JP2007191352A - 光学部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板をスクライブして分割し、光学部品を得る。
【解決手段】ガラス基板５０の一方の面に第１罫書き線５２をｙ方向に沿って深く形成するとともに、補助罫書き線６４をｘ方向に沿って浅く形成する。一方の面に接着テープ５４を貼付した後に裏返し、ガラス基板５０の他方の面に第２罫書き線５６を補助罫書き線６４に位置合わせしてｘ方向に沿って深く形成する。第２罫書き線５６の形成により第１罫書き線５２のクラックは厚さ方向に成長し、かつ、第２罫書き線５６のクラックは補助罫書き線６４のクラックと会合し、ガラス基板５０を折曲することなくｘ方向とｙ方向に分割できる。
【選択図】図５

Description

本発明は光学部品の製造方法に関し、特にガラス基板をスクライブして複数のガラス片に分割することにより光学部品を製造する方法に関する。

従来より、反射ミラーやハーフミラー、光学フィルタ等の光学部品は、厚みが１ｍｍ以上で片面に１０層以上の多層膜が形成されたガラス基板をスクライブして製造している。具体的には、先端がＶ形状の円形をした金属もしくはダイヤモンド製加工チップをガラス基板表面で押圧しながら回転させてＶ溝を形成し、形成されたＶ溝に沿ってガラス基板を折曲して製造している。

下記の特許文献には、ガラス基板をスクライブ方法により分割する際に、ガラス基板に欠けを発生させることなく分割する技術が開示されている。図７に、従来のスクライブ方法を示す。まず、第１罫書き工程として、ガラス基板１０の第１表面１２に例えばダイヤモンドや超硬合金製のスクライブチップを用いて深い断面Ｖ字状溝の分割用の第１罫書き線３１を描く。次に、第１識別用罫書き工程として、同じスクライブチップを用いてガラス基板１０の第１表面１２に第１罫書き線３１に近接してこれと平行に第１罫書き線３１よりごく浅い第１識別用罫書き線４１を描く。次に、ガラス基板１０を裏返し、第１表面１２と反対面の第２表面１３を表側にする。そして、第２罫書き工程として、スクライブチップを用いて深い断面Ｖ字状溝の第２罫書き線３２を第２表面１３に形成する。次に、第２識別用罫書き工程として、同じスクライブチップを用いてガラス基板１０の第２表面１３に第２罫書き線３２に近接してこれと平行に第２罫書き線３２よりごく浅い第２識別用罫書き線４２を描く。最後に、分割工程として、第１罫書き線３１と第２罫書き線３２に沿って折曲すると、これらの第１罫書き線３１と第２罫書き線３２のそれぞれの分割線に沿ってガラス基板１０が割れ、ガラス基板１０から防塵カバーガラス１００を切り出すことができるとしている。

図８に、以上述べた従来方法のフローチャートを示す。まず、ガラス基板１０の一方の面に第１罫書き線３１を形成する（Ｓ１１）。次に、ガラス基板の他方の面に第２罫書き線３２を形成する（Ｓ１２）。最後に、第１罫書き線３１と第２罫書き線３２に沿ってガラス基板１０を折曲して分割する（Ｓ１３）。

特開２００３−１２３３５号公報

しかしながら、上記従来方法では、最後に第１罫書き線と第２罫書き線に沿ってガラス基板を折曲することで分割する工程が必要となり、製造工程が複雑化する。

本発明は、上記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、ガラス基板の折曲工程を経ることなく、ガラス基板を分割して光学部品を製造することにある。

本発明は、ガラス基板を分割することで光学部品を製造する方法であって、前記ガラス基板の一方の面に複数の第１罫書き線を互いに交差しないように形成する工程と、前記ガラス基板の一方の面に粘着性弾性部材を装着する工程と、前記ガラス基板の他方の面に前記第１罫書き線と交差する複数の第２罫書き線を互いに交差しないように形成することで前記ガラス基板を前記第１罫書き線に沿って分割する工程とを有することを特徴とする。

