(57)【要約】  密封された複数ガラス窓アセンブリは、透明材から形成される第一および第二窓ガラスシートから成る。第一シール部材は内端および外端を有し、前記内端は第一窓ガラスシートの周辺部に拡散接合により密封して取り付けられる。第二シール部材は内端および外端を有し、前記内端は第二窓ガラスシートの周辺部に拡散接合により密封して取り付けられ、前記外端は第一シール部材の外端に密封して取り付けられる。スペーサーアセンブリは第一および第二窓ガラスシートの間に配置され、その間隔を維持することによって、第一および第二窓枠間の密封された空洞が定義される。
2008542578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明材から形成され、周辺部を持つ第一窓ガラスシートと、
内端および外端を有し、前記内端が前記第一窓ガラスシートの周辺部に拡散接合により密封して取り付けられ、その間に密封状態を作る第一シール部材と、
透明材から形成され、周辺部を持つ第二窓ガラスシートと、
内端および外端を有し、前記内端が前記第二窓ガラスシートの周辺部に拡散接合により密封して取り付けられ、その間に密封状態を作る第二シール部材と、
前記第一および第二窓ガラスシートの間隔を維持するため間に配置され、スペーサーが前記第一および第二窓ガラスシートのうち少なくとも一つに対してスライド移動可能なスペーサーアセンブリと
前記第二シール部材の外端に密封状態で取り付けた前記第一シール部材の外端と
を含み、
それによって、前記スペーサーアセンブリを含む密封された空洞が前記第一および第二窓枠間に形成される、密封マルチ窓アセンブリ。
【請求項２】
前記第一および第二窓枠間の密封された空洞が真空である、請求項１に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項３】
前記第一および第二窓枠間の密封された空洞が不完全真空である、請求項２に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項４】
前記第一および第二窓枠間の密封された空洞がガスを含む、請求項１に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項５】
前記第一および第二窓枠間の密封された空洞内のガスが、空気、窒素、アルゴン、クリプトンおよびキセノンのうち一つである、請求項４に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項６】
前記第一および第二窓枠間の密封された空洞がエアロゲルを含む、請求項１に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項７】
前記第一および第二シール部材の少なくとも一つが、取り付けた窓ガラスシートの横膨張および収縮に適合する、請求項１に記載の密封された複数ガラス窓アセンブリ。
【請求項８】
第一および第二シール部材の少なくとも一つが金属から形成される、請求項１に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項９】
前記スペーサーアセンブリが、一方の前記窓ガラスシートの内部表面に取り付けられた複数の離れたスタンドオフ部材を含む、請求項１に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項１０】
前記スペーサーアセンブリが、前記２つの窓ガラスシートのスタンドオフ部材間に配置されたもう一方の窓ガラスシートおよびスペーサーシートの内部表面に取り付けられた複数の離れたスタンドオフ部材をさらに含む、請求項９に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項１１】
前記スペーサーアセンブリが、前記窓ガラスシートの製造中に、一方の前記窓ガラスシートの内部表面に形成される複数のスタンドオフ部材を含む、請求項１に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項１２】
前記スペーサーアセンブリが、前記窓ガラスシートの内側に面してその反対側に形成される複数のスタンドオフ部材を持つシートを含む、請求項１に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項１３】
透明材から形成され、周辺部を持つ第一窓ガラスシートと、
透明材から形成され、周辺部を持つ第二窓ガラスシートと、
前記第一および第二窓ガラスシートの間隔を維持するため間に配置されるスペーサーアセンブリであって、前記スペーサーアセンブリは透明材から形成された板状の第一基板部を持つ第一層、および前記基板部と一体となって形成された第一の複数スタンドオフを含み、前記スタンドオフは前記基板部の少なくとも一つの表面に配置され、そこから外側に突出しているスペーサーアセンブリと、
前記第一および第二窓ガラスシートの周辺部に拡散接合により密封状態で取り付けられたシーリングアセンブリであって、前記窓ガラスシートの間に密封状態を作ることにより、前記第一および第二窓枠間の密封された空洞が定義されるシーリングアセンブリと
を含む密封された複数ガラス窓アセンブリ。
【請求項１４】
前記スタンドオフを含む前記スペーサーアセンブリの第一層が透明ガラスから形成される、請求項１３に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項１５】
前記スタンドオフを含む前記スペーサーアセンブリの第一層が透明プラスティックから形成される、請求項１３に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項１６】
前記スペーサーアセンブリの第一層の基板部が性能向上コーティングを含む、請求項１３に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項１７】
前記性能向上コーティングが低放射コーティングである、請求項１６に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項１８】
前記性能向上コーティングがＵＶブロックコーティングである、請求項１６に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項１９】
前記性能向上コーティングが着色ティントである、請求項１６に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項２０】
前記性能向上コーティングがエレクトロクロミックコーティングである、請求項１６に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項２１】
前記スタンドオフが基板部の頂面および底面に渡り、かつ外側に突出して配置された、請求項１３に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項２２】
前記スペーサーアセンブリが前記第一層から離れた第二層をさらに含む、請求項１３に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項２３】
前記スペーサーアセンブリの前記第二層が、第二の基板部および前記第二の基板部と一体となって形成された第二の複数スタンドオフを含み、前記第二の複数スタンドオフは、第二の基板部の一表面に配置され、そこから外側に突出し、また一般に第一および第二の複数スタンドオフは反対の外側に突出する、請求項２２に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項２４】
前記第一層および第二層の間に配置される少なくとも一つの追加の個別層の材料をさらに含む、請求項２３に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項２５】
前記密封された空洞内の空気が少なくとも部分的に減圧された、請求項１３に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項２６】
前記密封された空洞内の空気が真空である、請求項２５に記載の密封窓アセンブリ。
【請求項２７】
透明材から形成され、周辺部を持つ第一窓ガラスと、
内端および外端を有し、前記内端が前記第一窓ガラスシートの周辺部に密封状態で取り付けられる第一シール部材と、
透明材から形成され、周辺部を持ち、前記第一窓ガラスから離れて配置された第二窓ガラスと、
内端および外端を有し、前記内端は前記第二窓ガラスの周辺部に密封状態で取り付けられ、前記外端は前記第一シール部材の外端に密封状態で取り付けられた第二シール部材と、
前記第一および第二窓ガラスの間の関連移動を可能にする前記第一および第二シール部材の少なくとも一つと
を含む、密封された複数ガラス窓アセンブリ。
【請求項２８】
拡散接合処理を使用して、前記第一窓ガラスが前記第一シール部材に密封状態で取り付けられる、請求項２７に記載の窓アセンブリ。
【請求項２９】
拡散接合処理が、特定の表面圧力、特定の時間の長さ、前記窓ガラスおよびシール部材のいずれかの融点より低い特定の高温で前記窓ガラスおよび前記シール部材を保持するステップから成る固相拡散接合処理を含む、請求項２８に記載の窓アセンブリ。
【請求項３０】
拡散接合に先立って、前記第一窓ガラスおよび前記第一シール部材の間に配置される中間層材料をさらに含む、請求項２９に記載の窓アセンブリ。
【請求項３１】
前記拡散接合処理が過渡液相拡散接合を含み、初期温度が、前記窓ガラスおよびシール部材のいずれか一方の上で接合材を溶解するために十分な高温であり、後次温度を初期温度より低くすることで前記接合材の凝固を可能にし、前記接合材が低温拡散接合により母材に拡散するまで前記後次温度を維持する、請求項２８に記載の窓アセンブリ。
【請求項３２】
拡散接合に先立って、前記第一窓ガラスおよび前記第一シール部材の間に配置される中間層材料をさらに含む、請求項３１に記載の窓アセンブリ。
【請求項３３】
はんだ処理を使用して、前記第一窓ガラスが前記第一シール部材に密封状態で取り付けられる、請求項２７に記載の窓アセンブリ。
【請求項３４】
前記はんだ処理がはんだガラス材料を利用する、請求項３３に記載の窓アセンブリ。
【請求項３５】
前記第一および第二窓ガラスの間に配置される第三の窓ガラスをさらに含み、前記密封された空洞が前記第一および第三窓枠間の第一空洞と、前記第二および第三窓枠間に配置される第二空洞とにさらに分割される、請求項２７に記載の窓アセンブリ。
【請求項３６】
前記第一空洞が前記第二空洞から密封される、請求項３５に記載の窓アセンブリ。
【請求項３７】
前記第一および第二窓ガラスシートの間隔を維持するため間に配置されるスペーサーアセンブリをさらに含み、前記スペーサーアセンブリは前記第一および第二窓ガラスの少なくとも一つに対して浮遊している、請求項２７に記載の窓アセンブリ。
【請求項３８】
前記窓ガラスの中心に定義された観察領域をさらに含み、前記窓アセンブリの可視性は前記シール部材によって遮断されず、前記スペーサーアセンブリが前記窓ガラスの周辺部に沿って配置されて前記観察領域の１０％未満を占有する、請求項３７に記載の窓アセンブリ。
【請求項３９】
前記窓ガラスの中心に定義された観察領域をさらに含み、前記窓アセンブリの可視性は前記シール部材によって遮断されず、前記スペーサーアセンブリが前記窓ガラスの間に配置されて前記観察領域の少なくとも１０％を占有する、請求項３７に記載の窓アセンブリ。
【請求項４０】
前記スペーサーアセンブリが、複数の縦横格子を含む桟アセンブリから成る、請求項３７に記載の窓アセンブリ。
【請求項４１】
前記第一および第二シール部材の内端が、それぞれ第一および第二窓ガラスの内側表面に密封され、前記シール部材の外端が前記窓ガラスの周辺部を越えて外側に延長し、内部空洞を有するシール部材の外形を定義する、請求項２７に記載の窓アセンブリ。
【請求項４２】
前記スペーサーアセンブリの周辺部に配置されるいかり形のスペーサーアンカーをさらに含み、前記いかり形は前記シール部材の外形にフィットするように適合され、前記スペーサーアセンブリの水平移動が実質的に前記スペーサーアンカーによって制限されるようにする、請求項４１に記載の窓アセンブリ。
【請求項４３】
ベース部、前記ベース部から上向きに突出してその間のシール空洞を定義するライザー部、および前記ライザー部の上に配置される座面から成る支持ブロックをさらに含み、前記支持ブロックの寸法は前記窓アセンブリの端に対して適合するため、前記第一および第二窓ガラスの端が前記座面に対して配置されると、前記シール部材の外側に延長した部分が前記シール空洞内に適合する、請求項４１に記載の窓アセンブリ。
【請求項４４】
密封された複数ガラス窓アセンブリを製造する方法であって、
透明材から形成され、周辺部を持つ第一窓ガラスシートと、内端および外端を有する第一シール部材を提供するステップと、
前記第一シール部材の内端を前記第一窓ガラスシートの周辺部に配置するステップと、
前記第一シール部材の内端を前記第一窓ガラスシートに対して十分な力でプレスして、前記内端および前記窓ガラスシートの間の第一接合部に沿って所定の第一接触圧力を生成するステップと、
前記第一接合部を加熱して、前記第一接合部に沿って所定の第一温度を生成するステップと、
前記第一シール部材および前記第一窓ガラスシートの間に前記第一窓ガラスシートの周辺部に沿って拡散接合が形成されるまで、所定の前記第一接触圧力および高温を維持するステップと、
透明材から形成される周辺部を持つ第二窓ガラスシートおよび内端と外端を持つ第二シール部材を提供するステップと、
前記第二シール部材の内端を前記第二窓ガラスシートの周辺部に沿って配置するステップと、
前記第二シール部材の内端を前記第二窓ガラスシートに対して十分な力でプレスして、前記内端および前記窓ガラスシートの間の第二接合部に沿って所定の第二接触圧力を生成するステップと、
前記第二接合部を加熱して、前記第二接合部に沿って所定の第二温度を生成するステップと、
前記第二シール部材および前記第二窓ガラスシートの間に前記第二窓ガラスシートの周辺部に沿って拡散接合が形成されるまで、所定の前記第二接触圧力および高温を維持するステップと、
前記第一シール部材の外端を前記第二シール部材の外端に密封状態で取り付けることによって、前期第一および第二窓枠間に密封された空洞を定義するステップと
を含む製造方法。
【請求項４５】
前記第一シール部材の外端を前記第二シール部材の外端に密封状態で取り付けるステップの前に、前記第一および第二窓ガラスシートの間にスペーサーアセンブリを配置して、その間隔を維持するステップをさらに含む、請求項４４に記載の窓アセンブリ製造方法。
【請求項４６】
前記第一および第二シール部材が真空環境で密封される、請求項４４に記載の窓アセンブリ製造方法。
【請求項４７】
前記第一および第二シール部材を密封した後に,前記第一および第二窓枠間の密封された空洞を真空にして、密封状態を作るステップをさらに含む、請求項４４に記載の窓アセンブリ製造方法。
【請求項４８】
前記第一および第二シール部材が密封された後、前記第一および第二窓枠間の前記密封された空洞をガスで充填するステップをさらに含む、請求項４４に記載の窓アセンブリ製造方法。
【請求項４９】
密封された複数ガラス窓アセンブリを製造する方法であって、
透明材から形成され、周辺部を持つ第一窓ガラスを提供するステップと、
内端および外端を持つ第一シール部材を提供するステップと、
前記第一シール部材の内端を前記第一窓ガラスの周辺部に沿って密封状態で取り付けるステップと、
透明材から形成され、周辺部を持ち、前記第一窓ガラスから離れて配置された第二窓ガラスを提供するステップと、
内端および外端を持つ第二シール部材を提供するステップと、
前記第二シール部材の内端を前記第二窓ガラスの周辺部に沿って密封状態で取り付けるステップと、
前記第二シール部材の外端を前記第一シール部材の外端に密封状態で取り付けるステップと、
前記第一および第二シール部材の少なくとも一つを、前記第一および第二窓枠間の相対運動を可能にするよう適合させ、それによって密封された空洞を前記第一および第二窓枠の間に形成するステップと
を含む製造方法。
【請求項５０】
少なくとも一つの密封ステップが拡散接合処理を含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記拡散接合処理が固体拡散接合処理を含み、特定の表面圧力、特定の時間の長さ、前記窓ガラスおよびシール部材のいずれかの融点より低い特定の高温で前記窓ガラスおよびシール部材を保持するステップから成る、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
拡散接合に先立って、前記第一窓ガラスおよび前記第一シール部材の間に中間層材料を配置するステップをさらに含む、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記拡散接合処理が過渡液相拡散接合を含み、初期温度が、前記窓ガラスおよびシール部材のいずれか一方の上で接合材を溶解するために十分な高温であり、後次温度を初期温度より低くすることで前記接合材の凝固を可能にし、前記接合材が低温拡散接合により母材に拡散するまで前記後次温度を維持する、請求項５０に記載の方法。
【請求項５４】
拡散接合に先立って、第一窓ガラスおよび第一シール部材の間に中間層材料を配置することをさらに含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
少なくとも一つの密封ステップがはんだ処理を含む、請求項４９に記載の窓アセンブリ。
【請求項５６】
前記はんだ処理ではんだガラス材料を利用する、請求項５５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱的に絶縁されるビルの窓に関し、より具体的には、窓ガラスの間のスペースに位置する真空または熱的な絶縁材を有する多重窓枠ガラスユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２００６年５月４日に出願された米国出願１１／３８１，７３３号（代理人整理番号ＳＴＲＫ−２７，６３７）、２００６年５月４日に出願された米国出願１１／３８１，７４２号（代理人整理番号ＳＴＲＫ−２７６６３）、２００５年５月６日に出願された米国仮出願６０／６７８，５７０号（代理人整理番号ＳＴＲＫ−２７，０６７）、および２００５年８月１１日に出願された米国仮出願６０／７０７，３６７号（代理人整理番号ＳＴＲＫ−２７，２７５）から優先権の利益を要求する。
【０００３】
２００６年５月４日に出願された米国出願１１／３８１，７３３号（代理人整理番号ＳＴＲＫ−２７，６３７）、２００６年５月４日に出願された米国出願１１／３８１，７４２号（代理人整理番号ＳＴＲＫ−２７６６３）は、現在米国特許６，６２７，８１４の、２００２年３月２２日に出願された米国出願１０／１０４，３１５号（代理人整理番号ＳＴＲＫ−２５，９１１）の一部継続である、現在米国特許６，７２３，３７９の、２００２年４月２６日に出願された米国出願１０／１３３，０４９号（代理人整理番号ＳＴＲＫ−２６，０３３）の一部継続である、現在米国特許６，９６２，８３４の、２００３年１１月１４日に出願された、米国出願１０／７１３，４７５号（代理人整理番号ＳＴＲＫ−２６，０３２）の一部継続である、２００４年１月２７日に出願された係属中の米国出願１０／７６６，４９３号（代理人整理番号ＳＴＲＫ−２６，５８１）の一部継続である。
【０００４】
［発明の背景］
光通信、光電池、光学およびマイクロメカニカルデバイスは通常、能動素子（すなわち、エミッター、受信機、マイクロミラーなど）が、取り扱いおよび他の周囲の危険からそれらを保護するために密閉室内に配置されるように、パッケージ化される。多くの場合、室と周囲との間のガスの流入、流出または交換を防止するために、室が密封状態になることが好ましい。もちろん、光または望ましい波長の他の電磁エネルギーが、パッケージに入る、および／またはそこから出ることができるように窓を提供する必要がある。ある場合には、窓は、例えば、可視光線が関与する場合、視覚的に透明であるであろうが、他の場合には、窓は、視覚的には不透明であっても、望ましい波長の電磁エネルギーに対して「光学的に」透明である場合がある。多くの場合、窓は、デバイスの性能を強化するために特定の光学特性を与えられる。例えば、ガラス張りの窓は、特定パターンに分散する、および／またはそこを通る光の湾曲を回避するために、特定の曲線および平面性の仕様を得るよう研削および研磨してもよい。他の場合は、窓を通る光透過率を向上させるよう反射防止用または屈折防止用コーティングを窓に適用してもよい。
【０００５】
窓の密封マイクロデバイスパッケージは、従来、一般に金属フレームおよびガラス張りの窓ガラスを有するカバーアセンブリを使用して生産されてきた。必要な密封を得るために、ガラス張りの窓ガラス（または他の透明な窓の材料）の金属フレームへの融合は、従来、いくつかの方法のうちの１つによって行われてきた。これらの方法のうちの第一は、窓のガラス転移温度、ＴＧおよび／または窓の軟化温度Ｔｓ（通常９００℃以上）を超える温度で、加熱炉で加熱することである。しかしながら、融合温度がＴＧまたはＴｓを超えるので、ガラス枠の元の表面仕上げは通常、壊滅的なダメージを与えられ、必要な光学的特性を得るために、融合の後で窓ガラスの両面を仕上げまたは再仕上げ（例えば、研削および研磨）することが必要となる。窓ガラスのこの研磨は、カバーアセンブリの製造の間に追加工程のステップを必要とし、前記ステップは、比較的時間および労働集約型となる傾向があり、したがって、カバーアセンブリの費用が大幅に上昇し、その結果、パッケージ全体の費用が上昇する。さらに、融合の後、ガラスの両面を研磨するには、ガラスが、取り付けられたフレームの上および下の両方に突出することが必要となる。これは、ガラスの厚さ、寸法などに関してカバーアセンブリの設計の選択肢を制限し、材料費の上昇ももたらす可能性がある。
【０００６】
透明な窓をフレームに密封して取り付けるための第二方法は、金属または金属合金のはんだ材料から作られた、別個のプレフォームを使用して、２つの品目をはんだ付けすることである。はんだのプレフォームは、事前に金属化された窓と金属または金属化フレームとの間に配置され、加熱炉ではんだ付けが実行される。はんだ付けの間、大きな圧力が適用されることはなく、すなわち、部品は、それらを適当な位置に留めておくのに十分な力だけで連結される。このタイプのはんだ付け用で、最も一般的なはんだのプレフォームの材料は、共晶金スズである。
【０００７】
共晶金スズのはんだは、２８０℃で溶解および凝固する。それの２０℃での熱膨張係数は１６ｐｐｍ／℃である。これらの２つの物性は、組み立てられた窓の信頼性に対して３つの難点をもたらす。第一に、２８０℃から周囲温度までの軍規格のコバールの熱膨張係数は、約５．１５＋／−０．２ｐｐｍ／０Ｃであるが、コバールに密封することを目的としたほとんどの窓ガラスは、同じ温度範囲ではそれより高い平均熱膨張係数を有する。２８０℃の定値から周囲温度まで下げて冷却する間、ガラスは、それが取り付けられるコバールのフレームよりも比較的大きな率で縮小する。冷却されたガラスには、張力がかかるであろうから、亀裂する傾向がある。亀裂を回避するために、ガラスは、冷却後、応力がかかっていないかまたは極わずかに圧縮されるように、コバールと同一であるか、またはそれよりわずかに低い平均の熱膨張係数を有するべきである。比較的低い液相線／固相線温度を有するはんだを使用すると、コバールを比較的高い平均熱膨張係数を持つようにすることになり、ガラスの平均の熱膨張係数により近づく。しかしながら、これは、金属を使用したはんだ密封の第二の難点を悪化させる。
【０００８】
コバールフレームに対するガラスのはんだ付けの第二の難点は、窓アセンブリが、使用したはんだの液相線温度より上の温度で層間剥離してしまうということである。比較的低い液相線／固相線温度のはんだを使用することは、コバールとガラスとの間の熱膨張係数の不一致を削減する一方で、窓アセンブリに対する適用をさらに限定する。ほとんどの無鉛はんだは、共晶Ｓｎ／Ｐｂの１８３℃よりも比較的高い液相線／固相線温度を有する。表面実装技術（ＳＭＴ）のリフローの炉は、はんだの液相線／固相線温度より１５〜２０度上でプリント基板（ＰＷＢ）アセンブリを加熱するようになっている。そこで、比較的低い融点のはんだのプレフォームを使用して製造された窓のＭＯＥＭＳデバイスのＰＷＢへのＳＭＴリフローはんだ付けは、窓アセンブリのはんだをリフローする際に窓の層間剥離を引き起こす、望ましくない影響がある可能性がある。
【０００９】
第三の難点は、ガラスとコバールフレームとの中間層であるはんだは、それが接着する２つの材料よりも最大３倍大きな熱膨張係数を有することである。中間接着材料としては、接合する２つの材料の間の補償熱膨張係数を有することが理想的であろう。
【００１０】
ガラス張りの窓をフレームに密封して取り付ける第三の方法は、はんだガラス材料を使用して２つの品目をはんだ付けすることである。はんだガラスは、とりわけ低い軟化点を有する特別なガラスである。それらは、接着される材料に熱的に損傷を与えることなく、ガラスを他のガラス、セラミック、または金属に接着するのに使用される。はんだ付けは粘度範囲ｈで行われるが、ここでｈは、はんだガラスでは１０４から１０６ｄＰａ  ｓ（ポアズ）までの範囲であり、これは一般に、３５０℃から７００℃の範囲内の温度範囲Ｔ（ガラスはんだ、またははんだガラスに対する）に相当する。
【００１１】
密封窓を有するカバーアセンブリが作成されると、それは通常、完成した密封パッケージを生産するために、デバイスベース（すなわち、基材）にシーム溶接される。シーム溶接は、フレーム／ベース接合点で約１，１００℃の局部的な温度を生成するために正確に印加されたＡＣ電流を使用することにより、パッケージベースに金属カバーアセンブリを溶接し、溶接密閉を形成する。ガラス張りの窓ガラスまたはパッケージ湾曲を防止するために、カバーアセンブリの金属フレームは、透明な窓の材料の熱膨張係数およびパッケージベースの熱膨張係数と類似している熱膨張係数（すなわち、熱膨張の係数）を有する金属または金属合金から加工されるべきである。
【００１２】
上述の方法により、従来、密封マイクロデバイスパッケージのための、使用するのに適した窓アセンブリが生産されてきたが、これらの窓アセンブリの比較的高費用は、広範囲に及ぶ適用には大きな障害となる。したがって、それぞれのパッケージの生産に附随する人件費を削減する、パッケージおよび構成材の設計ならびに組立方法が必要となっている。
【００１３】
完成したパッケージを生産するために必要な製造サイクルの時間を最小化する、パッケージおよび構成材の設計ならびに組立方法がさらに必要である。
【００１４】
それぞれのパッケージを生産するために必要な工程のステップの数を削減する、パッケージおよび構成材の設計ならびに組立方法がさらに必要である。工程のステップを削減することは、生産施設にて必要とされる頭上／床面積、製造に必要な資本設備額、および工程における様々なステップの間の加工製品の輸送に附随する取扱費を削減することであることが理解されるであろう。労働費の削減効果もあり得る。当然の成り行きとして、かかる削減はさらに、これらの密封パッケージの生産費用を削減することであろう。
【００１５】
初期材料費の削減によって、もしくは生産中の浪費または損失額の削減によって、またはその両方によって、それぞれのパッケージに附随する全体の材料費を削減する、パッケージおよび構成材の設計ならびに組立方法がさらに必要である。
【００１６】
多くのタイプの多重窓枠の絶縁窓アセンブリが知られている。従来の多重窓枠の絶縁窓アセンブリは、それらの間のスペースを確保するフレームによって接着される、最少でも２つの窓ガラスから成る。前記スペースは、空気または通常は別の熱的絶縁物質であるガスで満たされている。多重窓枠の絶縁窓アセンブリは通常、単一ガラス窓より効率的な熱的な絶縁性を有するが、しかしながら、絶縁性能をより向上させることは多くの場合望ましい。
【００１７】
真空ガラスユニット（ＶＧＵ）は、真空または不完全真空が窓ガラスの間のスペース内に確保されることを除き、多重窓枠の絶縁窓アセンブリと類似している窓アセンブリである。このタイプの構造の目的は、空気またはガスが満たされている絶縁窓アセンブリから得ることができる、比較的高いレベルの熱的絶縁を有する絶縁窓ユニットを生産することである。しかしながら、今まで、耐久性があり、また信頼性があるＶＧＵを生産する際に、多くの問題に悩まされてきた。例えば、長期間、真空（または不完全真空）を維持するのに必要な密閉性を有する窓ガラスとフレームとの間のシールを獲得することが困難であることは実証済みである。さらに、最終的に漏れる、または亀裂することなく、大きな、および／または急速な温度サイクル（例えば、外部温度の変化および／または高性能な冷暖房空調設備システムの使用に起因する）に耐えることができる、外壁取り付け用（すなわち、ビルの外側に対向する（外装）壁およびドア用）のＶＧＵを生産することが困難であることは実証済みである。したがって、改良されたＶＧＵ、および、外壁およびドア用および他の適用に適切な、耐久性があり、また信頼性があるＶＧＵを生産する方法が必要である。
【００１８】
２００５年６月１０日付けエネルギー省（ＤＯＥ）の提案書は、高絶縁開窓製品に関連する主要技術課題は、比較的大きなサイズ（〜２５平方フィートおよびそれ以上）、耐久性の向上、過度の重量、シール耐久性および高費用を含むが、それらに限定されないと述べている。ビルの窓のエネルギー関連の役割変化に対する積極的なプログラムがなければ、ひいては、ゼロエネルギービルの目標を満たすことは、実質的に不可能である。建築技術局、国家地域社会プログラム（ＢＴＳ）によって刊行されている、ＤＯＥの窓技術産業予定表（ロードマップ）は、改良が必要な窓技術のいくつかの領域を記載した後に、かかる改良は、改良品の高い原価、既存の高絶縁窓技術の費用および不確かな耐久性、絶縁技術および製造方法の改良に対する業界の協力の欠如、および改良技術では投資については確実視されている高リスク低収益率を含む要因のために実現されていないと述べている。
【００１９】
現に、窓産業は、数十年間、絶縁窓の基本的な技術または信頼性を向上できていない。製造業者は、窓ガラスの間の気密の空洞を獲得するために、接着剤を使用して窓ガラスの組を中間スペーサーに接合する。エポキシ、のり、または今日使用されている他のもので気密性のものはない。すべてにおいて若干のガス交換発生の可能性がある。シール絶縁ガラス製造業者協会（ＳＩＧＭＡ）によって２００２年に刊行されたデータによると、シール欠陥による絶縁ガラス（ＩＧ）窓ユニットの取り付けに対する保証要求は、取り付け後１０年間で４％、また取り付け後１５年間でほぼ１０％となっている。ほとんどの窓ユットは製造業者を特定していない。多くの住宅所有者は、エネルギー効率を低下させるＩＧ窓ガラスの間の窓シールの欠陥および水分凝縮を意識しながら、または気づかずに住むことを選んでいる。ＩＧユニット（ＩＧＵ）シール欠陥のほとんどは、ＳＩＧＭＡのデータには含まれていないと考えられている。取り付け後１５年後のＩＧＵのシール欠陥の実際の数は不明であり、非常に高いと考えられている。これらの状況は、エネルギーに関して我々を搾取する。
【００２０】
いくつかの学術機関、企業および政府の研究所は、漏れシールの問題を解決するよう試みると同時に、比較的高い絶縁値（比較的高いＲ値、比較的低いＵ値）を獲得するよう努めてきた。それらの解決策は、ユニットが充填ガスよりも高い絶縁を提供するよう窓＃１および＃２との間に真空を含有する；機械スペーサーが窓の桟（すなわち、窓枠）＃１および＃２の分離を確保するために使用される（桟がお互い物理的に接触する場合、これにより、ＩＧユニットの絶縁値を実質上低下させる望ましくない熱経路が発生する）；桟が周囲部で密封される（通常、厳密には分離している２つの桟を密封するために、リフローされたはんだガラスを使用する、さらに、一般的ではないが、２つの桟を溶解して合わせるためにレーザーを使用する）；目下生産している、または説明している真空ガラスユニットのすべては、チューブ（すなわち、ピンチチューブ）を使用し、チューブを密封して閉じた後に、ＩＧユニットを空にする；の共通する４つの事項のすべてを有する。
【００２１】
これらの実験的な解決策は、不成功に終わっているか、または信頼性があると実証されていないので、米国では商業化されていない。問題は、スペーサーが不透明であり、審美的に魅力的ではないので、産業ニーズを満たさないこと；シール時のレーザーによる試みは、ガラスの熱衝撃により桟の破損をもたらしたこと；接合される場合のガラスの桟の内側の周辺表面の間の熱伝導率が高いこと；シール方法が適合していない（曲がりやすい）ので、応力により最終的にシールまたは桟が破損すること；高温のはんだにより、一部のソフトコート低放射率コーティングが使用できなくなること；および／または真空チューブを加える場合に、ユニットの複雑性を増大させ、またその信頼性を減少させることを含む。
【００２２】
したがって、本技術によって前述の問題の一部に対処する、改良された設計を有する真空ガラスユニット（ＶＧＵ）および絶縁ガラスユニット（ＩＧＵ）が必要である。
【００２３】
［発明の開示］
本明細書に開示されている本発明は、その一側面では、密封された複数ガラス窓アセンブリから成る。前記窓アセンブリは、透明材から形成される第一および第二窓ガラスシートから成る。第一シール部材は内端および外端を有し、前記内端は前記第一窓ガラスシートの周辺部に拡散接合により密封して取り付けられる。前記第二シール部材は内端および外端を有し、前記内端は前記第二窓ガラスシートの周辺部に拡散接合により密封して取り付けられ、前記外端は前記第一シール部材の前記外端に密封して取り付けられる。スペーサーアセンブリは前記第一および前記第二窓ガラスシートの間に配置され、その間隔を維持することによって、前記第一窓枠と前記第二窓枠との間の密封された空洞を定義する。
【００２４】
本明細書に開示されている本発明は、その別の側面では、密封された複数ガラス窓アセンブリを製造するための方法から成る。透明材から形成され、周辺部を持つ第一窓ガラスシートと、内端および外端を有する第一シール部材を提供する。前記第一シール部材の前記内端を前記第一窓ガラスシートに対して配置する。前記第一シール部材の前記内端を前記第一窓ガラスシートに対して十分な力でプレスして、前記内端および前記窓ガラスシートの間の第一接合部に沿って所定の第一接触圧力を生成する。前記第一接合部を加熱して、前記第一接合部に沿って所定の第一温度を生成する。前記第一シール部材および前記第一窓ガラスシートの間に前記第一窓ガラスシートの周辺部に沿って拡散接合が形成されるまで、所定の前記第一接触圧力および高温を維持する。透明材から形成される周辺部を持つ第二窓ガラスシートおよび内端と外端を持つ第二シール部材を提供する。前記第二シール部材の前記内端を前記第二窓ガラスシートの周辺部に沿って配置する。前記第二シール部材の前記内端を前記第二窓ガラスシートに対して十分な力でプレスして、前記内端および前記窓ガラスシートの間の第二接合部に沿って所定の第二接触圧力を生成する。前記第二接合部を加熱して、前記第二接合部に沿って所定の第二温度を生成する。前記第二シール部材および前記第二窓ガラスシートの間に前記第二窓ガラスシートの前記周辺部に沿って拡散接合が形成されるまで、所定の前記第二接触圧力および高温を維持する。スペーサーアセンブリは前記第一および前記第二窓ガラスシートの間に配置され、その間隔を維持する。前記第一シール部材の前記外端を前記第二シール部材の前記外端に密封状態で取り付けることによって、前記第一および前記第二窓枠間に密封された空洞を定義する。
【００２５】
本明細書に開示されている本発明は、そのさらに別の側面では、透明材から形成され、周辺部を持つ第一窓ガラスを備える密封された複数ガラス窓アセンブリから成る。第一シール部材は内端および外端を有する。前記内端を周辺部に沿って前記第一窓ガラスに密封する。第二窓ガラスは透明材から形成され、周辺部を有する。第二窓ガラスは第一窓ガラスから間隔を介している。第二シール部材は内端および外端を有する。前記内端は前記第二窓ガラスシートの周辺部に密封して取り付けられ、前記外端は前記第一シール部材の前記外端に密封して取り付けられる。前記第一および第二シール部材のうちの少なくとも１つは、前記第一窓ガラスおよび前記第二窓ガラスとの間の相対運動を可能にするよう適合させる。このように、密封された空洞を前記第一および第二窓ガラス間に形成する。
【００２６】
本発明は、従来技術の多くの制限に対応し、様々な実施態様では、以下の利点、ガラスと金属、ガラスとガラスおよび／または金属と金属の接合を永続させる、すなわち、前記シールが最大８０年持続できるように、知られているどんな手段によってもそれらを分解することができないような拡散接合を使用すること；密封システムは、スプリングの役目をする、適合している（すなわち、曲がりやすい）スリーブ／フレームユニット（蛇腹とも呼ばれる）を組み込み、前記外側に対向する窓の桟（窓＃１）は、前記内側に対向する桟（窓＃２）と無関係に、温度変化により膨張および収縮することができること；ガラスと金属の拡散接合工程を使用して前記金属スリーブを前記ガラスの桟に接合し、その結果、知られている他のガラスと金属のシールよりも密封されている（気密である）こと；薄く、曲がりやすい前記金属スリーブの耐熱性は高いので、それらは全体的な前記絶縁値に悪影響を与えないこと；本発明の前記窓ガラスは、低放射率コーティングおよびＵＶブロックコーティングを含む、現在使用されているどんなガラス取り付け工事およびコーティングにも使用することができ、またエレクトロクロミックコーティングにも適合すること；前記適用が市販用窓壁であろうと、開窓製品であろうと、本発明のユニットをより薄くして前記製品の重量および深さを縮小することができること；どんな視角からでもほとんど目に見えないスペーサーシステム、のうちのいくつか、またはすべてを有するＶＧＵおよび／またはＩＧＵを提供する。
【００２７】
本発明のさらなる実施態様は、米国のビルのほとんどにおいてまだ使用されている前記単一ガラス窓ユニット用のドロップイン交換システムの必要性に対応する。本発明のＩＧＵは、膨大な数の所有者が、窓交換の高費用を被ることなく、冷暖房エネルギーを大幅に節約することができるように、ほとんどの米国のビル内の、現在は６ｍｍ（１／４インチ）の厚さの単一ガラス窓を交換するのに十分薄く、また経済的に取り付けることができる。
【００２８】
本発明のさらなる実施態様は、絶縁窓を生成し、ＤＯＥの関心事および必要性のすべてに対応する。かかる実施態様の１つでは、本発明のＩＧＵは、絶縁値を増大させるため、充填ガスの代わりに不完全真空を使用する。
【００２９】
別の実施態様では、本発明は、前記組の窓ガラス間の前記空洞に真空を含有するＩＧＵから成る。真空は究極の熱絶縁である。真空度が高くなるほど、前記組の窓ガラス間で熱を伝導するのに利用できる前記分子は減少する。したがって、ガスの代わりに真空を含有する窓アセンブリは、ガラスまたは他の材料から成る２つ以上の窓枠から成る任意の窓ユニットの最も高い理論熱絶縁値（Ｕ値）を有するであろう。
【００３０】
さらなる実施態様では、本発明は、前記ＩＧユニットを密封する、適合している（曲がりやすい）金属スリーブ／フレーム（「ベロウ」としても知られている）を有するＩＧＵから成り、高耐熱性（低熱伝導）をさらに有すると同時に、高い信頼性を提供し、前記ユニットの全体的な熱性能に対する影響を最小化する。
【００３１】
さらなる実施態様では、本発明は、ガラスと金属の拡散接合を使用するＩＧＵから成り、曲がりやすい金属スリーブを前記ガラスの桟（窓＃１および＃２）に接合する。この接合は、実際には分子的であるので永続的で、他に知られているどんな取り付け方法より密封性がある。ＩＧＵは、８０年より長く真空を含有および維持する場合がある。
【００３２】
さらに別の実施態様では、本発明は、上端および下端の基材の表面上にガラスがスタンドオフとなっている、独自のガラス基材のガラススペーサーシステムを使用するＩＧＵから成る。知られているＩＧＵの表面＃２または＃３に適用することができるどんなコーティングも、前記ガラススペーサーの基材のどちらの表面にも代わりに適用することができる。ＩＧＵの表面＃２および＃３は、ダイヤモンドライクコーティング（ＤＬＣ）などの、傷防止薄膜材料でコーティングすることができるので、それらが支持する前記ガラススペーサーおよび前記桟の異なる動きが、前記桟の内面に傷を付けない。
【００３３】
別の実施態様では、本発明は、前記開窓製品の前記重量および深さを縮小する比較的薄い窓を有するＩＧＵから成る。フレームおよび関連する構造材料はまた、重量を軽減するであろう。
【００３４】
さらなる実施態様では、本発明は、薄く、または現在では住宅のほとんどに設置されている前記６ｍｍ（１／４インチ）の厚さの単一ガラス窓と同じ薄さに、あるいは、より薄くなるよう作ることにより、既存の開窓製品に対する超絶縁ＩＧユニットの修繕費を簡略化および／または削減する可能性のある住宅用および小企業用のＩＧＵから成る。
【００３５】
さらなる実施態様では、本発明は、高地における膨張による破損を解消するＩＧＵから成る。
【００３６】
本明細書で開示および要求する本発明は、その別の側面では、そこに定義される複数の窓開口領域を有する透明材のシートのうちの片面に密封取り付け用のフレームアセンブリから成り、それぞれの窓開口領域は、所定の平面図を有するフレーム取り付け領域によって囲まれている。前記フレームアセンブリは、隣接する２つのフレーム開口の間に一部の側壁を配置するように、複数のフレーム開口を囲んでいる複数の連続的な側壁から成る。前記側壁は、前記シートの前記フレームの取り付け領域の前記所定の平面図に実質上相当するよう構成される上側平面図を有する。前記隣接するフレーム開口の間に配置される前記側壁は、全体的な垂直の厚さおよびその間に伸びている第一接続つまみを有する概ね平行な２つの側壁部材を含む。前記平面図に対して垂直となる横断面で見た場合に、隣接するフレーム開口の間に配置される前記側壁の前記構成は、前記隣接する側面部材の前記全体的な垂直の厚さより大幅に薄い、比較的一定な厚さを有する前記第一接続つまみによって特徴付けられる。
【００３７】
本明細書で開示および要求する本発明は、その別の側面では、そこに定義される複数の窓開口領域を有する透明材のシートのうちの片面に密封取り付け用のフレームアセンブリから成り、それぞれの窓開口領域は、所定の平面図を有するフレーム取り付け領域によって囲まれている。前記フレームアセンブリは、隣接する２つのフレーム開口の間に一部の側壁を配置するように、複数のフレーム開口を囲んでいる複数の連続的な側壁を含む平面図を有する第一層から成る。前記側壁は、前記シートの前記フレームの取り付け領域の前記所定の平面図に実質上相当するよう構成される上側平面図を有する。第二層は、複数の連続的な側壁を含む平面図を有する。前記第二層の前記側壁は、それぞれのフレーム開口の周囲の最後まで、前記第一層の前記側壁の前記平面図の少なくとも一部が重なるよう上側平面図を有する。前記第一および第二層は、お互い接着して、それぞれのフレーム開口の周囲に密閉した気密フレームを作成する。
【００３８】
本明細書で開示および要求する本発明は、さらにその別の側面では、密封複数ガラス窓アセンブリから成る。前記窓アセンブリは、囲むことにより、そこに開口を定義する、連続的な側壁を有するスペーサーから成る。前記側壁は、上位シール面および下位シール面を有する。前記上位シール面は、前記側壁の前記上側に配置され、前記開口を連続的に囲み、また前記下位シール面は、前記側壁の前記下側に配置され、前記開口を連続的に囲む。前記窓アセンブリはさらに、第一および第二透明な窓ガラスシ−トから成る。前記第一シ−トを前記開口の連続的な周囲にある前記上位シール表面の少なくとも一部の真上に配置し、また前記第二シ−トを前記開口の連続的な周囲にある前記下位シール面の少なくとも一部の真上に配置することにより、前記側壁および前記窓ガラスシ−トによって取り囲まれる空洞を定義する。前記第一および第二透明な窓ガラスシ−トをそれぞれ、非密封接着剤を使用することなく、前記スペーサーに密封して接合し、前記開口の周辺の連続的な密封接合部を形成する。
【００３９】
添付図面に示される、ある好ましい実施態様を参照しながら、本発明の詳細を以下に示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
［本発明の詳細な説明］
図１および２を参照すると、１つ以上のマイクロデバイスを格納するための標準的な密封包装されたマイクロデバイスが図解されている。本出願の目的では、「マイクロデバイス」という用語は、光素子、光起電装置、光学装置（すなわち、反射、屈折および回折型装置を含む）、電気光学および電気光学装置（ＥＯ装置）、発光素子（ＬＥＤ）、液晶表示（ＬＣＤ）、直結画像レーザー増幅器（Ｄ−ＩＬＡ）を含む液晶シリコン（ＬＣＯＳ）技術、光機械装置、微小光電気機械システム（ＭＯＥＭＳ）装置および微小電気機械システム（すなわち、ＭＥＭＳ）装置を含む。前記パッケージ１０２は、フレーム１０８および透明窓１１０を備えるカバーアセンブリ１０６に密封されたベースまたは基板１０４を備える。ベース１０４に実装されたマイクロデバイス１１２は、カバーアセンブリ１０６をベース１０４に接合する場合、空洞１１４内に封入されている。１つ以上の導電線１１６は、ベース１０４を通過して、パッケージ１０２内のマイクロデバイス１１２へ、またはマイクロデバイス１１２から電力を運び、接地し、信号を伝えることができる。導電線１１６はまた、パッケージ１０２の完全性を保持するために密封されなければならないことが理解される。窓１１０は、光学的または電磁的に透明な材料から形成される。本出願の目的では、「透明」という用語は、可視光線、赤外線、紫外線、マイクロ波、電磁波、またはＸ線を含むがそれらに限定されない、既定の波長を有する電磁気放射の伝達を可能にする材質を指す。フレーム１０８は、標準的には金属合金である材料から形成され、それは、前記窓１１０および前記パッケージベース１０４の双方の材料に近い熱膨張係数を有することが好ましい。
