JPH0822784B2 - 複層誘電体の製造方法 - Google Patents
複層誘電体の製造方法Info
- Publication number
- JPH0822784B2 JPH0822784B2 JP60259716A JP25971685A JPH0822784B2 JP H0822784 B2 JPH0822784 B2 JP H0822784B2 JP 60259716 A JP60259716 A JP 60259716A JP 25971685 A JP25971685 A JP 25971685A JP H0822784 B2 JPH0822784 B2 JP H0822784B2
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- Japan
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- glass
- dielectric
- mirror
- polished
- producing
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- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は同種又は異種の二つ以上の誘電体を接着剤な
しに接合させる複層誘電体の製造方法に関する。
しに接合させる複層誘電体の製造方法に関する。
ガラスやセラミックスなどの誘電体を接着又は融着し
て作られる部品や構造体の種類は大である。特に近年は
光応用部品やセンサの発達に伴い、高精度、高信頼性の
部品の必要性が高まっている。これら誘電体の接着法は
一つにはガラスなどを使った融着法があり、また有機、
無機及び金属などの接着剤を使う方法が良く知られてい
る。しかし融着法では高精度を実現する事がむつかし
く、しかも高温処理を要するなどの問題がある。一方有
機接着剤を使う方法は簡便であるが、気密性や各種の環
境変動に対する信頼性に問題がある。また無機材料や金
属を使う方法は限られた組み合せにしか適用できない上
に、接着条件や使用条件にさまざまな制限が必要な場合
が多い。総じて接着剤の関与する接着法は接着剤という
異物が加わるため、残留応力や熱歪み、或いは化学反応
による変質や成分拡散など好ましくない現象を伴う場合
が多い。
て作られる部品や構造体の種類は大である。特に近年は
光応用部品やセンサの発達に伴い、高精度、高信頼性の
部品の必要性が高まっている。これら誘電体の接着法は
一つにはガラスなどを使った融着法があり、また有機、
無機及び金属などの接着剤を使う方法が良く知られてい
る。しかし融着法では高精度を実現する事がむつかし
く、しかも高温処理を要するなどの問題がある。一方有
機接着剤を使う方法は簡便であるが、気密性や各種の環
境変動に対する信頼性に問題がある。また無機材料や金
属を使う方法は限られた組み合せにしか適用できない上
に、接着条件や使用条件にさまざまな制限が必要な場合
が多い。総じて接着剤の関与する接着法は接着剤という
異物が加わるため、残留応力や熱歪み、或いは化学反応
による変質や成分拡散など好ましくない現象を伴う場合
が多い。
本発明は接着剤を使用せず、しかも寸法精度の高い複
数の誘電体を接合させる複層誘電体の製造方法を提供す
ることを目的とする。
数の誘電体を接合させる複層誘電体の製造方法を提供す
ることを目的とする。
本発明は表面粗さが50Å以下の鏡面研磨された誘電体
の接合面同士を異物の介在しない状態で、清浄な雰囲気
の下で接触すると強固に接着するという新しい知見に基
づいている。この現象は既に筆者らが半導体ウエハにお
いて見出したものであり、誘電体においても同様な現象
がある事を今回発見した。適用できる材料はガラスや酸
化物系セラミックスの他、非酸化物系も含まれる。これ
らの同種又は異種の組合せが可能であり、室温で接着し
た時点でかなりの強度が得られるものの、200℃以上で
熱処理すればより高強度となる。しかしながら接着すべ
き材料のガラス転移温度または融点以上の温度まで上昇
すれば公知の融着の場合と同様に基体の変形が起り、高
い寸法精度が維持できなくなる。また異種材料の組み合
せの場合、両者の熱膨張係数の差異が１×10-6/℃を越
えると残留応力が大きくなりすぎ、クラックなどの発生
をきたす場合が多い。
の接合面同士を異物の介在しない状態で、清浄な雰囲気
の下で接触すると強固に接着するという新しい知見に基
づいている。この現象は既に筆者らが半導体ウエハにお
いて見出したものであり、誘電体においても同様な現象
がある事を今回発見した。適用できる材料はガラスや酸
化物系セラミックスの他、非酸化物系も含まれる。これ
らの同種又は異種の組合せが可能であり、室温で接着し
た時点でかなりの強度が得られるものの、200℃以上で
熱処理すればより高強度となる。しかしながら接着すべ
き材料のガラス転移温度または融点以上の温度まで上昇
すれば公知の融着の場合と同様に基体の変形が起り、高
い寸法精度が維持できなくなる。また異種材料の組み合
せの場合、両者の熱膨張係数の差異が１×10-6/℃を越
えると残留応力が大きくなりすぎ、クラックなどの発生
をきたす場合が多い。
本発明を用いる場合に生じる効果はきわめて大きい。
第１に接着剤を用いないので、接着体をたとえば電極焼
付けなどの温度処理工程を通しても、変形や変質などの
心配がない。第２にガラス転移温度または融点よりきわ
めて低い温度の処理で接着できるので、高温加熱に耐え
ない材料、たとえば無定形薄膜などを形成した部品の接
