JP3188546B2 - 絶縁体と導電体との接合体並びに接合方法 - Google Patents
絶縁体と導電体との接合体並びに接合方法Info
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- H10N30/07—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
- H10N30/072—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies
- H10N30/073—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies by fusion of metals or by adhesives
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は絶縁体と導電体との接合
体並び接合方法に関するものである。
体並び接合方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、種々の機能を有するセラミックス
をマイクロマシーン等のような微小機械に微小部材とし
て活用するためには、Ｓｉ基板等導電体とセラミックス
等の絶縁体との間の接着は作業性及び耐熱性等で問題の
ある接着剤等を用いないで所定の位置に低温で固相接合
することが望まれており、この固相接合法として一般に
陽極接合法が知られている。
をマイクロマシーン等のような微小機械に微小部材とし
て活用するためには、Ｓｉ基板等導電体とセラミックス
等の絶縁体との間の接着は作業性及び耐熱性等で問題の
ある接着剤等を用いないで所定の位置に低温で固相接合
することが望まれており、この固相接合法として一般に
陽極接合法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】然るに陽極接合法は一
方の絶縁体中にガラスのように可動イオンが存在するこ
とが必要であり、可動イオンを含まないセラミックス、
例えばＰＺＴのようなセラミックスとＳｉ基板のような
導電体との間の接合は接着剤等を用いない限り困難であ
り、接着剤を用いない接合法並びに接合体が望まれてい
た。
方の絶縁体中にガラスのように可動イオンが存在するこ
とが必要であり、可動イオンを含まないセラミックス、
例えばＰＺＴのようなセラミックスとＳｉ基板のような
導電体との間の接合は接着剤等を用いない限り困難であ
り、接着剤を用いない接合法並びに接合体が望まれてい
た。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記要望をかな
えた絶縁体と導電体との接合体並びに接合方法を提供せ
んとするもので、その要旨は可動イオンを含まない絶縁
体と導電体とを導電膜と可動イオンを含む絶縁体層を介
して陽極接合したことを特徴とする絶縁体と導電体との
接合体及び可動イオンを含まない絶縁体と導電体とを接
合する方法において、前記絶縁体を平滑研磨する工程と
該絶縁体の平滑研磨面に導電性薄膜を成膜する工程と可
動イオンを含む絶縁性基板の一端に導電性薄膜を成膜す
る工程と前記絶縁体上の導電性薄膜に前記絶縁性基板を
陽極接合する工程とその後該絶縁性基板を薄片化し平滑
研磨する工程と該絶縁性基板の平滑研磨面に前記導電体
を陽極接合する工程とからなることを特徴とする絶縁体
と導電体との接合方法並びに前記絶縁体の少なくとも片
面に導電膜を、他方の導電体の片面上に絶縁膜をそれぞ
れ成膜し、該絶縁体上の導電膜と前記導電体上の絶縁膜
とを相互に重合し、絶縁体上の導電膜と導電体との間に
電圧を印加しながら同時に光照射することを特徴とした
絶縁体と導電体との接合方法にある。
えた絶縁体と導電体との接合体並びに接合方法を提供せ
んとするもので、その要旨は可動イオンを含まない絶縁
体と導電体とを導電膜と可動イオンを含む絶縁体層を介
して陽極接合したことを特徴とする絶縁体と導電体との
接合体及び可動イオンを含まない絶縁体と導電体とを接
合する方法において、前記絶縁体を平滑研磨する工程と
該絶縁体の平滑研磨面に導電性薄膜を成膜する工程と可
動イオンを含む絶縁性基板の一端に導電性薄膜を成膜す
る工程と前記絶縁体上の導電性薄膜に前記絶縁性基板を
陽極接合する工程とその後該絶縁性基板を薄片化し平滑
研磨する工程と該絶縁性基板の平滑研磨面に前記導電体
を陽極接合する工程とからなることを特徴とする絶縁体
と導電体との接合方法並びに前記絶縁体の少なくとも片
面に導電膜を、他方の導電体の片面上に絶縁膜をそれぞ
れ成膜し、該絶縁体上の導電膜と前記導電体上の絶縁膜
とを相互に重合し、絶縁体上の導電膜と導電体との間に
電圧を印加しながら同時に光照射することを特徴とした
絶縁体と導電体との接合方法にある。
【０００５】以下、本発明を更に詳細に説明する。
【０００６】図１は本発明の接合体の一例を示す断面図
である。本発明の接合体は図１に示すようにＰＺＴ１等
のように可動イオンを含まない絶縁体とＳｉ基板１０の
ような導電体とをＡｌ薄膜３の如き導電膜とガラス５の
ように可動イオンを含む絶縁体層を介して陽極接合して
なる絶縁体と導電体との接合体である。
である。本発明の接合体は図１に示すようにＰＺＴ１等
のように可動イオンを含まない絶縁体とＳｉ基板１０の
ような導電体とをＡｌ薄膜３の如き導電膜とガラス５の
ように可動イオンを含む絶縁体層を介して陽極接合して
なる絶縁体と導電体との接合体である。
【０００７】可動イオンを含まない絶縁体としてはＰＺ
Ｔ、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、酸化
亜鉛、水晶等の圧電体材料が挙げられる。また可動イオ
ンを含む絶縁体層としてはＳｉ酸化膜，Ａｌ酸化膜，Ｔ
ｉ酸化膜，Ｚｒ酸化膜，Ｚｎ酸化膜，Ｐｂ酸化膜，Ｃｕ
酸化膜，Ｓｎ酸化膜，ガラスが挙げられる。更に前記導
電膜としてはＳｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｚｒ，Ｐｂ，Ｃ
ｕ，Ｓｎ，Ｃ等が挙げられる。
Ｔ、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、酸化
亜鉛、水晶等の圧電体材料が挙げられる。また可動イオ
ンを含む絶縁体層としてはＳｉ酸化膜，Ａｌ酸化膜，Ｔ
ｉ酸化膜，Ｚｒ酸化膜，Ｚｎ酸化膜，Ｐｂ酸化膜，Ｃｕ
酸化膜，Ｓｎ酸化膜，ガラスが挙げられる。更に前記導
電膜としてはＳｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｚｒ，Ｐｂ，Ｃ
ｕ，Ｓｎ，Ｃ等が挙げられる。
【０００８】本発明の接合体を得るにはＰＺＴ等絶縁体
の接着面にＡｌ等導電薄膜を成膜しておくことが肝要で
ある。この場合セラミックス等の絶縁体は焼結材料より
なりポーラス状であるためその表面及び内部は無数の細
孔からなっているので、表面を平滑研磨後導電膜を形成
