KR100904002B1

KR100904002B1 - 고체촬상소자용 커버 글래스

Info

Publication number: KR100904002B1
Application number: KR1020030011348A
Authority: KR
Inventors: 나카호리히로아키; 오카와다이스케
Original assignee: 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2003-02-24
Publication date: 2009-06-22
Anticipated expiration: 2023-02-24
Also published as: CN1501697A; KR20040042771A; CN1275460C; TW200407270A; TWI314135B

Abstract

표면이나 내부의 결함에 대하여 높은 품위를 가지고, 저렴하고 내후성이 뛰어나며, 보다 가볍고 고강도인 고체촬상소자용 커버 글래스가 개시되어 있다. 평판 글래스의 측면(12)은, 제1 투광면(1la)에 대하여 대략 수직을 이루는 제1 측면부(12a)와 제1 측면부(12a)에 대하여 경사져 있는 제2 측면부(12b)에 의해 구성된다. 제1 측면부(12a)의 표면 거칠기는 제2 측면부(12b)의 표면 거칠기보다 크고, 제1 측면부(12a)의 표면 거칠기의 Ra값은 0.1∼10nm, Rmax값은 0.1∼30nm이고, 제2 측면부(12b)의 표면 거칠기의 Ra값은 0.1∼5nm, Rmax값은 0.1∼20nm이다. 제1 측면부(12a)가 제1 투광면(1la)에 대하여 이루는 각도는 90°±5°의 범위내에 있고, 제2 측면부(12b)가 제1 측면부(12a)에 대하여 이루는 각도는 8°이하이다.

Description

고체촬상소자용 커버 글래스{Cover glass for charge coupled device}

도 1a는 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스의 사시도이고,

도 1b는 도 1a에 도시된 고체활상소자용 커버 글래스의 부분 단면도이고,

도 2는 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스의 측면부 확대도이고,

도 3은 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스의 코너부 확대도이고,

도 4는 두꺼운 판 글래스의 모재로부터 박판 글래스를 제조하는 방법의 설명도이고,

도 5는 박판 글래스를 제1 가공한 다음 제2 가공을 행할 때의 가공방법의 설명도이고,

도 6은 본발명에 따른 고체촬상소자용 커버 글래스의 측면부의 일부에 대하여 확대한 현미경 사진이다.

<도면의 주요부호에 대한 부호의 설명>

10 ... 커버 글래스

1la ... 투광면

1lb ... 투광면

12 ... 측면

12a(12a1, 12a2) ... 측면부

12b(12b1,12b2) ... 측면부

13 ... 능선부

13a(13al,13a2) ... 능선부상에서의 경계선의 선단(선단점)

14(14a,14b) ... 경계선

α... 투광면과 제1 측면부가 이루는 각도

β ... 제1 측면부와 제2 측면부가 이루는 각도

본 발명은 고체촬상소자를 수납하는 패키지의 전면(前面)에 부착되고, 고체촬상소자를 보호함과 동시에 투광창으로서 사용되는 평판 글래스로 이루어지는 고체촬상소자용 커버 글래스에 관한 것이다.

고체촬상소자의 전면에는 상기 소자의 보호를 위하여, 평면형상의 투광면을 갖는 커버 글래스가 마련된다. 이러한 커버 글래스는, 알루미나 등의 세라믹재료나 금속 재료, 혹은 플라스틱 재료로 형성된 패키지에 각종 접착제로 밀봉장착되고, 패키지의 내부에 수납된 고체촬상소자를 보호함과 동시에 가시광선 등의 투광창으로서 기능한다.

패키지의 내부에 수납되는 고체촬상소자로서 현재 많이 사용되고 있는 광반도체에는, CCD(Charge Coupled Device), CM0S(Complementary Metal 0xide Semiconductor) 등이 있다. 이 중 CM0S는 상보형금속 산화물 반도체라고도 불리우 는데, CCD에 비교하여 소형화가 가능하고, 소비전력도 5분의 1정도로 적으며, 또한 마이크로 프로세서의 제조공정을 이용할 수 있으므로 설비투자에 비용이 많이 들지 않아 저렴하게 제조할 수 있다는 등의 이점이 있어, 휴대전화나 소형 개인용 컴퓨터 등의 화상입력 디바이스에 탑재되는 일이 많아지고 있다.

한편, CCD나 CMOS에 있어서는, 화상을 정확하게 전자정보로 변환할 필요성으로부터, 사용되는 커버 글래스는 그 표면의 오염이나 흠집, 이물질의 부착 등에 관하여 엄격한 기준이 마련되고, 고품위의 청정도가 요구되어 왔다. 또한, 표면의 청정도 이외에, 글래스 내부의 결정 결함이나 백금 등의 이물질의 혼입을 방지하기 위하여, 그리고 미량함유 방사능성분인 U(우라늄)이나 Th(토륨)이 원인이 되어 발생하는 α선에 의한 소프트 에러를 방지하기 위하여 고순도 원료를 채용하는 등, 다기에 걸친 고도의 문제에 대한 대책이 지금까지 행해져 오고 있다. 예컨대, 특허 문헌1, 2에서는, 비용성이나 내후성, 미량 함유 성분에 대한 문제를 개선하는 대책이 행해지고 있다. 또한, 고체촬상소자용 커버 글래스는, 광학 글래스와 동일한 균질성 이외에 표면의 흠집이나 칩핑도 화상 정보의 정확한 전달을 방해하는 원인이 되므로 대책이 필요하다. 고체촬상소자용 커버 글래스의 강도에 영향을 미치는 에지부의 칩핑에 관하여도 종래로부터 그 방지책이 검토되고 있으며, 예컨대 특허 문헌 3에 개시된 방법에 의하면, 에지부의 칩핑의 검사 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 특허 문헌 4에 개시된 방법에 의하면, 에지부의 칩핑을 방지하기 위한 트리밍가공을 효율적으로 행할 수 있다.

<특허문헌 1>

일본특허공개 평 7- 206467호 공보(2―7페이지)

<특허문헌 2>

일본특허공개 평 6- 211539호 공보(2―7페이지)

<특허문헌 3>

일본특허공개 2001- 241921호 공보(2―4 및 도1)

<특허문헌 4>

일본특허공개 평 6- 106469호 공보(2―3페이지)

최근, 고체촬상소자의 분야에 있어서, 특히 용도의 확대가 인정되는 것이 CM0S이다. CM0S는 소자의 가격이 저렴하기도 하여, 휴대전화나 PDA(Personal Digital Assistant) 등의 용도로 이용되는 일이 많아지고 있다. 한편, 이들 기기는 일반적으로 충격력이나 외부응력이 가해지기 쉬운 환경에서 사용되므로, 이들 기기에 장비되는 CM0S를 보호하고, 또한 투광창인 고체촬상소자용 커버 글래스에 대하여도 종래 이상으로 높은 강도, 특히 높은 내충격강도나 내후성 등이 요구되게 되었다. 따라서, 이들 용도에 사용되는 고체촬상소자용 커버 글래스는, 저렴하고 가볍다는 특성 이외에, 고강도, 안정적인 내후성이라는 특성을 모두 가지고 있어야 한다. 그러나, 비용성이나 내후성에 대하여는 상술한 바와 같이, 종래로부터 어느 정도의 대책이 강구되고 있으나, 경량성이나 강도 특성에 대하여는 상기 용도로 요구되는 레벨을 충분히 달성할 수 없는 것이 실상이다.

본 발명의 과제는, 표면이나 내부의 결함에 관하여 높은 품위를 가지고, 저 렴하고 내후성이 뛰어나며, 한층 가볍고 고강도인 고체촬상소자용 커버 글래스를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 무기 산화물 글래스제의 평판 글래스로 이루어지고, 상기 평판 글래스의 두께방향으로 서로 마주보는 제1 투광면 및 제2 투광면과 상기 평판 글래스의 둘레를 구성하는 측면을 갖는 고체촬상소자용 커버 글래스에 있어서, 측면은, 제1 투광면에 인접하는 제1 측면부와 제1 측면부 및 제2 투광면에 인접하는 제2 측면부를 구비하고, 제1 측면부의 표면 거칠기는 제2 측면부의 표면 거칠기보다 크고, 제1 측면부의 표면 거칠기의 Ra값은 0.1∼10nm, Rmax값은 0.1∼30nm이고, 제2 측면부의 표면 거칠기의 Ra값은 0.01∼5nm, Rmax값은 0.01∼20nm이며, 제1 측면부가 제1 투광면에 대하여 이루는 각도가 90°±5°의 범위내에 있고, 제2 측면부가 제1 측면부에 대하여 이루는 각도가 8°이하인 구성을 제공한다.

상기 구성에 있어서, 평판 글래스의 측면에서의 제1 측면부와 제2 측면부는,표면 성상, 주로 표면 거칠기가 서로 다름에 기인하여 형성되는 경계선에 의해 구분되고, 이러한 경계선은, 예컨대 50배 정도의 배율로 현미경 관찰을 행함으로써 보다 명료하게 인식할 수 있다. 일반적으로, 제1 측면부는 평판 글래스의 전체둘레에 걸쳐 제1 투광면과 인접하고, 제2 측면부는 평판 글래스의 전체둘레에 걸쳐 제1 측면부 및 제2 측면부와 인접하고 있다.

제1 측면부가 제1 투광면에 대하여 이루는 각도를 90°±5°의 범위내로 한 것은 다음과 같은 이유에 의한다. 즉, 상기 각도가 85° 보다 작은 각도이거나, 혹은 95° 보다 큰 각도이면, 조립공정에 있어서 고체촬상소자에 대한 커버 글래스의 위치결정을 행하기가 어려워지므로 바람직하지 않다. 또한, 평판 글래스의 형상에 의해 측면이 둘레방향으로 복수개의 부분으로 구분되고, 서로 인접하는 각 측면 사이에 능선부가 형성되는 경우, 제1 측면부의 능선부, 즉 제1 투광면의 코너부 근방에 마이크로 크랙이나 마이크로 칩핑 등의 결함이 발생할 위험성이 높아지고, 특히 반송, 조립 등의 공정에 있어서 상기 개소의 마이크로 크랙이나 마이크로 칩핑에 의한 결함 발생율이 커진다. 따라서, 고체촬상소자를 조립한 다음의 제품 강도에 문제가 발생하는 등, 실제 사용상의 지장이 생긴다.

