KR20220047596A - 접합체의 제조 방법 및 접합체의 제조 장치 - Google Patents

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토루 시라가미
타츠야 나가타
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니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤
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Abstract

접합체의 제조 방법은, 지그(jig) 본체(20)의 오목부(22) 내에 적층체(16)를 배치한 지그 본체(20) 상에 지그 본체용 덮개체(21)를 올려놓는 재치(載置) 공정과, 재치 공정 후에, 지그 본체(20)의 오목부(22) 내의 압력 분위기를 조정함으로써, 지그 본체용 덮개체(21)에 의해 적층체(16)를 가압하는 가압 공정을 구비한다. 접합체의 제조 방법은, 가압 공정에 의해 적층체(16)를 가압한 상태에서 유리 부재(12)와 접합 대상 부재(13)에 접합한 접합부를 적층체(16)의 접합재(15)로 부터 형성하는 접합부 형성 공정을 구비한다.

Description

접합체의 제조 방법 및 접합체의 제조 장치
[0001] 본 발명은, 접합체의 제조 방법 및 접합체의 제조 장치에 관한 것이다.
[0002] 종래에, 특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 글라스 리드(glass lid) 등의 유리 부재와 유리 세라믹 용기 등의 접합 대상 부재를 접합재에 의해 접합시킴으로써, 패키지 등의 접합체를 제조하는 방법이 알려져 있다.
일본 특허공개공보 제2014-236202호
[0004] 상기와 같은 접합체에 있어서, 유리 부재와 접합 대상 부재 사이에 접합재를 배치한 적층체를 형성한 후, 적층체의 두께 방향으로 적층체를 가압한 상태에서 접합재를 가열하여 유리 부재와 접합 대상 부재를 접합하는 것이 바람직하다. 이와 같이 적층체를 가압한 상태에서 접합함으로써, 유리 부재와 접합 대상 부재 간의 접합력을 높일 수 있다. 그러나, 예컨대, 적층체의 가압에 체결부착구를 이용한 경우, 적층체의 접합재에 대해 국소적으로 가압력이 가해지기 쉬워, 유리 부재 및 접합 대상 부재에 대한 접합재의 밀착성이 부분적으로 저하될 우려가 있었다.
[0005] 본 발명은, 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 유리 부재 및 접합 대상 부재에 대한 접합재의 전체에 걸친 밀착성 향상을 가능하게 한 접합체의 제조 방법 및 접합체의 제조 장치를 제공하는 데 있다.
[0006] 상기 과제를 해결하는 접합체의 제조 방법은, 유리 부재와, 접합 대상 부재와, 상기 유리 부재와 상기 접합 대상 부재에 접합한 접합부를 갖는 접합체의 제조 방법으로서, 상기 유리 부재와 상기 접합 대상 부재 사이에 접합재를 배치한 적층체를 준비하는 적층체 준비 공정과, 상기 적층체가 배치되는 오목부(凹部)를 갖는 지그(jig) 본체와 상기 지그 본체의 상기 오목부의 개구(開口)를 폐색(閉塞) 가능하게 하는 지그 본체용 덮개체를 구비하는 지그를 준비하는 지그 준비 공정과, 상기 지그 본체의 상기 오목부 내에 상기 적층체를 배치한 상기 지그 본체 상에 상기 지그 본체용 덮개체를 올려놓는 재치 공정과, 상기 재치 공정 후에, 상기 지그 본체의 상기 오목부 내의 기압을 조정함으로써, 상기 지그 본체용 덮개체에 의해 상기 적층체를 가압하는 가압 공정과, 상기 가압 공정에 의해 상기 적층체를 가압한 상태에서, 상기 유리 부재와 상기 접합 대상 부재에 접합한 상기 접합부를 상기 접합재로부터 형성하는 접합부 형성 공정을 구비한다.
[0007] 이 방법에 의하면, 가압 공정에 있어서, 유리 부재에 대한 지그 본체용 덮개체의 가압력을, 체결부착구를 이용하여 기계적으로 조정하는 것이 아니라, 지그 본체의 오목부 내의 기압에 의해 조정하고 있다. 이에 의해, 지그 본체용 덮개체의 가압력이 적층체에 국소적으로 가해지는 것을 억제할 수 있다.
[0008] 상기 접합체의 제조 방법에 있어서, 상기 재치 공정에서는, 상기 지그 본체용 덮개체와, 상기 적층체의 상기 유리 부재 또는 상기 접합 대상 부재를 접촉시키는 것이 바람직하다.
[0009] 이 방법에 의하면, 가압 공정에 있어서, 적층체의 유리 부재를 지그 본체용 덮개체에 의해 가압하기까지의 시간을 단축할 수 있다.
[0010] 상기 접합체의 제조 방법에 있어서, 상기 가압 공정에서는, 상기 접합 대상 부재 또는 상기 유리 부재를 상기 지그 본체용 덮개체를 향해 가세(付勢)하는 것이 바람직하다.
[0011] 이 방법에 의하면, 유리 부재와 접합 대상 부재 사이의 접합재에 가해지는 힘이 가세력(biasing force)에 의해 조정되기 때문에, 유리 부재와 접합재 사이 및 접합 대상 부재와 접합재 사이에 가해지는 힘을 안정시킬 수 있다.
[0012] 상기 접합체의 제조 방법에 있어서, 상기 가압 공정에서는, 상기 지그 본체의 상기 오목부 내의 기체를 배출시킴으로써 기압을 조정하는 것이 바람직하다.
