TWI502637B - Dust removal materials and the use of its dust removal method - Google Patents

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TWI502637B
TWI502637B TW100101392A TW100101392A TWI502637B TW I502637 B TWI502637 B TW I502637B TW 100101392 A TW100101392 A TW 100101392A TW 100101392 A TW100101392 A TW 100101392A TW I502637 B TWI502637 B TW I502637B
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Yoshihisa Shinya
Hiroshi Uchida
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    • A47L13/10—Scrubbing; Scouring; Cleaning; Polishing
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

除塵材料及使用其之除塵方法
本發明係關於一種去除例如附著於微透鏡表面等凹凸面之灰塵的除塵材料及使用其之除塵方法。
本申請案係以在日本於2010年3月12日提出申請之日本專利申請編號特願2010-055899為基礎而主張優先權者，藉由參照該申請案而援用於本申請案中。
於CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合元件)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金氧半導體)等固體攝像元件中，通常以感度之提高為目的，而將聚光用之微透鏡形成於固體攝像元件表面。於此情形時，由於某些原因，有於微透鏡之表面附著金屬粉、有機物、纖維等之灰塵(塵埃)的情況。灰塵係以進入微透鏡表面之凹凸部(凹凸面)之形式附著。因此，確實去除附著於微透鏡之表面之灰塵成為一大課題。
作為去除微細之凹凸面上之灰塵之方法，例如考慮有：(1)將溶解於溶劑中之樹脂塗佈於附著有灰塵之凹凸面上，使溶劑氣化後，將捕捉有灰塵之樹脂去除的方法；(2)將微黏著片材等貼附於附著有灰塵之凹凸面，於黏著層捕捉灰塵而去除的方法；(3)將紫外線硬化樹脂塗佈於附著有灰塵之凹凸面上，進行紫外線硬化後，將捕捉有灰塵之紫外線硬化樹脂去除的方法；以及(4)將彈性橡膠壓接於附著有灰塵之凹凸面，於彈性橡膠之表面捕捉灰塵而去除的方法等。
然而，(1)～(3)之方法中，去除樹脂(黏著劑)時，存在樹脂轉移附著於凹凸面，該樹脂成為灰塵之問題。具體而言，(1)及(3)之方法中，由於樹脂之被膜強度弱，故去除樹脂時樹脂容易斷裂，於凹凸之間隙容易殘留樹脂。又，(2)之方法中，由於黏著劑中使用大量單體或塑化劑等低分子量成分，故低分子量成分會附著，去除黏著片材時於凹凸面容易殘留低分子量成分。又，(2)之方法中，存在將微黏著片材貼附於微透鏡時對凹凸面之追隨性差，無法捕捉進入凹凸之間隙中之灰塵的問題。又，(3)之方法中，存在藉由紫外線照射無法完全硬化之成分(未硬化成分)附著於凹凸面的問題。其原因在於，於紫外線硬化樹脂之情形時，並無所有樹脂成分高分子化之情況，殘存大量未硬化成分。又，(4)之方法中，存在塑化劑等成分滲出而附著之問題。又，彈性橡膠由於具有某程度之硬度，故難以追隨凹凸面。
例如於專利文獻1中，揭示有使用黏著膠帶而去除半導體晶圓表面之異物的技術作為接近於(2)之方法的技術。該專利文獻1中記載有使用熱塑性黏著劑，及於貼附時及剝離時階段性地使黏著劑之特性變化等。
然而，專利文獻1所記載之技術中，對於最好使用哪一種熱塑性樹脂作為熱塑性黏著劑的研究並不充分，無法達到兼顧消除樹脂對凹凸面之轉移附著、與提高灰塵之捕捉效率。
另一方面，亦嘗試對微透鏡側下工夫來避免灰塵之附著。例如專利文獻2中揭示有，於微透鏡上使用氟系丙烯酸樹脂而形成經粗糙面化之平坦化層，以避免垃圾或異物之附著。又，例如專利文獻3中揭示有藉由在微透鏡陣列之表面形成具有親水性之薄膜，於不對微透鏡造成損傷之情況下提高切割時之清洗效果的固體攝像元件之製造方法。
然而，平坦化層或具有親水性之薄膜之形成存在必需進行固體攝像元件結構之變更，導致製造成本之增加，以及導致固體攝像元件性能之下降的問題。
[專利文獻1]日本特開平8-88207號公報
[專利文獻2]日本特開2007-53153號公報
[專利文獻3]日本特開2007-194307號公報
如上所述，元件結構之變更成為製造成本之增加或元件性能之下降的原因。因此，期待開發出可確實去除灰塵，且不產生樹脂之轉移附著等的灰塵去除技術。
本發明係鑒於上述先前之實際情況而提出者，目的在於提供一種可確實捕捉附著於微透鏡表面等凹凸面之灰塵而去除，不會於凹凸面上轉移附著樹脂或其他成分的除塵材料及使用其之除塵方法。
為達成上述目的，本發明之除塵材料係藉由在支持體之表面形成熱熔層，將該熱熔層壓接於除塵對象物之凹凸面後，加以冷卻而去除附著於該凹凸面之塵埃者，其特徵在於：上述熱熔層係由軟化溫度不同之複數種熱塑性樹脂所形成之熱塑性樹脂組成物層。
