TW202224218A - 接合體之製造方法 - Google Patents
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Abstract
接合體之製造方法之接合工程係包含對屬於內側群(IG)之封閉材料(6)照射雷射光(L)來形成前述封閉層(4)的第一接合工程，和於第一接合工程後，對屬於外側群(OG)之封閉材料(6)照射雷射光(L)來形成封閉層(4)的第二接合工程。
Description
本發明係有關經由接合基板，製造接合體的方法。
如公知者，LED元件其他之電子元件係為防止劣化，收容於氣密封裝內。氣密封裝係例如做為於第一基板(基材)接合第二基板(玻璃基板)所成接合體而構成。
例如於專利文獻1中，揭示有準備做為第一基板之複數之容器、和做為第二基板之複數之玻璃蓋，於容器與玻璃蓋之間，介入存在做為封閉材料之玻璃熔塊，於此玻璃熔塊，經由照射雷射光，形成封閉層，接合容器與玻璃蓋之氣密封裝之製造方法。
於此製造方法中，重合容器與玻璃蓋，經由第一之治具與第二之治具，保持此等。第二之治具係具備將容器按壓於玻璃蓋之柱塞。經由第二之治具之柱塞，將容器按壓於玻璃蓋之狀態下、對介入存在於其間之玻璃熔塊，經由照射雷射光，製造氣密封閉容器與玻璃蓋之氣密封裝。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2018-199600號公報
[發明欲解決之課題]
上述製造方法中，雖將重疊複數之容器與複數之玻璃蓋所成複數之層積體，經由第一之治具及第二之治具加以保持，將各層積體各別接合，但為了有效率量產氣密封裝，考量有例如準備可切出多數之容器之第一基板、和可切出多數之玻璃蓋之第二基板，接合第一基板與第二基板後，將該接合體依每一氣密封裝加以切斷之方法。
此時，於第一基板與第二基板之間，介入存在多數之封閉材料，對於各封閉材料，順序地照射雷射光。圖12係顯示於層積體LM中，將經由特定之排列圖案所排列之封閉材料6，以符號B所示箭頭之順序進行加熱之例。
層積體LM係具有排列成九行(M1~M9)九列(N1~N9)之封閉材料6。此例中，複數之封閉材料6中，從位於最外側之封閉材料6，開始經由雷射光之加熱。即，於圖12中，加熱位於第一行M1、第一列N1之封閉材料6後，將排列於第一行M1之其他封閉材料6，順序從第二列N2加熱至第九列N9。之後，將排列於第二行M2之封閉材料6，從位於最外側(第一列N1)順序加熱。對於從第三行M3排列至第九行M9之封閉材料6，亦同樣地加熱。經由加熱所有之封閉材料6，完成接合體。
封閉材料係經由雷射光加熱而收縮。本發明人係如上所述，發現於製造接合體之時，在加熱複數之封閉材料之期間，經由此收縮，在已接合部分之第一基板第二基板之間隔，和未接合部分之第一基板第二基板之間隔產生差異，於封閉材料與各基板之間，產生位置偏差。此位置偏差變大時，對於封閉材料所成接合部分會產生不良的情形。
本發明係有鑑於上述之情事而成者，以減低接合體之接合部分之不良之產生為技術性之課題。
[為解決課題之手段]
本發明係為解決上述課題者，製造具備第一基板、和第二基板、和接合前述第一基板與前述第二基板的複數之封閉層的接合體之方法中，具備:伴隨於前述第一基板與前述第二基板間，介入存在複數之封閉材料，經由重疊前述第一基板與前述第二基板，形成層積體的層積工程；和經由對前述層積體之前述複數之前述封閉材料照射雷射光，來形成前述複數之前述封閉層的接合工程；前述層積體之前述複數之前述封閉材料係藉由特定之排列圖案，介入存在於前述第一基板與前述第二基板之間，前述配列圖案係包含前述複數之前述封閉材料中，位於最外側之前述封閉材料所屬之外側群，和較屬於前述外側群之前述封閉材料更位於內側之前述封閉材料所屬之內側群，前述接合工程係包含對屬於前述內側群之前述封閉材料照射前述雷射光來形成前述封閉層的第一接合工程，和於前述第一接合工程後，對屬於前述外側群之前述封閉材料照射前述雷射光來形成前述封閉層的第二接合工程為特徵。
根據本方法時，於第一接合工程中，經由在屬於外側群之封閉材料之前，對於屬於內側群之封閉材料，照射雷射光，可減低在此第一接合工程之執行中之封閉材料之收縮所造成各基板之位置偏差。更且，於第一接合工程後之第二接合工程中，可不受在內側群所形成之封閉層之收縮的影響，進行加熱屬於外側群之封閉材料。由此，在屬於內側群之封閉層及屬於外側群之封閉層之任一者中，可減低接合不良之產生。
