JP7405031B2 - Electronic device and method for manufacturing electronic device - Google Patents
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Description
本発明は、電子装置及び電子装置の製造方法に関する。 The present invention relates to an electronic device and a method of manufacturing the electronic device.
LEDなどの電子部品を備えた電子装置、長寿命や省エネルギーなどの理由から、照明や通信などの種々の分野で利用されるに至っている。 Electronic devices equipped with electronic components such as LEDs have come to be used in various fields such as lighting and communications due to their long lifespan and energy saving.
この種の発光装置では、電子部品を保護するために、電子部品が搭載された基材に、電子部品が内部に収容されるように保護キャップを被せる場合がある。 In this type of light emitting device, in order to protect the electronic components, the base material on which the electronic components are mounted is sometimes covered with a protective cap so that the electronic components are housed inside.
例えば特許文献1に開示されているように、保護キャップは、発光素子の周囲を取り囲む枠部(第2の部材)と、枠部の一端開口を覆う蓋部(カバー部材)とを備えている。 For example, as disclosed in Patent Document 1, the protective cap includes a frame portion (second member) that surrounds the light emitting element, and a lid portion (cover member) that covers an opening at one end of the frame portion. .
保護キャップの枠部と、電子部品が搭載された基材とは、ろう材(例えば金錫はんだ)を用いて接合される場合が多い。基材は、金属又は金属窒化物セラミックスから構成され、高膨張係数材料となる場合が多い。一方、枠部は、ガラスなどの透明無機材から構成され、低膨張係数材料となる場合もある。このような場合、基材と枠部との間の熱膨張係数差が大きくなり、基材及び枠部の両方の熱膨張係数と整合するろう材を選定することは難しい。つまり、ろう材の熱膨張係数を基材の熱膨張係数に整合させると、枠部及びろう材の熱膨張係数差が大きくなり、ろう材の熱膨張係数を枠部に整合させると、基材及びろう材の熱膨張係数差が大きくなる。この結果、基材と枠部との接合部又はその近傍に残留応力が発生して破損(例えばクラックなどの割れ)が生じやすくなる。このように接合部又はその近傍が破損すると、電子部品の収容空間の気密性が低下し、電子部品が劣化するおそれがある。 The frame portion of the protective cap and the base material on which electronic components are mounted are often joined using a brazing material (for example, gold-tin solder). The base material is comprised of metal or metal nitride ceramics and is often a high coefficient of expansion material. On the other hand, the frame is made of a transparent inorganic material such as glass, and may be made of a material with a low coefficient of expansion. In such a case, the difference in coefficient of thermal expansion between the base material and the frame becomes large, and it is difficult to select a brazing material that matches the coefficients of thermal expansion of both the base material and the frame. In other words, when the coefficient of thermal expansion of the brazing filler metal is matched to that of the base material, the difference in the coefficient of thermal expansion between the frame and the brazing filler metal increases; and the difference in thermal expansion coefficient between the brazing filler metal and the brazing filler metal increases. As a result, residual stress is generated at or near the joint between the base material and the frame, and damage (for example, cracking) is likely to occur. If the joint or the vicinity thereof is damaged in this manner, the airtightness of the space in which the electronic component is accommodated may deteriorate, and the electronic component may deteriorate.
本発明は、高い気密性を維持できる電子装置を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide an electronic device that can maintain high airtightness.
上記の課題を解決するために創案された本発明は、電子部品と、電子部品が搭載された基材と、電子部品が内部に収容されるように、基材に接合された保護キャップとを備えている電子装置であって、保護キャップが、第一透明無機材からなる枠部と、枠部の一端開口を覆う第二透明無機材からなる蓋部とを備え、枠部と基材とが、直接溶着されていることを特徴とする。このようにすれば、枠部と基材との間に他部材が介在しないことから、枠部の熱膨張係数と基材の熱膨張係数との差がある程度大きくても、枠部と基材とを確実に接合できる。 The present invention, which was created to solve the above problems, includes an electronic component, a base material on which the electronic component is mounted, and a protective cap bonded to the base material so that the electronic component is housed inside. In the electronic device, the protective cap includes a frame made of a first transparent inorganic material and a lid made of a second transparent inorganic material that covers an opening at one end of the frame. is characterized by being directly welded. In this way, since no other member is interposed between the frame and the base material, even if the difference between the coefficient of thermal expansion of the frame and the coefficient of thermal expansion of the base material is large to some extent, the frame and base material can be reliably joined.
上記の構成において、枠部と蓋部とが、直接溶着されていることが好ましい。このようにすれば、枠部と蓋部との間に他部材(高膨張のろう材、接着材等)が介在しないことから、枠部の熱膨張係数と蓋部の熱膨張係数との差がある程度大きくても、枠部と蓋部とを確実に接合できる。 In the above configuration, it is preferable that the frame portion and the lid portion are directly welded. In this way, since there is no other material (high expansion brazing material, adhesive, etc.) interposed between the frame and the lid, the difference between the thermal expansion coefficient of the frame and the lid can be reduced. Even if the size is large to some extent, the frame and the lid can be reliably joined.
上記の構成において、第一透明無機材は、石英ガラスであることが好ましい。このようにすれば、蓋部の紫外線の透過率が高くなるため、電子部品が、紫外線を出射したり受光したりする素子である場合に特に有効となる。なお、「石英ガラス」とは、合成石英、溶融石英等を含み、SiO2を90質量%以上含む非結晶体を指す。 In the above configuration, the first transparent inorganic material is preferably quartz glass. This increases the transmittance of ultraviolet rays through the lid, which is particularly effective when the electronic component is an element that emits or receives ultraviolet rays. Note that "quartz glass" refers to an amorphous body including synthetic quartz, fused silica, etc., and containing 90% by mass or more of SiO 2 .
上記の構成において、第二透明無機材が、軟化点が1000℃以下のガラス材であることが好ましい。このようにすれば、例えば、レーザ接合などにより枠部と基材とを直接溶着する場合に、枠部が容易に軟化する。このため、枠部側を軟化させて、蓋部及び枠部の接合時間を短くすることができる。同様の理由により、例えば、レーザ接合などにより枠部と蓋部とを直接溶着する場合に、枠部が容易に軟化するため、枠部及び蓋部の接合時間を短くすることができる。ここで、「軟化点」は、ASTMC338の方法に基づいて測定した値を指す。 In the above configuration, it is preferable that the second transparent inorganic material is a glass material having a softening point of 1000° C. or lower. In this way, for example, when the frame and the base material are directly welded by laser bonding or the like, the frame can be easily softened. Therefore, it is possible to soften the frame side and shorten the bonding time between the lid and the frame. For the same reason, when the frame and the lid are directly welded by laser welding or the like, for example, the frame easily softens, so the time for joining the frame and the lid can be shortened. Here, the "softening point" refers to a value measured based on the method of ASTM C338.
上記の構成において、第二透明無機材は、石英ガラスであってもよい。このようにすれば、枠部の紫外線の透過率が高くなる。このため、電子部品が、紫外線を出射したり受光したりする素子である場合に特に有効となる。 In the above configuration, the second transparent inorganic material may be quartz glass. This increases the transmittance of ultraviolet rays through the frame. Therefore, it is particularly effective when the electronic component is an element that emits or receives ultraviolet light.
上記の構成において、電子部品は、紫外線LEDであってもよい。 In the above configuration, the electronic component may be an ultraviolet LED.
上記の課題を解決するために創案された本発明は、電子部品と、電子部品が搭載された基材と、電子部品が内部に収容されるように、基材に接合された保護キャップと備えている電子装置の製造方法であって、保護キャップが、第一透明無機材からなる枠部と、枠部の一端開口を覆う第二透明無機材からなる蓋部とを備え、枠部と基材とを接触させた状態で、枠部と基材の接触部にレーザを照射することにより、枠部と基材とを直接溶着する接合工程とを備えていることを特徴とする。このようにすれば、枠部と基材との間に他部材が介在しないことから、枠部の熱膨張係数と基材の熱膨張係数との差がある程度大きくても、枠部と基材とを確実に接合できる。また、枠部と基材の接触部がレーザにより局所加熱されるため、電子部品などの電子装置の構成部品に耐熱性が低い材料を使用することもできる。 The present invention, which was created to solve the above problems, includes an electronic component, a base material on which the electronic component is mounted, and a protective cap bonded to the base material so that the electronic component is housed inside. The protective cap includes a frame made of a first transparent inorganic material and a lid made of a second transparent inorganic material that covers an opening at one end of the frame, The present invention is characterized by comprising a joining step of directly welding the frame and the base material by irradiating the contact portion of the frame and the base material with a laser while the materials are in contact with each other. In this way, since no other member is interposed between the frame and the base material, even if the difference between the coefficient of thermal expansion of the frame and the coefficient of thermal expansion of the base material is large to some extent, the frame and base material can be reliably joined. Furthermore, since the contact portion between the frame portion and the base material is locally heated by the laser, it is also possible to use materials with low heat resistance for components of electronic devices such as electronic components.
上記の構成において、枠部と蓋部とを接触させた状態で、枠部と蓋部の接触部にレーザを照射することにより、枠部と蓋部とを直接溶着する接合工程をさらに備えている。このようにすれば、枠部と蓋部との間に他部材が介在しないことから、枠部の熱膨張係数と蓋部の熱膨張係数との差がある程度大きくても、枠部と蓋部とを確実に接合できる。 The above configuration further includes a joining step of directly welding the frame and the lid by irradiating a laser to a contact portion between the frame and the lid while the frame and the lid are in contact with each other. There is. In this way, since no other member is interposed between the frame and the lid, even if the difference between the coefficient of thermal expansion of the frame and the coefficient of thermal expansion of the lid is large to some extent, the frame and the lid can be can be reliably joined.
本発明によれば、高い気密性を維持できる電子装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an electronic device that can maintain high airtightness.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that redundant explanation may be omitted by assigning the same reference numerals to corresponding components in each embodiment. When only a part of the configuration is described in each embodiment, the configuration of the other embodiments previously described can be applied to other parts of the configuration. Furthermore, in addition to the combinations of configurations specified in the description of each embodiment, configurations of a plurality of embodiments may be partially combined even if not explicitly specified, as long as no particular problem arises in the combination.
(第一実施形態)
図1及び図2は、本発明の第一実施形態に係る電子装置1を例示している。
(First embodiment)
1 and 2 illustrate an electronic device 1 according to a first embodiment of the present invention.
本実施形態に係る電子装置1は、電子部品2と、電子部品2が搭載された基材3と、電子部品2を内部に収容するように、基材3に配置された保護キャップ4と、基材3及び保護キャップ4を接合する接合部5とを備えている。なお、以下の説明では、便宜上、基材3側を下、保護キャップ4側を上として説明するが、上下方向はこれに限定されない。 The electronic device 1 according to the present embodiment includes an electronic component 2, a base material 3 on which the electronic component 2 is mounted, and a protective cap 4 disposed on the base material 3 so as to accommodate the electronic component 2 therein. It includes a joint portion 5 for joining the base material 3 and the protective cap 4. In addition, in the following description, for convenience, the base material 3 side is explained as the bottom, and the protective cap 4 side is explained as the top, but the up-down direction is not limited to this.
電子部品2は、特に限定されるものではないが、例えば、レーザモジュール、LED、光センサ、撮像素子、光スイッチ等の光学デバイスが挙げられる。本実施形態では、電子部品2は紫外線LEDであり、電子装置1は発光装置である。 Although the electronic component 2 is not particularly limited, examples thereof include optical devices such as a laser module, an LED, an optical sensor, an image sensor, and an optical switch. In this embodiment, the electronic component 2 is an ultraviolet LED, and the electronic device 1 is a light emitting device.
基材3は、例えば、金属、金属酸化物セラミックス、LTCC又は金属窒化物セラミックスから構成される。金属としては、例えば銅、金属シリコンなどが挙げられる。金属酸化物セラミックスとしては、例えば酸化アルミニウムなどが挙げられる。LTCCとしては、例えば結晶性ガラスと耐火性フィラーを含む複合粉末を焼結させたものなどが挙げられる。金属窒化物セラミックスとしては、例えば窒化アルミニウムなどが挙げられる。本実施形態では、基材3は、窒化アルミニウムから構成されている。窒化アルミニウムの30~380℃の温度範囲における熱膨張係数は、例えば46×10-7/℃である。また、本実施形態では、基材3は、上面3a及び下面3bがともに平面から構成される板状体である。なお、基材3は、上面3aのうち、電子部品2が搭載される部分に凹部が設けられていてもよい。 The base material 3 is made of, for example, metal, metal oxide ceramics, LTCC, or metal nitride ceramics. Examples of the metal include copper and metallic silicon. Examples of metal oxide ceramics include aluminum oxide. Examples of LTCC include those obtained by sintering a composite powder containing crystalline glass and a refractory filler. Examples of metal nitride ceramics include aluminum nitride. In this embodiment, the base material 3 is made of aluminum nitride. The thermal expansion coefficient of aluminum nitride in the temperature range of 30 to 380°C is, for example, 46×10 −7 /°C. Moreover, in this embodiment, the base material 3 is a plate-shaped body in which both the upper surface 3a and the lower surface 3b are made of flat surfaces. Note that the base material 3 may be provided with a recessed portion in a portion of the upper surface 3a on which the electronic component 2 is mounted.
