JP4883734B2 - Bonding structure, bonding method, and bonding apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、接合構造体、接合方法及び接合装置に関し、具体的には複数の部材を互いに密着させて接合する接合構造体、接合方法及び接合装置に関する。 The present invention relates to a bonded structure, a bonding method, and a bonding apparatus, and more specifically, to a bonded structure, a bonding method, and a bonding apparatus that bond a plurality of members in close contact with each other.
複数の部材を接合する方法として、フリット、あるいは鉛などを用いる方法がある。例えば、PDP(Plasma Display Panel)、SED(Surface-conduction Electron-emitter Display)、FED(Field Emission Display)、有機ELディスプレイ(Organic Electroluminescence Display)などの発光パネルは、枠を介して2枚のガラスが接合された構造を有する場合がある。これらの接合には、前述した方法が多く用いられている。 As a method for joining a plurality of members, there is a method using frit, lead, or the like. For example, light-emitting panels such as PDP (Plasma Display Panel), SED (Surface-conduction Electron-emitter Display), FED (Field Emission Display), and organic EL display (Organic Electroluminescence Display) are made of two pieces of glass through a frame. May have a bonded structure. The above-described methods are often used for these joinings.
また、複数の部材を接合する他の方法として、レーザ光の照射による接合方法がある。この接合方法は、照射したレーザ光のエネルギーを接合界面において吸収することによって接合部材が加熱溶融され、再度凝固することで接合を行う方法である。例えば、樹脂フィルムを接合する場合において、レーザ光の吸収性をより高めるために接合界面に光吸収物質を挟み込む方法がある(特開2002−67164号公報)。またこれと同様に、吸光材を接合界面に塗布または添付または成膜し、ガラスなどの無機物質を接合する方法がある(特開2003−170290号公報)。 Further, as another method for joining a plurality of members, there is a joining method by laser light irradiation. This joining method is a method in which the joining member is heated and melted by absorbing the energy of the irradiated laser beam at the joining interface, and then joined by solidifying again. For example, in the case of bonding resin films, there is a method of sandwiching a light-absorbing substance at the bonding interface in order to further increase the laser beam absorption (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-67164). Similarly, there is a method in which a light absorbing material is applied to or attached to a bonding interface or a film is formed, and an inorganic substance such as glass is bonded (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-170290).
このようなレーザ光の照射による接合方法は、吸光材などの発熱により接合部材を融解させる接合方法であるため、その吸光材の発熱を接合部材に効率よく伝熱する必要がある。そのためには、接合部材同士あるいは接合部材と吸光材とを接合時に密着固定させることが重要である。これは、接合部材同士あるいは接合部材と吸光材との密着が弱い状態では、それらの界面に存在する隙間により熱伝達が低下するためである。その結果として、必要な接合強度を得られないおそれがある。 Such a joining method by laser light irradiation is a joining method in which the joining member is melted by the heat generation of the light absorbing material or the like, and therefore it is necessary to efficiently transfer the heat generated by the light absorbing material to the joining member. For this purpose, it is important that the joining members or the joining member and the light-absorbing material are closely fixed at the time of joining. This is because heat transfer is reduced by a gap existing at the interface between the bonding members or between the bonding members and the light absorbing material. As a result, the required bonding strength may not be obtained.
接合部材同士あるいは接合部材と吸光材とを密着させる方法としては、機械的な機構(押し付け機構)を用いて接合部材に押し圧をかける方法がある。しかしながら、押し付け機構による接合部材へのダメージが懸念されたり、接合部材に押し圧を一様にかけるための特別な押し付け機構が必要になるといった問題がある。 As a method of bringing the bonding members or the bonding member and the light-absorbing material into close contact, there is a method of applying a pressing force to the bonding member using a mechanical mechanism (pressing mechanism). However, there is a problem that there is a concern about damage to the joining member due to the pressing mechanism, or that a special pressing mechanism is required for uniformly applying a pressing pressure to the joining member.
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、接合部材同士あるいは接合部材と吸光材とを接合時に容易に密着させることができる接合構造体、接合方法及び接合装置を提供する。 This invention is made | formed based on recognition of this subject, and provides the joining structure, joining method, and joining apparatus which can adhere | attach the joining members or the joining member and a light-absorbing material easily at the time of joining.
本発明の一態様によれば、第1の接合部材と、第2の接合部材と、第3の接合部材と、を備え、前記第1の接合部材および前記第2の接合部材の少なくともいずれかは、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材との間の接合界面に溝部を有し、前記第2の接合部材および前記第3の接合部材の少なくともいずれかは、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間の接合界面に溝部を有し、前記第2の接合部材は、前記第1の接合部材と前記第3の接合部材との間に挟設され、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材との間における溝部の空間、および前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間における溝部の空間が減圧され、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材とが密着された状態、且つ前記第2の接合部材と前記第3の接合部材とが密着された状態で、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材とが接合され、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材とが接合されてなることを特徴とする接合構造体が提供される。
また、本発明の他の一態様によれば、第1の接合部材と、第2の接合部材と、第3の接合部材と、を備え、前記第1の接合部材および前記第2の接合部材の少なくともいずれかは、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材との間の接合界面に溝部を有し、前記第2の接合部材および前記第3の接合部材の少なくともいずれかは、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間の接合界面に溝部を有し、前記第1の接合部材は、排気路を形成する排気孔を有し、前記第2の接合部材は、前記第1の接合部材と前記第3の接合部材との間に挟設され、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材との間における溝部と、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間における溝部と、を連通する貫通孔を有し、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材との間における溝部の空間、および前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間における溝部の空間が、前記排気孔および前記貫通孔を介して減圧され、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材とが密着された状態、且つ前記第2の接合部材と前記第3の接合部材とが密着された状態で、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材とが接合され、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材とが接合されてなることを特徴とする接合構造体が提供される。
According to one aspect of the present invention, a first joining member, a second joining member, and a third joining member are provided, and at least one of the first joining member and the second joining member. Has a groove at a bonding interface between the first bonding member and the second bonding member, and at least one of the second bonding member and the third bonding member is the second bonding member. A bonding interface between the bonding member and the third bonding member has a groove, and the second bonding member is sandwiched between the first bonding member and the third bonding member; The space of the groove between the first bonding member and the second bonding member and the space of the groove between the second bonding member and the third bonding member are decompressed, and the first A state where the bonding member and the second bonding member are in close contact with each other, and the second bonding member and the third The first bonding member and the second bonding member are bonded in a state in which the bonding member is in close contact, and the second bonding member and the third bonding member are bonded. A joined structure is provided.
Moreover, according to the other one aspect | mode of this invention, It is provided with the 1st joining member, the 2nd joining member, and the 3rd joining member, The 1st joining member and the 2nd joining member At least one of the first bonding member and the second bonding member have a groove at the bonding interface, and at least one of the second bonding member and the third bonding member is: The second bonding member has a groove at a bonding interface between the second bonding member and the third bonding member, the first bonding member has an exhaust hole that forms an exhaust passage, and the second bonding member Is sandwiched between the first joining member and the third joining member, a groove between the first joining member and the second joining member, and the second joining member A through hole communicating with the groove between the third bonding member and the first bonding member and the second bonding member. The space of the groove portion between the joint member and the space of the groove portion between the second joint member and the third joint member are decompressed via the exhaust hole and the through hole, and the first The first bonding member and the second bonding member in a state in which the bonding member and the second bonding member are in close contact with each other, and in a state in which the second bonding member and the third bonding member are in close contact with each other. A joining structure is provided in which a member is joined and the second joining member and the third joining member are joined.
また、本発明の他の一態様によれば、第1の接合部材および第2の接合部材の少なくともいずれかであって、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材との間の接合界面に溝部を形成し、前記第2の接合部材および第3の接合部材の少なくともいずれかであって、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間の接合界面に溝部を形成し、前記第1の接合部材と前記第3の接合部材との間に前記第2の接合部材を挟設し、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材との間における溝部の空間、および前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間における溝部の空間を減圧して、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材とを密着させ、且つ前記第2の接合部材と前記第3の接合部材とを密着させた状態で、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材とを接合し、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材とを接合することを特徴とする接合方法が提供される。
また、本発明の他の一態様よれば、第1の接合部材および第2の接合部材の少なくともいずれかであって、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材との間の接合界面に溝部を形成し、前記第2の接合部材および第3の接合部材の少なくともいずれかであって、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間の接合界面に溝部を形成し、前記第1の接合部材に排気路を形成する排気孔を形成し、前記第1の接合部材と前記第3の接合部材との間に前記第2の接合部材を挟設し、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材との間における溝部と、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間における溝部と、を連通する貫通孔を前記第2の接合部材に形成し、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材との間における溝部の空間、および前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間における溝部の空間を、前記排気孔および前記貫通孔を介して減圧して、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材とを密着させ、且つ前記第2の接合部材と前記第3の接合部材とを密着させた状態で、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材とを接合し、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材とを接合することを特徴とする接合方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, it is at least one of the first joining member and the second joining member, and the joining between the first joining member and the second joining member. A groove is formed at the interface, and a groove is formed at the bonding interface between the second bonding member and the third bonding member, which is at least one of the second bonding member and the third bonding member. Then, the second bonding member is sandwiched between the first bonding member and the third bonding member, and the space of the groove portion between the first bonding member and the second bonding member And decompressing the space of the groove between the second joining member and the third joining member to bring the first joining member and the second joining member into close contact, and the second joining member. With the bonding member and the third bonding member in close contact with each other, the first bonding member and the first bonding member Bonding the bonding member bonding method, which comprises bonding the third joint member and the second joint member.
According to another aspect of the invention, it is at least one of a first joining member and a second joining member, and a joining interface between the first joining member and the second joining member. A groove portion is formed, and at least one of the second bonding member and the third bonding member, the groove portion is formed at a bonding interface between the second bonding member and the third bonding member. An exhaust hole is formed in the first joining member to form an exhaust path, and the second joining member is sandwiched between the first joining member and the third joining member, A through hole that communicates the groove between the second bonding member and the second bonding member and the groove between the second bonding member and the third bonding member is formed in the second bonding member. Forming a space in the groove between the first joining member and the second joining member, and The space of the groove between the second joining member and the third joining member is depressurized via the exhaust hole and the through hole, and the first joining member and the second joining member are And in a state where the second bonding member and the third bonding member are closely bonded, the first bonding member and the second bonding member are bonded, and the second bonding member And a third joining member are joined together.
