TW202012336A - 具密封材料層之玻璃蓋的製造方法以及氣密封裝體的製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法的特徵在於包括：準備玻璃蓋的步驟；將密封材料與媒液混練而製作有機樹脂量小於1.0質量%的密封材料膏的步驟；於玻璃蓋塗佈密封材料膏並進行乾燥，而製作乾燥膜的步驟；以及藉由對乾燥膜照射雷射光而使乾燥膜燒結，從而於玻璃蓋上形成密封材料層的步驟。

Description

具密封材料層之玻璃蓋的製造方法以及氣密封裝體的製造方法

本發明是有關於一種具密封材料層之玻璃蓋的製造方法以及氣密封裝體的製造方法。

氣密封裝體通常包括：具有透光性的玻璃蓋、具有基部與設置於基部上的框部的封裝體基體、以及由該些包圍的內部空間中所收容的內部元件。

安裝於氣密封裝體的內部的紫外發光二極體（Light Emitting Diode，LED）等內部元件存在因自周圍環境浸入的水分而劣化之虞。先前，為了將玻璃蓋與封裝體基體一體化而使用具有低溫硬化性的有機樹脂系接著劑。然而，有機樹脂系接著劑無法完全遮蔽水分或氣體，因此存在使內部元件經時劣化之虞。

另一方面，若將包含玻璃粉末的複合粉末用於密封材料，則密封區域難以因周圍環境的水分而劣化，從而容易確保氣密封裝體的氣密可靠性。

然而，玻璃粉末的軟化溫度高於有機樹脂系接著劑，因此存在於密封時使內部元件熱劣化之虞。就此種情況而言，近年來雷射密封受到關注。

於雷射密封中，通常於對密封材料層照射具有近紅外區域的波長的雷射光後，密封材料層軟化變形，從而將玻璃蓋與封裝體基體氣密一體化。而且，於雷射密封中，可僅對應密封的部分進行局部加熱，且可不使內部元件熱劣化地將封裝體基體與玻璃蓋氣密一體化。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2014-224006 [專利文獻2]日本專利特開2014-177356

[發明所欲解決之課題] 且說，於對玻璃蓋與封裝體基體進行雷射密封的情況下，通常於玻璃蓋形成密封材料層。該密封材料層通常是藉由如下方式而形成：於玻璃蓋塗佈密封材料膏並進行乾燥，而製作乾燥膜，之後利用電爐等煅燒該乾燥膜。

然而，若利用電爐等煅燒乾燥膜，則需要爐內的升溫、乾燥膜中所含的有機樹脂的去除、乾燥膜的燒結、爐內的降溫的步驟。結果，具密封材料層之玻璃蓋的製作需要長時間，製造效率容易降低。

本發明是鑑於所述情況而成者，其技術課題為提供一種可效率良好地製作具密封材料層之玻璃蓋的方法。 [解決課題之手段]

本發明者反覆進行了各種實驗，結果發現，使用有機樹脂量少的密封材料膏並且利用雷射光的照射而使乾燥膜燒結，藉此可解決所述課題，並作為本發明而提出。即，本發明的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法的特徵在於包括：準備玻璃蓋的步驟；將密封材料與媒液（vehicle）混練而製作有機樹脂量小於1.0質量%的密封材料膏的步驟；以及藉由對乾燥膜照射雷射光而使乾燥膜燒結，從而於玻璃蓋上形成密封材料層的步驟。

本發明的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法包括：將密封材料與媒液混練而製作有機樹脂量小於1.0質量%的密封材料膏的步驟；以及藉由對乾燥膜照射雷射光而使乾燥膜燒結，從而於玻璃蓋上形成密封材料層的步驟。若如此，則於藉由雷射光的照射而使乾燥膜燒結的情況下，有機樹脂的熱分解所需的光能降低，因此可將雷射光的輸出密度抑制得低。結果，於乾燥膜的燒結時，乾燥膜（密封材料層）的溫度上升得到抑制，從而可防止玻璃蓋的破裂。進而，因有機樹脂難以殘存於密封材料層中，因此於雷射密封時，難以於密封材料層中產生有機樹脂的再分解。結果，可防止內部元件的特性劣化、密封材料層的流動不良、發泡，並且可提高密封材料層的表面平滑性，提高氣密封裝體的氣密可靠性。

另外，於本發明的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法中，較佳為藉由對乾燥膜照射雷射光，而將密封材料層的平均厚度設為乾燥膜的平均厚度的70%以下。

另外，於本發明的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法中，較佳為藉由對乾燥膜照射雷射光而使乾燥膜燒結，從而於玻璃蓋上形成平均厚度為10.0 μm以下的密封材料層。

另外，於本發明的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法中，較佳為密封材料層的波長808 nm的單色光的吸收率於換算為厚度5 μm時為30%～90%。

另外，於本發明的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法中，較佳為對乾燥膜照射輸出密度為1800 W/cm² 以下的雷射光。

另外，於本發明的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法中，較佳為密封材料層包括包含過渡金屬氧化物的鉍系玻璃。

另外，於本發明的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法中，較佳為密封材料層實質上不包含雷射吸收材。

