JPH02148713A - シリコンとガラスの接合方法 - Google Patents

シリコンとガラスの接合方法

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JPH02148713A
JPH02148713A JP30210588A JP30210588A JPH02148713A JP H02148713 A JPH02148713 A JP H02148713A JP 30210588 A JP30210588 A JP 30210588A JP 30210588 A JP30210588 A JP 30210588A JP H02148713 A JPH02148713 A JP H02148713A
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JP
Japan
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glass
electrode plate
silicon
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Application number
JP30210588A
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English (en)
Inventor
Mineo Ishikawa
峰男 石川
Tomiki Sakurai
桜井 止水城
Hiroaki Arashima
荒島 弘明
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Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Publication date
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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】 【産業上の利用分野】
本発明は、シリコンとガラスの接合方法に関する。
【従来技術】
近年、各種のセンナやメカニカルデバイスがマイクロマ
シーニング技術で製作されるようにt5ってきた。単結
晶シリコンは結晶異方性エツチングによる加工ができ、
この材料として適している。 加工した基板同士を張り合わせる接合技術もこれに開運
し重要な役割を果たしている。従来、接合技術の一つと
して、熱膨張係数がシリコンに近似したパイレックスガ
ラスとシリコンを400℃程度に加熱し、シリコン側に
正の直流高電圧500〜1000Vを印加する陽極接合
が用いられてきた。 具体例として、圧力変換器を構成するシリコンから成る
半導体圧力変換素子と絶縁性部材であるパイレックスガ
ラス等から成る台座との陽極接合について述べる。先ず
、第5図に示した前工程としての台座同士の陽極接合に
ついて説明する。パイレックスガラスから成るガラス台
座17とシリコンから成るシリコン台座19とをFs+
面にて当接させる。次に、シリコン台座19のFs2面
に金属材料から成る陽極電極板11、ガラス台座17の
Fss面に同じく金属材料から成る陰極電極板13をそ
れぞれ当接させる。その後、加熱し陽極電極板11と陰
極電極板13間に電圧を電源15により印加することに
より、ガラス台座17とシリコン台座19とがクーロン
力からなる静電引力により密着され陽極接合される。次
に、第6図に示した配置により、F i+面(第5図の
Fs+面に同じ)にて陽極接合されたガラス台座17と
シリコン台座19の内、ガラス台座17の262面に半
導体圧力変換素子21を当接させ、その半導体圧力変換
素子21に陽極電極板11を当接させる。そして、シリ
コン台座19のF ss面に陰極電極板13を当接させ
、前工程にて陽極接合されたガラス台座17とシリコン
台座19とからなる台座と半導体圧力変換素子21とを
更に陽極接合する。すると、ガラス台座17とシリコン
台座19との接合面であるF 61面にガラス台座17
中の成分であるNa+イオンが析出することになる。そ
の析出したNa”イオンは、空気中の水分と化学反応を
するとNaOHとなり、この接合された物に対して耐湿
試験を行うと、ガラス台座17とシリコン台座19とが
剥離してしまうという現象が生ずる。 又、第7図に示したように、陽極電極板11を当接した
シリコンから成る半導体圧力変換素子21と陰極電極板
13を当接したパイレックスガラスから成るガラス台座
17のみをF71面にて陽極接合する場合には、この陽
極接合の後、圧力変換器を構成するために、更に、接合
される全屈部材(例えばコバール、42アロイ等のシリ
コンに類似した線膨張率を有する材料)から成る基台(
図示略)との接合面となるガラス台座17の陰極電極板
13と当接しているF 72面に、小さな窪み或いは突
起物が形成され、この接合面の粗面化により、ガラス台
