JP2873412B2 - 感光性ガラスの加工方法 - Google Patents
感光性ガラスの加工方法Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- 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
- C03C15/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03C4/04—Compositions for glass with special properties for photosensitive glass
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、感光性ガラスをエッチ
ングにより加工する方法に関する。
ングにより加工する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、感光性ガラスにエッチングにより
加工を施し、インクジェットプリンタヘッドなど微細な
形状を形成する方法がある。この方法は、紫外線ランプ
の照射により感光性ガラスの所望の部分を露光し（露光
工程）、感光性ガラスを５００〜７００℃に加熱して露
光部を結晶化させ（熱現像工程）、結晶化した露光部を
エッチング液（フッ化水素酸溶液）により溶解させて除
去する（エッチング工程）方法である。なお、紫外線ラ
ンプとしては、高圧水銀ランプなどが用いられている。
加工を施し、インクジェットプリンタヘッドなど微細な
形状を形成する方法がある。この方法は、紫外線ランプ
の照射により感光性ガラスの所望の部分を露光し（露光
工程）、感光性ガラスを５００〜７００℃に加熱して露
光部を結晶化させ（熱現像工程）、結晶化した露光部を
エッチング液（フッ化水素酸溶液）により溶解させて除
去する（エッチング工程）方法である。なお、紫外線ラ
ンプとしては、高圧水銀ランプなどが用いられている。
【０００３】また感光性ガラスを用いて片面にのみエッ
チング加工を施して溝部などを形成する加工では、エッ
チング工程の前にエッチングしたくない反対面をエッチ
ング液から保護するために、エッチング用保護テープな
どで覆ったり、エッチング治具を利用してエッチング液
が当らないようにしている。
チング加工を施して溝部などを形成する加工では、エッ
チング工程の前にエッチングしたくない反対面をエッチ
ング液から保護するために、エッチング用保護テープな
どで覆ったり、エッチング治具を利用してエッチング液
が当らないようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、感光
性ガラス板に形成した結晶化した露光部をエッチングし
て溝などを加工する時のエッチング深さの制御は、エッ
チング時間やエッチング液の温度や濃度などエッチング
条件で行っていた。しかし結晶化した露光部のエッチン
グ速度は、エッチング条件だけでなく、露光強度や熱現
像条件など他の要因でも変動する。更にエッチング液の
疲労や、エッチングによって溶解した感光性ガラスの結
晶部のエッチング液中への混入などや、エッチング液の
当り方などの諸々の影響によりエッチング速度が変化す
るため、エッチング深さの制御は極めて難しかった。
性ガラス板に形成した結晶化した露光部をエッチングし
て溝などを加工する時のエッチング深さの制御は、エッ
チング時間やエッチング液の温度や濃度などエッチング
条件で行っていた。しかし結晶化した露光部のエッチン
グ速度は、エッチング条件だけでなく、露光強度や熱現
像条件など他の要因でも変動する。更にエッチング液の
疲労や、エッチングによって溶解した感光性ガラスの結
晶部のエッチング液中への混入などや、エッチング液の
当り方などの諸々の影響によりエッチング速度が変化す
るため、エッチング深さの制御は極めて難しかった。
【０００５】また、結晶化した露光部のエッチング面の
表面粗さが大きいという問題があった。インクジェット
ヘッドへ利用する場合、表面粗さの大きい面でのインク
流路では、インクに混入した気泡が停滞し、インク射出
特性に悪影響を及ぼす問題があり、更にマイクロマシー
ニングなどへの利用の場合には、摩擦が大きく、機械的
駆動部が動き難くなるという問題があった。
表面粗さが大きいという問題があった。インクジェット
ヘッドへ利用する場合、表面粗さの大きい面でのインク
流路では、インクに混入した気泡が停滞し、インク射出
特性に悪影響を及ぼす問題があり、更にマイクロマシー
ニングなどへの利用の場合には、摩擦が大きく、機械的
駆動部が動き難くなるという問題があった。
【０００６】また片面エッチングの場合に保護テープで
覆ったりこれを剥がしたりするのは手間がかかるばかり
でなく、剥がす際に感光性ガラスの基板に損傷を与える
ことがあり、また治具を用いる場合には、治具が高価に
なるばかりでなく、取り付けるのに力がかかって、エッ
チング中に感光性ガラスの基板が破損し易く、歩留まり
が低下するなどの問題があった。
覆ったりこれを剥がしたりするのは手間がかかるばかり
でなく、剥がす際に感光性ガラスの基板に損傷を与える
ことがあり、また治具を用いる場合には、治具が高価に
なるばかりでなく、取り付けるのに力がかかって、エッ
チング中に感光性ガラスの基板が破損し易く、歩留まり
が低下するなどの問題があった。
【０００７】そこで本発明の第１の目的は、感光性ガラ
スの加工に際して、エッチング深さの制御を容易にする
ことにある。
スの加工に際して、エッチング深さの制御を容易にする
ことにある。
【０００８】また本発明の第２の目的は、エッチング面
の表面粗さを小さくすることを可能にすることにある。
の表面粗さを小さくすることを可能にすることにある。
【０００９】さらに本発明の第３の目的は、片面エッチ
ングにおいても保護テープなどの貼着を不要にし、感光
性ガラスの損傷や破損を無くして歩留まりを向上させる
ことにある。
ングにおいても保護テープなどの貼着を不要にし、感光
性ガラスの損傷や破損を無くして歩留まりを向上させる
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の感光性ガラスの加工方法は、感光性ガラス
を露光手段によって所定のパターンに露光する露光工程