保護キャップ4は、枠部6と、枠部6の一端開口を覆う蓋部7と、枠部6及び蓋部7を接合する接合部8とを備えている。なお、保護キャップ4の表面には各種機能膜を形成することが好ましく、例えば、光反射ロスを低減するために、反射防止膜を形成することが好ましい。 The protective cap 4 includes a frame portion 6, a lid portion 7 that covers an opening at one end of the frame portion 6, and a joint portion 8 that joins the frame portion 6 and the lid portion 7. Note that it is preferable to form various functional films on the surface of the protective cap 4. For example, in order to reduce light reflection loss, it is preferable to form an antireflection film.
枠部6は、中心に厚み方向(上下方向)に延びる貫通孔Hを有する筒状体である。枠部6は、貫通孔Hに対応する空間に収容された電子部品2の周囲を取り囲む。図示例では、枠部6は、四角筒で構成されているが、円筒などの他の形状であってもよい。なお、枠部6の内壁面6cは、蓋部7を通じた紫外線の取出効率を向上させるために、枠部6の下端面6b側から上端面6a側に向かうに連れて内側から外側に移行する傾斜面で構成されている。内壁面6cは、非傾斜面(垂直面)であってもよい。貫通孔Hは、枠部6の元材に、エッチング加工、レーザ加工、サンドブラスト加工などを施すことにより形成することができる。 The frame portion 6 is a cylindrical body having a through hole H extending in the thickness direction (vertical direction) at the center. The frame portion 6 surrounds the electronic component 2 housed in the space corresponding to the through hole H. In the illustrated example, the frame portion 6 is configured as a rectangular tube, but may have other shapes such as a cylinder. In addition, the inner wall surface 6c of the frame portion 6 shifts from the inside to the outside as it goes from the lower end surface 6b side to the upper end surface 6a side of the frame portion 6, in order to improve the extraction efficiency of ultraviolet rays through the lid portion 7. It consists of a sloped surface. The inner wall surface 6c may be a non-inclined surface (vertical surface). The through hole H can be formed by performing etching, laser processing, sandblasting, etc. on the original material of the frame portion 6.
枠部6は、第一透明無機材から構成されている。第一透明無機材としては、例えば、石英ガラス(シリカガラス)、石英ガラス以外のガラス材が挙げられる。石英ガラスは、高い紫外線透過率を有する。ここで、第一透明無機材及び第二透明無機材(後述)における「透明」とは、例えば、発光素子からなる電子部品2から出射される光を透過することを意味する。より具体的には、対象とする波長域の光の透過率が10%以上であることを指す。透過率の測定は、日立ハイテクサイエンス社製UH4150を用いて行うことができる。 The frame portion 6 is made of a first transparent inorganic material. Examples of the first transparent inorganic material include quartz glass (silica glass) and glass materials other than quartz glass. Quartz glass has high ultraviolet transmittance. Here, "transparent" in the first transparent inorganic material and the second transparent inorganic material (described later) means that, for example, light emitted from the electronic component 2 made of a light emitting element is transmitted. More specifically, it means that the transmittance of light in the target wavelength range is 10% or more. The transmittance can be measured using UH4150 manufactured by Hitachi High-Tech Science.
枠部6を石英ガラス以外のガラス材から構成する場合、当該ガラス材も紫外線透過ガラスであることが好ましい。以下、石英ガラス以外のガラス材を単にガラス材という場合もある。 When the frame portion 6 is made of a glass material other than quartz glass, it is preferable that the glass material is also ultraviolet-transmissive glass. Hereinafter, glass materials other than quartz glass may be simply referred to as glass materials.
枠部6のガラス材において、光路長0.7mm、波長200nmにおける透過率は、好ましくは10%以上、20%以上、30%以上、40%以上、50%以上、60%以上、70%以上、特に好ましくは80%以上である。また、枠部6のガラス材において、光路長0.7mm、波長250nmにおける透過率は、好ましくは50%以上、60%以上、70%以上、特に好ましくは80%以上である。さらに、枠部6のガラス材において、光路長0.7mm、波長250nmにおける透過率をT250とし、光路長0.7mm、波長300nmにおける透過率をT300としたときに、T250/T300の値は、好ましくは0.3以上、0.4以上、0.5以上、0.6以上、0.7以上、0.8以上、0.85以上、特に好ましくは0.9以上である。このようにすれば、石英ガラスに比べて、紫外線の透過率が劣るものの、紫外線LEDからなる電子部品2から出射される光を問題なく透過させることができ、紫外線の取出効率を高いレベルで維持できる。なお、「光路長0.7mm」は、ガラス材の厚みが薄い場合でも、光路長0.7mmを有する同等の測定試料を作製した上で測定に供するものとする。なお、「光路長0.7mm、波長200nmにおける透過率」は、厚み0.7mmの測定試料を作製した上で測定に供してもよく、ガラス材の厚み方向で透過率を測定した後、光路長0.7mmに換算した値を採用してもよい。 In the glass material of the frame part 6, the transmittance at an optical path length of 0.7 mm and a wavelength of 200 nm is preferably 10% or more, 20% or more, 30% or more, 40% or more, 50% or more, 60% or more, or 70% or more. , particularly preferably 80% or more. Further, in the glass material of the frame portion 6, the transmittance at an optical path length of 0.7 mm and a wavelength of 250 nm is preferably 50% or more, 60% or more, 70% or more, particularly preferably 80% or more. Furthermore, in the glass material of the frame 6, when the transmittance at an optical path length of 0.7 mm and a wavelength of 250 nm is T 250 , and the transmittance at an optical path length of 0.7 mm and a wavelength of 300 nm is T 300 , T 250 /T 300 The value of is preferably 0.3 or more, 0.4 or more, 0.5 or more, 0.6 or more, 0.7 or more, 0.8 or more, 0.85 or more, particularly preferably 0.9 or more. . In this way, although the transmittance of ultraviolet rays is inferior to that of quartz glass, the light emitted from the electronic component 2 made of ultraviolet LEDs can be transmitted without any problem, and the efficiency of extracting ultraviolet rays can be maintained at a high level. can. Note that "optical path length 0.7 mm" means that even when the thickness of the glass material is thin, an equivalent measurement sample having an optical path length of 0.7 mm is prepared and then subjected to measurement. Note that "transmittance at an optical path length of 0.7 mm and a wavelength of 200 nm" may be measured after preparing a measurement sample with a thickness of 0.7 mm. After measuring the transmittance in the thickness direction of the glass material, A value converted to a length of 0.7 mm may be used.
枠部6のガラス材において、歪点は、好ましくは430℃以上、460℃以上、480℃以上、500℃以上、520℃以上、530℃以上、550℃以上、600℃以上、特に好ましくは630℃以上である。歪点が低すぎると、後述するレーザ接合時に、枠部6に歪が生じるおそれがあるが、歪点を上記数値範囲とすれば、これを抑制できる。ここで、「歪点」は、ASTMC336の方法に基づいて測定した値である。 The strain point of the glass material of the frame portion 6 is preferably 430°C or higher, 460°C or higher, 480°C or higher, 500°C or higher, 520°C or higher, 530°C or higher, 550°C or higher, 600°C or higher, and particularly preferably 630°C or higher. ℃ or higher. If the strain point is too low, there is a risk that distortion will occur in the frame portion 6 during laser bonding, which will be described later, but this can be suppressed by setting the strain point within the above numerical range. Here, the "strain point" is a value measured based on the method of ASTM C336.
枠部6のガラス材において、軟化点は、好ましくは1000℃以下、950℃以下、900℃以下、850℃以下、特に好ましくは800℃以下である。このようにすれば、枠部6及び蓋部7や、枠部6及び基材3をレーザ接合などにより直接溶着する場合に、枠部6が容易に軟化するため、接合時間を短くすることができる。 The softening point of the glass material of the frame portion 6 is preferably 1000°C or lower, 950°C or lower, 900°C or lower, 850°C or lower, particularly preferably 800°C or lower. In this way, when the frame portion 6 and the lid portion 7 or the frame portion 6 and the base material 3 are directly welded by laser bonding or the like, the frame portion 6 is easily softened, so that the welding time can be shortened. can.
枠部6のガラス材において、102.5dPa・sにおける温度は、好ましくは1580℃以下、1550℃以下、1520℃以下、1500℃以下、1480℃以下、特に1470℃以下である。102.5dPa・sにおける温度が高すぎると、溶融性が低下して、ガラスの製造コストが高騰しやすくなる。ここで、「102.5dPa・sにおける温度」は、白金球引き上げ法で測定可能である。なお、102.5dPa・sにおける温度は、溶融温度に相当し、この温度が低いほど溶融性が向上する。 In the glass material of the frame portion 6, the temperature at 10 2.5 dPa·s is preferably 1580°C or lower, 1550°C or lower, 1520°C or lower, 1500°C or lower, 1480°C or lower, particularly 1470°C or lower. If the temperature at 10 2.5 dPa·s is too high, the meltability will decrease and the manufacturing cost of glass will tend to rise. Here, the "temperature at 10 2.5 dPa·s" can be measured by the platinum ball pulling method. Note that the temperature at 10 2.5 dPa·s corresponds to the melting temperature, and the lower this temperature is, the better the melting property is.
枠部6のガラス材において、30~380℃の温度範囲における熱膨張係数は、好ましくは30×10-7/℃以上、40×10-7/℃以上、50×10-7/℃以上、60×10-7/℃以上、特に好ましくは70×10-7/℃以上である。また、枠部6のガラス材において、30~380℃の温度範囲における熱膨張係数は、好ましくは105×10-7/℃以下100×10-7/℃以下、95×10-7/℃以下、特に好ましくは90×10-7/℃以下である。熱膨張係数が低過ぎると、各種部材、特にガラスフリットの熱膨張係数に整合させ難くなる。結果として、ガラスフリットの低融点化が困難になるため、電子装置1の製造工程の温度上昇を招き、電子装置1の性能が劣化しやすくなる。一方、熱膨張係数が高すぎると、熱衝撃により、枠部6が破損しやすくなる。なお、石英ガラスの30~380℃の温度範囲における熱膨張係数は例えば4.0×10-7/℃である。ここで、「30~380℃の温度範囲における熱膨張係数」は、例えば、ディラトメーターを用いて測定可能である。 The thermal expansion coefficient of the glass material of the frame 6 in the temperature range of 30 to 380°C is preferably 30×10 −7 /°C or higher, 40×10 −7 /°C or higher, 50×10 −7 /°C or higher, It is 60×10 −7 /°C or more, particularly preferably 70×10 −7 /°C or more. Further, the thermal expansion coefficient of the glass material of the frame 6 in the temperature range of 30 to 380°C is preferably 105×10 -7 /°C or less, 100×10 -7 /°C or less, 95×10 -7 /°C or less , particularly preferably 90×10 −7 /°C or less. If the coefficient of thermal expansion is too low, it will be difficult to match the coefficient of thermal expansion of various members, especially glass frit. As a result, it becomes difficult to lower the melting point of the glass frit, leading to an increase in temperature during the manufacturing process of the electronic device 1, and the performance of the electronic device 1 is likely to deteriorate. On the other hand, if the coefficient of thermal expansion is too high, the frame portion 6 will be easily damaged due to thermal shock. Note that the thermal expansion coefficient of quartz glass in the temperature range of 30 to 380°C is, for example, 4.0×10 −7 /°C. Here, the "thermal expansion coefficient in the temperature range of 30 to 380°C" can be measured using, for example, a dilatometer.
