JPH08244155A - 固相接合法 - Google Patents
固相接合法Info
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- JPH08244155A JPH08244155A JP8086795A JP8086795A JPH08244155A JP H08244155 A JPH08244155 A JP H08244155A JP 8086795 A JP8086795 A JP 8086795A JP 8086795 A JP8086795 A JP 8086795A JP H08244155 A JPH08244155 A JP H08244155A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡便な方法で、精度良く固体（固相）間の接
合を行う固相接合方を提供すること。 【構成】 少なくとも２つの部材を接合する方法であっ
て、少なくとも一方の部材の接合面に両親媒性脂肪族高
分子材料の単分子膜或は単分子累積膜を形成する過程
（Ａ）と、前記接合面を介して前記２つの部材を互いに
密着させる過程（Ｂ）と、前記接合面に電界を印加する
過程（Ｃ）とを有することを特徴とする固相接合法、上
記工程に加えて前記接合面を加熱する過程（Ｄ）とを有
することを特徴とする固相接合法、更に前記接合面にレ
−ザ光を照射する過程（Ｅ）とを有することを特徴とす
る固相接合法。
合を行う固相接合方を提供すること。 【構成】 少なくとも２つの部材を接合する方法であっ
て、少なくとも一方の部材の接合面に両親媒性脂肪族高
分子材料の単分子膜或は単分子累積膜を形成する過程
（Ａ）と、前記接合面を介して前記２つの部材を互いに
密着させる過程（Ｂ）と、前記接合面に電界を印加する
過程（Ｃ）とを有することを特徴とする固相接合法、上
記工程に加えて前記接合面を加熱する過程（Ｄ）とを有
することを特徴とする固相接合法、更に前記接合面にレ
−ザ光を照射する過程（Ｅ）とを有することを特徴とす
る固相接合法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固相接合法に関し、更に
詳しくは、とりわけ、接合面に絶縁性の単分子膜、又は
単分子累積膜を適用して固体（固相）同士を接合する固
相接合法に関する。
詳しくは、とりわけ、接合面に絶縁性の単分子膜、又は
単分子累積膜を適用して固体（固相）同士を接合する固
相接合法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、固相接合は、通常、特開昭５６−
５３８８６号公報等に記載されている様に、接合面を超
高真空中でイオン衝撃等の手段で清浄化し、その後吸着
による汚れが生ずる前に接着面同士を互いにつき合わせ
ることによって接着面間隔を原子間距離にまで到らしめ
る様にして行われている。
５３８８６号公報等に記載されている様に、接合面を超
高真空中でイオン衝撃等の手段で清浄化し、その後吸着
による汚れが生ずる前に接着面同士を互いにつき合わせ
ることによって接着面間隔を原子間距離にまで到らしめ
る様にして行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例では、超高真空（雰囲気）中での接合面の清浄
化、及び接合操作が必要である為に、下記の様な不都合
が認められた。 （１）超高真空雰囲気を形成する為の装置構成が大がか
りになる。 （２）超高真空雰囲気下での接合面のアライメント操作
が困難である。 （３）接着の精度がさほど良好でない。 従って、本発明の目的は、かかる従来例に見られた不都
合を解消して、簡便な方法で、精度良く固体（固相）間
の接合を行う固相接合方を提供することにある。
記従来例では、超高真空（雰囲気）中での接合面の清浄
化、及び接合操作が必要である為に、下記の様な不都合
が認められた。 （１）超高真空雰囲気を形成する為の装置構成が大がか
りになる。 （２）超高真空雰囲気下での接合面のアライメント操作
が困難である。 （３）接着の精度がさほど良好でない。 従って、本発明の目的は、かかる従来例に見られた不都
合を解消して、簡便な方法で、精度良く固体（固相）間
の接合を行う固相接合方を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決する為の手段】上記目的は以下の本発明に
