JP2020180009A - ガラス板の製造方法、及びガラス板、並びにガラス板集合体 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス板に寸法精度が改善されたテーパ状の貫通孔を形成する。【解決手段】ガラス板１を準備する第一工程と、ガラス板１に貫通孔２を形成する第二工程とを備え、第一工程では、貫通孔２の内壁面２ａの板厚方向に対する傾斜角度をθ、貫通孔２の最小孔幅をＤとし、最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲を最小孔幅ＤのＡ％とすることを条件に、貫通通孔２が板厚方向の一方側のみに向かって漸次拡開するものである場合に、板厚のバラツキの範囲ΔＴが、ΔＴ≦（Ｄ×Ａ／ｔａｎθ）／２００の関係を満たすガラス板１を準備し、または、貫通孔２が板厚方向の中央領域内の部位から板厚方向の一方側と他方側との双方に向かって漸次拡開するものである場合に、板厚のバラツキの範囲ΔＴが、ΔＴ≦（Ｄ×Ａ／ｔａｎθ）／１００の関係を満たすガラス板１を準備する。【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス板に板厚方向の少なくとも一方側に向かって漸次拡開する貫通孔を形成するための方法、及びそのような貫通孔を形成するためのガラス板に関する。

近年においては、貫通孔を有するガラス板が、電子機器などの基板として用いられている。この種のガラス板として、下記の特許文献１、２には、板厚方向の一方側に漸次拡径するテーパ状の貫通孔を形成したガラス板が開示されている。

詳しくは、特許文献１には、ガラス板の主面と、テーパ状の貫通孔の内壁面との間に、曲面を形成したガラス板、及びその製造方法が開示されている。また、特許文献２には、ガラス板の一方の主面側からレーザーを照射してテーパ状の貫通孔を形成した後、ガラス板の他方の主面側から前記貫通孔に向かってエッチング液を噴射することが開示されている。

特開２００３‐２２６５５１号公報 特開２０１６‐２２２５２９号公報

ところで、ガラス板にテーパ状の貫通孔を形成する場合、貫通孔の最小孔幅（最小孔径）が、孔付きのガラス板の品質の良否を決める上で重要な因子となる。この場合、ガラス板の板厚が相違すれば、これに伴って貫通孔の最小孔幅も相違する。そのため、ガラス板の板厚のバラツキは、貫通孔の最小孔幅のバラツキに悪影響を与え、板厚方向全長に亘る貫通孔の寸法精度を悪化させる要因になる。

しかしながら、特許文献１、２に開示されたガラス板やその製造方法は、上記のようなガラス板の板厚と貫通孔の最小孔幅との関係性などについて、何も考慮されていない。そのため、ガラス板に優れた寸法精度の貫通孔を形成することが困難になる。

以上の観点から、本発明は、ガラス板に寸法精度が改善されたテーパ状の貫通孔を形成することを課題とする。

上記課題を解決するために創案された本発明の第一の側面は、貫通孔を有するガラス板の製造方法であって、ガラス板を準備する第一工程と、前記ガラス板に板厚方向の少なくとも一方側に向かって漸次拡開する貫通孔を形成する第二工程とを備え、前記第一工程では、前記貫通孔の内壁面の板厚方向に対する傾斜角度をθとし、前記貫通孔の最小孔幅をＤとし、前記最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲を前記最小孔幅ＤのＡ％とすることを条件に、前記貫通通孔が板厚方向の一方側のみに向かって漸次拡開するものである場合に、前記ガラス板の板厚のバラツキの範囲ΔＴが、ΔＴ≦（Ｄ×Ａ／ｔａｎθ）／２００の関係を満たすガラス板を準備し、または、前記貫通孔が板厚方向の中間部から板厚方向の一方側と他方側との双方に向かって漸次拡開するものである場合に、前記ガラス板の板厚のバラツキの範囲ΔＴが、ΔＴ≦（Ｄ×Ａ／ｔａｎθ）／１００の関係を満たすガラス板を準備することに特徴づけられる。ここで、上記の「最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲」とは、最小孔幅Ｄについて許容できる最大値と最小値との差を意味する。また、上記の「ガラス板の板厚のバラツキの範囲」とは、ガラス板の板厚の最大値と最小値との差を意味する。さらに、上記の傾斜角度θ及び最小孔幅Ｄは、何れも、設計上の値（第二工程で貫通孔を形成するために予め決められている値）である。

このような方法によれば、貫通孔の形態が上記二種の何れであっても、ガラス板の板厚のバラツキの範囲ΔＴが、貫通孔の内壁面の板厚方向に対する傾斜角度θと、貫通孔の最小孔幅Ｄと、最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲Ａとに基づく所定範囲内に収まることになる。そのため、ガラス板の板厚のバラツキが、テーパ状の貫通孔の寸法精度（特に最小孔幅Ｄの寸法精度）に悪影響を及ぼすことが抑制される。その結果、寸法精度が改善されたテーパ状の貫通孔をガラス板に形成することが可能となる。

この方法において、同一の大きさで同一の形状をなす複数の前記貫通孔を、前記板厚のバラツキの範囲ΔＴが前記何れかの関係を満たすガラス板に形成するようにしてもよい。

このようにすれば、ガラス板の板厚のバラツキが、同一の大きさで同一の形状をなす複数のテーパ状の貫通孔の寸法精度に悪影響を及ぼすことが抑制される。その結果、寸法精度が改善された複数のテーパ状の貫通孔をガラス板に形成することが可能となる。

