TW201842655A - 覆蓋玻璃及使用此之氣密封裝 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種覆蓋玻璃及使用此之氣密封裝，其中，本發明之覆蓋玻璃係於一方之表面上具有密封材料層之覆蓋玻璃，其特徵為於密封材料層形成空隙者。

Description

覆蓋玻璃及使用此之氣密封裝
本發明係有關覆蓋玻璃及使用此之氣密封裝，具體而言係有關具有特定形狀之密封材料層的覆蓋玻璃及使用此之氣密封裝。
氣密封裝係一般而言，具備：封裝基體，和具有光透過性之覆蓋玻璃，和收容於此等內部之內部元件。
安裝於氣密封裝之內部的MEMS(微小電性機器系統)元件等之內部元件係有經由自周圍環境浸入的水分而產生劣化之虞。至以往，為了將封裝基體與覆蓋玻璃作為一體化，而加以使用具有低溫硬化性的有機樹脂系接著劑。但有機樹脂系接著劑係無法完全遮蔽水分或氣體之故，而有經時性地使內部元件劣化之虞。
另一方面，當將包含玻璃粉末與耐火性充填粉末的複合粉末使用於封閉材料時，封閉部分則不易由周圍環境的水分而產生劣化，而成為容易確保氣密封裝的氣密信賴性。
但，玻璃粉末自軟化溫度則較有機樹脂系接著劑為高之故，而有在密封接著時使內部元件熱劣化之虞。從如此之情事，近年，雷射密封則被注目。
在雷射密封中，一般而言，照射具有近紅外線的波長之雷射(以下，近紅外雷射)於密封材料層之後，密封材料層則產生軟化變形，覆蓋玻璃與封裝基體則加以氣密一體化。在雷射密封中，可僅將欲密封的部分局部性地進行加熱者，未使內部元件熱劣化，而可氣密一體化封裝基體與覆蓋玻璃。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2014-12634號公報
[發明欲解決之課題]
密封材料層之近紅外光的吸收能係為了提高雷射密封效率，而成為較覆蓋玻璃之近紅外光的吸收能為高。並且，密封材料層係在雷射密封時，經由近紅外雷射而加以直接加熱，但覆蓋玻璃係幾乎未吸收近紅外光之故，未經由近紅外雷射而加以直接加熱。也就是在覆蓋玻璃的表面內中，形成有密封材料層的範圍係在雷射密封時加以局部加熱，但未形成有密封材料層之範圍係未加以局部加熱。
因此局部加熱的有無引起，而於形成有覆蓋玻璃的密封材料層之範圍與未形成有密封材料層之範圍之間，產生有膨脹/收縮差，而於覆蓋玻璃的面內產生熱應變。此熱應變係多使覆蓋玻璃破損，而在確保氣密信賴性上成為大的問題。
對於此問題，當擴大密封材料層的寬度時，可緩和熱應變，但密封材料層的寬度過大時，在密封材料層的寬度方向之中央部與端緣部，溫度差則變大，而產生有熱應變的偏側化，有氣密信賴性降低之虞。
本發明係有鑑於上述情事所作為之構成，其技術性課題係提供：在雷射密封時可降低覆蓋玻璃之熱應變的覆蓋玻璃及使用此之氣密封裝者。 [為了解決課題之手段]
本發明者係重複種種的實驗結果，經由設置空隙於密封材料層之時，發現可解決上述技術課題，而作為本發明提案之構成。即，本發明之覆蓋玻璃係於一方之表面上具有密封材料層之覆蓋玻璃，其特徵為於密封材料層形成空隙者。在此，「空隙」係指：稱為加以設置於密封材料層內，在平面視未與外部連通之密封材料層的未形成部分。
本發明之覆蓋玻璃係於密封材料層形成空隙。經由此，在雷射封閉時，在密封材料層之寬度方向的中央部與端緣部，加以緩和溫度梯度之故，成為於覆蓋玻璃的面內不易產生有膨脹/收縮差，而成為於覆蓋玻璃之面內不易產生有熱應變，作為結果，覆蓋玻璃則成為不易破損。
另外，本發明之覆蓋玻璃係密封材料層的空隙之寬度則為密封材料層之平均寬度的2~60%者為佳。在此，「空隙的寬度」係指：在密封材料層之寬度方向的空隙之長度尺寸。「密封材料層之平均寬度」係指：假設為未有空隙情況之密封材料層之平均寬度。