よって達成される。即ち、本発明は、第１に、少なくと
も２つの部材を接合する方法であって、少なくとも一方
の部材の接合面に両親媒性脂肪族高分子材料の単分子膜
或は単分子累積膜を形成する過程（Ａ）と、前記接合面
を介して前記２つの部材を互いに密着させる過程（Ｂ）
と、前記接合面に電界を印加する過程（Ｃ）とを有する
ことを特徴とする固相接合法、上記工程に加えて前記接
合面を加熱する過程（Ｄ）とを有することを特徴とする
固相接合法、更に前記接合面にレ−ザ光を照射する過程
（Ｅ）とを有することを特徴とする固相接合法である。
尚、上記本発明において、過程（Ｃ）と（Ｄ）、或は過
程（Ｃ）と（Ｅ）は夫々順次に実行してもよいし、略同
時に実行してもよい。
よって達成される。即ち、本発明は、第１に、少なくと
も２つの部材を接合する方法であって、少なくとも一方
の部材の接合面に両親媒性脂肪族高分子材料の単分子膜
或は単分子累積膜を形成する過程（Ａ）と、前記接合面
を介して前記２つの部材を互いに密着させる過程（Ｂ）
と、前記接合面に電界を印加する過程（Ｃ）とを有する
ことを特徴とする固相接合法、上記工程に加えて前記接
合面を加熱する過程（Ｄ）とを有することを特徴とする
固相接合法、更に前記接合面にレ−ザ光を照射する過程
（Ｅ）とを有することを特徴とする固相接合法である。
尚、上記本発明において、過程（Ｃ）と（Ｄ）、或は過
程（Ｃ）と（Ｅ）は夫々順次に実行してもよいし、略同
時に実行してもよい。
【０００５】
【作用】少なくとも２つの部材の少なくとも一方の部材
の接合面に両親媒性脂肪族高分子材料の単分子膜或は単
分子累積膜を形成して、両部材を接合させることによっ
て、簡便な方法で精度良く少なくとも２種の部材の接合
を行うことが出来る。
の接合面に両親媒性脂肪族高分子材料の単分子膜或は単
分子累積膜を形成して、両部材を接合させることによっ
て、簡便な方法で精度良く少なくとも２種の部材の接合
を行うことが出来る。
【０００６】
【好ましい実施態様】次に好ましい実施態様を挙げて本
発明を更に詳細に説明する。本発明の接合方法が適用さ
れる部材の例としては、例えば、半導体／半導体、半導
体／ガラス、半導体／メタル、ガラス／メタル、ガラス
／ガラス、メタル／メタルの接着等が挙げられ、特に本
発明の接合方法は、接着代が少なく、寸法精度が高く、
低温で接着を可能とする様なマイクロ・マシン等の部材
の接合に適している。
発明を更に詳細に説明する。本発明の接合方法が適用さ
れる部材の例としては、例えば、半導体／半導体、半導
体／ガラス、半導体／メタル、ガラス／メタル、ガラス
／ガラス、メタル／メタルの接着等が挙げられ、特に本
発明の接合方法は、接着代が少なく、寸法精度が高く、
低温で接着を可能とする様なマイクロ・マシン等の部材
の接合に適している。
【０００７】本発明の固相接合法に使用する両親媒性脂
肪族高分子材料とは、親水基と疎水基を有し、直鎖脂肪
酸を主鎖とする高分子材料であり、例えば、ポリメチル
メタクリレ−ト（ＰＭＭＡ）、ポリイソブチルメタクリ
レ−ト（ＰＩＢＭ）等のメタクリル酸ポリマ−やポリ乳
酸等が用いられる。これら両親媒性脂肪族高分子材料は
ラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ法）により、単分
子膜或は単分子累積膜として接合部材の表面に形成する
ことが出来る
肪族高分子材料とは、親水基と疎水基を有し、直鎖脂肪
酸を主鎖とする高分子材料であり、例えば、ポリメチル
メタクリレ−ト（ＰＭＭＡ）、ポリイソブチルメタクリ
レ−ト（ＰＩＢＭ）等のメタクリル酸ポリマ−やポリ乳
酸等が用いられる。これら両親媒性脂肪族高分子材料は
ラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ法）により、単分
子膜或は単分子累積膜として接合部材の表面に形成する
ことが出来る
【０００８】本発明の固相接合法に用いる両親媒性脂肪
族高分子材料の単分子膜或は単分子累積膜は１層の厚み
が極めて薄い（例えば、ＰＩＢＭでは１層が約１ｎｍ）
ので、接着層の厚みによる接合物の寸法誤差を殆ど考慮
する必要はない。従って、微小な加速度センサや圧力セ
ンサ等の微小な電極間の静電容量を検出するセンサの製
造に極めて有効な接合法である。又、本発明の固相接合
法は、接合温度が低いという特徴もあり、接合時に発生
する部材の歪が小さく、いろいろな材料に幅広く適用す
