JP2021046337A - 接合体及び接合体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性を容易に高めることを可能にした接合体及び接合体の製造方法を提供する。【解決手段】接合体１１は、基材１２と、基材１２上に設けられた第１ガラス部材１３と、第１ガラス部材１３上に設けられた第２ガラス部材１４とを備える。接合体１１は、基材１２と第１ガラス部材１３とを接合する基材接合部１５と、第１ガラス部材１３と第２ガラス部材１４とに接合された中間接合部１６とを備えている。接合体１１は、第１ガラス部材１３と第２ガラス部材１４と中間接合部１６とにより囲まれた第１の空間１７を有している。【選択図】図２

Description

本発明は、接合体及び接合体の製造方法に関する。

従来、特許文献１に開示されるように、ガラスセラミックス容器等の基材と、ガラスリッド等のガラス部材とを接合材により接合させることで、パッケージ等の接合体を製造する方法が知られている。

特開２０１４−２３６２０２号公報

上記のような接合体において、基材上に設けるガラス部材を厚くすると、熱的な耐衝撃性が低くなり、これにより接合体を製造することが困難となる。そこで、基材上に設けるガラス部材を薄くすると、ガラス部材の熱的な耐衝撃性が高まるため、接合体を容易に製造することが可能となる。ところが、基材上に設けるガラス部材を薄くすることでガラス部材の機械的な耐衝撃性が低下し、接合体の耐久性が得られ難くなるおそれがあった。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐久性を容易に高めることを可能にした接合体及び接合体の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決する接合体は、基材と、前記基材上に設けられた第１ガラス部材と、前記第１ガラス部材上に設けられた第２ガラス部材と、前記基材と前記第１ガラス部材とを接合する基材接合部と、前記第１ガラス部材と前記第２ガラス部材とを接合する中間接合部と、を備え、前記第１ガラス部材と前記第２ガラス部材と前記中間接合部とにより囲まれた空間を有する。

この構成によれば、接合体の第１ガラス部材を、中間接合部により接合された第２ガラス部材によって補強することができ、また第１ガラス部材と第２ガラス部材と中間接合部とにより囲まれた空間を有することで、例えば、残留応力を緩和することができる。

上記接合体において、前記中間接合部は、ガラスを含有し、枠状に形成されてもよい。
上記接合体において、前記第１ガラス部材の形状及び前記第２ガラス部材の形状は、板状であり、前記第２ガラス部材の厚さ寸法は、前記第１ガラス部材の厚さ寸法よりも大きいことが好ましい。

この構成によれば、第２ガラス部材による補強効果を高めることができるため、接合体の機械的な耐衝撃性をより高めることが可能となる。
上記接合体において、前記第１ガラス部材の厚さ寸法及び前記第２ガラス部材の厚さ寸法は、０．０５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。

上記接合体において、ガラスから構成された基材本体を備えてもよい。
上記接合体において、前記基材の形状は、板状、又は開口を有する容器形状であってもよい。

接合体の製造方法は、基材と、前記基材上に設けられた第１ガラス部材と、前記第１ガラス部材上に設けられた第２ガラス部材と、前記基材と前記第１ガラス部材とを接合する基材接合部と、前記第１ガラス部材と前記第２ガラス部材とを接合する中間接合部と、を備え、前記中間接合部は、ガラスを含有する、接合体の製造方法であって、前記基材と前記第１ガラス部材との間に配置した第１接合材を加熱して前記基材接合部を形成する基材接合部形成工程と、前記第１ガラス部材と前記第２ガラス部材との間に配置した第２接合材を加熱して前記中間接合部を形成する中間接合部形成工程と、を備える。

上記接合体の製造方法において、前記中間接合部形成工程をレーザー光の照射により行うことが好ましい。
この方法によれば、例えば、比較的短時間で接合材から中間接合部を形成することができる。

上記接合体の製造方法において、前記基材接合部形成工程をレーザー光の照射により行うことが好ましい。
この方法によれば、例えば、比較的短時間で接合材から基材接合部を形成することができる。

上記接合体の製造方法において、前記基材接合部形成工程の後に、前記中間接合部形成工程を行うこともできる。
上記接合体の製造方法において、前記基材接合部形成工程と前記中間接合部形成工程とを同時に行うこともできる。

上記接合体の製造方法において、前記第１接合材及び前記第２接合材がガラス粉末を含有するペーストの塗布膜又は焼成膜から構成されてもよい。
上記接合体の製造方法において、前記第１ガラス部材に前記第１接合材が予め固定された第１接合用部材を前記基材に重ねて配置した後に前記基材接合部形成工程を行い、前記第２ガラス部材に前記第２接合材が予め固定された第２接合用部材を前記基材に重ねて配置した後に前記中間接合部形成工程を行ってもよい。