する必要がある。一方Ｓｉ基板のような導電体に薄板状
のパイレックスガラス基板のような絶縁体層を光照射陽
極接合し、その後絶縁体に形成した導電膜と絶縁体層と
の間を光照射陽極接合することにより本発明の接合体が
得られる。
の接着面にＡｌ等導電薄膜を成膜しておくことが肝要で
ある。この場合セラミックス等の絶縁体は焼結材料より
なりポーラス状であるためその表面及び内部は無数の細
孔からなっているので、表面を平滑研磨後導電膜を形成
する必要がある。一方Ｓｉ基板のような導電体に薄板状
のパイレックスガラス基板のような絶縁体層を光照射陽
極接合し、その後絶縁体に形成した導電膜と絶縁体層と
の間を光照射陽極接合することにより本発明の接合体が
得られる。
【０００９】この場合、ＰＺＴ等の可動イオンを含まな
い絶縁体層の表面粗さが５００Ａの時あるいはこの値よ
り平滑の時陽極接合は強固に生じる。
い絶縁体層の表面粗さが５００Ａの時あるいはこの値よ
り平滑の時陽極接合は強固に生じる。
【００１０】また陽極接合を強固に生じさせるためには
ガラス等の絶縁体層の厚みを０．５ｍｍ以下とし、かつ
絶縁体層１の接合面の凹部により形成される空間部分が
該接合面の３０％以下であることがより好ましい。
ガラス等の絶縁体層の厚みを０．５ｍｍ以下とし、かつ
絶縁体層１の接合面の凹部により形成される空間部分が
該接合面の３０％以下であることがより好ましい。
【００１１】この理由は次のように考えられる。
【００１２】すなわち、陽極接合の際、絶縁体と導電体
との間を互いに密着した状態で該絶縁体を負極に、該導
電体を陽極となるように電界を印加した場合、該絶縁体
中の可動イオン（陽イオン）は負極側に移動するため、
該絶縁体と該導電体との接合界面で静電引力が生じる。
この静電引力によって該絶縁体と該導電体の接着面は互
いに原子間距離にまで近づき、結果として両者は接着す
る。従ってＰＺＴ等の絶縁体の表面粗さが大きい場合及
び凹部により形成される空間部分が３０％を越える程多
い場合は接着面は原子間距離にまで到らず、固相接合は
生じない。
との間を互いに密着した状態で該絶縁体を負極に、該導
電体を陽極となるように電界を印加した場合、該絶縁体
中の可動イオン（陽イオン）は負極側に移動するため、
該絶縁体と該導電体との接合界面で静電引力が生じる。
この静電引力によって該絶縁体と該導電体の接着面は互
いに原子間距離にまで近づき、結果として両者は接着す
る。従ってＰＺＴ等の絶縁体の表面粗さが大きい場合及
び凹部により形成される空間部分が３０％を越える程多
い場合は接着面は原子間距離にまで到らず、固相接合は
生じない。
【００１３】
【実施例】以下本発明を実施例に基づき更に詳細に説明
する。
する。
【００１４】実施例１ 図２ないし図３は本発明の第１の実施例を示し、図２は
本発明の特徴を最も良く表わす断面図、図３は図２のＡ
矢視図であり、同図に於いて１はバルクから成るＰＺ
Ｔ、３，４はＰＺＴ１の片面をラッピング研磨後ＰＺＴ
１の両面にそれぞれ成膜したＡｌ薄膜、５はパイレック
スガラス、７はパイレックスガラス５の片面の一端に成
膜した電極用のＡｌ薄膜、９はパイレックスガラス５上
に載せた電極として作用するＳｉ基板、１０はＳｉ基
板、１１，１２はプラテン、１３は光照射陽極接合をす
るためのＣＯ2 レーザ光、１４は陽極接合するための直
流電源、１５はＳｉ基板９あるいは電極用のＡｌ薄膜７
を通してパイレックスガラス５に電気的に接続している
針状電極、１６は電極用Ａｌ薄膜３あるいはＳｉ基板１
０に電気的に接続している針状電極、１７は直流電源１
４とそれぞれ針状電極１５，１６との間を電気的に接続
しているリード線である。
本発明の特徴を最も良く表わす断面図、図３は図２のＡ
矢視図であり、同図に於いて１はバルクから成るＰＺ
Ｔ、３，４はＰＺＴ１の片面をラッピング研磨後ＰＺＴ
１の両面にそれぞれ成膜したＡｌ薄膜、５はパイレック
スガラス、７はパイレックスガラス５の片面の一端に成
膜した電極用のＡｌ薄膜、９はパイレックスガラス５上
に載せた電極として作用するＳｉ基板、１０はＳｉ基
板、１１，１２はプラテン、１３は光照射陽極接合をす
るためのＣＯ2 レーザ光、１４は陽極接合するための直
流電源、１５はＳｉ基板９あるいは電極用のＡｌ薄膜７
を通してパイレックスガラス５に電気的に接続している
針状電極、１６は電極用Ａｌ薄膜３あるいはＳｉ基板１
０に電気的に接続している針状電極、１７は直流電源１
４とそれぞれ針状電極１５，１６との間を電気的に接続
しているリード線である。
【００１５】つぎに上記構成に於いて、図２（ｃ）に見
るようにＣＯ2 レーザ光１３をＳｉ基板９を透してパイ
レックスガラス５に照射しながら、同時にＡｌ薄膜３と
パイレックスガラス５との間に直流電源１４によって電
界を印加する。この時、ＣＯ2 レーザ光１３の強度は約
４Ｗ、パイレックスガラス５の寸法は８ｍｍ×１３ｍｍ
×０．１ｍｍ（厚さ）、ＰＺＴ１の寸法は７ｍｍ×１３
ｍｍ×０．３ｍｍ（厚さ）、Ａｌ薄膜３の厚さは約３０
００Å、Ａｌ薄膜７の厚さは約１５００Å、Ｓｉ基板９
の厚さは約０．２ｍｍ、直流電源１４の電圧は３００
［Ｖ］、接着時間は１０分間であった。
るようにＣＯ2 レーザ光１３をＳｉ基板９を透してパイ
レックスガラス５に照射しながら、同時にＡｌ薄膜３と
パイレックスガラス５との間に直流電源１４によって電
界を印加する。この時、ＣＯ2 レーザ光１３の強度は約
４Ｗ、パイレックスガラス５の寸法は８ｍｍ×１３ｍｍ
×０．１ｍｍ（厚さ）、ＰＺＴ１の寸法は７ｍｍ×１３
ｍｍ×０．３ｍｍ（厚さ）、Ａｌ薄膜３の厚さは約３０
００Å、Ａｌ薄膜７の厚さは約１５００Å、Ｓｉ基板９
の厚さは約０．２ｍｍ、直流電源１４の電圧は３００
［Ｖ］、接着時間は１０分間であった。
【００１６】パイレックスガラス５をＡｌ薄膜３を介し
てＰＺＴ１に接着後、図２（ｄ）に見るようにパイレッ
クスガラス５をラッピング研磨することによって約４０
μｍまで薄片化し、その後ディスコカッターで図（ｅ）
に見るように幅４ｍｍ、長さ１１ｍｍの矩形状にカット
する。そして、その後、図（ｅ）に見る様にＳｉ基板１
０にパイレックスガラス５を光照射陽極接合する。
てＰＺＴ１に接着後、図２（ｄ）に見るようにパイレッ
クスガラス５をラッピング研磨することによって約４０
μｍまで薄片化し、その後ディスコカッターで図（ｅ）
に見るように幅４ｍｍ、長さ１１ｍｍの矩形状にカット
する。そして、その後、図（ｅ）に見る様にＳｉ基板１
０にパイレックスガラス５を光照射陽極接合する。
【００１７】すなわち、Ｓｉ基板１０の側からＣＯ2 レ
ーザ光１３を照射しながら、同時にＡｌ薄膜７を通して
パイレックスガラス５とＳｉ基板１０との間に直流電源
１４によって電界を印加する。この時、直流電源１４の
電圧は３００［Ｖ］、ＣＯ2 レーザの強度は５［Ｗ］、
Ｓｉ基板１０の寸法は３８ｍｍ×１０ｍｍ×０．５２ｍ
ｍ（厚さ）、接着時間は１０分間であった。
ーザ光１３を照射しながら、同時にＡｌ薄膜７を通して
