KR20160105426A - 금속성 주변 에지 실을 갖는 진공 단열 유리(vig) 유닛 및/또는 그 제조 방법 - Google Patents

금속성 주변 에지 실을 갖는 진공 단열 유리(vig) 유닛 및/또는 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

특정한 예의 실시형태는 반응적으로 재유동되는 경우 유리 기판의 주변부 상에 사전 코팅된 금속성 코팅을 웨팅(wetting)하는, 솔더 합금에 기초한 에지 실을 갖는 진공 단열 유리 유닛, 및/또는 관련 방법에 관한 것이다. 합금은 유리를 탈기질화(detemper)하지 않고 및/또는 적층체를 분해하지 않고 및/또는밀봉을 유지하고 벌크 내에서 다공성 구조를 감소시키는 온도에서 실을 형성하는 물질을 기초로 할 수 있다. 예시의 합금은 Sn, 및 포스트-전이금속 또는 준금속; 13, 14, 15 또는 16족으로부터 선택된 진틀 음이온(예를 들면, In, Bi, 등) ; 및 전이 금속(예를 들면, Cu, Ag, Ni, 등)로부터 선택된 하나 이상의 추가의 물질(pb 제외)의 금속간에 기초할 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서 박막 코팅은, 견고하고 내구성이 있는 밀봉 계면을 형성하기 위해서 솔더 물질과 함께 작용할 수 있다. 낮은 온도에서 사용될 수 있기 때문에, 특정한 예의 실시형태는 층상 구조 등에 기초한 유연하고 점탄성 스페이서 기술을 사용할 수 있다.

Description

금속성 주변 에지 실을 갖는 진공 단열 유리(VIG) 유닛 및/또는 그 제조 방법{VACUUM INSULATING GLASS (VIG) UNIT WITH METALLIC PERIPHERAL EDGE SEAL AND/OR METHODS OF MAKING THE SAME}
본 발명의 특정한 예의 실시형태는 진공 단열 유리 (VIG 또는 진공 IG) 유닛, 및/또는 그 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 특정한 예의 실시형태는, 반응적으로 재유동되는 경우 유리 기판의 주변부 상에 사전 코팅된 금속성 코팅을 웨팅(wetting)하고 접합하는 금속성 솔더 프리폼 합금에 기초한 에지 실(edge seal)을 갖는 VIG 유닛, 및/또는 관련 방법에 관한 것이다.
진공 또는 비활성 기체 환경을 형성하기 위한 유리 기판의 밀봉 실링은, 일반적으로 장치의 작동 수명보다 100 배 이상 긴, 장기간 동안 기체 주입구에, 일반적으로 불침투성인 유리질 물질 또는 금속성(예를 들면, 공융) 물질의 배리어를 사용해서 행해질 수 있다. 이해되는 바와 같이, 침투는 일반적으로 2 단계를 포함한다. 이러한 단계는 용해 및 확산을 포함한다. 밀봉 실링은, 예를 들면, 물, 기타 액체, 산소 및 기타 기체 오염 분자가, 예를 들면, 제한 없이, 진공(예를 들면, VIG 윈도우 유닛, 써모스플래스크, MEMS, 등) 또는 비활성 분위기에 유지되는, 민감한 물질, 예를 들면, 제한 없이, 유기 방출층(예를 들면, OLED 장치에서 사용되는 것), 반도체 칩, 센서, 광학 부품 등을 유지하는 패키지에 들어가지 않도록 하는 것을 돕는다. 이러한 어셈블리의 복합 시설 내부의 기밀 패키징은, 이러한 패키지 가공의 더 나중의 단계, 예를 들면, VIG 윈도우 유닛의 경우 펌핑 및 팁 융합(tip fusing) 단계 전 또는 OLED 장치의 제조 중의 최종 가공 단계 전에 방해가 되었다.
일부 예시의 VIG 구성은, 예를 들면, 미국 특허 제5,657,607호, 제5,664,395호, 제5,657,607호, 제5,902,652호, 제6,506,472호 및 제6,383,580호에서 이 개시되어 있고, 전체 내용은 모두 본원에 참조로 포함되어 있다.
도 1 및 2는, 일반적인 VIG 윈도우 유닛(1) 및 VIG 윈도우 유닛(1)을 형성하는 엘리먼트를 도시한다. 예를 들면, VIG 유닛(1)은 2개의 이격된 실질적으로 평행한 유리 기판(2,3)을 포함하고, 유리 기판은 그 사이에 감압된 저압 공간/캐비티(6)를 포함한다. 유리 시트 또는 기판(2,3)은, 예를 들면, 융합된 솔더 유리 등으로 제조될 수 있는 주변 에지 실(4)에 의해서 서로 결합된다. 지지 필라/공간(5)의 어레이는, 기판(2,3) 사이에 존재하는 저압 공간/갭(6)의 점에서 VIP 유닛(1)의 기판(2,3)의 간격을 유지하기 위해서 유리 기판(2,3) 사이에 포함될 수 있다.
펌프 아웃 튜브(8)는, 예를 들면, 유리 기판(2) 중 하나의 내면으로부터 유리 기판(2)의 외면의 선택적 리세스(11)의 하부로 또는 선택적으로 유리 기판(2)의 외면으로 통과하는 개구/홀(10)에 솔더 유리(9) 등에 의해서 밀봉 실링될 수 있다. 내부 캐비티(6)를, 예를 들면, 순차적인 펌프 조작을 사용해서 대기압보다 낮은 저압으로 감압하기 위해서, 진공 장치를 펌프 아웃 튜브(8)에 부착한다. 캐비티(6)의 감압 후, 낮은 압력의 캐비티/공간(6) 내의 진공 장치를 실링하기 위해, 튜브(8)의 일부분(예를 들면, 팁)을 용융한다. 실링된 펌프 아웃 튜브(8)가 선택적 리세스(11) 내에 유지될 수 있다. 선택적으로, 화학적 게터(getter)(12)는, 유리 기판 중 하나(예를 들면, 유리 기판(2))의 내면에 배치되는 리세스(13) 내에 포함될 수 있다. 화학적 게터(12)는, 캐비티(6)가 감압되고 실링된 후에 유지될 수 있는 특정 잔류 불순물을 흡수하거나 결합하는 데에 사용될 수 있다. 게터(12)는 또한 유닛의 환경 풍화(environmental weathering) 중에 발생할 수 있는 기체 불순물을 "모프로 제거하도록(mop up)" 작용한다.
주변 밀봉 에지 실(4)(예를 들면, 솔더 유리)을 포함하는 VIG 유닛은, 일반적으로 기판(2)의 주변부 주위(또는 기판(3) 상)에, 유리 프릿(glass frit) 또는 기타 용액 상의 적합한 물질(예를 들면, 프릿 페이스트)을 증착함으로써 제조된다. 최종적으로, 이러한 유리 프릿 페이스트에 의해 에지 실(4)를 형성한다. 2개의 기판(2,3) 사이에 유리 프릿 용액 및 스페이서/필러(5)가 개재되도록, 기판(2) 상에 그 외의 기판(예를 들면, 3)을 배치한다. 유리 기판(2,3), 스페이서/필러(5) 및 실링재(예를 들면, 용액 상의 유리 프릿 또는 유리 프릿 페이스트)를 포함하는 전체 어셈블리를, 적어도 약 500℃의 온도까지 가열하고, 이 온도에서 유리 프릿을 용융시키고, 유리 기판(2,3)의 표면을 웨팅한 후, 최종적으로 밀봉 주변/에지 실(4)을 형성한다.
기판 사이에 에지 실(4)을 형성한 후, 펌프 아웃 튜브(8)를 통해 진공 상태를 만들고, 기판(2,3) 사이의 낮은 압력 공간/캐비티(6)를 형성한다. 공간/캐비티(6)의 압력은, 감압 공정에 의해 대기압 미만(예를 들면, 약 10-4 Torr 미만)으로 형성될 수 있다. 공간/캐비티(6) 내의 낮은 압력을 유지하기 위해, 기판(2,3)은 펌프 아웃 튜브의 에지 실 및 실링 오프에 의해 밀봉 실링된다. 대기압 하에서, 거의 평행하게 유리 기판의 분리를 유지하기 위해, 투명한 유리 기판 사이에 고강도 작은 스페이서/필러(5)가 제공된다. 상기 기재된 바와 같이, 기판(2,3) 사이의 공간(6)이 감압되면, 예를 들면, 레이저 등을 사용해서 펌프 아웃 튜브(8)의 팁을 용융함으로써 펌프아웃 튜브(8)를 실링할 수 있다.
상기 기재된 바와 같이, 애노드 접합 및 유리 프릿 접합과 같은 고온 접합 기술은, 실리콘, 세라믹, 유리, 등으로 구성된 부품을 밀봉 실링(예를 들면, 에지 실을 형성) 하기 위해 널리 사용되고 있는 방법이다. 이러한 고온 공정에 필요한 가열은, 일반적으로 약 300℃ 내지 600℃의 범위 내에 있다. 이러한 종래의 접합 기술은, 일반적으로 전체 장치(유리 및 유리 하우징 내에 수용되는 임의의 부품을 포함)의 실을 형성하기 위해, 오븐을 이용해서 열평형에 가까운 상태로 만드는 오븐 벌크 가열이 필요하다. 따라서, 허용되는 실을 얻기 위해서는 비교적 긴 시간이 필요하다. 예를 들면, 장치 크기 L가 증가함에 따라, 일반적으로 실링 시간은 약 L3 정도 증가할 수 있다. 가장 온도에 민감한 부품이 전체 시스템의 최대 허용 가능한 온도를 결정하는 경우도 있다. 따라서, 상기 기재된 높은 온도의 실링 공정(예를 들면, 애노드 접합 및 유리 프릿 접합)은, 예를 들면, 강화된 VIG 유닛 및 봉입된 민감한 부품(예를 들면, OLED 장치)과 같은 감열 부품을 제작하는 데에 적합하지 않다. 강화된 VIG 유닛의 경우, VIG 유닛의 열-강화된 유리 기판은 고온 환경에서 기질 강도(temper strength)가 빠르게 감소한다. 예시의 OLED 패키지의 경우, 특정한 기능성 유기층은, 300℃ 내지 600℃(경우에 따라 100℃ 만큼 낮은 것)의 온도에서 파괴된다. 종래에, 고온 벌크 실링 공정을 사용해서 이러한 문제를 해결하기 위한 하나의 방법은, 벌크의 열평형 가열 공정을 사용해서 더 낮은 온도 프릿을 개발하는 것이었다.