另外，本發明之覆蓋玻璃係空隙則沿著密封材料層之中心線而加以形成者為佳。
另外，本發明之覆蓋玻璃係密封材料層則沿著覆蓋玻璃之外周端緣而加以形成為框緣形狀者為佳。
另外，本發明之覆蓋玻璃係密封材料層的平均厚度為不足8.0μm者為佳。如作為如此，在雷射密封後之氣密封裝內的殘留應力則變小之故，可提高氣密封裝之氣密信賴性。
圖1(a)係為了說明本發明之覆蓋玻璃之一例的上方概略圖。自圖1(a)了解到，對於覆蓋玻璃11之一方的表面係密封材料層15則沿著覆蓋玻璃11之外周端緣而加以形成為框緣形狀。並且，對於密封材料層15係沿著密封材料層15之寬度方向的中心線，線狀的空隙G則遍布於全周而加以形成，而其空隙G的寬度係成為密封材料層15之平均寬度的約10%(在圖中，誇張圖示空隙G之寬度)。圖1(b)係為了說明本發明之覆蓋玻璃之一例的上方概略圖。自圖1(b)了解到，對於覆蓋玻璃11之一方的表面係密封材料層15則沿著覆蓋玻璃11之外周端緣而加以形成為框緣形狀。並且，對於密封材料層15係沿著密封材料層15之寬度方向的中心線，正圓狀的空隙G則以一定的間隔而連續性地加以形成，而其空隙G的寬度係成為密封材料層15之平均寬度的約15%(在圖中，誇張圖示空隙G之寬度)。
本發明之氣密封裝係具有封裝基體、和覆蓋玻璃之氣密封裝，其特徵係於封裝基體、和覆蓋玻璃之間，配置有密封材料層，於該密封材料層形成空隙者。
另外，本發明之氣密封裝係密封材料層的空隙之寬度則為密封材料層之平均寬度的2~60%者為佳。
另外，本發明之氣密封裝係封裝基體具有基部與設於基部上之框部，於封裝基體之框部內，收容內部元件，封裝基體之框部之頂部與覆蓋玻璃間，配置有密封材料層者為佳。如作為如此，成為容易收容內部元件於氣密封裝內之空間。
另外，本發明之氣密封裝係封裝基體則為玻璃、玻璃陶瓷、氮化鋁、氧化鋁之任一者，或此等之複合材料者為佳。
以下，參照圖面同時加以說明本發明。圖2係為了說明本發明之一實施形態的概略剖面圖。自圖2了解到，氣密封裝1係具備：封裝基體10與覆蓋玻璃11。另外，封裝基體10係具有：基部12，和沿著基部12之外周端緣而框緣狀的框部13。並且，對於封裝基體10之框部13內係收容內部元件14。然而，對於封裝基體10內係形成有電性連接內部元件14與外部之電性配線(未加以圖示)。
密封材料層15係沿著密封材料層之寬度方向的中心線，空隙則遍布於全周而加以形成，而其空隙的寬度係成為密封材料層之平均寬度的約8%。更且，密封材料層15之平均厚度係成為不足8.0μm。並且，密封材料層15係於封裝基體10之框部13的頂部與覆蓋玻璃11之內部元件14側的表面之間，遍布於框部13之頂部的全周而加以配置。另外，密封材料層15係含有鉍系玻璃與耐火性填充粉末，但實質上未含有雷射吸收材。並且，密封材料層15之寬度係較封裝基體10之框部13的頂部寬度為小，更且自覆蓋玻璃11的端緣離間。
另外，上述氣密封裝1係可如接下的作為而加以製作。首先，密封材料層15與框部13的頂部呈接觸地，將預先形成有密封材料層15之覆蓋玻璃11，載置於封裝基體10上。接著，自覆蓋玻璃11側沿著密封材料層15，照射自雷射照射裝置出射的雷射光L。經由此，密封材料層15則產生軟化流動，與封裝基體10之框部13的頂部表層反應者，氣密一體化封裝基體10與覆蓋玻璃11，加以形成氣密封裝1之氣密構造。
本發明之覆蓋玻璃係於一方的表面上具有密封材料層。密封材料層係在雷射密封時軟化變形，形成反應層於封裝基體的表層，具有氣密一體化封裝基體與覆蓋玻璃之機能。
對於密封材料層係形成有空隙，其空隙的寬度係密封材料層之平均寬度的2~60%者為佳，而3~40%、4~30%、特別是5~20%為佳。空隙的寬度則比較於密封材料層的平均寬度為過小時，在密封材料層之寬度方向的中央範圍與端緣部，溫度差則變大，產生有熱應變的偏側化，而有氣密信賴度降低之虞。另一方面，空隙的寬度則比較於密封材料層的平均寬度為過大時，雷射密封強度或雷射密封精確度則降低，而有氣密信賴性降低之虞。