또한, 제2 측면부가 제1 측면부에 대하여 이루는 각도를 8°이하로 한 것은 다음과 같은 이유에 의한다. 즉, 상기 각도가 8°를 초과하면, 바꾸어 말하면, 제2 측면부가 제1 투광면에 대하여 이루는 각도가 77°보다 작은 각도이거나 103°보다 큰 각도이면, 커버 글래스를 반송할 때 수납하는 플라스틱 트레이 등과의 클리어런스의 조정이 어려워지고, 반송시 등에 가해지는 진동이나 충격 등의 외적 응력에 의해 커버 글래스의 측면의 에지부나 제2 측면부의 능선부, 즉 제2 투광면의 코너부 근방에 마이크로 크랙이나 마이크로 칩핑 등의 결함이 발생하기 쉬워지기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 고체촬상소자에 탑재된 다음의 기계적인 강도 특성에 관하여도 상기와 같은 문제가 생긴다.

측면의 제1 측면부와 제2 측면부에 대하여는, 상기 조건을 구비하는 한 어떠한 가공방법을 채용하여도 무방하다. 이와 같이 평판 글래스의 측면을 각각 다른 표면 성상을 갖는 제1 측면부와 제2 측면부의 두개면에 의해 구성함으로써, 고체촬상소자용 커버 글래스의 제조시에 평판 글래스의 측면에 발생하는 마이크로 크랙이나 마이크로 칩핑 등에 의한 글래스 더스트의 발생을 낮게 억제하는 것이 가능해진다. 따라서, 마이크로 크랙이나 마이크로 칩핑 등의 결과로서 발생한 글래스 더스트의 투광면으로의 재부착이나, 측면의 능선부, 즉 평판 글래스의 코너부에 발생하는 마이크로 크랙 등에 기인하는 평판 글래스의 강도 저하라는 문제를 해소하는 것이 가능해진다.

그리고, 제조공정에서의 공정 발췌검사나 강제가속시험 등에 의해 상기 구성을 갖는 것이 확인되고, 바람직하기로는, 후술하는 조성, 특성을 갖는 평판 글래스라면, 제조공정에서의 가공, 세정, 반송, 검사 등의 일련의 공정중에 측면, 특히 측면의 능선부, 즉 평판 글래스의 코너부에 결함이 발생하기 어려워지므로, 고체촬상소자를 보호하는 커버 글래스로서 조립된 다음의 충격 시험 등에도 견딜 수 있게 된다.

고체촬상소자용 커버 글래스에서 최대 면적을 갖는 투광면은, 화상정보를 정확하게 전달하기 위하여 가시광선을 투과하는 역할을 가지므로, 그 표면은 높은 평탄도를 가질 필요가 있다. 또한, 측면에 대하여는, 상술한 바와 같이, 그 표면에 미세한 마이크로 크랙 등의 결함이 있으면, 평판 글래스의 강도가 현저하게 저하되기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 평판 글래스의 표면은 충분한 청정도가 유지될 필요가 있고, 부착 이물질이나 오염 등이 있으면 가시광선 등이 투과할 때 장해가 되거나 기계적인 강도의 저하의 원인이 될 수도 있으므로, 주의가 필요하다.

또한, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 보다 안정된 품위를 실현하기 위하여, 평판 글래스의 측면에 있어서, 제1 측면부의 표면 거칠기의 Ra값을 0.1∼5.0nm, Rmax값을 1.0∼15nm, 제2 측면부의 Ra값을 0.1∼3.0nm, Rmax값을 0.5∼12nm, 제1 측면부가 투광면에 대하여 이루는 각도를 90°±3°, 제2 측면부가 제1 측면부에 대하여 이루는 각도를 5°이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 가공공정의 공정관리 빈도의 향상이나 벽개(劈開)가공시의 위치결정 정밀도의 향상, 가공될 모재인 판글래스의 균질성 등의 품위향상이라는 공정상의 개선을 거듭하여, 항상 안정된 제조상태가 실현될 수 있는 연구를 함으로써, 제1 측면부와 제2 측면부의 표면 거칠기는 보다 높은 품위가 실현가능해진다. 이에 따라, 글래스 더스트의 발생을 한층 효과적으로 억제할 수 있다. 그리고, 그러한 경우의 표면 거칠기는, 제1 측면부에 대하여 Ra값 0.3∼1.2nm, Rmax값 2.0∼12.0nm이고, 제2 측면부에 대하여 Ra값 0.3∼1.0nm, Rmax값 1.5∼10.0nm인 것이 바람직하다.

또한, 이상의 구성을 갖는 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 예컨대 세로 2∼50mm, 가로 2∼50mm, 두께 0.1∼1mm의 제치수를 가지며, 그 투광면은 경면상태를 이루고 있다. 그리고, 글래스 내부에 이물질, 거품 등은 보이지 않으며, 두께방향의 투과광에 의한 색조는 무색을 이루고 있다.

이상의 구성에 있어서, 측면의 면적에 대한 제1 측면부의 면적의 비율{제1 측면부의 면적/(제1 측면부의 면적+제2 측면부의 면적)}이 0.1∼0.3인 것이 바람직하다.

본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스에 있어서, 그 측면을 표면 성상이 다른 제1 측면부와 제2 측면부로 구성하는 것은, 제조 공정상의 이유에서도 필요하다. 즉, 제1 측면부는 일반적으로 균열 선가공에 의해 형성되고, 제2 측면부는 일반적으로 벽개가공에 의해 형성된다. 상기 면적 비율을 O.1보다 작게 하면, 제2 측면부를 형성하기 위한 벽개가공을 행할 때, 칩핑 등의 결함이 많이 발생할 가능성이 있으므로 바람직하지 않다. 한편, 제1 측면부는 표면 거칠기(Ra값, Rmax값)가 제2 측면부보다 큰 경향을 가지므로 그 면적은 상대적으로 작은 것이 바람직하고, 상기 면적 비율은 최대 0.3으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 면적 비율이 0.3을 초과하면, 반송시 칩핑이 발생하기 쉬워지는 등의 문제가 발생한다. 보다 높은 품위를 목표로 하는 경우에는, 상기 면적 비율의 상한값은 0.27, 더욱 안정된 품위가 필요하다면 0.25로 하는 것이 좋다.

평판 글래스의 형상에 따라 측면이 둘레방향으로 복수개의 부분(각 측면)으로 구분되는 경우, 상기 면적비율은 측면의 총 면적(구분되는 각 측면의 면적의 총합)에 대한 제1 측면부의 총 면적(각 측면에서의 제1 측면부의 면적의 총합)의 비율을 나타낸다. 예컨대, 평판 글래스가 대략 사각형상인 경우, 그 측면은 둘레방향으로 4개의 부분(4개의 각 측면)으로 구분되는데, 이 경우, 상기 면적 비율은 4개의 각 측면의 면적의 총합에 대한 4개의 각 측면에서의 제1 측면부의 면적의 총합의 비율이다. 각 측면에 대하여 각각 상기 면적 비율을 산출한 경우, 그 상기 면적 비율은 각 측면마다 다른 값일 수도 있고, 4개 중 일부의 각 측면에 대하여 상기 면적비율이 상기 범위밖일 수도 있다. 바람직하기로는, 각 측면에 대하여, 상기 면 적 비율이 상기 범위내인 것이 좋다. 또한 필요에 따라, 4개 중 서로 마주보는 2개의 각 측면에 대하여 상기 면적 비율이 같은 값이 되도록 할 수도 있다.

또한, 상기 구성에 있어서, 평판 글래스가 대략 사각형상이고, 그 4개의 각변에 각각 대응하여 각 측면이 있으며, 모든 측면에 대하여 제1 측면부와 제2 측면부의 경계선으로부터 제1 투광면까지의 두께방향의 거리의 평균값을 구하여 그 값을 Za라 하였을 때, 각 측면에서의 제1 측면부와 제2 측면부의 경계선으로부터 제1 투광면까지의 두께방향의 거리(Z)가 ―0.2≤(Z- Za)/Za≤0.2의 관계를 만족하도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 비율{(Z- Za)/Za}은 각 측면에 대하여 같은 값일 수도 있고, 다른 값일 수도 있다. 또한 4개 중 서로 마주보는 2개의 각 측면에 대하여 상기 비율이 같은 값이 되도록 할 수도 있다.

제1 측면부와 제2 측면부의 경계선으로부터 제1 투광면까지의 두께방향의 거리(Z)는 일반적으로, 각 측면에 있어서 대략 일정해진다. 따라서, 서로 인접하는 2개의 각 측면에 대하여 상기 거리(Z)가 서로 다른 경우, 이들 2개의 각 측면에서의 상기 경계선은 양자의 능선부상에서 불연속적으로 된다. 따라서, 상기 능선부는 2개의 제1 측면부끼리의 경계, 2개의 제2 측면부끼리의 경계, 그리고 제1 측면부와 제2 측면부의 경계라는 3가지의 성상을 가지게 된다. 본 발명자들은, 수많은 시험·조사에 의해 능선부상에서 불연속적인 상기 경계선의 선단이 마이크로 크랙이나 마이크로 칩핑의 원인이 되고, 이러한 결함의 발생율은 상기 비율{(Z- Za)/Za}이 -0.2∼0.2의 범위밖이 되면 현저하게 증대된다는 것을 발견하였다.

이러한 마이크로 크랙이나 마이크로 칩핑이 특히 문제가 되는 것은, 이러한 결함이 평판 글래스를 성형하는 단계보다, 그 다음의 공정 등에서 발생할 확률이 높아 피해가 크며, 대책도 어려워지기 때문이다. 즉, 성형 단계에서 결함이 발생되면, 스크리닝, 즉 결함품을 배제하여 양품만을 선별함으로써 대처할 수 있지만, 성형후의 검사나 반송, 조립 등의 공정에 있어서 결함이 발생하여 불량율이 높아지면, 그때까지 걸렸던 시간이나 비용이 쓸모없게 되어, 보다 큰 손실의 원인이 되기 때문이다.

그리고, 본 발명자들은, 평판 글래스의 측면의 능선부에 있어서, 상기 경계선이 불연속적으로 되는 것은, 능선부 자신의 형상이 마이크로 크랙이나 마이크로 칩핑 등의 결함이 발생하기 쉬운 복잡한 형상으로 되는 것 뿐만 아니라, 능선부상에 표면 거칠기가 서로 다른 제1 측면부와 제2 측면부의 경계가 형성되고, 이 것이 마이크로 크랙이나 마이크로 칩핑 등의 결함의 발생원인이 된다는 것을 발견하였다. 즉, 능선부에 있어서 동일한 표면 거칠기를 갖는 제1 측면부끼리, 제2 측면부끼리의 경계의 표면 거칠기는 큰 변화가 보이지 않는데 반해, 서로 다른 표면 거칠기를 갖는 제1 측면부와 제2 측면부의 경계의 표면 거칠기는, 거친 쪽의 표면 거칠기보다 더 거친 상태가 된다. 따라서, 능선부상에서의 제1 측면부와 제2 측면부의 경계의 길이는 가급적 작은 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 상기 비율{(Z- Za)/Za}은 ―0.2∼0.2의 범위내로 하는 것이 바람직하다. 상기 비율이 ―0.2보다 작아지거나 0.2보다 커지면, 평판 글래스의 가공시, 혹은 반송이나 조립 공정 등에 있어서 판글래스의 코너부, 즉 측면의 능선부에 마이크로 크랙 등의 결함이 발생할 확률이 높아진다. 상기 비율{(Z- Za)/Za}을 ―0.2∼0.2의 범위내로 함으로써, 고체촬상소자용 커버 글래스로서 실제 사용시 요구되는 높은 강도특성을 만족할 수 있다.