[0013] 이 방법에 의하면, 가압 공정을 신속하게 행할 수 있다.
[0014] 상기 접합체의 제조 방법에 있어서, 상기 가압 공정은, 상기 적층체의 상기 유리 부재를 상기 적층체의 상기 접합 대상 부재를 향해 가압하는 공정인 것이 바람직하다.
[0015] 상기 접합체의 제조 방법에 있어서, 상기 유리 부재의 형상은, 판(板) 형상, 또는 개구를 갖는 용기(容器) 형상이고, 상기 접합 대상 부재의 형상은, 판 형상, 또는 개구를 갖는 용기 형상이며, 상기 적층체 준비 공정에 있어서의 상기 적층체의 상기 접합재는, 유리를 함유하며, 상기 지그 본체용 덮개체는, 유리판이며, 상기 접합부 형성 공정에서는, 상기 지그 본체용 덮개체 및 상기 유리 부재를 투과시킨 레이저광을 상기 접합재에 조사(照射)함으로써 상기 접합재를 가열하는 것이 바람직하다.
[0016] 이 방법에 의하면, 접합부 형성 공정에서는, 레이저광을 이용하여 국소적으로 가열할 수 있기 때문에, 예컨대, 접합재 이외의 가열이 불필요한 부분(個所)의 온도 상승을 억제할 수 있다.
[0017] 상기 접합체의 제조 방법의 상기 접합부 형성 공정에 있어서, 상기 지그 본체용 덮개체는, 상기 지그 본체로부터 이격(離間)된 상태로, 상기 지그 본체에 설치된 패킹재와 접촉하여 지지되어 있는 것이 바람직하다.
[0018] 이 방법에 의하면, 지그 본체의 오목부 내로부터의 흡인력에 근거하여 지그 본체용 덮개체가 유리 부재를 보다 균일하게 가압하고 있는 상태를 유지할 수 있다. 이에 의해, 유리 부재 및 접합 대상 부재에 대한 접합재의 전체에 걸친 밀착성을 보다 향상시킨 상태에서, 접합부 형성 공정을 행할 수 있다.
[0019] 상기 접합체의 제조 방법에 있어서, 상기 유리 부재의 형상 및 상기 접합 대상 부재의 형상은, 모두 판 형상이며, 상기 접합재로서, 복수의 프레임 형상의 접합재를 구비해도 된다.
[0020] 상기 접합체의 제조 방법에 있어서, 상기 적층체 준비 공정에 있어서의 상기 적층체는, 상기 유리 부재와 상기 접합 대상 부재 사이에 배치된 스페이서를 구비하는 것이 바람직하다.
[0021] 이 방법에 의하면, 유리 부재와 접합 대상 부재 사이에 배치되는 전자부품 등의 부품이 가압 공정이나 접합부 형성 공정에 있어서 불필요한 압축력을 받는 것을 회피할 수 있게 된다.
[0022] 상기 접합체의 제조 방법은, 상기 접합부 형성 공정 후에, 복수의 상기 프레임 형상의 접합재로부터 형성된 복수의 프레임 형상의 접합부 사이의 위치에서 상기 접합체를 절단하는 절단 공정을 더 구비해도 된다.
[0023] 상기 접합체의 제조 방법에 있어서, 상기 지그 본체용 덮개체는, 두께가 1.5mm 이상, 5.0mm 이하의 범위 내이며, 또한 탄성률이 65GPa 이상, 85GPa 이하의 범위 내인 유리판인 것이 바람직하다.
[0024] 상기 접합체의 제조 방법에 이용되는 접합체의 제조 장치는, 상기 지그를 구비하는 것이 바람직하다.
[0025] 상기 접합체의 제조 장치에 있어서, 상기 지그 본체는, 상기 오목부 내에 배치된 상기 적층체를 상기 지그 본체용 덮개체를 향해 가세하는 가세부를 더 구비하며, 상기 가세부는, 압축력에 저항하는 가세부 본체와, 상기 가세부 본체와 상기 적층체 사이에 배치되는 가세판을 구비하는 것이 바람직하다.
[0026] 이 구성에 의하면, 가세부 본체의 가세력이 가세판에 의해 균일화됨으로써, 가세부 본체의 가세력을 적층체에 보다 균일하게 전달할 수 있다.
[0027] 본 발명에 의하면, 유리 부재 및 접합 대상 부재에 대한 접합재의 전체에 걸친 밀착성을 향상시키는 것이 가능해진다.
[0028] 도 1의 (a)는, 실시형태에 있어서의 접합체를 나타낸 단면도이고, (b)는, 적층체를 분해하여 나타낸 단면도이다.
도 2의 (a)는, 유리 부재의 평면도이고, (b)는, 접합 대상 부재의 평면도이다.
도 3은, 지그의 지그 본체를 나타낸 평면도이다.
도 4는, 지그의 지그 본체용 덮개체를 나타낸 평면도이다.
도 5는, 도 3의 5-5선에 따른 지그 본체의 단면도와 덮개체의 단면도이다.
도 6은, 접합체의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 7은, 접합체의 제조 방법의 흐름도이다.
도 8은, 접합체의 제조 방법의 변경예를 설명하는 단면도이다.
[0029] 이하에서는, 접합체의 제조 방법의 하나의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
[0030] 참고로, 도면에서는, 설명의 편의상, 구성의 일부를 과장 또는 간략화하여 나타내는 경우가 있다. 또한, 각 부분의 사이즈 비율에 대해서도, 실제와 다른 경우가 있다.