と、露光部を結晶化する熱現像工程と、結晶部を除去す
るエッチング工程を経て、感光性ガラスに上記パターン
に対応した溝を形成する加工方法であって、露光工程
は、第１および第２の露光を含み、第１の露光によって
エッチングを受け易い第１結晶部を形成するに必要な第
１露光量を与え、第１および第２の露光または第２の露
光のみによって、第１露光量よりも大であってエッチン
グを受け難い第２結晶部を、上記第１結晶部に連ねて形
成するに必要な第２の露光量を与える。上記露光手段は
レーザーが望ましい。
に、本発明の感光性ガラスの加工方法は、感光性ガラス
を露光手段によって所定のパターンに露光する露光工程
と、露光部を結晶化する熱現像工程と、結晶部を除去す
るエッチング工程を経て、感光性ガラスに上記パターン
に対応した溝を形成する加工方法であって、露光工程
は、第１および第２の露光を含み、第１の露光によって
エッチングを受け易い第１結晶部を形成するに必要な第
１露光量を与え、第１および第２の露光または第２の露
光のみによって、第１露光量よりも大であってエッチン
グを受け難い第２結晶部を、上記第１結晶部に連ねて形
成するに必要な第２の露光量を与える。上記露光手段は
レーザーが望ましい。
【００１１】上記のレーザーは、ＸｅＣｌエキシマレー
ザーが望ましい。
ザーが望ましい。
【００１２】またエッチング工程は、第１結晶部を経て
第２結晶部までエッチングするとエッチング面の表面粗
さの改良に有効である。
第２結晶部までエッチングするとエッチング面の表面粗
さの改良に有効である。
【００１３】また第２の露光は、第１の露光の露光方向
を横切る垂直方向から露光するものであり、感光性ガラ
ス板の板厚中間部に第２結晶部を形成しまたは第１の露
光の露光方向を横切る垂直方向より傾いた方向から露光
して、感光性ガラス板の板厚中間部に傾斜した第２結晶
部を形成してもよい。
を横切る垂直方向から露光するものであり、感光性ガラ
ス板の板厚中間部に第２結晶部を形成しまたは第１の露
光の露光方向を横切る垂直方向より傾いた方向から露光
して、感光性ガラス板の板厚中間部に傾斜した第２結晶
部を形成してもよい。
【００１４】また第２の露光は、第１の露光の露光方向
を横切る垂直方向から露光し、感光性ガラス板の表裏い
ずれか一方の面に第２結晶部を形成するものであり第２
露光量は第１露光量よりも大であるようにすると片面エ
ッチングの際に有効である。
を横切る垂直方向から露光し、感光性ガラス板の表裏い
ずれか一方の面に第２結晶部を形成するものであり第２
露光量は第１露光量よりも大であるようにすると片面エ
ッチングの際に有効である。
【００１５】さらに露光工程は第３の露光を含み、第３
の露光により第１露光量より大であって、エッチングを
受け難い第３結晶部を形成するのに必要な第３露光量を
与え、第３の露光の露光方向は、第１の露光の露光方向
と同一でかつ第１の露光で非露光であった部分を露光す
るものであるようにするとエッチングされた全ての面の
表面粗さの改良に有効である。
の露光により第１露光量より大であって、エッチングを
受け難い第３結晶部を形成するのに必要な第３露光量を
与え、第３の露光の露光方向は、第１の露光の露光方向
と同一でかつ第１の露光で非露光であった部分を露光す
るものであるようにするとエッチングされた全ての面の
表面粗さの改良に有効である。
【００１６】本発明者は、感光性ガラスを露光手段好ま
しくはエキシマレーザーで露光し熱現像する際に、エッ
チング速度が非結晶部分と比べ速くエッチングする結晶
を形成するのに適正な露光量以上の露光量で露光する
と、エッチングが殆どされない結晶部となること、更に
この結晶部ではエッチング面の表面粗さが非常に小さい
ことを発見した。
しくはエキシマレーザーで露光し熱現像する際に、エッ
チング速度が非結晶部分と比べ速くエッチングする結晶
を形成するのに適正な露光量以上の露光量で露光する
と、エッチングが殆どされない結晶部となること、更に
この結晶部ではエッチング面の表面粗さが非常に小さい
ことを発見した。
【００１７】この結論に至る実験データを図１６に示し
ており、１パルス当りのエネルギー強度が１０mJ／cm2
のＸｅＣｌエキシマレーザーで露光する場合には、１０
０〜６０００mJ／cm2 の総露光量ではエッチング速度１
０μm ／min 以上であり、非結晶部と比べ速くエッチン
グする結晶が形成されるが、それ以上になるとエッチン
グ速度が急激に低下して１００００mJ／cm2 以上の総露
光量では、非常にエッチングされ難い結晶が形成される
ことがわかる。
ており、１パルス当りのエネルギー強度が１０mJ／cm2
のＸｅＣｌエキシマレーザーで露光する場合には、１０
０〜６０００mJ／cm2 の総露光量ではエッチング速度１
０μm ／min 以上であり、非結晶部と比べ速くエッチン
グする結晶が形成されるが、それ以上になるとエッチン
グ速度が急激に低下して１００００mJ／cm2 以上の総露
光量では、非常にエッチングされ難い結晶が形成される
ことがわかる。
【００１８】このことから、エッチングによって所望の
形状を形成したい部分は、１００〜６０００mJ／cm2 の
総露光量で露光し、エッチングされにくい層を形成した
い部分は、１００００mJ／cm2 以上の総露光量で露光
し、その後で熱現像し、エッチングを行えば良いことが
明らかとなった。
形状を形成したい部分は、１００〜６０００mJ／cm2 の
総露光量で露光し、エッチングされにくい層を形成した
い部分は、１００００mJ／cm2 以上の総露光量で露光
し、その後で熱現像し、エッチングを行えば良いことが
明らかとなった。
【００１９】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。 実施例１ まず、図１乃至図５に基づいて、本発明に係る加工方法
により感光性ガラス製のインクジェットプリンタヘッド
を製造する方法を工程順に説明する。図１に示すよう
に、第１の露光工程として、板厚１mmの感光性ガラス板
１０の表面１０ａと裏面１０ｂの両面を研磨し、上方に
レーザー発振器１を配置して、レーザー１ａを露光マス
ク２を介して感光性ガラス板の表面１０ａに照射する。
露光マスク２には感光性ガラス板１０の表面に形成され
る溝などの形状の露光パターン２ａと、その他の部分に
