JP6885161B2 - A method for manufacturing a glass substrate having a through hole and a method for forming a through hole in the glass substrate. - Google Patents
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本発明は、貫通孔を有するガラス基板の製造方法およびガラス基板に貫通孔を形成する方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a glass substrate having through holes and a method for forming through holes in the glass substrate.
従来より、レーザ光源から生じたレーザ光をガラス基板に照射することにより、ガラス基板に1または2以上の貫通孔を形成する技術が知られている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, there has been known a technique for forming one or more through holes in a glass substrate by irradiating the glass substrate with a laser beam generated from a laser light source (for example, Patent Document 1).
そのような貫通孔を有するガラス基板は、例えば、貫通孔に導電性充填材が充填されたガラスインターポーザ等に利用される。 A glass substrate having such through holes is used, for example, in a glass interposer in which the through holes are filled with a conductive filler.
通常、前述のような貫通孔を有するガラス基板は、
(1)第1および第2の表面を有するガラス基板を準備する工程と、
(2)ガラス基板の第1の表面の側からレーザ光を照射することにより、ガラス基板の第1の表面の第1の開口から、ガラス基板の第2の表面の第2の開口まで貫通する貫通孔を形成する工程と、
(3)ガラス基板を湿式エッチング処理することにより、貫通孔を所望の寸法に広げる工程と、
を経て製造される。
Usually, a glass substrate having a through hole as described above is used.
(1) A step of preparing a glass substrate having the first and second surfaces, and
(2) By irradiating the laser beam from the side of the first surface of the glass substrate, it penetrates from the first opening of the first surface of the glass substrate to the second opening of the second surface of the glass substrate. The process of forming a through hole and
(3) A step of expanding the through hole to a desired size by wet-etching the glass substrate, and
Manufactured through.
ここで、(3)の工程を実施した際に、しばしば、貫通孔の全長方向に沿った貫通孔の略中心部分に、狭窄部が生じるという問題が生じ得る。 Here, when the step (3) is carried out, there may often be a problem that a narrowed portion is formed at a substantially central portion of the through hole along the overall length direction of the through hole.
これは、通常、(2)の工程で形成される貫通孔は、ガラス基板の厚さに比べて、直径が比較的小さいためである。すなわち、そのような「微細な」貫通孔に対して、(3)の工程において湿式エッチング処理を実施した場合、貫通孔の内部では、エッチング溶液の濃度拡散が十分に進行せず、またエッチング反応の生成物が貫通孔内に停滞してしまう。その結果、貫通孔の内部では、エッチング反応を十分に進行させることが難しくなり、狭窄部が生じるようになる。 This is because the through hole formed in the step (2) usually has a diameter relatively small compared to the thickness of the glass substrate. That is, when a wet etching process is performed on such a "fine" through hole in the step (3), the concentration diffusion of the etching solution does not proceed sufficiently inside the through hole, and the etching reaction occurs. The product of is stagnant in the through hole. As a result, it becomes difficult for the etching reaction to proceed sufficiently inside the through hole, and a narrowed portion is formed.
特に、ガラスインターポーザの分野では、(2)の工程において、極めて微細な貫通孔が形成される。このため、ガラスインターポーザの製造工程では、貫通孔にこのような狭窄部がより発生し易くなってしまうという問題がある。 In particular, in the field of glass interposers, extremely fine through holes are formed in the step (2). Therefore, in the manufacturing process of the glass interposer, there is a problem that such a narrowed portion is more likely to occur in the through hole.
本発明では、比較的形状が整った貫通孔を有するガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明では、ガラス基板に比較的形状が整った貫通孔を形成する方法を提供することを目的とする。また、本発明では、ガラス基板に比較的形状が整った貫通孔を形成するガラス基板の製造システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a glass substrate having through holes having a relatively well-shaped shape. Another object of the present invention is to provide a method for forming through holes having a relatively well-shaped shape in a glass substrate. Another object of the present invention is to provide a glass substrate manufacturing system for forming through holes having a relatively well-shaped shape in the glass substrate.
本発明では、貫通孔を有するガラス基板の製造方法であって、
(1)相互に対向する第1および第2の表面を有し、ガラス基板の前記第1の表面の側からレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に初期孔を形成する工程と、
(2)第1のエッチング溶液を用いて、前記ガラス基板に対して第1のエッチング処理を行って、前記初期孔から、前記第1の表面に形成された第1の開口から前記第2の表面に形成された第2の開口まで延在する第1の貫通孔を形成し、前記ガラス基板の厚さをd1とし、前記第1の開口の直径をRt1としたとき、比d1/Rt1が10〜20の範囲となるようにする工程と、
(3)前記(2)の工程後、前記ガラス基板に対して、前記第1のエッチング溶液よりも大きなエッチングレートを有する第2のエッチング溶液を用いて、前記ガラス基板に対して第2のエッチング処理を行って前記第1の貫通孔を拡大する工程と、
を有する製造方法。
が提供される。
The present invention is a method for manufacturing a glass substrate having through holes.
(1) A step of forming initial holes in the glass substrate by irradiating a laser beam from the side of the first surface of the glass substrate having first and second surfaces facing each other.
(2) Using the first etching solution, the glass substrate is subjected to the first etching process, and the second hole is formed through the initial hole and the first opening formed on the first surface. When a first through hole extending to the second opening formed on the surface is formed, the thickness of the glass substrate is d 1, and the diameter of the first opening is
(3) After the step (2), the glass substrate is second-etched with a second etching solution having an etching rate higher than that of the first etching solution. A step of performing a process to expand the first through hole and
Manufacturing method having.
Is provided.
また、本発明では、ガラス基板に貫通孔を形成する方法であって、
(1)相互に対向する第1および第2の表面を有し、ガラス基板の前記第1の表面の側からレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に初期孔を形成する工程と、
(2)第1のエッチング溶液を用いて、前記ガラス基板に対して第1のエッチング処理を行って、前記初期孔から、前記第1の表面に形成された第1の開口から前記第2の表面に形成された第2の開口まで延在する第1の貫通孔を形成し、前記ガラス基板の厚さをd1とし、前記第1の開口の直径をRt1としたとき、比d1/Rt1が10〜20の範囲となるようにする工程と、
(3)前記(2)の工程後、前記ガラス基板に対して、前記第1のエッチング溶液よりも大きなエッチングレートを有する第2のエッチング溶液を用いて、前記ガラス基板に対して第2のエッチング処理を行って前記第1の貫通孔を拡大する工程と、
を有する方法が提供される。
Further, in the present invention, it is a method of forming a through hole in a glass substrate.
(1) A step of forming initial holes in the glass substrate by irradiating a laser beam from the side of the first surface of the glass substrate having first and second surfaces facing each other.
(2) Using the first etching solution, the glass substrate is subjected to the first etching process, and the second hole is formed through the initial hole and the first opening formed on the first surface. When a first through hole extending to the second opening formed on the surface is formed, the thickness of the glass substrate is d 1, and the diameter of the first opening is
(3) After the step (2), the glass substrate is second-etched with a second etching solution having an etching rate higher than that of the first etching solution. A step of performing a process to expand the first through hole and
The method of having is provided.