本方法中，前述第一接合工程中，對屬於前述內側群之前述封閉材料中之位於最接近前述排列圖案之中心之位置之前述封閉材料，最先照射前述雷射光為佳。
如此，於排列圖案之中心，從最接近之封閉材料開始第一接合工程(雷射光之照射)，於之後所進行之其他之封閉材料之加熱時，可適切減低各基板之位置偏差之產生。
於本方法中，前述配列圖案係可為令前述複數之封閉材料，以三行以上且三列以上加以排列者。
本方法中，前述第二基板可為玻璃基板。
本方法中，前述接合工程中，前述層積體係經由按壓前述第一基板與前述第二基板的支持裝置加以支持亦可。由此，可將封閉材料密接於第一基板與第二基板，可更有效減低封閉層之接合不良之產生。
更且，前述支持裝置係具備將前述第一基板向前述第二基板按壓的按壓構件、和配置於前述第一基板與前述按壓構件之間之支持板亦可。
根據相關構成時，支持裝置係經由按壓構件及支持板，可以均等之力按壓第一基板。由此，可更有效減低第一基板及第二基板之位置偏差所造成封閉層之接合不良之產生。
[發明效果]
根據本發明時，可減低接合體之接合部分之不良之產生。
以下，對於為實施本發明之形態，參照圖面加以說明。圖1至圖11係顯示有關本發明之接合體之製造方法之一實施形態。
圖1及圖2係做為經由本發明所製造之接合體，例示氣密封裝。接合體1係具備成為基材之第一基板2、和重疊於第一基板2之第二基板3、和接合第一基板2與第二基板3之複數之封閉層4、和收容於高熱傳導性基板2與第一基板3之間的元件5。
第一基板2係雖構成為矩形狀，但非限定於此形狀。做為第一基板2之其他形狀，例如可為多角形、圓狀等。第一基板2係具有設置元件5之第一主面2a、和位於第一主面2a之相反側的第二主面2b。第一主面2a係具有可收容元件5之凹部。
第一基板2係雖例如經由高熱傳導性基板，例如經由矽基板加以構成，但非限定於，經由其他之金屬基板、陶瓷基板、半導體基板之其他之各種基板加以構成亦可。然而，第一基板2之厚度係在0.1~5.0mm之範圍內，但非限定於此範圍。
第一基板2之熱傳導率係較第二基板3之熱傳導率為高。第一基板2之20℃之熱傳導率係較佳為10~500W/m･K、更佳為30~300W/m･K、更其者為70~250W/m･K、尤其以100~200W/m･K為佳，但非限定於此範圍。
第二基板3係雖例如經由矩形狀之透明之玻璃基板加以構成，但非限定於此形狀。做為第二基板3之其他形狀，例如可為多角形、圓狀等。第二基板3係具有設置第一主面3a、和位於第一主面3a之相反側的第二主面3b。
做為構成第二基板3之玻璃，可使用例如、無鹼玻璃、硼矽酸玻璃、鈉鈣玻璃、石英玻璃、具有低熱膨脹係數之結晶化玻璃等。第二基板3之厚度係雖非特別加以限定，例如使用0.01~2.0mm之範圍內者。第二基板3之20℃之熱傳導率雖較佳為0.5~5W/m･K、但非限定於此範圍。
複數之封閉層4係經由特定之排列圖案，形成於接合體1。本實施形態中，經由三行三列之排列圖案，例示了形成合計九個封閉層4之接合體1，但封閉層4之數及排列圖案係非限定於本實施形態。圖1中，關於封閉層4之排列圖案(行列配置)，表記為行號M1~M3及列號N1~N3。
如圖1所示，封閉層4之排列圖案係複數之封閉層4中，分為位於最外側之封閉層4所屬之外側群OG、和較屬於此外側群OG之封閉層4位於內側之封閉層4所屬之內側群IG。
封閉層4係將複數之封閉材料介入存在於第一基板2與第二基板3之間，於該封閉材料照射雷射光，經由加熱軟化流動而形成。
做為封閉材料，可使用種種之材料。其中，從提升封閉強度之觀點視之，使用包含鉍系玻璃粉末與耐火性填料粉末之複合材料(玻璃熔塊)為佳。一般而言，鉍系玻璃之熱膨脹係數為大之故，與耐火性填料粉末混合時，封閉層4之熱膨脹係數則易於整合於第一基板2與第二基板3之熱膨脹係數。其結果，接合第一基板2與第二基板3之後，於封閉層4之領域，易於減低殘留不當應力之事態。
