JP6350403B2 - ガラスレンズ付きめっき製品の製造方法 - Google Patents
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本発明は、ガラスレンズの割れや接合部でのクラックを発生させずに、めっき処理で付着したカルボン酸塩を含む有機汚れを除去することができるガラスレンズ付きめっき製品の製造方法に関する。
フォトマスクやシリコンウェハなどの洗浄に超音波洗浄が用いられている（例えば、特許文献１，２参照）。
ガラスレンズ付きキャップは、ガラスレンズを溶融してメタルキャップに接合させたものである。構造上、ガラスレンズやガラスレンズとメタルキャップの接合部の強度は高くない。従って、ガラスレンズの割れ、ガラスレンズとメタルキャップの接合部でのクラック、ガラスレンズの外れなどを避けるため、従来はガラスレンズ付きキャップに対して超音波洗浄を実施することはなく、水洗しか実施していなかった。
また、ガラスレンズ付きキャップの製造工程でキャップの表面にめっきを形成する。めっき形成後のメタルキャップの表面にはＮｉめっき液の残渣が残る。残渣にはカルボン酸塩を含む有機汚れが含まれている。この有機汚れは水洗だけでは除去されず、キャップの表面に残存する。
ガラスレンズ付きキャップはＵＶ硬化樹脂によりホルダーに接合されるが、カルボン酸塩を含む有機汚れがＵＶ硬化樹脂に含まれる水分と反応してアルカリ性を示す。ＵＶ硬化樹脂は硬化時に酸を発生して樹脂を硬化させるため、キャップ上がアルカリ性になっていると酸が中和され、ＵＶ硬化樹脂が硬化しなくなる。その結果、ガラスレンズ付きキャップがホルダーに接合されず、外れてしまうなどの問題があった。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的はガラスレンズの割れや接合部でのクラックを発生させずに、めっき処理で付着したカルボン酸塩を含む有機汚れを除去することができるガラスレンズ付きめっき製品の製造方法を得るものである。
本発明に係るガラスレンズ付きめっき製品の製造方法は、ガラスレンズを金属部材に接合させる工程と、前記ガラスレンズを接合させた前記金属部材にめっき処理を行う工程と、前記めっき処理を行った前記金属部材に対して、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、電力５０Ｗ〜１２００Ｗの超音波を用いた１０秒〜５分間の超音波洗浄を実施して、前記めっき処理で付着したカルボン酸塩を含む有機汚れを除去する工程とを備えることを特徴とする。
本発明では、めっき処理を行った金属部材に対して、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、電力５０Ｗ〜１２００Ｗの超音波を用いた１０秒〜５分間の超音波洗浄を実施する。これにより、ガラスレンズの割れや接合部でのクラックを発生させずに、めっき処理で付着したカルボン酸塩を含む有機汚れを除去することができる。
本発明の実施の形態に係るガラスレンズ付きめっき製品の製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
実施の形態１．
図１〜９は、本発明の実施の形態１に係るガラスレンズ付きめっき製品の製造方法を示す図である。
図１〜９は、本発明の実施の形態１に係るガラスレンズ付きめっき製品の製造方法を示す図である。
まず、図１に示すように、ガラス母材１からガラスレンズ２を加工して洗浄する。次に、図２に示すように、メタル母材３を金型４で挟んでプレス加工してメタルキャップ５を形成する。メタルキャップ５にレンズを挿入する開口を形成する。
次に、図３に示すように、リフロー炉６で高温の熱処理を行ってガラスレンズ２を溶融してメタルキャップ５に接合させる。次に、図４に示すように、ガラスレンズ２を接合させたメタルキャップ５をＮｉめっき液７に浸してめっき処理を行う。これによりメタルキャップ５の表面にＮｉめっき８が形成される。
次に、図５に示すように、めっき処理を行ったメタルキャップ５を純水９に浸して、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、電力５０Ｗ〜１２００Ｗの超音波を用いた１０秒〜５分間の超音波洗浄を実施して、めっき処理で付着した有機汚れ１１を除去する。有機汚れ１１はカルボン酸塩を含む有機物である。
