JP2008285395A - 硝子穴あけ方法、光学窓作製方法、光学窓縁面角度調整方法、硝子穴あけ装置及びイメージセンサモジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 硝子より成る対象物1の表面を保護層4で覆い、保護層4の穴あけ箇所の部分に穴あけ用開口40を形成する。硝子を溶出することが可能な溶出液2をノズル3から噴射させ、穴あけ用開口40を通して対象物1の表面に当てて5×10−2N/cm2以上20×10−2N/cm2以下の圧力で衝撃する。ノズル3から噴射される溶出液2は、穴あけ用開口40よりも小さい直径20μm以上400μm以下の粒状である。溶出液2による衝撃を継続することで対象物1に貫通穴10が形成される。
【選択図】 図1
Description
本願の発明は、このような課題を考慮して為されたものであり、イメージセンサモジュール用の光学窓を作製する場合のように硝子に微小な穴あけをする際に用いられる方法及び装置であって、穴の周縁にギザギザが形成されない優れた方法及び装置を提供する技術的意義を有するものである。
フッ酸を3%以上30%以下の濃度に希釈したものである溶出液を直径20μm以上400μm以下の粒状にしてノズルから噴射し、
噴射された溶出液を対象物の所定箇所に当てて5×10−2N/cm2以上20×10−2N/cm2以下の圧力で衝撃し、
当該箇所に対する粒状の溶出液による衝撃を継続することで、当該箇所に貫通穴を形成するという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項10記載の発明は、光学部品の入射側に設けられる硝子より成る光学窓を作製する方法であって、
フッ酸を3%以上30%以下の濃度に希釈したものである溶出液を直径20μm以上400μm以下の粒状にしてノズルから噴射し、噴射された溶出液を光学窓の元になる板材の所定箇所に当てて5×10−2N/cm2以上20×10−2N/cm2以下の圧力で衝撃し、
当該箇所に対する粒状の溶出液による衝撃を継続して当該箇所に穴あけをして窓開口を形成するという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項18記載の発明は、光学部品の入射側に設けられる硝子より成る光学窓を作製するに際して、光学窓の縁面が光軸に対して成す角を所望の角度にする光学窓縁面角度調整方法であって、
光学窓は、入射側開口が出射側開口よりも大きい形状であり、
光学窓の元になる対象物の表面に保護層を形成する保護層形成工程と、
保護層形成工程において形成された保護層に穴あけ用開口を形成する穴あけ用開口形成工程と、
フッ酸を3%以上30%以下の濃度に希釈したものである溶出液を穴あけ用開口を通して対象物に供給することで穴あけを行う穴あけ工程とを有しており、
保護層形成工程は、硝子の表面を保護層で覆って溶出液が硝子の表面に付着しないようにする工程であり、
穴あけ用開口形成工程は、前記入射側開口より小さい大きさの穴あけ用開口を形成する工程であり、
穴あけ工程は、前記溶出液を前記穴あけ用開口よりも小さい直径20μm以上400μm以下の粒状にしてノズルから噴射し、噴射された溶出液を前記穴あけ用開口を通して対象物に当てて5×10−2N/cm2以上20×10−2N/cm2以下の圧力で衝撃し、この衝撃を穴が貫通するまで継続する工程であり、
穴あけ工程において、前記衝撃圧力及び前記溶出液の溶出成分の濃度を調整することで、作製される光学窓の前記縁面の角度を調整するという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項19記載の発明は、硝子より成る対象物に微小な穴をあける硝子穴あけ装置であって、
フッ酸を3%以上30%以下の濃度に希釈したものである溶出液を直径20μm以上400μm以下の粒状にして噴射するノズルと、
ノズルに溶出液を供給する溶出液供給系と、
