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JP2013003542A - Optical element assembly, optical element, production method of optical element assembly, and production method of optical element - Google Patents

Optical element assembly, optical element, production method of optical element assembly, and production method of optical element Download PDF

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JP2013003542A
JP2013003542A JP2011137875A JP2011137875A JP2013003542A JP 2013003542 A JP2013003542 A JP 2013003542A JP 2011137875 A JP2011137875 A JP 2011137875A JP 2011137875 A JP2011137875 A JP 2011137875A JP 2013003542 A JP2013003542 A JP 2013003542A
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JP
Japan
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resin
optical element
metal oxide
substrate
oxide film
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Application number
JP2011137875A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiji Arai
啓司 新井
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Konica Minolta Advanced Layers Inc
Original Assignee
Konica Minolta Advanced Layers Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical element assembly, in which chipping on a cut face, peeling of a resin or interfacial fracture of a substrate can be prevented even when a part where a resin and the substrate are laminated is cut.SOLUTION: The optical element assembly includes a metal oxide film 104 between a substrate 101 and a resin 102b of first and second resin layers 102, 103 having flexibility imparted thereto in a range not degrading reflow resistance, the metal oxide film having a low stress itself and a low film density. Upon cutting a part where the substrate 101 and the first and second resin layers 102, 103 overlap, chipping on a cut face or peeling of the first and second resin layers 102, 103 caused by a stress during cutting or interfacial fracture of the substrate 101 can be prevented, and dicing durability can be improved. As a result, in a subsequent reflow process, the first and second resin layers 102, 103 do not peel from the substrate 101, which enhances reliability of the optical element.

Description

本発明は、基板上に複数の光学素子部を含む樹脂層が形成されたウェハーレンズ等の光学素子集合体、この光学素子集合体をダイシングして個片化することにより得られる光学素子及びそれらの製造方法に関する。   The present invention relates to an optical element assembly such as a wafer lens in which a resin layer including a plurality of optical element portions is formed on a substrate, an optical element obtained by dicing the optical element assembly into individual pieces, and those It relates to the manufacturing method.

撮影用レンズ等の光学素子の製造方法として、多数のレンズ部に相当する成形部を有する成形型の中央に一定量の樹脂材料を供給し基板で押し広げた後に、樹脂材料を硬化し成形物を離型することで得られたウェハーレンズ等のレンズ集合体をダイシングして個片化することにより、個々の光学素子を製造する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。この方法は、樹脂供給の時間短縮及びレンズ毎の樹脂量の均一化に有利である。また、硬化性樹脂材料を用いた場合はリフロー工程に対応可能となり、電子部品とともにリフロー工程で基板に実装することが可能になる。   As a method of manufacturing optical elements such as photographing lenses, a certain amount of a resin material is supplied to the center of a mold having molding parts corresponding to a large number of lens parts and spread on a substrate, and then the resin material is cured and molded. There is known a method of manufacturing individual optical elements by dicing a lens assembly such as a wafer lens obtained by releasing the mold into individual pieces (see, for example, Patent Document 1). This method is advantageous for shortening the resin supply time and making the resin amount uniform for each lens. In addition, when a curable resin material is used, it is possible to cope with a reflow process, and it is possible to mount the electronic component together with the electronic component on the substrate in the reflow process.

ここで、リフロー工程に対応可能な硬化性樹脂は、高い耐熱性と硬さとを有するが、一方で、脆く、かつ硬化収縮しやすい性質を有する。そのため、特許文献1の方法では、成形品をダイシングする際に樹脂と基板とが重なる部分に刃が入ると、樹脂の脆性に起因する切断面のチッピング(欠け)及び切断時の応力に起因する樹脂の剥離や基板の界面破壊が発生する場合がある。これにより、その後のリフロー工程等において光学素子の外観不良や性能劣化等が起こるおそれがある。   Here, the curable resin that can cope with the reflow process has high heat resistance and hardness, but on the other hand, it is brittle and has a property of being easily cured and contracted. Therefore, in the method of Patent Document 1, when the blade enters a portion where the resin and the substrate overlap when dicing the molded product, the cutting surface is chipped due to brittleness of the resin and is caused by stress at the time of cutting. There are cases where peeling of the resin or interfacial destruction of the substrate occurs. As a result, there is a risk that the appearance failure or performance deterioration of the optical element may occur in the subsequent reflow process or the like.

特開2009−226638号公報JP 2009-226638 A

本発明は、樹脂と基板とが重なる部分を切断しても、切断面のチッピング及び樹脂の剥離並びに基板の界面破壊を防止することができる光学素子集合体、及び、これを切断することにより得られる光学素子を提供することを目的とする。   The present invention provides an optical element assembly that can prevent chipping of the cut surface, peeling of the resin, and interface destruction of the substrate even if the portion where the resin and the substrate overlap is cut, and by cutting the optical element assembly. It is an object to provide an optical element.

また、本発明は、上述の光学素子集合体を製造するための光学素子集合体の製造方法、及び、この光学素子集合体を用いた光学素子の製造方法を提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide an optical element assembly manufacturing method for manufacturing the above-described optical element assembly, and an optical element manufacturing method using the optical element assembly.

上記課題を解決するため、本発明に係る光学素子集合体は、基板と、基板の少なくとも一方の面上に設けられる金属酸化物膜と、金属酸化物膜上に設けられ互いに樹脂で繋がった複数のレンズ部を有する樹脂層と、を備え、樹脂層の損失正接は、0.30以上0.50以下であり、金属酸化物膜の膜密度は、1.5g/cm以上2.0g/cm以下である。ここで、損失正接は、貯蔵弾性率E'と損失弾性率E"との比E"/E'であり、tanδで表わされる。損失正接は、材料が変形する際に材料がどのくらいエネルギーを吸収するかを示す物性値である。樹脂の損失正接tanδは、樹脂の架橋密度と相関があり、樹脂の柔軟性や耐熱性に影響する。具体的には、損失正接tanδが0に近い程、樹脂は硬く脆くなり柔軟性が低いものの、耐熱性が向上する。逆に、損失正接tanδが1に近い程、樹脂は柔軟性を有するが、耐熱性が劣化する。一方、金属酸化物膜の膜密度は、膜の応力及び硬度と相関がある。具体的には、膜密度が高い程、金属酸化物膜は応力が大きく、硬く脆くなり柔軟性が低いものの、密着性が向上する。逆に、膜密度が低い程、金属酸化物膜は応力が小さく、柔軟性が向上するものの、密着性が劣化する。 In order to solve the above problems, an optical element assembly according to the present invention includes a substrate, a metal oxide film provided on at least one surface of the substrate, and a plurality of metal oxide films provided on the metal oxide film and connected to each other by a resin. A loss tangent of the resin layer is 0.30 or more and 0.50 or less, and a film density of the metal oxide film is 1.5 g / cm 3 or more and 2.0 g / cm 3 or less. Here, the loss tangent is a ratio E ″ / E ′ between the storage elastic modulus E ′ and the loss elastic modulus E ″, and is represented by tan δ. The loss tangent is a physical property value indicating how much energy the material absorbs when the material deforms. The loss tangent tan δ of the resin correlates with the crosslink density of the resin and affects the flexibility and heat resistance of the resin. Specifically, the closer the loss tangent tan δ is to 0, the harder and brittle the resin becomes and the lower the flexibility, but the heat resistance improves. Conversely, the closer the loss tangent tan δ is to 1, the more flexible the resin is, but the more the heat resistance deteriorates. On the other hand, the film density of the metal oxide film correlates with the stress and hardness of the film. Specifically, the higher the film density, the greater the stress of the metal oxide film, which becomes harder and more brittle and less flexible, but the adhesion is improved. Conversely, as the film density is lower, the metal oxide film has lower stress and improved flexibility, but the adhesiveness deteriorates.

本発明者は、樹脂の損失正接tanδを適度な範囲に設定するとともに、樹脂と基板との間に適度な膜密度をもつ金属酸化物膜を介在させることにより、樹脂及び金属酸化物膜のいずれか一方のみが柔軟性を有するだけでは達成することができない、樹脂の耐熱性を維持しつつダイシング時のチッピング、樹脂の剥離、基板の界面破壊を回避するという効果を達成し得ることを見出し、本発明に至った。   The inventor sets the loss tangent tan δ of the resin within an appropriate range, and interposes a metal oxide film having an appropriate film density between the resin and the substrate, so that either the resin or the metal oxide film can be used. It is found that only one of them has flexibility, and can achieve the effect of avoiding chipping at the time of dicing, peeling of the resin, and interface destruction of the substrate while maintaining the heat resistance of the resin, The present invention has been reached.

上記光学素子集合体によれば、基板と、リフロー耐性が劣化しない範囲で架橋密度を下げて柔軟性を付与した樹脂層との間に、樹脂の内部応力を緩和可能でそれ自体低応力かつ低膜密度の金属酸化物膜を設けている。これにより、基板と樹脂とが重なる部分を切断する際に、切断面のチッピング(欠け)及び切断時の応力に起因する樹脂の剥離や、基板の界面破壊が発生することを防ぎ、ダイシング耐性を向上させることができる。結果として、その後のリフロー工程において、基板から樹脂が剥離せず、光学素子の信頼性を向上させることができる。つまり、樹脂の柔軟性と、樹脂の下地となる金属酸化物膜の柔軟性とを確保することにより、光学素子をリフロー工程のような高温下にさらしても樹脂が剥離せず、光学素子の信頼性を改善させることができる。   According to the optical element assembly described above, the internal stress of the resin can be relaxed between the substrate and the resin layer that has been given flexibility by reducing the crosslink density within a range in which the reflow resistance is not deteriorated. A metal oxide film having a film density is provided. This prevents the occurrence of chipping (chips) on the cut surface and peeling of the resin due to stress at the time of cutting and interfacial breakage of the substrate when cutting the portion where the substrate and the resin overlap. Can be improved. As a result, in the subsequent reflow process, the resin does not peel from the substrate, and the reliability of the optical element can be improved. In other words, by ensuring the flexibility of the resin and the flexibility of the metal oxide film that is the base of the resin, the resin does not peel even when the optical element is exposed to a high temperature such as a reflow process, and the optical element Reliability can be improved.

本発明の具体的な態様又は観点では、上記光学素子集合体において、樹脂層の25℃における貯蔵弾性率は、2GPa以上3GPa以下である。ここで、貯蔵弾性率は、材料が内部に蓄えられた応力を保持する能力を示す物性値である。貯蔵弾性率が上記範囲を満たす樹脂は比較的柔らかく、ダイシング耐性をより向上させることができる。   In a specific aspect or viewpoint of the present invention, in the optical element assembly, the storage elastic modulus of the resin layer at 25 ° C. is 2 GPa or more and 3 GPa or less. Here, the storage elastic modulus is a physical property value indicating the ability of the material to retain the stress stored therein. Resins having a storage elastic modulus satisfying the above range are relatively soft and can further improve the dicing resistance.

