CN116034098A - 接合体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

接合体的制造方法中的接合工序包括：第一接合工序，对属于内侧组(IG)的密封材料(6)照射激光(L)而形成密封层(4)；和第二接合工序，在第一接合工序之后，对属于外侧组(OG)的密封材料(6)照射激光(L)而形成密封层(4)。

Description

接合体的制造方法
技术领域
本发明涉及通过将基板接合而制造接合体的方法。
背景技术
众所周知，对于LED元件其他电子元件而言，为了防止劣化而收纳于气密封装体内。气密封装体以例如在第一基板(基材)上接合有第二基板(玻璃基板)而成的接合体的形式构成。
例如，在专利文献1中，公开了一种气密封装体的制造方法，该方法通过准备作为第一基板的多个容器、和作为第二基板的多个玻璃盖，使作为密封材料的玻璃料介于容器与玻璃盖之间，对该玻璃料照射激光，从而形成密封层，将容器与玻璃盖接合。
在该制造方法中，最先，将容器与玻璃盖重叠，通过第一夹具和第二夹具将它们保持。第二夹具具备将容器压附于玻璃盖的柱塞。在通过第二夹具的柱塞将容器压附于玻璃盖的状态下，对介于它们之间的玻璃料照射激光，由此制造将容器与玻璃盖气密地密封的气密封装体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-199600号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在上述的制造方法中，通过第一夹具及第二夹具保持将多个容器与多个玻璃盖重叠而成的多个层叠体，将各层叠体分别地接合，为了效率良好地量产气密封装体，例如考虑了如下方法：准备能够切出多个容器的第一基板、和能够切出多个玻璃盖的第二基板，将第一基板与第二基板接合后，将该接合体切断成逐个气密封装体。
在该情况下，多个密封材料介于第一基板与第二基板之间，对各密封材料依次照射激光。图12是示出在层叠体LM中按照符号B所示的箭头的顺序对按照规定的排列图案排列的密封材料6进行加热的例子。
层叠体LM具有以九行(M1～M9)九列(N1～N9)排列的密封材料6。在该例中，从多个密封材料6中位于最外侧的密封材料6开始利用激光的加热。即，图12中，在对位于第一行M1、第一列N1的密封材料6进行了加热后，从第二列N2至第九列N9依次对第一行M1中排列的其他密封材料6进行加热。然后，对第二行M2中排列的密封材料6从位于最外侧(第一列N1)的密封材料6起依次进行加热。对在从第三行M3至第九行M9中排列的密封材料6也同样地进行加热。通过对全部密封材料6进行加热，从而完成接合体。
密封材料通过利用激光进行加热而收缩。本发明人发现，在如上所述地制造接合体的情况下，在对多个密封材料进行加热期间，由于该收缩而使已经接合的部分的第一基板与第二基板之间隔、和尚未接合的部分的第一基板与第二基板之间隔产生差异，在密封材料与各基板之间发生位移。查明了该位移变大时，由密封材料导致的接合部分发生不良。
本发明鉴于上述情况而完成，技术课题在于减少接合体的接合部分的不良的发生。
用于解决间题的手段
本发明用于解决上述课题，涉及一种制造接合体的方法，其特征在于，上述制方法制造具备第一基板、第二基板、以及将上述第一基板与上述第二基板接合的多个密封层的接合体，上述制造方法具备：层叠工序，通过使多个密封材料介于上述第一基板与上述第二基板之间，并且使上述第一基板与上述第二基板重叠，从而形成层叠体；和接合工序，通过对上述层叠体中的上述多个上述密封材料照射激光，从而形成上述多个上述密封层，上述层叠体中的上述多个上述密封材料按照规定的排列图案介于上述第一基板与上述第二基板之间，上述排列图案包含：上述多个上述密封材料中位于最外侧的上述密封材料所属的外侧组、和位于比属于上述外侧组的上述密封材料更靠近内侧的上述密封材料所属的内侧组，上述接合工序包括：第一接合工序，对属于上述内侧组的上述密封材料照射上述激光而形成上述密封层；和第二接合工序，在上述第一接合工序之后对属于上述外侧组的上述密封材料照射上述激光而形成上述密封层。
根据本方法，在第一接合工序中，通过在属于外侧组的密封材料之前对属于内侧组的密封材料照射激光，从而能够减少该第一接合工序的执行中由密封材料的收缩导致的各基板的位移。此外，在第一接合工序后的第二接合工序中，能够对属于外侧组的密封材料进行加热，而不受到在内侧组中形成的密封层的收缩的影响。由此，能够减少在属于内侧组的密封层及属于外侧组的密封层中的任意密封层中发生接合不良。
