CN107923214B - 具有经金属焊料密封被密封的泵出口的真空绝缘玻璃(vig)单元和/或制备其的方法 - Google Patents

Abstract

示例实施例涉及一种真空绝缘玻璃单元，具有在反应性软熔、润湿预涂的金属涂层时与焊料合金连接所形成的泵出孔密封，和/或相关方法。这些合金可基于在不去回火玻璃和/或分解层压板的温度下形成密封的材料，和/或保持气密以及其体积内的无孔结构。SAC、InAg和/或其他预成形材料可用于不同的示例实施例。

Description

具有经金属焊料密封被密封的泵出口的真空绝缘玻璃(VIG) 单元和/或制备其的方法

相关申请的交叉参照

本申请请求2015年7月1日提交的美国申请Nos.62/187,797和2016年6月1日提交的15/170,265，其全部内容被纳入此处作为参考。

本申请还将2013年12月31日提交的美国申请No.14/145,462，以及2015年7月1日提交的美国申请No.14/789,444各自的全部内容纳入此处作为参考。

技术领域

本发明的示例性实施例涉及一种真空绝缘玻璃(VIG或真空IG)单元和/或制备其的方法。更具体地，本发明的示例性实施例涉及一种VIG单元，具有在反应性软熔，润湿及接合至预涂的金属涂层时与金属的焊料预成形合金连接所形成的泵出孔密封，和/或相关方法。

背景技术

气密密封玻璃基板使其之间生成真空或惰性气体环境通常是使用屏障被实现，从而长时间期间气体不会进入玻璃或金属(例如共晶)材料，通常许多数量级比装置的工作寿命时间更长。应理解，渗透性通常涉及两个步骤。这些步骤包括溶解和扩散。例如气密密封有助于水，其他液体，氧气和其他气体污染物分子远离包装，例如，保持真空(例如VIG窗单元，热瓶，MEMS等)或敏感材料，但不局限于此，敏感材料包括例如有机放射层(例如用于OLED装置)、半导体芯片、传感器、光学元件等，这些材料被保存在惰性气氛中。这些组件复杂内部的气密包装在该包装的后期处理阶段构成了障碍，例如VIG窗单元中的泵送和脱焊之前、OLED装置制备过程中的最后处理步骤等。

一些示例性VIG配置在例如美国专利Nos.5,657,607,5,664,395,5,657,607,5,902,652,6,506,472和6,383,580中被公开，其公开的全部内容被纳入此处作为参考。

发明内容

图1和图2示出现有的VIG窗单元1和用于形成VIG单元1的元件。例如VIG单元1可包括两个分离的基本平行的玻璃基板2、3，其中附有抽空的低压空间/腔6。玻璃片或基板2、3由外边缘密封4互相连接，其可由熔融焊料玻璃等被制成。玻璃基板2、3之间可包括一组支柱/隔片5，鉴于基板2、3之间存在的低压空间/间隙6，来维持VIG单元1的玻璃基板2、3的间距。

泵出管8可通过焊料玻璃9等被气密密封至孔径/孔10，从玻璃基板2的内表面通向玻璃基板2外表面中的选择性凹槽11底部，或选择性地至玻璃基板2的外表面。真空被连接至泵出管8，将内部腔6排空至低于大气压的低压。在腔6抽空后，管8的部分(例如，顶端)被熔化来密封低压腔/空间6中的真空。选择性的凹槽11可用来固定密封的泵出管8。选择性地，化学吸气剂12可包含在玻璃基板例如玻璃基板2内表面所设置的凹槽13内。化学吸气剂12可在腔6被抽空及密封之后被用来吸收或与残留杂质结合。吸气剂12也可用来“扫荡”单元中环境风化期间演变的气体杂质。

具外围气密的边缘密封4(例如，焊料玻璃)的VIG单元一般是通过在基板2的外围(或在基板3上)沉积玻璃熔料或其他合适的材料被制成(如熔料浆)。该玻璃熔料浆最终形成边缘密封4。其他基板(例如，基板3)被放置在基板2上，然后将隔片/支柱5夹在中间，且玻璃熔料位于两个基板2、3之间。整个配件包括玻璃基板2、3，隔片/支柱5和密封材料(例如，溶液或浆的玻璃熔料)，然后一般加热到至少约500℃，此时玻璃熔料熔化，润湿玻璃基板2、3的表面，并最终形成气密的外围/边缘密封4。

在基板之间形成边缘密封4后，通过泵出管8真空被抽出，在基板2，3之间形成低压空间/腔6。空间/腔6中的压力可能通过疏散过程至低于大气压的水平，例如，约低于10-4Torr。保持空间/腔6中的低压，基板2、3通过边缘密封和泵出管的密封被气密地密封。较小的高强度隔片/支柱5被配置在透明玻璃基板之间，使基本平行的玻璃基板针对大气压保持分离。如上所述，当基板2、3之间的空间6被抽空，可通过使用激光或类似等使泵出管8的脱焊从而被密封。

高温接合技术，例如，阳极接合和玻璃熔料接合，如上所述，是已被广泛应用的方法，来将由硅、陶瓷、玻璃制成的元件气密密封(例如，形成边缘密封)。高温过程的所述加热通常是约为300-600℃。这些现有的接合技术的范围一般要求炉体集中加热，其中整个装置(包括玻璃和玻璃壳体内的任何元件)须与炉热平衡用来形成密封。因此，需要相对较长的时间来实现理想的密封。例如，由于装置尺寸L增加，密封时间通常增加L3。此外，大多温度敏感元件决定整个体系的最大允许温度。因此，如上所述的高温密封过程(例如，阳极接合和玻璃熔料接合)不适合制造热敏感元件，例如回火的VIG单元，以及封装敏感元件，例如OLED装置。在回火的VIG单元情况下，VIG单元的热钢化玻璃基板将在高温的环境下迅速失去回火强度。在示例性OLED封装的情况下，特定功能的有机层将在300-600℃(有时甚至低至100℃)的温度被破坏。过去，解决该高温整体密封过程的方法之一是开发低温熔料，但仍使用整体热平衡加热过程。

根据背景技术，玻璃熔料和/或焊料通常是玻璃材料和金属氧化物的混合物。玻璃组合物可被定制来与接合基板的热膨胀系数(CTE)相匹配。铅基玻璃是最常见的接合/密封材料/技术，被广泛应用于阴极射线管(CRT)、等离子显示器和VIG窗单元。铅基玻璃熔料还是低渗透性玻璃密封材料。通常，焊料基于玻璃质材料，且禁止脱玻。

玻璃熔料或焊料通常由基础玻璃、耐火填料和媒介物构成。基础玻璃形成大量的熔料或焊料。填料降低热膨胀系数从而来与将结合的玻璃基板相匹配。这种匹配增加了机械强度，降低了界面应力，并提高了密封的抗裂性。媒介物通常是由溶剂(表面活性剂)制成，提供流动性用于丝网印刷(例如，用于分配至将被密封的间隙中，和/或将被密封的表面上)和有机粘合剂。

上述类型的玻璃熔料或焊料的优点是具有相对较低的熔点(例如，在约480-520℃的范围内)，用来粘住大多数半导体或材料，包括玻璃、硅、氧化硅、大多数金属和陶瓷，但并不局限于此，使利用这些材料的接合被灵活和广泛地接受。

商业销售的许多不同类型的玻璃熔料具有不同的熔点、热膨胀系数、粘合剂和丝网印刷性能。然而，几乎所有低熔点配方的玻璃熔料或焊料都含有一些铅。这可能会成为一个缺点，例如，美国、欧盟和日本严重禁止或限制未来几年在电子制造业中使用铅。在过去的几年中，基于氧化铋的熔料或焊料成功地替换了一些铅基玻璃熔料，但该类型熔料的熔融温度(Tg)仍然高于450℃。与铅基熔料一样，通过现有的炉体集中加热过程，这些基于氧化铋的熔料不能被用来制备温度敏感装置。低熔融温度(例如，375-390℃)的钒钡锌氧化物(VBZ)熔料被开发，包括VBaZn、V磷酸盐、SnZnPO4，且并不局限于此。然而，这些类型的熔料的广泛应用被限制。此外，虽然上述玻璃熔料针对传统方法被改进，但有时仍然较难满足所有玻璃外围密封低温的严格热机械要求。这是由于低温玻璃焊料通常是由较大离子半径的物质制成，不容易在低处理温度和时间内扩散至玻璃表面。

此外理想的是提供一种能够生存于恶劣环境中的VIG单元，例如经较高的操作温度被特征化的，以及暴露于冲击、振动、湿度、污染物、辐射、和/或类似环境中。例如，玻璃行业对象材料，在恶劣环境中的极端使用会对自身造成威胁。例如，天窗、玻璃体系受到极端温度(150℃)和冲击以及与风负荷相关的振动负荷。事实上，VIG密封附近的环境温度可超过150℃，具冲击和振动负荷，且建筑立面的环境温度可高达200℃。因此，较难提供具长期气密性、机械强度、和低导热路径的边缘密封。

因此，在本技术领域中需要一种密封处理技术，不涉及将被密封的整个制品加热至高温，和/或制备该制品的方法。

根据示例性实施例，一种制备真空绝缘玻璃(VIG)窗单元的方法。VIG单元部件包括第一和第二玻璃基板；多个隔片，用于保持所述第一和第二玻璃基板；使其彼此基本平行地互相隔开；和边缘密封。所述第一玻璃基板具有形成于其中的孔，所述孔可用于抽空所述第一和第二玻璃基板之间定义的腔。将第一多层薄膜涂层形成在所述第一基板的部分上，其围绕和/或位于所述孔的内径上，所述第一多层薄膜涂层包括至少一个含有金属的层。在所述孔内和/或所述孔周围配置固体焊料合金预成形，所述固体焊料合金预成形与所述第一多层薄膜涂层的至少一部分直接物理接触，并包括金属。在所述孔上和/或所述孔内配置密封构件，从而所述密封构件的至少一部分与所述固体焊料合金预成形物理接触。在制备所述VIG单元时，通过反应性软熔所述固体焊料合金预成形，形成气密的孔密封，使材料从所述第一多层薄膜涂层扩散到所述焊料合金材料中，反之亦然。

根据示例性实施例，所述密封构件可具有形成在其上的第二多层薄膜涂层，所述第一和第二层薄膜涂层至少最初具有相同的薄膜层；以及所述固体焊料合金预成形与所述第二多层薄膜涂层的至少一部分直接物理接触。在制备所述VIG单元时，所述气密的孔密封的形成还可使材料从所述第二多层薄膜涂层扩散到焊料合金材料中，反之亦然。

根据示例性实施例，所述密封构件可以是插入到所述孔中的塞、遮盖所述孔的板、具有从其中突出的塞的板，所述板遮盖所述孔且所述塞延伸进入到所述孔中。所述密封构件可由金属、金属合金和/或玻璃形成。

根据示例性实施例，多层薄膜涂层可以金属化所述孔周围和/或孔内的基板，和/或密封构件。该多层薄膜涂层可以包括含有镍的层(例如，Ni/Ag/Ni层堆栈、Ni/Ag层堆栈、Si/Ni/Ag层堆栈，和/或类似等)。所述含有镍的层可以是包含镍铬的层。

根据示例性实施例，所述固体焊料合金预成形由铟银合金，SAC,Sn-Pb,SnBiAg,SATi或SATiRe形成。在其他情况下，所述固体焊料合金预成形可基于锡，并包括从以下构成的组中选出的至少一种其他材料：后过渡金属或准金属；来自组13、14、15或16的Zintl阴离子；和过渡金属。

根据示例性实施例，可在所述VIG单元部件被保持在真空下时形成所述孔密封。在一些情况下，可在所述VIG单元部件被保持在第一真空压力下时形成所述边缘密封，且在所述VIG单元部件被保持在第二真空压力下时形成所述孔密封，且所述第二真空压力低于所述第一真空压力。

