(57)【要約】  ガラス密封ガス放電管である。幾つかの実施形態では、ガス放電管（ＧＤＴ）は、第１および第２の側面を有し開口部を画定する絶縁体基板を含んでいてもよい。ＧＤＴは、絶縁体基板の第１の側面の開口部を覆うように実装された第１の電極と、絶縁体基板の第２の側面の開口部を覆うように実装された第２の電極をさらに含んでいてもよい。ＧＤＴは、第１の電極と絶縁体基板の第１の側面との間に実装される第１のガラスシールと、第２の電極と絶縁体基板の第２の側面との間に実装される第２のガラスシールとをさらに含んでいてもよく、これにより、開口部、第１の電極および第２お電極によって画定されるチャンバに密封シールが提供される。
2020522844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス放電管（ＧＤＴ）デバイスであって、
第１および第２の側面を有し開口部を画定する絶縁体基板と、
前記絶縁体基板の第１の側面の開口部を覆うように実装された第１の電極、および、前記絶縁体基板の第２の側面の開口部を覆うように実装された第２の電極と、
前記第１の電極と前記絶縁体基板の第１の側面との間に実装された第１のガラスシール、および、前記第２の電極と前記絶縁体基板の第２の側面との間に実装された第２のガラスシールであって、前記開口部と第１および第２の電極とによって画定されるチャンバのための密封シールを提供する、第１および第２のガラスシールと、
を備える、ガス放電管（ＧＤＴ）デバイス。
【請求項２】
前記絶縁体基板がセラミック基板を含む、請求項１に記載のＧＤＴデバイス。
【請求項３】
前記第１および第２の電極のそれぞれが銅材料を含む、請求項１に記載のＧＤＴデバイス。
【請求項４】
前記第１および第２のガラスシールのそれぞれが、リフローされたガラス層を含む、請求項１に記載のＧＤＴデバイス。
【請求項５】
前記リフローされたガラス層が、前記絶縁体基板および対応する電極のそれぞれの側面に存在していたガラス層からのガラス材料を含んでいる、請求項４に記載のＧＤＴデバイス。
【請求項６】
さらに、
前記チャンバ内に実質的に含まれるガスまたはガス混合物を含む、請求項１に記載のＧＤＴデバイス。
【請求項７】
前記第１および第２のガラスシールのそれぞれが、シリカ化合物を含むかまたはシリカ化合物ベースのものである、請求項１に記載のＧＤＴデバイス。
【請求項８】
前記シリカ化合物が二酸化ケイ素または石英を含む、請求項７に記載のＧＤＴデバイス。
【請求項９】
ガス放電管（ＧＤＴ）デバイスの製造方法であって、
第１および第２の側面を有し開口部を画定する絶縁体基板を提供または形成するステップと、
前記絶縁体基板の第１および第２の側面のそれぞれの開口部の周りにガラス層を適用するステップと、
第１の電極および第２の電極を提供または形成するステップと、
前記第１および第２の電極のそれぞれにガラス層を適用するステップと。
各電極上の前記ガラス層は絶縁体基板の対応する側面のガラス層と係合するように、前記絶縁体基板の第１の側面の第１の電極と前記絶縁体基板の第２の側面の第２の電極とのアセンブリを形成するステップと、
前記アセンブリを加熱して、各電極上の前記ガラス層、および、絶縁体基板の対応する側面の前記ガラス層を溶融させリフローされたガラスシールを生成するように、前記アセンブリを加熱するステップと、
を含む、ガス放電管（ＧＤＴ）デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記絶縁体基板の各側面の前記開口部の周りに前記ガラス層を適用するステップ、および、前記第１および第２の電極のそれぞれに前記ガラス層を適用するステップが、焼結ステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記リフローされたガラスシールが、前記開口部ならびに前記第１および第２の電極によって画定されたチャンバのための密封シールを提供する、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
さらに、
密封された前記チャンバが所定のガスを含むように、加熱の少なくとも一部の間に、所定のガスを提供するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
さらに、
前記リフローされたガラスシールの形成後に前記アセンブリを冷却するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＧＤＴは、絶縁体基板のアレイを画定する絶縁体シートによって接合された複数のＧＤＴのうちの１つである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
さらに、
前記絶縁体シートを個別化して、複数の個々のＧＤＴを生成するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記絶縁体シートの個別化は、前記アセンブリの冷却後に実行される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
各境界によって画定される複数のユニットを有する絶縁体シートであって、各ユニットは、第１および第２の側面を有し開口部を画定する絶縁体基板を含んでいる、絶縁体シートと、
それぞれが前記絶縁体基板の第１の側面の各ユニットの開口部を覆うように実装された複数の第１の電極、および、それぞれが絶縁体基板の第２の側面の各ユニットの開口部を覆うように実装された複数の第２の電極と、
それぞれが各ユニットの絶縁体基板の第１の電極と第１の側面の間に実装された複数の第１のガラスシール、および、それぞれが各ユニットの絶縁体基板の第２の電極と第２の側面の間に実装された複数の第２のガラスシールであって、第１および第２のガラスシールは、それぞれのユニットの第１および第２の電極と前記開口部とによって画定されるチャンバのための密封シールを提供すものである、複数の第１および第２のガラスシールと、
