(57)【要約】【課題】光学エンジン部品を固定するセラミックベースに対する保持板の接合強度を大幅に向上させることとが可能な光学デバイスを提供する。【解決手段】光学エンジン部品８を保持するセラミックベース４にメタライズ膜６を形成し、該メタライズ膜に素子パッケージ１４を取り付けた保持板１２を接合するようにした光学デバイス２において、前記セラミックベースの表面粗さを５μｍ〜２０μｍの範囲内に設定する。これにより、光学エンジン部品を固定するセラミックベースに対する保持板の接合強度を大幅に向上させる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学エンジン部品を保持するセラミックベースにメタライズ膜を形成し、該メタライズ膜に素子パッケージを取り付けた保持板を接合するようにした光学デバイスにおいて、
前記セラミックベースの表面粗さを５μｍ〜２０μｍの範囲内に設定するように構成したことを特徴とする光学デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型空間光変調素子等に用いられる偏光ビームスプリッタ等の光学エンジン部品を保持するセラミックベースに素子パッケージを取り付けるようにした光学デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液晶を用いた投射型のカラー表示装置等においては、映像信号に応じて反射型の空間光変調素子にて光変調を行い、ここで得られた色光を合成して投射することによりスクリーン上にカラー映像が表示される。
この場合、上記空間光変調素子に用いられる偏光ビームスプリッタ等のガラス製の光学部品は、光学エンジン部品と称される。この種の光学エンジン部品は、僅かな熱歪で光変調に大きな悪影響を及ぼしてしまうために、この光学エンジン部品は、例えば２枚のセラミックベース間に挟持するようにして固定されている（例えば特開平６−６４９８８号公報、特開平１１−９２２５５号公報）。そして、この光学エンジン部品を動作するに必要な電子回路系等が集積回路として組み込まれた素子パッケージが保持板に固定され、この保持板を上記セラミックベースに接合するようになっている。
【０００３】
具体的には、２枚の板状のセラミックベース間に光学エンジン部品を接着剤により接合して挟持させ、このセラミックベースの必要とする表面に薄い金属膜よりなるメタライズ膜を形成し、このメタライズ膜に上記保持板をハンダにより接合固定することにより必要とする光学デバイスを形成するようになっている。尚、この保持板には上記素子パッケージが予め取り付け固定されている。この場合、メタライズ膜の形成に先立って、セラミックベースの表面はこの平滑性を上げるために表面研磨が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような光学デバイスにあっては、接合固定した保持板の接合強度が比較的小さくして、長時間の使用によって保持板がセラミックベースから脱離して剥がれ落ちてしまう、といった不具合が発生する場合があった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、光学エンジン部品を固定するセラミックベースに対する保持板の接合強度を大幅に向上させることとが可能な光学デバイスを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求１に係る発明は、光学エンジン部品を保持するセラミックベースにメタライズ膜を形成し、該メタライズ膜に素子パッケージを取り付けた保持板を接合するようにした光学デバイスにおいて、前記セラミックベースの表面粗さを５μｍ〜２０μｍの範囲内に設定するように構成したことを特徴とする光学デバイスである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る光学デバイスの一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る光学デバイスの一実施例を示す斜視図、図２はセラミックベースと保持板の接合部を示す部分拡大図である。図１には保持板の形状が僅かに異なる２種類の光学デバイスが示されている。
図１に示すように、この光学デバイス２は、薄い板状に焼成された略正方形状の２枚のセラミックベース４を有しており、この２枚のセラミックベース４間に、例えば４つのガラス製の光学エンジン部品８が接着剤等によって挟持するように接合固定されている。この光学エンジン部品８は、前述したように例えば投射型のカラー表示装置の空間高変調素子を形成する偏光ビームスプリッタ等よりなり、精度良く所定の位置関係で配列されている。尚、図示例では１つの光学エンジン部品がセラミックベースにかくれた状態となっている。
