(57)【要約】【課題】本発明は、従来技術に係る構成に較べシンプルな構成で、固相の低融点金属素材の表面に生じている酸化物が溶融金属への混入することを抑制することができる溶融金属の供給部材を提供することを目的としている。【解決手段】本発明は、固相の低融点金属素材を溶融して供給する溶融金属の供給部材であって、前記低融点金属素材が直接的または間接的に当接して溶融金属を生成する溶融部と、前記溶融部に形成された第１開口を一端に及び第２開口を他端に有するとともに前記溶融部で生成された溶融金属が流通する略管状の流通通路とを有し、前記低融点金属素材が溶融する時以前に酸化物除去部で表層の酸化物が除去された当該低融点金属素材を前記溶融部で溶融することを特徴とする溶融金属の供給部材である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固相の低融点金属素材を溶融して供給する溶融金属の供給部材であって、前記低融点金属素材が直接的または間接的に当接して溶融金属を生成する溶融部と、前記溶融部に形成された第１開口を一端に及び第２開口を他端に有するとともに前記溶融部で生成された溶融金属が流通する略管状の流通通路とを有し、前記低融点金属素材が溶融する時以前に酸化物除去部で表層の酸化物が除去された当該低融点金属素材を前記溶融部で溶融することを特徴とする溶融金属の供給部材。
【請求項２】
前記酸化物除去部は前記溶融部と一体的に設けられており、前記低融点金属素材が溶融する時に前記低融点金属素材の表層の酸化物を除去するよう構成されている溶融金属の供給部材。
【請求項３】
前記第１開口は前記酸化物除去部に開口し、当該第１開口の面積は前記低融点金属素材が前記溶融部に当接する面積未満である請求項２に記載の溶融金属の供給部材。
【請求項４】
前記酸化物除去部に開口した第１開口の周囲には酸化物捕捉部が設けられている請求項３に記載の供給部材。
【請求項５】
前記酸化物除去部に開口した第１開口の周囲から酸化物を排出する酸化物排出部を有する請求項３又は４のいずれかに記載の供給部材。
【請求項６】
前記酸化物除去部は別体として設けられており、低融点金属素材の溶融前において前記低融点金属素材の表層の酸化物を除去するよう構成されている溶融金属の供給部材。
【請求項７】
前記酸化物除去部は前記低融点金属素材の表層を除去する刃部を含む請求項６に記載の溶融金属の供給部材。
【請求項８】
前記酸化物除去部はプラズマ照射手段を含む請求項６に記載の溶融金属の供給部材。
【請求項９】
前記酸化物除去部はショットブラスト手段を含む請求項６に記載の溶融金属の供給部材。
【請求項１０】
前記溶融部で生成された溶融金属を案内する案内部を有し、前記案内部の基端は前記第２開口に含まれる状態で設けられている請求項１乃至９のいずれかに記載の供給部材。
【請求項１１】
前記案内部が略平板状である請求項１０に記載の供給部材。
【請求項１２】
前記案内部が略柱状又は略筒状である請求項１０に記載の供給部材。
【請求項１３】
前記案内部は先細り形状をなしている請求項１０乃至１２のいずれかに記載の供給部材。
【請求項１４】
前記案内部には溶融金属の案内溝が形成されている請求項１０乃至１３のいずれかに記載の供給部材。
【請求項１５】
前記案内部には溶融金属が塗布されるワーク表面に接触する接触面が形成されている請求項１０乃至１４のいずれかに記載の供給部材。
【請求項１６】
前記流通通路の表面には溶融金属との濡れ性を高める処理がなされている請求項１乃至１５のいずれかに記載の供給部材。
【請求項１７】
前記流通通路の表面には溶融金属への溶出防止処理がなされている請求項１乃至１６のいずれかに記載の供給部材。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のいずれかに記載の供給部材を有する溶融金属の塗布装置。
【請求項１９】
前記供給部材は、フローティング機構により間接的または直接的に支持されている請求項１８に記載の溶融金属の塗布装置。
【請求項２０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の供給部材が組み込まれた一対の被接合材を接合する接合装置であって、所定の間隙が形成される状態に前記一対の被接合材を配置する被接合材配置手段と、前記第２開口が前記間隙とほぼ連接する状態に供給部材を位置決めする供給部材位置決め手段とを有することを特徴とする被接合材の接合装置。
【請求項２１】
前記供給部材はその溶融部で生成された溶融金属を案内する案内部を有し、前記案内部の基端は前記供給部材の第２開口に含まれる状態で設けられており、前記案内部は前記一対の被接合材間に形成された間隙に挿入可能に構成されていること請求項２０に記載の被接合材の接合装置。
【請求項２２】
前記案内部は、フローティング機構により間接的または直接的に支持されている請求項２０又は２１に記載の被接合材の接合装置。
【請求項２３】
前記第２開口は前記間隙を包含可能に形成されている請求項２０乃至２２のいずれかに記載の被接合材の接合装置。
【請求項２４】
溶融金属と被接合材の界面に超音波を印加する超音波印加手段を有する請求項２０乃至２３のいずれかに記載の被接合材の接合装置。
【請求項２５】
請求項１乃至９のいずれかに記載の供給部材により一対の被接合材を接合する接合方法であって、所定の間隙が形成される状態に前記一対の被接合材を配置する被接合材配置工程と、前記第２開口が間隙とほぼ連接する状態に供給部材を位置決めする供給部材位置決め工程と、前記第２開口を通じて間隙に溶融金属を供給する溶融金属供給工程とを含むことを特徴とする被接合材の接合方法。
【請求項２６】
前記供給部材はその溶融部で生成された溶融金属を案内する案内部を有し、前記案内部の基端は前記供給部材の第２開口に含まれる状態で設けられており、前記供給部材位置決め工程において前記案内部を前記一対の被接合材間に形成された間隙に挿入する請求項２５に記載の被接合材の接合装置。
【請求項２７】
前記第２開口は前記間隙を包含可能に形成されている請求項２５又は２６に記載の被接合材の接合方法。
【請求項２８】
前記溶融金属供給工程において、溶融金属と被接合材の界面に超音波を印加する請求項２５乃至２７のいずれかに記載の被接合材の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス・セラミックス・金属などの部材に半田・インジューム等の低融点金属素材を溶融して供給する溶融金属の供給部材、それを用いた溶融金属の塗布装置及び被接合材の接合装置並びに被接合材の接合方法に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
複層ガラス（いわゆるペアガラス）や画像表示装置を構成する真空容器においては、ガラス基板同士を接合することにより高気密な空間を形成することが必要であり、高気密性や低アウトガス性の観点から極めて高い接合品質が求められる。以下、本発明について、ガラス基板の接合技術を一例として説明するが、本発明の適用対象を限定するものではない。
【０００３】
上記複合ガラスや真空容器では、次のようにしてガラス基板同士を接合している。（１）矩形状の２枚のガラス基板を準備する。（２）インジュームや半田等の低融点金属素材を溶融し、一方又は双方のガラス基板の接合面に外周縁に沿い枠状に塗布し、接合部を形成する。（３）ガラス基板の接合面同士が対向するように位置決めする。（４）ガラス基板同士を重ね合わせ、接合部を介して２枚のガラス基板を接合する。
【０００４】
上記工程（２）に関する技術が下記特許文献１及び非特許文献１に開示されている。すなわち、特許文献１には、画像表示装置の真空容器を構成する前面基板及び背面基板（いずれもガラス基板である。）を直接的又は間接的に接合する金属封着材（本明細書における低融点金属素材に相当する。）からなる接合部材を当該前面基板及び背面基板の接合面に形成するため、当該接合面に超音波を印加しながら溶融した金属封着材を塗布する装置が開示されている。また、非特許文献１には、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉなど易酸化元素がＰｂ−Ｓｎ系半田とガラス基板との接合性を高める点に着目し、これら易酸化元素の１種以上を含むＰｂ−Ｓｎ系半田を接合材として使用しガラス基板など酸化表面を有する被接合体を直接接合する技術、及び溶融半田とガラス基板との接触界面に超音波振動を付与することにより当該接触界面に存在する気泡を除去し、半田とガラス基板との接合性を改善する超音波半田付け技術が開示されている。
