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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-04
(45)【発行日】2024-09-12
(54)【発明の名称】保護キャップ、電子装置及び保護キャップの製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 23/02 20060101AFI20240905BHJP
C03B 23/203 20060101ALI20240905BHJP
C03C 3/076 20060101ALI20240905BHJP
C03C 3/078 20060101ALI20240905BHJP
C03C 3/083 20060101ALI20240905BHJP
C03C 3/085 20060101ALI20240905BHJP
C03C 3/087 20060101ALI20240905BHJP
C03C 3/089 20060101ALI20240905BHJP
C03C 3/091 20060101ALI20240905BHJP
H01L 33/48 20100101ALI20240905BHJP
【ＦＩ】
H01L23/02 J
C03B23/203
C03C3/076
C03C3/078
C03C3/083
C03C3/085
C03C3/087
C03C3/089
C03C3/091
H01L23/02 D
H01L33/48
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2021013049
(22)【出願日】2021-01-29
(65)【公開番号】P2022019511
(43)【公開日】2022-01-27
【審査請求日】2023-09-12
(31)【優先権主張番号】P 2020122190
(32)【優先日】2020-07-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000232243
【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107423
【弁理士】
【氏名又は名称】城村 邦彦
(74)【代理人】
【識別番号】100120949
【弁理士】
【氏名又は名称】熊野 剛
(74)【代理人】
【識別番号】100168550
【弁理士】
【氏名又は名称】友廣 真一
(72)【発明者】
【氏名】西宮 隆史
(72)【発明者】
【氏名】平尾 徹
【審査官】正山 旭
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－５４４９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－２８９７１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／０７０３２９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１２－７９５５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－１１４５７８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２３／０２
Ｃ０３Ｂ ２３／２０３
Ｃ０３Ｃ ３／０７６
Ｃ０３Ｃ ３／０７８
Ｃ０３Ｃ ３／０８３
Ｃ０３Ｃ ３／０８５
Ｃ０３Ｃ ３／０８７
Ｃ０３Ｃ ３／０８９
Ｃ０３Ｃ ３／０９１
Ｈ０１Ｌ ３３／４８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子部品を保護するための保護キャップであって、枠部と、前記枠部の一端開口を覆う蓋部と、前記枠部と前記蓋部とを接合する接合部とを備え、
前記蓋部が、石英ガラスからなり、
前記枠部が、３０～３８０℃の温度範囲における熱膨張係数が３０×１０－７～１００×１０－７／℃であるガラス材からなることを特徴とする保護キャップ。
【請求項2】
前記接合部が、前記枠部と前記蓋部とが直接溶着されて形成されている請求項１に記載の保護キャップ。
【請求項3】
前記枠部のガラス材が、厚み０．７ｍｍ、波長２００ｎｍにおける透過率が１０％以上である請求項１又は２に記載の保護キャップ。
【請求項4】
前記枠部のガラス材の歪点が、４３０℃以上である請求項１～３のいずれか１項に記載の保護キャップ。
【請求項5】
前記枠部のガラス材の軟化点が、１０００℃以下である請求項１～４のいずれか１項に記載の保護キャップ。
【請求項6】
前記枠部のガラス材が、組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ５０～８０％、Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３ １～４５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ０～２５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０～２５％を含有する請求項１～５のいずれ１項に記載の保護キャップ。
【請求項7】
前記枠部の内周面に、反射膜が形成されている請求項１～６のいずれか１項に記載の保護キャップ。
【請求項8】
前記蓋部の表裏面の少なくとも一方に、反射防止膜が形成されている請求項１～７のいずれか１項に記載の保護キャップ。
【請求項9】
電子部品と、前記電子部品が搭載された基材と、前記電子部品を内部に収容するように、前記基材に接合された請求項１～８のいずれか１項に記載の保護キャップとを備えていることを特徴とする電子装置。
【請求項10】
前記保護キャップと前記基材とが、ろう材により接合されている請求項９に記載の電子装置。
【請求項11】
前記電子部品が、紫外線ＬＥＤである請求項９又は１０に記載の電子装置。
【請求項12】
電子部品を保護するための保護キャップの製造方法であって、石英ガラスからなる蓋部と、３０～３８０℃の温度範囲における熱膨張係数が３０×１０－７～１００×１０－７／℃であるガラス材からなる枠部とを準備する準備工程と、
前記枠部の一端開口部を覆うように前記蓋部を前記枠部に接触させた状態で、前記蓋部及び前記枠部の接触部にレーザを照射することにより、前記蓋部と前記枠部とを直接溶着する接合工程とを備えていることを特徴とする保護キャップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、保護キャップ、電子装置及び保護キャップの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ＬＥＤなどの電子部品を備えた電子装置は、長寿命や省エネルギーなどの理由から、照明や通信などの種々の分野で利用されるに至っている。
【0003】
この種の電子装置では、電子部品を保護するために、電子部品が搭載された基材に、電子部品が内部に収容されるように保護キャップを被せる場合がある。
【0004】