또한, 보다 안정된 조건을 채용하고, 보다 높은 품위를 커버 글래스에 요구하는 경우에는, 상기 비율{(Z- Za)/Za}을 ―0.05∼0.05의 범위내로 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 가공후의 공정에서의 마이크로 크랙의 발생율을 줄일 수 있고, 가공시의 마이크로 크랙의 발생율도 개선할 수 있다.

바람직하기로는, 서로 인접하는 2개의 각 측면사이의 능선부상에 있어서, 하나의 각 측면에서의 제1 측면부와 제2 측면부의 경계선의 선단과 다른 하나의 각 측면에서의 제1 측면부와 제2 측면부의 경계선의 선단이 실질상 동일점상에 있도록 하는 것이 좋다. 더욱 바람직하기로는, 능선부에 마이크로 크랙이 없도록 하는 것이 좋다.

여기서, 「실질상 동일점상에 있다」에는, 능선부상에 있어서, 하나의 각 측면에서의 제1 측면부와 제2 측면부의 경계선의 선단과 다른 하나의 각 측면에서의 제1 측면부와 제2 측면부의 경계선의 선단이 완전히 동일점상에 있는 구성 이외에, 두 선단끼리가 평판 글래스의 두께의 3% 이하, 바람직하기로는 1% 이하의 거리로 떨어져 있는 구성도 포함된다.

상기 두 선단 사이의 거리가 평판 글래스의 두께의 3%를 초과하면, 능선부에 있어서 표면 거칠기가 서로 다른 제1 측면부와 제2 측면부의 경계의 길이가 너무 커지고, 두 면의 표면거칠기의 차이가 능선부에 반영되므로, 능선부상의 표면 거칠기가 현저하게 거칠어지는 등의 장해가 발생한다. 따라서, 가공시에서의 마이크로 크랙의 발생 이외에, 반송이나 조립공정에 있어서도 문제가 될 수 있다. 또한, 보다 요구품위가 엄격하고 더욱 안정된 품위를 확보할 필요가 있는 경우에는, 상기 두 선단 사이의 거리를 평판 글래스의 두께의 1%이하로 하는 것이 좋다.

예컨대, 평판 글래스의 측면을 레이저 절단장치에 의해 가공하는 경우, 상기와 같은 능선부의 형상을 얻기 위해서는, 대략 사각형상의 윤곽을 갖는 각 평판 글래스의 종방향과 횡방향의 제1 측면부의 가공을 행할 때, 레이저 빔의 상대이동속도를 정밀하게 관리하고, 그 속도변동을 설정값의 ±5% 이내로 관리하며, 레이저 빔의 출력변동에 대하여도 설정값의 ±5% 이내로 관리하는 것이 바람직하다.

또한, 「능선부에 마이크로 크랙이 없다」란, 그 발생원으로부터 크랙선단까지의 길이가, 그 크랙이 존재하는 면의 표면 거칠기, 즉 능선부의 표면 거칠기의 Ra값의 10배이상의 크기를 갖는 균열이 능선부에 존재하지 않는 것을 의미한다. 크랙으로는, 그 사이즈가 클수록 중대한 결함인 것이 확실하나, 그 사이즈가 작어도 크랙이 생기는 방향에 따라서는, 쉽게 마이크로 칩핑이 되어 발생한 미세한 유리 조각이 평판 글래스의 투광면에 부착되는 등의 문제를 일으킬 수 있고, 광학적인 특성에도 지장이 생길 수 있다. 따라서, 사이즈가 작은 크랙도 경시할 수 없지만, 그 한편으로 고체촬상소자용 커버 글래스로서 요구되는 품위에 비추어, 그 영향을 실질상 무시할 수 있을 정도로 극히 미소한 크랙에 대하여까지 관리하는 것은, 제조비용이나 관리 비용, 나아가서는 제품비용의 상승의 원인이 되므로 현실적이지 않다. 이러한 사정을 감안하여, 능선부의 마이크로 크랙을 상기 레벨로 규제하는 것이 고체촬상소자용 커버 글래스로서 요구되는 품위를 확보하고, 비용 상승을 억 제하는 데 있어 유리하다.

능선부의 마이크로 크랙을 상기 레벨로 규제한 평판 글래스는 고체촬상소자용 커버 글래스로서 충분히 높은 품위를 만족하고, 가공공정후의 강도특성에 대하여도 검사, 반송, 조립 등으로 높은 성능을 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 파장 500nm, 파장 600nm의 가시광선의 직선 내부투과율이 각각 95%이상인 것이 바람직하다.

여기서, 「직선 내부투과율」이란, 직선 투과광을 하나의 투광면측으로부터 평판 글래스로 입사시키고, 평판 글래스의 내부를 투과시켜 다른 하나의 투광면으로부터 출사시킨 경우에서의 반사손실을 제외한 분광투과율로서, 입사광량에 대한 출사광분량의 비율을 의미한다. 이러한 투과율을 측정하는 것이 화상을 기록하는 고체촬상소자용 커버 글래스로서의 성능을 만족하는지 아닌지를 판단하는 데 있어서 중요하다. 이러한 직선 내부투과율이 95% 보다 낮아지면, 고체촬상소자용커버 글래스로서 사용하기는 어렵다.

또한, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스의 조성은, 질량% 표시로 SiO₂50∼70%, Al₂O₃ 2∼20%, RO 4∼30%(RO=MgO+CaO+ZnO+SrO+BaO)를 함유하는 것이 바람직하다.

SiO₂는, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스를 구성하는 골격이 되는 주성분으로서, 이 성분의 함유량이 50%보다 적은 경우에는, 고체촬상소자라는 용도,특히 휴대전화 등의 휴대정보단말기와 같이 지금까지는 중요시되지 않았던 용도로 사용하기에는 내후성이라는 점에서 문제가 생기므로 바람직하지 않다. 더욱 안정된 내후성을 실현하기 위해서는, SiO₂의 함유량을 53%이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, SiO₂의 함유량이 70%를 초과하면, 글래스 원료를 용해하기가 어려워지고, 이러한 문제를 극복하기 위하여 비용의 많이 드는 용융설비 등을 준비할 필요성이 생기며, 제조 비용, 나아가서는 제품 비용의 상승의 원인이 되기 때문에 현실적이지 않다.

A1₂O₃는 글래스의 내후성의 향상에 기여하는 성분으로서, 이 성분의 첨가량이 2%보다 적은 경우에는 현저한 효과를 얻을 수 없다. 한편, A1₂O₃의 첨가량이 20%를 초과하는 경우에는, 글래스 원료의 용융시에 A1₂O₃의 초기 용해성이 나빠지므로 균질한 제품을 제조할 때의 장해가 되는 경우가 많다. 따라서, 고체촬상소자용 커버 글래스로서의 실제 사용시, 광학 특성이나 기계적인 성능에 있어서 지장이 발생하기 쉽다. 더욱 안정된 용해성을 실현하기 위해서는, A1₂O₃의 첨가량의 상한을 16%로 하는 것이 좋다.

RO(RO=MgO+CaO+ZnO+SrO+BaO)는 알칼리 토류금속원소인 Mg, Ca, Zn, Sr, Ba의 산화물이 글래스내에 첨가됨으로써 글래스의 내후성을 향상시키는 성분으로서, 글래스의 점성을 저하시킴으로써 글래스의 용해성을 개선하고, 균질화에 크게 기여하는 효과를 갖는 성분이다. RO의 첨가량이 4%미만에서는 상기 효과가 충분히 얻어지지 않고, 반대로, RO의 첨가량이 30%를 초과하면 용해시에 결정이 석출되기 쉬워 져, 투명성을 잃는 경향이 높아짐으로써 글래스의 투과율에 악영향을 미치거나 글래스 균질성의 저하의 원인이 됨으로써, 판글래스의 강도의 저하를 초래할 수도 있다.

또한, 알칼리 토류산화물의 각각의 성분에 대하여, CaO의 첨가량은 질량%로 0.1∼25%인 것이 바람직하다. 이는, CaO가 글래스의 내후성을 향상시키는 기능이 있지만, 그 첨가량이 0.1% 보다 작으면 첨가효과가 적다. 보다 안정된 첨가 효과를 실현하기 위해서는, 0.4% 이상의 첨가가 바람직하다. 또한 CaO는 첨가량이 너무 많아지면 반대로 내후성이 저하되기 때문에, 그 첨가량의 상한은 25%로 하는 것이 좋다. 첨가량이 25%를 초과하면, 내수성이 열화되는 경향이 보인다. 보다 안정된 품위를 실현하기 위해서는, 첨가량의 상한을 23%로 하는 것이 좋다.

또한 ZnO는, B₂O₃나 알칼리 금속성분의 용융글래스로부터의 휘발을 억제하는 성분인데, 그 첨가량이 질량%로 0.03% 이상이 아니면 효과가 없으며, 더욱 명료한 효과를 실현하기 위해서는, 0.07% 이상의 첨가가 필요하다. 한편, ZnO는 첨가량이 너무 많으면 내후성에 악영향이 나타나고, 첨가량이 4%를 초과하면 내후성에 대한 악영향의 정도가 커진다. 보다 안정된 내후성을 실현하기 위해서는 첨가량의 상한을 3.7%로 하는 것이 좋다.

또한, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 상기 조성을 가지면서, 고순도 원료와 그 정비된 용융환경을 채용함으로써, U (우라늄), Th(토륨), Fe(철), Pb(납), Ti(티타늄), Ba(바륨), Cl(염소), Sn(주석), As(비소), Sb(안티몬), S(유 황), Zn(아연), P(인), Mn(망간), Zr(지르코늄)의 함유량을 정밀하게 조정하는 것이 가능하고, 특히 자외선 영역 근방의 투과율에 영향을 미치는 Fe(철), Pb(납), Ti(티타늄), Cl(염소), Mn(망간)에 대하여는 1OOppm∼1Oppb의 오더로 관리하는 것이 가능하며, α선에 의한 소프트 에러의 원인인 U(우라늄), Th(토륨)에 대하여는 1Oppb∼O.1ppb의 오더의 관리를 실현하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 알칼리 용출량이 JIS- R3502의 규격에 의해 0.lmg이하, 밀도가 2.8g/cm³이하, 비영률(영률/밀도)가 27GPa/g·cm^-3이상, 빅커스 경도가 500kg/mm²이상인 것이 바람직하다.

