JP2010156913A - レンズ形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高価な金型を用いることなく、また撥水性処理のための複雑な工程や高価な設備を必要とすることなく、レンズを容易にかつ安価に製造できるようにする。
【解決手段】上面が平面となるピン２を用いて、弾性のあるシート１をその下方から突き上げた状態とし、この突き上げ状態のシート１上に液状樹脂５を球状に塗布し、この液状樹脂５に紫外線を照射して硬化することによりレンズ５０を形成し、その後、上記ピン２による突き上げ状態を解除する。次いで、シート１上のレンズ５０を吸着コレット６でピックアップして剥離し、接着剤９を介して光半導体パッケージ８の搭載部に載置することで、レンズ５０の組付けが完了する。
【選択図】図１

Description

本発明はレンズ形成方法、特に金型を使用せずに、光半導体パッケージ（装置）等の所定面に搭載するためのレンズを形成するレンズ形成方法に関する。

従来から、例えばリモコン等に使用される光半導体パッケージに、レンズが搭載されており、この光半導体パッケージでは、本体の樹脂封止と同時にレンズを形成する方法や、この樹脂封止とは別に金型で形成したレンズを光半導体パッケージの搭載面に貼り付ける方法が採用されていた。

また、金型を使用せずに、マイクロレンズを基体等の上に形成する方法として、下記の特許文献１，２の技術があり、これら特許文献１，２には、インクジェット法等により基体上に樹脂の液滴を吐出し、この液滴を硬化させてマイクロレンズを形成することが開示されている。

特開２００６−３０６３４号公報 特開２００６−３２３１４６号公報

しかしながら、従来の金型を用いてレンズを形成する方法では、高精度のＲ形状を持つ金型が必要になることから、この金型が高価となり、しかも最近の光半導体パッケージ（装置）が小型化していることにより、金型によるレンズ形成が困難になっているという問題がある。

一方、金型を使用しない方法の場合は、上記特許文献１，２で開示されるように、レンズ形成面に撥水性を持たせるための処理が必要となる。
即ち、図３には、従来（特許文献１）の撥液処理後の状態が示されており、図示されるように、基体１１上においてマイクロレンズ形成領域１２の周囲に、撥液性を得るための自己組織化膜１３を形成し、このマイクロレンズ形成領域１２に、樹脂１４を滴下することで、この樹脂１４の濡れ広がりが防止される。このような撥液処理は、プラズマ処理等でも行うことができる。

しかしながら、このような撥水（撥液）性を得るための処理は、製造工程を複雑かつ多工程にするという不都合がある。また、レンズ形状に高精度が求められる場合は、選択的にフォトリソグラフィー又はマスキング等を用い、撥水箇所を限定して処理することが行われるが、この場合には、高価な設備を用いなければならないという問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高価な金型を用いることなく、また撥水性処理のための複雑な工程や高価な設備を必要とすることなく、レンズを容易かつ安価に製造することができるレンズ形成方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るレンズ形成方法は、上面と側面との間に角（カド）を持つピンを用いて、弾性のあるシートをその下方から突き上げた状態とし、この突き上げ状態のシート上に液状樹脂を球状に塗布し、次いで、上記球状液状樹脂を硬化することによりレンズを形成し、その後、上記ピンによる突き上げ状態を解除することを特徴とする。
請求項２の発明は、上記ピンによる突き上げ状態を解除した後、上記シート上のレンズをピックアップ装置でピックアップし、接着剤を介して光半導体装置の搭載部に載置することを特徴とする。

本発明の構成によれば、例えば上面を平面又は球状凹面とした円形にすることにより、円形上面の縁に角が形成されたピンで、弾性シートを突き上げ状態にすることで、シート上に凸状の円形台座が形成されることになり、この台座に液状樹脂が滴下されることで、液状樹脂が表面張力により球状に塗布される。次いで、この球状液樹脂に例えば紫外線を照射することにより、レンズが形成される。このような製造において、上記凸状の台座は、その角のある円形縁の存在によって撥水性処理と同等の効果を発揮することになり、液状樹脂の濡れ広がりを防止して、所望の外周円及び球形（曲率）を有するレンズを形成することが可能になる。

そして、形成されたレンズは、吸着コレット等のピックアップ装置でピックアップされ、光半導体パッケージ等の光学部材に接着剤を介して載置されることにより、光半導体パッケージ等に組み付けられる。

本発明によれば、高価な金型を用いることなく、レンズを安価に製造でき、また撥水性処理のためのプラズマ処理等の複雑な工程や、フォトリソグラフィー又はマスキング等を実施するための高価な設備も不要となり、レンズを容易にかつ安価に製造することが可能となる。

本発明の実施例に係るレンズ形成方法の各工程を説明するための図である。 実施例に使用される多ピン並設部材の２つの構成［図（Ａ），（Ｂ）］を示す図である。 従来のレンズ形成における撥水処理を説明するための図である。