本発明では、比較的形状が整った貫通孔を有するガラス基板の製造方法を提供することができる。また、本発明では、ガラス基板に比較的形状が整った貫通孔を形成する方法を提供することができる。また、本発明では、ガラス基板に比較的形状が整った貫通孔を形成するガラス基板の製造システムを提供することができる。 The present invention can provide a method for manufacturing a glass substrate having through holes having a relatively well-shaped shape. Further, the present invention can provide a method for forming a through hole having a relatively well-shaped shape in a glass substrate. Further, the present invention can provide a glass substrate manufacturing system for forming through holes having a relatively well-shaped shape in the glass substrate.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(従来の貫通孔を有するガラス基板の製造方法)
まず、本発明の特徴をより良く理解するため、図1〜図2を参照して、従来の貫通孔を有するガラス基板の製造方法について簡単に説明する。
(Conventional method for manufacturing a glass substrate having through holes)
First, in order to better understand the features of the present invention, a conventional method for manufacturing a glass substrate having through holes will be briefly described with reference to FIGS. 1 and 2.
図1には、従来の貫通孔を有するガラス基板の製造方法(以下、単に「従来の製造方法」という)のフローを模式的に示す。また、図2には、図1に示した従来の製造方法における一工程を模式的に示す。 FIG. 1 schematically shows a flow of a conventional method for manufacturing a glass substrate having through holes (hereinafter, simply referred to as “conventional manufacturing method”). Further, FIG. 2 schematically shows one step in the conventional manufacturing method shown in FIG.
図1に示すように、従来の製造方法は、
ガラス基板を準備する工程(工程S10)と、
ガラス基板にレーザ光を照射して、貫通孔を形成する工程(工程S20)と、
貫通孔を有するガラス基板を湿式エッチングして、貫通孔を所望の寸法に広げる工程(工程S30)と、
を有する。
As shown in FIG. 1, the conventional manufacturing method is
The process of preparing the glass substrate (process S10) and
A step of irradiating a glass substrate with a laser beam to form a through hole (step S20).
A step of wet-etching a glass substrate having a through hole to widen the through hole to a desired size (step S30).
Have.
このうち、工程S10では、図2(a)に示すように、第1の表面12および第2の表面14を有するガラス基板10が準備される。
Of these, in step S10, as shown in FIG. 2A, a
次に、工程S20では、図2(b)に示すように、ガラス基板10に貫通孔20が形成される。貫通孔20は、ガラス基板10の第1の表面12の側からレーザ光(図示されていない)を照射することにより形成される。
Next, in step S20, as shown in FIG. 2B, a through
貫通孔20は、ガラス基板10の第1の表面12に第1の開口22を有し、第2の表面14に第2の開口24を有する。第1の開口22の直径は、φt0であり、第2の開口24の直径は、φb0である。
The through
次に、工程S30では、貫通孔20の直径を所望の寸法に拡張するため、ガラス基板10が湿式エッチング処理される。
Next, in step S30, the
ここで、工程S20で形成された貫通孔20の第1の開口22の直径φt0(または第2の開口24の直径φb0)が十分に大きい場合、湿式エッチング処理の際に、エッチング溶液を、貫通孔20の全長に沿って、均一かつ十分に供給することができる。このため、貫通孔20は、比較的均一にエッチングされる。
Here, when the diameter φ t0 (or the diameter φ b0 of the second opening 24) of the
しかしながら、第1の開口22の直径φt0および第2の開口24の直径φb0が小さくなると、湿式エッチング処理の際に、そのような微細な貫通孔20の内部において、エッチング反応を十分に進行させることは難しくなる。これは、貫通孔20の内部では、エッチング溶液の濃度拡散が十分に進行せず、またエッチング反応の生成物が貫通孔20内に停滞し易いためである。また、そのような微細な貫通孔20では、貫通孔20の内部に、エッチング溶液を十分に供給させること自体、難しくなる場合もある。
However, when the diameter φ t0 of the first opening 22 and the diameter φ b 0 of the
そのため、貫通孔20は、第1および第2の開口22、24ならびにその近傍が選択的にエッチングされてしまう。換言すれば、貫通孔20の内部では、貫通孔20を十分にエッチング処理することが難しくなる。
Therefore, in the through
その結果、工程S30の後には、図2(c)に示すように、断面がいわば「砂時計型」の拡張貫通孔30が形成される。すなわち、形成される拡張貫通孔30は、第1の開口32および第2の開口34の側では所定の寸法が得られるものの、貫通孔30の内部では、所定の寸法に満たない狭窄部36を有するようになる。
As a result, after the step S30, as shown in FIG. 2C, an expansion through
このように従来の製造方法では、特に、ガラス基板10の厚さに対して貫通孔20の直径(φt0、φb0)が比較的小さくなると、拡張貫通孔30が顕著な狭窄部36を有するようになるという問題がある。
As described above, in the conventional manufacturing method, especially when the diameter of the through hole 20 (φ t0 , φ b0 ) is relatively small with respect to the thickness of the
(本発明の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法)
次に、図3〜図7を参照して、本発明の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法の一例について説明する。
(Method for manufacturing a glass substrate having a through hole according to an embodiment of the present invention)
Next, an example of a method for manufacturing a glass substrate having a through hole according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 7.
図3には、本発明の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法のフローの一例を概略的に示す。また、図4〜図7には、本発明の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法における各工程の態様を模式的に示す。 FIG. 3 schematically shows an example of a flow of a method for manufacturing a glass substrate having a through hole according to an embodiment of the present invention. Further, FIGS. 4 to 7 schematically show aspects of each step in the method for manufacturing a glass substrate having through holes according to an embodiment of the present invention.
図3に示すように、本発明の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法(以下、「第1の製造方法」という)は、
(0)相互に対向する第1および第2の表面を有するガラス基板を準備する工程(工程S110)と、
(1)前記ガラス基板の前記第1の表面の側からレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に初期孔を形成する工程(工程S120)と、
(2)第1のエッチング溶液を用いて、前記初期孔に対して第1のエッチング処理を行う工程であって、
これにより、前記ガラス基板に第1の開口から第2の開口まで延在する第1の貫通孔が形成され、
前記(2)の工程後のガラス基板の厚さをd1とし、前記第1の貫通孔の前記第1の開口の直径をRt1としたとき、比d1/Rt1は、10〜20の範囲である、工程(工程S130)と、
(3)第2のエッチング溶液を用いて、前記第1の貫通孔に対して第2のエッチング処理を行う工程(工程S140)と、
を有する。
As shown in FIG. 3, a method for manufacturing a glass substrate having a through hole according to an embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as “first manufacturing method”) is described.
(0) A step of preparing glass substrates having first and second surfaces facing each other (step S110).
(1) A step of forming an initial hole in the glass substrate by irradiating a laser beam from the side of the first surface of the glass substrate (step S120).
(2) A step of performing a first etching process on the initial holes using the first etching solution.
As a result, a first through hole extending from the first opening to the second opening is formed in the glass substrate.
When the thickness of the glass substrate after the step (2) is d 1 and the diameter of the first opening of the first through hole is R t 1 , the
(3) A step of performing a second etching process on the first through hole using the second etching solution (step S140).
Have.
以下、図4〜図7を参照して、各工程について詳しく説明する。 Hereinafter, each step will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 7.
(ステップS110)
まず、図4に示すような断面形状を有するガラス基板110が準備される。ガラス基板110は、相互に対向する第1の表面112および第2の表面114を有する。また、ガラス基板110は、初期厚さd0を有する。
(Step S110)
First, a
初期厚さd0は、例えば、0.1mm〜0.7mmが好ましく、0.2mm〜0.5mmがより好ましく、0.3mm〜0.5mmが特に好ましい。初期厚さd0が0.3mmを下回ると、従来の製造方法においても、前述のような砂時計型の拡張貫通孔が形成されにくくなる場合がある。 The initial thickness d 0 is, for example, preferably 0.1 mm to 0.7 mm, more preferably 0.2 mm to 0.5 mm, and particularly preferably 0.3 mm to 0.5 mm. If the initial thickness d 0 is less than 0.3 mm, it may be difficult to form the hourglass-shaped expansion through hole as described above even in the conventional manufacturing method.