次に、図６に示すように、アバランシェフォトダイオード１２が実装されたステム１３に、ガラスレンズ２とアバランシェフォトダイオード１２の光軸が合うように調整してメタルキャップ５を接合する。メタルキャップ５の側面にＵＶ硬化樹脂１４を塗布する。次に、図７に示すように、メタルキャップ５をホルダー１５に挿入する。ホルダー１５はレーザダイオード１６と光ファイバー１７を接続するものである。
次に、図８に示すように、紫外線でＵＶ硬化樹脂１４を硬化させることで、メタルキャップ５をＵＶ硬化樹脂１４によりホルダー１５に接着させる。これにより、図９に示すように、ホルダー１５へのメタルキャップ５の仮接着が完了する。
続いて、本実施の形態の効果を比較例と比較して説明する。比較例では超音波洗浄を実施せず、水洗しか実施しない。しかし、有機汚れ１１は水洗だけでは除去されず、メタルキャップ５の表面に残存する。図１０は、比較例におけるガラスレンズ付きめっきキャップとＵＶ硬化樹脂の接着状態を示す図である。残存するカルボン酸塩を含む有機汚れ１１によりメタルキャップ５上がアルカリ性になっているため、酸が中和してＵＶ硬化樹脂１４が硬化しなくなる。その結果、メタルキャップ５がホルダー１５に接合されず、外れてしまうなどの問題が生じる。
一方、本実施の形態では、めっき処理を行ったメタルキャップ５に対して、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、電力５０Ｗ〜１２００Ｗの超音波を用いた１０秒〜５分間の超音波洗浄を実施する。これにより、ガラスレンズ２の割れや接合部でのクラックを発生させずに、めっき処理で付着した有機汚れ１１を除去することができる。この結果、メタルキャップ５とＵＶ硬化樹脂１４の接着強度が向上する。
また、カルボン酸塩を含む有機汚れ１１は純水９中では長鎖炭化水素をもつ脂肪酸となる。脂肪酸は水に溶けにくい性質であるが、上記条件で超音波を制御することで、メタルキャップ５に損傷を与えず、有機汚れ１１を衝撃波で除去することができる。
図１１〜１５は、本発明の実施の形態１に係るガラスレンズ付きめっき製品の変形例を示す斜視図である。図１１に示すボールレンズ１８付きのメタルキャップ５、図１２に示す円形の平板レンズ１９付きのメタルキャップ５、図１３に示す四角形の平板レンズ２０付きのメタルキャップ５、図１４に示す基板２１にボールレンズ１８を接合した窓構造部材、図１５に示す基板２１に平板レンズ２０を接合した窓構造部材などの洗浄にも本実施の形態を適用することができる。
実施の形態２．
図１６は、本発明の実施の形態２に係るガラスレンズ付きめっき製品の製造方法を示す図である。本実施の形態では、めっき処理の後、超音波洗浄の前に、メタルキャップ５を塩酸水２２で処理してアルカリ性を示す有機汚れ１１を中和する。メタルキャップ５に残存する有機汚れ１１の中和物質と塩酸水２２を超音波洗浄により除去する。有機汚れ１１が中和物質となるため、超音波洗浄の効果が向上し、メタルキャップ５に付着していた有機汚れ１１を短時間で除去することができる。
図１６は、本発明の実施の形態２に係るガラスレンズ付きめっき製品の製造方法を示す図である。本実施の形態では、めっき処理の後、超音波洗浄の前に、メタルキャップ５を塩酸水２２で処理してアルカリ性を示す有機汚れ１１を中和する。メタルキャップ５に残存する有機汚れ１１の中和物質と塩酸水２２を超音波洗浄により除去する。有機汚れ１１が中和物質となるため、超音波洗浄の効果が向上し、メタルキャップ５に付着していた有機汚れ１１を短時間で除去することができる。
実施の形態３．
図１７は、本発明の実施の形態３に係るガラスレンズ付きめっき製品の製造方法を示す図である。本実施の形態では実施の形態２の塩酸水２２の代わりに硝酸水２３を用いる。その他の工程は実施の形態２と同様である。これにより、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
図１７は、本発明の実施の形態３に係るガラスレンズ付きめっき製品の製造方法を示す図である。本実施の形態では実施の形態２の塩酸水２２の代わりに硝酸水２３を用いる。その他の工程は実施の形態２と同様である。これにより、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
