WO2009121196A1 - Verbundobjekt und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

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WO2009121196A1
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composite object
solder bridge
solder
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PCT/CH2009/000107
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Matthias Koebel
Heinrich Manz
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Empa Eidgenössische Materialprüfungs- Und Forschungsanstalt
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Priority to EP09727813A priority patent/EP2260168A1/de
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Definitions

  • the invention relates to a composite object according to the preamble of claim 1 and a method for its production.
  • Composite objects of the generic type for example in the form of highly insulating composite disks or packages for microelectromechanical systems (MEMS) and in semiconductor technology, are already known in large numbers.
  • MEMS microelectromechanical systems
  • the components to be interconnected are hermetically joined together by a joining process, but in particular a soldering process.
  • the soldering process is carried out under atmospheric pressure and then the gap formed is evacuated.
  • Patent publication US 2002/0088842 describes the use of a tin-based metallic solder.
  • US Pat. No. 6,444,281 describes the use of a low melting indium based wire to form a gasket.
  • the addition process at relatively low temperatures can be below 200 0 C to carry out, and there is no prior metallization of the glass surface is required.
  • the mechanical stability of the composite must be reinforced by additional means, in particular by an outside the seal attached epoxy bonding. The most pronounced, however, is the rare occurrence of indium against commercial application of such technology.
  • Another approach is the technique of anodic bonding.
  • the patent US 3,470,348 describes the formation of an anodic compound between an oxidic material which becomes ion conducting at elevated temperature with a metal in the liquid state.
  • the liquid metal is placed on a positive electrical potential to the insulator.
  • By heating the insulator its electrical conductivity increases considerably, whereupon an electric current begins to flow.
  • an electric current density of 20 ⁇ A / mm 2 can be in about 30 s form a chemical diffusion layer and thus a connection between the metal and the insulator.
  • the solder metals proposed there are either high-melting, toxic or do not form a mechanically strong compound in this form with glass.
  • the object of the invention is to improve a composite object of the aforementioned type and to provide a method for its production.
  • the composite object according to the invention comprises two components which are connected to one another in a medium-tight manner via a solder bridge in an intermediate connecting region.
  • at least one of the components, at least on the side facing the connection region, has an outer layer formed of an oxidic, ion-conducting material at elevated temperature.
  • the solder bridge is formed from a low-melting tin alloy with a weight fraction of at least 65% w tin and a melting point of at most 35O 0 C, which contains at least one activating metal as alloying ingredient.
  • the symbol% w stands here and below for percentages by weight.
  • the solder bridge is connected to each of the two components, whose outer layer facing the connection region is formed of an oxidic, ion-conducting material at elevated temperature, by anodic bonding (AB).
  • the alloy may also contain several activating metals.
  • At least one of the two components is formed entirely from an oxidic material which conducts ions at elevated temperature.
  • At least one of the two components is formed from an electrically insulating core material which is surrounded by an outer layer of an oxidic, ion-conducting at elevated temperature material.
  • at least one of the two components is formed from an electrically conductive core material, which is provided at least with an outer layer of an oxidic, ion-conducting at elevated temperature material.
  • one of the two components is formed from a core material which is provided at least with an outer layer made of a material soldered conventionally with solder solder.
  • the joining process can be performed at comparatively low temperatures. As a result, the characteristics of the components are not impaired. For example, components made of tempered glass can be used and any existing coatings such as low-emitting layers ("low E coating") remain undamaged.
  • low E coating low-emitting layers
  • the glass surface can be much better wet with the liquid solder material, which is essential for the formation of the medium-tight connection.
  • a method for producing a composite object according to the invention comprising the steps:
  • said tin alloy has a weight fraction of at least 65% w tin and a melting point of at most 35O 0 C and contains at least one activating metal as an alloying ingredient.
  • a method for producing a composite object according to the invention comprises the steps:
  • connection area tin alloy with a positive voltage of 300 to 2 1 000 V against each of the components (2a, 2b) is applied, whose the outer region facing the connection area of an oxidic , is formed at elevated temperature ion-conductive material; wherein said tin alloy has a weight fraction of at least 65% w tin and a melting point of at most 35O 0 C and contains at least one activating metal as an alloying ingredient.
  • the two methods described above differ in particular by the method of attachment of the solder material.
  • a corresponding blank of the tin alloy for example, a thin frame-shaped strip, placed on one of the components.
  • the two components are brought together in such a way that the said blank is sandwiched between them.
  • first of all the two components are brought together in such a way that between them a connection area to be filled with the solder material remains free.
  • the tin alloy is filled in liquid form in the said connection region between the two components.
  • the term "activating metal” is understood to mean in principle any metallic elements which simplify a connection with the oxidic material of the respective components, ie which are oxidized more easily than tin anodically and can form a mechanically stable, oxidic structure in the boundary region connect well with the glass.
  • aluminum, beryllium, magnesium, calcium, lithium, sodium, potassium, silicon, germanium, gallium or indium are advantageously added as the activating metal, preferably a metal selected from the group consisting of aluminum, beryllium, magnesium, gallium, indium , Lithium and sodium. These are particularly preferably aluminum, lithium and beryllium. It has been found that with tin-aluminum alloys there is virtually no visible oxide formation at the tin solder-glass interface, which is essential for the formation of a uniform and medium-tight connection.
  • the weight fraction of activating metal in the tin solder is preferably at least 0.005% w and at most 5% w .
  • the solder bridge can have a wide variety of geometrical configurations.
  • the two components can be connected to each other via patch or strip-shaped solder bridges.
  • the solder bridge is advantageously configured circumferentially.
  • the thickness of the solder bridge that is, the distance between the two components in the connection area, can basically be selected within a wide range. As a lower limit, a thickness of about 5 microns has been proven to ensure a continuous solder bridge everywhere.
  • the maximum thickness of the solder bridge is not subject to any particular limitations and is typically about 1 mm, which has primarily manufacturing reasons, but also stability and cost reasons.
  • the two components are formed as glass sheets.
  • these are provided with a medium-tight closed interior, which is under high vacuum.
  • the two components are formed as glass and / or ceramic platelets and provided, for example, for use as packaging for a microelectromechanical or microelectronic component.
  • the components are subjected to a cleaning process before or during step a1) or b1). It is understood that the cleaning process is selected according to the material of the components and the scope of the composite object.
  • carbon compounds can be eliminated by treatment with UV light and / or ozone, and water can be desorbed by heating to> 250 ° C in a high vacuum.
  • sputtering e.g., with argon ions
  • water and carbon compounds can also be efficiently removed.
  • the process according to the invention can be carried out under ambient air or under an inert gas atmosphere.
  • the desired metal oxide can be produced by oxidation of the activating component in the liquid state (eg Al 2 O 3 from Al) under well-defined conditions (oxygen concentration, temperature, reactor design and geometry, flow conditions), for example directly during the preparation of the solder or before introduction into the High vacuum environment in an oxygen-containing atmosphere.
  • the oxidation medium as a liquid eg H 2 O 2
  • a salt eg KCIO4
  • a salt solution are added to obtain the desired amount of oxide.
  • a getter material which is known per se is also designed in the area between the two glass panes enclosed by the connection area before the anodic bonding.
  • FIG. 1 shows two snapshots of a first embodiment of the method for producing a composite object, in a schematic sectional illustration
  • Fig. 2 shows the process of anodic bonding, in more schematic
  • FIG. 3 shows three snapshots of a second embodiment of the method for producing a composite object, in a schematic side view
  • FIG. 4 shows a first embodiment of the composite object, with two components made of an oxidic material which conducts ions at elevated temperature;
  • FIG. 5 shows a second embodiment of the composite object, with an upper component of an oxidic, at elevated temperature ion-conducting material, and a lower component with an electrically insulating core, which is coated with an oxide, at elevated temperature ion-conducting material.
  • Fig. 6 shows a third embodiment of the composite object, with an upper component of an oxidic, at elevated temperature ion-conducting material, and a lower component with an electrically insulating core, which is coated with an oxide, at elevated temperature ion-conducting material.
  • Fig. 6 shows a third embodiment of the composite object, with an upper
  • Fig. 7 shows a fourth embodiment of the composite object, with an upper
  • FIG. 8 shows an overview of the production of a highly insulating composite pane.
  • first two plate-shaped glass elements 2a and 2b are provided, which have previously been subjected to a cleaning step.
  • the two glass elements are aligned substantially horizontally and initially arranged one above the other at a distance d1 as shown in FIG. 1a.
  • the distance d1 is to be chosen so that then a trouble-free degassing is possible, and is therefore for example about 5 cm.
  • the lower glass element 2a is covered with a layer 4 of a tin alloy. As will be explained in more detail below, this is a low-melting tin alloy having a melting point of at most 35O 0 C, which contains at least one activating metal as an alloying ingredient.
  • the geometric shape of the layer 4 is cut according to the medium-tight connection region to be connected. For example, in order to form a medium-tightly sealed inner space 6, it is necessary to lie between the two glass elements 2 a and 2 b comes, a circulating near the edge of the glass elements, frame-shaped layer 4 used.
  • the two glass elements 2a, 2b and the applied tin solder layer 4 are heated to a temperature above the melting temperature of the tin alloy, for example to 300 0 C.
  • a temperature above the melting temperature of the tin alloy for example to 300 0 C.
  • this is carried out under fine vacuum in a suitable chamber, as explained in more detail in the examples below.
  • the two glass elements 2a, 2b are brought together in such a way that the connecting region 6 with tin alloy 4 located therein is formed therebetween.
  • a distance d2 of approximately 200 ⁇ m is set between the two glass elements 2a, 2b.
  • corresponding spacers are previously designed on the lower glass element 2b for this purpose.
