(57)【要約】  本発明は光学部品の製造方法及び透明封止部材の製造方法に関する。少なくとも１つの光学素子（１２）が実装された実装基板（１８）と、実装基板（１８）に金属接合された透明ガラス体（２４）からなる透明封止部材（２０）とを有する光学部品（１０）の製造方法において、透明封止部材（２０）の実装基板（１８）との接合面（２４ａ）に、複数の粒子（２６）を固着する粒子固着工程と、透明封止部材（２０）と実装基板（１８）とを金属接合する金属接合工程とを有する。
2019038846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの光学素子（１２）が実装された実装基板（１８）と、前記実装基板（１８）に金属接合された透明ガラス体（２４）からなる透明封止部材（２０）とを有する光学部品（１０）の製造方法において、
前記透明封止部材（２０）の前記実装基板（１８）との接合面（２４ａ）に、複数の粒子（２６）を固着する粒子固着工程と、
前記透明封止部材（２０）と前記実装基板（１８）とを金属接合する金属接合工程とを有することを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の光学部品の製造方法において、
前記金属接合工程は、
前記透明封止部材（２０）のうち、前記複数の粒子（２６）が固着された部分に第１金属めっき層（２８ａ）を形成する工程と、
前記実装基板（１８）のうち、少なくとも前記透明封止部材（２０）が接合される部分に第２金属めっき層（２８ｂ）を形成する工程と、
前記透明封止部材（２０）の前記第１金属めっき層（２８ａ）と前記実装基板（１８）の前記第２金属めっき層（２８ｂ）とをろう材（３０）にて接合する工程とを有することを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光学部品の製造方法において、
前記粒子固着工程は、
板材（４０）の上に粉末（４２）を配置する工程と、
前記粉末（４２）が配置された前記板材（４０）上に前記透明ガラス体（２４）の端面（２４ａ）又は前記透明ガラス体（２４）の前駆体（３２）を端面（３２ａ）を下にして載置する工程と、
前記透明ガラス体（２４）又は前記透明ガラス体（２４）の前駆体（３２）を前記粉末（４２）の融点より低い温度で熱処理を行う工程と、を有することを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２記載の光学部品の製造方法において、
前記粒子固着工程は、
前記透明ガラス体（２４）の端面（２４ａ）又は前記透明ガラス体（２４）の前駆体（３２）の端面（３２ａ）に、ペースト化した粉末（４２）を塗布する工程と、
板材（４０）の上に前記透明ガラス体（２４）の前記端面（２４ａ）又は前記透明ガラス体（２４）の前駆体（３２）の前記端面（３２ａ）を下にして載置する工程と、
前記透明ガラス体（２４）又は前記透明ガラス体（２４）の前駆体（３２）を前記粉末（４２）の融点より低い温度で熱処理を行う工程と、を有することを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法において、
前記粒子（２６）の融点は、前記透明ガラス体（２４）の融点より高いことを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法において、
前記粒子（２６）は、窒化物、炭化物又はホウ化物のセラミック粒子（２６ａ）であることを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の光学部品の製造方法において、
前記セラミック粒子（２６ａ）の構成材料が、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、Ｓｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、ＷＣ（炭化タングステン）、Ｍｏ２Ｃ（炭化モリブデン）、ＢＮ（窒化ホウ素）、Ｂ４Ｃ（炭化ホウ素）、ＭｏＢ（ホウ化モリブデン）又はＷＢ（ホウ化タングステン）であることを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法において、