本發明之除塵材料中，特徵在於：上述熱熔層係含有軟化溫度為相對低溫之低軟化溫度熱塑性樹脂、及軟化溫度為相對高溫之高軟化溫度熱塑性樹脂，並且該低軟化溫度熱塑性樹脂及該高軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度分別在110℃～170℃之範圍之熱塑性樹脂組成物層。
本發明之除塵材料中，特徵在於：上述熱熔層含有軟化溫度為相對低溫之低軟化溫度熱塑性樹脂、及軟化溫度為相對高溫之高軟化溫度熱塑性樹脂，並且基於式(1)之該低軟化溫度熱塑性樹脂及該高軟化溫度熱塑性樹脂之平均軟化溫度在110℃～170℃之範圍。
式(1)：平均軟化溫度(℃)=WL×TL+WH×TH
WL：低軟化溫度熱塑性樹脂之重量比
WH：高軟化溫度熱塑性樹脂之重量比
TL：低軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度
TH：高軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度
又，為達成上述目的，本發明之除塵材料係藉由在支持體之表面形成熱熔層，將該熱熔層熱壓接於除塵對象物之凹凸面後，加以冷卻而去除附著於該凹凸面之塵埃者，其特徵在於：上述熱熔層係由在110℃～170℃之範圍具有軟化溫度之熱塑性樹脂所形成之熱塑性樹脂組成物層。
又，為達成上述目的，本發明之除塵方法係利用在支持體之表面形成有熱熔層之除塵材料，去除除塵對象物之凹凸面上之塵埃者，其特徵在於：將上述熱熔層形成為由軟化溫度不同之複數種熱塑性樹脂所構成之熱塑性樹脂組成物層，於該熱塑性樹脂之軟化溫度以下之溫度下將該熱熔層熱壓接於上述凹凸面後，加以冷卻，將上述除塵材料自該凹凸面剝離。
本發明之除塵方法中，特徵在於：上述熱熔層係含有軟化溫度為相對低溫之低軟化溫度熱塑性樹脂、及軟化溫度為相對高溫之高軟化溫度熱塑性樹脂，且該低軟化溫度熱塑性樹脂及該高軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度分別在110℃～170℃之範圍之熱塑性樹脂組成物層，並且於上述低軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度以下之溫度下將上述熱熔層熱壓接於上述凹凸面後，加以冷卻，將上述除塵材料自該凹凸面剝離。
本發明之除塵方法中，特徵在於：將上述熱熔層形成為由軟化溫度為相對低溫之低軟化溫度熱塑性樹脂、及軟化溫度為相對高溫之高軟化溫度熱塑性樹脂所構成之熱塑性樹脂組成物層，且形成為基於式(1)之該低軟化溫度熱塑性樹脂及該高軟化溫度熱塑性樹脂之平均軟化溫度在110℃～170℃之範圍之熱塑性樹脂組成物層，並且於上述低軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度以下之溫度下將上述熱熔層熱壓接於上述凹凸面後，加以冷卻，將上述除塵材料自該凹凸面剝離。
式(1)：平均軟化溫度(℃)=WL×TL+WH×TH
WL：低軟化溫度熱塑性樹脂之重量比
WH：高軟化溫度熱塑性樹脂之重量比
TL：低軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度
TH：高軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度
本發明之除塵方法中，特徵在於：上述熱壓接時之加熱溫度為上述低軟化溫度熱塑性樹脂之玻璃轉移溫度以上。
本發明之除塵方法中，特徵在於：將具備上述凹凸面之除塵對象物之背面側以支持台支持，利用至少前端部分為彈性體之按壓頭將上述除塵材料按壓於該凹凸面，利用該支持台進行上述除塵材料之加熱及冷卻。
本發明之除塵方法中，特徵在於：將具備上述凹凸面之除塵對象物之背面側以支持台支持，利用至少前端部分為彈性體之按壓頭將上述除塵材料按壓於上述凹凸面，利用該按壓頭進行上述除塵材料之加熱及冷卻。
又，為達成上述目的，本發明之除塵方法係利用表面形成有熱熔層之除塵材料，去除具有凹凸面之除塵對象物之該凹凸面上之塵埃者，其特徵在於：將上述熱熔層形成為含有軟化溫度在110℃～170℃之範圍之熱塑性樹脂之熱塑性樹脂組成物層，於上述熱塑性樹脂之軟化溫度以下之溫度下將上述除塵材料之熱熔層熱壓接於上述凹凸面後，加以冷卻，將該除塵材料自該凹凸面剝離。
本發明之除塵材料中，係於形成於支持體上之熱熔層藉由熱壓接而一部分熔融軟化時捕捉塵埃，冷卻而硬化時將灰塵固定於熱熔層中。以含有熱塑性樹脂之熱塑性樹脂組成物層構成該熱熔層，藉由熱使其軟化，由此亦可追隨微透鏡等之微細凹凸面。再者，熱塑性樹脂係根據其種類而具有特定之軟化溫度。但實際上，熱熔層係於熱塑性樹脂達到軟化溫度之前開始一部分熔融。因此，藉由選擇適當之熱壓接條件，不僅可捕捉灰塵，亦可抑制熱熔層自身之轉移附著。
又，藉由以含有軟化溫度不同之複數種熱塑性樹脂之熱塑性樹脂組成物層形成熱熔層，可於不進行熱熔層之熱熔融之情況下，以廣泛之熱壓接條件捕捉灰塵，並且可進一步抑制熱熔層自身之轉移附著。
即，依據本發明之除塵材料及除塵方法，可確實捕捉附著於如微透鏡表面之凹凸面之灰塵並去除。又，可於除塵材料自身不轉移附著於凹凸面上之情況下，實現可靠性高之除塵。