また、本発明は、ガラス基板を分割することで光学部品を製造する方法であって、前記ガラス基板の一方の面に複数の第１罫書き線を互いに交差しないように形成する工程と、前記ガラス基板の一方の面に前記第１罫書き線と交差する複数の補助罫書き線を互いに交差しないように形成する工程と、前記ガラス基板の一方の面に粘着性弾性部材を装着する工程と、前記ガラス基板の他方の面に前記補助罫書き線と位置が一致するように複数の第２罫書き線を形成することで前記ガラス基板を前記第１罫書き線及び前記第２罫書き線に沿って分割する工程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、ガラス基板を折曲することなくガラス基板を分割し、光学部品を製造することができる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。

図１に、本実施形態における光学部品の製造方法を示す。ガラス基板５０は、７６〜８０ｍｍ角、厚みが１ｍｍ以上、例えば１．５ｍｍであり、片面に１０層以上の多層膜が蒸着形成される。ガラス基板５０は平面形状が矩形状をなし、便宜上、直交する２辺方向を図示のようにｘ方向及びｙ方向とする。このようなガラス基板５０に対し、図１（ａ）に示すように、一方の面（第１面）にダイヤモンドや超硬合金製のスクライブチップを用いて深い断面Ｖ字状溝の第１罫書き線５２を互いに交差しないようにｙ方向に複数形成する。第１罫書き線５２の形成ピッチは例えば６ｍｍである。第１罫書き線５２を形成した後、図１（ｂ）に示すように、第１面の全面に粘着性弾性部材としての接着テープ５４を貼付し、基板５０を裏返す。最後に、図１（ｃ）に示すように、他方の面（第２面）に同一のスクライブチップを用いて深い断面Ｖ字状溝の第２罫書き線５６を互いに交差しないようにｘ方向に複数形成する。第２罫書き線５６の形成ピッチも同様に６ｍｍである。この第２罫書き線５６を形成する過程において、第１罫書き線５２によりガラス基板５０内に生じたクラックがガラス基板５０の厚み方向に成長し、ガラス基板５０がｙ方向に分割される。

図２に、本実施形態における製造処理フローチャートを示す。まず、ガラス基板５０をスクライブ装置に設置し、真空吸着でガラス基板５０の裏面側を固定してガラス基板５０の一方の面（第１面）に第１罫書き線５２をｙ方向に形成する（Ｓ１０１）。第１面は多層膜が蒸着形成された面でもよく、多層膜が形成されていない面でもよい。そして、ガラス基板５０の第１面に接着テープ５４等の粘着性弾性テープを貼付し、ガラス基板５０の外形に合わせてテープを切断する（Ｓ１０２）。この粘着性弾性テープは、後段の処理である第２罫書き線形成工程においてクラックの厚み方向への成長を促進する機能と、光学部品の散乱を防止する機能を有する。粘着性弾性テープを貼付した後、ガラス基板５０を裏返し、ガラス基板５０を真空吸着して固定して他方の面（第２面）に第２罫書き線５６をｘ方向に複数形成しガラス基板５０を分割する（Ｓ１０３）。本実施形態では、第２罫書き線５６を形成する際に第１罫書き線５２に沿ってガラス基板５０が分割されるため、従来のように別途、ガラス基板５０を折曲する処理工程が不要となる点に留意されたい。