前記粒子（２６）は、金属粒子（２６ｂ）であることを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の光学部品の製造方法において、
前記金属粒子（２６ｂ）の構成材料が、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｔｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｐｔ（白金）、Ｂ（ホウ素）、Ｃｒ（クロム）又はＩｒ（イリジウム）であることを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法において、
前記粒子（２６）は、金属間化合物粒子（２６ｃ）であることを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の光学部品の製造方法において、
前記金属間化合物粒子（２６ｃ）の構成材料が、ケイ化物であることを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０記載の光学部品の製造方法において、
前記金属間化合物粒子（２６ｃ）の構成材料が、ＭｏＳｉ２又はＷＳｉ２であることを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法において、
前記粒子（２６）の平均粒径が０．１〜１０μｍの範囲であることを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法において、
前記透明封止部材（２０）のうち、前記実装基板（１８）と接合する部分の表面粗さＲａが０．１〜１０μｍであることを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法において、
前記透明ガラス体（２４）は、石英ガラス又はホウ珪酸ガラスで構成されていることを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項１６】
少なくとも１つの光学素子（１２）を収容するためのパッケージ（１４）に用いられ、前記光学素子（１２）が実装された実装基板（１８）に金属接合される透明ガラス体（２４）からなる透明封止部材（２０）の製造方法において、
板材（４０）の上に粉末（４２）を配置する工程と、
前記粉末（４２）が配置された前記板材（４０）上に前記透明ガラス体（２４）の端面（２４ａ）又は前記透明ガラス体（２４）の前駆体（３２）を端面（３２ａ）を下にして載置する工程と、
前記粉末（４２）の融点より低い温度で熱処理を行う工程と、
前記透明ガラス体（２４）を前記板材（４０）から取り外す工程とを経ることで、端面（２４ａ）に粒子（２６）が固着された前記透明封止部材（２０）を得ることを特徴とする透明封止部材の製造方法。
【請求項１７】
少なくとも１つの光学素子（１２）を収容するためのパッケージ（１４）に用いられ、前記光学素子（１２）が実装された実装基板（１８）に金属接合される透明ガラス体（２４）からなる透明封止部材（２０）の製造方法において、
前記透明ガラス体（２４）の端面（２４ａ）又は前記透明ガラス体（２４）の前駆体（３２）の端面（３２ａ）にペースト化した粉末（４２）を塗布する工程と、
板材（４０）の上に前記透明ガラス体（２４）の前記端面（２４ａ）又は前記透明ガラス体（２４）の前駆体（３２）の前記端面（３２ａ）を下にして載置する工程と、
前記粉末（４２）の融点より低い温度で熱処理を行う工程と、
前記透明ガラス体（２４）を前記板材（４０）から取り外す工程とを経ることで、端面（２４ａ）に粒子（２６）が固着された透明封止部材（２０）を得ることを特徴とする透明封止部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＤ(半導体レーザー)等に用いられる光学部品の製造方法、並びに光学部品の構成部材である透明封止部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、紫外線を出射する光学素子（例えばＬＥＤやＬＤ等）を有する光学部品は、光学素子を外気や水分から保護するために、透明封止部材が必要である。【０００３】
