Способ изготовления шкал и сеток

 

О П И С А Н И И (||)834399

И.ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

Союз Советских . Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 07. 01. 80 (21) 2864334(18-10 (51)M. Кл.

G 01 D 13/04 с присоединением заявки J4 (23) Приоритет—

Гооударставннв|Й комитет

CCCP ао делам изобретений и открмтий

Опубликовано 30.05.81. Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 30 ° 05.81 (53) УДК53.085. .4 (088. 8) 1

В. Г. Соколов, С. Д. Сафронова, В. В. Свиридов ;.,") .;, „:

Г. А. Браницкий,.А. И. Флейшер и Б. Д. Троняк

1 (72) Авторы изобретения (|71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШКАЛ И СЕТОК

Изобретение относится к точному оптическому приборостроению|и может быть использовано для изготовления кодовых лимбов, сеток, шкал, мир и других подобных им оптических деталей.

Известны способы изготовления сеток, шкал и других аналогичных изделий оптического приборостроения, основанные на использовании различных методов, в. частности фотографии.

На поверхность заготовки (стекло, кварц, ситалл, пластмассы и т.д.) наносится светочувствительный слой . (например, галоидосеребряный), материал экспонируется через фотошаблон; или на фотокоординатографе с программным управлением, после чего он под:вергается стандартной химико-фотографической обработке в проявляюще-фиксирующих растворах физических серебряных проявителей. Металлический рисунок (в данном случае из серебра) формируется в слое полимерного связующего и имеет достаточно низкий коэффициент отражения (I ).

К недостаткам известных фотографических способов изготовления деталей оптического приборостроения относятся низкая прочность и стойкость к агрессивным средам и влаге получаемого рисунка сетки или шкалы, требующего защиты специальным лаком или стеклом, применение в технологическом процессе остродефицитных солей серебра, большая длительность и трудоемкость всего технологического цикла, а также сложность изготовления деталей с высоким коэффициентом пропускания для работы в проходящем свете.

Высокие требования к деталям (сеткам, шкалам и др.) по разрешающей способности, прочности, радиационной и коррозионной стойкости и оп-.ическим характеристикам (в связи с их использованием в разных климатических условиях — под водой, в вакууме, кос3 83439 мосе и т.д.) способствовали разработке способов их изготовления, основанных на применении методов фотолитографии. В качестве металла, формирующего изображение сетки, миры или

5 шкалы, используются хром, никель, алюминий, титан и др., которые обычно наносятся на заготовку путем термического испарения в вакууме (2 ).

Наиболее близким к предлагаемому щ по своей технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления шкал и сеток путем нанесения на подложку светочувствительного слоя, его экспонирования, наце- 1s сения металлического рисунка и пленок из Ti0g и Si0gf3J.

К недостаткам фотолитографических методов изготовления подобных деталей относятся большая трудоемкость и длительность технологического цикла изготовления, необходимость использования энергоемкой и дорогостоящей вакуумной техники, сложность изготовления сеток и шкал с низким коэффициен- 5 том отражения и высокой оптической плотностью изображения, а также сложность изготовления рисунка на просветленный деталях, включающих систему тонкопленочных просветляющих покрытий,з например TiOg и S10 ., Цель изобретения — упрощение технологии и сокращение длительности технологического цикла изготовления деталей оптического приборостроения (сеток, -шкал, мир, кодовых лимбов и т.д.) с различными оптическими характеристиками, включающих систему просветляющих покрытий из Ti0g и S10 "

Эта цель достигается тем, что в предлагаемом способе на подложку последовательно наносят пленку из Т102, среточувствительный слой, металлический рисунок методом химической метал45 лизации и пленку из S10Z. Такое решение позволяет упростить технологию изготовления и сократить длительность технологического цикла за счет исключения трудоемких операций и упрощения метода нанесения металлического рисунка.

Получение сеток и шкал осушествляют по следующей технологической схеме.

На тщательно очищенную от загря нений заготовку (стекло, кварц, ситалл и т.д.) наносят тонкую прозрачную пленку диоксида титана (0,010,2 мкм).

9 4

Полученную пленку диоксида титана1 о прогревают на воздухе при 100-200 С в течение 5-30 мин.

