(57)【要約】【課題】接合面の面粗さや面積等に依存せず、組み立て精度を向上させつつ、強固な結合が可能な接合方法を提供すること。【解決手段】第１部材である光学素子１０の第１接合面１０ｃと第２部材である基板２０第２接合面２０ｃとの少なくとも一方を活性化状態にする活性化処理を行う表面活性化工程と、第１及び第２接合面１０ｃ，２０ｃを合わせた状態で加圧し水素結合によって光学素子１０及び基板２０を位置決めする位置決め工程と、位置決め工程における水素結合より強い結合処理によって第１及び第２接合面１０ｃ，２０ｃを接合する本固定工程と、を備え、表面活性化工程前における第１及び第２接合面１０ｃ，２０ｃの少なくとも一方の接合面の表面粗さは１ｎｍより大きい。【選択図】図３
2019038203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材の第２部材に対向する第１接合面と前記第２部材の前記第１部材に対向する第２接合面との少なくとも一方を活性化状態にする活性化処理を行う表面活性化工程と、
前記第１及び第２接合面を合わせた状態で加圧し水素結合によって前記第１及び第２部材を位置決め及び仮固定する位置決め工程と、
前記位置決め工程における前記水素結合より強い結合処理によって前記第１及び第２接合面を接合する本固定工程と、
を備え、
前記表面活性化工程前における前記第１及び第２接合面の少なくとも一方の接合面の表面粗さは１ｎｍより大きいことを特徴とする接合方法。
【請求項２】
前記第１及び第２部材の少なくとも一方の材料の弾性率が所定以下である場合、前記加圧の圧力を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
【請求項３】
前記加圧の圧力は、０．０５ＭＰａ以上１０ＭＰａ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接合方法。
【請求項４】
前記第１接合面と前記第２接合面とが接合する前記第１部材の第１接合部と前記第２部材の第２接合部との少なくとも一方の弾性率は、３０００ＭＰａ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接合方法。
【請求項５】
前記位置決め工程の環境温度は、１７０℃以下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接合方法。
【請求項６】
前記第１及び第２接合面の少なくとも一方は、シランカップリング剤を有する接着層を有す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接合方法。
【請求項７】
前記第１及び第２部材の少なくとも一方は、樹脂材料で形成されることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項８】
前記本固定工程において、加熱による脱水縮合を行うことを特徴とする請求項１から７までのいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項９】
前記本固定工程において、接着剤で接合することを特徴とする請求項１から８までのいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項１０】
前記本固定工程において、耐湿性の保護フィルムを有する粘着テープで接合することを特徴とする請求項１から９までのいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項１１】
前記位置決め工程と前記本固定工程との間に前記第１及び第２部材の配置を検査する検査工程を備えることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項１２】
第１部材と第２部材とを備える接合体の製造方法であって、
前記第１部材の前記第２部材に対向する第１接合面と前記第２部材の前記第１部材に対向する第２接合面との少なくとも一方を活性化状態にする活性化処理を行う表面活性化工程と、
前記第１及び第２接合面を合わせた状態で加圧し水素結合によって前記第１及び第２部材を位置決めする位置決め工程と、
前記位置決め工程における前記水素結合より強い結合処理によって前記第１及び第２接合面を接合する本固定工程と、
を備え、