なお、実施の形態２，３の塩酸水２２や硝酸水２３に限らず、カルボン酸と塩を形成していたアルカリ性物質のアルカリ性を打ち消すことのできる酸であればよく、有機酸を利用してもよい。
実施の形態４．
図１８は、本発明の実施の形態４に係るガラスレンズ付きめっき製品の製造方法を示す図である。本実施の形態では、めっき処理の後、超音波洗浄の前に、紫外線を照射して有機汚れ１１の炭化水素部を分解する。分解した有機汚れ１１を純水９での超音波洗浄により除去する。その他の工程は実施の形態１と同様である。
図１８は、本発明の実施の形態４に係るガラスレンズ付きめっき製品の製造方法を示す図である。本実施の形態では、めっき処理の後、超音波洗浄の前に、紫外線を照射して有機汚れ１１の炭化水素部を分解する。分解した有機汚れ１１を純水９での超音波洗浄により除去する。その他の工程は実施の形態１と同様である。
紫外線を照射して有機汚れ１１の炭化水素部を分解することで有機汚れ１１の分子量が小さくなるため、超音波洗浄の効果が向上し、メタルキャップ５に付着していた有機汚れ１１を短時間で除去することができる。
なお、実施の形態１〜４において超音波洗浄の洗浄液として純水９を用いたが、これに限らず、エタノール、メタノール、ＩＰＡなどのアルコールや、アセトン、中性洗剤などの界面活性剤などを用いてもよい。
実施の形態５．
図１９は、本発明の実施の形態５に係るガラスレンズ付きめっき製品の製造方法を示す図である。本実施の形態では、洗浄液としてオゾン水２４を用いてメタルキャップ５を超音波洗浄して有機汚れ１１を分解して取り除く。その他の工程は実施の形態１と同様である。
図１９は、本発明の実施の形態５に係るガラスレンズ付きめっき製品の製造方法を示す図である。本実施の形態では、洗浄液としてオゾン水２４を用いてメタルキャップ５を超音波洗浄して有機汚れ１１を分解して取り除く。その他の工程は実施の形態１と同様である。
オゾン水２４の分解作用により、カルボン酸塩を含む有機汚れ１１の炭化水素部が分解されるため、超音波洗浄の効果が向上し、メタルキャップ５に付着していた有機汚れ１１を短時間で除去することができる。
２ ガラスレンズ、５ メタルキャップ（金属部材）、９ 純水、１１ 有機汚れ、
１４ ＵＶ硬化樹脂、１５ ホルダー、２２ 塩酸水、２３ 硝酸水、２４ オゾン水
１４ ＵＶ硬化樹脂、１５ ホルダー、２２ 塩酸水、２３ 硝酸水、２４ オゾン水
Claims (6)
- ガラスレンズを金属部材に接合させる工程と、
前記ガラスレンズを接合させた前記金属部材にめっき処理を行う工程と、
前記めっき処理を行った前記金属部材に対して、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、電力５０Ｗ〜１２００Ｗの超音波を用いた１０秒〜５分間の超音波洗浄を実施して、前記めっき処理で付着したカルボン酸塩を含む有機汚れを除去する工程とを備えることを特徴とするガラスレンズ付きめっき製品の製造方法。 - 前記有機汚れを除去した前記金属部材をＵＶ硬化樹脂によりホルダーに接着させる工程を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のガラスレンズ付きめっき製品の製造方法。
- 前記めっき処理の後、前記超音波洗浄の前に、酸で処理してアルカリ性を示す前記有機汚れを中和する工程を更に備え、
前記金属部材に残存する前記有機汚れの中和物質と前記酸を前記超音波洗浄により除去することを特徴とする請求項１又は２に記載のガラスレンズ付きめっき製品の製造方法。 - 前記めっき処理の後、前記超音波洗浄の前に、紫外線を照射して前記有機汚れの炭化水素部を分解する工程を更に備え、
分解した前記有機汚れを前記超音波洗浄により除去することを特徴とする請求項１又は２に記載のガラスレンズ付きめっき製品の製造方法。 - 前記超音波洗浄の洗浄液として、純水、アルコール、アセトン、界面活性剤の何れかを用いることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のガラスレンズ付きめっき製品の製造方法。
- 洗浄液としてオゾン水を用いて前記金属部材を前記超音波洗浄して前記有機汚れを分解して取り除くことを特徴とする請求項１又は２に記載のガラスレンズ付きめっき製品の製造方法。
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