JP4235814B2 - Flash discharge lamp - Google Patents

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Description

本発明は、シリコンウエハの熱アニール用光源等に使用される閃光放電ランプの一種であるサファイア管を用いたフラッシュ放電ランプに関する。   The present invention relates to a flash discharge lamp using a sapphire tube which is a kind of flash discharge lamp used for a light source for thermal annealing of a silicon wafer.

従来、半導体等の製造工程において、シリコンウエハ表層に浅い拡散層(pn接合)を形成する、いわゆるイオン注入された不純物を活性化する工程においては、ランプアニールが利用されている。このようなアニール工程においては、イオン注入した不純物のプロファイルの崩れや形成したパターンの揮発等の問題を回避しつつ、不純物に対する良好な活性化状態を得ることにある。また、液晶表示パネル用の薄膜トランジスタの製造工程においても、基板上に形成された半導体膜を確実に均一に活性化する必要があり、特に、ガラス基板による場合は、アニール処理を確実に行うと共に、ガラス基板への過度の加熱を防止し、ガラス基板の伸縮や反りの発生を抑制する必要がある。
このようなアニール技術については特開2002−198322号公報に開示されたものが知られている。
Conventionally, lamp annealing is used in a process of activating a so-called ion-implanted impurity that forms a shallow diffusion layer (pn junction) in a surface layer of a silicon wafer in a manufacturing process of a semiconductor or the like. In such an annealing process, it is to obtain a good activation state for the impurities while avoiding problems such as a collapse of the profile of the implanted ions and volatilization of the formed pattern. Also, in the manufacturing process of thin film transistors for liquid crystal display panels, it is necessary to reliably and uniformly activate the semiconductor film formed on the substrate. It is necessary to prevent excessive heating of the glass substrate and to suppress the expansion and contraction and warpage of the glass substrate.
As such an annealing technique, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-198322 is known.

一般に、半導体基板をランプアニールするためには、1000℃から1400℃に昇温して加熱することが必要である。具体的には、700μsの短時間に30J/cm以上のエネルギーを有する光を、被照射物である半導体基板に照射する。その際、フラッシュ放電ランプに投入されるピークエネルギーは5×10Wにまで達するため、フラッシュ放電ランプにとっては、過酷な条件下での点灯が強いられることになる。 In general, in order to perform lamp annealing on a semiconductor substrate, it is necessary to raise the temperature from 1000 ° C. to 1400 ° C. and heat it. Specifically, light having an energy of 30 J / cm 2 or more is irradiated to a semiconductor substrate as an irradiation object in a short time of 700 μs. At this time, since the peak energy input to the flash discharge lamp reaches 5 × 10 6 W, the flash discharge lamp is forced to light under severe conditions.

従来、フラッシュ放電ランプの発光管の材料としては、石英ガラスが主として用いられていたが、上記のような過酷な点灯条件下で点灯すると発光管の内面が白濁し、被照射面における照度が極度に低下する問題が発生する。   Conventionally, quartz glass has been mainly used as the arc tube material of flash discharge lamps. However, when the lamp is lit under the above severe lighting conditions, the inner surface of the arc tube becomes cloudy and the illuminance on the irradiated surface is extremely high. Problems occur.

発光管内面の白濁は、フラッシュ放電ランプを点灯する際のパルス幅、即ち、閃光パルス波形の尖高値の1/2の高さにおける時間幅にも関係する。パルス幅を短くすると、プラズマの温度が上がり、光のピーク強度も高くなる。特に、シリコンウエハをランプアニールするためには、短いパルス幅で点灯する方が被処理物に対して良好な結果が得られるため、短パルス化することが望まれるが、例えば、パルス幅が300μs以下と短いパルス幅での点灯では、発光管内表面が異常に加熱され、より一層白濁化する問題が発生する。   The white turbidity on the inner surface of the arc tube is also related to the pulse width when the flash discharge lamp is turned on, that is, the time width at half the peak value of the flash pulse waveform. When the pulse width is shortened, the temperature of the plasma increases and the peak intensity of light increases. In particular, in order to perform lamp annealing on a silicon wafer, it is desirable to make the pulse shorter because the better results are obtained with respect to the object to be processed with a shorter pulse width. For example, the pulse width is 300 μs. When the lighting is performed with a short pulse width as described below, the inner surface of the arc tube is abnormally heated, causing a problem of further clouding.

即ち、ランプアニールにおいては、短いパルス幅で点灯する方が被処理物に対して良好な結果が得られるため、短パルス化することが望まれるが、石英ガラス製の発光管を用いたフラッシュ放電ランプではこれを実現することができない。   That is, in lamp annealing, it is desirable to shorten the pulse because lighting with a short pulse width gives better results for the object to be processed. However, flash discharge using a quartz glass arc tube is desirable. This is not possible with a lamp.

