JPH0292839A - 感光性ガラスパターン加工物品の製造方法 - 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、高精度の加工寸法を有する感光性ガラスパタ
ーン加工物品の製造方法に関する。

本発明により得られる感光性ガラスパターン加工物品は
、例えは発光ダイオード等の電子部品の位置決め用基板
として用いられる。

［従来の技術］ 感光性ガラスパターン加」二物品は、感光性カラス上に
所定のパターンを有するＣｒ等の金属からなるマスクを
密着させ、このマスク上から紫外線を照射し感光性ガラ
スを露光し、感光性ガラス内に露光部分に対応する潜像
を形成し、次に、前記感光性ガラスを熱処理し、前記露
光部分を結晶化させ、この結晶化した部分をＨＩ”溶液
にてエツチング除去することによって得られる。

感光性ガラスの一方の面から結晶化した部分を一定の深
さまでエツチングするハーフエツチングは、感光性ガラ
スの他方の面をパラフィンによってＨＦ溶液で侵食され
ない被膜で覆い、一方の面から所定の深さまでエツチン
グした後、感光性ガラスを加熱し、パラフィンによって
前記被膜を溶融除去することによって行なわれ、前記エ
ツチングにより所定のパターンと深さの講を有する感光
性ガラスパターン加工物品が得られる。

［発明が解決しようとする課題］ 感光性ガラスのエツチング加工においては、−般に感光
性ガラスに施こすパターンの精度は、マスクの精度を向
」ニさせることにより、高めることができるが、一方の
面からエツチングを施し、−定の深さでエツチングを止
める場合の深さ方向の精度は得がたい。これは、エツチ
ングが進むにつれてエツチング液の循環速度がエツチン
グされるパターンの溝幅や孔径によって異なり、エツチ
ング速度に差が出るためである。

第６図及び第７図に示すような電子部品基板用の感光性
ガラス基板Ａを作る場合、感光性ガラス６１の幅の狭い
溝部分６２は、幅の広い溝部分６３に比ベエッチング速
度が遅い。これは幅の狭い溝部分６２に入っているエツ
チング液の循環が幅の広い溝部分６３に入っているエツ
チング液の循環に比べ遅いためである。また、これと同
様の現象がコーナ一部６４と底部６５との間でも起こり
、エツチング液の循環が遅いコーナ一部６４に丸味が付
いてしまう。

発光ダイオードなどの光部品や電子部品は、基板にそれ
ぞれ精度よく位置決めし、組み込む必要がある。従って
、この場合感光性ガラスに前述の処理を施し形成された
パターン講は、講の形状により深さの違いやコーナ一部
に丸味ができ、光部品や電子部品を基板にそれぞれ精度
よく位置決めし、組み込むことができない。

そこで従来はエツチング処理後、さらにエツチングされ
た底面６５及びコーナ一部６４をフライス加工して溝の
深さを一定にし、コーナ一部６４の丸味を取ってエツチ
ング部の精度を上げていた。

しかしながら、感光性ガラスをエツチングしてパターン
加工基板を作る場合の大きな利点は、紫外線露光とエツ
チングによって容易に複雑なパターンを施すことができ
、さらに数多くの前記基板を一つの大きな感光性ガラス
板から露光・エツチング・裁断によって一度に作ること
ができることにあるが、得られた個々の前記基板をフラ
イス加工することは、大変わずられしい作業であり、か
つ製造コストが高くなるという問題点がある。

本発明は、前記問題点を解決し、高精度の感光性ガラス
パターン加工物品を簡単に、かつ低コストで製造し得る
方法を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するためになされたものであり
、本発明の感光性ガラスパターン加工物品の製造方法は
、 （Ａ）　　感光性ガラス上に所定のパターンを有するマ
スクを密着させ、該マスク上から紫外線を照射して前記
感光性ガラスを露光し、感光性ガラス内に露光部分に対
応する潜像を形成する工程、（Ｂ）　　前記工程（Ａ）
後の処理ガラスを熱処理し、前記露光部分を結晶化させ
る工程、（Ｃ）　　前記工程（Ｂ）後の処理ガラスをエ
ツチング処理し、結晶化した露光部分を溶解除去し表裏
貫通せしめる工程、 （Ｄ）　　前記工程（Ｃ）後の処理ガラスを研磨する工
程、及び （Ｅ）　　前記工程（Ｄ）後の、パターンを有する複数
の処理ガラスを積層した後、または前記工程（Ｄ）後の
、パターンを有する１以上の処理ガラスと、前記工程（
Ａ）〜（Ｄ）の処理を受けずに研磨のみなされた感光性
ガラスとを積層した後、加熱して熱融着する工程 とを含むことを特徴とする。