噴射された溶出液が、対象物の所定箇所に当たるよう対象物を保持する対象物保持機構とを備えており、
対象物保持機構は、溶出液による対象物の所定箇所への衝撃圧力が5×10−2N/cm2以上20×10−2N/cm2以下となる位置で対象物を保持するものである
という構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項24記載の発明は、センサ素子を含むモジュール本体と、センサ素子の入射側に設けられた硝子製の光学窓とから成るイメージセンサモジュールであって、
光学窓は、フッ酸を3%以上30%以下の濃度に希釈したものである溶出液を直径20μm以上400μm以下の粒状にしてノズルから噴射し、噴射された溶出液を板材の所定箇所に当てて5×10−2N/cm2以上20×10−2N/cm2以下の圧力で衝撃し、当該箇所に対する粒状の溶出液による衝撃を継続することで当該箇所に穴あけすることで作製されたものであるという構成を有する。
また、請求項10記載の発明によれば、溶出液による溶かし出しという化学的作用を利用して光学窓の窓開口が形成されるので、見栄えが良く、ギザギザによって光が散乱される等の光学特性に悪影響が生ずることが無い。
また、請求項18記載の発明によれば、上記効果に加え、溶出液による衝撃圧力及び溶出液の溶出成分の濃度を調整することで、45度〜20度程度の範囲の角度に縁面角度を調整することができる。
また、請求項24記載の発明によれば、溶出液による溶かし出しという化学的作用を利用して光学窓の窓開口が形成されているので、見栄えが良く、ギザギザによって光が散乱される等の光学特性に悪影響が生ずることが無い。
図1は、第一の実施形態に係る硝子穴あけ方法を示した正面概略図である。
図1に示す方法は、硝子より成る対象物1に微小な穴10をあける方法である。穴10としては、直径が500μm〜5mm程度の円形の穴10をあける場合、この方法は好適に採用され得る。
この方法の大きな特徴点は、硝子を溶出することが可能な溶出液2を小さな粒状にし、この粒状の溶出液2で対象物1の表面を衝撃することで穴あけを行う点である。溶出液2としては、フッ酸のような強酸を所定の濃度に希釈したものが使用される。濃度は、後述するように、形成する穴10の形状に応じて変更されるが、例えば純水等を希釈液として使用し、3〜30%程度の濃度とされる。
溶出液2の粒径は、後述するように、形成する穴10の大きさとの関係で適宜選定されるものの、20μm〜400μmの範囲であることが好ましい。この方法は、溶出液2が硝子を溶かし出すという化学的作用と、粒状の溶出液2が対象物1を衝撃するという物理的作用の両方を利用する点に特徴がある。溶出液2の粒径が20μmよりも小さいと、重さが軽いために充分な衝撃圧力が得られなくなる。また、粒径が400μよりも大きいと、衝撃圧力が大きくなり過ぎて、形成する穴10の寸法精度が低下する問題があり、また微小な穴あけができなくなる問題がある。また、後述するノズルについても、そのように大きな粒径で溶出液を噴射させることが可能なノズルを選定ないし製作することが難しくなる。
尚、レジスト自体が保護層4として使用され得る(レジストの材料が溶出液2に対して対薬品性を持つ)場合もあり、この場合は、露光及び現像のみにより穴あけ用開口40が形成される。フォトリソグラフィ法によると、穴あけ用開口40を精度よく形成することができるので、位置精度や寸法精度の点で精度の高い穴あけを行うことができる。
上述したように、本実施形態の方法は、直径20μm〜400μm程度の粒径の粒状の溶出液2を当てて5×10−2N/cm2〜20×10−2N/cm2程度の圧力で衝撃するところに特徴点がある。このように溶出液2を粒状に噴射して衝撃するためには、図2に示すような二流体ノズルを用いると好適である。即ち、図2に示すノズル3は、ノズル本体31と、管接続ユニット32と、固定リング33等から構成されている。