そこで、近年では、透光性アルミナ管を用いたフラッシュ放電ランプ、特に、単結晶アルミナであるサファイア管を用いたフラッシュ放電ランプが注目されている。このアルミナ製発光管を用いたフラッシュ放電ランプでは、従来の石英ガラス製発光管と異なり、パルス幅が300μs以下のパルス幅、例えば、200μsのパルス幅で点灯しても、発光管が白濁することがない。   Therefore, in recent years, a flash discharge lamp using a translucent alumina tube, particularly a flash discharge lamp using a sapphire tube made of single crystal alumina, has attracted attention. In the flash discharge lamp using the alumina arc tube, unlike the conventional quartz glass arc tube, the arc tube becomes clouded even when the pulse width is 300 μs or less, for example, 200 μs. There is no.

透光性アルミナを発光管に使用したフラッシュ放電ランプとしては、実開昭63−60265号公報に開示されているものが知られているが、これは、透光性アルミナ管の端部のシール(封止)構造が、発光管の端部外面をメタライズ処理し、そのメタライズ処理した部分に金属キャップを金属ソルダーで気密に閉塞する、いわゆるメタルシール構造が採られているものである。   As a flash discharge lamp using translucent alumina for an arc tube, one disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-60265 is known, which is a seal at the end of a translucent alumina tube. The (sealing) structure employs a so-called metal seal structure in which the outer surface of the end of the arc tube is metallized and the metal cap is hermetically closed with a metal solder at the metallized part.

また、その他に、透光性アルミナを発光管として用いた放電ランプとしては、高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ等があるが、この種のアルミナ製発光管をもつランプは、透光性アルミナ発光管の両端開口部に耐熱性金属キャップまたはセラミックキャップと導電体をフリットガラス(フリットガラス)で気密封着するシール方法、いわゆるセラミックシール構造が採用されている。このようなセラミックシールを用いたものとしては特開昭53−108682号公報に開示されたものが知られている。
特開2002−198322号公報 実開昭63−60265号公報 特開昭53−108682号公報
In addition, as a discharge lamp using translucent alumina as an arc tube, there are a high-pressure sodium lamp, a metal halide lamp, and the like. A lamp having an alumina arc tube of this kind is a translucent alumina arc tube. A so-called ceramic seal structure in which a heat-resistant metal cap or a ceramic cap and a conductor are hermetically sealed with frit glass (frit glass) is adopted at both ends of the opening. As one using such a ceramic seal, one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 53-108682 is known.
JP 2002-198322 A Japanese Utility Model Publication No. 63-60265 JP-A-53-108682

しかしながら、サファイア製発光管を用いたフラッシュ放電ランプの気密封着方法として、メタルシールを用いた場合、ランプを点灯させようとしたとき、トリガー電圧の印加によってメタルシール部分から周辺部材、例えば、ミラーやランプホルダーに異常放電を生じ、シール部分を破損し、不点灯を起こす問題を生ずるおそれがある。   However, when a metal seal is used as a hermetic sealing method for a flash discharge lamp using a sapphire arc tube, when a lamp is lit, a peripheral member such as a mirror is applied from the metal seal portion by applying a trigger voltage. Otherwise, abnormal discharge may occur in the lamp holder and the seal part may be damaged, causing a problem of non-lighting.

また、シリコンウエハの熱アニール用光源としてフラッシュ放電ランプを用いる場合、特開2002−198322号公報に示されるように、複数本で点灯を行う。その場合、隣合うメタルシール部分で放電が生じ、シール部が破損に至ることが多く、使用することができない。   Further, when a flash discharge lamp is used as a light source for thermal annealing of a silicon wafer, a plurality of lamps are lit as disclosed in JP-A-2002-198322. In that case, electric discharge occurs in the adjacent metal seal portion, and the seal portion often breaks, and cannot be used.

一方、シール方法としてセラミックシールを用いると、シール部の主要構成部材が絶縁体で構成されるため、前述のような異常放電によるシール部の破損は生じない。しかし、セラミックシールを用いた場合でも、ある種のフリットガラスを用いた場合は、ランプの点灯を繰り返すうちに、セラミックシールされる部分が破損したり、ランプの照度維持率が低下する問題が発生していた。   On the other hand, when a ceramic seal is used as the sealing method, the main constituent member of the seal portion is made of an insulator, so that the seal portion is not damaged by the abnormal discharge as described above. However, even when a ceramic seal is used, when a certain type of frit glass is used, there is a problem that the ceramic sealed part is damaged or the illuminance maintenance rate of the lamp is lowered while the lamp is repeatedly lit. Was.