本発明によれば、接合体の耐久性を容易に高めることが可能となる。

実施形態における接合体を示す平面図である。 図１の２−２線に沿った断面図である。 基材接合部形成工程を説明する断面図である。 中間接合部形成工程を説明する断面図である。 接合体の製造方法のフロー図である。 接合体の変更例を示す断面図である。

以下、接合体及び接合体の製造方法の一実施形態について図面を参照して説明する。
なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。

図１及び図２に示すように、接合体１１は、基材１２と、基材１２の両主面のうち一方の主面上に設けられた第１ガラス部材１３と、第１ガラス部材１３上に設けられた第２ガラス部材１４とを備えている。接合体１１は、基材１２と第１ガラス部材１３とを接合する基材接合部１５と、第１ガラス部材１３と第２ガラス部材１４とを接合する中間接合部１６とを備えている。接合体１１の第２ガラス部材１４は、第１ガラス部材１３が基材１２と接合される面とは反対側の面上に設けられている。

接合体１１は、第１ガラス部材１３と第２ガラス部材１４と中間接合部１６とにより囲まれた第１の空間１７を有している。
＜基材１２＞
基材１２における基材本体の材質としては、例えば、ガラス、ガラスセラミックス、セラミックス等が挙げられる。ガラスとしては、例えば、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス、ホウケイ酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、ホウリン酸塩系ガラス、無アルカリガラス、ＬＡＳ系結晶化ガラス、ソーダ石灰ガラス、サファイアガラス、石英ガラス等が挙げられる。

ガラスセラミックスは、ガラスとセラミックスとを含有し、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics）が例示される。セラミックスとしては、例えば、コーディエライト、ウイレマイト、アルミナ、窒化アルミニウム、リン酸ジルコニウム系化合物、ジルコン、ジルコニア、酸化スズ、β−石英固溶体、β−ユークリプタイト、β−スポジュメン等が挙げられる。セラミックスは、一種又は二種以上を用いることができる。

基材１２は、ガラスから構成された基材本体を備えることが好ましい。基材本体の厚さ寸法は、０．０５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。
基材１２は、基材本体のみから構成されてもよいが、上記の材質から構成される基材本体と、基材本体上に設けられた膜とを有していてもよい。膜としては、例えば、導電膜、酸化被膜等が挙げられる。導電膜としては、例えば、ＩＴＯ膜、ＦＴＯ膜、ＡＴＯ膜等の透明導電膜が挙げられる。基材１２は、例えば、ガラス基板とガラス基板上に設けられた透明導電膜とを有していてもよい。

本実施形態では、基材１２の形状は、板状である一例を示している。基材１２は、基材本体と、基材本体に設けられた配線とを有していてもよい。
＜第１ガラス部材１３及び第２ガラス部材１４＞
第１ガラス部材１３のガラス及び第２ガラス部材１４のガラスとしては、例えば、石英ガラス、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス、ホウケイ酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、ホウリン酸塩系ガラス、無アルカリガラス、ＬＡＳ系結晶化ガラス、ソーダ石灰ガラス、サファイアガラス等が挙げられる。第１ガラス部材１３のガラス及び第２ガラス部材１４のガラスは、同じ種類のガラスであることが好ましい。

第１ガラス部材１３の形状及び第２ガラス部材１４の形状は、板状以外の形状であってもよいが、本実施形態のように板状であることが好ましい。板状とは、平板状であってもよいし、例えば、部分的に窪んだ形状の等の凹凸部を有する板状であってもよい。

板状の第１ガラス部材１３の厚さ寸法と、板状の第２ガラス部材１４の厚さ寸法は、同じであってもよいし、互いに異なってもよい。第２ガラス部材１４の厚さ寸法は、第２ガラス部材１４の機械的な耐衝撃性を高めるという観点から、第１ガラス部材１３の厚さ寸法よりも大きいことが好ましい。第２ガラス部材１４の厚さ寸法は、第１ガラス寸法の厚さ寸法をｔとしたとき、１．１×ｔ以上であることが好ましく、より好ましくは、１．２×ｔ以上であり、さらに好ましくは、１．３×ｔ以上である。第２ガラス部材１４の厚さ寸法の上限は、例えば、５．０×ｔ以下である。

第１ガラス部材１３の厚さ寸法及び第２ガラス部材１４の厚さ寸法は、０．０５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。第１ガラス部材１３の厚さ寸法及び第２ガラス部材１４の厚さ寸法を大きくするほど、機械的な耐衝撃性を高めることができる。第１ガラス部材１３の厚さ寸法及び第２ガラス部材１４の厚さ寸法を小さくするほど、熱的な耐衝撃性を高めることができる。