以下，參照圖式，對應用本發明之除塵材料及除塵方法之實施形態(以下稱為「本實施形態」)進行說明。
圖1係本實施形態之除塵材料之剖面圖。如圖1所示，除塵材料1係藉由在成為支持體之塑膠膜2之一表面塗佈熱塑性樹脂而形成熱熔層3者。藉由使用由此種構成所構成之除塵材料1，可藉由熱壓接而捕捉形成於例如CCD、CMOS等固體攝像元件上之作為除塵對象物之微透鏡之表面(凹凸面)所附著之灰塵，可於冷卻後剝離之同時去除微透鏡表面之灰塵。再者，除塵對象物只要為具備凹凸面者，則並不限定於此。
作為塑膠膜2，可使用不會藉由熱壓接時之熱而軟化之任意塑膠膜，例如可列舉：聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)膜、聚苯硫醚(PPS)膜等。其中，PET膜由於不存在容易產生熱熔層之界面剝離等問題而較佳。又，塑膠膜2可將厚度、彈性模數等設為任意之值，可設為作為膜而使用之通常之厚度、彈性模數。具體而言，可使用厚度12～100μm左右、彈性模數1～15GPa‧S左右者。例如PET膜之彈性模數為4～6GPa‧s，PEN膜之彈性模數為6GPa‧s，PPS膜之彈性模數為10～13GPa‧s。
熱熔層3係由熱塑性樹脂形成之熱塑性樹脂組成物層，藉由加熱進行熱熔融而軟化。熱熔層3係藉由加熱軟化而捕捉灰塵。並且，熱熔層3係藉由其後之冷卻而硬化，將所捕捉之灰塵固定於內部。
作為熱熔層3之熱塑性樹脂，只要為可藉由加熱而軟化來捕捉灰塵，且可藉由冷卻而硬化並將所捕捉之灰塵固定之樹脂，則可為任一種樹脂，但較佳為軟化溫度為110℃～170℃者，尤佳為軟化溫度為120～165℃者。例如於選擇PET、PEN等作為塑膠膜2之情形時，作為熱熔層3之熱塑性樹脂，較佳為聚酯、聚酯聚胺酯等。藉由軟化溫度為110℃以上，可於不熔融至所需以上之情況下，防止熱塑性樹脂轉移附著於微透鏡之凹凸面。又，藉由軟化溫度為170℃以下，可於熱壓接時獲得充分之黏著性而充分捕捉灰塵。
若熱塑性樹脂之軟化溫度未達110℃，則有構成熱熔層3之熱塑性樹脂轉移附著於凹凸面之虞。另一方面，若熱塑性樹脂之軟化溫度超過170℃，則有熱壓接時無法獲得充分之黏著性，灰塵之捕捉變得不充分之虞。
熱熔層3亦可由軟化溫度不同之複數種熱塑性樹脂形成。藉此，熱熔層3不會急遽進行熱熔融，即熱熔層3之熔融黏度不會急遽變化。因此，可於廣泛之熱壓接條件下進行灰塵之捕捉，並且防止熱熔層3之熱塑性樹脂轉移附著於凹凸面。
例如，熱熔層3係將軟化溫度為相對低溫之低軟化溫度熱塑性樹脂、及相對高溫之高軟化溫度熱塑性樹脂組合而成。於此情形時，低軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度較佳為110℃～140℃。進而，低軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度尤佳為120℃附近之115～130℃。又，高軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度較佳為140～170℃。進而，較佳為165℃附近之145～170℃。
藉由低軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度為110℃以上，則低軟化溫度熱塑性樹脂不會熔融至所需以上，因此可抑制剝離除塵材料後對凹凸面之轉移附著。又，藉由高軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度為170℃以下，則可於熱壓接時獲得充分之黏著性而充分捕捉灰塵。
又，於低軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度、與高軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度之差較小之情形時，熔融黏度之差亦變小，因此低軟化溫度熱塑性樹脂與高軟化溫度熱塑性樹脂存在表現出相伴之舉動之傾向。尤其於低軟化溫度熱塑性樹脂與高軟化溫度熱塑性樹脂為同一種類之情形時(例如均為聚酯樹脂之情形)，該傾向變得顯著。因此，進行試驗而從驗證之結果可知，低軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度與高軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度之差較佳為30℃以上。因此，低軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度較佳為140℃以下。
高軟化溫度熱塑性樹脂如上所述，軟化溫度較佳為170℃以下，與低軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度之差較佳為30℃以上。因此，高軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度如上所述，較佳為140℃以上。
又，除此之外，於低軟化溫度熱塑性樹脂與高軟化溫度熱塑性樹脂中，利用式(1)算出之低軟化溫度熱塑性樹脂與高軟化溫度熱塑性樹脂之平均軟化溫度可為110℃～170℃之範圍。藉由低軟化溫度熱塑性樹脂與高軟化溫度熱塑性樹脂之平均軟化溫度為110℃～170℃之範圍，可防止熱熔層3之熱塑性樹脂對凹凸面之轉移附著，並且可於熱壓接時獲得充分之黏著性而充分捕捉灰塵。