特開２００１−２３７３３５号公報には、半導体素子が実装された金属製の放熱板と、該放熱板の上面に銀ロウ等のロウ材によって接合された金属製の枠体と、枠体の上面にロウ材によって接合されたセラミックス製の蓋体とで構成された筐体が開示されている。
【発明の概要】
【０００４】
ところで、ＬＥＤが実装された実装基板と例えば石英ガラスやホウ珪酸ガラス等の透明ガラス体からなる透明封止部材との接合において、例えばろう材による金属接合を用いる場合、その前提として、透明封止部材の端面並びに実装基板に金属めっき層を形成してから上記金属接合を実施する。しかし、この金属接合においては、透明封止部材と金属めっき層との密着性が悪く、良好な封止性が得られない場合がある。
【０００５】
そこで、透明封止部材と金属めっき層との間に、多層構造の蒸着膜を形成するようにして、透明封止部材と金属めっき層との密着性を良好にしている。
【０００６】
しかしながら、透明封止部材と金属めっき層との間に多層構造の蒸着膜を形成する必要から、製造工程が複雑になり、工数の増大化、コストの高価格化を招くという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、透明ガラス体からなる透明封止部材と実装基板とを金属接合する際に、透明封止部材と金属めっき層との間に多層構造の蒸着膜を形成する必要がなくなり、光学部品の製造工程の簡略化、工数の低減化、製造コストの低廉化を図ることができる光学部品の製造方法及び透明封止部材の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
［１］  第１の本発明に係る光学部品の製造方法は、少なくとも１つの光学素子が実装された実装基板と、前記実装基板に金属接合された透明ガラス体からなる透明封止部材とを有する光学部品の製造方法において、前記透明封止部材の前記実装基板との接合面に、複数の粒子を固着する粒子固着工程と、前記透明封止部材と前記実装基板とを金属接合する金属接合工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
これにより、透明封止部材と実装基板とを金属接合する際に、透明封止部材と金属めっき層との間に多層構造の蒸着膜を形成する必要がなくなり、光学部品の製造工程の簡略化、工数の低減化、製造コストの低廉化を図ることができる。
【００１０】
［２］  第１の本発明において、前記金属接合工程は、前記透明封止部材のうち、前記複数の粒子が固着された部分に第１金属めっき層を形成する工程と、実装基板のうち、少なくとも前記透明封止部材が接合される部分に第２金属めっき層を形成する工程と、前記透明封止部材の前記第１金属めっき層と前記実装基板の前記第２金属めっき層とをろう材にて接合する工程とを有してもよい。
【００１１】
透明封止部材の実装基板との接合面に、複数の粒子を固着するようにしたので、透明封止部材のうち、複数の粒子が固着された部分に第１金属めっき層を形成したとき、第１金属めっき層の複数の粒子に対する密着性が透明ガラス体に対する密着性よりも良好なため、透明ガラス体からなる透明封止部材との密着性が改善される。その結果、透明封止部材と第１金属めっき層との間に、多層構造の蒸着膜を形成する必要がなくなる。これは、光学部品の製造工程の簡略化、工数の低減化、製造コストの低廉化につながる。
【００１２】
［３］  第１の本発明において、前記粒子固着工程は、板材の上に粉末を配置する工程と、前記粉末が配置された前記板材上に前記透明ガラス体の端面又は前記透明ガラス体の前駆体を端面を下にして載置する工程と、前記透明ガラス体又は前記透明ガラス体の前駆体を前記粉末の融点より低い温度で熱処理を行う工程とを有してもよい。
【００１３】