第１ガラス部材１３及び第２ガラス部材１４の少なくとも一方は、ガラス基板の両主面のうち一方の主面に設けられた機能性膜を有していてもよい。機能性膜としては、例えば、導電膜、酸化皮膜等が挙げられる。導電膜としては、例えば、ＩＴＯ膜、ＦＴＯ膜、ＡＴＯ膜等の透明導電膜が挙げられる。

＜基材接合部１５及び中間接合部１６＞
基材接合部１５は、ガラスを含有することが好ましい。中間接合部１６は、ガラスを含有することが好ましい。基材接合部１５及び中間接合部１６に含有されるガラスとしては、ケイ酸塩系ガラス、酸化ビスマス系ガラス、リン酸塩系ガラス、酸化鉛系ガラス、酸化テルル系ガラス、酸化バナジウム系ガラス等が挙げられる。

ガラスを含有する基材接合部１５は、ガラス粉末を含有する第１接合材から得ることができる。ガラスを含有する中間接合部１６は、ガラス粉末を含有する第２接合材から得ることができる。第１接合材及び第２接合材は、フィラーを含むことが好ましい。フィラーとしては、例えば、コーディエライト、ウイレマイト、アルミナ、窒化アルミニウム、リン酸ジルコニウム系化合物、ジルコン、ジルコニア、酸化スズ、β−石英固溶体、β−ユークリプタイト、β−スポジュメン等が挙げられる。フィラーは、一種又は二種以上を用いることができる。

ガラス粉末のメジアン径（Ｄ５０）は、２μｍ未満であることが好ましい。ガラス粉末の９９％径（Ｄ９９）は、１５μｍ未満であることが好ましい。フィラーのメジアン径（Ｄ５０）は、２μｍ未満であることが好ましい。フィラーの９９％径（Ｄ９９）は、１５μｍ未満であることが好ましい。

接合材は、ガラス粉末、フィラー、バインダー、溶剤等を混合したペーストを用いて作製することができる。具体的には、ペーストをスクリーン印刷法等の印刷法やディスペンサー等の塗布方法によって、例えば、第１ガラス部材１３に塗布する。このように第１ガラス部材１３等に形成したペーストの塗布膜を接合材としてもよいが、ペーストをさらに熱処理することで、第１ガラス部材１３上に焼結させた焼成膜を接合材とすることが好ましい。

本実施形態において、基材１２と第１ガラス部材１３との間に設けられた第１接合材の形状、すなわち基材接合部１５の形状は枠状である。また、第１ガラス部材１３と第２ガラス部材１４との間に設けられた第２接合材の形状、すなわち中間接合部１６の形状についても、枠状である。例えば、接合体１１において、光透過性を有する部分をより広く確保するという観点から、枠状の中間接合部１６は、枠状の基材接合部１５の周方向にわたって重なるように配置されていることが好ましい。光透過性を有する部分をさらに広く確保するという観点から、接合体１１の平面視、すなわち第１ガラス部材１３及び第２ガラス部材１４の厚さ方向から見たとき、中間接合部１６の形成領域の形状寸法と、基材接合部１５の形成領域の形状寸法とが一致することがより好ましい。

基材接合部１５の厚さは、１μｍ以上、１０００μｍ以下の範囲内であることが好ましく、より好ましくは２μｍ以上、１００μｍ以下の範囲内であり、さらに好ましくは３μｍ以上、１０μｍの範囲内である。基材接合部１５の幅は、例えば、１μｍ以上、１００００μｍ以下の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１０μｍ以上、５０００μｍ以下の範囲内であり、さらに好ましくは５０μｍ以上、１０００μｍ以下の範囲内である。

中間接合部１６の厚さは、１μｍ以上、１０００μｍ以下の範囲内であることが好ましく、より好ましくは２μｍ以上、１００μｍ以下の範囲内であり、さらに好ましくは３μｍ以上、１０μｍの範囲内である。中間接合部１６の幅は、例えば、１μｍ以上、１００００μｍ以下の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１０μｍ以上、５０００μｍ以下の範囲内であり、さらに好ましくは５０μｍ以上、１０００μｍ以下の範囲内である。

＜接合体１１の空間＞
本実施形態の接合体１１において、第１ガラス部材１３と第２ガラス部材１４と中間接合部１６とにより囲まれた第１の空間１７は、気密性を有している。

接合体１１は、基材１２と第１ガラス部材１３と基材接合部１５とにより囲まれた第２の空間１８を有している。本実施形態の第２の空間１８は、気密性を有している。
本実施形態の接合体１１は、第２の空間１８に配置された部品１９を備えている。部品１９としては、例えば、レーザーモジュール、ＬＥＤ光源、光センサ、撮像素子、光スイッチ等の光学デバイス、液晶表示部、有機ＥＬ表示部等の表示部、太陽電池セル、振動センサ、加速度センサ、電極等が挙げられる。