本発明の別の観点では、金属酸化物膜の圧縮応力は、90MPa以上150MPa以下である。ここで、圧縮応力は、材料に圧縮荷重が作用したときに生じる応力を示す物性値である。圧縮応力が上記範囲を満たすことにより、切断時に樹脂層の内部応力を緩和させることができ、ダイシング耐性をより向上させることができる。   In another aspect of the present invention, the compressive stress of the metal oxide film is 90 MPa or more and 150 MPa or less. Here, the compressive stress is a physical property value indicating a stress generated when a compressive load is applied to the material. When the compressive stress satisfies the above range, the internal stress of the resin layer can be relaxed at the time of cutting, and the dicing resistance can be further improved.

本発明のさらに別の観点では、樹脂層の切断される部分の膜厚は、100μm以下である。この場合、ダイシング耐性をより向上させることができる。   In still another aspect of the present invention, the thickness of the portion of the resin layer to be cut is 100 μm or less. In this case, the dicing resistance can be further improved.

本発明のさらに別の観点では、金属酸化物膜は、赤外線反射膜及び反射防止膜のいずれか一方である。   In still another aspect of the present invention, the metal oxide film is one of an infrared reflection film and an antireflection film.

本発明のさらに別の観点では、樹脂層は、基板の少なくとも一方の面の全面に形成されている。この場合、レンズ生産時間を短縮可能な基板又は成形型の中央に樹脂を供給して成形する中央滴下プロセスを採用しても、ダイシング耐性及び光学素子の信頼性を向上させることができる。   In still another aspect of the present invention, the resin layer is formed on the entire surface of at least one surface of the substrate. In this case, the dicing resistance and the reliability of the optical element can be improved even if a center dropping process is adopted in which a resin is supplied to the center of the substrate or mold that can shorten the lens production time.

上記課題を解決するため、本発明に係る光学素子は、上述の光学素子集合体をダイシングして複数のレンズ部を個片化することにより得られる。   In order to solve the above-mentioned problems, the optical element according to the present invention is obtained by dicing the above-described optical element assembly into a plurality of lens parts.

上記光学素子によれば、光学素子集合体が基板と樹脂層との間に金属酸化物膜を有し、樹脂層及び金属酸化物膜が柔軟性を有することにより、光学素子の切断面にチッピングや樹脂の剥離等が生じることを防ぐことができる。結果として、切断した光学素子をリフロー工程のような高温下にさらしても樹脂が剥離せず、光学素子の信頼性を改善させることができる。   According to the above optical element, the optical element assembly has a metal oxide film between the substrate and the resin layer, and the resin layer and the metal oxide film have flexibility, so that the chip is formed on the cut surface of the optical element. Or peeling of the resin can be prevented. As a result, even if the cut optical element is exposed to a high temperature as in the reflow process, the resin does not peel off, and the reliability of the optical element can be improved.

上記課題を解決するため、本発明に係る光学素子集合体の製造方法は、基板の少なくとも一方の面上に金属酸化物膜を形成する膜形成工程と、膜形成工程後、金属酸化膜上に互いに樹脂で繋がった複数のレンズ部を有する樹脂層を形成する樹脂成形工程と、を備え、樹脂層の損失正接が0.30以上0.50以下であり、金属酸化物膜の膜密度が1.5g/cm以上2.0g/cm以下である。 In order to solve the above problems, a method for manufacturing an optical element assembly according to the present invention includes a film forming step of forming a metal oxide film on at least one surface of a substrate, and a metal oxide film on the metal oxide film after the film forming step. A resin molding step of forming a resin layer having a plurality of lens portions connected to each other by a resin, the loss tangent of the resin layer is not less than 0.30 and not more than 0.50, and the film density of the metal oxide film is 1 .5g / cm 3 or more 2.0g / cm 3 or less.

上記光学素子集合体の製造方法によれば、基板と樹脂層との間に金属酸化物膜を設け、樹脂層及び金属酸化物膜が柔軟性を有することにより、光学素子の切断面にチッピングや樹脂の剥離等が生じることを防ぐことができる。結果として、切断した光学素子をリフロー工程のような高温下にさらしても樹脂が剥離せず、光学素子の信頼性を改善させることができる光学素子集合体を製造することができる。   According to the method for manufacturing an optical element assembly, a metal oxide film is provided between the substrate and the resin layer, and the resin layer and the metal oxide film have flexibility, so that the cut surface of the optical element can be chipped. It is possible to prevent the resin from peeling off. As a result, even if the cut optical element is exposed to a high temperature such as a reflow process, the resin does not peel off, and an optical element assembly that can improve the reliability of the optical element can be manufactured.

本発明の具体的な態様又は観点では、上記光学素子集合体の製造方法において、金属酸化物膜は、真空蒸着及びスパッタリングのいずれかによって形成される。この場合、金属酸化物膜の膜密度を上記範囲に形成することができる。これにより、金属酸化物膜に柔軟性を付与することができる。   In a specific aspect or viewpoint of the present invention, in the method for manufacturing an optical element assembly, the metal oxide film is formed by either vacuum evaporation or sputtering. In this case, the film density of the metal oxide film can be formed in the above range. Thereby, a softness | flexibility can be provided to a metal oxide film.

上記課題を解決するため、本発明に係る光学素子の製造方法は、上述の光学素子集合体の製造方法によって得られた光学素子集合体を、複数のレンズ部毎に基板及び樹脂層を切断する切断工程を備える。   In order to solve the above-described problems, an optical element manufacturing method according to the present invention cuts a substrate and a resin layer for each of a plurality of lens portions of the optical element assembly obtained by the above-described optical element assembly manufacturing method. A cutting process is provided.

上記光学素子の製造方法によれば、光学素子集合体の基板と樹脂層との間に金属酸化物膜を設け、樹脂層及び金属酸化物膜が柔軟性を有することにより、光学素子の切断面にチッピングや樹脂の剥離等が生じることを防ぐことができる。結果として、切断した光学素子をリフロー工程のような高温下にさらしても樹脂が剥離せず、光学素子の信頼性を改善させることができる光学素子を製造することができる。   According to the method for producing an optical element, a metal oxide film is provided between the substrate of the optical element assembly and the resin layer, and the resin layer and the metal oxide film have flexibility, so that the cut surface of the optical element is obtained. It is possible to prevent chipping, resin peeling, and the like from occurring. As a result, even if the cut optical element is exposed to a high temperature as in the reflow process, the resin does not peel off, and an optical element that can improve the reliability of the optical element can be manufactured.

(A)は、複合レンズの断面図であり、(B)は、ウェハーレンズの平面図であり、(C)は、(A)に示すウェハーレンズのAA矢視断面図である。(A) is sectional drawing of a compound lens, (B) is a top view of a wafer lens, (C) is AA arrow sectional drawing of the wafer lens shown to (A). (A)は、第1実施形態のウェハーレンズ及び複合レンズの製造のために用いるマスター型の斜視図であり、(B)は、サブマスター型の斜視図である。(A) is a perspective view of the master type | mold used for manufacture of the wafer lens of 1st Embodiment, and a compound lens, (B) is a perspective view of a submaster type | mold. (A)〜(F)は、ウェハーレンズ及び複合レンズの製造工程を説明するための図である。(A)-(F) is a figure for demonstrating the manufacturing process of a wafer lens and a compound lens. ウェハーレンズ及び複合レンズの製造工程を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the manufacturing process of a wafer lens and a compound lens. 複合レンズの製造工程のうちダイシング工程について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the dicing process among the manufacturing processes of a compound lens.

図面を参照して、本発明の一実施形態に係る光学素子の製造方法によって製造される複合レンズについて説明する。   With reference to drawings, the compound lens manufactured by the manufacturing method of the optical element which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated.

A)複合レンズ
図1(A)に示すように、複合レンズ200は、第1レンズ要素11と、第2レンズ要素12と、これらの間に挟まれた平板部13と、金属酸化物膜104と、絞り105とを有する。平板部13は、後述するウェハーレンズ100の基板101をカットラインDX(図1(B)及び図5参照)で切り出した部分である。複合レンズ200は、平面視において矩形の外形を有する。
A) Compound Lens As shown in FIG. 1A, the compound lens 200 includes a first lens element 11, a second lens element 12, a flat plate portion 13 sandwiched therebetween, and a metal oxide film 104. And a diaphragm 105. The flat plate portion 13 is a portion obtained by cutting a substrate 101 of a wafer lens 100 described later along a cut line DX (see FIGS. 1B and 5). The compound lens 200 has a rectangular outer shape in plan view.

第1レンズ要素11は、樹脂製であり、平板部13の一方の面101a上に形成されている。第1レンズ要素11は、第1レンズ本体11aと第1フランジ部11bとを有する。第1レンズ本体11aは、例えば凸形状の非球面型のレンズ部であり、第1光学面11dを有している。周囲の第1フランジ部11bは、第1光学面11dの周囲に広がる平坦な第1フランジ面11gを有する。第1フランジ面11gは、光軸OAに垂直なXY面に対して平行に配置されている。   The first lens element 11 is made of resin and is formed on one surface 101 a of the flat plate portion 13. The first lens element 11 includes a first lens body 11a and a first flange portion 11b. The first lens body 11a is, for example, a convex aspherical lens part, and has a first optical surface 11d. The surrounding first flange portion 11b has a flat first flange surface 11g extending around the first optical surface 11d. The first flange surface 11g is disposed in parallel to the XY plane perpendicular to the optical axis OA.

第2レンズ要素12は、第1レンズ要素11と同様に、樹脂製であり、平板部13の他方の面101b上に形成されている。第2レンズ要素12は、第2レンズ本体12aと第2フランジ部12bとを有する。第2レンズ本体12aは、例えば凹形状の非球面型のレンズ部であり、第2光学面12dを有している。周囲の第2フランジ部12bは、第2光学面12dの周囲に広がる平坦な第2フランジ面12gを有する。第2フランジ面12gは、光軸OAに垂直なXY面に対して平行に配置されている。   Similar to the first lens element 11, the second lens element 12 is made of resin and is formed on the other surface 101 b of the flat plate portion 13. The second lens element 12 has a second lens body 12a and a second flange portion 12b. The second lens body 12a is, for example, a concave aspherical lens part, and has a second optical surface 12d. The surrounding second flange portion 12b has a flat second flange surface 12g extending around the second optical surface 12d. The second flange surface 12g is disposed in parallel to the XY plane perpendicular to the optical axis OA.

複合レンズ200において、第1及び第2レンズ要素11,12の形状は同一でも異なる形状であってもよい。複合レンズ200は、ウェハーレンズ100を後述するダイシングによって切り出すことで得られる。複合レンズ200は、例えば別途準備したホルダに収納され、撮像レンズとして撮像回路基板に接着するなどして相互に固定される。なお、複合レンズ200の材料、金属酸化物膜104、絞り105等については、以下で詳述する。   In the compound lens 200, the first and second lens elements 11 and 12 may have the same shape or different shapes. The compound lens 200 is obtained by cutting out the wafer lens 100 by dicing described later. The compound lens 200 is housed in, for example, a separately prepared holder, and is fixed to each other by bonding to an imaging circuit board as an imaging lens. The material of the composite lens 200, the metal oxide film 104, the stop 105, and the like will be described in detail below.

