(57)【要約】【課題】ガラスの成形性と、蓋体の気密性及び耐湿性とに優れ、樹脂製の接着剤や環境負荷物質を含む接着剤を用いることなく形成される蓋体及びその製造方法、蓋体の製造に用いられるガラス成形体の製造方法を提供する。【解決手段】まず、下金型３の上面１８に形成された球面状の凹面１６上にガラス球１を配置する。次に、上金型２及び下金型３を加熱することによってガラス球１を軟化させながら、上金型２の下面１７と、下金型３の上面１８とによって、軟化したガラス球１の上部を押圧する。これにより、球面状の凸面を有する凸部１１と、フランジ部１２とを含むガラス成形体１０が成形される。ガラス成形体１０は、光半導体素子が封入される蓋体を製造するために用いられ、フランジ部１２を介して筒形状のキャップ本体に気密状態で取り付けられる。【選択図】図３
2007103673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光半導体素子が封入されるパッケージを構成する蓋体の製造に用いられるガラス成形体の製造方法であって、
その上面に球面状の第１凹面が形成された第１型部材を用意し、ガラス球を前記第１凹面上に配置するガラス球配置工程と、
その下面が前記第１型部材の上面と対向するように配置される第２型部材を用意し、前記第１及び第２型部材を加熱することによって前記ガラス球を軟化させながら、前記第１型部材の上面と前記第２型部材の下面とによって前記ガラス球の上部を押圧し、球面状の凸面を有する凸部と、前記凸面をその周方向に囲うように前記凸部に接続されるフランジ部とを含むガラス成形体を成形する成形工程と、
前記第１及び第２型部材を冷却する冷却工程と、
前記第１及び第２型部材の各々を互いに引き離して、成形された前記ガラス成形体を取り出す取出工程とを備える、ガラス成形体の製造方法。
【請求項２】
前記第１型部材における上面から少なくとも一部と、前記第２型部材における下面から少なくとも一部とは、同一の外径を有する円柱形状に形成され、
前記成形工程は、前記第１及び第２型部材における円柱形状の部分がその内部に摺動自在に挿入される環状の外枠部材を用意し、前記第１型部材の上面と前記第２型部材の下面とによって形成される隙間を取り囲むように前記外枠部材を配置する外枠部材配置工程を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載のガラス成形体の製造方法。
【請求項３】
前記第２型部材の下面には、前記第１凹面と対向する第２凹面が形成されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のガラス成形体の製造方法。
【請求項４】
光半導体素子が封入されるパッケージを構成する蓋体の製造方法であって、
球面状の凸面を有する凸部と、前記凸面をその周方向に囲うように前記凸部に接続されるフランジ部とを含むガラス成形体を用意し、円形状の開孔が形成された平板部と、前記平板部の外周縁の全体から立ち上がる側壁部とを含む中空形状の枠体に対して、前記凸面の中心軸が前記開孔の中心を通過するように、前記ガラス成形体を配置するガラス成形体配置工程と、
前記フランジ部と前記平板部とを挟み込むように一対の型部材を配置し、前記型部材を加熱することによって前記ガラス成形体を軟化させながら、一対の前記型部材によって前記フランジ部を前記平板部の内面と、前記側壁部の内周壁の一部とに押圧する押圧工程と、
前記フランジ部が押圧されている状態において、前記ガラス成形体と前記枠体とを冷却する冷却工程と、
前記型部材の各々を互いに引き離して、前記枠体と前記ガラス成形体とが一体化された蓋体を取り出す取出工程とを備える、蓋体の製造方法。
【請求項５】
光半導体素子が封入されるパッケージを構成する蓋体であって、
円形状の開孔が形成された平板部と、
前記平板部の外周縁の全体から立ち上がる側壁部と、