なお、上述した部品１９を、接合体１１の第１の空間１７にさらに配置することもできる。すなわち、接合体１１は、第１の空間１７に配置された部品１９を備えていてもよい。

接合体１１の用途の具体例としては、有機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬ照明装置等の有機ＥＬデバイス、色素増感型太陽電池、ペロブスカイト型太陽電池、有機薄膜太陽電池、ＣＩＧＳ系薄膜化合物太陽電池等の太陽電池、ＭＥＭＳパッケージ等のセンサパッケージ、深紫外線等の光を照射するＬＥＤパッケージ等が挙げられる。

＜接合体１１の製造方法＞
図３〜図５に示すように、接合体１１の製造方法は、基材１２と第１ガラス部材１３との間に配置した第１接合材Ｍ１を加熱して基材接合部１５を形成する基材接合部形成工程（ステップＳ１）を備えている。接合体１１の製造方法は、第１ガラス部材１３と第２ガラス部材１４との間に配置した第２接合材Ｍ２を加熱して中間接合部１６を形成する中間接合部形成工程（ステップＳ２）をさらに備えている。

図３に示すように、接合体１１の製造方法において、ステップＳ１の基材接合部形成工程では、まず、基材１２と第１ガラス部材１３との間に第１接合材Ｍ１を配置した第１積層体２０を準備する。このとき、基材１２及び第１ガラス部材１３に対して第１接合材Ｍ１が密着するように、治具等を用いて第１積層体２０を保持することが好ましい。

基材１２と第１ガラス部材１３との間に第１接合材Ｍ１を配置する方法は特に限定されないが、第１接合材Ｍ１を容易に位置決めするという観点から、基材１２又は第１ガラス部材１３に第１接合材Ｍ１を予め固定することが好ましい。本実施形態のように第１ガラス部材１３に第１接合材Ｍ１が予め固定された第１接合用部材１３Ｍを基材１２に重ねて配置することがより好ましい。基材１２又は第１ガラス部材１３に第１接合材Ｍ１を予め固定する場合、第１接合材Ｍ１は、ガラス粉末を含有するペーストの塗布膜又は焼成膜から構成することが好ましい。

本実施形態におけるステップＳ１の基材接合部形成工程は、レーザー光ＬＢの照射により行われる。すなわち、ステップＳ１の基材接合部形成工程では、第１ガラス部材１３を透過させたレーザー光ＬＢを用いて第１接合材Ｍ１を加熱することで、第１接合材Ｍ１から基材接合部１５を形成する。

次に、図４に示すように、ステップＳ１の基材接合部形成工程後の第１ガラス部材１３と第２ガラス部材１４との間に第２接合材Ｍ２を配置した第２積層体２１を準備する。このとき、第１ガラス部材１３及び第２ガラス部材１４に対して第２接合材Ｍ２が密着するように、治具等を用いて第２積層体２１を保持することが好ましい。

第１ガラス部材１３と第２ガラス部材１４との間に第２接合材Ｍ２を配置する方法は特に限定されないが、第２接合材Ｍ２を容易に位置決めするという観点から、第１ガラス部材１３又は第２ガラス部材１４に第２接合材Ｍ２を予め固定することが好ましい。より好ましくは、本実施形態のように第２ガラス部材１４に第２接合材Ｍ２が予め固定された第２接合用部材１４Ｍを第１ガラス部材１３に重ねて配置する。第１ガラス部材１３又は第２ガラス部材１４に第２接合材Ｍ２を予め固定する場合、第２接合材Ｍ２は、ガラス粉末を含有するペーストの塗布膜又は焼成膜から構成することが好ましい。

本実施形態におけるステップＳ２の中間接合部形成工程は、ステップＳ１の基材接合部形成工程と同様にレーザー光ＬＢの照射により行われる。すなわち、ステップＳ２の中間接合部形成工程では、第２ガラス部材１４を透過させたレーザー光ＬＢを用いて第２接合材Ｍ２を加熱することで、第２接合材Ｍ２から中間接合部１６を形成する。

ステップＳ１の基材接合部形成工程、及びステップＳ２の中間接合部形成工程で用いるレーザー光ＬＢの波長は、第１接合材Ｍ１及び第２接合材Ｍ２を加熱することができる波長であれば特に限定されない。レーザー光ＬＢの波長は、例えば、６００〜１６００ｎｍの範囲内であることが好ましい。レーザー光ＬＢを出射する光源としては、例えば、半導体レーザーを用いることが好ましい。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）接合体１１は、基材１２と、基材１２上に設けられた第１ガラス部材１３と、第１ガラス部材１３上に設けられた第２ガラス部材１４と、基材１２と第１ガラス部材１３とを接合する基材接合部１５と、第１ガラス部材１３と第２ガラス部材１４とを接合する中間接合部１６とを備えている。接合体１１は、第１ガラス部材１３と第２ガラス部材１４と中間接合部１６とにより囲まれた第１の空間１７を有している。