在本方法中，优选在上述在第一接合工序中，最先对在属于上述内侧组的上述密封材料中位于最靠近上述排列图案的中心的位置的上述密封材料照射上述激光。
这样一来，通过从最靠近排列图案的中心的密封材料开始进行第一接合工序(激光的照射)，从而在之后进行的其他密封材料的加热时，也能够适当地减少各基板的位移的发生。
在本方法中，上述排列图案可以以三行以上且三列以上排列上述多个密封材料。
在本方法中，上述第二基板可以为玻璃基板。
在本方法中的上述在接合工序中，上述层叠体可以通过按压上述第一基板和上述第二基板的支承装置支承。由此，能够使密封材料密合于第一基板和第二基板，能够更有效地减少密封层中的接合不良的发生。
此外，上述支承装置可以具备：将上述第一基板压附于上述第二基板的按压构件、和配置于上述第一基板与上述按压构件之间的支承板。
根据该构成，支承装置能够通过按压构件及支承板以均等的力按压第一基板。由此，能够更有效地减少由第一基板及第二基板的位移导致的密封层的接合不良的发生。
发明效果
根据本发明，能够减少接合体的接合部分的不良的发生。
附图说明
图1是接合体的俯视图。
图2是图1的II-II箭头视线的截面图。
图3是第二基板的底面图。
图4是示出接合体的制造方法的一个工序的截面图。
图5是示出接合体的制造方法的一个工序的截面图。
图6是示出接合体的制造方法的一个工序的俯视图。
图7是示出接合体的制造方法的其他例的俯视图。
图8是示出接合体的制造方法的其他例的俯视图。
图9是示出接合体的制造方法的其他例的俯视图。
图10是示出接合体的制造方法的其他例的俯视图。
图11是示出用于接合体的制造方法的支承装置的其他例的截面图。
图12是示出比较例的接合体的制造方法的俯视图。
具体实施方式
以下，对于本具体实施方式，参照附图进行说明。图1～图11示出本发明的接合体的制造方法的一个实施方式。
图1和图2作为通过本发明制造的接合体，例示出气密封装体。接合体1具备：成为基材的第一基板2、重叠于第一基板2的第二基板3、将第一基板2与第二基板3接合的多个密封层4、以及收纳于第一基板2与第二基板3之间的元件5。
第一基板2以矩形状构成，但不限定于该形状。作为第一基板2的其他形状，例如可以有多边形、圆状等。第一基板2具有：设置元件5的第一主面2a、和位于第一主面2a的相反侧的第二主面2b。第一主面2a可以具有能够收纳元件5的凹部。
第一基板2由高热传导性基板、例如硅基板构成，但不限定于此，也可以由其他金属基板、陶瓷基板、半导体基板其他各种基板构成。需要说明的是，第一基板2的厚度在0.1～5.0mm的范围内，但不限定于该范围。
第一基板2的热传导率可以高于第二基板3的热传导率。第一基板2在20℃下的热传导率优选为10～500W/m·K，更优选为30～300W/m·K，进一步优选为70～250W/m·K，特别优选为100～200W/m·K，但不限于该范围。
第二基板3例如由矩形状的透明玻璃基板构成，但不限定于该形状。作为第二基板3的其他形状，例如可以有多边形、圆形等。第二基板3具有第一主面3a、和位于第一主面3a的相反侧的第二主面3b。
作为构成第二基板3的玻璃，例如可以使用：无碱玻璃、硼硅酸玻璃、碱石灰玻璃、石英玻璃、具有低热膨胀系数的结晶化玻璃等。第二基板3的厚度没有特别限定，可以使用例如0.01～2.0mm的范围内的基板。第二基板3在20℃下的热传导率优选为0.5～5W/m·K，但不限于该范围。
多个密封层4按照规定的排列图案形成于接合体1。在本实施方式中，示例出按照三行三列的排列图案形成了合计九个密封层4的接合体1，但密封层4的数及排列图案不限定于本实施方式。图1中，关于密封层4的排列图案(行列配置)，记载为行编号M1～M3及列编号N1～N3。
如图1所示，密封层4的排列图案分成多个密封层4中位于最外侧的密封层4所属的外侧组OG、和位于比属于该外侧组OG的密封层4更靠近内侧的密封层4所属的内侧组IG。
密封层4如下所述地形成：使多个密封材料介于第一基板2与第二基板3之间，对该密封材料照射激光，通过加热使其软化流动。
