JP2023037702A - 電子デバイスの製造方法、および、カバーガラス - Google Patents
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Abstract
【課題】アウトガスの発生を抑制して、カバーガラスの光学特性の劣化を抑制する。【解決手段】電子デバイスの製造方法は、光硬化性樹脂の硬化物からなる反射防止層が形成されたカバーガラスを加熱するベーキング工程と、センサ素子の受光面に対向する位置に、ベーキング工程後のカバーガラスを設置して、センサモジュールを組み立てる組立工程と、センサモジュールを実装基板上に載置して、250℃以上の温度で加熱することにより、センサモジュールを実装基板にはんだ付けするリフロー工程と、を含み、リフロー工程より前にベーキング工程を行うことにより、リフロー工程において、カバーガラスの反射防止層から発生するアウトガスのうち、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率は、反射防止層の質量に対して0.5質量%以下である。【選択図】図1
Description
本発明は、電子デバイスの製造方法、および、カバーガラスに関する。
センサ素子が実装基板上に実装された電子デバイスは、例えば、スマートフォン等の携帯端末、自動車、監視システム等に設けられる。電子デバイスにおいて、センサ素子の感度を向上させるために、センサ素子は、反射防止機能を有するカバーガラスによって覆われている。
反射防止機能を有するカバーガラスとして、微細凹凸構造を有する樹脂製の反射防止層を備えるカバーガラスが開発されている。このようなカバーガラスは、原盤と基材との間に、硬化性樹脂組成物を供給して硬化させ、原盤の微細凹凸構造を硬化性樹脂組成物の表面に転写すること(ナノインプリント法)によって製造される(例えば、特許文献1)。
上記電子デバイスを製造する際、まず、センサ素子の受光面に対向する位置に、カバーガラスを設置して、センサモジュールを組み立てる。そして、センサモジュールを実装基板上に載置して加熱することにより、センサモジュールを実装基板にはんだ付け(リフロー)する。
このように、リフローの際、センサモジュールを加熱することになるが、この加熱によってカバーガラスの反射防止層からアウトガスが発生する。アウトガスは、カバーガラスの光学特性を劣化させる、特に、400nm以上の波長の光の透過率を低下させるという問題があった。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、アウトガスの発生を抑制して、カバーガラスの光学特性の劣化を抑制することが可能な、電子デバイスの製造方法、および、カバーガラスを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、
カバーガラスにより覆われたセンサ素子が実装基板上に実装された電子デバイスの製造方法において、
前記カバーガラスは、
ガラス基板と、
前記ガラス基板の少なくとも一側の表面に設けられ、凹凸の平均周期が可視光波長以下である微細凹凸構造を有する反射防止層と、
を備え、
前記製造方法は、
(1)前記ガラス基板の少なくとも一側の表面に設けられ、未硬化の光硬化性樹脂からなる未硬化樹脂層に対して、原盤の前記微細凹凸構造を転写する転写工程と、
(2)前記微細凹凸構造が転写された前記未硬化樹脂層に光を照射することにより、前記未硬化樹脂層を硬化させて、前記光硬化性樹脂の硬化物からなる前記反射防止層を形成する硬化工程と、
(3)前記反射防止層が形成された前記カバーガラスを加熱するベーキング工程と、
(4)前記センサ素子の受光面に対向する位置に、前記ベーキング工程後の前記カバーガラスを設置して、センサモジュールを組み立てる組立工程と、
(5)前記センサモジュールを前記実装基板上に載置して、250℃以上の温度で加熱することにより、前記センサモジュールを前記実装基板にはんだ付けするリフロー工程と、
を含み、
前記未硬化の光硬化性樹脂は、
単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを0質量%超、50質量%以下と、
2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを50質量%以上、100質量%未満と、
を含み、
前記リフロー工程より前に前記ベーキング工程を行うことにより、前記リフロー工程において、前記カバーガラスの前記反射防止層から発生するアウトガスのうち、前記単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率は、前記反射防止層の質量に対して0.5質量%以下である、電子デバイスの製造方法が提供される。
カバーガラスにより覆われたセンサ素子が実装基板上に実装された電子デバイスの製造方法において、
前記カバーガラスは、
ガラス基板と、
前記ガラス基板の少なくとも一側の表面に設けられ、凹凸の平均周期が可視光波長以下である微細凹凸構造を有する反射防止層と、
を備え、
前記製造方法は、
(1)前記ガラス基板の少なくとも一側の表面に設けられ、未硬化の光硬化性樹脂からなる未硬化樹脂層に対して、原盤の前記微細凹凸構造を転写する転写工程と、
(2)前記微細凹凸構造が転写された前記未硬化樹脂層に光を照射することにより、前記未硬化樹脂層を硬化させて、前記光硬化性樹脂の硬化物からなる前記反射防止層を形成する硬化工程と、
(3)前記反射防止層が形成された前記カバーガラスを加熱するベーキング工程と、
(4)前記センサ素子の受光面に対向する位置に、前記ベーキング工程後の前記カバーガラスを設置して、センサモジュールを組み立てる組立工程と、
(5)前記センサモジュールを前記実装基板上に載置して、250℃以上の温度で加熱することにより、前記センサモジュールを前記実装基板にはんだ付けするリフロー工程と、
を含み、
前記未硬化の光硬化性樹脂は、
単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを0質量%超、50質量%以下と、
2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを50質量%以上、100質量%未満と、
を含み、
前記リフロー工程より前に前記ベーキング工程を行うことにより、前記リフロー工程において、前記カバーガラスの前記反射防止層から発生するアウトガスのうち、前記単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率は、前記反射防止層の質量に対して0.5質量%以下である、電子デバイスの製造方法が提供される。
前記ベーキング工程では、前記反射防止層が形成された前記カバーガラスを、150℃以上、250℃未満の温度で、30分以上加熱してもよい。
前記反射防止層は、前記ガラス基板の両側の表面に設けられ、
前記転写工程では、前記ガラス基板の両側の表面に設けられた前記未硬化樹脂層に対して、前記原盤の前記微細凹凸構造を転写してもよい。
前記転写工程では、前記ガラス基板の両側の表面に設けられた前記未硬化樹脂層に対して、前記原盤の前記微細凹凸構造を転写してもよい。
前記センサ素子は、イメージセンサであってもよい。
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、
カバーガラスにより覆われたセンサ素子が実装基板上に実装された電子デバイスの製造方法において、
前記カバーガラスは、
ガラス基板と、
前記ガラス基板の少なくとも一側の表面に設けられ、凹凸の平均周期が可視光波長以下である微細凹凸構造を有する反射防止層と、
を備え、
前記製造方法は、
(1)前記ガラス基板の少なくとも一側の表面に設けられ、未硬化の光硬化性樹脂からなる未硬化樹脂層に対して、原盤の前記微細凹凸構造を転写する転写工程と、
(2)前記微細凹凸構造が転写された前記未硬化樹脂層に光を照射することにより、前記未硬化樹脂層を硬化させて、前記光硬化性樹脂の硬化物からなる前記反射防止層を形成する硬化工程と、
(3)前記反射防止層が形成された前記カバーガラスを加熱するベーキング工程と、
(4)前記センサ素子の受光面に対向する位置に、前記ベーキング工程後の前記カバーガラスを設置して、センサモジュールを組み立てる組立工程と、
(5)前記センサモジュールを前記実装基板上に載置して、250℃以上の温度で加熱することにより、前記センサモジュールを前記実装基板にはんだ付けするリフロー工程と、
を含み、
前記未硬化の光硬化性樹脂は、
