TW202337611A - 有孔之玻璃板之製造方法及玻璃板 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種具有接近所期望之形狀之孔的玻璃板之製造方法。
本發明之製造方法具有如下步驟：準備具有第1及第2表面之玻璃基材；對上述玻璃基材之上述第1表面照射雷射，於上述第1表面形成具有第1初始開口之初始孔，上述初始孔為初始貫通孔或初始非貫通孔，上述第1初始開口係最大尺寸
為5 μm以上，於各初始孔中，於將該初始孔之深度設為d
1(μm)時，上述初始孔之縱橫比
為15以上；及將上述玻璃基材利用鹼性溶液進行蝕刻處理，自上述初始孔形成處理孔；各處理孔於上述第1表面具有第1開口，各第1開口具有直徑
及真圓度P
1(μm)，各貫通孔之比
Description
本發明係關於一種有孔之玻璃板之製造方法及玻璃板。
具有例如貫通孔般之孔之玻璃板於玻璃中介層等許多用途中有需求。
此種玻璃板例如係藉由於對玻璃基材之一個表面照射雷射形成孔之後，將玻璃基材濕式蝕刻處理並修整孔之形狀而製造。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2006-176355號公報
[專利文獻2]日本專利特表2018-531205號公報
[專利文獻3]國際公開第2020/149040號
[發明所欲解決之問題]
一般而言，上述玻璃基材之濕式蝕刻處理使用氫氟酸溶液。
然而，已知有於使用氫氟酸溶液實施孔之蝕刻處理之情形時，常常導致孔之形狀偏離所期望之形狀，難以按照高精度形成所期望之形狀之孔。
再者，於專利文獻1-3中提出有使用鹼性溶液來實施玻璃基材之濕式蝕刻。
於該等文獻中，首先對玻璃基材照射雷射，形成改質部。然後，對玻璃基材實施利用鹼性溶液之蝕刻處理，於改質部形成孔。
然而，於本案發明者等人之經驗中，確認到於利用此種方法形成孔之情形時，孔之開口部之形狀偏離所期望之形狀，無法獲得接近真圓之開口部。
因此，即便採用專利文獻1-3中記載之方法，亦難以形成高精度控制之孔。
本發明係鑒於此種背景而完成者，本發明之目的在於提供一種製造具有更接近所期望之形狀之孔之玻璃板的方法。又，本發明之目的在於提供一種具有更接近所期望之形狀之孔之玻璃板。
[解決問題之技術手段]
於本發明中，提供一種製造方法，其係有孔之玻璃板之製造方法，且具有以下步驟：
(1)對具有相互對向之第1表面及第2表面之玻璃基材之上述第1表面照射雷射，於上述第1表面形成具有第1初始開口之1個或2個以上之初始孔，
上述初始孔為初始貫通孔或初始非貫通孔，
上述第1初始開口之最大尺寸
1S(μm)為5 μm以上，
於各初始孔中，於將該初始孔之深度設為d
1(μm)時，上述初始孔之縱橫比(d
1/
1S)為15以上；及
(2)將上述玻璃基材利用鹼性溶液進行蝕刻處理，自上述初始孔形成處理孔；
各處理孔於上述第1表面具有第1開口，
各第1開口具有作為該第1開口之外切圓之直徑與內切圓之直徑之平均而規定的直徑
1(μm)及真圓度P
1(μm)，各貫通孔之比P
1/
1為10%以下。
又，於本發明中，提供一種玻璃板，其係具有相互對向之第1表面及第2表面，且具有自上述第1表面貫通至上述第2表面之複數個貫通孔之玻璃板，
各貫通孔於上述第1表面具有第1開口，於上述第2表面具有第2開口，將上述第1開口與上述第2開口中之較大者稱為特定開口，
各特定開口具有作為該特定開口之外切圓之直徑與內切圓之直徑之平均而求出的直徑
T(μm)及真圓度P
T(μm)，各貫通孔之比P
T/
T為10%以下，
於將各貫通孔中之上述特定開口之直徑
T之平均值設為
Tave(μm)，將直徑
T之標準偏差設為σ(μm)時，3σ/
Tave為0.1以下，
將自上述貫通孔隨機地選定之5個貫通孔稱為選擇貫通孔，於將該選擇貫通孔之剖面中之各狹窄部之最小尺寸設為
N(μm)時，就各選擇貫通孔，
N/
T為0.5以上。
[發明之效果]
於本發明中，可提供一種製造具有更接近所期望之形狀之孔的玻璃板之方法。又，於本發明中，可提供一種具有更接近所期望之形狀之孔的玻璃板。
以下，參照圖式，對本發明之一實施方式進行說明。
再者，於本案中，將蝕刻處理前之被加工玻璃稱為「玻璃基材」，將蝕刻處理後之被加工玻璃稱為「玻璃板」，以暫且區分兩者。根據該定義，所謂「玻璃基材」，係指雷射照射前之不具有孔之被加工玻璃、及藉由雷射照射而形成有初始孔之被加工玻璃。另一方面，所謂「玻璃板」，係指具有藉由蝕刻處理而修整形狀之孔之「玻璃基材」。但是，該等區別係方便起見者，自說明書之易讀性之觀點出發，亦有時將蝕刻處理後之「玻璃板」稱為「玻璃基材」。
如上所述，於有孔之玻璃板之製造方法中，於實施利用氫氟酸之濕式蝕刻處理時，常常產生無法獲得所期望之形狀之孔之問題。
圖1中模式性地表示利用先前之方法形成之貫通孔之剖面的形狀。於圖1中，虛線為理想性的貫通孔之輪廓。
如圖1所示，利用先前之方法形成於玻璃板10之貫通孔20A具有大致沙漏形之剖面形狀。即，貫通孔20A與理想性的貫通孔之輪廓2A相比，於內部具有直徑更小之「狹窄部」30A。
