(57)【要約】【課題】レンズの形状や寸法精度が良くなり、光学的特性が安定し、原材料および加工のコスト上昇を抑えるとともに、製造工程が簡略化したレンズ付き蓋体とその製造方法を提供する。【解決手段】円筒形状の蓋体円筒部２ａと、蓋体円筒部２ａの一端に形成され、中央部にレンズ装着孔３が形成されたフランジ２ｂと、レンズ装着孔３を閉塞して形成されたレンズ５とを備える。フランジ２ｂ内面または、フランジ２ｂ近傍の蓋体円筒部２ａ内面に段状部６ａが形成される。【選択図】図１
2008135548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の蓋体円筒部と、
前記蓋体円筒部の一端に形成され、中央部にレンズ装着孔が形成されたフランジと、
前記レンズ装着孔を閉塞して形成されたレンズとを備えたレンズ付き蓋体において、
前記フランジ内面または、前記フランジ近傍の前記蓋体円筒部内面に段状部が形成されたことを特徴とするレンズ付き蓋体。
【請求項２】
前記レンズの端の位置は、前記段状部の形成位置に一致している請求項１記載のレンズ付き蓋体。
【請求項３】
円筒形状の蓋体円筒部の一端に形成され、レンズ装着孔を有するフランジに、レンズ素材を載置し、
前記レンズ素材を加熱して、前記レンズ素材を溶融させ、前記レンズ装着孔を閉塞すると同時に、前記溶融したレンズ素材の粘性により、レンズを形成するレンズ付き蓋体の製造方法において、
前記レンズを形成する際に、前記フランジ内面または、前記フランジ近傍の前記蓋体円筒部内面に設けられた段状部により、前記溶融したレンズ素材の広がりを阻止することを特徴とするレンズ付き蓋体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光半導体用パッケージに用いられるレンズ付き蓋体とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレンズ付き蓋体には、レンズ装着孔を備え、レンズ装着孔に形成されたレンズに、蓋体内面からリング状部材が当接された構成のものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、上述した従来のレンズ付き蓋体の構成を示す断面図であり、図５Ａ〜図５Ｄはその製造方法を示す工程断面図である。図４において、蓋体本体１０１は、鉄−ニッケル合金を用いて形成されている。また、蓋体本体１０１は、円筒形状に形成された蓋体円筒部１０２ａと、蓋体円筒部１０２ａの一端に形成されたフランジ１０２ｂと、蓋体円筒部１０２ａの他端に、外向きに形成された鍔部１０２ｃで構成されている。フランジ１０２ｂには、円形状のレンズ装着孔１０３が形成されている。
【０００４】
レンズ装着孔１０３には、光透過性のレンズ素材を溶着して形成されたレンズ１０５が、気密性を保って固着されている。レンズ１０５は、硼珪酸系ガラス等の硬質ガラスまたはソーダバリウム系ガラス等の軟質ガラスにより形成されている。蓋体本体１０１内面のレンズ１０５が形成された領域の周囲に、レンズ１０５に当接させてリング状部材１０６が配置されている。リング状部材１０６は、鉄−ニッケル合金により形成され、溶着時のレンズ素材の流れを制御する。リング状部材１０６の内径は、レンズ装着孔１０３の内径と同等かあるいは大きく、外径は、蓋体本体１０１の円筒状部の内径よりもわずかに小さい。
【０００５】
次に、図５Ａ〜図５Ｄを用いて、従来のレンズ付き蓋体の製造方法について説明する。まず、図５Ａに示すように、フランジ１０２ｂの外面に、硬質ガラス板等のレンズ素材１０４を載置する。つぎに、図５Ｂに示すように、蓋体本体１０１を、フランジ１０２ｂ側から加熱してレンズ素材１０４を溶融させると、レンズ素材１０４が加熱されている側の面には、ガラスの粘性により外側レンズ１０５ａが形成される。
【０００６】
つぎに、図５Ｃに示すように、蓋体本体１０１を上下反転すると共に、蓋体本体１０１の内部にリング状部材１０６を落とし込む。つぎに、蓋体本体１０１の鍔部１０２ｃ側から加熱してレンズ素材１０４を溶融し、レンズ素材１０４のリング状部材１０６と当接した面には、図５Ｄに示すように、ガラスの粘性により内側レンズ１０５ｂが形成される。以上のような工程により、レンズ付き蓋体が製造される。
【０００７】
このような製造工程により、溶融状態のレンズ素材１０４が蓋体本体１０１の内壁面に沿って上がる（這い上がり）を抑えることができる。このため、レンズ付き蓋体は、レンズ１０５をガラスの粘性のみに依存して形成する製造方法に比べ、レンズ１０５の形状や寸法精度が安定し、光学的特性が良化する。