ガラス基板110の組成は、特に限られない。ガラス基板110は、例えば、ソーダライムガラス、および無アルカリガラス等であっても良い。
The composition of the
(ステップS120)
次に、ガラス基板110の第1の表面112の側からレーザ光を照射することにより、ガラス基板110に1または2以上の初期孔が形成される。
(Step S120)
Next, by irradiating the
レーザ光は、ガラス基板110に初期孔を形成することができる限り、その種類および照射条件は限られない。レーザ光は、例えば、CO2レーザ、UVレーザ等であっても良い。また、レーザ光は、短パルスレーザ(例えばピコ秒レーザ、フェムト秒レーザ)から発振されるレーザ光であっても良い。
The type and irradiation conditions of the laser beam are not limited as long as the initial holes can be formed in the
なお、初期孔の形態は特に限られず、初期孔は、貫通孔であっても、非貫通孔であっても良い。また、初期孔は、ガラス基板110の厚さ方向に沿って配列された、複数のボイドで構成されたボイド列であっても良い。短パルスレーザを用いた場合は、初期孔としてボイド列が形成されやすい。
The form of the initial hole is not particularly limited, and the initial hole may be a through hole or a non-through hole. Further, the initial holes may be a void array composed of a plurality of voids arranged along the thickness direction of the
図5には、ガラス基板110に初期孔120が形成された状態を示す。なお、図5に示した例では、初期孔120は、貫通孔であり、ここでは、「初期貫通孔」120と称する。
FIG. 5 shows a state in which the
図5に示すように、初期貫通孔120は、ガラス基板110の第1の表面112に形成された第1の初期開口122から、ガラス基板110の第2の表面114に形成された第2の初期開口124まで延伸する。初期貫通孔120において、第1の初期開口122の直径をRt0と称し、第2の初期開口124の直径をRb0と称する。
As shown in FIG. 5, the initial through
ここで、この段階におけるガラス基板110の厚さd0と第1の初期開口122の直径Rt0の比、すなわちd0/Rt0は、例えば、25以上である。比d0/Rt0は、30以上であることが好ましい。比d0/Rt0が25以上の場合、従来の製造方法を第1の製造方法に変更することにより、大きな効果を得ることができる。すなわち、比d0/Rt0が25以上の場合、従来の製造方法では、エッチング工程により、貫通孔に大きな狭窄部が生じる。しかしながら、第1の製造方法では、この狭窄部を有意に抑制することができる。
Here, the ratio of the thickness d 0 of the
第1の初期開口122の直径Rt0は、例えば、15μm以下であり、13μm以下であっても良い。
The diameter R t0 of the first
なお、図5に示した例では、簡略化のため、初期貫通孔120の第1の初期開口122の直径Rt0と第2の初期開口124の直径Rb0は、実質的に等しくなるように示されている。しかしながら、レーザ光照射により形成される初期貫通孔120は、実際には、第1の初期開口122から第2の初期開口124に向かって径が徐々に小さくなる、テーパ状の形態となる場合が多いことに留意する必要がある。従って、通常、Rt0>Rb0である。
In the example shown in FIG. 5, for simplification, the diameter R t0 of the first initial opening 122 of the initial through hole 120 and the diameter R b0 of the second
なお、図5には、単一の初期貫通孔120しか示されていないが、ガラス基板110には、複数の初期貫通孔120が形成されても良い。
Although only a single initial through
(ステップS130)
次に、初期貫通孔120の径を広げるため、第1のエッチング溶液を用いて、初期貫通孔120がエッチング処理される(以下、「第1のエッチング処理」または「第1のエッチング工程」と称する)。
(Step S130)
Next, in order to increase the diameter of the initial through
第1のエッチング溶液は、初期貫通孔120を適正にエッチングできる限り、その種類は特に限られない。例えば、第1のエッチング溶液は、フッ酸を含む酸溶液であっても良い。また、第1のエッチング溶液は、フッ酸の他、少なくとも1種類の別の酸を含む、混酸溶液であっても良い。例えば、第1のエッチング溶液は、フッ酸と塩酸の混酸溶液やフッ酸と硝酸の混酸溶液であってもよい。
The type of the first etching solution is not particularly limited as long as the initial through
第1のエッチング処理における第1のエッチング溶液のガラス基板110に対するエッチングレートV1は、例えば、0.5μm/分以下であり、0.2μm/分以下であることが好ましく、0.02μm/分以下であることがより好ましい。
The etching rate V 1 to the
第1のエッチング工程は、いかなる好適な温度で実施されても良く、処理温度は、例えば、室温であっても良い。 The first etching step may be carried out at any suitable temperature, and the treatment temperature may be, for example, room temperature.
第1のエッチング工程は、例えば、初期貫通孔120内に第1のエッチング溶液を選択的に供給することにより実施されても良い(以下、このような方法を、「局部エッチング処理(方法)」という)。局部エッチング処理方法では、ガラス基板110の厚さを変化させることなく、初期貫通孔120の径を拡張することができる。例えば、初期貫通孔120を塞がないようにエッチング保護膜をつけ、エッチングすればよい。
The first etching step may be carried out, for example, by selectively supplying the first etching solution into the initial through hole 120 (hereinafter, such a method is referred to as "local etching treatment (method)". ). In the local etching treatment method, the diameter of the initial through
あるいは、第1のエッチング工程は、ガラス基板110全体を第1のエッチング溶液に暴露させることにより、実施されても良い(以下、このような方法を、「全体エッチング処理(方法)」という)。例えば、第1のエッチング工程は、第1のエッチング溶液が収容された浴槽に、初期貫通孔120を有するガラス基板110を浸漬させること(ディップ方式)により、実施されても良い。あるいは、第1のエッチング工程は、第1のエッチング溶液をガラス基板に直接かけ流す方式(シャワー式)でもよい。全体エッチング処理方法の場合、ガラス基板110の厚さ自身も、d0からd1に変化(減少)する。
Alternatively, the first etching step may be carried out by exposing the
また、第1のエッチング工程において、ガラス基板110に超音波を印加したり、ガラス基板110を振動させたり、エッチング溶液をバブリングしたりしても良い。これにより、より均一なエッチングが可能になる。
Further, in the first etching step, ultrasonic waves may be applied to the
以下、一例として、全体エッチング処理方法により、第1のエッチング工程を実施する場合について、説明する。 Hereinafter, as an example, a case where the first etching step is carried out by the whole etching processing method will be described.
