(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング及び該ハウジングに設置された排気孔を含む密封しようとする素子を提供する第一ステップと、
その一つの表面に低融点のガラス粉末層が形成された、平板状の密封蓋を提供する第二ステップと、
前記密封蓋の、前記低融点のガラス粉末層が形成された表面と前記排気孔とを対向させるように、前記密封蓋及び前記排気孔を分離して設置する第三ステップと、
前記密封しようとする素子の内部を真空にする第四ステップと、
前記低融点のガラス粉末層を加熱し、該低融点のガラス粉末を軟化させ、前記密封蓋を前記排気孔に封着させる第五ステップと、
前記低融点のガラス粉末を冷却し、凝固させる第六ステップと、
を含み、
前記第二ステップでは、前記低融点のガラス粉末層が形成された密封蓋を真空雰囲気において焼き、該低融点のガラス粉末層におけるガスを除去した後で、前記密封蓋の、低融点のガラス粉末層の表面に、ゲッターを形成することを特徴とする真空素子の密封方法。
【請求項２】
前記第三ステップでは、前記密封しようとする素子の排気孔の周りに複数の支持体を設置し、前記密封蓋を前記支持体に設置し、該密封蓋の、前記低融点のガラス粉末層が形成された表面と前記排気孔とを対向させることを特徴とする、請求項１に記載の真空素子の密封方法。
【請求項３】
前記第五ステップでは、前記低融点のガラス粉末層及び前記支持体を加熱し、該低融点のガラス粉末及び該支持体を軟化させ、前記密封蓋を前記排気孔に封着させることを特徴とする、請求項２に記載の真空素子の密封方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空技術に関し、特に真空素子の密封方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、電子素子の製造において、真空素子の密封方法が広く応用されているので、真空技術は、益々重視されている（非特許文献１を参照）。真空素子の密封の品質は、電子素子の寿命に影響する。
【０００３】
従来技術として、図１を参照すると、真空素子の密封方法は、下記のステップを含む。まず、密封しようとする素子１００を提供する。該密封しようとする素子１００が排気孔１０２を含む。次に、排気チューブ１１０を提供する。該排気チューブ１１０の一端を低融点のガラス粉末１０８により、前記排気孔１０２に接続し、もう一端を密封しようとする素子１００の外部に設置する。次に、真空カップ１０４を提供し、該真空カップ１０４を真空装置１０６に接続し、該真空カップ１０４で前記排気チューブ１１０を被い、前記密封しようとする素子１００の内部の真空化を保持する。最後に、前記密封しようとする素子１００の内部が所定の真空度になると、密封装置１１２により、前記排気チューブ１１０を加熱し、該排気チューブ１１０を軟化させて、該排気チューブ１１０の前記排気孔１０２に隣接する端部の反対端を閉じて、前記密封しようとする素子１００の内部を真空化させる。
【０００４】
図２を参照すると、前記方法において、前記密封しようとする素子１００を真空室１１４に置き、真空装置１０６により前記真空室１１４を真空化する。前記真空室１１４の内部が所定の真空度になると、封着装置１１６により、前記排気チューブ１１０を加熱し、該排気チューブ１１０を軟化させて、該排気チューブ１１０の前記排気孔１０２に隣接する端部の反対端を閉じて、前記密封しようとする素子１００の内部を真空化させる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】“Ｖａｃｕｕｍ  ｐｒｏｂｌｅｍｓ  ｏｆ  ｍｉｎｉａｔｕｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｖａｃｕｕｍ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ：ａ  ｎｅｗ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃｏｍｐａｃｔ  ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒｓ”，Ｖａｃｕｕｍ  ２００２年、第６４巻、第１５〜３１頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記密封しようとする素子１００を密封する方法において、排気チューブ１１０を使用するので、密封された真空素子に排気チューブ１１０の一部が残され、前記真空素子の安全性及び安定性に影響を与えるという課題がある。また、前記方法において、前記排気チューブ１１０の直径が小さくなければならず、この場合、前記排気チューブ１１０により、前記密封しようとする素子１００の内部のガスを排除するために時間がかかるという課題がある。また、前記排気チューブ１１０及び前記低融点のガラス粉末１０８が加熱され、生成されたガスは、前記密封しようとする素子１００の内部に進入することができるので、前記真空素子の真空度に影響を与えることができるという課題がある。
