JPH05139787A - 感光性ガラスの加工方法 - Google Patents
感光性ガラスの加工方法Info
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- JPH05139787A JPH05139787A JP30344391A JP30344391A JPH05139787A JP H05139787 A JPH05139787 A JP H05139787A JP 30344391 A JP30344391 A JP 30344391A JP 30344391 A JP30344391 A JP 30344391A JP H05139787 A JPH05139787 A JP H05139787A
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- 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
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-
- 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
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
- C03C4/04—Compositions for glass with special properties for photosensitive glass
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 エッチング面を滑らかにし、エッチング面よ
り第２の露光を行って三次元的な加工を可能にする。 【構成】 第１の露光工程として、感光性ガラス板10の
上方にエキシマレーザー発振器を配置して、ＸｅＣｌエ
キシマレーザーを露光マスクを介して感光性ガラス板の
表面10ａに照射する。レーザーは感光性ガラスの感度波
長域を含むパルス発振制御型のレーザーを用い、レーザ
ーの１パルス当りのエネルギー強度を80mJ／cm2 とし、
２パルス程度照射し、総露光量を１６０mJ／cm2 程度と
した。これを熱処理，エッチングして溝部12を形成す
る。第２の露光工程として、上方にエキシマレーザー発
振器３を配置し、光ファイバ４を介して溝部12の壁面12
ｂにレーザーを導入して露光し、横方向に露光部13を形
成する。これを熱処理，エッチングして溝部を形成す
る。板厚方向の溝部12とこの溝部と直角方向の溝部との
三次元的な形状をエッチング加工により形成する。
り第２の露光を行って三次元的な加工を可能にする。 【構成】 第１の露光工程として、感光性ガラス板10の
上方にエキシマレーザー発振器を配置して、ＸｅＣｌエ
キシマレーザーを露光マスクを介して感光性ガラス板の
表面10ａに照射する。レーザーは感光性ガラスの感度波
長域を含むパルス発振制御型のレーザーを用い、レーザ
ーの１パルス当りのエネルギー強度を80mJ／cm2 とし、
２パルス程度照射し、総露光量を１６０mJ／cm2 程度と
した。これを熱処理，エッチングして溝部12を形成す
る。第２の露光工程として、上方にエキシマレーザー発
振器３を配置し、光ファイバ４を介して溝部12の壁面12
ｂにレーザーを導入して露光し、横方向に露光部13を形
成する。これを熱処理，エッチングして溝部を形成す
る。板厚方向の溝部12とこの溝部と直角方向の溝部との
三次元的な形状をエッチング加工により形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、感光性ガラスをエッチ
ングにより加工する方法に関する。
ングにより加工する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、感光性ガラスにエッチングにより
加工を施し、インクジェットプリンタヘッドなど微細な
形状を形成する方法がある。この方法は、紫外線ランプ
等の光源により感光性ガラスの所望の部分を露光し（露
光工程）、感光性ガラスを５００〜７００℃に加熱して
露光部を結晶化させ（熱現像工程）、結晶化した露光部
をエッチング液（フッ化水素酸溶液）により溶解させて
除去する（エッチング工程）方法である。なお、紫外線
ランプとしては、高圧水銀ランプなどが用いられてい
る。
加工を施し、インクジェットプリンタヘッドなど微細な
