(57)【要約】      （修正有）【課題】遮光部材の位置合わせ精度に優れ、取り扱いの容易な蓋体および光学特性に優れた受光装置を提供する。【解決手段】第１面１ａおよび第１面１ａとは反対側の第２面１ｂとを有する平板状の基体１と、基体１の第１面１ａから第２面１ｂにかけて貫通する窓部１１と、窓部１１の内部に位置する透光性部材２と、基体１の第２面１ｂの外縁部に位置する凸部１２ａおよび凹部の少なくとも一方を備える蓋体１０および蓋体１０と配線基板２０と、配線基板２０に搭載された受光素子を含む光学素子３０とを備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面および該第１面とは反対側の第２面とを有する平板状の基体と、
該基体の前記第１面から前記第２面にかけて貫通する窓部と、
該窓部の内部に位置する透光性部材と、
前記基体の前記第２面の外縁部に位置する凸部および凹部の少なくとも一方と、
を備える蓋体。
【請求項２】
前記基体は前記第１面に開口する第２凹部を有し、前記窓部は前記第２凹部の底面から前記第２面にかけて貫通しており、前記透光性部材は前記第２凹部の内面から前記窓部の内部にかけて位置する請求項１に記載の蓋体。
【請求項３】
前記基体は前記窓部を複数有している請求項１または請求項２に記載の蓋体。
【請求項４】
前記基体の第２面における複数の前記窓部の間に第２凸部を有する請求項３に記載の蓋体。
【請求項５】
配線基板と、該配線基板に搭載された光学素子と、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の蓋体と、を備える光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
受光素子等の光学素子を備える光学装置に用いられる蓋体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
小型の光学装置として、配線基板のキャビティ（凹部）の底面にフォトダイオード、ラインセンサ、イメージセンサ等の受光素子を搭載し、キャビティを透光性蓋体で塞いで構成した受光装置がある。配線基板のキャビティ内に設けられた接続パッドと受光素子の電極とをボンディングワイヤで電気的に接続して、透光性蓋体を封止樹脂で接着することで受光素子が封止されている。また、光学装置としては、受光素子だけでなく発光素子も同一の配線基板に搭載したセンサ装置もある。
【０００３】
このような光学装置では、不要な光の侵入防止あるいはフレア防止などの光学特性を向上させるために、遮光部材を備えるものがある。封止用の透光性蓋体と遮光部材とを備えるもの（例えば特許文献１を参照。）、あるいは透光性基板に遮光膜を設けて透光性蓋体と遮光部材を一体化したもの（例えば特許文献２および特許文献３を参照。）が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３６３５１１号公報
【特許文献２】特開平１０−８４５０９号公報
【特許文献３】国際公開第２０１７／１７５５０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の封止用の透光性蓋体と遮光部材とを備える場合は、それぞれを配線基板に位置合わせして搭載するため、作業工程が煩雑になるものであった。これに対して、透光性基板に遮光膜を設けた蓋体を用いると、工程は簡略化される。しかしながら、透光性基板としてガラスを用いているので、割れやすく、取り扱いに注意が必要であった。そして、蓋体が平板状であるため、配線基板（に搭載されている光学素子）と精度よく位置合わせして搭載することが困難であった。そのため、遮光部材により光学特性を十分に向上させられなくなる可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの態様による蓋体は、第１面および該第１面とは反対側の第２面とを有する平板状の基体と、該基体の前記第１面から前記第２面にかけて貫通する窓部と、該窓部の内部に位置する透光性部材と、前記基体の前記第２面の外縁部に位置する凸部および凹部の少なくとも一方を備える。
【０００７】
また、本発明の１つの態様による光学装置は、配線基板と、該配線基板に搭載された受光素子を含む光学素子と、上記蓋体とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の１つの態様の蓋体によれば、上記構成であることから、取り扱いが容易で精度よく配線基板と位置合わせすることが可能となり、遮光による光学特性の向上が可能となる。
【０００９】
本開示の１つの態様の光学装置によれば、上記構成であることから、遮光部材を備えた蓋体が精度よく配線基板と位置合わせされており、光学特性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】蓋体の一例を示す斜視図であり、（ａ）は蓋体の上面（第１面）側からの斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図であり、（ｃ）は蓋体の下面（第２面）側からの斜視図である。