【００４１】
図３を参照すると、本発明のある実施態様に従って製造されたカバーアセンブリの分解図が示されている。前記カバーアセンブリ３００は、フレーム３０２および透明な材料のシート３０４を含む。前記フレーム３０２は、それを通過するフレーム開口３０８を既定する連続側壁３０６を有する。前記フレーム側壁３０６は、フレーム開口３０８を囲む、フレームシールリング領域３１０（クロスハッチングで示される）を含む。前記フレーム３０２は、最終的にはパッケージベース１０４（図１および２から）に溶接されるため、通常、溶接可能な金属または合金から形成され、マイクロデバイス・パッケージベース１０４の熱膨張係数に非常に近い熱膨張係数を有することが好ましい。しかしながら、実施態様のいくつかでは、カバーアセンブリフレーム３０４は、セラミックまたはアルミナなどの非金属材料から形成することができる。前記フレーム３０２が金属材料または非金属材料から形成されるか否かに関わらず、フレームシールリング領域３１０の表面は、フレームにシート３０４を密封しやすくするために、金属（例えば、固体金属でない場合は、メッキした金属）であることが好ましい。好ましい実施態様では、前記フレームは、主として、５４％の鉄（Ｆｅ）、２９％のニッケル（Ｎｉ）および１７％のコバルト（Ｃｏ）の化学組成を有する合金から形成される。また、前記合金は、ＡＳＴＭ  Ｆ−１５の合金の記号表示およびコバール合金の商号で知られている。本出願で使用される場合、「コバール合金」という用語は、上記のような化学組成を有する合金を意味すると理解される。コバール合金フレーム３０２が使用される実施態様では、フレームシールリング領域３１０の表面は、ニッケル（Ｎｉ）層に重層する金（Ａｕ）の表面層、または金を重層しないニッケル層を有することが好ましい。前記フレーム３０２には、通常は溶接することでパッケージベース１０４に最終的に接合するために適応させるベースシール領域３２０も含む。前記ベースシール領域３２０は、しばしば、前記パッケージベースへのシーム溶接を容易にするために、金層を重層したニッケル層を含む。ニッケル面層上の金は、ベースシールリング領域３２０に沿ってのみ必要とされるが、多くの場合において、例えば、表面材料を塗るために溶液浸漬メッキを使用するような場合において、ニッケル層上の金は、フレーム３０２の全面に塗られてもよいことが理解されるであろう。前記シート３０４は、透明な材料のいずれかのタイプであり、例えば、軟質ガラス（例、ソーダ石灰ガラス）、硬質ガラス（例、ホウケイ酸ガラス）、水晶およびサファイヤなどの結晶性物質、またはポリカーボネート・プラスチックなどのポリマー材料などである。光学的に透明な材料に加えて、前記シート３０４は、可視的には不透明であるが、エネルギーの不可視的な波長に対しては透明であってもよい。すでに議論されているように、シート３０４の材料は、フレーム３０４の材料および最終的にカバーアセンブリを溶接するパッケージベース１０４の材料に類似した熱膨張係数を有する。多くの半導体光子、光電池、ＭＥＭＳまたはＭＯＥＭＳの適用のために、ホウケイ酸ガラスがシート３０４の材料としては適切である。適切なガラ���の実施例は、Ｃｏｒｎｉｎｇ７０５２、７０５０、７０５５、７０５６、７０５８、７０６２、Ｋｉｍｂｌｅ（Ｏｗｅｎｓ  Ｃｏｒｎｉｎｇ）ＥＮ−1、およびＫｉｍｂｌｅ  Ｋ６５０およびＫ７０４を含む。その他の適切なガラスは、Ａｂｒｉｓａソーダ石灰ガラス、Ｓｃｈｏｔｔ８２４５およびＯｈａｒａ社製のＳ−ＬＡＭ６０を含む。
【００４２】
シート３０４には、その上に画定される窓部３１２があり、これはすなわち、封入された、つまりパッケージ化されたマイクロデバイス１１２の適切な機能を可能にするために、透明を維持しなければならないシート３０２の一部である。シートの窓部３１２には、それぞれ頂面３１４および底面３１６があり、好ましい実施態様において光学的に仕上げられている。シート３０４は、窓部３１２の頂面３１４および底面３１６がすぐに使用可能な形で調達されることが好ましいが、必要であれば、前記材料は、研削および研磨されるか、またはそれ以外の方法で、製造工程の予備段階として、望ましい表面の形に形成し、仕上げることができる。多くの場合、窓部３１２は、頂面３１４および底面３１６を有し、光学的に平面で互いに平行であるが、その他の実施態様において、窓部の仕上げ面の少なくとも１つは曲面にされることが理解されるであろう。シートシールリング領域３１８（クロスハッチングで示される）は、シート３０４の窓部３１２を囲み、シールリング領域３１０の前部に接合するために適切な表面を提供する。
【００４３】
ここで図４ａおよび図４ｂを参照すると、曲面を有する透明シートが図解されている。図４ａにおいて、透明シート３０４’は、一定の厚みのある湾曲した輪郭を有する窓部３１２を形成する湾曲頂面３１４’および湾曲底面３１６’を有する。４ｂにおいて、シート３０４”は、湾曲した上側３１４”および平面のある底側３１６”を有し、それにより、平凸レンズの配置のある窓部３１２をもたらす。類似の方法（図解されていない）において、窓部３１２の仕上げ面３１４および３１６は、前に示したように平凸レンズ、両凸レンズ、平凹レンズまたは両凹レンズを含む、屈折レンズの構成を有することができる。その他の表面の輪郭には、窓部３１２の仕上げ面にフレネルレンズの構成または回折格子の構成、すなわち「回折レンズ」を与えることができる。
【００４４】
多くの適用において、シート３０４の窓部３１２は、光学的および物理的性質を強化するものであることが望ましい。これらの性質を得るために、表面処理またはコーティングは、組立工程前または組立工程中にシート３０４に適用することができる。例えば、シート３０４は、窓材にさらに硬い塗装面を提供するために、シリコンオキシナイトライド（ＳｉＯｎ）で処理することができる。ＳｉＯｎで処理されているか否かに関わらず、シート３０４は、Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｓｈｉｅｌｄ（登録商標）の名称のもとで、Ｄｉａｍｏｎｅｘ社で販売されているような非晶質ダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）などの傷防止材／摩耗抵抗材でコーティングされてもよい。ＳｉＯｎまたはダイヤモンド・ライク・カーボンに加えて、またはその代わりに適用することができるその他のコーティングは、レンズ、窓およびその他の光学的要素における使用として既知のタイプの光学コーティング、反射防止膜、屈折コーティング、無彩色コーティング、光学フィルター、太陽エネルギーフィルターまたは反射体、電磁妨害（ＥＭＩ）およびラジオ周波数（ＲＦ）フィルターを含むがそれらに限定されない。光学コーティングおよび／または表面処理は、窓部３１２の頂面３１４または底面３１６のどちらか、または両面に組み合わせて適用できることが理解されるであろう。上記光学コーティングおよび処理は透明の性質を持つため図に示されないことがさらに理解されるであろう。
【００４５】
いくつかの適用において、不透明な材料である、クロム（Ｃｒ）などの層をまず溶着し、時にはシートの全面上に材料をコーティングし、望ましい開口領域から不透明な材料をエッチングすることにより、可視開口がシート３０４の窓部３１２の周りに形成される。この手順は、いくつかの適用において望ましい明確な境界を窓部３１２へ提供する。この作業は、互換性および処理の経済性により、その他の処理の適用前または後に実施することができる。
【００４６】
カバーアセンブリ３００を製造する次のステップは、金属化のためにシートシールリング領域３１８を前処理することである。シートシールリング領域３１８は、シート３０４の窓部３１２を囲み、単一開口カバーに対しては、一般的に底面３１６の周囲に配置される。しかしながら、いくつかの実施態様においては、シートシールリング領域３１８は、シートの内部にあり、例えば、シートが複数のカバーアセンブリを形成するために（すなわち、ここに後で説明されるように）四角に切ることができる。一般に、シートシールリング領域３１８は、最終的に接合するフレームシールリング領域３１０に密接に適合する構成を有する。シートシールリング領域３１８の形成には、表面からグリース、油またはその他の混入物質のいずれかを除去するため徹底的に洗浄することが含まれてもよく、および／または、この領域を化学エッチング、レーザー切断、機械研削またはサンドブラストすることにより、シールリング領域を粗面化することが含まれてもよい。この粗面化は、シートシールリングをフレームシールリング領域３１０またはその他の基板またはデバイスのパッケージベースに接合する前に金属化する場合、シートシールリングの表面積を増加し、それにより、後で金属化材を溶着するための接着を増加させることができる。
【００４７】
図５を参照すると、シートシールリング領域３１８の形成をさらに示すために底側に置かれたシート３０４の一部が図解されている。この実施例では、シールリング領域３１８には、適用する金属層の接着を改善するために粗面５０１が施されている。ガラスおよび類似の透明な材料を粗面化するための化学エッチングは既知である。別法として、レーザー切断、従来の機械研削またはサンドブラストを使用できる。サファイヤやその他の金属化物にはダイヤモンド研削砥石が使用されるが、ほとんどのガラス材に対しては３２５番グリットの砥石車が適切であると考えられる。シートシールリング領域３１８の粗面５０１がシート３０４を貫通する深部５０２は、少なくとも２つの要因によるものであり、一つは、パッケージ底部および／またはパッケージ内に取り付けられているマイクロデバイス１１２に対する窓の底面３１６の望ましい取り付け高さ、もう一つは、すべての蒸着された金属層を含む、フレーム３０６の必要とされる厚みによるものである（下記に記載）。後続の接合作業中、約０インチから約０．０５インチまでの範囲内で５０２の深部へシートシールリング領域３１８をエッチングまたは研削することは、フレーム３０６に対して適切な位置にシート３０４を設置するために容易に検出できる「へり」を提供するのと同様に、金属化した層に対する十分な接着を提供することが考えられるであろう。
【００４８】
シートの窓部３１２にある仕上げ面３１４および／または３１６（例えば、仕上げカバーアセンブリにおいて光学活性を有する面）を粗面化の工程中、損傷から保護するために必要または望ましいことが理解されるであろう。その場合、前記面３１４および／または３１６は、粗面化する前に、半導体グレードの「粘着テープ」またはその他既知の保護材で覆うことができる。もちろん、前記保護材は、エッチングまたは研削が行われる領域では除去しなければならない。サンドブラスティングは、おそらく、粗面化される領域でテープまたは保護材の端を選択して除去する最も経済的な方法である。サンドブラスティングを使用する場合、テープ除去作業およびその下にあるシートの粗面化を同時に行うことが可能である。
【００４９】
図６を参照すると、金属化後のシート３０４のシールリング領域３１８の図が示されている。製造工程の次のステップは、１つ以上の金属層を加工済みのシートシールリング領域３１８へ塗布することができる。本発明では、金属化を達成するためにいくつかのオプションを検討する。第一のオプションは、従来の化学気相成長法（ＣＶＤ）技術を使用して、金属層をシートシールリング領域３１８に塗布することである。ＣＶＤ技術は、大気圧化学気相成長法（ＡＰＣＶＤ）、低気圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ）、プラズマアシスト（助長）化学気相成長法（ＰＡＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ）、光化学気相成長法（ＰＣＶＤ）、レーザー化学気相成長法（ＬＣＶＤ）、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）および化学ビーム成長法（ＣＢＥ）を含む。粗面化されたシールリング領域３１８を金属化するための第二のオプションは、物理的気相成長法（ＰＶＤ）技術を使用することである。ＰＶＤ技術は、スパッタリング、イオン・プラズマアシスト法、熱蒸発、真空蒸着、および分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）を含む。粗面化されたシートシールリング領域３１８を金属化するための第三のオプションは、溶液浸漬メッキ技術（ＳＢＰ）を利用することである。溶液浸漬メッキは、電気メッキ法、化学メッキ法、電解メッキ法を含む。溶液浸漬メッキは、最初の金属層をガラスまたはプラスチックなどの非金属面に蒸着するために使用できないが、後続の金属または金属合金を最初の層へ蒸着するためには使用することができる。さらにまた、多くの場合において、溶液浸漬メッキは、最も費用効率が高い金属蒸着技術であることが想定される。金属および金属合金を蒸着するために化学気相成長法、物理的気相成長法および溶液浸漬メッキの使用は既知であるため、これらの技術は、これ以上ここに記載しないこととする。
【００５０】
シート３０４のシートシールリング領域３１８を金属化するための第四のオプションは、コールドガス動的溶射法と言われており、また「コールドスプレー」として既知である。本技術は、粉末材の溶融温度をはるかに下回った温度で、持続的な金属被膜を形成するために、高速度ガスの噴出を使用して、対象に粉末金属、合金、または金属と合金の混合物を噴射することを含む。コールドガス動的溶射法の詳細は、米国特許第５，３０２，４１４号のＡｌｋｈｉｍｏｖらに公開されている。コールドガス動的溶射蒸着を使用してガラスに塗布する場合、アルミニウムは良い結果を与えることが分かっている。アルミニウム層は、ガラスへかなりよく接着し、ケイ酸アルミニウムの形成において、化学結合を生成することができる。しかしながら、スズ、亜鉛、銀および金を含む、その他の材料もまた、コールドスプレーを使用して第一層として塗布することができる。コールドガス動的溶射法は、低温（例、ほぼ室温）で使用できるため、ガラス、アルミナ、およびセラミックなど従来の材料を金属化するのと同様に、ポリカーボネートまたはその他のプラスチックなどの比較的低融点を有する材料を金属化するために適する。
【００５１】
シート３０４に蒸着した最初の金属層に対して、クロム、ニッケル、アルミニウム、スズ、スズビスマス合金、金、金メッキ合金のいずれかを使用可能であることが考えられ、このリストは、後のものほどガラスへの接着度が高い順を示すものである。その他の材料もまた、適切である。これらの材料のいずれかは、前述で記載されたＣＶＤ法またはＰＶＤ（例、スパッタリング）技術のいずれかを使用してシートシールリング領域３１８に適用することが可能である。最初の層６０２を非金属シート３０４のシートシールリング領域３１８に蒸着した後、追加の金属層、例えば、第二層６０４、第三層６０６および第四層６０８（該当する場合）は、溶液浸漬メッキを含む、前述の蒸着法のいずれかにより追加することが可能である。以下の規定の適用は、様々な金属層に対する満足のいく厚みをもたらすことが考えられる。規定１：金メッキしたコバール合金フレームに結合するアルミニウムまたはスズベースの金属または合金を除き、最小厚さは、０．００２ミクロンである。規定２：アルミニウムまたはスズベースの金属または合金をシートに、または最終層として蒸着し、金メッキしたコバール合金フレームに結合する最小厚さは、０．８ミクロンである。規定３：アルミニウムまたはスズベースの金属または合金をシートに、または最終層として蒸着し、金メッキしたコバール合金フレームに結合する最大厚さは、６３．５ミクロンである。規定４：金属、クロム以外のものを最初の層としてシートに蒸着させ、その後その他の金属または合金を上に蒸着させる層の最大厚さは、２５ミクロンである。規定５：金属、クロム以外のものを中間層としてその他の金属または合金に蒸着させる最大厚さは、６．３５ミクロンである。規定６：金属または合金をシートに、または最終層として蒸着させ、金メッキしたコバール合金フレームに接着するためのはんだとして作用する最小厚さは、７．６２ミクロンである。規定７：金属または合金をシートに、または最終層として蒸着させ、金メッキしたコバール合金フレームに接着するためのはんだとして作用する最大厚さは、１０１．６ミクロンである。規定８：クロムに対する最大厚さは、０．２５ミクロンである。規定９：インクジェットで適用される、または予成形されたはんだとして提供される金メッキのはんだに対する最小厚さは、６ミクロンである。規定１０：インクジェットで適用される、または予成形されたはんだとして提供される金メッキのはんだに対する最大厚さは、１０１．６ミクロンである。規定１１：無電解亜鉛仕上げに対する最小厚さは、０．８８９ミクロンである。ここで留意すべきは、上記の規定は、コールドガス動的溶射蒸着以外のすべての蒸着法を使用して蒸着された金属に適用するものである。
【００５２】
コールドスプレーの適用に対して、次の規定が適用される。規定１：いずれの金属層に対する最小実用的厚さは、２．５４ミクロンである。規定２：最初の層、および最終コバール合金層を含まないすべての追加層に対する最大実用的厚さは、１２７ミクロンである。規定３：最終コバール合金層の最大実用的厚さは、１２，７００ミクロン、すなわち、０．５インチである。
【００５３】
限定するわけではないが、例として、熱圧縮（ＴＣ）結合、または音波、超音波または熱圧着を使用して、加工済みのシート３０４をコバール合金−ニッケル−金フレーム３０２に結合（すなわち、初めにニッケルで、次に金を使用してメッキされたコバール合金コア）する場合、以下の金属の組み合わせがシールリング領域３１８に対しては適切であると考えられる。
【００５４】
組立順序はまた、初めにフレーム／スペーサと窓シートを一緒に結合し、密閉された窓ユニットを形成し、その後、この窓ユニットを基板に結合することができる。第三の組立順序もまた、初めにフレーム／スペーサと窓シートを一緒に結合し、その後、この基板／フレーム／スペーサユニットを窓へ結合することができる。いくつかの例では、層間材として参照される中間材はまた、基板とフレーム／スペーサとの間および／またはフレーム／スペーサと窓シートとの間で使用することが可能である。ここに記述された実施例は、金属化を使用する適用において結合する前に、シートまたはレンズのシールリング面を金属化するのに適していると理解されるが、拡散接合（すなわち、熱圧着）を使用するいくつかのその他の実施態様では、シートまたはレンズのシールリング領域の金属化は、シート／レンズをフレームに、またはデバイス・パッケージ・ベースのその他の基板に接着する場合に全て除外することができる。
【００５５】
【表１】
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【００５６】
【表２】
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【００５７】
【表３】
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【００５８】
【表４】
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【００５９】
【表５】
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【００６０】
【表６】
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【００６１】
【表７】
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【００６２】
【表８】
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【００６３】
【表９】
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【００６４】
【表１０】
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【００６５】
【表１１】
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【００６６】
【表１２】
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【００６７】
【表１３】
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【００６８】
【表１４】
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【００６９】
【表１５】
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【００７０】
【表１６】
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【００７１】
限定するわけではないが、例として、熱圧縮（ＴＣ）結合、または音波、超音波または熱圧着を使用して、加工済みのシート３０４をコバール合金−ニッケル−金フレーム３０２に結合する場合、以下の金属の組み合わせおよび厚さがシールリング領域３１８に対しては適切であると考えられる。
【００７２】
【表１７】
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【００７３】
【表１８】
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【００７４】
【表１９】
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【００７５】
【表２０】
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【００７６】
【表２１】
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【００７７】
【表２２】
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【００７８】
【表２３】
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【００７９】
【表２４】
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【００８０】
【表２５】
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【００８１】
【表２６】
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【００８２】
【表２７】
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【００８３】
【表２８】
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【００８４】
【表２９】
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【００８５】
【表３０】
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【００８６】
【表３１】
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【００８７】
【表３２】
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【００８８】
上記に示されているように、前述の実施例は、その他の工程のうちでも、熱圧着の使用に適切であると理解される。ＴＣ結合は、２つの加工表面を密着に至らせる拡散接合の工程であり、塑性変形は、圧力および温度の複合効果により導入され、結晶格子の進行を起こし、接面間のすき間をつなぎ、結合を生じる原子運動を順々に引き起こす。ＴＣ結合は、ろうのはんだ付けなどのその他の多くの種類の形態よりもはるかに低温で実行することができる。
【００８９】
図７を参照すると、本実施態様に使用するのに適切な作成済みのフレーム３０２の断面図が示されている。図解されているフレーム３０２は、コバール合金コア７０２、または異なる金属または合金のコアを含み、それは、ニッケルの第一金属層７０４を重層され、順に、金の外層７０６により重層される。約５．０・１０−６／Ｋから約５．６・１０−６／Ｋまでの範囲内（例えば、約５．０から約５．６ｐｐｍ／Ｋ）である、３０℃から３００℃の温度範囲に対して熱膨張係数を有するため、フレーム３０２のコア７０２に対するコバール合金の使用は、コーニング７０５６または７０５８などの硬質ガラスがシート３０４に使用され、コバール合金または類似の材料がパッケージベース１０４に使用されることが好ましい。
【００９０】
さらに図７を参照すると、製造工程の次のステップは、シート３０４を接合するための作成済みフレーム３０２の形成である。前述のように、フレーム３０２は、開口３０８を明確にし、通過する連続側壁３０６を含む。側壁３０６は、その上部面にあるフレームシールリング領域３１０およびその下部面にあるベースシールリング領域３２０を含む。フレームシールリング領域３１０は、一般に透明シート３０４のシートシールリング領域３１８と一致するような大きさであるが、ベースシールリング領域３２０は、一般にパッケージベースにある対応するシール領域に対して一致するような大きさである。フレーム３０２は、スタンピング、鋳造、ダイカスト、押し出し／分割、および機械加工を含む、様々な従来の金属形成技術を使用して、製造することができる。スタンピングまたはダイカストは、フレーム３０２の生産に対して最も費用効率の高い方法であることを考慮する。しかしながら、光化学加工（ＰＣＭ）を使用してフレーム３０２を加工することはまた、化学エッチングとして既知の方法であり、いくつかの実施例において、最も経済的な方法である。いくつかの実施例において、光化学加工（すなわち、エッチング）された金属および／または合金の数枚のシートは、一緒に結合し、フレーム３０２を形成することができる。結合方法の一つは、拡散接合としてまた既知であるＴＣ結合であり、複数のＰＣＭされた層を一緒にして、フレーム３０２を生成することができる。予定された結合手順が必要とする平面度および特定のフレーム製造法により達成された度合いにより、表面研削、およびあるいは、ラップ仕上げまたは研磨は、うまく密封包装するために必要となる最終平面性を提供するため、フレームシールリング領域３１０またはベースシールリング領域３２０に必要となる可能性がある。
【００９１】
本実施例において、ベースシールリング領域３２０は、フレームシールリング領域３１０に向かい合ったフレーム面にあり、金７０６により重層されたニッケル７０４の同一層を使用し、最終的にパッケージベース１０４への溶着を促進することができる。いくつかの実施例において、金７０６は、ニッケル７０４に重層されないこともある。
【００９２】
いくつかの実施態様において、フレーム３０２は、カバーアセンブリ３００を最終的にはパッケージベース１０４に溶接する場合、「ヒートシンク」および／または「ヒートスプレッダ」としての役割を果たす。従来の高温溶接工程（例えば、手動または自動電気抵抗シーム溶接またはレーザー溶接）が、この作業に使用できることが考慮される。これらの溶接工程を使用して、金属化されたガラスシート３０４を直接パッケージベース１０４に溶接した場合、集中熱は、ガラスシートにひびを入れるか、その光的特性をゆがめる可能性のある熱応力を引き起こしかねない。しかしながら、金属フレームを透明シートに接合する場合、金属フレームは、溶接熱を吸収するヒートシンク、および透明シート３０４の熱応力を減少させ、ひび割れまたは光学的ひずみの可能性を最小化するようなより広い領域で熱を分散するヒートスプレッダの双方として作用する。コーニング７０５２ガラスの熱伝導率の０．００２８よりも約１４倍高いコバール合金の熱伝導率の０．０３９５で説明されるように、コバール合金は、このヒートシンクおよびヒートスプレッダで特に役立つ。
【００９３】
フレーム３０２のもう一つの重要な側面は、透明シート３０４の熱膨張係数およびパッケージベース１０４の熱膨張係数に類似する熱膨張係数を有する材料から形成されるべきことである。フレーム３０２、透明シート３０４およびパッケージベース１０４の間の熱膨張係数の一致は、温度サイクリングの状況および／または熱衝撃環境のもとで、これらの構成材間での密閉包装の長期信頼性を確保するためにお互いに接続した後、その間の応力を最小化するのに有益である。
【００９４】
セラミック、アルミナまたはコバール合金で形成されたパッケージベースに接合される窓アセンブリに対して、コバール合金は、フレーム３０４用の材料としての使用が好ましい。ここで詳論される多くの実施態様において、コバール合金は前記フレームに使用されるが、必ずしも、すべての透明シート材での使用に適切であるとは言えないことを理解するであろう。さらに、コバール合金の他のその他のフレーム材が、ガラスとの使用が適切である場合がある。その適性は、密閉包装の長期信頼性を最大限保証するために、透明シート３０４の材料、フレーム３０２の材料およびパッケージベース１０４の材料がすべて、ほぼ一致する熱膨張係数を有するという要件により決定される。
【００９５】
図８を参照すると、製造工程の次のステップは、少なくともフレームシールリング領域３１０と少なくともシートシールリング領域３１８の一部が窓部３１２を囲む連続接続領域８０４に沿って互いに接合するように、フレーム３０２をシート３０４に対して位置づけることである。実質的には、いくつかの例において、プラズマ清浄作業および／または溶媒または洗浄清浄作業は、最大の接合の信頼性を確保するために構成要素を接合する直前にシールリング領域および任意の他の密閉面に実施される。図８では、フレーム３０２と接合するまでにシート３０４は、元の位置（破線で表示）から移動する。もちろん、はじめに、シートシールリング領域３１８を前処理するために使用される作業からいずれの残った粘着テープまたはその他の保護材は、それらが保護材および／またはその粘着剤の劣化なく、接合工程において直面する高温に耐えられない場合で、粘着が覆面をシートに接着するために使用される場合、取り除く必要がある。シートシールリング領域３１８およびフレームシールリング領域３１０は、全領域に関して正確な一致を有することは必要なく、むしろ、窓部３１２を囲む連続接続領域８０４を形成する２つのシールリング領域間でいくつかの一致があることのみ必要であることを理解されるであろう。図８に示される実施態様において、シートシールリング領域３１８にある金属層６１０は、フレームシールリング領域３１０にあるメッキ外層７０６よりもはるかに幅広い。さらに、シート３０４の窓部３１２は、フレーム開口３０８を通じて、部分的に拡張し、フレーム３０２にあるシート３０４を中央にするための手段を提供する。
【００９６】
製造工程の次のステップは、窓部３１２を囲む溶接密閉を形成するために、接続領域のすべてに沿って、フレーム３０２およびシート３０４との間で接合が形成されるまで、接続領域８０４を加熱することである。接続領域８０４の加熱ステップ中、シート３０４の窓部３１２の温度は、仕上げ面３１４および３１６への損傷を防ぐために、シート３０４軟化温度より低いと同時に、そのガラスの遷移温度である、TGより低く維持する。ガラスの軟化点は、１０７．６ｄＰａ  ｓまたは１０７．６ポイズ（測定方法：ＩＳＯ  ７８８４−３）の粘着性を有する温度として定義される。本発明は、この加熱を達成するためにいくつかのオプションを検討する。第一のオプションは、熱間静水圧プレスまたは熱間等静圧圧縮成形（ＨＩＰ）の拡散接合と同様に従来の熱圧縮結合を含む、拡散接合としても知られる熱圧縮（ＴＣ）結合を利用することである。前述のように、拡散接合としても知られるＴＣ結合は、必須の拡散接合を生成するのに、材料への高圧の適用を伴い、必要とされる温度がより低くてよい。接合した。シート３０４上の金属層６１０の厚みおよび組成を決定するための規定は、例えば、図７に示されるようなコバール合金、ニッケルまたは金フレームなどに対するＴＣ結合のために、前に示されている。最終層としてアルミニウムを有する金属化シート３０４へコバール合金／ニッケル／金フレーム３０２のＴＣ結合するための推定される工程変数は、約９５，５００ｐｓｉ（６７１３．６５ｋｇ／ｃｍ２）の適用圧力で約３８０℃の温度である。これらの状況下で、コバール合金フレーム３０２にある金メッキ７０６は、アルミニウム層である、例えば、実施例７における層４に／ともに拡散する。ＴＣ結合に必要とされる３８０℃の熱膨張係数は、Ｃｏｒｎｉｎｇ７０５６などの硬質ガラスに対する、ＴＧが約５００℃から９００℃の間よりも低くなるため、ＴＣ結合は圧縮状態で一緒にカバーアセンブリ構成要素３０２、３０４を固定し、約３８０℃で圧縮したアセンブリを加熱炉（または、オーブンなど）に置くことにより単一モードまたはバッチモードにおいて実施することができる。密封接着は、窓部３１２の仕上げ面３１４および３１６へのリスクなく、獲得することが可能である。真空、時には、特定の少量のガスを含む環境、または陰圧、陽圧を有するその他の環境は、ＴＣ結合工程を促進するため加熱炉内に必要とされる。
【００９７】
別法として、ＴＣ結合に加えて、追加熱を加えるために接続領域８０４で抵抗溶接を使用することは、窓アセンブリを３８０℃未満で予熱し、全体の結合工程時間を削減することを可能にする。別の方法で、ＴＣ結合は、伝導により接続領域３０４を加熱する加熱された工具を使用してカバーアセンブリ構成要素３０２および３０４を固定することにより達成することができる。さらにもう一つの別の方法において、電気抵抗溶接が、必須のＴＣ結合温度を達成するために必要とされる、１００％の熱を供給することが可能であり、それによって、加熱炉、オーブンなど、または専用の熱伝導性の工具に対する必要性を排除することができる。
【００９８】
ＴＣ結合またはその他の溶接工程を完了後、アセンブリ後、清掃、マーキング、またはその他の作業中、窓アセンブリ３００は最終工程である、例えば、端を滑らかにする、およびチッピング、スクラッチング、マーキングなどを避けるためのカバーアセンブリの端の面取りの前処理に進むことができる。いくつかの実施例において、最終工程は、窓および／またはフレームへの様々なコーティングの使用を含むことができる。
【００９９】
図９を参照すると、本発明のある実施態様に従って先に記述された製造工程の構成図を図解している。ブロック９０２は、前述のような仕上げ面の上面および底面を有する透明な材料、例えば、ガラスまたはその他の材料のシートを得るステップを示す。矢印で示されるように、工程はブロック９０４へ進む。
【０１００】
ブロック９０４は、前述のように、シートの表面処理、例えば、傷防止コーティングまたは反射防止コーティングのステップを示す。さらに、これらの永久表面処理に加えて、ブロック９０４は、その後のステップで、シートの面を保護するために、そこにテープまたはその他の一時的な保護の使用するサブステップを示す。ブロック９０４により示されたステップは任意であり、これらのステップの１つ以上が本発明のすべての実施態様に示されるわけではないことを理解されるであろう。その後、矢印で示されるように、工程はブロック９０６へ進む。
【０１０１】
ブロック９０６は、当該の金属層が使用される場合、金属層に対してよりよい接着を提供するためにシートにあるシールリング領域を前処理するステップを示す。このステップは、通常、前述のように、化学エッチング、機械研削、レーザー切断、またはサンドブラストを使用して、シールリング領域を粗面化することを伴う。必要となる程度に、ブロック９０６はまた、シールリング領域からいずれの保護材を除去するサブステップを示す。さらに、ブロック９０６は、シートの表面からグリース、油またはその他の混入物質のいずれかを除去するために、シート（またはシートの少なくともシールリング領域）を清浄する任意のステップを示す。以前に論じたように、当該の清浄ステップは、シールリング領域が金属化される（すなわち、金属層のよりよい接着を促進するため）または金属化されないままであるか（すなわち、金属化されないシートのよりよい拡散接合を促進するため）に関わらず実施してもよい。ブロック９０６により示されるステップは任意であり、これらのステップのいくつかまたはすべてが本発明のすべての実施態様に示されるわけではないことを理解されるであろう。その後、矢印で示されるように、工程はブロック９０８へ進む。
【０１０２】
ブロック９０８は、シートのシールリング領域を金属化するステップを示す。ブロック９０８により示されるステップは、フレーム３０２へのシート３０４の望ましい接合が金属間接合である場合のみ必須となる。それは、少なくとも１つの金属層がシートのシールリング領域に使用されなければならないためである。拡散接合工程の使用例として、初めにシート３０４を金属化しないでシート３０４をフレーム３０２に接合することが可能である。ほとんどの実施態様において、ブロック９０８は連続金属層をシートに使用するために多数のサブステップを示し、各サブステップの層は、前述のようにＣＶＤ、ＰＶＤ、コールドスプレーまたは溶液浸漬メッキを含む、工程に使用することができる。ブロック９０８より示されるステップに従い、前記シートは、フレームを接合する準備ができる。しかしながら、前記工程は、本接合ステップ（すなわち、ブロック９１６）へ進むことが可能である前に、適切なフレームを初めに形成しなければならない。
【０１０３】
ブロック９１０は、ブロック９０２からの透明シートの熱膨張係数とパッケージベースの熱膨張係数をほぼ一致させる熱膨張係数を好ましくは有する作成済みのフレームを獲得するステップを示す。前記ベースがアルミナまたはコバール合金である、ほとんどの場合において、コバール合金で形成されたフレームが適切である。前述のように、前記フレームをスタンピング、ダイカストまたはその他の既知の金属形成工程などを使用して形成することができる。その後、矢印で示されるように、工程はブロック９１２へ進む。
【０１０４】
ブロック９１２は、研削、研磨および／またはその他の方法で、透明シートのシールリング領域に対して、必要に応じて、密接に適合できるように、その平坦化を増加するための、フレームのシールリング領域を平坦化するステップを示す。ブロック９１２により示されるステップは任意であり、本発明のすべての実施態様に必要であるわけではない、または示されないことを理解されるであろう。その後、矢印で示されるように、工程はブロック９１４へ進む。
【０１０５】
ブロック９１４は、追加の金属層をフレームのシールリング領域に使用するステップを示す。これらの金属層は、時々、透明シートの金属化されたシールリング領域で接合するために互換性のある化学反応を達成するために必要である。ほとんどの実施態様において、ブロック９１４は、連続金属層をフレームに使用するための多数のサブステップを示す。さらに、ブロック９１４は、フレームの表面からグリース、油またはその他の混入物質のいずれかを除去するために、フレーム（またはフレームの少なくともシールリング領域）を清浄する任意のステップを示す。以前に論じたように、当該の清浄ステップは、フレームのシールリング領域が追加の金属層で金属化されるかまたは追加の金属層なしで使用されるかに関わらず実施してもよい。ブロック９１４により示されるステップが完了したら、前記フレームは、透明シートに接続する準備ができている。このようにして、ブロック９０８およびブロック９１４の双方の工程の結果、矢印で示されるように、ブロック９１６へ進む。
【０１０６】
ブロック９１６は、窓部を囲む接続領域で既定の接触圧力を起こす状況下で、それぞれの金属化されたシールリング領域が互いに接触できるように、作成済みのフレームを作成済みの透明シートとともに固定するステップを示す。シールリング面の間での既定の接触圧力は、従来の溶接（ほとんどのはんだ付けおよびろう付け工程を含む）に必要とされる温度よりも低温で、金属化された表面の熱圧縮（ＴＣ）接合が起こることを可能にする。その後、矢印で示されるように、工程はブロック９１８へ進む。
【０１０７】
ブロック９１８は、熱圧縮接合を引き起こすのに十分な温度になるまで既定の接触圧力を維持しながら、フレームおよび透明シートの間の接合への加熱を適用するステップを示す。いくつかの実施態様において、ブロック９１８は、加熱炉内で固定されたアセンブリを過熱するなどの単一加熱ステップを示す。その他の実施態様において、ブロック９１８は、例えば、初めに中間温度まで固定されたアセンブリ（例えば、加熱炉内）を予熱するステップ、およびその後、熱圧縮接合が起こる温度まで金属層の局部領域の温度を上げるために接合により抵抗溶接技術を使用するステップなどの接合エリアへの加熱を適用するいくつかのサブステップを示す。熱圧縮接合は、透明シート材とフレームとの間で溶接密閉を創出する。その後、矢印で示されるように、工程はブロック９２０へ進む。
【０１０８】
図解された実施例において、既定の圧力が初めに適用され（ブロック９１６）、次に熱が適用（ブロック９１８）される拡散接合／熱圧縮接合を使用して、金属化されたシールリング領域を接合する。しかしながら、拡散接合の使用が、これらの特定の状況に限定されないことを理解されるであろう。いくつかのその他の実施態様において、シートおよび／またはフレームは、接合前に金属化することがないであろう。さらにその他の実施態様において、前記加熱は、望ましい接合温度に到達するまで初めに適用され、既定の圧力は、その後拡散接合を形成するまで適用することができる。さらにさらなる実施態様において、前記加熱および圧力は、拡散接合を形成するまで同時に適用することができる。
【０１０９】
ブロック９２０は、窓アセンブリを完了するステップを示す。ブロック９２０は、熱圧縮接合後の単なる窓アセンブリの冷却ステップを示すか、あるいは、チッピング、クラッキングなどを避けるためのアセンブリの端の面取り、アセンブリのマーキング、１つ以上の材料を使用した窓および／またはフレームのコーティング、またはその他のアセンブリ後の手順を含む、追加の最終工程を示すことができる。本実施態様の工程は、このように説明される。
【０１１０】
本発明の別の実施態様において、従来の溶接技術（はんだ付けおよび／またはろう付けを含む）は、フレームを透明シートに接合するために熱圧縮接合の代わりに使用することができることが理解されるであろう。当該の別の実施態様において、図９のブロック９１６および９１８に示されるステップは、金属化されたシールリング領域が互いに接触できるように（接合による既定の接触圧力を起こす必要はない）フレームおよび透明シートをともに固定するステップ、およびその後、溶接接合を達成するために必要な金属層の融解および拡散を引き起こすのに十分な温度になるまで従来の手段を使用して、接合領域への加熱を適用するステップで置換することができる。
【０１１１】
別の実施態様において、ろう付けのはんだは、フレーム３０２を金属化されたシート３０４に接合するために使用される。本実施態様において、はんだ付け用金属またははんだ付け用合金は、金属化されたシート３０４に金属層６１０の最終層として利用でき、高い既定の接触圧力で、シート３０４をフレーム３０２に固定するステップを必要としない。はんだ付け用金属またははんだ付け用合金のプレフォームは、金属化されたシート３０４に金属層６１０の最終層としてはんだ付け用金属またははんだ付け用合金を有する代わりに、フレーム３０２およびシート３０４の間で別々の中間品として利用できる。軽度から中度の固定する圧力は、１）はんだの融解相の間、配置を保証するため、および２）それぞれのシールリング領域の間で接続領域に沿ってすべての融解のはんだの分配をさらに促進するために使用でき、それによって、溶接密閉を保証するのに役立つが、この固定する圧力は、ＴＣ結合においてそれ自身を接合する工程に貢献しない。しかしながら、ほとんどのその他の観点において、本実施態様は、前述のものと大いに類似する。
【０１１２】
限定するわけではないが、次の実施例は、図７に図解されるようなコバール合金／ニッケル／金フレーム３０２にろう付けはんだするのに適するシートシールリング領域３１８にある金属層６１０の詳細を示すために提供される。
【０１１３】
【表３３】
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【０１１４】
【表３４】
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【０１１５】
【表３５】
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【０１１６】
【表３６】
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【０１１７】
【表３７】
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【０１１８】
【表３８】
2008542578.tif 000040
【０１１９】
【表３９】
2008542578.tif 000041
【０１２０】
【表４０】
2008542578.tif 000042
【０１２１】
【表４１】
2008542578.tif 000043
【０１２２】
【表４２】
2008542578.tif 000044
【０１２３】
【表４３】
2008542578.tif 000045
【０１２４】
【表４４】
2008542578.tif 000046
【０１２５】
【表４５】
2008542578.tif 000047
【０１２６】
【表４６】
2008542578.tif 000048
【０１２７】
ここにある多数の実施例は、共晶Ａｕ−Ｓｎ系の使用を示しているが、その他の適用は、窓を接着するために非共晶Ａｕ−Ｓｎ系、またはその他の共晶または非共晶はんだを利用することができる。これは、窓接合を融解することなく、より高いレベルのアセンブリを接着することを可能にするため、それ以降、より融解温度の高いはんだの連続使用が可能となる。
