(57)【要約】【課題】本発明は、溶融金属を一対の板材の間隙部に充填するに際し板材端面に溶融金属が大きく盛り上がったり、垂れ下がらないようにした充填具及びこの充填具を備えたガラス基板の接合装置を提供することを目的としている。【解決手段】本発明の溶融金属の充填具は、溶融金属の流路を有する供給筒と前記流路が開口した排出口を横切って供給筒に取り付けられた誘導板とを備え、間隙部を介して上下に配置された一対の板材の外縁間隙に前記誘導板の一部を挿入して供給筒から排出された溶融金属を前記外縁間隙に導入する充填具であって、誘導板で上側排出口と下側排出口とに分けられた前記排出口において、下側排出口から排出される溶融金属の量が上側排出口から排出される溶融金属の量よりも少ないことを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属の流路を有する供給筒と前記流路が開口した排出口を横切って供給筒に取り付けられた誘導板とを備え、間隙部を介して上下に配置された一対の板材の外縁間隙に前記誘導板の一部を挿入して供給筒から排出された溶融金属を前記外縁間隙に導入する充填具であって、
誘導板で上側排出口と下側排出口とに分けられた前記排出口において、下側排出口から排出される溶融金属の量が上側排出口から排出される溶融金属の量よりも少ないことを特徴とした溶融金属の充填具。
【請求項２】
前記下側排出口の面積の方が前記上側排出口の面積よりも小さい請求項１に記載の溶融金属の充填具。
【請求項３】
前記誘導板は排出口から所定深さ流路内に挿入され、誘導板で上側流路と下側流路に分けられた流路において、下側流路の容積の方が上側流路の容積よりも小さい請求項１に記載の溶融金属の充填具。
【請求項４】
前記誘導板は排出口中心より下方にオフセットされた状態で供給筒に挿入されている請求項１乃至３のいずれかに記載の溶融金属の充填具。
【請求項５】
前記誘導板は排出口中心付近を横切って供給筒に挿入されており、供給筒の前記誘導板より下側の排出口形成面に、下側排出口の面積を上側排出口の面積より小さくするような堰板が装着されている請求項１又は２に記載の溶融金属の充填具。
【請求項６】
前記誘導板は排出口中心付近を横切って供給筒に挿入されており、下側流路の容積を上側流路の容積より小さくするような堰部材が、前記供給筒の下側流路内に形成されている請求項１又は３に記載の溶融金属の充填具。
【請求項７】
前記流路と誘導板は、少なくとも溶融金属接触面に溶融金属との濡れ性を向上させる表面処理が施されている請求項１乃至６のいずれかに記載の溶融金属の充填具。
【請求項８】
前記誘導板は、外縁間隙寸法より小さな板厚の板状体と、板状体の表面及び裏面から突出し挿入深さ方向の一部分で外縁間隙の両ガラス面と摺動可能とされた突起体とを備えた請求項１乃至７のいずれかに記載の溶融金属の充填具。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の前記充填具を有し、前記供給筒に制御された所定流量の溶融金属を供給する制御流量供給手段を備えたことを特徴としたガラス基板の接合装置。
【請求項１０】
前記充填具が超音波発振手段と連接されて振動可能とされている請求項９に記載のガラス基板の接合装置。
【請求項１１】
請求項１乃至７のいずれかに記載の前記充填具を有し、前記充填具がフローティング機構で支持されている請求項８又は９に記載のガラス基板の接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、間隙を介して配置された一対の板材の外縁間隙に低融点の溶融金属を導入して封止する充填具及びこの充填具を備えたガラス基板の接合装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
画像表示装置や複層ガラス（いわゆるペアガラス）には、図８に示すように、対向した板ガラスｗ１、ｗ２で形成される間隙部ｋの外周（以下、外縁間隙と称する）が低融点金属からなる溶着層ｎで封止されたパネル構造をとるものがあるが、画像表示装置の薄型化等から間隙部ｋは小さくなる傾向にある。前記パネルの製造方法として、一対の板ガラスＷを間隙部ｋを介して対面配置し、外縁間隙に溶融した低融点金属を充填して固化させることで両板ガラスｗ１、ｗ２を直接接合し、間隙部ｋを気密に封止する方法があり、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１には、貯留された溶融金属材料（溶融ハンダ）が排出可能な排出口と、排出口の中央部に設置され溶融ハンダを排出口から間隙部に導入可能とする導入板とを備えた金属充填具を使用した溶融ハンダの充填方法において、両板ガラスの間隙寸法が小さい場合であっても、溶融ハンダの漏れを抑制して確実に間隙部に充填できるとした充填方法が記載されている。