CN112470295A - 光学封装体 - Google Patents

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Abstract

一种光学封装体，具备：电路基板，在上表面具有凹部，并且在凹部具备光学元件；无机材料的基体，以覆盖凹部的开口部的方式配置在电路基板上；及金属层，将无机材料的基体与电路基板接合，在与电路基板和无机材料的基体的层叠方向平行且通过凹部的截面中，L1、L2、L3、L4满足L1<L2<L3<L4的关系，L1是金属层与电路基板接触的部分中的位于电路基板的外周侧的端部和电路基板的外周侧的端部之间的距离，L2是金属层与无机材料的基体接触的部分中的位于电路基板的外周侧的端部和电路基板的外周侧的端部之间的距离，L3是金属层与无机材料的基体接触的部分中的位于凹部侧的端部和电路基板的外周侧的端部之间的距离，L4是金属层与电路基板接触的部分中的位于凹部侧的端部和电路基板的外周侧的端部之间的距离。

Description

光学封装体
技术领域
本发明涉及光学封装体。
背景技术
以往存在将发光二极管等光学元件配置在电路基板的凹部内之后，通过具备透明树脂基材等的窗件将该凹部的开口部密封，作为光学封装体使用的情况。
在该情况下，窗件利用树脂制的粘接剂等与电路基板接合，但是根据光学元件的种类等而要求气密密封性的提高。因此，研讨了取代树脂制的粘接剂而利用金属材料将电路基板与窗件接合的情况。
例如，专利文献1公开了一种发光装置，其特征在于，具备安装基板、安装在所述安装基板上的紫外线发光元件、配置在所述安装基板上并形成有使所述紫外线发光元件露出的贯通孔的间隔件、以闭塞所述间隔件的所述贯通孔的方式配置在所述间隔件上的罩，所述紫外线发光元件在紫外线的波长区域具有发光峰值波长，所述安装基板具备支承体和由所述支承体支承的第一接合用金属层，所述间隔件具备由Si形成的间隔件主体和在所述间隔件主体中的与所述安装基板相对的相对面侧与所述安装基板的所述第一接合用金属层相对并沿着所述相对面的外周缘的整周形成的第二接合用金属层，所述贯通孔形成于所述间隔件主体，所述贯通孔随着从所述安装基板分离而开口面积逐渐增加，所述罩由使从所述紫外线发光元件放射的紫外线透过的玻璃形成，所述间隔件与所述罩直接接合，所述间隔件的第二接合用金属层与所述安装基板的所述第一接合用金属层在所述第二接合用金属层的整周由AuSn接合。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本国专利第5877487号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1公开的发光装置中，通过阳极接合将罩与间隔件直接接合，但是在接合后，有时在罩产生破裂。
鉴于上述现有技术存在的问题，在本发明的一方面中，其目的在于提供一种抑制在罩产生破裂的情况的光学封装体。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，在本发明的一形态中，提供一种光学封装体，具备：
电路基板，在上表面具有凹部，并且在所述凹部具备光学元件；
无机材料的基体，以覆盖所述凹部的开口部的方式配置在所述电路基板上；及
金属层，将所述无机材料的基体与所述电路基板接合，
在与所述电路基板和所述无机材料的基体的层叠方向平行且通过所述凹部的截面中，
L1、L2、L3、L4满足L1<L2<L3<L4的关系，
L1是所述金属层与所述电路基板接触的部分中的位于所述电路基板的外周侧的端部和所述电路基板的外周侧的端部之间的距离，
L2是所述金属层与所述无机材料的基体接触的部分中的位于所述电路基板的外周侧的端部和所述电路基板的外周侧的端部之间的距离，
L3是所述金属层与所述无机材料的基体接触的部分中的位于所述凹部侧的端部和所述电路基板的外周侧的端部之间的距离，
