光学元件、电子模块以及电子模块的制造方法

文档序号:3696038阅读:106来源:国知局

专利名称::光学元件、电子模块以及电子模块的制造方法
技术领域
:本发明涉及光学元件,尤其涉及可应对回流(y7口一,Reflow)处理的光学元件、电子模块以及电子模块的制造方法。
背景技术
:以往,作为可用于银盐相机、数码相机等摄像光学系统、光拾取装置用光学系统等的光学元件,已知有玻璃制造的光学元件和塑料制造的光学元件。塑料制光学元件因成形性良好、可以以低成本制造,故被优选使用。通常,作为摄像光学系统、光拾取装置用光学系统的光学材料,可以使用聚烯烃等热塑性树脂。另一方面,在电路基板上安装IC(IntegratedCircuits)芯片或其它电子部件时,预先在电路基板的特定位置涂布(浇灌)焊料糊,并在该位置上装载有电子部件的状态下将该电路基板供给焊料回流处理(加热处理),通过在该电路基板上安装电子部件的技术,开发了以低成本制造电子模块的技术(例i如,参考专利文献l)。近年来,在不仅在电路基板上安装电子部件还要在其上装载光学元件的状态下,作为与光学元件一体化了的光学模块,期望通过进行上述焊料回流处理,在光学模块的生产系统中进一步提高生产效率。当然,在利用引入了上述焊料回流处理的生产系统制造的光学模块中,仍然期望使用与高成本的玻璃制光学元件相比,可以以低成本制造的塑料制造的光学元件。但使用下述光学元件时存在的问题是回流处理产生的热导致变形,无法发挥光学元件的光学功能,所述光学元件是由使用常用的热塑性树脂制的光学材料制成的。在塑料材料中,作为耐热性比热塑性树脂高的材料已知有固化性树脂(例如,专利文献2中公开的固化性树脂)。根据专利文献2的、段的记载该固化性树脂对回流处理等热处理具有一定程度的耐性。但实际进行回流处理时,发现在回流处理前后光学元件的透射率发生了变化。若回流处理前后透射率发生了变化,则回流处理前的光学元件的光学性能不同于回流处理后的光学性能,这在例如用于摄像装置、光拾取装置的光学元件等要求高精度的情况下,有时会出现问题。专利文献1:特开2001-24320号公报专利文献2:特开2006-335894号/>报
发明内容'发明要解决的问题因此,本发明的主要目的在于提供一种光学元件,该光学元件可抑制回流处理前后透射率的变化,并且即使在回流处理后,也可以维持回流处理前的光学性能。进一步地,本发明的另一目的在于提供装载了该光学元件的电子模块以及电子模块的制造方法。解决问题的方法
技术领域
:本发明的第1实施方式涉及一种光学元件,该光学元件由包含固化性树脂材料和至少1种添加剂的光学材料制成,所述固化性树脂材料含有固化性树脂和固化剂,其中,上述光学材料在波长400nm处的透射率比未添加上述添加剂(不含有上述添加剂)的固化性树脂材料在波长400nm处的透射率低110°/。。"在波长400nm处的透射率"是指用3mm厚的平板测定的值。另外,在具有球面的透镜的情况下,测定透镜的透射率,将该值转换为用3mm厚的平板测定的值。本发明者们经过研究的结果发现,将以固化性树脂材料作为主要成分的光学元件供给回流处理等加热处理时,通过预先添加可降低固化性树脂材料的透射率的添加物,则可减小因加热处理所致的透射率变化。通过这样的技术方案,可以减小作为摄像装置等的光学装置实际使用时的透射率与成形时的光学元件之间的光学性能之差。在上述第1实施方式中,优选上述添加剂为磷类稳定剂。在上述第1实施方式中,优选上述固化性树脂为硅树脂、环氧树脂、具有金刚烷骨架的树脂、烯丙酯树脂或含有丙烯酸酯类的树脂。本发明的第2实施方式涉及一种电子模块,该电子模块是通过下述方法制得的在将上述第1实施方式所述的光学元件、以及至少装载有电子部件和焊料材料的电子基板组装在一起的状态下,加热到上述焊料材料发生熔化的温度,从而制得电子模块。