(57)【要約】【課題】破損し難い光素子用窓部品を提供する。【解決手段】第１の主面２ａ（主面）を有し、第１の主面２ａが多角形の形状を有するガラス板２と、ガラス板２の第１の主面２ａ上に設けられており、略多角形の形状を有し、かつ開口部３ａを有するメタライズ層３とを備え、ガラス板２の第１の主面２ａの外周縁２ｃ近傍にメタライズ層３が形成されておらず、メタライズ層３の各コーナー部３ｄの形状がＲ形状であることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有し、前記主面が多角形の形状を有するガラス板と、
前記ガラス板の前記主面上に設けられており、略多角形の形状を有し、かつ開口部を有するメタライズ層とを備え、
前記ガラス板の前記主面の外周縁近傍に前記メタライズ層が形成されておらず、
前記メタライズ層の各コーナー部の形状がＲ形状である、光素子用窓部品。
【請求項２】
前記ガラス板の前記主面におけるコーナー部と、前記メタライズ層における前記コーナー部との距離をＬ１とし、前記ガラス板の前記主面における辺と、前記メタライズ層における辺との距離をＬ２としたときに、Ｌ１／Ｌ２＞２０．５である、請求項１に記載の光素子用窓部品。
【請求項３】
前記ガラス板の前記主面におけるコーナー部と、前記メタライズ層における前記コーナー部との距離をＬ１としたときに、Ｌ１≧５０μｍである、請求項１または２に記載の光素子用窓部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光素子用窓部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信や光学系システム等に使用される光半導体等の光素子は、通常、パッケージ等の包囲体に収納される。包囲体の壁部には、光素子が外部と光通信を行うための光透過用孔が設けられている。包囲体における気密性の確保等のため、光透過用孔は、光素子用窓部品により覆われている。光素子用窓部品の窓部以外の表面には、メタライズ層が形成されており、メタライズ層において、光素子用窓部品と包囲体との半田付けが行われる。
【０００３】
下記の特許文献１には、八角形の形状を有する光素子用窓部品が開示されている。この光素子用窓部品においては、八角形の窓ガラス上に、八角形のメタライズ層が形成されている。メタライズ層は、窓ガラスの中央に位置する窓部において開口している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３２９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のような光素子用窓部品においては、半田付け時や使用時においてメタライズ層に熱応力が加わることにより、メタライズ層の剥がれが生じ易いという問題があった。また、メタライズ層を介して窓ガラスに応力が加わることにより、窓ガラスの端部付近に割れが生じるおそれもあった。
【０００６】
本発明の目的は、破損し難い光素子用窓部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光素子用窓部品は、主面を有し、主面が多角形の形状を有するガラス板と、ガラス板の主面上に設けられており、略多角形の形状を有し、かつ開口部を有するメタライズ層とを備え、ガラス板の主面の外周縁近傍にメタライズ層が形成されておらず、メタライズ層の各コーナー部の形状がＲ形状であることを特徴とする。
【０００８】
ガラス板の主面におけるコーナー部と、メタライズ層におけるコーナー部との距離をＬ１とし、ガラス板の主面における辺と、メタライズ層における辺との距離をＬ２としたときに、Ｌ１／Ｌ２＞２０．５であることが好ましい。
【０００９】
ガラス板の主面におけるコーナー部と、メタライズ層におけるコーナー部との距離をＬ１としたときに、Ｌ１≧５０μｍであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、破損し難い光素子用窓部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光素子用窓部品が光モジュールに用いられる例を示す略図的断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光素子用窓部品の模式的平面図である。