【０００７】
従って、本発明は、前記課題を解決するために、真空素子の密封方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
真空素子の密封方法は、ハウジング及び該ハウジングに設置された排気孔を含む密封しようとする素子を提供する第一ステップと、その一つの表面に低融点のガラス粉末層が形成された密封蓋を提供する第二ステップと、前記密封蓋の、前記低融点のガラス粉末層が形成された表面と前記排気孔とを対向させるように、前記密封蓋及び前記排気孔を分離して設置する第三ステップと、前記密封しようとする素子の内部を真空にする第四ステップと、前記低融点のガラス粉末層を加熱し、該低融点のガラス粉末を軟化させ、前記密封蓋を前記排気孔に封着させる第五ステップと、前記低融点のガラス粉末を冷却し、凝固させる第六ステップと、を含む。
【０００９】
前記第二ステップでは、前記低融点のガラス粉末層が形成された密封蓋を真空雰囲気において焼き、該低融点のガラス粉末層におけるガスを除去する。
【００１０】
前記第二ステップでは、前記低融点のガラス粉末層が形成された密封蓋を真空雰囲気において焼いた後で、前記密封蓋の、低融点のガラス粉末層が形成された表面に、ゲッターを形成する。
【００１１】
前記第三ステップでは、前記密封しようとする素子の排気孔の周りに複数の支持体を設置し、前記密封蓋を前記支持体に設置し、該密封蓋の、前記低融点のガラス粉末層が形成された表面と前記排気孔とを対向させる。
【００１２】
前記第五ステップでは、前記低融点のガラス粉末層及び前記支持体を加熱し、該低融点のガラス粉末及び該支持体を軟化させ、前記密封蓋を前記排気孔に封着させる。
【発明の効果】
【００１３】
従来の真空素子の密封方法と比べると、本発明の真空素子の密封方法では、前記密封された真空素子が排気チューブを含まないので、該真空素子の安定性及び安全性を高める。前記真空素子の密封方法において、前記排気孔の直径が大きくなることができるので、前記真空素子の排気速度を高め、排気時間を減少させる。前記ゲッターが前記密封蓋に形成されるので、前記密封しようとする素子内に前記ゲッターを設置する空間を確保する必要はなく、前記密封しようとする素子の設計を有利する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来技術の、真空カップにより真空素子を密封する装置の構造を示す図である。
【図２】従来技術の、真空室により真空素子を密封する装置の構造を示す図である。
【図３】本発明の実施例に係る真空素子の密封方法のフローチャートである。
【図４】本発明の実施例に係る、真空素子を密封する装置の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【００１６】
図３及び図４を参照すると、本発明の実施例は、真空素子の密封方法を提供する。該密封方法は、下記のステップを含む。
【００１７】
第一ステップでは、ハウジング３１２及び該ハウジング３１２に設置された排気孔３０２を含む密封しようとする素子３００を提供する。
【００１８】
前記ハウジング３１２の材料は、低融点のガラス粉末により密封することができる材料であり、例えば、ガラス又は金属などである。前記密封しようとする素子３００及び前記排気孔３０２の大きさは、実際の応用に応じて、選択することができる。
【００１９】
本実施例において、前記密封しようとする素子３００は、真空電子素子である。更に、該密封しようとする素子３００の前記ハウジング３１２の内部には、ほかの素子（図示せず）が設置されることができる。前記排気孔３０２の直径は、２ミリメートル〜１０ミリメートルであることが好ましい。前記排気孔３０２の直径は、大きすぎると、前記真空素子の安定性に影響し、小さすぎると、排気効率に影響する。
【００２０】
第二ステップでは、密封蓋３０８を提供し、該密封蓋３０８の一つの表面に低融点のガラス粉末層３０４を形成する。