枠部6のガラス材の液相温度は、好ましくは1150℃未満、1120℃以下、1100℃以下、1080℃以下、1050℃以下、1030℃以下、980℃以下、960℃以下、950℃以下、特に好ましくは940℃以下である。また、枠部6のガラス材の液相粘度は、好ましくは104.0dPa・s以上、104.3dPa・s以上、104.5dPa・s以上、104.8dPa・s以上、105.1dPa・s以上、105.3dPa・s以上、特に好ましくは105.5dPa・s以上である。このようにすれば、耐失透性が向上する。ここで、「液相温度」は、標準篩30メッシュ(500μm)を通過し、50メッシュ(300μm)に残るガラス粉末を白金ボートに入れて、温度勾配炉中に24時間保持した後、結晶が析出する温度を顕微鏡観察にて測定した値である。「液相粘度」は、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値である。 The liquidus temperature of the glass material of the frame portion 6 is preferably less than 1150°C, 1120°C or less, 1100°C or less, 1080°C or less, 1050°C or less, 1030°C or less, 980°C or less, 960°C or less, 950°C or less, Particularly preferably, the temperature is 940°C or lower. Further, the liquidus viscosity of the glass material of the frame portion 6 is preferably 10 4.0 dPa·s or more, 10 4.3 dPa·s or more, 10 4.5 dPa·s or more, or 10 4.8 dPa·s. Above, it is 10 5.1 dPa·s or more, 10 5.3 dPa·s or more, particularly preferably 10 5.5 dPa·s or more. In this way, devitrification resistance is improved. Here, the "liquidus temperature" is defined as the glass powder that passes through a standard sieve of 30 mesh (500 μm) and remains on the 50 mesh (300 μm), and is placed in a platinum boat and held in a temperature gradient furnace for 24 hours. This is the value measured by microscopic observation of the precipitation temperature. "Liquidus viscosity" is the value of the viscosity of glass at liquidus temperature measured by the platinum ball pulling method.
枠部6のガラス材のヤング率は、好ましくは55GPa以上、60GPa以上、65GPa以上、特に好ましくは70GPa以上である。ヤング率が低すぎると、枠部6の変形、反り、破損が発生しやすくなる。ここで、「ヤング率」は、共振法により測定した値である。 The Young's modulus of the glass material of the frame portion 6 is preferably 55 GPa or more, 60 GPa or more, 65 GPa or more, particularly preferably 70 GPa or more. If the Young's modulus is too low, the frame portion 6 is likely to be deformed, warped, or damaged. Here, "Young's modulus" is a value measured by a resonance method.
枠部6のガラス材は、ガラス組成として、質量%で、SiO2 50~80%、Al2O3+B2O3 1~45%、Li2O+Na2O+K2O 0~25%、MgO+CaO+SrO+BaO 0~25%であることが好ましい。上記のように各成分の含有量を限定した理由を以下に示す。なお、各成分の含有量の説明において、%表示は、特に断りがある場合を除き、質量%を表す。「Al2O3+B2O3」は、Al2O3とB2O3の合量を意味する。「Li2O+Na2O+K2O」は、Li2O、Na2O及びK2Oの合量を意味する。「MgO+CaO+SrO+BaO」は、MgO、CaO、SrO及びBaOの合量を意味する。 The glass material of the frame part 6 has a glass composition, in mass %, of SiO 2 50 to 80%, Al 2 O 3 +B 2 O 3 1 to 45%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 0 to 25%, MgO + CaO + SrO + BaO 0 It is preferably 25%. The reason why the content of each component was limited as described above is shown below. In addition, in the description of the content of each component, % represents mass % unless otherwise specified. " Al2O3 + B2O3 " means the total amount of Al2O3 and B2O3 . " Li2O + Na2O + K2O " means the total amount of Li2O , Na2O and K2O . "MgO+CaO+SrO+BaO" means the total amount of MgO, CaO, SrO and BaO.
SiO2は、ガラスの骨格を形成する主成分である。SiO2の含有量は、好ましくは50~80%、55~75%、58~70%、特に好ましくは60~68%である。SiO2の含有量が少なすぎると、ヤング率、耐酸性が低下しやすくなる。一方、SiO2の含有量が多すぎると、高温粘度が高くなり、溶融性が低下しやすくなることに加えて、クリストバライト等の失透結晶が析出しやすくなって、液相温度が上昇しやすくなる。 SiO 2 is the main component that forms the skeleton of glass. The content of SiO 2 is preferably 50-80%, 55-75%, 58-70%, particularly preferably 60-68%. If the content of SiO 2 is too low, Young's modulus and acid resistance tend to decrease. On the other hand, if the content of SiO2 is too high, the high-temperature viscosity will increase, the meltability will tend to decrease, and devitrification crystals such as cristobalite will tend to precipitate, causing the liquidus temperature to increase. Become.
Al2O3とB2O3は、耐失透性を高める成分である。Al2O3+B2O3の含有量は、好ましくは1~40%、5~35%、10~30%、特に好ましくは15~25%である。Al2O3+B2O3の含有量が少なすぎると、ガラスが失透しやすくなる。一方、Al2O3+B2O3の含有量が多すぎると、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、逆にガラスが失透しやすくなる。 Al 2 O 3 and B 2 O 3 are components that improve devitrification resistance. The content of Al 2 O 3 +B 2 O 3 is preferably 1 to 40%, 5 to 35%, 10 to 30%, particularly preferably 15 to 25%. If the content of Al 2 O 3 +B 2 O 3 is too small, the glass will easily devitrify. On the other hand, if the content of Al 2 O 3 +B 2 O 3 is too large, the component balance of the glass composition will be impaired, and the glass will be more likely to devitrify.
Al2O3は、ヤング率を高める成分であるとともに、分相、失透を抑制する成分である。Al2O3の含有量は、好ましくは1~20%、3~18%、特に5~16%である。Al2O3の含有量が少なすぎると、ヤング率が低下しやすくなり、またガラスが分相、失透しやすくなる。一方、Al2O3の含有量が多すぎると、高温粘度が高くなり、溶融性が低下しやすくなる。 Al 2 O 3 is a component that increases Young's modulus and also suppresses phase separation and devitrification. The content of Al 2 O 3 is preferably 1-20%, 3-18%, especially 5-16%. If the content of Al 2 O 3 is too small, the Young's modulus tends to decrease, and the glass tends to undergo phase separation and devitrification. On the other hand, if the content of Al 2 O 3 is too large, the high temperature viscosity will increase and the meltability will tend to decrease.
B2O3は、溶融性、耐失透性を高める成分であり、また傷の付きやすさを改善して、強度を高める成分である。B2O3の含有量は、好ましくは3~25%、5~22%、7~19%、特に9~16%である。B2O3の含有量が少なすぎると、溶融性、耐失透性が低下しやすくなり、またフッ酸系の薬液に対する耐性が低下しやすくなる。一方、B2O3の含有量が多すぎると、ヤング率、耐酸性が低下しやすくなる。 B 2 O 3 is a component that improves melting properties and devitrification resistance, and also improves susceptibility to scratches and increases strength. The content of B 2 O 3 is preferably 3-25%, 5-22%, 7-19%, especially 9-16%. If the content of B 2 O 3 is too small, meltability and devitrification resistance tend to decrease, and resistance to hydrofluoric acid-based chemicals tends to decrease. On the other hand, if the content of B 2 O 3 is too large, Young's modulus and acid resistance tend to decrease.
Li2O、Na2O及びK2Oは、高温粘性を下げて、溶融性を顕著に高めるとともに、ガラス原料の初期の溶融に寄与する成分である。Li2O+Na2O+K2Oの含有量は、好ましくは0~25%、1~20%、4~15%、特に7~13%である。Li2O+Na2O+K2Oの含有量が少なすぎると、溶融性が低下しやすくなる。一方、Li2O+Na2O+K2Oの含有量が多すぎると、熱膨張係数が不当に高くなるおそれがある。 Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O are components that lower high-temperature viscosity, significantly increase meltability, and contribute to initial melting of the glass raw material. The content of Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is preferably 0-25%, 1-20%, 4-15%, especially 7-13%. If the content of Li2O+ Na2O + K2O is too small, the meltability tends to decrease. On the other hand, if the content of Li 2 O+Na 2 O+K 2 O is too large, the coefficient of thermal expansion may become unduly high.
Li2Oは、高温粘性を下げて、溶融性を顕著に高めるとともに、ガラス原料の初期の溶融に寄与する成分である。Li2Oの含有量は、好ましくは0~5%、0~3%、0~1%、特に好ましくは0~0.1%である。Li2Oの含有量が少なすぎると、溶融性が低下しやすくなることに加えて、熱膨張係数が不当に低くなるおそれがある。一方、Li2Oの含有量が多すぎると、ガラスが分相しやすくなる。 Li 2 O is a component that lowers high-temperature viscosity, significantly increases meltability, and contributes to initial melting of the glass raw material. The content of Li 2 O is preferably 0-5%, 0-3%, 0-1%, particularly preferably 0-0.1%. If the content of Li 2 O is too small, the meltability tends to decrease, and the coefficient of thermal expansion may become unduly low. On the other hand, if the content of Li 2 O is too large, the glass will be likely to undergo phase separation.
Na2Oは、高温粘性を下げて、溶融性を顕著に高めるとともに、ガラス原料の初期の溶融に寄与する成分である。また熱膨張係数を調整するための成分である。Na2Oの含有量は、好ましくは0~25%、1~20%、3~18%、5~15%、特に好ましくは7~13%である。Na2Oの含有量が少なすぎると、溶融性が低下しやすくなることに加えて、熱膨張係数が不当に低くなるおそれがある。一方、Na2Oの含有量が多すぎると、熱膨張係数が不当に高くなるおそれがある。 Na 2 O is a component that lowers high-temperature viscosity, significantly increases meltability, and contributes to initial melting of the glass raw material. It is also a component for adjusting the coefficient of thermal expansion. The content of Na 2 O is preferably 0-25%, 1-20%, 3-18%, 5-15%, particularly preferably 7-13%. If the content of Na 2 O is too low, not only the meltability tends to decrease, but also the coefficient of thermal expansion may become unduly low. On the other hand, if the content of Na 2 O is too large, the coefficient of thermal expansion may become unduly high.
K2Oは、高温粘性を下げて、溶融性を顕著に高めるとともに、ガラス原料の初期の溶融に寄与する成分である。また熱膨張係数を調整するための成分である。K2Oの含有量は、好ましくは0~15%、0.1~10%、特に好ましくは1~5%である。K2Oの含有量が多すぎると、熱膨張係数が不当に高くなるおそれがある。 K 2 O is a component that lowers high-temperature viscosity, significantly increases meltability, and contributes to initial melting of the glass raw material. It is also a component for adjusting the coefficient of thermal expansion. The content of K 2 O is preferably 0-15%, 0.1-10%, particularly preferably 1-5%. If the content of K 2 O is too large, the coefficient of thermal expansion may become unduly high.
MgO、CaO、SrO及びBaOは、高温粘性を下げて、溶融性を高める成分である。MgO+CaO+SrO+BaOの含有量は、好ましくは0~25%、0~15%、0.1~12%、1~5%である。MgO+CaO+SrO+BaOの含有量が多すぎると、ガラスが失透しやすくなる。 MgO, CaO, SrO and BaO are components that lower high temperature viscosity and increase meltability. The content of MgO+CaO+SrO+BaO is preferably 0 to 25%, 0 to 15%, 0.1 to 12%, and 1 to 5%. If the content of MgO+CaO+SrO+BaO is too large, the glass tends to devitrify.
MgOは、高温粘性を下げて、溶融性を高める成分であり、アルカリ土類金属酸化物の中では、ヤング率を顕著に高める成分である。MgOの含有量は、好ましくは0~10%、0~8%、0~5%、特に好ましくは0~1%である。MgOの含有量が多すぎると、耐失透性が低下しやすくなる。 MgO is a component that lowers high-temperature viscosity and increases meltability, and among alkaline earth metal oxides, it is a component that significantly increases Young's modulus. The content of MgO is preferably 0-10%, 0-8%, 0-5%, particularly preferably 0-1%. If the MgO content is too high, devitrification resistance tends to decrease.
CaOは、高温粘性を下げて、溶融性を顕著に高める成分である。またアルカリ土類金属酸化物の中では、導入原料が比較的安価であるため、原料コストを低廉化する成分である。CaOの含有量は、好ましくは0~15%、0.5~10%、特に好ましくは1~5%である。CaOの含有量が多すぎると、ガラスが失透しやすくなる。なお、CaOの含有量が少なすぎると、上記効果を享受し難くなる。 CaO is a component that lowers high temperature viscosity and significantly increases meltability. Moreover, among alkaline earth metal oxides, since the raw material to be introduced is relatively inexpensive, it is a component that reduces raw material costs. The CaO content is preferably 0 to 15%, 0.5 to 10%, particularly preferably 1 to 5%. If the content of CaO is too high, the glass tends to devitrify. Note that if the CaO content is too low, it will be difficult to enjoy the above effects.