また、本発明の他の一態様によれば、レーザ光を第1の接合部材と第2の接合部材と第3の部材とに向けて放出するエネルギ照射手段と、前記第1および第2および第3の接合部材と、前記エネルギ照射手段と、の相対位置を決定する位置決め手段と、前記第1の接合部材および前記第2の接合部材の少なくともいずれかであって、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材との間の接合界面に形成された溝部の空間を減圧して、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材とを密着させ、且つ前記第2の接合部材および前記第3の接合部材の少なくともいずれかであって、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間の接合界面に形成された溝部の空間を減圧して、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材とを密着させることができる減圧手段と、前記第2の接合部材において前記第1の接合部材との接合界面に形成された第1の吸光材と、前記第2の接合部材において、前記第3の接合部材との接合界面に、前記第1の接合部材との接合界面あるいは前記第3の接合部材との接合界面に対して垂直な方向からみたときに、前記第1の吸光材と重ならない部分を有するように形成された第2の吸光材と、に前記第3の接合部材側から前記レーザ光を照射するように、前記位置決め手段を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする接合装置が提供される。 According to another aspect of the invention, the energy irradiating means for emitting laser light toward the first joining member, the second joining member, and the third member , the first and second and A positioning means for determining a relative position between a third joining member and the energy irradiation means, at least one of the first joining member and the second joining member, wherein the first joining member And decompressing the space of the groove portion formed at the bonding interface between the first bonding member and the second bonding member to bring the first bonding member and the second bonding member into close contact with each other , and the second bonding member And at least one of the third bonding members, the space of the groove formed at the bonding interface between the second bonding member and the third bonding member is decompressed, and the second can Rukoto into close contact with said the joining member third joint member And pressure means, a first light absorber which in the second joint member is formed at the bonding interface between the first bonding member, in said second joint member, the bonding interface between the third joint member And a portion that does not overlap with the first light-absorbing material when viewed from a direction perpendicular to the bonding interface with the first bonding member or the bonding interface with the third bonding member. And a controller that controls the positioning means so as to irradiate the second light-absorbing material to the laser beam from the third bonding member side. .
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる接合構造体を例示する模式図である。
なお、図1(a)は、本実施形態にかかる接合構造体を分解して眺めた分解模式図であり、図1(b)は、本実施形態にかかる接合構造体を組み立てた状態を表す組立模式図である。
また、図2は、溝部の変形例にかかる接合部材を例示する模式図である。
なお、図2(a)は、本変形例にかかる接合部材全体を斜めから眺めた斜視模式図であり、図2(b)〜図2(d)は、本変形例にかかる溝部の断面形状を例示する断面模式図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and detailed description is abbreviate | omitted suitably.
FIG. 1 is a schematic view illustrating a bonded structure according to the first embodiment of the invention.
1A is an exploded schematic view of the joined structure according to the present embodiment, and FIG. 1B illustrates a state in which the joined structure according to the present embodiment is assembled. It is an assembly schematic diagram.
FIG. 2 is a schematic view illustrating a joining member according to a modification of the groove.
2A is a schematic perspective view of the entire joining member according to the present modification viewed obliquely, and FIGS. 2B to 2D are cross-sectional shapes of the grooves according to the present modification. It is a cross-sectional schematic diagram which illustrates this.
図1に表した接合構造体は、接合部材101a(第1の接合部材)と、接合部材101b(第2の接合部材)と、を備えている。接合部材101aにおける接合部材101bとの接合界面には、溝部108aが環状に設けられている。但し、溝部108aの形状については、図1に表したような環状だけに限定されず、位置や形状などに応じて適宜変更することができる。つまり、溝部は、図2(a)に表した変形例のように、複数の溝部108hが離間して設けられていてもよい。そして、その溝部108hの断面形状は、図2(b)に表したように略矩形状であってもよいし、図2(c)に表したように略円弧状であってもよいし、図2(d)に表したように略三角形状であってもよい。また、溝部108hの開口形状は、図2(a)に表したような略円形状だけに限定されず、例えば略矩形状であってもよい。
The joining structure shown in FIG. 1 includes a joining
接合部材101aと接合部材101bとは、後に詳述するように、レーザ光や電気やガスなどによる接合方法により互いに接合されている。以下、図3〜図6に関して、これらの接合構造体および接合方法についてより具体的に説明する。
As described in detail later, the
図3は、ステージに載置された接合構造体を前方から眺めた断面模式図である。
また、図4は、ステージに載置された接合構造体を前方から拡大して眺めた断面模式図である。
また、図5は、ステージに載置された接合構造体の変形例を前方から拡大して眺めた断面模式図である。
なお、図3〜図5は、図1に表したD−D断面図に相当する。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the bonded structure placed on the stage as viewed from the front.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the bonded structure placed on the stage as viewed from the front.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a modified example of the joint structure mounted on the stage, as viewed from the front.
3 to 5 correspond to the DD sectional view shown in FIG.
前述したように、接合部材101aにおける接合部材101bとの接合界面には、溝部108aが設けられている。そのため、接合部材101aと接合部材101bとの間には溝部108aによる空間が存在する。さらに、接合部材101aには、排気路を形成する排気孔112aが設けられている。
As described above, the
接合部材101a、101bを載置するステージ204には、排気路を形成する排気孔214が設けられている。この排気孔214の形状は、孔だけに限定されず、溝を有していてもよい。ステージ204は、排気孔214を通じてポンプ206に連結されている。ポンプ206は、連結された空間中の気体を吸引することにより、その空間を減圧できる。そのため、ポンプ206は排気孔214と排気孔112aとを介して、接合部材101aと接合部材101bとの間の空間(溝部108aによる空間)を減圧できる。
The
接合部材101aと接合部材101bとの間の空間が減圧されると、その空間と外部の空間との間には圧力差(気圧差)が生ずる。すなわち、接合部材101aと接合部材101bとの間の空間の圧力は、外部の空間の圧力よりも低くなる。そのため、接合部材101aと接合部材101bとを容易に密着させることができる。
When the space between the
なお、図5(a)に表した変形例のように、接合部材101c(第1の接合部材)には排気孔112cのみが設けられ、接合部材101d(第2の接合部材)における接合部材101cとの接合界面に溝部108dが設けられていてもよい。これによれば、接合部材101cには溝部112aのみが設けられているため、接合部材101cの強度(剛性)をより大きく保持できる。そのため、接合部材101cを搬入したり設置する際に、その接合部材101cが変形することをより防止できる。
5A, only the
あるいは、図5(b)に表した変形例のように、接合部材101e(第1の接合部材)には溝部108eおよび排気孔112eが設けられ、さらに接合部材101eと接合部材101b(第2の接合部材)との間には空間150が存在してもよい。これによれば、接合部材101eと接合部材101bとで囲まれた空間150を封止空間とすることができ、例えばPDP、SED、FED、有機ELディスプレイなどの発光パネルに適用することができる。
Alternatively, as in the modification shown in FIG. 5B, the joining
あるいは、図5(c)に表した変形例のように、図5(b)に表した変形例において、接合部材101f(第1の接合部材)には排気孔112fのみが設けられ、接合部材101g(第2の接合部材)における接合部材101fとの接合界面に溝部108gが設けられていてもよい。これによれば、接合部材101fの強度をより大きく保持しつつ、接合部材101fと接合部材101gとで囲まれた空間150を封止空間とすることができる。そのため、図5(b)に関して前述したように、例えば発光パネルに適用することができる。
Alternatively, like the modification example shown in FIG. 5C, in the modification example shown in FIG. 5B, only the
これらのように、図5(a)〜図5(c)に表したような変形例においても、第1の接合部材と第2の接合部材との間の空間の圧力は、外部の空間の圧力よりも低くなる。そのため、第1の接合部材と第2の接合部材とを容易に密着させることができる。 As described above, also in the modified examples shown in FIGS. 5A to 5C, the pressure in the space between the first bonding member and the second bonding member is in the external space. Lower than pressure. Therefore, the first bonding member and the second bonding member can be easily adhered.
図6は、本実施形態にかかる接合方法を例示する模式図である。
なお、図6(a)は、接合界面にレーザ光を直接照射する接合方法を例示する模式図であり、図6(b)は、接合部材を介して接合界面にレーザ光を照射する接合方法を例示する模式図である。また、図6(a)および図6(b)は、図1に表したD−D断面図に相当する。FIG. 6 is a schematic view illustrating the bonding method according to this embodiment.
6A is a schematic view illustrating a bonding method in which laser light is directly irradiated onto the bonding interface, and FIG. 6B is a bonding method in which laser light is irradiated onto the bonding interface via a bonding member. It is a schematic diagram which illustrates this. 6A and 6B correspond to the DD cross-sectional view shown in FIG.
まず、接合部材101aと接合部材101bとをステージ204に載置し、続いて、ポンプ206を作動させる。そうすると、図3〜図5に関して前述したように、接合部材101aと接合部材101bとは互いに密着する。この状態において、図6(a)に表したように、接合部材101aと接合部材101bとの間の接合界面にレーザ光120を直接照射する。
First, the joining
レーザ光120を接合界面に照射すると、接合部材101a、101bはレーザ光120を吸収して発熱する。そして、この発熱により、接合部材101aと接合部材101bとの少なくともいずれかが融解し固化することにより接合部が形成される。その結果、その接合部において接合部材101aと接合部材101bとが接合する。続いて、接合部材101aと接合部材101bとを例えば全周に亘って接合する場合には、その接合部材101a、101bに略並行してレーザ光学系を適宜移動させることにより、接合部材101aと接合部材101bとを全周に亘って接合できる。
When the
なお、レーザ光120の照射方向については、図6(a)に例示した方向に限定されず、図6(b)に表したように、例えば接合部材101bの上面に対して略垂直な方向から接合部材101bを介して照射してもよい。この場合には、接合部材101bは、レーザ光に対して透過性を有する必要がある。ここでは、レーザ光に対する透過性とは、加熱源としてのレーザ光をほとんど反射も吸収もせずに透過させるか、あるいはレーザ光を一部吸収したり反射したりしても溶融(融解)することなく残りのレーザ光を透過し、接合界面まで到達させ得る性質をいう。また、接合部材101aと接合部材101bとの接合方法は、図6に表した接合方法のようなレーザ光による接合方法に限定されず、電気やガスなどによる接合方法であってもよい。
Note that the irradiation direction of the
以上説明したように、接合部材同士を密着させて接合することにより、接合界面に存在する隙間により熱伝達が低下することを防止でき、その結果、接合部材間においてより大きな接合強度を得ることができる。また、例えば真空チャンバや接合部材同士を機械的に押し付ける機構などの特別な装置を用いることなく接合部材同士を容易に密着させることができるため、接合装置を簡素化できる。 As described above, by bonding the bonding members in close contact with each other, it is possible to prevent a decrease in heat transfer due to a gap existing at the bonding interface, and as a result, it is possible to obtain greater bonding strength between the bonding members. it can. In addition, since the joining members can be easily brought into close contact with each other without using a special device such as a vacuum chamber or a mechanism for mechanically pressing the joining members, the joining device can be simplified.