板材の上に粉末を配置し、粉末が配置された板材上に透明ガラス体（後に透明封止部材となる）又は透明ガラス体の前駆体を載置し、透明ガラス体又は透明ガラス体の前駆体を粉末の融点より低い温度で熱処理を行うことで、容易に透明封止部材の実装基板との接合面に、複数の粒子を固着することができる。
【００１４】
［４］  第１の本発明において、前記粒子固着工程は、前記透明ガラス体の端面又は前記透明ガラス体の前駆体の端面に、ペースト化した粉末を塗布する工程と、板材の上に前記透明ガラス体の前記端面又は前記透明ガラス体の前駆体の前記端面を下にして載置する工程と、前記透明ガラス体又は前記透明ガラス体の前駆体を前記粉末の融点より低い温度で熱処理を行う工程と、を有してもよい。
【００１５】
透明ガラス体の端面又は透明ガラス体の前駆体の端面に、ペースト化した粉末を塗布し、板材の上に透明ガラス体の端面又は透明ガラス体の前駆体を端面を下にして載置し、透明ガラス体又は透明ガラス体の前駆体を前記粉末の融点より低い温度で熱処理を行うことで、容易に透明封止部材の実装基板との接合面に、複数の粒子を固着することができる。この場合、粒子の消費を抑えることができるため、材料費の点でも有利になる。また、ペースト化した粉末を塗布する場合、透明ガラス体の端面又は透明ガラス体の前駆体の端面のうち、任意の場所に複数の粒子を固着することが可能となり、設計の自由度も向上する。
【００１６】
［５］  第１の本発明において、前記粒子の融点は、前記透明ガラス体の融点より高いことが好ましい。
【００１７】
［６］  第１の本発明において、前記粒子は、窒化物、炭化物又はホウ化物のセラミック粒子であってもよい。
【００１８】
［７］  第１の本発明において、前記セラミック粒子の構成材料が、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、Ｓｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、ＷＣ（炭化タングステン）、Ｍｏ２Ｃ（炭化モリブデン）、ＢＮ（窒化ホウ素）、Ｂ４Ｃ（炭化ホウ素）、ＭｏＢ（ホウ化モリブデン）又はＷＢ（ホウ化タングステン）であることが好ましい。
【００１９】
［８］  第１の本発明において、前記粒子は、金属粒子であってもよい。
【００２０】
［９］  第１の本発明において、前記金属粒子（３２ｂ）の構成材料が、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｔｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｐｔ（白金）、Ｂ（ホウ素）、Ｃｒ（クロム）又はＩｒ（イリジウム）であってもよい。
【００２１】
［１０］  第１の本発明において、前記粒子は、金属間化合物粒子であってもよい。
【００２２】
［１１］  前記金属間化合物粒子の構成材料が、ケイ化物であることが好ましい。
【００２３】
［１２］  この場合、前記金属間化合物粒子の構成材料が、ＭｏＳｉ２又はＷＳｉ２であることが好ましい。
【００２４】
［１３］  第１の本発明において、前記粒子の平均粒径が０．１〜１０μｍの範囲であることが好ましい。
【００２５】
［１４］  第１の本発明において、前記透明封止部材のうち、前記実装基板と接合する部分の表面粗さＲａが０．１〜１０μｍであることが好ましい。
【００２６】
［１５］  第１の本発明において、前記透明ガラス体は、石英ガラス又はホウ珪酸ガラスで構成されていることが好ましい。特に、石英ガラスが好ましい。すなわち、石英ガラスは、透明性の点で優れているが、実装基板との熱膨張差が大きく剥がれやすい。しかし、透明封止部材の前記実装基板との接合面に、複数の粒子を固着する工程を経ることで、実装基板との金属接合において、接合強度を高めることができる。つまり、本発明に係る製造方法は、石英ガラスのような実装基板との熱膨張差が大きい透明ガラス体を実装基板に接合する場合に、効果を発揮する。
【００２７】