パイレックスガラス５とＳｉ基板１０との間に直流電源
１４によって電界を印加する。この時、直流電源１４の
電圧は３００［Ｖ］、ＣＯ2 レーザの強度は５［Ｗ］、
Ｓｉ基板１０の寸法は３８ｍｍ×１０ｍｍ×０．５２ｍ
ｍ（厚さ）、接着時間は１０分間であった。
【００１８】上記手法でＰＺＴをＳｉ基板に接着後、Ｐ
ＺＴ１の両面間に交番電圧を印加したところ、Ｓｉ基板
１０が１ｋＨｚ以上、５［Ｖ］で約１μｍの振幅で振動
する事を観察した。さらに同じ周波数で３０［Ｖ］まで
次第に印加電圧を増加していったところ、該振幅は該電
圧の増加と共に１次的に増加していく事を観測した。
ＺＴ１の両面間に交番電圧を印加したところ、Ｓｉ基板
１０が１ｋＨｚ以上、５［Ｖ］で約１μｍの振幅で振動
する事を観察した。さらに同じ周波数で３０［Ｖ］まで
次第に印加電圧を増加していったところ、該振幅は該電
圧の増加と共に１次的に増加していく事を観測した。
【００１９】該接着手法で、振動ジャイロの振動体にＰ
ＺＴを接着したところ、所定の位置に精度の良いアライ
メントでかつ短時間で所望の機械的強度を得ることが可
能であった。
ＺＴを接着したところ、所定の位置に精度の良いアライ
メントでかつ短時間で所望の機械的強度を得ることが可
能であった。
【００２０】尚、本実施例の場合、ＰＺＴとＳｉ基板と
の間の接着であったが、他のセラミックスと導電体との
間の接着にも又、本接着手法が使用できることは言うま
でもない。
の間の接着であったが、他のセラミックスと導電体との
間の接着にも又、本接着手法が使用できることは言うま
でもない。
【００２１】尚、本接合体の断面は図１に見る様に、セ
ラミックスＰＺＴ１をガラス５を介してＳｉ基板１０に
接着した構造を有する。ここで、３はＡｌ薄膜である。
ラミックスＰＺＴ１をガラス５を介してＳｉ基板１０に
接着した構造を有する。ここで、３はＡｌ薄膜である。
【００２２】実施例２ 図４、図５、図６は本発明の第２の実施例を示し、図４
は本発明の特徴を最も良く表わす断面図、図５は図４の
Ｂ矢視図、図６は図４のＣ矢視図であり、同図に於いて
１はバルクから成るＰＺＴ、２はＰＺＴ１に明けた穴、
３はＰＺＴ１の片面をラッピング研磨し、その後、成膜
したＡｌ薄膜、４はＰＺＴ１のもう一方の面に成膜した
Ａｌ薄膜、５はパイレックスガラス、８は図４（ｂ）の
状態のＰＺＴ１にＡｌ薄膜３を介してパイレックスガラ
ス５を接着した後、該ＰＺＴ１の側から穴２内に成膜し
た電極として作用するＡｌ薄膜、９はパイレックスガラ
ス５上に載せたＳｉ基板、１０はＳｉ基板、１１，１２
はプラテン、１３は光照射陽極接合をするためのＣＯ2
レーザ光、１４は陽極接合するための電源、１５はＳｉ
基板９を通してパイレックスガラス５に、あるいはＡｌ
薄膜８を通してパイレックスガラス５に電気的に接続し
ている針状電極、１６はプラテン１１上のＰＺＴ１の片
面のＡｌ薄膜３あるいはプラテン１２上のＳｉ基板１０
に接続している針状電極、１７は直流電源１４とそれぞ
れ針状電極１５，１６との間を電気的に接続しているリ
ード線である。
は本発明の特徴を最も良く表わす断面図、図５は図４の
Ｂ矢視図、図６は図４のＣ矢視図であり、同図に於いて
１はバルクから成るＰＺＴ、２はＰＺＴ１に明けた穴、
３はＰＺＴ１の片面をラッピング研磨し、その後、成膜
したＡｌ薄膜、４はＰＺＴ１のもう一方の面に成膜した
Ａｌ薄膜、５はパイレックスガラス、８は図４（ｂ）の
状態のＰＺＴ１にＡｌ薄膜３を介してパイレックスガラ
ス５を接着した後、該ＰＺＴ１の側から穴２内に成膜し
た電極として作用するＡｌ薄膜、９はパイレックスガラ
ス５上に載せたＳｉ基板、１０はＳｉ基板、１１，１２
はプラテン、１３は光照射陽極接合をするためのＣＯ2
レーザ光、１４は陽極接合するための電源、１５はＳｉ
基板９を通してパイレックスガラス５に、あるいはＡｌ
薄膜８を通してパイレックスガラス５に電気的に接続し
ている針状電極、１６はプラテン１１上のＰＺＴ１の片
面のＡｌ薄膜３あるいはプラテン１２上のＳｉ基板１０
に接続している針状電極、１７は直流電源１４とそれぞ
れ針状電極１５，１６との間を電気的に接続しているリ
ード線である。
【００２３】つぎに上記構成に於いて、図４（ａ）に見
る様にＰＺＴ１に穴２を超音波加工機で明けた後、矢印
に示す部分をラッピング研磨し、該ラッピング研磨面に
Ａｌ薄膜３を成膜する（図４（ｂ））。そして、図４
（ｃ）に見る様にＰＺＴ１に成膜したＡｌ薄膜３に厚さ
０．１ｍｍのパイレックスガラス５を陽極接合し、すな
わち、ＣＯ2 レーザ光１３に対して透過性を良くするた
め厚さ約０．２ｍｍの薄いＳｉ基板９をパイレックスガ
ラス５の上に載せ、Ａｌ薄膜３及びＳｉ基板９にそれぞ
れ針状電極１６及び針状電極１５を電気的に連結し、正
電極となるＡｌ薄膜３と負電極となるパイレックスガラ
ス５との間に直流電源１４によって電界を印加し、かつ
同時に該電界印加中、Ｓｉ基板９の上方からＣＯ2 レー
ザ光１３を照射しながら接着を行う。その後、図４
（ｄ）の矢印方向の部分をディスコカッターで切断し、
さらにその後、パイレックスガラス５を約４０μｍの厚
さになるまで、該パイレックスガラス５の面の矢印方向
部分をラッピング研磨する。そして、図４（ｅ）に見る
様にＰＺＴ１とＳｉ基板１０との間を、Ａｌ薄膜３及び
パイレックスガラス５を中間層として光照射陽極接合す
る。すなわち、ＣＯ2 レーザ光１３をＳｉ基板１０の側
から照射しながら、かつ同時に、針状電極１５及び針状
電極１６をそれぞれＡｌ薄膜８及びＳｉ基板１０に電気
的に連結し、正極となるＳｉ基板１０と負極となるパイ
レックスガラス５との間に直流電源１４によって電界を
印加する。尚、Ａｌ薄膜８の成膜に於いて、該Ａｌ薄膜
８とＡｌ薄膜３が互いに接触しない場合に於いても、該
Ａｌ薄膜８及び該Ａｌ薄膜３との間はパイレックスガラ
ス５を通して電気的に連結することになる。従って、パ
イレックスガラス５とＳｉ基板１０との間の接着が容易
に可能となる。
る様にＰＺＴ１に穴２を超音波加工機で明けた後、矢印
に示す部分をラッピング研磨し、該ラッピング研磨面に
Ａｌ薄膜３を成膜する（図４（ｂ））。そして、図４
（ｃ）に見る様にＰＺＴ１に成膜したＡｌ薄膜３に厚さ
０．１ｍｍのパイレックスガラス５を陽極接合し、すな
わち、ＣＯ2 レーザ光１３に対して透過性を良くするた
め厚さ約０．２ｍｍの薄いＳｉ基板９をパイレックスガ
ラス５の上に載せ、Ａｌ薄膜３及びＳｉ基板９にそれぞ
れ針状電極１６及び針状電極１５を電気的に連結し、正
電極となるＡｌ薄膜３と負電極となるパイレックスガラ
ス５との間に直流電源１４によって電界を印加し、かつ
同時に該電界印加中、Ｓｉ基板９の上方からＣＯ2 レー
ザ光１３を照射しながら接着を行う。その後、図４
（ｄ）の矢印方向の部分をディスコカッターで切断し、
さらにその後、パイレックスガラス５を約４０μｍの厚
さになるまで、該パイレックスガラス５の面の矢印方向
部分をラッピング研磨する。そして、図４（ｅ）に見る
様にＰＺＴ１とＳｉ基板１０との間を、Ａｌ薄膜３及び
