AGCテクノグラス株式会社

広い温度範囲にわたってシリコンと極めて近い熱膨張特性を有し、
陽極接合によってシリコン基板と強固に接合できるため、
MEMSセンサの支持ガラスやウエハレベルパッケージに使用されています。

主要用途

  • ・MEMS基板用ウエハレベルパッケージ
  • ・圧力センサ、加速度センサ

■ 特徴

  • MEMS素子は、静電気で動作するような非常に微細で壊れやすい構造を持つため、ダイシング工程の前に陽極接合と呼ばれる接合方法でガラスとシリコンを接合封止するウエファレベルパッケージが良く行われます。
  • このような構造を持つセンサは、シリコンの微細構造に生じた歪みによって圧力や加速度などの変化を高感度に検出しますが、シリコンとガラスの間の熱膨張係数の差があるとシリコンの歪みに対して出力電圧が変動してしまい、センシング精度に影響を与えることがあります。
  • 陽極接合には従来からホウケイ酸ガラスが良く使用されて来ましたが、弊社では熱膨脹特性をシリコン単結晶にさらに一致させたSWシリーズも提供しています。SWシリーズの品種には、現在SW-3、SW-Y、SW-YYと呼ばれる3種類のガラスがあり、このうちSW-YYは、良好な熱膨張特性に加え、陽極接合温度を一般的なホウケイ酸ガラスを使用した場合より50~100℃低くできる特徴があります。

■ ガラスウエハー特性表

単位 SW-3 SW-Y SW-YY ホウケイ酸ガラス 備考
熱的特性
熱膨張係数 ×10-7/°C 36 33 33 33 30-300℃
歪点 615 630 590 510 JIS法
徐冷点 660 675 640 560 JIS法
軟化点 890 895 850 820 JIS法
機械的特性
比重   2.54 2.52 2.46 2.23  
ヤング率 GPa 80 78 82 64 共振法
剛性率 GPa 34 33 34 27 共振法
ポアッソン比   0.19 0.18 0.2 0.2 共振法
ビッカース硬度 GPa 6.1 6.1 5.8 6.0  
光学的特性
屈折率   1.520 1.519 1.518 1.474 nd(589.3nm)
電気的特性
体積抵抗 Ω・cm 10.6 10.7 10.3 11.4 100℃
    8.3 8.3 7.8 9.4 200℃
誘電率   6.1 6.0 6.3 4.6 室温 1MHz
誘電正接   0.01 0.01 0.01 0.01 室温 1MHz
化学的特性
耐酸性 mg/cm2 0.30 0.16 0.09 0.01 1/100N HNO3 95℃×20h浸漬
耐アルカリ性 mg/cm2 0.09 0.17 0.16 0.14 5% NaOH 80℃× 1h浸漬
耐水性 mg/cm2 0.05 0.07 0.05 0.04 純水 95℃×40h浸漬
その他
アルカリ成分   Na20 Na20 Li20 Na20  
特徴   一般品 低膨張品 低膨張品、低温接合    

熱膨張特性(シリコンとその他ガラスとの比較)

熱膨張特性(シリコンとその他ガラスとの比較)

シリコンとの熱膨張率差

シリコンとの熱膨張率差

加工例

基板上への金属 ( 金、クロム、チタン他 ) コート、超音波やサンドブラスト、 及びエッチングによる貫通孔、座グリ他加工

(㎜)
貫通穴加工例
t= 0.4-0.2 テーパー穴

t=1-3(㎜)
超音波加工貫通穴
~1000pcs/6インチ程度

t=0.5(㎜)
座グリ3x2xh0.2
+貫通穴4x1