本發明的氣密封裝體的製造方法較佳為包括：利用所述具密封材料層之玻璃蓋的製造方法來製作具密封材料層之玻璃蓋的步驟；準備具有基部與設置於基部上的框部的封裝體基體的步驟；以密封材料層與框部的頂部相接的方式積層配置玻璃蓋與封裝體基體的步驟；以及自玻璃蓋側照射雷射光而使密封材料層軟化變形，藉此將玻璃蓋與封裝體基體氣密一體化，從而獲得氣密封裝體的步驟。

另外，於本發明的氣密封裝體的製造方法中，較佳為封裝體基體為玻璃陶瓷、氧化鋁、氮化鋁的任一者、或該些的複合材料。

另外，於本發明的氣密封裝體的製造方法中，較佳為於積層配置玻璃蓋與封裝體基體之前，進而包括於封裝體基體的框部內收容內部元件的步驟。

以下，一邊參照圖式一邊對本發明進行說明。圖1是用於說明本發明的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法的剖面概念圖。於玻璃蓋1，沿著玻璃蓋1的外周端緣而形成有乾燥膜2。乾燥膜2是塗佈樹脂量小於1.0質量%的密封材料膏並進行乾燥而製作者。其後，自雷射照射裝置3射出的雷射光L是沿著乾燥膜2來照射。藉此，乾燥膜2燒結，從而於玻璃蓋上形成密封材料層。

圖2是用於說明本發明的氣密封裝體的製造方法的剖面概念圖。氣密封裝體10包括玻璃蓋11與封裝體基體12。封裝體基體12具有基部13，進而於基部13的外周端緣上具有框部14。另外，於封裝體基體12的框部14內收容有內部元件15。再者，於封裝體基體12內形成有將內部元件15與外部電性連接的電配線（未圖示）。

於玻璃蓋11的表面形成有邊框狀的密封材料層16。密封材料層16的寬度比封裝體基體12的框部14的寬度小。

玻璃蓋11與封裝體基體12是以玻璃蓋11的密封材料層16的中心線與封裝體基體12的框部14的頂部17的寬度方向的中心線一致的方式積層配置。其後，自雷射照射裝置18射出的雷射光L是自玻璃蓋11側沿著密封材料層16來照射。藉此，密封材料層16軟化流動，之後將玻璃蓋11與封裝體基體12氣密密封而形成氣密封裝體10的氣密結構。

本發明的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法包括準備玻璃蓋的步驟。玻璃蓋可使用各種玻璃。例如可使用無鹼玻璃、硼矽酸玻璃、鈉鈣玻璃。

玻璃蓋的板厚較佳為0.01 mm～2.0 mm、0.1 mm～1.2 mm、特別是0.3 mm～1.0 mm。藉此，可實現氣密封裝體的薄型化。

可於玻璃蓋的內部元件側的表面形成功能膜，亦可於玻璃蓋的外側的表面形成功能膜。功能膜特佳為抗反射膜。藉此，可減少於玻璃蓋的表面反射的光。

玻璃蓋亦可為經由接著劑將第一玻璃板與第二玻璃板積層一體化而成的玻璃板積層體。第一玻璃板與第二玻璃板可使用各種玻璃。例如，可使用無鹼玻璃、鹼硼矽酸玻璃、鈉鈣玻璃。再者，玻璃板積層體較佳為包含兩塊玻璃板，視需要亦可進而積層其他板狀體。

第一玻璃板與第二玻璃板可使用相同的玻璃。即，亦可具有相同的玻璃組成。若如此，則因兩者的折射率、熱膨脹係數等各種特性一致，因此可抑制玻璃蓋的翹曲或於貼合面的反射等。

另外，第一玻璃板與第二玻璃板亦可使用種類不同的玻璃。即，亦可具有種類不同的玻璃組成。若如此，則因第二玻璃板的熱膨脹係數不受封裝體基體的熱膨脹係數的制約，因此可使封裝體基體與第一玻璃板的熱膨脹係數嚴密地匹配，並且可將生產性良好的玻璃板用於第二玻璃板。結果，容易兼顧氣密封裝體的氣密可靠性與生產成本。

用於將第一玻璃板與第二玻璃板貼合的接著劑可使用各種材料，較佳為使用透光性優異的光硬化型接著劑或熱硬化型接著劑。而且，接著劑的厚度較佳為小於500 μm、特別是小於100 μm。若接著劑的厚度過厚，則玻璃蓋的透明性容易降低。

接著劑的折射率nd較佳為第一玻璃板的折射率nd±0.1的範圍內，且較佳為第二玻璃板的折射率nd±0.1的範圍內。若接著劑的折射率nd與第一玻璃板的折射率nd及第二玻璃板的折射率nd不匹配，則光容易於接著劑與第一玻璃板的界面以及接著劑與第二玻璃板的界面反射。就相同的理由而言，第一玻璃板的折射率nd較佳為第二玻璃板的折射率nd±0.1的範圍內。