【図２】蓋体の他の例を示す斜視図であり、（ａ）は蓋体の上面（第１面）側からの斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図であり、（ｃ）は蓋体の下面（第２面）側からの斜視図である。
【図３】蓋体の他の例を示す斜視図であり、（ａ）は蓋体の上面（第１面）側から、（ｂ）は蓋体の下面（第２面）側からの斜視図である。
【図４】図３に示す蓋体を示し、（ａ）は上面（第１面）側からの平面図（上面図）であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図であり、（ｃ）は下面（第２面）側からの平面図（下面図）である。
【図５】図３に示す蓋体を用いた光学装置の一例を示す分解斜視図である。
【図６】図５に示す光学装置を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は蓋体および光学装置の他の例を示す断面図である。
【図８】図７（ａ）に示す蓋体および光学装置の一例を示す分解斜視図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は蓋体および光学装置の他の例を示す断面図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は蓋体および光学装置の他の例を示す断面図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は蓋体および光学装置の他の例を示す断面図である。
【図１２】図１１（ａ）に示す蓋体を示し、（ａ）は上面（第１面）側からの平面図（上面図）であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図であり、（ｃ）は下面（第２面）側からの平面図（下面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の実施形態の蓋体および光学装置について、添付の図面を参照して説明する。なお、以下の説明における上下の区別は便宜的なものであり、実際に蓋体および光学装置が使用されるときの上下を限定するものではない。図１は蓋体の一例を示す斜視図であり、（ａ）は蓋体の上面（第１面）側からの斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図であり、（ｃ）は蓋体の下面（第２面）側からの斜視図である。図２は蓋体の他の例を示す斜視図であり、（ａ）は蓋体の上面（第１面）側からの斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図であり、（ｃ）は蓋体の下面（第２面）側からの斜視図である。図３は蓋体の他の例を示す斜視図であり、（ａ）は蓋体の上面（第１面）側から、（ｂ）は蓋体の下面（第２面）側からの斜視図である。図４は図３に示す蓋体を示し、（ａ）は上面（第１面）側からの平面図（上面図）であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図であり、（ｃ）は下面（第２面）側からの平面図（下面図）である。図５は図３に示す蓋体を用いた光学装置の一例を示す分解斜視図である。図６は図５に示す光学装置を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【００１２】
本開示の１つの態様の蓋体１０は、第１面１ａおよび該第１面１ａとは反対側の第２面１ｂとを有する平板状の基体１と、該基体１の前記第１面１ａから前記第２面１ｂにかけて貫通する窓部１１と、該窓部１１の内部に位置する透光性部材２と、前記基体１の前記第２面１ｂの外縁部に位置する凸部１２ａおよび凹部１２ｂの少なくとも一方とを備える。
【００１３】
このような蓋体１０によれば、基体１の第２面１ｂの外縁部に位置する凸部１２ａおよ
び凹部１２ｂを備えることから、窓部１１を配線基板２０（および配線基板２０に搭載された光学素子３０）と精度よく位置合わせすることが容易に可能である。そのため、蓋体１０を用いた遮光による、光学装置の光学特性の向上が可能となる。また、透光性部材２は遮光性部材として機能する基体１に設けられた窓部１１に嵌め込まれて一体となっているので、蓋体１０を搭載するだけで透光性蓋体と遮光部材の両方を搭載することができるので工程が簡略化され、またガラス板の透光性蓋体と比較して取り扱いによって割れる可能性が低減されているので、取り扱いが容易なものとなる。窓部および凸部または凹部を有する基体と板状の透光性部材とを貼り合わせても位置合わせが容易な蓋体とすることができる。しかしながら、透光性部材と基体との間で熱膨張率に差がある場合は、熱応力によって透光性部材と基体との間で剥がれが発生する可能性がある。そのため、基体および透光性部材に用いることのできる材料が限られ、十分な光学特性または封止性が得られない場合がある。これに対して、上記のような蓋体１０は、透光性部材２は窓部１１に嵌め込まれていることから、熱応力で容易に剥がれることがないので、封止性および光学特性を得ることができるものとなる。このように、封止の信頼性および光学特性の向上が可能であり、光学装置の生産効率に優れた蓋体１０である。