例えば特許文献１に開示されているように、保護キャップは、電子部品の周囲を取り囲む枠部（同文献では第２の部材）と、枠部の一端開口を覆う蓋部（同文献ではカバー部材）とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】国際公開第２０１５／１９０２４２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、石英ガラスは、紫外域の波長の光を吸収しにくい特性を有する。このため、電子部品が紫外線ＬＥＤの場合などには、保護キャップの紫外線透過性を向上させる観点から、枠部及び蓋部のそれぞれを石英ガラスから構成することが考えられる。
【0007】
しかしながら、基材は、金属、金属酸化物セラミックス、ＬＴＣＣ又は金属窒化物セラミックスから構成される場合が多く、一般的に高膨張係数材料となる。一方、枠部は、石英ガラスから構成されるため、低膨張係数材料となる。このため、例えばろう材を用いて枠部を基材に接合しようとすると、基材及び枠部の膨張係数差が大きいため、ろう材の熱膨張係数を、基材及び枠部のそれぞれの熱膨張係数に整合させることが難しい。つまり、ろう材の熱膨張係数を基材の熱膨張係数に整合させると、枠部及びろう材の熱膨張係数差が大きくなり、ろう材の熱膨張係数を枠部に整合させると、基材及びろう材の熱膨張係数差が大きくなる。この結果、基材と枠部との接合部又はその近傍に残留応力が発生して破損（例えばクラックなどの割れ）が生じやすくなる。このように接合部又はその近傍が破損すると、電子部品の収容空間の気密性が低下し、電子部品が劣化するおそれがある。
【0008】
本発明は、高い気密性を維持できる保護キャップ及び電子装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の課題を解決するために創案された本発明に係る保護キャップは、枠部と、枠部の一端開口を覆う蓋部と、枠部と蓋部とを接合する接合部とを備え、蓋部が、石英ガラスからなり、枠部が、３０～３８０℃の温度範囲における熱膨張係数が３０×１０－７～１００×１０－７／℃であるガラス材からなることを特徴とする。このようにすれば、蓋部を石英ガラスから構成しても、枠部の熱膨張係数が、蓋部のみならず、金属、金属酸化物セラミックス、ＬＴＣＣ又は金属窒化物セラミックスから構成される基材の熱膨張係数とも整合する。この結果、例えばろう材などを用いて保護キャップを基材に接合しても、接合部又はその近傍に破損が生じにくくなるため、高い気密性を維持できる。ここで、「石英ガラス」とは、合成石英、溶融石英等を含み、ＳｉＯ２を９０質量％以上含む非結晶体を指す。「３０～３８０℃の温度範囲における熱膨張係数」は、例えば、市販のディラトメーターを用いて測定可能である。
【0010】
上記の構成において、接合部は、枠部と蓋部とが直接溶着されて形成されていることが好ましい。このようにすれば、枠部と蓋部との間にろう材などの他部材が介在しないことから、枠部の熱膨張係数と蓋部の熱膨張係数との差がある程度大きくても、枠部と蓋部とを確実に接合できる。
【0011】
上記の構成において、枠部のガラス材が、光路長０．７ｍｍ、波長２００ｎｍにおける透過率が１０％以上であることが好ましい。このようにすれば、高い紫外線の透過性を有する石英ガラスから構成される蓋部に加えて、枠部も紫外線の透過性を有するため、保護キャップ全体として高い紫外線の透過性を実現できる。ここで、「光路長０．７ｍｍ、波長２００ｎｍにおける透過率」は、厚み０．７ｍｍの測定試料を作製した上で測定に供してもよく、ガラス材の厚み方向で透過率を測定した後、光路長０．７ｍｍに換算した値を採用してもよい。「波長２００ｎｍにおける透過率」は、市販の分光高度計（例えば、日立製作所製ＵＶ－３１００）で測定可能である。
【0012】
上記の構成において、枠部のガラス材の歪点が、４３０℃以上であることが好ましい。このようにすれば、例えば、保護キャップの枠部を基材にろう材を用いて接合する場合に、ろう付け時の加熱（リフロー）により、枠部に歪が生じるのを抑制できる。ここで、「歪点」は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６の方法に基づいて測定した値を指す。
【0013】
上記の構成において、枠部のガラス材の軟化点が、１０００℃以下であることが好ましい。このようにすれば、例えば、レーザ接合などにより蓋部と枠部とを直接溶着する場合に、枠部が容易に軟化することから、蓋部及び枠部の接合時間を短くすることができる。ここで、「軟化点」は、ＡＳＴＭＣ３３８の方法に基づいて測定した値を指す。
【0014】
上記の構成において、枠部のガラス材が、組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ５０～８０％、Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３ １～４５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ０～２５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０～２５％を含有することが好ましい。ここで、「Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３」は、Ａｌ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３の合量である。「ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ」は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量である。
【0015】
上記の構成において、枠部の内周面に、反射膜が形成されていることが好ましい。このようにすれば、保護キャップを用いて光を出射する電子装置を作製した場合に、光の取り出し効率が向上する。
【0016】
上記の構成において、蓋部の表裏面の少なくとも一方に、反射防止膜が形成されていることが好ましい。このようにすれば、保護キャップを用いて光を出射する電子装置を作製した場合に、光の取り出し効率が向上する。
【0017】
上記の課題を解決するために創案された本発明に係る電子装置は、電子部品と、電子部品が搭載された基材と、電子部品を内部に収容するように、基材に接合された上記の構成の保護キャップとを備えていることを特徴とする。このようにすれば、既に説明した保護キャップの対応する構成と同様の作用効果を享受できる。
【0018】
上記の構成において、保護キャップと基材とが、ろう材により接合されていることが好ましい。
【0019】
上記の構成において、電子部品が、紫外線ＬＥＤであることが好ましい。このようにすれば、高い紫外線の取り出し効率を実現できる電子装置（発光装置）を提供できる。
【0020】
上記の課題を解決するために創案された本発明に係る保護キャップの製造方法は、石英ガラスからなる蓋部と、３０～３８０℃の温度範囲における熱膨張係数が３０×１０－７～１００×１０－７／℃であるガラス材からなる枠部とを準備する準備工程と、枠部の一端開口部を覆うように蓋部を枠部に接触させた状態で、蓋部及び枠部の接触部にレーザを照射することにより、蓋部と枠部とを直接溶着する接合工程とを備えていることを特徴とする。このようにすれば、既に説明した対応する保護キャップの構成と同様の作用効果を享受できる。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、高い気密性を維持できる保護キャップ及び電子装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】第一実施形態に係る電子装置を示す断面図である。
