JPH02196048A - 感光性ガラス - Google Patents
感光性ガラスInfo
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- JPH02196048A JPH02196048A JP1345989A JP1345989A JPH02196048A JP H02196048 A JPH02196048 A JP H02196048A JP 1345989 A JP1345989 A JP 1345989A JP 1345989 A JP1345989 A JP 1345989A JP H02196048 A JPH02196048 A JP H02196048A
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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
-
- 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
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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。
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〕
本発明は磁気記録、再生装置、特に磁気記録装置の貯蔵
素子となるメモリーディスク、ソフト及び固定ハードデ
ィスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気ディスク基
板及び半導体回路基板に関する。さらに詳しくは、焼結
セラミック、結晶化ガラスでは従来不可能とされていた
切削特性、材料特性を有する感光性のガラス及びガラス
セラミックに関する。
素子となるメモリーディスク、ソフト及び固定ハードデ
ィスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気ディスク基
板及び半導体回路基板に関する。さらに詳しくは、焼結
セラミック、結晶化ガラスでは従来不可能とされていた
切削特性、材料特性を有する感光性のガラス及びガラス
セラミックに関する。
［従来の技術〕
従来の回路基板としてはアルミセラミック基板があり、
その上にメツキ法又は厚膜法で全面導体を形成したもの
をフォトリゾグラフィーで集積回路を形成するものが開
発されている。しかしセラミック基板の寸法精度が集積
回路の寸法基準に違い付けず現状では多くのマスクを使
って合わせ作業をしている。
その上にメツキ法又は厚膜法で全面導体を形成したもの
をフォトリゾグラフィーで集積回路を形成するものが開
発されている。しかしセラミック基板の寸法精度が集積
回路の寸法基準に違い付けず現状では多くのマスクを使
って合わせ作業をしている。
一方ガラスセラミック基板としてはＳＬＯ□Ｌ ｉｌ
Ｏ−Ａ Ｉｔ Ｏｓ系ガラスにＡｕ、Ｃｅ０ｚ、Ａｇ等
を含有させたものが知られている（特開昭６２〜７２５
４７）。
Ｏ−Ａ Ｉｔ Ｏｓ系ガラスにＡｕ、Ｃｅ０ｚ、Ａｇ等
を含有させたものが知られている（特開昭６２〜７２５
４７）。
ガラスに紫外線を照射するといわゆるソーラリゼーシッ
ン現象を生じ、その部分に一次結晶を析出させ酸に溶け
やすくなるのでケミカルエツチング法によって回路を形
成する。
ン現象を生じ、その部分に一次結晶を析出させ酸に溶け
やすくなるのでケミカルエツチング法によって回路を形
成する。
しかし上記従来のガラスにおいては、感光範囲が狭く不
安定であるとともに結晶核としてのＡｕが有効に機能し
ない、又、発光源としての高圧水銀灯には種々のスペク
トルを含むためガラスに吸収された熱エネルギーが結晶
核としてのＡｕコロイドの有効な大きさにも影響を与え
る（２Ｏ〜２０μｍ以下では有効でない）。
安定であるとともに結晶核としてのＡｕが有効に機能し
ない、又、発光源としての高圧水銀灯には種々のスペク
トルを含むためガラスに吸収された熱エネルギーが結晶
核としてのＡｕコロイドの有効な大きさにも影響を与え
る（２Ｏ〜２０μｍ以下では有効でない）。
本発明は感光範囲が広く安定したＡｇコロイドを析出さ