遮光部２ｂとが形成してある。
て説明する。 実施例１ まず、図１乃至図５に基づいて、本発明に係る加工方法
により感光性ガラス製のインクジェットプリンタヘッド
を製造する方法を工程順に説明する。図１に示すよう
に、第１の露光工程として、板厚１mmの感光性ガラス板
１０の表面１０ａと裏面１０ｂの両面を研磨し、上方に
レーザー発振器１を配置して、レーザー１ａを露光マス
ク２を介して感光性ガラス板の表面１０ａに照射する。
露光マスク２には感光性ガラス板１０の表面に形成され
る溝などの形状の露光パターン２ａと、その他の部分に
遮光部２ｂとが形成してある。
【００２０】使用されるレーザーとしては、感光性ガラ
スの感度波長域１５０〜４００nmを含むパルス発振制御
型のレーザーが選ばれ、この例では、３０８nmの発振波
長を持つＸｅＣｌエキシマレーザーを使用した。この露
光の際のＸｅＣｌエキシマレーザー１ａの１パルス当り
のエネルギー強度を、１０mJ／cm2 とし、５０パルス程
度照射し、総露光量を５００mJ／cm2 程度とした。この
照射により感光性ガラス板１０の表面１０ａには、露光
パターン２ａに対応した露光部１１，１１が形成され
る。この露光部１１は総露光量が５００mJ／cm2 である
ので、図１６に示すように、エッチング速度が速い第１
結晶部１１ａを形成可能な露光部である。
スの感度波長域１５０〜４００nmを含むパルス発振制御
型のレーザーが選ばれ、この例では、３０８nmの発振波
長を持つＸｅＣｌエキシマレーザーを使用した。この露
光の際のＸｅＣｌエキシマレーザー１ａの１パルス当り
のエネルギー強度を、１０mJ／cm2 とし、５０パルス程
度照射し、総露光量を５００mJ／cm2 程度とした。この
照射により感光性ガラス板１０の表面１０ａには、露光
パターン２ａに対応した露光部１１，１１が形成され
る。この露光部１１は総露光量が５００mJ／cm2 である
ので、図１６に示すように、エッチング速度が速い第１
結晶部１１ａを形成可能な露光部である。
【００２１】図２に示すように、第２の露光工程では、
感光性ガラス板１０の端面１０ｃに対向してもう１つの
レーザー発振器３を配置して、ＸｅＣｌエキシマレーザ
ー３ａを露光マスク４を介して感光性ガラスの端面１０
ｃに照射する。露光マスク４には感光性ガラス板１０の
板厚中間部に形成されるエッチングされ難い層の形状の
露光パターン４ａと、その他の部分に遮光部４ｂとが形
成してある。したがって第２の露光工程の露光方向は、
第１の露光工程の露光方向を横切る垂直方向からの露光
である。
感光性ガラス板１０の端面１０ｃに対向してもう１つの
レーザー発振器３を配置して、ＸｅＣｌエキシマレーザ
ー３ａを露光マスク４を介して感光性ガラスの端面１０
ｃに照射する。露光マスク４には感光性ガラス板１０の
板厚中間部に形成されるエッチングされ難い層の形状の
露光パターン４ａと、その他の部分に遮光部４ｂとが形
成してある。したがって第２の露光工程の露光方向は、
第１の露光工程の露光方向を横切る垂直方向からの露光
である。
【００２２】この第２の露光行程では、ＸｅＣｌエキシ
マレーザー３ａの１パルス当りのエネルギー強度を１０
mJ／cm2とし、１５００パルス照射して総露光量を１５
０００mJ／cm2とした。この照射により感光性ガラス１
０の板厚中間部に、露光パターン４ａに対応した露光部
１２が形成され、総露光量は１５０００mJ／cm2である
ので、図１６に示すように、エッチング速度がほとんど
０μm／minでエッチングされ難い第２結晶部１２ａを形
成可能な露光部である。
マレーザー３ａの１パルス当りのエネルギー強度を１０
mJ／cm2とし、１５００パルス照射して総露光量を１５
０００mJ／cm2とした。この照射により感光性ガラス１
０の板厚中間部に、露光パターン４ａに対応した露光部
１２が形成され、総露光量は１５０００mJ／cm2である
ので、図１６に示すように、エッチング速度がほとんど
０μm／minでエッチングされ難い第２結晶部１２ａを形
成可能な露光部である。
【００２３】図３に示すように、第３工程では、感光性
ガラス板１０を５００〜７００℃程度の高温に加熱し、
露光部１１，１２を結晶化する熱現像を行って、第１，
第２結晶部１１ａ，１２ａを形成する。
ガラス板１０を５００〜７００℃程度の高温に加熱し、
露光部１１，１２を結晶化する熱現像を行って、第１，
第２結晶部１１ａ，１２ａを形成する。
【００２４】次に図４に示すように、第４工程では、こ
の感光性ガラス板１０にフッ化水素酸（ＨＦ）６％溶液
からなるエッチング液をシャワー圧力３ｋｇ／cm2 でエ
ッチングを行うと、結晶部１１ａは、表面１０ａ及び裏
面１０ｂの両面からエッチング速度約１０μm ／min で
溶解除去され、両面に溝部１３…が形成されるが、結晶
部１２ａはエッチング速度ほぼ０μm ／min であるので
エッチングされることはない。即ち、第１結晶部１１ａ
が溶解除去されて第２結晶部１２ａが露出するまで両面
エッチングすることになり、インク流路となる溝部１３
の底面を結晶部１２ａとするインクジェットプリンタヘ
ッドの基板が形成される。インクジェットプリンタヘッ
ドのインク流路では、１００μm 程度のエッチング深さ
が必要であるので、１０分間をやや超える時間（例えば
１１分間）エッチングすれば良い。 この場合のエッチ
ング深さの制御は、エッチング条件や熱現像条件の変動
があっても、結晶部１２ａはエッチングされないので、
やや長めのエッチング時間とすることで結晶部１２ａが
露出し、正確にかつ容易に一定のエッチング深さを実現
することができる。
の感光性ガラス板１０にフッ化水素酸（ＨＦ）６％溶液
からなるエッチング液をシャワー圧力３ｋｇ／cm2 でエ
ッチングを行うと、結晶部１１ａは、表面１０ａ及び裏
面１０ｂの両面からエッチング速度約１０μm ／min で
溶解除去され、両面に溝部１３…が形成されるが、結晶
部１２ａはエッチング速度ほぼ０μm ／min であるので
エッチングされることはない。即ち、第１結晶部１１ａ
が溶解除去されて第２結晶部１２ａが露出するまで両面
エッチングすることになり、インク流路となる溝部１３
の底面を結晶部１２ａとするインクジェットプリンタヘ
ッドの基板が形成される。インクジェットプリンタヘッ
ドのインク流路では、１００μm 程度のエッチング深さ