を備える、ガス放電管（ＧＤＴ）のアセンブリ。
【請求項１８】
前記複数のユニットがアレイ状に配置されている、請求項１７に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
前記境界の少なくとも幾つかは、前記ユニットのアレイを個々のユニットへ個別化できるように構成される、請求項１８に記載のアセンブリ。
【請求項２０】
ガス放電管（ＧＤＴ）デバイスの製造方法であって、
各境界によって画定されている複数のユニットを有する絶縁体シートを提供または形成するステップであって、各ユニットは、第１および第２の側面を有し開口部を画定する絶縁体基板を含むものである、ステップと、
各ユニットの絶縁体基板の第１の側面の開口部の周囲にガラス層を適用するステップと、
各ユニットの絶縁体基板の第２の側面の開口部の周囲にガラス層を適用するステップと、
複数の第１の電極および複数の第２の電極を提供または形成するステップと、
第１の電極および第２の電極のそれぞれにガラス層を適用するステップと、
各電極のガラス層がそれぞれのユニットの絶縁体基板の対応する側面のガラス層に係合するように、絶縁体シートの第１の側面の第１の電極と絶縁体シートの第２の側面の第２の電極とをアセンブルするステップと、
を含む、ガス放電管（ＧＤＴ）デバイスの製造方法。
【請求項２１】
さらに、
前記アセンブリを加熱するステップであって、その加熱により、各電極のガラス層と各ユニットの絶縁体基板の対応する側面のガラス層とを溶融させ、それぞれのユニットの第１および第２の電極と開口部とによって画定されるチャンバのための密封シールを提供するリフローガラスシールを生成する、ステップを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
さらに、
各密封チャンバが所定のガスを含むように、加熱の少なくとも一部の間に所定のガスを提供するステップを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
さらに、
各ユニットのリフローされたガラスシールの形成後にアセンブリを冷却するステップを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
さらに、
前記絶縁体シートを個別化して、複数の個々のＧＤＴを生成するステップを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
第１および第２の側面を有し開口部を画定する絶縁体基板と、前記絶縁体基板の第１の側面の開口部を覆うように実装される第１の電極と、前記絶縁体基板の第２の側面の開口部を覆うように実装される第２の電極と、を含むガス放電管（ＧＤＴ）であって、当該ＧＤＴは、さらに、第１の電極と絶縁体基板の第１の側面の間に実装される第１のガラスシール、および第２の電極と絶縁体基板の第２の側面の間に実装される第２のガラスシールを有し、それにより前記第１および第２のガラスシールが前記開口部ならびに第１および第２の電極によって画定されるチャンバのための密封シールを提供する、ガス放電管（ＧＤＴ）と、
前記ＧＤＴに電気的に接続された電気部品と、
を備える、電気デバイス。
【請求項２６】
前記ＧＤＴと前記電気部品との間の電気的接続は、前記電気デバイスが単一のパッケージユニットであるように構成されている、請求項２５に記載の電気デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、２０１７年５月２９日に出願されたＧＬＡＳＳ  ＳＥＡＬＥＤ  ＧＡＳ  ＤＩＳＣＨＡＲＧＥ  ＴＵＢＥＳと題する米国仮出願第６２／５１２，１６３号の優先権を主張し、その開示はその全体が参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、ガス放電管ならびに関連するデバイスおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ガス放電管（ＧＤＴ）は、２つの電極の間に閉じ込められた一定量のガスを含むデバイスである。２つの電極間に十分な電位差が存在する場合、ガスはイオン化して導電性媒体を提供し、それによってアークの形態での電流を生成することができる。
【０００４】
そのような動作原理に基づき、ＧＤＴは、電気的な障害中の種々の用途のための信頼性の高い効果的な保護を提供するように構成可能である。一部の用途においては、低静電容量や低い挿入／リターン損失などの特性などから、ＧＤＴが半導体放電デバイスよりも好ましい場合がある。したがって、ＧＤＴは、電気通信や、過電圧などの電気的な障害に対する保護が必要なその他の用途において、頻繁に使用されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
幾つかの実装形態では、本開示は、第１および第２の側面を有し開口部を画定する絶縁体基板と、絶縁体基板の第１の側面の開口部を覆うように実装された第１の電極と、絶縁体基板の第２の側面の開口部を覆うように実装された第２の電極とを含むガス放電管（ＧＤＴ）デバイスに関する。ＧＤＴデバイスは、第１の電極と絶縁体基板の第１の側面との間に実装された第１のガラスシールと、第２の電極と絶縁体基板の第２の側面との間に実装された第２のガラスシールとをさらに含んでおり、これにより、第１および第２のガラスシールによって、開口部と第１および第２の電極によって規定されるチャンバのための密封シールが提供される。
【０００６】
幾つかの実施形態では、絶縁体基板はセラミック基板を含んでいてもよい。幾つかの実施形態では、第１および第２の電極のそれぞれが銅材料を含んでいてもよい。
【０００７】
幾つかの実施形態では、第１および第２のガラスシールのそれぞれは、リフローされたガラス層を含むことができる。リフローされたガラス層は、絶縁体基板および対応する電極のそれぞれの側面に存在していたガラス層からのガラス材料を含むものであってもよい。
【０００８】