座17と基台(図示略)とを接合しようとしても、その
接合強度が不十分となり、破壊圧力が低下したり、その
接合されたF tt面からリークが生じたりする。
【発明が解決しようとする課闘】
上記陽極接合において、陰極電極板が当接したパイレッ
クスガラスから成るパイレックス台座面或いは、陰極電
極板側と対向したパイレックス台座面には、N a +
イオンが析出する。このNa+イオンは、上述のように
、陽極接合した面や陽極接合しようとする面に対して、
悪影晋を及ぼし、破壊圧力の低下や接合面からのリーク
を生じさせていた。 本発明は、上記の課題を解決するために成されたもので
あり、その目的とするところは、シリコンとガラスの接
合方法において、Na+イオンを接合した面や接合しよ
うとする面に析出させることなく、接合強度の低下によ
る破壊圧力の低下や接合面からリークを生じることのな
い接合方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための発明の構成における第1の特
徴は、シリコンとガラスの接合方法において、前記シリ
コン側に陽極電極板を当接させ、前記ガラスの側面周囲
に陰極電極板を当接させ、加熱状態で前記陽極電極板と
前記陰極電極板間に電圧を印加して接合するこ2であり
、第2の特徴は、シリコンとガラスの接合方法において
、前記シリコン側に陽極電極板を当接させ、前記シリコ
ンとガラスの接合面と反対側のガラスの端面にガラス板
を介在させて陰極電極板を当接させ、加熱状態で前記陽
極電極板と前記陰極電極板間に電圧を印加して接合する
こ止である。
【作用】
シリコンとガラスの接合では、シリコン側の陽極電極板
に対して、ガラスの側面周囲に陰極電極板を当接させ、
その陰極電極板の方向にNa”イオンを吸引させる。又
、シリコンとガラスの接合では、シリコン側の陽極電極
板に対して、ガラスにガラス板を介在させて陰極電極板
を当接させ、そのガラス板にNa+イオンを吸い込ませ
る。このように電極等を配置し、シリコンとガラスを接
合することにより、接合した面や接合しようとする面が
犯されるような不都合を生じることがない。
【実施例】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。 第1図は本発明に係るシリコンとガラスの接合方法を説
明するため、具体例として圧力変換器を構成するシリコ
ンから成る半導体圧力変換素子と絶縁性部材であるガラ
ス等から成る台座とを陽極接合する場合の配置を示した
縦断面図である。この第1図は、前辺ってパイレックス
ガラスから成るガラス台座17とシリコンから成るシリ
コン台座19とがF18面にて陽極接合された後、パイ
レックスガラスから成るガラス台座17とシリコンから
成る半導体圧力変換素子21とをF 12面にて陽極接
合する場合を示している。ガラス台座17とシリコン台
座19とがF1面にて陽極接合され、その一方のガラス
台座17側に設けられた圧力導入穴18が開口している
F 12面に半導体圧力変換素子21の受圧ダイヤフラ
ム部22を対向させて当接させる。その半導体圧力変換
素子21に金属材料から成る陽極電極板11を当接させ
、又、陰極電極板13は、上記ガラス台座17とシリコ
ン台座19とが陽極接合されたF 11面側を避け、つ
まり、ガラス台座17側に設けられた圧力導入穴18と
連通したシリコン台座19側に設けられた圧力導入穴2
0が開口しているF15面側に当接させるのではなく、
ガラス台座17の側面周囲に当接させる。そして、陽極
電極板11と陰極電極板13とはそれぞれ電源15の陽
極及び陰極に接続する。 このような配置により、加熱して、電源15から陽極電
極板11と陰極電極板13とに電圧が印加されると、半
導体圧力変換素子21とガラス台座17とは陽極接合さ
れる。この場合においては、ガラス台座17中のNa”
イオンはガラス台座17の側面周囲に当接された陰極電
極板13側に吸引される。従って、ガラス台座17とシ
リコン台座19との前工程における接合面であるF1面
側にはNa+イオンは析出することがないので、その接
合界面であるガラス台座170F1面が犯されることが
ない。従って、ガラス台座17とシリコン台座19とが
、耐湿試験により剥離現象を呈することはない。 第2図(a)は本発明に係るシリコンとガラスの接合方
法を説明するため、他の具体例として圧力変換器を構成
するシリコンから成る半導体圧力変換素子21と絶縁部
材であるパイレックスガラスがら戊るガラス台座17を
F21面にて陽極接合する場合の配置を示した縦断面図
である。ガラス台座17のF 21面に半導体圧力変換
素子21を当接させる。その半導体圧力変換素子21に
金属材料から成る陽極電極板11を当接させ、又、上記
ガラス台座17のF 22面にパイレックスガラスから
成るガラス板23を介して陰極電極板13を当接させる
。そして、陽極電極板11と陰極電極板13はそれぞれ
電源15の陽極及び陰極に接続する。 このような配置により、加熱して、電源15から陽極電