根据示例性实施例，所述孔密封可在不超过300℃的温度下被形成，更优选是不超过180℃、且有时不超过160℃。

根据示例性实施例，在制备所述VIG单元时泵出管无须脱焊或关闭。

在示例性实施例中，可以使用在此所述的方法来制备VIG。

在示例性实施例中，一种真空绝缘玻璃VIG单元包括：基本平行隔开的第一和第二玻璃基板，所述第一和第二基板中的至少有一个是热处理玻璃基板；多个隔片，配置在所述第一和第二基板之间；边缘密封；和至少部分地由所述第一和第二基板以及所述边缘密封限定的腔，所述腔被抽空至低于大气压的压力。孔密封构件，配置在所述第一基板中形成的孔内和/或之上。所述孔密封构件在所述VIG单元制备过程中用于抽空所述腔。所述孔密封构件和所述第一基板经孔密封被彼此气密地密封，所述孔密封通过反应性软熔含有金属的固体焊料合金预成形被形成，使(a)材料从所述第一基板上预先配置的第一多层薄膜涂层扩散到焊料合金材料中，反之亦然，以及(b)金属间化合物(IMC)形成在所述第一多层薄膜涂层的最上层与所述反应性软熔的焊料之间。

在此所述的特征、方面、优点和示例性实施例可被结合以实现进一步的实施例。

附图说明

以下参照附图对本发明的示例性实施例进行详细地说明，本发明的上述及其他特征和优点将变得更加清楚和容易理解。

图1是现有真空IG单元的横截面图；

图2是沿图1所示的剖面线截取的图1的真空绝缘玻璃(VIG)单元的底部基板、边缘密封和隔片的平面图；

图3是根据示例性实施例的VIG单元的横截面图；

图4是根据示例性实施例的图3的端部的放大图；

图5是根据示例性实施例，如图4所示配置在第一基板上的金属层堆栈的放大图；

图6是示出根据示例性实施例的制备VIG单元过程的流程图；

图7a是示例性实施例中可使用的有关泵送的示例性温度和压力分布的图表；

图7b是示例性实施例中可使用的示例性温度和合模压力序列曲线的图表；

图8a-图8b是示例性SnAgCu金属密封结构的横截面显微图像；

图9是示出在示例性实施例中的示例性焊料密封形成过程的示意图；

图10是示例性实施例中可使用的示例性高速线燃烧(HVWC)装置1000的示意图；

图11是示例性实施例中可使用的由Oerlikon Metco提供的示例性HVWC装置的示例性扩大的顶端部分；

图12是模拟的示意图，示出馈线加速所产生的熔融粉末穿过顶端并朝向基板退出图10装置时的速度；

图13是根据示例性实施例的形成在第一基板上的金属层堆栈的放大图，可在图3和图4的示例中被使用；

图14是示出根据示例性实施例的制备VIG单元过程的另一个流程图；

图15是在示例性实施例中作用于焊珠的力的示意图；

图16是示出在示例性实施例中焊料的移动作为间隙高度的功能；

图17是根据示例性实施例的焊料和玻璃的金属化表面之间进行反应性软熔的顺序；

图18是根据示例性实施例制备的VIG的90度弯曲处具有受控润湿前沿的软熔焊料预成形的x射线；

图19是示例性实施例中可使用的软熔过程的温度曲线；

图20是根据示例性实施例的金属化的泵出孔的示意图；

图21是根据示例性实施例的用于保持焊料预成形的圈；

图22示出示例性实施例中可使用的用于脱焊活塞的馈通泵出工具；

图23是示例性实施例中可使用的具有波纹管辅助密封的高温(200℃)兼容线性真空馈通体系的机械制图；

图24是根据示例性实施例的具有圈状焊料预成形的遮盖的示意图，其被放置在靠近基板的金属化区域的泵出孔之上及周围；

图25是根据示例性实施例的焊料预成形的示意图，其被插入到泵出孔中靠近所述泵出孔的金属化的内边缘；

图26是根据示例性实施例的焊料预成形的示意图，其被插入到泵出孔中靠近所述泵出孔的金属化的内边缘；

图27示出真空下通过金属化的孔形成的焊料珠图像；

图28是示出在140℃下4分钟的反应性软熔过程中有关银铟预成形的横截面图；

图29是示出在150℃下8分钟的反应性软熔过程中有关银铟预成形的横截面图；

图30是在示例性实施例中形成的InAg IMC层的高分辨率XPS；

图31示出焊接接点的抗拉强度随接点间隙厚度的变化而变化的实验数据；

图32是示例性实施例中可使用的示例性同心管状间隙可焊接接点；以及

图33是示例性实施例中可使用的示例性支撑固定件。

具体实施方式

示例性实施例涉及一种具有含金属的外围边缘气密密封的真空绝缘玻璃(VIG)单元和/或制备该密封的方法。边缘密封是在金属焊料预成形合金被反应性软熔、润湿预先涂在玻璃基板周长上的金属涂层时被形成的。这些技术的使用有利地允许较低的处理温度，例如通过仔细选择焊料涂层组合。在示例性实施例中有利地允许在VIG单元中使用热钢化玻璃，而无须大量地牺牲制造过程中玻璃的回火强度，允许使用溅射的软低辐射率(low-E)涂层，从而能够提供薄膜吸气剂材料。在示例性实施例中，可有利地形成真空而不使用泵出管等。

更具体的，示例性实施例使用基于来自组13、14、15或16和Zintl阴离子的锡、后过渡金属或准金属的合金以及过渡金属掺杂物形成边缘密封，其(a)容易润湿涂层的玻璃，(b)具有适当的流变性能，在不回火玻璃和/或不分解层压板的温度下形成密封，和/或(c)保持气密且其体积中无多孔结构。在示例性实施例中，玻璃上的薄膜涂层可与基于锡的金属间焊料一起工作以形成坚固耐用的气密界面。通过适当地对密封供以能量，可以减少密封中气泡(如微气泡)、空洞和/或其他缺陷的存在。由于该过程是低温过程，示例性实施例可以使用基于自然发生的层状聚合物结构(例如de Gennes类的)的柔性和粘弹性隔片(例如支柱)技术。

示例性实施例的一个方面涉及一种基于金属和金属焊料的新合金的开发和使用，这些材料容易润湿玻璃，并具有足以在不回火玻璃和不分解层压板的温度下形成密封的流变性能，且形成的密封是气密的，其体积中无多孔结构。

示例性实施例的另一个方面涉及在玻璃基板上配置薄膜涂层或层堆栈的开发和使用，与焊料一起形成坚固耐用的密封界面。所述薄膜涂层或层堆栈优选是在极短的时间内经金属焊料被反应性地润湿并相互混合。

示例性实施例的另一个方面涉及对密封供以能量，潜在地处于真空的电子和/或辐射方法(例如辐射加热、强制对流加热、感应加热和电阻加热等)的开发和使用，从而形成无气泡和无缺陷的均匀密封结构。在限制金属间化合物(IMC)形成的时间内对密封形成供以能量的所述方法组合被发现有利于实现和/或保持密封性。

此外示例性实施例的又另一个方面涉及柔性和粘弹性隔片/支柱技术的开发和使用，例如基于自然发生的层状结构(例如de Gennes类)。

在示例性实施例中，这些示例方面可以被组合在任何适当的组合或子组合中。

优选是，与目前可实现的相比，示例性实施例可以具有更高的R值或更低的U值，例如这是由于低温过程可以使柔性和热绝缘隔片/支柱被进一步隔开。

在示例性实施例中，所述过程包括密封过程，优选是不超过350℃，更优选是不超过300℃，且进一步更优选是不超过250℃。

现更具体地参考附图，一些附图中相同的参照符号表示相同的部分，根据示例性实施例，图3是VIG单元的横截面图。应理解，图3的示例性实施例与图1-图2示出的实施例相似。例如，第一和第二基板(例如，玻璃基板)2和3彼此基本上平行隔开地被配置。多个隔片(例如支柱或类似等)5有助于使第一和第二基板2和3保持在此方向。在示例性实施例中提供了泵出口8；然而，如下文将更详细地描述的，示例性实施例也可以在不存在泵出口8的情况下在腔17中形成真空。

图3的示例性实施例与图1-图2所示的VIG单元的不同处在于包括改进的边缘密封15。更具体地，改进的边缘密封15是在金属焊料预成形合金被反应性软熔，润湿预先涂在玻璃基板上(例如在其外围边缘)的金属涂层时被形成的。在这方面，图4是根据示例性实施例的图3的端部的放大图。第一和第二金属层堆栈19a和19b分别配置在第一和第二基板2和3上。熔化焊料预成形，至少在体积上形成包含大量密封的焊料23带。焊料23分别通过第一和第二金属间化合物(IMCs)21a和21b与第一和第二金属层堆栈19a和19b接合。如下文所述，边缘密封15可以在真空条件下被形成，并提供良好的密封。

图5是根据示例性实施例，如图4所示配置在第一基板2上的金属层堆栈19a的放大图。从图5的示例中可以看出，第一金属层堆栈19a包括第一和第二含有镍的层25和27，夹有银基层29。含有镍的层25，27可包括，基本上包括或由金属Ni,NiCr,NiTi,NiV,NiW和/或类似等构成。在示例性实施例中，第一和第二含有镍的层25和27的组成可相同。第一和第二含有镍的层25和27中每一个中的镍量优选是至少为约60％，更优选是至少约70％，且进一步更优选是至少约80％。示例性组合物包括80/20和90/10NiCr、NiTi，以及类似等。

图5所示的薄膜层是通过任何合适的技术被形成，例如电子束沉积、溅射和/或类似等。例如，可以通过物理气相沉积(PVD)形成NiCr/Ag/NiCr层堆栈，例如在包括氮、氩和/或类似的惰性气氛中。还应理解，可以使用电解技术(例如，类似于镜像处理中使用的技术)，选择性地在基板周长处形成该示例性层堆栈。在示例性实施例中，镍的存在可以有助于提供良好的润湿性，同时还用作扩散屏障(例如，从底层基板捕获硅、钠和/或类似等)，并与玻璃形成极强的镍-硅化物接合。应理解，其他金属层堆栈可用于不同的相关示例性实施例，例如，用于与所述焊料材料的内容匹配，并可通过任何适当的技术加以应用。

层25和27的厚度优选是10纳米至5微米，更优选是20纳米至3微米，且进一步更优选是50纳米至1微米。层29的厚度优选是10纳米至2微米，更优选是50纳米至1微米，且进一步更优选是100纳米至500纳米或至1微米。NiCr/Ag/NiCr层堆栈的层厚度分别为50纳米、100纳米和50纳米。

在示例性实施例中，虽然层25和27被描述为含有镍的层，但应理解，可以使用铜代替镍或与镍一起使用。在此发现，含有镍和含有铜的金属层可与玻璃较好地粘合，并与基于锡、银和铜合金的焊料预成形较好地匹配。以下提供了关于示例性实施例的示例性焊料预成形的进一步细节。虽然示例性实施例被描述是与线预成形相关联，但也可以使用其他预成形(例如带预成形)代替或与线预成形一起使用。

图6示出根据示例性实施例的制备VIG单元过程的流程图。在示例性实施例中可以执行一个或多个预备操作(如图6所示)。例如，可以将基板任意切割和/或边缝。用于容纳泵出口的孔，吸气剂保持袋，和/或类似等可以被钻成。当使用玻璃基板时，可对基板进行热处理(例如，热强化和/或热回火)、化学回火等。热处理可在切割、钻孔和/或其他操作后进行。薄膜和/或其他涂层也可以形成在基板上。例如，低辐射率(low-E)、抗反射和/或其他涂层可以形成在基板上。装饰涂层可以是丝网印刷，喷墨印刷和/或其他形式，此外，或作为替代。在任何情况下，如果这种涂层是可热处理的，并且基板需要被热处理，那么其可以在热处理之前被包覆在基板上。如果这种涂层是不可热处理的，并且基板需要被热处理，则其可以形成在切割和/或其他加工的基板上。如果不对基板进行热处理，则可以在任何适当的时间形成涂层，例如，可以在切割和/或其他操作后被包覆和/或应用至涂层。如果一个涂层或多个涂层被形成在基板上，则可执行边缘删除，例如，在将被形成的边缘密封附近的区域执行边缘删除。基板可被清洗(例如，使用DI水、等离子灰化和/或类似等)。在示例性实施例中，在将被形成的边缘密封附近的区域中无须对玻璃进行预粗化处理和/或边缘删除。

一旦基板被适当地制备和正确地定向，金属涂层(例如参照图5所述的类型)可围绕基板的外围边缘被形成，如图6的步骤S31所示。如上所指出的，可以使用任何合适的技术“镀镍”或以其他方式处理基板。例如，局部化的PVD可被用来生成三层式薄膜涂层，具有含有银的层，其被夹在含有镍(例如，NiCr)、铜的层之间，和/或类似。所述涂层可配置在所述基板的外围边缘，其宽度至少与焊料熔化时的宽度一样。

