(57)【要約】【課題】封着材料層を良好かつ効率的に形成する方法を提供する。【解決手段】封着材料層付き部材の製造方法は、基板準備工程と、焼成工程とを具備する。基板準備工程は、封止領域を有する基板を準備する。塗布工程は、封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料と有機バインダを含むビヒクルとを混合して調製した封着材料ペーストを、基板の封止領域上に塗布して塗布層を形成する。焼成工程は、塗布層に沿って焼成用レーザ光を走査しながら照射して塗布層全体を加熱することにより、塗布層内の有機バインダを除去しつつ、封着材料を焼成して封着材料層を形成する。焼成工程では、基板に対して塗布層が下側となるように、かつ塗布層の周囲に空間を設けるように基板を支持し、基板を介して塗布層に焼成用レーザ光を照射する。【選択図】図６
2014224006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
封止領域を有する基板を準備する基板準備工程と、
封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料と有機バインダを含むビヒクルとを混合して調製した封着材料ペーストを、前記基板の前記封止領域上に塗布して塗布層を形成する塗布工程と、
前記塗布層に沿って焼成用レーザ光を走査しながら照射して前記塗布層全体を加熱することにより、前記塗布層内の前記有機バインダを除去しつつ、前記封着材料を焼成して封着材料層を形成する焼成工程とを具備し、
前記焼成工程において、前記基板に対して前記塗布層が鉛直方向の下側となるように、かつ前記塗布層の周囲に空間を設けるように前記基板を支持し、前記基板を介して前記塗布層に前記焼成用レーザ光を照射する封着材料層付き部材の製造方法。
【請求項２】
前記焼成工程において、前記基板の縁部を支持する請求項１記載の封着材料層付き部材の製造方法。
【請求項３】
前記塗布工程において、前記塗布層が複数形成され、前記焼成工程において、前記基板の縁部以外の部分を支持する請求項１または２記載の封着材料層付き部材の製造方法。
【請求項４】
前記基板がガラス基板である請求項１乃至３のいずれか１項記載の封着材料層付き部材の製造方法。
【請求項５】
封止領域を有する基板と、前記基板の前記封止領域に設けられた封着材料層とを有する封着材料層付き部材であって、
請求項１乃至４のいずれか１項記載の封着材料層付き部材の製造方法により製造された封着材料層付き部材。
【請求項６】
第１の封止領域が設けられた第１の表面を有する第１の基板、および前記第１の封止領域に対応する第２の封止領域が設けられた第２の表面を有する第２の基板を準備する基板準備工程と、
封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料と有機バインダを含むビヒクルとを混合して調製した封着材料ペーストを前記第２の基板の前記第２の封止領域上に塗布して塗布層を形成する塗布工程と、
焼成用レーザ光を前記塗布層に沿って走査しながら照射して前記塗布層全体を加熱することにより、前記塗布層内の前記有機バインダを除去しつつ、前記封着材料を焼成して封着材料層を形成する焼成工程と、
前記第１の表面と前記第２の表面とを対向させつつ、前記封着材料層を介して前記第１の基板と前記第２の基板とを積層する積層工程と、
前記第１の基板または前記第２の基板を通して前記封着材料層に封着用レーザ光を照射して、前記封着材料層を溶融させて前記第１の基板と前記第２の基板との間に電子素子部を封止する封着層を形成する封着工程とを具備し、
前記焼成工程において、前記第２の基板に対して前記塗布層が鉛直方向の下側となるように、かつ前記塗布層の周囲に空間を設けるように前記第２の基板を支持し、前記第２の基板を介して前記塗布層に前記焼成用レーザ光を照射する電子デバイスの製造方法。
【請求項７】
第１の封止領域が設けられた第１の表面を有する第１の基板と、前記第１の封止領域に対応する第２の封止領域が設けられた第２の表面を有し、前記第１の表面と前記第２の表面とが対向するように配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に電子素子部を封止する封着層とを有する電子デバイスであって、
請求項６記載の電子デバイスの製造方法により製造された電子デバイス。
【請求項８】
封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料と有機バインダを含むビヒクルとを混合して調製した封着材料ペーストの塗布層を有する基板を、前記基板に対して前記塗布層が鉛直方向の下側となるように、かつ前記塗布層の周囲に空間を設けるように支持する試料台と、
焼成用レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記基板を介して前記塗布層に照射する光学系を有するレーザ照射ヘッドと、
前記レーザ照射ヘッドから前記塗布層に照射される焼成用レーザ光の出力を制御する出力制御部と、
前記試料台と前記レーザ照射ヘッドとの位置を相対的に移動させる移動機構と、
前記焼成用レーザ光を前記塗布層に沿って走査しながら照射するように前記移動機構を制御する走査制御部と
を具備する封着材料層付き部材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封着材料層付き部材とその製造方法、および封着材料層付き部材の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬディスプレイ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏ-Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等の平板型ディスプレイ装置（ＦＰＤ）は、１対のガラス基板が封着されたガラスパッケージにより発光素子が封止された構造を有する。また、液晶表示装置（ＬＣＤ）についても、１対のガラス基板間に液晶が封止された構造を有する。さらに、有機薄膜太陽電池や色素増感型太陽電池等の太陽電池においても、１対のガラス基板間に太陽電池素子（光電変換素子）が封止された構造を有する。
【０００３】
封着には、封着ガラスが好適に用いられる。封着ガラスによる封着は、例えば、１対のガラス基板間に封着ガラスを含む封着材料層を枠状に配置してガラス組立体とし、この封着材料層を４００〜６００℃に加熱して行われる。この際、焼成炉を用いてガラス組立体全体を加熱すると、加熱により発光素子等の電子素子部が損傷しやすい。このため、レーザ光（封着用レーザ光）を用いて、封着材料層のみを加熱するレーザ封着の適用が検討されている。