以上の方法において、前記第一工程では、前記板厚のバラツキの範囲ΔＴが前記何れかの関係を満たす複数枚のガラス板を準備するようにしてもよい。

このようにすれば、複数枚のガラス板の全てについての板厚のバラツキの範囲ΔＴが、貫通孔の内壁面の板厚方向に対する傾斜角度θと、貫通孔の最小孔幅Ｄと、最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲Ａとに基づく所定範囲内に収まることになる。そのため、複数枚のガラス板の相互間での板厚のバラツキを適正に抑え、複数枚のガラス板の何れについても寸法精度が改善されたテーパ状の貫通孔を形成することができる。

以上の方法において、前記第二工程では、前記ガラス板の主面に対するレーザー照射処理と、該レーザー照射処理後のガラス板に対するエッチング処理とによって、前記貫通孔を形成するようにしてもよい。

このようにすれば、ガラス板に、レーザー照射処理とエッチング処理とによって良質に仕上げられたテーパ状の貫通孔を形成することができる。

この方法において、前記レーザー照射処理によって、前記ガラス板に照射処理領域を形成し、前記エッチング処理によって、前記照射処理領域を除去して前記貫通孔を形成するようにしてもよい。なお、レーザー照射処理によってガラス板に形成される照射処理領域は、貫通孔を有するものであってもよく、或いは、貫通孔を有しない改質領域であってもよい。

このようにすれば、滑らかな内壁面を有するテーパ状の貫通孔をガラス板に形成することができる。

この方法において、前記レーザー照射処理を行う際に、前記ガラス板の主面上で、前記貫通孔の開口部の輪郭線に対応する仮想線の互いに離隔した複数の点に対して、レーザーを照射するようにしてもよい。

このようにすれば、ガラス板における貫通孔の開口部の輪郭線に対応する仮想線の互いに離隔した複数箇所に、レーザーの照射による照射処理領域または貫通孔が形成され、その後のエッチング処理によってテーパ状の貫通孔が仕上げられる。これにより、貫通孔の開口部の輪郭線に対応する仮想線に沿ってレーザーを連続的に照射する場合と比較して、レーザーの照射時間を短くすることができ、作業の簡易化や製造コストの低廉化が図られる。

以上の方法において、板厚方向の一方側のみに向かって漸次拡開する前記貫通孔を形成するためのガラス板に対して前記エッチング処理を行う際に、前記ガラス板の片側の主面のみにマスクを配設するようにしてもよい。

このようにすれば、ガラス板のマスクが配設された主面と反対側の主面側からエッチングによる溶解浸食が進行する。そのため、ガラス板に板厚方向の一方側のみに向かって（マスクが配設された主面と反対側の主面に向かって）漸次拡開するテーパ状の貫通孔を簡易に且つ精度良く形成することができる。

以上の方法において、前記ガラス板の板厚Ｔ０は、３０〜１３００μｍであってもよく、前記貫通孔の内壁面の板厚方向に対する傾斜角度θは、２〜４５°であってもよく、前記貫通孔の最小孔幅Ｄは、５〜２００μｍであってもよく、前記最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲Ａは、前記最小孔幅Ｄの２〜４０％であってもよい。ここで、上記の「ガラス板の板厚Ｔ０」は、ガラス板の設計上の板厚である。

このようにすれば、より確実に寸法精度が改善されたテーパ状の貫通孔をガラス板に形成することが可能となる。

上記課題を解決するために創案された本発明の第二の側面は、板厚方向の少なくとも一方側に向かって漸次拡開し、内壁面の板厚方向に対する傾斜角度αが２〜４５°で、最小孔幅ｄが５〜２００μｍの貫通孔を形成するためのガラス板であって、板厚ｔ０が３０〜１３００μｍであり、前記最小孔幅ｄについて許容できるバラツキの範囲を前記最小孔幅ｄのａ％としてａが２〜４０％であることを条件に、前記貫通通孔が板厚方向の一方側のみに向かって漸次拡開するものである場合に、前記ガラス板の板厚のバラツキの範囲Δｔが、Δｔ≦（ｄ×ａ／ｔａｎα）／２００の関係を満たし、または、前記貫通孔が板厚方向の中間部から板厚方向の一方側と他方側との双方に向かって漸次拡開するものである場合に、前記ガラス板の板厚のバラツキの範囲Δｔが、Δｔ≦（ｄ×ａ／ｔａｎα）／１００の関係を満たすことに特徴づけられる。ここで、上記の「最小孔幅ｄについて許容できるバラツキの範囲」とは、最小孔幅ｄについて許容できる最大値と最小値との差を意味する。また、上記の「板厚のバラツキの範囲」とは、板厚の最大値と最小値との差を意味する。さらに、上記の板厚ｔ０、傾斜角度α、及び最小孔幅ｄは、何れも、設計上の値（貫通孔を形成するために予め決められている値）である。