如步骤S33所示，可在第一基板上配置隔片。所述隔片可实质上是园柱状的支柱、垫状隔片和/或类似等。其可以是玻璃柱，由云母、聚合物、层压支柱和/或任何其他合适的材料或材料组合被形成。隔片在美国专利No.6,946,171和/或美国专利No.8,679,271中被公开。各专利文件的全部内容均被纳入此处作为参考。在此，由于VIG单元的制造中涉及到低温度过程，因此可以提供更广泛的材料来用于隔片。与较硬的对象相比，柔软的隔片较少地“掘入”玻璃中，从而产生较少的压力(例如，基于赫兹压力)。因此，可以使支柱或其他结构更远地隔开。针对隔片使用不同的材料使其隔开得更远的功能，可以有利地提高单元的美观性和/或潜在地降低穿过VIG单元的热导率。

选择性地，可以应用吸气剂材料(例如在预先形成的袋中，如包覆涂层等)。吸气剂材料和活化技术在例如美国公开Nos.2014/0037869,2014/0034218,和2014/0037870中被说明，其全部内容均被纳入此处作为参考。这些和/或其他吸气剂可用于示例性实施例。在示例性实施例中，例如含有钡和/或锆的吸气剂材料可以包覆在基板上，例如通过电子束蒸发和/或类似等。由于包覆的吸气剂被配置在较大的表面积上，因此可能只需要几个埃的材料就可以执行典型的吸气剂化学吸气功能。在示例性实施例中，所述包覆可以小于20埃，优选是小于10埃，可以是5埃或更小。在这种情况下，吸气剂可以连续地或不连续地在基板上。当提供了包覆的吸气剂，优选是在步骤S31相关的金属涂层形成之前应用这些材料。

在步骤S37中，围绕基板的外围边缘配置线预成形或类似等。在示例性实施例中，线预成形可以在未示出的一个或多个步骤中被弯曲成所需的配置。另外，也可以将线预成形以多个较小部分拼合在一起。例如，线可端到端地被焊接，激光焊接在一起，和/或类似等。

如上所述，焊料预成形可以是锡、银和铜的合金，也可包括锡、银和铜。焊料预成形优选是无铅的。例如，SAC305、SAC0307和/或类似等可用于示例性实施例。SAC305是含有96.5％的锡、3％的银和0.5％的铜的无铅合金，且SAC0307是含有99％的锡、0.3％的银和0.7％的铜的无铅合金。在示例性实施例中，可以提供相同或类似组合物的焊锡膏来代替或补充线预成形。

应注意，低银含量的SAC合金，例如SAC105，在涉及冲击和振动的应用中可能较理想。然而，在一些情况下，增加银含量有助于降低SAC焊料的蠕变速率，从而提高了在温度时效和/或类似条件下的可靠性。因此，高银含量的SAC合金，例如SAC405，在高温应用中可能是可取的。如SAC305、SAC0307等合金可以是较好的“调和”，提供了理想的抗冲击和振动能力，同时也为许多与高温有关的应用提供了良好的生存能力。此外应注意，这些共晶合金周围和/或之间的相空间中的其他合金可以在不同的示例性实施例中被使用。

在步骤S39中，这些薄片被配置在一起，在步骤S41中，具有熔料的泵出管被配置在预钻的孔中。

在进一步加工过程中，可选择使用胶带或其他粘合材料来帮助将该组件固定在一起。任何聚酰亚胺、聚酰胺、丙烯酸和/或其他胶带或粘合材料都可以用来形成临时密封。例如，Kapton、丙烯酸酯和/或其他胶带可以在示例性实施例中被使用。

如步骤S43所示，密封可在真空中进行。密封可以包括，例如加热来软熔焊料，在接合凝固期间施加静压(例如，通过机械夹紧和/或类似等)，以及部件被冷却和/或允许冷却的过程。在示例性实施例中，可以交替地或额外地使用动态压力。初始真空优选是小于1Torr，更优选是小于0.5Torr，且有时小于0.1Torr。在示例性实施例中，还可以在与此类操作相关的情况下使用初始惰性气体环境。

加热可在足以使焊料软熔的高温下被执行，但优选是不超过390℃，优选是不超过350℃，优选是不超过300℃。有时不超过240-250℃。在示例性实施例中，峰值温度刚好高于焊料的等高线温度。例如，在示例性实施例中，峰值温度优选是高出等值线温度50℃以下，更优选是比等值线温度高出20-40℃。例如，峰值温度可比等值线温度高出约40℃，在一些情况下可以是约240-250℃。加热可以进行几分钟到几个小时。优选是加热1分钟到2小时，优选是5-60分钟，且有时为10-30分钟。

焊料的软熔会产生气泡。这些气泡可能被困在边缘密封中，并通过例如在燃烧的密封中留下空洞和/或类似物而降低密封质量(例如，通过损害其结构完整性和密封性能)。然而，真空条件下的加热有利于解决这些问题。例如，在真空条件下加热，本质上有助于在软熔过程中吸出气泡。在这方面，图8a-图8b是示出示例性SnAgCu金属密封结构的横截面显微图像。特别是，图8a清楚地示出在达到10^-2Torr的部分真空后空洞的存在。相反，图8b示出，当密封被完全成形，VIG单元处于全真空状态时，无明显的空洞。虽然真空加热较理想，但在软熔过程中也可以使用惰性气体气氛。

宽度约为1毫米的线可扩展(例如，在一些情况下可扩展到10毫米或甚至更多)。金属镀层中的镍扩散到焊料中，反之亦然。因此，在示例性实施例中该软熔过程是反应性的，从而构成气密密封的一些材料层被生成，并且这些层被发现非常平滑。镍的新相被生成。金属层堆栈中最接近镍的材料底层一般被表征为(Ni_xCu_1-x)₃Sn₄，最接近于软熔的SAC焊料的顶层一般被表征为(Cu_yNi_1-y)₆Sn₅。在示例性实施例中图4中的IMC层21a和21b可包括至少这两个层。在示例性实施例中，包含玻璃/NiCr/Ag/NiCr/SnAg_3％Cu_0.5％的层堆栈，如图5中所示出的，可转变成包含玻璃/NiCrO_x:Si/(Ni_xCu_1-x)₃Sn₄/(Cu_yNi_1-y)₆Sn₅/SAC的层堆栈。换句话说，在示例性实施例中，第一和第二金属层堆栈19a和19b可以从NiCr/Ag/NiCr层堆栈转变为包含NiCrO_x:Si的层，例如硅从底层基板中被浸出和/或泵送期间氧气进入。应注意，在示例性实施例中，密封在玻璃基板之间改善热断裂，因此有利于降低热导率。

泵送可在步骤S45中被执行，例如使用泵送管。在示例性实施例中，腔内的压力可泵送至10^-6Torr。在其他示例性实施例中，可以不使用管来完成泵送。图7a是示例性实施例中可使用的有关泵送的示例性温度和压力分布的图表。在图7a的示例中，部件内部的压力被测量。如图7a所示，峰值温度略高于等值线温度。压力可能会迅速减少，但在一些情况下之后压力可能会缓慢增加以及缓慢减少，例如，气泡形成和排气发生时。在一些情况下，可能会发生扰动且迅速减弱。应理解，部件内部的其他温度和/或压力分布可用于不同的示例性实施例，且图7a中所示的仅为示例。图7b是示例性实施例中可使用的示例性温度和合模压力序列曲线的图表。应理解，其他温度和/或合模压力分布可用于不同的示例性实施例。

当配置管时，所述管可在步骤S47中被密封。在此可以使用泵出管脱焊技术来实现，其在美国专利No.8,742,287；美国专利No.8,742,287；和/或美国公开No.2014/0087099中被说明，各专利的全部内容被纳入此处作为参考。

当在袋中提供吸气剂时，则可以激活吸气剂，如步骤S49所示。另外，或者，当基板上包覆有吸气剂，则与密封相关的热量可足以激活吸气剂。

应注意，可以结合等离子增强抽空技术和静态等离子栅格或阵列来清洗腔，例如，如美国公开No.2012/0304696中所提出的，其全部内容被纳入此处作为参考。也可以使用臭氧清洁技术，例如，如美国公开No.2013/0292000中所说明的，其全部内容被纳入此处作为参考。

泵出管上可具有选择性的保护盖，例如，如步骤S51所述。在此可使用多种技术来用于保护泵出管，并用于示例性实施例。例如参照美国专利No.8,833,105以及美国公开Nos.2013/0074445,2013/0302542,2013/0306222,和2013/0309425，各专利的全部内容被纳入此处作为参考。

在示例性实施例中，可以提供选择性的二次、非密封的外围密封。在示例性实施例中，该密封可以是外围聚合物密封，并且其可以包括例如硅、聚酰胺、PIB和/或类似等。在一些情况下，其可以帮助保护至少部分封装的气密边缘密封。

当使用钢化玻璃时，优选是成品的VIG单元中留有至少70％的回火强度，更优选是成品的VIG单元中留有至少75％的回火强度。更优选是成品的VIG单元中留有至少85％的回火强度，并且更优选是成品的VIG单元中留有至少95％的回火强度。

图9是示出在示例性实施例中的示例性焊料密封形成过程的示意图。如图9所示，夹在由相对的第一基板和第二基板支撑的薄膜涂层之间的具固体焊料预成形的部件被插入到惰性气氛和/或低真空环境中。由于焊料的预形成温度小于熔化温度，所以焊料预成形被脱销。然而，随着温度的升高且温度约为焊料的预熔化温度，开始反应性软熔。空洞、气泡等在液体或液态焊料中被形成，且薄膜涂层开始溶解至焊料中，反之亦然。部件被移入真空状态，且温度超过焊料的熔化温度。液体焊料中的气泡在很大程度上从焊料中被除去，例如，在真空软熔操作中。薄膜涂层扩散到焊料中，反之亦然。薄膜涂层也可以至少部分溶解到基板中，反之亦然。焊料在高真空下被冷却和/或允许被冷却，且温度回至室温，从而完成气密密封的形成。当然，应理解，虽然静态和/或动态压力应用没有在图9中被示出，但可以在该示例过程中被使用。此外应理解其仅为密封操作如何执行的一个示意图，且也可以使用其他处理过程来代替图9中所示示例性处理过程。

应理解，上述的示例性实施例涉及通过金属层堆栈(MLS)来将玻璃表面涂层。示例性实施例的焊点生成技术涉及MLS和焊料块表面的金属间反应，以生成强力接合，并在焊料软熔期间形成薄金属间层。该金属间层比块状焊料更坚固，但更易碎。因此，界面IMC层厚度过大时，被认为在机械应力作用下不可靠。研究发现，在较高温度下扩散速度较快，随着时间的推移，位于界面处的界面金属间层的生长速度加快。然而，在一些情况下，高温下焊料的可靠性可以通过抑制金属层堆栈界面下的金属间层的生长来提高。以下段落用于说明IMC层的生长，并说明可以用来调整IMC层生长的因素等，从而在一些实例中产生高质量的密封。

IMC层的厚度可取决于诸如温度、时间、焊料体积、焊料合金性质、镀层形态等因素。金属间层随时间而增长，并且在高温下会增长得更快。在软熔过程中使峰值温度保持较长时间可增加初始的金属间层厚度并改变其形态。因此，在一些情况下较短的峰值温度可能具有优势。

金属间层可能会长出失效位置，这些破坏位置可能会移动到界面金属间层，在一些情况下可能是由于金属间层和块状焊料之间的界面较弱，以及金属间化合物的高弹性模量增加了这些层的应力。在高温老化过程中，由于锡从界面扩散而产生空洞，因此会降低接合的强度。银相关的金属间层，例如Ag3Sn可以在块状焊料中被形成，并且随着时间的推移向界面迁移。在焊料合金中增加银的浓度可以在块状焊料中产生更大的Ag3Sn片和更大的针，而这些焊料往往较脆并可能引发断裂。因此，可以调整银的量，以提供更好的长期密封。在一些情况下，具有3.5wt.％以下银的焊点可以减少大型Ag₃Sn金属间层的形成。在一些情况下，具有1.2wt.％以下银的焊料合金组合物在密封质量方面具有优势。

此外，固液偶的金属间生长速度比固-固偶的生长速度快得多。因此，如上所述，使用固体预成形可能更有利。其他性能，类似金属间层粗糙度会对密封质量产生影响。例如，随着金属间层厚度的增加，粗糙度也有增加的趋势，在一些情况下其会导致开裂失效。研究发现，若能降低表面粗糙度则可形成较少脆性的金属间层。

