JP2010027434A - Fluorescent display - Google Patents

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Masayuki Nakanishi
優行 中西
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To air-tightly seal an enclosure composing a fluorescent display without limiting material to be used for sealing, and without causing increase of manufacturing processes. <P>SOLUTION: An exhaust hole 109 is provided in one part of a base board 101, the exhaust hole 109 is sealed by an exhaust hole plug 121, and vacuum of an enclosure interior is maintained. The fluorescent display is equipped with a ring like bored part 122 between the base board 101 in a portion of the exhaust hole 109 and the exhaust hole plug 121, the bored part 122 is adhered to the base board 101 by a glass adhesive layer 123, and the exhaust hole plug 121 and the bored part 122 are adhered by a glass adhesive layer (an exhaust hole plug side adhesive layer) 124. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、真空容器に排気管を持たず、その一部に排気孔を設け、容器の内部がいわゆる真空状態とされて封止された蛍光表示装置に関するものである。   The present invention relates to a fluorescent display device in which a vacuum vessel is not provided with an exhaust pipe, an exhaust hole is provided in a part thereof, and the inside of the vessel is sealed in a so-called vacuum state.

蛍光表示装置は、少なくとも一方が透明な真空容器の中で、電子源から放出される電子を蛍光体に衝突させて発光させ、所望の表示を行う表示装置である。例えば、電子源としてフィラメントと呼ばれる陰極から放出される熱電子を用い、蛍光体よりなる所望の形状の表示パターンを発光させて表示を行う蛍光表示管などがある。このような蛍光表示管では、通常、電子の働きを制御するためのグリッドを備えた3極管構造が最も多く用いられている。   The fluorescent display device is a display device that performs desired display by causing electrons emitted from an electron source to collide with a phosphor to emit light in a vacuum container that is transparent at least one of them. For example, there is a fluorescent display tube that performs display by using a thermoelectron emitted from a cathode called a filament as an electron source and emitting a display pattern of a desired shape made of a phosphor. In such a fluorescent display tube, a triode structure having a grid for controlling the function of electrons is most often used.

このように構成されている蛍光表示装置では、外囲器の内部に上述した各構成を配置して組み立てた後、外囲器(真空容器)に設けられている排気口より内部を真空排気して所定の真空度(圧力)とした後、排気口にふた(排気孔栓)を封着して外囲器を封止して真空容器を形成している(特許文献1,2,3,4参照)。   In the fluorescent display device configured in this way, after the above-described components are arranged and assembled inside the envelope, the inside is evacuated from the exhaust port provided in the envelope (vacuum container). After a predetermined degree of vacuum (pressure), a lid (exhaust hole plug) is sealed at the exhaust port and the envelope is sealed to form a vacuum container (Patent Documents 1, 2, 3, 4).

これらの技術では、図7に示すように、外囲器に設けた排気孔に真空ポンプ装置の排気ヘッドを介して外囲器内部を真空排気している。まず、外囲器701に設けられた排気孔702の部分に排気ヘッド710を接続して外囲器701の内部703を所望の圧力にまで排気する。排気ヘッド710は、Oリング711を介して外囲器701に密着させている。このようにして内部703を排気した後、排気ヘッド710の内部に設けられている押し上げ棒712により排気孔栓704を排気孔702の部分に押し当て、排気孔栓704で排気孔702を塞ぐようにしている。   In these techniques, as shown in FIG. 7, the inside of the envelope is evacuated to the exhaust hole provided in the envelope via the exhaust head of the vacuum pump device. First, an exhaust head 710 is connected to a portion of an exhaust hole 702 provided in the envelope 701 to exhaust the interior 703 of the envelope 701 to a desired pressure. The exhaust head 710 is in close contact with the envelope 701 through an O-ring 711. After exhausting the interior 703 in this manner, the exhaust hole plug 704 is pressed against the exhaust hole 702 by the push-up rod 712 provided inside the exhaust head 710, and the exhaust hole 702 is closed with the exhaust hole plug 704. I have to.

排気孔栓704の上には低融点ガラスなどの接着材706が設けられている。押し上げ棒712に内蔵されている加熱機構により排気孔栓704を介して接着材706を加熱して融解し、この状態で、排気孔栓704を排気孔702周囲の外囲器701に押し当てることで、接着材706を外囲器701に融着させ、排気孔栓704を排気孔702周囲に接着固定(封着)する。   An adhesive material 706 such as low-melting glass is provided on the exhaust hole plug 704. The adhesive 706 is heated and melted via the exhaust hole plug 704 by the heating mechanism built in the push-up bar 712, and in this state, the exhaust hole plug 704 is pressed against the envelope 701 around the exhaust hole 702. Then, the adhesive 706 is fused to the envelope 701, and the exhaust hole plug 704 is adhesively fixed (sealed) around the exhaust hole 702.

上述した方法では、外囲器全体を大きな真空排気室の中に入れて排気孔を封着する製造方法に比べて、排気孔部のみを排気ヘッドに接続して外囲器701内部を排気すればよいため、量産性に優れているという特徴を備えている。しかしながら、排気ヘッド710を接続するためのOリング711の部分は冷却され、Oリング711外側の外囲器701全体、およびオーリング711内側の排気孔栓704で塞ぐ排気孔702の部分は加熱されるため、これらの封着領域が冷却と加熱の混在した熱的環境にある。このため、上述した方法による封止では、歪を持ちやすい状態で排気孔栓の封着が行われる状態になっている。この熱歪を軽減するための封着材としては、比較的低温で封着できる材料が求められている。   In the above-described method, compared with a manufacturing method in which the entire envelope is placed in a large vacuum exhaust chamber and the exhaust hole is sealed, only the exhaust hole portion is connected to the exhaust head and the inside of the envelope 701 is exhausted. Therefore, it has the feature of excellent mass productivity. However, the portion of the O-ring 711 for connecting the exhaust head 710 is cooled, and the entire envelope 701 outside the O-ring 711 and the portion of the exhaust hole 702 closed by the exhaust hole plug 704 inside the O-ring 711 are heated. Therefore, these sealing regions are in a thermal environment in which cooling and heating are mixed. For this reason, in the sealing by the above-described method, the exhaust hole plug is sealed in a state where it is easy to have distortion. As a sealing material for reducing this thermal strain, a material that can be sealed at a relatively low temperature is required.

また、封着部に使用する各材料(ガラス基板、封着材、排気孔栓)の熱膨張係数は、各温度(例えば接着材が固化する温度)で完全に一致しているわけではない。このため、排気孔栓の封着材の熱膨張係数や固化する温度(ガラス転移点、軟化点もはくは屈伏点などによって想定される)によっては、封着部に応力が溜まった状態になりやすい。このように、応力が溜まった状態では、封着部(接着面)のクラックの発生によりリークに至る場合が発生する。従って、蛍光表示装置における封止においては、排気孔の封止に用いる接着材の低融点化および用いる材料の熱膨張係数の制御が重要となる。   Further, the thermal expansion coefficient of each material (glass substrate, sealing material, exhaust hole plug) used for the sealing portion does not completely match at each temperature (for example, the temperature at which the adhesive solidifies). For this reason, depending on the thermal expansion coefficient of the sealing material of the exhaust hole plug and the temperature at which it is solidified (assumed by the glass transition point, the softening point, the yield point, etc.), stress may be accumulated in the sealing part. Prone. As described above, in a state where stress is accumulated, there is a case where leakage occurs due to generation of a crack in the sealing portion (adhesive surface). Therefore, in sealing in a fluorescent display device, it is important to lower the melting point of the adhesive used for sealing the exhaust hole and to control the thermal expansion coefficient of the material used.

実公昭60−012256号公報Japanese Utility Model Publication No. 60-012256 特開昭63−284742号公報JP-A 63-284742 特開平01−200544号公報Japanese Patent Laid-Open No. 01-200544 特開平04−061727号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-061727 特開昭52−130274号公報Japanese Patent Laid-Open No. 52-130274 特開昭53−131751号公報JP-A-53-131751 実公昭58−10291号公報Japanese Utility Model Publication No. 58-10291

しかしながら、RoHS指令への適合などにより無鉛化が進められている中で、接着材に用いるフリットガラスの低融点化および熱膨張係数の制御は容易ではない。鉛を用いないガラスは一般には融点が高くなる傾向にあり、上述したような排気孔栓の接着に適用可能な低融点ガラスは限られ、多くの場合、良好な特性を得ることが難しく、品質と信頼性を確保することが困難である。また必然的により高価な材料を用いることになる。   However, while lead-free processing is being promoted due to compliance with the RoHS directive, it is not easy to lower the melting point and control the thermal expansion coefficient of the frit glass used for the adhesive. Glass that does not use lead generally tends to have a high melting point, and the low melting point glass that can be applied to the bonding of exhaust hole plugs as described above is limited. In many cases, it is difficult to obtain good characteristics, quality It is difficult to ensure reliability. Inevitably, more expensive materials are used.

ところで、RoHS指令への適合を考慮すると、接着材(封着剤)にいわゆる無鉛はんだを用いることが考えられる。無鉛はんだを用いる場合、様々な材料の選択が可能であり、接着材の低融点化がガラス材料に比べてより容易に実現できる。しかしながら、はんだ材を用いる場合には、排気孔の周囲部に予めめっき法やスパッタリング法などで薄膜金属層を形成しておく必要があり、大きな基板の中の排気孔が配置された局部のみに薄膜をパターン形成するにはスペース効率やハンドリングおよび成膜コストの点で量産性に問題があった(特許文献5,6,7参照)。   By the way, in consideration of compliance with the RoHS directive, it is conceivable to use a so-called lead-free solder for the adhesive (sealing agent). When using lead-free solder, various materials can be selected, and lowering of the melting point of the adhesive can be realized more easily than the glass material. However, when using a solder material, it is necessary to form a thin metal layer in advance around the exhaust hole by plating or sputtering, and only in the local area where the exhaust hole is located in the large substrate. Pattern formation of a thin film has a problem in mass productivity in terms of space efficiency, handling, and film formation cost (see Patent Documents 5, 6, and 7).

以上に説明したように、無鉛化を実現しようとすると、従来では、製造工程の増加を招くことなく、接着材の材料を制限することなく、より安価な材料を用いて蛍光表示装置を構成している外囲器内部を封止することができず、製造コストの上昇や品質、信頼性の低下を招くという問題があった。   As described above, in order to realize lead-free, conventionally, a fluorescent display device is configured by using a cheaper material without increasing the number of manufacturing processes and without limiting the material of the adhesive. There is a problem that the inside of the envelope cannot be sealed, resulting in an increase in manufacturing cost, quality and reliability.

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、封止するために用いる材料の選択肢を広げるとともに、環境負荷を低減し、量産性を高め、かつ品質と信頼性を保持した状態で蛍光表示装置を構成する外囲器を気密に封止することができるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and expands the choices of materials used for sealing, reduces the environmental burden, increases mass productivity, and provides quality and reliability. An object of the present invention is to make it possible to hermetically seal the envelope constituting the fluorescent display device in a state in which is held.

本発明に係る蛍光表示装置は、蛍光体層が形成された陽極および電子放出源を内部に収容するガラスからなる外囲器と、この外囲器に形成された排気孔と、外囲器の排気孔の部分に無鉛ガラスよりなる基板側接着層で接着された穴あき部品と、穴あき部品に無鉛材料からなる排気孔栓側接着層で接着され、穴あき部品の穴部に連続する排気孔を封止する排気孔栓とを少なくとも備えるものである。   A fluorescent display device according to the present invention includes an envelope made of glass containing therein an anode formed with a phosphor layer and an electron emission source, an exhaust hole formed in the envelope, and an envelope of the envelope A perforated part bonded to the exhaust hole with a substrate-side adhesive layer made of lead-free glass, and an exhaust connected to the perforated part with an exhaust hole plug-side adhesive layer made of a lead-free material and continuous to the hole of the perforated part At least an exhaust hole plug for sealing the hole is provided.