が必要であるので、１０分間をやや超える時間（例えば
１１分間）エッチングすれば良い。 この場合のエッチ
ング深さの制御は、エッチング条件や熱現像条件の変動
があっても、結晶部１２ａはエッチングされないので、
やや長めのエッチング時間とすることで結晶部１２ａが
露出し、正確にかつ容易に一定のエッチング深さを実現
することができる。
【００２５】またエッチング面の表面粗さは非常に滑ら
かとなり、従来の表面粗さがＲｚで１〜２μm であった
のに対して、本発明ではＲｚで１桁以上小さくなる。
かとなり、従来の表面粗さがＲｚで１〜２μm であった
のに対して、本発明ではＲｚで１桁以上小さくなる。
【００２６】図５にはインクジェットプリンタヘッドが
示してあり、上記のようにして形成した感光性ガラスか
らなる基板の表裏両面に振動板１４，１４を貼着し、振
動板の外面の所定位置に圧電素子１５…を設けてインク
ジェットプリンタヘッドが完成する。
示してあり、上記のようにして形成した感光性ガラスか
らなる基板の表裏両面に振動板１４，１４を貼着し、振
動板の外面の所定位置に圧電素子１５…を設けてインク
ジェットプリンタヘッドが完成する。
【００２７】このインクジェットプリンタヘッドは、図
示しないインク供給手段からインク流路１３内にインク
が充填されており、圧電素子１５…に電圧が印加された
ときに、振動板１４が内方へ変形して流路内のインクが
加圧され、インクの射出口から噴出して印字が行われ
る。
示しないインク供給手段からインク流路１３内にインク
が充填されており、圧電素子１５…に電圧が印加された
ときに、振動板１４が内方へ変形して流路内のインクが
加圧され、インクの射出口から噴出して印字が行われ
る。
【００２８】実施例２ 次に、図６乃至図８に示す第２の実施例について説明す
る。第１の露光工程は図１で説明したのと同様であり、
感光性ガラス板２０にエッチングされやすい第１結晶部
２１ａを形成するための露光部２１が形成される。そこ
で図６の第２の露光工程において、感光性ガラス板２０
の端面２０ｃに対向してレーザーを傾斜方向に発射する
レーザー発振器５を配置して、ＸｅＣｌエキシマレーザ
ー５ａを露光マスク６を介して感光性ガラス板の端面２
０ｃに照射する。露光マスク６には感光性ガラス板２０
の板厚中間部に傾斜して形成されるエッチングされ難い
層の形状の露光パターン６ａと、その他の部分に遮光部
６ｂとが形成してある。したがってこの例における第２
の露光工程の露光方向は、第１の露光工程の露光方向を
横切る垂直方向より傾いた方向からの露光である。レー
ザー５ａの１パルス当りのエネルギー強度及び照射する
パルス数は実施例１の場合と同様であり、総露光量を１
５０００mJ／cm2 として、傾斜した露光部２２が形成さ
れる。
る。第１の露光工程は図１で説明したのと同様であり、
感光性ガラス板２０にエッチングされやすい第１結晶部
２１ａを形成するための露光部２１が形成される。そこ
で図６の第２の露光工程において、感光性ガラス板２０
の端面２０ｃに対向してレーザーを傾斜方向に発射する
レーザー発振器５を配置して、ＸｅＣｌエキシマレーザ
ー５ａを露光マスク６を介して感光性ガラス板の端面２
０ｃに照射する。露光マスク６には感光性ガラス板２０
の板厚中間部に傾斜して形成されるエッチングされ難い
層の形状の露光パターン６ａと、その他の部分に遮光部
６ｂとが形成してある。したがってこの例における第２
の露光工程の露光方向は、第１の露光工程の露光方向を
横切る垂直方向より傾いた方向からの露光である。レー
ザー５ａの１パルス当りのエネルギー強度及び照射する
パルス数は実施例１の場合と同様であり、総露光量を１
５０００mJ／cm2 として、傾斜した露光部２２が形成さ
れる。
【００２９】図７に示す熱現像工程は実施例１と同様で
あって、露光部２１，２２を結晶化して第１，第２結晶
部２１ａ，２２ａを形成する。
あって、露光部２１，２２を結晶化して第１，第２結晶
部２１ａ，２２ａを形成する。
【００３０】次に図８に示すエッチング工程も実施例１
と同様であり、結晶部２１ａが表裏両面からエッチング
されて、両面に溝部２３，２４が形成される。溝部２
３，２４の底面は共に傾斜する第２結晶部２２ａの面が
露出しており、底面の傾斜する溝部を形成することがで
きる。また溝部２３と２４とはエッチング深さも相違し
ているが、第２結晶部２２ａが露出した後はエッチング
されないので、エッチング条件などを厳しくしなくて
も、この溝の形成は容易である。
と同様であり、結晶部２１ａが表裏両面からエッチング
されて、両面に溝部２３，２４が形成される。溝部２
３，２４の底面は共に傾斜する第２結晶部２２ａの面が
露出しており、底面の傾斜する溝部を形成することがで
きる。また溝部２３と２４とはエッチング深さも相違し
ているが、第２結晶部２２ａが露出した後はエッチング
されないので、エッチング条件などを厳しくしなくて
も、この溝の形成は容易である。
【００３１】第２結晶部２２ａの傾斜の角度は、レーザ
ー５ａの露光方向で決まるので、精度と再現性の良い加
工が可能である。またエッチング面の表面粗さが小さい
ことは先の実施例と同様である。
ー５ａの露光方向で決まるので、精度と再現性の良い加
工が可能である。またエッチング面の表面粗さが小さい
ことは先の実施例と同様である。
【００３２】実施例３ 次に、図９乃至図１１に示す第３の実施例について説明
する。第１及び第２の露光工程は図１及び図２で説明し
たと同様であり、感光性ガラス板３０にエッチングされ
やすい第１結晶部３１ａを形成するための露光部３１
と，エッチングされ難い第２結晶部３２ａを形成可能な
露光部３２とが形成される。本実施例では更に図９の第
３の露光工程を含んでいるもので、感光性ガラス板３０
の表面３０ａに対向してレーザーを発射するレーザー発
振器７を配置して、ＸｅＣｌエキシマレーザー７ａを露
光マスク８を介して感光性ガラスの表面３０ａに照射す
る。露光マスク８には、図１の露光マスク２における露
光パターンと遮光部とを反転し、遮光部であった位置を
露光パターン８ａとし、露光パターンであった位置を遮
光部８ｂとしている。したがってこの第３の露光工程の
露光方向は、第１の露光工程の露光方向と同一でかつ第
１の露光工程で非露光であった部分への露光である。こ