空隙之平均寬度係理想為10~800μm、更理想為20~300μm、特別理想為30~200μm。空隙的平均寬度則過小時，在密封材料層之寬度方向的中央範圍與端緣部，溫度差則變大，產生有熱應變的偏側化，而有氣密信賴性降低之虞。另一方面，空隙的平均寬度則過大時，雷射密封強度或雷射密封精確度則降低，而有氣密信賴度降低之虞。
空隙的形狀係無特別加以限定，從降低密封材料層之寬度方向的中央範圍與端緣部之溫度差的觀點，沿著密封材料層之寬度方向的中心線，線狀的空隙則遍布於密封材料層之全部而加以形成者為佳，而沿著密封材料層之寬度方向的中心線，正圓狀的空隙則以一定間隔而連續性地加以形成者亦為理想。特別是沿著密封材料層之寬度方向的中心線，線狀的空隙則遍布於密封材料層之全部而加以形成者為佳。
密封材料層之平均寬度係理想為100~ 3000μm、更理想為300~2000μm、特別理想為500~1500μm。密封材料層的平均寬度則過小時，雷射密封強度或雷射密封精確度則降低，而有氣密信賴性降低之虞。另一方面，密封材料層的平均寬度則過大時，在密封材料層之寬度方向的中央範圍與端緣部，溫度差則變大，產生有熱應變的偏側化，而有氣密信賴性降低之虞。
密封材料層係至少含有玻璃粉末與耐火性填充粉末的複合粉末之燒結體為佳。如作為如此，可提高密封材料層之表面平滑性者。作為結果，在雷射密封時，加以降低覆蓋玻璃之熱應變的同時，可提高氣密封裝之氣密信賴性者。玻璃粉末係在雷射密封時產生軟化變形，氣密一體化封裝基體與覆蓋玻璃之成分。耐火性填充粉末係作為骨材而作用，使密封材料層之熱膨脹係數降低同時，提高機械性強度的成分。然而，對於密封材料層係除玻璃粉末與耐火性填充粉末以外，為了提高光吸收特性，而含有雷射吸收材亦可。
作為複合粉末，可使用種種的材料。其中，從提高雷射密封強度的觀點，使用鉍系玻璃粉末與耐火性填充粉末的複合粉末者為佳。作為複合粉末，使用含有55~95體積%之鉍系玻璃粉末與5~45體積%之耐火性填充粉末的複合粉末為佳，而使用含有60~85體積%之鉍系玻璃粉末與15~40體積%之耐火性填充粉末的複合粉末為更佳，使用含有60~80體積%之鉍系玻璃粉末與20~40體積%之耐火性填充粉末的複合粉末為特別理想。如添加耐火性填充粉末，密封材料層之熱膨脹係數則成為容易整合於覆蓋玻璃與封裝基體的熱膨脹係數。其結果，成為容易防止在雷射密封後不當的應力殘留於密封部分之事態。另一方面，耐火性填充粉末之含有量過多時，鉍系玻璃粉末之含有量則相對性變少之故，密封材料層的表面平滑性降低，而雷射密封精確度則成為容易降低。
複合粉末的軟化點係理想為510℃以下、480℃以下、特別是450℃以下。複合粉末的軟化點過高時，成為不易提高密封材料層的表面平滑性。複合粉末的軟化點之下限係未特別加以限定，但當考慮玻璃粉末之熱安定性時，複合粉末的軟化點係350℃以上為佳。在此，「軟化點」係以巨集型DTA裝置測定時之第四變曲點，相當於圖3中的Ts。
鉍系玻璃係作為玻璃組成，以莫耳%，含有Bi2 O3 28~60%、B2 O3 15~37%、ZnO 0~30%、CuO+MnO 15~40%者為佳。將各成分的含有範圍，如上述限定之理由，於以下加以說明。然而，在玻璃組成範圍的說明中，%顯示係指莫耳%。
Bi2 O3 係為了使軟化點降低之主要成分。Bi2 O3 之含有量係理想為28~60%、33~55%、特別是35~45%。Bi2 O3 之含有量過少時，軟化點變為過高，而軟化流動性則成為容易降低。另一方面，Bi2 O3 之含有量過多時，在雷射密封時，玻璃容易成為失透，而因此失透引起，軟化流動性則成為容易降低。