B)ウェハーレンズ
B−1)ウェハーレンズの構造
図1(B)、1(C)に示すように、光学素子集合体であるウェハーレンズ100は、円盤状であり、基板101と、第1樹脂層102と、第2樹脂層103と、金属酸化物膜104と、絞り105とを有する。
B) Wafer Lens B-1) Structure of Wafer Lens As shown in FIGS. 1 (B) and 1 (C), a wafer lens 100 that is an optical element assembly has a disc shape, and includes a substrate 101 and a first resin. It has a layer 102, a second resin layer 103, a metal oxide film 104, and a diaphragm 105.

ウェハーレンズ100のうち基板101は、円形の平板であり、ガラスで形成されている。基板101の外径は、第1及び第2樹脂層102,103の外径と略同じである。基板101の厚さは、基本的には光学的仕様によって決定されるが、ウェハーレンズ100の離型時において破損しない程度の厚さとなっている。   The substrate 101 of the wafer lens 100 is a circular flat plate and is made of glass. The outer diameter of the substrate 101 is substantially the same as the outer diameter of the first and second resin layers 102 and 103. The thickness of the substrate 101 is basically determined by optical specifications, but is such a thickness that the wafer lens 100 is not damaged when the wafer lens 100 is released.

第1樹脂層102は、樹脂製であり、基板101の一方の面101a上に形成されている。第1樹脂層102は、平面視において円形の外形を有する。第1樹脂層102は、多数の第1レンズ要素11をXY面内で2次元的に配列している。これらの第1レンズ要素11は、平坦な連結部11cを介して一体に成形されている。各第1レンズ要素11と連結部11cとを合わせた表面は、転写によって一括成形される第1成形面102aとなっている。第1レンズ要素11のうち第1フランジ部11bの外周は、連結部11cともなっている。   The first resin layer 102 is made of resin and is formed on one surface 101 a of the substrate 101. The first resin layer 102 has a circular outer shape in plan view. The first resin layer 102 has a large number of first lens elements 11 arranged two-dimensionally in the XY plane. These first lens elements 11 are integrally formed through a flat connecting portion 11c. The combined surface of each first lens element 11 and connecting portion 11c is a first molding surface 102a that is collectively molded by transfer. The outer periphery of the 1st flange part 11b among the 1st lens elements 11 is also the connection part 11c.

第1樹脂層102は、光硬化性樹脂で形成されている。光硬化性樹脂には、光硬化性樹脂の重合を開始させる光重合開始剤及び粘度を調整するための単官能又は多官能のモノマーが含まれている。光硬化性樹脂としては、比較的小さい硬化収縮率を有するものを用いる。具体的には、例えばエポキシ系樹脂等を使用することができる。エポキシ系樹脂を使用する場合、光重合開始剤のカチオン重合又はアニオン重合により反応硬化させることができる。粘度調整用の単官能又は多官能のモノマーとしては、例えば、エポキシ系モノマーを用いることができる。具体的には、アリルグリシジルエーテル(単官能)、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル(2官能)、トリメチルプロパンポリグリシジルエーテル(3官能)等のモノマーを使用することができる。損失正接tanδを小さくする場合は3官能モノマーを多く、損失正接tanδを大きくする場合は単官能モノマーを多くするようにこれらの使用割合を変化させればよい。   The first resin layer 102 is made of a photocurable resin. The photocurable resin contains a photopolymerization initiator for initiating polymerization of the photocurable resin and a monofunctional or polyfunctional monomer for adjusting the viscosity. As the photocurable resin, one having a relatively small curing shrinkage rate is used. Specifically, for example, an epoxy resin or the like can be used. When using an epoxy resin, it can be cured by cationic polymerization or anionic polymerization of a photopolymerization initiator. As the monofunctional or polyfunctional monomer for adjusting the viscosity, for example, an epoxy monomer can be used. Specifically, monomers such as allyl glycidyl ether (monofunctional), neopentyl glycol diglycidyl ether (bifunctional), and trimethylpropane polyglycidyl ether (trifunctional) can be used. When the loss tangent tan δ is made small, the amount of trifunctional monomers is increased, and when the loss tangent tan δ is made large, these use ratios may be changed so as to increase the monofunctional monomer.

ここで、第1樹脂層102の損失正接tanδは、0.30以上0.50以下となっている。ここで、損失正接tanδとは、貯蔵弾性率E'と損失弾性率E"との比E"/E'で表される。損失正接tanδは、材料が変形する際に材料がどのくらいエネルギーを吸収するかを示す。樹脂の損失正接tanδは、樹脂の架橋密度と相関があり、樹脂の柔軟性や耐熱性に影響する。具体的には、損失正接tanδが0に近い程、樹脂は硬く脆くなり柔軟性が低いものの、耐熱性が向上する。逆に、損失正接tanδが1に近い程、樹脂は柔軟性を有するが、耐熱性が劣化する。また、貯蔵弾性率E'は材料が内部に蓄えられた応力を保持する能力を示し、損失弾性率E"は材料が内部に蓄えられた応力を熱として散逸する能力を示す。貯蔵弾性率E'及び損失弾性率E"は、所定周波数の剪断歪みを与えながら温度を変化させて粘弾性測定装置の測定値をプロットし、得られたグラフの傾きから算出することができる。また、第1樹脂層102の25℃における貯蔵弾性率は、2GPa以上3GPa以下となっている。これにより、第1樹脂層102は、切断面のチッピングや剥離が生じないような柔軟性及びリフロー工程に耐え得る耐熱性を有する。ここで、リフロー工程とは、ウェハーレンズ100又はウェハーレンズ100から切り出した複合レンズ200に電子部品等を実装するために高温加熱する工程である。第1樹脂層102の切断される部分の厚さは、100μm以下、好ましくは80μm以下となっており、第1レンズ要素11の第1フランジ部11bの厚さよりも比較的薄くなっている。   Here, the loss tangent tan δ of the first resin layer 102 is 0.30 or more and 0.50 or less. Here, the loss tangent tan δ is expressed by a ratio E ″ / E ′ between the storage elastic modulus E ′ and the loss elastic modulus E ″. The loss tangent tan δ indicates how much energy the material absorbs as the material deforms. The loss tangent tan δ of the resin correlates with the crosslink density of the resin and affects the flexibility and heat resistance of the resin. Specifically, the closer the loss tangent tan δ is to 0, the harder and brittle the resin becomes and the lower the flexibility, but the heat resistance improves. Conversely, the closer the loss tangent tan δ is to 1, the more flexible the resin is, but the more the heat resistance deteriorates. The storage elastic modulus E ′ indicates the ability of the material to retain the stress stored therein, and the loss elastic modulus E ″ indicates the ability of the material to dissipate the stress stored therein as heat. 'And the loss elastic modulus E "can be calculated from the slope of the obtained graph by plotting the measured value of the viscoelasticity measuring device while changing the temperature while giving a shear strain of a predetermined frequency. Further, the storage elastic modulus at 25 ° C. of the first resin layer 102 is 2 GPa or more and 3 GPa or less. Thereby, the 1st resin layer 102 has the heat resistance which can endure the softness | flexibility and reflow process which a chipping and peeling of a cut surface do not arise. Here, the reflow process is a process of heating at a high temperature in order to mount an electronic component or the like on the wafer lens 100 or the compound lens 200 cut out from the wafer lens 100. The thickness of the cut portion of the first resin layer 102 is 100 μm or less, preferably 80 μm or less, and is relatively thinner than the thickness of the first flange portion 11 b of the first lens element 11.

第2樹脂層103は、第1樹脂層102と同様に、樹脂製であり、基板101の他方の面101b上に形成されている。第2樹脂層103は、平面視において円形の外形を有する。第2樹脂層103は、多数の第2レンズ要素12をXY面内で2次元的に配列している。これらの第2レンズ要素12は、平坦な連結部12cを介して一体に成形されている。各第2レンズ要素12と連結部12cとを合わせた表面は、転写によって一括成形される第2成形面103aとなっている。第2レンズ要素12のうち第2フランジ部12bの外周は、連結部12cともなっている。第2フランジ面12gは、光軸OAに垂直なXY面に対して平行に配置されている。   Similar to the first resin layer 102, the second resin layer 103 is made of resin and is formed on the other surface 101 b of the substrate 101. The second resin layer 103 has a circular outer shape in plan view. The second resin layer 103 has a number of second lens elements 12 arranged two-dimensionally in the XY plane. These second lens elements 12 are integrally molded through a flat connecting portion 12c. The combined surface of each second lens element 12 and connecting portion 12c is a second molding surface 103a that is collectively molded by transfer. The outer periphery of the second flange portion 12b of the second lens element 12 is also a connecting portion 12c. The second flange surface 12g is disposed in parallel to the XY plane perpendicular to the optical axis OA.

第2樹脂層103に用いられる光硬化性樹脂は、第1樹脂層102の光硬化性樹脂と同様のものである。ただし、両樹脂層102,103を同一の光硬化性樹脂で形成する必要はなく、別の光硬化性樹脂で形成することができる。   The photocurable resin used for the second resin layer 103 is the same as the photocurable resin of the first resin layer 102. However, both the resin layers 102 and 103 do not need to be formed of the same photocurable resin, and can be formed of different photocurable resins.