L4是所述金属层与所述电路基板接触的部分中的位于所述凹部侧的端部和所述电路基板的外周侧的端部之间的距离。
发明效果
根据本发明的一形态，能够提供一种抑制了在罩产生破裂的情况的光学封装体。
附图说明
图1是本实施方式的光学封装体的构成说明图。
图2是无机材料的基体的侧面的构成例的说明图。
图3是本实施方式的光学封装体的罩与无机材料的基体的接合部周边的与厚度方向平行的面处的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明用于实施本发明的方式，但是本发明没有限制为下述的实施方式，不脱离本发明的范围而能够对下述的实施方式施加各种变形及置换。
[光学封装体]
对本实施方式的光学封装体进行说明。
本实施方式的光学封装体可以具有：在上表面具有凹部且在凹部具备光学元件的电路基板；在电路基板上以覆盖凹部的开口部的方式配置的无机材料的基体；及将无机材料的基体与电路基板接合的金属层。
并且，在电路基板的绝缘材料的热膨胀率为无机材料的基体的材料的热膨胀率以上的情况下，在与电路基板和无机材料的基体的层叠方向平行且通过凹部的截面中，金属层能够具有规定的形状。
具体而言，在上述的截面中，L1和L2能够满足L1<L2的关系，L1是金属层与电路基板接触的部分中的位于电路基板的外周侧的端部和电路基板的外周侧的端部之间的距离，L2是金属层与无机材料的基体接触的部分中的位于电路基板的外周侧的端部和电路基板的外周侧的端部之间的距离。
另外，本实施方式的光学封装体在另一构成例中可以具有：在上表面具有凹部且在凹部具备光学元件的电路基板；在电路基板上以覆盖凹部的开口部的方式配置的无机材料的基体；及将无机材料的基体与电路基板接合的金属层。
并且，在电路基板的绝缘材料的热膨胀率小于无机材料的基体的材料的热膨胀率的情况下，在与电路基板和无机材料的基体的层叠方向平行且通过凹部的截面中，金属层能够具有规定的形状。
具体而言，在上述的截面中，L3和L4能够满足L3<L4的关系，L3是金属层与无机材料的基体接触的部分中的位于凹部侧的端部和电路基板的外周侧的端部之间的距离，L4是金属层与电路基板接触的部分中的位于凹部侧的端部和电路基板的外周侧的端部之间的距离。
关于本实施方式的光学封装体的构成例，使用图1(A)、图1(B)进行说明。
图1(A)示意性地示出与本实施方式的光学封装体的无机材料的基体和具备光学元件的电路基板的层叠方向平行且通过后述的凹部的面处的剖视图。为了说明金属层的构成，与实际的光学封装体相比，相对于其他的构件而金属层的厚度变厚。
本实施方式的光学封装体10具有：作为罩的无机材料的基体11；在上表面具有凹部121A且在凹部121A具备光学元件122的电路基板12。无机材料的基体11以覆盖凹部121A的开口部的方式配置在电路基板12上。
并且，可以具有将无机材料的基体11与电路基板12接合的金属层13。
本实施方式的光学封装体的形状没有特别限定，如上所述，只要具有无机材料的基体11、电路基板12、金属层13并利用金属层13将无机材料的基体11与电路基板12接合即可。
图1(B)示出图1(A)的俯视图，即在图1(A)中沿着块箭头A观察到的图。需要说明的是，图1(B)中，也一并示出透过无机材料的基体11能观察到的构件。如图1(B)所示，无机材料的基体11在从上表面侧观察的情况下可以设为例如四边形等多边形形状。从上表面侧观察时的无机材料的基体11没有限定为上述的方式，也可以设为例如圆形形状等。并且，金属层13在中央具有与电路基板12的凹部121A对应的开口部，能够具有沿着无机材料的基体11的外周将该开口部包围的带状的形状。而且，关于电路基板12，也可以将其外形形状设为与无机材料的基体11对应的形状。
需要说明的是，在图1(A)、图1(B)中，无机材料的基体11比金属层13大，但是没有限定为上述的方式。例如也可以构成为无机材料的基体11的外周与金属层13的外周一致。
