JPH04501554A - 縁部分の気密シールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ガラス表面に蒸着する方法 この発明は気相ないし蒸気相を物理付着（ＰＶＤ）または化学付着（ＣＶＤ）さ せてガラスまたはガラス合金製の表面を蒸着する方法に関する。

冒頭に述べた蒸着方法ＰＶＤ、°ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｖａｐｏｒｄｅｐｏｓ　ｉ 　ｔ　ｔｏｎ　’の略およびＣＤ　Ｖ、　”ｃｈｅａｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｒｄ ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ″′の略、には、蒸着、スパッタリング、イオンプランテー ション、これ等の方法の反応性変形種、熱、プラズマおよび光子活性化されたも のおよびレーザー誘起されたＣＶＤが知られている。

これ等の蒸着方法は、専門書’０ｂｅｒｆｌａｃｈｅｎ−ｕｎｄＤｉｎｎｓｃｈ ｉｃｈｔ−Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅ’　１９８７年出版２Ｒｅｎｅ　Ａ。

Ｈａｅｆｅｒ著に記載されている。

ＰＶＤプロセスの場合、気相からの付着は蒸着、スパッタリングあるいはイオン プランテーションによって行われる。真空での蒸着では、被覆材料を昇温可能な 源で蒸着させ、直線状に放射する気化原子を基板上に被膜として付着させる。

スパッタリングないし陰極蒸発は、イオンを被膜材料（ターゲット材料）に当て 、この材料に衝撃を与えてスパッタリングさせる真空プロセスである。

真空中のイオンプランテーションでは、基板に到達する一部の原子をイオン化し 、電場で加速する。

前記一部の原子が基板に当たる時の加速エネルギによって、付着被膜の特性が向 上する。この方法によって、光学、光電、磁気およびマイクロエレクトロエック スの部品用の薄膜を作製する。他の応用分野は摩擦学、腐食防止、熱絶縁被膜お よび装飾用被膜である。

ＣＶＤプロセスは、気相からの化学付着によって行われる。熱ＣＶＤプロセスで は、気相での化学反応が行われ、反応物質が基板上に被膜として付着する。

その外、プラズマ活性化ＣＶＤ、光活性化ＣＶＤおよびレーザー励起ＣＶＤがあ る。

これ等のＣＶＤ法は、主に機械および装置部材と電子産業に使用され、摩耗保護 膜あるいは腐食防止膜の作製に利用されている。

これ等の方法によって、一定の侵入深さの基板の材料特性および状態特性を可変 できる。その時、境界層の特性は基板材料、選えらんだ方法およびプロセスパラ メータに依存する。

絶縁ガラス窓を作製したり使用することは、大部分側々のガラス円板間の絶縁区 間と周囲に対する円板の気密度に関係している。

二つまたはそれ以上のガラス円板から成るこの種の窓は、縁のところに弾力性の あるペーストで接着され、外形を切り出された金属枠がある。他の構造様式では 、所謂絶縁ガラス窓の縁部のバッキングはガラス円板をハンダ付けした鉛のベル トによって行われている。その場合、ガラス円板の縁には前もってフレーム噴射 法によって銅下地を付けたまたは錫メッキした付着層が設けである。

その様なバッキングは、経験的にガス気密ではない。何故なら、一方でガラス円 板の間にある中空空間に入れた絶縁ガス、アルゴンがゴムバッキングを経由して 拡散するから、あるいは他方でガラス円板と銅被膜の間の付着層が跪くいからで ある。この透過性はガラス円板の間に湿気を侵入させるので、窓が時折量る。

ガス気密縁部のバッキングは数年以来未解決の問題であり、熱絶縁を改善する開 発、特に窓作製産業に障害となっている。

更に、絶縁性のよい絶縁窓をつけると、自然光からのエネルギを経済的に獲得で きる。

特に、真空排気された中空空間によって絶縁度の非常に高い光学部材または窓を 形成することは、未解決の気田封止問題のため成功していない。

排気された永続性のある構造部材及び／′又は光学部材は、住宅や産業構造物に 新し７い可能性をもたらす。詩に熱エネルギの分野で、例えば排気された透明な 壁によって入射する光を透過させて住宅を昇温させ、環境汚染する大量の化石燃 料を低減すれば、非常な節約になる。

それ故、不満足な状況から設定すべき課題は、閉じた部屋の熱損失を大幅に排除 するが、あるいは閉じた部屋の昇温を専ら日光によって行える、冒頭に述べた種 類の方法を提供することにある。

上記の課題は、この発明により、間隔を置いた少なくとも二つの壁部材゛から成 るガス気密構造部材及び／又は光学部材を形成するため、各壁部材の少なくとも 一方の側面の周囲の端部が金属性の付着層に接続していることによって解決され ている。

上記の処置により、絶縁された中間空間を形成し、間隔を置いた少なくとも二つ の壁部材から成る構造部材及び／又は光学部材をガス気密にした端部でもって作 製することが保証される。