式(1)：平均軟化溫度(℃)=WL×TL+WH×TH
WL：低軟化溫度熱塑性樹脂之重量比
WH：高軟化溫度熱塑性樹脂之重量比
TL：低軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度
TH：高軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度
再者，例如於使用軟化溫度不同之3種以上熱塑性樹脂之情形時，亦與使用2種熱塑性樹脂之情形同樣，將3種以上之熱塑性樹脂分別應用於低軟化溫度熱塑性樹脂及高軟化溫度熱塑性樹脂，可以如上所述之方式考慮。
又，若將低軟化溫度熱塑性樹脂設為(A)，將高軟化溫度熱塑性樹脂設為(B)，則該等之摻合比率(A)/(B)較佳為設為1/9～9/1，尤佳為設為(A)/(B)=3/7～9/1。藉由設為(A)/(B)=1/9～9/1，可防止熱熔層3自身轉移附著，並且可充分捕捉灰塵。
於選擇PET及PEN作為成為支持體之塑膠膜2之情形時，作為構成熱熔層3之熱塑性樹脂，較佳為聚酯樹脂、或者聚酯聚胺酯樹脂，其中較佳為平均分子量為5000～50000左右之聚酯樹脂或者聚酯聚胺酯樹脂。作為市售品，可自UE系列(Unitika(股)製造)、Vylon系列(東洋紡(股))中適當選擇符合目標性質之材料。
又，低軟化溫度熱塑性樹脂及高軟化溫度熱塑性樹脂可為同一種類之樹脂彼此之組合，亦可為不同種類之樹脂之組合。作為同一種類之樹脂彼此之組合，尤佳為聚酯樹脂彼此之組合。再者，於低軟化溫度熱塑性樹脂及高軟化溫度熱塑性樹脂為不同種類之樹脂之組合的情形時，若樹脂彼此之相溶性差，則有滲出之情況，因此需要注意。
此處，熱熔層3之厚度例如可根據凹凸面之凹凸之高度等而設定，例如可設為5～100μm左右。
熱熔層3中，除熱塑性樹脂之外，亦可添加硬化劑等各種添加劑。藉由添加添加劑，可調整熱熔層3之熱性質等。其中，例如於添加硬化劑之情形時，若過剩添加，則有變得無法捕捉灰塵之虞，因此較佳為於適當之添加量範圍內添加。
除塵材料1可藉由具備如上所述之構成而確實捕捉附著於微透鏡之表面(凹凸面)之灰塵並去除。又，除塵材料自身不會轉移附著於凹凸面上，可實現可靠性高之除塵。
繼而，對使用除塵材料1之除塵方法進行說明。圖2係用以對利用除塵材料1之除塵處理之步驟之一例進行說明之圖。
如圖2(a)所示，於去除存在於微透鏡等之凹凸面11上之灰塵12之情形時，首先，使除塵材料1之熱熔層3與凹凸面11相對向而配置。該圖2所示之例中，除塵材料1之熱熔層3係含有低軟化溫度熱塑性樹脂3A及高軟化溫度熱塑性樹脂3B者。凹凸面11之凹凸之高度於例如微透鏡之情形時為1μm～2μm左右，除塵材料1可對應至凹凸之高度為10μm左右之凹凸面。
繼而，如圖2(b)所示，於凹凸面11上重疊配置除塵材料1，藉由加熱及加壓而進行凹凸面11與除塵材料1之熱壓接。藉由該熱壓接，熱熔層3之低軟化溫度熱塑性樹脂3A一部分熔融而軟化，捕捉灰塵12。再者，於熱壓接時，可自凹凸面11之背面側對除塵材料1加熱，亦可自除塵材料1之背面側加熱。
進行熱壓接時，必需適當地控制加熱溫度。例如，若加熱溫度過高，則導致熱熔層3整體熔融。其結果為，有構成熱熔層3之熱塑性樹脂轉移附著於凹凸面11之虞。又，於其後恢復至常溫而使熱熔層3硬化之情形時，有剝離變得困難，糊殘餘或凹凸面11之破損等之虞。另一方面，若加熱溫度過低，則無法獲得熱塑性樹脂之充分黏著性，除塵材料1有無法充分捕捉灰塵之虞。
熱壓接之加熱溫度較佳為設為熱熔層3之熱塑性樹脂之軟化溫度以下。再者，軟化溫度係利用依據JIS K2513之方法測定。具體而言，測定熱塑性樹脂之流動可顯著確認之溫度作為軟化溫度。然而，熱塑性樹脂實際上係於稍低於軟化溫度之溫度下開始一部分熔融。即，本實施形態之除塵方法中，著眼於該方面而將熱壓接溫度設為熱熔層3之熱塑性樹脂之軟化溫度以下。
藉由將熱壓接之加熱溫度設為熱熔層3之熱塑性樹脂之軟化溫度以下，則熱熔層3之熱熔融不急遽進行而是緩緩進行而軟化，因此可將凹凸面11上之灰塵確實取入至內部。又，於低軟化溫度熱塑性樹脂3A之軟化溫度以下並不整體熔融，因此可防止熱熔層3之熱塑性樹脂轉移附著於凹凸面11。於圖2所示之例中，熱壓接之加熱溫度較佳為設為低軟化溫度熱塑性樹脂3A之軟化溫度以下。藉此，熱熔層3藉由低軟化溫度熱塑性樹脂3A之熔融一部分開始而緩緩軟化，又，並不整體熔融。
又，熱壓接之加熱溫度較佳為設為熱熔層3之熱塑性樹脂之玻璃轉移溫度以上。如上所述，熱塑性樹脂係於其玻璃轉移溫度以上、軟化溫度以下之溫度範圍內具有膠黏性(動態黏著性)。因此，藉由將熱壓接時之加熱溫度設為熱 熔層3之熱塑性樹脂之玻璃轉移溫度以上，可對熱熔層3之熱塑性樹脂整體賦予由膠黏性引起之附著性，使除塵材料1良好地附著於凹凸面11。再者，於熱塑性樹脂之玻璃轉移溫度未達常溫(例如20℃~30℃)之情形時，即使於不進行加熱之時間點亦可對熱熔層3整體賦予附著性。
實際上，較佳為於高於熱塑性樹脂之玻璃轉移溫度且為熱塑性樹脂之軟化溫度以下，儘可能於軟化溫度附近之溫度下進行熱壓接。然而，即使於熱壓接時之加熱溫度設為玻璃轉移溫度以上且軟化溫度以下之溫度，並且不使其上升至軟化溫度附近之溫度的情形時，熱塑性樹脂亦獲得由膠黏性引起之附著性，因此藉由將熱壓接時之壓力值調節為比上述熱壓接時之壓力值更大之值，則熱熔層3可進入凹凸面11內部而充分去除灰塵。