図6には、全体エッチング処理方法による第1のエッチング工程後のガラス基板110の断面を模式的に示す。
FIG. 6 schematically shows a cross section of the
図6に示すように、第1のエッチング工程により、ガラス基板110は、厚さd1に変化する。すなわち、ガラス基板110は、第1の新生表面113と第2の新生表面115を有するようになる。
As shown in FIG. 6, the
また、初期貫通孔120は、第1の貫通孔130に変化する。第1の貫通孔130は、第1の新生表面113に形成された第1の開口132から、第2の新生表面115に形成された第2の開口134まで延在する。
Further, the initial through
ここで、第1の製造方法は、第1の開口132の直径をRt1としたとき、比d1/Rt1が10〜20の範囲であるという特徴を有する。比d1/Rt1は、10〜15の範囲であることがより好ましい。
Here, the first manufacturing method is characterized in that the ratio d 1 / R t1 is in the range of 10 to 20 when the diameter of the
比d1/Rt1をこのような範囲に設定することにより、以降の工程S140において、貫通孔に形成され得る狭窄部を有意に抑制することができる。
By setting the ratio d 1 /
すなわち、第1のエッチング工程において、比d1/Rt1が20以下となるように初期貫通孔120を拡張することにより、第2のエッチング工程において、拡張された第1の貫通孔130内に、顕著な狭窄部が生じることを抑制することができる。
That is, by expanding the initial through
なお、比d1/Rt1を10以上とするのは、比d1/Rt1が10未満になるまで第1のエッチング工程を実施しても、第2のエッチング工程には、ほとんど変化が生じないためである。すなわち、比d1/Rt1を10以上とすることにより、第1のエッチング工程の処理時間を短縮することができる。
The reason why the ratio d 1 / R t1 is set to 10 or more is that even if the first etching step is performed until the ratio d 1 / R t1 becomes less than 10, there is almost no change in the second etching step. This is because it does not occur. That is, by setting the ratio d 1 /
なお、上述のような、全体エッチング処理方法により得られるガラス基板の第1の新生表面113を、特に、「ガラス基板の第1の表面と対応する表面」と称する場合がある。同様に、第2の新生表面115を、特に、「ガラス基板の第2の表面と対応する表面」と称する場合がある。
The first
(ステップS140)
次に、第1の貫通孔130の径をさらに広げるため、すなわち、貫通孔を所望の直径まで拡張するため、第2のエッチング溶液を用いて、第1の貫通孔130がエッチング処理される(以下、「第2のエッチング処理」または「第2のエッチング工程」と称する)。
(Step S140)
Next, in order to further increase the diameter of the first through
第2のエッチング工程は、前述の第1のエッチング工程の場合と同様、局部エッチング処理方法または全体エッチング処理方法により、実施されても良い。また、第2のエッチング工程は第1のエッチング工程と同じ処理方法(方式)でもよく、異なる処理方法(方式)でもよい。例えば、第1のエッチング工程はディップ方式としてもよく、第2のエッチング工程はシャワー方式としてもよい。第1のエッチング工程は、処理時間が長くなりやすいため、生産性(コスト)の面からディップ方式が好ましい。第2のエッチング工程は、ガラス基板の厚さの減少を抑えつつ孔径を調整しやすいことからシャワー方式が好ましい。 The second etching step may be carried out by a local etching treatment method or a total etching treatment method as in the case of the first etching step described above. Further, the second etching step may be the same processing method (method) as the first etching step, or may be a different processing method (method). For example, the first etching step may be a dip method, and the second etching step may be a shower method. In the first etching step, the processing time tends to be long, so the dip method is preferable from the viewpoint of productivity (cost). In the second etching step, a shower method is preferable because it is easy to adjust the hole diameter while suppressing a decrease in the thickness of the glass substrate.
ここでは、全体エッチング処理方法により、第2のエッチング工程を実施する場合を例に説明する。 Here, a case where the second etching step is carried out by the whole etching processing method will be described as an example.
全体エッチング処理方法では、第2のエッチング工程は、例えば、第2のエッチング溶液が収容された浴槽に、第1の貫通孔130を有するガラス基板110を浸漬させることにより、実施されても良い。これにより、ガラス基板110の厚さは、d1からd2に変化(減少)する。
In the whole etching treatment method, the second etching step may be carried out, for example, by immersing the
第2のエッチング溶液は、例えば、フッ酸を含む酸溶液であっても良い。また、第2のエッチング溶液は、フッ酸の他、少なくとも1種類の別の酸を含む、混酸溶液であっても良い。混酸溶液は、第1のエッチング溶液と同様であってもよい。第2のエッチング工程は、いかなる好適な温度で実施されても良く、処理温度は、例えば、室温であっても良い。 The second etching solution may be, for example, an acid solution containing hydrofluoric acid. Further, the second etching solution may be a mixed acid solution containing at least one other acid in addition to hydrofluoric acid. The mixed acid solution may be the same as the first etching solution. The second etching step may be carried out at any suitable temperature, and the processing temperature may be, for example, room temperature.
ここで、第2のエッチング溶液は、前述の第1のエッチング溶液に比べて、ガラス基板110に対するエッチングレートがより大きくできるものから選定される。
Here, the second etching solution is selected from those capable of increasing the etching rate with respect to the
例えば、第2のエッチング処理における第2のエッチング溶液のガラス基板110に対するエッチングレートV2は、前述の第1のエッチング溶液のガラス基板110に対するエッチングレートV1の3倍以上であっても良く、10倍以上が好ましく、100倍以上がより好ましい。例えば、第2のエッチング溶液のガラス基板110に対するエッチングレートV2は、5.0μm/分以下であり、2.0μm/分以下であることが好ましく、1.5μm/分以下であることがより好ましい。エッチングレートV2は、例えば、1.0μm/分〜1.5μm/分の範囲であっても良い。
For example, the etching rate V 2 of the second etching solution with respect to the
図7には、第2のエッチング工程後のガラス基板110の断面を模式的に示す。
FIG. 7 schematically shows a cross section of the
図7に示すように、第2のエッチング工程により、ガラス基板110は、厚さd2に変化する。すなわち、ガラス基板110は、第3の新生表面117と第4の新生表面119を有するようになる。
As shown in FIG. 7, the
また、第1の貫通孔130は、第2の貫通孔140に変化する。第2の貫通孔140は、第3の新生表面117に形成された第3の開口142から、第4の新生表面119に形成された第4の開口144まで延在する。
Further, the first through
以上の工程を経て、所望の寸法を有する第2の貫通孔140が形成されたガラス基板110を製造することができる。
Through the above steps, the
ここで、第1の製造方法では、第1のエッチング工程と第2のエッチング工程の、少なくとも2段階のエッチング工程を経て、貫通孔(第2の貫通孔140)が形成される。 Here, in the first manufacturing method, a through hole (second through hole 140) is formed through at least two etching steps of a first etching step and a second etching step.
このうち、第1のエッチング工程では、エッチングレートV1が比較的小さな第1のエッチング溶液を用いて、初期貫通孔120がエッチングされる。
Among them, in the first etching step, using the etching rate V 1 is a relatively small first etching solution, the
第1のエッチング溶液は、エッチングレートV1が比較的小さいため、エッチング処理に相応の時間が必要となる。そのため、初期貫通孔120内での第1のエッチング溶液の濃度拡散が相対的に迅速に生じるようになる。すなわち、第1のエッチング溶液は、ガラス基板110に対するエッチングレートV1が比較的小さいため、初期貫通孔120の第1の初期開口122や第2の初期開口124近くのガラス基板110がエッチングされるのに比べ、第1のエッチング溶液が初期貫通孔120内に相対的に早く拡散するようになる。そのため、第1の初期開口122や第2の初期開口124近くのガラス基板110がエッチングされる度合と、初期貫通孔120中心部でガラス基板110がエッチングされる度合との差が小さくなる。これにより、エッチング反応による生成物は、初期貫通孔120の内部から外部に拡散し易くなり、初期貫通孔120の内部に停滞することが有意に抑制される。
Since the etching rate V1 of the first etching solution is relatively small, a considerable amount of time is required for the etching process. Therefore, the concentration diffusion of the first etching solution in the initial through
従って、第1のエッチング工程により、初期貫通孔内における狭窄部の顕著な発生を抑制したまま、初期貫通孔を十分な径に拡張することができる。 Therefore, by the first etching step, the initial through hole can be expanded to a sufficient diameter while suppressing the remarkable occurrence of the narrowed portion in the initial through hole.
次に、第2のエッチング工程では、比較的エッチングレートV2の大きな第2のエッチング溶液が使用される。 Next, in the second etching step, a second etching solution having a relatively large etching rate V 2 is used.
