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Si-O-Si結合を含む化合物を用いた光化学的溶接法及び分解法

国内特許コード P10A015403
掲載日 2010年4月23日
出願番号 特願2005-035669
公開番号 特開2006-219354
登録番号 特許第4206478号
出願日 平成17年2月14日(2005.2.14)
公開日 平成18年8月24日(2006.8.24)
登録日 平成20年10月31日(2008.10.31)
発明者
  • 大越 昌幸
  • 井上 成美
出願人
  • 防衛装備庁長官
発明の名称 Si-O-Si結合を含む化合物を用いた光化学的溶接法及び分解法
発明の概要 【課題】 溶接する際に、熱による局所的な変質や変形等の欠陥を材料に生じさせず、接合後に分解でき部品の再利用が可能な、シリカガラス材料を中心とした光化学的溶接法を確立する。
【解決手段】 本発明では、真空紫外Fレーザー(波長157nm)により、Si-O-Si結合を含む化合物を光化学的にシリカガラスに改質する過程において、所望の被接合材料を接触させておくことにより、非熱的に材料を接合させる光化学的溶接を行う。その結果、熱による材料の変質・変形が皆無で、かつ希フッ酸の中に短時間浸漬することにより、接合後の分解もでき、部品の再利用が可能となる。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


溶接とは一般に、2つ以上の金属部品を局所的に加熱溶融させることにより冶金的に接合させることをいう。接合強度が強く、材料の形状や材質に関する制限が少ない等の多くの利点がある。従って、金属のみならず、ガラスやプラスチックにも適用されている接合手法である。しかし、熱による局所的な変質や変形等、材料に欠陥が生じやすいこと、接合後に分解ができない等の欠点がある。特にガラスやプラスチックの場合、さらには溶接スケールがミクロン領域と微小となる場合、前者欠点がデバイス製作において致命的となる場合が多い。

産業上の利用分野


本発明は、材料の溶接法に係り、とくにSi-O-Si結合を含む化合物に、所望の被接合材料を接触させ、その界面に波長190nm以下(真空紫外若しくはそれ以下の波長)の光を照射することにより、熱による材料の変質・変形が皆無な非熱的溶接を可能としたSi-O-Si結合を含む化合物を用いた光化学的溶接法に関する。また、前記光化学的溶接法により接合された前記Si-O-Si結合を含む化合物と前記被接合材料とを、フッ酸を例とするシリカガラス(SiO)を溶解可能な薬品に浸漬することにより、再利用可能なように分解できる分解法に関する。本発明は、光回路やマイクロ化学分析システム等のマイクロ・ナノデバイス製作へ適用可能となる等、その用途は電気、電子のみならずあらゆる分野で有用である。

特許請求の範囲 【請求項1】
Si-O-Si結合を含む固体化合物としてのシリコーンゴムに、被接合材料としてのシリカガラス材料を接触させ、前記シリコーンゴムと前記シリカガラス材料との界面に波長190nm以下の光を照射して、前記シリコーンゴムが分子開裂によりSiOに改質された光化学的溶接部を前記界面に形成することを特徴とするSi-O-Si結合を含む化合物を用いた光化学的溶接法。

【請求項2】
Si-O-Si結合を含む固体化合物としてのシリコーンゴムに、波長190nm以下の光を透過させる被接合材料としてのシリカガラス製板を接触させ、前記シリコーンゴムと前記シリカガラス製板との界面に、前記シリカガラス製板を通して波長190nm以下の光を照射して、前記シリコーンゴムが分子開裂によりSiOに改質された光化学的溶接部を前記界面に形成することを特徴とするSi-O-Si結合を含む化合物を用いた光化学的溶接法。

【請求項3】
Si-O-Si結合を含む固体化合物としてのシリコーンゴムに、波長190nm以下の光を透過させる被接合材料としてのシリカガラス製角柱を接触させ、前記シリコーンゴムと前記シリカガラス製角柱との界面に、前記シリカガラス製角柱を通して波長190nm以下の光を照射して、前記シリコーンゴムが分子開裂によりSiOに改質された光化学的溶接部を前記界面に形成することを特徴とするSi-O-Si結合を含む化合物を用いた光化学的溶接法。

【請求項4】
Si-O-Si結合を含む固体化合物としてのシリコーンゴムに、波長190nm以下の光を透過させる被接合材料としてのシリカガラス製光ファイバーを接触させ、前記シリコーンゴムと前記シリカガラス製光ファイバーとの界面に、前記シリカガラス製光ファイバーを通して波長190nm以下の光を照射して、前記シリコーンゴムが分子開裂によりSiOに改質された光化学的溶接部を前記界面に形成することを特徴とするSi-O-Si結合を含む化合物を用いた光化学的溶接法。

【請求項5】
Si-O-Si結合を含む固体化合物としてのシリコーンゴムに、波長190nm以下の光を透過させる被接合材料としてのシリカガラス製微小球を接触させ、前記シリコーンゴムと前記シリカガラス製微小球との界面に、前記シリカガラス製微小球を通して波長190nm以下の光を照射して、前記シリコーンゴムが分子開裂によりSiOに改質された光化学的溶接部を前記界面に形成することを特徴とするSi-O-Si結合を含む化合物を用いた光化学的溶接法。

【請求項6】
Si-O-Si結合を含む固体化合物としてのシリコーンゴムに、波長190nm以下の光を透過させる被接合材料としてのシリカガラス製レンズを接触させ、前記シリコーンゴムと前記シリカガラス製レンズとの界面に、前記シリカガラス製レンズを通して波長190nm以下の光を照射して、前記シリコーンゴムが分子開裂によりSiOに改質された光化学的溶接部を前記界面に形成することを特徴とするSi-O-Si結合を含む化合物を用いた光化学的溶接法。

【請求項7】
Si-O-Si結合を含む固体化合物としてのシリコーンゴムに、波長190nm以下の光を透過させる被接合材料としてのシリカガラス製中空ファイバーを接触させ、前記シリコーンゴムと前記シリカガラス製中空ファイバーとの界面に、前記シリカガラス製中空ファイバーを通して波長190nm以下の光を照射して、前記シリコーンゴムが分子開裂によりSiOに改質された光化学的溶接部を前記界面に形成することを特徴とするSi-O-Si結合を含む化合物を用いた光化学的溶接法。

【請求項8】
請求項1,2,3,4,5,6又は7記載の光化学的溶接法により接合された前記シリコーンゴムと前記被接合材料としてのシリカガラス材料とを、フッ酸を例とするシリカガラスを溶解可能な薬品に浸漬することにより、前記シリコーンゴムと前記被接合材料とに分解することを特徴とする分解法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005035669thum.jpg
出願権利状態 登録
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