作为密封材料，可以使用各种材料。其中，从提高密封强度的观点考虑，优选使用包含铋系玻璃粉末和耐火性填料粉末的复合材料(玻璃料)。一般而言，铋系玻璃的热膨胀系数大，因此，如果与耐火性填料粉末混合，则密封层4的热膨胀系数容易与第一基板2和第二基板3的热膨胀系数匹配。其结果是，在将第一基板2与第二基板3接合后，不易发生在密封层4的区域残留不当的应力的情形。
耐火性填料粉末在复合材料中所占的含有比例过少时，如上所述，密封层4的热膨胀系数难以与第一基板2和第二基板3的热膨胀系数匹配，此外，接合时玻璃料的粘度显著降低，已经接合的第一基板与第二基板之间隔、和尚未接合的第一基板与第二基板之间隔产生差异，成为会在密封材料与各基板之间发生位移的原因。另一方面，耐火性填料粉末在复合材料中所占的含有比例过多时，铋系玻璃粉末的含量相对变少，因此，激光密封前的密封材料的表面平滑性降低，接合精度容易降低。因此，作为复合材料，优选使用含有55～100体积％的铋系玻璃粉末和0～45体积％的耐火性填料粉末的复合材料，更优选使用含有60～99体积％的铋系玻璃粉末和1～40体积％的耐火性填料粉末的复合材料，进一步优选使用含有60～95体积％的铋系玻璃粉末和5～40体积％的耐火性填料粉末的复合材料，特别优选使用含有60～85体积％的铋系玻璃粉末和15～40体积％的耐火性填料粉末的复合材料。
铋系玻璃优选以摩尔％计含有Bi2O3 28～60％、B2O3 15～37％、ZnO 0～30％、CuO+MnO(CuO与MnO的合量)1～40％作为玻璃组成。以下说明如上所述地限定各成分的含有范围的理由。需要说明的是，玻璃组成范围的说明中，％的表达是指摩尔％。
Bi2O3是用于使玻璃的软化点降低的主要成分，也是能够通过对复合材料照射激光来调整玻璃软化流动时的粘度的成分。Bi2O3的含量优选为28～60％、33～55％、特别是35～45％。Bi2O3的含量过少时，软化点变得过高，玻璃的软化流动性容易降低。另一方面，Bi2O3的含量过多时，接合时的玻璃的粘度显著降低，已经接合的第一基板与第二基板之间隔、和尚未接合的第一基板与第二基板之间隔产生差异，成为会在密封材料与各基板之间发生位移的原因。另外，接合时玻璃变得容易失透，由于该失透，软化流动性容易降低。
B2O3是作为玻璃形成成分必须的成分。B2O3的含量优选为15～37％、19～33％、特别是22～30％。B2O3的含量过少时，难以形成玻璃网络，因此，玻璃变得容易失透。另外，接合时的玻璃的粘度变低，已经接合的第一基板与第二基板之间隔、和尚未接合的第一基板与第二基板之间隔产生差异，成为会在密封材料与各基板之间发生位移的原因。另一方面，B2O3的含量过多时，玻璃的粘性变高，软化流动性容易降低。
ZnO是提高玻璃的耐失透性的成分。ZnO的含量优选为0～30％、3～25％、5～22％、特别是5～20％。ZnO的含量过多时，玻璃组成的成分失衡，反而耐失透性容易降低。
CuO与MnO是大幅提高玻璃的激光吸收能力的成分。CuO与MnO的合量优选为1～40％、3～35％、10～30％、特别是15～30％。CuO与MnO的合量过少时，激光吸收能力容易降低。另一方面，CuO与MnO的合量过多时，软化点变得过高，即使照射激光，玻璃也难以软化流动。而且，玻璃变得热不稳定，玻璃变得容易失透。需要说明的是，CuO的含量优选为1～30％、特别是10～25％。MnO的含量优选为0～25％、1～25％、特别是3～15％。
另外，不仅可以使用铋系玻璃，还可以使用磷酸银系玻璃、碲系玻璃等的玻璃粉末作为密封材料。磷酸银系玻璃和碲系玻璃与铋系玻璃相比，在低温下容易软化流动，能够降低利用激光的加热后产生的热应变。此外，磷酸银系玻璃和碲系玻璃与铋系玻璃同样，如果与耐火性填料粉末混合，则能够提高密封层4的机械强度，并且能够降低密封层4的热膨胀系数。
磷酸银系玻璃优选以摩尔％计含有Ag2O 10～50％、P2O5 10～35％、ZnO 3～25％、过渡金属氧化物0～30％作为玻璃组成。
碲系玻璃优选以摩尔％计含有TeO2 30～80％、MoO3 5～50％、P2O5 0～15％、过渡金属氧化物(其中MoO3除外)0～40％作为玻璃组成。
作为耐火性填料粉末，可以使用各种的材料，其中优选由选自堇青石、锆石、氧化锡、氧化铌、磷酸锆系陶瓷、硅锌矿、β-锂霞石、β-石英固溶体中的一种或两种以上材料构成。
