, which is an electrode of the lamp, in a quartz glass container (lamp) in a vacuum-sealed state, quartz is used. It is necessary to partially heat and melt the glass container with a gas burner.

【０００３】しかし、ガスバーナの炎を先鋭に絞り込む
ことは難しく、加熱所望部分の周囲の加熱不要な部分ま
で加熱してしまう。さらに、炎を先鋭的に絞り込むこと
はできても、高融点材料であるセラミック等は熱伝導率
が高く、また熱伝導率が低い石英ガラスでも微細な精密
加工が要求される場合は、直接加熱部が所望の温度に達
した時には、周囲の非直接加熱部が熱伝導により間接的
に加熱されて著しく昇温されてしまう。このように、ガ
スバーナによる加熱では、直接加熱部とその周辺部分の
温度分布変化が緩慢になり、高融点材料の所望の部分の
みを局部的に加熱溶融することは非常に困難であるとい
う問題がある。However, it is difficult to sharply narrow down the flame of the gas burner, and the portion around the desired heating portion that does not need to be heated is heated. Furthermore, although the flame can be sharply narrowed down, high melting point materials such as ceramics have high thermal conductivity, and quartz glass with low thermal conductivity requires direct heating if fine precision processing is required. When the section reaches a desired temperature, the surrounding indirect heating section is indirectly heated due to heat conduction and the temperature is significantly raised. As described above, in the heating by the gas burner, the temperature distribution change of the direct heating portion and its peripheral portion becomes slow, and it is very difficult to locally heat and melt only a desired portion of the high melting point material. is there.

【０００４】例えば、小型の高圧水銀ランプやメタルハ
ライドランプ等の製造において、ガラス管内に蒸気圧の
高い水銀等を真空密閉する必要がある。この場合、間接
加熱部の熱による水銀の蒸発を防ぐには、加熱対象部に
局部的に温度の高低差をつけなければならない。そのた
めには、直接加熱部の周辺を冷却すれば良いが、製造コ
ストおよび作業性の面で大いに問題がある。さらに、間
接加熱部の昇温を抑えるべく、ガスバーナによる加熱を
控えると溶融所望部を十分加熱できないばかりか、昇温
に時間をさらに要して、加熱対象部に局部的に温度の高
低差をつけることが非常に難しくなる。このように、ガ
スバーナによる加熱では、加熱対象部およびその周辺部
の温度制御可能範囲が小さく、封止工程自体が非常に困
難になる。その結果、ランプ生産の歩留りが確保できな
いという問題を抱えている。For example, in the manufacture of small high-pressure mercury lamps, metal halide lamps and the like, it is necessary to vacuum seal mercury with a high vapor pressure in a glass tube. In this case, in order to prevent the evaporation of mercury due to the heat of the indirect heating part, it is necessary to locally make a difference in temperature of the heating target part. For that purpose, it is sufficient to cool the periphery of the heating portion directly, but there are serious problems in terms of manufacturing cost and workability. Further, if the heating by the gas burner is refrained from in order to suppress the temperature rise of the indirect heating part, not only the desired part for melting cannot be heated sufficiently, but also it takes more time to raise the temperature and the temperature difference locally rises and falls in the part to be heated. It becomes very difficult to attach. As described above, in the heating by the gas burner, the temperature controllable range of the heating target portion and its peripheral portion is small, and the sealing process itself becomes very difficult. As a result, there is a problem that the yield of lamp production cannot be secured.

【０００５】図２０に、このようなガスバーナ利用に起
因する問題を解決するために、特開昭５５−２４３２７
に提案されている、加熱手段としてレーザ光線を利用し
てフリットを溶融する溶融接合装置を模式的に示す。同
図において、ＷＬＣは、真空状態で密閉した容器内に、
反射板で囲まれるように設置された溶融対象物にレーザ
光線を照射して、フリットを溶融して高圧ナトリウムラ
ンプ等の放電灯を製造する溶融接合装置である。In FIG. 20, in order to solve the problem caused by using such a gas burner, Japanese Patent Laid-Open No. 55-24327 has been proposed.
1 schematically shows a fusion bonding apparatus proposed in, which uses a laser beam as a heating means to melt a frit. In the figure, WLC is in a vacuum-tight container,
It is a fusion-bonding device for irradiating a melting object installed so as to be surrounded by a reflection plate with a laser beam to melt a frit to manufacture a discharge lamp such as a high-pressure sodium lamp.

【０００６】レーザ溶融接合装置ＷＬＣは、通気口１０
２を有する基板１０３を、パッキン１０５を介して容器
本体１０４に気密に取り付けて組み立てられた密閉容器
１０１を有する。密閉容器１０１の上部外周の一部に設
けられたレーザ透過窓１０６の外側には、レーザ装置１
０７が設置されている。密閉容器１０１の上部には、密
閉容器１０１内の気圧を測定する圧力計１０８が設けら
れている。通気口１０２には通気管１０９が設けられて
いる。この通気管１０９の途中から分岐した分岐管１０
９ａには真空ポンプ１１０が開閉弁１１１を介して接続
されており、分岐管１０９ｂにはＮｅ（ネオン）等の不
活性ガスが、弁装置１１３を介してガスボンベ１１２に
より供給される。The laser fusion bonding apparatus WLC has a vent hole 10
The airtight container 101 is assembled by air-tightly attaching the substrate 103 having 2 to the container body 104 via the packing 105. The laser device 1 is provided outside the laser transmission window 106 provided in a part of the outer periphery of the upper portion of the closed casing 101.
07 is installed. A pressure gauge 108 for measuring the atmospheric pressure inside the closed container 101 is provided above the closed container 101. The ventilation port 102 is provided with a ventilation pipe 109. Branch pipe 10 branched from the middle of the ventilation pipe 109
A vacuum pump 110 is connected to 9a via an on-off valve 111, and an inert gas such as Ne (neon) is supplied to a branch pipe 109b by a gas cylinder 112 via a valve device 113.

【０００７】なお、被封止物１１５は、電極１１７ａを
有する閉塞体１１８ａと発光管１１６の上端部との間に
は、ガラスソルダーのような加熱溶融封止材１１９が介
装されている。同様に、電極１１７ｂを有する閉塞体１
１８ｂと発光管１１６の下端部との間にも、加熱溶融封
止材１１９が介装されている。The object to be sealed 115 has a heating and melting sealing material 119 such as a glass solder interposed between the closing body 118a having the electrode 117a and the upper end of the arc tube 116. Similarly, the closing body 1 having the electrode 117b
A heating and melting sealing material 119 is also interposed between 18b and the lower end of the arc tube 116.

【０００８】基板１０３の中心軸に対して摺動かつ回転
自在に軸装されている二叉状の挟持部材１１４によっ
て、放電灯としての被封止物１１５は加熱溶融封止材１
１９がレーザ透過窓１０６の光路上に位置するように着
脱自在に挟持される。密閉容器１０１内部には、レーザ
光路位置に沿って、間隙１２０を有する円弧状をなす反
射板１２１が被封止物１１５を外方から囲い込むように
設けられており、この反射板１２１は支持部材１２２に
よって昇降自在に設けられている。By means of a bifurcated holding member 114, which is rotatably and slidably mounted on the central axis of the substrate 103, the sealed object 115 as a discharge lamp is heated and melted.
19 is detachably held so that it is located on the optical path of the laser transmission window 106. An arcuate reflector 121 having a gap 120 is provided inside the closed container 101 so as to surround the object 115 to be sealed from the outside along the laser optical path position, and the reflector 121 is supported. It is provided so as to be lifted and lowered by a member 122.

【０００９】被封止物１１５を挟持部材１１４に挟持し
た後に、開閉弁１１１を開弁し、真空ポンプ１１０を駆
動して密閉容器１０１内の空気を排気する。圧力計１０
８によって、密閉容器１０１内が約０．０００１Ｔｏｒ
ｒ〜０．０００００１Ｔｏｒｒ程度の真空度に到達した
ことを確認後、開閉弁１１１を閉弁すると共に真空ポン
プ１１０の駆動を停止する。このようにして、被封止物
１１５の内部を真空にする。引き続き、レーザ透過窓１
０６および間隙１２０を通して、同被封止物１１５の加
熱溶融封止材１１９にレーザ光を照射して、加熱溶融封
止材１１９を加熱溶融させ、先ず発光管１１６の上部と
閉塞体１１８ａを封止する。After the object 115 to be sealed is sandwiched by the sandwiching member 114, the opening / closing valve 111 is opened and the vacuum pump 110 is driven to exhaust the air in the closed container 101. Pressure gauge 10
8, the inside of the closed container 101 is about 0.0001 Tor
After confirming that the degree of vacuum reaches about r to 0.000001 Torr, the on-off valve 111 is closed and the driving of the vacuum pump 110 is stopped. In this way, the inside of the sealed object 115 is evacuated. Next, laser transmission window 1
The heating and melting sealing material 119 of the same sealed object 115 is irradiated with laser light through the gap 06 and the gap 120 to heat and melt the heating and melting sealing material 119, and first, the upper part of the arc tube 116 and the closing body 118a are sealed. Stop.

【００１０】この時、レーザ光による熱エネルギーは被
封止物１１５を加熱すると共に、この時生じる輻射エネ
ルギーが反射板１２１で反射されて、相乗的に被封止物
１１５を加熱する。同時に、挟持部材１１４をゆっくり
回転させて、被封止物１１５と加熱溶融封止材１１９と
を均等に加熱溶着して、上端部側を密閉封止する。At this time, the thermal energy of the laser light heats the object to be sealed 115, and the radiant energy generated at this time is reflected by the reflecting plate 121 to synergistically heat the object to be sealed 115. At the same time, the sandwiching member 114 is slowly rotated to evenly heat-weld the object to be sealed 115 and the hot-melt sealing material 119 to hermetically seal the upper end side.

【００１１】次に、上端部側の封止を終えた被封止物１
１５を反転して下端部の加熱溶融封止材１１９をレーザ
光路上に位置する。そして、開閉弁１１１を閉弁すると
共に、弁装置１１３を開弁し、圧力計１０８の指示を確
認して前述の不活性ガス（封入ガス）を約２５Ｔｏｒｒ
程度まで、密閉容器１０１内に導入する。封入ガスの導
入が終了した時点で、上述の上端部側の密閉封止と同様
に、レーザ装置１０７のレーザ光によって、被封着物１
１５の加熱溶融封着材１１９を溶融し、下端部側を密閉
封止して放電灯を完成する。Next, the object 1 to be sealed whose upper end has been sealed.
15 is inverted and the heat-melting sealing material 119 at the lower end is positioned on the laser optical path. Then, the on-off valve 111 is closed, the valve device 113 is opened, the instruction of the pressure gauge 108 is confirmed, and the above-mentioned inert gas (filled gas) is supplied at about 25 Torr.
To the extent introduced, it is introduced into the closed container 101. When the introduction of the enclosed gas is completed, the object to be sealed 1 is irradiated with the laser light of the laser device 107, similarly to the above-described hermetic sealing of the upper end side.
The fusing / sealing material 119 of 15 is melted and the lower end side is hermetically sealed to complete the discharge lamp.

【００１２】上述の加熱手段としてレーザ光線を利用し
てフリットを溶融する溶融接合装置が、さらに、特願昭
５５−６４３３８および特願昭５６−４２９４０にそれ
ぞれ提案されている。これらの装置においては、特開昭
５５−２４３２７に提案された溶融接合装置に、レーザ
照射により溶融させたフリットを押しつける押圧手段が
追加された構造を有するものである。Further, as the above-mentioned heating means, a fusion bonding apparatus for melting a frit by using a laser beam is proposed in Japanese Patent Application Nos. 55-64338 and 56-42940, respectively. These devices have a structure in which a pressing means for pressing a frit melted by laser irradiation is added to the fusion bonding device proposed in JP-A-55-24327.

【００１３】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特開昭５５−２４３２７に提案されたレーザ加熱溶融装
置では、約０．０００１Ｔｏｒｒ〜０．０００００１Ｔ
ｏｒｒ程度の真空度に保った密閉容器中に、封入ガスを
約２５Ｔｏｒｒまで充満させる必要がある。さらに、加
熱溶融封着材を溶融して、閉塞体１１８と被封着物１１
５の端部に溶着させて密閉封止するが、加熱溶融封着材
１１９および閉塞体１１８は被封着物１１５の端部に単
に置かれているだけである。However, in the laser heating and melting apparatus proposed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 55-24327, about 0.0001 Torr to 0.000001T.
It is necessary to fill the sealed gas up to about 25 Torr in a closed container maintained at a vacuum degree of about orr. Further, the heat melting and sealing material is melted, and the closing body 118 and the object to be sealed 11 are sealed.
5 is welded to the end portion to hermetically seal it, but the hot-melt sealing material 119 and the closing body 118 are simply placed on the end portion of the adherend 115.

【００１４】つまり、このように加熱溶融封止材１１９
および閉塞体１１８の自重しか働かないので、加熱溶融
封着材１１９は溶融させれば自重により変形して垂れる
が、一方閉塞体１１８は溶融しないので変形しない。よ
って、加熱溶融封着材１１９と閉塞体１１８の間に隙間
無く両部材を溶着できない。これを防ぐために、閉塞体
１１８を加熱溶融封着材１１９と同時に溶融させても、
自重のみでは両者を隙間無く溶着することは非常に難し
く歩留まりを確保できない。さらに、閉塞体１１８や被
封着物１１５がセラミックのように低熱可塑性材料で作
られている場合は、両部材を隙間無く溶着することは実
質的に不可能である。That is, the heating and melting sealing material 119 is thus formed.
Further, since only the self-weight of the closing body 118 works, the heating and melting sealing material 119 is deformed and droops by its own weight when melted, while the closing body 118 does not melt and therefore does not deform. Therefore, both members cannot be welded without a gap between the heat-melt sealing material 119 and the closing body 118. In order to prevent this, even if the closing body 118 is melted at the same time as the heat melting sealing material 119,
It is very difficult to weld the two without gaps only by their own weight, and the yield cannot be secured. Further, when the closing body 118 and the object to be sealed 115 are made of a low thermoplastic material such as ceramic, it is substantially impossible to weld both members without a gap.

【００１５】さらに、被封着物１１５や閉塞体１１８が
セラミック材料や石英材料に係わらず、常温の真空状態
下で封止を行うために、封止後の内圧が常圧より高くな
るように被封着物１１５を気密に密閉封止することは不
可能である。Further, since the material to be sealed 115 and the blocker 118 are sealed under a vacuum condition at room temperature regardless of whether they are ceramic materials or quartz materials, the internal pressure after sealing should be higher than normal pressure. It is impossible to hermetically seal the sealing material 115.

【００１６】また、真空容器中で、レーザ照射する場合
は、封入ガスを真空容器に充満させる必要がある。真空
密閉封止する物体が石英ガラス管の場合などは、管の外
と内側とに気圧差が存在しないと、完全に密閉すること
は非常に難しく、溶融しながら石英ガラス管を引っ張っ
て封止するという工程を経なければならない。さらに、
セラミックや石英ガラス管にしても、管の内圧を常圧よ
り高くして真空密閉することは、非常に困難である。Further, when the laser irradiation is performed in the vacuum container, it is necessary to fill the vacuum container with the enclosed gas. If the object to be vacuum-tightly sealed is a quartz glass tube, it is very difficult to completely seal it unless there is a pressure difference between the inside and outside of the tube. You have to go through the process of doing. further,
Even with a ceramic or quartz glass tube, it is very difficult to make the internal pressure of the tube higher than normal pressure and to perform vacuum sealing.

【００１７】また、セラミック管材料と電極材料の接続
に使用されるサーメットとの溶接あるいは真空密閉封止
には、高周波の誘導加熱によってセラミック管材料やサ
ーメットを溶融させて、溶接あるいは真空密閉封止が行
われている。このような高周波誘導加熱においては、加
熱対象部にシャープな局部的温度勾配をつけることにつ
いては改善される。しかし、セラミック管材料やサーメ
ットは溶融させただけでは、互いに溶接させることは非
常に難しい。ましてや、真空密閉封止することは実質上
不可能である。一方、特願昭５５−６４３３８および特
願昭５６−４２９４０に提案された装置においては、被
封着物の開口端に閉塞体を押しつけての封止には適する
が、閉塞体を別途用いずに、被封着物自体で封止するこ
とは実際上不可能である。Further, for welding or vacuum-sealing the cermet used for connecting the ceramic tube material and the electrode material, the ceramic tube material or cermet is melted by high-frequency induction heating and then welded or vacuum-sealed. Is being done. In such high frequency induction heating, it is improved to provide a sharp local temperature gradient in the heating target portion. However, it is very difficult to weld ceramic tubing materials and cermets to each other only by melting them. Furthermore, it is virtually impossible to perform vacuum sealing. On the other hand, the devices proposed in Japanese Patent Application No. 55-64338 and Japanese Patent Application No. 56-42940 are suitable for sealing by pressing a closed body against the open end of the material to be sealed, but without using a separate closed body. However, it is practically impossible to seal the object to be sealed itself.

【００１８】[0018]

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
課題を解決するために、この発明の溶融接合装置は、外
部を遮断した気密なグローブボックスと、前記グローブ
ボックス内に有する石英ガラスおよびセラミック材料の
いずれかによって構成された対象物と、前記グローブボ
ックスの外部に設置されたレーザ装置および集塵手段
と、前記対象物の内圧である第１の圧力を、前記グロー
ブボックス内の内圧である第２の圧力より小さく減圧保
持する内圧制御手段とを備え、グローブボックスの外部
にある前記レーザ装置から発せられたレーザ光により加
熱溶融された前記対象物の任意の部分が、前記第１の圧
力と前記第２の圧力の差圧によって収縮溶接され、かつ
前記収縮溶融時に発生したゴミや塵を集塵手段で取り除
くものにおいて、前記対象物の所定の部分と前記レーザ
装置との間に、前記レーザ装置から発せられたレーザ光
を遮るように設けられたサセプタをさらに備え、前記サ
セプタは、前記対象物をその内部に含む環状であり、外
周で受けた前記レーザ光の熱エネルギーを内周から前記
対象物の所定の部分に向かって放射し、かつ、前記対象
物に対して自転させられ、前記レーザ光線により、より
均一に加熱されることを特徴とする。Means for Solving the Problems and Effects of the Invention In order to solve the above-mentioned problems, the fusion bonding apparatus of the present invention is an airtight glove box shut off from the outside, and quartz glass and ceramics in the glove box. The object made of any of the materials, the laser device and the dust collecting means installed outside the glove box, and the first pressure that is the internal pressure of the object is the internal pressure in the glove box. An internal pressure control means for maintaining a reduced pressure lower than a second pressure, and an arbitrary portion of the object heated and melted by the laser light emitted from the laser device outside the glove box is the first pressure. in those with the deflated welded by the differential pressure of the second pressure and remove the dirt and dust generated during the shrinkage melt in the dust collecting means, prior Wherein a predetermined portion of the object laser
Laser light emitted from the laser device between the device and
Further includes a susceptor provided to block the
Septa is a ring that contains the object inside,
The thermal energy of the laser light received at the circumference is
Radiates toward a predetermined part of the object, and the object
It is rotated around the object and more
It is characterized by being heated uniformly .

