ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН. 2020; 2: 79-83
http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2020-2-79-83
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ХИМИЧЕСКОГО СРАЩИВАНИЯ ПЛАСТИН ИЗ КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДАТЧИКОВ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Жикина Людмила Алексеевна – инженер-технолог лаборатории, ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания», аспирант, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь, Россия. Е-mail: lusyzh@gmail.com
Кетов Александр Анатольевич – д-р техн. наук, профессор, кафедра «Охрана окружающей среды», Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь, Россия. Е-mail: alexander_ketov@mail.ru
Яценко Елена Альфредовна – д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Общая химия и технология силикатов», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. E-mail: e_yatsenko@mail.ru
Смолий Виктория Александровна – канд. техн. наук, доцент, кафедра «Общая химия и технология силикатов», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. E-mail: vikk-toria@yandex.ru
Чумаков Андрей Алексеевич – аспирант, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. E-mail:
achumakov1995@mail.ru
Аннотация
Кварцевое стекло обладает рядом преимуществ по сравнению с другими материалами, что позволяет использовать его в качестве базового материала для изготовления датчиков различного назначения. Известно, что раствор SOG (spin on glass) широко применяется для получения тонких пленок на разного рода материалах. Существует и нетривиальное применение этих растворов – соединение пластин из кремния. В данной работе в качестве аналога SOG использовали раствор состава: тетраэтилортосиликат, деионизованная вода, изопропиловый спирт, как растворитель, и соляная кислота, как катализатор. Полученные однослойные пленки после соединения пластин из кварцевого стекла подвергали термической обработке при 1000°C для повышения плотности слоя диоксида кремния. Методом электронной сканирующей микроскопии исследована внутренняя структура стеклообразного слоя. Было отмечено отсутствие видимых пор. Полученный слой диоксида кремния был оптически прозрачен, не зафиксировано наличие трещин и отслоений от подложки. Выполнены испытания на отрыв и расслаивание с помощью клина, результаты которых позволяют оценить прочность и характер разрушения пластин в области соединения. Испытания на отрыв показали, что приложенное усилие для разделения двух пластин по слою диоксида кремния, который нанесен на площадь 2,59 мм2 составляет 287,5 г, что не является окончательным пределом прочности. Исследование характера разрушения соединения стеклянных пластин методом расслаивания, свидетельствует о том, что прочность соединения двух пластин методом золь-гель близка к когезионной прочности кварцевого стекла.
Ключевые слова: диоксид кремния; золь-гель; кварцевое стекло; тетраэтилортосиликат; однослойная пленка; прочность соединения.
Полный текст: [in elibrary.ru]
Ссылки на литературу
- Микрофлюидные чипы из стеклянных материалов / Буляница А.Л., Евстрапов А.А., Курочкин В.Е., Савицкая А.А., Беркутова И.Ф., Лукашенко Т.А., Иванов О.Г., Гусев В.С., Курочкин В.Е., Рудницкая Г.Е. // Научное приборостроение. 2012. № 2 (Т. 2). С. 27 – 43.
- Lin H.C., Chang K.L., Pickrell G.W., Hsieh K.C., Cheng K.Y, Vac J. Low temperature wafer bonding by spin on glass // Journal of vacuum science and technology. 2002. No. 2. Vol. 20. Pp. 752 – 754.
- Планаризация межуровневого диэлектрика с использованием жидкого стекла / Пилипенко В.А., Пономарь В.Н., Горушко В.А., Понарядов В.В., Куксова Н.С., Демьянович А.В. // Вестн. БГУ, 2005. № 3. C. 32 – 36.
- Кузовков А.В., Тюлькова А.А., Боброва Ю.С. Планаризация подложек из нитрида алюминия. Студенческая весна 2014: Машиностроительные технологии. М.: МГТУ им. Н.Э Баумана, 2014. C. 447 – 452.
- Yamada A., Kawasaki T., Kawashima M. SOI by wafer bonding with spin-on glass as adhesive. Electr. Lett., 1987. Vol. 23. No 1. P. 39 – 40.
- Fardad M.A. Catalysts and the structure of SiO2 sol-gel films. // J. of Materials Science, 2000. No 35. P. 1835 – 1841.
- Мошников В.A., Грачева И.Е., Аньчков М.Г. Исследование наноматериалов с иерархической структурой, полученных золь-гель методом // Физика и химия стекла, 2011. № 5. C. 672 – 684.
- Авдеев С.П., Петров С.Н., Серба П.В., Гусев Е.Ю. Повышение механической и химической устойчивости поверхности оптического стекла боролантановой группы // Прикладная физика, 2010. № 3. C. 140 – 142.