このような構成によれば、貫通孔の形態が上記二種の何れであっても、ガラス板の板厚のバラツキの範囲Δｔが、貫通孔の内壁面の板厚方向に対する傾斜角度αと、貫通孔の最小孔幅ｄと、最小孔幅ｄについて許容できるバラツキの範囲ａとに基づく所定範囲内に収まっていることになる。そのため、ガラス板の板厚のバラツキが、テーパ状の貫通孔の寸法精度（特に最小孔幅ｄの寸法精度）に悪影響を及ぼすことが抑制される。その結果、当該ガラス板に、寸法精度が改善されたテーパ状の貫通孔を形成することが可能となる。

上記課題を解決するために創案された本発明の第三の側面は、前記板厚のバラツキの範囲Δｔが前記何れかの関係を満たすガラス板を複数集めたガラス板集合体を提供するものである。

このようなガラス板集合体によれば、複数枚のガラス板の相互間での板厚のバラツキが適正に抑えられ、複数枚のガラス板の何れについても寸法精度が改善されたテーパ状の貫通孔を形成することができる。

本発明によれば、ガラス板に寸法精度が改善されたテーパ状の貫通孔を形成することができる。

本発明の実施形態に係るガラス板の製造方法の各工程を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るガラス板の製造方法によって製造されるべき貫通孔付きのガラス板の第一例を示す縦断正面図である。 本発明の実施形態に係るガラス板の製造方法によって製造されるべき貫通孔付きのガラス板の第二例を示す縦断正面図である。 本発明の実施形態に係るガラス板の製造方法によって製造されるべき貫通孔付きのガラス板の第三例を示す縦断正面図である。 本発明の実施形態に係るガラス板の製造方法によって製造されるべき貫通孔付きのガラス板の第四例を示す縦断正面図である。 本発明の実施形態に係るガラス板の製造方法の第二工程の実施状況を示すガラス板の平面図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。

［ガラス板の製造方法］
図１は、本発明の第一実施形態に係るガラス板の製造方法の各工程を示すフローチャートである。同図に示すように、このガラス板の製造方法は、ガラス板１を準備する第一工程Ｆ１と、ガラス板１にテーパ状の貫通孔を形成する第二工程Ｆ２とを備える。第一工程Ｆ１では、ガラス板１の板厚を計測する計測処理ｇ１と、ガラス板１に要求される条件を求めるための演算を行う演算処理ｇ２とが行われる。そして、計測処理ｇ１と演算処理ｇ２との結果に基づいて第一工程Ｆ１で準備するガラス板１が選び出される。

ここで、ガラス板１のサイズは、例えば、縦方向寸法が５０〜２２００ｍｍで、横方向寸法が５０〜２５００ｍｍである。また、ガラス板１の材質は、ソーダガラス、石英ガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、結晶化ガラスなどを使用できるが、ガラス板１が電子機器用の基板として用いられる場合は、石英ガラスまたは無アルカリガラスもしくはホウケイ酸ガラスであることが好ましい。

計測処理ｇ１では、ガラス板１の複数の測定点での実測板厚Ｔを超音波やレーザー等を利用して計測する。この計測は、例えば、ガラス板１の主面の縦横それぞれについて１ｍｍピッチの複数箇所（例えば、数十か所または数百か所）を測定点として行われる。そして、複数の実測板厚Ｔのバラツキの範囲をΔＴとする。ここでのバラツキの範囲ΔＴとは、実測板厚Ｔの最大値と最小値との差を意味する。演算処理ｇ２では、図２〜図５に示す設計上の板厚Ｔ０を有するガラス板１の各要素に基づいて演算を行う。図２〜図５は、第二工程Ｆ２でガラス板１に形成されるべき設計上の貫通孔２を例示している。この貫通孔２及びこれと同一の大きさで同一の形状をなす貫通孔は、一枚のガラス板１に複数個が形成される（図示略）。

演算処理ｇ２で演算を行う際には、図２〜図５に示す貫通孔２の内壁面２ａの板厚方向に対する傾斜角度（厳密には、主面１ａ、１ｂに直角な面３と内壁面２ａとのなす角度）をθ、貫通孔２の最小孔幅をＤとすると共に、最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲を、最小孔幅ＤのＡ％とする。ここでのバラツキの範囲とは、最小孔幅Ｄについて許容できる最大値と最小値との差を意味する。なお、このＡ％の数値は、本実施形態に係る製造方法の実施者であるガラス板製造業者あるいは作業者等が設定する。
このような設定の下で、
貫通孔２が板厚方向の一方側のみに向かって漸次拡開するものである場合に、板厚のバラツキの範囲ΔＴが、
ΔＴ≦（Ｄ×Ａ／ｔａｎθ）／２００
の関係（以下、数式１という。）を満たすガラス板１を選び出すか、または、
貫通孔２が板厚方向の中間部から板厚方向の一方側と他方側との双方に向かって漸次拡開するものである場合に、板厚のバラツキの範囲ΔＴが、
ΔＴ≦（Ｄ×Ａ／ｔａｎθ）／１００
の関係（以下、数式２という。）を満たすガラス板１を選び出す。
上記の数式１及び数式２は、最小孔幅Ｄの幅方向に沿うバラツキの範囲を板厚方向に沿うバラツキの範囲に換算したものと、ガラス板１の板厚（実測板厚Ｔ）のバラツキの範囲ΔＴとの関係を示すものである。

ここで、図２〜図５に示す態様の貫通孔２の最小孔幅Ｄについては、２〜１００μｍ、または１００μｍ超で２００μｍ以下の範囲内で数値を設定し、その数値を数式１に代入する。