【００１９】また、溶融接合装置は、外部を遮断した気
密なグローブボックスと、前記グローブボックス内に有
する石英ガラスおよびセラミック材料のいずれかによっ
て構成された対象物と、前記グローブボックスの外部に
設置されたレーザ装置および集塵手段と、前記対象物の
内圧である第１の圧力を、前記グローブボックス内の内
圧である第２の圧力より小さく減圧保持する内圧制御手
段とを備え、グローブボックスの外部にある前記レーザ
装置から発せられたレーザ光により加熱溶融された前記
対象物の任意の部分が、前記第１の圧力と前記第２の圧
力の差圧によって収縮溶接され、かつ前記収縮溶融時に
発生したゴミや塵を集塵手段で取り除くものにおいて、
前記対象物を部分的に冷却する冷却手段をさらに備え、
前記冷却手段は、冷風、冷水、および液体窒素等のいず
れかの冷媒を貯蔵する冷媒手段と、該冷媒手段から冷媒
を導入して、前記対象物の周囲を巻回後に該冷媒手段に
環流させる冷媒循環手段とをさらに備える。 In addition, the fusion bonding apparatus is equipped with a
Dense glove box and existing inside the glove box
Depending on the quartz glass and ceramic material
On the outside of the glove box with the configured object
The installed laser device and dust collecting means, and the object
The first pressure, which is the internal pressure, is applied to the inside of the glove box.
Internal pressure control hand that keeps pressure lower than the second pressure, which is the pressure
The laser outside the glove box, comprising a step and
The above is heated and melted by the laser beam emitted from the device.
Any part of the object may be the first pressure and the second pressure.
Shrink welding due to the pressure difference of force, and at the time of shrink melting
In those that remove the generated dust and dirt with dust collecting means,
Further comprising cooling means for partially cooling the object,
The cooling means is either cold air, cold water, or liquid nitrogen.
Refrigerant means for storing some refrigerant, and refrigerant from the refrigerant means
Is introduced into the refrigerant means after winding around the object.
It further comprises a refrigerant circulating means for circulating.

【００２０】また、溶融接合装置は、外部を遮断した気
密なグローブボックスと、前記グローブボックス内に有
する石英ガラスおよびセラミック材料のいずれかによっ
て構成された対象物と、前記グローブボックスの外部に
設置されたレーザ装置および集塵手段と、前記対象物の
内圧である第１の圧力を、前記グローブボックス内の内
圧である第２の圧力より小さく減圧保持する内圧制御手
段とを備え、グローブボックスの外部にある前記レーザ
装置から発せられたレーザ光により加熱溶融された前記
対象物の任意の部分が、前記第１の圧力と前記第２の圧
力の差圧によって収縮溶接され、かつ前記収縮溶融時に
発生したゴミや塵を集塵手段で取り除くものにおいて、
加熱溶融される前記対象物の所定の部分の近傍に焦点を
有する反射鏡をさらに備え、前記反射鏡は、積分球であ
ると共に、その内部に前記対象物の所定の部分が保持さ
れ、かつ、前記反射鏡には、その内部に前記対象物を挿
入する第１の開口部と、前記レーザ光を入射する第２の
開口部が少なくとも１つ設けられ、該第２の開口部から
入射された該レーザ光は積分球である該反射鏡の内部で
反射されて、該第１の開口部から挿入された前記対象物
の所定の部分を均等に照射加熱することを特徴とする。
これによれば、積分球である反射鏡に開口部を設けるこ
とによって、反射鏡の内部に対象物を保持すると共に、
保持された対象物に対してレーザ光を照射できる。 In addition, the fusion bonding apparatus is equipped with a
Dense glove box and existing inside the glove box
Depending on the quartz glass and ceramic material
On the outside of the glove box with the configured object
The installed laser device and dust collecting means, and the object
The first pressure, which is the internal pressure, is applied to the inside of the glove box.
Internal pressure control hand that keeps pressure lower than the second pressure, which is the pressure
The laser outside the glove box, comprising a step and
The above is heated and melted by the laser beam emitted from the device.
Any part of the object may be the first pressure and the second pressure.
Shrink welding due to the pressure difference of force, and at the time of shrink melting
In those that remove the generated dust and dirt with dust collecting means,
Focus near a given part of the object to be heated and melted
Further comprising a reflecting mirror having an integrating sphere.
And a predetermined part of the object is held inside.
And the object is inserted inside the reflector.
A first opening for entering and a second opening for entering the laser light.
At least one opening is provided, and from the second opening
The incident laser light is inside the reflecting mirror which is an integrating sphere.
The object reflected and inserted through the first opening
It is characterized in that a predetermined portion of is uniformly heated by irradiation.
According to this, it is necessary to provide an opening in the reflecting mirror that is an integrating sphere.
By holding the object inside the reflector,
The held object can be irradiated with laser light.

【００２１】また、溶融接合装置は、外部を遮断した気
密なグローブボックスと、前記グローブボックス内に有
する石英ガラスおよびセラミック材料のいずれかによっ
て構成された対象物と、前記グローブボックスの外部に
設置されたレーザ装置および集塵手段と、前記対象物の
内圧である第１の圧力を、前記グローブボックス内の内
圧である第２の圧力より小さく減圧保持する内圧制御手
段とを備え、グローブボックスの外部にある前記レーザ
装置から発せられたレーザ光により加熱溶融された前記
対象物の任意の部分が、前記第１の圧力と前記第２の圧
力の差圧によって収縮溶接され、かつ前記収縮溶融時に
発生したゴミや塵を集塵手段で取り除くものにおいて、
加熱溶融される前記対象物の所定の部分の近傍に焦点を
有する反射鏡をさらに備え、前記反射鏡は、積分球であ
ると共に、その内部に前記対象物の所定の部分が保持さ
れ、かつ、前記反射鏡には、さらに、該反射鏡内部のダ
ストを吸引するための開口部が設けられたことを特徴と
する。これによれば、ダスト吸引のために設けられた開
口部から、反射鏡内部のダストを吸引排出することがで
きる。 In addition, the fusion bonding apparatus is equipped with a
Dense glove box and existing inside the glove box
Depending on the quartz glass and ceramic material
On the outside of the glove box with the configured object
The installed laser device and dust collecting means, and the object
The first pressure, which is the internal pressure, is applied to the inside of the glove box.
Internal pressure control hand that keeps pressure lower than the second pressure, which is the pressure
The laser outside the glove box, comprising a step and
The above is heated and melted by the laser beam emitted from the device.
Any part of the object may be the first pressure and the second pressure.
Shrink welding due to the pressure difference of force, and at the time of shrink melting
In those that remove the generated dust and dirt with dust collecting means,
Focus near a given part of the object to be heated and melted
Further comprising a reflecting mirror having an integrating sphere.
And a predetermined part of the object is held inside.
And the reflector is further provided with a datum inside the reflector.
An opening is provided for sucking the strike.
To do. According to this, the opening provided for dust suction
Dust inside the reflector can be sucked out from the mouth.
Wear.

【００２２】また、溶融接合装置は、外部を遮断した気
密なグローブボックスと、前記グローブボックス内に有
する石英ガラスおよびセラミック材料のいずれかによっ
て構成された対象物と、前記グローブボックスの外部に
設置されたレーザ装置および集塵手段と、前記対象物の
内圧である第１の圧力を、前記グローブボックス内の内
圧である第２の圧力より小さく減圧保持する内圧制御手
段とを備え、グローブボックスの外部にある前記レーザ
装置から発せられたレーザ光により加熱溶融された前記
対象物の任意の部分が、前記第１の圧力と前記第２の圧
力の差圧によって収縮溶接され、かつ前記収縮溶融時に
発生したゴミや塵を集塵手段で取り除くものにおいて、
加熱溶融される前記対象物の所定の部分の近傍に焦点を
有する反射鏡をさらに備え、前記反射鏡は、積分球であ
ると共に、その内部に前記対象物の所定の部分が保持さ
れ、かつ、前記反射鏡の外周側に、冷却手段をさらに備
え、該反射鏡を冷却することを特徴とする。これによれ
ば、反射鏡の外周側に備えられた冷却器によって反射鏡
を冷却することによって、その内部で連続反射されたレ
ーザ光によって対象物が照射されて発生する高温から、
レーザ光に干渉すること無く反射鏡を保護できる。 In addition, the fusion bonding apparatus is equipped with a
Dense glove box and existing inside the glove box
Depending on the quartz glass and ceramic material
On the outside of the glove box with the configured object
The installed laser device and dust collecting means, and the object
The first pressure, which is the internal pressure, is applied to the inside of the glove box.
Internal pressure control hand that keeps pressure lower than the second pressure, which is the pressure
The laser outside the glove box, comprising a step and
The above is heated and melted by the laser beam emitted from the device.
Any part of the object may be the first pressure and the second pressure.
Shrink welding due to the pressure difference of force, and at the time of shrink melting
In those that remove the generated dust and dirt with dust collecting means,
Focus near a given part of the object to be heated and melted
Further comprising a reflecting mirror having an integrating sphere.
And a predetermined part of the object is held inside.
And further equipped with cooling means on the outer peripheral side of the reflecting mirror.
It is characterized in that the reflecting mirror is cooled. This
For example, the cooler provided on the outer peripheral side of the reflecting mirror
By cooling the
From the high temperature generated when the object is illuminated by the laser light,
The reflector can be protected without interfering with the laser light.

【００２３】[0023]

【００２４】[0024]

【００２５】[0025]

【００２６】[0026]

【００２７】[0027]

【００２８】[0028]

【００２９】[0029]

【００３０】[0030]

【００３１】[0031]

【００３２】[0032]

【００３３】[0033]

【００３４】[0034]

【００３５】[0035]

【００３６】[0036]

【００３７】[0037]

【００３８】[0038]

【００３９】[0039]

【００４０】[0040]

【００４１】[0041]

【００４２】[0042]

【００４３】[0043]

【００４４】[0044]

【００４５】[0045]

【００４６】[0046]

【００４７】[0047]

【００４８】[0048]

【００４９】[0049]

【００５０】[0050]

【００５１】[0051]

【００５２】[0052]

【００５３】[0053]

【００５４】[0054]

【００５５】[0055]

【００５６】[0056]

【００５７】[0057]

【００５８】[0058]

【００５９】[0059]

【００６０】[0060]

【００６１】[0061]

【００６２】[0062]

【００６３】[0063]

【００６４】[0064]

【００６５】[0065]

【００６６】[0066]

【００６７】[0067]

【００６８】[0068]

【００６９】[0069]

【００７０】[0070]

【００７１】[0071]

【００７２】[0072]

【００７３】[0073]

【００７４】[0074]

【００７５】[0075]

【００７６】[0076]

【００７７】[0077]

【００７８】[0078]

【００７９】[0079]

【００８０】[0080]

【００８１】[0081]

【００８２】[0082]

【００８３】[0083]

【００８４】[0084]

【００８５】[0085]

【００８６】[0086]

【００８７】[0087]

【００８８】[0088]

【００８９】[0089]

【００９０】[0090]

【００９１】[0091]

【００９２】[0092]

【００９３】[0093]

【００９４】[0094]

【００９５】[0095]

【００９６】[0096]

【００９７】[0097]

【００９８】[0098]

【００９９】[0099]

【０１００】[0100]

【０１０１】[0101]

【０１０２】[0102]

【０１０３】[0103]

【０１０４】[0104]

【０１０５】[0105]

【０１０６】[0106]

【０１０７】[0107]

【０１０８】[0108]

【０１０９】[0109]

【０１１０】[0110]

【０１１１】[0111]

【発明の実施の形態】図面を参照しながら、以下に本発
明にかかる溶融接合方法およびその装置について説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A fusion bonding method and apparatus therefor according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【０１１２】（第１の実施形態）図１に示すブロック図
を参照して、本発明の第１実施形態にかかる溶融接合装
置について説明する。同図においては、溶融接合装置Ｗ
ＬＰ１内部に、溶融接合あるいは気密に密閉封止される
石英ガラス材料あるいはセラミック材料で構成された真
空容器３が設置されている例が示されている。溶融接合
装置ＷＬＰ１は、外気を遮断した気密なグローブボック
ス１を有する。グローブボックス１には、真空ポンプ１
０を介して窒素ガスあるいは希ガス等の不活性ガスが蓄
えられたガスボンベ１１が気密に接続されて、グローブ
ボックス１内に不活性ガスが所定の圧力で注入される。
なお、グローブボックス１には、調圧弁２８が設けられ
て、グローブボックス１内の圧力Ｐ２は、外気圧Ｐ３よ
り多少高めの範囲（Ｐ３＜Ｐ２＜Ｐ３＋△Ｐ＜Ｐ４）に
保持される。なお、△Ｐは、数ｃｍＷａｔｅｒ圧力であ
り、Ｐ４はグローブボックス１の耐圧力である。このよ
うに、真空ポンプ１０、ガスボンベ１１、および調圧弁
２８でグローブボックス内圧調整機構ＧＰＲを形成して
いる。(First Embodiment) A fusion bonding apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the block diagram shown in FIG. In the figure, the fusion welding device W
An example is shown in which a vacuum container 3 made of a quartz glass material or a ceramic material that is fusion-bonded or hermetically sealed is installed inside the LP1. The fusion bonding apparatus WLP1 has an airtight glove box 1 that blocks outside air. The glove box 1 has a vacuum pump 1
A gas cylinder 11 in which an inert gas such as nitrogen gas or a rare gas is stored is hermetically connected via 0, and the inert gas is injected into the glove box 1 at a predetermined pressure.
A pressure regulating valve 28 is provided in the glove box 1 so that the pressure P2 in the glove box 1 is maintained in a range slightly higher than the outside air pressure P3 (P3 <P2 <P3 + ΔP <P4). In addition, ΔP is a pressure of several cm Water, and P4 is a withstand pressure of the glove box 1. In this way, the vacuum pump 10, the gas cylinder 11, and the pressure regulating valve 28 form the glove box internal pressure regulating mechanism GPR.

【０１１３】グローブボックス１には、不活性ガスを精
製する精製機３０が設けられている。雰囲気ガス精製機
３０は取り込みパイプＰｉおよび戻しパイプＰｒによっ
て、グローブボックス１内に気密に接続されている。雰
囲気ガス精製機３０は取り込みパイプＰｉを通して、グ
ローブボックス１内の雰囲気ガスを取り込み、水分吸着
剤等によって、取り込まれた雰囲気ガスに含まれている
水分等の不純物を除去した後、戻しパイプＰｒを通して
グローブボックス１内に環流する。これによりグローブ
ボックス１内の雰囲気ガスは、水分の非常に少ない低露
点状態に保たれる。このように、雰囲気ガス精製機３
０、取り込みパイプＰｉ、戻しパイプＰｒによって、グ
ローブボックス雰囲気精製機構ＧＡＲを形成している。The glove box 1 is provided with a purifier 30 for purifying the inert gas. The atmosphere gas purifier 30 is hermetically connected to the inside of the glove box 1 by the intake pipe Pi and the return pipe Pr. The atmospheric gas purifier 30 takes in the atmospheric gas in the glove box 1 through the intake pipe Pi, removes impurities such as moisture contained in the taken-in atmospheric gas with a moisture adsorbent, and then through the return pipe Pr. Circulate in the glove box 1. As a result, the atmospheric gas in the glove box 1 is kept in a low dew point state in which the water content is very small. In this way, the atmosphere gas refiner 3
The glove box atmosphere refining mechanism GAR is formed by 0, the intake pipe Pi, and the return pipe Pr.

【０１１４】グローブボックス１の外側には、レーザ装
置２が、そのレーザ光Ｌの光軸が内部に設置された真空
容器３の側面に対して概ね垂直をなすように設置されて
いる。レーザ装置２としては、通常、ＹＡＧレーザ、エ
キシマレーザやＣＯ₂ レーザを用いる。レーザ装置２か
ら放射されたレーザ光線Ｌが集光レンズ６によって、真
空容器３の側面に集光できるように、レーザ光Ｌの光軸
を遮るようにレーザ光窓５がグローブボックス１の側面
に設けられている。なお、集光レンズ６およびレーザ光
窓５の構成材料としては、レーザ光Ｌの波長に応じて、
レーザ光Ｌを良く透過する物質が適宜選択される。The laser device 2 is installed outside the glove box 1 so that the optical axis of the laser light L is substantially perpendicular to the side surface of the vacuum container 3 in which it is installed. As the laser device 2, a YAG laser, an excimer laser or a CO ₂ laser is usually used. A laser light window 5 is provided on the side surface of the glove box 1 so as to block the optical axis of the laser light L so that the laser beam L emitted from the laser device 2 can be condensed on the side surface of the vacuum container 3 by the condenser lens 6. It is provided. As the constituent materials of the condenser lens 6 and the laser light window 5, depending on the wavelength of the laser light L,
A substance that transmits the laser beam L well is appropriately selected.