［１６］  第２の本発明に係る透明封止部材の製造方法は、少なくとも１つの光学素子を収容するためのパッケージに用いられ、前記光学素子が実装された実装基板に金属接合される透明ガラス体からなる透明封止部材の製造方法において、板材の上に粉末を配置する工程と、前記粉末が配置された前記板材上に前記透明ガラス体の端面又は前記透明ガラス体の前駆体を端面を下にして載置する工程と、前記粉末の融点より低い温度で熱処理を行う工程と、前記透明ガラス体を前記板材から取り外す工程とを経ることで、端面に粒子が固着された前記透明封止部材を得ることを特徴とする。
【００２８】
例えば光学素子が実装された実装基板に透明封止部材を金属接合して光学部品を作製する場合、透明封止部材と金属めっき層との間に多層構造の蒸着膜を形成する必要がなくなるため、光学部品の製造工程の簡略化、工数の低減化、製造コストの低廉化を図ることができる。
【００２９】
［１７］  第３の本発明に係る透明封止部材の製造方法は、少なくとも１つの光学素子を収容するためのパッケージに用いられ、前記光学素子が実装された実装基板に金属接合される透明ガラス体からなる透明封止部材の製造方法において、前記透明ガラス体の端面又は前記透明ガラス体の前駆体の端面にペースト化した粉末を塗布する工程と、板材の上に前記透明ガラス体の前記端面又は前記透明ガラス体の前駆体の前記端面を下にして載置する工程と、前記粉末の融点より低い温度で熱処理を行う工程と、前記透明ガラス体を前記板材から取り外す工程とを経ることで、端面に粒子が固着された透明封止部材を得ることを特徴とする。
【００３０】
この発明においても、例えば光学素子が実装された実装基板に透明封止部材を金属接合して光学部品を作製する場合、透明封止部材と金属めっき層との間に多層構造の蒸着膜を形成する必要がなくなるため、光学部品の製造工程の簡略化、工数の低減化、製造コストの低廉化を図ることができる。特に、この発明では、粒子の消費を抑えることができるため、材料費の点でも有利になる。また、ペースト化した粉末を塗布する場合、透明ガラス体の端面又は透明ガラス体の前駆体の端面のうち、任意の場所に複数の粒子を固着することが可能となり、設計の自由度も向上する。
【００３１】
以上説明したように、本発明に係る光学部品の製造方法及び透明封止部材の製造方法によれば、例えば光学素子が実装された実装基板に透明封止部材を金属接合して光学部品を作製する場合、透明封止部材と金属めっき層との間に多層膜を形成する必要がなくなるため、光学部品の製造工程の簡略化、工数の低減化、製造コストの低廉化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施の形態に係る光学部品の製造方法にて製造される光学部品の一例を示す断面図である。
【図２】図２Ａは透明ガラス体の端面にセラミック粒子を固着した状態を一部省略して示す拡大断面図であり、図２Ｂは透明ガラス体の端面に金属粒子を固着した状態を一部省略して示す拡大断面図であり、図２Ｃは透明ガラス体の端面に金属間化合物粒子を固着した状態を一部省略して示す拡大断面図である。
【図３】本実施の形態に係る光学部品の製造工程を示すフローチャートである。
【図４】図４Ａは切り出し加工又は高温モールド成形によって透明ガラス体を作製した状態を示す工程図であり、図４Ｂは粉末焼結法によって透明ガラス体を作製した状態を示す工程図である。
【図５】図５Ａは板材上にセラミック粉末を配置した状態を示す工程図であり、図５Ｂはセラミック粉末上に透明ガラス体の前駆体又は透明ガラス体を載置した状態を示す工程図であり、図５Ｃはセラミック粉末の融点より低い温度で熱処理した状態を示す工程図であり、図５Ｄは板材を取り外して、セラミック粒子が固着された透明封止部材とした状態を示す工程図である。
【図６】図６Ａは透明ガラス体の前駆体の端面又は透明ガラス体の端面に、ペースト化したセラミック粉末を塗布した状態を示す工程図であり、図６Ｂは板材上に透明ガラス体の前駆体又は透明ガラス体を載置した状態を示す工程図であり、図６Ｃはセラミック粉末の融点より低い温度で熱処理した状態を示す工程図であり、図６Ｄは板材を取り外して、セラミック粒子が固着された透明封止部材とした状態を示す工程図である。