すなわち、排出口と板ガラス端面との離間隙間を両板ガラスの間隙寸法の１０倍以下になるように設定することで、両板ガラスの間隙寸法が小さい場合には溶融ハンダは間隙部に入り難くなるものの、溶融ハンダを予定外の範囲に広がるのを抑制しながら間隙部にロスなく充填することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１６７２４５号公報（段落番号０００６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一対の板ガラスＷの外縁間隙に溶融ハンダを充填して溶着層を形成するに際し、特許文献１にも記されているように、板ガラス端面と溶融ハンダ排出口の間には所定の離間隙間をおく必要がある。このため、溶融ハンダは排出口と板ガラス端面の間のスペース（以下、離間スペースと呼ぶ）に満たされた状態で充填されるため、通常、図８に示すように、溶着層ｎは板ガラス端面にハンダ帯が形成された形態となる。しかし、このハンダ帯が大きく盛り上がったり、板ガラス端面部まで垂れ下がりが形成されたりすると、外観的に好ましくないだけでなく、実装時に他の部品と干渉して正常な実装ができなくなるおそれがある。また、板ガラスが載置される基台上にも落下するようになると、この溶融ハンダが板ガラス載置面に侵入していき、溶融金属で汚染させたくないガラス面を汚したり、新たな板ガラスを載置した時の高さ精度が悪化して導入板の挿入ができなくなるという問題も生じる。このため、充填処理が終了したあと、板ガラスの基台との当接面及び端面や、基台の板ガラスを載置する面を拭き取るという作業が必要となり、製造工数が増えるという問題も生じる。
【０００６】
前記問題に対しては、離間隙間を小さくしたり、過剰に溶融ハンダを供給しないようにするとよいが、前述したように離間隙間は所定の寸法が必要であり、過剰に溶融ハンダを供給しないようにすることが望ましい。これに対し、特許文献1の充填方式は、溶融ハンダが自重で排出口から押し出される状態の図が記載されていることからわかるように自重押出し方式である。この方式では自重で加圧された状態の溶融ハンダが自重に見合った量だけ排出口から押し出されるため、溶融ハンダは両板ガラスの間隙に流入し易い反面、余分の溶融ハンダが離間スペースから漏れ出すことになる。特許文献１には、具体的に０．１ｍｍ厚さの導入板を両板ガラスの０．２ｍｍの間隙に挿入して溶融ハンダを導入した時、排出口と板ガラス端面との離間隙間を２ｍｍとしても、前記間隙のシール性は良好であったとの記載があり、溶融ハンダは前記導入板の表面と板ガラスの表面との微小隙間０．０５ｍｍに充分に充填されたことが読み取れる一方、排出口と板ガラス端面とには２ｍｍの離間隙間があることから、ここから多量の溶融ハンダが漏れ出ていると推察され、前記問題については考慮されていない。
従って、本発明は溶融金属を一対の板材の間隙部に充填するに際し、板材端面に溶融金属が大きく盛り上がったり、垂れ下がらないようにした充填具及びこの充填具を備えたガラス基板の接合装置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】
【０００７】
本発明の溶融金属の充填具は、溶融金属の流路を有する供給筒と前記流路が開口した排出口を横切って供給筒に取り付けられた誘導板とを備え、間隙部を介して上下に配置された一対の板材の外縁間隙に前記誘導板の一部を挿入して供給筒から排出された溶融金属を前記外縁間隙に導入する充填具であって、誘導板で上側排出口と下側排出口とに分けられた前記排出口において、下側排出口から排出される溶融金属の量が上側排出口から排出される溶融金属の量よりも少ないことを特徴としている。これにより、排出口から排出される溶融金属のうち、重力方向が開放された状態に曝される溶融金属量を少なくすることができるので、板材端面に溶融金属の盛り上がりや、垂れ下がりなどを防止或いは減少させることができる。
【０００８】
また、前記本発明においては、前記下側排出口の面積の方が前記上側排出口の面積よりも小さくなるようにするとよい。
また、前記本発明においては、前記誘導板は排出口から所定深さ流路内に挿入され、誘導板で上側流路と下側流路に分けられた流路において、下側流路の容積の方が上側流路の容積よりも小さくなるようにしてもよい。
また、前記本発明においては、前記誘導板は排出口中心より下方にオフセットされた状態で供給筒に挿入されるようにすることが好ましい。