【０００５】
このように溶融した低融点金属素材（以下特に断らない限り本明細書では「溶融した低融点金属素材」を「溶融金属」という。）をガラス基板に塗布するときに超音波を印加すると、ガラス基板の表面に存在する気泡や異物が超音波により除去され、ガラス基板と接合部材との接合界面の接合性は向上するという利点がある。
【０００６】
ところで、一般に、金属材料は固相・液相いずれにおいても大気中では酸化が進み易く、表面に酸化物が生じる。このことは大気中で保管されている固相の低融点金属素材でも同様であり、この素材を溶融して接合部材を形成すると、その表面に生成している酸化物がそのまま接合面に介在したり、溶融金属中に混入する。そして、混入した酸化物はガラス基板と接合部材との界面欠陥や接合部材の内部欠陥の起因となり、接合部材の気密性、ガラス基板と接合部材との界面強度及び接合部材自体の強度などを害するという問題を招く。特に、特許文献１及び非特許文献１に係る技術のごとく、超音波振動を利用して接合部材を形成する場合には、溶融金属に混入した酸化物が超音波振動で攪拌されるため上記問題が顕著に現われる。
【０００７】
上記問題を解消する技術の一例が下記特許文献２・３に記載されている。すなわち、特許文献２には、金属材料の酸化物の発生を抑制し、金属材料と板ガラスとの接合及びそれによる気密封止を安定して行うことができるガラスパネルの製造方法を提供するため、一対の板ガラスを間隙部を介して上下対面配置すると共に、貯留される溶融金属材料の表面が接する雰囲気を不活性ガス雰囲気状態とした貯留部から、溶融金属材料を間隙部の周縁部に供給し充填することにより、板ガラス同士を接合し、間隙部を気密に封止するという構成が開示されている。
【０００８】
また特許文献３には、大気中で溶融した金属封着材を充填するにも係らず、金属封着材表面における酸化膜の生成を抑制して、金属封着材の封着面に対する濡れ性の向上を得られ、完全な封着を可能とする画像表示装置の製造方法および封着材充填装置を提供するため、封着面を有する被封着物を位置決め支持する支持台と、溶融した金属封着材を貯溜する密閉された貯溜部、貯溜部から送られる溶融金属封着材を上記封着面に充填するノズル、ノズルの先端面とその周辺に安定ガスを供給して安定ガス雰囲気となすガス供給手段を有する充填ヘッドからなる封着材充填装置に係る構成が開示されている。
【０００９】
上記特許文献２・３に記載された技術は、いずれも非酸化雰囲気中で溶融金属を操作するものであり、低融点金属素材の溶融過程及び溶融金属の供給過程における酸化物の生成を抑制することができ、もってそれらの過程で生じた酸化物に起因した欠陥生成を抑制できるという利点がある。しかしながら、固相の低融点金属素材の表面に既に存在する酸化物は、かかる特許文献２・３の技術のように非酸化雰囲気中で操作を行っても、それを完全に除去することは難しく、溶融金属中に混入するので、上記問題を解消することができない。更に、上記非特許文献１で例示したように、酸化表面を有する被接合体に易酸化元素を含む接合材を直接接合する場合には、酸化表面と接合材の間には接合性を確保するため所定量の酸素が存在している必要がある。一方でその酸素は溶融した接合材の酸化を進行させ、その結果接合材と被接合体の間に酸化膜が生成され接合性が害されるというトレードオフの関係が生じる。この問題は非酸化雰囲気中で各種操作を行う特許文献２・３の技術では解消できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１８４３１３号公報
【特許文献２】特開２００２−２５５５９１号公報
【特許文献３】特開２００５−３３１６７３号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】日経エレクトロニクス、１９７６．１０．１８発行、９２頁〜１１３頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、従来技術に係る構成に較べシンプルな構成で、固相の低融点金属素材を溶融して供給する際に酸化物が溶融金属に混入することを抑制できる溶融金属の供給部材、その供給部材を用いることにより酸化物の混入を抑制しつつ溶融金属を塗布する溶融金属の塗布装置、その供給部材を用いることにより酸化物の混入を抑制しつつ溶融金属を塗布し高品質の接合部材を具現できる被接合材の接合装置及び被接合材の接合方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する本発明の一態様は、固相の低融点金属素材を溶融して供給する溶融金属の供給部材であって、前記低融点金属素材が直接的または間接的に当接して溶融金属を生成する溶融部と、前記溶融部に形成された第１開口を一端に及び第２開口を他端に有するとともに前記溶融部で生成された溶融金属が流通する略管状の流通通路とを有し、前記低融点金属素材が溶融する時以前に酸化物除去部で表層の酸化物が除去された当該低融点金属素材を前記溶融部で溶融することを特徴とする溶融金属の供給部材である。
【００１４】
かかる態様の供給部材は以下の作用を奏する。すなわち、固相の低融点金属素材は溶融部に当接することにより溶融して溶融金属が生成され、その溶融金属は第１開口から進入し流通通路を流動して第２開口から流出する。ここで、流通通路は第1開口及び第２開口以外は密閉されているので、その結果、供給過程において溶融金属は大気と触れることがなく酸化物の生成が抑制され、溶融金属への酸化物の混入が回避される。更に、低融点金属素材は、その表層の酸化物が酸化物除去部で除去されたうえで溶融部において溶融されるので、低融点金属素材の表面に付着している酸化物の流通通路への進入は阻止される。なお、本明細書における「低融点金属」とは、例えばＳｎ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｇａ等で例示される概ね４００℃以下の比較的低い温度で溶融する金属のことを言う。
【００１５】
ここで、酸化物が除去された低融点金属素材の表面に再び酸化物が生じることを防止するためには、酸化物除去部と溶融部とが近接して配置されていることが望ましく、更に酸化物除去部は溶融部と一体的に設けられており、低融点金属素材が溶融する時に低融点金属素材の表層の酸化物が除去されるよう構成されていることが望ましい。具体的には、溶融部に一体的に設けられた酸化物除去部に第１開口を開口させ、当該第１開口の面積を低融点金属素材が溶融部に当接する面積未満とすることが望ましい。第１開口の面積を低融点金属素材が溶融部に当接している面積未満とし、当該第１開口を閉塞するように溶融部へ低融点金属素材を当接することで、低融点金属素材の表面に付着している酸化物は第１開口の外周縁部で除去され、酸化物の流通通路への進入は阻止される。
【００１６】
さらに、上記のように流通通路への進入を阻止された酸化物が移動して再び流通通路へ進入することを回避するため、第１開口の周囲に酸化物捕捉部を設け、酸化物が移動しないように酸化物を捕捉する構成とすることが好ましい。
【００１７】
さらに、上記のように流通通路への進入を阻止された酸化物が第１開口の周囲の非開口部に堆積し、再び流通通路へ進入することを回避するため、第１開口の周囲から酸化物を排出する酸化物排出部を有することが好ましい。
【００１８】
なお、酸化物除去部は溶融部とは別体として設けられており、低融点金属素材の溶融前において低融点金属素材の表層の酸化物を除去するよう構成されていてもよい。具体的には、酸化物除去部が低融点金属素材の表層を除去する刃部、プラズマ照射手段又はショットブラスト手段を含むよう構成することができる。
【００１９】
さらに、第２開口から流出する溶融金属をワークへ安定して供給するためには、溶融部で生成された溶融金属を案内する案内部を有し、案内部の基端は前記第２開口に含まれる状態で設けられていることが望ましい。さらに、板状部材の表面や２枚の板状部材の隙間に溶融金属を供給する場合には案内部が略平板状であることが好ましく、また、部材に形成された空孔の中へ溶融金属を供給する場合には案内部が略柱状又は略筒状であることが好ましい。さらに、案内部で溶融金属を円滑に案内し途切れることなくワークに供給するためには、案内部の形状を先細り形状とし、加えて案内部には溶融金属の案内溝が形成されていることが好ましい。
【００２０】