SrOは、耐失透性を高める成分である。SrOの含有量は、好ましくは0~7%、0~5%、0~3%、特に好ましくは0~1%未満である。SrOの含有量が多すぎると、ガラスが失透しやすくなる。 SrO is a component that improves devitrification resistance. The content of SrO is preferably from 0 to 7%, from 0 to 5%, from 0 to 3%, particularly preferably from 0 to less than 1%. If the content of SrO is too high, the glass tends to devitrify.
BaOは、耐失透性を高める成分である。BaOの含有量は、好ましくは0~7%、0~5%、0~3%、0~1%未満である。BaOの含有量が多すぎると、ガラスが失透しやすくなる。 BaO is a component that improves devitrification resistance. The content of BaO is preferably 0 to 7%, 0 to 5%, 0 to 3%, and 0 to less than 1%. If the content of BaO is too large, the glass tends to devitrify.
上記成分以外にも、任意成分として、他の成分を導入してもよい。なお、上記成分以外の他の成分の含有量は、本発明の効果を的確に享受する観点から、合量で10%以下、5%以下、特に3%以下が好ましい。 In addition to the above components, other components may be introduced as optional components. Note that the total content of components other than the above components is preferably 10% or less, 5% or less, particularly 3% or less, from the viewpoint of accurately enjoying the effects of the present invention.
ZnOは、溶融性を高める成分であるが、ガラス組成中に多量に含有させると、ガラスが失透しやすくなる。よって、ZnOの含有量は、好ましくは0~5%、0~3%、0~1%、0~1%未満、特に好ましくは0~0.1%である。 ZnO is a component that improves meltability, but if it is included in a large amount in the glass composition, the glass tends to devitrify. Therefore, the ZnO content is preferably 0 to 5%, 0 to 3%, 0 to 1%, 0 to less than 1%, particularly preferably 0 to 0.1%.
ZrO2は、耐酸性を高める成分であるが、ガラス組成中に多量に含有させると、ガラスが失透しやすくなる。よって、ZrO2の含有量は、好ましくは0~5%、0~3%、0~1%、0~0.5%、特に好ましくは0.001~0.2%である。 ZrO 2 is a component that improves acid resistance, but if it is included in a large amount in the glass composition, the glass tends to devitrify. Therefore, the content of ZrO 2 is preferably 0-5%, 0-3%, 0-1%, 0-0.5%, particularly preferably 0.001-0.2%.
Fe2O3とTiO2は、深紫外域での透過率を低下させる成分である。Fe2O3+TiO2の含有量は、好ましくは100ppm以下、80ppm以下、60ppm以下、0.1~40ppm以下、特に好ましくは1~20ppmである。Fe2O3+TiO2の含有量が多すぎると、ガラスが着色して、深紫外域での透過率が低下しやすくなる。なお、Fe2O3+TiO2の含有量が少なすぎると、高純度のガラス原料を使用しなければならず、バッチコストの高騰を招く。なお、「Fe2O3+TiO2」は、Fe2O3とTiO2の合量を意味する。 Fe 2 O 3 and TiO 2 are components that reduce transmittance in the deep ultraviolet region. The content of Fe 2 O 3 +TiO 2 is preferably 100 ppm or less, 80 ppm or less, 60 ppm or less, 0.1 to 40 ppm or less, particularly preferably 1 to 20 ppm. If the content of Fe 2 O 3 +TiO 2 is too large, the glass becomes colored and the transmittance in the deep ultraviolet region tends to decrease. Note that if the content of Fe 2 O 3 +TiO 2 is too small, a high purity glass raw material must be used, leading to a rise in batch cost. In addition, " Fe2O3 + TiO2 " means the total amount of Fe2O3 and TiO2 .
Fe2O3は、深紫外域での透過率を低下させる成分である。Fe2O3の含有量は、好ましくは100ppm以下、80ppm以下、60ppm以下、40ppm以下、20ppm以下、10ppm以下、特に好ましくは1~8ppmである。Fe2O3の含有量が多すぎると、ガラスが着色して、深紫外域での透過率が低下しやすくなる。なお、Fe2O3の含有量が少なすぎると、高純度のガラス原料を使用しなければならず、バッチコストの高騰を招く。 Fe 2 O 3 is a component that reduces transmittance in the deep ultraviolet region. The content of Fe 2 O 3 is preferably 100 ppm or less, 80 ppm or less, 60 ppm or less, 40 ppm or less, 20 ppm or less, 10 ppm or less, particularly preferably 1 to 8 ppm. If the content of Fe 2 O 3 is too large, the glass will be colored and the transmittance in the deep ultraviolet region will tend to decrease. Note that if the content of Fe 2 O 3 is too low, a high purity glass raw material must be used, leading to a rise in batch cost.
酸化鉄中のFeイオンは、Fe2+又はFe3+の状態で存在する。Fe2+の割合が少なすぎると、深紫外線での透過率が低下しやすくなる。よって、酸化鉄中のFe2+/(Fe2++Fe3+)の質量割合は、好ましくは0.1以上、0.2以上、0.3以上、0.4以上、特に好ましくは0.5以上である。 Fe ions in iron oxide exist in the state of Fe 2+ or Fe 3+ . If the proportion of Fe 2+ is too small, the transmittance in deep ultraviolet light tends to decrease. Therefore, the mass ratio of Fe 2+ /(Fe 2+ +Fe 3+ ) in iron oxide is preferably 0.1 or more, 0.2 or more, 0.3 or more, 0.4 or more, particularly preferably 0.5 or more. be.
TiO2は、深紫外域での透過率を低下させる成分である。TiO2の含有量は、好ましくは100ppm以下、80ppm以下、60ppm以下、40ppm以下、20ppm以下、10ppm以下、特に好ましくは0.5~5ppmである。TiO2の含有量が多すぎると、ガラスが着色して、深紫外域での透過率が低下しやすくなる。なお、TiO2の含有量が少なすぎると、高純度のガラス原料を使用しなければならず、バッチコストの高騰を招く。 TiO 2 is a component that reduces transmittance in the deep ultraviolet region. The content of TiO 2 is preferably 100 ppm or less, 80 ppm or less, 60 ppm or less, 40 ppm or less, 20 ppm or less, 10 ppm or less, particularly preferably 0.5 to 5 ppm. If the content of TiO 2 is too large, the glass becomes colored and the transmittance in the deep ultraviolet region tends to decrease. Note that if the content of TiO 2 is too low, a high purity glass raw material must be used, leading to a rise in batch cost.
Sb2O3は、清澄剤として作用する成分である。Sb2O3の含有量は、好ましくは1000ppm以下、800ppm以下、600ppm以下、400ppm以下、200ppm以下、100ppm以下、特に好ましくは50ppm未満である。Sb2O3の含有量が多すぎると、深紫外域での透過率が低下しやすくなる。 Sb 2 O 3 is a component that acts as a clarifying agent. The content of Sb 2 O 3 is preferably 1000 ppm or less, 800 ppm or less, 600 ppm or less, 400 ppm or less, 200 ppm or less, 100 ppm or less, particularly preferably less than 50 ppm. If the content of Sb 2 O 3 is too large, the transmittance in the deep ultraviolet region tends to decrease.
SnO2は、清澄剤として作用する成分である。SnO2の含有量は、好ましくは2000ppm以下、1700ppm以下、1400ppm以下、1100ppm以下、800ppm以下、500ppm以下、200ppm以下、特に好ましくは100ppm以下である。SnO2の含有量が多すぎると、深紫外域での透過率が低下しやすくなる。 SnO2 is a component that acts as a clarifying agent. The content of SnO 2 is preferably 2000 ppm or less, 1700 ppm or less, 1400 ppm or less, 1100 ppm or less, 800 ppm or less, 500 ppm or less, 200 ppm or less, particularly preferably 100 ppm or less. If the content of SnO 2 is too large, the transmittance in the deep ultraviolet region tends to decrease.
F2、Cl2及びSO3は、清澄剤として作用する成分である。F2+Cl2+SO3の含有量は10~10000ppmであることが好ましい。F2+Cl2+SO3の好適な下限範囲は10ppm以上、20ppm以上、50ppm以上、100ppm以上、300ppm以上、特に500ppm以上であり、好適な上限範囲は3000ppm以下、2000ppm以下、1000ppm以下、特に800ppm以下である。また、F2、Cl2、SO3の各々の好適な下限範囲は10ppm以上、20ppm以上、50ppm以上、100ppm以上、300ppm以上、特に500ppm以上であり、好適な上限範囲は3000ppm以下、2000ppm以下、1000ppm以下、特に800ppm以下である。これらの成分の含有量が少なすぎると、清澄効果を発揮し難くなる。一方、これらの成分の含有量が多すぎると、清澄ガスがガラス中に泡として残存するおそれがある。なお、「F2+Cl2+SO3」は、F2、Cl2及びSO3の合量を意味する。 F 2 , Cl 2 and SO 3 are components that act as fining agents. The content of F 2 +Cl 2 +SO 3 is preferably 10 to 10,000 ppm. The preferred lower limit range of F2 + Cl2 + SO3 is 10 ppm or more, 20 ppm or more, 50 ppm or more, 100 ppm or more, 300 ppm or more, especially 500 ppm or more, and the preferred upper limit range is 3000 ppm or less, 2000 ppm or less, 1000 ppm or less, especially 800 ppm or less. It is. Further, the preferable lower limit ranges of each of F 2 , Cl 2 , and SO 3 are 10 ppm or more, 20 ppm or more, 50 ppm or more, 100 ppm or more, 300 ppm or more, especially 500 ppm or more, and the preferable upper limit ranges are 3000 ppm or less, 2000 ppm or less, It is 1000 ppm or less, especially 800 ppm or less. If the content of these components is too low, it will be difficult to exhibit the clarification effect. On the other hand, if the content of these components is too large, the clarified gas may remain in the glass as bubbles. In addition, " F2 + Cl2 + SO3 " means the total amount of F2 , Cl2 , and SO3 .
枠部6のガラス材は、例えば、各種ガラス原料を調合して、ガラスバッチを得た上で、このガラスバッチを溶融し、得られた溶融ガラスを清澄、均質化し、所定形状に成形することで作製することができる。 The glass material for the frame portion 6 can be made, for example, by mixing various glass raw materials to obtain a glass batch, then melting this glass batch, clarifying and homogenizing the obtained molten glass, and molding it into a predetermined shape. It can be made with
枠部6のガラス材の製造工程において、ガラス原料の一部として、還元剤を用いることが好ましい。このようにすれば、ガラス中に含まれるFe3+が還元されて、深紫外線での透過率が向上する。還元剤として、木粉、カーボン粉末、金属アルミニウム、金属シリコン、フッ化アルミニウム等の材料が使用可能であるが、その中でも金属シリコン、フッ化アルミニウムが好ましい。 In the manufacturing process of the glass material of the frame portion 6, it is preferable to use a reducing agent as part of the glass raw material. In this way, Fe 3+ contained in the glass is reduced and the transmittance of deep ultraviolet rays is improved. As the reducing agent, materials such as wood powder, carbon powder, metal aluminum, metal silicon, and aluminum fluoride can be used, and among these, metal silicon and aluminum fluoride are preferred.
枠部6のガラス材の製造工程において、ガラス原料の一部として、金属シリコンを用いることが好ましく、その添加量は、ガラスバッチの全質量に対して0.001~3質量%、0.005~2質量%、0.01~1質量%、特に0.03~0.1質量%が好ましい。金属シリコンの添加量が少なすぎると、ガラス中に含まれるFe3+が還元されず、深紫外線での透過率が低下しやすくなる。一方、金属シリコンの添加量が多すぎると、ガラスが茶色に着色する傾向がある。 In the manufacturing process of the glass material of the frame 6, it is preferable to use metal silicon as part of the glass raw material, and the amount added is 0.001 to 3% by mass, 0.005% by mass based on the total mass of the glass batch. -2% by weight, 0.01-1% by weight, particularly 0.03-0.1% by weight are preferred. If the amount of metal silicon added is too small, Fe 3+ contained in the glass will not be reduced, and the transmittance of deep ultraviolet rays will tend to decrease. On the other hand, if the amount of metal silicon added is too large, the glass tends to be colored brown.
