JP2007195658A - Endoscope, and its manufacturing method - Google Patents

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Takeshi Kida
武志 木田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for an endoscope, which enables preferable maintenance of a surrounding property of solder and quick acquisition of a surface of a high joint strength. <P>SOLUTION: This manufacturing method is used for manufacturing the endoscope, for which a lens and a lens frame for supporting the lens are soldered. A lens frame film-forming process (S10) and a lens film-forming process includes a step (S5) for injecting a metal in order to form a tilting layer on at least one of a base material of the lens frame and a base material of the lens prior to the film-forming of a solder alloy forming layer. In this case, the lens frame film-forming process has a step (S6) wherein a metal which can be alloyed with solder is film-formed as the solder alloy forming layer on the base material of the lens frame. The lens film forming process has a process wherein a metal which can be alloyed with solder is film-formed on the base material of the lens. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、内視鏡及びその製造方法、特に、挿入部先端がレンズ枠及びレンズによって構成される内視鏡、及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an endoscope and a manufacturing method thereof, and more particularly, to an endoscope whose distal end of an insertion portion is constituted by a lens frame and a lens, and a manufacturing method thereof.

従来、内視鏡の外筒の開口部にレンズ等のガラス部材を固定する場合には、内視鏡自体の小型化を損なわず、かつ、十分な接合強度と封止性とを得るために、開口部の端部をメッキ処理等で半田付けが可能となるようなメタライズ膜を形成するとともに、ガラス部材の周囲端面に真空蒸着やスパッタリング等の真空プロセスによって下地層を形成した後、メッキ処理によって下地層を覆うメタライズ膜とその上を覆う半田メッキ層とを形成し、ガラス部材の端面と開口部の端面とを半田にて接合している。   Conventionally, when a glass member such as a lens is fixed to an opening of an outer tube of an endoscope, in order to obtain sufficient bonding strength and sealing performance without impairing the downsizing of the endoscope itself. In addition to forming a metallized film that can be soldered at the end of the opening by plating or the like, and forming a base layer on the peripheral end surface of the glass member by a vacuum process such as vacuum deposition or sputtering, then plating Thus, a metallized film covering the base layer and a solder plating layer covering the metallized film are formed, and the end face of the glass member and the end face of the opening are joined by solder.

例えば、特開平９−２６５０４６号公報に記載のものにおいては、ガラス部材の周囲端面に密着力の強い半田付け可能なメタライズ膜を形成するために、ガラス部材の周囲端面を意図的に粗し、さらにガラス部材と密着力の良い金属を下地層として成膜する技術が開示されている。   For example, in the one described in JP-A-9-265046, in order to form a solderable metallized film having strong adhesion on the peripheral end surface of the glass member, the peripheral end surface of the glass member is intentionally roughened. Furthermore, a technique is disclosed in which a metal having good adhesion to a glass member is used as a base layer.

また、医療用内視鏡の場合には、半田接合部分が体内に挿入されることから、半田接合の際にフラックスを使用することができない。そこで、半田の周り込みを良くし、高い密着強度を得るために、半田をメッキしていることから、下地層と半田メッキ層とを形成するための真空プロセスとメッキ処理工程との両方を行う必要があり、生産リードタイムが長くなってしまう。
特開平９−２６５０４６号公報 In the case of a medical endoscope, the solder joint portion is inserted into the body, so that flux cannot be used for solder joint. Therefore, since solder is plated in order to improve solder penetration and obtain high adhesion strength, both the vacuum process and the plating process for forming the underlayer and the solder plating layer are performed. This requires production lead time.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-265046

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、半田の周り込み性を好適に維持し、密着強度の高い半田合金化層を備えたレンズおよびレンズ枠を短時間で得ることができる、内視鏡及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to obtain a lens and a lens frame having a solder alloying layer having a high adhesion strength in a short time, suitably maintaining solder wraparound. It is an object of the present invention to provide an endoscope and a manufacturing method thereof.

上記の問題を解決するために、請求項１に係わる発明は、レンズと該レンズを支持するレンズ枠とが半田付けされた内視鏡の製造方法であって、前記レンズ枠の母材に半田と合金可能な金属を半田合金化層として成膜する工程を有するレンズ枠成膜工程と、前記レンズの母材に半田と合金可能な金属を半田合金化層として成膜する工程を有するレンズ成膜工程とを備え、前記レンズ枠成膜工程と前記レンズ成膜工程との少なくとも一方が、前記半田合金化層の成膜前に、前記レンズ枠の母材又は前記レンズの母材に傾斜層を形成するため金属を注入する工程を備えたことを特徴としている。
請求項１に係わる発明の作用は、前記レンズ枠の母材に半田と合金可能な金属を半田合金化層として成膜する工程を有するレンズ枠成膜工程と、前記レンズの母材に半田と合金可能な金属を半田合金化層として成膜する工程を有するレンズ成膜工程とを備えていることから、半田を用いて前記レンズ枠の母材と前記レンズの母材を半田接合することである。また、前記レンズ枠成膜工程と前記レンズ成膜工程との少なくとも一方が、前記半田合金化層の成膜前に、前記レンズ枠の母材又は前記レンズの母材に傾斜層を形成するため金属を注入する工程を備えていることから、前記レンズ枠の母材又は前記レンズの母材の表面と半田合金化層等のメタライズ膜の間に応力の集中する明瞭な界面をなくすことである。 In order to solve the above problem, an invention according to claim 1 is a method of manufacturing an endoscope in which a lens and a lens frame that supports the lens are soldered, and soldered to a base material of the lens frame. A lens frame forming step having a step of forming a metal that can be alloyed with a solder alloying layer, and a lens forming step having a step of forming a metal that can be alloyed with solder on the base material of the lens as a solder alloying layer. A film process, wherein at least one of the lens frame film formation process and the lens film formation process is performed on the lens frame base material or the lens base material before forming the solder alloyed layer. The method is characterized by comprising a step of injecting metal to form the metal.
The action of the invention according to claim 1 is that a lens frame film forming step including forming a metal alloyable with solder as a solder alloying layer on the lens frame base material, and soldering on the lens base material. A lens film forming step including a step of forming a metal capable of alloying as a solder alloying layer, and by soldering the base material of the lens frame and the base material of the lens using solder is there. In addition, at least one of the lens frame film forming step and the lens film forming step forms an inclined layer on the lens frame base material or the lens base material before forming the solder alloy layer. Since there is a step of injecting a metal, it is to eliminate a clear interface where stress is concentrated between the base material of the lens frame or the surface of the base material of the lens and a metallized film such as a solder alloying layer. .

請求項２に係わる発明は、前記レンズ枠成膜工程が、前記レンズ枠の母材に傾斜層を形成する前に、前記レンズ枠の母材に所定の真空度下にてイオンを衝突させる工程を備えていることを特徴としている。
請求項３に係わる発明は、前記レンズ成膜工程が、前記レンズの母材に傾斜層を形成する前に、前記レンズの母材に所定の真空度下にてイオンを衝突させる工程を備えていることを特徴としている。
請求項２，３に係わる発明の作用は、前記レンズ枠成膜工程又は前記レンズ成膜工程が、前記レンズ枠の母材又は前記レンズの母材に傾斜層を形成する工程の前に、所定の真空度下においてイオンを衝突させて表面のエッチングを行う工程を備えていることから、前記レンズ枠の母材の表面又は前記レンズの母材の表面に形成された酸化膜を除去することである。 According to a second aspect of the present invention, in the lens frame film forming step, ions are collided with the base material of the lens frame under a predetermined degree of vacuum before forming an inclined layer on the base material of the lens frame. It is characterized by having.
According to a third aspect of the present invention, the lens film-forming step includes a step of causing ions to collide with the base material of the lens under a predetermined degree of vacuum before forming an inclined layer on the base material of the lens. It is characterized by being.
According to the second and third aspects of the present invention, the lens frame film forming step or the lens film forming step is performed before the step of forming an inclined layer on the lens frame base material or the lens base material. The surface of the lens frame by removing the oxide film formed on the surface of the base material of the lens frame or the surface of the base material of the lens. is there.

請求項４に係わる発明は、前記レンズ枠成膜工程が、前記レンズ枠に半田合金化層を成膜した後に、半田を半田層として成膜する工程を備えていることを特徴としている。
請求項５に係わる発明は、前記レンズ成膜工程が、前記レンズに半田合金化層を成膜した後に、半田を半田層として成膜する工程を備えていることを特徴としている。
請求項４，５に係わる発明の作用は、前記レンズ枠成膜工程又は前記レンズ成膜工程が、前記レンズ枠又は前記レンズに半田合金化層を成膜した後に、半田を半田層として成膜する工程を備えていることから、前記レンズ枠と前記レンズの嵌合部全てに半田を成膜することである。 The invention according to claim 4 is characterized in that the lens frame film forming step includes a step of forming a solder alloy layer on the lens frame and then forming a solder as a solder layer.
The invention according to claim 5 is characterized in that the lens film forming step includes a step of forming a solder alloy layer on the lens and then forming a solder layer as a solder layer.
According to the fourth and fifth aspects of the invention, the lens frame film forming step or the lens film forming step forms a solder alloy layer on the lens frame or the lens, and then forms a solder as a solder layer. Therefore, solder is formed on all the fitting portions of the lens frame and the lens.