배경기술에 따라, 유리 프릿 및/또는 솔더는 일반적으로 유리 물질과 금속성 산화물의 혼합물이다. 유리 조성물은, 접합 기판의 열팽창 계수(CTE)에 매칭하도록 조절될 수 있다. 납 기반 유리는, 음극선 튜브(CRT), 플라즈마 디스플레이, 및 VIG 윈도우 유닛에서 상업적으로 사용되는 가장 일반적인 접합/실링재/기술이다. 납 기반 유리 프릿은, 또한 최소 투과성 유리 실링재 중에서 하나이다. 일반적으로, 이러한 솔더는 유리질 물질에 기초하고 탈-유리질화가 억제된다.
유리 프릿 또는 솔더는, 일반적으로 베이스 유리, 내열성 충진재, 및 비히클로 구성된다. 베이스 유리는 프릿 또는 솔더의 벌크를 형성한다. 충진재는 결합될 유리 기판에 매칭하고 CTE를 감소시킨다. 이러한 매칭은 기계적 강도를 증가시키고, 계면응력을 감소시키며, 실의 균열 내성을 향상시킨다. 비히클은, 일반적으로 (예를 들면, 실링될 갭 내 및/또는 실링될 표면에 분산하기 위해)스크린 인쇄에 유동성을 제공하는 용매(계면활성제 포함) 및 유기 바인더로 구성된다.
이러한 형태의 유리 프릿 또는 솔더는, 대부분의 반도체 재료(유리, 실리콘, 실리콘 산화물, 대부분의 금속 및 세라믹을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다)에 부착될 비교적 낮은 융점(예를 들면, 약 480℃ 내지 520℃)의 유리를 포함하고, 이러한 형태의 재료 비히클을 사용하는 접합 방법이 널리 허용될 수 있는 이점이 있다.
다양한 융점, CTE, 바인더, 및 스크린 인쇄 특성을 갖는 상이한 형태의 시판되는 유리 프릿 물질이 있다. 그러나, 거의 모두 낮은 융점 중에서 유리 프릿 또는 솔더의 제형은, 약간의 납을 함유한다. 이것은, 예를 들면, 후년부터 미국, 유럽 및 일본에서의 전자장치 제조 시 납의 사용이 금지되지는 않더라도 엄격하게 제한될 것이기 때문에, 잠재적으로 문제가 될 수 있다. 최근 몇 년간, 비스무트 산화물에 기반한 프릿 또는 솔더는, 납 기반 프릿을 대체하는 데에 약간의 성공을 거뒀지만, 이러한 형태의 프릿의 융점(Tg)은 일반적으로 약 450℃를 초과한다. 납 기반 프릿에 비해, 이러한 비스무트 산화물 기반 프릿은, 종래의 오븐 벌크 가열 공정을 사용하는 온도 민감 장치의 제작에 사용될 수 없다. 바나듐 바륨 아연 산화물(VBZ)에 기초한 낮은 Tg(예를 들면, 375℃ 내지 390℃)의 프릿이 개발되었고, 이는 VBaZn, V 포스페이트, SnZnPO4을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 그러나, 이러한 형태의 프릿의 광범위한 사용이 제한되었다. 또한, 이러한 유리 프릿은 종래의 접근 방법에 비해 개선되었지만, 경우에 따라 저온에서 모든 유리 주변 실의 열-기계적 요건을 충족하는 데에 어려움이 있다. 이는, 부분적으로, 저온 유리 솔더가 일반적으로 큰 이온 반경 종으로 이루어지기 때문에, 낮은 가공 온도 및 시간에서 유리 표면으로 쉽게 확산하지 못한다.
물론, 예를 들면, 일반적으로 높은 조작 온도, 또한 충격 및 진동, 습도, 오염, 방사선 등에의 노출을 특징으로 하는 심각한 환경에서 견딜 수 있는 VIG 유닛을 제공하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다. 예를 들면, 글레이징 산업에서는, 물질이 각각 극도의 사용에 의해 심각한 환경에 있고, 문제를 일으킨다. 예를 들면, 반사광(skylight)에서 글레이징 시스템은 가장 높은 온도(150℃) 에 있고, 바람 부하에 관련된 충격 및 진동 로딩(loading)이 있다. 실제로, VIG 실(seal) 근처의 대기 온도는, 충격 및 진동 로딩에 의해 150℃를 초과할 수 있고, 건물 전면의 대기 온도는, 200℃ 만큼 높을 수 있다. 따라서, 장기간 밀봉, 기계적 강도, 및 낮은 잠재성의 열 통로(low possible thermal pathways)를 제공하는 에지 실을 제공하는 것이 과제이다.
따라서, 실링하기 위해서 전체 제품을 높은 온도로 가열하는 단계를 포함하지 않는 실 가공 기술, 및/또는 이러한 예시 방법에 의해서 제조된 제품이 해당 기술분야에서 요구되는 것을 알 수 있다.
본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, VIG 유닛의 제조방법이 제공된다. 니켈-포함 박막 코팅은 제1기판 및 제2기판의 제1주요면의 주변 에지 주위에 형성된다. 스페이서는 상기 제1기판의 제1주요면 상에 배치된다. 고체(금속성) 솔더 프리폼 합금 물질은 상기 제1기판의 제1주요면 상에 형성된 니켈-포함 박막 코팅 상에 접촉해서 배치된다. 상기 제1기판 및 제2기판은 함께 상기 제1주요면이 서로 대면하여 서브어셈블리를 형성하도록 한다. 상기 니켈-포함 박막 코팅으로부터의 니켈은, 상기 합금 물질로 및 그 반대로 확산되도록, 상기 고체 프리폼 합금 물질을 반응적으로 재유동시킴으로써 진공에서 에지 실을 형성한다. 상기 에지 실 형성 단계 후, 이어서 금속간 화합물을 포함하고, 상기 VIG 유닛의 제조에서 상기 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 캐비티를 추가로 감압한다. 상기 고체 솔더 프리폼 합금 물질은 Sn, 및 포스트-전이금속(post- transition metal) 또는 준금속; 13, 14, 15 또는 16족으로부터의 진틀(Zintl) 음이온; 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 기타 물질을 포함한다. 고체 솔더 프리폼 합금 물질은 바람직하게 Pb를 제외한다.
본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, VIG 유닛의 제조 방법이 제공된다. 제1기판 및 제2기판의 제1주요면의 주변 에지 주위에 금속성, 니켈-포함 박막 코팅을 형성한다. 제1기판의 제1주요면에 스페이서를 배치한다. 상기 제1기판의 제1주요면 상에 형성된 니켈-포함 박막 코팅 상에 접촉하는 솔더 프리폼을 배치한다. 상기 제1기판 및 제2기판을 함께 상기 제1주요면이 서로 대면하여 서브어셈블리를 형성하도록 한다. 250℃ 이하의 피크 온도 및 대기압 미만의 분위기에서 상기 솔더 프리폼 재유동하고 에지 실을 형성하기 위해서 상기 서브어셈블리를 가열한다. 상기 에지 실 형성 단계 후, 상기 VIG 유닛의 제조에서 상기 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 캐비티를 추가로 감압한다.
본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 이러한 및 그 외의 방법을 사용하여 제조된 VIG 유닛이 제공된다. 예를 들면, 본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, VIG 유닛은 제1 및 제2 실질적으로 평행한 이격된 기판 - 상기 제1 기판 및 제2 기판 중 적어도 하나는 열처리된 유리 기판임 - ; 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 제공된 복수의 스페이서; 및 Sn, 및 포스트-전이금속 또는 준금속; 13, 14, 15 또는 16족으로부터의 진틀 음이온; 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 기타 물질을 포함하는 합금 물질, 및 그 각각의 측에 상기 합금 물질로부터 상기 제1기판 및 제2기판 각각을 향해 적어도 하나의 금속간(IMC)층 및 니켈-포함 층을 포함하는 에지 실;을 포함한다.
본원에 기재된 특성, 형태, 이점 및 예의 실시형태는 또 다른 추가의 실시형태를 실현하기 위해서 조합될 수 있다.
이러한 및 그 외의 특성 및 이점은 도면과 함께 예의 실시형태의 상세한 설명을 참조하여 더 완전하게 이해될 수 있다:
도 1은 종래의 진공 IG 유닛의 단면도이고;
도 2는 도 1에 도시된 단면에 따른 도 1 진공 단열 유리(VIG) 유닛의 하부 기판, 에지 실, 및 스페이서의 상면도이고;
도 3은 특정한 예의 실시형태에 따른 VIG 유닛의 단면도이고;
도 4는 특정한 예의 실시형태에 따른 도 3의 단부의 확대도이고;
도 5는 특정한 예의 실시형태에 따른 도 4에 도시된 제1기판 상에 배치된 금속성 층 스택의 확대도이고;
도 6은 특정한 예의 실시형태에 따른 VIG 유닛의 제조 공정을 도시하는 플로우차트이고;
도 7a는 특정한 예의 실시형태의 펌프 다운(pump-down)에 대해서 사용될 수 있는 예의 온도 및 압력 프로파일을 도시하는 그래프이고;
도 7b는 특정한 예의 실시형태에 대해서 사용될 수 있는 예의 온도 및 고정 압력(clamp pressure)을 도시하는 그래프이고;
도 8a-8b는 예의 SnAgCu 금속 실 구조의 단면 현미경 사진이고;
도 9는 특정한 예의 실시형태에서 발생할 수 있는 예의 솔더 실 형성 공정을 도시하는 개략도이다.
