一种基于水玻璃的光学透光元件键合方法技术

本发明专利技术涉及一种基于水玻璃的光学透光元件键合方法，属于光学零件键合领域。其具体步骤是将高透明度玻璃片清洗后，对高透明度玻璃片表面进行亲水性调控，然后在高透明度玻璃片键合界面加硅水酸钠，然后将两片高透明度玻璃片直接键合起来后置于真空烘箱，加热。所采用的基于水玻璃的光学透光元件键合方法经过试验，其透明度较高。所采用的基于水玻璃的光学透光元件键合方法是一种高效，简单的透明玻璃片键合方法。本发明专利技术方法提出的基于水玻璃的高透明度键合键合后具有较好的光学性能，能够满足键合组件在光学领域的应用。足键合组件在光学领域的应用。足键合组件在光学领域的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水玻璃的光学透光元件键合方法


[0001]本专利技术属于光学元件键合领域，涉及一种基于水玻璃的光学透光元件键合方法，具体涉及一种基于水玻璃的满足高透明度要求的光学透光元的键合方法。

技术介绍

[0002]玻璃片是光学器件领域最常用的材料，经常被用作窗口材料，因此，需要具备较高的透过率才能满足使用要求。
[0003]键合是一种新兴的微电子制造技术，通常是指在外界能量的帮助下使晶圆硅基材料，通过一定界面间的作用力结合在一起，形成一定键合强度的微加工技术。通常晶圆硅片或陶瓷零件在半导体或微电子领域的应用，其键合组件更注重导电率，耐热性等研究，对于光学性能没有要求，也无涉及。
[0004]常见的键合手段包括阳极键合、中介层键合、直接键合，其中，中介层键合是键合材料适用性最高、成本最低、工艺最简单的键合方式。在基于某些工业化应用需求，满足高透明度、高透过率的要求，对中介层键合的粘合剂提出了新的要求。
[0005]在一些应用中，在普通的陶瓷键合时，其在键合过程中水玻璃溶液(硅水酸钠溶液)的配制和固化处理中充分考虑了水玻璃作为光学零件粘结剂的透明度