又，圖2中模式性地表示利用先前之方法形成之非貫通孔之剖面的形狀。於圖2中，虛線為理想性的貫通孔之輪廓。
如圖2所示，利用先前之方法形成於玻璃板10之非貫通孔20B具有大致倒三角形狀之剖面。即，非貫通孔20B與理想性的非貫通孔之輪廓2B相比，最深部之直徑未充分擴展且具有尖銳的「頂點」30B。
如此，常常確認到蝕刻處理後之貫通孔20A及非貫通孔20B之形狀偏離所期望之形狀之情形。
本案發明者等人考察為，如此貫通孔20A及非貫通孔20B不按照所期望之形狀形成之原因在於，於濕式蝕刻步驟中使用了氫氟酸溶液。
即，氫氟酸溶液係對玻璃基材之蝕刻速度相對較大。因此，若於利用氫氟酸溶液之蝕刻中，於孔內形成殘渣(不溶性之蝕刻產物)，則在自孔內去除該殘渣之前，其他部位會被蝕刻。如此，認為殘渣局部地阻礙了後續之孔蝕刻之進展，導致於貫通孔20A之情形時形成狹窄部30A，於非貫通孔20B之情形時形成頂點30B。
尤其，於貫通孔20A及非貫通孔20B之縱橫比較高之情形時，預想此種影響變得更明顯。
如此，於先前之方法中，存在難以於玻璃基材形成高精度控制之孔之問題。
再者，作為對此種問題之一處理方法，認為降低使用於蝕刻處理之氫氟酸之濃度。
然而，於低濃度之氫氟酸溶液中，存在氫氟酸迅速消耗，以相對較短時間內蝕刻功能降低之問題。因此，此種處理方法不適合於帶孔之玻璃板之工業上的生產。
又，專利文獻1-3中記載有，使用鹼性溶液，對雷射改質部進行蝕刻處理之方法。
然而，根據本案發明者等人，確認於專利文獻1-3中記載之方法中，最終形成之孔之開口部之形狀偏離所期望之尺寸，無法獲得接近真圓之開口部。因此，於採用專利文獻1-3中記載之方法之情形時，亦難以形成高精度控制之孔。
再者，於專利文獻1-3中記載之方法中，認為在蝕刻處理後之孔中無法獲得所期望之形狀之開口的理由如下。
於專利文獻1-3中，首先，藉由對玻璃基材之雷射照射，形成於深度方向延伸之雷射改質部。其次，藉由蝕刻處理具有改質部之玻璃基材，而選擇性地蝕刻處理雷射改質部，從而形成孔。
此處，為了以雷射改質部為基點形成所期望之有徑之孔，必須選擇性地去除接觸於蝕刻溶液之雷射改質部(最初僅為玻璃基材之表面)，以於延伸方向及半徑方向上「擴展」去除部分。
然而，於此種「擴展」時，尤其於孔之半徑方向上，未必將玻璃基材各向同性地去除。因此，認為此種方法中，於最終獲得之孔中，開口部之形狀偏離真圓。
對此，於本發明之一實施方式中，提供一種製造方法，其係有孔之玻璃板之製造方法，且具有以下步驟：
(1)對具有相互對向之第1表面及第2表面之玻璃基材之上述第1表面照射雷射，於上述第1表面形成具有第1初始開口之1個或2個以上之初始孔，
上述初始孔為初始貫通孔或初始非貫通孔，
上述第1初始開口之最大尺寸
1S(μm)為5 μm以上，
於各初始孔中，於將該初始孔之深度設為d
1(μm)時，上述初始孔之縱橫比(d
1/
1S)為15以上；及
(2)將上述玻璃基材利用鹼性溶液進行蝕刻處理，自上述初始孔形成處理孔；
各處理孔於上述第1表面具有第1開口，
各第1開口具有作為該第1開口之外切圓之直徑與內切圓之直徑之平均而規定的直徑
1(μm)及真圓度P
1(μm)，各貫通孔之比P
1/
1為10%以下。
於本發明之一實施方式中，於孔之蝕刻處理時，使用鹼性溶液。
鹼性溶液與氫氟酸溶液相比，蝕刻速度較低。然而，藉由以此種低蝕刻速度實施孔之蝕刻處理，可降低每單位時間之殘渣之產生量，並且可提供用以將殘渣自孔向外部逸散之充分的時間。
因此，於本發明之一實施方式中，即便於孔之縱橫比較高之情形時，亦可有意義地抑制因殘渣妨礙蝕刻之進展之問題。其結果，可於蝕刻處理後，形成具有更接近所期望之形狀的形狀之孔。
又，於本發明之一實施方式中，藉由雷射照射，於玻璃基材形成具有開口之孔，以該孔為起始形狀，開始孔之蝕刻處理。
於該情形時，與以改質部為起始形狀開始蝕刻處理之情形時不同，可利用預先具有開口之孔來實施蝕刻。因此，於蝕刻液填充至孔內之後，可沿著半徑方向，更加各向同性地進行孔之蝕刻。其結果，可獲得具有更接近所期望之形狀之開口、及深度方向輪廓之孔。
藉由以上之效果，於本發明之一實施方式之方法中，能夠提供一種包含開口，且具有更接近所期望之形狀之孔之玻璃板。尤其，於本發明之一實施方式之方法中，於具有較高之縱橫比之孔之情形時，亦可獲得更接近所期望之形狀之輪廓。
再者，於本案中，縱橫比通常藉由(孔之深度)/(雷射照射側之表面之開口之直徑)而規定。
但是，於開口並非真圓之情形時，亦可代替開口之直徑而使用開口之最大尺寸。
(本發明之一實施方式之玻璃板之製造方法)
其次，參照圖3～圖6，對本發明之一實施方式之玻璃板之製造方法更具體地進行說明。
圖3中模式性地表示本發明之一實施方式之玻璃板之製造方法之流程的一例。
如圖3所示，本發明之一實施方式之玻璃板之製造方法(以下，稱為「第1方法」)具有：
(1)準備具有相互對向之第1表面及第2表面之玻璃基材之步驟(S110)；
(2)對玻璃基材之第1表面照射雷射，形成自第1表面貫通至第2表面之1個或2個以上之初始貫通孔之步驟(S120)；及
(3)將玻璃基材利用鹼性溶液進行濕式蝕刻處理之步驟(S130)。
