JPH0754968A - マイクロギヤ及びその製造方法 - Google Patents
マイクロギヤ及びその製造方法Info
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- JPH0754968A JPH0754968A JP22229593A JP22229593A JPH0754968A JP H0754968 A JPH0754968 A JP H0754968A JP 22229593 A JP22229593 A JP 22229593A JP 22229593 A JP22229593 A JP 22229593A JP H0754968 A JPH0754968 A JP H0754968A
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Landscapes
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- Glass Compositions (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 腐食の畏れがなく、且つ量産が可能で、しか
も精度が良好なマイクロギヤを提供する。 【構成】 感光性ガラス材より成る基板２に、歯形形状
をパターニングしたフォトマスク３をあてて光照射する
第１工程と、基板２を４５０°Ｃ〜６００°Ｃで熱処理
する第２工程と、基板２をエッチング処理して歯形形状
を形成する第３工程と、基板２を再度光照射する第４工
程と、基板２を８００°Ｃ〜９００°Ｃで再度熱処理す
る第５工程と、を有している。
も精度が良好なマイクロギヤを提供する。 【構成】 感光性ガラス材より成る基板２に、歯形形状
をパターニングしたフォトマスク３をあてて光照射する
第１工程と、基板２を４５０°Ｃ〜６００°Ｃで熱処理
する第２工程と、基板２をエッチング処理して歯形形状
を形成する第３工程と、基板２を再度光照射する第４工
程と、基板２を８００°Ｃ〜９００°Ｃで再度熱処理す
る第５工程と、を有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロギヤ及びその
製造方法に関する。
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の加工技術の進歩により、直径０．
３ｍｍ程度のマイクロギヤを加工成形することが可能と
なってきている。この加工技術は、ＴＲＩＧＧＥＲ 19
93 Vol.12 No.5に掲載されているもので、ワイヤ放電
加工によるものである。
３ｍｍ程度のマイクロギヤを加工成形することが可能と
なってきている。この加工技術は、ＴＲＩＧＧＥＲ 19
93 Vol.12 No.5に掲載されているもので、ワイヤ放電
加工によるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マイク
ロギヤをワイヤ放電により加工する場合には、その手法
上、金属のような導電性材料をギヤ材として用いなけれ
ばならないので、ギヤの腐食性が問題となる。特に、こ
のマイクロギヤを、例えば血液ポンプのような生体関連
機器に用いる場合には、腐食性が大きな問題となる。
ロギヤをワイヤ放電により加工する場合には、その手法
上、金属のような導電性材料をギヤ材として用いなけれ
ばならないので、ギヤの腐食性が問題となる。特に、こ
のマイクロギヤを、例えば血液ポンプのような生体関連
機器に用いる場合には、腐食性が大きな問題となる。
【０００４】ここで、シリコン基板を用い、ドライエッ
チングにより歯車形状を加工した例が、ＡＴ＆Ｔベル研
究所より発表されている。この歯車は、シリコン基板を
用いているので腐食性は問題ないが、加工速度が遅く量
産に不向きであるという問題がある。さらに、この手法
は、シリコンの結晶方位によるエッチング速度の違いを
利用しているので、基板面に対して垂直な方向のカット
面がテーパ状になってしまい、精度の良い歯車として提
供できる加工深さはせいぜい１０μｍオーダーであり、
従って、マイクロギヤのように基板面に対して垂直な方
向に厚いものを高精度に製作することは困難である。
チングにより歯車形状を加工した例が、ＡＴ＆Ｔベル研
究所より発表されている。この歯車は、シリコン基板を
用いているので腐食性は問題ないが、加工速度が遅く量
産に不向きであるという問題がある。さらに、この手法
