JPH01294552A - 電界作用形イオン交換を実施するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、 （ａ）溶融塩を収容するための整列して整合配置された
中空室を有する保持体を備え、前記中空室の間に平行平
面板が垂直に配置されていて、前記平行平面板の面平行
な表面が前記中空室に接しているように保持可能であり
、 （ｂ）前記保持体および前記平行平面板の間にシール部
材を備え、該シール部材によって前記保持体と前記平行
平面板の隣接する表面との間のシールが前記溶融塩と接
触している面部分の肩囲全体に沿って行われ、かつ ＣＣ＞アノードおよびカソードを備え、該アノードおよ
びカソードの間に前記溶融塩および前記平行平面板を介
して延在する電界を発生するための電圧が印加可能であ
る、平行平面板における電界作用形イオン交換を実施す
る、例えば従来の技術 光を全反射によってガイドする光導波体を平行平面板中
に発生することは公知である（西独国特許出願公開第２
８３４３４４号公報）。この目的のために平行平面板に
、板の材料の屈折率より大きい屈折率を有するストラフ
チャを発生しなければならない。このように高められｔ
；屈折率を、材料中に、板の材料中のイオンが比較的大
きいイオン半径を有するイオンによって置換されるイオ
ン交換を惹起して発生することは公知である。板の表面
は、屈折率を高めようとする領域を除いてマスクを用い
て被覆される。板は高い温度に加熱されかつ適当な物質
と接触される。そこでイオン交換が行われかつひいては
マスクによって被覆されていない領域における屈折率が
高められる。

米国特許第３８５７６８９号明細書は、マスクが、所望
の光学パターンを固定する平行平面板（基板）上に被着
される、光集積回路の製造を開示している。その際板は
溶融塩から成る浴中に入れられる。この溶融塩は、屈折
率に対して、板の材料中の正のイオンより一層大きな影
響を及ぼす一価の正のイオンを含有している。

板の正のイオンが溶融塩のイオンによって置換されるイ
オン交換が行われるようにされる。これにより、マスク
によって被覆されずかつ溶融塩にさらされている表面近
傍の領域における屈折率は高められることになる。

特開昭第５８＝１１８６０９号公報によって、電界をか
けてイオン交換を行うことが公知である。そこに記載の
方法では、平行平面板にマスクがかつそれから薄い銀膜
が蒸着される。銀膜にはクロムから成るアノードが被着
される。

それとは反対の側にはアルミニウムから成るカソードが
設けられている。板は加熱され、かつ同時にアノードと
カソードとの間に電圧がかけられる。電界によって銀イ
オンが板の材料内に移動する。これによりマスクが被覆
されていない領域において板に比べて高められた屈折率
を有する先導波体が発生される。

さらに、先導波体を作ろうとしている平行平面板を、負
圧に接続されている吸着ベル状体によって水平方向位置
を保持することが公知である。吸着ベル状体には溶融塩
が貯蔵されている。平行平面板の、吸着ベル状体とは反
対の側にはマスクが施されている。板のこちら側は別の
貯蔵溶融塩に浸けられる。電極を介して溶融塩に電界が
かけられる。この場合も比較的大きな直径の正のイオン
が下方の貯蔵溶融塩から板肉に拡散しかつこれによって
被覆されていない領域において高められた屈折率を有す
る光導波体が生じ、一方他方では板の上側において比較
的僅かな直径のイオンが板の材料から溶融塩中に出てい
く。吸着ベル状体の代わりに、その下側端面に処理すべ
き表面を有するガラスプレー１・が接着されている環状
体を設けることも公知である（西独国特許出願公開第２
０４４４８１号公報、第１図）。

発明が解決しようとする問題点 実際には、非円形板では吸着ベル状体のシール面に板を
密に当て付けることが実現不能であることが認められて
いる。というのは板は負圧の影響下で３角容器のように
変形するからである。その上この公知の装置の取り扱い
は繁雑である。

さらに、平行平面板を垂直に保持することが公知である
。板の両側において相応のシール面に硫体が当て付けら
れ、その結果板の両側に、垂直方向の側面にそれぞれ板
の表面によって制限されかつ上方に向かって開いている
中空室が形成される。これら中空室には溶融塩が充填さ
れている。硫体はアノードないしカソードを支持してお
り、その結果溶融塩および板を通して電界が発生される
。アノード側において板はマスクも支持している（米国
特許公開第３６２７４９１号明細書）。