この方法を応用して、被覆材料から分離した原子が壁部材（基板）の固体表面に 衝突し、Ａｄａ　ｔｏｓ＋ｅとなって緩く結合する。原子はＡｄａ　ｔｏｌｌｅ となって表面を介して拡散し、安定な核として、あるいは既存ノ核に堆積して凝 縮する。表面でのＡｄａ　ｔａｎｅの動きはその運動エネルギ、基板温度および Ａｄａ　ｔｏＩｌｌｅと基板の間の相互作用の強さに依存する。相互作用が強い と、核密度が高く、その逆は低くなる。Ａｄａｔｏｍｅが堆積すると、核が所謂 「島」に成長し、これ等の核が合体して合成された被膜になる。核密度と核の増 加は移行領域での接触面を決める。核密度が大きい場合、付着層は接触面積が広 いので大きい、被膜材料は基板表面あるいは壁部材の表面の穴に引っ掛がって止 まる。

これ等の方法で基板に接続する層は、壁部材の材料ガラスよりも大きい破れ強度 を有する。更に、境界領域、インターフェース領域とも言われる、はガラス製の 壁部材自体と同じガス気密性を有する。

この方法でスパッタした原子は、ターゲット材料または被覆材料に応じて１０〜 ４ｏ電子ボルト（ｅＶ）になる高エネルギで飛び出す。他方蒸発法で蒸発した原 子は０．２〜０．３　ｅＶに過ぎない、スパッタリングでのより高いエネルギは 、蒸発法に比べて、付着層の付着層を改善する根拠である。

ガラス上の付着層の付着層は、層形成の最初の瞬間で核の結合中心が発生する付 着位置に関係している。これ等の中心は、表面の欠陥位置によって形成される。

つまり、結晶格子の欠陥個所、自由結合あるいは電気帯電の原因となる局部電位 変化による。

陰極蒸着あるいはスパッタリングはこの様な付着個所の形成を支援する。

上に述べた方法の中で、Ｐ　Ｖ　Ｄ　（ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｖａｐｏｒｄｅｐｏ ｓｉｔｉｏｎ）のグループであるマグネトロン・スパッタリング系が、目下のと ころ今まで達成できていなかったガス気密絶縁ガラス端部の連結部を作製するの に最適な方法であると判った。このスパッタリン系は、基板の温度上昇が少ない 時、比較的高い付着速度と広い付着面積を与える。

スパッタリングを始める前に、ガラス表面にターゲット電位を加え、ガラス表面 のところでほぼ付着層の設定幅にイオン腐食を与える。こうして、ガラス表面を 洗浄し、付着を助ける結晶格子の付加欠陥場所を形成する。

この効果は、ガラス表面の上に高周波電源を供給する電極を配設し、ガラスを電 子衝撃すると更に強まる。

反応性の金属付着膜の第一原子層は酸化し、ガラスと共に合金となる。

金属性の付着膜は、壁部材の間に気密接続を作製する場合、損傷されないように 、ハンダまたは溶接可能な材料として適する保護遮断膜を設けると有利である。

この遮断膜は、ニッケル、銅等、ハンダ付けし易い、ガラスと膨張係数が似た金 属または金属合金で構成されている。

遮断膜の上に付けた軟ハンダを溶かす工程で、この遮断膜によって、ハンダが付 着膜と合金化することが防止され、この付着膜を壊さない。軟ハンダはガラスに 似た膨張係数を有すると有利である。

軟ハンダの溶融温度は、窓ガラスの熱保護層の温度許容度以上に高（すべきでな い。

この代わり、付着層を除いて、金属性の層状構造体をメッキないし化学付着ある いは熱スプレー被覆によって処理できる。その場合、メッキ処理の場合、より良 い導電度のために付着層に予め銅被膜を付け。

ると有利である。

間隔を置いた二つの壁部材がその各被覆縁部で軟ハンダでハンダ付けしたテープ 状のフォイルによってガス気密に縁取ると、構造部材及び／又は光学部材は、特 に単純になる。

この様な縁取りは、壁部材の側面の縁部とこの壁部材をガス気密にして取り囲む フォイルの間の中空空間を形成するのに適している。

この中空空間には、壁部材の間の真空を維持するのに望ましいゲッター剤を入れ てもよい。

ゲッター剤を約３５０°Ｃで活性化する場合、壁部材を過剰な加熱に対して保護 するため、壁部材の側面の縁に空気を通す絶縁層を付けると有利である。

空気がゲッター剤に流れるために、絶縁体とゲッター剤の間に透過性の被膜ある いは線材を編んだ物を設けると有利である。

この発明による方法を実行するため設けた構造部材及び／又は光学部材を、実施 例としてただ一つの図面い示し、以下に説明する。

記号１を建物の構造部材及び／又は光学部材に抜粋して示す。二つの壁部材２． ３で形成されるこの構造部材及び／又は光学部材１の一方の縁部には、気相また は蒸気相からの物理付着（ＰＶＤ）または化学付着（ＣＶＤ）によって処理され た金属性材料の付着膜４が剥き出しになっている。この付着膜はガラス製で、成 る間隔で排気可能な中間空間５を形成する壁部材２．３の間のガス気密接続のた めに設けである。この付着層４は気密を保つため、壁部材２．３の間の反対体側 の縁部にも付けである。