請求項６に係わる発明は、前記レンズ枠成膜工程が、前記レンズ枠に半田合金化層を成膜した後に、最表層として金または銀の少なくとも一つを成膜する工程を備え、半田付け作業時に半田を流し込み前記レンズ枠と前記レンズを半田接合することを特徴としている。
請求項７に係わる発明は、前記レンズ成膜工程が、前記レンズに半田合金化層を成膜した後に、最表層として金または銀の少なくとも一つを成膜する工程を備え、半田付け作業時に半田を流し込み前記レンズ枠と前記レンズを半田接合することを特徴としている。
請求項６，７に係わる発明の作用は、前記レンズ枠成膜工程又は前記レンズ成膜工程が、前記レンズ枠又は前記レンズに半田合金化層を成膜した後に、最表層として金または銀の少なくとも一つを成膜する工程を備えていることから、半田合金化層等からなるメタライズ膜の最表面における酸化を抑えることである。 According to a sixth aspect of the present invention, the lens frame forming step includes a step of forming at least one of gold and silver as the outermost layer after forming a solder alloying layer on the lens frame, and soldering Solder is poured during work, and the lens frame and the lens are soldered together.
In the invention according to claim 7, the lens film forming step includes a step of forming at least one of gold and silver as an outermost layer after forming a solder alloying layer on the lens, and during the soldering operation. Solder is poured in and the lens frame and the lens are soldered together.
The effects of the inventions according to claims 6 and 7 are that the lens frame film forming step or the lens film forming step is made of gold or silver as the outermost layer after the solder alloying layer is formed on the lens frame or the lens. Since at least one step of forming a film is provided, oxidation on the outermost surface of the metallized film made of a solder alloying layer or the like is suppressed.

請求項８に係わる発明は、前記傾斜層が、クロム、チタン、ニッケル、銅、亜鉛、錫、白金のうちの少なくとも一種類を含むことを特徴としている。
請求項８に係わる発明の作用は、前記前記傾斜層が、ニッケル、銅、亜鉛、錫、白金のいずれか一種類であれば、半田合金化層との材料的な関係から前記傾斜層と前記半田合金化層との界面における化学的な親和性を好適に維持することであり、また、前記傾斜層が、クロム、チタンであれば、前記半田合金化層の金属に対して、界面における化学的な親和性を好適に維持することである。さらに、前記傾斜層がクロム、チタンであることから、前記レンズ枠の母材の表面又は前記レンズの母材の表面との化学的な親和性を高めることである。 The invention according to claim 8 is characterized in that the inclined layer includes at least one of chromium, titanium, nickel, copper, zinc, tin, and platinum.
The action of the invention according to claim 8 is that, if the inclined layer is any one of nickel, copper, zinc, tin, and platinum, the inclined layer and the It is preferable to maintain chemical affinity at the interface with the solder alloying layer, and when the inclined layer is chromium or titanium, the chemical at the interface with respect to the metal of the solder alloying layer. It is to maintain a suitable affinity. Furthermore, since the inclined layer is made of chromium or titanium, the chemical affinity with the surface of the base material of the lens frame or the surface of the base material of the lens is increased.

請求項９に係わる発明は、前記半田合金化層が、ニッケル、銅、亜鉛、錫、白金のうちの少なくとも一種類を含むことを特徴としている。
請求項９に係わる発明の作用は、前記半田合金化層が、ニッケル、銅、亜鉛、錫、白金のいずれか一つを備えていることから、半田が前記半田合金化層に好適に拡散することである。 The invention according to claim 9 is characterized in that the solder alloying layer contains at least one of nickel, copper, zinc, tin, and platinum.
The action of the invention according to claim 9 is that the solder alloying layer comprises any one of nickel, copper, zinc, tin, and platinum, so that the solder suitably diffuses into the solder alloying layer. That is.

請求項１０に係わる発明は、前記半田層が、金―錫半田であることを特徴としている。
請求項１０に係わる発明の作用は、金―錫半田を備えていることから、前記半田合金化層への拡散を好適にすることである。 The invention according to claim 10 is characterized in that the solder layer is gold-tin solder.
The action of the invention according to claim 10 is to make the diffusion into the solder alloying layer suitable because it comprises gold-tin solder.

請求項１１に係わる発明は、少なくとも前記レンズ枠の端面における前記傾斜層の厚さを３０ｎｍ以上とすることを特徴としている。
請求項１５に係わる発明は、少なくとも前記レンズの側面における前記傾斜層の厚さを３０ｎｍ以上とすることを特徴としている。
請求項１１，１５に係わる発明の作用は、少なくとも前記レンズ枠の端面又は前記レンズの側面における前記傾斜層の厚さを３０ｎｍ以上とすることから、前記レンズ枠の母材の表面又は前記レンズの母材の表面と半田合金化層等のメタライズ膜との間に応力の集中する明瞭な界面をなくすことである。
なお、前記レンズ枠の端面又は前記レンズの側面における前記傾斜層の厚さが３０ｎｍに満たない場合には、レンズ枠の母材の表面又はレンズの母材の表面とメタライズ膜との間に応力の集中する界面を完全になくすことができない。 The invention according to an eleventh aspect is characterized in that the thickness of the inclined layer on at least the end face of the lens frame is 30 nm or more.
The invention according to claim 15 is characterized in that the thickness of the inclined layer on at least the side surface of the lens is 30 nm or more.
The effects of the inventions according to claims 11 and 15 are that the thickness of the inclined layer on at least the end surface of the lens frame or the side surface of the lens is 30 nm or more, so that the surface of the base material of the lens frame or the lens It is to eliminate a clear interface where stress is concentrated between the surface of the base material and a metallized film such as a solder alloying layer.
When the thickness of the inclined layer on the end surface of the lens frame or the side surface of the lens is less than 30 nm, stress is applied between the surface of the base material of the lens frame or the surface of the base material of the lens and the metallized film. It is not possible to completely eliminate the concentrated interface.

請求項１２に係わる発明は、少なくとも前記レンズ枠の端面における前記半田合金化層の成膜厚さを１０００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下とすることを特徴としている。
請求項１６に係わる発明は、少なくとも前記レンズの側面における前記半田合金化層の厚さを１０００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下とすることを特徴としている。
請求項１２、１６に係わる発明の作用は、少なくとも前記レンズ枠の端面又は前記レンズの側面における前記半田合金化層の成膜厚さを１０００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下とすることから、レンズ枠の母材の表面又はレンズの母材の表面までの半田の拡散を抑え、一方傾斜層自体の応力を抑えることである。
なお、前記レンズ枠の端面又は前記レンズの側面における前記半田合金化層の成膜厚さが１０００ｎｍに満たない場合には、レンズ枠の母材の表面又はレンズの母材の表面まで半田が拡散してしまうことから、接合強度が低下する。一方、前記レンズ枠の端面又は前記レンズの側面における前記半田合金化層の成膜厚さが３０００ｎｍを超える場合には、傾斜層自体の応力により半田合金化層であるメタライズ膜が破壊されてしまう。 The invention according to a twelfth aspect is characterized in that a film thickness of the solder alloying layer on at least the end face of the lens frame is 1000 nm or more and 3000 nm or less.
The invention according to claim 16 is characterized in that the thickness of the solder alloying layer on at least the side surface of the lens is set to 1000 nm or more and 3000 nm or less.
The effects of the inventions according to claims 12 and 16 are such that the film thickness of the solder alloyed layer on at least the end surface of the lens frame or the side surface of the lens is 1000 nm or more and 3000 nm or less. It is to suppress the diffusion of solder to the surface or the surface of the lens base material, while suppressing the stress of the inclined layer itself.
When the film thickness of the solder alloying layer on the end surface of the lens frame or the side surface of the lens is less than 1000 nm, the solder diffuses to the surface of the lens frame base material or the surface of the lens base material. As a result, the bonding strength decreases. On the other hand, when the thickness of the solder alloying layer on the end face of the lens frame or the side surface of the lens exceeds 3000 nm, the metallized film as the solder alloying layer is destroyed by the stress of the inclined layer itself. .

