Способ обработки поверхности изделий из стекла

 

" 887500

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сееее Ьеетаких

Сй@йииетичееки

Ресет4йик (61) Дополиительиос к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.04.80 (21 ) 2904318129-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.12.81. Бюллетень ¹ 45 (45) Лата опубликования описания 07.12.81.

Ч K.

С 03 С 23 00

Гмудлрствеииый кемищ

СССР

ling декам изе4ретеиий и еткрмтий (53) У iК 000 1 0;0 (088,8) (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ

ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТЕКЛА

Изобретение относится к микроэлектронике и оптике и может быть использовано при изготовлении прецизионных оптических деталей и фотошаблонов.

Как правило, после химико-механической обработки стеклянных и делий, проводят их дополнительную обработку с целью отмывки от механических и органических загрязнений, уирочнения поверхностного слоя и упорядочения его структуры.

Известен химический способ обработки стеклянны«поверхностей с целью увеличения их стойкости. При этом устраняются щелочи, в«одящие в состав стекла, посредством реакции с плавиковой кислотой, причем этот способ характеризуется тем, что стсклянную поверхность, подлежащую обработке, вводят в контакт с потоком га, за, содержащим соединения фтора, кремния и воды при l = 400 — 700 С 111.

К недостаткам этого способа следует отнести высокую температуру проведения процессов, что приводит к короблению обрабатываемы«изделий и значительному ухудшению микрогсометрии и«поверяюсти. Кроме того, резко ухудша;отся оптические характеристики обрабатываемых изделий.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ очистки хрупки« подложек в струе пара, содержащей в качестве активного компонента органические растворители (2).

К недостаткам этого способа можно отнести следующие показатели: высокая скорость струи, вылетающей из круговой форсунки, приводит к прогибу подложек и разорызгиванию очищающего компонента.

Движеиис струи, вь летающсй с высокой

J0 скоростью из круговой форсунки, носи1 турбулентный «арактср (Ке . 5000), т. с. се скоростной профиль отличается большой неравномерностью flo сечению. Кроме того, паровая струя направлена по отношению к обрабатываемой повер«ности под разными углами.

Все это приводит к значительной неравномерности воздействия паровой струи

Н3 обрабатываемую поверхность и снижает

20 качество се модификации.

Боковое направление паровой струи приводит к тому, что нескондепсированная часть паров растворителя после соприкосновения с обрабатываемой повср«постыл поднимается ввер«, вдоль нес, что затрудняет отвод загрязненного конденсата 11 снижает качество очистки пов p«liocTII.

Вследствие неравномерности воздействия паровой струи на обрабатываемую позо верхность процесс очистки и модификации

887500

3 данным способом приводит к значительной се I!co;lnopo;Inoc>ll, степень экстракции ионов щелочных метал.!ов неравномерна в разли IHhlx. местах обрабатываемой поверхности. Все это снижает эффективность очистки п модификации поверхности данным методом.

Целью изобретения является повышение степени очистки поверхности сс однородности, за счет экстракции загрязнений и ще Iosnllx компонентов из прппоперхпистного слоя стекла.

Поставленная цель достигается тем, что струю пара с критерием Рсйнольдса 250-2300 !гаправля!от всртикально сверо — вниз

no;j угло 10 — 80 С к обрабатываемой по-! ц р хиостп.

11аправлсиис паровой струи растворите ля сверю -- вниз и под углом к обрабатыва счой noI:cpxnocTn полностью ликвидирует застойиыс зоны конденсата растворителя, способствует его энергичному и равномерному подводу к поверхности и отводу загрязненного конденсата.

Паровая струя при критерии Рейнольдса Jo 2300 характеризуется лампнарным потоком в виде napa;Iлельных струй, не смешивающихся одна с другой. Ионообменные процессы в системе пары растворителя — приповерхностный слой стекла протекает в данном случае наиболее полно и равномерно.

Пони кение критерия Re ниже 250 резко сшьжает степень !!ехаг!ического воздействия паров растворителя на обрабатывасму!о поверхность, что ухудшает качество се очистки. Кроме того, степень и равномерность экстракции щелочных ионов практически не улучшаются. Повышение значеш!я критерия Re больше 2300 приводит к тому, что и лам!!парному потоку пара добавляется турбулентная составляющая. Это резко снижает равномерность воздействия паров растворителя на обрабатываемую поверхность.

Кро»с того, снижается степень химиче. ского воздействия растворителя вследствие того, ITo растворитель, практически не успевая встушпь с обрабатываемой поверхностью в контакт, удаляется из зоны обработки новой порцией растворителя.

11аправление паровой струи под углом к обрабатываемой поВерхпосТп менее 10 снижает степень механического воздействия и болсс 80 приводит к разбрызгиваншо конденсированного растворителя п образованию иа поверхности застойных зон, что ухудшает равномерность экстракции щелочных ионов из приповерхностного слоя стекла.