以下，對各步驟進行說明。
(步驟S110)
首先，準備玻璃基材。
圖4中模式性地表示玻璃基材110之剖面。玻璃基材110具有相互對向之第1表面112及第2表面114。
玻璃基材110之組成只要為玻璃則無特別限定。但是，於石英玻璃之情形時，即便使用氫氟酸溶液實施蝕刻處理，亦不會產生大多殘渣。因此，若為石英玻璃，則使用第1方法之必要性不怎麼高。
玻璃基材110例如亦可為鈉鈣玻璃、無鹼玻璃、或結晶化玻璃等。
玻璃基材110之尺寸並無特別限定。但是，相對較厚之玻璃基材110可使本發明之一實施方式之效果更能感受到。玻璃基材110之厚度(t
0)例如亦可為0.1 mm以上。
(步驟S120)
其次，對玻璃基材110之第1表面112照射雷射，形成初始貫通孔。
雷射之種類只要為可於玻璃基材110形成初始貫通孔，則並無特別限定。雷射例如亦可為UV(ultraviolet，紫外線)雷射。
又，雷射之照射條件並無特別限定，但所使用之雷射較佳為如飛秒雷射或奈秒雷射般之脈衝雷射。於該情形時，可利用一次之掃描形成多個初始貫通孔。
圖5中模式性地表示雷射照射後之玻璃基材110之剖面。
如圖5所示，藉由雷射照射，於玻璃基材110形成自第1表面112貫通至第2表面114之複數個初始貫通孔120。再者，於圖5所示之例子中，第1表面112為雷射之入射面。
於各初始貫通孔120中，將第1表面112中之開口稱為第1初始開口122，將第2表面114中之開口稱為第2初始開口124。又，將第1初始開口122之尺寸之最大值設為
1S，將第2初始開口124之尺寸之最大值設為
2S。
於一般之情形時，第1初始開口122及第2初始開口124為大致橢圓形(包含圓，以下相同)，因此，認為第1初始開口122之最大尺寸
1S及第2初始開口124之最大尺寸
2S分別與橢圓之長軸(或圓之直徑)之尺寸對應的情形時較多。
再者，於一般之情形時，最大尺寸
1S≧最大尺寸
2S。即，初始貫通孔120通常具有剖面尺寸自第1初始開口122朝向第2初始開口124而逐漸減少之大致錐形之形狀。
第1初始開口122之最大尺寸
1S例如為5 μm～30 μm之範圍。同樣地，第2初始開口124之最大尺寸
2S例如為1 μm～10 μm之範圍。
又，初始貫通孔120之縱橫比為15以上。
此處，初始貫通孔120之縱橫比如上所述，由(初始貫通孔120之深度)/(第1初始開口122之最大尺寸
1S)表示。此處，為(初始貫通孔120之深度)＝(玻璃基材110之厚度t
0)。
但是，最大尺寸
1S、最大尺寸
2S、及縱橫比可根據最終形成之貫通孔之尺寸而變化。
(步驟S130)
其次，將具有初始貫通孔120之玻璃基材110進行濕式蝕刻處理。
於第1方法中，濕式蝕刻處理使用包含鹼性成分之蝕刻溶液來實施。
蝕刻溶液例如亦可包含NaOH及/或KOH作為鹼性成分。又，蝕刻溶液亦可進而包含如乙二胺四乙酸(EDTA)般之螯合劑。
鹼性成分之含量並無特別限定，例如，為1 M～10 M之範圍。
蝕刻處理之溫度並無特別限定，例如為50℃～95℃之範圍。
所使用之蝕刻溶液之蝕刻速度例如為0.4 μm/分鐘以下。蝕刻溶液之蝕刻速度較佳為0.1 μm/分鐘以下。
於本案中，蝕刻速度係作為(處理前後之玻璃基材之厚度之減少量)/(處理時間)而求出。
圖6中模式性地表示濕式蝕刻處理後之玻璃基材110(亦可稱為玻璃板)之剖面。
如圖6所示，藉由濕式蝕刻處理，而將初始貫通孔120蝕刻，形成處理貫通孔140。
再者，於蝕刻處理時，亦蝕刻玻璃基材110之表面，玻璃基材110之厚度自處理前之t
0變化為t。因此，玻璃基材110之第1表面112及第2表面114於處理後分別變化為新生面。
但是，於本案中，為了避免說明之繁雜性，而將玻璃基材110之蝕刻處理後之相互對向之表面直接稱為「第1表面112」及「第2表面114」。
各處理貫通孔140於第1表面112之側具有第1開口142，於第2表面114之側具有第2開口144。第1開口142及第2開口144亦可具有大致橢圓形之形狀。
第1開口142之直徑
1例如為20 μm～100 μm之範圍。第2開口144之直徑
2例如為20 μm～100 μm之範圍。
再者，各第1開口142之直徑
1作為各第1開口142之外切圓之直徑與內切圓之直徑的平均而求出。同樣地，各第2開口144之直徑
2作為各第2開口144之外切圓之直徑與內切圓之直徑的平均而求出。
又，處理貫通孔140之縱橫比(t/
1)例如亦可為1以上。
此處，於各處理貫通孔140中，將第1開口142之真圓度設為P
1(μm)。真圓度P
1利用以下之(1)式而求出：
P
1＝(第1開口之外切圓之直徑－第1開口之內切圓之直徑)/2 (1)式
又，若使用該真圓度P
1，於各處理貫通孔140中，求出比P
1/
1，則該值表示第1開口142之形狀相對於真圓之「接近度」。即，可謂之比P
1/
1越小，則此種第1開口142越接近真圓。
於第1方法中，所形成之處理貫通孔140具有比P
1/
1為10%以下之特徵。即，於第1方法中，於處理貫通孔140中，獲得具有接近真圓之形狀之第1開口142。
比P
1/
1例如為5%以下，較佳為2%以下。
