JP2017036199A - リドロー法による光構造化可能なガラス体の製造方法 - Google Patents
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- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03C4/04—Compositions for glass with special properties for photosensitive glass
-
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B5/193—Stirring devices; Homogenisation using gas, e.g. bubblers
Abstract
Description
Ce3++Ag++hν→Ce4++Ag0 (式I)。
a. 光構造化可能なガラスのブランクを第一の端部で固定するステップと、
b. 該ブランクの変形区域を加熱するステップと、
c. 該ブランクを引き出すステップと、
を含み、
前記光構造化可能なガラスは、Si4+、少なくとも1種の結晶作動体(crystal−agonist)、少なくとも1種の結晶拮抗体(crystal−antagonist)および少なくとも1つの成核剤の組を含み、
− 前記結晶作動体は、Na+、K+およびLi+から選択され、
− 前記結晶拮抗体は、Al3+、B3+、Zn2+、Sn2+およびSb3+から選択され、
− 前記成核剤の組は、セリウムと、銀、金および銅の群からの少なくとも1種の剤とを含み、かつ
前記結晶作動体のモル割合(cat%)はSi4+のモル割合に対して、少なくとも0.3で、かつ高くても0.85である。
a. 前記結晶作動体は、Na+、K+およびLi+から選択され、
b. 前記結晶拮抗体は、Al3+、B3+、Zn2+、Sn2+およびSb3+から選択され、
c. 前記成核剤の組は、セリウムと、銀、金および銅の群からの少なくとも1種の剤とを含み、かつ
− 前記結晶作動体のモル割合(cat%)はSi4+のモル割合に対して、少なくとも0.3で、かつ高くても0.85であり、かつ
− 前記ガラスは、高くても200℃/hの冷却速度Kでの温度T1から温度T2までの定常冷却に相当する冷却状態を有し、ここで温度T1は、該ガラスのガラス転移温度Tgを少なくとも上回り、かつ温度T2は、T1を少なくとも150℃下回る、前記方法である。
R2O3Si R=アルカリ金属イオン。
a. それぞれの原材料を混合して、混合物を得るステップ、
b. 該混合物を溶融して、溶融物を得るステップ、
c. 該溶融物を固化させて、ガラスを得るステップ、
を含む。
・ まずはガラスを溶融させるステップ、
・ 引き続きリドロー法を行うステップ、
・ リドロー法の間にガラスを増感するステップ、または引き続き
・ 前記のように引き続き構造化するステップ
を含む。
1. 微細技術における構成要素における、またはその構成要素としての、
2. 微細反応技術における構成要素における、またはその構成要素としての、
3. 電子工学のパッケージングにおける構成要素における、またはその構成要素としての、
4. マイクロ流体構成要素のための、
5. FEDスペーサーにおける、またはFEDスペーサーとしての、
6. バイオテクノロジーのための(例えばタイタープレート)、
7. インターポーザとしての、
8. 三次元構造化可能なアンテナにおける、または三次元構造化可能なアンテナとしての、
使用である。
a. マイクロ流体技術/バイオテクノロジー、例えば
i. ラボオンチップ/臓器チップ、
ii. マイクロミキサー、
iii. マイクロリアクター、
iv. プリンタヘッド、
v. タイタープレート、
iv. チップ電気泳動、
b. 半導体、例えば
i. 論理回路/集積回路、
ii. メモリ、
iii. 接触式イメージセンサ、
iv. 電界発光ディスプレイ(FED)スペーサー、
v. 集積能動素子(IPD)、
vi. コンデンサ、
vii. インダクタ、
viii. 抵抗体
c. センサ、例えば
i. 流量センサ/温度センサ、
ii. ジャイロスコープ/加速度計、
d. 無線周波数微細電子機械システム(RF/MEMS)、例えば
i. アンテナ、
ii. コンデンサ、
iii. フィルタ/デュプレクサ、
iv. スイッチ、
v. オシレータ、
e. 電気通信、例えば
i. 光軸調整チップ、
ii. 光学的導波路、
iii. 光学的相互接続
における基板またはガラス回路基板(GCB)として使用することができる。
− 該ガラスエレメントを紫外光で露光するステップ、
− 露光されたガラスエレメントを強化するステップ、
− 該ガラスエレメントをエッチング溶液の使用により構造化するステップ、
を有するガラスの構造化法においても使用される。
本発明によるガラスB1のリドローによって、厚さ0.5mmを有するガラスエレメントを製造した。引き続いての増感によって、該ガラスを、500℃から240℃への80℃/hの平均冷却速度での冷却に相当する冷却状態に調整した。該ガラスの様々な位置で、透過率を280nmの波長で測定した。40の測定を行い、透過率の平均値は31%であった。該ガラスは、透過率の標準偏差が、透過率の平均値のたった約0.8%であるほど均質であった。
ガラスエレメントを、例1に記載されるようにして製造し、露光した。しかしながら、強化温度は、そのエッチング速度に対する影響を調査するために変動させた。最も高いエッチング比は、580℃の強化温度で得られる。
ガラス体を、例1に記載されるようにして製造し、加工した。しかしながら、計画孔径を変動させた。標準偏差は計画孔径とは無関係であることが分かった。