この構成によれば、接合体１１の第１ガラス部材１３を、中間接合部１６により接合された第２ガラス部材１４によって補強することができ、また第１の空間１７を有することで、例えば、残留応力を緩和することができる。これにより、接合体１１の耐久性を高めることが可能となる。

（２）接合体１１は、第１ガラス部材１３の形状及び第２ガラス部材１４の形状が板状である場合、第２ガラス部材１４の厚さ寸法は、第１ガラス部材１３の厚さ寸法よりも大きいことが好ましい。この場合、第２ガラス部材１４による補強効果を高めることができるため、接合体１１の機械的な耐衝撃性をより高めることが可能となる。従って、接合体１１の耐久性をより高めることが可能となる。

（３）接合体１１において、第１ガラス部材１３の厚さ寸法及び第２ガラス部材１４の厚さ寸法は、０．０５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。第１ガラス部材１３の厚さ寸法及び第２ガラス部材１４の厚さ寸法が１．０ｍｍ以下の場合、熱的な耐衝撃性を高めることができる。第１ガラス部材１３の厚さ寸法及び第２ガラス部材１４の厚さ寸法が０．０５ｍｍ以上の場合、機械的な耐衝撃性を高めることができる。

（４）接合体１１の製造方法において、ステップＳ２の中間接合部形成工程をレーザー光ＬＢの照射により行っている。この場合、例えば、比較的短時間で第２接合材Ｍ２から中間接合部１６を形成することができる。従って、接合体１１の製造効率を高めることが容易となる。また、レーザー光ＬＢを用いることで、第２接合材Ｍ２を局所的に加熱することができるため、部品１９の耐熱性が低い場合であっても、部品１９の性能劣化を回避することができる。

（５）接合体１１の製造方法において、ステップＳ１の基材接合部形成工程をレーザー光ＬＢの照射により行っている。この場合、例えば、比較的短時間で第１接合材Ｍ１から基材接合部１５を形成することができる。従って、接合体１１の製造効率を高めることが容易となる。また、レーザー光ＬＢを用いることで、第１接合材Ｍ１を局所的に加熱することができるため、部品１９の耐熱性が低い場合であっても、部品１９の性能劣化を回避することができる。

（６）接合体１１の製造方法において、ステップＳ１の基材接合部形成工程の後に、ステップＳ２の中間接合部形成工程を行っている。
この場合、例えば、第１ガラス部材１３側からレーザー光ＬＢを第１接合材Ｍ１に照射することで、ステップＳ１の基材接合部形成工程を行った後、第２ガラス部材１４側から第２接合材Ｍ２にレーザー光ＬＢを照射することで、ステップＳ２の中間接合部形成工程を行うことができる。

従って、例えば、ステップＳ１の基材接合部形成工程及びステップＳ２の中間接合部形成工程の両工程で用いるレーザー光ＬＢの光源を共通化することが可能となるため、接合体１１の製造装置の複雑化を回避することができる。また、ステップＳ１の基材接合部形成工程とステップＳ２の中間接合部形成工程との両工程を独立して順次行うことで、例えば、基材接合部１５及び中間接合部１６の品位をより高めることが可能となる。

（変更例）
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・図６に示すように、基材１２の形状は、開口を有する容器形状であってもよい。より具体的には、基材１２の形状は、角柱状又は円柱状の容器形状であってもよい。この場合、第１ガラス部材１３は、基材１２の開口を施蓋及び封止するように配置され、基材１２の凹部内、すなわち第１の空間１７内の気密性を確保する蓋体となる。また、第１ガラス部材１３の形状は、開口形状に対応した形状であることが好ましい。なお、図示を省略するが、第１ガラス部材１３又は第２ガラス部材１４の形状についても、開口を有する容器形状であってもよい。

・基材接合部１５は、ガラスを含有する接合部に限定されず、例えば、第２の空間１８に気密性が高度に要求されない用途では、樹脂系の接合材から得られた接合部であってもよい。ステップＳ１の基材接合部形成工程は、レーザー光ＬＢを用いて第１接合材Ｍ１を加熱する工程に限定されず、例えば、レーザー光ＬＢ以外の熱線を用いて第１接合材Ｍ１を加熱する工程であってもよい。

・中間接合部１６は、ガラスを含有する接合部に限定されず、例えば、第１の空間１７に気密性が高度に要求されない用途では、樹脂系の接合材から得られた接合部であってもよい。ステップＳ２の中間接合部形成工程は、レーザー光ＬＢを用いて第２接合材Ｍ２を加熱する工程に限定されず、例えば、レーザー光ＬＢ以外の熱線を用いて第２接合材Ｍ２を加熱する工程であってもよい。