  • a solder bridge is formed by anodic bonding, by applying a positive voltage of about 300 to 2 1 000 V to the two glass elements in the connection area located tin alloy.
  • the processes taking place are shown schematically in FIG. 2, the two glass elements 2a, 2b with the tin alloy 4 between them being clamped between two grounded electrodes E and the tin alloy 4 being connected to a positive electrode .theta.
  • the activating component eg aluminum
  • the activating component eg aluminum
  • oxygen anions diffuse towards the liquid metal, forming an oxidic diffusion layer, which leads to a mechanical bond (the so-called” anodic bond "), which is only possible because the two oxidic components in the in
  • cations such as Na + or K + migrate away from the interface to the tin solder in the oxidic component, and those cations in the immediate vicinity migrate. Near the cathode side there ensure the charge balance. For this reason, the current during the bonding process is determined by the ionic conductivity of the oxide component or the temperature.
  • the tin-solder-added activating metal counteracts unwanted formation of tin oxide, since it is itself oxidized more easily than the tin, but can not completely prevent it.
  • a small amount of oxide of the activating metal is in the melting of the solder in the presence of oxygen, e.g. in the air, always to be expected. Small amounts of such an oxide can even have a positive effect on the overall process. If the solder is introduced in a liquid state between two components, this ensures an initial "minimal" wetting and makes it possible to form a continuous frame of liquid solder. In the absence of any oxides, it is likely that lack of wetting tends to cause the liquid solder to drip, which in turn makes it impossible to form a coherent frame of liquid solder.
  • FIGS. 3a to 3c a somewhat different sequence of steps is run through.
  • the two glass elements 2a and 2b are heated and degassed. Thereafter, the two glass elements are aligned substantially horizontally and arranged at a distance d2, for example, 200 microns above the other, which is advantageously accomplished by appropriately sized support body.
  • the connecting region 6 formed therebetween is initially still free.
  • the tin alloy 4 in the liquid state is introduced from the side between the glass elements 2a, 2b in such a way that the connection region is filled in the desired manner, preferably in its edge region.
  • the delivery system comprises a heated storage container 10 and a supply hose 12 provided with a nozzle tip.
  • a fixed arrangement of the glass elements with a completely rotatable delivery system or else rotatable arrangement of the glass elements can be used with stationary feeding system.
  • a solder bridge is formed by anodic bonding by applying a positive voltage of about 300 to 2O00 V to the two glass elements in the connection region of the tin alloy.
  • the anodic bonding is already induced when the tin alloy is introduced.
  • the supplied tin alloy is kept at a positive voltage, on the other hand runs on each of the two glass elements held at ground potential diverting element synchronously with the tip of the delivery system.
  • an absolutely oxide-free solder can be used, since the wetting is brought about continuously by the bonding process.
  • FIGS. 4 to 7 show various basic configurations of the composite object in each case in the arrangement which is used to form the solder bridge.
  • the embodiment shown in FIG. 4 comprises two components 2 a and 2 b, both of which consist entirely of an oxidic, ion-conducting material at elevated temperature.
  • the tin alloy 4 is brought to a positive potential, while the two components 2a and 2b are held by means of associated metal electrodes E at ground potential.
  • anode bonding takes place at the interfaces between the tin alloy 4 and the two components 2a and 2b.
  • the embodiment illustrated in FIG. 5 comprises an upper component 2b made of an oxidic material which conducts ions at elevated temperature, and a lower component 2u which has an electrically insulating core 2i, for example made of ceramic, and a coating 2a made of an oxidic, ion-conducting at elevated temperature material.
  • the tin alloy 4 is brought to a positive potential, while the two components 2b and 2u are held at ground potential by means of associated metal electrodes E.
  • anodic bonding (AB) takes place at the interfaces between the tin alloy 4 and the two components 2b and 2u.
  • the embodiment shown in FIG. 6 comprises an upper component 2b made of an oxidic, at elevated temperature ion-conducting material, and a lower component 2v comprising an electrically conductive core 2m, for example a metal plate or a silicon wafer, the top side with a Coating 2a is provided from an oxidic, at elevated temperature ion-conducting material.
  • the tin alloy 4 is brought to a positive potential, while the upper component 2b is held by means of an associated metal electrode E at ground potential.
  • the electrically conductive core 2m of the lower component 2v acts here as a second counterelectrode.
  • the potential applied to the second counterelectrode must be adapted, which is illustrated in FIG. 6 by a voltage divider circuit.
  • anodic bonding takes place at the interfaces between the tin alloy 4 and the two components 2b and 2v (or the interface 2a).
  • the embodiment shown in FIG. 7 comprises an upper component 2b made of an oxidic material which conducts ions at elevated temperature, and a lower component 2w, which comprises an arbitrary substrate layer 2s, for example a silicon wafer, which has a conventionally soft-solderable material on top 2f is coated.
  • 2f can also be a multi-layer system.
  • the tin alloy 4 is brought to a positive potential, while the upper component 2b is held by means of the associated metal electrode E at ground potential. It finds the interface between the tin alloy 4 and the upper component 2b anodic bonding (AB) instead, while at the same time between the tin alloy 4 and the lower component 2w a conventional solder joint is formed. In this case, no electrical potential needs to be applied to the lower component 2w.
  • Table 1 shows a selection of tin base solders with alloyed activating metal component as they can be used for composite object fabrication.
  • the symbol% w stands for weight percentages below.
  • Optimizing these solders for a specific application sometimes requires modifying the microstructure of the metal structure and thus the mechanical properties by modifying the alloying components (eg, Cu, Ag, Zn).
  • the activated activating components eg Li, Mg, Al, Ga
  • FIG. 8 A method for producing a composite disk is explained in FIG. 8.
  • Float glass panes with a thickness of 6 mm are first cleaned with a soap solution then with water and then rinsed with isopropanol and dried. Residual carbon contaminants on the surface are removed by means of UV / ozone cleaning.
  • the glasses pass through a lock system into a pre-vacuum chamber, where they are heated to about 200 ° C. at a chamber pressure of about 0.1 mbar. From then brought to the disks via a further lock in the high-vacuum chamber (HVK) from advertising where a background pressure of 10 "6 to 10" 7 mbar prevails.
  • HVK high-vacuum chamber
  • the discs are further heated to a temperature between 25O 0 C and 300 0 C.
  • the two glasses are directly above each other at a distance of about 20 cm.
  • the lower half is fitted with the getter material and an array of spacers defining the final gap between the discs (typically 250 ⁇ m).
  • the two discs are lowered until the upper disc rests on the spacers over a large area.
  • the selected solder connection for example SnAI0.6% w
  • MEMS microelectromechanical systems
  • Such a package is often made of multiple layers by laminating a ceramic material in the green, unfaithful state.
  • the designation of the packaging indicates the hermetic sealing of the electronic or MEMS component in the housing.
  • a housing for semiconductors made of an oxide ceramic with at least 1% m0 ⁇ content of Na + or Li + is largely purified by UV / ozone cleaning of carbon compounds and its top O very close to a bath of liquid SnAgMgCu 4.0; 3.0; 0.5% w soldered plumb, so that only at the edge on the top of a "frame” this solder of about 150 microns thick adhere.
  • a MEMS acceleration sensor is embedded in the housing and glued to its bottom by epoxy resin. Subsequently, the individual electrical connections are carried out by conventional wire bonding ("wire bonding").
  • a matching cover for the housing of the same ceramic material (or an optically permeable, alkali-rich glass such as float glass, if optical electronics or MEMS to be packaged) is placed and clamped the arrangement between two electrodes to ground potential and 24O 0 C heated with the solder melts.
  • the solder is contacted with an electrically conductive tip and by applying a DC voltage to an electrical potential of + 400V to earth. After 5 minutes, the voltage is switched off and the compound object produced by anodic bonding cooled down.
  • a 0.6 mx 1.2 m solar cell panel consisting of 72 individual CIGS cells is produced on a 3 mm thick substrate carrier made of float glass.
  • the molybdenum electrodes (approximately 9 cm ⁇ 9 cm) and their connection contacts are applied to the glass substrate by means of a sputtering process (first 50 nm Cr, followed by 500 nm Mo).
  • the photoactive Cu (In, Ga) S ⁇ 2 layer is deposited in the desired stoichiometry and thickness (1 to 2 ⁇ m) by CVD coevaporation with a second mask, followed by a 50 nm thin film of cadmium sulfide CdS.
  • a conductive, transparent oxide layer of doped ZnO is covered by sputtering.
  • This last mask is selected such that a local shift to the protruding lower Mo conductor layer results in a series connection of all 72 individual cells.
  • the electrical connection to the entire panel to the first and last cell is now carried out by means of two 2 cm wide, about 150 micron thick Al conductor strips, which are insulated with a 20 micron thick SiO 2 and a 50/200 nm Cr / Ni layer , The finished solar cell panel is then hermetically sealed by one of the anodic bonding methods described herein.
  • the anodic bonding process is initiated. After 8 minutes, the power is turned off and the solar panel composite object is cooled. The finished product is thus hermetically sealed.
  • other types of solar cells can be welded as well, such as polymer, Si or Grätzel cells with organic "ionic liquid” electrolyte, the latter must be added later.
  • OLEDs Organic Light Emitting Devices
  • OLEDs are inexpensive alternatives to conventional semiconductor light-emitting elements. Owing to the structure of organic components and the high specific surface area, OLEDs are extremely susceptible to oxidation. This application describes the hermetic packaging of an OLED display in a protective gas atmosphere, which leads to a complete exclusion of oxygen and thus to an increased service life.