【特許文献１】特開平７−２２１３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来のレンズ付き蓋体は、鉄−ニッケル合金からなるリング状部材１０６を必要とするため、原材料および加工のコストが上昇するとともに、製造工程が煩雑化する。
【０００９】
また、リング状部材１０６の外径が蓋体本体１０１の内径より僅かに小さいだけであるので、蓋体本体１０１およびリング状部材１０６の寸法精度を高める必要がある。また、製造方法で蓋体本体１０１の内部にリング状部材１０６を落とし込む際、蓋体本体１０１の内部へ落とし込む精度も必要であり、コストが上昇する。
【００１０】
さらに、蓋体本体１０１とリング状部材１０６には、僅かな隙間があるため、蓋体本体１０１の内部に正確に落とし込むことが出来ず傾き、蓋体本体１０１の内部途中で止まる場合もある。また、落とし込むことが出来たとしても蓋体本体１０１の内壁面とリング状部材１０６との間には、僅かに隙間を有しているため、その隙間をレンズ素材１０４が這い上がり、リング状部材１０６の位置がずれ、あるいは向きが傾き、レンズ１０５の形状や寸法精度に影響を与える。
【００１１】
また、鉄−ニッケル合金からなるリング状部材１０６の表面に酸化被膜が形成された場合に、レンズ素材１０４は、リング状部材１０６の表面をレンズ素材１０４が這い上がり、レンズ１０５の形状や寸法精度が不安定となり、光学的特性に影響を与える。また、リング状部材１０６の表面に酸化被膜が形成されていない場合には、レンズ素材１０４とリング状部材１０６との接着が弱くなり、リング状部材１０６が脱落する恐れがある。
【００１２】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、レンズの形状や寸法精度が向上し、光学的特性が安定し、原材料および加工のコスト上昇を抑えるとともに、製造工程が簡略化したレンズ付き蓋体とその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のレンズ付き蓋体は、円筒形状の蓋体円筒部と、前記蓋体円筒部の一端に形成され、中央部にレンズ装着孔が形成されたフランジと、前記レンズ装着孔を閉塞して形成されたレンズとを備える。上記課題を解決するために、前記フランジ内面または、前記フランジ近傍の前記蓋体円筒部内面に段状部が形成されたことを特徴とする
また、本発明のレンズ付き蓋体の製造方法は、円筒形状の蓋体円筒部の一端に形成され、レンズ装着孔を有するフランジに、レンズ素材を載置し、前記レンズ素材を加熱して、前記レンズ素材を溶融させ、前記レンズ装着孔を閉塞すると同時に、前記溶融したレンズ素材の粘性により、レンズを形成する。上記課題を解決するために、前記レンズを形成する際に、前記フランジ内面または、前記フランジ近傍の前記蓋体円筒部内面に設けられた段状部により、前記溶融したレンズ素材の広がりを阻止する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、蓋体本体内面に段状部を設けることにより、レンズの形状や寸法精度が良くなり、光学的特性が安定し、原材料および加工のコスト上昇を抑えるとともに、製造工程が簡略化したレンズ付き蓋体とその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のレンズ付き蓋体において、前記レンズの端の位置は、前記段状部の形成位置に一致している構成にすることもできる。
【００１６】
以下、本発明のレンズ付き蓋体について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態におけるレンズ付き蓋体の断面構成を示した断面図である。蓋体本体１は、鉄−ニッケル合金を用いて形成されている。また、蓋体本体１は、円筒形状に形成された蓋体円筒部２ａと、蓋体円筒部２ａの一端に形成されたフランジ２ｂと、蓋体円筒部２ａの他端に外向きに形成された鍔部２ｃで構成されている。フランジ２ｂには、中心部に貫通した円形状のレンズ装着孔３が形成されている。鍔部２ｃは、図示しない、光学素子などが配置された台に接続するためのものである。
【００１８】
レンズ装着孔３には、レンズ装着孔３を閉塞して形成された両凸のレンズ５が配置されている。レンズ５は、硼珪酸系ガラス等の硬質ガラスまたはソーダバリウム系ガラス等の軟質ガラスからなる光透過性のレンズの形成材料（レンズ素材）を溶融して形成されている。レンズ５は、レンズ付き蓋体に封止される上記台に配置された光学素子の例えば受光素子に対して、外部光を集光する働きを有する。
【００１９】
フランジ２ｂの内面には、レンズ５の端部に対応する位置に段状部６ａが形成されている。段状部６ａは、後述するようにレンズ５を形成する工程において、図３Ａに示す溶融したレンズ素材４の広がりを阻止し、フランジ２ｂへの這い上がりが防止する。このため、レンズ５の形状および寸法の精度の低下を抑えることができる。