本发明的第3实施方式涉及一种电子模块的制造方法,其包括下述步骤将上述第1实施方式所述的光学元件、以及至少装载有电子部件和焊料材料的电子基板组装在一起的步骤;将上述组装在一起的光学元件和上述电子基板加热到上述焊料材料发生熔化的温度的步骤。发明的效果按照本发明的上述实施方式,可提供光学元件、电子模块以及电子模块的制造方法,所述光学元件可抑制回流处理前后透射率的变化,即使在回流处理后也可维持回流处理前的光学性能(参考下述实施例)。.是示出本发明的优选实施方式中涉及的光学元件的简要构成的截面图。符号说明1光学元件具体实施例方式以下,参考附图对本发明的优选实施方式进行说明。如图1所示,光学^/f牛1发挥呈凸状的透镜的作用,直可应对电路基板和电子部件带焊料时的回流处理。光学元件l,主要是以固化性树脂作为主原料构成的,特别地,在所述固化性树脂添加了特定的添加剂,从而可抑制回流处理所致的透射率变化。本发明的光学元件透射率变化的测定是通过测定在400nm波长时的透射率来进行的。具体地,可制作3mm厚的成形物,并使用日立制U4100进行测定。在比较热处理前后的光学元件透射率的变化时,将光学元件投入260。C的炉中,3分钟后取出,用上述方法测定加热处理前后的透射率。在光学元件为具有折射能力的透镜的情况下,测定透射率时,将两片透镜的出射面彼此重叠在一起,制作平行光进行测定,通过这样的操作可换算为3mm厚的成形板的透射率。首先对(1)固化性树脂和(2)添加剂的种类等进行说明,随后就(3)可添加的固化剂的种类等以及(4)光学元件的制造方法进行说明。(l)固化性树脂固化性树脂是通过紫外线或电子射线照射、加热处理中的任何操作而发生固化的树脂,且通过固化可形成透明的树脂组合物。本发明使用的固化性树脂中添加了下述本发明所用的添加剂,添加该添加剂后的光学材料对.400nm的光的透射率比添加剂添加前的固化性树脂材料的透射率低110%。作为该固化性树脂,主要可使用下述所列种类的树脂。(1.1)环氧树脂可使用3,4-环氧基环己基曱基3'-4'-环己基羧酸酯等脂环式环氧树脂(参考国际公开第2004/031257号小册子),此外,还可使用含有螺环的环氧树脂或链状脂肪族环氧树脂等。(1.2)具有金刚烷骨架的固化性树脂可以使用2-烷基-2_金刚烷基(曱基)丙烯酸酯(参考特开200厶193883号公报)、3,3'-二烷氧基羰基-1,1'二金刚烷(参考特开2001-253835号公报)、l,l'-二金刚烷化合物(参考美国专利第3342880号说明书)、四金刚烷(参考特开2006-169177号公报)、2-烷基-2-羟基金刚烷、2-烷撑金刚烷、1,3-金刚烷二羧酸二叔丁酯等不含有芳香环而含有金刚烷骨架的固化性树脂(参考特开2001-322950号公报)、二(羟基苯基)金刚烷类或二(环氧丙氧基苯基)金刚烷(参考特开平11-35522号公报、特开平10-130371号公报)等。(1.3)含有烯丙酯类化合物的树脂可优选使用不含芳香环且含有溴的(曱基)烯丙酯(参考特开2003-66201号公报)、(曱基)丙烯酸烯丙酯(参考特开平5-2868%号公报)、烯丙酯树脂(参考特开平5-286896号公报、特开2003-66201号公报)、丙烯酸酯与含有环氧基的不饱和化合物的共聚化合物(参考特开2003-128725号公报)、丙烯酸酯(7夕U^—卜)化合物(参考特开2003-147072号公报)、丙烯酸酯(7夕Ii^工7X/W化合物(参考特开2005-2064号公报)等。(1.4)含有丙烯酸酯类的树脂可优选使用含有曱基丙烯酸酯、丙烯酸酯单体的固化性树脂等。