RU2766979C1 - Способ термического соединения стеклянных пластин с микроструктурами на одной из их поверхностей - Google Patents
Способ термического соединения стеклянных пластин с микроструктурами на одной из их поверхностей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2766979C1 RU2766979C1 RU2020139856A RU2020139856A RU2766979C1 RU 2766979 C1 RU2766979 C1 RU 2766979C1 RU 2020139856 A RU2020139856 A RU 2020139856A RU 2020139856 A RU2020139856 A RU 2020139856A RU 2766979 C1 RU2766979 C1 RU 2766979C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plates
- glass plates
- glass
- microstructures
- thermal connection
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
- B32B37/26—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with at least one layer which influences the bonding during the lamination process, e.g. release layers or pressure equalising layers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B23/00—Re-forming shaped glass
- C03B23/20—Uniting glass pieces by fusing without substantial reshaping
- C03B23/24—Making hollow glass sheets or bricks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C03C27/00—Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing
- C03C27/06—Joining glass to glass by processes other than fusing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу, предназначенному для изготовления или обработки микроструктурных устройств или систем, и может быть использовано для соединения стеклянных пластин с микроструктурированными поверхностями под действием давления и температуры. Технический результат - создание способа термического соединения стеклянных пластин с пониженными требованиями к плоскостности поверхности и сохранением основных геометрических параметров функциональных микроструктур на поверхности пластин. Способ термического соединения стеклянных пластин с микроструктурами на одной из их поверхностей, в котором пластины очищают от загрязнений, соединяют и совмещают их. Затем на поверхность пластин устанавливают устройство, создающее распределенную механическую нагрузку вдоль всей площади поверхности соединяемых пластин, состоящее из металлической платформы с равномерно распределенными по плоскости вертикально установленными металлическими стержнями, установленной на металлических опорах с резьбой для регулировки высоты. После этого производят запуск и контроль процесса термического соединения стеклянных пластин в печи под действием распределенной механической нагрузки. 3 ил.
Description
Изобретение относится к способам и устройствам, специально предназначенным для изготовления или обработки микроструктурных устройств или систем, и может быть использовано для соединения стеклянных пластин (в том числе с микроструктурированными поверхностями) под действием давления и температуры. Изобретение может быть использовано при изготовлении устройств и приборов для аналитической химии, микрохроматографии, медицины, химической промышленности и т.д.
Известен способ и устройство для герметизации вакуумного стекла (Патент RU 2555724 от 10.07.2015. Авторы: ШИ Цзяньбо, ВАН Чжаншэн, ПАН Шитао, ЧЖАО Янь, ЛИ Яньбин). Данное изобретение раскрывает способ герметизации вакуумного стекла и герметизирующее устройство, использующее этот способ. Герметизирующее устройство включает нижнюю пластину, кольцевую боковую стенку, покрывающую пластину, пластину перегородки и нагревательное устройство. Нижний конец кольцевой боковой стенки расположен на нижней пластине и герметично соединен с нижней пластиной. Покрывающая пластина герметично установлена на верхний конец кольцевой боковой стенки, пластина перегородки расположена на средней части по высоте кольцевой боковой стенки. После герметичного соединения периметра пластины перегородки с внутренней поверхностью кольцевой боковой стенки пластина перегородки делит пространство, ограниченное нижней пластиной, кольцевой боковой стенкой и покрывающей пластиной, на первое замкнутое пространство и второе замкнутое пространство.
Недостатками данного изобретения является то, что в процессе реализации предложенного способа применяются энергозатратные и дорогостоящие вакуумные технологии. Кроме того, предложенное в рамках изобретения устройство для герметизации вакуумного стекла в процессе реализации соединения пластин герметично крепится к самим пластинам, что предполагает дополнительные энергозатраты. Кроме того, область применения данного способа герметизации ограничивается вакуумным стеклом.
Известен способ производства многослойного стекла (Патент № RU 2014101485 A от 27.07.2015. Авторы: Ютака КИТАДЗИМА). Предложенный способ изготовления многослойного стекла, включающего в себя множество стеклянных пластин, в котором по меньшей мере две стеклянные пластины среди стеклянных пластин имеют различные толщины пластин, заключается в помещении множества стеклянных пластин, наложенных друг на друга через разделительный состав, на кольцеобразную форму и нагревание стеклянных пластин до температуры, близкой к точке размягчения, для придания стеклянным пластинам криволинейной формы; ламинирование изогнутых стеклянных пластин с промежуточным слоем, расположенным между смежными стеклянными пластинами; соединение прессованием стеклянных пластин и промежуточного слоя для формирования многослойного стекла; причем самая тонкая стеклянная пластина имеет толщину пластины меньше чем 1,6 мм, а разность в толщине пластины между самой тонкой стеклянной пластиной и самой толстой стеклянной пластиной среди стеклянных пластин составляет по меньшей мере 0,5 мм; формование выполняют со стеклянными пластинами, помещенными на кольцеобразную форму таким образом, что более тонкая стеклянная пластина располагается в более низком положении.
