DE1959222A1 - Verfahren zum Verbinden von Isolatoren - Google Patents
Verfahren zum Verbinden von IsolatorenInfo
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Description
Dipl..Ing. Gottfried Lfelser
Palenfonwäl»e
8000 München ■ Poling
8000 München ■ Poling
P.E. MAH.0RY as 00.. IHQ.
3029 Bast Washington Street
Indianapolis, Indiana/V.St.A.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Isolators mit einem anderen Isolator und bezieht
sich insbesondere auf das Verbinden von Isolatoren unter Verwendung eines Zwischenmetallfilms, der auf der Oberfläche
einer der Isolatoren vorgeformt wird.
Bisher worden Isolatoren nach verschiedenen Methoden miteinander verbunden, beispielsweise durch Einwirkenlassen von
Wärme oder Druck. Es wurden auch Gläser mit anderen Gläsern
oder verschiedenen Oxyden, wie beispielsweise SiO und SiO2»
nach Schmelzmethoden verbunden. Eines der Probleme, das beim Verbinden von Isolatoren durch Einwirkendes en von Wärme auftritt, besteht darin, dass erhebliche Spannungen durch das
Bindeverfahren entwickelt werden. Dieses Problem tritt insbesondere bei Isolatoren aus Gläsern auf. Ein anderes. Problem
besteht darin, dass Abmessungstoleranzen nur unter Schwierigkelten einzuhalten sind, und zwar infolge der geschmolzenen
Dr.Seh/Gl
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- 2 Phase, die beim Einwirkenlassen von Wärme auftritt.
Sine andere übliche Methode zum Verbinden von einigen Isolatoren
besteht darin, die Oberflächen der Isolatoren zu metallleieren und die metallisierten Oberflächen durch Lötmethoden
miteinander zu verbinden. Diese Methoden sind jedoch unter anderem mit dem Nachteil behaftet, dass beide
Oberflächen metallisiert werden müssen 9 wobei ausserdem in
einigen Fällen unerwünscht hohe Temperaturen zum Verlöten angewendet werden müssen.
Eine weitere Methode zum Verbinden von Isolatoren besteht
darin, die Oberflächen der zu verbindenden Isolatoren in engen Kontakt miteinander zu bringen, die Isolatoren auf
eine erhöhte !Temperatur zu erhitzen und eine elektrische Spannung quer zu den Oberflächen anzulegen. Diese Methode
ist unter anderem mit dem Nachteil behaftet, dass nur bestimmte
Isolatoren verbunden werden können, wobei ausserdem relativ hohe Temperaturen eingehalten werden müssen.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines neuen Verfahrens zum Verbinden einer Vielzahl von Isolatoren unter Verwendung
von zwischen den Isolatoren liegenden Zwischenmetall schicht en,
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung näher
erläutert. Diese Zeichnung stellt eine Seitenquerschnittsansioht
eines vereinfachten Systems zum Verbinden eines Isolators mit einem anderen Isolator über eine Zwischenmetall- '
schicht dar.
Durch die vorliegende Erfindung werden verschiedene Probleme gelöet, die bisher bei der Durchführung der vorstehend gesohllderten
Methoden auftraten. Durch die Erfindung wird ein verbessertes und wirksames Verfahren zum Verbinden eines
anorganischen
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anorganischen Isolators mit einem anderen anorganischen Isolator
zur Verfügung gestellt, bei dessen Durchführung beispielsweise
einer der Isolatoren zuerst mit einem Metallfilm metallisiert wird, worauf die metallisierte Filmoberflache in
Kontakt mit dem anderen Isolator gebracht wird und eine Spannung
quer zu der Einheit oder zu dem Gefüge angelegt wird. Dabei werden die Isolatoren zur Erhöhung ihrer elektrischen
Leitfähigkeit erhitzt, wobei ein kleiner Strom durch die Einheit flieset. Bei der Durchführung des erfindungsgemässen
Verfahrens kann der Strom einen geringen Wert besitzen. Die ' "
Isolatoren werden auf eine Temperatur unterhalb der jeweiligen Erweichungspunkte des metallisierten Films sowie der Isolatoren
erhitzt. Es werden solche Bedingungen eingehalten, dass weder der Isolator noch der metallisierte PiIm geschmolzen
wird.