[0031] 도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이, 접합체(11)는, 유리 부재(12)와, 접합 대상 부재(13)와, 유리 부재(12)와 접합 대상 부재(13)에 접합한 접합부(14)를 갖고 있다. 도 1의 (b), 도 2의 (a) 및 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 접합체(11)는, 유리 부재(12)와 접합 대상 부재(13) 사이에 접합재(15)를 배치한 적층체(16)로부터 얻어진다.
[0032] ＜유리 부재(12)＞
유리 부재(12)로서는, 예컨대, 무(無)알칼리 유리, 붕규산 유리, 소다석회 유리 등을 들 수 있다. 유리 부재(12)의 두께는, 예컨대, 4㎛ 이상, 1000㎛ 이하의 범위 내이다. 유리 부재(12)의 형상은, 평판 형상이어도 되고, 예컨대, 부분적으로 움푹 패인 형상 등의 요철부(凹凸部)를 갖는 형상이어도 된다.
[0033] ＜접합 대상 부재(13)＞
접합 대상 부재(13)는, 예컨대, 유리 기판, 유리 세라믹 기판, 세라믹 기판 등의 기판을 구비하고 있다. 기판의 유리로서는, 예컨대, 석영 유리, 규산염계 유리, 붕산염계 유리, 붕규산염계 유리, 인산염계 유리, 붕인산염계 유리, 무알칼리 유리, LAS계 결정화 유리 등을 들 수 있다. 기판의 유리 세라믹은, 유리와 세라믹을 함유하며, 저온 동시 소성 세라믹(LTCC：Low Temperature Co-fired Ceramics)이 예시된다. 기판의 세라믹으로서는, 코디어라이트, 윌레마이트, 알루미나, 질화알루미늄, 인산지르코늄계 화합물, 지르콘, 지르코니아, 산화주석, β-석영 고용체, β-유크립타이트, 및 β-스포듀민으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 세라믹이 예시된다.
[0034] 접합 대상 부재(13)는, 기판에 형성된 막을 갖고 있어도 된다. 막으로서는, 예컨대, 투명 도전막, 산화 피막 등을 들 수 있다. 투명 도전막으로서는, 예컨대, ITO막, FTO막, ATO막 등을 들 수 있다.
[0035] ＜접합재(15)＞
접합재(15)는, 유리를 포함하는 것이 바람직하다. 유리로서는, 예컨대, 규산염계 유리, 산화비스무트계 유리, 인산염계 유리, 산화납계 유리, 산화텔루르계 유리, 산화바나듐계 유리 등을 들 수 있다.
[0036] 접합재(15)에 함유되는 유리의 원료로서는, 상기 유리 중 1종 또는 2종 이상의 분말을 이용할 수 있다.
[0037] 접합재(15)는, 필러를 포함하는 것이 바람직하다. 필러로서는, 코디어라이트, 윌레마이트, 알루미나, 질화알루미늄, 인산지르코늄계 화합물, 지르콘, 지르코니아, 산화주석, β-석영 고용체, β-유크립타이트, 및 β-스포듀민으로부터 선택되는 적어도 1종의 필러가 예시된다.
[0038] 유리 분말 또는 필러의 메디안지름(D50)은, 2㎛ 미만인 것이 바람직하다. 유리 분말 또는 필러의 99％ 지름(D99)은, 15㎛ 미만인 것이 바람직하다.
[0039] 접합재(15)는, 유리 분말, 필러, 바인더, 용제 등을 혼합한 페이스트를 이용하여 제작할 수 있다. 구체적으로는, 페이스트를 스크린 인쇄법 등의 인쇄법이나 디스펜서 등의 도포 방법에 의해, 유리 부재(12) 또는 접합 대상 부재(13)에 마련한다. 이와 같이 유리 부재(12) 또는 접합 대상 부재(13)에 도포한 페이스트를 접합재(15)로 해도 되지만, 페이스트를 추가로 열처리함으로써, 유리 부재(12) 또는 접합 대상 부재(13) 상에 소결시킨 것을 접합재(15)로 하는 것이 바람직하다.
[0040] 본 실시형태에 있어서, 접합재(15)는, 유리 부재(12)와 접합 대상 부재(13) 사이에 프레임 형상으로 복수 마련되어 있다.
[0041] 유리 부재(12) 또는 접합 대상 부재(13)에 마련된 접합재(15)의 두께(높이)는, 1㎛ 이상, 1000㎛ 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2㎛ 이상, 100㎛ 이하의 범위 내이며, 더욱 바람직하게는 3㎛ 이상, 10㎛의 범위 내이다. 접합재(15)의 폭은, 예컨대, 1㎛ 이상, 10000㎛ 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10㎛ 이상, 5000㎛ 이하의 범위 내이며, 더욱 바람직하게는 50㎛ 이상, 1000㎛ 이하의 범위 내이다.
[0042] ＜부품(17)＞
접합체(11) 및 적층체(16)는, 유리 부재(12)와 접합 대상 부재(13) 사이에 배치된 부품(17)을 구비하고 있어도 된다. 부품(17)으로서는, 예컨대, 레이저 모듈, LED 광원, 광 센서, 촬상 소자, 광 스위치 등의 광학 디바이스, 액정 표시부, 유기 EL 표시부 등의 표시부, 태양전지 셀, 진동 센서, 가속도 센서, 전극 등을 들 수 있다.