B2 O3 係作為玻璃形成成分而為必須的成分。B2 O3 之含有量係理想為15~37%、19~33%、特別是22~30%。B2 O3 之含有量過少時，不易形成玻璃網路之故，在雷射密封時，玻璃則成為容易失透。另一方面，B2 O3 之含有量過多時，玻璃之黏性則變高，而軟化流動性則成為容易降低。
ZnO係提高耐失透性的成分。ZnO之含有量係理想為0~30%、3~25%、5~22%、特別是5~20%。ZnO之含有量過多時，玻璃組成之成分平衡則崩潰，反而耐失透性則成為容易降低。
CuO與MnO係大幅度地提高雷射吸收能之成分。CuO與MnO之含有量係理想為15~40%、20~35%、特別是25~30%。CuO與MnO之含量過少時，雷射吸收能則成為容易降低。另一方面，CuO與MnO之合量過多時，軟化點則成為過高，即使照射雷射光，玻璃則成為不易軟化流動。另外，玻璃則成為熱不安定，而在雷射密封時，玻璃則成為容易失透。然而，CuO之含有量係理想為8~30%、特別是13~25%。MnO含有量係理想為0~25%、3~25%、特別是5~15%。
除上述成分以外，例如，添加以下的成分亦可。
SiO2 係提高耐水性的成分。SiO2 之含有量係理想為0~5%、0~3%、0~2%、特別是0~1%。SiO2 之含有量過多時，軟化點則有不當上升之虞。另外，在雷射密封時，玻璃則成為容易失透。
Al2 O3 係提高耐水性的成分。Al2 O3 之含有量係0~10%、0.1~5%、特別是0.5~3%為佳。Al2 O3 之含有量過多時，軟化點則有不當上升之虞。
Li2 O、Na2 O及K2 O係使耐失透性降低之成分。因而，Li2 O、Na2 O及K2 O之含有量係各不足0~5%、0~3%、特別是0~1%為佳。
MgO、CaO、SrO及BaO係提高耐失透性的成分，但使軟化點上升之成分。因而，MgO、CaO、SrO及BaO之含有量係各為0~20%、0~10%、特別是0~5%為佳。
Fe2 O3 係提高耐失透性與雷射吸收能之成分。Fe2 O3 之含有量係理想為0~10%、0.1~5%、特別是0.4~2%。Fe2 O3 之含有量過多時，玻璃組成之成分平衡則崩潰，反而耐失透性則成為容易降低。
Sb2 O3 係提高耐失透性的成分。Sb2 O3 之含有量係理想為0~5%、特別是0~2%。Sb2 O3 之含有量過多時，玻璃組成之成分平衡則崩潰，反而耐失透性則成為容易降低。
玻璃粉末之平均粒徑D50 係理想為不足15μm，0.5~10μm、特別是1~5μm。玻璃粉末之平均粒徑D50 越小時，玻璃粉末的軟化點則降低。在此「平均粒徑D50 」係指經由雷射繞射法，以體積基準測定的值。
作為耐火性填充粉末，選自菫青石，鋯石，氧化錫，氧化鈮，磷酸鋯系陶瓷，矽酸鋅，β-鋰霞石，β-石英固溶體之一種或二種以上為佳，特別是β-鋰霞石或菫青石為佳。此等耐火性填充粉末係加上於熱膨脹係數為低之情況，機械性強度為高，並且與鉍系玻璃之適合性為良好。
耐火性填充粉末之平均粒徑D50 係理想為不足2μm，特別是0.1μm以上、不足1.5μm。耐火性填充粉末之平均粒徑D50 過大時，密封材料層的表面平滑性則容易降低之同時，密封材料層的平均厚度則成為容易變大，作為結果，雷射密封精確度則成為容易降低。
耐火性填充粉末之99%粒徑D99 係理想為不足5μm，4μm以下、特別是0.3μm以上、且3μm以下。耐火性填充粉末之99%粒徑D99 過大時，密封材料層的表面平滑性則容易降低之同時，密封材料層的平均厚度則成為容易變大，作為結果，雷射密封精確度則成為容易降低。在此「99%粒徑D99 」係指經由雷射繞射法，以體積基準測定的值。