【図３】図２中のＩ−Ｉ線に沿う模式的断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る光素子用窓部品の模式的拡大平面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る光素子用窓部品の模式的拡大平面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る光素子用窓部品の模式的平面図である。
【図７】図６中のＩＩ−ＩＩに沿う模式的断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る光素子用窓部品の製造の際に用いられるマスキング部材の一例を示す模式的断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る光素子用窓部品の模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光素子用窓部品が光モジュールに用いられる例を示す略図的断面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る光素子用窓部品の模式的平面図である。なお、図１において、光素子を矩形に２本の対角線を加えた略図により示す。図２以降の模式的平面図においては、後述するメタライズ層を斜線のハッチングにより示す。
【００１４】
図１に、光素子１１が包囲体１２に収納された光モジュール１０の一例を示す。包囲体１２は、光通信用等の光を透過させる光透過用孔１３を有する。本実施形態の光素子用窓部品１は、光透過用孔１３を覆う窓部品である。光素子用窓部品１は、光通信用等の光を透過させる。
【００１５】
図２に示すように、光素子用窓部品１は、ガラス板２と、ガラス板２上に設けられたメタライズ層３とを備える。光素子用窓部品１は、メタライズ層３において、図１に示した包囲体１２に半田付けされる。
【００１６】
ガラス板２は、対向し合う第１の主面２ａ及び第２の主面２ｂを有する。第１の主面２ａ及び第２の主面２ｂは、四角形の形状を有する。メタライズ層３は、略四角形の形状を有する。具体的には、本実施形態では、ガラス板２の第１の主面２ａ及び第２の主面２ｂは正方形の形状を有し、メタライズ層３は略正方形の形状を有する。メタライズ層３の各コーナー部３ｄの形状は、Ｒ形状である。本明細書において、Ｒ形状とは、円形または略円形の弧の形状をいう。あるいは、円形に近い多角形の形状であってもよい。
【００１７】
ガラス板２の第１の主面２ａのコーナー部２ｄと、メタライズ層３のコーナー部３ｄとは、同じ個数である。なお、ガラス板２の第１の主面２ａは四角形以外の多角形の形状を有していてもよく、メタライズ層３は略四角形以外の略多角形の形状を有していてもよい。本明細書において、多角形とは四角形以上の多角形をいうものとする。
【００１８】
平面視において、ガラス板２の第１の主面２ａ及び第２の主面２ｂの中心と、メタライズ層３の中心とは重なっている。ガラス板２の第１の主面２ａの外周縁２ｃ近傍には、メタライズ層３は形成されていない。メタライズ層３は開口部３ａを有する。開口部３ａは、メタライズ層３の中央に位置している。開口部３ａは円形または略円形の形状を有する。
【００１９】
図３は、図２中のＩ−Ｉ線に沿う模式的断面図である。なお、図３においては、光素子用窓部品の断面のみを示す。
【００２０】
図３に示すように、本実施形態では、第１の主面２ａ上に第１の反射防止膜４ａが設けられている。第２の主面２ｂ上には、第２の反射防止膜４ｂが設けられている。それによって、光素子用窓部品１における、光通信用等の光の透過率を高めることができる。第１の反射防止膜４ａは、屈折率が異なる複数の誘電体層が積層された積層膜からなる。具体的には、第１の反射防止膜４ａは、例えば、タンタル酸化物膜またはニオブ酸化物膜と、酸化ケイ素膜とが積層された積層膜からなる。第２の反射防止膜４ｂも、同様の積層膜からなる。なお、第１の反射防止膜４ａ及び第２の反射防止膜４ｂの材料及び積層数は上記に限定されない。また、第１の反射防止膜４ａ及び第２の反射防止膜４ｂは、必ずしも設けられていなくてもよい。