여기서, 「알칼리 용출량이 JIS R3502의 규격에 의해 0.lmg이하」는, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스의 내후성에 대한 품위를 나타내고, 일본공업규격(JIS R3502:1995)에 따른 시험방법을 적용함으로써 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스의 제품으로부터의 알칼리 용출량을 측정하였을 때, 그 측정값이 O.lmg이하가 되는 것을 의미한다. 보다 안정된 내후성을 실현하기 위한 품위로는, 상기 알칼리 용출량이 0.08mg이하인 것이 바람직하다.

또한, 밀도가 2.8g/cm³이하이면, 예컨대 휴대전화 등과 같이 가지고 다니면서 이용하는 것이 중요시되고, 고체촬상소자용 커버 글래스의 중량이 조금이라도 가벼울 것이 요구되는 휴대용 전자기기 용도에 바람직하다.

휴대용 전자기기 용도의 경우에는 커버 글래스의 강도가 중요해지는데, 영률은 커버 글래스가 일정한 외력이 가해진 상태에서 얼마만큼 변형되기 쉬워지는지를 나타내고 있으며, 영률이 커질수록 커버 글래스는 변형되기 어려워진다. 비영률(= 영률/밀도)을 27GPa/g·cm^-3이상으로 함으로써 가볍고 변형되기 어려운 특성을 만족하게 되고, 휴대용 전자기기에 사용되는 고체촬상소자용 커버 글래스로서 바람직하다.

또한, 빅커스 경도가 500kg/mm²이상이면, 커버 글래스의 표면에 흠집이 나기 어려워진다. 이러한 특성이 중요해지는 이유는, 휴대용도로 사용되는 전자기기에 탑재되고, 예컨대, 보호된 상태에서 이용되는 경우라도, 탑재되기 이전의 전자기기의 조립공정이나 반송행정 등에 있어서, 흠집이 쉽게 가지 않는 글래스 재질인 것이 필요하기 때문이다. 왜냐하면, 전자기기의 조립공정이나 반송행정 등에서 커버 글래스의 표면에 마이크로 크랙이 존재하는 경우에는, 전자기기의 검사공정 등에 있어서, 고체촬상소자에 탑재된 다음의 화상검사에서 화상에 문제가 있는 등의 이유로 불량품이 되고, 시장에는 판매되지 않기 때문이다. 그러나, 커버 글래스의 측면 등, 검사화상에는 직접 관련되지 않기 때문에 간과되기 쉬운 곳에 발생한 마이크로 크랙은, 화상검사 등의 품위검사에서는 간과될 수도 있어 그대로 출하될 우려도 있다. 그리고 이러한 경우, 커버 글래스에 결함이 있는 고체촬상소자가 휴대용 전자기기 등에 탑재되고, 낙하 등의 강한 충격력이나 청바지의 포켓에 넣어진 상태에서 전자기기가 큰 굽힘응력을 받으면, 그에 따라 커버 글래스가 강한 응력을 받아, 마이크로 크랙에 기인하여 깨질 수 있다. 따라서, 커버 글래스의 표면의 빅커스경도는 500kg/mm²이상인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 상술한 특성 이외에, 이하와 같은 특성을 만족하는 것이 바람직하다. 즉, 내산성에 대하여 JOGIS 06- 1999에 의한 내산성 평가시험으로 0.0lN 질산내에 60분간 침지처리한 다음의 분말 질량 감소율이 0.20% 미만인 것이 바람직하다. 또한, 평판 글래스내의 맥리(脈理)나 노트 등의 균질성을 방해하는 것도 존재하지 않고, 높은 균질도를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 평판 글래스는, 소정 농도의 천이금속원소를 소정량 첨가하거나, 귀금속원소 등을 콜로이드 상태로 석출시킴으로써 필터용도의 박판 글래스로서 이용하는 것도 가능하며, 또한 그 이외에 레이저 다이오드의 창글래스나 광기능성 부품으로 이용되는 전자기기용으로서 이용하는 것도 가능하다. 또한, 평판 글래스의 표면에 CVD 등의 각종 방법에 의해 증착막 등을 실시함으로써 광학적인 특성을 조정하는 것도 가능하다.

이상과 같이, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 측면에서의 제1 측면부의 표면 거칠기가 제2 측면부의 표면 거칠기보다 크고, 제1 측면부의 표면 거칠기의 Ra값이 0.1∼10nm, Rmax값이 0.1∼30nm이고, 제2 측면부의 표면 거칠기의 Ra값이 0.01∼5nm, Rmax값이 0.01∼20nm이고, 제1 측면부가 제1 투광면에 대하여 이루는 각도가 90°±5°의 범위내에 있고, 제2 측면부가 제1 측면부에 대하여 이루는 각도가 8°이하이므로, 평판 글래스의 제조공정이나 전자기기의 조립공정 등에서의 평판 글래스 측면에 발생하는 마이크로 크랙과 그 마이크로 크랙에 의해 발생하는 글래스 더스트를 현저하게 감소시킬 수 있고, 고체촬상소자에 탑재한 다음 의 충격적인 강도특성의 향상과 판글래스의 청정도 향상을 이룬다.

또한, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 제1 측면부가 투광면에 대하여 90°±5°을 이루는 대략 수직면이므로, 커버 글래스를 밀봉장착하여 고체촬상소자를 조립할 때 고체촬상소자에 대한 커버 글래스의 위치정합을 용이하게 행할 수 있다.

또한, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 측면의 면적에 대한 제1 측면부의 면적의 비율이 0.1∼0.3이므로 측면의 표면 거칠기의 Ra값, Rmax값을 낮게 억제하는 것이 가능하고, 표면 거칠기 등의 표면 성상에도 의존하여 부차적으로 발생하는 측면의 마이크로 크랙의 발생율을 낮게 억제하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는 대략 사각형상이고, ―0.2≤(Z- Za)/Za≤0.2의 관계를 만족하므로, 각 측면 사이의 능선부에 기인하는 평판 글래스의 강도열화가 발생할 확률을 줄일 수 있고, 안정된 품위를 갖는 고체촬상소자용 커버 글래스의 생산을 가능하게 한다.

또한, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 서로 인접하는 2개의 각 측면 사이의 능선부상에 있어서, 하나의 각 측면에서의 제1 측면부와 제2 측면부의 경계선의 선단과 다른 하나의 각 측면에서의 제1 측면부와 제2 측면부의 경계선의 선단이 실질상 동일점상에 있고, 능선부에 마이크로 크랙이 없으므로, 고체촬상소자로서 조립된 다음에도 능선부에 기인하는 평판 글래스의 시간 경과에 따른 강도의 현저한 저하를 일으키지 않아 안정된 품위를 유지한다.

또한, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는 파장 500nm, 파장 600nm의 가시광선의 직선 내부투과율이 각각 95% 이상이므로, 고체촬상소자에 탑재되었을 때, 높은 기능을 갖는 반도체소자의 성능을 손상시키지 않고 발휘시키는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 평판 글래스가 질량% 표시로 SiO₂ 50∼70%, Al₂O₃2∼20%, RO 0.01∼30%(R0=Mg0+Ca0+Zn0+Sr0+Ba0)를 함유하므로, 고체촬상소자의 커버 글래스로서의 재료에 요구되는 광학적, 화학적 그리고 기계적인 여러 특성을 만족한다.

또한, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 알칼리 용출량이 JIS- R 3502의 규격에 의해 0.1mg이하, 밀도가 2.8g/cm³이하, 비영률(=영률/밀도)이 27GPa/g·cm^{- 3}이상, 빅커스 경도가 500kg/mm²이상이므로, 평판 글래스 표면의 내후성, 시간 경과에 따른 강도특성에 대하여 고체촬상소자의 커버 글래스로서 필요한 높은 성능을 발휘한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 따라 설명하기로 한다.

도 1a 및 도 1b는, 본 실시예에 따른 고체촬상소자용 커버 글래스(10)를 나타내고 있다. 고체촬상소자용 커버 글래스(10)는, 무기 산화물 글래스제의 평판 글래스로 이루어지고, 이 평판 글래스의 두께방향으로 서로 마주보는 제1 투광면(11a) 및 제2 투광면(1lb)과 이 평판 글래스의 둘레를 구성하는 측면(12)을 구비하고 있다. 평판 글래스는 대략 사각형상을 이루고, 측면(12)은 평판 글래스의 각 변에 대응하여 둘레방향으로 4개의 부분으로 구분된다(이하, 이와 같이 구분되 는 측면의 각 부분(각 측면)을 각각「측면 부분(12)」이라 함). 각 측면부분(12)은, 제1 투광면(1la)에 대하여 대략 수직을 이루는 제1 측면부(12a)와 제1 측면부(12a)에 대하여 경사져 있는 제2 측면부(12b)에 의해 구성된다. 제1 측면부(12a)의 표면 거칠기는, 제2 측면부(12b)의 표면 거칠기보다 크다. 제1 측면부(12a)는 평판 글래스의 전체 둘레에 걸쳐 마련되어 있고, 각 측면부분(12)의 제1 측면부(12a)는 모두 제1 투광면(1la)에 직접 접해 있다. 마찬가지로, 제2 측면부(12b)도 평판 글래스의 전체 둘레에 걸쳐 마련되어 있고, 각 측면부분(12)의 제2 측면부(12b)는 모두 제2 투광면(1lb)에 직접 접해 있다.

상기와 같이, 측면(l2)을 제1 측면부(12a)와 제2 측면부(12b)의 2개면으로 구성하고 있는 것은, 하나의 면으로만 구성된 측면을 갖는 평판 글래스를 제조하는 것이 어렵기 때문이다. 즉, 측면을 제1 측면부만으로 구성한 평판 글래스를 성형하고자 하면, 측면의 직선성이 손상되어 만곡된 측면형상이 된다. 또한, 측면을 제2 측면부만으로 구성한 평판 글래스를 성형하고자 하면, 측면의 표면 정밀도가 더 악화된다. 물론, 성형후에 측면을 경면연마함으로써 표면 정밀도를 교정하는 것도 가능한데, 평판 글래스의 제조원가가 현저하게 상승하므로, 시장이 요망하는 저렴한 커버 글래스를 공급할 수 없다. 따라서, 평판 글래스의 측면을 경면연마하는 것은 물리적으로는 가능할지 몰라도 현실적이라 할 수는 없다.