本発明によるガラスB2のリドローによって、厚さ1mmを有するガラスエレメントを製造した。引き続いての増感によって、該ガラスを、550℃から300℃への40℃/hの冷却速度での冷却に相当する冷却状態に調整した。該ガラスは、280nmの波長での40の測定において、透過率の標準偏差が、それぞれの透過率値のたった約0.4%であるほど均質であった。
本発明のガラスエレメントを幾つかの部分に分けて、幾つかの試料を得た。その試料の幾つかは未処理のままにし、比較例として用い、その一方で他の試料は増感ステップに供した。280nmでの透過率における増加は、増感されていない比較例と比べて増感された試料において検出された。透過率の増加は、増感の間の温度T1のレベルと確実に相関していることが判明した。
透過率特性に対するアンチモンの影響を測定するために、アンチモン含量に関してのみ異なる本発明の2種類のガラスを比較した。アンチモン含量は、それぞれ0.15cat%および0.2cat%であった。透過率は、より高いアンチモン含量の場合は、1mmの厚さのガラスエレメントにおいて260nmの波長で1.2%であった。それに対して、驚くべきことに、より低いアンチモン含量の場合は、1mmの厚さのガラスエレメントにおいて260nmでの透過率は、1.9%であることが判明した。紫外領域における透過率のこの増加によって、十分な結晶化のために必要とされる露光時間は、より高いアンチモン含量を有するガラスにおける14分間から、より低いアンチモン含量を有するガラスにおいて5分間にまで低下された。より厚いガラスエレメントでは、達成可能な構造深さも、高いアンチモン含量を有するガラスにおける1.7mmから、より低いアンチモン含量を有するガラスにおける3mmにまで増加した。
Claims (14)
- 光構造化可能なガラスエレメントの製造方法であって、
a. 光構造化可能なガラスのブランクを第一の端部で固定するステップと、
b. 該ブランクの変形区域を加熱するステップと、
c. 該ブランクを引き出すステップと、
を含み、
前記ガラスは、Si4+、少なくとも1種の結晶作動体、少なくとも1種の結晶拮抗体および少なくとも1つの成核剤の組を含み、
− 前記結晶作動体は、Na+、K+およびLi+から選択され、
− 前記結晶拮抗体は、Al3+、B3+、Zn2+、Sn2+およびSb3+から選択され、
− 前記成核剤の組は、セリウムと、銀、金および銅の群からの少なくとも1種の剤とを含み、かつ
− 前記結晶作動体のモル割合(cat%)はSi4+のモル割合に対して、少なくとも0.3で、かつ高くても0.85である、前記方法。 - 請求項1に記載の方法であって、前記ガラスは、ステップb.および/またはステップc.の後に、高くても200℃/hの平均冷却速度Kでの温度T1から温度T2までの冷却に相当する増感ステップに供され、ここで温度T1は、該ガラスのガラス転移温度Tgを少なくとも上回り、かつ温度T2は、T1を少なくとも150℃下回る、前記方法。
- 請求項1または2に記載の方法であって、前記ガラスは、以下の成分(cat%)
- 請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法であって、前記ガラスは、以下の成分(cat%)
- 請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法であって、前記ガラスは、0.02cat%から0.2cat%の間のSb3+を含む、前記方法。
- 請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法であって、前記ガラスは、前記カチオンに加えてアニオンを含み、ここで、O2-のモル割合は該アニオンに対して少なくとも99%である、前記方法。
- ガラスエレメントであって、
前記ガラスは、Si4+、少なくとも1種の結晶作動体、少なくとも1種の結晶拮抗体および少なくとも1つの成核剤の組を含み、
− 前記結晶作動体は、Na+、K+およびLi+から選択され、
− 前記結晶拮抗体は、Al3+、B3+、Zn2+、Sn2+およびSb3+から選択され、
− 前記成核剤の組は、セリウムと、銀、金および銅の群からの少なくとも1種の剤とを含み、かつ
前記結晶作動体のモル割合(cat%)はSi4+のモル割合に対して、少なくとも0.3で、かつ高くても0.85である、前記ガラスエレメント。 - 請求項7に記載のガラスエレメントであって、前記ガラスは、高くても200℃/hの冷却速度Kでの温度T1から温度T2までの定常冷却に相当する冷却レベルを有し、ここで温度T1は、該ガラスのガラス転移温度Tgを少なくとも上回り、かつ温度T2は、T1を少なくとも150℃下回る、前記ガラスエレメント。
- 請求項7または8に記載のガラスエレメントであって、1mmのガラスエレメントの厚さで280nmの波長での透過率値は、少なくとも8%である、前記ガラスエレメント。
- 請求項7から9までのいずれか1項に記載のガラスエレメントであって、前記ガラスエレメントの表面は、5nm未満の粗さを有する、前記ガラスエレメント。
- 請求項7から10までのいずれか1項に記載のガラスエレメントの、
− 該ガラスエレメントを紫外光で露光するステップ、
− 露光されたガラスエレメントを強化するステップ、
− 該ガラスエレメントをエッチング溶液により構造化するステップ、
を有するガラスの構造化法における使用。 - 請求項11に記載の使用であって、少なくとも1mmの露光深さを達成できる、前記使用。
- 請求項11または12に記載の使用により得ることができる、少なくとも1mmの構造深さを有する構造化されたガラスエレメント。
- 請求項7から10までのいずれか1項に記載のガラスエレメントの露光および強化によって得ることができる結晶化されたガラスエレメント。
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