JP2849602B2 - 単結晶サファイアの接合方法 - Google Patents
単結晶サファイアの接合方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は単結晶サファイアの接合方法に関するもので
ある。
ある。
単結晶サファイアの接合に関しては特開昭59−233000
号に既に提案されており、この方法によれば、２個の単
結晶サファイアをその結晶面方位が１゜以内の角度で一
致するように配置し、そして、その端部を溶融して接合
する。
号に既に提案されており、この方法によれば、２個の単
結晶サファイアをその結晶面方位が１゜以内の角度で一
致するように配置し、そして、その端部を溶融して接合
する。
しかしながら、上記接合方法によれば、溶融して接合
させるために該接合部の形状が崩れ、これにより、精密
な形状の接合体が出来ないという問題点がある。
させるために該接合部の形状が崩れ、これにより、精密
な形状の接合体が出来ないという問題点がある。
しかも、接合面を溶融させるに当たり、その接合面積
が大きくなった場合、その接合面全体に亘って均一に溶
融することはむずかしく、そのため、大面積に亘る接合
に適さないという問題点もある。
が大きくなった場合、その接合面全体に亘って均一に溶
融することはむずかしく、そのため、大面積に亘る接合
に適さないという問題点もある。
従って本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであ
り、その目的は接合面付近の形状が崩れず、しかも、大
面積に亘る接合にも適した単結晶サファイアの接合方法
を提供するものである。
り、その目的は接合面付近の形状が崩れず、しかも、大
面積に亘る接合にも適した単結晶サファイアの接合方法
を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕 本発明に係る単結晶サファイアの接合方法は下記Ａ工
程及びＢ工程から順次成ることを特徴とする。
程及びＢ工程から順次成ることを特徴とする。
A:中心線平均粗さがRa500Å以下である接合面をもった
単結晶サファイア体の上記接合面同士を密接する。
単結晶サファイア体の上記接合面同士を密接する。
B:密接状態の単結晶サファイア体を真空炉に入れ、真空
中で加熱する。
中で加熱する。
上記接合方法である場合、溶融せずとも強固に接合で
き、しかも、その接合面を大面積化にもでき、これによ
り、精密な形状をもつ大型化した接合体ができる。
き、しかも、その接合面を大面積化にもでき、これによ
り、精密な形状をもつ大型化した接合体ができる。
以下、本発明を実施例により説明する。
本例においては、第１図に示す通り２枚の円板状単結
晶サファイア板1,2（直径50mm、厚み0.5mm）を用意し、
その両板の接合主面1a,2aを完全に重ね合わせ、後述す
るＡ工程及びＢ工程によって接合体を得る。尚、1b,2b
はそれぞれの非接合主面である。
晶サファイア板1,2（直径50mm、厚み0.5mm）を用意し、
その両板の接合主面1a,2aを完全に重ね合わせ、後述す
るＡ工程及びＢ工程によって接合体を得る。尚、1b,2b
はそれぞれの非接合主面である。
結晶の面方位 単結晶サファイアは六角晶形であり、第２図に示す面
方位によれば、結晶のＣ軸に対して直角方向に（0001）
面（一般にＣ面と呼ぶ）が存在し、このＣ軸に対して直
交する方向に且つ120゜中心角になるように回転対称方
向にa1軸、a2軸、a3軸があり、これら３種類の軸に垂直
に出来る３つの面は結晶学的に等価であり、その面が
（11０）面（一般にＡ面と呼ぶ）である。また、Ｃ軸
に対してｍ軸方向（ｍ軸方向とは六角柱の側面に垂直な
軸をいう）に57.6゜傾いたＲ軸に垂直な面が（１02）
面（一般にＲ面と呼ぶ）である。
方位によれば、結晶のＣ軸に対して直角方向に（0001）
面（一般にＣ面と呼ぶ）が存在し、このＣ軸に対して直
交する方向に且つ120゜中心角になるように回転対称方
向にa1軸、a2軸、a3軸があり、これら３種類の軸に垂直
に出来る３つの面は結晶学的に等価であり、その面が
（11０）面（一般にＡ面と呼ぶ）である。また、Ｃ軸
に対してｍ軸方向（ｍ軸方向とは六角柱の側面に垂直な
軸をいう）に57.6゜傾いたＲ軸に垂直な面が（１02）
面（一般にＲ面と呼ぶ）である。
このように３種類の面方位があり、接合主面1a,2aを
所望の面方位にするためには既存の単結晶サファイアを
ダイヤモンドバイトを用いて面取りを行うことによって
も得られるが、本例においては下記のEFG法（Edge−def
