Способ полировки кварцевых пластин

 

Сущность изобретения: обработку кварцевых пластин ведут в растворе, содержащем 75-80 об.% 35%-ной фтористоводородной кислоты и 20-25 об.% муравьиной кислоты с плотностью 1,22 в течение 35-45 с при температуре 50-80°С. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 03 С 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

*ага

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4848896/33 (22) 09,07.90 (46) 30.01,93. Бюл. N 4 (71) Ульяновское конструкторское бюро приборостроения (72) Н.B.ÃíåäêoBà, А.Г.Иустафин и В.А.Сачков (56) Авторское свидетельство СССР

N. 948926, кл. С 04 В 28/14, 1980;

Авторское свидетельство ЧССР

t+ 243899, кл. С 03 С 15/02, 1987, Изобретение относится к технологии окончательной полировки поверхности предварительно механически обработанных кварцевых пластин посредством химического травления с применением паст и растворов и может быть использовано в электронной, оптико-механической и приборостроительной промышленности при производстве датчиков.

На поверхности пластин после механической полировки отмечаются микротрещины и другиЕ поверхностные неоднородности, Такие дефекты являются концентраторами напряжения, вызывающими разрушение пластины под нагрузкой гораздо меньше, чем расчетная.

Известна окончательная обработка поверхности кварцевой пластины с помощью пасты, состоящей из аммония фтористого кислого (36 — 39 eec, ), сульфата бария (30ЗЗ вес.%), фтористоводородной кислоты (15-17 вес.%), серной кислоты (4-6 вес.%) и уксуснокислого натрия (9-11 вес.%). Данная паста позволяет повысить механическую прочность кварцевых пластин по сравнению с необработанными в 1,5 раза, однако для пластин, применяемых в качестве упру„„5Q „„1791408 А1

2 (54) СПОСОБ ПОЛИРОВКИ КВАРЦЕВЫХ

ПЛАСТИН (57) Сущность изобретения. обработку кварцевых пластин ведут в растворе, содержащем 75 — 80 об.% 35%-ной фтористоводородной кислоты и 20 — 25 об.% муравьиной кислоты с плотностью. 1,22 в течение 35 — 45 с при температуре 50-80 С.

1 табл. гого элемента, (т.е. работающего на изгиб) достигнутой механической прочностй недостаточно. Кроме того, необходимым свойством для упругого элемента из кварца является прозрачность, а обработка пастой приводит к матированию поверхности, Наиболее близким к предложенному изобретению является способ окончательной полировки поверхности из силикатного стекла с помощью раствора, содержащего

3 мас,% 38%-ной фтористоводородной кис- 4 лоты, 5 мас.% 96%-ной серной кислоты к Q глицерине. ° ааВ

° Заявители воспроизвели данный спо- ф, соб по прототипу и пришли к выводу, что О кварцевые пластины, подвергшиеся об- р работке, не обладают достаточной прочностью. Результаты опытной проверки указанного способа приведены в таблице ниже. ° аааЪ

Цель изобретения — повышение механической прочности полированных кварцевых пластин с сохранением качества поверхности.

Это достигается следующим образом: кварцевые пластины после механической полировки с чистотой поверхности 0,05 об1791408

Данные опытной проверки способов химической окончательной полировки кварцевых пластин с применением растворов — травителей

Температура раствора, ОС

Состав травления Время травления, с

Давление разрушения, кгс/см

Опыт

Примечание

Пластины, не подвергави. иеся травлению

Пластины, обработанные по способу— прототипу

2,1 — 3,4

20-35

240

4,8-5,4

Н 35О/о

Н 35%

Н 35%

Н 35%

Н (35%)—

79,4 об, %

СН2 0 — 20,6 об.

120

3,2-6,8

3 8-5,6

4,8-5, б

3 8 — 4,1

6,6-7,4 рабатывают раствором, содержащим 75—

80 об.% 35%-ной фтористоводородной кислоты, 20-25 об.о/ муравьиной кислоты в течение 35-45 с при температуре 50 — 80 С с последующей промывкой в дистиллированной воде, Процесс производят во фторопластовой емкости. Кварцевые пластины устанавливают в кассету, устроенную таким образом, чтобы пластины смачивались рас. твором с обеих сторон, и не соприкасались друг с другом, В результате указанной обработки растворяется верхний слой поверхности кварцевой пластины, содержащей микронеровности, возникающие при полировке абразивными материалами, Добавка муравьиной кислоты способствует удалению продуктов реакции травления с поверхности пластин, Это способствует более равномерному протеканию реакции на поверхности."

Результаты обработки по предложенному способу приведены в таблице. Для опре деления оптимальных условий процесса химической полировки проведены испыта ния с различными режимами травления, Испытания показали, что оптимальное время проведения процесса — 40 с. При времени травления 30 с и меньше не достигается необходимая прочность (строка 3 в табл.), а при времени травления 60 сек, и больше происходит матирование поверхности (строки 5 и 6). Добавление муравьиной кислоты в трэвильный раствор существенно увеличивает механическую прочность пластин (строка 8). Оптимальной температурой травления является интервал 50-80 С. При температуре ниже 50 С не достигается необходимой механической прочности.

5 Увеличение температуры выше 80 С незначительно занижает механическую прочность обработанных пластин, поэтому заявители считают увеличение температуры выше 80 С нецелесообразным. В таблице

10 приведены данные механической прочности пластин, не подвергавшихся химической обработке (строка 1) и механической прочности пластин, обработанных по способу-прототипу (строка 2), Из сравнения дан15 ных о механической прочности указанных пластин видно, что применение предложенного способа химической обработки увеличивает механическую прочность кварцевых пластин по сравнению с кварцевыми пла20 стинами, не подвергавшимися химической обработке, в 3 раза, à по сравнению с механической прочностью кварцевых пластин, обработанных по способу-прототипу в 2 раза.

25 Формула изобретения

Способ полировки кварцевых пластин путем обработки раствором кислот и последующей промывки в дистиллированной воде, отличающийся тем, что, с целью

30 повышения механической прочности, обработку ведут в растворе, содержащем 7580 об,% 35%-ной фтористоводородной кислоты и 20 — 25 об. / муравьиной кислоты с плотностью 1,22 в течение 35-45 с при

35 50-80 С.

179 1408

Продолжение таблицы

Составитель В.Сачков

Техред М.Моргентал Корректор О,Густи .

Редактор Т.Горячева

Производственно-издательский комбинат "Патент",.r, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 132 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5