また、前記本発明においては、前記誘導板は排出口中心付近を横切って供給筒に挿入されており、供給筒の前記誘導板より下側の排出口形成面に、下側排出口の面積を上側排出口の面積より小さくするような堰板が装着されるようにしてもよい。
また、前記本発明においては、前記誘導板は排出口中心付近を横切って供給筒に挿入されており、下側流路の容積を上側流路の容積より小さくするような堰部材が、前記供給筒の下側流路内に形成されるようにしてもよい。
また、前記本発明においては、前記流路と誘導板は、少なくとも溶融金属接触面に溶融金属との濡れ性を向上させる表面処理が施されていることが好ましい。
また、前記本発明においては、前記誘導板は、外縁間隙寸法より小さな板厚の板状体と、板状体の表面及び裏面から突出し挿入深さ方向の一部分で外縁間隙の両ガラス面と摺動可能とされた突起体とを備えた構成とすることが好ましい。
【０００９】
本発明の溶融金属のガラス基板の接合装置は、前述したいずれかの本発明の充填具を有し、前記供給筒に制御された所定流量の溶融金属を供給する制御流量供給手段を備えたことを特徴としている。これにより、基本的に外縁間隙を充填するに必要とされる量或いは少し多い程度の所定量を充填具に供給できるので、外縁間隙に充填されずに漏れ出る溶融金属量を少なくすることができ、前記充填具自身の漏れ減少作用と相俟って、板材端面に溶融金属の盛り上がりや、垂れ下がりなどをより防止或いは減少させることができる。
また、前記本発明においては、前記充填具が超音波発振手段と連接されて振動可能とされるようにすることが好ましい。
また、前記本発明においては、前記充填具がフローティング機構で支持されているようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、溶融金属を一対の板材の間隙部に充填するに際し、所定量の溶融金属を間隙部に充填できると共に、溶融金属の漏れを少なくすることができるので、意図した強度で接合でき、また板材端面に溶融金属が盛り上がったり、垂れ下がったりすることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ガラス基板の接合装置の概略構成図である。
【図２】充填具の構造を示す断面図である。
【図３】充填具の構成を示す斜視図である。
【図４】定常状態における誘導板の溶融ハンダ充填状態を示す図である。
【図５】充填具の他の形態を示す図である。
【図６】誘導板の他の形態を示す図である。
【図７】ガラス板端面に段差がある時に対応する充填具の形態を示す図である。
【図８】一対のガラス板を接合する溶着層の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本願発明の充填具及びこれを備えたガラス基板の接合装置を、図８に示すように、平面寸法が同一のガラス基板ｗ１、ｗ２を所定寸法のスペーサｐを介して上下に対向させ、外周端部が一致するように位置合わせした一対のガラス基板Ｗを対象にして、その外縁間隙に溶融した低融点金属（以下、溶融ハンダと総称する）を充填して溶着層ｎを形成する場合を例に説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
まず、ガラス基板の接合装置について説明する。  
図１は本実施の形態１におけるガラス基板の接合装置の主要部を示す部分断面図、図２、３は本実施の形態１における充填具１の断面図及び部分斜視図である。本接合装置は、充填具１と、充填具１を取り付けるホルダー２と、ホルダー２を主として上下にフローティングさせるフローティング機構３と、フローティング機構３を支持するケーシング６とを備えている。フローティング機構３は、適度な柔軟性を有したゴムやバネを上下に配設した構造で実現することができ、ガラス基板ｗ１、ｗ２或いは充填具１に無理な力を作用させずに充填具１の姿勢を保つことができる。また、好ましくは、ホルダー２に超音波振動体４を取り付け、軸部材５を介して充填具１と接合するようにして充填具１の長手方向に超音波振動を印加するようにするとよい。
【００１４】
本充填具１は、一面１５と他面１６に開口した溶融ハンダＭ１が流通する円形断面の流路１３を内部に有する供給筒１０と、前記供給筒の他面１６に直交しこの開口（第２開口）１２を横切って流路１３内に深さＬ０だけ挿入して取り付けられた誘導板２０とを備え、第２開口１２から排出される溶融ハンダＭ１を誘導板２０を介して外縁間隙に導入するものである。詳細は後述する。
【００１５】