【０００４】
レーザ封着は、具体的には以下のように行われる。まず、封着ガラスをビヒクルと混合して封着材料ペーストを調製する。この封着材料ペーストを電子素子部が搭載されない一方のガラス基板の枠状の封止領域に塗布して塗布層とし、この塗布層を封着ガラスの焼成温度（封着ガラスの軟化温度以上の温度）まで加熱する。これにより、封着ガラスが溶融し、ガラス基板に焼き付けられて封着材料層が形成される。次いで、この封着材料層を有するガラス基板と、電子素子部が搭載された他方のガラス基板とを封着材料層を介して積層した後、ガラス基板を通して封着材料層に封着用レーザ光を照射して、封着材料層を加熱および溶融させる。これにより、１対のガラス基板が封着ガラスからなる封着層により接合される。
【０００５】
従来、封着材料層の形成、すなわち塗布層の焼成は、加熱炉を用いて塗布層を含めたガラス基板全体を加熱して行われている。しかし、ＦＰＤ用パッケージでは、発光素子等が搭載されないガラス基板にもカラーフィルタ等の有機樹脂膜が形成されることから、ガラス基板全体を加熱すると有機樹脂膜が損傷する。同様に、色素増感型太陽電池でも、封着材料層が形成されるガラス基板に素子膜等が形成されることから、ガラス基板全体を加熱すると素子膜等が損傷する。また、加熱炉を用いた場合、封着材料層の形成に時間を要するとともに、エネルギー消費量が多くなる。
【０００６】
このようなことから、封着材料層の形成にレーザ光（焼成用レーザ光）を用いることが検討されている。焼成用レーザ光を用いた場合、塗布層のみが加熱されることから有機樹脂膜等の損傷が抑制され、またエネルギー消費量が抑制される。
【０００７】
しかし、焼成用レーザ光を塗布層に直接照射する場合、塗布層全体が均一に加熱される前に表面部分のみが溶融されてガラス化することから、ビヒクル中に含まれる有機バインダの熱分解により発生するガスの外部への放出性が低下する。これにより、封着材料層の内部に気泡が発生し、または表面に気泡による変形が発生して、気密性、接合性等が低下する。
【０００８】
このため、塗布層に直接照射する代わりに、反対側のガラス基板を介して照射することで、塗布層の表面からガスを逃すことが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、第１の焼成用レーザ光を照射して有機バインダを除去した後、第２の焼成用レーザ光を照射することが知られている（例えば、特許文献２参照）。さらに、塗布層が形成されたガラス基板を塗布層が下側となるようにして表面が研磨された試料台上に配置して、ガラス基板を介して塗布層に照射することで、封着材料層の表面を平坦化することが知られている（例えば、特許文献３参照）。また、塗布層が形成されたガラス基板を塗布層が上側となるようにして試料台上に配置して、試料台の下側からガラス基板を介して照射することが知られている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０１０４８９号パンフレット
【特許文献２】特開２０１１−０５１８１１号公報
【特許文献３】特開２０１１−０７３９５６号公報
【特許文献４】特開２０１１−１１１３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、塗布層が形成されたガラス基板を塗布層が下側となるようにして試料台上に配置して、ガラス基板を介して照射する場合、試料台との接触により塗布層が損傷しやすく、また試料台との接着により封着材料層が損傷しやすい。
【００１１】
一方、塗布層が形成されたガラス基板を塗布層が上側となるようにして試料台上に配置して、試料台の下側からガラス基板を介して照射する場合、一般に試料台の下側にはその支持等に用いられる支持材等が配置されることから、さらにレーザ照射ヘッドやその移動機構を配置すると製造装置が複雑化するおそれがある。また、ガラス基板が大型の場合、たわみによって面内の照射状況が一定とならないおそれがあり、たわみを解消するために梁を設けた場合、梁の影となって照射できない部分が発生して、塗布層の形状、配置等の変更が必要となるおそれがある。また、焼成用レーザ光を下側から上側に向かって照射する場合、作業者等に焼成用レーザ光が照射されやすく、安全上の観点から好ましくない。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、封着材料層を良好かつ効率的に形成する方法の提供を目的とする。また、本発明は、このような方法により形成される封着材料層を有する部材、およびこのような方法に用いられる製造装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の封着材料層付き部材の製造方法は、基板準備工程と、焼成工程とを具備する。基板準備工程は、封止領域を有する基板を準備する。塗布工程は、封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料と有機バインダを含むビヒクルとを混合して調製した封着材料ペーストを、基板の封止領域上に塗布して塗布層を形成する。焼成工程は、塗布層に沿って焼成用レーザ光を走査しながら照射して塗布層全体を加熱することにより、塗布層内の有機バインダを除去しつつ、封着材料を焼成して封着材料層を形成する。焼成工程では、基板に対して塗布層が鉛直方向の下側となるように、かつ塗布層の周囲に空間を設けるように基板を支持し、基板を介して塗布層に焼成用レーザ光を照射する。
【００１４】
本発明の封着材料層付き部材は、封止領域を有する基板と、この基板の封止領域に設けられた封着材料層とを有し、本発明の封着材料層付き部材の製造方法により製造される。
【００１５】
本発明の電子デバイスの製造方法は、基板準備工程と、塗布工程と、焼成工程と、積層工程と、封着工程とを具備する。基板準備工程は、第１の封止領域が設けられた第１の表面を有する第１の基板、および第１の封止領域に対応する第２の封止領域が設けられた第２の表面を有する第２の基板を準備する。塗布工程は、封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料と有機バインダを含むビヒクルとを混合して調製した封着材料ペーストを第２の基板の第２の封止領域上に塗布して塗布層を形成する。焼成工程は、焼成用レーザ光を塗布層に沿って走査しながら照射して塗布層全体を加熱することにより、塗布層内の有機バインダを除去しつつ、封着材料を焼成して封着材料層を形成する。積層工程は、第１の表面と第２の表面とを対向させつつ、封着材料層を介して第１の基板と第２の基板とを積層する。封着工程は、第１の基板または第２の基板を通して封着材料層に封着用レーザ光を照射して、封着材料層を溶融させて第１の基板と第２の基板との間に電子素子部を封止する封着層を形成する。焼成工程では、第２の基板に対して塗布層が鉛直方向の下側となるように、かつ塗布層の周囲に空間を設けるように第２の基板を支持し、第２の基板を介して塗布層に焼成用レーザ光を照射する。