この公知の装置では、溶融塩が粘着力により溶融塩から
上方に突出している、板の縁を介して漏れ出て、短絡を
惹き起こすという危険性がある。

西独国特許出願公開第２０４４４８１号公報により、ガ
ラスから成る平行平面板をイオン交換により表面処理す
る方法が公知である。この公知の方法では平行平面板が
２つの保持体の間に垂直に配置されて保持されている。

２つの保持体は溶融塩を収容するための整列して整合配
置されている中空室を備えている。その廃板の面平行な
表面は中空室に接している。保持体と板の間には、保持
体と板の隣接する表面との間のシールを溶融塩と接触し
ている面部分の周囲全体に沿って行うシール部材が設け
られている。溶融塩にはアノードおよびカソードが浸け
られており、アノードとカソードの間に溶融塩および板
（４２）を通って延在する電界を′発生するための電圧
が印加可能である。

西独国特許出願公開第２０４４４８１号公報では、保持
体はＬ字形であって、両端には開いた中空体が形成され
ている。垂直方向脚は水平方向に配設された脚より小さ
い横断面を有している。すなわち水平方向脚の横断面は
処理すべき板の形に整合されている。板は水平方向脚の
端面間に保持されておりかつこれら端面と接着されてい
る。板の両側にこのように形成された中空室に溶融塩が
充填されている。

本発明の課題は、任意の形の板、円形でない形の板にも
使用可能であってしかも溶融塩の漏れによる短絡を確実
に排除した、平行平面板における電界作用形イオン交換
を実施するための藺単に取り扱うことができる装置を提
供することである。

問題点を解決するための手段 本発明によればこの課題は、冒頭に述べた形式の装置か
ら出発して、 （ｄ）中空室が保持体の互いに向き合った、垂直な、面
平行な側面において形成されており、かつ該面平行側面
の間に平行平面板が保持されており、 （ｅ）シール部材が、それぞれ周りに延在する、前記平
行平面板に密に当接しているシール面によって形成され
ており、 Ｃｆ）それぞれの中空室は、該中空室の下端部で連通す
る充填路を介して、溶融塩に対する上方に開いている、
貯蔵容器に接続されており、かつ （ｇ）それぞれの中空室の上端部から排気路が出ており
、該排気路は貯蔵容器の上方部分に連通している ことによって解決される。

発明の効果 このようにして平行平面板は２つの保持体の整列して整
合配置されているシール面の間に確実に保持されている
。シール面は板の形状に整合することができる。従って
保持体の適当な構成によって任意の板を処理することが
できる。

シール面は中空室の周りに延在しているので、既述の公
知の装置の場合のように、溶融塩が板の表面に沿って漏
れることがなくかつ板の両側において溶融塩の間に導電
接続が形成されることがない。貯蔵容器および排気路の
配置溝ｙ、ｉ：より、貯蔵容器が充填されている場合中
空室にも常時溶融塩が充填されるでいることが保証され
る。板の垂直配置によって、板の水平配置の場合のよう
に板に気泡が形成される可能性がないことが保証されて
いる。溶融塩におけるこの種の気泡はイオン交換を局所
的に妨げるおそれがある。

保持体を導電性の材料から形成しかつ絶縁して保持し、
かつ電圧を保持体に直接印加可能であるようにすれば、
有利である。

実施例 次に本発明を図示の実施例につき図面を用いで詳細に説
明する。

図示の装置は、実質的に一致する２つの保持体１０およ
び１２を含んでいる。保持体１０および１２は実質的に
直方体である。それら上側の端面１４および１６におい
て両保持体ｌＯないし１２はそれぞれ、溶融塩に対する
貯蔵容器１８ないし２０を形成する。貯蔵容器１８およ
び２０は上方に向かって開いている。

保持体１０ないし１２の互いに対向する側面２２および
２４において、中空室２６ないし２８を形成する凹所が
設けられている。中空室２６および２８の周りにシール
面３０ないし３２が形成されている。これらシール面は
非常に精確に面平行に加工されている。シール面３０お
よび３２は側面２２ないし２４より多少突出している。