【図3】波長２００～６００ｎｍにおけるＢＵ－４１及び石英ガラスの透過率曲線を示すグラフである。
【図4】第一実施形態に係る電子装置の製造工程を示す断面図である。
【図5】第一実施形態に係る電子装置の製造工程を示す断面図である。
【図6】第一実施形態に係る電子装置の製造工程を示す断面図である。
【図7】第一実施形態に係る電子装置の製造工程を示す断面図である。
【図8】第二実施形態に係る電子装置を示す断面図である。
【図9】第二実施形態に係る電子装置の製造工程を示す断面図である。
【図10】第二実施形態に係る電子装置の製造工程を示す断面図である。
【図11】第二実施形態に係る電子装置の製造工程を示す断面図である。
【図12】第二実施形態に係る電子装置の製造工程を示す平面図である。
【図13】第三実施形態に係る枠部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。
【0024】
【0025】
本実施形態に係る電子装置１は、電子部品２と、電子部品２が搭載された基材３と、電子部品２を内部に収容するように、基材３に配置された保護キャップ４と、基材３及び保護キャップ４を接合する接合部５とを備えている。なお、以下の説明では、便宜上、基材３側を下、保護キャップ４側を上として説明するが、上下方向はこれに限定されない。
【0026】
電子部品２は、特に限定されるものではないが、例えば、レーザモジュール、ＬＥＤ、光センサ、撮像素子、光スイッチ等の光学デバイスが挙げられる。本実施形態では、電子部品２は紫外線ＬＥＤ（発光素子）であり、電子装置１は発光装置である。
【0027】
基材３は、例えば、金属、金属酸化物セラミックス、ＬＴＣＣ又は金属窒化物セラミックスから構成される。金属としては、例えば銅、金属シリコンなどが挙げられる。金属酸化物セラミックスとしては、例えば酸化アルミニウムなどが挙げられる。ＬＴＣＣとしては、例えば結晶性ガラスと耐火性フィラーを含む複合粉末を焼結させたものなどが挙げられる。金属窒化物セラミックスとしては、例えば窒化アルミニウムなどが挙げられる。本実施形態では、基材３は、窒化アルミニウムから構成されている。窒化アルミニウムの３０～３８０℃の温度範囲における熱膨張係数は、例えば４６×１０－７／℃である。また、本実施形態では、基材３は、上面３ａ及び下面３ｂがともに平面から構成される板状体である。なお、基材３は、上面３ａのうち、電子部品２が搭載される部分に凹部が設けられていてもよい。
【0028】
保護キャップ４は、枠部６と、枠部６の一端開口を覆う蓋部７と、枠部６及び蓋部７を接合する接合部８とを備えている。なお、保護キャップ４の表面には各種機能膜を形成することが好ましく、例えば、光反射ロスを低減するために、蓋部７の上下面７ａ，７ｂの少なくとも一方に反射防止膜を形成することが好ましい。反射防止膜は、蓋部７の上下面７ａ，７ｂにそれぞれ形成することが好ましい。反射防止膜は、蓋部７の上下面７ａ，７ｂの少なくとも一方のうち、枠部６の貫通孔Ｈに対応する部分のみに形成されていてもよいし、全面に形成されていてもよい。反射防止膜としては、例えば、相対的に屈折率が低い低屈折率層と相対的に屈折率が高い高屈折率層とが交互に積層された誘電体多層膜が好ましい。これにより、各波長における反射率を制御し易くなる。反射防止膜は、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法などにより形成することができる。電子部品２から出射された光の波長帯（例えば、２５０～３５０ｎｍ）における反射防止膜の反射率は、例えば１％以下、０．５％以下、０．３％以下、特に０．１％以下であることが好ましい。
【0029】
枠部６は、中心に厚み方向（上下方向）に延びる貫通孔Ｈを有する筒状体である。枠部６は、貫通孔Ｈに対応する空間に収容された電子部品２の周囲を取り囲む。図示例では、枠部６は、四角筒で構成されているが、円筒などの他の形状であってもよい。なお、枠部６の内壁面６ｃは、蓋部７を通じた紫外線の取り出し効率を向上させるために、枠部６の下端面６ｂ側から上端面６ａ側に向かうに連れて内側から外側に移行する傾斜面で構成されている。内壁面６ｃは、非傾斜面（垂直面）であってもよい。貫通孔Ｈは、枠部６の元材に、エッチング加工、レーザ加工、サンドブラスト加工などを施すことにより形成することができる。
【0030】
枠部６は、３０～３８０℃の温度範囲における熱膨張係数が３０×１０－７～１００×１０－７／℃であるガラス材から構成されている。枠部６の熱膨張係数は、好ましくは４０×１０－７／℃以上、５０×１０－７／℃以上、６０×１０－７／℃以上、特に好ましくは７０×１０－７／℃以上である。また、枠部６の熱膨張係数は、好ましくは９５×１０－７／℃以下、特に好ましくは９０×１０－７／℃以下である。このようにすれば、枠部６の熱膨張係数が、金属、金属窒化物セラミックスなどから構成される基材３の熱膨張係数と整合する。この結果、例えばろう材などを用いて枠部６を基材３に接合しても、接合部８又はその近傍に破損が生じにくくなるため、高い気密性を維持できる。
【0031】
枠部６のガラス材は、紫外線透過ガラスであることが好ましい。詳細には、枠部６のガラス材において、光路長０．７ｍｍ、波長２００ｎｍにおける透過率は、好ましくは１０％以上、２０％以上、３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、特に好ましくは８０％以上である。また、枠部６のガラス材において、光路長０．７ｍｍ、波長２５０ｎｍにおける透過率は、好ましくは５０％以上、６０％以上、７０％以上、特に好ましくは８０％以上である。さらに、枠部６のガラス材において、光路長０．７ｍｍ、波長２５０ｎｍにおける透過率をＴ２５０とし、光路長０．７ｍｍ、波長３００ｎｍにおける透過率をＴ３００としたときに、Ｔ２５０／Ｔ３００の値は、好ましくは０．３以上、０．４以上、０．５以上、０．６以上、０．７以上、０．８以上、０．８５以上、特に好ましくは０．９以上である。このようにすれば、石英ガラスに比べて、紫外線の透過率が劣るものの、紫外線ＬＥＤからなる電子部品２から出射される光を問題なく透過させることができ、紫外線の取り出し効率を高いレベルで維持できる。
【0032】
枠部６のガラス材において、歪点は、好ましくは４３０℃以上、４６０℃以上、４８０℃以上、５００℃以上、５２０℃以上、５３０℃以上、特に好ましくは５５０℃以上である。このようにすれば、枠部６を基材３にろう材を用いて接合する場合に、ろう付け時の加熱（例えば３００℃程度）により、枠部６に歪が生じることを抑制できる。
【0033】
枠部６のガラス材において、軟化点は、好ましくは１０００℃以下、９５０℃以下、９００℃以下、８５０℃以下、特に好ましくは８００℃以下である。このようにすれば、枠部６及び蓋部７をレーザ接合などにより直接溶着する場合に、枠部６が容易に軟化するため、接合時間を短くすることができる。
【0034】