【００１６】
本発明の電子デバイスは、第１の封止領域が設けられた第１の表面を有する第１の基板と、第１の封止領域に対応する第２の封止領域が設けられた第２の表面を有し、第１の表面と第２の表面とが対向するように配置された第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に電子素子部を封止する封着層とを有し、本発明の電子デバイスの製造方法により製造される。
【００１７】
本発明の封着材料層付き部材の製造装置は、試料台と、レーザ光源と、レーザ照射ヘッドと、出力制御部と、移動機構と、走査制御部とを有する。試料台は、封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料と有機バインダを含むビヒクルとを混合して調製した封着材料ペーストの塗布層を有する基板を、この基板に対して塗布層が鉛直方向の下側となるように、かつ塗布層の周囲に空間を設けるように支持する。レーザ光源は、焼成用レーザ光を出射する。レーザ照射ヘッドは、レーザ光源から出射されたレーザ光を基板を介して塗布層に照射する光学系を有する。出力制御部は、レーザ照射ヘッドから塗布層に照射される焼成用レーザ光の出力を制御する。移動機構は、試料台とレーザ照射ヘッドとの位置を相対的に移動させる。走査制御部は、焼成用レーザ光を塗布層に沿って走査しながら照射するように移動機構を制御する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、基板に対して塗布層が鉛直方向の下側となるように、かつ塗布層の周囲に空間を設けるように基板を支持して、基板を介して焼成用レーザ光を照射することで、封着材料層を良好かつ効率的に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電子デバイスの製造工程を示す断面図である。
【図２】電子素子部を有する第１の基板を示す平面図である。
【図３】図２に示す第１の基板のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】封着材料層を有する第２の基板を示す平面図である。
【図５】図４に示す第２の基板のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】封着材料層の形成工程を示す断面図である。
【図７】第２の基板の他の支持方法を示す平面図である。
【図８】図７に示す支持方法のＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】製造装置の一実施形態を示す平面図である。
【図１０】図９に示す製造装置の正面図である。
【図１１】レーザ照射ヘッドの一実施形態を示す図である。
【図１２】封着材料層の開放泡を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
図１〜６は、電子デバイスの製造工程の一実施形態を示す図である。
【００２１】
電子デバイスとしては、例えば、ＯＥＬＤ、ＦＥＤ、ＰＤＰ、ＬＣＤ等のＦＰＤ、ＯＥＬ素子等の発光素子を使用した照明装置、色素増感型太陽電池、薄膜シリコン太陽電池、化合物半導体系太陽電池等の封止型の太陽電池が挙げられる。
【００２２】
まず、図１（ａ）に示すように、第１の基板１と第２の基板２とを用意する（基板準備工程）。第１および第２の基板１、２には、例えば、公知の組成を有する無アルカリガラスやソーダライムガラス等からなるガラス基板が用いられる。また、第１および第２の基板１、２には、必要に応じて、ガラス中にセラミックス粉末が分散されたガラスセラミックスからなるガラスセラミックス基板が用いられる。
【００２３】
無アルカリガラスは３０〜５０×１０−７／Ｋ程度の熱膨張係数を有する。ソーダライムガラスは８０〜９０×１０−７／Ｋ程度の熱膨張係数を有する。無アルカリガラスの代表的なガラス組成としては、質量％表示で、ＳｉＯ２  ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３  １〜２０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜１５、ＭｇＯ  ０〜３０％、ＣａＯ  ０〜３０％、ＳｒＯ  ０〜３０％、ＢａＯ  ０〜３０％を含有するものが挙げられる。ソーダライムガラスの代表的なガラス組成としては、質量％表示で、ＳｉＯ２  ５５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３  ０．５〜１０％、ＣａＯ  ２〜１０％、ＳｒＯ  ０〜１０％、Ｎａ２Ｏ  １〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜１０％を含有するものが挙げられる。なお、ガラス組成は、これらに限定されない。また、第１および第２の基板１、２の少なくとも一方は化学強化ガラス等でもよい。
【００２４】
図２、３に示すように、第１の基板１は、素子領域３が設けられた表面１ａを有する。素子領域３には対象物である電子デバイスに応じた電子素子部４が設けられる。電子素子部４は、例えば、ＯＥＬＤやＯＥＬ照明であればＯＥＬ素子、ＦＥＤであれば電子放出素子、ＰＤＰであればプラズマ発光素子、ＬＣＤであれば液晶表示素子、太陽電池であれば太陽電池素子を備える。電子素子部４の素子構造は特に限定されず、各種公知の構造を有する。第１の基板１の表面１ａの周辺部には、素子領域３の外周に沿って枠状の第１の封止領域５が設けられる。
【００２５】
図４、５に示すように、第２の基板２は、第１の基板１の表面１ａと対向する表面２ａを有する。表面２ａの周辺部には、第１の封止領域５に対応する枠状の第２の封止領域６が設けられる。第１および第２の封止領域５、６は、封着層の形成領域となる。第２の封止領域６は、さらに封着材料層の形成領域となる。
【００２６】
電子素子部４は、第１の基板１の表面１ａと第２の基板２の表面２ａとの間に設けられる。図１に示す電子デバイスの製造工程では、第１の基板１は、その表面１ａにＯＥＬ素子やＰＤＰ素子等の素子構造体が電子素子部４として設けられる素子用基板となる。第２の基板２は、第１の基板１の表面１ａに形成された電子素子部４を封止する封止用基板となる。ただし、電子素子部４の構成はこれに限られるものではない。