例如,曱基丙烯酸曱酯、曱基丙烯酸乙酯、曱基丙烯酸丙酯、曱基丙烯酸正丁酯、曱基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、曱基丙烯酸月桂酯、曱基丙烯酸十八烷基酯、曱基丙烯酸环己酯、曱基丙烯酸曱基环己酯、曱基丙烯酸异水片酯(乂夕夕!i少酸^乂求少二,)、曱基丙烯酸三环癸酯、曱基丙烯酸金刚烷基酯、曱基丙烯酸2-羟基乙酯、曱基丙烯酸2-羟基丙酯、曱基丙烯酸苯酯、曱基丙烯酸千酯、曱基丙烯酸四氬糠酯、曱基丙烯酸缩水甘油酯、曱基丙烯酸环己酯、曱基丙烯酸异水片酯(乂夕夕y/k酸Y乂求二/k)、丙烯酸曱酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、一缩二乙二醇乙基醚丙烯酸酯(7夕u^酸、:^工于k乂夕、'Un—/P工卜斧^k一卜)、丙烯酸正十八烷基酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸四氢化糠酯等。(2)添加剂作为本发明的添加剂,只要可使固化性树脂材料的透射率降低1~10%即可,没有特别限制,优选使用选自磷类稳定剂中的至少1种添加剂。作为优选的磷类稳定剂,只要是通常树脂工业中常用的稳定剂即可,没有特别限制,可以列举例如,亚磷酸三苯酯(卜li7工二/P求777一卜)、亚磷酸二苯基异癸基酯、亚磷酸苯基二异癸基酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三(二壬基苯基)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、10-(3,5-二叔丁基-4-羟基节基)-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物等单亚磷酸酯类化合物;4,4'-丁叉-双(3-曱基-6叔丁基苯基-二(十三烷基)亚磷酸酯)、4,4'异丙叉-双(苯基二烷基(C12C15)亚磷酸酯)等二亚磷酸酯类化合物等。其中,优选单亚磷酸酯类化合物,特别优选亚磷酸三(壬基苯基)S旨、亚磷酸三(二壬基苯基)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯等。(3)固化剂固化剂,使用的是构成固化性树脂材料时使用的固化剂,没有特别限制。需要说明的是,在本发明中,对固化性树脂材料和添加了添加剂后的光学材料的透射率进行比较时,固化剂不包括在添加剂内。作为固化剂,可优选使用酸酐固化剂、酚固化剂等。作为酸酐固化剂的具体例,可以列举,邻苯二甲酸酐、马来酸酐、偏苯三酸酐、均苯四酸酐、六氢化邻苯二曱酸酐、3-曱基-六氢化邻苯二曱酸酐、4-曱基-六氢化邻苯二曱酸酐、或者3—曱基-六氢化邻苯二曱酸酐和4-曱基-六氢化邻苯二曱酸酐的混合物、四氢化邻苯二甲酸酐、纳迪克酸酐(無水于^、;/夕酸)、甲基纳迪克酸酐等。此外,视需要还可含有固化促进剂。作为固化促进剂,只要固化性良好、不发生着色、不影响热固化性树脂的透明性即可,没有特别限制,例如,可以使用2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ)等咪唑类、叔胺、季铵盐、二氮杂双环十一碳烯等双环式脒类及其衍生物、膦、锛盐等,这些固化促进剂可单独使用1种、也可将2种以上组合使用。另外,还可适当使用有机过氧化物作为固化剂,具体地,优选日本油月旨(抹)制的商品名为PERHEXHC、PERHEXV、PERHEX25B、PERBUTYLP、PERHEXYLD、PEROYLTCP、PEROYLL、PEROCTAO、PERBUTYLO、PERBUTYLL、PERBUTYL355、PERHEXYLI、PERBUTYLE等作为固化剂,但并不限于这些固化剂。