Примср 1. Стеклянные пластины из известковосиликатного стекла размером

127Х127Х2,1 мм после операции механической обработки и отмывки подвергают воздействшо паров изопропилового спирта.

З0

З5

65 с»

С этой целью в ванне с размерами

500 500 мм и глубиной 700 мм создают определенное давление паров изопропиloBoго спирта нагрсванисч его до 80"С. Затем кассету со стеклянными пластинами помещают в нижню!о часть ванны. Угол наклона пластин и всртпка In составляет 10 .

В результате паровая струя, направленная свер;у †вн, конденсируется на обрабатывасмои поверхности; конденсат стекает на дно ванны. Критерий Рейнольдса паровой струи равен 250. Время конденсации составляет 70 с. С цег!!.!о у,!алешин остатков конденсата с поверхности пластин путем нагревания, naxoдящийся на дне ванин! IIBonpопн, !Овь!й сnnpT ncпаря!ОT. Пластины доно,ш!!тельно выдерживают в парах в течение 30 с и извлекают из ванны.

Оценкой критерия RB c,! ilillT скорость конденсации паров растворителя при заданных температурах и габарита.; ванны. Скорость конденсации измеряют по скорости

ncpciIenIennsI границы конденсата на стенках ванны.

Пример 2. Стеклянные пластины из известковосиликатного стекла размером

10 102 2,5 мм после операции механической обработки и отмывки подвергают воздействию паров азсотроп!юй смеси следующего состава, вес.

Трифтортрихлорэта» 86,4

Ацетон 12

Этиловый спирт 1,6

С этой целью, в ванне с размерами

400 400 мм и глубиной 700 мм создают опредсленное давление паров смеси нагреванием се до 60 С. Затем кассету со стекляннымп пластинами по!!еща!от в нижнюю часть ванны. Угол наклона пластин к вертикали составляет 45 С.

Критерий Рейнольдса паровой струи, конденсирующейся на обрабатываемой noBepxIIocTn. составляет 1275. Время конденсации 13,5 с. Затем находящийся на дне ванны конденсат испаряют. Пластины дополнительно выдерживают в парах азеот. ропной смеси в течение 40 с и извлекают из ванны.

Пример 3. Стеклянные пластины из оптичсского оссцветного боросиликатного

cTcêclà размером 70 70 3,5 мм после операции механической обработки подвергают воздействию паров трифтортрихлорэтаиа. С этой целью в ванне с размерами

200 200 мм и глубиной 700 мч создают определеннос давление паров трифтортрихлорэтаиа нагреванием его до 50 С. Затем кассету с обрабатываемыми пластинами помещают в нижн!с!!о часть ванны. Угол наклона пластин к вертикали 80 . Критерий Рейнольдса первой струп, конденсиру. ющейся иа обрабатываемой поверхности. равен 2300. Время конденсации 5 с. Затем находящийся на дне ванны конденсат испаря!от. Пластины донолнитсльио выдср887500

Количество обработки пластин

Условия обработки критерии

Рейнольдса паровой струи плотность проколов, шт/сма плотность подтравов, шт/см

G io

Л!

2300

0,2

0,15

0,1

2

Прототип пег

О,!

0,15

0,35!!Π— 30

)5000

Составитель Г. Буровцева

Текред А Камлпнникова

Редактор Г Петрова

Корректор Т, Трушкина

Заказ 8638

Изд. ¹ 621 Тираж 530

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская паб., д. 4/5

Подписное

Загорская типогпафия Упрполиграфпздата Мособлисполкома

5 хкива!от в парах в течение 30 с п пзвлекак т из ванны. Степень очистки поверхности стеклянных пластин контролируют после операции нанесения маскирующего слоя (в данном случае хрома) по количеству проколов в нем. Мерой однородности поверхности стекла служит количество Ioкальных подтравов в маскирующем слое после стандартной операции фотолитографии.

Сравнительные данные по предлагаемому способу и по способу в прототипе (2) приведены в табл. 1.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ позволяет значительно повысить ка6 чество обработки поверхности стекла перед операцией нанесения маскирующего слоя, что делает его ьесьма перспективным, в частности, при изготовлении прецизион5 ных фотошаблонов.

Формула изобретения

Способ обработки поверхности изделий !

О из стекла путем воздействия на нес струей пара органического растворителя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения степени очистки поверхности и ее однородности за счет экстракции загрязнений и !!5 щелочных компонентов из приповерхностного слоя стекла, струю пара с критерием

1зейнольдса 250 †23 направляют вертикально сверху †вн под углом 10 — 80 к обрабатываемой поверхности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции № 2340915, кл.

С 03 С 15/00, опублик. 1978.

2. Гласу!ан Л. И. и др. Аппарат очистки хрупких подложек в парах органических растворителей. — «Электронная техника, сер. 7, Технология, организация производ30 ства и оборудование, вып. 1 (86), 1978, с. 14.