上記蛍光表示装置において、穴あき部品は、金属から構成されていればよい。また、穴あき部品は、ガラスおよびセラミックから選択された材料から構成されていてもよい。また、排気孔栓側接着層は、無鉛ガラスから構成されていればよい。また、排気孔栓側接着層は、400℃以下の温度で溶融する鉛を含まない金属から構成されていてもよい。   In the fluorescent display device, the perforated component may be made of metal. The perforated part may be made of a material selected from glass and ceramic. Moreover, the exhaust hole stopper side adhesive layer should just be comprised from the lead-free glass. The exhaust hole plug side adhesive layer may be made of a metal not containing lead that melts at a temperature of 400 ° C. or lower.

以上説明したように、本発明によれば、無鉛ガラスよりなる接着層で接着された穴あき部品に排気孔栓を接着することで排気孔を封止するようにしたので、封止するために用いる材料の選択肢が広がり、環境負荷の少ない無鉛材料が使えるとともに、量産性を損なうことなく、品質と信頼性を保持した状態で、蛍光表示装置を構成する外囲器を気密に封止することができるという優れた効果が得られる。   As described above, according to the present invention, the exhaust hole is sealed by adhering the exhaust hole plug to the perforated part bonded with the adhesive layer made of lead-free glass. The choice of materials to be used is wide, lead-free materials with low environmental impact can be used, and the envelope that constitutes the fluorescent display device is hermetically sealed while maintaining quality and reliability without sacrificing mass productivity. An excellent effect is obtained.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。なお、以下で説明する穴あき部品および排気孔栓を接着する材料はいずれも無鉛材料であり、鉛を含まず鉛以外の材料から構成されたものである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the material for bonding the perforated part and the exhaust hole plug described below is a lead-free material, and does not contain lead and is made of a material other than lead.

[実施の形態1]
はじめに、本発明の実施の形態1について図1A,図1B,図1C,および図1Dを用いて説明する。図1A,図1B,図1C,および図1Dは、本発明の実施の形態1における蛍光表示装置の構成を示す断面図である。また、図1Bは、図1Aの一部を拡大して示している。
[Embodiment 1]
First, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A, 1B, 1C, and 1D. 1A, 1B, 1C, and 1D are cross-sectional views showing the configuration of the fluorescent display device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1B shows an enlarged part of FIG. 1A.

この蛍光表示装置は、例えばガラスなどの絶縁性を備える基板101上に配線層102が形成され、配線層102上には絶縁層103が形成されている。また、絶縁層103の上には所定の位置にアノード電極104が形成され、アノード電極104は、絶縁層103に開けられたスルーホール103aを介して配線層102に接続している。また、アノード電極104の上には蛍光体層105が形成され、蛍光体層105の上部には、グリッド106が配置され、グリッド106の上方にフィラメント107が配置されている。   In this fluorescent display device, a wiring layer 102 is formed on a substrate 101 having insulating properties such as glass, and an insulating layer 103 is formed on the wiring layer 102. An anode electrode 104 is formed at a predetermined position on the insulating layer 103, and the anode electrode 104 is connected to the wiring layer 102 through a through hole 103 a opened in the insulating layer 103. A phosphor layer 105 is formed on the anode electrode 104, a grid 106 is disposed on the phosphor layer 105, and a filament 107 is disposed above the grid 106.

一方、基板101の端部には、上部容器108が配置され、基板101と上部容器108とによりガラスからなる外囲器が構成されている。基板101と上部容器108とは、低融点ガラスよりなる封着層110により封着されている。また、基板101の外囲器内部の一部(周辺部)に、配線層102に接続する電極111が形成され、電極111には、外部との接続のためのリード112が接続している。リード112は、上部容器108と基板101との接触部の封着層110を通して外部に取り出されている。   On the other hand, an upper container 108 is disposed at the end of the substrate 101, and the substrate 101 and the upper container 108 constitute an envelope made of glass. The substrate 101 and the upper container 108 are sealed with a sealing layer 110 made of low melting point glass. In addition, an electrode 111 connected to the wiring layer 102 is formed in a part (peripheral portion) inside the envelope of the substrate 101, and a lead 112 for connection to the outside is connected to the electrode 111. The lead 112 is taken out through the sealing layer 110 at the contact portion between the upper container 108 and the substrate 101.

また、基板101の一部に排気孔109が設けられ、排気孔109が、排気孔栓121により封止され、外囲器内部の真空が保持されている。本実施の形態における蛍光表示装置では、排気孔109の部分における基板101と排気孔栓121との間にリング状の穴あき部品122を備え、穴あき部品122がガラス接着層(基板側接着層)123により基板101に接着し、排気孔栓121と穴あき部品122とがガラス接着層(排気孔栓側接着層)124により接着している。排気孔栓121は、穴あき部品122にガラス接着層124で接着され、穴あき部品122の穴部に連続する排気孔109を封止している。   In addition, an exhaust hole 109 is provided in a part of the substrate 101, and the exhaust hole 109 is sealed with an exhaust hole plug 121 to maintain a vacuum inside the envelope. In the fluorescent display device according to the present embodiment, a ring-shaped perforated part 122 is provided between the substrate 101 and the exhaust hole plug 121 in the exhaust hole 109, and the perforated part 122 is a glass adhesive layer (substrate-side adhesive layer). ) 123 is bonded to the substrate 101, and the exhaust hole plug 121 and the perforated component 122 are bonded by a glass adhesive layer (exhaust hole plug side adhesive layer) 124. The exhaust hole plug 121 is bonded to the perforated part 122 with a glass adhesive layer 124 and seals the exhaust hole 109 continuous to the hole part of the perforated part 122.

穴あき部品122は、例えば、よく知られた426合金より構成され、中央部に直径2mmの円形開口部を備えた板厚0.1mmの円盤である。このように構成された穴あき部品122は、例えば、よく知られたエッチングプロセスやプレス型抜きなどにより、より大きな1枚の426合金板を加工することで、容易に量産可能である。   The perforated part 122 is a disk having a thickness of 0.1 mm, which is made of, for example, a well-known 426 alloy and has a circular opening with a diameter of 2 mm at the center. The perforated component 122 configured as described above can be easily mass-produced by processing a larger 426 alloy plate by, for example, a well-known etching process or press die cutting.

なお、穴あき部品122は、金属材料であり、適度な可塑性(延性)を持っているため、排気孔栓の接着時などに発生する応力がある程度吸収可能である。例えば、穴あき部品の材料としては426合金に限らず、他に適度な可塑性を有し、本目的に適した熱膨張係数を持つ材料であればよく、50Ni−Fe合金,52Ni−Fe合金,およびSUS430などから構成してもよい。また、穴あき部品122の材料は、使用する接着層の材料特性に合わせて選定すればよい。ここで、排気孔栓121の封着によって応力が発生する場合、発生する応力と相反する方向の応力が発生する材料から選択すればよい。この場合、穴あき部品122は、熱膨張係数が40〜110×10-7/℃の範囲の材料から構成するとよい。 The perforated part 122 is a metal material and has an appropriate plasticity (ductility), so that it can absorb a certain amount of stress generated when the exhaust hole plug is bonded. For example, the material of the perforated part is not limited to the 426 alloy, but any other material having appropriate plasticity and a thermal expansion coefficient suitable for this purpose, such as 50Ni-Fe alloy, 52Ni-Fe alloy, And SUS430 or the like. The material of the perforated component 122 may be selected according to the material characteristics of the adhesive layer to be used. Here, when a stress is generated by sealing the exhaust hole plug 121, a material that generates a stress in a direction opposite to the generated stress may be selected. In this case, the perforated component 122 may be made of a material having a thermal expansion coefficient in the range of 40 to 110 × 10 −7 / ° C.

また、穴あき部品122のガラス接着層123側の面は、低融点ガラスとの密着性を向上させるために、酸化膜(不図示)が形成されている。同様に、穴あき部品122のガラス接着層124側の面にも、ガラス接着層124との密着性を向上させるために酸化膜(不図示)が形成されている。   In addition, an oxide film (not shown) is formed on the surface of the perforated component 122 on the glass adhesive layer 123 side in order to improve adhesion to the low melting point glass. Similarly, an oxide film (not shown) is formed on the surface of the perforated component 122 on the glass adhesive layer 124 side in order to improve the adhesion with the glass adhesive layer 124.

また、ガラス接着層123は、軟化点が350〜450℃程度,熱膨張係数70〜90×10-7/℃程度の無鉛低融点ガラスである。このガラス接着層123は、溶融して穴あき部品122を接着するとき、および接着した後において、基板101との間に亀裂が生じるなどの応力が発生しないガラス材料であればよく、例えば、上部容器108と基板101を封着する封着層110と同様の無鉛低融点ガラスなどを用いるとよい。これら無鉛の低融点ガラスは、鉛を含まない材料から構成されたガラス材料であり、例えば、低融点化させる主要材料である鉛を、ビスマス,スズ,およびリンなどで置き換えたものがある。なお、ガラスなどの製造過程で意図せずに鉛が混入する場合もあるが、このように極微量の鉛が含まれる場合も含めて、「鉛を含まない」および「無鉛」としている。 The glass adhesive layer 123 is a lead-free low-melting glass having a softening point of about 350 to 450 ° C. and a thermal expansion coefficient of about 70 to 90 × 10 −7 / ° C. The glass adhesive layer 123 may be a glass material that does not generate stress such as a crack with the substrate 101 when it is melted to bond the perforated component 122 and after the bonding. The same lead-free low melting point glass as the sealing layer 110 that seals the container 108 and the substrate 101 may be used. These lead-free low melting glass is a glass material made of a material that does not contain lead. For example, there is a glass material in which lead, which is a main material for lowering the melting point, is replaced with bismuth, tin, phosphorus, or the like. In addition, lead may be mixed unintentionally in the manufacturing process of glass or the like, but “not containing lead” and “lead-free” are included, including cases in which a very small amount of lead is included.

また、ガラス接着層124は、ガラス接着層123に比べて軟化点の低い材料(無鉛ガラス)を使った方がよく、250〜400℃の範囲に軟化点を持つ無鉛の低融点ガラス材から構成するとよい。実用的には、例えば、上記低融点ガラス材のフリット(フリットガラス)よりなる排気孔栓側接着層(ガラス接着層124)を排気孔栓121に形成しておけばよい。   The glass adhesive layer 124 is preferably made of a material having a softening point lower than that of the glass adhesive layer 123 (lead-free glass), and is composed of a lead-free low-melting glass material having a softening point in the range of 250 to 400 ° C. Good. Practically, for example, an exhaust hole plug-side adhesive layer (glass adhesive layer 124) made of the frit (frit glass) of the low melting point glass material may be formed on the exhaust hole plug 121.

