JP2011240651A - Molding die for wafer lens and method for manufacturing the molding die for wafer lens - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウェハレンズ用成形型及びウェハレンズ用成形型の製造方法に関する。 The present invention relates to a wafer lens mold and a method for manufacturing a wafer lens mold.
従来、光学レンズの製造分野においては、ガラス平板に熱硬化性樹脂等の硬化性樹脂からなるレンズ部(光学部材)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)。 Conventionally, in the field of manufacturing optical lenses, a technique for obtaining an optical lens having high heat resistance by providing a lens portion (optical member) made of a curable resin such as a thermosetting resin on a glass plate has been studied ( For example, see Patent Document 1).
さらに、この技術を適用した光学レンズの製造方法として、ガラス平板に対して硬化樹脂を一体化させたいわゆる「ウェハレンズ」を形成することで、複数のレンズを一体化された状態で同時に成形し、成形後にガラス平板部をカットする方法が開発されている。この製造方法によれば、光学レンズの製造コストを低減することができる。
具体的な光学レンズの製造方法として、レンズ部に対応するネガ形状のマスター成形型(以下、マスターと言う)からポジ形状のサブマスター成形型を作成する際、平板ガラス等の裏打ち用のサブマスター基板の上にサブマスター成形部を成形することによってサブマスター成形型(以下、サブマスターと言う)を形成し、このサブマスターからネガ形状のサブサブマスター成形型を作成する際にも、平板ガラス等の裏打ち用のサブサブマスター基板の上にサブサブマスター成形部を成形することによってサブサブマスター成形型(以下、サブサブマスターと言う)を作成し、このサブサブマスターを用いて光学レンズを成形する。なお、本発明では、最終的に光学レンズとして用いられる光学面(以下、単にレンズ面とも言う)の形状を基準として、同様の形状を持つもの、即ちレンズ面の形状が凸レンズ形状の場合は、凸レンズ形状を「ポジ形状」と言い、反転された形状、即ち光学レンズの光学面の形状が凸レンズの場合は凹レンズ形状を「ネガ形状」と記載する。従って、上述のようにマスターから順にサブマスター、サブサブマスター、光学レンズへと形状が転写される場合は、サブサブマスターがネガ形状、サブマスターがポジ形状、マスターがネガ形状となる。
また、マスターによりサブマスターを成形し、サブマスターにより光学レンズのレンズ面を成形する場合もあるが、この場合、サブマスターがネガ形状となり、マスターがポジ形状となる。
このようにしてマスターから順にサブマスター、サブサブマスター、光学レンズへと転写させて成形する際、又は、マスターから順にサブマスター、光学レンズへと転写させて成形する際に、レンズ面を成形するサブマスター成形部やサブサブマスター成形部は、通常、例えば、フッ素樹脂、シリコーン系樹脂、熱可塑性オレフィン樹脂等の離型性の良い樹脂によって形成している。
しかしながら、上記離型性の良い樹脂は柔らかく、レンズ面への面転写性が良くなく、また、ウェハ面内の精度のばらつきが大きいことが問題となっている。
そこで、レンズ面を形成するレンズ用の樹脂をサブマスター成形部やサブサブマスター成形部の材料として使用することによって、面精度を良好にすることが知られている。しかしながら、レンズ用の樹脂は離型性が悪いため、サブマスター成形部やサブサブマスター成形部の表面に離型処理を施すことで、離型性を良好にしている。
Furthermore, as a method of manufacturing an optical lens to which this technology is applied, by forming a so-called “wafer lens” in which a cured resin is integrated with a glass flat plate, a plurality of lenses are molded simultaneously in an integrated state. A method of cutting a glass flat plate portion after molding has been developed. According to this manufacturing method, the manufacturing cost of the optical lens can be reduced.
As a specific method for manufacturing an optical lens, when creating a positive sub-master mold from a negative master mold (hereinafter referred to as a master) corresponding to the lens portion, a sub-master for backing such as flat glass Sub-master molding die (hereinafter referred to as sub-master) is formed by molding the sub-master molding part on the substrate, and flat glass or the like is used when creating a negative sub-sub-master molding die from this sub master. A sub-submaster molding die (hereinafter referred to as a sub-submaster) is formed by molding a sub-submaster molding portion on the sub-submaster substrate for backing the substrate, and an optical lens is molded using the sub-submaster. In the present invention, the shape of the optical surface finally used as an optical lens (hereinafter also simply referred to as a lens surface) is used as a reference, that is, when the lens surface has a convex lens shape. The convex lens shape is referred to as “positive shape”, and when the inverted shape, that is, the shape of the optical surface of the optical lens is a convex lens, the concave lens shape is described as “negative shape”. Therefore, when the shape is transferred sequentially from the master to the sub master, the sub sub master, and the optical lens as described above, the sub sub master has a negative shape, the sub master has a positive shape, and the master has a negative shape.
In some cases, the sub master is molded by the master and the lens surface of the optical lens is molded by the sub master. In this case, the sub master has a negative shape and the master has a positive shape.
In this way, when transferring and molding from the master to the submaster, subsubmaster, and optical lens in order, or when transferring from the master to the submaster and optical lens, and molding, the sub The master molded part and the sub-submaster molded part are usually formed of a resin having good mold release properties such as a fluororesin, a silicone resin, and a thermoplastic olefin resin.
However, the above-mentioned resin having good releasability is soft, has poor surface transfer to the lens surface, and has a problem of large variations in accuracy within the wafer surface.
Accordingly, it is known that the surface accuracy is improved by using a lens resin for forming a lens surface as a material for the sub-master molded portion and the sub-sub-master molded portion. However, since the resin for lenses is poor in releasability, the releasability is improved by performing a release treatment on the surface of the sub master molding part or the sub sub master molding part.
上述のように離型処理を施すことで離型性を良好にしているものの、レンズ用の樹脂をレンズ面を成形する成形型の成形部の材料として使用し、光学レンズとして凹面のレンズ面を成形した場合、すなわち、成形型の成形面が凸となる場合において、光学面形状が安定しないという問題がある。
これは、レンズ用の樹脂として紫外線硬化性樹脂の多くは、開始剤の吸収波長が365nmより短波長である。そのため、凹形状のレンズ面を成形する凸形状の成形型の成形部をレンズ用の樹脂で形成すると、レンズ用の樹脂を硬化する際に用いられる365nm以下の波長の光は、成形型の凸部(中心部分)では、樹脂がほとんど吸収し、外側の部分では比較的吸収されずに透過することで、成形型の成形部に設けられた樹脂の厚さによって透過するUV光の強さがばらつくことが分かった。つまり、UV光を照射してレンズ面を成形する際に、成形型の成形部の樹脂が薄い、レンズ面の外側(フランジ部分ともいう)から硬化が始まってしまい、フランジ部分の硬化収縮によって肝心なレンズ面を形成する樹脂が外側に引っ張られることが原因であると考えられる。また、成形型の成形部を形成する厚い部分の樹脂がUV光を吸収するため、これに対応するレンズ樹脂に効率的にUV光が届かず、肝心な面形状が安定しない。
さらに、レンズ面を形成する成形型の成形部は、長時間UV光を照射された場合には、UV光を吸収することによって黄変し、寿命が短縮するという問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、凹レンズ面への面転写性を向上させ、成形型自体の長寿命化を図ることのできるウェハレンズ用成形型及びウェハレンズ用成形型の製造方法を提供することを目的としている。
Although the mold release property is improved by performing the mold release treatment as described above, the resin for the lens is used as the material of the molding part of the mold for molding the lens surface, and the concave lens surface is used as the optical lens. When molded, that is, when the molding surface of the mold is convex, there is a problem that the optical surface shape is not stable.