【００１４】
図１に示す例の蓋体１０は、基体１に窓部１１が１つ設けられ、基体１の第２面１ｂの外縁部に凸部１２ａが設けられている。透光性部材２の大きさは窓部１１の大きさと同じであり、窓部１１にはめ込まれ、透光性部材２の側面と窓部１１の内面（内側面）とが接合されて固定されている。凸部１２ａは、基体１の外縁に沿った環状（枠状）であり、凸部１２ａの側面と基体１の側面とは平面視で同じ位置にあり、いわゆる面一になっている。
【００１５】
図２に示す例の蓋体１０は、図１に示す例の蓋体１０の窓部１１が１つであるのに対して、窓部１１が２つである点が異なっている。また、基体１は第１面１ａに開口する第２凹部１３を２つ有し、２つの第２凹部１３のそれぞれの底面から第２面１ｂにかけて貫通している２つの窓部１１を有している点が異なっている。窓部１１の平面視の大きさは第２凹部１３よりも小さい。透光性部材２は、それぞれの第２凹部１３の内面から窓部１１の内部にかけて設けられているので、２つある。透光性部材２は、第２凹部１３の空間の大きさの板と窓部１１の空間の大きさの板とを重ね合わせたような、段部を有する形状で、縦断面視の形状は図２（ｂ）に示すような凸字（Ｔ字）形である。すなわち、透光性部材２は、第２面１ｂ側よりも第１面１ａ側の方が平面視の大きさが大きい。透光性部材２は、窓部１１の内面（内側面）および第２凹部１３の内面（内側面および底面）と接合されて固定されている。
【００１６】
図３および図４に示す例の蓋体１０は、図２に示す例の蓋体１０では１つの第２凹部１３に対して１つの窓部１１が設けられているのに対して、１つの第２凹部１３に対して２つの窓部１１が設けられている点が異なっている。この例の第２凹部１３は、図２に示す例における２つの第２凹部１３がつながって１つの第２凹部１３となったような形状である。この１つの第２凹部１３の底面から基体１の第２面１ｂにかけて貫通する２つの貫通孔が２つの窓部１１である。２つの窓部１１は、第２凹部１３の長手方向に間隔を置いて配置されている。透光性部材２は第２凹部１３の内面から窓部１１の内部にかけて設けられている。透光性部材２の形状は、第２凹部１３内に位置する比較的大きい板状部の主面から２つの窓部１１内へ突出している形状である。透光性部材２は、２つの窓部１１の内面（内側面）および第２凹部１３の内面（内側面および底面）と接合されて固定されている。
【００１７】
図１〜図４に示す例の蓋体１は、基体１の第２面１ｂの外縁部に、基体１の外縁に沿った環状（枠状）の凸部１２ａを備えている。このような凸部１２ａを備えている場合には、図６に示すように、環状（枠状）の凸部１２ａの内側に配線基板２０をはめ込むよこと
で容易に位置合わせをすることができる。すなわち環状（枠状）の凸部１２ａの内寸を配線基板２０の外寸と同程度にしておけばよい。
【００１８】
また、図２〜図４に示す例のように、蓋体１０は、基体１が第１面１ａに開口する第２凹部１３を有し、窓部１１は第２凹部１３の底面から第２面１ｂにかけて貫通しており、透光性部材２は第２凹部１３の内面から窓部１１の内部にかけて位置するものとすることができる。
【００１９】
このような構成であると、透光性部材２は、窓部１１の内面（内側面）だけでなく、第２凹部１３の内面（底面および内側面）とも接合されるので、透光性部材２と基体との接合面積が増加する。また、透光性部材２は基体１の第１面１ａ側の方が第２面側１ｂの方より平面方向の大きさが大きいので、透光性部材２に外力が加わっても透光性部材２が配線基板２０のキャビティ２３内に落下してしまうことがない。また、窓部１１内より窓部１１の上方の方が透光性部材２の大きさが大きいので、配線基板２０に搭載された光学素子３０が受光素子である場合には広角度からの光を受光することができ、光学素子３０が発光素子である場合には、広角度に光を放射することがでる。
【００２０】
配線基板２０に光学素子３０が複数個搭載される場合には、蓋体１０には光学素子３０の数に対応する複数個の窓部１１を設けてもよい。例えば、図５および図６に示す例の光学装置１００においては、配線基板２０には２つの光学素子３０が搭載されており、蓋体１０は２つの窓部１１を備えている。このように、蓋体１０は、基体１が窓部１１を複数有しているものとすることができる。
【００２１】
配線基板２０に２つの光学素子３０が搭載されている場合であっても、図１に示す例のような１つの窓部１１を備える蓋体１１を用いることはできる。これに対して、２つの光学素子３０それぞれに応じた窓部１１を設けることでより光学特性に優れた光学装置１００とすることができる蓋体１０となる。光学素子３０の発光領域または受光領域の大きさ、あるいは出射光の放射角度または受光角度に応じて設定することができる。
【００２２】