在示例性实施例中，含有锡和铜的无铅焊料中引入少量的镍可以提高流动性。镍可以用来在晶体结构中产生扰动，并能在焊接过程中促进金属间相的早期成核。这可以反过来帮助提供更好的流动性和光亮的焊锡片。镍改性的SnCu等也可降低界面金属间的生长。掺杂微量稀土元素在这些和/或其他方面也可能有用。例如钴、镍、锑和/或类似物可以在软熔后产生厚的初始金属间层，该层起到扩散屏障的作用，但阻碍金属间层的随后生长。

虽然有关的示例性实施例已经描述了与SAC相关的合金，但应理解，也可以使用Zintl材料。Zintl材料包括组1(碱金属)或组2(碱土)和组13、14、15或16的后过渡金属或准金属。此外，示例性实施例可以包括基于TiN的任何合适的合金，包括Zintl材料和/或阴离子。类似地，虽然在SAC相关的合金中已经描述了示例性实施例，但是也可以使用基于组13、14、15或16中的后过渡金属或准金属的其他金属合金和过渡元素。例如，示例性实施例可以包括基于锡的金属间化合物的金属合金预成形和从过渡后金属或准金属中选出的一个或多个附加材料；从组13、14、15或16中选出的Zintl阴离子(例如In、Bi等)；和过渡金属(如Cu、Ag、Ni等)；且不包括Pb。此外可以包括其他材料，例如In、In和Ag、Bi和In等。一般而言，任何铟合金材料(例如铟泰公司销售的)可用于示例性实施例。根据上述原因可以优先考虑无铅物。在示例性实施例中，可以使用其他非锡基材料(例如，基于一些其他金属材料)。

如上所述，应理解可以使用基于气密焊料/金属层/玻璃接点形成的金属密封来制备完全回火的VIG单元。在一些情况下，气密密封的质量甚至是密封的存在，在很大程度上取决于玻璃外围预涂的金属层。整个薄膜堆栈可通过使用MSVD工程被形成，该工程可帮助提供以下堆栈：(i)具有极低的孔隙率和接近块状材料的高密度，(ii)高度附着在玻璃上，(iii)包括较低的应力甚至几乎没有应力。且(iv)具有较高的能量释放速率阈值。

MSVD工程在一些情况下是有利的，因为其可以为上述堆栈提供上述列出的属性。但是，优选是提高沉积速率和/或简化沉积过程。例如，由于所述气密密封仅配置在基板的外围边缘，因此可能需要沉积掩模以使所述玻璃的中心保持未涂层。但是，这一掩蔽过程仍然繁琐，例如必须沉积和移除掩膜，其可能需要许多沉积、清洁和/或其他步骤，从而减缓了整个过程。事实上，优选是实现“在线”处理速度，例如大约每秒1米的“线扫描”。

因此，示例性实施例执行选择性的沉积过程，以允许在玻璃的选择性区域上形成金属堆栈。在这方面，示例性实施例提供了一种通过活性高能喷射沉积或活性高能纳米喷射沉积的方法对玻璃进行选择性金属堆焊。更具体地，示例性实施例执行高速线燃烧(HVWC)技术或高速氧燃料(HVOF)技术。虽然线材火焰喷涂是一种比较古老的热喷涂工程，但现代设备允许生产出均匀性好、密度高、粗糙度低的高质量涂层，例如由于燃烧气体速度的提高，颗粒速度增加。例如，喷雾颗粒可以加速到超过250米/秒的速度，例如，当线被充分原子化可结合HVWC技术。对于HVOF，撞击基板的颗粒速度优选是大于声速，更优选是为Mach2以上，更优选是Mach 4或以上。示例性实施例的燃烧丝热喷涂过程基本上涉及将熔融金属喷涂到表面以提供涂层。金属丝状的材料在非常热的燃烧区域内连续地被进料并在火焰中熔化(例如，氧-乙炔火焰，氢和氧混合物来提供还原气氛和/或类似等)，并使用压缩空气或氮气被原子化以形成细喷雾。对于HVWC和HVOF技术，线状的金属和/或合金可作为喷涂材料，燃烧火焰或电弧可作为其热源。如以下将更详细说明的，可以使用Ni、NiCr、Ag和/或其他线来形成示例性实施例的金属涂层。

在HVWC和HVOF技术中压缩空气和/或惰性气体围绕火焰并原子化线的熔融顶端。这有助于加速熔融颗粒对基板的预清洁表面的喷雾，在示例性实施例中，该预清洁表面可以位于约距离火焰末端12-14英寸的位置处。在加速喷射方面，工程气体可包括氦、氮、氩、氧，和/或类似等。当沉淀金属时，氮可能是有利的，因为氮通常有助于防止氧化，并且比氦气便宜。然而，其他气体可用于沉积银和/或镍铬，因为氮气通常促进氮化物的形成。氦被发现是在高效处理的背景下用于产生高质量涂层的良好操作气体。这是由于氦能够获得最高的气体速度。可以在允许气体再循环的含氦的气氛中进行沉积，例如可节约成本。

在HVWC和HVOF技术中，当喷雾接触到所制备的基板表面时，细小的熔滴迅速凝固形成涂层。由于凝固过程迅速，喷涂层呈超细晶状。在示例性实施例中，基板可被加热至80-150℃之间的基本温度。优选是温度低于390℃，更优选是低于300℃，并且在一些情况下，温度可以是100℃或更低。在一些情况下，上述和/或其他范围内的更高温度是可取的，例如，有助于使基材表面脱气和/或去除基板中物理吸附和/或化学吸附的水；然而。温度过高可能会导致钢化玻璃基板不必要的去回火、熔化或弯曲等，因此应注意温度和/或温度分布的选择。该温度范围允许金属喷雾液滴在到达表面后湿润。此外，影响基板的颗粒超过了粉末和基板组合的阈值(临界)速度，使其在致密层中变形和接合。随着该过程的继续，颗粒继续影响基板，并与先前沉积的材料形成接合，从而产生均匀的沉积，具有较小的孔隙率和较高的接合强度。有利的是该温度范围有助于避免金属氧化，不引起显著的去回火等。

同样，从以下更详细的说明中可以看出，该技术有利地允许在不损害玻璃完整性和强度的温度下，将各种各样的金属作为金属堆栈直接沉积到玻璃上。例如，对于从原料中产生的原子化材料，粉末气体射流的温度和粉末材料的温度优选是足够低，以防止沉积和/或基板中的相变和大量应力的积累。通过改变原料的进料速度、气流速度等，可以对薄膜的性能进行改性，形成梯度层。当焊料软熔时，梯度层的存在可能是有利的，因为孔隙的存在有助于定位软熔的范围从而有助于焊料的局部润湿。

在HVWC和HVOF技术中，冲击玻璃并形成涂层的颗粒可以是纳米粉末的形式，例如直径或主要距离中粒径分布小于500nm，优选是小于250nm。更优选是小于100nm。在示例性实施例中，可使用具有亚微米尺寸分布的颗粒，其直径或主要距离可低至40-100nm，以形成涂层。

对于HVOF技术，金属粉末可以替代或补充金属丝原料。例如，金属粉末最初的粒度范围可以是：直径或主要距离范围为10纳米到10微米以下，优选是25纳米到1微米或更少，且有时为40或50微米至0.5微米。在示例性实施例中，可以使用惰性气氛中的等离子射流以高速将这些颗粒喷射到基板上。在示例性实施例中，这些粉末可以通过注入惰性气体的高速流来加速。在后一种情况下，高速气流可以通过穿过喷嘴的受压预热的气体膨胀而产生。加压气体可膨胀以实现高速，同时降低压力和温度。粉末颗粒最初由单独的气流携载，可在喷嘴入口或入口下游的较低压力点被注入到喷嘴中。主喷嘴气流可以加速颗粒的运动，并在离开喷嘴后对基板表面产生影响。

在HVOF和HVWC技术中，为了确保最大期望尺寸的颗粒向基板发射，可以使用过滤器。过滤器可以用来帮助确保更均匀大小的颗粒在玻璃表面凝结。当颗粒被有意地或由于所使用的沉积技术充电时，则可在这方面使用电磁滤波器等。例如，电磁过滤器可有助于蒸发物质和/或再汽化超过一定尺寸阈值的较大纳米颗粒。电磁滤波器还可以有利于帮助至少部分电离颗粒，从而使其更好地附着在基板表面。强磁场可用于这些目的。例如优选是使用至少5milliTesla的磁场，即高达数百milliTesla(1000milliTesla以下)的磁场。

示例性实施例的HVWC和HVOF火焰喷雾处理可以在示例性实施例中以垂直竖立的基板执行。例如，示例性实施例可以使用类似于枪的喷嘴等，其可以通过XY绘图仪平台、机器人臂等自动地经运动遍历基板。可以使用具有可变孔径的喷嘴罩，所述喷嘴罩允许在各类尺寸的所需区域上选择性地沉积涂层。在示例性实施例中，可以在设备内部使用挡板来帮助捕捉反射的颗粒物质。

图10是示例性实施例中可使用的示例性高速线燃烧HVWC装置1000的示意图。如图10所示，装置1000从线源1004接收线1002进入至主体部分。第一组入口1006a和1006b容纳载气，第二组入口1008a和1008b容纳氧气和燃料混合气。屏蔽1010用于容纳装置1000，提供冷却，减少在不需要的方向上喷洒的发生率等。熔融颗粒1012被加速朝向基板并形成1014并在其上形成涂层1016。图11是示例性实施例中可使用的由Oerlikon Metco提供的示例性HVWC装置的示例性扩大的顶端部分，可在示例性实施例中被使用，其中1102表示线，杆；1104a和1104b表示氧气；1106a和1106b表示燃料气体；1108表示喷嘴；1110表示空气盖；1112表示喷雾流；1114表示基板；1116表示喷雾附着；1118表示空气。在这方面，MultiCoatTM先进自动的线燃烧喷雾体系Oerlikon Metco也可以用于示例性实施例。图12是模拟的示意图，示出馈线加速所产生的熔融粉末穿过顶端并朝向基板退出图10装置时的速度，其中1202表示调节杆；1204表示触头；1206表示针头。

在HVWC和HVOF技术中，熔融材料被喷到物体表面，形成连续的无针孔涂层。被喷的玻璃基板暴露在热金属颗粒的羽流中。如上所述，基板和镀层不会受到高温的不利影响。其有利地帮助提供尺寸和形态的稳定性，不会或很少造成裂纹，没有粘着强度降低，和/或类似等。

HVOF和HVWC技术可有利地用于生成具有所需厚度均匀性、孔隙率和其他特性的各个层和整个层堆栈。由于以这种方式形成的层是密集和坚固的，所以在示例性实施例中可以使用双层堆栈来金属化边缘密封的外围。双层堆栈可在气氛条件下(例如在还原气氛中)选择性地被沉积，但仍高度附着在玻璃上，致密且氧化含量低。当在此所述类型的焊料预成形在相邻玻璃基板上的两个该涂层之间被软熔时，可以在环境或真空条件下形成气密密封。在示例性实施例中，双层涂层可以使用超细碳化物表面磨具进行抛光或磨光，以便在形成IMC之前去除不必要的氧化垢(例如，在上层)。

示例性实施例的双层堆栈包括直接或间接形成在基板上的含有镍的层。含有镍的层可以由金属Ni,NiCr,NiTi,NiV,NiW和/或类似等构成。含有银的层可配置在含有镍的层上并与其接触。这些层可以通过HVWC或HVOF技术被形成，例如，其被选择性地沉积以金属化基板的外围边缘。可使用HVWC和HVOF技术的任何组合来形成这些层(例如，可使用HVOF或HVWC技术来沉积两层，HVOF技术可用于沉积一个层，HVOF技术可用于沉积另一层等)。

如上所述，在示例性实施例中，选择性的抛光过程可用于从双层堆栈中去除氧化垢。层和/或堆栈的氧化物和/或氮化物含量优选是小于等于10wt.％，更优选是小于等于5wt.％，且进一步更优选是小于等于1或2wt.％。涂层优选是不含碳，或者至少基本上不含碳。这可能是一个关切问题，例如，当燃烧气体在HVOF技术中被使用时。优选是碳含量小于2wt.％，更优选是小于1wt.％，且有时小于0.5wt.％，用于单个层和/或整个层堆栈(例如，选择性抛光后)。