ガラス原料の一部として、フッ化アルミニウム(AlF3)を用いることも好ましく、その添加量は、ガラスバッチの全質量に対して、F2換算で0.01~5質量%、0.05~4質量%、0.1~3質量%、0.2~2質量%、0.3~1質量%が好ましい。一方、フッ化アルミニウムの添加量が多すぎると、F2ガスがガラス中に泡として残存するおそれがある。フッ化アルミニウムの添加量が少なすぎると、ガラス中に含まれるFe3+が還元されず、深紫外線での透過率が低下しやすくなる。 It is also preferable to use aluminum fluoride (AlF 3 ) as part of the glass raw material, and the amount added is 0.01 to 5% by mass in terms of F 2 and 0.05 to 5% by mass based on the total mass of the glass batch. 4% by weight, 0.1 to 3% by weight, 0.2 to 2% by weight, and 0.3 to 1% by weight are preferred. On the other hand, if the amount of aluminum fluoride added is too large, F2 gas may remain in the glass as bubbles. If the amount of aluminum fluoride added is too small, Fe 3+ contained in the glass will not be reduced, and the transmittance of deep ultraviolet light will tend to decrease.
枠部6のガラス材の製造工程において、ダウンドロー法、特にオーバーフローダウンドロー法で平板形状に成形することが好ましい。オーバーフローダウンドロー法は、耐熱性の樋状構造物の両側から溶融ガラスを溢れさせて、溢れた溶融ガラスを樋状構造物の下頂端で合流させながら、下方に延伸成形してガラス板を成形する方法である。オーバーフローダウンドロー法では、ガラス板の表面となるべき面は樋状耐火物に接触せず、自由表面の状態で成形される。このため、薄型のガラス板を作製しやすくなるとともに、表面を研磨しなくても、板厚ばらつきを低減することができる。結果として、ガラス板の製造コストを低廉化することができる。なお、樋状構造物の構造や材質は、所望の寸法や表面精度を実現できるものであれば、特に限定されない。また、下方への延伸成形を行う際に、力を印加する方法も特に限定されない。例えば、充分に大きい幅を有する耐熱性ロールをガラスに接触させた状態で回転させて延伸する方法を採用してもよいし、複数の対になった耐熱性ロールをガラスの端面近傍のみに接触させて延伸する方法を採用してもよい。 In the manufacturing process of the glass material of the frame portion 6, it is preferable to form the glass material into a flat plate shape by a down-draw method, particularly an overflow down-draw method. In the overflow down-draw method, molten glass overflows from both sides of a heat-resistant gutter-like structure, and the overflowing molten glass joins at the bottom end of the gutter-like structure, stretching downward to form a glass plate. This is the way to do it. In the overflow downdraw method, the surface of the glass plate that is to become the surface does not come into contact with the trough-like refractories and is formed as a free surface. Therefore, it becomes easier to produce a thin glass plate, and variations in plate thickness can be reduced without polishing the surface. As a result, the manufacturing cost of the glass plate can be reduced. Note that the structure and material of the gutter-like structure are not particularly limited as long as desired dimensions and surface accuracy can be achieved. Furthermore, the method of applying force when performing downward stretch molding is not particularly limited. For example, a method may be adopted in which a heat-resistant roll with a sufficiently large width is rotated while in contact with the glass, or a plurality of pairs of heat-resistant rolls are brought into contact only near the end surface of the glass. You may adopt the method of stretching.
枠部6のガラス材の成形方法として、ダウンドロー法以外にも、例えば、スロットダウン法、リドロー法、フロート法等を採択することもできる。 As a method for forming the glass material of the frame portion 6, other than the down-draw method, for example, a slot-down method, a redraw method, a float method, etc. can also be adopted.
枠部6のガラス材としては、具体的には、例えば、日本電気硝子株式会社製のBU-41を使用できる。BU-41の30~380℃の温度範囲における熱膨張係数は、例えば42×10-7/℃である。 Specifically, as the glass material for the frame portion 6, for example, BU-41 manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd. can be used. The thermal expansion coefficient of BU-41 in the temperature range of 30 to 380°C is, for example, 42×10 −7 /°C.
枠部6の厚み(上下方向寸法)は、電子部品2よりも大きいことが好ましく、電子部品2よりも0.01~1mm大きいことが好ましく、0.05~0.5mm大きいことがより好ましく、0.1~0.2mm大きいことが最も好ましい。 The thickness (vertical dimension) of the frame portion 6 is preferably larger than the electronic component 2, preferably 0.01 to 1 mm larger than the electronic component 2, more preferably 0.05 to 0.5 mm larger, Most preferably, it is larger by 0.1 to 0.2 mm.
蓋部7は、第二透明無機材から構成されている。第二透明無機材としては、第一透明無機材として例示したものを同様に適用できる。第二透明無機材は、第一透明無機材と同様の材質であってもよいし、異なる材質であってもよい。ただし、紫外線の取出効率の観点からは、蓋部7は石英ガラスから構成することが好ましい。本実施形態では、蓋部7は石英ガラスから構成されている。また、本実施形態では、蓋部7は、上面7a及び下面7bがともに平面から構成される板状体である。 The lid portion 7 is made of a second transparent inorganic material. As the second transparent inorganic material, those exemplified as the first transparent inorganic material can be similarly applied. The second transparent inorganic material may be made of the same material as the first transparent inorganic material, or may be made of a different material. However, from the viewpoint of extraction efficiency of ultraviolet rays, it is preferable that the lid part 7 is made of quartz glass. In this embodiment, the lid portion 7 is made of quartz glass. Moreover, in this embodiment, the lid part 7 is a plate-shaped body in which both the upper surface 7a and the lower surface 7b are made of flat surfaces.
蓋部7の厚み(上下方向寸法)は、0.1~1.0mmであることが好ましく、0.2~0.8mmであることがより好ましく、0.3~0.6mmであることが最も好ましい。 The thickness (vertical dimension) of the lid portion 7 is preferably 0.1 to 1.0 mm, more preferably 0.2 to 0.8 mm, and preferably 0.3 to 0.6 mm. Most preferred.
本実施形態では、枠部6及び基材3を接合する接合部5は、枠部6と基材3とが直接溶着された溶着部9から形成されている。同様に、枠部6及び蓋部7を接合する接合部8も、枠部6と蓋部7とが直接溶着された溶着部10から形成されている。溶着部9,10は、レーザ接合により形成される。 In this embodiment, the joint portion 5 that joins the frame portion 6 and the base material 3 is formed from a welded portion 9 in which the frame portion 6 and the base material 3 are directly welded. Similarly, a joining part 8 that joins the frame part 6 and the lid part 7 is also formed from a welded part 10 in which the frame part 6 and the lid part 7 are directly welded. Welded parts 9 and 10 are formed by laser bonding.
詳細には、溶着部9は、レーザの照射領域において、枠部6及び基材3の少なくとも一方を溶融した後に、その溶融部を固化させることにより形成される。つまり、溶着部9は、例えば、枠部6及び基材3の少なくとも一方の材料から構成され、枠部6及び基材3以外の材料を実質的に含まないことが好ましい。同様に、溶着部10は、レーザの照射領域において、枠部6及び蓋部7の少なくとも一方を溶融した後に、その溶融部を固化させることにより形成される。つまり、溶着部9は、例えば、枠部6及び蓋部7の少なくとも一方の材料から構成され、枠部6及び蓋部7以外の材料を実質的に含まないことが好ましい。 Specifically, the welded portion 9 is formed by melting at least one of the frame portion 6 and the base material 3 in the laser irradiation region and then solidifying the melted portion. That is, it is preferable that the welded part 9 is made of at least one material of the frame part 6 and the base material 3, and does not substantially contain any material other than the frame part 6 and the base material 3, for example. Similarly, the welded part 10 is formed by melting at least one of the frame part 6 and the lid part 7 in the laser irradiation area and then solidifying the melted part. That is, it is preferable that the welded part 9 is made of at least one material of the frame part 6 and the lid part 7, and does not substantially contain any material other than the frame part 6 and the lid part 7, for example.
溶着部9,10は、貫通孔Hに沿って同心環状に複数(図例では二つ)形成されるが、一つであってもよい。複数の溶着部9,10は、互いに半径方向に離間しているが、半径方向で重なっていてもよい。各溶着部9,10は、平面視で四角環状に構成されるが、これに限らず、円環状その他の環形状に構成され得る。 A plurality of welded parts 9 and 10 (two in the illustrated example) are formed in a concentric ring shape along the through hole H, but there may be only one welded part 9 and 10. The plurality of welded parts 9 and 10 are spaced apart from each other in the radial direction, but may overlap in the radial direction. Each of the welded parts 9 and 10 is configured to have a rectangular ring shape in a plan view, but is not limited to this, and may be configured to have a circular or other ring shape.
溶着部9は、厚み方向において、枠部6と基材3とに連続して跨って形成されている。同様に、溶着部10は、厚み方向において、枠部6と蓋部7とに連続して跨って形成されている。なお、本実施形態では、溶着部9の内部において、枠部6と基材3との間には界面がなく、溶着部10の内部において、枠部6と蓋部7との間には界面がない。もちろん、溶着部9,10の内部において、界面が残っていてもよい。 The welded portion 9 is formed continuously over the frame portion 6 and the base material 3 in the thickness direction. Similarly, the welded portion 10 is formed continuously over the frame portion 6 and the lid portion 7 in the thickness direction. In addition, in this embodiment, there is no interface between the frame 6 and the base material 3 inside the welding part 9, and there is no interface between the frame 6 and the lid part 7 inside the welding part 10. There is no. Of course, the interface may remain inside the welded parts 9 and 10.
溶着部9,10の幅S1は、10~200μmであることが好ましく、10~100μmであることがより好ましく、10~50μmであることが最も好ましい。溶着部9,10の厚みS2は、10~200μmであることが好ましく、10~150μmであることがより好ましく、10~100μmであることが最も好ましい。 The width S1 of the welded parts 9, 10 is preferably 10 to 200 μm, more preferably 10 to 100 μm, and most preferably 10 to 50 μm. The thickness S2 of the welded parts 9 and 10 is preferably 10 to 200 μm, more preferably 10 to 150 μm, and most preferably 10 to 100 μm.
溶着部9,10の平面方向の残留応力の最大値は、10MPa以下であることが好ましく、7MPa以下であることがより好ましく、5MPa以下であることが最も好ましい。平面方向の残留応力の最大値は、10mm×10mm以上の寸法を有するガラス板において、ユニオプト社製複屈折測定機:ABR-10Aを用いて、接合部付近の複屈折(単位:nm)を計測し、平面方向の残留応力に換算した場合の最大値である。また、光学的な複屈折の測定、すなわち直交する直線偏光波の光路差の測定により、ガラス板中の残留応力値を見積ることが可能であり、残留応力により発生する偏差応力F(MPa)は、F=D/CWの式で表記される。「D」は光路差(nm)であり、「W」は偏光波が通過した距離(cm)であり、「C」は光弾性定数(比例定数)であり、通常、20~40(nm/cm)/(MPa)の値になる。なお、平面方向の残留応力には、引張応力と圧縮応力が存在するが、上記では、両者の絶対値を評価するものとする。 The maximum value of the residual stress in the planar direction of the welded parts 9 and 10 is preferably 10 MPa or less, more preferably 7 MPa or less, and most preferably 5 MPa or less. The maximum value of the residual stress in the plane direction is determined by measuring the birefringence (unit: nm) near the joint using UniOpto's birefringence measuring machine: ABR-10A on a glass plate with dimensions of 10 mm x 10 mm or more. This is the maximum value when converted to residual stress in the plane direction. In addition, by measuring optical birefringence, that is, measuring the optical path difference between orthogonal linearly polarized waves, it is possible to estimate the residual stress value in the glass plate, and the deviatoric stress F (MPa) caused by the residual stress can be calculated. , F=D/CW. "D" is the optical path difference (nm), "W" is the distance (cm) that the polarized wave has passed, and "C" is the photoelastic constant (proportionality constant), which is usually 20 to 40 (nm/ cm)/(MPa). Note that the residual stress in the planar direction includes tensile stress and compressive stress, and in the above, the absolute values of both are evaluated.