耐火性填料粉末的平均粒径D50优选小于2μm、特别是0.1μm以上且小于1.5μm。耐火性填料粉末的平均粒径D50过大时，密封层4的表面平滑性容易降低，并且密封层4的平均厚度容易变大，其结果是，接合的精度容易降低。此处，平均粒径D50是利用激光衍射法测定的值，是指通过激光衍射法测定时的体积基准的累积粒度分布曲线上，其累积量从粒子小的一侧开始累积为50％的粒径。
耐火性填料粉末的99％粒径D99优选小于5μm、4μm以下、特别是0.3μm以上且3μm以下。耐火性填料粉末的99％粒径D99过大时，密封层4的表面平滑性容易降低，并且密封层4的平均厚度容易变大，其结果是，激光接合精度容易降低。此处，99％粒径D99是利用激光衍射法测定的值，是指通过激光衍射法测定时的体积基准的累积粒度分布曲线上，其累积量从粒子小的一侧开始累积为99％的粒径。
密封材料的软化点优选为300℃以上且550℃以下。密封材料的软化点相当于利用Macro型DTA装置测定时的第四拐点。
如图1所示，密封层4以将容纳元件5的空间接合的方式以闭合曲线状构成。在本发明中，“闭合曲线”这一术语不仅包括仅由曲线构成的形状，还包括由曲线与直线的组合构成的形状、仅由直线构成的形状(例如四方形状等其他多边形状)。
密封层4的厚度优选为1μm～20μm，更优选为3～8μm。密封层4的宽度尺寸W1优选为50～2000μm，更优选为100～1000μm。
元件5搭载于第一基板2的第一主面2a。另外，元件5配置于由第一基板2的第一主面2a、第二基板3的第一主面3a及密封层4划分的空间(空腔)。作为元件5，可以使用深紫外LED(发光二极管，Light Emitting Diode)等发光元件、MEMS(微机电系统，Micro ElectroMechanical Systems)元件、CCD(电荷耦合器件，Charge Coupled Device)元件等各种元件。
以下，对于制造上述构成的接合体1的方法，参照图3～图6进行说明。本方法具备：将第一基板2与第二基板3重叠而形成层叠体的准备工序；和在准备工序后对层叠体中的密封材料进行加热而将第一基板2与第二基板3接合的接合工序。
在准备工序中，对于用于形成多个密封层4的多个密封材料而言，以与密封层4的排列图案对应的方式，按照包含外侧组OG及内侧组IG的排列图案形成于第二基板3的第一主面3a。
图3中，关于形成于第二基板3的九个密封材料6a～6i的排列图案，记载为行编号M1～M3、列编号N1～N3。在以下的说明中，有时使用该行编号及列编号对特定的密封材料6(6a～6i)的位置进行说明。
准备工序具备：固定工序，在第二基板3的第一主面3a固定密封材料6a～6i；和层叠工序，在固定工序之后，将第一基板2与第二基板3重叠而形成层叠体。
固定工序具备：将密封材料涂布于第二基板3的第一主面3a的工序(涂布工序)；和在涂布工序之后，对密封材料进行加热的工序(加热工序)。
在涂布工序中，利用例如丝网印刷、分配器等，例如以构成四方形状的闭合曲线的方式在第二基板3的第一主面3a涂布糊状的密封材料。密封材料通常利用三轴辊等，将上述的复合材料与媒介物混炼从而以糊状构成。媒介物通常包含有机树脂和溶剂。有机树脂以调整糊的粘性为目的而添加。
在加热工序中，利用电炉等将涂布于第二基板3的密封材料加热至软化温度以上。通过该加热工序，将有机树脂分解，并且使密封材料中所含的玻璃粉末软化流动，由此能够将密封材料固接于第二基板3的第一主面3a。在该加热工序中，也可以不使用电炉等而通过激光对密封材料进行加热(烧成)。由此，如图3所示，九个密封材料6a～6i被固定于第二基板3的第一主面3a。
在层叠工序中，通过使用图4所示的支承装置8，将第一基板2与第二基板3重叠，从而构成层叠体LM。
支承装置8主要具备：保持第一基板2及第二基板3的框体9、支承第一基板2的第一支承具10、支承第二基板3的第二支承具11、介于第一支承具10与第一基板2之间的支承板12、以及介于第一支承具10与第二支承具11之间的中间构件13。
框体9由具有规定的厚度的矩形状的板构件构成，但不限定于该形状。框体9具有能够收纳第一基板2及第二基板3的开口部9a。
第一支承具10具备：隔着支承板12按压第一基板2的按压构件14、保持按压构件14的保持板15、以及支承保持板15的支承构件(以下称为“第一支承构件”)16。