次に、本実施の形態における封止の方法について説明する。はじめに、図1Cに例示するように、穴あき部品122の一方の面に低融点ガラスのフリット(フリットガラス:ガラス粉末)よりなるガラス接着層123を配置して一体とした封着用部品を用意する。この封着用部品の作製について説明すると、前述したように、穴あき部品122となる材料の板部材を用意し、この板部材を公知のエッチングプロセスにより加工し、複数の穴あき部品が連結部で連結された状態とする。次いで、これらにウエット水素処理を施し、両方の面に薄い酸化膜を形成する。水蒸気を含んだ水素雰囲気によるウエット水素処理によれば、426合金が露出してる両方の面に、酸化クロムを主体とした薄い酸化膜を形成することができる。   Next, a sealing method in this embodiment will be described. First, as illustrated in FIG. 1C, an integrated sealing part is prepared by arranging a glass adhesive layer 123 made of a low melting point glass frit (frit glass: glass powder) on one surface of a perforated part 122. . The production of the sealing part will be described. As described above, a plate member made of a material to be the perforated part 122 is prepared, the plate member is processed by a known etching process, and a plurality of perforated parts are connected at the connecting portion. It is assumed that it is connected. These are then subjected to wet hydrogen treatment to form thin oxide films on both sides. According to the wet hydrogen treatment in a hydrogen atmosphere containing water vapor, a thin oxide film mainly composed of chromium oxide can be formed on both surfaces where the 426 alloy is exposed.

次に、上述したように酸化膜が両面に形成された複数の部品が連結されたシートの一方の面に、公知のスクリーン印刷法によりフリットガラスのペーストからなるフリットガラス層を形成する。フリットガラスは、前述したように、基板101を構成するガラスとの間での接着において発生する膨張の整合性を優先したガラス材料より構成する。なおここで、他方の面に、公知のスクリーン印刷法によりフリットガラスのペーストからなるフリットガラス層を形成しておいてもよい。この後、形成したフリットガラス層が溶融する温度まで昇温してペースト中に含まれるバインダーを除去しておく。最後に、連結部を切断して各部分を切り離すことで、ガラス接着層123が形成された複数の封着部品(穴あき部品122)が得られる。   Next, as described above, a frit glass layer made of a frit glass paste is formed on one side of a sheet where a plurality of components having oxide films formed on both sides are connected by a known screen printing method. As described above, the frit glass is made of a glass material that gives priority to the consistency of expansion that occurs in the bonding with the glass constituting the substrate 101. Here, a frit glass layer made of a frit glass paste may be formed on the other surface by a known screen printing method. Thereafter, the temperature is raised to a temperature at which the formed frit glass layer is melted to remove the binder contained in the paste. Finally, a plurality of sealing parts (perforated parts 122) in which the glass adhesive layer 123 is formed are obtained by cutting the connecting parts and cutting each part.

次に、上述したように作製して用意した封着部品(穴あき部品122)は、上部容器と基板とを封着する工程で、予め基板101に形成された排気孔109の部分に同時に接着固定される。このとき、穴あき部品122の穴部に排気孔109が連続した状態にする。この接着固定は、上部容器と基板の封着に使用するフリットガラス(封着層110)と同様に、穴あき部品122のガラス接着層123を排気孔109部分の基板101に当接させた状態で、ガラス接着層123に用いている無鉛のガラスを融解させることで行う。   Next, the sealing part (perforated part 122) prepared and prepared as described above is simultaneously bonded to the portion of the exhaust hole 109 previously formed in the substrate 101 in the step of sealing the upper container and the substrate. Fixed. At this time, the exhaust hole 109 is made continuous with the hole of the perforated component 122. This adhesive fixing is a state in which the glass adhesive layer 123 of the perforated component 122 is in contact with the substrate 101 in the exhaust hole 109 portion, similarly to the frit glass (sealing layer 110) used for sealing the upper container and the substrate. The lead-free glass used for the glass adhesive layer 123 is melted.

このとき、接着のための加熱温度は、ガラス接着層123の十分な融解を得るため480℃前後と比較的高い温度となるが、この工程では、Oリングのような冷却部が無く、ワーク全体が均一に加熱されるため排気孔栓の封止工程ほどの温度の制限がない。このため、ガラス接着層123に用いるガラス材料は、比較的軟化点の高い材料でも使用することができ、上部容器の封着に使用するフリットガラスと同じものでもよい。   At this time, the heating temperature for bonding is a relatively high temperature of around 480 ° C. in order to obtain sufficient melting of the glass bonding layer 123, but in this step, there is no cooling part such as an O-ring, and the entire workpiece Is heated uniformly, and there is no temperature limitation as much as the sealing step of the exhaust hole plug. For this reason, the glass material used for the glass adhesive layer 123 can be a material having a relatively high softening point, and may be the same as the frit glass used for sealing the upper container.

例えば、上述した穴あき部品122の接着工程では、ベルト炉のような均一な熱的環境下で行われる。このため、局所的な温度差によって生じる熱的歪はなく、穴あき部品と基板とを信頼性よく接着することができる。   For example, the above-described bonding process of the perforated component 122 is performed in a uniform thermal environment such as a belt furnace. For this reason, there is no thermal distortion caused by a local temperature difference, and the perforated component and the substrate can be bonded reliably.

一方、従来より用いられている排気孔栓121を用意し、また、図1Dに示すように、排気孔栓121の一方の面に、250〜400℃の範囲の軟化点を有する無鉛の低融点ガラス材のフリット(フリットガラス)よりなるガラス接着層124を形成して封止部品とする。ガラス接着層(排気孔側接着層)124は、公知のスクリーン印刷法により塗布することで形成すればよい。また、印刷形成したガラス接着層はペースト材料からなるため、脱バインダーが必要で、一例として450℃程度の温度で仮焼しておく。排気孔栓の材料としては、板厚0.18mm程度の426合金が一般的に使用されているが、接着する際に発生する応力に応じて、金属、ガラス、セラミックの中から熱膨張特性の適当な材料を選択して使っても良い。   On the other hand, a conventionally used exhaust hole plug 121 is prepared, and as shown in FIG. 1D, a lead-free low melting point having a softening point in the range of 250 to 400 ° C. on one surface of the exhaust hole plug 121. A glass adhesive layer 124 made of glass frit (frit glass) is formed to form a sealing component. The glass adhesive layer (exhaust hole side adhesive layer) 124 may be formed by coating by a known screen printing method. Further, since the printed glass adhesive layer is made of a paste material, it is necessary to remove the binder. For example, the glass adhesive layer is calcined at a temperature of about 450 ° C. As a material for the exhaust hole plug, 426 alloy with a plate thickness of about 0.18 mm is generally used, but it has a thermal expansion characteristic from metal, glass, and ceramic according to the stress generated when bonding. An appropriate material may be selected and used.

次に、前述したように、基板101の排気孔109の部分に穴あき部品122が接着され、穴あき部品122がガラス接着層123により基板101に固定された状態の蛍光表示装置に対し、図7を参照して既に説明した手法により、外囲器内の真空排気と排気孔109の排気孔栓121による封止とを行う。まず、基板101の排気孔109の周囲に排気ヘッドを接続して排気を行う。この排気においては、よく知られているように、外囲器を加熱して外囲器内部における脱ガスを行う。   Next, as described above, with respect to the fluorescent display device in which the perforated component 122 is bonded to the exhaust hole 109 portion of the substrate 101 and the perforated component 122 is fixed to the substrate 101 by the glass adhesive layer 123, FIG. 7 is used to perform evacuation in the envelope and sealing of the exhaust hole 109 with the exhaust hole plug 121. First, exhaust is performed by connecting an exhaust head around the exhaust hole 109 of the substrate 101. In this exhaust, as is well known, the envelope is heated to degas inside the envelope.

以上のようにして外囲器内部を所定の圧力にまで真空排気した後、排気ヘッド内に配置されて加熱機構を内蔵している押し上げ棒の上に上記封止部品を配置し、加熱機構を動作させて排気孔栓を430℃程度に加熱し、ガラス接着層124を溶融させる。この際、接着剤としてのガラスを真空中で溶融することで、内包されているガスの除去も同時に行われる。   After evacuating the inside of the envelope to a predetermined pressure as described above, the sealing component is disposed on a push-up rod that is disposed in the exhaust head and incorporates the heating mechanism, and the heating mechanism is The exhaust hole plug is heated to about 430 ° C. to melt the glass adhesive layer 124. At this time, the encapsulated gas is removed at the same time by melting glass as an adhesive in a vacuum.

この加熱の温度は、ガラス接着層124を構成しているフリットガラス(低融点ガラス材)が融解する温度とすればよい。ここで、図7を参照して既に説明した手法により、押し上げ棒を動作させて封止部品を加熱しながら既に接着されている穴あき部品122に当接させることになるが、接着のために当接させて加熱している時間は僅かであるため、Oリングの冷却などに影響はない。穴あき部品に封止部品(排気孔栓)を当接させた後は、加熱機構を停止しガラス接着層124を冷却、固化させる。これらの工程を経ることにより、排気孔栓121と穴あき部品122とがガラス接着層124により接着され、排気孔109が、排気孔栓121により封止された状態が得られる。   The heating temperature may be a temperature at which the frit glass (low-melting glass material) constituting the glass adhesive layer 124 is melted. Here, according to the method already described with reference to FIG. 7, the push-up bar is operated to heat the sealing component and bring it into contact with the perforated component 122 already bonded. Since the heating time in contact is short, there is no effect on the cooling of the O-ring. After the sealing part (exhaust hole plug) is brought into contact with the perforated part, the heating mechanism is stopped and the glass adhesive layer 124 is cooled and solidified. Through these steps, the exhaust hole plug 121 and the perforated component 122 are bonded by the glass adhesive layer 124, and the exhaust hole 109 is sealed by the exhaust hole plug 121.

本実施の形態によれば、前述のような局所的な温度差が発生する熱的環境にある中、溶融接着における無鉛のガラス接着層124の熱膨張特性が、基板101の熱膨張特性に整合していない状態でも、これらの間で発生しうる応力が、穴あき部品122の物理的な延び、縮みと変形により吸収されるようになる。この結果、例えば、熱膨張特性の異なるガラス接着層124を用いても、気密に封止した状態が安定して得られるようになる。   According to the present embodiment, the thermal expansion characteristic of the lead-free glass adhesive layer 124 in the melt bonding matches the thermal expansion characteristic of the substrate 101 in the thermal environment where the local temperature difference occurs as described above. Even if not, the stress that may occur between them is absorbed by the physical extension, shrinkage, and deformation of the perforated component 122. As a result, for example, even when the glass adhesive layer 124 having different thermal expansion characteristics is used, a hermetically sealed state can be stably obtained.

ガラス接着層124の熱膨張係数が70〜90×10-7/℃の範囲であれば、亀裂の発生などがない状態で問題なく封止が可能であることが確認されている。これに対し、穴あき部品122を用いずに、排気孔栓121を直接基板101に接着する場合、軟化点が比較的高く、熱膨張特性の整合性が調整できないまま無鉛ガラス材料を用いると、局所的な熱歪と材料の持つ熱膨張特性の違いによって発生する応力に耐えられず、亀裂などが発生し、真空リークに至っている。このように、穴あき部品122を用いることで、より高い軟化点でかつ熱膨張特性の整合性が完全に取れないの無鉛ガラス材料でも封着材として用いることが可能となり、材料選択の範囲がより広くなる。 When the thermal expansion coefficient of the glass adhesive layer 124 is in the range of 70 to 90 × 10 −7 / ° C., it has been confirmed that sealing can be performed without any problems without occurrence of cracks. On the other hand, when the exhaust hole plug 121 is directly bonded to the substrate 101 without using the perforated component 122, if a lead-free glass material is used with a relatively high softening point and the consistency of thermal expansion characteristics cannot be adjusted, It cannot withstand the stress generated by the difference between local thermal strain and the thermal expansion characteristics of the material, cracks, etc. occur, leading to a vacuum leak. Thus, by using the perforated component 122, it becomes possible to use a lead-free glass material having a higher softening point and complete thermal expansion characteristic consistency as a sealing material, and a range of material selection is possible. Become wider.