【００２７】
例えば、電子素子部４が色素増感型太陽電池素子等の場合、第１および第２の基板１、２の各表面１ａ、２ａに素子構造体を構成する配線膜や電極膜等の素子膜が形成される。電子素子部４を構成する素子膜やそれらに基づく素子構造体は、第１および第２の基板１、２の表面１ａ、２ａの少なくとも一方に形成される。さらに、封止用ガラス基板を構成する第２の基板２の表面２ａには、前述したようにカラーフィルタ等の有機樹脂膜が形成される場合がある。
【００２８】
第２の基板２の封止領域６には、図１（ａ）、図４、および図５に示すように、第２の基板２の周辺部の全周に封着材料層７が形成される。封着材料層７は、封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料の焼成層である。封着材料は、必要に応じて低膨張充填材等の無機充填材を含むことができ、さらにこれら以外の充填材や添加材を含むことができる。
【００２９】
封着ガラスには、例えば錫−リン酸系ガラス、ビスマス系ガラス、バナジウム系ガラス、鉛系ガラス等の低融点ガラスが用いられる。これらのうち、第１および第２の基板１、２に対する封着性（接着性）やその信頼性（接着信頼性や密閉性）、さらには環境や人体に対する影響性等を考慮して、錫−リン酸系ガラスやビスマス系ガラスからなる低融点の封着ガラスが好ましい。
【００３０】
錫−リン酸系ガラスは、５５〜６８モル％のＳｎＯ、０．５〜５モル％のＳｎＯ２、および２０〜４０モル％のＰ２Ｏ５（基本的には合計量を１００モル％とする）を含む組成が好ましい。
【００３１】
上記した３成分で形成されるガラスは、ガラス転移点が低く、低温用の封着材料に適したものであるが、ＳｉＯ２等のガラスの骨格を形成する成分やＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＷＯ３、ＭｏＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等のガラスを安定化させる成分等を任意成分として含有していてもよい。ただし、任意成分の含有量が多すぎると、ガラスが不安定となって失透が発生し、またガラス転移点や軟化点が上昇するおそれがあるため、任意成分の合計含有量は３０モル％以下が好ましい。この場合のガラス組成は、基本成分と任意成分との合計量が基本的には１００モル％となるように調整される。
【００３２】
ビスマス系ガラスは、７０〜９０質量％のＢｉ２Ｏ３、１〜２０質量％のＺｎＯ、および２〜１２質量％のＢ２Ｏ３（基本的には合計量を１００質量％とする）の組成を有することが好ましい。
【００３３】
上記した３成分で形成されるガラスはガラス転移点が低く、低温用の封着材料に適したものであるが、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＳｉＯ２、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ３、Ｎｂ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｇａ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＷＯ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｎＯｘ（ｘは１または２である）等の任意成分を含有してもよい。ただし、任意成分の含有量が多すぎるとガラスが不安定となって失透が発生し、またガラス転移点や軟化点が上昇するおそれがあるため、任意成分の合計含有量は３０質量％以下が好ましい。この場合のガラス組成は、基本成分と任意成分との合計量が基本的には１００質量％となるように調整される。
【００３４】
レーザ吸収材には、例えば、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＣｕから選ばれる少なくとも１種の金属、および／または上記金属を含む酸化物等の金属化合物の少なくとも１種が用いられる。また、これら以外の顔料、例えば、バナジウムの酸化物（具体的にはＶＯ、ＶＯ２およびＶ２Ｏ５）でもよい。
【００３５】
レーザ吸収材の含有量は、封着材料に対して０．１〜４０体積％の範囲が好ましい。レーザ吸収材の含有量が０．１体積％未満であると封着材料層７を十分に溶融させることができないおそれがある。レーザ吸収材の含有量が４０体積％を超えると第２の基板２との界面近傍で局所的に発熱するおそれがあり、また封着材料の溶融時の流動性が劣化して第１の基板１との接着性が低下するおそれがある。レーザ吸収材の含有量は、好ましくは３７体積％以下である。
【００３６】
封着ガラスまたはガラスフリット、レーザ吸収材、および低膨張充填材は、それぞれ粉末状、または粒子状である。以下、封着ガラス粉末を単に封着ガラスと、レーザ吸収材粒子またはレーザ吸収材粉末を単にレーザ吸収材と、また低膨張充填材粒子または低膨張充填材粉末を単に低膨張充填材と記す場合がある。
【００３７】
封着材料は、必要に応じて、封着ガラスより低い熱膨張係数を有する低膨張充填材を含有する。低膨張充填材としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、珪酸ジルコニウム、チタン酸アルミニウム、ムライト、コージェライト、ユークリプタイト、スポジュメン、リン酸ジルコニウム系化合物、石英固溶体、ソーダライムガラス、および硼珪酸ガラスから選ばれる少なくとも１種が好ましい。リン酸ジルコニウム系化合物としては、（ＺｒＯ）２Ｐ２Ｏ７、ＮａＺｒ２（ＰＯ４）３、ＫＺｒ２（ＰＯ４）３、Ｃａ０．５Ｚｒ２（ＰＯ４）３、ＮｂＺｒ（ＰＯ４）３、Ｚｒ２（ＷＯ３）（ＰＯ４）２、またはこれらの複合化合物が挙げられる。
【００３８】
低膨張充填材の含有量は、封着ガラスの熱膨張係数が第１および第２の基板１、２の熱膨張係数に近づくように設定することが好ましい。具体的には、封着ガラス、第１および第２の基板１、２の熱膨張係数にもよるが、封着材料に対して０．１〜５０体積％の範囲が好ましい。含有量は、封着材料層７の厚さ等によっても適宜変更できる。ただし、含有量が５０体積％を超えると、封着材料の溶融時の流動性が劣化して第１の基板１との接着性が低下するおそれがある。好ましくは４５体積％以下である。レーザ吸収材との合計含有量として封着材料の特性に影響するため、これらの合計含有量は０．１〜５０体積％の範囲が好ましい。
【００３９】
封着ガラスには、レーザ吸収材、低膨張充填材等を配合して封着材料を調製する。さらに、封着材料をビヒクルと混合して封着材料ペーストを調製する。
