상온 접합 장치 > 모터/펌프

당사에서는 고객의 요구에 맞는 주문제작품을 많이 납품해 왔습니다.
볼트 1개부터 장치까지 고객의 사양에 맞는 제품을 제공해 드립니다.
기술적인 상담에도 대응하므로 사양이 굳어지지 않는 단계에서도 문의해 주십시오.

상온 접합 장치

웨이퍼 상온 접합 장치
(납품처:산업 기술 종합 연구소)

마이크로 어셈블리용 초고진공
다축 스테이지(납입처:도쿄대학
첨단과학기술센터 스가연구실)

개요

웨이퍼 상온 접합 장치는 이종 재료의 웨이퍼 직접 접합이나 웨이퍼 상에 제작된 미소 디바이스의 일괄 접합을 실시하는 장치입니다. 진공 챔버 내에서, 2장의 웨이퍼 표면을 이온 건에 의해 세정함으로써, 상온에서의 접합을 실시합니다. 4인치까지의 웨이퍼에 대응해, 고정밀도의 위치 결정 기능을 갖추고 있습니다.
마이크로 어셈블리용 초고진공 다축 스테이지는 미소 디바이스의 칩별 조립 및 실장에 사용합니다. 시료는 2개의 고정밀 위치결정 스테이지에 장착되어 임의의 위치와 자세로 고정밀도의 접합이 가능합니다.
당사에서는 고객의 목적·사양에 맞추어 2종류의 접합 방법을 제안하고 있습니다.

원자 확산 접합 개요

ADB란, 웨이퍼 등의 접합면에 초고진공 중에서 미세 결정막을 형성하고, 이들의 박막을 진공 중에서 중첩함으로써, 2개의 웨이퍼를 접합하는, 상온 접합 기술의 하나입니다. 당사에서는 도호쿠 대학과의 공동 연구 개발에 의해 세계 최초로 원자 확산 접합 기술에 의한 웨이퍼 접합 장치의 제작에 성공했습니다. 기초 연구의 용도에서 양산에 이르기까지 폭넓은 용도로 장치 설계가 가능합니다. 기존 기술과는 다른 접근 방식으로 고객의 과제를 해결할 수 있습니다.
제품의 소형화, 내구성의 향상, 고성능화를 생각하시는 분은, 꼭 한번 상담해 주십시오.

원자 확산 접합의 특징

모재에 열이 가해지지 않음

상온에서의 접합을 할 수 있으므로, 모재에 열이 가해지지 않습니다. 이에 따라 열팽창률이 다르기 때문에 접합이 불가능했던 이종 재료의 접합이 가능해진다. 다결정 막을 넣으면 새로운 기능을 갖게 할 수 있습니다.

접착제 필요 없음

다결정막이 원자 수준에서 접합되어 있기 때문에 강도가 높고 신뢰성, 내구성이 우수합니다. 또, 접착제로 밀봉하는 가공을 했을 경우, 밀폐 공간에 접착제로부터 발생하는 가스가 쌓여, 제품의 열화의 원인이 됩니다. 다결정막의 두께는 1원자층으로부터 가능하므로 나노미터로의 접합이 가능해집니다.

막 두께 20nm의 Ti막을 사용하여 접합한 Si 웨이퍼의 단면 TEM 사진

재질: 상면 Si
　　　중단 Ti/Ti
　　　하단 Si

원자 확산 접합에 기대되는 효과

비용 절감, 획기적인 신제품 개발

지금까지 불가능했던 이종 재료의 접합이 가능해져 재료 선정의 폭을 넓힐 수 있습니다. 이로 인해 비용 절감, 획기적인 신제품 개발의 가능성이 있습니다.
기능을 갖게 한 막의 접합이 가능합니다.

고신뢰성·미세화

MEMS(미세 구조물)의 개발이나 3차원 실장 분야에서는 신뢰성과 새로운 미세화가 요구되고 있습니다. 접착제를 사용하지 않는 원자 확산 접합에서는 기존의 가공법에 비해 신뢰성이 높고, 보다 미세화된 신기능을 갖게 한 제품의 제조가 가능해집니다.

처리 시간 단축

열을 가하는 접합법의 경우, 승온과 강온에 시간이 걸립니다. 원자 확산 접합에서는 열을 가하지 않으므로 그만큼의 처리 시간이 단축됩니다.

원자 확산 접합의 원리

초고진공 중의 미결정 금속 박막의 큰 원자 확산을 이용하여 상온·무가압·무전압에서 실시하는 새로운 접합 기술이다.

원자 확산 접합의 응용 분야

웨이퍼 레벨에서 적층화·집적화한 신기능 디바이스의 창조

집적 회로와 단파장 광 디바이스의 집적화(Si 디바이스/GaN, 포토닉스 결정, LED)가 가능합니다. 새로운 기능 광 - 전자 변환 장치로 사용할 수 있습니다.