В качестве основного недостатка данного способа можно отметить невозможность контроля толщины диффузионного слоя при термическом склеивании двух или более стеклянных пластин. Кроме того, использование данного способа не позволяет обеспечить сохранение геометрии микроструктур в соединяемых стеклянных пластинах.
В изобретении на способ получения микрохроматографических колонок на плоских пластинах (Патент № RU 2540231 от 10,03,2015. Авторы: Игорь Артемьевич Платонов, Юрий Иванович Арутюнов, Олег Николаевич Голубев, Наталья Викторовна Никитченко, Владимир Игоревич Платонов) герметизация полученных на первой стеклянной пластине каналов для микрохроматографических колонок проводилась методом термического связывания (склеивания) со второй стеклянной пластиной через пленку из полиметилметакрилата марки ТОСП при температуре 110-130°С под вакуумом.
Однако, такой метод позволяет получить степень герметизации стеклянных пластин, достаточную лишь для узкого спектра применений. Кроме того, для его реализации также используются энергозатратные и дорогостоящие вакуумные технологии.
Таким образом, основными недостатками существующих способов соединения стеклянных пластин под действием температуры являются техническая сложность, энергозатратность и экономическая невыгодность технологических процессов применяемых для их реализации, недостаточность контроля толщины диффузионного слоя и невозможность сохранения геометрии микроструктур в соединяемых стеклянных пластинах.
Задачей изобретения является создание способа термического соединения двух или более стеклянных пластин, с пониженными требованиями к плоскостности поверхности по сравнению с известными методами и сохранением основных геометрических параметров функциональных микроструктур на поверхности пластин.
Решение поставленной задачи реализуется за счет использования устройства, создающего распределенную механическую нагрузку, обеспечивающую создание равномерного давления вдоль всей площади поверхности соединяемых пластин. Также использование предложенного способа позволяет с высокой точностью контролировать оказываемое на поверхность пластин давление, что позволяет избежать деформации функциональных микроструктур, но при этом обеспечить эффективное устранение отклонений поверхности пластин от плоскостности на макроуровне.
При решении поставленной задачи за счет использования системы распределения механической нагрузки 1, состоящей из металлической платформы 2 с равномерно распределенными по плоскости, вертикально установленными металлическими стержнями 3 (при этом, схема распределения стержней по плоскости определяется требованиями конкретного технологического процесса), установленной на металлических опорах 4 с резьбой, предназначенных для регулировки высоты, создается технический результат, который заключается в:
- создании герметичного соединения между стеклянными пластинами с реализованными на их поверхности функциональными микроструктурами;
- компенсации неравномерности толщин соединяемых пластин и отклонений от плоскостности их поверхностей;
- сохранении геометрии функциональных микроструктур в соединяемых пластинах;
- уменьшении количества дефектов герметизации, связанных с отклонением от плоскостности.
Изобретение поясняется следующими чертежами.
На фиг. 1 изображен рисунок системы для распределения механической нагрузки на поверхности соединяемых пластин: А) изометрия; Б) вид спереди.
На фиг. 2 представлена общая схема реализации способа герметизации изделий микросистемной техники на стеклянных подложках.
На фиг. 3 представлена схема, поясняющая физический принцип работы системы для распределения механической нагрузки на поверхности соединяемых пластин: А) до температурного воздействия; Б) после температурного воздействия.
Термическое соединение стеклянных пластин с использованием распределенной механической нагрузки происходит следующим образом.
1. На первом, подготовительном этапе производится очистка стеклянных пластин 5 от механических и химических загрязнений, а также их обезжиривание.
2. Далее производится соединение и совмещение стеклянных пластин 5 в условиях чистого помещения или ламинарного бокса.
3. Подготовка системы, создающей распределенную механическую нагрузку: устанавливаются металлические стержни 3 определенной высоты, определяющей давление на соединяемые стеклянные пластины и зависящей от их физико-химических свойств.
4. Далее на верхнюю поверхность соединяемых пластин устанавливается система распределенной механической нагрузки 1, сконфигурированная на предыдущем шаге (п.З).
6. Настройка печи 6: установка параметров режимов нагрева, поддержания температуры и охлаждения с помощью устройства управления 7 печью исходя из физико-химических свойств соединяемых стеклянных пластин 5.
7. После чего производится запуск и контроль процесса термического соединения стеклянных пластин 5 под действием распределенной механической нагрузки.
В результате вышеперечисленных операций создается герметичное соединение двух или более стеклянных пластин 5, с сохранением основных геометрических параметров микроструктуры 8 на поверхности стеклянных пластин и с компенсацией изначально имевшихся отклонений от плоскостности рабочей поверхности пластин. Соединенные таким образом пластины с заранее созданной микроструктурой в дальнейшем могут быть использованы в качестве различных устройств и приборов для аналитической химии, микрохроматографии, медицины, химической промышленности и т.д.