佔據複合材料之耐火性填料粉末之含有比例過少時，如前所述，封閉層4之熱膨脹係數除了難以整合於第一基板2與第二基板3之熱膨脹係數之外，於接合時，玻璃熔塊之黏度則明顯降低，在已接合部分之第一基板第二基板之間隔，和未接合之第一基板第二基板之間隔產生差異，於封閉材料與各基板之間，成為產生位置偏差之因素。另一方面，佔據複合材料之耐火性填料粉末之含有比例過多時，鉍系玻璃粉末之含有量相對變少之故，雷射封閉前之封閉材料之表面平滑性則下降，易於使接合精度下降。因此，做為複合材料，使用含有55~100體積%之鉍系玻璃粉末與0~45體積%之耐火性填料粉末之複合材料為佳，較佳為使用含有60~99體積%之鉍系玻璃粉末與1~40體積%之耐火性填料粉末之複合材料，更較佳為使用含有60~95體積%之鉍系玻璃粉末與5~40體積%之耐火性填料粉末之複合材料，尤以使用含有60~85體積%之鉍系玻璃粉末與15~40體積%之耐火性填料粉末之複合材料為佳。
鉍系玻璃係做為玻璃組成，就莫爾%而言，含有Bi
2O
328~60%、B
2O
315~37%、ZnO 0~30%、CuO+ MnO(CuO與MnO之合計量) 1~40%為佳。將各成分之含有範圍，限定成上述之理由，說明如下。然而，於玻璃組成範圍之說明中，%之顯示係指莫爾%。
Bi
2O
3係為了下降玻璃之軟化點之主要成分，經由照射雷射光於複合材料，調整玻璃軟化流動時之黏度的成分。Bi
2O
3之含有量係較佳為28~60%、33~55%、尤以35~45%為佳。當Bi
2O
3之含有量過少之時，軟化點會過高，易於下降玻璃之軟化流動性。另一方面，當Bi
2O
3之含有量過多之時，接合時之玻璃之黏度明顯降低，在已接合部分之第一基板第二基板之間隔，和未接合之第一基板第二基板之間，產生差異，於封閉材料與各基板間，產生成為位置偏差之因素。又，於接合時，玻璃會易於失去透明性，起因於透明性的失去，軟化流動性易於下降。
B
2O
3係做為玻璃形成成分之必須成分。Bi
2O
3之含有量係較佳為15~37%、19~33%、尤以22~30%為佳。當Bi
2O
3之含有量過少之時，難以形成玻璃網路之故，玻璃會易於失去透明性。又，接合時之玻璃之黏度變低，在已接合部分之第一基板第二基板之間隔，和未接合之第一基板第二基板之間，產生差異，於封閉材料與各基板間，產生成為位置偏差之因素。另一方面，當Bi
2O
3之含有量過多之時，玻璃之黏性變高，軟化流動性易於下降。
ZnO係為提高玻璃之耐失透性之成分。ZnO之含有量係較佳為0~30%、3~25%、5~22%、尤以5~20%為佳。ZnO之含有量過多之時，玻璃組成之成分平衡則崩解，反而易於使耐失透性下降。
CuO與MnO係為大幅提高玻璃之雷射吸收能之成分。CuO與MnO之合計量係較佳為1~40%、3~35%、10~30%、尤以15~30%為佳。當CuO與MnO之合計量過少之時，易於使雷射吸收能下降。另一方面，當CuO與MnO之合計量過多之時，軟化點會過高，即使照射雷射光，難以軟化流動玻璃。又，玻璃會熱不安定，玻璃易於失去透明性。然而，CuO之含有量係較佳為1~30%、尤以10~25%為佳。MnO之含有量係較佳為0~25%、1~25%、尤以3~15%為佳。
又，不僅是鉍系玻璃，可將銀磷酸系玻璃、碲系玻璃等之玻璃粉末做為封閉材料使用。銀磷酸系玻璃與碲系玻璃係相較於鉍系玻璃，易於在低溫軟化流動，可減低雷射光所造成加熱後所產生之加熱變形。更且，銀磷酸系玻璃與碲系玻璃係與鉍系玻璃相同，與耐火性填料粉末混合時，可提高封閉層4之機械性強度，且使封閉層4之熱膨脹係數下降。
銀磷酸系玻璃係做為玻璃組成，就莫爾%而言，含有Ag
2O 10~50%、P
2O
510~35%、ZnO 3~25%、過渡金屬氧化物0~30%為佳。
碲系玻璃係做為玻璃組成，就莫爾%而言，含有TeO
230~80%、MoO
35~50%、P
2O
50~15%、過渡金屬氧化物(惟，除了MoO
3) 0~40%為佳。
做為耐火性填料粉末，雖可使用種種之材料，其中，經由選自堇青石、鋯石、氧化錫、氧化鈮、磷酸鋯系陶瓷、矽鋅礦、β-鋰霞石、β-石英固溶體之一種或二種以上之材料而構成為佳。
耐火性填料粉末之平均粒徑D
50係較佳為不足2μm、尤以0.1μm以上、且不足1.5μm為佳。耐火性填料粉末之平均粒徑D
50過大時，封閉層4之表面平滑性易於下降的同時，封閉層4之平均厚度易於變大，就結果而言，易於使接合之精度下降。在此，平均粒徑D
50係指以雷射繞射法所測定之值，經由雷射繞射法測定時之體積基準之累積粒度分布曲線中，此累計量從粒子小者累積為50%之粒徑。
耐火性填料粉末之99%粒徑D
99係較佳為不足5μm、4μm以下、尤以0.3μm以上、且3μm以下為佳。耐火性填料粉末之99%粒徑D