【０１１５】一例として、ＹＡＧレーザおよびエキシマ
レーザでは、そのレーザ波長が１．０６μｍ近傍である
ため、レーザ光窓５の材料としては石英ガラスを用いる
ことができる。一方、ＣＯ₂ レーザでは、その波長が１
０．６μｍであるため、殆どの物質が光エネルギーを吸
収してしまうため、レーザ光窓５の材料はＺｎＳｅ（セ
レン化亜鉛）やＧｅ（ゲルマニウム）等に限定される。
一方、真空容器３は、レーザ光Ｌを良く吸収する材料が
好ましいので、ＹＡＧレーザやエキシマレーザを用いる
場合は、レーザ光Ｌを透過する石英ガラス材料では無
く、レーザ光Ｌを吸収するセラミック材料あるいは金属
材料で構成されねばならないことは言うまでも無い。さ
らに、ＣＯ₂ レーザの場合は、ＺｎＳｅやＧｅ以外の殆
どの材料で構成できる。しかし、実際的には集光レンズ
６を構成するＺｎＳｅ（セレン化亜鉛）を主成分とする
材料が、レーザ光窓５の材料として選択される。Ｇｅ
（ゲルマニウム）もレーザ光窓５の材料として使用可能
であるが、毒性が強いうえに可視光を透過しないので、
ＺｎＳｅ材料が望ましい。As an example, in the YAG laser and the excimer laser, since the laser wavelength is around 1.06 μm, quartz glass can be used as the material of the laser light window 5. On the other hand, the wavelength of CO ₂ laser is 1
Since the thickness is 0.6 μm, most substances absorb the light energy, so that the material of the laser light window 5 is limited to ZnSe (zinc selenide), Ge (germanium), or the like.
On the other hand, since the vacuum container 3 is preferably made of a material that absorbs the laser light L well, when a YAG laser or an excimer laser is used, it is not a quartz glass material that transmits the laser light L but a ceramic material that absorbs the laser light L or It goes without saying that it must be made of a metallic material. Further, in the case of a CO ₂ laser, it can be composed of almost any material other than ZnSe and Ge. However, practically, a material having ZnSe (zinc selenide) as a main component that constitutes the condenser lens 6 is selected as the material of the laser light window 5. Ge
(Germanium) can also be used as a material for the laser light window 5, but since it is highly toxic and does not transmit visible light,
ZnSe material is preferred.

【０１１６】グローブボックス１のレーザ光窓５の反対
側の位置には、レーザ光窓５と同様にレーザ光Ｌの光軸
を遮るようにレーザ吸収体２ｄが設けられている。レー
ザ吸収体２ｄにはグローブボックス１の外部に設けられ
た冷却装置（図示せず）が接続されて冷却されている。
通常、冷却装置は内部に配管された銅製の冷却パイプに
冷却水を流すように構成される。なお、レーザ吸収体２
ｄは、図４に示すように、漏れレーザ光Ｌ’を効果的に
吸収するように三角樋状に構成される。At the position on the opposite side of the laser beam window 5 of the glove box 1, a laser absorber 2d is provided so as to block the optical axis of the laser beam L, like the laser beam window 5. A cooling device (not shown) provided outside the glove box 1 is connected to the laser absorber 2d for cooling.
Usually, the cooling device is configured to flow cooling water through a copper cooling pipe provided inside. The laser absorber 2
As shown in FIG. 4, d is formed in a triangular gutter shape so as to effectively absorb the leaked laser light L ′.

【０１１７】レーザ装置２から出射したレーザ光Ｌは、
レーザ光窓５の手前に設けられた集光レンズ６の焦点に
集光され、その後ビーム径は広がる。したがって、集光
レンズ６を光軸に沿って移動させてデフォーカスするこ
とによって、真空容器３を溶融させるためにレーザ光Ｌ
を照射する部分４の大きさを任意に調節できる。The laser light L emitted from the laser device 2 is
It is focused on the focus of a condenser lens 6 provided in front of the laser beam window 5, and thereafter the beam diameter is expanded. Therefore, by moving the condenser lens 6 along the optical axis for defocusing, the laser light L for melting the vacuum container 3 is generated.
The size of the portion 4 for irradiating can be adjusted arbitrarily.

【０１１８】さらに、グローブボックス１は、外部に設
けられた真空ポンプ２０と真空排気管７を介して気密に
接続されている。グローブボックス１内に設置された真
空容器３の一方の端部は、この真空排気管７と気密に接
続されて、圧力制御装置２１によって駆動される真空ポ
ンプ２０によって吸引される。真空容器３の内部圧力Ｐ
１が、グローブボックス１の内圧Ｐ２以下の所定圧まで
減圧された時点で、圧力制御装置２１は真空ポンプ２０
を停止させる。このように、真空排気管７、真空ポンプ
２０、および圧力制御装置２１は、真空容器の減圧機構
ＶＰＲを形成している。Further, the glove box 1 is hermetically connected to the vacuum pump 20 provided outside through a vacuum exhaust pipe 7. One end of the vacuum container 3 installed in the glove box 1 is airtightly connected to the vacuum exhaust pipe 7 and sucked by a vacuum pump 20 driven by a pressure control device 21. Internal pressure P of the vacuum container 3
1 is reduced to a predetermined pressure equal to or lower than the internal pressure P2 of the glove box 1, the pressure control device 21 operates the vacuum pump 20.
To stop. As described above, the vacuum exhaust pipe 7, the vacuum pump 20, and the pressure control device 21 form the pressure reducing mechanism VPR of the vacuum container.

【０１１９】上述の如く準備された溶融接合装置ＷＬＰ
１において、レーザ装置２からレーザ光Ｌを真空容器３
に対して照射すると、照射部４は瞬時に昇温されて溶融
点に達する。真空容器３の内圧Ｐ１は、グローブボック
ス１の圧力Ｐ２より小さいので、レーザ照射による溶融
部４の周囲から中央部に向けて働く押圧力Ｐ２−Ｐ１に
よって、溶融部４がシュリンク（縮小）する。結果、溶
融部４は中央部で互いに接合して、真空容器３の端部を
気密に封止する。この場合、図１に示すように、真空容
器３がランプ等である場合には、その内部に挿入されて
いる電極棒８の周囲の側壁を溶融させれば、電極を気密
に封止することができる。Melt joining apparatus WLP prepared as described above
1, the laser light L is emitted from the laser device 2 into the vacuum chamber 3
When irradiated to, the irradiation part 4 is instantly heated to reach the melting point. Since the internal pressure P1 of the vacuum container 3 is smaller than the pressure P2 of the glove box 1, the fusion zone 4 is shrunk (reduced) by the pressing force P2-P1 exerted from the periphery of the fusion zone 4 toward the center by laser irradiation. As a result, the melting portions 4 are joined to each other in the central portion, and the end portion of the vacuum container 3 is hermetically sealed. In this case, as shown in FIG. 1, when the vacuum container 3 is a lamp or the like, the electrodes are hermetically sealed by melting the side wall around the electrode rod 8 inserted therein. You can

【０１２０】レーザ装置２から照射されたレーザ光Ｌの
一部Ｌ’は真空容器３の溶融に使用されずに、レーザ光
窓５の反対側のグローブボックス１に向かって漏れ出
す。この漏れ出たレーザ光Ｌ’を吸収体２ｄによって熱
エネルギーとして吸収し、その熱エネルギーを冷却装置
でグローブボックス１の外部に排出する。このようにし
て、真空容器３の溶融接合に使用されなかった余分なレ
ーザ光Ｌ’によるグローブボックス１自身の損傷を防止
できる。A part L ′ of the laser light L emitted from the laser device 2 is not used for melting the vacuum container 3 and leaks toward the glove box 1 on the opposite side of the laser light window 5. The leaked laser light L'is absorbed by the absorber 2d as heat energy, and the heat energy is discharged to the outside of the glove box 1 by the cooling device. In this way, it is possible to prevent the glove box 1 itself from being damaged by the extra laser light L ′ that has not been used for fusion bonding of the vacuum container 3.

【０１２１】図２に、図１に示した溶融接合装置ＷＬＰ
１の変形例について説明する。本例における溶融接合装
置ＷＬＰ１’は図１に示した溶融接合装置ＷＬＰ１と略
同様の構成を有するが、さらに、真空容器３の回転軸に
沿って回転自在に挟持する挟持器４０および、挟持器４
０を回転させる回転モータ４１が好ましくはグローブボ
ックス１内に設けられている。レーザ光Ｌを照射して真
空容器３を加熱溶融させる際に、レーザの照射部分４の
熱分布を均一化させるために、真空容器３をレーザ光Ｌ
の光軸に対して垂直な軸に沿って回転させる。このよう
に、挟持器４０および回転モータ４１は、真空容器３の
回転機構ＶＲを形成している。なお、簡便化のために、
グローブボックス内圧調整機構ＧＰＲ、グローブボック
ス雰囲気精製機構ＧＡＲ、および真空容器減圧機構ＶＰ
Ｒは図示されていない。FIG. 2 shows the fusion bonding apparatus WLP shown in FIG.
A modification of No. 1 will be described. The melt-bonding apparatus WLP1 ′ in this example has substantially the same configuration as the melt-bonding apparatus WLP1 shown in FIG. 1, but further includes a sandwiching device 40 that sandwiches the vacuum container 3 rotatably along the rotation axis and a sandwiching device. Four
A rotary motor 41 for rotating 0 is preferably provided in the glove box 1. When the laser light L is irradiated to heat and melt the vacuum container 3, the vacuum container 3 is irradiated with the laser light L in order to make the heat distribution of the laser irradiation portion 4 uniform.
Rotate along an axis perpendicular to the optical axis of. Thus, the clamp 40 and the rotation motor 41 form the rotation mechanism VR of the vacuum container 3. For simplicity,
Glove box internal pressure adjusting mechanism GPR, glove box atmosphere refining mechanism GAR, and vacuum container pressure reducing mechanism VP
R is not shown.

【０１２２】以下に、図３を参照して、前述の溶融接合
装置ＷＬＰ１’における真空排気管７とグローブボック
ス１との気密性保持構造について説明する。真空排気管
７の周囲とグローブボックス１の内周部の間に設けられ
た摺動Ｏ−リング３３によって、真空排気管７とグロー
ブボックス１の回転摺動部での気密性が保たれる。さら
に、真空排気管７の回転を助けるために、グローブボッ
クス１の内周壁下部に設けられた雌ねじ部４４に嵌合す
る雄ねじ部４５を有するローラベアリング４６が設けら
れている。なお、上述の如く、グローブボックス内圧調
整手段によって、不活性ガスの導入および排気が行われ
て、グローブボックス１の内部は所定圧Ｐ２に保たれ
る。なお、図２に示した例では、溶融接合装置ＷＬＰ
１’は、真空容器３の回転手段をグローブボックス１内
に設けて真空容器３を回転させるようにしているが、グ
ローブボックス１の外部に設けて真空排気管７を回転さ
せるように構成しても良い。Hereinafter, with reference to FIG. 3, an airtightness holding structure between the vacuum exhaust pipe 7 and the glove box 1 in the above-described fusion bonding apparatus WLP1 'will be described. The sliding O-ring 33 provided between the periphery of the vacuum exhaust pipe 7 and the inner peripheral portion of the glove box 1 maintains airtightness in the rotary sliding portion of the vacuum exhaust pipe 7 and the glove box 1. Further, in order to assist the rotation of the vacuum exhaust pipe 7, there is provided a roller bearing 46 having a male screw portion 45 that fits into a female screw portion 44 provided on the lower portion of the inner peripheral wall of the glove box 1. In addition, as described above, the inert gas is introduced and exhausted by the glove box internal pressure adjusting means, and the inside of the glove box 1 is maintained at the predetermined pressure P2. In addition, in the example shown in FIG.
In 1 ', the rotating means of the vacuum container 3 is provided in the glove box 1 to rotate the vacuum container 3, but it is provided outside the glove box 1 to rotate the vacuum exhaust pipe 7. Is also good.

【０１２３】（第２の実施形態）図５に、本発明の第２
実施形態にかかる溶融接合装置を示す。本例における溶
融接合装置ＷＬＰ２は、図１に示した溶融接合装置ＷＬ
Ｐ１と同様の構造を有する。同図においても、グローブ
ボックス内圧調整機構ＧＰＲおよびグローブボックス雰
囲気精製機構ＧＡＲは簡便化のために図示されていな
い。ただし、真空容器減圧機構ＶＰＲの代わりに、互い
に対向するチャックＣ１およびＣ２を有する両旋盤５０
がグローブボックス１内に設けられている。チャックＣ
１およびＣ２はそれぞれ、矢印Ｄｐで示された互いに対
向する方向に自由に移動できる。さらに、チャックＣ１
およびＣ２は、矢印Ｄｒで示すようにＤｐ方向を回転軸
としてその周囲方向に自由に回転することができるの
で、図２で述べた真空容器回転機構ＶＲと同じ機能も有
している。チャックＣ１およびＣ２のそれぞれには、接
合物３Ｃ１および３Ｃ２が、それらの間に接着材料であ
る中間フリット９を挟持して取り付けられる。(Second Embodiment) FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
1 shows a fusion bonding apparatus according to an embodiment. The fusion bonding apparatus WLP2 in this example is the fusion bonding apparatus WL shown in FIG.
It has the same structure as P1. Also in this figure, the glove box internal pressure adjusting mechanism GPR and the glove box atmosphere refining mechanism GAR are not shown for simplification. However, instead of the vacuum vessel pressure reducing mechanism VPR, both lathes 50 having chucks C1 and C2 facing each other
Is provided in the glove box 1. Chuck C
1 and C2 are respectively free to move in the directions opposite to each other indicated by the arrow Dp. Further, the chuck C1
Since C2 and C2 can freely rotate in the circumferential direction with the Dp direction as the rotation axis as indicated by the arrow Dr, they also have the same function as the vacuum container rotation mechanism VR described in FIG. The joints 3C1 and 3C2 are attached to the chucks C1 and C2, respectively, with an intermediate frit 9 which is an adhesive material sandwiched therebetween.

【０１２４】このように構成された溶融接合装置ＷＬＰ
２において、第１実施形態におけるのと同様に、回転あ
るいは静止している接合物３Ｃ１および３Ｃ２との接合
部にレーザ光Ｌを照射して、中間フリット９が溶融した
時点でチャックＣ１およびＣ２をＤｐ方向に互いに接近
するように移動させて、接合物３Ｃ１および３Ｃ２を互
いに押しつけて、溶融した中間フリット９によって溶着
接合させる。[0124] The fusion bonding apparatus WLP having the above-mentioned configuration
2, in the same manner as in the first embodiment, the laser light L is applied to the joints with the joints 3C1 and 3C2 that are rotating or stationary, and the chucks C1 and C2 are removed when the intermediate frit 9 melts. The joints 3C1 and 3C2 are pressed against each other by moving them so as to approach each other in the Dp direction, and welded and joined by the melted intermediate frit 9.

【０１２５】このように、本実施形態では、両旋盤５０
によって、それぞれ別個の接合物３Ｃ１および３Ｃ２を
溶融した中間フリット９に押しつけることによって、互
いに接合するので、接合物３Ｃ１および３Ｃ２がセラミ
ック材料のような低熱可塑性材料で構成されている場合
に適している。As described above, in this embodiment, both lathes 50 are
Are joined together by pressing the separate joints 3C1 and 3C2 against the molten intermediate frit 9, which is suitable when the joints 3C1 and 3C2 are made of a low thermoplastic material such as a ceramic material. .

【０１２６】セラミック材料同士を接合させる時、中間
フリット９はＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃、ＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｓ
ｉＯ₂ 、ＭｇＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂ 等で形成されるが
好ましい。これらの中間フリット９は、１０００℃から
１５００℃ほどで溶融できるので、レーザ光Ｌを受光後
数秒で所定の溶融温度まで昇温される。上述のように、
レーザ光Ｌの波長を適切に選ぶことによって、従来のよ
うにフリット９内に金属を添加しなくても、中間フリッ
ト９単体だけでレーザ光Ｌのエネルギーを吸収できるた
め、誘電体材料を中間フリット９として用いることもで
きる。When the ceramic materials are joined together, the intermediate frit 9 is made of CaO--Al ₂ O ₃ or CaO--Al ₂ O ₃ --S.
It is preferably formed of iO ₂ , MgO—Al ₂ O ₃ —SiO _2, or the like. Since these intermediate frits 9 can be melted at about 1000 to 1500 ° C., they are heated to a predetermined melting temperature within a few seconds after receiving the laser beam L. As mentioned above,
By appropriately selecting the wavelength of the laser light L, the energy of the laser light L can be absorbed by only the intermediate frit 9 without adding a metal in the frit 9 as in the conventional case. It can also be used as 9.

【０１２７】また、接合物３Ｃ１および３Ｃ２として、
第１実施形態で用いた石英ガラス材料で構成された真空
容器３を用いると共に、中間フリット９として石英ガラ
スを用いてそれらを溶融接合できることは言うまでも無
い。Further, as the joints 3C1 and 3C2,
It goes without saying that the vacuum container 3 made of the quartz glass material used in the first embodiment can be used, and quartz glass can be used as the intermediate frit 9 to melt-bond them.

【０１２８】（第３の実施形態）図６に、本発明の第３
実施形態にかかる溶融接合装置を示す。本例における溶
融接合装置ＷＬＰ３は、図１に示した溶融接合装置ＷＬ
Ｐ１と同様の構造を有する。同図においても、簡便化の
ために、グローブボックス内圧調整機構ＧＰＲ、グロー
ブボックス雰囲気精製機構ＧＡＲ、および真空容器減圧
機構ＶＰＲは図示されていない。ただし、真空容器３の
端部を冷却する冷却装置１３が新たに設けられている。
冷却装置１３は、グローブボックス１の外部に設けられ
た、冷風、冷却水あるいは液体窒素等の冷媒ＲＦを貯蔵
する冷媒タンク（図示せず）に接続されて、同冷媒ＲＦ
を流動させる冷却パイプ１３Ｐを真空容器３の端部の周
囲に配管して構成されている。(Third Embodiment) FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention.
1 shows a fusion bonding apparatus according to an embodiment. The fusion bonding apparatus WLP3 in this example is the fusion bonding apparatus WL shown in FIG.
It has the same structure as P1. Also in the figure, for simplification, the glove box internal pressure adjusting mechanism GPR, the glove box atmosphere refining mechanism GAR, and the vacuum container depressurizing mechanism VPR are not shown. However, a cooling device 13 for cooling the end portion of the vacuum container 3 is newly provided.
The cooling device 13 is connected to a refrigerant tank (not shown) that is provided outside the glove box 1 and stores a refrigerant RF such as cold air, cooling water, or liquid nitrogen.
A cooling pipe 13P for flowing the air is provided around the end of the vacuum container 3.