図２に示す貫通孔２は、板厚方向の一方側のみに向かって漸次拡開しており、内壁面２ａの傾斜角度θが２〜４５°、特に３〜３５°である。これ以外に、この種の貫通孔２は、図３に示すように、内壁面２ａの傾斜角度θが３５°超で６０°未満であってもよい。ここのような範囲内になるように傾斜角度θの数値を設定し、その数値を数式１に代入する。

この種の貫通孔２の場合、最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲Ａは、最小孔幅Ｄの２〜４０％とした上で、そのパーセンテージの数値を設定し、その数値を数式１に代入する。この場合、傾斜角度θが大きくなるに連れて、最小孔幅Ｄについてのバラツキが大きくなる。従って、傾斜角度θが大きく、最小孔幅Ｄが小さい場合は、許容できるバラツキの範囲Ａを相対的に小さく、例えば最小孔幅Ｄの２〜３０％とし、傾斜角度θが小さく、最小孔幅Ｄが大きい場合は、許容できるバラツキの範囲Ａを相対的に大きく、例えば最小孔幅Ｄの３０％超で４０％以下とした上で、パーセンテージの数値を設定し、その数値を数式１に代入する。

図４に示す貫通孔２は、板厚方向の中間部（板厚方向の中央部）から、板厚方向の一方側と他方側との双方に向かって漸次拡開しており、内壁面２ａの傾斜角度θが２〜４５°、特に３〜３５°である。これ以外に、この種の貫通孔２は、図５に示すように、内壁面２ａの傾斜角度θが２°以上で１０°未満であってもよい。このような範囲内になるように傾斜角度θの数値を設定し、その数値を数式２に代入する。この場合も、最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲Ａは、最小孔幅Ｄの２〜４０％とした上で、パーセンテージの数値を設定し、その数値を数式２に代入する。この種の貫通孔２の場合も、傾斜角度θが大きくなるに連れて、最小孔幅Ｄについてのバラツキが大きくなる。従って、傾斜角度θが大きく、最小孔幅Ｄが小さい場合は、許容できるバラツキの範囲Ａを相対的に小さくし、傾斜角度θが小さく、最小孔幅Ｄが大きい場合は、許容できるバラツキの範囲Ａを相対的に大きくした上で、パーセンテージの数値を設定し、その数値を数式２に代入する。

図２及び図３に示す形態の貫通孔２の場合は、図４及び図５に示す形態の貫通孔２の場合よりも、最小孔幅Ｄについてのバラツキが大きくなる。従って、図２及び図３に示す形態の貫通孔２の場合は、最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲Ａを相対的に小さくし、図４及び図５に示す形態の貫通孔２の場合は、最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲Ａを相対的に大きくすることが好ましい。

なお、図４及び図５に例示した貫通孔２は、板厚方向の中央部から、板厚方向の一方側と他方側との双方に向かって漸次拡開しているが、板厚方向の中央部以外であっても、板厚方向の中間部から、板厚方向の一方側と他方側との双方に向かって漸次拡開していてもよい。この場合、板厚方向の一端（一方の主面１ａ）から中央側に向かって板厚の１／３以上で且つ板厚方向の他端（他方の主面１ｂ）から中央側に向かって板厚の１／３以上の領域を中間部として、その領域内の部位から、板厚方向の一方側と他方側との双方に向かって漸次拡開している貫通孔２については、数式２を用い、その領域を逸脱した部位から、板厚方向の一方側と他方側との双方に向かって漸次拡開している貫通孔２については、数式１を用いるようにしてもよい。

これら各図に示すガラス板１の設計上の板厚Ｔ０は、３０〜１３００μｍであることが好ましく、３０〜５００μｍ、または５００μｍ超で１３００μｍ以下であることがより好ましい。設計上の板厚Ｔ０が大きいガラス板１に貫通孔２を形成する場合は、設計上の板厚Ｔ０が小さいガラス板１に貫通孔２を形成する場合よりも、最小孔幅Ｄについてのバラツキが大きくなる。従って、設計上の板厚Ｔ０が大きいガラス板１に貫通孔２を形成する場合は、最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲Ａを相対的に小さくし、設計上の板厚Ｔ０が小さいガラス板１に貫通孔２を形成する場合は、最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲Ａを相対的に大きくすることが好ましい。

第一工程Ｆ１では、以上のようにして数式１または数式２に設計上の各数値を代入し、ガラス板１の実測板厚Ｔのバラツキの範囲ΔＴが、数式１または数式２の関係を満たす複数枚のガラス板１を選び出す。なお、計測処理ｇ１と演算処理ｇ２とは、何れを先行して行ってもよく、両者を並行して行ってもよい。以上より、第一工程Ｆ１でのガラス板１の準備作業が完了する。