図７（ａ）および図７（ｂ）は蓋体および光学装置の他の例を示す断面図である。図８は図７（ａ）に示す蓋体および光学装置の一例を示す分解斜視図である。図９（ａ）〜図９（ｃ）は蓋体および光学装置の他の例を示す断面図である。図１０（ａ）および図１０（ｂ）は蓋体および光学装置の他の例を示す断面図である。図１１（ａ）および図１１（ｂ）は蓋体および光学装置の他の例を示す断面図である。図１２は図１１（ａ）に示す蓋体を示し、（ａ）は上面（第１面）側からの平面図（上面図）であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図であり、（ｃ）は下面（第２面）側からの平面図（下面図）である。
【００２３】
図１〜図４に示す例の蓋体１０は、基体１の第２面１ｂの外縁部に、外側面が基体１の側面と面一である、環状（枠状）の凸部１２ａを備えているものであった。これに対して、図７（ａ）に示す例の蓋体１０は、凸部１２ａの外側面は基体１の側面より内側に位置しており、配線基板２０の側面と面一である。配線基板２０の上面の外縁部に切り欠き２４を設け、この切り欠き２４に蓋体１０の凸部１２ａが嵌まり込んでいる。このような凸部１２ａを備える蓋体１０を用いると、配線基板２０の側面より蓋体１０が突出しないので、光学装置１００をより小型化することができる。
【００２４】
凸部１２ａの形状は、図１〜図４に示す例の蓋体１０の凸部１２ａと同様に環状（枠状）とすることができる。このときの配線基板２０の切り欠き２４もまた環状であり、配線基板２０の上面の外縁部が全周にわたって段差を有しているともいえる。あるいは、凸部１２ａは、基体１の第２面１ｂの外縁の全周にわたって設けられていなくてもよく、例え
ば、図８に示す例のように、矩形状の基体１の辺の中央部に、辺の長さよりも短い凸部１２ａを設けたものであってもよい。図８に示す例では矩形状の基体１の短辺に凸部１２a
を設けているが、長辺に設けてもよいし、短辺および長辺の両方に設けてもよい。また、１つの辺に１つの凸部１２ａを設けているが、複数個設けてもよい。また、１つの辺の長さより長さの短い凸部１２ａを設けているが、辺の長さと同じものを対向する２つの辺に設けてもよい。このような凸部１２ａの形状および大きさは、図１〜図４に示す例の蓋体１０および後述する図７（ｂ）等に示す例の蓋体１０にも適用することができる。
【００２５】
また、図７（ｂ）に示す例の蓋体１０では、凸部１２ａは基体１の外縁より内側に位置している。この凸部１２ａの外側面の位置は、配線基板２０のキャビティ２３の内側面の位置とほぼ同じである。蓋体１０の凸部１２ａを配線基板２０のキャビティ２３にはめ込むことで容易に位置合わせをすることができる。また、蓋体１０の側面は配線基板２０の側面と面一である。図７（ａ）に示す例の蓋体１０と同様に、より小型の光学装置１００とすることのできる蓋体１０となる。
【００２６】
図９に示す例の蓋体１０は、基体１の第２面１ｂに凹部１２ｂを備えているものである。図９（ａ）に示す例の蓋体１０は、基体１の外縁（側面）より内側に凹部１２ｂを備えており、配線基板２０のキャビティ２３の周囲の枠状の部分がこの凹部１２ｂに嵌まり込むようになっている。図９（ａ）に示す例においては、蓋体１０の凹部１２ｂは配線基板２０のキャビティ２３の周囲の枠状の部分の形状と同じ形状で寸法もほぼ同じであるが、蓋体１０の凹部１２ｂの内側面のうち、外側の内側面（基体１の側面に近い内側面）または内側の内側面のいずれか一方と、配線基板の枠状の部分の側面との間に空隙を設けてもよい。この場合でも位置合わせは可能であり、空隙に接着剤をためて接合性を高めることもできる。図９（ｂ）に示す例の蓋体１０は、図９（ａ）の蓋体１０の凹部１２ｂの外側が基体１の側面に達しているような例であり、凹部１２ｂが基体１の第２面１ｂだけでなく側面にも開口している例である。凹部１２ｂが基体１の第２面１ｂの外縁部に設けられた切り欠き２４部であるとも言える。この場合の凹部１２ｂの内側面の位置は、配線基板２０のキャビティ２３の内側面の位置とほぼ同じである。
【００２７】
図９に示すような、基体１の第２面１ｂに凹部１２ｂを備えている蓋体１０の場合は、配線基板２０の上面が基体１の第２面１ｂよりも第１面１ａ側に位置することとなる。すなわち、配線基板２０の上に位置する蓋体１０の厚みが小さくなる。そのため、このような蓋体１０は、光学装置１００をより薄型のものとすることのできるものとなる。また、遮光部材である蓋体１０の第２面１ｂがより光学素子３０に近付くこととなるので、遮光部材としての機能がより向上したものとなる。
【００２８】
図９（ａ）に示す例のような、外縁（側面）より内側に凹部１２ｂを備える蓋体１０に比較して、図９（ｂ）に示す例のような、凹部１２ｂが基体１の側面にも開口している蓋体１０は、平面視の大きさに関してもより小型の光学装置１００を得ることができる。凹部１２ｂが、外縁（側面）より内側に位置し、基体１の第２面１ｂだけに開口する場合であっても、配線基板２０が図７（ａ）に示す例のようなものであれば、平面視の大きさに関しても小型である光学装置とすることができる。図９（ｃ）に示す例はこのような場合を示す例である。このとき、図９（ｃ）に示す例のように、蓋体１０は、凹部１２ｂの外側に凸部１２ａを有していてもよい。この例では、凹部１２ｂの深さと凸部１２ａの高さとを合わせた長ささが、配線基板２０の切り欠き２４の深さに対応している。このように、蓋体１０は、基体１の第２面１ｂの外縁部に凸部１２ａと凹部１２ｂの両方を備えるものであってもよい。