密封材料層係為了提高光吸收性，更含有雷射吸收材亦可，但雷射吸收材係具有助長鉍系玻璃的失透之作用。因而密封材料層中的雷射吸收材之含有量係理想為10體積%以下、5體積%以下、1體積%以下、0.5體積%以下、特別是實質上未含有者為佳。鉍系玻璃的耐失透性為良好之情況係為了提高雷射吸收能，導入1體積%以上、特別是3體積%以上雷射吸收材亦可。然而，作為雷射吸收材，可使用Cu系氧化物、Fe系氧化物、Cr系氧化物、Mn系氧化物及此等之尖晶石型複合氧化物等。
密封材料層之熱膨脹係數係理想為55×10-7 ~100×10-7 /℃、60×10-7 ~82×10-7 /℃、特別是65×10-7 ~76×10-7 /℃。如作為如此，密封材料層之熱膨脹係數則整合為覆蓋玻璃或封裝基體之熱膨脹係數，而殘留於密封部分的應力則變小。然而，「熱膨脹係數」係在30~300℃之溫度範圍中，以TMA(押棒式熱膨張係數測定)裝置所測定的值。
密封材料層之平均厚度係理想為不足8.0μm，特別是1.0μm以上、且不足6.0μm。密封材料層之平均厚度越小，密封材料層與覆蓋玻璃的熱膨脹係數為非整合時，可降低在雷射密封後殘留於密封部分的應力。另外，亦可提高雷射密封精確度。然而，作為如上述規定密封材料層之平均厚度的方法，係可舉出薄薄地塗佈複合粉末漿料之方法，研磨處理密封材料層之表面的方法。
在密封材料層之波長808nm的單色光之光吸收率係理想為60%以上、特別是70%以上。當此光吸收率低時，如未提高雷射密封時之雷射輸出，密封材料層則無法變為軟化變形。作為結果，產生又對於覆蓋玻璃發生不當熱應變之虞，而亦產生內部元件熱損傷之虞。在此，「在波長808nm的單色光之光吸收率」係指：以分光光度計而測定密封材料層之厚度方向的反射率與透過率，再將此合計值，自100%減去的值。
密封材料層之表面粗度Ra係理想為不足0.5μm、0.2μm以下、特別是0.01~0.15μm。另外，密封材料層之表面粗度RMS係理想為不足1.0μm、0.5μm以下、特別是0.05~0.3μm。如作為如此，封裝基體與密封材料層的密著性則提升，而雷射密封精確度則提升。在此，「表面粗度Ra」與「表面粗度RMS」係例如，可經由接觸式或非接觸式之雷射膜厚計或表面粗度計而測定。然而，如以上作為規定密封材料層之表面粗度Ra、RMS的方法係可舉出：研磨處理密封材料層的表面之方法，縮小耐火性填充粉末的粒度之方法。
密封材料層係可經由種種方法而形成，但其中，經由複合粉末漿料的塗佈，燒結而形成者為佳。並且，複合粉末漿料的塗佈係使用分配器或網版印刷機等之塗佈機者為佳。如作為如此，可提高密封材料層之尺寸精確度者。在此，複合粉末漿料係複合粉末與媒介物的混合物。並且，媒介物係通常包含溶媒與樹脂。樹脂係以調整漿料的黏性目的而加以添加。另外，因應必要而亦可添加界面活性劑，增黏劑等。
複合粉末漿料係通常，經由三支滾輪等，混勻複合粉末與媒介物而加以製作。媒介物係通常包含樹脂與溶劑。使用於媒介物之樹脂，可使用丙烯酸酯(丙烯酸樹脂)，乙基纖維素，聚乙二醇衍生物，硝化纖維素，聚甲基苯乙烯，聚乙烯碳酸酯，聚丙烯碳酸酯，甲基丙烯酸酯等。作為使用於媒介物的溶劑，可使用N、N’-二甲基甲醯胺(DMF)、α-松油醇，高級醇，γ-丁內酯(γ-BL)、四氫化萘，二甘醇丁醚醋酸酯，乙酸乙酯，乙酸異戊酯，二乙二醇單乙醚，乙二醇乙醚醋酸酯，苯甲醇，甲苯，3-甲氧基-3-甲基丁醇，三乙二醇單甲醚，三乙二醇二甲醚，二丙二醇甲醚，二丙二醇丁醚，三丙二醇單甲醚，三丙二醇單丁醚，碳酸丙烯酯，二甲基亞碸(DMSO)、N-甲基-2-吡咯烷酮等。
複合粉末漿料係塗佈於封裝基體上，特別是封裝基體的框部之頂部上亦可，但沿著覆蓋玻璃之外周端緣，塗佈成框緣狀者為佳。如作為如此，對於封裝基體的密封材料層之燒付則變為不需要，而可抑制MEMS元件等之內部元件的熱劣化者。