枠部６のガラス材において、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、好ましくは１５８０℃以下、１５５０℃以下、１５２０℃以下、１５００℃以下、１４８０℃以下、特に好ましくは１４７０℃以下である。１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が高すぎると、溶融性が低下して、ガラスの製造コストが高騰しやすくなる。ここで、「１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度」は、白金球引き上げ法で測定可能である。なお、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、溶融温度に相当し、この温度が低いほど溶融性が向上する。
【0035】
枠部６のガラス材の液相温度は、好ましくは１１５０℃未満、１１２０℃以下、１１００℃以下、１０８０℃以下、１０５０℃以下、１０３０℃以下、９８０℃以下、９６０℃以下、９５０℃以下、特に好ましくは９４０℃以下である。また、枠部６のガラス材の液相粘度は、好ましくは１０４．０ｄＰａ・ｓ以上、１０４．３ｄＰａ・ｓ以上、１０４．５ｄＰａ・ｓ以上、１０４．８ｄＰａ・ｓ以上、１０５．１ｄＰａ・ｓ以上、１０５．３ｄＰａ・ｓ以上、特に好ましくは１０５．５ｄＰａ・ｓ以上である。このようにすれば、耐失透性が向上する。ここで、「液相温度」は、標準篩３０メッシュ（５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れて、温度勾配炉中に２４時間保持した後、結晶が析出する温度を顕微鏡観察にて測定した値である。「液相粘度」は、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値である。
【0036】
枠部６のガラス材のヤング率は、好ましくは５５ＧＰａ以上、６０ＧＰａ以上、６５ＧＰａ以上、特に好ましくは７０ＧＰａ以上である。ヤング率が低すぎると、枠部６の変形、反り、破損が発生しやすくなる。ここで、「ヤング率」は、共振法により測定した値を指す。
【0037】
枠部６のガラス材は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ５０～８０％、Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３ １～４５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ０～２５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０～２５％であることが好ましい。上記のように各成分の含有量を限定した理由を以下に示す。なお、各成分の含有量の説明において、％表示は、特に断りがある場合を除き、質量％を表す。
【0038】
ＳｉＯ２は、ガラスの骨格を形成する主成分である。ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは５０～８０％、５５～７５％、５８～７０％、特に好ましくは６０～６８％である。ＳｉＯ２の含有量が少なすぎると、ヤング率、耐酸性が低下しやすくなる。一方、ＳｉＯ２の含有量が多すぎると、高温粘度が高くなり、溶融性が低下しやすくなることに加えて、クリストバライト等の失透結晶が析出しやすくなって、液相温度が上昇しやすくなる。
【0039】
Ａｌ２Ｏ３とＢ２Ｏ３は、耐失透性を高める成分である。Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１～４０％、５～３５％、１０～３０％、特に好ましくは１５～２５％である。Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３の含有量が少なすぎると、ガラスが失透しやすくなる。一方、Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、逆にガラスが失透しやすくなる。
【0040】
Ａｌ２Ｏ３は、ヤング率を高める成分であるとともに、分相、失透を抑制する成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１～２０％、３～１８％、特に好ましくは５～１６％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が少なすぎると、ヤング率が低下しやすくなり、またガラスが分相、失透しやすくなる。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が多すぎると、高温粘度が高くなり、溶融性が低下しやすくなる。
【0041】
Ｂ２Ｏ３は、溶融性、耐失透性を高める成分であり、また傷の付きやすさを改善して、強度を高める成分である。Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは３～２５％、５～２２％、７～１９％、特に好ましくは９～１６％である。Ｂ２Ｏ３の含有量が少なすぎると、溶融性、耐失透性が低下しやすくなり、またフッ酸系の薬液に対する耐性が低下しやすくなる。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、ヤング率、耐酸性が低下しやすくなる。
【0042】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏは、高温粘性を下げて、溶融性を顕著に高めるとともに、ガラス原料の初期の溶融に寄与する成分である。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量は、好ましくは０～２５％、１～２０％、４～１５％、特に好ましくは７～１３％である。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量が少なすぎると、溶融性が低下しやすくなる。一方、Ｎａ２Ｏの含有量が多すぎると、熱膨張係数が不当に高くなるおそれがある。
【0043】
Ｌｉ２Ｏは、高温粘性を下げて、溶融性を顕著に高めるとともに、ガラス原料の初期の溶融に寄与する成分である。Ｌｉ２Ｏの含有量は、好ましくは０～５％、０～３％、０～１％、特に好ましくは０～０．１％である。Ｌｉ２Ｏの含有量が少なすぎると、溶融性が低下しやすくなることに加えて、熱膨張係数が不当に低くなるおそれがある。一方、Ｌｉ２Ｏの含有量が多すぎると、ガラスが分相しやすくなる。
【0044】
Ｎａ２Ｏは、高温粘性を下げて、溶融性を顕著に高めるとともに、ガラス原料の初期の溶融に寄与する成分である。また熱膨張係数を調整するための成分である。Ｎａ２Ｏの含有量は、好ましくは０～２５％、１～２０％、３～１８％、５～１５％、特に好ましくは７～１３％である。Ｎａ２Ｏの含有量が少なすぎると、溶融性が低下しやすくなることに加えて、熱膨張係数が不当に低くなるおそれがある。一方、Ｎａ２Ｏの含有量が多すぎると、熱膨張係数が不当に高くなるおそれがある。
【0045】
Ｋ２Ｏは、高温粘性を下げて、溶融性を顕著に高めるとともに、ガラス原料の初期の溶融に寄与する成分である。また熱膨張係数を調整するための成分である。Ｋ２Ｏの含有量は、好ましくは０～１５％、０．１～１０％、特に好ましくは１～５％である。Ｋ２Ｏの含有量が多すぎると、熱膨張係数が不当に高くなるおそれがある。
