DE1771296A1 - Isolatorelement - Google Patents
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Description
t«Mo«. η is 1·
P.R.MALLORY ft CO. IKC.
3029 East Washington Street
Indianapolis, Indiana/V.St.λ♦
Ι/ΠΒΘΓ Zeichen ί Μ 1112
130.1 atoroleraent.
Bisher wurden Isolatoren nach verschiedenen Methoden miteinander verbunden, beispielsweise durch Einwirkenlassen
von Temperatur oder Druck oder einer Kombination aus Temperatur und Truck. Außerdem wurden bisher Gläser
nach Schmelzmethoden mit anderen Gläeern sowie verschiedenen
Oxyden, wie beispieleweise SiO und SiO«, verbunden* Bines der beim Verbinden von Isolatoren durch Anwendung
von Warme auftretenden Probleme besteht darin» dafl beträchtliche Spannungen durch dao Verblndungsverfehren
entwickelt werden. Dieo trifft insbesondere Isolatoren, wie coiepielsweise Gläsern, zu. Ein
Problem besteht darin, daß wegen der geschmolEenen
Phase, die bei der Einwirkung von Warne entsteht, Dimensions
toleranaen schwer einzuhalten sind.
Dr. Sch/St 109852/0596
BAU
Eine andere bisher bekannte Methode zum Verbinden von Isolatoren bestand darin, die Oberfläche der Isolatoren zu metallisieren und die metallisierten Oberflächen
durch Schmelz- oder Lötiaethoden miteinander zu verbin=»
den. Einem derartigen Vorgehen haftet der Nachteil *n, daß zusätzliche Metallisiorungaetufen angewendet werden müssen.
Durch die vorliegende Erfindung werden die verschiedenen,
bisher bestehenden Probleme, insbesondere die vorstehend angeschnittenen Probleme, beseitigt. Die Erfindung
schafft ein wirksames Verfahren zum Verbinden eines anorganischen Isolators mit einem anderen anorganischen
Isolator, wobei die Isolatoren miteinander in Kontakt
gebracht werden und ein Potential in Querrichtung zu dem Sandwich angelegt wird, wobei die Isolatoren zur
Srhöhung ihrer elektrischen Leitfähigkeit erhitzt werden und ein kleiner Strom durch den Sandwioh strömt«
Ier Strom kann einen geringen Wert besitzen. Die Isolatoren werden auf eine Temperatur unterhalb ihrer jeweiligen Erweichungspunkte erhitzt, wobei die Bedingungen
derart eingehalten werden, daß keiner der Isolatoren geschmolzen wird. In den Rahmen der Erfindung fallen
auch die auf diese Weis· ohne ein Schmelzen der Materialien miteinander verbundenen Gegenstände.
109852/0696
Die Erfindung ermöglicht in idealer Weise beispielsweise
dio Einkapselung dünner Filmschaltungen, dit Einkapsslung monolithisch integrierter Schaltungen, die Einkapselung von Halbleitervorrichtungen, die Übereinanderschichtung von Gläsern sowie die Herstellung hennetitch
abgeschlossener Einführungen. M
Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Verbinden eines Glaeieolators
mit einer dünnen Schicht aue einem auf einen Substrat vorgebildeten Material, welches ein weiterer Isolator
oder ein anderes Material, wie beispielsweise ein Metall, sein kann, geschaffen. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines neuen Verfahrene zum Verbinden einer Vielzahl von Gläsern und
Metallen an Glas mittels einer Zwischenschicht, die "
auf einem der Elemente, welches als das Substrat be-Eelehnet wird, gebildet worden ist, wobei inebesondere
eine Schicht in Präge kommt, welche durch Aufdampfen von
SiO auf das Substrat gebildet worden ist. Die Schicht kann auch aus Siliciumnitrid bestehen, das auf den Substrat nach bekannten Methoden erzeugt worden ist.
109852/0596 Zeichnung
BAD ORJGiNAL
Zeichnungen näher erläutert.
Figur 1 ist eine Seitenansicht im Schnitt eines verein*
fachten Systems zum Vorbinden eines Ieolatore mit einem
Substrat über dao Medium einer Zwischenschicht, die auf
t den Substrat gebildet worden ißt.
Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht, welche die
Anwendung der erfinäungngocriäßen Prinzipien zeigt. Eine
Schutzglasochicht wird Über einer dünnen Filmschaltung
gebunden und clorart atigeordnet, daß die Zuführungen au
der Schaltung hermetisch abgeschlossen sind.
