SiCモールドを用いたマイクロ非球面ガラスレンズのプレス加工に関する研究

Research Project

Project/Area Number	16656046
Research Category	Grant-in-Aid for Exploratory Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Production engineering/Processing studies
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	田中秀治東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00312611)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	江刺正喜東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20108468) 小野崇人東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90282095)
Project Period (FY)	2004 – 2005
Project Status	Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help	¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000) Fiscal Year 2005: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000) Fiscal Year 2004: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywords	ガラスプレス / 微細光学部品 / SiC(炭化珪素) / 非球面レンズ / グレイスケールリソグラフィ / 微小光学部品
Research Abstract	マイクロ非球面ガラスレンズをプレス加工するための技術を研究した。現在,プラスチックの微細光学部品は,射出成形やプレス加工によって大量生産され,CD, DVD,光通信デバイスなどに利用されているが,プラスチックは熱膨張が大きいこと,湿気に弱いこと,分散が大きいこと,短波長光の吸収が大きいことなどの問題を有している。したがって,微細光学部品材料をプラスチックからガラスに置き換えたいというニーズが存在する。昨年度は,マスクレス露光機を用いて,シリコン基板に非球面レンズ形状を形成する技術,およびシリコン基板の非球面レンズ形状を,SiCモールドに高精度に転写する技術を研究し,研究計画通りの成果をあげた。今年度は,SiCモールドを用いて,ガラスにプレス加工する技術を研究した。ガラスプレスのために,所有していた真空ホットプレスを改造し,モールドとガラス板とを取り付けるステージ,プレス圧・プレス量を精密制御するためのサーボモータ駆動油圧回路,特殊油圧シリンダなどを装備し,これを制御するためのソフトウェアを開発した。これを用いて,ガラスプレス実験が可能になった。試料には,MEMSに多用されるパイレックスガラス(コーニング7740)を選択した。このガラスの軟化点は約820℃であるので,この温度近傍でプレス加工を行い,SiCモールド上の微細パターンを良好に転写できた。また,このときSiCモールドの損傷は見当たらなかった。以上の結果から,SiCモールドを用いたマイクロ非球面ガラスレンズのプレス加工技術のフィージビリティを確認し,本研究の目的を計画通り達した。