形状を形成する方法がある。この方法は、紫外線ランプ
等の光源により感光性ガラスの所望の部分を露光し（露
光工程）、感光性ガラスを５００〜７００℃に加熱して
露光部を結晶化させ（熱現像工程）、結晶化した露光部
をエッチング液（フッ化水素酸溶液）により溶解させて
除去する（エッチング工程）方法である。なお、紫外線
ランプとしては、高圧水銀ランプなどが用いられてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、１０
μm ／min 程度の高速のエッチングで、かつ露光光源と
してレーザーを用いると２μm 程度の微細な加工も可能
であり、マイクロマシーンなどへの応用が期待されてい
るが、上記の従来の方法では、孔や溝などの加工はでき
たが、三次元的な複雑な形状の加工はできず、感光性ガ
ラスの用途を狭める原因となっていた。
μm ／min 程度の高速のエッチングで、かつ露光光源と
してレーザーを用いると２μm 程度の微細な加工も可能
であり、マイクロマシーンなどへの応用が期待されてい
るが、上記の従来の方法では、孔や溝などの加工はでき
たが、三次元的な複雑な形状の加工はできず、感光性ガ
ラスの用途を狭める原因となっていた。
【０００４】そこで本発明の目的は、三次元的な複雑な
形状の加工を可能にし、感光性ガラスの用途をマイクロ
マシーンなどへも広げることにある。
形状の加工を可能にし、感光性ガラスの用途をマイクロ
マシーンなどへも広げることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の感光性ガラスの加工方法は感光性ガラスをレ
ーザーによって所定のパターンに露光する露光工程と、
露光部を結晶化する熱現像工程と、結晶部を除去するエ
ッチング工程を経て、上記感光性ガラスに上記パターン
に対応した溝を形成する加工方法であって、露光工程は
第１及び第２の露光工程を含み、少なくとも第１の露光
工程は、露光手段として感光性ガラスの感度波長域を含
むパルス発振制御型のレーザーを用い、第２の露光工程
は、第１の露光工程による露光部を熱現像し、エッチン
グした後のエッチング面より露光するものであることを
特徴としている。
に本発明の感光性ガラスの加工方法は感光性ガラスをレ
ーザーによって所定のパターンに露光する露光工程と、
露光部を結晶化する熱現像工程と、結晶部を除去するエ
ッチング工程を経て、上記感光性ガラスに上記パターン
に対応した溝を形成する加工方法であって、露光工程は
第１及び第２の露光工程を含み、少なくとも第１の露光
工程は、露光手段として感光性ガラスの感度波長域を含
むパルス発振制御型のレーザーを用い、第２の露光工程
は、第１の露光工程による露光部を熱現像し、エッチン
グした後のエッチング面より露光するものであることを
特徴としている。
【０００６】上記のレーザーは、ＸｅＣｌエキシマレー
ザーが望ましい。
ザーが望ましい。
【０００７】上記の第１の露光工程の露光深さは、感光
性ガラスを露光方向に貫通しない深さであってもよい。
性ガラスを露光方向に貫通しない深さであってもよい。
【０００８】更に、上記の第２の露光工程は、第１の露
光工程の露光方向と異なる方向に、光学系を使用して露
光すると露光が容易になる。
光工程の露光方向と異なる方向に、光学系を使用して露
光すると露光が容易になる。
【０００９】図７に感光性ガラスの透過率と相対露光感
度を示す。例えば感光性ガラスの感度波長域の３０８nm
の発振波長を持つＸｅＣｌエキシマレーザを使用する場
合、図７からかわるように感光性ガラスの透過率は約３
０％である。よって感光性ガラス板の裏面に及ぶ総露光
量は表面の３０％である。
度を示す。例えば感光性ガラスの感度波長域の３０８nm
の発振波長を持つＸｅＣｌエキシマレーザを使用する場
合、図７からかわるように感光性ガラスの透過率は約３
０％である。よって感光性ガラス板の裏面に及ぶ総露光
量は表面の３０％である。
【００１０】よって裏面ではエッチングを受けやすい結
晶部を形成するのに必要な総露光量に達しない。
晶部を形成するのに必要な総露光量に達しない。
【００１１】よって露光量を決定し所定の深さだけエッ
チングを受けやすい結晶部を形成することができる。
チングを受けやすい結晶部を形成することができる。
【００１２】感光性ガラスをレーザーで露光し熱現像し
露光部を結晶化し結晶部を非結晶部が露出するまでエッ
チングすると、エッチング面が滑らかになり、第１のエ
ッチングによるエッチング面より第２の露光を行って、