パイレックスガラス５を中間層として光照射陽極接合す
る。すなわち、ＣＯ2 レーザ光１３をＳｉ基板１０の側
から照射しながら、かつ同時に、針状電極１５及び針状
電極１６をそれぞれＡｌ薄膜８及びＳｉ基板１０に電気
的に連結し、正極となるＳｉ基板１０と負極となるパイ
レックスガラス５との間に直流電源１４によって電界を
印加する。尚、Ａｌ薄膜８の成膜に於いて、該Ａｌ薄膜
８とＡｌ薄膜３が互いに接触しない場合に於いても、該
Ａｌ薄膜８及び該Ａｌ薄膜３との間はパイレックスガラ
ス５を通して電気的に連結することになる。従って、パ
イレックスガラス５とＳｉ基板１０との間の接着が容易
に可能となる。
【００２４】本実施例に於いて、ＣＯ2 レーザの強度は
５［Ｗ］、最初（図４（ａ））のＰＺＴ１の寸法は１３
［ｍｍ］×７［ｍｍ］×０．３［ｍｍ］、直流電源１４
の電圧は（図４（ｃ）の接着の場合）３００［Ｖ］、デ
ィスコカッターでカッティング後のＰＺＴ（図４（ｅ）
の場合）の寸法は１０［ｍｍ］×４［ｍｍ］×０．３
［ｍｍ］、図４（ｅ）の接着の場合、直流電源１４の電
圧は５０［Ｖ］であった。
５［Ｗ］、最初（図４（ａ））のＰＺＴ１の寸法は１３
［ｍｍ］×７［ｍｍ］×０．３［ｍｍ］、直流電源１４
の電圧は（図４（ｃ）の接着の場合）３００［Ｖ］、デ
ィスコカッターでカッティング後のＰＺＴ（図４（ｅ）
の場合）の寸法は１０［ｍｍ］×４［ｍｍ］×０．３
［ｍｍ］、図４（ｅ）の接着の場合、直流電源１４の電
圧は５０［Ｖ］であった。
【００２５】上記手法でＰＺＴ１をＳｉ基板１０に接着
後、ＰＺＴ１の両面間に、すなわちＡｌ薄膜４とＡｌ薄
膜８との間に交番電圧を印加したところ、Ｓｉ基板１０
が１ｋＨｚ以上、５［Ｖ］で約１μｍの振幅で振動する
事を観察した。さらに同一周波数で３０［Ｖ］まで次第
に印加電圧を増加していったところ、該振幅は該電圧の
増加と共に１次的に増加していく事を観測した。
後、ＰＺＴ１の両面間に、すなわちＡｌ薄膜４とＡｌ薄
膜８との間に交番電圧を印加したところ、Ｓｉ基板１０
が１ｋＨｚ以上、５［Ｖ］で約１μｍの振幅で振動する
事を観察した。さらに同一周波数で３０［Ｖ］まで次第
に印加電圧を増加していったところ、該振幅は該電圧の
増加と共に１次的に増加していく事を観測した。
【００２６】該接着法で、振動ジャイロの振動体にＰＺ
Ｔを接着したところ、所定の位置に精度の良いアライメ
ントでかつ短時間で所望の機械的強度を得ることが可能
であった。
Ｔを接着したところ、所定の位置に精度の良いアライメ
ントでかつ短時間で所望の機械的強度を得ることが可能
であった。
【００２７】尚、本実施例の場合、ＰＺＴとＳｉ基板と
の間の接着であったが、同様な手法で、セラミックスと
導電体との間の接着も可能であることは言うまでもな
い。
の間の接着であったが、同様な手法で、セラミックスと
導電体との間の接着も可能であることは言うまでもな
い。
【００２８】実施例３ 図７は本発明の第３の実施例を示すものであり、本発明
の特徴を最も良く表わす断面図である。この図に於い
て、１はバルクから成るＰＺＴ、３，４はＰＺＴ１の片
面をラッピング研磨後、ＰＺＴ１の両面にそれぞれ成膜
したＡｌ薄膜であり、かつラッピング研磨していないＰ
ＺＴ１の片面のＡｌ薄膜４と該Ａｌ薄膜３とはラッピン
グ研磨していないＰＺＴ１の面上の端部の二個所でそれ
ぞれ不連続、６はＡｌ薄膜３上にあり、かつＰＺＴ１の
ラッピング研磨面上にパイレックスガラスをターゲット
としたスパッターによって成膜したガラス膜、１０はＳ
ｉ基板、１２はプラテン、１３は光照射陽極接合をする
ためのＣＯ2 レーザ光、１４は陽極接合するための直流
電源、１５はＡｌ薄膜３に電気的に接続している針状電
極、１６はＳｉ基板１０に電気的に接続している針状電
極、１７は直流電源１４とそれぞれ針状電極１５，１６
との間を電気的に接続しているリード線である。
の特徴を最も良く表わす断面図である。この図に於い
て、１はバルクから成るＰＺＴ、３，４はＰＺＴ１の片
面をラッピング研磨後、ＰＺＴ１の両面にそれぞれ成膜
したＡｌ薄膜であり、かつラッピング研磨していないＰ
ＺＴ１の片面のＡｌ薄膜４と該Ａｌ薄膜３とはラッピン
グ研磨していないＰＺＴ１の面上の端部の二個所でそれ
ぞれ不連続、６はＡｌ薄膜３上にあり、かつＰＺＴ１の
ラッピング研磨面上にパイレックスガラスをターゲット
としたスパッターによって成膜したガラス膜、１０はＳ
ｉ基板、１２はプラテン、１３は光照射陽極接合をする
ためのＣＯ2 レーザ光、１４は陽極接合するための直流
電源、１５はＡｌ薄膜３に電気的に接続している針状電
極、１６はＳｉ基板１０に電気的に接続している針状電
極、１７は直流電源１４とそれぞれ針状電極１５，１６
との間を電気的に接続しているリード線である。
【００２９】つぎに上記構成に於いて、図７（ｄ）に見
る様にＣＯ2 レーザ光１３をＳｉ基板１０を透してガラ
ス膜６に照射しながら、同時にＡｌ薄膜３とＳｉ基板１
０との間に直流電源１４によって電界を印加する。この
時、 ＣＯ2 レーザ光の強度は約４Ｗ ガラス膜の寸法は７ｍｍ×１３ｍｍ×２μｍ（厚さ） ＰＺＴ１の寸法は７ｍｍ×１３ｍｍ×０．３ｍｍ（厚
さ） Ａｌ薄膜３の厚さは約３０００Å Ａｌ薄膜４の厚さは約３０００Å Ｓｉ基板１０の厚さは約０．５ｍｍ 直流電源１４の電圧は１０［Ｖ］ 接着時間は１０分間 であった。
る様にＣＯ2 レーザ光１３をＳｉ基板１０を透してガラ
ス膜６に照射しながら、同時にＡｌ薄膜３とＳｉ基板１
０との間に直流電源１４によって電界を印加する。この
時、 ＣＯ2 レーザ光の強度は約４Ｗ ガラス膜の寸法は７ｍｍ×１３ｍｍ×２μｍ（厚さ） ＰＺＴ１の寸法は７ｍｍ×１３ｍｍ×０．３ｍｍ（厚
さ） Ａｌ薄膜３の厚さは約３０００Å Ａｌ薄膜４の厚さは約３０００Å Ｓｉ基板１０の厚さは約０．５ｍｍ 直流電源１４の電圧は１０［Ｖ］ 接着時間は１０分間 であった。
【００３０】上記手法でＰＺＴをＳｉ基板に接着後、Ｐ
ＺＴ１の両面間に、すなわちＡｌ薄膜３及び４の間に交
番電圧を印加したところ、Ｓｉ基板１０が１ｋＨｚ以
上、５［Ｖ］の入力で、約１μｍの振幅で振動すること
を観察した。さらに同じ周波数で３０［Ｖ］まで次第に
印加電圧を増加していったところ、該振幅は該電圧の増
加と共に１次的に増加していくことを観測した。
ＺＴ１の両面間に、すなわちＡｌ薄膜３及び４の間に交
番電圧を印加したところ、Ｓｉ基板１０が１ｋＨｚ以
上、５［Ｖ］の入力で、約１μｍの振幅で振動すること
を観察した。さらに同じ周波数で３０［Ｖ］まで次第に
印加電圧を増加していったところ、該振幅は該電圧の増
加と共に１次的に増加していくことを観測した。
【００３１】本接着法で、振動ジャイロの振動体にＰＺ
Ｔを接着したところ、所定の位置に精度の高いアライメ
ントで、かつ短時間で所望の機械的強度を得ることが可
能となった。
Ｔを接着したところ、所定の位置に精度の高いアライメ
ントで、かつ短時間で所望の機械的強度を得ることが可
能となった。
