JP5516194B2 - Light heat sealing glass, glass member with sealing material layer, electronic device and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は光加熱封着用ガラス、封着材料層付きガラス部材、及び電子デバイスとその製造方法に関する。 The present invention relates to light-sealing glass, a glass member with a sealing material layer, an electronic device, and a method for producing the same.
有機ELディスプレイ(Organic Electro−Luminescence Display:OELD)、電界放出ディスプレイ(Feild Emission Dysplay:FED)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、液晶表示装置(LCD)等の平板型ディスプレイ装置(FPD)や、照明用有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode:OLED)は、表示素子や発光素子を形成した素子用ガラス基板と封止用ガラス基板とを対向配置し、これら2枚のガラス基板間を封着したガラスパッケージで表示素子を封止した構造を有している。色素増感型太陽電池のような太陽電池においても、2枚のガラス基板で太陽電池素子(色素増感型光電変換素子)を封止したガラスパッケージを適用することが検討されている。 Flat display devices (FPD) such as organic EL displays (Organic Electro-Luminescence Display: OELD), field emission displays (Feed Emission Display: FED), plasma display panels (PDP), liquid crystal display devices (LCD), and illumination An organic light emitting diode (OLED) is a glass package in which a glass substrate for an element on which a display element and a light emitting element are formed and a glass substrate for sealing are arranged opposite to each other, and the two glass substrates are sealed. The display element is sealed. Even in a solar cell such as a dye-sensitized solar cell, it has been studied to apply a glass package in which a solar cell element (dye-sensitized photoelectric conversion element) is sealed with two glass substrates.
2枚のガラス基板間を封着する材料としては、一般的に樹脂が用いられてきたが、有機EL(OEL)素子等は水分により劣化しやすいことから、耐湿性等に優れるガラス製封着材料の適用が進められている。ガラス材料で封着する場合には、ガラスが軟化流動する温度まで加熱する必要がある。ガラスが軟化流動する温度は、一般的に400℃程度もしくはそれ以上であるため、通常の焼成炉を用いた加熱処理ではOEL素子等の電子素子部の特性が劣化してしまう。そこで、レーザ光を用いて封止部のみを局所的に加熱して封着するレーザ封着技術が開発されている。 As a material for sealing between two glass substrates, resin has generally been used. However, since organic EL (OEL) elements and the like are easily deteriorated by moisture, sealing with glass having excellent moisture resistance and the like. Application of materials is underway. When sealing with a glass material, it is necessary to heat to a temperature at which the glass softens and flows. Since the temperature at which the glass softens and flows is generally about 400 ° C. or higher, the heat treatment using a normal firing furnace deteriorates the characteristics of the electronic element portion such as the OEL element. Accordingly, a laser sealing technique has been developed in which only the sealing portion is locally heated and sealed using laser light.
レーザ封着に用いる材料としては、封着用ガラスにレーザ吸収材を含有させた封着材料(特許文献1参照)、封着用ガラスにレーザ吸収能を有する遷移金属成分を含有させた封着材料(特許文献2参照)、封着用ガラスに黒色のSnコロイドを含有させた封着材料(特許文献3参照)等が知られている。これらのうち、レーザ吸収材を含有する封着材料はガラス溶融時の流動性が低下しやすいため、封着温度をある程度まで高温化する必要がある。また、従来の遷移金属成分は封着材料を黒色化するために比較的多量に含有させる必要があるため、封着材料のガラス転移温度の上昇が避けられない。 As a material used for laser sealing, a sealing material containing a laser absorbing material in sealing glass (see Patent Document 1), a sealing material containing a transition metal component having laser absorbing ability in sealing glass ( Patent Document 2), sealing materials in which black Sn colloid is contained in sealing glass (see Patent Document 3) and the like are known. Among these, since the sealing material containing the laser absorbing material is liable to decrease the fluidity when the glass is melted, it is necessary to increase the sealing temperature to some extent. Moreover, since the conventional transition metal component needs to be contained in a relatively large amount in order to blacken the sealing material, an increase in the glass transition temperature of the sealing material is inevitable.
特許文献3に記載されている錫−リン酸系ガラスは、封着温度を低温化できる材料として注目されている。しかしながら、封着材料のレーザ光の吸収率が必ずしも十分ではなく、低温封着材料であっても予熱が必要であるため、OEL素子等の電子素子部へのダメージや悪影響が懸念される。FPDの薄型化に伴って封着部の厚さも数10μm以下とすることが求められており、それによりレーザ光の吸収率はさらに低下する。
The tin-phosphate glass described in
また、錫−リン酸系ガラスに顔料をレーザ吸収材として加えた場合、薄型の封着部を実現するためには顔料の粒径を小さくする必要がある。微粒子状の顔料は封着用ガラスの流動性を低下させ、気密封止性等を悪化させる要因となる。さらに、従来の錫−リン酸系ガラスは結晶化しやすいことから、封着材料の比表面積を小さくするために帯状体として使用する必要があり、このために量産性に適した状態、すなわちガラス粉末をペースト化して封着工程に適用することができないという難点を有している。加えて、封着材料にはレーザ封着における封着温度をより一層低温化することが望まれている。 In addition, when a pigment is added as a laser absorber to tin-phosphate glass, it is necessary to reduce the particle size of the pigment in order to realize a thin sealing portion. The fine-particle pigment decreases the fluidity of the sealing glass and becomes a factor of deteriorating hermetic sealing properties. Furthermore, since the conventional tin-phosphate glass is easy to crystallize, it is necessary to use it as a strip to reduce the specific surface area of the sealing material. For this reason, the glass powder is suitable for mass production. Has a drawback that it cannot be made into a paste and applied to the sealing process. In addition, it is desired for the sealing material to further reduce the sealing temperature in laser sealing.
本発明の目的は、レーザ封着に代表される光加熱封着に適用するにあたって、広い波長域で十分な光吸収率を有すると共に、封着温度を低温化することを可能にした光加熱封着用ガラスと、それを用いた封着材料層付きガラス部材及び電子デバイスとその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an optical heating sealing that has a sufficient light absorption rate in a wide wavelength range and can reduce the sealing temperature when applied to optical heating sealing typified by laser sealing. The object of the present invention is to provide a wearing glass, a glass member with a sealing material layer and an electronic device using the same, and a method for producing the same.
本発明の光加熱封着用ガラスは、酸化物基準のモル%表示で、27〜33%のP2O5、50〜70%のSnO、0.5〜3%のTeO2、0〜10%のZnO、0〜5%のCaO、0〜5%のSrO、0〜5%のB2O3、0〜5%のGa2O3、0〜3%のGeO2、0〜3%のIn2O3、0〜3%のLa2O3、及び0〜3%のWO3を含むガラス組成物からなることを特徴としている。 The glass for optical heat sealing of the present invention is expressed in mol% on the basis of oxide, 27 to 33% P 2 O 5 , 50 to 70% SnO, 0.5 to 3% TeO 2 , 0 to 10%. ZnO, 0-5% CaO, 0-5% SrO, 0-5% B 2 O 3 , 0-5% Ga 2 O 3 , 0-3% GeO 2 , 0-3% It is characterized by comprising a glass composition containing In 2 O 3 , 0 to 3% La 2 O 3 , and 0 to 3% WO 3 .