【００２１】
メタライズ層３は、ガラス板２の第１の主面２ａ上に、第１の反射防止膜４ａを介して間接的に設けられている。なお、メタライズ層３は、第１の主面２ａ上に直接的に設けられていてもよい。
【００２２】
メタライズ層３は、ガラス板２側から、第１の膜５ａ、第２の膜５ｂ及び第３の膜５ｃが積層された積層金属膜からなる。第１の膜５ａは、チタン、クロムまたはニクロムからなる。第２の膜５ｂは、パラジウム、白金またはニッケルからなる。第３の膜５ｃは、金または金錫からなる。メタライズ層３が上記構成を有することにより、ガラス板２または第１の反射防止膜４ａとの密着性を高めることができ、かつＡｕ−Ｓｎ半田等を用いた半田付けを好適に行うことができる。なお、メタライズ層３の材料は上記に限定されない。メタライズ層３における金属膜の層数も上記に限定されない。
【００２３】
ガラス板２には、特に限定されないが、例えば、ホウ珪酸ガラスまたは無アルカリガラス等を用いることができる。
【００２４】
なお、メタライズ層３は、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法等により形成することができる。例えば、マスキング部材をガラス板２上に載置して金属膜を形成することにより、メタライズ層３のパターニングを行うことができる。なお、本実施形態の光素子用窓部品１は、ガラス板の母材上に複数のメタライズ層３を形成し、しかる後、ダイシングによりガラス板の母材を分割することにより得ることができる。もっとも、光素子用窓部品１の製造方法は上記に限定されない。
【００２５】
本実施形態の特徴は、メタライズ層３の各コーナー部３ｄがＲ形状である点にある。メタライズ層３のコーナー部３ｄがＲ形状であるため、コーナー部３ｄと開口部３ａとの距離が短くなり、該距離及び辺３ｅと開口部３ａとの距離の差を小さくすることができる。このように、メタライズ層３の外周縁３ｃと開口部３ａとの距離を均一化することができる。そのため、光素子用窓部品１を図１に示した包囲体１２に半田付けする際等においても、応力を分散させて、応力集中を生じ難くすることができる。従って、光素子用窓部品１を効果的に破損し難くすることができる。
【００２６】
メタライズ層３の開口部３ａは、メタライズ層３の中央に設けられていることが好ましい。それによって、外周縁３ｃと開口部３ａとの距離を好適に均一化することができ、応力集中が生じ難い。
【００２７】
本実施形態の光素子用窓部品１は、ダイシングによって個片化されることにより得られる。図２に示すように、本実施形態においては、ガラス板２の第１の主面２ａの外周縁２ｃ近傍にメタライズ層３は設けられていない。それによって、ダイシングによるメタライズ層３の剥がれや欠け等が生じ難い。
【００２８】
図４は、本発明の第１の実施形態における、ガラス板の第１の主面の外周縁とメタライズ層の外周縁との距離を説明するための、模式的拡大平面図である。図５は、本発明の第１の実施形態における、ガラス板の第１の主面の外周縁とメタライズ層の外周縁との距離を説明するための、模式的拡大平面図である。
【００２９】
図４に示すように、ガラス板２の第１の主面２ａにおけるコーナー部２ｄと、メタライズ層３におけるコーナー部３ｄとの距離をＬ１とし、ガラス板２の第１の主面２ａにおける辺２ｅと、メタライズ層における辺３ｅとの距離をＬ２とする。他方、図４中の破線Ｘは、本実施形態とは異なり、メタライズ層が正方形の形状を有する場合の外周縁を示す。ここで、ガラス板２の第１の主面２ａのコーナー部２ｄの角度をθとする。ガラス板２の第１の主面２ａのコーナー部２ｄと、破線Ｘで示す多角形のコーナー部とを結ぶ線と、第１の主面２ａの辺２ｅとがなす角の角度は、θ／２である。ガラス板２の第１の主面２ａにおけるコーナー部２ｄと、破線Ｘで示すメタライズ層におけるコーナー部との距離をＬ１０１とすると、Ｌ１０１／Ｌ２＝１／ｓｉｎ（θ／２）となる。本実施形態では、θ／２＝４５°であるため、Ｌ１０１／Ｌ２＝２０．５となる。これに対して、本実施形態においては、コーナー部がＲ形状であるため、Ｌ１／Ｌ２＞２０．５であり、距離Ｌ１は距離Ｌ１０１よりも長い。よって、上述したように、メタライズ層３の外周縁３ｃと図２に示した開口部３ａとの距離を均一化することができる。