前記表面活性化工程前における前記第１及び第２接合面の少なくとも一方の接合面の表面粗さは１ｎｍより大きいことを特徴とする接合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合体を構成する複数の部材の接合方法及び当該接合方法を用いた接合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ等の組み立てには接着剤が用いられている。しかしながら、高い精度を求められる製品においては、接着後の硬化収縮等による位置ずれ等に起因する寸法誤差が問題となる。この問題を解決するため、組み立て後の評価において、高い解像力での検査基準を設ける方法が考えられるが、接着剤は一度つけた後のやり直しができず、不良となる製品が多くなる。これにより、歩留まりが悪くなり、結果的にコストの増加を招くおそれがある。
【０００３】
ここで、基材の表面と部品の表面とにＤＮＡ一本鎖構造を担持させることで、両部材間に水素結合に基づいた接合を行う部品組み付け方法がある（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、特許文献１の方法は、水素結合単体での接合であるため、水分等により結合が弱まる可能性がある。
【０００４】
また、被接合物の接合面をプラズマ処理前半とプラズマ処理後半とで化学処理の強度を切り替えることで被接合物表面を親水化し、被接合物の表面同士を水素結合させた後に常温〜約２００℃でアニールリングを行う接合方法がある（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、特許文献２の方法では、高い面精度、及び高い硬度の材料で形成されたウェハー同士での接合を前提としているため、無加圧でも水素結合によってある程度の結合力で仮接合できるものの、面精度が悪い場合には仮接合の際の結合が弱くなり、アニーリングを行う前に位置ずれが生じるおそれがある。
【０００５】
また、被接合部材の一方にプラズマ重合体（有機物）を成膜し、当該被接合部材の両表面を親水化した後に加圧及び加熱することで高精度に接合を行う接合方法がある（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、加圧及び加熱により水素結合と脱水縮合とが同時に進むため、接合後には強固な結合となり、位置ずれが生じても位置決めをやり直すことができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２３７２９９号公報
【特許文献２】特開２００６−３３９３６３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１８４４９９号公報
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、接合面の面粗さや面積等に依存せず、組み立て精度を向上させつつ、強固な結合が可能な接合方法を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明は、上記接合方法を用いた接合体の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る接合方法は、第１部材の第２部材に対向する第１接合面と第２部材の第１部材に対向する第２接合面との少なくとも一方を活性化状態にする活性化処理を行う表面活性化工程と、第１及び第２接合面を合わせた状態で加圧し水素結合によって第１及び第２部材を位置決め及び仮固定する位置決め工程と、位置決め工程における水素結合より強い結合処理によって第１及び第２接合面を接合する本固定工程と、を備え、表面活性化工程前における第１及び第２接合面の少なくとも一方の接合面の表面粗さは１ｎｍより大きい。
【００１０】
上記接合方法によれば、位置決め工程での第１及び第２部材の水素結合による接合は水分等で外すことができる仮固定であるため、位置決めのやり直しを容易にすることができ、部材を再利用することができる。この位置決め時の仮固定は、部材の面精度が１ｎｍより大きくても行うことができる。また、位置決めをした状態で本固定をするため、位置決め時においては組み立て誤差の原因となる接着剤等の硬化収縮が生じず、本固定で生じうる硬化収縮の影響を低減でき、組み立て精度を向上させることができる。
【００１１】
本発明の具体的な態様又は観点では、上記接合方法において、第１及び第２部材の少なくとも一方の材料の弾性率が所定以下である場合、加圧の圧力を小さくする。この場合、位置決め時の加圧が最適なものとなり、部材に余分な負荷を与えず、かつ位置決めに十分な結合状態とすることができる。
【００１２】
本発明の別の態様では、加圧の圧力は、０．０５ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下である。この場合、部材に余分な負荷を与えず、かつ位置決めに十分な結合状態とすることができる。
【００１３】
本発明のさらに別の態様では、第１接合面と第２接合面とが接合する第１部材の第１接合部と第２部材の第２接合部との少なくとも一方の弾性率は、３０００ＭＰａ以下である。この場合、位置決め時の加圧力が比較的弱くても接合するため、部材に損傷を与えずに仮固定をすることができる。
【００１４】
本発明のさらに別の態様では、位置決め工程の環境温度は、１７０℃以下である。この場合、位置決め時に脱水縮合が起こらずに仮固定することができるため、位置決めし直す際に容易に結合状態を解除することができる。
【００１５】
本発明のさらに別の態様では、第１及び第２接合面の少なくとも一方は、シランカップリング剤を有する接着層を有する。第１及び第２部材の少なくとも一方が、水素結合が発現しにくいガラス等のセラミック材料である場合でも、本方法を適用することができる。
【００１６】
本発明のさらに別の態様では、第１及び第２部材の少なくとも一方は、樹脂材料で形成される。この場合、樹脂材料はプラズマ処理等により容易に水素結合を発現することができ、かつ当該結合を維持することができる。
【００１７】
本発明のさらに別の態様では、本固定工程において、加熱による脱水縮合を行う。この場合、本固定工程において、外部圧力をかけることなく本固定できるため、より高い寸法精度を出すことができる。
【００１８】
本発明のさらに別の態様では、本固定工程において、接着剤で接合する。この場合、材料の形状によらず、第１接合面と第２接合面との間に隙間があれば接合させることができ、また第１及び第２接合部材の接合部分の面積を増加させることで、容易に接合強度を上げることができる。
【００１９】
本発明のさらに別の態様では、本固定工程において、耐湿性の保護フィルムを有する粘着テープで接合する。この場合、接着剤等の硬化収縮にかかる時間は必要なく、また耐湿性のない水素結合を保護フィルムによって周囲環境から守ることにより、水素結合の接合強度を保つことができる。
【００２０】
本発明のさらに別の態様では、位置決め工程と本固定工程との間に第１及び第２部材の配置を検査する検査工程を備える。第１及び第２部材の配置が所期の設計通りである場合、位置決め工程後の仮固定された状態で次工程である本固定を精度良く行うことができる。一方、第１及び第２部材の配置が所期の設計とは異なる場合、第１及び第２部材は、水分等によって接合部の結合を解消し、再度表面活性化工程及び位置決め工程を行うことができる。これにより、歩留まり低下により生じるコスト増加を防ぐことができる。
【００２１】
上記課題を解決するため、本発明に係る接合体の製造方法は、第１部材と第２部材とを備える接合体の製造方法であって、第１部材の第２部材に対向する第１接合面と第２部材の第１部材に対向する第２接合面との少なくとも一方を活性化状態にする活性化処理を行う表面活性化工程と、第１及び第２接合面を合わせた状態で加圧し水素結合によって第１及び第２部材を位置決めする位置決め工程と、位置決め工程における水素結合より強い結合処理によって第１及び第２接合面を接合する本固定工程と、を備え、表面活性化工程前における第１及び第２接合面の少なくとも一方の接合面の表面粗さは１ｎｍより大きい。
【００２２】
上記接合体の製造方法によれば、位置決め工程での第１及び第２部材の水素結合による接合は水分等で外すことができる仮固定であるため、位置決めのやり直しを容易にすることができ、部材を再利用することができる。また、位置決めをした状態で本固定をするため、位置決め時においては組み立て誤差の原因となる接着剤等の硬化収縮が生じず、本固定で生じうる硬化収縮の影響を低減でき、組み立て精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（Ａ）は、第１実施形態の接合体を含む光源ユニットの断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す接合体の平面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｇ）は、接合体の製造方法を説明する図である。
【図３】接合体の製造方法を説明する図である。
【図４】（Ａ）は、第２実施形態の接合体を説明する断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す接合体の平面図である。
【図５】（Ａ）は、第３実施形態の接合体を説明する断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す接合体の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
〔第１実施形態〕
