(57)【要約】【課題】本発明は、ガラス基板、セラミックス基板その他被充填体に設けられた貫通孔に溶融金属を充填する改善された充填装置を提供することを目的としている。【解決手段】本発明は、被充填体に設けられた貫通孔に溶融金属を充填する充填装置であって、固相の低融点金属素材が当接し溶融して溶融金属が生成される溶融面と前記溶融面で生成した溶融金属が流入する流入口とを一方端面に、前記貫通孔の一方開口に相対して配置され前記溶融金属が流出する流出口を他方端面に有するとともに前記溶融面で生成した溶融金属が前記流入口から前記流出口へ流動する流路が形成された充填筒を備えた充填手段を有し、前記充填筒の流入口の面積は前記溶融面に当接する低融点金属素材の面積未満であることを特徴とする充填装置である。【選択図】図１
2011068532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被充填体に設けられた貫通孔に溶融金属を充填する充填装置であって、固相の低融点金属素材が当接し溶融して溶融金属が生成される溶融面と前記溶融面で生成した溶融金属が流入する流入口とを一方端面に、前記貫通孔の一方開口に相対して配置され前記溶融金属が流出する流出口を他方端面に有するとともに前記溶融面で生成した溶融金属が前記流入口から前記流出口へ流動する流路が形成された充填筒を備えた充填手段を有し、前記充填筒の流入口の面積は前記溶融面に当接する低融点金属素材の面積未満であることを特徴とする充填装置。
【請求項２】
前記充填手段は、前記流出口に基端が含まれる状態で前記充填筒の他方端面から突起し、前記貫通孔に挿入可能な突起部を備え、前記突起部は、前記貫通孔の一方開口に相対した位置に前記充填筒の流出口が配置された状態において前記貫通孔の他方開口近傍に先端が達する突起高さを有する請求項１に記載の充填装置。
【請求項３】
前記突起部は、前記貫通孔の周壁に接触する接触部を有する請求項２に記載の充填装置。
【請求項４】
前記突起部には溶融金属を案内する案内溝が形成されている請求項２又は３のいずれかに記載の充填装置。
【請求項５】
前記流出口の大きさは前記貫通孔の一方開口の大きさ以上である請求項１乃至４のいずれかに記載の充填装置。
【請求項６】
前記充填手段は、前記充填筒を囲むように設けられ前記充填筒の一方端面から溢れた溶融金属を貯留する貯留部を有する請求項１乃至５のいずれかに記載の充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばガラス基板、セラミックス基板その他被充填体に設けられた貫通孔に溶融金属を充填する充填装置に係わる発明である。
【背景技術】
【０００２】
例えば複層ガラス（いわゆるペアガラス）や画像表示装置を構成するガラスパネルは、（１）２枚のガラス基板を準備し一方のガラス基板に貫通孔を形成する、（２）ガラス基板の外周縁に沿い封止部材を配置する、（３）封止部材を介してガラス基板同士を接合しガラス基板及び封止部材とで区切られた気密室を形成する、（４）一方のガラス基板に形成された貫通孔を通じて気体を排気し気密室を真空雰囲気としたり、必要な場合にはその後所定のガスを導入して気密室をガス雰囲気とする、（５）貫通孔を封止する、以上の工程を経て製造される。そして、従来、上記（４）の工程は、上記（１）〜（３）の工程で形成されたガラスパネル中間体の貫通孔にチップ管と称されるガラス管を気密に挿着し、チップ管を通じて行われ、（５）の工程はチップ管の中間部を加熱し縮径し、チップ管自身を封止する（チップオフ又は封止切りと称される。）ことで行われていた。なお、以下、従来技術について、ガラスパネルの貫通孔の封止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】
ここで、上記従来のチップ管を用い貫通孔を封止する封止方法自身の構造上及びコスト上の欠点、及びその方法により製造されたガラスパネルの美観や部品としての実装性などの欠点を克服する技術が下記特許文献１〜６に開示されている。
【０００４】