[0043] ＜스페이서(18)＞
본 실시형태에서는, 접합체(11)에 있어서의 유리 부재(12)와 접합 대상 부재(13) 사이에 스페이서(18)를 배치하고 있다. 스페이서(18)는, 유리 부재(12)와 접합 대상 부재(13)의 기판 사이의 간격이 소정 사이즈 이하가 되지 않게 하기 위해 설치된다. 본 실시형태에서, 스페이서(18)는, 평면 시점으로 볼 때(平面視) 프레임 형상의 접합재(15)의 외측에 배치되어 있다. 바람직하게는, 스페이서(18)는, 평면 시점으로 볼 때 프레임 형상의 접합재(15)의 내측 및 외측의 쌍방에 배치된다. 이 구성에 의하면, 보다 확실하게 유리 부재(12)와 접합 대상 부재(13) 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 이러한 구성에 한정되지 않고, 스페이서(18)는, 평면 시점으로 볼 때 프레임 형상의 접합재(15)의 내측에만 배치되어도 된다.
[0044] 스페이서(18)의 재료로서는, 예컨대, 상기의 유리 분말을 포함하는 성형체나 무기 재료, 수지 재료 등의 성형체를 들 수 있다.
[0045] 접합체(11)의 용도의 구체적인 예로서는, 유기 EL 디스플레이, 유기 EL 조명 장치 등의 유기 EL 디바이스, 색소증감형(色素增感型) 태양전지, 페로브스카이트(perovskite)형 태양전지, 유기 박막 태양전지, CIGS계 박막 화합물 태양전지 등의 태양전지, MEMS 패키지 등의 센서 패키지, 심자외선(deep ultraviolet rays) 등의 광을 조사하는 LED 패키지 등을 들 수 있다.
[0046] 접합체(11)는, 예컨대 도 1의 (a)에 기재된 바와 같이, 이점쇄선(二點鎖線)으로 나타낸 절단선(CL)에 따른 복수의 프레임 형상의 접합부(14) 사이의 위치에서 절단하여 이용해도 된다. 절단 방법으로서는, 예컨대, 팁 휠(tip wheel)이나 레이저광을 이용하여 형성한 스크라이브(scribe)선에 따라 꺾어 나누는 방법을 들 수 있다.
[0047] ＜접합체의 제조 방법＞
도 7에 나타낸 바와 같이, 접합체(11)의 제조 방법은, 단계 S1의 적층체 준비 공정과, 단계 S2의 지그 준비 공정과, 단계 S3의 재치 공정과, 단계 S4의 가압 공정과, 단계 S5의 접합부 형성 공정을 구비하고 있다.
[0048] 단계 S1의 적층체 준비 공정에서는, 유리 부재(12)와 접합 대상 부재(13) 사이에 접합재(15)를 배치한 적층체(16)를 준비한다. 본 실시형태의 적층체(16)는, 유리 부재(12)와 접합 대상 부재(13) 사이에 배치된 스페이서(18)를 더 구비하고 있다.
[0049] 단계 S2의 지그 준비 공정에서 준비하는 지그(19)는, 도 3∼도 5에 나타낸 바와 같이, 지그 본체(20)와, 지그 본체용 덮개체(21)를 구비하고 있다. 지그 본체(20)는, 적층체(16)가 배치되는 오목부(22)를 갖고 있다. 지그 본체용 덮개체(21)는, 지그 본체(20)의 오목부(22)의 개구를 폐색 가능하게 한다. 지그(19)는, 접합체(11)의 제조 장치를 구성한다.
[0050] 도 3 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 지그 본체(20)는, 바닥부(底部; 23)와 바닥부(23)로부터 돌출되는 주벽부(周壁部; 24)를 가지며, 주벽부(24)의 내측에 오목부(22)가 형성되어 있다. 지그 본체(20)의 주벽부(24)는, 오목부(22) 내의 기체를 배기 가능하게 하는 통기 구멍(24a)을 갖고 있다. 또한, 지그 본체(20)의 바닥부(23)가 통기 구멍(24a)을 갖고 있어도 된다.
[0051] 지그 본체(20)는, 지그 본체(20)의 오목부(22) 내에 배치된 적층체(16)를 지그 본체용 덮개체(21)를 향해 가세하는 가세부(25)를 더 구비하고 있다. 지그 본체(20)의 가세부(25)는, 압축력에 저항하는 가세부 본체(26)와, 가세부 본체(26) 상에 배치되는 가세판(27)을 구비하고 있다. 적층체(16)는, 적층체(16)의 접합 대상 부재(13)가 가세부(25)의 가세판(27)에 대향(對向)하도록 하여 가세부(25) 상에 배치된다. 따라서, 가세판(27)은, 가세부 본체(26)와 적층체(16) 사이, 더 나아가서는, 가세부 본체(26)와 접합 대상 부재(13) 사이에 배치된다. 본 실시형태의 가세부 본체(26)는, 복수의 플런저(plunger; 26a)와 복수의 플런저(26a)가 장착되는 기대(基臺; 26b)를 구비하고 있다. 가세 부재가 되는 플런저(26a)는, 도시를 생략한 압축 코일 스프링이 내장되는 플런저 본체와, 압축 코일 스프링에 의해 가세되는 핀을 구비하고 있다. 가세판(27)은, 가세부 본체(26)에 의한 가세력을 접합 대상 부재(13)에 대해 보다 균일하게 전달시키기 위해 배치되어 있다. 가세판(27)으로서는, 예컨대, 스테인리스 강판 등의 금속판, 유리판, 세라믹판, 수지판 등을 들 수 있다. 가세판(27)은, 적층체(16)의 접합 대상 부재(13)의 하면(下面)과 면접촉(面接觸)하도록 평탄한 형상의 상면(上面)을 갖고 있다. 또한, 가세부 본체(26)는, 플런저(26a)를 구비하는 구성에 한정되지 않으며, 가세 부재로서 예컨대, 압축 코일 스프링, 판 스프링, 고무 등의 탄성을 갖는 고분자 재료 등을 구비하는 것이어도 된다. 가세 부재는, 1종을 이용해도 되고, 복수 종을 조합하여 이용해도 된다.