以下、図面を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る接合体の接合方法及び接合体の製造方法によって製造された接合体について説明する。図１（Ａ）及び１（Ｂ）に示すように、接合体１００は、第１部材である光学素子１０と第２部材である基板２０とを有する。光学素子１０と基板２０とは、基板２０が延びるＸＹ面に垂直なＺ軸方向に積み重ねられて接合されている。接合体１００は、例えば基板２０に発光素子２２を設けることにより、光源ユニット２００として利用することができる。接合体１００は、後述する２段階の接合工程（具体的には、位置決め工程及び本固定工程）を経て接合されている。
【００２５】
光学素子１０は、利用しようとする波長範囲の光を透過し得る光透過性を有する部材であり、例えば可視光領域の波長の光を透過する場合は透明の部材である。光学素子１０は、樹脂材料で形成されている。樹脂材料としては、例えば熱可塑性樹脂、エネルギー硬化性樹脂、２液硬化性樹脂等が用いられる。熱可塑性樹脂としては、例えばＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＣＯＣ（シクロオリフィンコポリマー）、ＰＭＭＡ（アクリル）、ＰＣ（ポリカーボネト）等が用いられる。エネルギー硬化性樹脂としては、例えば紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等が用いられる。２液硬化性樹脂としては、例えばエポキシ、シリコーン等が用いられる。光学素子１０は、光軸ＯＡ方向から見て四角形の輪郭を有する。光学素子１０は、レンズ要素１０ａと、レンズ要素１０ａを周囲から支持する支持部１０ｂとを有する。レンズ要素１０ａは、例えば両凸の非球面レンズであり、第１光学面１１ａと第２光学面１１ｂとを有する。支持部１０ｂは、平板状の平板部分１２ａと、平板部分１２ａから光軸ＯＡに平行に延びる一対の脚部分１２ｂとを有する。脚部分１２ｂは、光学素子１０と基板２０とを接合したい部分に対応して形成されている。図示の例では、脚部分１２ｂは、互いに平行な一対の細長い水平断面を有する四角柱状となっている。なお、脚部分１２ｂの配置及び形状は、支持部１０ｂの平板部分１２ａを基板２０に対して平行かつ安定して保てれば、適宜変更することができる。詳細は後述するが、光学素子１０と基板２０とは、位置決め時に仮固定した後に本固定することで強固に接合されている。光学素子１０は、例えば集光レンズとして用いられる。
【００２６】
基板２０は、透明で光透過性を有する板状部材であり、無機物であるガラスで形成されたガラス基板である。基板２０の第１面２０ａには、光学素子１０が接合されている。また、既に説明したように、図示の例では、基板２０の第２面２０ｂには、発光素子２２が設けられている。発光素子２２の中心は、光学素子１０の光軸ＯＡ上に配置される。発光素子２２としては、例えば有機ＥＬ素子やＬＥＤ素子等が用いられる。
【００２７】
光学素子１０の基板２０に対向する第１接合面１０ｃと基板２０の光学素子１０に対向する第２接合面２０ｃとの間には、シランカップリング剤（又はシラノール含有接着剤）を有する接着層３０が設けられている。
【００２８】
接合体１００の接合前において、第１接合面１０ｃと第２接合面２０ｃとの少なくとも一方の接合面の表面粗さは１ｎｍより大きい。第１接合面１０ｃと第２接合面２０ｃとが接合する光学素子（第１部材）１０の第１接合部１０ｄと基板（第２部材）２０の第２接合部２０ｄとの少なくとも一方の弾性率は、３０００ＭＰａ以下となっている。これにより、接合体１００の製造において、位置決め時の加圧力が比較的弱くても接合するため、部材に損傷を与えずに仮固定をすることができる。本実施形態では、第１部材である光学素子１０の弾性率が３０００ＭＰａ以下となっている。
【００２９】
以下、図２（Ａ）〜２（Ｇ）、及び図３を参照しつつ、接合体１００の製造方法について説明する。接合体１００の接合において、表面活性化工程と、位置決め工程と、検査工程と、本固定工程とが行われる。なお、図２（Ａ）〜２（Ｆ）は、主に光学素子１０の脚部分１２ｂ付近を拡大した図である。
【００３０】
〔第１及び第２部材の準備〕
まず、第１部材である光学素子１０を成形する（図３のステップＳ１１）。成形方法として、射出成形、型成形等が用いられる。また、第２部材である基板２０を準備する（図３のステップＳ１１）。
【００３１】
〔接着層の形成〕
図２（Ａ）及び２（Ｂ）に示すように、光学素子１０の第１接合面１０ｃ及び基板２０の第２接合面２０ｃの少なくとも一方に、シランカップリング剤（又はシラノール含有接着剤）を有する接着層３０を設ける（図３のステップＳ１２）。これにより、基板２０のような水素結合が発現しにくいガラス等のセラミック材料に対しても後述する接合方法を適用することができる。
【００３２】
〔表面活性化〕