藉此，熱塑性樹脂可於熱壓接時獲得充分之黏著性，可確實捕捉灰塵。圖2所示之例中，熱壓接之加熱溫度較佳為設為低軟化溫度熱塑性樹脂3A之玻璃轉移溫度以上。藉此，於熱壓接時獲得低軟化溫度熱塑性樹脂3A之充分之黏著性，因此除塵材料1可確實捕捉灰塵。
又，熱壓接之熱壓接時間較佳為設為5~30秒左右，尤佳為設為15~30秒。若熱壓接之熱壓接時間過長，則有熱熔層3整體熔融之虞。另一方面，若熱壓接之熱壓接時間過短，則無法獲得熱塑性樹脂之充分之黏著性，除塵材料1有無法充分捕捉灰塵之虞。
繼而，停止除塵材料1之加熱，使熱熔層3恢復至常溫。此時，亦可將除塵材料1冷卻。藉由使熱熔層3恢復至常溫，如圖2(c)所示，熱熔層3於將灰塵12取入至內部之狀態下硬化。藉由在先前之熱壓接中將加熱溫度及熱壓接時間控制為如上所述，則恢復至常溫時，熱熔層3於將灰塵完全取入至內部之狀態下硬化。
其後，如圖2(d)所示，將除塵材料1自凹凸面11剝離。藉此，凹凸面11上之灰塵12自凹凸面11去除。藉由在先前之熱壓接中將加熱溫度及熱壓接時間控制為如上所述，則可將完全取入至熱熔層3內之灰塵藉由剝離而確實去除。又，藉由在先前之熱壓接中將加熱溫度及熱壓接時間控制為如上所述，則硬化後之熱熔層3之形狀成為接近於硬化前之熱熔層3之形狀，因此容易剝離，進而，由於熱塑性樹脂並不轉移附著於凹凸面11上，故可防止糊殘餘或凹凸面11之破損等。
如此，本實施形態之除塵方法中，於除塵材料1、與表面具有灰塵12之凹凸面11之熱壓接中，藉由將加熱溫度設為構成除塵材料1之熱熔層3的熱塑性樹脂之玻璃轉移溫度以上且熱塑性樹脂之軟化溫度以下，可確實捕捉灰塵而去除。又，熱塑性樹脂不會於微透鏡等之微小凹凸面11進行所需以上之附著，藉此可抑制剝離之上述障礙。
進而，藉由以軟化溫度不同之複數種熱塑性樹脂構成熱熔層3，於相對低軟化溫度之熱塑性樹脂之軟化溫度以下進行熱壓接，則熱熔層3不會急遽進行熱熔融，其結果為，可設定廣泛之熱壓接條件，熱熔層3之脫落等問題得以抑制。
除塵方法可藉由進行此種處理，而容易且確實地去除微透鏡之凹凸面11上之灰塵。
再者，本實施形態中，可使除塵材料1之形狀為長條狀，構築連續進行上述除塵方法之一系列步驟之系統。
圖3係表示一面將長條片材狀之除塵材料1捲出，一面進行一系列步驟之除塵系統之一例的圖。該除塵系統中，自捲出輥21連續供給除塵材料1。附著有灰塵之除塵材料1捲取至捲取輥22。供給除塵材料1時，利用輔助輥23剝離覆蓋片材24，於熱輥層暴露之狀態下拉出除塵材料1。
該圖3所示之例中，工件(除塵對象物)25係CCD、CMOS等固體攝像元件，將附著於該固體攝像元件之微透鏡面之灰塵去除。將工件25載置於加熱器26上進行加熱，其後載置於冷卻器27上進行冷卻。
所拉出之除塵材料1係由按壓頭28壓接於工件25。於按壓頭28之前端安裝有由橡膠等所構成之彈性體29，藉此，追隨工件25之微細凹凸面而實現良好之壓接狀態。此處，按壓頭28之彈性體29較佳為基於JIS K6253之橡膠硬度為蕭氏A40～A70之範圍。
圖3所示之除塵系統中，首先，如圖3(a)所示，自捲出輥21供給除塵材料1。此時，除塵材料1係以熱熔層3之面朝向工件25側之方式供給。又，於加熱器26上載置工件25而進行加熱。繼而，如圖3(b)所示，使載置有工件25之加熱器26移動至按壓頭28之正下方。然後，使按壓頭28下降而對由捲出輥21供給之除塵材料1自其背面側按壓，於加熱器26上之工件25之表面(凹凸面)熱壓接除塵材料1。
進行特定時間之熱壓接後，如圖3(c)所示，於壓接除塵材料1之狀態下使工件25移動至冷卻器27上。藉由使工件25移動至冷卻器27，同時冷卻工件25與除塵材料1，熱熔層恢復至常溫。又，於此期間在加熱器26上補充下一工件25，開始加熱。
載置於冷卻器27之除塵材料1之熱熔層恢復至常溫後，如圖3(d)所示，使按壓頭28上升而將除塵材料1自工件25之表面剝離，去除工件25之表面上之灰塵。去除灰塵後，如圖3(e)所示，將附著有灰塵之部分之除塵材料1以捲取輥22捲取，拉出除塵材料1之未使用部分。其後，如圖3(f)所示，使冷卻器27上之工件25轉移至下一步驟。與此同時，返回至圖3(a)之步驟，重複進行該一系列之步驟，藉此連續進行工件25表面之除塵。
該除塵系統中，於作為支持工件25之支持台的加熱器26、冷卻器27分別進行除塵材料1之加熱、冷卻，但除此以外，例如圖4所示，亦可於按壓頭28側進行除塵材料1之加熱、冷卻。
圖4所示之除塵系統中，首先，如圖4(a)所示，自捲出輥21供給除塵材料1。又，於支持台31上載置工件25。此時，除塵材料1係以熱熔層3之面朝向工件25側之方式供給。繼而，如圖4(b)所示，將按壓頭28加熱，使由捲出輥21供給之除塵材料1熱壓接於工件25之表面(凹凸面)。繼而，如圖4(c)所示，將按壓頭28冷卻，藉此，將除塵材料1冷卻而使除塵材料1之熱熔層恢復至常溫。熱熔層恢復至常溫後，使按壓頭28上升而將除塵材料1自工件20之表面剝離，去除工件25之表面上之灰塵。去除灰塵後，如圖4(d)所示，將附著有灰塵之部分之除塵材料1以捲取輥22捲取，拉出除塵材料1之未使用部分。其後，如圖4(e)所示，使冷卻器27上之工件25轉移至下一步驟。與此同時，返回至圖4(a)之步驟，重複進行該一系列之步驟，藉此連續進行工件25表面之除塵。