Die vorliegende Erfindung bietet verschiedene Torteile. Beispielsweise kann ein Isolator eines bestimmten Typs mit einem
anderen Typ verbunden werden, und zwar auch dann, wenn ihre physikalischen Eigenschaften beträchtlich variieren. Ferner
ist eine Verbindung bei Temperaturen möglich, die tiefer sind als die zur Durchführung der bisher bekannten Methoden erforderlichen
Temperaturen· "
Im allgemeinen sollte der Metallfilm oder die Metallschicht
eine gleichmässige Dicke und Zusammensetzung besitzen und gut an dem Isolatorsubstrat anhaften. Die Film- oder die Schichtdicke
kann variiert werden. Die Metallfilme oder -schichten
sollten dicht und zusammenhaftend sein, wobei die Dicke jedoch, nicht derartige Ausmaße annehmen sollte, dass durch eine
Wärmeausdehnung unerwünschte Spannungen in;der Bindung erzeugt werden. !Da allgemeinen werden Film- oder Schichtdicken
von weniger als ungefähr 0,125 mm (5 mils) bevorzugt. Eine
Filmdicke von ungefähr 1000 bis ungefähr 5000 Ä wird besonders
bevorzugt.
Der 009883/1347 —
Der Metallfilm kann auf die Oberfläche des Isolators nach
vielen verschiedenen Methoden aufgebracht werden. Geeignete Methoden zur Aufbringung von Metallfilmen sind beispielsweise
eine Aufdampfung im Vakuum, ein Aufsprühen, eine
Gaspiattierung, eine stromlose Plattierung, eine Seidenabsiebung·(silk
screening) oder dergleichen, wobei diese Methoden unter anderem von den jeweiligen Metallen und den Isolatoren
abhängen.
Eine Vakuumauf dampf ung lässt sich in einem weitgehend evakuierten
Glas- oder Metallglockenbehälter durchführen, der einen
faden» beispielsweise einen Wolframfaden, enthält· Der Faden
wird mittels eines elektrischen Stroms auf eine hohe Temperatur erhitzt. Das metallische Material wird durch Kontaktierung
mit dem Faden derartig schnell erhitzt, dass es schnell verdampft.
Da sich die Glocke unter Vakuum befindet (gewöhnlich
10 bis 10""^ morr), strömt das verdampfte Material in allen
Richtungen von der Quelle weg und lagert sich auf der Unterlage ab, die gewöhnlich während der Auf dampf ung zur Begünstigung
eines Haftens erhitzt wird. Ein Beispiel fttr ein Metall,
das nach dieser Methode aufgebracht werden kann, ist Aluminium.
Ein Aufsprühen lässt sich unter Verwendung einer Vorrichtung
durchfuhren, die der zum Aufdampfen verwendeten Vorrichtung ähnlich ist. Es wird ein geringes Vakuum (gewöhnlich 10""* bis
0,1 Torr) aufrechterhalten, wobei ein Gas, wie beispielsweise Argon, durch den Glockenbehälter strömen gelassen wird. Eine
Glimmentladung wird durch Anlegen einer hohen Spannung zwischen der Quelle (Kathode) und der Anode initiiert. Gasionen,
wie beispielsweise Argonionen, die durch die Entladung erzeugt werden, werden in Richtung auf die Kathode beschleunigt.
Infolge ihrer hohen Energie schlagen sie Atome oder Moleküle aus der Kathode mit einer soloh ausreichenden Geschwindigkeit
heraus, dass sie an dem Substrat festhaften, das sich entweder
in dem
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in dem Glimmbereioh oder an der Anode befindet. Seispiele
fur Metalle, die durch Aufsprühen (sputtering) aufgebracht
werden können, sind die feuerfesten Metalle, wie beispielsweise !Dantal.
Eine Gfasplattierung oder eine !Dampfphasenaufbringung besteht
in einer Reduktion oder Zersetzung eines flüchtigen Metallhalogenide,
wie beispielsweise Aluminiumchlorid, wobei ein Metallfilm auf einem erhitzten Substrat aufgebracht wird. |
Die als Quelle dienende Verbindung sollte dazu in der lage sein, in einfacher Weise in ihre Einzelatome durch Dissoziation
oder Reduktion bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunkts des Films oder des Substrats zerlegt werden zu können.