幾つかの実施形態では、ＧＤＴデバイスは、チャンバ内に実質的に含まれるガスまたはガス混合物をさらに含んでいてもよい。幾つかの実施形態では、第１および第２のガラスシールのそれぞれは、シリカ化合物を含むか、またはシリカ化合物ベースのものであってもよい。シリカ化合物は、例えば、二酸化ケイ素または石英を含むことができる。
【０００９】
幾つかの実装形態では、本開示は、ガス放電管（ＧＤＴ）デバイスを製造する方法に関する。この方法は、第１および第２の側面を有する絶縁体基板を提供または形成し、開口部を画定すること、および絶縁体基板の第１および第２の側面のそれぞれの開口部の周りにガラス層を適用することを含む。この方法は、さらに、第１の電極および第２の電極を提供または形成すること、および第１および第２の電極のそれぞれにガラス層を適用することを含む。当該方法は、各電極上のガラス層が絶縁体基板の対応する側のガラス層と係合するように、絶縁体基板の第１の側面の第１の電極と絶縁体基板の第２の側面の第２の電極とのアセンブリを形成することをさらに含む。この方法は、さらに、アセンブリを加熱して、各電極上のガラス層および絶縁体基板の対応する側のガラス層を溶融し、リフローされたガラスシールを生成することを含む。
【００１０】
幾つかの実施形態では、絶縁体基板の各側の開口部の周りのガラス層の適用、および第１および第２の電極のそれぞれへのガラス層の適用は、焼結ステップを含むものであってもよい。
【００１１】
幾つかの実施形態では、リフローされたガラスシールは、開口部ならびに第１および第２の電極によって画定されるチャンバに密封シールを提供し得る。幾つかの実施形態では、この方法は、密封チャンバが所定のガスを含むように、加熱の少なくとも一部の間に所定のガスを提供することをさらに含むことができる。
【００１２】
幾つかの実施形態では、当該方法は、リフローされたガラスシールの形成後にアセンブリを冷却することをさらに含むことができる。幾つかの実施形態では、ＧＤＴは、絶縁体基板のアレイを画定する絶縁体シートによって接合された複数のＧＤＴのうちの１つであってもよい。幾つかの実施形態では、この方法は、絶縁体シートを個別化して、複数の個々のＧＤＴを生成することをさらに含んでいてもよい。このような個別化は、アセンブリの冷却後に実行可能である。
【００１３】
幾つかの実装形態では、本開示は、ガス放電管（ＧＤＴ）のアセンブリに関する。アセンブリは、それぞれの境界によって画定される複数のユニットを有する絶縁体シートを含んでいてもよく、各ユニットは、第１および第２の側面を有し開口部を画定する絶縁体基板を含んでいる。当該アセンブリは、それぞれが絶縁体基板の第１の側面のそれぞれのユニットの開口部を覆うように実装された複数の第１の電極と、それぞれが各ユニットの開口部を覆うように実装された複数の第２の電極とをさらに含んでいてもよく、それぞれは絶縁体基板の第２の側面のユニットの開口部を覆うようになっている。アセンブリは、それぞれが第１の電極とそれぞれのユニットの絶縁体基板の第１の側面の間に実装された複数の第１のガラスシールを含んでいてもよく、また、それぞれが第２の電極と第２の間に実装された複数の第２のガラスシールをさらに含んでいてもよく、そして、第１および第２のガラスシールが、それぞれのユニットの開口部ならびに第１および第２の電極によって画定されるチャンバに密封シールを提供するようになっている。
【００１４】
幾つかの実施形態では、複数のユニットはアレイ状に配置することができる。少なくとも幾つかの境界は、ユニットの配列を個別の個別化されたユニットに個別化できるように構成されていてもよい。
【００１５】
幾つかの実装形態では、本開示は、ガス放電管（ＧＤＴ）デバイスを製造する方法に関する。この方法は、それぞれの境界によって画定される複数のユニットを有する絶縁体シートを提供または形成することを含み、ここで、各ユニットは、第１および第２の側面を有する開口部を画定する絶縁体基板を含んでいる。この方法は、各ユニットの絶縁体基板の第１の側の開口部の周りにガラス層を適用すること、および、各ユニットの絶縁体基板の第２の側の開口部の周りにガラス層を適用することをさらに含む。この方法は、複数の第１の電極および複数の第２の電極を提供または形成することと、各第１の電極および各第２の電極にガラス層を適用することとをさらに含む。この方法は、各電極上のガラス層が各ユニットの絶縁体基板の対応する側のガラス層と係合するように、絶縁体シートの第１の側面の第１の電極と絶縁体シートの第２の側面の第２の電極とを組み立てることをさらに含む。
【００１６】
幾つかの実施形態では、当該方法は、アセンブリを加熱して、各電極のガラス層と、各ユニットの絶縁体基板の対応する側のガラス層を溶かし、開口部とそれぞれのユニットの第１および第２電極によって画定されるチャンバに密封シールを提供するリフローガラスシールを生成することをさらに含んでいてもよい。この方法は、加熱の少なくとも一部の間に所定のガスを提供することをさらに含むことができ、その結果、各密封チャンバは所定のガスを含むこととなる。この方法は、各ユニットのリフローされたガラスシールの形成後にアセンブリを冷却することをさらに含んでいてもよい。この方法は、絶縁体シートを個別化して、複数の個々のＧＤＴを生成することをさらに含んでいてもよい。
【００１７】
幾つかの実装形態では、本開示は、第１および第２の側面を有し、開口部を画定する絶縁体基板と、第１の側面の開口部を覆うように実装された第１の電極と、絶縁体基板の第２の側面の開口部を覆うように実装された第２の電極とを含むガス放電管（ＧＤＴ）を有する電気デバイスに関する。当該ＧＤＴは、第１の電極と絶縁体基板の第１の側面との間に実装された第１のガラスシールと、第２の電極と絶縁体基板の第２の側面との間に実装された第２のガラスシールをさらに含み、これにより、第１および第２のガラスシールが、開口部ならびに第１および第２の電極によって画定されるチャンバ用の密封シールを提供する。この電気装置は、さらに、ＧＤＴに電気的に接続された電気部品を含む。
【００１８】