以下に本発明の詳細な説明する 工程（Ａ） 先ず、出発材料として用いられる感光性ガラスは、感光
性成分を含有し、感光性を示すものであればいずれでも
使用できるが、例えば重量％で、ＳｉＯ２５５〜８５％
、Ａｌ２Ｏ３２〜２０％、Ｌｉ２Ｏ３〜１５％、５ｉ０
２　　＋Ａ、１１２０３＋　Ｌｉ２Ｏ＞　８５％を基本
成分とし、Ａｕ　　０．００１〜０．０５％、Ａｇ０．
００１〜０．５％、ＣＬ１２０　０−００１〜１％を感
光性金属成分とし、さらにＣｅ　Ｏ２０，００１〜０．
２％を光増感剤として含有する感光性ガラスを用いるの
が好ましい。

またこの感光性ガラスのパターン形成のなめに用いられ
るマスクとしては、所定のパターンを有し、かつ感光性
ガラスに密着し、感光性ガラスの選択的露光を可能にす
るものであれば、いかなるものでも使用できるが、例え
ば、透明な薄板ガラスにクロム膜からなるパターンを形
成しマスクとしたものを用いることもできる。

このマスクを上記感光性ガラス上に密着させ、マクス上
から露光すると、露光部分に感光性金属（Ａｇ、Ａｕ等
）の粒子からなる核が生成し潜像が形成される。この露
光手段として、例えば水銀ランプ、水銀−キセノンラン
プ等を用いて紫外線を所定時間（例えば１０秒〜２分）
照射することが好ましい。

工程（Ｂ） 工程（Ａ）で得られた、潜像を形成したガラスを熱処理
する。この熱処理は好ましくは５５０℃〜６１０℃の温
度で行なわれる。この温度範囲が好ましい理由は、５５
０℃未満では温度が低すぎて熱処理の効果がなく、また
６１０℃を超える温度では収縮が起こり寸法精度が低下
するからである。またこの熱処理の時間は３０分〜５時
間とすることが好ましい。

この熱処理により、上記露光部分（潜像）内に存在する
感光性金属の粒子を核としてリチウムメタシリケート結
晶が成長する。このリチウムメタシリケート結晶は酸に
容易に溶解するという性質を有しているので、後続の工
程（Ｃ）におけるエツチングを円滑に行なうことができ
る。

工程（Ｃ） 工程（Ｂ）で得られたガラスを、例えば希弗化水素酸で
エツチングして露光部分の酸易溶性リチウムメタシリケ
ート結晶を溶解除去して表裏貫通せしめ所望のパターン
を有するガラスを得る。希弗化水素酸の濃度や温度、エ
ツチング時間等は、用いられるガラスの種類、厚さに応
じて適宜決定される。なお希弗化水素酸に代えてＮＨ４
ＨＦ２、ＮａＨＦ２、ＫＨＦ２及びに２ＳｉＦ６等のＦ
を含む塩を酸に溶解した液をエツチング液として用いて
もよい。

工程（Ｄ） 工程（Ｃ）で得られたガラスの片面または両面を研磨す
る。この研磨は、パターンの講や孔のエッヂ部をシャー
プにし、寸法精度を高めるためと、次の工程（Ｅ）で行
なわれる熱融着を容易にするためである。