せることにより寸法精度がすぐれた（最少２５μｍ）孔
、溝のエツチング加工が可能な感光性ガラスを提供する
ことを目的とする。
せることにより寸法精度がすぐれた（最少２５μｍ）孔
、溝のエツチング加工が可能な感光性ガラスを提供する
ことを目的とする。
本発明の他の目的は、民生及び半導体部品に使用される
ガラス及びガラスセラミックにおいて、従来の焼結セラ
ミックス、結晶化ガラスでは不可能と考えられている加
工特性、切削特性を有し、さらに処理工程別の材料特性
の変換が可能な材料を提供することにあり、特に自己融
着性、対摩耗性、優れた加工性、薄膜との優れたマツチ
ングＣα： ８０〜１２０Ｘ２Ｏ−’ｄｅｇ−’） 、
低誘電率（５，０〜６．ＯＬ高強度、金属との接合性、
Ｌｏｗｏｕｔｇａｓ、耐熱性、低熱収縮特性、耐薬品特
性においていずれも優れた特性を有する感光性ガラスを
提供することを目的とする。
ガラス及びガラスセラミックにおいて、従来の焼結セラ
ミックス、結晶化ガラスでは不可能と考えられている加
工特性、切削特性を有し、さらに処理工程別の材料特性
の変換が可能な材料を提供することにあり、特に自己融
着性、対摩耗性、優れた加工性、薄膜との優れたマツチ
ングＣα： ８０〜１２０Ｘ２Ｏ−’ｄｅｇ−’） 、
低誘電率（５，０〜６．ＯＬ高強度、金属との接合性、
Ｌｏｗｏｕｔｇａｓ、耐熱性、低熱収縮特性、耐薬品特
性においていずれも優れた特性を有する感光性ガラスを
提供することを目的とする。
本発明は５ｉＯｉ６８〜８４重量％、Ｌｉ、０３〜１６
重量％、ＡＩ□０３３〜１２重量％、６重量％以下のア
ルカリ金属酸化物、Ｃｅ０ｚ０゜０２〜０．１５重量％
、Ａｇ０．０５〜０．２重量％からなる感光性ガラスで
ある。アルカリ金属酸化物はに、Ｏ又はＮａｔＯないし
はそれらの双方が用いられる。添付成分として２重量％
以下のＰｔ Ｏｌ、３重量％以下のＢ！ Ｏｓ 、Ｃａ
Ｏ，ＭｇＯ及びＢａＯ１２重景％以下のＳｒＯ、２重量
％以下のＴｉｅ、 、Ｚｒ０ｚ 、ＺｎＯ及びＰｂ０．
１重量％以下の５ｂｚＯｚ及びＡｓ２Ｏ３の少なくとも
１種を含有させることができ、結晶化補助剤として０．
１〜６．０重量％のハロゲン、０゜１〜３．０重量％の
ＳＯｌの少なくとも１種を含有させることができる。
重量％、ＡＩ□０３３〜１２重量％、６重量％以下のア
ルカリ金属酸化物、Ｃｅ０ｚ０゜０２〜０．１５重量％
、Ａｇ０．０５〜０．２重量％からなる感光性ガラスで
ある。アルカリ金属酸化物はに、Ｏ又はＮａｔＯないし
はそれらの双方が用いられる。添付成分として２重量％
以下のＰｔ Ｏｌ、３重量％以下のＢ！ Ｏｓ 、Ｃａ
Ｏ，ＭｇＯ及びＢａＯ１２重景％以下のＳｒＯ、２重量
％以下のＴｉｅ、 、Ｚｒ０ｚ 、ＺｎＯ及びＰｂ０．
１重量％以下の５ｂｚＯｚ及びＡｓ２Ｏ３の少なくとも
１種を含有させることができ、結晶化補助剤として０．
１〜６．０重量％のハロゲン、０゜１〜３．０重量％の
ＳＯｌの少なくとも１種を含有させることができる。
本発明は種々の検討及び実験の結果、従来の感光性ガラ
スの欠点を解決し、開発に成功したものであり、本発明
の要旨とするところは、前記特許請求の範囲に明記した
とおりであるが、本発明を更に詳細に説明する。
スの欠点を解決し、開発に成功したものであり、本発明
の要旨とするところは、前記特許請求の範囲に明記した
とおりであるが、本発明を更に詳細に説明する。
ＳｉＯｘ、ＬｉｇＯ及びＡ Ｉ ｚ Ｏｓはこの感光性
ガラスの基本成分として周知の酸化物である。
ガラスの基本成分として周知の酸化物である。
本発明は、他の成分であるＫｔＯｌＮａ、０１ＣｅＯ！
及びＡｇの含有量を前記の組成範囲に限定したものであ
り、前記範囲外の含有量では本発明所期の目的は達成さ
れ得ない、添加成分も上記基本成分の含有量との関係か
ら前記の組成範囲に限定したものであり、各成分が前記
の組成範囲内にある場合に、本発明所期の目的が達成さ
れ、充分な清澄効果を発揮する。
及びＡｇの含有量を前記の組成範囲に限定したものであ
り、前記範囲外の含有量では本発明所期の目的は達成さ
れ得ない、添加成分も上記基本成分の含有量との関係か
ら前記の組成範囲に限定したものであり、各成分が前記
の組成範囲内にある場合に、本発明所期の目的が達成さ
れ、充分な清澄効果を発揮する。