外部よりも減圧された状態(真空状態)では、その真空の断熱効果によって、熱は周辺部へ拡散し難くなる。ここで、接合部材101aと接合部材101bとの間の溝部108aによる空間は、外部よりも減圧された状態となっているため、接合部材101a、101bで発熱した熱は周辺部へ拡散し難くなる。そのため、接合部材101aおよび接合部材101bの少なくともいずれかは、より確実に融解する。その結果、接合部材間においてより大きな接合強度を得ることができる。また、過大な熱入力を行う必要がないため、熱の影響によって接合部材101a、101bに与える損傷を抑えることができる。
In a state where the pressure is reduced from the outside (vacuum state), heat hardly diffuses to the periphery due to the heat insulating effect of the vacuum. Here, since the space by the
図1〜図6に表した接合構造体および接合方法については、第1の接合部材と第2の接合部材とを互いに直接当接させて接合する場合を例に挙げて説明したが、レーザ光のエネルギーを吸収して発熱する吸光材を第1の接合部材と第2の接合部材との間に挟設させて接合してもよい。この場合には、吸光材がレーザ光を吸収して発熱し、この発熱により、第1の接合部材と第2の接合部材と吸光材との少なくともいずれかが融解し固化することにより、第1の接合部材と第2の接合部材とが吸光材を介して接合する。以下、図7〜図23に関して、複数の接合部材を吸光材を介して接合する場合を例に挙げて、図面を参照しつつ説明する。 The bonding structure and the bonding method shown in FIGS. 1 to 6 have been described by taking as an example the case where the first bonding member and the second bonding member are directly brought into contact with each other and bonded. A light absorbing material that absorbs this energy and generates heat may be sandwiched between the first bonding member and the second bonding member for bonding. In this case, the light absorbing material absorbs the laser beam and generates heat. Due to this heat generation, at least one of the first bonding member, the second bonding member, and the light absorbing material is melted and solidified, whereby the first The joining member and the second joining member are joined via the light absorbing material. Hereinafter, with reference to the drawings, a case where a plurality of joining members are joined via a light-absorbing material will be described with reference to FIGS.
図7は、本発明の第2の実施の形態にかかる接合構造体を例示する模式図である。
なお、図7(a)は、本実施形態にかかる接合構造体を分解して眺めた分解模式図であり、図7(b)は、本実施形態にかかる接合構造体を組み立てた状態を表す組立模式図である。FIG. 7 is a schematic view illustrating a bonded structure according to the second embodiment of the invention.
FIG. 7A is an exploded schematic view of the joined structure according to the present embodiment, and FIG. 7B shows a state where the joined structure according to the present embodiment is assembled. It is an assembly schematic diagram.
図7に表した接合構造体は、接合部材102a(第1の接合部材)と、レーザ光に対して透過性を有する材料からなる接合部材102b(第3の接合部材)と、レーザ光に対して透過性を有する材料からなり、接合部材102aと接合部材102bとの間に挟設された接合部材104(第2の接合部材)と、を備えている。以下においては、レーザ光に対する透過性とは、加熱源としてのレーザ光をほとんど反射も吸収もせずに透過させるか、あるいはレーザ光を一部吸収したり反射したりしても溶融(融解)することなく残りのレーザ光を透過し、吸光材まで到達させ得る性質をいう。
The bonding structure shown in FIG. 7 includes a
接合部材102aは、レーザ光に対して透過性を有する材料からなっていてもよいし、レーザ光に対して非透過性を有する材料からなっていてもよい。レーザ光に対して非透過性を有する部材としては、例えばその部材に配線がパターニングされていたり、電子素子や光学素子などが設けられている部材などが挙げられる。また、接合部材104は環状を有しているが、これだけに限定されず、接合部材102a、102bと同様に板状であってもよい。
The joining
接合部材102a、102bと、接合部材104と、は後に詳述するように、レーザ光の照射によりそれぞれ接合されている。そして、接合部材104が環状を有する場合には、接合部材102a、102bと、接合部材104と、により取り囲まれた封止空間が形成される。このような接合構造体としては、例えばPDP、SED、FED、有機ELディスプレイなどの発光パネルが挙げられる。以下、発光パネルに例示されるように、環状(枠状)の接合部材を介して複数の接合部材を接合する場合を例に挙げて説明する。
The joining
図8は、ステージに載置された接合構造体を前方から眺めた断面模式図である。
また、図9は、ステージに載置された接合構造体を前方から拡大して眺めた断面模式図である。
また、図10は、ステージに載置された接合構造体の変形例を前方から拡大して眺めた断面模式図である。
なお、図8〜図10は、図7に表したB−B断面図に相当する。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the bonded structure placed on the stage as viewed from the front.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the joined structure placed on the stage as viewed from the front.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a modified example of the joint structure placed on the stage, as viewed from the front.
8 to 10 correspond to the BB cross-sectional view shown in FIG.
接合部材104における接合部材102aとの接合界面には、溝部108aが環状の接合部材104に同様に環状に設けられている。また、接合部材104における接合部材102bとの接合界面には、溝部108bが環状の接合部材104に同様に環状に設けられている。そのため、接合部材102aと接合部材104との間には溝部108aによる空間が存在する。また、接合部材102bと接合部材104との間には、溝部108bによる空間が存在する。さらに、接合部材104には、溝部108aと溝部108bとを連通する貫通孔114が設けられている。
A
接合部材102aには、排気路を形成する排気孔112が設けられている。また、接合部材102a、102b、104を載置するステージ204には、排気路を形成する排気孔214が設けられている。この排気孔214の形状は、孔だけに限定されず、溝を有していてもよい。排気孔112、214の設置位置は、貫通孔114の設置位置に対応する必要はなく、設置数に関しても貫通孔114の設置数に対応する必要はない。例えば、排気孔112や排気孔214は1箇所にのみ設けられ、貫通孔114は2箇所以上の複数箇所に設けられてもよい。
The joining
図9に表したように、接合部材102aと接合部材104との間には、レーザ光のエネルギーを吸収して発熱する吸光材106a、106c(第1の吸光材)が設けられている。一方、接合部材102bと接合部材104との間には、同じくレーザ光のエネルギーを吸収して発熱する吸光材106b、106d(第2の吸光材)が設けられている。
As illustrated in FIG. 9,
ステージ204は、排気孔214を通じてポンプ206に連結されている。ポンプ206は、連結された空間中の気体を吸引することにより、その空間を減圧できる。そのため、ポンプ206は排気孔214と排気孔112とを介して、接合部材102aと接合部材104との間の空間(溝部108aによる空間)を減圧できる。さらに、接合部材104には、溝部108aと溝部108bとを連通する貫通孔114が設けられているため、ポンプ206は接合部材102bと接合部材104との間の空間(溝部108bによる空間)も減圧できる。
The
接合部材102aと接合部材104との間の空間、および接合部材102bと接合部材104との間の空間が減圧されると、それらの空間と外部の空間との間には圧力差(気圧差)が生ずる。すなわち、接合部材102aと接合部材104との間の空間、および接合部材102bと接合部材104との間の空間の圧力は、外部の空間の圧力よりも低くなる。そのため、接合部材102aと接合部材104とを容易に密着させることができる。また、接合部材102bと接合部材104とを容易に密着させることができる。
When the space between the joining
このように接合部材同士を密着させることにより、接合界面に存在する隙間により熱伝達が低下することを防止できる。その結果、接合部材間においてより大きな接合強度を得ることができる。また、例えば真空チャンバや接合部材同士を機械的に押し付ける機構などの特別な装置を用いることなく接合部材同士を容易に密着させることができるため、接合装置を簡素化できる。さらに、接合部材102aと接合部材102bと接合部材104とで囲まれた空間150を減圧することなく、接合部分を容易に密着させることができる。
By bringing the bonding members into close contact with each other in this way, it is possible to prevent heat transfer from being reduced due to a gap existing at the bonding interface. As a result, a greater bonding strength can be obtained between the bonding members. In addition, since the joining members can be easily brought into close contact with each other without using a special device such as a vacuum chamber or a mechanism for mechanically pressing the joining members, the joining device can be simplified. Furthermore, the joint portion can be easily brought into close contact without reducing the pressure of the
外部よりも減圧された状態では、真空の断熱効果によって、熱は周辺部へ拡散し難くなる。ここで、接合部材102aと接合部材104との間の空間、および接合部材102bと接合部材104との間の空間は、外部よりも減圧された状態となっているため、吸光材106a、106b、106c、106dで発熱した熱は周辺部へ拡散し難くなる。そのため、吸光材106a、106b、106c、106dで発熱した熱は、接合部材102a、102b、104にそれぞれ効率よく伝わる。そして、接合部材102a、102b、104および吸光材106a、106b、106c、106dの少なくともいずれかは、より確実に融解する。その結果、接合部材間においてより大きな接合強度を得ることができる。また、過大な熱入力を行う必要がないため、熱の影響によって接合部材102a、102b、104に与える損傷を抑えることができる。
In a state where the pressure is reduced from the outside, heat hardly diffuses to the peripheral part due to the heat insulating effect of the vacuum. Here, since the space between the joining
レーザ光の照射による接合方法においては、そのレーザ光の照射部の周り全てが真空状態である場合に、真空の断熱効果はより大きくなる。そのため、溝部の空間を減圧することで接合部分を密着させて接合する場合には、例えば図10に表した変形例のように、照射部の周りが溝部である場合に断熱効果はより大きくなる。 In the bonding method using laser light irradiation, the heat insulating effect of the vacuum is further increased when the entire area around the laser light irradiation portion is in a vacuum state. Therefore, in the case where the joining portion is brought into close contact by reducing the space of the groove portion, for example, as in the modified example shown in FIG. 10, the heat insulating effect becomes larger when the periphery of the irradiation portion is the groove portion. .
図10に表した変形例においては、ポンプ206を作動させることにより、排気孔274、274a、274bと排気孔142a、142bとを介して、溝部138a、138cによる空間を減圧できる。さらに、接合部材134には、溝部138aと溝部138bとを連通する貫通孔144aと、溝部138cと溝部138dとを連通する貫通孔144bと、が設けられているため、溝部138b、138dによる空間も減圧できる。そのため、吸光材136a、136bが設けられた接合界面(レーザ光の照射部)の周りは、全て減圧された空間となる。したがって、例えば図10に表した変形例のように照射部の周りが溝部である場合には、真空の断熱効果はより大きくなり、レーザ光の照射部で発生した熱は周辺部へより拡散し難くなる。
In the modification shown in FIG. 10, by operating the
なお、図8および図9に表した接合構造体では、接合部材104にのみ溝部108a、108bが設けられているが、これだけに限定されず、接合部材102aあるいは接合部材102bに溝部が設けられていてもよい。この場合にも、接合部材102aと接合部材104との間、および接合部材102bと接合部材104との間に空間を生じさせることができる。すなわち、接合部材102aと接合部材104との間、および接合部材102bと接合部材104との間に、減圧可能な空間が存在すればよい。但し、溝部の加工工程を考慮すれば、接合部材104にのみ溝部108a、108bを形成した方が、その工程を簡略化できるためより好ましい。
8 and 9, the
図11は、接合部材104を拡大して眺めた拡大模式図である。
なお、図11(a)は、接合部材104を上方から拡大して眺めた平面模式図であり、図7に表した矢視Aの方向に眺めた模式図に相当する。図11(b)は、接合部材104を前方から拡大して眺めた断面模式図であり、図11(a)に表したC−C断面図に相当する。
また、図12は、接合部材104全体を上方から眺めた模式図であり、図7に表した矢視Aの方向に眺めた模式図に相当する。
また、図13は、接合部材104の変形例を拡大して眺めた拡大模式図である。
なお、図13(a)は、本変形例の接合部材を上方から拡大して眺めた平面模式図であり、図7に表した矢視Aの方向に眺めた模式図に相当する。図13(b)は、本変形例の接合部材を前方から拡大して眺めた断面模式図であり、図13(a)に表したC−C断面図に相当する。FIG. 11 is an enlarged schematic view in which the joining
Note that FIG. 11A is a schematic plan view of the joining
FIG. 12 is a schematic view of the entire joining
FIG. 13 is an enlarged schematic view in which a modified example of the joining
FIG. 13A is a schematic plan view of the joining member of the present modification viewed from above, and corresponds to the schematic diagram viewed in the direction of arrow A shown in FIG. FIG. 13B is a schematic cross-sectional view of the joining member of the present modification viewed from the front, and corresponds to the CC cross-sectional view shown in FIG.