특정한 예의 실시형태는 금속 포함의 주변 에지 밀봉 실을 구비한 진공 단열 유리(VIG) 유닛, 및/또는 그 제조 방법에 관한 것이다. 에지 실 형성 단계에서 사용되는 주요한 물질은, 반응적으로 재유동되는 경우 유리 기판의 주변부 상에 사전 코팅된 금속성 코팅을 웨팅한, 금속성 솔더 프리폼 합금에 기초한다. 이러한 기술을 사용하면, 바람직하게 예를 들면, 솔더 코팅의 조합을 주의 깊게 선택해서 낮은 가공 온도가 가능하다. 이는, 특정한 예의 실시형태에서, 열강화된 유리가 바람직하게 제작 공정 중에 유리의 기질 강도를 상당히 희생하지 않으면서 VIG 유닛에서 사용될 수 있고, 스퍼터링된 연질 낮은 방사율(저-E) 코팅이 사용될 수 있고, 박막 게터 물질 등이 제공될 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 바람직하게 펌프 아웃 튜브 등을 사용하지 않고 진공을 형성할 수 있다.
구체적으로, 특정한 예의 실시형태는, Sn, 13, 14, 15, 또는 16 족으로부터의 포스트-전이금속 또는 준금속, 및 진틀 음이온 또한 전이금속 도펀트에 기초한 합금에 관한 것이며, (a) 코팅된 유리를 쉽게 웨팅시키고, (b) 유리를 탈기질화(detemper)하지 않고 및/또는 적층체를 분해하지 않는 온도에서 실을 형성하는 점에서 바람직한 레올로지 특성을 갖고, 및/또는 (c)밀봉을 유지하고 벌크 내에서 다공성 구조를 감소시킨다. 유리 상의 박막 코팅은, 특정한 예의 실시형태에서, 견고하고 내구성이 있는 밀봉 계면을 형성하기 위해서, Sn-기반 금속간 솔더 물질과 함께 작용할 수 있다. 실을 적절하게 에너자이징(energizing)함으로써, 실 내의 버블(예를 들면, 미세 버블), 보이드 및/또는 기타 결함의 존재를 줄일 수 있다. 공정은 저온 공정이기 때문에, 특정한 예의 실시형태는 (예를 들면, 드 젠 부류(de Gennes class)의) 자연적으로 발생하는 층상 폴리머 구조에 기초한 유연한 점탄성 스페이서(예를 들면, 필라) 기술을 사용할 수 있다.
특정한 예의 실시형태의 일 형태는, 금속 및 준금속 솔더 물질에 기초한 새로운 부류의 합금의 개발 및 사용에 관한 것이며, 이는 형성된 스틸(steal)이 밀봉되고 벌크 내에서 다공성 구조를 줄이면서, 적층체를 분해시키지 않고, 유리를 탈기질화 하지 않는 온도에서 실을 형성하는 데에 충분한 레올로지 특성을 갖고, 유리를 쉽게 웨팅시킨다.
특정한 예의 실시형태의 또 다른 형태는, 솔더와 함께 밀봉된 견고하고 내구성이 있는 계면을 형성하는 유리 기판 상에 제공된 박막 코팅 또는 층 스택의 개발 및 사용에 관한 것이다. 박막 코팅 또는 층 스택은 바람직하게 금속 솔더에 의해서 매우 짧은 시간 내에서 반응적으로 웨팅되고 혼합된다.
특정한 예의 실시형태의 또 다른 형태는, 버블 및 결함을 줄이는 균일한 실 구조체를 형성하기 위해서 잠재적으로 진공에서 실을 에너자이징하는 전기적 및/또는 방사성 수단(예를 들면, 방사선 열, 강제 대류 가열, 유도 가열 또한 저항 가열 등)의 개발 및 사용에 관한 것이다. 금속간 화합물(IMC) 의 형성을 제한하는 시간 내에 실 형성을 에너자이징하는 이러한 수단의 조합은, 밀봉을 달성 및/또는 유지하는 데에 바람직한 것을 발견했다.
특정한 예의 실시형태의 또 다른 형태는, 예를 들면, 자연적으로 발생하는 층상 구조(예를 들면, 드 젠 부류)에 기초해서 유연한 점탄성 스페이서/필라 기술의 개발 및 이용에 관한 것이다.
특정한 예의 실시형태에서, 이러한 예의 형태는 임의의 적합한 조합 또는 하위 조합으로 조합될 수 있다.
바람직하게, 특정한 예의 실시형태는, 현재 얻을 수 있는 것보다 R 값이 높거나 U 값이 낮을 수 있는데, 이는 저온 공정은 예를 들면, 더 이격될 수 있는 유연하고 단열의 스페이서/필라를 허용할 수 있기 때문이다.
특정한 예의 실시형태에서, 실링 공정을 포함하는 공정은, 바람직하게 350℃를 초과하지 않고, 더 바람직하게 300℃를 초과하지 않고, 더욱 더 바람직하게 250℃를 초과하지 않는다.
구체적으로 다수개의 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 부분을 나타내는 도면을 참조하고, 도 3은 특정한 예의 실시형태에 따른 VIG 유닛의 단면도이다. 도 3 예의 실시형태는 도 1 내지 2에 대해서 도시된 것과 유사한 것을 알 수 있다. 예를 들면, 서로에 대해 실질적으로 평행하게 이격된 제1기판 및 제2기판 (예를 들면, 유리 기판)(2 및 3)이 제공된다. 복수의 스페이서(예를 들면, 필라 등)(5)는, 제1기판 및 제2기판(2 및 3)이 이러한 방향으로 유지하는 것을 돕는다. 펌프 아웃 포트(8)는 이러한 실시형태에서 제공되지만; 하기에 더 상세하게 기술된 바와 같이, 특정한 예의 실시형태는 이러한 포트(8) 없이 캐비티(17) 내에서 진공을 형성할 수 있다.
도 3 예의 실시형태는 개선된 에지 실(15)을 포함하는 점에서 도 1 내지 2에서 도시된 VIG 유닛과 상이하다. 구체적으로, 개선된 에지 실(15)은, 반응적으로 재유동되는 경우 유리 기판 상에, 예를 들면, 그 주변 에지에 사전에 코팅된 금속성 코팅을 웨팅시키는 금속성 솔더 프리폼 합금에 기초한다. 이 점에서, 도 4는 특정한 예의 실시형태에 따른 도 3의 말단부의 확대도이다. 제1 및 제2 금속성 층 스택(19a 및 19b)은, 제1기판 및 제2기판(2 및 3) 상에 각각 제공된다. 솔더 프리폼은 용융되고, 적어도 부피의 점에서 실의 벌크를 포함하는 솔더(23)의 밴드를 형성한다. 솔더(23)는 제1 및 제2 금속간 화합물 (IMCs)(21a 및 21b)을 통해 제1 및 제2 금속성 층 스택(19a 및 19b)에 의해서 접합된다. 하기 상세하게 기재된 바와 같이, 에지 실(15)은 진공 조건하에서 형성되고 우수한 밀봉 실을 제공할 수 있다.
도 5는 특정한 예의 실시형태에 따른 도 4에 도시된 제1기판(2) 상에 배치된 제1 금속성 층 스택(19a)의 확대도이다. 도 5의 실시예로부터 알 수 있듯이, 제1금속성 층 스택(19a)은, 은 기반층(29)이 개재된 제1 및 제2 니켈-포함 층(25 및 27)을 포함한다. 니켈-포함 층(25, 27)은 금속성 Ni, NiCr, NiTi, NiV, NiW, 등을 포함하거나 이들로 필수적으로 구성되거나 구성될 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 제1 및 제2 니켈-포함 층(25 및 27)의 조성물은 동일할 수 있다. 제1 및 제2 니켈-포함 층(25 및 27)의 각각의 니켈의 양은, 바람직하게 적어도 약 60%, 더 바람직하게 적어도 약 70%, 더욱 더 바람직하게 적어도 약 80%이다. 예시의 조성물은 80/20 및 90/10 NiCr, NiTi 등을 포함한다.
도 5에 도시된 박막층은, 예를 들면, e-빔 증착, 스퍼터링 등과 같은 임의의 적합한 기술을 통해서 형성될 수 있다. 예를 들면, NiCr/Ag/NiCr 층 스택은, 물리적 증착법(PVD)을 통해, 예를 들면, 질소, 아르곤, 등을 포함하는 비활성 분위기에서 형성될 수 있다. 또한, 이러한 예의 층 스택은, 선택적으로 기판의 주변부에서 (예를 들면, 미러 공정에서 사용된 것과 유사한) 전해기술을 사용해서 형성될 수 있는 것을 알 수 있다. Ni의 존재는, 특정한 예의 실시형태에서 우수한 웨팅성을 제공하고, 또한 (예를 들면, 하부 기판으로부터 Si, Na, 등을 트랩핑하는) 확산 배리어로서 작용하고, 유리와의 매우 강한 Ni-실리사이드 결합을 형성하는 것을 도울 수 있다. 그 외의 금속성 층 스택은, 예를 들면, 솔더 물질의 함량을 매칭하기 위해서, 상이한 예의 실시형태에 대해서 사용될 수 있고, 임의의 적합한 기술을 통해서 적용될 수 있는 것을 알 수 있다.
층(25 및 27)은, 두께가 바람직하게 10 nm 내지 5 마이크론, 더 바람직하게 20 nm 내지 3 마이크론, 더욱 더 바람직하게 50 nm 내지 1 마이크론이다. 층(29)은 두께가 바람직하게 10 nm 내지 2 마이크론, 더 바람직하게 50 nm 내지 1 마이크론, 더욱 더 바람직하게 100 nm 내지 500 nm 또는 1 마이크론이다. NiCr/Ag/NiCr 층 스택에서 층의 예시의 두께는 각각 50 nm, 100 nm, 및 50 nm이다.