ined Film−fed Growth法）により作製した。
所望の面方位にするためには既存の単結晶サファイアを
ダイヤモンドバイトを用いて面取りを行うことによって
も得られるが、本例においては下記のEFG法（Edge−def
ined Film−fed Growth法）により作製した。
EFG法 サファイア板を製作するに当たって、その板表面が所
定の面方位になるように単結晶の育成を行う。
定の面方位になるように単結晶の育成を行う。
即ち、高純度アルミナを不活性雰囲気中で溶融し、こ
の融液と接するように内部にスリットを備えたリボン状
サファイア単結晶育成モリブデンダイを位置させ、アル
ミナ融液を毛細管作用によりダイ上端部に上昇させ、所
定の面方位を有するサファイアシードをダイ上端部のア
ルミナ融液と接触させ、次いでシードを上方に引き上げ
て単結晶サファイアの育成を行う。これによって引き上
げられたサファイア板の一方の主面は所定の面方位を有
する。
の融液と接するように内部にスリットを備えたリボン状
サファイア単結晶育成モリブデンダイを位置させ、アル
ミナ融液を毛細管作用によりダイ上端部に上昇させ、所
定の面方位を有するサファイアシードをダイ上端部のア
ルミナ融液と接触させ、次いでシードを上方に引き上げ
て単結晶サファイアの育成を行う。これによって引き上
げられたサファイア板の一方の主面は所定の面方位を有
する。
次にA,B両工程を述べる。
Ａ工程 このような所定通りの面方位を有するサファイア板1,
2を作製し、その接合を行うに当たり、Ａ工程としてそ
の接合主面1a,2aを研磨し、その主面の中心線平均粗さR
aを500Å以下、望ましくは300Å以下に設定する必要が
ある。
2を作製し、その接合を行うに当たり、Ａ工程としてそ
の接合主面1a,2aを研磨し、その主面の中心線平均粗さR
aを500Å以下、望ましくは300Å以下に設定する必要が
ある。
かかる研磨には単結晶を研磨する従来周知の手段を採
用すればよい。本例においては先ずラッピング油に溶か
したダイヤモンドパウダによりラッピングを行い、次い
でクロスによりポリシングを行い、かくして上記所定通
りの中心線平均粗さRaが得られた。
用すればよい。本例においては先ずラッピング油に溶か
したダイヤモンドパウダによりラッピングを行い、次い
でクロスによりポリシングを行い、かくして上記所定通
りの中心線平均粗さRaが得られた。
一般的には上記研磨後、その接合主面1a,2aは有機物
やゴミなどにより汚染される。そのため、洗剤やイソプ
ロピルアルコールなどにより洗浄を行う。
やゴミなどにより汚染される。そのため、洗剤やイソプ
ロピルアルコールなどにより洗浄を行う。
然る後、すみやかに両サファイア板1,2を重ね合わせ
る。この重ね合わせは単に両接合主面1a,2aが全面に亘
って密接しているにすぎず、適当な力を加えれば容易に
離れる。従って、上記密接体を次のＢ工程を行うに際
し、真空アニール炉の内部所定位置に配置するとともに
非接合主面1b,2b側より若干の押圧力（例えばサファイ
ア板の単位面積当たり約10〜50g/cm2）を加える。これ
により、上記密接状態を維持せしめる。
る。この重ね合わせは単に両接合主面1a,2aが全面に亘
って密接しているにすぎず、適当な力を加えれば容易に
離れる。従って、上記密接体を次のＢ工程を行うに際
し、真空アニール炉の内部所定位置に配置するとともに
非接合主面1b,2b側より若干の押圧力（例えばサファイ
ア板の単位面積当たり約10〜50g/cm2）を加える。これ
により、上記密接状態を維持せしめる。
Ｂ工程 Ｂ工程によれば、例えば誘導加熱方式を備えた真空ア
ニール炉を用いて、脱気し、真空度を著しく高める。例
えば本発明者等の実験においては真空度を１×10-5Torr
以下、好適には１×10-6Torr以下にすればよいと考える
が、必ずしも上記数値範囲内に限定されるものではな
く、その真空度を更に一層高めてもよい。
ニール炉を用いて、脱気し、真空度を著しく高める。例
えば本発明者等の実験においては真空度を１×10-5Torr
以下、好適には１×10-6Torr以下にすればよいと考える
が、必ずしも上記数値範囲内に限定されるものではな
く、その真空度を更に一層高めてもよい。
またアニール温度はサファイア自体が溶融しない範囲
の温度内で適宜決められるが、本発明者等が繰り返し行
った実験によれば、1000℃以上、好適には1500℃以上あ
ればよい。
の温度内で適宜決められるが、本発明者等が繰り返し行
った実験によれば、1000℃以上、好適には1500℃以上あ
ればよい。
かかるＢ工程が終了すれば、徐々にゆっくりと室温に
まで下げればよい。
まで下げればよい。