本発明の目的は、サファイア製発光管を用いたフラッシュ放電ランプにおいて、セラミックシールされた部位での不具合の発生を防止したフラッシュ放電ランプを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a flash discharge lamp that uses a sapphire arc tube to prevent the occurrence of defects at a ceramic-sealed portion.

本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第1の手段は、ニオブ、タンタル、またはコバール合金のいずれかからなる電極部材が気密に貫通保持されたアルミナ製の閉塞部材により、サファイア製発光管の両端開口部が気密に封止されたフラッシュ放電ランプにおいて、前記電極部材と前記閉塞部材との間を気密に封止するために第1のフリットガラスが使用され、前記閉塞部材と前記サファイア製発光管との間を気密に封止するために第2のフリットガラスが使用され、前記第1のフリットガラスはガラス転移点が450乃至800℃であり、前記第2のフリットガラスは前記第1のフリットガラスのガラス転移点よりも低いガラス転移点であり、前記第1のフリットガラスは300℃での線膨張率が(7±2)×10 −6 /Kであり、前記第2のフリットガラスは線膨張率が(7±1)×10 −6 /Kであることを特徴とするフラッシュ放電ランプである。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The first means is a flash in which both ends of the sapphire arc tube are hermetically sealed by an alumina closing member in which an electrode member made of niobium, tantalum or kovar alloy is hermetically penetrated and held. In the discharge lamp, a first frit glass is used for hermetically sealing between the electrode member and the closing member, and for sealing hermetically between the closing member and the sapphire arc tube. The first frit glass has a glass transition point of 450 to 800 ° C., and the second frit glass has a glass transition point lower than the glass transition point of the first frit glass. Tendea is, the first frit glass is the linear expansion coefficient at 300 ℃ (7 ± 2) × 10 -6 / K, the second frit glass has a linear expansion coefficient (7 1) it is a flash discharge lamp which is a × 10 -6 / K.

第2の手段は、第1の手段において、前記第2のフリットガラスは、酸化亜鉛の含有量が20%以下であることを特徴とするフラッシュ放電ランプである。 Second means, in the first means, before Symbol second frit glass, a flash discharge lamp, wherein the content of zinc oxide is 20% or less.

請求項1に記載の発明によれば、ニオブ、タンタル、またはコバール合金のいずれかからなる電極部材が気密に貫通保持されたアルミナ製の閉塞部材により、サファイア製発光管の両端開口部が気密に封止されたフラッシュ放電ランプにおいて、前記電極部材と前記閉塞部材との間を気密に封止するために第1のフリットガラスが使用され、前記閉塞部材と前記サファイア製発光管との間を気密に封止するために第2のフリットガラスが使用され、前記第1のフリットガラスはガラス転移点が450乃至800℃であり、前記第2のフリットガラスは前記第1のフリットガラスのガラス転移点よりも低いガラス転移点であり、前記第1のフリットガラスは300℃での線膨張率が(7±2)×10 −6 /Kであり、前記第2のフリットガラスは線膨張率が(7±1)×10 −6 /Kであるので、セラミックシールされる部分での破損を防止し、ランプの照度維持率の向上を図ることができると共に、シール時の加熱冷却の過程におけるセラミックシールされる部分におけるクラックの発生を防止することができるAccording to the first aspect of the present invention, the both-end openings of the sapphire arc tube are hermetically sealed by the alumina closing member in which the electrode member made of niobium, tantalum, or Kovar alloy is hermetically penetrated and held. In the sealed flash discharge lamp, a first frit glass is used to airtightly seal between the electrode member and the closing member, and an airtightness is provided between the closing member and the sapphire arc tube. The first frit glass has a glass transition point of 450 to 800 ° C., and the second frit glass has a glass transition point of the first frit glass. glass transition temperature der lower than is, the first frit glass is the linear expansion coefficient at 300 ℃ (7 ± 2) × 10 -6 / K, the second frit glass Since the linear expansion ratio is (7 ± 1) × 10 -6 / K, to prevent breakage of the portion to be ceramic sealed, it is possible to improve the illuminance maintenance factor of the lamp, heating and cooling during the sealing It is possible to prevent the occurrence of cracks in the ceramic sealed portion in the process .

請求項に記載の発明によれば、前記第2のフリットガラスは、酸化亜鉛の含有量が20%以下であるので、10万回点灯しても、70%の照度維持率を確保することができる。 According to the invention described in claim 2, wherein the second frit glass, since the content of zinc oxide is 20% or less, even lit 100,000, to ensure the illuminance maintenance factor of 70% Can do.

