Анодная сварка кремния со стеклом

Анодная сварка кремния со стеклом широко используется в производстве МЭМС (микроэлектромеханические системы), оптических приборов, устройств микрофлюидики.

Рис. 1 Принципиальная схема процесса анодной сварки

Механизм анодной сварки основан на электрохимических реакциях, происходящих между поверхностями стекла и кремния при повышенной температуре и воздействии электрического поля (рис. 1). Основная часть этих реакций вызвана окислением кремния ионами кислорода O2—, отделёнными от ионов щелочных металлов Na+, K+ внешним электрическим полем. Температура процесса обычно поддерживается в диапазоне 200-400°С, а электрическое напряжение — 200-2000 В.

Класс устройств, создание которых возможно с использованием анодной сварки, а также эксплуатационные характеристики данных устройств, в первую очередь, определяются физико-химическими свойствами стёкол, используемых в процессе. В меньшей степени процесс зависит от параметров кремниевых пластин. Требования к компонентам для анодной сварки представлены в таблице 1.

Перечисленным критериям удовлетворяет стекло марки Borofloat33 производства фирмы SCHOTT. Свойства стекла Borofloat33 также показаны в таблице 1. Оптические характеристики стекла представлены здесь.

 п.ПараметрТребования на детали
для анодной сварки		Характеристики стекла
марки Borofloat33
1Шероховатость поверхности≤ 2,0 нм< 1,5 нм
2Изгиб и коробление пластины≤ 30 мкм при Ø 100-150 мм
≤ 50 мкм при Ø 200-300 мм		≤ 30 мкм при Ø 150 мм
≤ 40 мкм при Ø 200 мм
≤ 50 мкм при Ø 300 мм
3Химический состав2-4 % Na+ или К+,
 
минимальное количество
стойких инертных оксидов (Al2O3)		SiO2 – 81 %
B2O3 – 13 %
Na2O/K2O – 4 %
Al2O3 – 2 %
4Коэффициент теплового расширения (КТР)близок к КТР кремния3,25·10-6 К-1
Таблица. 1 Требования к компонентам для анодной сварки.

Наше предприятие изготавливает детали из стекла Borofloat33 по чертежам и ТЗ заказчика для задачи анодной сварки и других применений.

Есть вопросы?

    • Наш адрес
      249025, Калужская обл., г. Обнинск,
      ул. Университетская, д. 2, офис 323
    • Телефон
      8 (906) 642 - 97 - 46
    • E-mail
      sk@opfit.ru