着に使える。第３に異種材料間の高精度な気密封着に適
用できるので、真空容器や部品の製造に大きな力を発揮
する。第４に、たとえば透明誘電体の表面に高屈折率の
回路を拡散などで形成した後に接着すれば、内部に導波
光回路を有する光ICなどの部品が簡単にできる。第５に
表面に溝などを形成した後に接着すれば、内部に複雑な
トンネルを有する部品が簡単に作れる。最後に接着と研
磨を繰返す事により、厚さ精度が高く、環境変動に対す
る信頼性の高い多層基板ができるので、光スイッチやア
イソレータなどの部品としてきわめて有用である。
第１に接着剤を用いないので、接着体をたとえば電極焼
付けなどの温度処理工程を通しても、変形や変質などの
心配がない。第２にガラス転移温度または融点よりきわ
めて低い温度の処理で接着できるので、高温加熱に耐え
ない材料、たとえば無定形薄膜などを形成した部品の接
着に使える。第３に異種材料間の高精度な気密封着に適
用できるので、真空容器や部品の製造に大きな力を発揮
する。第４に、たとえば透明誘電体の表面に高屈折率の
回路を拡散などで形成した後に接着すれば、内部に導波
光回路を有する光ICなどの部品が簡単にできる。第５に
表面に溝などを形成した後に接着すれば、内部に複雑な
トンネルを有する部品が簡単に作れる。最後に接着と研
磨を繰返す事により、厚さ精度が高く、環境変動に対す
る信頼性の高い多層基板ができるので、光スイッチやア
イソレータなどの部品としてきわめて有用である。
〔発明の実施例〕 ，表面粗さ50Å以下に鏡面研磨された２枚の３インチ
φ、厚さ0.8mmのサファイヤ板を用意した。これを中性
洗剤などで良く洗ってごみなどの付着物を除き、次いで
過酸化水素＋硫酸＝１＋３の酸中で煮沸して油分などを
除去した後良く水洗した。さらにアルコール浸漬で脱水
し、スピンナ乾燥した後、クラス２以下のゴミのないク
リンな環境で鏡面同士を接触させた所強く接着した。得
られた接着体を電気炉中で1000℃に加熱し、一体化し
た。得られた接着体に曲げ応力を与えて破壊し、破砕の
様子や破面を調べたが、単体基板の破壊の場合と変ら
ず、接着面に沿っての破面の進行は観察されなかった。
φ、厚さ0.8mmのサファイヤ板を用意した。これを中性
洗剤などで良く洗ってごみなどの付着物を除き、次いで
過酸化水素＋硫酸＝１＋３の酸中で煮沸して油分などを
除去した後良く水洗した。さらにアルコール浸漬で脱水
し、スピンナ乾燥した後、クラス２以下のゴミのないク
リンな環境で鏡面同士を接触させた所強く接着した。得
られた接着体を電気炉中で1000℃に加熱し、一体化し
た。得られた接着体に曲げ応力を与えて破壊し、破砕の
様子や破面を調べたが、単体基板の破壊の場合と変ら
ず、接着面に沿っての破面の進行は観察されなかった。
に述べたと同じサファイヤ基板を用意し、洗浄処
理を行なった。また３″φ、厚さ1mmのコバールシール
用ホウケイ酸ガラスの基板（平均熱膨張係数57×10-7/
℃、ガラス転移温度530℃）を用意し、のサファイヤ
と同じ洗浄処理を行なった。このガラスも50Å以下の表
面粗さに鏡面研磨されている。このガラスとサファイヤ
の鏡面同士をと同じ清浄な雰囲気の下で接触させると
接着した。得られた接着体を500℃で加熱円し、一体化
させた。この接合体は基板の破損なしに引き削す事はで
きなかった。
理を行なった。また３″φ、厚さ1mmのコバールシール
用ホウケイ酸ガラスの基板（平均熱膨張係数57×10-7/
℃、ガラス転移温度530℃）を用意し、のサファイヤ
と同じ洗浄処理を行なった。このガラスも50Å以下の表
面粗さに鏡面研磨されている。このガラスとサファイヤ
の鏡面同士をと同じ清浄な雰囲気の下で接触させると
接着した。得られた接着体を500℃で加熱円し、一体化
させた。この接合体は基板の破損なしに引き削す事はで
きなかった。
，鏡面研磨された50φ×2mmtのBK−７のガラス基板を
用意した。その表面にTiの蒸着膜をマスクとし、良く知
られたイオン交換法によりTlを拡散し、帯状の高屈折率
の層を形成させた。その表面を軽く再研磨して鏡面を回
復させ、洗浄、乾燥させた後、他の清浄な鏡面を持つBK
−７ガラスの鏡面と接触させ、350℃で加熱し、一体化
させた。こうして内部に高屈折率の導波路を有するガラ
ス板を得た。
用意した。その表面にTiの蒸着膜をマスクとし、良く知
られたイオン交換法によりTlを拡散し、帯状の高屈折率
の層を形成させた。その表面を軽く再研磨して鏡面を回
復させ、洗浄、乾燥させた後、他の清浄な鏡面を持つBK
−７ガラスの鏡面と接触させ、350℃で加熱し、一体化
させた。こうして内部に高屈折率の導波路を有するガラ
ス板を得た。
,50φ×1mmの鏡面研磨された石英板の表面に、フォト
エッチングの技術により、幅300μ、深さ30μのラセン
状の溝を形成した。その後に示したと同様の処理によ
って清浄化し、水洗、乾燥させた。この基板に清浄な研
磨面を有する同じ大きさの石英ガラス板を、クリンな雰
囲気中で鏡面同士を接触させて接合し、900℃に加熱
し、内部にラセン状のトンネルを有する石英ガラス体を
得た。
エッチングの技術により、幅300μ、深さ30μのラセン
状の溝を形成した。その後に示したと同様の処理によ
って清浄化し、水洗、乾燥させた。この基板に清浄な研
磨面を有する同じ大きさの石英ガラス板を、クリンな雰
囲気中で鏡面同士を接触させて接合し、900℃に加熱
し、内部にラセン状のトンネルを有する石英ガラス体を
得た。
,30mmφ×5mmtのホットプレス法で作成した窒化ケイ
素の焼結体の面を鏡面に研磨した。一方30φ×5mmtで中
央に5mmの孔を有するドウナツ状のホウケイ酸ガラス