各處理貫通孔140較佳為具有沿著延伸方向(玻璃基材110之厚度方向)而剖面尺寸相等之輪廓，或剖面尺寸自第1開口142朝向第2開口144而單調地減少之輪廓。
然而，實際上，如圖6所示，處理貫通孔140通常於內部具有一定程度之狹窄部190。但是，即便於此種情形時，各處理貫通孔140中，狹窄部190亦被抑制在容許範圍內。
藉由以上之步驟，可製造具有1個或2個以上之處理貫通孔140之玻璃板。
於第1方法中，於所獲得之玻璃板中，各處理貫通孔140具有接近所期望之形狀的形狀。
例如，於藉由第1方法而製造之玻璃板中，將隨機地選定之5個處理貫通孔140稱為「選擇貫通孔」，於將該「選擇貫通孔」之剖面中之各狹窄部190之最小尺寸設為
N(μm)時，就各選擇貫通孔，
N/
1亦可為0.5以上。尤其，
N/
1較佳為0.6以上，更佳為0.7以上。
如此，於第1方法中，處理貫通孔140能夠有意義地抑制可形成於內部之狹窄部190。因此，於藉由第1方法而製造之玻璃板中，可於處理貫通孔140適當地填充導電性材料。
又，處理貫通孔140係第1開口142之形狀更接近真圓。因此，當於各處理貫通孔140填充導電性材料時，可有意義地提高玻璃板之第1表面112中之導電部之位置精度。
(本發明之另一實施方式之玻璃板之製造方法)
其次，參照圖7～圖9，對本發明之另一實施方式之玻璃板之製造方法進行說明。
圖7中模式性地表示本發明之另一實施方式之玻璃板之製造方法之流程的一例。
如圖7所示，本發明之另一實施方式之玻璃板之製造方法(以下，稱為「第2方法」)具有：
(1)準備具有相互對向之第1表面及第2表面之玻璃基材之步驟(S210)；
(2)對玻璃基材之第1表面照射雷射，而形成1個或2個以上之初始非貫通孔之步驟(S220)；及
(3)將玻璃基材利用鹼性溶液進行濕式蝕刻處理之步驟(S230)。
再者，第2方法係於步驟S220中形成之孔為初始非貫通孔之方面與上述第1方法不同。換言之，於第2方法中，步驟S210與第1方法中之步驟S110相同。因此，此處，對步驟S220以後進行說明。
(步驟S220)
於第2方法中，對玻璃基材之第1表面照射雷射，而形成初始非貫通孔。作為雷射，可使用上述第1方法中所說明者。
圖8中模式性地表示雷射照射後之玻璃基材210之剖面。
如圖8所示，玻璃基材210具有相互對向之第1表面212及第2表面214。又，於玻璃基材210形成有於第1表面212具有第1初始開口232之複數個初始非貫通孔230。再者，於圖8中，玻璃基材210之第1表面212為雷射之入射面。
於各初始非貫通孔230中，將第1初始開口232之尺寸之最大值設為
1S。
於一般之情形時，第1初始開口232為大致橢圓形，因此，此處認為第1初始開口232之最大尺寸
1S通常與橢圓之長軸(或圓之直徑)之尺寸對應。
再者，於一般之情形時，初始非貫通孔230通常具有剖面尺寸自第1初始開口232朝向延伸方向而逐漸減少之大致錐形之形狀。
第1初始開口232之最大尺寸
1S例如為5 μm～30 μm之範圍。
又，初始非貫通孔230之縱橫比為15以上。此處，初始非貫通孔230之縱橫比如上所述，由(初始非貫通孔230之深度d
1)/(第1初始開口232之最大尺寸
1S)表示。
但是，該等值根據最終形成之非貫通孔之尺寸來決定。
(步驟S230)
其次，將具有初始非貫通孔230之玻璃基材210進行濕式蝕刻處理。
於第2方法中，蝕刻處理之條件與第1方法相同。例如，處理溶液包含如NaOH及/或KOH般之鹼性成分。又，蝕刻處理之溫度例如亦可為50℃～95℃之範圍。
圖9中模式性地表示濕式蝕刻處理後之玻璃基材210(亦可稱為玻璃板)之剖面。
如9所示，藉由蝕刻處理來蝕刻初始非貫通孔230，形成處理非貫通孔250。
各處理非貫通孔250於第1表面212之側具有第1開口252。第1開口252亦可具有大致橢圓形之形狀。
第1開口252之直徑
1例如為20 μm～100 μm之範圍。如上所述，第1開口252之直徑
1作為第1開口252之外切圓之直徑與內切圓之直徑的平均而求出。
又，於將處理非貫通孔250之深度設為d
2(μm)時，縱橫比，即比d
2/
1例如亦可為1以上。
此處，於各處理非貫通孔250中，若將第1開口252之真圓度設為P
1(μm)，則比P
1/
1為10%以下。即，於第2方法中，於處理非貫通孔250中，獲得具有接近真圓之形狀之第1開口252。
比P
1/
1例如為5%以下，較佳為2%以下。
各處理非貫通孔250較佳為具有沿著延伸方向(玻璃基材210之厚度方向)而剖面尺寸相等之輪廓，或剖面尺寸自第1開口252朝向深度方向而單調地減少之輪廓。
藉由以上之步驟，可製造具有處理非貫通孔250之玻璃板。
於第2方法中，亦與第1方法相同地，可製造具有接近所期望之形狀之處理非貫通孔250之玻璃板。
(本發明之一實施方式之玻璃板)
其次，參照圖10，對本發明之一實施方式之玻璃板與其特徵進行說明。
圖10中模式性地表示本發明之一實施方式之玻璃板之剖面的一形態。
本發明之一實施方式之玻璃板300亦可為石英玻璃以外之玻璃，例如，鈉鈣玻璃、無鹼玻璃、或結晶化玻璃等。