中空室２６は充填路３４を介して貯蔵容器１８に接続さ
れている。充填路３４は貯蔵容器１８の底面から出てい
て、中空室２６の下側の端部につながっている。中空室
２６の上側の端部から排気路３６が出でいる。排気路３
６は貯蔵容器１８の壁にそって案内されておりかつ貯蔵
容器の上側部分にその上縁の下方、すなわち上側の端面
１４のすぐ下において連通している。

中空室２８もこれに相応して充填路３８を介して貯蔵容
器２０に接続されている。充填路３８は貯蔵容器１８の
底面から出ていて、中空室２８の下側の端部に連通して
いる。中空室２８の上側の端部から排気路４０が出てい
る。排気路４０は貯蔵容Ｗ＃２０の壁に沿って案内され
ておりかつ貯蔵容器２０の上側部分にその上縁、すなわ
ち上側の端面１６のすぐ下において連通している。

貯蔵容器１８および２０は中空室２６ないし２８の上側
端部の上方にある。このようにして、中空室２６および
２８が、貯蔵容器１８ないし２０になお溶融塩がある限
り、上限まで溶融塩が満たされていることが保証されて
いる。

２つの保持体１０および１２の間に平行平面板４２が保
持されている。平行平面板４２は保持体１２の方の側、
図では右側においてマスク４４を支持している。このマ
スクは、該マスク４４によって覆われた領域におけるイ
オン交換を妨げる材料から成っている。シール面３０お
よび３２は板４２の表面に密に当接している。

２つの保持体は導電性の材料、すなわち金属から成って
いる。それらは図示の実施例においてはクランプ部材４
６によって結合される。第１図では左側においてクラン
プ部材４６に皿ばねセット４８が支えられている。皿ば
ねは絶縁部材５０を介して保持体ｌＯの、側面２２とは
反対の方の側の側面５２に当接している。絶縁部材５０
における定心体５４により、絶縁部材５０、皿ばね４８
およびクランプ部材４６が定心される。

それとは反対側においてクランプ部材４６に、調節つま
み５８を用いて移動調整可能であるねじ付きスピンドル
５６が案内されている。このねじ付きスピンドル５６は
絶縁片６０を介して保持体１２の、側面２４とは反対側
の側面６２に当接されている。このようにして２つの保
持体１０および１２は規定の力で板４２に対して圧し付
けられる。ねじ付きスピンドル５６によってこの押し付
は力の設定がなされる。皿ばね４８によって、当接力が
著しく大きくなることおよび板４２が損傷されることが
防止される保持体１０は電圧源の負の端子６４に接続さ
ねており、従ってカソードを成している。保持体１２は
電圧源の正の端子６６に接続されておりかつアノードを
形成する。

既述の装置は次のように動作する： 板４２が２つの保持体ＩＯおよび１２の間に固定保持さ
れる。保持体１０ないし１２のシール面３０および３２
が対向する側において板４２の表面に該板の縁に沿って
当接される。その際シール面３０および３２は相互に整
列されて整合配置され、その結果板４２に曲げモーメン
トは作用しない。従ってこの板は従来の装置におけるよ
うに“３角容器の形”に変形する可能性はない。それ故
にシール面はねじ付きスピンドル５６およにばね４８に
よって申し分ない力で板４２の表面に圧接されるので、
板を取り囲む確実なシールが実現される。

貯蔵容器１８および２０に、板４２の材料における他の
イオンと交換されるべき正のイオンを含んでいる溶融塩
が充填される。この溶融塩は充填路３４および３８を介
して中空室２６ないし２８に流れる。中空室２６８よび
２８からの空気は排気路３６ないし４０を介して排出さ
れる。それ故に中空室への溶融塩の、気泡形成を伴わな
い申し分のない充填が保証されている。中空室２６およ
び２８は密に封鎖されている。それ故に板の表面に沿っ
て溶融塩が漏れたり、他の公知の装置においては生じた
ように、板４２の両側間での導電接続が形成される可能
性はない。

保持体ｌＯおよび１２の間に電圧が印加され、その結果
貯蔵容器２０における溶融塩から正のイオンが電界の作
用を受けてマスク４４をかけられていない領域において
同様加熱される板４２を通って移動しかつ比較的僅かな
直径のイオンを押しのけ、それからこれらイオンが中空
室２６における溶融塩に達する。それからマスクが覆わ
れていない領域においてストラフチャ、例えば板４２の
材料に比して高い屈折率を有する導波体が生じる。