층(25 및 27)은 니켈 포함된 것으로 기재되어 있지만, 특정한 예의 실시형태에서, 구리는, 니켈 대신에 또는 니켈과 함께 사용될 수 있는 것을 알 수 있다. 니켈-포함 및 구리-포함 금속성 층은 둘 다 유리에 잘 부착되고 ,주석, 은, 및 구리의 합금에 기초한 솔더 프리폼에 의해서 잘 매칭되는 것을 발견했다. 또한 특정한 예의 실시형태의 예시의 솔더 프리폼에 관한 상세는 하기에 제공된다. 특정한 예의 실시형태는 와이어 프리폼에 대해 기재되지만, 그 외의 프리폼(예를 들면, 테이프 프리폼)은 이러한 와이어 프리폼 대신에 또는 함께 사용될 수 있는 것을 알 있다.
도 6은 특정한 예의 실시형태에 따른 VIG 유닛의 제조 공정을 도시하는 플로우 차트이다. 특정한 예의 실시형태에서 하나 이상의 제조 조작(도 6에 도시되지 않음)이 수행될 수 있는 것을 알 수 있다. 예를 들면, 기판은 크기 및/또는 연결 에지(edge seamed)에 대해서 절단될 수 있다. 펌프 아웃 포트, 게터 홀딩 포켓 등을 수용하는 홀이 드릴링될 수 있다. 유리 기판이 사용되면, 기판은 열처리(예를 들면, 반강화 및/또는 열강화), 화학적 강화될 수 있다. 열처리는 사이징, 드릴링 및/또는 그 외의 조작 후 수행될 수 있다. 기판 상에 박막 및/또는 그 외의 코팅이 또한 형성될 수 있다. 예를 들면, 기판 상에 낮은 방사율(저-E), 반사방지 및/또는 그 외의 코팅이 형성될 수 있다. 장식 코팅은 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅되고 및/또는 또한 또는 대안으로 달리 형성될 수 있다. 임의의 경우에, 이러한 코팅이 열처리 가능하고 기판이 열처리해야 하는 경우, 이들은 열처리 전에 스톡 기판 상에 블랭킷(blanket) 코팅될 수 있다. 이러한 코팅이 열처리 가능하지 않지만 기판이 열처리 되어야 하는 경우, 사이징(sizing) 및/또는 달리 가공된 기판 상에 형성될 수 있다. 기판이 열처리되지 않으면, 코팅은 임의의 적합 시간에 형성될 수 있고, 예를 들면, 이들은 사이징 및/또는 그 외의 조작 후 코팅에 적용되고 및/또는 블랭킷 코팅될 수 있다. 코팅이 기판 상에 형성되는 경우, 예를 들면, 에지 실이 형성될 근방 영역에서 에지 제거가 수행될 수 있다. (예를 들면, DI 수, 플라즈마 애싱 등을 사용해서)기판이 세정될 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 실이 형성될 근방 영역에서 에지 제거 및/또는 유리의 사전-조면화(roughening)가 불필요하다.
기판이 적합하게 제조되고 적절하게 배향되면, (예를 들면, 도 5에 도시되고 기재된 형태의) 금속성 코팅은 도 6의 단계 S31에 도시된 기판의 주변 에지 주위에 형성될 수 있다. 상기 기재된 바와 같이, 임의의 적합한 기술은, "니켈라이징(nickelizing)" 하거나, 기판을 달리 처리하기 위해서 사용될 수 있다. 예를 들면, 국소화 PVD는, Ni (예를 들면, NiCr), Cu, 등을 포함하는 층 사이에 개재된 Ag의 층 또는 이를 포함하는 층으로 3층 박막 코팅을 형성하기 위해서 사용될 수 있다. 코팅은, 용융되는 경우, 적어도 솔더 만큼 넓은 폭에서 기판의 주변 에지 주위에 제공될 수 있다.
단계 S33에 나타낸 바와 같이, 스페이서는 제1기판 상에 제공될 수 있다. 스페이서는 실질적으로 컬럼 필러, 쿠션 형상 스페이서 등일 수 있다. 이들은 유리 필라이거나, 운모, 폴리머, 적층된 필라, 및/또는 임의의 그 외의 적합한 물질 또는 물질의 조합으로부터 형성될 수 있다. 미국 특허 제6,946,171호 및/또는 미국 특허 공개 공보 제2013/0136875호에 개시된 스페이서는 이러한 점에서 사용될 수 있다. 이러한 특허 문헌의 전체 내용은 본원에 참조로 포함되어 있다. 이 점에서, VIG 유닛의 제작에 저온 공정이 포함되어 있기 때문에, 스페이서의 잠재적으로 넓은 스펙트럼 물질이 이용될 수 있다. 연질 스페이서는, 경질 대응물보다 적게 유리 안으로 "디깅(dig into)"되어, 이러한 위치에서(예를 들면, Hertzian 힘에 기초한) 작은 응력을 생성한다. 따라서, 필라 또는 그 외의 구조체가 더 떨어져서 이동될 수 있다. 더 떨어져서 위치하도록 하기 위해서 스페이서에 상이한 물질을 사용하는 능력은, 유닛의 미관을 바람직하게 개선하고 및/또는 VIG 유닛을 통해 잠재적으로 열 전도성을 줄일 수 있다.
선택적으로, (예를 들면, 블랭킷 코팅으로서 이전에 형성된 포켓에서) 게터 물질이 적용될 수 있다. 게터 물질 및 활성화 기술은, 예를 들면, 2012년 7월 31일에 출원된, 미국 특허 제13/562,386호; 제13/562,408호; 제13/562,423호에 개시되어 있고, 전체 내용은 본원에 참조로 포함되어 있다. 이러한 및/또는 그 외의 게터는 특정한 예의 실시형태에 대해서 사용될 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 바륨 및/또는 지르코늄을 포함하는 게터 물질은, 예를 들면, e-빔 증착 등을 통해, 예를 들면, 기판 상에 블랭킷 코팅될 수 있다. 블랭킷된 게터가 대면적에 제공되기 때문에, 일반적인 게터의 화학적 게터 기능을 수행하기 위해서 수 옹스트롱의 물질이 요구될 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 블랭킷은 두께가 20 옹스트롱 미만이고, 더 바람직하게 10 옹스트롱 미만이고, 경우에 따라 5 옹스트롱 이하일 수 있다. 이런 경우에, 게터는 기판 상에 연속적이거나 불연속적일 수 있다. 블랭킷된 게터가 제공되는 경우, 단계 S31에 대해 언급된 금속성 코팅의 형성 전에 이러한 물질을 적용하는 것이 바람직할 수 있다.
단계 S37에서, 와이어 프리폼 등은 기판의 주변 에지 주위에 제공된다. 특정한 예의 실시형태에서, 와이어 프리폼은 도시되지 않은 하나 이상의 단계에서 바람직한 구조로 구부릴 수 있다. 대안으로 또는 또한, 와이어 프리폼은 다수개의 작은 섹션으로부터 조합될 수 있다. 예를 들면, 와이어는, 말단 대 말단을 솔더링하고 및/또는 레이저 용접될 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 솔더 프리폼은 주석, 은, 및 구리의 또는 이들을 포함하는 합금일 수 있다. 솔더 프리폼은 바람직하게 납-부재이다. 예를 들면, SAC305, SAC0307, 등은 특정한 예의 실시형태에 대해서 사용될 수 있다. SAC305 는 96.5% 주석, 3% 은, 및 0.5% 구리를 함유하는 납-부재 합금이고, SAC0307 는 99% 주석, 0.3% 은, 및 0.7% 구리를 함유하는 납-부재 합금이다. 특정한 예의 실시형태에서, 동일하거나 유사한 조성물의 솔더 페이스트는 와이어 프리폼 대신에 또는 함께 제공될 수 있다.
낮은 은 함량의 SAC 합금, 예를 들면, SAC105은, 충격 및 진동이 문제가 되는 적용에서 바람직할 수 있는 것을 주목한다. 그러나, 일부 예에서, 은 함량을 증가시키면, SAC 솔더의 크리프 속도를 감소시켜서, 온도 에이징 등이 발생하는 경우에 신뢰성을 증가시키는 것을 도울 수 있다. 따라서, 높은 은 함량의 SAC 합금, 예를 들면, SAC405는, 고온 적용에서 바람직할 수 있다. SAC305, SAC0307, 등과 같은 합금은, 많은 온도 관련 적용에 대해 우수한 생존가능성을 제공하면서, 충격 및 진동에 대한 바람직한 내성을 제공하는 우수한 "절충안(compromise)"을 제공한다. 이러한 공융 합금 사이 및/또는 주위의 상 공간에서 그 외의 합금은 상이한 예의 실시형태에서 사용될 수 있는 것을 주목한다.
라이트(lite)는 단계 S39에서 함께 부킹(booking)되고, 단계 S41에서 사전 드릴링된 홀 내에 그 위에 프릿 물질을 갖는 펌프 아웃 튜브가 배치될 수 있다.
선택적으로, 추가의 가공 중에 이러한 서브어셈블리를 함께 유지하는 것을 돕기 위해서, 테이프 또는 기타 접착 물질이 사용될 수 있다. 임의의 폴리이미드, 폴리아미드, 아크릴, 및/또는 그 외의 테이프 또는 접착 물질이 사용되어 일시적인 실을 형성할 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 예를 들면, 캡톤(Kapton), 아크릴라이트(Acrylite), 및/또는 그 외의 테이프가 사용될 수 있다.
