JP7351136B2 - 接合体の製造方法及び接合体の製造装置 - Google Patents
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Description
この方法によれば、押圧工程において、積層体のガラス部材を治具本体用蓋体によって押圧するまでの時間を短縮することができる。
この方法によれば、ガラス部材と接合対象部材との間の接合材に加わる力が付勢力によって調整されるため、ガラス部材と接合材との間及び接合対象部材と接合材との間に加わる力を安定させることができる。
この方法によれば、押圧工程を速やかに行うことができる。
上記接合体の製造方法において、前記ガラス部材の形状は、板状、又は開口を有する容器形状であり、前記接合対象部材の形状は、板状、又は開口を有する容器形状であり、前記積層体準備工程における前記積層体の前記接合材は、ガラスを含有し、前記治具本体用蓋体は、ガラス板であり、前記接合部形成工程では、前記治具本体用蓋体及び前記ガラス部材を透過させたレーザー光を前記接合材に照射することで前記接合材を加熱することが好ましい。
上記接合体の製造方法の前記接合部形成工程において、前記治具本体用蓋体は、前記治具本体と離間し、前記治具本体に設けられたパッキング材と接触して支持されていることが好ましい。
上記接合体の製造方法において、前記積層体準備工程における前記積層体は、前記ガラス部材と前記接合対象部材との間に配置されたスペーサーを備えることが好ましい。
上記接合体の製造装置において、前記治具本体は、前記凹部内に配置された前記積層体を前記治具本体用蓋体に向けて付勢する付勢部をさらに備え、前記付勢部は、圧縮力に抗する付勢部本体と、前記付勢部本体と前記積層体との間に配置される付勢板と、を備えることが好ましい。
なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。
ガラス部材12としては、例えば、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス等が挙げられる。ガラス部材12の厚さは、例えば、4μm以上、1000μm以下の範囲内である。ガラス部材12の形状は、平板状であってもよいし、例えば、部分的に窪んだ形状等の凹凸部を有する形状であってもよい。
接合対象部材13は、例えば、ガラス基板、ガラスセラミックス基板、セラミックス基板等の基板を備えている。基板のガラスとしては、例えば、石英ガラス、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス、ホウケイ酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、ホウリン酸塩系ガラス、無アルカリガラス、LAS系結晶化ガラス等が挙げられる。基板のガラスセラミックスは、ガラスとセラミックスとを含有し、低温同時焼成セラミックス(LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramics)が例示される。基板のセラミックスとしては、コーディエライト、ウイレマイト、アルミナ、窒化アルミニウム、リン酸ジルコニウム系化合物、ジルコン、ジルコニア、酸化スズ、β-石英固溶体、β-ユークリプタイト、及びβ-スポジュメンから選ばれる少なくとも一種を含むセラミックスが例示される。
接合材15は、ガラスを含むことが好ましい。ガラスとしては、例えば、ケイ酸塩系ガラス、酸化ビスマス系ガラス、リン酸塩系ガラス、酸化鉛系ガラス、酸化テルル系ガラス、酸化バナジウム系ガラス等が挙げられる。
接合材15は、フィラーを含むことが好ましい。フィラーとしては、コーディエライト、ウイレマイト、アルミナ、窒化アルミニウム、リン酸ジルコニウム系化合物、ジルコン、ジルコニア、酸化スズ、β-石英固溶体、β-ユークリプタイト、及びβ-スポジュメンから選ばれる少なくとも一種のフィラーが例示される。
ガラス部材12又は接合対象部材13に設けられた接合材15の厚さは、1μm以上、1000μm以下の範囲内であることが好ましく、より好ましくは2μm以上、100μm以下の範囲内であり、さらに好ましくは3μm以上、10μmの範囲内である。接合材15の幅は、例えば、1μm以上、10000μm以下の範囲内であることが好ましく、より好ましくは10μm以上、5000μm以下の範囲内であり、さらに好ましくは50μm以上、1000μm以下の範囲内である。
接合体11及び積層体16は、ガラス部材12と接合対象部材13との間に配置された部品17を備えていてもよい。部品17としては、例えば、レーザーモジュール、LED光源、光センサ、撮像素子、光スイッチ等の光学デバイス、液晶表示部、有機EL表示部等の表示部、太陽電池セル、振動センサ、加速度センサ、電極等が挙げられる。
本実施形態では、接合体11におけるガラス部材12と接合対象部材13との間にスペーサー18を配置している。スペーサー18は、ガラス部材12と接合対象部材13の基板との間隔が所定寸法以下とならないようにするために設けられる。本実施形態では、スペーサー18は、平面視で枠状の接合材15の外側に配置されている。好ましくは、スペーサー18は、平面視で枠状の接合材15の内側及び外側の双方に配置される。この構成によれば、より確実にガラス部材12と接合対象部材13との間隔を一定に保つことができる。なお、この構成に限定されず、スペーサー18は、平面視で枠状の接合材15の内側のみに配置されてもよい。
接合体11の用途の具体例としては、有機ELディスプレイ、有機EL照明装置等の有機ELデバイス、色素増感型太陽電池、ペロブスカイト型太陽電池、有機薄膜太陽電池、CIGS系薄膜化合物太陽電池等の太陽電池、MEMSパッケージ等のセンサパッケージ、深紫外線等の光を照射するLEDパッケージ等が挙げられる。