含有镍的层的厚度优选是5-20微米，更优选是10-20微米，且标称厚度则为15微米。含有银的层的厚度优选是15-25微米，标称厚度为25微米。因此，整个双层堆栈的厚度可以是20-45微米，例如标称厚度为35微米。含有镍和含有银的每个层的厚度优选是变化不超过15％，更优选是不超过10％，且有时不超过5％。整个双层堆栈的厚度优选是变化不超过40％，且更优选是不超过30％。

含有镍的层的RMS粗糙度(Ra)优选是小于2微米，更优选是小于1微米。含有银的层的RMS粗糙度(Ra)优选是小于2微米，更优选小于1微米，且进一步更优选是小于0.5微米。经过抛光后，双层堆栈的RMS粗糙度(Ra)优选是小于2微米，更优选是小于1微米。在一些情况下，HVWC技术可以提供更好(即更低)RMS粗糙度(Ra)值。

在示例性实施例中，金属锡膏可用于“填充”至凸凹处以使表面粗糙度高于所需的水平。所述膏可以具有与所使用的焊料相同的组合物或类似的组合物。或者，另外，在IMC形成之前可以将焊料熔化至涂层表面，例如确保焊料被填至任何潜在的泄漏路径，并且可以利用这种技术进行堵塞。

每一层以及整个层堆栈的孔隙率优选是小于10％，更优选是小于5％，且有时小于2％，例如vol.％。HVWC技术在一些情况下可以提供更好的(即较低的)孔隙率值。

在一些情况下，各层和整个层的粘合或接合强度可在2-50MPa范围内。例如，可以形成粘合或接合强度为10MPa的含有镍和含有银的层，且还可形成粘合或接合强度为20MPa的双层堆栈。在一些情况下，当使用HVOF技术时，接合强度可能更高。所述接合优选是足够强使失效模式式涉及到玻璃的断裂，而不是密封的断裂。

在此发现，配置在双层堆栈底部的含有镍的层有利于粘合，尤其是形成在玻璃的空气侧时。也就是说，含有镍的层与玻璃形成硅化物，从而促进粘合。当含有镍的层形成在玻璃的锡侧时，粘合可能不佳，这是由于“额外的锡”的存在可能会阻碍用于促进粘合的硅化物的形成。因此，当玻璃的锡侧被涂层，示例性实施例可以在双层堆栈沉积之前在基板的锡侧形成含有硅的层。所述含有硅的层可覆盖在所述基板上(例如，通过溅射等)或至少在发生金属化的区域内以其他方式形成于所述基板上。所述含有硅的层可以是含有氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和/或类似等的层，也可以是包括氧化硅、氮化硅、氧化硅等。局部离子束清洗可用于替代或补充该选择性含有硅的层的形成，例如，帮助预处理玻璃的锡侧。

如上所述，HVWC技术可接受Ni、NiCr、Ag和/或类似材料的馈线。气体可以包括氢和/或氧，氢氧比范围为01：1至02：1，甚至更高，例如，示例性比为1.2：1。火焰温度可在2800-3500℃的范围内，例如工作温度约为3300℃。颗粒速度优选是至少150米/秒，更优选是至少约200或250米/秒。在一些情况下，颗粒速度可能加速到400米/秒甚至更高。在一些情况下，这些工程条件可使动态沉积速率(DDR)为10g/min至1000g/min(例如DDR为100g/min)。

图13是根据示例性实施例的形成在第一基板上的金属层堆栈的放大图，可在图3和图4的示例中被使用。在此，图13类似于图5，其示出可用于改进边缘密封(例如图3-图4中的15)的金属层堆栈19a’。然而，与图5不同，图13的金属层堆栈19a’没有配置在含有银的层29上的含有镍的层。相反，第一含有镍的层25被直接或间接地配置在基板2的表面上，而含有银的层29被配置在第一含有镍的层25上并与其接触。如图13所示，提供选择性的含有硅的层26，以促进第一含有镍的层25与基板2的表面之间的粘合(例如，当金属层堆栈19a’配置在基板2的锡侧时)。该含有硅的层26是选择性的且可能不需要，例如，第一含有镍的层25被直接配置在玻璃的空气侧。

虽然层堆栈19a’被示出仅位于第一基板2上，但应理解也可以用于两个基板。焊料预成形可置于层堆栈19a’上，并且可以形成如上所述的IMC。

图14是示出根据示例性实施例的制备VIG单元过程的另一个流程图。图14类似于图6。然而，图14的不同之处在于，图13的金属涂层在步骤S31’(例如，使用HVOF或HVWC技术)中被形成基板上，并且形成的涂层在步骤S32中可选择性地被抛光。如上所述，涂层可以在气氛和/或部分还原气氛中形成。金属涂层具有理想的孔隙率、厚度均匀性和附着力，例如在使用HVOF或HVWC技术形成上述层时。

在示例性实施例中，HVOF/HVWC沉积可在紧接之后立即发生(例如，在秒或分钟内，并且可能不超过1小时，优选不超过30分钟。而且更好的是，优选是不超过15分钟的时候)VIG的基板已经冷却到低于390℃的温度，例如，如上所述，这有助于减少水被重新吸附到玻璃上和玻璃中的风险。在这方面，两个热脱气玻璃基板一般会提供一个更好的真空长期。原则上，这一方法可能有助于产生一种随时间减少的释放气体的VIG(例如，在所有其他因素相等的情况下)。

虽然示例性实施例被说明与SAC合金有关，但示例性实施例可以使用InAg焊料合金预成形和/或类似等。在示例性实施例中，InAg材料可以促进不同但仍然有效的IMC的形成，这些IMC为边缘密封提供所需的气密性水平。

应理解，在此所述的技术可用于密封泵出孔，以代替或补充VIGs的边缘。例如，示例性实施例可以使用类似于上述的技术，在温度低于300℃、温度低于180℃、温度低于350℃的情况下，在泵出孔周围制备坚固的、无管密封。可以使用热处理(例如，热回火)的基板且优选是不进行去回火。通过精细的泄漏测试单元被制备，并记录下暴露于环境后泄漏率低于10^-13atm cc/s。泵出管的密封优选是气密性的且密封时间相对较长(例如，20年或更长)。二次聚合物密封可用于延长使用寿命。

示例性实施例在热压缩条件下通过使用金属焊料(例如铟和铟银合金、SAC,Sn-Pb,SnBiAg,SATi,SATiRE和/或类似等)以实现坚固的气密密封。如上所述，该技术是基于局部修饰泵出孔周围的玻璃表面，其具有高粘着性金属涂层，选择性地改变玻璃的表面性能，从而相对于所使用的金属焊料而言具有润湿性，例如类似于上述公开的技术。未涂层(θs＝θint)和涂层(θs＝θext)区域之间的焊料接触角的较大反差有助于将液态焊料限制更易润湿的区域。这种效应在一些情况下也通过反应性软熔过程而更加突出，即焊料扩散到金属涂层中形成IMC。

在示例性实施例中，两个玻璃片之间的外围密封可以通过使用低温玻璃焊料或金属焊料体系被形成，随后泵送、气体净化、等离子清洗和最终抽空。然后可在160℃的软熔温度或更低的情况下，对局部脱焊密封进行VIG的密封。这种顺序在一些情况下可涉及两种不同的温度，有利地简化了制造过程，并允许外围密封在环境压力下(尽管是在真空或还原氧或惰性气氛中)首次完成，而脱焊遮盖密封可以在高真空下执行。在示例性实施例中，例如在使用金属密封来形成边缘密封和泵出孔时，可以对不同的密封使用不同的软熔工程和/或工程温度。应理解，两步骤工程可允许在形成脱焊密封之前对外围密封进行氦泄漏检查。也可以使用相同的焊料并同时完成外围和脱焊密封，例如在高真空下。

脱焊密封可通过金属泵孔内的金属铆钉塞被形成，将金属化遮盖板(或金属板材，不锈钢，镍，铜，和/或类似等)邻接到VIG的泵出区域。一些示例性实施例可以使用平玻璃遮盖，金属化或金属遮盖，和/或二次金属焊料。

有利的是，这些示例性方法与分层处理兼容，从而允许VIG从单元的任何一侧分层。

示例性实施例形成“真实密封”，而不是简单地使用“垫片”。在这方面，真实密封在匹配表面形成化学接合，而垫片只形成真空密封屏障。与真实密封相关联的化学接合可以通过金属焊料预成形与金属化玻璃表面(或薄金属片)之间发生的反应被实现，以生成合金层或金属间层或化合物(IML)和/或通过氧化接合。在此，当金属的新鲜、未氧化的表面接触到氧化物(如玻璃和陶瓷)时，由于软金属快速氧化因此可发生氧化接合。示例性实施例包括前一类型的密封，其被发现在长时间内保持稳定的气密性。在这方面，形成前一类型的密封，通过在真空或惰性或低分压氧气环境中加工，可减少不必要的氧化物形成的危险性，和/或提供用吸气剂去除氧化物的方法。示例性实施例涉及在环境气氛中进行处理，但是可以使用清除剂类元素来去除稀薄氧化物，例如以下所说明的。

有利的是，示例性实施例能够避免凝固缺陷的形成，以实现稳定和可靠的接点/密封。在这方面，示例性实施例有利地降低缺陷产生的可能性，例如剥离、腔收缩、粗糙的枝晶表面、空洞和/或其他缺陷。这些缺陷可能由于多种因素引起，如凝固局部延迟、过冷、微相偏析、气体演化、凝固收缩等。这些缺陷是由于焊料与电镀材料的相容性较差，以及焊料与玻璃等其他材料的热不匹配所致。然而，示例性实施例使用了有助于在VIG规模上形成气密密封的兼容材料。此外，一些制备的金属密封VIGs的外围附近存在长手指状的固化焊料片，这些缺陷是由于向玻璃内部区域流动和凝固的熔融焊料所致。同样，示例性实施例能够减少在VIG中发生此类缺陷的可能性。

在示例性实施例中，在软熔前将焊料预成形夹在玻璃片之间时，保持均匀和气密的间隙。根据成本、初始刚度、软熔参数、粘度、润湿性、质量守恒等因素计算了预成形的初始厚度或高度，发现在最小宽度为4mm时，约600-700微米为最佳。最终软熔提供300微米的焊料厚度，平均宽度约为10毫米。在这些尺寸中，焊料预成形的刚度足够低，从而被兼容并在制造过程中充当垫圈密封。在此具有两个目的，即帮助防止焊料在环境加工中被氧化，以及保持基板之间的均匀间隙。后者在软熔过程中可能有用，例如以下所说明的。

图15是在示例性实施例中作用于焊珠的力的示意图。下标D和E表示动态平衡接触角。F是基于动态平衡不相等这一事实的净力，其中F＝γ_S/V-γ_S/L-γCOS θ_D＝γ(COSθ_E-COSθD)。

图16是示出在示例性实施例中焊料的移动作为间隙高度的功能。对于可润湿的表面(例如，接触角<90度)，液态焊料向较薄的间隙高度移动。非润湿的表面的情况正好相反(例如，接触角>90度)。

在焊料软熔阶段，Laplacian和夹紧压力之和是熔融焊料前沿移动的驱动力。在软熔过程中，控制焊料运动并引导其到达玻璃上特定区域的能力对此应用非常有用。在示例性实施例中，通过表面金属化和图案化引导热毛细管流的性能为控制焊料软熔提供了强有力的方法。示例性实施例的金属涂层提供了用于反应性软熔的介质，该介质也可以是控制焊料运动的因素。

以下说明在两片平行的玻璃之间，熔融焊料的厚层的自发扩散。当VIG单元受到线性温度梯度作用时，热毛细管应力(如图15-图16所示)，

促使并引起焊料前沿或接触线的移动。如果没有反应性润湿，焊料前沿从热区域移动到冷区域。然而，在密封形成的动力过程中，还有其他因素在起作用。熔融焊料厚度或单元间隙变化也决定了剪切应力的大小。物理夹持使单元间隙朝向VIG的外围更薄，然后VIG使焊料向外流动。另外，随着中心温度T的升高，反应扩散加剧，使焊料向外移动。当焊料位置附近保持恒定的横向温度梯度时，则可以计算出作用在焊料上的切向剪切压力τ。焊料接触线的初始速度U由产生焊料厚度h(t)的反应性软熔控制，该软熔最终在平衡时变成h(例如，由柱状或间隔高度决定的单元间隙)。焊料上的惯性力经焊料的粘度来补偿。