【0046】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯは、高温粘性を下げて、溶融性を高める成分である。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量は、好ましくは０～２５％、０～１５％、０．１～１２％、１～５％である。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量が多すぎると、ガラスが失透しやすくなる。
【0047】
ＭｇＯは、高温粘性を下げて、溶融性を高める成分であり、アルカリ土類金属酸化物の中では、ヤング率を顕著に高める成分である。ＭｇＯの含有量は、好ましくは０～１０％、０～８％、０～５％、特に好ましくは０～１％である。ＭｇＯの含有量が多すぎると、耐失透性が低下しやすくなる。
【0048】
ＣａＯは、高温粘性を下げて、溶融性を顕著に高める成分である。またアルカリ土類金属酸化物の中では、導入原料が比較的安価であるため、原料コストを低廉化する成分である。ＣａＯの含有量は、好ましくは０～１５％、０．５～１０％、特に好ましくは１～５％である。ＣａＯの含有量が多すぎると、ガラスが失透しやすくなる。なお、ＣａＯの含有量が少なすぎると、上記効果を享受し難くなる。
【0049】
ＳｒＯは、耐失透性を高める成分である。ＳｒＯの含有量は、好ましくは０～７％、０～５％、０～３％、特に好ましくは０～１％未満である。ＳｒＯの含有量が多すぎると、ガラスが失透しやすくなる。
【0050】
ＢａＯは、耐失透性を高める成分である。ＢａＯの含有量は、好ましくは０～７％、０～５％、０～３％、０～１％未満である。ＢａＯの含有量が多すぎると、ガラスが失透しやすくなる。
【0051】
上記成分以外にも、任意成分として、他の成分を導入してもよい。なお、上記成分以外の他の成分の含有量は、本発明の効果を的確に享受する観点から、合量で１０％以下、５％以下、特に３％以下が好ましい。
【0052】
ＺｎＯは、溶融性を高める成分であるが、ガラス組成中に多量に含有させると、ガラスが失透しやすくなる。よって、ＺｎＯの含有量は、好ましくは０～５％、０～３％、０～１％、０～１％未満、特に好ましくは０～０．１％である。
【0053】
ＺｒＯ２は、耐酸性を高める成分であるが、ガラス組成中に多量に含有させると、ガラスが失透しやすくなる。よって、ＺｒＯ２の含有量は、好ましくは０～５％、０～３％、０～１％、０～０．５％、特に好ましくは０．００１～０．２％である。
【0054】
Ｆｅ２Ｏ３とＴｉＯ２は、深紫外域での透過率を低下させる成分である。Ｆｅ２Ｏ３＋ＴｉＯ２の含有量は、好ましくは１００ｐｐｍ以下、８０ｐｐｍ以下、６０ｐｐｍ以下、０．１～４０ｐｐｍ以下、特に好ましくは１～２０ｐｐｍである。Ｆｅ２Ｏ３＋ＴｉＯ２の含有量が多すぎると、ガラスが着色して、深紫外域での透過率が低下しやすくなる。なお、Ｆｅ２Ｏ３＋ＴｉＯ２の含有量が少なすぎると、高純度のガラス原料を使用しなければならず、バッチコストの高騰を招く。
【0055】
Ｆｅ２Ｏ３は、深紫外域での透過率を低下させる成分である。Ｆｅ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１００ｐｐｍ以下、８０ｐｐｍ以下、６０ｐｐｍ以下、４０ｐｐｍ以下、２０ｐｐｍ以下、１０ｐｐｍ以下、特に好ましくは１～８ｐｐｍである。Ｆｅ２Ｏ３の含有量が多すぎると、ガラスが着色して、深紫外域での透過率が低下しやすくなる。なお、Ｆｅ２Ｏ３の含有量が少なすぎると、高純度のガラス原料を使用しなければならず、バッチコストの高騰を招く。
【0056】
酸化鉄中のＦｅイオンは、Ｆｅ２＋又はＦｅ３＋の状態で存在する。Ｆｅ２＋の割合が少なすぎると、深紫外線での透過率が低下しやすくなる。よって、酸化鉄中のＦｅ２＋／（Ｆｅ２＋＋Ｆｅ３＋）の質量割合は、好ましくは０．１以上、０．２以上、０．３以上、０．４以上、特に好ましくは０．５以上である。
【0057】
ＴｉＯ２は、深紫外域での透過率を低下させる成分である。ＴｉＯ２の含有量は、好ましくは１００ｐｐｍ以下、８０ｐｐｍ以下、６０ｐｐｍ以下、４０ｐｐｍ以下、２０ｐｐｍ以下、１０ｐｐｍ以下、特に好ましくは０．５～５ｐｐｍである。ＴｉＯ２の含有量が多すぎると、ガラスが着色して、深紫外域での透過率が低下しやすくなる。なお、ＴｉＯ２の含有量が少なすぎると、高純度のガラス原料を使用しなければならず、バッチコストの高騰を招く。
【0058】
Ｓｂ２Ｏ３は、清澄剤として作用する成分である。Ｓｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１０００ｐｐｍ以下、８００ｐｐｍ以下、６００ｐｐｍ以下、４００ｐｐｍ以下、２００ｐｐｍ以下、１００ｐｐｍ以下、特に好ましくは５０ｐｐｍ未満である。Ｓｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、深紫外域での透過率が低下しやすくなる。
【0059】
ＳｎＯ２は、清澄剤として作用する成分である。ＳｎＯ２の含有量は、好ましくは２０００ｐｐｍ以下、１７００ｐｐｍ以下、１４００ｐｐｍ以下、１１００ｐｐｍ以下、８００ｐｐｍ以下、５００ｐｐｍ以下、２００ｐｐｍ以下、特に好ましくは１００ｐｐｍ以下である。ＳｎＯ２の含有量が多すぎると、深紫外域での透過率が低下しやすくなる。
【0060】
Ｆ２、Ｃｌ２及びＳＯ３は、清澄剤として作用する成分である。Ｆ２＋Ｃｌ２＋ＳＯ３の含有量は１０～１００００ｐｐｍであることが好ましい。Ｆ２＋Ｃｌ２＋ＳＯ３の好適な下限範囲は１０ｐｐｍ以上、２０ｐｐｍ以上、５０ｐｐｍ以上、１００ｐｐｍ以上、３００ｐｐｍ以上、特に５００ｐｐｍ以上であり、好適な上限範囲は３０００ｐｐｍ以下、２０００ｐｐｍ以下、１０００ｐｐｍ以下、特に８００ｐｐｍ以下である。また、Ｆ２、Ｃｌ２、ＳＯ３の各々の好適な下限範囲は１０ｐｐｍ以上、２０ｐｐｍ以上、５０ｐｐｍ以上、１００ｐｐｍ以上、３００ｐｐｍ以上、特に５００ｐｐｍ以上であり、好適な上限範囲は３０００ｐｐｍ以下、２０００ｐｐｍ以下、１０００ｐｐｍ以下、特に８００ｐｐｍ以下である。これらの成分の含有量が少なすぎると、清澄効果を発揮し難くなる。一方、これらの成分の含有量が多すぎると、清澄ガスがガラス中に泡として残存するおそれがある。
【0061】
枠部６のガラス材は、例えば、各種ガラス原料を調合して、ガラスバッチを得た上で、このガラスバッチを溶融し、得られた溶融ガラスを清澄、均質化し、所定形状に成形することで作製することができる。
【0062】
枠部６のガラス材の製造工程において、ガラス原料の一部として、還元剤を用いることが好ましい。このようにすれば、ガラス中に含まれるＦｅ３＋が還元されて、深紫外線での透過率が向上する。還元剤として、木粉、カーボン粉末、金属アルミニウム、金属シリコン、フッ化アルミニウム等の材料が使用可能であるが、その中でも金属シリコン、フッ化アルミニウムが好ましい。
【0063】