本発明の封着材料層付きガラス部材は、封止領域を有するガラス基板と、前記ガラス基板の前記封止領域上に設けられ、本発明の光加熱封着用ガラスと低膨張充填材とを含有する封着材料の焼成層からなる封着材料層とを具備することを特徴としている。 The glass member with a sealing material layer of the present invention includes a glass substrate having a sealing region, the glass for light heating sealing of the present invention, and a low expansion filler provided on the sealing region of the glass substrate. And a sealing material layer made of a fired layer of the sealing material.
本発明の電子デバイスは、第1の封止領域を備える第1の表面を有する第1のガラス基板と、前記第1の封止領域に対応する第2の封止領域を備える第2の表面を有し、前記第2の表面が前記第1の表面と対向するように、前記第1のガラス基板上に所定の間隙を持って配置された第2のガラス基板と、前記第1のガラス基板と前記第2のガラス基板との間に設けられた電子素子部と、前記電子素子部を封止するように、前記第1のガラス基板の前記第1の封止領域と前記第2のガラス基板の前記第2の封止領域との間に形成され、本発明の光加熱封着用ガラスと低膨張充填材とを含有する封着材料の溶融固着層からなる封着層とを具備することを特徴としている。 An electronic device according to the present invention includes a first glass substrate having a first surface including a first sealing region, and a second surface including a second sealing region corresponding to the first sealing region. A second glass substrate disposed on the first glass substrate with a predetermined gap so that the second surface faces the first surface, and the first glass An electronic element provided between the substrate and the second glass substrate; and the first sealing region of the first glass substrate and the second so as to seal the electronic element. A sealing layer formed between the second sealing region of the glass substrate and made of a melt-fixed layer of a sealing material containing the light heat sealing glass of the present invention and a low expansion filler. It is characterized by that.
本発明の電子デバイスの製造方法は、第1の封止領域を備える第1の表面を有する第1のガラス基板を用意する工程と、前記第1の封止領域に対応する第2の封止領域と、前記第2の封止領域上に形成され、本発明の光加熱封着用ガラスと低膨張充填材とを含有する封着材料の焼成層からなる封着材料層とを備える第2の表面を有する第2のガラス基板を用意する工程と、前記第1のガラス基板と前記第2のガラス基板とを、前記第1の表面と前記第2の表面とが対向するように前記封着材料層を介して積層する工程と、前記第1のガラス基板又は前記第2のガラス基板を通して前記封着材料層に光を照射して加熱し、前記封着材料層を溶融させて前記第1のガラス基板と前記第2のガラス基板との間に設けられる電子素子部を封止する封着層を形成する工程とを具備することを特徴としている。 The electronic device manufacturing method of the present invention includes a step of preparing a first glass substrate having a first surface including a first sealing region, and a second sealing corresponding to the first sealing region. And a sealing material layer formed on the second sealing region and comprising a fired layer of a sealing material containing the light heat sealing glass of the present invention and a low expansion filler. Preparing a second glass substrate having a surface; and sealing the first glass substrate and the second glass substrate so that the first surface and the second surface face each other. A step of laminating through the material layer, and heating the sealing material layer by irradiating the sealing material layer with light through the first glass substrate or the second glass substrate, thereby melting the sealing material layer and Sealing for sealing an electronic element portion provided between the glass substrate and the second glass substrate It is characterized by comprising a step of forming a.
本発明の光加熱封着用ガラスは、比較的少量のTeO2で黒色化されているため、ガラス転移温度の上昇を抑制しつつ、広い波長域で十分な光吸収率を得ることができる。従って、低温での光加熱による封着を実現することが可能となる。 Since the glass for light heat sealing of the present invention is blackened with a relatively small amount of TeO 2 , a sufficient light absorption rate can be obtained in a wide wavelength region while suppressing an increase in the glass transition temperature. Therefore, sealing by light heating at a low temperature can be realized.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。図1は本発明の実施形態による電子デバイスを示す図、図2は電子デバイスの製造工程を示す図、図3ないし図6はそれに用いるガラス基板の構成を示す図である。図1に示す電子デバイス1は、OELD、FED、PDP、LCD等のFPD、OEL素子等の発光素子を使用した照明装置、あるいは色素増感型太陽電池のような太陽電池等を構成するものである。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing an electronic device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a manufacturing process of the electronic device, and FIGS. 3 to 6 are views showing a configuration of a glass substrate used therefor. The
電子デバイス1は第1のガラス基板2と第2のガラス基板3とを具備している。第1及び第2のガラス基板2、3は、例えば各種公知の組成を有するソーダライムガラスや無アルカリガラス等で構成される。ソーダライムガラスは80〜90×10-7/℃程度の熱膨張係数を有している。無アルカリガラスは35〜40×10-7/℃程度の熱膨張係数を有している。ただし、ガラス基板2、3の材質は特に限定されるものではない。
The
第1のガラス基板2の表面2aとそれと対向する第2のガラス基板3の表面3aとの間には、電子デバイス1に応じた電子素子部(図示せず)が設けられる。電子素子部は、例えばOELDやOEL照明であればOEL素子、PDPであればプラズマ発光素子、LCDであれば液晶表示素子、太陽電池であれば色素増感型太陽電池素子(色素増感型光電変換部素子)等を備えている。表示素子、発光素子、色素増感型太陽電池素子等を備える電子素子部は各種公知の構造を有している。この実施形態の電子デバイス1は電子素子部の素子構造に限定されるものではない。
An electronic element portion (not shown) corresponding to the
電子デバイス1における電子素子部は、第1及び第2のガラス基板2、3の表面2a、3aの少なくとも一方に形成された素子膜、電極膜、配線膜等により構成される。OELD、FED、PDP等においては、一方のガラス基板3(2)の表面3a(2a)に形成された素子構造体により電子素子部が構成される。この場合、他方のガラス基板2(3)は封止用基板となるが、フィルタ膜等が形成される場合もある。また、LCDや色素増感型太陽電池素子等においては、ガラス基板2、3の各表面2a、3aに素子構造を形成する素子膜、電極膜、配線膜等が形成され、これらにより電子素子部が構成される。
The electronic element part in the
電子デバイス1の作製に用いられる第1のガラス基板2の表面2aには、図3に示すように第1の封止領域4が設けられている。第2のガラス基板3の表面3aには、図5に示すように第1の封止領域4に対応する第2の封止領域5が設けられている。第1及び第2の封止領域4、5は封着層の形成領域(第2の封止領域5については封着材料層の形成領域)となる。第1及び第2の封止領域4、5で囲われた部分が素子領域となり、この素子領域に電子素子部が設けられる。
As shown in FIG. 3, a first sealing region 4 is provided on the