ることが出来るというメリットがある。
族高分子材料の単分子膜或は単分子累積膜は１層の厚み
が極めて薄い（例えば、ＰＩＢＭでは１層が約１ｎｍ）
ので、接着層の厚みによる接合物の寸法誤差を殆ど考慮
する必要はない。従って、微小な加速度センサや圧力セ
ンサ等の微小な電極間の静電容量を検出するセンサの製
造に極めて有効な接合法である。又、本発明の固相接合
法は、接合温度が低いという特徴もあり、接合時に発生
する部材の歪が小さく、いろいろな材料に幅広く適用す
ることが出来るというメリットがある。
【０００９】本発明の固相接合法によれば、接合される
部材の表面に疎水化処理を施し、ＬＢ法により両親媒性
脂肪族高分子材料を単分子膜或は単分子累積膜として部
材表面に形成する。部材表面が親水性である場合には、
親水面に形成可能なＬＢ膜を堆積した後、両親媒性脂肪
族高分子材料からなる膜をその上に形成することが出来
る。両親媒性脂肪族高分子材料からなる膜の形成は、接
合される一方の部材の接合面のみでもよいし、双方の部
材の接合面に形成してもよい。両親媒性脂肪族高分子材
料からなる膜が形成された少なくとも２つの部材の接合
面を対向させた後、位置決めを行い、軽く圧着させ仮接
合させる。即ち、接合部材表面の親水基或は疎水基同士
を結合させ、後の工程でのずれを防止することが出来
る。仮接合過程は空気中でもよいが、減圧雰囲気で実施
することにより接合界面の気泡発生を減少させることが
出来る。又、用途によっては特定のガス雰囲気中で仮接
合を行うことも本発明では容易である。
部材の表面に疎水化処理を施し、ＬＢ法により両親媒性
脂肪族高分子材料を単分子膜或は単分子累積膜として部
材表面に形成する。部材表面が親水性である場合には、
親水面に形成可能なＬＢ膜を堆積した後、両親媒性脂肪
族高分子材料からなる膜をその上に形成することが出来
る。両親媒性脂肪族高分子材料からなる膜の形成は、接
合される一方の部材の接合面のみでもよいし、双方の部
材の接合面に形成してもよい。両親媒性脂肪族高分子材
料からなる膜が形成された少なくとも２つの部材の接合
面を対向させた後、位置決めを行い、軽く圧着させ仮接
合させる。即ち、接合部材表面の親水基或は疎水基同士
を結合させ、後の工程でのずれを防止することが出来
る。仮接合過程は空気中でもよいが、減圧雰囲気で実施
することにより接合界面の気泡発生を減少させることが
出来る。又、用途によっては特定のガス雰囲気中で仮接
合を行うことも本発明では容易である。
【００１０】次に図１に示す様に、仮接合した２つの部
材の接合面に電圧を印加する。接合界面に形成された両
親媒性脂肪族高分子材料からなる膜により２つの部材間
には大きな電界が発生する。即ち、高分子膜の厚みが
ｄ、誘電率がεであり、印加電圧がＶのとき、２つの部
材間には下記（１）式で表せる力Ｆ（引力）が働く。 Ｆ＝（ε／２）（Ｖ／ｄ）2 ・・・ （１） ＬＢ法で形成した高分子膜の厚みは非常に小さいので僅
かな電圧でも大きな引力が２つの部材間に働く為に、仮
接合した部材は更に接近して強く接合する。
材の接合面に電圧を印加する。接合界面に形成された両
親媒性脂肪族高分子材料からなる膜により２つの部材間
には大きな電界が発生する。即ち、高分子膜の厚みが
ｄ、誘電率がεであり、印加電圧がＶのとき、２つの部
材間には下記（１）式で表せる力Ｆ（引力）が働く。 Ｆ＝（ε／２）（Ｖ／ｄ）2 ・・・ （１） ＬＢ法で形成した高分子膜の厚みは非常に小さいので僅
かな電圧でも大きな引力が２つの部材間に働く為に、仮
接合した部材は更に接近して強く接合する。
【００１１】本発明の接合方法によれば、常温において
も実用的に十分な接合強度が得られるが、接合した部材
を電気炉等で加熱したり、或はレ−ザ光を照射すること
により前記高分子材料を活性化し、未結合部を結合させ
ることにより結合強度を一層向上させることが出来る。
加熱温度は３００℃まででよく、高い温度を必要としな
い。又、加熱処理やレ−ザ光の照射は電圧印加中に実施
してもよい。
も実用的に十分な接合強度が得られるが、接合した部材
を電気炉等で加熱したり、或はレ−ザ光を照射すること
により前記高分子材料を活性化し、未結合部を結合させ
ることにより結合強度を一層向上させることが出来る。
加熱温度は３００℃まででよく、高い温度を必要としな
い。又、加熱処理やレ−ザ光の照射は電圧印加中に実施
してもよい。