単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを0質量%超、50質量%以下と、
2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを50質量%以上、100質量%未満と、
を含み、
前記ベーキング工程では、前記反射防止層が形成された前記カバーガラスを、150℃以上、250℃未満の温度で、30分以上加熱する、電子デバイスの製造方法が提供される。
カバーガラスにより覆われたセンサ素子が実装基板上に実装された電子デバイスの製造方法において、
前記カバーガラスは、
ガラス基板と、
前記ガラス基板の少なくとも一側の表面に設けられ、凹凸の平均周期が可視光波長以下である微細凹凸構造を有する反射防止層と、
を備え、
前記製造方法は、
(1)前記ガラス基板の少なくとも一側の表面に設けられ、未硬化の光硬化性樹脂からなる未硬化樹脂層に対して、原盤の前記微細凹凸構造を転写する転写工程と、
(2)前記微細凹凸構造が転写された前記未硬化樹脂層に光を照射することにより、前記未硬化樹脂層を硬化させて、前記光硬化性樹脂の硬化物からなる前記反射防止層を形成する硬化工程と、
(3)前記反射防止層が形成された前記カバーガラスを加熱するベーキング工程と、
(4)前記センサ素子の受光面に対向する位置に、前記ベーキング工程後の前記カバーガラスを設置して、センサモジュールを組み立てる組立工程と、
(5)前記センサモジュールを前記実装基板上に載置して、250℃以上の温度で加熱することにより、前記センサモジュールを前記実装基板にはんだ付けするリフロー工程と、
を含み、
前記未硬化の光硬化性樹脂は、
単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを0質量%超、50質量%以下と、
2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを50質量%以上、100質量%未満と、
を含み、
前記ベーキング工程では、前記反射防止層が形成された前記カバーガラスを、150℃以上、250℃未満の温度で、30分以上加熱する、電子デバイスの製造方法が提供される。
前記リフロー工程において、前記カバーガラスの前記反射防止層から発生するアウトガスのうち、前記単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率が、前記反射防止層の質量に対して0.5質量%以下となるように、前記リフロー工程より前に前記ベーキング工程を行ってもよい。
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、
電子デバイスの実装基板上に実装されるセンサ素子を覆うカバーガラスであって、
ガラス基板と、
前記ガラス基板の少なくとも一側の表面に設けられ、凹凸の平均周期が可視光波長以下である微細凹凸構造を有し、光硬化性樹脂の硬化物からなる反射防止層と、
を備え、
前記光硬化性樹脂の硬化物は、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーおよび2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの重合物であり、
前記重合物に含まれる前記単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来する残存モノマーの含有率は、0.3質量%以下である、カバーガラスが提供される。
電子デバイスの実装基板上に実装されるセンサ素子を覆うカバーガラスであって、
ガラス基板と、
前記ガラス基板の少なくとも一側の表面に設けられ、凹凸の平均周期が可視光波長以下である微細凹凸構造を有し、光硬化性樹脂の硬化物からなる反射防止層と、
を備え、
前記光硬化性樹脂の硬化物は、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーおよび2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの重合物であり、
前記重合物に含まれる前記単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来する残存モノマーの含有率は、0.3質量%以下である、カバーガラスが提供される。
本発明によれば、アウトガスの発生を抑制して、カバーガラスの光学特性の劣化を抑制することが可能となる。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
なお、以下の説明において参照する各図面では、説明の便宜上、一部の構成要素の大きさを誇張して表現している場合がある。したがって、各図面において図示される構成要素同士の相対的な大きさは、必ずしも実際の構成要素同士の大小関係を正確に表現するものではない。
[1.電子デバイスの製造方法]
まず、図1~図6を参照して、本発明の一実施形態に係る電子デバイス300の製造方法について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る電子デバイス300の製造方法を説明するフローチャートである。図2は、本発明の一実施形態に係る洗浄および前処理工程S110、樹脂層形成工程S120、転写工程S130、硬化工程S140、離型工程S150、および、後硬化工程S160を説明する工程図である。なお、図2中、理解を容易にするために、表面14に対する処理の記載を省略する。図3は、本発明の一実施形態に係るベーキング工程S170を説明する工程図である。図4は、本発明の一実施形態に係る反射防止層40を説明する図である。図5は、本発明の一実施形態に係る組立工程S180を説明する工程図である。図6は、本発明の一実施形態に係るリフロー工程S190を説明する工程図である。
まず、図1~図6を参照して、本発明の一実施形態に係る電子デバイス300の製造方法について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る電子デバイス300の製造方法を説明するフローチャートである。図2は、本発明の一実施形態に係る洗浄および前処理工程S110、樹脂層形成工程S120、転写工程S130、硬化工程S140、離型工程S150、および、後硬化工程S160を説明する工程図である。なお、図2中、理解を容易にするために、表面14に対する処理の記載を省略する。図3は、本発明の一実施形態に係るベーキング工程S170を説明する工程図である。図4は、本発明の一実施形態に係る反射防止層40を説明する図である。図5は、本発明の一実施形態に係る組立工程S180を説明する工程図である。図6は、本発明の一実施形態に係るリフロー工程S190を説明する工程図である。
図1に示すように、本実施形態に係る電子デバイス300の製造方法は、洗浄および前処理工程S110と、樹脂層形成工程S120と、転写工程S130と、硬化工程S140と、離型工程S150と、後硬化工程S160と、ベーキング工程S170と、組立工程S180と、リフロー工程S190とを含む。以下、各工程について説明する。
[洗浄および前処理工程S110]
まず、ガラス基板10を洗浄する。ガラス基板10は、例えば、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英、サファイア等の透明な材料で形成される。
まず、ガラス基板10を洗浄する。ガラス基板10は、例えば、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英、サファイア等の透明な材料で形成される。
そして、図2に示すように、ガラス基板10の表面12、および、表面12の反対側の表面14に対し、前処理およびシラン処理を施す。
前処理は、例えば、コロナ放電表面処理、ブラスト表面処理、プラズマ表面処理、エキシマ表面処理、火炎表面処理、エッチング、研磨等である。シラン処理は、ガラス基板10の表面12、14に、プライマーをスピンコートし、加熱することで為される。プライマーは、シランカップリング剤であり、例えば、信越化学工業株式会社製のKBM5103、KBM603、KBM403、X-12-1048である。
[樹脂層形成工程S120]
図2に示すように、ガラス基板10の両側の表面12、14に未硬化樹脂層20を形成する。例えば、不図示の塗布装置を用いて、未硬化の光硬化性樹脂をガラス基板10の表面12に塗布することにより、未硬化樹脂層20を形成してもよい。あるいは、未硬化の光硬化性樹脂をガラス基板10の表面12に滴下することにより、未硬化樹脂層20を形成してもよい。つまり、未硬化樹脂層20は、未硬化の光硬化性樹脂からなる。
図2に示すように、ガラス基板10の両側の表面12、14に未硬化樹脂層20を形成する。例えば、不図示の塗布装置を用いて、未硬化の光硬化性樹脂をガラス基板10の表面12に塗布することにより、未硬化樹脂層20を形成してもよい。あるいは、未硬化の光硬化性樹脂をガラス基板10の表面12に滴下することにより、未硬化樹脂層20を形成してもよい。つまり、未硬化樹脂層20は、未硬化の光硬化性樹脂からなる。
未硬化の光硬化性樹脂は、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを0質量%超、50質量%以下と、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを50質量%以上、100質量%未満と、光重合開始剤とを含む。
未硬化の光硬化性樹脂に含まれる単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの割合が、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの割合以下であることにより、後述するリフロー工程S190におけるアウトガスの発生量を低減させることが可能となる。また、電子デバイス300として組み立てた際に、カバーガラス100の平行線透過率を向上させることが可能となる。さらに、後述する反射防止層40の耐熱性を向上させることができる。
単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーは、単結合のみからなる環状構造、および、単結合および多重結合からなる環状構造(例えば、ベンゼン環)のうちのいずれか一方または両方の環状構造を有していることが好ましい。環状構造を有する単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーは、炭素骨格が剛直である。このため、未硬化の光硬化性樹脂が、環状構造を有する単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを含むことにより、反射防止層40の耐熱性を向上させることができる。
単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーは、例えば、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、および、イソボルニル(メタ)アクリレートのうち、いずれか一方、または、両方である。単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーは、例えば、昭和電工マテリアルズ株式会社製のFA513M、共栄社化学株式会社製のライトアクリレートIB-XA、共栄社化学株式会社製のライトエステルIB-Xである。
2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーは、例えば、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、および、ジオキサングリコールジアクリレートのうち、いずれか一方、または、両方である。2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーは、例えば、日本化薬株式会社製のDPHA、R-604である。
光重合開始剤は、例えば、Irgacure184である。
[転写工程S130]
転写工程S130は、ガラス基板10の両側の表面12、14に設けられる未硬化樹脂層20に対して、原盤30の微細凹凸構造32を転写する工程である。
転写工程S130は、ガラス基板10の両側の表面12、14に設けられる未硬化樹脂層20に対して、原盤30の微細凹凸構造32を転写する工程である。
図2に示すように、未硬化樹脂層20に原盤30を押し当て、未硬化樹脂層20に対して、原盤30の微細凹凸構造32を転写して、未硬化樹脂層20に微細凹凸構造42を形成する。なお、微細凹凸構造42における凹凸の平均周期は、可視光波長以下である。ここで、凹凸の平均周期は、微細凹凸構造32が有する複数の凸部間のピッチ(または、複数の凹部間のピッチ)に相当する。かかる凹凸の平均周期は、カバーガラス100が備える反射防止層40の所望の反射防止特性に応じて、可視光の波長帯域内の任意の波長以下に設定される。例えば、可視光の波長帯域が360nm~830nmである場合、凹凸の平均周期は、例えば、830nm以下または360nm以下などであってよい。また、本実施形態において、原盤30は、光(例えば、紫外線)を透過可能な材料によって形成されることが好ましい。
[硬化工程S140]
硬化工程S140は、微細凹凸構造42が転写された未硬化樹脂層20に光を照射することにより、未硬化樹脂層20を硬化させる工程である。
硬化工程S140は、微細凹凸構造42が転写された未硬化樹脂層20に光を照射することにより、未硬化樹脂層20を硬化させる工程である。
上記したように、本実施形態において、原盤30は、光を透過可能な材料によって形成されている。したがって、図2に示すように、未硬化樹脂層20に原盤30を押し当てた状態で、未硬化樹脂層20に光を照射する。これにより、ガラス基板10上の未硬化樹脂層20を硬化させる。つまり、本実施形態において、転写工程S130および硬化工程S140は、同時に(並行して)行われる。
[離型工程S150]
未硬化樹脂層20が硬化した後、原盤30を、硬化した未硬化樹脂層22から離型する。
[後硬化工程S160]
離型後の未硬化樹脂層22にさらに光を照射して、未硬化樹脂層22の硬化を促進する。
未硬化樹脂層20が硬化した後、原盤30を、硬化した未硬化樹脂層22から離型する。
[後硬化工程S160]
離型後の未硬化樹脂層22にさらに光を照射して、未硬化樹脂層22の硬化を促進する。
こうして、図3に示すように、ガラス基板10の表面12に、光硬化性樹脂の硬化物24からなり、凹凸の平均周期が可視光波長以下である微細凹凸構造42を有する反射防止層40が形成される。
図4に示すように、微細凹凸構造42は、例えば、いわゆるモスアイ構造であってもよい。例えば、微細凹凸構造42の凸部および凹部は、ガラス基板10の表面12(XY平面)上に、X方向およびY方向に配列されている。反射防止層40の表面に形成された微細凹凸構造42により、微細凹凸構造42の凹凸の平均周期に応じた反射防止機能を、カバーガラス100に付与することができる。
また、図3に示すように、本実施形態では、ガラス基板10のもう一方の表面14(裏面)に対し、上記の表面12に対する処理と同様の処理を施して、もう一方の表面14に反射防止層40を形成する。
こうして、ガラス基板10の両側の表面12、14に反射防止層40が形成されたカバーガラス100が製造される。しかし、かかる例に限定されず、ガラス基板10の一方の表面のみに反射防止層40を形成してもよい。
[ベーキング工程S170]
ベーキング工程S170は、カバーガラス100を加熱する工程である。ベーキング工程S170は、後述するリフロー工程S190の前処理としての熱処理を施す工程である。本実施形態において、ベーキング工程S170では、カバーガラス100を、150℃以上、250℃未満の温度で、30分以上加熱する。
ベーキング工程S170は、カバーガラス100を加熱する工程である。ベーキング工程S170は、後述するリフロー工程S190の前処理としての熱処理を施す工程である。本実施形態において、ベーキング工程S170では、カバーガラス100を、150℃以上、250℃未満の温度で、30分以上加熱する。
カバーガラス100の加熱温度が150℃未満であると、反射防止層40に含まれる単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガス(以下、単に「モノマー由来アウトガス」という場合がある)の発生量が少ない。換言すれば、カバーガラス100の加熱温度が150℃未満であると、反射防止層40に含まれる単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの残存量が多い。そうすると、リフロー工程S190を実行した際に、モノマー由来アウトガスが大量に発生してしまう。
このため、ベーキング工程S170において、カバーガラス100を、150℃以上の温度で加熱することにより、反射防止層40からモノマー由来アウトガスを好適に発生させて、反射防止層40に含まれる単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの残存量を低減させることができる。これにより、後工程であるリフロー工程S190において、カバーガラス100からのモノマー由来アウトガスの発生量を低減させることが可能となる。
一方、カバーガラス100の加熱温度が250℃以上であると、カバーガラス100を構成する反射防止層40が変性してしまい、カバーガラス100の平行線透過率が低下する。
そこで、本実施形態では、ベーキング工程S170において、カバーガラス100を、250℃未満の温度で加熱する。これにより、ベーキング工程S170を実行した後のカバーガラス100の平行線透過率の低下を防止することが可能となる。
具体的に説明すると、カバーガラス100のベーキング工程S170を実施した場合、波長400nmの光に対する、当該カバーガラス100の平行線透過率は、例えば93%以上である。また、波長550nmの光に対する、当該カバーガラス100の平行線透過率は、例えば94%以上である。波長650nmの光に対する、当該カバーガラス100の平行線透過率は、例えば94.5%以上である。また、波長900nmの光に対する、当該カバーガラス100の平行線透過率は、例えば95.5%以上である。
なお、平行線透過率は、下記式(1)に基づいて、算出される。
平行線透過率[%]=(I/I0)×100 …式(1)
平行線透過率[%]=(I/I0)×100 …式(1)
上記式(1)において、I0は、カバーガラス100へ入射された平行線の強度である。また、Iは、カバーガラス100を透過した平行線の強度である。
また、ベーキング工程S170におけるカバーガラス100の加熱時間が30分未満であると、反射防止層40に含まれるモノマー由来アウトガスの発生量が少ない。換言すれば、カバーガラス100の加熱時間が30分未満であると、反射防止層40に含まれる単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの残存量が多い。そうすると、リフロー工程S190を実行した際に、モノマー由来アウトガスが大量に発生してしまう。
そこで、ベーキング工程S170において、カバーガラス100を30分以上加熱することにより、反射防止層40に含まれる単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの残存量を低減させる。これにより、後工程であるリフロー工程S190において、モノマー由来アウトガスの発生量を低減させることが可能となる。
なお、ベーキング工程S170におけるカバーガラス100の加熱時間は、60分以下が好ましい。カバーガラス100の加熱時間が60分超であっても、モノマー由来アウトガスの発生量は、加熱時間が60分である場合と比較してほとんど変化しないため、60分超の加熱に要するエネルギーが無駄になる。このため、ベーキング工程S170におけるカバーガラス100の加熱時間を、60分以下とすることにより、モノマー由来アウトガスの発生量を確保しつつ、加熱に要するエネルギーを削減して、エネルギー効率を向上することが可能となる。
以上の工程により、本実施形態に係るカバーガラス100が製造される。カバーガラス100は、ガラス基板10と、ガラス基板10の両側の表面12、14に設けられる反射防止層40とを備える。反射防止層40は、凹凸の平均周期が可視光波長以下である微細凹凸構造42を有し、光硬化性樹脂の硬化物24からなる。光硬化性樹脂の硬化物24は、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーおよび2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの重合物である。
当該重合物に含まれる単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来する残存モノマーの含有率は、0.3質量%以下であることが好ましい。これにより、カバーガラス100の平行線透過率を高く維持することができ、また、リフロー工程S190において、モノマー由来アウトガスの発生量を低減させることが可能となる。
[組立工程S180]
組立工程S180は、センサ素子220の受光面222に対向する位置に、ベーキング工程S170後のカバーガラス100を設置して、センサモジュール200を組み立てる工程である。
組立工程S180は、センサ素子220の受光面222に対向する位置に、ベーキング工程S170後のカバーガラス100を設置して、センサモジュール200を組み立てる工程である。
図5に示すように、本実施形態の組立工程S180は、センサユニット210に、カバーガラス100を設置して、センサモジュール200を組み立てる。センサユニット210は、センサ素子220と、パッケージ基板230とを含む。
センサ素子220は、例えば、イメージセンサ、LiDAR等である。イメージセンサは、例えば、可視光イメージセンサ、赤外線イメージセンサ、紫外線イメージセンサ、X線イメージセンサである。イメージセンサは、例えば、CCDイメージセンサ、または、CMOSイメージセンサなどであってよい。
パッケージ基板230は、例えば、ボールグリッドアレイである。本実施形態において、パッケージ基板230は、収容部232と、プリント基板234と、はんだボール236とを含む。収容部232は、プリント基板234を収容する。収容部232は、例えば、エポキシ樹脂で形成される。複数のはんだボール236は、収容部232の下面に設けられる。複数のはんだボール236は、不図示の配線によってプリント基板234に接続される。
センサ素子220は、プリント基板234上に載置される。本実施形態において、センサ素子220の受光面222の反対側の面が、プリント基板234に接触する。センサ素子220とプリント基板234とは、ボンディングワイヤ234aによって接続される。
図5に示すように、本実施形態に係る組立工程S180では、パッケージ基板230の収容部232の上部に、カバーガラス100を設置して、カバーガラス100とセンサ素子220とを離隔させた状態で対向配置して、センサモジュール200を組み立てる。しかし、センサモジュール200を組み立て態様は、図5の例に限定されず、センサ素子220の受光面222に対向する位置にカバーガラス100が設置される態様であれば、他の組み立て態様であってもよい。
[リフロー工程S190]
リフロー工程S190は、センサモジュール200を実装基板250上に載置して、250℃以上の温度で加熱する工程である。本実施形態において、リフロー工程S190は、実装基板250上にセンサモジュール200を載置した状態で、リフロー炉RF内に収容する。そして、リフロー炉RF内を250℃以上の温度とする。
リフロー工程S190は、センサモジュール200を実装基板250上に載置して、250℃以上の温度で加熱する工程である。本実施形態において、リフロー工程S190は、実装基板250上にセンサモジュール200を載置した状態で、リフロー炉RF内に収容する。そして、リフロー炉RF内を250℃以上の温度とする。
リフロー工程S190での加熱処理により、センサモジュール200の複数のはんだボール236が溶融し、センサモジュール200が実装基板250にはんだ付けされる。これにより、電子デバイス300が製造される。当該電子デバイス300では、カバーガラス100により覆われたセンサ素子220が、実装基板250上に実装されている。
上述したように、本実施形態によれば、リフロー工程S190の前工程の加熱工程として、ベーキング工程S170を行う。これにより、リフロー工程S190において、カバーガラス100の反射防止層40から発生するアウトガスのうち、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率は、反射防止層40の質量に対して0.5質量%以下となる。
なお、アウトガスの発生率は、反射防止層40を265℃に加熱することで発生したアウトガスをガスクロマトグラフィー質量分析計(GC-MS)で分析し、下記式(2)に基づいて算出される。
OG[質量%]=PAc×S[mg]/PAs/C[mg]×100 …式(2)
OG[質量%]=PAc×S[mg]/PAs/C[mg]×100 …式(2)