工程（Ｅ） 前記工程を経て得られたガラスを積層し、好ましくは５
００°Ｃ〜６１０℃の温度に加熱して互に熱融着する。

製造される感光性ガラスパターン加工物品に要求される
形状により、このような積層には種々のケースがある。

例えば、所定の複数の前記処理ガラスを積層すれば段付
溝を有する感光性ガラスパターン加工物品を得ることが
でき、積層する処理ガラスの数に応じて、それに対応す
る段数の段付溝を有する感光性ガラスパターン部品を得
ることができる。なお、積層する処理ガラスのパターン
の組合せは、異なるパターン同志、同一パターン同志、
あるいは同一パターンを含む組合せでもよい。また、前
記処理ガラスと、前記工程（Ａ）〜（Ｄ）の処理を受け
ずに研磨のみなされた感光性ガラスとを積層すれば、所
定のパターンを有し一定の深さの溝のある感光性ガラス
加工物品を得ることができる。

なお、前記の研磨のみなされた感光性ガラスに代えて、
転移点、屈伏点、膨張係数等の熱的性質が近似したガラ
スであれば、感光性ガラスでない他のガラスも使用する
こともできる。

さらに、熱融着温度として５００°Ｃ〜６１０°Ｃが好
ましいとした理由は、５００℃未満では十分熱融着せず
、６１０℃を超えると変形、収縮がおこり、寸法精度が
悪くなるなめである。

このようにして得られた感光性ガラス加工物品のパター
ンの講や孔は、従来技術で得られたものと異なりコーナ
ーに丸味はなく垂直度、平面度ともに高く、かつ位置精
度の高いものであった。

［実施例］ 以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明は
これらの実施例に限定されるものではない。

実施例１（第１図〜第４図参照） 工程（Ａ）ニガラス原料として、Ｓ　ｉ、　０７、Ｌｉ
ＣＯ３、Ｋ２　ＣＯ３、Ａ！Ｊ　　（ＯＨ）３、Ｎ　ａ
２　Ｃ０３、Ｚ　ｎ　０１Ｓｂ２０３、ＣｅＯ２、Ａｇ
Ｃρ及びＡｕＣ，Ｉ）・２Ｈ２０を所定割合で配合した
のち、温度１３５０℃で溶融し、脱泡、清澄後、板状に
成形し、下記の組成からなる母ガラスを得た。

ＳｉＯ２７９，５（重量％〉 Ｌ　ｉ２０　　　　１０．２ に２０　　　　　　４．Ｏ Ａ［２０３４，Ｏ Ｎ　ａ２０　　　　　１　、０ Ｚｎ○　　　　　　　　　１，０ ８ｂ２０３　　　　０．４ Ｃｅ０２　　　　　　ｏ、ＯＩ Ａｇ　　　　　　　　　　　０．０８ Ａｕ　　　　　　　　　　　　０．００３この母ガラス
の熱的性質は熱膨張係数が２０〜３００℃において８４
Ｘ１０−７／’Ｃ１転移点が４６５℃、屈伏点が５１５
℃である。

この母ガラスを切り出し２０　ｍｍ　Ｘ　２０　ｍｍ　
Ｘ　３　ｍｍの両面研磨した平板２枚を作成し上層ガラ
ス１と、下層ガラス３５とし、さらに２０　ｍｍ　Ｘ　
２０　ｍｍ　Ｘ　ｌ胴の両面研磨した平板を作成し中層
ガラス２１とした。

次に、上で得られた厚さ３柵の上層ガラス１と、厚さ１
ｍｍの中層ガラス２１のそれぞれにクロム膜からなるパ
ターンを有するマスク２．２２を密着させ（第１図およ
び第２図参照）、１００ＯＷ水銀−キセノンランプより
、マスク２，２２上から紫外線を１０秒間照射して露光
部分に感光性金属Ａｇ、Ａｕの粒子からなる核を生成さ
せて潜像を形成した。

工程（Ｂ）：潜像形成後のガラス１．２１を５８０℃で
３時間熱処理して、露光部分３．２３（潜像）の感光性
金属Ａｇ、Ａｕを核として、酸に易溶のリチウムメタシ
リケート結晶を析出させた。

工程（Ｃ）：前記処理ガラス１，２１を希弗化水素酸で
処理して、酸に易溶の結晶部分を溶解して表裏貫通する
ことにより、前記のマスク２．２２のパターンに対応す
るパターンを有する上層ガラス１、中層ガラス２１を得
た。