第1のガラス基板2と第2のガラス基板3とは、第1の封止領域4を有する表面2aと第2の封止領域5を有する表面3aとが対向するように、所定の間隙を持って配置されている。第1のガラス基板2と第2のガラス基板3との間の間隙は、封着層6で封止されている。封着層6は電子素子部を封止するように、第1のガラス基板2の封止領域4と第2のガラス基板3の封止領域5との間に形成されている。第1のガラス基板2と第2のガラス基板3との間に設けられる電子素子部は、第1のガラス基板2と第2のガラス基板3と封着層6とで構成されたガラスパネルによって気密封止されている。
The
封着層6は、第2のガラス基板3の封止領域5上に形成された封着材料層7を溶融・固化させることによって、第1のガラス基板2の封止領域4に固着させた溶融固着層からなるものである。封着材料層7はレーザ光等の光を用いた局所加熱により溶融される。すなわち、電子デバイス1の作製に用いられる第2のガラス基板3の封止領域5には、図5及び図6に示すように枠状の封着材料層7が形成されている。第2のガラス基板3の封止領域5に形成された封着材料層7をレーザ光等で急熱・急冷し、第1のガラス基板2の封止領域5に溶融固着させることによって、第1のガラス基板2と第2のガラス基板3との間の空間(素子配置空間)を気密封止する封着層6が形成される。
The sealing layer 6 was fixed to the sealing region 4 of the
封着材料層7は、封着用ガラスと低膨張充填材とを含有する封着材料の焼成層である。封着材料はその熱膨張率をガラス基板2、3の熱膨張率と整合させる上で、低膨張充填材を含有している。封着材料は低膨張充填材以外の添加材を必要に応じて含有していてもよい。封着材料の主成分としての封着用ガラスには、酸化物基準のモル%表示で、27〜33%のP2O5、50〜70%のSnO、0.5〜3%のTeO2、0〜10%のZnO、0〜5%のCaO、0〜5%のSrO、0〜5%のB2O3、0〜5%のGa2O3、0〜3%のGeO2、0〜3%のIn2O3、0〜3%のLa2O3、及び0〜3%のWO3を含む錫−リン酸系ガラス組成物が用いられる。
The sealing
この実施形態で用いる封着用ガラス(錫−リン酸系ガラス組成物)において、P2O5はガラス骨格を形成してガラスを安定化させる必須の成分であり、封着用ガラス中に27〜33モル%の範囲で含有させる。P2O5の含有量が27モル%未満であるとガラス転移温度(Tg)が高くなる。P2O5の含有量が33モル%を超えると環境(特に水分)に対する耐久性が低下する。ガラスの安定性や環境への耐久性等を考慮して、P2O5の含有量は特に30〜32モル%の範囲とすることが好ましい。 In the sealing glass (tin-phosphate glass composition) used in this embodiment, P 2 O 5 is an essential component that stabilizes the glass by forming a glass skeleton, and 27 to 33 in the sealing glass. It is contained in the range of mol%. When the content of P 2 O 5 is less than 27 mol%, the glass transition temperature (Tg) increases. When the content of P 2 O 5 exceeds 33 mol%, durability against the environment (especially moisture) decreases. Considering the stability of the glass and the durability to the environment, the content of P 2 O 5 is particularly preferably in the range of 30 to 32 mol%.
SnOはガラスの軟化温度を低下させると共に、ガラスの流動性を向上させる必須の成分であり、封着用ガラス中に50〜70モル%の範囲で含有させる。SnOの含有量が50モル%未満であるとガラスの軟化温度が高くなり、封着工程におけるガラスの流動性が低下する。さらに、黒色化したガラスを薄型化した際の光透過率が高くなり、レーザ光等の吸収能が低下するため、レーザ光等による十分な加熱が困難となる。SnOの含有量が70モル%を超えるとガラス化が困難になる。SnOの含有量はP2O5との合計含有量が85〜99モル%の範囲となるように設定することがより好ましく、これによりガラス転移温度(Tg)をさらに低下させることが可能となる。 SnO is an essential component that lowers the softening temperature of the glass and improves the fluidity of the glass, and is contained in the sealing glass in the range of 50 to 70 mol%. When the content of SnO is less than 50 mol%, the softening temperature of the glass increases, and the fluidity of the glass in the sealing step decreases. Furthermore, since the light transmittance when the blackened glass is thinned is increased and the absorptivity of the laser beam or the like is reduced, it is difficult to sufficiently heat the laser beam or the like. If the SnO content exceeds 70 mol%, vitrification becomes difficult. The content of SnO is more preferably set so that the total content with P 2 O 5 is in the range of 85 to 99 mol%, thereby further reducing the glass transition temperature (Tg). .
TeO2はガラスを黒色化するための必須の成分であり、封着用ガラス中に0.5〜3モル%の範囲で含有させる。TeO2の含有量が0.5モル%未満であるとガラスの光吸収率を十分に向上させることができず、光照射による加熱が不十分となりやすいため、レーザ光等による封着工程の信頼性が低下する。TeO2の含有量が3モル%を超えるとガラス化が困難になる。TeO2の含有量は、特に0.5〜1モル%の範囲とすることが好ましく、これによりガラス転移温度(Tg)をより一層低下させた黒色ガラス、すなわち光吸収率が高いガラスを安定して得ることが可能となる。 TeO 2 is an essential component for blackening the glass, and is contained in the sealing glass in a range of 0.5 to 3 mol%. If the TeO 2 content is less than 0.5 mol%, the light absorption rate of the glass cannot be sufficiently improved, and heating by light irradiation tends to be insufficient. Sex is reduced. When the content of TeO 2 exceeds 3 mol%, vitrification becomes difficult. The content of TeO 2 is particularly preferably in the range of 0.5 to 1 mol%, thereby stabilizing a black glass having a further lowered glass transition temperature (Tg), that is, a glass having a high light absorption rate. Can be obtained.
上述した3成分(基本成分)で形成されるガラス組成物は、レーザ光等の吸収能に優れると共に、ガラス転移温度(Tg)が低く、低温での光加熱封着用の材料に適したものであるが、さらにZnO、CaO、SrO、B2O3、Ga2O3、GeO2、In2O3、La2O3、WO3等の任意成分を含有してもよい。ただし、任意成分の合計含有量が多すぎると、ガラスが不安定となってガラス製造時に失透が発生したり、また失透が発生しないまでもガラスの結晶化傾向が強くなりすぎて、加熱途中にガラスが軟化流動せずに結晶化してしまうおそれがあるため、任意成分の合計含有量は20モル%以下とすることが好ましく、より好ましくは15モル%以下、特に好ましくは12モル%以下である。 The glass composition formed of the above-described three components (basic components) is excellent in the ability to absorb laser light and the like, has a low glass transition temperature (Tg), and is suitable as a material for light heating sealing at low temperatures. In addition, optional components such as ZnO, CaO, SrO, B 2 O 3 , Ga 2 O 3 , GeO 2 , In 2 O 3 , La 2 O 3 , and WO 3 may be further contained. However, if the total content of the optional components is too large, the glass becomes unstable and devitrification occurs during glass production, and the crystallization tendency of the glass becomes too strong even if devitrification does not occur. Since the glass may crystallize without softening and flowing in the middle, the total content of optional components is preferably 20 mol% or less, more preferably 15 mol% or less, particularly preferably 12 mol% or less. It is.