請求項１３に係わる発明は、少なくとも前記レンズ枠の端面における前記半田層の成膜厚さを１０００ｎｍ以上とすることを特徴としている。
請求項１７に係わる発明は、少なくとも前記レンズの側面における前記半田層の厚さを１０００ｎｍ以上とすることを特徴としている。
請求項１３、１７に係わる発明の作用は、少なくとも前記レンズ枠の端面又は前記レンズの側面における前記半田層の成膜厚さを１０００ｎｍ以上とすることから、前記レンズ枠と前記レンズとの嵌合部に対して半田接合を好適に維持できる半田量を成膜することである。
なお、前記レンズ枠の端面又は前記レンズの側面における前記半田層の成膜厚さが１０００ｎｍに満たない場合には、前記レンズ枠と前記レンズとの嵌合部に対して半田接合が維持できないおそれが出てくる。 The invention according to claim 13 is characterized in that the film thickness of the solder layer on at least the end face of the lens frame is 1000 nm or more.
The invention according to claim 17 is characterized in that the thickness of the solder layer on at least the side surface of the lens is 1000 nm or more.
The action of the invention according to claims 13 and 17 is that the film thickness of the solder layer on at least the end surface of the lens frame or the side surface of the lens is 1000 nm or more, so that the lens frame and the lens are fitted. The amount of solder that can suitably maintain solder bonding to the portion is formed.
If the film thickness of the solder layer on the end surface of the lens frame or the side surface of the lens is less than 1000 nm, solder bonding may not be maintained at the fitting portion between the lens frame and the lens. Comes out.

請求項１４に係わる発明は、少なくとも前記レンズ枠の端面における前記最表層の成膜厚さを１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることを特徴としている。
請求項１８に係わる発明は、少なくとも前記レンズの側面における前記最表層の厚さを１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることを特徴としている。
請求項１４、１８に係わる発明の作用は、少なくとも前記レンズ枠の端面又は前記レンズの側面における前記最表層の成膜厚さを１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることから、前記最表層の酸化を好適に抑えることである。
なお、前記レンズ枠の端面又は前記レンズの側面における前記最表層の成膜厚さが１００ｎｍに満たない場合には、最表層の酸化を抑えにくくなる。一方、前記レンズ枠の端面又は前記レンズの側面における前記最表層の成膜厚さが１０００ｎｍを超える場合には、半田の融点上昇を引き起こし、半田の合金化を妨げることになる。 The invention according to claim 14 is characterized in that the film thickness of the outermost layer on at least the end face of the lens frame is 100 nm or more and 1000 nm or less.
The invention according to claim 18 is characterized in that the thickness of the outermost layer on at least the side surface of the lens is 100 nm or more and 1000 nm or less.
The effect of the invention according to claims 14 and 18 is that the film thickness of the outermost layer on at least the end face of the lens frame or the side surface of the lens is 100 nm or more and 1000 nm or less, so that the outermost layer is preferably oxidized. It is to suppress.
In addition, when the film thickness of the outermost layer on the end surface of the lens frame or the side surface of the lens is less than 100 nm, it is difficult to suppress oxidation of the outermost layer. On the other hand, when the film thickness of the outermost layer on the end face of the lens frame or the side surface of the lens exceeds 1000 nm, the melting point of the solder is increased and the alloying of the solder is hindered.

請求項１９に係わる発明は、挿入部の先端のレンズと該レンズを支持するレンズ枠とが半田付けされた内視鏡であって、前記レンズ枠の母材に半田と合金可能な金属が半田合金化層として成膜されるとともに、前記レンズの母材に半田と合金可能な金属が半田合金化層として成膜され、前記レンズ枠の母材又は前記レンズの母材のうち少なくとも一方の母材と前記半田合金化層との間に、前記母材に金属が注入されて傾斜層が形成されていることを特徴とする。
請求項１９に係わる発明の作用は、前述の請求項１に係わる発明の作用と同様、前記レンズ枠の母材又は前記レンズの母材の表面と半田合金化層等のメタライズ膜の間に応力の集中する明瞭な界面をなくすことである。 The invention according to claim 19 is an endoscope in which a lens at the distal end of the insertion portion and a lens frame that supports the lens are soldered, and a metal that can be alloyed with solder is soldered to a base material of the lens frame. A metal that can be alloyed with solder is formed on the lens base material as a solder alloying layer, and is formed as an alloying layer. At least one of the lens frame base material and the lens base material is formed. An inclined layer is formed by injecting metal into the base material between a material and the solder alloying layer.
The action of the invention according to claim 19 is the same as the action of the invention according to claim 1 described above, and stress is applied between the lens frame base material or the surface of the lens base material and a metallized film such as a solder alloyed layer. It is to eliminate the clear interface of the concentration.

上記特徴構成を有するこの請求項１，１９に係わる発明によれば、前記レンズ枠の母材及び前記レンズの母材を半田付け可能にする密着強度の高い半田合金化層を短時間に成膜することができる。   According to the inventions according to claims 1 and 19 having the above-described characteristic configuration, a solder alloying layer having high adhesion strength capable of soldering the base material of the lens frame and the base material of the lens is formed in a short time. can do.

請求項２，３に係わる発明によれば、表面をエッチングする工程を備えているので、傾斜層を形成する前に前記レンズ枠の母材の表面及び前記レンズの母材の表面に形成された酸化膜を除去して、半田合金化層の密着強度を向上することができる。   According to the second and third aspects of the invention, since the step of etching the surface is provided, it is formed on the surface of the base material of the lens frame and the surface of the base material of the lens before forming the inclined layer. The adhesion strength of the solder alloying layer can be improved by removing the oxide film.

請求項４，５に係わる発明によれば、半田の回り込み性を好適に維持し、密着強度を向上させることができる。   According to the fourth and fifth aspects of the present invention, it is possible to suitably maintain the solder wraparound property and improve the adhesion strength.

請求項６，７に係わる発明によれば、半田合金化層の表面の酸化を好適に抑え、半田の流れ性を向上させることにより、密着強度を向上させることができる。   According to the sixth and seventh aspects of the invention, the adhesion strength can be improved by suitably suppressing the oxidation of the surface of the solder alloying layer and improving the flowability of the solder.

請求項８に係わる発明によれば、前記傾斜層と前記半田合金化層との密着強度を向上させることができる。   According to the invention concerning Claim 8, the adhesive strength of the said inclination layer and the said solder alloying layer can be improved.

請求項９に係わる発明によれば、前記半田層の合金化を高めることができる。   According to the invention concerning Claim 9, the alloying of the solder layer can be enhanced.

請求項１０に係わる発明によれば、半田合金化層の表面の酸化を好適に抑え、半田の流れ性を向上させることにより、密着強度を向上させることができる。   According to the invention relating to claim 10, the adhesion strength can be improved by suitably suppressing the oxidation of the surface of the solder alloying layer and improving the flowability of the solder.

請求項１１，１５に係わる発明によれば、前記傾斜層の厚さが３０ｎｍ以上であることから、母材と前記半田合金化層との密着性を向上させることができる。   According to the invention concerning Claim 11 and 15, since the thickness of the said inclination layer is 30 nm or more, the adhesiveness of a base material and the said solder alloying layer can be improved.

請求項１２，１６に係わる発明によれば、前記半田合金化層の膜厚が１０００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であることから、母材表面への半田の拡散を抑えて接合強度が向上する一方、傾斜層自体の応力により半田合金化層が破壊されてしまうことを好適に抑えることができる。   According to the inventions related to claims 12 and 16, since the thickness of the solder alloying layer is 1000 nm or more and 3000 nm or less, the diffusion strength of the solder to the surface of the base material is suppressed and the bonding strength is improved. It can be suitably suppressed that the solder alloying layer is destroyed by the stress of itself.

請求項１３，１７に係わる発明によれば、前記半田層の膜厚が１０００ｎｍ以上であることから、半田の回り込み性を高めることができ、前記レンズ枠と前記レンズとの密着強度を好適に維持することができる。   According to the inventions according to claims 13 and 17, since the film thickness of the solder layer is 1000 nm or more, it is possible to improve the wraparound property of the solder and to suitably maintain the adhesion strength between the lens frame and the lens. can do.

請求項１４，１８に係わる発明によれば、前記最表層の膜厚が１００ｎｍ以上なので、半田の流れ性を高めることができ、前記レンズ枠と前記レンズの密着強度を好適に維持することができる。また、前記最表層の膜厚が１０００ｎｍ以下なので、半田の融点が高くなることを好適に抑えることができる。   According to the inventions related to claims 14 and 18, since the film thickness of the outermost layer is 100 nm or more, the flowability of solder can be improved, and the adhesion strength between the lens frame and the lens can be suitably maintained. . Moreover, since the film thickness of the outermost layer is 1000 nm or less, an increase in the melting point of the solder can be suitably suppressed.

以下、この発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。
図１〜図４は、本発明の第１実施形態を示す。本実施形態に係る内視鏡１は、図１に示すように、挿入部の先端を構成するステンレス製のレンズ枠２及びこのレンズ枠２に支持されるレンズ３を有している。レンズ枠２とレンズ３とは、半田層７によって半田付けされている。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 4 show a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the endoscope 1 according to the present embodiment includes a stainless steel lens frame 2 that constitutes the distal end of the insertion portion, and a lens 3 supported by the lens frame 2. The lens frame 2 and the lens 3 are soldered by a solder layer 7.