また、本実施の形態によれば、排気孔栓121および穴あき部品122を用い、低融点ガラスで接着するようにしたので、はんだで接着する場合のように基板101の排気孔109の部分に、予めメタライズ層(金属層)などを形成しておく必要がなく、製造工程の増加を招くことがない。また、穴あき部品122は、前述した作製例からも明らかなように、低コストで大量生産が容易である。さらに、使用した低融点ガラスは、鉛を含まず、ビスマス,スズ,リンなどで主要成分を代替した材料を用いることができるので、RoHS指令への適合など対環境性に配慮した製品を生産することができる。   In addition, according to the present embodiment, the exhaust hole plug 121 and the perforated part 122 are used and bonded with the low melting point glass. Further, it is not necessary to previously form a metallized layer (metal layer) or the like, and the manufacturing process is not increased. Further, as is clear from the manufacturing example described above, the perforated component 122 is easy to mass-produce at low cost. In addition, the low-melting glass used does not contain lead and can be made of materials that replace the main components with bismuth, tin, phosphorus, etc., so products that are environmentally friendly, such as conforming to the RoHS Directive, are produced. be able to.

ところで、穴あき部品122の外形は、円形に限らず、矩形や多角形などの異形であってもよい。また、穴あき部品122の中央部に設けられる開口部は、排気孔109の形状に一致させる必要はなく、円形に限らず他の形状であってもよい。ただし、穴あき部品122の中央部に設けられる開口部は、排気孔109より広く形成されている方が望ましい。   By the way, the outer shape of the perforated component 122 is not limited to a circular shape, and may be an irregular shape such as a rectangle or a polygon. Further, the opening provided in the central portion of the perforated component 122 does not need to match the shape of the exhaust hole 109 and may be other shapes than the circular shape. However, it is desirable that the opening provided in the center of the perforated component 122 is formed wider than the exhaust hole 109.

[実施の形態2]
次に、本発明の実施の形態2について図3を用いて説明する。図3は、本発明の実施の形態2における蛍光表示装置の一部構成を示す断面図である。本実施の形態における蛍光表示装置では、排気孔109の部分における基板101と排気孔栓121との間に、ガラス板より構成されたリング状の穴あき部品322を備え、穴あき部品322がガラス接着層(基板側接着層)123により基板101に接着し、穴あき部品322と排気孔栓121とがガラス接着層(排気孔栓側接着層)124により接着しているようにしたものである。なお、穴あき部品322は、セラミックから構成されていてもよい。他の構成は、実施の形態1と同様であり、説明は省略する。
[Embodiment 2]
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a partial configuration of the fluorescent display device according to Embodiment 2 of the present invention. In the fluorescent display device according to the present embodiment, a ring-shaped perforated part 322 made of a glass plate is provided between the substrate 101 and the exhaust hole plug 121 in the exhaust hole 109, and the perforated part 322 is made of glass. An adhesive layer (substrate-side adhesive layer) 123 is adhered to the substrate 101, and the perforated component 322 and the exhaust hole plug 121 are adhered to each other by a glass adhesive layer (exhaust hole plug-side adhesive layer) 124. . The perforated part 322 may be made of ceramic. Other configurations are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

穴あき部品322は、例えば、熱膨張係数88×10−7/℃のアルミノケイ酸塩ガラスより構成され、中央部に直径2mmの円形開口部を備えた板厚0.6mmの正方形の穴あき板である。このように構成された穴あき部品322は、例えば、よく知られたスクライブカットやダイシングまたはエッチングプロセスなどにより、より大きな1枚のガラス板をチップ状に切断加工することで、容易に量産可能である。   The perforated component 322 is made of, for example, an aluminosilicate glass having a thermal expansion coefficient of 88 × 10 −7 / ° C., and a square perforated plate having a thickness of 0.6 mm having a circular opening with a diameter of 2 mm at the center. It is. The perforated part 322 configured as described above can be easily mass-produced by cutting a larger glass plate into chips by a well-known scribe cutting, dicing or etching process, for example. is there.

なお、ガラスはもともと脆い性質があるため過大な応力が溜まるとクラックに至りやすい。従って、穴あき部品322として使用するガラス材料の熱膨張係数は、接着する下地材のソーダライムガラスの熱膨張係数と大きく異なる材料は使用できないが、熱膨張係数が70〜90×10−7/℃程度の、例えばアルミノケイ酸塩ガラスや亜鉛ホウケイ酸ガラス、またはショット社のスーパーホワイトガラスなどが使用できる。また、セラミック材料は、ガラスほど脆くはないので、使用できる熱膨張係数の許容範囲はやや広がるが、材料としては、たとえばアルミナやフォルステライトなどが使用できる。   In addition, since glass originally has a brittle property, if excessive stress accumulates, it is easy to reach a crack. Therefore, a glass material used as the perforated part 322 has a thermal expansion coefficient that is not significantly different from that of soda lime glass as a base material to be bonded, but the thermal expansion coefficient is 70 to 90 × 10 −7 / For example, aluminosilicate glass, zinc borosilicate glass, or Super White glass manufactured by Schott Corporation can be used. In addition, since ceramic materials are not as brittle as glass, the allowable range of usable thermal expansion coefficients is somewhat widened. For example, alumina or forsterite can be used as the material.

なお、穴あき部品322の材質と熱膨張係数を選定し、この上に封着するガラス接着層124、および排気孔栓121を封着した結果発生する応力と相反する応力をあらかじめ下地として作りこんでおくことによって、排気孔栓121の封着時に発生する応力を相殺することができる。   It should be noted that the material and thermal expansion coefficient of the perforated component 322 are selected, and the stress opposite to the stress generated as a result of sealing the glass adhesive layer 124 and the exhaust hole plug 121 to be sealed thereon is previously created as a base. Therefore, the stress generated when the exhaust hole plug 121 is sealed can be offset.

この場合、例えば排気孔栓121の接着によって圧縮応力が生じる場合は、引っ張り応力が発生する穴あき部品322を下地として予め作りこんでおくことで、排気孔栓121の接着時に両者が相殺するように働く。具体的には、接着層124の熱膨張係数だけでなく、接着層124が固化して固定されたときの排気孔栓121と接着層124および下地材の熱膨張係数の差に関係するので、426合金のような熱膨張特性が非線形の材料では接着層124によって固定される温度(軟化点、屈伏点などで想定)が問題になる。   In this case, for example, when compressive stress is generated due to the adhesion of the exhaust hole plug 121, the perforated parts 322 that generate tensile stress are created in advance as a base so that the two cancel each other when the exhaust hole plug 121 is adhered. To work. Specifically, since not only the thermal expansion coefficient of the adhesive layer 124 but also the difference in the thermal expansion coefficients of the exhaust hole plug 121 and the adhesive layer 124 and the base material when the adhesive layer 124 is solidified and fixed, In the case of a material having non-linear thermal expansion characteristics such as 426 alloy, the temperature (assumed by the softening point, yield point, etc.) fixed by the adhesive layer 124 becomes a problem.

固定される温度は、接着層124の軟化点などに依存するが、固定された応力状態が圧縮か引っ張りかによって穴あき部品322の特性を決定する。例えば、排気孔栓121が426合金(426alloy)で、400℃付近(想定固化温度A)で固化する熱膨張係数αが80×10−7℃の接着材(フリットガラスa)を使うと、発生する応力は単純なソーダライムガラスが下地の場合は圧縮応力となり、この場合は、穴あき部品322に基板101を構成するガラスより熱膨張係数αの小さな材料を使用すると逆応力を予め作りこんでおくことができ、排気孔栓121接着時の応力を相殺することができる(図2参照)。   The temperature to be fixed depends on the softening point of the adhesive layer 124 or the like, but determines the characteristics of the holed part 322 depending on whether the fixed stress state is compression or tension. For example, when an exhaust hole plug 121 is made of 426 alloy (426 alloy) and an adhesive (frit glass a) having a thermal expansion coefficient α of 80 × 10 −7 ° C. that is solidified around 400 ° C. (assumed solidification temperature A) is generated. When a simple soda lime glass is used as a base, the stress is a compressive stress. In this case, if a material having a smaller thermal expansion coefficient α than the glass constituting the substrate 101 is used for the perforated part 322, a reverse stress is created in advance. The stress at the time of adhesion of the exhaust hole plug 121 can be offset (see FIG. 2).

一方、固化する温度が300℃付近(想定固化温度B)と低い接着材(フリットガラスb)を用いる場合、接着材の熱膨張係数αが同じでも426合金の熱膨張係数αが変化するので、応力の向きは反転する(図2参照)。このように熱膨張特性が非線形の場合、温度を特定しないと熱膨張が特定できない。なお、本実施の形態では、穴あき部品322がガラスより構成されているため、ガラス接着層123およびガラス接着層124との接着面に酸化膜を形成する必要がない。これは、穴あき部品322をセラミックで構成する場合も同様である。   On the other hand, when using a low adhesive (frit glass b) with a temperature of solidification around 300 ° C. (assumed solidification temperature B), the thermal expansion coefficient α of the 426 alloy changes even if the thermal expansion coefficient α of the adhesive is the same. The direction of the stress is reversed (see FIG. 2). Thus, when the thermal expansion characteristic is non-linear, the thermal expansion cannot be specified unless the temperature is specified. In the present embodiment, since the perforated component 322 is made of glass, it is not necessary to form an oxide film on the bonding surface between the glass bonding layer 123 and the glass bonding layer 124. This is the same when the perforated component 322 is made of ceramic.

次に、本実施の形態における封止の方法について説明する。はじめに、穴あき部品322の一方の面に無鉛の低融点ガラスよりなるガラス接着層123を配置して一体とした封着用部品を用意する。この封着用部品の作製について説明すると、前述したように、穴あき部品322となる材料のガラス板を用意し、このガラス板に、後述する複数の穴あき部品322となる領域毎に、例えば直径2mmの貫通孔を形成する。これらの複数の貫通孔は、例えば、ドリルを用いて形成することができる。また、公知のエッチングプロセスや超音波加工などを用いてもよい。   Next, a sealing method in this embodiment will be described. First, a sealing component in which a glass adhesive layer 123 made of lead-free low-melting glass is disposed on one surface of the perforated component 322 is prepared. The production of this sealing part will be described. As described above, a glass plate made of a material to be the perforated part 322 is prepared, and for each region to be a plurality of perforated parts 322 to be described later, for example, a diameter is prepared. A 2 mm through hole is formed. The plurality of through holes can be formed using, for example, a drill. Also, a known etching process or ultrasonic machining may be used.

次に、個別の穴あき部品となる各領域毎に貫通孔が形成されたガラス板の一方の面に、公知のスクリーン印刷法によりフリットガラス(無鉛低融点ガラス)のペースト層(フリットガラス層)を形成する。ガラス接着層123となるフリットガラス層のパターンは、外形が正方形の穴あき板の穴を中心にして円形に形成する。これは、接着面が矩形よりも円形の方が接着したときの応力が集中しにくいからである。ガラス接着層123となるフリットガラス層は、前述したように、基板101を構成するガラスとの熱膨張特性の整合性を優先したガラス材料より構成する。   Next, a paste layer (frit glass layer) of frit glass (lead-free low melting point glass) is formed on one surface of a glass plate in which through holes are formed in each region to be an individual perforated part by a known screen printing method. Form. The pattern of the frit glass layer to be the glass adhesive layer 123 is formed in a circle around the hole in the perforated plate having a square outer shape. This is because the stress is less likely to be concentrated when the bonding surface is circular rather than rectangular. As described above, the frit glass layer serving as the glass adhesive layer 123 is made of a glass material giving priority to the consistency of the thermal expansion characteristics with the glass constituting the substrate 101.