玻璃板300之尺寸並無特別限定。玻璃板300之厚度例如亦可為0.1 mm以上。
玻璃板300具有相互對向之第1表面312及第2表面314。又，玻璃板300具有自第1表面312貫通至第2表面314之複數個貫通孔340。即，各貫通孔340於第1表面312之側具有第1開口342，於第2表面314之側具有第2開口344。
第1開口342具有直徑
1(μm)，第2開口344具有直徑
2(μm)。
如上所述，各貫通孔340之開口之「直徑」分別作為外切圓之直徑與內切圓之直徑的平均而求出。
如圖10所示，於本發明之一實施方式之玻璃板300中，各貫通孔340亦可於內部具有狹窄部390。但是，於玻璃板300中，該狹窄部390如下所述，被抑制為規定之範圍內。
此種玻璃板300例如可藉由上述第1方法而製造。
此處，於各貫通孔340中，將第1開口342與第2開口344中更大之開口稱為「特定開口」。進而，將「特定開口」之直徑由「
T」表示。
再者，於各貫通孔340中，處於玻璃板300之一個表面(例如，第1表面312)之開口(例如第1開口342)並非總是「特定開口」。即，有時某貫通孔340中第1開口342可成為「特定開口」，另一貫通孔340中第2開口344可成為「特定開口」。
其原因在於，於實際之玻璃板之製造過程中，於初始貫通孔之蝕刻處理時，常常會出現單側之開口被優先蝕刻之情況。
又，有時於一部分貫通孔340中，於第1開口342與第2開口344之間，認為尺寸無實質性之差。於該情形時，將第1表面312及第2表面314之任一者視為「特定開口」。
但是，此處，為了簡單起見，於貫通孔340中，亦將第1開口342假定為特定開口。又，將玻璃板300之第1表面312假定為雷射照射表面。
於本發明之一實施方式之玻璃板300中，若將各貫通孔340之特定開口，即第1開口342之真圓度設為P
T(μm)，則各貫通孔340中之比P
T/
T為10%以下。
如上述(1)式所示，特定開口之真圓度P
T由以下之(2)式求出：
P
T＝(特定開口之外切圓之直徑－特定開口之內切圓之直徑)/2 (2)式
如上所述，比P
T/
T表示特定開口之形狀相對於真圓之「接近度」。即，可謂之比P
T/
T越小，則此種特定開口越接近真圓。因此，比P
T/
T之平均為10%以下之玻璃板300具有更接近真圓之特定開口。
比P
T/
T例如為5%以下，較佳為2%以下。
又，於玻璃板300中，於將各貫通孔340中之特定開口之直徑
T之平均值設為
Tave(μm)，將直徑
T之標準偏差設為σ(μm)時，3σ/
Tave為0.1以下。
其係指於玻璃板300中，特定開口之直徑
T之不均較少。因此，可謂之於玻璃板300中，各貫通孔340具有更接近所期望之形狀之特定開口。
進而，玻璃板300具有如下特徵：於將自貫通孔340隨機地選定之5個貫通孔稱為「選擇貫通孔」，將該「選擇貫通孔」之剖面中之各狹窄部390之最小尺寸設為
N(μm)時，就各選擇貫通孔，
N/
T為0.5以上。尤其，
N/
T較佳為0.6以上，更佳為0.7以上。
如此，於玻璃板300中，有意義地抑制狹窄部390。
於具有如以上所述之特徵之玻璃板300中，可於貫通孔340適當地填充導電性材料。
又，貫通孔340係特定開口之形狀接近真圓，且當於各貫通孔340填充導電性材料時，可有意義地提高玻璃板300之第1表面中之導電部之位置精度。
[實施例]
以下，對本發明之實施例進行說明。再者，於以下之記載中，例1～例3為實施例，例21～例23為比較例。
(例1)
藉由上述第1方法，而形成具有多個貫通孔之玻璃板。
玻璃基材使用厚度為0.5 mm之無鹼玻璃(AN100；AGC股份有限公司製造)。
於對玻璃基材之第1表面貼附吸收材之狀態下，自玻璃基材之第1表面照射雷射而形成初始貫通孔。雷射使用奈秒脈衝UV雷射。雷射以脈衝能量20 μJ、50次射出照射之後，以脈衝能量40 μJ、1200次射出照射。此時之重複頻率設為10 kHz，初始貫通孔形成後去除吸收材。
於各初始貫通孔中，形成於玻璃基材之第1表面之側之第1初始開口之最大尺寸
1S約為15 μm。因此，各初始貫通孔之縱橫比約為33.3。
圖11中表示所形成之初始貫通孔之剖面照片之一例。根據圖11可知，形成有具有較高之縱橫比之初始貫通孔。
其次，將該玻璃基材浸漬於蝕刻溶液中，實施蝕刻處理。
蝕刻溶液使用包含3 M之NaOH及1.5 M之EDTA之水溶液。蝕刻溶液之溫度設為85℃，浸漬時間設為744分鐘。
於處理後自蝕刻溶液取出玻璃基材，測定厚度。其結果，可知玻璃基材薄至46 μm。因此，適用之蝕刻處理時之蝕刻速度為0.062 μm/分鐘。
於蝕刻處理後，形成玻璃板，該玻璃板形成有多個貫通孔。各貫通孔具有玻璃板之第1表面之側之第1開口、及第2表面之側之第2開口。
(評估)
(與第1開口相關之測定)
使用形狀測定器(VMR-Z6555；Nikon公司製造)，於所獲得之玻璃板中，測定各貫通孔之雷射照射側之開口(即第1開口)之直徑(
1)、及真圓度(P
1)。又，根據所獲得之結果，求出第1開口之平均(
1ave)、及(3σ/
1ave)等。進而，求出各貫通孔之比P