図３及び図４に、本実施形態の分割メカニズムを示す。図３は、スクライブ装置のステージ６０上に載置され真空吸着されたガラス基板５０の第１面に第１罫書き線５２を形成した後に接着テープ５４を貼付して裏返し、ガラス基板５０の第２面にスクライブチップ５８を当接させて所定の圧力を印加して押圧した状態を示す。この状態では、ガラス基板５０にはｙ方向（図中、紙面に垂直な方向）の第１罫書き線５２により生じたクラック５３が厚さ方向に存在している。このクラック５３はガラス基板５０の剛性により第２面まで達することなく途中で止まってしまうので、第１罫書き線５２を形成した時点ではガラス基板５０はｙ方向に分割されていない。そして、ガラス基板５０の第２面にスクライブチップ５８を当接して押圧すると、この押圧力により接着テープ５４が弾性変形し、第１罫書き線５２のＶ字状溝がくさび状に広げられることでクラック５３が厚さ方向に成長していき、やがてガラス基板５０の第２面まで達する。図中矢印６０はスクライブチップ５８の押圧によるクラック５３の成長方向を示す。図４は、ガラス基板５０の第２面に第２罫書き線５６を形成する状態を示す。スクライブチップ５８を押圧しながらｘ方向に移動させて第２罫書き線５６を形成すると、上記のとおりクラック５３は第１面から第２面に向けて成長して第２面に達し、ガラス基板５０はｙ方向に分割される。一方、第２罫書き線５６により生じるクラック６２は第２面から第１面に向かって成長する。第１面に多層膜を形成する場合、第１罫書き線５２は多層膜に損傷を与えない程度の力、例えば３ｋｇｆ以下で押圧しながら形成し、第２罫書き線５６は多層膜の損傷を考慮に入れる必要がないのでより多くの力、例えば３．５ｋｇｆ以上で押圧しながら形成すればよい。

なお、本実施形態では、ガラス基板５０はｙ方向には折曲することなく分割可能であるが、ｘ方向の第２罫書き線５６により生じるクラック６２はガラス基板５０の第１面に達していないため、このままではｘ方向には分割されず、別途折曲処理等が必要となる。以下では、ｘ方向の折曲処理も不要となる製造方法を説明する。

図５に、他の実施形態の製造方法を示す。図５（ａ）に示すように、ガラス基板５０の第１面に第１罫書き線５２を互いに交差しないようにｙ方向に沿って形成する。次に、図５（ｂ）に示すように、ガラス基板５０の第１面に補助罫書き線６４を互いに交差しないようにｘ方向に沿って形成する。補助罫書き線６４は第１罫書き線５２よりも浅い断面形状Ｖ字状溝である。第１罫書き線５２と補助罫書き線６４を形成した後、図５（ｃ）に示すように第１面の全面に接着テープ５４を貼付し、ガラス基板５０を裏返す。最後に、図５（ｄ）に示すように、ガラス基板５０の第２面に第２罫書き線５６を互いに交差しないようにｘ方向に沿って形成する。この際、第２罫書き線５６はｘ方向に沿って形成された補助罫書き線６４に位置合わせして形成する。位置合わせはガラス基板５０のエッジあるいはマーキング位置を光学的に読み取り、この位置を基準位置として行うことができる。第２罫書き線５６を形成することで、第１罫書き線５２により生じたクラック５３が第１面から第２面に達してガラス基板５０がｙ方向に分割されるのは上記したとおりであるが、ｘ方向に着目すると、補助罫書き線６４によりある程度既に厚さ方向にクラックが生じており、第２罫書き線５６は補助罫書き線６４と同一位置に形成されるから、第２罫書き線５６により生じたクラック６２は補助罫書き線６４により既に生じているクラックと会合し、結局、ｘ方向にも第２面から第１面に達するクラックが生じてガラス基板５０はｘ方向にも分割されることになる。

図６に、図５に示す製造方法の処理フローチャートを示す。図２のフローチャートと異なるのは、補助罫書き線６４を形成する工程が付加されている点である。すなわち、まず、ガラス基板５０の一方の面（第１面）に第１罫書き線５２を形成する（Ｓ２０１）。次に、ガラス基板５０の同一面（第１面）に補助罫書き線６４を形成する（Ｓ２０２）。第１罫書き線５２をｙ方向に沿って形成した場合、補助罫書き線（補助線）６４はｘ方向に沿って形成する。ｘ方向は主に第２罫書き線５６で分割することになるので補助罫書き線６４の深さは浅く形成すればよいが、第１罫書き線５２と同程度の深さとしてもよい。第１罫書き線５２及び補助罫書き線６４を形成した後、ガラス基板５０の同一面に接着テープ５４等の粘着性弾性テープを貼付する（Ｓ２０３）。粘着性弾性テープの機能はスクライブチップ押圧時の弾性変形によるクラック成長促進と光学部品の散乱防止であり、この目的の範囲内での粘着力と弾性を有していればよい。特に、スクライブ装置のステージ６０は剛体で形成されているから、弾性部材を下地として介在させつつスクライブチップ５８をガラス基板５０に押圧することでクラックを厚さ方向に確実に成長させることができる。最後に、ガラス基板５０の他方の面（第２面）に補助罫書き線６４に位置合わせして第２罫書き線５６を形成することで、ガラス基板５０をｘ方向及びｙ方向ともに分割する（Ｓ２０４）。本実施形態では、ｘ方向及びｙ方向のいずれにもガラス基板５０の折曲は不要である。