从第二个方程可以看出，间隙高度和温度梯度G对焊料前缘运动具有很大的影响。这些力有时可协同工作，有时可互相对抗。然而，一旦至少在一定程度上决定焊料流动的这些因素被识别出来便可以被控制。在制备金属密封VIG时，可以使用深色金属夹子或涂有黑色搪瓷熔块的云母夹子以满足上述条件。这种辐射率的空间选择性调制有助于针对玻璃外围优先吸收热，因此有助于提供形成密封所需的温差。

在惰性润湿体系中，接触线(CL)区域比较简单。该区域通过动态接触角θD被几何表征。在任何一种情况下，接触线在给定的一组力下移动。在自发润湿体系中，必须包括未补偿的杨氏力F＝γ_S/V-γ_S/L-γcos θ_D＝γ(cosθ_E-cos θ_D)，与(未变形)固体平面上的接触线正交。其被隐式地假定界面能具有平衡值，因此S>0。反应性润湿过程中的实际CL配置可能取决于接触线上S/L界面的反应性质。

在IMC形成体系中，将纯熔体L(具原子A)放置在纯固体基板S(具原子B)上，L与S反应形成AxBy。再假设B在A中的溶解度远大于A在B中的溶解度，其中具体的示例是在240℃的Ag-Sn体系，其形成相AgSn2。金属间AxBy落后于CL一段距离，示出金属间化合物在CL上可能不会形成，这是由于局部无法在对应于迅速至适度CL速度的时间尺度上克服成核屏障。CL的配置在图15中被示出，然而，平衡状态并不相同。当体系接近平衡时，CL减慢，x接近0时，较慢的速度允许成核发生。当反应性产物在润湿的时间尺度上作为有效扩散屏障时，可出现准平衡状态θ₁＝θ_1,E,θ₂＝θ_2,E和θP＝θP,E。其中θP是r处液体/产物界面与产物/固体界面之间的夹角。CL的单位长度的驱动力经以下平衡式被表示：

F＝γS/L(t)[γL/P/γS/L(t)cosθ_2,E-cosθ₂(t)]+γL/V(t)[γL/V/γL/V(t)cosθ_1,E-cosθ₁(t)]+γS/P(t)[γS/P/γS/P(t)cosθ_P,E-cosθ_P(t)]-G(t),

其中G(t)是经溶解/合成反应释放的单位面积吉布斯自由能的变化。由于G对大多数IMC的形成是负的，所以驱动力由反应性软熔过程控制。

在软熔过程中，焊料变成液态，并反作用地润湿金属化玻璃。Laplacian压力使单元瓦解。研究表明，外围密封生成和接点可靠性较大地取决于软熔过程中的工程条件。例如，液态和/或较低的峰值温度以上的时间太短，可能导致焊料预成形不完全熔化，这将对焊料润湿动力产生不利影响，或可能潜在地形成冷接点。如果液态焊点上的时间太长，峰值温度太高，可能会形成过多的金属间化合物，从而导致不可靠的脆性焊点。在另一方面，如果温度上升速度不超过阈值，IMC的形成就会受到阻碍。因此，从工程角度看，焊料润湿动力对于优化金属密封VIG工程生产和焊点气密可靠性具有重要意义。

图17是根据示例性实施例的焊料和玻璃的金属化表面之间进行反应性软熔的顺序。在图17中为了更好地说明IMC的形成，z轴比例与x轴相比被放大。

图18是根据示例性实施例制备的VIG的90度弯曲处具有受控润湿前沿的软熔焊料预成形的x射线。如图18所示，其优势是在大量的焊料中没有互连的空洞。

图19是示例性实施例中可使用的软熔过程的温度曲线。这两条线对应于两个不同探针位置中所测得的温度。从图19可以看出，在等值线处，斜坡坡上下接近对称或稳定。相对较短的温度周期有助于达到密封(即使在环境气氛下用于边缘密封)。其降低了氧化的风险，从而可更好地控制中心线上的焊料前沿。

下列准则可用于形成气密密封：

·表面温度应达到Tfs＝Tm+30℃，其中Tm是焊料的熔点。例如对于在217℃时开始软化的锡基焊料，表面的最低热平衡温度应该至少为247℃。

·温度的变化速率dT/dt应在0.5℃/s左右。其和足够高的Tfs有助于确保适当的化学计量和厚度的IMC在几乎没有氧化风险的情况下被形成。

·Tfs模数的均匀性<5℃，例如限制热毛细力产生不均匀的软熔锡珠(例如根据Marangoni效应)。

·热化时间τ在Tfs下应满足ν(Dτ)>IMC厚度。IMC的厚度可能直接影响IMC的应力和脆性。·

·表面涂层与焊料的膨胀系数应匹配。

·冷却后，当焊料冷却到等值线以下时应施加压力，以帮助确保固化焊料与其所连接的表面之间的均匀接触。

·密封形成时应保持夹持，以帮助焊料向外流动，并尽量减少冷却期间脱粘风险。

上述情况适用于其他可行的焊料体系，例如在150℃下具有较低TM的InAg。由于几何约束、表面清洁度和粗糙度，以及软熔被执行的气氛可能对密封动力有影响，因此这些条件本身并不能确保长期密封。在示例性实施例中，密封可以在空气或惰性气氛或在真空下被形成，例如，取决于密封是用于边缘还是用于泵出孔。在真空下形成密封的一个优点是能够在焊点形式下实现较少的空洞，从而潜在地提高密封单元的生产率。在软熔焊接中，可以将焊料和焊剂(例如，焊膏)的混合物施加到要连接的金属化两部分之间的空间中。然后，可以在受控的环境中通过辐射，传导或对流的手段进行加热。暴露于紫外线可能会由于玻璃中的碳酸盐导致真空降解。因此，可以使用吸气剂来帮助维持R值，可潜在地用于产品的使用寿命。

应理解，上述可有助于形成外周密封，以及脱焊孔密封。关于后者，圈状的预成形可以被首先配置与金属化区域中的泵孔同心。在示例性实施例中，当涂层沉积在玻璃的空气侧时，可以在没有底漆的情况下在玻璃表面沉积20毫米直径的涂层。另外薄玻璃或任何厚度的玻璃可以通过如上所述的相同技术在玻璃的空气侧被喷雾(例如，HVWC,HVOF或类似等)。其允许镍铬与镍反应形成Ni-Si接合，从而使标准拉力试验和剪切试验的粘合力大于300PSI，且断裂发生在玻璃界面而不是在焊料/涂层或焊料本身内。此外可以形成含有硅的涂层以增加粘合力。参照图20-图23。图20是根据示例性实施例的金属化的泵出孔的示意图，其中2000表示Guardian机密VSV；2002表示玻璃基板；2004表示泵出管；2006表示三层膜导体；2008表示金属重叠顶部导体的宽区域；2010表示增加的侧壁金属厚度；2012表示开放的孔；图21是根据示例性实施例的用于保持焊料预成形的圈，且图22示出示例性实施例中可使用的用于脱焊活塞的馈通泵出工具，其中2202表示玻璃片；2204表示具有真空转接头的活塞；2206表示将管与差分泵真空系统连接；2208表示差分泵送的环形区域；2210表示外部金属密封表面；2212表示脱焊遮盖；2214表示将管与真空系统连接；2216表示抽空工具的中心区域。在示例性实施例中图22中的顶端遮盖可以是金属化玻璃或金属隔膜，并且可提供选择性的二次聚合物密封。图23是示例性实施例中可使用的具有波纹管辅助密封的高温(200℃)兼容线性真空馈通体系的机械制图。在100-500mTorr压力下，VIG单元被填充惰性气体或混合物并加热至焊料的软化温度。能量的来源可以是局部的辐射或电阻加热，离域的对流，和/或类似。

在焊料达到熔点之前可激发等离子，以便在抽空该单元之前清洗VIG。可以使用感应技术，通过在外围密封和泵出工具或金属化遮盖板之间施加电压来击打等离子，当整个单元被抽空至10^-5Torr以下的压力时，电压会慢慢地接触到泵出孔区域。

Sn₃Ag_0.5Cu和InAg焊料预成形被用来与金属化孔一起实现脱焊密封的各种拓扑结构。该过程通常包括焊料熔融、初始焊料凝固和后焊料凝固。通过几次原位观察试验，发现焊料球的凝固开始于玻璃上的金属化表面，并向焊料球的顶部扩散。从原位和微组织观察结果可知，Sn₃Ag_0.5Cu焊料球的凝固过程是不均匀的，且无论其位置如何都是局部时间依赖性的，并且发现芯片焊料封装(CSP)上的各焊点球的凝固起始是随机的。这些事实表明，各焊点球的凝固受到用于凝固的一些核的影响，如空洞、夹杂物、氧化物膜和界面金属间化合物等。

图24是根据示例性实施例的具有圈状焊料预成形的遮盖的示意图，其被放置在靠近基板的金属化区域的泵出孔之上及周围，其中2402表示焊料。在图24的示例中，从孔的边缘到盖的最右边的距离可以是2r。在示例性实施例中，可以对管和顶部玻璃板进行金属化。与图24相似，图25是根据示例性实施例的焊料预成形的示意图，其被插入到泵出孔中靠近所述泵出孔的金属化的内边缘，其中2502表示焊料。与图24和图25相似，图26是根据示例性实施例的焊料预成形的示意图，其被插入到泵出孔中靠近所述泵出孔的金属化的内边缘，其中2602表示焊料。在图26中预成形可以作为珠塞被通过，且孔和遮盖板可以优先被润湿。

图27示出真空下通过金属化的孔形成的焊料珠图像。

根据密封形成的机械原理，部件被加热至焊料熔点以上的温度，然后允许冷却。在此过程中焊料熔化并填充零件之间的间隙。填充过程在很大程度上取决于Laplacian压力ΔP，其可以表示为

其中Wm是金属涂层的宽度且We是连接件之间的间隙。对于Wm>>We，Laplacian压力则由

被得出。

对于高度可润湿的焊料(0<θ<π/2)，Laplacian压力是负的，其表示吸引力作用于VIG玻璃片的两个片之间。对于θ>π/2,力是排斥的。因此，接触角(进而由分子间力控制)是重要的参数，因为其还控制润湿程度WL。WL～Wm。应注意，ΔP取决于依存表面张力的T。这一事实可用于通过使边缘温度比玻璃的其余部分更热来使焊料保持在选择性的外围位置。

关于外围密封的体积约束，对于尺寸Ws和ts的初始焊料预成形，焊料的每单位长度的体积守恒可以表示为WL<Ws X ts/We，来用于无空洞密封。

关于泵出孔密封的体积约束，用公式V＝πhr²得出完全填充圆柱形孔的最小焊料量。对于制备气密塞则只需该体积的一小部分。体积流速Q由Q＝(Vs x P)/μ被得出。

软熔时间τ可以表示为τ＝V/Q＝(V/Vs)x P/μ，焊料的体积流速与软熔时间成反比。

图28是示出在140℃下4分钟的反应性软熔过程中有关银铟预成形的横截面图。图29是示出在150℃下8分钟的反应性软熔过程中有关银铟预成形的横截面图。图30是在示例性实施例中形成的InAg IMC层的高分辨率XPS。

可焊接的接点可以通过毛细作用自形成，并有助于确保分布的填料金属焊料进入到接点中。正确的接点形状设计，适当的相邻表面的启动，以及上述原理的应用有助于达到预期的密封性水平。以下提供了可遵循的进一步准则。

1.良好的匹配和均匀的余隙

如上所述，焊料软熔采用毛细管作用原理在玻璃金属化表面之间分布熔化的填料金属。因此，在软熔操作期间，应注意维持玻璃基金属化层之间的余隙以使毛细作用最有效。因此，在大多数示例情况下，余隙是可取的。图31示出焊接接点的抗拉强度随接点间隙厚度的变化而变化的实验数据。在这个意义上，图31示出密封的强度与间隙尺寸相比较。该数据可通过毛细压力和空洞形成获得的模型被说明，预测随连接件之间的余隙数量而变化的钎焊接点的抗拉强度。密封面积基本不变且数据中的变化可能与接点面积的变化有关。