【００２１】
前記密封蓋３０８は、面積が前記密封しようとする素子３００の排気孔３０２の断面積より大きな面積を有する平板である。該密封蓋３０８は、材料がガラス又は金属であり、該材料の融点／軟化温度が前記低融点のガラス粉末の軟化温度より大きい。本実施例において、前記密封蓋３０８は、軟化温度が６００℃以上のガラス基板であり、前記低融点のガラス粉末層３０４の軟化温度は、４００℃である。
【００２２】
前記密封蓋３０８の表面に低融点のガラス粉末層３０４を形成する方法は、下記のステップを含む。まず、低融点のガラス粉末及び接着剤を混合して、ペーストを形成する。次に、スクリーン印刷又は塗布の方法で前記ペーストを前記密封蓋３０８の表面に設置し、低融点のガラス粉末層３０４を形成する。該低融点のガラス粉末層３０４は、面積が前記排気孔３０２の面積より大きく、厚さが１ミリメートル以下である。
【００２３】
前記低融点のガラス粉末層３０４におけるガスを排除するために、前記低融点のガラス粉末層３０４を真空雰囲気において焼く。具体的には、まず、前記低融点のガラス粉末層３０４が形成された前記密封蓋３０８を真空雰囲気に置く。前記真空雰囲気の圧力は１×１０−２パスカルである。次に、前記低融点のガラス粉末層３０４が形成された前記密封蓋３０８を加熱し、該低融点のガラス粉末層３０４を熔融させた後、静かに置く。前記密封蓋３０８を加熱する方法は、フィラメントで加熱し、赤外光で照射し、レーザーで照射することなどの方法である。前記低融点のガラス粉末層３０４は、熔融状態で３０分〜６０分間保持する。前記過程において、前記低融点のガラス粉末層３０４におけるガスは、除去される。最後に、前記低融点のガラス粉末層３０４が形成された前記密封蓋３０８を冷却し、熔融している前記低融点のガラス粉末層３０４を凝固させる。
【００２４】
本実施例において、前記低融点のガラス粉末層３０４を焼くことにより、前記低融点のガラス粉末層３０４におけるガスが除去されるので、以後の密封する過程において、前記低融点のガラス粉末層３０４を加熱する場合、該低融点のガラス粉末層３０４からガスを放出しない。
【００２５】
第三ステップでは、前記密封蓋３０８の、前記低融点のガラス粉末層３０４が形成された表面と前記排気孔３０２とを対向させるように、前記密封蓋３０８及び前記排気孔３０２を対向し、分離して設置する。
【００２６】
前記密封しようとする素子３００の排気孔３０２の周りに複数の支持体３０６を設置する。前記密封蓋３０８を前記支持体３０６に設置し、該密封蓋３０８の、前記低融点のガラス粉末層３０４が形成された表面と前記排気孔３０２とを対向させる。
【００２７】
本実施例において、前記排気孔３０２の周りに等間隔に三つの支持体３０６を設置する。該支持体３０６は、前記密封蓋３０８を支持するために用いられる。該支持体３０６は、形状が制限されず、材料が低融点のガラス粉末である。前記低融点のガラス粉末は、前記支持体３０６が加工される前に、該低融点のガラス粉末におけるガスを除去するために、真空雰囲気において焼かれている。
【００２８】
前記密封蓋３０８を前記支持体３０６に置き、該密封蓋３０８の、前記低融点のガラス粉末層３０４が形成された表面と前記排気孔３０２とを対向させる。該密封蓋３０８は、前記支持体３０６により、前記排気孔３０２と分離して設置される。前記各々の支持体３０６の間に隙間が存在するので、前記密封しようとする素子３００の内部のガスは、前記隙間から排気することができる。
【００２９】
勿論、他の方式で前記密封蓋３０８を前記排気孔３０２と分離して設置することもできる。例えば、マジックハンドで前記密封蓋３０８を挟む。該密封蓋３０８の、前記低融点のガラス粉末層３０４が形成された表面と前記排気孔３０２とを対向させ、該排気孔２０２と分離して設置される。前記マジックハンドで前記密封蓋３０８を挟む場合、前記密封しようとする素子３００の排気孔３０２の周りに支持体３０６を設置する必要はない。
【００３０】
また、前記真空素子に残されたガスを吸収し、該真空素子の内部の真空度を保持するために、前記密封蓋３０８の、前記低融点のガラス粉末層３０４が形成された表面にゲッター３１０を形成することができる。該ゲッター３１０は、蒸発型ゲッター又は非蒸発型ゲッターである。前記蒸発型ゲッターの材料は、バリウム、ストロンチウム、マグネシウム又はカルシウムなどを主な材料とする合金である。前記非蒸発型ゲッターの材料は、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、トリウム、バナジウム、鉄、アルミニウム、希土類金属又は前記２種以上の金属の合金などを含む。本実施例において、前記ゲッター３１０は、非蒸発型ゲッターであり、材料がジルコニウム、バナジウム及び鉄の合金である。前記ゲッター３１０が前記密封蓋３０８に形成されるので、前記密封しようとする素子３００内に前記ゲッター３１０を設置する空間を確保する必要はなく、前記密封しようとする素子３００の設計を有利する。