  • a 5 cm * 9 cm OLED display is on a 0.25 mm thick n-type semiconductor silicon wafer, on which previously by oxygen plasma treatment, a SiO 2 insulator layer was formed by applying a transparent anode assembly of ITO (indium tin oxide) by means of lithography, Rotati- onsbe harshung ( "Spincoating") of the organic layers and vapor deposition of the cathode assembly (again lithographically from ITO).
  • ITO indium tin oxide
  • spincoating Rotati- onsbe tilting
  • a circumferential, approximately 1 cm wide strip is applied to the edge of the Si wafer by vapor deposition of 100 nm Ti followed by 10 ⁇ m Ni by means of a mask as a solderable substrate.
  • a 1 mm thick float glass is now lowered to a distance of 200 microns on the finished OLED arrangement.
  • a protective gas atmosphere an approximately 2 cm wide strip on The edge of the object to be connected locally heated on top and bottom by means of two heated metal frame to about 270 0 C and liquid SnAILi 0.4, 0.2% w solder entered laterally via a nozzle system, so that a circumferentially contiguous frame.
  • the solder is then brought to an electrical potential of +500 V with respect to the heated metal electrode adjacent to the glass side and held for 4 minutes.
  • the power source is now turned off and the heated metal frame removed and cooled the finished packaged OLED display.
  • the electrochemical reaction taking place during the anodic bonding causes the formation of alkaline compounds, such as sodium hydroxide solution (NaOH), in the structure of the ion-conducting material on the cathode side.
  • alkaline compounds such as sodium hydroxide solution (NaOH)
  • NaOH sodium hydroxide solution
  • traces of these substances can be used as evidence of an anodic reaction.
  • a wet litmus paper will indicate the presence of basic components by blue-violet discoloration. This discoloration does not occur elsewhere in the glass.
  • a second and by far more meaningful method of detecting anodic bonding is the analysis of specimens by electron microscopy and energy dispersive spectroscopy (EDS).
  • EDS energy dispersive spectroscopy

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Abstract

Ein Verbundobjekt umfasst zwei Bauelemente (2a, 2b) aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material, die in einem dazwischen befindlichen Verbindungsbereich (6) über eine Lotbrücke (4) mediumdicht miteinander verbunden sind. Zur Bildung einer verlässlichen Verbindung wird vorgeschlagen, dass die Lotbrücke aus einer niedrig schmelzenden Zinnlegierung mit einem Gewichtsanteil von mindestens 65%w Zinn und einem Schmelzpunkt von höchstens 350°C gebildet ist, welche mindestens ein aktivierendes Metall als Legierungsbestandteil enthält.

Description

Verbundobjekt und Verfahren zu dessen Herstellung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verbundobjekt gemäss Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Stand der Technik
Gattungsgemässe Verbundobjekte, beispielsweise in Form von hochisolierenden Verbundscheiben oder Verpackungen für mikroelektromechanische Systeme (MEMS) und in der Halbleitertechnik, sind bereits in grosser Anzahl bekannt.
In Bezug auf erstere Anwendung lässt sich durch eine sandwichartig aufgebaute Zweifachscheibe, deren Zwischenraum unter Vakuum gehalten wird, eine erhebliche Verbesserung des thermischen Isolationsvermögens erreichen. Analoges gilt auch für Mehrfachscheiben.
Zur Herstellung derartiger Glasverbundobjekte ist es bekannt, die miteinander zu verbindenden Bauelemente, insbesondere also Glasscheiben, durch einen Fü- geprozess aber insbesondere einen Lötprozess hermetisch zusammenzufügen. Zumeist wird der Lötprozess unter Atmosphärendruck durchgeführt und danach wird der gebildete Zwischenraum evakuiert.
Besonders gebräuchlich sind die vier nachfolgend erwähnten Lotmaterialien.
Das Patent US 5,902,652 beschreibt die Verwendung eines niedrig schmelzenden Glaslots, um zwei Glasscheiben miteinander zu verbinden. Der Fügevorgang wird bei ungefähr 5000C durchgeführt und erfordert typischerweise mehrere Stunden.
Die Patentveröffentlichung US 2002/0088842 beschreibt die Verwendung eines mehrheitlich auf Zinn basierenden metallischen Lotes. Die typischen Schmelz-
Bθstätigungskopie temperaturen liegen im Bereich von 250 bis 45O0C. Bei dieser Methode müssen die Glasoberflächen in der als Verbindungsbereich vorgesehenen Randregion zunächst metallisiert werden, damit eine durch das Lot gut benetzbare Oberfläche gebildet wird. Andernfalls lässt sich keine stabile Lotbrücke bilden.
Eine Erweiterung dieser Technik ist im europäischen Patent EP 1 199 289 B1 beschrieben. Im besagten Dokument wird das direkte Löten von aktiviertem Zinn- bzw. Zinklot auf Glasoberflächen ohne Vormetallisierung beschrieben. Die dadurch erhaltene Verbindung ist jedoch einer anodischen Verbindung bezüglich mechanischer Festigkeit und Langzeitstabilität unter Belastung deutlich unterlegen und dürfte sich daher als Randverbund für evakuierte Isoliergläser kaum praktisch anwenden lassen.
Das Patent US 6,444,281 beschreibt die Verwendung eines niedrig schmelzen- den, auf Indium basierten Drahtes zur Bildung einer Dichtung. Dadurch lässt sich der Fügungsvorgang bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen unter 2000C durchführen, und es ist keine vorgängige Metallisierung der Glasoberfläche erforderlich. Allerdings muss die mechanische Stabilität des Verbunds durch zusätzliche Mittel, insbesondere durch eine ausserhalb der Dichtung angebrachte Epoxy-Verklebung verstärkt werden. Am meisten spricht jedoch das seltene Vorkommen von Indium gegen eine kommerzielle Anwendung einer solchen Technologie.
Als weiterer Ansatz ist die Technik des anodischen Bondings zu erwähnen.
Das Patent US 3,470,348 beschreibt die Bildung einer anodischen Verbindung zwischen einem oxidischen Material, das bei erhöhter Temperatur ionenleitend wird, mit einem Metall in flüssigem Zustand. Dabei wird das flüssige Metall auf ein positives elektrisches Potential gegenüber dem Isolator gelegt. Durch Erhit- zen des Isolators steigt dessen elektrische Leitfähigkeit erheblich an, woraufhin ein elektrischer Strom zu fliessen beginnt. Bei einer elektrischen Stromdichte von beispielsweise 20 μA/mm2 lässt sich in ca. 30 s eine chemische Diffusionsschicht und damit eine Verbindung zwischen dem Metall und dem Isolator bilden. Allerdings sind die dort vorgeschlagenen Lotmetalle entweder hochschmelzend, toxisch oder sie bilden in dieser Form mit Glas keine mechanisch belastbare Verbindung aus.
Die Anwendung des anodischen Bondings zur Herstellung einer Verbundglasscheibe ist im Patent US 4,393,105 beschrieben. Darin wird vorgeschlagen, zwei Glasscheiben und einen als Abstandshalter wirkenden Metallrahmen zusam- menzufügen. Insbesondere wird ein Metallrahmen aus Aluminium mit einem U- Profil vorgeschlagen, wovon je ein Schenkel an eine zugeordnete Fläche einer der beiden Glasscheiben anliegt. Durch anodisches Bonding soll sodann eine mediumdichte Verbindung zwischen dem Metallrahmen und den Glasscheiben hergestellt werden. Dabei erweist sich jedoch als problematisch, dass mit einem derartigen U-Profil grossflächige massive Stützpfeiler erforderlich sind, welche jedoch eine höchst unerwünschte Wärmeleitung ergeben. Zudem ist die Herstellung einer über den gesamten Umfang dichten anodischen Fügung auf diese Art und Weise kaum realisierbar, da ein gleichmässiger Kontakt mit dem Glas über den gesamten Umfang nicht zu erreichen ist.
Auch für die Herstellung von mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) wurde das anodische Bonding in Betracht gezogen, konnte sich aber nicht durchsetzen. Beispielsweise beschreiben Goyal et al. ein Verfahren zum Fügen zweier Pyrex-Substrate mit Zinnlot, bei dem die Substrate in den zu fügenden Zonen zunächst mit einem dünnen Cr/Au Film versehen werden müssen (A Goyal, J. Cheong and S. Tadigadapa, Tin-based solder bonding for MEMS fabrication and packaging applications, J. Micromech. Microeng. 14 (2004) 819 - 825). In der Einführung erwähnen Goyal et al. zwar kurz das anodische Bonding, verwerfen es aber in Anbetracht verschiedener angeblicher Nachteile. - A -
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verbundobjekt der eingangs genannten Art zu verbessern und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 sowie durch das Herstellungsverfahren nach Anspruch 10.
Das erfindungsgemässe Verbundobjekt umfasst zwei Bauelemente, die in einem dazwischen befindlichen Verbindungsbereich über eine Lotbrücke mediumdicht miteinander verbunden sind. Dabei weist zumindest eines der Bauelemente zumindest auf der dem Verbindungsbereich zugewandten Seite eine aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material gebildete Aussen- schicht auf.
Die Lotbrücke ist aus einer niedrig schmelzenden Zinnlegierung mit einem Gewichtsanteil von mindestens 65%w Zinn und einem Schmelzpunkt von höchstens 35O0C gebildet, welche mindestens ein aktivierendes Metall als Legierungsbestandteil enthält. Das Symbol %w steht hier und nachfolgend für Gewichtsprozente. Dabei ist die Lotbrücke mit jedem der beiden Bauelemente, dessen dem Ver- bindungsbereich zugewandte Aussenschicht aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material gebildet ist, durch anodisches Bonding (AB) verbunden. Die Legierung kann auch mehrere aktivierende Metalle enthalten.
