JP2006520309A - ホウケイ酸ガラス組成及びその使用 - Google Patents
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Abstract
Description
11 第1基板
13 微小構造体
15 前駆物質
17 第2基板
19 第1アセンブリ
21 第2アセンブリ
Claims (24)
- ホウケイ酸ガラス組成からなるホウケイ酸ガラスであって、
前記ホウケイ酸ガラス組成は、
総重量に対して約60%乃至74%の範囲の二酸化ケイ素(SiO2)と、
総重量に対して約9%乃至25%の範囲の酸化ホウ素(B2O3)と、
総重量に対して約7%乃至17%の範囲の酸化アルミニウム(Al2O3)と、
総重量に対して約2%乃至7%の範囲の少なくとも1つの酸化アルカリと、からなり、
前記ホウケイ酸ガラスは約30×10-7/℃乃至55×10-7/℃の範囲の熱膨張係数(CTE)を有し、前記ホウケイ酸ガラス組成は焼結によってインヒビタ酸化物を添加することなく失透に対して耐性があることを特徴とするホウケイ酸ガラス。 - 前記少なくとも1つの酸化アルカリは酸化リチウム(Li2O)、酸化カリウム(K2O)、及び酸化ナトリウム(Na2O)から選択されることを特徴とする請求項1記載のホウケイ酸ガラス。
- 前記ホウケイ酸ガラス組成は更に総重量に対して約0.1%乃至5%の範囲の酸化ジルコニウム(ZrO2)を含むことを特徴とする請求項1若しくは2記載のホウケイ酸ガラス。
- 前記ホウケイ酸ガラス組成は更に、
少なくとも1つのアルカリ土類酸化物と、
少なくとも1つの希土類酸化物を含み、
前記重量パーセントの合計が総重量に対して0.1%乃至7%の範囲であることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1記載のホウケイ酸ガラス。 - 前記アルカリ土類酸化物は酸化バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化カルシウム(CaO)、及びマグネシウム(MgO)の少なくとも1つから選択され、前記希土類酸化物は酸化ランタン(La2O3)、酸化タンタル(Ta2O3)、酸化イットリウム(Y2O3)及び酸化セリウム(CeO2)少なくとも1つから選択されることを特徴とする請求項4記載のホウケイ酸ガラス。
- 前記ホウケイ酸ガラスの前記CTEは約30×10-7/℃乃至45×10-7/℃の範囲であり、前記ホウケイ酸ガラスの軟化点は約600乃至1000℃の範囲にあり、前記ホウケイ酸ガラスは耐酸性試験において重量パーセント減少が10ミリグラム/dm2より低く、前記ホウケイ酸ガラスは耐アルカリ性試験において重量パーセント減少が250ミリグラム/dm2より低く、前記ホウケイ酸ガラス組成は、
総重量に対して約68%乃至73%の範囲のSiO2と、
総重量に対して約13%乃至17%の範囲のB2O3と、
総重量に対して約8%乃至15%の範囲のAl2O3と、
総重量に対して約2%乃至5%の範囲の酸化リチウム(Li2O)と、
総重量に対して約1%乃至3%の範囲の酸化ジルコニウム(ZrO2)とからなり、
SiO2、Al2O3、及びSrO2の重量パーセントの合計は総重量の78%より低いことを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1記載のホウケイ酸ガラス。 - ホウケイ酸ガラスの製造方法であって、
総重量に対して約60%乃至74%の範囲の二酸化ケイ素(SiO2)と、総重量に対して約9%乃至25%の範囲の酸化ホウ素(B2O3)と、総重量に対して約7%乃至17%の範囲の酸化アルミニウム(Al2O3)と、総重量に対して約2%乃至7%の範囲の少なくとも1つの酸化アルカリとからなる複数の成分を混合して均質混合物を形成する工程と、
前記均質混合物を溶かす工程と、
ホウケイ酸ガラスを形成する前記均質混合物を焼結する工程と、からなり、
前記ホウケイ酸ガラスは約30×10-7/℃乃至55×10-7/℃の範囲の熱膨張係数(CTE)を有し、前記均質混合物は焼結することによってインヒビタ酸化物を添加することなく失透に対する耐性を有することを特徴とするホウケイ酸ガラスの製造方法。 - 複数の成分の混合によって均質混合物を形成する前記工程における前記成分は更に総重量に対して約0.1%乃至5%の範囲の酸化ジルコニウム(ZrO2)を含むことを特徴とする請求項7記載の方法。