接合装置は、充填具１を、供給筒１０の他面１６が一対のガラス基板Ｗの端面と所定の離間隙間ｓ隔てられた状態で誘導板２０を一対のガラス基板Ｗの外縁間隙に挿入するとともに、外縁間隙部に沿って所定速度で一周できるように移動させればよいが、接合装置でこの移動動作を全て行なわせる必要はなく、一対のガラス基板Ｗが載置されるテーブル側の動作と分担して相対的に行わせるようにしてもよい。このため、接合装置は移動形態に合わせて種々の構造をとることができるが、移動形態に基づく構造がどのようなものであれ、移動機構は基本的には公知の技術、例えば直線移動であればモータとボールネジ、リニアガイドなどを用いたもの、旋回移動であればモータ或いはシリンダとベアリングなどを用いたものを用いて実現できるので、移動に関する構造については説明を省略する。前記ケーシング６は、上下方向調節治具例えばネジ移動式Ｚ軸テーブル（図示せず）を介して移動機構（図示せず）に取り付けるとよい。これにより、ガラス基板ｗ２の厚さ及びスペーサｐの高さに合わせて、充填具１の誘導板２０を予め一対のガラス基板Ｗの外縁間隙に対して高さ調節しておくことができる。なお、本説明における接合装置は、充填具１を水平方向に旋回移動させる構成とし、一対のガラス基板Ｗ側が水平方向に移動するとする。
【００１６】
次に、本充填具１における誘導板２０について説明する。  
誘導板２０は、一対のガラス基板Ｗの外縁間隙に挿入されて、供給筒１０の第２開口（以降、排出口と称する）１２から排出される溶融ハンダＭ１を、誘導板主面と相対するガラス主面との隙間（ギャップと称する）に導入するものであるが、誘導板２０を外縁間隙部に沿って移動させる時、溶融ハンダＭ１をガラス主面に摺動させる、いわゆる塗り込むことにより上下のガラス主面に強固に接合させながら外縁間隔に充填する機能を有している。本誘導板２０は、図２、３に示すように、特許文献１に記載された導入板が、溶融ハンダ排出口の上下方向の中心部に設置されて排出口の導入板で分割された上下の排出口の面積を同一となすようにしているのとは異なり、排出口１２の中心から下方にオフセットされ、誘導板２０で仕切られた上側排出口１２ｕと下側排出口１２ｄの面積を、下側の方が上側より小さくなるようにしている。詳細については後述する。
【００１７】
また、本誘導板２０は、一対のガラス基板Ｗの外縁間隙に挿入されて移動する時、移動装置の走行精度等からくる上下変動等があってもギャップを一定に維持できるようなガイドを有している。即ち一対のガラス基板Ｗの外縁間隙寸法より小さな厚さ（Ｔ２）の板状体２２と、板状体２２の上下面から突出した外縁間隙寸法とほぼ同一厚さ（Ｔ１）の突起体２１とを備えた構成となっている。板状体２２と突起体２１は、一体構造で形成してもよいし別部材を接着や積層プロセスなどで固着した組立構造としてもよく、組立構造とすると、板状体２２をガラスとし突起体を金属とするなど要求される機能に合わせて適宜な材質を選択して組み合わせることができる。
【００１８】
前記板状体２２は、溶融ハンダＭ１を板状体２２の表面と相対する外縁間隙のガラス面との隙間（前述のギャップに相当。ギャップＧと称する）に導入するとともに、上下のガラス面に塗り込む機能を有し、外縁間隙に挿入される部分（Ｌ２で示す）はコテ部２２ａと称される。また、前記突起体２１は、排出口１２からＬ１だけ突き出るように形成されており、外周間隙に挿入されて上下のガラス面と摺動可能な接触面を有する部分はガイド部２１ａと称される。
【００１９】
従って、誘導板２０を外縁間隙に挿入するに際し、ガイド部２１ａを外縁間隙のガラス端部に嵌合することによって、外縁間隙におけるコテ部２２ａの上下方向位置が規定される。すなわち、上下のギャップＧ（Ｇｕ，Ｇｄ）を一定に維持することができる。突起体２１の少なくともガイド部２１ａには、ガラス板との滑り性をよくするための表面処理、例えばＮｉ撥水メッキを施すことが好ましい。コテ部２２ａは、コテ作用面からはガイド部２１ａとの段差は微小とし、かつ外縁間隙の上下方向で中心になるようにすることが望ましい。
【００２０】
また、図３（ａ）に示すように、誘導板２０上下の突起体２１は、流路１３からの溶融ハンダＭ１を流入可能とする上下の導入路２３（２３ｕ，２３ｄ）を挟むように左右に形成されている。導入路２３は、例えば一体的に形成された突起体２１を分断するように溝加工を行うことで形成することができ、その幅、深さは溶融ハンダＭ１の流通性に合わせて適宜決めればよいが、大きい方が流通性にとって好ましく、図３（ｂ）に示すように板状体２２を掘り込んでコテ部２２ａに達するようにした形態としてもよい。また、ガイド部２１ａには、外縁間隙に嵌入し易くするために、側面又はコテ部との段差面のエッジに面取りｃを施すことが好ましい。ここで言う面取りは、角部を直線状或いは曲線状に丸めた部位のことで、切削加工、砥粒加工、エッチング等で形成することができる。