Figur 3 ist eine Seitenansicht im Schnitt eines vereinfachten Systems zum Verbinden eines ersten Olasteiles
mit einem zweiten 01asteil.
Die Pigur 1 zeigt in schematischer Form eine einfache
Anwendungemöglichkeit der vorliegenden Erfindung· Diese
Pigur zeigt einen Sandwich, der aus einem Isolator 10, einer Isolatorschicht 11 und einem Teil 12 besteht, wobei der zuletzt genannte Teil entweder ein Isolator oder
ein Material mit einer relativ'hohen Leitfähigkeit, wie beispielsweise ein Metall, sein kannt Ein besonders
109»Ε2/069β
ORIGINAL
wirksamer Isolator 11 let eine Schicht oder ein ?ilm
aus Silizlumoxyd, wobei die Schicht oder der Film durch Aufdampfen von Siliziummonoxyd auf ö.ie Oberfläche des
Elementes 12 nach bekannten Methoder, gebildet worden ist. Die genaue Zusammensetzung der Schicht 11 kann je
nach den eingehaltenen Bedingungen cchwanken. Sie läßt sich nur schwierig bestimmen, man nimmt Jedoch an, daß
sie zusätzlich zu SiO wechselnde Msr;»er» an SiO« enthält.
Sie wird nachfolgend allgeiieir als Siliziumoxydschicht
bezeichnet. Falls 4a. Substrat 12 aus Silizium besteht, kann die Schicht in situ w£.hrend der Herstellung
des Siliziumelementes gebildet werden. Die Oxydschicht
kann relativ dünn sein, und zwar in der Größen-
Ordnung von einigen tausend A. Die Idcke der Isolierungsechicht
ist nicht kritisch und kann innerhalb be- |
trächtllcher Grenzen schwanken, und zwar je nach den
eingehaltenen Bedingungen. In ähnlicher Weise kann die Dioke der Elemente 10 und 12 beträchtlich variieren.
Die untere Dicke wird höchstens dadurch begrenzt, daß eich ein Substrat, auf welchem eich eine extrem dünne
Schicht befindet, vor dem Verbinden nur unter Schwierigkeiten handhaben läßt. Die Isolatoren werden erhitzt,
um sie elektrisch leitender zu machen. Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung schwanken
109852/0596 bad original
die Temperaturen je nach dem Typ oder der spezifischen
Zusammensetzung dea Ir.olatonaatoriale, im al.giMeinen
liegen sio :jedoch zwischen 150 und 1200°0. Besteht der
i ^ von dar. Corning Glasa Works unter de© Warenzeichen
"Pyrex" vertrieben wird, darn llc^t cer b?.orzugte Bereich Hwinehen ungefähr 200 und 7OH0C. Bei der 7erwendiin§ von weichen Gläsern schwankt die Temperatur zwischen
ungefähr 150 und SOO0C, während sie für Quarzglaa zwischen ungefähr 600 und ungefähr 1200"C l.iogt. In jedem
Fall liegt die obere Grenze unterhalb des Erweichungspunkten des jeweils verwendeten Glases. Das Erhitzen
der Iüolatoren kenn in jeder geeigneten Weise durchgeführt werden, beispielsweise mittels einer Platte 13ι
w auf der die Einheit aufgesetzt ist. Bio Pl&tte besteht
aus einem leitenden Element, in welohem eine elektrische
Widerstandsheizung eingelassen ist, die mit einer Strom«
quelle über die Pole 14 und 15 verbunden ist. Es können
jedoch auch andere Methoden angewendet werden, beispielsweise eine elektriache Induktionsheisung oder die Einbringung der Einheit in einen Ofen, der auf irgendeine
Weise erhitzt -wird.
101152/050·
Potential quer zu der «usammengeseteten Einheit «!gelegt. Dies erfolgt durch eine Stromquelle 16 mit einem
Pol 1Θ, welcher an der Stelle 19 mit der Metallplatte verbunden let, während der entgegengesetzte pol 17 dar
Stromquelle Über einen Pol 20 mit dem oberen Iaolator
in Verbindung steht. lter Pol 20 kann in direkte· Kontakt mit dem Isolatorelement 10 stehen oder ggf. in
einem kleinen Abstand von dem Element 10, und «war in
der Größenordnung von 1 mm, angebracht sein» wobei «loh
ein hohes Spannungsfeld zwischen dem Pol 20 und dem Teil 10 entwickelt, welches die Luft ionisiert, so daß
ein Strom zu fließen vermag. Die elektrische Stromquelle ist in den meisten Fällen eine Gleichstromquelle, es
kann jedoch auch eine pulelerende Gleichstromquelle oder in einigen Fällen eine Wechseletroraquelle, insbesondere |
mit niedriger frequent, verwendet werden.