（熱膨張係数32×10-7/℃、ガラス転移温度560℃）を用
意し、その面を鏡面に研磨した。両者の鏡面同士をこれ
までに示したと同様の方法で接着させ、500℃に加熱し
た。得られた接合体のガラスの穴を真空系につなぎ、接
着面からのリークを調べたが、10-9Torr以下であった。
素の焼結体の面を鏡面に研磨した。一方30φ×5mmtで中
央に5mmの孔を有するドウナツ状のホウケイ酸ガラス
（熱膨張係数32×10-7/℃、ガラス転移温度560℃）を用
意し、その面を鏡面に研磨した。両者の鏡面同士をこれ
までに示したと同様の方法で接着させ、500℃に加熱し
た。得られた接合体のガラスの穴を真空系につなぎ、接
着面からのリークを調べたが、10-9Torr以下であった。
，光学研磨したLaK10及びBaLF4の光学ガラス板を用意
した。大にさは50×50×2mmである。このガラスの面を
ごみや汚染のないようよく洗滌して上記と同様の手法で
接着し、450℃に加熱して一体化した。得られた接合体
のLaK10側を再研磨し、50μ厚にした。次いでこの研磨
面にBaLF4ガラスを同様な方法で接着し、加熱した。こ
うして中央部に50μの高屈折層を有するガラス体を得る
事ができた。
した。大にさは50×50×2mmである。このガラスの面を
ごみや汚染のないようよく洗滌して上記と同様の手法で
接着し、450℃に加熱して一体化した。得られた接合体
のLaK10側を再研磨し、50μ厚にした。次いでこの研磨
面にBaLF4ガラスを同様な方法で接着し、加熱した。こ
うして中央部に50μの高屈折層を有するガラス体を得る
事ができた。
Claims (4)
- 【請求項１】表面粗さ50オングストローム以下に鏡面研
磨された誘電体としてのガラス、セラミックス、サファ
イアのうち、同種または異種材料の接合面同士を、清浄
な雰囲気下で接触させて接合させた後、200℃以上、か
つ前記材料のガラス転移温度または融点に達しない温度
で加熱することを特徴とする複層誘電体の製造方法。 - 【請求項２】前記接合面の少なくとも一部が屈折率の異
なる部分を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の複層誘電体の製造方法。 - 【請求項３】前記接合面の少なくとも一部が表面に凹部
を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
複層誘電体の製造方法。 - 【請求項４】前記誘電体が異種材料の組み合わせからな
り、その熱膨張係数の差が１×10-6/℃以下であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の複層誘電体の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60259716A JPH0822784B2 (ja) | 1985-11-21 | 1985-11-21 | 複層誘電体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60259716A JPH0822784B2 (ja) | 1985-11-21 | 1985-11-21 | 複層誘電体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62123075A JPS62123075A (ja) | 1987-06-04 |
| JPH0822784B2 true JPH0822784B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=17337947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60259716A Expired - Fee Related JPH0822784B2 (ja) | 1985-11-21 | 1985-11-21 | 複層誘電体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0822784B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5505857B2 (ja) * | 2009-08-17 | 2014-05-28 | 日本電気硝子株式会社 | 素子封止体の製造方法、素子の封止方法、及び素子封止体 |
| JP2014201452A (ja) * | 2013-04-01 | 2014-10-27 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス−セラミック接合体 |
| JP6180162B2 (ja) * | 2013-04-09 | 2017-08-16 | アルバック成膜株式会社 | 基板の貼り合わせ方法および貼り合わせ基板 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55136148A (en) * | 1979-04-05 | 1980-10-23 | Toshiba Corp | Seal bonding method |
-
1985
- 1985-11-21 JP JP60259716A patent/JPH0822784B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62123075A (ja) | 1987-06-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |