JP2010107879A - Method of manufacturing wafer lens, wafer lens, and device for manufacturing wafer lens - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウエハレンズの製造方法、ウエハレンズ及びウエハレンズの製造装置に関する。 The present invention relates to a wafer lens manufacturing method, a wafer lens, and a wafer lens manufacturing apparatus.
従来、光学レンズの製造分野においては、ガラス基板に対し硬化性樹脂からなるレンズ部を設けることで、耐熱性の高い光学レンズを得る技術が検討されている(例えば、特許文献1参照)。この技術を適用した光学レンズの製造方法の一例として、ガラス基板の表面に硬化性樹脂からなる光学部材を複数設けたいわゆる「ウエハレンズ(マイクロレンズアレイ)」を形成し、その後にレンズ部ごとにガラス基板をカットする方法も提案されている。 Conventionally, in the field of manufacturing optical lenses, a technique for obtaining an optical lens having high heat resistance by providing a lens portion made of a curable resin on a glass substrate has been studied (for example, see Patent Document 1). As an example of a manufacturing method of an optical lens to which this technology is applied, a so-called “wafer lens (microlens array)” in which a plurality of optical members made of a curable resin is provided on the surface of a glass substrate is formed, and thereafter, for each lens portion A method of cutting a glass substrate has also been proposed.
硬化性樹脂として光硬化性樹脂を用いた場合のウエハレンズの製造方法を簡単に説明すると、図12に示す通り、真空チャック装置70により吸引・固定された成形型20と、樹脂5Aが滴下されたガラス基板3とを上下に対向させて配設した後、ガラス基板3を一定の速度で上昇させて樹脂5Aを成形型20に押圧する(矢印参照)。成形型20はキャビティ24を有した光透過性の型であり、スタンプホルダ80により保持・固定されている。
The wafer lens manufacturing method in the case of using a photo-curable resin as the curable resin will be briefly described. As shown in FIG. 12, the
その後、ガラス基板3の高さ位置をそのまま保持しながら、図13に示す通り、キャビティ24に充填された樹脂5Aに対し成形型20の上方から光照射し、樹脂5Aを光硬化させる。その後、ガラス基板3を降下させながら樹脂5Aを成形型20から離型する。その結果、ガラス基板3上に複数のレンズ部(5A)が形成されたウエハレンズを製造することができる。
Thereafter, while maintaining the height position of the
ところで、上述のようにウエハレンズを製造する場合、生産性を高める観点からは、ガラス基板3の上昇速度、つまり成形型の型締め速度を或る程度、高くする必要がある。
しかしながら、十分な生産性を得られるようガラス基板3を一定の速度(例えば0.1mm/S)で上昇させると、後述の図8に細線のグラフで示すように、型締めの終了間際でガラス基板3と成形型20との間の樹脂5Aが加速度的に押し拡げられるため、拡がり速度が高速になり過ぎる結果、キャビティ内部への気泡の巻き込みや、樹脂5Aの未充填を生じさせてしまい、ひいてはレンズ部の光学性能を低下させてしまう。
However, when the
また、樹脂5Aが加速度的に押し拡げられることで拡がりの大きさが調整し難くなるため、拡がり量が不足となって樹脂5Aの未充填を生じさせたり、拡がり量が過剰になって樹脂5Aを成形型の端部、つまり離型処理されていない部分で硬化残留させ、成形型の破損や不良を生じさせたりしてしまう。
そして、以上のような問題は、ガラス基板3の高さ制御(高さの測定や上昇機構部の駆動制御)が不十分であったり、樹脂5Aの滴下ノズルの目詰まりやロットのばらつきが生じていたりすると、いっそう顕著になってしまう。
In addition, since the
The above problems are caused by insufficient control of the height of the glass substrate 3 (height measurement and drive control of the ascending mechanism), clogging of the dripping nozzle of the
本発明の目的は、生産性の低下を防止するとともに、レンズ部の光学性能の低下を防止することのできるウエハレンズの製造方法、ウエハレンズ及びウエハレンズの製造装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a wafer lens manufacturing method, a wafer lens, and a wafer lens manufacturing apparatus capable of preventing a decrease in productivity and a decrease in optical performance of a lens unit.