Der Typ der Stromquelle sowie, im Fall eines Gleichstroms, die an der Einheit vorgenommene Polung kann in
einigen Fällen von dem verwendeten Glaatyp und insbesondere davon abhängen, ob das Glas eine symmetrische
oder asymmetrische Spannungsverteilung besitzt. SpannungsVerteilungen bei Isolatoren sowie Methoden su
ihrer Bestimmung sind bekannt und werden in dar Liter·-
109852/0691
' BAD öHiGlWAL
tür ausführlich beschrieben. Sie Borsllikatgläser, in»»
besondere das Pyrex Glas Hr. 7740, be**.tsen ein· aeyametrische Spannungsverteilung. PUr eine optiiiale Bindung sollte, falls der Isolator 10 beispielsweise aus
Pyrex besteht, der Kontakt 20 negativ gemacht werden. Ist der Ioolator 10 asymmetrisch, jedoch in entgegengesetzter Richtung zu dem Pyrex ulas ITr. 774O1 dann sollte der Kontakt 20 gewöhnlich mit dem positiven Pol dsr
Stromquelle 16 verbunden werden. Besitzt der Isolator eine symmetrische Verteilung, dann kann die Polung in
jeder Richtung erfolgen.
Venn auch die genauen Vorgänge, die bei dem Verbindungsverfahren auftreten, nur schwierig zu überschauen sind,
eo nimmt man doch an, daß die Verbindung hauptsächlich auf eine elektrostatische Kraft BurUckzuführsn 1st,
welche an der Grenzfläche zwischen den Elementen erseugt wird, wenn ein Potential in Querrichtung su der
zusammengefügten Einheit angelegt wird. Werden Elemente zusammengebracht, und zwar auch dann, wenn eis sehr
glatte, sich gegenseitig ergänzende Oberflächen besitzen, dann erfolgt ein anfänglicher inniger Kontakt nur
an durch Zwlsohenfugen getrennten Stellen. Wird dann
das Potential quer zu der Einheit angelegt und setst
ein Fließen eines elektrischen Stromes ein, dann liehen
elektroetatische anziehende Kräfte die Materialien in fortschreitendem Ausmaß zusammen» wobei die fugen ge·
schlossen werden« Das Erhitzen der Isolatoren erhöht ihre elektrische Leitfähigkeit und begünstigt die Erzeugung der elektrostatischen Kräfte sowie die Bindung·
Die angelegte Spannung, die Stromdichtu sowie die Zeit
sind nicht kritisch und. können innerhalb breiter Bereiche schwanken. Im allgemeinen liegt die Spannung
swiQchcn einigen 100 Volt bis zu wahrscheinlich 2000 Volt
PUr die Stromdichte kann kein genau definierter Wert angegeben werden, da die angelegte Spannung konstant
gehalten wird und die Stromdichte allmählich von beispielsweise einem Wert zwischen 100 und 300 oder mehr
, 2
mA/cm bis auf einen sehr kleinen Vert abnimmt, wenn
die Bindung fortschreitet. Im allgemeinen erfüllt ein
endlicher Strom mit geringem Vert den angestrebten Zweck. Je höher das Potential und der entsprechende
Strom sind, desto geringer ist die erforderliche Zeit und umgekehrt. In der Präzis liegt aer Strom in allgemeinen zwischen 3 und 20 mA/mm , während die Zeit zwischen 1 und 3 Minuten schwankt.
10S852/0596 bad O
- ίο -
Nachstehend werden einige repräsentative Beispiele für das Verbinden eines anorganischen Isolators mit einen
anderen anorganischen Isolator gemäß vorliegender Erfindung gegeben, wobei auf die Figur 1 verwiesen wird,
welche in schematischer Weise den physikalischen Aufbau
P zeigt.