特許文献１には、貫通孔に封止材料を供給し、封止材料を溶融して貫通孔を封止する封止栓を形成するにあたり、溶融した封止材料から蒸発したガスが気密室へ混在することを防止するため、「高真空に気密封止される容器を備えた真空表示器において、前記容器の一部に設けてある突出しない排気孔を通じて排気したのち該排気孔を封止する際に、前記排気孔を塞ぐようにソルダーを通電リボンで挟み、その通電リボンの上方から加圧して超音波振動を与えると同時に、該リボンに通電して前記ソルダーを予備加熱することにより、該ソルダーを融点直前の温度で封着せしめ、しかる後前記リボンの不要部を切断するようにしたことを特徴とする真空表示器の封止方法」を要旨とする発明が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、気密室の排気時間の短縮と、排気および閉塞のための工程数削減とができるようにした複層ガラスの製造方法およびその装置を提供することを目的とし、「周囲が封止されて内部に中間層が形成された平行な１対のガラス板の一方に穿設された孔に、中間層内の空気を外部から吸引可能に窯体用ハンダにて形成した低融点閉塞部材を設け、中間層内の空気の吸引により所定の真空度を達成した後、前記低融点閉塞部材の端部を加熱熔融させて前記孔を閉塞することを特徴とする複層ガラスの製造方法」を要旨とする発明が記載されている。
【０００６】
特許文献３には、気密室の真空度が高く、且つ、最終製品の組立てに際して立体的な制約が少なく、薄型化を図ることができる封止パネル装置を優れた量産性をもって製造する方法を提供することを目的とし、「第１パネルと第２パネルとが真空空間を挟んで対向配置され、第１パネル、第２パネル及びシール部材の少なくとも１つに設けられた開口部が低融点金属材料から成る密栓部材によって閉鎖された構造を有する封止パネル装置の製造方法であって、（イ）対向配置された第１パネルの周縁部と第２パネルの周縁部とを、シール部材を用いて接着する工程、及び（ロ）真空雰囲気中で、低融点金属材料から成る密栓部材によって開口部を閉鎖する工程、から成ることを特徴とする封止パネル装置の製造方法」を要旨とする発明が記載されている。
【０００７】
特許文献４及び５には、ガラス基板の表面からの突出量が小さくて美観的に優れ、かつ、他物との接当による損傷を抑制することができるとともに、比較的簡易な方法で確実に貫通孔を封止できるガラスパネルの製造方法を提供することを目的とし、「一対の板ガラス間に多数のスペーサを介在させ、かつ、その両板ガラスの外周部間を外周密閉部で密閉して両板ガラス間に空隙部を形成し、前記両板ガラスのうちの一方の板ガラスに前記空隙部を減圧するための吸引孔を設け、その吸引孔から前記空隙部の気体を吸引した後、前記吸引孔を封止してあるガラスパネルの製造方法であって、前記吸引孔を封止する封止材として金属はんだを使用し、その金属はんだ片を前記吸引孔の近傍で加熱溶融し、その溶融状態にある金属はんだ片表面の酸化皮膜を破って中身の金属はんだを流出させ、その流出した金属はんだを前記一方の板ガラスに直接接触させて冷却固化させて前記吸引孔を封止するガラスパネルの製造方法」を要旨とする発明が記載されている。
【０００８】
特許文献６には、比較的低温で貫通孔の封止作業を行うことができる封止方法を提供することを目的とし、「ガラス材料に形成されるガラス孔を封止するガラス孔の封止方法であって、前記ガラス孔を封止する封止材として、互いに融点の異なる第一金属はんだと第二金属はんだとを使用し、予め、前記ガラス孔のまわり全周を取り囲むように、メタライジングにより融点の高い方の第一金属はんだからなる周壁部を形成する周壁部形成ステップと、前記周壁部に固形の前記第二金属はんだを載置する載置ステップとを備える準備工程を行った後、前記周壁部に載置してある第二金属はんだを加熱溶融して、溶融状態にある第二金属はんだを、前記ガラス孔側へ流入させる加熱溶融ステップと、溶融状態で前記周壁部に接触している状態の第二金属はんだに、運動エネルギーを付与して、前記周壁部との接触界面を活性化させる界面活性化ステップと、溶融状態にある第二金属はんだを、前記周壁部の内周側において少なくとも全周と密着し且つ前記ガラス孔を冠着する状態で、冷却固化させて、前記ガラス孔を封止する冷却固化ステップとを備える封止工程を行うガラス孔の封止方法」を要旨とする発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭５９−１８９５３４号