本發明的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法包括將密封材料與媒液混練而製作有機樹脂量小於1.0質量%的密封材料膏的步驟。密封材料通常為包含玻璃粉末與耐火性填料粉末的複合粉末，且存在視需要添加著色顏料等雷射吸收材的情況。而且，密封材料為於雷射密封時軟化流動而將封裝體基體與玻璃蓋氣密一體化的材料。媒液通常是指有機樹脂與溶媒的混合物、即溶解有有機樹脂的黏性溶液，為用於分散密封材料而於封裝體基體的框部的頂部均勻地塗佈密封材料膏的材料。另外，亦存在視需要於媒液中添加界面活性劑、增黏劑等的情況。

密封材料可使用各種材料。其中，就提高雷射密封強度的觀點而言，較佳為使用包含鉍系玻璃粉末與耐火性填料粉末的複合粉末。作為複合粉末，較佳為使用含有55體積%～100體積%的鉍系玻璃粉末與0體積%～45體積%的耐火性填料粉末的複合粉末，進而佳為使用含有60體積%～95體積%的鉍系玻璃粉末與5體積%～40體積%的耐火性填料粉末的複合粉末，特佳為使用含有60體積%～85體積%的鉍系玻璃粉末與15體積%～40體積%的耐火性填料粉末的複合粉末。若添加耐火性填料粉末，則密封材料層的熱膨脹係數容易與玻璃蓋及封裝體基體的熱膨脹係數匹配。結果，容易防止於雷射密封後在密封區域殘留不合理的應力的事態。另一方面，若耐火性填料粉末的含量過多，則鉍系玻璃粉末的含量相對變少，因此密封材料層的表面平滑性降低，雷射密封精度容易降低。

密封材料的軟化點較佳為510℃以下、480℃以下、特別是450℃以下。若密封材料的軟化點過高，則難以提高密封材料層的表面平滑性。密封材料的軟化點的下限並無特別設定，若考慮到玻璃粉末的熱穩定性，則密封材料的軟化點較佳為350℃以上。此處，「軟化點」相當於藉由大型示差熱分析（Differential thermal analysis，DTA）裝置進行測定時的第四反曲點。

鉍系玻璃較佳為以莫耳%計而含有28%～60%的Bi₂ O₃ 、15%～37%的B₂ O₃ 、0%～30%的ZnO、1%～40%的CuO+MnO（CuO與MnO的合計量）作為玻璃組成。以下說明如所述般限定各成分的含有範圍的理由。再者，於玻璃組成範圍的說明中，%的表示是指莫耳%。

Bi₂ O₃ 為用於使軟化點降低的主要成分。Bi₂ O₃ 的含量較佳為28%～60%、33%～55%、特別是35%～45%。若Bi₂ O₃ 的含量過少，則軟化點過於變高，軟化流動性容易降低。另一方面，若Bi₂ O₃ 的含量過多，則於雷射密封時玻璃容易失透，由於該失透而造成軟化流動性容易降低。

B₂ O₃ 為作為玻璃形成成分而必需的成分。B₂ O₃ 的含量較佳為15%～37%、19%～33%、特別是22%～30%。若B₂ O₃ 的含量過少，則難以形成玻璃網狀物，因此於雷射密封時玻璃容易失透。另一方面，若B₂ O₃ 的含量過多，則玻璃的黏性變高，軟化流動性容易降低。

ZnO為提高耐失透性的成分。ZnO的含量較佳為0%～30%、3%～25%、5%～22%、特別是5%～20%。若ZnO的含量過多，則玻璃組成的成分平衡崩潰，耐失透性反而容易降低。

CuO與MnO為大幅提高雷射吸收能力的成分。CuO與MnO的合計量較佳為1%～40%、3%～35%、10%～30%、特別是15%～30%。若CuO與MnO的合計量過少，則雷射吸收能力容易降低。另一方面，若CuO與MnO的合計量過多，則軟化點過於變高，即便照射雷射光，玻璃亦難以軟化流動。另外，玻璃變得熱性不穩定，而於雷射密封時玻璃容易失透。再者，CuO的含量較佳為1%～30%、特別是10%～25%。MnO的含量較佳為0%～25%、1%～25%、特別是3%～15%。

除了所述成分以外，例如亦可添加以下成分。

SiO₂ 為提高耐水性的成分。SiO₂ 的含量較佳為0%～5%、0%～3%、0%～2%、特別是0%～1%。若SiO₂ 的含量過多，則存在軟化點不合理地上升之虞。另外，於雷射密封時，玻璃容易失透。

Al₂ O₃ 為提高耐水性的成分。Al₂ O₃ 的含量較佳為0%～10%、0.1%～5%、特別是0.5%～3%。若Al₂ O₃ 的含量過多，則存在軟化點不合理地上升之虞。

Li₂ O、Na₂ O及K₂ O為使耐失透性降低的成分。因此，Li₂ O、Na₂ O及K₂ O的含量分別較佳為0%～5%、0%～3%、特別是0%～小於1%。

MgO、CaO、SrO及BaO為提高耐失透性的成分，但為使軟化點上升的成分。因此，MgO、CaO、SrO及BaO的含量分別較佳為0%～20%、0%～10%、特別是0%～5%。

Fe₂ O₃ 為提高耐失透性與雷射吸收能力的成分。Fe₂ O₃ 的含量較佳為0%～10%、0.1%～5%、特別是0.4%～2%。若Fe₂ O₃ 的含量過多，則玻璃組成的成分平衡崩潰，耐失透性反而容易降低。