・ステップＳ１の基材接合部形成工程では、第１ガラス部材１３側から第１接合材Ｍ１にレーザー光ＬＢを照射しているが、基材１２の基材本体をガラスから構成した場合、基材１２側から第１接合材Ｍ１にレーザー光ＬＢを照射することで、ステップＳ１の基材接合部形成工程を行うこともできる。

・接合体１１の製造方法において、ステップＳ１の基材接合部形成工程とステップＳ２の中間接合部形成工程とを同時に行うこともできる。具体的には、例えば、基材１２と第１ガラス部材１３との間に第１接合材Ｍ１を配置するとともに、第１ガラス部材１３と第２ガラス部材１４との間に第２接合材Ｍ２を配置した積層体を準備し、第１接合材Ｍ１及び第２接合材Ｍ２に同時にレーザー光ＬＢを照射することで、基材接合部１５と中間接合部１６とを同時に形成する。レーザー光ＬＢは、第２ガラス部材１４側のみから照射してもよいし、基材１２側のみから照射してもよい。ステップＳ１の基材接合部形成工程では、基材１２側から第１接合材Ｍ１にレーザー光ＬＢを照射し、ステップＳ２の中間接合部形成工程では、第２ガラス部材１４側から第２接合材Ｍ２にレーザー光ＬＢを照射してもよい。この場合、レーザー光ＬＢの焦点を第１接合材Ｍ１の位置と第２接合材Ｍ２の位置との両位置に合わせることで、効率的に第１接合材Ｍ１及び第２接合材Ｍ２を加熱することが可能となる。

・接合体１１の第１の空間１７を省略することもできる。すなわち、接合体１１の基材接合部１５を基材１２と第１ガラス部材１３との間を埋めるように配置することもできる。このような接合体１１では、例えば、基材１２が備える膜を第１ガラス部材１３及び第２ガラス部材１４によって保護することができる。

・接合体１１は、例えば、一つの基材１２上に枠状の基材接合部１５を複数並設することで、基材１２上に並設された複数の第１の空間を有していてもよい。この場合、接合体１１は、各第１の空間に配置された複数の部品を備えていてもよい。

また、上記のように、一つの基材１２上に枠状の基材接合部１５を複数並設した場合、中間接合部１６についても、基材接合部１５の数に応じて変更することができる。接合体１１は、一つの第１ガラス部材１３上に枠状の中間接合部１６を複数並設することで、第１ガラス部材１３上に並設された複数の第２の空間１８を有していてもよい。

・基材接合部１５の形状は、平面視で連続した枠状であってもよいし、不連続の枠状であってもよい。基材接合部１５の形状は、第１の空間１７を気密にする形状に限定されず、基材１２と第１ガラス部材１３とを接合できる形状であればよい。

・中間接合部１６の形状は、平面視で連続した枠状であってもよいし、不連続の枠状であってもよい。すなわち、中間接合部１６の形状は、第２の空間１８を気密にする形状に限定されず、第１ガラス部材１３と第２ガラス部材１４とを接合できる形状であればよい。

・第１の空間１７及び第２の空間１８の空間のうち少なくとも一つの空間を、例えば、窒素ガスや、空気、その他の任意の気体で満たすことができる。また、第１の空間１７及び第２の空間１８の空間のうち少なくとも一つの空間を、真空状態とすることもできる。この場合、例えば、断熱性が向上することで、部品１９の保護能力を向上することができる。

・第１の空間１７及び第２の空間１８の空間のうち少なくとも一つの空間に、例えば、液体や、樹脂等を充填することもできる。樹脂としては、例えば、発泡性樹脂や、非発泡性樹脂を用いることができる。樹脂や液体には、例えば蛍光体粒子等の機能性粒子を分散させることができる。この場合、部品１９の機能や保護能力を向上することが可能となる。

・接合体１１は、図６に二点鎖線で示すように、第２ガラス部材１４上に設けられた第３ガラス部材２２と、第２ガラス部材１４と第３ガラス部材とを接合する第３の接合部２３とをさらに備えていてもよい。第３ガラス部材２２のガラスとしては、第１ガラス部材１３及び第２ガラス部材１４のガラスとして例示したものを用いることができる。第３ガラス部材２２の寸法は、第１ガラス部材１３又は第２ガラス部材１４と同じであってもよいし、異なってもよい。第２ガラス部材１４と第３ガラス部材とを接合する第３の接合部２３を形成する第３の接合材としては、第１接合材Ｍ１や第２接合材Ｍ２と同様の材料を用いてもよいが、任意の材料を用いることができる。