This is because most of the ultraviolet curable resin as a lens resin has an absorption wavelength of the initiator shorter than 365 nm. Therefore, when the molding part of the convex mold that molds the concave lens surface is formed of a lens resin, the light having a wavelength of 365 nm or less used when the lens resin is cured is projected on the mold. The portion (center portion) absorbs most of the resin, and the outer portion transmits relatively without being absorbed, so that the intensity of the transmitted UV light depends on the thickness of the resin provided in the molding portion of the mold. I knew that it would vary. In other words, when the lens surface is molded by irradiating UV light, the resin of the molding part of the mold is thin, and curing starts from the outside of the lens surface (also referred to as the flange part). This is thought to be caused by the fact that the resin that forms the lens surface is pulled outward. Further, since the thick resin forming the molding part of the mold absorbs UV light, the UV light does not efficiently reach the corresponding lens resin, and the important surface shape is not stable.
Furthermore, when the molding part of the molding die forming the lens surface is irradiated with UV light for a long time, there is a problem that it is yellowed by absorbing the UV light and the life is shortened.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is capable of improving the surface transfer property to the concave lens surface and prolonging the life of the mold itself, and the production of the mold for the wafer lens. It aims to provide a method.
本発明の一の態様によれば、レンズ用基板の少なくとも一方の面に、複数の光硬化性樹脂製の凹レンズ部が形成されたウェハレンズを成形するためのウェハレンズ用成形型であって、
一方の面に複数の凸部が形成された成形型用基板と、
前記成形型用基板の前記一方の面で、前記複数の凸部を覆うようにして形成されて、前記凹レンズ部の光学面形状に対応したネガ形状の樹脂成形部と、を備え、
前記成形型用基板の厚さ1mmのときの波長365nmの光に対する光透過率が90%以上で、かつ、前記樹脂成形部の厚さ1mmのときの波長365nmの光に対する光透過率が20〜80%であることを特徴とするウェハレンズ用成形型が提供される。
According to one aspect of the present invention, there is provided a wafer lens mold for molding a wafer lens in which a plurality of concave lenses made of a photocurable resin are formed on at least one surface of a lens substrate,
A mold substrate having a plurality of convex portions formed on one surface;
A negative-shaped resin molding portion formed on the one surface of the mold substrate so as to cover the plurality of convex portions, and corresponding to the optical surface shape of the concave lens portion,
The light transmittance for light having a wavelength of 365 nm when the thickness of the mold substrate is 1 mm is 90% or more, and the light transmittance for light having a wavelength of 365 nm when the thickness of the resin molding portion is 1 mm is 20 to 20%. There is provided a wafer lens mold characterized by being 80%.
本発明の他の態様によれば、レンズ用基板の少なくとも一方の面に、複数の光硬化性樹脂製の凹レンズ部が形成されたウェハレンズを成形するためのウェハレンズ用成形型の製造方法であって、
成形型用基板の一方の面に、複数の凸部を形成し、
前記成形型用基板の前記一方の面に、前記複数の凸部を覆うようにして前記凹レンズ部の光学面形状に対応したネガ形状の樹脂成形部を形成し、
前記成形型用基板の厚さ1mmのときの波長365nmの光に対する光透過率が90%以上で、かつ、前記樹脂成形部の厚さ1mmのときの波長365nmの光に対する光透過率が20〜80%とすることを特徴とするウェハレンズ用成形型の製造方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing a wafer lens mold for molding a wafer lens in which a plurality of photo-curing resin concave lens portions are formed on at least one surface of a lens substrate. There,
A plurality of convex portions are formed on one surface of the mold substrate,
On the one surface of the mold substrate, a negative resin molding portion corresponding to the optical surface shape of the concave lens portion is formed so as to cover the plurality of convex portions,
The light transmittance for light having a wavelength of 365 nm when the thickness of the mold substrate is 1 mm is 90% or more, and the light transmittance for light having a wavelength of 365 nm when the thickness of the resin molding portion is 1 mm is 20 to 20%. A method for producing a wafer lens mold, characterized by being 80%, is provided.
本発明によれば、波長365nmの光に対する光透過率が高い(90%以上の)成形型用基板に形成した複数の凸部によって、凹レンズ部の光学面形状に対応したネガ形状(凸形状)の樹脂成形部の厚さが薄くなり、樹脂成形部を透過するUV光の強さにばらつきが生じることを防げる。よって、凹レンズ部を形成する樹脂部分に効率的にUV光が届くことになる。つまり、凹レンズ部と、その他のフランジ部とを形成する樹脂の硬化のタイミングを揃えることができ、凹レンズ部の面転写性を向上させることができる。
また、UV光の吸収による黄変を抑制することができ、ウェハレンズ用成形型自体の寿命の向上を図ることができる。
また、成形型用基板に形成した複数の凸部は、周りを樹脂で覆われて光学面を成形する為の樹脂成形部とされる為、凸部の形状には高い精度が求められない為、成形型用基板に形成される凸部は樹脂成形部から露出しない程度の精度でエッチング等すれば良いので、ウェハレンズ用成形型の全てをガラスで形成する場合に比べて、ガラス加工の手間が無くなり製造が容易となる。
また、ウェハレンズ用成形型の樹脂成形部の厚さが薄いので、面転写性の難しいどのような樹脂でも利用することができる。さらに、樹脂成形部の樹脂量を少なくすることができるので、コストの低減を図ることができる。
According to the present invention, a negative shape (convex shape) corresponding to the optical surface shape of the concave lens portion is formed by the plurality of convex portions formed on the mold substrate having a high light transmittance (90% or more) with respect to light having a wavelength of 365 nm. The thickness of the resin molded portion is reduced, and variations in the intensity of UV light transmitted through the resin molded portion can be prevented. Therefore, the UV light efficiently reaches the resin portion that forms the concave lens portion. That is, the curing timing of the resin forming the concave lens part and the other flange part can be made uniform, and the surface transferability of the concave lens part can be improved.
Further, yellowing due to absorption of UV light can be suppressed, and the life of the wafer lens mold itself can be improved.
In addition, since the plurality of convex portions formed on the mold substrate are resin-molded portions for covering the periphery with resin and molding the optical surface, high accuracy is not required for the shape of the convex portions. The convex part formed on the mold substrate can be etched with such an accuracy that it is not exposed from the resin molded part. Compared to the case where all of the wafer lens mold is formed of glass, the labor of glass processing is reduced. This eliminates the need for manufacturing.
In addition, since the resin molding portion of the wafer lens mold is thin, any resin having a difficult surface transfer property can be used. Furthermore, since the amount of resin in the resin molded portion can be reduced, the cost can be reduced.
以下、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。
[撮像モジュール]
図1に示す通り、撮像モジュール1は撮像レンズ2、撮像素子のカバーガラス4、撮像素子6などから構成されており、撮像レンズ2の下方に、撮像素子のカバーガラス4、撮像素子6が配置されている。撮像素子6としては例えばCMOS型イメージセンサが用いられる。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Imaging module]
As shown in FIG. 1, the imaging module 1 includes an
撮像レンズ2は2群のレンズ群8,10、スペーサ7から構成されている。
レンズ群8はガラス基板12を有している。
ガラス基板12の上面には樹脂部16が形成されている。ガラス基板12と樹脂部16との間にはIRカットコート14、絞り18aが形成されている。樹脂部16は凸レンズ部16aとその周辺部の非レンズ部16bとから構成され、これらが一体成形されている。凸レンズ部16aは表面が非球面形状を呈している。絞り18aは非レンズ部16bで覆われている。
ガラス基板12の下面には樹脂部22が形成されている。ガラス基板12と樹脂部22との間にはIRカットコート20、絞り18bが形成されている。樹脂部22は凹レンズ部22aとその周辺部の非レンズ部22bとから構成され、これらが一体成形されている。凹レンズ部22aは表面が非球面形状を呈している。絞り18bは非レンズ部22bで覆われている。
レンズ群8はガラス基板12、IRカットコート14,20、樹脂部16,22、絞り18a,18bにより構成されている。
The
The lens group 8 has a
A
A
The lens group 8 includes a
レンズ群10はガラス基板30を有している。
ガラス基板30の上面には樹脂部32が形成されている。樹脂部32は凹レンズ部32aとその周辺部の非レンズ部32bとから構成され、これらが一体成形されている。凹レンズ部32aは表面が非球面形状を呈している。
ガラス基板30の下面には樹脂部34が形成されている。ガラス基板30と樹脂部34との間には絞り18cが形成されている。樹脂部34は凸レンズ部34aとその周辺部の非レンズ部34bとから構成され、これらが一体成形されている。凸レンズ部34aは表面が非球面形状を呈している。絞り18cは非レンズ部34bで覆われている。
レンズ群10はガラス基板30、樹脂部32,34、絞り18cにより構成されている。
The
A
A
The
レンズ群8の樹脂部16,22とレンズ群10の樹脂部32,34とは公知の光硬化性樹脂から構成されている。
当該光硬化性樹脂としては、例えば下記に示すようなアクリル樹脂、アリルエステル樹脂、エポキシ系樹脂、ビニル系樹脂などが使用可能である。
アクリル樹脂,アリルエステル樹脂、ビニル系樹脂を使用する場合にはラジカル重合により反応硬化させることができ、エポキシ樹脂を使用する場合にはカチオン重合により反応硬化させることができる。
レンズ群8,10の各部位を構成する樹脂の種類は互いに同じでもよいし、異なってもいてもよい。
樹脂の詳細は下記(1)〜(4)の通りである。
The
As the photocurable resin, for example, acrylic resins, allyl ester resins, epoxy resins, vinyl resins and the like as shown below can be used.