按压构件14例如由多个柱塞构成，但不限定于该构成。柱塞为弹簧构件，但不限定于该构成。按压构件14例如可以为空压式的柱塞。按压构件14具备：通过弹簧构件施力的杆部14a、和支承杆部14a及弹簧构件的主体部14b。
保持板15具有：保持按压构件14的主体部14b的保持孔15a、和将螺纹构件等固定构件17插通的孔15b。第一支承构件16具备：开口部16a、用于插入固定构件17的螺孔16b、和用于插通固定构件18的孔16c，所述固定构件18用于向第一支承构件16固定中间构件13。保持板15使孔15b与第一支承构件16的螺孔16b一致，通过将固定构件17插入这些孔15b、16b，从而固定于第一支承构件16。
支承板12通过介于第一基板2与按压构件14的杆部14a之间，从而支承第一基板2。支承板12按照与第一基板2的第二主面2b接触的方式而优选具有大于该第二主面2b的面积。支承板12由不锈钢以外的金属板构成，但支承板12的材质不限定于本实施方式。
第二支承具11具备：支承第二基板3及框体9的支承基板19、和支承支承基板19的支承构件(以下称为“第二支承构件”)20。
对于支承基板19而言，为了在接合工序使激光透射，例如由透明的玻璃基板构成。第二支承构件20具有：收纳支承基板19的凹部20a、用于使激光通过的开口部20b、以及用于将固定构件21插通的孔20c。
中间构件13由具有规定的厚度的矩形状的板构件构成，但不限定于该形状。中间构件13具有：能够收纳第二支承具11的支承基板19及框体9的开口部13a、和与固定构件18、21卡合的螺孔13b。开口部13a在中间构件13的厚度方向上贯穿。另外，螺孔13b在中间构件13的厚度方向上贯穿。
如图4所示，在层叠工序中，最先，以使第一基板2的第一主面2a与第二基板3的第一主面3a对置的方式，使第一基板2与第二基板3重叠。需要说明的是，在第一基板2的第一主面2a预先设置有元件5。
然后，将第一基板2及第二基板3插入框体9的开口部9a。由此，框体9保持第一基板2及第二基板3。需要说明的是，中间构件13通过固定构件21被固定于第二支承具11的第二支承构件20。
接下来，在第二支承具11涉及的第二支承构件20的凹部20a插入框体9。由此，框体9及第二基板3被支承基板19支承。然后，将支承板12插入第二支承构件20的凹部20a。由此，支承板12与保持于框体9的第一基板2的第二主面2b接触。
然后，使第一支承具10与第二支承具11重叠，通过固定构件18插入至第一支承构件16的孔16c与中间构件13的螺孔13b中，将第一支承具10与中间构件13连通。
在该情况下，按压构件14的杆部14a与支承板12接触。由此，支承板12被杆部14a按压。支承板12通过按压构件14的按压力按压第一基板2的第二主面2b，将第一基板2压附于第二基板3。
这样一来，在层叠工序中，成为通过支承装置8的第一支承具10及第二支承具11夹持将第一基板2及第二基板3重叠而成的层叠体LM的状态。而且，支承装置8在通过按压构件14的按压力将介于第一基板2与第二基板3之间的密封材料6a～6i密合于第一基板2及第二基板3的状态下，支承层叠体LM。
如图5所示，在接合工序中，通过从激光照射装置7将激光L照射至层叠体LM的密封材料6a～6i，从而对该密封材料6a～6i进行加热(加热工序)。激光L从第二支承具11的支承基板19及第二基板3透射并照射至密封材料6a～6i。在接合工序中，通过激光L的照射，以密封材料6a～6i的软化点以上的温度或密封材料6a～6i软化流动的温度对密封材料6a～6i进行加热。
激光L的波长优选为600～1600nm。作为使用的激光，可以适当使用半导体激光，但不限定于此，可以使用YAG激光、绿色激光、超短脉冲激光等各种激光。
接合工序包括：第一接合工序，对属于内侧组IG的密封材料6a照射激光L而形成密封层4；和第二接合工序，在第一接合工序之后，对属于外侧组OG的密封材料6b～6i照射激光L而形成密封层。
在第一接合工序中，在排列图案的内侧组IG中，对位于与中心O重叠的位置(第二行M2、第二列N2的位置)的密封材料6a照射激光L。在图6中如箭头A所示，激光L以沿着密封材料6a的闭合曲线形状的周向环绕的方式扫描。该情况下的激光L的频率优选为2～500。
在第一接合工序中，通过利用激光L进行加热，密封材料6a的玻璃成分软化流动，熔接于第一基板2。激光L的照射结束，在冷却的过程中，通过密封材料6a固接，将第一基板2与第二基板3接合，并且形成将元件5气密地密封的闭合曲线状的密封层4。