本発明の一実施形態を図1乃至図4を用いて説明する。
図1は、本実施形態の発明に係るフラッシュ放電ランプの断面図である。
同図において、1はフラッシュ放電ランプ、2はサファイア製発光管、3はアルミナからなる閉塞部材、4はタングステン製の電極、5はニオブ、タンタル、レニウム、コバール合金等のいずれかの導電体からなる電極部材、6は閉塞部材3と電極部材5間をシールする第1のフリットガラス、7はサファイア製発光管2と閉塞部材3間をシールする第2のフリットガラス、8はリード線、Aは電極部材5が貫通保持される閉塞部材3のシール部、Bはサファイア製発光管2の両端開口部が閉塞部材3で気密封止されたシール部である。
なお、フラッシュ放電ランプ1の寸法の一例としては、外径が13mm、内径が10.4mmのものが用いられ、サファイア製発光管2内には60kPaのキセノンガスが封入されている。
ここで、第1のフリットガラスは300℃での線膨張率が7±2×10−6/Kであり、第2のフリットガラスは線膨張率が7±1×10−6/Kである。
シール部Aに第1のフリットガラスとして、線膨張率が7±2×10−6/Kの範囲に含まれないフリットガラスを用いると、被接合部であるニオブ、タンタル、またはコバール金属のいずれかからなる金属およびアルミナ製閉塞体と比べて線膨張率の差が大きくなり、シール部Aに製作時に割れが発生する。ただし、シール部Bと異なり、被接合物の一方は金属であるため、金属展性により、シール部Bに比べ、許容範囲は広く、7±2×10−6/Kの範囲であればよい。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a flash discharge lamp according to the invention of this embodiment.
In the figure, 1 is a flash discharge lamp, 2 is an arc tube made of sapphire, 3 is a closing member made of alumina, 4 is an electrode made of tungsten, 5 is made of any conductor such as niobium, tantalum, rhenium, or kovar alloy. 6 is a first frit glass for sealing between the closing member 3 and the electrode member 5, 7 is a second frit glass for sealing between the arc tube 2 made of sapphire and the closing member 3, 8 is a lead wire, A Is a sealing portion of the closing member 3 through which the electrode member 5 is held, and B is a sealing portion in which both end openings of the sapphire arc tube 2 are hermetically sealed by the closing member 3.
An example of the dimensions of the flash discharge lamp 1 is one having an outer diameter of 13 mm and an inner diameter of 10.4 mm. A sapphire arc tube 2 is filled with 60 kPa of xenon gas.
Here, the first frit glass has a linear expansion coefficient at 300 ° C. of ( 7 ± 2 ) × 10 −6 / K, and the second frit glass has a linear expansion coefficient of ( 7 ± 1 ) × 10 −6. / K.
When frit glass whose linear expansion coefficient is not included in the range of ( 7 ± 2 ) × 10 −6 / K is used as the first frit glass for the seal part A, niobium, tantalum, or Kovar metal that is a joined part The difference between the linear expansion coefficients is larger than that of any of the metal and the alumina closure body, and the seal portion A is cracked during production. However, unlike the seal part B, since one of the objects to be joined is a metal, the allowable range is wider than the seal part B due to metal malleability, and it should be in the range of ( 7 ± 2 ) × 10 −6 / K. That's fine.

通常、フラッシュ放電ランプの点灯は一瞬に大電流が流れるパルス点灯である。例えば、1500A程度の瞬時電流が流れる。そのため、シール部Aにおける導電体である電極部材5における温度上昇は、シール部Bに比べて非常に高くなる。その温度は具体的には約400℃程度まで上昇することがわかった。そのため、この電極部材5に接している第1のフリットガラス6も瞬間的にこの温度まで上昇するものと推測される。そのため、シール部Aにおける第1のフリットガラス6として、ガラス転移点が400℃よりも低いフリットガラスをシールに使用すると、シール部Aにおいて破損を生じるため、シール部Aにおける第1のフリットガラスは耐熱性が要求される。即ち、シール部Aにおいては、パルス点灯する際の温度上昇に耐える必要があり、ガラス転移点温度が比較的高いフリットガラスを使用する必要がある。ただし、ガラス転移点が800℃以上になると、作業温度が高くなり過ぎ、実際の作業に支障を来す。なお、ここで、ガラス転移点とは、粘度が1013.3ポアズになる温度であって、10分で歪みが開放できる温度である。 Usually, the flash discharge lamp is turned on by pulse lighting in which a large current flows instantaneously. For example, an instantaneous current of about 1500 A flows. Therefore, the temperature rise in the electrode member 5, which is a conductor in the seal portion A, is much higher than that in the seal portion B. Specifically, it was found that the temperature rose to about 400 ° C. Therefore, it is estimated that the first frit glass 6 in contact with the electrode member 5 also instantaneously rises to this temperature. Therefore, when a frit glass having a glass transition point lower than 400 ° C. is used for the seal as the first frit glass 6 in the seal portion A, the seal portion A is damaged. Therefore, the first frit glass in the seal portion A is Heat resistance is required. That is, in the seal portion A, it is necessary to withstand the temperature rise when the pulse is lit, and it is necessary to use frit glass having a relatively high glass transition temperature. However, when the glass transition point is 800 ° C. or higher, the working temperature becomes too high, which hinders actual work. Here, the glass transition point is a temperature at which the viscosity becomes 1013.3 poise, and the temperature at which the strain can be released in 10 minutes.