[0052] 지그 본체(20)는, 주벽부(24)의 선단부(상단부)에 배치되는 패킹재(28)를 갖고 있다. 패킹재(28)는, 주벽부(24)의 전체 둘레에 걸쳐서 연장되도록 설치되어, 지그 본체용 덮개체(21)와 밀착됨으로써, 지그 본체(20)의 오목부(22) 내의 기밀성(氣密性)을 확보한다. 패킹재(28)로서는, 예컨대, 고무 등의 탄성 재료로부터 형성된 O링을 이용할 수 있다.
[0053] 본 실시형태에 있어서의 지그(19)의 지그 본체용 덮개체(21)는, 광투과성을 갖고 있다. 광투과성을 갖는 지그 본체용 덮개체(21)는, 유리판인 것이 바람직하다. 지그 본체용 덮개체(21)의 두께는, 1.5mm 이상, 5.0mm 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 지그 본체용 덮개체(21)의 탄성률은, 65GPa 이상, 85GPa 이하의 범위 내인 것이 바람직하다.
[0054] 도 6에 나타낸 바와 같이, 단계 S3의 재치 공정에서는, 지그 본체(20)의 오목부(22) 내에 적층체(16)를 배치한 지그 본체(20) 상에 지그 본체용 덮개체(21)를 올려놓는다. 단계 S4의 가압 공정에서는, 지그 본체(20)의 오목부(22) 내의 기압을 조정함으로써, 지그 본체용 덮개체(21)에 의해 적층체(16)를 가압한다. 본 실시형태에 있어서의 단계 S4의 가압 공정에서는, 지그 본체용 덮개체(21)에 의해 적층체(16)의 유리 부재(12)를 적층체(16)의 접합 대상 부재(13)를 향해 가압한다.
[0055] 구체적으로는, 펌프를 이용하여 지그 본체(20)의 오목부(22) 내의 기체를 배출시킨다. 이에 의해, 지그 본체(20)의 오목부(22) 내부를 오목부(22) 외부의 외기압보다 낮은 감압 분위기로 한다. 예컨대, 펌프와 통기 구멍(24a)을 연결하는 배관에 설치된 조정 밸브를 이용하여, 지그 본체(20)의 오목부(22) 내부가 소정의 감압 분위기가 되도록 조정한다. 이에 의해, 지그 본체용 덮개체(21)는, 지그 본체(20)의 오목부(22)를 향해 흡인되는 동시에, 지그 본체용 덮개체(21)는, 적층체(16)의 유리 부재(12)에 접촉한 상태로 유리 부재(12)를 접합 대상 부재(13)를 향해 가압한다. 이때, 지그 본체용 덮개체(21)를 지그 본체(20)의 오목부(22) 내부를 향해 흡인함으로써, 지그 본체용 덮개체(21)를 적층체(16)의 유리 부재(12)를 향해 볼록해지도록 휘게 하는 것도 가능하며, 이러한 지그 본체용 덮개체(21)의 휨 변형에 의해, 지그 본체용 덮개체(21)와 유리 부재(12) 간의 밀착성을 높이는 것도 가능하다.
[0056] 단계 S5의 접합부 형성 공정에서는, 단계 S4의 가압 공정에 의해 적층체(16)를 가압한 상태에서, 유리 부재(12)와 접합 대상 부재(13)에 접합한 접합부(14)를 접합재(15)로부터 형성한다. 이에 의해, 상술한 접합체(11)가 얻어진다. 단계 S5의 접합부 형성 공정에 있어서, 지그 본체용 덮개체(21)는, 지그 본체(20)로부터 이격된 상태로, 패킹재(28)와 접촉하여 지지되어 있는 것이 바람직하다.
[0057] 본 실시형태에 있어서의 단계 S5의 접합부 형성 공정에서는, 레이저광(LB)을 이용하여 접합재(15)를 가열한다. 상세히 설명하자면, 단계 S5의 접합부 형성 공정에서는, 레이저광(LB)을 지그 본체용 덮개체(21) 및 유리 부재(12)를 차례로 투과시켜 접합재(15)에 조사한다. 레이저광(LB)의 파장은, 접합재(15)를 가열할 수 있는 파장이라면 특별히 한정되지 않는다. 레이저광(LB)의 파장은, 예컨대, 600∼1600nm의 범위 내인 것이 바람직하다. 레이저광(LB)을 출사(出射)하는 광원으로서는, 예컨대, 반도체 레이저를 이용하는 것이 바람직하다.
[0058] 접합체의 제조 방법에 있어서, 단계 S5의 접합부 형성 공정 후에, 필요에 따라서 복수의 프레임 형상의 접합부(14) 사이의 위치에서 접합체(11)를 절단하는 절단 공정을 행함으로써, 복수의 접합체를 얻을 수도 있다.