接合主面1a,2aの間の面方位のずれ角度 例えば接合主面1a,2aがともにＣ面である場合、その
両者間に面方位のずれ角度が存在する場合がある。
両者間に面方位のずれ角度が存在する場合がある。
即ち、第３図に示す接合状態によれば、両サファイア
板1,2のそれぞれのＣ軸間のずれ角度θが上記面方位の
ずれ角度に対応する。
板1,2のそれぞれのＣ軸間のずれ角度θが上記面方位の
ずれ角度に対応する。
次に本発明者等が行った実施例を述べる。
（例１） 接合主面1a,2aがともにＲ面であり、且つ中心線平均
粗さが20Åであるように研磨し、洗浄後、すみやかに両
サファイア板1,2を加圧しながら重ね合わせた。この場
合、両者の接合主面1a,2a間の面方位のずれ角度を１゜
以内に設定して重ね合わせた。
粗さが20Åであるように研磨し、洗浄後、すみやかに両
サファイア板1,2を加圧しながら重ね合わせた。この場
合、両者の接合主面1a,2a間の面方位のずれ角度を１゜
以内に設定して重ね合わせた。
次いで真空度を３〜４×10-7Torr、アニール温度を16
80℃に設定し、４時間真空アニールを行い、接合体を得
た。
80℃に設定し、４時間真空アニールを行い、接合体を得
た。
かくして得られた接合体を１辺10mmの正方形状に切断
し、第４図又は第５図に示す通りに接合強度を測定し
た。
し、第４図又は第５図に示す通りに接合強度を測定し
た。
第４図においては、３は上記正方形状体であり、その
両主面上をニッケル金属によりメタライジングし、更に
両主面に対して3mmφの金属製丸棒４をロー付し、そし
て、両者の丸棒４を矢印×方向に引っ張る。
両主面上をニッケル金属によりメタライジングし、更に
両主面に対して3mmφの金属製丸棒４をロー付し、そし
て、両者の丸棒４を矢印×方向に引っ張る。
このような引っ張り強度試験を行ったところ、先にメ
タライズ部より剥がれた。
タライズ部より剥がれた。
第５図に示す測定方法よれば、上記正方形状体３の両
主面上をニッケル金属によりメタライジングし、そし
て、短辺が10mmである長方形状のSUS製板状体５を２個
用意し、上記両主面の全面に亘ってロー付し、両者の板
状体５を矢印Ｙ方向に引っ張る。
主面上をニッケル金属によりメタライジングし、そし
て、短辺が10mmである長方形状のSUS製板状体５を２個
用意し、上記両主面の全面に亘ってロー付し、両者の板
状体５を矢印Ｙ方向に引っ張る。
このような引っ張り強度試験を行っても先にメタライ
ズ部より剥がれた。
ズ部より剥がれた。
（例２） 本例においては、（例１）のなかで接合主面1a,2aの
それぞれの面方位を第１表に示す通りに設定し、しか
も、その中心線平均粗さも設定し、その他は（例１）と
同じ条件とし、これによって６種類の接合体を作製し
た。尚、接合体イ、ロ、ヘについては両者の接合主面1
a,2a間の面方位のずれ角度を１゜以内に設定して重ね合
わせた。
それぞれの面方位を第１表に示す通りに設定し、しか
も、その中心線平均粗さも設定し、その他は（例１）と
同じ条件とし、これによって６種類の接合体を作製し
た。尚、接合体イ、ロ、ヘについては両者の接合主面1
a,2a間の面方位のずれ角度を１゜以内に設定して重ね合
わせた。
かくして得られた各接合体に対して（例１）と同様に
２通りの引っ張り接合強度試験を行ったところ、すべて
先にメタライズ部より剥がれた。
２通りの引っ張り接合強度試験を行ったところ、すべて
先にメタライズ部より剥がれた。
本発明者等は接合主面の面方位がＲ面であり、その主
面に対してラッピング及びポリシングの各々の研磨処理
を行わず、中心線平均粗さを2000Åにまで大きくしたサ
ファイア板を２個用意し、両者の接合主面間の面方位の
すれ角度を１゜以内に設定し、その他は本実施例と同じ
条件に設定し、接合体の作製を試みたが、全く接合しな
かった。
面に対してラッピング及びポリシングの各々の研磨処理
を行わず、中心線平均粗さを2000Åにまで大きくしたサ
ファイア板を２個用意し、両者の接合主面間の面方位の
すれ角度を１゜以内に設定し、その他は本実施例と同じ
条件に設定し、接合体の作製を試みたが、全く接合しな
かった。
（例３） 次に本発明者等は（例１）の本発明接合体並びに接合
体イ、ロに対して、それぞれ接合主面1a,2a間の面方位
のずれ角度を５゜,15゜,40゜,70゜もしくは90゜に設定
し、重ね合わせた。
体イ、ロに対して、それぞれ接合主面1a,2a間の面方位
のずれ角度を５゜,15゜,40゜,70゜もしくは90゜に設定
し、重ね合わせた。
かくして得られた15種類の接合体に対して（例１）と
同様に２通りの引っ張り接合強度試験を行ったところ、