この第一実施形態に係るガラス板の製造方法は、以上のような第一工程Ｆ１を実行することによって、次に示すような作用効果を奏する。すなわち、第一工程Ｆ１で選び出されたガラス板１は、板厚のバラツキの範囲ΔＴが、貫通孔２の内壁面２ａの板厚方向に対する傾斜角度θと、貫通孔２の最小孔幅Ｄと、最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲Ａとに基づく所定範囲内に収まる。そのため、ガラス板１の板厚のバラツキが、複数の貫通孔２の寸法精度（特に最小孔幅Ｄの寸法精度）に悪影響を及ぼすことが抑制される。しかも、準備された複数枚のガラス板１の全てについてのバラツキの範囲ΔＴが上記の所定範囲内に収まるため、複数枚のガラス板１の相互間での板厚のバラツキを適正に抑えることができる。その結果、第二工程Ｆ２（詳細は後述する）では、複数枚のガラス板１の何れについても寸法精度が改善された貫通孔２を形成することができる。なお、実測板厚Ｔのバラツキの範囲ΔＴが、設計上の板厚Ｔ０の１μｍ未満であれば、ガラス板１の主面１ａ、１ｂに対して超精密な研磨仕上げが必要になり、コストの高騰を招く。そのため、ΔＴの下限値は、Ｔ０／５００であることが好ましい。

次に、この第一実施形態に係るガラス板の製造方法の第二工程Ｆ２について説明する。この第二工程Ｆ２では、図１に示すように、ガラス板１に対するレーザー照射処理ｈ１と、レーザー照射処理ｈ１が施されたガラス板１に対するエッチング処理ｈ２とが行われる。

レーザー照射処理ｈ１では、上記のようにして準備されたガラス板１に対して、レーザーを照射することで照射処理領域を形成する。具体的には、図６に示すように、ガラス板１の一方の主面１ａ上で、貫通孔２の開口部の輪郭線に対応する仮想線４の互いに離隔した複数の点５に対して、レーザーを照射することで、複数箇所にそれぞれ照射処理領域を形成する。この複数箇所に形成される照射処理領域は、相互に繋がっていてもよく、或いは繋がっていなくてもよい。この場合、開口部が円形をなす貫通孔２を形成する場合には、図示のように円形の仮想線４上に間欠的にレーザーを照射すればよく、開口部が矩形（詳しくはコーナー部が湾曲した矩形）をなす貫通孔２を形成する場合には、矩形の仮想線上に間欠的にレーザーを照射すればよい。

照射処理領域は、レーザーの照射によってガラス板１を貫通する孔が形成されない改質領域とすることが好ましいが、レーザーの照射に伴って貫通する孔が形成されていてもよい。ここで使用するレーザーは、例えば、ＣＯ₂レーザー、ＣＯレーザー、エキシマレーザー、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯレーザー、ファイバーレーザーであり、波長は、紫外域、可視光域、赤外域が適用可能であるが、照射処理領域を改質領域とする場合は、ガラスへの透過性のある波長のものが好ましい。また、照射方法は、間欠のパルス照射が好ましい。

次に、上記のような照射処理領域を有するガラス板１に対してエッチング処理ｈ２を施す。具体的には、このガラス板１をエッチング液に浸漬させて、ウェットエッチング処理を施すことで、ガラス板１から照射処理領域を除去する。これにより、ガラス板１には、複数の貫通孔２が形成される。ここで、図２及び図３に示すように、ガラス板１に板厚方向の一方側のみに向かって漸次拡開する貫通孔２を形成する場合には、ガラス板１の一方の主面１ａ側のみからレーザーを照射して照射処理領域を形成する。その後、他方の主面１ｂに樹脂フィルム等のフィルムを貼り付けて他方の主面１ｂをマスキングし、このような状態でガラス板１にウェットエッチング処理を施す。これにより、ガラス板１の一方の主面１ａ側のみから溶解浸食が進行していくことで、同各図に示すようなテーパ状の貫通孔２が出来上がる。この場合の照射処理領域の形成は、ガラス板１の一方の主面１ａ側と他方の主面１ｂ側との両側からレーザーを照射して行ってもよい。

一方、図４及び図５に示すように、ガラス板１に板厚方向の中間部から両側に向かって漸次拡開する貫通孔２を形成する場合には、ガラス板１の一方の主面１ａ側と他方の主面１ｂ側との両側からレーザーを照射して照射処理領域を形成した後、マスキングをせずにウェットエッチング処理を施す。これにより、ガラス板１の一方の主面１ａ側と他方の主面１ｂ側との両側から溶解浸食が進行していくことで、同各図に示すようなテーパ状の貫通孔２が出来上がる。この場合の照射処理領域の形成は、何れか一方の主面１ａ、１ｂ側からのみレーザーを照射して行うこともできる。なお、この第二工程Ｆ２では、エッチング処理ｈ２を施さずに、レーザーの仮想線４に沿う連続的な照射のみでガラス板１に貫通孔２を形成するようにしてもよい。

この第二工程Ｆ２で貫通孔２を形成するために用いられるガラス板１は、第一工程Ｆ１で数式１または数式２の関係を満たすものとして選び出されたものである。そのため、ガラス板１に形成された複数の貫通孔２は、何れも、寸法精度（特に最小孔幅Ｄの寸法精度）が改善されたものとなる。