제1 측면부(12a)와 제2 측면부(12b)는 경계선(14)에 의해 구분되고, 서로 인접하는 2개의 측면부분(12) 사이에는 능선부(13)가 존재한다. 능선부(13)상에 있어서, 하나의 측면부분(12)의 경계선(14)의 선단(선단점)과 다른 하나의 측면 부분(12)의 경계선(14)의 선단(선단점)은 실질상의 동일점(13a)상에 위치하고 있다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 제1 측면부(12a)는 제1 투광면(1la)에 대하여 각도α를 이루고, 이 각도α는 90°±5°이다. 또한 제2 측면부(12b)는 제1 측면부(12a)에 대하여 각도β를 이루고, 이 각도β는 8°이하이다. 각도β가 8°이하이면, 도시되어 있는 바와 같이, 평판 글래스의 내측을 향한 각도일수도 외측을 향한 각도일 수도 있다.

도 2는, 하나의 측면부분(12)을 확대하여 나타내고 있다. 측면부분(12)은 제1 측면부(12a)와 제2 측면부(12b)로 구성되고, 양자의 경계선(14)은 제1 투광면(1la)과 거의 평행하다. 따라서, 측면부분(12)에 있어서, 경계선(14)으로부터 제1 투광면(1la)까지의 두께방향의 거리(Z)는 거의 일정하다. 또한, 이러한 경계선(14)은 제2 투광면(12b)과도 거의 평행하다. 본 실시예의 평판 글래스에서는, 도 2에 나타낸 측면부분(12)과 동일한 측면부분(12)이 3개 더 존재한다. 상술한 면적 비율, 즉 {제1 측면부(12a)의 면적/(제1 측면부(12a)의 면적+제2 측면부(12b)의 면적)}은, 각 측면부분(12)에 대하여 각각0.1∼0.3이다. 또한, 상술한 비율{(Z- Za)/Za}은 각 측면부분(12)에 대하여 각각 ―0.2∼0.2이다. 이러한 비율{(Z- Za)/Za}은 작을수록 바람직한데, 특히 ―0.05∼0.05이면 더욱 안정된 품위가 된다. 이들 비율은, 4개의 측면부분(12)에 대하여 동일한 값일 수도 있고, 다른 값일 수도 있다.

능선부(13)는 평판 글래스의 코너부의 꼭지점(15a)과 꼭대기부(15b)의 연결 선으로서, 그 능선부(13)상에 상기 점(13a)(실질상의 동일점)이 위치하고 있다.

도 3은, 평판 글래스의 코너부를 확대하여 나타내고 있다. 본 실시예에서는, 서로 인접하는 2개의 측면부분(12)에 대하여 도 2에 나타낸 거리(Z)가 서로 다르므로, 이들 2개의 측면부분(12)에서의 경계선(14a)과 경계선(l4b)이 능선부(13)상에서 불연속적으로 되어 있다. 즉, 능선부(13)상에 있어서, 하나의 측면부분(12)의 경계선(14a)의 선단(선단점)(13a1)과 다른 하나의 측면부분(12)의 경계선(14b)의 선단(선단점)(13a2)이 평판 글래스의 두께(T)의 3%이하, 바람직하기로는 1% 이하의 거리로 약간 떨어져 있다. 따라서, 능선부(13)는 서로 인접하는 제1 측면부(12a1)와 제1 측면부(12a2)의 경계, 제2 측면부(12b1)와 제2 측면부(12b2)의 경계, 제1 측면부(12a2)와 제2 측면부(12b1)의 경계라는 3가지의 경계로 구성된다.

능선부(13)에 있어서 제1 측면부(12a1)와 제1 측면부(12a2)의 경계, 즉, 평판 글래스의 코너부의 꼭지점(15a)으로부터 선단점(13a1)까지의 거리는, 도 2에 나타낸 거리(Z)가 반영된 것이다. 따라서, 능선부(13)에서의 제1 측면부(12a2)와 제2 측면부(12b1)의 경계, 즉, 선단점(13a1)과 선단점(13a2) 사이의 거리는, 상기 비율{(Z- Za)/Za}이 작을수록 작아진다. 이러한 관점에서, 상기 비율{(Z- Za)/Za}은 ―0.2∼0.2, 바람직하기로는 ―0.05∼0.05로 하는 것이 좋다.

또한, 선단점(13a1)과 선단점(13a2) 사이의 거리는, 평판 글래스의 두께(T)의 3%이하, 바람직하기로는 1%이하이고, 육안관찰로는 실질상 동일점(13a)으로 간주할 수 있다.

능선부(13)에 있어서, 제1 측면부(12a2)와 제2 측면부(12bl)의 경계, 즉, 선 단점(13a1)과 선단점(13a2) 사이의 영역은, 표면 거칠기가 다른 면끼리의 경계이므로, 양자의 표면 상태가 반영되어 거친 쪽의 표면(제1 측면부(l2a2))보다 더 거친 표면상태가 된다. 따라서, 능선부(13)의 상기 영역을 기점으로 하여 마이크로 크랙이 발생하기 쉬운 경향이 있다. 능선부(13)의 상기 영역의 길이, 즉, 선단점(l3a1)과 선단점(13a2) 사이의 거리를 평판 글래스의 두께(T)의 3% 이하,바람직하기로는 1% 이하로 규제함으로써, 상기 마이크로 크랙의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 가공조건을 적당히 조절함으로써, 제1 측면부(12a)와 제2 측면부(12b)의 표면 거칠기를 가능한 한 비슷하게 하고, 또한, 가공면의 발췌검사빈도를 향상시키는 등의 대응을 취함으로써, 평판 글래스의 코너부의 꼭지점(15a)과 선단점(13a1) 사이의 거리, 꼭지점(15a)과 선단점(13a2) 사이의 거리의 평균값(Za)에 대한 불균형을 ±10% 이하, 바람직하기로는 ±8% 이하, 더욱 바람직하기로는 ±5% 이하로 취하는 것이 좋다.

다음, 상기 고체촬상소자용 커버 글래스의 제조방법과 그 성능의 평가시험 결과에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 평판 글래스의 제조공정의 첫번째 공정은 박판형상의 한쪽이 300mm정도인 큰 판글래스를 제작하는 공정인데, 이 공정은 2종류가 있으며, 하나는 연신성형에 의한 방법이고, 다른 하나는 정밀연삭 연마가공만에 의한 방법이다. 연신성형에 의한 경우에는, 먼저 용융로에서 용해한 판글래스로서, 예컨대 폭 850mm, 두께 5mm,길이 3m의 모재 판글래스를 준비한다. 그리고, 이 모재 판글래스(20)에 인공 피혁을 구비한 회전연마기(미도시)에 의해 산화 셀륨 등의 유리 숫돌입자를 물 등 에 분산시킨 슬러리를 자동공급하면서 연마가공을 실시하여, 표면 거칠기가 Ra값으로 1.lnm인 경면에까지 연마가공을 행하고, 세정, 건조하여, 예컨대, 두께 45±0.5mm의 두꺼운 판글래스(20)를 얻는다. 그리고, 이러한 두꺼운 판글래스(20)를 도 4에 나타낸 연신성형장치(30)에 장착하고, 글래스 점도가 105dPa·s가 되는 온도로 유지된 가열로(30a)에 의해 가열하고, 하부에 장착된 취출 내열성 롤러(30b)에 의해 반입 속도의 10배의 속도로 반출함으로써 박판 글래스(40)로 성형하고, 이 박판 글래스(40)의 양측을 스크라이빙 성형함으로써 박판형상의 한 변이 300mm인 큰 판글래스를 성형한다.

또한, 정밀연삭 연마가공에 의한 경우에는, 용융로에서 용해하여 균질화된 글래스를, 예컨대 800×300×300mm의 크기로 주조성형을 행하고, 그로부터 유리 숫돌입자를 이용하는 와이어 소(wire saw) 등을 사용함으로써 절단하여 두께 1.5mm의 박판 글래스를 얻는다. 그리고, 이러한 박판 글래스에 상술한 바와 같은 회전연마 가공기를 사용하여 연마가공을 행함으로써 박판형상의 큰 판글래스가 얻어진다. 이상과 같은 2종류의 방법에 의해 제조할 수 있는 큰 판글래스의 치수는 세로 : 50∼600mnm, 가로:50∼600mm, 두께:0.1∼50mm의 범위로 성형하는 것이 가능하며, 필요에 따라 변경하는 것이 가능하다.

다음, 이러한 박판형상의 큰 판글래스를 얇게 절단하는 방법도 2종류 있으며, 하나는 소위 레이저 절단장치를 이용하여 레이저 스크라이빙을 채용하는 것이고, 다른 하나는 가열 세라믹이루을 갖는 가열 돌기 롤러를 이용하는 가공법을 채용하는 것이다. 먼저, 레이저 스크라이빙에 대하여는 열가공레이저 절단장치를 사 용하여, 두께방향의 20%의 두께까지 박판 글래스의 일면상에, 레이저 빔 이동 속도 180±5mm/sec, 혹은 220±5mm/sec, 레이저 출력 120±5W, 혹은 160±5W의 조건으로 바둑판 알 모양의 첫번째 가공을 행한다. 이어서, 도 5에 개념적으로 나타낸 바와 같이, 박판 글래스(17)의 제1 가공면(15)에 대하여 그 반대측으로부터 금속제의 라인모양 헤드(16)를 작동방향(M)으로 이동시키고, 동시에 박판 글래스(17)의 제1 가공면(15)측의 투광면을 치구(도시생략)로 누름으로써 박판 글래스(17)의 제1 가공면(15)에 응력을 가하여 쪼갠다. 이와 같이 하여 제2 가공면을 쪼갬으로써, 제1 가공에 의해 형성된 예정선을 따라 분할된 단행본 모양의 판글래스가 얻어진다. 이와 같이 하여 쪼개진 단행본 모양의 판글래스는, 각각 진공 핀셋(도시 생략)을 이용하여 다음 공정으로 운반된다. 그리고, 단행본 모양의 판글래스를 다시 한 번 눌러 쪼깨가공함으로써 최종적인 고체촬상소자용 커버 글래스가 얻어진다.

또한, 세라믹분말을 갖는 가열돌기롤러를 이용하는 가공법에 대하여는 현재 개발 단계이지만, 선단 표면에 세라믹분말을 부착한 예리한 롤러 플레이트를 가열하면서 판글래스 표면에 세게 눌러서 이동시킴으로써 판글래스 표면을 가열하고, 그 직후에 펠티에소자에 의한 예비냉각 플레이트를 이용함으로써 판글래스 표면의 크랙의 선단에 발생한 글래스 표면과 레이저의 이동방향의 양방에 수직인 방향의 장력을 판글래스 표면에 계속하여 작용시킴으로써, 레이저 절단에 필요한 냉각수의 사용을 하지 않고도 절단이 가능해지며, 레이저 스크라이빙과 거의 동등한 레벨의 가공이 가능해진다.

