Способ изготовления плоских изделий из светочувствительного стекла Советский патент 1980 года по МПК C03C3/22 C03C23/00 

1

Изобретение относится к способам изготовления изделий из светочувствительного стекла и может быть использовано в приборостроительной промышленности при производстве электромеханически: приборов и преобразователей с малоинерционными подвижными системами.

Детали таких систем должны обладать малым моментом инерции и достаточной жесткостью, поэтому для их изготовления все чаще используют стекло, в котором удачно сочетается малая плотность (примерно 2,5 г/см) с достаточно высоким модулем упругости (АО 10 кг/см), причем наиболее удобным способом изготовления изделий сложной конфигурации является изготовление их из светочувствительного стекла типа фотоформ (1.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ изготовления плоских изделий из светочувствительного стекла, включающий по крайней мере один цикл облучения пластины из светочувствительного стекла ультрафиолетовым светом и ее термообработки при температуре до 850°С, травление в растворе фтористоводородной кислоты, промывку, сушку, механическую обработку (шлифовку, полировку) 2.

Известный способ позволяет изготавливать плоские изделия - как прозрачные (при использовании одного цикла облучения и термообработки), так и непрозрачные (при использовании двух циклов). При из5 готовлеиии прозрачных изделий пластину светочувствительного стекла облучают через соответствующий шаблон пли фотошаблон и -подвергают термообработке при 600-650°С. В результате термообработки

10 облученные места заготовки кристаллизуются - становятся непрозрачным фотоситаллом, скорость травления которого в растворе фтористоводородной кислоты значительно превосходит скорость травления

15 прозрачного (аморфного) фотостекла. После термообработки заготовки помещают в содержащую травильпый раствор ванну из винипласта, закрепленную на вибрирующей платформе. Травление производят до полного удаления закристаллизованной фазы. Вытравленные изделия россыпью промывают в проточной воде. Последующие операции - сушку, механическую обработку и другие, производят, укладывая изделия индивидуально на различные технологические подложки (бумагу, пластины из стекла).

При изготовлении непрозрачных изделий, имеющих повышенную механическую прочность, перед механической обработкой про30 водят второй цикл облучения и термообработки, при этом изделия облучают непосредствеиио (без фотошаблона), а термообработку производят при 750-850°С. Для облучеиия изделия укладывают на стеклянные пластины, а для термообработки - на пластины из керамики. Недостаток известного способа заключается в том, что он не позволяет изготавливать изделия с минимальным размером до 0,1 мм, которые необходимы для получения подвижных систем приборов с малым моментом инерции. Изделия с шириной менее 0,25-0,3 мм нельзя изготовить из-за того, что по мере вытравливания из заготовки 90-95% их ломаются от усилий, возникаюш,их при вибрации, а уцелевшие после травления детали ломаются при промывке их россыпью в проточной воде или при укладывании на технологические подложки для дальнейших операций. Изделия с толшиной менее 0,25- 0,3 мм нельзя изготовить, так как при механической обработке на краях изделий, наклеенных на пластину, возникают сколы, нарушающие чертежные размеры изделий, а также треш,ины, ириводяш,ие к резкому уменьшению механической прочности. Практически известным способом изготавливают изделия с минимальным размером не менее 0,5 мм. Цель изобретения - изготовление изделий с минимальным размером до 0,04 мм. Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления плоских изделий из светочувствительного стекла (фотостекла), включаюш,ем по крайней мере один циш облучения с последующей термической обработкой и травление, светочувствительное стекло после термообработки первого цикла наклеивают на пластину из материала, устойчивого к действию высокой температуры и травильного раствора, например спечеииого корунда, все последующие операции производят на указанной пластине и удаляют клей. При этом механическую обработку, если она необходима, производят перед травлением. Изобретение поясняется конкретными примерами изготовления изделий по предложенному способу. .Пластину светочувствительного стекла облучают ультрафиолетовым светом через фотошаблон. При этом в незащищенных фотошаблоном участках стекла возникает скрытое изображение в виде центров кристаллизации. После облучения заготовку помещают в муфельную печь и производят термообработку при оШ-С и выдержке при тои температуре в течение 4 ч. После охлаждения заготовку с проявленным нзооражением наклеивают на подложку из материала устойчивого к воздействию высокой температуры и раствора фтористоводородной кислоты, например из спеченного корунда или бромеллита. В качестве клея используют сплав канифоли и воска (весовое соотношение 6:1). Далее при необходимости производят механическую обработку- шлифовку, полировку. Затем подложку с заготовкой помещают в травильную ванну с раствором фтористоводородной кислоты, закрепленную на вибрирующей платформе. Ь результате травления закристаллизованные места заготовки растворяются, а готовые изделия ос1аются приклеенными к подложке. После промывки пластины с изделиями проточной водой ее помещают в печь и нагревают до , при этом клей crop ает, и на подложке остаются свободно лежащими готовые изделия из прозрачного фотостекла. 11ри изготовлении непрозрачных изделий, имеющих повышенную механическую прочность, пластину с изделиями после промывки проточной водой сушат, а затем подвергают второму циклу оОлучения и термоооработки, при этом изделия облучают ртутпо-кварцевой лампой без фотошаолона, а термообработку производят путем нагревания в муфельной печи при и выдерживания при этой температуре в течение о ч. Б процессе термообраоотки второго цикла клей сгорает, и па пластине Ь остаются готовые изделия из фотоситалла. Необходимую толщину изделия получают шлифовкой заготовки, приклеенной к подложке, шлифовку, как указывалось, производят перед травлением. Таким образом, наклеивание заготовки после термообработки первого цикла на подложку и выполнение всех последующих операции на этой пластине исключает повреждение деталей при вибрации в травильнои ванне и механической оОработке, а также при перекладывании с одной техноло1-ическои пластины на другую, как это делают в известном способе, о результате предлагаемый способ обеспечивает получение плоских изделии с минимальным размером, не превышающим u,U4-и,и« мм. Предлагаемым способом были изготовлены опытные партии деталей подвижных систем различных электроизмерительных приборов: подвижные электроды электростатических вольтметров в виде многолистника толщиной 0,Ub мм, каркасы для намотки рамок высокочастотных осциллографических гальванометров с шириной суженных участков 0,04 мм и дру1-ие детали из фотостекла и фотоситалла. Использование изобретения позволит получить значительный экономический эффект за счет увеличения выхода годной продукции. Формула изобретения 1. Способ изготовления плоских изделий из светочувствительного стекла, включающий по крайней мере один цикл облучения с последующей термической обработкой и травление, отличающийся тем, что, с целью изготовления изделий с минимальным размером до 0,04 мм, светочувствительное стекло после термообработки первого цикла наклеивают на пластину из материала, устойчивого к действию высокой температуры и травильного раствора, выполняют последующие операции и удаляют клей. 2. Способ по п. 1, отличающийся

тем, что механическую обработку, например щлифовку, производят перед травлением.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Бережной А. И. Ситаллы и фотоситаллы, М., 1966, с. 127-128.

2.Технологическая карта на изготовление изделий из фотоситалла. Утверждена начальником научно-исследовательской лаборатории Ленинградского завода художественного стекла 1.09.77.