接合部材104の上面(接合部材102bとの接合界面)および下面(接合部材102aとの接合界面)には、前述したように、溝部108b、108aが環状の接合部材104に同様に環状にそれぞれ設けられている。また、図11(a)および図12に表したように、溝部108aと溝部108bとを連通する貫通孔114が所定間隔で設けられている。
As described above, the
接合部材104の上面には吸光材106b、106dが予め形成されており、下面には吸光材106a、106cが予め形成されている。そして、接合部材104をその上面あるいは下面に対して垂直に見た場合に、吸光材106aと吸光材106bとは、互いに重ならないように形成されている。これと同様に、吸光材106cと吸光材106dとは、互いに重ならないように形成されている。
Absorbing
また、吸光材106aと吸光材106bと吸光材106cと吸光材106dとは、図12に表したように、環状の接合部材104に同様に環状に形成されている。そして、接合部材104をその上面あるいは下面に対して垂直な方向から見た場合に、吸光材106aと吸光材106bとは、環状に延在する全てにおいて互いに重ならないように形成されている。これと同様に、吸光材106cと吸光材106dとは、環状に延在する全てにおいて互いに重ならないように形成されている。
Further, as shown in FIG. 12, the
なお、図11および図12に表した接合部材104においては、接合部材104の内側(開口側)に配置された吸光材106a、106cが下面に予め形成され、接合部材104の外側に配置された吸光材106b、106dが上面に予め形成された場合を例示しているが、これだけに限定されず、吸光材106a、106cは上面に予め形成され、吸光材106b、106dは下面に予め形成されていてもよい。
In the joining
また、図11および図12に表した接合部材104においては、上面に2つの吸光材106b、106dが予め形成され、下面に2つの吸光材106a、106cが予め形成されているが、図13に表した変形例のように、上面に1つの吸光材106dのみが予め形成され、下面に1つの吸光材106aのみが予め形成されていてもよい。この場合であっても、接合部材102aと接合部材104とを密着させ、また、接合部材102bと接合部材104とを密着させた状態で、接合部材同士を接合することができる。これは、以下後述する実施形態および変形例についても同様である。
Further, in the joining
吸光材106a、106b、106c、106dの材質は、金属、セラミック、有色塗料、あるいはこれらの組み合わせなどが好ましく、その形態は、箔、膜、粉、リボン、あるいは板であることが好ましい。また、吸光材106a、106b、106c、106dは、図11および図12に表したようには、予め接合部材104に形成されていなくともよい。但し、接合部材の間に設置する際のハンドリングや、設置位置の位置合わせなどを考慮すると、接合部材104や接合部材102a、102bに予め形成されていることがより好ましい。吸光材106a、106b、106c、106dの形成方法については、蒸着、スパッタ、接着、塗布、あるいは転写などの技術が使用可能である。
The
図14〜図15は、本実施形態にかかる接合方法を例示する模式図であり、図7に表したB−B断面図に相当する。
また、図16は、図13に表した変形例の接合部材の接合方法を例示する模式図であり、図7に表したB−B断面図に相当する。14 to 15 are schematic views illustrating the bonding method according to the present embodiment, and correspond to the BB cross-sectional view illustrated in FIG. 7.
16 is a schematic view illustrating the joining method of the joining member of the modification shown in FIG. 13, and corresponds to the BB cross-sectional view shown in FIG.
まず、接合部材102aをステージ204に載置する(図14(a))。続いて、予め上面に吸光材106b、106dが形成され、予め下面に吸光材106a、106cが形成された接合部材104を接合部材102aに当接させる(図14(a))。続いて、接合部材102bを接合部材104に当接させる(図14(a))。
First, the joining
このようにして、吸光材106a、106cが接合部材102aと接合部材104との間に挟設され、吸光材106b、106dが接合部材102bと接合部材104との間に挟設された状態で、接合部材102a、102b、104はステージ204上に載置される(図14(b))。
In this manner, the
続いて、ポンプ206を作動させる。そうすると、ポンプ206は、図15(a)に表した矢印のように、排気孔214と排気孔112との空間中の気体を吸引する。その結果、ポンプ206と、接合部材102aと接合部材104との間の空間(溝部108aによる空間)と、は排気孔214、112を介して連通しているため、溝部108aによる空間は減圧される。さらに、接合部材102bと接合部材104との間の空間(溝部108bによる空間)と、溝部108aによる空間と、は貫通孔114を介して連通しているため、溝部108bによる空間も減圧される。
Subsequently, the
溝部108a、108bによる空間が減圧されると、前述したように、それらの空間と外部の空間との間には圧力差(気圧差)が生ずる。そのため、接合部材102aと接合部材104、および接合部材102bと接合部材104とは互いに密着する。このとき、ステージ204がレーザ光に対して非透過性を有する場合や、接合部材102aに例えば配線がパターニングされていたり、電子素子や光学素子などが設けられている場合には、ステージ204および接合部材102aを介して吸光材106a、106cにレーザ光を照射できない。
When the spaces formed by the
そこで、本実施形態にかかる接合方法においては、図15(b)に表したように、接合部材102a、102b、104が互いに密着した状態で、接合部材102b側からのみレーザ光120a、120b、120c、120dを吸光材106a、106b、106c、106dにそれぞれ照射できる(図15(b))。図11および図12に関して前述したように、接合部材104をその上面あるいは下面に対して垂直な方向に見た場合に、吸光材106aと吸光材106bとは、互いに重ならないように形成されているため、レーザ光120aは吸光材106aに到達できる。これと同様に、レーザ光120cは吸光材106cに到達できる。
Therefore, in the joining method according to the present embodiment, as shown in FIG. 15B, the
なお、図13に表した変形例の接合部材124のように、接合部材102aとの接合界面において1つの吸光材106aのみが設けられ、接合部材102bとの接合界面において1つの吸光材106dのみが設けられた場合であっても、図16に表したように、接合部材102b側からのみレーザ光120a、120dを吸光材106a、106dにそれぞれ照射できる。接合部材124をその上面あるいは下面に対して垂直な方向に見た場合に、吸光材106aと吸光材106dとは、互いに重ならないように形成されているため、レーザ光120aは吸光材106aに到達できる。
Note that only one
吸光材106a、106cは、レーザ光120a、120cをそれぞれ吸収して発熱する。そして、この発熱により、接合部材102aと接合部材104と吸光材106a、106cとの少なくともいずれかが融解し固化することにより吸光材106aでの接合部(第1の接合部)と、吸光材106cでの接合部と、が形成され、これらの接合部において接合部材102aと接合部材104とが接合する。また、吸光材106b、106dは、レーザ光120b、120dをそれぞれ吸収して発熱する。そして、この発熱により、接合部材102bと接合部材104と吸光材106b、106dとの少なくともいずれかが融解し固化することにより吸光材106bでの接合部(第2の接合部)と、吸光材106dでの接合部と、が形成され、これらの接合部において接合部材102bと接合部材104とが接合する。
The
続いて、接合部材102a、102b、104に略並行してレーザ光学系を適宜移動させることにより、周状に形成された吸光材106a、106b、106c、106dの全周に亘ってレーザ光120a、120b、120c、120dをそれぞれ照射できる。その結果、接合部材102aと接合部材104とを全周に亘って接合でき、接合部材102bと接合部材104とを全周に亘って接合できる。なお、レーザ光120a、120b、120c、120dは、それぞれ異なるレーザ光学系から照射されてもよいし、複数焦点を可能とする光学系からまとめて照射されてもよい。また、1つのレーザ光学系から照射されたレーザ光をスプリッタ等により複数に分離したものであってもよい。またさらに、図6(a)に表したように、接合部材102bを介することなく、吸光材にレーザ光を直接照射してもよい。
Subsequently, by appropriately moving the laser optical system substantially in parallel with the joining
このように、本実施形態にかかる接合方法によれば、接合部材102a、102b、104を互いに密着させた状態で、レーザ光の照射による接合を行うことができる。そのため、接合界面に存在する隙間により熱伝達が低下することを防止でき、接合部材102a、102b、104の間においてより大きな接合強度を得ることができる。その結果、接合の信頼性を向上することができる。また、ステージ204や一方の最外層の接合部材(接合部材102a)がレーザ光に対して非透過性を有していても、レーザ光に対して透過性を有する他方の最外層の接合部材(接合部材102b)側からのみレーザ光を照射して接合部材同士を接合できる。そのため、接合時間を短縮することができ、接合作業の効率を向上させることができる。さらに、図8および図9に関して前述した効果と同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the bonding method according to the present embodiment, it is possible to perform bonding by laser light irradiation in a state where the
図17は、本実施形態の変形例にかかる接合構造体がステージに載置された状態を前方から拡大して眺めた断面模式図である。なお、図17は、図9と同様に、図7に表したB−B断面図に相当する。 FIG. 17 is a schematic cross-sectional view of a state in which the joint structure according to the modification of the present embodiment is placed on the stage, as viewed from the front. Note that FIG. 17 corresponds to the BB cross-sectional view shown in FIG.