当接点余隙为275微米左右时，可实现最强接点(50MPa)。当余隙更窄时，熔化的焊料金属可能较难充分地分布在整个接点中，而且由于空洞的形成，接点强度可能会降低。例如，只要金属化涂层上没有缺陷，就有可能推测这种接点的气密性与其抗拉强度有关。反之，如果间隙大于所需时，则接点强度几乎会降低到填料金属本身的强度。此外，毛细作用减少，因此填料金属可能无法完全填充接点。这可能会产生微气泡或空洞，再次降低接点强度和形成气密密封的可能性。优选是余隙为用于两个同心圆柱体(且用于示例性VIG泵出孔)的焊接接点，约为275微米。应注意，设定在约250-300微米的VIG中的间隙，是用于VIG外围密封强度的最佳范围。但一般日常软熔中，这种精度可能并不需要获得足够的强度和气密性接点。

在平盖密封的情况下，由于其可用于气密性和使用寿命，焊料的厚度不需要被优化来用于机械强度。这是因为密封是通过热压缩完成的。毛细作用在一系列的间隙中运作，其打开了制程窗口。间隙范围从0.025毫米至0.130毫米，仍然产生10-30MPa抗拉强度的接点。易滑移匹配可以在两个管状件之间提供适当的焊接接点。金属与金属之间的接触间隙可能是所需的全部间隙，因为涂层的平均“表面处理”提供了足够的表面粗糙度，从而为熔融填料金属的流动生成毛细管“路径”。然而，由于IMC也是反应性形成的，因此在密封形成之前可实现最佳表面粗糙度窗。另一方面，如果表面是高度抛光的表面，其可能会限制焊锡金属的流动。这可以通过施加额外的外部压力和有源泵送被补偿。当焊料发生相变时可以在Tm温度下制备密封接点。因此，优选是考虑加入金属的热膨胀系数。如图所示和描述的，由金属化玻璃或金属片制成的平倾斜板可在泵出孔区域中及周围与金属化表面相连。热压缩被用于密封成型，由于其有助于补偿挠度或变形，因此出现零件的不均匀温度来形成密封。

图32是示例性实施例中可使用的示例性同心管状间隙可焊接接点。不同金属的同心管状组件(例如相对于金属化玻璃的金属插头或板)也可以通过反应性软熔被连接，其中3202表示室温中的宽间隙；3204表示玻璃POT(金属化)；3206表示在钎焊温度中变为较窄间隙；3208表示基础玻璃(4毫米)。一个示例涉及将黄铜轴套钎焊/软熔到钢套管中。黄铜在加热时比钢膨胀得多。因此，如果零件被加工成具有0.002-0.003“(0.051-0.076毫米)的室温间隙，当零件被加热到钎焊温度时，间隙可能已经完全关闭。一个可能的解决办法是允许更大的初始间隙，从而软熔温度下的间隙将达到80微米左右。另外，由于金属涂层被沉积在玻璃上，在加热过程中受到压应力以及冷却过程中发生拉伸。

应对膨胀和收缩作出的允许程度可能取决于所连接金属的性质和大小以及接点本身的结构。虽然在每种情况下，涉及瞄准精确间隙公差涉及许多变量，但在此发现，加热时金属的不同膨胀速率的描述为进一步研究提供了良好的起点。

2.清洗金属化表面

当金属化表面被清洁时，毛细管作用以可预测和可重复的方式运作。如油、油脂和氧化垢等污染物被清除以取得良好的效果。表面污染物可在贱金属表面和钎焊材料之间形成屏障。例如，含油的贱金属可排斥熔融的焊料，留下裸露的斑点，在高温下氧化并导致空洞。油和润滑脂加热时会碳化，在可能不润湿和流动的填料金属之上形成膜。清洗金属化零件应按正确的顺序进行。可以先去除油和油脂，然后再去除金属氧化物。这可以通过将零件浸入合适的脱脂溶剂或蒸汽脱脂等方法来实现。如果金属表面涂有氧化物或鳞片，则可以使用化学和机械抛光。为了去除化学物质，确保化学物质与正在清洗的贱金属相容，优选是确保裂缝或盲孔中不残留任何酸性痕迹。

机械清除可能需要磨料清洗。清洗过程可以加快使用砂布，然后经空气枪操作。待接合表面彻底清洁后可进行软熔。

由于VIG密封的形成可以在真空中实现，另一种清洁表面的有效方法是在软熔前将受热表面加热到真空环境，或将部分暴露于等离子辉光放电中。

3.在惰性气氛或真空中软熔

正如发明人所表明的那样，真空处理具有形成极低孔隙密度密封的有益效果。连通的空洞和/或孔隙率直接影响泄漏率。当在空气中进行软熔时，泄漏的可能性增加。常规助熔剂对金属涂层有腐蚀作用，因此应避免。在惰性气氛中的软熔已被证明是真空处理的另一种选择。其减少了由于焊料氧化或存在相互连接的孔隙而产生泄漏的风险。

不建议在空气中进行软熔操作。然而也有例外。例如，铜对铜可以在空气中不使用熔剂，例如，使用具有吸湿剂的填料金属焊料。(这些合金中的磷作为铜上的“熔剂”)。如果在大气中组装，还建议在焊料中掺入稀土掺杂剂(不改变其相)。在封闭空间中含有气体混合物的可控气氛中优选是钎焊炉。气氛(如含氢、氮或游离氨的气氛)可完全包围组件，并通过排除氧气有助于防止氧化。然而，即使在可控气氛中，也可以发现少量的焊锡膏(含焊剂)可以改善焊料填料金属的润湿作用。最终，真空环境可被用来在脱焊之前去除填料上的任何有机物痕迹。

4.用于焊接的夹紧组件

清洁的金属密封VIG组件或子组件的零件可以经外围机械或机电夹紧被定位来用于软熔。在一些情况下，所需的直线力是圆周顺序2-5英寸/英寸。其有助于确保在加热和冷却周期中的正确对准，从而可以利用毛细作用和反应性软熔来制造密封。均匀的夹紧还有助于保持具很少或没有楔入作用的均匀气隙高度。其有助于将焊料的接触线保持在金属化区域内。夹件可以涂上高辐射率涂层，最大限度地吸收进入到玻璃中的热量，特别是当辐射炉被使用。

如果配置过于复杂，无法自支撑或夹紧，则优选是使用支撑固定件。该固定件可以设计为尽可能少的质量，并且与装配的部件接触最少。(与总成广泛接触的笨重固定件会将热从接点区域排出)。建议采用针尖和刀口设计，以将接触减少到最低限度。关于可与示例性实施例相关联使用的示例性支撑固定件请参照图33，其中3302表示具有锥尖的支撑固定件；3304表示刀刃支撑。

固定件中使用的材料可以是差热导体，例如不锈钢、铬镍铁合金、陶瓷和云母。由于其是弱导体，所以在密封形成的快速时间尺度中，从接点中提取的热量最少。优选是简单的机械保持装置，甚至是回形针，因为其的作用只是把零件连接在一起，而永久接点经软熔被制成。

5.VIG腔的等离子清洗

VIG单元一般具有长期R值稳定性和紫外线暴露时间。外围金属密封的低温过程意味着在最终脱焊密封之前对单元进行脱气时应格外小心。等离子清洗或清洗VIG通常是一种两步操作，在此过程中，几次气体清洗循环之后，间隙中会产生高压放电。由于小间隙与暗空间鞘层的尺寸大致相同(在Pxd条件下)，因此很难在VIG内击穿和维持横向电容耦合等离子。然而，等离子放电可在低至200-400mTorr的压力下被感应打击为。远程臭氧等离子还可以通过泵出工具被用来使VIG单元脱气。等离子有利于去除玻璃表面的化学吸附水以及玻璃中的有机残留物。等离子清洗过程可与脱焊密封形成同时进行。

6.焊料软熔单元组件

实际上密封焊点的实现可以包括将组件加热到至少高于所述焊料的Tm以上的30K，在允许焊料填料金属的毛细流动穿过接点间隙的同时，反作用地润湿金属化表面。为了处理外围密封，热可以应用于整个VIG单元；但是，具焊料基金属的区域应该保持较高的温度。温差至少为5K就足够了。例如，在制备类似脱焊密封的小组件时，可以使用局部加热，其促使在0.5℃/s范围内达到dT/dt，并有助于将焊料保持在单元的外围。在制备大型VIG组件时，可以在接点周围选择性地施加热。在真空中大量的电阻加热可能会随着VIG尺寸的增加而涉及高功率加热器。局部电阻加热可以更好地适用于情况，例如可用于提示孔。使用灯的红外线加热也是另一种选择，因为其能够通过玻璃吸收的热在局部加热焊料。有些焊料是很好的导体并由此能更快地将热量输送到较冷的区域。另一些则是弱导体，容易保持热和过热。好的导体可能比差的导体需要更多的热，仅仅是因为其能更快地散热。

应理解，三层和双层金属堆栈可用于泵出孔密封相关实施例。这些涂层可以通过HVOF、HVWC和/或任何其他合适的技术形成。

此处使用的术语“热处置”和“热处理”表示将制品加热到足以实现玻璃制品的热回火和/或热强化温度。例如该定义包括在至少约550℃的温度下在烤箱或炉中加热涂层制品，优选是至少约为580℃，更优选是至少约为600℃。更优选是至少约为620℃，最优选是至少约为650℃，足够的时间允许回火和/或热强化。在示例性实施例中可至少约为两分钟，最多可约为10分钟，最多可约为15分钟等。

应注意VIG单元可用于多个不同的应用，例如住宅和/或商业窗应用、天窗、商品、OLED和/或其他显示设备等。在不同的示例性实施例中，可以对VIG单元的一个或两个基板进行热处理(例如，热强化和/或热回火)。在示例性实施例中，玻璃的层压板(例如，玻璃/PVB或玻璃/EVA)可以与自身或单片玻璃薄片相匹配，从而制备具有或不具有泵出管的VIG单元。

在此虽然已经结合VIG单元描述了示例性实施例，但应该认识到，在此说明的示例性技术可以包括由玻璃以外的材料形成的一个或多个基板。换句话说，由于在此所述的示例性技术能够在较低的处理时间和温度下形成密封，因此可以使用替代的基板材料，例如塑料、有机玻璃等。如上所述这些材料可以用作真空绝缘面板(VIP)单元中的一个或两个基板或类似等。上述任何或所有的特征、方面、技术、配置等都可以用于此类VIP单元。此外，在示例性实施例中可以将在此所述的示例性VIG和VIP单元层压到另一个基板上。

例如，与密封件有关的此处使用的术语“外围”和“边缘”并不意味着密封和/或其他元件位于单元的绝对外围或边缘，相反表示密封和/或其他元件位于/至少部分地位于或接近(例如，约两英寸内)单元的至少一个基板的边缘。同样，此处使用的“边缘”不仅限于玻璃基板的绝对边缘，而且还可以包括基板绝对边缘的或接近(例如，大约两英寸以内)的区域。

除非明确说明，本文所使用的“在…之上”、“由…支撑”等术语不应被解释为两个元件是直接相邻的。换句话说，第一层可以说是“在第二层之上”或“由第二层支撑”，即使其中有一个或多个层。

在示例性实施例中，提供一种制备真空绝缘玻璃VIG窗单元的方法，所述方法包括：置备VIG单元部件，所述VIG单元部件包括第一和第二玻璃基板；多个隔片，用于保持所述第一和第二玻璃基板；使其彼此基本平行地互相隔开；和边缘密封，所述第一玻璃基板具有形成于其中的孔，所述孔可用于抽空所述第一和第二玻璃基板之间定义的腔。第一多层薄膜涂层被形成在所述第一基板的部分上，其围绕和/或位于所述孔的内径上，所述第一多层薄膜涂层包括至少一个含有金属的层。在所述孔内和/或所述孔周围配置固体焊料合金预成形，所述固体焊料合金预成形与所述第一多层薄膜涂层的至少一部分直接物理接触，并包括金属。在所述孔上和/或所述孔内配置密封构件，从而所述密封构件的至少一部分与所述固体焊料合金预成形物理接触。在制备所述VIG单元时，通过反应性软熔所述固体焊料合金预成形，形成气密的孔密封，使材料从所述第一多层薄膜涂层扩散到所述焊料合金材料中，反之亦然。

除了前段落所述的特征之外，在示例性实施例中，所述密封构件可具有形成在其上的第二多层薄膜涂层，所述第一和第二层薄膜涂层至少最初具有相同的薄膜层；以及所述固体焊料合金预成形与所述第二多层薄膜涂层的至少一部分直接物理接触。此外，在示例性实施例中，在制备所述VIG单元时，所述气密的孔密封的形成还使材料从所述第二多层薄膜涂层扩散到焊料合金材料中，反之亦然。