の第３の露光工程は、溝の両側面にエッチングされ難い
第３結晶部３３ａを形成するための露光であるので、照
射されるレーザー７ａの１パルス当りのエネルギー強度
を、１０mJ／cm2 とし、１５００パルス照射し、総露光
量を１５０００mJ／cm2 とする。これによってエッチン
グされ難い第３結晶部３３ａを形成可能な露光部３３が
形成される。
する。第１及び第２の露光工程は図１及び図２で説明し
たと同様であり、感光性ガラス板３０にエッチングされ
やすい第１結晶部３１ａを形成するための露光部３１
と，エッチングされ難い第２結晶部３２ａを形成可能な
露光部３２とが形成される。本実施例では更に図９の第
３の露光工程を含んでいるもので、感光性ガラス板３０
の表面３０ａに対向してレーザーを発射するレーザー発
振器７を配置して、ＸｅＣｌエキシマレーザー７ａを露
光マスク８を介して感光性ガラスの表面３０ａに照射す
る。露光マスク８には、図１の露光マスク２における露
光パターンと遮光部とを反転し、遮光部であった位置を
露光パターン８ａとし、露光パターンであった位置を遮
光部８ｂとしている。したがってこの第３の露光工程の
露光方向は、第１の露光工程の露光方向と同一でかつ第
１の露光工程で非露光であった部分への露光である。こ
の第３の露光工程は、溝の両側面にエッチングされ難い
第３結晶部３３ａを形成するための露光であるので、照
射されるレーザー７ａの１パルス当りのエネルギー強度
を、１０mJ／cm2 とし、１５００パルス照射し、総露光
量を１５０００mJ／cm2 とする。これによってエッチン
グされ難い第３結晶部３３ａを形成可能な露光部３３が
形成される。
【００３３】図１０に示す熱現像工程は実施例１と同様
であって、露光部３１，３２及び３３を結晶化して第
１，２，３結晶部３１ａ，３２ａ及び３３ａを形成す
る。
であって、露光部３１，３２及び３３を結晶化して第
１，２，３結晶部３１ａ，３２ａ及び３３ａを形成す
る。
【００３４】次に図１１に示すエッチング工程も実施例
１と同様であり、第１結晶部３１ａが表裏両面からエッ
チングされて、両面に溝部３４…が形成される。溝部３
４の底面は共に第２結晶部３２ａの面が露出しており、
溝部３４の両側面は共に第３結晶部３３ａの面が露出し
ており、これらは非結晶部（未露光部）よりもエッチン
グ速度が遅いため、エッチング条件などを厳しくしなく
ても、溝の形成は容易であり、しかも両側面では、垂直
に近い加工が非結晶部の場合以上に可能であり、更に表
面粗さは非結晶部の場合よりも小さい滑らかな面とな
る。
１と同様であり、第１結晶部３１ａが表裏両面からエッ
チングされて、両面に溝部３４…が形成される。溝部３
４の底面は共に第２結晶部３２ａの面が露出しており、
溝部３４の両側面は共に第３結晶部３３ａの面が露出し
ており、これらは非結晶部（未露光部）よりもエッチン
グ速度が遅いため、エッチング条件などを厳しくしなく
ても、溝の形成は容易であり、しかも両側面では、垂直
に近い加工が非結晶部の場合以上に可能であり、更に表
面粗さは非結晶部の場合よりも小さい滑らかな面とな
る。
【００３５】上記の実施例１〜３では、第２の露光工程
における総露光量を、いずれもエッチング速度が非結晶
部より速い結晶部を形成するのに必要な総露光量よりも
多くしているが、エッチングにより形成される溝の底面
となる部分がエッチングされ難い結晶部であれば良いの
で、第１と第２の露光工程による総露光量の和が上記の
必要な総露光量よりも多くなれば良い。
における総露光量を、いずれもエッチング速度が非結晶
部より速い結晶部を形成するのに必要な総露光量よりも
多くしているが、エッチングにより形成される溝の底面
となる部分がエッチングされ難い結晶部であれば良いの
で、第１と第２の露光工程による総露光量の和が上記の
必要な総露光量よりも多くなれば良い。
【００３６】実施例４ 次に、図１２乃至図１４に示す第４の実施例について説
明する。この例は片面のみをエッチング加工する場合の
加工方法であって、反対面側に必要な総露光量より多く
の露光を行って、エッチングされ難い結晶部を設けるこ
とで保護テープなどを不要にしている。
明する。この例は片面のみをエッチング加工する場合の
加工方法であって、反対面側に必要な総露光量より多く
の露光を行って、エッチングされ難い結晶部を設けるこ
とで保護テープなどを不要にしている。
【００３７】第１の露光工程は図１で説明したのと同様
であり、感光性ガラス板４０にエッチングされやすい第
１結晶部４１ａを形成するための露光部４１が形成され
る。そこで図１２の第２の露光工程において、感光性ガ
ラス板４０の端面４０ｄに対向してレーザーを発射する
レーザー発振器９を配置して、ＸｅＣｌエキシマレーザ
ー９ａを露光マスク１９を介して感光性ガラスの端面４
０ｄに照射する。露光マスク１９には感光性ガラス板４
０の裏面４０ｂにエッチングされ難い層の形状の露光パ
ターン１９ａと、その他の部分に遮光部１９ｂとが形成
してある。レーザー９ａの１パルス当りのエネルギー強
度を、１０mJ／cm2 とし、１５００パルス照射し、総露
光量を１５０００mJ／cm2 とする。これによりエッチン
グされ難い第２結晶部４２ａを、感光性ガラス板４０の
裏面４０ｂ側に形成可能な露光部４２が形成される。
であり、感光性ガラス板４０にエッチングされやすい第
１結晶部４１ａを形成するための露光部４１が形成され
る。そこで図１２の第２の露光工程において、感光性ガ
ラス板４０の端面４０ｄに対向してレーザーを発射する
レーザー発振器９を配置して、ＸｅＣｌエキシマレーザ
ー９ａを露光マスク１９を介して感光性ガラスの端面４
０ｄに照射する。露光マスク１９には感光性ガラス板４
０の裏面４０ｂにエッチングされ難い層の形状の露光パ
ターン１９ａと、その他の部分に遮光部１９ｂとが形成
してある。レーザー９ａの１パルス当りのエネルギー強
度を、１０mJ／cm2 とし、１５００パルス照射し、総露
光量を１５０００mJ／cm2 とする。これによりエッチン
グされ難い第２結晶部４２ａを、感光性ガラス板４０の
裏面４０ｂ側に形成可能な露光部４２が形成される。
【００３８】図１３に示す熱現像工程は実施例１と同様
であって、露光部４１，４２を結晶化して第１，２結晶
部４１ａ，４２ａを形成する。
であって、露光部４１，４２を結晶化して第１，２結晶