【図７】図７Ａは透明封止部材の接合面からＸ線ＣＴ画像を得る方法を示す説明図であり、図７Ｂは取得したＸ線ＣＴ画像のうち、接合面から露出（突出）する粒子による凸部の高さから表面粗さを得る方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係る光学部品の製造方法及び透明封止部材の製造方法の実施の形態例を図１〜図７Ｂを参照しながら説明する。
【００３４】
先ず、本実施の形態に係る光学部品の製造方法にて作製される光学部品１０は、図１に示すように、例えば紫外光を出射する少なくとも１つの光学素子１２と、光学素子１２が収容されるパッケージ１４とを有する。パッケージ１４は、光学素子１２の実装面１６を有する例えば平板状の実装基板１８と、実装基板１８上に金属接合される透明ガラス体２４からなる透明封止部材２０とを有する。なお、実装基板１８は例えばＡｌＮ（窒化アルミニウム）にて構成される。
【００３５】
光学素子１２は、上述したように、実装基板１８の上記実装面１６に実装される。光学素子１２は、図示しないが、例えばサファイア基板（熱膨張係数：７．７×１０−６／℃）上に、量子井戸構造を具備したＧａＮ系結晶層が積層されて構成されている。光学素子１２の実装方法としては、例えば光出射面１２ａを透明封止部材２０に対面させて実装する、いわゆるフェイスアップ実装を採用している。すなわち、光学素子１２から導出された端子（図示せず）と、実装基板１８上に形成された回路配線（図示せず）とを例えばボンディングワイヤ（図示せず）にて電気的に接続させる。
【００３６】
透明封止部材２０は、上面閉塞、下面開口の筒状に形成され、実装基板１８の実装面１６に実装された光学素子１２を囲む凹部２２を有する。透明封止部材２０の外形形状は、例えば円筒状、多角筒状等である。もちろん、透明封止部材２０は、凹部２２を有しない平板状であってもよい。
【００３７】
透明封止部材２０の寸法としては、高さが０．５〜１０ｍｍ、外径が３．０〜１０ｍｍである。なお、光学素子１２の寸法としては、厚みが０．００５〜０．５ｍｍ、図示しないが、上面から見た縦の寸法が０．５〜２．０ｍｍ、横の寸法が０．５〜２．０ｍｍである。
【００３８】
そして、この光学部品１０の透明封止部材２０は、透明ガラス体２４と、該透明ガラス体２４のうち、実装基板１８との接合面２４ａ（端面２４ａともいう）に固着された複数の粒子２６とを有する。
【００３９】
また、透明封止部材２０と実装基板１８との接合部分は、透明封止部材２０の接合面２４ａ側に形成された第１金属めっき層２８ａと、実装基板１８のうち、少なくとも透明封止部材２０が接合される部分に形成された第２金属めっき層２８ｂと、第１金属めっき層２８ａと第２金属めっき層２８ｂとの間に形成されたろう材３０とを有する。
【００４０】
第１金属めっき層２８ａとしては、例えばＡｕ／Ｓｎ膜、Ａｕ膜、Ｎｉ膜等を用いることができる。第２金属めっき層２８ｂとしては、例えばＡｕ／Ｓｎ膜、Ａｕ膜、Ａｇ膜、Ｎｉ膜等を用いることができる。ろう材３０としては、例えばＡｇ／Ｓｎロウ、Ａｕ／Ｓｎロウ等を用いることができる。
【００４１】
粒子２６は、例えば図２Ａに示すように、窒化物、炭化物又はホウ化物のセラミック粒子２６ａを選択することができる。この場合、セラミック粒子２６ａの構成材料としては、例えばＡｌＮ（融点：２２００℃）、Ｓｉ３Ｎ４（融点：１９００℃）、ＳｉＣ（融点：２７３０℃）、ＷＣ（融点：２８７０℃）又はＭｏ２Ｃ（融点：２６８７℃）、ＢＮ（融点：２７３０℃）、Ｂ４Ｃ（融点：２７６３℃）、ＭｏＢ（融点：２８２３℃）又はＷＢ（融点：３０７３℃）等を選択することができる。セラミック粒子２６ａの平均粒径は０．１〜１０μｍの範囲であることが好ましい。
【００４２】
ここで、本実施の形態に係る光学部品１０の製造方法について図３〜図５Ｄを参照しながら説明する。
【００４３】
先ず、図３のステップＳ１において、透明封止部材２０の実装基板１８との接合面２４ａに、複数の粒子２６を固着する（粒子固着工程）。これによって、本実施の形態に係る透明封止部材２０が完成する。その後、ステップＳ２において、透明封止部材２０の接合面２４ａと実装基板１８とを金属接合する（金属接合工程）。