本実施例では、金属酸化物膜104は、赤外線を反射するための赤外線反射膜である。金属酸化物膜104は、基板101上の全面に略均一な厚さ及び密度に形成されている。つまり、金属酸化物膜104は、基板101と第1樹脂層102との間、及び基板101と第2樹脂層103との間に設けられている。金属酸化物膜104は、例えば干渉フィルターであり、高屈折材料として例えばTa、TiO等を、低屈折材料として例えばSiO等を交互に積層させて形成されている。金属酸化物膜104は、例えば真空蒸着、スパッタリング等によって形成する。金属酸化物膜104の厚さは、例えば40nm以上60nm以下となっている。金属酸化物膜104の膜密度は、1.5g/cm以上2.0g/cm以下となっている。また、金属酸化物膜104の圧縮応力は、90MPa以上150MPa以下、好ましくは100MPa以上130MPa以下となっている。これにより、金属酸化物膜104は、第1及び第2樹脂層102,103の樹脂の内部応力を緩和可能な柔軟性を有する。純粋なガラス最表面は高密度な酸化珪素となっていると考えられるが、表面処理(成膜)をしないガラス上に樹脂を成形すると、硬化時の内部応力が直に反映され、ダイシングおよび環境試験時に割れが発生する。これに対して、ガラス表面に比較的低密度な金属酸化物膜を設けると、この金属酸化物膜がその上に設けられる樹脂の応力緩和層として機能し、ダイシング時におけるチッピングや樹脂の剥離等の問題及びリフロー時に生じる光学性能の劣化等の問題の発生を抑制するものと考えられる。なお、金属酸化物膜104は、第1及び第2樹脂層102,103の内部応力を緩和することができレンズの光学性能に影響を与えないものであれば、赤外線反射膜の機能を有していなくてもよい。 In this embodiment, the metal oxide film 104 is an infrared reflecting film for reflecting infrared rays. The metal oxide film 104 is formed on the entire surface of the substrate 101 with a substantially uniform thickness and density. That is, the metal oxide film 104 is provided between the substrate 101 and the first resin layer 102 and between the substrate 101 and the second resin layer 103. The metal oxide film 104 is, for example, an interference filter, and is formed by alternately laminating, for example, Ta 2 O 5 , TiO 2 or the like as a high refractive material and SiO 2 or the like as a low refractive material. The metal oxide film 104 is formed by, for example, vacuum vapor deposition or sputtering. The thickness of the metal oxide film 104 is, for example, not less than 40 nm and not more than 60 nm. The film density of the metal oxide film 104 is 1.5 g / cm 3 or more and 2.0 g / cm 3 or less. The compressive stress of the metal oxide film 104 is 90 MPa to 150 MPa, preferably 100 MPa to 130 MPa. Thereby, the metal oxide film 104 has flexibility that can relieve internal stress of the resin of the first and second resin layers 102 and 103. It is thought that the pure glass outermost surface is made of high-density silicon oxide. However, when resin is molded on glass that is not surface-treated (deposited), internal stress at the time of curing is directly reflected, dicing and environment Cracks occur during testing. On the other hand, when a relatively low density metal oxide film is provided on the glass surface, this metal oxide film functions as a stress relaxation layer for the resin provided thereon, such as chipping or resin peeling during dicing. This is considered to suppress the occurrence of problems such as the above-mentioned problems and the deterioration of optical performance that occurs during reflow. The metal oxide film 104 has the function of an infrared reflecting film as long as it can relieve the internal stress of the first and second resin layers 102 and 103 and does not affect the optical performance of the lens. It does not have to be.

絞り105は、金属酸化物膜104と第1樹脂層102との間、及び金属酸化物膜104と第2樹脂層103との間に設けられている。絞り105は、絞り部材である絞り本体105aと、開口105bとを有する。絞り本体105aは、基板101の少なくともいずれか一方の面101a,101bの第1及び第2レンズ本体11a,12aを除いた領域の一部に形成されている。絞り本体105aは、第1及び第2レンズ本体11a,12aに干渉しないように配置されている。また、図1(B)に示すように、絞り本体105aは、ウェハーレンズ100の切断予定部分AR1、すなわちダイシングラインDX以外の領域AR2に形成されている。これにより、ウェハーレンズ100の切断予定部分AR1は、他の領域に比較して薄くなっている。開口105bは、略円形であり、第1及び第2レンズ本体11a,12aに対応する位置に形成されている。絞り本体105aは、遮光性の金属膜、レジスト、シリコン成膜物、カーボン成膜物等で形成されている。絞り105は、ウェハーレンズ100の切断予定部分AR1に形成されていないため、絞り105の内部応力を考慮しなくてもよい。なお、絞り105は、基板101と第1樹脂層102との間及び基板101と第2樹脂層103との間のいずれか一方に設けるのみでもよい。また、絞り105を設けなくてもよい。   The diaphragm 105 is provided between the metal oxide film 104 and the first resin layer 102 and between the metal oxide film 104 and the second resin layer 103. The diaphragm 105 includes a diaphragm main body 105a that is a diaphragm member and an opening 105b. The aperture body 105a is formed in a part of a region excluding the first and second lens bodies 11a and 12a on at least one of the surfaces 101a and 101b of the substrate 101. The aperture body 105a is disposed so as not to interfere with the first and second lens bodies 11a and 12a. Further, as shown in FIG. 1B, the aperture body 105a is formed in a planned cutting area AR1 of the wafer lens 100, that is, an area AR2 other than the dicing line DX. As a result, the portion to be cut AR1 of the wafer lens 100 is thinner than other regions. The opening 105b is substantially circular and is formed at a position corresponding to the first and second lens bodies 11a and 12a. The aperture body 105a is formed of a light-shielding metal film, a resist, a silicon film, a carbon film, or the like. Since the aperture 105 is not formed in the planned cutting portion AR1 of the wafer lens 100, the internal stress of the aperture 105 need not be considered. The diaphragm 105 may be provided only between one of the substrate 101 and the first resin layer 102 and between the substrate 101 and the second resin layer 103. Further, the diaphragm 105 may not be provided.

B−2)光硬化性樹脂
以下、第1及び第2樹脂層102,103の形成に用いられる光硬化性樹脂のうち一例のエポキシ系樹脂について説明する。
B-2) Photocurable Resin Hereinafter, an example of an epoxy resin among the photocurable resins used for forming the first and second resin layers 102 and 103 will be described.

エポキシ系樹脂としては、エポキシ基を持ち光により重合硬化するものであれば特に限定されず、硬化開始剤としてカチオン発生剤、アニオン発生剤等を用いることができる。エポキシ系樹脂は、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。   The epoxy resin is not particularly limited as long as it has an epoxy group and is polymerized and cured by light, and a cation generator, an anion generator, or the like can be used as a curing initiator. Epoxy resins are preferred in that they can be made into lenses with excellent molding accuracy because of their low cure shrinkage.

エポキシ系樹脂の種類としては、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重合したものを挙げることができる。   Examples of the epoxy resin 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 -What polymerized cyclopropane dicarboxylic acid bisglycidyl ester etc. can be mentioned.

B−3)光重合開始剤
以下、第1及び第2樹脂層102,103に用いられる光重合開始剤(UV開始剤)の詳細について説明する。光重合開始剤は、基本的には光硬化性樹脂との組み合わせで選択する。光重合開始剤としては、エポキシ系樹脂の場合、紫外域(400nm以下)の波長に吸収極大を持ち、当該紫外域の波長でカチオン発生、又はアニオン発生するものであれば、いずれも用いることができる。なお、光重合開始剤の選択にあたっては、ウェハーレンズ100の使用波長域での透過率を低下させないように配慮し、硬化光に対する吸光度が適度となるように考慮する。
B-3) Photopolymerization initiator Hereinafter, the details of the photopolymerization initiator (UV initiator) used for the first and second resin layers 102 and 103 will be described. The photopolymerization initiator is basically selected in combination with a photocurable resin. In the case of an epoxy resin, any photopolymerization initiator may be used as long as it has an absorption maximum at a wavelength in the ultraviolet region (400 nm or less) and generates a cation or an anion at the wavelength in the ultraviolet region. it can. In selecting the photopolymerization initiator, consideration is given so as not to lower the transmittance in the wavelength range of use of the wafer lens 100, and consideration is given so that the absorbance with respect to the curing light becomes appropriate.

カチオン発生する光重合開始剤には、スルフォニウム塩、ヨードニウム塩、ジアゾニウム塩、フェロセニウム塩、ジエチレントリアミン等がある。スルフォニウム塩には、例えば、CYRACURE UVI−6976、UVI−6992(いずれもダウ・ケミカル製)、サンエイドSI−60L、SI−80L(三新化学製)、アデカオプトマーSP−150、SP−170(ADEKA製)、Uvacure1590(ダイセルUCB製)等がある。ヨードニウム塩タイプでは、UV9380C(モメンティブパフォーマンスマテリアルズジャパン製)、IRGACURE 250(チバジャパン製)等がある。   Photopolymerization initiators that generate cations include sulfonium salts, iodonium salts, diazonium salts, ferrocenium salts, diethylenetriamine, and the like. Examples of the sulfonium salt include CYRACURE UVI-6976, UVI-6992 (all manufactured by Dow Chemical), Sun-Aid SI-60L, SI-80L (manufactured by Sanshin Chemical), Adekaoptomer SP-150, SP-170 ( ADEKA), Uvacure 1590 (manufactured by Daicel UCB), and the like. Examples of the iodonium salt type include UV9380C (manufactured by Momentive Performance Materials Japan) and IRGACURE 250 (manufactured by Ciba Japan).

アニオン発生する光重合開始剤には、アルキルリチウム、カルバメート誘導体、オキシムエステル誘導体、光アミン発生剤等がある。   Examples of photopolymerization initiators that generate anions include alkyl lithium, carbamate derivatives, oxime ester derivatives, and photoamine generators.

光重合開始剤の添加量は、光硬化性樹脂に対して、0.001質量%〜5質量%、好ましくは0.01質量%〜3質量%、さらに好ましくは0.05質量%〜1質量%である。   The addition amount of a photoinitiator is 0.001 mass%-5 mass% with respect to photocurable resin, Preferably it is 0.01 mass%-3 mass%, More preferably, it is 0.05 mass%-1 mass. %.

C)成形型
C−1)マスター型
以下、図2(A)、2(B)を参照しつつ、図1(A)に示す複合レンズ200及び図1(B)等に示すウェハーレンズ100を製造するための成形型の一例について説明する。ウェハーレンズ100の成形には、成形型として、マスター型30と、サブマスター型40とが用いられる。
C) Mold C-1) Master Mold Hereinafter, referring to FIGS. 2A and 2B, the compound lens 200 shown in FIG. 1A and the wafer lens 100 shown in FIG. An example of a mold for manufacturing will be described. For molding the wafer lens 100, a master mold 30 and a sub master mold 40 are used as molds.

図2(A)に示すように、マスター型30は、直方体状であり、その端面30a上に、後述するサブマスター型40の第2転写面43を形成するための第1転写面31を有する。この第1転写面31は、最終的に得られるウェハーレンズ100の第1樹脂層102の第1成形面102aのポジ型に対応する。第1転写面31は、第1成形面102aのうち第1光学面11dを形成するための第1光学転写面31aと、第1フランジ面11gを形成するための第1フランジ転写面31bとを含む。第1光学転写面31aは、アレイ状に複数個配置されており、略半球の凸形状に形成されている。   As shown in FIG. 2A, the master die 30 has a rectangular parallelepiped shape, and has a first transfer surface 31 for forming a second transfer surface 43 of a sub-master die 40 described later on the end face 30a. . The first transfer surface 31 corresponds to the positive mold of the first molding surface 102a of the first resin layer 102 of the wafer lens 100 finally obtained. The first transfer surface 31 includes a first optical transfer surface 31a for forming the first optical surface 11d of the first molding surface 102a and a first flange transfer surface 31b for forming the first flange surface 11g. Including. A plurality of first optical transfer surfaces 31a are arranged in an array and are formed in a substantially hemispherical convex shape.