三次元的な形状を作ることが可能となった。
露光部を結晶化し結晶部を非結晶部が露出するまでエッ
チングすると、エッチング面が滑らかになり、第１のエ
ッチングによるエッチング面より第２の露光を行って、
三次元的な形状を作ることが可能となった。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１に示すように、第１の露光工程では、
板厚２mmの感光性ガラス板１０の表面１０ａを研磨し、
上方にレーザー発振器１を配置して、レーザー１ａを露
光マスク２を介して感光性ガラス板の表面１０ａに照射
する。露光マスク２には感光性ガラス板１０の表面に形
成される溝などの形状の露光パターン２ａと、その他の
部分に遮光部２ｂとが形成してある。
て説明する。図１に示すように、第１の露光工程では、
板厚２mmの感光性ガラス板１０の表面１０ａを研磨し、
上方にレーザー発振器１を配置して、レーザー１ａを露
光マスク２を介して感光性ガラス板の表面１０ａに照射
する。露光マスク２には感光性ガラス板１０の表面に形
成される溝などの形状の露光パターン２ａと、その他の
部分に遮光部２ｂとが形成してある。
【００１４】使用されるレーザーとしては、感光性ガラ
スの感度波長域１５０〜４００nmを含むパルス発振制御
型のレーザーが選ばれ、この例では、３０８nmの発振波
長を持つＸｅＣｌエキシマレーザーを使用した。またこ
の露光の際のＸｅＣｌエキシマレーザーの１パルス当り
のエネルギー強度は、８０mJ／cm2 とし、２パルス程度
照射し、総露光量を１６０mJ／cm2 程度与えた。
スの感度波長域１５０〜４００nmを含むパルス発振制御
型のレーザーが選ばれ、この例では、３０８nmの発振波
長を持つＸｅＣｌエキシマレーザーを使用した。またこ
の露光の際のＸｅＣｌエキシマレーザーの１パルス当り
のエネルギー強度は、８０mJ／cm2 とし、２パルス程度
照射し、総露光量を１６０mJ／cm2 程度与えた。
【００１５】この照射によって感光性ガラス板１０の表
面１０ａには、露光パターン２ａに対応した露光部１１
が形成されるが、この露光部１１は総露光量が少ないの
で、感光性ガラス板１０を露光方向に裏面１０ｂまで貫
通するに至らず、所定の露光の深さまでに止まる。
面１０ａには、露光パターン２ａに対応した露光部１１
が形成されるが、この露光部１１は総露光量が少ないの
で、感光性ガラス板１０を露光方向に裏面１０ｂまで貫
通するに至らず、所定の露光の深さまでに止まる。
【００１６】図２に示すように、感光性ガラス板１０を
５００〜７００℃程度の高温に加熱し、露光部１１を結
晶化する熱現像を行って、結晶部１１ａを形成する。結
晶部１１ａの下方は非結晶部１１ｂである。
５００〜７００℃程度の高温に加熱し、露光部１１を結
晶化する熱現像を行って、結晶部１１ａを形成する。結
晶部１１ａの下方は非結晶部１１ｂである。
【００１７】次に図３に示すように、この感光性ガラス
板１０にフッ化水素酸（ＨＦ）６％溶液を２５℃の液温
に保ったエッチング液を用いて、シャワー圧力３kgｆ／
cm2でエッチングを行い、結晶部１１ａを溶解除去させ
て溝部１２を形成する。溝部１２の底面１２ａ及び壁面
１２ｂ，１２ｂは、いずれも非結晶部が露出した滑らか
なエッチング面である。
板１０にフッ化水素酸（ＨＦ）６％溶液を２５℃の液温
に保ったエッチング液を用いて、シャワー圧力３kgｆ／
cm2でエッチングを行い、結晶部１１ａを溶解除去させ
て溝部１２を形成する。溝部１２の底面１２ａ及び壁面
１２ｂ，１２ｂは、いずれも非結晶部が露出した滑らか
なエッチング面である。
【００１８】次に図４に示すように、この滑らかなエッ
チング面である壁面１２ｂから露光する第２の露光工程
を行う。感光性ガラス板１０の上方に別のレーザー発振
器３を配置し、発射するレーザーを光ファイバ４により
所望の露光位置（この例では壁面１２ｂ）に導入する。
使用されるレーザーは上記と同じ３０８nmの発振波長を
持つＸｅＣｌエキシマレーザーで、１パルス当りのエネ
ルギー強度は８０mJ／cm2 とし、２パルス程度照射し、
総露光量を１６０mJ／cm2 程度与えた。第２の露光工程
の露光方向は、第１の露光工程の露光方向と直角方向で
あり、この照射によって感光性ガラス板１０に形成した
溝１２の壁面１２ｂから、総露光量に対応した深さに露
光部１３が形成されるが、総露光量が少ないので、所定
の深さまでに止まり、露光方向に所定の深さより遠い部
分には露光部は形成されない。
チング面である壁面１２ｂから露光する第２の露光工程