ZnOはガラスの耐水性を向上させ、また熱膨張係数を低下させる等の効果を有するため、0〜10モル%の範囲で含有させることが好ましい。ZnOの含有量が10モル%を超えると失透が発生しやすくなる。ZnOによるガラスの耐水性向上効果を得る上で、ZnOの含有量は1モル%以上とすることが好ましい。なお、ZnOの含有量はSnOの含有量の1/7以下とすることが好ましい。ZnOの含有量がSnOの含有量の1/7を超えるとガラスの軟化温度が高くなりすぎたり、結晶化が促進されたりするおそれがある。 Since ZnO has effects such as improving the water resistance of the glass and lowering the thermal expansion coefficient, it is preferably contained in the range of 0 to 10 mol%. When the content of ZnO exceeds 10 mol%, devitrification tends to occur. In order to obtain the effect of improving the water resistance of the glass by ZnO, the content of ZnO is preferably 1 mol% or more. The ZnO content is preferably 1/7 or less of the SnO content. If the ZnO content exceeds 1/7 of the SnO content, the glass softening temperature may become too high, or crystallization may be promoted.
CaOはガラスの結晶化を抑制すると共に、熱膨張係数を低下させる成分であり、0〜5モル%の範囲で含有させることが好ましい。CaOの含有量が5モル%を超えるとガラスが不安定になる。CaOによる結晶化の抑制効果を得る上で、CaOの含有量は0.5モル%以上とすることが好ましく、より好ましくは1モル%以上である。特に、CaOの含有量を0.5〜3モル%の範囲とすることで、広い温度範囲での封着が可能になる。 CaO is a component that suppresses crystallization of glass and lowers the thermal expansion coefficient, and is preferably contained in the range of 0 to 5 mol%. If the content of CaO exceeds 5 mol%, the glass becomes unstable. In order to obtain an effect of suppressing crystallization by CaO, the content of CaO is preferably 0.5 mol% or more, more preferably 1 mol% or more. In particular, when the CaO content is in the range of 0.5 to 3 mol%, sealing in a wide temperature range is possible.
B2O3はCaOによる結晶化抑制をサポートする成分として5モル%以下の範囲で含有させてもよい。B2O3の含有量が5モル%を超えると、ガラスの屈折率が小さくなる上に、耐水性等の化学的耐久性が低下するおそれがある。 B 2 O 3 may be contained in a range of 5 mol% or less as a component that supports suppression of crystallization by CaO. When the content of B 2 O 3 exceeds 5 mol%, the refractive index of the glass becomes small and the chemical durability such as water resistance may be lowered.
SrOはガラスの結晶化を抑制する成分として5モル%以下の範囲で含有させてもよい。SrOの含有量が5モル%を超えると、ガラスが不安定になったり、また熱膨張係数が大きくなりすぎるおそれがある。 SrO may be contained in a range of 5 mol% or less as a component for suppressing crystallization of glass. If the SrO content exceeds 5 mol%, the glass may become unstable or the thermal expansion coefficient may become too large.
Ga2O3は耐水性を向上させると共に、ガラスを安定化させる成分として5モル%以下の範囲で含有させてもよい。Ga2O3の含有量が5モル%を超えると、ガラスの軟化温度が高くなり、ガラス転移温度(Tg)が例えば310℃を超えるおそれがあるため、低温での封着性が低下する。Ga2O3の含有量は4モル%以下とすることがより好ましく、特に3モル%以下とすることが望ましい。 Ga 2 O 3 may be contained in a range of 5 mol% or less as a component for improving water resistance and stabilizing the glass. When the content of Ga 2 O 3 exceeds 5 mol%, the glass softening temperature increases and the glass transition temperature (Tg) may exceed, for example, 310 ° C., so that the sealing property at low temperatures is lowered. The content of Ga 2 O 3 is more preferably 4 mol% or less, and particularly preferably 3 mol% or less.
GeO2は耐水性を向上させると共に、ガラスを安定化させる成分として3モル%以下の範囲で含有させてもよい。GeO2の含有量が3モル%を超えると、ガラスの軟化温度が高くなり、ガラス転移温度(Tg)が例えば310℃を超えるおそれがある。GeO2の含有量は2モル%以下とすることがより好ましく、特に1モル%以下とすることが望ましい。 GeO 2 may be contained in the range of 3 mol% or less as a component for improving water resistance and stabilizing the glass. When the content of GeO 2 exceeds 3 mol%, the softening temperature of the glass increases, and the glass transition temperature (Tg) may exceed, for example, 310 ° C. The content of GeO 2 is more preferably 2 mol% or less, and particularly preferably 1 mol% or less.
In2O3は耐水性を向上させると共に、ガラスを安定化させる成分として3モル%以下の範囲で含有させてもよい。In2O3の含有量が3モル%を超えると、ガラスの軟化温度が高くなり、ガラス転移温度(Tg)が例えば310℃を超えるおそれがあるため、低温での封着性が低下する。In2O3の含有量は2モル%以下とすることがより好ましく、特に1モル%以下とすることが望ましい。 In 2 O 3 may be contained in a range of 3 mol% or less as a component for improving water resistance and stabilizing the glass. When the content of In 2 O 3 exceeds 3 mol%, the glass softening temperature increases and the glass transition temperature (Tg) may exceed, for example, 310 ° C., so that the sealing property at low temperatures is lowered. The content of In 2 O 3 is more preferably 2 mol% or less, and particularly preferably 1 mol% or less.
La2O3は耐水性を向上させると共に、ガラスを安定化させる成分として3モル%以下の範囲で含有させてもよい。La2O3の含有量が3モル%を超えると、ガラスの軟化温度が高くなり、ガラス転移温度(Tg)が例えば310℃を超えるおそれがあるため、低温での封着性が低下する。La2O3の含有量は2モル%以下とすることがより好ましく、特に1モル%以下とすることが望ましい。 La 2 O 3 may be contained in the range of 3 mol% or less as a component for improving water resistance and stabilizing the glass. When the content of La 2 O 3 exceeds 3 mol%, the softening temperature of the glass becomes high and the glass transition temperature (Tg) may exceed, for example, 310 ° C., so that the sealing property at a low temperature is lowered. The content of La 2 O 3 is more preferably 2 mol% or less, and particularly preferably 1 mol% or less.
WO3は耐水性を向上させると共に、ガラスを安定化させる成分として3モル%以下の範囲で含有させてもよい。WO3の含有量が3モル%を超えると、ガラスの軟化温度が高くなり、ガラス転移温度(Tg)が例えば310℃を超えるおそれがあるため、低温での封着性が低下する。WO3の含有量は2モル%以下とすることがより好ましく、特に1モル%以下とすること望ましい。 WO 3 may be contained in a range of 3 mol% or less as a component for improving water resistance and stabilizing the glass. When the content of WO 3 exceeds 3 mol%, the softening temperature of the glass becomes high and the glass transition temperature (Tg) may exceed, for example, 310 ° C., so that the sealing property at a low temperature is lowered. The content of WO 3 is more preferably 2 mol% or less, and particularly preferably 1 mol% or less.