【００１２】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。 実施例１ 図２及び図３は、本発明の第１の実施例を示し、本発明
の特徴を最も良く表す図面であり、同図において１はＳ
ｉ基板、２はＳｉ基板１に接着する為のＳｉ基板、４は
Ｓｉ基板２の表面に成膜したＬＢ膜、５はＬＢ膜４の上
に更に層状に累積したＬＢ膜、１３及び１４はＳｉ基板
２上のＬＢ膜４のそれぞれ親水基及び疎水基、１５及び
１６はＬＢ膜５のそれぞれ親水基及び疎水基、３１はＳ
ｉ基板１とＳｉ基板２との間に電界を発生させる為の電
源、３２は該電界をＯＮ−ＯＦＦする為のスイッチ、３
３はＳｉ基板１及び２、電源３１、そしてスイッチ３２
との間を電気的に連結する為のリ−ド線である。
明する。 実施例１ 図２及び図３は、本発明の第１の実施例を示し、本発明
の特徴を最も良く表す図面であり、同図において１はＳ
ｉ基板、２はＳｉ基板１に接着する為のＳｉ基板、４は
Ｓｉ基板２の表面に成膜したＬＢ膜、５はＬＢ膜４の上
に更に層状に累積したＬＢ膜、１３及び１４はＳｉ基板
２上のＬＢ膜４のそれぞれ親水基及び疎水基、１５及び
１６はＬＢ膜５のそれぞれ親水基及び疎水基、３１はＳ
ｉ基板１とＳｉ基板２との間に電界を発生させる為の電
源、３２は該電界をＯＮ−ＯＦＦする為のスイッチ、３
３はＳｉ基板１及び２、電源３１、そしてスイッチ３２
との間を電気的に連結する為のリ−ド線である。
【００１３】次に上記構成において、先ずＳｉ基板２の
表面にＬＢ膜４及び５を累積し、その後予め清浄化した
Ｓｉ基板１の接着面を、ＬＢ膜５の上に位置決めしなが
ら重ね合わせる。しかしながら、Ｓｉ基板１及び２の表
面は、原子レベルから見た場合、完全にフラットではな
く、且つ無数の凹凸からなっている為、或は波状のうね
りからなっている為に、Ｓｉ基板１とＳｉ基板２上のＬ
Ｂ膜５との間の接着は全面では生じない。従って接着強
度は十分ではない。
表面にＬＢ膜４及び５を累積し、その後予め清浄化した
Ｓｉ基板１の接着面を、ＬＢ膜５の上に位置決めしなが
ら重ね合わせる。しかしながら、Ｓｉ基板１及び２の表
面は、原子レベルから見た場合、完全にフラットではな
く、且つ無数の凹凸からなっている為、或は波状のうね
りからなっている為に、Ｓｉ基板１とＳｉ基板２上のＬ
Ｂ膜５との間の接着は全面では生じない。従って接着強
度は十分ではない。
【００１４】そこで、図３に示す様に、スイッチ３２を
ＯＮにし、電源３１によってＳｉ基板１及び２との間に
電界を印加する。該電界によってＳｉ基板１とＳｉ基板
２との間に静電引力が生ずる為に、該Ｓｉ基板１とＳｉ
基板２に成膜したＬＢ膜５との間は時間と共に次第に狭
くなり、全面にわたって原子間距離まで接近する。この
時点でスイッチ３２をＯＦＦにし、該静電引力を除去し
た場合においても、Ｓｉ基板１とＬＢ膜５とは分子間力
で結合性状態を保持することになり、結果としてＳｉ基
板１はＳｉ基板２にＬＢ膜４及び５を中間層として接着
したことになる。全面での接着を可能にする為に、該静
電引力を大きくする必要があるところから、極めて薄い
膜の成膜が簡便で、且つ高耐圧の薄膜が望ましい。
ＯＮにし、電源３１によってＳｉ基板１及び２との間に
電界を印加する。該電界によってＳｉ基板１とＳｉ基板
２との間に静電引力が生ずる為に、該Ｓｉ基板１とＳｉ
基板２に成膜したＬＢ膜５との間は時間と共に次第に狭
くなり、全面にわたって原子間距離まで接近する。この
時点でスイッチ３２をＯＦＦにし、該静電引力を除去し
た場合においても、Ｓｉ基板１とＬＢ膜５とは分子間力
で結合性状態を保持することになり、結果としてＳｉ基
板１はＳｉ基板２にＬＢ膜４及び５を中間層として接着
したことになる。全面での接着を可能にする為に、該静
電引力を大きくする必要があるところから、極めて薄い
膜の成膜が簡便で、且つ高耐圧の薄膜が望ましい。
【００１５】さて、本実施例の場合、中間層にＰＩＢＭ
（ポリイソブチルメタクリレ−ト）ＬＢ膜を累積し、室
温中で図３に示す様に電源３１を約２．５［Ｖ］で１０
分間印加したところ、Ｓｉ基板１及び２の間の接着が強
固に生じた。同様な実験において、Ｓｉ基板１及び２を
重ね合わせ後、加熱用ヒ−タ（図示なし）で加熱し、図
３に示す様に電源３１を約２．５［Ｖ］で１０分間印加
したところ、Ｓｉ基板１及び２の間の接着が強固に生じ
た。尚、Ｓｉ基板１及び２の疎水化処理は２％フッ酸水
で洗浄によって行ったものである。
（ポリイソブチルメタクリレ−ト）ＬＢ膜を累積し、室