を行う。感光性ガラス板１０の上方に別のレーザー発振
器３を配置し、発射するレーザーを光ファイバ４により
所望の露光位置（この例では壁面１２ｂ）に導入する。
使用されるレーザーは上記と同じ３０８nmの発振波長を
持つＸｅＣｌエキシマレーザーで、１パルス当りのエネ
ルギー強度は８０mJ／cm2 とし、２パルス程度照射し、
総露光量を１６０mJ／cm2 程度与えた。第２の露光工程
の露光方向は、第１の露光工程の露光方向と直角方向で
あり、この照射によって感光性ガラス板１０に形成した
溝１２の壁面１２ｂから、総露光量に対応した深さに露
光部１３が形成されるが、総露光量が少ないので、所定
の深さまでに止まり、露光方向に所定の深さより遠い部
分には露光部は形成されない。
【００１９】図５に示すように、感光性ガラス板１０を
５００〜７００℃程度の高温に加熱し、露光部１３を結
晶化する熱現像を行って、結晶部１３ａを形成する。結
晶部１３ａの右方は非結晶部１３ｂである。
５００〜７００℃程度の高温に加熱し、露光部１３を結
晶化する熱現像を行って、結晶部１３ａを形成する。結
晶部１３ａの右方は非結晶部１３ｂである。
【００２０】次に図６に示すように、上記と同様のエッ
チングを行い、結晶部１３ａを溶解除去させて溝部１４
を形成する。溝部１４の底面１４ａ及び周面１４ｂは、
いずれも非結晶部が露出した滑らかなエッチング面であ
る。すなわち２回の露光，熱現像，エッチングにより、
感光性ガラス板１０の板厚方向の溝部１２と、この溝部
１２と直角方向の溝部１４とが形成された。
チングを行い、結晶部１３ａを溶解除去させて溝部１４
を形成する。溝部１４の底面１４ａ及び周面１４ｂは、
いずれも非結晶部が露出した滑らかなエッチング面であ
る。すなわち２回の露光，熱現像，エッチングにより、
感光性ガラス板１０の板厚方向の溝部１２と、この溝部
１２と直角方向の溝部１４とが形成された。
【００２１】第１及び第２のエッチング工程では、結晶
部１１ａまたは１３ａの下方または右方の非結晶部１１
ｂ，１３ｂもエッチングされるが、そのエッチング速度
は結晶部の２０分の１程度であるので、このエッチング
深さをも予め考慮して総露光量を定めれば良い。
部１１ａまたは１３ａの下方または右方の非結晶部１１
ｂ，１３ｂもエッチングされるが、そのエッチング速度
は結晶部の２０分の１程度であるので、このエッチング
深さをも予め考慮して総露光量を定めれば良い。
【００２２】上記実施例においては、レーザーとしてＸ
ｅＣｌエキシマレーザーを用いているが、その他にもＸ
ｅＦ（発振波長３５１nm），ＫｒＦ（発振波長２４８n
m），ＡｒＦ（発振波長１９３nm）エキシマレーザー、
Ｎ2 レーザー（発振波長３３７nm）等を用いてもよく、
また、Ｎｄ +とＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・
ガーネット）とを混合したレーザー，色素レーザー，Ｋ
ｒイオンレーザー，Ａｒイオンレーザーまたは銅蒸気レ
ーザーの基本発振波長光を非線形光学素子などにより紫
外域に変換したレーザーを用いてもよい。
ｅＣｌエキシマレーザーを用いているが、その他にもＸ
ｅＦ（発振波長３５１nm），ＫｒＦ（発振波長２４８n
m），ＡｒＦ（発振波長１９３nm）エキシマレーザー、
Ｎ2 レーザー（発振波長３３７nm）等を用いてもよく、
また、Ｎｄ +とＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・
ガーネット）とを混合したレーザー，色素レーザー，Ｋ
ｒイオンレーザー，Ａｒイオンレーザーまたは銅蒸気レ
ーザーの基本発振波長光を非線形光学素子などにより紫
外域に変換したレーザーを用いてもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明では、感
光性ガラスを露光するのに感光性ガラスの感度波長域を
含むパルス発振制御型のレーザーが用いられるので、滑
らかなエッチング面が得られ、この滑らかなエッチング
面から所望の方向に第２の露光を行うことにより三次元
的な形状をエッチング加工により形成することが可能で
ある。レーザーが用いられるので総露光量の制御が容易
であり、総露光量を選択することによって、所望の露光
の深さにすることができ、底面，周面など全てのエッチ
ング面に非結晶部が現れて滑らかな面なり、所望の位
置，所望の方向に溝を形成することができ、インクジェ
ットプリンタヘッドのインク流路やマイクロマシーンの