さらに加えて、ワーク表面に存在する気泡や異物を除去し、またワーク表面の活性度を向上させてワーク表面に対する溶融金属の濡れ性を高めるため、案内部には溶融金属が塗布されるワーク表面に接触する接触面が形成されていることが望ましい。これにより、低融点金属からなる接合部材とワークの接合信頼性を高めることができる。
【００２１】
さらに加えて、溶融金属を安定して円滑に供給するため、流通通路の表面には、溶融金属との濡れ性を高める処理がなされていることが望ましい。この処理としては、例えば低融点金属として半田を利用する場合、溶融部、案内部及び流通通路の表面へのメッキ法、ＣＶＤ、ＰＶＤやスパッタ法等での、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ等金属層形成処理を採用することができる。
さらに加えて、溶融金属の汚染を防止し被接合材へ確実に接合せしめるためには、流通通路の表面には溶融金属への溶出防止処理がなされており、流通する溶融金属により流通通路の表面が喰われ難いことが望ましい。かかる処理としては、例えば供給部材が鋼などで構成されている場合には流通通路の表面に窒化処理を施したり、流通通路の表面に例えばＴｉＮ等のセラミックスを被覆処理したりする手段を採用することができる。
【００２２】
本発明の別の態様は、上記いずれかの供給部材を有する溶融金属の塗布装置である。なお、供給部材はフローティング機構により直接的又は間接的に支持されていることが好ましい。かかる好ましい態様の塗布装置によれば、溶融金属が塗布されるワークの形状のバラツキや供給部材の姿勢のバラツキなどがフローティング機構により吸収されるので、安定して溶融金属をワークへ塗布することが可能となる。
【００２３】
本発明のさらに別の態様は、上記供給部材が組み込まれた一対の被接合材を接合する接合装置であって、所定の間隙が形成される状態に前記一対の被接合材を配置する被接合材配置手段と、前記第２開口が間隙とほぼ連接する状態に供給部材を位置決めする供給部材位置決め手段とを有することを特徴とする被接合材の接合装置である。なお、上記と同様な観点から、案内部はフローティング機構により間接的または直接的に支持されていること好ましい。また、その接合装置により好適に実施される接合方法であって、所定の間隙が形成される状態に前記一対の被接合材を配置する被接合材配置工程と、前記第２開口が間隙とほぼ連接する状態に供給部材を位置決めする供給部材位置決め工程と、前記第２開口を通じて間隙に溶融金属を供給する溶融金属供給工程とを含むことを特徴とする被接合材の接合方法である。
【００２４】
被接合材として２枚の矩形状ガラス基板の接合を例とし説明すると、かかる態様の接合装置又は接合方法は、以下の作用を奏する。まず、２枚のガラス基板は、被接合材配置工程において被接合材配置手段により所定の間隙が形成される状態に配置される。次いで、上記供給部材は、供給部材位置決め手段により、供給部材位置決め工程おいてその第２開口が間隙とほぼ連接するよう位置決めされる。そして、２枚のガラス基板の間隙には、溶融金属供給工程において、供給部材の第２開口を通じて溶融金属が供給される。ここで、上記のように供給部材の第２開口は２枚のガラス基板の間隙とほぼ連接する状態に配置されるので、第２開口を通じて供給された溶融金属は大気に触れることなく間隙に満たされることとなり、溶融金属の供給過程における酸化の進行が抑制される。上記「第２開口が間隙とほぼ連接する状態」とは、第２開口と間隙とが密接している状態のみならず、第２開口と２枚のガラス基板の端面（間隙に対し垂直な面）との間に空隙が生じており第２開口と間隙とが完全に密接している状態でなくても、第２開口から流出した溶融金属が当該空隙から漏出しない程度の状態は本発明の範囲に含まれるという意味である。
なお、被接合材同士の間隙に溶融金属を円滑に供給するためには、供給部材はその溶融部で生成された溶融金属を案内する案内部を有し、その案内部の基端は供給部材の第２開口に含まれる状態で設けられており、案内部は前記一対の被接合材間に形成された間隙に挿入可能に構成されていることが望ましい。
【００２５】
さらに、上記被接合体の接合装置及び接合方法において、第２開口は、被接合材同士の間隙を包含可能に形成されていること、具体的には第２開口の大きさが間隙の隙間よりも大きな寸法で形成されていることが望ましい。
【００２６】
かかる好ましい態様の接合装置及び接合方法の作用について上記同様にガラス基板の接合を例にして説明すると、第２開口を通じて供給される溶融金属は、ガラス基板同士の間隙に供給されるのみならず、間隙以外の部分、すなわち第２開口で包含される２枚のガラス基板の端面（間隙に対し垂直な面）にも塗布されることとなる。このため、間隙に供給された溶融金属の外側に更に溶融金属からなる余肉部が形成されることとなる。もって、この余肉部が大気に対する障壁となり、既に間隙に供給された溶融金属が大気に触れることによる酸化の進行が抑制されるという効果を生じる。
【００２７】
なお、上記のように案内部を通じて間隙に供給された溶融金属と被接合材との濡れ性を高めて接合信頼性を向上するためには、溶融金属と被接合材との界面に存在する気泡や異物を除去することが望ましく、上記接合装置においては溶融金属と被接合材の界面に超音波を印加する超音波印加手段を有し、また上記接合方法においては溶融金属と被接合材の界面に超音波を印加することが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
上記説明のとおりの構成であるので、本発明によれば、その課題である従来技術に係る構成に較べシンプルな構成で、固相の低融点金属素材の表面に生じている酸化物が溶融金属への混入することを抑制することができる溶融金属の供給部材、その供給部材を用いることにより塗布した溶融金属への酸化物の混入を抑制できる溶融金属の塗布装置、その供給部材を用いることにより塗布した溶融金属への酸化物の混入を抑制して高品質の接合部材を具現できる被接合材の接合装置及び被接合材の接合方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１態様の塗布装置を含むガラスパネル製造ラインの概略構成図である。
【図２】第１態様の塗布装置の正面図及び側面図である。
【図３】図２の部分拡大側面図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】図４の酸化物除去部の変形例である。
【図６】図１の糸半田送出部の変形例である。
【図７】図１のガラスパネル製造ラインに含まれるガラス基板接合装置の正面図及び側面図である。
【図８】図７の部分拡大正面図である。
【図９】図１の製造ラインで製造されるガラスパネルの構成を示す図である。
【図１０】実施態様２に係わる接合装置の正面図および側面図である。
【図１１】図１０の部分拡大図である。
【図１２】図１１の部分拡大図である。
【図１３】実施態様３に係わる供給部材の正面図である。
【図１４】図１３の供給部材の変形例を示す図である。
【図１５】図１０及び１３の接合装置で製造されるガラスパネルの拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本願発明について、その実施態様に基づき図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施態様の説明では、低融点金属であるＳｎＡｇＡｌ系合金を素材とした接合部材で一対のガラス基板を接合し、ガラスパネルを製造する場合を例として具体的に説明するが、ガラス基板を、金属基板またはセラミックス基板と置き換えた場合においても、またガラス基板・金属基板・セラミックス基板と接合部材とを接合する場合においても、同様な作用・効果を奏することができる。さらに、本願発明はこれら実施態様に限定されることなく、本願発明と同一性の範囲において変形実施することができる。
【００３１】
［第１態様］
本願発明の第１実施態様として、溶融金属の供給部材及びそれが組み込まれた溶融金属の塗布装置および塗布方法について図１〜９を参照しつつ説明する。
【００３２】
