Способ обработки поверхности изделий из стекла

Оееее Ьееташ Мийииетичееке РеспубликГкударствеииыи кееет СССР йе декам изебретеии(45) Лата опубликования описания 07.12.8 4) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТЕКЛА 2 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, водящие в состав стекла, посредством реакции с плавиковой кислотой, причем этот способ характеризуется тем, что стсклянцую поверхность, подлежащую обработке, вводят в контакт с потоком газа, содержащим соединения фтора, кремния и волы при= 400 - 700 С 111.К недостаткам этого способа следует отнести высокую температуру проведения процессов, что приводит к короблению обрабатываизделий и значительному ухудшению микрогсометрии иповеряюсти. Кроме того, резко уя дша;отся оптические характеристики обраоатываемых 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 Б отнести следующие показатели: высокаяскорость струи, вылетающей из круговой форсунки, приводит к прогибу подложек и разорызгиванию очищающего компонента.Движецис струи, вылетающей с высокой 1 п скоростью из круговой форсунки, носи 1турбулентный арактср (Ке 5000), т. с.се скоростной профиль отличается большой неравномерностью по сечению. Кроме того, паровая струя направлена по отноше;, нию к обрабатываемой поверности подразными углами.Все это приводит к значительной неравномерности воздействия паровой струи ца обрабатываемую поверхность и снижает 20 качество се модификации.Боковое направление паровой струиприводит к тому, что цескондепсированная часть паров растворителя после соприкосновения с обрабатываемой повсрпостыл поднимается ввер, вдоль нес, что затрудняет отвод загрязненного конденсата и снижает качество очистки поверности.Вследствие неравномерности воздействия паровой струи ца обрабатываемую позо верхность процесс очистки и модификации3данным способом приводит к значительной се неоднородности, степень экстракции ионов щелочных метал,ов неравномерна в различных местах обрабатываемой поверхности. Все это снижает эффективность очи. стки и модификации поверхности данным методом.Целью изобретения является повышение степени о 1 исткп поверхности н сс однородности, за счет экстракциц загрязнений и щелочных компонентов из ириповерхностного слоя стекла,Поставленная цель достигается тем, что струю паря с критерием Рсйнольдса 250 -- 2300 направл 51 к 1 т Верти ка:11,но евер:О - вниз под углом 10 - 80 С к обрабатываемой пои рхиостп,11 аправлсиис паровой струи растворите ля сверюшиз и под углом к обрабатыва. счой поверхности полностью ликвидирует застойиыс зоны конденсата растворителя, способствует его энергичному и равномерному подводу к поверхности и отводу загрязненного конденсата,Паровая струя при критерии Рейнольдса до 2300 характеризуется лампнарным потоком в виде параллельных струй, не смешивающихся одна с другой. Ионообменные процессы в системе пары растворителя - приповерхностный слой стекла протекает в данном случае наиболее полно и равномерно.Поникение критерия Ке ниже 250 резко снижает степень механического воздейстВИ 51 паров р 2 стВОритс;1 я на ОорабатыВ 2- сму 10 поверхность, что ухудшает качество се очистки, Кроме того, степень и равномерность экстра кции щелочных ионов практически не улучшаются. Повышение значешя критерия Ке больше 2300 приводит к тому, что и лампарному потоку пара добавляется турбулентная составляющая. Это резко снижает равномерность воздействия паров растворителя на обрабатываемую поверхность.