Прогретую пленку покрывают тонким (0,1-1,5 мкм) слоем поливинилового спирта.

Светочувствительный, слой экспонируют УФ-светом через фотошаблон, изготовленный на кварцевом стекле, например марки КУ, от ламп типа ДРТ, ДРШ, СВДШ, время экспонирования обычно не превышает 30 с.

Подложку вместе с экспонированным фотослоем погружают на 30-60 с в активирующий раствор, содержащий, г/л:

Хлорид палладия . 1,5-2

Лимонная кислота 5-20

ОП-7 0,1-0,3

Ацетат додециламина 0,1-0 3

Соль Мора 10-20, после чего промывают водой в течение

2-3 мин. (После обработки экспонированного фотослоя на экспонированных участках формируется слабо видимое палладиевое изображение.

Осуществляют проявление нужного ри- сунка до достижения необходимой оптической плотности изображения (время проявления обычно не превышает 5-7 мин1 в растворе химической металлизации

{например для никелирования, меднения, кобальтирования и др.) при комнатной температуре раствора (20-25ОС).

После проявления заготовку тщательно промывают проточной и дистиллированной водой, сушат струей обеспыленного воздуха.

После сушки заготовку с нанесенным на нее рисунком сетки или шкалы покрывают пленкой диоксида кремния толщиной 0,1-0,2 мкм.

Длительность всего технологического цикла не превышает 1-24. Разрешающая способность предлагаемого способа изготовления сеток и шкал составляет 1000 мм"

В предлагаемом способе пленка. Т102 выполняет не только функцию прозрачной оптической среды имеющей высокий коэффициент преломления (необходимое условие просветляющих покрытий), но и функцию адгезивного слоя и светочувствительной матрицы, поверхность которой после облучения УФ-светом приобретает способность восстанавливать ионы благородных металлов и меди с образованием каталитически активных частиц, на которые легко

ЯО

10,5

5 83439 осажцаются металлы и сплавы иэ раст" воров химической металлизации с хорошей адгезией к подложке.

Получение пленки диоксида титана может быть осуществлено с использованием известных методов, в частности гидролитическим осаждением из растворов алкоксидов титана, пиролизом паров. алкоксида или ацетилдцетоната титана. По доступности 10 и простоте технологического оформления наиболее пригодным является метод получения пленок из растворов алкоксидов (полибутилтитаната, тетрабутокси-, тетраэтоксититана и др.). В ка- 1( честве растворителя для приготовления пленкообразующих растворов могут быть использованы разные неводные органические растворители (Нетыреххлористый углерод и др.).

Нанесение раствора на заготовку осуществляется обычно центрифугированием смоченной раствором подложки, окунанием подложки в раствор или вытягиванием из раствора. 25

Нанесение пленки S10gMomez быть осуществлено, так же, как и пленки T i 0, с помощью известных методов гидролитического осаждения пленок из пленкообразующих растворов (этанольных раст-щ воров тетраэтоксилана) с последующим прогревом пленки при 120-300 С в тече0 ние 0,1-1 ч. Могут быть также использованы и другие методы, например ВЧраспыление и т.д. 35

Лимонная кислота, входящая в состав активирующего раствора, может быть заменена на янтарную или винную в той же пропорции.

Способ позволяет изготавливать сет-40 ки, шкалы, лимбы, миры на оптических стеклах, кварце, ситаллах и др. подложках. Детали могут работать как в проходящем. свете, так и в отраженном.

Использование способа для изготовленияЭЗ деталей (сеток, шкал и др.1, работающих в проходящем свете, позволяет увеличить пропускание света с 94-95% в интервале 400-700 нм, характерного для подложки из стекла к-8, до 98-99% so после покрытия подложки с нанесенным на нее изображением пленкой.