図１には、本発明の実施例に係るレンズ形成方法の各工程が示され、図２には、実施例においてシートの突き上げ状態を得るための装置の構成が示されている。実施例では、図１（Ａ）に示されるように、シリコーンゴム、塩化ビニル、テフロン（登録商標）からなり、厚さ５０μｍ前後の弾性のあるシート（又はテープ）１と、図２に示されるように、突き上げ用（台座設定用）の複数のピン２を突設しながら並べて配置すると共に、ピン２の間の隙間３から真空排気ができるように構成された多ピン並設部材４（又は４ｂ）とが設けられており、上記複数のピン２は、図２（Ａ）のように円形（その他の形状でもよい）上面が平面（又は略平面）とされたもの、若しくは図２（Ｂ）のように上面が球状凹面とされたもの（ピン２ｂ）が用いられる。このような平面又は球状凹面の上面によって、実施例のピン２，２ｂでは、円形上面と側面との間に角が付き、後述のように、シート１上の円形台座において撥水処理と同等の効果が得られることになる。

そして、実施例では、上記弾性のあるシート１と多ピン並設部材４を用いて、レンズの形成及び半導体パッケージへの搭載が行われており、この製造工程を図１により（１つのピンについて）説明する。

まず、図１（Ａ）のように（突き上げ工程）、平らに広げられたシート１の下側にピン２を配置し、このピン２の側面側を真空排気すると、図１（Ｂ）のように、薄く弾性のあるシート１が吸引され、このシート１はピン２の平らな上面に密着しながら突き上げ状態となり、ピン２の上面にシート１を介挿した台座（凸形状頂上部）Ｆが形成される。この台座Ｆは、ピン２の上面で突き上げられることで、外周縁に角を持った円形台座Ｆとなる。

次いで、図１（Ｃ）の樹脂塗布工程では、台座Ｆに、ディスペンサ等を用いて液状の紫外線（ＵＶ）硬化樹脂５の所定量が滴下、塗布される。この滴下、塗布は、ポッティング法、印刷法、ジェット法、インクジェット法等で行われる。そして、この液状樹脂５は、角を持った台座Ｆ内（外周円形縁内）に留まり、濡れ広がりが抑制された状態で、その表面張力によって略半球体を形成する。

次の図１（Ｄ）のＵＶ照射工程では、紫外線が照射されることにより、液状樹脂５が硬化しレンズ５０が形成される。この後、図１（Ｅ）のように、真空排気を停止することにより突き上げ状態が解除され、シート１は平らな状態に戻る。

次いで、図１（Ｆ）〜（Ｈ）のレンズ搭載工程では、図１（Ｆ）のように、ピックアップ装置としての吸着コレット（筒状ロッド内の負圧制御で吸着するもの）６がレンズ５０の上部に配置され、吸着コレット６による吸着を行うと同時に、シート１の下側からのピン７の突き上げを行うことによって、図１（Ｇ）のように、レンズ５０がシート１からピックアップされて剥離される。その後、図１（Ｈ）のように、吸着コレット６によりレンズ５０が移送され、このレンズ５０は光半導体パッケージ８の搭載部に接着剤９を介して載置されることで、この光半導体パッケージ８に対するレンズ５０の組立てが完了する。

図１では、ピン２の上面を平面としたが、図２（Ｂ）のように、上面を球状凹面（凹球面）としたピン２ｂ（多ピン並設部材４ｂ）を用いてもよく、これによれば、ピン２ｂの円形上面と側面との間の角を鋭角にし、台座Ｆに塗布された液状樹脂５の濡れ広がりの抑制効果を高くすることができる。

また、上記実施例では、真空排気によってシート１を突き上げ状態にしたが、個々のピンを上下動可能に支持し、このピンを上昇させてシート１を突き上げるような装置の構成としてもよい。

本発明は、リモコン等に使用される光半導体パッケージの光学部だけでなく、撮像装置、検出装置等の各種装置に用いられる光学部に適用することができる。

１…シート、 ２，２ｂ，７…ピン、
４，４ｂ…多ピン並設部材、
５…液状樹脂、 ５０…レンズ、
６…吸着コレット、 ８…光半導体パッケージ、
９…接着剤、 Ｆ…台座。

Claims (2)

1. 上面と側面との間に角を持つピンを用いて、弾性のあるシートをその下方から突き上げた状態とし、
   この突き上げ状態のシート上に液状樹脂を球状に塗布し、
   次いで、上記球状液状樹脂を硬化することによりレンズを形成し、
   その後、上記ピンによる突き上げ状態を解除するレンズ形成方法。
2. 上記ピンによる突き上げ状態を解除した後、上記シート上のレンズをピックアップ装置でピックアップし、接着剤を介して光半導体装置の搭載部に載置することを特徴とする請求項１記載のレンズ形成方法。

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