は、シリコンの結晶方位によるエッチング速度の違いを
利用しているので、基板面に対して垂直な方向のカット
面がテーパ状になってしまい、精度の良い歯車として提
供できる加工深さはせいぜい１０μｍオーダーであり、
従って、マイクロギヤのように基板面に対して垂直な方
向に厚いものを高精度に製作することは困難である。
【０００５】そこで本発明は、腐食の畏れがないマイク
ロギヤを提供することを第１の目的とする。
ロギヤを提供することを第１の目的とする。
【０００６】また、量産が可能で、しかも精度が良好な
マイクロギヤの製造方法を提供することを第２の目的と
する。
マイクロギヤの製造方法を提供することを第２の目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロギヤ
は、上記第１の目的を達成するために、歯形形状をした
マイクロギヤを、感光性ガラス材より形成したことを特
徴としている。
は、上記第１の目的を達成するために、歯形形状をした
マイクロギヤを、感光性ガラス材より形成したことを特
徴としている。
【０００８】本発明のマイクロギヤの製造方法は、上記
第２の目的を達成するために、感光性ガラス材より成る
基板に、歯形形状をパターニングしたフォトマスクをあ
てて光照射する第１工程と、前記基板を４５０°Ｃ〜６
００°Ｃで熱処理する第２工程と、前記基板をエッチン
グ処理して歯形形状を形成する第３工程と、前記基板を
再度光照射する第４工程と、前記基板を８００°Ｃ〜９
００°Ｃで再度熱処理する第５工程と、を有しているこ
とを特徴としている。
第２の目的を達成するために、感光性ガラス材より成る
基板に、歯形形状をパターニングしたフォトマスクをあ
てて光照射する第１工程と、前記基板を４５０°Ｃ〜６
００°Ｃで熱処理する第２工程と、前記基板をエッチン
グ処理して歯形形状を形成する第３工程と、前記基板を
再度光照射する第４工程と、前記基板を８００°Ｃ〜９
００°Ｃで再度熱処理する第５工程と、を有しているこ
とを特徴としている。
【０００９】
【作用】このような手段におけるマイクロギヤによれ
ば、感光性ガラス材は耐腐食性が高く、マイクロギヤを
腐食させないよう働く。
ば、感光性ガラス材は耐腐食性が高く、マイクロギヤを
腐食させないよう働く。
【００１０】このような手段におけるマイクロギヤの製
造方法によれば、感光性ガラス材のエッチングに、例え
ばフッ酸を用いれば、その加工速度は極めて速く、量産
がなされるようになる。また、感光性ガラス材は、基板
面に対する垂直方向へのエッチングを高精度になすよう
働く。
造方法によれば、感光性ガラス材のエッチングに、例え
ばフッ酸を用いれば、その加工速度は極めて速く、量産
がなされるようになる。また、感光性ガラス材は、基板
面に対する垂直方向へのエッチングを高精度になすよう
働く。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例を示すマイクロギヤの概
略斜視図である。同図において、この歯形形状をしたマ
イクロギヤ１は、軸線方向に厚く形成されており、感光
性ガラス材より成っている。
する。図１は本発明の一実施例を示すマイクロギヤの概
略斜視図である。同図において、この歯形形状をしたマ
イクロギヤ１は、軸線方向に厚く形成されており、感光
性ガラス材より成っている。
【００１２】以下、このマイクロギヤ１の製造方法につ
いて説明する。先ず、第１工程において、感光性金属と
して例えば少量の金や銀を、増感剤として例えばＣｅＯ
2 を、それぞれ少量含んだ例えばＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−
ＡＬ2Ｏ3 系ガラスより成る基板２を用意し、図２
（ａ）に示されるように、この基板２の上方に歯車形状
のパターニングされたフォトマスク３を配置して、この
フォトマスク３上方から紫外線を全面照射する。
いて説明する。先ず、第１工程において、感光性金属と
して例えば少量の金や銀を、増感剤として例えばＣｅＯ
2 を、それぞれ少量含んだ例えばＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−
ＡＬ2Ｏ3 系ガラスより成る基板２を用意し、図２
（ａ）に示されるように、この基板２の上方に歯車形状
のパターニングされたフォトマスク３を配置して、この
フォトマスク３上方から紫外線を全面照射する。
【００１３】次いで、第２工程において、基板２を現像
すべく、図２（ｂ）に示されるように、例えば４５０°