[0059] 다음으로, 본 실시형태의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
[0060] (1) 접합체의 제조 방법에 있어서, 단계 S1의 적층체 준비 공정에서는, 유리 부재(12)와 접합 대상 부재(13) 사이에 접합재(15)를 배치한 적층체(16)를 준비한다. 단계 S2의 지그 준비 공정에서 준비하는 지그(19)는, 적층체(16)가 배치되는 오목부(22)를 갖는 지그 본체(20)와 지그 본체(20)의 오목부(22)의 개구를 폐색 가능하게 하는 지그 본체용 덮개체(21)를 구비하고 있다. 접합체의 제조 방법은, 추가로 단계 S3의 재치 공정과, 단계 S4의 가압 공정과, 단계 S5의 접합부 형성 공정을 구비하고 있다. 단계 S3의 재치 공정에서는, 지그 본체(20)의 오목부(22) 내에 적층체(16)를 배치한 지그 본체(20) 상에 지그 본체용 덮개체(21)를 올려놓는다. 단계 S4의 가압 공정에서는, 단계 S3의 재치 공정 후에, 지그 본체(20)의 오목부(22) 내의 기압을 조정함으로써, 지그 본체용 덮개체(21)에 의해 적층체(16)를 가압한다. 단계 S5의 접합부 형성 공정에서는, 단계 S4의 가압 공정에 의해 적층체(16)를 가압한 상태에서, 접합재(15)로부터 접합부(14)를 형성한다.
[0061] 이 방법에 의하면, 단계 S4의 가압 공정에 있어서, 유리 부재(12)에 대한 지그 본체용 덮개체(21)의 가압력을, 체결부착구를 이용하여 기계적으로 조정하는 것이 아니라, 지그 본체(20)의 오목부(22) 내의 기압에 의해 조정하고 있다. 이에 의해, 지그 본체용 덮개체(21)의 가압력이 적층체(16)의 유리 부재(12)에 국소적으로 가해지는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 유리 부재(12) 및 접합 대상 부재(13)에 대한 접합재(15)의 전체에 걸친 밀착성을 용이하게 높일 수 있다. 이 때문에, 예컨대, 단계 S5의 접합부 형성 공정에서 얻어지는 접합체(11)에 있어서, 유리 부재(12)와 접합 대상 부재(13) 간의 접합 불량을 삭감하거나, 접합부(14)의 신뢰성을 높이거나 할 수가 있다.
[0062] (2) 단계 S3의 재치 공정에서는, 지그 본체용 덮개체(21)와, 적층체(16)의 유리 부재(12)를 접촉시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 단계 S4의 가압 공정에 있어서, 적층체(16)의 유리 부재(12)를 지그 본체용 덮개체(21)에 의해 가압하기까지의 시간을 단축할 수 있다.
[0063] (3) 단계 S4의 가압 공정에서는, 접합 대상 부재(13)를 지그 본체용 덮개체(21)를 향해 가세하는 것이 바람직하다. 이 경우, 유리 부재(12)와 접합 대상 부재(13) 사이의 접합재(15)에 가해지는 힘이 가세력에 의해 조정되기 때문에, 유리 부재(12)와 접합재(15) 사이 및 접합 대상 부재(13)와 접합재(15) 사이에 가해지는 힘을 안정시킬 수 있다.
[0064] (4) 단계 S4의 가압 공정에서는, 지그 본체(20)의 오목부(22) 내의 기체를 배출시킴으로써 기압을 조정하는 것이 바람직하다. 이 경우, 단계 S4의 가압 공정을 신속하게 행할 수 있다.
[0065] (5) 단계 S4의 가압 공정은, 적층체(16)의 유리 부재(12)를 적층체(16)의 접합 대상 부재(13)를 향해 가압하는 공정이다. 유리 부재(12)의 형상 및 접합 대상 부재(13)의 형상은, 판 형상이며, 단계 S1의 적층체 준비 공정에 있어서 준비하는 적층체(16)의 접합재(15)는, 유리를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 단계 S2의 지그 준비 공정에 있어서 준비하는 지그 본체용 덮개체(21)는, 유리판이다. 단계 S5의 접합부 형성 공정에서는, 지그 본체용 덮개체(21) 및 유리 부재(12)를 투과시킨 레이저광(LB)을 접합재(15)에 조사함으로써 접합재(15)를 가열하고 있다.
[0066] 이 경우, 단계 S5의 접합부 형성 공정에서는, 레이저광(LB)을 이용하여 국소적으로 가열할 수 있기 때문에, 예컨대, 접합재(15) 이외의 가열이 불필요한 부분의 온도 상승을 억제할 수 있다.
[0067] (6) 단계 S5의 접합부 형성 공정에 있어서, 지그 본체용 덮개체(21)는, 지그 본체(20)로부터 이격된 상태에서, 지그 본체(20)에 설치된 패킹재(28)와 접촉하여 지지되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 지그 본체(20)의 오목부(22) 내로부터의 흡인력에 근거하여 지그 본체용 덮개체(21)가 유리 부재(12)를 보다 균일하게 가압하고 있는 상태를 유지할 수 있다. 이에 의해, 유리 부재(12) 및 접합 대상 부재(13)에 대한 접합재(15)의 전체에 걸친 밀착성을 보다 향상시킨 상태에서, 단계 S5의 접합부 형성 공정을 행할 수 있다. 따라서, 얻어지는 접합체(11)에 있어서, 유리 부재(12)와 접합 대상 부재(13) 간의 접합 불량을 보다 삭감하거나, 접합부(14)의 신뢰성을 보다 높이거나 할 수가 있다.