封着用ガラスとして用いる錫−リン酸系ガラス組成物は、上記した各成分から実質的になるものであるが、その目的を損なわない範囲でその他の成分、例えばMgO、Bi2O3、Y2O3、Gd2O3、Ce2O3、CeO2、TiO2、Ta2O5等を含有していてもよい。なお、封着用ガラスはPbOを実質的に含有しないことが好ましい。さらに、封着用ガラスはLi2O、Na2O、K2O等を実質的に含有しないことが好ましい。これらの化合物がガラス中に有意な量で存在すると、封着時に電子素子部の電極や配線等にイオン拡散し、電子素子部に劣化や特性低下が生じるおそれがある。 The tin-phosphate glass composition used as the sealing glass is substantially composed of the above-described components, but other components such as MgO, Bi 2 O 3 , Y 2 within the range not impairing the purpose. O 3 , Gd 2 O 3 , Ce 2 O 3 , CeO 2 , TiO 2 , Ta 2 O 5 and the like may be contained. In addition, it is preferable that the glass for sealing does not contain PbO substantially. Further, it is preferable that the sealing glass does not contain Li 2 O, Na 2 O, the K 2 O or the like substantially. If these compounds are present in a significant amount in the glass, ions may diffuse into the electrodes, wirings, etc. of the electronic element part at the time of sealing, and the electronic element part may be deteriorated or deteriorated in characteristics.
上述した錫−リン酸系ガラス組成物において、ガラスが黒色になる理由は必ずしも十分に判明していないが、ガラス作製工程中の高温溶融状態でTe4+イオンの一部、あるいはTe4+イオン及びSn2+イオンの一部が準安定な価数になり、局所的に半導体類似の構造が生じるためと考えられる。TeO2により黒色化したガラスは、例えば400〜1600nmの広い波長範囲で十分な光吸収率を示すことから、レーザ光源や高輝度光源から照射される光ビームで良好に加熱することができる。この実施形態の錫−リン酸系ガラス組成物は、それをガラス化して鏡面研磨した厚さ2mmの板にしたとき、400〜1600nmの波長範囲での直線光透過率が10%以下の光吸収能を有するものである。 In the tin-phosphate glass composition described above, the reason why the glass turns black is not necessarily fully understood, but a part of Te 4+ ions or Te 4+ ions in a high-temperature molten state during the glass production process. It is considered that a part of the Sn 2+ ions have a metastable valence, and a semiconductor-like structure is locally generated. Since the glass blackened with TeO 2 exhibits a sufficient light absorption rate in a wide wavelength range of, for example, 400 to 1600 nm, it can be satisfactorily heated with a light beam emitted from a laser light source or a high-intensity light source. The tin-phosphate glass composition of this embodiment has a light absorption with a linear light transmittance of 10% or less in a wavelength range of 400 to 1600 nm when it is vitrified and formed into a mirror-polished plate having a thickness of 2 mm. It has the ability.
図7はP2O5とSnOを主成分とするガラス組成物にTeO2を配合して作製したガラスの光透過率を、TeO2を配合していないガラス、またTeO2に代えてFe2O3やCuOを配合したガラスの光透過率と比較して示す図である。図7から明らかなように、TeO2を配合したガラスは400〜1600nmの広い波長範囲で光透過率が低く、具体的には10%以下となっていることが分かる。これに対して、Fe2O3を配合したガラスは1050nm付近で光透過率が低下しており、例えばNd:YAGレーザ光等を吸収することができるものの、TeO2を配合したガラスに比べて透過光強度が低下する波長範囲が狭く、また光透過率の低下は不十分であることが分かる。また、CuOを配合したガラスの光透過率は配合前のガラスに対して紫外吸収端が長波長側になっているものの、ほとんど変わらないことが分かる。 Figure 7 is the light transmittance of the glass prepared by blending the TeO 2 in the glass composition composed mainly of a P 2 O 5 and SnO, instead of glass not blended TeO 2, also the TeO 2 Fe 2 O 3 and is a graph showing by comparison with the light transmittance of the glass compounded with CuO. As can be seen from FIG. 7, the glass blended with TeO 2 has a low light transmittance in a wide wavelength range of 400 to 1600 nm, specifically 10% or less. In contrast, the glass containing Fe 2 O 3 has a reduced light transmittance around 1050 nm, and can absorb, for example, Nd: YAG laser light, etc., but compared with glass containing TeO 2. It can be seen that the wavelength range in which the transmitted light intensity decreases is narrow, and the decrease in light transmittance is insufficient. Further, it can be seen that the light transmittance of the glass blended with CuO is almost the same as that of the glass before blending although the ultraviolet absorption edge is on the long wavelength side.
さらに、TeO2含有の錫−リン酸系ガラス組成物は、比較的少量のTeO2で黒色化が可能であるため、基本成分(P2O5やSnO)による低い軟化温度を維持することができ、またガラス転移温度(Tg)の上昇等を抑制することができる。封着用ガラスのガラス転移温度(Tg)は240〜310℃の範囲であることが好ましい。この実施形態の錫−リン酸系ガラス組成物からなる封着用ガラスを用いることによって、レーザ光源や高輝度光源から照射される光ビームによる封着温度を低温化することが可能となる。また、従来の錫−リン酸系ガラス組成物に比べて結晶化しにくいため、封着材料のペーストを封着工程に適用することが可能となる。これは封着工程の量産性の向上に寄与する。 Moreover, tin TeO 2 content - phosphate glass composition, since it is possible to blacken a relatively small amount of TeO 2, to maintain a low softening temperature by the fundamental component (P 2 O 5 and SnO) And an increase in the glass transition temperature (Tg) can be suppressed. The glass transition temperature (Tg) of the sealing glass is preferably in the range of 240 to 310 ° C. By using the sealing glass made of the tin-phosphate glass composition of this embodiment, it becomes possible to lower the sealing temperature by the light beam emitted from the laser light source or the high-intensity light source. Moreover, since it is hard to crystallize compared with the conventional tin-phosphate type glass composition, it becomes possible to apply the paste of sealing material to a sealing process. This contributes to the improvement of mass productivity in the sealing process.