Gemäß einem Beispiel besteht der Isolator 10 aus einem im wesentlichen alkalifreien Hartglas, das von den
Corning Glass Works als Nr. 7059 bezeichnet wird, während das Substrat 12 aus Pyrex Nr. 7740 besteht, wobei
auf dom Substrat durch Aufdampfen von SiO ein anhaftender Siliziumoxydüberzug aufgebracht worden ist. Das
Glas Nr. 7059 besitzt eine Sicke von 50,8 u (2 mils),
während das Pyrex Glas Nr. 7740 508 μ (20 mile) dick
"
ist« Der Siliziumoxydfilm besitzt eine Dicke, die im
allgemeinen zwischen 2000 und 5000 A schwankt. Sie
Einheit wird auf eine Temperatur von ungefähr 600 -70O0C erhitzt. Sine Gleichstromquelle wird quer eu dem
Sandwich geschaltet, wobei die an dem Glas Nr. 7059 angelegte negative Spannung ungefähr 1000 T beträgt. Säbel
wird ein kleiner Strom erzeugt. Bine gute Bindung wird dabei zwischen dem Glas 7059 und der Ieolatoreohioht 11
in ungefähr 3 Minuten erzeugt. Sa· GIm Hr. 7059 besitzt
109852/0596
- Ii -
eine im weeentlichen symmetrische Spannimgeverteilung.
Wird die Spannung in umgekehrter Richtung angelegt, dfcnn werden ähnliche Ergebnisse erhalten. In ähnlicher
Weise worden ähnliche Ergebnisse eraiolt, wenn ein Quarzglas als Element 10 eingesetst wird.
Bei einem anderen Beispiel bestehen beide Elemente 10 und 12 aue Pyrex-Glas Nr. 7740 mit einer Dicke von
254 u (10 mils), wobei <Ue Zwischenschicht aue Siliziuaoxyd
auf dem Substrat 12 abgelagert ist. Die Einheit wird auf ungefähr 50O0C erhitzt, wobei eine Spannung aus
einer Gleichstromquelle derart engelegt wird, daß das Pyrex-Eleruent 10 negativ geschaltet ist. Dabei wird ein
Strom mit ungefähr 20 mA/mm
Bei einem anderen Beispiel besteht das Substrat 12 aue
dem Metall Molybdän, welches die Schicht 11 mit einer
Dicke von ungefähr 5000 A trägt, welche durch Aufdampfen von SiO hergestellt worden iet. Der Isolator 10 besteht
aus Pyrex Nr. 7740 mit einer Dicke von 254 Ji (10 mile).
Die Isolatoren werden auf eine Temperatur von ungefähr 50O0C erhitzt, wobei durch die Anlegung eines Gleich-Stromes
von ungefähr 20 mA/mm während einer Zeitspanne von ungefähr 5 Minuten eineBindung bewirkt wird. Das
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Unter im allgemeinen ähnlichen Bedingungen wird eine
Bindung erzielt, mit der Ausnahme, daß das Substrat 12
anstatt aus Molybdän aus Nickel besteht. Bei einem Ver-P such besitzt die Siliziumoxydschicht eine Dicke von ungefähr 2000 A, während bei einem anderen Vereuoh die
Dicke ungefähr 8500 K beträgt.
Bei einem v/eiteren Beispiel besteht das Substrat 12 aus Silizium mit einer Dicke von 254 u (10 mils), wobei auf
dem Silizium eine anhaftende Silizitunnitridechicht mit
einer Dicke von ungefähr 2000 A gebildet worden ist·. Der Isolator 10 besteht aus Pyrex Nr. 7740 mit einer
Dioke von 254 Ji (10 mils), dao auf ungefähr 50O0C erhitzt worden 1st. Aus einer Gleichstromquelle wird eine
Spannung angelegt, wobei das Pyrex-Element 10 negativ
geschaltet wird. Dabei fließt ein Strom von ungefähr 3 mA/mm während einer Zeitspanne von ungefähr 1 Hinute.
