本發(fā)明涉及利用使用激光的密封處理(以下稱(chēng)激光密封)的氣密封裝體的制造方法。

背景技術(shù)：

對(duì)維持氣密封裝體的特性及實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命化進(jìn)行了深入研究。例如壓電振動(dòng)子元件是因暴露于周?chē)h(huán)境的氧、水分而容易劣化的敏感元件。為此，對(duì)于在壓電振動(dòng)子封裝體內(nèi)以氣密狀態(tài)組裝壓電振動(dòng)子元件來(lái)維持壓電振動(dòng)子封裝的特性維持及實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命化進(jìn)行了研究。

作為壓電振動(dòng)子封裝體的氣密結(jié)構(gòu)，對(duì)在配置有壓電振動(dòng)子元件的元件基體上以隔著間隔對(duì)置配置有玻璃基板的狀態(tài)包圍壓電振動(dòng)子元件的周?chē)姆绞綄⒉ＡЩ迮c元件基體之間的間隙用密封材料層進(jìn)行密封的氣密結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。予以說(shuō)明，作為元件基體，一般使用陶瓷、例如氧化鋁。

但是，已知壓電振動(dòng)子元件的耐熱性低。因此，若在密封材料層的軟化流動(dòng)溫度區(qū)域進(jìn)行燒成而將元件基體和玻璃基板密封，則存在壓電振動(dòng)子元件的特性熱劣化的風(fēng)險(xiǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2008－186697號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

近年來(lái)，作為氣密封裝體體的密封方法，研究了激光密封。在激光密封中，為了可以?xún)H對(duì)應(yīng)該密封的部分進(jìn)行局部加熱，可以在防止耐熱性低的元件等熱劣化的基礎(chǔ)上將元件基體和玻璃基板密封。

另一方面，在激光密封中，難以提高元件基體與密封材料層的固著強(qiáng)度。而且，在元件基體為陶瓷的情況下，更難提高元件基體與密封材料層的固著強(qiáng)度。

若進(jìn)行詳述，則激光密封是將密封材料層進(jìn)行局部加熱而使密封材料層軟化流動(dòng)的方法，因此密封所需的時(shí)間短，隨之，元件基體與密封材料層反應(yīng)的時(shí)間也變短。結(jié)果在元件基體與密封材料層的界面未充分生成反應(yīng)層而導(dǎo)致元件基體與密封材料層的固著強(qiáng)度降低。

本發(fā)明是鑒于以上的實(shí)際情況完成的發(fā)明，其技術(shù)課題在于通過(guò)發(fā)明不招致收納于內(nèi)部的構(gòu)件的熱劣化且可以提高元件基體與密封材料層的固著強(qiáng)度的方法而提高氣密封裝體的長(zhǎng)期可靠性。

用于解決課題的手段

本發(fā)明人進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：若在陶瓷基體上預(yù)先形成密封材料層而提高陶瓷基體與密封材料層的固著強(qiáng)度后，隔著密封材料層而對(duì)置配置玻璃基板，并對(duì)玻璃基板和密封材料層進(jìn)行激光密封，則氣密封裝體的密封強(qiáng)度提高。由此提出本發(fā)明。即，本發(fā)明的氣密封裝體的制造方法，其特征在于，其具備：準(zhǔn)備陶瓷基體、且在陶瓷基體上形成密封材料層的工序；準(zhǔn)備玻璃基板、且使玻璃基板與陶瓷基體上的密封材料層接觸的方式配置陶瓷基體和玻璃基板的工序；以及從玻璃基板側(cè)朝著密封材料層照射激光、且隔著密封材料層將陶瓷基體和玻璃基板密封而得到氣密封裝體的工序。

密封材料通常包含低熔點(diǎn)玻璃。該低熔點(diǎn)玻璃在激光密封時(shí)侵蝕元件基體的表層而生成反應(yīng)層。在元件基體為玻璃的情況下，利用激光密封而一定程度地生成反應(yīng)層，可以確保固著強(qiáng)度。但是，在元件基體為陶瓷的情況下，低熔點(diǎn)玻璃在激光密封時(shí)不易侵蝕元件基體的表層，未充分生成反應(yīng)層。即，在元件基體為玻璃的情況下，可以利用激光密封形成反應(yīng)層，但是在陶瓷的情況下，難以利用激光密封形成反應(yīng)層。為此，在本發(fā)明中，利用電爐燒成等預(yù)先在陶瓷基體上形成密封材料層后，利用激光密封對(duì)陶瓷基體和玻璃基板密封。由此提高陶瓷基體與密封材料層的固著強(qiáng)度，并且還可以確保玻璃基板與密封材料層的固著強(qiáng)度。予以說(shuō)明，若利用電爐燒成等預(yù)先在陶瓷基體上形成密封材料層，則可以在陶瓷基體的表層上充分形成反應(yīng)層。