また、シール部Bにおいては、フリットガラス成分中に酸化亜鉛(ZnO)を所定以上含むと、シール時に、酸化亜鉛成分が飛散し、発光管内面に付着する。そのため、ランプ点灯の際に、発生した光が付着物に吸収され、局所的に温度が上昇し、発光管内表面の熱膨張による歪みが発生し、その結果、微細なクラックを生じ、透明性が低下するとともに、クラックが原因となって、発光管を破損する場合がある。そのため、シール部Bでは、フリットガラスの組成に酸化亜鉛を所定以上含まないことが要求される。さらには、サファイア製発光管に用いられるサファイアは結晶異方性があり、結晶方向による線膨張率の違いがあるため、シール部Bのシール時の加熱冷却の過程でシール部Bにクラックを生じ易い。そのため、第2のフリットガラスとしては、シール時の加熱/冷却の温度差による熱膨張差を少なくするために、できるだけガラス転移点温度(作業温度)の低いフリットガラスを用いる必要がある。   In addition, in the seal portion B, when zinc oxide (ZnO) is included in the frit glass component in a predetermined amount or more, the zinc oxide component is scattered at the time of sealing and adheres to the inner surface of the arc tube. Therefore, when the lamp is turned on, the generated light is absorbed by the adhering material, the temperature rises locally, and distortion due to thermal expansion of the inner surface of the arc tube occurs, resulting in fine cracks and transparency. In addition to being reduced, the arc tube may be damaged due to cracks. Therefore, in the seal part B, it is required that the composition of the frit glass does not contain zinc oxide in a predetermined amount or more. Furthermore, since sapphire used in the sapphire arc tube has crystal anisotropy and has a difference in linear expansion coefficient depending on the crystal direction, a crack is generated in the seal part B during the heating and cooling process when the seal part B is sealed. easy. Therefore, as the second frit glass, it is necessary to use a frit glass having a glass transition temperature (working temperature) as low as possible in order to reduce a difference in thermal expansion due to a temperature difference between heating and cooling at the time of sealing.

本発明は、上記に述べたように、シール部Aとシール部Bとにそれぞれ異なる成分のフリットガラスを用いることにより、サファイア製発光管を用いたフラッシュ放電ランプにおいて、セラミックシールされた部位での不具合の生じないフラッシュ放電ランプを提供することが可能となる。   As described above, the present invention uses a frit glass having a different component for each of the seal portion A and the seal portion B, so that the flash discharge lamp using the sapphire arc tube has a ceramic sealed portion. It is possible to provide a flash discharge lamp that does not cause a malfunction.

次に、シール部Aおよびシール部Bに種々のフリットガラスを用いたときの実験結果を図2および図3を用いて説明する。
図2は、第1のフリットガラスおよび第2のフリットガラスに用いられるフリットガラスの種類を示す一覧表である。
図3は、図2の一覧表に示されるフリットガラスを種々組み合わせてシール部Aおよびシール部Bに適用したときの良否の結果を示す表である。
Next, experimental results when various frit glasses are used for the seal part A and the seal part B will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a list showing types of frit glasses used for the first frit glass and the second frit glass.
FIG. 3 is a table showing the results of pass / fail when the frit glasses shown in the list of FIG. 2 are applied to the seal part A and the seal part B in various combinations.