【００４４】
金属接合工程（Ｓ２）は、ステップＳ２ａにおいて、透明封止部材２０のうち、複数の粒子２６が固着された部分に第１金属めっき層２８ａを形成する。その後、ステップＳ２ｂにおいて、実装基板１８のうち、少なくとも透明封止部材２０が接合される部分に第２金属めっき層２８ｂを形成する。その後、ステップＳ２ｃにおいて、透明封止部材２０の第１金属めっき層２８ａと実装基板１８の第２金属めっき層２８ｂとをろう材３０にて接合する。これによって、本実施の形態に係る光学部品１０が完成する。
【００４５】
次に、上述した粒子固着工程（Ｓ１）について図４Ａ〜図６Ｄを参照しながら説明する。
【００４６】
先ず、透明ガラス体２４を作製する。透明ガラス体２４の作製方法は、（ａ）バルク母材からの切り出し加工、（ｂ）高温モールド成形、（ｃ）粉末焼結法等がある。
【００４７】
切り出し加工は、透明ガラス体２４のバルク母材から切り出し加工を行って、図４Ａに示すように、透明ガラス体２４を作製する。高温モールド成形は、高温で型に材料を流し込む、又は型に材料片を入れておき、高温で型状に変形させて、図４Ａに示すように、透明ガラス体２４を作製する。
【００４８】
粉末焼結法は、例えば成形型にシリカ粉体と有機化合物とを含む成形スラリーを鋳込み、有機化合物相互の化学反応、例えば分散媒と硬化剤若しくは硬化剤相互の化学反応により固化させた後、成形型から離型して、図４Ｂに示すように、透明ガラス体２４の前駆体３２を作製する。その後、前駆体３２を熱処理して、透明ガラス体２４を作製する。
【００４９】
次に、透明ガラス体２４の端面２４ａに粒子２６を固着する（図２Ａ参照）。透明ガラス体２４の端面２４ａにセラミック粒子２６ａを固着する方法としては、例えば以下の２つの方法が挙げられる。
【００５０】
すなわち、第１の方法は、図５Ａに示すように、融点の高い板材、例えばモリブデン製の板材４０上にセラミック粉末４２を配置し、その後、図５Ｂに示すように、その上に透明ガラス体２４の前駆体３２の端面３２ａ又は透明ガラス体２４の端面２４ａを下にして載置（静置が好ましい）する。その後、図５Ｃに示すように、セラミック粉末４２の融点より低い温度（好ましくは、板材４０の融点より低い温度。以下、同様である。）で熱処理を行う。図５Ｂの工程で、前駆体３２を用いた場合は、前駆体３２が焼結して透明ガラス体２４になる。その後、図５Ｄに示すように、板材４０を取り外すことで、接合面２４ａにセラミック粒子２６ａが固着された透明封止部材２０を得る。
【００５１】
第２の方法は、先ず、図６Ａに示すように、透明ガラス体２４の前駆体３２の端面３２ａ又は透明ガラス体２４の端面２４ａに、ペースト化したセラミック粉末４２を印刷、あるいはディッピング、あるいはスプレー、あるいはハケ塗り等の方法で塗布する。その後、図６Ｂに示すように、乾燥した後に、融点の高い板材、例えばモリブデン製の板材４０上に、透明ガラス体２４の前駆体３２又は透明ガラス体２４を載置（静置が好ましい）する。その後、図６Ｃに示すように、セラミック粉末４２の融点より低い温度で熱処理を行う。図６Ｂの工程で、前駆体３２を用いた場合は、前駆体３２が焼結して透明ガラス体２４になる。その後、図６Ｄに示すように、板材４０を取り外すことで、接合面２４ａにセラミック粒子２６ａが固着された透明封止部材２０を得る。
【００５２】
上述の例では、粒子２６としてセラミック粒子２６ａを用いた例を示したが、その他、図２Ｂに示すように、金属粒子２６ｂであってもよい。この場合、金属粒子２６ｂの構成材料としては、例えばＭｏ（融点：２６２３℃）、Ｗ（融点：３４２２℃）、Ｔｉ（融点：１６６８℃）、Ｚｒ（融点：１８５５℃）、Ｐｔ（融点：１７６８℃）、Ｂ（融点：２０７６℃）、Ｃｒ（融点：１９０７℃）又はＩｒ（融点：２４４７℃）等を選択することができる。
【００５３】
上記粒子２６は、図２Ｃに示すように、金属間化合物粒子２６ｃであってもよい。この場合、金属間化合物粒子２６ｃの構成材料としては、ケイ化物であることが好ましく、例えばＭｏＳｉ２（融点：２０３０℃）、ＷＳｉ２（融点：２１６０℃）等を選択することができる。