When acrylic resin, allyl ester resin, or vinyl resin is used, it can be cured by radical polymerization, and when epoxy resin is used, it can be cured by cationic polymerization.
The types of resins constituting each part of the
Details of the resin are as follows (1) to (4).
(1)アクリル樹脂
重合反応に用いられる(メタ)アクリレートは特に制限はなく、一般的な製造方法により製造された下記(メタ)アクリレートを使用することができる。エステル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、エーテル(メタ)アクリレート、アルキル(メタ)アクリレート、アルキレン(メタ)アクリレート、芳香環を有する(メタ)アクリレート、脂環式構造を有する(メタ)アクリレートが挙げられる。これらを1種類又は2種類以上を用いることができる。
特に脂環式構造を持つ(メタ)アクリレートが好ましく、酸素原子や窒素原子を含む脂環構造であってもよい。例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メ
タ)アクリレート、シクロヘプチル(メタ)アクリレート、ビシクロヘプチル(メタ)アクリ
レート、トリシクロデシル(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレートや、イソボロニル(メタ)アクリレート、水添ビスフェノール類のジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。また特にアダマンタン骨格を持つと好ましい。例えば、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート(特開2002−193883号公報参照)、アダマンチルジ(メタ)アクリレート(特開昭57−500785)、アダマンチルジカルボン酸ジアリル(特開昭60―100537)、パーフルオロアダマンチルアクリル酸エステル(特開2004−123687)、新中村化学製 2-メチル-2-アダマン
チルメタクリレート、1,3-アダマンタンジオールジアクリレート、1,3,5-アダマンタントリオールトリアクリレート、不飽和カルボン酸アダマンチルエステル(特開2000−119220)、3,3’−ジアルコキシカルボニル-1,1’ビアダマンタン(特開2001−253835号公報参照)、1,1’−ビアダマンタン化合物(米国特許第3342880号明細書参照)、テトラアダマンタン(特開2006−169177号公報参照)、2−アルキル−2−ヒドロキシアダマンタン、2−アルキレンアダマンタン、1,3−アダマンタンジカルボン酸ジ−tert−ブチル等の芳香環を有しないアダマンタン骨格を有する硬化性樹脂(特開2001−322950号公報参照)、ビス(ヒドロキシフェニ
ル)アダマンタン類やビス(グリシジルオキシフェニル)アダマンタン(特開平11−3
5522号公報、特開平10−130371号公報参照)等が挙げられる。
また、その他反応性単量体を含有することも可能である。(メタ)アクリレートであれば、例えば、メチルアクリレート、メチルメタアクリレート、n−ブチルアクリレート、n−ブチルメタアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタアクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタアクリレート、tert−ブチルアクリレート、tert−ブチルメタアクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタアクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタアクリレート、などが挙げられる。
多官能(メタ)アクリレートとして、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールセプタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
(1) Acrylic resin The (meth) acrylate used for the polymerization reaction is not particularly limited, and the following (meth) acrylate produced by a general production method can be used. Ester (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, ether (meth) acrylate, alkyl (meth) acrylate, alkylene (meth) acrylate, (meth) acrylate having an aromatic ring, alicyclic structure The (meth) acrylate which has is mentioned. One or more of these can be used.
In particular, (meth) acrylate having an alicyclic structure is preferable, and may be an alicyclic structure containing an oxygen atom or a nitrogen atom. For example, cyclohexyl (meth) acrylate, cyclopentyl (meth) acrylate, cycloheptyl (meth) acrylate, bicycloheptyl (meth) acrylate, tricyclodecyl (meth) acrylate, tricyclodecane dimethanol (meth) acrylate, isoboronyl (meth) ) Acrylates, di (meth) acrylates of hydrogenated bisphenols, and the like. In particular, it preferably has an adamantane skeleton. For example, 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-193883), adamantyl di (meth) acrylate (Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-5000785), diallyl adamantyl dicarboxylate (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-100537). ), Perfluoroadamantyl acrylate (JP 2004-123687), Shin-Nakamura Chemical 2-methyl-2-adamantyl methacrylate, 1,3-adamantanediol diacrylate, 1,3,5-adamantanetriol triacrylate, Saturated carboxylic acid adamantyl ester (JP 2000-119220), 3,3′-dialkoxycarbonyl-1,1 ′ biadamantane (see JP 2001-253835), 1,1′-biadamantane compound (US Patent) No. 3342880), Tet Curing having an adamantane skeleton having no aromatic ring such as adamantane (see JP-A-2006-169177), 2-alkyl-2-hydroxyadamantane, 2-alkyleneadamantane, di-tert-butyl 1,3-adamantanedicarboxylate Resin (see JP-A-2001-322950), bis (hydroxyphenyl) adamantanes and bis (glycidyloxyphenyl) adamantane (JP-A-11-3)
No. 5522 and JP-A-10-130371).
It is also possible to contain other reactive monomers. In the case of (meth) acrylate, for example, methyl acrylate, methyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isobutyl acrylate, isobutyl methacrylate, tert-butyl acrylate Tert-butyl methacrylate, phenyl acrylate, phenyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, cyclohexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, and the like.
Examples of the polyfunctional (meth) acrylate include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) ) Acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tri (meth) acrylate, tripentaerythritol octa (meth) acrylate, tripentaerythritol septa (meth) acrylate, tripentaerythritol hexa (meth) acrylate, tripenta Erythritol penta (meth) acrylate, tripentaerythritol tetra (meth) acrylate, tripentaerythritol (Meth) acrylate.
(2)アリルエステル樹脂
アリル基を持ちラジカル重合による硬化する樹脂で、例えば次のものが挙げられるが、特に以下のものに限定されるわけではない。
芳香環を含まない臭素含有(メタ)アリルエステル(特開2003−66201号公報参照)、アリル(メタ)アクリレート(特開平5−286896号公報参照)、アリルエステル樹脂(特開平5−286896号公報、特開2003−66201号公報参照)、アクリル酸エステルとエポキシ基含有不飽和化合物の共重合化合物(特開2003−128725号公報参照)、アクリレート化合物(特開2003−147072号公報参照)、アクリルエステル化合物(特開2005−2064号公報参照)等が挙げられる。
(2) Allyl ester resin A resin having an allyl group and cured by radical polymerization. Examples thereof include the following, but are not particularly limited to the following.
Bromine-containing (meth) allyl ester not containing an aromatic ring (see JP 2003-66201 A), allyl (meth) acrylate (see JP 5-286896 A), allyl ester resin (JP 5-286896 A) , JP 2003-66201 A), a copolymer compound of an acrylate ester and an epoxy group-containing unsaturated compound (see JP 2003-128725 A), an acrylate compound (see JP 2003-147072 A), acrylic Examples include ester compounds (see JP 2005-2064 A).
