PL221084B1 - Sposób spajania szkieł - Google Patents
Sposób spajania szkiełInfo
- Publication number
- PL221084B1 PL221084B1 PL396290A PL39629011A PL221084B1 PL 221084 B1 PL221084 B1 PL 221084B1 PL 396290 A PL396290 A PL 396290A PL 39629011 A PL39629011 A PL 39629011A PL 221084 B1 PL221084 B1 PL 221084B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- bonding
- thin layer
- glass
- glasses
- temperature
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910010421 TiNx Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób spajania szkieł.
Znana jest metoda zgrzewania materiałów z udziałem pola elektrycznego (field-assisted sealing, anodic bonding), szeroko stosowana w mikroelektronice w wytwarzaniu urządzeń mikromechanicznych i mikroelektromechanicznych (micro-electro-mechanical-systems MEMS). Metoda ta w praktyce znajduje zastosowanie prawie wyłącznie w łączeniu szkła z krzemem. Użycie cienkich warstw przejściowych rozszerza zakres możliwych kombinacji łączonych materiałów. Typowym przykładem użycia warstw przejściowych jest ich wykorzystanie do łączenia materiałów tego samego typu, np. w wykonywaniu połączeń szkło-szkło z użyciem cienkiej warstwy aluminium. Zgrzewanie materiałów z udziałem pola elektrycznego jest również szeroko stosowane w procesach wytwarzania trójwymiarowych urządzeń mikroprzepływowych (microfluidic devices). Optyczna diagnostyka przepływów cieczy w mikrokanałach tych urządzeń jest z reguły możliwa przez obserwację w świetle odbitym przez warstwę szkła. Przyczyną jest wykorzystanie do budowy urządzeń nietransparentnych komponentów krzemowych. W ostatnich latach można zauważyć wzrost zainteresowania sposobami wytwarzania całkowicie przezroczystych urządzeń mikroprzepływowych, umożliwiających obserwację ich pracy w świetle przechodzącym.
Zgrzewanie szkieł z udziałem pola elektrycznego z wykorzystaniem cienkich warstw metalicznych (np. Al, Ni), półprzewodnikowych (Si) lub dielektrycznych (SiC) nie daje możliwości wykonania całkowicie przezroczystych połączeń, ze względu na nietransparentną warstwę pośrednią.
Istotą rozwiązania jest sposób spajania szkieł. Na wypolerowaną powierzchnię jednej ze szklanych płytek nanosi się, poprzez reaktywne rozpylenie magnetronowe, cienką warstwę grubości 10-100 nm podstechiometrycznego azotku tytanu TiNx (x<1). Następnie spaja się ją z drugą płytką szklaną pod wpływem napięcia stałego U o wartości około 30-100 V, przyłożonego biegunem ujemnym do płytki i biegunem dodatnim do cienkiej warstwy w temperaturze 400-450°C w powietrzu przez okres 1-5 minut. Końcowym etapem jest naturalne studzenie układu do temperatury pokojowej.
Korzystną cechą opracowanej metody spajania, odróżniającą ją od metody opisanej w zgłoszeniu P386813 z 2008 r. jest rodzaj naniesionej cienkiej warstwy i znacznie niższe wartości parametrów technologicznych wytwarzania złącza - temperatury, napięcia i czasu. Cienka warstwa po wykonaniu złącza staje się wysoce przezroczysta i może być wykorzystana do wykonania całkowicie przezroczystych urządzeń mikroprzepływowych.
Przedmiot wynalazku przedstawiono na rysunku według fig. 1, na której pokazano schemat wspomaganego polem elektrycznym spajania płytek szklanych.
Przedmiotem zgłoszenia jest metoda łączenia z wytworzeniem przezroczystej warstwy pośredniej, wykorzystanej do spajania szkieł przez zgrzewanie z udziałem pola elektrycznego.