本変形例の接合部材154における接合部材152aとの接合界面には、溝部158a、158c、158eが環状の接合部材154に同様に環状に設けられている。また、接合部材154における接合部材102bとの接合界面には、溝部158b、158dが環状の接合部材154に同様に環状に設けられている。
そのため、接合部材152aと接合部材154との間には、溝部158a、158c、158eによる空間が存在する。また、接合部材102bと接合部材154との間には、溝部158b、158dによる空間が存在する。なお、溝部158a、158b、158c、158d、158eは、図17に表したように曲面を有しているが、図9に表した接合部材104と同様に、平面を有していてもよい。また、接合部材154には、溝部158aと溝部158bとを連通する貫通孔164aと、溝部158dと溝部158eとを連通する貫通孔164bと、が設けられている。
Therefore, there are spaces between the joining
接合部材152aには、排気路を形成する排気孔162a、162b、162cがそれぞれ設けられている。また、接合部材152a、102b、154を載置するステージ254には、排気路を形成する排気孔264a、264b、264cがそれぞれ設けられている。そして、排気孔264a、264b、264cは、ポンプ206(図8参照)に連通される途中において、排気孔264として結合されている。
The joining
図17に表したように、接合部材152aと接合部材154との間には、レーザ光のエネルギーを吸収して発熱する吸光材156a、156c、156e、156gが設けられている。一方、接合部材102bと接合部材154との間には、同じくレーザ光のエネルギーを吸収して発熱する吸光材156b、156d、156fが設けられている。その他の構造については、図8および図9に表した接合構造体の構造と同様である。
As shown in FIG. 17,
本変形例によれば、ポンプ206を作動させることにより、接合部材152aと接合部材154との間の空間(溝部158a、158c、158eによる空間)を減圧できる。さらに、接合部材154には、貫通孔164a、164bが設けられているため、この貫通孔164a、164bを介して接合部材102bと接合部材154との間の空間(溝部158b、158dによる空間)も減圧できる。
According to this modification, by operating the
このようにして、これらの空間と外部の空間との間に圧力差が生じるため、接合部材152aと接合部材154とを容易に密着させることができる。また、接合部材102bと接合部材154とを容易に密着させることができる。このとき、溝部158a、158b、158c、158d、158eは、接合部材154の上面あるいは下面において左右側方に広範囲に設けられているため、本変形例においては接合部材152a、102b、154同士をより広範囲に亘って密着させることができる。
In this manner, a pressure difference is generated between these spaces and the external space, so that the joining
接合部材同士をより広範囲に亘って密着させることにより、接合界面に存在する隙間をより小さくできる。そのため、その隙間により熱伝達が低下することを防止できる。その結果、接合部材間においてより大きな接合強度を得ることができ、接合の信頼性を向上することができる。また、吸光材156cの近傍には溝部158b、158dが配置され、吸光材156dの近傍には溝部158a、158cが配置され、吸光材156eの近傍には溝部158c、158eが配置されているため、図10に関して前述したように、それらの照射部では真空の断熱効果はより大きくなる。ここで、「近傍」とは、溝部における真空の断熱効果により、吸光材の周辺部への熱の拡散を抑制できるほどに近いことをいう。その他の効果についても、図8および図9に関して前述した効果と同様の効果を得ることができる。
By bringing the bonding members into close contact with each other over a wider range, the gap existing at the bonding interface can be further reduced. Therefore, it can prevent that heat transfer falls by the clearance gap. As a result, greater bonding strength can be obtained between the bonding members, and the reliability of bonding can be improved. Further, the
なお、吸光材156a、156b、156c、156d、156e、156f、156gは、図17に表したように、接合部材154をその上面あるいは下面に対して垂直に見た場合に互いに重ならないように形成されている。そのため、図15に関して前述したように、例えばステージ254および接合部材152aがレーザ光に対して非透過性を有していても、レーザ光に対して透過性を有する接合部材102b側からのみレーザ光を照射して接合部材同士を接合できる。
As shown in FIG. 17, the
図18は、本実施形態の他の変形例にかかる接合構造体がステージに載置された状態を前方から拡大して眺めた断面模式図である。なお、図18は、図9と同様に、図7に表したB−B断面図に相当する。 FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of a state in which a joint structure according to another modification of the present embodiment is placed on the stage, as viewed from the front. FIG. 18 corresponds to the BB cross-sectional view shown in FIG.
本変形例の接合部材174における接合部材102aとの接合界面には、溝部178aが環状の接合部材174に同様に環状に設けられている。これに対して、接合部材174における接合部材102bとの接合界面には、図9に表した接合部材104のようには溝部は設けられていない。そして、接合部材174の上面に当接された接合部材172bにおける接合部材174との接合界面には、溝部178bが設けられている。この溝部178bは、環状の接合部材174に同様に環状に設けられている。その他の構造については、図8および図9に表した接合構造体の構造と同様である。
A
本変形例によれば、環状の接合部材174には溝部178aのみが設けられているため、接合部材174の強度(剛性)をより大きく保持できる。そのため、接合部材174を搬入したり設置する際に、その接合部材174が変形することをより防止できる。一方、接合部材172bには溝部178bが設けられているが、接合部材172bは板状を有しているため、その強度(剛性)が大きく低下するおそれは少ない。
According to this modification, since only the
接合部材172bと接合部材174との間には、接合部材172bに設けられた溝部178bによる空間が存在する。また、接合部材102aと接合部材174との間には、溝部178aによる空間が存在する。そして、接合部材174には、溝部178aと上面とを連通する貫通孔184が設けられている。
Between the joining
そのため、本変形例においても、ポンプ206を作動させることにより、接合部材102aと接合部材174との間の空間(溝部178aによる空間)を減圧できる。さらに、接合部材174には、貫通孔184が設けられているため、この貫通孔184を介して接合部材172bと接合部材174との間の空間(溝部178bによる空間)も減圧できる。そして、前述した作用により、接合部材102aと接合部材174とを容易に密着させることができる。また、接合部材172bと接合部材174とを容易に密着させることができる。この状態で、レーザ光に対して透過性を有する接合部材172b側からのみレーザ光を照射することにより、接合部材同士を接合できる。
Therefore, also in this modified example, by operating the
なお、図17および図18に表した変形例においては、接合界面に複数の吸光材が設けられているが、図13に関して前述したように、各接合界面にはそれぞれ1つの吸光材のみが設けられていてもよい。この場合であっても、接合部材同士を密着させ、レーザ光に対して透過性を有する接合部材側からのみレーザ光を照射することにより、接合部材同士を接合できる。 In the modification shown in FIGS. 17 and 18, a plurality of light absorbing materials are provided at the bonding interface. However, as described above with reference to FIG. 13, only one light absorbing material is provided at each bonding interface. It may be done. Even in this case, the joining members can be joined by bringing the joining members into close contact with each other and irradiating the laser beam only from the side of the joining member having transparency to the laser light.
次に、レーザ光の照射方法について、図面を参照しつつ説明する。
図19は、レーザ光の照射方法を説明するための模式図である。
なお、図19(a)は、接合構造体を上方から拡大して眺めた平面模式図であり、図7に表した矢視Aの方向に眺めた模式図に相当する。図19(b)は、接合構造体を前方から拡大して眺めた側面模式図であり、図7に表したB−B断面図に相当する。Next, a laser beam irradiation method will be described with reference to the drawings.
FIG. 19 is a schematic diagram for explaining a laser beam irradiation method.
FIG. 19A is a schematic plan view of the bonded structure as viewed from above, and corresponds to the schematic diagram viewed in the direction of arrow A shown in FIG. FIG. 19B is a schematic side view of the bonded structure viewed from the front, and corresponds to the BB cross-sectional view shown in FIG.
レーザ光の照射方法の1つとしては、図15(b)に表したように、吸光材106a、106b、106c、106dにそれぞれ対応するレーザ光学系から照射する方法が挙げられる。これに対して、本照射方法では、1つのレーザ光学系から出力されたレーザ光120aを吸光材106aと吸光材106bとに照射する。また、他の1つのレーザ光学系から出力されたレーザ光120bを吸光材106cと吸光材106dとに照射する。
As one of the laser light irradiation methods, as shown in FIG. 15B, there is a method of irradiation from the laser optical system corresponding to each of the
レーザ光120aの焦点位置は、図19に表したように、吸光材106aと吸光材106bとの上下方向の略中間点であり、レーザ光120bの焦点位置は、吸光材106cと吸光材106dとの上下方向の略中間点である。これは、接合部材104の上面と下面との略中間点に略一致している。このように、吸光材106a、106b、106c、106dの形成位置(設置位置)にレーザ光120a、120bの焦点位置がなくとも、吸光材106a、106b、106c、106dがレーザ光120a、120bを吸収し加熱あるいは溶解するために足りるエネルギがあればよい。
As shown in FIG. 19, the focal position of the
そして、レーザ光120aの焦点位置を吸光材106aと吸光材106bとの上下方向の略中間点に設定することにより、吸光材106aと吸光材106bとにおけるレーザ光120aの照射エネルギを略均一にすることができる。これと同様に、レーザ光120bの焦点位置を吸光材106cと吸光材106dとの上下方向の略中間点に設定することにより、吸光材106cと吸光材106dとにおけるレーザ光120bの照射エネルギを略均一にすることができる。
Then, by setting the focal position of the
続いて、レーザ光120a、120bを吸光材106a、106bと吸光材106c、106dとにそれぞれ略同時に照射しつつ、図19(a)に表した矢印のように、接合部材102a、102b、104に略並行してレーザ光学系を適宜移動させることにより、環状に形成された吸光材106a、106b、106c、106dの全周に亘ってレーザ光120a、120bを照射できる。その結果、接合部材102aと接合部材104とを全周に亘って接合でき、接合部材102bと接合部材104とを全周に亘って接合できる。
Subsequently, the
これにより、4箇所の接合部を接合する場合でも2つのレーザ光学系により接合できる。そのため、レーザ光学系の設置数を低減でき、接合装置を簡素化することができる。また、吸光材106a、106b、106c、106dのそれぞれに対して略均一のエネルギのレーザ光120a、120bを照射できるため、それぞれの接合部において略同じの接合強度を得ることができる。そのため、接合条件の制御はより容易になる。さらに、吸光材106a、106b、106c、106dに略同時にレーザ光を照射し、発熱させて接合することができるため、それぞれ個別に照射し発熱させて接合するよりも接合部に生ずる接合部材の歪みの影響を抑制できる。そのため、接合部材間においてより大きな接合強度を得ることができる。その結果、接合の信頼性を向上することができる。
Thereby, even when joining four joint parts, it can join by two laser optical systems. Therefore, the number of installed laser optical systems can be reduced, and the joining apparatus can be simplified. Further, since the light-absorbing
なお、吸光材106a、106bは、接合部材104をその上面(接合部材102bとの接合界面)あるいは下面(接合部材102aとの接合界面)に対して垂直に見た場合に、吸光材106a(第1の吸光材)の一方の端部と、吸光材106b(第2の吸光材)の一方の端部と、が略合致するように形成されていてもよい。すなわち、吸光材106a、106bは、接合部材104をその上面あるいは下面に対して垂直に見た場合に、互いに全く重ならないように形成されていなくともよい。
The
この場合には、吸光材106aの一方の端部と、吸光材106bの一方の端部と、が略合致した部分に、図19(a)および図19(b)に表したように1つのレーザ光学系から出力されたレーザ光120aを吸光材106aと吸光材106bとに照射できる。そして、接合部材102a、102b、104に略並行してレーザ光学系を適宜移動させることにより、環状に形成された吸光材106a、106bの全周に亘ってレーザ光120aを照射できる。その結果、吸光材106aにおける接合部(第1の接合部)の内周端および外周端のいずれか一方と、吸光材106bにおける接合部(第2の接合部)の内周端および外周端のいずれか他方と、は平面視で略一致する。これは、吸光材106cにおける接合部、および106dにおいても同様である。
In this case, one end portion of the
さらに、1つのレーザ光学系から出力されたレーザ光120aが略同時に照射できる程度に、吸光材106aの一方の端部と、吸光材106bの一方の端部と、は重複していてもよい。この場合であっても、接合部材104をその上面あるいは下面に対して垂直に見た場合に、吸光材106aと吸光材106bとの境界部分に、1つのレーザ光学系から出力されたレーザ光120aを照射することができる。その結果、吸光材106aにおける接合部の内周端および外周端のいずれか一方と、吸光材106bにおける接合部の内周端および外周端のいずれか他方と、は平面視で略一致する。これは、吸光材106c、106dにおいても同様である。
Furthermore, one end of the
図20は、レーザ光の他の照射方法を説明するための模式図である。
なお、図20(a)は、接合構造体を上方から拡大して眺めた平面模式図であり、図7に表した矢視Aの方向に眺めた模式図に相当する。図20(b)は、接合構造体を前方から拡大して眺めた側面模式図であり、図7に表したB−B断面図に相当する。FIG. 20 is a schematic diagram for explaining another irradiation method of laser light.
Note that FIG. 20A is a schematic plan view of the bonded structure viewed from above, and corresponds to the schematic view viewed in the direction of arrow A shown in FIG. FIG. 20B is a schematic side view of the bonded structure viewed from the front, and corresponds to the BB cross-sectional view shown in FIG.
ここでは、3つの板状の接合部材102a、102b、102cを接合する場合を考える。接合部材102aと接合部材102bとの間には、環状の接合部材104aが挟設されており、接合部材102bと接合部材102cとの間には、環状の接合部材104bが挟設されている。
Here, the case where three plate-shaped joining
そこで、本照射方法では、1つのレーザ光学系から出力されたレーザ光120aを吸光材106aと吸光材106bとに照射する。また、他の1つのレーザ光学系から出力されたレーザ光120bを吸光材106cと吸光材106dとに照射する。また、他の1つのレーザ光学系から出力されたレーザ光120cを吸光材106eと吸光材106fとに照射する。また、他の1つのレーザ光学系から出力されたレーザ光120dを吸光材106gと吸光材106hとに照射する。
Therefore, in the present irradiation method, the
レーザ光120aの焦点位置は、図20に表したように、吸光材106aと吸光材106bとの上下方向の略中間点であり、レーザ光120bの焦点位置は、吸光材106cと吸光材106dとの上下方向の略中間点である。また、レーザ光120cの焦点位置は、吸光材106eと吸光材106fとの上下方向の略中間点であり、レーザ光120dの焦点位置は、吸光材106gと吸光材106hとの上下方向の略中間点である。これらの焦点位置は、接合部材104a、104bのそれぞれの上面と下面との上下方向の略中間点にそれぞれ略一致している。
As shown in FIG. 20, the focal position of the
これによれば、図19に関して前述したように、吸光材106aと吸光材106bとにおけるレーザ光120aの照射エネルギと、吸光材106cと吸光材106dとにおけるレーザ光120bの照射エネルギと、吸光材106eと吸光材106fとにおけるレーザ光120cの照射エネルギと、吸光材106gと吸光材106hとにおけるレーザ光120dの照射エネルギと、を略均一にすることができる。
According to this, as described above with reference to FIG. 19, the irradiation energy of the
続いて、図20(a)に表した矢印のように、接合部材102a、102b、102c、102d、104a、104bに略並行してレーザ光学系を適宜移動させることにより、環状に形成された吸光材106a、106b、106c、106d、106e、106f、106g、106hの全周に亘ってレーザ光120a、120b、120c、120dを照射できる。その結果、接合部材同士を全周に亘って接合できる。
Subsequently, as indicated by the arrows shown in FIG. 20A, the laser optical system is appropriately moved substantially in parallel with the joining
これにより、3つの板状の接合部材を接合する場合でも、片側からのみレーザ光を照射することにより、2つの環状の接合部材を介して接合部材同士を接合できる。また、図20(b)に表したように、8箇所の接合部を接合する場合でも4つのレーザ光学系により接合できる。そのため、レーザ光学系の設置数を低減でき、接合装置を簡素化することができる。 Thereby, even when three plate-shaped bonding members are bonded, the bonding members can be bonded to each other via two annular bonding members by irradiating the laser beam only from one side. In addition, as shown in FIG. 20B, even when joining 8 joints, they can be joined by four laser optical systems. Therefore, the number of installed laser optical systems can be reduced, and the joining apparatus can be simplified.
さらに、図20(a)に表したように、レーザ光120aとレーザ光120cとを進行方向に少し前後させつつ照射し、レーザ光120bとレーザ光120dとを進行方向に少し前後させつつ照射することにより、進行方向に対してより広範囲にレーザ光を照射することができる。また、その他の効果についても、図19に関して前述した効果と同様の効果を得ることができる。
Further, as shown in FIG. 20A, the
また、本照射方法においても、図19に関して前述したように、吸光材106a、106bは、接合部材104をその上面(接合部材102bとの接合界面)あるいは下面(接合部材102aとの接合界面)に対して垂直に見た場合に、吸光材106a(第1の吸光材)の一方の端部と、吸光材106b(第2の吸光材)の一方の端部と、が略合致するように形成されていてもよい。さらに、1つのレーザ光学系から出力されたレーザ光120aが略同時に照射できる程度に、吸光材106aの一方の端部と、吸光材106bの一方の端部と、は重複していてもよい。これは、吸光材106c、106d、106e、106f、106g、106hにおいても同様である。
Also in the present irradiation method, as described above with reference to FIG. 19, the
なお、図19および図20に関して前述したレーザ光の照射方法においては、レーザ光の焦点位置を吸光材の上下方向の略中間点に設定したが、これだけに限定されない。例えば、複数焦点を可能とする光学系から照射されたレーザ光を吸光材106aと吸光材106bとにそれぞれ照射することができる。すなわち、1つの光学系から照射された異なる焦点を有するレーザ光を、吸光材106aと吸光材106bとにそれぞれ照射することができる。
In the laser beam irradiation method described above with reference to FIGS. 19 and 20, the focal position of the laser beam is set at a substantially middle point in the vertical direction of the light absorber, but the present invention is not limited to this. For example, the light-absorbing
さらにこれらの場合には、その1つの光学系を略中心軸周りに回転させることにより、異なる焦点を有する2つのレーザ光の間の距離(ピッチ)を容易に変更することができる。そのため、吸光材106および吸光材106bの幅や大きさ、またはそれらの設置位置に対して柔軟に対応することができる。
Further, in these cases, the distance (pitch) between two laser beams having different focal points can be easily changed by rotating the one optical system about the central axis. Therefore, it is possible to flexibly cope with the width and size of the light absorbing material 106 and the
この場合においても、レーザ光学系の設置数を低減できるため、接合装置を簡素化することができる。また、それぞれの吸光材に対して略均一のエネルギのレーザ光を照射できるため、それぞれの接合部において略同じの接合強度を得ることができる。 Also in this case, since the number of laser optical systems can be reduced, the joining apparatus can be simplified. In addition, since laser beams having substantially uniform energy can be irradiated to the respective light absorbing materials, substantially the same bonding strength can be obtained at the respective bonding portions.
図21は、本実施形態の変形例にかかる接合方法を例示する模式図である。
また、図22は、ステージに載置された接合構造体を前方から拡大して眺めた断面模式図である。
なお、図21および図22は、図7に表したB−B断面図に相当する。FIG. 21 is a schematic view illustrating a joining method according to a modified example of this embodiment.
FIG. 22 is a schematic cross-sectional view of the bonded structure placed on the stage as viewed from the front.
21 and 22 correspond to the BB cross-sectional view shown in FIG.
本変形例にかかる接合方法では、チャンバ200を使用して接合部材同士を密着させつつ、レーザ光を照射することにより接合する。図21に表したチャンバ200は、レーザ光120a、120bを透過できるレーザ入射窓202と、接合部材172a、102b、194を載置して3軸方向に位置調整できるステージ234と、チャンバ200の内部を開放したり閉止できる弁208と、を有している。
In the joining method according to this modification, joining is performed by irradiating laser light while using the
また、図22に表したように、接合部材194における接合部材172aと接合部材102bとの接合界面には、溝部198a、198bが環状の接合部材194に同様に環状にそれぞれ設けられている。一方、図9に表した接合部材104のようには、溝部198aと溝部198bとを連通する貫通孔は設けられていない。さらに、接合部材172aには排気路を形成する排気孔は設けられておらず、ステージ234にも排気路を形成する排気孔は設けられていない。
Further, as shown in FIG. 22,
そこでまず、チャンバ200の内部に接合部材172a、102b、194とを適宜搬入する。続いて、チャンバ200の内部を減圧して弁208を閉止し、この状態のままで接合部材172aと接合部材194と接合部材102bとをこの順序に重ね合わせる。これにより、接合部材102aと接合部材102bと接合部材104とで囲まれた空間150と、接合部材172aと接合部材194との間の空間(溝部198aによる空間)と、接合部材102bと接合部材194との間の空間(溝部198bによる空間)と、は減圧された略密閉空間となる。そして再び、弁208を開放してチャンバ200の内部の圧力を上昇させる。
Therefore, first, the joining
そうすると、接合部材102aと接合部材102bと接合部材104とで囲まれた空間150の内部の圧力と、外部の圧力と、の間において圧力差が生ずる。また、溝部198a、198bによる空間の内部の圧力と、外部の圧力と、の間において圧力差が生ずる。
Then, a pressure difference is generated between the pressure inside the
このとき、チャンバ200の内部の圧力を大気圧まで上昇させる必要はない。空間150の内部の圧力と、外部の圧力と、の間、および溝部198a、198bによる空間の内部の圧力と、外部の圧力と、の間の少なくともいずれかにおいて、接合部材同士を密着可能な圧力差が生ずる程度に、チャンバ200の内部の圧力を上昇させればよい。これによれば、チャンバ200の内部をある程度の減圧状態に維持することで、図8〜図10に関して前述した真空の断熱効果により、接合部材172a、102b、194の表面からチャンバ200の内部に熱が拡散することを抑制できる。
At this time, it is not necessary to increase the pressure inside the
このようにして、接合部材172a、102b、194とは互いに密着する。この状態で、図15(b)、図19、あるいは図20に関して前述したレーザ光の照射方法により、吸光材106a、106b、106c、106dに対して略同時に接合部材102b側からのみレーザ光120a、120bをそれぞれ照射する。
In this manner, the
これによれば、溝部198aと溝部198bとを連通する貫通孔を接合部材194に設けることなく、接合部材同士を密着させることができる。また、接合部材172aやステージ234に排気路を形成する排気孔を設けることなく、接合部材同士を密着させることができる。そのため、接合部材194に貫通孔を加工する工程を省略でき、接合部材172aやステージ234に排気孔を加工する工程を省略できる。すなわち、接合作業の効率を向上させることができる。また、接合部材172a、194およびステージ234の形状を簡素化できる。
According to this, the joining members can be brought into close contact with each other without providing the joining
このように接合部材同士を密着させることにより、接合界面に存在する隙間により熱伝達が低下することを防止できる。その結果、接合部材間においてより大きな接合強度を得ることができ、接合の信頼性を向上することができる。また、前述したように、チャンバ200の内部をある程度の減圧状態に維持することで、真空の断熱効果によって、熱は周辺部へ拡散し難くなるため、吸光材106a、106b、106c、106dで発熱した熱は、接合部材172a、102b、194にそれぞれ効率よく伝わる。その結果、接合部材間においてより大きな接合強度を得ることができる。また、過大な熱入力を行う必要がないため、熱の影響によって接合部材172a、102b、194に与える損傷を抑えることができる。
By bringing the bonding members into close contact with each other in this way, it is possible to prevent heat transfer from being reduced due to a gap existing at the bonding interface. As a result, greater bonding strength can be obtained between the bonding members, and the reliability of bonding can be improved. Further, as described above, maintaining the interior of the
図23は、本実施形態にかかる接合装置の構成を例示するブロック図である。
本実施形態にかかる接合装置は、加熱源としてのレーザ光を集光し所定位置にそれぞれ照射するレンズなどの光学要素を有する光学系222a、222b(エネルギ照射手段)と、レーザ光を出力するレーザ発振器224a、224bと、レーザ発振器224a、224bに任意の大きさの駆動電力を印加する電源226a、226bと、光学系222a、222bの位置を3軸方向にそれぞれ調整できる光学系駆動部228a、228b(位置決め手段)と、ステージの位置を3軸方向に調整できるステージ駆動部210(位置決め手段)と、電源226a、226bによりレーザ発振器224a、224bに印加される駆動電力を制御する制御部230と、を備えている。FIG. 23 is a block diagram illustrating the configuration of the bonding apparatus according to this embodiment.