(3)エポキシ樹脂
エポキシ樹脂としては、エポキシ基を持ち光又は熱により重合硬化するものであれば特に限定されず、硬化開始剤としても酸無水物やカチオン発生剤等を用いることができる。エポキシ樹脂は硬化収縮率が低いため、成形精度の優れたレンズとすることができる点で好ましい。
エポキシの種類としては、ノボラックフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂が挙げられる。その一例として、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、2,2’−ビス(4−グリシジルオキシシクロヘキシル)プロパン、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカーボキシレート、ビニルシクロヘキセンジオキシド、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−5,5−スピロ−(3,4−エポキシシクロヘキサン)−1,3−ジオキサン、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジペート、1,2−シクロプロパンジカルボン酸ビスグリシジルエステル等を挙げることができる。
(3) Epoxy resin The epoxy resin is not particularly limited as long as it has an epoxy group and is polymerized and cured by light or heat, and an acid anhydride, a cation generator, or the like can be used as a curing initiator. Epoxy resin is preferable in that it has a low cure shrinkage and can be a lens with excellent molding accuracy.
Examples of the epoxy include novolak phenol type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, and dicyclopentadiene type epoxy resin. Examples include bisphenol F diglycidyl ether, bisphenol A diglycidyl ether, 2,2′-bis (4-glycidyloxycyclohexyl) propane, 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, vinyl Cyclohexene dioxide, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) -5,5-spiro- (3,4-epoxycyclohexane) -1,3-dioxane, bis (3,4-epoxycyclohexyl) adipate, 1,2 -Cyclopropanedicarboxylic acid bisglycidyl ester etc. can be mentioned.
(4)ビニル系樹脂
重合反応に用いられるビニル系樹脂は硬化させることによって透明な樹脂組成物を形成する物であれば特に制限はなく、一般的な製造方法により製造されたビニル径樹脂を使用することができる。
ビニル系樹脂は、ビニル基(CH2=CH−)が架橋反応に寄与するものであればいずれでも良い。
ポリビニル系樹脂のモノマーは、一般式CH2=CH−Rで表される。例として、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等が挙げられ、特にRに芳香族を含む芳香族系ビニル樹脂が好ましい。1分子中にビニル基は1つでも複数でも良く、特に2つ以上ビニル基をもつ、ジビニル系樹脂がより好ましい。これらビニル樹脂は、1種を単独で用いたり、あるいは2種以上を併用することもできる。
(4) Vinyl-based resin The vinyl-based resin used in the polymerization reaction is not particularly limited as long as it is a product that forms a transparent resin composition by curing, and a vinyl-diameter resin manufactured by a general manufacturing method is used. can do.
Any vinyl-based resin may be used as long as the vinyl group (CH 2 ═CH—) contributes to the crosslinking reaction.
The monomer of the polyvinyl resin is represented by the general formula CH 2 ═CH—R. Examples include polyvinyl chloride, polystyrene and the like, and aromatic vinyl resins containing an aromatic group in R are particularly preferable. One or more vinyl groups may be contained in one molecule, and a divinyl resin having two or more vinyl groups is more preferable. These vinyl resins can be used alone or in combination of two or more.
硬化剤は硬化性樹脂材料を構成する上で使用されるものであり特に限定はない。硬化剤としては、酸無水物硬化剤やフェノール硬化剤等を好ましく使用することができる。酸無水物硬化剤の具体例としては、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、3−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸、4−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸、あるいは3−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸と4−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸との混合物、テトラヒドロ無水フタル酸、無水ナジック酸、無水メチルナジック酸等を挙げることができる。また、必要に応じて硬化促進剤が含有される。硬化促進剤としては、硬化性が良好で、着色がなく、硬化性樹脂の透明性を損なわないものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、2−エチル−4−メチルイミダゾール(2E4MZ)等のイミダゾール類、3級アミン、4級アンモニウム塩、ジアザビシクロウンデセン等の双環式アミジン類とその誘導体、ホスフィン、ホスホニウム塩等を用いることができ、これらを1種、あるいは2種以上を混合して用いてもよい。 A hardening | curing agent is used when comprising curable resin material, and there is no limitation in particular. As the curing agent, an acid anhydride curing agent, a phenol curing agent, or the like can be preferably used. Specific examples of the acid anhydride curing agent include phthalic anhydride, maleic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, 3-methyl-hexahydrophthalic anhydride, 4-methyl-hexahydrophthalic anhydride. Examples thereof include an acid, a mixture of 3-methyl-hexahydrophthalic anhydride and 4-methyl-hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, nadic anhydride, methyl nadic anhydride and the like. Moreover, a hardening accelerator is contained as needed. The curing accelerator is not particularly limited as long as it has good curability, is not colored, and does not impair the transparency of the curable resin. For example, 2-ethyl-4-methylimidazole ( 2E4MZ) and other imidazoles, tertiary amines, quaternary ammonium salts, bicyclic amidines such as diazabicycloundecene and derivatives thereof, phosphines, phosphonium salts, and the like. You may mix and use a seed | species or more.
撮像レンズ2では、レンズ群8の非レンズ部22bとレンズ群10の非レンズ部32bとの間に接着剤が塗布され、レンズ群8とレンズ群10とが接着されている。図1ではレンズ群8とレンズ群10は離されて図示されているが、接着剤を介して直接接着されていてもよく、図示されないスペーサ部材を非レンズ部22bと非レンズ部32bの間に設けて接着剤によって接合されていてもよい。非レンズ部22b,32bは凹レンズ部22a,32aのフランジ部に相当している。
レンズ群10には、非レンズ部34bに当接するようにスペーサ7が接着されており、スペーサ7を介して、光学的ローパスフィルタ4の上面に接着されている。スペーサ7には開口部7aが形成されており、この開口部7aに凸レンズ部34aが配置されている。
In the
A
撮像レンズ2では、凸レンズ部16a、凹レンズ部22a、凹レンズ部32a、凸レンズ部34aは各表面が非球面形状を呈しており、光軸が一致している。
特に撮像レンズ2では、レンズ群8の凸レンズ部16aが物体側に配置され、レンズ群10の凸レンズ部34aが像側に配置されている。
物体側から像側に向けて、凸レンズ部16aがレンズ群8の物体側光学面である「S1面」を、凹レンズ部22aがレンズ群8の像側光学面である「S2面」を、凹レンズ部32aがレンズ群10の物体側光学面である「S3面」を、凸レンズ部34aがレンズ群10の像側光学面である「S4面」をそれぞれ構成している。
In the
In particular, in the
From the object side to the image side, the
[撮像モジュール(ウェハレンズ)の製造方法]
続いて、撮像モジュール1の製造方法(ウェハレンズ51の製造方法を含む)について簡単に説明する。
始めに、ガラス基板12に対し、必要に応じてIRカットコート14,20を形成する。IRカットコートは、公知の真空蒸着法やスパッタ、CVD(Chemical Vapor Deposition)法などを使用して、ガラス基板12の表裏両面に対しそれぞれIRカットコートを形成する。IRカットコート(赤外線遮蔽膜)は、赤外線を遮光するための膜であり、波長365nmの光に対しては50%以上の透過率を有している。
[Method for Manufacturing Imaging Module (Wafer Lens)]
Next, a method for manufacturing the imaging module 1 (including a method for manufacturing the wafer lens 51) will be briefly described.