すべて先にメタライズ部より剥がれた。
同様に２通りの引っ張り接合強度試験を行ったところ、
すべて先にメタライズ部より剥がれた。
以上の通り、本発明の接合方法によれば、単結晶サフ
ァイアの一部を溶融しなくとも、両者を強固に接合で
き、これによって複雑且つ精密な形状の接合体を提供す
ることができた。
ァイアの一部を溶融しなくとも、両者を強固に接合で
き、これによって複雑且つ精密な形状の接合体を提供す
ることができた。
また、本発明によれば、接合面を大面積化できるため
に所望通りの形状が得られる高信頼性の接合体を提供す
ることができた。
に所望通りの形状が得られる高信頼性の接合体を提供す
ることができた。
第１図は実施例の接合方法を表す説明図、第２図は単結
晶サファイアの結晶面方位を表す説明図、第３図は接合
体の部分断面図、第４図及び第５図は引っ張り接合強度
試験の方法を表す断面図である。 1,2……サファイア板 1a,2a……接合主面
晶サファイアの結晶面方位を表す説明図、第３図は接合
体の部分断面図、第４図及び第５図は引っ張り接合強度
試験の方法を表す断面図である。 1,2……サファイア板 1a,2a……接合主面
Claims (1)
- 【請求項１】下記Ａ工程及びＢ工程から順次成ることを
特徴とする単結晶サファイアの接合方法。 A:中心線平均粗さがRa500Å以下である接合面をもった
単結晶サファイア体の上記接合面同士を密接する。 B:密接状態の単結晶サファイア体を真空炉に入れ、真空
中で加熱する。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25614989A JP2849602B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 単結晶サファイアの接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25614989A JP2849602B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 単結晶サファイアの接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03115200A JPH03115200A (ja) | 1991-05-16 |
| JP2849602B2 true JP2849602B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=17288587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25614989A Expired - Lifetime JP2849602B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 単結晶サファイアの接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2849602B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8283865B2 (en) | 2008-11-18 | 2012-10-09 | Ushio Denki Kabushiki Kaisha | Excimer discharge lamp and method of making the same |
| US20130236699A1 (en) * | 2012-03-06 | 2013-09-12 | Apple Inc. | Sapphire laminates |
| US10324496B2 (en) | 2013-12-11 | 2019-06-18 | Apple Inc. | Cover glass arrangement for an electronic device |
| US10406634B2 (en) | 2015-07-01 | 2019-09-10 | Apple Inc. | Enhancing strength in laser cutting of ceramic components |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993015243A1 (de) * | 1992-01-23 | 1993-08-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum herstellen von starren verbindungen zwischen einkristallinen körpern |