99過大時，封閉層4之表面平滑性易於下降的同時，封閉層4之平均厚度易於變大，就結果而言，易於使雷射接合精度下降。在此，99%粒徑D
99係指以雷射繞射法所測定之值，經由雷射繞射法測定時之體積基準之累積粒度分布曲線中，此累計量從粒子小者累積為99%之粒徑。
封閉材料之軟化點係300℃以上550℃以下為佳。封閉材料之軟化點係相當於以MACRO型DTA裝置測定時之第四變彎點。
如圖1所示，封閉層4係接合收容元件5之空間，構成為封閉曲線狀。本發明中，「封閉曲線」之用語係不單是僅經由曲線構成之形狀，亦包含曲線與直線之組合所構成之形狀、僅經由直線構成之形狀(例如四角形狀之其他之多角形狀)。
封閉層4之厚度係較佳為1μm~20μm，更佳為3~8μm。封閉層4之寬度尺寸W1係較佳為50~2000μm，更佳為100~1000μm。
元件5係搭載於第一基板2之第一主面2a。又，元件5係配置於經由第一基板2之第一主面2a、第二基板3之第一主面3a及封閉層4分割之空間(模孔)。做為元件5係可使用深紫外LED(Light Emitting Diode)等之發光元件、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)元件、CCD(Charge Coupled Device)元件等之各種元件。
以下，對於製造上述構成之接合體1之方法，參照圖3至圖6加以說明。本方法係具備重合第一基板2與第二基板3、形成層積體之準備工程、和於準備工程後，加熱層積體之封閉材料，接合第一基板2與玻璃基板3之接合工程。
準備工程中，為形成複數之封閉層4之複數之封閉材料係使對應於封閉層4之排列圖案，經由包含外側群OG及內側群IG之排列圖案，形成於第二基板3之第一主面3a。
圖3中，關於形成於第二基板3之九個之封閉材料6a~6i之排列圖案，表記為行號M1~M3及列號N1~N3。在以下說明中，有將特定之封閉材料6(6a~6i)之位置，使用此行號及列號加以說明之情形。
準備工程係具備於第二基板3之第一主面3a，固定封閉材料6a~6i之固定工程、和於固定工程後，重合第一基板2與第二基板3、形成層積體之層積工程。
固定工程係具備將封閉材料塗佈於第二基板3之第一主面3a的工程(塗佈工程)、和於塗佈工程後，加熱封閉材料之工程(加熱工程)。
塗佈工程中，例如經由絲網印刷、分注器等，將糊狀之封閉材料，例如構成四角形状之封閉曲線，塗佈於第二基板3之第一主面3a。封閉材料係經由通常三條輥輪等，經由混練上述之複合材料與載體，構成為糊狀載體係通常包含有機樹脂與溶劑。有機樹脂係調整糊劑之黏性為目的而添加。
加熱工程中，經由電氣爐等，將塗佈於第二基板3之封閉材料，加熱至軟化溫度以上。經由此加熱工程，分解有機樹脂，且經由軟化流動含於封閉材料之玻璃粉末，將封閉材料固定於第二基板3之第一主面3a。於此加熱工程中，不使用電氣爐等，經由雷射光加熱(燒成)封閉材料亦可。由此，如圖3所示、九個封閉材料6a~6i則固定於第二基板3之第一主面3a。
層積工程中，使用圖4所示支持裝置8，經由重合第一基板2與第二基板3，構成層積體LM。
支持裝置8係主要具備保持第一基板2及第二基板3之框體9、和支持第一基板2之第一支持具10、和支持第二基板3之第二支持具11、和介入存在於第一支持具10與第一基板2之間的支持板12、和介入存在於第一支持具10與第二基板具11之間的中間構件13。
框體9雖經由具有特定之厚度之矩形狀之板構件所構成，但非限定於此形狀。框體9係具有可收容第一基板2及第二基板3之開口部9a。
第一支持具10係具備隔著支持板12按壓第一基板2之按壓構件14、和保持按壓構件14之保持板15、和支持保持板15支持構件(以下稱「第一支持構件」)16。
按壓構件14係雖例如經由複數之柱塞加以構成，但非限定於此構成。柱塞雖具有彈簧構件，但非限定於此構成。按壓構件14係例如可為空壓式之柱塞。按壓構件14係具備經由彈簧構件彈播之桿部14a、和支持桿部14a及彈簧構件之本體部14b。
保持板15係具有保持按壓構件14之本體部14b之保持孔15a、和插通螺絲構件等之固定構件17之孔15b。第一支持構件16係具備開口部16a、和為插入固定構件17之螺絲孔16b、和為插通於第一支持構件16固定中間構件13之固定構件18之孔16c。保持板15係使孔15b、與第一支持構件16之螺絲孔16b一致，於此等之孔15b、16b，插入固定構件17，固定於第一支持構件16。
