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 |