Claims (1)
- Способ термического соединения стеклянных пластин с микроструктурами на одной из их поверхностей, заключающийся в том, что пластины очищают от загрязнений, соединяют и совмещают их, затем на поверхность пластин устанавливают устройство, создающее распределенную механическую нагрузку вдоль всей площади поверхности соединяемых пластин, состоящее из металлической платформы с равномерно распределенными по плоскости вертикально установленными металлическими стержнями, установленной на металлических опорах с резьбой для регулировки высоты, после этого производят запуск и контроль процесса термического соединения стеклянных пластин в печи под действием распределенной механической нагрузки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020139856A RU2766979C1 (ru) | 2020-12-02 | 2020-12-02 | Способ термического соединения стеклянных пластин с микроструктурами на одной из их поверхностей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020139856A RU2766979C1 (ru) | 2020-12-02 | 2020-12-02 | Способ термического соединения стеклянных пластин с микроструктурами на одной из их поверхностей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2766979C1 true RU2766979C1 (ru) | 2022-03-16 |
Family
ID=80736833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020139856A RU2766979C1 (ru) | 2020-12-02 | 2020-12-02 | Способ термического соединения стеклянных пластин с микроструктурами на одной из их поверхностей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2766979C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU601234A1 (ru) * | 1975-01-20 | 1978-04-05 | Предприятие П/Я А-1944 | Способ получени многослойного издели |
| JP2003168362A (ja) * | 2001-11-29 | 2003-06-13 | Canon Inc | 雰囲気封着方法、及び雰囲気封着装置 |
| CN201626916U (zh) * | 2010-03-03 | 2010-11-10 | 左树森 | 一种真空玻璃封边结构 |
| RU2555724C1 (ru) * | 2011-07-05 | 2015-07-10 | Лоян Лэндглас Текнолоджи Ко., Лтд. | Способ и устройство для герметизации вакуумного стекла |
| JP5951247B2 (ja) * | 2011-12-12 | 2016-07-13 | 株式会社アルバック | ガラス基板の封着方法、及び、ガラス基板の封着装置 |
-
2020
- 2020-12-02 RU RU2020139856A patent/RU2766979C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU601234A1 (ru) * | 1975-01-20 | 1978-04-05 | Предприятие П/Я А-1944 | Способ получени многослойного издели |
| JP2003168362A (ja) * | 2001-11-29 | 2003-06-13 | Canon Inc | 雰囲気封着方法、及び雰囲気封着装置 |
| CN201626916U (zh) * | 2010-03-03 | 2010-11-10 | 左树森 | 一种真空玻璃封边结构 |
| RU2555724C1 (ru) * | 2011-07-05 | 2015-07-10 | Лоян Лэндглас Текнолоджи Ко., Лтд. | Способ и устройство для герметизации вакуумного стекла |
| JP5951247B2 (ja) * | 2011-12-12 | 2016-07-13 | 株式会社アルバック | ガラス基板の封着方法、及び、ガラス基板の封着装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5998106B2 (ja) | 強化ガラスのカッティング方法及び強化ガラスのカッティング用ステージ | |
| KR101697158B1 (ko) | 글래스 곡면 성형장치 및 이를 이용한 글래스 곡면 성형방법 | |
| RU2416576C2 (ru) | Способ производства формованного изделия, покрывающий элемент и формовочное устройство, содержащее таковой | |
| TWI543945B (zh) | 從二維玻璃片形成三維玻璃製品的方法 | |
| TWI551554B (zh) | The forming device and forming method of glass frame body | |
| RU2689097C1 (ru) | Способ моллирования стекла при избыточном давлении и устройство для его осуществления | |
| JP6501972B2 (ja) | 正圧支援される重力湾曲法およびこの方法に適した装置 | |
| KR20150000611A (ko) | 입체 유리의 제조 장치 및 제조 방법 | |
| US11136255B2 (en) | Systems and methods for thermally controlling warp | |
| CN105280518A (zh) | 半导体基板的热处理装置 | |
| JP2019205991A5 (ru) | ||
| TWI713612B (zh) | 用於玻璃處理系統之升降器裝置及在玻璃處理系統中提升玻璃板之方法 | |
| RU2766979C1 (ru) | Способ термического соединения стеклянных пластин с микроструктурами на одной из их поверхностей | |
| KR20190119053A (ko) | 외연 스트레인이 감소된 유리 패널 | |
| KR20090016557A (ko) | 열가소성 판재의 성형 방법 | |
| JP2006521272A (ja) | ガラスシートを曲げる方法および装置 | |
| TW201908090A (zh) | 微流道裝置的製造方法及其結構 | |
| US10818633B2 (en) | Sintering tool for the lower die of a sintering device | |
| WO2020136909A1 (ja) | 熱塑性板の曲げ加工方法、及び加工治具、及び凹面熱塑性板 | |
| TWI538747B (zh) | 鏡片除膠裝置及鏡片除膠方法 | |
| WO2016134655A1 (en) | Vacuum assisted glass molding and methods for the use thereof | |
| JP5447221B2 (ja) | 熱処理装置および熱処理方法 | |
| JP2010100493A (ja) | 型材および型材を用いたガラス材料の成形方法 | |
| US1844098A (en) | Apparatus for making composite glass | |
| TW202039380A (zh) | 玻璃板之成形方法 |