幾つかの実施形態では、ＧＤＴと電気部品との間の電気接続は、電気デバイスが単一のパッケージユニットであるように構成されていてもよい。
【００１９】
本開示を要約する目的で、本発明の特定の態様、利点、および新規の特徴がこの明細書で説明される。本発明の特定の実施形態に従って、そのような利点のすべてが必ずしも達成されるとは限らないことを理解されたい。したがって、本発明は、本明細書で教示または示唆され得る他の利点を必ずしも達成することなく、本明細書で教示される１つの利点または複数の利点を達成もしくは最適化する方法で実施または実行されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】密封チャンバになる開口部を有するセラミック基板を示している。
【図１Ｂ】セラミック基板の第１の側面と第２の側面のそれぞれに適用されているガラス層を示している。
【図２Ａ】セラミック基板の第１の側面の開口部を覆う第１の電極を示している。
【図２Ｂ】酸化された第１の電極の側面に適用されたガラス層を示している。
【図３Ａ】セラミック基板の第２の側面の開口部を覆う第２の電極を示している。
【図３Ｂ】酸化された第２の電極の側面に適用されたガラス層を示している。
【図４Ａ】図２Ｂの第１の電極アセンブリの第１の側面の嵌合を可能にし、図３Ｂの第２の電極アセンブリの第２の側面の嵌合を可能にするように配置された図１Ｂのアセンブリの未組込状態の図を示している。
【図４Ｂ】図４Ａの３つのアセンブリの構成の組立図を示している。
【図４Ｃ】セラミック基板の第１および第２の側面のそれぞれにリフローされた密封ガラスシールが形成されるさらなる処理段階を示している。
【図５Ａ】ガラス密封ガス放電管の例を示しており、この密封チャンバは、円筒形の密封チャンバを提供するように円形断面形状を持つものであってもよく、そのような密封チャンバは円形電極で覆われ、円形のリング状のガラスシールでシールされる。
【図５Ｂ】ガラス密封ガス放電管の別の例を示しており、この密閉チャンバは、円筒形の密封チャンバを提供ように円形断面形状を持つものであってもよく、そのような密封チャンバは円形電極で覆われ、円形リング状のガラスシールでシールされる。
【図５Ｃ】幾つかの実施形態では、ガラス密封ガス放電管は長方形の断面形状を有する密封チャンバを含み、箱形の密封チャンバを提供してもよく、そのような密封チャンバは長方形の電極で覆われ、長方形のリング形状ガラスシールでシールされる。
【図５Ｄ】幾つかの実施形態では、ガラス密封ガス放電管が円筒形の密封チャンバを提供するように円形断面形状を有する密封チャンバを含むものであってもよく、そのような密封チャンバは、長方形電極で覆われ、円形のリング形状ガラスシールでシールされる。
【図６】セラミックシートなどの絶縁体シート上に形成された、接合されたガラス封止ガス放電管のアレイを示している
【図７】接合されたガラス封止ガス放電管のアレイがセラミックシートなどの絶縁体シート上に形成できる別の例を示している。
【図８Ａ】セラミックシートをどのように処理して接合ユニットのアレイを生成することができるかの例を示し、各ユニットは図１Ａおよび１Ｂの例に類似している。
【図８Ｂ】セラミックシートをどのように処理して接合ユニットのアレイを生成することができるかの例を示し、各ユニットは図１Ａおよび１Ｂの例に類似している。
【図８Ｃ】セラミックシートをどのように処理して接合ユニットのアレイを生成することができるかの例を示し、各ユニットは図１Ａおよび１Ｂの例に類似している。
【図９Ａ】図８Ａ〜８Ｃから得られるシートアセンブリの第１および第２の側面に電極を提供する方法の例を示している。
【図９Ｂ】図８Ａ〜８Ｃから得られるシートアセンブリの第１および第２の側面に電極を提供する方法の例を示している。
【図９Ｃ】図８Ａ〜８Ｃから得られるシートアセンブリの第１および第２の側面に電極を提供する方法の例を示している。
【図９Ｄ】図８Ａ〜８Ｃから得られるシートアセンブリの第１および第２の側面に電極を提供する方法の例を示している。
【図１０Ａ】図８Ａ〜図８Ｃから得られるシートアセンブリを含む多数のプロセスステップを実行しながら電極のアレイをどのように一緒に保持可能であるかの例を示している。
【図１０Ｂ】図８Ａ〜図８Ｃから得られるシートアセンブリを含む多数のプロセスステップを実行しながら電極のアレイをどのように一緒に保持可能であるかの例を示している。
【図１０Ｃ】図８Ａ〜図８Ｃから得られるシートアセンブリを含む多数のプロセスステップを実行しながら電極のアレイをどのように一緒に保持可能であるかの例を示している。
【図１０Ｄ】図８Ａ〜図８Ｃから得られるシートアセンブリを含む多数のプロセスステップを実行しながら電極のアレイをどのように一緒に保持可能であるかの例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本明細書で提供される見出しは、仮に記載されていたとしても便宜上のものであり、特許請求の範囲の発明の範囲または意味に必ずしも影響を与えるものではない。
【００２２】
本明細書では、ガラスシールを有するガス放電管（ＧＤＴ）に関連する例を説明する。幾つかの実施形態では、ＧＤＴは、セラミック基板などの絶縁体層を含んでいてもよく、そのような絶縁体層は、密封チャンバとなる開口部を画定するものであってもよい。そのような開口部は、絶縁体層の両側のそれぞれにおいて、電極で覆われていてもよい。ガラスシールは、開口部の周囲またはその近くで、各電極と絶縁体層の対応する表面との間に形成され密封されたチャンバを形成するものであってもよい。本明細書では、このようなガラス封止されたＧＤＴをどのように設けることができるかについての様々な例を詳細に説明する。
【００２３】