上記式(2)において、OGは、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率[質量%]である。PAcは、ガスクロマトグラフィー質量分析計によって得られる、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスのピーク面積である。PAsは、ガスクロマトグラフィー質量分析計によって得られる、標準物質(例えば、テトラデカン)のピーク面積である。Sは、測定に際し、添加された標準物質の重量[mg]である。Cは、反射防止層40の重量[mg]である。
以上説明したように、本実施形態に係る電子デバイス300の製造方法によれば、リフロー工程S190より前にベーキング工程S170を行うことにより、リフロー工程S190において、カバーガラス100の反射防止層40から発生するアウトガスのうち、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率を、反射防止層40の質量に対して0.5質量%以下に低減することができる。
これにより、高温のリフロー工程(例えば、250~270℃)において、電子デバイス300内の配線材料等の腐食を誘発する可能性のあるアウトガスの発生を抑制できる。よって、電子デバイス300のセンサ素子220、プリント基板234、ボンディングワイヤ234a、および、実装基板250などに設けられた各種の配線等の腐食を抑制することが可能となる。
また、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーとして、環状構造を有する単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを用い、かつ、リフロー工程S190より前にベーキング工程S170を行う。これにより、アウトガスに起因するカバーガラス100の光学特性の劣化、例えば、カバーガラス100の黄変(短波長側透過率の劣化)、反射防止性能の劣化(微細凹凸構造42のダレ)などを抑制することができる。したがって、電子デバイス300におけるカバーガラス100の平行線透過率を向上させることが可能となり、波長400nm以上の光に対するカバーガラス100の高い透過性能を確保できる。このように、カバーガラス100の透過性能を高めることにより、カバーガラス100で覆われたイメージセンサ等の撮像性能を向上できる。
従来では、カバーガラスを樹脂材料で形成したときに、短波長側の可視光域の光に対して、透過率が落ち込むという問題があった。これに対し、本実施形態に係るカバーガラス100によれば、短波長側の可視光域の光に対する透過率の落ち込みを抑制し、400nm以上の波長の光に対して高透過率を確保できる。
具体的に説明すると、カバーガラス100のリフロー工程S190を実施した場合、波長400nmの光に対する、当該カバーガラス100の平行線透過率は、例えば92%以上である。また、波長550nmの光に対する、当該カバーガラス100の平行線透過率は、例えば94%以上である。波長650nmの光に対する、当該カバーガラス100の平行線透過率は、例えば95%以上である。また、波長900nmの光に対する、当該カバーガラス100の平行線透過率は、例えば95%以上である。
これにより、外部からの入射光は、高透過率のカバーガラス100を良好に通過して、センサ素子220に到達することができる。したがって、樹脂製のカバーガラス100を使用することに起因するセンサ素子220の受光感度の低下を抑制することが可能となる。
また、センサ素子220によって反射された光が、カバーガラス100により再反射されることを抑制することができる。これにより、カバーガラス100による再反射に起因するセンサ素子220の誤反応を抑制することが可能となる。
また、上記したように、波長400nmの光に対する、リフロー工程S190を実行した後のカバーガラス100、つまり、電子デバイス300のカバーガラス100の平行線透過率は、例えば92%以上である。したがって、カバーガラス100は、可視光のみならず、赤外線を受光するセンサ素子220に適用することが可能となる。
また、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーとして、環状構造を有する単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを用いることにより、反射防止層40の微細凹凸構造42の変形を抑制することができる。これにより、反射防止層40の反射防止性能の低下を回避することが可能となる。
以下では、本発明の実施例および比較例について具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、あくまでも一例であって、本発明に係る電子デバイスの製造方法、および、カバーガラスは、下記の実施例に限定されない。
カバーガラスとして、実施例1~実施例7、および、比較例1~比較例3を作成した。
[実施例1]
単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマー、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマー、光重合開始剤を混合して、未硬化の光硬化性樹脂組成物を調整した。単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーとして、昭和電工マテリアルズ株式会社製のFA513Mを用いた。2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーとして、日本化薬株式会社製のDPHA、R-604を用いた。DPHAとR-604との配合比を、40:20とした。光重合開始剤として、Irgacure184を用いた。また、実施例1では、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率を60質量%とし、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率を40質量%とし、光重合開始剤の含有率を3質量%とした。
単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマー、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマー、光重合開始剤を混合して、未硬化の光硬化性樹脂組成物を調整した。単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーとして、昭和電工マテリアルズ株式会社製のFA513Mを用いた。2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーとして、日本化薬株式会社製のDPHA、R-604を用いた。DPHAとR-604との配合比を、40:20とした。光重合開始剤として、Irgacure184を用いた。また、実施例1では、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率を60質量%とし、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率を40質量%とし、光重合開始剤の含有率を3質量%とした。
ガラス基板10にプライマーをスピンコートし、150℃のホットプレートで4分間加熱した。
そして、プライマー処理したガラス基板10上に上記未硬化の光硬化性樹脂組成物をポッティングし、未硬化の光硬化性樹脂組成物の上から原盤30を被せた後、インプリント装置で転写工程S130および硬化工程S140を行った。転写工程S130および硬化工程S140は、常時40℃の条件で行った。
まず、転写工程S130において、30秒間かけて1000Nまで原盤30を加圧した後、30秒間1000Nの加圧を維持した。そして、硬化工程S140において、LEDランプを用いて光硬化性樹脂組成物を露光し、10秒間かけて除圧した。続いて、ガラス基板10上の光硬化性樹脂組成物から原盤30を離型し、その後、UVコンベアを用いて、ガラス基板10上の光硬化性樹脂組成物を、1000mJ/cm2で露光して、光硬化性樹脂組成物を硬化させた。これにより、光硬化性樹脂組成物の硬化物24からなり、微細凹凸構造42を有する反射防止層40を、ガラス基板10上に形成し、カバーガラス100を得た。
続いて、ベーキング工程S170を行った。ベーキング工程S170では、ホットプレートを用い、150℃で30分間、カバーガラス100を加熱した。以上の工程により実施例1に係るカバーガラス100を製造した。そして、リフロー工程S190を行った。リフロー工程S190では、265℃で5分間、カバーガラス100を加熱して、アウトガスの発生率を測定した。