球面状の凸面を有する凸部と、前記凸面を周方向に囲うように前記凸部に接続されるフランジ部とを含み、前記凸面の中心軸が前記開孔の中心を通過するように配置され、かつ、前記フランジ部が前記平板部の内面と前記側壁部の内周壁の一部とに密着して、前記側壁部の内周壁を押し広げた状態で前記側壁部に取り付けられるガラス部とを備える、蓋体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓋体及びその製造方法、ガラス成形体の製造方法に関し、より特定的には、光半導体素子が封入されるパッケージを構成する蓋体及びその製造方法と、蓋体の製造に用いられるガラス成形体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザーダイオードや発光ダイオード等の光半導体素子が封入されるパッケージにおいて、透光窓を有する蓋体（以下、「透光窓付き蓋体」という）が取り付けられる場合がある。透光窓付き蓋体は、例えば、開孔を有する天板部と、天板部の外周縁から立ち上がる筒形状の筒状部とを含む金属製の金属外環と、金属外環の天板部の開孔を覆うように封着されるガラスとを備える。
【０００３】
従来、透光窓付き蓋体の製造方法として、金属外環の表面に予め形成された酸化膜を介してガラスを接着させることによって、金属外環にガラスを封着し、ガラスと金属外環との間の気密性を保持する整合封止（以下、「第１の方法」という）や、また、金属外環とガラスとの収縮差を利用してガラスを金属外環に封着し、ガラスと金属外環との間の気密性を保持する圧縮封止（以下、「第２の方法」という）が知られている。
【０００４】
まず、上記の第１の方法においては、金属外環の熱膨張係数は、ガラスの熱膨張係数とほぼ等しくなるように設定されている。金属外環にガラスを封着するために、まず、ガラスは、流動性を有し、かつ、金属外環を濡らすのに十分な温度まで加熱される。次に、加熱されたガラスは、その内部に熱歪みを残留させないように、金属外環に形成された開孔を覆うように封着される。また、ガラスを特殊形状に形成する必要がある場合は、ガラスは、金属外環に封着されるのと同時に、当該特殊形状に対応する形状を有する通炉治具を用いて、特殊形状に成形される場合もある。尚、この通路治具は、例えば、カーボンやＢＮ（窒化ホウ素）等の適宜な材料によって形成されている。
【０００５】
次に、上記の第２の方法においては、金属外環の熱膨張係数は、ガラスの熱膨張係数より大きくなるように設定されている。金属外環にガラスを封止する際には、ガラスは、溶融された状態で、金属外環に形成された開孔を覆い、筒状部の内壁の全周に接するようにに封着される。その後、金属外環及びガラスは、冷却されて一体化される。冷却過程において、金属外環とガラスとの収縮差によって、金属外環は、ガラスを締め付ける状態で保持する。
【０００６】
また、上記の第１及び第２の方法以外では、ガラスを溶融させることができない場合に、樹脂製の接着剤を介して金属外環とガラスとを接着する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
図７は、特許文献１に記載されている従来の蓋体の断面図である。図５に示される蓋体は、金属製のキャップ本体１０２と、窓板ガラス１０８とを備える。キャップ本体１０２は、透光用の窓孔１０３が形成された金属製の天板部１０４と、天板部１０４の外周縁に接続される筒状の筒状部１０５とを含んでいる。一方、窓板ガラス１０８は、ガラス板１０１と、ガラス板１０１の下面に透明な接着剤１０６を介して接着され、光源波長λに対してλ／４の位相差を有する樹脂製の位相差フィルム１０７とを含んでいる。尚、窓板ガラス１０８は、キャップ本体１０２の天板部１０４の内面に、樹脂製の接着剤１０９を介して接着されている。また、樹脂製の接着剤１０９の代わりに、低融点ガラスが接着剤として用いられる方法も知られている。
【特許文献１】特開２００３−３７３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の蓋体の製造方法には、次のような問題がある。
【０００９】
まず、上記の第１及び第２の方法においては、ガラスが溶融する温度である９００℃〜１１００℃程度まで、ガラスと金属外環とを加熱する必要がある。これにより、例えば、金属外環へのめっき前処理等、ガラスの溶融温度によって影響を受ける可能性のある他の処理工程は、ガラスを金属外環に封止した後に行われる必要がある。この結果、作業工程が煩雑となり、蓋体の製造が非効率的となる。
【００１０】
次に、特許文献１に記載されている方法においては、キャップ本体と窓板ガラスとは、例えばＵＶ硬化樹脂や熱硬化樹脂よりなる接着剤によって互いに接着されている。そのため、接着剤の硬化後に接着剤からアウトガスが発生したり、また、後の工程において接着剤に熱が加えられた場合に、接着剤に亀裂が発生したりすることによって、蓋体の内部に封入される電子部品の性能に悪影響が生じることが考えられる。また、ＵＶ硬化樹脂や熱硬化樹脂よりなる接着剤は、一般に多孔質であるため、蓋体内部に封入される電子部品の気密性及び耐湿性が完全に確保されないという問題もある。