【０１２８】
限定するわけではないが、例として、図７に図解されるようなコバール合金／ニッケル／金フレーム３０２にろう付けはんだするために、シートシールリング領域３１８の金属層６１０に対して、以下の組み合わせが好まれる。
【０１２９】
【表４７】
2008542578.tif 000049
【０１３０】
【表４８】
2008542578.tif 000050
【０１３１】
【表４９】
2008542578.tif 000051
【０１３２】
【表５０】
2008542578.tif 000052
【０１３３】
【表５１】
2008542578.tif 000053
【０１３４】
【表５２】
2008542578.tif 000054
【０１３５】
【表５３】
2008542578.tif 000055
【０１３６】
【表５４】
2008542578.tif 000056
【０１３７】
【表５５】
2008542578.tif 000057
【０１３８】
【表５６】
2008542578.tif 000058
【０１３９】
【表５７】
2008542578.tif 000059
【０１４０】
【表５８】
2008542578.tif 000060
【０１４１】
【表５９】
2008542578.tif 000061
【０１４２】
【表６０】
2008542578.tif 000062
【０１４３】
【表６１】
2008542578.tif 000063
【０１４４】
【表６２】
2008542578.tif 000064
【０１４５】
【表６３】
2008542578.tif 000065
【０１４６】
【表６４】
2008542578.tif 000066
【０１４７】
【表６５】
2008542578.tif 000067
【０１４８】
【表６６】
2008542578.tif 000068
【０１４９】
図１０を参照すると、本発明はさらにもう一つの実施態様を示している。ここで留意すべきは、本実施態様において、カバーアセンブリ３００は、構成において長方形よりもむしろ円であることである。これは、本発明に従って製造されるカバーアセンブリのための単にもう一つの構成であり、本実施態様がいずれの特定の形の構成に限定されないことを理解されるであろう。前述の実施態様にあるように、本実施態様はまた、透明シート３０４をフレーム３０２に密閉して接合するためにろう付けはんだを使用する。しかしながら、本実施態様において、ろう付けはんだ用のはんだは、シートシールリング領域３１８またはフレームシールリング領域３１０の形を有する、別々のはんだプレフォーム１０００の形態で提供される。さらに、本実施態様において、プレフォーム１０００は、透明シート３０４およびフレーム３０２との間の内層または中間層の材料として使用するためにはんだ以外の材料であることができる。ＴＣ接合のための内層または中間層として使用される場合、プレフォーム１０００の１つ以上の構成要素は、シート３０４およびフレーム３０２の１つ以上の構成要素で拡散する。
【０１５０】
本実施態様において、はんだプレフォーム１０００がフレームとシートを直接お互いに位置付ける代わりに、透明シート３０４をフレーム３０２に密閉して接合するためにろう付けはんだのために使用される場合、フレーム３０２およびシート３０４は、窓部３１２を囲む連続接続領域に沿って、はんだプレフォームがフレームシールリング領域３１０とシートシールリング領域３１８との間に介入できるように、はんだプレフォーム１０００の反対側に対して位置付けられる。フレーム３０２およびシート３０４がはんだプレフォーム１０００に対して位置付けられた後、接続領域に沿ってすべてのフレームとシートとの間で、はんだプレフォームがはんだ接合を形成するために融合するまで、接続領域は加熱される。接続領域の加熱は、加熱炉、オーブンにおいてなどで加熱または予熱することを含む、前述の手順のいずれかで、単独に、あるいは、抵抗溶接を含むその他の加熱方法と組み合わせで実行される。接続領域を加熱するステップの間、シート３０４の窓部３１２の温度は、シートにある仕上げ面３１４および３１６に悪影響を与えないようにガラス遷移温度ＴＧおよび軟化温度より低く保持することを必要とする。
【０１５１】
はんだプレフォーム１０００を使用する本実施態様は、図７に示されたように、金属化されたシート３０４をコバール合金／ニッケル／金フレームに接合するために使用することができる。好ましい実施態様に従って、はんだプレフォーム１０００は、金スズ（Ａｕ−Ｓｎ）合金を形成し、さらに好ましい実施態様において、金スズ合金は、共晶複合である。プレフォーム１０００用の別の合金の一つは、スズ−銅−銀（Ｓｎ−Ｃｕ−Ａｇ）である。金スズのプレフォーム１０００の厚みは、おそらく約６ミクロンから約１０１．２ミクロンの範囲内である。プレフォーム１０００用のその他の合金の厚みは、おそらく約６ミクロンから約１０１．２ミクロンの範囲内である。
【０１５２】
限定とみなすべきではない、以下の実施例は、金属層６１０およびシートシールリング領域３１８の詳細を示すために提供され、それは、スズ−銅−銀の合金を含まれるがそれらに限定されない、金スズのプレフォームまたはその他の適切なはんだ用の合金のプレフォームと組み合わせて、コバール合金／ニッケル／金フレームへろう付けはんだのために適切である。
【０１５３】
【表６７】
2008542578.tif 000069
【０１５４】
【表６８】
2008542578.tif 000070
【０１５５】
【表６９】
2008542578.tif 000071
【０１５６】
【表７０】
2008542578.tif 000072
【０１５７】
【表７１】
2008542578.tif 000073
【０１５８】
【表７２】
2008542578.tif 000074
【０１５９】
【表７３】
2008542578.tif 000075
【０１６０】
【表７４】
2008542578.tif 000076
【０１６１】
【表７５】
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【０１６２】
【表７６】
2008542578.tif 000078
【０１６３】
【表７７】
2008542578.tif 000079
【０１６４】
【表７８】
2008542578.tif 000080
【０１６５】
【表７９】
2008542578.tif 000081
【０１６６】
【表８０】
2008542578.tif 000082
【０１６７】
【表８１】
2008542578.tif 000083
【０１６８】
限定するわけではないが、例として、以下の組み合わせは、金スズのはんだプレフォームと組み合わせて、コバール合金／ニッケル／金フレームへろう付け用のはんだ付けをするために、金属層６１０およびシートシールリング領域３１８用として好ましい。コバール合金／ニッケル／金のフレームを有するのに加えて、コバール以外の材料が、フレームのべース材として使用することができ、前記重層または複数の重層は、金を使用しないニッケル、またはニッケルおよび金を含むがそれらに限定されない、２つ以上の金属の組み合わせであってよい。
【０１６９】
【表８２】
2008542578.tif 000084
【０１７０】
【表８３】
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【０１７１】
【表８４】
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【０１７２】
【表８５】
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【０１７３】
【表８６】
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【０１７４】
【表８７】
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【０１７５】
【表８８】
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【０１７６】
【表８９】
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【０１７７】
【表９０】
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【０１７８】
【表９１】
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【０１７９】
【表９２】
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【０１８０】
【表９３】
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【０１８１】
【表９４】
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【０１８２】
【表９５】
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【０１８３】
【表９６】
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【０１８４】
図１１を参照すると、本発明のさらにもう一つの実施態様が図解されている。本実施態様はまた、はんだを使用するが、本実施態様において、シートシールリング領域３１８にある金属化された領域６１０かフレームアセンブリのシートシールリング３１０のどちらかにインクジェット技術を通じてはんだ付けを適用する。図１１は、コバール合金／ニッケル／金フレーム３０２（またはその他のフレーム合金および重層の組み合わせ）およびインクジェット式分注装置先端１１０２の一部を示し、分注装置先端が矢印１１０６で示されるように、フレーム開口３０８の周辺を移動またはフレーム開口が分注装置先端の下を移動する際、フレームシールリング領域３１０の上にはんだの液滴１１０４を分注する。好ましくは、インクジェット式の分注はんだは、金スズ（Ａｕ−Ｓｎ）合金であり、さらに好ましくは、共晶組立である。本実施態様において、分注装置先端１１０２に適用される金スズはんだの好ましい厚さは、約６ミクロンから約１０１．２ミクロンの範囲内である。図１１に示される実施例は、フレーム３０２の上にはんだ液滴１１０４を蒸着する分注装置先端１１０２を示すが、その他の実施態様においては、インクジェット式の蒸着済みのはんだをフレームシールリング領域３１０に単独か適用の組み合わせのどちらかで、シートシールリング領域３１８に適用してもよいことを理解されるであろう。さらにその他の実施態様において、インクジェット式の蒸着済みはんだは、前記の実施例でここに記載されるように使用する離散型はんだ用のプレフォームを作成するために使用してもよい。さらにその他の実施態様において、はんだであるかどうかわからない、インクジェット式の蒸着材は、内層または中間層プレフォームを作成するために使用でき、前記の実施例でここに記載されるようにＴＣ接合またはＨＩＰ拡散接合において使用目的で使用する。インクジェット式を供給するはんだに使用するための図７に示されるようなコバール合金／ニッケル／金フレーム３０２へのはんだ付けに適切である、シートシールリング領域３１８にある金属層６１０の細部は、前記実施例２１から３２に示される層に実質的には類似である。
【０１８５】
図１２ａから１２ｃおよび図１３ａから１３ｃを参照すると、本発明のもう一つの実施態様を構成するためのカバーアセンブリを製造するためにさらにもう一つの別の方法が図示されている。前記の実施態様において、別々の作成済みの金属フレームがその後の溶接に必要となるヒートスプレッダ／ヒートシンクとしての役目を果たすために透明シートに接合したのに対して、本実施態様において、コールドガス動的溶射蒸着工程は、透明シート材に金属フレーム／ヒートスプレッダを直接加工するために使用される。言い換えれば、本実施態様において、フレームは、不可欠な部分として透明シートに直接加工され、その後の接合作業を必要としない。さらに、コールドガス動的溶射蒸着は、ほぼ室温で達成できるため、この方法は、比較的低いＴＧ、溶解温度、またはその他の耐熱性条件を有する透明シート材および／または表面処理に特に有用である。
【０１８６】
特に図１２ａを参照すると、上記に定義された窓部３１２を有する透明材３０４のシートが図示されている。窓部３１２は、仕上がった頂面３１４および底面３１６を有する（ここで留意すべきは、シート３０４が、図１２ａから１２ｃにおいて底部を上に示していることである。）。窓部３１２を囲むフレーム接着領域である、フレーム接着領域１２００は、シート３０４に画定される。図１２ａからｃに示される実施態様において、フレーム接着領域１２００は、フレーム接着領域１２００が窓部を完全に囲む限り、窓部領域３１２（すなわち、この場合においては円状）の特定の境界線に従う必要のないことを理解されるであろう。
【０１８７】
特別に表記されていない場合、仕上げ頂面および底面のある窓部を有する透明シートを獲得する最初のステップである、シートのシールリング領域を前処理するステップおよびシートのシールリング領域を金属化するステップは、前記の実施態様に記述されたステップに実質的には類似であり、再度詳細を記載されないことを理解されるであろう。
【０１８８】
また、図１３ａを参照すると、シート３０４の端に一部の断面図を示している。本実施例において、シート３０４にあるフレーム接着領域１２００を前処理するステップは、粗面化によりフレーム接着領域を粗面化する任意のステップおよび／または陥凹部１３０２を形成するためにその元のレベル（破線で示す）から表面を研削するステップを備える。フレーム接着領域１２００が前処理された後、金属層は、コールドガス動的溶射蒸着を使用して、シートのフレーム接着領域に蒸着される。図１２ｂにおいて、最初の金属層１２０２は、コールドガス動的溶射蒸着を使用して、フレーム接着領域１２００に適用される。
【０１８９】
また、図１３ｂを参照すると、コールドガス動的スプレーノズル１３０４は、フレーム接着領域１２００に金属粒子１３０６の噴出を蒸着するステップを示している。ここで、最初の層１２０２は、第二層１２０４で重層し、スプレーノズル１３０４は、最終コバール合金層１２０６に蒸着を開始する場合に示される。層１２０６は、コバールである必要はない。
【０１９０】
図１２ｃおよび１３ｃを参照すると、完成したカバーアセンブリ１２１０が一体形フレーム／ヒートスプレッダ１２１２を含み、それは層１２０６から既定の高さへ組み立てられたものであり、参照番号１３０８で表示され、シートの仕上げ面上に示されている。好ましい実施態様において、フレーム接着領域１２００上の組立金属フレームの既定の高さ１３０８は、フレーム接着領域の真下にあるシート３０４の参照番号１３１０によって表示された厚さの約５％から約１００％の範囲内である。ここで示される実施態様では、コールドガス動的スプレーを使用して金属を蒸着するステップは、組立フレーム／ヒートスプレッダ１２１２を加工するためにシート上にコバール合金の層を蒸着するステップを含んだ。コールドガス動的溶射蒸着の使用は、コバール合金層の厚さのとてつもない範囲を可能にし、その厚さは、約２．５４ミクロンから約１２，７００ミクロンの範囲内である。もちろん、フレーム／ヒートスプレッダ１２１２は、透明シート３０４およびパッケージベース１０４の特質、特に各熱膨張係数に従って、コバール合金より他の材料の蒸着を通じて加工することができることを理解されるであろう。
【０１９１】
限定とみなすべきではない、以下の実施例は、硬質ガラス透明シートおよびコバール合金またはセラミックパッケージベースに適合するフレーム／ヒートスプレッダを形成するために、参照番号１２０７でまとめて表示される金属層の詳細を示すために提供される。透明シート３０４およびパッケージベース１０４の特質、特に各熱膨張係数に従って、コバール合金が最終層として示されるときはいつでも、コバール合金より他の材料の蒸着ステップは、最終層として使用してもよいことを理解されるであろう。
【０１９２】
【表９７】
2008542578.tif 000099
【０１９３】
【表９８】
2008542578.tif 000100
【０１９４】
【表９９】
2008542578.tif 000101
【０１９５】
【表１００】
2008542578.tif 000102
【０１９６】
【表１０１】
2008542578.tif 000103
【０１９７】
【表１０２】
2008542578.tif 000104
【０１９８】
【表１０３】
2008542578.tif 000105
【０１９９】
【表１０４】
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【０２００】
【表１０５】
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【０２０１】
【表１０６】
2008542578.tif 000108
【０２０２】
【表１０７】
2008542578.tif 000109
【０２０３】
【表１０８】
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【０２０４】
限定するわけではないが、さらに例として、以下の組み合わせは、硬質ガラス透明シートおよびコバールまたはその他の合金またはセラミックパッケージベースに適合するフレーム／ヒートスプレッダを形成するために、金属層１２０７のために好ましい。透明シート３０４およびパッケージベース１０４の特質、特に各熱膨張係数に従って、コバール合金が最終層として示されるときはいつでも、コバール合金より他の材料の蒸着ステップは、最終層として使用してもよいことを理解されるであろう。
【０２０５】
【表１０９】
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【０２０６】
【表１１０】
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【０２０７】
【表１１１】
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【０２０８】
【表１１２】
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【０２０９】
【表１１３】
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【０２１０】
【表１１４】
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【０２１１】
【表１１５】
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【０２１２】
【表１１６】
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【０２１３】
【表１１７】
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【０２１４】
【表１１８】
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【０２１５】
【表１１９】
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【０２１６】
【表１２０】
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【０２１７】
コールドガス動的溶射蒸着を使用して金属層の蒸着した後、後の接合において望ましい接合がなされることを確実にするために、追加のステップを実施する前に、組立フレーム１２１２の頂面を既定の平面に研削するまたは成形する必要がある可能性がある。単独か、組立フレームの頂面の成形との組み合わせのどちらかで使用することができるもう一つの工程が、溶液浸漬メッキを使用して組立フレーム／ヒートスプレッダ１２１２に追加の金属層を蒸着するステップである。当該のメッキ層をもちいる最も一般的な理由は。フレーム／ヒートスプレッダがパッケージベース１０４に隣接する時に、望ましい接合を促すためである。好ましい実施態様において、組立フレーム１２１２に適用する追加の金属層は、約０．００２ミクロンから、場合によっては約２５ミクロンの範囲内の厚さがある、コールドガス動的スプレーで直接蒸着した金属上のニッケル層を含み、その後、金属層が約０．０５０８ミクロンから約０．５０８ミクロンの範囲内の厚さを有するまで、金層をニッケル層上にメッキする溶液浸漬を含む。
【０２１８】
図１４を参照すると、コールドガス動的溶射蒸着を利用して、別の実施態様の構成図が示されている。特別に表記されていない場合、理解されるであろう、仕上げ面を有する透明シートを獲得する最初のステップである、表面処理をシートに適用するステップ、清浄ステップ、粗面化するステップまたは、それ以外の方法でシートのフレーム接着領域を前処理するステップは、前記の実施態様に記述されたステップに実質的には類似であり、再度詳細を記載されないことを理解されるであろう。例えば、図１４のブロック１４０２は、仕上げ面を有する透明な材料のシートを獲得するステップを示し、ブロック９０２および適切な透明な材料の説明で直接対応する。同様に、記述されている場合を除き、図１４のブロック１４０４、１４０６および１４０８は、ここに提供されたステップおよびサブステップの先の説明とともに図９の各ブロック９０４、９０６および９０８に対応する。故に、先の（すなわち、前処理されたフレーム）実施態様において、ブロック９０２から９０８より示されたさまざまなステップおよびサブステップを実施するために記述されたすべての選択肢は、現行の（すなわち、コールドスプレー）実施態様においてブロック１４０２から１４０８に適用可能であることを理解されるであろう。
【０２１９】
工程の次のステップは、フレーム接着領域１２００にあるいずれかの先の蒸着された金属層の上にフレーム／ヒートスプレッダ金属を蒸着するためにコールドガス動的溶着蒸着を使用するステップである。本ステップは、ブロック１４１０により示される。図１３ｂおよび１３ｃに関連して前述されたように、ガスノズル１３０４から出る高速度粒子１３０６は、先の金属層に新しい層を形成し、フレーム接着領域１２００を通じて繰り返してコールドスプレー噴射をあてることにより、新しい材料は、フレーム接着領域の全表面の周りの連続金属層になることが可能であり、すなわち、透明シート３０４の窓部３１２を囲むことができる。パッケージベース１０４の材料（カバーアセンブリ１２１０が最終的には接合されるパッケージベース）がコバール合金または適切に金属化されたアルミナである場合には、コバール合金は、一体フレームを形成するためにコールドスプレーするには、材料１２０６のために適切である。その他の場合において、は、パッケージベース１０４の熱膨張係数にほぼ一致する熱膨張係数を有するヒートスプレッダ材を選択すべきである。もちろん、その材料はまた、コールドガス溶着工程に適合しなければならない。
【０２２０】
粉末のヒートスプレッダ材のコールドガス溶着は、新層１２０６がヒートスプレッダ／一体フレームとして役目を果たすのに必要とされる厚さに到達するまで継続される。これは、ブロック１４１０に示される工程の終了を示す。いくつかの適用に対して、組立ヒートスプレッダ／フレーム１２１２は、ここで完成し、使える状態になる。しかしながら、その他の適用に対して、ヒートスプレッダ／フレーム１２１２にさらに完了作業を実施することが望ましい。
【０２２１】
例えば、スプレー工程の仕組みの結果として、コールドガス動的溶着法を使用して、蒸着した金属構造において、大きな残留応力を受ける恐れがあることが知られている。これらの応力は、寸法変化、クラッキング、または後の使用中にその他の応力関連の問題を生じる構造傾向がある恐れがある。制御した加熱および冷却による焼きなましは、残留応力を削減または解除する方法として知られている。故に、いくつかの適用において、一体ヒートスプレッダ／フレーム１２１２は、シート３０４への蒸着に従い焼きなまされている。この任意のステップは、図１４にあるブロック１４１１に示されている。いくつかの実施態様において、焼きなましステップ１４１１は、ヒートスプレッダ／フレーム１２１２を構成するスプレーされた金属の全体の焼きなましおよび合金を含むことができる。しかしながら、その他の実施態様において、焼きなましステップ１４１１は、内層が焼きなましされていないが、一体組立ヒートスプレッダ／フレーム１２１２の最外部分のみ焼きなますことを含む。
【０２２２】
ヒートスプレッダの「頂面」（実質的には、シートの底面３１６から突出している）で、シール面のために平面が必要であることが理解されるであろう。これらの平面要求が、コールドスプレー工程によりヒートスプレッダ材の適用を介して満たされない場合、工程の次のステップでシール面を平面化する必要がある。このステップは、図１４にあるブロック１４１２により示される。必要とされる表面の平面化を達成するために多数の選択肢がある。まず、必要とされる平面化を達成するために、ヒートスプレッダから表面材を除去することが可能である。これは、従来の表面研削、その他の従来の機械的手段により達成することができ、または盛り上がっている点のレーザー切除により達成することもできる。材料除去が行われる場合、材料除去作業中、仕上げ窓面３１４および３１６の損傷をさけるように、注意しなければならない。特別な窓部３１２を固定するステップおよび／または保護するステップを必要とする可能性がある。別法として、コールドスプレーを蒸着したヒートスプレッダ１２１２が十分な延性を持つ場合、表面は、応力作業、すなわち、平面型に対してフレームを押圧する、または圧延作業の使用による作業を使用して、平面化することがあってもよい。これは、表面研削またはレーザー作業を使用するのに比べて、取扱いの事前注意を削減するであろう。
【０２２３】
最後に、前述のように、いくつかの実施態様において、追加の金属層が一体フレーム／ヒートスプレッダ１２１２にメッキされる。ニッケルおよび金の層をコバール合金フレームにメッキする溶液浸漬など、これらの任意のメッキ作業は、図１４にあるブロック１４１４に示される。図１４に示される実施態様において、任意のメッキ作業１４１４は、任意の平面化作業１４１２後に実施され、それは、任意の焼きなまし作業１４１１の後に続いて実施される。当該の順序が好ましいが、その他の実施態様において、任意の仕上げステップ１４１１、１４１２および１４１４の順序は再度配置することができることを理解されるであろう。これらの完成ステップの順序に対する主要な考慮点は、後続のステップが前のステップの結果に損害を与えるか否かである。例えば、平坦化が加圧成形により実行される場合は、許容できるが、平坦化ステップ１４１２前に平坦化が研削により実行される場合、メッキ付けステップ１４１４を実行することは、実用的ではないであろう。
【０２２４】
図１５ａおよび１５ｂを参照すると、現行の発明のもう一つの実施態様に従って、同時にカバーアセンブリを製造する方法が図解されている。カバーアセンブリを生産するための製造後に、再分割することが可能な複合アセンブリの分解図が図１５に示されている。複合アセンブリ１５００は、フレーム１５０２および透明な材料のシート１５０４を含む。フレーム１５０２は、それを通る複数のフレーム開口１５０８の輪郭を示す側壁１５０６を有する。各フレーム開口１５０８は、フレームシールリング領域１５１０（クロスハッチングで示される）を有する連続側壁セクションにより囲まれている。各フレームシールリング領域１５１０は、金属面を有し、フレーム１５０２の特有の金属によって生じるか、もしくは、フレームの表面に適用する金属層から生じるものであってよい。いくつかの実施態様において、フレーム１５０２は、隣接したフレーム開口１５０８の間にフレーム側壁１５０６を形成する縮小された断面の厚さ領域１５０９を含む。図１５ｂは、フレーム１５０２の底側を示し、各開口１５０８の間に形成された軽減した断面の厚さ領域１５０９をさらに示す。また、パッケージベース１０４に接合を可能にするための各開口１５０８を囲むベースシールリング領域１５２０（クロスハッチングで示される）が示されている。
【０２２５】
さらに、図１５ａおよび１５ｂに示される複数の開口フレームに関して、フレーム１５０２が示されているように、シートから見て外方に向いてＶ字型の刻み目の開口端を有するか、または別法として、シートに面してＶ字型の刻み目の開口端を有するかで接合することが可能であることが理解されるであろう。
【０２２６】
上記で記述された詳細を除いて、本実施態様の複数の開口フレーム１５０２は、前述した単一開口フレーム３０２を有する材料、製造、および設計詳細を共有する。この点において、フレーム１５０２の好ましい実施態様は、主としてコバール合金または類似の材料で形成されたものであり、さらに好ましくは、前述のように、ニッケルの中間層に金の表面層が重層されたコバール合金コアを有するものである。
【０２２７】
複合アセンブリに対する透明シート１５０４は、シート３０４に対して前述で議論されたような透明な材料のいずれのタイプから形成することができる。しかしながら、本実施態様において、シート１５０４は、それぞれの仕上げ面の頂面１５１４および底面１５１６がある各窓部を有し、その結果明確化された複数の窓部１５１２を有する。複数のシートシールリング領域１５１８は、図１５ａにおいて、各窓部を取り囲むクロスハッチングにより示される。シート１５０４の材料について、また各窓部１５１２の頂面１５１４および底面１５１６の仕上げ構造それぞれについて、表面処理および／またはコーティングについて、シート１５０４は、前述で議論されたように、単一窓部シート３０４に実質的には類似である。
【０２２８】
複合アセンブリ１５００を製造する工程の次のステップは、金属化に対してシートシールリング領域１５１８を前処理することである。前に述べたように、各シートシールリング領域１５１８は、シート１５０４の窓部を囲む。シートシールリング領域１５１８は、通常は、最終的には接合するフレームシールリング領域１５１０の構造にほぼ一致する構造を有する。しかしながら、いくつかの場合において、例えば、電気抵抗加熱が接合を生じるために使用される場合には、適切な回路を形成するためにシールリング領域１５１８を接続しなければならないなど、その他の考慮がフレーム格子の構造に影響を及ぼすことを理解されるであろう。金属化に対するシートシールリング領域１５１８を前処理するステップは、単一開口フレーム３０２にあるフレームシールリング領域３１０の前処理の説明の中で示されたステップおよびオプションに実質的には類似である。従って、最低限で、シートシールリング領域１５１８の前処理のステップは、通常は、表面からいずれの混入物質を除去するために徹底的な（例えば、プラズマ、溶媒または浄化剤）清浄を含み、また、通常、この領域を化学エッチング、レーザー切断、機械研削またはサンドブラスティングすることによるシールリング領域の粗面化を含む。
【０２２９】
シート１５０２の前処理したシートシールリング領域１５１０を金属化するステップは、単一開口フレーム３０２にあるフレームシールリング領域３１０を金属化するために記載されたステップに実質的には類似である。例えば、実施例１から１２０に示された金属層は、はんだ材が最終金属層としてシートにメッキされるはんだ付けのために、熱圧縮接合と関連して使用され、別々のはんだプレフォームの金スズとの組み合わせではんだ付けと関連して使用され、インクジェット式技術を使用して、蒸着または形成されたはんだと関連してはんだ付けするために使用することができる。
【０２３０】
工程の次のステップは、窓部１５１２のそれぞれが、フレーム開口１５０８の一つに重層され、各当該の窓部／フレーム開口の組み合わせに対して、少なくとも関連したフレームシールリング領域１５１０の一部および少なくとも関連したシートシールリング領域１５１８の一部が関連した窓部を囲む連続接続領域に沿って互いに接合するなどのシート１５０４に対してフレーム１５０２を位置付けることである（ろう付けはんだがフレーム１５０２をシート１５０４に接合するために使用される場合、フレームとシートの間にはんだプレフォームまたははんだ層を介入することを理解される）。この作業は、一般に前述された実施態様のように、単一開口において、シートに対してフレームを位置付けるためのステップに類似している。拡散接合がシート１５０４にフレーム１５０２を接合するために使用される場合、フレーム１５０２からシート１５０４の間の中間層または内層は、使用される、または使用されないことがあってもよい。
【０２３１】
図１６ａを参照すると、もう一つの実施態様に従って、対応工具を使用して複数の開口フレーム１５０２に対して複数の窓シート１５０４（この場合において、輪郭面がある窓部１５１２を有する）の位置付けをするステップが図示されている。対応工具は、対応要素１６５０および下部支持板１６５２、１６５４のそれぞれを含む。支持板１６５２および１６５４は、矢印１６５６で示されたように、工具の備品からの離散位置（示されていない）で圧縮力を受ける。対応部分１６５０は、支持板の一つとカバーアセンブリのプレハブ（すなわち、フレーム１５０２およびシート１５０４）の間に位置付けられている。対応部分１６５０は、力が適用された場合、弾性的に変形し、従って、必要とされる接触圧力がフレーム／シート接合に沿って達成されることを保証するためにでこぼこした面に対して分散した力を同時に適用しながら、でこぼこした面（シート１５０４など）に適合することができる。当該の対応工具はまた、２つの部分を完璧に平坦化しない場合、すべての材料に存在する固有の柔軟性（小さい場合であっても）をうまく利用しながら、その他の部分に対してシートまたはフレームを押圧するために使用することができる。説明された当該実施例において、対応部分１６５０は、例えば、ゴムなどのエラストマー材からの固形ブロックから形成されるが、その他の実施態様において、対応部分はまた、例えば、バネなどの離散要素から製造することがあってもよい。対応材は、接合作業中に加えられる高温に耐えることが可能でなければならない。
【０２３２】
工程の次のステップは、金属間接合が各接続領域に沿ってすべてのフレーム１５０２とシート１５０４の間で形成されるまで、接続領域のすべてを加熱するものであり、従って、各窓部１５１２を囲む密封したフレーム／シートシールを有する複合アセンブリ１５００を生成される。拡散接合がフレーム１５０２およびシート１５０４を接合するために使用される場合、接合は、フレームの最外部の金属層と金属化されないシート１５０４の間で可能である。単一開口フレーム３０２を単一シート３０４に接合するための前述されたような加熱技術のいずれかが複数の開口フレーム１５０２を対応する複数の窓シート１５０４に接合することが適用可能であることが理解されるであろう。
【０２３３】
図１６ｂを参照すると、現行の工程の最終ステップは、２つの窓部１５１２の間で共通の各接続領域に沿って複合アセンブリ１５００を分けるステップであり、各窓部を囲む溶接密閉を保存および保持するようにするステップである。複数の個別のカバーアセンブリは、それによって製造される。図１６ｂは、フレーム１５０２にシート１５０４の密封接着に続く複合アセンブリ１５００の側面図を示している。フレーム１５０２が、軽減した断面の厚さ領域１５０９を含む場合、複合アセンブリを分割するステップは、矢印１６０２で示された位置で、軽減した断面の厚さ領域の裏側に沿ってフレームに折れ線をつけるステップを含めることができ、好ましくは、突破するステップまたは実質的には残留フレーム材の下部領域１５０９を弱化するステップ、およびまた同時に領域１５０９に垂直に隣接した直線に沿ってシート１５０４に折り線をつけるステップ、すなわち、矢印１６０４で示された時点で、例えば、矢印１６０６で示された方向にアセンブリ１５００を曲げ、例えば、割れ目が直線沿いの折り線１６０８から離れて広め、それにより、アセンブリを２つの部分に分けることができる。この工程は、複合アセンブリ１５００がここに上記で記載されたような方法で製造されたものに実質的には類似である単一開口カバーアセンブリに完全に再分割されるまで、軽減した断面の厚さ１５０９の各領域に沿って繰り返すことができる。その他の実施態様において、折れ線を付けて割く方法を使用する代わりに、カバーアセンブリは、機械的切断、ダイシングホイール、レーザー、水ジェット、またはその他の分離技術を使用して、好ましくは、矢印１６０２に示された経路に沿ってフレーム側から（すなわち、窓部１５１２の間）切り離すことができる。
【０２３４】
図１７ａおよび１７ｂを参照すると、多数のカバーアセンブリを同時に製造するためのさらにもう一つの方法が図解されている。この方法は、図１２ａから１２ｃおよび図１３ａから１３ｃに関連して上で説明したように、透明シート材に直接、一体フレーム／ヒートスプレッダを構築するために使用されたコールドガス動的溶射法に拡張する。図１７ａに示されるように、工程は、その後に定義される複数の窓部１７１２を有する金属化されていない透明な材料１７０４のシートおよび仕上げ面の頂面１７１４および底面１７１６のそれぞれを有する各窓部で開始される。透明シート１７０４の性能および特質は、上記で議論された実施態様においてと、実質的には類似である。工程の次のステップは、複数のフレーム接着領域１７２０（各窓部１７１２を囲む破線の経路により示される）、窓部１７１２の一つを囲む各フレーム接着領域１７２０を前処理するステップを含む。上記の実施態様にあるように、フレーム接着領域を前処理するステップは、金属化するための前処理において、清浄、粗面化、研削またはそれ以外の方法でフレーム接着領域を修正するステップを備えることがあってもよい。
【０２３５】
本工程の次のステップは、シートで前処理したフレーム接着領域を金属化するステップであり、すなわち、この金属化は、コールドガス動的溶射法を使用し実施することができ、または層が比較的薄い箇所において、ＣＶＤ、物理的気相成長法またはその他の従来の金属蒸着法を使用して実施することができる。本ステップの主要目的は、透明シート１７０４へのうまい接着を獲得する必要のある金属層を適用および／または防食などに対する冶金要求に合うようにすることであることを理解されるであろう。
【０２３６】
図１７ｂを参照すると、工程の次のステップは、組立金属フレーム１７２２がシールリング領域１７２６を有するシートに形成されるまで、コールドガス動的溶着蒸着法を使用してシート１７０４の前処理された／金属化されたフレーム接着領域に金属を蒸着させるステップであり、フレーム接着領域上の既定の垂直厚さであり、従って、各窓部１７１２を囲むフレーム１７２２とシート１７０４の間で溶接密閉を有する複合アセンブリを製造するステップである。いくつかの実施態様において、縮小した断面の厚さ領域１７２４は、コールドスプレー蒸着中、金属を選択的に蒸着することにより、形成される。その他の実施態様において、縮小した断面の厚さ領域セクション１７２４は、研削、切断またはレーザー切断および水ジェットなどのその他の機械的技法の使用を通じて、フレーム／ヒートスプレッダ１７２２の蒸着に続き形成することができる。さらに、縮小した断面の厚さ領域セクション１７２４は、光化学加工（ＰＣＭ）の使用を通じてフレーム／ヒートスプレッダ１７２２の蒸着に続き形成することができる。
【０２３７】
必須ではないが強く好まれるステップである、工程の次のステップは、必要であれば、パッケージベース１０４に接合するために平坦化の要求に合うために、溶射されたフレーム１７２２にシールリング領域１７２６を平坦化するステップである。この平坦化は、例えば、研削、ラップ仕上げ、研磨などの機械的手段、またはレーザー切断などのその他の技術により達成することができる。
【０２３８】
必須ではないが強く好まれるステップである、工程の次のステップは、パッケージベース１０４にカバーアセンブリの溶接を促進するために溶射されたフレーム１７２２のシールリング領域１７２６に、例えば、ニッケル層、および好ましくは金層などの追加の金属層を追加するステップである。これらの金属層は、その他の技術を使用することができるが、例えば、溶液浸漬メッキなどの溶液浸漬メッキ工程を使用して追加されるのが好ましい。
【０２３９】
工程の次のステップは、同時に各窓部を囲む溶接密閉を保存および保持しながら、２つの窓部１７１２間で共通の各フレーム壁セクションに沿って複合アセンブリ１７００を分割するステップである。複合１７００を分割後、複数の単一開口カバーアセンブリ１７２８（破線で示される）は、図１２ａから１２ｃおよび図１３ａから１３ｃにおいて記載された方法を使用して製造される単一開口カバーアセンブリに実質的には類似であるそれぞれを製造する。コールドガス動的溶射法を使用して製造された単一カバーアセンブリにおける使用のために記述された選択肢、特質および技術のすべては、本実施態様に適用可能である。例えば、フレームの平坦化および追加の金属層でフレームのメッキ化するなどの作業は、個別のユニットの分離前の複合アセンブリ１７００、または分離後個別のユニットに実施することができることが理解されるであろう。
【０２４０】
前述のように、透明シートの金属化されたシールリング領域とフレームのシールリング領域との間で接続領域を加熱するステップは、その間で溶接密閉を形成するために必要とされる。また前述のように、この加熱するステップは、加熱炉、オーブン、または電気抵抗加熱（ＥＲＨ）を含む様々な電気加熱技術を使用して達成することができる。図１８ａから１８ｃを参照すると、多数のカバーアセンブリを同時に製造するための電気抵抗加熱の利用法が図解されている。
【０２４１】
図１８ａをまず参照すると、複数の窓部１８１２の周辺に碁盤目配列で配置された複数のシールリング領域１８１８を有する透明シート１８０４が図示されている。これらのシールリング領域１８１８は、まず前処理され、それから、ここに前述されたように、１つ以上の金属または金属合金で金属化される。さらに、透明シート１８０４は、金属化された電極部分１８３０を含むが、いずれの窓部１８１２を囲まない。この電極部分は、シートの金属化されたシールリング領域１８１８に電極的に接続される。１つ以上の電極パッド１８３２は、その後のＥＲＨ手順中、電極から電気エネルギーを受け取るために電極部分１８３０に提供することができる。
【０２４２】
図１８ｂを参照すると、複数のフレーム開口１８０８の周辺に碁盤目配列で配置された複数の側壁１８０６を有するフレーム１８０２を例証する。開口１８０８は、シート１８０４の窓部１８１２の位置に相当するために配置され、側壁１８０６は、フレームシールリング領域１８１０（その上に位置付けされる）がシートのシートシールリング領域１８１８の位置に相当できるように、配置されている。フレームは、ここに前述のように接合を促進するために、金属製または金属化されている。さらに、フレーム１８０２は、いずれのフレーム開口１８０８を囲まない電極部分１８３４を含む。フレーム電極部分１８３４は、シート電極部分１８３０の位置に相当しないように配置され、好ましくはシート窓／フレーム格子アセンブリ（すなわち、シートがフレームに組み立てられる場合）の反対側に配置される。フレーム電極部分１８３４は、シートの金属化されたフレームシールリング領域１８１０に電極的に接続される。１つ以上の電極パッド１８３６は、その後のＥＲＨ手順中、電極から電気エネルギーを受け取るために電極部分１８３４に提供することができる。
【０２４３】
図１８ｃを参照すると、シート１８０４は、その間で溶接密閉を生成するために加熱するための前処理における、フレーム１８０２に対する位置付けを図示する。該当する場合、はんだまたははんだプレフォームは、前述にあるようにその間で配置される。透明シート１８０４は、フレーム１８０２に対して獲得され、シートの下面にある金属化されたシールリング領域１８１８は、フレームの上面に金属化されたシールリング領域１８１０との電気接触があることを理解されるであろう。しかしながら、シート電極部分１８３０およびフレーム電極部分１８３４は、互いに直接接触しないが、その代わり、それぞれが電気的に接続する金属化されたシールリング領域１８１８および１８１０を通じてのみ電気的に接続される。電位が電極パッド１８３２から電極パッド１８３６に適用される場合（電極に隣接する＋および−のシンボルで示される）、電流は、全体のシート窓／フレーム格子アセンブリの接続領域を通じて流れる。この電流の流れは、金属層における、固有の抵抗のため、電気抵抗加熱（ＥＲＨ）を生成する。いくつかの実施態様において、この電気抵抗加熱は、複合アセンブリを形成するために、それ自体、シート１８０４とフレーム１８０２の間でＴＣ結合、はんだ付け、またはその他の溶接密閉形成を生じるために必要な加熱を供給するには十分であることが可能である。しかしながら、その他の実施態様において、電気抵抗加熱は、複合アセンブリを形成するための接合に必要とされる必要な加熱を供給するために加熱炉またはオーブンの予熱などのその他の加熱形成と組み合わせることができる。
【０２４４】
複合アセンブリを形成するために、シート１８０４をフレーム１８０２に接合した後、シート電極部分１８３０およびフレーム電極部分１８３４は、シートおよびフレームのそれぞれの金属化されたシールリング領域に外部電極（またはその他の電気供給部分）に対する電気アクセスを提供する機能の役目を果たした後、切除し、廃棄することができる。これらの「犠牲」電極部分１８３０および１８３４の切除は、「ダイシング」工程ステップ、すなわち、複合アセンブリを個別のカバーアセンブリに分離するステップ前、またはステップ中に生じてもよい。ここに前述されるように、複合アセンブリを個別のカバーアセンブリに分離するステップに対するいずれの技術がＥＲＨ加熱を使用して製造された複合アセンブリの分離のダイシングステップとして使用することができることを理解されるであろう。
【０２４５】
ＥＲＨが同時に多数のカバーアセンブリを製造するために使用される場合、シート窓／フレーム格子アレイの構造および／またはシート窓／フレーム格子アレイ内の電極部分の配置は、加熱中、接続領域を通じて電流の流れを加減するために選択することがあってもよい。加減の主要なタイプは、さらに均一な温度を生成するため、すなわち「温点」または「冷点」を避けるために、シート窓／フレーム格子の様々な部分にわたって、加熱ステップ中、電流の流れを一様にする。