部４１ａ，４２ａを形成する。
【００３９】次に図１４に示すエッチング工程では、エ
ッチングしたくない裏面４０ｂにエッチングされ難い結
晶部４２ａが形成してあるので、保護テープなどは不要
であり、このままフッ化水素酸（ＨＦ）６％溶液からな
るエッチング液をシャワー圧力３ｋｇ／cm2 でエッチン
グし、結晶部４１ａに所望のエッチング深さが得られる
まで行って溝部４３…を形成する。インクジェットプリ
ンタヘッドのインク流路では、１００μm 程度のエッチ
ング深さが必要であるので、１０分間程度エッチングす
れば良い。
ッチングしたくない裏面４０ｂにエッチングされ難い結
晶部４２ａが形成してあるので、保護テープなどは不要
であり、このままフッ化水素酸（ＨＦ）６％溶液からな
るエッチング液をシャワー圧力３ｋｇ／cm2 でエッチン
グし、結晶部４１ａに所望のエッチング深さが得られる
まで行って溝部４３…を形成する。インクジェットプリ
ンタヘッドのインク流路では、１００μm 程度のエッチ
ング深さが必要であるので、１０分間程度エッチングす
れば良い。
【００４０】図１５にはインクジェットプリンタヘッド
が示してあり、上記のようにして形成した感光性ガラス
からなる基板を用い、インク流路である溝部４３を覆う
ように振動板４４を貼着し、振動板の外面の所定位置に
圧電素子４５…を設けてインクジェットプリンタヘッド
が完成する。
が示してあり、上記のようにして形成した感光性ガラス
からなる基板を用い、インク流路である溝部４３を覆う
ように振動板４４を貼着し、振動板の外面の所定位置に
圧電素子４５…を設けてインクジェットプリンタヘッド
が完成する。
【００４１】このインクジェットプリンタヘッドは、図
示しないインク供給手段からインク流路４３内にインク
が充填されており、圧電素子４５…に電圧が印加された
ときに、振動板４４が内方へ変形して流路内のインクが
加圧され、インクの射出口から噴出して印字が行われ
る。
示しないインク供給手段からインク流路４３内にインク
が充填されており、圧電素子４５…に電圧が印加された
ときに、振動板４４が内方へ変形して流路内のインクが
加圧され、インクの射出口から噴出して印字が行われ
る。
【００４２】この実施例４では、第１の露光工程による
結晶部が感光性ガラス板の板厚を貫通して設けられるも
のを図示しているが、これに限られず、結晶部を所望の
深さまで形成するように露光量を調整しても良い。また
この第２の露光工程では、表裏いずれか一方の面にエッ
チングされにくい結晶部を設けるものであるから、上記
のエッチングを受け易い結晶部を形成するに必要な適性
露光量よりも多い総露光量を与える必要がある。上記実
施例においては露光手段としてＸｅＣｌエキシマレーザ
ーを用いているが、レーザーとしてはその他にもＸｅＦ
（発振波長３５１nm），ＫｒＦ（発振波長２４８nm），
ＡｒＦ（発振波長１９３nm）エキシマレーザー、Ｎ2 レ
ーザー（発振波長３３７nm）を用いてもよく、またＮｄ
+ とＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネッ
ト）とを混合したレーザー，色素レーザー，Ｋｒイオン
レーザー，Ａｒイオンレーザーまたは銅蒸気レーザーの
基本発振波長光を非線形光学素子などにより紫外域に変
換したレーザーを用いてもよく、また露光手段はレーザ
ーに限られずエキシマランプ、超高圧水銀ランプによる
紫外線でもよい。
結晶部が感光性ガラス板の板厚を貫通して設けられるも
のを図示しているが、これに限られず、結晶部を所望の
深さまで形成するように露光量を調整しても良い。また
この第２の露光工程では、表裏いずれか一方の面にエッ
チングされにくい結晶部を設けるものであるから、上記
のエッチングを受け易い結晶部を形成するに必要な適性
露光量よりも多い総露光量を与える必要がある。上記実
施例においては露光手段としてＸｅＣｌエキシマレーザ
ーを用いているが、レーザーとしてはその他にもＸｅＦ
（発振波長３５１nm），ＫｒＦ（発振波長２４８nm），
ＡｒＦ（発振波長１９３nm）エキシマレーザー、Ｎ2 レ
ーザー（発振波長３３７nm）を用いてもよく、またＮｄ
+ とＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネッ
ト）とを混合したレーザー，色素レーザー，Ｋｒイオン
レーザー，Ａｒイオンレーザーまたは銅蒸気レーザーの
基本発振波長光を非線形光学素子などにより紫外域に変
換したレーザーを用いてもよく、また露光手段はレーザ
ーに限られずエキシマランプ、超高圧水銀ランプによる
紫外線でもよい。
【００４３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明では、第
１及び第２の露光工程で、総露光量を選択して露光する
ことによって、エッチングを受け易い第１結晶部と、エ
ッチングを受け難い第２結晶部とをそれぞれ形成してエ
ッチングするので、第２結晶部までエッチングすること
によって、エッチング深さの制御が容易にでき、第２結
晶部は、エッチング後の面が非結晶部よりも滑らかであ
るので、表面粗さを小さくすることができ、インク流路
とする場合に極めて有利である。また片面エッチングに
おいても、第２結晶部を設けておくことにより、保護テ
ープなどの貼着が不要となり、感光性ガラスの損傷や破
損を無くして歩留まりを向上できる。
１及び第２の露光工程で、総露光量を選択して露光する
ことによって、エッチングを受け易い第１結晶部と、エ
ッチングを受け難い第２結晶部とをそれぞれ形成してエ
ッチングするので、第２結晶部までエッチングすること
によって、エッチング深さの制御が容易にでき、第２結
晶部は、エッチング後の面が非結晶部よりも滑らかであ
るので、表面粗さを小さくすることができ、インク流路
とする場合に極めて有利である。また片面エッチングに
おいても、第２結晶部を設けておくことにより、保護テ
ープなどの貼着が不要となり、感光性ガラスの損傷や破
損を無くして歩留まりを向上できる。
【００４４】感光性ガラスの感度波長域を含むパルス発
振制御型のレーザーを感光性ガラスの露光手段として用
いれば照射する総露光量の制御が容易である。
振制御型のレーザーを感光性ガラスの露光手段として用
いれば照射する総露光量の制御が容易である。