In einer ersten Ausgestaltung ist zumindest eines der beiden Bauelemente voll- umfänglich aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material gebildet.
In einer weiteren Ausgestaltung ist zumindest eines der beiden Bauelemente aus einem elektrisch isolierenden Kernmaterial gebildet, das mit einer Aussenschicht aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material umgeben ist. In noch einer weiteren Ausgestaltung ist zumindest eines der beiden Bauelemente aus einem elektrisch leitenden Kemmaterial gebildet, das zumindest mit einer Aussenschicht aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material versehen ist.
In noch einer weiteren Ausgestaltung ist eines der beiden Bauelemente aus einem Kernmaterial gebildet, das zumindest mit einer Aussenschicht aus einem mit Zinnlot konventionell weichlötbaren Material versehen ist.
Dadurch, dass die als Lotmaterial verwendete Zinnlegierung einen niedrigen Schmelzpunkt aufweist, kann der Fügeprozess bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen durchgeführt werden. Demzufolge werden die Eigenschaften der Bauelemente nicht beeinträchtigt. So können beispielsweise Bauelemente aus getempertem Glas verwendet werden und etwaig vorhandene Beschichtungen wie niedrigemittierende Schichten (engl: "low E coating") bleiben unbeschädigt. Dadurch, dass die Zinnlegierung mindestens ein aktivierendes Metall als Legierungsbestandteil enthält, lässt sich die Glasoberfläche wesentlich besser mit dem flüssigen Lotmaterial benetzen, was für die Bildung der mediumdichten Verbindung essenziell ist.
Gemäss einem weiteren Erfindungsaspekt wird ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemässen Verbundobjekts angegeben, umfassend die Schritte:
a1) Aufheizen der beiden Bauelemente auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der für die Lotbrücke vorgesehenen Zinnlegierung, wobei eines der Bauelemente zuvor mit einer entsprechend dem mediumdicht zu verbindenden Verbindungsbereich zugeschnittenen Lage der Zinnlegierung belegt wurde;
a2) Zusammenbringen der beiden Bauelemente derart, dass dazwischen der Verbindungsbereich mit darin befindlicher Zinnlegierung ausgebildet wird; a3) Bildung der Lotbrücke durch anodisches Bonding AB in flüssigem Zustand, indem die im Verbindungsbereich befindliche Zinnlegierung mit einer positiven Spannung von ungefähr 300 bis 21OOO V gegenüber jedem der Bauelemente beaufschlagt wird, dessen dem Verbindungsbereich zugewandte Aussenschicht aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material gebildet ist;
wobei die besagte Zinnlegierung einen Gewichtsanteil von mindestens 65%w Zinn und einen Schmelzpunkt von höchstens 35O0C aufweist und mindestens ein aktivierendes Metall als Legierungsbestandteil enthält.
Gemäss noch einem weiteren Erfindungsaspekt umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemässen Verbundobjekts die Schritte:
b1) Aufheizen der beiden Bauelemente auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der für die Lotbrücke vorgesehenen Zinnlegierung;
b2) Zusammenbringen der beiden Bauelemente derart, dass dazwischen ein mit der Lotbrücke mediumdicht zu verbindender Verbindungsbereich freige- lassen wird;
b3) Eintragen der Zinnlegierung in flüssigem Zustand derart, dass der Verbindungsbereich damit aufgefüllt wird;
b4) Bildung der Lotbrücke durch anodisches Bonding AB in flüssigem Zustand, indem die im Verbindungsbereich befindliche Zinnlegierung mit einer positiven Spannung von 300 bis 21OOO V gegenüber jedem der Bauelemente (2a, 2b) beaufschlagt wird, dessen dem Verbindungsbereich zugewandte Aussenschicht aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material gebildet ist; wobei die besagte Zinnlegierung einen Gewichtsanteil von mindestens 65%w Zinn und einen Schmelzpunkt von höchstens 35O0C aufweist und mindestens ein aktivierendes Metall als Legierungsbestandteil enthält.
Die beiden oben beschriebenen Verfahren unterscheiden sich insbesondere durch die Anbringungsart des Lotmaterials. Im ersten Fall wird ein entsprechender Zuschnitt der Zinnlegierung, beispielsweise ein dünner rahmenförmiger Streifen, auf eines der Bauelemente gelegt. In der Folge werden die beiden Bauelemente derart zusammengebracht, dass der besagte Zuschnitt sandwichartig da- zwischen zu liegen kommt. Im zweiten Fall werden zunächst die beiden Bauelemente derart zusammengebracht, dass dazwischen ein mit dem Lotmaterial auszufüllender Verbindungsbereich frei bleibt. In der Folge wird die Zinnlegierung in flüssiger Form in den besagten Verbindungsbereich zwischen den beiden Bauelementen eingefüllt.
Wenngleich im vorliegenden Zusammenhang stets die Verbindung zweier Bauelemente beschrieben wird, kann das erfindungsgemässe Konzept ohne Weiteres auch auf Strukturen mit mehr als zwei Bauelementen erweitert werden. Es sind dann jeweils zwei Bauelemente in erfindungsgemässer Art und Weise mit- einander verbunden.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Unter dem Begriff "aktivierendes Metall" werden im vorliegenden Zusammenhang grundsätzlich jegliche metallische Elemente verstanden, welche eine Verbindung mit dem oxidischen Material der betreffenden Bauelemente vereinfachen d.h. welche leichter als Zinn anodisch oxidiert werden sowie ein mechanisch stabiles, oxidisches Gefüge im Grenzbereich auszubilden vermögen be- ziehungsweise sich mit dem Glas gut verbinden. Für Bauelemente aus Glas wird als aktivierendes Metall vorteilhafterweise Aluminium, Beryllium, Magnesium, Kalzium, Lithium, Natrium, Kalium, Silizium, Germanium, Gallium oder Indium zulegiert, wobei vorzugsweise ein Metall aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Beryllium, Magnesium, Gallium, Indium, Li- thium und Natrium gewählt wird. Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um Aluminium, Lithium und Beryllium. Es hat sich gezeigt, dass mit Zinn-Aluminium- Legierungen praktisch keine sichtbare Oxidbildung an der Zinnlot-Glas- Grenzfläche stattfindet, was für die Ausbildung einer uniformen und mediumdichten Verbindung wesentlich ist.
Vorzugsweise beträgt der Gewichtsanteil an aktivierendem Metall im Zinnlot mindestens 0.005%w und höchstens 5%w.
Grundsätzlich kann die Lotbrücke die verschiedensten geometrischen Ausgestal- tungen haben. So können die beiden Bauelemente über flecken- oder streifenförmige Lotbrücken miteinander verbunden werden. Um jedoch zwischen den beiden Bauelementen einen mediumdicht abgeschlossenen Innenraum auszubilden, ist die Lotbrücke vorteilhafterweise umlaufend ausgestaltet.
Die Dicke der Lotbrücke, das heisst der Abstand zwischen den beiden Bauelementen im Verbindungsbereich, kann grundsätzlich in einem weiten Bereich gewählt werden. Als untere Grenze hat sich eine Dicke von ungefähr 5 μm bewährt, um eine überall durchgehende Lotbrücke zu gewährleisten. Die maximale Dicke der Lotbrücke unterliegt keinen besonderen Begrenzungen und beträgt typischerweise ungefähr 1 mm, was primär herstellungstechnische, aber auch Stabilitäts- und Kostengründe hat.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Bauelemente als Glasscheiben ausgebildet. Insbesondere sind diese zur Verwendung als hochisolie- rende Verbundscheibe mit einem mediumdicht abgeschlossenen Innenraum versehen, der unter Hochvakuum steht. Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Bauelemente als Glas- und / oder Keramikplättchen ausgebildet und beispielsweise zur Verwendung als Verpackung für ein mikroelektromechanisches oder mikroelektronisches Bauteil vorgesehen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungssgemässen Herstellungsverfahrens werden die Bauelemente vor oder während des Schrittes a1) beziehungsweise b1) einem Reinigungsprozess unterzogen. Es versteht sich, dass der Reinigungsprozess entsprechend dem Material der Bauelemente und dem Anwendungsbereich des Verbundobjekts gewählt wird.
Beispielsweise ist für die Herstellung von hochisolierende Verbundscheiben zu berücksichtigen, dass Wasser - wenn auch nur in geringen Mengen - sehr stark an der Glasoberfläche haftet und allein durch Erwärmen (auch weit über 200°C) nicht vollständig entfernt werden kann. Um ein höchst unerwünschte Wasserde- sorption im Zwischenraum der fertiggestellten Verbundscheibe zu vermeiden, sollte das Wasser möglichst vollständig entfernt werden. Weiterhin müssen auch etwaig vorhandene Kohlenstoffverbindungen entfernt werden, da sie sonst durch das UV-Licht der Sonne mit der Zeit zu kleineren, flüchtigen Molekülen abgebaut werden könnten, was ebenfalls zu einem unerwünschten Druckanstieg führt. Zum Entfernen von Wasser und Kohlenstoffverbindungen können an sich bekannte Methoden angewendet werden, wobei eine solche Vorbehandlung zweckmässigerweise im Feinvakuum, d.h. bei einem Restdruck in der Grössen- ordnung von ungefähr 1 mbar erfolgt. Dabei können Kohlenstoffverbindungen durch Behandlung mit UV-Licht und/oder Ozon beseitigt werden, und Wasser kann durch Aufheizen auf >250°C im Hochvakuum desorbiert werden. Durch Sputtern (z.B. mit Argonionen) können Wasser und Kohlenstoffverbindungen ebenfalls effizient entfernt werden.