First, IR cut coats 14 and 20 are formed on the
次に、ガラス基板12に対し、例えば遮光性フォトレジストを塗布してこれを所定形状にパターニングし、複数の絞り18aを形成する。遮光性フォトレジストとしては、樹脂にカーボンブラックを混入させたフォトレジストや金属製のフォトレジスト等特に限定なく使用可能である。
Next, for example, a light-shielding photoresist is applied to the
その後、光硬化性樹脂を成形型に滴下し、当該成形型とウェハ状のガラス基板12とのうち一方を他方に押圧して成形型とガラス基板12との間に光硬化性樹脂を充填し、光照射して光硬化性樹脂を硬化させる。その結果、ガラス基板12に複数の凸レンズ部16aが形成される。ここで、光硬化性樹脂が特にエポキシ樹脂の場合には、光照射しても反応が完全に進行しないために、離型した際にガラス基板12の反りが発生しにくい。
その後、ガラス基板12を裏返し、上記と同様にしてガラス基板12に複数の絞り18b、複数の凹レンズ部22aを形成する。なお、凹レンズ部22aの形成についての詳細は後述する。
Thereafter, a photocurable resin is dropped onto the mold, and one of the mold and the wafer-
Thereafter, the
レンズ部16a,22aを形成した後、成形型をガラス基板12から離型する。離型は、凸レンズ部16aの形成後と、凹レンズ部22aの形成後、にそれぞれ離型するようにしても良いし、両面のレンズ部16a,22aの形成後に一括して離型しても良い。
そして、離型工程後、ガラス基板12の両面のレンズ部16a,22aに対してポストキュアし加熱加工する。ポストキュアは、恒温槽の中で両面のレンズ部16a,22aに対して一括して行っても良いし、レンズ部16a,22aをそれぞれ離型した後、一方のレンズ部毎に行っても良い。このように離型することによって、複数のレンズ部16a,22aを有するウェハレンズ51(図2、図3参照)が製造される。ポストキュアは、ウェハレンズ51の反りの抑制及び効率を考えると、レンズ部16a及び22aを設けて離型された後に一括して行うことが好ましい。
After forming the
And after a mold release process, it post-cures and heat-processes with respect to the
その後、上記ウェハレンズ51を製造したのと同様にして、ガラス基板30にも複数の絞り18c、複数の凹レンズ部32a、凸レンズ部34aを形成し、離型する。離型後は、上述のポストキュアを行う。なお、このガラス基板30にはIRカットコートを施さなくても良い。
Thereafter, in the same manner as the
また、必要に応じて、樹脂部34上に反射防止膜(図示しない)を形成することが好ましい。反射防止膜としては、屈折率の異なる複数の層を積層した公知の構成が採用することができ、少なくとも高屈折率層及び低屈折率層の2層構造を有している。2層構造の場合、樹脂部34に対し直に第1層が形成されており、その上に第2層が形成されている。
この場合、第1層は屈折率1.7以上の高屈折率材料から構成された層が挙げられ、好ましくはTa2O5,Ta2O5とTiO2との混合物,ZrO2,ZrO2とTiO2との混合物のいずれかで構成されている。第1層はTiO2,Nb2O3,HfO2で構成されてもよい。
第2層は屈折率1.7未満の低屈折率材料から構成された層であり、好ましくはSiO2から構成されている。
Further, it is preferable to form an antireflection film (not shown) on the
In this case, the first layer may be a layer composed of a high refractive index material having a refractive index of 1.7 or more, preferably Ta 2 O 5 , a mixture of Ta 2 O 5 and TiO 2 , ZrO 2 , ZrO 2. And a mixture of TiO 2 . The first layer may be composed of TiO 2 , Nb 2 O 3 , and HfO 2 .
The second layer is a layer made of a low refractive index material having a refractive index of less than 1.7, and is preferably made of SiO 2 .
反射防止膜は第1層、第2層がともに蒸着等の手法により形成されており、好ましくは、第1層、第2層は、その成膜温度がリフロー処理に供される半田等の導電性ペーストの溶融温度に対し−40〜+40℃(好ましくは−20〜+20℃)の範囲に保持されながら、形成されている。 The first layer and the second layer are formed by a technique such as vapor deposition in the antireflection film. Preferably, the first layer and the second layer are made of conductive materials such as solder whose film forming temperature is subjected to reflow processing. The paste is formed while being kept in the range of −40 to + 40 ° C. (preferably −20 to + 20 ° C.) with respect to the melting temperature of the adhesive paste.
本実施形態では、第1層、第2層の上にさらに第1層、第2層を交互に積層し、反射防止膜を全体で2〜7層構造としてもよい。この場合、樹脂部に直に接触する層は樹脂の種類に応じて、高屈折率材料の層(第1層)としてもよいし、低屈折率材料の層(第2層)としてもよい。ここでは樹脂部に直に接触する層が高屈折率材料の層となっている。 In the present embodiment, the first layer and the second layer may be alternately stacked on the first layer and the second layer, and the antireflection film may have a 2 to 7 layer structure as a whole. In this case, the layer that is in direct contact with the resin portion may be a high refractive index material layer (first layer) or a low refractive index material layer (second layer) depending on the type of resin. Here, the layer in direct contact with the resin portion is a layer of a high refractive index material.
また、樹脂部34の表面にのみ反射防止膜を形成するとしたが、樹脂部16,22,32,34の全ての面に形成しても良い。
撮像素子6におけるゴーストの発生を抑制する意味では、反射防止膜は樹脂部34の表面に設けられることが効果的であり、反射防止膜と樹脂部34との界面でのクラックの発生等の問題を抑制するために、樹脂部34のみに反射防止膜を設けることが好ましい。
反射防止膜は、上述のポストキュア工程を行った後に設けられてもよく、ポストキュア工程を行う前に行ってもよい。
Further, although the antireflection film is formed only on the surface of the
In order to suppress the occurrence of ghost in the
The antireflection film may be provided after performing the above-described post-cure process, or may be performed before the post-cure process.
このように複数のレンズ部32a,34aを有するウェハレンズ52(図2参照)が製造される。
In this way, a wafer lens 52 (see FIG. 2) having a plurality of
その後、非レンズ部22b,32bのうち少なくとも一方に接着剤を塗布して、ウェハレンズ51,52を互いに接着する(図2参照)。図2においては、非レンズ部22bと32bの間が離れているように図示されているが、接着剤を介して直接接着されていてもよく、間に図示されないスペーサを介して接着されていてもよい。
さらに、スペーサ7と、レンズ群10の非レンズ群34bのうち少なくとも一方に接着剤を塗布して、スペーサ7とレンズ群10を互いに接着する。
その結果、ウェハレンズ積層体50が製造される(図2参照)。
Thereafter, an adhesive is applied to at least one of the
Further, an adhesive is applied to at least one of the
As a result, the
その後、ダイサーなどを使用して、図2に示す通り、1組の凸レンズ部16a,凹レンズ部22a,凹レンズ部32a,凸レンズ部34aを一単位として、その組ごとにウェハレンズ積層体50をダイシングライン60で切断(ダイシング)して断片化する(ダイシング工程)。
その結果、複数の撮像レンズ2が製造される。
ここでは、複数のウェハレンズ51,52を積層してウェハレンズ積層体50とした後に切断して撮像レンズ2を形成したが、撮像レンズが単レンズ群で構成される場合はウェハレンズを積層することなく切断することで撮像レンズが得られる。
樹脂部16,22,32,34をダイシングする場合、例えば、砥粒による切断でエンドレス刃(回転刃)を用いるダイサーを使用し、エンドレス刃の回転数を3〜7mm/secとすることが好ましい。
樹脂部16,22,32,34をダイシングする場合、物体側の樹脂部16から像側の樹脂部34に向けて切断することが好ましい。ダイシング中は、樹脂部16,22,32,34のダイシング部分で粉塵が舞うため、好ましくはダイシング部分に対し防塵用の純水を流しながら(噴出しながら)切断する。
Thereafter, using a dicer or the like, as shown in FIG. 2, a set of
As a result, a plurality of
Here, the plurality of
When dicing the
When dicing the
その後は、ケーシング(図示略)に対し、撮像レンズ2を組み込むとともに(接着するとともに)、光学的ローパスフィルタ4、撮像素子6を設置し、撮像モジュール1が製造される。
本実施の形態においては、ダイシングにより撮像レンズ2を作製した後に、光学的ローパスフィルタ4や撮像素子6を設置する形態としたが、ウェハレンズ積層体50と複数の撮像素子6が設けられた基板を積層した後にダイシングすることで、撮像モジュール1を得ることも可能である。
Thereafter, the
In this embodiment, after the
電子機器の製造方法の一例として、撮像モジュール1と他の電子部品とをプリント配線基板に実装する場合には、プリント配線基板上にあらかじめ半田を配置し、そこへ撮像モジュール1と電子部品とを配置してからIRリフロー炉に投入・加熱して半田を溶融させ、その後冷却することにより、撮像モジュール1と電子部品とをプリント配線基板に同時に実装することができる。 As an example of a method for manufacturing an electronic device, when the imaging module 1 and other electronic components are mounted on a printed wiring board, solder is placed on the printed wiring board in advance, and the imaging module 1 and the electronic components are placed there. By placing and heating in an IR reflow furnace after placement, the solder is melted and then cooled, so that the imaging module 1 and the electronic component can be simultaneously mounted on the printed wiring board.