【００１１】
更に、上述のように、樹脂製の接着剤の代わりに低融点ガラスを用いて、ガラスとキャップ本体とを接着する方法も知られているが、低融点ガラスに含まれている鉛やビスマスが環境負荷物質であるため、このような環境負荷物質を含む低融点ガラスの使用は、回避されることがより好ましい。
【００１２】
それ故に、本発明は、ガラスの成形性と、蓋体の気密性及び耐湿性とに優れ、樹脂製の接着剤や環境負荷物質を含む材料を用いることなく形成される蓋体及びその製造方法と、蓋体の製造に用いられるガラス成形体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】
第１の発明は、光半導体素子が封入されるパッケージを構成する蓋体の製造に用いられるガラス成形体の製造方法であって、その上面に球面状の第１凹面が形成された第１型部材を用意し、ガラス球を第１凹面上に配置するガラス球配置工程と、その下面が第１型部材の上面と対向するように配置される第２型部材を用意し、第１及び第２型部材を加熱することによってガラス球を軟化させながら、第１型部材の上面と第２型部材の下面とによってガラス球の上部を押圧し、球面状の凸面を有する凸部と、凸面をその周方向に囲うように凸部に接続されるフランジ部とを含むガラス成形体を成形する成形工程と、第１及び第２型部材を冷却する冷却工程と、第１及び第２型部材の各々を互いに引き離して、成形されたガラス成形体を取り出す取出工程とを備える。
【００１４】
このような構成によれば、ガラス球を材料として用いることによって、必要な量のガラス材料が適切に供給されるため、蓋体の製造に用いられるガラス成形体を効率的に製造することができる。
【００１５】
この場合、第１型部材における上面から少なくとも一部と、第２型部材における下面から少なくとも一部とは、同一の外径を有する円柱形状に形成され、成形工程は、第１及び第２型部材における円柱形状の部分がその内部に摺動自在に挿入される環状の外枠部材を用意し、第１型部材の上面と第２型部材の下面とによって形成される隙間を取り囲むように外枠部材を配置する外枠部材配置工程を更に含むことが好ましい。
【００１６】
このような構成によれば、外枠部材によってフランジ部の外径が規定されるため、第１型部材と第２型部材との間の隙間に軟化したガラスを充填して、フランジ部の厚みがほぼ一定となるようにガラス成形体を製造することができる。
【００１７】
また、第２型部材の下面には、第１凹面と対向する第２凹面が形成されても良い。
【００１８】
このような構成によれば、第１及び第２凹面の両方によって凸部形状が規定されるため、所望形状を有するガラス成形体を製造することが可能となる。
【００１９】
第２の発明は、光半導体素子が封入されるパッケージを構成する蓋体の製造方法であって、球面状の凸面を有する凸部と、凸面をその周方向に囲うように凸部に接続されるフランジ部とを含むガラス成形体を用意し、円形状の開孔が形成された平板部と、平板部の外周縁の全体から立ち上がる側壁部とを含む中空形状の枠体に対して、凸面の中心軸が開孔の中心を通過するように、ガラス成形体を配置するガラス成形体配置工程と、フランジ部と平板部とを挟み込むように一対の型部材を配置し、型部材を加熱することによってガラス成形体を軟化させながら、一対の型部材によってフランジ部を平板部の内面と、側壁部の内周壁の一部とに押圧する押圧工程と、フランジ部が押圧されている状態において、ガラス成形体と枠体とを冷却する冷却工程と、型部材の各々を互いに引き離して、枠体とガラス成形体とが一体化された蓋体を取り出す取出工程とを備える。
【００２０】
このような構成によれば、フランジ部が側壁部の内周壁を押し広げた状態で硬化するため、樹脂製の接着剤や環境負荷物質を含む接着剤を用いることなく、フランジ部と枠体との間における気密性及び耐湿性とに優れる蓋体を製造することができる。
【００２１】
第３の発明は、光半導体素子が封入されるパッケージを構成する蓋体であって、円形状の開孔が形成された平板部と、平板部の外周縁の全体から立ち上がる側壁部と、球面状の凸面を有する凸部と、凸面を周方向に囲うように凸部に接続されるフランジ部とを含み、凸面の中心軸が開孔の中心を通過するように配置され、かつ、フランジ部が平板部の内面と側壁部の内周壁の一部とに密着して、側壁部の内周壁を押し広げた状態で側壁部に取り付けられるガラス部とを備える。