[実施例2]
ベーキング工程S170における加熱温度を180℃としたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2に係るカバーガラス100を製造した。
ベーキング工程S170における加熱温度を180℃としたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2に係るカバーガラス100を製造した。
[実施例3]
ベーキング工程S170における加熱温度を200℃としたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例3に係るカバーガラス100を製造した。
ベーキング工程S170における加熱温度を200℃としたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例3に係るカバーガラス100を製造した。
[実施例4]
ベーキング工程S170における加熱温度を220℃としたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例4に係るカバーガラス100を製造した。
ベーキング工程S170における加熱温度を220℃としたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例4に係るカバーガラス100を製造した。
[実施例5]
未硬化の光硬化性樹脂組成物における、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーにおけるDPHAおよびR-604の配合比、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率、ならびに、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率以外は、実施例1と同様にして、実施例5に係るカバーガラス100を製造した。実施例5では、DPHAとR-604との配合比を、50:20とした。また、未硬化の光硬化性樹脂組成物における、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率を70質量%とし、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率を30質量%とした。
未硬化の光硬化性樹脂組成物における、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーにおけるDPHAおよびR-604の配合比、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率、ならびに、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率以外は、実施例1と同様にして、実施例5に係るカバーガラス100を製造した。実施例5では、DPHAとR-604との配合比を、50:20とした。また、未硬化の光硬化性樹脂組成物における、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率を70質量%とし、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率を30質量%とした。
[実施例6]
未硬化の光硬化性樹脂組成物における、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーにおけるDPHAおよびR-604の配合比、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率、ならびに、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率以外は、実施例1と同様にして、実施例6に係るカバーガラス100を製造した。実施例6では、DPHAとR-604との配合比を、60:20とした。また、未硬化の光硬化性樹脂組成物における、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率を80質量%とし、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率を20質量%とした。
未硬化の光硬化性樹脂組成物における、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーにおけるDPHAおよびR-604の配合比、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率、ならびに、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率以外は、実施例1と同様にして、実施例6に係るカバーガラス100を製造した。実施例6では、DPHAとR-604との配合比を、60:20とした。また、未硬化の光硬化性樹脂組成物における、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率を80質量%とし、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率を20質量%とした。
[実施例7]
未硬化の光硬化性樹脂組成物における、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーにおけるDPHAおよびR-604の配合比、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率、ならびに、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率以外は、実施例1と同様にして、実施例7に係るカバーガラス100を製造した。実施例7では、DPHAとR-604との配合比を、70:20とした。また、未硬化の光硬化性樹脂組成物における、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率を90質量%とし、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率を10質量%とした。
未硬化の光硬化性樹脂組成物における、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーにおけるDPHAおよびR-604の配合比、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率、ならびに、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率以外は、実施例1と同様にして、実施例7に係るカバーガラス100を製造した。実施例7では、DPHAとR-604との配合比を、70:20とした。また、未硬化の光硬化性樹脂組成物における、2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率を90質量%とし、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率を10質量%とした。
[比較例1]
ベーキング工程S170における加熱温度を250℃としたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例1に係るカバーガラスを製造した。
ベーキング工程S170における加熱温度を250℃としたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例1に係るカバーガラスを製造した。
[比較例2]
ベーキング工程S170における加熱温度を130℃としたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例2に係るカバーガラスを製造した。
ベーキング工程S170における加熱温度を130℃としたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例2に係るカバーガラスを製造した。
[比較例3]
ベーキング工程S170を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして、比較例3に係るカバーガラスを製造した。