Die Verbindung muss jedoch stabil genug sein, damit sie die Ablagerungsoberfläche erreicht, bevor eine Zersetzung stattfindet.
Eine stromlose Flattierung besteht darin, ein Metallion in
lösung auf dem Unterlagenmetall mittels eines Reduktionsmittels
zu reduzieren, so dass die Metallionen in Form eines metallischen Films ohne Verwendung eines elektrischen Stroms
aufgebracht werden. Beispiele fur Metalle, die auf stromlosem (
Wege aufgebracht werden können, sind Nickel, Kobalt, Eisen und Chrom.
Die beigefügte Zeichnung zeigt in schematischer Form eine
einfache Ausführungsform der Erfindung, die aus einem Isolator 10 und einer Zwisohenmetallsohicht 11, die auf einem
anderen Isolator 12 aufgebracht ist, besteht. Die Dicke der
Elemente 10 und 12 kann beträchtlich variieren. Die untere Grenze der Dicke richtet sich nur nach den;vorbereitenden
Maßnahmen vor dem Verbinden. Die Isolatoren werden erhitzt, um sie elektrisch leitfähiger zu machen. Bei der DurohfUhrung
der Erfindung in der Praxis schwankt die Temperatur in
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Abhängigkeit von der Art oder der spezifischen Zusammensetzung
des Metallfilms oder der Metallschicht sowie der Isolatormaterialien. Im allgemeinen liegt die Temperatur zwischen
150 und 12000G. Besteht ein Isolator aus einem Borsilikatglas, wie es beispielsweise τοη den Corning Glass Works unter
dem Warenzeichen "Pyrex" in den Handel gebracht wird, dann
beträgt der bevorzugte Bereich, ungefähr 300 - 700°0. Bei Verwendung τοη weichen Gläsern schwankt die Temperatur zwischen
ungefähr 130 und 6000C. Setzt man Quarzgläser ein, dann kann
die Temperatur ungefähr 600 bis ungefähr 12000C betragen. In
jedem "Seile liegt die obere Temperaturgrenze unterhalb des
Erweichungspunktes des jeweiligen Glases. Sas Erhitzen der Isolatoren kann in jeder geeigneten Weise durchgeführt werden,
beispielsweise mittels einer Platte 13, auf welche die Einheit
aufgesetzt wird. Die Platte kann aus einem leitenden Element bestehen, das eine elektrische Widerstandsheizung aufweist,
wobei die Beheizung durch die Pole 14 und 15 erfolgt. Eine andere Einrichtung kann jedoch ebenfalls verwendet werden,
beispielsweise eine elektrische Induktionsheizung. Ferner kann die Einheit in einen Ofen eingebracht oder in jeder anderen
geeigneten Weise erhitzt werden.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wird eine elektrische Spannung quer zu der zusammengesetzten Einheit angelegt. Dies erfolgt mittels einer Energiequelle 16 mit einem Pol 18, der
an der Stelle 19 mit der Metallplatte 13 verbunden ist, während der entgegengesetzte Pol 17 der Spannungsquelle durch
einen Pol 20 mit dem oberen Isolator 10 in Verbindung steht. Der Pol 20 kann in direktem Eontakt mit dem Isolatorelement
stehen oder gegebenenfalls in einem kleinen Abstand davon angebracht sein, und zwar in einem Abstand in der Grössenordnung
τοη ungefähr 0,1 mm. Dabei entwickelt sich ein hohes Feld zwischen dem Pol 20 und dem Element 10, welches die Luft ionisiert, so dass ein Strom hindurchzugehen vermag. Die elektri-
aphe 009883/1347
sehe Energie besteht in den meisten fällen vorzugsweise aus
einem Gleichstrom. Man kann jedoch auch einen pulsierenden Gleichstrom verwenden. In einigen Fällen kann man einen
Wechselstrom verwenden, insbesondere einen Wechselstrom mit einer niederen frequenz. .
Der Typ der Energiequelle sowie im Falle eines Gleichstroms die Polarität, die an die Einheit angelegt wird, können in
einigen Fällen von den verwendeten Isolatoren abhängen und I
insbesondere davon abhängig sein, ob der Isolator eine
symmetrische Spaimuiigsverteiluiigs charakteristik oder eine
asymmetrische Spannungsverteilungsoharakteristik besitzt.