この後、形成したフリットガラス層が溶融する温度まで昇温してペースト中に含まれるバインダーを除去しておく。最後に上記複数の穴あき部品を作りこんだガラス板をスクライブカットにより切断して各個別領域に切り離せば、ガラス接着層123を備えた複数の穴あき部品322が得られる。なお、セラミック板を用いて同様にすることで、セラミックよりなる穴あき部品322を作製することができる。   Thereafter, the temperature is raised to a temperature at which the formed frit glass layer is melted to remove the binder contained in the paste. Finally, the glass plate on which the plurality of perforated parts are made is cut by scribe cutting and separated into individual regions, whereby a plurality of perforated parts 322 provided with the glass adhesive layer 123 are obtained. In addition, the perforated component 322 made of ceramic can be manufactured in the same manner using a ceramic plate.

この後、前述した実施の形態1と同様にすることで、穴あき部品322を基板101の排気孔109に接着し、次いで、外囲器内部を排気するとともに、穴あき部品322の他方の面にガラス接着層124で排気孔栓121を接着すれば、排気孔栓121により排気孔109が封止された状態となる。   Thereafter, in the same manner as in the first embodiment, the perforated component 322 is bonded to the exhaust hole 109 of the substrate 101, and then the inside of the envelope is exhausted, and the other surface of the perforated component 322 is disposed. If the exhaust hole plug 121 is adhered to the glass adhesive layer 124, the exhaust hole 109 is sealed by the exhaust hole plug 121.

本実施の形態においても、このような溶融接着におけるガラス接着層124の熱膨張特性が、基板101の熱膨張特性に整合していない状態でも、これらの間で発生しうる応力が、穴あき部品322により吸収(相殺)されるようになる。この結果、例えば、熱膨張特性の異なるガラス接着層124を用いても、気密に封止した状態が安定して得られるようになる。ガラス接着層124の熱膨張係数が70〜90×10-7/℃の範囲であれば、亀裂の発生などがない状態で問題なく封止が可能であることが確認されている。   Also in the present embodiment, even if the thermal expansion characteristics of the glass adhesive layer 124 in such melt bonding are not matched with the thermal expansion characteristics of the substrate 101, the stress that can be generated between them is a perforated component. 322 is absorbed (offset). As a result, for example, even when the glass adhesive layer 124 having different thermal expansion characteristics is used, a hermetically sealed state can be stably obtained. When the thermal expansion coefficient of the glass adhesive layer 124 is in the range of 70 to 90 × 10 −7 / ° C., it has been confirmed that sealing can be performed without any problem in the absence of cracks.

これに対し、穴あき部品322を用いずに、排気孔栓121を直接基板101に接着する場合、軟化点が比較的高く、熱膨張特性の整合性が調整できないまま無鉛ガラス材料を用いると、局所的な熱歪と材料の持つ熱膨張特性の違いによって発生する応力に耐えられず、亀裂などが発生し、真空リークに至っている。このように、穴あき部品322を用いることで、排気孔栓121を接着(封着)するために用いる材料の軟化点や熱膨張係数の制約が軽減され、材料選択の範囲がより広くなる。   On the other hand, when the exhaust hole plug 121 is directly bonded to the substrate 101 without using the perforated part 322, if a lead-free glass material is used while the softening point is relatively high and the consistency of the thermal expansion characteristics cannot be adjusted, It cannot withstand the stress generated by the difference between local thermal strain and the thermal expansion characteristics of the material, cracks, etc. occur, leading to a vacuum leak. Thus, by using the perforated component 322, the restriction on the softening point and thermal expansion coefficient of the material used for bonding (sealing) the exhaust hole plug 121 is reduced, and the range of material selection becomes wider.

また、本実施の形態によれば、排気孔栓121および穴あき部品322を用い、低融点ガラスで接着するようにしたので、はんだで接着する場合のように基板101の排気孔109の部分に、予めメタライズ層などを形成しておく必要がなく、製造工程の増加を招くことがない。また、穴あき部品322は、前述した作製例からも明らかなように、大量生産が容易である。また、使用した低融点ガラスは、鉛を含まず、Bi,Sn,Pなどで主要成分を代替した無鉛材料などを用いることができるので、RoHS指令への適合など対環境性に配慮した製品を生産することができる。   In addition, according to the present embodiment, the exhaust hole plug 121 and the perforated part 322 are used and bonded with the low melting point glass, so that the exhaust hole 109 of the substrate 101 is attached to the portion as in the case of bonding with the solder. Further, it is not necessary to form a metallized layer or the like in advance, and the manufacturing process is not increased. Moreover, the perforated component 322 is easily mass-produced as is apparent from the above-described manufacturing example. In addition, the low-melting glass used does not contain lead and can use lead-free materials that replace the main components with Bi, Sn, P, etc., so products that are environmentally friendly, such as conforming to the RoHS directive, can be used. Can be produced.

[実施の形態3]
次に、本発明の実施の形態3について、図4を用いて説明する。図4は、本発明の実施の形態3における蛍光表示装置の一部構成を示す断面図である。本実施の形態における蛍光表示装置では、排気孔109の部分における基板101と排気孔栓121との間に、426合金などの金属材料より構成されたリング状の穴あき部品122を備え、穴あき部品122がガラス接着層123により基板101に接着し、穴あき部品122と排気孔栓121とが金属接着層(排気孔栓側接着層)424により接着しているようにしたものである。金属接着層424は、例えば、無鉛はんだ材から構成されたものである。排気孔栓121は、穴あき部品122に金属接着層424で接着され、穴あき部品122の穴部に連続する排気孔109を封止している。他の構成は、実施の形態1,2と同様であり、説明は省略する。
[Embodiment 3]
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a partial configuration of the fluorescent display device according to Embodiment 3 of the present invention. In the fluorescent display device according to the present embodiment, a ring-shaped perforated part 122 made of a metal material such as 426 alloy is provided between the substrate 101 and the exhaust hole plug 121 in the exhaust hole 109 portion. The component 122 is bonded to the substrate 101 by the glass adhesive layer 123, and the perforated component 122 and the exhaust hole plug 121 are bonded by the metal adhesive layer (exhaust hole plug side adhesive layer) 424. The metal adhesive layer 424 is made of, for example, a lead-free solder material. The exhaust hole plug 121 is bonded to the perforated part 122 with a metal adhesive layer 424, and seals the exhaust hole 109 continuous with the hole part of the perforated part 122. Other configurations are the same as those in the first and second embodiments, and a description thereof will be omitted.

本実施の形態3においては、穴あき部品122のガラス接着層123側の面は、低融点ガラス(無鉛)との密着性を向上させるために、酸化膜(不図示)が形成されている。一方、穴あき部品122の金属接着層424側の面には、無鉛はんだによる接合が容易に行えるように、例えば、金,銀,ニッケルなどのはんだ濡れ性を向上させる金属層(不図示)が形成されている。   In the third embodiment, an oxide film (not shown) is formed on the surface of the perforated component 122 on the side of the glass adhesive layer 123 in order to improve adhesion with low-melting glass (lead-free). On the other hand, a metal layer (not shown) for improving solder wettability such as gold, silver, nickel, etc. is provided on the surface of the perforated component 122 on the side of the metal adhesive layer 424 so that the lead-free solder can be easily joined. Is formed.

また、ガラス接着層123は、軟化点が350〜450℃程度,熱膨張係数70〜90×10-7/℃程度の無鉛低融点ガラスである。このガラス接着層123は、溶融して接着するとき、および接着した後において、基板101との間に亀裂が生じるなどの応力が発生しない無鉛のガラス材料であればよく、例えば上部容器108と基板101を封着する封着層110と同様の無鉛低融点ガラスなどを用いるとよい。これら無鉛の低融点ガラスは、たとえば、低融点化させる主要材料であるPbをBi,Sn,Pなどで置き換えたものなどがある。   The glass adhesive layer 123 is a lead-free low-melting glass having a softening point of about 350 to 450 ° C. and a thermal expansion coefficient of about 70 to 90 × 10 −7 / ° C. The glass adhesive layer 123 may be any lead-free glass material that does not generate stress such as cracks with the substrate 101 when it is melted and bonded, and for example, the upper container 108 and the substrate. The same lead-free low melting point glass as the sealing layer 110 for sealing 101 may be used. These lead-free low-melting glasses include, for example, those in which Pb, which is a main material for lowering the melting point, is replaced with Bi, Sn, P, or the like.

次に、本実施の形態における封止の方法について説明する。はじめに、実施例1にも説明したように、穴あき部品122の一方の面に金属層を形成し、他方の面に低融点ガラス(無鉛材料)のフリットよりなるガラス接着層123を配置して一体とした封着用部品を用意する。この封着用部品の作製について説明すると、前述したように、穴あき部品122となる材料の板部材を用意し、この板部材を公知のエッチングプロセスにより加工し、複数の穴あき部品が連結部で連結された状態とする。このように、複数の穴あき部品が連結された状態で、一方の面にメッキにより金層(金属層)を形成する。次いで、これらにウエット水素処理を施し、他方の面に薄い酸化膜を形成する。水蒸気を含んだ水素雰囲気によるウエット水素処理によれば、例えば426合金が露出してる他方の面に、酸化クロムを主体とした薄い酸化膜を形成することができる。   Next, a sealing method in this embodiment will be described. First, as described in the first embodiment, a metal layer is formed on one surface of the perforated component 122, and a glass adhesive layer 123 made of frit of low melting point glass (lead-free material) is disposed on the other surface. Prepare integrated sealing parts. The production of the sealing part will be described. As described above, a plate member made of a material to be the perforated part 122 is prepared, the plate member is processed by a known etching process, and a plurality of perforated parts are connected at the connecting portion. It is assumed that it is connected. In this way, a gold layer (metal layer) is formed on one surface by plating in a state where a plurality of perforated parts are connected. Next, these are subjected to wet hydrogen treatment to form a thin oxide film on the other surface. According to wet hydrogen treatment in a hydrogen atmosphere containing water vapor, for example, a thin oxide film mainly composed of chromium oxide can be formed on the other surface where the 426 alloy is exposed.

次に、上述したように金メッキ層および酸化膜が形成された複数の部品が連結されたシートの酸化膜形成面(他方の面)に、公知のスクリーン印刷法によりフリットガラスのペーストからなるフリットガラス層を形成する。フリットガラスは、前述したように、基板101を構成するガラスとの間での接着において発生する膨張の整合性を優先したガラス材料より構成する。この後、形成したフリットガラス層のフリットガラスが溶融する温度まで昇温してペースト中に含まれるバインダーを除去しておく。最後に連結部を切断して各部分を切り離すことで、ガラス接着層123が形成された複数の封着部品(穴あき部品122)が得られる。なお、金層は、メッキに限らず、スパッタ法や蒸着法により形成してもよい。この場合、金層の形成は、基板側接着層を形成した後に行ってもよい。   Next, as described above, a frit glass made of a frit glass paste is formed by a known screen printing method on the oxide film forming surface (the other surface) of a sheet in which a plurality of components on which a gold plating layer and an oxide film are formed are connected. Form a layer. As described above, the frit glass is made of a glass material that gives priority to the consistency of expansion that occurs in the bonding with the glass constituting the substrate 101. Thereafter, the temperature is raised to a temperature at which the frit glass of the formed frit glass layer is melted, and the binder contained in the paste is removed. Finally, a plurality of sealing parts (perforated parts 122) in which the glass adhesive layer 123 is formed are obtained by cutting the connecting portions and cutting each part. Note that the gold layer is not limited to plating, and may be formed by sputtering or vapor deposition. In this case, the gold layer may be formed after the substrate-side adhesive layer is formed.