ただし、第1のエッチング工程によって、初期貫通孔120は、既に十分に拡張されている。このため、第2のエッチング工程では、第2のエッチング溶液を第1の貫通孔130に対して、比較的迅速かつ均一に分布させることができる。また、エッチング反応による生成物は、第1の貫通孔130の内部から速やかに移動し、第1の貫通孔130の内部に停滞することが有意に抑制される。
However, the initial through
そのため、第1の貫通孔130は、比較的均一にエッチングされ、第2のエッチング工程においても第1の貫通孔130に、顕著な狭窄部は生じ難くなる。
Therefore, the first through
以上の結果、第1の製造方法では、従来のような単一のエッチング工程だけで初期貫通孔を拡張する場合に比べて、狭窄部の形成を有意に抑制することができ、比較的形状が整った貫通孔を形成することが可能となる。 As a result of the above, in the first manufacturing method, the formation of the narrowed portion can be significantly suppressed as compared with the case where the initial through hole is expanded only by a single etching step as in the conventional case, and the shape is relatively large. It is possible to form a well-organized through hole.
本発明の一実施形態による方法は、特にUVレーザや短パルスレーザを用いた場合など、比較的アスペクト比が高い初期孔(ボイド列)が形成される場合に効果的である。これは、初期孔のアスペクト比が高いと、エッチング溶液の濃度拡散がより進行しにくくなったり、初期孔内部にエッチング溶液を供給することがより難しくなるためである。 The method according to one embodiment of the present invention is effective especially when an initial hole (void row) having a relatively high aspect ratio is formed, such as when a UV laser or a short pulse laser is used. This is because when the aspect ratio of the initial pores is high, it becomes more difficult for the concentration diffusion of the etching solution to proceed, and it becomes more difficult to supply the etching solution to the inside of the initial pores.
以上、図3〜図7を参照して、本発明の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法の一例について説明した。ただし、上記記載は、単なる一例であって、本発明がその他の態様で実施されても良いことは、当業者には明らかである。 As described above, with reference to FIGS. 3 to 7, an example of a method for manufacturing a glass substrate having a through hole according to an embodiment of the present invention has been described. However, it is clear to those skilled in the art that the above description is merely an example and that the present invention may be implemented in other embodiments.
例えば、前記記載では、工程S120で形成される初期孔は、初期貫通孔120である。しかしながら、初期孔は、非貫通孔、およびガラス基板の厚さ方向に沿って配列された、複数のボイドで構成されたボイド列であっても良い。この場合、第1のエッチング工程後に、貫通孔が形成され、第2のエッチング工程により、そのような貫通孔が拡張される。
For example, in the above description, the initial hole formed in step S120 is the initial through
また、第1の製造方法は、2段階のエッチング工程を有する。しかしながら、本発明の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法において、エッチング工程は、3段階以上で実施されても良い。この場合、第1のエッチング工程では、比較的エッチングレートの小さい第1のエッチング溶液が使用され、第2のエッチング工程では、エッチングレートが中速程度の第2のエッチング溶液が使用され、第3のエッチング工程では、比較的エッチングレートの大きな第3のエッチング溶液が使用されても良い。 In addition, the first manufacturing method has a two-step etching step. However, in the method for manufacturing a glass substrate having through holes according to one embodiment of the present invention, the etching step may be carried out in three or more steps. In this case, in the first etching step, a first etching solution having a relatively small etching rate is used, and in the second etching step, a second etching solution having a medium etching rate is used, and a third etching solution is used. In the etching step of the above, a third etching solution having a relatively large etching rate may be used.
さらに、上記貫通孔を有するガラス基板の製造方法は、ガラス基板に貫通孔を形成する方法にも適用することができる。
(本発明の他の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法)
本発明の他の実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法は、貫通孔を有するガラス基板の製造方法であって、
(1)相互に対向する第1および第2の表面を有し、第1の表面の側からレーザ光を照射することにより、ガラス基板に初期孔を形成する工程と、
(2)第1のエッチング溶液を用いて、初期孔に対して第1の湿式エッチング処理を行う工程であって、
これにより、ガラス基板の第1の表面または該第1の表面に対応する表面からガラス基板の第2の表面または該第2の表面に対応する表面まで延在する第1の貫通孔が形成される工程と、
(3)第2のエッチング溶液を用いて、第1の貫通孔に対して第2の湿式エッチング処理を行う工程であって、
これにより、第1の貫通孔がエッチングされた第2の貫通孔が形成され、
第2のエッチング溶液は、ガラス基板に対して、第1のエッチング溶液よりも大きなエッチングレートを有する工程と、
を有する製造方法である。
Further, the method for manufacturing a glass substrate having a through hole can also be applied to a method for forming a through hole in the glass substrate.
(Method for manufacturing a glass substrate having through holes according to another embodiment of the present invention)
The method for manufacturing a glass substrate having a through hole according to another embodiment of the present invention is a method for manufacturing a glass substrate having a through hole.
(1) A step of forming initial holes in a glass substrate by having first and second surfaces facing each other and irradiating a laser beam from the side of the first surface.
(2) A step of performing a first wet etching treatment on the initial pores using the first etching solution.
As a result, a first through hole extending from the first surface of the glass substrate or the surface corresponding to the first surface to the second surface of the glass substrate or the surface corresponding to the second surface is formed. Process and
(3) A step of performing a second wet etching process on the first through hole using the second etching solution.
As a result, a second through hole is formed in which the first through hole is etched.
The second etching solution has a higher etching rate than the first etching solution with respect to the glass substrate.
It is a manufacturing method having.
上記のように、第2のエッチング溶液が、ガラス基板に対して、第1のエッチング溶液よりも大きなエッチングレートを有するようにすることで、比較的形状が整った貫通孔を形成することができる。特に、UVレーザや短パルスレーザを用いた場合は、比較的アスペクト比が高い初期孔が形成されるため、本実施形態の製造方法を適用すると効果がある。 As described above, by allowing the second etching solution to have a higher etching rate with respect to the glass substrate than that of the first etching solution, it is possible to form through holes having a relatively well-shaped shape. .. In particular, when a UV laser or a short pulse laser is used, an initial hole having a relatively high aspect ratio is formed, so that it is effective to apply the manufacturing method of the present embodiment.
上記貫通孔を有するガラス基板の製造方法は、ガラス基板に貫通孔を形成する方法にも適用することができる。 The method for manufacturing a glass substrate having a through hole can also be applied to a method for forming a through hole in the glass substrate.
本実施形態は、上述の図3〜図7を参照した一の実施形態の構成を適宜組み合わせることができる。なお、具体的な構成の説明は上述の一の実施形態の説明が準用できるため、省略する。
(本発明の他の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板を製造するシステム)
本発明の他の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板を製造するシステムは、
貫通孔を有するガラス基板を製造するシステムであって、
ガラス基板にレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に初期孔を形成するレーザ加工システムと、
前記ガラス基板に対して、初期孔をエッチングすることにより貫通孔を形成するエッチングシステムと、を備え、
前記エッチングシステムは、
第1のエッチングシステムと、第2のエッチングシステムと、を有し、
前記第1のエッチングシステムは、第1のエッチング溶液を用いた第1のエッチング処理が行われるシステムであり、
前記第2のエッチングシステムは、前記ガラス基板に対して、前記第1のエッチング溶液よりも大きなエッチングレートを有する第2のエッチング溶液を用いた第2のエッチング処理が行われるシステムであり、
前記エッチングシステムは、前記第1のエッチングシステムで前記ガラス基板の処理を行った後、前記第2のエッチングシステムで前記ガラス基板の処理を行うように構成されている、システムである。
In this embodiment, the configurations of one embodiment with reference to FIGS. 3 to 7 described above can be appropriately combined. The description of the specific configuration will be omitted because the description of the above-described embodiment can be applied mutatis mutandis.
