Способ изготовления шкал и сеток

Опубликовано 30.05.81. Бюллетень М 20 Дата опубликования описания 30. 05. 81(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШКАЛ И СЕТОК 1Изобретение относится к точномуоптическому приборостроению)и можетбыть использовано для изготовлениякодовых лимбов, сеток, шкал, мир идругих подобных им оптических деталей.5 Известны способы изготовления сеток, шкал и других аналогичных изделий оптического приборостроения, основанные на использовании различных методов, в. частности фотографии. 1 О 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 11К 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 83439мосе и т.д.) способствовали разработке способов их изготовления, основанных на применении методов фотолитографии. В качестве металла, формирующего изображение сетки, миры или5шкалы, используются хром, никель,алюминий, титан и др., которые обычно наносятся на заготовку путем термического испарения в вакууме 121.Наиболее близким к предлагаемому 10по своей технической сущности и достигаемому результату является способизготовления шкал и сеток путем нанесения на подложку светочувствительного слоя, его экспонирования, нацесения металлического рисунка и пленок из Т 10 р и 510 аЗ.К недостаткам фотолитографическихметодов изготовления подобных деталейотносятся большая трудоемкость и длительность технологического цикла изготовления, необходимость использования энергоемкой и дорогостоящей вакуумной техники, сложность изготовления сеток и шкал с низким коэффициентом отражения и высокой оптическойплотностью изображения, а также сложность изготовления рисунка на просветленный деталях, включающих системутонкопленочных просветляющих покрытий,знапример Т 10 и 510.,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 Т 10 д и 510Эта цель достигается тем, что в предлагаемом способе на подложку последовательно наносят пленку из Т 102, саеточувствительный слой, металлический рисунок методом химической метал 45 лизации и пленку из 5102.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 загрязнений заготовку (стекло, кварц, ситалл и т.д.) наносят тонкую прозрачную пленку диоксида титана (0,01- 0,2 мкм). 9 фПолученную пленку диоксида титана 1фпрогревают на воздухе при 100-200 Св течение 5-30 мин.Прогретую пленку покрывают тонким(0,1-1,5 мкм) слоем поливиниловогоспирта.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 экспонированнымфотослоем погружают на 30-60 с в активирующий раствор, содержащий, г/л:Хлорид палладия . 1,5-2Лимонная кислота 5-20ОП0,1-0,3Ацетат додециламина 0,1-0,3Соль Мора 10-20,после чего промывают водой в течение2-3 мин. (После обработки экспонированного фотослоя на экспонированных участках формируется слабо видимое палладиевое изображение,Осуществляют проявление нужного ри-сунка до достижения необходимой оптической плотности изображения (времяпроявления обычно не превышает 5-7 мин 1в растворе .химической металлизации(например для никелирования, меднения, кобальтирования и др.) при комнатной температуре раствора (20-25 С),После проявления заготовку тщательнопромывают проточной и дистиллированной водой, сушат струей обеспыленного воздуха.После сушки заготовку с нанесенным на нее рисунком сетки или шкалыпокрывают пленкой.диоксидакремниятолщиной 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. Т 102 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 легко20 6010,5 5 83439осаядаются металлы и сплавы иэ раст"воров химической металлизации с хорошей адгезией к подложке.Получение пленки диоксида титанаможет быть осуществлено с использованием известных методов, в частности гидролитическим осаждением израстворов алкоксидов титана, пиролизом паров. алкоксида или ацетиллцетоната титана. По доступности 10и простоте технологического оформления наиболее пригодным является методполучения пленок из растворов алкоксидов (полибутилтитаната, тетрабутокси-, тетраэтоксититана и др.). В качестве растворителя для приготовления пленкообразующих растворов могутбыть использованы разные неводныеорганические растворители (ретыреххлористый углерод и др.).Нанесение раствора на заготовкуосуществляется обычно центрифугированием смоченной раствором подложки,окунанием подложки в раствор или вытягиванием из раствора. 25Нанесение пленки 510 дможет бытьосуществлено, так же, как и пленки Т 10,с помощью известных методов гидролити-ческого осаждения пленок из пленкообразующих растворов (этанольных раст-З 0воров тетраэтоксилана) с последующимпрогревом пленки при 120-300 С в течение 0,1-1 ч. Могут быть также использованы и другие методы, например ВЧраспыление и т.д. 35Лимонная кислота, входящая в составактивирующего раствора, может быть заменена на янтарную или винную в тойже пропорции.Способ позволяет изготавливать сет ки, шкалы, лимбы, миры на оптическихстеклах, кварце, ситаллах и др. подложках. Детали могут работать как впроходящем. свете, так и в отраженном.Использование способа для изготовления 45деталей сеток, шкал и др.), работающих в проходящем свете, позволяет увеличить пропускание света с 94-95% винтервале 400-700 нм, характерного дляподложки из стекла к, до 98-99% 50после покрытия подложки с нанесеннымна нее изображением пленкой,П р и м е р 1. Изготовление сеткис толщиной окружностей и штрихов1 О мкм. Поверхность заготовки (стеклак) диаметром 22 мм тщательно чистятацетоном и при ее вращении (Ш =200 об/мин) на поверхность наносят 9 . Ь5%-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 30Триэтаноламин, г/л 3Вода 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:Рс 1 С 12Лимонная кислота 5ДДЦАА . 0,3ОП0,3Соль Мора 10 После тщательной промывки дйстиллированной водой никелевое изображение сетки получают в растворе состава:А)М 1 С 12 6 Н 2 О г/л45Аммо ий лимоннокислый трехэамещенный, г/лйаОН до РНБ)1%-ный Раствор ИаВН 4 в 0,5%-ном растворе МаОН А:Б=20 ф Температура раствора 22-23 оС. 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 активирующам растворе на янтарную или винную. П р и м е р 2. Приготовление фото- слоя, экспонирование, активация аналогичны описанному в примере 1, проявление осуществляют в растворе состава:А)СцЯО 5 Н 0, г/л100Глицерин, г/л 100МаОН, г/л 100Б)37%"ный раствор СИО А;В=50:1 Температура проявления 22-23 С. Время проявления до достижения оптической плотности, равной 4, составляет ;3 мин.