図１〜図４は、ガラス封止ＧＤＴの製造プロセスの例を示している。図１Ａは、密封チャンバとなる開口部１０１を有したセラミック基板１０２を示している。説明のために、セラミック基板１０２は、第１の側面および第２の側面を含んでいてもよく、２つの側面のそれぞれは、開口部１０１の周りの表面を含むように示されている。図１Ａに示されるように、例えば第１の側面がセラミック基板１０２の下面で、第２の側面が上面に設けられていてもよい。本明細書では、絶縁体層がセラミック基板であるという文脈で様々な態様が説明されるが、本開示の１つまたは複数の特徴は、他のタイプの電気絶縁基板を利用して実装可能であることを理解されたい。
【００２４】
図１Ｂは、セラミック基板１０２の第１および第２の側面のそれぞれに適用されるガラス層を示している。より詳細には、ガラス層１２０ａはセラミック基板１０２の第１の側面に適用（塗布）されるように示され、ガラス層１２０ａはセラミック基板１０２の第２の側面に適用されるように示されている。幾つかの実施形態では、ガラス層１２０ａ、１２２ａのそのような適用を連続で実施でき（例えば、ガラス層１２０ａをセラミック基板１０２の上方に面する第１の側面に適用し、次いで、第２の側面が上方に面するようにそのセラミック基板１０２を反転させ、ガラス層１２２ａを第２の側面に適用する）、または、同時、もしくは連続と同時の組合せで達成することができる。幾つかの実施形態では、セラミック基板１０２の第１および第２の側面は実質的に同じであってもよく、対応するガラス層も実質的に同じであってもよい。
【００２５】
幾つかの実施形態では、ガラス層１２０ａ、１２２ａは、セラミック基板１０２の開口部１０１の周囲に形成されてもよく、例えば、セラミック基板１０２の開口部１０１の周囲の形状に事前に形成されるものであってもよい。セラミック基板１０２のそれぞれの表面に位置決めされた後、ガラス層１２０ａ、１２２ａは、例えば、適切な温度および大気プロファイルを有する炉内で適切な時間にわたって焼結されてもよい。図１Ｂの例では、第１および第２の側面上で焼結されたガラス層１２０ａ、１２２ａを有したセラミック基板１０２のアセンブリが１３０で示されている。
【００２６】
図２Ａは、図１Ｂのセラミック基板１０２の第１の側面の開口部１０１を覆う第１の電極１１４を示している。説明のために、第１の電極１１４は、第１の側面および第２の側面を含むことができ、セラミック基板１０２の対応する側面の開口部１０１を覆うように寸法決めされていてもよい。説明のために、また、第１の電極１１４は、開口部１０１の内側に向く方向であってもよく、第１の電極１１４の第２の側面は、開口部１０１から離れて外側を向く方向であってもよい。幾つかの実施形態では、そのような電極は例えば、銅電極、およびそのような銅電極が酸化されたものであってもよい。
【００２７】
図２Ｂは、酸化された第１の電極１１４の第１の側面に適用されたガラス層１２０ｂを示している。幾つかの実施形態では、ガラス層１２０ｂは、第１の電極１１４の第１の側面の周囲に形成され予め形成されてもよい。第１の電極１１４の第１の側面に配置された後、ガラス層１２０ｂは、例えば、適切な温度および大気プロファイルを有する炉内で適切な時間にわたって焼結されてもよい。図２Ｂの例では、第１の側面で焼結されたガラス層１２０ｂを有する第１の電極１１４のアセンブリが１４０として示されている。
【００２８】
幾つかの実施形態では、放出性コーティングが、第１の電極１１４の第１の側面に適用されていてもよい。幾つかの実施形態では、そのような放出性コーティングは、第１の電極１１４の中央部またはその近くに配置されるものであってもよい。
【００２９】
図３Ａおよび３Ｂは、図２Ａおよび２Ｂを参照して上述した例と同様に、アセンブリ１５０を生成するために第２の電極１１６の第１の側面に適用されたガラス層１２２ｂを示している。幾つかの実施形態では、図３Ｂのアセンブリ１５０は、図２Ｂのアセンブリ１４０とほぼ同じであってもよい。しかしながら、そのような電極アセンブリは異なるものであってもよいことが理解されるであろう。
【００３０】
図４Ａ〜図４Ｃは、図１Ｂ、図２Ｂ、図３Ｂのアセンブリ１３０、１４０、１５０をそれぞれ組み立てて、本明細書に記載の１つ以上の特徴を有するＧＤＴを生成する方法の例を示している。図４Ａでは、図１Ｂのガラス層（１２０ａ、１２２ａ）を有するセラミック基板１０２を備えたアセンブリ１３０が示されており、このアセンブリは、セラミック基板１０２の第１の電極アセンブリ１４０（第１の電極１１４上のガラス層１２０ｂとともに）の嵌合を可能にするよう配置されるように示され、また、セラミック基板１０２の第２の側面で、図３Ｂの第２の電極アセンブリ１５０（第２の電極１１６のガラス層１２２ｂとともに）の嵌合を可能にするよう配置されるように示されている。
【００３１】
図４Ｂは、図４Ａのアセンブリ１３０、１４０、１５０の前述の構成の組立て図を示している。より具体的には、セラミック基板１０２の第１の側面で、セラミック基板１０２に関連付けられたガラス層１２０ａが、第１の電極１１４に関連付けられたガラス層１２０ｂと結合するように示されている。同様に、セラミック基板１０２の第２の側面で、セラミック基板１０２に関連付けられたガラス層１２２ａが、第２の電極１１６に関連付けられたガラス層１２２ｂと結合するように示されている。図４Ｂでは、そのような組立て構造が、セラミック基板１０２の開口部と第１および第２の電極１１４、１１６によって画定される閉容積１０３を形成するように描かれている。
【００３２】
幾つかの実施形態では、図４Ｂのアセンブリを炉内に配置し、電極１１４、１１６の一方または両方の放出性コーティング（存在する場合）を硬化させるために、適切な温度および大気条件が提供されてもよい。そのような硬化プロセスの後、放出性コーティング硬化プロセスからの空気と排出ガスは排気されてもよく、また、炉には所定のガスまたはガス混合物（例えば、アルゴン、ネオン、または他のガス混合物）が満たされてもよい。そして、ガラス層（図４Ｂの１２０ａ、１２０ｂ、１２２ａ、１２２ｂ）を溶融させるために適切な温度が提供されてもよく、これにより、そのようなガラス層が一緒にリフローし、セラミック基板１０２の第１および第２の側面のそれぞれに密封ガラスシールを形成することができる。
【００３３】