まず、第１態様の塗布装置を用いて製造されるガラスパネルの構成について図９を参照し説明する。図９（ａ）・（ｃ）において符合ｗは第１態様の塗布装置で製造されるガラスパネルである。符合ｗ１及びｗ２は、所定の間隙ｇを介し主面が対向配置された一対のガラス基板である。符合ｍは、対向配置されたガラス基板ｗ１・ｗ２の外周縁部、具体的には夫々の外周縁よりやや内側寄りに枠状に設けられ、夫々の主面に直接接合し、後述する気密部を気密封止する接合部材である。ここで、接合部材ｍは、図９（ｂ）・（ｃ）に示すように、ガラス基板ｗ１に形成された接合部材ｍ１とガラス基板ｗ２に形成された接合部材ｍ２とを各々の接合面で合わせ接合し一体化された状態で構成されている。なお、接合部材ｍとしてはガラス基板ｗ１・ｗ２との接合性に優れた低融点金属であるＳｎＡｇＡｌ系合金、具体的には質量％でＡｇが８．５％、Ａｌが０．３５％、残部Ｓｎからなる合金を使用している。符合ｋは、ガラス基板ｗ１・ｗ２及び接合部材ｍにより画成された空間である気密部である。この気密部ｋには、ガラスパネルｗの用途に応じ、真空雰囲気や所定の気体または液体が封入される。
【００３３】
なお、ガラスパネルｗの構成は上記に限定されることなく、例えば図９（ｄ）に示すように、接合部材ｍが一方のガラス基板ｗ１にのみに直接接合し、溶融した接合部材ｍとの濡れ性に富む下地層ｕを介して他方のガラス基板ｗ２に接合している態様のガラスパネルｗ、または図９（ｅ）に示すように、接合部材ｍが一方の基板ｗ１のみに直接接合し、ガラス基板ｗ１・ｗ２との間隙を確保するための金属やガラス等で構成された枠状部材Ｑ及びガラスフリットＧを介して他方のガラス基板ｗ２に接合している態様のガラスパネルｗを排除するものではない。すなわち、第１態様の塗布装置及び塗布方法は、一対のガラス基板ｗ１・ｗ２の少なくとも一方に接合部材ｍが直接接合しているガラスパネルｗに適用することが出来る。
【００３４】
次に上記ガラスパネルｗを製造する製造ラインについて図１を参照し説明する。符号１００は第１態様の塗布装置を含むガラスパネルｗの製造ラインであり、順に並んだ、ガラス基板ｗ１・ｗ２を収納し所定の雰囲気とするプリロード室１０１、表面に付着した異物や水分等を除去するためガラス基板ｗ１・ｗ２を加熱処理・プラズマ照射処理等を行う前処理室１０２、第１態様の塗布装置が組込まれた溶融半田塗布室１０３、ガラス基板ｗ１・ｗ２を接合しガラスパネルとする接合室１０４、ガラスパネルを冷却する冷却室１０５、ガラスパネルを払い出すアンロード室１０６、及び上記各室で処理されたガラス基板ｗ１・ｗ２を各室に受け渡す搬送手段とで構成されている。この製造ライン１００では、準備されたガラス基板ｗ１・ｗ２はロード室１０１に投入され、その後、前処理室１０２、溶融半田塗布室１０３、接合室１０４、冷却室１０５、アンロード室１０６の順序で処理され、ガラスパネルｗが製造される。
【００３５】
上記溶融半田塗布室１０３に組込まれる溶融金属の塗布装置について図２〜６を参照し説明する。図２において符号１０は塗布装置である。塗布装置１０は、糸半田供給手段１１、加熱溶融手段１２、移動手段１４、上記各手段を内包する気密室１５、上記各手段の動作を制御する制御手段１６、気密室１５の雰囲気を制御する雰囲気制御手段１７とで構成されている。上記各構成要素について、ガラス基板ｗ１に接合部材ｍ１を形成する場合を例として以下説明する。
【００３６】
［糸半田供給手段］
符号１１１は、ＳｎＡｇＡｌ系合金からなるワイヤー状の素材（以下糸半田と言う。）Ｍを巻回するボビン状の糸半田送出部であり、図示しないモータ等で回転され定量的に糸半田Ｍを送り出す。符号１１２は、糸半田Ｍが挿通可能な案内通路である貫通孔を有する両端開口の略管状の糸半田案内部である。塗布装置１０では、２ｍｍ程度の直径に成形した糸半田Ｍを用いており、初期状態において、糸半田送出部１１１に巻回された糸半田Ｍの先端部分は糸半田送出部１１１から引き出され、糸半田案内部１１２の上方端部の開口から案内通路に挿入され下方端部の開口から突出した状態にセットされている。
【００３７】
なお、糸半田送出部１１１の好ましい例について図６を参照して説明する。図６に示す糸半田送出部１１１ａは糸半田Ｍを非酸化雰囲気で保管するパッケージであり、糸半田Ｍがコイル状に巻回された回転可能な巻き芯１１１２と、その巻き芯１１１２に巻回された糸半田Ｍを収納する中空円筒形状の函体１１１１と、函体１１１１の側面に形成された孔部１１１４と、孔部１１１４に嵌め合いされた引出部材１１１５とから構成されている。そして、引出部材１１１５には糸半田Ｍの直径より小さな引出孔が形成されているが、引出部材１１１５はゴム等の弾性材料で形成されており、糸半田Ｍの自由端を引出孔から引き出すとき糸半田Ｍの外周面に引出孔の内面が密着し、パッケージである糸半田送出部１１１ａの収納室１１１３の気密性を維持する。なお、収納室１１１３の雰囲気は例えば真空雰囲気又は不活性雰囲気であり、更に収納室１１１３の湿度を一定に保つため活性炭など水分除去剤が内封されていることが好ましい。
【００３８】
図２において符合１１３は、加熱溶融手段１２で溶融された糸半田（以下溶融半田と言う。）Ｍ１を介して溶融半田Ｍ１とガラス基板ｗ１の表面Ｓとの接触界面に超音波を照射する超音波印加部である。なお、塗布装置１０では装置構成の便宜のため、超音波印加部１１３は加熱溶融手段１２に組み込まれており、加熱溶融手段１２の供給部材１２１を通じて超音波を印加するよう構成されている。
【００３９】
［加熱溶融手段］
図２における符合１２１は詳細を図３に示すように、糸半田供給手段１１から供給された糸半田Ｍを加熱溶融してなる溶融半田Ｍ１をガラス基板ｗ１の表面Ｓに供給する供給部材である。供給部材１２１は、略柱形状をなしており、熱伝導率の高いステンレスで芯材が形成され、その芯材の外周面には溶融半田Ｍ１との濡れ性に富むＣｒ層が形成され、さらに供給部材１２１の下端面を除きＣｒ層の上に溶融半田Ｍ１との濡れ性の低いＮｉ層が形成されている。そして、供給部材１２１は、その下端面がガラス基板ｗ１の表面Ｓと相対する状態に配置され、溶融半田Ｍ１を表面Ｓに塗布する。符号１２３は、供給部材１２１の外周に巻回されたヒータであり、供給部材１２１を糸半田Ｍの融点以上の温度に加熱する。図２における符合１２２は供給部材１２１が固定されるとともにヒータ１２３の発熱回路等が組み込まれた本体部である。なお、上記のとおり超音波印加部１１３の超音波発生装置や制御回路等は本体部１２２に内蔵されている。
【００４０】
図３に示すように、供給部材１２１には、糸半田Ｍが当接し溶融半田Ｍ１を生成する溶融部１２９が上部（一端部）に設けられ、一方の開口（第１開口）１２５が溶融部１２９に開口し、他方の開口（第２開口）１２６が下端面（他端面）に開口している。そして第１開口１２５及び第２開口１２６以外は密閉された略円管状の流通通路１２４がその内部に設けられている。したがって、溶融部１２９で生成された溶融半田Ｍ１は、第１開口１２５から流通通路１２４へ流入し、流通通路１２４を下方に流れ、第２開口１２６から流出し、ガラス基板ｗ１の表面Ｓへ供給されることとなる。溶融部１２９及び流通通路１２４には、円滑に溶融半田Ｍ１を流動させるための好ましい構成として、その表面に溶融半田Ｍ１との濡れ性を高めるためＣｒ層が形成されている。なお、Ｃｒ層に代えてＡｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａからなる層を設けてもよい。さらに、本態様の流通通路１２４は、その表面が溶融半田Ｍ１から喰われ難いように溶出防止処理としての窒化処理が施されており、上記Ｃｒ層は窒化処理された表面上に形成されている。なお、上記濡れ性を高める処理及び溶出防止処理は対象とする溶融金属により適宜選択すればよい。
【００４１】
溶融部１２９について更に詳細に説明する。図４（ａ）に示すように、溶融部１２９は、供給部材１２１の上部側面に凹状に形成されており、その底部には円環状の酸化物除去部１８が溶融部１２９に一体的に設けられている（なお図４（ａ）では理解のために酸化物除去部１８をクロスハッチで示している。）。そして、第１開口１２５は、この酸化物除去部１８の上面（溶融部１２９の底面）である糸半田Ｍが当接し溶融する溶融面１２９１に開口している。また、第１開口１２５の直径Φ２は、溶融面１２９１と当接する糸半田Ｍの端面の直径Φ１未満である。
【００４２】
ここで、上記糸半田案内部１１２は、その下方端部が、上記溶融面１２９１に開口した酸化物除去部１８の第１開口１２５へ向かう姿勢で、移動手段１４の固定部材１４５に位置決め固定されている。そして、塗布装置１０の稼動時には、糸半田送出部１１１から定量的に送り出された糸半田Ｍは、糸半田案内部１１２の案内通路で導かれて下方端部の開口から繰り出され、その端面が第１開口１２５を閉塞する姿勢で溶融面１２９１に当接する。なお、加熱溶融手段１２は、糸半田供給部１２２から繰り出される糸半田Ｍと溶融部１２９との上記位置関係が保持可能されるよう移動手段１４の固定部材１４５に位置決め固定されている（図２参照）。