マスター型30は、一般に金属材料で形成されている。金属材料としては、例えば鉄系材料や鉄系合金、非鉄系合金等が挙げられる。鉄系材料としては、例えば熱間金型、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、例えばプリハードン鋼、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、例えばSC系、SCM系、SUS系が挙げられる。SC系には例えばPXZが挙げられる。SCM系としては例えばHPM2、HPM7、PX5、IMPAXが挙げられる。SUS系としては、例えばHPM38、HPM77、S−STAR、G−STAR、STAVAX、RAMAX−S、PSLが挙げられる。鉄系合金としては、例えば特開2005−113161や特開2005−206913に示されている合金が挙げられる。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。なお、マスター型30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、例えばPdCuSiやPdCuSiNi等が挙げられる。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、例えば無電解又は電解のニッケルリンメッキ等があり、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、マスター型30全体を構成してもよいし、メッキやスパッタ等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 master mold 30 is generally formed of a metal material. 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, chrome / molybdenum steel, and stainless steel. Among these, examples of the plastic mold include pre-hardened steel, quenched and tempered steel, and aging treated steel. Examples of the pre-hardened steel include SC, SCM, and SUS. An example of the SC system is PXZ. Examples of the SCM system 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 alloys disclosed in JP-A-2005-113161 and JP-A-2005-206913. As a non-ferrous alloy, a copper alloy, an aluminum alloy, and a zinc alloy are mainly well known, and examples thereof include alloys disclosed in JP-A-10-219373 and JP-A-2000-176970. The master mold 30 may be made of metal glass or amorphous alloy. Examples of the metallic glass include PdCuSi and PdCuSiNi. Metallic glass has high machinability in diamond cutting and less tool wear. Examples of the amorphous alloy include electroless or electrolytic nickel phosphorous plating, and have good machinability in diamond cutting. These highly machinable materials may constitute the entire master mold 30 or may cover only the surface of the optical transfer surface, in particular, by a method such as plating or sputtering.

C−2)サブマスター型
図2(B)に示すように、樹脂型であるサブマスター型40は、四角板状であり、樹脂部であるサブマスター成形部41と光透過性のサブマスター基板42とを有する。サブマスター成形部41とサブマスター基板42とは、積層構造となっている。サブマスター成形部41は、その端面41a上に、ウェハーレンズ100の第1成形面102aを形成する第2転写面43を有する。この第2転写面43は、ウェハーレンズ100の第1成形面102aのネガ型に対応する。第2転写面43は、第1成形面102aのうち第1光学面11dを形成するための第2光学転写面43aと、第1フランジ面11gを形成するための第2フランジ転写面43bとを含む。第2光学転写面43aは、第1光学転写面31aによって転写され、アレイ状に複数個配置されており、略半球の凹形状に形成されている。
C-2) Submaster Mold As shown in FIG. 2B, the submaster mold 40, which is a resin mold, has a square plate shape, a submaster molding section 41 that is a resin section, and a light transmissive submaster substrate. 42. The sub master molding part 41 and the sub master substrate 42 have a laminated structure. The sub master molding unit 41 has a second transfer surface 43 that forms the first molding surface 102a of the wafer lens 100 on the end surface 41a. The second transfer surface 43 corresponds to the negative type of the first molding surface 102a of the wafer lens 100. The second transfer surface 43 includes a second optical transfer surface 43a for forming the first optical surface 11d of the first molding surface 102a and a second flange transfer surface 43b for forming the first flange surface 11g. Including. The second optical transfer surface 43a is transferred by the first optical transfer surface 31a, and a plurality of second optical transfer surfaces 43a are arranged in an array, and are formed in a substantially hemispherical concave shape.

サブマスター成形部41は、樹脂材料41bによって形成されている。樹脂材料41bとしては、光硬化性樹脂が挙げられ、上記ウェハーレンズ100の第1樹脂層102と同様のエポキシ系樹脂等が使用可能である。なお、アクリル樹脂、アリルエステル樹脂、ビニル系樹脂等も使用可能である。樹脂材料41bは、透明であることが好ましい。   The sub master molding part 41 is formed of a resin material 41b. Examples of the resin material 41b include a photocurable resin, and an epoxy resin similar to the first resin layer 102 of the wafer lens 100 can be used. Acrylic resins, allyl ester resins, vinyl resins and the like can also be used. The resin material 41b is preferably transparent.

サブマスター成形部41の第2転写面43上には、離型剤が塗布されている。離型剤として、例えばオプツールDSX(ダイキン工業株式会社製)が挙げられる。サブマスター成形部41と離型剤との間には、離型剤の密着性を良くするために無機酸化物膜が設けられている。無機酸化物膜として、例えばSiO等が挙げられる。無機酸化物膜は、例えば真空蒸着、スパッタリング等によって形成する。なお、樹脂材料41bは、離型性の良好な樹脂、すなわち離型剤を塗布しなくても離型できる樹脂を用いてもよい。 A release agent is applied on the second transfer surface 43 of the sub master molding unit 41. As a mold release agent, for example, OPTOOL DSX (manufactured by Daikin Industries, Ltd.) can be mentioned. An inorganic oxide film is provided between the sub master molding portion 41 and the release agent in order to improve the adhesion of the release agent. Examples of the inorganic oxide film include SiO 2 . The inorganic oxide film is formed by, for example, vacuum deposition, sputtering or the like. The resin material 41b may be a resin having good releasability, that is, a resin that can be released without applying a release agent.

サブマスター基板42は例えば石英、ガラス、シリコンウェハー、金属、樹脂等の平滑性を有する材料で形成されている。透明性又は光透過性の観点(サブマスター型40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42は、好ましくは石英やガラス等から構成される。   The sub master substrate 42 is formed of a material having smoothness such as quartz, glass, silicon wafer, metal, and resin. In consideration of transparency or light transmission (the point that light can be irradiated from above or from below), the sub master substrate 42 is preferably made of quartz, glass, or the like.

以上、ウェハーレンズ100のうち第1樹脂層102を成形するために用いるマスター型30及びサブマスター型40ついて説明したが、第2樹脂層103を成形する際にも同様の型を用いる。この場合、例えばマスター型30については凹形状の第1転写面31を有するものを用い、サブマスター型40については凸形状の第2転写面43を有するものを用いる。これにより、第2樹脂層103の第2成形面103aは、サブマスター型40によって形成される。   The master mold 30 and the sub master mold 40 used for molding the first resin layer 102 in the wafer lens 100 have been described above. However, the same mold is used when the second resin layer 103 is molded. In this case, for example, a master die 30 having a concave first transfer surface 31 is used, and a sub master die 40 having a convex second transfer surface 43 is used. Thereby, the second molding surface 103 a of the second resin layer 103 is formed by the sub master mold 40.

D)ウェハーレンズ及び複合レンズの製造方法
図3(A)〜3(F)、図4、図5を参照しつつ、上述のマスター型30及びサブマスター型40を使用して行われるウェハーレンズ100の製造工程について説明する。なお、以下では第1樹脂層102の成形について説明するが、第2樹脂層103の成形についても同様の工程を行う。また、図3(A)〜3(F)は、基板101の一方の面に対して順に後述するステップS14〜S17の各工程を行うことを図示しているが、基板101の両面に各工程を行ってから次の工程を行ってもよい。
D) Manufacturing method of wafer lens and compound lens Wafer lens 100 performed using the master mold 30 and the sub master mold 40 described above with reference to FIGS. 3 (A) to 3 (F), FIG. 4 and FIG. The manufacturing process will be described. Hereinafter, the molding of the first resin layer 102 will be described, but the same process is performed for the molding of the second resin layer 103. 3A to 3F illustrate that steps S14 to S17, which will be described later, are sequentially performed on one surface of the substrate 101, each step is performed on both surfaces of the substrate 101. You may perform the next process after performing.

まず、研削加工等によって第1樹脂層102の最終形状に対応するマスター型30(図3(A)参照)を作製する(ステップS11)。次に、マスター型30上に樹脂材料41bを塗布し、マスター型30の上方からサブマスター基板42を押圧しながら不図示のUV発生装置により紫外線を照射させ、間に挟まれた樹脂材料41bを光硬化させる(ステップS12)。この際、樹脂材料41bにマスター型30の第1転写面31が転写され、樹脂材料41bに第2転写面43(第2光学転写面及び第2フランジ転写面)が形成される。これにより、サブマスター成形部41が形成される。UV発生装置で用いる光源の例としては、キセノンアークランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、UVレーザー、キセノンフラッシュランプ、LED等が挙げられる。なお、サブマスター基板42上の転写位置を変えて本工程のサブマスター型硬化工程(ステップS12)と次工程のサブマスター型離型工程(ステップS13)とを繰り返し、第2転写面43をさらにアレイ状に形成してもよい。   First, the master mold 30 (see FIG. 3A) corresponding to the final shape of the first resin layer 102 is manufactured by grinding or the like (step S11). Next, a resin material 41b is applied on the master die 30, and ultraviolet rays are irradiated by a UV generator (not shown) while pressing the sub-master substrate 42 from above the master die 30, and the resin material 41b sandwiched therebetween is applied. Photocuring is performed (step S12). At this time, the first transfer surface 31 of the master mold 30 is transferred to the resin material 41b, and the second transfer surface 43 (second optical transfer surface and second flange transfer surface) is formed on the resin material 41b. Thereby, the sub master molding part 41 is formed. Examples of the light source used in the UV generator include a xenon arc lamp, a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a UV laser, a xenon flash lamp, and an LED. The transfer position on the sub-master substrate 42 is changed, and the sub-master type curing process (step S12) of this process and the sub-master mold release process (step S13) of the next process are repeated to further increase the second transfer surface 43. You may form in an array form.

次に、図3(B)に示すように、マスター型30からサブマスター成形部41とサブマスター基板42とを一体として離型することで、サブマスター型40が作製される(ステップS13)。その後、図示を省略するが、サブマスター型40の第2転写面43に無機酸化物膜を形成する。無機酸化物膜は、例えば真空蒸着やスパッタリング等によって形成する。さらに、この無機酸化物膜上に離型剤を塗布する。   Next, as shown in FIG. 3B, the sub-master mold 40 is manufactured by releasing the sub-master molding portion 41 and the sub-master substrate 42 as a single unit from the master mold 30 (step S13). Thereafter, although not shown, an inorganic oxide film is formed on the second transfer surface 43 of the sub master mold 40. The inorganic oxide film is formed by, for example, vacuum deposition or sputtering. Further, a release agent is applied on the inorganic oxide film.