レンズ枠２には、レンズ３が嵌合する先端孔２ａと、後端側の後端孔２ｂと、先端孔２ａ及び後端孔２ｂより小径で、かつ、それらを連通する貫通孔２ｃが設けられている。各孔２ａ，２ｂ，２ｃは、中心線を一致させて配置するのが望ましい。   The lens frame 2 is provided with a front end hole 2a into which the lens 3 is fitted, a rear end side rear end hole 2b, a through hole 2c having a diameter smaller than that of the front end hole 2a and the rear end hole 2b and communicating with them. It has been. Each of the holes 2a, 2b, 2c is preferably arranged with the center line aligned.

レンズ枠２の先端孔２ａ及び貫通孔２ｃの内面には、枠用メタライズ膜８がレンズ枠２の母材２Ａに対して成膜されている。枠用メタライズ膜８は、先端孔２ａ及び貫通孔２ｃにおいて、レンズ枠２の内部から内表面に向かって順次形成された傾斜層５、半田合金化層６及び半田層７によって構成されている。傾斜層５は、半田と合金可能なニッケルが母材２Ａに注入されて構成されている。ここで、傾斜層５は、深さによって母材２Ａに対する注入金属（ここではニッケル）の割合が変化する層をいい、表面に近づくにつれて注入金属の割合が増す層をいう。半田合金化層６は、半田と合金可能なニッケルによって構成されている。半田層７は、金と錫との合金によって構成されている。   A metallization film 8 for a frame is formed on the base material 2A of the lens frame 2 on the inner surfaces of the tip hole 2a and the through hole 2c of the lens frame 2. The metallization film 8 for the frame is composed of the inclined layer 5, the solder alloying layer 6, and the solder layer 7 that are sequentially formed from the inside of the lens frame 2 toward the inner surface in the tip hole 2 a and the through hole 2 c. The inclined layer 5 is configured by injecting nickel, which can be alloyed with solder, into the base material 2A. Here, the inclined layer 5 refers to a layer in which the ratio of the injected metal (in this case, nickel) to the base material 2A varies depending on the depth, and refers to a layer in which the ratio of the injected metal increases as it approaches the surface. The solder alloying layer 6 is made of nickel that can be alloyed with solder. The solder layer 7 is made of an alloy of gold and tin.

一方、レンズ３の外周面には、レンズ用メタライズ膜１０がレンズ３の母材３Ａに対して成膜されている。レンズ用メタライズ膜１０は、枠用メタライズ膜８と同様に、傾斜層５、半田合金化層６及び半田層７によって構成されている。レンズ用メタライズ膜１０の傾斜層５、半田合金化層６及び半田層７は、枠用メタライズ膜８の傾斜層５、半田合金化層６及び半田層７が、先端孔２ａ及び貫通孔２ｃにおいて、レンズ枠２の母材２Ａ内部から内表面に向かって順次形成されているのに対し、レンズ３の母材３Ａ内部から外表面へ向かって順次形成されている点を除き、枠用メタライズ膜８の傾斜層５、半田合金化層６及び半田層７と同様に構成されている。   On the other hand, on the outer peripheral surface of the lens 3, a lens metallized film 10 is formed on the base material 3 </ b> A of the lens 3. Similarly to the frame metallization film 8, the lens metallization film 10 is composed of the inclined layer 5, the solder alloying layer 6, and the solder layer 7. The inclined layer 5, the solder alloyed layer 6 and the solder layer 7 of the lens metallized film 10 are the inclined layer 5, the solder alloyed layer 6 and the solder layer 7 of the frame metallized film 8 at the tip hole 2a and the through hole 2c. The metallized film for the frame except that it is formed sequentially from the inside of the base material 2A of the lens frame 2 toward the inner surface, whereas it is sequentially formed from the inside of the base material 3A of the lens 3 toward the outer surface. 8 is configured in the same manner as the inclined layer 5, the solder alloying layer 6, and the solder layer 7.

次に、本実施形態に係わる内視鏡１の枠用メタライズ膜８及びレンズ用メタライズ膜１０をイオンプレーティングとスパッタリングによって成膜する装置及び工程について説明する。   Next, an apparatus and a process for forming the frame metallization film 8 and the lens metallization film 10 of the endoscope 1 according to the present embodiment by ion plating and sputtering will be described.

まず、装置について説明すると、レンズ枠２及びレンズ３に成膜するために、図２（ａ）に示す成膜装置１１が使用される。この成膜装置１１は、成膜前のレンズ枠２の母材２Ａ又はレンズ３の母材３Ａを収容するストッカー１２、このストッカー１２を収容する大気雰囲気のストッカー室１３と、成膜のために加熱され、かつイオンボンバード、イオンプレーティング、スパッタリングを行うために常時真空状態とされる成膜室１５と、ストッカー室１３と成膜室１５とを連結するロードロック室１６とを備えている。ストッカー室１３、ロードロック室１６及び成膜室１５は、直列に接続されており、それぞれの内部及びそれぞれの間をストッカー１２が移動可能とされている。   First, the apparatus will be described. In order to form a film on the lens frame 2 and the lens 3, a film forming apparatus 11 shown in FIG. The film forming apparatus 11 includes a stocker 12 that houses the base material 2A of the lens frame 2 or the base material 3A of the lens 3 before film formation, a stocker chamber 13 that stores the stocker 12, and an atmospheric atmosphere stocker chamber 13. A film forming chamber 15 that is heated and is always in a vacuum state for ion bombardment, ion plating, and sputtering, and a load lock chamber 16 that connects the stocker chamber 13 and the film forming chamber 15 are provided. The stocker chamber 13, the load lock chamber 16, and the film forming chamber 15 are connected in series, and the stocker 12 can be moved inside and between each.

成膜室１５は、イオンボンバードするための第１の部屋１５Ａと、ニッケルの傾斜層５をイオンプレーティングにより形成する第２の部屋１５Ｂと、ニッケルをスパッタリングにより成膜する第３の部屋１５Ｃと、金と錫との合金（以下、金―錫半田と称する。）をスパッタリングにより成膜する第４の部屋１５Ｄとを備えている。   The film forming chamber 15 includes a first chamber 15A for ion bombardment, a second chamber 15B for forming the nickel gradient layer 5 by ion plating, and a third chamber 15C for forming nickel by sputtering. And a fourth chamber 15D in which an alloy of gold and tin (hereinafter referred to as gold-tin solder) is formed by sputtering.

第１の部屋１５Ａには、その内部に移動してきたストッカー１２に電圧を印加するための接点１７が配置されている。接点１７は、シリンダーＣ１によりストッカー１２に対して接近離間移動させられる。   A contact 17 for applying a voltage to the stocker 12 that has moved into the first room 15A is disposed in the first room 15A. The contact 17 is moved toward and away from the stocker 12 by the cylinder C1.

第２の部屋１５Ｂには、ニッケルのターゲット１８が設けられている。ターゲット１８は、第２の部屋１５Ｂ内に移動してきたストッカー１２と対向するように配置されている。また、第２の部屋１５Ｂには、その内部に移動してきたストッカー１２に電圧を印加するための接点２１が設けられている。接点２１は、シリンダーＣ２によりストッカー１２に対して接近離間移動させられる。   A nickel target 18 is provided in the second chamber 15B. The target 18 is disposed so as to face the stocker 12 that has moved into the second room 15B. The second room 15B is provided with a contact 21 for applying a voltage to the stocker 12 that has moved into the second room 15B. The contact 21 is moved toward and away from the stocker 12 by the cylinder C2.

第３の部屋１５Ｃには、ニッケルのターゲット１９が設けられている。ターゲット１９は、第３の部屋１５Ｃ内に移動してきたストッカー１２と対向するように配置されている。   A nickel target 19 is provided in the third chamber 15C. The target 19 is disposed so as to face the stocker 12 that has moved into the third room 15C.

第４の部屋１５Ｄには、金−錫半田のターゲット２０が設けられている。ターゲット２０は、第４の部屋１５Ｄ内に移動してきたストッカー１２と対向するように配置されている。   A gold-tin solder target 20 is provided in the fourth chamber 15D. The target 20 is disposed so as to face the stocker 12 that has moved into the fourth room 15D.

ロードロック室１６には、ストッカー室１３とロードロック室１６とを仕切る第１真空弁２２と、ロードロック室１６と成膜室１５（の第１の部屋１５Ａ）とを仕切る第２真空弁２３とが設けられている。ロードロック室１６には、真空ポンプ（図示せず）が接続されており、この真空ポンプによってロードロック室１６が所定の真空度に真空引き可能になっている。   The load lock chamber 16 includes a first vacuum valve 22 that partitions the stocker chamber 13 and the load lock chamber 16, and a second vacuum valve 23 that partitions the load lock chamber 16 and the film forming chamber 15 (the first chamber 15A). And are provided. A vacuum pump (not shown) is connected to the load lock chamber 16, and the load lock chamber 16 can be evacuated to a predetermined degree of vacuum by this vacuum pump.