本発明の第1の側面によれば、
基板と、凹状のキャビティが形成された成形型との間で硬化性樹脂を硬化させ、当該基板上にレンズ部の設けられたウエハレンズを製造するウエハレンズの製造方法であって、
前記成形型と前記基板との少なくとも一方を移動させることによって、これら成形型及び基板の間に介在する前記硬化性樹脂を押し拡げ、前記キャビティ内に充填させる充填工程と、
前記充填工程の後に前記硬化性樹脂を硬化させる硬化工程とを備え、
前記充填工程では、
前記硬化性樹脂の拡がり速度を初速以下に制御しつつ、当該硬化性樹脂を押し拡げることを特徴とする。
According to a first aspect of the invention,
A method for producing a wafer lens, comprising: curing a curable resin between a substrate and a mold in which a concave cavity is formed, and producing a wafer lens provided with a lens portion on the substrate,
A filling step of expanding the curable resin interposed between the mold and the substrate by moving at least one of the mold and the substrate, and filling the cavity.
A curing step of curing the curable resin after the filling step,
In the filling step,
The curable resin is pushed and expanded while controlling the spreading speed of the curable resin to be equal to or lower than the initial speed.
本発明のウエハレンズの製造方法においては、
前記充填工程では、
前記拡がり速度を初速に維持することが好ましい。
In the method for producing a wafer lens of the present invention,
In the filling step,
It is preferable to maintain the spreading speed at the initial speed.
また、本発明のウエハレンズの製造方法においては、
前記充填工程では、
前記成形型と前記基板との間隙における所定の位置で前記硬化性樹脂のエッジを検出するまで、当該硬化性樹脂を押し拡げることが好ましい。
In the method of manufacturing a wafer lens of the present invention,
In the filling step,
It is preferable that the curable resin is expanded until an edge of the curable resin is detected at a predetermined position in the gap between the mold and the substrate.
本発明の第2の側面によれば、ウエハレンズにおいて、
本発明のウエハレンズの製造方法によって製造されたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in a wafer lens,
It is manufactured by the method for manufacturing a wafer lens of the present invention.
本発明の第3の側面によれば、
凹状のキャビティが形成された成形型を備え、当該成形型と基板との間で硬化性樹脂を硬化させ、当該基板上にレンズ部の設けられたウエハレンズを製造するウエハレンズの製造装置であって、
前記成形型と前記基板との少なくとも一方を移動させることによって、これら成形型及び基板の間に介在する前記硬化性樹脂を押し拡げ、前記キャビティ内に充填させる移動装置と、
前記硬化性樹脂を硬化させる硬化装置とを備え、
前記移動装置は、
前記硬化性樹脂の拡がり速度を初速以下に制御しつつ、当該硬化性樹脂を押し拡げることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention,
A wafer lens manufacturing apparatus that includes a mold having a concave cavity, cures a curable resin between the mold and the substrate, and manufactures a wafer lens having a lens portion provided on the substrate. And
A moving device for expanding the curable resin interposed between the mold and the substrate by moving at least one of the mold and the substrate, and filling the cavity.
A curing device for curing the curable resin,
The mobile device is
The curable resin is pushed and expanded while controlling the spreading speed of the curable resin to be equal to or lower than the initial speed.
本発明のウエハレンズの製造装置においては、
前記移動装置は、
前記拡がり速度を初速に維持することが好ましい。
In the wafer lens manufacturing apparatus of the present invention,
The mobile device is
It is preferable to maintain the spreading speed at the initial speed.
また、本発明のウエハレンズの製造装置においては、
前記成形型と前記基板との間隙における所定の位置で前記硬化性樹脂のエッジを検出するエッジセンサを備え、
前記移動装置は、
前記エッジセンサが前記硬化性樹脂のエッジを検出するまで、当該硬化性樹脂を押し拡げることが好ましい。
In the wafer lens manufacturing apparatus of the present invention,
An edge sensor that detects an edge of the curable resin at a predetermined position in a gap between the mold and the substrate;
The mobile device is
It is preferable that the curable resin is expanded until the edge sensor detects an edge of the curable resin.