［ガラス板］
本発明の第二実施形態は、ガラス板に係るものである。このガラス板は、板厚方向の少なくとも一方側に向かって漸次拡開する貫通孔を形成するために用いられるものである。このガラス板の板厚ｔ０は、３０〜１３００μｍである。また、このガラス板に形成される貫通孔は、内壁面の板厚方向に対する傾斜角度αが２〜４５°、最小孔幅ｄが５〜２００μｍである。そして、最小孔幅ｄについて許容できるバラツキの範囲ａ％が最小孔幅ｄの２〜４０％である。
このような条件の下で、
貫通孔２が板厚方向の一方側のみに向かって漸次拡開するものである場合に、板厚（実測板厚ｔ）のバラツキの範囲Δｔが、
Δｔ≦（ｄ×ａ／ｔａｎα）／２００
の関係を満たすか、または、
貫通孔２が板厚方向の中間部から板厚方向の一方側と他方側との双方に向かって漸次拡開するものである場合に、板厚（実測板厚ｔ）のバラツキの範囲Δｔが、
Δｔ≦（ｄ×ａ／ｔａｎα）／１００
の関係を満たしている。なお、上記の板厚ｔ０、傾斜角度α、最小孔幅ｄは、何れも、設計上の値である。

このガラス板にも複数の貫通孔が形成されるが、これらの貫通孔は、図２〜図５に示すような態様をなしている。従って、ここでの板厚ｔ０、傾斜角度α、最小孔幅ｄ、その許容できるバラツキの範囲ａ、及び板厚のバラツキの範囲Δｔ、並びに実測板厚ｔを、それぞれ、既述の傾斜角度θ、最小孔幅Ｄ、その許容できるバラツキの範囲Ａ、及び板厚のバラツキの範囲ΔＴ、並びに実測板厚Ｔに置き換えれば、第一実施形態に係る［ガラス板の製造方法］で既に説明した事項が、ここでのガラス板に当てはまる。

このガラス板の場合も、板厚のバラツキの範囲Δｔが、貫通孔の内壁面の板厚方向に対する傾斜角度αと、貫通孔の最小孔幅ｄと、最小孔幅ｄについて許容できるバラツキの範囲ａとに基づく所定範囲内に収まる。そのため、ガラス板の板厚のバラツキが、複数の貫通孔の寸法精度（特に最小孔幅ｄの寸法精度）に悪影響を及ぼすことが抑制される。その結果、このガラス板には、寸法精度が改善された複数の貫通孔を形成することができる。なお、このガラス板も、実測板厚ｔのバラツキの範囲Δｔが、設計上の板厚ｔ０の１μｍ未満であれば、主面に対して超精密な研磨仕上げが必要になり、コストの高騰を招くおそれがある。そのため、Δｔの下限値は、ｔ０／５００であることが好ましい。

また、このガラス板を複数集めることで、ガラス板集合体を得ることができる。このガラス板集合体によれば、複数のガラス板の相互間での板厚のバラツキが抑制されるだけでなく、複数のガラス板の何れについても、寸法精度が改善された貫通孔を形成することができる。

以下、上記の［ガラス板の製造方法］についての実施例を説明する。なお、上記の［ガラス板］についての実施例も、ここでの［ガラス板の製造方法］についての実施例と共通するものである。従って、以下においては、［ガラス板］についての傾斜角度α、最小孔幅ｄ、そのバラツキの範囲ａ、及び板厚のバラツキの範囲Δｔ、並びに実測板厚ｔを、それぞれ、［ガラス板の製造方法］についての傾斜角度θ、最小孔幅Ｄ、そのバラツキの範囲Ａ、及び板厚のバラツキの範囲ΔＴ、並びに実測板厚Ｔに置き換えて説明する。

実施例１は、図２に示すような態様の貫通孔２を形成するものである。具体的には、下記の表１に示すように、ガラス板の板厚Ｔ０（設計上の板厚）が１００μｍであって、貫通孔２の内壁面２ａの傾斜角度θを９．９°とし、貫通孔２（開口部が円形）の最小孔幅Ｄを２０μｍとし、最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲Ａを２０％とした場合に、数式１によるΔＴの演算値（ΔＴの上限値）が１１．５μｍであった。そこで、板厚（実測板厚Ｔ）のバラツキの範囲の具体的数値ΔＴ１が９μｍ（最小値が９７μｍ、最大値が１０６μｍ）のガラス板を準備した。このガラス板の材質は、無アルカリガラスである。このガラス板に対して、レーザーの照射のみによって貫通孔２を形成した。その結果、このガラス板に形成された複数の貫通孔２についての最小孔幅Ｄ１は、最小値が１９．０μｍ、最大値が２２．１μｍであって、最小孔幅Ｄ１のバラツキの範囲ΔＤ１は、１５．５％（３．１μｍ）であった。この結果から、当該ガラス板には、寸法精度（特に最小孔幅Ｄ１の寸法精度）が改善された複数の貫通孔が形成されていることを確認した。

実施例２も、図２に示すような態様の貫通孔２を形成するものである。具体的には、下記の表２に示すように、ガラス板の板厚Ｔ０が３００μｍであって、貫通孔２の内壁面２ａの傾斜角度θを１１．３°とし、貫通孔２の最小孔幅Ｄを３０μｍとし、最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲Ａを２０％とした場合に、数式１によるΔＴの演算値（ΔＴの上限値）が１５．０μｍであった。そこで、板厚（実測板厚Ｔ）のバラツキの範囲の具体的数値ΔＴ１が１３μｍ（最小値が２９２μｍ、最大値が３０５μｍ）のガラス板を準備した。このガラス板の材質は、ソーダガラスである。このガラス板に対して、レーザーの照射により貫通した孔を有する照射処理領域を形成した後、エッチング処理を施すことで貫通孔２を形成した。その結果、このガラス板に形成された複数の貫通孔２の最小孔幅Ｄ１は、最小値が２６．８μｍ、最大値が３２．０μｍであっって、最小孔幅Ｄ１のバラツキの範囲ΔＤ１は、１７．３％（５．２μｍ）であった。この結果から、当該ガラス板には、寸法精度（特に最小孔幅Ｄ１の寸法精度）が改善された複数の貫通孔が形成されていることを確認した。