図3の良否の結果を見ると、No.1の、シール部Aに第1のフリットガラスとして、図2に示すフリットガラスdを用い、シール部Bに第2のフリットガラスとして、図2に示すフリットガラスaを用いた場合は、第1のフリットガラスはガラス転移点Tg=630℃であり、そのためシール部Aには破損は発生せず、また第2のフリットガラスには酸化亜鉛を含まないので、10万回点灯しても70%以上の照度維持率が得られ、良好な結果が得られた。   Looking at the pass / fail results in FIG. When the frit glass d shown in FIG. 2 is used as the first frit glass in the seal part A and the frit glass a shown in FIG. 2 is used as the second frit glass in the seal part B, In the frit glass, the glass transition point Tg = 630 ° C., so that the seal part A is not damaged, and the second frit glass does not contain zinc oxide. The above illuminance maintenance rate was obtained, and good results were obtained.

No.2の、シール部Aに第1のフリットガラスとして、図2に示すフリットガラスcを用い、シール部Bに第2のフリットガラスとして、図2に示すフリットガラスaを用いた場合は、第1のフリットガラスはガラス転移点Tg=450℃であり、そのためシール部Aには破損は発生せず、また第2のフリットガラスには酸化亜鉛を含まないので、10万回点灯しても70%以上の照度維持率が得られ、良好な結果が得られた。   No. 2, the frit glass c shown in FIG. 2 is used as the first frit glass for the seal portion A, and the frit glass a shown in FIG. 2 is used as the second frit glass for the seal portion B. In the frit glass, the glass transition point Tg = 450 ° C., so that the seal part A is not damaged, and the second frit glass does not contain zinc oxide. The above illuminance maintenance rate was obtained, and good results were obtained.

No.3の、シール部Aに第1のフリットガラスとして、図2に示すフリットガラスbを用い、シール部Bに第2のフリットガラスとして、図2に示すフリットガラスaを用いた場合は、第1のフリットガラスはガラス転移点Tg=460℃であり、そのためシール部Aには破損は発生せず、また第2のフリットガラスには酸化亜鉛を含まないので、10万回点灯しても70%以上の照度維持率が得られ、良好な結果が得られた。   No. 3, when the frit glass b shown in FIG. 2 is used as the first frit glass for the seal portion A and the frit glass a shown in FIG. 2 is used as the second frit glass for the seal portion B, In the frit glass, the glass transition point Tg = 460 ° C., so that the seal part A is not damaged, and the second frit glass does not contain zinc oxide. The above illuminance maintenance rate was obtained, and good results were obtained.

No.4の、シール部Aに第1のフリットガラスとして、図2に示すフリットガラスdを用い、シール部Bに第2のフリットガラスとして、図2に示すフリットガラスcを用いた場合は、第1のフリットガラスはガラス転移点Tg=630℃であり、そのためシール部Aには破損は発生しなかったが、第2のフリットガラスには酸化亜鉛を20%を含んでいたため、6万回点灯した時点で照度維持率が70%まで低下したが、ほぼ良好な結果が得られた。   No. 4, when the frit glass d shown in FIG. 2 is used as the first frit glass for the seal part A and the frit glass c shown in FIG. 2 is used as the second frit glass for the seal part B, In the frit glass, the glass transition point Tg = 630 ° C., so that the seal part A did not break, but the second frit glass contained 20% zinc oxide, so it was turned on 60,000 times. At that time, the illuminance maintenance rate decreased to 70%, but almost good results were obtained.

No.5の、シール部Aに第1のフリットガラスとして、図2に示すフリットガラスeを用い、シール部Bに第2のフリットガラスとして、図2に示すフリットガラスcを用いた場合は、第1のフリットガラスはガラス転移点Tg=490℃であり、そのためシール部Aには破損は発生しなかったが、第2のフリットガラスには酸化亜鉛を20%を含んでいたため、6万回点灯した時点で照度維持率が70%まで低下したが、ほぼ良好な結果が得られた。   No. 5, when the frit glass e shown in FIG. 2 is used as the first frit glass for the seal portion A and the frit glass c shown in FIG. 2 is used as the second frit glass for the seal portion B, In the frit glass, the glass transition point Tg = 490 ° C., so that the seal part A was not damaged, but the second frit glass contained 20% of zinc oxide, so it was turned on 60,000 times. At that time, the illuminance maintenance rate decreased to 70%, but almost good results were obtained.

No.6の、シール部Aに第1のフリットガラスとして、図2に示すフリットガラスaを用い、シール部Bに第2のフリットガラスとして、図2に示すフリットガラスfを用いた場合は、第1のフリットガラスはガラス転移点Tg=300℃であり、そのためシール部Aは500回点灯した時点で破損し、良い結果は得られなかった。   No. 6, when the frit glass a shown in FIG. 2 is used as the first frit glass for the seal part A and the frit glass f shown in FIG. 2 is used as the second frit glass for the seal part B, In the frit glass, the glass transition point Tg = 300 ° C., and therefore, the seal portion A was broken at the time of lighting 500 times, and a good result was not obtained.