【特許文献２】特開平１１−２４０７３９号
【特許文献３】特開２０００−２０８０３１号
【特許文献４】特開２００１−１８０９８５号
【特許文献５】特開２００２−１３７９４０号
【特許文献６】特開２００２−１８７７４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記従来技術を鑑みてなされたものであり、ガラス基板、セラミックス基板その他被充填体に設けられた貫通孔に溶融金属を充填する改善された充填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】
【００１１】
上記目的を達成する本発明の一態様は、被充填体に設けられた貫通孔に溶融金属を充填する充填装置であって、固相の低融点金属素材が当接し溶融して溶融金属が生成される溶融面と前記溶融面で生成した溶融金属が流入する流入口とを一方端面に、前記貫通孔の一方開口に相対して配置され前記溶融金属が流出する流出口を他方端面に有するとともに前記溶融面で生成した溶融金属が前記流入口から前記流出口へ流動する流路が形成された充填筒を備えた充填手段を有し、前記充填筒の流入口の面積は前記溶融面に当接する低融点金属素材の面積未満であることを特徴とする充填装置である。
【００１２】
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が充填筒の溶融面に当接し溶融し、溶融金属が生成される。溶融金属は、溶融面と同一端面に形成されている流入口から流入し、流路を流動し、流出口から流出する。流出した溶融金属は、流出口と相対して配置された一方開口から供給され、貫通孔に充填される。ここで流入口の面積は低融点金属素材が溶融面に当接している面積未満であるので、流入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、溶融金属は流路の中を充満しながら流通する。その結果、溶融金属の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。さらに、低融点金属素材が溶融部に当接している面積は流入口を超える面積であるので、その越える部分、すなわち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流入口の周囲の非開口部（すなわち充填筒の一方端面）で阻止される。その結果、固相の低融点金属素材の表面に既に存在していた酸化物が溶融金属へ混入することが抑制される。以上により、酸化物の混入量が極めて少ない清浄な溶融金属が貫通孔に充填され、溶融金属に混入した酸化物に起因する接合不良や強度不良等を回避することができる。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。
【００１３】
上記充填装置において、貫通孔に溶融金属を円滑に供給し、さらに余剰な溶融金属が貫通孔の他方開口から漏れ被充填体に付着することを防止するためには、前記充填手段は、前記流出口に基端が含まれる状態で前記充填筒の他方端面から突起し、前記貫通孔に挿入可能な突起部を備え、前記突起部は、前記貫通孔の一方開口に相対した位置に前記充填筒の流出口が配置された状態において前記貫通孔の他方開口近傍に先端が達する突起高さを有することが望ましい。かかる好ましい態様の充填装置によれば、流出口から流出した溶融金属は、貫通孔に挿入された突起部で案内されながら貫通孔に円滑に供給され、貫通孔の他方開口の近傍に位置する突起部の先端により溶融金属の流動は規制され、溶融金属の流動端は他方開口近傍に留まる。その後、貫通孔の一方開口から流入口が離れる方向に充填筒を移動させると、突起部の存在していた部分にも溶融金属が補充され、貫通孔は溶融金属で満たされる。
【００１４】