図3は、波長200~600nmにおけるBU-41(日本電気硝子株式会社製)及び石英ガラスの透過率曲線を示す。同図に示すように、石英ガラスは、深紫外域(例えば、波長域200~350nm)において、厚みの増加に伴う透過率の低下はなく、90%以上の透過率を有する。一方、BU-41は、深紫外域において、厚み0.2mmで84%以上の透過率を有し、厚み0.5mmで70%以上の透過率を有する。つまり、BU-41は、深紫外域において、石英ガラスよりも僅かに劣るものの良好な透過率を有している。電子装置(発光装置)1の状態では、具体的には、蓋部7及び枠部6をともに厚み0.6mmの石英ガラスから構成した場合の紫外線の取出効率(電子部品(紫外線LED)2の出力倍率)は平均89%であり、蓋部7を厚み0.6mmの石英ガラスから構成し、枠部6を厚み0.6mmのBU-41から構成した場合の紫外線の取出効率は平均88%であった。したがって、蓋部7を石英ガラスから構成し、枠部6を石英ガラス以外の紫外線透過性を有するガラス材(例えば、BU-41)から構成しても、紫外域の光の取出効率を高いレベルで維持できる。ただし、紫外線の取出効率を向上させる観点からは、蓋部7及び枠部6は、ともに石英ガラスから構成することが好ましい。 FIG. 3 shows transmittance curves of BU-41 (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) and quartz glass at wavelengths of 200 to 600 nm. As shown in the figure, silica glass has a transmittance of 90% or more in the deep ultraviolet region (for example, a wavelength range of 200 to 350 nm) without decreasing its transmittance as the thickness increases. On the other hand, BU-41 has a transmittance of 84% or more at a thickness of 0.2 mm and a transmittance of 70% or more at a thickness of 0.5 mm in the deep ultraviolet region. In other words, BU-41 has good transmittance in the deep ultraviolet region, although it is slightly inferior to quartz glass. Specifically, in the state of the electronic device (light emitting device) 1, the ultraviolet ray extraction efficiency (of the electronic component (ultraviolet LED) 2) when both the lid portion 7 and the frame portion 6 are made of quartz glass with a thickness of 0.6 mm is determined. The output magnification) is 89% on average, and when the lid part 7 is made of quartz glass with a thickness of 0.6 mm and the frame part 6 is made of BU-41 with a thickness of 0.6 mm, the extraction efficiency of ultraviolet rays is 88% on average. Met. Therefore, even if the lid part 7 is made of quartz glass and the frame part 6 is made of a glass material other than quartz glass that transmits ultraviolet light (for example, BU-41), the efficiency of extracting light in the ultraviolet region can be maintained at a high level. It can be maintained with However, from the viewpoint of improving the efficiency of extracting ultraviolet rays, it is preferable that both the lid part 7 and the frame part 6 be made of quartz glass.
図4~図7は、本発明の第一実施形態に係る電子装置1の製造方法を例示している。 4 to 7 illustrate a method for manufacturing the electronic device 1 according to the first embodiment of the present invention.
本実施形態に係る電子装置1の製造方法は、保護キャップ4を得るために、蓋部7と枠部6とを接合する第一接合工程と、電子部品2が搭載された基材3と保護キャップ4とを接合する第二接合工程とを備えている。 The manufacturing method of the electronic device 1 according to the present embodiment includes a first bonding step of bonding the lid portion 7 and the frame portion 6 to obtain the protective cap 4, and a base material 3 on which the electronic component 2 is mounted and the protective cap 4. and a second joining step of joining the cap 4.
第一接合工程では、まず、図4に示すように、蓋部7と、枠部6とを準備する。次に、蓋部7の下面7bと枠部6の上端面6aとを直接接触させる。この状態で、図5に示すように、レーザ照射装置11により、蓋部7と枠部6との接触部に対してレーザLを集光して照射する。レーザLは、蓋部7及び枠部6の少なくとも一方側から照射さる。本実施形態では、レーザLは、蓋部7側から照射される。これにより、接触部を溶着して溶着部10を形成するとともに、溶着部10により枠部6と蓋部7とを接合する。このようにすれば、枠部6と蓋部7との間に他部材が介在しないことから、枠部6の熱膨張係数と蓋部7の熱膨張係数との差がある程度大きくても、枠部6と蓋部7とを確実に接合できる。 In the first joining step, first, as shown in FIG. 4, the lid part 7 and the frame part 6 are prepared. Next, the lower surface 7b of the lid portion 7 and the upper end surface 6a of the frame portion 6 are brought into direct contact. In this state, as shown in FIG. 5, the laser irradiation device 11 focuses and irradiates the contact portion between the lid portion 7 and the frame portion 6 with the laser L. The laser L is irradiated from at least one side of the lid 7 and the frame 6. In this embodiment, the laser L is irradiated from the lid portion 7 side. Thereby, the contact portion is welded to form the welded portion 10, and the frame portion 6 and the lid portion 7 are joined by the welded portion 10. In this way, since no other member is interposed between the frame part 6 and the lid part 7, even if the difference between the coefficient of thermal expansion of the frame part 6 and the coefficient of thermal expansion of the lid part 7 is large to some extent, The part 6 and the lid part 7 can be reliably joined.
図6に示すように、レーザLは、貫通孔Hの外側で、貫通孔Hに沿った環状軌道Tを描くように走査される。この場合において、レーザLは、その照射領域Rが環状軌道T上で重なりながら環状軌道Tを一周するように走査される。あるいは、レーザLは、その環状軌道Tを複数回にわたって周回するように走査される。なお、溶着部10を同心環状に複数形成する場合には、レーザLを走査する環状軌道Tも同心環状に複数設定される。 As shown in FIG. 6, the laser L is scanned outside the through hole H so as to draw an annular trajectory T along the through hole H. In this case, the laser L is scanned so that its irradiation area R goes around the annular orbit T while overlapping on the annular orbit T. Alternatively, the laser L is scanned so as to orbit the annular orbit T multiple times. Note that when a plurality of welded portions 10 are formed in a concentric ring shape, a plurality of annular trajectories T on which the laser L scans are also set in a concentric ring shape.
また、貫通孔Hを囲むように4本の直線を井桁状に交差させることにより、枠状に接合部を形成してもよい。これにより、複数の保護キャップ4を一度に作製し得るため、電子装置1の製造効率を高めることができる。 Alternatively, the joint portion may be formed in a frame shape by intersecting four straight lines in a grid pattern so as to surround the through hole H. Thereby, since a plurality of protective caps 4 can be manufactured at once, the manufacturing efficiency of the electronic device 1 can be improved.
第二接合工程では、まず、図7に示すように、第一接合工程で得られた保護キャップ4と、電子部品2が搭載された基材3とを準備する。次に、枠部6の下端面6bと基材3の上面3aとを直接接触させる。この状態で、図8に示すように、レーザ照射装置11により、枠部6と基材3の接触部に対してレーザLを集光して照射する。レーザLは、枠部6及び基材3のうちのレーザLを透過する枠部6側から照射される。これにより、接触部を溶着して溶着部9を形成するとともに、溶着部9により枠部6と基材3とを接合する。このようにすれば、枠部6と基材3との間に他部材が介在しないことから、枠部6の熱膨張係数と基材3の熱膨張係数との差がある程度大きくても、枠部6と基材3とを確実に接合できる。 In the second bonding step, first, as shown in FIG. 7, the protective cap 4 obtained in the first bonding step and the base material 3 on which the electronic component 2 is mounted are prepared. Next, the lower end surface 6b of the frame portion 6 and the upper surface 3a of the base material 3 are brought into direct contact. In this state, as shown in FIG. 8, the laser irradiation device 11 focuses and irradiates the contact portion of the frame portion 6 and the base material 3 with the laser L. The laser L is irradiated from the frame 6 side of the frame 6 and the base material 3 through which the laser L passes. Thereby, the contact portion is welded to form a welded portion 9, and the frame portion 6 and the base material 3 are joined by the welded portion 9. In this way, since no other member is interposed between the frame part 6 and the base material 3, even if the difference between the coefficient of thermal expansion of the frame part 6 and the coefficient of thermal expansion of the base material 3 is large to some extent, The portion 6 and the base material 3 can be reliably joined.
蓋部7の下面7b、枠部6の上端面6a、枠部6の下端面6b及び基材3の上面3aのそれぞれの算術平均粗さRaは、2.0nm以下であることが好ましく、1.0nm以下であることがより好ましく、0.5nm以下であることが更に好ましく、0.2nm以下であることが最も好ましい。算術平均粗さRaは、JIS B0601:2001に準拠した方法で測定した値を意味する。このようすれば、蓋部7及び枠部6や、枠部6及び基材3が互いに接合面間の分子間力(オプティカルコンタクト)により密着するため、レーザ接合前のハンドリング性が向上する。 The arithmetic mean roughness Ra of each of the lower surface 7b of the lid 7, the upper end surface 6a of the frame 6, the lower end surface 6b of the frame 6, and the upper surface 3a of the base material 3 is preferably 2.0 nm or less, and 1 It is more preferably 0.0 nm or less, even more preferably 0.5 nm or less, and most preferably 0.2 nm or less. Arithmetic mean roughness Ra means a value measured by a method based on JIS B0601:2001. In this way, the lid part 7 and the frame part 6, and the frame part 6 and the base material 3 are brought into close contact with each other due to the intermolecular force (optical contact) between the bonding surfaces, so that handling performance before laser bonding is improved.
レーザLとしては、ピコ秒オーダーやフェムト秒オーダーのパルス幅を有する超短パルスレーザが好適に使用される。 As the laser L, an ultrashort pulse laser having a pulse width on the order of picoseconds or femtoseconds is preferably used.
レーザLの波長は、ガラス部材を透過する波長であれば特に限定されるものではないが、例えば、400~1600nmであることが好ましく、500~1300nmであることがより好ましい。レーザLのパルス幅は、10ps以下であることが好ましく、5ps以下であることがより好ましく、200fs~3psであることが最も好ましい。レーザLの集光径は、50μm以下であることが好ましく、30μm以下であることがより好ましく、20μm以下であることが好ましい。 The wavelength of the laser L is not particularly limited as long as it is a wavelength that can be transmitted through the glass member, but for example, it is preferably 400 to 1600 nm, more preferably 500 to 1300 nm. The pulse width of the laser L is preferably 10 ps or less, more preferably 5 ps or less, and most preferably 200 fs to 3 ps. The focused diameter of the laser L is preferably 50 μm or less, more preferably 30 μm or less, and preferably 20 μm or less.
レーザLの繰り返し周波数は、連続的な熱蓄積を生じさせる程度であることが必要であり、具体的には100kHz以上であることが好ましく、200kHz以上であることがより好ましく、500kHz以上であることが更に好ましい。 The repetition frequency of the laser L needs to be at a level that causes continuous heat accumulation, and specifically, it is preferably 100 kHz or more, more preferably 200 kHz or more, and 500 kHz or more. is even more preferable.
また、1パルスを複数に分配させ、パルス間隔を更に短くして照射する手法(バーストモード)を利用することが好ましい。これにより、熱蓄積が生じやすくなり、接合部8を安定して形成することができる。 Further, it is preferable to use a method (burst mode) in which one pulse is distributed into a plurality of pulses and the pulse interval is further shortened for irradiation. Thereby, heat accumulation is likely to occur, and the joint portion 8 can be stably formed.
(第二実施形態)
図9は、本発明の第二実施形態に係る電子装置1を例示している。第二実施形態では、枠部6及び蓋部7を接合する接合部8の構成が、第一実施形態と相違する。
(Second embodiment)
FIG. 9 illustrates an electronic device 1 according to a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the configuration of a joint part 8 that joins the frame part 6 and the lid part 7 is different from the first embodiment.
本実施形態では、枠部6及び蓋部7は、石英ガラスから構成される。接合部8は、接着層21により構成されている。つまり、枠部6及び蓋部7は、互いに直接接触しておらず、両者の間に接着層21が介在している。接着層21は、例えば接着材を焼成することにより形成される。 In this embodiment, the frame portion 6 and the lid portion 7 are made of quartz glass. The joint portion 8 is made up of an adhesive layer 21. That is, the frame part 6 and the lid part 7 are not in direct contact with each other, and the adhesive layer 21 is interposed between them. The adhesive layer 21 is formed, for example, by firing an adhesive.
接着層21の30~380℃の温度範囲における熱膨張係数は、-25×10-7~25×10-7/℃であり、-20×10-7~20×10-7/℃であることが好ましく、-15×10-7~15×10-7/℃であることがより好ましく、-10×10-7~10×10-7/℃であることが最も好ましい。石英ガラスの30~380℃の温度範囲における熱膨張係数は例えば4.0×10-7/℃である。したがって、上記の熱膨張係数を有する接着層21を用いれば、石英ガラスなどの低膨張係数材料で構成される枠部6及び蓋部7の熱膨張係数と、接着層21の熱膨張係数を整合させることができる。この結果、接着層21を用いても、接着層21又はその近傍に生じる残留応力を小さくして、保護キャップ4の破損(クラックなど)を抑制できる。 The thermal expansion coefficient of the adhesive layer 21 in the temperature range of 30 to 380 °C is -25 × 10 -7 to 25 × 10 -7 / °C, and -20 × 10 -7 to 20 × 10 -7 / °C. It is preferably -15 x 10 -7 to 15 x 10 -7 /°C, more preferably -10 x 10 -7 to 10 x 10 -7 /°C. The coefficient of thermal expansion of quartz glass in the temperature range of 30 to 380°C is, for example, 4.0×10 −7 /°C. Therefore, by using the adhesive layer 21 having the above-mentioned coefficient of thermal expansion, the coefficient of thermal expansion of the frame portion 6 and lid portion 7 made of a material with a low expansion coefficient such as quartz glass can be matched with the coefficient of thermal expansion of the adhesive layer 21. can be done. As a result, even if the adhesive layer 21 is used, residual stress generated at or near the adhesive layer 21 can be reduced, and damage to the protective cap 4 (such as cracks) can be suppressed.
