JP2005330113A - Method for bonding quartz glass - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、石英ガラス同士を接合する石英ガラスの接合方法に関するものである。 The present invention relates to a method for joining quartz glass for joining quartz glasses together.
従来より石英ガラス同士の接合は樹脂製の接着剤を用いて接合していた。例えば、コアとクラッドからなる光導波路の作製に際して、ガラス基板の面内に溝を形成し、その溝にガラスより屈折率の高い樹脂を充填、塗布した面に別のガラス基板を重ねて密着させながら接着剤である樹脂を硬化させて光導波路を形成する方法がある。この方法では、樹脂がガラス基板を接合する接着剤となると共に、樹脂自体がコアとなっている(例えば、特許文献1、2参照)。 Conventionally, quartz glass has been joined using a resin adhesive. For example, when producing an optical waveguide consisting of a core and a clad, a groove is formed in the surface of the glass substrate, a resin having a higher refractive index than that of glass is filled in the groove, and another glass substrate is laminated and adhered to the coated surface. However, there is a method of forming an optical waveguide by curing a resin as an adhesive. In this method, the resin serves as an adhesive for joining the glass substrates, and the resin itself serves as a core (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
また、樹脂を用いた石英ガラスの接合方法において、樹脂製の接着剤を介して重ね合わせた石英ガラス基板同士を真空下で密着させる接合方法もある(例えば、特許文献3参照)。 In addition, in a method for bonding quartz glass using a resin, there is also a bonding method in which quartz glass substrates that are superposed via a resin adhesive are brought into close contact with each other under vacuum (for example, see Patent Document 3).
しかしながら、石英ガラスの接着面に樹脂製接着剤を付け、石英ガラス同士を接合する方法では、接合後の石英ガラスの使用環境が、接着剤の特性により決定される場合があった。また、樹脂を使用できない環境下では、石英ガラス同士を接合する方法がない問題もある。さらに、石英ガラスの接合面の一方或いは両方に凹凸の加工がしてあるガラス板同士の接合においては、樹脂製の接着剤では石英ガラスの凹部分に樹脂が入らないように接合するのが困難であった。 However, in a method in which a resin adhesive is attached to the bonding surface of the quartz glass and the quartz glasses are bonded to each other, the usage environment of the quartz glass after bonding may be determined by the characteristics of the adhesive. In addition, there is a problem that there is no method for joining quartz glasses in an environment where resin cannot be used. Furthermore, in joining of glass plates that have irregularities processed on one or both of the joining surfaces of quartz glass, it is difficult to join the resin adhesive so that the resin does not enter the concave portion of the quartz glass. Met.
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、樹脂製の接着剤を用いずに接合することができる石英ガラスの接合方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide a method for joining quartz glass that can be joined without using a resin adhesive.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、2つの石英ガラス板表面に該石英ガラス板より軟化点の低い材料で薄膜をそれぞれ形成し、該薄膜同士が対向するよう石英ガラス板を重ねて薄膜の軟化点付近の温度でアニール処理を行うことで石英ガラス板同士を接合する石英ガラスの接合方法である。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 forms a thin film on a surface of two quartz glass plates with a material having a softening point lower than that of the quartz glass plate, and the quartz glass plates are arranged so that the thin films face each other. This is a quartz glass joining method in which quartz glass plates are joined together by performing an annealing process at a temperature near the softening point of the thin film.
請求項2の発明は、上記薄膜は、軟化点を降下させるために、SiO2にGeO2、P2O5、B2O3等が添加された石英系材料で形成される石英ガラスの接合方法である。 According to a second aspect of the present invention, in the thin film, the quartz glass is formed of a quartz-based material in which GeO 2 , P 2 O 5 , B 2 O 3 or the like is added to SiO 2 in order to lower the softening point. Is the method.
請求項3の発明は、上記薄膜は、火炎堆積法、CVD法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法のいずれかにより形成される石英ガラスの接合方法である。 The invention of claim 3 is a method for joining quartz glass, wherein the thin film is formed by any one of a flame deposition method, a CVD method, an electron beam evaporation method, and a sputtering method.