封着材料は上述した封着用ガラス(錫−リン酸系ガラス組成物)と低膨張充填材とを含有している。低膨張充填材としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、珪酸ジルコニウム、チタン酸アルミニウム、ムライト、コージェライト、ユークリプタイト、スポジュメン、リン酸ジルコニウム系化合物、酸化錫系化合物、及び石英固溶体から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。リン酸ジルコニウム系化合物としては、(ZrO)2P2O7、NaZr2(PO4)3、KZr2(PO4)3、Ca0.5Zr2(PO4)3、Na0.5Nb0.5Zr1.5(PO4)3、K0.5Nb0.5Zr1.5(PO4)3、Ca0.25Nb0.5Zr1.5(PO4)3、NbZr(PO4)3、Zr2(WO3)(PO4)2、これらの複合化合物が挙げられる。低膨張充填材とは封着材料の主成分である封着ガラスより低い熱膨張係数を有するものである。 The sealing material contains the sealing glass (tin-phosphate glass composition) and the low expansion filler described above. The low expansion filler is at least one selected from silica, alumina, zirconia, zirconium silicate, aluminum titanate, mullite, cordierite, eucryptite, spodumene, zirconium phosphate compound, tin oxide compound, and quartz solid solution. It is preferable to use seeds. Zirconium phosphate compounds include (ZrO) 2 P 2 O 7 , NaZr 2 (PO 4 ) 3 , KZr 2 (PO 4 ) 3 , Ca 0.5 Zr 2 (PO 4 ) 3 , Na 0.5 Nb 0.5 Zr 1.5 ( PO 4 ) 3 , K 0.5 Nb 0.5 Zr 1.5 (PO 4 ) 3 , Ca 0.25 Nb 0.5 Zr 1.5 (PO 4 ) 3 , NbZr (PO 4 ) 3 , Zr 2 (WO 3 ) (PO 4 ) 2 , these Examples include complex compounds. The low expansion filler has a lower thermal expansion coefficient than the sealing glass which is the main component of the sealing material.
低膨張充填材の含有量は封着材料に対して0.1〜50体積%の範囲とすることが好ましい。低膨張充填材の含有量が0.1体積%未満であると、封着材料の熱膨張係数を十分に低下させることができない。封着材料の熱膨張係数が大きいと、光ビームによる局所的な急熱・急冷プロセスに起因してガラス基板2、3と封着層6との接着界面やその近傍に残留応力が生じやすい。接着界面やその近傍に生じる残留応力は、ガラス基板2、3や封着層6にクラックや割れ等を生じさせたり、またガラス基板2、3と封着層6との接着強度や接着信頼性を低下させる原因となる。低膨張充填材の含有量が50体積%を超えると、封着材料の溶融時の流動性が低下して、ガラス基板2、3と封着層6のクラックや割れが生じたり、ガラス基板と封着層との接着強度や接着信頼性の低下が生じやすくなる。
The content of the low expansion filler is preferably in the range of 0.1 to 50% by volume with respect to the sealing material. When the content of the low expansion filler is less than 0.1% by volume, the thermal expansion coefficient of the sealing material cannot be sufficiently reduced. When the thermal expansion coefficient of the sealing material is large, residual stress is likely to be generated at or near the bonding interface between the
上述したように、この実施形態の錫−リン酸系ガラス組成物からなる封着ガラスを含有する封着材料は、封着ガラスが広い波長範囲で十分な光吸収率を有し、かつガラス転移温度(Tg)が低いことから、レーザ光源や高輝度光源から照射される光ビームを用いた封着工程を低温で実施することができる。また、封着ガラス自体が十分な光吸収率を有するため、別途光吸収材を添加する必要がなく、光吸収材を添加した場合に比べて封着工程時の封着材料の流動性を高めることができる。従って、封着層6の形成温度(封着温度)の低温化と封着層6による気密封止性の向上とを両立させることが可能となる。 As described above, the sealing material containing the sealing glass composed of the tin-phosphate glass composition of this embodiment is such that the sealing glass has a sufficient light absorption rate in a wide wavelength range and has a glass transition. Since temperature (Tg) is low, the sealing process using the light beam irradiated from a laser light source or a high-intensity light source can be implemented at low temperature. Moreover, since the sealing glass itself has a sufficient light absorption rate, it is not necessary to add a light absorbing material separately, and the fluidity of the sealing material during the sealing process is increased as compared with the case where a light absorbing material is added. be able to. Therefore, it is possible to achieve both the lowering of the formation temperature (sealing temperature) of the sealing layer 6 and the improvement of the hermetic sealing property by the sealing layer 6.
この実施形態の電子デバイス1は、例えば以下のようにして作製される。まず、図2(a)に示すように、第1のガラス基板2と封着材料層7を有する第2のガラス基板3とを用意する。封着材料層7は、封着ガラスと低膨張充填材とを含有する封着材料をビヒクルと混合して封着材料ペーストを調製し、これを第2のガラス基板3の封止領域5に塗布した後に乾燥及び焼成することにより形成される。封着ガラスと低膨張充填材の具体的な構成は前述した通りである。
The
封着材料ペーストの調製に用いられるビヒクルとしては、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、オキシエチルセルロース、ベンジルセルロース、プロピルセルロース、ニトロセルロース等の樹脂を、ターピネオール、ブチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート等の溶剤に溶解したもの、またメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリテート、2−ヒドロキシエチルメタアクリレート等のアクリル系樹脂を、メチルエチルケトン、ターピネオール、ブチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート等の溶剤に溶解したものが挙げられる。 Vehicles used for the preparation of the sealing material paste include resins such as methylcellulose, ethylcellulose, carboxymethylcellulose, oxyethylcellulose, benzylcellulose, propylcellulose, and nitrocellulose, and solvents such as terpineol, butylcarbitol acetate, and ethylcarbitol acetate. Acrylic resins such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, and the like dissolved in methyl ethyl ketone, terpineol, butyl carbitol acetate, ethyl carbitol acetate And those dissolved in a solvent such as
封着材料ペーストの粘度は、ガラス基板3に塗布する装置に対応した粘度に合わせればよく、樹脂(バインダ成分)と溶剤の割合や封着材料とビヒクルの割合により調整することができる。封着材料ペーストには、希釈用の溶剤、消泡剤や分散剤のようなガラスペーストで公知の添加物を加えてもよい。封着材料ペーストの調製には、撹拌翼を備えた回転式の混合機やロールミル、ボールミル等を用いた公知の方法を適用することができる。
The viscosity of the sealing material paste may be adjusted to the viscosity corresponding to the apparatus applied to the
第2のガラス基板3の封止領域5に封着材料ペーストを塗布し、これを乾燥させて封着材料ペーストの塗布層を形成する。封着材料ペーストは、例えばスクリーン印刷やグラビア印刷等の印刷法を適用して第2の封止領域5上に塗布したり、あるいはディスペンサ等を用いて第2の封止領域5に沿って塗布する。封着材料ペーストの塗布層は、例えば120℃以上の温度で10分以上乾燥させることが好ましい。乾燥工程は塗布層内の溶剤を除去するために実施するものである。塗布層内に溶剤が残留していると、その後の焼成工程でバインダ成分を十分に除去することができないおそれがある。
A sealing material paste is applied to the sealing
上記した封着材料ペーストの塗布層を焼成して封着材料層7を形成する。焼成工程は、まず塗布層を封着材料の主成分である封着用ガラス(錫−リン酸系ガラス組成物)のガラス転移温度(Tg)以下の温度に加熱し、塗布層内のバインダ成分を除去した後、封着用ガラスの軟化温度以上の温度に加熱し、封着材料を溶融してガラス基板3に焼き付ける。このようにして、封着材料の焼成層からなる封着材料層7を形成する。
The sealing
次に、図2(b)に示すように、第1のガラス基板2と第2のガラス基板3とを、それらの表面2a、3a同士が対向するように封着材料層7を介して積層する。次いで、図2(c)に示すように、第2のガラス基板3(又は第1のガラス基板2)を通して封着材料層7にレーザ光等の光ビーム8を照射する。光ビーム8は、例えば枠状の封着材料層7に沿って走査しながら照射される。レーザ光は特に限定されず、半導体レーザ、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、YAGレーザ、HeNeレーザ等からのレーザ光が使用される。光ビーム8レーザ光に限らず、高輝度光源から出射される光ビームであってもよい。
Next, as shown in FIG.2 (b), the
封着材料層7はそれに沿って走査される光ビーム8が照射された部分から順に溶融し、光ビーム8の照射終了と共に急冷固化されて第1のガラス基板2に固着する。そして、封着材料層7の全周にわたって光ビーム8を照射することによって、図2(d)に示すように第1のガラス基板2と第2のガラス基板3との間を封止する封着層6が形成される。このようにして、第1のガラス基板2と第2のガラス基板3と封着層6とで構成したガラスパネルで電子素子部を気密封止した電子デバイス1を作製する。なお、封着用ガラスは電子デバイス1の封着に限らず、電子部品パッケージ、照明用バルブ、複層ガラスのようなガラス部材等の封着にも適用することが可能である。
The sealing
次に、本発明の具体的な実施例及びその評価結果について述べる。なお、以下の説明は本発明を限定するものではない。 Next, specific examples of the present invention and evaluation results thereof will be described. The following description does not limit the present invention.