【００４３】
上記加熱溶融手段１２の構成によれば、糸半田案内部１１２の下方端部の開口から繰り出された糸半田Ｍは、ヒータ１２３で加熱された溶融面１２９１に当接し溶融して溶融半田Ｍ１となる。ここで、図４（ａ）に示すように、糸半田Ｍは、その直径Φ１より小径の直径Φ２に形成された酸化物除去部１８の第１開口１２５をその端面が閉塞するように溶融面１２９１に当接し溶融して溶融半田Ｍ１が生成される。この溶融半田Ｍ１の上面には、糸半田Ｍの外周面に生成していた酸化物Ｅ１が流れ込んだ酸化物Ｅ２や溶融時に生成した酸化物Ｅ２が存在する。しかしながら、この酸化物Ｅ２と酸化物を含まない中心部分の清浄な溶融半田Ｍ１は酸化物除去部１８の第１開口１２５の外周縁部で分離され、酸化物Ｅ２は除去される。したがって、酸化物Ｅ２の流通通路１２４への流入は第１開口１２５の外周縁部である溶融面１２９１で阻止され、酸化物Ｅ２が混入しない清浄な溶融半田Ｍ１のみが第１開口１２５を通じて流通通路１２４へ流入する。さらに、第１開口１２５から第２開口１２６に至る流通通路１２４の内部は密閉された非酸化雰囲気であるので、供給過程における溶融半田Ｍ１の酸化の進行も抑制される。なお、大気中で保管された糸半田Ｍの表面に生成している酸化物Ｅ１の層の厚さは通常数十μｍ程度であるので、糸半田Ｍと第１開口１２５の直径の差、すなわちΦ１−Φ２は１ｍｍ前後としておけば十分であるが、供給対象の低融点金属素材によりその寸法は適宜定めればよい。
【００４４】
上記のように流通通路１２４への流入が阻止された酸化物Ｅ２は、貯留部１２９２に貯留され、第１開口１２５の周囲に残留する。この酸化物Ｅ２が流動し再び流通通路１２４へ流入することを防止するため、本実施態様では、第１開口１２５の周囲から酸化物Ｅ２を排出する酸化物排出部１２７を好ましい態様として設けてある。この酸化物排出部１２７は、溶融面１２９１から下方に連なる傾斜面１２７１を有し、第１開口１２５の周囲に残留した酸化物Ｅ２が下方に流出するよう構成されている。この酸化物排出部１２７から流出した酸化物Ｅ２は適宜な手段で回収すればよい。なお、酸化物排出部１２７としては、第１開口１２５の周囲から酸化物Ｅ２を排出できるのであれば、例えば酸化物Ｅ２を吸引して排出する構成など他の手段を採用できることは言うまでもない。
【００４５】
さらに、第１開口１２５の周囲に残留した酸化物Ｅ２が流動し流通通路１２４へ流入することを防止するため、図４（ｂ）に示すように酸化物捕捉部１２８を溶融面１２９１に設けることができる。図４（ｂ）の酸化物捕捉部１２８は、溶融面１２９１の表面に形成した凹凸であり、かかる凹凸で酸化物Ｅ２を捕捉することでその流動が抑制される。なお、上記酸化物排出部１２７と酸化物捕捉部１２８を組合せて使用することで、流通通路１２４への残留酸化物Ｅ２の流入防止効果をより高めることができる。
【００４６】
上記酸化物除去部１８の変形例について図５を参照し説明する。図５（ａ）に示す第１の変形例に係わる酸化物除去部１８ａは、酸化物除去部が供給部材とは別離して設けられた態様となっている。すなわち、略円環状の酸化物除去部１８ａは、糸半田Ｍの直径Φ１よりも小さな直径Φ３で上部開口が形成された貫通孔１８１ａを有しており、その貫通孔１８１ａの下部開口が流通通路１２４の第１開口１２５と相対する位置に配置されされている。そして貫通孔１８１ａの上部開口の外周辺縁は糸半田Ｍの外周面を切削除去する刃部として構成してあり、供給された糸半田Ｍの外周面の酸化物Ｅ１は糸半田Ｍより小径の上部開口の外周縁の刃部で除去され、酸化物Ｅ１が除去された状態の糸半田Ｍが溶融部１２９に当接し溶融して、酸化物の含まれない清浄な溶融半田Ｍ１が第１開口１２５を通じて流通通路１２４へ流入する。なお、酸化物除去部１８ａで外周面の酸化物Ｅ１が除去された糸半田Ｍに酸化物が再生しないよう、酸化物除去部１８ａと第１開口１２５との間にノズル１８９ａから不活性ガス等を流し少なくともこの間が非酸化性雰囲気となる構成とすることが望ましい。
【００４７】
図５（ｂ）は第２の変形例に係わる酸化物除去部１８ｂである。この酸化物除去部１８ｂはプラズマ１８１ｂで酸化物Ｅ１を除去する態様の例であり、糸半田Ｍが挿通可能な貫通孔を有する円環状の酸化物除去部１８ｂは図示しないプラズマ発生手段に接続され、その内面から中心へ向いプラズマ１８１ｂを照射するプラズマ照射手段として構成されている。そして、酸化物除去部１８ｂは、供給された糸半田Ｍの外周面にプラズマ１８１ｂを照射可能な位置に供給部材とは別離して配置されており、酸化物除去部１８ｂの貫通孔に供給された糸半田Ｍの外周面の酸化物Ｅ１はプラズマ１８１ｂで除去され、酸化物Ｅ１が除去された糸半田Ｍが溶融部１２９に当接し溶融する。
【００４８】
図５（ｃ）は第３の変形例に係わる酸化物除去部１８ｃである。この酸化物除去部１８ｃは硬質粒子１８２ｃで酸化物Ｅ１を除去する態様の例である。すなわち、酸化物除去部１８ｃは、酸化物Ｅ１が付着した糸半田Ｍが密着した状態で挿入される上部開口と酸化物Ｅ１が除去された糸半田Ｍが密着した状態で挿入される下部開口を有する貫通孔が形成された略円管状の容器１８１ｃと、この容器１８１ｃの右側面から左側面に貫通して設けられた粒子供給通路１８４ｃを有する流通管１８３ｃとを有している。この流通管１８３ｃの右端には例えばセラミックス粒子などの硬質粒子１８２ｃを含む気体を所定の流速で供給する硬質粒子供給手段に接続されており、酸化物除去部１８は、流通管１８３ｃの右側から左側へ硬質粒子１８２ｃが流通するショットブラスト手段として構成されている。そして、酸化物除去部１８ｃは、供給された糸半田Ｍの外周面に硬質粒子１８２ｃを照射可能な位置に供給部材とは別離して配置されており、酸化物除去部１８ｃの貫通孔に供給された糸半田Ｍの外周面の酸化物Ｅ１は硬質粒子１８２ｃで除去され、酸化物Ｅ１が除去された糸半田Ｍが溶融部１２９に当接し溶融する。なお、糸半田Ｍを回転させながら酸化物除去部１８ｃに供給すれば、酸化物Ｅ１を均一に除去できるので好ましい。
【００４９】
[移動手段]
図２に示すように、駆動手段１４は、門型の支持体１４１、支持体１４１の上辺部に固定された昇降部１４２、支持体１４１の両側辺部の間に設けられ紙面に対し垂直及び水平方向に移動可能な水平移動部１４３、接合部材ｍ１が形成される主面を上方に向けた水平な姿勢でガラス基板ｗ１を載置可能な水平移動部１４３に設けられたテーブル１４４とで構成されている。そして、上記したように糸半田供給部１１２及び加熱溶融手段１２は固定部材１４５を介して昇降部１４２の下端部に接続されている。なお、以下、図２（ａ）に示すように、昇降部１４２の上下移動方向をＺ軸方向、水平移動部１４３の移動方向であって紙面に平行な方向をＸ軸方向、Ｘ軸及びＺ軸に共に直交する方向をＹ軸方向という。
【００５０】
なお、テーブル１４４には、ガラス基板ｗ１の全面を加熱可能なパネル状の発熱体を設けてもよい。この発熱体によりガラス基板ｗ１を溶融半田Ｍ１の溶融温度程度に加熱することにより、溶融半田Ｍ１とガラス基板ｗ１との温度差で生じる応力によるガラス基板ｗ１の破損を防止することができ、また溶融半田Ｍ１とガラス基板ｗ１との濡れ性が高まるので接合部材ｍ１とガラス基板ｗ１との接合性を向上させることができる。
【００５１】
［制御手段］
図２に示すように、制御手段１６は、電気通信回線１６１を介して塗布装置１０の上記各構成要素と接続された制御部１６２で構成されており、各構成要素の動作を制御する。具体的には、制御部１６２はコンピュータで構成されており、その記憶部（メモリー）に格納された動作プログラム及び指令データを演算部（ＣＰＵ）が読み出し適宜演算することにより、糸半田送出部１１１に組み込まれたモータに指令して接合材Ｍの供給量を制御し、ヒータ１２３に指令して発熱温度を制御し、移動手段１４を構成する昇降部１４２及び水平移動部１４３に指令してその移動経路や移動速度を制御するよう構成されている。
【００５２】
［気密室］
図２に示すように、気密室１５は、塗布装置１０の上記各構成要素を内包する気密空間１５２を形成する筐体１５１と、製造装置１０へのガラス基板ｗ１の投入・排出のために筐体１５１の両側壁に設けられた搬入口１５３及び搬出口１５４とで構成されている。なお、搬入口１５３及び搬出口１５４には気密室１５の気密性を確保するため気密扉が設けられている。
【００５３】