実施例３は、図３に示すような態様の貫通孔２を形成するものである。具体的には、下記の表３に示すように、ガラス板の板厚Ｔ０が５０μｍであって、貫通孔２の内壁面２ａの傾斜角度θを３５°とし、貫通孔２の最小孔幅Ｄを１０μｍとし、最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲Ａを４０％とした場合に、数式１によるΔＴの演算値（ΔＴの上限値）が２．９μｍであった。そこで、板厚（実測板厚Ｔ）のバラツキの範囲の具体的数値ΔＴ１が２．５μｍ（最小値が４８．５μｍ、最大値が５１μｍ）のガラス板を準備した。このガラス板の材質は、無アルカリガラスである。このガラス板に対して、レーザーの照射により貫通しない改質領域を形成した後、エッチング処理を施すことで貫通孔２を形成した。その結果、このガラス板に形成された複数の貫通孔２の最小孔幅Ｄ１は、最小値が７．９μｍ、最大値が１１．４μｍであって、最小孔幅Ｄ１のバラツキの範囲ΔＤ１は、３５．０％（３．５μｍ）であった。この結果から、当該ガラス板には、寸法精度（特に最小孔幅Ｄ１の寸法精度）が改善された複数の貫通孔が形成されていることを確認した。

実施例４は、図４に示すような態様の貫通孔２を形成するものである。具体的には、下記の表４に示すように、ガラス板の板厚Ｔ０が１００μｍであって、貫通孔２の内壁面２ａの傾斜角度θを１４°とし、貫通孔２の最小孔幅Ｄを３０μｍとし、最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲Ａを２０％とした場合に、数式２によるΔＴの演算値（ΔＴの上限値）が２４．１μｍであった。そこで、板厚（実測板厚Ｔ）のバラツキの範囲の具体的数値ΔＴ１が２２μｍ（最小値が８９μｍ、最大値が１１１μｍ）のガラス板を準備した。このガラス板の材質は、無アルカリガラスである。このガラス板に対して、レーザーの照射により貫通しない改質領域を形成した後、エッチング処理を施すことで貫通孔２を形成した。その結果、このガラス板に形成された複数の貫通孔２の最小孔幅Ｄ１は、最小値が２７．３μｍ、最大値が３２．７μｍであって、最小孔幅Ｄ１のバラツキの範囲ΔＤ１は、１８．０％（５．４μｍ）であった。この結果から、当該ガラス板には、寸法精度（特に最小孔幅Ｄ１の寸法精度）が改善された複数の貫通孔が形成されていることを確認した。

実施例５は、図５に示すような態様の貫通孔２を形成するものである。具体的には、下記の表５に示すように、ガラス板の板厚Ｔ０が５００μｍであって、貫通孔２の内壁面２ａの傾斜角度θを５．１°とし、貫通孔２の最小孔幅Ｄを５５μｍとし、最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲Ａを１５％とした場合に、数式２によるΔＴの演算値（ΔＴの上限値）が９２．４μｍであった。そこで、板厚（実測板厚Ｔ）のバラツキの範囲の具体的数値ΔＴ１が８５μｍ（最小値が４５７μｍ、最大値が５４２μｍ）のガラス板を準備した。このガラス板の材質は、石英ガラスである。このガラス板に対して、レーザーの照射により貫通した孔を有する照射処理領域を形成した後、エッチング処理を施すことで貫通孔２を形成した。その結果、このガラス板に形成された複数の貫通孔２の最小孔幅Ｄ１は、最小値が５１．２μｍ、最大値が５８．７μｍであって、最小孔幅Ｄ１のバラツキの範囲ΔＤ１は、１３．６％（７．５μｍ）であった。この結果から、当該ガラス板には、寸法精度（特に最小孔幅Ｄ１の寸法精度）が改善された複数の貫通孔が形成されていることを確認した。

実施例６も、図５に示すような態様の貫通孔２を形成するものである。具体的には、下記の表６に示すように、ガラス板の板厚Ｔ０が５０μｍであって、貫通孔２の内壁面２ａの傾斜角度θを２°とし、貫通孔２の最小孔幅Ｄを２０μｍとし、最小孔幅ｄについて許容できるバラツキの範囲Ａを３％とした場合に、数式２によるΔＴの演算値（ΔＴの上限値）が１７．２μｍであった。そこで、板厚（実測板厚Ｔ）のバラツキの範囲の具体的数値ΔＴ１が１４μｍ（最小値が４２μｍ、最大値が５６μｍ）のガラス板を準備した。このガラス板の材質は、ホウケイ酸ガラスである。このガラス板に対して、レーザーの照射により貫通しない改質領域を形成した後、エッチング処理を施すことで貫通孔２を形成した。その結果、このガラス板に形成された複数の貫通孔２の最小孔幅Ｄ１は、最小値が１９．８μｍ、最大値が２０．３μｍであって、最小孔幅Ｄ１のバラツキの範囲ΔＤ１は、２．５％（０．５μｍ）であった。この結果から、当該ガラス板には、寸法精度（特に最小孔幅Ｄ１の寸法精度）が改善された複数の貫通孔が形成されていることを確認した。