なお、例えば粘性が低く溶融金属が流動しやすい場合には、貫通孔の周壁と溶融金属との濡れを利用して溶融金属の流動を規制して貫通孔の中に留めるため、上記好ましい態様における突起部は、前記貫通孔の周壁に接触する接触部を有し、かかる接触部を通じて溶融金属を貫通孔の周壁に誘導する構成とすることが望ましい。
【００１５】
さらに、貫通孔への溶融金属の供給を円滑に行うためには、前記突起部には溶融金属を案内する案内溝が形成されていることが望ましく、加えて前記流出口の大きさは前記貫通孔の一方開口の大きさ以上であることが望ましい。
【００１６】
さらに加えて、上記のように充填筒の一方端面で生成され、流入口から流入しない酸化物を含む溶融金属が被充填体に付着することを回避するためには、前記充填手段は、前記充填筒を囲むように設けられ前記充填筒の一方端面から溢れた溶融金属を貯留する貯留部を有し、充填筒の一方端面から漏れた酸化物を含む溶融金属を貯留部で受ける構成とすることが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係わる溶融金属の充填装置によれば、上記説明した作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係わる充填装置の概略構成図である。
【図２】図１の充填装置に組み込まれた充填手段の構成図である。
【図３】図２の充填手段の変形例を示す部分拡大断面図である。
【図４】図１の充填装置の動作を説明する図である。
【図５】図１の充填装置で溶融金属が充填される貫通孔を含むガラスパネルの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明についてその実施態様に基づき上記図１〜５を参照しつつ説明する。なお、以下の実施態様の説明では、低融点金属であるＳｎＡｇＡｌ系合金を素材を溶融した溶融金属をガラス基板の貫通孔に充填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などと代えた場合においても、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、充填装置の構成要素は、本発明の趣旨に反しない限り単独に又は適宜組み合わせて実施することができる。
【００２０】
まず、図５を参照してガラスパネルＰの構造を説明する。図５において、符合Ｇ１は第１のガラス基板（以下第１基板と略称する。）、符号Ｇ２は第２のガラス基板（以下第２基板と略称する。）であり、球状の間隙維持部材Ｂで形成された所定の間隙ｇを介し各々の主面Ｓ１・Ｓ２（下記接合部材ｍが接合される面）が対向配置されている。そして、第１基板Ｇ１には略円柱形状の貫通孔Ｈが形成されており、この貫通孔Ｈは、低融点金属であるはんだ、具体的には質量％でＡｇが８．５％、Ａｌが０．３５％、残部Ｓｎからなるガラス基板との接合性に優れたＳｎＡｇＡｌ系合金で構成された封止栓Ｍで封止されている。
【００２１】
符号ｍは第１基板Ｇ１・第２基板Ｇ２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Ｓ１・Ｓ２に直接接合し、後述する気密室を気密封止する接合部材である。なお、本態様のガラスパネルＰの接合部材ｍは封止栓Ｍと同様にガラス基板との接合性に優れたＳｎＡｇＡｌ系合金を使用し構成されているが、用途により例えばインジュームやＺｎ系はんだ、ガラスフリット等を使用してもよい。また、後述するように貫通孔Ｈに溶融した低融点金属を充填する際には、低融点金属の融点程度の温度に第１基板を加熱する必要があるので、封止部材ｍは封止栓Ｍより融点が高い材料で構成されていることが望ましい。
【００２２】
符合ｋは、第１基板Ｇ１、第２基板Ｇ２及び接合部材ｍにより画成された空間である気密室である。この気密室ｋは、後述するように貫通孔Ｈを介して真空雰囲気とされ、その後封止栓Ｍで貫通孔Ｈが封止されて気密が保持される。
【００２３】