【図１】本発明の実施例１の第１の露光工程を示す正面
図である。
図である。
【図２】同上の第２の露光工程を示す正面図である。
【図３】同上の熱現像工程後の感光性ガラスの正面図で
ある。
ある。
【図４】同上のエッチング工程後の感光性ガラスの断面
図である。
図である。
【図５】同上の方法により製造した感光性ガラス製の基
板を用いたインクジェットプリンタヘッドの断面図であ
る。
板を用いたインクジェットプリンタヘッドの断面図であ
る。
【図６】本発明の実施例２の第２の露光工程を示す正面
図である。
図である。
【図７】同上の熱現像工程後の感光性ガラスの正面図で
ある。
ある。
【図８】同上のエッチング工程後の感光性ガラスの断面
図である。
図である。
【図９】本発明の実施例３の第３の露光工程を示す正面
図である。
図である。
【図１０】同上の熱現像工程後の感光性ガラスの正面図
である。
である。
【図１１】同上のエッチング工程後の感光性ガラスの断
面図である。
面図である。
【図１２】本発明の実施例４の第２の露光工程を示す正
面図である。
面図である。
【図１３】同上の熱現像工程後の感光性ガラスの正面図
である。
である。
【図１４】同上のエッチング工程後の感光性ガラスの断
面図である。
面図である。
【図１５】同上の方法により製造した感光性ガラス製の
基板を用いたインクジェットプリンタヘッドの断面図で
ある。
基板を用いたインクジェットプリンタヘッドの断面図で
ある。
【図１６】総露光量に対するエッチング速度のデータを
示す説明図である。
示す説明図である。
１０，２０，３０，４０ 感光性ガラス １ａ，３ａ，５ａ，７ａ，９ａ レーザー（露光手
段） １１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ 第１の結晶部 １２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ 第２の結晶部 ３３ａ 第３の結晶部
段） １１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ 第１の結晶部 １２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ 第２の結晶部 ３３ａ 第３の結晶部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−133782（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−59628（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−349132（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−357133（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−78146（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−105485（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C03C 15/00 B41J 2/16
Claims (8)
- 【請求項１】 感光性ガラスを露光手段によって所定の
パターンに露光する露光工程と、露光部を結晶化する熱
現像工程と、結晶部を除去するエッチング工程を経て、
上記感光性ガラスに上記パターンに対応した溝を形成す
る加工方法であって、 上記露光工程は、第１及び第２の露光を含み、上記第１
の露光によってエッチングを受け易い第１結晶部を形成
するに必要な第１露光量を与え、 上記第１及び第２の露光または上記第２の露光のみによ
って上記第１露光量よりも大でありエッチングを受け難
い第２結晶部を上記第１結晶部に連ねて形成するに必要
な第２露光量を与えることを特徴とする感光性ガラスの
加工方法。 - 【請求項２】 請求項１において上記露光手段はレーザ
ーであることを特徴とする感光性ガラスの加工方法。 - 【請求項３】 請求項２において、上記レーザーは、Ｘ
ｅＣｌエキシマレーザーであることを特徴とする感光性
ガラスの加工方法。 - 【請求項４】 請求項１または２または３において、上
記エッチング工程は、上記第１結晶部を経て上記第２結
晶部までエッチングすることを特徴とする感光性ガラス
の加工方法。 - 【請求項５】 請求項１または２または３において、上
記第２の露光は、上記第１の露光の露光方向を横切る垂
直方向から露光するものであり、上記感光性ガラス板の
板厚中間部に第２結晶部を形成するものであることを特
徴とする感光性ガラスの加工方法。 - 【請求項６】 請求項１または２または３において、上
記第２の露光は、上記第１の露光の露光方向を横切る垂
直方向より傾いた方向から露光するものであり、上記感
光性ガラス板の板厚中間部に傾斜した第２結晶部を形成
するものであることを特徴とする感光性ガラスの加工方
法。 - 【請求項７】 請求項１または２または３において、上
記第２の露光は、上記第１の露光の露光方向を横切る垂
直方向から露光し、上記感光性ガラス板の表裏いずれか
一方の面に上記第２結晶部を形成するものであり上記第
２露光量は上記第１露光量よりも大であることを特徴と
する感光性ガラスの加工方法。 - 【請求項８】 請求項１または２または３において、上
記露光工程は第３の露光を含み、上記第３の露光により
上記第１露光量より大であって、エッチングを受け難い
第３結晶部を形成するのに必要な第３露光量を与え、上
記第３の露光の露光方向は、上記第１の露光の露光方向
と同一でかつ上記第１の露光で非露光であった部分を露
光するものであることを特徴とする感光性ガラスの加工
方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3303441A JP2873412B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 感光性ガラスの加工方法 |