Die Figur 2 erläutert die Anwendung der Erfindung aur Einkapselung einer Schaltung sowie zur Schaffung abgedlohteter Durchführungen. Sine Glasplatte 40 wird dabei
über eine dünne Filmsohaltung, die in βohematlecher
109852/0698
Weise durch die Bezugszahlen 41» 42 und 43 gekennaeichnet wird und auf einem Substrat 44 nach irgendeiner geeigneten bekannten Methode abgeschieden worden ist, gebunden. Ein Siliaiumoxydfilm 45 wird durch Aufdampfen
von SiO über der Schaltung abgelagert. Die Isolatorplat- m
te 40 wird mit dem Siliziumoxydfilm 45 nach dtm erfindungsgemäßen Verfahren verbunden. Die Schaltungselemente
41» 42 und 43 besitzen herausragendα PÖlleitungen 41a»
42a bezw. 43a. Man sieht daher, daß Ale Schaltung hermetisch abgeschlossene Durchführungen besitzt, welch·
die geschützte Schaltung mit dar Auflenumgebung verbindet« Ee können noch viele andere älviliche Anwendungs-. gebiete mittels der erfindungsgemäßen Prinzipien erschlossen werden.
Die verwendeten Ieolatormaterialien sowie die Bedingungen zum Verbinden des Isolators 30 mit der Siliziumtxydschicht 35 können je nach den Umständen schwanken·
Beispielsweise können die Bedingungen eingehalten werden, wie sie in den vorstehenden Beispielen in Verbindung mit Figur 1 beschrieben werden. Beispielsweise
•ei auf das Beispiel verwiesen, bei welchem sowohl das Substrat, das die Siliziumoxydschicht trägt, ale auch
der obere Isolator aus Pyrex Hr. 7740 bestehen«
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. 14 -
In der Figur 3 besitzen die gezeigten zwei Glasteile
30 und 31 glatte kontaktierenda Oberflächen, wobei eine
elektrische Stromquelle 32 in Querrichtung zu dem Sandwich geschaltet ist. Ein Trägerplatte 33 kann außerdem
dazu dienen, den Sandwich mit Wärme zu versorgen. Zu diesem Zweck kann in die Platte 33 eine elektrische
Widerstandsheizung eingebaut sein, die mit einer Stromquelle über die Pole 34 und 35 verbunden ist. Die Glasteile können anderweitig erhitzt weiden, beispielsweise
durch elektrische Induktionsheizung oder durch Einbringung der Einheit in einen Ofen. Die elektrische Stromquelle 32 iot dahingehend ausgelegt, daß ein elektrisches Potential in Qtierrichtung zu der zusammengesetzten
Einheit angelegt wird. Zu diesem Zweck besitzt die Stromquelle einen Pol 36, der an der S Seile 37 mit der
Platte 33 verbunden ist, während der,entgegengesetzte Pol 38 der Stromquelle über einen Pol 39 mit dem oberen
Glasteil 30 in Verbindung steht. Per Pol 39 kann in direktem Kontakt mit dem Glasteil 30 stehen* Sr kann
sich auch gegebenenfalls in einem kleinen Abstand in der Größenordnung von ungefähr 1 mm von dem Glaeteil 30
entfernt befinden. Dabei wird ein hohes Spannungefeld zwischen dem Pol 39 und dem Teil 30 entwickelt, durch
welches die Luft ionisiert wird, so daß ein kleiner
109852/0698 strofi
Strom durch das Feld und durch die Einheit £u fließen
vermag. Die elektrische Stromquelle besteht vorzugsweise in den meisten Fällen aus einer Gleichstromquelle,
sie kann jedoch auch eine pulsierende Gleichstromquelle oder in einigen fällen eine Wechselatromquelle, insbesondere eine Wechselstromquelle mit niedriger Frequene ^
sein.
Die Dicke der Glasteile 30 und 31 kann beträchtlich achwanken. Die untere Dicke richtet eich nur danach,
ob die Teile vor den Verbinden noch ohne Beschädigung gehejndhabt werden können.
Nachstehend werden repräsentative Beispiele zum Verbinden eines Glasisolatorteils mit einem zv/eiten Glasisolatorteil gemäß vorliegender Erfindung beschrieben, wo- ^
bei eine Anordnung verwendet wird, die im allgemeinen der durch die Pigur 3 schematisch wi.edergegebenen Anordnung entspricht.