【０２４６】
図１９ａから１９ｆを参照すると、ＥＲＨ中、さらに均一な温度を発出するために適合した様々なシート窓／フレーム格子構成が図示されている。各図１９ａから１９ｆにおいて、前処理済みの、金属製／金属化されたフレーム１９０２に重層する前処理済みの、金属化された透明シート１９０４を備えるシート窓／フレーム格子アレイ１９００を示している。シート１９０４の窓部は、フレーム１９０２のフレーム開口に直接重層し、シートの金属化されたシールリング領域は、フレームのシールリング領域に直接重層する（これらの図において、シート１９０４およびフレーム１９０２の金属化された部分は、同時に示されることが理解されるであろう）。透明シート１９０４に形成された金属化された電極部分は、Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの参照文字で示される。これらの電極部分のＡ、Ｂ、ＣおよびＤは、隣接するシートのシールリング領域に電気的に接続されるが、シートの金属化されていない領域１９０６により電気的にお互いに絶縁されている。外部電極は、参照文字Ｅにより示されている領域を通って、金属製／金属化されたフレーム（シートの反対側にある）の頂面に適用される。接合またははんだ付けに対して、電力は、例えば、同時に電極Ａ、Ｂ、ＣおよびＤへの１本の回線、および電極Ｅへのその他の回線、または、それぞれの電極Ａ、Ｂ、ＣおよびＤへ順次１本の回線、電極Ｅへのその他の回線などの電極で適用される。多くのその他の電極力の組み合わせが本発明の範囲内であることが理解されるであろう。
【０２４７】
図１９ｆを参照すると、本実施態様は、すなわち、窓部／フレーム開口の間のシールリング領域がアセンブリアレイを通って連続の直線を形成しない場合における、「そぎ」構成を有するシート窓／フレーム格子１９００を図示している。そぎ配列フレームアセンブリは、スクライブ・ブレーク法または切断法を使用して分離するために、さらに大きな労働力を要する。当該のアセンブリの分離ステップは、まず各列を全体の格子から分離し、個別のカバーアセンブリをスクライブ・ブレーク法または切断法の作業により列から分離することを必要とする。しかしながら、そぎ配列アセンブリの使用は、ＥＲＨ法を使用して加熱するステップに関連する利点を有するものであってよい。
【０２４８】
１８０２または１９０２などの金属フレームは、金属または金属合金層を含むがそれらに限定されない、その外部に１つ以上の追加された層を含むことがでるが、フレームへの加熱を適用するためのＥＲＨ法を使用して、金属化されていないシートへ拡散接合することができる。金属化されていないシートの厚さを通して温度上昇の量は、その他の因子と同様に、フレームに対して電力（ボルト数およびアンペア数）の適用の強度および継続時間に依存する。上記で議論されたように、拡散接合工程中、フレームとシートとの間で内層材または中間層材を使用することができる。
【０２４９】
「熱圧縮接合」（およびその略語「ＴＣ結合」）および「拡散接合」という用語は、本適用を通して、どちらを使っても変わりなく使用されることをさらに理解されるだろう。「拡散接合」という用語は、冶金家により好まれるが、半導体装置を製造するために使用されるほかのタイプの「拡散」工程との起こり得る混同を避けるために、多くの工業（例えば、半導体製造）においては、「熱圧縮接合」という用語が好まれる。上記で議論されたように、どちらの用語を使用するかにかかわらず、拡散接合は、どちらかのあわせ面の正常溶融温度より低い温度で、あわせ面の間の接合を形成するためにのみ、加熱、圧力、特定の陽圧または陰圧の気圧および時間のみを使用する一群の接合方法を参照する。言い換えれば、あわせ面を意図的に融解せず、溶かした埋め金を追加せず、いかなる化学的接着を使用しない。
【０２５０】
前述のように、拡散接合は、１つまたは双方の隣接する面を初めに（従来のはんだ付け、ろう付けおよび溶接工程のように）融解させることなく、ともに２つの面を密閉接合するために高熱および高圧の組み合わせを利用する。光学カバーアセンブリ、ウエハーレベルアセンブリまたはその他の温度感受性品を作成する場合、接合温度は、ある上限より低く維持することをほぼ常に必要とする。例えば、光学カバーアセンブリにおいて、シートの既存の光学特質に影響を及ぼさないように、シート材の接合温度は、ＴＧおよび軟化温度ＴＳより低くするべきである。他の実施例として、ウエハーレベルアセンブリにおいて、接合温度は、埋め込みマイクロデバイスに対する上限温度および／またはその作業気圧（すなわち、密封パッケージ内のガス環境）よりも低くするべきである。しかしながら、密封拡散接合を生成するために必要とされる特定の温度および圧力パラメーターは、２つのあわせ面を接合するための性質および構成により広く変わることが可能である。従って、透明シート材（例えば、ガラス）とフレーム材（例えば、金属または金属化された非金属）のいくつかの組み合わせ、またはフレーム材と基質材（例えば、シリコン、アルミナまたは金属）のいくつかの組み合わせは、シート材のＴＧおよび／またはＴＳを越える、またはその他の温度限界を越える拡散接合温度を有することが可能である。当該の場合において、温度限界を守らなければならない場合、ともに構成要素を密閉接合するステップに使用するには、不適当であると思われる。しかしながら、事実、シート材とフレームとの間、またはフレーム材と基質材との間に置かれた、「中間層」すなわち、特別に選択された材料の中間層の使用は、同一シート材を同一のフレーム材に直接接合した場合、または同一のフレーム材を同一の基質材に直接接合した場合よりも大幅な低温で、密閉拡散接合を引き起こすことが可能である。ここで留意すべきは、「中間層」および「内層」という用語は、技術内で、同一のことを意味する双方の用語に遭遇することがあるため、本出願全体を通じて、同じように使用されることである。
【０２５１】
適切に一致した中間層は、拡散接合の強度および密封（すなわち、ガスの気密または真空気密）を向上する。さらに、互換接合の形成を促進し、より低い接合温度で、一体接合を生じ、接合域内で内部応力を軽減し、特に、アルミニウム、チタンおよび析出硬化合金の表面で、拡散を妨害する非常に安定した酸化物の形成を妨げることがあってもよい。中間層は、母材に拡散すると考えられ、それによって、全体としては接合の融点を上昇する。拡散接合により接合される材料次第で、中間層材は、金属、金属合金、ガラス材、テープ型またはシート型のはんだガラスを含むはんだガラス材、またはその他の材料から構成することができる。アームコ鉄へのＢＴ５−１チタン合金の拡散接合において、モリブデンホイル０．３ｍｍの厚さの中間層を使用している。信頼性のある、ガラス間およびガラス金属接合は、通常、０．２ｍｍの厚さを越えない、ホイルの型において、アルミニウム、銅、コバール、ニオブおよびチタンなどの金属中間層で達成される。内層は、通常は、接合されるあわせ面のシールリング領域のような薄いプレフォームに形成される。
【０２５２】
中間層を拡散接合するための使用を従来のはんだプレフォームの使用および上記で公開されたようなその他の工程とは区別することは大切なことである。本出願の目的として、中間層は、各あわせ面を直接お互いにするようにむしろ中間層への拡散接合させることにより、表面の拡散接合を促進するために、密閉面の間で使用される材料である。例えば、適切な中間層材を使用して、シート材と中間層材の間の接合、および中間層材とフレーム材の間を接合に対する適切な拡散接合温度は、シート材とフレーム材の間で直接形成される接合の拡散接合温度より大幅に低いものであってもよい。従って、中間層の使用は、そのシート材とそのフレーム材を直接接合するために必要とされる拡散接合温度より大幅に低い温度で、フレームへのシートの拡散接合を可能にする。密閉接合は、それでも、拡散接合工程、すなわち、接合工程中、融解を伴わない材料（シート材、中間層材でもフレーム材でもない）により形成されている。これが、中間層を使用する拡散接合と、接合する材料間で接合を形成するために、はんだ材が実際に融解するはんだプレフォームの使用などのその他の工程との大きな違いである。例えば、拡散接合のための中間層として、Ａｕ−Ｓｎ系はんだプレフォームなどのはんだとして従来は使用された材料を使用することが可能である。しかしながら、中間層として使用される場合、従来の（それらが融解する）はんだとしてではなく、拡散接合の特性に使用される。
【０２５３】
窓アセンブリまたはその他のパッケージの製造における中間層の使用は、拡散接合を促進するための使用以上の、さらなる利点を提供する可能性がある。これらの利点は、あわせ面に対する活性剤としての役目を果たす中間層を含む。時々、基材と比較してより高い延性を有する。中間層はまた、シールが熱膨張の異なる係数またはその他の熱膨張の特性を有する材料を伴う場合に生じる応力に対して補正することができる。中間層はまた、層の間で物質移動または化学反応を促進するものであってもよい。最終的に、中間層は、構成要素間で接合において望ましくない化学相または金属相の形成を妨げるバッファとしての役目を果たすものであってもよい。
【０２５４】
図２０ａおよび２０ｂを参照すると、拡散接合により接合を促進するために中間層を含む窓カバーアセンブリが図解されている。本実施態様において、窓アセンブリ２０５０は、透明ガラスシート２０５２、中間層２０５４および金属または金属合金ベース２０５６を含む。ベース２０５６は、その後の仕上げ窓アセンブリのパッケージベースまたはその他のより高レベルの最終構成要素の部分への電気抵抗シーム溶接を促進する組立シールリング領域２０５８およびフランジ２０６０を含む。本実施態様において、中間層２０５４は、フレームのシールリング領域２０５８に一致させるために選択した構造を有する金属プレフォームの形態をとる。密閉窓アセンブリを形成するために、各構成要素のシールリング領域の間で必要とされる既定の接合圧力を提供できる材料固定具（すなわち、工具）または機械装置（示されない）において、シート２０５２、中間層２０５４およびフレーム２０５６を設置する。いくつかの場合において、材料固定具は、高い接合圧力は、ラムなどの機械装置から適用されるが、接合中、構成要素を配置するためのみ役に立つことがあってもよい。しかしながら、その他の場合において、加熱中、積層構成要素の拡張（すなわち、積層軸に沿って）を抑圧するために材料固定具を設計することができ、そのため、材料固定具に向けてのアセンブリ構成要素の熱膨張および材料固定具自体の構成要素に向けての熱膨張は、温度上昇する場合、構成要素の間で必要な接合圧力のいくつかまたはすべてを「自然発生」する。
【０２５５】
図２０ｅおよび２０ｆを参照すると、「自己圧縮する」取り付けアセンブリの実施例を示している。図２０ｅに最もよく見られるように、材料固定具２０８５は、接合する窓アセンブリ構成要素を受け入れるための空洞２０８８を一緒に明示する頂部取り付け部分２０８６および底部取り付け部分２０８７を含む。軸方向（矢印２０９０により示される）に、取り付け部分２０８６および２０８７の外側への動きを抑制する締め具２０８９を提供する。一般に、締め具２０８９を形成する材料の熱膨張係数は、取り付け部分２０８６および２０８７を形成する材料の熱膨張係数よりも低い。図２０ｆは、接合するための前処理において材料固定具２０８５の空洞２０８８を積む窓アセンブリ２０７０（図２０ｃおよび２０ｄ）のための構成要素を示している。ここで留意すべきは、取り付け部分２０８６および２０８７は、窓構成要素の頂部面および底部面に接続するが、小さいすき間２０９７が材料固定具の間にあり、加熱した場合、お互いに軸方向に向かって部分を拡張することを可能にする（締め具により抑制されているため）。さらに、ここで留意すべきは、小さいすき間２０９８は、一般に窓アセンブリ構成要素と取り付け部分２０８６および２０８７との側面の間にあり、加熱中、取り付け部分により構成要素に働かせた横力を最小限にすることである。材料固定具２０８５が加熱される場合、取り付け部分２０８６および２０８７の内面（すなわち、空洞２０８８に直面する）は、窓構成要素に対してお互いに軸方向に拡張し（熱膨張のため）、窓構成要素は、材料固定具に対して拡張する。これらの熱膨張は、拡散接合を促進するために軸方向に大きな力を持ちお互いに窓構成要素を押圧することができる。取り付け部分２０８６および２０８７の熱膨張はまた、横方向（矢印２０９１により示される）に生じることを理解されるであろう。この横拡張は、一般に望ましくはないが、ほとんどの場合において、自己圧縮の取り付けの使用に障害にはならない。
【０２５６】
図２０ｇを参照すると、横方向２０９１において必要以上の熱膨張を起こすことなく、軸方向２０９０において、熱膨張（および従って圧縮）を強化するために適用された別の自己圧縮の材料固定具が図示されている。上記の実施例が有するように、代替の材料固定具２０９２は、接合する窓アセンブリを受け入れるための空洞２０８８を明示する頂部取り付け部分２０８６および底部取り付け部分２０８７、および軸方向２０９０において、取り付け部分の外側への動きを抑制する締め具２０８９（例証の目的として一つだけ示される）を含む。また、上記の実施態様にあるように、第一の小さなすき間２０９７は、取り付け部分２０８６と２０８７との間で示され、第二の小さなすき間２０９８は、窓構成要素と取り付け部分の側面の間に示される。しかしながら、上記の実施態様とは違い、代替の材料固定具２０９２の各取り付け部分２０８６および２０８７は、２つのサブ部分である、すなわち、窓アセンブリ構成要素（示されない）に対して軸方向に主に進むために適用された、それぞれ第一サブ部分２０９３および第一サブ部分２０９４、および空洞において窓アセンブリに適用し、配列するために適用された、それぞれ第二サブ部分２０９５および第二サブ部分２０９６を備える。熱膨張係数の高い、第一サブ部分２０９３および第一サブ部分２０９４のための材料を選択することにより、加熱中、軸方向の拡張（および従って圧縮）は、対応して高くなる。しかしながら、第二サブ部分２０９５と第二サブ部分２０９６と窓構成要素との間の横膨張および関連のある横への動きは、第二サブ部分の異なる材料すなわち、より低い熱膨張係数（すなわち、第一サブ部分の熱膨張係数より低い）を有する材料を選択することにより最小化することができる。好ましくは、第二サブ部分２０９５および第二サブ部分２０９６の熱膨張係数は、窓構成要素の熱膨張係数にほぼ近い。
【０２５７】
図２０ａおよび２０ｂを再度参照すると、窓アセンブリ２０５０の組立（まだ接合されていない）構成要素は、拡散接合圧力／温度状況が到達するまで加熱され、これらの状況は、第一拡散接合がシート２０５２と中間層２０５４の間で形成され、第二拡散接合がフレーム２０５６の中間層２０５４とシールリング領域２０５８との間で形成されるまで維持される。シートと中間層の間の第一接合は、実質的には、中間層とフレームの間の第二接合の前、後、または同時に起こることが理解されるであろう。上記で説明されたように、拡散接合を形成するための熱および圧力を適用するステップの順序は、重要であるとは考えられず、すなわち、言い換えれば、既定の圧力が適用され、その後加熱が適用されるか否か、または加熱が適用され、その後既定の圧力が適用されるか否か、または加熱および圧力の双方を同時に増加するか否かは、重要であるとは考えられず、むしろ、拡散接合は、事前に選択された圧力および温度が十分な時間に対して接合領域に示される場合、起こる。拡散接合が形成された後、シート２０５２は、図２０ｂに示されるように、完成した窓アセンブリ２０５０を形成するためにフレーム２０５６に密閉接合される。
【０２５８】
本発明のさらなる実施態様では、きれいな、すなわち、非金属化ガラス張りの窓は、拡散接合を使用して、コバールまたは他の金属材料のフレームに直接接合してもよいことを発見してきた。すでに説明したように、これは、金属化ガラス張りの窓をコバールフレームに拡散接合するステップへの追加である。任意に、非金属化ガラス張りの窓を金属フレームに直接拡散接合することは、例えばモリブデンマンガンなどの特定の化合物をフレームに使用することによって強化してもよい。ガラスが金属化されていても、金属化されていなくても、拡散接合は、最も一般的には真空圧で実行されるが、しかしながら、他に様々な雰囲気下で実行してもよい。しかしながら、結果として生じるどんな酸化物も接合の動作において遭遇する圧力によって分散する傾向があるので、酸化性雰囲気の使用は通常必要ではない。本発明のさらに他の実施態様では、拡散接合は、コバールおよび他の金属材料から作られたフレームの接合を、シリコンおよびガリウムヒ素（ＧａＡｓ）を含む半導体のシートまたはウエハーに直接接着するために使用することができる。
【０２５９】
拡散接合を成功させるには、対になる表面がお互い親密に接触するよう接合することが必要なので、対になる表面の表面仕上げの物性は、本発明の重要なパラメーターとなり得る。以下の対になる表面パラメーターは、コバールと金属化ガラス、コバールときれいな（すなわち、非金属化）ガラス、コバールと金属化シリコン、コバールときれいな（すなわち、非金属化）シリコン、コバールと金属化ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）およびコバールときれいな（すなわち、非金属化）ＧａＡｓを含むが、それらに限定されない、コバールフレームと薄いシート材料の対になる表面の間の拡散接合を成功させることができると考えられている：±約１２．７ミクロンの範囲内のシート材料の並行度（すなわち、厚さの均一性）；５ミル／インチから約１０ミル／インチの範囲の表面の平面性（すなわち、理想的な平面に置いた場合の単位長さ当たりの高さにおける偏差）；多くて約１６ミクロインチ（０．４０６４ミクロン）の表面粗度である。これらの表面パラメーターはまた、コバールとコバールの直接的な拡散接合、例えば、製造者組み立てによる金属フレーム用に使用することもできる。
【０２６０】
上述のコバールフレームと薄いシート材料の対になる表面の間の拡散接合のための温度パラメーターは、ケルビン度において、比較的低い溶解温度を有する母材の約４０％から約７０％の絶対溶解温度の範囲にあると考えられている。拡散接合が光学的に仕上がったガラスまたは他の透明材を接合するのに使用される場合に、接合温度は、ガラスの他の透明材のＴＧおよび／または軟化温度より下回るように選択してもよく、それにより光学的仕上がりへの破損を回避してもよい。選択した接合温度によって、いくつかの実施態様では、透明シート（すなわち、窓となる）に対する光学的および／または保護用コーティングの適用は、接合の前よりもむしろ、シートをフレームに接合した後に実行してもよい。他の実施態様では、光学的および／または保護用のコーティングのうち、いくつかは、接合に先立ってガラスシートに適用してもよいが、他のコーティングが接合の後に続いて適用してもよい。圧力パラメーターに関しては、１０５．５ｋｇ／ｃｍ２（５００ｐｓｉ）の圧力は、前述のコバールフレームと薄いシート材料との拡散接合に適切であると考えられている。
【０２６１】
拡散接合は高温で生じるので、ガラスシートの熱膨張係数は、金属フレームの熱膨張係数と一致させるべきであることが留意されるであろう。熱膨張係数が完全に一致できない範囲内においては（例えば、予期された温度の範囲を越える熱膨張係数における非線形性のため）、ガラスシートの熱膨張係数は金属フレームの熱膨張係数より低くなることが好ましい。結合された窓／フレームのアセンブリは、接合高温度から（または動作高温度から）もとの室温に冷却するので、これにより、金属フレームは結果的にガラスシートよりも縮む。したがって、ガラスは、張力よりもむしろ圧縮応力から主に影響を受け、亀裂が入る傾向を軽減する。
【０２６２】
図２０ｃおよび図２０ｄを今から参照すると、本発明の追加の実施態様の内部および外部のフレームを有する窓アセンブリが図解されている。図２０ｃは、アセンブリ前の窓アセンブリ２０７０の構成材を図解するが、図２０ｄは、完成したアセンブリを図解する。窓アセンブリ２０７０は、透明シート２０８０の、内面および外面２０７６と２０７８にそれぞれ接合される（拡散接合、はんだ付け、ろう付けまたは本明細書に開示されている他の技術を使用して）個々のフレーム部材２０７２および２０７４を含む。言い換えれば、透明な窓の材料は、窓の上端のフレーム材料の層と窓の下端のフレーム材料の層との間に「挟まれた」状態である。中間層２０８２および２０８４を、前述の拡散接合に施してもよく、あるいは、はんだのプレフォーム（２０８２および２０８４としても図示する）を、前述のはんだ付けによる接合に施してもよい。
【０２６３】
通常、同じ接合の技術は、窓に対して内部および外部のフレームの両方を接合するのに使用されるであろうが、しかしながら、これは必須ではない。同様に、内部および外部の接合は通常、同時に形成されるであろうが、これは必須ではない。しかしながら、密封した窓アセンブリを生成するために、内部のフレーム２０７２を窓２０８０に密封接合することは必要である。密封接合は通常、窓２０８０に外部のフレーム２０７４を接合する場合に必要ではないが、しかしながら、多くの理由のために好ましい場合がある。
【０２６４】
いわゆる「挟まれた」フレーム構成を有する窓アセンブリの１つの利点は、例えば、接合後の冷却の間、または温度サイクルの間、フレーム２０７２および２０７４ならびにシートの異なる熱膨張特性（同等でない熱膨張係数のため）に起因する透明シート２０８０の、それぞれの内面２０７６および外面２０７８にかかる応力を均一にすることである。言い換えれば、窓アセンブリが、１つの表面だけに接合されたフレームを有する場合に、フレームとシートとの間の不均等な膨張および収縮は、シート内に著しいせん断応力を生成する場合がある。これらのせん断応力は、窓とフレームの接合自体が無傷の状態を維持したとしても、透明シート内でのせん断破壊（例えば、亀裂が入る、または剥がれる落ちる）を引き起こすのに十分強くなる可能性がある。しかしながら、フレームが窓の内面および外面の両方に接合される場合に、ガラス（または他の透明材）内のせん断応力は大幅に軽減される場合がある。これは、同じ材料または類似した熱膨張係数を有する材料が、内部および外部のフレームの両方に使用される場合に特に当てはまる。窓の厚さによるこの応力の等化は、それに続く温度サイクルおよび／または物理的衝撃の間、組み立てられた窓の信頼性および耐久性を向上させる。
【０２６５】
挟まれた構造は、窓アセンブリまたはＷＬＰアセンブリにおいて使用してもよい。内部および外部のフレームを有する挟まれた構造は、シートおよびフレーム材料が大幅に異なる熱膨張係数を有する場合に、殊さら有利となる。挟まれた構造の応力の平衡を保たせる特長に加えて、シート上の外部のフレームを使用することは、窓全体の熱的拡散を強化する；アセンブリからの放熱を強化する；光学的開口として役立つ；より高水準のアセンブリに対する接合またはアセンブリの間、デバイスの位置合わせ／固定またはクランプでの締めを容易にする；作業象徴化を表示することを含む、さらなる利点を有する場合がある。
【０２６６】
図２１ａおよび図２１ｂを今から参照すると、本発明の他の実施態様によるマイクロデバイス用に密封されたウエハーレベルのパッケージ（「ＷＬＰ」としても知られている）の２つの実例が図解されている。これらの実施態様は、ウエハーレベルのパッケージ２００２（図２１ａ）は、逆側の外部の電気的接続を有するが、ウエハーレベルのパッケージ２０２４（図２１ｂ）は同側の外部の電気的接続を有するということを除き、実質上お互い類似している。ウエハーレベルのパッケージは、本明細書ですでに開示している別個のデバイスパッケージに多くの点で類似しているが、パッケージの密封したエンベロープの部分として、マイクロデバイス自身の基板、通常半導体基板を使用する。かかるウエハーレベルのパッケージ化は、特に高生産量が関与する場合、ウエハー加工のマイクロデバイスを密封するために非常に経済的な方法を提供する。以下に説明するように、単一のマイクロデバイスはＷＬＰ技術を使用してパッケージ化してもよく、または元の生産ウエハーに関連する複数マイクロデバイスは、本発明の様々な側面に従い、ＷＬＰ技術を使用して同時にパッケージ化してもよい。
【０２６７】
今から特に図２１ａを参照すると、ウエハーレベルのパッケージ２００２は、１つ以上のマイクロデバイス２００４、例えば、基板２００６に加工されたＭＥＭＳデバイスまたはＭＯＥＭＳデバイスを取り囲んでいる。基板２００６は通常、知られている半導体加工方法を使用して、マイクロデバイス２００４に関連している電子回路２００８が形成されるシリコン（Ｓｉ）またはガリウムヒ素（ＧａＡｓ）のウエハーである。電気ビア２０１０（破線で示す）は、回路２００８を、基板の逆側（すなわち、デバイスに対して）に配置される外部からアクセス可能な接続パッド２０１２に接続する知られている方法を使用して、基板２００６に形成してもよい。図２０に示すビア２０１０の経路は、説明の目的のために簡易化されていることが理解されるであろう。コバールまたは他の金属材料から作られるフレーム２０１４の一端は、基板２００６に密封接合され、また透明な窓２０１６は次に、空洞２０１８内のマイクロデバイスを密封する密封したエンベロープを完成するよう、フレームのもう一方の端に密封接合される。基板２００６のフレームの対になる表面は、フレームへの接合を容易にするよう１つ以上の金属層２０２０によって処理または金属化してもよく、同様に、窓２０１６のフレームの対になる表面は、同じ目的のために１つ以上の金属層２０２２によって処理または金属化してもよい。
【０２６８】
今から特に図２１ｂを参照すると、ウエハーレベルのパッケージ２０２４は、この場合は、ビア２０２６が、基板２００６の同じ側に配置される外部の接続パッド２０２８に送られることを除き、前述されたパッケージ２００２と実質上同一である。明らかに、かかる実施態様では、フレーム２０１４および窓２０１６は、基板の上面の部分を覆いのない状態を維持するよう寸法を取る。
【０２６９】
今から図２１ｃを参照すると、製造の可能性のある１つの方法を説明するＷＬＰ２１００の分解図が示されている。ＷＬＰ方法を使用して単一または複数のマイクロデバイスをパッケージ化するために、以下の構成材、上にマイクロデバイス２００４を有する基板２００６；連続的な側壁２０１５を有し、封入する（間隔を提供するために）べきデバイスよりも「背の高い」フレーム／スペーサー２０１４；透明シートまたは窓２０１６が必要となる。使用する接合方法に応じて、拡散接合２１０２および２１０３のために、金属合金もしくはガラス組成、または中間層のはんだのプレフォームがさらに必要となる場合がある。上端のプレフォーム２１０２（窓２１０６とフレーム２０１４との間）は、下端のプレフォーム２１０３（フレーム２０１４と基板２００６との間）と異なる材料であってもよいことが理解されるであろう。
【０２７０】
手短に言えば、パッケージ２１００を形成するための方法は以下のとおりである。第一フレームの取り付け領域２１０４は、対象のマイクロデバイスのウエハー基板２００６の表面上に作成する。この第一フレームの取り付け領域２１０４は、基板２００６上のマイクロデバイスまたはマイクロデバイス２００４を囲む平面図（すなわち、上から見た場合の構成）を有する。第二フレームの取り付け領域２１０６は、窓２０１６の表面上に作成される。第二フレームの取り付け領域２１０６は通常、第一フレームの取り付け領域２１０４の平面図に実質上相当する平面図を有する。前の２つのステップの実行順序は重要ではない。次に、基板２００６と窓２０１６との間にフレーム／スペーサー２０１４を配置する。フレーム／スペーサー２０１４は、第一および第二フレームの取り付け領域２１０４および２１０６のそれぞれの平面図に実質上相当し、またそれらに対応する平面図を有する。妥当な場合、はんだのプレフォーム２１０２および２１０３または拡散接合中間層２１０２および２１０３は、この時フレーム／スペーサー２０１４とフレームの取り付け領域２１０４および／または２１０６との間に置かれる。最後に、基板２００６、フレーム／スペーサー２０１４および窓２０１６は、マイクロデバイス２００４を封入するが、窓の透明な開口範囲２１０８を通してマイクロデバイスへ、および／またはマイクロデバイスから光が通ることができる密封されたパッケージを形成するために接合される（妥当な場合、はんだまたはガラスでプレフォーム２１０２および２１０３または拡散接合中間層２１０２および２１０３によって容易にされる）。
【０２７１】
パッケージ２１００の拡散接合は、単一の（組み合わせた）ステップまたは多くのサブステップにおいて実行することができることが理解されるであろう。例えば、５つのすべての構成材（シート２０１６、第一中間層２１０２、フレーム２０１４、第二中間層２１０３および基板２００６）は、単一の固定物に積み重ね、それぞれの密封表面に形成するために、拡散接合を得るために同時に加熱および押圧することもあり得る。あるいは、窓のシート２０１６は、第一中間層２１０２を使用してフレーム２０１４に最初に拡散接合してもよく（第一サブアセンブリを作って）、その後この第一サブアセンブリは、第二中間層２１０３を使用して基板２００６に続いて拡散接合してもよい。別の代わりの方法では、フレーム２０１４は、第二中間層２１０３を使用して基板２００６に拡散接合することもあり得、その後透明シート２０１６は、第一中間層２１０２を使用してサブアセンブリに続いて接合してもよい。どの接合順序を使用するかの選択は、もちろん、使用する実際の材料、シート２０１６における透明材の熱感度、マイクロデバイス２００４の熱感度、ことによると、フレーム２０１４および中間層材料の膨張特性などのほかのパラメーターによって決まることもある。
【０２７２】
本発明は、すでに開示している「独立型」密封された窓アセンブリの製造と幾つかの点で類似していることがさらに理解されるであろう。窓２０１６のフレームの取り付け領域２１０６の作成は、前述の実施例１〜実施例９６に説明している１つ以上の金属層による洗浄、粗面化および／または金属化を含む、シートシールリング領域３１８の作成に使用するための、すでに開示している同じ方法を使用して実行してもよい。
【０２７３】
透明な窓ガラス２０１６は、それに蒸着している第一金属層の接着を促進するよう粗面化（例えば、フレームの取り付け領域２１０６を作成する際に）してもよいが（例えば、ＣＶＤまたはＰＶＤによって）、ウエハー基板２００６は通常同じ方法で粗面化されることはない。代わりに、ウエハー基板２００６上の最初の金属層は通常、従来のウエハー加工技術を使用して蒸着される。ウエハー加工の従来の方法は、金属の蒸着の接着を促進するようシリコンまたはＧａＡｓのウエハーをエッチングする必要性または選択肢を含み、その後、ＷＬＰデバイスを構築する場合には、ウエハー基板２００６上のフレームの取り付け領域２１０４を作成する際に、同じ実践方法が続く。
【０２７４】
他のウエハーまたは基板材料は、ガラス，ダイヤモンドおよびセラミック材料を含むが、それらに限定されない。いくつかのセラミックウエハーは、アルミナウエハーとして知られている。これらのアルミナウエハーまたは基板は、多層基板であってもよく、また低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）または高温同時焼成セラミック（ＨＴＣＣ）材料および製法を使用して製造してもよい。ＬＴＣＣおよびＨＴＣＣ基板はしばしば、内部および外部の電気回路または相互接続を有する。この回路は通常、層を一緒に同時焼成するのに先立って、セラミックまたはアルミナ材料層の上にスクリーン印刷される。
【０２７５】
さらに、窓アセンブリに使用するためにすでに説明した接合の技術およびパラメーターのうちのどれも、中間層を使用する、または使用しない拡散接合／ＴＣ接合、はんだのプレフォームを使用するはんだ付け、およびインクジェット方式で分注するはんだを使用するはんだ付けを含み、お互いＷＬＰ構成材を密封接合するために使用してもよい。主な差異は、「独立型」の窓アセンブリを作る場合は、たった２つの構成材（すなわち、透明シート／窓３０４およびフレーム３０２）が接合されるが、ＷＬＰを作る場合には、３つの主な構成材（すなわち、窓２０１６、フレーム２０１４および基板２００６）を接合する（時折同時に）。もちろん、はんだ付け技術を使用してＷＬＰを生産する場合は、追加の構成材、例えば、１つ以上のはんだのプレフォーム２１０２または複数のインクジェット方式で分注するはんだを必要とする場合がある。使用するならば、はんだのプレフォームは、その品物の製造における１つのステップとして、フレーム２０１４の上端および／または下端に取り付けてもよい。これは、ＷＬＰアセンブリの３つの主な構成材の位置合わせを平易にするであろう。もちろん、フレームに対するはんだのプレフォームの事前のこの取り付けはまた、すでに説明した「独立型」の窓アセンブリに適用できることが理解されるであろう。はんだのプレフォームを窓２０１６、フレーム２０１４および／または基板２００６に取り付けるための方法のうち１つは、部分熱源を使用してプレフォームを適当な位置に連結することである。
【０２７６】
構成材を一緒にはんだ付けするのに先立って、はんだのプレフォームの表面および／または窓２０１６、フレーム２０１４および／または基板２００６の金属化表面を洗浄することは、表面の酸化物を取り除くために必要となる場合がある。後のはんだ付けまたは脱フラックスの必要性を除去するために、はんだ付け工程の間、フラックスの使用を回避することが望ましい。いくつかの表面作成技術は、フラックスを使用しないはんだ付け用の金属およびはんだ面の作成に利用することができる。
【０２７７】
いくつかの他の工程は、はんだ付けの後、フラックスを除去する必要性を回避するために、はんだ付け用の窓アセンブリまたはＷＬＰ構成材の表面作成のために使用してもよい。第一選択肢は、無洗浄フラックスとして商業の場において知られているものを使用することである。このタイプのフラックスは、はんだ付けの後、適当な位置に残るよう意図されている。第二選択肢は、フラックスを使用しないで、はんだぬれ性を向上させるためにガスプラズマ処理を使用することである。例えば、はんだの表面で反応する非毒性のフッ素含有のガスを取り込んでもよい。この反応は、はんだで堅くなった表面を形成し、再び溶解すると分解する。形成された溶接部および接合部は、フラックスを使用する場合に形成されるものと相当であるか、またはそれよりも良い。かかるプラズマは、はんだぬれ性およびワイヤー接合能力における改良を促進するために、酸化物およびガラスの減少による除去を含む利点を提供する。かかる処理は、厚膜の銅、金およびパラジウムにおいて示されてきた。酸化物が含まれていないきれいな表面を残すためのさらなる候補となるガスは、水素および一酸化炭素プラズマを含む。もっとさらなる候補となるガスは、水素、アルゴンおよびフロンガスの組み合わせを含む。プラズマ処理の１つのバージョンは、プラズマ補助による乾式はんだ付け（ＰＡＤＳ）として知られている。ＰＡＤＳ工程は、湿潤を促進するために、酸化スズ（空気にさらすと不安定な還元酸化スズが再酸素化する場合、フラックスを使用しないはんだに出現する）をオキシフロライドに変換する。変換フィルムは、はんだが溶解するときに破れ、またリフローが可能になる。前記フィルムは、空気中で１週間以上にわたり、また部品を窒素内に保存する場合には２週間以上にわたり、安定していると理解されている。
【０２７８】
密封パッケージ化の別個のマイクロデバイス用の単一および複数窓アセンブリを製造するための、前述の方法のように、ＷＬＰを製造するための様々な構成材の相性が良い材料の選択は、本発明の別の側面である。例えば、ＷＬＰの主な構成材（例えば、窓、フレーム／スペーサーおよびウエハー基板）のそれぞれは、好ましくは密封状態の長期にわたる信頼性の最大化を保証するために、近い熱膨張係数を有する。フレーム／スペーサー２０１４は、金属材料または非金属材料のうちどちらから形成してもよい。最良の熱膨張係数の一致は、ウエハー基板２００６または窓２０１６のどちらかと同じ材料からフレーム／スペーサー２０１４を形成することによって達成されるであろう。しかしながら、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）およびシリコン（Ｓｉ）（すなわち、ウエハー基板のために通常使用される材料）およびほとんどのガラス（すなわち、窓に通常使用される材料）は、少なくともほとんどの金属および金属合金と比較すると、比較的脆弱である。したがって、金属および金属合金は通常、亀裂に対してより高度な抵抗性を示すので、これらの非金属材料は通常、フレーム／スペーサー２０１４を形成するために、金属または金属合金ほど好ましくない。現に、フレーム／スペーサー２０１４用に金属または金属合金を使用することは、接合後のウエハー基板２００６、窓２０１６および完成したＷＬＰ２００２の偶発的な亀裂または細分に対してさらなる対抗性を提供すると考えられている。金属フレーム／スペーサー２０１４を使用するとき、それは好ましくは、時に拡散接合またははんだ付けを容易するためだが、より多くの場合、フレーム／スペーサーとパッケージの内部の雰囲気との間の様々な種類の保護を提供するフレーム／スペーサー上の表面を提供するために、単に金を使用、またはニッケルその後金を使用のどちらかによってメッキされるであろう。しかしながら、非金属フレーム／スペーサー２０１４を使用する場合、その結果それは、拡散接合またははんだ付けを容易にするために金属化される場合がある。フレーム／スペーサー２０１４上に使用する金属層は、窓アセンブリを製造するために窓ガラス３０４上に使用するものと同じであってもよく、例えば、最終層は、クロム、ニッケル、スズ、スズビスマスおよび金のうちの１つである可能性がある。
【０２７９】
ＷＬＰの構成材のために相性が良い材料を選択する際は、シリコン（Ｓｉ）は、２９３°Ｋで約２．６ＰＰＭ／°Ｋから１４００°Ｋで約４．１ＰＰＭ／°Ｋの範囲にある熱膨張係数を有することが認識されている。ＭＥＭＳおよびＭＯＥＭＳなどのマイクロデバイスの動作温度が約−５５℃から約＋１２５℃の範囲内にあり、また拡散接合またははんだ付けの予想温度が、約＋２５０℃から約＋５００℃の範囲内にあると見なされる場合、ＷＬＰ基板のために使用するタイプのシリコンウエハーは、 補間により約２．３ＰＰＭ／°Ｋから約２．７ＰＰＭ／°Ｋの範囲内の熱膨張係数を有するとされる。シリコン（Ｓｉ）基板に接合されるであろうフレーム／スペーサー２０１４に使用するのに適切だと考えられている１つの金属材料は、Ｃａｒｐｅｎｔｅｒ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ａｌｌｏｙｓによって開発された、「低膨張３９合金」として知られている合金である。低膨張３９合金は、以下のように、約０．０５％のＣ、約０．４０％のＭｎ、約０．２５％のＳｉ、約３９．０％のＮｉ、および差引率はＦｅの組成（重量パーセント；名目分析）を有すると理解されている。低膨張３９合金は、２５℃から９３℃の合間での約２．３ＰＰＭ／°Ｋから、１４９℃での約２．７ＰＰＭ／°Ｋ、２６０℃での約３．２ＰＰＭ／°Ｋ、３７１℃での約５．８ＰＰＭ／°Ｋまで及ぶと理解されている熱膨張係数を有する。
【０２８０】
同様に、ＷＬＰウエハー基板に使用されるタイプのガリウムヒ素（ＧａＡｓ）は、約５．８ＰＰＭ／°Ｋの名目熱膨張係数を有すると考えられている。材料供給者のデータに基づいて、コバール合金は、２０℃での約５．８６ＰＰＭ／°Ｋから、２５０℃での約５．１２ＰＰＭ／°Ｋまでの範囲の熱膨張係数を有すると理解されている。したがって、コバール合金は、ＧａＡｓ基板に接合されるフレーム／スペーサー２０１４の良い選択であるように見える。ＧａＡｓ基板に接合されるフレーム／スペーサー２０１４のために適切であると考えられている別の材料は、マサチューセッツ州アトルバロの、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ＩｎｃのＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎによって開発されたＳｉｌｖａｒ（商標）として知られている合金である。Ｓｉｌｖａｒ（商標）は、ＧａＡｓデバイスに近い熱膨張係数特性を有するコバールの誘導体であると理解されている。
【０２８１】
ＷＬＰ用の窓／レンズに関しては、コバールフレーム、例えば、Ｃｏｒｎｉｎｇ７０５２、７０５０、７０５５、７０５６、７０５８および７０６２、Ｋｉｍｂｌｅ（Ｏｗｅｎｓ  Ｃｏｒｎｉｎｇ）ＥＮ−Ｉ、Ｋｉｍｂｌｅ  Ｋ６５０およびＫ７０４、Ａｂｒｉｓａソーダ石灰ガラス、Ｓｃｈｏｔｔ８２４５およびＯｈａｒａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  Ｓ−ＬＡＭ６０を有する、単一および複数窓アセンブリを製造するのに使用するための、前述のガラスのすべては、ＧａＡｓ基板２００６を有するＷＬＰの窓／レンズ２０１６のために適切であろうことが考えられている。パイレックス（登録商標）ガラスおよび類似した形成は、シリコン基板２００６を有するＷＬＰの窓／レンズ２０１６のために適切であると考えられている。Ｃｏｒｎｉｎｇのウェブサイトによると、パイレックス（登録商標）の性質は、約８２１℃の軟化点、約５６０℃の焼きなまし点、約５１０℃のひずみ点、約１２５２℃の作用点、約３２．５×１０−７／℃の膨張（０〜３００℃）、約２．２３ｇ／ｃｍ３の密度、約４１８のヌープ硬度および約１．４７４の屈折率（５８９．３ｎｍにおいて）である。
【０２８２】
今から図２２を参照すると、その上に形成される複数のマイクロデバイス２２０４を有する半導体ウエハー２２０２が図解されている。単一の半導体ウエハー上の複数のマイクロデバイスを生産するための方法標準となっていることが理解されるであろう。しかしながら、従来、マイクロデバイス２２０４が、例えば、ＭＥＭＳ、ＭＯＥＭＳなどの、光電子または光学装置を使用する前に、密封してパッケージ化される必要のあるタイプである場合、それぞれの上に単一のマイクロデバイスだけを通常有するセクションまで、ウエハー２２０２を、例えば、ばらばらに切断する、（ばらばらの）さいの目に切断する、またはばらばらに細分し、その後個々のパッケージ内の別個化されたマイクロデバイスをパッケージ化することによって、まず「別個化」または「単一化」することが、マイクロデバイスに対する業界標準的技法となってきた。今から、本発明のさらなる実施態様に従い、複数マイクロデバイスは、複数のままで、基板ウエハーの別個化または唯一化に先立ちＷＬＰにおいて、別個に密封してパッケージ化する、または多数で密封してパッケージ化してもよい。この工程は、同時に存在する複数ウエハーレベルのパッケージ、または「ＭＳ−ＷＬＰ」と称される。
【０２８３】
今から図２３から図２９を参照すると、マイクロデバイスのＭＳ−ＷＬＰのための１つの方法が図解されている。手短に言えば、この方法はａ）複数のマイクロデバイスを有する半導体ウエハー基板の表面上の第一フレームの取り付け領域を作成するステップであって、第一フレームの取り付け領域は、基板上の単一（または複数）マイクロデバイスを囲む平面図を有するステップと、ｂ）窓（すなわち、透明材のシート）の表面上の第二フレームの取り付け領域を作成するステップであって、第二フレームの取り付け領域は、第一フレームの取り付け領域の平面図に実質上相当する平面図を有するステップと、ｃ）フレーム／スペーサーと基板と窓との間にフレーム／スペーサーを配置するステップであって、フレーム／スペーサーは、第一および第二フレームの取り付け領域それぞれの平面図に実質上相当し、またそれらに対応する平面図を有するステップと、ｄ）マイクロデバイスを封入するために、基板、フレーム／スペーサーおよび窓を密封接合するステップとを含む。妥当な場合、はんだのプレフォームまたは拡散接合のための中間層の内層を含むがそれに限定されない他の材料はまた、接合の前に、フレーム／スペーサーと窓および／または基板との間に配置される。
【０２８４】
今から特に図２３を参照すると、半導体ウエハー２２０２のフレームの取り付け領域２３０２は、それぞれのマイクロデバイス２２０４の全面的に周りの（例えば、囲んでいる）ウエハー基板の表面上の金属化する層を蒸着することによって作成してきた。ここで示す実施態様では、作成されたフレームの取り付け領域２３０２は、単一の幅の外側の行２３０８および列２３１０によって包囲されている二倍幅の金属化した行２３０４および列２３０６（マイクロデバイス２２０４間に置かれる）から構成される長方形格子を含む。フレームの取り付け領域２３０２における金属化層の組成および厚さは、実施例１〜実施例９６に説明しているように、シートシールリング領域３１８を作成する際に使用するために前述しているもののうちいずれであってもよい。
【０２８５】
ここで図２４を参照すると、ＭＳ−ＷＬＰアセンブリのウエハー２２０２と窓シート２６０２との間の取り付け用ＭＳ−ＷＬＰフレーム／スペーサー２４０２が図解されている。この実施態様では、ＭＳ−ＷＬＰフレーム／スペーサー２４０２は、単一幅の外側の行部材２４０８および列部材２４１０によって囲まれる、二倍幅の行部材２４０４および列部材２４０６を有し、ウエハー基板２２０２上のフレームの取り付け領域２３０２の平面図に実質上相当する平面図をもたらすことが理解されるであろう。以下にさらに説明するように、二倍幅行部材２４０４および列部材２４０６の目的は、接合後、ＭＳ−ＷＬＰアセンブリの唯一化の間、フレームを切断するための余裕を持たせるためである。他の実施態様では、ＭＳ−ＷＬＰフレーム／スペーサーは、異なる構成を有してもよい。この実施態様では、ＭＳ−ＷＬＰフレーム／スペーサー２４０２は、ウエハー基板の熱膨張係数と実質上一致する熱膨張係数を有する金属合金から形成されるが、しかしながら、他の実施態様では、フレーム／スペーサーは、前述の非金属材料から形成してもよいことが理解されるであろう。またすでに説明したように、フレーム／スペーサー２４０２は好ましくは、接合工程を容易にするためにメッキまたは金属化されるであろう。
【０２８６】