No.7の、シール部Aに第1のフリットガラスとして、図2に示すフリットガラスfを用い、シール部Bに第2のフリットガラスとして、図2に示すフリットガラスaを用いた場合は、第1のフリットガラスはガラス転移点Tg=280℃であり、そのためシール部Aは500回点灯した時点で破損し、良い結果は得られなかった。   No. 7, the frit glass f shown in FIG. 2 is used as the first frit glass for the seal portion A, and the frit glass a shown in FIG. 2 is used as the second frit glass for the seal portion B. The frit glass had a glass transition point Tg = 280 ° C. Therefore, the seal part A was broken when it was turned on 500 times, and good results were not obtained.

No.8の、シール部Aに第1のフリットガラスとして、図2に示すフリットガラスdを用い、シール部Bに第2のフリットガラスとして、図2に示すフリットガラスbを用いた場合は、第1のフリットガラスはガラス転移点Tg=630℃であり、そのためシール部Aには破損は発生しなかった。しかし、第2のフリットガラスには酸化亜鉛を50%含んでいたため、2000回点灯した時点で照度維持率が70%まで低下し、よい結果は得られなかった。   No. 8, when the frit glass d shown in FIG. 2 is used as the first frit glass for the seal portion A and the frit glass b shown in FIG. 2 is used as the second frit glass for the seal portion B, The frit glass had a glass transition point Tg of 630 ° C., so that no damage occurred in the seal portion A. However, since the second frit glass contained 50% zinc oxide, the illuminance maintenance rate decreased to 70% when the lamp was turned on 2000 times, and good results were not obtained.

No.9の、シール部Aに第1のフリットガラスとして、図2に示すフリットガラスcを用い、シール部Bに第2のフリットガラスとして、図2に示すフリットガラスbを用いた場合は、第1のフリットガラスはガラス転移点Tg=450℃であり、そのためシール部Aには破損は発生しなかった。しかし、第2のフリットガラスには酸化亜鉛を50%含んでいたため、2000回点灯した時点で照度維持率が70%まで低下し、よい結果は得られなかった。   No. 9, the frit glass c shown in FIG. 2 is used as the first frit glass for the seal part A, and the frit glass b shown in FIG. 2 is used as the second frit glass for the seal part B. The frit glass had a glass transition point Tg = 450 ° C., and therefore, no damage occurred in the seal portion A. However, since the second frit glass contained 50% zinc oxide, the illuminance maintenance rate decreased to 70% when the lamp was turned on 2000 times, and good results were not obtained.

No.10の、シール部Aに第1のフリットガラスとして、図2に示すフリットガラスdを用い、シール部Bに第2のフリットガラスとして、図2に示すフリットガラスeを用いた場合は、第1のフリットガラスはガラス転移点Tg=630℃であり、そのためシール部Aには破損は発生しなかった。しかし、第2のフリットガラスの線膨張率が7±1×10−6/Kに比べ、5.4×10−6/Kと低く、被接合物であるサファイア製発光管、および閉塞部材と比べて線膨張率の差が大きく、シール部Bに製作時に割れが発生し、よい結果は得られなかった。

No. 10, when the frit glass d shown in FIG. 2 is used as the first frit glass for the seal portion A and the frit glass e shown in FIG. 2 is used as the second frit glass for the seal portion B, The frit glass had a glass transition point Tg of 630 ° C., so that no damage occurred in the seal portion A. However, the linear expansion coefficient of the second frit glass is as low as 5.4 × 10 −6 / K compared to ( 7 ± 1 ) × 10 −6 / K, and the sapphire arc tube that is the bonded object, and the blockage The difference in linear expansion coefficient was larger than that of the member, and the seal part B was cracked during production, and good results were not obtained.

次に、フラッシュ放電ランプのシール部Aおよびシール部Bの製造工程を図4を用いて説明する。
同図において、9は第1のフリットガラスのフリットガラスリング、10は第2のフリットガラスのフリットガラスリングである。なお、その他の構成は図1に示す同符号の構成に対応するので説明を省略する。
Next, the manufacturing process of the seal part A and the seal part B of the flash discharge lamp will be described with reference to FIG.
In the figure, 9 is a frit glass ring of the first frit glass, and 10 is a frit glass ring of the second frit glass. Other configurations correspond to the same reference numerals shown in FIG.