かかるガラスパネルＰは、以下の工程を経て製造される。すなわち、（１）第１基板Ｇ１及び第２基板Ｇ２を用意し、第１基板Ｇ１の所定位置に貫通孔Ｈを形成する（貫通孔形成工程）、（２）所定の間隙が主面Ｓ１・Ｓ２間に形成されるよう間隙保持部材Ｂを介して第１基板Ｇ１と第２基板Ｇ２を対向配置し、溶融させたＳｎＡｇＡｌ系合金を第１基板Ｇ１・第２基板Ｇ２の外周間隙ｇに所定の幅だけ充填し、冷却・固化させて封止部材ｍを形成する（基板接合工程）、（３）貫通孔形成工程及び基板接合工程を経て貫通孔Ｈが封止栓Ｍで封止される前のガラスパネル中間体の第１基板Ｇ１、第２基板Ｇ２及び接合部材ｍにより画成された気密室ｋの中の大気を第１基板Ｇ１に形成された貫通孔Ｈを通じて排気し気密室Ｋを真空雰囲気にする（排気工程）、（４）溶融させたＳｎＡｇＡｌ系合金（以下溶融はんだという。）をガラスパネル中間体の貫通孔Ｈに充填する（貫通孔充填工程）、（５）貫通孔Ｈに充填された溶融はんだを冷却・固化して封止栓Ｍを形成し、貫通孔Ｈを封止する（貫通孔封止工程）。本発明に係わる溶融金属の充填装置は、上記貫通孔充填工程で使用される装置である。
【００２４】
本発明の一実施態様に係わる充填装置について図１及び図２を参照し説明する。図１に示すように、充填装置１０は、糸はんだ供給手段１１、加熱供給手段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。以下、各構成要素について説明する。
【００２５】
［糸はんだ供給手段］
符号１１ａは、低融点金属素材であるＳｎＡｇＡｌ系合金からなるワイヤー状の糸はんだＭを巻回するボビン状の糸はんだ送出部であり、図示しないモータ等で回転され定量的に糸はんだＭを送り出す。符号１１ｃは、糸はんだ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はんだ案内部である。充填装置１０では、２ｍｍ程度の直径に成形した糸はんだＭを用いており、初期状態において、糸はんだ送出部１１ａに巻回された糸はんだＭの先端部分は糸はんだ送出部１１ａから引き出され、糸はんだ案内部１１ｃ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。
【００２６】
符合１１ｂは、加熱供給手段１２で溶融された糸はんだ（以下溶融はんだと言う。）Ｍ１を介して溶融はんだ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、充填装置１０では装置構成の便宜のため、超音波印加部１１ｂは加熱供給手段１２に組み込まれており、加熱供給手段１２の充填手段１２ａを通じて貫通孔Ｈに充填された溶融金属Ｍ１へ超音波を印加するよう構成されている（図２参照）。
【００２７】
［加熱溶融手段］
加熱溶融手段１２において符合１２ａは、糸はんだ供給手段１１から供給された糸はんだＭを加熱溶融してなる溶融はんだＭ１を貫通孔Ｈに充填する充填手段である。図２（ａ）に示すように、中央に充填筒１２ｂを有する充填手段１２ａは略碗形状であり、熱伝導率の高いステンレス等で形成されている。符号１２ｃは、充填手段１２ａの外周に巻回されたヒータであり、充填手段１２ａを糸はんだＭの融点以上の温度に加熱する。符合１２ｚは充填手段１２ａが固定されるとともにヒータ１２ｃ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１１ｂの超音波発生装置や制御回路等は本体部１２ｚに内蔵されている。
【００２８】
充填手段１２ａの平面図である図２（ｃ）のａ−ａ断面図である図２（ａ）に示すように、充填手段１２ａの中央部に設けられた円筒形状の充填筒１２ｂは、上部端面が糸はんだＭが当接し溶融はんだＭ１を生成する溶融面１２ｇ、上部端面の開口が流入口１２ｅ、流入口１２ｅと同一径の底部端面の開口が流出口１２ｆ、流入口１２ｅと流出口１２ｆを結ぶ密閉された管路が流路１２ｄを構成しており、溶融面１２ｇで生成された溶融はんだＭ１は、流入口１２ｅから流路１２ｄへ流入し、流路１２ｄを流下し、貫通孔Ｈの上部開口Ｈ１と相対して配置された流出口１２ｆから流出する。なお、図２（ａ）では、貫通孔Ｈの上部開口Ｈ１と流出口２ｆとが密着する状態となるよう充填手段１２ａは配置されているが、上下方向においてこれらの間に所定の間隙が形成されるよう配置してもよい。