本発明によれば、成形型及び基板の間に介在する硬化性樹脂を押し拡げ、キャビティ内に充填させる工程では、硬化性樹脂の拡がり速度を初速以下に制御しつつ、当該硬化性樹脂を押し拡げるので、樹脂の拡がり速度が加速度的に高くなってしまう従来の場合と異なり、キャビティ内部への気泡の巻き込みや、樹脂の未充填を防止することができる。従って、従来と比較してレンズ部の光学性能の低下を防止することができる。
また、樹脂の拡がり速度を初速以下に制御するため、拡がり速度が加速度的に高くなってしまう従来の場合と異なり、拡がり量(拡がりの大きさ)を容易に調整することができる。従って、拡がり量が不足となって樹脂の未充填を生じさせてしまうのを防止することができるため、光学性能が低下するのをより確実に防止することができる。また、拡がり量が過剰になって樹脂が成形型の端部、つまり離型処理されていない部分で硬化残留するのを防止することができるため、成形型の破損や不良を生じさせるのを防止することができる。
また、成形型及び/または基板の移動速度、つまり型締め速度を一律には低減することなく、光学性能の低下を防止することができるため、生産性の低下を防止することができる。
また、充填工程の前に成形型と基板とを一旦密着させてキャリブレーションを行う必要がないため、光学性能の高いレンズ部の成形を容易化し、生産性の低下を確実に防止することができる。
According to the present invention, in the step of spreading the curable resin interposed between the mold and the substrate and filling the cavity, the curable resin is pushed while controlling the spreading speed of the curable resin to be lower than the initial speed. Since it spreads, unlike the conventional case where the spreading speed of the resin is accelerated, it is possible to prevent entrapment of bubbles inside the cavity and unfilling of the resin. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in optical performance of the lens unit as compared with the conventional case.
In addition, since the spreading speed of the resin is controlled to be equal to or lower than the initial speed, the spreading amount (the magnitude of the spreading) can be easily adjusted, unlike the conventional case where the spreading speed is accelerated. Accordingly, since it is possible to prevent the spread amount from becoming insufficient and causing the resin to be unfilled, it is possible to more reliably prevent the optical performance from being deteriorated. In addition, it is possible to prevent the resin from hardening and remaining at the end of the mold, that is, the part that has not been subjected to the mold release process due to excessive spreading, thus preventing the mold from being damaged or defective. can do.
Further, since the optical performance can be prevented from being lowered without uniformly reducing the moving speed of the mold and / or the substrate, that is, the clamping speed, the productivity can be prevented from being lowered.
Moreover, since it is not necessary to perform calibration by once bringing the mold and the substrate into close contact with each other before the filling step, it is possible to facilitate the molding of a lens portion having high optical performance and to reliably prevent a decrease in productivity. .
次に、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。