【００５４】
透明封止部材２０は、実装基板１８と接合する部分の表面粗さＲａが０．１〜１０μｍであることが好ましい。実装基板１８と接合する部分の表面粗さＲａとは、接合面２４ａ自体の表面粗さではなく、接合面２４ａに粒子２６（セラミック粒子２６ａ、あるいは金属粒子２６ｂ、あるいは金属間化合物粒子２６ｃ）を固着した後の表面粗さを示す。
【００５５】
表面粗さＲａは以下のように測定した。例えば図７Ａに示すように、透明封止部材２０の接合面２４ａのうち、予め設定した測定ラインＬａに沿った例えばＸ線ＣＴ画像を取得した。その後、図７Ｂに示すように、取得したＸ線ＣＴ画像のうち、接合面２４ａから露出（突出）する粒子２６による凸部５０を複数個選択する。例えば凸部５０の高さｈが大きいものから順に例えば５つ選択する。そして、選択した５つの凸部５０の高さｈの平均値を表面粗さＲａとした。
【００５６】
このように、本実施の形態においては、透明封止部材２０の実装基板１８との接合面２４ａに、複数の粒子２６を固着する粒子固着工程と、透明封止部材２０と実装基板１８とを金属接合する金属接合工程とを有することから、以下のような作用効果を奏する。
【００５７】
すなわち、透明封止部材２０の実装基板１８との接合面２４ａに、複数の粒子２６を固着するようにしたので、透明封止部材２０のうち、複数の粒子２６が固着された部分に第１金属めっき層２８ａを形成したとき、第１金属めっき層２８ａの複数の粒子２６に対する密着性が透明ガラス体２４に対する密着性よりも良好なため、透明ガラス体２４からなる透明封止部材２０との密着性が改善される。その結果、透明封止部材２０と第１金属めっき層２８ａとの間に、多層構造の蒸着膜を形成する必要がなくなる。これは、光学部品１０の製造工程の簡略化、工数の低減化、製造コストの低廉化につながる。
【００５８】
粒子固着工程の第１の方法では、セラミック粉末４２が配置された板材４０の上に透明ガラス体２４の端面２４ａ又は透明ガラス体２４の前駆体３２を端面３２ａを下にして載置し、透明ガラス体２４又は透明ガラス体２４の前駆体３２をセラミック粉末４２の融点より低い温度で熱処理を行うようにしたので、容易に透明封止部材２０の実装基板１８との接合面２４ａに、複数のセラミック粒子２６ａを固着することができる。これは、金属粒子２６ｂや金属間化合物粒子２６ｃでも同様である。
【００５９】
粒子固着工程の第２の方法では、透明ガラス体２４の端面２４ａ又は透明ガラス体２４の前駆体３２の端面３２ａに、ペースト化したセラミック粉末４２を塗布し、板材４０の上に透明ガラス体２４の端面２４ａ又は透明ガラス体２４の前駆体３２を端面３２ａを下にして載置し、透明ガラス体２４又は透明ガラス体２４の前駆体３２をセラミック粉末４２の融点より低い温度で熱処理を行うようにしたので、容易に透明封止部材２０の実装基板１８との接合面２４ａに、複数のセラミック粒子２６ａを固着することができる。この場合、セラミック粒子２６ａの消費を抑えることができるため、材料費の点でも有利になる。また、ペースト化したセラミック粉末４２を塗布する場合、透明ガラス体２４の端面２４ａ又は透明ガラス体２４の前駆体３２の端面３２ａのうち、任意の場所に複数のセラミック粒子２６ａを固着することが可能となり、設計の自由度も向上する。これらの効果は、金属粒子２６ｂや金属間化合物粒子２６ｃでも同様である。
【００６０】
なお、本発明に係る光学部品の製造方法及び透明封止部材の製造方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【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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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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