次に、上述したように作製して用意した封着部品(穴あき部品122)を、基板101の排気孔109に接着固定する。このとき、穴あき部品122の穴部に排気孔109が連続した状態にする。この接着固定は、基板と上部容器とを封着する工程で同時に行われ、穴あき部品122のガラス接着層123を排気孔109部分の基板101に当接させた状態で、ガラス接着層123に用いているガラス材料を融解させることで行う。このとき、接着のための加熱温度は、480℃前後と比較的高い温度となるが、この工程では、Oリングのような冷却部が無く、ワーク全体が均一に加熱されるため排気孔栓の封止工程ほどの温度の制限がない。このため、ガラス接着層123のガラス材料は、比較的軟化点の高い材料でも使用することができる。   Next, the sealing component (perforated component 122) prepared and prepared as described above is bonded and fixed to the exhaust hole 109 of the substrate 101. At this time, the exhaust hole 109 is made continuous with the hole of the perforated component 122. This bonding and fixing is performed at the same time in the process of sealing the substrate and the upper container, and the glass bonding layer 123 of the perforated component 122 is in contact with the substrate 101 in the exhaust hole 109 portion, and the glass bonding layer 123 is fixed. This is done by melting the glass material used. At this time, the heating temperature for bonding is a relatively high temperature of around 480 ° C. However, in this process, there is no cooling part such as an O-ring, and the entire workpiece is heated uniformly, so the exhaust hole plug There is no temperature limit as much as the sealing process. For this reason, the glass material of the glass adhesive layer 123 can be used even with a material having a relatively high softening point.

例えば、上述した穴あき部品122の接着工程では、ベルト炉のような均一な熱的環境下で行われる。このため、局所的な温度差によって生じる熱的歪はなく、穴あき部品と基板とを信頼性よく接着することができる。なお、穴あき部品の接着は、上部容器と基板とを接着する前に、蛍光面やグリッドなどの基板上構成物を焼成する工程を使って予め接着しておくこともできる。   For example, the above-described bonding process of the perforated component 122 is performed in a uniform thermal environment such as a belt furnace. For this reason, there is no thermal distortion caused by a local temperature difference, and the perforated component and the substrate can be bonded reliably. The perforated parts can be bonded in advance using a step of firing a component on the substrate such as a phosphor screen or a grid before the upper container and the substrate are bonded.

一方、従来より用いられている排気孔栓121を用意し、また、排気孔栓121の一方の面に無鉛はんだ材よりなる金属接着層424を形成して封止部品とする。金属接着層424は、例えばはんだペーストを塗布することやフラックスを利用したはんだ槽への浸漬などで形成すればよい。   On the other hand, a conventionally used exhaust hole plug 121 is prepared, and a metal adhesive layer 424 made of a lead-free solder material is formed on one surface of the exhaust hole plug 121 to form a sealing component. The metal adhesive layer 424 may be formed by, for example, applying a solder paste or immersing in a solder bath using flux.

次に、前述したように、基板101の排気孔109の部分に穴あき部品122が接着され、穴あき部品122がガラス接着層123により基板101に固定された状態の蛍光表示装置に対し、図7を参照して既に説明した手法により、外囲器内の真空排気と排気孔109の排気孔栓121による封止とを行う。まず、基板101の排気孔109の周囲に排気ヘッドを接続して排気を行う。この排気においては、よく知られているように、外囲器を300℃程度に加熱して外囲器内部における脱ガスを行う。   Next, as described above, with respect to the fluorescent display device in which the perforated component 122 is bonded to the exhaust hole 109 portion of the substrate 101 and the perforated component 122 is fixed to the substrate 101 by the glass adhesive layer 123, FIG. 7 is used to perform evacuation in the envelope and sealing of the exhaust hole 109 with the exhaust hole plug 121. First, exhaust is performed by connecting an exhaust head around the exhaust hole 109 of the substrate 101. In this exhaust, as is well known, the envelope is heated to about 300 ° C. to degas inside the envelope.

以上のようにして外囲器内部を所定の圧力にまで真空排気した後、排気ヘッド内に配置されて加熱機構を内蔵している押し上げ棒の上に上記封止部品を配置し、加熱機構を動作させて排気孔栓を加熱し、金属接着層424を溶融させる。この際、金属接着層424としての無鉛はんだを溶融することで、無鉛はんだ中に内包されているガスの除去も同時に行われる。   After the inside of the envelope is evacuated to a predetermined pressure as described above, the sealing component is disposed on the push-up rod that is disposed in the exhaust head and incorporates the heating mechanism, and the heating mechanism is The exhaust hole plug is heated to operate, and the metal adhesive layer 424 is melted. At this time, by removing lead-free solder as the metal adhesive layer 424, the gas contained in the lead-free solder is removed at the same time.

この後、封止部品の加熱を継続しながら押し上げ棒を動作させることで溶融している金属接着層424を、既に接着されている穴あき部品122の金層形成面に当接させる。なお、この加熱の温度は、金属接着層424を構成している無鉛はんだ材が融解する温度とすればよく、例えば250℃程度とすればよい。この温度であれば外囲器のベーキング温度よりも低く、排気ヘッド710のOリング711を痛めることもない。穴あき部品に封止部品(排気孔栓)を当接させた後は、加熱機構を停止し、金属接着層424を冷却、固化させる。これらの工程を経ることにより、排気孔栓121と穴あき部品122とが金属接着層424により接着され、排気孔109が、排気孔栓121により封止された状態が得られる。   Thereafter, the molten metal adhesive layer 424 is brought into contact with the gold layer forming surface of the holed part 122 already bonded by operating the push-up rod while continuing to heat the sealing part. The heating temperature may be a temperature at which the lead-free solder material constituting the metal bonding layer 424 melts, for example, about 250 ° C. At this temperature, the temperature is lower than the baking temperature of the envelope, and the O-ring 711 of the exhaust head 710 is not damaged. After the sealing part (exhaust hole plug) is brought into contact with the perforated part, the heating mechanism is stopped, and the metal adhesive layer 424 is cooled and solidified. Through these steps, the exhaust hole plug 121 and the perforated component 122 are bonded by the metal adhesive layer 424, and the exhaust hole 109 is sealed by the exhaust hole plug 121.

なお、上述したはんだ付けにおいて、穴あき部品122の表面には、金層が形成されているので、はんだフラックスなどを用いることなく、金属接着層424を構成しているはんだ材が容易に濡れて金属接合が形成されるようになる。はんだフラックスを用いると、加熱により発生するガスにより、外囲器内部に配置されている蛍光表示装置の部品に悪影響を与えるが、これが金層(メタライズ層)を用いることで防げるようになる。   In the above-described soldering, a gold layer is formed on the surface of the perforated component 122, so that the solder material constituting the metal adhesive layer 424 is easily wetted without using solder flux or the like. A metal bond is formed. When the solder flux is used, the gas generated by heating adversely affects the components of the fluorescent display device arranged inside the envelope, but this can be prevented by using a gold layer (metallized layer).

本実施の形態によれば、排気孔栓121により排気孔109を封止するときには、金属接着層424を構成しているはんだ材が融解する程度の温度に加熱すればよいので、加熱の温度をあまり高温にすることがなく行える。また、このような溶融接着における金属接着層424に用いるはんだ材の熱膨張特性が、基板101の熱膨張特性に整合していない状態でも、これらの間で発生しうる応力が、穴あき部品122の物理的な伸び、縮みと変形により吸収されるようになる。   According to the present embodiment, when the exhaust hole 109 is sealed with the exhaust hole plug 121, it is only necessary to heat the solder material constituting the metal adhesive layer 424 to a temperature at which the solder material is melted. It can be done without too high a temperature. Further, even when the thermal expansion characteristics of the solder material used for the metal bonding layer 424 in such melt bonding is not consistent with the thermal expansion characteristics of the substrate 101, the stress that may be generated between them is perforated component 122. It is absorbed by the physical elongation, shrinkage and deformation of the.

特に、この穴あき部品の厚みは薄膜の数μmに対して十分な厚みを持っているので、応力吸収に有効である。この結果、例えば、熱膨張特性が異なるはんだ材料からなる金属接着層424を用いても、気密に封止した状態が安定して得られるようになる。なお、排気孔栓を接着することによって発生する応力を相殺する方向の応力が発生する材料で、穴あき部品を予め形成しておくことで、より広範囲の接着材を使用することも可能である。   In particular, since the thickness of the perforated part is sufficient for several μm of the thin film, it is effective in absorbing stress. As a result, for example, even when the metal adhesive layer 424 made of a solder material having different thermal expansion characteristics is used, a hermetically sealed state can be stably obtained. In addition, it is possible to use a wider range of adhesives by forming a perforated part in advance with a material that generates stress in a direction that cancels out the stress generated by adhering the exhaust hole plug. .

また、従来、排気孔栓をはんだのような金属で封着する場合、基板の排気孔部周囲に金属薄膜でメタライズしておく必要があり、生産性が悪く実用化が難しかったが、本実施の形態によれば、サイズを規格化し、多面取り法により各々の表面をメタライズして生産した複数の穴あき部品122を前もって効率的かつ大量に作っておき、この部品化した下地材(メタライズした穴あき部品)を低融点ガラスで基板に接着するようにしたので、基板101の排気孔109の部分に、直接、メタライズ層などを形成しておく必要がなくなった。この結果、生産性を損ねることなく、無鉛はんだのような金属接合材料を排気孔栓の封止材料として使用できるようになった。また、このことで環境負荷の軽減と真空容器の信頼性の確保を両立させることができる。   Conventionally, when sealing the exhaust hole plug with a metal such as solder, it has been necessary to metallize a metal thin film around the exhaust hole part of the substrate, which is difficult to put into practical use due to poor productivity. According to the form, a plurality of perforated parts 122 produced by standardizing the size and metallizing each surface by a multi-chamfer method are produced in advance in an efficient and large amount, and this base material (metallized) Since the perforated component is bonded to the substrate with low melting point glass, it is no longer necessary to form a metallized layer or the like directly in the exhaust hole 109 portion of the substrate 101. As a result, a metal bonding material such as lead-free solder can be used as a sealing material for the exhaust hole plug without impairing productivity. In addition, this makes it possible to reduce both the environmental burden and ensure the reliability of the vacuum vessel.

ところで、金属接着層424は、はんだ材料などの合金に限らず、スズやインジウムなどの融点の低い単独の金属材料から構成されていてもよい。金属接着層424は、400℃以下の温度で溶融する低融点な金属材料(合金を含む)から構成されていればよい。なお、当然ながら、溶融させて接着するガラス接着層123は、外囲器を構成している基板101および穴あき部品122が溶融しない範囲の温度で溶融する低融点なガラス材料である。これは、他の実施の形態においても同様である。   By the way, the metal adhesion layer 424 is not limited to an alloy such as a solder material, but may be composed of a single metal material having a low melting point such as tin or indium. The metal adhesion layer 424 only needs to be made of a low melting point metal material (including an alloy) that melts at a temperature of 400 ° C. or lower. Of course, the glass adhesive layer 123 that is melted and bonded is a low-melting glass material that melts at a temperature that does not melt the substrate 101 and the perforated component 122 constituting the envelope. The same applies to other embodiments.