【００２９】
図１０に示す例の光学装置１００は、配線基板２０に２つのキャビティ２３を設けてそれぞれの底面に光学素子３０を搭載するものである。この例では、配線基板２０の上面の
うち、２つのキャビティ２３の間に位置する部分が蓋体１０の第２面１ｂ（および第２面１ｂに設けられた第３の凹部１４の底面）に当接しており、この部分が２つの光学素子間における遮光壁として機能している。光学装置１００が、例えば光学素子３０として発光素子と受光素子を備え、発光素子から出射された出射光が測定対象物で反射された反射光を受光素子で受光するようなセンサ装置などである場合には、発光素子からの出射光が蓋体１０の第２面１ｂで反射して受光素子に入射してしまうことがないので精度の高いセンサ装置となる。また、２つの光学素子３０がともに受光素子である場合にも、蓋体１０による遮光に加えて配線基板２０の遮光壁による遮光によって、より光学特性を向上させることができる。また、２つの光学素子３０が異なる色の発光素子である場合には、異なる２つの色が混ざることのない発光装置となる。
【００３０】
図１０（ａ）に示す例の光学装置１００における蓋体１０は、図７（ａ）に示す例の蓋体１０と同じものであり、配線基板２０の上記遮光壁の上端が蓋体１０第２面１ｂに当接している。図１０（ｂ）に示す例の光学装置１００における蓋体１０は、図９（ｂ）に示す例の蓋体１０と同様のものであるので、配線基板２０の上記遮光壁の上端の位置は、蓋体１０第２面１ｂより上方になる。そのため、この例の蓋体１０は、基体１の第２面１ｂに第３凹部１４を備えており、第３凹部１４の底面に遮光壁の上端が当接している。
【００３１】
これに対して、図１１および図１２に示す例のように、基体１の第２面１ｂにおける複数の窓部１１の間に第２凸部１５を有する蓋体１０とすることができる。第２凸部１５が上述した遮光壁に相当する。図１１に示す例では、配線基板２０は開口の大きなキャビティ２３に２つの光学素子が搭載されている。より詳細には、この大きいキャビティ２３には段部が設けられているので、大きいキャビティ２３の底面に２つの小さいキャビティが設けられ、その底面に光学素子３０が搭載されている。段部の上面、すなわち大きいキャビティ２３の底面に配線導体２２が設けられているので、配線導体２２と光学素子３０とで高さの差が小さく、ワイヤボンディングによる電気的接続が容易にできるようになっている。一方で、遮光壁に相当する部分がなく、配線基板２０の上面の開口は大きいものであるので、ワイヤボンディングの際にキャピラリーをキャビティ２３内に入れた際の空間的余裕が大きくなる。そのため、小型の光学装置１００であっても、光学素子３０と配線基板２０との電気的な接続を確実に行なうことができる。このように、蓋体１０が第２凸部１５を備えているので、隣接する２つの窓部１１のそれぞれに対応して配置された２つの光学素子３０間における遮光性が高められて、より光学特性を向上させることができるとともに、小型の光学装置１００の生産効率を高めることができる。
【００３２】
本開示の光学装置１００は、配線基板２０と、配線基板２０に搭載された光学素子３０と、上記のような蓋体１０とを備えるものである。上記のように、光学特性を高めることが可能で、光学素子３０の封止性および光学装置１００の生産性を高められる蓋体１０を用いているので、光学特性および封止性に優れた光学装置１００となる。なお、配線基板２０は、上記した例では光学素子３０を挟んで位置している段差を有するキャビティ２３を備えているが、光学素子３０の片側だけに段差があるものでもよいし、段差のないものであってもよい。
【００３３】
図５〜図１１に示す例の光学装置１００においては、配線基板２０に光学素子３０が搭載され、ボンディングワイヤ３１により光学素子３０の電極（不図示）と配線基板２０の配線導体２２とが電気的に接続されている。配線導体２２のうち配線基板２０の下面等に設けられた外部電極が外部電気回路と電気的に接続されれば、搭載された光学素子３０が外部電気回路と電気的に接続される。すなわち、光学素子３０と外部電気回路とが、ボンディングワイヤ３１および配線導体２２を介して互いに電気的に接続される。
【００３４】
蓋体１０は光学素子３０が搭載された配線基板２０の上面に搭載され、不図示の封止接
合材で接合されて光学素子３０が封止されている。蓋体１０を配線基板２０に搭載する際に、蓋体１０の下面（基体１の第２面１ｂ）に設けられた凸部１２ａまたは凹部１２ｂが配線基板２０の上面とが係合して位置合わせがなされる。
【００３５】
蓋体１０は、基体１と透光性部材２とからなるものである。基体１は第１面１ａおよび第１面１ａとは反対側の第２面１ｂとを有する平板状であり、第１面１ａから第２面１ｂにかけて貫通する窓部１１が設けられている。また、基体１の第２面１ｂの外縁部には凸部１２ａおよび凹部１２ｂの少なくとも一方が設けられている。
【００３６】
基体１は、光学素子３０が発光または受光する光、例えば光学素子３０がデジタルカメラ用のイメージセンサである場合には可視光を透過しない材料からなるものである。凸部１２ａは基体１と一体となっている。基体１とは別体の凸部１２ａを接合することで一体とすることもできるが、基体１と凸部１２ａとを同じ材料で一体的に形成して凸部１２ａを基体１の一部とすることもできる。凸部１２ａが基体１の一部であると、形成が容易であり、また同じ基体１に設けられた窓部１１との位置精度を高いものとすることができる。また、基体１と凸部１２ａとが熱膨張率が同じになるのでこれらの間に発生する熱応力による変形がないので、光学装置１００の使用時の温度変化で光学特性に影響を与えることがない。
【００３７】
凸部１２ａを含む基体１（以下、単に基体１ともいう。）の材質としては、上述したように光学素子３０が発光または受光する光を遮光することができるものであればよく、例えば、金属、セラミックス、樹脂等を用いることができ、これらの複合材料、複数種の樹脂等からなるものであってもよい。また、光学素子３０が受光素子である場合に、受光素子の表面において反射した光が、蓋体１０の下面（基体１の第２面１ｂ）で反射して再度受光素子に入射しないようにするとよい。例えば、基体１が金属からなる場合であれば、第２面１ｂに光を吸収する樹脂膜等を設けることができる。同様の観点で、基体１が樹脂またはセラミックスからなる場合に、配線基板２０との接合にはんだ等を用いるために、凸部１２ａの表面および凹部１２ｂの内面等の外縁部の一部に接合金属層を設けることができる。
【００３８】
蓋体１０の少なくとも下面（基体１の第２面１ｂ）は絶縁性とすることができる。基体１を絶縁性のセラミックスや樹脂で形成してもよいし、金属板の下面に絶縁性樹脂の膜を設けて形成してもよい。このような構成にすると、ボンディングワイヤ３１に蓋体１０が接触しても、複数のボンディングワイヤ３１間で短絡してしまうことがない。そのため、光学装置１００を低背化するのに効果的である。
【００３９】
基体１が金属からなる場合であれば、金属板を切削加工あるいはプレス加工することで作製することができる。基体１がセラミックスからなる場合であれば、セラミック粉末を金型プレス等で成型加工して焼成することで作製することができる。基体１が樹脂からなる場合であれば、例えば射出成型等の金型成形によって作製することができる。いずれの場合であっても、窓部１１もまた同時に形成される。
【００４０】
基体１の形状および寸法は、配線導体２２に接合材を介して接合することで光学素子３０を封止することができるような寸法および形状であればよく、配線基板２０の形状および寸法（絶縁基板２１およびキャビティ２３の形状および寸法）と対応する形状および寸法に設定することができる。
【００４１】
凸部１２ａおよび凹部１２ｂの形状および寸法は、上述した例に限られるものではない。配線基板２０の形状および寸法（絶縁基板２１およびキャビティ２３、切り欠き２４等の形状および寸法）と対応する形状および寸法に設定することができる。凸部１２ａおよ
び凹部１２ｂの数もまた上述した例に限られるものではなく、配線基板２０の形状等に対応して設定することができる。
【００４２】
窓部１１の形状および寸法は、光学素子３０の寸法および光学装置１００に求められる光学特性により設定することができる。また、窓部１１の数は少なくとも１つあればよく、上述したように光学素子３０の数に応じて設定することができる。
【００４３】
第２凹部１３の形状および寸法もまた、光学素子３０の寸法および光学装置１００に求められる光学特性により設定することができる。また、第２凹部１３の数は少なくとも１つあればよく、上述したように窓部１１および光学素子３０の数に応じて設定することができるが、窓部１１の平面視の大きさよりも大きいものである。第２凹部１３の深さは、基体１の厚みの３０％〜７０％とすることができる。
【００４４】
蓋体１０の寸法は、図３〜図６に示す例のような蓋体１０の場合には、例えば以下のように設定することができる。基体１は、一辺の長さが６ｍｍ〜１１ｍｍの矩形状で、厚みが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの板状とすることができる。凸部１２ａは外寸が一辺の長さが６ｍｍ〜１１ｍｍの矩形状で、内寸が一辺の長さが５ｍｍ〜１０ｍｍの矩形状の矩形枠状とすることができる。第２凹部１３は一辺の長さが３ｍｍ〜８ｍｍの矩形状で深さが０．２ｍｍ〜１ｍｍとして、窓部１１は一辺の長さが０．５ｍｍ〜３ｍｍの矩形状で２つの窓部１１の間隔は０．３ｍｍ〜３ｍｍとすることができる。
【００４５】
蓋体１０の透光性部材２は、例えばガラス、サファイアまたは樹脂等の光学素子３０が受光または発光する光を透過する材料からなるものである。透光性部材２の平面視の寸法は、窓部１１および第２凹部１３の寸法と同程度である。透光性部材２の厚みは、図１〜図４に示す例のように基体１と同じ厚みであってもよいし、基体１の厚みとは異なる厚み、光学装置１００の薄型化のためには基体１より薄いものであってもよい。