【０１２９】このように構成された溶融接合装置ＷＬＰ
３においては、第１実施形態におけるのと同様に、回転
あるいは静止している真空容器３にレーザ光Ｌを照射し
て、照射部４が溶融した時点で、真空容器３とグローブ
ボックス１の内圧差Ｐ２−Ｐ１によって、溶融部４がシ
ュリンクして密閉封止される。この場合、真空容器３の
端部に溶融部４の熱が伝導しても、冷却装置１３によっ
て十分冷却されているので、真空容器３の端部に封入さ
れた水銀等の高蒸気圧材料１４を蒸発させること無く、
真空容器３の密閉封止ができる。The fusion bonding apparatus WLP configured as described above
In the same manner as in the first embodiment, the internal pressures of the vacuum container 3 and the glove box 1 are irradiated with the laser light L on the rotating or stationary vacuum container 3 and the irradiation part 4 melts. Due to the difference P2-P1, the fusion zone 4 shrinks and is hermetically sealed. In this case, even if the heat of the melting part 4 is conducted to the end of the vacuum container 3, it is sufficiently cooled by the cooling device 13, so that the high vapor pressure material 14 such as mercury sealed in the end of the vacuum container 3 is used. Without evaporating
The vacuum container 3 can be hermetically sealed.

【０１３０】以下に、図７を参照して、Ｘｅ（キセノ
ン）ガスを高圧（大気圧以上の圧力）に封入した真空容
器３を密閉封止するための溶融接合方法およびその装置
に付いて以下に説明する。同図に、上述の第３実施形態
にかかる溶融接合装置ＷＬＰ３の変形例を示す。本例に
おける溶融接合装置ＷＬＰ３’では、冷却装置１３に
は、冷却パイプ１３Ｐの代わりに、冷媒を貯蔵する冷却
タンク１３Ｔが真空容器３の端部の周囲を覆うように設
けられている。この冷却タンク１３Ｔは、導入ポート１
８によって外部に設けられたバルブ１９を介して、これ
も外部に設けられた冷媒タンク（図示せず）に接続され
ている。Hereinafter, referring to FIG. 7, a fusion bonding method and apparatus for hermetically sealing the vacuum container 3 in which Xe (xenon) gas is sealed at a high pressure (above atmospheric pressure) will be described. Explained. The same figure shows a modification of the fusion bonding apparatus WLP3 according to the third embodiment. In the fusion bonding apparatus WLP3 ′ in this example, the cooling device 13 is provided with a cooling tank 13T that stores a refrigerant so as to cover the periphery of the end portion of the vacuum container 3, instead of the cooling pipe 13P. This cooling tank 13T has an introduction port 1
8 is also connected via an externally provided valve 19 to a refrigerant tank (not shown) also provided externally.

【０１３１】このように構成された溶融接合装置ＷＬＰ
３’において、冷却タンク１３Ｔに冷媒として液体窒素
を蓄えて、真空容器３の端部を液体窒素に浸漬させて冷
却しながら、回転あるいは静止している真空容器３にレ
ーザ光Ｌを照射して、照射部４を溶融させて密閉封止す
る。なお、キセノンの融点は−１１１．９℃であり、そ
の沸点は−１０８．１℃である。一方、窒素の融点−２
０９．８６℃であり、その沸点は−１９５．８℃であ
る。それ故に、真空容器３の端部は、冷却タンク１３Ｔ
に蓄えられた液体窒素によって−２０９．８６℃に冷却
されているので、真空容器３の端部には、封入されたキ
セノンガスが液化あるいは固化されて蒸気圧を殆どゼロ
にすることができる。したがって、石英ガラス管３内が
減圧状態になるため、レーザ光Ｌによって溶融されると
石英ガラス３は内側に向かってシュリンクし、気密に密
閉封止ができる。The fusion bonding apparatus WLP configured as described above
In 3 ', liquid nitrogen is stored as a refrigerant in the cooling tank 13T, the end of the vacuum container 3 is immersed in the liquid nitrogen for cooling, and the rotating or stationary vacuum container 3 is irradiated with laser light L. , The irradiation part 4 is melted and hermetically sealed. The melting point of xenon is -111.9 ° C, and the boiling point thereof is -108.1 ° C. On the other hand, the melting point of nitrogen-2
It is 09.86 ° C and its boiling point is -195.8 ° C. Therefore, the end of the vacuum container 3 has a cooling tank 13T.
Since it is cooled to −209.86 ° C. by the liquid nitrogen stored in, the sealed xenon gas is liquefied or solidified at the end of the vacuum container 3 and the vapor pressure can be made almost zero. Therefore, since the inside of the quartz glass tube 3 is in a depressurized state, when the quartz glass 3 is melted by the laser light L, the quartz glass 3 shrinks inward and can be hermetically sealed.

【０１３２】図７に示すように、液体窒素ＲＦをグロー
ブボックス１外部から導入し、冷却タンク１３Ｔに充填
する。そして、石英ガラス等の溶融サンプル３で蒸気圧
の高い物質１６を所有している部分１５を浸漬するよう
に構成する代わりに、直接熱を加えたくない部分に液体
窒素などの冷媒ＲＦを吹き付けるようにノズルを設けて
も良い。As shown in FIG. 7, liquid nitrogen RF is introduced from the outside of the glove box 1 and filled in the cooling tank 13T. Then, instead of immersing the portion 15 having the substance 16 having a high vapor pressure in the molten sample 3 such as quartz glass, the refrigerant RF such as liquid nitrogen is sprayed on the portion to which heat is not directly applied. You may provide a nozzle in.

【０１３３】グローブボックス１の内部への導入ポート
１８は、通常はバルブ１９で外気とは遮断できるように
しておく。また図１に示したのと同様に、グローブボッ
クス１は設定された圧力に維持するための調圧弁２８が
設けられているため、内部の圧力が上昇することも無
い。またグローブボックス１内は水分を可能な限り除去
した露点の低い状態に保っているが、前述のような液体
窒素ＲＦを流すことによって、外気とグローブボックス
１内の雰囲気は接触することが無く、グローブボックス
１内の露点が悪化することは無い。むしろ液体窒素など
は極低温の冷媒ＲＦであるため、グローブボックス１内
の水分が固化し、グローブボックス雰囲気精製機構ＧＡ
Ｒにより循環精製により外部へ排出されて、グローブボ
ックス１内の露点が向上する。The inlet port 18 to the inside of the glove box 1 is normally provided with a valve 19 so as to be shielded from the outside air. Further, as in the case shown in FIG. 1, the glove box 1 is provided with the pressure regulating valve 28 for maintaining the set pressure, so that the internal pressure does not rise. In addition, the inside of the glove box 1 is kept in a state where the dew point is as low as possible by removing water, but by flowing the liquid nitrogen RF as described above, the outside air and the atmosphere inside the glove box 1 do not come into contact with each other, The dew point in the glove box 1 does not deteriorate. Rather, since liquid nitrogen or the like is a cryogenic refrigerant RF, the water inside the glove box 1 solidifies, and the glove box atmosphere purification mechanism GA
It is discharged to the outside by circulation refining by R, and the dew point in the glove box 1 is improved.

【０１３４】以上のようなレーザ光を利用した溶融接合
方法およびその装置により、気密密閉を行う封止工程を
取れば、水分の混入は基本的に無くなり、ランプ等の寿
命特性は大幅に改善する。If a sealing step for hermetically sealing is performed by the above-described fusion bonding method and apparatus using laser light, mixing of water is basically eliminated, and life characteristics of a lamp or the like is greatly improved. .

【０１３５】（第４の実施形態）図８に、本発明の第４
実施形態にかかる溶融接合装置を示す。本例における溶
融接合装置ＷＬＰ４は、図１に示した装置ＷＬＰ１と同
様の構造を有する。本実施形態においては、グローブボ
ックス１は隔壁３５と真空用Ｏリング３９によって、真
空排気部３４と本来のグローブボックス部１’とに気密
に区切られている。同図においては、簡便化のために図
示されていないが、グローブボックス内圧調整機構ＧＰ
Ｒ、およびグローブボックス雰囲気精製機構ＧＡＲは本
来のグローブボックス１’に接続されている。隔壁３５
には、ガス導入ポート３２が設けられて、グローブボッ
クス部１’から不活性ガスを真空排気部３４内に導入で
きる。(Fourth Embodiment) FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention.
1 shows a fusion bonding apparatus according to an embodiment. The fusion bonding apparatus WLP4 in this example has the same structure as the apparatus WLP1 shown in FIG. In the present embodiment, the glove box 1 is airtightly divided by the partition wall 35 and the vacuum O-ring 39 into the vacuum exhaust part 34 and the original glove box part 1 ′. Although not shown in the figure for simplification, the glove box internal pressure adjusting mechanism GP is shown.
R and the glove box atmosphere purification mechanism GAR are connected to the original glove box 1 '. Partition wall 35
Is provided with a gas introduction port 32, and an inert gas can be introduced into the vacuum exhaust section 34 from the glove box section 1 ′.

【０１３６】真空排気部３４では、集光レンズ６が外部
に設けられたレーザ装置２の光軸を遮るように、真空排
気部３４のグローブボックス１の側壁に設けられてい
る。レーザ装置２から照射されたレーザ光Ｌを反射して
焦点上に結ぶように、集光レンズ６から内部に向かって
反射鏡３７がレーザ光Ｌの光軸方向に延在している。セ
ラミック材料で構成された真空容器３が、その封止部の
中間フリット９が集光レンズ６の焦点上に略位置するよ
うに固定されている。なお、封止部は真空容器３の端部
に、セラミック材料製の蓋３Ｌが、セラミック製の中間
フリット９を介して載せられている。In the vacuum exhaust unit 34, the condenser lens 6 is provided on the side wall of the glove box 1 of the vacuum exhaust unit 34 so as to block the optical axis of the laser device 2 provided outside. A reflecting mirror 37 extends in the optical axis direction of the laser beam L from the condenser lens 6 toward the inside so that the laser beam L emitted from the laser device 2 is reflected and focused on the focal point. The vacuum container 3 made of a ceramic material is fixed so that the intermediate frit 9 of the sealing portion is substantially positioned on the focal point of the condenser lens 6. In addition, as the sealing portion, a lid 3L made of a ceramic material is placed on an end portion of the vacuum container 3 via an intermediate frit 9 made of ceramic.

【０１３７】さらに、真空排気部３４は排気弁４３を介
して真空ポンプ３６に接続され、さらに真空排気部３４
の内部圧を測定する真空計３８が設けられている。この
ようにして、排気弁４３、真空排気部３４、真空ポンプ
３６、および真空計３８によって、上述の真空容器減圧
機構ＶＰＲが構成されている。Further, the vacuum exhaust unit 34 is connected to the vacuum pump 36 via the exhaust valve 43, and the vacuum exhaust unit 34 is further connected.
A vacuum gauge 38 is provided to measure the internal pressure of the. In this way, the exhaust valve 43, the vacuum exhaust unit 34, the vacuum pump 36, and the vacuum gauge 38 constitute the above-described vacuum container depressurization mechanism VPR.

【０１３８】このように構成された溶融接合装置ＷＬＰ
４において、先ず、排気弁４３を開けて真空ポンプ３６
を駆動し、真空排気部分３４内のガスを真空排気する。
その後、排気弁４３を閉めてガス導入ポート３２を開い
て、グローブボックス部１’内の不活性ガスを、真空計
３８でガス圧を確認しながら真空排気部３４内に導入す
る。真空排気部３４内のガス圧力が所定圧Ｐ１に達した
時点で、真空ポンプ３６を閉じる。なお、本例では、真
空排気部３４にグローブボックス部１’内の不活性ガス
を導入したが、それと異なるガスを導入する必要がある
場合には、グローブボックス内圧調整機構ＧＰＲに相当
する異なるガスの供給源を真空排気部３４に接続すれば
良い。[0138] The fusion-bonding apparatus WLP having the above structure
4, the exhaust valve 43 is first opened to open the vacuum pump 36.
Is driven to evacuate the gas in the vacuum evacuation portion 34.
After that, the exhaust valve 43 is closed and the gas introduction port 32 is opened to introduce the inert gas in the glove box part 1 ′ into the vacuum exhaust part 34 while checking the gas pressure with the vacuum gauge 38. When the gas pressure in the vacuum exhaust unit 34 reaches the predetermined pressure P1, the vacuum pump 36 is closed. In addition, in this example, the inert gas in the glove box part 1 ′ is introduced into the vacuum exhaust part 34. However, when a different gas from the inert gas needs to be introduced, a different gas corresponding to the glove box internal pressure adjusting mechanism GPR is introduced. It suffices to connect the supply source to the vacuum exhaust unit 34.

【０１３９】次に、レーザ装置２から所定のビーム幅に
拡大、縮小したレーザ光Ｌを集光レンズ６を介して反射
鏡３７に照射する。反射鏡３７の焦点に設置された溶融
部分は均一に熱エネルギーを受けた封止部分、つまり中
間フリット９を含む真空容器３、およびセラミック材料
製の蓋３Ｌで構成される部分を均一に溶融することが可
能になる。この時隙間無く密閉溶着を確実にするため
に、図５に示した旋盤５０を用いて、真空容器３を回転
しながらセラミック管３の軸方向に加圧する。Next, the laser beam L expanded and reduced to a predetermined beam width from the laser device 2 is applied to the reflecting mirror 37 via the condenser lens 6. The melting portion installed at the focal point of the reflecting mirror 37 uniformly melts the sealing portion that receives the heat energy, that is, the vacuum container 3 including the intermediate frit 9 and the portion formed by the lid 3L made of ceramic material. It will be possible. At this time, in order to ensure hermetic welding without a gap, the lathe 50 shown in FIG. 5 is used to pressurize the vacuum vessel 3 in the axial direction of the ceramic tube 3 while rotating it.

【０１４０】（第５の実施形態）図９に本発明の第５実
施形態にかかる溶融接合装置を示す。本例における溶融
接合装置ＷＬＰ５は、図１に示す溶融接合装置ＷＬＰ１
と同様の構成を有しているが、さらにグローブボックス
１の外部に、集塵機２５ａを格納する集塵室２５が設け
られている。集塵室２５には、グローブボックス１内に
気密に接続されている吸気パイプ２２ｉと排気パイプ２
２ｏがそれぞれ接続されている。吸気パイプ２２ｉはそ
の端部がグローブボックス１内の真空容器３の溶融部４
の近傍に位置されており、排気パイプ２２ｏの端部はグ
ローブボックス１内の任意の場所に位置されている。集
塵室２５内の吸気パイプ２２ｉの途中に設けられた循環
ポンプ２３によって、吸気パイプ２２ｉは溶融部４の近
傍の雰囲気ガスを吸引して、集塵機２５ａに送り込む。(Fifth Embodiment) FIG. 9 shows a fusion bonding apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. The fusion bonding apparatus WLP5 in this example is the fusion bonding apparatus WLP1 shown in FIG.
Although it has the same configuration as the above, a dust collection chamber 25 for housing the dust collector 25a is further provided outside the glove box 1. In the dust collection chamber 25, an intake pipe 22i and an exhaust pipe 2 that are airtightly connected to the inside of the glove box 1 are provided.
2o are respectively connected. The end portion of the intake pipe 22i is the melting portion 4 of the vacuum container 3 in the glove box 1.
The exhaust pipe 22o has an end located at an arbitrary position in the glove box 1. A circulation pump 23 provided in the dust collecting chamber 25 in the middle of the suction pipe 22i sucks the atmospheric gas in the vicinity of the melting portion 4 and sends it to the dust collector 25a.

【０１４１】集塵機２５ａの中に設けられたフィルタ２
４によって、吸引された雰囲気ガスに含まれるゴミや塵
などの物質は除去されて、排気パイプ２２ｏを通して清
浄な雰囲気ガスがグローブボックス１内に戻される。こ
のようにして、石英ガラス等の被接合物３を溶融温度位
まで加熱してやると、シリカ状の小さい粉末が蒸発物Ｅ
ｖとして発生し、グローブボックス１内部が非常に汚れ
てしまい、さらには蒸発物Ｅｖによってレーザ光窓５が
汚れる。しかし、上記の構成によれば真空容器３に届く
レーザ光Ｌのエネルギーが減衰されるという不具合を改
善できる。また、集塵室２５はグローブボックス１と隔
離されているので、グローブボックス１を空気中に暴露
すること無くフィルタ２４を交換できる。Filter 2 provided in dust collector 25a
By 4, substances such as dust and dust contained in the sucked atmospheric gas are removed, and clean atmospheric gas is returned into the glove box 1 through the exhaust pipe 22o. In this way, when the article to be joined 3 such as quartz glass is heated to the melting temperature level, a small silica-like powder evaporates E.
occurs as v, and the inside of the glove box 1 becomes extremely dirty, and further, the laser light window 5 becomes dirty by the evaporated material Ev. However, according to the above configuration, the problem that the energy of the laser light L reaching the vacuum container 3 is attenuated can be improved. Further, since the dust collection chamber 25 is isolated from the glove box 1, the filter 24 can be replaced without exposing the glove box 1 to the air.

【０１４２】（第６の実施形態）図１０に本発明の第６
実施形態にかかる溶融接合装置を示す。本例における溶
融接合装置ＷＬＰ６は、図１に示す溶融接合装置ＷＬＰ
１と同様の構成を有しているが、レーザ光窓５および集
光レンズ６の代わりに可動式集光レンズ６Ｍが設けられ
ていると共に、レーザ吸収体２ｄの表面に、出力モニタ
２６がさらに設けられている。(Sixth Embodiment) FIG. 10 shows a sixth embodiment of the present invention.
1 shows a fusion bonding apparatus according to an embodiment. The fusion bonding apparatus WLP6 in this example is the fusion bonding apparatus WLP shown in FIG.
1 has the same configuration as that of the first embodiment, but a movable condenser lens 6M is provided in place of the laser light window 5 and the condenser lens 6, and an output monitor 26 is further provided on the surface of the laser absorber 2d. It is provided.

