[发明专利]通过碱性蚀刻生产结构化玻璃制品的方法

说明书

本发明涉及一种用于生产玻璃制品，尤其结构化玻璃制品的方法。提供玻璃元件(1)并且从玻璃元件(1)去除玻璃材料。在蚀刻介质中通过蚀刻工艺去除玻璃材料，其中提供pH12的碱性水状蚀刻溶液作为蚀刻介质并且蚀刻溶液包含至少一种络合剂，并且该络合剂与至少一种溶解的组分络合。此外，本发明涉及相应的蚀刻溶液。

技术领域

总体上，本发明涉及一种通过蚀刻工艺生产玻璃制品、尤其具有结构化玻璃表面的玻璃制品的方法。具体地，本发明涉及一种通过在碱性水状溶液中蚀刻玻璃来生产结构化玻璃制品的方法。

背景技术

在许多领域中，例如以透明、不透明或不透玻璃或玻璃陶瓷元件的结构化的形式的精密加工是相关的。在许多应用中，在此需要若干微米尺寸范围内的精确结构。根据各自的应用，所需的结构可以是具有不同横截面形状的凹部、加深部、通道或是自由形状。因此需要一种结构化方法，其允许在形状方面具有高度的灵活性，但同时在所获得的结构的尺寸和性质方面仅具有很小的偏差。

从现有技术中已知用于玻璃结构化的各种方法。例如，DE 10 2013 103 370A1描述了一种用于对玻璃基板进行微穿孔的方法，其中通过激光照射和随后的蚀刻工艺的组合获得所期望的结构。在此，在先前经过激光处理的区域中的材料通过蚀刻工艺被去除。

此外，结构化方法是已知的，其中在酸性水状溶液中在蚀刻工艺中去除材料。然而，该方法的缺点在于，由于待生产的结构的较小尺寸，没有或很少发生蚀刻溶液的交换。这导致已经溶解的组分使蚀刻溶液局部饱和，并导致早期停止或至少导致待生产的结构内的蚀刻工艺显着减慢。因为在表面附近的区域蚀刻时不会出现这种效果，所以形成了蚀刻锥，即待产生的结构的锥形加宽部。一旦内部体积在此增加并因此实现蚀刻溶液的交换，蚀刻速率在该工艺进程中再次增加。由于在工艺期间不均匀的蚀刻速率，获得了小的斜切角。此外，某些类型的玻璃不适合在酸性介质中蚀刻。

DE 10 2013 103 370 A1描述了一种用于在基础蚀刻介质中进行玻璃结构化的蚀刻工艺。然而，该工艺的蚀刻速率也非常低，低于每小时8μm。此外，上述结构内蚀刻溶液局部饱和的问题也存在于此。作为这种蚀刻工艺的结果，最初产生的细丝被加宽以形成通道并且通道壁变形。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于生产结构化玻璃制品或说是用于玻璃加工的方法，其不具有上述缺点并且能够在同时对于大量的不同的玻璃成分的高蚀刻速率的情况下生产具有高尺寸精度的结构。本发明的另一目的在于提供一种用于具有高尺寸精度和高蚀刻速率的玻璃结构化的蚀刻溶液。

本发明的目的已经通过独立权利要求的主题解决。有利的实施方式和改进方案是从属权利要求的主题。

在根据本发明的方法中，提供玻璃元件并且局部地或在选定区域中通过蚀刻工艺去除玻璃材料。为此，至少在待结构化的区域中使玻璃元件与蚀刻溶液接触。该方法优选地涉及结构化工艺。

蚀刻溶液是碱性水状溶液，pH值12。此外，蚀刻溶液包含至少一种络合剂，其中该络合剂在溶液中与至少一种溶解的玻璃组分形成络合物。络合物的形成在此特别理解为在相应的溶解的组分和至少一种络合剂之间形成一个或多个配位键。在这种情况下，络合剂表示一个或更多个配体，从玻璃溶解的相应玻璃组分与其形成络合物。形成的络合物可以包含一种或更多种配体。多核络合物也是可能的。尤其，络合剂涉及路易斯碱。蚀刻溶液中几种不同络合剂的混合物也是可能的。

术语“蚀刻溶液”尤其理解成为该方法提供的溶液。已经包含溶解的玻璃组分的溶液在本发明的含义内被称为“反应溶液”。蚀刻溶液和反应溶液在其各个组分的浓度方面可能不同。