Пример 1. Изготовление сетки с толщиной окружностей и штрихов

1О мкм. Поверхность заготовки (стекла к-8) диаметром 22 мм тщательно чистят ацетоном и при ее вращении (= 200 об/мин) на поверхность наносят

9 . Ь

57.-ный раствор полибутилтитаната в гексане. Полученную пленку в течение

30 мин прогревают в термошкафу при 100 С, после чего при центрифугировании она покрывается слоем раствора следующего состава:

Поливиниловый спирт, г/л 30

Триэтаноламин, г/л 3

Вода дистиллированная,л 1

Вращение детали иа центрифуге проводят до полного высыхания слоя. . Светочувствительный слой экспонируют 30 с через кварцевый фотошаблон под вакуумным прижимом и обрабатывают 20 с в растворе активатора следующего состава, г/л:

PdCl

Лимонная кислота 5

ДДЦАА 0,3

ОП-7 0,3

Соль Мора 10

После тщательной промывки дйстиллированной водой никелевое изображение сетки получают в растворе состава:

А)

М1C12-6+0 г/л

Аммо ий лимоннокислый трехэамещенный, г/л йаОН до рН

Б)

1%-ный раствор ИаВН4в 0,5%-ном растворе NaOH А:В=20:1

Температура раствора 22-23 С. Во . время проявления до получения оптической плотности, равной 3, составляет

4 миц.

Аналогичные результаты получают при замене полибутилтитаната на тетрабутокси-, тетраэтоксититан, а лимонной кислоты в активирующем растворе на янтарную или винную.

Пример 2. Приготовление- фотослоя, экспонирование, активация аналогичны описанному в примере 1, проявление осуществляют в растворе состава:

А)

CuS0y 5+0, г/л

Глицерин, г/л 100

NaOH, г/л 100

Б)

37%"ный раствор C+0 А:В=50:1

Температура проявления 22-23 С. Время проявления до достижения оптической плотности, равной 4, составляет

;3 мин.

ФЬрмула изобретения

1. Способ изготовления шкал и сеток, преимущественно оптических приборов, путем нанесения на подложку

l0 светочувствительного слоя, его экспонирования, нанесения металлического рисунка и пленок из Т О и S i Qg, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения технологии и сокращения

15 длительности технологического цикла на подложку последовательно наносят пленку из Т Og светочувствительный слой, металлический рисунок и пленку из SiOg.

20 2. Способ по п,l, о т л и ч а юшийся тем, что металлический рисунок наносят методом химической металлизации.

25 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бурмистров Ф.Л. Точная фотография. M-Л., "Оборонгиз", 1939.

2. РТМ 3-520-74. Шкалы и сетки фо30 тографические. Технологический процесс изготовления с применением фото. резисторов к основе диазосоединений.

3.Аа3е1.ь Н Эбине 5с1исЫ.еи Фев-:

5еньсИаИ.ОсИе Че-Gapsgesetf вской„

35 5 0 Н сИ"t, 1965 (nPO OXun) °

7 83439

Пример 3, Получение изображения сетки осуществляют как описано

8 примерах 1 и 2. Нанесение S,i0 на изображение сетки осуществляют центрифугированием 13 -ro спиртового раствора Si(ОС Н ),1 при скорости вращения подложки 5000 об/мин. Прогрев проводят в течение часа при 150 С в термошкафу. Пропускание света в интервале 400-700 нм при этом увеличивают с 87 (по сравнению с примерами 1 и 2) до 95-96%.

Пример 4. Получение изображения сетки осуществляют, как в примере 1, на заготовке из ситалла.

Прогрев пленки T OZ проводят при

200 С в течение 15 мин. Получают изображение сетки на ситалловой подложке.

Пример 5. Получение изображения сетки осуществляют, как в примере l. В качестве пленкообразующего раствора для изготовления пленки ТаО используют 11%-ный этанольный раствор тетраэтоксититана. После получения металлического рисунка заготовку покрывают пленкой Si0<, как в примере 3. Пропускание света в интервале

400-700 нм увеличивают по сравнению

1 с примером 3 на 2% (до 98%).

Таким образом, использование в предлагаемом способе последовательного нанесения на подложку пленки из

Т10, светочувствительного слоя и металлического рисунка методом химической металлизации позволяет упрос9 S тить технологию и сократить длительность технологического цикла при.изготовлении шкал и сеток для оптических приборов.

Составитель Н. Милехин Редактор Л. Филь Техред M.Êoøòóðà Корректор H. Бабинец

Заказ 4046/61 Тираж 702 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4