【０１４３】つまり、第１実施形態においては、集光レ
ンズ６はグローブボックス１の外に設置されているが、
グローブボックス１に設けられているレーザ光窓５も集
光レンズと同一の材料を使用する必要がある。この点に
鑑みて、モータ２７によって集光レンズ６をレーザ光Ｌ
の光軸に沿ってＤＬ方向に、グローブボックス１に対し
て気密に動くように構成し、しかも窓材料５としても兼
用にしたものが可動式集光レンズ６Ｍである。さらに、
レーザ入射した反対側のレーザ吸収体２ｄ上に、出力モ
ニタ２６を設置して、漏れレーザ光Ｌ’の出力をモニタ
したモニタ信号をレーザ入力電源２ｂあるいは、可動式
集光レンズ６Ｍの駆動モータ２７にフィードバックし
て、安定した溶融条件で対象物３の加熱が可能になり、
歩留まりも向上する。That is, in the first embodiment, the condenser lens 6 is installed outside the glove box 1, but
The laser beam window 5 provided in the glove box 1 also needs to use the same material as the condenser lens. In consideration of this point, the motor 27 causes the condenser lens 6 to move the laser beam L
The movable condenser lens 6M is configured to move in an airtight manner with respect to the glove box 1 in the DL direction along the optical axis of and is also used as the window material 5. further,
An output monitor 26 is installed on the laser absorber 2d on the opposite side to which the laser is incident, and a monitor signal for monitoring the output of the leaked laser light L'is supplied to the laser input power source 2b or the drive motor 27 for the movable condenser lens 6M. To the object 3 under stable melting conditions,
Yield is also improved.

【０１４４】以上に述べたように、レーザ装置２の投入
パワー、照射時間または集光レンズ６の位置を調整する
ことにより、数秒という短時間で、真空容器３の溶融接
合および気密な密閉封止が可能である。したがって、希
ガスや窒素ガスと言う不活性雰囲気のグローブボックス
１内部で加熱溶着作業を行うため、蒸気圧の高いメタル
ハライドを石英ガラス管３内への密閉封止や、酸化を極
端に嫌う材料などを石英ガラス管３内への密閉封止が容
易にできるようになる。As described above, by adjusting the input power of the laser device 2, the irradiation time or the position of the condenser lens 6, the vacuum container 3 is melt-bonded and hermetically sealed in a short time of a few seconds. Is possible. Therefore, since the heat welding work is performed inside the glove box 1 in an inert atmosphere such as a rare gas or a nitrogen gas, a metal halide having a high vapor pressure is hermetically sealed in the quartz glass tube 3 or a material which is extremely reluctant to oxidize. Thus, the quartz glass tube 3 can be easily hermetically sealed.

【０１４５】真空容器３として石英ガラスやセラミック
等の高融点の誘電体材料の接合について説明したが、酸
化を嫌う金属（例えばＭｏ、Ｗ等）の接合にも有用であ
ることは言うまでも無い。また、酸化を防止するために
不活性ガス雰囲気中ばかりでなく真空中でも同様に溶融
接合できる。Although the joining of a high melting point dielectric material such as quartz glass or ceramic has been described as the vacuum container 3, it is needless to say that it is also useful for joining a metal (for example, Mo, W, etc.) that does not like oxidation. . Further, in order to prevent oxidation, melt bonding can be performed not only in an inert gas atmosphere but also in vacuum.

【０１４６】しかも、集光レンズ６Ｍの焦点位置を動か
すことでレーザ光Ｌをデフォーカスし、照射部分の大き
さを調整することにより、種々の大きさの溶融対象部を
溶融することが可能である。またレーザ光Ｌの集光性が
良いので、溶融対象物のレーザ光Ｌを照射された部分の
狭い領域で温度勾配をつけることができる。したがっ
て、金属あるいは誘電体の区別無く溶接部分だけを局部
的に加熱でき、溶融させたくない部分への熱的影響を極
力抑えることができる。Moreover, by moving the focal position of the condenser lens 6M to defocus the laser light L and adjusting the size of the irradiated portion, it is possible to melt the melted target portions of various sizes. is there. Further, since the laser light L has a good condensing property, a temperature gradient can be provided in a narrow region of the portion of the melting target object irradiated with the laser light L. Therefore, it is possible to locally heat only the welded portion without distinguishing the metal or the dielectric, and it is possible to suppress the thermal influence on the portion which is not desired to be melted as much as possible.

【０１４７】また電気炉とちがって、レーザ光照射では
瞬時に高温を得られるので、溶融箇所以外への熱的ダメ
ージを最小にできる。また、グローブボックス１内の不
活性雰囲気の温度調整も気にする必要も無い。さらに、
光エネルギーを供給するレーザ装置本体をグローブボッ
クスの外に設置しているので、グローブボックス自体の
改造の必要性も低減できる。Further, unlike the electric furnace, a high temperature can be instantly obtained by laser light irradiation, so that thermal damage to a portion other than the molten portion can be minimized. Further, there is no need to worry about adjusting the temperature of the inert atmosphere in the glove box 1. further,
Since the main body of the laser device that supplies light energy is installed outside the glove box, the need for remodeling the glove box itself can be reduced.

【０１４８】（第７の実施形態）以下に、図１１を参照
して、本発明の第７の実施形態にかかる溶融接合装置に
ついて説明する。溶融接合装置ＷＬＰ７において、レー
ザ装置２はそのレーザ光Ｌの光軸が、石英ガラス管２０
１の長手方向Ｄｖに対して概ね垂直に設置される。同図
に示すように、石英ガラス管２０１は、その長手方向Ｄ
ｖに対してほぼ対称な形状を有している。石英ガラス管
２０１は、さらにその中央部において長手方向Ｄｖに対
して垂直な平面に対してもほぼ対称な形状を有してい
る。そして、石英ガラス管２０１はその中央の球形状の
バルブ部２１２内に２つの放電電極２０３ａおよび２０
３ｂが、既知の方法によって、長手方向Ｄｖに沿って、
互いに対向して保持されている。(Seventh Embodiment) A fusion bonding apparatus according to the seventh embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In the fusion-bonding device WLP7, the laser device 2 has an optical axis of the laser beam L of the quartz glass tube 20.
1 is installed substantially perpendicular to the longitudinal direction Dv. As shown in the figure, the quartz glass tube 201 has a longitudinal direction D
It has a shape that is substantially symmetrical with respect to v. Further, the quartz glass tube 201 has a shape that is substantially symmetrical with respect to a plane perpendicular to the longitudinal direction Dv at the center thereof. Then, the quartz glass tube 201 has two discharge electrodes 203a and 20a in a spherical bulb portion 212 at the center thereof.
3b by a known method along the longitudinal direction Dv,
They are held opposite each other.

【０１４９】石英ガラス管２０１は、バルブ部２１２に
よって、その長手方向Ｄｖに関して、第１電極部２０８
ａと第２電極部２０８ｂに区別される。第１電極部２０
８ａ内では、真空密閉用のＭｏ（モリブデン）箔２０４
ａが放電電極２０３ａに接続され、外部電極接続用端子
２０５ａがＭｏ箔２０４ａに接続されている。同様に、
第２電極部２０８ｂには、放電電極２０３ｂに真空密閉
用のＭｏ（モリブデン）箔２０４ｂが接続され、外部電
極接続用端子２０５ｂがＭｏ箔２０４ｂに接続されてい
る。In the quartz glass tube 201, the first electrode portion 208 is provided by the bulb portion 212 in the longitudinal direction Dv.
a and a second electrode portion 208b. First electrode part 20
In 8a, Mo (molybdenum) foil 204 for vacuum sealing
a is connected to the discharge electrode 203a, and the external electrode connecting terminal 205a is connected to the Mo foil 204a. Similarly,
In the second electrode portion 208b, a vacuum sealing Mo (molybdenum) foil 204b is connected to the discharge electrode 203b, and an external electrode connecting terminal 205b is connected to the Mo foil 204b.

【０１５０】なお、同図においては、第１電極部２０８
ａは既に真空密閉封止が行われており、開放端部側の第
２電極部２０８ｂを封止する場合の例を示している。し
かし、以下に説明する方法にて、第１電極部２０８ａお
よび第２電極部２０８ｂの両端が開放されている場合に
も、本発明は同様に有効である。In the figure, the first electrode portion 208
In a, vacuum sealing has already been performed, and an example in which the second electrode portion 208b on the open end side is sealed is shown. However, the present invention is similarly effective when the both ends of the first electrode portion 208a and the second electrode portion 208b are opened by the method described below.

【０１５１】また、上述のように、各構成要素に関し
て、電極部２０８であれば、第１電極部２０８ａおよび
第２電極部２０８ｂのように、電極部を表す符号２０８
に、第１あるいは第２の電極部であるかを個々に識別す
る接尾辞ａあるいはｂを付して区別している。さらに、
第１電極部２０８ａおよび第２電極部２０８ｂのそれぞ
れに属する放電電極２０３、Ｍｏ箔２０４、および外部
電極接続用端子２０５に関しても接尾辞ａあるいはｂを
付して、それぞれが第１電極部２０８ａに属するものか
第２電極部２０８ｂに属するものかを識別している。Further, as described above, regarding each component, if it is the electrode portion 208, reference numeral 208 representing the electrode portion, such as the first electrode portion 208a and the second electrode portion 208b.
Is suffixed with a suffix a or b for individually identifying whether it is the first or second electrode portion. further,
The discharge electrode 203, the Mo foil 204, and the external electrode connecting terminal 205 belonging to each of the first electrode portion 208a and the second electrode portion 208b are also suffixed with a or b, so that the first electrode portion 208a is attached to each of them. It is discriminated whether it belongs or belongs to the second electrode portion 208b.

【０１５２】しかしながら、特に区別する必要が無い場
合には、以降は、接尾辞を付さずに、例えば、単に２０
８、２０３、２０４、および２０５とのみ表すものとす
る。これら以外に、本明細書において、接尾辞を付して
識別される前述および後述の各要素において、同様に接
尾辞を付さずに表現されている時は、省略された接尾辞
による個々の区別をしないことを表しているものとす
る。However, if it is not necessary to make a distinction, hereinafter, for example, simply 20 will be used without adding a suffix.
Only 8, 203, 204, and 205 shall be represented. In addition to these, in each of the above-mentioned and later-described elements identified by adding a suffix in the present specification, similarly, when expressed without adding a suffix, the individual suffixes are omitted. It means that no distinction is made.

【０１５３】溶融接合装置ＷＬＰ７は、石英ガラス管２
０１の開放端部に気密に接続される真空排気管２０６を
含む。真空排気管２０６には、希ガスを蓄えたガスボン
ベ３０１が開閉弁３０５を介して接続され、真空ポンプ
３０３が開閉弁３０６を介して接続され、そして、調圧
弁３０８が接続されている。このように、真空排気管２
０６、ガスボンベ３０１、真空ポンプ３０３、開閉弁３
０５、開閉弁３０６、および調圧弁３０８によって、図
１に示した減圧機構ＶＰＲに類似した減圧機構ＶＰＲ’
が構成されている。The fusion bonding apparatus WLP7 is a quartz glass tube 2
A vacuum exhaust pipe 206 is airtightly connected to the open end of 01. A gas cylinder 301 storing rare gas is connected to the vacuum exhaust pipe 206 via an open / close valve 305, a vacuum pump 303 is connected to the vacuum exhaust pipe 206 via an open / close valve 306, and a pressure regulating valve 308 is connected to the vacuum exhaust pipe 206. In this way, the vacuum exhaust pipe 2
06, gas cylinder 301, vacuum pump 303, open / close valve 3
05, the opening / closing valve 306, and the pressure regulating valve 308, the pressure reducing mechanism VPR ′ similar to the pressure reducing mechanism VPR shown in FIG.
Is configured.

【０１５４】溶融接合装置ＷＬＰ７には、さらに、石英
ガラス管２０１のレーザ光Ｌが照射さている照射部２０
７の温度を計測する光高温計２５０が設けられている。
光高温計２５０は計測した温度を示す温度信号Ｓｔを生
成して、レーザ装置２にフィードバックする。レーザ装
置２は、温度信号Ｓｔに基づいて、石英ガラス管２０１
の照射部２０７が所定の温度Ｔｐに到達するまで、レー
ザ光Ｌを照射して加熱する。The fusion-bonding apparatus WLP7 is further provided with an irradiation section 20 which is irradiated with the laser light L of the quartz glass tube 201.
An optical pyrometer 250 for measuring the temperature of 7 is provided.
The optical pyrometer 250 generates a temperature signal St indicating the measured temperature and feeds it back to the laser device 2. The laser device 2 determines the quartz glass tube 201 based on the temperature signal St.
The irradiation part 207 is irradiated with the laser beam L and heated until the temperature reaches the predetermined temperature Tp.

【０１５５】以下に、溶融接合装置ＷＬＰ７における石
英ガラス管２０１の封止動作について述べる。先ず、石
英ガラス管２０１の第２電極部２０８ｂの開放端を、減
圧機構ＶＰＲ’の真空排気管２０６に気密に接続する。
次に、開閉弁３０６を開くと共に、真空ポンプ３０３を
稼働させて、減圧機構ＶＰＲ’の内圧Ｐ５を外気圧Ｐ３
より低い第１の所定圧Ｐ５ａに到達した時点で、開閉弁
３０６を閉めて真空ポンプ３０３を停止する。なお、真
空排気管２０６で気密に減圧機構ＶＰＲ’に接続されて
いる石英ガラス管２０１の内圧もＰ５であることは言う
までも無い。The sealing operation of the quartz glass tube 201 in the fusion bonding apparatus WLP7 will be described below. First, the open end of the second electrode portion 208b of the quartz glass tube 201 is hermetically connected to the vacuum exhaust pipe 206 of the pressure reducing mechanism VPR ′.
Next, the on-off valve 306 is opened and the vacuum pump 303 is operated to change the internal pressure P5 of the pressure reducing mechanism VPR ′ to the external pressure P3.
When the lower first predetermined pressure P5a is reached, the opening / closing valve 306 is closed and the vacuum pump 303 is stopped. Needless to say, the internal pressure of the quartz glass tube 201 that is airtightly connected to the pressure reducing mechanism VPR ′ by the vacuum exhaust tube 206 is also P5.

【０１５６】次に、開閉弁３０５を開くと共に、ガスボ
ンベ３０１を開いて、減圧機構ＶＰＲ’内に希ガスを注
入して、減圧機構ＶＰＲ’の内圧Ｐ５が外気圧Ｐ３より
低い第２の所定圧Ｐ５ｂに到達した時点で、開閉弁３０
５を閉める。なお、減圧機構ＶＰＲ’の内圧Ｐ５は、調
圧弁３０８によってモニタして、そのモニタ結果に基づ
いて、ガスボンベ３０１、真空ポンプ３０３、開閉弁３
０５および開閉弁３０６を制御することによって、それ
ぞれ、第１の所定圧Ｐ５ａおよび第２の所定圧Ｐ５ｂ
（Ｐ５ａ＜Ｐ５ｂ＜Ｐ５）に設定できる。Next, the opening / closing valve 305 is opened, the gas cylinder 301 is opened, and a rare gas is injected into the pressure reducing mechanism VPR ′, so that the internal pressure P5 of the pressure reducing mechanism VPR ′ is lower than the external pressure P3. When P5b is reached, the on-off valve 30
Close 5 The internal pressure P5 of the pressure reducing mechanism VPR ′ is monitored by the pressure regulating valve 308, and based on the monitoring result, the gas cylinder 301, the vacuum pump 303, the open / close valve 3
05 and the opening / closing valve 306 are controlled to control the first predetermined pressure P5a and the second predetermined pressure P5b, respectively.
It can be set to (P5a <P5b <P5).

【０１５７】上述のように、第２の所定圧Ｐ５ｂで希ガ
スが注入された石英ガラス管２０１の第２電極部２０８
ｂを封止するために、レーザ装置２を長手方向Ｄｖに運
動させて、照射部２０７にレーザ光Ｌを照射すると共
に、照射部の加熱温度を光高温計２５０でモニタする。
そして、石英ガラス管２０１が溶融する所定の温度Ｔｐ
まで照射部２０７が加熱する。なお、レーザ装置２を長
手方向Ｄｖに運動させる代わりに、石英ガラス管２０１
を運動させても良い。As described above, the second electrode portion 208 of the quartz glass tube 201 in which the rare gas is injected at the second predetermined pressure P5b.
In order to seal b, the laser device 2 is moved in the longitudinal direction Dv to irradiate the irradiation section 207 with the laser light L, and the heating temperature of the irradiation section is monitored by the optical pyrometer 250.
Then, a predetermined temperature Tp at which the quartz glass tube 201 melts
The irradiation unit 207 is heated up to. Instead of moving the laser device 2 in the longitudinal direction Dv, the quartz glass tube 201
May be exercised.

【０１５８】照射部２０７が溶融温度Ｔｐに達すると、
石英ガラス管２０１の内圧Ｐ５は、加熱により第２の所
定圧Ｐ５ｂより高めの圧力Ｐ５ｂ’になるが、それでも
外気圧Ｐ３に比べて大幅に減圧されている。そのため、
照射部２０７がレーザの熱で溶融して軟化すると、大気
圧Ｐ３との差圧（Ｐ３−Ｐ５ｂ’）によって、石英ガラ
ス管２０１の照射部２０７を構成する壁部は、内側にシ
ュリンクされて、互いに押しつけられる。そして、時間
の経過と共に溶融した照射部２０７の壁部は互いにが溶
融接合されて、その間に放電電極２０３ｂ、Ｍｏ箔２０
４ｂ、および外部電極接続用端子２０５ｂを挟み込んだ
状態で、石英ガラス管２０１が真空密閉封止される。When the irradiation section 207 reaches the melting temperature Tp,
The internal pressure P5 of the quartz glass tube 201 becomes a pressure P5b ′ higher than the second predetermined pressure P5b by heating, but it is still significantly reduced compared to the external pressure P3. for that reason,
When the irradiation unit 207 is melted and softened by the heat of the laser, the wall portion forming the irradiation unit 207 of the quartz glass tube 201 is shrunk inward due to the differential pressure (P3-P5b ′) from the atmospheric pressure P3. Pressed against each other. Then, the walls of the irradiation portion 207 that have melted over time are melt-bonded to each other, and the discharge electrode 203b and the Mo foil 20 are interposed therebetween.
The quartz glass tube 201 is hermetically sealed in a vacuum state with 4b and the external electrode connection terminal 205b sandwiched therebetween.