なお、接合体１１のガラス部材は、基材１２に接合される第１ガラス部材１３と、その第１ガラス部材１３に接合される第２ガラス部材１４とを少なくとも備えていればよく、例えば、さらに補強したい場合は、第１ガラス部材１３及び第２ガラス部材１４に加えて上述した第３ガラス部材２２を含む３つ以上のガラス部材を備えていてもよい。

・接合体１１の第２ガラス部材１４上には、ガラス以外の材質からなる部材をさらに備えていてもよい。
・上記実施形態では、基材接合部１５を形成する第１接合材Ｍ１と、中間接合部１６を形成する第２接合材Ｍ２とが同一材料である一例を示したが、第１接合材Ｍ１と第２接合材Ｍ２とは、異なる材料であってもよい。例えば、第１接合材Ｍ１に含有されるガラス粉末のガラス組成と、第２接合材Ｍ２に含有されるガラス粉末のガラス組成とは、異なってもよい。また、第１接合材Ｍ１及び第２接合材Ｍ２の接合材のうち少なくとも一つの接合材として、樹脂接着剤や、金属はんだ材等を用いてもよい。金属はんだ材としては、例えば、ＡｕやＳｎを含む金属多層膜や、これらの合金を使用可能である。

＜試験例＞
次に、接合体及び接合体の製造方法の試験例を説明する。
（試験例１）
試験例１では、基材、第１ガラス部材、及び第２ガラス部材としてガラス基板（無アルカリガラス基板、日本電気硝子株式会社製、ＯＡ−１０Ｇ）を用いて接合体を作製した。表１中の“Ｇ１”は、無アルカリガラスを表している。基材の外形寸法は、縦４０ｍｍ、横４０ｍｍである。

接合材のペーストは、ガラスを含有するペーストであり、このペーストは、封着材料、及びビークルを混錬した後、三本ロールミルで封着材料粉末が均一に分散するまで混錬することで得た。

封着材料は、ガラス粉末を７４体積％、フィラーの粉末を２６体積％の割合で混合することで作製した。ガラス粉末は、酸化ビスマス系ガラスの粉末であり、この粉末のメジアン径（Ｄ５０）は、１．０μμｍであり、９９％径（Ｄ９９）は、３．０μｍである。なお、酸化ビスマス系ガラスは、ガラス組成として、質量％で、Ｂｉ_２Ｏ_３：８０％、Ｂ_２Ｏ_３＋ＺｎＯ：１１％、ＭｎＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋ＣｕＯ＋Ｆｅ_２Ｏ_３：９％を含有する。フィラーの粉末は、β−ユークリプタイトの粉末であり、この粉末のメジアン径（Ｄ５０）は、１．０μｍであり、９９％径（Ｄ９９）は、３．０μｍである。封着材料の熱膨張係数は、７０×１０^−７／℃であった。熱膨張係数は、押棒式ＴＭＡ装置を用いて、測定温度範囲を３０〜３００℃の条件で測定した。

ビークルとしては、グリコールエーテル系溶剤にエチルセルロース樹脂を溶解させたものを使用した。
得られた接合材のペーストを第１ガラス部材及び第２ガラス部材のそれぞれにスクリーン印刷機を用いて塗布し、乾燥及び焼成することで、第１接合材が第１ガラス部材に固定された第１接合用部材と第２接合材が第２ガラス部材に固定された第２接合用部材を得た。

次に、第１接合用部材を第１接合材が基材側となるようにして基材と重ね合わせることで第１積層体を準備した。続いて、基材接合部形成工程を行った後に、第１ガラス部材上に、第２接合用部材を第２接合材が第１ガラス部材側となるように重ね合わせることで第２積層体を準備した。続いて、中間接合部形成工程を行うことで、試験例１の接合体を得た。なお、基材接合部形成工程及び中間接合部形成工程では、半導体レーザー装置を用いて、波長８０８ｎｍ、２〜１０Ｗのレーザー光を第１接合材及び第２接合材に照射した。基材接合部形成工程では、第１ガラス部材側からレーザー光を照射し、中間接合部形成工程では、第２ガラス部材側からレーザー光を照射した。

（試験例２〜５）
試験例２〜５では、接合体の構成を表１に示すように変更した以外は、試験例１と同様に接合体を作製した。なお、試験例３，４の接合体は、第３ガラス部材を備えており、第２ガラス部材と第３ガラス部材を接合する接合部は、試験例１と同様の接合材を用いて形成した。また、試験例５では、第２ガラス部材、すなわち中間接合部形成工程を省略している。

表１中の“Ｇ２”は、アルカリホウケイ酸ガラス（日本電気硝子株式会社製、ＢＤＡ）を表している。
表１中の“Ｃ１”は、グリーンシートの積層体を焼成して得られるガラスセラミックスを表している。