(A system for producing a glass substrate having through holes according to another embodiment of the present invention)
A system for producing a glass substrate having through holes according to another embodiment of the present invention
A system for manufacturing glass substrates with through holes.
A laser processing system that forms initial holes in the glass substrate by irradiating the glass substrate with laser light.
An etching system for forming through holes by etching initial holes with respect to the glass substrate is provided.
The etching system
It has a first etching system and a second etching system.
The first etching system is a system in which a first etching process using a first etching solution is performed.
The second etching system is a system in which a second etching process is performed on the glass substrate using a second etching solution having an etching rate higher than that of the first etching solution.
The etching system is a system configured to process the glass substrate in the first etching system and then process the glass substrate in the second etching system.
レーザ加工システムは、UVレーザを備えることが好ましい。また、レーザ加工システムは、ピコ秒レーザやフェムト秒レーザなどの短パルスレーザを備えてもよい。 The laser processing system preferably includes a UV laser. Further, the laser processing system may include a short pulse laser such as a picosecond laser or a femtosecond laser.
上記のように、第2のエッチング溶液として、ガラス基板に対して、第1のエッチング溶液よりも大きなエッチングレートを有するエッチング溶液を用いることで、比較的形状が整った貫通孔を形成することができる。特に、UVレーザや短パルスレーザを用いた場合は、比較的アスペクト比が高い初期孔が形成されるため、本実施形態のシステムを用いて貫通孔を有するガラス基板を形成すると効果がある。 As described above, by using an etching solution having an etching rate higher than that of the first etching solution with respect to the glass substrate as the second etching solution, it is possible to form through holes having a relatively well-shaped shape. it can. In particular, when a UV laser or a short pulse laser is used, initial holes having a relatively high aspect ratio are formed. Therefore, it is effective to form a glass substrate having through holes using the system of the present embodiment.
エッチングシステムは、さらに洗浄システムを有することが好ましい。第1のエッチングシステムによる第1のエッチング処理と、第2のエッチングシステムによる第2のエッチング処理の間に、洗浄システムによる洗浄処理を行うことが好ましい。第1のエッチング処理と第2のエッチング処理では使用されるエッチング溶液の濃度が異なるため、両者の処理間で洗浄しておくことが好ましい。洗浄処理は、例えば純水が用いられる。 The etching system preferably further has a cleaning system. It is preferable to perform the cleaning treatment by the cleaning system between the first etching treatment by the first etching system and the second etching treatment by the second etching system. Since the concentrations of the etching solutions used in the first etching treatment and the second etching treatment are different, it is preferable to wash between the two treatments. For the cleaning treatment, for example, pure water is used.
上記システムは、ガラス基板に貫通孔を形成する方法にも適用することができる。 The system can also be applied to a method of forming through holes in a glass substrate.
本実施形態は、上述の実施形態の構成を適宜組み合わせることができる。なお、具体的な構成の説明は上述の実施形態の説明が準用できるため、省略する。 In this embodiment, the configurations of the above-described embodiments can be appropriately combined. The description of the specific configuration will be omitted because the description of the above-described embodiment can be applied mutatis mutandis.
以下、本発明の実施例について説明する。なお、以下の記載において、例1〜例4は実施例であり、例5は比較例である。 Hereinafter, examples of the present invention will be described. In the following description, Examples 1 to 4 are Examples, and Example 5 is a Comparative Example.
(例1)
以下の方法により、所定の寸法の貫通孔を有するガラス基板を製造した。
(Example 1)
A glass substrate having through holes having predetermined dimensions was produced by the following method.
(レーザ光照射)
まず、縦50mm×横50mm×厚さ(d0)400μmのガラス基板(無アルカリガラス基板)を準備した。
(Laser light irradiation)
First, a glass substrate (non-alkali glass substrate) having a length of 50 mm, a width of 50 mm, and a thickness (d 0) of 400 μm was prepared.
次に、このガラス基板の第1の表面(縦50mm×横50mmの一つの表面)の側から、UVレーザ光を照射して、初期貫通孔を形成した。初期貫通孔の第1の初期開口(第1の表面側の開口)の直径Rt0は、約13μmであり、反対側の第2の表面における第2の初期開口の直径Rb0は、約3μmであった。従って、このガラス基板において、比d0/Rt0は、約30.8である。 Next, UV laser light was irradiated from the side of the first surface (one surface of 50 mm in length × 50 mm in width) of the glass substrate to form an initial through hole. The diameter R t0 of the first initial opening (opening on the first surface side) of the initial through hole is about 13 μm, and the diameter R b0 of the second initial opening on the second surface on the opposite side is about 3 μm. Met. Therefore, in this glass substrate, the ratio d 0 / R t 0 is about 30.8.
(第1のエッチング工程)
次に、得られたガラス基板に対して、第1のエッチング処理を行った。
(First etching process)
Next, the obtained glass substrate was subjected to the first etching treatment.
第1のエッチング溶液は、0.4wt%のフッ酸溶液とした。第1のエッチング処理は、ガラス基板を、このフッ酸溶液中に80分間、浸漬させることにより実施した。処理温度は、室温である。なお、ガラス基板は、静止状態(すなわち振動を負荷しない状態)でエッチングした。 The first etching solution was a 0.4 wt% hydrofluoric acid solution. The first etching treatment was carried out by immersing the glass substrate in this hydrofluoric acid solution for 80 minutes. The processing temperature is room temperature. The glass substrate was etched in a stationary state (that is, in a state where no vibration was applied).
これにより、初期貫通孔がエッチングされ、第1の貫通孔が得られた。なお、ガラス基板自身もエッチングされ、厚さd1=390μmとなった。 As a result, the initial through hole was etched to obtain the first through hole. The glass substrate itself was also etched so that the thickness d 1 = 390 μm.
ガラス基板の第1の表面側における第1の貫通孔の第1の開口の直径Rt1は、25.1μmであり、第2の表面側における第2の開口の直径Rb1は、10.4μmであった。従って、比d1/Rt1は、約15.6である。
The diameter R t1 of the first opening of the first through hole on the first surface side of the glass substrate is 25.1 μm, and the diameter R b1 of the second opening on the second surface side is 10.4 μm. Met. Therefore, the ratio d 1 /
(第2のエッチング工程)
次に、ガラス基板に対して、第2のエッチング処理を行った。
(Second etching process)
Next, the glass substrate was subjected to a second etching process.
第2のエッチング溶液は、2wt%のフッ酸溶液とした。第2のエッチング処理は、ガラス基板を、このフッ酸溶液中に25分間、浸漬させることにより実施した。処理温度は、室温である。なお、ガラス基板は、静止状態(すなわち振動を負荷しない状態)でエッチングした。第2のエッチング溶液のエッチングレートV2は、第1のエッチング溶液のエッチングレートV1の約10倍である。 The second etching solution was a 2 wt% hydrofluoric acid solution. The second etching treatment was carried out by immersing the glass substrate in this hydrofluoric acid solution for 25 minutes. The processing temperature is room temperature. The glass substrate was etched in a stationary state (that is, in a state where no vibration was applied). The etching rate V 2 of the second etching solution is about 10 times the etching rate V 1 of the first etching solution.
これにより、第1の貫通孔がエッチングされ、第2の貫通孔が得られた。なお、ガラス基板自身もエッチングされ、厚さd2=360μmとなった。 As a result, the first through hole was etched to obtain a second through hole. The glass substrate itself was also etched so that the thickness d 2 = 360 μm.