Je nach Anwendungsbereich und insbesondere Fläche der zu verbindenden Bauelemente ist es vorteilhaft oder gar erforderlich, dass beim Zusammenbrin- gen der beiden Bauelemente mindestens ein Abstandshalter zwischen diese angeordnet wird.
Grundsätzlich lässt sich das erfindungsgemässe Verfahren unter Umgebungsluft oder auch unter einer Inertgasatmosphäre durchführen. Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden jedoch die Schritte a1) bis a3), beziehungsweise die Schritte b1) bis b4) unter Vakuum, vorzugsweise bei einem Restdruck von höchstens ungefähr 10"4 mbar durchgeführt. Wichtig ist dabei, dass die beim Aufheizen der Bauelemente abgegebenen Dämpfe bzw. Gase ungehindert abgepumpt werden können. Es ist also dafür zu sorgen, dass die Bauelemente während des Entgasens noch genügend voneinander beabstandet sind und insbesondere keine Totvolumina vorhanden sind.
Beim Arbeiten im Vakuum oder unter Inertgas hat sich gezeigt, dass die Anwe- senheit einer geringen Menge eines Oxids des aktivierenden Metalls, beispielsweise mit einem Gewichtsanteil von höchstens 500 ppm, einen vorteilhaften Ein- fluss auf das Benetzungsverhalten des flüssigen Zinnlegierung hat. Falls die Legierung mehrere aktivierende Metalle enthält, können Oxide aller oder eines Teils der besagten aktivierenden Metalle vorhanden sein. Durch das verbesserte Benetzungsverhalten wird ein lückenloses Belegen des Verbindungsbereichs mit der flüssigen Zinnlegierung begünstigt, was beispielsweise die Ausbildung eines rundherum durchgehenden, lückenlosen Lotrahmens im flüssigen Zustand ermöglicht.
Das gewünschte Metalloxid lässt sich durch Oxidation der aktivierenden Komponente im flüssigen Zustand (z.B. AI2O3 aus AI) unter wohl definierten Bedingungen (Sauerstoffkonzentration, Temperatur, Reaktordesign und Geometrie, Strömungsverhältnisse) erzeugen, beispielsweise direkt während der Lotherstellung oder vor dem Einbringen in die Hochvakuumumgebung in einer sauerstoffhalti- gen Atmosphäre. Alternativ kann das zur Oxidbildung erforderliche Oxidations- mittel auch als Flüssigkeit (z.B. H2O2), als Salz (z.B. KCIO4) oder als Salzlösung zudosiert werden, um die erwünschte Menge an Oxid zu erhalten.
Bei der Herstellung von Verbundscheiben wird zudem vor dem anodischen Bon- ding ein an sich bekanntes Gettermaterial in den vom Verbindungsbereich umschlossenen Bereich zwischen den beiden Glasscheiben ausgelegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnun- gen näher beschrieben, dabei zeigen:
Fig. 1 zwei Momentaufnahmen einer ersten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Verbundobjektes, in schemati- scher Schnittdarstellung;
Fig. 2 den Vorgang des anodischen Bondings, in schematischer
Schnittdarstellung;
Fig. 3 drei Momentaufnahmen einer zweiten Ausführungsform des Ver- fahrens zur Herstellung eines Verbundobjektes, in schematischer seitlicher Ansicht;
Fig. 4 eine erste Ausgestaltung des Verbundobjekts, mit zwei Bauelementen aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenlei- tenden Material;
Fig. 5 eine zweite Ausgestaltung des Verbundobjekts, mit einem oberen Bauelement aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material, sowie einem unteren Bauelement mit einem elektrisch isolierenden Kern, der mit einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material beschichtet ist; Fig. 6 eine dritte Ausgestaltung des Verbundobjekts, mit einem oberen
Bauelement aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material, sowie einem unteren Bauelement mit einem elektrisch leitenden Kern, der obenseitig mit einem bei er- höhter Temperatur ionenleitenden Material beschichtet ist;
Fig. 7 eine vierte Ausgestaltung des Verbundobjekts, mit einem oberen
Bauelement aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material, sowie einem unteren Bauelement, das obenseitig mit einem herkömmlich weichlötbaren Material beschichtet ist; und
Fig. 8 eine Übersichtsdarstellung der Herstellung einer hochisolierenden Verbundscheibe.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Bei der in den Fig. 1a und 1b veranschaulichten Ausführungsform werden zunächst zwei plattenförmige Glaselemente 2a und 2b bereitgestellt, die zuvor einem Reinigungsschritt unterzogen wurden. Die beiden Glaselemente werden im Wesentlichen horizontal ausgerichtet und anfänglich in einem Abstand d1 übereinander angeordnet wie in der Fig. 1a dargestellt. Der Abstand d1 ist so zu wählen, dass anschliessend ein problemloses Entgasen möglich ist, und beträgt demnach beispielsweise etwa 5 cm. Das untere Glaselement 2a wird mit einer Lage 4 einer Zinnlegierung belegt. Wie nachfolgend noch näher erläutert wird, handelt es sich hierbei um eine niedrig schmelzende Zinnlegierung mit einem Schmelzpunkt von höchstens 35O0C, welche mindestens ein aktivierendes Metall als Legierungsbestandteil enthält. Die geometrische Form der Lage 4 wird entsprechend dem mediumdicht zu verbindenden Verbindungsbereich zugeschnittenen. Beispielsweise wird zur Bildung eines mediumdicht abgeschlossenen In- nenraums 6, der zwischen die beiden Glaselementen 2a und 2b zu liegen kommt, eine in Randnähe der Glaselemente umlaufende, rahmenförmige Lage 4 verwendet.
Anschliessend werden die beiden Glaselemente 2a, 2b sowie die aufgelegte Zinnlot-Lage 4 auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Zinnlegierung, beispielsweise auf 3000C aufgeheizt. Vorteilhafterweise wird dies unter Feinvakuum in einer geeigneten Kammer durchgeführt, wie nachfolgend in den Beispielen näher erläutert. Danach werden die beiden Glaselemente 2a, 2b derart zusammengebracht, dass dazwischen der Verbindungsbereich 6 mit darin befindlicher Zinnlegierung 4 ausgebildet wird. Beispielsweise wird zwischen den beiden Glaselementen 2a, 2b ein Abstand d2 von ungefähr 200 μm eingestellt. Zweckmässig werden hierfür zuvor entsprechende Abstandhalter auf dem unteren Glaselement 2b ausgelegt.
Schliesslich wird eine Lotbrücke durch anodisches Bonding gebildet, indem die im Verbindungsbereich befindliche Zinnlegierung mit einer positiven Spannung von ungefähr 300 bis 21OOO V gegenüber den beiden Glaselementen beaufschlagt wird. Die dabei ablaufenden Vorgänge sind schematisch in der Fig. 2 dargestellt, wobei die beiden Glaselemente 2a, 2b mit der dazwischen befindli- chen Zinnlegierung 4 zwischen zwei geerdete Elektroden E geklemmt werden und die Zinnlegierung 4 mit einer positiven Elektrode θ verbunden wird. In der flüssigen Zinnphase wird die aktivierende Komponente, also z.B. Aluminium, anodisch oxidiert und bildet dabei ein Metallion wie etwa Al+3, welches unter dem Einfluss des elektrischen Feldes ins Glas hineindiffundiert. Gleichzeitig diffundie- ren Sauerstoffanionen (formal O") zum flüssigen Metall hin. Somit wird eine oxidische Diffusionsschicht ausgebildet, welche zu einer mechanischen Verbindung (dem sogenannten "anodic bond") führt. Dies ist nur möglich, da die beiden oxidischen Bauelemente bei der in der Kammer eingestellten Temperatur ionenleitend sind. Zusätzlich zur Migration der gebildeten Metallkationen an der Oberflä- che wandern auch im oxidischen Bauelement enthaltene Kationen wie etwa Na+ oder K+ von der Grenzfläche zum Zinnlot weg; diejenigen Kationen in unmittelba- rer Nähe der Kathodenseite sorgen dort für den Ladungsausgleich. Aus diesem Grund ist der Strom während des Bondingvorgangs durch die lonenleitfähigkeit des oxidischen Bauelements bzw. der Temperatur bestimmt.
Das dem Zinnlot zulegierte aktivierende Metall wirkt einer unerwünschten Bildung von Zinnoxid entgegen, da es selbst leichter oxidiert wird als das Zinn, kann diese aber nicht vollständig verhindern. Eine geringe Menge an Oxid des aktivierenden Metalls ist beim Aufschmelzen des Lots in der Gegenwart von Sauerstoff, also z.B. an der Luft, immer zu erwarten. Kleine Mengen eines sol- chen Oxids können sogar einen positiven Effekt auf den Gesamtprozess haben: Wird das Lot in flüssigem Zustand zwischen zwei Bauelemente eingetragen, sorgt dieses für eine anfängliche "minimale" Benetzung und erlaubt es, einen rundherum durchgehenden Rahmen aus flüssigem Lot auszubilden. In Abwesenheit jeglicher Oxide ist es wahrscheinlich, dass durch mangelnde Benetzung das flüssige Lot zur Tropfenbildung neigt, was wiederum einen rundherum zusammenhängenden Rahmen aus flüssigem Lot verunmöglicht.