上記組成範囲とすることにより、本発明感光性ガラスの
溶融温度は１４２０°Ｃ以下となった。
溶融温度は１４２０°Ｃ以下となった。
本発明感光性ガラスは多量のリチウムケイ酸塩の針状結
晶（Ｓｉｎｇ ・２Ｌｉ、Ｏ）を析出させ曲げ強度は
元のガラスに比べて４倍以上に増加した。さらに、変形
としてメタケイ酸リチウム塩結晶（Ｓｉｎｇ ・Ｌｉ
ｔｕ）を選択的に生成させ、ぶつ化水素（ＨＦ）水に対
する溶解度が元のガラスと著しく異なる現象を利用して
化学切削用ガラスに使用される。結晶化の処理方法は近
紫外光源として、ＩＫｗ高圧水銀灯を使用し、発光中心
より２Ｏ０〜１５０ｍの距離で２〜１２０分照射したの
ち、５２０〜５３０°Ｃ（屈伏点）で３０〜６０分、５
７０〜６００°Ｃ（軟化点）で６０〜１２０分各保持す
る０本発明の感光性ガラスに上記の結晶化処理を加える
と照射量に応じた深さの白色結晶層を生じる。この結晶
化物メタケイ酸リリチウムを３〜６ｖｏ １％のＨＦ水
で処理すると白色結晶化部分が著しく侵蝕され、未照射
のガラス部分は殆ど侵蝕されずに残る。溶出比を高める
には２０〜２００ＫＣの超音波を照射処理を行うとよい
。
晶（Ｓｉｎｇ ・２Ｌｉ、Ｏ）を析出させ曲げ強度は
元のガラスに比べて４倍以上に増加した。さらに、変形
としてメタケイ酸リチウム塩結晶（Ｓｉｎｇ ・Ｌｉ
ｔｕ）を選択的に生成させ、ぶつ化水素（ＨＦ）水に対
する溶解度が元のガラスと著しく異なる現象を利用して
化学切削用ガラスに使用される。結晶化の処理方法は近
紫外光源として、ＩＫｗ高圧水銀灯を使用し、発光中心
より２Ｏ０〜１５０ｍの距離で２〜１２０分照射したの
ち、５２０〜５３０°Ｃ（屈伏点）で３０〜６０分、５
７０〜６００°Ｃ（軟化点）で６０〜１２０分各保持す
る０本発明の感光性ガラスに上記の結晶化処理を加える
と照射量に応じた深さの白色結晶層を生じる。この結晶
化物メタケイ酸リリチウムを３〜６ｖｏ １％のＨＦ水
で処理すると白色結晶化部分が著しく侵蝕され、未照射
のガラス部分は殆ど侵蝕されずに残る。溶出比を高める
には２０〜２００ＫＣの超音波を照射処理を行うとよい
。
更に結晶化ガラスの変換（結晶化処理によってガラス特
性を変換させる）には、その部分が結晶化ガラスの必要
性がある場合には、このガラスにマスクを施さずに再び
紫外線を照射し、それに前述の熱処理に追加して熱処理
を加える。６５０〜７２０°Ｃで６０〜９０分保持する
ことにより全体が暗色かつ不透明な結晶化ガラスとなる
。
性を変換させる）には、その部分が結晶化ガラスの必要
性がある場合には、このガラスにマスクを施さずに再び
紫外線を照射し、それに前述の熱処理に追加して熱処理
を加える。６５０〜７２０°Ｃで６０〜９０分保持する
ことにより全体が暗色かつ不透明な結晶化ガラスとなる
。
更に高温での結晶化ガラスの変換へは更に追加の熱処理
工程を加える（８００〜８５０°Ｃで６０〜１２０分保
持）とやや異なった特性の結晶化ガラス（コゲ茶色のガ
ラスセラミック）となり、強度、耐熱性、耐久性にすぐ
れたものとなる。
工程を加える（８００〜８５０°Ｃで６０〜１２０分保
持）とやや異なった特性の結晶化ガラス（コゲ茶色のガ
ラスセラミック）となり、強度、耐熱性、耐久性にすぐ
れたものとなる。
このガラス組成系においてＡｇ０．１重量％以上含有す
る場合はガラス中のＡｇコロイドの分散濃度に従い黄色
に変色が起こる。このコロイドの大きさは可視光の波長
より小さいことが必要で、コロイドが波長と同程度以上
の大きさの微粒子に成長すると光は強い散乱をおこし、
白色から黒色となる、Ａｇの量は重量％として０．２ｗ
ｔ、％を超えてはならない、尚、高温処理でのガラスセ
ラミックの結晶体はＬｉ、０・２ＳｉＯ，、Ｌｉ。
る場合はガラス中のＡｇコロイドの分散濃度に従い黄色
に変色が起こる。このコロイドの大きさは可視光の波長
より小さいことが必要で、コロイドが波長と同程度以上
の大きさの微粒子に成長すると光は強い散乱をおこし、
白色から黒色となる、Ａｇの量は重量％として０．２ｗ
ｔ、％を超えてはならない、尚、高温処理でのガラスセ
ラミックの結晶体はＬｉ、０・２ＳｉＯ，、Ｌｉ。
０・Ｓｉｎｇ と少量のクリストバライトおよびβ−ス
ポジュームメンの単一又は複数の結晶体である。
ポジュームメンの単一又は複数の結晶体である。