【００２９】
ここで、本態様の充填筒１２ｂにおいて、流出口１２ｆの直径ΦＢは、貫通孔Ｈの上部開口Ｈ１の直径ΦＣ以上である。このように流出口１２ｆの大きさを設定することにより、流出口１２ｆから供給された溶融はんだＭ１は流入口Ｈ１において貫通孔Ｈの周壁にすぐさま接触し、濡れにより周壁に付着しつつ流下するので、貫通孔Ｈから溶融はんだＭ１が下方に垂れ漏れ出ることを防止することができる。
【００３０】
上記溶融面１２ｇ及び流路１２ｄには、円滑に溶融はんだＭ１を流動させるための好ましい構成として、その表面に溶融はんだ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、本態様の流路１２ｄは、その表面が溶融はんだ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。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。
【００３１】
ここで、上記糸はんだ案内部１１ｃは、その下方端部が、上記充填筒１２ｂの上部端面に開口した流入口１２ｅへ向かう姿勢で、移動手段１４の固定部材１４ｅに位置決め固定されている。そして、充填装置１０の稼動時には、糸はんだ送出部１１ａから定量的に送り出された糸はんだＭは、糸はんだ案内部１１ｃの案内通路で導かれて下方端部の開口から繰り出され、その端面が流入口１２ｅを閉塞する姿勢で溶融面１２ｇに当接する。なお、加熱溶融手段１２は、糸はんだ供給部１２ｃから繰り出される糸はんだＭと溶融面１２ｇ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１４ｅに位置決め固定されている。
【００３２】
上記構成の糸はんだ案内部１１ｃの下方端部の開口から繰り出された糸はんだＭは、ヒータ１２ｃで加熱された溶融面１２ｇに当接し溶融はんだＭ１となる。ここで、図２（ａ）に示すように、流入口１２ｅの直径ΦＢは溶融面１２ｇと当接する糸はんだＭの端面の直径ΦＡ未満である。しかして、糸はんだＭの外周面に酸化物Ｅ１が生成している場合であっても、酸化物Ｅ１の流路１２ｄへの流入は流入口１２ｅの外周の非開口部、すなわち溶融面１２ｇにより阻止され、酸化物Ｅ１が混入しない清浄な溶融はんだＭ１のみが流路１２ｄへ流入する。さらに、流路１２ｄ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はんだ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はんだ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、糸はんだＭと流入口１２ｅ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。
【００３３】
図２において符号１２ｉは、上記のように流路１２ｄへの流入が阻止された酸化物Ｅ１を含む溶融はんだＭ１が第１基板Ｇ１に誤って付着することを回避するため、充填筒の先端から漏れた溶融はんだを受け、貯留する貯留部１２ｉである。本態様の貯留部１２ｉは、充填筒１２ｂの外周面と、充填筒１２ｂを囲むように同軸に配置された外筒１２ｈの内周面と、充填筒１２ｂ及び外筒１２ｈとの底部端を接続する環状板の上面とで画された環状溝である。貯留部１２ｉに貯留された溶融はんだは吸引等の適宜な手段で回収すればよい。
【００３４】
図２において符号１２ｊは、流路１２ｄの軸芯に沿い下方に伸びた略平板状の突起部である。図２（ｃ）のｂ−ｂ断面図である図２（ｂ）に示すように、貫通孔Ｈに挿入可能な突起部１２ｊは、充填筒１２ｂの底部端を横断するように形成された支持梁を介しその基端が流出口１２ｆに含まれる状態で充填筒１２ｂの底部端面から図示ｈの突起高さで突起している。この突起高さｈは、溶融はんだＭ１を貫通孔Ｈへ充填するため充填手段１２ａを所定位置に位置決めし、貫通孔Ｈの上部開口Ｈ１に相対して流出口１２ｆが配置された状態において、貫通孔Ｈの底部開口の近傍に突起部１２ｊの下端が達する高さとなるよう設定されている。また、充填手段１２ａの平面図である図２（ｃ）に示すように、流出口１２ｆから流出する溶融はんだＭ１の流動を阻害しないよう、突起部１２ｊと流出口１２ｆとの間には溶融はんだＭ１が流通可能な隙間が形成されている。なお、溶融はんだＭ１を円滑に流動させるためには、突起部１２ｊの表面に溶融はんだ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。