第二，本發(fā)明的氣密封裝體的制造方法優(yōu)選使用具有基部和設(shè)置于基部上的框部的陶瓷基體，在框部的頂部形成密封材料層。這樣一來(lái)，容易將壓電振動(dòng)子元件等構(gòu)件收容于氣密封裝體內(nèi)。

第三，本發(fā)明的氣密封裝體的制造方法優(yōu)選在對(duì)框部的頂部進(jìn)行研磨處理后形成密封材料層。

第四，本發(fā)明的氣密封裝體的制造方法優(yōu)選以使框部的頂部的表面粗糙度ra不足0.5μm的方式對(duì)框部的頂部進(jìn)行研磨處理。

第五，本發(fā)明的氣密封裝體的制造方法優(yōu)選將密封材料糊劑進(jìn)行涂布、燒成而在陶瓷基體上形成包含密封材料的燒結(jié)體的密封材料層。由此提高密封材料層的機(jī)械強(qiáng)度，并且容易形成較薄的密封材料層。

第六，本發(fā)明的氣密封裝體的制造方法優(yōu)選使用含有55～95體積％的鉍系玻璃和5～45體積％的耐火性填料的密封材料。與其他體系的玻璃相比，鉍系玻璃與陶瓷的反應(yīng)性良好。由此可以提高陶瓷基體與密封材料層的固著強(qiáng)度。此外，鉍系玻璃雖為低熔點(diǎn)，但熱穩(wěn)定性(耐失透性)高。由此，在激光密封時(shí)良好地軟化流動(dòng)，可以提高激光密封的精度。予以說(shuō)明，“鉍系玻璃”是指以bi2o3為主成分的玻璃，具體而言，是指在玻璃組成中包含50質(zhì)量％以上bi2o3的玻璃。

第七，本發(fā)明的氣密封裝體的制造方法優(yōu)選使密封材料層的平均厚度為不足10μm。

第八，本發(fā)明的氣密封裝體的制造方法優(yōu)選使陶瓷基體與密封材料層的熱膨脹系數(shù)的差不足45×10^－7/℃、且密封材料層與玻璃基板的熱膨脹系數(shù)之差不足45×10^－7/℃。由此，使殘留于密封部分的應(yīng)力變小，因此容易防止密封部分的應(yīng)力破壞。

第九，本發(fā)明的氣密封裝體的制造方法優(yōu)選將生坯片的層疊體燒結(jié)而制作陶瓷基體。這樣一來(lái)，容易制作具有框部的陶瓷基體。

第十，本發(fā)明的氣密封裝優(yōu)選利用上述的氣密封裝體的制造方法制作而成。

附圖說(shuō)明

圖1為表示利用大型dta裝置測(cè)定時(shí)的密封材料的軟化點(diǎn)的示意圖。

圖2為用于對(duì)本發(fā)明的氣密封裝體的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明的示意性剖視圖。

圖3為用于對(duì)本發(fā)明的氣密封裝體的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明的示意性剖視圖。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明的氣密封裝體的制造方法中具有準(zhǔn)備陶瓷基體、且在陶瓷基體上形成密封材料層的工序。作為在陶瓷基體上形成密封材料層的方法，優(yōu)選如下方法：將密封材料糊劑涂布在陶瓷基體上而形成密封材料膜后，將密封材料膜干燥，使溶劑揮發(fā)，并進(jìn)一步在比密封材料的軟化點(diǎn)高的溫度下進(jìn)行燒成，從而進(jìn)行密封材料糊劑中的樹(shù)脂成分的焚燒(脫粘合劑處理)及密封材料的燒結(jié)(固著)。這樣一來(lái)，可以容易形成密封材料層，并且可以提高陶瓷基體與密封材料層的固著強(qiáng)度。

作為陶瓷基體，從材料成本和燒結(jié)強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選氧化鋁、氮化鋁、氧化鋯、莫來(lái)石等。另外，作為陶瓷基體，也優(yōu)選將生坯片的層疊體燒結(jié)而成的玻璃陶瓷(以下稱(chēng)作ltcc)。氧化鋁在材料成本的方面有利。氮化鋁從散熱性的觀點(diǎn)出發(fā)有利。ltcc具有容易制作具有框部的陶瓷基體的優(yōu)點(diǎn)。

