Foturan

Foturan是肖特（SCHOTT）于1984年开发的一种光敏玻璃材料，用于精密微加工和微晶玻璃制造。与普通玻璃不同，Foturan可以通过短波紫外线曝光进行选择性改性，然后通过受控的热处理和化学蚀刻进行加工。这种组合使制造商和研究人员能够直接在坚固的玻璃基板上生产非常小的通道、腔体、壁、孔、波导和其他三维结构，通常无需单独的光刻胶层。 该材料基于锂铝硅酸盐玻璃体系，含有少量银和铈氧化物。当选定区域暴露于紫外线（通常在312–320纳米范围内，通常通过光掩模）时，光化学反应会改变铈的氧化态。随后的热处理使银离子形成纳米级团簇，作为结晶核。进一步的热步骤将曝光区域转化为锂硅酸盐微晶玻璃相，而未曝光区域基本保持非晶态。结晶部分在氢氟酸中的蚀刻速度远快于周围玻璃，从而形成具有精细尺寸、高深宽比和相对严格公差的清晰结构。 Foturan的材料特性支持对尺寸稳定性、光学性能、耐化学性和热稳定性要求较高的应用。可以生产约25微米量级的结构，而蚀刻比超过20:1可支持大于10:1的深宽比和约1–2度的壁角。该材料在从近紫外到红外的宽光谱范围内，通过一毫米基板的光透射率可超过90%。它还被描述为无孔、低自发荧光、耐水解侵蚀，并适用于高温加工。 该产品主要用作工程基板，而非面向消费者的玻璃。在微流体和生物技术领域，Foturan可用于芯片实验室设备、器官芯片结构、微混合器、微反应器、打印头、滴定板和芯片电泳组件。半导体和电子应用包括间隔件、封装部件、中介层以及集成电路、CMOS器件、存储模块和平面显示相关结构的其他组件。传感器应用包括流量和温度传感器、陀螺仪和加速度计。在射频和MEMS系统中，该材料可用作天线、电容器、滤波器、双工器、开关和振荡器的基板或封装元件。电信应用包括光学对准组件、光波导和光互连。 多个Foturan层也可以通过热扩散键合连接，从而实现更复杂的三维组装。研究界已研究该材料用于微加工、激光直写、光波导、体光栅以及准分子和飞秒激光加工。肖特于2016年推出Foturan II，将其描述为一种改进的材料，具有更好的光敏性均匀性，因此有可能实现更精细的微结构。因此，Foturan在技术玻璃中占据专业地位，连接了光刻加工、微晶玻璃技术、微细加工和精密仪器。

Foturan由肖特于1984年开发，作为一种旨在受控微加工的光敏玻璃。其独特概念是通过紫外线曝光、热处理和蚀刻的序列，使玻璃基板的选定部分更容易结晶和化学去除。这种方法为工程师提供了一种在玻璃中形成小而精密结构的方法，而无需依赖半导体制造中使用的传统组合：沉积薄膜、光刻胶和重复光刻加工。 该材料属于锂铝硅酸盐玻璃家族，含有银和铈化合物，使光化学过程成为可能。紫外线照射将铈从较低氧化态变为较高氧化态并释放电子。在约500°C的成核热处理过程中，这些电子帮助银离子还原为金属银。银原子聚集成纳米级团簇，作为后续结晶的核。在更高的结晶处理温度（通常在约560–600°C范围内）下，曝光区域形成偏硅酸锂。未曝光的玻璃基本保持非晶态。 这种结构差异为选择性蚀刻提供了基础。氢氟酸对结晶区域的蚀刻速度远快于未曝光玻璃，从而可以生产具有小特征尺寸和高深宽比的通道、腔体、壁和其他图案化几何形状。在第二次曝光和热循环后，还可以进行整个基板的陶瓷化步骤。在该阶段，可以形成二硅酸锂相，改变最终的微晶玻璃结构，并可能改善其机械或热特性。 随着时间的推移，Foturan成为微技术和材料研究领域的专业材料。学术和工业工作研究了传统微加工以及直接激光写入、准分子激光加工、飞秒激光加工、光波导和体光栅。其可见和不可见光学透射、低自发荧光、化学耐久性、耐热性和无孔结构的组合使其与生物技术、光子学以及电子学相关。 应用围绕五个主要领域发展。在微流体和生物技术中，Foturan可以提供包含微尺度流体网络和分析特征的固体玻璃体。在半导体和电子封装中，它可用于间隔件、中介层和封装结构。在传感中，它支持流量、温度、惯性及相关测量的组件。在射频和MEMS中，它可用作微型电气和机电设备的基板或封装。在电信和光子学中，它可以被构造为对准组件、光波导和互连相关部件。热扩散键合使得堆叠多个图案化层并创建更复杂的三维设备成为可能。 一个重要的产品开发步骤发生在2016年2月，当时肖特在Photonics West上宣布了Foturan II。新配方被介绍为具有更高的光敏性均匀性。跨基板的更均匀响应对于保持特征质量和尺寸一致性至关重要，特别是当微结构变得更小时。Foturan和Foturan II仍然是利基工业材料，其重要性主要通过它们在专业制造工艺、研究仪器、微流体系统、MEMS、传感器和光子学中的作用来衡量，而不是通过消费者认知。

• 2016

  Foturan II发布

  [1]Foturanen.wikipedia.org

  肖特在Photonics West上发布了Foturan II，强调其光敏性均匀性得到改善，可生产更精细的微结构。

• 1984

  肖特开发出Foturan

  [1]Foturanen.wikipedia.org

  肖特开发了Foturan作为一种光敏锂铝硅酸盐玻璃，用于选择性结晶和精密化学微加工。

一种专业的技术玻璃平台，用于无光刻胶或降低工艺复杂度的微加工，强调精细结构、高深宽比、光学透射、耐化学性和三维玻璃制造。

• 光敏技术玻璃 · 1984

  Foturan

  最初的Foturan材料是一种掺杂银和铈氧化物的锂铝硅酸盐玻璃。通过紫外线曝光、成核和结晶热处理以及选择性氢氟酸蚀刻，制造商可以在玻璃基板上创建精细、高深宽比的结构。它用于微流体设备、MEMS、传感器、半导体封装、射频组件和光学结构。

• 光敏技术玻璃 · 2016

  Foturan II

  Foturan II是肖特于2016年发布的后续光敏玻璃世代。其宣称的显著特征是更均匀的光敏性，这可以提高工艺一致性，并支持比早期材料配置更精细的微结构的制造。

• 2016

  推出Foturan II新品

  背景

  对更小、更均匀微结构的需求增加了技术玻璃基板光敏性一致性的重要性。

  采取的行动

  肖特在Photonics West上发布了Foturan II，将光敏性均匀性的改善作为主要产品世代变化。

  后续影响

  修订后的材料被定位用于需要更精细和更一致微结构的应用。现有参考资料未提供销售、采用或财务结果。

  来源

1. 1Foturanen.wikipedia.org