【００２２】
このような構成によれば、ガラス部は、そのフランジ部が側壁部の内周壁を押し広げられた状態で取り付けられるため、蓋体は、樹脂製の接着剤や環境負荷物質を含む接着剤の状態変化によって内部に封入される光半導体素子等に影響を与えず、かつ、ガラス部と枠体との間における気密性及び耐湿性とを確保することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係るガラス成形体の製造方法によれば、ガラス球を用いて、所望形状を有するガラス成形体を効率的に製造することが可能となる。
【００２４】
また、本発明に係る蓋体及びその製造方法によれば、ガラスの成形性と、蓋体の気密性及び耐湿性とに優れ、樹脂製の接着剤や環境負荷物質を含む接着剤が用いられない蓋体及びその製造方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、各図において、同一符号は、同一または相当部分を示す。
【００２６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る製造方法によって製造されるガラス成形体の斜視図であり、図２は、図１に示されるＩＩ−ＩＩラインの断面図である。
【００２７】
図１及び図２に示されるガラス成形体１０は、球面状の凸面１３を有する凸部１１と、凸面１３を周方向に囲うように凸部１１に接続されるフランジ部１２とを備える。ガラス成形体１０は、光半導体素子が封入されるパッケージを構成する蓋体のガラス部を形成するために用いられるものである。
【００２８】
図３は、本発明の第１の実施形態に係るガラス成形体の製造方法を模式的に示す概略工程図である。
【００２９】
まず、図３（ａ）を参照しながら、本実施形態に係るガラス成形体の製造方法に用いられる金型の構成について説明する。本実施形態に係る製造方法においては、下金型３と、上金型２と、外枠部材４とが用いられる。
【００３０】
下金型３は、上面１８から少なくとも一部が円柱形状を有するように形成されている。下金型３の上面１８の中央には、球面状の凹面１６が形成されている。尚、凹面１６の曲率半径は、ガラス球１の半径とほぼ等しくなるように設定されている。
【００３１】
一方、上金型２は、下面１７から少なくとも一部が円柱形状を有するように形成され、下面１７が下金型３の上面１８と対向するように配置されている。また、本実施形態においては、上金型２の下面１７の中央には、所定形状の凹面１５が形成されている。凹面１５の形状は、特に限定されず、ガラス成形体１０を用いて製造される蓋体に要求される形状と対応していれば良い。
【００３２】
また、外枠部材４は、環状に形成され、上金型２及び下金型３を取り囲むように配置されている。外枠部材４の内径の寸法は、上金型２及び下金型３における円柱形状の部分が、外枠部材４の内部を摺動自在に挿入されるように、当該円柱形状の部分より僅かに大きくなるように設定されている。
【００３３】
上金型２と下金型３と外枠部材４（以下、これらを併せて「金型」という）とは、耐食性能を備えた非磁性体の超硬合金材によって形成されている。金型の表面において、少なくともガラス球１（または、ガラス球１が軟化されたガラス材料）が接触する部分は、表面粗さＲｍｓが０．０１３μｍ〜０．０３μｍの平坦度を有するように形成されている。更に、上金型２と下金型３と外枠部材４との表面には、ガラス球１（または、ガラス球１が軟化されたガラス材料）との離型性および耐摩耗性に優れる保護皮膜が形成されている。例えば、保護皮膜としては、Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ（以下、「ＤＬＣ」と称す）が好適である。
【００３４】
尚、本実施形態においては、下金型３が第１型部材に対応し、上金型２が第２型部材に対応し、凹面１６及び凹面１５の各々が、第１凹面及び第２凹面の各々に相当する。
【００３５】
ここで、本実施形態に係るガラス成形体の製造方法について説明する。
【００３６】
金型は、予めガラス球１の屈伏点近傍の温度に予め加熱されている。例えば、ガラス球１が硼珪酸系硬質ガラスによって形成されている場合、金型は、ガラス球１の屈伏点５８０〜６００℃近傍の温度に加熱されている。