支持板12係藉由介入存在於第一基板2與按壓構件14之桿部14a之間，支持第一基板2。支持板12係使接觸在第一基板2之第二主面2b，具有較此第二主面2b為大之面積為佳。支持板12雖經由不鏽鋼鋼其他之金屬板所構成，但支持板12之材質係非限定於本實施形態。
第二支持具11係具備支持第二基板3及框體9之支持基板19、和支持支持基板19之支持構件(以下稱「第二支持構件」)20。
支持基板19係為於接合工程，透過雷射光，例如經由透明之玻璃基板加以構成。第二支持構件20係具備收容支持基板19之凹部20a、和為通過雷射光之開口部20b、和為插通固定構件21之孔20c。
中間構件13雖經由具有特定之厚度之矩形狀之板構件所構成，但非限定於此形狀。中間構件13係具備可收容第二支持具11之支持基板19及框體9之開口部13a、和卡合固定構件18、21之螺絲孔13b。開口部13a係貫通於中間構件13之厚度方向。又，螺絲孔13b係貫通於中間構件13之厚度方向。
如圖4所示，層積工程中，首先，使第一基板2之第一主面2a與第二基板3之第一主面3a成為對 向，重合第一基板2與第二基板3。然而，於第一基板2之第一主面2a，預先設置元件5。
之後，將第一基板2及第二基板3，插入至框體9之開口部9a。由此，框體9係保持第一基板2及第二基板3。然而，中間構件13係經由固定構件21，固定於第二支持具11之第二支持構件20。
接著，在關於第二支持具11之第二支持構件20之凹部20a，插入框體9。由此，框體9及第二基板3係經由支持基板19加以支持。之後，將支持板12，插入至第二支持構件20之凹部20a。由此，支持板12係接觸在保持於框體9之第一基板2之第二主面2b。
之後，將第一支持具10重合於第二支持具11，經由固定構件18，插入至第一支持構件16之孔16c與中間構件13之螺絲孔13b，連結第一支持具10與中間構件13。
此時，按壓構件14之桿部14a則接觸於支持板12。由此，支持板12係經由桿部14a加以按壓。支持板12係經由按壓構件14之按壓力，按壓第一基板2之第二主面2b，將第一基板2按壓於第二基板3。
如此，層積工程中，經由支持裝置8之第一支持具10及第二支持具11，成為挾住重合第一基板2與第二基板3之層積體LM的狀態。而且，支持裝置8係經由按壓構件14之按壓力，將介入存在於第一基板2與第二基板3間之封閉材料6a~6i，密接於第一基板2及第二基板3之狀態下，支持層積體LM。
如圖5所示，接合工程中，經由從雷射照射裝置7，將雷射光L照射於於層積體LM之封閉材料6a~6i，對此封閉材料6a~6i進行加熱(加熱工程)。雷射光L係透過第二支持具11之支持基板19及第二基板3，照射於封閉材料6a~6i。接合工程中，經由雷射光L之照射，以封閉材料6a~6i之軟化點以上之溫度或封閉材料6a~6i軟化流動之溫度，加熱封閉材料6a~6i。
雷射光L之波長係以600~1600nm為佳。做為使用之雷射，可適切使用半導體雷射，但非限於此，可使用YAG雷射、綠光雷射、超短脈衝雷射等之各種雷射。
接合工程係包含對屬於內側群IG之封閉材料6a照射雷射光L來形成前述封閉層4的第一接合工程，和於第一接合工程後，對屬於外側群OG之封閉材料6b~6i照射雷射光L來形成封閉層的第二接合工程。
第一接合工程中，於排列圖案之內側群IG，對與中心O重疊之位置(第二行M2、第二列N2之位置)之封閉材料6a，照射雷射光L。圖6中，以箭頭A所示，雷射光L係沿著封閉材料6a之封閉曲線形狀之周方向，以環繞之方式進行掃描。此時之雷射光L之環繞數係以2~500為佳。
於第一接合工程中，經由雷射光L加熱，封閉材料6a係軟化流動該玻璃成分，熔接於第一基板2。在終止雷射光L之照射，冷卻之過程中，經由固定封閉材料6a，接合第一基板2與第二基板3之同時，形成氣密封閉元件5之封閉曲線狀之封閉層4。
形成關於封閉材料6a之封閉層4時，於圖6中，以經由箭頭B所示順序，執行第二接合工程。
即，第二接合工程中，於排列圖案之外側群OG，對與內側群IG所屬之封閉材料6a鄰接(第一行M1、第二列N2之位置)之封閉材料6b，照射雷射光L。終止此封閉材料6b之加熱後，接著，於與此封閉材料6b鄰接(第一行M1、第三列N3之位置)之封閉材料6c，照射雷射光L。之後，對於殘餘之封閉材料6d~6i中順序地，照射雷射光L。經由加熱外側群OG所屬封閉材料6b~6i，形成封閉層4，以終止第二接合工程。如上，製造具有複數之封閉層4之接合體1。