加工などに極めて有効である。
光性ガラスを露光するのに感光性ガラスの感度波長域を
含むパルス発振制御型のレーザーが用いられるので、滑
らかなエッチング面が得られ、この滑らかなエッチング
面から所望の方向に第２の露光を行うことにより三次元
的な形状をエッチング加工により形成することが可能で
ある。レーザーが用いられるので総露光量の制御が容易
であり、総露光量を選択することによって、所望の露光
の深さにすることができ、底面，周面など全てのエッチ
ング面に非結晶部が現れて滑らかな面なり、所望の位
置，所望の方向に溝を形成することができ、インクジェ
ットプリンタヘッドのインク流路やマイクロマシーンの
加工などに極めて有効である。
【図１】本発明の第１の露光工程を示す正面図である。
【図２】同上の熱現像工程後の感光性ガラスの正面図で
ある。
ある。
【図３】同上のエッチング工程後の感光性ガラスの断面
図である。
図である。
【図４】同上の第２の露光工程を示す正面図である。
【図５】同上の熱現像工程後の感光性ガラスの正面図で
ある。
ある。
【図６】同上のエッチング工程後の感光性ガラスの断面
図である。
図である。
【図７】感光性ガラスの透過率と相対露光感度を示す特
性図である。
性図である。
１ａ レーザー ４ 光学系（光ファイバ） １０ 感光性ガラス板 １１ 第１の露光工程による露光部 １２ａ，１２ｂ 第１の露光工程による露光部のエ
ッチング面
ッチング面
Claims (4)
- 【請求項１】 感光性ガラスをレーザーによって所定の
パターンに露光する露光工程と、露光部を結晶化する熱
現像工程と、結晶部を除去するエッチング工程を経て、
上記感光性ガラスに上記パターンに対応した溝を形成す
る加工方法であって、 上記露光工程は第１及び第２の露光工程を含み、少なく
とも上記第１の露光工程は、上記露光手段として上記感
光性ガラスの感度波長域を含むパルス発振制御型のレー
ザーを用い、 上記第２の露光工程は、上記第１の露光工程による露光
部を現像し、エッチングした後のエッチング面より露光
するものであることを特徴とする感光性ガラスの加工方
法。 - 【請求項２】 請求項１において、上記レーザーは、Ｘ
ｅＣｌエキシマレーザーであることを特徴とする感光性
ガラスの加工方法。 - 【請求項３】 請求項１または２において、上記第１の
露光工程の露光深さは、上記感光性ガラスを露光方向に
貫通しない深さであることを特徴とする感光性ガラスの
加工方法。 - 【請求項４】 請求項１または２または３において、上
記第２の露光工程は、上記第１の露光工程の露光方向と
異なる方向に、光学系を使用して露光するものであるこ
とを特徴とする感光性ガラスの加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30344391A JPH05139787A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 感光性ガラスの加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30344391A JPH05139787A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 感光性ガラスの加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05139787A true JPH05139787A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=17921060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30344391A Pending JPH05139787A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 感光性ガラスの加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05139787A (ja) |
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-
1991
- 1991-11-19 JP JP30344391A patent/JPH05139787A/ja active Pending
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