상기 어떠한 가공방법을 채용하여도 도 6에 나타낸 바와 같은 측면의 외관을 갖는 두께 0.1mm 내지 1mm정도의 평판 글래스를 얻을 수 있다. 도 6은, 실제로 얻어진 고체촬상소자용 커버 글래스의 측면의 코너 근방부분의 사진인데, 측면은 제1 가공에 의해 형성된 제1 측면부(V)와 그 다음의 제2 가공에 의해 형성된 제2 측면부(W)의 2개의 면에 의해 구성되어 있는 것을 알 수 있다. 제1 가공에 의해 형성된 제1 측면부(V)는 열가공이 행해진 표면으로 확인된 외관을 이루는 표면 성상을 갖는 것으로서, 그 면(V)에 확인되는 것은 미러면이고, 그 표면 거칠기의 Ra값은 0.3∼2.0nm, Rmax값은 2.0∼20.0nm이다. 그리고, 이 면(V)의 특징은, 절단면의 진행 속도가 빠르고, 다이싱 소 등을 사용하는 메카니컬 스크라이빙 등의 기계적인 절단 처리면에 확인되는 표면 상태, 즉, 각각 간격이 좁은 요철이 큰 리브 마크 등의 절단면이 고속으로 진행할 때 발생하는 특징적인 절단면 마크가 존재하고, 동시에 그 표면 거칠기의 Ra값이 50nm보다 크고, Rmax값이 10Onm을 초과하는 상태가 되는 요철이 심한 절단면과는 명료하게 다른 표면상태를 이루고 있다. 한편, 제2 가공에 의해 형성된 제2 측면부(W)는 코너부 주변에 몇개의 곡선모양의 간격이 벌려진 리브 마크가 확인될 수 있으며, 또한, 광범위의 미러면이 확인된다는 특징을 갖는 상태로서, 이 경우의 표면 거칠기의 Ra값은 0.3∼10nm, Rmax값은 2.0∼20.0nm이다.

또한, 양면모두 표면 거칠기가 가급적 작고, 이물질이나 오염 등 부착물이 없는 상태로 관리되는 것이 바람직하다. 또한, 가공 정밀도의 관리를 더 자주 행하여 정기적인 유지보수 빈도를 올리는 등의 일련의 공정상의 대처를 실행함으로써, 제1 측면부(V)의 표면 거칠기는 Ra값 0.3∼1.2nm, Rmax값 3.0∼9.0nm, 제2 측면부(W)의 표면 거칠기는 Ra값 0.3∼1.0nm, Rmax값 2.5∼8.0nm로 관리하는 것이 가능하다.

(성능 평가 1)

다음, 상술한 바와 같은 제조방법에 의해 성형된 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스에 대하여 성능평가 시험을 행하였다. 이하에 그 결과를 구체적으로 나타내었다.

먼저, 표 1의 조성이 되도록 미리 조합, 혼합한 글래스 원료를 100Occ의 용적을 갖는 백금 로듐도가니를 이용하여, 교반기능을 갖는 전기용융로내에 유지하여 1550℃에서 20시간 용융하고, 그런 다음, 카본 주형에 용융글래스를 흘려 보내 서서히 냉각함으로써, 각각의 특성을 측정할 수 있는 적절한 형상으로 성형하였다. 그리고, 얻어진 각각의 글래스 시료의 특성을 이하의 방법에 의해 측정하였다. 즉, 알칼리 용출량은 JIS R3502에 따라 측정을 행하였다. 표중에서 ND로 표기한 것은,검출이 어렵다는 것을 나타내고 있다. 또한, 밀도에 대하여는 주지의 아르키메데스법에 의해 측정을 행하였다. 또한, 비영률에 대하여는 가네보(주)제품인 비파괴 탄성율 측정장치(KI- 11)를 사용하였고, 굽힘 공진법에 의해 측정한 영률과 밀도로부터 산출하였다. 그리고, 빅커스 경도에 대하여는 JIS Z2244- 1992에 따라 측정을 행하였다. 또한, 직선 내부투과율에 대하여는 표면에 상술한 판글래스의 제조공정과 동일한 연마가공을 실시하고, 두께를 고체촬상소자용 커버 글래스 제품과 동등하게 한 글래스시료에 대하여 (주)히타치 제작소제품인 분광광도계(UV- 3100)를 사용하여 투과율측정을 행하였다.

시료번호	1	2	3	4	5	6	7	8
질량(%) SiO₂	68.5	54.0	60.0	53.5	69.5	68.5	69.1	55.4
Al₂O₃	4.1	13.9	14.6	15.0	6.4	5.1	5.5	11.1
B₂O₃	3.1	8.1	10.1	8.5	12.3	10.8	10.8	6.8
CaO	6.5	22.3	5.3	9.2	1.5	3.2	0.6	7.0
SrO		0.3	5.8					1.0
BaO		0.5	2.4	5.7	2.3		2.6	14.4
ZnO	0.1	0.1	0.6	0.1	0.1	0.9	1.0	3.5
MgO	2.4	0.1	0.2	6.8	0.1			0.1
Li₂O		0.1
Na₂O	14.0	0.2			6.4	11.5	8.4
K₂O	1.0	0.2		0.9	1.3		2.0
As₂O₃		0.1						0.6
ZrO₂	0.1	0.1	0.3	0.1				0.1
SnO₂			0.1	0.1
TiO₂			0.1
Sb₂O₃	0.2		0.5	0.1	0.1		0.01
알칼리 용출량(mg)	0.02	0.01	ND	ND	0.08	0.07	0.05	ND
밀도(g/cm³)	2.51	2.62	2.73	2.61	2.36	2.43	2.45	2.75
비영률(GPa/g·cm^-3)	30.2	32.5	27.1	31.8	30.0	28.1	29.4	27.3
빅커스 경도(kg/mm²)	580	680	660	600	680	640	650	640
직선 내부투과율(%) 파장:500nm 파장:600nm	99.0 99.2	98.9 99.1	98.7 99.1	99.1 99.0	99.2 98.8	99.0 99.0	98.9 98.8	99.1 98.8

표 1에 나타낸 측정결과로부터, 어떠한 시료도 알칼리 용출량, 밀도, 비영률, 빅커스 경도, 직선 내부투과율에 대하여 본 발명의 조건을 만족한다는 것이 판명되었다. 다만, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스의 성능은 이들 조성과 제특성을 만족하며, 또한 측면의 표면성상이 상술한 바와 같은 높은 품위를 가짐으로써 실현될 수 있다.

다음, 고체촬상소자용 커버 글래스(시료 A∼E)를 제작하고, 측면의 표면성상에 대한 확인을 행하였다. 시료 A∼D(실시예)는, 상기 제특성을 만족하는 모재 판글래스를 제작하고, 박판 글래스로 만드는 가공을 더 실시하며, 측면의 제1 측면부를 레이저 스크라이빙(제1 가공)에 의해 형성하고, 제2 측면부를 쪼갬가공(제2 가공), 즉 눌러 쪼갬으로써 형성한 것이다. 한편, 시료 E(비교예)는, 측면의 제1 측면부를 메카니컬 스크라이빙에 의해 형성하고, 제2 측면부를 눌러 쪼갬으로써 형성한 것이다. 그리고, 각 시료의 측면의 제1 측면부, 제2 측면부의 각각에 대하여 그 표면 거칠기의 측정을 디지털 인스트루먼츠사 제품인 원자간력 현미경(NanoScope III Tapping Mode AFM), 및 촉침식 표면 거칠기 측정기 탤리스텝(Tayler- Hobson사 제품)를 사용하여 측정하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.

(단위:nm)

시료명		실 시 예						비교예
시료명		A		B		C	D	E
제1 측면부	표면거칠기:Ra	1.2	1.1	1.1	1.2	0.9	1.3	72.5
제1 측면부	최대 표면거칠기:Rmax	7.5	7.8	10.3	10.5	8.9	12.6	132.0
제2 측면부	표면거칠기:Ra	0.6	0.6	0.8	0.6	0.7	0.9	7.5
제2 측면부	최대 표면거칠기:Rmax	4.8	5.9	5.6	6.2	4.5	5.8	15.2
측정법(①:원자간력 현미경, ②촉침식 측정)		①	②	①	②	①	①	②

표면 거칠기의 측정에 관하여, 원자간력 현미경을 사용한 측정에서는, 측정 길이 40μm에 대하여 10회 측정을 행하고, 그 평균값을 구하였다(그 값을 표 2내의 ①란에 나타내었다.) 또한, 촉침식 표면 거칠기 측정기 탤리스텝을 사용한 측정에서는, 측정길이 O.25mm에 대하여 계측속도 0.0025mm/sec, 필터 0.33Hz, 배율 20만배의 조건으로 하였다 (그 값을 표 2내의 ②란에 나타내었다.). 모두 시료의 측면에 대하여 평행한 방향으로 프로브를 주사하여 계측한 것이다. 표 2에 나타낸 측정 결과로부터, 시료 A∼D(실시예)는 모두 제1 측면부 및 제2 측면부의 표면 거칠기의 Ra값, Rmax값이 본 발명의 조건을 만족하고, 양호한 표면 성상을 갖는다는 것이 확인되었다. 한편, 시료 E(비교예)는 제1 측면부의 표면 거칠기의 Ra값이 72.5nm과 50nm을 초과하는 상태로서 매우 거칠고, 시료 A∼D(실시예)와의 표면성상의 상이함 이 현미경 관찰로도 명료하게 판별될 수 있었다.

또한, 시료 A∼D(실시예)에 대하여 투광면에 대한 제1 측면부의 각도를 측정한 결과 88∼93°였고, 제1 측면부에 대한 제2 측면부의 경사각을 측정한 결과 2∼7°였다. 따라서, 시료 A∼D는 모두 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스로서 필요충분한 측면의 형태를 갖는다.

또한, 고체촬상소자용 커버 글래스(시료 F, G)를 제작하고, 투광면의 표면 상태에 대하여 촉침식 표면 거칠기 측정기 탤리스텝(Tayler- Hobson사 제품)를 사용하여 평가하였다. 시료 F, 시료 G는 각각 상술한 2종류의 큰 판글래스의 가공방법을 채용한 것이고, 시료 F는 정밀 연삭 연마가공, 시료 G는 연신성형에 의한 방법으로 제조한 것이다. 측정 조건으로서, 측정 길이 1mm에 대하여 계측속도 0.025mm/sec, 필터 0.33Hz, 배율 100만배로 측정을 행한 결과, 표 3에 나타낸 결과를 얻을 수 있었다.

(단위:nm)

시 료 명		실 시 예
시 료 명		F	G
투 광 면	표면거칠기:Ra	0.3	0.2
투 광 면	최대 표면거칠기:Rmax	2.5	1.8

표 3에 나타낸 측정결과로부터, 시료 F, 시료 G는 모두 고체촬상소자용 커버 글래스의 투광면으로서 충분한 평활성을 가지고 있는 것을 알 수 있다.