【００３７】
まず、図３（ａ）に示されるように、球面状の凹面１６がその上面１８に形成された下金型３を用意し、ガラス球１を凹面１６上に配置する。一例として、ガラス球１は、透光性を有する硼珪酸系硬質ガラスによって、半径が１．４５ｍｍ〜１．５５ｍｍ（好適には１．５０ｍｍ）の球形状に形成されている。尚、この工程は、図示しない移動機構等によって、外枠部材４を図３（ａ）における上方に摺動させた状態で行われれば良い。
【００３８】
次に、所望形状の凹面１５がその下面１７に形成された上金型２を用意し、上金型２をその下面１７が下金型３の上面１８と対向するように配置する。上金型２が配置されるのに伴って、環状の外枠部材４は、下金型３の上面１８と、上金型２の下面１７とによって形成される隙間を取り囲むように配置される。そして、上金型２及び下金型３を加熱することによってガラス球１を軟化させながら、上金型２を図３（ａ）に示される矢印の方向へと移動させる。
【００３９】
上金型２が下金型３に向かって移動するのに伴って、軟化したガラス球１の上部は、変形し、図３（ｂ）に示されるように、下金型３の上面１８と、上金型２の下面１７との間において押圧される。この結果、金型によって形成される空間に軟化したガラス材料が充填され、凹面１６に対応する球面状の凸面を有する凸部１１と、凸面を周方向に囲うように凸部１１に接続されるフランジ部１２とが一体的に成形される。
【００４０】
その後、上金型２及び下金型３は、５００℃程度にまで冷却される。そして、上金型２及び外枠部材４を図示しない移動機構等によって上昇させて下金型３から引き離し、ガラス成形体１０が取り出される。
【００４１】
以上のように、本実施形態に係るガラス成形体の製造方法によれば、ガラス球１を材料として用いることによって、必要な量のガラス材料が適切に供給されるため、蓋体の製造に用いられるガラス成形体１０を効率的に製造することができる。
【００４２】
また、外枠部材４の内面によってフランジ部１２の外径が規定されるため、下金型３と上金型２との間の隙間に軟化したガラスを充填して、フランジ部１２の厚みがほぼ一定となるようにガラス成形体１０を製造することができる。
【００４３】
更に、凹面１５及び凹面１６の両方によって凸部１１の形状が規定されるため、所望の形状を有するガラス成形体１０を製造することが可能となる。
【００４４】
加えて、本実施形態においては、金型の表面におけるガラス材料が接触する部分は、平滑となるようにコーティング加工されている。これにより、ガラス成形体１０の表面もまた平滑に成形されるので、より透明度の高いガラス成形体１０を製造することが可能となる。
【００４５】
尚、本実施形態においては、上金型２の下面１７に所定形状の凹面１５が形成されているが、上金型２の下面１７は、ガラス成形体１０を用いて成形される蓋体のガラス部に要求される形状と対応するように形成されていれば良い。例えば、上金型２の下面１７は、平坦状や凸面状に形成されていても良い。この場合であっても、本実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００４６】
また、本実施形態のように、外枠部材４が用いられることが好ましいが、外枠部材４が用いられない場合でも、本発明に係る製造方法によって、凸部１１とフランジ部１２とを形成することは可能である。
【００４７】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る蓋体の斜視図であり、図５は、図４に示されるＶ−Ｖラインの断面図である。
【００４８】
図４及び図５に示される蓋体１４は、金属製の枠体であるキャップ本体５と、キャップ本体５に取り付けられたガラス部１９とを備える。
【００４９】
キャップ本体５は、円形状の開孔７が形成された平板部６と、平板部６の外周縁の全体からほぼ垂直に立ち上がる円筒形状の側壁部８とを含んでいる。キャップ本体５は、例えば、鉄−ニッケル合金または鉄によって形成されている。
【００５０】
ガラス部１９は、球面状の凸面１３を有する凸部１１と、凸面１３をその周方向に囲うように凸部１１に接続されるフランジ部１２とを含み、凸面１３の中心軸（図５に示される一点鎖線）が、平板部６に形成された開孔７の中心を通過するように配置されている。そして、ガラス部１９は、フランジ部１２が平板部６の内面と側壁部８の内周壁の一部とに密着して、側壁部８の内周壁を押し広げた状態で側壁部８に取り付けられている。