ここで図２５ａ〜２５ｄを参照すると、フレーム／スペーサー２４０２用の好ましい構成の詳細が図解されている。図２５ａは、ダブル幅の列部材２４０６の一部の拡大平面図を示し、また図２５ｂは、同じ部分の端面図を示す。フレーム／スペーサー２４０２の行部材２４０４は好ましくは、同様の構成を有することが理解されるであろう。部材２４０６は、「開先」２５０２を有するか、またはそれぞれの部材の中央部に沿って、すなわち、完成したＭＳ−ＷＬＰアセンブリ内の隣接するマイクロデバイス間に渡る、厚さが減少した領域を有するように形成される。以下にさらに説明するように、開先２５０２は、パッケージ化されたマイクロデバイスの唯一化の間、ＭＳ−ＷＬＰアセンブリをばらばらに切断することを容易にする。開先２５０２に沿ってばらばらに切断した後、フレーム部材２４０６は、２つのシングル幅の部材２５０４に分割され、それぞれは、図２５ｃおよび図２５ｄに示す構成を有する。アセンブリの間、フレーム部材の開先側面２５０５は好ましくは、ウエハー基板２２０２に対して配置されるが、非開先側面２５０５が窓シートに対して配置される。
【０２８７】
今から図２６を参照すると、ＭＳ−ＷＬＰフレーム／スペーサー２４０２に取り付けるためのＭＳ−ＷＬＰ窓シート２６００が図解されている。窓シート２６００は、前述のアセンブリの他の主な構成材と相性が良い熱膨張係数を有するガラスまたは他の透明材から形成してもよい。シート２６００の少なくとも内側（すなわち、密封したエンベロープの内側になる側）、および好ましくは両側は、光学的に仕上がる必要がある。望ましい光学的または保護用のどんなコーティングも、好ましくは、シート２６００の少なくとも内側、および好ましくは両側にこの時点でされている。しかしながら、シート２６００が２つの接合作動うちの第一回において、フレーム／スペーサー２４０２だけに取り付けられる場合、その結果、光学的または保護用のコーティングは、第二回の、窓アセンブリをウエハーに取り付ける、その後の接合ステップに先立って適用してもよい。フレームの取り付け領域２６０２は、最終ＭＳ−ＷＬＰアセンブリにおいてマイクロデバイス２２０４と最終的に位置合わせをされる複数の窓開口２６０３を囲むために、ＭＳ−ＷＬＰ窓シート２６００に作成する。ここに示す実施態様では、作成されたフレームの取り付け領域２６０２は、単一幅の外側の行２６０８および列２６１０によって囲まれる二倍幅の行２６０４および列２６０６から成る長方形格子でのシート２６００に蒸着される金属層となる。これは、フレーム／スペーサー２４０２の平面図に実質上相当するフレームの取り付け領域２６０２用の平面図をもたらす。フレームの取り付け領域２６０２での金属化層２６０４、２６０６、２６０８および２６１０の組成および厚さは、実施例１〜実施例９６に説明した「独立型」窓のシートシールリング領域３１８を作成する際に使用するよう前述したもののうちのいずれであってもよい。
【０２８８】
いくつかの実施態様では、窓シート２６００の内部表面は、例えば、ダイヤモンド針を使用して、フレームの取り付け領域２６０２のそれぞれの部分をスクライビングし、唯一化の間、ＭＳ−ＷＬＰアセンブリをばらばらに切断することを容易にしてもよい。窓シート２６００のスクライビングは、当然のことながら、それをフレーム／スペーサー２４０２に接合または接着するのに先立って、実行されるであろう。フレーム／スペーサー２４０２が、図２５ａ〜２５ｂで例証したような開先部材を含む場合には、シート２６００上のスクライビングの線は好ましくは、ＭＳ−ＷＬＰアセンブリでのフレーム部材の開先２５０２に対応する。
【０２８９】
今から図２７を参照すると、完成したＭＳ−ＷＬＰアセンブリ２７００の側面図が図解されている。図２７に示すいくつかの構成材の比率（例えば、金属層の厚さ）は、説明の目的のために誇張してもよいことが理解されるであろう。フレーム／スペーサー２４０２は、それぞれのマイクロデバイスまたはマイクロデバイス２２０４のセットが、窓シートの窓開口領域２６０３の真下に配置されるように、フレーム／スペーサー２４０２の平面図に実質上対応するフレーム取り付け領域２３０２および２６０２の平面図により、ウエハー基板２２０２（マイクロデバイス２２０４に関連した）と窓シート２６００との間に配置される。もちろん、アセンブリ２７００がはんだ技術を使用して接合される場合、フレームの取り付け領域２３０２および２６０２と実質上相当する平面図を有する、はんだのプレフォーム（図示せず）はまた、接合に先立って、フレーム／スペーサー２４０２とフレームの取り付け領域との間に配置される。さらに、内部層または中間層が、拡散接合とともに使用される場合、フレームの取り付け領域２３０２および２６０２に実質上相当する平面図を有するこれらの中間層（図示せず）はまた、接合に先立って、フレーム／スペーサー２４０２およびフレームの取り付け領域との間に配置される。前述の接合技術のいずれも、構成材の間の接合を達成するのに使用してもよい。ＭＳ−ＷＬＰアセンブリ２７００は、接合前および接合後は、基本的に同じに見えるであろう（任意のはんだプレフォームの形態の接合領域への組み込みは除く）。
【０２９０】
接合後、ＭＳ−ＷＬＰアセンブリ２７００はばらばらに切断される、または唯一化され、１つ以上のマイクロデバイスをそれぞれ含有する密封されたパッケージを形成する。単一化工程を遂行するのにいくつかの選択肢がある。しかしながら、窓シート２６００、フレーム２４０２およびウエハー基板２２０２が接合されるので、窓シートの単なるスクライビングまたは細分（多数独立型窓アセンブリ用に行われたように）は実用的ではない。代わりに、少なくとも窓シート２６００またはウエハー基板２２０２を切断する必要がある。残りの部分はその後、切断、スクライビングまたは細分のいずれかを行ってもよい。最良の結果は、ウエハーダイシングソー、を使用してウエハー基板２２０２を切断し、その後窓シート２６００をスクライビングして細分するか、または同様のダイシングソーを使用して窓シートを切断するかのどちらかによって得られるであろうと考えられている。
【０２９１】
今から図２８を参照すると、ＭＳ−ＷＬＰアセンブリの唯一化のための１つの選択肢が図解されている。図２８に示すＭＳ−ＷＬＰアセンブリ２８００は、図２７に示すアセンブリ２７００とほとんどの点で類似しているが、しかしながら、この場合は、窓シート２６００は、内部フレームの取り付け領域（さらに使用する場合、さらにそれに対して垂直に渡る層２４０４）を使用する場合、金属層２４０６を通って事前にスクライビングされる（参照番号２８０２によって表示する）。接合後、アセンブリ２８００は、ウエハー基板２２０２（矢印２８０４によって表示するように）の外側から、基板を完全に通して、内部フレーム／スペーサー部材２６０６（さらにそれに対して垂直に渡る部材２６０４）の開先２５０２に切断される。しかしながら、切断２８０４は、窓シート２６００までは継続しない。代わりに、ウエハー基板２２０２およびフレーム２４０２が切断された後、窓シート２６００は、事前にスクライビングされた線２８０２に沿ってそれを曲げることによって細分する。アセンブリ２８００は、最初に行に細分し、その後行は列に沿って別個のパッケージに細分してもよく、または逆の場合の同様である。この方法の別の形態では、窓シート２６００は、事前にスクライビングされないが、ウエハー基板２２０２およびフレーム２４０２を通って切断することにより形成される切り口２８０６を通ってスクライビングされる。このスクライビングは、開先２５０２の下のフレーム部材２４０６および金属層２６０６の残りを通って切断するのに十分強力である必要があることが理解されるであろう。アセンブリはその後、以前のとおりスクライビングの線に沿って別個のパッケージに細分される。
【０２９２】
今から図２９を参照すると、別の形態では、ＭＳ−ＷＬＰアセンブリ２９００は、矢印２９０２によって表示するように、それぞれのマイクロデバイス２２０４の間のウエハー基板２２０２、フレーム／スペーサー２４０２および窓シート２６００を完全に通って単に切断することによって別個化される。得られたものは、複数の別個なＷＬＰマイクロデバイス２９０４である。別個化切断は、窓側または基板側のどちらかから行われてもよいが、しかしながら、のこ引き動作の間、破損から保護するために、窓シートの外面を（例えば、保護テープなどを用いて）保護することが必要の場合がある。
【０２９３】
ＭＳ−ＷＬＰアセンブリの構成材の拡散接合またははんだ付けを容易にするよう電気抵抗加熱（「ＥＲＨ」）を使用する場合、電流は通常、窓／フレーム接合点およびフレーム／基板接合点の両方に同時に流れるよう印加する。このＥＲＨ加熱を容易にするために、ＭＳ−ＷＬＰアセンブリの構成は、ＥＲＨ電極を配置するために、「犠牲的な」金属化領域（すなわち、後に不要となる領域）を窓シートおよびウエハー基板に提供するよう修正してもよい。好ましくは、基板および窓における電極配置は、実質上垂直な方向からウエハーへアクセス可能となるであろう。
【０２９４】
今から図３０を参照すると、図２３のウエハー２００２、すなわち、マイクロデバイスを囲むために、そこに形成される複数のマイクロデバイス２２０４およびそこに形成される金属化フレームの取り付け領域３００２を有することでウエハー２００２とほとんどの点で類似しているウエハー３０００が図解されている。しかしながら、この場合は、ウエハー３０００は、ウエハーの一端に配置される金属化電極配置パッド３００４をさらに含む。電極配置パッド３００４は、フレームの取り付け領域３００２の金属化層２３０４、２３０６、２３０８および２３１０と電気的に接触している。
【０２９５】
今から図３１を参照して、図２６のシート２６００、すなわち、シート上の窓の開口領域２６０３を囲むために、そこに形成される金属化フレームの取り付け領域３１０２を有することでシート２６００とほとんどの点で類似している窓シート３１００を例証する。しかしながら、この場合は、シート３１００は、シートの一端に配置される金属化電極配置パッド３１０４をさらに含む。電極配置パッド３１０４は、フレームの取り付け領域３１０２の金属化層２６０４、２６０６、２６０８および２６１０に電気的に接触している。
【０２９６】
今から図３２を参照すると、別の実施態様による、ＭＳ−ＷＬＰアセンブリ３２００が図解されている。アセンブリ３２００の構成材は、ウエハー基板３０００および窓シート３１００がフレーム／スペーサー２４０２を隣接するが、対応する金属化電極配置パット３００４および３１０４はアセンブリの対側に突出するように配置される。この構成は、ウエハーに対して垂直の方向において、パッド３００４および３１０４への遮るもののないアクセスを提供し、（矢印３２０２で表示するように）、ＥＲＨの手順のために電極の取り付けを容易にすることができる。
【０２９７】
ＷＬＰアセンブリの接合の間、通常同時に発生すべき２つの接合があり、フレーム／スペーサーと窓シートとの間の接合点およびフレーム／スペーサーとウエハー基板との間の接合点である。しかしながら、前述のとおり、窓は、フレームだけに最初に接合されてもよく、後に、ＥＲＨを使用して、窓／フレームアセンブリをデバイスの基板に取り付けることができる。独立型窓アセンブリの製造のための工程において前述したように、金属フレームの構成およびＥＲＨ電極の配置は、ＥＲＨ加熱技術を使用して加熱することにおいても重大である。同様に、ＭＳ−ＷＬＰデバイスのために、金属化パターンおよびウエハー基板および窓シート上のＥＲＨ電極配置位置は、均一な加熱を得るのに重要な場合がある。したがって、場合により過剰な、または犠牲的な特長を含む、フレームのサイズ／形状、および窓シートおよびウエハー基板の両方の金属化パターンは、接合表面／外観の均一加熱を確実にするために、設計、模型作成（例えば、ソフトウェアシミュレーションを使用して）、プロトタイプ製造を同時に行うべきである。
【０２９８】
前の実施態様は、対側電気接続パッドを有するマイクロデバイスに適しているＭＳ−ＷＬＰアセンブリを製造するための方法を説明していることが理解されるであろう。今から図３３を参照すると、同側電気接続を有するマイクロデバイスが図解されている。マイクロデバイス３３００は、半導体基板３３０２の片側に配置される。複数のビア３３０４は、マイクロデバイスの活動的な領域から、基板を通って、基板の同側に配置される複数の接続パッド３３０６へ達する。明らかに、電気接続パッド３３０６は、マイクロデバイス３３００が密封パッケージ内にシールされた後でさえもアクセス可能である必要がある。以下の実施態様では、同側接続を有するかかるマイクロデバイスとともに使用するのに適切なＭＳ−ＷＬＰアセンブリを製造するための別の方法を提示している。
【０２９９】
図３４を参照すると、ウエハー３４０２に形成される複数マイクロデバイス３３００を有し、それぞれのマイクロデバイスは、関連する同側の接続パッド３３０６の１つ以上のセット３４０３を有するウエハー３４０２が図解されている。この実施態様によると、複数のマイクロデバイス３３００は、基板ウエハー３４０２の別個化に先立ってＷＬＰでの別個に密封パッケージ化されるが、しかしながら、同側の電気接続パッド３３０６はアクセス可能な状態を維持する。この実施態様のステップは、以下の説明する変更を除いては、前の実施態様と多くの点で類似している。
【０３００】
今から図３５を参照すると、半導体ウエハー３４０２のフレームの取り付け領域３５０２は、この場合は、金属化層を、それぞれのマイクロデバイス３３００を囲むウエハー基板の表面に蒸着することによって最初に作成する。ここで示す実施態様では、作成されたフレームの取り付け領域３５０２は、３つの「はしご形」格子３５０３を含み、それぞれは、二倍幅の金属化行３５０４（すなわち、はしごの「横桟」）および各端でバスストリップ３５０８によって接続される単一幅の列３５０６（はしごの「側」）から成る。フレームの取り付け領域３５０２での金属化層の組成および厚さは、シートシールリング領域またはフレームの取り付け領域を作成する際に使用するのにすでに説明したもののうちいずれであってもよい。
【０３０１】
今から図３６を参照すると、ウエハー３４０２と窓シート３７０２（図３７）との間にＭＳ−ＷＬＰアセンブリを取り付けるためのＭＳ−ＷＬＰフレーム／スペーサー３６０２が図解されている。この実施態様では、ＭＳ−ＷＬＰフレーム／スペーサー３６０２は、複数のはしご形部分３６０３に構成され、それぞれは、ウエハー基板３４０２上のフレームの取り付け領域３５０２のはしご形の平面図３５０３に実質上相当する平面図を有するよう構成される、二倍幅の横桟部材３６０４および単一幅の側部材３６０６を有することが理解されるであろう。はしご形部分３６０３は、フレーム／スペーサー３６０２の対端に配置される部材３６０８を接続することによって、お互い相対位置に取り付けられ、保持される。前の実施態様のように、二倍幅の部材３６０４がＭＳ−ＷＬＰアセンブリの唯一化の間（すなわち、接合後）、マイクロデバイスの間のフレーム３６０２を切断するために余裕を持たせる。好ましい実施態様では、二倍幅の部材は、ばらばらに切断するのを容易にするために、開先横断面（例えば、図２５ａおよび図２５ｂに示すものと類似している）を有する。しかしながら、他の実施態様では、ＭＳ−ＷＬＰフレーム／スペーサーは、異なる構成を有してもよい。この実施態様では、ＭＳ−ＷＬＰフレーム／スペーサー３６０２は、ウエハー基板の熱膨張係数に実質上一致している熱膨張係数を有する金属合金から形成されるが、しかしながら、他の実施態様では、フレーム／スペーサーは、前述の非金属材料から形成してもよいことが理解されるであろう。さらに前述のように、フレーム／スペーサー３６０２は好ましくは、次の接合工程を容易にするようメッキまたは金属化される。
【０３０２】
今から図３７を参照すると、ＭＳ−ＷＬＰフレーム／スペーサー３６０２を取り付けるためのＭＳ−ＷＬＰ窓シート３７００が図解されている。窓シート３７００は、ガラス、または前述のアセンブリの他の主な構成材と相性が良い熱膨張係数を有する他の透明材から形成される。シート３７００の少なくとも内側（すなわち、密封したエンベロープの内側となる側）（また、好ましくは両側）は、光学的に仕上がり、またどんな望ましい光学的または保護用のコーティングも内側の適所に配置される。任意の望ましい光学的または保護用のコーティングもシート３７００の内側（また、好ましくは両側）の適所に配置される前後に、最終ＭＳ−ＷＬＰアセンブリにおいてマイクロデバイス３３００と最終的に位置合わせをする複数の窓開口３７０５を囲むために、フレームの取り付け領域３７０２をＭＳ−ＷＬＰ窓シート３７００上に作成する。ここで示す実施態様では、作成されたフレームの取り付け領域３７０２は、複数のはしご形部分３７０３でのシート３７００に蒸着される金属層を含み、それぞれの部分は、二倍幅の横桟部材３７０４および単一幅の側部材３７０６を含む。それぞれのはしご部分３７０３は、フレーム／スペーサー３６０２のはしご部分３６０３の平面図と実質上相当する平面図を有する。フレームの取り付け領域３７０２での金属化層３７０４および３７０６の組成および厚さを含む、窓シート３７００のための方法および手順は、「独立型」窓アセンブリのシートシールリング領域３１８およびＭＳ−ＷＬＰの窓シート２６００のフレームの取り付け領域２６０２を作成する際に使用する前述のもののうちいずれであってもよい。
【０３０３】
図３７で図解した実施態様では、窓シート３７００の金属化層は、はしご形部分３７０３を越えて伸び、抵抗加熱（ＥＲＨ）を容易するよう構成される追加部分を含んだ。これらの追加部分は、電極取り付け部分３７０８およびブリッジ部分３７１０を含み、その両方は、はしご部分３７０３の金属化層３７０４および３７０６に電気的に接続される。これらの電極取り付け部分３７０８およびブリッジ部分３７１０の構成、たとえば、配置および厚さは、ＥＲＨ電流の流れが、窓シート３７００の金属化部分とフレーム／スペーサー３６０２との間の接触面を通り、またフレーム／スペーサー３６０２と基板３４０２の金属化部分との間の接触面を通るようにさせることによって、ＥＲＨによって促進される接合動作の間、これらの接触面での加熱を調節する。
【０３０４】
前の実施態様のように、窓シート３７００の内部表面は、唯一化の間、ＭＳ−ＷＬＰアセンブリを離して細分することを容易にするために、例えば、レーザーまたはダイヤモンド針などを使用して、フレームの取り付け領域３７０２のそれぞれの部分を通してスクライビングしてもよい。フレーム／スペーサー３６０２が、図２５ａ〜２５ｂで図解するような開先部材を含む場合には、窓シート３７００上のスクライビングの線は好ましくは、ＭＳ−ＷＬＰアセンブリでのフレーム部材の開先２５０２に対応する。
【０３０５】
今から図３８を参照すると、それぞれ各構成材のはしご形領域３５０３、３６０３および３７０３が実質上お互いに対応するように、またマイクロデバイス３３００が窓シートの窓開口領域３７０５の真下に配置されるように、お互いに積み重ねたウエハー基板３４０２、フレーム／スペーサー３６０２および窓シート３７００を含む、完成したＭＳ−ＷＬＰアセンブリ３８００の頂面図を図解している。この実施態様では、ウエハー３４０２および窓シート３７００の構成は、ＥＲＨ電極の配置を容易するよう相補的であることが理解される。特に、金属化バスストリップ３５０８を有するウエハー３４０２の部分は、シート３７００の端（上から見たとき）を越えて突出し、ＥＲＨ電極のうち１つのセットが垂直の上から接続できるようにするが、金属化接触部分３７０８を有するシートの部分は、ウエハーの端（下から見たとき）を越えて突出し、ＥＲＨ電極のうち１つのセットが垂直の下から接続できるようにする。
【０３０６】
もちろん、アセンブリ３８００がはんだ技術を使用して接合されるものである場合、その結果、フレームの取り付け領域に実質上相当する平面図を有するはんだのプレフォーム（図示せず）はまた、接合に先立って、窓シート３７００および基板３４０２のフレーム／スペーサー３６０２とフレームの取り付け領域との間に配置される。前述の接合技術のいずれも、構成材の間の接合を達成するのに使用してもよい。アセンブリ３８００が、拡散接合技術を使用して接合されるものである場合、中間層のプレフォーム（図示せず）を使用するとき、これらのプレフォームは、フレームの取り付け領域と実質上相当する平面図を有し、接合に先立って、フレーム／スペーサー３６０２と窓シート３７００のフレーム取り付け領域との間、および／またはフレーム／スペーサー３６０２と基板３４０２との間に配置される。ＭＳ−ＷＬＰアセンブリ３８００は、接合前および接合後は、基本的に同じに見えるであろう（拡散接合のためのはんだで前もって形成したどんなものまたは中間層への組み込みを除く）。
【０３０７】
接合後、アセンブリ３８００の窓シート３７００は、複数の封入マイクロデバイス３３００の上に横たわる主な細片部分３８０２、前記細片間に置かれ、または非封入接触パッド３４０３に横たわる第二細片部分３８０４、および窓シートのそれぞれの端に配置され、また非封入接触パッド３４０３の行に横たわる端細片部分３８０６を含むと見なしてもよい。アセンブリ３８００の唯一化の間、窓シートの第二細片部分３８０４および端細片部分３８０６はそれぞれ、切り取られ、不要とされ、これらの部分は基本的に「犠牲」である。さらに、唯一化の間、基板３４０２は、複数ユニットの細片を形成するために、マイクロデバイス３３００の列と接触パッド３４０３との間の切断線（矢印３８０８によって表示される）に沿って分割される。窓シートの分離は、のこぎり、レーザーまたは他の従来の手段を使用して実行してもよいが、基板の分割はのこぎり、レーザー、またはスコア線に沿ってポキッと折ることにより実行してもよい。
【０３０８】
今から図３９および図４０を参照すると、ＭＳ−ＷＬＰアセンブリ３８００の唯一化が図解されている。最初に図３９を参照すると、ＭＳ−ＷＬＰアセンブリ３８００から分離された複数ユニット細片３９００が示されている。複数ユニット細片３９００は、元のウエハー基板３４０２の部分３９０２上の複数のマイクロデバイス３３００を含み、マイクロデバイスは、元の窓シートのそれぞれの窓部分３７０５の下の１つ以上のマイクロデバイスを有する隣接した密封エンベロープ内に封入されるが、関連するそれらの電気接触パット３４０３は封入されない。この実施態様では、隣接する密封エンベロープを分離するフレーム部材３６０４の中心に対応する、複数ユニット細片３９００はさらに、切断線３９０４に沿ってばらばらに切断される、または唯一化される。この結果は、それぞれの窓部分３７０５の下の１つ以上のマイクロデバイスを含有する、複数の分離した密封ＷＬＰパッケージである。この方法によって生産した別個のＷＬＰパッケージ４０００の実施例を図４０に示す。
【０３０９】
複数ユニット細片３９００の唯一化の間、少なくとも窓シート３７００またはウエハー基板部分３９０２は、切断する必要がある。残りの部分はその後、切断、スクライビングおよび細分のいずれかを行ってもよい。最良な結果は、ウエハーダイシングソーを使用してウエハー基板部分３９０２を切断し、その後窓シート３７００をスクライビングして細分する、または同様のダイシングソーを使用して窓シートを切断するかのどちらかによって得られるであろうと考えられている。
【０３１０】
すでに説明および例証したように（例えば、図１５ａ〜図１９ｆにて）、複数のカバーアセンブリを同時に作るとき、またはすでに説明および例証したように（例えば、図２２〜図４０にて）、複数のウエハーレベルのパッケージを同時に作るとき、隣接するフレーム開口の間のフレーム側壁は、縮小された横断面の厚さ領域を含み、接着された多数ユニットアセンブリを別個の窓アセンブリまたは別個のウエハーレベルのパッケージに唯一化（すなわち、分割）するのを容易にする。図１５ａ〜図１６ｂ、図１７ｂ、図２５ａ〜２５ｂ、２７および３２に最もよく見られるように、この縮小された横断面の厚さ領域は、隣接するフレーム開口の間のフレーム側壁に形成されるＶ字型の刻み目の形になる。しかしながら、代替のフレーム設計は、接着複数ユニットアセンブリのフレーム加工をより容易にし、および／または唯一化をより容易にし、別個の窓アセンブリまたは別個のウエハーレベルのパッケージにするために、すでに説明したものの代用となってもよいことが理解されるであろう。
【０３１１】
今から図４１を参照すると、１つの代替のフレーム設計を組み込む複数の同時ウエハーレベルのパッケージアセンブリ４１００の一部が（側面図にて）図解さている。アセンブリ４１００は別個のパッケージへの唯一化に先立って示していることが理解されるであろう。アセンブリ４１００は、図２７〜図２９においてすでに説明および図解されたＭＳ−ＷＬＰアセンブリとほとんどの点で類似していることがさらに理解されるであろう。アセンブリ４１００は、ウエハー基板４１０４上に形成（および／またははめ込む）されるマイクロデバイス４１０６を有するウエハー基板４１０４、および透明窓シート４１０８に密封接合されるフレーム４１０２を含むことにより、隣接するフレーム開口４１１４間で唯一化（例えば、線４１１２に沿って）することができる複数の別個の密封ユニット４１１０を形成し、分離した密封パッケージを形成する。拡散接合、またはすでに説明した接合技術のどれでも、フレーム４１０２と基板４１０４とシート４１０８との間の密封を達成するため使用してもよい。前の設計のように、平面図（すなわち、図２４のように上から）で見ると、フレーム４１０２の側壁は、フレーム開口４１１４を囲み、またシート４１０８の所定のフレームの取り付け領域の平面図に実質上相当する上側平面図を有する。さらに前の設計のように、正面図で見ると、隣接するフレーム開口４１１４間に配置される側壁は、縮小された横断面の厚さ領域を含む。しかしながら、この実施態様では、フレーム４１０２の縮小された横断面の厚さの領域は、比較的厚い２つの側壁部材４１１８間に伸びる比較的薄い接続つまみ４１１６の形になる。図４１では、未分割の内部フレーム側壁は、参照番号４１２０によって表示される。
【０３１２】
側壁４１２０の接続つまみ４１１６は、隣接する側壁部材４１１８の全体的な垂直的厚さＴｓｗより大幅に小さな、比較的一定な垂直的厚さＴｃτによって特徴付けられる。好ましくは、接続つまみの厚さＴｃτの値は、全体的な側壁部材の厚さＴｓｗの値の２５％より少ない。より好ましくは、接続つまみの厚さＴｃτは、側壁部材の厚さＴｓｗの値の１０％より少なく、またある場合には、Ｔｃτの値は、Ｔｓｗの値の５％より少ない。複数ユニットアセンブリの加工の間、この設計の比較的薄い接続つまみ４１１６は、全体的なフレーム４１０２の構造上の完全性を維持するのに十分強力である。しかしながら、唯一化の間、比較的薄い接続つまみ４１１６は、隣接する、比較的厚い側壁部材４１１８を破損またはゆがめる、またはユニットの密封を破損する可能性がほとんど無しに、切断されうる。さらに、比較的薄い接続つまみ４１１６は、唯一化デバイス、例えば、ダイシングソー、レーザーなどが、フレームの縮小された横断面領域、および時によっては同じ動作での基板４１０４および／または窓シート４１０８もまた切り開くのをより容易にする。
【０３１３】
今から図４２ａ〜４２ｅを参照すると、複数カバーアセンブリを同時に作る、または複数ウエハーレベルのパッケージを同時に作るかのどちらかのために使用することができる、いくつかの代替のフレーム設計が図解されている。それぞれの図では、比較的厚い２つの側壁部材４１１８間に伸びる比較的薄い接続つまみ４１１６から成る縮小された横断面の厚さの領域を有する未分割の内部側壁４１２０の断面図を示す。側壁４１２０は、矢印Ｓによって表示される線に沿って唯一化されるよう設計する。フレーム４１０２全体は、分離開口を形成するために、格子パターンに配列されるかかる多くの側壁から成るであろうことが理解されるであろう。接続つまみ４１１６は、上端（図４２ａ）、中央（図４２ｃ）、下端（図４２ｅ）、上位中間または下位中間位置（図４２ｂおよび４２ｄ）を含むが、それらに限定されない、側壁部材４１１８の間の望ましい垂直のどんな位置に配置してもよい。接続つまみ４１１６の可能性のあるすべての垂直の位置を示すことは実用的でないであろうが、とはいえ、接続つまみが、隣接する側壁部材４１１８の全体的な垂直的厚さＴｓｗより大幅に小さく、好ましくはＴｓｗの２５％より少なく、より好ましくはＴｓｗの１０％より少なく、また時折Ｔｓｗの５％より少ない、比較的一定な垂直的厚さＴｃτを有するならば、かかる設計は本発明の範囲内に含まれることが理解されるであろう。
【０３１４】
今から図４３ａ〜４３ｅを参照すると、図４２ａ〜４２ｅと同じ方法で、未分割の側壁４１２０を示すことにより、さらなるフレーム設計が図解されている。側壁４１２０は、側壁部材４１１８（図４３ａ）間に伸びる単一の接続つまみ４１１６だけを有する一方で、それはまた、側壁部材間に伸びる２つ（図４３ｂおよび４３ｃ）、３つ（図４３ｄ）、４つ（図４３ｅ）、またはさらに多くの接続つまみを有する。さらに、これら複数の接続つまみ４１１６は、上端および下端（図４３ｂ）または中間の位置（図４３ｃ）を含むが、それらに限定されない、側壁部材４１１８の間の望ましい垂直のどんな位置に配置してもよい。接続つまみ４１１６の可能性のあるすべての数および接続つまみの可能性のあるすべての垂直の位置を示すことは実用的でないであろうが、とはいえ、それぞれの接続つまみが、隣接する側壁部材４１１８の全体的な垂直的厚さＴｓｗより大幅に小さく、好ましくはＴｓｗの２５％より少なく、より好ましくはＴｓｗの１０％より少なく、また時折Ｔｓｗの５％より少ない、比較的一定な垂直的厚さＴｃτを有するならば、かかる設計は本発明の範囲内に含まれることが理解されるであろう。
【０３１５】
今から図４４ａ〜４４ｅを参照すると、図４２ａ〜４３ｅと同じ方法で、未分割の側壁４１２０を示すことにより、さらなるフレーム設計が図解されている。側壁部材４１１８は一般に、横断面の構成では長方形であってもよいとはいえ（図４２ａ〜４３ｅに示すように）、これは必須ではない。むしろ、側壁部材４１１８は、それらが接続つまみ４１１６の位置から垂直に進むにつれて先細りになる（すなわち、狭く）横断面の構成を有してもよい。接続つまみ４１１６はさらに、上端（図４４ａ）、中央（図４４ｃ）、下端（図４４ｅ）、上位中間または下位中間の位置（図４４ｂおよび４４ｄ）を含むが、それらに限定されない側壁部材４１１８の間の望ましい垂直のどんな位置に配置してもよい。これは、単一方向における先細りになっているいくつかの設計（例えば、図４４ａおよび４４ｅ）および双方向における先細りになっているいくつかの設計（例えば、図４４ｂ〜４４ｄ）をもたらす。これらの設計の先細りになっている側壁４１１８は、例えば、フレームが鋳造、または型押しされ、工具からきれいに取り外す必要がある場合、製造品質を向上させる場合がある。接続つまみ４１１６の可能性のあるすべての垂直の位置および側壁部材４１１８の先細りの構成を例証することは実用的でないであろうが、とはいえ、側壁部材のうち少なくとも１つが先細りになっている横断面の構成を有し、また接続つまみが、隣接する側壁部材の全体的な垂直的厚さＴｓｗより大幅に小さく、好ましくはＴｓｗの２５％より少なく、より好ましくはＴｓｗの１０％より少なく、また時折Ｔｓｗの５％より少ない、比較的一定な垂直的厚さＴｃτを有するならば、かかる設計は本発明の範囲内に含まれることが理解されるであろう。
【０３１６】
今から図４５ａ〜４５ｆを参照すると、図４２ａ〜４４ｅと同じ方法で、未分割の側壁４１２０を示すことにより、さらなるフレーム設計が図解されている。これらの設計では、単一、二重、または複数の接続つまみ４１１６は、単一、二重、複数に先細りになっている横断面の構成を有する側壁部材４１１８間に伸びる。例えば、図４５ａの側壁４１２０は、単一の接続つまみおよび単一方向の先細りを有するが、図４５ｆの設計は、複数（すなわち、３つ）の接続つまみおよび複数（すなわち、６つ）の先細りを有する。いくつかのより複雑な構成は、従来の型押しまたは鋳造による製造には不適当である場合があり、代わりに、押し出し成形または光化学作用の機械加工（以下にさらに説明する）などの他の製法を使用して形成する必要がある。これらの側壁４１２０のための可能性のあるすべて横断面の構成を例証することは実用的でないであろうが、とはいえ、側壁部材のうち少なくとも１つが先細りになっている横断面の構成を有し、それぞれの接続つまみが、隣接する側壁部材の全体的な垂直的厚さＴｓｗより大幅に小さく、好ましくはＴｓｗの２５％より少なく、より好ましくはＴｓｗの１０％より少なく、また時折Ｔｓｗの５％より少ない、比較的一定な垂直的厚さＴｃτを有するならば、かかる設計は本発明の範囲内に含まれることが理解されるであろう。
【０３１７】
今から図４６ａ〜４６ｄを参照すると、いくつかの内部側壁４１２０の部分を平面図にて（すなわち、上から）示し、接続つまみ４１１６の構成をより有効に図解されている。側壁４１２０が、図に示しているものを越えて伸び、完成したフレーム格子を形成することが理解されるであろう。平面図に見られるように、内部側壁４１２０の対になった側壁部材４１１８は通常、お互い平行に位置するが、接続つまみ４１１６は、側壁部材間に連続的に伸びてもよく、またはそれらは間欠的であってもよい。さらに、接続つまみ４１１６は、長手または側方の目打ちにより目打ちしてもよい。例えば、図４６ａでは、内部側壁（４１２０’で表示）は、２つの側壁部材４１１８間に伸びる非中空の片である接続つまみ４１１６を有する。この実施態様では、つまみ４１１６は、側壁部材４１１８の間のどこでも連続的ではないが、むしろ固定長Ｌを有する。類似したさらなる分離接続つまみ４１１６は、必要に応じて、側壁部材４１１８の間の他の位置に間欠的に提供してもよい。対照的に、図４６ｂの別の内部側壁（４１２０”で表示）は、２つの側壁部材４１１８間に連続的に伸びる接続つまみ４１１６を有する。この実施態様では、長手の目打ち４６０２は、それぞれの側壁部材に沿う接続つまみに形成され、唯一化の間、側壁部材の分離を容易にする。図４６ｃでは、第三の内部側壁（４１２０’’’で表示）を示す。側壁４１２０’’’の接続つまみ４１１６は固定長Ｌを有し、またそれは、今回はつまみの中心に沿って形成される長手の目打ち４６０４を有し、唯一化の間、側壁部材４１１８の分離を容易にする。図４６ｄでは、第四内部側壁（４１２０’’’で表示）を示す。側壁４１２０””の接続つまみ４１１６は、固定長Ｌ、および一方の側壁部材から他方までのつまみを横断して横方向に形成される目打ち４６０６を有する。非空中のつまみは好ましくは、レーザーまたは機械的（例えば、のこ引き、せん断など）手段によってばらばらに切断されるであろう。目打ちされたつまみは、同様の方法でばらばらに切断してもよいが、さらに目打ちに沿って、ひねる、または反復して折り曲げることにより分離してもよい。
【０３１８】
別個ユニットのためであろうと、複数ユニットのためであろうと、カバーアセンブリまたはウエハーレベルのパッケージのフレームは、光化学作用の機械加工（ＰＣＭとしても知られている）を使用して加工してもよい。光化学作用の機械加工は、切断することなく、「機械」精密部分に対してエッチャント（例えば、酸）を使用する材料除去の工程である。ＰＣＭは、適切なエッチャントを使用して非金属材料（例えば、ガラス、半導体、セラミックなど）に対して使用することもできるが、それは通常、金属部品を形成するのに使用される。手短に言えば、望ましい部品の輪郭は最初に、金属のシート、または耐感光性の材料を使用して処理された他の材料に写真のように画像化される。加工後、不要な材料（すなわち、レジスト材料によって保護されてない材料）は、エッチングにより取り除かれ、元の輪郭を再現し、応力がなく、刻み目もなく、エッチングされた親シートと同様に均一となる。エッチング加工の特定の物性にために、ＰＣＭを使用して満足できる加工を行うことができるシートの厚さの最大値には限りがある。しかしながら、シートの厚さのこの最大値よりも厚いフレームが望ましい場合には、以下に説明するように多層フレームアセンブリを使用してもよい。
【０３１９】
さらに別の側面では、多層フレームアセンブリ（積層フレームとしても知られている）は、合わせ積み重ねて、単一のユニットフレームに接合される、複数の薄く、事前に成形した複数のシートから加工してもよい。それぞれのシートは、完成したフレームにおけるそれぞれの位置に対して望ましい横断面の輪郭を有するよう事前に形成することにより、接合後のさらなる加工の必要性を削減または除去してもよい。シートは、ＰＣＭ、型押し、切断、鋳造または知られている他の加工方法によって形成してもよい。多層フレームでのシートは、本発明に開示されているフレーム材料のうちのどんなものからでも作ってもよい。拡散接合（すなわち、熱圧縮接合）は、従来のはんだ付け、ろう付けなどのような他の製法と同様に、シートを合わせ薄板状にするために使用してもよい。多層フレームアセンブリはまた、異なる層に対して異なる輪郭を用いて、比較的複雑な構造、例えば、図２０ａに示すフランジフレームを有するフレームを加工するために使用することもできる。
【０３２０】
多層フレームの様々な層は、必ずしも同じ材料から作られる必要はないことが理解されるであろう。直接隣接するシートの材料がお互い密封接合できることが必要なだけである。したがって、様々な金属、非金属、または金属および非金属の組み合わせは、合わせて薄板状にして、多層フレームを形成してもよい。「混合材料」を使用した薄板状のかかるフレームにより、フレームの機械的、熱的、電気的および／または科学的特性がカスタマイズ化できる。例えば、多層フレームは、上面および下面に異なる材料から作り、異なる窓および基板材料への接合を促進することができる。別の実施例では、異なる熱膨張係数を有する材料のシートを薄板状にすることにより、結果として生じる多層フレームの全体的な熱膨張係数をカスタマイズ化してもよい。
【０３２１】
今から図４７および図４８を参照すると、光化学作用の機械加工（ＰＣＭ）によって作られるシートから加工される多層フレームのアセンブリ図解している。この実施例ではＰＣＭを使用するが、シートを前述の代替方法を用いて加工するならば、比較的小さな変更のみを有する同様の一般的製法を使用することができる。図４７は、アセンブリ４７００の平面図を示すが、図４８は横断正面図を示す。この実施態様のアセンブリ４７００は、４７０１、４７０２、４７０３および４７０４の４つ層を含む。それぞれの層は、ＰＣＭによって加工され、複数の別個のフレーム４７０５を含み、それぞれのフレームは、フレーム開口４７０８を囲み定義する連続的な側壁４７０６を含む。アセンブリ４７００のそれぞれの層４７０１、４７０２、４７０３および４７０４上の側壁４７０６の平面図は、それぞれのフレーム開口４７０８の全周辺にわたり隣接する層の側壁の平面図と少なくとも一部が重なり、また最上位の層４７０１の平面図はまた、フレームアセンブリが接続されるであろう窓シート（図示せず）上のフレーム取り付け領域の平面図に実質上相当するであろうことが理解されるであろう。例証する実施態様では、それぞれの層４０７０１、４７０２、４７０３および４７０４上の側壁４７０６の平面図は実質上同一であるが、しかしながら、構造のかかる同一性は、すべての実施態様で必要ではない（すなわち、フランジフレームは、非同一の平面図を有する少なくともいくつかの層を有するであろう）。それぞれのシートでの２つのフレーム開口４７０８の間に配置されたフレーム側壁４７０６は、図４６ａおよび図４６ｃに示すものと類似している接続つまみ４７１０によって適当な位置に保持される。しかしながら、この場合は、接続つまみ４７１０は通常（必ずとは限らないが）、元のシートの厚さと同じ垂直的厚さを有する。後の唯一化を容易にするために、異なる層４７０１、４７０２、４７０３および４７０４の接続つまみ４７１０は、それぞれの層上の異なる位置に対して「交互に重なる」ことにより、切断が必要な任意の単一のつまみの厚さを最小化にする。さらに、これらの接続つまみ４７１０は、望ましい非中空または目打ちがされていてもよい。追加の接続つまみ４７１２は、それぞれの層のフレーム側壁４７０６を外側のフレーム４７１４に接続するのに使用される。
【０３２２】
ＰＣＭ機械加工の後、４つの層４７０１、４７０２、４７０３および４７０４は、前述のように積み重ねられ、お互い接合される。完成したフレームアセンブリ４７００はその後、前述のように単一の窓シートおよび／または基板に密封接合され、複数ユニットカバーアセンブリまたは複数ユニットウエハーレベルのパッケージアセンブリを作成する。完成した複数ユニットアセンブリは後に、窓シートを切り開き、別個のフレームユニット４７０５の間の接続つまみおよび基板（妥当な場合）を接続することによって唯一化され、複数の分離ユニットを形成する。あるいは、完成したフレームアセンブリ４７００を単一の窓シートに接合するよりむしろ、複数の比較的小さな個別の窓シートは、それぞれ個別のフレームユニット４７０５（すなわち、フレームユニットにつき１つの窓シート）の上端に配置し、適切な工具を使用して適所に保持し、ひとまとめに密封接合してもよい。これにより、接合後の唯一化の間、窓シートを切り開く必要性はなくなり、同じように、完成したフレームアセンブリ４７００を単一の基板に接合する代わりに、複数の比較的小さな個別の基板（すなわち、フレームユニット４７０５につき１つの基板）は、ひとまとめにフレームアセンブリ４７００に密封接してもよい。これらの加工方法を使用してよいとはいえ、窓アセンブリおよびウエハーレベルのパッケージの密封接合に関して本明細書にすでに開示している他の多くの加工方法および工用器具もまた、ＰＣＭフレームアセンブリに適用してもよいことが理解されるであろう。
【０３２３】
今から図４９を参照すると、抵抗性シーム溶接に適切なＰＣＭ加工のフレームの複数ユニットアセンブリ４９００の斜視図が図解されている。別個のフレーム４９０２は、下端ＰＣＭ層４９０４のフランジ形および上位ＰＣＭ層（複数の）４９０６の非フランジ形を用いたフランジ設計から成ることが留意されるであろう。前述のように、暫定的な接続つまみ４９０８は、フレームアセンブリを単一の大きな窓シート、または複数の比較的小さな窓シート（すなわち、フレームユニット４９０２につき１つ）に接着する工程の間に、比較的容易に材料を取り扱うため、および必要なのは比較的単純な工具であるように、個別のフレームユニット４９０２をまとめておく。
【０３２４】
この発見のさらに別の用途では、透明窓ガラスは、金属または非金属スペーサーの反対側に密封接合して、住居および商業ビル用に、家庭用品および工業設備用に、航空機および他の車両の窓用に、密封された複数ガラス熱絶縁窓アセンブリを作成する。従来の絶縁窓のように、スペーサーは窓ガラスの隣接する組の間隙を維持する。この間隙（すなわち、間隙空洞）内の空間は、空気、窒素またはアルゴンなどのガスを含有する場合があり、または不完全真空の場合がある。前記間隙空洞の中身は、窓を通して熱の流れを緩和することにより、熱絶縁性をもたらす。しかしながら、従来の絶縁窓は、非密封機械的手段（例えば、クランプ、ガスケット）またはゴム、のり、エポキシ、樹脂などの非密封接着剤のどちらかを使用し、窓ガラスをスペーサーに取り付ける。その結果、従来の絶縁窓は、年月が経つにつれて、間隙空洞と外部周囲との間に漏れを生じさせることがよく知られている。対照的に、真の密封多重窓枠の絶縁窓アセンブリは、気密完全性を永久に維持することができる。
【０３２５】
今から図５０および５１を参照すると、基本の密封された複数ガラス窓アセンブリ、すなわち密封された二重ガラス窓アセンブリ５０００が図解されている。アセンブリ５０００の相対寸法が、説明の目的のために誇張されていることが理解されるであろう。密封された窓アセンブリ５０００には、上位透明窓ガラス５００２、下位透明窓ガラス５００４、および側壁内の間隙空洞５０１０を定義する連続的な側壁５００８を有するスペーサー５００６が含まれる。上位窓ガラス５００２およびスペーサー５００６は、下位窓ガラス５００４（図５０に矢印によって表示される）で積み重ねられ、その後接着または接合され、それぞれの窓ガラスおよびスペーサーとの間に密封状態を作る。間隙空洞５０１０の特定のガス混合、圧力または他の条件が望まれるならば、アセンブリの接合段階に先立って、またはその間に取り込んでもよい。接合後、間隙空洞５０１０は、周囲へ、または周囲からガスのどんな移動に対しても密封状態である。完成したアセンブリ５０００（図５１）は、「そのまま」使用でき、または以下に説明する、より高度なアセンブリに組み込むこともできる。
【０３２６】
いくつかの事例では、窓ガラスをスペーサー５００６に接合した後、望ましいガスまたは不完全真空を窓ガラス５００２と５００４との間の間隙空洞５０１０に取り込むことは望ましいか、または必要である。これを行うために、スペーサー５００６の壁５００８に通路を形成してもよく、またバルブまたはピンチオフチューブをスペーサーの外側に設けてもよい。これは接合前または接合後に行ってもよい。次に、接合後、望ましい雰囲気（真空または不完全真空を含む）は、バルブまたはピンチオフチューブを通して間隙空洞５０１０に取り込んでもよい。明らかに、望ましくないガスが接合工程の副生成物として間隙空洞に残留するならば、最初にそれらを間隙空洞から排出し、その後望ましいガスまたは雰囲気を取り込むために、バルブまたはピンチオフチューブを使用してもよい。間隙空洞雰囲気が望ましい状態になると、バルブまたはピンチオフチューブは、例えば、それを閉じるはんだ付けまたは溶接によって密封してもよく、窓アセンブリの長期にわたる望ましい密封性を保つ。
【０３２７】
窓ガラス５００２，５００４および／またはスペーサー５００６の対になる表面（すなわち、「シールリング領域」）は、接合作業に先立ち、様々な前処理または仕上げ作業が必要な場合がある。窓アセンブリおよびウエハーレベルのパッケージに関連して、適切な前処理および仕上げ作業を本明細書に説明しているので、反復しない。しかしながら、かかる前処理および仕上げ作業は、密封された複数ガラス窓アセンブリの加工に適用できることが理解されるであろう。
【０３２８】
密封された窓アセンブリ５０００の窓ガラス５００２および５００４は通常ガラスから形成されるが、しかしながら、他の透明材もまた使用してもよい。例えば，石英、シリコン、サファイアおよび他の透明な鉱物を使用してもよい。特定の放射線学に適用される場合は、特定の金属、金属合金およびセラミックは、「透明」（例えば、Ｘ線に対して）と見なされ、したがって、かかる用途では、これらの材料はまた、窓ガラス５００２および５００４に使用してもよい。ポリカーボネートなどの透明な樹脂もまた使用してもよいが、しかしながら、これらの材料は、真の「密封状態」のアセンブリが永久に維持することができないように、窓ガラス自体に（スペーサーを使用する密封接合とは対照的に）ガスの拡散を許容する。