실링은 단계 S43에 나타낸 바와 같이 진공에서 발생할 수 있다. 실링은, 예를 들면, 솔더를 재유동하기 위한 가열, 접합 고착화 중에 (예를 들면, 기계적 클램핑 등을 통해) 정압(static pressure) 적용, 및 서브어셈블리를 냉각하고 및/또는 냉각시키는 공정을 포함할 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서 대안 또는 추가로 동압(dynamic pressure)이 사용될 수 있다. 이러한 초기의 진공은, 바람직하게 1 Torr 미만, 더 바람직하게 0.5 Torr 미만, 경우에 따라 0.1 Torr 미만일 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서 초기 비활성 기체 환경은 또한 이러한 조작에 대해 사용될 수 있는 것을 알 수 있다.
가열은, 솔더를 재유동시키기 위해 충분한 피크 온도에서 수행될 수 있지만, 바람직하게 350℃를 초과하지 않고, 더 바람직하게 300℃를 초과하지 않고, 더욱 바람직하게 240℃ 내지 250℃를 초과하지 않는다. 특정한 예의 실시형태에서, 피크 온도는 솔더의 등치선(isopleth) 온도 바로 위에 있다. 예를 들면, 특정한 예의 실시형태에서, 피크 온도는 바람직하게 등치선 온도보다 50℃ 미만 높고, 더 바람직하게 등치선 온도보다 20-40 ℃ 높다. 일례로, 피크온도는 등치선 온도보다 약 40도 높을 수 있고, 이는 일부 예에서 약 240℃ 내지 250℃에 상응할 수 있다. 가열은, 수분 내지 수 시간 동안 수행될 수 있다. 바람직하게, 가열은 1분 내지 2 시간 동안 수행되고, 더 바람직하게 5-60 분, 경우에 따라 10-30분 동안 수행된다.
솔더의 재유동 단계에서는 버블을 형성한다. 버블은 에지 실 내에 트랩핑되고 예를 들면, 소성된 실 내에서 보이드 등을 남김으로써(예를 들면, 그 구조 완전성(integrity) 및 밀봉 실링 특성을 떨어뜨림으로써) 실 품질을 열화시킬 수 있다. 그러나, 진공 조건 하에서의 가열은, 바람직하게 이러한 문제를 해결하는 것을 돕는다. 예를 들면, 본질적으로 진공 조건 하에서의 가열은, 재유동 공정 중 버블을 흡인하는 것을 돕는다. 이 점에서, 도 8a-8b는 예의 SnAgCu 금속 실 구조의 단면 현미경사진이다. 구체적으로, 도 8a는 10-2 Torr의 부분 진공에 도달한 후의 보이드의 존재를 명확하게 도시한다. 반면, 도 8b는 실이 완전히 형성되고 VIG 유닛이 충분한 진공 하에 있는 경우 상당한 보이드가 감소하는 것을 도시한다. 진공 가열이 바람직하지만, 재유동 공정 중 비활성 기체 분위기도 사용될 수 있다.
약 1 mm 폭의 와이어 프리폼이 (예를 들면, 일부 예에서 약 10 mm 또는 경우에 따라 그 이상) 확장된다. 금속성 코팅으로부터의 니켈은 솔더로 및 그 반대로 확산한다. 이러한 재유동 공정은, 특정한 예의 실시형태에서 밀봉 실을 구성하는 다수개의 층이 형성되는 점에서 반응성이 있고, 이러한 층은 매우 스무스한 것이 발견되었다. 니켈의 새로운 상이 형성된다. 금속성 층 스택에서 니켈에 가장 가까이에 있는 하부층 물질은, 일반적으로 (NixCu1 -x)3Sn4를 특징으로 하고, 재유동된 SAC 솔더에 가장 가까운 상부 층은, 일반적으로 (CuyNi1 -y)6Sn5를 특징으로 하였다. 도 4의 IMC 층(21a 및 21b)은, 특정한 예의 실시형태에서 적어도 이러한 2층을 포함할 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 예를 들면, 도 5에 도시되고 기재된 유리/NiCr/Ag/NiCr/SnAg3%Cu0.5%의 또는 이를 포함하는 층 스택은, 유리/NiCrOx:Si/(NixCu1-x)3Sn4/(CuyNi1-y)6Sn5/SAC의 또는 이를 포함하는 층 스택으로 변형된다. 즉, 특정한 예의 실시형태에서, 제1 및 제2 금속성 층 스택(19a 및 19b)은, NiCr/Ag/NiCr 층 스택으로부터 NiCrOx:Si의 또는 이를 포함하는 층으로 변형될 수 있고, 이는 펌프 다운 중에 산소가 진입하고 및/또는 하부 기판으로부터 Si가 침출한다. 특정한 예의 실시형태에서, 실은, 유리 기판 사이에 개선된 열 균열을 제공하고, 따라서, 바람직하게 감소된 열 전도도로 이어지는 것을 알 수 있다.
펌프 다운은, 단계 S45에서 예를 들면, 펌프 다운 튜브를 사용해서 수행될 수 있다. 캐비티 내의 압력은, 특정한 예의 실시형태에서 10-6 Torr까지 펌핑될 수 있다. 다른 예의 실시형태에서, 펌프 다운은 튜브를 사용하지 않고 달성될 수 있다. 도 7a는 예의 온도 및 압력 프로파일을 나타내는 그래프로서, 특정한 예의 실시형태의 펌프 다운에 대해서 사용될 수 있다. 압력은 도 7a 실시예에서 서브어셈블리 내측에서 측정된다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 피크 온도는 등치선 온도 바로 위에 있다. 압력은, 매우 빠르게 감소할 수 있고, 일부 예에서 버블이 형성되고 탈기가 발생하기 때문에, 느린 압력 증가 및 느린 압력 감소가 발생할 수 있다. 일부 예에서, 이러한 섭동(perturbation)이 전개되고 빠르게 테이퍼될 수 있다. 서브어셈블리 내측의 그 외의 온도 및/또는 압력 프로파일은 상이한 예의 실시형태에 대해서 사용될 수 있고, 이는 도 7a 에 도시되어 있고 단지 일례인 것을 알 수 있다. 도 7b는 특정한 예의 실시형태에 대해서 사용될 수 있는 예의 온도 및 고정 압력 순서 곡선을 도시한 그래프이다. 그 외의 온도 및/또는 고정 압력 프로파일은 상이한 예의 실시형태에 대해서 사용될 수 있는 것을 알 수 있다.
튜브는, 제공되는 경우, 단계 S47에서 실링될 수 있다. 2012년 9월 27일에 출원된 미국 출원 제13/628,653호 및/또는 미국 공개 공보 제2013/0153550호 및/또는 제2013/0153551호에 대해서 기재된 펌프 아웃 튜브 팁 오프 기술을 사용해서 수행될 수 있고, 전체 내용은 본원에 참조로 포함되어 있다.
게터가 포켓 내에 제공되는 경우, 게터는, 단계 S49에서 나타낸 바와 같이 활성화될 수 있다. 또한, 또는 대안으로서, 게터가 기판 상에 블랭킷 코팅되는 경우, 실링에 대한 가열은 게터를 활성화하는 데에 충분할 수 있다.
예를 들면, 전체 내용이 본원에 참조로 포함되어 있는, 미국 공개 공보 제2012/0304696호에 기재된 바와 같이, 정적 플라즈마 그리드 또는 어레이 및 플라즈마 감압 기술에 의해서 캐비티가 세정될 수 있는 것을 주목한다. 오존 세정 기술은, 또한, 예를 들면, 전체 내용이 본원에 참조로 포함되어 있는 미국 공개 공보 제2013/0292000호에 검토된 바와 같이, 사용될 수 있다.
펌프 아웃 튜브는 단계 S51에 나타낸 바와 같이, 그 위에 적용될 수 있는 선택적 보호 캡을 가질 수 있다. 펌프 아웃 튜브를 보호하기 위해 사용될 수 있고 특정한 예의 실시형태에 대해서 사용될 수 있는 다양한 기술이 있다. 예를 들면, 미국 특허 공개 공보 제2013/0074445호, 제2013/0302542호, 제2013/0305785호, 제2013/0306222호, 및 제2013/0309425호를 참조하고, 전체 내용은 본원에 참조로 포함되어 있다.
특정한 예의 실시형태에서, 선택적 제2 비-밀봉 주변 실이 제공될 수 있다. 실은 특정한 예의 실시형태에서 주변의 폴리머 실(polymer seal)일 수 있고, 예를 들면, 실리콘, 폴리아미드, PIB 등을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 적어도 부분적으로 봉입된 밀봉 에지 실을 보호하는 것을 돕는다.
강화 유리가 사용되는 경우, 바람직하게, 최종 VIG 유닛에서 적어도 70%의 기질 강도가 유지되고, 더 바람직하게 최종 VIG 유닛에서 적어도 75%의 기질 강도가 유지되고, 더욱 더 바람직하게 최종 VIG 유닛에서 적어도 85%의 기질 강도가 유지되고, 더욱 더 바람직하게 최종 VIG 유닛에서 적어도 95%의 기질 강도가 유지된다.
도 9는 특정한 예의 실시형태에서 발생할 수 있는 예시의 솔더 실 형성 공정을 도시한 개략도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 대면하는 제1기판과 제2기판에 의해서 지지되는 박막코팅 사이에 개재된 고체 솔더 프리폼을 갖는 서브어셈블리는, 비활성 분위기 및/또는 낮은 진공 환경에서 삽입된다. 솔더 프리폼의 온도가 용융 온도 미만이기 때문에, 솔더 프리폼이 판매되고 있다. 그러나, 온도가 증가하고 온도가 거의 솔더 프리폼의 용융온도이기 때문에, 반응성 재유동이 시작한다. 액체 또는 액체의 솔더에서 보이드, 버블 등이 형성하고, 박막 코팅은 솔더로 및 그 반대로 용해하기 시작한다. 서브어셈블리는 진공 조건에서 이동되고, 온도는 솔더의 용융온도를 초과한다. 액체 솔더 내의 버블은, 예를 들면, 진공 재유동 조작에서 솔더로부터 제거된 큰 부분 내에 있다. 박막코팅의 솔더로 및 그 반대로 지속적으로 확산한다. 박막 코팅은 기판으로 및/또는 그 반대로 적어도 부분적으로 용해할 수 있다. 솔더를 냉각하고 및/또는 높은 진공에서 냉각시키고, 온도를 대기 온도로 되돌린 후 밀봉 실의 형성을 완료한다. 물론, 정압 및/또는 동압 적용은 도 9에서 도시되지 않지만, 이러한 예의 공정에서 사용될 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 이는 실링 조작이 발생할 수 있는 하나의 개략도이고, 다른 공정 흐름은 도 9의 실시예에 도시된 것 대신에 또는 함께 사용될 수 있는 것을 알 수 있다.