如上所述，依據本實施形態之除塵材料及除塵方法，可確實去除微透鏡陣列等之凹凸面上之灰塵，可於不引起樹脂之轉移附著或凹凸面之破損等妨害之情況下實現可靠性高之除塵。再者，本發明當然並不限定於上述實施形態，可於不脫離本發明之要旨之範圍加以各種變更。
[實施例]
以下，對本發明之具體實施例加以說明。再者，本發明之範圍並不限定於以下之實施例。
《(1)除塵材料之製作》
首先，以下述[表2]所示之質量份摻合具有以下之[表1]所示之性質(玻璃轉移溫度(℃)、軟化溫度(℃)、分子量，熔融黏度)的5種熱塑性樹脂(樹脂A～E)而製備熱熔層形成用組成物。此處，樹脂A～E係具有[表1]所示之性質的聚酯樹脂。繼而，藉由將混合有熱熔層形成用組成物100質量份、甲基乙基酮100質量份及甲苯200質量份之溶液塗佈於厚度100μm之聚酯膜，而形成厚度30μm之熱塑性樹脂組成物層(熱熔層)，製作除塵材料之樣品1～樣品9
再者，樣品1～6、8、9相當於本發明之實施例，樣品7相當於比較例。
利用動態黏彈性裝置(DMA)(商品名DMA600(Seiko Instruments(股)公司製造)測定樣品1～7之熱熔層之動態黏彈性。再者，為便於測定操作，包括支持熱熔層之聚酯膜而測定動態黏彈性。將測定結果示於圖5。該圖5係表示相當於熱塑性樹脂之黏性的損耗彈性模數(E”)與相當於彈性的儲存彈性模數(E')之比，即反應振動吸收性之損耗正切(tanδ)之溫度依賴性者。圖5中，曲線(a)～(g)分別相當於樣品1～7之損耗正切(tanδ)之溫度依賴性。樣品1～7分別於圖5之橫軸所示之特定溫度下具有損耗正切(tanδ)之峰值。本實施例中，熱壓接之加熱溫度係設為較樣品1～7之玻璃轉移溫度更高之溫度。圖5之溫度範圍中，玻璃轉移溫度於樣品1約為65℃(曲線(a))，於樣品2約為58℃(曲線(b))，於樣品3約為10℃及約54℃(曲線(c))，於樣品4約為13℃及約50℃(曲線(d))，於樣品5約為7℃及約45℃(曲線(e))，於樣品6約為7℃(曲線(f))。
《(2)熱壓接時間之指定》
藉由熱壓接，使樣品3之除塵材料貼附於玻璃基板，其後，加以冷卻進行剝離，進行確認玻璃基板之外觀及剝離之可否的試驗。具體而言，於玻璃基板上以接觸熱熔層之方式重疊除塵材料，一面於加溫至120℃之加熱板上加熱一面以手動輥壓接。其後，冷卻至常溫，剝離除塵材料。此處，將剝離角度設為180℃。
將設熱壓接時間為5秒、15秒、30秒、45秒、60秒而進行該試驗之情形時之玻璃基板之外觀及剝離之可否的結果示於[表3]。再者，於該玻璃基板不存在凹凸面，該試驗由於係僅為了推斷出良好之壓接時間條件而進行之試驗，故並無問題。又，[表3]中「HM」係表示熱熔。
於設熱壓接時間為5秒、15秒、30秒之情形時，可容易剝離。並且，於剝離後之玻璃基板及原本之玻璃基板未看到任何外觀上之變化。即玻璃基板上未轉移附著熱熔層之熱塑性樹脂。
相對於此，於設熱壓接時間為45秒以上之情形時，無法容易地剝離或者無法完全剝離。並且，玻璃基板上轉移附著而密著有熱熔層之熱硬化性樹脂，於作為除塵材料之基材的聚酯膜與熱熔層之界面產生剝離，導致於玻璃基板面殘存熱熔層之熱硬化性樹脂。
根據該試驗結果可知，於設熱壓接溫度為120℃之情形時，熱壓接時間較佳為設為5～30秒。
《(3)熱壓接試驗(灰塵去除試驗等)》
於透鏡半徑之高度為2μm、且鄰接之透鏡之中心距離為30μm之微透鏡陣列，使樣品1～9之除塵材料之熱熔層接觸透鏡面而配置。再者，於透鏡上，撒布平均粒徑約為4μm、最大粒徑為20μm以下之灰塵填料。藉此，以顯微鏡確認到約10個/mm2 之異物(主要為灰塵填料)之存在。又，於透鏡間之凹部形成有抗蝕層。
繼而，將120℃之彈性體加熱頭(基於JIS K6253之蕭氏A50)自除塵材料之聚酯膜面抵接，以壓力500g/m2 、30秒之條件加熱，使熱熔層熱壓接於透鏡曲面及透鏡間。熱壓接後，將除塵材料放置至恢復為常溫為止，以90°之角度自透鏡面剝離除塵材料。剝離後，查明樣品1～9之(1)剝離強度、(2)微透鏡之破壞之有無、(3)灰塵去除狀態、(4)樹脂轉移附著狀態。又，對於將同樣之試驗設為加熱溫度120℃且熱壓接時間10秒、加熱溫度80℃且熱壓接時間30秒之情形亦分別進行。以下，對評價方法加以說明，並且於[表4]中表示該評價結果。
(1)剝離強度
使用Tensilon(Orientec公司製造)作為測定裝置，以剝離速度5m/min測定樣品1～9之剝離強度。若測定結果為獲得100g/cm以上之剝離強度，則可稱為充分之剝離強度。其原因在於，若剝離強度未達100g/cm，則有除塵材料於作業中剝離之可能性。
(2)微透鏡之破壞
將除塵材料於(1)之條件下剝離後，關於微透鏡之表面是否被破壞，係使用倍率200倍之顯微鏡利用目視而確認。此處，將微透鏡之表面無破壞之情形評價為「◎」。另一方面，將微透鏡之表面確認到破壞之情形評價為「×」。
(3)灰塵去除之觀察
將除塵材料於(1)之條件下剝離後，關於所散佈之灰塵填料是否被去除，係使用倍率200倍之顯微鏡，利用目視而確認。