Sb₂ O₃ 為提高耐失透性的成分。Sb₂ O₃ 的含量較佳為0%～5%、特別是0%～2%。若Sb₂ O₃ 的含量過多，則玻璃組成的成分平衡崩潰，耐失透性反而容易降低。

另外，作為密封材料，不僅可使用鉍系玻璃，亦可使用磷酸銀系玻璃、碲系玻璃等。磷酸銀系玻璃及碲系玻璃與鉍系玻璃相比較，於低溫下容易軟化流動，可減小雷射密封後產生的熱應變。進而，磷酸銀系玻璃及碲系玻璃若與鉍系玻璃同樣地和耐火性填料粉末混合，則可提高密封材料層的機械強度，且可降低密封材料層的熱膨脹係數。

磷酸銀系玻璃較佳為以莫耳%計而含有10%～50%的Ag₂ O、10%～35%的P₂ O₅ 、3%～25%的ZnO、0%～30%的過渡金屬氧化物作為玻璃組成。再者，於磷酸銀系玻璃的玻璃組成範圍的說明中，%的表示是指莫耳%。

Ag₂ O使玻璃低熔點化並且難溶於水，因此為提高耐水性的成分。Ag₂ O的含量較佳為10%～50%、特別是20%～40%。若Ag₂ O的含量過少，則玻璃的黏性變高，流動性容易降低，並且耐水性容易降低。另一方面，若Ag₂ O的含量過多，則難以進行玻璃化。

P₂ O₅ 為使玻璃低熔點化的成分。其含量較佳為10%～35%、特別是15%～25%。若P₂ O₅ 的含量過少，則難以進行玻璃化。另一方面，若P₂ O₅ 的含量過多，則耐候性、耐水性容易降低。

ZnO為提高耐失透性的成分，其含量較佳為3%～25%、5%～22%、特別是9%～20%。若ZnO的含量為所述範圍外，則有損玻璃組成的成分平衡，耐失透性容易降低。

過渡金屬氧化物為具有雷射吸收特性的成分，其含量較佳為0%～30%、1%～30%、特別是3%～15%。若過渡金屬氧化物的含量過多，則耐失透性容易降低。

若添加CuO，則可提高雷射吸收特性。CuO的含量較佳為0%～30%、1%～30%、特別是3%～15%。若CuO的含量過多，則有損玻璃組成的成分平衡，耐失透性反而容易降低。

除了所述成分以外，例如亦可添加以下成分。

TeO₂ 為玻璃形成成分，且為使玻璃低熔點化的成分。TeO₂ 的含量較佳為0%～40%、特別是10%～30%。

Nb₂ O₅ 為提高耐水性的成分。Nb₂ O₅ 的含量較佳為0%～25%、特別是1%～12%。若Nb₂ O₅ 的含量過多，則玻璃的黏性變高，流動性容易降低。

Li₂ O、Na₂ O及K₂ O為使耐失透性降低的成分。因此，Li₂ O、Na₂ O及K₂ O的含量分別為0%～5%、0%～3%、特別是0%～小於1%。

MgO、CaO、SrO及BaO為提高耐失透性的成分，但為使軟化點上升的成分。因此，MgO、CaO、SrO及BaO的含量分別為0%～20%、0%～10%、特別是0%～5%。

碲系玻璃較佳為以莫耳%計而含有20%～80%的TeO₂ 、0%～25%的Nb₂ O₅ 、0%～40%的過渡金屬氧化物作為玻璃組成。再者，於碲系玻璃的玻璃組成範圍的說明中，%的表示是指莫耳%。

TeO₂ 為玻璃形成成分，且為使玻璃低熔點化的成分。TeO₂ 的含量較佳為20%～80%、特別是40%～75%。

Nb₂ O₅ 為提高耐水性的成分。Nb₂ O₅ 的含量較佳為0%～25%、1%～20%、特別是5%～15%。若Nb₂ O₅ 的含量過多，則玻璃的黏性變高，流動性容易降低。

過渡金屬氧化物為具有雷射吸收特性的成分，其含量較佳為0%～40%、5%～30%、特別是15%～25%。若過渡金屬氧化物的含量過多，則耐失透性容易降低。

若添加CuO，則可提高雷射吸收特性。CuO的含量較佳為0%～40%、5%～30%、特別是15%～25%。若CuO的含量過多，則有損玻璃組成的成分平衡，耐失透性反而容易降低。

除了所述成分以外，例如亦可添加以下成分。

Li₂ O、Na₂ O及K₂ O為使耐失透性降低的成分。因此，Li₂ O、Na₂ O及K₂ O的含量分別為0%～5%、0%～3%、特別是0%～小於1%。

MgO、CaO、SrO及BaO為提高耐失透性的成分，但為使軟化點上升的成分。因此，MgO、CaO、SrO及BaO的含量分別為0%～20%、0%～10%、特別是0%～5%。

玻璃粉末的平均粒徑D₅₀ 較佳為小於15 μm、0.5 μm～10 μm、特別是1 μm～5 μm。玻璃粉末的平均粒徑D₅₀ 越小，則玻璃粉末的軟化點越降低。此處，「平均粒徑D₅₀ 」是指利用雷射繞射法並以體積基準而測定的值。