１ ガラス板
１ａ 一方の主面
１ｂ 他方の主面
２ 貫通孔
２ａ 内壁面
４ 仮想線
５ 複数の点
Ｆ１ 第一工程
Ｆ２ 第二工程
Ａ 誤差
ａ 誤差
Ｄ 最小孔幅
ｄ 最小孔幅
ｇ１ 計測処理
ｇ２ 演算処理
ｈ１ レーザー照射処理
ｈ２ エッチング処理
Ｔ 実測板厚
ｔ 実測板厚
Ｔ０ 板厚
ｔ０ 板厚
Ｔ１ 平均板厚
ｔ１ 平均板厚
θ 傾斜角度
α 傾斜角度
ΔＴ 板厚のバラツキの範囲
Δｔ 板厚のバラツキの範囲

Claims (13)

1. 貫通孔を有するガラス板の製造方法であって、
   ガラス板を準備する第一工程と、前記ガラス板に板厚方向の少なくとも一方側に向かって漸次拡開する貫通孔を形成する第二工程とを備え、
   前記第一工程では、前記貫通孔の内壁面の板厚方向に対する傾斜角度をθとし、前記貫通孔の最小孔幅をＤとし、前記最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲を前記最小孔幅ＤのＡ％とすることを条件に、
   前記貫通通孔が板厚方向の一方側のみに向かって漸次拡開するものである場合に、前記ガラス板の板厚のバラツキの範囲ΔＴが、
   ΔＴ≦（Ｄ×Ａ／ｔａｎθ）／２００の関係を満たすガラス板を準備し、または、
   前記貫通孔が板厚方向の中間部から板厚方向の一方側と他方側との双方に向かって漸次拡開するものである場合に、前記ガラス板の板厚のバラツキの範囲ΔＴが、
   ΔＴ≦（Ｄ×Ａ／ｔａｎθ）／１００の関係を満たすガラス板を準備することを特徴とするガラス板の製造方法。
2. 同一の大きさで同一の形状をなす複数の前記貫通孔を、前記板厚のバラツキの範囲ΔＴが前記何れかの関係を満たすガラス板に形成する請求項１に記載のガラス板の製造方法。
3. 前記第一工程では、前記板厚のバラツキの範囲ΔＴが前記何れかの関係を満たす複数枚のガラス板を準備する請求項１または２に記載のガラス板の製造方法。
4. 前記第二工程では、前記ガラス板の主面に対するレーザー照射処理と、該レーザー照射処理後のガラス板に対するエッチング処理とによって、前記貫通孔を形成する請求項１〜３の何れかに記載のガラス板の製造方法。
5. 前記レーザー照射処理によって、前記ガラス板に照射処理領域を形成し、前記エッチング処理によって、前記照射処理領域を除去して前記貫通孔を形成する請求項４に記載のガラス板の製造方法。
6. 前記レーザー照射処理を行う際に、前記ガラス板の主面上で、前記貫通孔の開口部の輪郭線に対応する仮想線の互いに離隔した複数の点に対して、レーザーを照射する請求項４または５に記載のガラス板の製造方法。
7. 板厚方向の一方側のみに向かって漸次拡開する前記貫通孔を形成するためのガラス板に対して前記エッチング処理を行う際に、前記ガラス板の片側の主面のみにマスクを配設する請求項４〜６の何れかに記載のガラス板の製造方法。
8. 前記ガラス板の板厚Ｔ０が、３０〜１３００μｍである請求項１〜７の何れかに記載のガラス板の製造方法。
9. 前記貫通孔の内壁面の板厚方向に対する傾斜角度θが、２〜４５°である請求項１〜８の何れかに記載のガラス板の製造方法。
10. 前記貫通孔の最小孔幅Ｄが、５〜２００μｍである請求項１〜９の何れかに記載のガラス板の製造方法。
11. 前記最小孔幅Ｄについて許容できるバラツキの範囲Ａが、前記最小孔幅Ｄの２〜４０％である請求項１〜１０の何れかに記載のガラス板の製造方法。
12. 板厚方向の少なくとも一方側に向かって漸次拡開し、内壁面の板厚方向に対する傾斜角度αが２〜４５°で、最小孔幅ｄが５〜２００μｍの貫通孔を形成するためのガラス板であって、
    板厚ｔ０が３０〜１３００μｍであり、前記最小孔幅ｄについて許容できるバラツキの範囲を前記最小孔幅ｄのａ％としてａが２〜４０％であることを条件に、
    前記貫通通孔が板厚方向の一方側のみに向かって漸次拡開するものである場合に、板厚のバラツキの範囲Δｔが、
    Δｔ≦（ｄ×ａ／ｔａｎα）／２００の関係を満たし、または、
    前記貫通孔が板厚方向の中間部から板厚方向の一方側と他方側との双方に向かって漸次拡開するものである場合に、板厚のバラツキの範囲Δｔが、
    Δｔ≦（ｄ×ａ／ｔａｎα）／１００の関係を満たすことを特徴とするガラス板
13. 請求項１２に記載の板厚のバラツキの範囲Δｔが前記何れかの関係を満たすガラス板を複数集めたガラス板集合体。

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