[第1の実施形態]
Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
図1に示す通り、ウエハレンズ1は円形状のガラス基板3と、複数の凸レンズ部5とを有している。ガラス基板3は基板の一例である。ガラス基板3の表面には複数の凸レンズ部5がアレイ状に配置されている。凸レンズ部5には、光学面の表面に回折溝や段差等の微細構造が形成されていてもよい。
As shown in FIG. 1, the
凸レンズ部5は樹脂5Aで形成されている。樹脂5Aは硬化性樹脂であり、本実施の形態においては光硬化性樹脂、好ましくはUV硬化性樹脂となっている。当該光硬化性樹脂としては、例えばアクリル樹脂やアリルエステル樹脂などを用いることができ、これら樹脂はラジカル重合により反応硬化させることができる。その他の光硬化性樹脂としては、例えばエポキシ系の樹脂などを用いることができ、当該樹脂はカチオン重合により反応硬化させることができる。
The
次に、ウエハレンズ1を製造する際に使用するウエハレンズ製造装置(30)について説明する。
Next, the wafer lens manufacturing apparatus (30) used when manufacturing the
図2に示す通り、ウエハレンズ製造装置30はベース32を有している。ベース32の上部には内側に突出する突出部34が形成されている。ベース32の底部と突出部34との間にはガイド36が立設されている。ガイド36間にはステージ40が設けられている。ステージ40には貫通孔42が形成されており、ガイド36が貫通孔42を貫通している。
As shown in FIG. 2, the wafer
ベース32上であってステージ40の下方にはギヤードモータ(移動装置)50が設けられている。ギヤードモータ50はポテンショメータ51を内蔵している(図6参照)。ギヤードモータ50にはシャフト52が連結されており、このシャフト52の先端部はステージ40を支持している。ウエハレンズ製造装置30では、ギヤードモータ50の作動によりシャフト52が上下方向に伸縮するようになっており、これに伴いステージ40がガイド36に案内されながら上下方向に移動可能となっている。
A geared motor (moving device) 50 is provided on the
ステージ40にはほぼ半球形状を呈した凹部46が形成されている。凹部46には平行出し部材60が埋設されている。平行出し部材60は水面に浮かぶお椀のように凹部46に対し揺動可能となっている。平行出し部材60上にはXYステージ62,θステージ64が設けられている。XYステージ62はステージ40上のXY平面(2次元平面)において移動可能となっており、θステージ64はその中心部を回転軸として回動可能となっている。
The
XYステージ62,θステージ64上には真空チャック装置70が設置されている。真空チャック装置70には同心円状の連通溝72が形成されている。連通溝72には吸引機構(図示略)が連結されており、当該吸引機構の作動により連通溝72からエアを吸引し、真空チャック装置70上の部材を吸引・固定することができるようになっている。本実施形態では真空チャック装置70によりガラス基板3が吸引・固定される。
A
ベース32の上部にはスタンプホルダ80が固定されている。スタンプホルダ80には光透過性の成形型20が固定されている。詳しくは、スタンプホルダ80の端部には同心円状の連通溝82が形成されており、連通溝82には吸引機構(図示略)が連結されている。真空チャック装置70の作動時と同様に、当該吸引機構が作動すると、連通溝82からエアを吸引して成形型20がスタンプホルダ80に吸引・固定される。
A
成形型20の上方には光源(硬化装置)90とエッジセンサ91とが設けられている。光源90は、点灯することにより成形型20に向けて光を照射可能となっている。エッジセンサ91は、図3に示すように、成形型20及びガラス基板3に樹脂5Aが押し拡げられる際に、これら成形型20とガラス基板3との間隙における端部側の所定の位置で樹脂5Aのエッジを検出するものであり、本実施の形態においては成形型20における後述の成形部22の表面のうち、離型処理された中央部領域の外周縁で、樹脂5Aのエッジを検出するようになっている。なお、このエッジセンサ91は、光源90の点灯時には、当該光源90の照射領域から退避するようになっている。また、本実施の形態においては、エッジセンサ91は反射光の状態変化によってエッジを検出するなど、光学的な手法によってエッジを検出するようになっているが、他の手法によって検出することとしても良い。
A light source (curing device) 90 and an
図2,図4に示す通り、成形型20は、主には成形部22と基材26とで構成されている。成形部22には樹脂5Aに凸レンズ部5の光学機能面を転写成形するための凹状のキャビティ24がアレイ状に複数形成されている。キャビティ24の表面(成形面)形状はウエハレンズ1における凸レンズ部5に対応するネガ形状となっており、この図では略半球形状に凹んでいる。なお、ここではウエハレンズ1に凸レンズ部5が設けられた例を示しているが、凹レンズ部が設けられることとしても良い。但し、本発明においては凸レンズ部が設けられる構成、つまり成形型20に凹状のキャビティ24が設けられる構成の方がその作用効果は大きい。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
成形部22は、樹脂22Aによって形成されている。樹脂22Aとしては、離型性の良好な樹脂、特に透明樹脂が好ましい。離型剤を塗布しなくても離型できる点で優れる。但し、本実施の形態においては、成形部22の中央部には離型処理が施されている。樹脂22Aとしては、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれでも構わない。