作為覆蓋玻璃，可使用種種的玻璃。例如，可使用無鹼玻璃，硼矽酸鈉玻璃，鈉鈣玻璃。然而，覆蓋玻璃係亦可為貼合複數片的玻璃板之層積玻璃。
於覆蓋玻璃之內部元件側的表面形成機能膜亦可，而亦可於覆蓋玻璃之外側的表面形成機能膜。特別是作為機能膜，反射防止膜為佳。經由此，可降低在覆蓋玻璃表面所反射的光者。
覆蓋玻璃之厚度係理想為0.1mm以上、0.15~2.0mm、特別是0.2~1.0mm。當覆蓋玻璃之厚度為小時，氣密封裝的強度則成為容易降低。另一方面，當覆蓋玻璃之厚度大時，成為不易謀求氣密封裝之薄型化。
覆蓋玻璃與密封材料層的熱膨脹係數差係不足50×10-7 /℃、不足40×10-7 /℃、特別是30×10-7 /℃以下為佳。當此熱膨脹係數過大時，殘留於密封部分的應力則不當地變高，而氣密封裝的氣密信賴性則成為容易降低。
密封材料層係沿著覆蓋玻璃之端緣，自覆蓋玻璃的端緣呈50μm以上、60μm以上、70~1500μm、特別是80~800μm離間地加以形成者為佳。當覆蓋玻璃的端緣與密封材料層之離間距離過短時，在雷射密封時，在覆蓋玻璃的端緣範圍中，覆蓋玻璃的內部元件側的表面與外側的表面之表面溫度差則變大，而覆蓋玻璃則成為容易破損。
本發明之氣密封裝係具有封裝基體、和覆蓋玻璃之氣密封裝，其特徵係於封裝基體、和覆蓋玻璃之間，配置有密封材料層，於該密封材料層形成空隙者。本發明之氣密封裝之技術的特徵之一部分係於本發明之覆蓋玻璃之說明欄既已記載完成，對於其重複部分係方便上，省略詳細之說明。
在本發明之氣密封裝中，封裝基體係具有基部與設置於基部上之框部者為佳。如作為如此，成為容易收容內部元件於封裝基體的框部內。封裝基體的框部係於封裝基體的外周，形成為框緣狀者為佳。如作為如此，可擴大作為裝置而發揮機能之有效面積者。另外，成為容易收容內部元件於氣密封裝內的空間，且亦成為容易進行配線接合等。
配置有在框部的頂部之密封材料層的範圍之表面的表面粗度Ra係不足1.0μm者為佳。當此表面的表面粗度Ra變大時，雷射密封精確度則成為容易降低。
框部之頂部的寬度係理想為100~3000μm、200~1500μm、特別是300~900μm。當框部之頂部的寬度過窄時，密封材料層與框部的頂部之位置調整則變為困難。另一方面，當框部之頂部的寬度過寬時，作為裝置而發揮機能之有效面積則變小。
密封材料層係與框部的接觸位置則呈自框部的頂部之內側端緣離間地加以形成之同時，呈自框部的頂部之外側端緣離間地形成者為佳，而形成於自框部的頂部之內側端緣50μm以上、60μm以上、70~2000μm、特別是80~1000μm離間的位置者為更佳。當框部的頂部之內側端緣與封裝材料層之離間距離過短時，在雷射密封時，在局部加熱產生的熱則不易脫離之故，在冷卻過程，覆蓋玻璃則成為容易破損。另一方面，當框部的頂部之內側端緣與封裝材料層之離間距離過長時，氣密封裝的小型化則變為困難。另外，形成於自框部的頂部之外側端緣50μm以上、60μm以上、70~2000μm、特別是80~1000μm離間的位置者為佳。當框部的頂部之外側端緣與封裝材料層之離間距離過短時，在雷射密封時，在局部加熱產生的熱則不易脫離之故，在冷卻過程，覆蓋玻璃則成為容易破損。另一方面，當框部的頂部之外側端緣與封裝材料層之離間距離過長時，氣密封裝的小型化則變為困難。
封裝基體的基部厚度係0.1~4.5mm、特別是0.2~3.5mm為佳。經由此，可謀求氣密封裝的薄型化者。
封裝基體的框部高度，也就是自封裝基體減去基部厚度之高度係理想為100~4000μm、特別是200~3000μm。如作為如此，適當地收容內部元件之同時，成為容易謀求氣密封裝之薄型化。