(実施例1〜31)
表1〜3に示す組成となるように、Sn2P2O7、SnO、ZnO、TeO2、Zn(PO3)2、Ca(PO3)2、SrCO3、B2O3、Ga2O3、GeO2、In2O3、La2O3、及びWO3の各原料粉末を全成分の合計量が200gとなるように調合し、これら調合物を十分に混合した。各混合粉末を石英製のルツボに入れ、石英製の蓋をして950℃の電気炉で30分間溶融した。この後、蓋を外して融液をカーボン板上に流し出して急冷することによって、それぞれガラスを得た。なお、以上の工程は全て乾燥窒素雰囲気のグローブボックス中で実施した。
(Examples 1-31)
Sn 2 P 2 O 7 , SnO, ZnO, TeO 2 , Zn (PO 3 ) 2 , Ca (PO 3 ) 2 , SrCO 3 , B 2 O 3 , Ga 2 so that the compositions shown in Tables 1 to 3 are obtained. Each raw material powder of O 3 , GeO 2 , In 2 O 3 , La 2 O 3 , and WO 3 was prepared so that the total amount of all components was 200 g, and these preparations were mixed well. Each mixed powder was put into a quartz crucible, covered with a quartz lid, and melted in an electric furnace at 950 ° C. for 30 minutes. Thereafter, the lid was removed, and the melt was poured onto the carbon plate and quenched to obtain glasses. The above steps were all performed in a glove box with a dry nitrogen atmosphere.
得られた各ガラスについて、ガラス転移温度(Tg)及び光透過率を以下のようにして測定した。ガラス転移温度(Tg)は、粉末状に加工したサンプル250mgを白金パンに充填し、示差熱分析装置(理学社製、製品名:Thermo Plus TG8110)により10℃/分の昇温速度で測定した。光透過率は、ガラスを2mmの厚さに加工し、表裏面を鏡面加工したサンプルについて、400〜1600nmの波長範囲の直線光透過率を分光光度計(パーキンエルマー社製、製品名:ラムダ950)で測定した。各ガラスのガラス転移温度(Tg)と光透過率を表1〜3に併せて示す。 About each obtained glass, the glass transition temperature (Tg) and the light transmittance were measured as follows. The glass transition temperature (Tg) was measured at a rate of temperature increase of 10 ° C./min using a differential thermal analyzer (product name: Thermo Plus TG8110) filled with 250 mg of a sample processed into a powder form in a platinum pan. . The light transmittance is obtained by measuring the linear light transmittance in the wavelength range of 400 to 1600 nm with a spectrophotometer (manufactured by PerkinElmer, product name: Lambda 950) for a sample obtained by processing glass to a thickness of 2 mm and mirroring the front and back surfaces. ). Tables 1 to 3 show the glass transition temperature (Tg) and light transmittance of each glass.
(比較例1〜4)
表3に示すように、TeO2を配合していない調合物(比較例1〜2)と、TeO2に代えてFe2O3(比較例3)及びCuO(比較例4)を配合した調合物を用いて、実施例1と同様にしてガラスを作製した。これらガラスについても、ガラス転移温度(Tg)及び光透過率を実施例1と同様にして測定した。それらの結果を表3に併せて示す。
(Comparative Examples 1-4)
As shown in Table 3, a formulation not containing TeO 2 (Comparative Examples 1 and 2) and a formulation containing Fe 2 O 3 (Comparative Example 3) and CuO (Comparative Example 4) instead of TeO 2 Using the product, a glass was produced in the same manner as in Example 1. For these glasses, the glass transition temperature (Tg) and light transmittance were measured in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 3.
表1〜3から明らかなように、実施例1〜31によるガラスはいずれも光透過率が低く、広い波長範囲で十分な光吸収能を有することが分かる。また、TeO2を配合していない比較例1〜2と比べて、ガラス転移温度(Tg)の上昇も極僅かであることが分かる。従って、実施例1〜31のガラス組成物は、レーザ光等の光ビームで加熱する封着用ガラスに好適であることが分かる。 As is clear from Tables 1 to 3, it can be seen that all the glasses according to Examples 1 to 31 have low light transmittance and have sufficient light absorption ability in a wide wavelength range. Further, as compared with Comparative Examples 1-2 not blended with TeO 2, it can be seen increase in glass transition temperature (Tg) of is also negligible. Therefore, it turns out that the glass composition of Examples 1-31 is suitable for the glass for sealing heated with light beams, such as a laser beam.
(実施例32)
上記実施例1で作製した黒色のガラスを粉砕及び篩分し、平均粒径が6μm程度(最大粒径40〜70μm)の錫−リン酸系ガラス粉末を得た。次いで、錫−リン酸系ガラス粉末60質量%とリン酸ジルコニウム粉末40質量%とを混合して封着材料(封着用ガラス材料)を作製した。この封着材料90質量%とビヒクル10質量%とを混合して封着材料ペーストを調製した。ビヒクルはバインダ成分としてニトロセルロース(1.2質量%)をブチルカルビトールアセテート等の溶剤(98.8質量%)に溶解したものである。
(Example 32)
The black glass produced in Example 1 was crushed and sieved to obtain a tin-phosphate glass powder having an average particle size of about 6 μm (maximum particle size of 40 to 70 μm). Next, 60% by mass of tin-phosphate glass powder and 40% by mass of zirconium phosphate powder were mixed to prepare a sealing material (sealing glass material). A sealing material paste was prepared by mixing 90% by mass of the sealing material and 10% by mass of the vehicle. The vehicle is obtained by dissolving nitrocellulose (1.2% by mass) as a binder component in a solvent (98.8% by mass) such as butyl carbitol acetate.