温中で図３に示す様に電源３１を約２．５［Ｖ］で１０
分間印加したところ、Ｓｉ基板１及び２の間の接着が強
固に生じた。同様な実験において、Ｓｉ基板１及び２を
重ね合わせ後、加熱用ヒ−タ（図示なし）で加熱し、図
３に示す様に電源３１を約２．５［Ｖ］で１０分間印加
したところ、Ｓｉ基板１及び２の間の接着が強固に生じ
た。尚、Ｓｉ基板１及び２の疎水化処理は２％フッ酸水
で洗浄によって行ったものである。
【００１６】本実施例における接着サンプルの剪断破壊
応力は、図４に示す様に１２０［ｋｇ／ｃｍ2］以上で
あり、実用強度に匹敵するものであった。尚、前記ＰＩ
ＢＭ（ポリイソブチルメタクリレ−ト）ＬＢ膜の代わり
に、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレ−ト）ＬＢ膜をＳ
ｉ基板同士の接着中間層に用いた場合においても、実用
強度に匹敵するものであった。
応力は、図４に示す様に１２０［ｋｇ／ｃｍ2］以上で
あり、実用強度に匹敵するものであった。尚、前記ＰＩ
ＢＭ（ポリイソブチルメタクリレ−ト）ＬＢ膜の代わり
に、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレ−ト）ＬＢ膜をＳ
ｉ基板同士の接着中間層に用いた場合においても、実用
強度に匹敵するものであった。
【００１７】実施例２ 図５及び図６は、本発明の第２の実施例を示し、本発明
の特徴を最も良く表す図面であり、同図において１はＳ
ｉ基板、２はＳｉ基板１に接着する為のＳｉ基板、４は
Ｓｉ基板１の表面に成膜したＬＢ膜、５はＬＢ膜４の上
に更に層状に累積したＬＢ膜、６、７、８及び９はＳｉ
基板２の表面に層状に累積したＬＢ膜、１３及び１４は
Ｓｉ基板１上のＬＢ膜４のそれぞれ親水基及び疎水基、
１５及び１６はＬＢ膜５のそれぞれ親水基及び疎水基、
１７及び１８はＬＢ膜６のそれぞれ親水基及び疎水基、
１９及び２０はＬＢ膜７のそれぞれ親水基及び疎水基、
２１及び２２はＬＢ膜８のそれぞれ親水基及び疎水基、
２３及び２４はＬＢ膜９のそれぞれ親水基及び疎水基、
３１はＳｉ基板１とＳｉ基板２との間に電界を発生させ
る為の電源、３２は該電界をＯＮ、ＯＦＦする為のスイ
ッチ、３３はＳｉ基板１及び２、電源３１そしてスイッ
チ３２との間を電気的に連結する為のリ−ド線である。
の特徴を最も良く表す図面であり、同図において１はＳ
ｉ基板、２はＳｉ基板１に接着する為のＳｉ基板、４は
Ｓｉ基板１の表面に成膜したＬＢ膜、５はＬＢ膜４の上
に更に層状に累積したＬＢ膜、６、７、８及び９はＳｉ
基板２の表面に層状に累積したＬＢ膜、１３及び１４は
Ｓｉ基板１上のＬＢ膜４のそれぞれ親水基及び疎水基、
１５及び１６はＬＢ膜５のそれぞれ親水基及び疎水基、
１７及び１８はＬＢ膜６のそれぞれ親水基及び疎水基、
１９及び２０はＬＢ膜７のそれぞれ親水基及び疎水基、
２１及び２２はＬＢ膜８のそれぞれ親水基及び疎水基、
２３及び２４はＬＢ膜９のそれぞれ親水基及び疎水基、
３１はＳｉ基板１とＳｉ基板２との間に電界を発生させ
る為の電源、３２は該電界をＯＮ、ＯＦＦする為のスイ
ッチ、３３はＳｉ基板１及び２、電源３１そしてスイッ
チ３２との間を電気的に連結する為のリ−ド線である。
【００１８】次に上記構成において、先ずＳｉ基板１の
表面にＬＢ膜４及び５を累積し、且つ一方の相対向した
Ｓｉ基板２の表面にＬＢ膜６、７、８及び９を累積し、
その後ＬＢ膜５をＬＢ膜９の上に位置決めしながら重ね
合わせる。そして該Ｓｉ基板１側から接着面に炭酸ガス
レ−ザ光を照射（図示なし）しながら、電源３１によっ
てＳｉ基板１と２との間に７Ｖの電圧を印加し、該電界
によって生ずる静電引力によってＬＢ膜５とＬＢ膜９と
の間は原子間距離まで接近する。
表面にＬＢ膜４及び５を累積し、且つ一方の相対向した
Ｓｉ基板２の表面にＬＢ膜６、７、８及び９を累積し、
その後ＬＢ膜５をＬＢ膜９の上に位置決めしながら重ね
合わせる。そして該Ｓｉ基板１側から接着面に炭酸ガス
レ−ザ光を照射（図示なし）しながら、電源３１によっ
てＳｉ基板１と２との間に７Ｖの電圧を印加し、該電界
によって生ずる静電引力によってＬＢ膜５とＬＢ膜９と
の間は原子間距離まで接近する。
【００１９】本実施例においては、接着用のＳｉ基板の
表面粗度が大きい場合、６層（複数層）のＰＩＢＭ（ポ
リイソブチルメタクリレ−ト）ＬＢ累積膜を中間層とし
てＳｉ基板１及び２をお互いに接着することが可能であ