【００４０】
ビヒクルは、有機バインダを溶剤に溶解して調製する。有機バインダとしては、例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、オキシエチルセルロース、ベンジルセルロース、プロピルセルロース、ニトロセルロース等のセルロース系樹脂；メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ブチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート等のアクリル系モノマーの１種以上を重合して得られるアクリル系樹脂等の有機樹脂が用いられる。溶剤としては、セルロース系樹脂の場合は、ターピネオール、ブチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート等の溶剤が、アクリル系樹脂の場合は、メチルエチルケトン、ターピネオール、ブチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート等の溶剤が用いられる。
【００４１】
封着材料ペーストの粘度は、第２の基板２に塗布する装置に対応した粘度に合わせればよく、有機バインダと溶剤との割合や、封着材料とビヒクルとの割合により調整できる。封着材料ペーストには、消泡剤や分散剤のように公知のガラスペーストにおける添加物を加えてもよい。封着材料ペーストの調製には、攪拌翼を備えた回転式の混合機やロールミル、ボールミル等を用いた公知の方法を適用できる。
【００４２】
その後、第２の基板２の周辺部に設けられた枠状の封止領域６の全周に渡って封着材料ペーストを塗布し、乾燥させて塗布層を形成する（塗布工程）。封着材料ペーストは、例えば、スクリーン印刷やグラビア印刷等の印刷法を適用して塗布し、またはディスペンサ等を用いて塗布する。塗布層は、例えば１２０℃以上の温度で１０分以上乾燥させることが好ましい。乾燥は、塗布層内の溶剤を除去するために実施される。塗布層内に溶剤が残留すると、その後の焼成工程で有機バインダを十分に除去できないおそれがある。
【００４３】
塗布層の厚さは、焼成後の厚さが１μｍ以上となるもの、すなわち封着材料層７の厚さが１μｍ以上となるものが好ましい。このような場合、塗布層の形成条件や焼成用レーザ光９の照射条件等を調整することで、塗布層を良好に焼成できる。塗布層の厚さは、焼成後の厚さが１５０μｍ以下となるものがより好ましい。均一な焼成の観点から、塗布層の厚さは焼成後の厚さが２０μｍ以下となるものがさらに好ましい。塗布層の幅は、焼成後の幅が０．１〜５．０ｍｍとなるものが好ましく、０．２〜３．０ｍｍとなるものがより好ましく、０．５〜２．０ｍｍとなるものがさらに好ましい。
【００４４】
次に、塗布層８に沿って焼成用レーザ光９を走査しながら照射する（焼成工程）。焼成工程では、図６（ａ）に示すように、まず第２の基板２に対して塗布層８が鉛直方向の下側となるように、かつ塗布層８の周囲に空間を設けるように第２の基板２を支持する。第２の基板２の支持は、例えば、第２の基板２の縁部を支持するような枠状形状を有する縁部支持部１２を試料台２２に取り付けて行われる。その後、図６（ｂ）に示すように、第２の基板２を介して塗布層８に焼成用レーザ光９を照射する。これにより、塗布層８中の有機バインダを除去しつつ、封着材料を焼成して、図６（ｃ）に示すように封着材料層７を形成する。
【００４５】
第２の基板２に対して塗布層８が下側となるように、かつ塗布層８の周囲に空間を設けるように第２の基板２を支持して、第２の基板２を介して塗布層８に焼成用レーザ光９を照射することで、有機バインダの熱分解により発生したガスを塗布層８の表面から効果的に排出でき、特に塗布層８の昇温速度が高い場合でもガスを効果的に排出できる。これにより、封着材料層７における気泡の発生を抑制して、気密性、接合性等を良好にできる。
【００４６】
また、塗布層８の周囲に空間を設けることで、試料台２２との接触による塗布層８の損傷、および試料台２２との接着による封着材料層７の損傷等を抑制できる。また、塗布層８の周囲に空間を設けることで、塗布層８から試料台２２への伝熱が抑制され、塗布層８の冷却時間が長くなることから、残留応力の低減が期待できる。
【００４７】
さらに、上側から下側に向かって焼成用レーザ光９を照射することで、焼成用レーザ光９を照射するためのレーザ照射ヘッドやこれを移動させるための移動機構を試料台２２の上側に配置して製造装置の複雑化を抑制でき、また作業者等への焼成用レーザ光９の照射を抑制して安全性を向上できる。また、第２の基板２が大型でたわみやすい場合でも、下側から適切に支持でき、面内の照射状況を一定にできる。
【００４８】
縁部支持部１２の形状は、第２の基板２を有効に支持できれば特に制限されず、必ずしも周方向の全体に連続した枠状形状に限られない。第２の基板２を有効に支持できれば、一部に不連続部を有してもよい。また、縁部支持部１２は、複数の柱状体であってもよい。この場合、複数の柱状体の配置は、第２の基板２を有効に支持できれば特に制限されない。なお、塗布層８の内側にはカラーフィルタ等が形成されることがあり、このような部分を支持に利用するとカラーフィルタ等が損傷することから、塗布層８の内側は支持に利用しないことが好ましい。
【００４９】
図７は、第２の基板２の他の支持方法を示す平面図である。また、図８は、図７に示す第２の基板２の支持方法のＣ−Ｃ線断面図である。
【００５０】
支持方法としては、図６に示すような第２の基板２の縁部を縁部支持部１２によって支持する方法の他、図７、８に示すように塗布層８が複数配置される場合には、第２の基板２の縁部を縁部支持部１２によって支持するとともに、縁部以外の部分を柱状形状の内部支持部１３によって支持してもよい。このような支持に利用される部分としては、例えば、塗布層８が形成されていない格子状の非形成部における直線部やこれらの直線部が交差する交差部が挙げられ、これらの中から必要に応じて適宜選択できる。
【００５１】
なお、図示しないが、塗布層８が複数配置される場合、第２の基板２の縁部以外の部分を内部支持部１３によって支持するのみとし、縁部を支持しないものとしてもよい。また、
内部支持部１３の形状は、第２の基板２を有効に支持できれば特に制限されず、円柱状、四角柱状、その他の形状とできる。
【００５２】
焼成用レーザ光９は、特に限定されるものではないが、半導体レーザ、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ、ＨｅＮｅレーザ等から所望のレーザ光が使用される。後述する封着用レーザ光も同様である。