Кроме того, снижается степень химиче ского воздействия растворителя вследствие того, что растворитель, практически не успевая встушпь с обрабатываемой поверхностью в контакт, удаляется из зоны обработки новой порцией растворителя.11 аправление паровой струи под углом к обрабатываемой поверхности менее 10 снижает степень мехаического 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 127 р,127 Х 2,1 мм после операции механи ческой обработки и отмывки подвергают воздействшо паров изопропилового спирта,5 10 15 20 25 З 0 05 40 45 50 55 60 65 сС этой целью . в ванне с размерами 500500 мм и глубиной 700 мм создают определенное давление паров изопропилового спирта нагреванием его до 80"С. Затем кассету со стеклянными пластинами помещают в нижнюо часть ванны, Угол наклона пластин и вертикали составляет 10,В результате паровая струя, направленная сверху в вн, конденсируется на обрабатывасмои поверхности; конденсат стекает на дно ванны. Критерий Рейнольдса паровой струи равен 250. Время конденсации составляет 70 с. С цельо удалешгя остатков конденсата с поверхности пластин путем нагревания, находящийся на дне ванны пзопропиловый спирт испаряют. Пластнн ь 1 доно, 1 нтел 1 н 10 выдсржпВ 2 10 т в и арах в течение 30 с и извлекают из ванны.0 цеикой критери 51 Яе с,у 5 кнт скорость конденсации паров растворителя при заданных температурах и габаритах ванны. Скорость конденсации измеряют по скорости исрсмсщсипя 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 азсотропюй смеси следу- тощего состава, вес. %:Трифтортрихлорэтаи 86,4 Ацетон 12 Этиловый спирт 1,6 С этой целью, в ванне с размерами 400 400 мм и глубиной 700 мм создают определенное давление паров смеси нагреванием се до 60 С. Затем кассету со стекляннымп пластинами поещаОт в нижнюю часть ванны, Угол наклона пластин к вертикали составляет 45 С.Критерий Рейнольдса паровой струи, конденсирующейся на обрабатываемой поВерхности, составляет 1275, Время конденсации 13,5 с. Затем находящийся на дне ванны конденсат испаряют. Пластины до полнительно выдерживают в парах азеот ропной смеси В течение 40 с и извлекают из ванны,Пример 3. Стеклянные пластины из оптического Оссцветного боросиликатного стекла размером 70703,5 мм после Операции механической обработки подвергают воздействию паров трифтортрихлорэтаиа. С этой целью в ванне с размерами 200 200 мм и глубиной 700 мч создают определенное давление паров трифтортрихлорэтапа нагреванием его до 50 С. Затем кассету с Обрабатываемь 1 ми пластинами помещают в нижнОо 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 1 от. Пластины донолнитсльио выдсрУСЛОВП 51обработки критерии Рейнольдса паровой струи)О - 30 5000 Составитель Г. БуровцеваТекред А Камл 1 шникова Редактор Г, Петрова Корректор Т, Трушкина Заказ 8638 Изд. е 621 Тираж 530ВЛИИП 1 Л Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская паб., д, 4/5 Подписное Загорская типог 11 афия Упрполиграфпздата Мособлисполкома 5живают в парах в течение 30 с п извлекают из ванны. Степень очистки поверхности стеклянных пластин контролируют после операции нанессния маскиру 1 ощего слоя (в данном случае хрома) по количеству проколов в нем. Мерой однородности поверхности стекла служит количество локальных подтравов в маскирующем слое после стандартной операции фотолитографии.Сравнительные данные по предлагаемому способу и по способу в г 1 рототипе Я приведены в табл. 1. Как видно из таблицы, предлагаемыйспособ позволяет значительно повысить кабчество обработки поверхности стекла перед операцией нанесения маскирующего слоя, что делает его ьесьма перспективным, в частности, при изготовлении прецизион ных фотошаблонов. Формула изобретения Способ обработки поверхности изделий О из стекла путем воздействия на нес струейпара органического растворителя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени очистки поверхности и ее однородности за счет экстракции загрязнений и щелочных компонентов из приповерхностного слоя стекла, струю пара с критерием рейносьдса 250 - 2300 направляют вертикально сверху - вниз под углом 10 - 80 к обрабатываемой поверхности,20 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции2340915, кл,25 С 03 С 15/00, опублик. 1978. 2. Гласхан Л. И. и др. Аппарат очистки хрупких подложек в парах органических растворителей. - Электронная техника,сер. 7, Технология, организация производ 30 ства и оборудование, вып, 1 (86), 1978, с. 14.