Spannungsverteilungscharakteristiken für Isolatoren sowie
Methoden zur Bestimmung derselben sind bekannt. Sie Borsilikatgläser im allgemeinen und Pyrex-Nr. 7740 im besonderen besitzen asymmetrische Charakteristiken. Zu einem optimalen Verbinden sollte der Kontakt 20 dann negativ sein,
wenn der Isolator 10 beispielsweise aus Pyrex besteht. Besitzt der Isolator 10 eine symmetrische Verteilungscharakteristik, dann kann die Polarität in jeder Sichtung liegen.
Wenn auch der Mechanismus, der bei dem Verbinden abläuft,
noch nicht restlos aufgeklärt 1st, so nimmt man dennoch an, dass das Prinzip hauptsächlich auf einer elektrostatischen
Kraft beruht, die an der Grenzfläche zwischen den Elementen erzeugt wird, wenn eine Spannung quer zu der zusammengesetzten Einheit angelegt wird. Werden die Elemente zusammengebracht, dann besteht zu Anfang ein inniger Eontakt nur an
bestimmten Stellen mit sich dazwischen befindlichen;Leerstellen, und zwar auch dann, wenn es sich um sehr glatte
und sich einander ergänzende Oberflächen handelt. Wird eine Spannung quer zu der Einheit angelegt und ein elektrischer.
Strom 009883/1347
195922?
Strom durchgesohiokt, dann ziehen elektrostatische Anziehungskräfte die Materialien zusammen, wodurch in zunehmendem Maße die Leerstellen ausgefüllt werden. Das Erhitzen
der Isolatoren steigert ihr elektrisches Leitvermögen und begünstigt die Erzeugung von elektrostatischen Kräften und
erhöht die Bindewirkung.
Die angelegte Spannung, die Stromdichte sowie die Zeit sind nicht kritisch und können innerhalb breiter Grenzen
variieren. Im allgemeinen liegt die Spannung zwischen ungefähr 200 bis etwa 5000 Volt oder darüber. Nan kann keinen
sehr genau definierten Wert für die Stromdichte angeben, und zwar insbesondere deshalb nicht, da, falls die angelegte
Spannung konstant gehalten wird, die Stromdichte allmählich abnimmt, beispielsweise von 10 - 300 oder mehr Mikroampere/om bis auf einen sehr kleinen Wert, wobei die Abnahme mit zunehmend dichter werdender Bindung erfolgt. Im
allgemeinen erfüllt ein Strom mit einem sehr niedrigen Wert den angestrebten Zweck. Je höher die Spooling und der entsprechende Strom ist, desto kürzer ist im allgemeinen die
erforderliche Zeit und umgekehrt. Der Strom liegt gewöhnlich zwischen 3 und 20 Mikroampere/mm und die Zeit im
Hinutenbereich, gewöhnlich unterhalb ungefähr 20 Minuten.
Nachstehend werden repräsentative Beispiele zum Verbinden eines anorganischen Isolators mit einem anderen anorganischen Isolator gemäss vorliegender Erfindung angegeben, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird.
Bei der Durchführung -eines Beispiele bestehen die Isolatoren 10 und 12 jeweils aus Borsilikatgläsern. Einer der
Isolatoren wird durch Aufdampfen eines Chromfilme im Vakuum metallisiert. Jedes Glas besitzt eine Dicke von un-
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gefähr 0,8 mm (32 mils). Der Film wird in einer Sicke von
ungefähr 4000 Ä aufgebracht. Has Gefüge wird auf eine Temperatur von ungefähr 50O0C erhitzt, worauf eine Spannung von
ungefähr 1000 YoIt quer zu diesem Gefüge angelegt wird. In
einer Zeltspanne von ungefähr 3 Minuten wird eine Bindung
erzielt. Andere Metallfilme» die verwendet werden können, bestehen aus einer Rickel-Chrom-Legierung, nickel, Chrom,
Elsen, Bor, Silicium, Kobalt und Aluminium,
Bei der Durchführung eines anderen Beispiels bestehen beide
Elemente 10 und 12 aus einem teilweise kristallisierten Glas mit einem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Dieses
Glas ist im Handel unter der Bezeichnung CerVit erhältlich. Jedes Glas besitzt eine Dicke von ungefähr 38 mm (1 1/2
inches). Der Metallfilm besteht aus einem auf einem der Elemente aufgedampften Aluminiumfilm. In typischer Weise
liegt die Bindetemperatur zwischen ungefähr 250 und ungefähr
5000C, während die Spannung zwisohen ungefähr 500 und ungefähr 3000 Volt schwankt. Die Bindezeit liegt in der Grossenordnung von ungefähr 5 Minuten. Die Bindungen widerstehen
Zugspannungen von mehr als 141 kg/cm (2000 psi), wobei
zuerst ein Bseohen des Glases erfolgt.