【０１５９】石英ガラスを溶融する場合は、レーザ装置
２０２には、波長が１０．６μｍであるＣＯ₂ レーザが
適している。つまり、１０．６μｍ波長のレーザであれ
ば、石英ガラスでもエネルギーを吸収でき、１ｃｃの石
英ガラスを溶融するのに、３００ＷのＣＯ₂ レーザを数
秒から１分程度照射すれば十分である。また通常のソー
ダガラス、硼珪酸ガラスであれば、波長８０８ｎｍ、９
１５ｎｍ等の高出力（５００Ｗ以下）半導体レーザ等小
型の物を用いれば、システムはより簡略できる。When melting quartz glass, a CO ₂ laser having a wavelength of 10.6 μm is suitable for the laser device 202. That is, if the laser has a wavelength of 10.6 μm, even quartz glass can absorb energy, and irradiation of 300 W of CO ₂ laser for several seconds to 1 minute is sufficient to melt 1 cc of quartz glass. In the case of ordinary soda glass and borosilicate glass, the wavelength is 808 nm, 9
The system can be further simplified by using a small object such as a high output (500 W or less) semiconductor laser such as 15 nm.

【０１６０】図１２を参照して、溶融接合装置ＷＬＰ７
の変形例について説明する。溶融接合装置ＷＬＰ７’に
おいては、石英ガラス管２０１とレーザ装置２０２を長
手方向Ｄｖに相対的に移動させながら、レーザ光Ｌを照
射している。しかし、石英ガラス管２０１の照射部２０
７を均一に溶融させるためには、ガラス管を長手方向Ｄ
ｖに沿ってＤｒ方向に回転させながらレーザ光Ｌを照射
すると径方向に関して均一加熱でき、形状が精度良く封
止できる。この目的のために、本変形例にかかる溶融接
合装置ＷＬＰ７’は、減圧機構ＶＰＲ’（視認性のため
に図示せず）の真空排気管２０６の開放端部側内部に、
摺動Ｏリング２１０を介して、片旋盤２０９を気密に接
続している。石英ガラス管２０１の開放端が、真空排気
管２０６の代わりに片旋盤２０９に気密に接続される。With reference to FIG. 12, fusion welding apparatus WLP7
A modified example will be described. In the fusion bonding apparatus WLP7 ′, the laser light L is emitted while the quartz glass tube 201 and the laser device 202 are relatively moved in the longitudinal direction Dv. However, the irradiation part 20 of the quartz glass tube 201
In order to melt 7 uniformly, the glass tube should be placed in the longitudinal direction D
When the laser light L is irradiated while rotating in the Dr direction along v, uniform heating can be performed in the radial direction, and the shape can be accurately sealed. For this purpose, the fusion bonding apparatus WLP7 ′ according to the present modified example is provided inside the vacuum exhaust pipe 206 of the pressure reducing mechanism VPR ′ (not shown for visibility) inside the open end side.
The lathe 209 is hermetically connected via the sliding O-ring 210. The open end of the quartz glass tube 201 is hermetically connected to the single-sided lathe 209 instead of the vacuum exhaust tube 206.

【０１６１】このように、石英ガラス管２０１を片旋盤
２０９によって、Ｄｒ方向に回転させながら、レーザ光
Ｌを照射部２０７に照射する以外は、溶融接合装置ＷＬ
Ｐ７’における動作は、上述の溶融接合装置ＷＬＰ７に
おける動作と同じであるので、説明を省く。ただし、レ
ーザ光Ｌの照射幅は、ガラス管２０１の径より、広く取
り、できるだけ均一に照射できるようにする。回転数は
遅すぎると均熱化の度合いが悪くなるが、早すぎるとガ
ラス管が捩れてしまうため、ガラス管の重量に応じて適
切な回転条件を設定する必要がある。As described above, except that the laser beam L is applied to the irradiation section 207 while the quartz glass tube 201 is rotated in the Dr direction by the single-sided lathe 209, the fusion bonding apparatus WL is used.
The operation in P7 ′ is the same as the operation in the above-described fusion bonding device WLP7, and thus the description thereof will be omitted. However, the irradiation width of the laser light L is set wider than the diameter of the glass tube 201 so that the irradiation can be performed as uniformly as possible. If the rotation speed is too slow, the degree of soaking will be poor, but if it is too fast, the glass tube will be twisted, so it is necessary to set appropriate rotation conditions according to the weight of the glass tube.

【０１６２】本例においては、片旋盤２０９を使用して
石英ガラス管２０１を回転させているが、両旋盤を使用
しても基本的に問題は無い。さらに、真空排気しながら
の例を示しているが、第２電極部２０８ｂを予め仮封止
し、ガラス管内を減圧状態にした状態で、本封止のレー
ザ溶融の工程に入って第２電極のＭｏ箔部分２０４ｂを
封止しても良い。In this example, the quartz glass tube 201 is rotated by using the one-sided lathe 209, but there is basically no problem even if both the lathes are used. Furthermore, although an example is shown in which the second electrode portion 208b is temporarily sealed in advance and the inside of the glass tube is depressurized, the laser melting step of the main sealing is started and the second electrode is shown. The Mo foil portion 204b may be sealed.

【０１６３】次に、図１３および図１４を参照して、石
英ガラス管２０１の外形を整えたり、Ｍｏ箔２０４と石
英ガラス管２０１との封止密着力を強くするために、レ
ーザ光Ｌで照射部２０７を溶融させた後に、整形型で溶
融部を加圧整形する実施例について説明する。Next, referring to FIGS. 13 and 14, the laser beam L is used to adjust the outer shape of the quartz glass tube 201 and to strengthen the sealing adhesion between the Mo foil 204 and the quartz glass tube 201. An example will be described in which the irradiation part 207 is melted and then the melting part is pressure-shaped by a shaping mold.

【０１６４】図１３に、同例における溶融接合装置ＷＬ
Ｐ７ａの側面図を示す。なお、溶融接合装置ＷＬＰ７ａ
は、図１１および図１２に示した溶融接合装置ＷＬＰ７
および溶融接合装置ＷＬＰ７’に一対の整形型２１１お
よび２１１’を含む整形装置（図示せず）が新たに設け
られた構成を有している。それ故に、視認性のために、
図１３においては、減圧機構ＶＰＲ’および光高温計２
５０が省略されている。また、作図上の理由により、レ
ーザ装置２が石英ガラス管２０１に対して、斜め方向に
設置されているように表されているが、レーザ装置２は
石英ガラス管２０１の長手方向Ｄｖに対して概ね垂直に
設置されている。FIG. 13 shows a fusion bonding apparatus WL in the same example.
The side view of P7a is shown. In addition, the fusion bonding apparatus WLP7a
Is the fusion bonding apparatus WLP7 shown in FIGS. 11 and 12.
Further, the fusion bonding device WLP7 'has a configuration in which a shaping device (not shown) including a pair of shaping molds 211 and 211' is newly provided. Therefore, for visibility,
In FIG. 13, the pressure reducing mechanism VPR ′ and the optical pyrometer 2 are shown.
50 is omitted. Further, for drawing reasons, the laser device 2 is shown as being installed obliquely with respect to the quartz glass tube 201, but the laser device 2 is arranged with respect to the longitudinal direction Dv of the quartz glass tube 201. It is installed almost vertically.

【０１６５】図１４に、図１３にその側面を示した溶融
接合装置ＷＬＰ７ａの平面図を示す。Ｍｏ箔２０４が一
対の整形型２１１および２１１’の押圧面に対して概ね
平行になるように、石英ガラス管２０１は設置される。
そのため、レーザ光Ｌが整形型２１１や２１１’で遮ら
れることは無いので、レーザ光Ｌの反射だけを注意すれ
ば良い。そのためには、例えば、圧接工程に入った時に
レーザ光Ｌの照射を停止し、整形型２１１および２１
１’などでレーザ光Ｌが反射されて作業者等に影響を及
ぼさないようにすれば良い。FIG. 14 shows a plan view of the fusion bonding apparatus WLP7a whose side surface is shown in FIG. The quartz glass tube 201 is installed so that the Mo foil 204 is substantially parallel to the pressing surfaces of the pair of shaping molds 211 and 211 '.
Therefore, since the laser light L is not blocked by the shaping molds 211 and 211 ′, only the reflection of the laser light L needs to be taken into consideration. For that purpose, for example, the irradiation of the laser beam L is stopped at the time of entering the press contacting process, and the shaping molds 211 and 21 are
It suffices that the laser light L is not reflected by 1'or the like and does not affect the operator or the like.

【０１６６】通常、石英ガラスで形成される放電ランプ
や、ハロゲンランプの電極２０３は、Ｍｏ箔２０４と石
英ガラス管２０１との圧着溶接により真空密閉封止され
る。金属（放電電極２０３および外部接続用端子２０
５）の熱膨張係数は、石英（石英ガラス管２０１）の熱
膨張係数に比べて著しく大きい。そのため、完成された
ランプが使用時に高温になると、熱膨張の小さい石英ガ
ラス管２０１で固定されている熱膨張の大きな放電電極
２０３ａおよび放電電極２０３ｂは互いに相手側に向か
って伸張するため、この伸張を薄いＭｏ箔２０４の塑性
変形を利用し緩和している。図１３および図１４に示す
ように、レーザ光Ｌを一方向から照射し、圧接するため
の整形型２１１および２１１’を石英ガラス管２０１の
両側に設置する。なお一対の整形型２１１および２１
１’は互いに向かってＤｃ方向に移動して、間に設置さ
れた石英ガラス管２０１の電極部２０８の封止部（照射
部２０７）を押しつけ合って圧接する。The electrodes 203 of a discharge lamp or a halogen lamp, which are usually made of quartz glass, are vacuum sealed and sealed by pressure welding of the Mo foil 204 and the quartz glass tube 201. Metal (discharge electrode 203 and external connection terminal 20
The coefficient of thermal expansion of 5) is significantly larger than the coefficient of thermal expansion of quartz (quartz glass tube 201). Therefore, when the completed lamp becomes hot during use, the discharge electrode 203a and the discharge electrode 203b having a large thermal expansion fixed by the quartz glass tube 201 having a small thermal expansion expand toward each other. Is relaxed by utilizing the plastic deformation of the thin Mo foil 204. As shown in FIGS. 13 and 14, shaping molds 211 and 211 ′ for irradiating the laser beam L from one direction and making pressure contact are installed on both sides of the quartz glass tube 201. A pair of shaping molds 211 and 21
1'moves toward each other in the Dc direction and presses the sealing portion (irradiation portion 207) of the electrode portion 208 of the quartz glass tube 201 placed between them to press-contact each other.

【０１６７】従来のガスバーナを使用する場合は、溶融
するためのバーナヘッドを溶融部分近傍に設置する必要
があるため、圧接の工程に入る時に、バーナを一旦移動
させる必要があった。しかし、本実施例におけるよう
に、レーザ光Ｌを使用すると、熱源部分であるレーザ装
置２を石英ガラス管２０１近傍から移動させる必要がな
いため容易に圧接工程に移行できる。したがって可動部
分のシステムが簡略できる。When the conventional gas burner is used, the burner head for melting needs to be installed in the vicinity of the melting portion, so that the burner needs to be moved once when the process of pressure welding is started. However, when the laser light L is used as in the present embodiment, it is not necessary to move the laser device 2 which is the heat source portion from the vicinity of the quartz glass tube 201, so that the pressure welding process can be easily performed. Therefore, the system of the movable part can be simplified.

【０１６８】（第８の実施形態）図１５を参照して、本
発明の第８の実施形態にかかる溶融接合装置について説
明する。本実施形態にかかる溶融接合装置ＷＬＰ８は、
セラミックの溶接あるいは真空密閉封止に適している。
溶融接合装置ＷＬＰ８は、上述の減圧機構ＶＰＲ’（視
認性のため、図示せず）に気密に接続された真空容器２
１４を含む。真空容器２１４には、レーザ光窓２１８が
設けられ、真空容器２１４の外部に設けられたレーザ装
置２から照射され、集光レンズ６で集光されたレーザ光
Ｌがレーザ光窓２１８を通して、内部に設置された溶融
物に照射されるように構成されている。(Eighth Embodiment) With reference to FIG. 15, a fusion bonding apparatus according to an eighth embodiment of the present invention will be described. The fusion bonding apparatus WLP8 according to the present embodiment is
Suitable for welding ceramics or vacuum sealing.
The fusion bonding apparatus WLP8 is a vacuum container 2 that is hermetically connected to the above-described pressure reducing mechanism VPR ′ (not shown for visibility).
Including 14. A laser beam window 218 is provided in the vacuum vessel 214, and the laser beam L emitted from the laser device 2 provided outside the vacuum vessel 214 and condensed by the condensing lens 6 passes through the laser beam window 218 to the inside. It is configured to irradiate the melt placed in the.

【０１６９】放電電極２０３を用意したセラミック管２
１３とサーメット部品２１６の間の封止部には、予め接
着用の溶融フリット２１５を挿入した状態で、レーザ光
窓２１８を通過したレーザ光Ｌが封止部を照らすような
位置にセラミック管２１３およびサーメット部品２１６
を真空容器２１４内に設置する。なお、封止部分の外側
には、その外周に渡って延在する環状のサセプタ２１７
が設置されている。さらに、溶融フリット２１５の両側
からセラミック管２１３の長手方向Ｄｖに平行な方向Ｄ
ｃに移動する圧接器２１９が設けられている。サセプタ
２１７は封止部の外周部に設けられて、封止部に向かっ
て照射されたレーザ光Ｌをその外周部で受光して、その
熱エネルギーを吸収した後、その内周部から封止部に向
かって放射することによって、レーザ光Ｌの熱利用効率
を高めるものである。Ceramic tube 2 provided with discharge electrode 203
The ceramic tube 213 is positioned at a position where the laser beam L passing through the laser beam window 218 illuminates the sealing part in a state where the melting frit 215 for bonding is previously inserted in the sealing part between the cermet part 216 and the cermet part 216. And cermet parts 216
Is installed in the vacuum container 214. It should be noted that an annular susceptor 217 extending over the outer periphery of the sealed portion is provided outside the sealed portion.
Is installed. Further, a direction D parallel to the longitudinal direction Dv of the ceramic tube 213 is applied from both sides of the molten frit 215.
A pressure contactor 219 that moves to c is provided. The susceptor 217 is provided on the outer peripheral portion of the sealing portion, receives the laser light L radiated toward the sealing portion at the outer peripheral portion thereof, absorbs its thermal energy, and then seals from the inner peripheral portion thereof. The heat utilization efficiency of the laser light L is increased by radiating the heat toward the portion.

【０１７０】サセプタ２１７は鉄鋼でも、ステンレス鋼
で構成しても良い。また２０００℃近傍まで、昇温させ
るにはＣ（炭素）やＳｉＣ（炭化珪素）で構成しても良
い。基本的には酸化を防止するために、真空雰囲気か、
希ガス雰囲気で作業をすることになる。このような状態
に、セラミック管２１３およびサーメット部品２１６を
設置し、準備した後に、以下に述べる工程で真空密閉封
止作業を実行する。The susceptor 217 may be made of steel or stainless steel. Further, in order to raise the temperature to around 2000 ° C., it may be made of C (carbon) or SiC (silicon carbide). Basically, in order to prevent oxidation,
You will be working in a rare gas atmosphere. In such a state, the ceramic tube 213 and the cermet component 216 are installed and prepared, and then the vacuum hermetic sealing work is performed in the steps described below.

【０１７１】工程１． セラミック管２１３等の部品を
真空容器２１４に設置した状態で、先ず真空排気する。Step 1. With parts such as the ceramic tube 213 installed in the vacuum container 214, first, vacuum exhaust is performed.

【０１７２】工程２． 次に、真空容器２１４内に所定
の圧力になるように希ガス等を充填する。この時、少な
くともセラミック管２１３内は大気圧Ｐ３より減圧の状
態（内圧Ｐ５）にしておく。常温で、大気圧Ｐ３以上に
なる場合や、加熱状態で大気圧Ｐ３以上になる場合は、
冷却トラップ（図示せず）を設けて、真空容器２１４内
のガス等を冷却しその体積を減縮させて、必ず大気圧Ｐ
３に対して減圧状態にしておく。Step 2. Next, the vacuum container 214 is filled with a rare gas or the like so as to have a predetermined pressure. At this time, at least the inside of the ceramic tube 213 is kept at a pressure lower than the atmospheric pressure P3 (internal pressure P5). When the atmospheric pressure is P3 or higher at room temperature, or when the atmospheric pressure is P3 or higher when heated,
A cooling trap (not shown) is provided to cool the gas or the like in the vacuum container 214 and reduce its volume, so that the atmospheric pressure P
A reduced pressure condition is applied to No. 3.

【０１７３】工程３． 上述の状態で、真空容器２１４
に設置したレーザ光窓２１８を通してレーザ光Ｌをサセ
プタ２１７に照射し、熱を吸収させサセプタ２１７を加
熱し、輻射熱でサセプタ２１７の内周側に位置する溶融
フリット２１５を溶融させる。通常、溶融フリット２１
５は５００〜６００℃程度で溶融するので、溶融させる
のに１５００〜２０００℃の高温にまで昇温させなけれ
ばならない石英ガラスやセラミック自体を溶融接合させ
る場合に比べて、溶融フリット２１５を溶融してセラミ
ック管２１３およびサーメット部品２１６を互いに接合
させる方が効率が良いことは言うまでも無い。Step 3. In the state described above, the vacuum container 214
The laser light L is applied to the susceptor 217 through the laser light window 218 installed in the susceptor 217 to absorb the heat and heat the susceptor 217, and the radiant heat melts the melting frit 215 located on the inner peripheral side of the susceptor 217. Usually, frit 21
Since No. 5 melts at about 500 to 600 ° C., the melting frit 215 is melted as compared with the case of melting and joining quartz glass or ceramic itself, which must be heated to a high temperature of 1500 to 2000 ° C. to melt. It goes without saying that it is more efficient to bond the ceramic tube 213 and the cermet component 216 together.