The
基材26は、成形型20の成形部22のみでは強度に劣る場合でも、成形部22に基材26を貼り付けることで成形型20の強度が上がり、何回も成形することができるという、裏打ち材のことである。
Even if the
基材26は、成形部22と異なる材料で構成されてもよいし、成形部22と同一の材料で一体的に構成されてもよい。基材26を成形部22と異なる材料で構成する場合には、例えば石英、シリコーンウェハ、金属、ガラス、樹脂、セラミックス等、平滑性を有するものなら何れでもよい。基材26を成形部22と同一材料で一体的に構成するとは、実質的には成形部22だけで成形型20を構成することである。
The
なお、ウエハレンズ1の製造(凸レンズ部5の成形)にあたっては、図4の成形型20が主に使用されるが、これに加えて図5のマスター10も使用される。すなわち、マスター10は成形型20を製造する際に用いる母型であり、成形型20はウエハレンズ1(凸レンズ部5)を成形する際に用いる成形型である。成形型20はウエハレンズ1を量産するのに複数回にわたり使用され、その使用目的,使用頻度などにおいてマスター10とは異なるものである。
In the manufacture of the wafer lens 1 (molding of the convex lens portion 5), the
図5に示す通り、マスター10は直方体状のベース部12に対し複数の凸部14がアレイ状に形成されている。凸部14はウエハレンズ1の凸レンズ部5に対応する部位であり、略半球形状に突出している。なお、マスター10の外形状は、このように四角形であっても良いし円形であっても良い。
As shown in FIG. 5, the
凸部14の表面(成形面)形状は、ガラス基板3上に成形転写する凸レンズ部5の光学面形状に対応するポジ形状となっている。
The surface (molded surface) shape of the
マスター10の材料としては、切削や研削などの機械加工によって光学面形状を創製する場合には、金属または金属ガラスを用いることができる。分類としては鉄系の材料とその他合金が挙げられる。鉄系としては、熱間金型、冷間金型、プラスチック金型、高速度工具鋼、一般構造用圧延鋼材、機械構造用炭素鋼、クロム・モリブデン鋼、ステンレス鋼が挙げられる。その内、プラスチック金型としては、プリハードン鋼、焼入れ焼戻し鋼、時効処理鋼がある。プリハードン鋼としては、SC系、SCM系、SUS系が挙げられる。さらに具体的には、SC系はPXZがある。SCM系はHPM2、HPM7、PX5、IMPAXが挙げられる。SUS系は、HPM38、HPM77、S-STAR、G-STAR、STAVAX、RAMAX-S、PSLが挙げられる。また、鉄系の合金としては特開2005-113161や特開2005-206913が挙げられる。非鉄系の合金は主に、銅合金、アルミ合金、亜鉛合金がよく知られている。例としては、特開平10-219373、特開2000-176970に示されている合金が挙げられる。金属ガラスの材料としては、PdCuSiやPdCuSiNiなどがダイヤモンド切削における被削性が高く、工具の磨耗が少ないので適している。また、無電解や電解のニッケル燐メッキなどのアモルファス合金もダイヤモンド切削における被削性が良いので適している。これらの高被削性材料は、マスター10全体を構成しても良いし、メッキやスパッタなどの方法によって特に光学転写面の表面だけを覆っても良い。
As a material of the
図6に示す通り、エッジセンサ91,ギヤードモータ50,ポテンショメータ51,平行出し部材60,XYステージ62,θステージ64,真空チャック装置70(吸引機構),スタンプホルダ(吸引機構),光源90は制御装置100に接続されている。制御装置100はこれら部材の動作を制御するようになっている。特に本実施形態では、制御装置100はエッジセンサ91,ポテンショメータ51の出力値に基づきギヤードモータ50の動作(回転量)を制御するようになっている。
As shown in FIG. 6, the
続いて、ウエハレンズ製造装置30を用いたウエハレンズ1の製造方法について説明する。
Then, the manufacturing method of the
図2に示す通り、はじめに、スタンプホルダ80に対し成形型20を吸引・固定するとともに、真空チャック装置70に対しガラス基板3を設置し、連結溝72からエアを吸引してガラス基板3を吸引・固定する。その後、ガラス基板3上に所定量の樹脂5Aを滴下する。なお、本実施の形態においては、樹脂5Aの滴下はガラス基板3の中央部に対して行っているが、各キャビティ24の対向位置に対して分割して行っても良い。
As shown in FIG. 2, first, the
次に、制御装置100により平行出し部材60,XYステージ62,θステージ64を制御して、成形型20の下面とガラス基板3の上面とを平行にする。
Next, the
この状態において、図7に示す通り、制御装置100は、ポテンショメータ51の出力値に基づきギヤードモータ50を作動させてシャフト52を上方に伸ばし、ステージ40を上方に移動させて成形型20に近接させる。その結果、樹脂5Aがガラス基板3の押圧を受けて徐々に拡がり、図7に示す通り、成形型20のキャビティ24に充填される(充填工程)。
In this state, as shown in FIG. 7, the