図４Ｃでは、そのようなリフローされた密封ガラスシールが、セラミック基板１０２の第１の側面に１２０として示され、セラミック基板１０２の第２の側面に１２２として示されている。幾つかの実施形態では、そのようなリフローされた密封ガラスシールは炉の内部で、ガラスシールされたＧＤＴ１００をもたらすのに好適な冷却プロファイルで冷却されてもよい。このような密封構成において、ガラスシールされたＧＤＴ１００の密封チャンバ１６０が、ガラスリフロープロセスの前に提供されるガスまたはガス混合物を含んでいる。
【００３４】
幾つかの実施形態では、本明細書に記載の１つ以上の特徴を有するガラス封止ＧＤＴは、異なるチャンバ形状および／または異なる外形を有するように構成することができる。例えば、図５Ａ〜図５Ｄは、本明細書に記載の１つ以上の特徴を有するガラス封止ＧＤＴ１００の非限定的な例を示している。平面図に描かれた各例において、電極１１６は、ガラスシール１２２でセラミック基板１０２の上側に取り付けられるように示されている。下部の電極（図４Ｃの１１４）が、同様の方式で、同様の方法で（ガラスシール１２０により）セラミック基板１２０の下側に取り付けられ、これにより密封チャンバ１６０が形成されていることが理解されよう。
【００３５】
図５Ａは、幾つかの実施形態において、ガラス密封ＧＤＴ１００の密封チャンバ１６０が、円筒形状の密封チャンバ１６０を提供するように円形断面形状を有していてもよく、そして、そのような密封チャンバは円形電極（例えば１１６）で覆うことができ、円形リング状のガラスシール（例えば１２２）でシールされ得ることを示している。図５Ａの例では、セラミック基板１０２の外形は、ガラス密封ＧＤＴ１００がほぼ円筒形状を有するように円形状であってもよい。
【００３６】
図５Ｂは、幾つかの実施形態において、ガラス密封ＧＤＴ１００の密封チャンバ１６０が、円筒形状の密封チャンバ１６０を提供するように円形断面形状を有することができ、そして、そのような密封チャンバは円形電極（例えば１１６）で覆うことができ、円形リング状のガラスシール（例えば１２２）でシールされ得ることを示している。図５Ｂの例では、セラミック基板１０２の外形は、ガラス密封ＧＤＴ１００が一般に箱形を有するように、長方形（例えば、正方形）を有することができる。
【００３７】
図５Ｃは、幾つかの実施形態において、ガラス密封ＧＤＴ１００の密封チャンバ１６０が長方形の断面形状（例えば、正方形）を有して箱形の密封チャンバ１６０を提供し、そして、そのような密封チャンバは長方形の電極（例えば１１４）で覆うことができ、長方形リング状のガラスシール（例えば１２２）でシールされ得ることを示している。図５Ｃの例では、セラミック基板１０２の外形は、ガラス密封ＧＤＴ１００が一般に箱形を有するように、長方形（例えば、正方形）を有することができる。
【００３８】
図５Ｄは、幾つかの実施形態において、ガラス密封ＧＤＴ１００の密封チャンバ１６０は、円筒形状の密封チャンバ１６０を提供するように円形断面形状を有していてもよく、そして、そのような密封チャンバは長方形電極（例えば１１６）で覆うことができ、円形リング状のガラスシール（例えば１２２）でシールされ得ることを示している。図５Ｄの例では、セラミック基板１０２の外形は、ガラス密封ＧＤＴ１００が一般に箱形を有するように、矩形形状（例えば、正方形）を有することができる。
【００３９】
密封チャンバの形状、電極の形状、ガラスシールの形状、および／またはセラミック基板の形状は、図５Ａ〜図５Ｄの非限定的な例とは異なる他の構成を有し得ることが理解されよう。
【００４０】
幾つかの実施形態では、本明細書に記載の１つ以上の特徴を有する複数のガラス密封ＧＤＴは、アレイの形式で一緒に製造されてもよい。例えば、図６は、セラミックシートなどの絶縁体シート２０１上に形成された接合ガラス密封ＧＤＴ１００のアレイ２００を示している。そのようなセラミックシートは、接合されたガラス密封ＧＤＴ１００を個別化して複数の個々のガラス密封ＧＤＴを生成できるようにするための境界２０３、２０５を画定していてもよい。個々のガラス密封ＧＤＴ１００は、セラミック基板１０２と、電極（例えば１１６）で覆われガラスシール（例えば１２２）で密封された密封チャンバ１６０とを含むように示されている。
【００４１】
図６の例では、各ガラス密封ＧＤＴ１００は、図５Ｂの例に類似するように描かれている。しかしながら、図６のアレイ２００内の各ガラス密封ＧＤＴ１００は他の形状を有し得るものであることが理解されるであろう。図６のアレイ形式を利用した製造プロセスの例について、図８および図９を参照して詳細に説明する。
【００４２】
図７は、接合ガラス密封ＧＤＴ１００のアレイ２００がセラミックシートのような絶縁体シート２０１上に形成され得る別の例を示している。そのようなセラミックシートは、接合ガラス密封ＧＤＴ１００を個別化して複数の個々のガラス密封ＧＤＴとすることを可能とする境界２０３、２０５を画定するものであってもよい。個々のガラス密封ＧＤＴ１００は、セラミック基板１０２と、電極（例えば１１６）で覆われガラスシール（例えば１２２）で密封された密封チャンバ１６０と、を含むように示されている。図７の例では、電極１１６は、相互接続タブ２２２によって相互接続され、それにより電極１１６のアレイを一緒に処理できるように描かれている。
【００４３】
図７の例では、各ガラス密封ＧＤＴ１００は、図５Ｂの例に類似するものとして描かれている。しかしながら、図７のアレイ２００内の各ガラス封止ＧＤＴ１００は他の形状を有することができることが理解されるであろう。図７のアレイ形式を利用した製造プロセスの例について、図８および図１０を参照して詳細に説明する。
【００４４】
図８Ａ〜図８Ｃは、各ユニットが図１Ａおよび図１Ｂの例と同様である接合ユニット２１０のアレイを生成するためにセラミックシート２１２を処理する方法の例を示している。
【００４５】