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种基于水玻璃的光学透光元件键合方法，该方法操作简单，键合强度高，工艺简单，是非常适合工业生产中高透明度键合的方法。因此，本专利技术基于水玻璃键合可以实现高透明度硅基材料的高透明度键合，可以将键合方式推广至光学领域加以应用。
[0007]为了达到达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于水玻璃的光学透光元件键合方法，包括如下步骤：
[0008]A.将键合的一组高透明度玻璃片先后在有机溶液，强酸清洗液，带活化剂的碱性清洗溶液中进行清洗和表面处理。
[0009]B.将硅酸钠水溶液滴加至其中一片表面处理完成的玻璃片的键合界面，将另一片玻璃片按压在加有硅水酸钠的玻璃片，并固定，完成预键合。
[0010]C.将预键合好的玻璃片，放入真空烘箱，加热一段时间，完成基于水玻璃的高透明度键合。
[0011]优选的，步骤A中有机溶液为丙酮，清洗方式为超声清洗5min。
[0012]优选的，步骤A中的强酸清洗液目的为去除表面杂质，强酸清洗液为5％氢氟酸或硫酸(98％)和双氧水(30％)的混合物(体积比H2SO4：H2O2＝2∶1)中的至少一种，处理方式分别为：超声振荡3～5min或保持温度120℃，20min，随后用大量去离子水冲洗3遍以上，去除表面杂质。
[0013]优选的，步骤A中的碱性清洗液为H2O∶H2O2(30％)∶NH4OH(28％)＝5∶1∶1(体积比)
的混合溶液。待混合溶液中产生大量气泡后，将硅片放入溶液中，并保持溶液温度为70℃左右。
[0014]优选的，步骤B中的硅水酸钠模数为1.5～3.5，溶于水，形成溶液，溶液PH＜7，硅水酸钠水溶液在玻璃片表面匀开至完全覆盖整个键合面。
[0015]优选的，水玻璃溶液为透明无色。
[0016]优选的，按压方式为：从边缘逐渐向中间至边缘挤压，过程中尽量排出空气。
[0017]优选的，固定方式为用夹子固定住键合玻璃片。
[0018]优选的，真空烘箱的温度应设置80～100℃,真空度＜133Pa，真空干燥时间为12～24h。
[0019]本专利技术的有益效果为：
[0020]本专利技术涉及一种基于水玻璃的光学透光元件键合方法，属于光学零件键合领域，主要用于光学零件的键合。所采用的基于水玻璃的光学透光元件键合方法经过试验，其键合组件键合后透过率高。本专利技术是一种高效，简单的透明光学玻璃件键合方法。该方法有异于普通的陶瓷键合，其在键合过程中水玻璃溶液的配制和固化处理中充分考虑了水玻璃作为光学零件粘结剂的透明度。本专利技术方法提出的基于水玻璃的高透明度键合后具有较好的光学性能，能够满足键合组件在光学领域的应用。本专利技术成本低，工艺过程简单，非常适用于高透明光学键合组件在工业上推广应用。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的键合过程示意图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]实施例
[0024]根据图1所示，一种基于水玻璃的光学透光元件键合方法，包括如下步骤：
[0025]A.将键合的一组高透明度玻璃片先后在有机溶液，强酸清洗液，带活化剂的碱性清洗溶液中进行清洗和表面处理。
[0026]B.将硅酸钠水溶液滴加至其中一片表面处理完成的玻璃片的键合界面，旋涂均匀，将另一片玻璃片按压在加有硅水酸钠的高透明度硅基材料基片，并固定，完成预键合。
[0027]C.将预键合好的玻璃片，放入真空烘箱，加热一段时间，完成基于水玻璃的高透明度键合。
[0028]所述步骤A中有机溶液为丙酮，清洗方式为超声清洗5min，可以去除玻璃表面的有机物等一些杂质。
[0029]所述步骤A中的强酸清洗液目的为去除表面杂质，强酸清洗液为5％氢氟酸或硫酸(98％)和双氧水(30％)的混合物(H2SO4：H2O2＝2∶1)中的至少一种，氢氟酸可以去除玻璃表面的一些二氧化硅颗粒；硫酸可以与玻璃表面存在的杂质颗粒大部分可以和混合溶液反
应，生成溶于水的硫酸盐，可以有效去除表面杂质。在双氧水作用下，硅片表面呈现出显著的亲水性。处理方式分别为：超声振荡3～5min或保持温度120℃，20min，随后用大量去离子水冲洗3遍以上，去除表面杂质。
[0030]所述步骤A中的碱性清洗液为H2O∶H2O2(30％)∶NH4OH(28％)＝5∶1∶1的混合溶液。待混合溶液中产生大量气泡后，将硅片放入溶液中，并保持溶液温度为70℃左右。经过该步骤处理将附着在玻璃片上的微颗粒和一部分金属离子去除，同时利用NH4OH的弱碱性来活化硅的表面层。
[0031]所述步骤B中的硅水酸钠模数为1.5～3.5，模数越大其粘结力越强，易于分解硬化，因此需要根据不同的玻璃表面性质，选择不同模数的硅水酸钠；制成硅酸钠水溶液，调节溶液PH＜7至易于粘结剂固化，水玻璃溶液为透明无色，硅水酸钠水溶液在玻璃片表面匀开至完全覆盖整个以实现100％键合。
[0032]所述按压方式为：从边缘逐渐向中间至边缘挤压，过程中尽量排出空气，从而防止键合界面上出现空洞区域，影响后期使用。
[0033]所述固定方式为用两个夹子固定住键合玻璃片，避免预键合组件在未完全固化和干燥过程中发生移动错位。
[0034]所述真空烘箱的温度应设置为：80～100℃,真空度为：＜133Pa，真空干燥时间为12～24h，真空干燥使键合强度增加，完成水玻璃在玻璃片键合界面间的固化。
[0035]本实施例所得玻璃组件透过率良好，大于85％；组件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于水玻璃的光学透光元件键合方法，其特征在于，包括如下步骤：A.将待键合的一组玻璃片先后在有机溶液、强酸清洗液和带活化剂的碱性清洗溶液中进行清洗和表面处理；B.将硅酸钠水溶液滴加至其中一片玻璃片的键合界面，将另一片玻璃片按压在所述键合界面上并固定，完成预键合；C.将预键合好的基片放入真空烘箱，加热一段时间，完成键合。2.根据权利要求1所述的基于水玻璃的光学透光元件键合方法，其特征在于，所述步骤A中，有机溶液为丙酮，清洗方式为超声清洗5min以上。3.根据权利要求1所述的基于水玻璃的光学透光元件键合方法，其特征在于，所述步骤A中的强酸清洗液为浓度5％的氢氟酸或浓度98％的硫酸与浓度30％的双氧水按照体积比2∶1进行混合的混合物。4.根据权利要求1所述的基于水玻璃的光学透光元件键合方法，其特征在于，所述步骤A中的表面处理方式分别为：超声振荡3～5min或在温度120℃保持20min以上，随后用大量去离子水冲洗3遍以上，以去除表面杂质。5.根据权利要求1所述的基于水玻璃的光学透光元件键合方法，其特征在于，所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘倍宏，王乙瑾，张勤东，马怀超，常乐，侯兵，施英琪，陈卫军，杜木林，杨振，
申请(专利权)人：北方夜视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：