JP7379287B2 - シリカガラスキャップの製造方法及びシリカガラスキャップ - Google Patents
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Description
フランジ部裏面の表面粗さRaも50nm以下であることが好ましい。50nmよりも大きいと金属層を平坦に形成する際に支障が出やすくなるからである。
このようなシリカ粉原料を用い、表面粗さが0.05μm以下の成形型を用いれば、表面粗さの小さなシリカガラスキャップを得ることが可能である。
なお、金属層用アライメントは、成形型で設けず、硬化および乾燥後に改めてドリルなどで設けても良い。
真球度0.9、平均粒径2μmの球状シリカ粉を原料として、分散剤及びゲル化剤としてのポリエチレンイミン(日本触媒製)を1wt%添加し、イオン交換水を加えてスラリー化して、ボールミルにて50rpmで24時間撹拌した。撹拌後は、さらにゲル化剤の硬化剤としてエポキシ(ナガセケムテックス)を1wt%添加し、真空脱泡しながら混合した。得られたスラリーを、次の樹脂製の下型の凹部と上型の凸部の中心の位置合わせて組み合わせた成形型に注入した。成形型の下型は、47.7mm(縦)×47.7mm(横)の上面の外周から縦横いずれも5.0mm内側の37.7mm(縦)×37.7mm(横)の位置で、深さ2.4mmの段差部上面に曲率半径1.2mmの球面凹部が3.6mmピッチで6×6で配列された凹み形状を持つ表面粗さRaが0.05μmのシリコーンゴム製であり、この角に位置する球面凹部からX方向に3mm離れた位置に、外形直径が1mm、高さ0.5mmの金属層用アライメントを形成するための突起を4つ設けた。また、成形型の上型は、47.7mm(縦)×47.7mm(横)の下面の外周から縦横いずれも5.0mm内側の37.7mm(縦)×37.7mm(横)の位置で、厚み2.4mmの段差部底面に先端部曲率半径0.94mm、高さ3.6mmの球面凸部が3.6mmピッチで6×6で配列された突起形状を持つ表面粗さRaが0.05μmのシリコーンゴム製である。スラリーを成形型に鋳込んだ時の温度は25℃であり、そのまま24時間おいて硬化及び乾燥させ、成形型から脱型し、キャップアレイ形状成形体20を得た(成形体形成工程;ステップS101)。
実施例と同形状のフランジ付きキャップ形状を機械加工でシリカガラスのブロックから切り出した。フランジの辺の長さは、縦横共に3mmである。加工後、実施例と同様に、裏面全体に、厚み100nmのCr膜、厚み200nmのNi膜、厚み350nmのAu膜をこの順でスパッタリング法にて成膜し、マスクレス露光機にて露光及び現像を行い、レジストパターンを形成し、エッチングによりフランジの一部に対応して金属層を形成した。得られたシリカガラスキャップをマイクロスコープにて観察したところ、金属層の位置精度は±0.2mmで金属層の位置ズレを確認した。
Claims (6)
- シリカガラスよりなるキャップ部とフランジ部とを有し、前記フランジ部の裏面に金属層が形成されたシリカガラスキャップの製造方法であって、
シリカ粉原料と、分散剤と、ゲル化剤と、ゲル化剤の硬化剤と、水とを含むスラリーを成形型に流し込み、ゲルキャスト法により、フランジ成形部に複数のキャップ成形部がアレイ状に配列されたキャップアレイ形状成形体を形成する成形体形成工程と、
前記成形体形成工程の後、前記キャップアレイ形状成形体を焼結し、フランジ焼結部に複数のキャップ焼結部がアレイ状に配列されたキャップアレイ形状焼結体を得る焼結体形成工程と、
前記焼結体形成工程の後、前記キャップアレイ形状焼結体に対し、前記フランジ焼結部の裏面を必要に応じて平坦に加工し、少なくともその一部に、乾式めっきにより金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層形成工程の後、前記キャップアレイ形状焼結体を前記キャップ焼結部毎に個片化するように切断し、個片化した前記キャップ焼結部よりなるキャップ部と前記フランジ焼結部よりなるフランジ部とを有するシリカガラスキャップを形成する切断工程と
を含むことを特徴とするシリカガラスキャップの製造方法。 - 前記フランジ部の辺の長さは2.5mm以上5mm以下、前記フランジ部の厚みは0.3mm以上、前記キャップ部の高さは0.75mm以上、前記キャップ部の外径と内径の中心位置ズレが100μm以下、前記キャップ部の裏面の表面粗さは50nm、前記フランジ部の平行度は100μm以下であることを特徴とする請求項1記載のシリカガラスキャップの製造方法。
- 前記金属層形成工程において、乾式めっきは、真空蒸着法、スパッタリング法、又は、イオンプレーティング法であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のシリカガラスキャップの製造方法。
- 前記キャップアレイ形状焼結体のフランジ焼結部の厚みは1mm以上、辺の長さは30mm以上とすることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1に記載のシリカガラスキャップの製造方法。
- 前記成形体形成工程において、前記キャップアレイ形状成形体に、前記金属層を形成する際に位置合わせをするための金属層用アライメントを形成することにより、前記キャップアレイ形状焼結体に金属層用アライメントを形成することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1に記載のシリカガラスキャップの製造方法。
- 前記シリカ粉原料は、真球度が0.9以上、平均粒径が3μm以下であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1に記載のシリカガラスキャップの製造方法。
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