枠部６のガラス材の製造工程において、ガラス原料の一部として、金属シリコンを用いることが好ましく、その添加量は、ガラスバッチの全質量に対して０．００１～３質量％、０．００５～２質量％、０．０１～１質量％、特に０．０３～０．１質量％が好ましい。金属シリコンの添加量が少なすぎると、ガラス中に含まれるＦｅ３＋が還元されず、深紫外線での透過率が低下しやすくなる。一方、金属シリコンの添加量が多すぎると、ガラスが茶色に着色する傾向がある。
【0064】
ガラス原料の一部として、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）を用いることも好ましく、その添加量は、ガラスバッチの全質量に対して、Ｆ２換算で０．０１～５質量％、０．０５～４質量％、０．１～３質量％、０．２～２質量％、０．３～１質量％が好ましい。一方、フッ化アルミニウムの添加量が多すぎると、Ｆ２ガスがガラス中に泡として残存するおそれがある。フッ化アルミニウムの添加量が少なすぎると、ガラス中に含まれるＦｅ３＋が還元されず、深紫外線での透過率が低下しやすくなる。
【0065】
枠部６のガラス材の製造工程において、ダウンドロー法、特にオーバーフローダウンドロー法で平板形状に成形することが好ましい。オーバーフローダウンドロー法は、耐熱性の樋状構造物の両側から溶融ガラスを溢れさせて、溢れた溶融ガラスを樋状構造物の下頂端で合流させながら、下方に延伸成形してガラス板を成形する方法である。オーバーフローダウンドロー法では、ガラス板の表面となるべき面は樋状耐火物に接触せず、自由表面の状態で成形される。このため、薄型のガラス板を作製しやすくなるとともに、表面を研磨しなくても、板厚ばらつきを低減することができる。結果として、ガラス板の製造コストを低廉化することができる。なお、樋状構造物の構造や材質は、所望の寸法や表面精度を実現できるものであれば、特に限定されない。また、下方への延伸成形を行う際に、力を印加する方法も特に限定されない。例えば、充分に大きい幅を有する耐熱性ロールをガラスに接触させた状態で回転させて延伸する方法を採用してもよいし、複数の対になった耐熱性ロールをガラスの端面近傍のみに接触させて延伸する方法を採用してもよい。
【0066】
枠部６のガラス材の成形方法として、オーバーフローダウンドロー法以外にも、例えば、スロットダウン法、リドロー法、フロート法等を採択することもできる。
【0067】
枠部６のガラス材としては、具体的には、例えば、日本電気硝子株式会社製のＢＵ－４１を使用できる。ＢＵ－４１の３０～３８０℃の温度範囲における熱膨張係数は、例えば４２×１０－７／℃である。
【0068】
枠部６の厚み（上下方向寸法）は、電子部品２よりも大きいことが好ましく、電子部品２よりも０．０１～１ｍｍ大きいことが好ましく、０．０５～０．５ｍｍ大きいことがより好ましく、０．１～０．２ｍｍ大きいことが最も好ましい。
【0069】
蓋部７は、石英ガラスから構成される。石英ガラスには、溶融石英と合成石英とが含まれる。溶融石英ガラスの３０～３８０℃の温度範囲における熱膨張係数は例えば６．３×１０－７／℃であり、合成石英ガラスの３０～３８０℃の温度範囲における熱膨張係数は例えば４．０×１０－７／℃である。また、本実施形態では、蓋部７は、上面７ａ及び下面７ｂがともに平面から構成される板状体である。
【0070】
蓋部７の厚み（上下方向寸法）は、０．１～１．０ｍｍであることが好ましく、０．２～０．８ｍｍであることがより好ましく、０．３～０．６ｍｍであることが最も好ましい。
【0071】
図２に示すように、本実施形態では、枠部６及び蓋部７を接合する接合部８は、枠部６と蓋部７とが直接溶着された溶着部９から形成されている。溶着部９は、レーザ接合により形成される。詳細には、溶着部９は、レーザの照射領域において、枠部６及び蓋部７の少なくとも一方を溶融した後に、その溶融部を固化させることにより形成される。つまり、溶着部９は、例えば、枠部６及び蓋部７の少なくとも一方の材料から構成され、枠部６及び蓋部７以外の材料を実質的に含まないことが好ましい。
【0072】
溶着部９は、貫通孔Ｈに沿って同心環状に複数（図例では二つ）形成されるが、一つであってもよい。複数の溶着部９は、互いに半径方向に離間しているが、半径方向で重なっていてもよい。各溶着部９は、平面視で四角環状に構成されるが、これに限らず、円環状その他の環形状に構成され得る。
【0073】
溶着部９は、厚み方向において、枠部６と蓋部７とに連続して跨って形成されている。なお、本実施形態では、溶着部９の内部において、枠部６と蓋部７との間には界面がない。もちろん、溶着部９の内部において、枠部６と蓋部７との間に界面が残っていてもよい。
【0074】
溶着部９の幅Ｓ１は、１０～２００μｍであることが好ましく、１０～１００μｍであることがより好ましく、１０～５０μｍであることが最も好ましい。溶着部９の厚みＳ２は、１０～２００μｍであることが好ましく、１０～１５０μｍであることがより好ましく、１０～１００μｍであることが最も好ましい。
【0075】
溶着部９の平面方向の残留応力の最大値は、１０ＭＰａ以下であることが好ましく、７ＭＰａ以下であることがより好ましく、５ＭＰａ以下であることが最も好ましい。平面方向の残留応力の最大値は、１０ｍｍ×１０ｍｍ以上の寸法を有するガラス板において、ユニオプト社製複屈折測定機：ＡＢＲ－１０Ａを用いて、接合部付近の複屈折（単位：ｎｍ）を計測し、平面方向の残留応力に換算した場合の最大値である。また、光学的な複屈折の測定、すなわち直交する直線偏光波の光路差の測定により、ガラス板中の残留応力値を見積ることが可能であり、残留応力により発生する偏差応力Ｆ（ＭＰａ）は、Ｆ＝Ｄ／ＣＷの式で表記される。「Ｄ」は光路差（ｎｍ）であり、「Ｗ」は偏光波が通過した距離（ｃｍ）であり、「Ｃ」は光弾性定数（比例定数）であり、通常、２０～４０（ｎｍ／ｃｍ）／（ＭＰａ）の値になる。なお、平面方向の残留応力には、引張応力と圧縮応力が存在するが、上記では、両者の絶対値を評価するものとする。
【0076】
枠部６及び基材３を接合する接合部５は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、枠部６の下端面６ｂ側から順に、メタライズ層１０と、はんだ層１１とを備えている。メタライズ層１０は、蒸着やスパッタなどにより、保護キャップ４の枠部６の下端面６ｂに形成された金属膜であり、はんだ層１１との密着性を向上させる役割を有する。メタライズ層１０としては、例えばＣｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｏ及びこれらを含む合金層、或いはこれら金属、合金の多層膜等が使用できる。はんだ層（ろう材）１１としては、例えばＡｕ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｐｂ、及びこれら金属を含む合金、すなわち、Ａｕ－Ｓｎ系はんだ、Ｓｎ－Ａｇ系はんだ、Ｐｂ系はんだ等の層が使用できる。Ａｕ－Ｓｎ系はんだの３０～３８０℃の温度範囲における熱膨張係数は、例えば１７５×１０－７／℃である。
【0077】