圖7至圖10係顯示接合工程之其他之例。圖6所示之例中，雖顯示將九個封閉材料6a~6i以三行三列排列之層積體LM，但封閉材料6之數係可較此例更多。
圖7中，顯示排列成七行(M1~M7)七列(N1~N7)之合計四十九個之封閉材料6之排列圖案。此時，外側群OG中，從屬二十四個之封閉材料6，內側群IG1~IG3中，從屬二十五個之封閉材料6。本例中，內側群IG1~IG3係包含重疊於排列圖案之中心O而配置之封閉材料6a所屬之第一內側群IG1、和包圍第一內側群IG1而設定於外側之第二內側群IG2、和包圍第二內側群IG2而設定於外側之第三內側群IG3。
於此例中，製造接合體1之時，第一接合工程中，於第一內側群IG1，對重疊於排列圖案之中心O重疊之位置(第四行M4、第四列N4之位置)之一個之封閉材料6a，最先照射雷射光L。終止此封閉材料6a之加熱時，屬於第二內側群IG2，且與第一內側群IG1之封閉材料6a鄰接之位置(第三行M3、第四列N4之位置)之封閉材料6，照射雷射光L。之後，於與此封閉材料6鄰接(第三行M3、第五列N5之位置)之封閉材料6，照射雷射光L。之後，對於屬於第二內側群IG2之殘餘之封閉材料6順序地，照射雷射光L。
屬於第二內側群IG2之封閉材料6之加熱終止時，屬於第三內側群IG3之封閉材料6則進行加熱。於此時，於第三內側群IG3中，最先加熱之封閉材料6(位於第二行M2、第三列N3之封閉材料)係在於與於第二內側群IG2中，最後加熱之封閉材料6(位於第三行M3、第三列N3之封閉材料)鄰接之位置。
屬於第三內側群IG3之封閉材料6之加熱終止時，執行第二接合工程。於此時，在第二接合工程中，最先加熱之封閉材料6(位於第一行M1、第二列N2之封閉材料)係在於與於第三內側群IG3中，最後加熱之封閉材料6(位於第二行M2、第二列N2之封閉材料)鄰接之位置。將屬於外側群OG之封閉材料6，順序加熱，所有之封閉材料6之加熱則終止，以終止第二接合工程。
圖8所示例中，於第一接合工程中，對重疊於排列圖案之中心O重疊之位置(第四行M4、第四列N4)之一個之封閉材料6a(屬於第一內側群IG1之封閉材料)，最先照射雷射光L之後，將包圍此封閉材料6a，配置於外側之八個封閉材料6(屬於第二內側群IG2之封閉材料)，經由雷射光L，順序地加熱。
之後，包圍此八個封閉材料6，配置於外側之十六個之封閉材料6(屬於第三內側群IG3之封閉材料)，經由雷射光L，順序地加熱。
於此時，於第三內側群IG3中，最先加熱之封閉材料6x(位於第六行M6、第六列N6之封閉材料)係未與於第二內側群IG2中，最後加熱之封閉材料6i(位於第三行M3、第三列N3之封閉材料)鄰接，在遠離之位置。由此，可緩和第一基板2與第二基板3之間隔之不同之產生。
又，於第三內側群IG3中，最後加熱之封閉材料6y(位於第五行M5、第六列N6之封閉材料)係未與於第二接合工程之執行時，於外側群OG中，最先加熱之封閉材料6z(位於第一行M1、第一列N1之封閉材料)鄰接，在遠離之位置。由此，可緩和第一基板2與第二基板3之間隔之不同之產生。
圖9所示之排列圖案係八行(M1~M8)八列(N1~N8)，排列成合計六十四個之封閉材料6。上述之圖7之例中，排列圖案雖具有重疊於該中心O之一個之封閉材料6a，關於本例之排列圖案係在最接近該中心O之位置，具有四個之封閉材料6j~6m。
排列圖案係包含此等四個之封閉材料6j~6m所屬之第一內側群IG1、和包圍此第一內側群IG1而配置於外側之十二個之封閉材料6所屬之第二內側群IG2、和包圍第二內側群IG2而配置於外側之二十個之封閉材料6所屬之第三內側群IG3、和二十八個之封閉材料6所屬之外側群OG。
如本例，複數存在最接近位於排列圖案之中心O之封閉材料6j~6m時，對於其中之任意一個之封閉材料6j，在第一接合工程，最先照射雷射光L即可。
圖10所示排列圖案之例(八行八列之行列配置)中，將內側群，區分成四個群(第一內側群乃至第四內側群)IG1~IG4。各內側群IG1~IG4係對於排列圖案之中心O成為對稱而設定。各內側群IG1~IG4係各別包含九個封閉材料6。