이와 같이 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 측면의 표면 품위 이외에 투광면에 대하여도 고체촬상소자용 커버 글래스로서의 기능을 충분히 발휘할 수 있는 평활한 표면성상을 가지고 있다.

(성능 평가 2)

본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스의 강도 특성을 평가하기 위하여, 이하와 같은 충격강도 특성의 평가시험을 실시하였다. 즉, 실제로 휴대전화에 탑재한 상태에서의 충격시험을 행하기 위하여, 시판하는 고체촬상소자 탑재 카메라 속의 고체촬상소자를 꺼내고, 그 대신 시험을 행할 고체촬상소자용 커버 글래스를 나사고정구멍이 있는 고체촬상소자와 동일한 중량의 알루미나 기판에 접착제로 밀봉장착하고, 이를 휴대전화에 나사고정하여 부착하여, 충격 시험용의 휴대전화 피시험체를 작성하였다. 이어서, 휴대전화 피시험체의 고체촬상소자를 부착한 위치에 가장 가까운 코너부가 반드시 충격점이 되도록 휴대전화 피시험체에 염화비닐제의 원통모양 가이드를 장착하고, 그 원통모양 가이드를 수직으로 유지한 길이 1.2m의 금속 원기둥의 지지기둥에 묶은 상태에서 유지하고, 1m의 높이로부터 3cm의 두께를 갖는 떡갈나무의 플레이트상에 휴대전화 피시험체를 낙하시켰다.

시험에는, 실시예로서 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스(치수:7×7×0.3mm)를 사용한 알루미나 기판 밀봉장착체 30검체와, 비교예로서 같은 수의 메카니컬 스크라이빙에 의해 가공한 동일 치수의 광학 글래스 BK7을 30검체 사용하였다. 시험방법은, 각 피시험체에 대하여 1m로부터의 낙하시험을 200회씩 행하고, 시험이 끝난 알루미나 기판 밀봉장착체를 꺼내 육안 관찰과 20배의 실체 현미경 관찰, 그리고 깨짐이 확인되는 것에 대하여는 50배의 현미경 관찰과 마이크로 크랙의 유무에 대하여 주사형 전자현미경에 의한 관찰을 실시하였다.

그 결과, 실시예인 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스를 탑재한 30의 피시험체에 대하여는 이상은 보이지 않으며, 혹시나 하여 행하여진 주사형 전자현미경에 의한 관찰에서도 새로운 마이크로 크랙의 발생은 확인할 수 없었다. 한편, 비교예에서 메카니컬 스크라이빙에 의해 측면의 성형을 실시한 평판 글래스를 사용한 경우에 대하여는 사전 조사로 측면의 제1 측면부와 투광면 사이에 매우 두께가 얇은 소성변형영역이 띠모양으로 존재하고, 그 부분에 마이크로 크랙이 보이며, 그 표면 거칠기의 Ra값은 105∼320nm정도였으나, 시험 결과 2검체로 그와 같은 마이크로 크랙에 기인하는 깨짐이 확인되었다. 따라서, 이러한 2검체에 대하여 주사형 전자현미경을 사용한 파면해석을 더 행한 결과, 2검체 중 어느 것에 대하여도 평판 글래스의 측면의 제1 측면부에 존재하였던 마이크로 크랙을 발생원으로 하여 충격적으로 응력이 가해졌을 때 확인되는 절단면의 특징을 갖는 절단면이 확인되는 것이 판명되었다. 또한, 깨짐이 확인되지 않는 나머지 피시험체에 대하여도 50배의 현미경 관찰을 더 행한 결과, 3검체에 대하여 마이크로 크랙에 기인하는 마이크로 칩핑이 평판 글래스의 측면의 제1 측면부에 존재하는 것이 확인되었다.

이상의 시험에 의해, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 지금까지의 평판 글래스에서는 강도적으로 문제가 발생하는 충격시험을 행하여도 충분히 견딜 수 있는 것으로서, 실제 사용시의 높은 성능을 갖는 것임이 판명되었다.

(성능 평가 3)

본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스의 강도특성을 평가하기 위하여, 이하와 같은 시간 경과에 따른 강도특성의 비교시험을 실시하였다. 이러한 시험은, 내후성 시험과 강도시험을 조합함으로써 장기간 사용시의 강도특성을 실제 사용단계의 반송행정을 이용하여 가혹하게 재현함으로써 평가한 것이다.

먼저, 고체촬상소자에 탑재할 커버 글래스의 치수로 성형한 평판 글래스를 실시예(시료 H∼O)에 대하여는 전부 4000매, 비교예(시료 P∼T)에 대하여는 전부 3000매를 준비하였다. 사용한 평판 글래스의 외형, 표면성상과 시험 종료시의 결과에 대하여 표 4에 정리하여 나타내었다.

표에서, 위로부터 두 항목의 비율{(Z- Za)/Za}은, 상술한 바와 같이, 4개의 각 측면에서의 제1 측면부와 제2 측면부의 경계선으로부터 제1 투광면까지의 두께방향의 거리의 총합을 4로 나눈 산술 평균값(Za)에 대한 각각의 측면에서의 제1 측면부와 제2 측면부의 경계선으로부터 제1 투광면까지의 두께방향의 거리(Z)의 불균형의 비율이다. 그리고, 이 표에는 각각의 조건의 시료 20검체의 평판 글래스 코너부, 즉 전부 80개소에 대한 측정값의 평균을 나타내고 있다. 또한, 위로부터 세번째 항목(선단간 거리)은 서로 인접하는 2개의 각 측면사이의 능선부상에서의 하나의 각 측면의 경계선의 선단(선단점)과 다른 하나의 각 측면의 경계선의 선단(선단점) 사이의 거리이다(예컨대, 도 3에 나타낸 예에서는, 선단점(13a1)과 선단점(13a2) 사이의 거리이다.).

실시예의 시료 H∼O에 대하여는 각 500매, 비교예의 시료 P∼S에 대하여도 각 500매, 시료 T에 대하여는 1000매의 시료를 각각 동일 조건으로 제작하였다. 실시예의 시료 H∼O에 대하여는 평판 글래스 측면의 균열 선가공에 레이저 스크라이빙을 채용하고, 레이저 빔 이동속도 120±5mm/sec, 혹은 150±5mm/sec, 레이저 출력 120±5W의 조건으로 가공하고, 벽개가공을 눌러 쪼갬가공에 의해 성형하고, 제1 측면부 및 제2 측면부의 표면 거칠기, 비율{(Z- Za)/Za}, 선단간 거리비율(선단간거리/평판 글래스의 두께), 투광면에 대한 제1 측면부의 각도, 제1 측면부에 대한 제2 측면부의 각도로서, 표 4에 나타낸 값을 실현하였다.

한편, 비교예의 시료에 대하여는, 시료 P, 시료 Q, 시료 R, 시료 S에 대하여는 균열 선가공에 레이저 스크라이빙을 채용하고, 제1 측면부의 성형시에, 종방향과 횡방향의 레이저 빔의 상대 이동속도를 의도적으로 25∼40%의 범위에서 변동시키고, 또한 출력에 대하여도 90∼220W의 범위에서 변동시킴으로써 비율{(Z- Za)/Za}이 20%를 초과하고, 선단간 거리비율(선단간 거리/평판 글래스의 두께)이 3%를 초과하도록 하였다. 또한, 시료 R, 시료 S에서는, 레이저 빔의 조사 각도의 의도적인 변동이나 쪼갬 가공시의 응력인가방향을 의도적으로 변동시킴으로써, 시료 R에서는 제1 측면부에 대한 제2 측면부의 각도가 8°을 초과하도록 하고, 시료 S에서는 투광면에 대한 제1 가공면의 각도가 95°를 초과하도록 하였다. 또한, 시료 T에서는, 제1 측면부의 성형을 메카니컬 스크라이빙에 의해 행하고, 제2 측면부의 성형을 쪼갬 가공에 의해 행하였다.

그리고, 각 시료의 표면 거칠기를 상술한 촉침식 표면 거칠기 측정기 탤리스텝(Tayler- Hobson사 제품)에 의해 측정하였다. 측정조건으로서, 측정 길이 1mm에 대하여 계측 속도 0.025mm/sec, 필터 0.33Hz, 배율 100만배로 측정하였다. 또한, 능선부상의 선단간 거리, 제1 측면부, 제2 측면부의 각도에 대하여는 투영 측정기,레이저 현미경, 마이크로 미터 등을 사용하여 각각 계측을 행하였다.

그 결과, 실시예에 대하여는 모두 제1 측면부의 표면 거칠기가 Ra값으로 0.1 ∼5.0nm, Rmax값으로 1.0∼15nm의 범위내이고, 제2 측면부의 표면 거칠기가 Ra값으로 0.1∼3.0nm, Rmax값으로 1.0∼12nm의 범위내에 있는 것이 판명되었다. 한편, 비교예에 대하여, 시료 P, 시료 Q, 시료 R, 시료 S는, 그 표면 거칠기가 실시예와 같은 정도의 범위내에 있지만, 시료 T에 대하여는 제1 측면부의 Ra값이 10nm을 초과하는 값으로서, Rmax값이 30nm보다 큰 값이었다.

또한, 비율{(Z- Za)/Za}에 대하여는 실시예는 모두 20% 이하의 값이었다. 한편, 비교예의 시료 P, 시료 Q에서는, 비율{(Z- Za)/Za}이 20%를 초과하고 있으며, 한 장의 시료에 대하여 능선부상의 선단간 거리의 총합은 대체로 200μm정도를 초과하고 있으며, 현미경 관찰 결과, 능선부의 표면 거칠기는 제1 측면보다 거친 상태였다. 그 반면, 실시예에서는, 능선부상의 선단간 거리의 총합이 200μm이하이고, 능선부의 현미경 관찰을 행한 결과, 비교예와 같은 거친 표면상태가 아닌 것을 확인할 수 있었다. 실시예의 시료 H, 시료 I, 시료 J, 시료 K, 시료 L, 시료 M에서는, 비율{(Z- Za)/Za}이 5%이하이고, 한 장의 시료에 대하여 능선부상의 선단간 거리의 총합은 대체로 40μm정도보다 짧았다. 또한, 선단간 거리 비율(선단간 거리/평판 글래스의 두께)은 실시예에 대하여 1.0%에서 14.5%인 것까지 확인되었으나, 현미경 관찰을 행한 결과, 능선부의 표면 거칠기가 제1 측면부와 동등하거나 그것보다 작은 경향이 관찰되는 시료는 이러한 비율이 3.0% 이하인 시료 H, 시료 I, 시료 J, 시료 K, 시료 L, 시료 M이었다. 또한, 이러한 비율이 1.0% 이하인 시료 K, 시료 L, 시료 M에서는, 이러한 경향이 더 현저하다. 한편, 비교예의 시료 T에서는,비율{(Z- Za)/Za}은 작지만, 제1 측면부의 표면 거칠기가 거칠기 때문에 능선부는 그에 상응하는 정도가 되며, 거친 상태였다.