工程（Ｄ）：前記上層カラス１の下面および前記中層ガ
ラス２１の両面を研磨し、それぞれを所定の厚みとし、
かつエツチング部３３．３４の角を垂直とし、パターン
溝のエッチ部の丸味を取った。

工程（Ｅ）；工程（Ａ）〜（Ｄ）の処理が施こされてい
ない研磨処理のみの厚さ３ｍの下層ガラス３５上に、前
記中層ガラス２１、前記上層ガラス１の順で積層しく第
３図およびそのＢ−Ｂ［断面図である第４図参照）、図
示していない平坦な錘りを上層ガラス１上に載せ、５５
０℃で２時間熱処理し、それぞれのガラスを熱融着させ
た。

次に、点線３６．３７に沿って垂直に切断し不要部分を
切離し所望の感光性ガラスパターン加工物品を得た。

実施例２（第５図参照） 工程Ａ；実施例１と同様の組成からなる母ガラスを切り
出し２０　ｍｍ　Ｘ　２０　ｍｍ　Ｘ　３　ｒｒｒｍの
両面研磨した平板３枚を作成し、それぞれを上層カラス
５１、中層ガラス５２、下層ガラス５３とした。

次に、上層ガラス５１、中層ガラス５２及び下層ガラス
５３の中心に、孔径がそれぞれ順に１０胴、５ｍｍ及び
１ｍの大きさのクロム膜パターンを有するマスクをそれ
ぞれ密着させ、以下実施例１と同様に露光し、潜像を形
成した。

工程Ｂ、Ｃ及びＤにおける上層ガラス５１、中層ガラス
５２及び下層ガラス５３の処理は実施例１と同様に行な
われ、実施例１と同様に工程Ｂ、Ｃ，Ｄの順序で行なわ
れな。

工程Ｅ；下層ガラス５３に、前記中層ガラス５２及び前
記上層ガラス５１の順で積層し、図示していない平坦な
錘りを上層ガラス５１上に載せ、５５０℃で２時間熱処
理し、それぞれのガラスを熱融着させ、同心円上に３つ
の径の異なる孔を有する感光性ガラスパターン加工物品
を得た。

「発明の効果」 本発明の方法によれば、工程（Ｃ）のエツチング処理が
、結晶化部分を完全に溶解し表裏貫通させるものである
ため、パターン形状の違いによるエツチング速度の違い
の影響を受けるととなく、エツチング講の深さは一定に
なる。また、積層されるガラスは工程（Ｄ）により研磨
されるため、そのエツチング部分に形成されるエッチ部
は垂直になり、積層によってできるコーナ一部も垂直に
なる。

従って、光部品や電子部品を基板に精度よく位置決めし
、組み込むことのできる、きわめて加工精度の高い感光
性ガラスパターン加工物品を簡単に低コストで得ること
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図及び第５図は本発明の
詳細な説明図、第６図及び第７図は従来方法の説明図で
ある。 １．５１・・・上層ガラス、２１．５２・・・中層ガラ
ス、３５．５３・・・下層ガラス、２．２２・・・マス
ク、３．２３・・・露光部分、３３．３４・・・エツチ
ング部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、（Ａ）感光性ガラス上に所定のパターンを有す
   るマスクを密着させ、該マスク上から紫外線を照射して
   前記感光性ガラスを露光し、感光性ガラス内に露光部分
   に対応する潜像を形成する工程、 （Ｂ）前記工程（Ａ）後の処理ガラスを熱処理し、前記
   露光部分を結晶化させる工程、 （Ｃ）前記工程（Ｂ）後の処理ガラスをエッチング処理
   し、結晶化した露光部分を溶解除去し表裏貫通せしめる
   工程、 （Ｄ）前記工程（Ｃ）後の処理ガラスを研磨する工程、
   及び （Ｅ）前記工程（Ｄ）後の、パターンを有する複数の処
   理ガラスを積層した後、または前記工程（Ｄ）後の、パ
   ターンを有する１以上の処理ガラスと、前記工程（Ａ）
   〜（Ｄ）の処理を受けずに研磨のみなされた感光性ガラ
   スとを積層した後、加熱して熱融着する工程とを含むこ
   とを特徴とする感光性ガラスパターン加工物品の製造方
   法。