添加成分を加え多成分系とすることにより、結晶析出速
度の制御が可能となる。結晶体をとりまくガラスマトリ
ックスの組成自体の安定性や結晶粒径の調整も可能とな
る。
度の制御が可能となる。結晶体をとりまくガラスマトリ
ックスの組成自体の安定性や結晶粒径の調整も可能とな
る。
本発明の感光性ガラスは長時間自然光に晒すと濃い黒紫
色に変色し、その現象は以下の式で示される（ソラリゼ
ーシコンが生じていると考えられる。）。
色に変色し、その現象は以下の式で示される（ソラリゼ
ーシコンが生じていると考えられる。）。
ａ）Ｃｅ”＋ｈ ｒ ＝＝Ｃｅ”＋ｅ”ｂ）Ａｇ” ＋
ｅ” ；亡Ａｇ’ ＋＊ｃ ） ｎ Ａ ｇ −ｍ−−
→Ａ ｇ ” ｎｅｏ ：励起電子 ｈｒ：電磁波 ＊ ；余剰エネルギー Ａｇ重量％として０．０５〜０．２を含有させたものは
感光範囲が広く安定したＡｇコロイドが析出するので最
少２５μまでの無数の孔や溝をガラスに開けることが可
能となる。エツチングに於ける公差は±８μであり、０
．２〜０．３ｍの板厚の場合は±３μまでの公差とする
ことも可能である。
ｅ” ；亡Ａｇ’ ＋＊ｃ ） ｎ Ａ ｇ −ｍ−−
→Ａ ｇ ” ｎｅｏ ：励起電子 ｈｒ：電磁波 ＊ ；余剰エネルギー Ａｇ重量％として０．０５〜０．２を含有させたものは
感光範囲が広く安定したＡｇコロイドが析出するので最
少２５μまでの無数の孔や溝をガラスに開けることが可
能となる。エツチングに於ける公差は±８μであり、０
．２〜０．３ｍの板厚の場合は±３μまでの公差とする
ことも可能である。
これらのエツチング加工のメリットは機械加工では困難
は異形の穴や溝を容易に加工でき、しかも金型を必要と
しないため、低価格として量産ができる。
は異形の穴や溝を容易に加工でき、しかも金型を必要と
しないため、低価格として量産ができる。
また本発明の感光性ガラスは用途、特性を考えると３種
に分類できそれぞれ用途に応じた特性をだすことができ
る。
に分類できそれぞれ用途に応じた特性をだすことができ
る。
１）アモルファスのガラス材料でエツチングしたままの
製品で、特に加工精度がよい（ＴＹＰＥｌ）。
製品で、特に加工精度がよい（ＴＹＰＥｌ）。
２）不透明な部分結晶化ガラスで殆ど黒色のため、遮光
性に優れているばかりか、上記透明ガラスよりも化学的
、物理的耐久性に優れている（ＴＹＰＥ２）。
性に優れているばかりか、上記透明ガラスよりも化学的
、物理的耐久性に優れている（ＴＹＰＥ２）。
３）さらに結晶化を進め、コゲ茶色のガラスセラミンク
とした場合は、もっとも優れた強度耐熱性、耐久性を持
ち最高使用温度は７５０°Ｃであり高膨張係数、無孔、
平滑な加工面を有する材料となる（ＴＹＰＥ３）。
とした場合は、もっとも優れた強度耐熱性、耐久性を持
ち最高使用温度は７５０°Ｃであり高膨張係数、無孔、
平滑な加工面を有する材料となる（ＴＹＰＥ３）。
上記の特性をさらに詳述すれば未処理の透明ガラスは硬
（、化学的に安定で、優れた誘電特性をもち、無孔であ
り、熱膨張係数はフェライト組成及び低融点ガラスとほ
ぼ同等の素材であるので封着が可能である。
（、化学的に安定で、優れた誘電特性をもち、無孔であ
り、熱膨張係数はフェライト組成及び低融点ガラスとほ
ぼ同等の素材であるので封着が可能である。
また通常のガラス及びセラミックでは不可能なエツチン
グ加工ができ、特に複雑な形状でも正確にエツチングが
でき公差は±３μ以内でガラスの厚みが０．３ｍｍ付近
の場合１ｍｍ”当たり６０００〜７０００個の孔加工が
可能であり、３０μの孔、溝加工が可能な材料である。
グ加工ができ、特に複雑な形状でも正確にエツチングが
でき公差は±３μ以内でガラスの厚みが０．３ｍｍ付近
の場合１ｍｍ”当たり６０００〜７０００個の孔加工が
可能であり、３０μの孔、溝加工が可能な材料である。
エツチング加工をした透明感光性ガラス（１゜５胴厚）
を数十枚重ね熱処理し、結晶化と同時に一体化した多層
構造も加工できる。ケミカルエッチング加工のため治具
としては原版およびフォトマスクのみで、金型は不要で
ある。またエマルジョンマスクの使用により、低コスト
で均一多数の加工ができる０以上の如く、本発明感光性
ガラスは通常のガラス及びガラスセラミックでは不可能
な問題を容易に解決できると言える。
を数十枚重ね熱処理し、結晶化と同時に一体化した多層