陶瓷基體的厚度優(yōu)選為0.1～1.0mm。由此可以實(shí)現(xiàn)氣密封裝體的薄型化。

另外，優(yōu)選使用具有基部和設(shè)置于基部上的框部的陶瓷基體作為陶瓷基體并在框部的頂部形成密封材料層。這樣一來(lái)，容易將壓電振動(dòng)子元件等構(gòu)件收容于氣密封裝體內(nèi)。

此時(shí)，優(yōu)選對(duì)框部的頂部進(jìn)行研磨處理，此時(shí)，陶瓷基體的頂部的表面粗糙度ra優(yōu)選為不足0.5μm、0.2μm以下，特別優(yōu)選為0.01～0.15μm，陶瓷基體的頂部的表面粗糙度rms優(yōu)選為不足1.0μm、0.5μm以下，特別優(yōu)選為0.05～0.3μm。這樣一來(lái)，密封材料層的表面平滑性提高，可以提高激光密封的精度。結(jié)果可以提高氣密封裝體的密封強(qiáng)度。予以說(shuō)明，“表面粗糙度ra”及“表面粗糙度rms”例如可以利用觸針式或非接觸式的激光膜厚計(jì)、表面粗糙度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。

密封材料糊劑優(yōu)選沿著陶瓷基體的外周邊緣區(qū)域涂布成框狀。這樣一來(lái)，可以擴(kuò)大作為器件發(fā)揮功能的有效面積。另外，容易將壓電振動(dòng)子元件等構(gòu)件收容于氣密封裝體內(nèi)。

在陶瓷基體具有框部的情況下，優(yōu)選沿著陶瓷基體的外周邊緣區(qū)域以框狀設(shè)置框部并且在該框部的頂部涂布密封材料糊劑。這樣一來(lái)，可以擴(kuò)大作為器件發(fā)揮功能的有效面積。另外，容易將壓電振動(dòng)子元件等構(gòu)件收容于框部的內(nèi)部。

密封材料糊劑通常利用三輥機(jī)等將密封材料和載色劑混煉而制作。載色劑通常包含樹(shù)脂和溶劑。作為在載色劑中使用的樹(shù)脂，可以使用丙烯酸酯(丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂)、乙基纖維素、聚乙二醇衍生物、硝基纖維素、聚甲基苯乙烯、聚碳酸亞乙酯、聚碳酸亞丙酯、甲基丙烯酸酯等。作為在載色劑中使用的溶劑，可以使用n,n’－二甲基甲酰胺(dmf)、α－松油醇、高級(jí)醇、γ－丁基內(nèi)酯(γ－bl)、四氫萘、丁基卡必醇乙酸酯、乙酸乙酯、乙酸異戊酯、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、芐醇、甲苯、3－甲氧基－3－甲基丁醇、三乙二醇單甲基醚、三乙二醇二甲醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單丁基醚、三丙二醇單甲基醚、三丙二醇單丁基醚、碳酸亞丙酯、二甲基亞砜(dmso)、n－甲基－2－吡咯烷酮等。

作為密封材料，可以使用各種材料，例如可以使用玻璃粉末與耐火性填料粉末的復(fù)合粉末。作為玻璃粉末，可以使用各種材料，可以使用例如鉍系玻璃、磷酸錫系玻璃、釩系玻璃等，從熱穩(wěn)定性和反應(yīng)層的深度的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選鉍系玻璃。予以說(shuō)明，“磷酸錫系玻璃”是指以sno和p2o為主成分的玻璃，具體而言，是指在玻璃組成中包含總量為40質(zhì)量％以上的sno和p2o5的玻璃?！扳C系玻璃”是指以v2o5為主成分的玻璃，具體而言，是指在玻璃組成中包含總量為25質(zhì)量％以上的v2o5的玻璃。

尤其，作為密封材料，優(yōu)選使用含有55～95體積％的鉍系玻璃和5～45體積％的耐火性填料的密封材料，更優(yōu)選使用含有60～85體積％的鉍系玻璃和15～40體積％的耐火性填料的密封材料，特別優(yōu)選使用含有60～80體積％的鉍系玻璃和20～40體積％的耐火性填料的密封材料。若在鉍系玻璃中添加耐火性填料，則密封材料的熱膨脹系數(shù)容易與陶瓷基體和玻璃基板的熱膨脹系數(shù)匹配。其結(jié)果容易防止在激光密封后不當(dāng)?shù)膽?yīng)力殘留于密封部分的情況。另一方面，若耐火性填料粉末的含量過(guò)多，則鉍系玻璃的含量相對(duì)變少，因此密封材料層的表面平滑性降低，激光密封的精度容易降低。