- 前記均質混合物を溶かす前記工程は更に前記均質混合物を約1650℃で溶かす工程を含むことを特徴とする請求項7若しくは8記載の方法。
- 前記ホウケイ酸ガラスの前記CTEは約30×10-7/℃乃至45×10-7/℃の範囲であり、前記ホウケイ酸ガラスの軟化点は約600乃至1000℃の範囲にあり、前記ホウケイ酸ガラスは耐酸性試験において重量パーセント減少が10ミリグラム/dm2より低く、前記ホウケイ酸ガラスは耐アルカリ性試験において重量パーセント減少が250ミリグラム/dm2より低く、
前記 均質混合物は更に総重量に対して約68%乃至73%の範囲のSiO2と、
総重量に対して約13%乃至17%の範囲のB2O3と、
総重量に対して約8%乃至15%の範囲のAl2O3と、
総重量の2%乃至5%の範囲の酸化リチウム(Li2O)と、
総重量に対して約1%乃至3%の範囲の酸化ジルコニウム(ZrO2)と、を含み、
SiO2、Al2O3、及びZrO2の重量パーセントの合計が総重量の78%より低いことを特徴とする請求項7乃至9のうちいずれか1記載の方法。 - 複数の成分を混合することによって均質混合物を形成する工程において前記成分は更に、
少なくとも1つのアルカリ土類酸化物と、
少なくとも1つの希土類酸化物とを含み、
重量パーセント合計が総重量に対して約0.1%乃至7%の範囲にあることを特徴とする請求項7乃至10のうちいずれか1記載の方法。 - 前記アルカリ土類酸化物は酸化バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化カルシウム(CaO)、及びマグネシウム(MgO)から選択され、前記希土類酸化物は酸化ランタン(La2O3)、酸化タンタル(Ta2O3)、酸化イットリウム(Y2O3)及び酸化セリウム(CeO2)から選択されることを特徴とする請求項11記載の方法。
- 前記均質混合物の焼結工程は更に前記均質混合物を前記均質混合物の軟化点より約20℃高い温度で焼結することを特徴とする請求項7乃至12のうちいずれか1記載の方法。
- 微小流量装置であって、
微小構造体と第1基板とを有し、前記微小構造体は前記基板の上に配置される第1アセンブリと、
第2基板と前駆物質とを有し、前記前駆物質及び前記微小構造体が互いに隣接するように前記第1アセンブリに対して設置される第2アセンブリと、からなり、
前記第2アセンブリは前記第1アセンブリが予備焼結された後で前記微小構造体の上に設置され、加熱処理によって貼付され、よって前記第1及び第2アセンブリの間の少なくとも1つの凹部を画定するワンピース微小構造体が形成され、
前記前駆物質は、
総重量に対して約60%乃至74%の範囲の二酸化ケイ素(SiO2)と、
総重量に対して約9%乃至25%の範囲の酸化ホウ素(B2O3)と、
総重量に対して約7%乃至17%の範囲の酸化アルミニウム(Al2O3)と、
総重量に対して約2%乃至7%の範囲の少なくとも1つの酸化アルカリとを含み、
前記前駆物質は約30×10-7/℃乃至55×10-7/℃の範囲の熱膨張係数(CTE)を有し、前記前駆物質は焼結によってインヒビタ酸化物を添加することなく失透に対する耐性を有することを特徴とする微小流量装置。 - 前記前駆物質は更に総重量に対して約0.1%乃至5%の範囲の酸化ジルコニウム(ZrO2)を含むことを特徴とする請求項14記載の微小流体装置。
- 前記前駆物質の前記CTEは約30×10-7/℃乃至45×10-7/℃の範囲であり、前記前駆物質の軟化点は約600乃至1000℃の範囲であり、前記前駆物質は耐酸性試験において重量パーセント減少が10ミリグラム/dm2より低く、前記前駆物質は耐アルカリ性試験において重量パーセント減少が250ミリグラム/dm2より低く、前記前駆物質は、
総重量に対して約68%乃至73%の範囲のSiO2と、
総重量に対して約13%乃至17%の範囲のB2O3と、
総重量に対して約8%乃至15%の範囲のAl2O3と、
総重量に対して約2%乃至5%の範囲の酸化リチウム(Li2O)と、
総重量に対して約1%乃至3%の範囲の酸化ジルコニウム(ZrO2)とからなり、
SiO2、Al2O3、及びZrO2の重量パーセントの合計が総重量の78%より低いことを特徴とする請求項14若しくは15記載の微小流体装置。 - 前記前駆物質は更に、