【００３５】
突起部１２ｊは上記構成に限らず、例えば図３（ａ）に示す充填手段２２ａのように、貫通孔Ｈに挿入可能な筒状の突起部２２ｊを流出口１２ｆの下方に設けてもよく、また図示しないが柱状や針状の突起部を設けてもよい。また、溶融金属の粘性が高く流動性が低い場合や、貫通孔Ｈの直径に対する深さの比が高い場合には、貫通孔Ｈの周壁と溶融金属の濡れにより溶融金属は貫通孔Ｈの内部に留まるので必ずしも突起部を設けなくてもよい。
【００３６】
突起部１２ｊにおいて符号１２ｋは貫通孔Ｈの周壁と接触する接触部である。本態様の突起部１２ｊでは、図２（ｂ）に示すように、突起部１２ｊを貫通孔Ｈに挿入した状態においてその側面が貫通孔Ｈの周壁と接触可能なように、突起部１２ｊの幅Ｔを貫通孔Ｈの直径ΦＣとほぼ同じ大きさとし、突起部１２ｊの側面が接触部１２ｋとなるよう構成している。なお、接触部１２ｋは図示するように貫通孔Ｈの軸芯方向において周壁の全体に接触する必要はなく、図３（ｂ）に示す充填手段３２ａの接触部３２ｋように、貫通孔Ｈの周壁の一部のみに接触するよう構成してもよく、この場合には図示するように突起部３２ｊの下端部に接触部３２ｋを形成しておくことが望ましい。
【００３７】
[移動手段]
図１に示すように、駆動手段１４は、門型の支持体１４ａ、支持体１４ａの上辺部に固定された昇降部１４ｂ、支持体１４ａ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１４ｃ、貫通孔Ｈが形成された第１基板Ｇ１を上側にした水平な姿勢でガラスパネル中間体Ｐ１を載置する水平移動部１４ｃに設けられたテーブル１４ｄとで構成されている。そして、上記したように糸はんだ供給部１１ｃ及び加熱溶融手段１２は固定部材１４ｅを介して昇降部１４ｂの下端部に接続されている。なお、以下、図１に示すように、昇降部１４ｂの昇降方向をＺ軸方向、水平移動部１４ｃの移動方向であって紙面に平行な方向をＸ軸方向、垂直な方向をＹ軸方向という。
【００３８】
なお、テーブル１４ｄには、第１基板Ｇ１を加熱可能なパネル状の発熱体を設けてもよい。この発熱体により第１基板Ｇ１を溶融はんだＭ１の溶融温度程度に加熱することにより、溶融はんだＭ１と第１基板Ｇ１との温度差で生じる応力による第１基板Ｇ１の破損を防止することができ、また溶融はんだＭ１と第１基板Ｇ１との濡れ性が高まるので貫通孔Ｈの封止性を向上させることができる。
【００３９】
［制御手段］
図１に示すように、制御手段１６は、電気通信回線１６ａを介して充填装置１０の上記各構成要素と接続された制御部１６ｂ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１６ｂ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、糸はんだ送出部１１ａに組み込まれたモータに指令して糸はんだＭの供給量を制御し、ヒータ１２ｃ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１４ｂ及び水平移動部１４ｃ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。
【００４０】
［気密室］
気密室１５は、充填装置１０の上記各構成要素を内包する気密空間１５ｂを形成する筐体１５ａで形成されている。なお、筐体１５ａには、ガラスパネルＰの搬入及び搬出のための不図示の開口部が設けられており、当該開口部には気密空間１５ｂの気密性を確保するため気密扉が設けられている。
【００４１】
［雰囲気制御手段］