【００５１】
ガラス部１９は、上記の第１の実施形態に係る製造方法によって製造されたガラス成形体を用いて形成される。したがって、ガラス部１９における平板部６の内面側に突出する部分は、図５に示される例に限られるものではなく、ガラス成形体の製造に用いられる上金型の下面形状に応じて、所望の形状に形成されても良い。例えば、当該部分は、図５のように凸形状に形成される代わりに、平坦状または凹形状に形成されても良い。第１の実施形態に示されるように、ガラス部１９を形成するためのガラス成形体がコーティングが施された金型を用いて成形されることによって、ガラス表面への汚れやダストの付着が抑制される。したがって、ガラス部１９を透過する光を妨げる障害物が皆無となり、蓋体１４は、受発光効率に優れる。
【００５２】
ここで、蓋体１４の具体的な構成例を示す。キャップ本体５は、厚さ０．２ｍｍの鉄−ニッケル合金によって形成されている。また、キャップ本体５において、側壁部８の内径は、約４．５ｍｍであり、開孔７の内径は、約３．０ｍｍである。一方、ガラス部１９の高さは、約２．０ｍｍであり、ガラス部１９の外径は、約３．０ｍｍである。
【００５３】
本実施形態に係る蓋体１４によれば、ガラス部１９は、接着剤を介することなく、そのフランジ部１２が側壁部８の内周壁を押し広げた状態でキャップ本体５に直接取り付けられている。そのため、硬化した接着剤からアウトガスが発生したり、後に加えられる熱によって接着剤に亀裂が発生したりする虞がない。したがって、本実施形態に係る蓋体１４は、接着剤の状態変化によって内部に封入される光半導体素子等に影響を与えず、かつ、ガラス部と枠体との間における気密性及び耐湿性とを確保することができる。
【００５４】
尚、本実施形態においては、一例として、鉄−ニッケル合金または鉄よりなるキャップ本体５にガラス部１９が封着された蓋体１４が示されているが、キャップ本体５は、これに限定されるものではない。例えば、開孔が形成されたアルミナ系セラミックの材料に、同様にガラスを封着することも可能である。
【００５５】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係る蓋体の製造方法を模式的に示す概略工程図である。尚、ガラス成形体１０は、第１の実施形態において示されたものと同様であり、キャップ本体５は、第２の実施形態において示されたものと同様であるので、以下では、ガラス成形体１０及びキャップ本体５についての説明を省略する。
【００５６】
まず、図６（ａ）を参照しながら、本実施形態に係る蓋体１４の製造方法に用いられる一対の金型の構成について説明する。本実施形態に係る製造方法においては、上金型２０及び下金型２１が用いられる。上金型２０の下面には、凹部２２が形成されている。凹部２２の内径は、キャップ本体５の開孔７の内径より大きく、かつ、平板部６の外径より小さくなるように設定されている。一方、下金型２１の外径は、側壁部８の内径より僅かに小さく設定されている。また、下金型２１の上部には、凹部２３を形成することによって、環状の押さえ部２４が形成されている。
【００５７】
上金型２０及び下金型２１の各々は、耐食性能を備えた非磁性体の超硬合金材によって形成されている。上金型２０及び下金型２１の表面は、ＤＬＣコーティングが施されることによって、表面粗さＲｍｓ０．０１３〜０．０３μｍの平坦度を有している。
【００５８】
尚、本実施形態においては、上金型２０及び下金型２１は、一対の型部材に相当する。
【００５９】
ここで、本実施形態に係る蓋体の製造方法について説明する。
【００６０】
まず、図６（ａ）に示されるように、ガラス成形体１０を用意し、ガラス成形体１０の中心軸（図６（ａ）に示される一点鎖線）が平板部６の開孔７の中心を通過するように、ガラス成形体１０をキャップ本体５に対して配置する。また、フランジ部１２と平板部６とが上金型２０の下面と下金型２１の押さえ部２４との間に挟み込まれるように、上金型２０及び下金型２１を配置する。
【００６１】
このとき、上金型２０及び下金型２１とその付近は、ガラスの軟化点近傍の温度となるように加熱されている。例えば、軟化点が約７３６℃である硼珪酸系硬質ガラスを用いてガラス成形体１０が成形されている場合、上金型２０及び下金型２１は、約６００℃〜７３６℃程度に加熱されていれば良い。
【００６２】