空気接続部34からは、管接続ユニット32の中央部まで横に延びるようにして空気導入孔340が形成されている。空気導入孔340の先端部の下側には、下側に突出するようにして空気噴射筒36が形成されている。
管接続ユニット32には、下面中央部に凹部(以下、主凹部)37が形成されている。空気噴射筒36は、この主凹部37において下方に突出している。空気噴射筒36は、空気導入孔340と主凹部37内を連通させている。
ノズル本体31は、上下方向に貫通路を有する筒状の部材である。ノズル本体31は、下端が管接続ユニット32の主凹部37に嵌め込まれた状態で設けられている。図2に示すように、ノズル本体31の上端と主凹部37とは、空気噴射筒36を取り囲む空間(以下、主空間)30を形成している。
固定リング33は、管接続ユニット32の主凹部37とノズル本体31との間に挿し込まれるようにして設けられている。固定リング33は、ネジ止めによりノズル本体31を管接続ユニット32に固定するものである。主凹部37の側面とノズル本体31の外周面には、ねじ切りされた箇所があり、固定リング33はこの両者に噛み合うようネジ込まれている。
尚、上述したようなノズル3は自作しても良いが、市販のものを使用しても良い。例えば、株式会社いけうち製の二流体スプレーノズル3VVEAシリーズの中から適宜選んで使用することができる。
上述したように対象物1に保護層4及び穴あけ用開口40を形成した対象物1を保持し、図1(3)に示すように、穴あけ箇所の真上にノズル3を位置させる。ノズル3は、噴射口310が真下を向く姿勢とする。この状態で、上記のように溶出液2を噴射させる。噴射された溶出液2は、図1(3)に示すように広がるが、一部が穴あけ用開口40を通過して対象物1の表面に達し、表面を衝撃する。
尚、形成された穴10の入射側開口及び出射側開口には、保護層4が残留した状態であるが、この開口に残留した保護層4は、穴あけ後の洗浄工程において洗浄液で衝撃されることで除去される。出射側開口の保護層4は、穴あけの最後の段階で溶出液2による衝撃で除去されてしまうこともある。
また、上記方法において、溶出液2の粒径は、穴あけ用開口40よりも小さいものとすることが好ましい。溶出液2の粒が穴あけ用開口40よりも大きいと、粒が穴あけ用40を塞いでしまい、表面張力によりその後の溶出液2の進入を阻害する恐れがあるためである。
図3に示すイメージセンサモジュールは、センサ素子51と、センサ素子51の入射側に設けられた硝子製の光学窓52とを備えている。センサ素子51としては、CMOS又はCCD等が使用される。
光学窓52は、赤外線カットの機能を持つことが好ましい。赤外線カットの硝子から作製されるか、表面に赤外線カットの薄膜をフィルタとして設けるようにする。このようなイメージセンサモジュールは、例えばシャープ株式会社から発売されているLZ0P3908等が知られている。なお、光学窓52の入射側には、透明な蓋板が設け、マイクロレンズ56が露出しないようにする場合もある。
また、図3中に拡大して示すように、窓開口520の縁面521が光軸Aに対して成す角(以下、縁面角度)は45度となっている。縁面角度は、マイクロレンズ56やセンサ素子51の特性を考慮して適宜決定されるが、45度の場合が多い。
図4は、実施形態のイメージセンサモジュールにおける光学窓52の構造上の特徴点を示す概略図である。参考のため、従来のサンドブラスト法により作製された光学窓52の構造を併せて示す。図4(A)が従来のサンドブラスト法により作製された光学窓52で、(B)が実施形態のイメージセンサモジュールにおける光学窓52である。
図4(A)に拡大して示すように、従来の光学窓52は、サンドブラスト法により穴あけされているため、窓開口520の周縁522又は縁面521にギザギザが形成されており、見栄えが良くない。一方、図4(B)に拡大して示すように、実施形態の光学窓52では、窓開口520の周縁522又は縁面521にギザギザは形成されておらず、滑らかな面となっている。