図８Ａでは、セラミックシート２１２が提供されるように示されている。そのようなシートは、マーク付け、刻み目などを付けても付けなくてもよい境界２１４を含むものであってもよく、そのような境界が結合ユニット２１０のアレイを画定していてもよい。ここに記載するように、そのような結合ユニットのそれぞれは、個別化によって個々に分離されてもよい。
【００４６】
図８Ｂでは、セラミックシート２１２の各ユニット２１０に対して形成される開口部２１６が示されている。幾つかの実施形態では、そのような開口部は、例えば、ドリル、パンチング、エッチング、および／または、レーザー技術を利用して形成することができる。幾つかの実施形態では、開口部を備えたセラミックシートを最初に形成してもよいことが理解されよう。そして、そのような実施形態では、前述の開口部形成ステップを省略することができる。
【００４７】
図８Ｃでは、ガラス層１２０ａは、セラミックシート２１２の各ユニット２１０の第１の側面に設けられるように示され、ガラス層１２２ａは、セラミックシート２１２の各ユニット２１０の第２の側面に設けられるように示されており、これによってアセンブリ２３０を構成している。幾つかの実施形態では、そのようなガラス層は、各ユニット２１０に対して個別に形成されるか、複数のユニット２１０に対して一緒に形成されるか、またはそれらの任意の組合せであってもよい。幾つかの実施形態では、ガラス層のアレイを相互接続することができ、そのようなガラス層のアレイは、対応するユニット２１０のセラミックシート２１２の対応する側に適用されてもよい。また、セラミックシート２１２と第１および第２の側面のガラス層１２０ａ、１２２ａとのアセンブリ２３０は図１Ｂの例と同様に焼結されてもよい。
【００４８】
図９Ａ〜９Ｄは、図８Ｃのアセンブリ２３０の第１および第２の側面に電極を設ける方法の例を示している。図９Ａにおいて、アセンブリ２３２は電極１１４およびガラス層１２０ｂを含むように示されており、また、そのようなガラス層は、図２Ｂの例と同様に、電極１１４の片側に設けられる想定となっている。図９Ａの例では、アセンブリ２３２のそれぞれは、電極１１４のガラス層１２０ｂがユニット２１０のガラス層１２０ａと係合するように、アセンブリ２３０の第１の側面の対応する開口部に配置されるように示されている。図９Ａでは、ガラス層（１２０ａ、１２０ｂ）のこのような係合は２３４として示されている。
【００４９】
図９Ｂでは、電極１１６およびガラス層１２２ｂを含むアセンブリ２４２が示されており、そのようなガラス層は、図３Ｂの例と同様に、電極１１６の片側に設けられる想定となっている。図９Ｂの例では、各アセンブリ２４２は、電極１１６のガラス層１２２ｂがユニット２１０のガラス層１２２ａと係合するように、アセンブリ２３０の第２の側面の対応する開口部上に配置されるように示されている。図９Ｂでは、ガラス層（１２２ａ、１２２ｂ）のこのような係合は２４４として示されている。
【００５０】
図９Ｃは、図９Ａおよび９Ｂの電極の提供から生じるアセンブリ２５０を示している。幾つかの実施形態において、そのようなアセンブリは、図４Ｂおよび４Ｃを参照して本明細書で説明される例と同様に、ガラス層アセンブリ２３４、２４４をリフローし、対応する密封ガラスシールを形成するように処理されるものであってもよい。幾つかの実施形態では、そのようなリフロープロセスは、アセンブリ２５０を個々のユニットに個別化する前または後に実行することができる。
【００５１】
図９Ｃの例では、アセンブリ２５０は、電極１１４および対応するガラス層アセンブリ２３４が再びアセンブリ２３０の上側になるように、配向されて示されている。アセンブリ２５０のこのような反転は含まれてもよいし含まれなくてもよい。例えば、電極１１４および１１６と対応するガラス層アセンブリ（２３４、２４４）とがほぼ同じである場合、またはアセンブリ２５０の向きがアセンブリ２５０のさらなる処理に影響を及ぼさない場合、アセンブリ２５０は、図９Ｂの段階から結果として生じる向きのままであってもよい。
【００５２】
図９Ｄは、複数のガラス封止ＧＤＴ１００を示しており、それぞれは図４Ｃの例に類似している。そのようなガラス密封ＧＤＴは、密封ガラスシール１２０、１２２をもたらすリフロープロセスの前または後にアセンブリ２５０の前述した個別化から生じたものであってもよい。
【００５３】
図９Ａ〜９Ｄを参照して説明した例では、電極／ガラス層アセンブリ２３２、２４２は、多くの方法で製造することができる。例えば、各電極／ガラス層アセンブリ（２３２または２４２）は個別に製造可能である。別の例においては、相互接続された電極の配列を処理して各電極にガラス層を提供し、そうしたガラス層の提供が完了した後に、電極／ガラス層アセンブリが、個々のユニットに分離され、セラミックシート／ガラス層アセンブリに配置されてもよい。そのような構成において、ガラス層は、それ自体、個々に、またはそれらの何らかの組合せによって相互接続されることにより相互接続電極に設けられるものであってもよい。
【００５４】
図１０Ａ〜１０Ｅは、多数のプロセスステップを実行しながら電極のアレイがどのように保持され得るかの例を示している。例えば、図１０Ａは、幾つかの実施形態において、電極（１１４または１１６）のアレイ２６０を相互接続フィーチャ２０２と相互接続できることを示す。このような電極のアレイは、セラミックシートアセンブリのそれぞれのユニット（２１０）に対応するように配置されてもよい（例えば図８Ｃの２３０）。
【００５５】
図１０Ｂは、相互接続された電極のそのようなアレイにガラス層を設けることができることを示している。より具体的には、ガラス層２６２を各電極の片側に提供してアセンブリ２６４が設けられるようになっていてもよい。このようなアセンブリは、第１の電極のアレイ（例えば図２Ｂの１１４）または第２の電極（例えば図３Ｂの１１６）のアレイのであり得ることが理解されよう。さらに、図９Ａ〜９Ｄを参照して本明細書で説明したようにガラス層２６２は、相互接続電極のアレイに個別に、相互接続アレイで、またはそれらの何らかの組合せで提供されるものであってもよい。
【００５６】