Bei der in den Fig. 3a bis 3c dargestellten Ausführungsform wird eine etwas andere Schrittsequenz durchlaufen. So werden zunächst die beiden Glaselemente 2a und 2b aufgeheizt und entgast. Danach werden die beiden Glaselemente im Wesentlichen horizontal ausgerichtet und in einem Abstand d2 von beispielsweise 200 μm übereinander angeordnet, was vorteilhafterweise durch entsprechend bemessene Stützkörper bewerkstelligt wird. Der dazwischen ausgebildete Verbindungsbereich 6 ist anfänglich noch frei. Anschliessend wird mittels eines ge- eigneten Zuführungssystems 8 die Zinnlegierung 4 in flüssigem Zustand von der Seite her derart zwischen die Glaselemente 2a, 2b eingetragen, dass der Verbindungsbereich in gewünschter Weise, vorzugsweise also in dessen Randbereich, aufgefüllt wird. Beispielsweise umfasst das Zuführungssystem einen beheizten Vorratsbehälter 10 sowie einen mit einer Düsenspitze versehenen Zu- führschlauch 12. Es versteht sich, dass je nach Situation eine feste Anordnung der Glaselemente mit rundherum drehbarem Zuführungssystem oder aber eine drehbare Anordnung der Glaselemente mit stationärem Zuführungssystem verwendet werden kann. Schliesslich wird, wie bereits bei der ersten Ausführungsform erläutert, eine Lotbrücke durch anodisches Bonding gebildet, indem die im Verbindungsbereich befindliche Zinnlegierung mit einer positiven Spannung von ungefähr 300 bis 2O00 V gegenüber den beiden Glaselementen beaufschlagt wird.
Bei einer hier nicht näher dargestellten Abwandlung der soeben erläuterten Anordnung wird das anodische Bonding bereits beim Eintragen der Zinnlegierung induziert. Zu diesem Zweck wird einerseits die zugeführte Zinnlegierung auf einer positiven Spannung gehalten, andererseits läuft auf jedem der beiden Glaselemente ein auf Erdpotential gehaltenes Ableitungselement synchron zur Spitze des Zuführungssystems mit. In so einem Fall kann auch im Vakuum oder in einer Inertgasatmosphäre ein absolut oxidfreies Lot verwendet werden, da die Benet- zung fortlaufend durch den Bondingvorgang herbeigeführt wird.
Die Fig. 4 bis 7 zeigen verschiedene grundlegende Ausgestaltungen des Verbundobjekts jeweils in der Anordnung, die zur Bildung der Lotbrücke herangezogen wird.
Die in der Fig. 4 dargestellte Ausgestaltung umfasst zwei Bauelemente 2a und 2b, die beide vollumfänglich aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material bestehen. Zur Bildung der Lotbrücke wird die Zinnlegierung 4 auf ein positives Potential gebracht, während die beiden Bauelemente 2a und 2b mittels zugeordneter Metallelektroden E auf Erdpotential gehalten werden. Dabei findet an den Grenzflächen zwischen der Zinnlegierung 4 und den beiden Bauelementen 2a und 2b änodisches Bonding (AB) statt.
Die in der Fig. 5 dargestellte Ausgestaltung umfasst ein oberes Bauelement 2b aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material, sowie ein unteres Bauelement 2u, das einen elektrisch isolierenden Kern 2i, beispiels- weise aus Keramik, und eine Beschichtung 2a aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material umfasst. Zur Bildung der Lotbrücke wird analog wie im Fall der Fig. 4 die Zinnlegierung 4 auf ein positives Potential gebracht, während die beiden Bauelemente 2b und 2u mittels zugeordneter Metall- elektroden E auf Erdpotential gehalten werden. Dabei findet an den Grenzflächen zwischen der Zinnlegierung 4 und den beiden Bauelementen 2b und 2u anodisches Bonding (AB) statt.
Die in der Fig. 6 dargestellte Ausgestaltung umfasst ein oberes Bauelement 2b aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionen leitenden Material, sowie ein unteres Bauelement 2v, das einen elektrisch leitenden Kern 2m, beispielsweise eine Metallplatte oder ein Siliziumwafer, umfasst, der obenseitig mit einer Beschichtung 2a aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material versehen ist. Zur Bildung der Lotbrücke wird die Zinnlegierung 4 auf ein positives Potential gebracht, während das obere Bauelement 2b mittels einer zugeordneten Metallelektrode E auf Erdpotential gehalten wird. Der elektrisch leitende Kern 2m des unteren Bauelements 2v wirkt hier als zweite Gegenelektrode. Je nach Dicke der Schicht der ionenleitenden Komponente 2a muss das an der zweiten Gegenelektrode anliegende Potential angepasst werden, was in der Fig. 6 durch eine Spannungsteilerschaltung dargestellt ist. Dabei findet an den Grenzflächen zwischen der Zinnlegierung 4 und den beiden Bauelementen 2b und 2v (bzw. der Grenzfläche 2a) anodisches Bonding (AB) statt.
Die in der Fig. 7 dargestellte Ausgestaltung umfasst ein oberes Bauelement 2b aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material, sowie ein unteres Bauelement 2w, das eine an sich beliebige Substratschicht 2s, beispielsweise ein Siliziumwafer, umfasst, die obenseitig mit einem herkömmlich weichlötbaren Material 2f beschichtet ist. Bei 2f kann es sich auch um ein Mehrschichtensystem handeln. Zur Bildung der Lotbrücke wird die Zinnlegierung 4 auf ein positives Potential gebracht, während das obere Bauelement 2b mittels der zugeordneten Metallelektrode E auf Erdpotential gehalten wird. Dabei findet an der Grenzfläche zwischen der Zinnlegierung 4 und dem oberen Bauelement 2b anodisches Bonding (AB) statt, während gleichzeitig zwischen der Zinnlegierung 4 und dem unteren Bauelement 2w eine herkömmliche Lötverbindung gebildet wird. Am unteren Bauelement 2w braucht hierbei kein elektrisches Potential an- gelegt zu werden.
Zinnlepierungen für anodisches Bondinα
Die Tabelle 1 zeigt eine Auswahl von Zinn-Basisloten mit beilegierter aktivierender Metallkomponente wie sie für die Herstellung von Verbundobjekten verwendet werden können. Das Symbol %w steht nachfolgend für Gewichtsprozente.
Tabelle 1 : Zinnbasislote
Figure imgf000019_0001
Die Optimierung dieser Lote auf eine spezifische Anwendung verlangt es zuweilen, dass durch Veränderung der Beilegierungskomponenten (z.B. Cu, Ag, Zn) die Mikrostruktur des Metallgefüges und somit die mechanischen Eigenschaften verändert werden. Die Wirkung der zulegierten aktivierenden Komponenten (z.B. Li, Mg, AI, Ga) sollte hierdurch nicht betroffen sein.
Herstellung einer Verbundscheibe
Ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe ist in der Fig. 8 erläutert.
Floatglasscheiben mit einer Dicke von 6 mm werden erst mit einer Seifenlösung dann mit Wasser gereinigt und anschliessend mit Isopropanol gespült und getrocknet. Restliche Kohlenstoffverunreinigungen auf der Oberfläche werden mittels UV/Ozonreinigung entfernt. Die Gläser gelangen unmittelbar anschliessend über ein Schleusensystem in eine Vorvakuumkammer, wo sie bei einem Kammerdruck von ca. 0.1 mbar auf etwa 200°C aufgeheizt werden. Von da aus wer- den die Scheiben über eine weitere Schleuse in die Hochvakuumkammer (HVK) gebracht, wo ein Untergrunddruck von 10"6 bis 10"7 mbar herrscht. Hier werden die Scheiben weiter auf eine Temperatur zwischen 25O0C und 3000C aufgeheizt. Zu diesem Zeitpunkt liegen die beiden Gläser direkt übereinander in einem Abstand von ca. 20 cm. Auf die untere Hälfte wird das Gettermaterial sowie eine Anordnung von Abstandshaltern aufgebracht, welche den am Ende resultierenden Zwischenraum zwischen den Scheiben (typischerweise 250 μm) definieren. Wenn die gewünschte Temperatur erreicht ist und die Druckanzeige in der Kammer <7 -10"5mbar anzeigt, werden die beiden Scheiben aufeinander abgesenkt bis die obere Scheibe auf den Abstandshaltern grossflächig aufliegt. Nun wird die gewählte Lotverbindung (beispielsweise SnAI0.6%w) im flüssigen Zustand mittels einer rundherumfahrenden Spritzdüse in den Zwischenraum eingespritzt, sodass ein durchgehend zusammenhängender, ca 1 cm breiter Lotrahmen gebildet wird, welcher immer noch flüssig ist, da die Glastemperatur oberhalb des Erstarrungspunktes des Lots liegt. Nun wird der anodische Bondingpro- zess durchgeführt: Während 90 Sekunden wird eine positive Spannung von 1'800 V bezogen auf die sich auf der gegenüberliegenden Seite beider Glasplat- ten befindlichen Masseelektroden an den Flüssigmetalllotrahmen angelegt. Dabei wird eine typische Stromdichte von 0.6 mA/cm2 bei 3000C erreicht. Das so hergestellte Verbundobjekt wird bis unter den Verfestigungspunkt des Lots von 228°C abgekühlt und über ein Schleusensystem zuerst in eine Feinvakuum- kammer und dann in die Umgebung ausgeschleust. Somit wird ein dichtes Glasverbundobjekt (Vakuumglas) erhalten, welches eine Innendruck < 10"4 mbar, minimale Kohlenstoffkontamination sowie ein Gettermaterial aufweist.
MEMS In der Halbleiterindustrie werden so genannte "Co-fired" keramische Gehäuse zur Verpackung von Halbleitern und insbesondere von mikroelektromechani- schen Systemen (MEMS) verwendet. Ein solches Gehäuse wird oft aus mehreren Schichten durch Laminieren eines keramischen Materials im grünen, unge- feueάen Zustand hergestellt. Die Bezeichnungsweise der Verpackung weist auf das hermetische Versiegeln der elektronischen oder MEMS Komponente im Gehäuse.