った。本接着サンプルの剪断破壊応力は１００［ｋｇ／
ｃｍ2］以上であり、実用強度に匹敵するものであっ
た。
表面粗度が大きい場合、６層（複数層）のＰＩＢＭ（ポ
リイソブチルメタクリレ−ト）ＬＢ累積膜を中間層とし
てＳｉ基板１及び２をお互いに接着することが可能であ
った。本接着サンプルの剪断破壊応力は１００［ｋｇ／
ｃｍ2］以上であり、実用強度に匹敵するものであっ
た。
【００２０】尚、前記ＰＩＢＭ（ポリイソブチルメタク
リレ−ト）ＬＢ膜の代わりに、ポリ乳酸（ポリラクティ
ック酸）ＬＢ膜をＳｉ基板同士に用いた場合において
も、実用強度に匹敵する強度を得た。尚、上記Ｓｉ基板
の代わりに導電性基板（例として、絶縁体表面に導電膜
を成膜した基板、或はイオン注入によって導体化した基
板）を用いた場合においても本発明の効果が同様に得ら
れる。尚、前記炭酸ガスレ−ザの代わりに、ＹＡＧレ−
ザ、エキシマレ−ザ（ｋｖ）、Ｈｅ−Ｃｄレ−ザ、Ｈｅ
−Ｎｅレ−ザを用いた場合においても本発明の効果が同
様に得られる。
リレ−ト）ＬＢ膜の代わりに、ポリ乳酸（ポリラクティ
ック酸）ＬＢ膜をＳｉ基板同士に用いた場合において
も、実用強度に匹敵する強度を得た。尚、上記Ｓｉ基板
の代わりに導電性基板（例として、絶縁体表面に導電膜
を成膜した基板、或はイオン注入によって導体化した基
板）を用いた場合においても本発明の効果が同様に得ら
れる。尚、前記炭酸ガスレ−ザの代わりに、ＹＡＧレ−
ザ、エキシマレ−ザ（ｋｖ）、Ｈｅ−Ｃｄレ−ザ、Ｈｅ
−Ｎｅレ−ザを用いた場合においても本発明の効果が同
様に得られる。
【００２１】実施例３ 図７及び図８は、本発明の第３の実施例を示し、本発明
の特徴を最も良く表す図であり、両図において、１はＳ
ｉ基板、２はＳｉ基板、３はＳｉ基板２の表面上に成膜
したＳｉ酸化膜、１０はＳｉ酸化膜３の表面に累積した
ＬＢ膜、１１及び１２はＬＢ膜１０の上に累積したＬＢ
膜、２５及び２６はＬＢ膜１０のそれぞれ親水基及び疎
水基、２７及び２８はＬＢ膜１１のそれぞれ親水基及び
疎水基、２９及び３０はＬＢ膜１２のそれぞれ親水基及
び疎水基、３１はＳｉ基板１とＳｉ基板２との間に電界
を印加する為の電源、３２は該電界をＯＮ、ＯＦＦする
為のスイッチ、３３はＳｉ基板１及び２、電源３１そし
てスイッチ３２との間を電気的に連結する為のリ−ド線
である。
の特徴を最も良く表す図であり、両図において、１はＳ
ｉ基板、２はＳｉ基板、３はＳｉ基板２の表面上に成膜
したＳｉ酸化膜、１０はＳｉ酸化膜３の表面に累積した
ＬＢ膜、１１及び１２はＬＢ膜１０の上に累積したＬＢ
膜、２５及び２６はＬＢ膜１０のそれぞれ親水基及び疎
水基、２７及び２８はＬＢ膜１１のそれぞれ親水基及び
疎水基、２９及び３０はＬＢ膜１２のそれぞれ親水基及
び疎水基、３１はＳｉ基板１とＳｉ基板２との間に電界
を印加する為の電源、３２は該電界をＯＮ、ＯＦＦする
為のスイッチ、３３はＳｉ基板１及び２、電源３１そし
てスイッチ３２との間を電気的に連結する為のリ−ド線
である。
【００２２】次に上記構成において、先ずＳｉ酸化膜３
の表面にＬＢ膜１０を成膜し、更に該ＬＢ膜１０の上に
ＬＢ膜１１及び１２を累積し、その後予め２％フッ酸水
を用いた洗浄により疎水化したＳｉ基板１の接着面をＬ
Ｂ膜１２の上に位置決めしながら重ね合わせる。更にそ
の後、電源３１によってＳｉ基板１とＳｉ基板２との間
に電界を印加し、該電界に生ずる静電引力によって、Ｓ
ｉ基板表面のＳｉ酸化膜３上のＬＢ膜１２とＳｉ基板１
との間で、全面にわたって原子間距離まで接近させる。
の表面にＬＢ膜１０を成膜し、更に該ＬＢ膜１０の上に
ＬＢ膜１１及び１２を累積し、その後予め２％フッ酸水
を用いた洗浄により疎水化したＳｉ基板１の接着面をＬ
Ｂ膜１２の上に位置決めしながら重ね合わせる。更にそ
の後、電源３１によってＳｉ基板１とＳｉ基板２との間
に電界を印加し、該電界に生ずる静電引力によって、Ｓ
ｉ基板表面のＳｉ酸化膜３上のＬＢ膜１２とＳｉ基板１
との間で、全面にわたって原子間距離まで接近させる。
【００２３】本実施例の場合、ＬＢ膜１０にオクタデシ
ルアミン（Ｃ18）（長鎖アルキルアミン）のＬＢ膜を、
ＬＢ膜１１及び１２にＰＩＢＭのＬＢ膜を用い、Ｓｉ基
板１及びＳｉ基板２との間に約５［Ｖ］を印加したとこ
ろ、約１０分後にＳｉ基板１とＳｉ基板２が接着した。
尚、上記の接着を室温及６０℃の真空中（〜＝１０-6Ｔ
ｏｒｒ）で行ったところ、いずれも接着強度は実用強度