図１０Ｃでは、図１０Ｂのアセンブリ２６４は、アセンブリ２６４のガラス層２６２がアセンブリ２３０の第１の側面の対応するガラス層（例えば図８Ｃの１２０ａ）に係合するように、アセンブリ２３０の第１の側面（例えば図８Ｃ）上に位置するように示されている。
【００５７】
図１０Ｄでは、図１０Ｂのアセンブリ２６４と同様の別のアセンブリが、他のアセンブリのガラス層２６２がアセンブリの第２の側面で対応するガラス層（例えば、図８Ｃの１２２ａ）と係合するよう、アセンブリ２３０の第２の側面上に配置されるように示されている。図１０Ｄでは、ガラス層（アセンブリ２６４の２６２およびアセンブリ２３０の１２２ａ）のそのような係合は２４４として示され、そして、結果として生じるアセンブリがアセンブリ２７０として示される。幾つかの実施形態において、そのようなアセンブリ（２７０）は、図４Ｂおよび４Ｃを参照して本明細書で説明した例と同様に、ガラス層アセンブリ２３４、２４４をリフローし、対応する密封ガラスシールを形成するように処理されてもよい。幾つかの実施形態では、このようなリフロープロセスは、アセンブリ２７０を個々のユニットに個別化する前または後に実行することができる。
【００５８】
図１０Ｅは、複数のガラス封止ＧＤＴ１００を示しており、それぞれは図４Ｃの例に類似している。そのようなガラス密封ＧＤＴは、リフロープロセスの前または後に、アセンブリ２７０の上記個別化から生じたものであってもよい。リフロープロセスの際、ガラス層のアセンブリ２３４、２４４は、密閉されたチャンバ１６０を提供するために、それぞれの密封ガラスシール１２０、１２２を形成する。
【００５９】
本明細書で説明したさまざまな例においては、個別に、アレイで、またはそれらの組合せによって製造された個々のガラス密封ＧＤＴが、電極のセットを備えた単一の密封チャンバ（例えば４Ｃ、９Ｄおよび１０Ｅの１６０）を持つものとして描かれている。幾つかの実施形態では、本開示の１つまたは複数の特徴は、他の構成を有するＧＤＴデバイスに実装することも可能であることが理解されよう。例えば、ＧＤＴ装置は複数のチャンバを含んでいてもよく、そのようなチャンバは１つ以上の電極のセットでガラス密封されてもよい。別の例としては、電気デバイスは、本明細書に記載の１つ以上の特徴を有するＧＤＴと、そのＧＤＴに電気的に結合された別の部品とを含むものであってもよい。特に、本開示の１つまたは複数の特徴を利用できるＧＤＴ設計およびパッケージング用途のバリエーションに関する詳細は、参照によりその全体が本明細書に明示的に組み込まれるＷＯ２０１４／１３０８３８において見出すことが可能であって、また、それは本出願の仕様の一部と見做される。
【００６０】
説明のために、幾つかの実施形態では、ガラス層またはガラスシールなどのガラス部品は、例えば、二酸化ケイ素または石英などの複合シリカをベースとした、または、それを含む材料を有するものであってもよいことが理解されよう。
【００６１】
文脈においてそうではないことが明確に要求されていない限り、明細書および特許請求の範囲を通して、「備える」、「備えている」などの言葉は、排他的または網羅的な意味とは対照的に、包括的な意味で解釈される。つまり、「含むが、これらに限定されない」という意味である。「結合された」という言葉は、本明細書で一般的に使用されるように、直接接続されるか、１つ以上の手段により接続される２つ以上の要素を指す。中間要素。さらに、「ここで」、「上」、「下」という言葉、および類似するインポート言語は、この出願で使用される場合、この出願の特定の部分ではなく、この出願全体を指す。文脈において許される場合、単数または複数を使用する上記の詳細な説明の単語は、それぞれ複数または単数を含み得る。２つ以上の項目のリストを参照する「または」という単語は、その単語の次のすべての解釈を網羅している：リスト内の任意の項目、リスト内のすべての項目、およびそれら項目の任意の組合せ。
【００６２】
本発明の実施形態の上記の詳細な説明は網羅的であることまたは本発明を上記に開示された正確な形態に限定することを意図するものではない。本発明の特定の実施形態や例は、例示の目的で上記に記載したもののであって、当業者が認識するように、本発明の範囲内で様々な同等の修正が可能である。たとえば、プロセスやブロックは所定の順序で提示されているものの、代替の実施形態としてはステップを含むルーチンを実行したり、ブロックを含むシステムを異なる順序で使用したりすることも可能であり、一部のプロセスまたはブロックを削除、移動、追加、細分化、結合、および／または変更してもよい。これらのプロセスまたはブロックはそれぞれ、さまざまな方法で実装可能である。また、プロセスまたはブロックは連続して実行されるように示されている場合があるが、これらのプロセスまたはブロックはそうではなく並列で実行されてもよいし、異なる時間に実行されてもよい。
【００６３】
本明細書で提供される本発明の教示は、必ずしも上記のシステムではなく、他のシステムに適用することができる。上述のさまざまな実施形態の要素および動作を組み合わせて、さらなる実施形態を提供することも可能である。
【００６４】
本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例としてのみ提示されており、本開示の範囲を限定することを意図したものではない。実際、本明細書で説明される新規の方法およびシステムは、さまざまな他の形態で具体化可能である。また、本開示の精神から逸脱することなく、本明細書に記載の方法およびシステムの形態における様々な省略、置換、および変更を行うことも可能である。添付の特許請求の範囲およびそれらの同等物は、本開示の範囲および思想に含まれるような形態または修正を網羅することを意図している。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ−１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【国際調査報告】
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