특정한 예의 실시형태로부터, 유리의 표면을 금속성 층 스택(MLS)으로 코팅하는 단계를 포함하는 것을 알 수 있다. 특정한 예의 실시형태의 솔더 조인트 형성 기술은, 강한 접합을 형성하기 위해서 MLS 및 솔더 벌크의 표면에서 금속간 반응을 포함하고, 솔더 재유동 중에 얇은 금속간 층을 형성하는 단계를 포함한다. 금속간 층은 벌크 솔더보다 강하지만 깨지기 쉽다. 따라서, 계면 IMC 층의 두께가 지나치게 증가하면, 기계적 응력 하에서 신뢰성에 불리한 것으로 여겨질 수 있다. 높은 온도에서 빠르게 발생하는 확산에 의해, 계면에서 계면의 금속간 층이 시간에 따라 더 빠르게 성장할 수 있는 것이 관찰되었다. 그러나, 상승한 온도에서 솔더의 신뢰성은, 일부 예에서, 하부의 금속성 층 스택 계면에서 금속간 층의 성장을 억제함으로써 증가할 수 있다. IMC 층 성장을 특징으로 하고, IMC 층 성장을 조절하기 위해서 사용될 수 있는 팩터를 검토하는 것을 돕고, 따라서 특정한 예에서 고품질 실을 형성한다.
IMC 층의 두께는 예를 들면, 온도, 시간, 솔더의 부피, 솔더 합금의 특성, 증착의 모폴로지, 등과 같은 팩터에 의존할 수 있다. 상기 나타낸 바와 같이, 금속간 층은 시간에 따라 성장하고, 또한 상승한 온도에서 빠르게 성장하는 경향이 있다. 긴 기간 동안 재유동 동안 피크 온도를 유지하면, 초기의 금속 간 층 두께가 증가하고 모폴로지가 변화할 수 있다. 따라서, 특정한 예에서 피크 온도가 낮아지면, 유리할 수 있다.
금속간 층은, 계면의 금속간 층으로 이동할 수 있는 실패 위치에서 성장하고, 이는, 일부 예에서, 금속간 층과 벌크 솔더 사이의 약한 계면에 기인할 수 있고, 또한 금속간 화합물의 높은 탄성률에 의해 이러한 층 내의 응력을 증가시킬 수 있다. 고온에서 에이징 동안 계면으로부터 떨어져서 Sn가 확산된 결과로부터 발생할 수 있는 보이드의 존재에 의해서, 접합 강도가 감소될 수 있다. 은 관련 금속간 층, 예를 들면, Ag3Sn은 벌크 솔더 내에서 형성할 수 있고, 시간 경과에 따라 계면을 향해 이동할 수 있다. 솔더 합금 내에서 은의 농도가 증가하면, 깨지기 쉬운 경향이 있고 깨지기 시작할 수 있는 벌크 솔더 내의 큰 니들 및 큰 Ag3Sn 플레이트릿(platelet)을 형성할 수 있다. 따라서, 은의 양은 우수한 장기간 실을 제공하기 위해 조절될 수 있다. 일부 예에서, 3.5 중량% 미만의 은을 갖는 솔더 조인트는 큰 Ag3Sn 금속간 층의 형성을 줄일 수 있다. 일부 예에서, 1.2 중량% 미만의 은을 갖는 솔더 합금 조성물은 실 품질의 점에서 유리할 수 있다.
또한, 고체-액체 쌍에 대한 금속간 성장 속도는 고체-고체 쌍에 대한 성장 속도에 비해 상당히 빠른 것으로 여겨진다. 따라서, 상기 기재된 바와 같이 예를 들면, 고체 프리폼을 사용하는 것이 유리할 수 있다. 그 외의 특성, 예를 들면, 금속간 층 거칠기는 실 품질에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 금속간 층 두께가 증가하고, 거칠기가 또한 증가하는 경향이 있고, 이는 일부 예에서 실패로 이어질 수 있다. 표면 최종 거칠기가 감소하면, 금속간 층의 깨지기 쉬운 폼이 형성되는 것을 알 수 있었다.
특정한 예의 실시형태에서, Sn 및 Cu를 포함하는 납-부재 솔더 프리폼에 대해 소량의 니켈을 도입하면, 유동성을 개선할 수 있다. Ni은 결정 구조에서 외란(disturbances)을 형성하기 위해서 사용되고, 솔더링 중에 금속간 상의 용이한 핵형성을 촉진할 수 있다. 이는, 양호한 유동성 및 밝은 솔더 필렛(fillet)를 제공하는 것을 도울 수 있다. 니켈로 개질된 SuCu 등은, 또한 계면 금속간 성장을 줄일 수 있다. 흔적량의 희토류 원소에 의한 도핑은, 이러한 및/또는 그 외의 점에서 유용할 수도 있다. 코발트, 니켈, 안티몬, 등은, 예를 들면, 확산 배리어로서 작용할 수 있지만, 금속간 층의 성장을 방해하는 재유동 후의 두꺼운 초기 금속간 층을 형성할 수 있다.
특정한 예의 실시형태는 SAC-관련 합금에 대해서 기재되어 있지만, 진틀 물질이 사용될 수 있는 것을 알 수 있다. 진틀 물질은, 1족(알칼리 금속) 또는 2족(알칼리 토금속), 및 13, 14, 15, 또는 16족으로부터의 포스트-전이금속 또는 준금속을 포함한다. 또한, 특정한 예의 실시형태는 진틀 물질 및/또는 음이온을 포함하는 주석에 기초한 임의의 적합한 합금을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 특정한 예의 실시형태는 SAC 관련 합금에 기재되어 있지만, 13, 14, 15, 또는 16족으로부터의 포스트-전이금속 또는 준금속 및 전이 원소에 기초한 그 외의 금속 합금이 또한 사용될 수 있는 것을 알 수 있다. 예를 들면, 특정한 예의 실시형태는, Sn 및 포스트-전이금속 또는 준금속; 13, 14, 15 또는 16족으로부터의 진틀 음이온(예를 들면, In, Bi, 등); 및 전이 금속(예를 들면, Cu, Ag, Ni, 등)으로부터 선택된 하나 이상의 추가의 물질의 금속간(inter-metallics)에 기초한 금속성 합금 프리폼을 포함하고 Pb는 배제한다. 이는, 예를 들면, In, In 및 Ag, Bi 및 In, 등의 기타 물질을 포함할 수 있다. 일반적으로, 임의의 Indalloy 합금 물질(예를 들면, Indium Corporation로부터 이용 가능한 것)은 특정한 예의 실시형태에 대해서 사용될 수 있고, 납이 없는 것은 적어도 상기 제공된 이유에 대해서 바람직할 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, Sn-기반이 아닌 것(예를 들면, 일부 그 외의 금속성 물질에 기초한)인 기타 물질이 사용될 수 있다.
본원에서 사용되는 "열처리" 및 "열처리하는 것"은 제품을 유리-포함 제품의 열강화 및/또는 반강화를 달성하는 데에 충분한 온도까지 가열하는 것을 의미한다. 예를 들면, 적어도 약 550℃, 바람직하게 적어도 약 580℃, 더 바람직하게 적어도 약 600℃, 더 바람직하게 적어도 약 620℃, 가장 바람직하게 적어도 약 650℃의 온도에서 오븐 또는 퍼니스에서 코팅 제품을 강화 및/또는 반강화하는 데에 충분한 기간 동안 가열하는 단계를 포함한다. 특정한 예의 실시형태에서 이는 적어도 약 2분 동안, 또는 약 10분 이하, 15분 이하일 수 있다.
VIG 유닛은, 예를 들면, 주택 및/또는 상업적 윈도우 적용, 반사광, 판매점(merchandizers), OLED 및/또는 그 외의 디스플레이 패키지 등을 포함하는 상이한 수많은 적용에서 사용될 수 있는 것을 주목한다. VIG 유닛의 하나 또는 2개의 기판이 열처리될 수 있다(예를 들면, 반강화 및/또는 열강화)될 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 유리의 적층체 (예를 들면, 유리/PVB 또는 유리/EVA) 는 펌프 아웃 튜브 유무에 따라 VIG 유닛을 제조하기 위해서 그 자체 또는 모노리식 유리 라이트로 메이팅될 수 있다.
특정한 예의 실시형태는 VIG 유닛에 대해서 기재되어 있지만, 본원에 기재된 예시의 기술은 유리 이외의 물질로부터 형성된 하나 이상의 기판을 포함할 수 있는 것을 알 수 있다. 즉, 본원의 예시의 기술은 적은 가공 시간 및 온도에서 밀봉 실을 형성할 수 있기 때문에, 예를 들면, 플라스틱, Plexiglas 등의 또 다른 기판 물질을 사용할 수 있다. 상기 기재된 바와 같이, 이러한 물질은 진공 단열 패널(VIP) 유닛 등에 하나 또는 2개의 기판으로서 사용될 수 있다. 상기에 기재된 임의의 또는 모든 특징, 형태, 기술, 구성 등은 이러한 VIP 유닛에 사용될 수 있다. 또한, 본원에 기재된 예시의 VIG 및 VIP 유닛은 특정한 예의 실시형태에서 또 다른 기판에 적층될 수 있는 것을 알 수 있다.