如果形成密封材料6a涉及的密封层4，则按照在图6中由箭头B所述的顺序执行第二接合工序。
即，在第二接合工序中，对在排列图案的外侧组OG中位于与属于内侧组IG的密封材料6a相邻的(最接近的)位置(第一行M1、第二列N2的位置)的密封材料6b照射激光L。该密封材料6b的加热结束时，接下来，对位于与该密封材料6b相邻的位置(第一行M1、第三列N3的位置)的密封材料6c照射激光L。然后，对其余的密封材料6d～6i依次照射激光L。通过对属于外侧组OG的全部密封材料6b～6i进行加热，形成密封层4，第二接合工序结束。通过以上操作，制造具有多个密封层4的接合体1。
图7～图10示出接合工序的其他例。在图6所示的例子中，示出以三行三列排列九个密封材料6a～6i而成的层叠体LM，但密封材料6的数量可以多于该例子。
在图7中，示出以七行(M1～M7)七列(N1～N7)排列的合计四十九个密封材料6的排列图案。在该情况下，二十四个密封材料6属于外侧组OG，二十五个密封材料6属于内侧组IG1～IG3。在本例中，内侧组IG1～IG3包含：以与排列图案的中心O重叠的方式配置的密封材料6a所属的第一内侧组IG1、以围绕第一内侧组IG1的方式设定于外侧的第二内侧组IG2、以及以围绕第二内侧组IG2的方式设定为外侧的第三内侧组IG3。
在该例子中，在制造接合体1的情况下，在第一接合工序中，最先对在第一内侧组IG1中位于与排列图案的中心O重叠的位置(第四行M4、第四列N4的位置)的一个密封材料6a照射激光L。该密封材料6a的加热结束时，对属于第二内侧组IG2、且位于与第一内侧组IG1的密封材料6a相邻的位置(第三行M3、第四列N4的位置)的密封材料6照射激光L。然后，对位于与该密封材料6相邻的位置(第三行M3、第五列N5的位置)的密封材料6照射激光L。然后，对属于第二内侧组IG2的其余的密封材料6依次照射激光L。
属于第二内侧组IG2的密封材料6的加热结束时，对属于第三内侧组IG3的密封材料6进行加热。在该情况下，在第三内侧组IG3中最先被加热的密封材料6(位于第二行M2、第三列N3的密封材料)位于与在第二内侧组IG2中最后被加热的密封材料6(位于第三行M3、第三列N3的密封材料)相邻的位置。
属于第三内侧组IG3的密封材料6的加热结束时，执行第二接合工序。在该情况下，在第二接合工序中，最初被加热的密封材料6(位于第一行M1、第二列N2的位置的密封材料)位于与第三内侧组IG3中最后被加热的密封材料6(位于第二行M2、第二列N2的密封材料)相邻的位置。对属于外侧组OG的密封材料6依次进行加热，全部密封材料6的加热结束时，第二接合工序结束。
在图8所示的例子中，在第一接合工序中，最先对位于与排列图案的中心O重叠的位置(第四行M4、第四列N4)的一个密封材料6a(属于第一内侧组IG1的密封材料)照射了激光L后，通过激光L对以围绕该密封材料6a的方式配置于外侧的八个密封材料6(属于第二内侧组IG2的密封材料)依次进行加热。
然后，通过激光L对以围绕该八个密封材料6的方式配置于外侧的十六个密封材料6(属于第三内侧组IG3的密封材料)依次进行加热。
在该情况下，在第三内侧组IG3中最初被加热的密封材料6x(位于第六行M6、第六列N6的位置的密封材料)与在第二内侧组IG2中最后被加热的密封材料6i(位于第三行M3、第三列N3的位置的密封材料)不相邻，而位于分开的位置。由此，能够缓解第一基板2与第二基板3的间隔的差异的产生。
另外，在第三内侧组IG3中最后被加热的密封材料6y(位于第五行M5、第六列N6的位置的密封材料)与第二接合工序的执行时在外侧组OG中最初被加热的密封材料6z(位于第一行M1、第一列N1的位置的密封材料)不相邻，而位于分开的位置。由此能够缓解第一基板2与第二基板3的间隔的差异的产生。
图9所示的排列图案以八行(M1～M8)八列(N1～N8)排列合计六十四个密封材料6。在上述的图7的例子中，排列图案具有与其中心O重叠的一个密封材料6a，但是本例的排列图案在最靠近其中心O的位置具有四个密封材料6j～6m。
排列图案包含：上述四个密封材料6j～6m所属的第一内侧组IG1、以围绕该第一内侧组IG1的方式配置于外侧的十二个密封材料6所属的第二内侧组IG2、以围绕第二内侧组IG2的方式配置于外侧的二十个密封材料6所属的第三内侧组IG3、以及二十八个密封材料6所属的外侧组OG。