【００３２】尚、本実施例の場合、ガラス膜をスパッタ
ー手法で成膜したが、他に、ＣＶＤ法、アルコキシド法
で作成したものでも良いことは言うまでもない。
ー手法で成膜したが、他に、ＣＶＤ法、アルコキシド法
で作成したものでも良いことは言うまでもない。
【００３３】そして、Ｓｉ基板に寸法の小さいセラミッ
クスを接着する場合、セラミックス側にガラス層を接着
あるいは成膜した方がより良く、逆にセラミックス基板
に寸法の小さいＳｉ基板を接着する場合、Ｓｉ基板側に
ガラス層を接着あるいは成膜した方がより良い。
クスを接着する場合、セラミックス側にガラス層を接着
あるいは成膜した方がより良く、逆にセラミックス基板
に寸法の小さいＳｉ基板を接着する場合、Ｓｉ基板側に
ガラス層を接着あるいは成膜した方がより良い。
【００３４】実施例４ 図８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５は本発
明の第４の実施例を示し、これらの図は本発明の特徴を
良く表わす図面であり、同図に於いて２１は圧電体であ
るＰＺＴ、２２はＰＺＴ２１を構成している酸素イオ
ン、２３はＰＺＴ２１上に成膜したＳｉ膜、２４はＳｉ
膜２３のＳｉ原子、２５はＳｉ基板、２６はＳｉ基板２
５のＳｉ原子、２７はＳｉ基板２５上に成膜したＳｉ酸
化膜、２８はＳｉ酸化膜２７の酸素イオン、２９は被接
着物を載せる導電体から成るプラテン、２１０，２１１
は被接着物間に電圧を印加するための針状電極、２１２
は被接着物間に電圧を印加するための電源、２１３は接
着時、接着面に光を照射するためのＣＯ2 レーザ光であ
る。
明の第４の実施例を示し、これらの図は本発明の特徴を
良く表わす図面であり、同図に於いて２１は圧電体であ
るＰＺＴ、２２はＰＺＴ２１を構成している酸素イオ
ン、２３はＰＺＴ２１上に成膜したＳｉ膜、２４はＳｉ
膜２３のＳｉ原子、２５はＳｉ基板、２６はＳｉ基板２
５のＳｉ原子、２７はＳｉ基板２５上に成膜したＳｉ酸
化膜、２８はＳｉ酸化膜２７の酸素イオン、２９は被接
着物を載せる導電体から成るプラテン、２１０，２１１
は被接着物間に電圧を印加するための針状電極、２１２
は被接着物間に電圧を印加するための電源、２１３は接
着時、接着面に光を照射するためのＣＯ2 レーザ光であ
る。
【００３５】つぎに上記構成に於いて、まずＰＺＴ２１
とＰＺＴ２１上に成膜したＳｉ膜２３との間の固着力を
増すために、該Ｓｉ膜２３とＰＺＴ２１との間に電圧を
印加し、同時に該Ｓｉ膜２３の面にＣＯ2 レーザを照射
する。この手法によって、成膜後、熱歪等を含む何らか
の原因のために膜剥れを生じていた場合、すなわち図９
に見る様に、ＰＺＴ２１とＳｉ膜２３との間の距離が原
子間距離以上離れている場合、すなわち、ＰＺＴ２１の
酸素イオン２２とＳｉ膜２３のＳｉ原子２４との間の結
合が生じていないか、あるいは、結合力が極めて弱い場
合に於いても、図１０に見る様にＰＺＴ２１の酸素イオ
ン２２とＳｉ膜２３のＳｉ原子２４との間の距離は、静
電引力によって原子間距離のオーダまで近づくことにな
る。又、さらに図１０に見る様に該ＣＯ2 レーザ光を該
接着面に照射することによって、ＰＺＴ２１の酸素イオ
ン２２及びＳｉ膜２３のＳｉ原子２４は共に励起され、
そして該励起によって該ＰＺＴ２１の酸素イオン２２と
該Ｓｉ膜２３のＳｉ原子２４は互いに結合しやすい状態
になり、図１０に見る様な原子間距離のオーダまで近づ
いて来た時点で結合することになる。すなわち、ＰＺＴ
２１とＳｉ膜２３との間の固着力は成膜だけの場合に比
べて、より大きくなる事になる。
とＰＺＴ２１上に成膜したＳｉ膜２３との間の固着力を
増すために、該Ｓｉ膜２３とＰＺＴ２１との間に電圧を
印加し、同時に該Ｓｉ膜２３の面にＣＯ2 レーザを照射
する。この手法によって、成膜後、熱歪等を含む何らか
の原因のために膜剥れを生じていた場合、すなわち図９
に見る様に、ＰＺＴ２１とＳｉ膜２３との間の距離が原
子間距離以上離れている場合、すなわち、ＰＺＴ２１の
酸素イオン２２とＳｉ膜２３のＳｉ原子２４との間の結
合が生じていないか、あるいは、結合力が極めて弱い場
合に於いても、図１０に見る様にＰＺＴ２１の酸素イオ
ン２２とＳｉ膜２３のＳｉ原子２４との間の距離は、静
電引力によって原子間距離のオーダまで近づくことにな
る。又、さらに図１０に見る様に該ＣＯ2 レーザ光を該
接着面に照射することによって、ＰＺＴ２１の酸素イオ
ン２２及びＳｉ膜２３のＳｉ原子２４は共に励起され、
そして該励起によって該ＰＺＴ２１の酸素イオン２２と
該Ｓｉ膜２３のＳｉ原子２４は互いに結合しやすい状態
になり、図１０に見る様な原子間距離のオーダまで近づ
いて来た時点で結合することになる。すなわち、ＰＺＴ
２１とＳｉ膜２３との間の固着力は成膜だけの場合に比
べて、より大きくなる事になる。
【００３６】次に、Ｓｉ基板２５とＳｉ基板２５上に成
膜したＳｉ酸化膜２７との間の固着力を増すために、上
記同様に、該Ｓｉ基板２５とＳｉ酸化膜２７との間に電
圧を印加し、同時に該Ｓｉ酸化膜面にＣＯ2 レーザを照
射する。この手法によって、成膜後、熱歪等を含む何ら
かの原因のために膜剥れを生じていた場合、すなわち、
図１２に見る様にＳｉ基板２５とＳｉ酸化膜２７との間
の距離が原子間以上にも離れ過ぎている時、Ｓｉ基板２
５のＳｉ原子２６とＳｉ酸化膜２７の酸素イオン２８と
の間の結合が生じていない場合に於いても、図１３に見
る様に、Ｓｉ基板２５のＳｉ原子２６とＳｉ酸化膜２７
の酸素イオン２８との間の距離が、静電引力によって原
子間距離のオーダまで近づくことになる。又、さらに図
１３に見る様に該ＣＯ2 レーザ光を該接着面に照射する
ことによって、Ｓｉ基板２５のＳｉ原子２６及びＳｉ酸
化膜２７の酸素イオン２８は共に励起され、そして該励
起によって該Ｓｉ原子２６と該酸素イオン２８は互いに
結合しやすい状態になり、図１３に見る様な原子間距離
のオーダまで近づいて来た時点で結合することになる。
すなわち、Ｓｉ基板２５とＳｉ酸化膜２７との間の固着
力は成膜時に比べてより大きくなる事になる。
膜したＳｉ酸化膜２７との間の固着力を増すために、上
記同様に、該Ｓｉ基板２５とＳｉ酸化膜２７との間に電
圧を印加し、同時に該Ｓｉ酸化膜面にＣＯ2 レーザを照
射する。この手法によって、成膜後、熱歪等を含む何ら
かの原因のために膜剥れを生じていた場合、すなわち、
図１２に見る様にＳｉ基板２５とＳｉ酸化膜２７との間
の距離が原子間以上にも離れ過ぎている時、Ｓｉ基板２
５のＳｉ原子２６とＳｉ酸化膜２７の酸素イオン２８と
の間の結合が生じていない場合に於いても、図１３に見
る様に、Ｓｉ基板２５のＳｉ原子２６とＳｉ酸化膜２７
の酸素イオン２８との間の距離が、静電引力によって原
子間距離のオーダまで近づくことになる。又、さらに図
１３に見る様に該ＣＯ2 レーザ光を該接着面に照射する
ことによって、Ｓｉ基板２５のＳｉ原子２６及びＳｉ酸
化膜２７の酸素イオン２８は共に励起され、そして該励
起によって該Ｓｉ原子２６と該酸素イオン２８は互いに