【００２１】
コテ部２２ａは、前述したように、上下導入路２３ｕ、２３ｄを介して供給された溶融ハンダＭ１を上下ギャップＧｕ、Ｇｄに導き入れるとともに、上下ガラス基板ｗ１、ｗ２に強固に接合させるためのものであるが、コテ部２２ａが移動するに伴い、移動方向の後方には上下ギャップＧｕ、Ｇｄから溶融ハンダが回り込んで充填され、溶着層ｎが形成される。溶着層ｎの幅はコテ部２２ａの長さＬ２でほぼ規定される。コテ部２２ａの厚さＴ２は、溶融ハンダＭ１をガラス基板ｗに均一な面圧で接触させならが塗り込めるよう、ギャップＧ寸法から設定される。溶融ハンダＭ１がコテ部２２ａに追従して一緒に移動し、ガラス面に良好に塗り込められるためには、ギャップＧは狭い方がよい。また、溶融ハンダＭ１の追従性を高めるため、コテ部２２ａの表面に移動方向に交差するような溝を形成することもよい。
【００２２】
次に、供給筒１０について説明する。
供給筒１０は、一面１５の開口（第１開口）１１から溶融ハンダＭ１が供給され、他面１６の開口（排出口）１２から排出されるが、第１開口に供給される溶融ハンダは、一対のガラス基板Ｗの外縁間隙へ充填されるべき所定流量を基にした制御された流量が供給される。すなわち、本接合装置は、特許文献１に記載された自重押出し式供給手段ではなく制御流量供給手段を備えている。以下、制御流量供給手段として糸ハンダ供給装置（図示せず）を用い、糸ハンダＭを第１開口１１に所定速度で送りながら供給筒１０で溶融していく形態を例に説明するが、その他にも、例えば、第１開口１１に連なる密閉容器に溶融ハンダを収納し、第１開口１１に所定流量を吐出するように容器内の圧力を制御したり、ピストンを装着し所定速度で移動して吐出するようにした構成をとることもできる。
【００２３】
上記したように、本供給筒１０は供給された糸ハンダＭを溶融して内部の流路１３に流入させる構造とされ、図２に示すように、第１開口１１が形成された一面１５が糸ハンダを溶融する溶融面１５とされ、排出口１２が形成された他面１６が溶融ハンダの排出面１６とされ、この間に糸ハンダ溶融用のヒータ１４が装着されている。すなわち、糸ハンダＭを溶融面１５に押し付けて溶融し、溶融したハンダＭ１を流路１３を通して排出口１２から排出する形態である。糸ハンダ供給装置（図示せず）は、ボビンに巻かれた糸ハンダＭを、その下端面が第１開口１１を閉塞する姿勢で溶融面１５に当接するよう案内しつつ制御された速度で送り出されるようにされている。これにより制御された流量の溶融ハンダＭ１が生成され、流路１３を通って排出口１２から連続的に排出される。
【００２４】
第１開口１１が開口する溶融面１５は、例えば供給筒１０の表面をザグリ加工して形成した凹状部の底面であり、さらに溶融面１５を取り囲むように供給筒１０の周廻りに周壁１７を形成するとよい。また、第１開口１１はその直径ΦＢが溶融面１５と当接する糸ハンダＭの端面の直径ΦＡ未満とされ、流路１３は少なくとも溶融面１５近傍では直径ΦＢの管状に形成される。また、流路１３の排出面１６から少なくとも所定範囲は排出面１６と略直交するように形成されており、供給筒１０を、排出面１６が一対のガラス基板Ｗの外周端面に離間隙間ｓ隔てて対向するように位置決めすると、前記排出面１６近傍の流路は外縁間隙に対して平行になる。
【００２５】
溶融面１５を前記構造で形成したことにより、糸ハンダＭの外周面に酸化物Ｅが生成していても、酸化物Ｅの流路１３への流入は第１開口１１の外周縁部、すなわち溶融面１５により阻止され、酸化物Ｅがほとんど混入しない清浄な溶融ハンダＭ１のみが流路１３へ流入する。流路１３への流入が阻止された酸化物Ｅは、溶融面１５即ち凹状の底部に貯留されるが、吸引したり或いは周壁１７の一部を切り欠いてここから流出させたりする適宜手段を用いて回収すればよい。なお、大気中で保管された糸ハンダＭの表面に生成している酸化物Ｅの層の厚さは通常数十μｍ程度であるので、糸ハンダＭと第１開口１１の直径の差、すなわちΦＡ−ΦＢは１ｍｍ前後としておけば十分であり、直径が（ΦＢ＋１）ｍｍ以上の糸ハンダを使用することができる。
【００２６】
次に、本充填具１による溶融ハンダの充填処理について説明する。