図２（Ｃ）及び２（Ｄ）に示すように、第１及び第２接合面１０ｃ，２０ｃの少なくとも一方を活性化状態にする活性化処理を行う（図３のステップＳ１３）。活性化状態とは、部材の材料表面の元素にＯＨ基（水酸基）、ＣＨＯ基（アルデヒド基）等の極性基が接続された状態をいう。活性化処理として、具体的には、コロナ処理、プラズマ処理、オゾン処理、及び紫外線（ＵＶ）処理等を行い、材料にエネルギーを与えることで、上記活性化状態を引き起こす。図２（Ｃ）及び２（Ｄ）に示すように、活性化処理は、光学素子１０の脚部分１２ｂの端面１２ｃ及び基板２０の第１面２０ａに対して一部又は全体に施される。これにより、光学素子１０側及び基板２０側の接着層３０の表面ＳＳ１，ＳＳ２がそれぞれ活性化される。活性化処理は、好ましくは、大気中において常温で行うことができる。ここで、常温とは、２０℃±１５℃を意味する。
【００３３】
なお、接合体１００を光源ユニット２００の用途で用いる場合には、基板２０の第２面２０ｂに発光素子２２を取り付けることが考えられる。この場合、上記処理を行う前に発光素子２２を基板２０に取り付けておくことが好ましい。
【００３４】
光学素子１０が樹脂材料で形成されることにより、樹脂材料はプラズマ処理等により容易に水素結合を発現することができ、かつ当該結合を維持することができる。水素結合は、ＯＨ基同士等に代表される極性基が互いに引き合う弱い接合である。
【００３５】
〔位置決め〕
次に、第１及び第２接合面１０ｃ，２０ｃを合わせた状態で加圧し水素結合によって光学素子１０及び基板２０を位置決め及び仮固定する位置決め工程を行う（図３のステップＳ１４）。位置決め工程の環境温度は、１７０℃以下となっている。この場合、位置決め時に脱水縮合が起こらずに仮固定することができるため、位置決めし直す際に容易に結合状態を解除することができる。なお、位置決め工程において、１７０℃以下（特に、１００℃以上１７０℃以下）での作業の際には、脱水縮合が起こらない時間を設定することが望ましい。
【００３６】
まず、図２（Ｅ）に示すように、光学素子１０側の第１接合面１０ｃと基板２０側の第２接合面２０ｃとを対向させ、第１及び第２接合面１０ｃ，２０ｃの表面を活性化させた状態を維持しつつ、光学素子１０と基板２０とを隙間をあけた状態で接合位置に配置する。位置決めの際の光学素子１０と基板２０との間隔は、１００ｎｍ以上であることが好ましい。また、位置決めにおいて、光学素子１０及び基板２０のいずれか一方を移動させてもよいし、両者を相対的に移動させてもよい。光学素子１０及び基板２０には、例えば位置決めのマークが設けられており、マーク位置を合わせることで位置決めを行う。また、光学素子１０と基板２０とに位置決め基準となる突き当て部を設ければ、当該突き当て部を突き当てることで位置決めすることもできる。
【００３７】
位置決め後、図２（Ｆ）に示すように、第１及び第２接合面１０ｃ，２０ｃを活性化させた状態で、光学素子１０と基板２０とを当接させ接合させる。なお、当接の際には、所定以上の圧力で加圧して第１及び第２接合面１０ｃ，２０ｃを密着させる。また、脱水縮合が起こらない範囲で常温より高い温度で接合することも可能である。
【００３８】
位置決め又は仮固定時の加圧については、光学素子１０及び基板２０の材料の弾性率に応じて、圧力を変えることが望ましい。例えば、本実施形態の光学素子１０のように、部材の材料の弾性率が所定以下である場合、加圧の圧力を小さくする。言い換えれば、部材の材料の弾性率が低い場合、加圧の圧力を小さくする。これにより、位置決め時の加圧が最適なものとなり、部材に余分な負荷を与えず、かつ位置決めに十分な結合状態とすることができる。具体的には、加圧の圧力は、例えば０．０５ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下である。使用する材料の加圧の圧力の最適な値は、上記範囲内で材料や温度により異なり、材料が柔らかくなるほど圧力は小さくてよい。なお、部材の材料の弾性率に関する上記所定の値は、部材に応じて異なるものである。
【００３９】
以上の位置決め工程において、光学素子１０及び基板２０が水素結合によって仮固定された状態となる。仮固定において、光学素子１０及び基板２０が所定の場所に一時的に固定されており、水に浸すこと等によって自由に取り外せる状態である。
【００４０】
〔検査〕
位置決め工程後、光学素子１０及び基板２０の配置を検査する検査工程を行う（図３のステップＳ１５）。接合体１００を仮固定した状態で、顕微鏡等を用いて光学素子１０及び基板２０の配置が所期の設計通りであるか検査する。光学素子１０及び基板２０の配置が所期の設計通りである場合、位置決め工程後の仮固定された状態で次工程である本固定を精度良く行うことができる。一方、光学素子１０及び基板２０の配置が所期の設計とは異なる場合、光学素子１０及び基板２０は、水分等によって接合部１０ｄ，２０ｄの結合を解消し、再度表面活性化工程及び位置決め工程を行うことができる。
【００４１】
〔本固定〕