結合しやすい状態になり、図１３に見る様な原子間距離
のオーダまで近づいて来た時点で結合することになる。
すなわち、Ｓｉ基板２５とＳｉ酸化膜２７との間の固着
力は成膜時に比べてより大きくなる事になる。
【００３７】次に、上記工程を経た後、該ＰＺＴ２１上
のＳｉ膜２３及び該Ｓｉ基板２５上のＳｉ酸化膜２７
を、図１４に見る様に相対向させ、重ね合わせた後、針
状電極２１０及び針状電極２１１を通して、Ｓｉ基板２
５とＳｉ膜２３との間に電圧を印加する事によって、該
Ｓｉ膜２３と該Ｓｉ基板２５との間に静電引力が作用
し、結果として、Ｓｉ膜２３とＳｉ酸化膜２７は互いに
原子間距離のオーダまで接近することになる。又、さら
に同時に、該接着面にＣＯ2 レーザ光２１３を照射する
ことによって、図１５に於けるＳｉ膜２３の原子２６及
びＳｉ酸化膜２７の酸素イオン２８は共に励起され、該
励起によって、該Ｓｉ原子２６と該酸素イオン２８は結
合し易い状態になり、図１５に見る様な原子間距離のオ
ーダまで近づいて来た時点で結合することになる。すな
わち、ＰＺＴ２１とＳｉ基板２５との間の接着が可能と
なる。
のＳｉ膜２３及び該Ｓｉ基板２５上のＳｉ酸化膜２７
を、図１４に見る様に相対向させ、重ね合わせた後、針
状電極２１０及び針状電極２１１を通して、Ｓｉ基板２
５とＳｉ膜２３との間に電圧を印加する事によって、該
Ｓｉ膜２３と該Ｓｉ基板２５との間に静電引力が作用
し、結果として、Ｓｉ膜２３とＳｉ酸化膜２７は互いに
原子間距離のオーダまで接近することになる。又、さら
に同時に、該接着面にＣＯ2 レーザ光２１３を照射する
ことによって、図１５に於けるＳｉ膜２３の原子２６及
びＳｉ酸化膜２７の酸素イオン２８は共に励起され、該
励起によって、該Ｓｉ原子２６と該酸素イオン２８は結
合し易い状態になり、図１５に見る様な原子間距離のオ
ーダまで近づいて来た時点で結合することになる。すな
わち、ＰＺＴ２１とＳｉ基板２５との間の接着が可能と
なる。
【００３８】本実施例の接着条件は次の通りである。す
なわち、 ＰＺＴ２１の厚さ；０．５ｍｍ、Ｓｉ基板２５の厚さ；
０．５ｍｍ。
なわち、 ＰＺＴ２１の厚さ；０．５ｍｍ、Ｓｉ基板２５の厚さ；
０．５ｍｍ。
【００３９】次に、ＰＺＴ２１にＳｉ膜２３を固着する
時の電圧及びＣＯ2 レーザ強度はそれぞれ、次の通りで
ある。すなわち、 印加電圧；５００Ｖ、ＣＯ2 レーザ光；５Ｗ／ｃｍ2 次に、Ｓｉ基板２５にＳｉ酸化膜２７を固着する時の電
圧及びＣＯ2 レーザ強度はそれぞれ次の通りである。す
なわち、 印加電圧；１０〜３０Ｖ、ＣＯ2 レーザ光；５Ｗ／ｃｍ
2 次に図１４に見る様に、ＰＺＴ２１とＳｉ基板２５との
間を接着する場合の電圧及びＣＯ2 レーザ強度はそれぞ
れ次の通りである。すなわち、 印加電圧；１０〜３０Ｖ、ＣＯ2 レーザ光；５Ｗ／ｃｍ
2 本実施例に於いて接着したＰＺＴ２１とＳｉ基板２５と
の間の接着力は強固であり、該接着後、幅５ｍｍに切断
したサンプルの曲げ試験を行ったところ、実用強度に匹
敵する破断荷重２ｋｇを得る事ができた。
時の電圧及びＣＯ2 レーザ強度はそれぞれ、次の通りで
ある。すなわち、 印加電圧；５００Ｖ、ＣＯ2 レーザ光；５Ｗ／ｃｍ2 次に、Ｓｉ基板２５にＳｉ酸化膜２７を固着する時の電
圧及びＣＯ2 レーザ強度はそれぞれ次の通りである。す
なわち、 印加電圧；１０〜３０Ｖ、ＣＯ2 レーザ光；５Ｗ／ｃｍ
2 次に図１４に見る様に、ＰＺＴ２１とＳｉ基板２５との
間を接着する場合の電圧及びＣＯ2 レーザ強度はそれぞ
れ次の通りである。すなわち、 印加電圧；１０〜３０Ｖ、ＣＯ2 レーザ光；５Ｗ／ｃｍ
2 本実施例に於いて接着したＰＺＴ２１とＳｉ基板２５と
の間の接着力は強固であり、該接着後、幅５ｍｍに切断
したサンプルの曲げ試験を行ったところ、実用強度に匹
敵する破断荷重２ｋｇを得る事ができた。
【００４０】尚、異なる接着材料の場合、例えば絶縁体
基板上の導電膜が、Ｓｉ以外のＡｌ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｚ
ｒ，Ｐｂ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ｃであっても、又一方、該絶縁
性基板がＰＺＴ以外のチタン酸ストロンチウム及び酸化
亜鉛であっても、さらに一方、Ｓｉ基板上の絶縁膜がＳ
ｉ酸化膜以外のＡｌ酸化膜，Ｔｉ酸化膜，Ｚｒ酸化膜，
亜鉛酸化膜，鉛酸化膜，銅酸化膜，スズ酸化膜，及びガ
ラスであっても本発明の意図するところは何ら変らない
ものである。 実施例５ 図１６，１７，１８は本発明の第５の実施例を示し、図
１６は本発明の特徴を良く表わす図面であり、同図に於
いて、２１は圧電体であるチタン酸バリウム、２３はチ
タン酸バリウム２１の両面に成膜した導電性を有するＳ
ｉ膜、２５はＳｉ基板、２７はＳｉ基板２５上に成膜し
たＳｉ酸化膜、２９は導電体から成るプランテン、２１
０，２１１は被接着物間に電圧を印加するための針状電
極、２１２は被接着物間に電圧を印加するための電源、
２１３は接着時、接着面に光を照射するためのＣＯ2 レ
ーザ光、２１４はＳｉ基板２５に可撓性を持たせるため
に、該Ｓｉ基板の両端附近に形成したＶ状の溝である。
基板上の導電膜が、Ｓｉ以外のＡｌ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｚ
ｒ，Ｐｂ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ｃであっても、又一方、該絶縁
性基板がＰＺＴ以外のチタン酸ストロンチウム及び酸化
亜鉛であっても、さらに一方、Ｓｉ基板上の絶縁膜がＳ
ｉ酸化膜以外のＡｌ酸化膜，Ｔｉ酸化膜，Ｚｒ酸化膜，
亜鉛酸化膜，鉛酸化膜，銅酸化膜，スズ酸化膜，及びガ
ラスであっても本発明の意図するところは何ら変らない
ものである。 実施例５ 図１６，１７，１８は本発明の第５の実施例を示し、図
１６は本発明の特徴を良く表わす図面であり、同図に於
いて、２１は圧電体であるチタン酸バリウム、２３はチ
タン酸バリウム２１の両面に成膜した導電性を有するＳ
ｉ膜、２５はＳｉ基板、２７はＳｉ基板２５上に成膜し
たＳｉ酸化膜、２９は導電体から成るプランテン、２１
０，２１１は被接着物間に電圧を印加するための針状電
極、２１２は被接着物間に電圧を印加するための電源、
２１３は接着時、接着面に光を照射するためのＣＯ2 レ
ーザ光、２１４はＳｉ基板２５に可撓性を持たせるため
に、該Ｓｉ基板の両端附近に形成したＶ状の溝である。
【００４１】つぎに上記構成に於いて、振動源となるチ
タン酸バリウム２１の振動振幅を同時にＳｉ基板２５に
伝達するために、該チタン酸バリウム２１を、可撓性を
有するＳｉ基板２５に接着する事を目的としたものであ
る。
タン酸バリウム２１の振動振幅を同時にＳｉ基板２５に
伝達するために、該チタン酸バリウム２１を、可撓性を
有するＳｉ基板２５に接着する事を目的としたものであ
る。
【００４２】すなわち、まず、チタン酸バリウム２１の