Ｃ〜６００°Ｃの温度で熱処理を行う（この熱処理を一
次結晶化処理という）。この一次結晶化処理を行うと、
基板２において、感光性金属コロイドを結晶核にしてメ
タケイ酸リチウム（Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ）結晶が析出す
る。
すべく、図２（ｂ）に示されるように、例えば４５０°
Ｃ〜６００°Ｃの温度で熱処理を行う（この熱処理を一
次結晶化処理という）。この一次結晶化処理を行うと、
基板２において、感光性金属コロイドを結晶核にしてメ
タケイ酸リチウム（Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ）結晶が析出す
る。
【００１４】次いで、第３工程において、図２（ｃ）に
示されるように、例えばフッ酸により基板２をエッチン
グして歯車形状を形成する。
示されるように、例えばフッ酸により基板２をエッチン
グして歯車形状を形成する。
【００１５】次いで、第４工程において、材料を安定化
すべく、図２（ｄ）に示されるように、基板２全体を再
度紫外線により照射する。
すべく、図２（ｄ）に示されるように、基板２全体を再
度紫外線により照射する。
【００１６】そして、第５工程において、図２（ｅ）に
示されるように、例えば８００°Ｃ〜９００°Ｃの温度
で再度熱処理を行う（この熱処理を二次結晶化処理とい
う）ことにより、基板２を結晶化ガラスとする。これに
よって、図１に示される完成されたマイクロギヤ１が得
られることになる。
示されるように、例えば８００°Ｃ〜９００°Ｃの温度
で再度熱処理を行う（この熱処理を二次結晶化処理とい
う）ことにより、基板２を結晶化ガラスとする。これに
よって、図１に示される完成されたマイクロギヤ１が得
られることになる。
【００１７】上記二次結晶化処理は、リチウムダイシリ
ケイト（Ｌｉ2 Ｏ−２ＳｉＯ2 ）結晶を全体に析出し、
マイクロギヤの機械的強度を大きくすると共に、さらに
Ｌｉ+ イオンを安定化させるために行っており、不安定
なイオンの移動が極端に抑えられている。従って、マイ
クロギヤ１は、電気的にも化学的にも安定したものとな
っている。
ケイト（Ｌｉ2 Ｏ−２ＳｉＯ2 ）結晶を全体に析出し、
マイクロギヤの機械的強度を大きくすると共に、さらに
Ｌｉ+ イオンを安定化させるために行っており、不安定
なイオンの移動が極端に抑えられている。従って、マイ
クロギヤ１は、電気的にも化学的にも安定したものとな
っている。
【００１８】このように、本実施例においては、歯形形
状をしたマイクロギヤ１を感光性ガラス材より形成して
いるので、該感光性ガラス材は耐腐食性が高く、従って
マイクロギヤ１が腐食する畏れはなくなっている。
状をしたマイクロギヤ１を感光性ガラス材より形成して
いるので、該感光性ガラス材は耐腐食性が高く、従って
マイクロギヤ１が腐食する畏れはなくなっている。
【００１９】また、感光性ガラス材より成る基板２に、
フッ酸によるエッチング処理を施して歯形形状を形成す
るようにしているので、感光性ガラス材はフッ酸による
エッチング速度が極めて速く、従って量産が可能となっ
ている。
フッ酸によるエッチング処理を施して歯形形状を形成す
るようにしているので、感光性ガラス材はフッ酸による
エッチング速度が極めて速く、従って量産が可能となっ
ている。
【００２０】また、感光性ガラス材は、基板面に対する
垂直方向へのエッチングを高精度に行うことができるの
で、精度が良好なマイクロギヤを得ることが可能となっ
ている。
垂直方向へのエッチングを高精度に行うことができるの
で、精度が良好なマイクロギヤを得ることが可能となっ
ている。
【００２１】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもない。
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもない。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように本発明のマイクロギヤ
によれば、歯形形状をしたマイクロギヤを感光性ガラス
材より形成したので、該感光性ガラス材は耐腐食性が高
く、従ってマイクロギヤに腐食の畏れはない。また、本
発明のマイクロギヤの製造方法によれば、感光性ガラス
材より成る基板に、歯形形状をパターニングしたフォト
マスクをあてて光照射する第１工程と、前記基板を４５
０°Ｃ〜６００°Ｃで熱処理する第２工程と、前記基板