In einem Beispiel wird ein im wesentlichen alkalifreies
Hartglas, das von den Corning Glass Works als Glas Nr. 7059 beseichnet wird und eine Dicke von 50,8 μ
(2 mils) besitzt, mit einem Pyrex-Glas Kr. 7740 mit
109852/0596 einer
BAD
einer Dicke τοπ 254 U (IO mils) verbunden· Die Temperatur liegt dabei zwischen 600 und 70O0C. Man stellt
fest, daß eine wirksame Bindung in diesem Falle erhalten werden kann, wenn 2 Hinuten lang eine Gleichstromquelle angelegt wird, wobei die Polung in jeder Rioh-™ tung erfolgen kann. In den beschriebenen spezifischen
Beispielen unter Verwendung des Pyra^-Glases Nr. 7740
beträgt bei einer negativen Schaltung der Strom ungefähr 2 mA/mm , während der Strom bei einer positiven
Schaltung zu ungefähr 7 mA/ram ermittelt wird, woraus
hervorgeht, daß die bevorzugte Anordnung in diesem Falle bei Vorv/endung von Pyrex-Glas Nr. 7740 in einer negativen Schaltung desselben besteht.
| In einem ähnlichen Beispiel sind die Bedingungen im
allgemeinen die gleichen mit der Ausnahme, daß das Pyrex-Glas Nr. 7740 durch ein Altunino silikat glas, das
von den Corning Glass Works als Nr. 1720 bezeichnet wird, ersetzt wird. Die Dicke des Glases beträgt 254 u
(10 mils). Die Temperatur liegt zwischen 650 und 70O0C.
Eine Bindung wird bei einer Polung in jeder Richtung erzielt. Die Spannung wird während einer Zeitspanne von
ungefähr 3 Hinuten angelegt, wobei der Strom ungefähr
15 mA/mm2 beträgt.
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BAD
Bei einem weiteren Beispiel wird als einer der Isolatoren das Glas Hr. 7059 (vgl. Beispiel Fr. 1) verwendet,
während das Pyrex-Glas Nr. 7740 durch ein Glas «rettet
wird, das von den Corning Glass Works als Glas Mr. 9741 bezeichnet wird und als ein UV-durchlässige· Gla· beschrieben wird. Dieses Glas besitzt eine Dicke von
254 U (10 mils). Bine Bindung wird mit einer Polung in jeder Richtung erzielt, wobei die Temperatur ungefähr
600°0 beträgt. Die Spannung wird während einer Zeitspanne von ungefähr 2 Minuten angelegt * Dabei wird ein Strom in
der Größenordnung von 2-4 raA/mm erzeugt.
Ea ist darauf hinzuweisen, daß die vorstehend angegebenen Beispiele nur zur Erläuterung dienen und die Erfindung nicht beschränken sollen. Es wurden spezifische
Borsilikatgläser und Hartgläser erwähnt. Se können jedoch auch andere Substrate, wie beispielsweise au·
Quarz oder keramischen Bestandteilen, verwendet werden. Ferner können verschiedene Schlchtetoffe unter Verwendung einer Zwischenschicht aus Siliziumoxyd oder Siliziumnitrid hergestellt werden. Zusätzlich cu den Beispielen kann Fyrex-Glaa mit verschiedenen anderen Metallen, wie beispielsweise Aluminium, Nickel und Gold»
geschichtet werden. Ferner kann Pyrei-Glas mit Karma
109« £2/0688 iu4.
geschichtet werden, wobei die euletßt erwähnte Bezeiohnung
das Y/arenzeichen für ein Nickel, Chrom,
oder Eisen enthaltendes Widerstandematerial ist·
108052/0596 bad original
Claims (1)
- Patentansprüche t1«, Gegenstand, gekennzeichnet durch einen ersten Isolator aus einem anorganischen Material und einen zweiten Isolator aus einem anorganischen Material, wobei beide Isolatoren durch die Anlegung einer Spannung sowie durch den damit verbundenen endlichen elektrischen Strom, der durch die in engem Kontakt stehenden Materialien durchgeflossen ist, verbunden worden sind.2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erate Isolator ebenso wie der zweite Isolator aus einem Glas besteht*3. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien auf eine Temperatur unterhalb ihres Schmelzpunktes zur Erhöhung ihrer elektrischen Leitfähigkeit erhitzt worden sind.4« Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS das erste Isolatormaterial aus einem Glas und das zweite Isolatormaterial aus Siliziunoxyd, das durch 'Mampfen von SiO gebildet worden ist, besteht .109«S2/ÖS965. Gegenetand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Isolator auo Siliziumnitrid besteht.6. Iaolatorelement, das mit einem Substrat über eine Zwischenschicht aus einem Isolatormaterial verbunden ist, das auf dem Substrat gebildetvorden ist und an diesem anhaftet, dadurch gekennzeichnet, daß daa Isolatorelement mit der Schicht durch die Anlegung einer Spannung in Querrichtung zu dem Isolator und der Schicht, wobei sich Schicht und Isolator in engem Kontakt befinden, verbunden worden ist.7* Ieolatorelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ieolatorelement aus einem Glas besteht.8. Isolatorelement nach Anspruch 6, dadurch.gekennzeichnet, daß das Substrat aus einem Glas besteht.9. Iaolatorelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus einem Metall besteht .10. Isolatorelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus Sillslum und dieSchicht aus Siliziumoxyd besteht. 