次に、成膜装置１１による成膜工程について説明すると、図３に示すように、レンズ枠２の成膜工程（Ｓ１０）は、レンズ枠２の母材２Ａをイオンボンバードする工程（Ｓ４）と、ニッケルを注入して傾斜層５を形成する工程（Ｓ５）と、ニッケルを半田合金化層６として成膜する工程（Ｓ６）と、金―錫半田を半田層７として成膜する工程（Ｓ７）とを備えている。   Next, the film forming process by the film forming apparatus 11 will be described. As shown in FIG. 3, the film forming process (S10) of the lens frame 2 includes the step (S4) of ion bombarding the base material 2A of the lens frame 2. The step of forming nickel by injecting nickel (S5), the step of forming nickel as a solder alloying layer 6 (S6), and the step of forming gold-tin solder as a solder layer 7 (S7) ).

また、レンズ３の成膜工程（Ｓ２０）は、図４に示すように、レンズ３の母材３Ａをイオンボンバードする工程（Ｓ１４）と、ニッケルを注入して傾斜層５を形成する工程（Ｓ１５）と、ニッケルを半田合金化層６として成膜する工程（Ｓ１６）と、金―錫半田を半田層７として成膜する工程（Ｓ１７）とを備えている。   In addition, as shown in FIG. 4, the film forming step (S20) of the lens 3 includes a step (S14) of ion bombarding the base material 3A of the lens 3 and a step of forming the inclined layer 5 by injecting nickel (S15). ), A step of forming nickel as the solder alloying layer 6 (S16), and a step of forming gold-tin solder as the solder layer 7 (S17).

まず、レンズ枠２の成膜工程について詳細に説明する。
レンズ枠２に枠用メタライズ膜８を形成するには、最初に、レンズ枠２の母材２Ａを洗浄する（Ｓ１）。次いで、洗浄したレンズ枠２の母材２Ａを、図２（ｂ）に示すように、ストッカー１２内にセットする（Ｓ２）。レンズ枠２の母材２Ａがセットされたストッカー１２を、大気雰囲気のストッカー室１３に載置する。その後、第１真空弁２２を開き、載置したストッカー１２を、ロードロック室１６内に移動する。このとき、第２真空弁２３は閉じておく。移動後、第１真空弁２２を閉じてロードロック室１６内を真空ポンプによって真空引きする（Ｓ３）。ロードロック室１６内が所定の真空度になったら、第２真空弁２３を開き、レンズ枠２の母材２Ａを収納するストッカー１２を第１の部屋１５Ａに移動する。移動後、第２真空弁２３を閉じる。 First, the film forming process of the lens frame 2 will be described in detail.
In order to form the frame metallized film 8 on the lens frame 2, first, the base material 2A of the lens frame 2 is washed (S1). Next, the cleaned base material 2A of the lens frame 2 is set in the stocker 12 as shown in FIG. 2B (S2). The stocker 12 on which the base material 2A of the lens frame 2 is set is placed in the stocker chamber 13 in an atmospheric atmosphere. Thereafter, the first vacuum valve 22 is opened, and the placed stocker 12 is moved into the load lock chamber 16. At this time, the second vacuum valve 23 is closed. After the movement, the first vacuum valve 22 is closed and the load lock chamber 16 is evacuated by a vacuum pump (S3). When the inside of the load lock chamber 16 reaches a predetermined degree of vacuum, the second vacuum valve 23 is opened, and the stocker 12 storing the base material 2A of the lens frame 2 is moved to the first chamber 15A. After the movement, the second vacuum valve 23 is closed.

そして、第１の部屋１５Ａにアルゴン（Ａｒ）ガスを１０−１〜数Ｐａの圧力にて供給し、母材２Ａに電圧を印加するため、レンズ枠２の母材２Ａを収納するストッカー１２に接点１７を接触させ、Ａｒプラズマを発生させる。そして、母材２ＡにＡｒイオンを入射させて表面の酸化膜を取り除くとともに、表面を活性化させる（Ｓ４）。 Then, in order to supply argon (Ar) gas to the first chamber 15A at a pressure of 10 −1 to several Pa and apply a voltage to the base material 2A, the stocker 12 for storing the base material 2A of the lens frame 2 is provided. The contact 17 is brought into contact to generate Ar plasma. Then, Ar ions are incident on the base material 2A to remove the surface oxide film and activate the surface (S4).

その後、レンズ枠２の母材２Ａを収納するストッカー１２を第１の部屋１５Ａから第２の部屋１５Ｂに移動して、ニッケルを母材２Ａ中に注入して傾斜層５を形成する（Ｓ５）。ここでは、レンズ枠２の母材２Ａを収納するストッカー１２をターゲット１８と対向させ、イオンプレーティング法等の公知の方法によって傾斜層５を形成する。この場合、傾斜層５は、少なくともレンズ枠２の端面２ｄとなる部分の膜厚が３０ｎｍ以上になるまで形成するのが望ましい。   Thereafter, the stocker 12 that houses the base material 2A of the lens frame 2 is moved from the first chamber 15A to the second chamber 15B, and nickel is injected into the base material 2A to form the inclined layer 5 (S5). . Here, the stocker 12 that houses the base material 2A of the lens frame 2 is opposed to the target 18, and the inclined layer 5 is formed by a known method such as an ion plating method. In this case, it is desirable to form the inclined layer 5 until the film thickness of at least the portion that becomes the end surface 2d of the lens frame 2 is 30 nm or more.

続いて、レンズ枠２の母材２Ａを収納するストッカー１２を第２の部屋１５Ｂから第３の部屋１５Ｃに移動して、傾斜層５の上側に、ニッケルを半田合金化層６として成膜する（Ｓ６）。ここでは、レンズ枠２の母材２Ａを収納するストッカー１２をターゲット１９と対向させ、スパッタリング等の公知の方法によって半田合金化層６を成膜する。この場合、半田合金化層６は、少なくともレンズ枠２の端面２ｄとなる部分の膜厚が１０００ｎｍ以上になるまで成膜するのが望ましい。   Subsequently, the stocker 12 that accommodates the base material 2A of the lens frame 2 is moved from the second chamber 15B to the third chamber 15C, and nickel is formed as a solder alloying layer 6 on the inclined layer 5. (S6). Here, the stocker 12 that houses the base material 2A of the lens frame 2 is opposed to the target 19, and the solder alloying layer 6 is formed by a known method such as sputtering. In this case, it is desirable to form the solder alloying layer 6 until the film thickness of at least the portion that becomes the end surface 2d of the lens frame 2 becomes 1000 nm or more.

そして、レンズ枠２の母材２Ａを収納するストッカー１２を第３の部屋１５Ｃから第４の部屋１５Ｄに移動して、半田合金化層６の上側に、金―錫半田を半田層７として成膜する（Ｓ７）。ここでは、レンズ枠２の母材２Ａを収納するストッカー１２をターゲット２０と対向させ、スパッタリング等の公知の方法によって半田層７を成膜する。この場合、半田層７は、少なくともレンズ枠２の端面２ｄとなる部分の膜厚が１０００ｎｍ以上になるまで成膜するのが望ましい。
こうして、枠用メタライズ膜８を成膜されたレンズ枠２が得られることとなり、このレンズ枠２を、大気開放した成膜室１５から取り出す（Ｓ８）。 Then, the stocker 12 storing the base material 2A of the lens frame 2 is moved from the third chamber 15C to the fourth chamber 15D, and gold-tin solder is formed as a solder layer 7 on the upper side of the solder alloying layer 6. Form a film (S7). Here, the stocker 12 that houses the base material 2A of the lens frame 2 is opposed to the target 20, and the solder layer 7 is formed by a known method such as sputtering. In this case, it is desirable to form the solder layer 7 until the film thickness of at least the portion that becomes the end surface 2d of the lens frame 2 is 1000 nm or more.
Thus, the lens frame 2 on which the frame metallized film 8 is formed is obtained, and the lens frame 2 is taken out from the film formation chamber 15 opened to the atmosphere (S8).

次に、レンズ３の成膜工程について説明する。
レンズ３にレンズ用メタライズ膜１０を形成するには、最初に、レンズ３の母材３Ａを洗浄する（Ｓ１１）。次いで、洗浄したレンズ３の母材３Ａを、図２（ｃ）に示すように、ストッカー１２内にセットする（Ｓ１２）。レンズ３の母材３Ａがセットされたストッカー１２を、大気雰囲気のストッカー室１３に載置する。その後、第１真空弁２２を開き、載置したストッカー１２を、ロードロック室１６内に移動させる。このとき、第２真空弁２３は閉じておく。移動後、第１真空弁２２を閉じてロードロック室１６内を真空ポンプによって真空引きする（Ｓ１３）。ロードロック室１６内が所定の真空度になったら、第２真空弁２３を開き、レンズ３の母材３Ａを収納するストッカー１２を第１の部屋１５Ａに移動する。移動後、第２真空弁２３を閉じる。 Next, the film forming process of the lens 3 will be described.
In order to form the lens metallized film 10 on the lens 3, first, the base material 3A of the lens 3 is washed (S11). Next, the cleaned base material 3A of the lens 3 is set in the stocker 12 as shown in FIG. 2C (S12). The stocker 12 on which the base material 3A of the lens 3 is set is placed in the stocker chamber 13 in an atmospheric atmosphere. Thereafter, the first vacuum valve 22 is opened, and the placed stocker 12 is moved into the load lock chamber 16. At this time, the second vacuum valve 23 is closed. After the movement, the first vacuum valve 22 is closed and the load lock chamber 16 is evacuated by a vacuum pump (S13). When the inside of the load lock chamber 16 reaches a predetermined degree of vacuum, the second vacuum valve 23 is opened, and the stocker 12 storing the base material 3A of the lens 3 is moved to the first chamber 15A. After the movement, the second vacuum valve 23 is closed.