The bonding apparatus according to the present embodiment includes an
また、前述したような接合界面に形成された溝部を減圧して接合部材を密着させる方法に応じて、チャンバ200やポンプ206を適宜備えている。なお、図23に表した接合装置は、2つの光学系222a、222bを備えているが、これだけに限定されず、接合部の箇所数に応じて3つ以上の複数の光学系を備えていてもよい。一方、1つの光学系のみを備えていてもよい。この場合には、電源、レーザ発振器、および光学系駆動部をそれぞれ1つずつ備えていればよい。
Further, the
制御部230は、使用者からの指示によりレーザ光120a、120bのパルス形状やパルス幅などを設定変更させるよう、電源226a、226bを制御することができる。すなわち、レーザ発振器224a、224bから出力されるレーザ光120a、120bのパルス形状は、電源226a、226bにより印加される駆動電力の波形に応じて制御される。制御部230による制御の下で、電源226a、226bによりレーザ発振器224a、224bに印加される駆動電力の波形が変更されることにより、レーザ発振器224a、224bから所定のピーク出力およびエネルギー密度を持つレーザ光120a、120bが出力されるようになっている。
The
また、制御部230は、光学系駆動部228a、228bの動作を制御できる。つまり、制御部230は、予め設定された接合部材の位置情報に基づいて、レーザ光120a、120bが所定位置に照射されるように光学系駆動部228a、228bを制御できる。さらに、制御部230は、ステージ駆動部210の動作を制御することもできる。つまり、レーザ光120a、120bの照射位置は、制御部230がステージ駆動部210を介してステージの位置を制御することによって、3軸方向に調整されてもよい。これによれば、光学系駆動部228a、228b(位置決め手段)およびステージ駆動部210(位置決め手段)の少なくともいずれかは、接合部材と光学系222a、222b(エネルギ照射手段)との相対位置を決定することができる。
The
なお、図23に表した接合装置は、接合部材の画像を取得するための図示しないカメラなどの光学要素をさらに備えてもよい。これによれば、カメラにより撮影された画像データは、制御部230に出力され、画像解析される。そして、その結果に基づいて、制御部230は、レーザ光120a、120bが所定位置に照射されるように光学系駆動部228a、228bを制御できる。このようにすることで、より短時間で、より正確に所定位置にレーザ光120a、120bを照射することができる。
Note that the bonding apparatus illustrated in FIG. 23 may further include an optical element such as a camera (not shown) for acquiring an image of the bonding member. According to this, the image data photographed by the camera is output to the
図24は、本実施形態の変形例にかかる接合装置の構成を例示するブロック図である。
本変形例にかかる接合装置では、加熱源としてレーザ光ではなく、電気あるいはガスなどが用いられる。つまり、複数の接合部材の接合方法における加熱源は、レーザ光だけに限定されない。FIG. 24 is a block diagram illustrating the configuration of a bonding apparatus according to a modified example of the embodiment.
In the joining apparatus according to this modification, electricity or gas is used as a heating source instead of laser light. That is, the heating source in the joining method of a plurality of joining members is not limited to laser light.
そこで、本変形例にかかる接合装置は、加熱源としての電気やガスなどを放出する放出系245(エネルギ照射手段)を備えている。また、放出系245に任意の大きさの駆動電力を印加する電源241と、放出系245の位置を3軸方向にそれぞれ調整できる放出系駆動部247(位置決め手段)と、ステージの位置を3軸方向に調整できるステージ駆動部210(位置決め手段)と、電源241により放出系245に印加される駆動電力を制御する制御部230と、を備えている。さらに、前述したような接合界面に形成された溝部を減圧して接合部材を密着させる方法に応じて、チャンバ200やポンプ206を適宜備えている。
Therefore, the bonding apparatus according to the present modification includes an emission system 245 (energy irradiation means) that emits electricity, gas, or the like as a heating source. In addition, a
制御部230は、使用者からの指示により電気やガスなどの加熱源249の出力を設定変更させるよう、電源241を制御することができる。すなわち、放出系245から放出される加熱源245は、電源241により印加される駆動電力に応じて制御される。
The
また、制御部230は、放出系駆動部247の動作を制御できる。つまり、制御部230は、予め設定された接合部材の位置情報に基づいて、加熱源249が所定位置に放出されるように放出系駆動部247を制御できる。さらに、制御部230は、ステージ駆動部210の動作を制御することもできる。つまり、加熱源249の放出位置は、制御部230がステージ駆動部210を介してステージの位置を制御することによって、3軸方向に調整されてもよい。これによれば、放出系駆動部247(位置決め手段)およびステージ駆動部210(位置決め手段)の少なくともいずれかは、接合部材と放出系245(エネルギ照射手段)との相対位置を決定することができる。なお、図23に関して前述したように、本変形例の接合装置は、接合部材の画像を取得するための図示しないカメラなどの光学要素をさらに備えてもよい。
Further, the
図24に表した接合装置によれば、加熱源としての電気やガスなどを所定位置に放出することで、複数の接合部材の少なくともいずれかが融解し固化することにより接合部が形成される。その結果、その接合部において複数の接合部材同士が接合する。また、本変形例の接合装置は、レーザ光を用いた接合装置と同様に、熱を利用して接合するため、前述した真空の断熱効果を得ることができる。 According to the joining apparatus shown in FIG. 24, by discharging electricity or gas as a heat source to a predetermined position, at least one of the plurality of joining members is melted and solidified to form a joined portion. As a result, a plurality of joining members are joined at the joined portion. Moreover, since the joining apparatus of this modification is joined using heat in the same manner as the joining apparatus using laser light, the above-described vacuum heat insulating effect can be obtained.
つまり、チャンバ200の内部をある程度の減圧状態に維持することで、真空の断熱効果によって、熱は周辺部へ拡散し難くなるため、電気あるいはガスなどによる熱は、接合部材に効率よく伝わる。その結果、接合部材間においてより大きな接合強度を得ることができる。また、過大な熱入力を行う必要がないため、熱の影響によって接合部材に与える損傷を抑えることができる。
That is, by maintaining the interior of the
以上説明したように、本実施形態によれば、接合部材102aと接合部材104との間の空間(溝部108aによる空間)、および接合部材102bと接合部材104との間の空間(溝部108bによる空間)をポンプ206を用いて減圧できる。そのため、接合部材同士あるいは接合部材と吸光材とを接合時に容易に密着させることができる。これによれば、接合界面に存在する隙間により熱伝達が低下することを防止できる。その結果、接合部材間においてより大きな接合強度を得ることができ、接合の信頼性を向上することができる。
また、チャンバ200を用いることにより、接合部材やステージに貫通孔や排気孔を設けることなく、接合部材102aと接合部材102bと接合部材104とで囲まれた空間150や溝部198a、198bによる空間を減圧できる。そのため、接合部材同士あるいは接合部材と吸光材とを接合時に容易に密着させることができる。これによっても、前述した効果を得ることができる。
さらに、接合部材104、124、154、174、194をその上面あるいは下面に対して垂直に見た場合に、吸光材同士が互いに重ならないように形成されている。そのため、一方の最外層の部材がレーザ光に対して非透過性を有していても、レーザ光に対して透過性を有する他方の最外層の部材側からのみレーザ光を照射して部材同士を接合できる。As described above, according to the present embodiment, the space between the joining
Further, by using the
Further, when the joining
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、接合装置などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などや吸光材の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、被加工物の材料や形状についても、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。被加工物は、PDP、SED、FED、有機ELディスプレイなどの発光パネルだけに限定されず、例えば、太陽電池パネルや二次電池などであってもよい。そして、レーザ光に対して透過性を有する材料としては、例えば、発光パネルや太陽電池パネルに使用されるガラスなどが挙げられる。一方、レーザ光に対して非透過性を有する材料としては、例えば、二次電池に使用される缶などの金属や水槽などの樹脂が挙げられる。
また、前述したように、板状の接合部材102aと接合部材102bとに挟設された接合部材104などは環状に限定されず、板状を有していてもよい。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to these descriptions. As long as the features of the present invention are provided, those skilled in the art appropriately modified the design of the above-described embodiments are also included in the scope of the present invention. For example, the shape, dimensions, material, arrangement, etc. of each element included in the joining device and the like, the installation form of the light absorbing material, and the like are not limited to those illustrated, and can be appropriately changed.
Further, the material and shape of the workpiece are not limited to those illustrated, but can be appropriately changed. The workpiece is not limited to a light emitting panel such as a PDP, SED, FED, or organic EL display, but may be a solar cell panel or a secondary battery, for example. And as a material which has the permeability | transmittance with respect to a laser beam, the glass etc. which are used for a light emitting panel or a solar cell panel are mentioned, for example. On the other hand, examples of the material that is impermeable to laser light include metals such as cans used in secondary batteries and resins such as water tanks.
Further, as described above, the joining
Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is provided can be combined as long as technically possible, and the combination of these is also included in the scope of the present invention as long as it includes the features of the present invention.
本発明によれば、接合部材同士あるいは接合部材と吸光材とを接合時に容易に密着させることができる接合構造体、接合方法及び接合装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the joining structure, joining method, and joining apparatus which can adhere | attach the joining members or the joining member and a light-absorbing material easily at the time of joining are provided.