ガラス基板の第1の表面側における第2の貫通孔の第3の開口の直径Rt2は、46.3μmであり、第2の表面側における第4の開口の直径Rb2は、33.8μmであった。従って、比d2/Rt2は、約7.8である。 The diameter R t2 of the third opening of the second through hole on the first surface side of the glass substrate is 46.3 μm, and the diameter R b2 of the fourth opening on the second surface side is 33.8 μm. Met. Therefore, the ratio d 2 / R t 2 is about 7.8.
(例2)
例1と同様の方法により、所定の寸法の貫通孔を有するガラス基板を製造した。
(Example 2)
A glass substrate having through holes of predetermined dimensions was produced by the same method as in Example 1.
ただし、この例2では、第1のエッチング工程において、第1のエッチング溶液によるエッチング時間を120分とした。また、第2のエッチング工程において、第2のエッチング溶液によるエッチング時間を21分とした。 However, in this Example 2, in the first etching step, the etching time with the first etching solution was set to 120 minutes. Further, in the second etching step, the etching time with the second etching solution was set to 21 minutes.
第1のエッチング工程後のガラス基板の厚さd1=385μmであった。また、ガラス基板の第1の表面側における第1の貫通孔の第1の開口の直径Rt1は、28.7μmであり、第2の表面における第2の開口の直径Rb1は、15.6μmであった。従って、比d1/Rt1は、約13.4である。
The thickness of the glass substrate after the first etching step was d 1 = 385 μm. Further, the diameter R t1 of the first opening of the first through hole on the first surface side of the glass substrate is 28.7 μm, and the diameter R b1 of the second opening on the second surface is 15. It was 6 μm. Therefore, the ratio d 1 /
一方、第2のエッチング工程後のガラス基板の厚さd2=360μmであった。ガラス基板の第1の表面側における第2の貫通孔の第3の開口の直径Rt2は、46.0μmであり、第2の表面側における第4の開口の直径Rb2は、34.3μmであった。従って、比d2/Rt2は、約7.8である。 On the other hand, the thickness of the glass substrate after the second etching step was d 2 = 360 μm. The diameter R t2 of the third opening of the second through hole on the first surface side of the glass substrate is 46.0 μm, and the diameter R b2 of the fourth opening on the second surface side is 34.3 μm. Met. Therefore, the ratio d 2 / R t 2 is about 7.8.
(例3)
例1と同様の方法により、所定の寸法の貫通孔を有するガラス基板を製造した。
(Example 3)
A glass substrate having through holes of predetermined dimensions was produced by the same method as in Example 1.
ただし、この例3では、第1のエッチング工程において、第1のエッチング溶液によるエッチング時間を210分とした。また、第2のエッチング工程において、第2のエッチング溶液によるエッチング時間を8分とした。 However, in this Example 3, in the first etching step, the etching time with the first etching solution was set to 210 minutes. Further, in the second etching step, the etching time with the second etching solution was set to 8 minutes.
第1のエッチング工程後のガラス基板の厚さd1=370μmであった。また、ガラス基板の第1の表面側における第1の貫通孔の第1の開口の直径Rt1は、36.8μmであり、第2の表面側における第2の開口の直径Rb1は、23.1μmであった。従って、比d1/Rt1は、約10である。
The thickness of the glass substrate after the first etching step was d 1 = 370 μm. Further, the diameter R t1 of the first opening of the first through hole on the first surface side of the glass substrate is 36.8 μm, and the diameter R b1 of the second opening on the second surface side is 23. It was .1 μm. Therefore, the ratio d 1 /
一方、第2のエッチング工程後のガラス基板の厚さd2=360μmであった。ガラス基板の第1の表面側における第2の貫通孔の第3の開口の直径Rt2は、46.4μmであり、第2の表面側における第4の開口の直径Rb2は、33.3μmであった。従って、比d2/Rt2は、約7.8である。 On the other hand, the thickness of the glass substrate after the second etching step was d 2 = 360 μm. The diameter R t2 of the third opening of the second through hole on the first surface side of the glass substrate is 46.4 μm, and the diameter R b2 of the fourth opening on the second surface side is 33.3 μm. Met. Therefore, the ratio d 2 / R t 2 is about 7.8.
(例4)
例1と同様の方法により、所定の寸法の貫通孔を有するガラス基板を製造した。
(Example 4)
A glass substrate having through holes of predetermined dimensions was produced by the same method as in Example 1.
ただし、この例4では、第1のエッチング工程において、第1のエッチング溶液によるエッチング時間を40分とした。また、第2のエッチング工程において、第2のエッチング溶液によるエッチング時間を30分とした。 However, in this Example 4, in the first etching step, the etching time with the first etching solution was set to 40 minutes. Further, in the second etching step, the etching time with the second etching solution was set to 30 minutes.
第1のエッチング工程後のガラス基板の厚さd1は、約395μmであった。また、ガラス基板の第1の表面側における第1の貫通孔の第1の開口の直径Rt1は、18.9μmであり、第2の表面側における第2の開口の直径Rb1は、7.6μmであった。従って、比d1/Rt1は、約20.9である。
The thickness d 1 of the glass substrate after the first etching step was about 395 μm. Further, the diameter R t1 of the first opening of the first through hole on the first surface side of the glass substrate is 18.9 μm, and the diameter R b1 of the second opening on the second surface side is 7. It was 0.6 μm. Therefore, the ratio d 1 /
一方、第2のエッチング工程後のガラス基板の厚さd2=360μmであった。また、ガラス基板の第1の表面側における第2の貫通孔の第3の開口の直径Rt2は、45.6μmであり、第2の表面側における第4の開口の直径Rb2は、34.0μmであった。従って、比d2/Rt2は、約7.9である。 On the other hand, the thickness of the glass substrate after the second etching step was d 2 = 360 μm. Further, the diameter R t2 of the third opening of the second through hole on the first surface side of the glass substrate is 45.6 μm, and the diameter R b2 of the fourth opening on the second surface side is 34. It was 0.0 μm. Therefore, the ratio d 2 / R t 2 is about 7.9.
(例5)
例1と同様の方法により、所定の寸法の貫通孔を有するガラス基板を製造した。
(Example 5)
A glass substrate having through holes of predetermined dimensions was produced by the same method as in Example 1.
ただし、この例5では、第1のエッチング工程を実施しなかった。すなわち、UVレーザ光を照射して、ガラス基板に初期貫通孔を形成した後、このガラス基板に対して、第2のエッチング工程のみを実施した。第2のエッチング工程において、第2のエッチング溶液によるエッチング時間は、33分とした。 However, in this example 5, the first etching step was not carried out. That is, after irradiating the glass substrate with UV laser light to form an initial through hole in the glass substrate, only the second etching step was performed on the glass substrate. In the second etching step, the etching time with the second etching solution was set to 33 minutes.
第2のエッチング工程後のガラス基板の厚さd2=360μmであった。また、ガラス基板の第1の表面側における第2の貫通孔の第3の開口の直径Rt2は、45.6μmであり、第2の表面側における第4の開口の直径Rb2は、32.7μmであった。従って、比d2/Rt2は、約7.9である。 The thickness of the glass substrate after the second etching step was d 2 = 360 μm. Further, the diameter R t2 of the third opening of the second through hole on the first surface side of the glass substrate is 45.6 μm, and the diameter R b2 of the fourth opening on the second surface side is 32. It was 0.7 μm. Therefore, the ratio d 2 / R t 2 is about 7.9.