【００３０】
同様に、ガラス板２の第１の主面２ａ及び第２の主面２ｂの形状が四角形以外の多角形であり、メタライズ層３の形状が略四角形以外の略多角形である場合においても、Ｌ１／Ｌ２＞１／ｓｉｎ（θ／２）であることが好ましい。それによって、メタライズ層３の外周縁３ｃと開口部３ａとの距離を均一化することができる。
【００３１】
ここで、ガラス板の第１の主面及びメタライズ層の形状が、四角形よりもコーナー部が多い多角形である場合には、上記角度θ／２は９０°に近づくため、１／ｓｉｎ（θ／２）は２０．５よりも小さくなる。よって、本実施形態のように、メタライズ層３のコーナー部３ｄをＲ形状とし、かつＬ１／Ｌ２＞２０．５とすることによって、メタライズ層３の外周縁３ｃと開口部３ａとの距離をより確実に均一化することができる。従って、光素子用窓部品１をより一層破損し難くすることができる。
【００３２】
Ｌ１／Ｌ２＞１．５であることがより好ましく、Ｌ１／Ｌ２＞３であることがさらに好ましい。それによって、光素子用窓部品１をさらにより一層破損し難くすることができる。
【００３３】
他方、図５中の一点鎖線Ｙは、メタライズ層３に内接する円弧を示す。ガラス板２の第１の主面２ａにおける辺２ｅと、上記円弧との最短距離は、ガラス板２の第１の主面２ａにおける辺２ｅと、メタライズ層３における辺３ｅとの距離Ｌ２と同じである。ガラス板２の第１の主面２ａにおけるコーナー部２ｄと、メタライズ層３におけるコーナー部３ｄとの距離Ｌ１は、ガラス板２の第１の主面２ａにおけるコーナー部２ｄと、上記円弧との距離であるＬ２０１以下であることが好ましい。それによって、メタライズ層３の面積を十分な大きさとすることができる。従って、半田付けによる接合力を損なうことなく、光素子用窓部品１を破損し難くすることができる。
【００３４】
ここで、ガラス板２の第１の主面２ａの１辺の長さの半分の長さをＡとし、一点鎖線Ｙで示す円弧を有する円の半径をｒとしたときに、Ｌ２０１＝（Ａ／ｓｉｎ（θ／２））−ｒであり、Ｌ２＝Ａ−ｒである。距離Ｌ２０１と距離Ｌ２との差は、Ｌ２０１−Ｌ２＝Ａ×（（１／ｓｉｎ（θ／２））−１）となる。よって、上記のＬ１≦Ｌ２０１という関係は、Ｌ１−Ｌ２≦Ｌ２０１−Ｌ２＝Ａ×（（１／ｓｉｎ（θ／２））−１）により表すことができる。従って、Ｌ１−Ｌ２≦Ａ×（（１／ｓｉｎ（θ／２））−１）の式を満たすことが好ましい。それによって、上述したように、半田付けによる接合力を損なうことなく、光素子用窓部品１を破損し難くすることができる。
【００３５】
なお、Ｌ２×１／ｓｉｎ（θ／２）＜Ｌ１≦Ｌ２＋Ａ×（（１／ｓｉｎ（θ／２））−１）であることが好ましい。それによって、半田付けによる接合力を損なうことなく、光素子用窓部品１をより一層破損し難くすることができる。
【００３６】
ところで、距離Ｌ２は、１００μｍ以下であることが好ましく、７０μｍ以下であることがより好ましく、５０μｍ以下であることがさらに好ましい。それによって、メタライズ層３の面積を十分な大きさとすることができる。従って、半田付けによる接合力を損なうことなく、ダイシングによるメタライズ層３の剥がれや欠け等を生じ難くすることができる。
【００３７】
一方で距離Ｌ１は、５０μｍ以上であることが好ましく、１００μｍ以上であることがより好ましく、３００μｍ以上であることがさらに好ましい。それによって、メタライズ層３において、外周縁３ｃと開口部３ａとの距離を効果的に均一化することができる。従って、応力集中をより一層生じ難くすることができ、光素子用窓部品１をより一層破損し難くすることができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係る光素子用窓部品の模式的平面図である。図７は、図６中のＩＩ−ＩＩに沿う模式的断面図である。なお、図７においては、光素子用窓部品の断面以外の、紙面奥側の部分も示す。
【００３９】