【０３２９】
さらに、密封された窓アセンブリ５０００の窓ガラス５００２および５００４は通常、側面（すなわち、側から見ると）は扁平であり、また形状（すなわち、シートに対して垂直に見ると）は長方形であるが、これは必須ではない。窓ガラス５００２および５００４は、側面は凹面、凸面またそれ以外の曲線であってもよく、またそれぞれの窓ガラスが上位または下位（場合によっては）周辺部全体の周りに連続的にスペーサー５００６を対であるならば、それぞれの窓ガラスは、異なる側面を有してもよい。言い換えれば、接合工程の間、窓ガラス５００２および５００４のそれぞれの表面は、接合されるべきスペーサー５００６のそれぞれの表面に密に接触している必要がある。同様に、窓ガラス５００２および５００４は、相当する形状のスペーサー５００６を使用するならば、円形、楕円形および三角形を含むどんな形状であってもよい。
【０３３０】
密封された窓アセンブリ５０００のスペーサー５００６は通常、金属または金属合金型押し、押し出し成形、鋳造または他の部品加工または接合（必要ならば）が行われ、間隙空洞を継続的に取り囲むことが想定される（スペーサー自体は、それを通して間隙空洞へ、および間隙空洞からのガス拡散に密封して抵抗する必要があることが理解されている）。大きな窓アセンブリについては、特に費用が重要な検討事項である場合には、スペーサー５００６にアルミニウムまたはアルミニウム合金を使用してもよい。しかしながら、スペーサー５００６に金属または金属合金を使用することは必要ではなく、いくつかの用途では、好ましくさえない場合もある。スペーサー５００６を形成するのに適切と考えられている他の材料には、ガラス、セラミック、複合材料、複合材料に封入された織布、および上記の材料の組み合わせからなる材料（金属および金属合金を含む）が含まれるが、それらに限定されない。さらに、スペーサー５００６の表面の一部または全部は、窓ガラスへの接合を促進するためにコーティングまたはメッキされてもよい。適切なコーティングには、ガラス、金属、金属合金、セラミック、複合材料、および複合材料に封入された織布が含まれるが、それらに限定されないと考えられている。
【０３３１】
透明窓ガラス５００２および５００４をスペーサー５００６に密封接着する好ましい工程は拡散接合であると目下考えられている。前述のように、拡散接合は、表面接触面全域で原子の拡散を引き起こすことによって、接合部が類似している、または異なる金属、合金、および／または非金属の間に作ることができる工程である。この拡散は、指定の時間、表面接触面に圧力および熱を加えることによりもたらされる。接合の際の変数、例えば、温度、荷重（すなわち、圧力）および時間は、接合されるべき材料の種類、表面の仕上がり、および予想される使用条件により異なる。
【０３３２】
前述のように、拡散接合の非常に重要な物性は、産生される接合部の質の高さである。拡散接合は、金属と金属の接合部および非金属を含む接合部の両方において、モノリシック構造の材料に内在する特性を保つ唯一の工程であると知られている。適切に選択された工程の変数、すなわち、温度、押し付け荷重、および時間であれば、接合部（またそれに隣接している）での材料は、大部分の母材（複数）と同じ強度および可塑性を有するであろう。真空下で処理を実行する場合は、対になる表面は、酸化などさらに汚染されないよう保護されるだけでなく、酸化物は、解離、昇華または溶解を示し、大部分の母材へ拡散するのできれいになる場合がある。優れた拡散接合（時折「拡散溶接」として知られている）は、不完全な接合、酸化物含有、低温および高温割れ、空隙、反り、合金化元素の損失などがない。接着表面が真に密に接着するならば、その結果、フラックス、電極、はんだ、充填材などの必要はない。拡散接合された部品は通常、元の値の最大抗張力、曲げ角度、衝撃靱性、真空気密性などを保持する。
【０３３３】
いくつかの事例では、窓ガラス５００２および５００４をスペーサー５００６に接着する接合工程は、真空下または不完全真空下（すなわち、排出室）、酸化物を増加または減少を促進する１つ以上のガス（限定されないが水素など）を加えた不完全真空下、またはアルゴンなどの１つ以上の不活性ガスを加えた不完全真空下で行われるであろうと想定される。他の事例では、接合工程は、フレーム材料および／またはガラスの酸化を増加させる特別な雰囲気化で行われるであろう。この特別な雰囲気は、１つ以上のガスを加えて、陰圧、周囲圧力、陽圧であり、フレーム材料および／またはガラスの酸化を促進（減少の代わりに）することもあり得る。酸化を促進するために追加されるガスには、酸素が含まれるが限定されない。
【０３３４】
いくつかの事例では、窓ガラス５００２および５００４とスペーサー５００６との間の接合部は、スペーサーの材料と窓ガラスの材料との間に化学接合材を含む場合があることが想定される。この化学接合材は、真の拡散接合（すなわち、原子拡散）に追加することができる。別の事例では、化学接合材は、原子拡散の痕跡をほとんど示さないこともある。
【０３３５】
材料のいくつかの組み合わせについては、表面仕上げおよび処理条件、密封された複数ガラス窓アセンブリでの窓ガラスとスペーサーと拡散接合処理は、拡散接合処理の間、窓ガラスとスペーサーの間に配置される異なる材料の中間の層（「中間層」としても知られている）を用いて容易にしてもよい。中間層は、以下、対になる表面の活性化因子；延性の低い２つの基材の間の高延性の接触面；接合部が熱膨張特性の異なる材料を含む場合に生じる応力の補償因子；物質移動および／または化学反応の促進因子；接合部での望ましくない相の形成を防止する緩衝因子のうちの１つ以上の役目をすると考えられている。前述のように、中間層は、金属、金属合金、ガラス材料、はんだガラス材料、テープ状のはんだガラス、シート状のガラス、ペースト状のはんだガラス、分注または窓ガラスもしくはスペーサーのどちらかにスクリーン印刷することにより塗布するペースト、粉末状のはんだガラス、水と混合したガラス粉末、スペーサーの接触面または窓ガラスの接触面のどちらかに溶射、ブラシかけまたはそうでなければ塗布されるアルコールまたは別の溶媒、セラミック、複合材料、複合材料に封入された織布、またはガラスならびに金属および／または金属合金の組み合わせから成る材料から構成されてもよい。
【０３３６】
接合後、完成した密封された複合ガラス窓アセンブリは、従来の絶縁ガラス張りの窓が使用されるほぼすべての用途に使用してもよい。しかしながら、従来の窓と異なり、密封された窓アセンブリは、気密完全性を失うことはない。これにより、密封された窓アセンブリは、住居および商業ビルでの上等な取り付け（例えば、窓ガラスの間の曇りまたは凝結による保証要求を削減するよう）、オーブンなどの電気製品、または厳しい、もしくは危険な環境（例えば、化学プラント、原子力発電所、宇宙空間など）での使用に適切となる。
【０３３７】
今から図５２および５３を参照すると、図５０および５１に示したものと類似している一対の密封された二重ガラス窓アセンブリを備えている上げ下げ窓ユニットが図解されている。上げ下げ窓ユニット５２００は、フレーム／レールアセンブリ５２０６内に滑動するようはめ込まれる、それぞれの上位窓フレーム５２０２および下位窓フレーム５２０４を含む。密封された二重ガラス窓アセンブリ５０００は、それぞれの窓フレーム５２０２および５２０４にはめ込まれる。完成した上げ下げ窓ユニット５２００（図５３）は、従来の窓ユニットのような、ビルの未加工フレーム（図示せず）に取り付けることができる。上げ下げ窓ユニットは一例にすぎず、密封された複数ガラス窓アセンブリはまた、固定フレーム窓、出入口窓、ガラスの引き戸、開き窓アセンブリならびに他の多くのビルおよび建造物に使用してもよいが、それらに限定されないことが理解されるであろう。
【０３３８】
今から図５４および５５を参照すると、別の密封された複数ガラス窓アセンブリ、すなわち、密封された三重ガラス窓アセンブリ５４００が図解されている。アセンブリ５４００の相対寸法が、説明の目的のために誇張されていることが理解されるであろう。前述の二重窓枠アセンブリ５０００と同様に、三重窓枠アセンブリ５４００には、透明窓ガラス５４０２、および、側壁内に間隙空洞５４１０を定義する連続的な側壁５４０８を有するスペーサー５４０６が含まれる。この実施態様では、しかしながら、２つのスペーサー５４０６によって挟まれる３つの窓ガラス５４０２がある。さらにこの実施態様では、スペーサー５４０６は、スペーサー壁を通して通路５４０９に接続されるピンチオフチューブ５４０７が備わっている。前述のように、ピンチオフチューブにより、間隙空洞５４１０の雰囲気が接合後に調整可能になる。上位窓ガラス５４０２およびスペーサー５４０６は、下位窓ガラス５４０２に積み重ねられる（図５４で矢印により表示される）。積み重ねはその後前述のように接合され、それぞれの窓ガラスとスペーサーとの間に密封状態を形成する。本明細書に開示している密封された二重および三重ガラス窓アセンブリの加工の方法および原理は容易に拡張してもよく、それぞれ３、４、５．．．（ｎ−１）個のスペーサーで挟まれた４、５、６．．．ｎ枚の窓ガラスを有する密封された窓アセンブリの加工が可能となることが理解されるであろう。
【０３３９】
今から図５６を参照すると、同時拡散接合用の複数のセットの窓構成材を固定することによって、複数の密封された多重窓枠の絶縁窓アセンブリを同時に産生するための１つの器具が図解されている。固定物器具５６００は、図５０〜図５１に説明したものと類似している３組の窓ガラス５６０２およびスペーサー５６０６が上に積み重ねられるベース５６０１を含む。水圧または圧空ラム５６０８は、積層物の上端に対して圧力（すなわち、荷重）をかけ、接合の間、窓ガラスおよびスペーサー要素を合わせて押圧する（ベースに対して）。予期される接合の条件下で、窓ガラス５６０２、ベース５６０１またはラム５６０８に接合されない材料から形成される仕切り５６１０が隣接する窓ガラス（すなわち、異なるアセンブリに属しているもの）を分離する。全体の固定物の器具は、拡散接合室（図示せず）の内側に配置される。拡散接合室は、固定物５６００およびその積み重ねられた構成材を接合温度まで加熱し、またそれによりラム５６０８は積み重ねられた構成材に接合荷重（圧力）を印加する。接合温度および圧力は、窓ガラス５６０２のすべてとそれらのそれぞれのスペーサー５６０６との間に完全なる密封状態を生成するのに必要な所要接合時間まで維持される。接合処理の間、拡散接合室は、アセンブリの間隙空洞が望ましい中身を有することを確信するのに、および／または構成材の接合を促進するのに必要な１つ以上のガスを排出、加圧、および／または充填してもよい。接合後、３つの密封された二重窓枠絶縁窓アセンブリは完成する。言うまでもなく、アセンブリが前述のスペーサーを通るバルブまたはピンチオフチューブを備えている場合は、その結果、間隙空洞の雰囲気は、アセンブリが最終的に密封される前に要望どおりまだ調整してもよい。類似した器具および工程は、多数の密封された多重窓枠の絶縁窓アセンブリを同時に産生するのに使用することができることが理解されるであろう。
【０３４０】
拡散接合は密封された複数ガラス窓アセンブリにおいて窓ガラスをシートに接合するための好ましい方法であると考えられているが、熱間静水圧プレス（「ＨＩＰ」）として知られている別の接合器具を、図５６に示した内部ラムを有する従来の拡散接合室の代わりに使用してもよい。熱間静水圧プレス（「ＨＩＰ」）ユニットは、加熱および高圧力を同時に適用できる。ＨＩＰユニットでは、高温加熱炉が圧力容器内に入れられている。加工中の製品（例えば、窓アセンブリ構成材）は加熱され、不活性ガス、通常はアルゴンは、均一な圧力をかける。最適の材料特性が得られるように温度、圧力および処理時間はすべて制御される。
【０３４１】
さらに、拡散接合が好ましいと考えられているが、多くの窓とフレームの接着／接合方法は、密封された複数ガラス窓アセンブリにおいて窓ガラスをシートに接合するのに使用してもよい。これらの他の方法には、はんだ付け、ろう付け、溶接、電気抵抗加熱（ＥＲＨ）、金属化の利用、はんだのプレフォームなどが含まれるが、それらに限定されない。多数の適切な方法は、密封された窓アセンブリおよびウエハーレベルのパッケージに関連して本明細書に詳細に説明しているので、反復しない。しかしながら、かかる窓とフレームの接着／接合の工程は、密封された複数のガラス窓アセンブリの加工に適用できる可能性があることが理解されるであろう。
【０３４２】
好ましくは、密封された多重窓枠の絶縁窓アセンブリを加工する場合、スペーサー材料の（線形の）熱膨張の係数（熱膨張係数）は、関連するガラス張りの窓ガラスの熱膨張係数に可能な限り十分近づく。ほとんどのガラスの熱膨張係数は、約２７３°Ｋ（摂氏０度）から最大ガラスの軟化温度までほぼ一定である。しかしながら、いくつかの金属および合金は、異なる温度で非常に異なる熱膨張係数を有する。したがって、ガラスとスペーサーの接合高温度でのスペーサー材料（複数）の平均熱膨張係数は、同じ温度範囲にわたりガラスの平均熱膨張係数に可能な限り近づくべきである。２つの材料の平均熱膨張係数に近づくにつれて、アセンブリが接合高温度から周囲温度（室温）まで戻り冷却された後、スペーサーおよびガラス張りの窓ガラスでの残留応力は低下する。
【０３４３】
スペーサーとガラスシールの長期にわたる信頼性は、予測される最終用途の環境のスペーサー材料およびガラスの熱膨張係数の一致度により影響を受ける。例えば、窓アセンブリが−４０℃から１００℃（−４０°Ｆから２１２°Ｆ）の温度にさらされると予期されるならば、スペーサー材料およびガラス材料は、この温度範囲にわたり非常に近い熱膨張係数を有するべきである。スペーサー材料の熱膨張係数がガラス材料の熱膨張係数と正確に一致させることができなければ、スペーサー材料の熱膨張係数はガラスの熱膨張係数よりわずかに高くなるべきである。そのような場合には（すなわち、スペーサー材料の熱膨張係数がガラスの熱膨張係数を超える場合）、スペーサーは、接合高温度から周囲温度に戻り冷却される間、ガラスよりさらに収縮することになり、結果としてガラスはわずかに圧縮状態になる。張力がかかっているガラスは亀裂する傾向があるので、これは張力がかかっているガラスには好ましい。
【０３４４】
したがって、密封された複数ガラスの絶縁窓アセンブリを設計および加工する場合、接合後の応力の最小化、スペーサーとガラスシールの長期にわたる最大限の信頼性、およびガラス張りの窓ガラスの亀裂防止を確実にするために、ガラスおよび他の窓ガラス材料の熱膨張係数値に関するデータとともに、金属、合金の金属および他のスペーサー材料の線形の熱膨張係数（ＣＴＥ）の範囲に関するデータを考慮に入れることは望ましい。
【０３４５】
この開示はさらに、住居および商業ビル構造ならびに他の用途の密封された熱的絶縁窓アセンブリを作成するために、２つ以上の透明窓ガラスを金属または非金属スペーサーに取り付ける方法を説明している。スペーサーは窓ガラスの組の間の空隙または空間を維持する。この空間は、窒素もしくはアルゴンなどのガスを含有してもよく、または不完全真空もしくは高真空であってもよい。
【０３４６】
真空ガラスユニット（ＶＧＵ）は、絶縁ガラスユニット（ＩＧＵ）の内部に不完全真空を含有および維持する絶縁ガラス（ＩＧ）窓ユニットである。完全真空では、密封空間の内部にどんな原子または分子も全く存在しないであろう。完全真空は目下生成するのに現実的ではないので、「不完全真空」という用語は、獲得可能なレベルの真空、または所定の体積の空間において原子および分子の量が大幅に減少した状態を意味するのに使用する。
【０３４７】
真空ガラスユニット（ＶＧＵ）は、窓ガラスと、窓ガラスに接合され、窓ガラスとともに、実用的なレベルの真空を保つ空間の体積を定義、含有および維持する密封フレームアセンブリとの間の空間を有する、最低でも、２つの窓ガラスから成る窓アセンブリである。このタイプの構造の目的は、ＩＧユニット（ＩＧＵ）の他のほとんどの構造により得られる比較的高度な熱的絶縁の可能性を有するＩＧ窓ユニットを産生することである。ガス充填のＩＧＵと比較した場合の、ＶＧＵの比較的高度な熱的絶縁の性能は、真空が最高の熱的絶縁になると知られているので、充填ガスの代わりに不完全真空を用いることに起因する。最高の絶縁値は、全く存在しない、または非常に少ない量の原子および／または分子に由来するので、真空の体積内には熱エネルギーを機械的に伝導または移動させる物質がほとんどない。
【０３４８】
ビルの外部に対向する（外装）壁およびドアに取り付けるためのＶＧＵを信頼性があり、実用的にするために、ＶＧＵは、温度および気圧の変化、ビルの内部および外部の温度および気圧の差異に抵抗できることが必要となる。ＶＧＵの長期にわたる絶縁性能、信頼性および耐久性の重要な要素は、構成材および組み立てられたＶＧＵの密封性のレベル、ＶＧＵの全体的な構造を形成する構成材の密封取り付けの強度および完全性、ＶＧＵの内部対向および外部対向窓ガラスの実用的な分離を維持することを含む。内部対向は、ビル構造の内部（内装）に対向し触れるＶＧＵの側を指し、外部対向は、ビル構造の外部（外装）に対向し触れるＶＧＵの側を指す。
【０３４９】
今から図５７を参照すると、二重ガラスＶＧＵの窓ガラス用に建築窓業界で一般に使用され、本明細書においても時折使用する語彙を説明する目的で、先行技術による従来の二重ガラスＶＧＵが図解されている。ＶＧＵ５７５０には、内部および外部窓ガラス（「ガラス」または「桟」とも称される）それぞれ５７５２および５７５４が含まれる。業界では、外部ガラス５７５４は時折、窓＃１と称され、また内部ガラス５７５４は時折、窓＃２と称される。フレーム５７５６は、ビルの内壁および外壁それぞれ５７５８および５７６０にＶＧＵを取り付け、またさらにガラス５７５２と５７５４との間に分離を維持し、絶縁間隙（「空洞」とも称す）５７６２を形成する。業界では、外部窓ガラス５７５４の外部に対向する表面を時折表面＃１と称し、内部窓ガラスの内部に対向する表面を時折表面＃２と称し、外部窓ガラス５７５２の外部に対向する表面を時折表面＃３と称し、内部窓ガラスの内部に対向する表面を時折表面＃４と称す。
【０３５０】
温度が１度変化するごとの、材料の膨張率および収縮率を、熱膨張係数（ＣＴＥ）または膨張熱係数（ＴＣＥ）と称す。ＣＴＥおよびＴＣＥは通常、温度が摂氏度または華氏度で１度変化することの寸法における変化として百万分率で表され、またはＰＰＭ／℃もしくはＰＰＭ／°Ｆと略される。
【０３５１】
一般に、ほとんどのビルに外部は、毎日変化する外の天候により、ビルの内部より温度差が激しくなる。これにより、ＶＧＵの外側に対向する表面（表面＃１）は、内側に対向する表面（表面＃４）より大きな温度差にさらされることになる。内側および外側に対向する窓ガラスがどちらも同じ平均熱膨張係数を有するならば、それらの温度差により、外側に対向する窓ガラスは、内側に対向する窓ガラスより膨張および収縮する。ＶＧＵを合わせて保つどんなフレームまたはシール機構も、内側に対向するおよび外側に対向する窓ガラスの相対寸法の位置を補償する必要があるであろう。フレームまたはシール機構が適合しないのであれば、すなわち、２つの窓ガラスの周囲の間の位置の差を補償できないならば、その結果、フレームまたはシール機構を２つの窓ガラスに取り付ける接合は、ＶＧＵの内側に対向する表面と外側に対向する表面との間の温度の相対的変化による効果により応力を受けることになる。フレーム機構が特殊機能を用いて設計および構成する必要があるのはこの理由による。これらの機能には、フレーム部材の熱膨張係数が、取り付けられ、構造内の延性材料の設計および使用に適合すべき窓ガラスまたは他の品目と正確に一致または類似することが含まれる。これらの属性を組み込むことにより、フレーム部材は膨張および収縮でき、したがって、スプリングのように動くことができ、フレーム部材を取り付ける品目が占めようとする位置の差異を補償する。
【０３５２】
ＶＧＵのフレーム部材が有すべき別の属性は、比較的低い熱伝導率材料から構成されることである。これは、フレーム部材が、それが取り付け（接合、接着）られるより熱い表面から、それが取り付け（接合、接着）られているより冷たい表面へ熱を伝導することによる。したがって、このフレーム部材の熱伝導率を最小化することは、ＶＧＵの一方の窓ガラスから他方の窓ガラスへの熱の伝導を最小化する。
【０３５３】
フレーム部材を窓ガラスに密封取り付ける好ましい方法は、拡散接合、固体の接着工程と称される工程によるものである。この工程は、熱圧接合（ＴＣ接合）としても知られている。拡散接合は、接触面全域での原子の拡散作用により、接合部が類似している、または異なる金属、合金、および／または非金属間で作ることができ、指定の時間、接合圧力および熱を加えることによりもたらされる工程である。接合の際の変数（温度、荷重および時間）は、接合されるべき材料の種類、表面の仕上がり、および予想される使用条件により異なる。
【０３５４】
拡散接合の非常に重要な特質は、接合部の質の高さである。それは、金属と金属および金属と非金属の接合部の両方において、モノリシック構造の材料に内在する特性を保つ唯一の工程であると知られている。適切に選択された工程の変数（温度、押し付け荷重、および時間）であれば、接合部での、およびそれに隣接している材料は、大部分の母材と同じ強度および可塑性を有するであろう。真空下で処理を実行する場合は、対になる表面は、酸化などさらに汚染されないよう保護されるだけでなく、酸化物は、解離、昇華または溶解を示し、大部分の母材へ拡散するので、きれいになる場合がある。拡散接合は、不完全な接合、酸化物含有、低温および高温割れ、空隙、反り、合金化元素の損失などがない。端が密に接着するならば、フラックス、電極、はんだ、充填材などの必要はない。拡散接合された部品は通常、元の値の最大抗張力、曲げ角度、衝撃靱性、真空気密性などを保持する。
【０３５５】
ガラスならびに他の透明材および半透明材をフレーム材料に接着する接合工程は、真空下または不完全真空下（排出室）、酸化物を増加または減少を促進する１つ以上のガス（限定されないが水素など）を加えた真空下、またはアルゴンなどの１つ以上の不活性ガスを加えた真空下で行ってもよい。
【０３５６】
ガラスをフレーム材料に接着するための接合工程は、フレーム材料および／またはガラスの酸化を増加させる特別な雰囲気化で行ってもよい。この特別な雰囲気は、陰圧、周囲圧力または陽圧であることもあり、１つ以上のガスを加えて、フレーム材料および／またはガラスの酸化を促進（減少の代わりに）することもあり得る。酸化を促進するために追加されるガスには、酸素が含まれるが限定されない。
【０３５７】
いくつかの事例では、接合工程から得られる接合（接合部）は、フレーム／スペーサーの材料とガラスとの間に化学接合を示すであろう。この化学接合は、拡散接合（原子拡散）の痕跡に追加してもよい。別の事例では、化学接合（接合部）は、原子拡散の痕跡をほとんど示さないであろう。
【０３５８】
窓ガラスおよび／または内部のスペーサーアセンブリに接着されるフレーム部材の組成。フレーム部材は、１つ以上材料から成る密封構造である。これらの材料には、ガラス材料、金属材料、金属合金材料、セラミック材料、複合材料、複合材料に封入された織布、および上記の品目の２つ以上の組み合わせからなる材料が含まれるが、それらに限定されない。
【０３５９】
フレーム部材は、コーティングまたはメッキして、２つ以上のフレーム材料をお互いに接合（密封取り付け）することを促進してもよい。これらの材料には、ガラス材料、金属材料、金属合金材料、セラミックおよび複合材料が含まれるが、それらに限定されない。
【０３６０】
フレーム部材は、コーティングまたはメッキして、ガラス張りの窓ガラスへの接合を促進してもよい。これらの材料には、ガラス材料、金属材料、金属合金材料、セラミック材料、複合材料、複合材料に封入された織布、および上記の品目の２つ以上の組み合わせからなる材料が含まれるが、それらに限定されない。
【０３６１】
典型的な拡散接合の工程は、荷重（すなわち、接合圧力）下で高温にて指定の時間、表面処理した構成材をまとめることを伴う。拡散接合パラメーター（すなわち、圧力、温度および時間）の特定の値は、接合されるべき材料の種類、表面の仕上がり、および予期される使用条件により異なる。しかしながら、一般的に言えば、使用する接合圧力は通常、母材の大きな変形をもたらすであろうものを下回り、また使用する温度は通常、母材の溶解温度（°Ｋにて）の８０％より低い。前述のように、多くの場合、拡散接合は保護雰囲気または真空化で行うが、しかしながら、これは必ずしも必要ではない。
【０３６２】
中間の層（中間層）を用いたＶＧＵのアセンブリを今からさらに詳細に説明する。ガラスとフレームのシールは、窓とフレームアセンブリとの間の１つ以上の中間の層を使用して、拡散接合の工程の間に作ってもよい。これらの中間の層は、以後中間層と称す。中間層は、以下の機能、すなわち、対になる表面の活性化因子；基材に比べ時折延性の高い中間層の材料；シールが熱膨張において異なる材料を含む場合に生じる応力の補償因子；物質移動および／または化学反応の促進因子；望ましくない相の形成を防止する緩衝因子；またはここに言及されていない他の目的のうちの１つ以上の役目をしてもよい。中間層は、ガラス材料；はんだガラス材料；テープ状のはんだガラス；シート状のはんだガラス；ペースト状のはんだガラス（例えば、ペーストは、分注または窓の構成材もしくはフレームの構成材のどちらかにスクリーン印刷することにより塗布される場合がある）；粉末状のはんだガラス（例えば、ガラス粉末は、水、またはアルコールもしくは別の溶媒と混合し、フレームのシール領域または窓ガラスのシール領域のどちらかに噴霧またはブラシかけ（塗り）される場合がある）；金属材料；金属合金材料；それらに限定されないが、セラミック、複合材料、複合材料に封入された織布を含む、ガラス、ガラスはんだ、金属または金属合金以外の材料；またはガラスならびに金属および／または金属合金の組み合わせから成る材料を含む。
【０３６３】
拡散接合中間層の使用を、従来のはんだ合金（プレフォーム、ペーストおよび他の形態）、またははんだガラス（プレフォーム、ペーストおよび他の形態）の使用、およびその他のプロセスと区別するのが重要である。本出願において、中間層は、表面の拡散接合を促進するために、対になる表面間で使用される材料であり、それぞれの対になる表面を中間層に又は直接お互いに拡散接合させる。例えば、適切な中間層材を用いれば、接合フレーム部材と中間層材の拡散接合温度、および中間層材と窓ガラス間の接合部の拡散接合温度は、フレーム部材の材料と窓ガラスの材料の間に直接形成された接合部の拡散接合温度を大幅に下回ることができる。従って、中間層の使用により、２枚または３枚のアセンブリ構成材層を直接接合するに必要な拡散接合温度を大幅に下回る温度にて、当該構成材層を拡散接合することが可能になる。密封されることが望ましい接合部は、拡散接合プロセスにおいても形成される。すなわち、母材は接合プロセス中の溶解を伴わず、中間層の材料は原子レベルで母材へと拡散される。これにより、はんだ合金（多様な形態）や、プレフォーム及びペーストのはんだガラスの使用といった、結合される材料間の表面をはんだ材料が接合するだけのその他のプロセスから、中間層を用いた拡散接合が区別される。拡散結合のための中間層などに、従来はんだに使用されてきた材料を用いることは可能である。しかしながら、中間層として使用される場合には、従来のはんだの役目として利用するのではなく、拡散接合特性を利用する。
【０３６４】
ＶＧＵ及びその他デバイスの生産過程における中間層の使用は、拡散結合を促進する際に使用される場合と比べ、さらなる利点が生まれることもある。当該利点には、対になる表面の活性剤として中間層が使用されることも含まれる。中間層材は、ベース材料と比べ高延性を有することがある。また、中間層は、熱膨張係数またはその他の熱的膨張特性の異なる材料をもシールする場合に生じる応力を相殺することができる。中間層はまた、層の間の物質移動や化学反応を促進することもできる。そして、中間層は緩衝物としての役割を果たすこともあり、構成材間の接合部における有害な化学相及び金属層の形成を防ぐ。
【０３６５】
ある実施形態においては、液相拡散接合、または、時として、過渡液相拡散接合（すなわち、ＴＬＰ接合）として知られる、異なった形態の拡散接合が、接合されるアセンブリにおいて用いられる接合のいくつか、又は全てに、使用される。液相拡散接合においては、増大した圧力（すなわち負荷）及び接合プロセスで帯びる熱によって生じた固体拡散過程が接合部の材料組成（例えば、材料相）を変化させ、また最初の接合温度はこの新たな相の溶解温度で決定される。また、母材より溶解温度の低い材料の中間層が結合される層の間に置かれ、最初の接合温度は中間層が溶解する温度で決定される。従って、薄い液相は接合部の接触面に広がり、母材の融点よりも低い温度で一時的に接合する。最初の接合温度はその後第二温度へとわずかに低下し、溶解物が凝固する。この上昇した温度（すなわち、第二温度）及び増大した圧力（すなわち、負荷）は一時的に凝固した接合部材が固体拡散により母材へと拡散されるまで維持され、その結果母材間の接合部において拡散結合を起こす。
【０３６６】
中間層は結合される２つの品目とは別個の品目として構成されるとは限らず、むしろ結合される品目の接合表面部の一方、又は両方に塗布される材料である。中間層が対になる表面部の一方又は両方にあらかじめ用いられる場合、多様な手段の１つを用いて使用することができる。それらは、噴霧析出、蒸着、溶液浸漬メッキ、結合される品目表面部上への中間層材料の成長、ブラシ又はローラーによるペイント、その他多様な手段を含むがこれに限定されるものではない。
【０３６７】
「拡散接合」及び「熱的圧縮接合」（略してＴＣ接合）はしばしば本明細書及び当技術分野において同義的に使用されることに留意する。冶金学者が「拡散結合」を好んで使用するのに対し、業界の多くは（例えば半導体製造業）半導体製造業に存在するその他の「拡散」プロセスとの混同を回避する為に、「熱的圧縮接合」の使用を好む。前述したように、どちらの用語を使用するに問わず、拡散接合は熱、圧力、気圧、時間のみを利用した接合方法の種類に言及し、対となる表面の通常溶解温度を下回る温度で、対となる表面を結合する。つまり、対となる表面は意図的に溶解されることがなく、化学接着剤は使用されない。
【０３６８】
ＶＧＵ及びＩＧＵに使用されるデザイン及び材料は多岐に渡る。そのバリエーションは図５８ａから９６ｃにいくつか記載されている。これらの図を解説するにあたり、「上部」及び「下部」は、「内部」「内部内側」「室内」「外部」「外部内側」「室外」などの代替として、ＶＧＵの構成材の相対位置を説明する為に用いられる。さらに、ＶＧＵは多くの場合、垂直の壁やドアなど垂直方向に取り付けられるが、水平方向に描写されている。ＶＧＵが屋根や床の水平部位といった平らな明り取り部分の一部を構成する場合に、水平方向の取り付けが可能である。品目の解説及び図の詳細で、品目や解説の位置的関係を説明する際に、「上部」「下部」「上端」「下端」が使用されている場合でも、品目の相対的関係はしばしば逆になり、「上部」と「下部」品目が互換可能なことを留意する。従って、ＶＧＵの高位アセンブリに取り付けが完了した後は、これらの図はＶＧＵのどちら側が外部に面し、どちら側が内部に面するか、又は特定方向に面するかを含意して作成されていない。
【０３６９】
図５８ａ、５８ｂは、真空ガラスユニット（ＶＧＵ）の基本的構造及び構成材を示す。ＶＧＵ５８００は、上端窓ガラス５８３０の上端表面部５８３１に接合される上端フレーム部材５８１０から構成される。下端フレーム部材５８９０は、下端窓ガラス５８７０の下端表面部５８７３に接合される。スペーサー／スタンドオフ５８４０は、下端窓ガラス５８７０の上端表面部５８７１に取り付けられる。当該スペーサーは、上端窓ガラス５８３０が下端窓ガラス５８７０と接触するのを防ぐ。
【０３７０】
フレーム部材５８１０の側面が横断面図の形で示されている。垂直方向では、上部内側半径５８１５及び下部外側半径５８１７の少なくとも２種の半径を有する。当該半径は当該フレーム部材に整合する。
【０３７１】
当該スペーサー／スタンドオフ５８４０は、多様な材料で構成され、多様な手段を用いて窓ガラス表面部への装着が可能である。当該スペーサーは、近接した２枚の窓ガラス表面部の間で熱伝導の経路を構築する為、熱伝導の低い材料で構成されることが望ましい。ＶＧＵの組立て密封が完了すると、当該スペーサーは気体を逃すことがほとんどないようにしなければならない。ＶＧＵによほど接近しない限り、どのような状況においても、当該スペーサーに気づくことがないほど小さくするべきである。予定されたＶＧＵ取り付けに関し、当該スペーサーの数量及び配置は、窓ガラス表面部５８３３及び５８７１の機械的分離を維持するに十分であるべきである。
【０３７２】
当該スペーサー／スタンドオフ５８４０は、インクジェット印刷、型紙捺染又はスクリーン印刷、及び表面部５８７１に取り付けられた後、又は少なくともＶＧＵが組立て密封されるまで、スペーサー／スタンドオフ５８４０を固定させる為に接着剤が使用される自動ピックアンドプレース機、その他の手法を含むがこれに限らない手段によって、窓ガラス５８７０の表面部５８７１に取り付けが可能である。インクジェット印刷がスペーサー／スタンドオフ５８４０の形成に使用された場合、各スペーサー／スタンドオフは１滴以上の材料を用いて形成されることもある。望ましい窓ガラス表面部５８７１上のスペーサー表面部５８４３の形成にはインクジェット材料複数滴が使用される。スペーサー５８４０の望ましい高さを形成するには、インクジット材料複数滴が使用される。ある実施形態において、スペーサー上端表面部５８４１は平面であるが、その他実施形態においては、上端表面部５８４１は平面ではなく、スペーサーと窓ガラス表面部５８３３間の接触部位を最小に抑える為、半径を有する（曲線を有する又はドーム型をしている）。
【０３７３】
２枚の窓ガラスを切り離す為にスペーサーが使用される場合、窓ガラス表面部は窓ガラスに対するスペーサーの相対的運動から生じる摩擦を減少させる物質で処理又はコーティングすることができる。寸法の変化を生じさせる温度の変動が、スペーサーの相対的位置を変化させる。窓ガラス表面部５８３３に対してしてスペーサー表面部５８４１が移動する時に生じる摩擦は、破損を与え（引っかき傷など）および／またはスペーサー及び窓ガラスのいずれか及び両方の光学的外観に影響を及ぼし、および／またはスペーサー及び窓ガラスのいずれか又は両方の透明性に影響を及ぼすこともある。摩擦を減少させ、および／または減少又は上記記載された破損の可能性を排除するコーティングには、化学蒸着ダイヤモンド（ＣＶＤダイヤモンド）がある。さらに、シートフィルムのような材料は、スペーサー又は窓ガラス表面部、あるいは双方（５８３３および／または５８４１）に装着が可能である。
【０３７４】
ＩＧ窓は内部表面部＃２および／または＃３上に、ＩＧＵの特徴を強化する材料でコーティングされることが多い。低放射率コーティングや、エレクトロクロミック及び多色コーティングなどの有彩色又はクロメリックコーティングがある。現在使用されている上記及びその他コーティングはまた、本明細書に記載されているＶＧＵの内部表面部＃２および／または＃３への使用も可能である。
【０３７５】
外部表面＃１および／または＃４に特別なコーティングが施されたＩＧＵが、流通している。これらのコーティングは、窓の清掃を容易にするなどの特性及び機能を付する。本明細書で記載されているＶＧＵは、表面部＃１及び＃４に面する外部にこれらの及びその他のコーティングを施された窓も含む。
【０３７６】
コーティングが表面部＃１、＃２、＃３、又は＃４に施されるか、されないかに関わらず、コーティングがフレーム部材を窓ガラスに接着する際の拡散接合温度に耐えられる場合、拡散接合プロセス前にコーティングを窓ガラスに施すことが可能である。コーティングが、フレーム部材を窓ガラスに接着する際の拡散接合温度に耐えられない場合、窓ガラスの表面にコーティングは、拡散接合プロセスの実施後に施される必要がある。窓ガラスの表面に施されるフィルムも同様に施工される。
【０３７７】
中間層が使用される場合又は使用されない場合も、フレーム部材と窓ガラスを接合する前に、フレーム部材と窓ガラスが接合された窓ガラス表面部上に事前に施されたコーティングを除去する必要があることもある。コーティング除去法には、化学的除去、研磨又は研削、および／またはレーザー切断などの機械摩耗がある。
【０３７８】
実際の拡散接合プロセス中、上部フレーム部材５８１０の上端接合表面部５８１１は、上端窓ガラス５８３０の上端表面部５８３１に接触する。接合表面部５８１１と窓ガラス５８３０は、十分な負荷を伴いプレスされ、第一接合部位に沿って接合表面部と窓ガラスの間に予め設定された接触圧力がかかる。そして、当該接合部位は第一接合部位にそって予め設定された温度まで加熱される。前記２つの手順は同時に又は順番（どちらが先でもよい）に行なうことができ、さらに真空又は特別な気圧で行なうことができる。予め設定された接触圧力及び上昇した温度は、窓ガラス外辺の上部フレーム部材５８１０及び上端窓ガラス５８３０が拡散結合されるまで、維持される。
【０３７９】
同様に、下部フレーム部材５８９０の上端接合表面部５８９１は、下端窓ガラス５８７０の下端表面部５８７３に接触する。接合表面部５８９１と窓ガラス５８７０は、十分な圧力を伴いプレスされ、第二接合部位に沿って接合表面部と窓ガラスの間に予め設定された接触圧力がかかる。そして、当該接合部位は第ニ接合部位にそって予め設定された温度まで加熱される。前記２つの手順は同時に又は順番（どちらが先でもよい）に行うことができ、さらに真空又は特別な気圧で行なうことできる。予め設定された接触圧力及び上昇した温度は、窓ガラス外辺の下部フレーム部材５８９０及び下端窓ガラス５８７０が拡散結合されるまで、維持される。
【０３８０】
図５８ａ及び５８ｂでは、フレーム部材が窓ガラスに、そしてスペーサーが下端窓ガラスに取り付けられると、製品は最終アセンブリの工程に入る。上部フレーム部材５８１０の下端表面部５８１３と、下部フレーム部材５８９３の上端表面部５８９１の密封接合もその工程に含まれる。
【０３８１】
図５８ｃは、上部フレーム底縁／フランジ／最低部の最表面部５８１９と、下部フレーム部材の最下表面部５８９３を示す。上部フレーム部材と下部フレーム部材を密封接合及び接着する為、５８１９及び５８９３双方の表面部に同時に熱が加えることができる。電気抵抗シーム溶接、カン溶接及びレーザー溶接などの手法で熱が加えられる。補助材料は、２種のフレーム部材を接合する前に、上部フレーム部材５８１０の下端部にある表面部５８１３、及び下部フレーム部材５８１０の上端部にある表面部５８１９のいずれか又は双方に、使用されることが多い。補助材料としてニッケルがよく使用される。ニッケルがいずれか、又は双方の材料に予め使用される時、ニッケルコーティングが溶解するに足りる温度まで接合部に熱が加えられ、ニッケルはんだ接合が施される。ニッケルをフレーム部材に使用する一般的な手法は、フレームが金属又は金属合金で構成されている場合、フレーム部材上に溶液浸漬メッキ加工する方法である。補完的に、薄い金属又は金属合金がその後メッキ加工されるか、ほかの方法で上端部やニッケル又ははんだ材料に取り付けられることもある。これは、通常美観的な理由、又は、２種のフレーム部材を接合するはんだ付け又はろう付けプロセスの前に、はんだ材料の酸化を防止する目的で施される。
【０３８２】
図５８ｄはフレーム部材の上部と下部の接触部５８９９の接合点になる部位への加熱場所を示す。加熱手法は、レーザー及び強制空気対流がある。
【０３８３】
図５８ａは図５８ｃ及び５８ｄ双方の部位への加熱場所を示す。レーザー、強制空気対流、ヒーターバー（電子機器の熱棒はんだ付けに使用されるものなど）及び電極が３表面すべてに接触するシーム溶接のいずれか又は組み合わせを用いて加熱される。
【０３８４】
望ましい実施形態では、ＶＧＵのフレーム部材は真空で接着される。ここで「自動的」にギャップに望ましい真空状態を作り出し、組立て密封された後、ＶＧＵギャップを真空化する為のピンチ管、バルブなどを使用する必要性を除去する。しかしながら、その他の実施形態においては、ピンチ管又はバルブが使用され、組立て後ＶＧＵギャップが取り除かれる場合もある。
【０３８５】
真空状態は、複数枚の断熱窓において、最良の断熱特性を与えるが、本発明品のＶＧＵの物理構成は、充填ガス及びエーロゲルなどの断熱物質を含有する複数枚の断熱窓アセンブリに有用である。密封して接合された適合するフレームアセンブリもまた、当該種の窓（非真空）の断熱時間を延長できるよう期待される。キセノンなどの充填ガスは、クリプトンよりも断熱効果があるが、今のところ多くの消費者にはまだ高額である。複数枚の断熱窓ガラスアセンブリが、２０〜２５年間新種の充填ガスを保持すると仮定した場合、代替の充填ガスの使用が実用的となる。一方、エーロゲルなどの非ガスの断熱代替ガスが、真空やガス充満窓などの密封したカプセル充填を必要とする可能性も、しない可能性もある。
【０３８６】
図５８ｆは、図５８ａから５８ｅに関連して解説されたＶＧＵ及びＩＧＵでの使用に適するフレーム部材の１つの実施形態の斜視図である。フレーム５８０８は、上端フランジ５８１２及び下端フランジ５８１４の下部に位置する側部位５８１１において、３軸に適合する。上端フランジ５８１２は上端窓ガラス（例、図５８ａの表面部５８３１）の上端表面部への接合に適合し、下端フランジ５８１４は、下部フレーム部材（例、図５８ａの表面部５８９１）の上端表面部への接合に適する。側部５８１１は、必須な多次元適合を有する為に複数の適合する型を組み入れることができる。明示された実施形態では、側部５８１１は段繰り５８１６、及び凸反曲線５８１８、凹反曲線５８２０で構成されるが、その他の構成は本発明範囲内であると理解される。図５８ａから５８ｅのフレーム部材５８１０の特性は、次の通り、実施形態５８０８の特性に応ずることができる：上端接合表面部５８１１（図５８ａ）は上端フランジ５８１２（図５８ｆ）の逆側であり、上半径５８１５（図５８ａ）は上部反曲５８１８（図５８ｆ）の逆側であり、下半径５８１７（図５８ａ）は下部反曲５８２０（図５８ｆ）であり、下端接合表面部５８１３（図５８ａ）は下端フランジ５８１４（図５８ｆ）の逆側であることもある。
【０３８７】
図５９ａ及び５９ｂはそれぞれ、別の実施形態に従ったＶＧＵの分解図及び組立て図である。ＶＧＵ５９００は本明細書で前述されたＶＧＵと広く類似しているが、下記に記述される通り、編み合わさったスペーサー５９５０を有する。ＶＧＵ５９００は、さらに、上端表面５９３１及び下端表面５９３３で構成される上端窓ガラス５９３０と、上端表面５９７１及び下端表面５９７３で構成される下端窓ガラス５９７０からなる。編み合わさったスペーサー５９５０は、第一ファイバー／フィラメントがほぼ並行によってある縦編みファイバー５９５３と、それが織りあわされる第二ファイバー／フィラメントがほぼ並行によってあり、縦編とほぼ直角に走る横編みファイバー５９５５からなる。スペーサーは、窓ガラスの内部表面５９３３と５９７１の間隔を維持する。ＶＧＵ５９００は、上部フレーム部材５９１０と下部フレーム部材５９９０によって結合される。上部フレーム部材５９１０は、上端窓ガラス５９３０の上端表面５９３１へ密封結合された上端結合表面５９１１、上部内半径５９１５、下部外半径５９１７、及び下端結合表面５９１３で構成される。下部フレーム部材５９９０は、上部フレーム部材５９１０の下端結合表面５９１３、及び下端窓ガラス５９７０の下端表面５９７３に、密封結合された上端表面５９９１から構成される。
【０３８８】
縦編みファイバー／フィラメント５９５３及び横編みファイバー／フィラメント５９５５の製造に適する材料には、光ファイバーに利用されるようなグラスファイバーがある。この種のファイバーには、供給量が過分にあること、直径が極小なものも入手可能であること、視覚的透明度が十分にあることなどの利点がある。縦編みと横編みファイバーが織り合わさる部位は、縦編み及び横編みファイバーのみの直径に比べ、高く、長く、そして太い。織り合わさる部位が、下端窓ガラス５９７０から上端窓ガラス５９３０を切り離すスタンドオフの役割を果たす。窓ガラス表面５９３３及び５９７１の間に、並行に編まれた縦編み又は横編みだけを使用した場合でも、２枚の窓ガラスを切り離すことは可能であるが、適切な網目上のスペースを有する編みこまれたスペーサーを利用した場合では表面接触部が増大することを考慮する。
【０３８９】
図６０ａ及び６０ｂはそれぞれ、別の実施形態に従ったＶＧＵの分解図及び組立て図である。ＶＧＵ６０００は、本明細書で前述されたＶＧＵに広く類似しているが、フレーム部材及び窓ガラスとの拡散接合を促進する中間層６０２０、６０８０および／または６０８６のいずれか１種以上を有する。中間層の使用目的に関しては、本明細書で後記する。
【０３９０】
ＶＧＵ６０００は、上端表面６０３１及び下端表面６０３３を有する上端窓ガラス６０３０と、上端表面６０７１及び下端表面６０７３を有する下端窓ガラス６０７３で構成される。複数のスペーサー６０４０は、それぞれ上端表面６０４１及び下端表面６０４３を有し、窓ガラスの内部表面６０３３及び６０７１の間隔を維持する為に設置される。ＶＧＵ６０００は、上部フレーム部材６０１０及び下部フレーム部材６０９０によって結合される。上部フレーム部材６０１０は、上端窓ガラス６０３０の上端表面６０３１へ密封結合された上端結合表面６０１１、上部内半径６０１５、下部外半径６０１７、及び下端結合表面６０１３で構成される。下部フレーム部材６０９０は、上部フレーム部材６０１０の下端結合表面６０１３に、及び下端窓ガラス６０７０の下端表面６０７３へ密封接合した上端表面６０９１で構成される。上端表面６０２１及び下端表面６０２３を有する第一中間層６０２０は、上部フレーム部材６０１０及び上端窓ガラス６０３０それぞれの結合表面６０１１及び６０３１を拡散結合する為、使用される。上端表面６０８１及び下端表面６０８３を有する第二中間層６０８０は、下端窓ガラス６０７０及び下部フレーム部材６０９０それぞれの結合部位６０７３及び６０９１を拡散結合する為、使用される。上端表面６０８７及び下端表面６０８９を有する第三中間層６０８６は、上部フレーム部材６０１０及び下部フレーム部材６０９０それぞれの結合表面６０１３及び６０９１を拡散結合する為、使用される。中間層の使用は任意である。