請求項4の発明は、上記アニール処理を600〜1200℃の温度範囲内で行う石英ガラスの接合方法である。 The invention of claim 4 is a method for joining quartz glass, wherein the annealing treatment is performed within a temperature range of 600 to 1200 ° C.
本発明によれば、樹脂製の接着剤を用いずに石英ガラス同士を接合することができるという優れた効果を発揮する。 According to this invention, the outstanding effect that quartz glass can be joined without using resin-made adhesive agents is exhibited.
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1(a)〜(c)は本発明に係る好適な実施の形態である石英ガラスの接合方法の接合工程を示した断面図である。 FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views showing a bonding process of a method for bonding quartz glass according to a preferred embodiment of the present invention.
本実施の形態に係る石英ガラスの接合方法は、先ず図1(a)に示すように、石英ガラス板10の表面に石英ガラス板10よりも軟化点の低い材料で薄膜11を形成する。この薄膜11は、火炎堆積法、CVD法、EB(電子ビーム)蒸着法、スパッタリング法等により成膜される。薄膜11は、SiO2 の軟化点を降下させるためにP2O5、B2O3、GeO2 等がSiO2 に添加された石英系材料で形成されている。さらに、石英ガラス板10に接合するもう一枚の石英ガラス板12の表面にも同様に薄膜13を形成する。この際、2枚の石英ガラス板10,12の表面に形成された各薄膜11,13の軟化点は同じで無くともよい。即ち、薄膜に添加される添加材料の種類や濃度は異なっていてもよい。
In the quartz glass bonding method according to the present embodiment, first, as shown in FIG. 1A, the
次に、図1(b)に示すように、薄膜11,13が成膜された各石英ガラス板10,12を薄膜同士が対向するように重ね合わせる。重ねた石英ガラス板10,12を薄膜の高い方の軟化点付近の温度でアニール処理を行う。アニール処理は、600〜1200℃の温度範囲内で行うのが好ましい。
Next, as shown in FIG. 1B, the
図1(c)に示すように、アニール処理により、薄膜11,13は軟化溶融され一体化した薄膜層15となり、石英ガラス板10,12は薄膜層15を介して接合される。
As shown in FIG. 1C, the
本実施の形態の石英ガラスの接合方法は、アニール処理時の熱膨張による石英ガラスの割れを防ぐために、表面に薄膜を形成した石英ガラス板を2枚向かい合わせてアニール処理を行っている。なぜなら、一方の石英ガラス板の表面に薄膜を成膜し、その薄膜上にもう一方の石英ガラス板を直接重ねてアニール処理する方法では、薄膜と重ね合わせた石英ガラスとの界面で大きな歪みが発生するためである。 In the quartz glass bonding method of the present embodiment, in order to prevent the quartz glass from cracking due to thermal expansion during the annealing process, two quartz glass plates having a thin film formed on the surface are subjected to the annealing process. This is because, in a method in which a thin film is formed on the surface of one quartz glass plate and the other quartz glass plate is directly stacked on the thin film and annealed, a large strain is caused at the interface between the thin film and the stacked quartz glass. This is because it occurs.
本実施の形態の石英ガラスの接合方法では、樹脂製の接着剤を用いることなくガラス板同士の接合が可能であり、樹脂を使用できない環境下でもガラスの接合をすることができる。また、この方法で接合した石英ガラス板を用いて作製したデバイスは樹脂接着剤の有する特性(光学特性等)の影響を受けることがない。 In the quartz glass bonding method of the present embodiment, glass plates can be bonded to each other without using a resin adhesive, and the glass can be bonded even in an environment where the resin cannot be used. In addition, a device manufactured using a quartz glass plate bonded by this method is not affected by the characteristics (such as optical characteristics) of the resin adhesive.
次に他の実施の形態について説明する。 Next, another embodiment will be described.
図2は本発明に係る石英ガラスの接合方法の好適な他の実施の形態を示した断面図である。 FIG. 2 is a sectional view showing another preferred embodiment of the method for bonding quartz glass according to the present invention.