ベーキング工程S170を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして、比較例3に係るカバーガラスを製造した。
[アウトガスの発生率の測定]
上記実施例1~実施例7および比較例1~比較例3によって得られたカバーガラスの試料を、265℃に加熱することで発生したアウトガスをガスクロマトグラフィー質量分析計(GC-MS)で分析した。そして、上記式(2)を用いて、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率[質量%]を算出した。
上記実施例1~実施例7および比較例1~比較例3によって得られたカバーガラスの試料を、265℃に加熱することで発生したアウトガスをガスクロマトグラフィー質量分析計(GC-MS)で分析した。そして、上記式(2)を用いて、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率[質量%]を算出した。
[平行線透過率の測定]
上記実施例1~実施例7および比較例1~比較例3において、ベーキング工程S170を行った後であって、リフロー工程S190を行う前の試料の平行線透過率を測定した。また、上記実施例1~実施例7および比較例1~比較例3において、リフロー工程S190を行った後のカバーガラスの平行線透過率を測定した。
上記実施例1~実施例7および比較例1~比較例3において、ベーキング工程S170を行った後であって、リフロー工程S190を行う前の試料の平行線透過率を測定した。また、上記実施例1~実施例7および比較例1~比較例3において、リフロー工程S190を行った後のカバーガラスの平行線透過率を測定した。
平行線透過率の測定は、日本分光株式会社製の「紫外可視近赤外分光光度計V-770」を用いた。そして、上記式(1)を用いて、波長400nm、550nm、650nm、900nmにおけるカバーガラスの透過率を算出した。
実施例1~実施例4の単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率[質量%]、および、平行線透過率を下記表1に示す。実施例5~実施例7の単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率[質量%]、および、平行線透過率を下記表2に示す。なお、表1、表2、表3中、「〇」は、各評価項目の評価が良いことを示し、「◎」は、当該評価がとても良いことを示す。
表1の実施例1~実施例4に示すように、ベーキング工程S170における加熱温度が高いほど、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率[質量%]が低くなることが確認された。また、ベーキング工程S170における加熱温度が高いほど、全アウトガスの発生率[質量%]も低くなることが分かった。
また、表1の実施例1~実施例4に示すように、ベーキング工程S170における加熱温度が高いほど、ベーキング工程S170を行った後であって、リフロー工程S190を行う前の試料の、400nmの平行線透過率は、低下することが分かった。ただし、ベーキング工程S170における加熱温度が最も高い220℃であっても(実施例4)、波長400nmの光に対する、平行線透過率は、93.2%と高いことが確認された。
表1の実施例1~実施例4に示すように、ベーキング工程S170における加熱温度にかかわらず、ベーキング工程S170を行った後であって、リフロー工程S190を行う前の試料の、波長550nmの光、波長650nmの光、波長900nmの光に対する、平行線透過率は、94%以上と高いことが確認された。
また、表1の実施例1~実施例4に示すように、ベーキング工程S170における加熱温度が高いほど、リフロー工程S190を行った後の試料の、波長400nmの光に対する、平行線透過率は、低下することが分かった。ただし、ベーキング工程S170における加熱温度が最も高い220℃であっても(実施例4)、波長400nmの光に対する、平行線透過率は、92%と高いことが確認された。
表1の実施例1~実施例4に示すように、ベーキング工程S170における加熱温度にかかわらず、リフロー工程S190を行った後の試料の、波長550nmの光、波長650nmの光、波長900nmの光に対する、平行線透過率は、94%以上と高いことが確認された。
また、表1の実施例1、実施例5~実施例7に示すように、未硬化の光硬化性樹脂組成物における単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率が低いほど、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率[質量%]が低くなることが確認された。また、未硬化の光硬化性樹脂組成物における単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率が低いほど、全アウトガスの発生率[質量%]も低くなることが分かった。
表1の実施例1、実施例5~実施例7に示すように、未硬化の光硬化性樹脂組成物における単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率に拘わらず、ベーキング工程S170を行った後であって、リフロー工程S190を行う前の試料の、波長400nmの光、波長550nmの光、波長650nmの光、波長900nmの光に対する、平行線透過率は、94%以上と高いことが確認された。
また、表1の実施例1、実施例5~実施例7に示すように、未硬化の光硬化性樹脂組成物における単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの含有率に拘わらず、リフロー工程S190を行った後の試料の、波長400nmの光、波長550nmの光、波長650nmの光、波長900nmの光に対する、平行線透過率は、92%以上と高いことが確認された。
比較例1~比較例3の単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率[質量%]、および、平行線透過率を下記表3に示す。なお、表3中、「△」は、各評価項目の評価が悪いことを示し、「×」は、当該評価がとても悪いことを示す。
表3の比較例1に示すように、ベーキング工程S170における加熱温度が250℃であると、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率[質量%]、および、全アウトガスの発生率[質量%]が低くなることが分かった。
しかし、表3の比較例1に示すように、ベーキング工程S170における加熱温度が250℃であると、ベーキング工程S170を行った後であって、リフロー工程S190を行う前の試料の、波長400nmの光に対する、平行線透過率は、88.9%と低いことが確認された。また、リフロー工程S190を行った後の試料の、波長400nmの光に対する、平行線透過率は、88.3%と低いことが分かった。
表3の比較例2に示すように、ベーキング工程S170における加熱温度が130℃であると、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率[質量%]が0.59質量%と高いことが確認された。また、ベーキング工程S170における加熱温度が130℃であると、全アウトガスの発生率[質量%]が0.69質量%と高いことが分かった。
また、表3の比較例2に示すように、ベーキング工程S170における加熱温度が130℃であると、ベーキング工程S170を行った後であって、リフロー工程S190を行う前の試料の、波長400nmの光に対する、平行線透過率は、93.7%であった。しかし、ベーキング工程S170における加熱温度が130℃であると、リフロー工程S190を行った後の試料の、波長400nmの光に対する、平行線透過率は、91.2%と低いことが確認された。
表3の比較例3に示すように、ベーキング工程S170を行わないと、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率[質量%]が0.32質量%であることが確認された。また、ベーキング工程S170を行わないと、全アウトガスの発生率[質量%]が0.74質量%と高いことが分かった。
また、表3の比較例3に示すように、ベーキング工程S170を行わないと、リフロー工程S190を行う前の試料の、波長400nmの光に対する、平行線透過率は、93.4%であった。しかし、ベーキング工程S170を行わないと、リフロー工程S190を行った後の試料の、波長400nmの光に対する、平行線透過率は、91.5%と低いことが確認された。