[実施の形態4]
次に、本発明の実施の形態4について、図5を用いて説明する。図5は、本発明の実施の形態4における蛍光表示装置の一部構成を示す断面図である。本実施の形態における蛍光表示装置では、排気孔109の部分における基板101と排気孔栓121との間に、426合金などの金属材料より構成されて一方の面にニッケル(Ni)やアルミニウム(Al)および銅(Cu)などのクラッド層522が形成されているリング状の穴あき部品122を備え、穴あき部品122がガラス接着層123により基板101に接着し、穴あき部品122のクラッド層522と排気孔栓121とが金属接着層424により接着しているようにしたものである。
[Embodiment 4]
Next, Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a partial configuration of the fluorescent display device according to Embodiment 4 of the present invention. In the fluorescent display device according to the present embodiment, a metal material such as 426 alloy is formed between the substrate 101 and the exhaust hole plug 121 in the exhaust hole 109, and nickel (Ni) or aluminum (Al ) And a ring-shaped perforated component 122 in which a clad layer 522 such as copper (Cu) is formed. The perforated component 122 adheres to the substrate 101 by the glass adhesive layer 123, and the clad layer 522 of the perforated component 122. And the exhaust hole plug 121 are bonded to each other by a metal adhesive layer 424.

穴あき部品122にクラッド材を使用する目的は、ガラスよりなる基板101と接着する側は、426合金や50、52合金など比較的、基板101の熱膨張係数に近い材料を使用して下地との安定した接着を確保し、クラッドする側には金属接着層(排気孔栓側接着層)424と熱膨張の近い材料、もしくは応力吸収層およびはんだ接合層の役割を持たせる材料を配置し、排気孔栓の接着信頼性を確保することである。426合金などを使用する場合、ガラス接着層123との濡れ性を高めるため表面を酸化させておくのは前述の通りである。また、他の構成は、実施の形態1〜3と同様であり、説明は省略する。   The purpose of using the clad material for the perforated component 122 is that the side to be bonded to the glass substrate 101 is made of a material that is relatively close to the thermal expansion coefficient of the substrate 101, such as a 426 alloy or 50, 52 alloy. Secure a stable adhesion, and on the clad side, a metal adhesive layer (exhaust hole plug side adhesive layer) 424 and a material having thermal expansion, or a material having a role of a stress absorbing layer and a solder joint layer are arranged, It is to secure the adhesion reliability of the exhaust hole plug. When using 426 alloy or the like, as described above, the surface is oxidized in order to improve the wettability with the glass adhesive layer 123. Other configurations are the same as those in the first to third embodiments, and a description thereof will be omitted.

本実施の形態では、穴あき部品122のクラッド層522の上に、予め無鉛はんだなどからなる金属接着層424を形成しておき、この状態で、穴あき部品122をガラス接着層123によりガラス基板101に接着しておく。なお、ガラス接着層123は、予めガラス基板101の排気孔109の部分に形成しておき、この状態で、ガラス接着層123に穴あき部品122を接着してもよい。この後、封止工程において、金属接着層424に排気孔栓121を当接させて加熱することで、金属接着層424を融解させて排気孔栓121を穴あき部品122に接着させる。この封止工程では、真空排気状態の中で加熱処理が行われるので、金属接着層424が酸化されることが抑制され、溶融した金属接着層424は、安定して排気孔栓121に接着する。   In the present embodiment, a metal adhesive layer 424 made of lead-free solder or the like is formed in advance on the cladding layer 522 of the perforated component 122, and in this state, the perforated component 122 is attached to the glass substrate by the glass adhesive layer 123. Adhere to 101. Note that the glass adhesive layer 123 may be formed in advance on the portion of the exhaust hole 109 of the glass substrate 101, and the perforated component 122 may be adhered to the glass adhesive layer 123 in this state. Thereafter, in the sealing step, the exhaust hole plug 121 is brought into contact with the metal adhesive layer 424 and heated to melt the metal adhesive layer 424 and adhere the exhaust hole plug 121 to the perforated component 122. In this sealing process, since the heat treatment is performed in a vacuum exhaust state, the metal adhesive layer 424 is suppressed from being oxidized, and the molten metal adhesive layer 424 is stably adhered to the exhaust hole plug 121. .

本実施の形態においても、前述した実施の形態と同様であり、排気孔栓121により排気孔109を封止するときには、金属接着層424を構成しているはんだ材が融解する程度の温度に加熱すればよいので、加熱の温度をあまり高温にすることがなく行える。また、このような溶融接着におけるはんだ材の熱膨張特性が、基板101の熱膨張特性に整合していない状態でも、これらの間で発生しうる応力が、穴あき部品122により吸収されるようになる。この結果、例えば、熱膨張特性の異なるはんだ材料からなる金属接着層424を用いても、気密に封止した状態が安定して得られるようになる。   This embodiment is also the same as the embodiment described above, and when the exhaust hole 109 is sealed by the exhaust hole plug 121, the solder material constituting the metal adhesive layer 424 is heated to a temperature at which it melts. Therefore, the heating can be performed without increasing the temperature. Further, even when the thermal expansion characteristics of the solder material in such melt bonding are not consistent with the thermal expansion characteristics of the substrate 101, the stress that can be generated between them is absorbed by the perforated component 122. Become. As a result, for example, even when the metal adhesive layer 424 made of a solder material having different thermal expansion characteristics is used, a hermetically sealed state can be stably obtained.

また、本実施の形態においても、排気孔栓121および穴あき部品122を用い、はんだおよび低融点ガラスで接着するようにしたので、基板101の排気孔109の部分には、予め薄膜のメタライズ層などを形成しておく必要がなく、製造工程の増加を招くことがない。また、穴あき部品122は、大量生産が容易である。本実施の形態のように、穴あき部品122を、複数の金属層(クラッド層、めっき層を含む)から構成することで、応力の吸収と接着材との接合(濡れ)性の向上となど複数の特性の向上を図ることができる。   Also in this embodiment, since the exhaust hole plug 121 and the perforated component 122 are used and bonded with solder and low melting point glass, a thin metallized layer is previously formed in the exhaust hole 109 portion of the substrate 101. Etc., and the manufacturing process is not increased. Moreover, the perforated part 122 is easy to mass-produce. As in the present embodiment, the perforated component 122 is composed of a plurality of metal layers (including a clad layer and a plating layer), thereby absorbing stress and improving bonding (wetting) properties with an adhesive. A plurality of characteristics can be improved.

上述したように、NiやAl,Ti,Cuなど、もしくは適当な熱膨張係数を持つ合金材料のクラッド層を設けることで、応力調整機能を付加することができる。また、はんだの濡れにくい材質からなる面にはAuめっき層が形成されている穴あき部品とすることで、接着材との接合(濡れ)性を向上させるという機能を付加できる。また、はんだ接合材の追加や応力調整機能を高めるため、3層以上の複数層を積層したクラッド材を使用して穴あき部品とすることも可能である。   As described above, a stress adjusting function can be added by providing a clad layer of Ni, Al, Ti, Cu, or an alloy material having an appropriate thermal expansion coefficient. Moreover, the function which improves the joining (wetting) property with an adhesive material can be added by making it the perforated component in which the Au plating layer is formed in the surface which consists of material which a solder does not wet easily. Further, in order to enhance the addition of a solder bonding material and the stress adjustment function, it is possible to make a perforated part using a clad material in which a plurality of layers of three or more layers are laminated.

[実施の形態5]
次に、本発明の実施の形態5について図6を用いて説明する。図6は、本発明の実施の形態5における蛍光表示装置の一部構成を示す断面図である。本実施の形態における蛍光表示装置では、排気孔109の部分における基板101と排気孔栓121との間に、ガラス板より構成されて一方の面に金属層622が形成されているリング状の穴あき部品322を備え、穴あき部品322がガラス接着層123により基板101に接着し、穴あき部品322の金属層622と排気孔栓121とが金属接着層424により接着しているようにしたものである。なお、穴あき部品322は、セラミックから構成されていてもよい。他の構成は、実施の形態1と同様であり、説明は省略する。
[Embodiment 5]
Next, Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a partial configuration of the fluorescent display device according to Embodiment 5 of the present invention. In the fluorescent display device according to the present embodiment, a ring-shaped hole made of a glass plate and having a metal layer 622 formed on one surface between the substrate 101 and the exhaust hole plug 121 in the exhaust hole 109 portion. A perforated part 322 is provided, the perforated part 322 is adhered to the substrate 101 by the glass adhesive layer 123, and the metal layer 622 and the exhaust hole plug 121 of the perforated part 322 are adhered by the metal adhesive layer 424. It is. The perforated part 322 may be made of ceramic. Other configurations are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

本実施の形態においては、穴あき部品322の排気孔栓側の面に、はんだ(金属接着層424)による接合が行えるように、はんだ材との接合を可能とする金属層622が必要となる。金属層622は、例えば、金,銀,ニッケル,スズなどの金属材料から構成されていればよい。また、これら金属を組み合わせた積層構造としてもよい。また、金属層622は、例えば、スパッタ法や蒸着法あるいはメッキ法などにより形成すればよい。なお、本実施の形態では、穴あき部品322がガラスより構成されているため、ガラス接着層123の側に酸化膜を形成する必要がない。これは、穴あき部品322をセラミックで構成する場合も同様である。   In the present embodiment, a metal layer 622 that can be bonded to a solder material is required on the surface on the exhaust hole plug side of the perforated component 322 so that bonding can be performed with solder (metal adhesive layer 424). . The metal layer 622 only needs to be made of a metal material such as gold, silver, nickel, or tin. Moreover, it is good also as a laminated structure which combined these metals. The metal layer 622 may be formed by, for example, a sputtering method, a vapor deposition method, a plating method, or the like. In this embodiment, since the perforated component 322 is made of glass, it is not necessary to form an oxide film on the glass adhesive layer 123 side. This is the same when the perforated component 322 is made of ceramic.

次に、本実施の形態における封止の方法について説明する。はじめに、前述した実施の形態2で説明したように、穴あき部品322の一方の面に金属層622を形成し、他方の面に低融点ガラスのフリットよりなるガラス接着層123を配置して一体とした封着用部品を用意する。この封着用部品の作製について説明すると、前述したように、穴あき部品322となる材料のガラス板を用意し、このガラス板に、後述する穴あき部品322となる個別領域毎に、例えば直径2mmの貫通孔を形成する。   Next, a sealing method in this embodiment will be described. First, as described in the second embodiment, the metal layer 622 is formed on one surface of the perforated component 322, and the glass adhesive layer 123 made of a low-melting glass frit is disposed on the other surface. Prepare the parts to be sealed. The production of the sealing part will be described. As described above, a glass plate made of a material to be the perforated part 322 is prepared, and for each individual region to be the perforated part 322 to be described later, for example, a diameter of 2 mm is prepared. Through-holes are formed.

次に、穴あき部品の個別領域毎に貫通孔が形成されたガラス板の一方の面に、例えば蒸着法により金属層を形成する。次いで、上記ガラス板の他方の面に、公知のスクリーン印刷法によりフリットガラスのペーストからなるフリットガラス層を形成する。フリットガラスは、前述したように、基板101を構成するガラスとの熱膨張特性の整合性を優先したガラス材料より構成する。このフリットガラス層は焼成して脱バインダーした後、上記ガラス板をスクライブカットにより切断して各個別領域に切り離せば、ガラス接着層123が形成された複数の穴あき部品322が得られる。なお、セラミック板を用いて同様にすることで、セラミックよりなる穴あき部品322を作製することができる。   Next, a metal layer is formed, for example, by vapor deposition on one surface of the glass plate in which through holes are formed for each individual region of the perforated part. Next, a frit glass layer made of a frit glass paste is formed on the other surface of the glass plate by a known screen printing method. As described above, the frit glass is made of a glass material that prioritizes the consistency of thermal expansion characteristics with the glass constituting the substrate 101. The frit glass layer is baked to remove the binder, and then the glass plate is cut by scribe cutting and separated into individual regions, whereby a plurality of perforated parts 322 in which the glass adhesive layer 123 is formed are obtained. In addition, the perforated component 322 made of ceramic can be manufactured in the same manner using a ceramic plate.