接着層21の厚みは特に限定されないが、接着層21の厚みが小さすぎると、接着層21の機械的強度が低下しやすくなる。一方、接着層21の厚みが大きすぎる場合も、接着層21における残留応力が大きくなって機械的強度が低下するおそれがある。さらには、保護キャップ4や電子装置1のサイズが大きくなる傾向がある。このため、接着層21の厚みは、10μm~100μmであることが好ましく、20μm~80μmであることがより好ましく、30μm~60μmであることが最も好ましい。 Although the thickness of the adhesive layer 21 is not particularly limited, if the thickness of the adhesive layer 21 is too small, the mechanical strength of the adhesive layer 21 tends to decrease. On the other hand, if the thickness of the adhesive layer 21 is too large, the residual stress in the adhesive layer 21 may increase and the mechanical strength may decrease. Furthermore, the sizes of the protective cap 4 and the electronic device 1 tend to increase. Therefore, the thickness of the adhesive layer 21 is preferably 10 μm to 100 μm, more preferably 20 μm to 80 μm, and most preferably 30 μm to 60 μm.
接着層21は、ガラスを含むことが好ましい。このようにすれば、接着層21の耐熱性や気密性を向上させることができる。特に、接着層21が結晶化ガラスを含むものであると、低膨張化が容易になり、石英ガラスから構成される枠部6及び蓋部7との熱膨張係数を整合させやすくなる。具体的には、接着層21は、低膨張結晶であるβ-石英固溶体を含有することが好ましい。接着層21におけるβ-石英固溶体の含有量は、75~99質量%、80~97質量%、特に85~95質量%であることが好ましい。β-石英固溶体の含有量が少なすぎると、接着層21の低膨張化が困難になる傾向がある。一方、β-石英固溶体の含有量が多すぎると、接合時における流動性が低下しやすくなる。なお、結晶化ガラスを含む接着層21は、結晶性ガラスを含む接着材(封止材)を熱処理することにより得られる。 It is preferable that the adhesive layer 21 contains glass. In this way, the heat resistance and airtightness of the adhesive layer 21 can be improved. In particular, if the adhesive layer 21 contains crystallized glass, it will be easier to reduce the expansion, and it will be easier to match the coefficient of thermal expansion with the frame portion 6 and the lid portion 7 made of quartz glass. Specifically, the adhesive layer 21 preferably contains β-quartz solid solution, which is a low expansion crystal. The content of the β-quartz solid solution in the adhesive layer 21 is preferably 75 to 99% by mass, 80 to 97% by mass, particularly 85 to 95% by mass. If the content of the β-quartz solid solution is too small, it tends to be difficult to reduce the expansion of the adhesive layer 21. On the other hand, if the content of β-quartz solid solution is too large, fluidity during bonding tends to decrease. Note that the adhesive layer 21 containing crystallized glass is obtained by heat-treating an adhesive (sealing material) containing crystallized glass.
接着層21の具体例としては、組成として、モル%で、SiO2 48~75%、Al2O3 5~25%、Li2O 5~30%、B2O3 5~23%、ZnO 0~10%を含有するガラスを含むものが挙げられる。特に、組成として、モル%で、SiO2 48~75%、Al2O3 5~25%、Li2O 5~30%、B2O3 10~23%(ただし10%を含まない)、ZnO 0~2.5%(ただし2.5%を含まない)を含有するガラスが好ましい。このような組成にした理由を以下に説明する。なお、以下の各成分の含有量に関する説明において、特に断りのない限り、「%」は「モル%」を意味する。 A specific example of the adhesive layer 21 includes, in terms of mol%, SiO 2 48 to 75%, Al 2 O 3 5 to 25%, Li 2 O 5 to 30%, B 2 O 3 5 to 23%, and ZnO. Examples include those containing glass containing 0 to 10%. In particular, as a composition, in mol%, SiO 2 48-75%, Al 2 O 3 5-25%, Li 2 O 5-30%, B 2 O 3 10-23% (but not including 10%), Glass containing 0 to 2.5% (but not including 2.5%) of ZnO is preferred. The reason for having such a composition will be explained below. In addition, in the description regarding the content of each component below, unless otherwise specified, "%" means "mol%".
SiO2はガラス骨格を形成する成分であり、またβ-石英固溶体の構成成分である。SiO2の含有量は48~75%、53~70%、特に58~65%であることが好ましい。SiO2の含有量が少なすぎると、β-石英固溶体の析出量が少なくなり、低熱膨張特性が得にくくなる。一方、SiO2が多すぎると、軟化点が上昇するため、接合時(封止時)の熱処理による軟化流動性が低下しやすくなる。 SiO 2 is a component that forms the glass skeleton and is also a component of the β-quartz solid solution. The content of SiO 2 is preferably 48-75%, 53-70%, particularly 58-65%. If the content of SiO 2 is too low, the amount of β-quartz solid solution precipitated will be small, making it difficult to obtain low thermal expansion characteristics. On the other hand, if there is too much SiO 2 , the softening point will increase, so that the softening fluidity due to heat treatment during bonding (sealing) will tend to decrease.
Al2O3はβ-石英固溶体の構成成分である。Al2O3の含有量は5~25%、7~15%、特に7~13%であることが好ましい。Al2O3の含有量が少なすぎると、β- 石英固溶体の析出量が少なくなり、低熱膨張特性が得にくくなる。一方、Al2O3が多すぎると、軟化点が上昇するため、接合時の熱処理による軟化流動性が低下しやすくなる。 Al 2 O 3 is a constituent of the β-quartz solid solution. The content of Al 2 O 3 is preferably 5 to 25%, 7 to 15%, particularly 7 to 13%. If the content of Al 2 O 3 is too low, the amount of β-quartz solid solution precipitated will be small, making it difficult to obtain low thermal expansion characteristics. On the other hand, if there is too much Al 2 O 3 , the softening point will increase, and the softening fluidity due to heat treatment during bonding will tend to decrease.
Li2Oはβ-石英固溶体の構成成分であり、また軟化点を低下させる成分である。Li2Oの含有量は5~30%、10~25%、特に10~20%であることが好ましい。Li2Oの含有量が少なすぎると、β-石英固溶体の析出量が少なくなり、低熱膨張特性が得にくくなる。また軟化点が上昇するため、接合時の熱処理による軟化流動性が低下しやすくなる。一方、Li2Oの含有量が多すぎると、熱処理後の残留ガラス中におけるLi2Oの含有量が多くなり、残留ガラスの熱膨張係数が高くなることから、結果として低熱膨張特性が得にくくなる。 Li 2 O is a constituent of the β-quartz solid solution and is a component that lowers the softening point. The content of Li 2 O is preferably 5 to 30%, 10 to 25%, particularly 10 to 20%. If the Li 2 O content is too low, the amount of β-quartz solid solution precipitated will be small, making it difficult to obtain low thermal expansion characteristics. Furthermore, since the softening point increases, softening fluidity due to heat treatment during bonding tends to decrease. On the other hand, if the content of Li 2 O is too large, the content of Li 2 O in the residual glass after heat treatment will increase, and the coefficient of thermal expansion of the residual glass will become high, making it difficult to obtain low thermal expansion characteristics. Become.
B2O3はガラス骨格を形成する成分であり、軟化点を低下させる成分である。B2O3の含有量は5~23%、10~23%(ただし10%を含まない)、12~16%、特に13~15%であることが好ましい。B2O3の含有量が少なすぎると、軟化点が上昇して、軟化点と結晶化温度の差が小さくなる。そのため、接合時の熱処理による軟化流動前に結晶が析出する傾向があり、流動性が低下しやすくなる。一方、B2O3の含有量が多すぎると、熱処理後の残留ガラス相の割合が増加する(β-石英固溶体の析出量が低下する)ため、また残留ガラス相の熱膨張係数が増大するため、結果として低熱膨張特性が得にくくなる。 B 2 O 3 is a component that forms a glass skeleton and is a component that lowers the softening point. The content of B 2 O 3 is preferably 5 to 23%, 10 to 23% (excluding 10%), 12 to 16%, particularly 13 to 15%. If the content of B 2 O 3 is too small, the softening point will rise and the difference between the softening point and the crystallization temperature will become small. Therefore, crystals tend to precipitate before softening and flow due to heat treatment during bonding, and fluidity tends to decrease. On the other hand, if the content of B 2 O 3 is too high, the proportion of the residual glass phase after heat treatment will increase (the amount of β-quartz solid solution precipitated will decrease), and the thermal expansion coefficient of the residual glass phase will increase. As a result, it becomes difficult to obtain low thermal expansion characteristics.
なお、B2O3とLi2Oの各含有量の割合を適宜調整することにより、低熱膨張特性が得やすくなる。具体的には、B2O3/Li2Oの値を0.5~1、0.7~1、特に0.8~1に調整することが好ましい。なお、「B2O3/Li2O」はB2O3とLi2Oの各含有量のモル比を意味する。 Note that by appropriately adjusting the ratio of each content of B 2 O 3 and Li 2 O, low thermal expansion characteristics can be easily obtained. Specifically, it is preferable to adjust the value of B 2 O 3 /Li 2 O to 0.5-1, 0.7-1, particularly 0.8-1. In addition, " B2O3 / Li2O " means the molar ratio of each content of B2O3 and Li2O .
ZnOは耐候性を向上させる成分である。また、接合時の熱処理による軟化流動性を向上させる効果がある。ZnOの含有量は0~10%、0~2.5%(ただし2.5%を含まない)、特に0~2%であることが好ましい。ZnOの含有量が多すぎると、β-石英固溶体の析出量が少なくなったり、Zn-Al系結晶等の低膨張化に寄与しない異種結晶が析出しやすくなる。また、熱処理後の残留ガラスの熱膨張係数が高くなる傾向がある。結果として、熱膨張係数が大きくなる傾向がある。 ZnO is a component that improves weather resistance. It also has the effect of improving softening fluidity due to heat treatment during bonding. The content of ZnO is preferably 0 to 10%, 0 to 2.5% (excluding 2.5%), particularly 0 to 2%. If the ZnO content is too high, the amount of β-quartz solid solution precipitated will be reduced, or foreign crystals such as Zn-Al crystals that do not contribute to low expansion will be likely to precipitate. Furthermore, the coefficient of thermal expansion of the glass remaining after heat treatment tends to be high. As a result, the coefficient of thermal expansion tends to increase.
なお、耐候性を向上させる成分としてMgO、CaO、SrOまたはBaOを含有させてもよい。これらの成分は接合時の熱処理による軟化流動性を向上させる効果もある。MgO+CaO+SrO+BaOの含有量は0~10%、0~5%、特に0.1~2%であることが好ましい。MgO+CaO+SrO+BaOの含有量が多すぎると、β-石英固溶体の析出量が少なくなったり、熱処理後の残留ガラス相の熱膨張係数が高くなる傾向がある。その結果、熱膨張係数が高くなる傾向がある。 Note that MgO, CaO, SrO, or BaO may be included as a component that improves weather resistance. These components also have the effect of improving softening fluidity due to heat treatment during bonding. The content of MgO+CaO+SrO+BaO is preferably 0 to 10%, 0 to 5%, particularly 0.1 to 2%. If the content of MgO+CaO+SrO+BaO is too large, the amount of β-quartz solid solution precipitated tends to decrease, and the coefficient of thermal expansion of the residual glass phase after heat treatment tends to increase. As a result, the coefficient of thermal expansion tends to increase.