【００４６】
透光性部材２を基体１の窓部１１および第２凹部１３内に設けるには、例えば、透光性部材２および基体１をそれぞれ作製し、基体１の窓部１１に透光性部材２を嵌め込み、接着剤等で固定する方法を採用することができる。別の方法としては、平板上に第１面１ａまたは第２面１ｂを当接させて基体１を載置し、窓部１１または第２凹部１３の開口から、例えば液状の樹脂（または溶融したガラス）を流し込んで硬化させる方法を採用することができる。このとき、１つの第２凹部１３の底面に複数の窓部１１が設けられている場合には、複数の窓部１１に同時に透光性部材２を嵌め込むことができ、またそれらの厚みを同じにすることができる。また、基体１および透光性部材２がともに樹脂からなる場合であれば、射出成型を用いていわゆる多色成型をすることで基体１と透光性部材２とが一体となった蓋体１０を形成することができる。
【００４７】
配線基板２０は、絶縁基板２１と配線導体２２とを含んでいる。
【００４８】
絶縁基板２１は、複数の絶縁層２１ａが積層されて一体化されたものである。絶縁基板２１は、上面に開口するキャビティ２３を有するものとすることができる。このキャビティ２３の開口を塞ぐように蓋体１０を固定することで、キャビティ２３内に搭載した光学素子３０の封止が容易にできる。
【００４９】
絶縁基板２１の寸法は、例えば、矩形の一辺の長さが５ｍｍ〜１０ｍｍで、厚みが１ｍｍ〜３ｍｍである。キャビティ２３の寸法は、キャビティ２３に収容されて底面に搭載される光学素子３０の大きさによるが、例えば矩形の一辺の長さが３ｍｍ〜９ｍｍで、深さが０．５ｍｍ〜２ｍｍである。キャビティ２３が段部を有する場合は、段部の幅（キャビティ２３の内側面からの長さ）が、例えば０．５ｍｍ〜１．５ｍｍで、キャビティ２３の
底面からの高さが０．２ｍｍ〜１．２ｍｍである。
【００５０】
絶縁基板２１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体、ガラスセラミック焼結体、ムライト質焼結体または窒化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料を含む絶縁材料からなる複数の絶縁層２１ａが積層されて形成されている。図３〜図１１に示す例では絶縁層は４層であるが、絶縁層２１ａの層数はこれらに限られるものではない。
【００５１】
絶縁基板２１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、次のようにして製作することができる。すなわち、まず、絶縁層２１ａとなるセラミックグリーンシートを作製する。酸化アルミニウムおよび酸化ケイ素等の原料粉末を適当な有機バインダおよび有機溶剤とともにシート状に成形して四角シート状の複数のセラミックグリーンシートを作製する。次にこれらのセラミックグリーンシートを積層して積層体を作製する。キャビティ２３は、セラミックグリーンシートに金型等を用いて貫通孔を設けておけばよい。その後、この積層体を1300〜1600℃の温度で焼成することによって絶縁基板を製作することができる。
【００５２】
絶縁基板２１を含む配線基板２０は、このような配線基板２０となる複数の基板領域が母基板に配列された多数個取り基板として製作することもできる。複数の基板領域を含む母基板を、基板領域毎に分割して複数の配線基板２０をより効率よく製作することもできる。この場合には、母基板のうち基板領域の境界に沿って分割用の溝が設けられていてもよい。また、多数個取り基板の各基板領域に光学素子３０を搭載した後に、これを分割して複数の光学装置１００を得るようにしてもよい。
【００５３】
絶縁基板２１の表面および内部には配線導体２２が設けられている。例えば、図１〜図１１に示す例においては、キャビティ２３内には光学素子３０と接続するための接続パッドが設けられている。また、絶縁基板２１の下面には、外部電気回路と接続するための外部電極が設けられている。これら接続パッドと外部電極とは、絶縁基板２１の内部に設けられた貫通導体および内部配線層を含む内部配線によって電気的に接続されている。貫通導体は絶縁層２１ａを貫通し、内部配線層は絶縁層２１ａ間に配置されている。外部電極は絶縁基板２１の下面ではなく、下面から側面にかけて、あるいは側面に設けられていてもよい。
【００５４】
配線導体２２は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）またはコバルト（Ｃｏ）等の金属、またはこれらの金属を含む合金の金属材料を導体材料として主に含むものである。このような金属材料は、メタライズ層またはめっき層等の金属層として絶縁基板の表面に設けられている。この金属層は、１層でもよく、複数層でもよい。また、メタライズで絶縁基板の内部に設けられている。
【００５５】