このとき、本実施の形態においては、制御装置100は、樹脂5Aの拡がり速度を初速以下に制御しつつ、当該樹脂5Aを押し拡げるようになっており、より好ましくは、図8に太線のグラフで示すように、拡がり速度を初速に維持するようになっている。これにより、ガラス基板3の上昇速度(型締め速度)を一定に維持する従来の場合、つまり樹脂5Aの拡がり速度が加速度的に高くなる場合と比較して、キャビティ24内部への気泡の巻き込みや、樹脂の未充填を防止することができる。なお、樹脂5Aの拡がり速度は(拡がり速度)≒√{(滴下された樹脂5Aの総体積)/(ガラス基板3の上昇量)}によって近似することができる。また、樹脂5Aの拡がり速度を初速以下に制御する手法としては、予めギヤードモータ50の作動条件と拡がり速度との関係を測定し、この測定データに基づいてギヤードモータ50の制御データを設定しておく手法や、充填工程の度に樹脂5Aのエッジ位置を観察し、このエッジ位置が初速以下に移動するようギヤードモータ50を制御する手法を用いることができ、本実施の形態においては前者の手法が用いられている。
At this time, in the present embodiment, the
そして、制御装置100は、エッジセンサ91によって樹脂5Aのエッジが成形型20とガラス基板3との間隙における端部側の所定の位置で検出されるまでギヤードモータ50を作動させた後、ガラス基板3をその位置で保持する。
Then, the
次に、制御装置100はステージ40を基準位置Sに対応する位置で保持したまま、光源90を点灯させ、図9に示す通り、光透過性の成形型20を介して樹脂5Aに対し光照射し、樹脂5Aを硬化させる(硬化工程)。
Next, the
次に、制御装置100は光源90を消灯させて樹脂5Aに対する光照射を停止する。その後、制御装置100はギヤードモータ50を作動させ、シャフト52を下方に縮ませてステージ40を下方に移動させる。
そして、硬化後の樹脂5Aをガラス基板3とともに成形型20から離型することにより、複数の凸レンズ部5がガラス基板3上に形成されたウエハレンズ1を製造することができる。
Next, the
Then, by releasing the cured
以上の本実施形態によれば、充填工程では樹脂5Aの拡がり速度を初速以下に制御しつつ、当該樹脂5Aを押し拡げるので、樹脂5Aの拡がり速度が加速度的に高くなってしまう従来の場合と異なり、キャビティ24内部への気泡の巻き込みや、樹脂の未充填を防止することができる。従って、従来と比較して凸レンズ部5の光学性能の低下を防止することができる。
According to the above-described embodiment, in the filling step, the
また、樹脂5Aの拡がり速度を初速以下に制御するため、拡がり速度が加速度的に高くなってしまう従来の場合と異なり、拡がり量(拡がりの大きさ)を容易に調整することができる。従って、拡がり量が不足となって樹脂5Aの未充填を生じさせてしまうのを防止することができるため、凸レンズ部5の光学性能が低下するのをより確実に防止することができる。また、拡がり量が過剰になって樹脂5Aが成形型20の端部、つまり離型処理されていない部分で硬化残留するのを防止することができるため、成形型20の破損や不良を生じさせるのを防止することができる。
Further, since the spreading speed of the
また、押し拡げられる樹脂5Aのエッジをエッジセンサ91が検出するまで、ガラス基板3を成形型20に近接させるので、拡がりの大きさを確実に調整することができる。従って、凸レンズ部5の光学性能の低下や、成形型20の破損,不良を確実に防止することができる。
Further, since the
また、型締め速度を一律には低減することなく、光学性能の低下を防止することができるため、生産性の低下を防止することができる。特に、充填工程で拡がり速度を初速に維持する場合には、初速よりも速度を低下させていく場合と比較して、充填工程を短時間で行うことができるため、生産性の低下を確実に防止することができる。 In addition, since it is possible to prevent a decrease in optical performance without uniformly reducing the mold clamping speed, it is possible to prevent a decrease in productivity. In particular, when the spreading speed is maintained at the initial speed in the filling process, the filling process can be performed in a shorter time than when the speed is reduced from the initial speed, so that the productivity is reliably reduced. Can be prevented.
また、充填工程の前に成形型20とガラス基板3とを一旦密着させてキャリブレーションを行う必要がないため、光学性能の高い凸レンズ部5の成形を容易化し、生産性の低下をより確実に防止することができる。
In addition, since it is not necessary to perform calibration by once bringing the
[第2の実施形態]
本第2の実施形態は下記の点で第1の実施形態と異なっており、それ以外は第1の実施形態と同様となっている。
[Second Embodiment]
The second embodiment is different from the first embodiment in the following points, and is otherwise the same as the first embodiment.