そして、第１の部屋１５ＡにＡｒガスを１０−１〜数Ｐａの圧力にて供給し、母材３Ａに電圧を印加するため、レンズ３の母材３Ａを収納するストッカー１２に接点１７を接触させ、Ａｒプラズマを発生させる。そして、母材３ＡにＡｒイオンを入射させて表面の酸化膜を取り除くとともに、表面を活性化させる（Ｓ１４）。 Then, Ar gas is supplied to the first chamber 15A at a pressure of 10 −1 to several Pa and a voltage is applied to the base material 3A, so that the contact 17 is brought into contact with the stocker 12 housing the base material 3A of the lens 3. And Ar plasma is generated. Then, Ar ions are made incident on the base material 3A to remove the surface oxide film and activate the surface (S14).

その後、レンズ３の母材３Ａを収納するストッカー１２を第１の部屋１５Ａから第２の部屋１５Ｂに移動して、ニッケルを母材３Ａ中に注入して傾斜層５を形成する（Ｓ１５）。ここでは、レンズ３の母材３Ａを収納するストッカー１２をターゲット１８と対向させ、イオンプレーティング法等の公知の方法によって傾斜層５を形成する。この場合、傾斜層５は、少なくともレンズ３の側面３ａとなる部分の膜厚が３０ｎｍ以上になるまで形成するのが望ましい。   Thereafter, the stocker 12 that houses the base material 3A of the lens 3 is moved from the first chamber 15A to the second chamber 15B, and nickel is injected into the base material 3A to form the inclined layer 5 (S15). Here, the stocker 12 that houses the base material 3A of the lens 3 is opposed to the target 18, and the inclined layer 5 is formed by a known method such as an ion plating method. In this case, it is desirable to form the inclined layer 5 until the film thickness of at least the portion that becomes the side surface 3a of the lens 3 is 30 nm or more.

続いて、レンズ３の母材３Ａを収納するストッカー１２を第２の部屋１５Ｂから第３の部屋１５Ｃに移動して、傾斜層５の上側にニッケルを半田合金化層６として成膜する（Ｓ１６）。ここでは、レンズ３の母材３Ａを収納するストッカー１２をターゲット１９と対向させ、スパッタリング等の公知の方法によって半田合金化層６を成膜する。この場合、半田合金化層６は、少なくともレンズ３の側面３ａとなる部分の膜厚が１０００ｎｍ以上になるまで成膜するのが望ましい。   Subsequently, the stocker 12 that houses the base material 3A of the lens 3 is moved from the second chamber 15B to the third chamber 15C, and nickel is formed as a solder alloying layer 6 on the upper side of the inclined layer 5 (S16). ). Here, the stocker 12 that houses the base material 3A of the lens 3 is opposed to the target 19, and the solder alloying layer 6 is formed by a known method such as sputtering. In this case, it is desirable to form the solder alloying layer 6 until the film thickness of at least the portion that becomes the side surface 3a of the lens 3 becomes 1000 nm or more.

そして、レンズ３の母材３Ａを収納するストッカー１２を第３の部屋１５Ｃから第４の部屋１５Ｄに移動して、半田合金化層６の上側に、金―錫半田を半田層７として成膜する（Ｓ１７）。ここでは、レンズ３の母材３Ａを収納するストッカー１２をターゲット２０と対向させ、スパッタリング等の公知の方法によって半田層７を成膜する。この場合、半田層７は、少なくともレンズ３の側面３ａとなる部分の膜厚が１０００ｎｍ以上になるまで成膜するのが望ましい。
こうして、レンズ用メタライズ膜１０を成膜されたレンズ３が得られることとなり、このレンズ３を、大気開放した成膜室１５から取り出す（Ｓ１８）。 Then, the stocker 12 for storing the base material 3A of the lens 3 is moved from the third chamber 15C to the fourth chamber 15D, and gold-tin solder is formed as a solder layer 7 on the solder alloying layer 6. (S17). Here, the stocker 12 that houses the base material 3A of the lens 3 is opposed to the target 20, and the solder layer 7 is formed by a known method such as sputtering. In this case, it is desirable to form the solder layer 7 until the film thickness of at least the portion that becomes the side surface 3a of the lens 3 is 1000 nm or more.
Thus, the lens 3 having the lens metallized film 10 formed thereon is obtained, and the lens 3 is taken out from the film forming chamber 15 opened to the atmosphere (S18).

その後、レンズ用メタライズ膜１０が成膜されたレンズ３を、枠用メタライズ膜８が成膜されたレンズ枠２の先端孔２ａに嵌合させ、水素炉（図示せず）にてレンズ枠２にレンズ３を密着させる（半田付けする）。   Thereafter, the lens 3 on which the lens metallized film 10 is formed is fitted into the front end hole 2a of the lens frame 2 on which the frame metallized film 8 is formed, and the lens frame 2 is formed in a hydrogen furnace (not shown). The lens 3 is brought into close contact with (soldering).

この内視鏡の製造方法によれば、レンズ枠２及びレンズ３の各母材２Ａ，３Ａを半田付け可能にする密着強度の高いメタライズ膜８，１０を成膜する際、レンズ枠２及びレンズ３の各母材２Ａ，３Ａに半田と合金可能なニッケルを注入して傾斜層５を形成する工程を備えているので、メタライズ膜８，１０の密着強度を向上させるための加熱工程を必要とせずに、レンズ枠２及びレンズ３の各母材２Ａ，３Ａに高い密着強度で半田合金化層６を成膜することができる。また、加熱しないことから、冷却工程を用いずに半田層７を成膜することができる。この結果、密着強度の高いメタライズ膜８，１０を短時間で得ることができる。   According to this endoscope manufacturing method, when the metallized films 8 and 10 having high adhesion strength capable of soldering the base materials 2A and 3A of the lens frame 2 and the lens 3 are formed, the lens frame 2 and the lens are formed. 3 is provided with a step of forming the inclined layer 5 by injecting nickel that can be alloyed with solder into each of the base materials 2A and 3A, so that a heating step for improving the adhesion strength of the metallized films 8 and 10 is required. In addition, the solder alloying layer 6 can be formed on the base materials 2A and 3A of the lens frame 2 and the lens 3 with high adhesion strength. Moreover, since it does not heat, the solder layer 7 can be formed without using a cooling step. As a result, the metallized films 8 and 10 having high adhesion strength can be obtained in a short time.

この際、傾斜層５のレンズ枠２の端面２ｄ及びレンズ３の側面３ａにおけるニッケルの厚さを１５ｎｍとしても密着強度のばらつきが大きく、強度が不十分な場合があるのに対し、本実施形態では、傾斜層５のレンズ枠２の端面２ｄ及びレンズ３の側面３ａにおける厚さを３０ｎｍ以上としているので、密着強度を好適に維持することができる。
また、レンズ枠２及びレンズ３の成膜工程（Ｓ１０）及び（Ｓ２０）が表面をエッチングするイオンボンバード工程（Ｓ４）及び（Ｓ１４）を備えているので、成膜する前にレンズ枠２及びレンズ３の各母材２Ａ，３Ａの表面に形成されている酸化膜を除去し、表面を活性化させるので、密着強度を向上することができる。 At this time, even when the thickness of nickel on the end surface 2d of the lens frame 2 of the inclined layer 5 and the side surface 3a of the lens 3 is 15 nm, the adhesion strength varies greatly and the strength may be insufficient. Then, since the thicknesses of the end surface 2d of the lens frame 2 and the side surface 3a of the lens 3 of the inclined layer 5 are set to 30 nm or more, the adhesion strength can be suitably maintained.
Further, since the film forming steps (S10) and (S20) of the lens frame 2 and the lens 3 include the ion bombarding steps (S4) and (S14) for etching the surface, the lens frame 2 and the lens are formed before film formation. Since the oxide film formed on the surface of each of the three base materials 2A and 3A is removed and the surface is activated, the adhesion strength can be improved.

また、半田合金化層６がニッケルを備えていることから、半田との合金化を高めることができる一方、レンズ枠２の端面２ｄ及びレンズ３の側面３ａにおける膜厚が１０００ｎｍ以上とされているので、半田が半田合金化層６と反応することはあっても母材まで拡散してしまうことで接合強度が低下することを好適に抑えることができる。   Further, since the solder alloying layer 6 includes nickel, the alloying with the solder can be enhanced, while the film thickness on the end surface 2d of the lens frame 2 and the side surface 3a of the lens 3 is 1000 nm or more. Therefore, even if the solder reacts with the solder alloying layer 6, it can be suitably suppressed that the bonding strength decreases due to diffusion to the base material.