極板11と陰極電極板13とに電圧が印加されると、第
1図と同様に、ガラス台座17中のNa“イオンが陰極
電極板13方向に吸引されるが、その中間にガラス板2
3を介しているので、ガラス台座17のF2□面に析出
するNa+イオンはガラス板23に吸い込まれることに
なる。第2図(b)は、この時のガラス台座17及びガ
ラス板23中のNa+イオンの割合を、その位置につい
て示している。この第2図(b)で明らかなように、半
導体圧力変換素子21とガラス台座17とがF、1面に
て陽極接合された後、ガラス台座17の陰極電極板13
側であるF 22面側にNa+イオンは析出することが
ないので、第1図と同様に、その接合界面のガラス台座
17のF22面が犯されることがない。 従って、このガラス台座17と基台(図示略)とが、こ
の工程の後にF22面にて接合され、圧力変換器(図示
略)が構成されても何ら問題を生じることがない。 尚、第5図で説明した前工程に対して、第3図に示した
ように陰極電極板13を配置してパイレックスガラスか
ら成るガラス台座17とシリコンから成るシリコン台座
19とのF 31面を陽極接合する。すると、この工程
の後に半導体圧力変換素子21が陽極接合されるF32
面に、第1図と同様に、Na+イオンが析出されること
がない。或いは第4図に示したように陰極電極板13と
の間にパイレックスガラスから成るガラス板23を配置
してガラス台座17とシリコン台座19とのF41面を
陽極接合する。すると、この工程の後に半導体圧力変換
素子21が陽極接合されるF 42面に、第2図と同様
に、N a+イオンが析出されることがない。従って、
第3図及び第4図の陰極電極板13及びガラス板23等
の配置は、半導体圧力変換素子21が陽極接合される前
工程として、より好ましい陽極接合の電極配置と言える
【発明の効果】
本発明は、シリコン側に陽極電極板を当接させ、ガラス
の側面周囲に陰極電極板を当接或いはシリコンとガラス
の接合面と反対側のガラスの端面にガラス板を介在させ
て陰極電極板を当接させ、加熱状態で前記陽極電極板と
前記陰極電極板間に電圧を印加して接合するので、前辺
って接合した面やこれから接合しようとする面に対して
、Na◆イオンが析出することがない。従って、接合し
た後において、破壊圧力の低下や接合面からのリークを
生じることがない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の具体的な一実施例に係るシリコンとガ
ラスの接合方法を用いた接合時における電極等の配置を
示した縦断面図。第2図(a)は同実施例に係るシリコ
ンとガラスの接合方法を用いた接合時における電極等の
配置を示した縦断面図。 第2図(b)は第2図(a)の実施例におけるNa◆イ
オンの位置に対する割合を示した説明図。第3図は前工
程の接合において、本発明の接合方法の利用を示した縦
断面図。第4図は第3図と同様、本発明の接合方法の利
用を示した縦断面図。第5図は前工程における接合方法
を示した縦断面図。第6図は従来の接合方法を示した縦
断面図。第7図は従来の他の接合方法を示した縦断面図
。 11°゛陽極電極板 13°゛・陰極電極板15 “電
源 17゛・ガラス台座 19・・シリコン台座 21°・半導体圧力変換素子2
3−−ガラス板 特許出願人  豊田工機株式会社 代 理 人  弁理士 藤谷 修 第1図 第3図 第4図 第6図 第7図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) シリコンとガラスの接合方法において、前記シ
    リコン側に陽極電極板を当接させ、前記ガラスの側面周
    囲に陰極電極板を当接させ、加熱状態で前記陽極電極板
    と前記陰極電極板間に電圧を印加して接合するシリコン
    とガラスの接合方法。
  2. (2) シリコンとガラスの接合方法において、前記シ
    リコン側に陽極電極板を当接させ、前記シリコンとガラ
    スの接合面と反対側のガラスの端面にガラス板を介在さ
    せて陰極電極板を当接させ、加熱状態で前記陽極電極板
    と前記陰極電極板間に電圧を印加して接合するシリコン
    とガラスの接合方法。
JP30210588A 1988-11-29 1988-11-29 シリコンとガラスの接合方法 Pending JPH02148713A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04280840A (ja) * 1991-03-05 1992-10-06 Hoya Corp ケイ素化合物とガラスとからなる接合体及び接合方法
KR100752616B1 (ko) * 2000-07-18 2007-08-29 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤 동박의 심관 권취방법

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