그리고, 이상과 같은 외형 품위를 갖는 실시예와 비교예의 각 시료는, 모두 출하용 플라스틱 트레이에 수납하고, 그 상태에서 온도 80℃ 습도 80%로 유지한 고온 고습 시험장치내에 1000시간 유지한 다음, 그대로 골판지 포장하여 트럭편을 사용하여, 시가현 오즈시와 가나가와현 후지사와시 사이, 즉 편도 약 450km이상을 10왕복, 총 9,000km이상의 주행진동시험을 실시하였다. 이와 같이 하여 평판 글래스를 장기간에 걸쳐 고온고습 환경하로 유지한 다음, 포장된 형태 그대로 반송 상태에서의 가혹한 진동 시험을 조합하여 실시하였다. 시험이 끝난 시험체에 대하여는 실시예, 비교예 모두 실체 현미경 관찰, 50배의 현미경 관찰, 주사형 현미경 관찰을 실시하였다.

그 결과, 실시예의 시료 H∼M에 대하여는 실체 현미경 관찰, 50배의 현미경 관찰 모두에 대하여도 마이크로 크랙, 마이크로 칩핑은 보이지 않았다. 또한, 시료 N, 시료 O에 대하여는 마이크로 칩핑과 마이크로 크랙이 보였으나, 원인을 조사해 보면, 플라스틱 트레이에 금속 이물질의 부착이 보이며, 이러한 이물질에 기인하는 크랙, 칩핑으로서, 평판 글래스와는 관련되지 않는다는 것이 판명되었다. 또한, 시료 K와 시료 O에는 평판 글래스 표면에 이물질의 부착이 보였으나, 분석 결과, 글래스 이물질은 아니라 플라스틱 트레이의 오염에 기인하는 것임이 판명되었다. 따라서, 실시예에 대하여는 평판 글래스에 기인하는 이상은 보이지 않았다.

한편, 비교예에 대하여는 시료 P∼T 중 어느 것에 대하여도 마이크로 크랙,마이크로 칩핑의 발생이 확인되었다. 특히, 시료 P에 대하여 마이크로 크랙의 발생 개소의 특정(特定)을 행한 결과, 3.5%의 마이크로 크랙의 9할이 평판 글래스 코너부에 있는 능선부상의 제1 측면부와 제2 측면부의 경계선의 개소(선단간 영역)가 크랙의 발생원이었다. 또한, 시료 P의 칩핑의 7할은, 능선부상의 선단간 영역이 기원이 된 칩핑이었다. 또한, 시료 S에서는, 코너부 이외의 측면에 대하여도 마이크로 크랙의 발생율이 높은 경향이 있으며, 조사하면 4할이 코너부 이외의 측면의 제1 측면부와 제2 측면부의 경계 부근에서 발생하였다.

또한, 비교예의 시료 T에 대하여는 1000검체 중 23검체의 측면에 대하여 시험전에는 보이지 않았던 마이크로 크랙을 확인할 수 있었고, 발생율은 2.3%이었다.그리고, 그 중 6검체에 대하여는 제1 측면부의 칩핑에 의해 발생한 유리분말에 의해 기인하는 것이었다. 또한, 13검체에 대하여는 측면에 글래스로부터 녹아 나온 성분에 의한 부착 이물질이 확인되었고, 그 발생율은 1.3%이었다. 또한, 2검체에 대하여는 플라스틱 트레이와 평판 글래스 사이에 개재된 유리분말에 의해 반송도중에 발생한 글래스판 표면의 흠집을 확인할 수 있었다.

이상의 평가결과로부터, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 내후성이 우수하고, 평판 글래스 측면에 적절한 가공이 실시되며, 반송 등의 행정에 있어서도 강도적으로 문제가 발생하지 않는 뛰어난 성능을 가지는 것으로서, 안정된 품위를 유지할 수 있다는 것이 판명되었다.

이상과 같이, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 평판 글래스 제조공정이나 전자기기의 조립공정 등에서의 평판 글래스 측면에 발생하는 마이크로 크랙 과 그 마이크로 크랙에 의해 발생하는 글래스 더스트를 현저하게 감소시키는 것으로서, 고체촬상소자에 탑재한 다음의 충격적인 강도특성의 향상과 평판 글래스의 청정도 향상을 이루는 것이므로, 고성능의 고체촬상소자로 하여금 설계에 적합한 성능을 충분히 발휘시킴으로써 고체촬상소자의 효과적인 이용을 가능하게 한다.

또한, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 커버 글래스를 밀봉장착하여 고체촬상소자를 조립할 때 고체촬상소자에 대한 커버 글래스의 위치정합을 용이하게 행할 수 있으므로, 고체촬상소자의 조립을 정밀하고 신속하게 그리고 효율적으로 행할 수 있고, 높은 성능을 갖는 고체촬상소자를 안정적으로 생산하는 데 크게 기여한다.

또한, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 평판 글래스 측면의 표면 거칠기의 Ra값, 최대 표면 거칠기의 Rmax값을 낮게 억제하는 것이 가능하고, 표면 거칠기 등의 표면성상에도 의존하여 부차적으로 발생하는 평판 글래스 측면의 마이크로 크랙의 발생율을 낮게 억제하는 것이 가능하므로, 고체촬상소자의 이용범위를 지금까지의 범위 이상으로 더욱 넓혀 새로운 수요, 용도를 이용자에게 환기시키는 것을 가능하게 한다.

또한, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 평판 글래스의 측면의 능선부에 기인하는 평판 글래스의 강도열화가 발생할 확률을 감소하는 것이 가능한 것으로서, 안정된 품위를 갖는 고체촬상소자용 커버 글래스의 생산을 실현할 수 있으므로, 고체촬상소자용 커버 글래스를 이용하는 공정에서의 검사 등을 간이화하는 것이 가능해지고, 저렴하고 높은 신뢰성을 갖는 고체촬상소자의 대량생산이 가능하 다.

그리고, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 고체촬상소자로서 조립 된 다음에도 측면의 능선부에 기인하는 평판 글래스의 시간 경과에 따른 강도의 현저한 저하를 일으키지 않아 안정된 품위를 실현할 수 있으므로, 휴대용도 등의 높은 강도가 요구되는 분야에서 이용되는 고체촬상소자에 탑재할 커버 글래스로서 적합한 기능을 갖는다.

또한, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 고체촬상소자에 탑재되었을 때, 높은 기능을 갖는 반도체소자의 성능을 손상시키지 않고 발휘시키는 것이 가능해지므로, 지금까지는, 반도체를 보호하는 커버 글래스 등의 패키지측의 강도적인 약함 때문에 채용이 보류되었던 보다 고성능의 반도체를 탑재함으로써 보다 다양한 분야에의 반도체 소자의 이용범위를 확장하는 것이 가능해진다.

그리고, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 고체촬상소자의 커버 글래스로서의 재료에 요구되는 광학적, 화학적 그리고 기계적인 여러 특성을 만족하므로, 휴대용도뿐만 아니라, 여러 전자기기의 전자부품으로서 탑재되는 고체촬상소자에 널리 채용하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 고체촬상소자용 커버 글래스는, 평판 글래스 표면의 내후성, 시간경과에 따른 강도특성에 대하여 고체촬상소자의 커버 글래스로서 필요한 높은 성능을 발휘하는 품위가 되므로, 고체촬상소자가 이용되는 정보 전달에 관련된 광통신산업 전체의 발전에 더욱 더 공헌할 수 있다.

Claims

무기 산화물 글래스제의 평판 글래스로 이루어지고, 상기 평판 글래스의 두께방향으로 서로 마주보는 제1 투광면 및 제2 투광면과 상기 평판 글래스의 둘레를 구성하는 측면을 갖는 고체촬상소자용 커버 글래스에 있어서,

상기 측면은, 상기 제1 투광면에 인접하는 제1 측면부와 상기 제1 측면부 및 상기 제2 투광면에 인접하는 제2 측면부를 구비하고,

상기 제1 측면부의 표면 거칠기는 상기 제2 측면부의 표면 거칠기보다 크고, 상기 제1 측면부의 표면 거칠기의 Ra값은 0.1∼l0nm, Rmax값은 0.1∼30nm이고, 상기 제2 측면부의 표면 거칠기의 Ra값은 0.01∼5nm, Rmax값은 0.01∼20nm이며,

상기 제1 측면부가 상기 제1 투광면에 대하여 이루는 각도가 90°±5°의 범위내에 있고, 상기 제2 측면부가 상기 제1 측면부에 대하여 이루는 각도가 8°이하인 것을 특징으로 하는 고체촬상소자용 커버 클래스.
제 1항에 있어서, 상기 측면의 면적에 대한 상기 제1 측면부의 면적의 비율이 0.1∼0.3인 것을 특징으로 하는 고체촬상소자용 커버 글래스.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 평판 글래스가 대략 사각형상이고, 그 4 개의 각 변에 각각 대응하여 상기 각 측면이 있으며, 모든 상기 측면에 대하여 상기 제1 측면부와 상기 제2 측면부의 경계선으로부터 상기 제1 투광면까지의 두께방 향의 거리의 평균값을 구하여 그 값을 Za라 하였을 때, 상기 각 측면에서의 상기 제1 측면부와 상기 제2 측면부의 경계선으로부터 상기 제1 투광면까지의 두께방향 의 거리(Z)가 ―0.2≤(Z-Za)/Za≤0.2의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자용 커버 글래스.
제 3항에 있어서, 서로 인접하는 2개의 상기 각 측면사이의 능선부상에 있어서, 하나의 상기 각 측면에서의 상기 제1 측면부와 상기 제2 측면부의 경계선의 선단과 다른 하나의 상기 각 측면에서의 상기 제1 측면부와 상기 제2 측면부의 경계선의 선단이 실질상 동일점상에 있는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자용 커버 글래스.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 파장 500nm의 가시광선의 직선내부투과율과 파장 600nm의 가시광선의 직선내부투과율이 각각 95%이상인 것을 특징으로 하는 고체촬상소자용 커버 글래스.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 질량% 표시로 SiO₂ 50∼70%, Al₂O₃ 2∼20%, RO 4∼30%(RO= MgO+CaO+ZnO+SrO+BaO)를 함유하는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자용 커버 글래스.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 알칼리 용출량이 JIS- R3502의 규격에 의해 0.lmg이하, 밀도가 2.8g/cm³이하, 비영률이 27Gpa/g·cm^-3이상이고, 빅커스 경도가 500kg/mm²이상인 것을 특징으로 하는 고체촬상소자용 커버 글래스.