に匹敵する強固な接着であった。尚、Ｓｉ酸化膜３の表
面を１％フッ酸水で洗浄し、その後ＵＶ（紫外線）照射
することにより親水化処理とした。本実施例の接着後の
サンプルの剪断破壊応力はいずれも１１０［ｋｇ／ｃｍ
2］以上であり、実用強度に匹敵するものであった。
ルアミン（Ｃ18）（長鎖アルキルアミン）のＬＢ膜を、
ＬＢ膜１１及び１２にＰＩＢＭのＬＢ膜を用い、Ｓｉ基
板１及びＳｉ基板２との間に約５［Ｖ］を印加したとこ
ろ、約１０分後にＳｉ基板１とＳｉ基板２が接着した。
尚、上記の接着を室温及６０℃の真空中（〜＝１０-6Ｔ
ｏｒｒ）で行ったところ、いずれも接着強度は実用強度
に匹敵する強固な接着であった。尚、Ｓｉ酸化膜３の表
面を１％フッ酸水で洗浄し、その後ＵＶ（紫外線）照射
することにより親水化処理とした。本実施例の接着後の
サンプルの剪断破壊応力はいずれも１１０［ｋｇ／ｃｍ
2］以上であり、実用強度に匹敵するものであった。
【００２４】尚、本実施例に用いたＰＩＢＭ（ポリイソ
ブチルメタクリレ−ト）ＬＢ膜の代わりに、ＰＭＭＡ
（ポリメチルメタクリレ−ト）ＬＢ膜或はポリ乳酸（ポ
リラクティック酸）ＬＢ膜を用いた場合においても、本
発明の効果が同様に得られる。尚、Ｓｉ酸化膜の代わり
にガラス、セラミックス等の絶縁体を用いた場合におい
ても、本発明の効果が同様に得られる。
ブチルメタクリレ−ト）ＬＢ膜の代わりに、ＰＭＭＡ
（ポリメチルメタクリレ−ト）ＬＢ膜或はポリ乳酸（ポ
リラクティック酸）ＬＢ膜を用いた場合においても、本
発明の効果が同様に得られる。尚、Ｓｉ酸化膜の代わり
にガラス、セラミックス等の絶縁体を用いた場合におい
ても、本発明の効果が同様に得られる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、単
分子膜或は単分子累積膜を用いることにより、次の様な
効果がある。 （１）固相接合において、接合部材を微少な荷重で重ね
合わせ、その後、低電圧を印加するだけで、基板同士が
実用強度程度の接着力を生ずるので、位置決め（アライ
メント層）接着が容易である。 （２）固相接合において、大気中及び低温で基板同士が
実用強度程度の接着力を生ずるので、取り扱いが容易で
ある。 （３）親水性及び疎水性を問わず、いずれの表面を持っ
た材料間同士の固相接合が容易に可能である。
分子膜或は単分子累積膜を用いることにより、次の様な
効果がある。 （１）固相接合において、接合部材を微少な荷重で重ね
合わせ、その後、低電圧を印加するだけで、基板同士が
実用強度程度の接着力を生ずるので、位置決め（アライ
メント層）接着が容易である。 （２）固相接合において、大気中及び低温で基板同士が
実用強度程度の接着力を生ずるので、取り扱いが容易で
ある。 （３）親水性及び疎水性を問わず、いずれの表面を持っ
た材料間同士の固相接合が容易に可能である。
【００２６】
【図１】基板間に作用する静電引力に関する説明に用い
た図である。
た図である。
【図２】本発明を実施した接着前のサンプルの断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明を実施した接着の断面図である。
【図４】実施例における加熱温度と接合界面剪断応力と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図５】本発明を実施した接着前のサンプルの断面図で
ある。
ある。
【図６】本発明を実施した接着の断面図である。
【図７】本発明を実施した接着前のサンプルの断面図で
ある。
ある。
【図８】本発明を実施した接着の断面図である。
１、２・・・Ｓｉ基板 ３・・・Ｓｉ酸化膜 ４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、・・・Ｌ
Ｂ膜 １３、１５、１７、１９、２１、２３、２５、２７、２
９・・・親水基 １４、１６、１８、２０、２２、２４、２６、２８、３
０・・・疎水基 ３１・・・電界印加用電源 ３２・・・スイッチ ３３・・・リ−ド線
Ｂ膜 １３、１５、１７、１９、２１、２３、２５、２７、２
９・・・親水基 １４、１６、１８、２０、２２、２４、２６、２８、３
０・・・疎水基 ３１・・・電界印加用電源 ３２・・・スイッチ ３３・・・リ−ド線
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０３Ｃ 27/10 Ｃ０３Ｃ 27/10 Ｄ Ｃ０４Ｂ 37/00 Ｃ０４Ｂ 37/00 Ａ