Ein Gehäuse für Halbleiter aus einer oxidischen Keramik mit mindestens 1%m0ι Gehalt an Na+ oder Li+ wird mittels UV/Ozonreinigung von Kohlenstoffverbindun- gen weitgehend gesäubert und dessen Oberseite O ganz knapp in ein Bad von flüssigem SnAgMgCu 4.0; 3.0; 0.5 %w Lot getaucht, sodass nur gerade am Rand auf der Oberseite ein "Rahmen" diese Lotes von circa 150 μm Dicke haften bleibt. In das Gehäuse wird ein MEMS Beschleunigungssensor eingelassen und mittels Epoxyharz auf dessen Boden festgeklebt. Anschliessend werden die ein- zelnen elektrischen Anschlüsse durch herkömmliches Drahtlöten (engl, "wire bonding") ausgeführt. Nun wird ein passender Deckel für das Gehäuse aus demselben keramischen Material (oder aus einem optisch durchlässigen, alkalireichen Glas wie z.B. Floatglas, falls optische Elektronik oder MEMS verpackt werden sollen) aufgelegt und die Anordnung zwischen zwei Elektroden auf Erd- potential eingeklemmt und auf 24O0C aufgeheizt wobei das Lot schmilzt. Nun wird das Lot mit einer elektrisch leitenden Spitze kontaktiert und durch Anlegen einer Gleichspannung auf ein elektrisches Potential von +400V gegenüber Erde gebracht. Nach 5 Minuten wird die Spannung ausgeschaltet und das durch anodisches Bonding hergestellte Verbundobjekt ausgekühlt.
CIGS (Popper Indium Gallium diSelenide) Solarzelle
Ein 0.6 m x 1.2 m Solarzellenpaneel aus 72 einzelnen CIGS Zellen wird auf einem 3 mm dicken Substratträger aus Floatglas hergestellt. Zuerst werden mittels Lithographie die Molybdän Elektroden (ca 9 cm x 9 cm) sowie deren Anschlusskontakte mittels eines Sputterprozesses (zuerst 50 nm Cr, gefolgt von 500 nm Mo) auf das Glassubstrat aufgebracht. Danach wird die photoaktive Cu(In, Ga)Sβ2 Schicht in der gewünschten Stöchiometrie und Dicke (1 bis 2 μm) durch CVD-Coevaporation mit einer zweiten Maske aufgebracht, gefolgt von einem 50 nm dünnen Film aus Cadmiumsulfid CdS. Zum Schluss wird mittels einer weiteren Maske eine leitfähige, transparente Oxidschicht aus dotiertem ZnO durch Sputtering bedeckt. Diese letzte Maske wird so gewählt, dass durch eine örtliche Versetzung zur hervorstehenden unteren Mo-Leiterschicht eine Serienschaltung aller 72 einzelnen Zellen ereicht wird. Der elektrische Anschluss an das gesamte Paneel an die erste und letzte Zelle wird nun mittels zweier 2 cm breiter, ca. 150 μm dicker AI-Leiterstreifen ausgeführt, welche mit einer 20 μm dicken Siθ2 sowie einer 50/200 nm Cr/Ni Schicht isoliert sind. Das fertige Solarzellenpaneel wird danach durch eines der hier beschriebenen anodischen Bondingverfahren hermetisch versiegelt.
Zu diesem Zweck wird ein ungefähr 2 cm breiter Streifen am Rand des Paneels selbst sowie auf der Unterseite der zweiten, ebenfalls aus 3 mm starkem Floatglas bestehenden Abdeckscheibe, mittels Plasmasputtering gereinigt. Nun werden die elektrischen Zuleitungen seitlich herausgeführt. Danach werden die beiden Hälften in einer Stickstoffatmosphäre auf 27O0C aufgeheizt und auf einen Abstand von 0.5 mm gebracht. Nun wird das SnLi0.01 %w Lot mittels einer Düse von der Seite her eingetragen und zwar so, dass sich ein gleichmassiger lückenloser, ca 1 cm breiter Rahmen über den gesamten Umfang ausbildet welcher zudem die seitlich durchgeführten elektrischen Anschlüsse hermetisch ein- schliesst bzw. abschliesst. Durch Anlegen einer Spannung von +1000 V gegenüber den rahmenförmigen Gegenelektroden, welche sich auf der jeweils gegenüberliegenden Seite sowie demselben Temperaturniveau des Glases befinden, wird der anodische Bondingvorgang eingeleitet. Nach 8 Minuten wird die Spannungsversorgung ausgeschaltet und das Solarpaneel-Verbundobjekt ausgekühlt. Das fertige Produkt ist somit hermetisch versiegelt. Mit demselben Verfahren können auch andere Typen von Solarzellen eingeschweisst werden wie z.B. Polymer, Si oder auch Grätzel-Zellen mit organischem "ionic liquid" Elektrolyten, wobei letzterer nachträglich eingefüllt werden muss.
OLED-Anzeigen
OLEDs (Organic Light Emitting Devices) sind preiswerte Alternativen zu konventionellen lichtemittierenden Halbleiterelementen. Aufgrund des Aufbaus aus or- ganischen Komponenten und der hohen spezifischen Oberfläche sind OLEDs extrem oxidationsempfindlich. Diese Anwendung beschreibt die hermetische Verpackung einer OLED-Anzeige in einer Schutzgasatmosphäre, was zu einem kompletten Ausschluss von Sauerstoff und somit zu einer erhöhten Lebensdauer führt.
Eine 5cm * 9cm OLED-Anzeige wird auf einem 0.25 mm dicken n-Typ halbleitenden Siliziumwafer, auf welchem zuvor durch Sauerstoffplasmabehandlung eine SiO2 Isolatorschicht ausgebildet wurde, durch Aufbringen einer transparenten Anodenanordnung aus ITO (Indium-Zinnoxid) mittels Lithographie, Rotati- onsbeschichtung ("Spincoating") der organischen Schichten sowie Aufdampfen der Kathodenanordnung (erneut lithographisch aus ITO) hergestellt. Als letzter Vorbereitungsschritt wird eine umlaufender, cirka 1 cm breiter Streifen am Rande des Si Wafers durch Aufdampfen von 100 nm Ti gefolgt von 10 μm Ni mittels Maske als lötbare Unterlage aufgebracht. Eine 1 mm dicke Floatglasscheibe wird nun bis auf einen Abstand von 200 μm auf die fertige OLED-Anordnung herabgelassen. In einer Schutzgasatmosphäre wird ein ca. 2 cm breiter Streifen am Rand des zu verbindenden Objekts lokal auf Ober- und Unterseite mittels zweier beheizter Metallrahmen auf ca. 2700C aufgeheizt und flüssiges SnAILi 0.4;0.2%w Lot seitlich über ein Düsensystem eingetragen, sodass ein rundherum zusammenhängender Rahmen entsteht. Nun wird das Lot auf ein elektrisches Potential von +500V gegenüber der an der Glasseite anliegenden beheizten Metallektrode gebracht und während 4 Minuten gehalten. Die Spannungsquelle wird nun ausgeschaltet sowie die beheizten Metallrahmen entfernt und das fertige verpackte OLED-Display ausgekühlt.
Weitere Bemerkungen
Die beim anodischen Bonding ablaufende elektrochemische Reaktion bewirkt auf der Kathodenseite die Ausbildung von alkalischen Verbindungen wie etwa Natronlauge (NaOH) im Gefüge des ionenleitenden Materials. Obwohl nur Spuren dieser Stoffe entstehen, können diese als Nachweis einer anodischen Reak- tion eingesetzt werden. Im Falle einer Verbundscheibe wird beispielsweise auf der gegenüberliegenden Seite des Metallrahmens auf der Glasrückseite ein feuchtes Lackmuspapier die Gegenwart von basischen Komponenten durch blau-violette Verfärbung anzeigen. Diese Verfärbung tritt an anderen Stellen am Glas nicht auf.
Eine zweite und bei weitem aussagekräftigere Nachweismethode des anodischen Bondings ist die Analyse von Schliffproben durch Elektronenmikroskopie und energiedispersive Spektroskopie (EDS). Hierzu wird ein ca 1cm * 1cm grosser Ausschnitt des Verbindungsbereichs (Glas/Lot/Glas) in Epoxy eingebettet, plan geschliffen, poliert und am Ende mit einigen nm Kohlenstoff beschichtet. Nun wird der Querschnitt mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) und EDS inspiziert. Die Gegenwart von Anreicherungs- und Verarmungszonen in unmittelbarer Nähe der Grenzflächen (ca. 10μm) ist der eindeutige Beweis, dass anodisches Bonding eingesetzt wurde.

Claims

Patentansorüche
1. Verbundobjekt, umfassend zwei Bauelemente (2a, 2b), die in einem dazwischen befindlichen Verbindungsbereich (6) über eine Lotbrücke (4) medi- umdicht miteinander verbunden sind, wobei zumindest eines der Bauelemente zumindest auf der dem Verbindungsbereich zugewandten Seite eine aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material gebildete Aussenschicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotbrücke aus einer niedrig schmelzenden Zinnlegierung mit einem Gewichtsan- teil von mindestens 65%w Zinn und einem Schmelzpunkt von höchstens
35O0C gebildet ist, welche mindestens ein aktivierendes Metall als Legierungsbestandteil enthält, wobei die Lotbrücke mit jedem der Bauelemente, dessen dem Verbindungsbereich zugewandte Aussenschicht aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material gebildet ist, durch anodisches Bonding (AB) verbunden ist.
2. Verbundobjekt nach Anspruch 1 , wobei das aktivierende Metall ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Beryllium, Magnesium, Kalzium, Lithium, Natrium, Kalium, Silizium, Germanium, Gallium und Indium.