以下の表1には、例1〜例5におけるガラス基板を製造する際の、各工程におけるガラス基板の厚さ、および貫通孔の開口の直径等をまとめて示した。 Table 1 below summarizes the thickness of the glass substrate in each step, the diameter of the opening of the through hole, and the like when the glass substrates of Examples 1 to 5 are manufactured.
前述のようにして製造された各ガラス基板において、第2の貫通孔の形態を観察した。より具体的には、第2の貫通孔において、延伸方向に垂直な断面が最も小さい狭窄部の直径Rcを測定した。
The morphology of the second through hole was observed in each glass substrate manufactured as described above. More specifically, in the second through hole, the diameter R c of the constricted portion having the smallest cross section perpendicular to the stretching direction was measured.
結果をまとめて、表2に示す。なお、例1〜例5におけるいずれのガラス基板においても、第2の貫通孔の狭窄部は、貫通孔の全長のほぼ中央部分に存在していた。 The results are summarized in Table 2. In any of the glass substrates of Examples 1 to 5, the narrowed portion of the second through hole was present at substantially the center of the entire length of the through hole.
このように、2段階のエッチング工程を実施することで、貫通孔の狭窄部の顕著な発生を抑制できる。さらに、2段階のエッチング工程を実施するとともに、第1のエッチング工程後のガラス基板の厚さd1と、第1の貫通孔の第1の開口の直径Rt1の比d1/Rt1を、10〜20の範囲とすることにより、比較的形状が整った貫通孔を形成できることが確認された。 By carrying out the two-step etching process in this way, it is possible to suppress the remarkable occurrence of narrowed portions of the through holes. Further, a two-step etching step is carried out, and the ratio d 1 / R t1 of the thickness d 1 of the glass substrate after the first etching step and the diameter R t 1 of the first opening of the first through hole is determined. , It was confirmed that a through hole having a relatively well-shaped shape can be formed by setting the range to 10 to 20.
10 ガラス基板
12 第1の表面
14 第2の表面
20 貫通孔
22 第1の開口
24 第2の開口
30 拡張貫通孔
32 第1の開口
34 第2の開口
36 狭窄部
110 ガラス基板
112 第1の表面
113 第1の新生表面
114 第2の表面
115 第2の新生表面
117 第3の新生表面
119 第4の新生表面
120 初期貫通孔
122 第1の初期開口
124 第2の初期開口
130 第1の貫通孔
132 第1の開口
134 第2の開口
140 第2の貫通孔
142 第3の開口
144 第4の開口
10
Claims (15)
(1)相互に対向する第1および第2の表面を有し、ガラス基板の前記第1の表面の側からレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に初期孔を形成する工程と、
(2)第1のエッチング溶液を用いて、前記ガラス基板に対して第1のエッチング処理を行って、前記初期孔から、前記第1の表面に形成された第1の開口から前記第2の表面に形成された第2の開口まで延在する第1の貫通孔を形成し、前記ガラス基板の厚さをd1とし、前記第1の開口の直径をRt1としたとき、比d1/Rt1が10〜20の範囲となるようにする工程と、
(3)前記(2)の工程後、前記ガラス基板に対して、前記第1のエッチング溶液よりも大きなエッチングレートを有する第2のエッチング溶液を用いて、前記ガラス基板に対して第2のエッチング処理を行って前記第1の貫通孔を拡大する工程と、
を有する製造方法。 A method for manufacturing a glass substrate having through holes.
(1) A step of forming initial holes in the glass substrate by irradiating a laser beam from the side of the first surface of the glass substrate having first and second surfaces facing each other.
(2) Using the first etching solution, the glass substrate is subjected to the first etching process, and the second hole is formed through the initial hole and the first opening formed on the first surface. When a first through hole extending to the second opening formed on the surface is formed, the thickness of the glass substrate is d 1, and the diameter of the first opening is R t 1, the ratio is d 1. The process of making / R t1 in the range of 10 to 20 and
(3) After the step (2), the glass substrate is second-etched with a second etching solution having an etching rate higher than that of the first etching solution. A step of performing a process to expand the first through hole and
Manufacturing method having.
(1)相互に対向する第1および第2の表面を有し、ガラス基板の前記第1の表面の側からレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に初期孔を形成する工程と、
(2)第1のエッチング溶液を用いて、前記ガラス基板に対して第1のエッチング処理を行って、前記初期孔から、前記第1の表面に形成された第1の開口から前記第2の表面に形成された第2の開口まで延在する第1の貫通孔を形成し、前記ガラス基板の厚さをd1とし、前記第1の開口の直径をRt1としたとき、比d1/Rt1が10〜20の範囲となるようにする工程と、
(3)前記(2)の工程後、前記ガラス基板に対して、前記第1のエッチング溶液よりも大きなエッチングレートを有する第2のエッチング溶液を用いて、前記ガラス基板に対して第2のエッチング処理を行って前記第1の貫通孔を拡大する工程と、
を有する方法。 It is a method of forming through holes in a glass substrate.
(1) A step of forming initial holes in the glass substrate by irradiating a laser beam from the side of the first surface of the glass substrate having first and second surfaces facing each other.
(2) Using the first etching solution, the glass substrate is subjected to the first etching process, and the second hole is formed through the initial hole and the first opening formed on the first surface. When a first through hole extending to the second opening formed on the surface is formed, the thickness of the glass substrate is d 1, and the diameter of the first opening is R t 1, the ratio is d 1. The process of making / R t1 in the range of 10 to 20 and
(3) After the step (2), the glass substrate is second-etched with a second etching solution having an etching rate higher than that of the first etching solution. A step of performing a process to expand the first through hole and
Method to have.
ガラス基板にレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に初期孔を形成するレーザ加工システムと、
前記ガラス基板に対して、初期孔をエッチングすることにより、前記ガラス基板の表面に第1の開口を有する貫通孔を形成するエッチングシステムと、を備え、
前記エッチングシステムは、
第1のエッチングシステムと、第2のエッチングシステムと、を有し、
前記第1のエッチングシステムは、第1のエッチング溶液を用いた第1のエッチング処理が行われるシステムであり、
前記第2のエッチングシステムは、前記ガラス基板に対して、前記第1のエッチング溶液よりも大きなエッチングレートを有する第2のエッチング溶液を用いた第2のエッチング処理が行われるシステムであり、
前記エッチングシステムは、前記第1のエッチングシステムで前記ガラス基板の処理を行った後に、前記ガラス基板の厚さをd1とし、前記第1の開口の直径をRt1としたとき、比d1/Rt1が10〜20の範囲となるように構成され、その後、前記第2のエッチングシステムで前記ガラス基板の処理を行うように構成されている、システム。 A system for manufacturing glass substrates with through holes.
A laser processing system that forms initial holes in the glass substrate by irradiating the glass substrate with laser light.
The glass substrate is provided with an etching system for forming through holes having a first opening on the surface of the glass substrate by etching the initial holes.
The etching system
It has a first etching system and a second etching system.
The first etching system is a system in which a first etching process using a first etching solution is performed.
The second etching system is a system in which a second etching process is performed on the glass substrate using a second etching solution having an etching rate higher than that of the first etching solution.
The etching system has a ratio of d 1 when the thickness of the glass substrate is d 1 and the diameter of the first opening is R t 1 after the glass substrate is processed by the first etching system. A system in which / R t1 is configured to be in the range of 10 to 20, and then the glass substrate is processed by the second etching system.
前記第1のエッチング処理と前記第2のエッチング処理の間に、前記洗浄システムにより洗浄処理が行われる、請求項12に記載のシステム。 The etching system also has a cleaning system
The system according to claim 12, wherein a cleaning process is performed by the cleaning system between the first etching process and the second etching process.
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