1/
1，求出其平均、最小值、及最大值。
再者，如上所述，第1開口之直徑
1作為外切圓之直徑與內切圓之直徑的平均而求出。又，真圓度P
1根據上述(1)式來求出。又，σ為標準偏差。
進而，藉由玻璃板內之經選擇之5個貫通孔(選擇貫通孔)之剖面的光學顯微鏡觀察，而測定各選擇貫通孔中之狹窄部之最小尺寸(
N)，求出其平均(
Nave)。又，就各選擇貫通孔，求出比
N/
1。
於以下之表1中之例1之欄中，彙總表示測定結果。
[表1]
(與第2開口相關之測定)
於各貫通孔中，藉由與上述(與第1開口相關之測定)相同之方法，而實施與第2開口相關之測定。
| 例 | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 21 | 22 | 23 | ||
| 貫通孔之數量(個) | 81 | 81 | 81 | 765 | 765 | 102 | |
| 第1開口之直徑 1 | 平均 1 ave(μm) | 51.2 | 51.2 | 44.2 | 93.5 | 100.4 | 28.9 |
| 3σ(μm) | 0.9 | 3.4 | 2.3 | 7.3 | 16.5 | 1.9 | |
| 3σ/ 1 ave(%) | 1.7 | 6.6 | 5.1 | 7.8 | 16.5 | 6.6 | |
| 各貫通孔中之P 1/ 1 | 平均(%) | 3.0 | 2.9 | 3.4 | 1.6 | 1.5 | 12.8 |
| 最大值(%) | 6.2 | 6.7 | 3.9 | 6.1 | 4.9 | 16.6 | |
| 最小值(%) | 2.5 | 2.4 | 2.9 | 1.3 | 1.2 | 9.3 | |
| 選擇貫通孔之狹窄部之最小尺寸 N之平均值 Nave(μm) | 32.2 | 34.0 | 35.2 | 31.8 | 74.6 | 18.2 | |
| ( N/ 1)(%) | 59～64 | 62～68 | 74～81 | 32～35 | 73～75 | 62～68 |
根據所獲得之結果，決定各貫通孔中之特定開口。又，求出與特定開口相關之各種值。具體而言，求出特定開口之直徑之平均(
Tave)、3σ、(3σ/
Tave)之值、以及各貫通孔之比P
T/
T之平均、最小值、及最大值。
進而，於上述5個選擇貫通孔中，求出比
N/
T。
於以下之表2中之例1之欄中，彙總表示測定結果。
[表2]
圖12中表示選擇貫通孔之顯微鏡照片之一例。
| 例 | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 21 | 22 | 23 | ||
| 貫通孔之數量(個) | 81 | 81 | 81 | 765 | 765 | 102 | |
| 特定開口之直徑 T | 平均 Tave(μm) | 51.2 | 53.6 | 45.2 | 93.5 | 102.7 | 34.3 |
| 3σ(μm) | 0.9 | 2.4 | 1.7 | 7.3 | 19.7 | 1.9 | |
| 3σ/ Tave(%) | 1.7 | 4.6 | 3.7 | 7.8 | 19.2 | 5.4 | |
| 各貫通孔中之P t/ t | 平均(%) | 3.0 | 2.7 | 3.2 | 1.7 | 1.4 | 7.5 |
| 最大值(%) | 6.2 | 3.2 | 5.7 | 6.1 | 4.2 | 13.7 | |
| 最小值(%) | 2.5 | 2.4 | 2.6 | 1.3 | 1.1 | 5.0 | |
| 選擇貫通孔之狹窄部之最小尺寸 N之平均值 Nave(μm) | 32.2 | 34.0 | 35.2 | 31.8 | 74.6 | 18.2 | |
| ( N/ T)(%) | 59～64 | 62～68 | 74～81 | 32～35 | 73～75 | 53～58 |
於圖12中，上段表示玻璃板之第1表面之形態，中段表示選擇貫通孔之剖面之形態，下段表示玻璃板之第2表面之形態。
根據圖12可知，第1開口及第2開口均大致接近真圓。實際上，於表2所示之結果中，P
T/
T之平均亦為3.0%，最大值亦呈現出低至6.2%之值。
又，根據圖12可知，選擇貫通孔之狹窄部均不那麼明顯。實際上，如表2所示，(
N/
T)為59%以上，呈現出較大之值。
進而，如表2所示，3σ/
Tave呈現出低至1.7%之值。根據該情況可知，於各貫通孔之間，特定開口之直徑
T之不均較小。
(例2)
藉由與例1相同之方法，而形成具有多個貫通孔之玻璃板。
但是，於該例2中，使用與例1不同之10 GHz時之介電損耗因數為0.005以下之無鹼玻璃，作為玻璃基材。又，對蝕刻溶液之浸漬時間設為166分鐘。適用之蝕刻處理時之蝕刻速度設為0.343 μm/分鐘。
於上述表1之例2及表2之例2之欄中，彙總表示所形成之各貫通孔之尺寸測定結果。
圖13中表示蝕刻處理前之初始貫通孔之剖面照片之一例。根據圖13可知，形成有較高之縱橫比之貫通孔。
圖14中表示選擇貫通孔之顯微鏡照片之一例。