| US07/975,246 US5322538A (en) | 1991-11-19 | 1992-11-12 | Method of processing photosensitive glass with sections of differing exposure energies and article |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3303441A JP2873412B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 感光性ガラスの加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05139785A JPH05139785A (ja) | 1993-06-08 |
| JP2873412B2 true JP2873412B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=17921039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3303441A Expired - Fee Related JP2873412B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 感光性ガラスの加工方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5322538A (ja) |
| JP (1) | JP2873412B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| KR100248120B1 (ko) * | 1997-08-30 | 2000-03-15 | 구본준 | 레이저 어닐 장치 |
| JP3542014B2 (ja) * | 1998-09-21 | 2004-07-14 | セントラル硝子株式会社 | 単結晶または多結晶含有非晶質材料の作製方法及びその非晶質材料 |
| US6197623B1 (en) | 1998-10-16 | 2001-03-06 | Seungki Joo | Method for crystallizing amorphous silicon thin-film for use in thin-film transistors and thermal annealing apparatus therefor |
| US6403286B1 (en) | 1999-11-04 | 2002-06-11 | Corning Incorporated | High aspect ratio patterning of glass film |
| US8399155B1 (en) * | 2000-01-04 | 2013-03-19 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Production of high efficiency diffractive and refractive optical elements in multicomponent glass by nonlinear photo-ionization followed by thermal development |
| US6566626B2 (en) | 2001-07-03 | 2003-05-20 | Laserglass Ltd. | Method and apparatus for generating color images in a transparent medium |
| CN102336525B (zh) * | 2011-09-19 | 2014-08-20 | 成都旭双太阳能科技有限公司 | 一种保证非晶硅电池前板玻璃表面刻蚀均匀性的工艺 |
| JP6308007B2 (ja) * | 2013-07-16 | 2018-04-11 | ソニー株式会社 | 配線基板および配線基板の製造方法 |
| DE102016014469A1 (de) * | 2016-10-21 | 2018-04-26 | Schott Ag | Dekorblende aus Flachglas |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3473927A (en) * | 1965-12-14 | 1969-10-21 | Corning Glass Works | Double negative exposure method for photosensitively opacifiable glass |
| US4017318A (en) * | 1976-01-02 | 1977-04-12 | Corning Glass Works | Photosensitive colored glasses |
| US4092166A (en) * | 1976-12-27 | 1978-05-30 | International Business Machines Corporation | Double exposure and double etch technique for producing precision parts from crystallizable photosensitive glass |
| JPS56121775A (en) * | 1980-03-03 | 1981-09-24 | Seiko Epson Corp | Printing head |
-
1991
- 1991-11-19 JP JP3303441A patent/JP2873412B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-11-12 US US07/975,246 patent/US5322538A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05139785A (ja) | 1993-06-08 |
| US5322538A (en) | 1994-06-21 |
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