此處，於第1次之灰塵去除作業中，將灰塵填料被完全去除之情形評價為「◎」。又，將於第1次之灰塵去除作業中雖確認到若干之灰塵填料，但可藉由再次(第2次)之灰塵去除作業而完全去除灰塵填料，實用上無問題之情形評價為「○」。另一方面，將於第1次之灰塵去除作業中殘存大量灰塵填料之情形評價為「×」。
(4)熱熔層之轉移附著之觀察
將除塵材料於(1)之條件下剝離後，關於熱熔層是否轉移附著至微透鏡之表面，係使用倍率200倍之顯微鏡，利用目視而確認。
此處，將於1次之灰塵去除作業中無熱熔層之轉移附著之情形評價為「◎」。另一方面，將雖於1次之灰塵去除作業中確認到熱熔層之轉移附著，但為實用上無問題之程度之情形評價為「○」。另一方面，將於1次之灰塵去除作業中明顯確認到熱熔層之轉移附著之情形評價為「×」。再者，熱熔層與灰塵不同，即便再次進行去除作業亦難以去除。
(5)綜合評價
本實施形態之除塵材料需要用以於上述(1)～(4)之所有評價中獲得滿足之結果的熱壓接條件。因此，將於上述熱壓接之3種條件(加熱溫度120℃及熱壓接時間30秒、加熱溫度120℃及熱壓接時間10秒、加熱溫度80℃及熱壓接時間30秒)中之2種以上條件下滿足(1)～(4)之所有評價之情形評價為「◎」，將僅於1種條件下滿足(1)～(4)之所有評價之情形評價為「○」。另一方面，將於任一條件下均不滿足(1)～(4)之所有評價之情形評價為「×」。
如[表4]所示可知，軟化溫度在110℃～170℃之範圍之樣品1、6、8及9中，於熱壓接之3種條件中之1種條件下各評價項目均獲得良好之評價結果，實用上可使用。又可知，將軟化溫度為120℃之樹脂A與軟化溫度為165℃之樹脂B以1：9之摻合比摻合而成之樣品2中，亦於熱壓接之3種條件中之1種條件下各評價項目均獲得良好之評價結果，實用上可使用。又可知，樣品3、5中，於熱壓接3種條件中之2種條件下，樣品4於熱壓接3種條件中之所有條件下均於實用上可使用。
根據該結果可知，於使用軟化溫度在110℃～170℃之範圍的熱塑性樹脂之情形時，相較於使用1種熱塑性樹脂，使用將具有不同軟化溫度之複數種熱塑性樹脂以特定之摻合比摻合而成者時，於除塵材料之實用上獲得更佳之結果。又可知，該等複數種熱塑性樹脂之軟化溫度較佳為分別為110℃～170℃之範圍。
並且可知，尤佳為於複數種熱塑性樹脂中，設為各自之軟化溫度在110℃～170℃之範圍之低軟化溫度熱塑性樹脂(A)與高軟化溫度熱塑性樹脂(B)之摻合比率(A)/(B)=3/7～9/1。
繼而，將代表性之除塵材料之樣品(樣品1、4、6)壓接於CMOS感測器之表面並剝離，測定剝離強度，並且拍攝CMOS感測器之表面及樣品表面之顯微鏡影像。
具體而言，首先，以雙面膠帶將CMOS感測器(1cm見方)貼附於玻璃板，拍攝CMOS感測器之透鏡面之顯微鏡影像(圖6(a))。繼而，於CMOS感測器之透鏡面散佈灰塵(商品名P-4)，藉由鼓風使其擴散，拍攝CMOS感測器之透鏡面之顯微鏡影像(圖6(b))。繼而，於硬度計上設置DR片材(樣品1、4、6)，以速度5.7、重量500g重/cm2 將DR片材按壓於CMOS感測器之透鏡面，設加熱溫度為120℃、熱壓接時間為30秒而進行熱壓接。繼而，利用ACF Tensilon以速度5mm/min剝離DR片材。測定剝離強度，並且於剝離後，拍攝CMOS感測器之透鏡面、DR片材面之顯微鏡影像(分別為圖6(c)、圖6(d))。
如圖6(c)所示，樣品1中，熱熔層之熱硬化性樹脂轉移附著而殘存於CMOS感測器之透鏡面。認為其原因在於，相較於熱熔層與聚酯膜之剝離強度(接著力)，熱熔層與CMOS感測器之透鏡面之剝離強度更大。樣品1之上述測定條件下之剝離強度為484g。樣品4中，沒有對CMOS感測器之透鏡面之樹脂轉移附著，灰塵亦被去除乾淨。樣品4之上述測定條件下之剝離強度為223g。樣品6中，CMOS感測器之透鏡面之抗蝕層被破壞。認為其原因在於，熱熔層與聚酯膜之剝離強度、熱熔層與透鏡面之剝離強度均較大。樣品6之上述測定條件下之剝離強度為408g。再者，關於樣品1，如圖6(d)所示，樣品之片材側之附著被破壞，無法拍攝影像。
1．．．除塵材料
2．．．塑膠膜
3．．．熱熔層
11．．．凹凸面
12．．．灰塵
3A．．．低軟化溫度熱塑性樹脂
3B．．．高軟化溫度熱塑性樹脂
21．．．捲出輥
22．．．捲取輥
23．．．輔助輥
24．．．覆蓋片材
25．．．工件
26．．．加熱器
27．．．冷卻器
28．．．按壓頭
29．．．彈性體
圖1係表示本實施形態之除塵材料之構成例的概略剖面圖。
圖2係對利用本實施形態之除塵材料之灰塵去除原理進行說明之圖。(a)表示熱壓接前之狀態，(b)表示熱壓接狀態，(c)表示灰塵捕捉狀態，(d)表示剝離後之狀態。
圖3係表示使用長條狀之除塵材料連續進行工件表面之灰塵去除的除塵系統之一例的示意圖。(a)表示工件之載置於加熱器上之步驟，(b)表示熱壓接步驟，(c)表示冷卻步驟，(d)表示剝離步驟，(e)表示使用完畢之除塵材料之捲取步驟，(f)表示使工件轉移至下一步驟。
圖4係表示使用長條狀之除塵材料連續進行工件表面之灰塵去除的除塵系統之另一例的示意圖。(a)表示工件之載置於支持台上之步驟，(b)表示熱壓接步驟，(c)表示冷卻及剝離步驟，(d)表示使用完畢之除塵材料之捲取步驟，(e)表示使工件轉移至下一步驟。
圖5係表示熱熔層之動態黏彈性特性之圖。
圖6係表示灰塵去除前、灰塵撒布後、除塵材料剝離後之凹凸面之狀態的圖。
1．．．除塵材料
2．．．塑膠膜
3．．．熱熔層
3A．．．低軟化溫度熱塑性樹脂