［雰囲気制御手段］
図２に示すように、雰囲気制御手段１７は、供給ポンプを備え収納された所定のガスを所定圧力で供給可能なガス供給部１７２と、気密室１５の気密空間１５２を真空状態とする真空ポンプ１７３と、ガス供給部１７２と真空ポンプ１７３とを気密空間１５２に接続する供給配管１７１とで構成されており、気密空間１５２を所定の雰囲気に制御する。ここで、ガス供給部１７２には、ガラス基板ｗ１の用途等に応じて適用する複数種のガス、例えば不活性ガスであるアルゴンガス・窒素ガス、還元性ガスである水素ガス・一酸化炭素ガス、酸化性ガスである酸素ガスを分離して収納することが可能であり、更にガス供給部１７２に備える混合弁によりこれらのガスを所定割合で混合して気密空間１５２に供給することもできる。
【００５４】
以下、ガラスパネル製造ライン１００の全体の動作説明を含みつつ第１態様の塗布装置１０の動作について説明する。
【００５５】
［準備工程］
まず、図１に示すように、準備したガラス基板ｗ１・ｗ２をプリロード室１０１に投入
する。ガラス基板ｗ１・ｗ２の投入後、プリロード室１０１の内部は一旦真空にされた後にアルゴンガスが置換され、不活性雰囲気とされる。なお、以下の前処理室１０２、接合部材形成室１０３、接合室１０４、冷却室１０５及びアンロード室１０６は、同様に不活性雰囲気とされている。
【００５６】
［洗浄工程］
次いで、ガラス基板ｗ１・ｗ２を前処理室１０２に投入し、所定の温度で加熱処理し、またはプラズマ洗浄処理することによりガラス基板ｗ１・ｗ２の表面に付着した水分及び異物等を洗浄除去する。ここで、ガラスフリット等不純物ガスを生じる接合部材がガラス基板ｗ１・ｗ２に形成されている場合には、上記加熱処理工程において接合部材から生じた不純物ガスを除去する脱ガス処理も併せて行うことができる。
【００５７】
［溶融半田塗布工程］
前処理工程で洗浄等されたガラス基板ｗ１・ｗ２を溶融半田塗布室１０３に投入し、図９（ｂ）に示したように、ガラス基板ｗ１・ｗ２にそれぞれ接合部材ｍ１・ｍ２を形成するため溶融半田Ｍ１・Ｍ２を塗布する。ここで、溶融半田Ｍ１・Ｍ２の塗布方法は同一であるので、以下ガラス基板ｗ１に溶融半田Ｍ１を塗布する場合を例にして説明する。
【００５８】
図２に示すように、ガラス基板ｗ１を、接合部材ｍ１が接合されるべき表面Ｓを上方に向けた水平な姿勢でテーブル１４４に載置する。次いで、供給部材１２１の下端面とガラス基板ｗ１の表面Ｓとの間に所定のギャップが形成され（図３参照）、形成すべき矩形枠状の接合部材ｍ１に対し始点と定めた角部Ｂ１に供給部材１２１の下端面が位置するよう（図９（ｂ）参照）、Ｘ・Ｙ・Ｚ軸各方向へ昇降部１４２及び水平移動部１４３を移動させる。
【００５９】
次いで、糸半田送出部１１１のモータを駆動し、糸半田案内部１１２から糸半田Ｍを繰り出す。繰り出された糸半田Ｍは、ヒータ１２３で加熱された溶融面１２９１に当接し溶融半田Ｍ１となる。そして、上記説明のとおり糸半田Ｍの外周面に形成された酸化物Ｅ１は溶融面１２９１により溶融半田Ｍ１から分離され、酸化物Ｅ１が混入しない清浄な溶融半田Ｍ１のみが流通通路１２４へ流入し、第２開口１２６から流出し、ガラス基板ｗ１の表面Ｓへ塗布される。
【００６０】
次いで、水平移動部１４３でガラス基板ｗ１を移動させ、供給部材１２１をガラス基板ｗ１の角部Ｂ１からＢ２へ相対的に水平移動させる。ここで、塗布された溶融半田Ｍ１とガラス基板ｗ１の表面Ｓとの接触界面には、超音波印加手段により超音波が印加されているので、接触界面に存在する気泡や異物が除去され、ガラス基板ｗ１に対する溶融半田Ｍ１の濡れ性が高まる。その後、水平移動部１４３でガラス基板ｗ１を移動させ、ガラス基板ｗ１の角部Ｂ３、Ｂ４を経由し始点であった角部Ｂ１で終着する一筆書きの移動経路に沿い供給部材１２１を水平移動させ（図９（ｂ）参照）、矩形枠状に溶融半田Ｍ１を塗布する。
【００６１】
［接合工程］
上記溶融半田塗布工程で溶融半田Ｍ１・Ｍ２が塗布されたガラス基板ｗ１・ｗ２を、図１に示す接合室１０４に投入し、図７及び図８に示す接合装置２０で接合する。
【００６２】
ここで、接合装置２０は、図７に示すように、上記塗布装置１０と同様な、雰囲気制御手段１７で雰囲気制御される気密室１５の内部に置かれた、制御手段１６で駆動制御される移動手段１４とを有し、当該移動手段１４のテーブル１４４は溶融半田Ｍ１が形成された面を上方に向け水平な姿勢でガラス基板ｗ１を載置可能に構成され、また昇降部１４２には、溶融半田Ｍ２が塗布された面を下方に向けた水平な姿勢でガラス基板ｗ２を保持する保持手段２８が組み込まれている。
【００６３】
保持手段２８は、図８に示すように、上記の姿勢でガラス基板ｗ２を保持可能な保持部２８１と、保持部２８１とガラス基板ｗ２の間に設けられた通電により発熱するパネル状の発熱部２８２とから構成されている。なお、図８では、ガラス基板ｗ１・ｗ２と発熱部２８２との位置関係を理解し易くするためそれらは断面図で示している。
【００６４】
発熱部２８２には、ガラス基板ｗ２の外周縁部に塗布された溶融半田Ｍ２に対応した矩形枠状の突起部２８３が形成されている。そして、当該突起部２８３は、ガラス基板ｗ２を保持部２８１に保持したときに、水平面内において溶融半田Ｍ２に対応する位置で、かつ溶融半田Ｍ２の塗布された面と反対の面に接触し、発熱部２８２を発熱させた場合に突起部２８３介して溶融半田Ｍ２のみが効率よく加熱され、溶融半田Ｍ２の溶融状態が維持されるよう構成されている。
【００６５】
上記接合装置２０の動作を説明する。まず、ガラス基板ｗ１を、溶融半田Ｍ１が形成された面を上方に向けた姿勢でテーブル１４４に載置し、ガラス基板ｗ２を、溶融半田Ｍ２が形成された面を下方に向けた姿勢で保持部２８１に保持させる。このときテーブル１４４の発熱体及び保持手段２８の発熱部２８２は通電され発熱しており、溶融半田Ｍ２は溶融状態を維持している。次いで、ガラス基板ｗ１・ｗ２の溶融半田Ｍ１とＭ２の各々の表面が相向合い接触する状態となるよう、Ｘ・Ｙ・Ｚ軸各方向へ昇降部１４２及び水平移動部１４３を移動させ、その後昇降部１４２を下方に駆動し、溶融半田Ｍ１とＭ２の接触界面をやや加圧すると、溶融半田Ｍ１とＭ２は接触界面において接合一体化される。その後、テーブル１４４の発熱体及び保持手段２８の発熱部２８２の通電を停止し、一体化した溶融半田Ｍ１とＭ２とを冷却凝固することで接合部材ｍが形成される。以上により、図９（ａ）で示したガラスパネルｗを得ることができる。
【００６６】
［冷却工程］
上記、ガラス基板接合工程で形成したガラスパネルｗを冷却室１０５に投入し、常温となるまで保持する。
【００６７】
［払出工程］
冷却されたガラスパネルｗをアンロード室１０６に投入する。ガラスパネルｗは、アンロード室１０６の内部をアルゴンガスから大気へ置換した後、外部へ払い出される。
【００６８】
[第２態様]
本願発明の第２実施態様として、溶融金属の供給部材及びそれが組み込まれた一対のガラス基板の接合装置および接合方法について図１０〜１２を参照しつつ説明する。
【００６９】
第２態様の接合装置で製造されるガラスパネルｗは基本的には第１態様のガラスパネル製造ラインで製造されるガラスパネルｗと同様であるが、図１５（ａ）に示すように、ガラス基板ｗ３とｗ４とを接合する接合部材ｎの中に接合界面が無く一体的に構成されている点、及びガラス基板ｗ３とｗ４との間隙ｇを形成するための間隙維持部材ｐを有する点において相違する。なお、以下では、ガラス基板ｗ３とｗ４の各部の寸法は同一であることを前提として説明をする。
【００７０】
第２態様の接合装置３０は、図１０に示すように、糸半田供給手段１１、加熱溶融手段３２、移動手段３４、接合室３５及び制御手段１６を備え、更に、所定の姿勢でガラス基板ｗ３を保持する保持手段３８が組み込まれている。なお、糸半田供給手段１１、移動手段３４、接合室３５及び制御手段１６など接合装置３０の構成要素のうち上記塗布装置１０と同様に構成されているものについては同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００７１】
[保持手段・移動手段]