[0068] (7) 단계 S1의 적층체 준비 공정에 있어서의 적층체(16)는, 유리 부재(12)와 접합 대상 부재(13) 사이에 배치된 스페이서(18)를 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우, 유리 부재(12)와 접합 대상 부재(13) 사이에 배치되는 전자부품 등의 부품(17)이 단계 S4의 가압 공정이나 단계 S5의 접합부 형성 공정에 있어서 불필요한 압축력을 받는 것을 회피할 수 있게 된다.
[0069] (8) 접합체(11)의 제조 장치의 가세부(25)는, 압축력에 저항하는 가세부 본체(26)와, 가세부 본체(26)와 적층체(16) 사이에 배치되는 가세판(27)을 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우, 가세부 본체(26)의 가세력이 가세판(27)에 의해 균일화됨으로써, 가세부 본체(26)의 가세력을 적층체(16)에 보다 균일하게 전달할 수 있다. 따라서, 유리 부재(12) 및 접합 대상 부재(13)에 대한 접합재(15)의 전체에 걸친 밀착성을 용이하게 높일 수 있다.
[0070] (변경예)
본 실시형태는, 이하와 같이 변경하여 실시할 수 있다. 본 실시형태 및 이하의 변경예는, 기술적으로 모순되지 않는 범위에서 서로 조합하여 실시할 수 있다.
[0071] ·도 8에 나타낸 바와 같이, 접합 대상 부재(13)의 형상은, 개구를 갖는 용기 형상이어도 된다. 이 경우, 유리 부재(12)는, 접합 대상 부재(13)의 오목부 내의 기밀성을 확보하는 덮개체로서 이용할 수 있다. 또한, 도시를 생략하였지만, 유리 부재(12)의 형상도, 개구를 갖는 용기 형상이어도 된다.
[0072] ·접합재(15)는, 유리를 함유하는 접합재(15)에 한정되지 않으며, 예컨대, 수지계의 접합재여도 된다. 단계 S5의 접합부 형성 공정은, 레이저광(LB)을 이용하여 가열하는 공정에 한정되지 않으며, 예컨대, 레이저광(LB) 이외의 열선을 이용하여 가열하는 공정이나, 자외선 경화성 수지를 함유하는 접합재를, 자외선을 이용하여 경화시키는 공정이어도 된다.
[0073] ·지그(19)의 지그 본체용 덮개체(21)는, 유리 이외의 재료로 구성해도 된다. 또한, 지그 본체용 덮개체(21)는, 이종(異種) 재료의 층을 포함하는 적층 구조를 갖고 있어도 된다. 예컨대, 지그 본체용 덮개체(21)는, 유리판과 패킹재(28)가 일체로 된 구조를 갖고 있어도 된다.
[0074] ·단계 S4의 가압 공정에서는, 펌프를 이용하여 지그 본체(20)의 오목부(22) 내의 기체를 배출시킴으로써, 지그 본체(20)의 오목부(22) 내부를 오목부(22) 외부의 외기압보다 낮은 감압 분위기로 하고 있지만, 가압 가능한 가압 용기 내에 지그(19)를 배치하고, 지그(19) 주위를 가압 분위기로 해도 된다. 이 경우, 통기 구멍(24a)에 가압 용기의 외부와 연통(連通)하는 배관을 접속한다. 이 경우라 하더라도, 지그 본체(20)의 오목부(22) 내부를 오목부(22) 외부의 외기압보다 낮은 감압 분위기로 할 수 있다.
[0075] ·단계 S3의 재치 공정에서는, 지그 본체용 덮개체(21)측에 적층체(16)의 접합 대상 부재(13)가 위치하도록, 적층체(16)의 표면과 이면을 반대로 하여 지그 본체(20)의 오목부(22) 내에 배치해도 된다. 환언하자면, 적층체(16)는, 적층체(16)의 접합 대상 부재(13)가 가세부(25)의 가세판(27)에 대향하는 것이 아니라, 지그 본체용 덮개체(21)에 대향하도록 하여 가세부(25) 상에 배치되어도 된다. 즉, 단계 S3의 재치 공정에서는, 지그 본체용 덮개체(21)와, 적층체(16)의 접합 대상 부재(13)를 접촉시켜도 된다. 또한, 단계 S4의 가압 공정은, 적층체(16)의 접합 대상 부재(13)를 적층체(16)의 유리 부재(12)를 향해 가압하는 공정이어도 된다. 또한, 단계 S4의 가압 공정에서는, 유리 부재(12)를 지그 본체용 덮개체(21)를 향해 가세해도 된다.
[0076] ·단계 S3의 재치 공정에서는, 지그 본체용 덮개체(21)와, 적층체(16)의 유리 부재(12)를 접촉되지 않게 배치하고, 이후의 단계 S4의 가압 공정에서, 지그 본체용 덮개체(21)와 유리 부재(12)를 접촉시켜도 된다.
[0077] ·적층체(16)의 접합 대상 부재(13)를 지그 본체용 덮개체(21)를 향해 가세하지 않고, 단계 S4의 가압 공정을 행하는 것도 가능하다. 즉, 접합체의 제조 장치의 가세부(25)를 생략해도 된다.
[0078] ·적층체(16)의 프레임 형상의 접합재(15)의 개수는, 4개로 한정되지 않으며, 1개여도 되고, 2개, 3개, 또는 5개 이상이어도 된다.