次に、上述のウェハレンズ51の凹レンズ部22aを成形する方法について詳細に説明する。
凹レンズ部22aを成形するにあたっては、成形用の型として、図4に示すようなマスター180、サブマスター200、サブサブマスター230が使用される。
Next, a method for forming the
When molding the
(マスター)
マスター180は、直方体状のベース部に対し複数の凸部182がアレイ状に形成されている。凸部182はウェハレンズ51の凹レンズ部22aに対応する部位であり、略半球形状に形成されている。
マスター180は一般には金属から構成される。
金属材料としては鉄系材料や鉄系合金、非鉄系合金などが挙げられる。
鉄系材料としては、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。そのうち、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。SC系にはPXZがある。SCM系としてはHPM2、HPM7、PX5、IMPAXが挙げられる。SUS系としては、HPM38、HPM77、S-STAR、G-STAR、STAVAX、RAMAX-S、PSLが挙げられる。
鉄系合金としては、特開2005-113161や特開2005-206913が挙げられる。
非鉄系合金としては主に、銅合金、アルミ合金、亜鉛合金がよく知られており、例えば特開平10-219373、特開2000-176970に示されている合金が挙げられる。
(Master)
The
The
Examples of the metal material include iron-based materials, iron-based alloys, and non-ferrous alloys.
Examples of iron-based materials include hot dies, cold dies, plastic dies, high-speed tool steel, general structural rolled steel, carbon steel for mechanical structures, chromium / molybdenum steel, and stainless steel. Among them, plastic molds include pre-hardened steel, quenched and tempered steel, and aging treated steel. Examples of pre-hardened steel include SC, SCM, and SUS. There is PXZ in SC system. Examples of SCM systems include HPM2, HPM7, PX5, and IMPAX. Examples of the SUS system include HPM38, HPM77, S-STAR, G-STAR, STAVAX, RAMAX-S, and PSL.
Examples of the iron-based alloy include JP-A-2005-113161 and JP-A-2005-206913.
As the non-ferrous alloys, mainly copper alloys, aluminum alloys and zinc alloys are well known, for example, alloys shown in JP-A-10-219373 and JP-A-2000-176970.
マスター180は金属ガラスやアモルファス合金から構成されてもよい。
金属ガラスとしては、PdCuSiやPdCuSiNiなどが挙げられる。金属ガラスは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。
アモルファス合金としては、無電解又は電解のニッケルリンメッキなどがあり、ダイヤモンド切削における被削性がよい。
これらの高被削性材料は、マスター180全体を構成してもよいし、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よい。
The
Examples of the metallic glass include PdCuSi and PdCuSiNi. Metallic glass has high machinability in diamond cutting and less tool wear.
Amorphous alloys include electroless or electrolytic nickel phosphorus plating, and have good machinability in diamond cutting.
These highly machinable materials may constitute the
(サブマスター)
サブマスター200は、サブマスター成形部202とサブマスター基板204とで構成されている。サブマスター成形部202には複数の凹部206がアレイ状に形成されている。凹部206の表面(成形面)形状はウェハレンズ51における凹レンズ部22aに対応するポジ形状となっており、この図では略半球形状に凹んでいる。
(Submaster)
The
サブマスター成形部202は、樹脂208によって形成されている。
樹脂208としては、光硬化性樹脂が挙げられ、上記樹脂部16,22,32,34と同様のアクリル樹脂、アリルエステル樹脂、エポキシ系樹脂、ビニル系樹脂などが使用可能である。また、樹脂208としては、離型性の良好な樹脂、特に透明樹脂が好ましく、離型剤を塗布しなくても離型できる樹脂がよい。
The sub
Examples of the
サブマスター基板204は石英,シリコーンウエハ、金属、ガラス、樹脂などの平滑性を有する材料から構成される。
透明性の観点(サブマスター200の上からでも下からでも光照射できるという点)を考慮すると、サブマスター基板204は、好ましくは石英やガラスなどから構成される。
The
In consideration of transparency (light irradiation can be performed from above or below the sub master 200), the
(サブサブマスター)
サブサブマスター230は、サブサブマスター成形部232とサブサブマスター基板234とで構成されている。
サブサブマスター成形部232は、サブマスター成形部202の樹脂208と同様の樹脂238から構成され(異なっても良い)、サブサブマスター基板234は、サブマスター基板204と同様の材料から構成される(異なっても良い)。
サブサブマスター基板234の表面には、複数の凸部240が形成されている。これら複数の凸部240は、例えば、サブサブマスター基板234をエッチング又は液滴によって形成することができる。
(Sub-submaster)
The
The sub-sub
A plurality of
ここで、エッチングとは、例えば、サブサブマスター基板234がガラス基板である場合、ガラス基板を化学的に腐食させ、基板上に希望の模様パターンを彫りこむ技法である。フォトレジストを用い、0.1wt%のフッ酸水溶液を使用する化学的エッチング等の他に、サンドブラスト法、マイクロブラスト法などのドライ加工もある。本発明では、いずれの方法でも良く、高さ60〜100μm、直径0.4〜0.8mmの大きさの凸部240をサブサブマスター基板234上に規則的に形成する。
一方、液滴とは、種々の光学デバイス用の光学素子として、ガラス素材を成形金型で加圧成形して製造したガラス成形体が多く用いられている。このような光学素子として用いられるガラス成形体は、近年の光学製品の小型化、高精度化に伴って、ますます高いレベルのものが要求されるようになってきている。このようなガラス成形体の一つの製造方法として、溶融ガラス滴の温度よりも低い所定温度に保持した成形金型の上に溶融ガラス滴を滴下して、滴下した溶融ガラス滴が冷却・固化する前に成形金型にて加圧成形する方法(以下、「液滴成形法」とも言う)が知られている(例えば、特開2007−186358号公報、特開2002−234740号公報参照)。本発明では、この液滴成形法を利用して、サブサブマスター基板234上に、凸部240を規則的に形成していく。この凸部240は最終光学素子ではないので、高精度は要求されない。したがって、通常の液滴成形法で必要な上型、下型を使用せずに、ガラス基板上にただ溶融ガラスを規則的な配置で滴下していくだけでよい。
Here, the etching is a technique in which, for example, when the
On the other hand, as a droplet, a glass molded body produced by press molding a glass material with a molding die is often used as an optical element for various optical devices. The glass molded body used as such an optical element is required to have an increasingly higher level as the optical product has been downsized and increased in accuracy in recent years. As one method for producing such a glass molded body, the molten glass droplet is dropped on a molding die held at a predetermined temperature lower than the temperature of the molten glass droplet, and the dropped molten glass droplet is cooled and solidified. There has been known a method of performing pressure molding with a molding die before (hereinafter, also referred to as “droplet molding method”) (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2007-186358 and 2002-234740). In the present invention, the
サブサブマスター成形部232には、サブサブマスター基板234に形成された複数の凸部240を覆うようにして、複数の凸部236がアレイ状に形成されている。凸部236は、ウェハレンズ51の凹レンズ部22aに対応する部位であり、略半球形状に形成されている。
また、サブサブマスター基板234の厚さ1mmのときの波長365nmの光に対する光透過率が90%以上であり、サブサブマスター成形部232の厚さ1mmのときの波長365nmの光に対する光透過率が20〜80%となっている。