109652/0696BAD ORIGINAL11. Verfahren zum Verbinden e:Lnea ersten Isolmtore aus einem anorganischen Material mit einem zweiten Iaolator aus einem anorganischen Material, daduroh gekennzeichnet, daß die beiden Materialien in engen Kontakt gebracht werden, auf eine Temperatur unter- ^ halb ihrer Erweichungspunkte zur Erhöhung ihrer elektrischen leitfähigkeit erhitzt werden und eine elektrißche Spannung in Querrichtung zu den aufeinanderliegenden Isolatormaterialien zur Erzielung einer elektrostatischen Kraf*, v/el'che die aufeinancterliegenäen Materialien in einen irinigen Kontakt bringt, angelegt wird.12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,daß die Isolatormaterialien auf eine Temperatur fzwischen 150 und 12000C erhitzt werden.13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlegung des Potentials von dem Durchfließen eines elektrischen Stromes durch die Isolatormaterialien begleitet ist.14· Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß einea der verwendeten Materialien au· SiIiziueoxyd besteht*109152/0598 -bad l15. Verfahren nach Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet, daß das andere der verwendeten Haterialieh au· einem Ola« besteht.16. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete erste Ioolator aus einem Olae und der zweite Isolator ebenfalls aus einem Glas besteht»17. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennaelehnet, daß eines der verwendeten Materialien aus Siliziumoxyd besteht, das durch Aufdampfung von SiO auf ein Substrat gebildet worden ist.18. Verfahren naoh Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eines der verwendeten Materialien au» Siliziumnitrid besteht.19· Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verbinden eines ersten anorganischen Isolators mit einem Substrat eine dünne anhaftend· Sohicht aua einem anorganischen Isolatormaterial auf da· Substrat aufgebracht wird, der erste Isolator in engen Kontakt mit der Sohicht gebracht wird, dl· in Kontakt stehenden Isolatoren auf eine Temperatur unt*r-109852/0896BAD ORIGINALhalb ihrer Erweichungspunkte zur Erhöhung ihrer elektrischen Leitfähigkeit erhitzt werden und eine elektrische Spannung quer zu dem Gefüge zur Erzeugung einer elektrostatischen Kraft, welche ein Verbinden des ersten Isolators mit der Schicht zur Folge hat, angelegt wird.20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht au3 Silisiumoxyc. besteht, welche durch Aufdampfung von SiO gebildet worden ist.21. Verfahren nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Siliziumnitrid beeteht.22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,daß der erste Isolator aus einem Glas besteht. "23. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus einem Glas besteht.24. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus einem Metall besteht.25. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,daß zum Verbinden eines ersten Isolators aus einen109652/0596anorganischenBAD ORIGINALanorganischen Material mit einem anreiten Isolator oder einem anorganischen Material, wobei dir. «weite Isolator aus einer in eitu auf einem Substrat ge* bildeten Schicht besteht, die Materialien auf eine Temperatur unterhalb ihrer Erweichungβpunkte zur Erhöhung ihrer elektrischen Leitfähigkeit erhitet werden und eine elektrische Spannung in Querrichtung zu den übereinanderliegenden Isolatoxaaterlalien zur Erzeugung qiner elektrostatischen Kraft, welche die übereinanderliegenden Materialien in innigen Kontakt bringt, angelegt wird.26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus Silizium besteht und das «weite Isolatormaterial 8ilisiumoxyd 1st·27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlegung der Spannung von dem Burohfliefen eines endlichen elektrischen Stromes durch Al· Isolatormaterialien begleitet 1st.28/ Verfahren nach Anspruch 25, daduroh gekennzeichnet, daß die Isblatormaterialien auf einen Wert unterhalb ihres Erweichungspunktes, der zwischen 190 ubA12009C liegt, erhitet werden. 109852/069·BAD
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Cited By (2)
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