Claims (5)
- 【請求項１】 少なくとも２つの部材を接合する方法で
あって、少なくとも一方の部材の接合面に両親媒性脂肪
族高分子材料の単分子膜或は単分子累積膜を形成する過
程（Ａ）と、前記接合面を介して前記２つの部材を互い
に密着させる過程（Ｂ）と、前記接合面に電界を印加す
る過程（Ｃ）とを有することを特徴とする固相接合法。 - 【請求項２】 少なくとも２つの部材を接合する方法で
あって、少なくとも一方の部材の接合面に両親媒性脂肪
族高分子材料の単分子膜或は単分子累積膜を形成する過
程（Ａ）と、前記接合面を介して前記２つの部材を互い
に密着させる過程（Ｂ）と、前記接合面に電界を印加す
る過程（Ｃ）と、前記接合面を加熱する過程（Ｄ）とを
有することを特徴とする固相接合法。 - 【請求項３】 少なくとも２つの部材を接合する方法で
あって、少なくとも一方の部材の接合面に両親媒性脂肪
族高分子材料の単分子膜或は単分子累積膜を形成する過
程（Ａ）と、前記接合面を介して前記２つの部材を互い
に密着させる過程（Ｂ）と、前記接合面に電界を印加す
る過程（Ｃ）と、前記接合面にレ−ザ−光を照射する過
程（Ｅ）とを有することを特徴とする固相接合法。 - 【請求項４】 両親媒性脂肪族高分子材料が、ポリイソ
ブチルメタクリレ−ト、ポリメチルメタクリレ−ト及び
ポリラクティック酸のいずれかである請求項１〜３のい
ずれかに記載の固体接合法。 - 【請求項５】 ２つの部材の少なくとも一方の部材の接
合面が親水性であり、単分子膜或は単分子累積膜が形成
されていることを請求項１〜３のいずれかに記載の固体
接合法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8086795A JPH08244155A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 固相接合法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8086795A JPH08244155A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 固相接合法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08244155A true JPH08244155A (ja) | 1996-09-24 |
Family
ID=13730302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8086795A Pending JPH08244155A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 固相接合法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08244155A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006248895A (ja) * | 2003-12-02 | 2006-09-21 | Bondtech Inc | 接合方法及びこの方法により作成されるデバイス並びに接合装置 |
| WO2010035799A1 (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-01 | 国立大学法人東京医科歯科大学 | 高分子ブラシ複合体およびその製造方法 |
-
1995
- 1995-03-14 JP JP8086795A patent/JPH08244155A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006248895A (ja) * | 2003-12-02 | 2006-09-21 | Bondtech Inc | 接合方法及びこの方法により作成されるデバイス並びに接合装置 |
| WO2010035799A1 (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-01 | 国立大学法人東京医科歯科大学 | 高分子ブラシ複合体およびその製造方法 |
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