表１中の“Ｃ２”は、酸化アルミニウムを表している。
（外観検査）
上記のように得られた試験例１〜５の各接合体における接合部を光学顕微鏡で観察し、接合部におけるクラック及び剥離の有無を確認した。接合部におけるクラック及び剥離が確認されなかった接合体については、外観が良好と判定し、接合部におけるクラック及び剥離が確認された接合体については、外観が不良と判定した。その結果を表１中の“外観検査”欄に示す。

（衝撃耐性の評価）
試験例１〜５の各接合体を静置し、ガラス部材から１００ｍｍ高さとなる位置から５ｇの鋼球をガラス部材の外表面に落下させた。次に、試験例１〜５の各接合体の基材接合部を光学顕微鏡で観察し、基材接合部におけるクラック及び剥離の有無を確認し、基材接合部におけるクラック及び剥離が確認されなかったものを衝撃耐性が良好、基材接合部におけるクラック及び剥離が確認されたものを衝撃耐性が不良と判定した。その結果を表１中の“衝撃耐性”欄に示す。

表１に示すように、試験例１〜４の接合体では、外観検査及び衝撃耐性のいずれも良好な結果が得られた。試験例５の接合体では、厚さ寸法の比較的小さい第１ガラス部材を用いることで、外観検査において良好な結果が得られたものの、この接合体は、第２ガラス部材を備えていないため、衝撃耐性の結果が不良となった。

１１…接合体、１２…基材、１３…第１ガラス部材、１３Ｍ…第１接合用部材、１４…第２ガラス部材、１４Ｍ…第２接合用部材、１５…基材接合部、１６…中間接合部、１７…第１の空間、１８…第２の空間、ＬＢ…レーザー光、Ｍ１…第１接合材、Ｍ２…第２接合材。

Claims (13)

1. 基材と、
   前記基材上に設けられた第１ガラス部材と、
   前記第１ガラス部材上に設けられた第２ガラス部材と、
   前記基材と前記第１ガラス部材とを接合する基材接合部と、
   前記第１ガラス部材と前記第２ガラス部材とを接合する中間接合部と、を備え、
   前記第１ガラス部材と前記第２ガラス部材と前記中間接合部とにより囲まれた空間を有する、接合体。
2. 前記中間接合部は、ガラスを含有し、枠状に形成される、請求項１に記載の接合体。
3. 前記第１ガラス部材の形状及び前記第２ガラス部材の形状は、板状であり、前記第２ガラス部材の厚さ寸法は、前記第１ガラス部材の厚さ寸法よりも大きい、請求項１又は請求項２に記載の接合体。
4. 前記第１ガラス部材の厚さ寸法及び前記第２ガラス部材の厚さ寸法は、０．０５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の範囲内である、請求項３に記載の接合体。
5. 前記基材は、ガラスから構成された基材本体を備える、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の接合体。
6. 前記基材の形状は、板状、又は開口を有する容器形状である、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の接合体。
7. 基材と、
   前記基材上に設けられた第１ガラス部材と、
   前記第１ガラス部材上に設けられた第２ガラス部材と、
   前記基材と前記第１ガラス部材とを接合する基材接合部と、
   前記第１ガラス部材と前記第２ガラス部材とを接合する中間接合部と、を備え、
   前記中間接合部は、ガラスを含有する、接合体の製造方法であって、
   前記基材と前記第１ガラス部材との間に配置した第１接合材を加熱して前記基材接合部を形成する基材接合部形成工程と、
   前記第１ガラス部材と前記第２ガラス部材との間に配置した第２接合材を加熱して前記中間接合部を形成する中間接合部形成工程と、を備える、接合体の製造方法。
8. 前記中間接合部形成工程をレーザー光の照射により行う、請求項７に記載の接合体の製造方法。
9. 前記基材接合部形成工程をレーザー光の照射により行う、請求項７に記載の接合体の製造方法。
10. 前記基材接合部形成工程の後に、前記中間接合部形成工程を行う、請求項７に記載の接合体の製造方法。
11. 前記基材接合部形成工程と前記中間接合部形成工程とを同時に行う、請求項７に記載の接合体の製造方法。
12. 前記第１接合材及び前記第２接合材がガラス粉末を含有するペーストの塗布膜又は焼成膜から構成される、請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載の接合体の製造方法。
13. 前記第１ガラス部材に前記第１接合材が予め固定された第１接合用部材を前記基材に重ねて配置した後に前記基材接合部形成工程を行い、
    前記第２ガラス部材に前記第２接合材が予め固定された第２接合用部材を前記基材に重ねて配置した後に前記中間接合部形成工程を行う、請求項７から請求項１２のいずれか一項に記載の接合体の製造方法。

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