鉍系玻璃理想的是作為玻璃組成包含0.5質(zhì)量％以上(優(yōu)選2～18質(zhì)量％、更優(yōu)選3～15質(zhì)量％、進(jìn)一步優(yōu)選4～12質(zhì)量％、特別優(yōu)選5～10質(zhì)量％)的過(guò)渡金屬氧化物。這樣一來(lái)，可以抑制熱穩(wěn)定性的降低，并且可以提高光吸收特性。

鉍系玻璃優(yōu)選作為玻璃組成以質(zhì)量％計(jì)含有bi2o367～90％、b2o32～12％、zno1～20％、cuo+fe2o30.5～18％。以下對(duì)如上述那樣限定各成分的含量的理由進(jìn)行說(shuō)明。予以說(shuō)明，在各成分的含有范圍的說(shuō)明中，％表示是指質(zhì)量％。另外，“cuo+fe2o3”為cuo與fe2o3的總量。

bi2o3是用于形成反應(yīng)層的主要成分，并且是用于降低軟化點(diǎn)的主要成分，其含量?jī)?yōu)選為67～87％、更優(yōu)選為70～85％、特別優(yōu)選為72～83％。若bi2o3的含量少于67％，則難以生成反應(yīng)層，而且軟化點(diǎn)過(guò)高，即使照射激光，玻璃也不易軟化。另一方面，若bi2o3的含量多于90％，則玻璃的熱性質(zhì)不穩(wěn)定，在熔融時(shí)、燒結(jié)(固著)時(shí)或激光密封時(shí)玻璃容易失透。

b2o3是形成鉍系玻璃的玻璃網(wǎng)絡(luò)的成分，其含量?jī)?yōu)選為2～12％、更優(yōu)選為3～10％、進(jìn)一步優(yōu)選為4～10％、特別優(yōu)選為5～9％。若b2o3的含量少于2％，則玻璃的熱性質(zhì)不穩(wěn)定，在熔融時(shí)、燒結(jié)(固著)時(shí)或激光密封時(shí)玻璃容易失透。另一方面，若b2o3的含量多于12％，則軟化點(diǎn)過(guò)高，即使照射激光，玻璃也不易軟化。

zno是抑制在熔融時(shí)、燒結(jié)(固著)時(shí)或激光密封時(shí)的失透并且使熱膨脹系數(shù)降低的成分，其含量?jī)?yōu)選為1～20％、更優(yōu)選為2～15％、進(jìn)一步優(yōu)選為3～11％、特別優(yōu)選為3～9％。若zno的含量少于1％，則難以得到上述效果。另一方面，若zno的含量多于20％，則玻璃組成內(nèi)的成分平衡受損，反而使玻璃容易失透。

cuo+fe2o3是具有光吸收特性的成分，并且是若照射具有規(guī)定的發(fā)光中心波長(zhǎng)的激光則吸收激光而使玻璃容易軟化的成分。另外，cuo+fe2o3是抑制在熔融時(shí)、燒結(jié)(固著)時(shí)或激光密封時(shí)的失透的成分。cuo+fe2o3的含量?jī)?yōu)選為0.5～18％、更優(yōu)選為3～15％、進(jìn)一步優(yōu)選為3.5～15％、進(jìn)一步優(yōu)選為4～12％、特別優(yōu)選為5～10％。若cuo+fe2o3的含量少于0.5％，則缺乏光吸收特性，即使照射激光，玻璃也不易軟化。另一方面，若cuo+fe2o3的含量多于18％，則玻璃組成內(nèi)的成分平衡受損，反而使玻璃容易失透。予以說(shuō)明，cuo的含量?jī)?yōu)選為0～15％、1～15％、2～12％、3～10％，特別優(yōu)選為4.5～10％。fe2o3的含量?jī)?yōu)選為0～7％、0.05～7％、0.1～4％，特別優(yōu)選為0.2～3％。

酸化鐵中的fe離子以fe²⁺或fe³⁺的狀態(tài)存在。在本發(fā)明中，氧化鐵中的fe離子并不限定于fe²⁺或fe³⁺中的任一者，可以是任意的fe離子。因此，在本發(fā)明中，即使在fe²⁺的情況下，換算為fe2o3后進(jìn)行處理。尤其在使用紅外激光作為照射光的情況下，fe²⁺在紅外區(qū)域具有吸收峰，因此優(yōu)選使fe²⁺的比例較大，例如優(yōu)選將氧化鐵中的fe²⁺/fe³⁺的比例限制為0.03以上(理想的是0.08以上)。