また、同じく耐候性を向上させる成分としてLa2O3、ZrO2またはBi2O3を含有させてもよい。これらのうちZrO2及びBi2O3は、接合時の熱処理による軟化流動性を向上させる効果もある。La2O3+ZrO2+Bi2O3の含有量は0~10%、0~5%、特に0.1~2%であることが好ましい。La2O3+ZrO2+Bi2O3の含有量が多すぎると、β-石英固溶体の析出量が少なくなったり、熱処理後の残留ガラス相の熱膨張係数が高くなる傾向がある。特に、La2O3に関してはその含有量が多すぎると、La-B系結晶等の低膨張化に寄与しない異種結晶が析出しやすい。その結果、熱膨張係数が高くなる傾向がある。なお、「La2O3+ZrO2+Bi2O3」は、La2O3、ZrO2及びBi2O3の合量を意味する。 Further, La 2 O 3 , ZrO 2 or Bi 2 O 3 may be contained as a component that similarly improves weather resistance. Among these, ZrO 2 and Bi 2 O 3 also have the effect of improving softening fluidity due to heat treatment during bonding. The content of La 2 O 3 +ZrO 2 +Bi 2 O 3 is preferably 0 to 10%, 0 to 5%, particularly 0.1 to 2%. If the content of La 2 O 3 +ZrO 2 +Bi 2 O 3 is too large, the amount of precipitated β-quartz solid solution tends to decrease, and the coefficient of thermal expansion of the residual glass phase after heat treatment tends to increase. In particular, when the content of La 2 O 3 is too high, foreign crystals such as La-B crystals that do not contribute to low expansion tend to precipitate. As a result, the coefficient of thermal expansion tends to increase. In addition, " La2O3 + ZrO2 + Bi2O3 " means the total amount of La2O3 , ZrO2 , and Bi2O3 .
上記成分以外にも、本発明の効果を損なわない範囲で、Na2O、K2O、MnO、P2O5、MoO2、TiO2、V2O5等を合量で30%以下、20%以下、さらには10%以下の範囲で含有させることが可能である。 In addition to the above components, the total amount of Na 2 O, K 2 O, MnO, P 2 O 5 , MoO 2 , TiO 2 , V 2 O 5 , etc. is 30% or less, within a range that does not impair the effects of the present invention. It can be contained in a range of 20% or less, and even 10% or less.
なお、接着層21には、熱膨張係数調整のため耐火性フィラー粉末が含まれていてもよい。耐火性フィラーの含有量は、0~30質量%、0.1~20質量%、特に1~10質量%であることが好ましい。耐火性フィラー粉末の含有量が多すぎると、被接合部材に対する接合性が低下しやすくなる。 Note that the adhesive layer 21 may contain a fire-resistant filler powder to adjust the coefficient of thermal expansion. The content of the refractory filler is preferably 0 to 30% by weight, 0.1 to 20% by weight, particularly 1 to 10% by weight. If the content of the refractory filler powder is too large, the bondability to the members to be bonded tends to decrease.
耐火性フィラー粉末としては、コーディエライト、ウイレマイト、アルミナ、リン酸ジルコニウム、ジルコン、ジルコニア、酸化スズ、ムライト、シリカ、β-ユークリプタイト、β-スポジュメン、β-石英固溶体、リン酸タングステン酸ジルコニウムなどが使用できる。 Refractory filler powders include cordierite, willemite, alumina, zirconium phosphate, zircon, zirconia, tin oxide, mullite, silica, β-eucryptite, β-spodumene, β-quartz solid solution, zirconium tungstate phosphate. etc. can be used.
接着層21を構成する接着材は、粉体、圧粉体、ペースト等の形態で、枠部6と蓋部7との間に配置される。接着材をペーストとする場合、例えば、例えば、結晶性ガラスの粉末、樹脂及び溶媒を含むペーストを塗布する。ペーストの塗布は、例えばディスペンサーを用いることができる。 The adhesive constituting the adhesive layer 21 is arranged between the frame portion 6 and the lid portion 7 in the form of powder, green compact, paste, or the like. When the adhesive is a paste, for example, a paste containing crystalline glass powder, a resin, and a solvent is applied. For example, a dispenser can be used to apply the paste.
ペーストの樹脂としては、アクリル酸エステル(アクリル系樹脂)、エチルセルロース、ポリエチレングリコール誘導体、ニトロセルロース、ポリメチレンスチレン、ポリエチレンカーボネート、メタクリル酸エステル等が使用できる。特に、アクリル酸エステル、エチルセルロースは、熱分解性が良好であるため好ましい。 As the resin for the paste, acrylic esters (acrylic resins), ethyl cellulose, polyethylene glycol derivatives, nitrocellulose, polymethylene styrene, polyethylene carbonate, methacrylic esters, etc. can be used. In particular, acrylic esters and ethyl cellulose are preferred because they have good thermal decomposition properties.
ペーストの溶媒としては、α-ターピオネール、パインオイル、N,N’-ジメチルホルムアミド(DMF)、高級アルコール、γ-ブチロラクトン(γ-BL)、テトラリン、ブチルカルビトールアセテート、酢酸エチル、酢酸イソアミル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ベンジルアルコール、トルエン、3-メトキシ-3-メチルブタノール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレンカーボネート、N-メチル-2-ピロリドン等を用いることができる。特に、α-ターピオネールは、高粘性かつ樹脂等の溶解性も良好であるため好ましい。 Solvents for the paste include α-terpionelle, pine oil, N,N'-dimethylformamide (DMF), higher alcohol, γ-butyrolactone (γ-BL), tetralin, butyl carbitol acetate, ethyl acetate, isoamyl acetate, Diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether acetate, benzyl alcohol, toluene, 3-methoxy-3-methylbutanol, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, tripropylene Glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monobutyl ether, propylene carbonate, N-methyl-2-pyrrolidone, etc. can be used. In particular, α-terpionelle is preferred because it has high viscosity and good solubility for resins and the like.
焼成温度は、接着材の軟化点±100℃、特に軟化点±50℃の範囲内とすることが好ましい。具体的には、焼成温度は、例えば500℃~800℃、特に600℃~750℃の範囲内とすることが好ましい。焼成温度が低すぎると軟化流動が不十分となり、接着強度に劣る傾向がある。一方、焼成温度が高すぎると、流動性が過剰になって接合が困難になる傾向がある。また、接着材が結晶性ガラスを含む場合、結晶転移(例えばβ-石英固溶体からβ-スポジュメン固溶体への結晶転移)が生じて接着層21が高膨張化するおそれがある。なお、接着材の焼成は、加熱炉を用いた加熱でもよいし、レーザを用いた加熱でもよい。 The firing temperature is preferably within a range of ±100°C, particularly ±50°C of the softening point of the adhesive. Specifically, the firing temperature is preferably within the range of, for example, 500°C to 800°C, particularly 600°C to 750°C. If the firing temperature is too low, softening and fluidization will be insufficient and adhesive strength will tend to be poor. On the other hand, if the firing temperature is too high, fluidity tends to be excessive and joining becomes difficult. Furthermore, if the adhesive contains crystalline glass, there is a risk that crystal transition (for example, crystal transition from β-quartz solid solution to β-spodumene solid solution) will occur, resulting in high expansion of the adhesive layer 21. Note that the adhesive may be fired by heating using a heating furnace or by heating using a laser.
接着材の平均粒子径D50は15μm以下、0.5~10μm、特に0.7~5μmが好ましい。平均粒子径D50の粒度が大きすぎると、焼成後に得られる接着層21において気孔が多くなりすぎて接合強度が低下するおそれがある。ここで、「平均粒子径D50」とは、レーザ回折装置で測定した値を指し、レーザ回折法により測定した際の体積基準の累積粒度分布曲線において、その積算量が粒子の小さい方から累積して50%である粒子径を表す。 The average particle diameter D 50 of the adhesive is preferably 15 μm or less, 0.5 to 10 μm, particularly 0.7 to 5 μm. If the particle size of the average particle diameter D50 is too large, the adhesive layer 21 obtained after firing will have too many pores, which may reduce the bonding strength. Here, the "average particle diameter D50 " refers to the value measured with a laser diffraction device, and in the volume-based cumulative particle size distribution curve measured by the laser diffraction method, the cumulative amount is the cumulative amount starting from the smallest particle size. represents the particle size that is 50%.
(第三実施形態)
図10は、本発明の第三実施形態に係る電子装置1を例示している。第三実施形態では、保護キャップ4が、枠部6と蓋部7との間に接合部のない単一部材から構成されており、この点が第一及び第二実施形態と相違する。単一部材から構成される保護キャップ4の枠部6は、溶着部9により基材3と直接溶着されている。
(Third embodiment)
FIG. 10 illustrates an electronic device 1 according to a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the protective cap 4 is composed of a single member without a joint between the frame part 6 and the lid part 7, and this point is different from the first and second embodiments. The frame portion 6 of the protective cap 4 made of a single member is directly welded to the base material 3 by a welding portion 9 .
なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Note that the present invention is not limited to the configuration of the embodiments described above, nor is it limited to the effects described above. The present invention can be modified in various ways without departing from the gist of the invention.
上記の実施形態において、枠部6と基材3とを接合した後に、枠部6に蓋部7を接合してもよい。この場合、枠部6と基材3とを接合した後に基材3に電子部品2を搭載し、その後に、枠部6に蓋部7を接合してもよい。ただし、作業性を考慮した場合、枠部6と基材3とを接合する前に、基材3に電子部品2を搭載することが好ましい。 In the above embodiment, the lid 7 may be joined to the frame 6 after the frame 6 and the base material 3 are joined. In this case, the electronic component 2 may be mounted on the base material 3 after the frame part 6 and the base material 3 are joined, and then the lid part 7 may be joined to the frame part 6. However, in consideration of workability, it is preferable to mount the electronic component 2 on the base material 3 before joining the frame portion 6 and the base material 3.
上記の実施形態において、紫外線の取出効率を向上させるために、枠部6の内周面に反射膜を形成してもよい。 In the above embodiment, a reflective film may be formed on the inner peripheral surface of the frame portion 6 in order to improve the efficiency of extracting ultraviolet rays.
1 電子装置
2 電子部品
3 基材
4 保護キャップ
5 接合部
6 枠部
7 蓋部
8 接合部
9 溶着部
10 溶着部
1 Electronic device 2 Electronic component 3 Base material 4 Protective cap 5 Joint part 6 Frame part 7 Lid part 8 Joint part 9 Weld part 10 Weld part
Claims (6)
前記保護キャップが、第一透明無機材からなる枠部と、前記枠部の一端開口を覆う第二透明無機材からなる蓋部とを備え、
前記枠部と前記基材とが、直接溶着されるとともに、
前記枠部と前記蓋部とが、直接溶着されていることを特徴とする電子装置。 An electronic device comprising an electronic component, a base material on which the electronic component is mounted, and a protective cap joined to the base material so that the electronic component is housed therein, the electronic device comprising:
The protective cap includes a frame portion made of a first transparent inorganic material, and a lid portion made of a second transparent inorganic material that covers an opening at one end of the frame portion,
The frame portion and the base material are directly welded, and
An electronic device characterized in that the frame portion and the lid portion are directly welded .
前記保護キャップが、第一透明無機材からなる枠部と、前記枠部の一端開口を覆う第二透明無機材からなる蓋部とを備え、The protective cap includes a frame portion made of a first transparent inorganic material, and a lid portion made of a second transparent inorganic material that covers an opening at one end of the frame portion,
前記枠部と前記基材とが、直接溶着されており、The frame portion and the base material are directly welded,
前記電子部品が、紫外線LEDであることを特徴とする電子装置。An electronic device characterized in that the electronic component is an ultraviolet LED.
前記保護キャップが、第一透明無機材からなる枠部と、前記枠部の一端開口を覆う第二透明無機材からなる蓋部とを備え、
前記枠部と前記基材とを接触させた状態で、前記枠部と前記基材の接触部にレーザを照射することにより、前記枠部と前記基材とを直接溶着する接合工程と、
前記枠部と前記蓋部とを接触させた状態で、前記枠部と前記蓋部の接触部にレーザを照射することにより、前記枠部と前記蓋部とを直接溶着する接合工程とを備えていることを特徴とする電子装置の製造方法。 A method for manufacturing an electronic device comprising: an electronic component; a base material on which the electronic component is mounted; and a protective cap bonded to the base material so that the electronic component is housed therein.
The protective cap includes a frame portion made of a first transparent inorganic material, and a lid portion made of a second transparent inorganic material that covers an opening at one end of the frame portion,
a joining step of directly welding the frame portion and the base material by irradiating a contact portion between the frame portion and the base material with a laser while the frame portion and the base material are in contact with each other ;
a joining step of directly welding the frame and the lid by irradiating a contact portion between the frame and the lid with a laser while the frame and the lid are in contact with each other; A method of manufacturing an electronic device, characterized in that:
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