本実施形態では、ガラス基板3の設置位置と成形型20の設置位置とを反転させている。詳しくは、図10に示す通り、真空チャック装置70に対し成形型20が吸引・固定される。ベース32の突出部34には真空チャック装置110が固定されている。真空チャック装置110は光透過性の部材で構成されており、光源90が点灯すると、その光は真空チャック装置110を透過するようになっている。真空チャック装置110には同心円状の連通溝112が形成されている。連通溝112には吸引機構(図示略)が連結されており、当該吸引機構の作動により連通溝112からエアを吸引し、真空チャック装置110下の部材を吸引・固定することができるようになっている。本実施形態では真空チャック装置110によりガラス基板3が吸引・固定される。真空チャック装置110(吸引機構)は制御装置100に接続され、制御装置100によりその動作が制御される。
In the present embodiment, the installation position of the
本実施形態にかかるウエハレンズ製造装置30を用いてウエハレンズ1を製造する場合には、真空チャック装置110に対しガラス基板3を設置するとともに、真空チャック装置70に対しては成形型20を設置し、成形型20上に所定量の樹脂5Aを滴下する点、光透過性の真空チャック装置110とガラス基板3とを介して樹脂5Aに対し光照射し、樹脂5Aを硬化させる点を除いて、上記第1の実施形態と同様にしてウエハレンズ1を製造する。
When the
以上の本実施形態によっても、上記第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。 According to the present embodiment as described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
なお、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。 It should be noted that the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiment, and of course can be modified or improved as appropriate.
例えば、上記実施の形態においては、成形型20またはガラス基板3を移動させて樹脂5Aを押し拡げることとして説明したが、成形型20及びガラス基板3を移動させることとしても良い。
For example, in the embodiment described above, the
続いて、本実施の形態に好適な実施例について説明する。
[レンズ部の成形]
成形型20として、サグ量0.2mm,直径3mmのキャビティ24が5mmピッチで複数配設されたものを用い、この成形型20の中央部に樹脂5Aとしてのアクリル系のUV硬化性樹脂を20ml滴下した。なお、この樹脂の粘度は3000cPであった。
Subsequently, an example suitable for the present embodiment will be described.
[Lens part molding]
As the
次に、ガラス基板3と成形型20との間隔を5mmから0.1mmに狭め、樹脂を厚さ0.1mm,直径200mmに押し拡げつつ各キャビティ24に充填させた後、硬化させた。
Next, the space between the
このとき、下記の表1に示すように、樹脂を押し拡げる際に成形型20の移動速度(型締め速度)を0.1mm/s、移動時間(型締め時間)を19秒として樹脂の拡がり速度が初速1.3mm/s〜終速65mm/sとなったものから得られた試料を試料(1)、成形型20の移動速度を0.02mm/s、移動時間を95秒として樹脂の拡がり速度が初速0.3mm/s〜終速20m/sとなったものから得られた試料を試料(2)、成形型20の移動速度を0.6m/sから0.01m/sに減速していく可変制御を行い、移動時間を9秒として樹脂の拡がり速度を20m/s(一定)にして得られた試料を試料(3)として、各試料(1)〜(3)をそれぞれ10個形成した。なお、これらの試料(1)〜(3)のうち、試料(2)では、成形型20の移動時間(型締め時間)が大きすぎるため、実用上、満足な生産性が得られない。
At this time, as shown in Table 1 below, when the resin is expanded, the movement speed of the mold 20 (clamping speed) is 0.1 mm / s, and the movement time (clamping time) is 19 seconds. The sample obtained from the sample having a speed of 1.3 mm / s at the initial speed to 65 mm / s at the final speed is the sample (1), the moving speed of the
[気泡・未充填の評価]
得られた試料(1)〜(3)のレンズ部について、気泡の有無や、樹脂の未充填による形状不良の有無を観察し、以下の基準に従って評価したところ、上記の表1に示す通りとなった。
[Evaluation of bubbles / unfilled]
Regarding the lens portions of the obtained samples (1) to (3), the presence or absence of bubbles and the presence or absence of shape defects due to unfilled resin were observed and evaluated according to the following criteria. As shown in Table 1 above, became.
○:全ての試料に気泡や形状不良の有無が観察されない。
×:全ての試料に気泡や形状不良の有無が観察された。
○: No bubble or shape defect is observed in all samples.
X: The presence or absence of bubbles and shape defects were observed in all the samples.
以上より、樹脂の拡がり速度を一定とすれば、生産性の低下を防止でき、またレンズ部の光学性能の低下を防止できることがわかる。 From the above, it can be seen that if the spreading speed of the resin is constant, the productivity can be prevented from being lowered and the optical performance of the lens portion can be prevented from being lowered.