この後、前述した実施の形態3と同様にすることで、穴あき部品322を基板101の排気孔109に接着し、次いで、外囲器内部を排気するとともに、穴あき部品322の金属層622に金属接着層424で排気孔栓121を接着すれば、排気孔栓121により排気孔109が封止された状態となる。   Thereafter, the perforated component 322 is bonded to the exhaust hole 109 of the substrate 101 in the same manner as in the third embodiment described above, and then the inside of the envelope is exhausted and the metal layer 622 of the perforated component 322 is exhausted. If the exhaust hole plug 121 is bonded to the metal adhesive layer 424, the exhaust hole 109 is sealed by the exhaust hole plug 121.

本実施の形態によれば、排気孔栓121により排気孔109を封止するときには、金属接着層424を構成しているはんだ材が融解する程度の温度に加熱すればよいので、加熱の温度をあまり高温にすることがなく行える。また、このような溶融接着におけるはんだ材の熱膨張特性が、基板101の熱膨張特性に整合していない状態でも、前述したように穴あき部品322の熱膨張係数を調整し、この上に封着する金属接着層424、および排気孔栓121を封着した結果発生する応力と相反する応力をあらかじめ下地として作りこんでおくことによって、排気孔栓121の封着時にこれらの間で発生しうる応力が、穴あき部品322により吸収(相殺)されるようになる。この結果、例えば、熱膨張特性の異なるはんだ材料からなる金属接着層424を用いても、気密に封止した状態が安定して得られるようになる。   According to the present embodiment, when the exhaust hole 109 is sealed with the exhaust hole plug 121, it is only necessary to heat the solder material constituting the metal adhesive layer 424 to a temperature at which the solder material is melted. It can be done without too high a temperature. Even when the thermal expansion characteristic of the solder material in such melt bonding is not consistent with the thermal expansion characteristic of the substrate 101, the coefficient of thermal expansion of the perforated component 322 is adjusted as described above, and the solder material is sealed on this. A stress opposite to the stress generated as a result of sealing the metal adhesive layer 424 to be attached and the exhaust hole plug 121 is created in advance as a base, and can be generated between the exhaust hole plug 121 and the sealing member. The stress is absorbed (offset) by the perforated part 322. As a result, for example, even when the metal adhesive layer 424 made of a solder material having different thermal expansion characteristics is used, a hermetically sealed state can be stably obtained.

また、従来、排気孔栓をはんだのような金属で封着する場合、基板の排気孔部周囲にメタライズしておく必要があり、生産性が悪く実用化が難しかったが、本実施の形態によれば、サイズを規格化し、多面取り法により各々の表面をメタライズして生産した複数の穴あき部品322を前もって効率的かつ大量に作っておき、部品化した下地材(メタライズした穴あき部品322)を低融点ガラスで基板101に接着するようにしたので、基板101の排気孔109の部分に、直接メタライズ層などを形成しておく必要がなくなった。この結果、生産性を損ねることなく、無鉛はんだのような金属接合材料を排気孔栓121の封止材料として使用できるようになった。また、このことで環境負荷の軽減と真空容器の信頼性の確保が両立することができる。   Further, conventionally, when sealing the exhaust hole plug with a metal such as solder, it has been necessary to metallize around the exhaust hole part of the substrate, which is difficult to put into practical use due to poor productivity. According to this, a plurality of perforated parts 322 produced by standardizing the size and metalizing each surface by a multi-chamfer method are produced in advance in an efficient and large quantity, and the base material (metallized perforated part 322 made into parts) is made. ) Is bonded to the substrate 101 with low-melting glass, so that it is no longer necessary to form a metallized layer or the like directly in the exhaust hole 109 portion of the substrate 101. As a result, a metal bonding material such as lead-free solder can be used as a sealing material for the exhaust hole plug 121 without impairing productivity. In addition, this makes it possible to both reduce the environmental burden and ensure the reliability of the vacuum vessel.

なお、ここでは穴あき部品322に形成する金属層622は1層の場合について説明したが、金属層622は2層以上の積層膜としてもよい。たとえば、下地材としてAlやCuなど、延性に富む材料をはんだ付用金属層の下地に積層しておくことで、応力がかかったときのクラックを防止することができる。また、排気孔栓材料については426合金を代表例として説明してきたが、この代わりに穴あき部品として取り上げた金属材料やガラス、セラミック材料に適合する材料を使用してもよく、これらの材料の選定と組み合わせによって、さらに封着時に発生する応力を適度に解消させることができる。   Here, the case where the metal layer 622 formed on the perforated component 322 is one layer has been described, but the metal layer 622 may be a laminated film of two or more layers. For example, by laminating a ductile material such as Al or Cu as a base material on the base of the soldering metal layer, it is possible to prevent cracks when stress is applied. In addition, the exhaust hole plug material has been described using 426 alloy as a representative example, but instead of this, materials suitable for metal materials, glass, and ceramic materials taken up as perforated parts may be used. By selection and combination, the stress generated at the time of sealing can be appropriately eliminated.

なお、上述では、陽極,グリッド,フィラメントを備えるいわゆる3極構造の蛍光表示装置を例に説明したが、これに限るものではなく、グリッドを備えない2極構造の蛍光表示装置など、蛍光体層が形成された陽極を内部に備えた他の蛍光表示装置であっても同様であることは、言うまでもない。   In the above description, a so-called tripolar fluorescent display device including an anode, a grid, and a filament has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and a phosphor layer such as a bipolar fluorescent display device that does not include a grid. Needless to say, the same applies to other fluorescent display devices having an anode formed therein.

本発明の実施の形態1における蛍光表示装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the fluorescence display apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における蛍光表示装置の一部構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a partial structure of the fluorescence display apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における蛍光表示装置の一部構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a partial structure of the fluorescence display apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態における蛍光表示装置の一部構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the partial structure of the fluorescence display apparatus in embodiment of this invention. 排気孔栓を接着するときの各材料の熱膨張の関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship of the thermal expansion of each material when adhere | attaching an exhaust hole plug. 本発明の実施の形態2における蛍光表示装置の一部構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a partial structure of the fluorescence display apparatus in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3における蛍光表示装置の一部構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a partial structure of the fluorescence display apparatus in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4における蛍光表示装置の一部構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a partial structure of the fluorescence display apparatus in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5における蛍光表示装置の一部構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a partial structure of the fluorescence display apparatus in Embodiment 5 of this invention. 外囲器に設けた排気孔に排気ヘッドを接続して外囲器内部を真空排気する方法について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the method of evacuating the inside of an envelope by connecting an exhaust head to the exhaust hole provided in the envelope.

符号の説明Explanation of symbols

101…基板、102…配線層、103…絶縁層、103a…スルーホール、104…アノード電極、105…蛍光体層、106…グリッド、107…フィラメント、108…上部容器、109…排気孔、110…封着層、111…電極、112…リード、121…排気孔栓、122…穴あき部品、123…ガラス接着層(基板側接着層)、124…ガラス接着層(排気孔栓側接着層)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Board | substrate, 102 ... Wiring layer, 103 ... Insulating layer, 103a ... Through-hole, 104 ... Anode electrode, 105 ... Phosphor layer, 106 ... Grid, 107 ... Filament, 108 ... Upper container, 109 ... Exhaust hole, 110 ... Sealing layer, 111 ... electrode, 112 ... lead, 121 ... exhaust hole plug, 122 ... perforated part, 123 ... glass adhesive layer (substrate side adhesive layer), 124 ... glass adhesive layer (exhaust hole plug side adhesive layer).

Claims (5)

蛍光体層が形成された陽極および電子放出源を内部に収容するガラスからなる外囲器と、
この外囲器に形成された排気孔と、
前記外囲器の前記排気孔の部分に無鉛ガラスよりなる基板側接着層で接着された穴あき部品と、
前記穴あき部品に無鉛材料からなる排気孔栓側接着層で接着され、前記穴あき部品の穴部に連続する前記排気孔を封止する排気孔栓と
を少なくとも備えることを特徴とする蛍光表示装置。
An envelope made of glass containing therein an anode formed with a phosphor layer and an electron emission source;
An exhaust hole formed in the envelope;
A perforated component bonded to the exhaust hole portion of the envelope with a substrate-side adhesive layer made of lead-free glass;
A fluorescent display comprising at least an exhaust hole plug that is bonded to the perforated part with an exhaust hole stopper side adhesive layer made of a lead-free material and seals the exhaust hole continuous with the hole part of the perforated part. apparatus.
請求項1記載の蛍光表示装置において、
前記穴あき部品は、金属から構成されている
ことを特徴とする蛍光表示装置。
The fluorescent display device according to claim 1,
The fluorescent display device, wherein the perforated part is made of metal.
請求項1記載の蛍光表示装置において、
前記穴あき部品は、ガラスおよびセラミックから選択された材料から構成されている
ことを特徴とする蛍光表示装置。
The fluorescent display device according to claim 1,
The said perforated component is comprised from the material selected from glass and ceramic. The fluorescence display apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の蛍光表示装置において、
前記排気孔栓側接着層は、無鉛ガラスから構成されている
ことを特徴とする蛍光表示装置。
The fluorescent display device according to any one of claims 1 to 3,
The exhaust hole plug side adhesive layer is made of lead-free glass.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の蛍光表示装置において、
前記排気孔栓側接着層は、400℃以下の温度で溶融する鉛を含まない金属から構成されている
ことを特徴とする蛍光表示装置。
The fluorescent display device according to any one of claims 1 to 3,
The exhaust hole plug side adhesive layer is made of a metal not containing lead that melts at a temperature of 400 ° C. or lower.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6029356U (en) * 1983-08-01 1985-02-27 双葉電子工業株式会社 display tube envelope
JPS60149056U (en) * 1984-03-14 1985-10-03 双葉電子工業株式会社 display tube envelope
JPS62175557U (en) * 1986-04-25 1987-11-07
JP2000149790A (en) * 1998-11-16 2000-05-30 Canon Inc Sealed container, sealing method, sealing device, and image forming device
JP2000223028A (en) * 1999-01-29 2000-08-11 Canon Inc Sealed container, method and apparatus for sealing thereof, and sealing tool structure
JP2001313343A (en) * 2000-05-01 2001-11-09 Futaba Corp Airtight container and its manufacturing method
WO2009004693A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-08 Hitachi, Ltd. Display panel and its manufacturing method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6029356U (en) * 1983-08-01 1985-02-27 双葉電子工業株式会社 display tube envelope
JPS60149056U (en) * 1984-03-14 1985-10-03 双葉電子工業株式会社 display tube envelope
JPS62175557U (en) * 1986-04-25 1987-11-07
JP2000149790A (en) * 1998-11-16 2000-05-30 Canon Inc Sealed container, sealing method, sealing device, and image forming device
JP2000223028A (en) * 1999-01-29 2000-08-11 Canon Inc Sealed container, method and apparatus for sealing thereof, and sealing tool structure
JP2001313343A (en) * 2000-05-01 2001-11-09 Futaba Corp Airtight container and its manufacturing method
WO2009004693A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-08 Hitachi, Ltd. Display panel and its manufacturing method

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