溶融ハンダ充填処理に際し、充填具１は、供給筒１０内の溶融ハンダＭ１の供給が定常状態にある時に一対のガラス基板Ｗの外縁間隙部に沿って移動するようにされるが、前記定常状態とは、溶融ハンダＭ１が誘導板２０の上下の導入路２３ｕ、２３ｄから上下のギャップＧｕ、Ｇｄに導入可能とされた状態をいい、図４に示すように、排出口１２に臨んだ溶融ハンダＭ１が誘導板２０の上部導入路２３ｕより高いレベルにある状態であり、供給開始から定常状態に達するまでの時間はできるだけ短い方がよい。このため、溶融ハンダＭ１は供給開始時には流路１３に溶融ハンダＭ１が迅速に満たされるような流量になるように、次いで充填具１の移動速度等を基にした外縁間隙を充填するための所定流量になるように流量制御されるとよく、糸ハンダＭの繰り出し速度を制御することで実現できる。このためには、供給筒１０の大きさ、熱伝導率や流路１３の直径、長さなどによる遅れを考慮したプログラム制御とするとよいが、繰り出し開始から終了まで定速度で送り出すようにした簡便な制御とすることもできる。この場合の速度は、充填具１の移動速度等を基に算出される必要流量より数〜十数パーセント程度多めの所定流量となるような速度とするとよい。
【００２７】
前記定常状態においては、誘導板２０によって上下に分けられた流路１３のうち、下側流路１３ｄは溶融ハンダＭ１で満たされているので、下側流路１３ｄが開口する下側排出口１２ｄとガラス基板ｗ２端面との間の下側離間スペースにも溶融ハンダは満たされている。この状態で、溶融ハンダＭ１は下ギャップＧｄに導入されるが、余分の溶融ハンダは前記離間スペースから溢れることになる。流路１３に供給される溶融ハンダは制御された所定流量であり、従って離間スペースの溶融ハンダには小さな供給圧力しかかからないが、下側離間スペースは重力方向が開放されているので、漏れた溶融ハンダは垂れ下がることになる。この下側流路１３ｄからの漏れ出しは、供給開始から定常状態に達するまでにも生じ、この量も少ない方が望ましい。一方、上側流路１３ｕ、及びそれに連なる上側流路１３ｕが開口する上側排出口１２ｕとガラス基板ｗ１端面との間の上側離間スペースが溶融ハンダＭ１で満たされても、上側離間スペースの溶融ハンダは重力で押さえ込まれ、また流路の上部位置にあってヘッドの影響が小さいので漏れ出にくい。従って、排出口１２とガラス基板端面との離間スペースから漏れ出ていく溶融ハンダ量を少なくしたり或いはなくすためには、下側流路１３ｄから排出される溶融ハンダ量が少なくなるようにすればよい。
【００２８】
本充填具１は、前述したように誘導板２０が排出口１２の中心から下方にオフセットした位置に取り付けられているので、下側排出口１２ｄの面積が上側排出口１２ｕの面積より小さくなっている。また、下側流路１３ｄの容積の方が上側流路１３ｕの容積よりも小さくなっている。従って、溶融ハンダを排出口１２の全面から排出させる時には、前記下側排出口１２ｄから排出される量は、上側排出口１２ｕから排出される量より少ない。すなわち、本充填具１における下側流路１３ｄから排出される溶融ハンダ量は、特許文献１における誘導板２０を排出口１２の中心に取り付けた場合の下側流路から排出される溶融ハンダ量より少なく、離間スペースからの漏れ出し量を少なくすることができるとともに、定常状態に達するまでの時間も短くできる。オフセット量Ｆは、溶融ハンダＭ１の供給流量、排出面１６とガラス基板端面との離間隙間ｓ及び導入路２３等の大きさ等を基にして適宜設定すればよいが、大きくするほど前記下側流路１３ｄが満たされる溶融ハンダ量が少なくなるので、漏れ出し量をより小さくできるとともに、定常状態に達するまでの時間も短くできる。
【００２９】
前述したように、本願発明の充填具１を用いると、供給された清浄な溶融ハンダＭ１は、流路１３、ガラス基板との離間隙間ｓ及びギャップＧでわずかに外部雰囲気と触れるだけで一対のガラス基板Ｗの外縁間隙に充填される。従って、供給された清浄な溶融ハンダＭ１は、大気雰囲気であっても酸化が抑制された状態でガラス面と接触するので、本願発明の接合装置は、少量の適切な量の酸素を介するとガラス面と優れた接合性を有するＳｎＡｇＡｌ系合金ハンダを使用するのに好適である。なお、充填性をより良好とするためには、誘導板２０の表面、少なくとも溶融ハンダが接触する面には溶融ハンダＭ１との濡れ性を高める処理、例えばＡｇ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａなどを被覆するとよいが、溶融ハンダ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を施した上に前記被覆処理をすることが好ましい。なお、これらの処理は流路１３の表面に対しても行うことが好ましい。
【００３０】
次に、前記本形態の接合装置による外縁間隙への溶融ハンダの導入・充填とガラス基板接合のための一連の動作を説明する。