除上述成分以外，也可以添加例如以下的成分。

sio2是提高耐水性的成分。sio2的含量?jī)?yōu)選為0～10％、0～3％，特別優(yōu)選為不足0～1％。若sio2的含量多于10％，則軟化點(diǎn)過(guò)高，即使照射激光，玻璃也不易軟化。

al2o3是提高耐水性的成分。al2o3的含量?jī)?yōu)選為0～5％、0～2％，特別優(yōu)選為不足0～0.5％。若al2o3的含量多于5％，則軟化點(diǎn)過(guò)高，即使照射激光，玻璃也不易軟化。

mgo+cao+sro+bao(mgo、cao、sro及bao的總量)是抑制熔融時(shí)、燒結(jié)(固著)時(shí)或激光密封時(shí)的失透的成分，mgo+cao+sro+bao的含量?jī)?yōu)選為0～15％，特別優(yōu)選為0～10％。若mgo+cao+sro+bao的含量多于15％，則軟化點(diǎn)過(guò)高，即使照射激光，玻璃也不易軟化。予以說(shuō)明，mgo、cao及sro的含量分別優(yōu)選為0～5％，特別優(yōu)選為0～2％。bao的含量?jī)?yōu)選為0～10％，特別優(yōu)選為0～8％。

ceo2、wo3、in2o3、ga2o3及sb2o3是抑制熔融時(shí)、燒結(jié)(固著)時(shí)或激光密封時(shí)的失透的成分。各成分的含量?jī)?yōu)選為0～10％、0～5％、0～2％，特別優(yōu)選為0～1％。若各成分的含量多于10％，則玻璃組成內(nèi)的成分平衡受損，反而使玻璃容易失透。予以說(shuō)明，從提高熱穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選添加微量的sb2o3，具體而言，優(yōu)選添加0.05％以上的sb2o3。

li、na、k及cs的氧化物是降低軟化點(diǎn)的成分，但是為了在熔融時(shí)具有促進(jìn)失透的作用，優(yōu)選以總量計(jì)限制為不足1％。

p2o5是抑制熔融時(shí)的失透的成分。但是，若p2o5的含量多于1％，則在熔融時(shí)玻璃容易分相。

la2o3、y2o3及gd2o3是抑制熔融時(shí)的分相的成分，但是，若它們的總量多于3％，則軟化點(diǎn)過(guò)高，即使照射激光，玻璃也不易軟化。

nio、v2o5、coo、moo3、tio2及mno2是具有光吸收特性的成分，并且是若照射具有規(guī)定的發(fā)光中心波長(zhǎng)的激光則吸收激光而使玻璃容易軟化的成分。各成分的含量?jī)?yōu)選為0～7％，特別優(yōu)選為0～3％。若各成分的含量多于7％，則在激光密封時(shí)玻璃容易失透。

pbo是使軟化點(diǎn)降低的成分，但是也是擔(dān)心影響環(huán)境的成分。因此，pbo的含量?jī)?yōu)選為不足0.1％。

即使是除上述以外的成分，也可以在不損害玻璃特性的范圍添加至例如5％。

作為耐火性填料，優(yōu)選使用選自堇青石、鋯石、氧化錫、氧化鈮、磷酸鋯系陶瓷、硅鋅礦中的一種或兩種以上。這些耐火性填料除熱膨脹系數(shù)低外，機(jī)械強(qiáng)度高，而且與鉍系玻璃的適應(yīng)性良好。在上述的耐火性填料中，最優(yōu)選堇青石。堇青石即使粒徑小也具有在激光密封時(shí)使鉍系玻璃不易失透的性質(zhì)。予以說(shuō)明，除上述的耐火性填料以外，還可以添加β－鋰霞石、石英玻璃等。

優(yōu)選在耐火性填料粉末(尤其是堇青石)中摻雜0.1～5質(zhì)量％(優(yōu)選1～3質(zhì)量％)的cuo、fe2o3等過(guò)渡金屬氧化物。這樣一來(lái)，對(duì)耐火性填料粉末賦予光吸收特性，因此可以提高密封材料的光吸收特性。

耐火性填料的平均粒徑d50優(yōu)選為不足2μm，特別優(yōu)選為不足1.5μm。若耐火性填料的平均粒徑d50不足2μm，則密封材料層的表面平滑性提高，并且容易將密封材料層的平均厚度限制為不足10μm，結(jié)果可以提高激光密封的精度。

耐火性填料的最大粒徑d99優(yōu)選為不足5μm、4μm以下，特別優(yōu)選為3μm以下。若耐火性填料的最大粒徑d99不足5μm，則密封材料層的表面平滑性提高，并且容易將密封材料層的平均厚度限制為不足10μm，結(jié)果可以提高激光密封的精度。在此，“平均粒徑d50”和“最大粒徑d99”是指利用激光衍射法以體積基準(zhǔn)測(cè)定得到的值。