於此時，在第一接合工程中，對於屬於各內側群IG1~IG4之任意之一個之封閉材料6，最先照射雷射光L即可。或經由使用複數之雷射照射裝置7，對屬於各內側群IG1~IG4之封閉材料6，同時照射雷射光L亦可。
圖11係顯示支持裝置之其他之例。此例之支持裝置8係與支持板12之構成為圖4及圖5所例示者不同。圖4及圖5所示支持裝置8雖具備一張之支持板12，但關於本實施形態之支持裝置8係具備複數之支持板12a~12c。
如此，經由複數之支持板12a~12c，按壓第一基板2，可有效減低各封閉材料6之加熱時之收縮所造成基板2、3之位置偏差。
根據以上所說明之關於本實施形態之接合體1之製造方法時，於第一接合工程中，經由在屬於外側群OG之封閉材料6之前，對於屬於內側群IG(IG1~IG4)之封閉材料6，照射雷射光L，可減低在此第一接合工程之封閉材料6之收縮所造成各基板2、3之位置偏差。
更且，於第一接合工程後之第二接合工程中，經由在外側群OG所屬之封閉材料6，照射雷射光L，可不受在內側群IG(IG1~IG4)中所形成之封閉層4之收縮的影響，進行加熱屬於外側群OG之封閉材料6。由此，在屬於內側群IG(IG1~IG4)之封閉層4及屬於外側群OG之封閉層4之任一者中，可減低接合不良之產生。
然而，本發明係非限定於上述實施形態之構成，亦非限定於上述作用效果。本發明係在不超脫本發明要點之範圍下，可進行種種變更。
上述實施形態中，雖例示包含三行以上、三列以上排列之複數之封閉層4之接合體1，但本發明係非限定於此構成。例如將是為二行，且三列以上排列之封閉層4，形成於接合體1時，亦適用本發明。
此時，經由將位於最外側之列之封閉材料6，配屬於外側群OG，將較此外側群OG位於內側之封閉材料6，配屬於內側群IG，可製造沒有接合不良之接合體1。同樣地，將是為三行以上，且二列排列之封閉層4，形成於接合體1時，亦可適用本發明。
上述實施形態中，雖做為接合體1之一例，例示了包含元件5之氣密封裝，但本發明係非限定於此構成。本發明係亦可適用於例如在第一基板2與第二基板3間，具有機能性膜等之接合體，或製造第二基板3做為隔膜工作之微型泵等之情形。
上述實施形態中，做為第一基板2雖例示了高熱傳導性基板，但本發明係非限定於此構成。第一基板2係可由玻璃基板其他之基板加以構成。
[實施例]
以下，雖對於關於本發明之實施例進行說明，但本發明非限定於此實施例。
本發明人係進行為確認本發明之效果之試驗。在此試驗中，於第一基板與第二基板間，介入存在複數之封閉材料，準備複數之層積體(實施例及比較例)，將各封閉材料經由雷射光加熱，接合第一基板與第二基板。
使用於實施例及比較例之第一基板係矩形狀之矽基板。此第一基板之厚度係0.4mm。使用於實施例及比較例之第二基板係經由硼矽酸玻璃所構成之矩形狀之玻璃基板。此第二基板之厚度係0.2mm。
使用於實施例及比較例之封閉材料係含鉍系玻璃粉末與耐火性填料粉末之複合材料(玻璃熔塊)。然而，使用於實施例及比較例之封閉材料係相同的。將封閉材料之構成與特性示於表1。
封閉材料係如以下形成於第二基板。首先，將封閉材料與載體(經由樹脂係乙基纖維素、溶劑係松油醇所構成者)，以重量比60%對40%加妣混合，使用三條輥輪混鍊，得糊劑。之後，經由網版印刷法，得塗佈關於實施例及比較例之四角形之封閉曲線狀之糊劑之第二基板。然而，在實施例及比較例塗佈於第二基板之糊劑之形狀(寬度、厚度)係相同的。
之後，將塗佈糊劑之第二基板，以電氣爐在480℃20分鐘下加熱，於玻璃基板上，形成四角形之封閉曲線狀之封閉材料。關於實施例及比較例之第二基板中，以九行九列之排列圖案，形成合計八十一個之封閉材料。之後，將形成封閉材料之第二基板，被覆於第一基板之特定之位置，構成層積體，將此層積體安裝於上述支持裝置。然而，在實施例及比較例形成於第二基板之封閉材料之形狀(寬度、厚度)係相同的。
之後，對於支持於支持裝置之層積體之封閉材料，將波長808nm之近紅外線半導體雷射雷射所成雷射光，沿著封閉材料之周方向，環繞2次(掃描)，加熱該封閉材料，形成封閉層，接合第一基板與第二基板。
關於實施例之封閉材料之雷射光之照射之順序係與圖7之例為相同之形態。