構造も加工できる。ケミカルエッチング加工のため治具
としては原版およびフォトマスクのみで、金型は不要で
ある。またエマルジョンマスクの使用により、低コスト
で均一多数の加工ができる０以上の如く、本発明感光性
ガラスは通常のガラス及びガラスセラミックでは不可能
な問題を容易に解決できると言える。
本発明の感光ガラスの実施例を組成例として表１に示す
、同表で核材としてのハロゲンイオン、Ａｇ、Ｃｅｎｔ
は微量のため外掛で表示しである。
、同表で核材としてのハロゲンイオン、Ａｇ、Ｃｅｎｔ
は微量のため外掛で表示しである。
Ｎα９の組成の感光性ガラスの特性を表２に示す。
本発明は上記の構成を有する感光性ガラスであるので、
優れた加工性、薄膜とのマツチング、高強度、耐熱性、
耐酸性、耐摩耗性いずれの点においても従来にはない優
れた特性を有し、かつ低価格にして量産に適した感光性
ガラスを提供することができた。
優れた加工性、薄膜とのマツチング、高強度、耐熱性、
耐酸性、耐摩耗性いずれの点においても従来にはない優
れた特性を有し、かつ低価格にして量産に適した感光性
ガラスを提供することができた。
Claims (3)
- （１）ＳｉＯ＿２６８〜８４重量％、Ｌｉ＿２Ｏ３〜１
６重量％、Ａｌ＿２Ｏ＿３３〜１２重量％、６重量％以
下のアルカリ金属酸化物、ＣｅＯ＿２０．０２〜０．１
５重量％、Ａｇ０．０５〜０．２重量％からなる感光性
ガラス。 - （２）添付成分として２重量％以下のＰ＿２Ｏ＿５、３
重量％以下のＢ＿２Ｏ＿３、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＢａＯ
、２重量％以下のＳｒＯ、２重量％以下のＴｉＯ＿２、
ＺｒＯ＿２、ＺｎＯ及びＰｂＯ、１重量％以下のＳｂ＿
２Ｏ＿３及びＡｓ＿２Ｏ＿３の少なくとも１種を含有す
る特許請求の範囲（１）記載の感光性ガラス。 - （３）結晶化補助剤として０．１〜６．０重量％のハロ
ゲン、０．１〜３．０重量％のＳＯ＿３の少なくとも１
種を含有する特許請求の範囲（１）又は（２）記載の感
光性ガラス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1345989A JPH02196048A (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | 感光性ガラス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1345989A JPH02196048A (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | 感光性ガラス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02196048A true JPH02196048A (ja) | 1990-08-02 |
| JPH0474294B2 JPH0474294B2 (ja) | 1992-11-25 |
Family
ID=11833732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1345989A Granted JPH02196048A (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | 感光性ガラス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02196048A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2315266A (en) * | 1996-07-12 | 1998-01-28 | Ibm | Magnet-photosensitive glass composite |
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-
1989
- 1989-01-23 JP JP1345989A patent/JPH02196048A/ja active Granted
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