Bei der Durchführung eines weiteren Beispiels wird zur Erzielung einer guten Abdichtung ein Gefüge verwendet, in
welchem ein Material eingesetzt ist, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten λ- ι besitzt. Dieses Material wird mit
einem Material verbunden, das einen anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten Λ» besitzt, und zwar mittels eines Zwlschenmaterials mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten X2* Bei
einem Typ einer Abdichtung liegt X2 zwischen Xj und X^.
I» einem anderen Sail wird der Unterschied zwischen X1 und
* durch die beweglichen physikalischen Eigenschaften von
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, ausgeglichen. In diesem Beispiel besteht das Element
10 aus einem Borsilikatglas (Corning 7740), während es sich bei dem Element 12 um Saphir handelt, der durch Aufsprühen eines Siliciumfilms mit einer Dicke von ungefähr
5000 SL metallisiert wird. Das Gefüge wird auf eine Temperatur von ungefähr 5000C erhitzt, worauf eine Spannung von
ungefähr 800 Volt quer zu dem Gefüge angelegt wird. In ungefähr 5 Minuten wird eine Bindung erzielt. Bei der
Durchführung eines anderen Beispiels besteht das Element aus einem teilweise kristallisierten Glas (CerVit), während
es sich bei dem Element 12 um ein Borsilikatglas (Pyrex) handelt, das eine Aluminiumfolie mit einer Dicke von ungefähr 0,050 mm (2 mils) trägt. Das Gefüge wird auf eine
Temperatur von ungefähr 5000C erhitzt, wobei eine Spannung
von ungefähr 1000 Volt zum Verbinden des Aluminiums mit dem Pyrex angelegt wird. Bei einer Temperatur von ungefähr
2500C und einer Spannung von ungefähr 3400 Volt wird das
Aluminium mit dem CerVit unter Bildung eines verbundenen Gefüges verbunden.
Es ist darauf hinzuweisen, dass neben den vorstehend erwähnten Borsilikatgläserr und kristallisierten Gläsern
auch andere anorganische Isolatoren verwendet werden können, beispielsweise Quarz oder keramische Hater lallen, ferner
kann ein bestimmter Isolatortyp, wie beispielsweise Quarz, mit einem anderen Isolatortyp, wie beispielsweise Glas,
unter Anwendung des. erf indangsgemässen Verfahrens eur Erzielung einer guten Abdichtung verbunden werden, ferner
kommen erfindungsgemäss neben den vorstehend erwähnten
Metallfilmen auch nooh andere filme in frage. Erwähnt seien
filme aus Tantal, Titan, Palladium, Platin oder dergleichen.
009883/1341
Claims (6)
- - 11 Patentansprüche1,/rerfahren zum Verbinden eines ersten Isolators mit 'einem zweiten Isolator, dadurch gekennzeichnet, dass eine Metallschicht zwischen den ersten Isolator und den zweiten Isolator, in einen engen Oberflächenkontakt gebracht wird, die Isolatoren auf eine Temperatur unterhalb der Erweichungs punkte der metallisierten Schicht und des zweiten Isolators erhitzt werden und eine elektrische Spannung quer zu den Isolatoren zur Erzeugung einer elektrostatischen Kraft, welche eine Bindung zwischen den Isolatoren bewirkt, angelegt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete Metallschicht eine Sicke von weniger als ungefähr 0,125 ran (5 mils) besitzt.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht auf einer Oberfläche des ersten Isolators vor der engen Kontaktierung der mit der Metallschicht versehenen Oberfläche mit dem zweiten Isolator gebildet wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete Metallschicht aus Aluminium, Kupfer, Nickel, Chrom, Eisen, Bor, Kobalt, Tantal, Palladium oder Platin besteht.