關於比較例之封閉材料，以圖12所示箭頭B之順序，照射雷射光。即，排列於關於比較例之層積體LM之九行九列之封閉材料6中，對於最外側之位置，即對於第一行M1、第一列N1之位置之封閉材料6，最先照射雷射光，進行加熱。之後，將排列於第一行M1之封閉材料6，從第二列N2至第九列N9，順序地加熱。終止位於第一行M1之封閉材料6之加熱時，在第二行M2、第一列N1之位置之封閉材料6，照射雷射光進行加熱。之後，對於位於第二行M2之封閉材料6，從第二列N2至第九列N9，順序地照射雷射光。同樣地，對於從第三行M3排列至第九行M9之封閉材料6，亦從第一列N1朝向第九列N9，順序地照射雷射光。經由加熱所有之封閉材料6，製作關於比較例之接合體。
令製作之實施例及比較例之接合體之氣密可靠性，以PCT(Pressure Cooker Test)所成加速劣化試驗加以評估。具體而言，將上述製造之接合體，在121℃、2大氣壓、相對濕度100%之環境下，保持24小時後，使用光學顯微鏡(100倍)，觀察接合體之封閉層之附近。經由此觀察，對於封閉層所造成接合不良之有無，進行評估。
試驗之結果，關於實施例之接合體中，對於所有之封閉層，接合不良則不會產生。另一方面，對於關於比較例之接合體中，在約30%之封閉層產生接合不良。
1:接合體
2:第一基板
3:第二基板
4:封閉層
6:封閉材料
6a:最接近排列圖案中心之位置之封閉材料
6j:最接近排列圖案中心之位置之封閉材料
6k:最接近排列圖案中心之位置之封閉材料
6l:最接近排列圖案中心之位置之封閉材料
6m:最接近排列圖案中心之位置之封閉材料
8:支持裝置
11:支持板
IG:內側群
IG1:第一內側群
IG2:第二內側群
IG3:第三內側群
IG4:第四內側群
L:雷射光
LM:層積體
O:排列圖案之中心
OG:外側群
[圖1]接合體之平面圖。
[圖2]關於圖1之II-II箭頭印線之剖面圖。
[圖3]第二基板之底面圖。
[圖4]顯示接合體之製造方法之一工程的剖面圖。
[圖5]顯示接合體之製造方法之一工程的剖面圖。
[圖6]顯示接合體之製造方法之一工程的平面圖。
[圖7]顯示接合體之製造方法之其他例的平面圖。
[圖8]顯示接合體之製造方法之其他例的平面圖。
[圖9]顯示接合體之製造方法之其他例的平面圖。
[圖10]顯示接合體之製造方法之其他例的平面圖。
[圖11]顯示使用於接合體之製造方法之支持裝置之其他例的剖面圖。
[圖12]顯示關於比較例之接合體之製造方法的平面圖。
3:第二基板
3b:第二主面
5:元件
6a:最接近排列圖案中心之位置之封閉材料
6b~6i:封閉材料
M1:第一行
M2:第二行
M3:第三行
N2:第二列
N1:第一列
N3:第三列
IG:內側群
L:雷射光
LM:層積體
O:排列圖案之中心
OG:外側群
Claims (6)
- 一種接合體之製造方法，係製造具備第一基板、和第二基板、和接合前述第一基板與前述第二基板的複數之封閉層的接合體之方法，其特徵係 具備：伴隨於前述第一基板與前述第二基板間，介入存在複數之封閉材料，經由重疊前述第一基板與前述第二基板，形成層積體的層積工程；和經由對前述層積體之前述複數之前述封閉材料照射雷射光，來形成前述複數之前述封閉層的接合工程； 前述層積體之前述複數之前述封閉材料係藉由特定之排列圖案，介入存在於前述第一基板與前述第二基板之間， 前述配列圖案係包含前述複數之前述封閉材料中，位於最外側之前述封閉材料所屬之外側群，和較屬於前述外側群之前述封閉材料更位於內側之前述封閉材料所屬之內側群， 前述接合工程係包含對屬於前述內側群之前述封閉材料照射前述雷射光來形成前述封閉層的第一接合工程，和於前述第一接合工程後，對屬於前述外側群之前述封閉材料照射前述雷射光來形成前述封閉層的第二接合工程。
- 如請求項1記載之接合體之製造方法，其中，前述第一接合工程中，對屬於前述內側群之前述封閉材料中之位於最接近前述排列圖案之中心之位置之前述封閉材料，首先照射前述雷射光。
- 如請求項1或2記載之接合體之製造方法，其中，前述配列圖案係令前述複數之封閉材料，以三行以上且三列以上加以排列。
- 如請求項1至3之任一項記載之接合體之製造方法，其中，前述第二基板係玻璃基板。
- 如請求項1至4之任一項記載之接合體之製造方法，其中，前述接合工程中，前述層積體係經由按壓前述第一基板與前述第二基板的支持裝置加以支持。
- 如請求項5記載之接合體之製造方法，其中，前述支持裝置係具備將前述第一基板向前述第二基板按壓的按壓構件、和配置於前述第一基板與前述按壓構件之間之支持板。
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