| US6858274B2 (en) | 1998-12-22 | 2005-02-22 | Rion Co., Ltd. | Synthetic corundum cell |
| KR100537685B1 (ko) * | 1998-12-22 | 2005-12-20 | 가부시키가이샤 쟈판 셀 | 합성 코런덤의 접합방법 및 합성 코런덤 셀의 제조방법 |
| WO2013134159A2 (en) * | 2012-03-06 | 2013-09-12 | Apple Inc. | Sapphire laminates |
| US9678540B2 (en) | 2013-09-23 | 2017-06-13 | Apple Inc. | Electronic component embedded in ceramic material |
| US9632537B2 (en) | 2013-09-23 | 2017-04-25 | Apple Inc. | Electronic component embedded in ceramic material |
| CN103643302B (zh) * | 2013-11-26 | 2017-01-25 | 浙江上城科技有限公司 | 一种蓝宝石热复合方法 |
| US9225056B2 (en) | 2014-02-12 | 2015-12-29 | Apple Inc. | Antenna on sapphire structure |
| JP6616259B2 (ja) * | 2016-07-28 | 2019-12-04 | 京セラ株式会社 | Ｉｃカード |
| CN111411400A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-07-14 | 中国电子科技南湖研究院 | 一种高纯半导体单晶的热等静压连接方法 |
| CN111270314A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-06-12 | 中国电子科技南湖研究院 | 一种制备大尺寸单晶的方法 |
| CN112410887A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-02-26 | 通辽精工蓝宝石有限公司 | 一种蓝宝石棒的熔接方法 |
-
1989
- 1989-09-29 JP JP25614989A patent/JP2849602B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8283865B2 (en) | 2008-11-18 | 2012-10-09 | Ushio Denki Kabushiki Kaisha | Excimer discharge lamp and method of making the same |
| US20130236699A1 (en) * | 2012-03-06 | 2013-09-12 | Apple Inc. | Sapphire laminates |
| US10052848B2 (en) * | 2012-03-06 | 2018-08-21 | Apple Inc. | Sapphire laminates |
| KR101930606B1 (ko) * | 2012-03-06 | 2018-12-18 | 애플 인크. | 사파이어 라미네이트 |
| US10324496B2 (en) | 2013-12-11 | 2019-06-18 | Apple Inc. | Cover glass arrangement for an electronic device |
| US10386889B2 (en) | 2013-12-11 | 2019-08-20 | Apple Inc. | Cover glass for an electronic device |
| US10406634B2 (en) | 2015-07-01 | 2019-09-10 | Apple Inc. | Enhancing strength in laser cutting of ceramic components |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03115200A (ja) | 1991-05-16 |
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