図３は、波長２００～６００ｎｍにおけるＢＵ－４１（日本電気硝子株式会社製）及び石英ガラスの透過率曲線を示す。同図に示すように、石英ガラスは、深紫外域（例えば、波長域２００～３５０ｎｍ）において、厚みの増加に伴う透過率の低下はなく、９０％以上の透過率を有する。一方、ＢＵ－４１は、深紫外域において、厚み０．２ｍｍで８４％以上の透過率を有し、厚み０．５ｍｍで７０％以上の透過率を有する。つまり、ＢＵ－４１は、深紫外域において、石英ガラスよりも僅かに劣るものの良好な透過率を有している。電子装置（発光装置）１の状態では、具体的には、蓋部７及び枠部６をともに厚み０．６ｍｍの石英ガラスから構成した場合の紫外線の取り出し効率（電子部品（紫外線ＬＥＤ）２の出力倍率）は平均８９％であり、蓋部７を厚み０．６ｍｍの石英ガラスから構成し、枠部６を厚み０．６ｍｍのＢＵ－４１から構成した場合の紫外線の取り出し効率は平均８８％であった。したがって、蓋部７を石英ガラスから構成し、枠部６を石英ガラス以外の紫外線透過性を有するガラス材（例えば、ＢＵ－４１）から構成しても、紫外域の光の取り出し効率を高いレベルで維持できる。また、この場合、枠部６の熱膨張係数と基材３の熱膨張係数が整合するため、ろう材などを用いて枠部６を基材３に接合しても、接合部５又はその近傍に破損が生じにくく高い気密性を維持できる。
【0078】
【0079】
本実施形態に係る電子装置１の製造方法は、保護キャップ４を得るために、蓋部７と枠部６とを接合する第一接合工程と、電子部品２が搭載された基材３と保護キャップ４とを接合する第二接合工程とを備えている。
【0080】
第一接合工程では、まず、図４に示すように、蓋部７と、メタライズ層１０及びはんだ層１１が形成された枠部６とを準備する。次に、蓋部７の下面７ｂと枠部６の上端面６ａとを直接接触させる。この状態で、図５に示すように、レーザ照射装置１２により、蓋部７と枠部６との接触部に対してレーザＬを集光して照射する。レーザＬは、蓋部７及び枠部６の少なくとも一方側から照射される。本実施形態では、レーザＬは、蓋部７側から照射される。これにより、接触部を溶着して溶着部９を形成するとともに、溶着部９により枠部６と蓋部７とを接合する。
【0081】
蓋部７の下面７ｂ及び枠部６の上端面６ａのそれぞれの算術平均粗さＲａは、２．０ｎｍ以下であることが好ましく、１．０ｎｍ以下であることがより好ましく、０．５ｎｍ以下であることが更に好ましく、０．２ｎｍ以下であることが最も好ましい。算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に準拠した方法で測定した値を意味する。このようすれば、蓋部７及び枠部６が互いに接合面間の分子間力（オプティカルコンタクト）により密着するため、レーザ接合前のハンドリング性が向上する。
【0082】
レーザＬとしては、ピコ秒オーダーやフェムト秒オーダーのパルス幅を有する超短パルスレーザが好適に使用される。
【0083】
レーザＬの波長は、ガラス部材を透過する波長であれば特に限定されるものではないが、例えば、４００～１６００ｎｍであることが好ましく、５００～１３００ｎｍであることがより好ましい。レーザＬのパルス幅は、１０ｐｓ以下であることが好ましく、５ｐｓ以下であることがより好ましく、２００ｆｓ～３ｐｓであることが最も好ましい。レーザＬの集光径は、５０μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以下であることがより好ましく、２０μｍ以下であることが好ましい。
【0084】
レーザＬの繰り返し周波数は、連続的な熱蓄積を生じさせる程度であることが必要であり、具体的には１００ｋＨｚ以上であることが好ましく、２００ｋＨｚ以上であることがより好ましく、５００ｋＨｚ以上であることが更に好ましい。
【0085】
また、１パルスを複数に分配させ、パルス間隔を更に短くして照射する手法（バーストモード）を利用することが好ましい。これにより、熱蓄積が生じやすくなり、接合部８を安定して形成することができる。
【0086】
図６に示すように、レーザＬは、貫通孔Ｈの外側で、貫通孔Ｈに沿った環状軌道Ｔを描くように走査される。この場合において、レーザＬは、その照射領域Ｒが環状軌道Ｔ上で重なりながら環状軌道Ｔを一周するように走査される。あるいは、レーザＬは、その環状軌道Ｔを複数回にわたって周回するように走査される。なお、溶着部９を同心環状に複数形成する場合には、レーザＬを走査する環状軌道Ｔも同心環状に複数設定される。
【0087】
また、貫通孔Ｈを囲むように４本の直線を井桁状に交差させることにより、枠状に接合部を形成してもよい。これにより、複数の保護キャップ４を一度に作製し得るため、電子装置１の製造効率を高めることができる。
【0088】
なお、上記の第一接合工程では、メタライズ層１０及びはんだ層１１が、枠部６に予め形成された場合を説明したが、第一接合工程の後（蓋部７及び枠部６を接合した後）に、これらの層１０，１１が枠部６に形成されてもよい。
【0089】
第二接合工程では、まず、図７に示すように、第一接合工程で得られた保護キャップ４と、電子部品２が搭載された基材３とを準備する。次に、枠部６の下端面６ｂと基材３の上面３ａとを、メタライズ層１０及びはんだ層１１を介して接触させる。この状態で加熱することにより、はんだ層１１を軟化流動（リフロー）させ、はんだ層１１により枠部６と基材３とを接合する。なお、はんだ層１１は、加熱炉を用いて加熱してもよいし、レーザを用いて加熱してもよい。
【0090】
（第二実施形態）
図８は、本発明の第二実施形態に係る電子装置１を例示している。第二実施形態では、枠部６及び基材３を接合する接合部５の構成が、第一実施形態と相違する。
図８は、本発明の第二実施形態に係る電子装置１を例示している。第二実施形態では、枠部６及び基材３を接合する接合部５の構成が、第一実施形態と相違する。
【0091】
本実施形態では、接合部５は、枠部６と基材３とが直接溶着された溶着部２１から形成されている。溶着部２１は、レーザ接合により形成される。詳細には、溶着部２１は、レーザの照射領域において、枠部６及び基材３の少なくとも一方を溶融した後に、その溶融部を固化させることにより形成される。つまり、溶着部２１は、例えば、枠部６及び基材３の少なくとも一方の材料から構成され、枠部６及び基材３以外の材料を実質的に含まないことが好ましい。
【0092】
溶着部２１のその他の構成については、第一実施形態で説明した溶着部９と同様であるので、詳しい説明は省略する。
【0093】
【0094】
本実施形態に係る電子装置１の製造方法は、保護キャップ４を得るために、蓋部７と枠部６とを接合する第一接合工程と、電子部品２が搭載された基材３と保護キャップ４とを接合する第二接合工程とを備えている。
【0095】
図９及び図１０に示すように、第一接合工程は、第一実施形態で説明した第一接合工程と同様であり、レーザ照射装置１２から出射されるレーザＬを用いて、蓋部７と枠部６を直接溶着する工程である。なお、枠部６には、メタライズ層１０及びはんだ層１１が形成されておらず、枠部６の下端面６ｂは露出している。
【0096】
図１１及び図１２に示すように、第二接合工程では、まず、第一接合工程で得られた保護キャップ４の枠部６の下端面６ｂと、基材３の上面３ａとを直接接触させる。この状態で、レーザ照射装置１２により、枠部６と基材３との接触部に対してレーザＬを集光して照射する。レーザＬは、枠部６及び基材３のうち、レーザＬを透過する枠部６側から照射される。これにより、接触部を溶着して溶着部２１を形成するとともに、溶着部２１により枠部６と基材３とを接合する。
【0097】