以上の結果から、ベーキング工程S170の加熱温度を150℃以上250℃未満とすることにより、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率[質量%]を0.5質量%以下とすることができることが確認された。
また、ベーキング工程S170の加熱温度を150℃以上250℃未満とすることにより、リフロー工程S190を行った後の試料の、波長400nmの光に対する、平行線透過率を92%以上とすることができることが分かった。
以上説明したように、本実施形態によれば、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率を低減することと、カバーガラス100の平行線透過率を高く維持することとを両立することが可能となる。したがって、本実施形態に係る電子デバイス300の製造方法は、電子デバイス300の腐食を抑制しつつ、カバーガラス100の平行線透過率を高く維持することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、上記実施形態において、原盤30の微細凹凸構造32を未硬化樹脂層20に転写しつつ、未硬化樹脂層20に光を照射することにより未硬化樹脂層20を硬化させる場合を例に挙げた。しかし、原盤30の微細凹凸構造32を未硬化樹脂層20に転写した後、未硬化樹脂層20に光を照射することにより未硬化樹脂層20を硬化させてもよい。
また、上記実施形態において、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率を、ガスクロマトグラフィー質量分析計(GC-MS)による分析結果を用いて算出する場合を例に挙げた。しかし、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率は、他の方法を用いて算出してもよい。
S130 転写工程
S140 硬化工程
S170 ベーキング工程
S180 組立工程
S190 リフロー工程
10 ガラス基板
12 表面
14 表面
20 未硬化樹脂層
30 原盤
32 微細凹凸構造
40 反射防止層
42 微細凹凸構造
100 カバーガラス
200 センサモジュール
220 センサ素子
222 受光面
250 実装基板
300 電子デバイス
S140 硬化工程
S170 ベーキング工程
S180 組立工程
S190 リフロー工程
10 ガラス基板
12 表面
14 表面
20 未硬化樹脂層
30 原盤
32 微細凹凸構造
40 反射防止層
42 微細凹凸構造
100 カバーガラス
200 センサモジュール
220 センサ素子
222 受光面
250 実装基板
300 電子デバイス
Claims (7)
- カバーガラスにより覆われたセンサ素子が実装基板上に実装された電子デバイスの製造方法において、
前記カバーガラスは、
ガラス基板と、
前記ガラス基板の少なくとも一側の表面に設けられ、凹凸の平均周期が可視光波長以下である微細凹凸構造を有する反射防止層と、
を備え、
前記製造方法は、
(1)前記ガラス基板の少なくとも一側の表面に設けられ、未硬化の光硬化性樹脂からなる未硬化樹脂層に対して、原盤の前記微細凹凸構造を転写する転写工程と、
(2)前記微細凹凸構造が転写された前記未硬化樹脂層に光を照射することにより、前記未硬化樹脂層を硬化させて、前記光硬化性樹脂の硬化物からなる前記反射防止層を形成する硬化工程と、
(3)前記反射防止層が形成された前記カバーガラスを加熱するベーキング工程と、
(4)前記センサ素子の受光面に対向する位置に、前記ベーキング工程後の前記カバーガラスを設置して、センサモジュールを組み立てる組立工程と、
(5)前記センサモジュールを前記実装基板上に載置して、250℃以上の温度で加熱することにより、前記センサモジュールを前記実装基板にはんだ付けするリフロー工程と、
を含み、
前記未硬化の光硬化性樹脂は、
単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを0質量%超、50質量%以下と、
2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを50質量%以上、100質量%未満と、
を含み、
前記リフロー工程より前に前記ベーキング工程を行うことにより、前記リフロー工程において、前記カバーガラスの前記反射防止層から発生するアウトガスのうち、前記単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率は、前記反射防止層の質量に対して0.5質量%以下である、電子デバイスの製造方法。 - 前記ベーキング工程では、前記反射防止層が形成された前記カバーガラスを、150℃以上、250℃未満の温度で、30分以上加熱する、請求項1に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記反射防止層は、前記ガラス基板の両側の表面に設けられ、
前記転写工程では、前記ガラス基板の両側の表面に設けられた前記未硬化樹脂層に対して、前記原盤の前記微細凹凸構造を転写する、請求項1または2に記載の電子デバイスの製造方法。 - 前記センサ素子は、イメージセンサである、請求項1~3のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
- カバーガラスにより覆われたセンサ素子が実装基板上に実装された電子デバイスの製造方法において、
前記カバーガラスは、
ガラス基板と、
前記ガラス基板の少なくとも一側の表面に設けられ、凹凸の平均周期が可視光波長以下である微細凹凸構造を有する反射防止層と、
を備え、
前記製造方法は、
(1)前記ガラス基板の少なくとも一側の表面に設けられ、未硬化の光硬化性樹脂からなる未硬化樹脂層に対して、原盤の前記微細凹凸構造を転写する転写工程と、
(2)前記微細凹凸構造が転写された前記未硬化樹脂層に光を照射することにより、前記未硬化樹脂層を硬化させて、前記光硬化性樹脂の硬化物からなる前記反射防止層を形成する硬化工程と、
(3)前記反射防止層が形成された前記カバーガラスを加熱するベーキング工程と、
(4)前記センサ素子の受光面に対向する位置に、前記ベーキング工程後の前記カバーガラスを設置して、センサモジュールを組み立てる組立工程と、
(5)前記センサモジュールを前記実装基板上に載置して、250℃以上の温度で加熱することにより、前記センサモジュールを前記実装基板にはんだ付けするリフロー工程と、
を含み、
前記未硬化の光硬化性樹脂は、
単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを0質量%超、50質量%以下と、
2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを50質量%以上、100質量%未満と、
を含み、
前記ベーキング工程では、前記反射防止層が形成された前記カバーガラスを、150℃以上、250℃未満の温度で、30分以上加熱する、電子デバイスの製造方法。 - 前記リフロー工程において、前記カバーガラスの前記反射防止層から発生するアウトガスのうち、前記単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するアウトガスの発生率が、前記反射防止層の質量に対して0.5質量%以下となるように、前記リフロー工程より前に前記ベーキング工程を行う、請求項5に記載の電子デバイスの製造方法。
- 電子デバイスの実装基板上に実装されるセンサ素子を覆うカバーガラスであって、
ガラス基板と、
前記ガラス基板の少なくとも一側の表面に設けられ、凹凸の平均周期が可視光波長以下である微細凹凸構造を有し、光硬化性樹脂の硬化物からなる反射防止層と、
を備え、
前記光硬化性樹脂の硬化物は、単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーおよび2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの重合物であり、
前記重合物に含まれる前記単官能(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来する残存モノマーの含有率は、0.3質量%以下である、カバーガラス。
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