図１０・１１に示すように、保持手段３８は、接合部材ｎが接合されるべき表面を下方に向けた水平な姿勢でガラス基板ｗ３を吸着保持可能な複数の吸着部３８２と、吸着部３８２が固定された略平板状の支持部３８１とで構成されている。また、接合装置３０の移動手段３４は、支持体１４１の上辺部の左端に固定された第１の昇降部１４２と、同上辺部の右端に固定された第２の昇降部３４５とを備えており、上記保持手段３８は、第２の昇降部３４５に取り付けられている。そして、上記第２の昇降部３４５及び水平移動部１４３は、これらの協動によりガラス基板ｗ４に対するガラス基板ｗ３の位置決め手段を構成し、図１１（ａ）に示すように、各々の端面がほぼ一直線となるよう水平方向においてガラス基板ｗ３とｗ４とを対向配置するとともに、ガラス基板ｗ３とｗ４の間に所定の間隙ｇが形成されるよう鉛直方向における位置決めする。そして、ガラス基板ｗ３とｗ４の鉛直方向の位置決めが完了した後には、吸着部３８２によるガラス基板ｗ３の吸着は解除されるが、間隙ｇは間隙保持部材ｐにより保持される。
【００７２】
［接合室］
糸半田供給手段１１、加熱溶融手段３２及び移動手段３４を格納する接合室３５は、その内部が大気雰囲気（酸化雰囲気）である点で雰囲気制御手段により不活性雰囲気に制御される上記塗布装置１０の気密室１５と相違する。これは、下記で説明するように、接合装置３０の供給部材３２１の構造により、大気雰囲気すなわち酸化雰囲気中における供給過程でも酸化の進行を抑制しつつ溶融半田Ｍ１をガラス基板ｗ３・ｗ４に供給可能であるためである。
【００７３】
[加熱溶融手段]
本実施態様の加熱溶融手段３２の基本構成は上記加熱溶融手段１２と同様であるが、供給部材の構造およびそのガラス基板に対する姿勢において相違する。すなわち、加熱溶融手段３２の供給部材３２１には、図１１（ａ）に示すように、糸半田Ｍが当接し溶融半田Ｍ１を生成する溶融部１２９が右端部（一端部）に設けられ、溶融部１２９に一体的に設けられた酸化物除去部２８（クロスハッチの部分）に一方の開口（第１開口）１２５が開口し、他方の開口（第２開口）１２６が左端面（他端面）に開口した略円管状の流通通路１２４がその内部に設けられている。具体的には、溶融部１２９は、供給部材３２の右端上面に凹状に形成され、第１開口１２５は、糸半田Ｍが当接し溶融する溶融面１２９１である溶融部１２９の底面、すなわち酸化物除去部２８の上面に開口し、その直径ΦＢが、溶融面１２９１と当接する糸半田Ｍの端面の直径ΦＡ未満であり、さらに第２開口１２６の直径ΦＣはガラス基板ｗ３とｗ４との間隙ｇの大きさ以下である。そして、糸半田Ｍは、糸半田案内部の下方端部の開口から繰り出された後、その端面が第１開口１２５を閉塞する姿勢で溶融面１２９１に当接するよう構成されている。
【００７４】
さらに、第２態様の供給部材３２１には、図１１（ａ）及びそのＣ矢視図である同図（ｃ）に示すように、流通通路１２４の軸心に沿い水平方向に伸びた略平板状の案内部３２２が設けられており、案内部３２２は、その先端に、第２開口１２６から所定の長さＬだけ突出した突出部分３２２１を有している。この突出部分３２２１の突出長さＬは形成すべき接合部材ｎの幅に応じ、またその厚みはガラス基板ｗ３とｗ４との間に形成される間隙ｇ未満である。この案内部３２２は、下記で詳述するように第２開口１２６から流出する溶融半田Ｍ１をガラス基板ｗ３とｗ４の間隙ｇへ円滑に案内する機能を実現するものである。したがって、図１１（ａ）のＢ−Ｂ断面である同図（ｂ）に示すように、案内部３２２の基端は第２開口の中に含まれている必要があるが、第２開口１２６からの溶融半田Ｍ１の流出を案内部３２２が阻害しないよう、案内部３２２と流通通路１２４との間には溶融半田Ｍ１が流通可能な隙間が生じている必要がある。さらに、上記機能を実現するためには、案内部３２２の表面には、溶融部１２９及び流通通路１２４と同様に溶融半田Ｍ１との濡れ性を高める処理がなされていることが好ましい。なお、本態様の接合装置３０では案内部３２２を備えた供給部材３２１を例として以下説明するが、例えば溶融半田の濡れ性が高い場合やガラス基板同士の間隙が比較的広い場合など溶融半田の濡れ広がりが円滑に行えるときには案内部は必ずしも必須の構成要素ではない。
【００７５】
そして、供給部材３２１は、対向配置されたガラス基板ｗ３とｗ４との間隙ｇに、図１１（ｃ）〜（ｅ）に平面視として示す案内部３２２の突出部分３２２１が挿入可能なよう水平な姿勢で保持されており、溶融半田Ｍ１を間隙ｇに供給するときには、第２開口１２６が形成された左端面がガラス基板ｗ３とｗ４の端面に共に接することで、第２開口１２６が間隙ｇに連接した状態に移動手段３４で位置決めされる。これにより、図１１（ａ）に示すように、溶融半田Ｍ１が供給されるべきガラス基板ｗ３とｗ４との間隙ｇに流通通路１２４は直接接続され、第１開口１２５を通じて流通通路１２４に流入する溶融半田Ｍ１は周囲の大気（酸素）に触れることなく間隙ｇに充填される。さらに、案内部３２２が設けられているので、第２開口１２６から流出する溶融半田Ｍ１は極めて円滑に間隙ｇに充填される。なお、供給部材３２１の溶融部１２９は、上記供給部材１２１と同様に構成されているので、糸半田Ｍ１の外周面に存在する酸化物Ｅ１が溶融半田Ｍ１へ混入することを抑制できることは言うまでもない。
【００７６】
ここで、上記案内部３２２の変形例について図１１（ｄ）・（ｅ）を参照して説明する。図１１（ｄ）の案内部３２２ａは流通通路１２４の軸心に沿い先端が先細り状に形成され、第２開口１２６から流出した溶融半田Ｍ１がより円滑に間隙ｇの中を流動させることにより溶融半田の充填性が高まるよう構成されている。また、図１１（ｅ）の案内部３２２ｂには、同様な目的のため、案内部３２２の表面に溶融半田Ｍ１を間隙ｇへ導くための案内溝ｕが形成されている。なお、図１１（ｅ）において、案内溝ｕは流通通路１２４の軸心とほぼ平行に複数本直線状に形成されているが、ガラス基板ｗ３とｗ４の間隙ｇと第２開口１２６との間を連結するよう形成すれば、複数本の案内溝を放射状に形成したり、一本の案内溝を湾曲状に形成してもよい。
【００７７】
以下、上記構成の第２態様に係る接合装置３０の動作について説明する。なお、接合装置３０に投入されるガラス基板ｗ３とｗ４は既に前処理工程を終え、その表面から水分や異物が除去されたものである。
【００７８】
［基板位置決め工程］
接合部材ｎが接合される表面を下方に向け水平な姿勢でガラス基板ｗ３を保持手段３８に保持させるとともに、接合部材ｎが接合される表面を上方に向け水平な姿勢でテーブル１４４にガラス基板ｗ４を載置する。第２の昇降部３４５及び水平移動部１４３を移動させることで、各々の端面同士が揃いほぼ一直線となるよう水平方向においてガラス基板ｗ３とｗ４とを対向配置するとともに、ガラス基板ｗ３とｗ４の間に所定の間隙ｇが形成されるよう鉛直方向における位置決めする。その後、吸着部３８２によるガラス基板ｗ３の吸着を解除し、第２の昇降部３４５を上昇させることにより保持手段３８をテーブル１４３の上方から退避させる。
【００７９】
［溶融半田供給工程］
テーブル１４４に内蔵された発熱体を発熱させ、ガラス基板ｗ３とｗ４を溶融半田Ｍ１の溶融温度程度に加熱する。そして、第１の昇降部１４２及び水平移動部１４３を移動させ、間隙維持部材ｐで保持されているガラス基板ｗ３とｗ４の一角部の間隙ｇに案内部３２２の突出部分３２２１を挿入するとともに、案内部３２２の左端面がガラス基板ｗ３とｗ４の端面に共に接する状態に供給部材３２１を位置決めする。
【００８０】
次いで、糸半田送出部のモータを駆動し、糸半田供給部から糸半田Ｍを繰り出す。繰り出された糸半田Ｍは、ヒータ１２３で加熱された溶融面１２９１に当接し溶融半田Ｍ１となる。糸半田Ｍの外周面に形成された酸化物Ｅ１は酸化物除去部２８により溶融半田Ｍ１から分離され、酸化物Ｅ１が混入しない清浄な溶融半田Ｍ１のみが流通通路１２４へ流入する。そして、第１開口１２５及び第２開口１２６以外は密閉された流通通路１２４を流動する溶融半田Ｍ１は、大気と触れることなく第２開口１２６から流出し、さらに案内部３２２で案内され、供給過程における酸化が抑制された清浄な溶融半田Ｍ１がガラス基板ｗ３とｗ４との間隙ｇへ充填される。
【００８１】
そして、上記供給部材３２１とガラス基板ｗ３・ｗ４との鉛直方向における位置関係を保持しつつ供給部材３２１がガラス基板ｗ３・ｗ４の外周を一周するよう水平移動部１４３でガラス基板ｗ３・ｗ４を移動させることにより、ガラス基板ｗ３とｗ４の間隙ｇの外周部全てに矩形枠状に溶融半田Ｍ１が充填される。
なお、ガラス基板ｗ３の加熱機能を保持手段３８に設けるとともに、第２の昇降部３４５もＸ及びＹ軸方向に移動可能に構成することにより、間隙保持部材ｐを使用しなくても上記と同様な動作によりガラス基板ｗ３とｗ４とを接合することができる。
【００８２】
［接合工程］