封裝基體係玻璃，玻璃陶瓷，氮化鋁，氧化鋁之任一，或者此等之複合材料(例如，一體化氮化鋁與玻璃陶瓷者)者為佳。玻璃陶瓷係容易形成密封材料層與反應層之故，可以雷射密封而確保堅固的密封強度者。更可容易形成熱通孔之故，可適當地防止氣密封裝過度溫度上升之事態。氮化鋁與氧化鋁係散熱性良好之故，可適當地防止氣密封裝過度溫度上升之事態。
玻璃陶瓷，氮化鋁，氧化鋁係分散有黑色顏料(在分散有黑色顏料之狀態而加以燒結而成)者為佳。如作為如此，封裝基體則可吸收透過密封材料層之雷射光者。其結果，在雷射密封時，加以加熱與封裝基體的密封材料層接觸之處之故，可在密封材料層與封裝基體的界面促進反應層之形成者。
作為製造本發明之氣密封裝的方法係自覆蓋玻璃側，朝向密封材料層照射雷射光，經由使密封材料層軟化變形之時，氣密一體化封裝基體與覆蓋玻璃，而得到氣密封裝者為佳。此情況，將覆蓋玻璃配置於封裝基體的下方亦可，但從雷射密封效率的觀點，將覆蓋玻璃配置於封裝基體的上方者為佳。
作為雷射，可使用種種的雷射。特別是近紅外半導體雷射係在處理容易的點而為理想。
進行雷射密封的環境係無特別加以限定，亦可在大氣環境，而在氮環境等之非活性環境亦可。
在進行雷射密封時，在100℃以上，且內部元件之耐熱溫度以下的溫度，將覆蓋玻璃進行預備加熱時，成為容易抑制在雷射密封時，經由熱衝擊之覆蓋玻璃的破損。另外，在雷射密封之後，自覆蓋玻璃側照射退火雷射時，更成為容易抑制經由熱衝擊或殘留應力之覆蓋玻璃的破損。
在按壓覆蓋玻璃之狀態而進行雷射密封者為佳。經由此，可在雷射密封時促進密封材料層之軟化變形者。 [實施例]
以下，依據實施例而加以說明本發明。然而，以下的實施例係單純的例示。本發明係對於上述之實施例未加以任何限定。
表1係顯示本發明之實施例(試料No.1~5)。表2係顯示比較例(試料No.6~10)。
最初，作為玻璃組成，以莫耳%，成含有Bi2 O3 39%、B2 O3 23.7%、ZnO 14.1%、Al2 O3 2.7%、CuO 20%、Fe2 O3 0.5%地，準備調合各種氧化物，碳酸鹽等之原料的玻璃批，將此放入白金坩鍋，以1200℃進行2小時熔融。接著，將所得到之熔融玻璃，經由水冷滾輪而成形為薄片狀。最後，以球磨機粉碎薄片狀的鉍系玻璃，進行空氣分級而得到鉍系玻璃粉末。
更且，將鉍系玻璃粉末，以70.0體積%、將耐火性填充粉末，以30.0體積%的比例進行混合，製作複合粉末。在此，將鉍系玻璃粉末的平均粒徑D50 作為1.0μm、將99%粒徑D99 作為2.5μm，將耐火性填充粉末的平均粒徑D50 作為1.0μm、將99%粒徑D99 作為2.5μm。然而，耐火性填充粉末係β-鋰霞石。
對於所得到之複合粉末，測定熱膨脹係數時，其熱膨脹係數係71×10-7 /℃。然而，熱膨脹係數係以押棒式TMA裝置而測定者，其測定溫度範圍係30~300℃。
接著，沿著硼矽酸玻璃所成之覆蓋玻璃(日本電氣硝子公司製BDA、厚度0.3mm)之外周端縁，使用上述複合粉末而形成框緣狀之密封材料層。當詳述時，首先黏度則呈成為約100Pa･s(25℃、Shear rate：4)地，混勻上述的複合粉末，媒介物及溶劑之後，更加地以三支滾輪將粉末混勻至均一地分散，作為漿料化，得到複合粉末漿料。對於媒介物係使用使乙基纖維素樹脂溶解於三丙二醇甲醚之構成。之後，於自覆蓋玻璃之外周端緣100μm離間之位置，沿著外周端緣，經由網版印刷機，將上述之複合粉末漿料印刷為框緣狀。對於有關試料No.1~5之密封材料層，沿著中心線，將線狀的空隙，遍布於全周而加以形成，但對於有關試料No.6~10之密封材料層係未形成空隙。更且，在大氣環境下，以120℃進行10分鐘乾燥之後，在大氣環境下，經由以500℃進行10分鐘燒成(自室溫之升溫速度5℃/分、至室溫為止之降溫速度5℃/分)之時，於覆蓋玻璃之一方的表面上，形成具有記載於表之尺寸的密封材料層。
