JPH0474294B2 - - Google Patents
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- JPH0474294B2 JPH0474294B2 JP1013459A JP1345989A JPH0474294B2 JP H0474294 B2 JPH0474294 B2 JP H0474294B2 JP 1013459 A JP1013459 A JP 1013459A JP 1345989 A JP1345989 A JP 1345989A JP H0474294 B2 JPH0474294 B2 JP H0474294B2
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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
- C03C3/095—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing rare earths
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- Glass Compositions (AREA)
Description
置の貯蔵素子となるメモリーデイスク、ソフト及
び固定ハードデイスク、光デイスク、光磁気デイ
スク、磁気デイスク基板及び半導体回路基板に関
する。さらに詳しくは、焼結セラミツク、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
ツクに関する。 〔従来の技術〕 従来の回路基板としてはアルミセラミツク基板
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オトリゾグラフイーで集積回
路を形成するものが開発されている。しかしセラ
ミツク基板の寸法精度が集積回路の寸法基準に追
い付けず現状では多くのマスクを使つて合わせ作
業をしている。 一方ガラスセラミツク基板としてはSiO2・
Li2O・Al2O3系ガラスにAu、CeO2、Ag等を含有
させたものが知られている(特開昭62−72547)。 ガラスに紫外線を照射するといわゆるソーラリ
ゼーシヨン現像を生じ、その部分に一次結晶を折
出させ酸に溶けやすくなるのでケミカルエツチン
グ法によつて回路を形成する。 〔発明が解決しようとする問題点〕 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(10〜20μ
m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
を折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。 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ツクにおいて、
従来の焼結セラミツクス、結晶化ガラスでは不可
能と考えられる加工特性、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(α:
80〜120×10-7deg-1)、低誘電率(5.0〜6.0)、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。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明はSiO268〜84重量%、Li2O3〜16重量
%、Al2O33〜12重量%、6重量%以下のアルカ
リ金属酸化物、CeO20.02〜0.15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K2O又はNa2O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P2O5、3重量%以下のB2O3、CaO、MgO及び
BaO、2重量%以下のSrO、2重量%以下の
TiO2、ZrO2、ZnO及びPbO、1重量%以下の
Sb2O3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SO3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。 SiO2、Li2O及びAl2O3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。本発明は、他
の成分であるK2O、Na2O、CeO2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℃以下となつた。 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(SiO2・2Li2O)を折出させ曲げ強度
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
(SiO2・Li2O)を選択的に生成させ、ふつ化水素
(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、
1Kw高圧水銀灯を使用し、発光中心より100〜
150mmの距離で2〜120分照射したのち、520〜530
℃(屈伏点)で30〜60分、570〜600℃(軟化点)
で60〜120分各保持する。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3〜6vol%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(結晶化処理によつて
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
℃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℃で60〜120分
保持)とやや異なつた特性の結晶化ガラス(コゲ
茶色のガラスセラミツク)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0.2wt%を越えてはな
らない。尚、高温処理でのガラスセラミツクの結
晶体はLi2O・2SiO2、Li2O・SiO2と少量のクリス
トバライトおよびβ−スポジユームメンの単一又
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
晶折出速度の制御が可能となる。結晶体をとりま
くガラスマトリツ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(ソラリゼーシヨンが生じていると考えられ
る。)。 (a) Ce3++hrCe4++e* (b) Ag++e*Ag0+* (c) nAg→Ag0n e*: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コロイドが折出する
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、0.2〜0.3mm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ツトは機械加工
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。 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。 (1) アモルフア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
(TYPE1)。 (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)。 (3) さらに結晶化を進め、コゲ茶色のガラスセラ
ミツクとした場合は、もつとも優れた強度耐熱
性、耐久性を持ち最高使用温度は750℃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
ラスは硬く、化学的に安定で、優れた誘導特性を
もち、無孔であり、熱膨張係数はフエライト組成
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ツクでは不可能な
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1mm2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
mm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。ケミカルエツチ
ング加工のため治具としては原版およびフオトマ
スクのみで、金型は不要である。またエマルジヨ
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。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ツクでは不可能な
問題を容易に解決できると言える。 〔実施例〕 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、CeO2は微量のため外掛で表示してある。
す。
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。
Claims (1)
- 1 SiO268〜84重量%、Li2O3〜16重量%、
Al2O33〜12重量%、6重量%以下のアルカリ金
属酸化物、CeO20.02〜0.15重量%、結晶核として
のAg0.05〜0.2重量%、結晶化補助剤として0.1〜
6.0重量%のハロゲン又は0.1〜3.0重量%のSO3か
らなるデイスク基板用の感光性ガラス。
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 JPH02196048A (ja) | 1990-08-02 |
| JPH0474294B2 true 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) |
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-
1989
- 1989-01-23 JP JP1345989A patent/JPH02196048A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH02196048A (ja) | 1990-08-02 |
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