この図面では、付着層４の上にこの付着層を保護する遮断膜６が付けである。こ の遮断膜はハンダ付けできることに特徴があり、メッキ、化学的あるいは熱噴射 によって作製される。

ハンダ付は可能な材料から成る他の層７は遮断膜６と一緒に溶融され、二つの壁 部材２．３で形成する構造部材及び／又は光学部材１の縁部に嵌めるハンダ付は 可能なフォイル８を気密接続にするために使用される。

このフォイルは、図示のように配設され、このフォイル８が構造部材及び／又は 光学部材１の側面縁部の間にこの部材１と共に中空空間９を形成する。

この中間空間はゲッター剤１０を入れるために設けである。

ゲッター剤（１０）を活性化する場合、破損を防止するため、およびその効力に 対して、壁部材２゜３の側面縁部のところに、熱保護部として空気を通す絶縁体 １１があり、その前に線材、繊維あるいは上記目的に合った類似の材料から成る 織物の形をし、透過性の膜１２がある。

国際調査報告 国際調査報告 ゝ”−°″″ｍｍｍ　＋＝ｗ　ｍｍ−”″″″”−−一−−”°１°＋ｉ−＠− 一一”＝旭富−−ｆｆｍ　−−■ｒｗ　Ｍ　ａｗ＋ｍ＋ｂｍ　ｌ＠　ｋ　ｌＩｖ ＋５ｓｅｎａ　１１ｍ　０ｆｆｉｃｅ　ＡＩＩＰ　１ｌｌｑ　ｍｎｍ１１＃昏Ｐ 虜内Ｎ１５ｍ１−↑１艶樗横−１哨咋むｗ１便−中破ノ豹繁豐−い頓１−酬１咋 −−艷−−−Ｖ−−嘩〆１を一呻九符表千４−５０１５５４　（５）

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．気相または蒸気層から物理付着（ＰＶＤ）または化学付着（ＣＶＤ）によっ て、ガラスまたはガラス合金の表面に被膜を形成する方法において、間隔を置い た少なくとも二つの壁部材から成るガス気密構造部材及び／又は光学部材を形成 するため、各壁部材の少なくとも一つの側面の周囲の縁部に金属性の付着層が接 続していることを特徴とする方法。
2. ２．付着層は遮断膜として形成されたハンダ付け可能な金属からメッキまたは化 学付着によって、あるいは熱噴射によって付着されることを特徴とする請求の範 囲第１項に記載の方法。
3. ３．付着層は遮断膜をメッキで付ける前に銅下地を付けることを特徴とする請求 の範囲第２項に記載の方法。
4. ４．付着層はマグネトロン・スパッタリングによって作製されることを特徴とす る請求の範囲第１項に記載の方法。
5. ５．付着層を作製する前に、ガラス表面の上に高周波を給電する電極が配設され ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
6. ６．縁気密部材によってガス気密中間空間（５）を形成し、間隔を置いて設置さ れた少なくとも二つの壁部材（２，３）から成る、請求の範囲第１項〜第５項の 何れか１項の方法を実行する構造部材及び／又は光学部材において、付着層（４ ）を設けた縁部には、各壁部材（２，３）の少なくとも一つの側面の周囲にハン ダ付け可能な金属を用いて遮断膜（６）が付けてあることを特徴とする構造部材 及び／又は光学部材。
7. ７．遮断膜（６）には軟ハンダ（７）が付けてあり、このハンダは壁部材（２， ３）の熱保護被膜の適応温度より低い溶融温度を有することを特徴とする請求の 範囲第６項に記載の構造部材及び／又は光学部材。
8. ８．間隔を置いた二つの壁部材（２，３）は各被覆縁部でハンダ付けされたテー プ状のフォイル（８）でガス気密に封着してあることを特徴とする請求の範囲第 ６項に記載の構造部材及び／又は光学部材。
9. ９．壁部材（２，３）の側面端部とフォイル（８）の間に、中空空間（９）が設 けてあることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の構造部材及び／又は光学部 材。
10. １０．中空空間（９）にはゲッター剤（１０）が封入されていることを特徴とす る請求の範囲第８項および第８項のいずれか１項に記載の構造部材及び／又は光 学部材。
11. １１．壁部材（２，３）の側面縁部には、空気を通す絶縁体（１１）が設けてあ ることを特徴とする請求の範囲第９項および第９項のいずれか１項に記載の構造 部材及び／又は光学部材。
12. １２．絶縁体（１１）とゲッター剤（１０）の間には、透過性の膜（１２）が設 けてあることを特徴とする請求の範囲第１０項および第１１項のいずれか１項に 記載の構造部材及び／又は光学部材。
13. １３．遮断膜（６）の材料はガラスと少なくとも近似的に等しい膨張係数を有す ることを特徴とする請求の範囲第１項および第２項のいずれか１項に記載の構造 部材及び／又は光学部材。
14. １４．ガス気密された縁パッキングを用いて絶縁中間空間を形成し、間隔を置い た少なくとも二つの壁部材（２，３）から成る構造部材及び／又は光学部材（１ ）を作製するため、請求の範囲第１項から第５項の何れか１項の方法を使用する こと。