配線導体２２の接続パッド、内部配線および外部電極は、例えば、タングステンのメタライズ層である場合には、タングステンの粉末を有機溶剤および有機バインダと混合して作製した金属ペーストを絶縁基板となるセラミックグリーンシートの所定位置にスクリーン印刷法等の方法で印刷して焼成する方法で形成することができる。また、このうち、接続パッドおよび外部電極となるメタライズ層の露出表面には、電解めっき法または無電解めっき法等のめっき法でニッケルおよび金等のめっき層がさらに被着されていてもよい。この場合、前述したように多数個取り基板の形態で配線基板２０または光学装置１００を製作する際に、複数の基板領域の配線導体を互いに電気的に接続させておけば、複数の配線基板２０の配線導体２２に一括してめっき層を被着させることもできる。また、内部配線の貫通導体は、上記の金属ペーストの印刷に先駆けてセラミックグリーンシートの所定の位置に貫通孔を設け、上記と同様の金属ペーストをこの貫通孔に充填しておくことで形
成することができる。
【００５６】
なお、配線基板２０の絶縁基板２１は、絶縁層２１ａを樹脂で形成することもできる。この場合でも上記と同様の効果を奏する光学装置１００を得ることができる。従来周知の樹脂製配線基板の製造方法を用いて作製することができる。
【００５７】
光学素子３０は、光信号を電気信号に変換する素子である、例えばフォトダイオード、ラインセンサ、イメージセンサ等の受光素子、および発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）、レーザーダイオード等の発光素子が挙げられる。
【００５８】
光学素子３０は、例えば、配線基板２０のキャビティ２３の底面に載置され、接合材（不図示）によって接合されて固定される。光学素子３０の上面の外周部の電極（不図示）と、配線基板２０に設けられた接続パッドとは、Ａｕまたはアルミニウム（Ａｌ）等からなるボンディングワイヤ３１により電気的に接続される。光学素子３０で変換された電気信号は、ボンディングワイヤ３１および配線導体２２を介して配線基板２０の下面等の外表面に電気的に導出される。
【００５９】
光学素子３０を配線基板２０（のキャビティ２３の底面）に接合固定するための接合材は、はんだを含むろう材、ガラスまたはエポキシ樹脂等の樹脂接着剤を用いることができる。接合材が樹脂接着剤の場合には、シリコーンゴムやウレタンゴム等のより柔軟なものを用いることで接合材によって熱応力等を吸収することもできる。接合材がはんだを含むろう材である場合は、配線基板２０のキャビティ２３の底面にめっき膜やメタライズ層等の金属膜で形成される接合金属層を設ける。
【００６０】
光学素子３０は、蓋体１０で封止されるとともに保護されている。蓋体１０は封止接合材（不図示）を介して、キャビティ２３の開口を塞いで配線基板２０に接合されている。
【００６１】
蓋体１０を配線基板２０に接合する封止接合材は、樹脂接着剤、ガラス、はんだを含むろう材を用いることができる。封止接合材がろう材である場合には、配線基板２０の上面外縁部にめっき膜やメタライズ層等の金属膜で形成される接合金属層を設ける。また蓋体１０（の基体１）が樹脂やセラミックスのような、ろう材の濡れ性（接合性）が低い材料からなる場合であれば、上述したように蓋体１０にも接合金属層を設ける。
【００６２】
上述したように、蓋体１０の凸部１２ａまたは凹部１２ｂと配線基板２０の上面とが係合するので、蓋体１０配線基板２０との界面は屈曲したものとなる。そのため、この界面から不要な光が侵入することが抑えられている。そのため、封止接合材は透光性の樹脂を用いても、不要な光が侵入することがない。
【００６３】
封止接合材による蓋体１０と配線基板２０との接合は、例えば以下のようにして行なうことができる。封止接合材となる液状の樹脂接着剤またはガラスペーストあるいはろう材ペースト等の前駆体を配線基板２０の上面に、クリーン印刷あるいはディスペンサにより塗布する。その上に蓋体１０を載置し、加熱または紫外線照射による硬化、あるいは加熱による溶融後の冷却によって、前駆体を硬化することによって、封止接合材を介して蓋体１０と配線基板２０とが接合され、光学装置１００となる。液状の樹脂接着剤あるいはろう材ペーストの代わりに、半硬化の樹脂シートあるいは板（箔）状のろう材プリフォームを用いることもできる。
【符号の説明】
【００６４】
１・・・基体
１ａ・・・第１面
１ｂ・・・第２面
１１・・・窓部
１２ａ・・・凸部
１２ｂ・・・凹部
１３・・・第２凹部
１４・・・第３凹部
１５・・・第２凸部
２・・・透光性部材
２０・・・配線基板
２１・・・絶縁基板
２１ａ・・・絶縁層
２２・・・配線導体
２３・・・キャビティ
３０・・・光学素子
３１・・・ボンディングワイヤ
１０・・・蓋体
１００・・・光学装置
【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】
2019096778.tif 000011
【図１０】
2019096778.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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