- 5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dasB , die verwendeten Isolatoren aus Gläsern, Quarz oder keramischen Materialien bestehen.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5f dadüroh gekennzeichnet, dass sich der verwendete erste Isolator von dem eingesetztenzweiten*·■ ■ ■ -009883/134741L e e r s e ί t eORIGINAL INSPECTED
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (25)
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|---|---|---|---|---|
| US3783218A (en) * | 1972-01-12 | 1974-01-01 | Gen Electric | Electrostatic bonding process |
| US3778896A (en) * | 1972-05-05 | 1973-12-18 | Bell & Howell Co | Bonding an insulator to an inorganic member |
| US3781978A (en) * | 1972-05-16 | 1974-01-01 | Gen Electric | Process of making thermoelectrostatic bonded semiconductor devices |
| US4022648A (en) * | 1972-08-07 | 1977-05-10 | P. R. Mallory & Co., Inc. | Bonding of organic thermoplastic materials |
| US4142946A (en) * | 1977-06-17 | 1979-03-06 | General Electric Company | Method of bonding a metallic element to a solid ion-conductive electrolyte material element |
| US4142945A (en) * | 1977-06-22 | 1979-03-06 | General Electric Company | Method of forming a composite body and method of bonding |
| US4230256A (en) * | 1978-11-06 | 1980-10-28 | General Electric Company | Method of bonding a composite body to a metallic element |
| US4680243A (en) * | 1985-08-02 | 1987-07-14 | Micronix Corporation | Method for producing a mask for use in X-ray photolithography and resulting structure |
| US4773972A (en) * | 1986-10-30 | 1988-09-27 | Ford Motor Company | Method of making silicon capacitive pressure sensor with glass layer between silicon wafers |
| DE69232896T2 (de) * | 1991-09-30 | 2003-09-04 | Canon Kk | Verfahren für anodische Bindung mit Lichtstrahlung |
| JP2896725B2 (ja) * | 1991-12-26 | 1999-05-31 | 株式会社山武 | 静電容量式圧力センサ |
| US5273827A (en) * | 1992-01-21 | 1993-12-28 | Corning Incorporated | Composite article and method |
| JP3188546B2 (ja) * | 1993-03-23 | 2001-07-16 | キヤノン株式会社 | 絶縁体と導電体との接合体並びに接合方法 |
| US6484585B1 (en) | 1995-02-28 | 2002-11-26 | Rosemount Inc. | Pressure sensor for a pressure transmitter |
| US5637802A (en) * | 1995-02-28 | 1997-06-10 | Rosemount Inc. | Capacitive pressure sensor for a pressure transmitted where electric field emanates substantially from back sides of plates |
| US5980349A (en) | 1997-05-14 | 1999-11-09 | Micron Technology, Inc. | Anodically-bonded elements for flat panel displays |
| US6554671B1 (en) * | 1997-05-14 | 2003-04-29 | Micron Technology, Inc. | Method of anodically bonding elements for flat panel displays |
| JP4108790B2 (ja) * | 1997-07-23 | 2008-06-25 | 浜松ホトニクス株式会社 | ガラス部材の接合方法 |
| US6004179A (en) * | 1998-10-26 | 1999-12-21 | Micron Technology, Inc. | Methods of fabricating flat panel evacuated displays |
| US6516671B2 (en) | 2000-01-06 | 2003-02-11 | Rosemount Inc. | Grain growth of electrical interconnection for microelectromechanical systems (MEMS) |
| US6561038B2 (en) | 2000-01-06 | 2003-05-13 | Rosemount Inc. | Sensor with fluid isolation barrier |
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| US6520020B1 (en) | 2000-01-06 | 2003-02-18 | Rosemount Inc. | Method and apparatus for a direct bonded isolated pressure sensor |
| US6505516B1 (en) | 2000-01-06 | 2003-01-14 | Rosemount Inc. | Capacitive pressure sensing with moving dielectric |
| US6848316B2 (en) * | 2002-05-08 | 2005-02-01 | Rosemount Inc. | Pressure sensor assembly |
-
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- 1969-11-27 NL NL6917863A patent/NL6917863A/xx unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1755164A3 (de) * | 2005-08-18 | 2007-09-12 | Stmicroelectronics SA | Methode zur Monatege passiver und aktiver Komponenten und entsprechender integrierter Schaltkreis |
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| Publication number | Publication date |
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| SE355795B (de) | 1973-05-07 |
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