規定の時間電界を作用させて・イオン交換するために、
溶融を炉の加速７エーズの期間中にはまだ、板４２のガ
ラス基板に接触させないようにすることが望ましい。そ
の際加速フェーズは溶融の融点温度に達してから本来の
交換温度に達するまでの時間である。この理由から、第
２図に図示されているように、充填路３８は栓の形式の
ものによって最初閉鎖されている。栓６８は、第２図に
暗示されているような機構７０によって引外すことがで
きる。栓はその他の装置そのものと同じ材料から成る簡
単な円錐体である。栓はシールのために軽く圧入される
。

栓６８は、交換温度に達しかつ電界が加えられる直前に
引外される。

第５図および第６図は保持体の変形実施例を示している
。相応の部分は第５図および第６図において第１図と同
じ参照番号が付されている。第５図および第６図の保持
体ＩＯではシール面３２は第３図のように矩形ではなく
、円形である。さらに充填路３４および排気路は共に保
持体１２の長手方向中心面内にある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、平行平面板内におけるイオン交換を実施する
ための装置の縦断面略図であり、第２図は、充填路が交
換温度に達するまで栓によって閉鎖可能である、第１図
の装置における保持体の側面図であり、第３図は、処理
すべき板の側または第２図の左から見た、第１図の装置
における保持体の側面図であり、第４図は、第２図およ
び第３図の保持体の平面図であり、第５図は、第３図に
相応する、円形の板において使用されるための保持体の
側面図であり、第６図は、第５図の保持体の平面図であ
る。 １０．１２・・・保持体、１８．２０・・・貯蔵容器、
２６．２８・・・中空室、３０．３２・・・シール面、
３４．３８・・・充填路、３６．４０・・・排気路、４
２・・・平行平面板 図面の浄書（内容に変更なし） Ｆｉｇ、２ Ｆｉｇ、３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）溶融塩を収容するための整列して整合配置さ
   れた中空室（２６、２８）を有する保持体を備え、前記
   中空室の間に平行平面板（４２）が垂直に配置されてい
   て、前記平行平面板（４２）の面平行な表面が前記中空
   室（２６、２８）に接しているように保持可能であり、 （ｂ）前記保持体および前記平行平面板の間にシール部
   材を備え、該シール部材によって前記保持体と前記平行
   平面板の隣接する表面との間のシールが前記溶融塩と接
   触している面部分の周囲全体に沿って行われ、かつ （ｃ）アノードおよびカソードを備え、該アノードおよ
   びカソードの間に前記溶融および前記平行平面板（４２
   ）を介して延在する電界を発生するための電圧が印加可
   能である、平行平面板における電界作用形イオン交換を
   実施するための装置において、 （ｄ）前記中空室（２６、２８）は前記保持体（１０、
   １２）の互いに向き合った、垂直な面平行側面（２２、
   ２４）において形成されており、かつ該面平行側面の間
   に平行平面板（４２）が保持されており、 （ｅ）前記シール部材は、それぞれ周りに延在する、前
   記平行平面板（４２）に密に当接しているシール面（３
   ０、３２）によって形成されており、 （ｆ）前記それぞれの中空室（２６、２８）は該中空室
   （２６、２８）の下端部に連通する充填路（３４、３８
   ）を介して、溶融塩に対する上方に開いている貯蔵容器
   （１８、２０）に接続されており、かつ （ｇ）前記それぞれの中空室（２６、２８）の上端部か
   ら排気路（３６、４０）が出ており、該排気路は前記貯
   蔵容器（１８、２０）の上方部分に連通していることを
   特徴とする電界維持形イオン交換を実施するための装置
   。 ２、保持体（１０、１２）は導電性の材料から成ってお
   りかつ絶縁されて保持されており、かつ電圧は直接保持
   体（１０、１２）に印加可能である請求項１記載の電界
   作用形イオン交換を実施するための装置。 ３、貯蔵容器（１８、２０）の底面は中空室（２６、２
   ８）の上端部より上方にある請求項１または２記載の電
   界作用形イオン交換を実施するための装置。 ４、充填路（３４、３８）はその都度引外し可能な栓（
   ６８）によって閉鎖可能である請求項１から３までのい
   ずれか１項に記載の電界作用形イオン交換を実施するた
   めの装置。