【００３１】
第四ステップでは、前記密封しようとする素子３００の内部を真空にする。
【００３２】
真空カップ又は真空室により、前記密封しようとする素子３００の内部を真空にする。本実施例において、前記密封しようとする素子３００を真空室３１４に置き、該真空室３１４を真空にすることにより、前記密封しようとする素子３００の内部を真空にする。
【００３３】
まず、真空装置３１６に接続された真空室３１４を提供し、該真空室３１４の内壁に加熱装置３２０が設置される。該加熱装置３２０は、フィラメント、赤外線照射装置又はレーザー照射装置である。次に、少なくとも、一つの前記密封しようとする素子３００を前記真空室３１４内に置き、該真空室３１４を真空にする。最後に、前記密封しようとする素子３００内のガスを排除するために、該密封しようとする素子３００を加熱する。前記加熱装置３２０を利用して、前記密封しようとする素子３００を加熱し、該前記密封しようとする素子３００内のガスを除去する。加熱温度は、前記低融点のガラス粉末の軟化温度以下である。本実施例において、前記密封蓋３０８に前記ゲッター３１０が形成されるので、加熱することにより前記ガスを排除する同時に、該ゲッター３１０がアクティブ化される。
【００３４】
第五ステップでは、前記低融点のガラス粉末層３０４及び前記支持体３０６を加熱し、該低融点のガラス粉末及び該支持体３０６を軟化させ、前記密封蓋３０８を前記排気孔３０２に封着させる。
【００３５】
前記低融点のガラス粉末層３０４及び前記支持体３０６を加熱することは、前記加熱装置３２０により加熱してもよく、加熱炉を利用して直接加熱してもよい。前記低融点のガラス粉末層３０４及び前記支持体３０６が軟化された後で、重力の作用で前記密封蓋３０８は、前記排気孔３０２に封着する。
【００３６】
第六ステップでは、前記密封蓋３０８及び前記密封しようとする素子３００を接続させるために、前記低融点のガラス粉末を冷却し、該低融点のガラス粉末を凝固させる。
【００３７】
前記低融点のガラス粉末層３０４及び前記支持体３０６を加熱することを停止すると、該低融点のガラス粉末が凝固し始めるので、前記密封蓋３０８及び前記密封しようとする素子３００が封着される。この場合、予め前記低融点のガラス粉末層３０４を焼く処理を行っているので、加熱することにより、前記低融点のガラス粉末層３０４及び前記支持体３０６を軟化させた後で、ガスを放出しない。
【００３８】
勿論、前記密封蓋３０８の、前記低融点のガラス粉末層３０４が形成された表面と反対側の表面に予め重物３２２を設置することができる。前記低融点のガラス粉末及び前記支持体３０６が軟化された後で、前記重物３２２が前記密封蓋３０８に圧力を加えるので、前記密封蓋３０８及び前記密封しようとする素子３００が良く封着される。
【００３９】
本発明の真空素子の密封方法は、次の優れた点がある。第一は、前記密封された真空素子が排気チューブを含まないので、該真空素子の安定性及び安全性を高める。第二は、前記真空素子の密封方法において、前記排気孔の直径が大きくなることができるので、前記真空素子の排気速度を高め、排気時間を減少させる。第三は、前記ゲッターが前記密封蓋に形成されるので、前記密封しようとする素子内に前記ゲッターを設置する空間を確保する必要はなく、前記密封しようとする素子の設計を有利する。
【符号の説明】
【００４０】
１００、３００  密封しようとする素子
１０２、３０２  排気孔
１０４  真空カップ
１０６、３１６  真空装置
１０８  低融点のガラス粉末
１１０  排気チューブ
１１２  密封装置
１１４  真空室
１１６  封着装置
３０４  低融点のガラス粉末層
３０６  支持体
３０８  密封蓋
３１０  ゲッター
３１２  ハウジング
３１４  真空室
３２０  加熱装置
３２２  重物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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