3차원 실장, 패키지 기반 고기능화

Si 디바이스와 Si 디바이스의 적층 및 방열판으로 사용할 수 있습니다.

이종 재료 웨이퍼 사이의 접합에 의한 하이브리드 웨이퍼

실리콘과 석영 유리 등의 극박 금속막을 끼운 하이브리드 웨이퍼 접합이 가능합니다.

광학 장치

광투과 디바이스로서 기능막 접합이 가능합니다.

MEMS 등의 제조 기술

요철 가공된 웨이퍼의 접합이 가능합니다.

표면 활성화 접합 개요

SAB는 물질의 접합면을 진공 중에서 표면 처리하고 활성화함으로써 접착제나 열, 압력 등을 가하지 않고 2개의 물질을 접합하는 상온 접합 기술의 하나입니다.
당사에서는 세계에 앞서 양산용의 표면 활성화 접합 타입 상온 접합 장치의 개발에 성공했습니다.
기초 연구의 용도에서 양산에 이르기까지 폭넓은 용도로 장치 설계가 가능합니다.
기존 기술과는 다른 접근 방식으로 고객의 과제를 해결할 수 있습니다. 제품의 소형화, 내구성의 향상, 고성능화를 생각하시는 분은, 꼭 한번 상담해 주십시오.

• 표면 활성화 방법에 의한 접합 가능한 재질 (PDF)

접합 재질의 예

표면 활성화 접합의 특징

모재에 열이 가해지지 않음

상온에서의 접합을 할 수 있으므로, 모재에 열이 가해지지 않습니다. 이에 따라, 열팽창률이 다르기 때문에 접합이 불가능한 이종 재료의 접합이 가능해진다.

접착제 필요 없음

모재끼리가 원자 수준에서 접합되어 있기 때문에 접착제로의 접착에 비해 강도가 높고 내구성이 우수합니다.
또, 접착제로 밀봉하는 가공을 했을 경우, 밀폐 공간에 접착제로부터 발생하는 가스가 쌓여, 제품의 열화의 원인이 됩니다. 표면 활성화 접합에서는 접착제가 불필요하기 때문에 그 영향을 받지 않습니다.
밀착층의 두께도 삭감할 수 있으므로, 디바이스의 소형화가 가능하게 됩니다.

표면 활성화 접합에 기대되는 효과

비용 절감, 획기적인 신제품 개발

지금까지 불가능했던 이종 재료의 접합이 가능해져 재료 선정의 폭을 넓힐 수 있습니다. 이로 인해 비용 절감, 획기적인 신제품 개발의 가능성이 있습니다.

고신뢰성·미세화

MEMS(미세 구조물)의 개발이나 3차원 실장 분야에서는 신뢰성과 새로운 미세화가 요구되고 있습니다. 접착제를 사용하지 않는 표면 활성화 접합에서는 기존의 가공법에 비해 신뢰성이 높고 보다 미세화된 제품의 제조가 가능합니다.

처리 시간 단축

열을 가하는 접합법의 경우, 승온과 강온에 시간이 걸립니다. 표면 활성화 접합에서는 열을 가하지 않으므로 그만큼의 처리 시간이 단축됩니다.

표면 활성화 접합의 원리

1. 안정 상태

대기중에서는 물질의 표면은 대기의 영향을 받아 산화하고 있는 층이나 불순물이 흡착되어 있는 층으로 덮여 있습니다. 이러한 층(불활성층)에 의해, 물질 표면은 안정 상태가 되고 있습니다. 이 상태에서는 표면이 활성화되어 있지 않으므로 접합할 수 없습니다.

2. 표면 세척

불활성층을 아르곤 빔으로 제거해 갑니다. 이로 인해 물질의 원자가 노출됩니다.

3. 표면 활성화

노출된 원자는 불안정한 상태가 되어, 다른 원자와 연결하려고 합니다. 안정화된 상태에 진정하려고 하기 때문에 표면이 활성화된 상태가 됩니다.

4. 접합

표면 활성화된 물질끼리를 밀착시킵니다. 그러면 두 물질 사이에 원자간 응력이 작용하여 접합합니다.
기체 분자가 많이 존재하는 저진공 수준에서는 활성화된 표면이 쉽게 재오염되어 버립니다. 따라서 초고진공하에서의 처리가 필요합니다.

표면 활성화 접합 응용 분야

• 열 대책 (히트 싱크)
• MEMS
• 3차원 구현
• 클래드 재
• 재료 경량화
• 배선의 일괄 접합

구체적인 내용에 대해서는 문의해 주십시오.

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※샘플을 보시고 싶은 손님은, 그 취지를 전해 주세요. 전달은 불가능하지만 당사 직원이 실물을 가지고 있습니다.
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