【００２０】
なお、段状部６ａは、溶融時のレンズ素材４が蓋体円筒部２ａの内壁面表面を伝わる這い上がりや這い戻りを阻止する状態に形成すれば良く、窪み形状、突起形状、凹凸形状など特に形状が限定されることはない。例えば、図２Ａに示すように、フランジ２ｂ内面に、凸状の段状部６ｂが形成される構成にしてもよい。また、図２Ｂに示すように、フランジ２ｂ近傍の蓋体円筒部２ａ内面に、凹状の段状部６ｃが形成される構成にすることもできる。さらに、図２Ｃに示すように、フランジ２ｂ近傍の蓋体円筒部２ａ内面に、凸状の段状部６ｄが形成されている。つまり、段状部はレンズ素材が溶着される位置に形成されれば良い。
【００２１】
また、段状部６ａは、段差が蓋体本体１の材厚の最大半分の厚さあることが好ましい。また、段状部６ａの端部（角部）は、半径（Ｒ：radius）が０．１ｍｍの円弧状であることが好適である。このように構成することにより応力が緩和される。
【００２２】
次に、本発明のレンズ付き蓋体の製造方法について説明する。図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の実施の形態におけるレンズ付き蓋体の製造工程を示す工程断面図である。まず、図３Ａに示すように、蓋体本体１をカーボングラファイト製の治具（図示せず）内に配置し、フランジ２ｂの外面にレンズ素材４を配置する。
【００２３】
つぎに、非酸化性雰囲気でレンズ素材４を加熱処理して溶融させる。溶融したレンズ素材４は、粘性により一部がレンズ装着孔３から蓋体本体１の内面に入り込み、図３Ｂに示すように、両凸のレンズ５が形成される。この時、溶融したレンズ素材４は、フランジ２ｂの内面において広がるが、段状部６ａにより広がりが阻止され、レンズ素材４の蓋体円筒部２ａへの這い上がりや這い戻りを阻止することができる。以上のようにして、本実施の形態に係るレンズ付き蓋体が製造される。
【００２４】
なお、段状部６ａは、蓋体本体１をプレス加工、切削加工等で形成する際に同時に形成しておくことができる。
【００２５】
以上のように、本発明のレンズ付き蓋体は、段状部を有し、溶融したレンズ素材の這い上がりや這い戻りを阻止することができる。このため、レンズの形状や寸法精度を低下させない。
【００２６】
また、段状部を蓋体本体に一体的に形成することができるため、段状部の位置を精度良く形成できる。このため、レンズの形状、寸法精度が良くなり、レンズの光学特性が安定する。
【００２７】
また、リング状部材を用いることがなく、コストを低下させることができ、さらに製造工程が簡略化する。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明のレンズ付き蓋体は、レンズの形状が安定し、低コストであるという利点を有し、光半導体用パッケージとして利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態におけるレンズ付き蓋体の構成を示す断面図
【図２Ａ】本発明の実施の形態における蓋体本体の段状部の変形例を示す断面図
【図２Ｂ】本発明の実施の形態における蓋体本体の段状部の別の変形例を示す断面図
【図２Ｃ】本発明の実施の形態における蓋体本体の段状部の別の変形例を示す断面図
【図３Ａ】同上レンズ付き蓋体の製造工程を示す断面工程図
【図３Ｂ】図３Ａのつぎの工程を示す断面工程図
【図４】従来のレンズ付き蓋体の構成を示す断面図
【図５Ａ】同上レンズ付き蓋体の製造工程を示す断面工程図
【図５Ｂ】図５Ａのつぎの工程を示す断面工程図
【図５Ｃ】図５Ｂのつぎの工程を示す断面工程図
【図５Ｄ】図５Ｃのつぎの工程を示す断面工程図
【符号の説明】
【００３０】
１  蓋体本体
２ａ  蓋体円筒部
２ｂ  フランジ
２ｃ  鍔部
３  レンズ装着孔
４  レンズ素材
５  レンズ
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ  段状部
【図１】
2008135548.tif 000003
【図２Ａ】
2008135548.tif 000004
【図２Ｂ】
2008135548.tif 000005
【図２Ｃ】
2008135548.tif 000006
【図３Ａ】
2008135548.tif 000007
【図３Ｂ】
2008135548.tif 000008
【図４】
2008135548.tif 000009
【図５Ａ】
2008135548.tif 000010
【図５Ｂ】
2008135548.tif 000011
【図５Ｃ】
2008135548.tif 000012
【図５Ｄ】
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