(4)光学元件的制造方法适当制备上述各物质,成型该制备产物(树脂组合物)。在该成型步骤中,通过用光、热来固化经上述制备步骤所得的树脂组合物中的固化性树脂,使树脂组合物成型为特定的形状,则可制造本发明的光学元件。具体地,固化性树脂为紫外线、电子射线固化性树脂时,可将树脂组合物填充到透光性的特定形状的模具等中、或者涂布于基板上后,照射紫外线以及电子射线使其固化。另一方面,固化性树脂为热固化性树脂时,可通过压缩成型、传递模塑成型、注射成型等进行固化成型。另外,制造呈片状、膜状的光学元件(例如起偏器)时,优选适当使用经可见光、紫外线以及电子射线等活性能量射线固化的"光固化性树脂,,作为固化性树脂。在这种情况下,将树脂组合物填充于透光性的特定形状的模具等中、或者涂布于基板上后,用可见光、紫外线以及电子射线等活性能量射线照射该树脂组合物,使该树脂组合物中的光固化性树脂固化,将该树脂组合物成型为特定的形状。需要说明的是,制造光学面呈球面或非球面形状、光学面上具有微细结构的光学元件(例如物镜)的情况下,优选适当使用通过热而固化的"热固化性树脂"作为固化性树脂。实施例(l)试样的制备(l.l)i式冲羊1的制备使用信越化学抹式会社制造的硅树脂LPS-L-500的A液作为树脂A,在厚度为lmm的状态下于150。C固化1小时,再在150°C固化2小时,制备试样1。(1.2)试样2的制备在试样1的树脂A中混合亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯0.3%作为添加剂A,除此之外,按照与试样1同样的方法制备试样2。(1.3)试样3的制备在试样2的制备方法中,添加相同量的下述添加剂B代替添加剂A,除此之外按照与试样1同样的方法制备试样3。添加剂B:亚磷酸三(二壬基苯基)酉旨(1.4)试样4的制备在试样2的制备方法中,添加相同量的下述添加剂C代替添加剂A,除此之外按照与试样1同样的方法制备试样4。添加剂C:十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯(1.5)试样5的制备在试样2的制备方法中,添加相同量的下述添加剂D代替添加剂A,除此之外按照与试样1同样的方法制备试样5。添加剂D:3,3-硫联二丙酸二(十八烷基)酉旨(1.6)试样6的制备在试样2的制备方法中,添加相同量的下述添加剂E代替添加剂A,除此之外按照与试样1同样的方法制备试样6。添加剂E:二(2,2,6,6-四曱基-4-哌啶基)琥珀酸酯(1.7)试样7的制备以大赛璐抹式会社制造的含有芳香族的环氧树脂作为树脂B,向其中添加与树脂b等质量的邻苯二曱酸酐,在厚度为lmm的状态下于150°C固化l小时,再在15(TC固化2小时,制备试样7。(1.8)试样8的制备在试样7的树脂B中混合0.3%量的添加剂A,除此之外,按照与试样7同样的方法制备试样8。G.9)试样9的制备使用按照特开2002-193883号所述方法制备的2-烷基-2-金刚烷基(曱基)丙烯酸酯作为树脂C代替树脂A,作为固化剂,使用1%的日本油脂制的PERBUTYLO,除此之外,按照与试样1同样的方法制备试样9。(I.IO)试样10的制备在试样9的树脂C中混合0.3%添加剂A,除此之外,按照与试样9同样的方法制备试样10。(1.11)试样11的制备使用昭和电工株式会社制造的烯丙酯树脂BA901作为树脂D代替树脂A,作为固化剂,使用1%日本油脂制的PERBUTYLO,除此之外,按照与试样1同样的方法制备试样11。