マイクロクラック500は、元来、硝子特有のものであり、硝子の製造工程の関係で避けられないものである。硝子は、マイクロクラック500があるために一般的に他の材料に比べて強度的に弱いとされている。従来の光学窓52は、サンドブラスト法によるため、縁面521にも多くのマイクロクラック500が存在した状態である。固体粒子により表面が傷つけられるため、穴あけ前よりもさらに多くのマイクロクラック500が存在することもあり得る。従来の光学窓52では、見栄えの他、このようなマイクロクラック500により強度的に弱い欠点もある。
ここで、Vc≫Vpである場合、即ち、Vcに比べてVpが非常に小さくてVpが実質的にゼロであるとみなせる場合、化学的作用である溶かし出しのみが実質的に作用し、穴あけは等方的に進行する。この場合は、図5(a)に示すように、得られる穴10の縁面角度はほぼ45度になる。
一方、Vc≫Vpとはみなせない場合、穴あけは等方的には進行せず、凹部の底においてより高い速度で進行する。例えば、Vc≒Vpである場合、凹部の底における穴あけ速度は、凹部の側面における速度の2倍程度になる。この場合、形成される穴10の縁面角度は、20〜25度程度になる。
上述したように、実施形態の硝子穴あけ方法では、保護層4に設けた穴あけ用開口40を通して溶出液2を供給して穴あけを行う。この場合、穴あけ用開口40の大きさは、形成される穴10の形状のうち溶出液2の入射側の開口の大きさとの関係で適宜決定される。以下、入射側開口の直径をR、穴あけ用開口40の直径をφ、対象物1の厚さをTとする。対象物1の形状によっては「厚さ」というものを観念しづらい場合もあるが、「穴10を貫通させるべき距離」と捉えるものとする。
このようにVc≫Vpとして縁面角度を45度とする調整例は、調整が容易で再現性が高いので好適である。つまり、穴あけ用開口40の大きさをR−2Tとする構成は、調整が容易で再現性の高い穴あけのために好適な構成ということになる。
即ち、予め対象物1の両面に保護層4を設け、穴あけ用開口40を形成する。保護層4の厚さや材質、穴あけ用開口40の大きさや形成方法は、前述したのと同様で良い。この方法では、両面の保護層4に穴あけ用開口40が形成される。そして、図7に示すように、溶出液2を両側から当てて衝撃し、貫通穴10をあける。この方法によると、あけられた穴10の縁面521は、図7(2)に示すような内側に凸の形状となる。
この方法でも、溶出液2による溶出を利用して穴あけを行うので、周縁にギザギザが形成されない。また、この方法では、両側から溶出液2をあてて穴あけを行うので、図1に示す方法に比べると、穴あけに要する時間は半分となる。従って、生産性の点で好適である。
図8及び図9は、第一の実施形態に係る硝子穴あけ装置を示した概略図であり、図8は正面概略図、図9は側面概略図である。図8及び図9に示す装置は、図1に示す第一の実施形態の硝子穴あけ方法に用いられる装置となっている。
図8及び図9に示す装置は、硝子を溶出することが可能な溶出液2を直径20μm〜400μmの粒状にして噴射するノズル3と、ノズル3に溶出液2を供給する溶出液供給系20と、噴射された溶出液2が、対象物1の所定箇所に当たるよう対象物1を保持する対象物保持機構11とを備えている。
本実施形態では、対象物1は板状のもの(板硝子)である。対象物保持機構11には、処理チャンバー6内への対象物1を搬入し、穴あけ後に対象物1を処理チャンバー6から搬出する搬送機構が兼用されている。
搬送機構は、図8に示すように対象物1を水平な姿勢にしつつ水平方向に搬送する機構となっている。搬送機構は、水平な搬送ラインに沿って配置された多数の搬送コロ12によって構成されている。搬送ラインは、搬入口61及び搬出口62を通して設定されており、対象物1は、搬入口61から搬入されて穴あけが行われた後、搬出口62から搬出されるようになっている。