テーブル１４４の発熱体の通電を閉じガラス基板ｗ３とｗ４を冷却し、溶融半田Ｍ１を凝固させ接合部材ｎを形成する。上記のとおり糸半田Ｍの酸化物Ｅ１および供給過程において生成する酸化物の混入が抑制された清浄な溶融半田Ｍ１が充填されているのでガラス基板ｗ３・ｗ４と接合部材ｎとの接合界面には接合不良が生じ難く、気密性や接合強度の優れたガラスパネルｗを得ることができる。
【００８３】
上記では理解を容易にするためガラス基板ｗ３とｗ４の寸法は同一のものとしたが、異なる寸法であっても供給部材３２１の構造を適宜工夫することで接合装置を構成することができる。すなわち、ガラス基板ｗ３とｗ４の平面寸法が異なり、位置合わせした場合に双方の端面が揃わず段差が形成される場合には、供給部材３２１の左端面をその段差に応じた形状とすればよい。
【００８４】
第２態様の供給部材の好ましい態様について、図１２を参照し説明する。図１２（ａ）は、図１５（ｂ）の態様、すなわちガラス基板ｗ３・ｗ４の間隙ｇのみならず端面からはみ出した部分に余肉部ｎ１を有する接合部材ｎを有するガラスパネルｗを形成する場合の供給部材の例である。図１２（ａ）に示す供給部材３２１は、ガラス基板ｗ３とｗ４との間隙ｇよりも大きな直径Φ３の第２開口３２６を有する、換言すれば間隙ｇを包含可能に形成された第２開口３２６を有し、第２開口３２６において間隙ｇよりも大きな部分により余肉部ｎ１が形成される。この余肉部ｎ１が大気に対する障壁となり、間隙ｇに供給された溶融半田Ｍ１が大気に触れることによる充填後の酸化の進行が抑制される。
【００８５】
また、図１２（ｂ）は、ガラス基板ｗ３・ｗ４の表面に存在する気泡や異物を除去し、またその表面の活性度を向上させてガラス基板に対する溶融半田Ｍ１の濡れ性を高めるため、ガラス基板ｗ３とｗ４の表面に接触する接触面６２２２を供給部材６２１に設けた例である。なお、図１２（ｂ）における接触面６２２２は、間隙ｇの上下にあるガラス基板ｗ３とｗ４の表面に接触可能なよう案内部６２２の先端である突出部分６２２１を九十九折状に構成してあるが、接触面６２２２は間隙ｇにおける溶融半田Ｍ１の流動を損なわないよう適宜構成すればよい。
【００８６】
[第３態様]
本願発明の第３実施態様として、溶融金属の供給部材及びそれが組み込まれた一対のガラス基板の接合装置および接合方法について図１３・１４を参照し説明する。ここで、接合装置としての基本的な構成は図１０と同様であるので接合装置全体の構造および動作に関する説明は省略する。
【００８７】
図１３に示すように、第３態様の接合装置は、第２態様の接合装置がガラス基板ｗ３とｗ４との間隙ｇへ水平方向から溶融半田Ｍ１を充填していたのに対し、鉛直方向から重力を利用して溶融半田Ｍ１を充填する方式を採用することから案内部を有していない点で第２態様の接合装置と相違している。
【００８８】
すなわち、図１３（ａ）に示す供給部材４２１は上方開口した有底の略容器形状をなし、糸半田Ｍを溶融させるためのヒータ４２３は供給部材４２１の外周に巻回されている。そして、糸半田Ｍが当接し溶融半田Ｍ１を生成する溶融部４２９は供給部材４２１の底部上側に設けられ、溶融部４２９に一体的に設けられた酸化物除去部４８の第１開口４２５は溶融面４２９１に、第２開口４２６は底部下面に開口し、第１開口４２５と第２開口４２６を連結するよう底部に形成された流通通路４２４が設けられている。そして、図９で示した供給部材３２１と同様に、第１開口４２５の直径ΦＢは糸半田Ｍの直径ΦＡ未満であり、第２開口４２６の直径ΦＣはガラス基板ｗ３とｗ４との間隙ｇ以下である。さらに、供給部材４２１には、除去された酸化物Ｅ２を貯留する貯留部４２９２が形成されており、その貯留部４２９２に貯留された酸化物Ｅ２は図示しない酸化物排出部４２７で排出されるよう構成されている。
【００８９】
供給部材４２１は、接合部材ｎが形成されるべき表面が鉛直方向に立った姿勢で対向配置されたガラス基板ｗ３とｗ４との間隙ｇに対し第２開口４２６が連接して間隙ｇと流通通路４２４が接続可能な姿勢で保持されており、溶融半田Ｍ１を間隙ｇに供給するときには、第２開口４２６が形成された底部下面がガラス基板ｗ３とｗ４の端面に共に接することで、第２開口４２６が間隙ｇに連接した状態に位置決めされる。
【００９０】
上記供給手段４２１の構成によれば、糸半田供給部から繰り出された糸半田Ｍは溶融面４２９１に当接し溶融半田Ｍ１となる。そして、溶融半田Ｍ１はガラス基板ｗ３とｗ４との間隙ｇへ重力により速やかに充填される。なお、供給部材４２１の構造及びガラス基板ｗ３・ｗ４との位置関係は、上記供給部材３２１と同様に構成されているので、糸半田Ｍ１の外周面に存在する酸化物Ｅ１の溶融半田Ｍ１への混入を抑制でき、さらに供給過程における溶融半田Ｍ１の酸化を抑制できることは言うまでもない。
【００９１】
図１３（ｂ）に示す供給部材５２１は、基本的に上記供給部材４２１と同様な構成であり、第２開口５２６の直径ΦＣが間隙ｇよりも大きい点のみが相違する。かかる構成の供給部材５２１によれば、上記図１２（ａ）で説明した供給部材３２１と同様余肉部ｎ１を有するガラスパネルｗを形成することができる。
【００９２】
さらに、図１４に示す供給部材７２１は、基本的に供給部材４２１と同一の構成であるが、第２開口４２６の下方に接続された管状の案内部７２２を有する点で相違している。かかる態様の供給部材７２１によれば、溶融半田Ｍ１はより円滑にガラス基板ｗ３とｗ４との間隙ｇに充填される。
【符号の説明】
【００９３】
１０：溶融半田塗布装置
１１：糸半田供給手段
１２（３２）：加熱溶融手段
１４（３４）：移動手段
１５：気密室
１６：制御手段
１７：雰囲気制御手段
２０（３０）：ガラス基板接合装置
１００：ガラスパネル製造ライン
１０１：ロード室
１０２：前処理室
１０３：溶融半田塗布室
１０４：接合室
１０５：冷却室
１０６：アンロード室
【図１】
2010064143.tif 000003
【図２】
2010064143.tif 000004
【図３】
2010064143.tif 000005
【図４】
2010064143.tif 000006
【図５】
2010064143.tif 000007
【図６】
2010064143.tif 000008
【図７】
2010064143.tif 000009
【図８】
2010064143.tif 000010
【図９】
2010064143.tif 000011
【図１０】
2010064143.tif 000012
【図１１】
2010064143.tif 000013
【図１２】
2010064143.tif 000014
【図１３】
2010064143.tif 000015
【図１４】
2010064143.tif 000016
【図１５】
2010064143.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月30日(2009.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記酸化物除去部は前記溶融部と一体的に設けられており、前記低融点金属素材が溶融する時に前記低融点金属素材の表層の酸化物を除去するよう構成されている請求項１に記載の溶融金属の供給部材。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記酸化物除去部は別体として設けられており、低融点金属素材の溶融前において前記低融点金属素材の表層の酸化物を除去するよう構成されている請求項１に記載の溶融金属の供給部材。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２０】
請求項１乃至１７のいずれかに記載の供給部材が組み込まれた一対の被接合材を接合する接合装置であって、所定の間隙が形成される状態に前記一対の被接合材を配置する被接合材配置手段と、前記第２開口が前記間隙とほぼ連接する状態に供給部材を位置決めする供給部材位置決め手段とを有することを特徴とする被接合材の接合装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２５】
請求項１乃至１７のいずれかに記載の供給部材により一対の被接合材を接合する接合方法であって、所定の間隙が形成される状態に前記一対の被接合材を配置する被接合材配置工程と、前記第２開口が間隙とほぼ連接する状態に供給部材を位置決めする供給部材位置決め工程と、前記第２開口を通じて間隙に溶融金属を供給する溶融金属供給工程とを含むことを特徴とする被接合材の接合方法。