【００５３】
塗布層８の焼成温度Ｔ１は、封着ガラスの軟化温度をＴ０［℃］としたとき、（Ｔ０＋８０）〜（Ｔ０＋５５０）［℃］の範囲内が好ましい。ここで、封着ガラスの軟化温度Ｔ０は、軟化流動するが結晶化しない温度を示す。また、焼成用レーザ光９を照射したときの塗布層８の焼成温度Ｔ１は、放射温度計で測定した値とする。
【００５４】
塗布層８の焼成温度Ｔ１が（Ｔ０＋８０）〜（Ｔ０＋５５０）［℃］の範囲内となるように焼成用レーザ光９を照射することで、封着材料中の封着ガラスが良好に溶融し、これにより封着材料が第２の基板２に焼き付けられて封着材料層７が形成される。塗布層８の焼成温度Ｔ１が（Ｔ０＋８０）［℃］に達しない場合、塗布層８の全体が均一に溶融しないおそれがある。塗布層８の焼成温度Ｔ１が（Ｔ０＋５５０）［℃］を超える場合、第２の基板２や封着材料層７にクラックや割れ等が生じやすくなる。また、上記温度範囲内とすることで、有機バインダが効果的に熱分解されて封着材料層７から除去される。
【００５５】
焼成用レーザ光９の走査速度は、３〜３０ｍｍ／ｓの範囲内が好ましい。走査速度が３ｍｍ／ｓ未満の場合、焼成速度が低下することから封着材料層７を効率的に形成できない。一方、走査速度が３０ｍｍ／ｓを超える場合、有機バインダの熱分解により生じたガスの外部への放出性が低下する。これにより、封着材料層７の内部に気泡が生じたり、表面に気泡による変形が生じたりすることがあり、また残留カーボン量も増大しやすい。有機バインダの除去状態が悪い封着材料層７を用いて第１および第２の基板１、２間を封止すると、第１および第２の基板１、２と封着層との接合強度が低下し、また気密性が低下するおそれがある。焼成用レーザ光９の走査速度は、５〜２５ｍｍ／ｓの範囲内がより好ましく、７〜２３ｍｍ／ｓの範囲内がより好ましい。
【００５６】
なお、焼成用レーザ光９の走査は、第２の基板２の位置を固定して焼成用レーザ光９を移動させてもよいし、焼成用レーザ光９の位置を固定して第２の基板２を移動させてもよいし、両者を互いに移動させてもよい。
【００５７】
焼成用レーザ光９の出力密度は、１００〜１１００Ｗ／ｃｍ２の範囲内が好ましい。出力密度が１００Ｗ／ｃｍ２未満であると、塗布層８の全体を均一に加熱できないおそれがある。出力密度が１１００Ｗ／ｃｍ２を超えると、第２の基板２が過剰に加熱されてクラックや割れ等が生じやすくなる。
【００５８】
焼成用レーザ光９のビーム形状（すなわち、照射スポットの形状）は、特に限定されない。焼成用レーザ光９のビーム形状は一般的には円形であるが、円形に限られない。焼成用レーザ光９のビーム形状は、塗布層８の幅方向が短径となる楕円形としてもよい。ビーム形状を楕円形に整形した焼成用レーザ光９によれば、塗布層８に対する焼成用レーザ光９の照射面積を拡大でき、さらに焼成用レーザ光９の走査速度を速くできる。これらにより、塗布層８の焼成時間を短縮できる。
【００５９】
焼成用レーザ光９のビーム径は、０．５〜３ｍｍが好ましい。なお、焼成用レーザ光９のビーム径は、ビーム強度がビーム最大強度の１３．５％となる領域で定義する。ビーム形状が円形状以外の場合、ビーム径は、走査方向においてビーム強度がビーム最大強度の１３．５％となる大きさとする。
【００６０】
焼成用レーザ光９による焼成は、塗布層８を選択的に加熱することから、第２の基板２の表面２ａにカラーフィルタ等の有機樹脂膜、また素子膜等を有する場合においても、有機樹脂膜や素子膜等に熱ダメージを与えることなく、封着材料層７を良好に形成できる。さらに、有機バインダの除去性にも優れることから、封着性や信頼性等に優れる封着材料層７を得ることができる。
【００６１】
また当然ながら、焼成用レーザ光９による焼成は、第２の基板２の表面２ａに有機樹脂膜や素子膜等が形成されていない場合でも適用でき、このような場合にも封着性や信頼性等に優れる封着材料層７を得ることができる。さらに、焼成用レーザ光９による焼成は、従来の加熱炉による焼成工程に比べてエネルギー消費量が少なく、また製造工数や製造コストの削減に寄与する。従って、省エネやコスト削減等の観点からも、焼成用レーザ光９による焼成は有効である。
【００６２】
ここで、封着材料層付き部材の製造装置としてのレーザ焼成装置について説明する。
図９、１０にレーザ焼成装置の一実施形態を示す。
【００６３】
レーザ焼成装置２１は、例えば、塗布層８を有する第２の基板２が載置される試料台２２と、レーザ光源２３と、レーザ光源２３から出射されたレーザ光を塗布層８に照射するレーザ照射ヘッド２４とを具備する。
【００６４】
試料台２２は、第２の基板２に対して塗布層８が下側となるように、かつ塗布層８の周囲に空間を設けるように第２の基板２を支持するものであればよい。試料台２２としては、例えば、図６に示すように第２の基板２の縁部を支持する枠状形状等を有する縁部支持部１２を有するものが挙げられる。また、試料台２２としては、例えば、図７、８に示すように、第２の基板２の縁部を支持する枠状部２２１を有するとともに、縁部以外の部分を支持する柱状形状等を有する内部支持部１３を有するものでもよい。
【００６５】
図示を省略したが、レーザ照射ヘッド２４はレーザ光源２３から出射されたレーザ光を集光し、所定のビーム形状に整形して塗布層８に照射する光学系を有する。特に、レーザ照射ヘッド２４は、試料台２２の上側に配置され、第２の基板２を介して塗布層８に照射する。光学系については後述する。レーザ光源２３から出射されたレーザ光は、レーザ照射ヘッド２４に送られる。レーザ光の出力は、出力制御部２５により制御される。出力制御部２５は、例えばレーザ光源２３に入力される電流を制御することによりレーザ光の出力を制御する。また、出力制御部２５はレーザ光源２３から出射されたレーザ光の出力を制御する出力変調器を有していてもよい。
【００６６】
レーザ照射ヘッド２４から照射される焼成用レーザ光９は、塗布層８に沿って走査しながら照射される。すなわち、レーザ照射ヘッド２４は、Ｘステージ２６によりＸ方向（すなわち、図１０の紙面において水平方向）に移動する。Ｘステージ２６は２個のＹステージ２７Ａ、２７ＢによりＹ方向に移動する。Ｘステージ２６は固定された試料台２２の上方をＹ方向（すなわち、図１０の紙面に対し垂直方向）に移動する。レーザ照射ヘッド２４と試料台２２との位置関係は、Ｘステージ２６とＹステージ２７Ａ、２７Ｂとにより調整される。Ｘステージ２６とＹステージ２７Ａ、２７Ｂとにより移動機構が構成される。なお、移動機構は、例えば、レーザ照射ヘッド２４をＸ方向に移動させるＸステージ２６と、試料台２２をＹ方向に移動させるＹステージとで構成してもよい。
【００６７】