より具体的に説明すると、ノズルホルダー7は、ガイドレール状の部材であり、長さ方向の任意の位置にノズル3を位置させることができ、その位置でノズル3を固定することができるようになっている。ノズルホルダー7は、複数設けられており、水平面内に平行に並べられている。
各ノズルホルダー7は、ホルダーレール71の下面に取り付けられている。各ノズルホルダー7は、ホルダーレール71の延びる方向に位置調節が可能で、各ノズルホルダー7を任意の位置で固定できるようになっている。
また、図8及び図9に示すように、処理チャンバー6の底部は漏斗状になっており、最下部には、排出口64が設けられている。排出口64には、使用済みの溶出液2を排出する排出管65が接続されている。対象物1の表面の材料が溶け込んだ溶出液2は、処理チャンバー64の底部に落下し、排出口64及び排出管65を通って排出されるようになっている。
前述したようなイメージセンサモジュール用の光学窓52の場合、小さな板状の部材に一つの窓開口520が設けられた構成である。この場合、大きな板状の部材を対象物1として所定箇所にそれぞれ穴あけを行い、その後、対象物1を切断して製品とすることが生産性の点で好ましい。図11に示すのはこの例となっている。図11において、対象物1を切断するライン(以下、切断ライン)100が破線で示されている。
定位置で停止させる。停止位置は、処理チャンバー6内の各ノズル3が、各穴あけ用開口40の真上に位置する位置である。尚、各穴あけ用開口40の位置(即ち、穴あけ位置)の位置関係となるよう、各ノズル3の位置が予め調節されている。この位置調節は、上記説明から解るように、各ノズルホルダー7をホルダーレール71上の所定位置で固定するとともに、各ノズル3をノズルホルダー7上の所定位置で固定することにより行われる。
図12及び図13に示す装置は、図7に示す第二の実施形態の硝子穴あけ方法の実施に用いられる装置である。即ち、この装置は、対象物1の両側にノズル3が配置されており、両側から溶出液2を噴射して穴あけを行う装置となっている。
第三の実施形態においても、板状の対象物1を穴あけすることが想定されている。この装置は、第一第二の実施形態と異なり、板状の対象物1を立てた(垂直な姿勢にした)状態で穴あけするものとなっている。
支柱82は、細長い長方形のベース板81の角の部分にそれぞれ設けられており、計4本設けられている。ベース板81の長辺方向に沿って延びる梁部材84が設けられており、各支柱82の上端をつないで対象物保持具8を補強している。各支柱82は、立てられた対象物1より少し高さが高い。ベース板81の短辺における二本の支柱82の間隔は、対象物1の厚さより少し大きい。ベース板81の長辺方向における二本の支柱82の間隔は、対象物1の長さより少し長い。対象物1は、これらの支柱82で出来た空間に挿入されるようにして保持される。
図16に示すように、緩衝具83は、ベース板81の長辺方向の両端において各支柱82の下端をつなぐよう設けられたものと、同じく長辺方向の両端において支柱82の上端をつなぐよう設けられたものからなる。保持された対象物1は、これらの緩衝具83に各角部が接触する。対象物1の下端角部に接触する下側の緩衝具83は、短辺方向の断面形状が凹状で、長辺方向の断面形状がL字状である。対象物1の上端角部に当接する緩衝具83は、短辺方向の断面形状が横にした凹状である。図14に示すように、対象物1を装着する場合、上から挿入し、各緩衝具83の凹部に落とし込むようにする。
尚、各搬送コロ12は、回転軸の長さは対象物保持具8の厚さよりも僅かに長くなっている。図13に示すように、各搬送コロ12は、回転軸とコロによって形成される段差を有しており、対象物保持具8の縁がこの段差内に位置した状態となっている。これは、搬送動作を安定化させるためである。