像本例那样，在存在多个位于最靠近排列图案的中心O的位置的密封材料6j～6m的情况下，在第一接合工序中，最先对其中的任意一个密封材料6j照射激光L即可。
在图10所示的排列图案的例子(八行八列的行列配置)中，将内侧组划分为四个组(第一内侧组～第四内侧组)IG1～IG4。各内侧组IG1～IG4以相对于排列图案的中心O对称的方式设定。各内侧组IG1～IG4分别包含九个密封材料6。
在该情况下，在第一接合工序中，最先对属于各内侧组IG1～IG4的任意的一个密封材料6照射激光L即可。或者可以通过使用多个激光照射装置7，对属于各内侧组IG1～IG4的密封材料6同时照射激光L。
图11示出支承装置的其他例。该例中的支承装置8的支承板12的构成与图4及图5中的示例不同。图4及图5所示的支承装置8具备一片支承板12，但本实施方式的支承装置8具备多个支承板12a～12c。
这样一来，通过利用多个支承板12a～12c按压第一基板2，能够有效地减少由各密封材料6在加热时的收缩导致的基板2、3的位移。
根据以上说明的本实施方式的接合体1的制造方法，通过在第一接合工序中，在属于外侧组OG的密封材料6之前对属于内侧组IG(IG1～IG4)的密封材料6照射激光L，能够减少由该第一接合工序中的密封材料6的收缩导致的各基板2、3的位移。
此外，通过在第一接合工序后的第二接合工序中，对属于外侧组OG的密封材料6照射激光L，从而能够对属于外侧组OG的密封材料6进行加热，而不会受到在内侧组IG(IG1～IG4)形成的密封层4的收缩的影响。由此，在属于内侧组IG(IG1～IG4)的密封层4及属于外侧组OG的密封层4中的任意密封层中均能够减少接合不良的发生。
需要说明的是，本发明不限于上述实施方式的构成，不限于上述的作用效果。本发明在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。
在上述的实施方式中，示例出包含以三行以上、三列以上排列的多个密封层4的接合体1，但本发明不限定于该构成。例如在将以二行、且三列以上排列的密封层4形成于接合体1的情况下，也能够应用本发明。
在该情况下，通过将位于最外侧的列的密封材料6分配至外侧组OG，将位于比该外侧组OG更靠近内侧的密封材料6分配至内侧组IG，能够制造没有接合不良的接合体1。同样，在将以三行以上且二列排列的密封层4形成于接合体1的情况下，也能够应用本发明。
在上述的实施方式中，作为接合体1的一例，示例出包含元件5的气密封装体，但本发明不限定于该构成。本发明例如也可以应用于制造在第一基板2与第二基板3之间具有功能性膜等的接合体、第二基板3作为隔膜发挥功能的微泵等的情况。
在上述的实施方式中，示例出了高热传导性基板作为第一基板2，但本发明不限定于该构成。第一基板2可以由除玻璃基板以外的基板构成。
实施例
以下，对本发明涉及的实施例进行说明，但本发明不限于该实施例。
本发明人进行了用于确认本发明的效果的试验。在该试验中，通过使多个密封材料介于第一基板与第二基板之间，准备多个层叠体(实施例及比较例)，通过激光对各密封材料进行加热，从而将第一基板与第二基板接合。
实施例及比较例中使用的第一基板是矩形状的硅基板。该第一基板的厚度为0.4mm。实施例及比较例中使用的第二基板是由硼硅酸玻璃构成的矩形状的玻璃基板。该第二基板的厚度为0.2mm。
实施例及比较例中使用的密封材料是包含铋系玻璃粉末和耐火性填料粉末的复合材料(玻璃料)。需要说明的是，实施例及比较例中使用的密封材料相同。将密封材料的构成和特性示于表1。
[表1]
Figure BDA0004113408230000161
密封材料如下所述地形成于第二基板。最先，将密封材料和媒介物(树脂由乙基纤维素构成、溶剂由松油醇构成的物质)以重量比60％比40％混合，使用三轴辊进行混炼，得到糊。然后，通过丝网印刷法，得到涂布有实施例及比较例的四方形的闭合曲线状的糊的第二基板。需要说明的是，实施例及比较例中，涂布于第二基板上的糊的形状(宽度、厚度)相同。
然后，通过电炉在480℃下对涂布有糊的第二基板加热20分钟，在玻璃基板上形成四方形的闭合曲线状的密封材料。以九行九列的排列图案在实施例及比较例的第二基板形成合计八十一个密封材料。然后，将形成有密封材料的第二基板盖在第一基板的规定的位置上而构成层叠体，将该层叠体安装于上述的支承装置。需要说明的是，在实施例及比较例中，形成于第二基板上的密封材料的形状(宽度、厚度)相同。