예를 들면, 실에 대해서 본원에 사용된 "주변" 및 "에지"는, 실 및/또는 그 외의 엘리먼트가 유닛의 완전히 주변 또는 에지에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니라, 대신에 실 또는 그 외의 엘리먼트가 적어도 일부 유닛의 적어도 하나의 기판 에지에 또는 근방(예를 들면, 약 2인치 내에서)에 위치하는 것을 의미한다. 마찬가지로, 본원에 사용되는 "에지"는 유리 기판의 완전한 에지로 제한되지 않고 기판의 완전한 에지 또는 근방(예를 들면, 약 2인치 이내)을 포함할 수 있다.
본원에 사용되는, "상에", "에 의해 지지되는" 등은, 달리 기재되어 있지 않으면, 2개의 엘리먼트는 서로 직접 인접하는 것을 의미하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 즉, 그 사이에 하나 이상의 층이 있는 경우에도, 제1층이 제2층 "상에" 또는 "에 의해 지지되는"으로 기재될 수 있다.
특정한 예의 실시형태에서, VIG 유닛의 제조방법이 제공된다. 니켈-포함 박막 코팅은 제1기판 및 제2기판의 제1주요면의 주변 에지 주위에 형성된다. 스페이서는 상기 제1기판의 제1주요면 상에 배치된다. 고체 솔더 프리폼 합금 물질은 상기 제1기판의 제1주요면 상에 형성된 니켈-포함 박막 코팅 상에 접촉해서 배치된다. 상기 제1기판 및 제2기판은 함께 상기 제1주요면이 서로 대면하여 서브어셈블리를 형성하도록 한다. 상기 니켈-포함 박막 코팅으로부터의 니켈은 상기 합금 물질로 및 그 반대로 확산되도록 상기 고체 솔더 프리폼 합금 물질을 반응적으로 재유동시킴으로써 진공에서 에지 실을 형성한다. 상기 에지 실 형성 단계 후, 이어서 금속간 화합물을 포함하고, 상기 VIG 유닛의 제조에서 상기 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 캐비티를 추가로 감압한다. 상기 고체 솔더 프리폼 합금 물질은 Sn, 및 포스트-전이금속 또는 준금속; 13, 14, 15 또는 16족으로부터의 진틀 음이온; 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 기타 물질을 포함한다.
선행하는 단락의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 고체 솔더 프리폼 합금 물질은 솔더 와이어 프리폼일 수 있다.
선행하는 2개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 고체 솔더 프리폼 합금 물질은 Sn, Ag, 및 Cu을 포함할 수 있다.
선행하는 단락의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 고체 솔더 프리폼 합금 물질은 SAC305 또는 SAC0307일 수 있다.
선행하는 4개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 니켈-포함 박막 코팅은 각각 니켈을 포함하는 층 사이에 개재된 은을 포함하는 층을 포함할 수 있다.
선행하는 단락의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 니켈을 포함하는 층은 각각 NiCr을 포함할 수 있다.
선행하는 2개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 니켈을 포함하는 층은 각각 두께가 20 nm 내지 1 마이크론이고, 상기 은을 포함하는 층은 두께가 10 nm 내지 500 nm일 수 있다.
선행하는 3개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 니켈을 포함하는 층은 Cr, Ti, V, 및/또는 W를 더 포함할 수 있다.
선행하는 8개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 니켈-포함 박막 코팅은 비활성 환경에서 형성되는 PVD-증착 코팅일 수 있다.
선행하는 9개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 상기 에지 실의 형성 단계는, 0.5 Torr 미만의 초기 압력으로 부분 진공에서 행해질 수 있다.
선행하는 10개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 에지 실 형성 단계는 300℃ 미만의 피크 온도로 상기 서브어셈블리를 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.
선행하는 11개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 에지 실 형성 단계는, 240℃ 내지 250℃의 피크 온도에서 상기 서브어셈블리를 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.
선행하는 12개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 상기 에지 실 형성 단계는, 적어도 상기 고체 솔더 프리폼 합금 물질의 등치선 온도 만큼 높지만, 30℃ 이하로 높은 피크 온도에서 상기 서브어셈블리를 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.
선행하는 단락의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 적어도 에지 실 형성 단계 중에 상기 서브어셈블리에 정압 및/또는 동압을 적용할 수 있다.
선행하는 2개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 서브어셈블리는 적어도 에지 실 형성 단계 전에 그 에지 주위에 제공된 테이프를 통해 함께 유지될 수 있다.
선행하는 15개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 스페이서는 층상 구조일 수 있다.
선행하는 16개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 상기 에지 실은, 일단 형성되면, 주석, 은, 및 구리를 포함하는 층; 상기 주석, 은, 및 구리를 포함하는 층이 개재된 (CuyNi1 -y)6Sn5 을 포함하는 제1층 및 제2층; 상기 (CuyNi1 -y)6Sn5을 포함하는 층과 상기 제1유리 기판 및 제2유리 기판 각각 사이에 제공되는 (NixCu1-x)3Sn4을 포함하는 제1층 및 제2층; 및 상기 (NixCu1 -x)3Sn4을 포함하는 제1층 및 제2층과 상기 제1유리 기판 및 제2유리 기판 사이에 제공되는 NiCrOx을 포함하는 제1층 및 제2층; 을 포함할 수 있다.
선행하는 17개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 추가의 진공 단계는 펌프 아웃 튜브를 사용해서 행해질 수 있다.
선행하는 18개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 기판 중 적어도 하나는 열처리된 유리 기판일 수 있다.
선행하는 19개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 기판 중 적어도 하나는 열 강화된 유리 기판일 수 있다.
선행하는 단락의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 각각의 상기 열강화된 유리 기판은 상기 추가의 감압 단계 후 10% 이하의 기질 강도가 손실될 수 있다.
선행하는 21개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 기판 중 적어도 하나는 유리 기판이 아닐 수 있다.
선행하는 22개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제1기판 및/또는 제2기판에 제3기판을 적층할 수 있다.
선행하는 단락의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 적층 단계는 상기 에지 실 형성 단계 전에 수행될 수 있다.
선행하는 24개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 게터는 제1기판 및/또는 제2기판 상에 블랭킷 증착될 수 있다.
선행하는 25개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, VIG 유닛은 윈도우 유닛일 수 있다.
본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, VIG 유닛의 제조 방법이 제공된다. 제1기판 및 제2기판의 제1주요면의 주변 에지 주위에 금속성, 니켈-포함 박막 코팅을 형성한다. 제1기판의 제1주요면에 스페이서를 배치한다. 상기 제1기판의 제1주요면 상에 형성된 니켈-포함 박막 코팅 상에 접촉하는 솔더 프리폼을 배치한다. 상기 제1기판 및 제2기판을 함께 상기 제1주요면이 서로 대면하여 서브어셈블리를 형성하도록 한다. 250℃ 이하의 피크 온도 및 대기압 미만의 분위기에서 상기 솔더 프리폼 재유동하고 에지 실을 형성하기 위해서 상기 서브어셈블리를 가열한다. 상기 에지 실 형성 단계 후, 상기 VIG 유닛의 제조에서 상기 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 캐비티를 추가로 진공으로 한다.
선행하는 단락의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 솔더 프리폼은 Sn, Ag, 및 Cu를 포함할 수 있다.
선행하는 2개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 솔더 프리폼은 Sn을 기초로 하고, 포스트-전이금속 또는 준금속; 13, 14, 15 또는 16족으로부터의 진틀 음이온; 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 기타 물질을 포함할 수 있다.
선행하는 3개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 니켈-포함 박막 코팅 각각은 니켈을 포함하는 층 사이에 개재된 은을 포함하는 층을 포함할 수 있다.
선행하는 단락의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 니켈을 포함하는 층은 Cr, Ti, V, 및/또는 W을 더 포함할 수 있다.
선행하는 2개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 니켈을 포함하는 층 각각은 두께가 20 nm 내지 1 마이크론일 수 있고, 상기 은을 포함하는 층은 두께가 10 nm 내지 500 nm일 수 있다.
특정한 예의 실시형태는 선행하는 32개의 단락 중 어느 하나의 방법을 사용하여 제조된 VIG 유닛에 관한 것이다.
특정한 예의 실시형태에서, 진공 단열 유리 (VIG) 유닛은, 제1 및 제2 실질적으로 평행한 이격된 기판 - 상기 제1 기판 및 제2 기판 중 적어도 하나는 열처리된 유리 기판임 - ; 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 제공된 복수의 스페이서; 및 Sn, 및 포스트-전이금속 또는 준금속; 13, 14, 15 또는 16족으로부터의 진틀 음이온; 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 기타 물질을 포함하는 합금 물질, 및 그 각각의 측에 상기 합금 물질로부터 상기 제1기판 및 제2기판 각각을 향해 적어도 하나의 금속간(IMC)층 및 니켈-포함 층을 포함하는 에지 실;을 포함한다.
선행하는 단락의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제1 및 제2 IMC층은 상기 합금 물질과 상기 니켈-포함층 사이에 개재될 수 있다.
선행하는 단락의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제1 IMC 층은 (CuyNi1-y)6Sn5을 포함할 수 있고, 상기 제2 IMC 층은 (NixCu1 -x)3Sn4을 포함할 수 있고, 상기 제1 IMC 층은 상기 제2 IMC 층보다 상기 합금 물질에 가깝게 제공될 수 있다.
선행하는 단락의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 니켈-포함 층 각각은 NiCrOx을 포함할 수 있다.
선행하는 단락의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 니켈-포함 층은 각각 Si를 더 포함할 수 있다.
선행하는 5개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 합금 물질은 Sn, Ag, 및 Cu을 포함할 수 있다.
선행하는 6개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 합금 물질은 250℃ 이하의 등치선 온도를 갖는 물질로부터 형성될 수 있다.
선행하는 7개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 스페이서는 층상 구조일 수 있다.
선행하는 8개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 팁이 없는 펌프 아웃 튜브가 제공될 수 있다.
선행하는 9개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 열처리된 적어도 하나의 기판은 열 강화될 수 있다.