本実施形態においても、複数のノズル3が設けられている。図15に示すように、各ノズル3は、左右の両側において垂直な同一平面内に設けられている。各ノズル3は、噴射口を水平方向に向けて配置されており、溶出液2の噴射方向は、対象物1の表面に沿った水平方向(本実施形態では対象物1の搬送方向)に対して直交する水平方向である。即ち、左右の向かい合うノズル3は、噴射口を結ぶ線が搬送方向に対して垂直な水平方向となっている。尚、各向かい合う左右のノズル3において、対象物1までの距離は左右同じとなっている。
同様に保護層4及び穴あけ用開口40が形成された対象物1を、図16に示すように対象物保持具8に搭載する。対象物1が搭載された対象物保持具8を、搬送機構によって処理チャンバー6内に搬送し、所定位置で停止させる。この位置は、各ノズル3における噴射方向の線上に各穴あけ用開口40が位置する位置である。
この位置に対象物1を保持した状態で、各ノズル3に溶出液2及び圧縮空気を供給して溶出液2を噴射させる。そして、噴射された溶出液2で対象物1の表面を衝撃し、同様に穴あけを行う。尚、溶出液2の噴射圧力は左右のノズル3において同じである。穴あけ後、対象物保持具8を移動させ、対象物1を処理チャンバー6から搬出する。
尚、第三の実施形態の装置において、対象物保持具8を使用せず、対象物1を直接搬送コロで搬送しながら所定位置で保持して穴あけを行うようにしても良い。但し、対象物保持具8を使用すると、対象物1が直接搬送コロに触れないので、対象物1に傷などがつきにくいという長所がある。
尚、第三の実施形態の装置において、ノズル3を対象物1の片側のみに配置し、片側からのみ溶出液2を噴射させて穴あけを行うよう構成することもできる。
また、各実施形態では、上述の通り保護層4を設けこれに穴あけ用開口40をして穴あけを行ったが、保護層4を設けないで穴あけすることも可能である。溶出液2の粒が広がらないもので、穴あけする箇所にのみ溶出液2を当てることが可能なノズルを使用するようにすれば、保護層4を設けないで穴あけすることも可能である。この場合、対象物1の表面の硝子を溶かし出した溶出液2が表面で穴あけ箇所の周囲に流れてしまわないように少しずつ穴あけを行うようにすれば良く、また、下方に配置したノズル3から上方に向けて噴射させた溶出液2のみで穴あけを行うようにすれば、穴あけ箇所にのみ溶出液2を当てることは容易である。
また、溶出液については、前述したフッ酸の他、硫酸その他の強酸を希釈したものを用いる場合があり、硝子を溶出させることができるものであれば、強酸の希釈液には限られない。
また、本願発明の硝子穴あけ方法及び硝子穴あけ装置は、前述した光学窓52の作製以外の用途にも使用され得る。例えば、硝子製のディスク基板の中心穴あけ等にも使用できる。
例えば、硼珪酸硝子より成る厚さ500μm程度の板状の対象物に対して穴あけを行う場合について説明する。
対象物の表面には、保護層としてクロム膜を1500オングストローム程度の厚さで形成し、直径2.2mm程度の大きさの穴あけ用開口を設けておく。溶出液としては、純水を希釈液として用いて10%程度の濃度としたフッ酸を用いる。必要に応じ、界面活性剤としてフッ素系のものを使用し、0.3%程度の重量比で添加する。
溶出液を圧縮空気で霧状にしてノズルから噴射させ、20μm〜200μm程度の粒径とし、15×10−2N/cm2程度の圧力で対象物の表面を衝撃する。衝撃を2400秒程度継続することで、穴あけが完了する。形成された穴は、入射側開口が直径3mm程度、出射側開口の直径が2.2mm程度で、縁面角度はほぼ45度である。
10 穴
11 搬送コロ
2 溶出液
20 溶出液供給系
200 圧縮空気供給系
3 ノズル
4 保護層
40 穴あけ用開口
51 センサ素子
52 光学窓
6 処理チャンバー
7 ノズルホルダー
8 対象物保持具
Claims (26)
- 硝子より成る対象物に微小な穴をあける硝子穴あけ方法であって、
フッ酸を3%以上30%以下の濃度に希釈したものである溶出液を直径20μm以上400μm以下の粒状にしてノズルから噴射し、