1 ウエハレンズ
3 ガラス基板(基板)
5 凸レンズ部
5A 樹脂(硬化性樹脂)
10 マスター
12 ベース部
14 凸部
20 成形型
22 成形部
22A 樹脂
24 キャビティ
26 基材
30 ウエハレンズ製造装置
32 ベース
34 突出部
36 ガイド
40 ステージ
42 貫通孔
46 凹部
50 ギヤードモータ(移動装置)
51 ポテンショメータ
52 シャフト
60 平行出し部材
62 XYステージ
64 θステージ
70 真空チャック装置
72 連通溝
80 スタンプホルダ
82 連通溝
90 光源(硬化装置)
100 制御装置
110 真空チャック装置
112 連通溝
1
5
DESCRIPTION OF
51
100
Claims (7)
前記成形型と前記基板との少なくとも一方を移動させることによって、これら成形型及び基板の間に介在する前記硬化性樹脂を押し拡げ、前記キャビティ内に充填させる充填工程と、
前記充填工程の後に前記硬化性樹脂を硬化させる硬化工程とを備え、
前記充填工程では、
前記硬化性樹脂の拡がり速度を初速以下に制御しつつ、当該硬化性樹脂を押し拡げることを特徴とするウエハレンズの製造方法。 A method for producing a wafer lens, comprising: curing a curable resin between a substrate and a mold in which a concave cavity is formed, and producing a wafer lens provided with a lens portion on the substrate,
A filling step of expanding the curable resin interposed between the mold and the substrate by moving at least one of the mold and the substrate, and filling the cavity.
A curing step of curing the curable resin after the filling step,
In the filling step,
A method for producing a wafer lens, comprising: expanding the curable resin while controlling a spreading speed of the curable resin to be equal to or less than an initial speed.
前記充填工程では、
前記拡がり速度を初速に維持することを特徴とするウエハレンズの製造方法。 In the manufacturing method of the wafer lens according to claim 1,
In the filling step,
A method of manufacturing a wafer lens, wherein the spreading speed is maintained at an initial speed.
前記充填工程では、
前記成形型と前記基板との間隙における所定の位置で前記硬化性樹脂のエッジを検出するまで、当該硬化性樹脂を押し拡げることを特徴とするウエハレンズの製造方法。 In the manufacturing method of the wafer lens of Claim 1 or 2,
In the filling step,
A method for manufacturing a wafer lens, comprising: expanding a curable resin until an edge of the curable resin is detected at a predetermined position in a gap between the mold and the substrate.
前記成形型と前記基板との少なくとも一方を移動させることによって、これら成形型及び基板の間に介在する前記硬化性樹脂を押し拡げ、前記キャビティ内に充填させる移動装置と、
前記硬化性樹脂を硬化させる硬化装置とを備え、
前記移動装置は、
前記硬化性樹脂の拡がり速度を初速以下に制御しつつ、当該硬化性樹脂を押し拡げることを特徴とするウエハレンズの製造装置。 A wafer lens manufacturing apparatus that includes a mold having a concave cavity, cures a curable resin between the mold and the substrate, and manufactures a wafer lens having a lens portion provided on the substrate. And
A moving device for expanding the curable resin interposed between the mold and the substrate by moving at least one of the mold and the substrate, and filling the cavity.
A curing device for curing the curable resin,
The mobile device is
An apparatus for manufacturing a wafer lens, wherein the curable resin is pushed and expanded while controlling a spreading speed of the curable resin to be equal to or less than an initial speed.
前記移動装置は、
前記拡がり速度を初速に維持することを特徴とするウエハレンズの製造装置。 The wafer lens manufacturing apparatus according to claim 5,
The mobile device is
An apparatus for manufacturing a wafer lens, wherein the spreading speed is maintained at an initial speed.
前記成形型と前記基板との間隙における所定の位置で前記硬化性樹脂のエッジを検出するエッジセンサを備え、
前記移動装置は、
前記エッジセンサが前記硬化性樹脂のエッジを検出するまで、当該硬化性樹脂を押し拡げることを特徴とするウエハレンズの製造装置。 In the wafer lens manufacturing apparatus according to claim 5 or 6,
An edge sensor that detects an edge of the curable resin at a predetermined position in a gap between the mold and the substrate;
The mobile device is
The wafer lens manufacturing apparatus, wherein the curable resin is expanded until the edge sensor detects an edge of the curable resin.
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