선행하는 10개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제1기판 및/또는 제2기판에 제3기판이 적층될 수 있다.
선행하는 단락의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 기판의 적어도 하나는 유리 기판이 아닐 수 있다.
선행하는 12개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제2 주변 폴리머 실이 제공될 수 있고, 이는 실리콘, 폴리아미드, 및 PIB 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명은 현재 가장 실용적이고 바람직한 실시형태로 고려되는 것에 관련해서 기재되지만, 본 발명은 개시된 실시형태로 한정되지는 않고, 첨부한 청구범위의 사상과 범위 내에서 포함된 다양한 변경 및 동등한 배열을 포함하는 것으로 이해된다.

Claims (46)

  1. 진공 단열 유리 (VIG) 유닛의 제조 방법으로,
    제1기판 및 제2기판의 제1주요면의 주변 에지 주위에 니켈-포함 박막 코팅을 형성하는 단계;
    상기 제1기판의 제1주요면 상에 복수의 스페이서를 배치하는 단계;
    상기 제1기판의 제1주요면 상에 형성된 니켈-포함 박막 코팅 상에 접촉해서 고체 솔더 프리폼 합금 물질을 배치하는 단계;
    상기 제1기판 및 제2기판을 함께 상기 제1주요면이 서로 대면하여 서브어셈블리를 형성하도록 하는 단계;
    상기 니켈-포함 박막 코팅으로부터의 니켈은 상기 합금 물질로 및 그 반대로 확산되도록 상기 고체 프리폼 합금 물질을 반응적으로 재유동시킴으로써 진공에서 에지 실을 형성하는 단계; 및
    상기 에지 실 형성 단계 후, 이어서 금속간 화합물을 포함하고, 상기 VIG 유닛의 제조에서 상기 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 캐비티를 추가로 감압하는 단계,
    를 포함하고,
    상기 고체 솔더 프리폼 합금 물질은, Sn, 및 포스트-전이금속 또는 준금속; 13, 14, 15 또는 16족으로부터의 진틀 음이온; 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 기타 물질을 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고체 솔더 프리폼 합금 물질은 솔더 와이어 프리폼인, 방법.
  3. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 고체 솔더 프리폼 합금 물질은 Sn, Ag, 및 Cu을 포함하는, 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고체 솔더 프리폼 합금 물질은 SAC305 또는 SAC0307인, 방법.
  5. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 니켈-포함 박막 코팅은 각각 니켈을 포함하는 층 사이에 개재된 은을 포함하는 층을 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 니켈을 포함하는 층은 각각 NiCr을 포함하는, 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 니켈을 포함하는 층은 각각 두께가 20 nm 내지 1 마이크론이고, 상기 은을 포함하는 층은 두께가 10 nm 내지 500 nm인, 방법.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 니켈을 포함하는 층은 Cr, Ti, V, 및/또는 W을 더 포함하는, 방법.
  9. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 니켈-포함 박막 코팅은 비활성 환경에서 형성되는 PVD-증착 코팅인, 방법.
  10. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 에지 실 형성 단계는, 0.5 Torr 미만의 압력으로 초기 부분 진공에서 행해지는, 방법.
  11. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 에지 실 형성 단계는 300℃ 미만의 피크 온도로 상기 서브어셈블리를 가열하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  12. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 에지 실 형성 단계는, 240℃ 내지 250℃의 피크 온도에서 상기 서브어셈블리를 가열하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 에지 실 형성 단계는, 적어도 상기 고체 솔더 프리폼 합금 물질의 등치선 온도 만큼 높지만, 30℃ 이하로 높은 피크 온도에서 상기 서브어셈블리를 가열하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    적어도 에지 실 형성 단계 중에 상기 서브어셈블리에 정압 및/또는 동압을 적용하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  15. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 서브어셈블리는 적어도 에지 실 형성 단계 전에 그 에지 주위에 제공된 테이프를 통해 함께 유지되는, 방법.
  16. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 스페이서는 층상 구조인, 방법.
  17. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 에지 실은, 일단 형성되면,
    주석, 은, 및 구리를 포함하는 층;
    상기 주석, 은, 및 구리를 포함하는 층이 개재된 (CuyNi1 -y)6Sn5 을 포함하는 제1층 및 제2층;
    상기 (CuyNi1 -y)6Sn5을 포함하는 층과 상기 제1유리 기판 및 제2유리 기판 각각 사이에 제공되는 (NixCu1 -x)3Sn4을 포함하는 제1층 및 제2층; 및
    상기 (NixCu1 -x)3Sn4을 포함하는 제1층 및 제2층과 상기 제1유리 기판 및 제2유리 기판 사이에 제공되는 NiCrOx을 포함하는 제1층 및 제2층;
    을 포함하는, 방법.
  18. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 추가의 감압 단계는 펌프 아웃 튜브를 사용해서 행해지는, 방법.
  19. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 중 적어도 하나는 열처리된 유리 기판인, 방법.
  20. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 중 적어도 하나는 열 강화된 유리 기판인, 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    각각의 상기 열강화된 유리 기판은 상기 추가의 감압 단계 후 10% 이하의 기질 강도가 손실된, 방법.
  22. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 중 적어도 하나는 유리 기판이 아닌, 방법.
  23. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1기판 및/또는 제2기판에 제3기판을 적층하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 적층 단계는 상기 에지 실 형성 단계 전에 수행되는, 방법.
  25. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1기판 및/또는 제2기판 상에 게터를 블랭킷 증착하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  26. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 VIG 유닛은 윈도우 유닛인, 방법.
  27. 진공 단열 유리 (VIG) 유닛의 제조 방법으로서,
    제1기판 및 제2기판의 제1주요면의 주변 에지 주위에 금속성, 니켈-포함 박막 코팅을 형성하는 단계;
    상기 제1기판의 제1주요면 상에 복수의 스페이서를 배치하는 단계;
    상기 제1기판의 제1주요면 상에 형성된 니켈-포함 박막 코팅 상에 접촉하는 솔더 프리폼을 배치하는 단계;
    상기 제1기판 및 제2기판을 함께 상기 제1주요면이 서로 대면하여 서브어셈블리를 형성하도록 하는 단계;
    250℃ 이하의 피크 온도 및 대기압 미만의 분위기에서 상기 솔더 프리폼 재유동하고 에지 실을 형성하기 위해서 상기 서브어셈블리를 가열하는 단계;
    상기 에지 실 형성 단계 후, 상기 VIG 유닛의 제조에서 상기 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 캐비티를 추가로 감압하는 단계;를 포함하는, 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 솔더 프리폼은 Sn, Ag, 및 Cu를 포함하는, 방법.
  29. 제27항 또는 제28항에 있어서,
    상기 솔더 프리폼은, Sn을 기초로 하고, 포스트-전이금속 또는 준금속; 13, 14, 15 또는 16족으로부터의 진틀 음이온; 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 기타 물질을 포함하는, 방법.
  30. 제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 니켈-포함 박막 코팅 각각은 니켈을 포함하는 층 사이에 개재된 은을 포함하는 층을 포함하는, 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 니켈을 포함하는 층은 Cr, Ti, V, 및/또는 W을 더 포함하는, 방법.
  32. 제30항 또는 제31항에 있어서,
    상기 니켈을 포함하는 층 각각은 두께가 20 nm 내지 1 마이크론이고, 상기 은을 포함하는 층은 두께가 10 nm 내지 500 nm인, 방법.
  33. 제27항 또는 제28항에 따른 방법을 사용해서 제조된 진공 단열 유리 (VIG) 유닛.
  34. 진공 단열 유리 (VIG) 유닛으로,
    제1 및 제2 실질적으로 평행한 이격된 기판 - 상기 제1 기판 및 제2 기판 중 적어도 하나는 열처리된 유리 기판임 - ;
    상기 제1기판 및 제2기판 사이에 제공된 복수의 스페이서; 및
    Sn, 및 포스트-전이금속 또는 준금속; 13, 14, 15 또는 16족으로부터의 진틀 음이온; 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 기타 물질을 포함하는 합금 물질, 및 그 각각의 측에 상기 합금 물질로부터 상기 제1기판 및 제2기판 각각을 향해 적어도 하나의 금속간(IMC)층 및 니켈-포함 층을 포함하는 에지 실;을 포함하는, 진공 단열 유리(VIG) 유닛.
  35. 제34항에 있어서,
    제1 및 제2 IMC층은 상기 합금 물질과 상기 니켈-포함층 사이에 개재되는, VIG 유닛.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 제1 IMC 층은 (CuyNi1 -y)6Sn5을 포함하고, 상기 제2 IMC 층은 (NixCu1 -x)3Sn4을 포함하고, 상기 제1 IMC 층은 상기 제2 IMC 층보다 상기 합금 물질에 가깝게 제공되는, VIG 유닛.
  37. 제34항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 니켈-포함 층 각각은 NiCrOx을 포함하는, VIG 유닛.
  38. 제34항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 니켈-포함 층은 각각 Si를 더 포함하는, VIG 유닛.
  39. 제34항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 합금 물질은 Sn, Ag, 및 Cu을 포함하는, VIG 유닛.
  40. 제34항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 합금 물질은 250℃ 이하의 등치선 온도를 갖는 물질로부터 형성되는, VIG 유닛.
  41. 제34항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스페이서는 층상 구조인, VIG 유닛.
  42. 제34항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서,
    팁이 없는 펌프 아웃 튜브를 더 포함하는, VIG 유닛.
  43. 제34항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열처리된 적어도 하나의 기판은 열 강화된, VIG 유닛.
  44. 제34항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1기판 및/또는 제2기판에 적층된 제3기판을 더 포함하는, VIG 유닛.
  45. 제34항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 적어도 하나는 유리 기판이 아닌, VIG 유닛.
  46. 제34항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서,
    실리콘, 폴리아미드, 및 PIB 중 적어도 하나를 포함하는 제2 주변 폴리머 실을 더 포함하는, VIG 유닛.
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