また、半田層７が金―錫半田を備えていることから、ニッケルとの合金化を高めることができる一方、レンズ枠２の端面２ｄ及びレンズ３の側面３ａにおける膜厚が１０００ｎｍ以上とされているので、半田のつき回り性を好適に維持することができる。   Further, since the solder layer 7 includes gold-tin solder, alloying with nickel can be enhanced, while the film thickness on the end surface 2d of the lens frame 2 and the side surface 3a of the lens 3 is set to 1000 nm or more. Therefore, the throwing power of the solder can be suitably maintained.

次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、上述した第１実施形態と同様の構成要素には同一符号を付してその説明を省略する。
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第２実施形態に係わる内視鏡の製造方法においては、第１実施形態の金―錫半田層７の代わりに最表層として金からなる層（膜）を備えている点である。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to 1st Embodiment mentioned above, and the description is abbreviate | omitted.
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the endoscope manufacturing method according to the second embodiment is made of gold as the outermost layer instead of the gold-tin solder layer 7 of the first embodiment. It is a point provided with a layer (film).

本実施形態に係わるレンズ枠の成膜工程について説明する。
まず、第１実施形態と同様にレンズ枠の母材をイオンボンバードする工程を実施する。そして、第１実施形態と同様、ニッケルを傾斜層として形成する工程に移行し、次に、第１実施形態と同様、ニッケルを半田合金化層として成膜する工程に移行する。 The film forming process of the lens frame according to this embodiment will be described.
First, similarly to the first embodiment, a step of ion bombarding the base material of the lens frame is performed. Then, as in the first embodiment, the process proceeds to a step of forming nickel as an inclined layer, and then, as in the first embodiment, the process proceeds to a process of forming nickel as a solder alloying layer.

続いて、レンズ枠の母材を収納するストッカーを第３の部屋１５Ｃから第４の部屋１５Ｄに移動して、半田を成膜する工程に代わり、最表層として金を成膜する工程を行う。金は、レンズ枠の端面となる部分の膜厚が１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下となるまで成膜する。こうして、枠用メタライズ膜８が成膜されたレンズ枠２が得られる。   Subsequently, the stocker for storing the base material of the lens frame is moved from the third chamber 15C to the fourth chamber 15D, and instead of the step of depositing the solder, the step of depositing gold as the outermost layer is performed. Gold is formed until the film thickness of the end surface of the lens frame reaches 100 nm to 1000 nm. Thus, the lens frame 2 on which the frame metallized film 8 is formed is obtained.

次に、本実施形態に係わるレンズ成膜工程について説明する。
まず、第１実施形態と同様にレンズ３の母材３Ａをイオンボンバードする工程を実施する。そして、第１実施形態と同様、ニッケルを傾斜層５として形成する工程に移行し、次に、第１実施形態と同様、ニッケルを半田合金化層６として成膜する工程に移行する。 Next, the lens film forming process according to this embodiment will be described.
First, similarly to the first embodiment, a step of ion bombarding the base material 3A of the lens 3 is performed. Then, as in the first embodiment, the process proceeds to a step of forming nickel as the inclined layer 5, and then, as in the first embodiment, the process proceeds to a process of forming nickel as the solder alloying layer 6.

続いて、レンズ３の母材３Ａを収納するストッカー１２を第３の部屋１５Ｃから第４の部屋１５Ｄに移動して、金―錫半田を成膜する工程の代わりに、最表層として金を成膜する工程を行う。金は、レンズ３の側面３ａとなる部分の膜厚が１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下となるまで成膜する。こうして、レンズ用メタライズ膜１０が成膜されたレンズ３が得られる。   Subsequently, instead of the step of moving the stocker 12 for storing the base material 3A of the lens 3 from the third chamber 15C to the fourth chamber 15D to form a gold-tin solder film, gold is formed as the outermost layer. A film forming step is performed. Gold is deposited until the film thickness of the portion that becomes the side surface 3a of the lens 3 becomes 100 nm or more and 1000 nm or less. Thus, the lens 3 having the lens metallized film 10 formed thereon is obtained.

その後、枠用メタライズ膜８が成膜されたレンズ枠２の先端孔にレンズ用メタライズ膜１０が成膜されたレンズ３を嵌合させる。その状態で金―錫からなる半田（図示せず）をレンズ枠２の端面から（枠用メタライズ膜とレンズ用メタライズ膜との間に）流し込み、レンズ枠２とレンズ３とを密着させる。   Thereafter, the lens 3 having the lens metallized film 10 formed thereon is fitted into the tip hole of the lens frame 2 having the frame metallized film 8 formed thereon. In this state, solder (not shown) made of gold-tin is poured from the end face of the lens frame 2 (between the metallized film for the frame and the metallized film for the lens) to bring the lens frame 2 and the lens 3 into close contact.

この実施形態に係わる内視鏡の製造方法によれば、最表層として金を備えているので、成膜されたレンズ枠２及びレンズ３のそれぞれの表面の酸化を抑えることができる。
また、加熱工程を必要としないため、最表層として金を成膜した後に半田合金化層のニッケルが金の表面に析出してしまうことを好適に抑えることができる。
この際、レンズ枠２の端面及びレンズ３の側面における膜厚が少なくとも１００ｎｍ以上とされているので、半田を施工する前に半田合金化層のニッケルが表面に析出することを好適に抑えることができる。
また、レンズ枠の端面及びレンズの側面における膜厚が１０００ｎｍ以下とされているので、半田の融点が上がることを抑え、半田の合金化を好適に維持することができる。
この結果、金の表面における半田の流れ性を向上して密着強度の高い表面を短時間で得ることができる。 According to the method of manufacturing an endoscope according to this embodiment, since gold is provided as the outermost layer, it is possible to suppress the oxidation of the surfaces of the formed lens frame 2 and lens 3.
Moreover, since a heating process is not required, it can suppress suitably that nickel of a solder alloying layer deposits on the surface of gold after forming gold into a film as the outermost layer.
At this time, since the film thicknesses on the end face of the lens frame 2 and the side face of the lens 3 are at least 100 nm or more, it is preferable to appropriately suppress the nickel of the solder alloying layer from being deposited on the surface before the solder is applied. it can.
In addition, since the film thickness on the end face of the lens frame and the side face of the lens is 1000 nm or less, it is possible to suppress the melting point of the solder from being increased and to suitably maintain the alloying of the solder.
As a result, the flowability of solder on the gold surface can be improved and a surface with high adhesion strength can be obtained in a short time.

なお、本発明の技術範囲は、上記の各実施形態に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、傾斜層としてニッケル、半田合金化層としてニッケル、半田層として金―錫半田をそれぞれ備えているとしているが、これらの材料に限られることはない。例えば、傾斜層、半田合金化層にあっては、銅、亜鉛、錫、白金のいずれか一つを備えていてもよく、その場合にもニッケルの場合と同様の作用・効果を得ることができる。また、傾斜層としては、クロム、チタンを備えていてもよい。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, nickel is provided as the inclined layer, nickel is provided as the solder alloying layer, and gold-tin solder is provided as the solder layer. However, the present invention is not limited to these materials. For example, the gradient layer and the solder alloying layer may be provided with any one of copper, zinc, tin, and platinum, and in that case, the same operation and effect as in the case of nickel can be obtained. it can. Further, the gradient layer may include chromium or titanium.

また、半田層に関しては、半田合金化層と何らかの合金を作る金属を備えていてもよく、その場合にも金―錫半田の場合と同様の作用・効果を得ることができる。
さらに、半田層の代わりに最表層として金を備えているが、銀を備えていてもよく、銀の場合にも金の場合と同様の作用・効果を得ることができる。
また、傾斜層以外の成膜は、スパッタリングのみならず、真空蒸着、イオンプレーティング、ＣＶＤ等でおこなってもよい。 Further, the solder layer may be provided with a metal that forms some kind of alloy with the solder alloying layer, and in this case, the same operation and effect as in the case of gold-tin solder can be obtained.
Further, although gold is provided as the outermost layer instead of the solder layer, silver may be provided, and the same operation and effect as in the case of gold can be obtained in the case of silver.
Further, the film formation other than the inclined layer may be performed not only by sputtering but also by vacuum deposition, ion plating, CVD, or the like.