密封材料的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選為60×10^－7～95×10^－7/℃、60×10^－7～85×10^－7/℃，特別優(yōu)選為65×10^－7～80×10^－7/℃。這樣一來(lái)，使密封材料層的熱膨脹系數(shù)與玻璃基板、陶瓷基體的熱膨脹系數(shù)匹配，使殘留于密封部分的應(yīng)力變小，并且可以降低耐火性填料的含量，因此在激光密封時(shí)密封材料層容易軟化流動(dòng)。予以說(shuō)明，熱膨脹系數(shù)為在30～300℃的溫度范圍利用推桿式tma裝置測(cè)定得到的值。

陶瓷基體與密封材料層的熱膨脹系數(shù)之差優(yōu)選為不足45×10^－7/℃，特別優(yōu)選為30×10^－7/℃以下，密封材料層與玻璃基板的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選為不足45×10^－7/℃，特別優(yōu)選為30×10^－7/℃以下。若熱膨脹系數(shù)之差過(guò)大，則殘留于密封部分的應(yīng)力不當(dāng)?shù)刈兏撸嬖跉饷芊庋b體的長(zhǎng)期可靠性降低的風(fēng)險(xiǎn)。

密封材料的軟化點(diǎn)優(yōu)選為500℃以下、480℃以下，特別優(yōu)選為450℃以下。若軟化點(diǎn)高于500℃，則在密封材料的燒結(jié)(固著)時(shí)不易得到表面平滑性，進(jìn)而在激光密封時(shí)密封材料不易軟化流動(dòng)。軟化點(diǎn)的下限并無(wú)特別設(shè)定，但是若考慮玻璃的熱穩(wěn)定性，則軟化點(diǎn)優(yōu)選為350℃以上。在此，“軟化點(diǎn)”為利用大型dta裝置進(jìn)行測(cè)定時(shí)的第四拐點(diǎn)，相當(dāng)于圖1中的ts。

為了提高光吸收特性，密封材料可以進(jìn)一步包含激光吸收材，激光吸收材具有促進(jìn)鉍系玻璃的失透的作用。因此，激光吸收材的含量?jī)?yōu)選為0～15體積％、0～12體積％，特別優(yōu)選為0～10體積％。若激光吸收材的含量多于15體積％，則在激光密封時(shí)玻璃容易失透。作為激光吸收材，可以使用cu系氧化物、fe系氧化物、cr系氧化物、mn系氧化物及它們的尖晶石型復(fù)合氧化物等，尤其從與鉍系玻璃的適應(yīng)性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選mn系氧化物。予以說(shuō)明，在添加激光吸收材的情況下，其含量?jī)?yōu)選為0.1體積％以上、0.5體積％以上、1體積％以上、1.5體積％以上，特別優(yōu)選為2體積％以上。

密封材料層的形成可以在將構(gòu)件安裝于陶瓷基體上之后進(jìn)行，但是從防止構(gòu)件(尤其是容易熱劣化的元件)的熱劣化的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選在將構(gòu)件安裝于陶瓷基體上之前進(jìn)行。

在陶瓷基體上形成密封材料層后的密封材料層的平均厚度閑置優(yōu)選限制為不足10μm、不足7μm，特別優(yōu)選限制為不足5μm。同樣，激光密封后的密封材料層的平均厚度也優(yōu)選限制為不足10μm、不足7μm，特別優(yōu)選限制為不足5μm。密封材料層的平均厚度越小，則即使未使密封材料層與陶瓷基體及玻璃基板的熱膨脹系數(shù)充分匹配，也會(huì)降低在激光密封后殘留于密封部分的應(yīng)力。另外，還可以提高激光密封的精度。予以說(shuō)明，作為如上述那樣限制密封材料層的平均厚度的方法，可列舉薄薄地涂布密封材料糊劑的方法、在形成密封材料層后對(duì)密封材料層的表面進(jìn)行研磨處理的方法。

在陶瓷基體上形成密封材料層后的密封材料層的表面粗糙度ra優(yōu)選限制為不足0.5μm、0.2μm以下，特別優(yōu)選限制為0.01～0.15μm。另外，在陶瓷基體上形成密封材料層后的密封材料層的表面粗糙度rms優(yōu)選限制為不足1.0μm、0.5μm以下，特別優(yōu)選限制為0.05～0.3μm。這樣一來(lái)，玻璃基板與密封材料層的密合性提高，并且激光密封的精度提高。予以說(shuō)明，作為如上述那樣限制密封材料層的表面粗糙度ra、rms的方法，可列舉將陶瓷基體的框部的頂部進(jìn)行研磨處理的方法、限制耐火性填料粉末的粒度的方法、對(duì)密封材料層的表面進(jìn)行研磨處理的方法。