そして、図６（ｂ）に示されるように、フランジ部１２を軟化させながら、上金型２０の下面と下金型２１の押さえ部２４とによって、フランジ部１２を平板部６の内面と、側壁部８の内周壁の一部とに押圧する。
【００６３】
次に、フランジ部１２が押圧されている状態のまま、ガラス成形体１０とキャップ本体５とを徐冷する。この過程において、フランジ部１２は、側壁部８を外方へと押し広げた状態で硬化するので、ガラス成形体１０とキャップ本体５とは、フランジ部１２を介して一体化する。尚、ガラス成形体１０は、キャップ本体５と一体化されることによって、ガラス部１９を構成する。
【００６４】
その後、上金型２０及び下金型２１を互いに引き離して、キャップ本体５とガラス部１９とを備える蓋体１４が取り出される。
【００６５】
以上のように、本実施形態に係る蓋体１４の製造方法によれば、ガラス成形体１０のフランジ部１２は、側壁部８の内周壁を押し広げた状態で硬化するため、樹脂製の接着剤や環境負荷物質を含む接着剤を用いることなく、キャップ本体５に固定される。また、軟化したフランジ部１２は、上金型２０及び下金型２１による押圧によって、平板部６の内面と、側壁部８の内周壁の一部とに密着状態で硬化する。これにより、フランジ部１２とキャップ本体５との間における気密性及び耐湿性とに優れる蓋体１４を製造することができる。
【００６６】
また、キャップ本体５の熱膨張係数は、ガラス成形体１０の熱膨張係数より大きくなるように設定されている。より特定的には、ガラス成形体１０を構成するガラス材料の熱膨張係数は、３０×１０-7〜８０×１０-7／℃（好適には５７×１０-7／℃）である。一方、キャップ本体５が鉄−ニッケル合金によって形成されている場合、その熱膨張係数は、９７×１０-7／℃である。
【００６７】
したがって、キャップ本体５とガラス成形体１０との収縮差によって、ガラス成形体１０とキャップ本体５とを冷却する過程において、キャップ本体５は、ガラス成形体１０を締め付けるように保持する。これにより、ガラス部１９とキャップ本体５との間の封止状態がより強固になる。
【００６８】
本実施形態に係る蓋体１４の製造方法においては、従来の整合封止や圧縮封止のように、ガラス部１９を形成するためのガラス材料をその溶融温度まで加熱する必要がないので、ガラス部１９のガラス形状に及ぼす影響も皆無である。
【００６９】
尚、本実施形態においては、半導体装置のパッケージを構成する蓋体１４の製造方法のとして、鉄−ニッケル合金よりなるキャップ本体５に、硼珪酸系硬質ガラスよりなるガラス部１９を封着する例が示されているが、キャップ本体５の材質は、これに限定されるものではない。本実施形態に係る製造方法は、例えば、金属またはセラミックよりなるキャップ本体５にガラスを気密状態で封着させる場合にも、同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、例えば、気密部品とその製造方法に有用である。より特定的には、本発明は、例えば、ガラスを溶融させることなく、ガラスと金属との間、あるいは、ガラスとセラミックとの間が気密封止され、かつ、クリーンな透光窓を有する蓋体及びその製造方法に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る製造方法によって製造されるガラス成形体の斜視図
【図２】図１に示されるＩＩ−ＩＩラインの断面図
【図３】本発明の第１の実施形態に係るガラス成形体の製造方法を模式的に示す概略工程図
【図４】本発明の第２の実施形態に係る蓋体の斜視図
【図５】図４に示されるＶ−Ｖラインの断面図
【図６】本発明の第３の実施形態に係る蓋体の製造方法を模式的に示す概略工程図
【図７】従来の透光窓付き蓋体の断面図
【符号の説明】
【００７２】
１  ガラス球
２  上金型
３  下金型
４  外枠部材
５  キャップ本体
６  平板部
７  開孔
８  側壁部
１０  ガラス成形体
１１  凸部
１２  フランジ部
１３  凸面
１４  蓋体
１５  凹面
１６  凹面
１７  下面
１８  上面
１９  ガラス部
２０  上金型
２１  下金型
２２  凹部
２３  凹部
２４  押さえ部
【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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