次に、ソーダライムガラスからなるガラス基板に線幅1mmとなるように封着材料ペーストをスクリーン印刷法で塗布した後、120℃×10分の条件で乾燥した。乾燥後の封着材料ペーストの塗布層を昇温速度15℃/分で250℃まで昇温して脱バインダ処理した後、昇温速度30℃/分で460℃まで昇温し、この温度で10分間保持して焼成した。このようにして、膜厚が65μmの封着材料層を形成した。 Next, a sealing material paste was applied to a glass substrate made of soda lime glass by a screen printing method so as to have a line width of 1 mm, and then dried at 120 ° C. for 10 minutes. The coating layer of the sealing material paste after drying was heated to 250 ° C. at a temperature rising rate of 15 ° C./min and treated to remove the binder, and then heated to 460 ° C. at a temperature rising rate of 30 ° C./min. Baked for 10 minutes. In this way, a sealing material layer having a film thickness of 65 μm was formed.
上記した封着材料層を形成したガラス基板と、同組成のソーダライムガラスからなるガラス基板とを積層して試験用サンプルを作製した。次に、ガラス基板を通して封着材料層に対して、波長940nmの半導体レーザを5mm/秒の走査速度で走査しながら照射し、封着材料層を溶融並びに急冷固化することによって、ガラス基板の封着試験を行った。表4に各出力の半導体レーザによる封着試験結果を示す。 A test sample was prepared by laminating the glass substrate on which the sealing material layer described above was formed and a glass substrate made of soda lime glass having the same composition. Next, the sealing material layer is irradiated with a semiconductor laser having a wavelength of 940 nm while scanning at a scanning speed of 5 mm / second through the glass substrate, and the sealing material layer is melted and rapidly cooled and solidified, thereby sealing the glass substrate. A wearing test was conducted. Table 4 shows the results of the sealing test with each output semiconductor laser.
(実施例33)
実施例32と同様に、実施例2の黒色のガラスを用いて試験用サンプルを作製した。ただし、焼成後の封着材料層の膜厚は52μmとした。次いで、ガラス基板を通して接着材料層に対して、波長940nmの半導体レーザを5mm/秒の走査速度で走査しながら照射し、封着材料層を溶融並びに急冷固化することによって、ガラス基板の封着試験を行った。表4に各出力の半導体レーザによる封着試験結果を示す。
(Example 33)
Similarly to Example 32, a test sample was prepared using the black glass of Example 2. However, the film thickness of the sealing material layer after firing was 52 μm. Next, a sealing test of the glass substrate is performed by irradiating the adhesive material layer through the glass substrate while scanning with a semiconductor laser having a wavelength of 940 nm at a scanning speed of 5 mm / second to melt and rapidly solidify the sealing material layer. Went. Table 4 shows the results of the sealing test with each output semiconductor laser.
表4から明らかなように、実施例1の黒色ガラスを用いた場合には、出力70〜150Wの範囲で良好に接着(封着)することができた。この試験ではガラス基板が割れる条件はなく、高出力にも対応できる封着用ガラスであることが確認された。また、実施例2の黒色ガラスを用いた場合には、出力70W以下では接着不足であったものの、出力75〜150Wの範囲で良好に接着(封着)することができた。この試験ではガラス基板が割れる条件はなく、高出力にも対応できる接着用ガラスであることがわかった。これら実施例の結果から明らかなように、実施例の封着用ガラスを用いて作製したガラスパネルは、各種に電子デバイスに有効であることが分かる。
As is apparent from Table 4, when the black glass of Example 1 was used, it was able to adhere (seal) well in the range of
1…電子デバイス、2…第1のガラス基板、2a…第1の表面、3…第2のガラス基板、3a…第2の表面、4…第1の封止領域、5…第2の封止領域、6…封着層、7…封着材料層、8…光ビーム。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記ガラス基板の前記封止領域上に設けられ、請求項1乃至6のいずれか1項記載の光加熱封着用ガラスと低膨張充填材とを含有する封着材料の焼成層からなる封着材料層と
を具備することを特徴とする封着材料層付きガラス部材。 A glass substrate having a sealing region;
The sealing material which consists of a baking layer of the sealing material which is provided on the said sealing area | region of the said glass substrate, and contains the glass for light heating sealing of any one of Claim 1 thru | or 6, and a low expansion filler. A glass member with a sealing material layer.
前記第1の封止領域に対応する第2の封止領域を備える第2の表面を有し、前記第2の表面が前記第1の表面と対向するように、前記第1のガラス基板上に所定の間隙を持って配置された第2のガラス基板と、
前記第1のガラス基板と前記第2のガラス基板との間に設けられた電子素子部と、
前記電子素子部を封止するように、前記第1のガラス基板の前記第1の封止領域と前記第2のガラス基板の前記第2の封止領域との間に形成され、請求項1乃至6のいずれか1項記載の光加熱封着用ガラスと低膨張充填材とを含有する封着材料の溶融固着層からなる封着層と
を具備することを特徴とする電子デバイス。 A first glass substrate having a first surface with a first sealing region;
The first glass substrate has a second surface including a second sealing region corresponding to the first sealing region, and the second surface faces the first surface. A second glass substrate disposed with a predetermined gap between
An electronic element unit provided between the first glass substrate and the second glass substrate;
2. The device is formed between the first sealing region of the first glass substrate and the second sealing region of the second glass substrate so as to seal the electronic element portion. An electronic device comprising: a sealing layer formed of a melt-fixed layer of a sealing material containing the glass for light heat sealing according to any one of 1 to 6 and a low expansion filler.
前記第1の封止領域に対応する第2の封止領域と、前記第2の封止領域上に形成され、請求項1乃至6のいずれか1項記載の光加熱封着用ガラスと低膨張充填材とを含有する封着材料の焼成層からなる封着材料層とを備える第2の表面を有する第2のガラス基板を用意する工程と、
前記第1のガラス基板と前記第2のガラス基板とを、前記第1の表面と前記第2の表面とが対向するように前記封着材料層を介して積層する工程と、
前記第1のガラス基板又は前記第2のガラス基板を通して前記封着材料層にレーザ光を照射して加熱し、前記封着材料層を溶融させて前記第1のガラス基板と前記第2のガラス基板との間に設けられる電子素子部を封止する封着層を形成する工程と
を具備することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 Providing a first glass substrate having a first surface with a first sealing region;
The second sealing region corresponding to the first sealing region and the second heat-sealing glass and the low expansion formed on the second sealing region, respectively. Providing a second glass substrate having a second surface comprising a sealing material layer comprising a fired layer of a sealing material containing a filler;
Laminating the first glass substrate and the second glass substrate via the sealing material layer such that the first surface and the second surface are opposed to each other;
The sealing material layer is irradiated with laser light through the first glass substrate or the second glass substrate and heated to melt the sealing material layer, thereby the first glass substrate and the second glass. And a step of forming a sealing layer for sealing an electronic element portion provided between the substrate and the substrate.
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