3. Verbundobjekt nach Anspruch 1 , wobei das aktivierende Metall ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Beryllium, Magnesium, Lithium, Natrium, Gallium und Indium.
4. Verbundobjekt nach Anspruch 1 , wobei das aktivierende Metall Aluminium, Lithium oder Beryllium, insbesondere Aluminium ist.
5. Verbundobjekt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Lotbrücke umlaufend ausgebildet ist, um einen mediumdicht abgeschlossenen Innen- räum zwischen den beiden Bauelementen zu definieren.
6. Verbundobjekt nach Anspruch 5, wobei der Abstand zwischen den beiden Bauelementen im Verbindungsbereich ungefähr 5 bis 500 μm beträgt.
7. Verbundobjekt nach Anspruch 5 oder 6, wobei die beiden Bauelemente als Glasscheiben ausgebildet sind.
8. Verbundobjekt nach Anspruch 7, wobei der mediumdicht abgeschlossene Innenraum unter Hochvakuum steht, zur Verwendung als hochisolierende Verbundscheibe.
9. Verbundobjekt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die beiden Bauelemente als Glas- und / oder Keramikplättchen ausgebildet sind, zur Verwendung als Verpackung für ein mikroelektromechanisches oder mikroelektronisches Bauteil.
10. Verfahren zur Herstellung eines Verbundobjekts nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend die Schritte:
entweder:
a1) Aufheizen der beiden Bauelemente (2a, 2b) auf eine Temperatur o- berhalb der Schmelztemperatur der für die Lotbrücke vorgesehenen Zinnlegierung, wobei eines der Bauelemente (2a) zuvor mit einer entsprechend dem mediumdicht zu verbindenden Verbindungsbereich zugeschnittenen Lage (4) der Zinnlegierung belegt wurde;
a2) Zusammenbringen der beiden Bauelemente (2a, 2b) derart, dass dazwischen der Verbindungsbereich (6) mit darin befindlicher Zinnlegierung ausgebildet wird; a3) Bildung der Lotbrücke durch anodisches Bonding im flüssigen Zustand, indem die im Verbindungsbereich (6) befindliche Zinnlegierung (4) mit einer positiven Spannung von ungefähr 300 bis 21OOO V gegenüber jedem der Bauelemente (2a, 2b) beaufschlagt wird, dessen dem Verbindungsbereich zugewandte Aussenschicht aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material gebildet ist;
oder:
b1) Aufheizen der beiden Bauelemente (2a, 2b) auf eine Temperatur o- berhalb der Schmelztemperatur der für die Lotbrücke vorgesehenen Zinnlegierung;
b2) Zusammenbringen der beiden Bauelemente (2a, 2b) derart, dass da- zwischen ein mit der Lotbrücke mediumdicht zu verbindender Verbindungsbereich (6) freigelassen wird;
b3) Eintragen der Zinnlegierung (4) in flüssigem Zustand derart, dass der Verbindungsbereich (6) damit aufgefüllt wird;
b4) Bildung der Lotbrücke durch anodisches Bonding im flüssigen Zustand, indem die im Verbindungsbereich befindliche Zinnlegierung (4) mit einer positiven Spannung von 300 bis 21OOO V gegenüber jedem der Bauelemente (2a, 2b) beaufschlagt wird, dessen dem Verbin- dungsbereich zugewandte Aussenschicht aus einem oxidischen, bei erhöhter Temperatur ionenleitenden Material gebildet ist;
wobei die besagte Zinnlegierung einen Gewichtsanteil von mindestens 65%w Zinn und einen Schmelzpunkt von höchstens 35O0C aufweist und mindestens ein aktivierendes Metall als Legierungsbestandteil enthält.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei man die Bauelemente vor oder während des Schrittes a1) beziehungsweise b1) einem Reinigungsprozess unterzieht.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , wobei der Schritt a2) beziehungsweise b2) das Einlegen von mindestens einem Abstandshalter zwischen die beiden Bauelemente umfasst.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei man die Schritte a1) bis a3), beziehungsweise die Schritte b1) bis b4) unter Vakuum durchführt.
14. Verfahren nach Anspruch 13 wobei die Zinnlegierung zur Verbesserung des Benetzungsverhaltens ein Oxid des mindestens einen aktivierenden Metalls enthält.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, zur Herstellung eines Verbundobjekts nach Anspruch 8, wobei man vor dem anodischen Bonding ein Get- termaterial in den vom Verbindungsbereich umschlossenen Bereich zwischen den beiden Glasscheiben auslegt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102332486A (zh) * 2011-04-13 2012-01-25 东旭集团有限公司 一种太阳能电池组件中基板玻璃与背板玻璃的封装工艺
WO2012078541A3 (en) * 2010-12-08 2012-09-27 Corning Incorporated Methods for anodic bonding material layers to one another and resultant apparatus

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103130180B (zh) * 2011-12-02 2015-10-28 中国科学院微电子研究所 一种晶圆级阳极键合方法
JP5870735B2 (ja) * 2012-02-16 2016-03-01 日本電気硝子株式会社 ガラス材接合体の製造方法及び金属膜付ガラス材の製造方法
JP6518264B2 (ja) * 2014-01-07 2019-05-22 カルティエ インターナショナル アクチェンゲゼルシャフト 時計ケースにガラスを取り付けるための方法
PL3691891T3 (pl) * 2017-10-04 2024-05-13 Saint-Gobain Glass France Sposób wytwarzania szkła laminowanego o elektrycznie sterowanych właściwościach optycznych
KR102403020B1 (ko) * 2017-11-10 2022-05-26 니혼 이타가라스 가부시키가이샤 글라스 패널의 제조 방법 및 글라스 패널
US10490682B2 (en) 2018-03-14 2019-11-26 National Mechanical Group Corp. Frame-less encapsulated photo-voltaic solar panel supporting solar cell modules encapsulated within multiple layers of optically-transparent epoxy-resin materials
CN108328912B (zh) * 2018-04-08 2020-01-31 武汉理工大学 一种用于真空玻璃封接的阳极键合方法及装置
CN108298822B (zh) * 2018-04-08 2020-08-04 武汉理工大学 一种真空玻璃封接用低熔点玻璃粉及其阳极键合增强封装方法
CN110864193B (zh) * 2018-08-27 2021-02-12 广州力及热管理科技有限公司 薄型真空隔热片的制作方法
CN109437601A (zh) * 2018-12-21 2019-03-08 厦门祐尼三的新材料科技有限公司 一种具有夹层电路的3d玻璃及其制备方法和应用
CN110204223A (zh) * 2019-04-25 2019-09-06 厦门祐尼三的新材料科技有限公司 一种夹层玻璃及其制备方法
CN110685556B (zh) * 2019-10-08 2020-08-21 杭州丽博家居有限公司 一种可通电变色门板的制作方法
CN110642534A (zh) * 2019-11-06 2020-01-03 武汉理工大学 一种复合层封接结构的真空玻璃及其阳极键合封装方法
CN114855004A (zh) * 2022-03-24 2022-08-05 北京理工大学 一种高屈服强度Sn二元合金的制备方法
CN114436207B (zh) * 2022-04-01 2022-07-29 杭州海康微影传感科技有限公司 一种mems传感器及其制造方法、晶圆模组
CN115415624B (zh) * 2022-08-23 2024-05-28 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 钎焊密封方法、点焊结构和轨道车辆

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4393105A (en) * 1981-04-20 1983-07-12 Spire Corporation Method of fabricating a thermal pane window and product
EP1298102A1 (de) * 2000-11-30 2003-04-02 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Glasscheibe

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3470348A (en) * 1966-04-18 1969-09-30 Mallory & Co Inc P R Anodic bonding of liquid metals to insulators
JPS54129022A (en) * 1978-03-31 1979-10-06 Hitachi Ltd Production of container from plate glass
US5902652A (en) * 1993-06-30 1999-05-11 University Of Sydney Methods of construction of evacuated glazing
AUPM888994A0 (en) * 1994-10-19 1994-11-10 University Of Sydney, The Design improvement to vacuum glazing
KR100682561B1 (ko) * 1999-03-25 2007-02-15 닛폰 이타가라스 가부시키가이샤 유리 패널 및 그 제조 방법
US6444281B1 (en) * 1999-10-13 2002-09-03 Guardian Industries Corp. Vacuum IG window unit with spacers between first and second edge seals
EP1221526A1 (de) * 2001-01-09 2002-07-10 Emil BÄCHLI Verfahren zur Herstellung von wärmeisolierenden Bau- und/oder Lichtelementen sowie Einrichtung zur Durchführung desselben
US6939778B2 (en) * 2002-04-18 2005-09-06 The Regents Of The University Of Michigan Method of joining an insulator element to a substrate
WO2006121954A2 (en) * 2005-05-06 2006-11-16 Stark David H Insulated glazing units and methods
US20070034676A1 (en) * 2005-08-11 2007-02-15 Honeywell International Inc. Electric field assisted solder bonding
US20070166554A1 (en) * 2006-01-18 2007-07-19 Ruchert Brian D Thermal interconnect and interface systems, methods of production and uses thereof
US20080023665A1 (en) * 2006-07-25 2008-01-31 Weiser Martin W Thermal interconnect and interface materials, methods of production and uses thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4393105A (en) * 1981-04-20 1983-07-12 Spire Corporation Method of fabricating a thermal pane window and product
EP1298102A1 (de) * 2000-11-30 2003-04-02 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Glasscheibe

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012078541A3 (en) * 2010-12-08 2012-09-27 Corning Incorporated Methods for anodic bonding material layers to one another and resultant apparatus
CN102332486A (zh) * 2011-04-13 2012-01-25 东旭集团有限公司 一种太阳能电池组件中基板玻璃与背板玻璃的封装工艺

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