以下，对各构件进行说明。
(无机材料的基体)
无机材料的基体11没有特别限定，可以使用任意的材料，设为任意的形状。
但是，在无机材料的基体11中，在设为光学封装体的情况下，关于电路基板具备的光学元件涉及的光中的特别是要求透过的波长区域的光(以下，记载为“所希望的波长区域的光”)，优选以透过率充分升高的方式选择材料、其厚度等。例如关于所希望的波长区域的光，透过率优选为50％以上，更优选为70％以上，进一步优选为80％以上，特别优选为90％以上。
在无机材料的基体11中，在所希望的波长区域的光为红外区域的光的情况下，例如关于波长为0.7μm以上且1mm以下的范围的光，透过率优选为50％以上，更优选为70％以上，进一步优选为80％以上，特别优选为90％以上。
另外，在无机材料的基体11中，在所希望的波长区域的光为可视区域的光(蓝～绿～红)的情况下，例如关于波长为380nm以上且800nm以下的范围的光，透过率优选为50％以上，更优选为70％以上，进一步优选为80％以上，特别优选为90％以上。
在无机材料的基体11中，在所希望的波长区域的光为紫外区域的光的情况下，例如关于波长为200nm以上且380nm以下的范围的光，透过率优选为50％以上，更优选为70％以上，进一步优选为80％以上，特别优选为90％以上。
在无机材料的基体11中，在所希望的波长区域的光为紫外区域的UV-A的光的情况下，例如关于波长为315nm以上且380nm以下的范围的光，透过率优选为50％以上，更优选为70％以上，进一步优选为80％以上，特别优选为90％以上。
在无机材料的基体11中，在所希望的波长区域的光为紫外区域的UV-B的光的情况下，例如关于波长为280nm以上且315nm以下的范围的光，透过率优选为50％以上，更优选为70％以上，进一步优选为80％以上，特别优选为90％以上。
在无机材料的基体11中，在所希望的波长区域的光为紫外区域的UV-C的光的情况下，例如关于波长为200nm以上且280nm以下的范围的光，透过率优选为50％以上，更优选为70％以上，进一步优选为80％以上，特别优选为90％以上。
需要说明的是，无机材料的基体11的透过率可以遵照JIS K 7361-1(1997)进行测定。
作为无机材料的基体11的材料，如已述那样可以任意选择，没有特别限定，但是从特别提高气密密封性或耐久性的观点出发，例如可以优选使用石英、玻璃等。石英包括石英玻璃、含有90质量％以上的SiO2的结构。作为玻璃，可列举例如钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、无碱玻璃、结晶化玻璃及高折射率玻璃(nd≥1.5)。需要说明的是，作为无机材料的基体的材料，没有限定为一个种类，也可以将两个种类以上的材料组合使用。因此，例如作为无机材料的基体11的材料，可以优选使用例如从石英、钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、无碱玻璃、结晶化玻璃及高折射率玻璃(nd≥1.5)中选择的1个种类以上的材料。
在使用玻璃作为无机材料的基体11的材料的情况下，该无机材料的基体11也可以被实施化学强化处理。
关于无机材料的基体11的厚度也没有特别限定，但是例如优选设为0.03mm以上，更优选设为0.05mm以上，进一步优选设为0.1mm以上，特别优选设为0.3mm以上。
通过将无机材料的基体11的厚度设为0.03mm以上，能够充分发挥光学封装体所要求的强度，并能够特别抑制水分等经由窗件的无机材料的基体11的面而透过至配置有光学元件的一侧的情况。通过如上所述将无机材料的基体11的厚度设为0.3mm以上，对于光学封装体特别是能够提高强度，从而优选。