両面全面にＳｉを成膜し、その後、実施例４で述べた手
法を同様に用いる事によって、該チタン酸バリウム２１
とＳｉ膜２３との間の固着力を堅固に、一方、Ｓｉ基板
２５にＶ状溝２１４をＫＯＨ電解エッチングにより形成
し、さらに該Ｖ状溝２１４に対して反対面のＳｉ基板２
５上の両端附近にＳｉ酸化膜２７を成膜し、その後、実
施例４で述べた手法を同様に用いる事によって、該Ｓｉ
基板２５とＳｉ酸化膜２７との間の固着力を堅固にそれ
ぞれしたものである。そして、Ｓｉ膜２３とＳｉ酸化膜
２７とが相対向する様に重ね合わせ、かつ該チタン酸バ
リウム２１及び該Ｓｉ基板２５を図１６に見る様な位置
に位置決め後、針状電極２１０及び２１１を通して、電
源２１２によってＳｉ基板２５とＳｉ膜２３との間に電
圧を印加し、同時にＣＯ2 レーザ光２１３をＳｉ基板２
５の上方から接着面に照射することによって、該チタン
酸バリウム２１とＳｉ基板２５との間の接着を行った。
両面全面にＳｉを成膜し、その後、実施例４で述べた手
法を同様に用いる事によって、該チタン酸バリウム２１
とＳｉ膜２３との間の固着力を堅固に、一方、Ｓｉ基板
２５にＶ状溝２１４をＫＯＨ電解エッチングにより形成
し、さらに該Ｖ状溝２１４に対して反対面のＳｉ基板２
５上の両端附近にＳｉ酸化膜２７を成膜し、その後、実
施例４で述べた手法を同様に用いる事によって、該Ｓｉ
基板２５とＳｉ酸化膜２７との間の固着力を堅固にそれ
ぞれしたものである。そして、Ｓｉ膜２３とＳｉ酸化膜
２７とが相対向する様に重ね合わせ、かつ該チタン酸バ
リウム２１及び該Ｓｉ基板２５を図１６に見る様な位置
に位置決め後、針状電極２１０及び２１１を通して、電
源２１２によってＳｉ基板２５とＳｉ膜２３との間に電
圧を印加し、同時にＣＯ2 レーザ光２１３をＳｉ基板２
５の上方から接着面に照射することによって、該チタン
酸バリウム２１とＳｉ基板２５との間の接着を行った。
【００４３】本実施例の接着条件は次の通りである。す
なわち、 Ｓｉ基板２５の厚さ；０．５ｍｍ チタン酸バリウム２１の厚さ；０．５ｍｍ 印加電圧；５〜３０Ｖの間 ＣＯ2 レーザ光；５Ｗ／ｃｍ2 時間；約１０分間 本接着法によって、該チタン酸バリウム２１をＳｉ基板
２５に接着後、該チタン酸バリウム２１の両面２３に交
番電圧を印加し、振動させたところ、該チタン酸バリウ
ム２１と同様な振動振幅及び周期で該Ｓｉ基板２５が振
動した。
なわち、 Ｓｉ基板２５の厚さ；０．５ｍｍ チタン酸バリウム２１の厚さ；０．５ｍｍ 印加電圧；５〜３０Ｖの間 ＣＯ2 レーザ光；５Ｗ／ｃｍ2 時間；約１０分間 本接着法によって、該チタン酸バリウム２１をＳｉ基板
２５に接着後、該チタン酸バリウム２１の両面２３に交
番電圧を印加し、振動させたところ、該チタン酸バリウ
ム２１と同様な振動振幅及び周期で該Ｓｉ基板２５が振
動した。
【００４４】尚、本実施例に用いたＣＯ2 レーザ光の他
に、他の光源を用いた場合においても、本発明の意図す
るところは何ら変わるものではない。
に、他の光源を用いた場合においても、本発明の意図す
るところは何ら変わるものではない。
【００４５】
【発明の効果】以上に述べたように本発明によれば導電
膜と可動イオンを含む絶縁体層とを介して陽極接合する
ことにより接着剤を用いることなく可動イオンを含まな
い絶縁体と導電体との接合体を得ることが可能となり、
微小機械に微小部材として活用可能となった。
膜と可動イオンを含む絶縁体層とを介して陽極接合する
ことにより接着剤を用いることなく可動イオンを含まな
い絶縁体と導電体との接合体を得ることが可能となり、
微小機械に微小部材として活用可能となった。
【００４６】またＰＺＴ等可動イオンを含まない絶縁体
にＳｉ基板等導電体を接着するに際し、絶縁体面に導電
体薄膜を成膜し、さらに該導電体薄膜にガラス等可動イ
オンを含む絶縁体を光照射陽極接合法によって接着し、
その後ラッピング研磨によって可動イオンを含むガラス
等の絶縁体を薄片化し、該薄片化絶縁体とＳｉ基板等導
電体とを更に光照射陽極接合することによってＰＺＴ等
絶縁体の大きさや厚みに関係なくヒーター加熱手段を用
いることなく、かつ低電圧で陽極接合が可能となった。
従って熱膨脹係数の異なる異種材料間の接着の場合にも
効果がある。更にＳｉ基板のような導電体に可動イオン
を含まない絶縁体材料を接着する場合、導電基板及び該
絶縁体表面にそれぞれ酸化膜及び導電膜を成膜し、その
後該基板と該成膜面との間の固着力を増すため、それぞ
れの基板と該基板上に成膜した膜との間に電圧を印加
し、同時に光を照射する手法によって該基板と該膜との
間の固着力を増し、さらにその後、該導電基板及び該絶
縁体基板上の該膜等が相対向する様に重ね合わせた状態
で電圧を印加し、同時に光を照射する手法を用いること
により、ヒータ加熱無しに、室温中で容易に該接着を可
能にする効果がある。
にＳｉ基板等導電体を接着するに際し、絶縁体面に導電
体薄膜を成膜し、さらに該導電体薄膜にガラス等可動イ
オンを含む絶縁体を光照射陽極接合法によって接着し、
その後ラッピング研磨によって可動イオンを含むガラス
等の絶縁体を薄片化し、該薄片化絶縁体とＳｉ基板等導
電体とを更に光照射陽極接合することによってＰＺＴ等
絶縁体の大きさや厚みに関係なくヒーター加熱手段を用
いることなく、かつ低電圧で陽極接合が可能となった。
従って熱膨脹係数の異なる異種材料間の接着の場合にも
効果がある。更にＳｉ基板のような導電体に可動イオン
を含まない絶縁体材料を接着する場合、導電基板及び該
絶縁体表面にそれぞれ酸化膜及び導電膜を成膜し、その
後該基板と該成膜面との間の固着力を増すため、それぞ
れの基板と該基板上に成膜した膜との間に電圧を印加
し、同時に光を照射する手法によって該基板と該膜との
間の固着力を増し、さらにその後、該導電基板及び該絶
縁体基板上の該膜等が相対向する様に重ね合わせた状態
で電圧を印加し、同時に光を照射する手法を用いること
により、ヒータ加熱無しに、室温中で容易に該接着を可
能にする効果がある。
【図１】本発明の接合体の一例を示す断面図
【図２】本発明の第１実施例の接着プロセスを表わす断
面図
面図
【図３】図２（ｃ）のＡ矢視図
【図４】本発明の第２実施例の接着プロセスを表わす断
面図
面図
【図５】図４（ｂ）のＢ矢視図
【図６】図４（ｄ）のＣ矢視図
【図７】本発明の第３の実施例の接着プロセスを表わす
断面図
断面図
【図８】ＰＺＴ基板と該ＰＺＴ基板上に成膜したＳｉ膜
との間の固着力を増すための第４実施例の接着手法の概
略図
との間の固着力を増すための第４実施例の接着手法の概
略図
【図９】図８のＡ部拡大図
【図１０】図８のＡ部拡大図
【図１１】Ｓｉ基板と該Ｓｉ基板上に成膜したＳｉ酸化
膜との間の接着手法を示す概略図
膜との間の接着手法を示す概略図
【図１２】図１１のＢ部拡大図
【図１３】図１１のＢ部拡大図
【図１４】Ｓｉ基板にＰＺＴを接着する接着手法を示す
概略図
概略図
【図１５】図１４のＣ部拡大図
【図１６】チタン酸バリウム基板にＳｉ基板を接着する