於圖14中，上段表示玻璃板之第1表面之形態，中段表示選擇貫通孔之剖面之形態，下段表示玻璃板之第2表面之形態。
根據圖14可知，第1開口及第2開口均大致接近真圓。實際上，於表2所示之結果中，P
T/
T之平均亦為2.7%，最大值亦呈現出低至3.2%之值。
又，根據圖14可知，選擇貫通孔之狹窄部均不那麼明顯。實際上，如表2所示，(
N/
T)成為62%以上，呈現出較大之值。
進而，如表2所示，3σ/
Tave呈現出低至4.6%之值。根據該情況可知，於各貫通孔之間，特定開口之直徑
T之不均較小。
(例3)
藉由與例2相同之方法，而形成具有多個貫通孔之玻璃板。
但是，於該例3中，將蝕刻溶液之溫度設為65℃。又，玻璃基材對蝕刻溶液之浸漬時間設為540分鐘。適用之蝕刻處理時之蝕刻速度設為0.083 μm/分鐘。
於上述表1之例3及表2之例3之欄中，彙總表示所形成之各貫通孔之尺寸測定結果。
圖15中表示選擇貫通孔之顯微鏡照片之一例。
於圖15中，上段表示玻璃板之第1表面之形態，中段表示選擇貫通孔之剖面之形態，下段表示玻璃板之第2表面之形態。
根據圖15可知，第1開口及第2開口均大致接近真圓。實際上，於表2所示之結果中，P
T/
T之平均亦為3.2%，最大值亦呈現出低至5.7%之值。
又，根據圖15可知，選擇貫通孔之狹窄部均不那麼明顯。實際上，如表2所示，(
N/
T)成為74%以上，呈現出較大之值。
進而，如表2所示，3σ/
Tave呈現出低至3.7%之值。根據該情況可知，於各貫通孔之間，特定開口之直徑
T之不均較小。
(例21)
藉由與例1相同之方法，而形成具有多個貫通孔之玻璃板。
但是，於該例21中，使用包含2.3 wt%之氫氟酸及6 wt%之硝酸之水溶液，作為蝕刻溶液。又，蝕刻溶液之溫度設為25℃。
玻璃基材對蝕刻溶液之浸漬時間設為111分鐘。適用之蝕刻處理時之平均蝕刻設為0.901 μm/分鐘。
於上述表1之例21及表2之例21之欄中，彙總表示所形成之各貫通孔之尺寸測定結果。
圖16中表示選擇貫通孔之一部分顯微鏡照片之一例。
於圖16中，上段表示玻璃板之第1表面之形態，中段表示選擇貫通孔之剖面之形態，下段表示玻璃板之第2表面之形態。
根據圖16可知，於選擇貫通孔之內部產生明顯之狹窄部。實際上，如表2所示，(
N/
T)成為35%以下，呈現出較小之值。
進而，如表2所示，3σ/
Tave呈現出7.8%之相對較大的值。根據該情況可知，於所形成之各貫通孔之間，特定開口之直徑
T之不均較大。
(例22)
藉由與例21相同之方法，而形成具有多個貫通孔之玻璃板。
但是，於該例22中，於蝕刻處理中，對溶液施加超音波振動。又，玻璃基材對蝕刻溶液之浸漬時間設為94分鐘。適用之蝕刻處理時之蝕刻速度為1.043 μm/分鐘。
於上述表1之例22及表2之例22之欄中，彙總表示所形成之各貫通孔之尺寸測定結果。
圖17中表示選擇貫通孔之一部分顯微鏡照片之一例。
於圖17中，上段表示玻璃板之第1表面之形態，中段表示選擇貫通孔之剖面之形態，下段表示玻璃板之第2表面之形態。
根據圖17可知，於例22中，選擇貫通孔之狹窄部均不那麼明顯。
然而，如表2所示，3σ/
Tave呈現出19.2%之大值。根據該情況可知，於例22中，於所形成之各貫通孔之間，特定開口之直徑
T之不均較大。
(例23)
藉由以下之方法，而形成具有多個貫通孔之玻璃板。
玻璃基材使用厚度為0.3 mm之無鹼玻璃(AN100；AGC股份有限公司製造)。
其次，自玻璃基材之第1表面之側照射雷射，沿著厚度方向，形成自第1表面延伸至第2表面之改質部。雷射使用微微秒脈衝綠色雷射。雷射之照射功率為100 μJ，重複頻率設為200 kHz，以1次射出進行加工。
其次，將該玻璃基材浸漬於蝕刻溶液中，實施蝕刻處理。
蝕刻溶液使用包含3 M之NaOH及1.5 M之EDTA之水溶液。蝕刻溶液之溫度設為85℃，浸漬時間設為588分鐘。
於處理後自蝕刻溶液取出玻璃基材，測定厚度。其結果可知，玻璃基材薄至0.04 μm。因此，所適用之蝕刻處理時之蝕刻速度為0.068 μm/分鐘。
於蝕刻處理後，形成玻璃板，該玻璃板形成有多個貫通孔。各貫通孔具有玻璃板之第1表面之側之第1開口、及第2表面之側之第2開口。
然後，藉由與例1相同之方法，而測定各貫通孔之形狀。
於上述表1之例23及表2之例23之欄中，彙總表示所形成之各貫通孔之尺寸測定結果。
圖18中表示選擇貫通孔之一部分顯微鏡照片之一例。
於圖18中，上段表示玻璃板之第1表面之形態，中段表示選擇貫通孔之剖面之形態，下段表示玻璃板之第2表面之形態。
根據圖18可知，於例23中，選擇貫通孔之狹窄部均不那麼明顯。
然而，可知於選擇貫通孔中，第1開口及第2開口均為與真圓有較大偏差之橢圓形狀。實際上，於表2所示之結果中，P
T/
T之平均亦為7.5%，各個測定值亦呈現出5.0%至13.7%之範圍之較高值。
如此，可知於例23中，於所形成之貫通孔中，第1開口及第2開口之形狀偏離真圓。
根據以上之結果確認，於例1～例3中，與例21～例23相比，可形成更接近所期望之形狀之貫通孔。
2A:理想性的貫通孔之輪廓
2B:理想性的非貫通孔之輪廓