ここで、サブサブマスター基板234の上記光透過率が90%未満であると、基板自体がUV光を吸収してしまい、凸状基板でも凹レンズの面精度が良くならず、本発明の効果が得られない。サブサブマスター成形部232の上記光透過率が20%未満だと、サブサブマスターがUV光をほとんど吸収してしまい、レンズ樹脂が所望の条件では硬化しなく、80%を超える本願発明の課題であるレンズ面の精度バラつきは発生しないものの、成形型の樹脂成形部からレンズ面への転写性を高める目的でレンズと同様の樹脂材料を用いる場合には、必然的に透過率が80%以下となってしまう。
In the
Further, the light transmittance with respect to light with a wavelength of 365 nm when the thickness of the
Here, if the light transmittance of the
次に、上述のマスター180、サブマスター200、サブサブマスター230を使用して凹レンズ部22aを形成する方法について説明する。
図5(a)に示す通り、マスター180上に樹脂208を塗布し、図5(b)に示す通り、その上方からガラス基板204を押圧しながら樹脂208を硬化させ、マスター180の凸部182を樹脂208に転写し、樹脂208に対し複数の凹部206を形成する。これにより、サブマスター成形部202が形成される。
Next, a method for forming the
As shown in FIG. 5 (a), the
その後、図5(c)に示す通り、マスター180からサブマスター成形部202とサブマスター基板204とを離型し、サブマスター200が作製される。
その後、図5(d)に示す通り、サブマスター200上に樹脂238を塗布し、図5(e)に示す通り、その上方からサブサブマスター成形部232に対し、複数の凸部240を有するサブサブマスター基板234を押圧しながら樹脂238を硬化させ、サブマスター200の凹部206を樹脂238に転写し、樹脂238に対し複数の凸部236を形成する。これにより、サブサブマスター成形部232が形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 5C, the sub
Thereafter, as shown in FIG. 5 (d), a
図6(f)に示す通り、サブマスター200からサブサブマスター成形部232とサブサブマスター基板234とを離型し、サブサブマスター230が作製される。
As shown in FIG. 6 (f), the sub-submaster 230 is fabricated by releasing the
図6(g)に示す通り、サブサブマスター230の凸部236に対し樹脂22A(樹脂部22を構成する樹脂)を充填し、図6(h)に示す通り、その上方からガラス基板12を押圧しながら樹脂22Aを硬化させる。その結果、樹脂22Aから樹脂部22(凹レンズ部22a)が形成される。
その後、図6(i)に示す通り、樹脂部22とガラス基板12とをサブサブマスター230から離型する。
As shown in FIG. 6 (g), the
Thereafter, as shown in FIG. 6 (i), the
なお、ガラス基板12の他方の面の樹脂部16は、凸レンズ部16aの光学面形状に対応するネガ形状の成形面(凹部)を複数有するマスター(図示せず)を用意し、このマスターを用いてポジ形状の成形面(凸部)を有するサブマスター(図示せず)を形成し、さらにこのサブマスターを用いてネガ形状の成形面(凹部)を有するサブサブマスター(図示せず)を形成する。その後、サブサブマスターとガラス基板12との間に樹脂(樹脂部16を構成する樹脂)を充填した後、当該樹脂を硬化させてガラス基板12の他方の面に樹脂部16を成形すれば良い。このようにしてウェハレンズ51を作製する。
In addition, the
また、上記実施形態では、凹レンズ部22a(樹脂部22)をマスター180、サブマスター200、サブサブマスター230を使用して成形するとしたが、サブサブマスターを使用せずに、凹レンズ部22aに対してポジ(凹)形状の成形部を有するマスター(図示しない)から、ネガ(凸)形状の成形部を有するサブマスター(図示しない)を成形し、サブマスターから凹レンズ部22aを成形するようにしても良い。この場合、サブマスターのサブマスター基板に、上記凸部240と同様の凸部を形成し、サブマスター基板の厚さ1mmのときの波長365nmの光に対する光透過率が90%以上であり、サブマスター成形部の厚さ1mmのときの波長365nmの光に対する光透過率が20〜80%とする。
In the above embodiment, the
本実施例において使用する記号は下記の通りである。
f :撮像レンズ全系の焦点距離
fB:バックフォーカス
F :Fナンバー
2Y:固体撮像素子の撮像面対角線長
ENTP:入射瞳位置(第1面から入射瞳位置までの距離)
EXTP:射出瞳位置(撮像面から射出瞳位置までの距離)
H1:前側主点位置(第1面から前側主点位置までの距離)
H2:後側主点位置(最終面から後側主点位置までの距離)
R :曲率半径
D :軸上面間隔
Nd:レンズ材料のd線に対する屈折率
νd:レンズ材料のアッベ数
Symbols used in this embodiment are as follows.
f: Focal length of the entire imaging lens system fB: Back focus F: F number 2Y: Diagonal length of the imaging surface of the solid-state imaging device ENTP: Entrance pupil position (distance from the first surface to the entrance pupil position)
EXTP: exit pupil position (distance from imaging surface to exit pupil position)
H1: Front principal point position (distance from the first surface to the front principal point position)
H2: Rear principal point position (distance from the final surface to the rear principal point position)
R: radius of curvature D: axial distance between surfaces Nd: refractive index of lens material with respect to d-line νd: Abbe number of lens material
本実施例において、非球面の形状は、面の頂点を原点とし光軸方向をX軸とした直交座標系において、頂点曲率をC、円錐定数をK、非球面係数をA4、A6、A8、A10、A12、A14、A16として「数1」で表している。 In this embodiment, the shape of the aspheric surface is such that the vertex curvature is C, the conic constant is K, the aspheric coefficient is A4, A6, A8, in an orthogonal coordinate system in which the vertex of the surface is the origin and the optical axis direction is the X axis. A10, A12, A14, and A16 are represented by “Equation 1”.
(1)サンプル構成
<サンプル1〜12>
基本的には、サンプルとして図1と同様の構成を有する下記の撮像レンズを作製した。
本撮像レンズは1/5インチ型,画素ピッチ1.75μm,1600×1200画素の撮像素子に用いられることが想定されている。
(1) Sample configuration <Samples 1 to 12>
Basically, the following imaging lens having the same configuration as that shown in FIG. 1 was prepared as a sample.
This imaging lens is assumed to be used for an imaging element having a 1/5 inch type, a pixel pitch of 1.75 μm, and 1600 × 1200 pixels.
本撮像レンズのレンズデータを表1に示す。表1中では、10のべき乗数(例えば、2.5×10−3)を、E(例えば、2.5×E−3)を用いて表すものとする。 Table 1 shows lens data of the imaging lens. In Table 1, a power of 10 (for example, 2.5 × 10 −3 ) is represented using E (for example, 2.5 × E-3).
サブサブマスター基板の表面の凸部の有無(凸部付き又はフラット)、サブサブマスター成形部の透過率、サブサブマスター成形部の形状(凹又は凸)、レンズ部の形状(凹又は凸)、レンズ部の樹脂材料について、下記表2に示す条件にしたがって、「サンプル1〜12」の撮像レンズを作製した。
なお、サブサブマスター基板には、ガラス基板でt=1mmのときの365nmの透過率が90%以上のものを使用し、具体的にはショット社製TEMPAXを使用した。そして、10mm厚のガラス基板に、上述のエッチング又は液滴によって高さ80μm、直径0.6mmの凸部を形成した。
また、レンズ部の樹脂材料としては、エポキシ樹脂又はアクリル樹脂を使用した。エポキシ樹脂は、詳しくは水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂に対しUV硬化開始材としてダウ・ケミカル社製UVI-6992を4質量%添加したものを使用した。アクリル樹脂は、特開2002−193883号に開示の方法に従って作成された硬化性樹脂としての2−アルキル−2−アダマンチル−(メタ)アクリレートに対し、UV硬化開始剤としてチバビジョン社製IRGACURE907を1質量%添加したものを使用した。
なお、表2中、「サブサブマスター成形部の透過率」の欄の「A」、「B」とは、サブサブマスター成形部の種類を表したものであり、ここではA、Bの2種類を使用している。
Presence / absence of convex part on the surface of the sub-submaster substrate (with convex part or flat), transmittance of the sub-submaster molding part, shape of the sub-submaster molding part (concave or convex), shape of the lens part (concave or convex), lens part With respect to the resin material, imaging lenses of “Samples 1 to 12” were produced according to the conditions shown in Table 2 below.