をエッチング処理して歯形形状を形成する第３工程と、
前記基板を再度光照射する第４工程と、前記基板を８０
０°Ｃ〜９００°Ｃで再度熱処理する第５工程と、を有
するようにしたので、感光性ガラス材のエッチングに、
例えばフッ酸を用いれば、その加工速度は極めて速く、
従って量産が可能となる。また、感光性ガラス材は、基
板面に対する垂直方向へのエッチングを高精度になすの
で、精度が良好なマイクロギヤを得ることが可能とな
る。
によれば、歯形形状をしたマイクロギヤを感光性ガラス
材より形成したので、該感光性ガラス材は耐腐食性が高
く、従ってマイクロギヤに腐食の畏れはない。また、本
発明のマイクロギヤの製造方法によれば、感光性ガラス
材より成る基板に、歯形形状をパターニングしたフォト
マスクをあてて光照射する第１工程と、前記基板を４５
０°Ｃ〜６００°Ｃで熱処理する第２工程と、前記基板
をエッチング処理して歯形形状を形成する第３工程と、
前記基板を再度光照射する第４工程と、前記基板を８０
０°Ｃ〜９００°Ｃで再度熱処理する第５工程と、を有
するようにしたので、感光性ガラス材のエッチングに、
例えばフッ酸を用いれば、その加工速度は極めて速く、
従って量産が可能となる。また、感光性ガラス材は、基
板面に対する垂直方向へのエッチングを高精度になすの
で、精度が良好なマイクロギヤを得ることが可能とな
る。
【図１】本発明の一実施例を示すマイクロギヤの概略斜
視図である。
視図である。
【図２】マイクロギヤの製造工程を順に示す図である。
１ マイクロギヤ ２ 基板 ３ フォトマスク
Claims (2)
- 【請求項１】 歯形形状をしたマイクロギヤを、感光性
ガラス材より形成したことを特徴とするマイクロギヤ。 - 【請求項２】 次の各工程を有するマイクロギヤの製造
方法。 （ａ） 感光性ガラス材より成る基板に、歯形形状をパ
ターニングしたフォトマスクをあてて光照射する第１工
程。 （ｂ） 前記基板を４５０°Ｃ〜６００°Ｃで熱処理す
る第２工程。 （ｃ） 前記基板をエッチング処理して歯形形状を形成
する第３工程。 （ｄ） 前記基板を再度光照射する第４工程。 （ｅ） 前記基板を８００°Ｃ〜９００°Ｃで再度熱処
理する第５工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22229593A JPH0754968A (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | マイクロギヤ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22229593A JPH0754968A (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | マイクロギヤ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0754968A true JPH0754968A (ja) | 1995-02-28 |
Family
ID=16780129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22229593A Pending JPH0754968A (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | マイクロギヤ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754968A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6948245B2 (en) * | 1999-12-06 | 2005-09-27 | Takashi Nishi | Gear and method of making the same |
-
1993
- 1993-08-13 JP JP22229593A patent/JPH0754968A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6948245B2 (en) * | 1999-12-06 | 2005-09-27 | Takashi Nishi | Gear and method of making the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990302 |