作為耐火性填料粉末，較佳為選自堇青石、鋯石、氧化錫、氧化鈮、磷酸鋯系陶瓷、矽鋅礦、β-鋰霞石、β-石英固溶體中的一種或兩種以上，特佳為β-鋰霞石或堇青石。該些耐火性填料粉末除了熱膨脹係數低以外，機械強度高，而且與鉍系玻璃、磷酸銀系玻璃、碲系玻璃等的適合性良好。

耐火性填料粉末的平均粒徑D₅₀ 較佳為小於2 μm、特別是0.1 μm以上且小於1.5 μm。若耐火性填料粉末的平均粒徑D₅₀ 過大，則密封材料層的表面平滑性容易降低，並且密封材料層的平均厚度容易變大，結果，雷射密封精度容易降低。

耐火性填料粉末的99%粒徑D₉₉ 較佳為小於5 μm、4 μm以下、特別是0.3 μm以上且3 μm以下。若耐火性填料粉末的99%粒徑D₉₉ 過大，則密封材料層的表面平滑性容易降低，並且密封材料層的平均厚度容易變大，結果，雷射密封精度容易降低。此處，「99%粒徑D₉₉ 」是指利用雷射繞射法並以體積基準而測定的值。

為了提高光吸收特性，密封材料亦可進而包含雷射吸收材，但雷射吸收材具有助長玻璃的失透的作用。因此，密封材料層中的雷射吸收材的含量較佳為以10體積%以下、5體積%以下、1體積%以下、0.5體積%以下、特別是實質上不含有為宜。於玻璃或密封材料的耐失透性良好的情況下，為了提高雷射吸收能力，亦可導入1體積%以上、特別是3體積%以上的雷射吸收材。再者，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系氧化物及該些的尖晶石型複合氧化物等。

密封材料的熱膨脹係數較佳為55×10^-7 /℃～110×10^-7 /℃、60×10^-7 /℃～105×10^-7 /℃、特別是65×10^-7 /℃～100×10^-7 /℃。若如此，則密封材料的熱膨脹係數與玻璃蓋或封裝體基體的熱膨脹係數匹配，於密封區域殘留的應力變小。再者，「熱膨脹係數」是於30℃～300℃的溫度範圍內利用熱機械分析（thermomechanical analysis，TMA）（壓棒式熱膨脹係數測定）裝置而測定的值。

密封材料膏通常是藉由利用三輥等將密封材料與媒液混練而製作。如上所述，媒液通常包含有機樹脂與溶劑。出於調整膏的黏性的目的而添加有機樹脂。其中，高分子量的有機樹脂、例如具有超過250的分子量的有機樹脂因於照射雷射光時產生大的分解熱，因此難以進行乾燥膜的燒結。

密封材料膏中的有機樹脂量小於1.0質量%，較佳為小於0.6質量%、0.5質量%以下、0.4質量%以下、0.3質量%以下、0.2質量%以下、特別是小於0.1質量%。若密封材料膏中的有機樹脂量過多，則於藉由雷射光的照射而使乾燥膜燒結的情況下，因有機樹脂的分解熱所致的能量損失變多，因此不可能使用低輸出的雷射光。進而，於藉由雷射光的照射而使乾燥膜燒結的情況下，有機樹脂容易殘存於密封材料層中。結果，於雷射密封時，密封材料層中產生有機樹脂的再分解，從而存在導致內部元件的特性劣化之虞。

本發明的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法中，最佳為使用實質上不含有機樹脂的媒液（有機樹脂量小於0.1質量%的媒液），於對媒液少量添加有機樹脂的情況下，作為有機樹脂，可使用丙烯酸酯（丙烯酸有機樹脂）、乙纖維素、聚乙二醇衍生物、硝基纖維素、聚甲基苯乙烯、聚碳酸伸乙酯、聚碳酸伸丙酯、甲基丙烯酸酯等。作為媒液中使用的溶劑，可使用N,N'-二甲基甲醯胺（N,N'-dimethyl formamide，DMF）、α-萜品醇、高級醇、γ-丁內酯（γ-BL）、四氫萘（tetralin）、萜烯、丁基卡必醇乙酸酯、乙酸乙酯、乙酸異戊酯、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單乙醚乙酸酯、苄醇、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、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單丁醚、三丙二醇單甲醚、三丙二醇單丁醚、碳酸伸丙酯、二甲基亞碸（dimethyl sulfoxide，DMSO）、N-甲基-2-吡咯啶酮等。

本發明的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法包括：於玻璃蓋塗佈密封材料膏並進行乾燥，而製作乾燥膜的步驟；以及藉由對乾燥膜照射雷射光而使乾燥膜燒結，從而於玻璃蓋上形成密封材料層的步驟。

密封材料膏的塗佈可利用眾所周知的方法進行。例如，可利用網版印刷、分配器等進行。

塗佈膜的乾燥可為自然乾燥，就乾燥效率的觀點而言，較佳為利用電爐（煅燒爐、乾燥爐等）進行。

於對乾燥膜照射雷射光之前，較佳為於（100℃以上且玻璃蓋的應變點以下）的溫度下對玻璃蓋進行預加熱。另外，於對乾燥膜照射雷射光並形成密封材料層之後，較佳為於（100℃以上且玻璃蓋的應變點以下）的溫度下對玻璃蓋進行熱處理。若如此，則玻璃蓋的熱衝擊得到抑制，因此容易防止玻璃蓋的破裂。