然后，通过对于支承于支承装置的层叠体的密封材料，沿着密封材料的周向使利用波长808nm的近红外线半导体激光的激光环绕两次(扫描)，对该密封材料进行加热，从而形成密封层，将第一基板与第二基板接合。
对实施例的密封材料照射激光的顺序设为与图7的例子相同的方式。
对于比较例的密封材料，按照图12所示的箭头B的顺序照射激光。即，最先对在比较例的层叠体LM中排列的九行九列的密封材料6中位于最外侧的位置、即第一行M1、第一列N1的位置的密封材料6照射激光，进行加热。然后，从第二列N2至第九列N9依次对第一行M1中排列的密封材料6进行加热。位于第一行M1的密封材料6的加热结束时，对第二行M2、位于第一列N1的位置的密封材料6照射激光而进行加热。然后，对于位于第二行M2的密封材料6，从第二列N2至第九列N9依次照射激光。同样，对于从第三行M3至第九行M9上排列的密封材料6，也从第一列N1朝向第九列N9依次照射激光。对全部密封材料6进行加热，制作比较例的接合体。
通过基于PCT(高压加速老化寿命试验，Pressure Cooker Test)的加速劣化试验对所制作的实施例及比较例的接合体的气密可靠性进行评价。具体而言，将上述制造的接合体在121℃、2个大气压、相对湿度100％的环境下保持24小时后，使用光学显微镜(100倍)对接合体的密封层附近进行观察。通过该观察对有无由密封层导致的接合不良进行评价。
试验的结果是，在实施例的接合体中，全部密封层未发生接合不良。另一方面，在比较例的接合体中，约30％的密封层发生接合不良。
附图标记说明
1 接合体
2 第一基板
3 第二基板
4 密封层
6 密封材料
6a 位于最靠近排列图案中心的位置的密封材料
6j 位于最靠近排列图案中心的位置的密封材料
6k 位于最靠近排列图案中心的位置的密封材料
6l 位于最靠近排列图案中心的位置的密封材料
6m 位于最靠近排列图案中心的位置的密封材料
8 支承装置
11 支承板
IG 内侧组
IG1 第一内侧组
IG2 第二内侧组
IG3 第三内侧组
IG4 第四内侧组
L 激光
LM 层叠体
O 排列图案的中心
OG 外侧组

Claims (6)

1.一种接合体的制造方法，其特征在于，是制造具备第一基板、第二基板、以及将所述第一基板与所述第二基板接合的多个密封层的接合体的方法，其中具备：
层叠工序，通过使多个密封材料介于所述第一基板与所述第二基板之间，并且使所述第一基板与所述第二基板重叠，从而形成层叠体；和
接合工序，通过对所述层叠体中的所述多个所述密封材料照射激光，从而形成所述多个所述密封层，
所述层叠体中的所述多个所述密封材料按照规定的排列图案介于所述第一基板与所述第二基板之间，
所述排列图案包含：所述多个所述密封材料中位于最外侧的所述密封材料所属的外侧组、和位于比属于所述外侧组的所述密封材料更靠近内侧的所述密封材料所属的内侧组，
所述接合工序包括：第一接合工序，对属于所述内侧组的所述密封材料照射所述激光而形成所述密封层；和第二接合工序，在所述第一接合工序之后，对属于所述外侧组的所述密封材料照射所述激光而形成所述密封层。
2.根据权利要求1所述的接合体的制造方法，其中，
在所述第一接合工序中，最先对属于所述内侧组的所述密封材料中位于最靠近所述排列图案的中心的位置的所述密封材料照射所述激光。
3.根据权利要求1或2所述的接合体的制造方法，其中，
所述排列图案以三行以上且三列以上排列所述多个密封材料。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的接合体的制造方法，其中，
所述第二基板为玻璃基板。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的接合体的制造方法，其中，
在所述接合工序中，所述层叠体被按压所述第一基板和所述第二基板的支承装置支承。
6.根据权利要求5所述的接合体的制造方法，其中，
所述支承装置具备：将所述第一基板压附于所述第二基板的按压构件、和配置于所述第一基板与所述按压构件之间的支承板。
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