少なくとも1つのアルカリ土類酸化物と、
少なくとも1つの希土類酸化物と、からなり、
重量パーセントの合計が総重量の0.1%乃至7%の範囲であることを特徴とする請求項14乃至16のうちいずれか1記載の微小流体装置。 - 前記アルカリ土類酸化物は酸化バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化カルシウム(CaO)、及びマグネシウム(MgO)から選択され、前記希土類酸化物は酸化ランタン(La2O3)、酸化タンタル(Ta2O3)、酸化イットリウム(Y2O3)及び酸化セリウム(CeO2)から選択されることを特徴とする請求項17記載の微小流体装置。
- 微小流量装置の製造方法であって、
微小構造体と第1基板とを有し、前記微小構造体が前記第1基板の上に配置されるように、第1アセンブリを提供する工程と、
第2基板と前駆物質とを有し、前記前駆物質は総重量に対して約60%乃至74%の範囲の二酸化ケイ素(SiO2)と、総重量に対して約9%乃至25%の範囲の酸化ホウ素(B2O3)と、総重量に対して約7%乃至17%の範囲の酸化アルミニウム(Al2O3)と、総重量に対して約2%乃至7%の範囲の少なくとも1つの酸化アルカリとを含み、前記前駆物質は焼結によって約30×10-7/℃乃至55×10-7/℃の範囲の熱膨張係数(CTE)有し、前記前駆物質は焼結によってインヒビタ酸化物を添加することなく失透に対する耐性を有する第2アセンブリを提供する工程と、
前記第1アセンブリを前記第2アセンブリの上に前記前駆物質と前記微小構造体とが互いに隣接するように配置する工程と、
前記第1及び第2アセンブリの間に少なくとも1つの凹部を画定するワンピース微小構造体を形成すべく、前記第1アセンブリと前記第2アセンブリとを加熱する工程と、からなることを特徴とする微小流量装置の製造方法。 - 第2基板と前駆物質とを有する第2アセンブリを提供する工程において、前記前駆物質は更に総重量に対して約0.1%乃至5%の範囲の酸化ジルコニウム(ZrO2)を含むことを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記前駆物質の前記CTEは約30×10-7/℃乃至45×10-7/℃の範囲にあり、前記前駆物質の軟化点は約600乃至1000℃の範囲にあり、前記前駆物質は耐酸性試験において重量パーセント減少が10ミリグラム/dm2より低く、前記前駆物質は耐アルカリ性試験において重量パーセント減少が250ミリグラム/dm2より低く、前記前駆物質は、
総重量に対して約68%乃至73%の範囲のSiO2と、
総重量に対して約13%乃至17%の範囲のB2O3と、
総重量に対して約8%乃至15%の範囲のAl2O3と、
総重量に対して約2%乃至5%の範囲の酸化リチウム(Li2O)と、
総重量に対して約1%乃至3%の範囲の酸化ジルコニウム(ZrO2)と、からなり、
SiO2、Al2O3、及びZrO2の重量パーセントの合計は総重量の78%より低いことを特徴とする請求項19若しくは20記載の方法。 - 第2基板と前駆物質とを有する第2アセンブリを提供する工程において、前記前駆物質は更に、
少なくとも1つのアルカリ土類酸化物と、
少なくとも1つの希土類酸化物と、を有し、
重量パーセントの合計が総重量に対して0.1%乃至7%の範囲であることを特徴とする請求項19乃至21のうちいずれか1記載の方法。 - 前記アルカリ土類酸化物は酸化バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化カルシウム(CaO)、及びマグネシウム(MgO)から選択され、前記希土類酸化物は酸化ランタン(La2O3)、酸化タンタル(Ta2O3)、酸化イットリウム(Y2O3)及び酸化セリウム(CeO2)から選択されることを特徴とする請求項22記載の方法。
- 前記第1及び第2アセンブリの間の少なくとも1つの凹部を画定するワンピース微小構造体を形成すべく前記第1アセンブリ及び前記第2アセンブリを加熱する工程は、更に前記第1アセンブリ及び前記第2アセンブリを約820℃で約5時間の間加熱し、よってワンピース微小構造体を形成することからなることを特徴とする請求項19乃至23のうちいずれか1記載の方法。
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