次に、図２（Ｇ）に示すように、位置決め工程における水素結合より強い結合処理によって第１及び第２接合面１０ｃ，２０ｃを接合する本固定工程を行う（図３のステップＳ１６）。具体的には、本固定工程において、ヒーターを含む加熱装置３００を用いて、加熱による脱水縮合を行う。これにより、本固定工程において、外部圧力をかけることなく本固定できるため、より高い寸法精度を出すことができる。加熱温度は１００℃以上であることが望ましい。脱水縮合反応は１００℃以上で進み、温度が高くなるほど反応時間が短くなる傾向がある。なお、仮固定又は仮接合に要する時間で本固定が完了する（水分で取れなくなる）温度は１７０℃以上であるため、上述の位置決め工程において１７０℃以下であれば一般に完全に固定されない。
【００４２】
以上の本固定によって、光学素子１０及び基板２０は、所期の精度で、所定の場所に完全に固定されている状態となっている。
【００４３】
上記説明した接合方法及び接合体の製造方法によれば、位置決め工程での第１及び第２部材の結合は水分等で外すことができる仮固定であるため、位置決めのやり直しを容易にすることができ、部材を再利用することができる。この位置決めによる仮固定は、部材の面精度が１ｎｍより大きくても行うことができる。また、位置決め時に位置決めの評価を行うことができ、検査基準外の製品については部材間の結合を解除して位置決めし直すことで、部材を無駄にせずに位置決め精度が良い状態で本固定することができる。これにより、歩留まり低下により生じるコスト増加を防ぐことができる。また、位置決めをした状態で本固定をするため、位置決め時においては組み立て誤差の原因となる接着剤等の硬化収縮が生じず、本固定で生じうる硬化収縮の影響を低減でき、組み立て精度を向上させることができる。上記接合方法は、第１及び第２部材の表面粗さが悪い場合でも適用することができる。
【００４４】
（実施例）
以下、本実施形態の実施例を説明する。第１及び第２部材の基材として、面粗度を３ｎｍにした、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー：日本ＺＥＯＮ  Ｅ４８Ｒ）を準備した。また、比較例として、面粗度を１ｎｍにした、シリコンウェハーを準備した。第１及び第２部材の材料の詳細を表１に示す。
〔表１〕
2019038203.tif 000003
【００４５】
表２に実施例及び比較例の各工程の条件を示す。表面活性化工程において、第１部材の第１接合面及び第２部材の第２接合面に対して真空プラズマ装置を用いて第１及び第２接合面を活性化させた。接合可否については、第１又は第２部材の自重により、接合体が分離するか否かで判断し、分離しない場合には符号「○」とし、分離した場合には符号「×」とした。水分による分離については、接合体を水に浸して、接合体が分離するか否かで判断し、分離しない場合には符号「○」とし、分離した場合には符号「×」とした。
〔表２〕
2019038203.tif 000004
【００４６】
表２に示すように、実施例１〜３の条件で位置決め工程を行って仮接合した接合体を水に浸すことにより、第１及び第２部材を分離できることを確認した。また、本固定工程において、接着剤又は加熱により本固定した接合体を水に浸すことにより、接合体が分離しないことを確認した。なお、実施例２及び比較例１からわかるように、部材の材料がＣＯＰの場合、位置決め工程時の加圧力が０．１ＭＰａで、加圧時の温度が２５℃の場合、第１及び第２部材は接合しなかったが、温度を１３０℃にすることで第１及び第２部材を接合することができた。また、実施例３からわかるように、部材の材料をシリコーン樹脂にした場合、加圧力が０．１ＭＰａで、加圧時の温度が２５℃であっても、位置決め工程で仮固定することができた。これにより、部材の弾性率が低い場合、加圧力を小さくできることがわかる。また、比較例２に示すように、位置決め工程において、加圧力が１ＭＰａであっても、加圧時の温度が２００℃であると、接合体が完全に固定されてしまい、水による分離ができなかった。また、比較例３に示すように、加圧力が０ＭＰａの場合には、弾性率が低い部材でも仮固定することはできなかった。なお、参考として挙げた比較例４に示すように、面粗度１ｎｍの部材では、加圧力が０ＭＰａでも仮固定することができた。これにより、面粗度１ｎｍより大きい部材では、仮固定時に少なくとも０．０５ＭＰａ以上の加圧が必要であることがわかる。
【００４７】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る接合体の接合方法等について説明する。なお、第２実施形態に係る接合体の接合方法等は、第１実施形態の接合体の接合方法等を一部変更したものであり、特に説明しない事項は、第１実施形態と同様である。
【００４８】