本發(fā)明的氣密封裝體的制造方法具有準(zhǔn)備玻璃基板、且使玻璃基板與陶瓷基體上的密封材料層接觸的方式配置陶瓷基體和玻璃基板的工序。作為玻璃基板，可以使用各種玻璃?？梢允褂美鐭o(wú)堿玻璃、硼硅酸鹽玻璃、堿石灰玻璃。尤其從耐候性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選無(wú)堿玻璃。

玻璃基板的板厚優(yōu)選為0.01～2.0mm、0.1～1mm，特別優(yōu)選為0.5～0.7mm。由此可以實(shí)現(xiàn)氣密封裝體的薄型化。

玻璃基板可以設(shè)置在陶瓷基體的下方，但是從激光密封的效率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選將玻璃基板配置在陶瓷基體的上方。

本發(fā)明的氣密封裝體的制造方法具有從玻璃基板側(cè)朝著密封材料層照射激光、且隔著密封材料層將陶瓷基體和玻璃基板密封而得到氣密封裝體的工序。

作為激光，可以使用各種激光。尤其從容易處理的方法出發(fā)，優(yōu)選半導(dǎo)體激光、yag激光、co2激光、準(zhǔn)分子激光器、紅外激光等。

進(jìn)行激光密封的氣氛并無(wú)特別限定，可以為大氣氣氛，也可以為氮?dú)鈿夥盏榷栊詺夥铡?/p>

若在進(jìn)行激光密封時(shí)以(100℃以上且玻璃基板的應(yīng)變點(diǎn)以下)的溫度對(duì)玻璃基板進(jìn)行預(yù)加熱，則可以抑制由熱沖擊所致的玻璃基板的破裂。另外，若在剛激光密封后從玻璃基板側(cè)照射退火激光，則可以抑制由熱沖擊所致的玻璃基板的破裂。

以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的氣密封裝體的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

圖2為用于對(duì)本發(fā)明的氣密封裝體的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明的示意性剖視圖。氣密封裝體1在矩形的陶瓷基體10的中央?yún)^(qū)域形成構(gòu)件(壓電振動(dòng)子元件)11、且按照以框狀包圍構(gòu)件11的周?chē)姆绞皆谔沾苫w10的外周邊緣區(qū)域形成密封材料層12。在此，密封材料層12是通過(guò)將密封材料糊劑涂布、干燥后使其燒結(jié)來(lái)形成的構(gòu)件。予以說(shuō)明，在陶瓷基體10上形成將構(gòu)件11與外部電連接的電極膜(未圖示)。而且，玻璃基板13以與密封材料層12接觸的方式配置在陶瓷基體10的上方。進(jìn)而，將從激光照射裝置14出射的激光l從玻璃基板13側(cè)沿著密封材料層12照射。由此，密封材料層12軟化流動(dòng)，將陶瓷基體10和玻璃基板13密封而形成氣密封裝體1的氣密結(jié)構(gòu)。

圖3為用于對(duì)本發(fā)明的氣密封裝體的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明的示意性剖視圖。氣密封裝體2在矩形狀的陶瓷基體20的外周邊緣區(qū)域具有框部21，并且在其內(nèi)部收容構(gòu)件(分散有量子點(diǎn)的樹(shù)脂)22。而且，在該框部21的頂部23形成密封材料層24。在此，陶瓷基體20是通過(guò)使生坯片的層疊體燒結(jié)而制作的構(gòu)件。另外，框部21的頂部23被預(yù)先進(jìn)行研磨處理，表面粗糙度ra為0.15μm以下。進(jìn)而，密封材料層24是通過(guò)將密封材料糊劑涂布、干燥后使其燒結(jié)而形成的構(gòu)件。予以說(shuō)明，在陶瓷基體20上形成將構(gòu)件22與外部電連接的電極膜(未圖示)。玻璃基板25以與密封材料層24接觸的方式配置在陶瓷基體20的上方。進(jìn)而，從激光照射裝置26出射的激光l從玻璃基板25側(cè)沿著密封材料層24進(jìn)行照射。由此，密封材料層24軟化流動(dòng)，將陶瓷基體20和玻璃基板24密封而形成氣密封裝2的氣密結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例

以下，基于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。予以說(shuō)明，以下的實(shí)施例僅僅是例示。本發(fā)明并不受以下實(shí)施例的任何限定。