発熱体が内蔵されたテーブルに、所定寸法のスペーサｐを介して上下にセットされた一対のガラス基板Ｗが位置決めされ、一対のガラス基板Ｗは溶融ハンダの溶融温度程度に加熱される。テーブルはＸＹ２軸移動機構に載置されてＸＹ方向に走行可能であり、一対のガラス基板Ｗは供給筒１０に対して、外縁間隙のうち一辺端部の所定位置に誘導板２０が挿入され、かつガラス基板端面と排出面１６とが所定の離間隙間ｓ隔たるように移動される。この時、コテ部２２ａが外縁間隙の上下中心近傍にくるように高さ調節されているが、厳密に外縁間隙の中央に配設させるのは難しく、調節が良好に行われていないと、コテ部２２ａは外縁間隙に挿入されるにしても、ガイド部２１ａは上下いずれかのガラス基板の端面に当たってしまう可能性がある。しかし、充填具１は上下方向にフローティングされており、またガイド部２１ａには面取りｃが施されているので、ガイド部２１ａは容易に外縁間隙に嵌入される。これにより、コテ部２２ａは外縁間隙の上下方向ほぼ中央に位置決めされ、コテ部２２ａとガラス基板ｗ１、ｗ２とのギャップＧは上下ともほぼ同じとなる。
【００３１】
所定流量の清浄な溶融ハンダＭ１が流路１３に供給されて排出口１２から排出され始めると、誘導板２０はオフセットされて排出口１２の下側に取り付けられているので、短時間で定常状態に達し、一対のガラス基板Ｗを直ぐに一方向（Ｘ方向）に所定速度で移動させることができる。この間、溶融ハンダＭ１は上下のギャップＧ（Ｇｕ，Ｇｄ）に導入され、上下のガラス面に接合しつつ外縁間隙に充填されていくが、誘導板２０の下部側から漏れる溶融ハンダは少なく、垂れ下がりや滴下はほとんど生じない。また、ガイド部２１ａは、外縁間隙に嵌入しかつフローティング状態にあるので、下ガラスｗ２の厚さバラツキやＸ方向移動テーブルの上下方向うねりなど一対のガラス基板Ｗの移動に際して生じる外縁間隙の上下位置変動に対しても追従し、ギャップＧは上下ともほぼ同じ寸法が維持される。これにより、溶融ハンダＭ１はコテ部２２ａの上下面に沿ってほぼ同量導入されるので、コテ部２２ａの移動に伴って移動する溶融ハンダＭ１の流動状態は上下のギャップＧでほぼ同一となり、溶融ハンダは上ガラスｗ１面に対しても下ガラスｗ２面に対しても同じように塗布される。
【００３２】
また、充填中に超音波振動を作動させ誘導板２０に超音波振動を印加すると、溶融ハンダＭ１と誘導板２０、および溶融ハンダＭ１とガラス基板ｗ１、ｗ２の濡れ性が良くなって狭いギャップＧであっても導入性が高まる。また、この振動は溶融ハンダＭ１を介してガラス基板ｗ１、ｗ２の表面にも作用し、溶融ハンダＭ１やガラスｗ１、ｗ２の表面に存在する気泡や酸化膜等の異物を除去するので、ガラス基板ｗ１、ｗ２に対する溶融ハンダＭ１の接合性を高めることができ、一対のガラス基板Ｗの接合強度向上のために有効である。
【００３３】
前述したようにして一辺の外縁間隙への溶融ハンダＭ１の導入・充填が完了すると、充填具１を装着したケーシング６は９０度水平方向に旋回し、次いで、一対のガラス基板Ｗは直交する他辺方向に移動させられ、前記と同様にこの辺の外縁間隙に溶融ハンダＭ１がほとんど垂れ下がることなく導入・充填される。この動作を順次各辺に対して行うことで、一対のガラス基板Ｗの４辺の外縁間隙全てに溶融ハンダＭ１が導入・充填され一対のガラス基板Ｗは外縁端面に溶融ハンダが大きく盛り上がったり垂れ下がったりすることなく接合、封止される。このガラス基板への導入・充填作業が完了すると、該ガラス基板Ｗを載置したテーブルはＸＹ２軸移動機構から外部へ移し替えられる。なお、外部に搬出されたテーブルから該ガラス基板Ｗは取除かれるが、テーブル上には溶融ハンダは付着していないので、テーブルからハンダを除去するための作業は必要ない。
【００３４】
引き続いて、別の一対のガラス基板を載置して加熱準備していた別のテーブルが新たにＸＹ２軸移動機構上に載せられ、新たなガラス基板に対して前述したと同様にして外縁間隙への溶融ハンダの導入・充填作業が行われる。ここで、新たなガラス基板と前回のガラス基板とでは、ガラス基板ｗ２の厚さ精度の違いや載置誤差の違いにより外縁間隙の高さ位置がズレている可能性がある。この場合でも、本願発明の接合装置によれば、前述したように誘導板２０のコテ部２２ａを外縁間隙の上下方向中心位置に挿入でき、上下ギャップＧを維持した状態で溶融ハンダＭ１を導入・充填できるので、同様に良好な接合強度と気密性を有する一対のガラス基板Ｗを得ることができる。
【００３５】