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１７ｂと、気密室１５の気密空間１５ｂを真空状態とする真空ポンプ１７ｃと、ガス供給部１７ｂと真空ポンプ１７ｃとを気密空間１５ｂに接続する供給配管１７ａとで構成されており、気密空間１５ｂを所定の雰囲気に制御する。ここで、ガス供給部１７ｂには、第１基板Ｇ１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１７ｂ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１５ｂに供給することもできる。
【００４２】
上記構成の充填装置１０の動作について図１・４を参照して説明する。
図１に示すように、既に説明した貫通孔形成工程及び基板接合工程を経て形成されたガラスパネル中間体Ｐ１を第１基板Ｇ１が上側となるようテーブル１４ｄに載置した後に充填装置１０を起動する。充填装置１０は、気密空間１５ｂが所定濃度の酸素雰囲気に置換されるよう、真空ポンプ１７ｃを動作させて気密空間１５ｂから空気を脱気した後にガス供給部１７ｂから酸素ガスを供給する。また、充填装置１０は、テーブル１２ｄに内蔵された発熱体を発熱させ、溶融はんだＭ１の融点程度の温度となるよう第１基板Ｇ１を加熱する。
【００４３】
図４（ａ）に示すように、充填装置１０は、第１基板Ｇ１の貫通孔Ｈと充填筒１２ｂの軸心が一致するよう水平移動部１４ｃをＸ・Ｙ軸方向に水平移動させ、貫通孔Ｈの上部開口Ｈ１に対し流出口１２ｆが相対する位置に充填手段１２ａを配置する。その後、図４（ｂ）に示すように、充填装置１０は、充填筒１２ｂの突起部１２ｊが貫通孔Ｈに挿入された状態となるよう昇降部１４ｂを下降させて充填手段１２ａをＺ軸方向に位置決めする。この時、図２（ｂ）に示すように、突起部１２ｊの下端は貫通孔Ｈの下方開口の近傍に位置し、さらに突起部１２ｊの接触部１２ｋは貫通孔Ｈの周壁に接触する状態となっている。
【００４４】
その後、充填装置１０は、糸はんだ送出部１１ａのモータを駆動し、糸はんだ案内部１１ｃから糸はんだＭを繰り出す。繰り出された糸はんだＭは、図４（ｃ）に示すように、ヒータ１２ｃで加熱された溶融面１２ｇに当接し溶融はんだＭ１が生成される。そして、上記説明のとおり糸はんだＭの外周面に形成された酸化物Ｅ１は溶融面１２ｇ（充填筒１２ｂの上部端面）で分離され、酸化物Ｅ１が混入しない清浄な溶融はんだＭ１のみが流入口１２ｅから流路１２ｄへ流入し、流出口１２ｆから流出し、貫通孔Ｈへ供給される。また、分離された酸化物Ｅ１を含む溶融はんだＭ１は充填筒１２ｂの上部端面から溢れて流下し、貯留部１２ｉで受け止め、貯留される。
【００４５】
貫通孔Ｈに供給された溶融はんだＭ１は濡れにより貫通孔Ｈの周壁に接して貫通孔Ｈに充填されつつ下方に流動する。そして、図４（ｄ）に示すように、貫通孔Ｈに挿入された突起部１２ｊの下端に溶融はんだＭ１が到達すると、溶融はんだＭ１の突起部１２ｊの下方端より下方への流動は突起部１２ｊとの濡れにより規制される。充填装置１０は、突起部１２ｊの下端に溶融はんだＭ１が到達した時点で糸はんだＭの供給を停止し、その後充填手段１２を上昇させる。すると、突起部１２ｊの存在していた部分にも溶融はんだＭ１が充填され、貫通孔Ｈは溶融はんだＭ１で満たされる。
【００４６】
その後、発熱体による第１基板Ｇ１の加熱を停止し、貫通孔Ｈに充填された溶融はんだＭ１を冷却・固化して封止栓Ｍを形成し、貫通孔Ｈを封止する。
【符号の説明】
【００４７】
１０    充填装置
１１    糸はんだ供給手段
１２    加熱供給手段
１２ａ  充填手段
１２ｂ  充填筒
１４    移動手段
１５    気密室
１６    制御手段
１７    雰囲気制御手段
Ｐ      ガラスパネル
Ｈ      貫通孔
Ｍ      糸はんだ
Ｍ１    溶融はんだ
【図１】
2011068532.tif 000003
【図２】
2011068532.tif 000004
【図３】
2011068532.tif 000005
【図４】
2011068532.tif 000006
【図５】
2011068532.tif 000007