次に、ウェハーレンズ100を作製する。まず、図3(C)に示すように、金属酸化物膜104を基板101の両面に形成する(ステップS14)。金属酸化物膜104は、例えば真空蒸着、スパッタリング等によって形成する。例えば、真空蒸着によって金属酸化物膜104を形成する場合、真空装置60を用いて高屈折材料と低屈折材料とを基板101の一方の面101a上に交互に積層させる。真空装置60の駆動装置61の動作により、蒸着源62から高屈折材料として例えばTaを加熱し気化又は昇華させて基板101の一方の面101a上に付着させる。また、駆動装置61の動作により、蒸着源63から低屈折材料として例えばSiOを加熱し気化又は昇華させて基板101の一方の面101a上に付着させる。金属酸化物膜104は、膜厚が例えば40nm以上60nm以下、膜密度が1.5g/cm以上2.0g/cm以下、圧縮応力が90MPa以上150MPa以下となるように形成されている。 Next, the wafer lens 100 is produced. First, as shown in FIG. 3C, metal oxide films 104 are formed on both surfaces of the substrate 101 (step S14). The metal oxide film 104 is formed by, for example, vacuum vapor deposition or sputtering. For example, when the metal oxide film 104 is formed by vacuum deposition, a high-refractive material and a low-refractive material are alternately stacked on the one surface 101 a of the substrate 101 using the vacuum device 60. By the operation of the driving device 61 of the vacuum device 60, for example, Ta 2 O 5 is heated as a highly refractive material from the vapor deposition source 62, vaporized or sublimated, and deposited on one surface 101 a of the substrate 101. Further, by the operation of the driving device 61, for example, SiO 2 is heated as a low refractive material from the vapor deposition source 63, vaporized or sublimated, and is deposited on one surface 101 a of the substrate 101. The metal oxide film 104 is formed to have a thickness of, for example, 40 nm to 60 nm, a film density of 1.5 g / cm 3 to 2.0 g / cm 3 , and a compressive stress of 90 MPa to 150 MPa.

次に、図3(D)に示すように、基板101の両表面上の金属酸化物膜104の面上に絞り105を形成する(ステップS15)。絞り105は、例えば金属酸化物膜104の両面上に蒸着やスパッタリング等によって不透明な金属膜を成膜し、その後、開口105bを形成するためのパターニングをすることよって形成する。また、絞り105は、暗色のフォトレジストを成膜し、その後、開口105bを形成するためのパターニングをすることによっても形成することができる。   Next, as shown in FIG. 3D, a stop 105 is formed on the surfaces of the metal oxide films 104 on both surfaces of the substrate 101 (step S15). The diaphragm 105 is formed, for example, by forming an opaque metal film on both surfaces of the metal oxide film 104 by vapor deposition or sputtering, and then performing patterning to form the opening 105b. The diaphragm 105 can also be formed by depositing a dark photoresist and then performing patterning to form the opening 105b.

次に、図3(E)に示すように、サブマスター型40上に樹脂102b(第1樹脂層102を形成する光硬化性樹脂)を塗布し、サブマスター型40の上方から基板101を押圧しながら不図示のUV発生装置により紫外線を照射させ、間に挟まれた樹脂102bを光硬化させる(ステップS16)。この際、樹脂102bにサブマスター型40の第2転写面43が転写され、樹脂102bに第1成形面102a(第1光学面11d及び第1フランジ面11g)が形成される。これにより、第1樹脂層102が形成される。なお、光硬化の後、完全に硬化させるために熱によって硬化させてもよい。   Next, as shown in FIG. 3E, a resin 102 b (a photocurable resin that forms the first resin layer 102) is applied onto the sub master mold 40, and the substrate 101 is pressed from above the sub master mold 40. While the ultraviolet ray is irradiated by a UV generator (not shown), the resin 102b sandwiched therebetween is photocured (step S16). At this time, the second transfer surface 43 of the sub-master mold 40 is transferred to the resin 102b, and the first molding surface 102a (the first optical surface 11d and the first flange surface 11g) is formed on the resin 102b. Thereby, the first resin layer 102 is formed. In addition, you may make it harden | cure by heat in order to make it harden | cure after photocuring.

なお、図示を省略するが、続けて上述と同様の工程で基板101の他方の面101bに第2樹脂層103を形成してもよい。   Although not shown, the second resin layer 103 may be formed on the other surface 101b of the substrate 101 in the same process as described above.

その後、図3(F)に示すように、サブマスター型40から第1樹脂層102と基板101とを一体として離型する(ステップS17)。第1樹脂層102が形成されていない場合、同様の工程を行うことで第2樹脂層103が形成され、サブマスター型40の離型によってウェハーレンズ100が完成する。なお、第1及び第2樹脂層102,103を形成した後にウェハーレンズ100を一括離型することもできる。   Thereafter, as shown in FIG. 3F, the first resin layer 102 and the substrate 101 are integrally released from the sub-master mold 40 (step S17). When the first resin layer 102 is not formed, the second resin layer 103 is formed by performing the same process, and the wafer lens 100 is completed by releasing the sub master mold 40. Note that the wafer lens 100 may be released in a lump after the first and second resin layers 102 and 103 are formed.

その後、図5に示すように、カットラインDXに沿ってウェハーレンズ100を切断、すなわちダイシングする(ステップS18)。ここで、カットラインDXは、基板101、第1及び第2樹脂層102,103、金属酸化物膜104が重なる部分に設定されており、絞り105上には設定されていない。カットラインDXにおける各樹脂層102,103の膜厚は、ダイシング耐性をより向上させるために、100μm以下、より好ましくは80μm以下とすることが望ましい。ウェハーレンズ100は、四角柱状に切り出され、複合レンズ200となる。第1及び第2樹脂層102,103の樹脂102bと金属酸化物膜104とがともに柔軟性を有することにより、切断時に樹脂102bの急激な応力解放及び脆性破壊(チッピング)が発生しない。そのため、チッピングを起点に樹脂102bが基板101から剥離するという状態が生じない。   After that, as shown in FIG. 5, the wafer lens 100 is cut, that is, diced along the cut line DX (step S18). Here, the cut line DX is set at a portion where the substrate 101, the first and second resin layers 102 and 103, and the metal oxide film 104 overlap, and is not set on the diaphragm 105. The film thicknesses of the resin layers 102 and 103 in the cut line DX are preferably 100 μm or less, more preferably 80 μm or less in order to further improve the dicing resistance. The wafer lens 100 is cut into a quadrangular prism shape and becomes a compound lens 200. Since both the resin 102b of the first and second resin layers 102 and 103 and the metal oxide film 104 have flexibility, rapid stress release and brittle fracture (chipping) of the resin 102b do not occur during cutting. Therefore, the state where the resin 102b is peeled off from the substrate 101 starting from chipping does not occur.

以上説明した光学素子集合体等によれば、基板101と、リフロー耐性が劣化しない範囲で架橋密度を下げて柔軟性を付与した第1及び第2樹脂層102,103の樹脂102bとの間に、樹脂の内部応力を緩和可能でそれ自体低応力かつ低膜密度の金属酸化物膜104を設けている。これにより、基板101と第1及び第2樹脂層102,103とが重なる部分、すなわちカットラインDXを切断する際に、切断面のチッピング(欠け)及び切断時の応力に起因する第1及び第2樹脂層102,103の剥離や、基板101の界面破壊が発生することを防ぎ、ダイシング耐性を向上させることができる。結果として、その後のリフロー工程において、基板101から第1及び第2樹脂層102,103が剥離せず、光学素子の信頼性を向上させることができる。つまり、樹脂102bの柔軟性と、樹脂102bの下地となる金属酸化物膜104の柔軟性とを確保することにより、光学素子である複合レンズ200をリフロー工程のような高温下にさらしても第1及び第2樹脂層102,103が剥離せず、複合レンズ200の信頼性を改善させることができる。   According to the optical element assembly or the like described above, between the substrate 101 and the resin 102b of the first and second resin layers 102 and 103 that have been given flexibility by reducing the crosslink density within a range where the reflow resistance does not deteriorate. The metal oxide film 104, which can relieve the internal stress of the resin and has low stress and low film density, is provided. As a result, when the portion where the substrate 101 and the first and second resin layers 102 and 103 overlap, that is, when the cut line DX is cut, the first and second portions are caused by chipping (chips) of the cut surface and stress at the time of cutting. It is possible to prevent the two resin layers 102 and 103 from peeling and the interface destruction of the substrate 101 to occur, and to improve the dicing resistance. As a result, the first and second resin layers 102 and 103 do not peel from the substrate 101 in the subsequent reflow process, and the reliability of the optical element can be improved. In other words, by ensuring the flexibility of the resin 102b and the flexibility of the metal oxide film 104 serving as the base of the resin 102b, the composite lens 200, which is an optical element, is exposed to a high temperature such as a reflow process. The first and second resin layers 102 and 103 do not peel off, and the reliability of the compound lens 200 can be improved.

〔実施例1〕
以下、本発明の製造方法によって製造された複合レンズ200の評価試験の結果について説明する。
[Example 1]
Hereinafter, the result of the evaluation test of the compound lens 200 manufactured by the manufacturing method of the present invention will be described.

本実施例では、第1樹脂層102を形成するための樹脂102bとして、エポキシ系樹脂を用いた。具体的には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を用いた。また、光重合開始剤としてカチオン系光重合開始剤である芳香族スルフォニウム、又はジエチレントリアミンを用いた。樹脂102bの損失正接tanδの値は、樹脂材料に添加する粘度調整用のエポキシ系モノマーの使用割合を変化させることにより調整した。エポキシ系モノマーとして、具体的には、アリルグリシジルエーテル(単官能)、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル(2官能)、トリメチルプロパンポリグリシジルエーテル(3官能)を用いた。エポキシ系モノマーは、損失正接tanδを小さくする場合は3官能モノマーを多く、損失正接tanδを大きくする場合は単官能モノマーを多くするようにこれらの使用割合を変化させた。基板101としては、4インチ径で厚さ0.3mmの円形のガラス平板を用いた。そして、レンズ径が2mm、光軸OA上の厚みが0.35mmのレンズが9×9の81個マトリクス状に並ぶように、成形型を用いて成形した。ウェハーレンズ100の硬化工程(上記ステップS16に相当)は、室温下で水銀ランプを用いて20mWの強度で、600秒間UV光の照射を行った後、150℃で加熱を1時間行った。カットラインDXの膜厚は、樹脂を押し広げる際の圧力制御により調整される。ダイシング工程(上記ステップS18に相当)において、ダイシングには、ダイシングソーDAD3350(ディスコ社製)を用いた。ダイシングは、スピンドル回転数を13000/分、ブレード厚を0.1mm、カット速度を2.0mm/分とし、個片化後の複合レンズ200の一辺の長さが2.2mm、カットラインDXの幅が0.2mmとなるようにして行った。   In this embodiment, an epoxy resin is used as the resin 102b for forming the first resin layer 102. Specifically, bisphenol A type epoxy resin was used. Moreover, aromatic sulfonium which is a cationic photopolymerization initiator, or diethylenetriamine was used as a photopolymerization initiator. The value of the loss tangent tan δ of the resin 102b was adjusted by changing the proportion of the viscosity-adjusting epoxy monomer added to the resin material. Specifically, allyl glycidyl ether (monofunctional), neopentyl glycol diglycidyl ether (bifunctional), and trimethylpropane polyglycidyl ether (trifunctional) were used as the epoxy monomer. Epoxy monomers were used in such a manner that the amount of trifunctional monomers was increased when the loss tangent tan δ was decreased, and the amount of monofunctional monomers was increased when the loss tangent tan δ was increased. As the substrate 101, a circular glass flat plate having a diameter of 4 inches and a thickness of 0.3 mm was used. And it shape | molded using the shaping | molding die so that 81 lenses with a lens diameter of 2 mm and the thickness on optical axis OA may be arranged in a matrix form of 81 pieces of 9x9. In the curing process of wafer lens 100 (corresponding to step S16 above), UV light irradiation was performed at room temperature using a mercury lamp at an intensity of 20 mW for 600 seconds, followed by heating at 150 ° C. for 1 hour. The film thickness of the cut line DX is adjusted by pressure control when the resin is spread. In the dicing step (corresponding to step S18), dicing saw DAD3350 (manufactured by Disco Corporation) was used for dicing. In the dicing, the spindle rotation speed is 13000 / min, the blade thickness is 0.1 mm, the cutting speed is 2.0 mm / min, the length of one side of the compound lens 200 after singulation is 2.2 mm, and the cutting line DX is The width was 0.2 mm.