對乾燥膜照射雷射光時的雷射光的掃描速度較佳為1 mm/秒～35 mm/秒、特別是3 mm/秒～15 mm/秒。若雷射光的掃描速度過慢，則密封材料層的製作效率降低。另一方面，若雷射光的掃描速度過快，則有機樹脂容易殘存於密封材料層中。進而，於密封材料層的內部容易產生熔化殘留。

對乾燥膜照射雷射光時的雷射光的輸出密度較佳為700 W/cm² ～1900 W/cm² 、特別是1000 W/cm² ～1800 W/cm² 。若雷射光的輸出密度過低，則無法均勻地對乾燥膜整體進行加熱，密封材料層的燒結密度容易降低。另一方面，若雷射光的輸出密度過高，則乾燥膜的溫度變得極高，玻璃蓋容易破裂。

對乾燥膜照射雷射光時的雷射光的光束形狀並無特別限定。作為光束形狀，通常為圓形、橢圓形、矩形，亦可為其他形狀。

對乾燥膜照射雷射光時的雷射光的光束徑較佳為0.3 mm～3.5 mm。

密封材料層的平均厚度較佳為小於10.0 μm、特別是1.0 μm以上且小於7.0 μm。密封材料層的平均厚度越小，則即便密封材料層、封裝體基體及玻璃蓋的熱膨脹係數不匹配，亦越可減小於雷射密封後殘留於密封區域的應力。另外，亦可提高雷射密封的精度。再者，作為如所述般限制密封材料層的平均厚度的方法，可列舉將密封材料膏塗佈得薄的方法、對密封材料層的表面進行研磨處理的方法。

密封材料層的平均寬度較佳為小於3500 μm、小於1200 μm、特別是150 μm以上且小於800 μm。若使密封材料層的平均寬度窄，則可減小於雷射密封後殘留於密封區域的應力。進而可使封裝體基體的框部的寬度狹小化，可擴大作為氣密封裝體的器件發揮功能的有效面積。

本發明的氣密封裝體的製造方法較佳為包括：利用所述具密封材料層之玻璃蓋的製造方法來製作具密封材料層之玻璃蓋的步驟；準備具有基部與設置於基部上的框部的封裝體基體的步驟；以密封材料層與框部的頂部相接的方式積層配置玻璃蓋與封裝體基體的步驟；以及自玻璃蓋側照射雷射光而使密封材料層軟化變形，藉此將玻璃蓋與封裝體基體氣密一體化，從而獲得氣密封裝體的步驟。

本發明的氣密封裝體的製造方法包括準備具有基部以及設置於基部上的框部的封裝體基體的步驟。若如此，則容易於框部內收容LED或感測器晶片等內部元件。封裝體基體的框部較佳為沿著封裝體基體的外周端緣區域形成為邊框狀。若如此，則可擴大作為器件發揮功能的有效面積。進而，容易將LED或感測器晶片等內部元件收容於封裝體基體的框部內，且亦容易進行配線接合等。

封裝體基體較佳為玻璃陶瓷、氧化鋁、氮化鋁的任一者、或該些的複合材料（例如，將氮化鋁與玻璃陶瓷一體化而成者）。玻璃陶瓷可容易地形成熱通孔，因此於內部元件進行動作時，可適當地防止氣密封裝體內的溫度過度上升的事態。氮化鋁與氧化鋁的散熱性良好，因此於內部元件進行動作時，可適當地防止氣密封裝體內的溫度過度上升的事態。

封裝體基體較佳為分散有黑色顏料。若如此，則於雷射密封時，封裝體基體可吸收透過密封材料層的雷射光。結果，於雷射密封時，向封裝體基體側的熱流動降低，因此可效率良好地進行雷射密封。

關於構成封裝體基體的材料，以厚度0.5 mm換算計，應照射的雷射光的波長（例如，808 nm）下的總光線透過率較佳為10%以下、特別是5%以下。若如此，則於雷射密封時，封裝體基體可吸收透過密封材料層的雷射光。結果，於雷射密封時，向封裝體基體側的熱流動降低，因此可效率良好地進行雷射密封。

封裝體基體的基部的厚度較佳為0.1 mm～5.0 mm、特別是0.2 mm～2.5 mm。藉此，可實現氣密封裝體的薄型化。

本發明的氣密封裝體的製造方法包括以密封材料層與框部的頂部相接的方式積層配置玻璃蓋與封裝體基體的步驟。該步驟中，亦可將玻璃蓋配置於封裝體基體的下方，但就雷射密封的效率的觀點而言，較佳為將玻璃蓋配置於封裝體基體的上方。

於積層配置玻璃蓋與封裝體基體時，較佳為以密封材料層（較佳為密封材料層的中心線）於封裝體基體的框部的頂部位於寬度方向的中心線上的方式，使密封材料層與封裝體基體的框部的頂部接觸配置。若如此，則可提高雷射密封的精度。