枠部６の下端面６ｂ及び基材３の上面３ａのそれぞれの算術平均粗さＲａは、２．０ｎｍ以下であることが好ましく、１．０ｎｍ以下であることがより好ましく、０．５ｎｍ以下であることが更に好ましく、０．２ｎｍ以下であることが最も好ましい。このようすれば、枠部６及び基材３が互いに接合面間の分子間力により密着するため、レーザ接合前のハンドリング性が向上する。
【0098】
第二接合工程で使用するレーザＬの種類、波長、走査方法などの諸条件については、第一実施形態で説明した第一接合工程と同様の条件が適用できる。
【0099】
なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【0100】
上記の実施形態では、枠部６と蓋部７とを直接溶着する場合を説明したが、枠部６と蓋部７との接合方法はこれに限定されない。例えば、枠部６と蓋部７とは接着層（例えば、ガラス接着材）を介して接着されていてもよい。
【0101】
上記の実施形態において、枠部６と基材３とを接合した後に、枠部６に蓋部７を接合してもよい。この場合、枠部６と基材３とを接合した後に基材３に電子部品２を搭載し、その後に、枠部６に蓋部７を接合してもよい。ただし、作業性を考慮した場合、枠部６と基材３とを接合する前に、基材３に電子部品２を搭載することが好ましい。
【0102】
（第三実施形態）
図１３は、本発明の第三実施形態に係る枠部６を例示している。本実施形態では、光の取り出し効率を向上させるために、枠部６の内周面６ｃに反射膜３１を形成している。
図１３は、本発明の第三実施形態に係る枠部６を例示している。本実施形態では、光の取り出し効率を向上させるために、枠部６の内周面６ｃに反射膜３１を形成している。
【0103】
反射膜３１は、電子部品２から出射された光を反射する層である。反射膜３１は、例えばアルミニウム、金などの金属や、アルミナ、ジルコニア、チタニアなどのセラミックスを含有させた樹脂塗料やガラスペーストなどから構成されることが好ましい。
【0104】
反射膜３１の厚みは、例えば０．１～１００μｍであることが好ましい。
【0105】
電子部品２から出射された光の波長帯（例えば、２５０～３５０ｎｍ）における反射膜３１の反射率は、好ましくは１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％以上であることが好ましく、特に好ましいのは７０％以上である。ここで、反射率は、日立ハイテクサイエンス製ＵＨ－４１５０を用いて２５０～３５０ｎｍの波長範囲の各波長における透過率を測定することにより、算出できる。
【0106】
反射膜３１を枠部６の内周面６ｃに形成する方法としては、スプレーコート法を用いることが望ましい。スプレーコート法を用いる場合、枠部６の上下端面６ａ，６ｂの平坦部をマスクで保護した状態で枠部６の内周面にスプレーコート液（反射膜となる液）を塗布し、その後、マスクを剥がすことで、枠部６の内周面６ｃに反射膜３１を簡単に形成できる。なお、反射膜３１の形成方法は、これに限定されず、例えばディップコート法なども用いることができる。ディップコート法を用いる場合、貫通孔Ｈを有する枠部６をディップコート液（反射膜３１となる液）に浸漬し、その後、枠部６の表面の不要部分（上下端面６ａ，６ｂなど）に形成された反射膜３１を研磨などにより除去することで、枠部６の内周面６ｃに反射膜３１を形成できる。この場合、不要部分の反射膜３１を除去する際に、枠部６の上端面６ａを研磨することで、蓋部７との接合時の面精度を整えることができる。
【実施例】
【0107】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
【0108】
（１）保護キャップＡ、Ｂについて
石英ガラスから構成された蓋部と、石英ガラスから構成された枠部とを、ろう材（金錫はんだ：熱膨張係数１７６×１０－７／℃）により接合することで、比較例としての保護キャップＡを作製した。また、石英ガラスから構成された蓋部と、ＢＵ－４１（熱膨張係数４２×１０－７／℃）から構成された枠部とを、レーザ照射により直接溶着することで、実施例としての保護キャップＢを作製した。
石英ガラスから構成された蓋部と、石英ガラスから構成された枠部とを、ろう材（金錫はんだ：熱膨張係数１７６×１０－７／℃）により接合することで、比較例としての保護キャップＡを作製した。また、石英ガラスから構成された蓋部と、ＢＵ－４１（熱膨張係数４２×１０－７／℃）から構成された枠部とを、レーザ照射により直接溶着することで、実施例としての保護キャップＢを作製した。
【0109】
得られた保護キャップＡ、Ｂに対して、基材との接合部分にＣｒ、Ｎｉ、Ａｕのメタライズ成膜を順次行い、その上からＡｕ－Ｓｎ系はんだで構成されるはんだ層をそれぞれ形成した。
【0110】
はんだ層を形成した保護キャップＡ、Ｂを用いて、窒化アルミニウム基材への加熱実装を行って電子装置を作製し、このときの保護キャップのクラック発生率を測定した。その結果、実装後の保護キャップＡには、約４％のクラックが発生したが、実装後の保護キャップＢには、クラックが発生しなかった。
【0111】
（２）保護キャップＣ、Ｄについて
石英ガラスから構成された蓋部の両面に紫外線の反射防止膜を形成したものと、ＢＵ－４１から構成された枠部とを、レーザ照射により溶着することで、実施例としての保護キャップＣを作製した。また、石英ガラスから構成された蓋部の両面に紫外線の反射防止膜を形成したものと、ＢＵ－４１から構成された枠部の内周面に紫外線の反射膜を形成したものとを、レーザ照射により溶着することで、実施例としての保護キャップＤを作製した。
石英ガラスから構成された蓋部の両面に紫外線の反射防止膜を形成したものと、ＢＵ－４１から構成された枠部とを、レーザ照射により溶着することで、実施例としての保護キャップＣを作製した。また、石英ガラスから構成された蓋部の両面に紫外線の反射防止膜を形成したものと、ＢＵ－４１から構成された枠部の内周面に紫外線の反射膜を形成したものとを、レーザ照射により溶着することで、実施例としての保護キャップＤを作製した。
【0112】
得られた保護キャップＣ、Ｄに対して、基材との接合部分にＣｒ、Ｎｉ、Ａｕのメタライズ成膜を順次行い、その上からＡｕ－Ｓｎ系はんだで構成されるはんだ層をそれぞれ形成した。
【0113】
はんだ層を形成した保護キャップＣ、Ｄを用いて、窒化アルミニウム基材への加熱実装を行って電子装置を作製し、その光取り出し効率を測定した。その結果、保護キャップＤを用いた電子装置は、保護キャップＣを用いた電子装置に比べて光取り出し効率が３％向上した。
【0114】
上記の実施例では、枠部にＢＵ－４１を用いた例を使って、本発明を説明したが、ＢＵ－４１以外にも表1に示す試料Ｎｏ．１～３のガラスを使用することができる。なお、下表において、Ｐｓは歪点、Ｔａは徐冷点、Ｔｓは軟化点、αは熱膨張係数、Ｅはヤング率、ＴＬは液相温度、Ｌｏｇη ａｔ ＴＬは液相粘度を示している。
【0115】
【表1】
【符号の説明】
【0116】
１ 電子装置
２ 電子部品
３ 基材
４ 保護キャップ
５ 接合部
６ 枠部
７ 蓋部
８ 接合部
９ 溶着部
１０ メタライズ層
１１ はんだ層
２１ 溶着部
２ 電子部品
３ 基材
４ 保護キャップ
５ 接合部
６ 枠部
７ 蓋部
８ 接合部
９ 溶着部
１０ メタライズ層
１１ はんだ層
２１ 溶着部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