【０１７４】工程４． 上述の状態で、サーメット部品
２１６とセラミック管２１３を両側から圧接器２１９で
圧接する。Step 4. In the above-mentioned state, the cermet part 216 and the ceramic tube 213 are pressure-welded from both sides by the pressure-contacting device 219.

【０１７５】前記のようなプロセスにより、セラミック
管に電極等が挿入された状態での真空密閉封止が実現で
きる。レーザの熱吸収用のサセプタ２１７で溶融部分を
規定しているので、所定の位置のみ、効率良く溶融、加
熱することが可能になる。しかも工程２において、冷却
トラップを使用することにより、セラミック管２１３内
に蒸気圧の高い物質、例えば水銀、メタルハライド等、
ランプに必要な化学物質の封入が可能になる。By the process as described above, vacuum hermetic sealing can be realized in a state where the electrodes and the like are inserted in the ceramic tube. Since the melting portion is defined by the susceptor 217 for absorbing heat from the laser, it is possible to efficiently melt and heat only a predetermined position. Moreover, in step 2, by using a cooling trap, a substance having a high vapor pressure, such as mercury, metal halide, etc., can be stored in the ceramic tube 213.
It enables the encapsulation of the chemicals required for the lamp.

【０１７６】この場合レーザ光源としてＹＡＧレーザ、
エキシマレーザあるいは半導体レーザを使用すれば良
い。また、このレーザ光窓２１８の材料は、石英ガラス
を用いれば良い。より、均一に加熱するために、セラミ
ック管２１３を回転させても良いし、サセプタ２１７を
回転させても良い。In this case, a YAG laser is used as the laser light source,
An excimer laser or a semiconductor laser may be used. Quartz glass may be used as the material of the laser light window 218. For more uniform heating, the ceramic tube 213 may be rotated or the susceptor 217 may be rotated.

【０１７７】サセプタ２１７として、熱伝導率の高い材
料を使用すると均熱性も向上する。カーボンやタングス
テンはガラス材料より、約１０〜１００倍の伝導率を有
している。またＳｉＣを使用すれば、カーボンに比較し
て昇華が抑制でき、加熱温度を高温まであげることが可
能になる。また１０００℃以下の低温加熱用には、ステ
ンレス鋼や、鉄鋼等を用いれば良い。If a material having a high thermal conductivity is used for the susceptor 217, soaking property is also improved. Carbon and tungsten have about 10 to 100 times the conductivity of glass materials. Further, when SiC is used, sublimation can be suppressed as compared with carbon, and the heating temperature can be raised to a high temperature. Further, for low temperature heating at 1000 ° C. or lower, stainless steel, steel, etc. may be used.

【０１７８】また均熱性を向上させるのに、サセプタ２
１７の厚みを増して熱容量を大きくすれば良く、場合に
よっては、サセプタ２１７の周辺にアルミナなどの保温
材料を具備してやれば、さらにその保温性を向上するこ
とができる。さらに、サセプタの形状をかえてやれば、
溶融部分に対して、所望の温度分布を有するように設計
できるため、溶融したい部分の形状にあわせた熱設計が
可能になる。Further, in order to improve the soaking property, the susceptor 2
It suffices to increase the thickness of 17 to increase the heat capacity. In some cases, if a heat insulating material such as alumina is provided around the susceptor 217, the heat insulating property can be further improved. Furthermore, if you change the shape of the susceptor,
Since the melted portion can be designed so as to have a desired temperature distribution, it is possible to design heat according to the shape of the portion to be melted.

【０１７９】図１６に、セラミック管２１３を封止する
別の方法として、図１５を参照して説明した溶融接合装
置ＷＬＰ８の変形例について説明する。この方法では、
図１６に示すように、セラミック管２１３に直接排気管
２２０を設ける。そして、溶融接合装置ＷＬＰ８では、
真空装置２１４全体を排気し、全体にガスを充満してい
る。しかし、本変形例にかかる溶融接合装置ＷＬＰ８’
においては、上述の溶融接合装置ＷＬＰ７および溶融接
合装置ＷＬＰ７’において、石英ガラス管２０１に対し
て行われたのと同様のプロセスで真空密閉封止する。セ
ラミックランプなどを製造する場合は予め放電電極２０
３を焼結しておく。FIG. 16 shows another modification of the fusion bonding apparatus WLP8 described with reference to FIG. 15 as another method for sealing the ceramic tube 213. in this way,
As shown in FIG. 16, the exhaust pipe 220 is provided directly on the ceramic pipe 213. Then, in the fusion bonding apparatus WLP8,
The entire vacuum device 214 is evacuated and the whole is filled with gas. However, the fusion bonding apparatus WLP8 ′ according to the present modification example
In the above, in the fusion bonding apparatus WLP7 and the fusion bonding apparatus WLP7 ′ described above, vacuum sealing is performed by the same process as performed for the quartz glass tube 201. When manufacturing a ceramic lamp or the like, the discharge electrode 20 is previously prepared.
3 is sintered.

【０１８０】図１６に示すように、セラミック排気管２
２０に接続した真空排気管２０６を通じて、減圧機構Ｖ
ＰＲ’（図示せず）によってセラミック管２１３内を排
気し、バッファガス等化学材料を封入後、フリット（２
１５）またはセラミック等の密閉部品２２１を排気口２
２２に設置する。この状態ではセラミック管２１３は真
空密閉封止されていないので、溶融するためにレーザ光
Ｌで、封止部分を照射溶融し、焼き固めることにより、
真空密閉を完成させる。As shown in FIG. 16, the ceramic exhaust pipe 2
Through the vacuum exhaust pipe 206 connected to the pressure reducing mechanism V.
After exhausting the inside of the ceramic tube 213 by PR '(not shown) and enclosing a chemical material such as a buffer gas, the frit (2
15) or the sealing member 221 such as ceramics to the exhaust port 2
It is installed at 22. In this state, since the ceramic tube 213 is not hermetically sealed in a vacuum, the sealed portion is irradiated and melted with the laser light L for melting, and the solidified portion is baked and solidified.
Complete the vacuum seal.

【０１８１】この方法を使用すると図１５に示す真空容
器２１４を必要としないで、石英ガラス管の封止と同じ
方法を採って、セラミック管２１３自体を排気装置とし
て利用しているので、大気圧Ｐ３とセラミック管２１３
の内圧Ｐ５との差圧で真空密閉できる。さらに、セラミ
ック材料だけで封止してしまえば、ランプの封入材料と
ランプ構成物質と反応するものが少ないため、長寿命の
ランプの作成が可能になる。When this method is used, the vacuum vessel 214 shown in FIG. 15 is not required, and the same method as the sealing of the quartz glass tube is adopted, and the ceramic tube 213 itself is used as an exhaust device. P3 and ceramic tube 213
Vacuum sealing can be performed with a pressure difference from the internal pressure P5. Furthermore, if only the ceramic material is used for sealing, there are few substances that react with the lamp encapsulating material and the constituent substances of the lamp, so that it is possible to create a long-life lamp.

【０１８２】（第９の実施形態）図１７を参照して、本
発明の第９の実施形態にかかる溶融接合装置について説
明する。上述の第７および第８の実施形態にかかる溶融
接合装置ＷＬＰ７、ＷＬＰ７’、ＷＬＰ７ａ、ＷＬＰ
８、およびＷＬＰ８’においては、一方向のレーザ照射
を基本としていた。しかし封止部分を照射溶融する場
合、可能な限り均熱照射が望ましい。その目的を実現す
るために、本例にかかる溶融接合装置ＷＬＰ９は、複数
個のレーザ光源を用いて、対象物２２４であるセラミッ
クまたは石英ガラスを周方向からレーザ光を照射して溶
融接合する装置である。(Ninth Embodiment) With reference to FIG. 17, a fusion bonding apparatus according to a ninth embodiment of the present invention will be described. The fusion bonding apparatuses WLP7, WLP7 ', WLP7a, WLP according to the above-mentioned seventh and eighth embodiments.
8 and WLP8 'were based on one-way laser irradiation. However, when irradiating and melting the sealed portion, soaking irradiation is desirable as much as possible. In order to realize the object, the fusion bonding apparatus WLP9 according to the present example uses a plurality of laser light sources to irradiate the ceramic or quartz glass, which is the object 224, with laser light from the circumferential direction to perform fusion bonding. Is.

【０１８３】溶融接合装置ＷＬＰ９は、それぞれ４つの
レーザ装置２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄとそれぞれに対
応する集光レンズ６ａ、６ｂ、６ｃ、および６ｄからな
る４つのレーザ光源から４つのレーザ光Ｌａ、Ｌｂ、Ｌ
ｃ、およびＬｄが対象物２２４に照射される。なお、こ
の溶融接合装置ＷＬＰ９においても、図１１〜図１６に
示した溶融接合装置ＷＬＰ７〜ＷＬＰ８と同様に、減圧
機構ＶＰＲ’や光高温計２５０を組み合わせて構成でき
ることは言うまでも無い。The fusion-bonding device WLP9 includes four laser devices 2a, 2b, 2c and 2d, and four laser beams La from four laser light sources, each of which is composed of condensing lenses 6a, 6b, 6c and 6d. Lb, L
The object 224 is irradiated with c and Ld. It is needless to say that this fusion bonding apparatus WLP9 can also be configured by combining the pressure reducing mechanism VPR ′ and the optical pyrometer 250, like the fusion bonding apparatuses WLP7 to WLP8 shown in FIGS. 11 to 16.

【０１８４】この装置を用いれば、対象物を均熱加熱で
きるだけでなく、個々のレーザ自体の電力を下げること
が可能になり、小型のレーザ装置を使用することができ
る。つまり、レーザ装置は電力が大きくなると、発振管
の長さがどんどん長くなり、装置自体大型化してしま
う。それに比較し、電力が小さくなるとその分レーザ装
置も小さくできる。コスト的にも小型のレーザを複数使
用する方が有利である。By using this device, not only can the object be heated uniformly, but the power of each laser itself can be reduced, and a small laser device can be used. That is, in the laser device, as the power increases, the length of the oscillation tube becomes longer and longer, and the device itself becomes larger. On the other hand, when the power is reduced, the laser device can be downsized accordingly. In terms of cost, it is advantageous to use a plurality of small lasers.

【０１８５】図１８に、図１７に示した溶融接合装置Ｗ
ＬＰ９の変形例として、１つのレーザ装置２の出力を光
ファイバ２２５を用いて分岐して対象物の周辺から照射
する溶融接合装置ＷＬＰ９’を示す。光路長が長いと出
力も落ちてくるので、照射の遠い部分のファイバは太
く、近い部分の照射には細いファイバを使用してできる
だけ均一出力となるように調整する必要がある。FIG. 18 shows a fusion bonding apparatus W shown in FIG.
As a modified example of the LP9, there is shown a fusion-bonding device WLP9 ′ for branching the output of one laser device 2 using an optical fiber 225 and irradiating it from the periphery of an object. Since the output decreases when the optical path length is long, it is necessary to adjust the fiber at the far portion of the irradiation to be thick, and for the irradiation at the near portion to use a thin fiber so that the output is as uniform as possible.

【０１８６】（第１０の実施形態）図１９を参照して、
本発明の第１０の実施形態にかかる溶融接合装置につい
て説明する。本例にかかる溶融接合装置ＷＬＰ１０は、
図１１または図１２に示した溶融接合装置ＷＬＰ７また
はＷＬＰ７’の石英ガラス管２０１の第２電極部２０８
ｂの周囲に、反射鏡２２５を設けた場合と基本的に同じ
構造を有する。(Tenth Embodiment) Referring to FIG.
A fusion bonding apparatus according to the tenth embodiment of the present invention will be described. The fusion bonding apparatus WLP10 according to this example is
The second electrode portion 208 of the silica glass tube 201 of the fusion bonding apparatus WLP7 or WLP7 ′ shown in FIG. 11 or 12.
It has basically the same structure as the case where the reflecting mirror 225 is provided around b.

【０１８７】反射鏡２２５は、好ましくは積分球に成形
されていると共に、その内部に石英ガラス管２０１を挿
入する穴２２６と、レーザ光Ｌを入射する穴２２７を設
ける。石英ガラス管２０１を挿入穴２２６に設置し、照
射穴２２７からレーザを照射すると、レーザ光は積分球
である反射鏡２２５の内部で反射されて溶接または封止
部分が均一に加熱される。The reflecting mirror 225 is preferably formed into an integrating sphere, and a hole 226 into which the quartz glass tube 201 is inserted and a hole 227 into which the laser light L is incident are provided inside the reflecting mirror 225. When the quartz glass tube 201 is installed in the insertion hole 226 and laser is emitted from the irradiation hole 227, the laser light is reflected inside the reflecting mirror 225 which is an integrating sphere, and the welded or sealed portion is uniformly heated.

【０１８８】反射鏡２２５を積分球型にしたが、照射部
分を精度良く照射できるならば、どんな形状でも良い。
また、石英ガラスを溶融させるとシリカが蒸発するの
で、反射鏡の挿入穴２２６近傍に小さい排気ノズルを準
備し、そこから排気してやれば、ダストの心配も無い。
集光性に問題が無ければ、反射鏡２２５のどこかに穴を
開けてダスト排気をすれば良い。さらに複数のレーザを
使用したり、ファイバと組み合わせる時は、入射用に穴
２２７の数を増やしてやれば良い。このようにサンプル
が反射鏡で覆われているので、レーザ光が回り込む迷光
で作業者などに悪影響を及ぼすことが殆ど無くなる。Although the reflecting mirror 225 has an integrating sphere shape, any shape may be used as long as it can accurately irradiate the irradiated portion.
Further, since silica is evaporated when the quartz glass is melted, if a small exhaust nozzle is prepared in the vicinity of the insertion hole 226 of the reflecting mirror and exhaust is performed from there, there is no fear of dust.
If there is no problem with the light converging property, a hole may be made somewhere in the reflecting mirror 225 to exhaust dust. Further, when using a plurality of lasers or combining them with fibers, the number of holes 227 for incidence may be increased. Since the sample is covered with the reflecting mirror in this manner, the stray light that the laser light goes around hardly adversely affects the operator or the like.

【０１８９】しかも、反射鏡が加熱されて、損傷するこ
とを防止するために、反射鏡の外側を風または水を通し
て冷却してやれば良い。さらに、溶融対象物の中に蒸発
しやすい物質を封入する場合などは、その物質を反射鏡
２２５の外に配置してやれば、物質が蒸発すること無く
溶接封止できる。Moreover, in order to prevent the reflecting mirror from being heated and damaged, it suffices to cool the outside of the reflecting mirror by passing wind or water. Further, in the case where a substance that easily evaporates is enclosed in the object to be melted, if the substance is placed outside the reflecting mirror 225, the material can be welded and sealed without evaporating.

【０１９０】以上のようにレーザ光Ｌを使用して石英ガ
ラス、セラミックなどを溶接や真空密閉封止すると、従
来より精度良く溶接加工が可能になる。特に、溶融対象
物の中に蒸発しやすい化学物質を封入する場合は、特に
精度良く封止できる。特に溶融対象物の小型化が進んで
いる場合は、必要以外の場所に熱影響を与えずに溶接す
ることが可能になる。また溶融部分の型整形する場合は
装置の配置の関係が簡略化されるため、工程の安定性、
メンテナンス性等も向上する。As described above, by welding or vacuum-sealing quartz glass, ceramics, etc. using the laser beam L, welding can be performed with higher accuracy than in the conventional case. In particular, when a chemical substance that easily evaporates is enclosed in the object to be melted, it can be sealed particularly accurately. In particular, when the size of the object to be melted is being reduced, it becomes possible to perform welding on a place other than necessary without giving a heat effect. In addition, when shaping the molten part, the relationship of the arrangement of the equipment is simplified, so the process stability,
Maintainability is also improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の第１実施形態にかかる溶融接合装置の
構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a fusion bonding apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図２】図１の溶融接合装置の変形例を示すブロック図
である。FIG. 2 is a block diagram showing a modified example of the fusion bonding apparatus of FIG.

【図３】図２の溶融接合装置における真空排気管とグロ
ーブボックスとの摺動部の気密構造を示す模式図であ
る。3 is a schematic diagram showing an airtight structure of a sliding portion between a vacuum exhaust pipe and a glove box in the fusion bonding apparatus of FIG.

【図４】図１の溶融接合装置に用いられているレーザ吸
収体の構造を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing the structure of a laser absorber used in the fusion bonding apparatus of FIG.

【図５】本発明の第２実施形態にかかる溶融接合装置の
構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a fusion bonding apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図６】本発明の第３実施形態にかかる溶融接合装置の
構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a fusion bonding apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図７】図６に示す溶融接合装置の変形例を示すブロッ
ク図である。FIG. 7 is a block diagram showing a modified example of the fusion bonding apparatus shown in FIG.

【図８】本発明の第４実施形態にかかる溶融接合装置の
構成を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a fusion bonding apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図９】本発明の第５実施形態にかかる溶融接合装置の
構成を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a fusion bonding apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図１０】本発明の第６実施形態にかかる溶融接合装置
の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a fusion bonding apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【図１１】本発明による、第７の実施形態にかかる溶融
接合装置の構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a fusion bonding apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.

【図１２】図１１に示す溶融接合装置の変形例を示すブ
ロック図である。12 is a block diagram showing a modified example of the fusion bonding apparatus shown in FIG.

【図１３】図１１に示す溶融接合装置の実施例を示すブ
ロック図である。13 is a block diagram showing an embodiment of the fusion bonding apparatus shown in FIG.

【図１４】図１３に示す溶融接合装置における整形型の
部分の平面概念図である。FIG. 14 is a conceptual plan view of a shaping portion of the fusion bonding apparatus shown in FIG.

【図１５】本発明の第８の実施形態にかかる溶融接合装
置を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing a fusion bonding apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.

【図１６】図１５に示す溶融接合装置の変形例を示すブ
ロック図である。16 is a block diagram showing a modified example of the fusion bonding apparatus shown in FIG.