接着手法を示す概略図
接着手法を示す概略図
【図１７】図１６のＤ矢視図
【図１８】図１６のＥ矢視図
１ ＰＺＴ ２ 穴 ３，４ Ａｌ薄膜 ５，６ ガラス ７，８ Ａｌ薄膜 ９，１０ Ｓｉ基板 １１，１２ プラテン １３ ＣＯ2 レーザ光 １４ 直流電源 １５，１６ 針状電極 １７ リード線 ２１ ＰＺＴ，チタン酸バリウム ２２ 酸素イオン ２３ Ｓｉ膜 ２４ Ｓｉ原子 ２５ Ｓｉ基板 ２６ Ｓｉ原子 ２７ Ｓｉ酸化膜 ２８ 酸素イオン ２９ プラテン ２１０，２１１ 針状電極 ２１２ 電源 ２１３ ＣＯ2 レーザ光 ２１４ Ｖ状溝
フロントページの続き (72)発明者 八木 隆行 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−201752（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−134805（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−180326（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−110670（ＪＰ，Ａ) 米国特許5009690（ＵＳ，Ａ) 米国特許4452624（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 37/02 C04B 41/87 C03C 27/02 H01B 5/14
Claims (19)
- 【請求項１】 可動イオンを含まない絶縁体と導電体と
を導電膜と可動イオンを含む絶縁体層を介して陽極接合
したことを特徴とする絶縁体と導電体との接合体。 - 【請求項２】 前記可動イオンを含む絶縁体層の厚みが
０．５ｍｍ以下である請求項１記載の接合体。 - 【請求項３】 前記可動イオンを含まない絶縁体の接合
面の面粗さが５００Å以下である請求項１記載の接合
体。 - 【請求項４】 前記可動イオンを含まない絶縁体の接合
面の凹部により形成される空間部分が該接合面の３０％
以下である請求項１記載の接合体。 - 【請求項５】 可動イオンを含まない絶縁体と導電体と
を接着する方法において、前記絶縁体を平滑研磨する工
程と該絶縁体の平滑研磨面に導電性薄膜を成膜する工程
と可動イオンを含む絶縁性基板の一端に導電性薄膜を成
膜する工程と前記絶縁体上の導電性薄膜に前記絶縁性基
板を陽極接合する工程とその後該絶縁性基板を薄片化し
平滑研磨する工程と該絶縁性基板の平滑研磨面に前記導
電体を陽極接合する工程とからなることを特徴とする絶
縁体と導電体との接合方法。 - 【請求項６】 可動イオンを含まない絶縁体と導電体と
を接合する方法において、前記絶縁体を平滑研磨する工
程と該絶縁体の一部分に穴あけする工程と該絶縁体の平
滑研磨面に導電性薄膜を成膜する工程と該導電性薄膜に
可動イオンを含む絶縁性基板を陽極接合する工程とその
後該絶縁性基板を薄片化し平滑研磨する工程と前記絶縁
体の穴あけ個所に導電性薄膜を成膜することによって、
該導電性薄膜と前記絶縁体の平滑研磨面の導電性薄膜と
を互いに電気的に連結する工程と上記絶縁性基板の平滑
研磨面に前記導電体を陽極接合する工程とからなること
を特徴とする絶縁体と導電体との接合方法。 - 【請求項７】 可動イオンを含まない絶縁体と導電体と
を接合する方法において、前記絶縁体の少なくとも片面
に導電膜を、他方の導電体の片面上に絶縁膜をそれぞれ
成膜し、前記絶縁体上の導電膜と前記導電体上の絶縁膜
とを相互に重合し、絶縁体上の導電膜と導電体との間に
電圧を印加しながら同時に光照射することを特徴とした
絶縁体と導電体との接合方法。 - 【請求項８】 前記可動イオンを含まない絶縁体上に成
膜した導電膜と基板である該可動イオンを含まない絶縁
体との間に予め電圧を印加しながら同時に光照射するこ
とを特徴とした請求項５記載の接合方法。 - 【請求項９】 予め導電板上に成膜した絶縁膜と導電体
からなる基板との間に電圧を印加しながら同時に光照射
することを特徴とする請求項５記載の接合方法。 - 【請求項１０】 前記導電膜はＳｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｚ
ｎ，Ｚｒ，Ｐｂ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ｃであることを特徴とす
る請求項５又は請求項８記載の接合方法。 - 【請求項１１】 前記絶縁膜はＳｉ酸化膜，Ａｌ酸化
膜，Ｔｉ酸化膜，Ｚｒ酸化膜，Ｚｎ酸化膜，Ｐｂ酸化
膜，Ｃｕ酸化膜，Ｓｎ酸化膜，ガラスであることを特徴
とする請求項５又は請求項９記載の接合方法。 - 【請求項１２】 前記可動イオンを含まない絶縁体は圧
電材料からなることを特徴とする請求項５、６、７、８
のいずれか１項記載の接合方法。 - 【請求項１３】 前記圧電材料はＰＺＴ、チタン酸バリ
ウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、水晶から選
ばれた１種以上からなることを特徴とする請求項１２記
載の接合方法。 - 【請求項１４】 前記可動イオンを含まない絶縁体の平
滑研磨面の導電性薄膜に可動イオンを含む絶縁基板を陽
極接合する場合、該導電性薄膜を陽極とし、かつ該可動
イオンを含む絶縁基板を陰極とすることを特徴とする請
求項５又は６記載の接合法。 - 【請求項１５】 前記可動イオンを含む絶縁体層と被接
合物である導電体を陽極接合する場合、可動イオンを含
まない絶縁体の穴明個所に成膜した導電性薄膜を陰極と
し、かつ、被接着物である該導電体を陽極とすることを
特徴とする請求項５又は６記載の接合法。 - 【請求項１６】 前記可動イオンを含まない絶縁体の平
滑研磨面の導電性薄膜に、一端の一部を導電性薄膜で成
膜した可動イオンを含む絶縁基板を陽極接合した場合、
前記可動イオンを含まない絶縁体の平滑研磨面の導電性
薄膜と可動イオンを含む絶縁基板の一端に成膜したとこ
ろの該導電性薄膜とが互いに電気的に連結することを特
徴とする請求項５記載の接合法。 - 【請求項１７】 前記可動イオンを含む絶縁体層と被接
合物である導電体を陽極接合する場合、可動イオンを含
む絶縁層からなる基板の一端に成膜してある導電性薄膜
を陰極とし、かつ被接合物である該導電体を陽極とする
ことを特徴とする請求項６記載の接合法。 - 【請求項１８】 前記可動イオンを含まない絶縁体の平
滑研磨面の導電性薄膜に、可動イオンを含む絶縁基板を
陽極接合後、前記絶縁体を所望の大きさにカッティング
し、該カッティングした該絶縁体を導電体に陽極接合す
ることを特徴とする請求項５又は６記載の接合法。 - 【請求項１９】 陽極接合は電界印加中、ヒータ等の加
熱手段を採らず、接着面にレーザ光を照射する、光照射
陽極接合法であることを特徴とする請求項５又は６記載
の接合法。
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