まず、図4(a)において、図示するように、電極4を下にして電極部材5を閉塞部材3に貫通した状態で、閉塞部材3上にフリットガラスリング9を載せる。次に加熱してフリットガラスリング9を溶融すると、図4(b)に示すように、フリットガラスリング9が溶融して閉塞部材3と電極部材5間がシールされ、第1のフリットガラス6からなるシール部Aが形成される。次に、図4(c)に示すように、サファイア製発光管2の端部上にフリットガラスリング10を載せ、さらにその上に図4(b)で得られた組立体を載せる。次に、先の加熱温度よりも低い温度でフリットガラスリング10を溶融すると、図4(e)に示すように、フリットガラスリング10が溶融してサファイア製発光管2と閉塞部材3間がシールされ、第2のフリットガラス7からなるシール部Bが形成される。   First, in FIG. 4A, a frit glass ring 9 is placed on the closing member 3 with the electrode 4 facing down and the electrode member 5 penetrating the closing member 3. Next, when the frit glass ring 9 is melted by heating, the frit glass ring 9 is melted and the gap between the closing member 3 and the electrode member 5 is sealed as shown in FIG. The seal part A is formed. Next, as shown in FIG.4 (c), the frit glass ring 10 is mounted on the edge part of the arc tube 2 made from sapphire, and also the assembly obtained by FIG.4 (b) is mounted on it. Next, when the frit glass ring 10 is melted at a temperature lower than the previous heating temperature, the frit glass ring 10 is melted to seal between the sapphire arc tube 2 and the closing member 3 as shown in FIG. Thus, a seal portion B made of the second frit glass 7 is formed.

本発明に係るフラッシュ放電ランプの断面図である。1 is a cross-sectional view of a flash discharge lamp according to the present invention. 第1のフリットガラスおよび第2のフリットガラスに用いられるフリットガラスの種類を示す一覧表である。It is a table | surface which shows the kind of frit glass used for 1st frit glass and 2nd frit glass. 図2の一覧表に示されるフリットガラスを種々組み合わせてシール部Aおよびシール部Bに適用したときの良否の結果を示す表である。It is a table | surface which shows the result of the quality when various combinations of the frit glass shown by the list | wrist of FIG. 2 are applied to the seal part A and the seal part B. フラッシュ放電ランプのシール部Aおよびシール部Bの製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the seal part A and the seal part B of a flash discharge lamp.

符号の説明Explanation of symbols

1 フラッシュ放電ランプ
2 サファイア製発光管
3 閉塞部材
4 電極
5 電極部材
6 第1のフリットガラス
7 第2のフリットガラス
8 リード線
9 第1のフリットガラスのフリットガラスリング
10 第2のフリットガラスのフリットガラスリング
A シール部
B シール部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flash discharge lamp 2 Sapphire arc tube 3 Closing member 4 Electrode 5 Electrode member 6 1st frit glass 7 2nd frit glass 8 Lead wire 9 Frit glass ring 10 of 1st frit glass 2nd frit glass frit Glass ring A Seal part B Seal part

Claims (2)

ニオブ、タンタル、またはコバール合金のいずれかからなる電極部材が気密に貫通保持されたアルミナ製の閉塞部材により、サファイア製発光管の両端開口部が気密に封止されたフラッシュ放電ランプにおいて、
前記電極部材と前記閉塞部材との間を気密に封止するために第1のフリットガラスが使用され、前記閉塞部材と前記サファイア製発光管との間を気密に封止するために第2のフリットガラスが使用され、前記第1のフリットガラスはガラス転移点が450乃至800℃であり、前記第2のフリットガラスは前記第1のフリットガラスのガラス転移点よりも低いガラス転移点であり、
前記第1のフリットガラスは300℃での線膨張率が(7±2)×10 −6 /Kであり、前記第2のフリットガラスは線膨張率が(7±1)×10 −6 /Kであることを特徴とするフラッシュ放電ランプ。
In a flash discharge lamp in which both end openings of a sapphire arc tube are hermetically sealed by an alumina closing member in which an electrode member made of niobium, tantalum, or Kovar alloy is hermetically penetrated and held.
A first frit glass is used to hermetically seal between the electrode member and the closing member, and a second frit glass is used to hermetically seal between the closing member and the sapphire arc tube. frit glass is used, the first frit glass is the glass transition point of 450 to 800 ° C., the second frit glass Ri glass transition der lower than the glass transition point of the first frit glass ,
The first frit glass has a linear expansion coefficient at 300 ° C. of (7 ± 2) × 10 −6 / K, and the second frit glass has a linear expansion coefficient of (7 ± 1) × 10 −6 / K. A flash discharge lamp characterized by being K.
記第2のフリットガラスは、酸化亜鉛の含有量が20%以下であることを特徴とする請求項1に記載のフラッシュ放電ランプ。 Before Stories second frit glass, flash discharge lamp of claim 1, wherein the content of zinc oxide is 20% or less.
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