本発明の第１実施形態に係わる内視鏡を示しており、（ａ）はその要部断面図、（ｂ）はレンズ枠の成膜状態を示す構成図、（ｃ）はレンズの成膜状態を示す構成図である。1 shows an endoscope according to a first embodiment of the present invention, in which (a) is a sectional view of an essential part thereof, (b) is a configuration diagram showing a film formation state of a lens frame, and (c) is a film formation of a lens. It is a block diagram which shows a state. 本発明の第１実施形態に係わる内視鏡の製造方法を説明するための図を示しており、（ａ）はその製造方法に使用する成膜装置を示す概要図、（ｂ）はレンズ枠の母材を収納したストッカーを示す平面図、（ｃ）はレンズの母材を収納したストッカーを示す平面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure for demonstrating the manufacturing method of the endoscope concerning 1st Embodiment of this invention is shown, (a) is a schematic diagram which shows the film-forming apparatus used for the manufacturing method, (b) is a lens frame. The top view which shows the stocker which accommodated the base material of this, (c) is a top view which shows the stocker which accommodated the base material of a lens. 本発明の第１実施形態に係わる内視鏡の製造方法におけるレンズ枠の成膜工程を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the film-forming process of the lens frame in the manufacturing method of the endoscope concerning 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係わる内視鏡の製造方法におけるレンズの成膜工程を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the film-forming process of the lens in the manufacturing method of the endoscope concerning 1st Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 内視鏡
２ レンズ枠
２Ａ 母材
２ｄ 端面
３ レンズ
３Ａ 母材
３ａ 側面
５ 傾斜層
６ 半田合金化層
７ 半田層

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Endoscope 2 Lens frame 2A Base material 2d End surface 3 Lens 3A Base material 3a Side surface 5 Inclination layer 6 Solder alloying layer 7 Solder layer

Claims (19)

レンズと該レンズを支持するレンズ枠とが半田付けされた内視鏡の製造方法であって、前記レンズ枠の母材に半田と合金可能な金属を半田合金化層として成膜する工程を有するレンズ枠成膜工程と、前記レンズの母材に半田と合金可能な金属を半田合金化層として成膜する工程を有するレンズ成膜工程とを備え、前記レンズ枠成膜工程と前記レンズ成膜工程との少なくとも一方が、前記半田合金化層の成膜前に、前記レンズ枠の母材又は前記レンズの母材に傾斜層を形成するため金属を注入する工程を備えたことを特徴とする内視鏡の製造方法。   An endoscope manufacturing method in which a lens and a lens frame that supports the lens are soldered, including a step of forming a metal that can be alloyed with solder as a solder alloying layer on a base material of the lens frame A lens frame forming step, and a lens film forming step including forming a metal that can be alloyed with solder as a solder alloying layer on the lens base material, and the lens frame forming step and the lens film forming step. At least one of the steps includes a step of injecting a metal to form an inclined layer on the base material of the lens frame or the base material of the lens before forming the solder alloying layer. Endoscope manufacturing method. 前記レンズ枠成膜工程が、前記レンズ枠の母材に傾斜層を形成する前に、前記レンズ枠の母材に所定の真空度下にてイオンを衝突させる工程を備えていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の製造方法。   The lens frame film forming step includes a step of causing ions to collide with the base material of the lens frame under a predetermined degree of vacuum before forming an inclined layer on the base material of the lens frame. The method of manufacturing an endoscope according to claim 1. 前記レンズ成膜工程が、前記レンズの母材に傾斜層を形成する前に、前記レンズの母材に所定の真空度下にてイオンを衝突させる工程を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡の製造方法。   The lens forming step includes a step of causing ions to collide with the base material of the lens under a predetermined degree of vacuum before forming an inclined layer on the base material of the lens. The manufacturing method of the endoscope of 1 or 2. 前記レンズ枠成膜工程が、前記レンズ枠に半田合金化層を成膜した後に、半田を半田層として成膜する工程を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内視鏡の製造方法。   The lens frame forming step includes a step of forming a solder alloy layer on the lens frame and then forming a solder layer as a solder layer. Endoscope manufacturing method. 前記レンズ成膜工程が、前記レンズに半田合金化層を成膜した後に、半田を半田層として成膜する工程を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内視鏡の製造方法。   5. The lens forming step according to claim 1, wherein the lens film forming step includes a step of forming a solder alloy layer on the lens and then forming a solder layer as the solder layer. Manufacturing method of endoscope. 前記レンズ枠成膜工程が、前記レンズ枠に半田合金化層を成膜した後に、最表層として金または銀の少なくとも一つを成膜する工程を備え、半田付け作業時に半田を流し込み前記レンズ枠と前記レンズを半田接合することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内視鏡の製造方法。   The lens frame forming step includes a step of forming at least one of gold and silver as an outermost layer after forming a solder alloying layer on the lens frame, and pouring solder at the time of soldering operation. The method for manufacturing an endoscope according to any one of claims 1 to 3, wherein the lens and the lens are joined by soldering. 前記レンズ成膜工程が、前記レンズに半田合金化層を成膜した後に、最表層として金または銀の少なくとも一つを成膜する工程を備え、半田付け作業時に半田を流し込み前記レンズ枠と前記レンズを半田接合することを特徴とする請求項１〜３、６のいずれかに記載の内視鏡の製造方法。   The lens film forming step includes a step of forming a gold alloy layer or silver layer as an outermost layer after forming a solder alloying layer on the lens, and pouring solder at the time of a soldering operation. The method for manufacturing an endoscope according to claim 1, wherein the lens is soldered. 前記傾斜層が、クロム、チタン、ニッケル、銅、亜鉛、錫、白金のうちの少なくとも一種類を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の内視鏡の製造方法。   The method for manufacturing an endoscope according to claim 1, wherein the inclined layer includes at least one of chromium, titanium, nickel, copper, zinc, tin, and platinum. 前記半田合金化層が、ニッケル、銅、亜鉛、錫、白金のうちの少なくとも一種類を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の内視鏡の製造方法。   The method for manufacturing an endoscope according to claim 1, wherein the solder alloying layer includes at least one of nickel, copper, zinc, tin, and platinum. 前記半田層が、金―錫半田であることを特徴とする請求項４又は５に記載の内視鏡の製造方法。   The endoscope manufacturing method according to claim 4, wherein the solder layer is gold-tin solder. 少なくとも前記レンズ枠の端面における前記傾斜層の厚さを３０ｎｍ以上とすることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の内視鏡の製造方法。   The method for manufacturing an endoscope according to any one of claims 1 to 7, wherein a thickness of the inclined layer on at least an end face of the lens frame is set to 30 nm or more. 少なくとも前記レンズ枠の端面における前記半田合金化層の成膜厚さを１０００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の内視鏡の製造方法。   The method for manufacturing an endoscope according to any one of claims 1 to 7, wherein a film thickness of the solder alloying layer on at least an end face of the lens frame is set to 1000 nm or more and 3000 nm or less. 少なくとも前記レンズ枠の端面における前記半田層の成膜厚さを１０００ｎｍ以上とすることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡の製造方法。   The method for manufacturing an endoscope according to claim 4, wherein a film thickness of the solder layer on at least an end face of the lens frame is 1000 nm or more. 少なくとも前記レンズ枠の端面における前記最表層の成膜厚さを１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡の製造方法。   The method for manufacturing an endoscope according to claim 6, wherein a film thickness of the outermost layer on at least an end face of the lens frame is 100 nm or more and 1000 nm or less. 少なくとも前記レンズの側面における前記傾斜層の厚さを３０ｎｍ以上とすることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の内視鏡の製造方法。   The method for manufacturing an endoscope according to any one of claims 1 to 7, wherein a thickness of the inclined layer on at least a side surface of the lens is set to 30 nm or more. 少なくとも前記レンズの側面における前記半田合金化層の厚さを１０００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の内視鏡の製造方法。   The method for manufacturing an endoscope according to any one of claims 1 to 7, wherein a thickness of the solder alloying layer on at least a side surface of the lens is set to 1000 nm or more and 3000 nm or less. 少なくとも前記レンズの側面における前記半田層の厚さを１０００ｎｍ以上とすることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡の製造方法。   The endoscope manufacturing method according to claim 5, wherein a thickness of the solder layer on at least a side surface of the lens is set to 1000 nm or more. 少なくとも前記レンズの側面における前記最表層の厚さを１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡の製造方法。   The method for manufacturing an endoscope according to claim 7, wherein a thickness of the outermost layer on at least a side surface of the lens is 100 nm or more and 1000 nm or less. 挿入部の先端のレンズと該レンズを支持するレンズ枠とが半田付けされた内視鏡であって、前記レンズ枠の母材に半田と合金可能な金属が半田合金化層として成膜されるとともに、前記レンズの母材に半田と合金可能な金属が半田合金化層として成膜され、前記レンズ枠の母材又は前記レンズの母材のうち少なくとも一方の母材と前記半田合金化層との間に、前記母材に金属が注入されて傾斜層が形成されていることを特徴とする内視鏡。   An endoscope in which a lens at a distal end of an insertion portion and a lens frame that supports the lens are soldered, and a metal that can be alloyed with solder is formed as a solder alloying layer on a base material of the lens frame In addition, a metal that can be alloyed with solder is formed on the base material of the lens as a solder alloying layer, and at least one of the base material of the lens frame or the base material of the lens and the solder alloying layer, An endoscope in which an inclined layer is formed by injecting metal into the base material.
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