3B．．．高軟化溫度熱塑性樹脂
11．．．凹凸面
12．．．灰塵

Claims (15)

  1. 一種除塵材料，係藉由在支持體之表面形成熱熔層，將該熱熔層壓接於除塵對象物之凹凸面後，加以冷卻而去除附著於該凹凸面之塵埃，該熱熔層係摻合軟化溫度為相對低溫之低軟化溫度熱塑性樹脂(A)、及軟化溫度為相對高溫之高軟化溫度熱塑性樹脂(B)而成，該等之摻合比率(A)/(B)為1/9~9/1。
  2. 如申請專利範圍第1項之除塵材料，其中，該熱熔層係摻合軟化溫度為相對低溫之低軟化溫度熱塑性樹脂、及軟化溫度為相對高溫之高軟化溫度熱塑性樹脂而成，且該低軟化溫度熱塑性樹脂及該高軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度分別在110℃~170℃之範圍的熱塑性樹脂組成物層。
  3. 如申請專利範圍第1項之除塵材料，其中，該熱熔層係摻合軟化溫度為相對低溫之低軟化溫度熱塑性樹脂、及軟化溫度為相對高溫之高軟化溫度熱塑性樹脂而成，且基於式(1)之該低軟化溫度熱塑性樹脂及該高軟化溫度熱塑性樹脂之平均軟化溫度在110℃~170℃之範圍，式(1)：平均軟化溫度(℃)=WL×TL+WH×TH WL：低軟化溫度熱塑性樹脂之重量比WH：高軟化溫度熱塑性樹脂之重量比TL：低軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度TH：高軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之除塵材料，其中，該熱塑性樹脂為聚酯系樹脂。
  5. 一種除塵材料，係藉由在支持體之表面形成熱熔層，將該熱熔層熱壓接於除塵對象物之凹凸面後，加以冷卻而去除附著於該凹凸面之塵埃，該熱熔層係由軟化溫度在110℃~170℃之範圍、且玻璃轉移溫度為65℃以下的熱塑性樹脂所形成之熱塑性樹脂組成物層。
  6. 一種除塵方法，係利用在支持體之表面形成有熱熔層之除塵材料來去除除塵對象物之凹凸面上之塵埃，其中，將該熱熔層形成為對軟化溫度不同之複數種熱塑性樹脂進行摻合而成之熱塑性樹脂組成物層，於該熱塑性樹脂之軟化溫度以下之溫度下將該熱熔層熱壓接於該凹凸面後，加以冷卻，將該除塵材料自該凹凸面剝離。
  7. 如申請專利範圍第6項之除塵方法，其中，該熱熔層係摻合軟化溫度為相對低溫之低軟化溫度熱塑性樹脂、及軟化溫度為相對高溫之高軟化溫度熱塑性樹脂而成，且該低軟化溫度熱塑性樹脂及該高軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度分別在110℃~170℃之範圍的熱塑性樹脂組成物層；於該低軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度以下之溫度下將該熱熔層熱壓接於該凹凸面後，加以冷卻，將該除塵材料自該凹凸面剝離。
  8. 如申請專利範圍第6項之除塵方法，其中，將該熱熔層形成為對軟化溫度為相對低溫之低軟化溫度熱塑性樹脂及軟化溫度為相對高溫之高軟化溫度熱塑性樹脂進行摻合而成之熱塑性樹脂組成物層，且形成為基於式(1)之該低軟化溫度熱塑性樹脂及該高軟化溫度熱塑性樹脂之平均軟化 溫度在110℃~170℃之範圍之熱塑性樹脂組成物層；於該低軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度以下之溫度下將該熱熔層熱壓接於該凹凸面後，加以冷卻，將該除塵材料自該凹凸面剝離；式(1)：平均軟化溫度(℃)=WL×TL+WH×TH WL：低軟化溫度熱塑性樹脂之重量比WH：高軟化溫度熱塑性樹脂之重量比TL：低軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度TH：高軟化溫度熱塑性樹脂之軟化溫度。
  9. 如申請專利範圍第6項至第8項中任一項之除塵方法，其中，該熱壓接時之加熱溫度為該低軟化溫度熱塑性樹脂之玻璃轉移溫度以上。
  10. 如申請專利範圍第9項之除塵方法，其中，將具備該凹凸面之除塵對象物之背面側以支持台支持，利用至少前端部分為彈性體之按壓頭將該除塵材料按壓於該凹凸面，利用該支持台進行該除塵材料之加熱及冷卻。
  11. 如申請專利範圍第9項之除塵方法，其中，將具備該凹凸面之除塵對象物之背面側以支持台支持，利用至少前端部分為彈性體之按壓頭將該除塵材料按壓於該凹凸面，利用該按壓頭進行該除塵材料之加熱及冷卻。
  12. 如申請專利範圍第10項之除塵方法，其中，長條狀之該除塵材料被依序拉出。
  13. 如申請專利範圍第6項至第8項中任一項之除塵方法，其中，該凹凸面為微透鏡之表面。
  14. 如申請專利範圍第6項至第8項中任一項之除塵方法，其中，使用聚酯系樹脂作為該熱塑性樹脂。
  15. 一種除塵方法，係利用表面形成有熱熔層之除塵材料，去除具有除塵對象物之凹凸面的除塵對象物之該凹凸面上之塵埃，其中，將該熱熔層形成為對軟化溫度在110℃~170℃之範圍之複數種熱塑性樹脂進行摻合而成的熱塑性樹脂組成物層，於該熱塑性樹脂之軟化溫度以下之溫度下將該除塵材料之熱熔層熱壓接於該凹凸面後，加以冷卻，將該除塵材料自該凹凸面剝離。
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