As the sub-submaster substrate, a glass substrate having a transmittance of 365 nm at t = 1 mm of 90% or more was used. Specifically, TEMPAX manufactured by Schott was used. Then, a convex portion having a height of 80 μm and a diameter of 0.6 mm was formed on the glass substrate having a thickness of 10 mm by the above-described etching or droplet.
Moreover, an epoxy resin or an acrylic resin was used as the resin material for the lens portion. Specifically, the epoxy resin used was 4% by mass of UVI-6992 manufactured by Dow Chemical Co. as a UV curing initiator added to hydrogenated bisphenol A type epoxy resin. As for the acrylic resin, 1 mass of IRGACURE907 manufactured by Ciba Vision Co., Ltd. is used as a UV curing initiator with respect to 2-alkyl-2-adamantyl- (meth) acrylate as a curable resin prepared according to the method disclosed in JP-A-2002-193883. % Added.
In Table 2, “A” and “B” in the column of “Transmittance of sub-submaster molding part” represent the types of sub-submaster molding parts. Here, two types of A and B are shown. I am using it.
(2)サンプルの評価
ここでは、撮像レンズのバックフォーカス(fB)が設計値から10μm動く条件を実用上問題ありと想定しており、その際のfBのズレは、S1面の面形状の設計値からの誤差PV値が400nm変動した場合に、fBは−10μm変動する。S2面の面形状の設計値からの誤差PV値が600nm変動した場合に、fBは−10μm変動する。このことに基づいて下記の評価を行った。
<面形状変動>
得られた「サンプル1〜12」の撮像レンズに対して、S1面(16a)又はS2面(22a)の形状をパナソニック製「UA3P」(超高精度三次元測定器)で測定してPV値(サブサブマスターの設計値からの形状誤差の一番大きいところ(Peak)と一番小さいところ(Valley)の差を表し、頭文字を取ってPV値と呼ぶ)を求め、以下の基準に従って評価したところ、下記表1に示す通りとなった。
PV値が400nm未満・・・◎
PV値が400nm以上600nm未満・・・○
PV値が600nm以上3μm未満・・・△
PV値が3μm以上・・・×
(2) Evaluation of sample Here, it is assumed that there is a practical problem under the condition that the back focus (fB) of the imaging lens moves by 10 μm from the design value. The deviation of fB at that time is the design of the surface shape of the S1 surface. When the error PV value from the value fluctuates by 400 nm, fB fluctuates by −10 μm. When the error PV value from the design value of the surface shape of the S2 surface varies by 600 nm, fB varies by −10 μm. Based on this, the following evaluation was performed.
<Surface shape variation>
For the obtained “Samples 1 to 12” imaging lenses, the shape of the S1 surface (16a) or the S2 surface (22a) was measured with a Panasonic “UA3P” (ultra-high precision three-dimensional measuring device) to obtain a PV value. (The difference between the largest (Peak) and smallest (Valley) of the shape error from the design value of the sub-submaster is calculated and the initial value is called PV value). However, the results are as shown in Table 1 below.
PV value is less than 400 nm ... ◎
PV value is 400nm or more and less than 600nm.
PV value is 600nm or more and less than 3μm ・ ・ ・ △
PV value is 3μm or more ・ ・ ・ ×
以上の結果より、複数の凸部を形成したサブサブマスターを使用して作製したサンプル3,4,9,10は、フラットのサブサブマスターを使用して作製したサンプル1,2,7,8に比べて凹レンズ部の面転写性に優れていることがわかる。
From the above results,
<サブサブマスターの透過率劣化>
サンプル1〜4の撮像レンズの製造で使用したサブサブマスターを繰り返し使用したところ、成形型として使える寿命が、サンプル1、2におけるサブサブマスターに対してサンプル3、4におけるサブサブマスターは2倍に伸びた。
また、サンプル7〜10の撮像レンズの製造で使用したサブサブマスターを繰り返し使用したところ、成形型として使える寿命が、サンプル7、8におけるサブサブマスターに対してサンプル9、10におけるサブサブマスターは2.5倍に伸びた。
<Transmission deterioration of sub-submaster>
When the sub-submaster used in the manufacture of the imaging lenses of Samples 1 to 4 was repeatedly used, the life that can be used as a mold increased twice as much as the sub-submaster in
In addition, when the sub-submaster used in the manufacture of the imaging lenses of
1 撮像モジュール
2 撮像レンズ
4 光学的ローパスフィルタ
6 撮像素子
7 スペーサ
8,10 レンズ群
9 二酸化炭素洗浄装置
12 ガラス基板(レンズ用基板)
14 IRカットコート
16 樹脂部
16a 凸レンズ部
16b 非レンズ部
18a,18b,18c 絞り
20 IRカットコート
22 樹脂部
22A 樹脂
22a 凹レンズ部
22b 非レンズ部
30 ガラス基板
32 樹脂部
32a 凹レンズ部
32b 非レンズ部
34 樹脂部
34a 凸レンズ部
34b 非レンズ部
50 ウェハレンズ積層体
51,52 ウェハレンズ
60 ダイシングライン
180 マスター
182 凸部
200 サブマスター
202 サブマスター成形部
204 サブマスター基板
206 凹部
208 樹脂
230 サブサブマスター(ウェハレンズ用成形型)
232 サブサブマスター成形部(樹脂成形部)
234 サブサブマスター基板(成形型用基板)
236 凸部
238 樹脂
240 凸部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
14 IR cut
232 Sub-sub master molding part (resin molding part)
234 Sub-submaster substrate (molding die substrate)
236
Claims (4)
一方の面に複数の凸部が形成された成形型用基板と、
前記成形型用基板の前記一方の面で、前記複数の凸部を覆うようにして形成されて、前記凹レンズ部の光学面形状に対応したネガ形状の樹脂成形部と、を備え、
前記成形型用基板の厚さ1mmのときの波長365nmの光に対する光透過率が90%以上で、かつ、前記樹脂成形部の厚さ1mmのときの波長365nmの光に対する光透過率が20〜80%であることを特徴とするウェハレンズ用成形型。 A wafer lens mold for molding a wafer lens in which a plurality of concave lenses made of a photocurable resin is formed on at least one surface of a lens substrate,
A mold substrate having a plurality of convex portions formed on one surface;
A negative-shaped resin molding portion formed on the one surface of the mold substrate so as to cover the plurality of convex portions, and corresponding to the optical surface shape of the concave lens portion,
The light transmittance for light having a wavelength of 365 nm when the thickness of the mold substrate is 1 mm is 90% or more, and the light transmittance for light having a wavelength of 365 nm when the thickness of the resin molding portion is 1 mm is 20 to 20%. A mold for a wafer lens, characterized by being 80%.
成形型用基板の一方の面に、複数の凸部を形成し、
前記成形型用基板の前記一方の面に、前記複数の凸部を覆うようにして前記凹レンズ部の光学面形状に対応したネガ形状の樹脂成形部を形成し、
前記成形型用基板の厚さ1mmのときの波長365nmの光に対する光透過率が90%以上で、かつ、前記樹脂成形部の厚さ1mmのときの波長365nmの光に対する光透過率が20〜80%とすることを特徴とするウェハレンズ用成形型の製造方法。 A method for producing a wafer lens mold for molding a wafer lens having a plurality of photo-curing resin concave lens portions formed on at least one surface of a lens substrate,
A plurality of convex portions are formed on one surface of the mold substrate,
On the one surface of the mold substrate, a negative resin molding portion corresponding to the optical surface shape of the concave lens portion is formed so as to cover the plurality of convex portions,
The light transmittance for light having a wavelength of 365 nm when the thickness of the mold substrate is 1 mm is 90% or more, and the light transmittance for light having a wavelength of 365 nm when the thickness of the resin molding portion is 1 mm is 20 to 20%. 80. A method for producing a wafer lens mold, characterized by being 80%.
The plurality of convex portions is formed by dropping a droplet obtained by melting the same material as the molding die substrate onto the one surface of the molding die substrate and performing pressure molding before cooling and solidifying the droplet. The method for producing a wafer lens mold according to claim 2, wherein:
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