本実施形態では、第１罫書き線５２を形成した後に補助罫書き線６４を形成しているが、まずｘ方向に補助罫書き線６４を形成し、その後にｙ方向に第１罫書き線５２を形成してもよい。

また、本実施形態では片面に１０層以上の多層膜が形成されたガラス基板５０を例示したが、両面に多層膜が形成されたガラス基板５０でも同様に適用できる。なお、５層以下の多層膜が形成されている場合、１０層以上の場合と比べて膜の損傷がほとんどないためスクライブチップ５８の押圧力をより大きく設定することが可能である。例えば、第１面に１０層、第２面に５層の多層膜が形成されたガラス基板５０の場合、３ｋｇｆで第１罫書き線５２を形成するとともに２ｋｇｆで補助罫書き線６４を形成し、４ｋｇｆで第２罫書き線５６を形成する等である。

また、本実施形態では接着テープ５４を用いているが、粘着力があり、かつ弾性を有する部材であればいかなるものでもよく、単一の部材で粘着力及び弾性を備える他、複数の部材で粘着力と弾性を得てもよい。例えば接着テープ５４とステージ６０との間に多穴質シートを介在させて弾性を得る等である。要するに、ガラス基板５０の第１面に粘着性のある部材と弾性のある部材を装着して第２面側からスクライブチップ５８を押圧し第２罫書き線５６を形成すればよい。

さらに、本実施形態ではｘ方向及びｙ方向に罫書き線を形成しているが、製造すべき光学部品の外形に応じて罫書き線を形成できることはいうまでもない。

実施形態の製造方法を示す説明図である。 図１に示す製造方法の処理フローチャートである。 実施形態の厚み方向へのクラック成長説明図である。 実施形態の第２罫書き線形成時のｙ方向分割説明図である。 他の実施形態の製造方法を示す説明図である。 図５に示す製造方法の処理フローチャートである。 従来技術の分割説明図である。 従来技術の処理フローチャートである。

符号の説明

５０ ガラス基板、５２ 第１罫書き線、５３ クラック（第１罫書き線による）５４ 接着テープ、５６ 第２罫書き線、５８ スクライブチップ、６０ ステージ、６２ クラック（第２罫書き線による）、６４ 補助罫書き線。

Claims (3)

1. ガラス基板を分割することで光学部品を製造する方法であって、
   前記ガラス基板の一方の面に複数の第１罫書き線を互いに交差しないように形成する工程と、
   前記ガラス基板の一方の面に粘着性弾性部材を装着する工程と、
   前記ガラス基板の他方の面に前記第１罫書き線と交差する複数の第２罫書き線を互いに交差しないように形成することで前記ガラス基板を前記第１罫書き線に沿って分割する工程と、
   を有することを特徴とする光学部品の製造方法。
2. ガラス基板を分割することで光学部品を製造する方法であって、
   前記ガラス基板の一方の面に複数の第１罫書き線を互いに交差しないように形成する工程と、
   前記ガラス基板の一方の面に前記第１罫書き線と交差する複数の補助罫書き線を互いに交差しないように形成する工程と、
   前記ガラス基板の一方の面に粘着性弾性部材を装着する工程と、
   前記ガラス基板の他方の面に前記補助罫書き線と位置が一致するように複数の第２罫書き線を形成することで前記ガラス基板を前記第１罫書き線及び前記第２罫書き線に沿って分割する工程と、
   を有することを特徴とする光学部品の製造方法。
3. 請求項２記載の方法において、
   前記補助罫書き線は、前記第１罫書き線よりも浅く形成されることを特徴とする光学部品の製造方法。

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