Ｘステージ２６とＹステージ２７Ａ、２７Ｂは走査制御部２８により制御される。レーザ焼成装置２１は、出力制御部２５や走査制御部２８を総合的に制御する主制御系２９を具備する。さらに、レーザ焼成装置２１は塗布層８の焼成温度（加熱温度）を測定する図示しない放射温度計を備える。レーザ焼成装置２１は、塗布層８から除去された有機バインダが光学系や第２の基板２に付着することを防止する吸引ノズルや送風ノズル等を備えることが好ましい。
【００６８】
レーザ照射ヘッド２４は、例えば図１１に示すように、レーザ光源２３から出射されたレーザ光を伝送する光ファイバ３１と、レーザ光を集光して所望のビーム形状に整形する集光レンズ３２と、焼成用レーザ光９の照射部分を観察するための撮像レンズ３３およびＣＣＤ撮像素子３４と、焼成用レーザ光９の照射部分からのレーザ光以外の光を反射（レーザ光は透過）してＣＣＤ撮像素子３４へ導くダイクロイックミラー３５および反射ミラー３６とで構成される。また、焼成用レーザ光９の照射部分の温度を測定する放射温度計３７が設置される。
【００６９】
次に、図１（ｂ）に示すように、第１の基板１と、封着材料層７がその周辺部に形成された第２の基板２とを、表面１ａ、２ａ同士が対向するように封着材料層７を介して積層する（積層工程）。その後、図１（ｃ）に示すように、第２の基板２の上方から、第２の基板２を通して封着材料層７に封着用レーザ光１０を照射して、電子素子部４を封止する封着層１１を形成する（封着工程）。
【００７０】
封着用レーザ光１０は、第２の基板２と反対側の第１の基板１の下方から、第１の基板１を通して封着材料層７に照射してもよい。また、第２の基板２の上方からと、積層されたガラス組立体の第２の基板２と反対側の第１の基板１の下方からとの両側から封着用レーザ光１０を照射してもよい。
【００７１】
封着用レーザ光１０は封着材料層７に沿って走査しながら照射する。封着材料層７はレーザ光１０が照射された部分から順に溶融し、封着用レーザ光１０の照射終了とともに急冷固化されて第１の基板１に固着する。そして、封着材料層７の全周にわたって封着用レーザ光１０を照射することによって、図１（ｄ）に示すように第１の基板１と第２の基板２との間を封止する封着層１１が形成される。このようにして、第１の基板１と第２の基板２との間に電子素子部４が気密封止された電子デバイス１２が作製される。
【００７２】
実施形態の電子デバイス１２の製造工程によれば、第２の基板２の表面２ａに有機樹脂膜や素子膜等が形成されている場合においても、これらに熱ダメージを与えることなく、封着材料層７ならびに封着層１１を良好に形成できる。従って、電子デバイス１２の機能やその信頼性を低下させることなく、気密封止性や信頼性に優れる電子デバイス１２を再現性よく作製することが可能となる。
【実施例】
【００７３】
次に、本発明の具体的な実施例及びその評価結果について述べる。なお、以下の説明は本発明を限定するものではく、本発明の趣旨に沿った形での改変が可能である。
【００７４】
（実施例１）
Ｂｉ2Ｏ3  ８３質量％、Ｂ2Ｏ3  ５質量％、ＺｎＯ  １１質量％、Ａｌ2Ｏ3  １質量％の組成を有し、平均粒径が１μｍのビスマス系ガラスフリット（軟化温度：４１０℃）と、低膨張充填材として平均粒径が０．９μｍ、比表面積が１２．４ｍ2／ｇのコージェライト粉末と、Ｆｅ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−ＭｎＯ−ＣｕＯ組成を有し、平均粒径が０．６μｍ、比表面積が８．３ｍ2／ｇのレーザ吸収材とを用意した。
【００７５】
コージェライト粉末及びレーザ吸収材の比表面積は、ＢＥＴ比表面積測定装置（マウンテック社製、装置名：Ｍａｃｓｏｒｂ  ＨＭ  ｍｏｄｅｌ−１２０１）を用いて測定した。測定条件は、吸着質：窒素、キャリアガス：ヘリウム、測定方法：流動法（ＢＥＴ１点式）、脱気温度：２００℃、脱気時間：２０分、脱気圧力：Ｎ2ガスフロー／大気圧、サンプル質量：１ｇとした。以下の例も同様である。
【００７６】
上記したビスマス系ガラスフリット８５．０質量％とコージェライト粉末６．６質量％とレーザ吸収材８．４質量％とを混合して封着材料を作製した。この封着材料９０質量％をビヒクル１０質量％と混合して封着材料ペーストを調製した。ビヒクルは有機バインダとしてのエチルセルロース（５質量％）を２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレートからなる溶剤（９５質量％）に溶解したものである。
【００７７】
次に、無アルカリガラス（熱膨張係数：３８×１０-7／Ｋ）からなる第２のガラス基板（寸法：９０ｍｍ×９０ｍｍ×０．７ｍｍｔ）を用意し、ディスペンス印刷法で塗布した。印刷パターンは、線幅が０．５ｍｍで８０ｍｍ×５６ｍｍ、コーナー部の曲率半径は０．７ｍｍの枠状パターンとした。この枠状パターンを１２０℃×１０分の条件で乾燥させて塗付層を形成した後（塗布工程）、この塗付層に沿って焼成用レーザ光を走査しながら照射して、膜厚が８μｍ、線幅が０．５ｍｍの封着材料層を形成した（焼成工程）。
【００７８】
以下、焼成工程について具体的に説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、塗付層が下側となるように、かつ塗布層と試料台との間に３ｍｍの空気層が介在するように、第２のガラス基板の縁部を縁部支持部によって支持して、レーザ焼成装置の試料台上に塗付層が形成された第２のガラス基板を固定した。なお、焼成用レーザ光の照射面は、塗付層が形成された第２のガラス基板の基板面とした。すなわち、試料台上に塗付層が下側となるように固定された第２のガラス基板に対して上側より焼成用レーザ光を照射して、第２のガラス基板を介して塗付層に焼成用レーザ光を照射するものとした。
【００７９】
このようにして、波長８０８ｎｍ、出力密度５８９Ｗ／ｃｍ2、ビーム形状が直径１．５ｍｍの円形の焼成用レーザ光を、第２のガラス基板を介して塗付層に沿って１０ｍｍ／ｓの速度で走査しながら照射した。ビームの形状は、レーザビームプロファイラ（オフィール社製、装置名：ＢＳ−ＵＳＢ−ＳＰ６２０）を用いて測定し、ビーム強度がピーク値の１３．５％となる径をビーム径とした。レーザ出力は、パワーメータ（コヒーレント社製、装置名：ＦｉｅｌｄＭａｘｌｌ−ＴＯ）およびヘッド（コヒーレント社製、装置名：ＰＭ１００−１９Ｃ）を用いて測定した。この際の塗布層の焼成温度Ｔ１は８００℃であった。温度測定には２色式放射温度計（チノー製、装置名：ＩＲ−ＦＡＱＩ）を用い、封着材料層をホットプレートで加熱しＫ熱電対で４５０℃を確認した状態で２色式放射温度計の校正（放射率比の決定）を行った。このようにして、焼成用レーザ光で塗布層全体を焼成して封着材料層を形成した。