Wykonanie złącza realizowane jest w etapach: szlifowanie i polerowanie do gładkości optycznej powierzchni 2 szklanych płytek 1 i 2 przeznaczonych do łączenia; reaktywne rozpylenie magnetronowe cienkiej warstwy (około 20 nm grubości) podstechiometrycznego azotku tytanu TiNx (x<1) 3 na wypolerowaną powierzchnię jednej ze szklanych płytek; spajanie płytek szkła poprzez cienką warstwę TiNx w procesie łączenia wspomaganym zewnętrznym polem elektrycznym, według schematu podanego na rys. 1. Spajanie polega na podgrzaniu układu do temperatury około 430°C w powietrzu i w następnej kolejności przyłożeniu napięcia stałego U o wartości około 50 V (polaryzacja jak na rys. 1) przez około 3 min. w celu wykonania połączenia; końcowym etapem jest studzenie układu do temperatury pokojowej.
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentoweSposób spajania szkieł, znamienny tym, że na wypolerowaną powierzchnię jednej ze szklanych płytek (1 i (2) nanosi się, poprzez reaktywne rozpylenie magnetronowe, cienką warstwę (3) grubości 10-100 nm podstechiometrycznego azotku tytanu TiNx (x<1) i w kolejnym etapie spaja się ją z drugą płytką szklaną (1) pod wpływem napięcia stałego U o wartości 30-100 V, przyłożonego biegunem ujemnym do płytki (1) i biegunem dodatnim do cienkiej warstwy (3) w temperaturze 400-450°C w powietrzu przez okres 1-5 minut, po czym następuje naturalne studzenie układu do temperatury pokojowej.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL396290A PL221084B1 (pl) | 2011-09-12 | 2011-09-12 | Sposób spajania szkieł |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL396290A PL221084B1 (pl) | 2011-09-12 | 2011-09-12 | Sposób spajania szkieł |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL396290A1 PL396290A1 (pl) | 2013-03-18 |
| PL221084B1 true PL221084B1 (pl) | 2016-02-29 |
Family
ID=47846429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL396290A PL221084B1 (pl) | 2011-09-12 | 2011-09-12 | Sposób spajania szkieł |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL221084B1 (pl) |
-
2011
- 2011-09-12 PL PL396290A patent/PL221084B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL396290A1 (pl) | 2013-03-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2019515867A (ja) | 熱膨張係数が制御されたガラス積層板およびその製造方法 | |
| Hu et al. | Glass-Cu joining by anodic bonding and soldering with eutectic Sn-9Zn solder | |
| CN105307864B (zh) | 薄玻璃在支撑衬底上的接合体及其制备方法和用途 | |
| JP2021511273A (ja) | 接合可能なガラス、および低自家蛍光物品、およびその製造方法 | |
| CN101259951A (zh) | 圆片级玻璃微腔的制造方法 | |
| JP2016522775A (ja) | 機能性被覆を有するセラミック | |
| CN103508414B (zh) | 一种mems陀螺仪芯片双面阳极键合工艺 | |
| CN105934820B (zh) | 封装体形成方法以及mems用封装体 | |
| Wei et al. | Low temperature glass-to-glass wafer bonding | |
| PL221084B1 (pl) | Sposób spajania szkieł | |
| JP2006248895A5 (pl) | ||
| CN115996888A (zh) | 气密性密封的封装件及其生产方法 | |
| CN103103583B (zh) | 一种金属基底上制作多层金属可动微结构的方法 | |
| US7153759B2 (en) | Method of fabricating microelectromechanical system structures | |
| Kalkowski et al. | Optical contacting of low-expansion materials | |
| PL212499B1 (pl) | Sposób spajania szklanych elementów, zwłaszcza do przezroczystych urządzeń mikroprzepływowych | |
| TWI609441B (zh) | 基板合成物、用於連接基板之方法及裝置 | |
| CN103193197B (zh) | 一种基于硅/玻璃阳极键合的微器件可动结构制备方法 | |
| JP2019529310A (ja) | ビアを有する、表面粗さの低い基板およびその製造方法 | |
| CN116178038B (zh) | 一种采用双层玻璃焊料连接透明尖晶石和透明蓝宝石陶瓷的方法 | |
| CN100404452C (zh) | 微晶玻璃与不锈钢材料的超低温阳极键合方法 | |
| Wei et al. | Role of bonding temperature and voltage in silicon-to-glass anodic bonding | |
| JP4245592B2 (ja) | ガラス接合方法 | |
| Malik et al. | Al-Al thermocompression bonding for wafer-level MEMS packaging | |
| CN109678107B (zh) | 一种粘接单晶硅和蓝宝石的方法 |