図６及び図７に示すように、本実施形態は、メタライズ層２３が複数の凹部２３ｆを有する点において、第１の実施形態と異なる。図６に示すように、凹部２３ｆは、メタライズ層２３における辺３ｅと開口部３ａとの間に設けられており、溝状の形状を有する。本実施形態においては、凹部２３ｆは４つ設けられているが、凹部２３ｆが設けられている箇所の数はこれに限定されない。凹部２３ｆの位置も、辺３ｅと開口部３ａとの間には限定されず、例えば、コーナー部３ｄと開口部３ａとの間に設けられていてもよい。
【００４０】
本実施形態においては、メタライズ層２３が凹部２３ｆを有するため、メタライズ層２３における半田付けを行う部分の表面積を広くすることができる。従って、光素子用窓部品と上記包囲体との接合力を効果的に高めることができる。
【００４１】
なお、本実施形態におけるメタライズ層２３を形成するに際しては、例えば、図８に示すマスキング部材２６を用いて、スパッタリング法または真空蒸着法等を行えばよい。マスキング部材２６は、第１のマスク部２７ａ及び第２のマスク部２７ｂを有する。マスキング部材２６をガラス板の母材２２上に載置した状態において、第１のマスク部２７ａ及び第２のマスク部２７ｂは、ガラス板の母材２２に接触している。メタライズ層２３用の金属膜の形成の際、第１のマスク部２７ａによりマスキングすることにより、図６に示した開口部３ａを形成することができる。第２のマスク部２７ｂによりマスキングすることにより、メタライズ層２３の外周縁３ｃを形成することができる。
【００４２】
マスキング部材２６は、第１のマスク部２７ａ及び第２のマスク部２７ｂを接続する接続部２８を有する。接続部２８は、マスキング部材２６をガラス板の母材２２上に載置した状態において、ガラス板の母材２２に接触しないように設けられている。メタライズ層２３用の金属膜の形成の際、接続部２８を回り込み、金属膜が形成される。金属膜において、このように回り込んで形成された部分の膜厚は、他の部分の膜厚よりも薄くなる。これにより、凹部２３ｆを形成することができる。
【００４３】
図６に示すように、本実施形態のメタライズ層２３の各コーナー部３ｄはＲ形状である。従って、第１の実施形態と同様に、本実施形態の光素子用窓部品は破損し難い。
【００４４】
（第３の実施形態）
図９は、本発明の第３の実施形態に係る光素子用窓部品の模式的平面図である。図９に示すように、本実施形態は、ガラス板３２の第１の主面３２ａ及び第２の主面３２ｂが六角形の形状を有し、メタライズ層３３が略六角形の形状を有する点において、第１の実施形態と異なる。具体的には、本実施形態では、ガラス板３２の第１の主面３２ａ及び第２の主面３２ｂは正六角形の形状を有し、メタライズ層３３は略正六角形の形状を有する。
【００４５】
本実施形態においても、メタライズ層３３の各コーナー部３３ｄはＲ形状である。よって、第１の実施形態と同様に、メタライズ層３３に応力集中が生じ難く、光素子用窓部品は破損し難い。このように、ガラス板３２の第１の主面３２ａ及び第２の主面３２ｂは四角形以外の多角形の形状を有していてもよく、メタライズ層３３は略四角形以外の略多角形の形状を有していてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１…光素子用窓部品
２…ガラス板
２ａ…第１の主面
２ｂ…第２の主面
２ｃ…外周縁
２ｄ…コーナー部
２ｅ…辺
３…メタライズ層
３ａ…開口部
３ｃ…外周縁
３ｄ…コーナー部
３ｅ…辺
４ａ…第１の反射防止膜
４ｂ…第２の反射防止膜
５ａ…第１の膜
５ｂ…第２の膜
５ｃ…第３の膜
１０…光モジュール
１１…光素子
１２…包囲体
１３…光透過用孔
２２…ガラス板の母材
２３…メタライズ層
２３ｆ…凹部
２６…マスキング部材
２７ａ…第１のマスク部
２７ｂ…第２のマスク部
２８…接続部
３２…ガラス板
３２ａ…第１の主面
３２ｂ…第２の主面
３３…メタライズ層
３３ｄ…コーナー部
【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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【図８】
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【図９】
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