表1は、複合レンズ200と、比較例の複合レンズとを評価試験した結果を示したものである。評価試験は、ダイシング時における樹脂の剥離の有無(ダイシング耐性)、加熱における樹脂の剥離の有無(加熱後の信頼性)、温度サイクル試験(TC(Temperature Cycling)試験)における樹脂の剥離の有無(TC試験後の信頼性)によって行った。比較例は、基板上の金属酸化膜、樹脂層の条件を変更したものである。樹脂層の貯蔵弾性率E'及び損失弾性率E''は、直径8mm、厚さ1mmの測定用樹脂サンプルを作製し、これをパラレルプレートに挟み込み、粘度・粘弾性測定装置レオストレスRS6000(ハッケ社製)を用いて周波数1Hzの剪断歪みを与えながら、5℃/minの昇温温度で−5℃から75℃まで温度を変化させて、各温度における測定値をグラフにプロットし、その傾きから算出した。損失正接tanδは、算出された貯蔵弾性率E'と損失弾性率E''とを用いて、損失正接tanδ=損失弾性率E''/貯蔵弾性率E'の式から算出した。金属酸化物膜の膜密度は、X線回折装置MXP21(マックサイエンス社製)を用いて測定した。金属酸化物膜の圧縮応力は、平坦度測定機FT−900(ニデック社製)を用いて測定した。   Table 1 shows the results of an evaluation test of the composite lens 200 and the composite lens of the comparative example. The evaluation test includes the presence or absence of resin peeling during dicing (dicing resistance), the presence or absence of resin peeling during heating (reliability after heating), and the presence or absence of resin peeling during a temperature cycle test (TC (Temperature Cycling) test). (Reliability after TC test). In the comparative example, the conditions of the metal oxide film and the resin layer on the substrate are changed. For the storage elastic modulus E ′ and loss elastic modulus E ″ of the resin layer, a measurement resin sample having a diameter of 8 mm and a thickness of 1 mm is prepared, and this is sandwiched between parallel plates, and a viscosity / viscoelasticity measuring device Rheostress RS6000 (Hacke) The measured value at each temperature is plotted on a graph by changing the temperature from −5 ° C. to 75 ° C. at a temperature rising temperature of 5 ° C./min. Calculated from The loss tangent tan δ was calculated from the equation of loss tangent tan δ = loss elastic modulus E ″ / storage elastic modulus E ′ using the calculated storage elastic modulus E ′ and loss elastic modulus E ″. The film density of the metal oxide film was measured using an X-ray diffractometer MXP21 (manufactured by Mac Science). The compressive stress of the metal oxide film was measured using a flatness measuring machine FT-900 (manufactured by NIDEK).

ダイシング耐性における樹脂の剥離の有無の評価は、ダイシング後の複合レンズの平板部に対する樹脂層(第1レンズ要素)の剥離の有無について顕微鏡観察をして行った。   The evaluation of the presence or absence of peeling of the resin in the dicing resistance was performed by observing with a microscope the presence or absence of peeling of the resin layer (first lens element) on the flat plate portion of the compound lens after dicing.

加熱における樹脂の剥離の有無の評価は、125℃のオーブンで24時間加熱後の複合レンズの平板部に対する樹脂層(第1レンズ要素)の剥離の有無について顕微鏡観察をして行った。   The evaluation of the presence or absence of peeling of the resin during heating was carried out by microscopic observation of the presence or absence of peeling of the resin layer (first lens element) on the flat plate portion of the compound lens after being heated in an oven at 125 ° C. for 24 hours.

TC試験における樹脂の剥離の有無の評価は、85℃の状態及び−40℃の環境にそれぞれ30分間置くことを1サイクルとして、これを50サイクル繰り返し、複合レンズの平板部に対する樹脂層(第1レンズ要素)の剥離の有無について顕微鏡観察をして行った。   Evaluation of the presence or absence of peeling of the resin in the TC test was performed by placing each cycle in an 85 ° C. state and an environment of −40 ° C. for 30 minutes as one cycle, and this was repeated for 50 cycles. The presence or absence of peeling of the lens element was observed with a microscope.

以上の各試験において、個片化した複合レンズの状態を評価した。剥離、界面破壊が生じた複合レンズが全体の10%未満の場合に「◎」とし、10%以上30%未満の場合に「○」とし、30%以上50%未満の場合に「△」とし、50%以上の場合に「×」とした。ダイシング耐性の試験結果が「×」、すなわち不良となった場合は、信頼性の試験は行っていない。なお、「△」、「○」、「◎」の評価がダイシング耐性又は信頼性の許容範囲となる。   In each of the above tests, the state of the singulated compound lens was evaluated. “◎” when the composite lens with peeling or interface breakage is less than 10% of the whole, “◯” when it is 10% or more and less than 30%, and “△” when it is 30% or more and less than 50%. In the case of 50% or more, “x” was assigned. When the test result of the dicing resistance is “x”, that is, when it becomes defective, the reliability test is not performed. It should be noted that the evaluations of “Δ”, “◯”, and “◎” are allowable ranges of dicing resistance or reliability.

表1の金属酸化物膜は、(i)〜(iv)のいずれも蒸着法を用いて形成したが、蒸着法(iii)のみイオンアシストを用いた。具体的には、蒸着法(i)、(ii)、(iv)は、成膜時の酸素ガス圧を1.2×10−2Paにして、基板101側から順にTa、SiO、Ta、SiOの層を形成した。蒸着法(i)では、成膜温度250℃でTaとSiOとを蒸着した。この場合、形成された金属酸化物膜の膜厚は46nmであった。この金属酸化物膜は赤外線反射機能を有していない。蒸着法(ii)では、成膜温度300℃でTaとSiOとを蒸着した。この場合、形成された金属酸化物膜の膜厚は48nmであった。この金属酸化物膜は赤外線反射機能を有していない。蒸着法(iv)では、成膜温度280℃でTaとSiOとを蒸着した。この場合、形成された金属酸化物膜の膜厚は50nmであった。この金属酸化物膜は赤外線反射機能を有する。一方、蒸着法(iii)は、成膜時の酸素ガス圧を2.0×10−2Paにして、基板101側からTiO、SiO、TiO、SiOの層を形成し、イオンビーム時に酸素60sccm、アルゴンを20sccmを導入した。蒸着法(iii)では、成膜温度120℃でTiOとSiOとを蒸着した。この場合、形成された金属酸化物膜の膜厚は56nmであった。この金属酸化物膜は赤外線反射機能を有していない。 The metal oxide films in Table 1 were formed using the vapor deposition method in any of (i) to (iv), but ion assist was used only for the vapor deposition method (iii). Specifically, in the vapor deposition methods (i), (ii), and (iv), the oxygen gas pressure during film formation is set to 1.2 × 10 −2 Pa, and Ta 2 O 5 , SiO in order from the substrate 101 side. 2 , Ta 2 O 5 and SiO 2 layers were formed. In the vapor deposition method (i), Ta 2 O 5 and SiO 2 were vapor-deposited at a film forming temperature of 250 ° C. In this case, the thickness of the formed metal oxide film was 46 nm. This metal oxide film does not have an infrared reflection function. In the vapor deposition method (ii), Ta 2 O 5 and SiO 2 were vapor-deposited at a film forming temperature of 300 ° C. In this case, the thickness of the formed metal oxide film was 48 nm. This metal oxide film does not have an infrared reflection function. In the vapor deposition method (iv), Ta 2 O 5 and SiO 2 were vapor-deposited at a film forming temperature of 280 ° C. In this case, the thickness of the formed metal oxide film was 50 nm. This metal oxide film has an infrared reflection function. On the other hand, in the vapor deposition method (iii), the oxygen gas pressure at the time of film formation is set to 2.0 × 10 −2 Pa, and a layer of TiO 2 , SiO 2 , TiO 2 , SiO 2 is formed from the substrate 101 side. Oxygen 60 sccm and argon 20 sccm were introduced during the beam. In the vapor deposition method (iii), TiO 2 and SiO 2 were vapor-deposited at a film forming temperature of 120 ° C. In this case, the thickness of the formed metal oxide film was 56 nm. This metal oxide film does not have an infrared reflection function.

Figure 2013003542
表1に示すように、サンプル3、4、6、9、10、12、13、16、17、19、20は、樹脂の損失正接が0.30以上0.50以下であり、金属酸化物膜の膜密度が1.5g/cm以上2.0g/cm以下であり、カットラインDX(樹脂の切断される部分)の膜厚が80μm以下の条件を満たした。この場合、複合レンズは、各試験において許容範囲となる結果となった。このうちサンプル3、6、9、12、16、19は、樹脂の25℃における貯蔵弾性率が2GPa以上3GPa以下であり、金属酸化物膜の圧縮応力が90MPa以上150MPa以下の条件も満たした。この場合、複合レンズは、各試験において比較的良好な結果となった。
Figure 2013003542
As shown in Table 1, Samples 3, 4, 6, 9, 10, 12, 13, 16, 17, 19, and 20 have a loss tangent of the resin of 0.30 to 0.50, and the metal oxide The film density of the film was 1.5 g / cm 3 or more and 2.0 g / cm 3 or less, and the film thickness of the cut line DX (part where the resin was cut) satisfied the condition of 80 μm or less. In this case, the composite lens resulted in an acceptable range in each test. Samples 3, 6, 9, 12, 16, and 19 among them had a storage elastic modulus at 25 ° C. of 2 GPa or more and 3 GPa or less, and a metal oxide film had a compressive stress of 90 MPa or more and 150 MPa or less. In this case, the compound lens gave relatively good results in each test.