なお、誘導板２０が外縁間隙に沿って相対的に移動する時、ガイド部２１ａとガラス面間には毛細管現象で溶融ハンダＭ１が浸透し、これに引かれてガイド部２１ａが通過したあとの占有エリアには溶融ハンダＭ１がコテ部２２ａから回り込んで充填される。しかし、ガイド部２１ａの長さが長いとこの全長すべての部分には溶融ハンダが充填されないおそれがあるため、ガイド部２１ａの長さは短い方がよく、必要とされる溶着層ｎ幅の１０〜２０％程度とするのがよい。なお、ガイド部２１ａの上下面は、図３に示すような平坦な平面に限らず溝入り平面であってもよく、また曲面であってもよく、最高突出部がガラス面と摺動する接触面とされる。
【００３６】
（実施の形態２）
前記実施の形態１の充填具１は、誘導板２０を排出口１２の中心から下方にオフセットして取り付けた形態であったが、本実施の形態２における充填具１００は、誘導板２０を排出口１２の中心或いは中心付近に取り付けるようにしたものである。しかし、本形態においても、排出口１２の全面から溶融ハンダＭ１が排出される時には、下側排出口１２ｄから排出される流量は、上側排出口１２ｕから排出される流量より少なくなるようにされており、その構造を図５に例示する。
【００３７】
図５（ａ）は下側流路１３ｄの出口に堰板１０１が取り付けられたもので、誘導板２０と隙間を介して配設され、その隙間を下側排出口１２ｄとしたものである。図５（ｂ）は、上記と同様に堰板１０２を配設したものであるが、誘導板２０との間に隙間を設けず、堰板１０２の上方に小断面の溶融ハンダ通過穴を形成し、この穴を下側排出口１２ｄとしたものである。また、図５（ｃ）は、下側流路１３ｄ内に堰部材１０３が取り付けられたもので、下側流路１３ｄの容積を上部流路１３ｕの容積より小さくしたものである。
【００３８】
以上、実施の形態１、２において、誘導板２０はギャップを一定に維持するためのガイド部２１ａを有した上下方向にほぼ対称な段付き構造体として、図３に示すように突起体２１が供給筒１０に挿入され、供給筒１０の内部から外へ出て直ぐの部分をガイド部２１ａとする形態で説明したが、図６（ａ）に示すような供給筒１０には突起体２１を挿入させず、供給筒１０から出て直ぐの部分だけを突起体２１としてガイド部２１ａとする形態や、図６（ｂ）に示すように、平板体２２の先端部に突起体２１を形成してガイド部２１ａとする形態をとることもできる。なお、誘導板における平板体２２及び突起体２１は、金属、ガラス、セラミックスなどの同一材料、或いは別材料とすることができる。
【００３９】
また、誘導板は、前述のガイド部２１ａを有した上下方向にほぼ対称な段付き構造体に限らず、図６（ｃ）に示すように突起体を有しない厚さが同一な平板部材２０ａを用いることもできる。これは、例えば一辺が数〜十数ｃｍ程度の小サイズのガラス基板に対するように、ガラス基板の厚さバラツキやガラス基板移動機構の案内振れなどが極めて小さく、ギャップが無視できるほどしか変動しない場合などに適用するとよい。なお、この場合には、接合装置としては必ずしもフローティング機構で充填具を支持しなくてもよい。
【００４０】
また、前記では理解を容易にするためガラス基板ｗ１とｗ２の平面寸法は同一のものとしたが、異なる寸法であっても対応することができる。すなわち、ガラス基板ｗ１とｗ２の平面寸法が異なり、位置合わせした場合に双方の外縁端面が揃わず段差が形成される場合には、図７に示すように、排出口１２が開口する排出面１６をその段差に応じた形状とすることで対応することができる。
【００４１】
以上、間隙部がスペーサを介して形成された例えば画像表示用パネルのための一対のガラス基板を例に説明したが、本願発明は他の建築用、自動車用、車両用、船舶用などの窓ガラス等に用いられるガラスパネルや、保温装置や防音装置などガラスパネル以外の金属板材またはセラミックス板材を用いることができるパネルにおいても、また低融点金属として、前記のＳｎＡｇＡｌ系合金ハンダだけでなく、例えばＳｎ、Ｚｎ、Ｔｉ等を含む種々の組成のハンダや、Ｉｎ合金を用いた場合でも適用でき、同様な作用・効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１：充填具、  ２：ホルダー、  ３：フローティング機構、  ４：超音波発振器、
１０、１００：供給筒、  １１：第１開口、  １２：第２開口（排出口）、  
１３：流路、  １５：溶融面、  １６：排出面、  ２０：誘導板、  ２１：突起体、  
２１ａ：ガイド部、  ２２：平板体、  ２２ａ：コテ部、  ２３：導入路、  
Ｗ：一対のガラ基板、  ｗ１：上ガラス基板、  ｗ２：下ガラス基板、  ｋ：間隙部、  Ｍ：糸ハンダ、  Ｍ１：溶融ハンダ、  ｎ：溶着層、  Ｇ：ギャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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