図7に示すように、接合体11の製造方法は、ステップS1の積層体準備工程と、ステップS2の治具準備工程と、ステップS3の載置工程と、ステップS4の押圧工程と、ステップS5の接合部形成工程とを備えている。
(1)接合体の製造方法において、ステップS1の積層体準備工程では、ガラス部材12と接合対象部材13との間に接合材15を配置した積層体16を準備する。ステップS2の治具準備工程で準備する治具19は、積層体16が配置される凹部22を有する治具本体20と治具本体20の凹部22の開口を閉塞可能とする治具本体用蓋体21とを備えている。接合体の製造方法は、さらにステップS3の載置工程と、ステップS4の押圧工程と、ステップS5の接合部形成工程とを備えている。ステップS3の載置工程では、治具本体20の凹部22内に積層体16を配置した治具本体20上に治具本体用蓋体21を載置する。ステップS4の押圧工程では、ステップS3の載置工程の後、治具本体20の凹部22内の気圧を調整することで、治具本体用蓋体21により積層体16を押圧する。ステップS5の接合部形成工程では、ステップS4の押圧工程により積層体16を押圧した状態で、接合材15から接合部14を形成する。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・接合材15の形状は、連続した枠状であってもよいし、不連続の枠状であってもよい。また、接合材15及び接合部14は、ガラス部材12と接合対象部材13との間に気密となる室を形成する形状に限定されず、ガラス部材12と接合対象部材13とを接合できる形状であればよい。
・ステップS1の積層体準備工程とステップS2の治具準備工程とは、同時に行ってもよいし、ステップS2の治具準備工程をステップS1の積層体準備工程よりも先に行ってもよい。
Claims (11)
- 板状、又は開口を有する容器形状を有するガラス部材と、板状、又は開口を有する容器形状を有する接合対象部材と、前記ガラス部材と前記接合対象部材とに接合した接合部とを有する接合体の製造方法であって、
前記ガラス部材と前記接合対象部材との間にガラスを含有する接合材を配置した積層体を準備する積層体準備工程と、
前記積層体が配置される凹部を有する治具本体と前記治具本体の前記凹部の開口を閉塞可能とするガラス板である治具本体用蓋体とを備える治具を準備する治具準備工程と、
前記治具本体の前記凹部内に前記積層体を配置した前記治具本体上に前記治具本体用蓋体を載置する載置工程と、
前記載置工程の後、前記治具本体の前記凹部内の気圧を調整することで、前記治具本体用蓋体により前記積層体を押圧する押圧工程と、
前記押圧工程により前記積層体を押圧した状態で、前記ガラス部材と前記接合対象部材とに接合した前記接合部を前記接合材から形成する接合部形成工程と、を備え、
前記押圧工程は、前記積層体の前記ガラス部材を前記積層体の前記接合対象部材に向けて押圧する工程であり、
前記接合部形成工程では、前記治具本体用蓋体及び前記ガラス部材を透過させたレーザー光を前記接合材に照射することで前記接合材を加熱する、接合体の製造方法。 - 前記載置工程では、前記治具本体用蓋体と、前記積層体の前記ガラス部材又は前記接合対象部材とを接触させる、請求項1に記載の接合体の製造方法。
- 前記押圧工程では、前記接合対象部材又は前記ガラス部材を前記治具本体用蓋体に向けて付勢する、請求項1又は請求項2に記載の接合体の製造方法。
- 前記押圧工程では、前記治具本体の前記凹部内の気体を排出することにより気圧を調整する、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の接合体の製造方法。
- 前記接合部形成工程において、前記治具本体用蓋体は、前記治具本体と離間し、前記治具本体に設けられたパッキング材と接触して支持されている、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の接合体の製造方法。
- 前記ガラス部材の形状及び前記接合対象部材の形状は、いずれも板状であり、
前記接合材として、複数の枠状の接合材を備える、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の接合体の製造方法。 - 前記積層体準備工程における前記積層体は、前記ガラス部材と前記接合対象部材との間に配置されたスペーサーを備える、請求項6に記載の接合体の製造方法。
- 前記接合部形成工程の後、複数の前記枠状の接合材から形成された複数の枠状の接合部の間の位置で前記接合体を切断する切断工程をさらに備える、請求項6又は請求項7に記載の接合体の製造方法。
- 前記治具本体用蓋体は、厚さが1.5mm以上、5.0mm以下の範囲内であり、かつ弾性率が65GPa以上、85GPa以下の範囲内であるガラス板である、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の接合体の製造方法。
- 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の接合体の製造方法に用いられる接合体の製造装置であって、前記治具を備える、接合体の製造装置。
- 前記治具本体は、前記凹部内に配置された前記積層体を前記治具本体用蓋体に向けて付勢する付勢部をさらに備え、
前記付勢部は、圧縮力に抗する付勢部本体と、
前記付勢部本体と前記積層体との間に配置される付勢板と、を備える、請求項10に記載の接合体の製造装置。
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