除了上述两个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，所述密封构件可以是插入到所述孔中的塞；覆盖所述孔的板；具有从其中突出的塞的板，所述板覆盖所述孔且所述塞延伸进入到所述孔中，和/或类似等。

除了上述三个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，所述密封构件可由金属、金属合金和/或玻璃形成。

除了上述四个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，所述第一(以及选择性的第二)多层薄膜涂层可包括含有镍的层。

除了上述五个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，所述第一(以及选择性的第二)多层薄膜涂层可包括含有银的层，其被夹在含有镍的各层之间。

除了上述六个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，所述第一(以及选择性的)多层薄膜涂层从其被形成的表面向外可依次包括：含有硅的第一层，含有镍的第二层，以及含有银的第三层。

除了上述七个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，所述第一(以及选择性的)多层薄膜涂层从其被形成的表面向外可依次包括：含有镍和/或硅的第一层和含有银的第二层。

除了上述八个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，所述固体焊料合金预成形可由铟银合金，SAC,Sn-Pb,SnBiAg,SATi或SATiRE形成。例如，除了上述八个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，所述固体焊料合金预成形可包括(a)锡、银和铜或(b)铟和银。除了上述八个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，所述固体焊料合金预成形可基于锡，并包括从以下构成的组中选出的至少一种其他材料：后过渡金属或准金属；来自组13、14、15或16的Zintl阴离子；和过渡金属。

除了上述九个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，可在所述孔上和/或所述孔周围形成二次密封。

除了上述10个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，可在所述VIG单元部件被保持在真空下时形成所述孔密封。

除了上述11个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，可在所述VIG单元部件被保持在第一真空压力下时形成所述边缘密封，且在所述VIG单元部件被保持在第二真空压力下时形成所述孔密封，且所述第二真空压力低于所述第一真空压力。

除了上述12个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，所述孔密封在不超过300摄氏度的温度下可被形成(例如在不超过180摄氏度的温度下)。

除了上述13个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，可在形成所述气密的孔密封且所述固体焊料合金预成形熔化之前等离子和/或臭氧清洗所述腔。

除了上述14个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，可吸除所述孔密封形成期间所产生的氧化物。

除了上述15个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，在制备所述VIG单元时泵出管无须脱焊或关闭。

除了上述16个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，所述第一多层薄膜涂层可在至少部分还原气氛中被形成。

除了上述17个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，在形成所述孔密封之前，可对所述第一多层薄膜涂层进行抛光，以去除不必要的氧化物、氮化物和/或碳含量。

除了上述18个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，所述第一多层薄膜涂层中的各层可被形成，具有小于2％的孔隙率和至少10兆帕的粘合或结合强度，和/或所述第一多层薄膜涂层，其整体具有小于2微米的RMS粗糙度(Ra)和至少20兆帕的粘合或结合强度。

除了上述19个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，在所述气密的孔密封形成期间，所述第一和第二基板可达到足够低的温度，以防止回火强度的大量损失。

除了上述20个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，所述基板中的至少一个可以是被热处理的玻璃基板。

除了上述21个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，所述基板中的至少一个可以是被热回火的玻璃基板，且在制备所述VIG单元期间被热回火的各所述玻璃基板失去不超过10％的回火强度。

除了上述22个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，所述气密的孔密封，从所述固体焊料合金预成形及其每一侧向外可依次包括以下材料：至少一个金属间化合物(IMC)层，经活性高能喷射沉积被沉积的含银层，和经活性高能喷射沉积被沉积的含镍层。

在示例性实施例中，提供一种真空绝缘玻璃VIG单元，包括：基本平行隔开的第一和第二玻璃基板，所述第一和第二基板中的至少有一个是热处理玻璃基板；多个隔片，配置在所述第一和第二基板之间；边缘密封；以及至少部分地由所述第一和第二基板以及所述边缘密封限定的腔，所述腔被抽空至低于大气压的压力。孔密封构件被配置在所述第一基板中形成的孔内和/或之上，所述孔密封构件在所述VIG单元制备过程中用于抽空所述腔。所述孔密封构件和所述第一基板经孔密封被彼此气密地密封，所述孔密封通过反应性软熔含有金属的固体焊料合金预成形被形成，使(a)材料从所述第一基板上预先配置的第一多层薄膜涂层扩散到焊料合金材料中，反之亦然，以及(b)金属间化合物IMC形成在所述第一多层薄膜涂层的最上层与所述反应性软熔的焊料之间。

除了前段落所述的特征之外，在示例性实施例中，所述第一多层薄膜涂层可包括经活性高能喷射沉积被沉积的含银层以及经活性高能喷射沉积被沉积的含镍层，所述第一多层薄膜涂层中的至少一部分留在所述VIG单元中。

除了上述两个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，所述合金材料可包括(i)锡、银和铜或(ii)铟和银。

除了上述三个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，所述孔密封可具有足以使所述VIG单元以失效模式渗透的强度，在所述失效模式中所述第一基板中的玻璃和/或所述孔密封构件中的材料破碎，代替所述孔密封失效或至少在所述孔密封失效之前破碎。

除了上述四个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，所述第一和第二基板中的至少一个可被热回火，被热回火的各基板在所述VIG单元中保持至少90％的回火强度。

除了上述五个段落中任何一个所述的特征之外，在示例性实施例中，所述孔密封构件可具有预先配置的第二多层薄膜涂层，所述第一和第二多层薄膜涂层具有彼此相同的层。

虽然参照最实用和优选的实施例对本发明进行了说明，但是应理解，本发明并不局限于所述实施例，相反，在由后附的权利要求的精神和范围内，可进行各种修改和等效的配置。

Claims (32)

1.一种制备真空绝缘玻璃VIG窗单元的方法，所述方法包括：

置备VIG单元部件，所述VIG单元部件包括第一玻璃基板和第二玻璃基板；多个隔片，用于保持所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板；使其彼此基本平行地互相隔开；和边缘密封，所述第一玻璃基板具有形成于其中的孔，所述孔可用于抽空所述第一玻璃基板和第二玻璃基板之间定义的腔；

将第一多层薄膜涂层形成在所述第一玻璃基板的部分上，其围绕和/或位于所述孔的内径上，所述第一多层薄膜涂层包括至少一个含有金属的层；

在所述孔内和/或所述孔周围配置固体焊料合金预成形，所述固体焊料合金预成形与所述第一多层薄膜涂层的至少一部分直接物理接触，并包括金属；

在所述孔上和/或所述孔内配置密封构件，从而所述密封构件的至少一部分与所述固体焊料合金预成形物理接触；以及

在制备所述VIG单元时，通过反应性软熔所述固体焊料合金预成形，形成气密的孔密封，使材料从所述第一多层薄膜涂层扩散到所述焊料合金材料中，反之亦然；

其中，所述第一多层薄膜涂层从其被形成的表面向外依次包括：含有硅的第一层，含有镍的第二层，以及含有银的第三层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述密封构件具有形成在其上的第二多层薄膜涂层，所述第一多层薄膜涂层和所述第二多层薄膜涂层具有彼此相同的层，且

所述固体焊料合金预成形与所述第二多层薄膜涂层的至少一部分直接物理接触。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在制备所述VIG单元时，所述气密的孔密封的形成还使材料从所述第二多层薄膜涂层扩散到焊料合金材料中，反之亦然。

4.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中，所述密封构件是插入到所述孔中的塞。

5.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中，所述密封构件是覆盖所述孔的板。

6.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中，所述密封构件是具有从其中突出的塞的板，所述板覆盖所述孔且所述塞延伸进入到所述孔中。

7.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中，所述密封构件由金属、金属合金和/或玻璃形成。

8.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中，所述固体焊料合金预成形由铟银合金，SAC,Sn-Pb,SnBiAg,SATi或SATiRe形成。

9.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中，所述固体焊料合金预成形包括(a)锡、银和铜或(b)铟和银。

10.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中，所述固体焊料合金预成形基于锡，并包括从以下构成的组中选出的至少一种其他材料：后过渡金属或准金属；来自组13、14、15或16的Zintl阴离子；和过渡金属。

11.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，进一步包括：在所述孔上和/或所述孔周围形成二次密封。

12.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中，在所述VIG单元部件被保持在真空下时形成所述孔密封。

13.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中，在所述VIG单元部件被保持在第一真空压力下时形成所述边缘密封，且在所述VIG单元部件被保持在第二真空压力下时形成所述孔密封，且所述第二真空压力低于所述第一真空压力。

14.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中，所述孔密封在不超过300摄氏度的温度下被形成。

15.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中，所述孔密封在不超过180摄氏度的温度下被形成。

16.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，进一步包括：在形成所述气密的孔密封且所述固体焊料合金预成形熔化之前等离子和/或臭氧清洗所述腔。

17.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，进一步包括：吸除所述孔密封形成期间所产生的氧化物。

18.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中，在制备所述VIG单元时泵出管无须脱焊或关闭。

19.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中，所述第一多层薄膜涂层在至少部分还原气氛中被形成。

20.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，进一步包括：在形成所述孔密封之前，对所述第一多层薄膜涂层进行抛光，以去除不必要的氧化物、氮化物和/或碳含量。

21.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中，所述第一多层薄膜涂层中的各层被形成，具有小于2％的孔隙率和至少10兆帕的粘合或结合强度，和/或

所述第一多层薄膜涂层，其整体具有小于2微米的RMS粗糙度Ra和至少20兆帕的粘合或结合强度。

22.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中，在所述气密的孔密封形成期间，所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板达到足够低的温度，以防止回火强度的大量损失。

23.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中，所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板中的至少一个是被热处理的玻璃基板。

24.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中，所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板中的至少一个是被热回火的玻璃基板，且在制备所述VIG单元期间被热回火的各所述玻璃基板失去不超过10％的回火强度。

25.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中，所述气密的孔密封，从所述固体焊料合金预成形及其每一侧向外依次包括以下材料：至少一个金属间化合物IMC层、经活性高能喷射沉积被沉积的含银层、和经活性高能喷射沉积被沉积的含镍层。

26.一种真空绝缘玻璃VIG单元，通过使用权利要求1-25中任何一项所述的方法被制备。

27.一种真空绝缘玻璃VIG单元，包括：

基本平行隔开的第一玻璃基板和第二玻璃基板，所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板中的至少有一个是热处理的玻璃基板；

多个隔片，配置在所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板之间；

边缘密封；

至少部分地由所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板以及所述边缘密封限定的腔，所述腔被抽空至低于大气压的压力；和

孔密封构件，配置在所述第一玻璃基板中形成的孔内和/或之上，所述孔密封构件在所述VIG单元制备过程中用于抽空所述腔，所述孔密封构件和所述第一玻璃基板经孔密封被彼此气密地密封，所述孔密封通过反应性软熔含有金属的固体焊料合金预成形被形成，使(a)材料从所述第一玻璃基板上预先配置的第一多层薄膜涂层扩散到焊料合金材料中，反之亦然，以及(b)金属间化合物IMC形成在所述第一多层薄膜涂层的最上层与所述反应性软熔的焊料之间；

其中，所述第一多层薄膜涂层从其被形成的表面向外依次包括：含有硅的第一层，含有镍的第二层，以及含有银的第三层。

28.根据权利要求27所述的VIG单元，其中，所述第一多层薄膜涂层包括经活性高能喷射沉积被沉积的含银层以及经活性高能喷射沉积被沉积的含镍层，所述第一多层薄膜涂层中的至少一部分留在所述VIG单元中。

29.根据权利要求27-28中任何一项所述的VIG单元，其中，所述合金材料包括(i)锡、银和铜或(ii)铟和银。

30.根据权利要求27-28中任何一项所述的VIG单元，其中，所述孔密封具有足以使所述VIG单元以失效模式渗透的强度，在所述失效模式中所述第一玻璃基板中的玻璃和/或所述孔密封构件中的材料破碎，代替所述孔密封失效或至少所述孔密封失效之前破碎。

31.根据权利要求27-28中任何一项所述的VIG单元，其中，所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板中的至少一个被热回火，被热回火的各玻璃基板在所述VIG单元中保持至少90％的回火强度。

32.根据权利要求27-28中任何一项所述的VIG单元，其中，所述孔密封构件具有预先配置的第二多层薄膜涂层，所述第一多层薄膜涂层和所述第二多层薄膜涂层具有彼此相同的层。

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