【０００７】
そして、このセラミックベース４の表面の必要な箇所に金属薄膜よりなるメタライズ膜６が薄く形成されている。図１（Ａ）に示す場合には、セラミックベース４の端面の表面にメタライズ膜６が形成されており、図１（Ｂ）に示す場合には、セラミックベース４の側面の隅部の表面にメタライズ膜６が形成されている。そして、両セラミックベース４間に掛け渡すようにして、例えばセラミック板や板金等よりなる保持板１２が配置され、このメタライズ膜６上に、保持板１２の接合片１２Ａがハンダ１０（図２参照）により接合固定されている。
ここで図１（Ａ）に示す場合には上記接合片１２Ａは直線状に成形されており、図１ＢＡ）に示す場合にはＬ字状に略直角に屈曲成形されている。そして、この保持板１２上には、この光学デバイスを動作させる電子回路系等を組み込んだ集積回路よりなる素子パッケージ１４が予め接着剤等により接合固定されている。また、上記メタライズ膜６は、例えば無電解メッキ等の方法で形成された銀膜よりなる。
【０００８】
そして、本発明の特徴的事項として、このセラミックベース４の表面粗さＲｍａｘは５μｍ〜２０μｍの範囲内に設定されており、上記素子パッケージ１４を取り付ける保持板１２のセラミックベース４に対する接合強度（引張強度）を高くしている。このように、セラミックベース４の表面粗さＲｍａｘを従来の光デバイスの場合、例えば２．５μｍ程度よりも粗くすることにより、アンカー効果によってセラミックベース４に対するメタライズ膜６の接合強度が大幅に向上して、結果的に上記保持板１２を強固に固定することが可能となる。
【０００９】
上記セラミックベース４は、焼き放し面として略６μｍ程度の表面粗さを有しているので、これを表面研磨することなく直接的にメタライズ膜６を形成すれはよい。また、このセラミックベース４の焼き放し面での表面粗さが５μｍよりも小さい場合、或いはさらに表面粗さを大きくして更なるアンカー効果を発揮したい場合には、焼成後のセラミックベース４の表面をサンドブラスト法等によって粗くしたり、或いは、セラミックベース４を形成するための焼成途中の仮焼成の軟らかい状態でこの表面を研磨剤等で荒らすようにしてもよい。この場合、研磨剤としては例えば粒径が１０μｍ程度のダイヤ粉を用いることができる。
また、この粒径を変えることにより、上記表面粗さＲｍａｘ５μｍ〜２０μｍの範囲内にて所望する表面粗さに設定することができる。
【００１０】
ここで、上記保持板１２に関する引張強度（接合強度）について実験を行ったのでその評価結果について説明する。
実験では、種々の表面粗さＲｍａｘに調整したセラミックベースの表面に銀膜よりなるメタライズ膜を形成し、このメタライズ膜にワイヤバンドをハンダにより接合して、このワイヤバンドを引っ張ることによってこれが剥離した時の引張強度を求めた。
この時の引張強度の結果を下記の表１に示す。
【００１１】
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【００１２】
この表１から明らかなように、表面粗さが従来の光学デバイスにおけるセラミックベースと同様な２．５μｍ程度の時には、引張強度は２．５ｋｇ／４ｍｍ２　で低かったが、表面粗さが５μｍ〜２０μｍの範囲内の時には引張強度は６ｋｇ／４ｍｍ２　〜１２ｋｇ／４ｍｍ２　の範囲となり、良好な結果を示すことが判明した。特に、表面粗さが１５μｍ程度の時には引張強度は１２ｋｇ／４ｍｍ２　となり、最も好ましいことが判明した。
尚、上記光学エンジン部品は、単に一例に過ぎず、これに限定されないのは勿論である。
【００１３】
【発明の効果】
以上、本発明に係る光デバイスによれば、光学エンジン部品を固定するセラミックベースに対する保持板の接合強度を大幅に向上させることとができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学デバイスの一実施例を示す斜視図である。
【図２】セラミックベースと保持板の接合部を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
２…光学デバイス、４…セラミックベース、６…メタライズ膜、８…光学エンジン部品、１０…ハンダ、１２…保持板、１４…素子パッケージ。
【図１】
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【図２】
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