基本的な接合工程は上述した図1の石英ガラスの接合方法とほぼ同様であるが、石英ガラス板10、12を加工した点において異なる。図2(a)に示すように、上述のように石英ガラス板20の表面に薄膜21を形成し、エッチング等により石英ガラス板20に箱形の凹部24を形成する。同様に、図2(b)に示すように、表面に薄膜23を形成した石英ガラス板22にも凹部25を形成する。凹部25は凹部24より大きく形成したが、凹部24と凹部25の形状は両方同じでも異なっていてもよい。
The basic bonding process is substantially the same as the method for bonding quartz glass of FIG. 1 described above, but differs in that the
次に図2(c)に示すように、薄膜21,23が対向するように石英ガラス板20,22を重ねて、重ねた石英ガラス板20,22を薄膜の高い方の軟化点付近の温度でアニール処理を行う。
Next, as shown in FIG. 2C, the
アニール処理後、図2(d)に示すように、石英ガラス板20,22は薄膜が軟化溶融された薄膜層27を介して接合され、接合した石英ガラス板20,22内には中空部26が形成される。
After the annealing treatment, as shown in FIG. 2D, the
本実施の形態の石英ガラスの接合方法は、前実施の形態と同様の作用効果を有する。さらに、石英系材料の薄膜で接合しているので、凹部24,25に接着剤が入り込むことなく、中空部26を形成することができる。すなわち、石英ガラス板に薄膜を成膜した後、所望のパターンを形成して、石英ガラス板同士を接合すれば、石英ガラス内に微小な立体構造を作製することができる。 The quartz glass bonding method of the present embodiment has the same effects as those of the previous embodiment. Furthermore, since the quartz-based material is used for the bonding, the hollow portion 26 can be formed without the adhesive entering the recesses 24 and 25. That is, if a thin film is formed on a quartz glass plate, a desired pattern is formed, and the quartz glass plates are joined together, a minute three-dimensional structure can be produced in the quartz glass.
上述の実施の形態で説明した石英ガラスの接合方法は、光通信に用いられる光デバイスの作製や、他に、イオン、有機酸、アミノ酸、タンパク質、核酸等の荷電性物質を分離する電気泳動法に用いられる石英マイクロチップの作製にも適用することができる。 The quartz glass bonding method described in the above embodiment includes an optical device used for optical communication and an electrophoresis method for separating charged substances such as ions, organic acids, amino acids, proteins, and nucleic acids. The present invention can also be applied to the production of a quartz microchip used in the manufacturing process.
10,12 石英ガラス板
11,13 薄膜
10,12
Claims (4)
The method for bonding quartz glass according to any one of claims 1 to 3, wherein the annealing treatment is performed in a temperature range of 600 to 1200 ° C.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004147195A JP2005330113A (en) | 2004-05-18 | 2004-05-18 | Method for bonding quartz glass |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019202921A1 (en) * | 2018-04-18 | 2019-10-24 | 信越石英株式会社 | Quartz glass plate |
CN112694266A (en) * | 2020-12-31 | 2021-04-23 | 陕西科技大学 | High-strength reliable-sealing quartz glass and preparation method thereof |
-
2004
- 2004-05-18 JP JP2004147195A patent/JP2005330113A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019202921A1 (en) * | 2018-04-18 | 2019-10-24 | 信越石英株式会社 | Quartz glass plate |
JP2019189470A (en) * | 2018-04-18 | 2019-10-31 | 信越石英株式会社 | Quartz glass plate |
KR20210002486A (en) * | 2018-04-18 | 2021-01-08 | 신에쯔 세끼에이 가부시키가이샤 | Quartz glass plate |
JP7091121B2 (en) | 2018-04-18 | 2022-06-27 | 信越石英株式会社 | Quartz glass plate |
US11927882B2 (en) | 2018-04-18 | 2024-03-12 | Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. | Quartz glass plate |
KR102663000B1 (en) | 2018-04-18 | 2024-05-03 | 신에쯔 세끼에이 가부시키가이샤 | Quartz glass plate |
CN112694266A (en) * | 2020-12-31 | 2021-04-23 | 陕西科技大学 | High-strength reliable-sealing quartz glass and preparation method thereof |
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