[发明专利]一种玻璃组件键合的方法

说明书

本发明属于光学组件技术领域，特别涉及一种玻璃组件键合的方法。本发明先将玻璃元件进行氧等离子体刻蚀处理，去除玻璃表面的污染物，改善玻璃表面的亲水性能；然后进行氩气‑氧气等离子体刻蚀处理，利用氩离子大的轰击作用，在玻璃表面打开Si‑O键、Al‑O键和B‑O键，有利于后续在玻璃表面引入H⁺基团和OH^‑基团，对活化的玻璃表面钝化，同时为自发键和提供条件；然后进行羟基自由基溶液浸泡，利用羟基自由基活性高的特点，氧化去除玻璃转移过程中玻璃表面在空气中吸附的污染物，同时羟基进入Si‑O键、Al‑O键和B‑O键的断裂形成的活性位置，在玻璃表面引入OH^‑基团，有利于提高玻璃表面键合强度。

技术领域

本发明属于光学组件技术领域，特别涉及一种玻璃组件键合的方法。

背景技术

在以玻璃材质为主的光学元件制造过程中，需要将多个玻璃光学元件键合起来，制成光学组件。目前，光学组件的制备主要有三种方法：(1)采用低熔点玻璃料，置于粘接界面，随后加热到玻璃料软化温度，通过软化的玻璃料将其粘接，但在该方法中，由于选用的玻璃料与待粘接元件材料不同，存在折射率不匹配问题，而且由于制备工艺需要高温，容易在组件中引入热应力，使组件光学精度下降；(2)采用化学方法，通过在玻璃表面引入-OH基团以改善玻璃表面的亲水性，两个表面吸附的-OH基团通过氧键连接，实现自发键和，然后通过热处理，除去界面水分子，形成Si-O-Si键，实现高强度键合，但该方法使用的化学溶液有较强的腐蚀性，所以不适合对光学性能要求较高的光学组件的键合；(3)采用等离子体技术改善玻璃表面亲水特性，随后在其表面引入-OH基团，通过热处理以Si-O-Si键实现高强度键合，但等离子体处理需在真空条件下进行，打开真空腔室取出样品时高活性玻璃表面容易吸附空气中的污染物，导致玻璃组件键合的成品率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种玻璃组件键合的方法，本发明提供的方法可以实现光学玻璃组件的键合，且键合所得玻璃组件光学性能优良、成品率高。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种玻璃组件键合的方法，包括以下步骤：

将玻璃元件依次进行氧等离子体刻蚀处理、氩气-氧气等离子体刻蚀处理和羟基自由基溶液浸泡，得到待键合玻璃元件；

将待键合玻璃元件的待键合面在湿润状态下进行贴合，得到贴合件；

将所述贴合件进行退火，得到键合的玻璃组件。

优选的，所述玻璃元件的面形≤1个光圈；所述玻璃元件的表面粗糙度≤1nm。

优选的，所述氧等离子体刻蚀处理的条件包括：氧气的流量为30～100sccm；功率为50～100W，时间为3～10min；刻蚀气压为5～10Pa。

优选的，所述氩气-氧气等离子体刻蚀处理的条件包括：氩气和氧气的流量比为(1～16)：4，氩气和氧气的总流量为5～20sccm；功率为20～60W，时间为2～10min；刻蚀气压为1～100Pa。

优选的，所述羟基自由基溶液的制备方法包括以下步骤：

将双氧水进行紫外光照射，得到所述羟基自由基溶液；

所述紫外光照射中光波长为254nm，功率为15～50W，照射的时间为5～10min。

优选的，所述羟基自由基溶液浸泡的时间为10～30min。

优选的，所述退火的条件包括：保温温度为200～300℃，保温时间为8～12h；真空度为10～200Pa。

优选的，所述退火前还包括：将所述贴合件进行预热；所述预热的温度为30～100℃；