首先，制作密封材料。表1表示密封材料的材料構(gòu)成。鉍系玻璃作為玻璃組成以摩爾％計(jì)含有bi2o376.5％、b2o38.0％、zno6.0％、cuo5.0％、fe2o30.5％、bao4.0％，且具有表1記載的粒度。

【表1】

將上述的鉍系玻璃和耐火性填料粉末按照表1所示的比例混合，制作成密封材料。作為耐火物填料，使用具有表2所示粒度的堇青石。對(duì)該密封材料測(cè)定了玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、軟化點(diǎn)、熱膨脹系數(shù)。其結(jié)果如表1所示。

玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是利用推桿式tma裝置進(jìn)行測(cè)定得到的值。

軟化點(diǎn)是利用大型dta裝置進(jìn)行測(cè)定得到的值。測(cè)定在大氣氣氛下以升溫速度10℃/分鐘進(jìn)行，并在從室溫到600℃的溫度進(jìn)行測(cè)定。

熱膨脹系數(shù)是利用推桿式tma裝置進(jìn)行測(cè)定得到的值。測(cè)定溫度范圍為30～300℃。

接著，使用上述密封材料，在陶瓷基體上形成密封材料層(試樣no.1～6)。首先，按照使粘度為約100pa·s(25℃、shearrate：4)的方式，將表1記載的密封材料和載色劑及溶劑混煉后，再用三輥磨機(jī)將粉末混煉至均勻分散，進(jìn)行顆?；?。載色劑使用在二醇醚系溶劑中溶解有乙基纖維素樹(shù)脂的載色劑。接著，沿著縱3mm×橫3mm×厚度0.8mm的陶瓷基體(氧化鋁或ltcc)的外周邊緣區(qū)域，將上述的密封材料糊劑按照厚度：約5μm或約8μm、寬度：約0.3mm的方式利用絲網(wǎng)印刷機(jī)印刷成框狀。再在大氣氣氛下于120℃干燥10分鐘后，在大氣氣氛下以500℃燒成10分鐘，進(jìn)行密封材料糊劑中的樹(shù)脂成分的焚燒(脫粘合劑處理)及密封材料的燒結(jié)(固著)，在陶瓷基體上形成密封材料層。之后，在陶瓷基體的中央?yún)^(qū)域形成元件。作為比較例，利用同樣的燒成條件在玻璃基板上形成密封材料(試樣no.7～9)。

密封材料層的平均厚度是利用非接觸式激光膜厚計(jì)進(jìn)行測(cè)定得到的值。

最后，隔著密封材料層而使陶瓷基體和玻璃基板在大氣氣氛下接觸配置后，從玻璃基板側(cè)沿著密封材料層以表中記載的輸出、掃描速度照射波長(zhǎng)808nm的激光，由此使密封材料層軟化流動(dòng)，將陶瓷基體和玻璃基板密封，得到表2、3記載的氣密封裝體。

【表2】

【表3】

對(duì)各試樣，進(jìn)行高溫高濕高壓試驗(yàn)：hast試驗(yàn)(highlyacceleratedtemperatureandhumiditystresstest)后，觀察有無(wú)發(fā)生陶瓷基體與玻璃基板的剝離，將未剝離的情況設(shè)為“○”，將確認(rèn)到剝離的情況設(shè)為“×”，對(duì)剝離性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。予以說(shuō)明，hast試驗(yàn)的條件為121℃、濕度100％、2atm、24小時(shí)。

由表2、3可知：在試樣no.1～6中，在陶瓷基體側(cè)形成密封材料層后，進(jìn)行激光密封，因此剝離性的評(píng)價(jià)良好。這意味著密封材料層和陶瓷基體在具有高固著強(qiáng)度的狀態(tài)下被激光密封。另一方面，在試樣no.7～9中，在玻璃基板側(cè)形成密封材料層后，進(jìn)行激光密封，因此剝離性的評(píng)價(jià)不良。這意味著：利用激光密封所致的密封材料層的軟化流動(dòng)為短時(shí)間，因此密封材料層與陶瓷基體未充分反應(yīng)，無(wú)法得到較強(qiáng)的固著強(qiáng)度。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明的氣密封裝可以適合應(yīng)用于壓電振動(dòng)子封裝體，除此以外還適合應(yīng)用于收容發(fā)光二極管的氣密封裝體、收容分散有耐熱性低的量子點(diǎn)的樹(shù)脂等的氣密封裝體等。

符號(hào)說(shuō)明

1、2氣密封裝

10、20陶瓷基體

11、22構(gòu)件

12、24密封材料層

13、25玻璃基板

14、26激光照射裝置

21框部

23框部的頂部

l激光