接著，製作具有略矩形之基部，和沿著基部外周而加以設置之略框緣狀的框部之封裝基體。當詳述時，呈可得到具有與覆蓋玻璃同樣之縱橫尺寸，更且具有框部之寬度2.5mm、框部的高度2.5mm、基部之厚度1.0mm的尺寸之封裝基體地，將生坯薄片(日本電氣硝子公司製MLB-26B)進行層積，壓著之後，以870℃進行20分鐘燒成，得到玻璃陶瓷所成之封裝基體。
最後，藉由密封材料層，層積配置封裝基體與覆蓋玻璃。之後，使用按壓治具而按壓覆蓋玻璃之同時，自該覆蓋玻璃側朝向密封材料層，以照射速度15mm/秒而照射點徑0.8~2.3mm、波長808nm之半導體雷射，經由使密封材料層軟化變形之時，氣密一體化封裝基體與覆蓋玻璃，而得到氣密封裝。然而，雷射密封後之密封材料層的平均寬度係呈成為雷射密封前的密封材料層的平均寬度之120%地，調整雷射照射口徑與輸出。
接著，對於所得到之氣密封裝，評估氣密信賴性。當詳述時，對於所得到之氣密封裝而言，進行高溫高濕高壓試驗(溫度85℃，相對濕度85%、1000小時)之後，觀察密封材料層的附近時，將對於覆蓋玻璃完全未確認到斷裂，破損等之構成作為「○」、而對於覆蓋玻璃確認到斷裂，破損等之構成作為「×」而評估氣密信賴性。
從表1了解到，試料No.1~5係設置有空隙於密封材料層之故，氣密信賴性的評估為良好。另一方面，從表2了解到，試料No.6~10係未設置有空隙於密封材料層之故，氣密信賴性的評估為不良。 [產業上之利用可能性]
本發明之氣密封裝係對於安裝有MEMS(微小電性機械系統)元件等之內部元件的氣密封裝為最佳，但除此之外，對於壓電振動元件，或收容使量子點分散之波長變換元件等於樹脂中之氣密封裝等亦可適當地適用。
1‧‧‧氣密封裝
10‧‧‧封裝基體
11‧‧‧覆蓋玻璃
12‧‧‧基部
13‧‧‧框部
15‧‧‧密封材料層
圖1係為了說明本發明之覆蓋玻璃之一例的上方概略圖。 　　圖2係為了說明本發明之一實施形態的概略剖面圖。 　　圖3係顯示以巨集型DTA裝置測定時之複合粉末的軟化點之模式圖。

Claims (9)

  1. 一種覆蓋玻璃，其是另一方之表面上具有密封材料層之覆蓋玻璃，其特徵係 　　於密封材料層形成空隙者。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之覆蓋玻璃，其中，密封材料層之空隙之寬度為密封材料層之平均寬度之2~60%。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項記載之覆蓋玻璃，其中，空隙係沿密封材料層之中心線加以形成。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項記載之覆蓋玻璃，其中，密封材料層則沿覆蓋玻璃之外周端緣，形成呈邊框形狀。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項之任一項記載之覆蓋玻璃，其中，密封材料層之平均厚度係不足8.0μm。
  6. 一種氣密封裝，其是具有封裝基體、和覆蓋玻璃之氣密封裝，其特徵係 　　於封裝基體、和覆蓋玻璃之間，配置有密封材料層， 　　於該密封材料層形成空隙者。
  7. 如申請專利範圍第6項記載之氣密封裝，其中，密封材料層之空隙之寬度為密封材料層之平均寬度之2~60%。
  8. 如申請專利範圍第6項或第7項記載之氣密封裝，其中， 　　封裝基體具有基部與設於基部上之框部， 　　於封裝基體之框部內，收容內部元件， 　　封裝基體之框部之頂部與覆蓋玻璃之間，配置有密封材料層。
  9. 如申請專利範圍第6項或第7項記載之氣密封裝，其中，封裝基體係玻璃、玻璃陶瓷、氮化鋁、氧化鋁之任一者，或此等之複合材料。
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