10:玻璃板
20A:貫通孔
20B:非貫通孔
30A:狹窄部
30B:頂點
110:玻璃基材
112:第1表面
114:第2表面
120:初始貫通孔
122:第1初始開口
124:第2初始開口
140:處理貫通孔
142:第1開口
144:第2開口
190:狹窄部
210:玻璃基材
212:第1表面
214:第2表面
230:初始非貫通孔
232:第1初始開口
250:處理非貫通孔
252:第1開口
300:玻璃板
312:第1表面
314:第2表面
340:貫通孔
342:第1開口
344:第2開口
390:狹窄部
S110:步驟
S120:步驟
S130:步驟
S210:步驟
S220:步驟
S230:步驟
圖1係模式性地表示藉由先前之方法而形成於玻璃基材之貫通孔之剖面形狀的圖。
圖2係模式性地表示藉由先前之方法而形成於玻璃基材之非貫通孔之剖面形狀的圖。
圖3係模式性地表示本發明之一實施方式之玻璃板之製造方法之一例的流程圖。
圖4係模式性地表示本發明之一實施方式之玻璃板之製造方法之一步驟的圖。
圖5係模式性地表示本發明之一實施方式之玻璃板之製造方法之一步驟的圖。
圖6係模式性地表示本發明之一實施方式之玻璃板之製造方法之一步驟的圖。
圖7係模式性地表示本發明之另一實施方式之玻璃板之製造方法之一例的流程圖。
圖8係模式性地表示本發明之另一實施方式之玻璃板之製造方法之一步驟的圖。
圖9係模式性地表示本發明之另一實施方式之玻璃板之製造方法之一步驟的圖。
圖10係模式性地表示本發明之一實施方式之玻璃板之剖面之一形態的圖。
圖11係表示本發明之一實施方式(例1)之初始貫通孔之剖面照片之一例的圖。
圖12係表示本發明之一實施方式(例1)之蝕刻處理後之貫通孔之顯微鏡照片之一例的圖。
圖13係表示本發明之一實施方式(例2)之初始貫通孔之剖面照片之一例的圖。
圖14係表示本發明之一實施方式(例2)之蝕刻處理後之貫通孔之顯微鏡照片之一例的圖。
圖15係表示本發明之一實施方式(例3)之蝕刻處理後之貫通孔之顯微鏡照片之一例的圖。
圖16係表示比較例(例21)之蝕刻處理後之貫通孔之顯微鏡照片之一例的圖。
圖17係表示比較例(例22)之蝕刻處理後之貫通孔之顯微鏡照片之一例的圖。
圖18係表示比較例(例23)之蝕刻處理後之貫通孔之顯微鏡照片之一例的圖。
S110:步驟
S120:步驟
S130:步驟
Claims (8)
- 一種製造方法，其係有孔之玻璃板之製造方法，且具有以下步驟： (1)對具有相互對向之第1表面及第2表面之玻璃基材之上述第1表面照射雷射，於上述第1表面形成具有第1初始開口之1個或2個以上之初始孔， 上述初始孔為初始貫通孔或初始非貫通孔， 上述第1初始開口之最大尺寸 1S(μm)為5 μm以上， 於各初始孔中，於將該初始孔之深度設為d 1(μm)時，上述初始孔之縱橫比(d 1/ 1S)為15以上；及 (2)將上述玻璃基材利用鹼性溶液進行蝕刻處理，自上述初始孔形成處理孔； 各處理孔於上述第1表面具有第1開口， 各第1開口具有作為該第1開口之外切圓之直徑與內切圓之直徑之平均而規定的直徑 1(μm)及真圓度P 1(μm)，各貫通孔之比P 1/ 1為10%以下。
- 如請求項1之製造方法，其中上述(2)之步驟中之蝕刻速度為0.4 μm/分鐘以下。
- 如請求項1或2之製造方法，其中上述(2)之步驟中之鹼性溶液之溫度為50℃至95℃之範圍。
- 如請求項1至3中任一項之製造方法，其中上述雷射為UV雷射。
- 如請求項1至4中任一項之製造方法，其中上述鹼性溶液包含KOH及/或NaOH。
- 如請求項1至5中任一項之製造方法，其中上述玻璃基材具有0.1 mm以上之厚度。
- 如請求項1至6中任一項之製造方法，其中上述處理孔為貫通孔， 將自上述貫通孔隨機地選定之5個貫通孔稱為選擇貫通孔，於將該選擇貫通孔之剖面中之各狹窄部之最小尺寸設為 N(μm)時，就各選擇貫通孔， N/ 1為0.5以上。
- 一種玻璃板，其係具有相互對向之第1表面及第2表面，且具有自上述第1表面貫通至上述第2表面之複數個貫通孔之玻璃板， 各貫通孔於上述第1表面具有第1開口，於上述第2表面具有第2開口，將上述第1開口與上述第2開口中之較大者稱為特定開口， 各特定開口具有作為該特定開口之外切圓之直徑與內切圓之直徑之平均而求出的直徑 T(μm)及真圓度P T(μm)，各貫通孔之比P T/ T為10%以下， 於將各貫通孔中之上述特定開口之直徑 T之平均值設為 Tave(μm)，將直徑 T之標準偏差設為σ(μm)時，3σ/ Tave為0.1以下， 將自上述貫通孔隨機地選定之5個貫通孔稱為選擇貫通孔，於將該選擇貫通孔之剖面中之各狹窄部之最小尺寸設為 N(μm)時，就各選擇貫通孔， N/ T為0.5以上。
Applications Claiming Priority (2)
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Also Published As
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