[0079] ·접합재(15)의 형상은, 연속된 프레임 형상이어도 되고, 불연속 프레임 형상이어도 된다. 또한, 접합재(15) 및 접합부(14)는, 유리 부재(12)와 접합 대상 부재(13) 사이에 기밀한 챔버를 형성하는 형상에 한정되지 않으며, 유리 부재(12)와 접합 대상 부재(13)를 접합할 수 있는 형상이면 된다.
[0080] ·적층체(16)의 스페이서(18)를 생략할 수도 있다. 적층체(16)의 스페이서(18)의 개수, 형상, 사이즈 등은, 적절히 변경할 수 있다.
[0081] ·단계 S1의 적층체 준비 공정과 단계 S2의 지그 준비 공정은, 동시에 행해도 되고, 단계 S2의 지그 준비 공정을 단계 S1의 적층체 준비 공정보다 먼저 행해도 된다.
[0082] 11…접합체, 12…유리 부재, 13…접합 대상 부재, 14…접합부, 15…접합재, 16…적층체, 18…스페이서, 19…지그, 20…지그 본체, 21…지그 본체용 덮개체, 22…오목부, 25…가세부, 26…가세부 본체, 27…가세판, 28…패킹재, LB…레이저광.

Claims (13)

  1. 유리 부재와, 접합 대상 부재와, 상기 유리 부재와 상기 접합 대상 부재에 접합한 접합부를 갖는 접합체의 제조 방법으로서,
    상기 유리 부재와 상기 접합 대상 부재 사이에 접합재를 배치한 적층체를 준비하는 적층체 준비 공정과,
    상기 적층체가 배치되는 오목부(凹部)를 갖는 지그(jig) 본체와 상기 지그 본체의 상기 오목부의 개구(開口)를 폐색(閉塞) 가능하게 하는 지그 본체용 덮개체를 구비하는 지그를 준비하는 지그 준비 공정과,
    상기 지그 본체의 상기 오목부 내에 상기 적층체를 배치한 상기 지그 본체 상에 상기 지그 본체용 덮개체를 올려놓는 재치(載置) 공정과,
    상기 재치 공정 후에, 상기 지그 본체의 상기 오목부 내의 기압을 조정함으로써, 상기 지그 본체용 덮개체에 의해 상기 적층체를 가압하는 가압 공정과,
    상기 가압 공정에 의해 상기 적층체를 가압한 상태에서, 상기 유리 부재와 상기 접합 대상 부재에 접합한 상기 접합부를 상기 접합재로부터 형성하는 접합부 형성 공정을 구비하는, 접합체의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 재치 공정에서는, 상기 지그 본체용 덮개체와, 상기 적층체의 상기 유리 부재 또는 상기 접합 대상 부재를 접촉시키는, 접합체의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가압 공정에서는, 상기 접합 대상 부재 또는 상기 유리 부재를 상기 지그 본체용 덮개체를 향해 가세(付勢)하는, 접합체의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가압 공정에서는, 상기 지그 본체의 상기 오목부 내의 기체를 배출시킴으로써 기압을 조정하는, 접합체의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가압 공정은, 상기 적층체의 상기 유리 부재를 상기 적층체의 상기 접합 대상 부재를 향해 가압하는 공정인, 접합체의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유리 부재의 형상은, 판(板) 형상, 또는 개구를 갖는 용기(容器) 형상이고,
    상기 접합 대상 부재의 형상은, 판 형상, 또는 개구를 갖는 용기 형상이며,
    상기 적층체 준비 공정에 있어서의 상기 적층체의 상기 접합재는, 유리를 함유하며,
    상기 지그 본체용 덮개체는, 유리판이며,
    상기 접합부 형성 공정에서는, 상기 지그 본체용 덮개체 및 상기 유리 부재를 투과시킨 레이저광을 상기 접합재에 조사(照射)함으로써 상기 접합재를 가열하는, 접합체의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합부 형성 공정에 있어서, 상기 지그 본체용 덮개체는, 상기 지그 본체로부터 이격(離間)된 상태로, 상기 지그 본체에 설치된 패킹재와 접촉하여 지지되어 있는, 접합체의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 부재의 형상 및 상기 접합 대상 부재의 형상은, 모두 판 형상이며,
    상기 접합재로서, 복수의 프레임 형상의 접합재를 구비하는, 접합체의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적층체 준비 공정에 있어서의 상기 적층체는, 상기 유리 부재와 상기 접합 대상 부재 사이에 배치된 스페이서를 구비하는, 접합체의 제조 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 접합부 형성 공정 후에, 복수의 상기 프레임 형상의 접합재로부터 형성된 복수의 프레임 형상의 접합부 사이의 위치에서 상기 접합체를 절단하는 절단 공정을 더 구비하는, 접합체의 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지그 본체용 덮개체는, 두께가 1.5mm 이상, 5.0mm 이하의 범위 내이며, 또한 탄성률이 65GPa 이상, 85GPa 이하의 범위 내인 유리판인, 접합체의 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 접합체의 제조 방법에 이용되는 접합체의 제조 장치로서, 상기 지그를 구비하는, 접합체의 제조 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 지그의 상기 지그 본체는, 상기 오목부 내에 배치된 상기 적층체를 상기 지그 본체용 덮개체를 향해 가세하는 가세부를 더 구비하며,
    상기 가세부는, 압축력에 저항하는 가세부 본체와,
    상기 가세부 본체와 상기 적층체 사이에 배치되는 가세판을 구비하는, 접합체의 제조 장치.

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