【０３９１】
図６１ａ及び６１ｂはそれぞれ別の実施形態に従ったＶＧＵの分解図及び組立て図である。ＶＧＵ６１００は、本明細書に前述されたＶＧＵに広く類似しているが、２枚の窓ガラスの間隔を維持する為に使用される一体化したスペーサー／スタンドオフを含んで製造された窓ガラスを有する。一体化したスペーサーを付する窓ガラスは、窓ガラスに個別にスペーサーを取り付ける必要性を省く。ＶＧＵ６１００は上端表面６１３１及び下端表面６１３３を有する上端窓ガラス６１３０と、一体化したスタンドオフ６１６１及び上端表面及び下端表面６１６３を有する下端窓ガラス６１６０で構成される。一体化したスタンドオフは２枚の窓ガラスの間隔を維持する。ＶＧＵ６１００は、上部フレーム部材６１１０及び下部フレーム部材６１９０により結合する。上部フレーム部材６１１０は、上端窓ガラス６１３０の上端表面６１３１へ密封結合した上端結合表面６１１１、上部内半径６１１５、下部外半径６１１７、及び下端結合表面６１１３で構成される。下部フレーム部材６１９０は、上部フレーム部材６１１０の下部結合表面６１１３に、及び下端窓ガラス６１６０の下端表面６１６３に密封結合した上端表面６１９１を構成する。図６１ａ及び６１ｂは、下端窓ガラス６１６０の製造で組み込まれたスペーサー／スタンドオフを有するＶＧＵを示しているが、別の実施形態において、スタンドオフは上端窓ガラスへの組み込み、又は両上端下端窓ガラスへの組み込みも可能であることを考慮する。
【０３９２】
図６２ａ、６２ｂ、及び６２ｃは、図６１ａ及び６１ｂで記述された下端窓ガラス６１６０に類似している窓ガラスの実施形態を示しており、窓ガラスの片面に取り付けられたスペーサーは窓ガラス製造加工に組み入れられている。スタンドオフは必ずしも縮図に描かれることはない為、スタンドオフの比率及び関連するスペースは図と異なることを考慮に入れる。窓ガラスシート６２６０は、実質上平らな上端６２６１と下端６２６３を有する基板、及び上端表面から上方へ伸びる複数のスタンドオフフィーチャー６２６５から構成される。記述されている実施形態において、スタンドオフ６２６５は、先端を切った円錐形の構成で均等に配列されているが、別の実施形態においてはまた別の構成／配列を成す。
【０３９３】
図６３ａ及び６３ｂはそれぞれ、別の実施形態に従ったＶＧＵの分解図及び組立て図である。ＶＧＵ６３００は、本明細書に前述されているＶＧＵに広く類似しているが、ＶＧＵの熱的性能（すなわち、絶縁特性）を強化する為にスペーサーシートの上端及び下端の一部としてスペーサー／スタンドオフに加工された透明シートセンタースペーサーユニット６３５０を有する。一体化したスペーサーを有するスペーサーシートにより、窓に個別にスペーサーを取り付ける必要性が省かれる。
【０３９４】
ＶＧＵ６３００は、上端表面６３３１及び下端表面６３３３を有する上端窓ガラス６３３０と、上端表面６３７１及び下端表面６３７３を有する下端窓ガラス６３７０から構成される。スペーサーユニット６３５０は、上端表面に一体化したスタンドオフ６３５１、及び下端表面に一体化したスタンドオフ６３５３を有する。スペーサーユニット６３５０は、間隔を維持する為、窓ガラス６３３０及び６３７０の間に取り付けられる。ＶＧＵ６３００は、上部フレーム部材６３１０及び下部フレーム部材６３９０によって結合される。上部フレーム部材６３１０は、上端窓ガラス６３３０の上端表面６３３１に密封結合する上端結合表面６３１１、上部内半径６３１５、下部外半径６３１７及び下端結合表面６３１３から構成される。下部フレーム部材６３９０は、上部フレーム部材６３１０の下端結合表面６３１３に、及び下端窓ガラス６３７０の下端表面６３７３に密封結合した上端表面６３９１を有する。図６３ａ及び６３ｂは、スペーサーユニット６３５０の両端へ組み込まれたスペーサー／スタンドオフを有するＶＧＵを示しているが、別の実施形態において、スペーサーユニットの上端又は下端いずれか一方に組み込まれることもある。
【０３９５】
スペーサーユニット６３５０は、前に記述及び適用された２枚の窓の分離方法と比べた時、上端窓ガラス６３３０及び下端窓ガラス６３７０の間の熱伝導経路を増大する。スペーサーシートを構成する材料として、ガラス、プラスチックシート又はフィルムが使用可能である。スペーサー／スタンドオフ６３５１及び６３５３は、多数の材料から製造可能である。前述の通り、スペーサーは熱伝導の低い材料から製造されることが望ましい。スペーサーユニット６３５０は、単一で製造されるか、又は図５８ａ及び５８ｂのスペーサー５８４０取り付け説明において前述された手段を用いて、後にスタンドオフを取り付けたシート又はフィルムから構成されることもできる。
【０３９６】
図６４ａ及び６４ｂはそれぞれ、別の実施形態に従ったＶＧＵの分解図及び組立て図である。ＶＧＵ６４００は、本明細書に前述されているＶＧＵ６３００に広く類似しているが、密封されたフレーム部材及び窓ガラスの間に配置されるサイドシールド部材を有する。ＶＧＵ６４００は、上端表面６４３１及び下端表面６４３３を有する上端窓ガラス６４３０と、上端表面６４７１及び下端表面６４７３を有する下端窓ガラス６４７０から構成される。スペーサーユニット６４５０は、上端表面に配置されたスタンドオフ６４５１、及び下端表面に設置されたスタンドオフ６４５３を含む。スペーサーユニット６４５０は間隔を維持する為、窓ガラス６４３０と６４７０の間に設置される。サイドシールド部材６４０２は窓ガラス及びスペーサーの側面に沿って設置される。サイドシールド部材６４０２は熱伝導性が低いことが望ましい。ある実施形態において、シールド部材は、例えば窓ガラスから見た場合に内部のフレーム部品を隠すなどの美観的な理由から、包含されることもある。別の実施形態において、シールド部材６４０２は、ＶＧＵ内の真空スペースに残留する原子又は分子を吸着又は固定する「ゲッター」（すなわち、除去する物質）を有する。ＶＧＵが密封されていても、ＶＧＵ上部又は内部で使用されている材料の１種以上を除去する時に、原子又は分子が真空スペース内に現れることもある。この原子又は分子は、外部表面（例えば、窓ガラスやフレーム部材）、フレーム部材と窓ガラスの接合部／結合部、および／または上部と下部フレーム部材の接合部位を通じてゆっくりと透過し、ＶＧＵ内で密閉されたスペースに現れることもある。
【０３９７】
ＶＧＵ６４００は、上部フレーム部材６４１０及び下部フレーム部材６４９０によって結合される。上部フレーム部材６４１０は、上端窓ガラス６４３０の上端表面６４３１に密封結合された結合表面６４１１、上部内半径６４１５、下部外半径６４１７、及び下端結合表面６４１３から構成される。下部フレーム部材６４９０は、上部フレーム部材６４１０の下端結合表面６４１３に、及び下端窓ガラス６４７０の下端表面６４７３に、それぞれ密封接合した上端表面６４９１を含む。
【０３９８】
図６５ａ及び６５ｂはそれぞれ、別の実施形態に従ったＶＧＵの分解図及び組立て図である。ＶＧＵ６５００は、本明細書で前述されたＶＧＵ６４００に広く類似しているが、類似した形状と大きさを有する上部及び下部フレーム部材を有する。ＶＧＵ６５００は、上端窓ガラス６５３０及び下端窓ガラス６５７０を構成する。スペーサーユニット６５５０は、上端表面にスタンドオフ６５５１を、下端表面にスタンドオフ６５５３を構成する。スペーサーユニット６５５０は間隔を維持する為、窓ガラス６５３０と６５７０の間に設置される。任意のサイドシールド部材６５０２は、窓ガラス及びスペーサーの側面に沿って取り付けられるが、必須ではない。ＶＧＵ６５００は、上部フレーム部材６５１０と下部フレーム部材６５９０によって結合される。上部フレーム部材６５１０と下部フレーム部材６５９０の形状は完全に一致することが望ましい。形状の一致によって、部品の計算やプロセスの手順を短縮するなどの利点が生まれる。上部フレーム部材６５１０は、上端窓ガラス６５３０の上端表面６５３１に密封結合した上端結合表面６５１１及び下端結合表面６５１３を有する。下部フレーム部材６５９０は、上部フレーム部材６５１０の下端結合表面６５１３に密封結合した上端表面６５９１と、下端窓ガラス６５７０の下端表面６５７３に密封結合した下端結合表面６５９３を構成する。
【０３９９】
図６６ａ、６６ｂ及び６６ｃは、フレーム部材の３種類の横断面図である。当該フレーム部材は、図５８ａから５ａ、６３ａ及び６４ａで記述されている上部フレーム部材に使用可能であり、又は、図６５ａで記述されているように左右相称的なフレーム部材が使用された場合、上部又は下部フレーム部材に使用できる。図６６ａは、前述されている通り、２種の半径（表示６６２１と６６２２）を有するフレーム部材６６２０を示す。フレーム部材の垂直の構成材が２種以上の半径を有することにより、フレーム部材はより柔軟性を持つことができる。図６６ｂは、４種の半径（表示６６４１、６６４２、６６４３及び６６４４）を有するフレーム部材６６４０を示し、図６６ｃは、６種の半径（表示６６６１、６６６２、６６６３、６６６４、６６６５及び６６６６）を有するフレーム部材６６６０を示す。
【０４００】
図６７ａから６７ｆは、ＶＧＵの窓ガラスの間隔を維持するスペーサーアセンブリとしての使用に、また美観を保つ用途に使用に適する桟アセンブリを示す。まず図６７ａを見てみると、第二並行桟バー６７５４に垂直に配置される第一並行桟バー６７５２を有する桟格子ユニット６７５１が示されている。図６７ｂは、桟格子ユニット６７５１、及び桟格子ユニットの少なくとも片側に配置されている複数のスペーサー／スタンドオフ６７５３及び６７５５（図６７ｃ参照）を備える桟アセンブリを示す。図６７ｃは、両側にスタンドオフ６７５３及び６７５５を有する桟アセンブリ６７５０の側面図である。図６７ｄは、ＶＧＵ上端窓ガラス６７３０とＶＧＵ下端窓ガラス６７７０の間に設置される桟アセンブリ６７５０の全体的な分解図である。図６７ｅは、上端窓ガラス６７３０と下端窓ガラス６７７０の間に設置され、両窓に接触する桟バーアセンブリ６７５０の斜視図である。図６７ｆは、上端窓ガラス６７３０と下端窓ガラス６７７０の間に設置される桟バーアセンブリ６７５０の側面図である。
【０４０１】
図６７ｇ及び６７ｈはそれぞれ、また別の実施形態に従ったＶＧＵの分解図及び組立て図である。ＶＧＵ６７００は、上端表面６７３１を有する上端窓ガラス６７３０と、下端表面６７７３を有する下端窓ガラス６７７０を構成する。上端及び下端表面にスタンドオフを有する桟アセンブリ６７５０は、間隔を維持する為に窓ガラス６７３０と６７７０の間に設置される。ＶＧＵ６７００は、上部フレーム部材６７１０及下部フレーム部材６７９０によって結合される。上部フレーム部材６７１０は、上端窓ガラス６７３０の上端表面６７３１に密封結合した上端結合表面６７１１及び下端結合表面６７１３を有する。下部フレーム部材６７９０は、上部フレーム部材６７１０の下端結合表面６７１３に、また下端窓ガラス６７７０の下端表面６７７３に密封結合した上端表面６７９１を有する。各窓ガラスへの上部及び下部フレーム部材の結合を強化する為に任意で、中間層６７２０及び６７８０を、使用することも可能である。
【０４０２】
図６８ａ及び６８ｂは、内部桟アセンブリ６８５０、上端窓ガラス６８３０及び下端窓ガラス６８７０の内部表面にそれぞれ結合するフレーム部材６８１０及び６８９０を有するＶＧＵ６８００を示す。フレーム部材６８１０及び６８９０を上端下端窓ガラス６８３０と６８７０の内部表面へ取り付ける工程は、２枚のフレーム部材の厚みが２枚の窓の間に十分確保できる場合に、行われる。この実施形態において図示される桟アセンブリ６８５０では、十分なスペースを確保している。図６８ａは、窓ガラス６８３０と６８７０の内部表面に接合された上部下部フレーム部材６８１０と６８９０を有するＶＧＵの分解図である。図６８ｂは、窓ガラスの内部表面に結合したフレーム部材を有する組み立て後のＶＧＵである。
【０４０３】
図６９ａ及び６９ｂは、内部桟アセンブリ６９５０、及び上端下端窓ガラス６９３０と６９７０の外部表面を超えて（すなわち、上と下へ）伸び、窓ガラス内部に結合したフレーム部材６９１０及び６９９０を有するＶＧＵ６９００を示す。これは、上端下端窓ガラス６８３０と６８７０それぞれの外部表面の上または下を越えて伸びることのない窓ガラス内部に結合したフレーム部材６８１０及び６８９０を示す図６８ａ及び６８ｂと比べて異なる。
【０４０４】
図７０ａ及び７０ｂは、図６８a及び６８bと類似して、窓ガラス内部に結合したフレーム部材７０１０及び７０９０を有するＶＧＵ７０００を示す。ＶＧＵ７０００は、結合を促進および／または強化する為、上部下部各フレーム部材７０１０及び７０９０の間や、上端下端各窓ガラス７０３０及び７０７０の間に任意で、設置される上端下端中間層７０２０及び７０４０を含む。図７０aは、内部窓ガラスに結合したフレーム部材及びフレーム部材間、窓ガラス間に設置される任意の中間層を有するＶＧＵ７０００の分解図である。図７０ｂは、当該ＶＧＵの組み立図である。中間層材が完全に接合に組み込まれるか否かによって、当該中間層７０２０及び７０４０が実際結合後に見えるか、見えなくなることを考慮する。
【０４０５】
図７１ａ、７１ｂ及び７１ｃは、センタースペーサーアセンブリに結合した追加の中間フレーム部材を使用したＶＧＵの例を図示する。ある場合には、当該の追加フレーム部材の使用により、ＶＧＵへさらなる利点を付加する。具体的には、図７１ａは、図６３ａ及び６３ｂに類似して、上端下端窓ガラス７１３０と７１７０、センタースペーサーユニット７１５０、及び上部下部フレーム部材７１１０と７１９０を有するＶＧＵ７１０１を示す。
【０４０６】
図７１ｂは、上端窓ガラス７１３０及び下端窓ガラス７１７０の側面を越えるスペーサーユニット（表示７１５０ａ）及び、同様に越える下部フレーム部材（表示７１９０ａ）を除き、ＶＧＵ７１０１に類似するＶＧＵ７１０２を示す。この形態により、センターフレーム部材７１４０両面に付着するスペーサーユニット７１５０ａの上端下端部表面に露出部位を作り、拡張した上部フレーム部材７１２０及びセンターフレーム部材を結合させる為に、下部フレーム部材７１９０ａ表面部に付加的なスペースが生まれる。図示された形態において、センターフレーム部材７１４０はスペーサーユニット７１５０ａの上端表面に取り付けられているが、別の形態においては、下端表面に取り付けられることもある。
【０４０７】
図７１ｃは、スペーサーユニット７１５０ａ及び下端窓ガラス（表示７１７０ａ）が上端窓ユニット７１３０の側面を越えることを除き、ＶＧＵ７１０２に類似するＶＧＵ７１０３を図示する。ここでも同様に、中間フレーム部材７１４０は、スペーサーユニット７１５０ａの上端表面に取り付けられる。
【０４０８】
図７２ａ及び７２ｂはそれぞれ、また別の実施形態に従ったＶＧＵの分解図及び組み立図である。ＶＧＵ７２００は、この形態において、透明な材料で作られた平らなスペーサーシート７２５０が窓ガラスシート７２３０と７２７０の間に取り付けられ、スタンドオフ７２５５が窓ガラスシートの内部表面に備え付けられていることを除き、図６５ａ及び６５ｂで前述した内容に類似する。スタンドオフ７２５５は、窓ガラス７２３０及び７２７０の一体化した部位として形成されるか（例えば、製造中に鋳型を作る又はエンボス加工する）、又は窓ガラス製造後、個別に窓ガラスへ取り付けられる（例えば、接着剤）。後者、すなわちスタンドオフが製造後装着の場合、窓ガラスの内部表面７２３０及び７２７０がコーティングされることを可能にし（例えば、低放射率を備えるコーティング又はその他コーティング）、一方窓ガラスの内部表面が平らな状態のままで、スタンドオフ７２５５はコーティングの後に取り付けられる。スペーサーシート７２５０は、ガラス、プラスチックシート、フィルム、その他透明の材料から構成することができる。スペーサーシート７２５０は、本質的に特別な放射率、断熱性その他物理的特性（例：破損抵抗）を有し、又は望ましい特性を所有するためにその他の材料でコーティングすることができる。上部下部フレーム部材７２１０及び７２９０は、前述の通り、窓ガラス７２３０及び７２７０に拡散接合される。追加のシール／ゲッター部材７２０２は、前述の通り、パッケージの中で提供される。
【０４０９】
代替の窓ガラスの形状が使用されてもよいことが理解される。窓ガラスの組み合わせは平らである必要はない。凹面もしくは凸面になっている場合がある。例えば、接合処理の間、ガラスの表面が接着されたフレーム部材の表面と密接に接触しているといったように、各窓ガラスがフレーム部材と密接に接合する限り、それぞれの窓ガラスは異なった形状であってもよい。
【０４１０】
代替の窓ガラスの材質が使用されてもよいこともまた理解される。窓ガラスの材質はガラスである必要はない。別の透明もしくは不透明な材料であってもよく、水晶、サファイヤ、シリコン、および金属、金属合金、およびセラミックも含むがこれに限定されるものではない。
【０４１１】
従来の内部ラムの付いた拡散接合チャンバーの代替として、窓ガラスを強度補強層へと拡散接合して、層状の強度補強窓のアセンブリを形成するのに適している別の装置は、熱間静水圧プレス（「ＨＩＰ」）として知られている。ＨＩＰユニットでは熱および高圧の同時使用が可能である。ＨＩＰユニットでは、材料（例：窓アセンブリ構成部品）は通常真空バッグの中に密封され、そこで真空にする。中に部品を入れたバッグは圧力格納容器もしくは装置の中に密封され、次にそれは高熱の加熱炉の一部となるか、またはその中に格納される。通常アルゴンであるガスを、バッグに入れた部品の周りの容器に導入し、加熱炉をつける。加熱炉が圧力容器を加熱するため、中の温度とガスの圧力は同時に上昇する。ガス圧力は強度の力を与えると同時にバッグに入れた部品に圧力をかけ、ガス温度は接合するのに必要な分の加熱を与える。ＨＩＰユニットは、最適な材料特性になるように、温度、圧力、処理時間を制御することを可能にする。
【０４１２】
ある実施例において、一緒に接合される材料のＣＴＥが適合するものもある。フレーム材料の線膨張率（ＣＴＥ）はフレームが接合される窓ガラスに正確に適合しなければならない。多くのガラスのＣＴＥは、約２７３°Ｋ（摂氏０℃）からガラスの軟化温度まで極めて安定している。しかしながら、金属や合金の中には異なる温度で異なるＣＴＥを持つものもある。
【０４１３】
ガラスフレーム接合温度が高いフレーム材料の平均ＣＴＥは、同様の温度範囲にわたって、ガラスの平均ＣＴＥのものとほぼ適合するべきである。２つの材料の平均ＣＴＥが近いほど、アセンブリが高い接合温度から大気気温（室温）に冷却された後に、フレームおよびガラスの窓ガラス内の残留応力は低くなる。
【０４１４】
ある実施例において、フレーム−ガラス密封の長期間にわたる信頼性にとって重要なのは、予測される最終用途環境に対して、フレーム材料のＣＴＥとガラスがほぼ適合していることである。例えば、窓アセンブリが、マイナス４００℃から１０００℃（マイナス４００°Ｆから２１２°Ｆまで）の温度にさらされると考えた場合、フレーム材料とガラス材料はこの温度範囲にわたってＣＴＥがほぼ適合していなければならないということである。
【０４１５】
多くの実施例において、フレーム材料のＣＴＥがガラス材料のＣＴＥと正確に適合しない場合、フレーム材料のＣＴＥが多少ガラスのものよりも大きいことが望ましい。フレーム材料のＣＴＥがガラスのそれを超える状況においては、接合温度から大気温度に下がる冷却期間に、フレームはガラスよりも収縮する。その結果ガラスに多少の圧迫がかかる。張力がかかっているガラスは亀裂を起こす傾向があるため、張力がかかっているガラスにとっては好ましい。
【０４１６】
拡散接合以外にも、ＶＧＵの窓ガラスにフレーム材料を密封して接着するために使用できる方法がある。その中には、はんだガラスを用いて、接合されるフレーム材料と窓ガラスの２つの間に使用し、その２つに部分的もしくは全体的に加熱してはんだ接合および融合接合を形成するという方法も含まれる。説明され図示されたＶＧＵの構成でフレーム材料を窓ガラスに接着するのに、これらの方法および他の方法が使用されるが、好ましい接着方法は拡散接合および／または過渡液相拡散接合である。
【０４１７】
本発明は、登録商標権、係属中の特許出願のために、ガラスの窓ガラスを密封して弾性（バネのようなもの）金属もしくは金属合金スリーブ／フレーム構成部品に直接接合する拡散接合と呼ばれる従来の商業化された技術を使用している。ガラスとフレーム構成部品の間には一切粘着材やエポキシ材料は使用されない。接着は永久的であり、他の接着方法に比べてさらに密閉（気密）される。
【０４１８】
図７３ａおよびｂを参照すると、真空格納容器ＩＧユニットの一実施例の構成部品が描かれており、図７３ａは分解図となっており、図７３ｂは組立図となっている。ＩＧＵ７３００は上部の窓ガラス（例：材料）７３３０および下部の窓ガラス７３７０より成っており、透明スペーサユニット７３５０がそれらの間に配置されることによって隔てられている。下記に詳細記述されるように、窓ガラス７３３０および７３７０の端部は金属もしくは金属合金フレーム構成部品７３１０および７３９０を使用して、密閉して一緒にふさがれている。窓ガラス７３３０および７３７０間の空洞は真空もしくは部分的に真空にされた大気を含む。
【０４１９】
図７３ｃを参照すると、弾性金属フレーム／スリーブ材料７３１０および７３９０の一実施例が示されている。３つのすべての軸で柔軟性があるように設計されており、それによってガラス７３３０および７３９０は、それ自体、あるいは、スリーブとガラスの接着部分に大きな圧力がからなくても、互いに独立して膨張し、収縮する。引かれたり押されたりすると、膨張したり収縮したりするといった、蛇腹のような動作を示す。このスリーブユニットは窓ガラスの上部および下部側から膨張することがほとんどないように作られている。
【０４２０】
品目７３０２はＩＧＵ７３００のオプショナル機能として示されている。ＳＡＥＳ  Ｇｅｔｔｅｒによって作られているようなゲッター（残留ガス除去材料）である。ゲッターは高信頼性密閉包装に使用されており、材料からガス放出された原子および分子を吸収、もしくは極度の長期間にわたってパッケージに漏洩したガスを吸収する。
【０４２１】
スペーサユニット７３５０は、透明ガラスから形成されることが好ましいが、多くはプラスチックや樹脂といった透明ポリマー材料からも形成されている。ここで説明されている特定の実施例においては、その他の透明な材料が使用されていることもある。スペーサユニット７３５０は、一体化形成されたスタンドオフ（「柱」としても知られている）７３５４を有したシートのような基板部７３５２からなり、そのスタンドオフは、基板部の片側および／または両側から突き出ている。その構成は、表面および底面の両方にスタンドオフがあるかもしれないということを除いて、オフィスにあるキャスターの付いた椅子の下のカーペット上に見られるプラスチック椅子のマットの備品と類似していることもある。スタンドオフ７３５４は通常、隣接した窓ガラスに対しての均等なサポートを提供するために基板部７３５２の表面にわたって平らに配置される。上から見ると、スタンドオフ７３５４は順序正しい配列で配置されるのが好ましいが（図７７〜７９参照）、窓ガラスに亀裂が入らないようにするための適当なサポートを提供する限りは、その必要はない。
【０４２２】
当出願の目的として、「一体化形成」という言葉は、基板部から分離してスタンドオフを最初に形成し、後に基板部にそれらを接着するというよりもスタンドオフ７３５４が基板部７３５２の本体を加工する（例：鋳造、エンボス加工、掘削、エッチング処理など）ことによって形成されることを意味する為に使用されている。スタンドオフ７３５４および基板部７３５２が形成時において通常同じ材料から構成されるが、スタンドオフおよび／または基板部はさらに加工され（例：熱処理、化学処理、研磨等）、形成後の特性を変える。
【０４２３】
図７４を参照すると、スペーサユニット７４５０が一実施例に従って示されている。スペーサユニット７４５０は、一体化形成された透明シ−トのような基板部７４５２を構成および片側から突き出たスタンドオフ７４５４で構成されている。この実施例では、ユニット７４５０は透明ガラスで形成されているが、他の材料が他の実施例で使用されている場合がある。
【０４２４】
図７５を参照すると、スペーサユニット７５５０が一実施例に従って示されている。スペーサユニット７５５０は、一体化形成された透明シ−トのような基板部７５５２を構成および片側から突き出たスタンドオフ７５５４で構成されている。この実施例では、ユニット７５５０は透明ガラスで形成されているが、他の材料が他の実施例で使用されている場合がある。
【０４２５】
図７６を参照すると、スペーサユニット７６５０がさらにもう一つの実施例に従って示されている。この実施例では、スペーサユニット７６５０は複数の離散層から形成された基板部を有している。最上層７６５５は一体化された上部スタンドオフ７６５の付いた上部基板部７６５６を含んでおり、前述の図７４のそれと類似している。最下層７６５８は一体化された上部スタンドオフ７６６０の付いた上部基板部７６５９を含んでおり、それもまた前述のものと類似しているが、必ずしも最上層７６５５および最下層７６５８が同じ材料で形成されている必要はない。上部および下部の基板部の間に「挟まれた」構成で配置された７６５６および７６５９は離散材料７６６１の層である。この実施例では、最上および最下層７６５５および７６５８は透明ガラスで形成されており、一方で中間層７６６１はＬｅｘａｎのような透明プラスチック材料で形成されている。離散材料層７６６１は異なる熱伝導性、音響伝送、破損抵抗、または隣接層以外の性質を有している。離散材料はガラス、プラスチック、ポリマー、樹脂、粘着材もしくはその他の材料である。独立シートおよびフィルムの形成であることもあるし、または基板部のひとつである自由表面（例：スタンドオフが付いていないもの）のうえにスプレーで付けたり、または別の方法で塗布される材料であることもある。示されている実施例に３つの層があるのに対し、他の実施例は２つの層しかないことが理解される。（例：最上層７６５５および離散層７６６１のみ、もしくは最下層７６５８および離散層７６６１のみ、もしくは最上層７６５５および最下層７６５８のみ。）同様に、複数の離散内部層（例：スタンドオフが付いていないもの）が４層以上あるスペーサユニット７６５０を提供する為に使用される。
【０４２６】
ある実施例において、性能向上コーティングが複数層ラミネート加工されたスペーサ７６５０の中に「導入」されることもある。例えば、コーティングは上部基板部７６５６および／または下部基板部７６５９の内部表面または心材７６６１の表面に適用されることがある。これらのコーティングには、低放射率コーティング、Ｕ−Ｖ吸収、もしくは反射コーティング、色合い、電気色コーティング、反射防止コーティングおよび／またはその他の性能向上コーティングが含まれる。目的となる表面にコーティングを施した後、スペーサ７６５０の層は一緒にラミネート加工される。このように、非常に薄いフィルムであることの多いコーティングは、窓ガラスとスペーサの間の相対運動によって発生する物的損害から保護される。同じコーティングが窓ガラスの内側の表面に施された場合、接触および／またはスペーサユニット上のスタンドオフの動きによって損傷を受けることがある。
【０４２７】
図７４、７５、７６を参照すると、性能向上コーティングは、窓ガラス自体の内部の表面（例：表面＃２および＃３）ではなく、例えばスペーサユニット７４５０、７５５０、７６５０といったスペーサユニットのどちらかの側面に施される。スペーサユニット上のこれらのコーティングには低放射率コーティング、Ｕ−Ｖ吸収、もしくは反射コーティング、色合い、電気色コーティング、反射防止コーティングおよび／またはその他の性能向上コーティングが含まれる。場合によっては、すべてのコーティングがスペーサユニットの片側に施されるのに対し、他の場合においては特級コーティングがスペーサユニットの表側に、そして他のコーティングがスペーサユニットのもう一方の側面に施される。複数層のスペーサユニット７６５０（例：図７６）の場合においては、基板部および／または中間層の自由側面に施される。
【０４２８】
スペーサシステム（つまりスペーサユニット）は、窓＃１または窓＃２の全体に比べてどちらとも異なる温度にさらされることが多く、その中心部から窓＃１に比べて小さく、窓＃２に比べて大きく、膨張、接触するようになるため、スペーサユニット７４５０、７５５０もしくは７６５０上の性能向上コーティングを施すと好都合な場合がある。ＩＧユニットの表面＃２および／または＃３の代わりにスペーサの素地上に低放射率といったコーティングを施すと、ＩＧユニットの構成部品の差動によるスクラッチや損傷の可能性を除外できる。さらに、特別なコーティングはスペーサスタンドオフの動きによる摩耗を減らすために表面＃２および＃３の耐性を強化する為に使用される。ダイヤモンド状コーティング（ＤＬＣ）のようなコーティングはスクラッチのないガラスの表面を長期間維持するために使用される。ＤＬＣおよびその他のコーティングはすでに耐スクラッチ性およびその他の耐久性を与えるために使用されている。提案されたスペーサシステムにおける別の利点は、スペーサの基板が厚いほど、ユニットの耐熱性があがり、よって結果として生じたＩＧユニットの全体の絶縁値もあがる。
【０４２９】
スペーサ７４５０、７５５０、７６５０といったスペーサユニットのスタンドオフは円形であったり、コーン状であったり、他の形をしている断面（上から見た場合）を持つことができる。図７７および７８を参照すると、ある実施例において、スタンドオフは十字や「プラス」記号（「＋」）と似ている断面（上から見る）があり、ＩＧユニットの窓ガラスの内部表面（表面＃２および＃３）とスペーサユニットの基板部の間で物理的分離を与える。図７７に示されている実施例において、スペーサユニット７７５０の中には、基板７７５２および複数のスタンドオフ７７５４が含まれ、すべてガラス製で一体化形成されている。「＋」の形をしたスタンドオフ７７５４は縦横約０.５"の材料であり、その壁の厚さと高さは約２５ミクロンから約５０ミクロン（０.００１"から０.００２"）以内の範囲である。平均の人間の髪の毛の厚さは約７０ミクロン（０.００３"）である。透明性に加えて、ガラススタンドオフの極度に小さい幅と高さによって、実質目に見えなくなる。図７８で示されている実施例において、スペーサユニット７８５０もまた、基板７８５２と複数の「＋」の形をしたスタンドオフ７８５４から構成されている。両方ともガラス製であるが、この実施例では、基板７８５２は平らなシートとして形成されており、後にスタンドオフ７８５４は基板に加えられる。
【０４３０】
図７９を参照すると、代替実施例では、スペーサユニット７９５０は、基板部７９５２の表面にわたった配列で配置されている「Ｃ」という文字に似ている断面を持つスタンドオフ７９５４で構成されている。スタンドオフは、これら２つの窓ガラスの外側にかかる大気圧によって内側に押すことによって、ＩＧＵの窓ガラスの力をサポートできるだけの強度があれば、いかなる形やサイズでも問題ない。
【０４３１】
スタンドオフは、（適切な材料構成部品および寸法の）２つの窓ガラスがスペーサユニットの基板と接触しないようにするという要求に応じ、機能し続けるのに十分なサイズを保持するための強度が必要とされ、それによって直接の熱経路が与えられる。また、スタンドオフは、それがサポートしている窓ガラスが、その静荷重によって亀裂、損傷、その他の障害を起こすことはないように十分な表面面積をもつように設計されなければいけない。
【０４３２】
スペーサシステムを通る伝導経路を最小化するため、そしてＩＧユニットの絶縁値を最大化するためには、スペーサユニットと窓ガラスの間の全体の接触面積を最小化することが好ましい。しかしながら、ユニットの内側は、真空の中ほぼゼロｐｓｉであるのに対し、ＩＧユニットの外側は１４．７ｐｓｉ（大気もしくは１大気圧）であるため、スペーサは窓＃２および＃３から表面からの極度に高い荷重（圧力）がかかる。したがって、各スタンドオフの表面面積は窓＃１および＃２の面積は、荷重によって窓に極小の亀裂が生じたり、窓に損傷を起こしたり、意図された分離を保持できない程度までそれを圧縮するようなことのないように選択しなければならない。
【０４３３】
実施例において、ＩＧＵは以下のように組み立てられる：まず初めに、柔軟な（例：弾性）金属スリーブ（「蛇腹」とも呼ばれる）は密閉して窓＃１および＃２に接着され、窓のサブアセンブリを作る。次に、スペーサシステム（使用する場合）は２つの窓のサブアセンブリの間に置かれる。次に、スリーブは密閉して真空で一緒に接着され、それによってすべてのＩＧユニットはこの真空で密閉され、真空チューブおよび後の組立て真空ステップの必要性がなくなる。拡散接合が密封接着に適しているが、はんだガラス接合といった他の方法を行う実施例もある。
【０４３４】
スリーブを互いに密封する代替案のなかには、電気抵抗シーム溶接もしくはレーザー溶接がある。このステップにおける重要事項は、熱影響部を最小化して熱衝撃およびガラスの亀裂を防ぐことである。どちらの処理においても発熱率を抑えることにより、この可能性を軽減することができる。さらに、銅板または他の材料がユニットの表面および底面に置くことができ、それは、密封処理の間のヒートシンクとしての機能を果たす。
【０４３５】
図８０を参照すると、分離を持続させる浮遊スペーサユニットを有する絶縁ガラスユニット（ＩＧＵ）が描かれている（例：窓ガラス）。ＩＧＵ８０００には、窓ガラス８００２および８００４が含まれており、スペーサ８００６によって互いに間隙を介している。窓ガラス８００２と８００４の間の差および隙間８００８はガスもしくはガス混合物で充填することで、または真空か部分的な真空を含むことで理想的絶縁特性をもたらす。柔軟なスリーブ８０１０および８０１２は密閉して窓ガラス８００２および８００４に接着され、それぞれが、一端から互いに密閉して反対側の端に接着して、ＩＧＵスペース８００８内部においてガスまたはガス混合物（または真空）で充填される状態にする。スペーサ８００６は浮くことがきる、すなわち、２つのうち１つに対する接着剤や他の手段で接着されるけれども、両方には接着してない。８００２および８００４間のスペーサ８００６の位置は保持ロッドまたは棒８０１４によって維持され、それによって２つの中心の位置にいることができる。各保持棒８０１４はスペーサ８００６の１つの先端に接着し、柔軟なスリーブ８０１０および８０１２がもう一方の先端に接着する。好ましくは、保持棒８０１４はその間で引っ張られることによって、あるいはほかの機械的方法で柔軟なスリーブに接着しており、それは、スリーブの間の密封接着に影響しない。
【０４３６】
図８１を参照すると、別の実施例に従って、３つの窓ガラスＩＧＵが描かれている。ＩＧＵ８１００には８１０２、８１０４、８１０６が含まれている。ＩＧＵ８１００のガスが満たされていることが好ましい。弾性フレーム（例：蛇腹）８１０８、８１１０、８１１２は密閉して最初の一端で接着され、その後反対側の一端でもう片方のフレームの片側または両側が接着され、窓ガラス間の密封スペース８１１４および８１１６の中でガスが満たされ続けるように溶接密閉を提供する。ＩＧＵ８１００は、材料間の理想的スペースを維持する為に（スペーサよりも）フレーム８１０８、８１１０、８１１２の機械的強度に依存している。したがって、この構成は、スペース８１１４および８１１６の真空レベルおよび／またはユニットの圧縮荷重が高いところでの使用にはあまり適していない。
【０４３７】
図８２を参照すると、図８１に示されている実施例よりもより高い真空レベルおよび／または圧縮荷重の使用に適している別の実施例に従って、三重窓ガラスＩＧＵが描かれている。ＩＧＵ８２００には、窓ガラス８２０２、８２０４、８２０６が含まれ、それぞれの弾性フレーム８２０８、８２１０、８２１２に接着する。フレームは最初の先端で窓ガラスに密封接着され、２番目の先端で互いに窓ガラス間で密閉されたスペース８２１４と８２１６を維持する。図８０に関連して説明した実施例でのように、スペーサ８２１８および８２２０は浮いている、すなわち、２つのうち１つの隣接材料には接着することはあっても、隣接材料双方に接着することはない。図８２に描かれている実施例において、スペーサ８２１８は、実質的には、弾性スリーブ８２１０の内部の端に配置され、したがって、窓ガラス間のスペースが同一の場合はスペーサ８２１８の高さはスペーサ８２２０の高さよりも少し低くなければいけない。他の実施例では（例：図８７）、２つのスペーサが同じ厚みになるように、スペーサがスリーブ接合域の内側に取り付けられることもある。スペーサ８２１８および８２２０は保持棒８２２２および８２２４によって適所に保たれており、以前に論じたようにそれぞれがスペーサから弾性フレームまで広がっている。材料と相対運動をするように保持棒８２２２および８２２４は弾性であることが好ましいということが後に注記される。
【０４３８】
図８３を参照すると、図８０の２つの窓ガラスを有するＩＧＵ８０００は上方から示され、詳細を説明している。説明のために、フレーム域に対する窓域のサイズが非常に小さいことが理解される。しかしながら、フレームの詳細をよりよく説明するためのものであり、発明の限界とは見なされない。図８３では、窓ガラス８００２、８００４、およびスペーサ８００６が弾性フレームの間、もしくはスリーブ８０１０と８０１２の間にどのように配置されているかを示している。弾性フレームは、接合表面８３１０の内部に沿ったガラス材と、外部の接合表面８３１２に沿った別のガラス材に密閉して接着されている。浮遊スペーサ８００６は保持棒８０１４によって適所が維持されており、そのうちの１つ以上がスペーサの両端に沿って取り付けられる。保持棒の内側の先端８３１４はスペーサに接着され、保持棒の外側の先端８３１６は外側に伸び、両端が引っ張られ、あるいは弾性フレーム８０１０および／または８０１２に接合される。
【０４３９】
図８４を参照すると、別の実施例に従って２つの窓ガラスＩＧＵが描かれている。ＩＧＵ８４００は、図８０および８３に示したものと非常に類似している。そこにはスペーサ８４０６の両端に配置された窓ガラス８００２および８００４が含まれ、内部スペース８００８を定義している。弾性フレームまたはスリーブ８０１０および８０１２は一端で窓ガラスの外側の表面に密閉して接着され、反対側の一端では、スペース８００８の中はガスで充填され密封されている。スペーサユニット８４０６は、図８０に示されたスペーサ８００６とは異なっており、そこではこの実施例のスペーサが内部強化材８４０８を含んでいる。説明された実施例では、強化材８４０８はＸの形をした内部ウェブから構成されているが、他の構成も使用できる。できれば、スペーサ８４０６は一体化形成の一部として強化材８４０８を有する押し出し品目であることが好ましい。この実施例における保持棒８０１４は弾性になるように設計された外形を持ち、それによってスペーサ８４０６は、８００２および８００４に対して浮くようになる。保持棒８０１４はさらに内部の端に配置されたコネクタ部８４１０を含み、ここに詳細を説明したように、スペーサ８４０６に接合するように構成されている。
【０４４０】
図８５および８６を参照すると、一部のスペーサユニット８４０６の拡大した断面図が示されており、内部の強化材および本発明の接合態様をよりよく説明することができる。スペーサの外壁８５０６には、保持棒８０１４のコネクタ機能８４１０と連携するために適合されたコネクタ機能８５０４が含まれる。説明された実施例において、スペーサコネクタ機能８５０４は壁８５０６に「ｗ」の形で形成された幅のスロット８５０８で構成され、保持棒コネクタ機能８４１０は保持棒８０１４の端に形成された相隔たるディスク８５１０および８５１２の一対から構成されている。幅「ｗ」は棒８０１４を十分に受け入れられるように選択されているが、ディスク８５１０および８５１２の直径ｄはｄ＞ｗの状態になる。図８５に最もよく見ることができるように、矢印８５１４によって指し示されたように、保持棒８０１４上のコネクタ機能８４１０はスペーサ上のコネクタ機能８５０８へと移る場合がある。図８６に示された接合構成において、保持棒８０１４はスペーサ８４０６に取り付けられており、どちらの方向へも移動しないようにする。
【０４４１】
図８７および８８を参照すると、別の実施例に従って内部でフレームに接着した３枚の窓ガラスを有するＩＧＵが描かれている。ＩＧＵ８７００には、窓ガラス８７０２、８７０４、８７０６が含まれており、スペーサ８７０８および８７１０によって分離され、スペース８７１２および８７１４を形成する。弾性フレーム８７１６、８７１８、８７２０は密閉して８７０２、８７０４、８７０６の内部表面の端に接着され、それぞれ相互に外部の端で密閉して、スペース８７１２および８７１４内で充填されたガスを密封するか真空状態にする。スペーサ間、およびフレーム間に接合された保持棒８７２２はスペーサを窓ガラスに対して適所に保つために使用される。
【０４４２】
図８７に描かれた実施例において、スペーサ８７０８および８７１０は、ＩＧＵ８７００の内部接着されたフレームに合うように適合されている。上部スペーサ８７０８は窓ガラスの幅よりも少し小さい程度に寸法が取られ、それによって内部フレームの端に取り付けられ、接着されたフレームの端と接触しないようにしている。図８８に最もよく見られるように、下部スペーサ８７１０には、先端部のはめ込み部分８７２４に段階的な構成があり、そこではスペーサが窓ガラス８７０４および８７０６の隣接する内部表面に接着しているフレームと接触しないようにしている。説明された構成はただの例にすぎず、それだけに限定されるものではないことが理解できるであろう。弾性フレームを内部および外部に取り付ける他の多数の構成は発明の範囲内で理解されるものである。
【０４４３】
図８９から９３までを参照すると、追加実施例に従って支持ブロックを保有しているＩＧＵが説明されている。ＩＧＵが窓またはドアのフレームシステムにおいて垂直に取り付けられるとき、支持ブロックは柔軟なスリーブを有したＩＧＵの重量のうちのかなりの割合をサポートするために接合される（例：フレーム）。その間での熱転写を減らす為に、支持ブロックは柔軟なスリーブとの接触を最小化するように構成されることが好ましい。それによってまたスリーブは必要に応じて窓ガラスの相対運動に適応するようになる。
【０４４４】
はじめに図８９を参照すると、支持ブロックの使用に適している二重ＩＧＵが描かれている。ＩＧＵ８９００は、スペーサユニット８９０６によって分離された窓ガラス８９０２および８９０４から構成されている。この実施例において、スペーサユニット８９０６は、両側から突き出ている複数のスタンドオフ８９１０を有する透明シ−ト８９０８で構成されている。弾性フレーム材料８９１２および８９１４は、最初の一端である８９１６で、窓ガラス８９０２および８９０４の内部表面に密閉して接着され、２番目の一端である８９１８で、窓ガラスの間に密封空洞８９２０を形成して密閉して接着する。スペーサユニット８９０６は前述した保持棒（図示せず）を使用して、またここに説明されている他の手段によって適所を保つことができる。
【０４４５】
図９０を参照すると、支持ブロックに組み込まれたＩＧＵ８９００が描かれている。端の部分で見ると、支持ブロック９０００は、基底部分９００１と基底部分から上方へ突き出ているライザー部分９００２および９００４を含んだ状態で見え、スリーブ空洞９００８を定義する。各ライザー部分９００２および９００４は、上部先端に取り付けられた支持面９０１０を有している。支持ブロック９０００は、ＩＧＵ８９００がブロック上に配置されたときに、窓ガラス８９０２および８９０４の先端がそれぞれのライザー９００２および９００４の支持面の表面９０１０でサポートされ、弾性スリーブ８９１２および８９１４（密閉して一緒に接着したもの）がスリーブ空洞９００８の中で配置されるように寸法が取られる。熱転写を最小化するため、接着されたスリーブ８９１２および８９１４は空洞９００８に接触しないほうが好ましく、それによってその動きが制約されることがなくなる。しかしながら、（すべてではなくても）ＩＧＵ重量のかなりの割合がライザーおよびブロックの基底部分によってサポートされることになる。支持ブロック９０００は鋼やアルミニウムといった金属で形成され得るが、できれば、木、ビニール、ＰＶＣ、繊維ガラス、ポリエチレンなどといった熱伝導の低い非金属で形成されることが好ましい。必須というわけではないが、好ましい実施例においては、支持ブロック９０００は押し出しによって形成される。他の実施例においては、支持ブロックを形成するのに、ローリング、フライス加工、ルーティングといった他の成形過程が用いることもできる。
【０４４６】
図９１ａを参照すると、ＩＧＵ８９００および支持ブロック９０００が、ビルの窓またはドアフレームのようなチャネルフレームへの取り付けの後に説明されている。チャネルフレーム９１００には、基底部分９１０１と基底から上方に突き出たライザー部分９１０２および９１０４があり、チャネル９１０８を定義している。チャネルフレーム９１００はすべての支持ブロック９０００およびＩＧＵ８９００の一部がチャネル９１０８に適合するように寸法が取られる。このようにして、チャネルフレーム９１００はＩＧＵ８９００に対して、垂直方向および水平方向双方にサポートする。チャネルフレーム９１００は金属やアルミニウムといった金属から形成され得るが、できれば木、ビニール、ＰＶＣ、繊維ガラス、ポリエチレンなどといった熱伝導の低い非金属で形成されることが好ましい。
【０４４７】
チャネルフレーム９１００は従来のＵ字型の窓もしくはドアフレームであり得ることが理解される。その場合、支持ブロック９０００はアダプタの役割をし、それによって外部弾性密封フレーム（例：フレーム８９１２および８９１４）を有したＩＧＵ８９００は新規もしくは既存の構造の中に組み込まれることが可能になる。
【０４４８】
図９１ｂを参照すると、いくつかの実施例において支持ブロックおよびチャネルフレームを合体して、単一結合フレームとすることができることがさらに理解される。結合フレーム９１５０は単一フレームおよび支持ブロックの一例である。結合フレームは、別の支持ブロックを使わずに、外部弾性フレームのみを用いたＩＧＵ（例：ＩＧＵ８９００）のサポートのための新規構成において使用され得る。
【０４４９】