101a、101b、101c、101d、101e、101f、101g、102a、102b、102c、104、104a、104b 接合部材、 106a、106b、106c、106d、106e、106f、106g、106h 吸光材、 108a、108b、108d、108e、108g 溝部、 112、112a、112c、112e、112f 排気孔、 114 貫通孔、 120、120a、120b、120c、120d レーザ光、 124、132a、134 接合部材、 136a、136b 吸光材、 138a、138b、138c、138d 溝部、 142a、142b 排気孔、 144a、144b 貫通孔、 150 空間、 152a、154 接合部材、 156a、156b、156c、156d、156e、156f、156g 吸光材、 158a、158b、158c、158d、158e 溝部、 162a、162b、162c 排気孔、 164a、164b 貫通孔、 172a、172b、174 接合部材、 178a、178b 溝部、 184 貫通孔、 194 接合部材、 198a、198b 溝部、 200 チャンバ、 202 レーザ入射窓、 204 ステージ、 206 ポンプ、 208 弁、 210 ステージ駆動部、 214 排気孔、 222a、222b 光学系、 224a、224b レーザ発振器、 226a、226b 電源、 228a、228b 光学系駆動部、 230 制御部、 234、254 ステージ、 241 電源、 245 放出系、 247 放出系駆動部、 249 加熱源、 264、264a、264b、264c、274、274a、274b、274c 排気孔、 284 ステージ 101a, 101b, 101c, 101d, 101e, 101f, 101g, 102a, 102b, 102c, 104, 104a, 104b Joining member, 106a, 106b, 106c, 106d, 106e, 106f, 106g, 106h Absorber, 108a, 108b, 108d, 108e, 108g Groove, 112, 112a, 112c, 112e, 112f Exhaust hole, 114 Through hole, 120, 120a, 120b, 120c, 120d Laser light, 124, 132a, 134 Joining member, 136a, 136b Absorber, 138a 138b, 138c, 138d Groove, 142a, 142b Exhaust hole, 144a, 144b Through hole, 150 space, 152a, 154 Joining member, 156a, 156b, 156c, 156d, 156 156f, 156g Absorber, 158a, 158b, 158c, 158d, 158e Groove, 162a, 162b, 162c Exhaust hole, 164a, 164b Through hole, 172a, 172b, 174 Bonding member, 178a, 178b Groove, 184 Through hole, 194 Joining member, 198a, 198b groove, 200 chamber, 202 laser incident window, 204 stage, 206 pump, 208 valve, 210 stage drive, 214 exhaust hole, 222a, 222b optical system, 224a, 224b laser oscillator, 226a, 226b power supply , 228a, 228b optical system drive unit, 230 control unit, 234, 254 stage, 241 power supply, 245 emission system, 247 emission system drive unit, 249 heating source, 264, 264a, 264b, 2 4c, 274,274a, 274b, 274c exhaust hole, 284 stage
Claims (13)
第2の接合部材と、
第3の接合部材と、
を備え、
前記第1の接合部材および前記第2の接合部材の少なくともいずれかは、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材との間の接合界面に溝部を有し、
前記第2の接合部材および前記第3の接合部材の少なくともいずれかは、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間の接合界面に溝部を有し、
前記第2の接合部材は、前記第1の接合部材と前記第3の接合部材との間に挟設され、
前記第1の接合部材と前記第2の接合部材との間における溝部の空間、および前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間における溝部の空間が減圧され、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材とが密着された状態、且つ前記第2の接合部材と前記第3の接合部材とが密着された状態で、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材とが接合され、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材とが接合されてなることを特徴とする接合構造体。 A first joining member;
A second joining member;
A third joining member;
With
At least one of the first bonding member and the second bonding member has a groove at a bonding interface between the first bonding member and the second bonding member,
At least one of the second bonding member and the third bonding member has a groove at a bonding interface between the second bonding member and the third bonding member,
The second joining member is sandwiched between the first joining member and the third joining member,
The space of the groove between the first bonding member and the second bonding member and the space of the groove between the second bonding member and the third bonding member are decompressed, and the first The first bonding member and the second bonding member in a state in which the bonding member and the second bonding member are in close contact with each other, and in a state in which the second bonding member and the third bonding member are in close contact with each other. A bonded structure, wherein a member is bonded and the second bonded member and the third bonded member are bonded.
第2の接合部材と、
第3の接合部材と、
を備え、
前記第1の接合部材および前記第2の接合部材の少なくともいずれかは、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材との間の接合界面に溝部を有し、
前記第2の接合部材および前記第3の接合部材の少なくともいずれかは、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間の接合界面に溝部を有し、
前記第1の接合部材は、排気路を形成する排気孔を有し、
前記第2の接合部材は、前記第1の接合部材と前記第3の接合部材との間に挟設され、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材との間における溝部と、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間における溝部と、を連通する貫通孔を有し、
前記第1の接合部材と前記第2の接合部材との間における溝部の空間、および前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間における溝部の空間が、前記排気孔および前記貫通孔を介して減圧され、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材とが密着された状態、且つ前記第2の接合部材と前記第3の接合部材とが密着された状態で、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材とが接合され、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材とが接合されてなることを特徴とする接合構造体。 A first joining member;
A second joining member;
A third joining member;
With
At least one of the first bonding member and the second bonding member has a groove at a bonding interface between the first bonding member and the second bonding member,
At least one of the second bonding member and the third bonding member has a groove at a bonding interface between the second bonding member and the third bonding member,
The first joining member has an exhaust hole that forms an exhaust path;
The second joining member is sandwiched between the first joining member and the third joining member, and a groove portion between the first joining member and the second joining member, A through hole communicating with the groove between the second bonding member and the third bonding member;
The space of the groove portion between the first bonding member and the second bonding member, and the space of the groove portion between the second bonding member and the third bonding member are the exhaust hole and the through hole. In a state where the pressure is reduced through a hole, the first bonding member and the second bonding member are in close contact, and the second bonding member and the third bonding member are in close contact, A joining structure, wherein the first joining member and the second joining member are joined, and the second joining member and the third joining member are joined.
前記第2の接合部材および第3の接合部材の少なくともいずれかであって、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間の接合界面に溝部を形成し、
前記第1の接合部材と前記第3の接合部材との間に前記第2の接合部材を挟設し、
前記第1の接合部材と前記第2の接合部材との間における溝部の空間、および前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間における溝部の空間を減圧して、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材とを密着させ、且つ前記第2の接合部材と前記第3の接合部材とを密着させた状態で、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材とを接合し、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材とを接合することを特徴とする接合方法。 At least one of a first bonding member and a second bonding member, wherein a groove is formed at a bonding interface between the first bonding member and the second bonding member;
At least one of the second bonding member and the third bonding member, wherein a groove is formed at a bonding interface between the second bonding member and the third bonding member;
Sandwiching the second joining member between the first joining member and the third joining member;
Depressurizing the space of the groove between the first bonding member and the second bonding member and the space of the groove between the second bonding member and the third bonding member, the first The first bonding member and the second bonding member in a state where the bonding member and the second bonding member are in close contact with each other and the second bonding member and the third bonding member are in close contact with each other. And joining the second joining member and the third joining member.
前記第2の接合部材および第3の接合部材の少なくともいずれかであって、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間の接合界面に溝部を形成し、
前記第1の接合部材に排気路を形成する排気孔を形成し、
前記第1の接合部材と前記第3の接合部材との間に前記第2の接合部材を挟設し、
前記第1の接合部材と前記第2の接合部材との間における溝部と、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間における溝部と、を連通する貫通孔を前記第2の接合部材に形成し、
前記第1の接合部材と前記第2の接合部材との間における溝部の空間、および前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間における溝部の空間を、前記排気孔および前記貫通孔を介して減圧して、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材とを密着させ、且つ前記第2の接合部材と前記第3の接合部材とを密着させた状態で、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材とを接合し、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材とを接合することを特徴とする接合方法。 At least one of a first bonding member and a second bonding member, wherein a groove is formed at a bonding interface between the first bonding member and the second bonding member;
At least one of the second bonding member and the third bonding member, wherein a groove is formed at a bonding interface between the second bonding member and the third bonding member;
Forming an exhaust hole for forming an exhaust path in the first joining member;
Sandwiching the second joining member between the first joining member and the third joining member;
A through hole communicating the groove between the first bonding member and the second bonding member and the groove between the second bonding member and the third bonding member is the second hole. Formed on the joining member,
The space between the first joint member and the second joint member and the space between the second joint member and the third joint member are defined as the exhaust hole and the through hole. The first joint member and the second joint member are brought into close contact with each other, and the second joint member and the third joint member are brought into close contact with each other. A joining method comprising: joining one joining member and the second joining member, and joining the second joining member and the third joining member.
前記第2の接合部材における前記第3の接合部材との接合界面に、前記第1の接合部材との接合界面あるいは前記第3の接合部材との接合界面に対して垂直な方向からみたときに、前記第1の吸光材と重ならない部分を有する第2の吸光材を形成し、
第1の接合部材を前記第1の吸光材に当接させ、
第3の接合部材を前記第2の吸光材に当接させ、
前記第3の接合部材の側からレーザ光を前記第1および第2の吸光材にそれぞれ照射することにより、
前記第1の接合部材と前記第2の接合部材と前記第1の吸光材との少なくともいずれかを融解させ固化させ第1の接合部を形成して、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材とを接合し、
前記第2の接合部材と前記第3の接合部材と前記第2の吸光材との少なくともいずれかを融解させ固化させ第2の接合部を形成して、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材とを接合することを特徴とする請求項3または4に記載の接合方法。Forming a first light-absorbing material at a bonding interface between the second bonding member and the first bonding member;
When viewed from the direction perpendicular to the bonding interface with the first bonding member or the bonding interface with the third bonding member at the bonding interface with the third bonding member in the second bonding member Forming a second light-absorbing material having a portion that does not overlap with the first light-absorbing material,
Bringing the first bonding member into contact with the first light-absorbing material;
Bringing a third bonding member into contact with the second light absorbing material;
By irradiating the first and second absorbers with laser light from the side of the third bonding member,
At least one of the first joining member, the second joining member, and the first light-absorbing material is melted and solidified to form a first joining portion, and the first joining member and the second joining member are formed. Join the joining member of
At least one of the second bonding member, the third bonding member, and the second light-absorbing material is melted and solidified to form a second bonding portion, and the second bonding member and the third The joining method according to claim 3 or 4, wherein the joining member is joined.
前記第1および第2および第3の接合部材と、前記エネルギ照射手段と、の相対位置を決定する位置決め手段と、
前記第1の接合部材および前記第2の接合部材の少なくともいずれかであって、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材との間の接合界面に形成された溝部の空間を減圧して、前記第1の接合部材と前記第2の接合部材とを密着させ、且つ前記第2の接合部材および前記第3の接合部材の少なくともいずれかであって、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材との間の接合界面に形成された溝部の空間を減圧して、前記第2の接合部材と前記第3の接合部材とを密着させることができる減圧手段と、
前記第2の接合部材において前記第1の接合部材との接合界面に形成された第1の吸光材と、前記第2の接合部材において、前記第3の接合部材との接合界面に、前記第1の接合部材との接合界面あるいは前記第3の接合部材との接合界面に対して垂直な方向からみたときに、前記第1の吸光材と重ならない部分を有するように形成された第2の吸光材と、に前記第3の接合部材側から前記レーザ光を照射するように、前記位置決め手段を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする接合装置。Energy irradiating means for emitting laser light toward the first bonding member, the second bonding member, and the third member ;
Positioning means for determining a relative position between the first and second and third joining members and the energy irradiation means;
The space of the groove formed at the bonding interface between the first bonding member and the second bonding member is at least one of the first bonding member and the second bonding member. The first bonding member and the second bonding member are in close contact with each other, and are at least one of the second bonding member and the third bonding member, wherein the second bonding member and the second bonding member third and vacuum space of the groove formed in the bonding interface between the bonding member, a pressure reducing means capable Rukoto brought into close contact with the third joint member and the second joint members,
In the second bonding member, the first light-absorbing material formed at the bonding interface with the first bonding member, and in the second bonding member, at the bonding interface with the third bonding member, A second interface formed to have a portion that does not overlap the first light-absorbing material when viewed from a direction perpendicular to the bonding interface with the first bonding member or the bonding interface with the third bonding member. A controller that controls the positioning means to irradiate the light-absorbing material with the laser beam from the third bonding member side ;
A joining apparatus comprising:
前記ステージは、前記溝部に連通する排気孔を有し、前記排気孔を介して、前記溝部の空間中の気体を吸引することにより、前記空間を減圧可能であることを特徴とする請求項10記載の接合装置。A stage for placing the first and second and third joining members;
The stage has an exhaust hole communicating with the groove, through the exhaust holes and by sucking the gas in the space of the groove, claim 10, characterized in that the space can be reduced pressure The joining apparatus as described.
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