一方、サンプル2、8、15のように、基板上に金属酸化物膜を設けない場合、ダイシング耐性が不良となった。サンプル1、7、14は、樹脂の損失正接が0.30以上0.50以下の条件を満たさず、各試験のいずれかにおいて評価が不良となった。また、サンプル5、11、18は、金属酸化物膜の圧縮応力が90MPa以上150MPa以下の条件を満たさず、各試験のいずれかにおいて評価が不良となった。   On the other hand, when no metal oxide film was provided on the substrate as in Samples 2, 8, and 15, dicing resistance was poor. In Samples 1, 7, and 14, the loss tangent of the resin did not satisfy the condition of 0.30 or more and 0.50 or less, and the evaluation was poor in any of the tests. Samples 5, 11, and 18 did not satisfy the condition that the compressive stress of the metal oxide film was 90 MPa or more and 150 MPa or less, and the evaluation was poor in any of the tests.

以上、本実施形態に係る光学素子集合体等について説明したが、本発明に係る光学素子集合体等は上記のものには限られない。例えば、上記実施形態において、第1及び第2光学面11d,12dの形状、大きさは、用途や機能に応じて適宜変更することができる。   The optical element assembly according to the present embodiment has been described above, but the optical element assembly according to the present invention is not limited to the above. For example, in the above embodiment, the shapes and sizes of the first and second optical surfaces 11d and 12d can be changed as appropriate according to the application and function.

また、上記実施形態において、第1及び第2樹脂層102,103を基板101の全面に形成したが、第1及び第2樹脂層102,103を基板101の全面に形成せずに、例えば、第1及び第2レンズ要素11,12とこれに隣接する第1及び第2レンズ要素11,12との間が一部樹脂で繋がっていてもよい。   In the above embodiment, the first and second resin layers 102 and 103 are formed on the entire surface of the substrate 101. However, without forming the first and second resin layers 102 and 103 on the entire surface of the substrate 101, for example, The first and second lens elements 11 and 12 and the first and second lens elements 11 and 12 adjacent thereto may be partially connected with resin.

また、上記実施形態において、ウェハーレンズ100は、円盤状である必要はなく、楕円形等の各種輪郭を有するものとできる。例えばウェハーレンズ100を当初から四角板状に成形することで、ダイシング工程を簡略化することができる。   Moreover, in the said embodiment, the wafer lens 100 does not need to be disk shape, but can have various outlines, such as an ellipse. For example, the dicing process can be simplified by forming the wafer lens 100 into a square plate shape from the beginning.

また、上記実施形態において、ウェハーレンズ100内に形成される第1及び第2レンズ要素11,12の数も、図示の9つに限らず、2つ以上の複数とすることができる。この際、第1及び第2レンズ要素11,12の配置は、ダイシングの都合から格子点上が望ましい。さらに、隣接するレンズ要素11,12の間隔も、図示のものに限らず、加工性等を考慮して適宜設定することができる。   Moreover, in the said embodiment, the number of the 1st and 2nd lens elements 11 and 12 formed in the wafer lens 100 is not restricted to nine of illustration, It can also be made into two or more plurality. At this time, the arrangement of the first and second lens elements 11 and 12 is preferably on a lattice point for convenience of dicing. Further, the interval between the adjacent lens elements 11 and 12 is not limited to the illustrated one, and can be set as appropriate in consideration of workability and the like.

また、上記実施形態において、ウェハーレンズ100ではなく、第1及び第2レンズ要素11,12の数が1つである成形品を成形してもよい。この場合、複合レンズ200は、ウェハーレンズ100から切り出されるのではなく、第1及び第2フランジ部11b,12bの外形に沿って切断される。   Moreover, in the said embodiment, you may shape | mold the molded article which is not the wafer lens 100 but the number of the 1st and 2nd lens elements 11 and 12 is one. In this case, the compound lens 200 is not cut out from the wafer lens 100, but is cut along the outer shapes of the first and second flange portions 11b and 12b.

また、上記実施形態において、サブマスター型40の第2転写面43に樹脂を塗布したが、基板101の一方の面101a及び他方の面101bに樹脂を塗布してもよい。   Moreover, in the said embodiment, although resin was apply | coated to the 2nd transfer surface 43 of the submaster type | mold 40, you may apply | coat resin to the one surface 101a and the other surface 101b of the board | substrate 101. FIG.

また、上記実施形態において、基板101の一方の面101a及び他方の面101bに予めカップリング剤を塗布してもよい。また、マスター型30の第1転写面31に予め離型剤を塗布してもよい。   Moreover, in the said embodiment, you may apply | coat a coupling agent to the one surface 101a and the other surface 101b of the board | substrate 101 previously. Further, a release agent may be applied in advance to the first transfer surface 31 of the master mold 30.

また、上記実施形態において、ウェハーレンズ100の基板101の一方の面101a又は他方の面101bにのみ樹脂層を設けてもよい。   Moreover, in the said embodiment, you may provide a resin layer only in the one surface 101a of the board | substrate 101 of the wafer lens 100, or the other surface 101b.

また、上記実施形態において、切断予定部分AR1に絞り105の絞り本体105aを設けていないが、ウェハーレンズ100の切断時に第1及び第2樹脂層102,103等に影響を与えなければ、設けてもよい。   Further, in the above embodiment, the stop body 105a of the stop 105 is not provided in the planned cutting portion AR1, but it is provided if it does not affect the first and second resin layers 102, 103 and the like when the wafer lens 100 is cut. Also good.

また、上記実施形態において、金属酸化物膜104は、赤外線反射膜であるとしたが、反射防止膜であってもよい。   In the above embodiment, the metal oxide film 104 is an infrared reflection film, but may be an antireflection film.

11,12…レンズ要素、 11a,12a…レンズ本体、 11b,12b…フランジ部、 11d,12d…光学面、 11g,12g…フランジ面、 13…平板部、 30…マスター型、 31a,43a…光学転写面、 31b,43b…フランジ転写面、 40…サブマスター型、 41…サブマスター成形部、 41b…樹脂材料、 42…サブマスター基板、 60…真空装置、 100…ウェハーレンズ、 101…基板、 102,103…樹脂層、 102b…樹脂、 104…金属酸化物膜、 105…絞り、 200…複合レンズ、 OA…光軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 12 ... Lens element, 11a, 12a ... Lens main body, 11b, 12b ... Flange part, 11d, 12d ... Optical surface, 11g, 12g ... Flange surface, 13 ... Flat plate part, 30 ... Master type | mold, 31a, 43a ... Optical Transfer surface, 31b, 43b ... Flange transfer surface, 40 ... Submaster mold, 41 ... Submaster molding part, 41b ... Resin material, 42 ... Submaster substrate, 60 ... Vacuum device, 100 ... Wafer lens, 101 ... Substrate, 102 , 103 ... Resin layer, 102 b ... Resin, 104 ... Metal oxide film, 105 ... Aperture, 200 ... Compound lens, OA ... Optical axis

Claims (10)

基板と、
前記基板の少なくとも一方の面上に設けられる金属酸化物膜と、
前記金属酸化物膜上に設けられ互いに樹脂で繋がった複数のレンズ部を有する樹脂層と、
を備え、
前記樹脂層の貯蔵弾性率E'と、前記樹脂層の損失弾性率E"との比E"/E'で表される、前記樹脂層の損失正接は、0.30以上0.50以下であり、
前記金属酸化物膜の膜密度は、1.5g/cm以上2.0g/cm以下であることを特徴とする光学素子集合体。
A substrate,
A metal oxide film provided on at least one surface of the substrate;
A resin layer having a plurality of lens portions provided on the metal oxide film and connected to each other by a resin;
With
The loss tangent of the resin layer represented by a ratio E ″ / E ′ between the storage elastic modulus E ′ of the resin layer and the loss elastic modulus E ″ of the resin layer is 0.30 or more and 0.50 or less. Yes,
The optical element assembly, wherein the metal oxide film has a film density of 1.5 g / cm 3 or more and 2.0 g / cm 3 or less.
前記樹脂層の25℃における貯蔵弾性率は、2GPa以上3GPa以下であることを特徴とする請求項1に記載の光学素子集合体。   The optical element assembly according to claim 1, wherein the storage elastic modulus of the resin layer at 25 ° C is 2 GPa or more and 3 GPa or less. 前記金属酸化物膜の圧縮応力は、90MPa以上150MPa以下であることを特徴とする請求項1及び2のいずれか一項に記載の光学素子集合体。   The optical element assembly according to any one of claims 1 and 2, wherein the compressive stress of the metal oxide film is 90 MPa or more and 150 MPa or less. 前記樹脂層の切断される部分の膜厚は、100μm以下であることを特徴とする請求項1から3までのいずれか一項に記載の光学素子集合体。   4. The optical element assembly according to claim 1, wherein a thickness of a portion of the resin layer to be cut is 100 μm or less. 5. 前記金属酸化物膜は、赤外線反射膜及び反射防止膜のいずれか一方であることを特徴とする請求項1から4までのいずれか一項に記載の光学素子集合体。   5. The optical element assembly according to claim 1, wherein the metal oxide film is one of an infrared reflection film and an antireflection film. 前記樹脂層は、前記基板の少なくとも一方の面の全面に形成されていることを特徴とする請求項1から5までのいずれか一項に記載の光学素子集合体。   The optical element assembly according to any one of claims 1 to 5, wherein the resin layer is formed on the entire surface of at least one surface of the substrate. 請求項1から6までのいずれか一項に記載の光学素子集合体をダイシングして複数のレンズ部を個片化することにより得られることを特徴とする光学素子。   An optical element obtained by dicing the optical element assembly according to any one of claims 1 to 6 to separate a plurality of lens portions. 基板の少なくとも一方の面上に金属酸化物膜を形成する膜形成工程と、
前記膜形成工程後、前記金属酸化膜上に互いに樹脂で繋がった複数のレンズ部を有する樹脂層を形成する樹脂成形工程と、
を備え、
前記樹脂層の損失正接が0.30以上0.50以下であり、
前記金属酸化物膜の膜密度が1.5g/cm以上2.0g/cm以下であることを特徴とする光学素子集合体の製造方法。
A film forming step of forming a metal oxide film on at least one surface of the substrate;
After the film formation step, a resin molding step of forming a resin layer having a plurality of lens portions connected to each other by a resin on the metal oxide film,
With
The loss tangent of the resin layer is 0.30 or more and 0.50 or less,
The method for producing an optical element assembly, wherein the metal oxide film has a film density of 1.5 g / cm 3 or more and 2.0 g / cm 3 or less.
前記金属酸化物膜は、真空蒸着及びスパッタリングのいずれかによって形成されることを特徴とする請求項8に記載の光学素子集合体の製造方法。   The method of manufacturing an optical element assembly according to claim 8, wherein the metal oxide film is formed by one of vacuum deposition and sputtering. 請求項9及び10のいずれか一項に記載の光学素子集合体の製造方法によって得られた光学素子集合体を、複数のレンズ部毎に前記基板及び前記樹脂層を切断する切断工程を備えることを特徴とする光学素子の製造方法。   An optical element assembly obtained by the method for manufacturing an optical element assembly according to any one of claims 9 and 10, comprising a cutting step of cutting the substrate and the resin layer for each of a plurality of lens portions. A method for producing an optical element characterized by the above.
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