本發明的氣密封裝體的製造方法包括：自玻璃蓋側照射雷射光而使密封材料層軟化變形，藉此將玻璃蓋與封裝體基體氣密一體化，從而獲得氣密封裝體的步驟。

作為雷射，可使用各種雷射。就容易操作的方面而言，特佳為半導體雷射、釔鋁石榴石（Yttrium-Aluminum-Garnet，YAG）雷射、CO₂ 雷射、準分子雷射、紅外雷射。

進行雷射密封的環境並無特別限定，可為大氣環境，亦可為氮氣環境等惰性環境。

於進行雷射密封之前，較佳為於（100℃以上且內部元件的耐熱溫度以下的溫度）下對封裝體基體進行預加熱。藉此，於雷射密封時可阻礙向封裝體基體側的熱傳導，因此可效率良好地進行雷射密封。

較佳為以按壓玻璃蓋的狀態進行雷射密封。藉此，可於雷射密封時促進密封材料層的軟化變形。

雷射密封中的雷射光的掃描速度較佳為5 mm/秒～65 mm/秒、特別是10 mm/秒～50 mm/秒。若雷射光的掃描速度過慢，則密封材料層的溫度變得極高，玻璃蓋容易破裂。另一方面，若雷射光的掃描速度過快，則密封材料層並未充分熔解，因此氣密封裝體的氣密可靠性容易降低。

雷射密封時的雷射光的輸出密度較佳為1000 W/cm² ～3000 W/cm² 、特別是1300 W/cm² ～2700 W/cm² 。若雷射光的輸出密度過低，則無法均勻地對密封材料層整體進行加熱，氣密封裝體的氣密可靠性容易降低。另一方面，若雷射光的輸出密度過高，則密封材料層的溫度變得極高，玻璃蓋容易破裂。

雷射密封時的雷射光的光束形狀並無特別限定。作為光束形狀，通常為圓形、橢圓形、矩形，亦可為其他形狀。

雷射密封時的雷射光的光束徑較佳為0.3 mm～3.5 mm。 [實施例]

以下，基於實施例而對本發明進行詳細說明。再者，以下的實施例僅為例示。本發明並不受以下實施例的任何限定。

表1表示本發明的實施例（試樣No.1～試樣No.5）與比較例（試樣No.6、試樣No.7）。

[表1]

以如下方式來製作表1中所示的試樣。首先，準備表中記載的玻璃蓋（縱15 mm×橫15 mm×厚度0.3 mm）。再者，表中的「鹼硼矽酸玻璃」為日本電氣硝子公司製造的BDA，「無鹼玻璃」為日本電氣硝子公司製造的OA-10G。

另外，以鉍系玻璃粉末為70體積%、耐火性填料粉末為30體積%的比例進行混合而製作密封材料。此處，將鉍系玻璃粉末的平均粒徑D₅₀ 設為1.0 μm，將99%粒徑D₉₉ 設為2.8 μm，將耐火性填料粉末的平均粒徑D₅₀ 設為1.0 μm，將99%粒徑D₉₉ 設為2.8 μm。再者，鉍系玻璃以莫耳%計含有39%的Bi₂ O₃ 、24.5%的B₂ O₃ 、14.5%的ZnO、1.0%的Al₂ O₃ 、20.5%的CuO、0.5%的Fe₂ O₃ 作為玻璃組成。另外，耐火性填料粉末為β-鋰霞石。

對所獲得的密封材料的熱膨脹係數進行測定，結果，其熱膨脹係數為69×10^-7 /℃。再者，熱膨脹係數為利用壓棒式TMA裝置而測定者，其測定溫度範圍為30℃～300℃。

其次，使用所述密封材料，沿著表中記載的玻璃蓋的外周端緣上進行塗佈並加以乾燥，獲得乾燥膜後，利用雷射光使乾燥膜燒結，形成密封材料層。若詳述，則首先以黏度成為110±15 Pa·s（25℃，剪切速率（Shear rate）：4）的範圍內的方式將所述密封材料、媒液及溶劑混練後，進而利用三輥磨機進行混練直至粉末均勻分散，進行膏化而獲得密封材料膏。媒液使用於二醇醚系溶劑中以表中所示的量使乙基纖維素有機樹脂溶解而成者。其次，沿著玻璃蓋的外周端緣上，利用網版印刷機以邊框狀印刷密封材料膏。進而，於大氣環境下，以120℃乾燥10分鐘，獲得具有表中所示的平均厚度的乾燥膜後，以表中記載的條件照射雷射光，藉此燒結乾燥膜，形成具有平均寬度約300 μm、表中所示的平均厚度的密封材料層。

於燒結乾燥膜後，利用光學顯微鏡觀察密封材料層及玻璃蓋，將無裂紋的情況評價為「○」，將有裂紋的情況評價為「×」。將其結果示於表1中。

其次，準備表中記載的具有框部的封裝體基體（縱15 mm×橫15 mm×基部厚度0.5 mm，熱膨脹係數70×10^-7 /℃）。再者，框部是沿著封裝體基體的外周緣形成，為寬度1 mm、高度1 mm的邊框狀。最後，以框部的頂部與密封材料層接觸的方式進行積層配置後，以表中記載的條件，自玻璃蓋側照射波長808 nm的雷射光並進行雷射密封，將玻璃蓋與封裝體基體氣密一體化，從而獲得各氣密封裝體。再者，表中的「玻璃陶瓷」是將包含玻璃粉末與耐火性填料粉末的生片（green sheet）的積層片燒結而成者。