噴射された溶出液を対象物の所定箇所に当てて5×10−2N/cm2以上20×10−2N/cm2以下の圧力で衝撃し、
当該箇所に対する粒状の溶出液による衝撃を継続することで、当該箇所に貫通穴を形成することを特徴とする硝子穴あけ方法。 - 対象物の表面を保護層で覆って前記溶出液が触れないようにするとともに、保護層の前記所定箇所の部分に前記粒径よりも大きい穴あけ用開口を設け、この穴あけ用開口を通して前記溶出液を前記所定箇所に当てることで穴あけを行うことを特徴とする請求項1に記載の硝子穴あけ方法。
- 形成すべき穴の形状のうち前記溶出液の入射側の開口の直径をR、対象物の厚さをTとしたとき、前記穴あけ用開口の直径は、R−2Tに相当していることを特徴とする請求項2記載の硝子穴あけ方法。
- 前記穴あけ用開口をフォトリソグラフィにより設けることを特徴とする請求項2又は3記載の硝子穴あけ方法。
- 前記保護層は、前記穴あけ用開口が予め設けられたフィルムであり、このフィルムを前記対象物に貼り付けることで前記対象物を覆う状態とすることを特徴とする請求項2又は3記載の硝子穴あけ方法。
- 前記対象物の両側から同時に前記溶出液を当てての衝撃を行い、これを継続することで貫通穴をあけることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の硝子穴あけ方法。
- 前記溶出液を当てての衝撃は、前記対象物の一方の側からのみ行われるものであり、他方の側の対象物の表面を前記溶出液が触れないよう保護層で覆いながら行うことを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の硝子穴あけ方法。
- 前記ノズルは、内部で前記溶出液に圧縮気体を混合して噴射する二流体ノズルであることを特徴とする請求項1乃至7いずれかに記載の硝子穴あけ方法。
- 前記溶出液には界面活性剤が添加されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の硝子穴あけ方法。
- 光学部品の入射側に設けられる硝子より成る光学窓を作製する方法であって、
フッ酸を3%以上30%以下の濃度に希釈したものである溶出液を直径20μm以上400μm以下の粒状にしてノズルから噴射し、噴射された溶出液を光学窓の元になる板材の所定箇所に当てて5×10−2N/cm2以上20×10−2N/cm2以下の圧力で衝撃し、
当該箇所に対する粒状の溶出液による衝撃を継続して当該箇所に穴あけをして窓開口を形成することを特徴とする光学窓作製方法。 - 前記板材の表面を保護層で覆って前記溶出液が触れないようにするとともに、保護層の前記所定箇所の部分に前記粒径よりも大きい穴あけ用開口を設け、この穴あけ用開口を通して前記溶出液を前記所定箇所に当てることで前記穴あけを行うことを特徴とする請求項10に記載の光学窓作製方法。
- 形成すべき穴の形状のうち前記溶出液の入射側の開口の直径をR、対象物の厚さをTとしたとき、前記穴あけ用開口の直径は、R−2Tに相当していることを特徴とする請求項11記載の光学窓作製方法。
- 前記穴あけ用開口をフォトリソグラフィにより設けることを特徴とする請求項11又は12記載の光学窓作製方法。
- 前記保護層は、前記穴あけ用開口が予め設けられたフィルムであり、このフィルムを前記板材に貼り付けることで前記対象物を覆う状態とすることを特徴とする請求項11又は12記載の光学窓作製方法。
- 前記溶出液を当てての衝撃は、前記板材の一方の側からのみ行われるものであり、他方の側の板材の表面を前記溶出液が触れないよう保護層で覆いながら行うことを特徴とする請求項10乃至14いずれかに記載の光学窓作製方法。
- 前記ノズルは、内部で前記溶出液に圧縮気体を混合して噴射する二流体ノズルであることを特徴とする請求項10乃至15いずれかに記載の光学窓作製方法。
- 前記溶出液には界面活性剤が添加されていることを特徴とする請求項10乃至16のいずれかに記載の光学窓作製方法。