【００８０】
封着材料層の断面状態をＳＥＭで観察したところ、封着材料層全体が良好にガラス化していることが確認され、有機バインダに起因する気泡も認められなかった。また、光学式顕微鏡にて封着材料層の表面状態を確認したところ、開放泡の発生は認められず、均質な封着材料層が得られることが認められた。なお、開放泡とは、第２のガラス基板を露出させるものであって、封着材料層の側面に接触しないものである。さらに、封着材料層の残留カーボン量を測定したところ、同一の封着材料ペーストの塗布層を電気炉で焼成（４８０℃×１０分）した際の残留カーボン量と同等であることが確認された。
【００８１】
次に、上述した封着材料層を有する第２のガラス基板と第１のガラス基板（第２のガラス基板と同組成、同形状の無アルカリガラス基板）とを積層した。その後、第２のガラス基板を通して、封着材料層に沿って封着用レーザ光を走査しながら照射して、封着材料層を溶融ならびに急冷固化させて、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着して気密容器を作製した。得られた気密容器は外観や接合強度等に優れ、また気密性にも優れることが確認された。
【００８２】
（実施例２〜５）
焼成用レーザ光の走査速度、ビーム径、出力密度、塗布層の膜厚、焼成温度を表１に示す条件に変更する以外は、実施例１と同様に焼成用レーザ光で塗布層を焼成して封着材料層を形成した後、第１のガラス基板と封着して気密容器を作製した。実施例１と同様の評価を行ったところ、評価結果は表１に示すように良好であった。
【００８３】
（比較例１）
塗付層が形成された第２のガラス基板を、塗付層が上側となるようにしてレーザ焼成装置の試料台上に固定した。なお、焼成用レーザ光の照射面は、塗付層が形成された第２のガラス基板の塗付層面とした。すなわち、試料台上に塗付層が上側となるように固定された第２のガラス基板に対して上側より焼成用レーザ光を照射して、塗付層に焼成用レーザ光を直接照射するものとした。その後、表１に示すように焼成用レーザ光の照射強度を変更する以外は、実施例１と同様に封着材料層を形成した後、第１のガラス基板と封着して気密容器を作製した。実施例１と同様の評価を行ったところ、評価結果は表に示すように良好であった。
【００８４】
（比較例２〜６）
焼成用レーザ光の走査速度、ビーム径、出力密度、塗布層の膜厚、焼成温度を表１に示す条件に変更する以外は、比較例１と同様に封着材料層を形成した後、第１のガラス基板と封着して気密容器を作製した。実施例１と同様の評価を行ったところ、いずれの封着材料層にも気泡および開放泡の発生が認められ、気密容器の接合強度が脆弱になるとともに気密性も劣化することが認められた。
【００８５】
【表１】
2014224006.tif 000003
【００８６】
比較例２〜６については、例えば図１２に示すように、第２のガラス基板２に形成された封着材料層７に、第２のガラス基板２を露出させ、かつ側面７１に接触しない非接触開放泡４１が発生しており、これが第１のガラス基板との封着時にクラックや割れの起点となって気密容器の接着強度が脆弱となるとともに気密性が劣化する。封着材料層７の側面７１に接触した接触開放泡４２の場合、封着時に封着材料が流れ込むことから接着強度や気密性は良好となる。一方、非接触開放泡４１の場合、第１のガラス基板との積層時に空気が滞留するだけでなく、空気の断熱効果によりその周辺の温度が局所的に上昇するために残留応力が増加してクラックや割れの原因となる。
【００８７】
開放泡４１、４２の発生機構は、以下のように考えられる。すなわち、基板に対して塗布層が上側となるようにして、この塗布層に焼成用レーザ光を走査しながら照射した場合（照射面を塗布層面とした場合）、走査方向の先端側となる照射初期段階にある部分では、封着材料層の表面付近は軟化流動によりガラス粉末の粒界が消失するが、基板と封着材料層との界面付近は十分に軟化流動せずにガラス粉末の粒界が残った状態となり、このような状態のときに有機バインダの熱分解により発生したガスが上昇して封着材料層の表面に向かうとガラス粉末が吹き飛ばされて基板の表面が露出するような開放泡４１、４２が発生する。
【００８８】
一方、基板に対して塗布層が下側となるようにして、基板を介して塗布層に焼成用レーザ光を走査しながら照射した場合（照射面を基板面とした場合）、封着材料層の表面付近はガラス粉末の粒界が残るが、基板と封着材料層との界面付近は十分に軟化流動してガラス粉末の粒界が消失することから、ガスが上昇しても基板と封着材料層との界面付近の軟化流動した部分に入るためにガラス粉末が吹き飛ばされることがない。この軟化流動した部分に入ったガスは、焼成用レーザ光の照射が進んで封着材料層の全体が軟化流動したときに封着材料層の表面から放出される。これにより、開放泡４１、４２の発生が抑制される。
【００８９】
なお、比較例１のように、基板に対して塗布層が上側となるようにして、この塗布層に焼成用レーザ光を走査しながら照射しても、塗布層の膜厚をＨ［ｍｍ］、焼成用レーザ光の走査速度をＶ［ｍｍ／ｓ］、ビーム径をＤ［ｍｍ］、焼成温度をＴ１［℃］としたとき、昇温速度（Ｈ・Ｖ・Ｔ１／Ｄ）が４１℃／ｓ・ｍｍ未満となる場合には、封着材料層の状態、接着強度および気密性は良好となる。従って、顕著な効果が得られる観点から、昇温速度（Ｈ・Ｖ・Ｔ１／Ｄ）が４１℃／ｓ・ｍｍ以上となる場合に、基板に対して塗布層が下側となるようにして、この塗布層に基板を介して焼成用レーザ光を走査しながら照射することが好ましい。
【符号の説明】
【００９０】
１…第１の基板、１ａ…表面、２…第２の基板、２ａ…表面、３…素子領域、４…電子素子部、５…第１の封止領域、６…第２の封止領域、７…封着材料層、８…塗布層、９…焼成用レーザ光、１０…封着用レーザ光、１１…封着層、１２…縁部支持部、１３…内部支持部、２１…レーザ焼成装置、２２…試料台、２３…レーザ光源、２４…レーザ照射ヘッド、２５…出力制御部、２６…Ｘステージ、２７Ａ，２７Ｂ…Ｙステージ、３１…光ファイバ、３２…集光レンズ、３３…撮像レンズ、３４…ＣＣＤ撮像素子、３５…ダイクロイックミラー、３６…反射ミラー、３７…放射温度計、４１…非接触開放泡、４２…接触開放泡
【図１】
2014224006.tif 000004
【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】
2014224006.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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