對於所獲得的氣密封裝體評價雷射密封後的裂紋、氣密可靠性（溫度循環試驗、高溫高濕高壓試驗）。

關於雷射密封後的裂紋，於利用光學顯微鏡觀察密封材料層附近時，將無裂紋的情況評價為「○」，將有裂紋的情況評價為「×」。

關於氣密可靠性，是對所獲得的氣密封裝體進行溫度循環試驗後，觀察密封材料層的附近，結果將完全未確認到變質、裂紋、剝離等的情況評價為「○」，將確認到變質、裂紋、剝離等的情況評價為「×」。再者，溫度循環試驗的條件為125℃⇔-55℃、1000次循環。

進而，對於所獲得的氣密封裝體，進行高溫高濕高壓試驗：PCT（Pressure Cooker Test，高壓蒸煮試驗），之後觀察密封材料層的附近，結果將完全未確認到變質、裂紋、剝離等的情況評價為「○」，將觀察到變質、裂紋、剝離等的情況評價為「×」。再者，PCT的試驗條件為121℃、濕度100%、2 atm、24小時。

如根據表而明瞭般，試樣No.1～試樣No.5的乾燥膜的燒結後的裂紋的評價良好，且雷射密封後的裂紋的評價亦良好。進而，試樣No.1～試樣No.5的雷射密封後的裂紋、氣密可靠性的評價良好。另一方面，試樣No.6、試樣No.7為了分解去除樹脂而必須使雷射光的輸出密度上升，結果，乾燥膜的溫度變高，於玻璃蓋上產生裂紋。再者，關於試樣No.6、試樣No.7，藉由降低雷射光的輸出密度，可不產生裂紋地使乾燥膜燒結，但乾燥膜的表面平滑性降低，並且有機樹脂殘存於密封材料層中，因此認為於雷射密封時產生樹脂的再分解氣體，氣密封裝體的氣密可靠性降低。 [產業上之可利用性]

本發明的氣密封裝體對於安裝有感測器晶片、紫外LED等內部元件的氣密封裝體而言適宜，除此以外，亦可適宜適用於收容壓電振動元件或於有機樹脂中分散有量子點的波長轉換元件等的氣密封裝體等中。

1:玻璃蓋 2:乾燥膜 3:雷射照射裝置 10:氣密封裝體 11:玻璃蓋 12:封裝體基體 13:基部 14:框部 15:內部元件 16:密封材料層 17:框部的頂部 18:雷射照射裝置 L:雷射光

圖1是用於說明本發明的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法的剖面概念圖。 圖2是用於說明本發明的氣密封裝體的製造方法的剖面概念圖。

1:玻璃蓋

2:乾燥膜

3:雷射照射裝置

L:雷射光

Claims (10)

1. 一種具密封材料層之玻璃蓋的製造方法，其特徵在於包括： 準備玻璃蓋的步驟； 將密封材料與媒液混練而製作樹脂量小於1.0質量%的密封材料膏的步驟； 於玻璃蓋塗佈密封材料膏並進行乾燥，而製作乾燥膜的步驟；以及 藉由對乾燥膜照射雷射光而使乾燥膜燒結，從而於玻璃蓋上形成密封材料層的步驟。
2. 如申請專利範圍第1項所述的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法，其中藉由對乾燥膜照射雷射光，而將密封材料層的平均厚度設為乾燥膜的平均厚度的70%以下。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法，其中藉由對乾燥膜照射雷射光而使乾燥膜燒結，從而獲得平均厚度為10.0 μm以下的密封材料層。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法，其中密封材料層的波長808 nm的單色光的吸收率於換算為厚度5 μm時為30%～90%。
5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法，其中對乾燥膜照射輸出密度為1800 W/cm² 以下的雷射光。
6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法，其中密封材料層包括包含過渡金屬氧化物的鉍系玻璃。
7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法，其中密封材料層實質上不包含雷射吸收材。
8. 一種氣密封裝體的製造方法，其特徵在於包括： 利用如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的具密封材料層之玻璃蓋的製造方法來製作具密封材料層之玻璃蓋的步驟； 準備具有基部與設置於基部上的框部的封裝體基體的步驟； 以密封材料層與框部的頂部相接的方式積層配置玻璃蓋與封裝體基體的步驟；以及 自玻璃蓋側照射雷射光而使密封材料層軟化變形，藉此將玻璃蓋與封裝體基體氣密一體化，從而獲得氣密封裝體的步驟。
9. 如申請專利範圍第8項所述的氣密封裝體的製造方法，其中封裝體基體為玻璃陶瓷、氧化鋁、氮化鋁的任一者、或該些的複合材料。
10. 如申請專利範圍第8項或第9項所述的氣密封裝體的製造方法，其於積層配置玻璃蓋與封裝體基體之前，進而包括於封裝體基體的框部內收容內部元件的步驟。

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