図９２を参照すると、一実施例の支持ブロックの透視図が描かれている。支持ブロック９２００は前述したブロック９０００の断面図と非常に類似している。ブロック９２００は他の製造方法も用いられるが、押し出しによる形成が好ましい。ブロック９２００はＬで示された長さで、関連するＩＧＵの長さと同等の場合もある。しかしながら、他の場合においては、長さＬはＩＧＵの長さの一部にすぎず、複数のブロック９２００はサポートのためにＩＧＵの端に沿って取り付けられる。
【０４５０】
図９３を参照すると、追加絶縁効果を提供するため、熱破壊スロット９２０２が支持ブロック９２００の基底部分９００１を介して形成される。これらのスロットは、ひとつのブロックからもう一方のブロックへの熱転写を減らす為にブロック９２００の側面に接合している材料の断面域を小さくする。
【０４５１】
図９４ａを参照すると、別の実施例に従ってアンカースペーサに組み込まれた二重窓ガラスＩＧＵが描かれている。ＩＧＵ９４００には、スペーサユニット９４０６によって分離された窓材（つまり窓ガラス）９４０２および９４０４が含まれ、ギャップ空洞９４０８を形成する。弾性フレーム９４１０および９４１２は、一端で窓ガラス９４０２および９４０４の内部表面に密閉して接着され、反対側の一端で一緒に密閉して接着される。スペーサアンカー９４１４は、スペーサ９４０６の各先端に備えられ、フレーム材料９４１０および９４１２の間の空洞９４１６まで延びる。スペーサアンカー９４１４には、ＩＧＵが組み立てられるときに、弾性フレーム空洞９４１６の中でアンカーの一部をとらえる外形機能がある。
【０４５２】
説明された実施例において、外形機能には、フレーム材料９４１０および９４１２の内側の先端幅に適応する切り欠き隣接面の先端９４１８、および内側の接合地点から延びるため、フレーム材料の間の幅をしっかりと埋める拡張外形を有する張り出し遠心端９４２０が含まれる。フレーム材料の外形によって、その他多くの外形機能が用いられていることが理解される。
【０４５３】
ＩＧＵ９４００の組み立ての間、フレーム材料９４１０および９４１２は、初めにそれぞれの窓ガラス９４０２および９４０４に密閉して接着される。次に、アンカー９４１４の付いたスペーサ９４０６が２つのサブアセンブリの間の適所に配置される。２つの窓サブアセンブリは、外側のフレーム接合部に沿って一緒に密閉して接着され、それによって、フレーム材料９４１０および９４１２の間の適所にアンカー９４１４を捕らえる。捕らえられたスペーサアンカー９４１４によって、２つの窓ガラスの間において、どちらの方向にもスペーサ９４０６が大幅な距離の移動が起こさないようにする。
【０４５４】
図９４ａに描かれた構成は、「開放した」スペーサユニット９４０６（図８３を参照）を有するガスで充填されたＩＧＵの典型である。そのようなＩＧＵにおいては、窓ガラス全域の圧力差が低いため、窓ガラスの内部には直接のサポートは必要ではない。しかしながら低圧ＩＧＵまたは真空ＩＧＵ（例：ＶＧＵ）を含む他の実施例においては、窓ガラスの内部への直接のサポートが必要とされる。そのような実施例において、スペーサアンカー９４１４を有した開放スペーサユニット９４０６がスペーサアンカー９４１４を有するスタンドオフ型のスペーサユニット（例：図６３ａから６５ａ、７４から７６、または８９から９１ａに示されたような）に置き換えられることがある以外は、ＩＧＵ９４００に非常に類似しているＩＧＵが使用される。スタンドオフ型のスペーサは、窓ガラスの間に置かれることで距離間隔を維持し、成形スペーサアンカー９４１４はスペーサの先端に接着され、前述したフレーム材料の間の空洞に固定することで、窓ガラスの間のスペーサの位置を維持する。
【０４５５】
図９４ｂを参照すると、別の実施例に従ってスペーサを一切有しないＩＧＵが描かれている。ＩＧＵ９４５０には、窓ガラス９４５２および９４５４が含まれ、ギャップ空洞９４５８を形成するためにお互いに相隔てられている。弾性フレーム（例：蛇腹）９４６０および９４６２は、一端で窓ガラス９４５２および９４５４の内部表面に密閉して接着され、反対側の一端でお互い密閉して接着される。弾性ではあるものの、ＩＧＵの側面に沿ったフレーム９４６０および９４６２は、機械的スペーサなしに十分な機械的剛性（または「バネ」）を提供して窓ガラス９４５２および９４５４の間隔を維持する。その場合、別個のスペーサユニットは、空洞の周辺あたりに取り付けられた開放ユニットであれ、窓ガラスの間に取り付けられたスタンドオフユニットであれ、必要とされない。通常、内部スペーサを有しないＩＧＵは、空洞９４５８内の気圧が窓ガラス全域の気圧差を下げるため、ガスもしくは空気が充填された絶縁ガラスユニットとなり、それによって、フレーム９４６０および９４６２で必要とされる剛性を減らして間隔を維持する。
【０４５６】
図９５を参照すると、さらにもう一つの実施例に従って分裂アンカースペーサを組み込んだ３枚の窓ガラスを有するＩＧＵが描かれている。ＩＧＵ９５００には、スペーサユニット９５０６および９５０７によって分離された窓材（つまり窓ガラス）９５０２、９５０３、９５０４を含み、ギャップ空洞９５０８および９５０９を形成する。弾性フレーム９５１０および９５１２は、一端にて外側の窓ガラス９５０２および９５０４の内部表面で密閉して接着され、反対側の一端で一緒に密閉して接着される。スペーサアンカー９５１４は、フレーム材料９５１０および９５１２の間の空洞９５１６へと拡張され、スペーサ９５０６および９５０７の両端で提供される。この実施例におけるスペーサアンカー９５１４は、前述した二重窓ガラスアンカー９４１４にほぼ類似している。しかしながら、この実施例におけるスペーサアンカー９５１４は各先端に様々な外形機能を有している。特に、ＩＧＵが組み立てられるとき、外側の表面には、弾性フレーム空洞９５１６の中にあるアンカーの一部を捕らえる機能９５１７および９５１８があり、内側の表面には中心窓ガラス９５０３をサポートする機能９５２０がある。
【０４５７】
ＩＧＵ９５００の組み立ての間、フレーム材料９５１０および９５１２はまずそれぞれの外側の窓ガラス９５０２および９５０４に密閉して接着され、外側窓ガラスサブアセンブリを形成する。次に、分離アンカー９５１４の付いたスペーサ９５０６および９５０７が中心窓ガラス９５０３の各側に配置され、中心サブアセンブリを形成する。中心サブアセンブリは次に２つの外側窓サブアセンブリの間に配置される。２つの外側窓サブアセンブリは外側のフレーム接合部に沿って、密閉して一緒に接着され、それによってアンカー９５１４（関連スペーサおよび中心窓ガラス付き）を捕らえ、フレーム材料９５１０および９５１２の間に配置する。捕らえられたスペーサアンカー９５１４によって、スペーサ９５０６および９５０７、さらに中心窓ガラス９５０３が２つの外側窓ガラスの間でどちらの方向にも大幅に移動しないように防ぐ。
【０４５８】
図９６ａ、９６ｂ、９６ｃを参照すると、さらにもう一つの実施例に従って、窓ガラスの外面または内面に接着された弾力性のある金属スリーブを含んだＩＧＵが描かれている。ここで前述した柔軟なスリーブシステムが、それが接着されている窓ガラスの外側の周辺の側を通って延長する弾力部を有するが、この実施例においては、ＩＧＵの弾力性のある構成部品は、２つの窓ガラス（つまり業界用語では＃２および＃３）の内部表面に密閉して接着し、弾力部は外側の周辺と「ぴったり重なって」いる、すなわち、ＩＧＵの外側周辺の中で大体配置される。密封接着は、拡散接合もしくははんだガラスの使用によるものである。この構成はスペーサ内側の周辺に沿ってスペーサを使用する既知のガスで充填されたＩＧＵと類似しているように見えるが、この実施例には大きな相違点がある。まず、弾力性金属スペーサは拡散接合またははんだガラスによって接着されて、２つの窓ガラスそれぞれの内部表面に対して密封接着を形成している。既知のＩＧＵシステムは、スペーサユニットを窓ガラスの内側に接着するために非密封接着もしくはエポキシを採用している。２つめに、この概念におけるスペーサはＸ、Ｙ、Ｚの３軸において弾力性があり、それによって２つの窓ガラスがＩＧＵの両側（つまりＩＧＵに含まれる内壁および外壁）の温度変化の影響により膨張および収縮することを可能にする。ＩＧＵの内壁および外壁の間に大幅な気圧差がある場合（例：ＩＧＵが真空であったり、減圧された圧力ガスを含む場合）、透明スペーサシステムは窓ガラスを機械的に隔てるために、ＩＧＵで使用されなければならない。スペーサシステムはまた、弾力性スリーブが窓ガラスの間に位置するための必要な深さを提供する。
【０４５９】
図９６ａを具体的に参照すると、描かれた実施例において、ＩＧＵ９６００は上部窓ガラス９６０２、上部弾力性フレーム材料９６０４、下部弾力性フレーム材料９６０６、および下部窓ガラス９６０８から構成されている。フレーム材料９６０４および９６０６は、外側の周辺内に適合するように寸法が取られ、各フレーム材料は、上部および下部接合表面を有していることが理解される。各弾力性フレーム材料９６０４および９６０６の外部接合表面は、それぞれ窓ガラス９６０２および９６０８に密閉して接着され、拡散接合もしくははんだガラスを使用して、窓サブアセンブリ９６１２および９６１４の一対を形成するのが好ましい。
【０４６０】
図９６ｂを参照すると、透明スペーサユニット９６１０は窓サブアセンブリ９６１２および９６１４の間に配置される。描かれた実施例において、スペーサユニット９６１０は、両側に一連のスタンドオフをつけた透明シートで構成されているが、他の実施例におけるスペーサユニットは、ここに前述した他の構成を使用している。次に、２つのサブアセンブリ９６１２および９６１４の内側接合表面は、好ましくは拡散接合もしくははんだガラスを利用して互いに密閉して接着され、それによってその間に密封空洞を形成し、その中にスペーサ９６１０を捕らえる。
【０４６１】
図９６ｃを参照すると、完成したＩＧＵ９６００が示されている。フレーム材料９６０４および９６０６が周囲を越えて存在していないことが理解される。ＩＧＵの空洞における理想的な大気（例：真空、減圧した圧力大気、もしくは充填されたガス）は様々な方法によってＩＧＵの中に配置されるということもさらに理解される。初めに、２つのサブアセンブリ９６１２および９６１４の接合は適切な大気（例：真空、減圧した圧力大気など）において直接行われ、よって理想の充填量が接合の空洞で「捕らえ」られる。また、ピンチ管もしくは他のそのようなポート（図示せず）はフレーム材料のひとつに組み込まれている。その場合、空洞は、接合後に、ピンチ管を介して、真空にされ、および／または適度な充填ガスを補充される。その後ピンチ管は既知の方法により密閉して封をすることができる。
【０４６２】
発明のある実施例において、金属スリーブ、およびエレクトロクロミックもしくはエレクトロクロミックコーティングを１つ以上の窓ガラスの内部表面に有した絶縁ガラスユニットが想定される。密封ユニット外側からユニット内側のコーティングまでの電気接合は、コーティングの制御に必要となり、そのような場合において金属スリーブを介する接合もまた密封されていないといけない。密封および貫通接続線と金属フレームの間の電気絶縁を維持するために、ガラス金属封じが使用されている。ガラス金属封じを利用した貫通接続の使用は、電子部品実装業界で知られている。好んで選ばれた材料には、ガラスによる湿潤性、適応する温度膨張率、および相対温度における低い気体放出速度の特性があり、それによって真空システムの中で使用しやすい状態にしている。
【０４６３】
さらなる実施例において、ＶＧＵは理想的真空もしくは減圧された圧力大気が、まだＶＧＵの窓ガラス間の空洞の中に含まれているかどうか（つまりＶＧＵが漏れていないかどうか）を表示する表示計から構成されることになる。そのような実施例のひとつにはＶＧＵの内部空洞に取り付けられている表示器があり、真空レベルが下がるおよび／または外気が空洞に進入した場合に当該表示器の色が変化する。当該表示器はラベルもしくはＶＧＵの周辺にそって取り付けられた他のもので組み込まれ、それによって窓ガラスの内側を通して見える状態になる。
【０４６４】
さらにもう一つの実施例において、ガスが充填されたＩＧＵは、ＩＧＵ密封の完全性、つまり、所望の充填ガスが漏れたかどうかおよび／またはガスがＩＧＵの外側と内側の間で交換されているかといったようなことを示す表示器で構成されることになる。当該表示器はラベルや窓ガラスの内側を通して見えるような色が変化するもので構成されることが好ましい。強度や色合いといった色の特性が絶縁特性の漏洩および／または損失を表示することができればさらに好ましい。
【０４６５】
より様々な形状で本発明が示され、説明されてきたが、これらの実施例に限定されず、本発明の範囲を越えることなくさらなる追加変更を行うことができることが、当業者には明白である。
【０４６６】
特に、本発明は、真空の代わりに窓ガラスの間の空隙を埋めるために空気、窒素、アルゴン、クリプトン、キセノンおよびそれらのガスの混合物を含んだ様々なガスを使用して行われることが理解される。空隙内のガスは減圧された、もしくは部分的な圧力であってもよく、その場合でもここで説明されたスペーサアセンブリは必要になるかもしれないし、大気または高い圧力においては、ここで説明されたスペーサアセンブリは除去されるかもしれない。他の実施例においては、ここで説明されたスペーサアセンブリは窓ガラスの周辺にのみ配置された簡易スペーサアセンブリと置き換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０４６７】
【図１】密封マイクロデバイスパッケージの斜視図である。
【図２】図１のマイクロデバイスパッケージの断面図である。
【図３】本発明の一実施態様により製造されるカバーアセンブリの分解図である。
【図４ａ】成形された両側を有するシ−トである。
【図４ｂ】成形された片側を有するシートである。
【図５】金属化の前のシ−トシールリング領域の拡大図である。
【図６】金属化の後のシ−トシールリング領域の拡大図である。
【図７】事前に加工されたフレームによる断面図である。
【図８】接合前の金属化するシ−トに対するフレームの取り付けを図解する図である。
【図９】一実施態様により事前に加工されたフレームを使用して、カバーアセンブリを製造するための工程のブロック図である。
【図１０】はんだのプレフォームを使用して製造されたカバーアセンブリの分解図である。
【図１１】インクジェットによって適用されるはんだを利用する、別の実施態様の部分斜視図である。
【図１２ａ】さらに本発明の別の実施態様により、カバーアセンブリを製造する工程の最初の透明なシ−トである。
【図１２ｂ】さらに本発明の別の実施態様により、カバーアセンブリを製造する工程の最初の金属化後の透明なシ−トである。
【図１２ｃ】さらに本発明の別の実施態様により、カバーアセンブリを製造する工程の完成したフレーム／熱拡散器の蒸着の後の透明なシ−トである。
【図１３ａ】図１２ａのシ−トの部分横断面である。
【図１３ｂ】図１２ｂのシ−トの部分横断面である。
【図１３ｃ】図１２ｃのシ−トの部分横断面である。
【図１４】別の実施態様による、コールドガス動的溶射技術を使用して、カバーアセンブリを製造するための工程のブロック図である。
【図１５ａ】別の実施態様により製造される多重ユニットアセンブリの分解図である。
【図１５ｂ】図１５ａのフレームの底面図である。
【図１６ａ】別の実施態様により形成される適合した工具を図解する図である。
【図１６ｂ】分離の方法を例証する多重ユニットアセンブリの側面図である。
【図１７ａ】さらに別の実施態様による複数のカバーアセンブリの製造を図解する図であって、その元の状態での透明なシ−トである。
【図１７ｂ】さらに別の実施態様による複数のカバーアセンブリの製造を図解する図であって、複数開口のフレーム／熱拡散器の蒸着の後のシ−トを図解する図である。
【図１８ａ】電気抵抗加熱とともに使用するのに適切なアセンブリ構成を図解する図であって、シ−トの構成を図解する図である。
【図１８ｂ】電気抵抗加熱とともに使用するのに適切なアセンブリ構成を図解する図であって、フレームの構成を図解する図である。
【図１８ｃ】電気抵抗加熱とともに使用するのに適切なアセンブリ構成を図解する図であって、接着したシ−トおよびフレームを図解する図である。
【図１９ａ】電気抵抗加熱とともに加熱するために適切な多重ユニットアセンブリ構成を図解する図である。
【図１９ｂ】電気抵抗加熱とともに加熱するために適切な多重ユニットアセンブリ構成を図解する図である。
【図１９ｃ】電気抵抗加熱とともに加熱するために適切な多重ユニットアセンブリ構成を図解する図である。
【図１９ｄ】電気抵抗加熱とともに加熱するために適切な多重ユニットアセンブリ構成を図解する図である。
【図１９ｅ】電気抵抗加熱とともに加熱するために適切な多重ユニットアセンブリ構成を図解する図である。
【図１９ｆ】電気抵抗加熱とともに加熱するために適切な多重ユニットアセンブリ構成を図解する図である。
【図２０ａ】拡散接合のための中間層を含む窓アセンブリの分解図である。
【図２０ｂ】拡散接合後の図２０ａの窓アセンブリを図解する図である。
【図２０ｃ】内部および外部のフレームを有する、本発明の追加的な実施態様を図解する図であって、接合前の「挟まれた」窓アセンブリの分解図である。
【図２０ｄ】内部および外部のフレームを有する、本発明の追加的な実施態様を図解する図であって、接合後の図２０ｃの完全なアセンブリを図解する図である。
【図２０ｅ】拡散接合の間、窓アセンブリを位置合わせ、または押し込むための固定物を図解する図であって、中身のない固定物およびクランプを図解する図である。
【図２０ｆ】拡散接合の間、窓アセンブリを位置合わせ、または押し込むための固定物を図解する図であって、接合のためにそこに配置される窓アセンブリを有する図２０ｅの固定物を図解する図である。
【図２０ｇ】拡散接合の間、窓アセンブリを位置合わせ、または押し込むための固定物を図解する図であって、窓アセンブリ上により多くの軸圧力を生成するよう設計された代替の固定物を図解する図である。
【図２１ａ】本発明の他の実施態様によるウエハーレベルの密封マイクロデバイスパッケージの断面図であり、逆側の電気的接続を有するウエハーレベルの密封マイクロデバイスパッケージである。
【図２１ｂ】本発明の他の実施態様によるウエハーレベルの密封マイクロデバイスパッケージの断面図であり、同側の電気的接続を有するウエハーレベルの密封マイクロデバイスパッケージである。
【図２１ｃ】図２１ｂのパッケージのアセンブリの方法を示す分解図である。
【図２２】多数同時にウエハーレベルをパッケージ化するのに適切で、そこに形成される複数マイクロデバイスを有する半導体ウエハーを図解する図である。
【図２３】ウエハー表面の金属化後の図２２の半導体ウエハーを図解する図である。
【図２４】密封パッケージのウエハー表面と窓シ−トとの間の取り付けるための金属フレームを図解する図である。
【図２５ａ】図２４のフレーム部材の拡大図であって、唯一化の前の二重フレーム部材の一部の頂面図である。
【図２５ｂ】図２４のフレーム部材の拡大図であって、図２５ａの二重フレーム部材の端面図である。
【図２５ｃ】図２４のフレーム部材の拡大図であって、フレームの周囲から、またはデバイスの唯一化の後の単一のフレーム部材の一部の頂面図である。
【図２５ｄ】図２４のフレーム部材の拡大図であって、図２５ｃの単一のフレーム部材の端面図である。
【図２６】図２４のフレームに取り付けるための金属化窓シ−トを図解する図である。
【図２７】唯一化の前の複数パッケージアセンブリの横断側面図である。
【図２８】図２７の複数パッケージアセンブリの唯一化の１つの選択肢を図解する図である。
【図２９】図２７の複数パッケージアセンブリの唯一化の別の選択肢を図解する図である。
【図３０】電極配列部を有する、別の実施態様によるウエハー表面の金属化の後の半導体ウエハーを図解する図である。
【図３１】電極配列部を有する、別の実施態様による金属化窓シートを図解する図である。
【図３２】直接電極アクセスを有する、別の実施態様による唯一化の前の複数パッケージアセンブリの横断側面図である。
【図３３】同側のパッドを有するマイクロデバイスの頂面図である。
【図３４】図３３のそこに形成される複数のマイクロデバイスを有する半導体ウエハーを図解する図である。
【図３５】ウエハー表面の金属化の後、図３４の半導体ウエハーを図解する図である。
【図３６】図３５のウエハー表面に取り付けるための金属フレームを図解する図である。
【図３７】図３６のフレームに取り付けるための金属化窓シ−トを図解する図である。
【図３８】完成した複数パッケージアセンブリの頂面図である。
【図３９】図３８の複数パッケージアセンブリのコラム分離後の複数パッケージの細片を図解する図である。
【図４０】図３９の複数パッケージの細片の唯一化の後の、単一のパッケージ化されたマイクロデバイスを図解する図である。
【図４１】唯一化の前の代替フレームの設計を有する複数パッケージアセンブリの部分横断側面図である。
【図４２ａ】代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４２ｂ】代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４２ｃ】代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４２ｄ】代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４２ｅ】代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４３ａ】追加の代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、１つ以上の接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４３ｂ】追加の代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、１つ以上の接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４３ｃ】追加の代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、１つ以上の接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４３ｄ】追加の代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、１つ以上の接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４３ｅ】追加の代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、１つ以上の接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４４ａ】さらに他の代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４４ｂ】さらに他の代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４４ｃ】さらに他の代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４４ｄ】さらに他の代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４４ｅ】さらに他の代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４５ａ】さらに他の代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、１つ以上の接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４５ｂ】さらに他の代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、１つ以上の接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４５ｃ】さらに他の代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、１つ以上の接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４５ｄ】さらに他の代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、１つ以上の接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４５ｅ】さらに他の代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、１つ以上の接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４５ｆ】さらに他の代替フレーム設計の横断側面図であり、それぞれは、１つ以上の接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４６ａ】代替フレーム設計の部分平面図であり、それぞれは、接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４６ｂ】代替フレーム設計の部分平面図であり、それぞれは、接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４６ｃ】代替フレーム設計の部分平面図であり、それぞれは、接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４６ｄ】代替フレーム設計の部分平面図であり、それぞれは、接続つまみによって接着される、１組の隣接するフレーム側面の部材である。
【図４７】光化学作用の機械加工（ＰＣＭ）によって加工されるフレームアセンブリの平面図である。
【図４８】図４７のフレームアセンブリの横断側面図である。
【図４９】唯一化の前のＰＣＭ加工の多数フレームの配列の斜視図である。
【図５０】二重窓枠の密封された窓アセンブリの分解図である。
【図５１】図５０の組み立てられた二重窓枠の密封された窓アセンブリの斜視図である。
【図５２】２つの二重窓枠の密封された窓アセンブリを含むビルの窓ユニットの分解図である。
【図５３】図５２の組み立てられたビルの窓ユニットの斜視図である。
【図５４】三重窓枠の密封された窓アセンブリの分解図である。
【図５５】図５４の組み立てられた三重窓枠の密封された窓アセンブリの斜視図である。
【図５６】同時接合のための密封された窓アセンブリの複数のセットを固定するための器具を図解する図である。
【図５７】従来技術による二重窓枠の真空ガラスユニット（「ＶＧＵ」）である。
【図５８ａ】一実施態様による真空ガラスユニットの構成材の分解図である。
【図５８ｂ】図５８ａのＶＧＵの組み立て図である。
【図５８ｃ】上位フレーム部材の下位フレーム部材への接着／接合を図解する図である。
【図５８ｄ】上位フレーム部材の下位フレーム部材への接着／接合を図解する図である。
【図５８ｅ】上位フレーム部材の下位フレーム部材への接着／接合を図解する図である。
【図５８ｆ】別の実施態様による、適合フレームの斜視図である。
【図５９ａ】別の実施態様による、織物スペーサーを組み込む、真空ガラスユニットの構成材の分解図である。
【図５９ｂ】図５９ａのＶＧＵの組み立て図である。
【図６０ａ】別の実施態様による、任意中間層を有するＶＧＵの構成材の分解図である。
【図６０ｂ】図６０ａのＶＧＵの組み立て図である。
【図６１ａ】別の実施態様による、下位窓ガラスの加工に組み込まれるスペーサーを有するＶＧＵの構成材の分解図である。
【図６１ｂ】図６１ａのＶＧＵの組み立て図である。
【図６２ａ】別の実施態様による、窓ガラスの加工に組み込まれる表面のうちの１つにあるスペーサーを有する窓ガラスの側面図である。
【図６２ｂ】図６２ａの、スペーサーを有する窓ガラスの第一斜視図である。
【図６２ｃ】図６２ａの、スペーサーを有する窓ガラスの第二斜視図である。
【図６３ａ】別の実施態様による、シ−トの上端側および下端側（の一部として）にあるスタンドオフで加工される透明なシ−トの中央スペーサーユニットを有するＶＧＵの構成材の分解図である。
【図６３ｂ】図６３ａのＶＧＵの組み立て図である。
【図６４ａ】別の実施態様による、密封フレーム部材と窓ガラスとの間の任意部材を有するＶＧＵの構成材の分解図である。
【図６４ｂ】図６４ａのＶＧＵの組み立て図である。
【図６５ａ】別の実施態様による、類似した形状およびサイズの上位および下位フレーム部材を有するＶＧＵの構成材の分解図である。
【図６５ｂ】図６５ａのＶＧＵの組み立て図である。
【図６６ａ】フレーム部材の「ガルウイング」の横断面の側面の３つの変形物を示す図である。
【図６６ｂ】フレーム部材の「ガルウイング」の横断面の側面の３つの変形物を示す図である。
【図６６ｃ】フレーム部材の「ガルウイング」の横断面の側面の３つの変形物を示す図である。
【図６７ａ】別の実施態様による、水平格子および垂直格子のアセンブリの斜視図である。
【図６７ｂ】別の実施態様による、スタンドオフの水平格子および垂直格子のアセンブリの斜視図である。
【図６７ｃ】図６７ｂの格子アセンブリの側面図である。
【図６７ｄ】サブアセンブリを形成するために、上位窓ガラスと下位窓ガラスとの間に配置される図６７ｂの格子アセンブリの分解図である。
【図６７ｅ】図６７ｄのサブアセンブリの組み立て斜視図である。
【図６７ｆ】図６７ｄのサブアセンブリの組み立て側面図である。
【図６７ｇ】図６７ｆの桟および窓ガラスのサブアセンブリを使用する、ＶＧＵの構成材を示す分解図である。
【図６７ｈ】図６７ｇのＶＧＵを示す組み立て図である。
【図６８ａ】別の実施態様による、窓ガラスの内部（内側）表面に接合されるフレーム部材を有するＶＧＵの分解図である。
【図６８ｂ】図６８ａのＶＧＵを示す組み立て図である。
【図６９ａ】別の実施態様による、内部桟アセンブリ、および上位および下位窓ガラスの外面を越えて伸びるフレーム部材を接合した内部窓ガラスを有するＶＧＵの分解図である。
【図６９ｂ】図６９ａのＶＧＵを示す組み立て図である。
【図７０ａ】別の実施態様による、内部窓ガラスを接合したフレーム部材およびフレーム部材と窓ガラスとの間の任意中間層を有するＶＧＵの分解図である。
【図７０ｂ】図７０ａのＶＧＵを示す組み立て図である。
【図７１ａ】別の実施態様による、中央スペーサーユニットを有するＶＧＵを示す図である。
【図７１ｂ】さらに別の実施態様による、中央スペーサーユニット、および中央スペーサーユニットに取り付けられる中間フレーム部材を有するＶＧＵを示す図である。
【図７１ｃ】さらなる実施態様による、中央スペーサーユニット、および中央スペーサーユニットに取り付けられる中間フレーム部材を有するＶＧＵを示す図である。
【図７２ａ】別の実施態様による、スペーサーおよび平らな中央スペーサーを設置した上位および下位窓ガラスを有するＶＧＵの構成材の分解図である。
【図７２ｂ】図７２ａのＶＧＵの組み立て図である。
【図７３ａ】別の実施態様による、真空ガラスユニットの構成材の分解図である。
【図７３ｂ】図７３ａのＶＧＵの組み立て図である。
【図７３ｃ】別の実施態様による、適合したフレームの斜視図である。
【図７４】一実施態様による、真空ガラスユニット用のスペーサーユニットの側面図である。
【図７５】別の実施態様による、真空ガラスユニット用のスペーサーユニットの側面図である。
【図７６】「層状」または「挟まれた」構造を有するさらなる実施態様による、真空ガラスユニット用のスペーサーユニットの側面図である。
【図７７】十字状スタンドオフの、スペーサーユニットの一部の拡大正面図である。
【図７８】十字状スタンドオフの、スペーサーユニットの一部の別の正面図である。
【図７９】「Ｃ」状スタンドオフの、スペーサーユニットの一部の拡大正面図である。
【図８０】別の実施態様による、スペーサーを有する２つの桟のＩＧＵの断面図である。
【図８１】別の実施態様による、３つの桟のガス充填されたＩＧＵの断面図である。
【図８２】別の実施態様による、スペーサーを有する３つの桟のＩＧＵの断面図である。
【図８３】図８０のＩＧＵの、取り壊された部分を有する、頂面図である。
【図８４】別の実施態様による、スペーサーを有する２つの桟のＩＧＵの断面図である。
【図８５】図８４のスペーサーおよびリテーナバーの拡大横断斜視図である。
【図８６】その接続を示す、図８５のスペーサーおよびリテーナバーである。
【図８７】別の実施態様による、内部フレーム台およびスペーサーを有する３つの桟のＩＧＵの断面図である。
【図８８】図８７のＩＧＵの拡大部分である。
【図８９】別の実施態様のよる、スペーサーを有する２つの桟のＩＧＵの断面図である。
【図９０】別の実施態様による、台のブロックによって支持されている図８９のＩＧＵである。
【図９１ａ】フレームにはめ込まれた図９０のＩＧＵおよび台のブロックである。
【図９１ｂ】別の実施態様による、単一の複合フレームである。
【図９２】図９０の台のブロックの一部の斜視図である。
【図９３】図９２の台のブロックの一部の頂面図である。
【図９４ａ】別の実施態様による、固定されたスペーサーを有する２つの窓枠のＩＧＵである。
【図９４ｂ】別の実施態様による、スペーサーを有しない２つの窓枠のＩＧＵである。
【図９５】さらなる別の実施態様による、分割されて固定されたスペーサーを有する３つの窓枠のＩＧＵである。
【図９６ａ】別の実施態様による、曲がりやすいスペーサーを有するＩＧＵのアセンブリを示す斜視図である。
【図９６ｂ】別の実施態様による、曲がりやすいスペーサーを有するＩＧＵのアセンブリを示す斜視図である。
【図９６ｃ】別の実施態様による、曲がりやすいスペーサーを有するＩＧＵのアセンブリを示す斜視図である。
【図１】
2008542578.tif 000123
【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008542578.tif 000130
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【図１４】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
2008542578.tif 000149
【図１８ｃ】
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【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図１９ｃ】
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【図１９ｄ】
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【図１９ｅ】
2008542578.tif 000155
【図１９ｆ】
2008542578.tif 000156
【図２０ａ】
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【図２０ｂ】
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【図２０ｃ】
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【図２０ｄ】
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【図２０ｅ】
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【図２０ｆ】
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【図２０ｇ】
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【図２１ａ】
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【図２１ｂ】
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【図２１ｃ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５ａ】
2008542578.tif 000170
【図２５ｂ】
2008542578.tif 000171
【図２５ｃ】
2008542578.tif 000172
【図２５ｄ】
2008542578.tif 000173
【図２６】
2008542578.tif 000174
【図２７】
2008542578.tif 000175
【図２８】
2008542578.tif 000176
【図２９】
2008542578.tif 000177
【図３０】
2008542578.tif 000178
【図３１】
2008542578.tif 000179
【図３２】
2008542578.tif 000180
【図３３】
2008542578.tif 000181
【図３４】
2008542578.tif 000182
【図３５】
2008542578.tif 000183
【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
2008542578.tif 000187
【図４０】
2008542578.tif 000188
【図４１】
2008542578.tif 000189
【図４２ａ】
2008542578.tif 000190
【図４２ｂ】
2008542578.tif 000191
【図４２ｃ】
2008542578.tif 000192
【図４２ｄ】
2008542578.tif 000193
【図４２ｅ】
2008542578.tif 000194
【図４３ａ】
2008542578.tif 000195
【図４３ｂ】
2008542578.tif 000196
【図４３ｃ】
2008542578.tif 000197
【図４３ｄ】
2008542578.tif 000198
【図４３ｅ】
2008542578.tif 000199
【図４４ａ】
2008542578.tif 000200
【図４４ｂ】
2008542578.tif 000201
【図４４ｃ】
2008542578.tif 000202
【図４４ｄ】
2008542578.tif 000203
【図４４ｅ】
2008542578.tif 000204
【図４５ａ】
2008542578.tif 000205
【図４５ｂ】
2008542578.tif 000206
【図４５ｃ】
2008542578.tif 000207
【図４５ｄ】
2008542578.tif 000208
【図４５ｅ】
2008542578.tif 000209
【図４５ｆ】
2008542578.tif 000210
【図４６ａ】
2008542578.tif 000211
【図４６ｂ】
2008542578.tif 000212
【図４６ｃ】
2008542578.tif 000213
【図４６ｄ】
2008542578.tif 000214
【図４７】
2008542578.tif 000215
【図４８】
2008542578.tif 000216
【図４９】
2008542578.tif 000217
【図５０】
2008542578.tif 000218
【図５１】
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【図５２】
2008542578.tif 000220
【図５３】
2008542578.tif 000221
【図５４】
2008542578.tif 000222
【図５５】
2008542578.tif 000223
【図５６】
2008542578.tif 000224
【図５７】
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【図５８ａ】
2008542578.tif 000226
【図５８ｂ】
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【図５８ｃ】
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【図５８ｄ】
2008542578.tif 000229
【図５８ｅ】
2008542578.tif 000230
【図５８ｆ】
2008542578.tif 000231
【図５９ａ】
2008542578.tif 000232
【図５９ｂ】
2008542578.tif 000233
【図６０ａ】
2008542578.tif 000234
【図６０ｂ】
2008542578.tif 000235
【図６１ａ】
2008542578.tif 000236
【図６１ｂ】
2008542578.tif 000237
【図６２ａ】
2008542578.tif 000238
【図６２ｂ】
2008542578.tif 000239
【図６２ｃ】
2008542578.tif 000240
【図６３ａ】
2008542578.tif 000241
【図６３ｂ】
2008542578.tif 000242
【図６４ａ】
2008542578.tif 000243
【図６４ｂ】
2008542578.tif 000244
【図６５ａ】
2008542578.tif 000245
【図６５ｂ】
2008542578.tif 000246
【図６６ａ】
2008542578.tif 000247
【図６６ｂ】
2008542578.tif 000248
【図６６ｃ】
2008542578.tif 000249
【図６７ａ】
2008542578.tif 000250
【図６７ｂ】
2008542578.tif 000251
【図６７ｃ】
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【図６７ｄ】
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【図６７ｅ】
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【図６７ｆ】
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【図６７ｇ】
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【図６７ｈ】
2008542578.tif 000257
【図６８ａ】
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【図６８ｂ】
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【図６９ａ】
2008542578.tif 000260
【図６９ｂ】
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【図７０ａ】
2008542578.tif 000262
【図７０ｂ】
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【図７１ａ】
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【図７１ｂ】
2008542578.tif 000265
【図７１ｃ】
2008542578.tif 000266
【図７２ａ】
2008542578.tif 000267
【図７２ｂ】
2008542578.tif 000268
【図７３ａ】
2008542578.tif 000269
【図７３ｂ】
2008542578.tif 000270
【図７３ｃ】
2008542578.tif 000271
【図７４】
2008542578.tif 000272
【図７５】
2008542578.tif 000273
【図７６】
2008542578.tif 000274
【図７７】
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【図７８】
2008542578.tif 000276
【図７９】
2008542578.tif 000277
【図８０】
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【図８１】
2008542578.tif 000279
【図８２】
2008542578.tif 000280
【図８３】
2008542578.tif 000281
【図８４】
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【図８５】
2008542578.tif 000283
【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１ａ】
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【図９１ｂ】
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【図９２】
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【図９３】
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【図９４ａ】
2008542578.tif 000293
【図９４ｂ】
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【図９５】
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【図９６ａ】
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【図９６ｂ】
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【図９６ｃ】
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