図４（Ａ）及び４（Ｂ）に示すように、第１部材である光学素子１０と、第２部材である基板２０とを有する。光学素子１０の脚部分１２ｂの端面１２ｃには、格子状の溝１２ｄが形成されている。本実施形態において、第１接合面１０ｃは、端面１２ｃの溝１２ｄを除いた平坦な部分である。溝１２ｄと基板２０の第２接合面２０ｃとの間には、接着剤４０が充填され、光学素子１０及び基板２０を強固に固定している。
【００４９】
本実施形態において、位置決め工程後、本固定工程では、第１部材である光学素子１０と第２部材である基板２０とを接着剤４０を用いて接合する。具体的には、光学素子１０の脚部分１２ｂの溝１２ｄと基板２０の第２接合面２０ｃとの間の空間に接着剤４０を充填し、固化又は硬化させる。これにより、材料の形状によらず、第１接合面１０ｃと第２接合面２０ｃとの間に隙間があれば接合させることができ、光学素子１０及び基板２０の接合部分の面積を増加させることで、容易に接合強度を上げることができる。
【００５０】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る接合体の接合方法等について説明する。なお、第３実施形態に係る接合体の接合方法等は、第１実施形態の接合体の接合方法等を一部変更したものであり、特に説明しない事項は、第１実施形態と同様である。
【００５１】
図５（Ａ）及び５（Ｂ）に示すように、本実施形態の接合体１００は、第１部材である光学素子１０と、第２部材である基板２０とを有する。光学素子１０は、レンズ要素１０ａの周囲を囲む升状又は四角筒状の脚部分１２ｂを有する。Ｚ軸方向又は光軸ＯＡ方向から見たときの光学素子１０と基板２０の大きさは略同じとなっている。接合体１００には、光学素子１０の第１接合部１０ｄと基板２０の第２接合部２０ｄの周囲を囲むように、耐湿性（又は透湿性が低い）保護フィルムを有する粘着テープ５０が設けられている。
【００５２】
本実施形態において、位置決め工程後、本固定工程では、第１部材である光学素子１０と第２部材である基板２０とを粘着テープ５０で接合する。具体的には、光学素子１０の第１接合面１０ｃと基板２０の第２接合面２０ｃとが接合する境界部分全体を覆うように粘着テープ５０を貼り付ける。この場合、接着剤等の硬化収縮にかかる時間は必要なく、また耐湿性のない水素結合を保護フィルムによって周囲環境から守ることにより、水素結合の接合強度を保つことができる。
【００５３】
以上、本実施形態に係る接合体等について説明したが、本発明に係る接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、光学素子１０及び基板２０の形状及び大きさは、用途や機能に応じて適宜変更することができる。
【００５４】
また、上記実施形態において、第１及び第２部材の厚さは、適宜変更することができ、厚くても薄くてもよい。
【００５５】
また、上記実施形態において、第１及び第２部材は、それぞれ光学素子１０及び基板２０に限らず、用途に応じて適宜変更することができる。接合体は、光学ユニットのほかに、例えば、電子部品、検査装置、半導体装置、マイクロ部品等でもよい。また、第１及び第２部材は、各部材の用途に応じて、例えば光学素子と光学素子との組み合わせや、光学素子と鏡筒との組み合わせとしてもよい。また、部材の接合は、２つに限らず、３つ以上でもよい。
【００５６】
また、上記実施形態において、第１及び第２部材の材料は、互いに異なるものであっても同じものであってもよい。
【００５７】
また、第１及び第２実施形態において、アレイ状の構造物を基板に接合した接合体を作製し、当該接合体を切断して、接合体を個片化してもよい。
【００５８】
また、上記実施形態において、第１及び第２部材の両方に接着層３０を設けたが、いずれか一方に設けてもよい。また、接着層３０を設けなくてもよい。
【００５９】
また、上記実施形態において、本固定の方法については、加熱、接着剤、及び粘着テープのいずれかの組み合わせであってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０…光学素子、  １０ａ…レンズ要素、  １０ｂ…支持部、  １０ｃ…第１接合面、  １０ｄ…第１接合部、  １１ａ，１１ｂ…光学面、  １２ａ…平板部分、  １２ｂ…脚部分、  １２ｄ…溝、  ２０…基板、  ２０ｃ…第２接合面、  ２０ｄ…第２接合部、  ２２…発光素子、  ３０…接着層、  ４０…接着剤、  ５０…粘着テープ、  １００…接合体、  １１２ｄ…凹部、  ２００…光源ユニット、  ３００…加熱装置、  ＯＡ…光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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