- 光学部品の入射側に設けられる硝子より成る光学窓を作製するに際して、光学窓の縁面が光軸に対して成す角を所望の角度にする光学窓縁面角度調整方法であって、
光学窓は、入射側開口が出射側開口よりも大きい形状であり、
光学窓の元になる対象物の表面に保護層を形成する保護層形成工程と、
保護層形成工程において形成された保護層に穴あけ用開口を形成する穴あけ用開口形成工程と、
フッ酸を3%以上30%以下の濃度に希釈したものである溶出液を穴あけ用開口を通して対象物に供給することで穴あけを行う穴あけ工程とを有しており、
保護層形成工程は、硝子の表面を保護層で覆って溶出液が硝子の表面に付着しないようにする工程であり、
穴あけ用開口形成工程は、前記入射側開口より小さい大きさの穴あけ用開口を形成する工程であり、
穴あけ工程は、前記溶出液を前記穴あけ用開口よりも小さい直径20μm以上400μm以下の粒状にしてノズルから噴射し、噴射された溶出液を前記穴あけ用開口を通して対象物に当てて5×10−2N/cm2以上20×10−2N/cm2以下の圧力で衝撃し、この衝撃を穴が貫通するまで継続する工程であり、
穴あけ工程において、前記衝撃圧力及び前記溶出液の溶出成分の濃度を調整することで、作製される光学窓の前記縁面の角度を調整することを特徴とする光学窓縁面角度調整方法。 - 硝子より成る対象物に微小な穴をあける硝子穴あけ装置であって、
フッ酸を3%以上30%以下の濃度に希釈したものである溶出液を直径20μm以上400μm以下の粒状にして噴射するノズルと、
ノズルに溶出液を供給する溶出液供給系と、
噴射された溶出液が、対象物の所定箇所に当たるよう対象物を保持する対象物保持機構とを備えており、
対象物保持機構は、溶出液による対象物の所定箇所への衝撃圧力が5×10−2N/cm2以上20×10−2N/cm2以下となる位置で対象物を保持するものであることを特徴とする硝子穴あけ装置。 - 前記対象物の表面には前記溶出液が触れないようにする保護層が設けられているとともにこの保護層の前記所定箇所の部分には穴あけ用開口が設けられており、前記ノズルは、前記溶出液をこの穴あけ用開口より小さな粒径の粒状にして噴射するものであることを特徴とする請求項19記載の硝子穴あけ装置。
- 前記対象物の両側から同時に前記溶出液を当てて衝撃を行うことで穴あけが行えるよう、前記ノズルは前記対象物保持機構による対象物の保持位置の両側に設けられていることを特徴とする請求項19又は20記載の硝子穴あけ装置。
- 前記ノズルは、内部で前記溶出液に圧縮気体を混合して噴射する二流体ノズルであることを特徴とする請求項19、20又は21に記載の硝子穴あけ装置。
- 前記溶出液供給系は、前記溶出液に界面活性剤を添加して供給するものであることを特徴とする請求項19乃至22いずれかに記載の硝子穴あけ装置。
- センサ素子を含むモジュール本体と、センサ素子の入射側に設けられた硝子製の光学窓とから成るイメージセンサモジュールであって、
光学窓は、フッ酸を3%以上30%以下の濃度に希釈したものである溶出液を直径20μm以上400μm以下の粒状にしてノズルから噴射し、噴射された溶出液を板材の所定箇所に当てて5×10−2N/cm2以上20×10−2N/cm2以下の圧力で衝撃し、当該箇所に対する粒状の溶出液による衝撃を継続することで当該箇所に穴あけすることで作製されたものであることを特徴とするイメージセンサモジュール。 - 前記光学窓の縁面が光軸に対して成す角は45度であることを特徴とする請求項24記載のイメージセンサモジュール。
- 前記光学窓の表面には、前記溶出液に対して耐性を持つ保護層が形成されており、この保護層は、所定の光学特性を持つ光学フィルタとなっていることを特徴とする請求項24又は25記載のイメージセンサモジュール。
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