(1.12)试样12的制备在试样11的树脂D中混合0.3%添加剂A,除此之外,按照与试样11同样的方法制备试样12。(2)各试样的评价(各试样透射率的测定)使用透射率测定计(日立制作所U-4100)测定各试样112对400nm的光的透射率。其测定结果如下表1所示。对于在固化性树脂中添加了添加剂的试样2~6,8,10,12,还特别测定了添加剂添加前后对400nm的光的透射率的变化,并算出该透射单的变化值(透射率变化值-(添加前的透射率-添加后的透射率))。其计算出的结果如下表1所示。随后,对各试样112在260。C进行3分钟的热处理(加热处理),在该热处理后,用透射率测定计(日立制作所U-4100)测定各试样112对400nm的光的透射率。随后,算出热处理前的透射率(对于添加了添加剂后的试样,为添加后的透射率)与热处理后的透射率之间的变化(变化=(热处理前的透射率—热处理后的透射率))。其计算结果如下述表1所示。此外,在表l中,"热处理所致的透射率的变化(%)"项目中的"o"、"x"的基准如下所述。0:10%以内x:lP/o以上10[表l]<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>(3)小结表1所述结果显示,本发明的试样2、3、8、10、12通过在固化性树脂材料中添加添加剂使加热前的透射率降低,这些试样在加热前后透射率的变化^皮控制在10%以内。试样1、4~7、9、11中,添加剂未使加热前的固化性树脂材料的透射率降低110%、或者添加剂使其透射率降低量大于10%的在热处理后透射率变化很大,出现加热前后光学元件的光学性能大为不同的问题。综上所述,表明通过在本发明的固化性树脂中添加可降低对400nm的光的透射率的添加剂,可将在260。C加热3分钟所致的透射率降4氐值控制在10%以内,即使实际进行回流热处理步骤后,也不大损害加热前的光学功能,可发挥同样的光学功能。权利要求1.一种光学元件,该光学元件由包含固化性树脂材料和至少1种添加剂的光学材料制成,所述固化性树脂材料含有固化性树脂和固化剂,其中,上述光学材料在波长400nm处的透射率比未添加上述添加剂的固化性树脂材料在波长400nm处的透射率低1~10%。2.根据权利要求1所述的光学元件,其中,上述添加剂为磷类稳定剂。3.根据权利要求1或2所述的光学元件,其中,上述固化性树脂为硅树脂、环氧树脂、具有金刚烷骨架的树脂、烯丙酯树脂或含有丙烯酸酯类的树脂。4.一种电子模块,其通过下述方法制得在将权利要求1~3中任一项所述的光学元件、以及至少装载有电子部件和焊料材料的电子基板组装在一起的状态下,加热到上述焊料材料发生熔化的温度,从而制得电子模块。5.—种电子模块的制造方法,该方法包括下述步骤将权利要求1~3中任一项所述的光学元件、以及至少装载有电子部件和焊料材料的电子基板组装在一起;以及将上述组装在一起的光学元件和上述电子基板加热至上述焊料材料发生熔化的温度。全文摘要本发明提供可抑制回流处理所致光学元件透射率变化的光学元件、电子模块以及电子模块的制造方法。所述光学元件由包含固化性树脂材料和至少1种添加剂的光学材料制成,所述固化性树脂材料含有固化性树脂和固化剂,其中,上述光学材料在波长400nm处的透射率比未添加上述添加剂的固化性树脂材料在波长400nm处的透射率低1~10%。文档编号C08L101/00GK101605855SQ200880004218公开日2009年12月16日申请日期2008年1月18日优先权日2007年2月9日发明者本田美佳,村上修二,鹫巢贵志申请人:柯尼卡美能达精密光学株式会社
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