【図１７】本発明の第９の実施形態にかかる溶融接合装
置を示すブロック図である。FIG. 17 is a block diagram showing a fusion bonding apparatus according to a ninth embodiment of the present invention.

【図１８】図１７に示す溶融接合装置の変形例を示すブ
ロック図である。18 is a block diagram showing a modified example of the fusion bonding apparatus shown in FIG.

【図１９】本発明の第１０の実施形態にかかる溶融接合
装置を示すブロック図である。FIG. 19 is a block diagram showing a fusion bonding apparatus according to a tenth embodiment of the present invention.

【図２０】従来の、レーザ光線を用いた従来の溶融接合
装置を示すブロック図である。FIG. 20 is a block diagram showing a conventional fusion bonding apparatus using a laser beam in the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

ＷＬＰ１〜ＷＬＰ１０ 本発明の実施形態にかかる溶融
接合装置 ＧＰＲ グローブボックス内圧調整機構 ＧＡＲ グローブボックス雰囲気精製機構 ＶＰＲ、ＶＰＲ’ 減圧機構 ＶＲ 真空容器回転機構 １ グローブボックス ２ レーザ装置 ２ｂ レーザ入力電源 Ｌ’ 漏れレーザ光 ２ｄ レーザ吸収体 ３ 被溶融接合物 ３Ｌ 蓋 ４ 照射部 ５ レーザ光窓 ６ 集光レンズ ７ 真空排気管 ８ ランプの電極 ９ 中間フリット １０ 真空ポンプ １１ ガスボンベ １１ 蒸気圧が高い物質 ＲＦ 冷媒 １３ 冷却装置 １３Ｐ 冷却パイプ １３Ｔ 冷却タンク １４ 高蒸気圧材料 １５ 蒸気圧の高い物質が保管されている真空容器の
端部 １６ 液化または固化させたＸｅ １８ 導入ポート １９ バルブ ２０ 真空ポンプ Ｅｖ 蒸発物 ２１ 圧力制御装置 ２２ｉ 吸気パイプ ２２ｏ 排気パイプ ２３ 循環ポンプ ２４ フィルタ ２５ 集塵室 ２５ａ 集塵機 ２６ レーザの出力モニタ２６ ２７ 集光レンズの駆動モータ ２８ 調圧弁 ３０ 雰囲気ガス精製機 ３２ ガス導入ポート ３３ 摺動Ｏ-リング ３４ 真空排気部 ３５ 隔壁 ３６ 真空ポンプ ３７ 反射鏡 ３８ 真空計 ３９ 真空用Ｏリング ４０ 挟持器 ４１ 回転モータ ４３ 排気弁 ４４ 雌ねじ部 ４５ 雄ねじ部 ４６ ローラベアリング ５０ 両旋盤 ＷＬＣ 従来のレーザ加熱溶融接合装置 １０１ 密閉容器 １０２ 通気口 １０３ 基板 １０４ 容器本体 １０５ パッキン １０６ レーザ透過窓 １０７ レーザ装置 １０８ 圧力計 １０９ 通気管 １０９ａ、１０９ｂ 分岐管 １１０ 真空ポンプ １１１ 開閉弁 １１２ ガスボンベ １１３ 弁装置 １１４ 挟持部材 １１５ 被封着物 １１６ 発光管 １１７ａ、１１７ｂ 電極 １１８ａ、１１８ｂ 閉塞体 １１９ 加熱溶融封着材 １２０ 間隙 １２１ 反射板 ２０１ 石英ガラス管 ２０３ａ、２０３ｂ 放電電極 ２０４ａ、２０４ｂ Ｍｏ箔 ２０４’ 第２電極側の封止用Ｍｏ箔 ２０６ 真空排気管 ２０７ 照射部 ２０８ａ 第１電極部 ２０８ｂ 第２電極部 ２０９ 片旋盤 ２１０ 摺動Ｏリング ２１１、２１１’ 整形型 ２１２ バルブ部 ２１３ セラミック管 ２１４ 真空容器 ２１５ 溶融フリット ２１６ サーメット ２１７ サセプタ ２１８ レーザ光窓 ２１９ 圧接器 ２２０ セラミック排気管 ２２１ 密閉部品 ２２２ 排気口 ２２３ レーザ照射対象物 ２２４ 光ファイバ ２２５ 反射鏡 ２２６ サンプルの挿入口 ２２７ レーザの照射口WLP1 to WLP10 Melt joining apparatus according to the embodiment of the present invention GPR Glove box internal pressure adjusting mechanism GAR Glove box atmosphere refining mechanism VPR, VPR ′ Pressure reducing mechanism VR Vacuum container rotating mechanism 1 Glove box 2 Laser device 2b Laser input power source L ′ Leakage laser Light 2d Laser absorber 3 Molten object 3L Lid 4 Irradiation part 5 Laser light window 6 Condenser lens 7 Vacuum exhaust tube 8 Lamp electrode 9 Intermediate frit 10 Vacuum pump 11 Gas cylinder 11 High vapor pressure substance RF Refrigerant 13 Cooling device 13P Cooling pipe 13T Cooling tank 14 High vapor pressure material 15 End part of a vacuum container 16 in which a substance having a high vapor pressure is stored Liquefied or solidified Xe 18 Introduction port 19 Valve 20 Vacuum pump Ev Evaporated substance 21 Pressure control device 22i Intake pipe 22o Exhaust pipe 23 Circulation pump 24 Filter 25 Dust Collection Chamber 25a Dust Collector 26 Laser Output Monitor 26 27 Condenser Lens Drive Motor 28 Pressure Control Valve 30 Atmospheric Gas Purifier 32 Gas Inlet Port 33 Sliding O-Ring 34 Vacuum Evacuation Unit 35 Partition 36 Vacuum Pump 37 Reflection Mirror 38 Vacuum gauge 39 Vacuum O-ring 40 Clamping device 41 Rotating motor 43 Exhaust valve 44 Female screw part 45 Male screw part 46 Roller bearing 50 Double lathe WLC Conventional laser heating / melting joining device 101 Sealed container 102 Vent 103 Substrate 104 Container body 105 Packing 106 Laser transmission window 107 Laser device 108 Pressure gauge 109 Vent pipes 109a, 109b Branch pipe 110 Vacuum pump 111 Open / close valve 112 Gas cylinder 113 Valve device 114 Clamping member 115 Encapsulant 116 Light emitting tubes 117a, 117b Electrodes 118a, 118b Closing body 1 19 Heat Melt Sealant 120 Gap 121 Reflector 201 Quartz Glass Tubes 203a, 203b Discharge Electrodes 204a, 204b Mo Foil 204 'Mo Mo for Sealing 206 on Second Electrode Side 206 Vacuum Exhaust Pipe 207 Irradiation Part 208a First Electrode Part 208b 2nd electrode part 209 One-sided lathe 210 Sliding O-ring 211, 211 'Shaping type 212 Valve part 213 Ceramic tube 214 Vacuum container 215 Melting frit 216 Cermet 217 Susceptor 218 Laser light window 219 Pressure contactor 220 Ceramic exhaust pipe 221 Sealing part 222 Exhaust Port 223 Laser irradiation target 224 Optical fiber 225 Reflector 226 Sample insertion port 227 Laser irradiation port

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 目黒 赳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 佐古田 素三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−17346（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−67272（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−339587（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−175315（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−349410（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−24327（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−150825（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 26/00 310 B23K 26/12 H01J 9/40 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Meguro Satoshi 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Sozo Sakuta 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial (56) References JP-A-8-17346 (JP, A) JP-A-53-67272 (JP, A) JP-A-4-339587 (JP, A) JP-A-63-175315 (JP, A) JP-A-6-349410 (JP, A) JP-A-55-24327 (JP, A) JP-A-6-150825 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. ⁷ , DB name) ) B23K 26/00 310 B23K 26/12 H01J 9/40

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 外部を遮断した気密なグローブボックス
と、前記グローブボックス内に有する石英ガラスおよび
セラミック材料のいずれかによって構成された対象物
と、前記グローブボックスの外部に設置されたレーザ装
置および集塵手段と、前記対象物の内圧である第１の圧
力を、前記グローブボックス内の内圧である第２の圧力
より小さく減圧保持する内圧制御手段とを備え、グロー
ブボックスの外部にある前記レーザ装置から発せられた
レーザ光により加熱溶融された前記対象物の任意の部分
が、前記第１の圧力と前記第２の圧力の差圧によって収
縮溶接され、かつ前記収縮溶融時に発生したゴミや塵を
集塵手段で取り除く溶融接合装置において、 前記対象物の所定の部分と前記レーザ装置との間に、前
記レーザ装置から発せられたレーザ光を遮るように設け
られたサセプタをさらに備え、 前記サセプタは、前記対象物をその内部に含む環状であ
り、外周で受けた前記レーザ光の熱エネルギーを内周か
ら前記対象物の所定の部分に向かって放射し、かつ、前
記対象物に対して自転させられ、前記レーザ光線によ
り、より均一に加熱される ことを特徴とする、溶融接合
装置。1. An airtight glove box that is shielded from the outside, an object made of either quartz glass or a ceramic material contained in the glove box, a laser device and a collector installed outside the glove box. The laser device provided outside the glove box, comprising: dust means and internal pressure control means for keeping the first pressure, which is the internal pressure of the object, lower than the second pressure, which is the internal pressure in the glove box. Any part of the object heated and melted by the laser beam emitted from is contracted and welded by the pressure difference between the first pressure and the second pressure, and dust and dust generated during the contraction and melting are removed. In the fusion bonding apparatus for removing by dust collecting means, between the predetermined portion of the object and the laser device,
Provided to block the laser light emitted from the laser device
Further provided with a susceptor, the susceptor having an annular shape including the object therein.
The heat energy of the laser light received at the outer circumference
Radiates toward a predetermined part of the object from
The laser beam is rotated about the target object and
Ri, characterized in that it is more uniformly heated, melt bonding device. 【請求項２】 外部を遮断した気密なグローブボックス
と、前記グローブボックス内に有する石英ガラスおよび
セラミック材料のいずれかによって構成された対象物
と、前記グローブボックスの外部に設置されたレーザ装
置および集塵手段と、前記対象物の内圧である第１の圧
力を、前記グローブボックス内の内圧である第２の圧力
より小さく減圧保持する内圧制御手段とを備え、グロー
ブボックスの外部にある前記レーザ装置から発せられた
レーザ光により加熱溶融された前記対象物の任意の部分
が、前記第１の圧力と前記第２の圧力の差圧によって収
縮溶接され、かつ前記収縮溶融時に発生したゴミや塵を
集塵手段で取り除く溶融接合装置において、 前記対象物を部分的に冷却する冷却手段をさらに備え、 前記冷却手段は、冷風、冷水、および液体窒素等のいず
れかの冷媒を貯蔵する冷媒手段と、該冷媒手段から冷媒
を導入して、前記対象物の周囲を巻回後に該冷媒手段に
環流させる冷媒循環手段とをさらに備える、溶融接合装
置。 2. An airtight glove box with an outside shut off.
And quartz glass in the glove box and
Objects composed of any of the ceramic materials
And a laser device installed outside the glove box.
Setting and dust collecting means, and a first pressure which is an internal pressure of the object.
The force is the second pressure which is the internal pressure in the glove box.
It is equipped with internal pressure control means for maintaining a smaller decompression,
Emitted from the laser device outside the box
Any part of the object heated and melted by laser light
Is reduced by the pressure difference between the first pressure and the second pressure.
Dust and dust generated by shrinkage welding and shrink fusion
The fusion bonding apparatus for removing with a dust collecting means further comprises a cooling means for partially cooling the object, wherein the cooling means is any of cold air, cold water, liquid nitrogen, etc.
Refrigerant means for storing some refrigerant, and refrigerant from the refrigerant means
Is introduced into the refrigerant means after winding around the object.
A melt-bonding device, further comprising: a coolant circulating means for circulating the liquid.
Place 【請求項３】 外部を遮断した気密なグローブボックス
と、前記グローブボックス内に有する石英ガラスおよび
セラミック材料のいずれかによって構成された対象物
と、前記グローブボックスの外部に設置されたレーザ装
置および集塵手段と、前記対象物の内圧である第１の圧
力を、前記グローブボックス内の内圧である第２の圧力
より小さく減圧保持する内圧制御手段とを備え、グロー
ブボックスの外部にある前記レーザ装置から発せられた
レーザ光により加熱溶融された前記対象物の任意の部分
が、前記第１の圧力と前記第２の圧力の差圧によって収
縮溶接され、かつ前記収縮溶融時に発生したゴミや塵を
集塵手段で取り除く溶融接合装置において、 加熱溶融される前記対象物の所定の部分の近傍に焦点を
有する反射鏡をさらに備え、 前記反射鏡は、積分球であると共に、その内部に前記対
象物の所定の部分が保持され、かつ、前記反射鏡には、
その内部に前記対象物を挿入する第１の開口部と、前記
レーザ光を入射する第２の開口部が少なくとも１つ設け
られ、該第２の開口部から入射された該レーザ光は積分
球である該反射鏡の内部で反射されて、該第１の開口部
から挿入された前記対象物の所定の部分を均等に照射加
熱することを特徴とする、溶融接合装置。 3. An airtight glove box that shuts off the outside.
And quartz glass in the glove box and
Objects composed of any of the ceramic materials
And a laser device installed outside the glove box.
Setting and dust collecting means, and a first pressure which is an internal pressure of the object.
The force is the second pressure which is the internal pressure in the glove box.
It is equipped with internal pressure control means for maintaining a smaller decompression,
Emitted from the laser device outside the box
Any part of the object heated and melted by laser light
Is reduced by the pressure difference between the first pressure and the second pressure.
Dust and dust generated by shrinkage welding and shrink fusion
In the fusion welding device that removes by dust collecting means, focus on the vicinity of a predetermined portion of the object to be heated and fused.
Further comprising a reflecting mirror, which is an integrating sphere and has the pair inside thereof.
A predetermined portion of the elephant is held, and the reflecting mirror is
A first opening into which the object is inserted, and
At least one second opening through which laser light is incident is provided
And the laser light incident from the second opening is integrated.
The first opening is reflected inside the reflecting mirror, which is a sphere.
Evenly irradiate the specified part of the object inserted from
A fusion bonding device characterized by heating. 【請求項４】 外部を遮断した気密なグローブボックス
と、前記グローブボックス内に有する石英ガラスおよび
セラミック材料のいずれかによって構成された対象物
と、前記グローブボックスの外部に設置されたレーザ装
置および集塵手段と、前記対象物の内圧である第１の圧
力を、前記グローブボックス内の内圧である第２の圧力
より小さく減圧保持する内圧制御手段とを備え、グロー
ブボックスの外部にある前記レーザ装置から発せられた
レーザ光により加熱溶融された前記対象物の任意の部分
が、前記第１の圧力と前記第２の圧力の差圧によって収
縮溶接され、かつ前記収縮溶融時に発生したゴミや塵を
集塵手段で取り除く溶融接合装置において、 加熱溶融される前記対象物の所定の部分の近傍に焦点を
有する反射鏡をさらに備え、 前記反射鏡は、積分球であると共に、その内部に前記対
象物の所定の部分が保 持され、かつ、前記反射鏡には、
さらに、該反射鏡内部のダストを吸引するための開口部
が設けられたことを特徴とする、溶融接合装置。 4. An airtight glove box that shuts off the outside.
And quartz glass in the glove box and
Objects composed of any of the ceramic materials
And a laser device installed outside the glove box.
Setting and dust collecting means, and a first pressure which is an internal pressure of the object.
The force is the second pressure which is the internal pressure in the glove box.
It is equipped with internal pressure control means for maintaining a smaller decompression,
Emitted from the laser device outside the box
Any part of the object heated and melted by laser light
Is reduced by the pressure difference between the first pressure and the second pressure.
Dust and dust generated by shrinkage welding and shrink fusion
In the fusion welding device that removes by dust collecting means, focus on the vicinity of a predetermined portion of the object to be heated and fused.
Further comprising a reflecting mirror, which is an integrating sphere and has the pair inside thereof.
Predetermined portion of the elephant product is retained, and the reflector,
Further, an opening for sucking dust inside the reflecting mirror
The fusion bonding apparatus is characterized by being provided with. 【請求項５】 外部を遮断した気密なグローブボックス
と、前記グローブボックス内に有する石英ガラスおよび
セラミック材料のいずれかによって構成された対象物
と、前記グローブボックスの外部に設置されたレーザ装
置および集塵手段と、前記対象物の内圧である第１の圧
力を、前記グローブボックス内の内圧である第２の圧力
より小さく減圧保持する内圧制御手段とを備え、グロー
ブボックスの外部にある前記レーザ装置から発せられた
レーザ光により加熱溶融された前記対象物の任意の部分
が、前記第１の圧力と前記第２の圧力の差圧によって収
縮溶接され、かつ前記収縮溶融時に発生したゴミや塵を
集塵手段で取り除く溶融接合装置において、 加熱溶融される前記対象物の所定の部分の近傍に焦点を
有する反射鏡をさらに備え、 前記反射鏡は、積分球であると共に、その内部に前記対
象物の所定の部分が保持され、かつ、前記反射鏡の外周
側に、冷却手段をさらに備え、該反射鏡を冷却すること
を特徴とする、溶融接合装置。 5. An airtight glove box with an exterior shut off.
And quartz glass in the glove box and
Objects composed of any of the ceramic materials
And a laser device installed outside the glove box.
Setting and dust collecting means, and a first pressure which is an internal pressure of the object.
The force is the second pressure which is the internal pressure in the glove box.
It is equipped with internal pressure control means for maintaining a smaller decompression,
Emitted from the laser device outside the box
Any part of the object heated and melted by laser light
Is reduced by the pressure difference between the first pressure and the second pressure.
Dust and dust generated by shrinkage welding and shrink fusion
In the fusion welding device that removes by dust collecting means, focus on the vicinity of a predetermined portion of the object to be heated and fused.
Further comprising a reflecting mirror, which is an integrating sphere and has the pair inside thereof.
A predetermined part of the elephant is held and the outer circumference of the reflecting mirror
On the side, further comprising cooling means, to cool the reflecting mirror
A fusion bonding device characterized by the following.