关于无机材料的基体11的厚度的上限值也没有特别限定，但是例如优选为5mm以下，更优选为3mm以下，进一步优选为1mm以下。这是因为，通过将无机材料的基体11的厚度设为5mm以下，能够充分地提高所希望的波长区域的光的透过率。通过将无机材料的基体11的厚度设为1mm以下，特别是能够实现光学封装体的低高度化，因此进一步优选。
需要说明的是，无机材料的基体11的形状没有特别限定，厚度不需要均匀。因此，在无机材料的基体的厚度不均匀的情况下，无机材料的基体中的至少在设为光学封装体的情况下处于与光学元件相关的光的光路上的部分的厚度优选处于上述范围，更优选无机材料的基体的厚度在任意的部分都处于上述范围。
无机材料的基体11的形状如上述那样没有特别限定。可以设为例如板状形状、透镜成为一体的形状即由透镜得来的包含凹部或凸部的形状。具体而言，可列举例如无机材料的基体11的一方的面11a为平坦面且另一方的面11b具有凸部或凹部的方式、与一方的面11a的形状和另一方的面11b的形状涉及的方式成为相反的方式。而且，可列举无机材料的基体11的一方的面11a具有凸部且另一方的面11b具有凹部的方式、与一方的面11a的形状和另一方的面11b的形状涉及的方式成为相反的方式。此外，可列举无机材料的基体11的一方的面11a和另一方的面11b分别具有凸部或凹部的方式。
需要说明的是，即使在无机材料的基体11的一方的面11a具有凸部或凹部的情况下，例如在制造了多个窗件时等，为了抑制窗件之间的金属层13的形状的不均，无机材料的基体11的一方的面11a的配置金属层13的部分也优选为平坦。
如图1(A)所示，在设为光学封装体的情况下，无机材料的基体11的一方的面11a成为与光学元件122相对的一侧的面。在设为光学封装体的情况下，无机材料的基体11的另一方的面11b成为向外部露出的一侧的面。
根据光学封装体的方式而存在无机材料的基体的尺寸非常小的情况。因此，在将无机材料的基体的切断前材料切断成所希望的尺寸时，优选采用的是使用了激光的切断方法。并且，在利用上述的方法进行了切断的情况下，如图2所示，无机材料的基体11的侧面对应于激光的焦点位置而可以具有沿着一方的面11a的外周的线状的花纹111。
需要说明的是，无机材料的基体11的切断方法没有限定为上述的例子，可以利用任意的方法进行切断。在利用上述的切断方法以外的方法进行了切断的情况下，无机材料的基体11的侧面即切断面也可以具有与上述的情况不同的截面形状。作为其他的切断方法，可列举例如切割锯或线锯。这些切断方法在无机材料的基体的切断前材料的厚度为1mm以上的情况下有效。
也可以在无机材料的基体11的表面预先配置防反射膜。通过配置防反射膜，在设为光学封装体的情况下，能够抑制来自光学元件或外部的光在无机材料的基体11的表面被反射的情况，能够提高来自光学元件或外部的光的透过率，从而优选。作为防反射膜，没有特别限定，但是可以使用例如多层膜。多层膜可以设为将第一层与第二层交替层叠而成的膜，第一层是从氧化铝(氧化铝，Al2O3)、氧化铪(HfO2)、氧化钛(TiO2)等中选择的一个种类以上的材料的层，第二层是二氧化硅(氧化硅，SiO2)的层。构成多层膜的层数没有特别限定，例如将上述第一层与第二层设为一组，多层膜优选具有一组以上的、第一层与第二层的组，更优选具有两组以上。这是因为，多层膜通过将第一层与第二层具有一组以上，能够特别抑制光在无机材料的基体11的表面被反射的情况。
关于构成多层膜的层数的上限也没有特别限定，但是从例如生产性等的观点出发，优选具有四组以下的、上述第一层与第二层的组。
在具有防反射膜的情况下，防反射膜优选配置在无机材料的基体11的至少一方的面11a上，更优选配置在一方的面11a及另一方的面11b这两面上。在一方的面11a及另一方的面11b这两面上配置防反射膜的情况下，两防反射膜的构成也可以不同，但是从生产性等的观点出发而优选具有相同构成的防反射膜。
作为防反射膜，在使用上述的多层膜的情况下，优选二氧化硅的第二层位于最表面。这是因为，通过使二氧化硅的第二层位于防反射膜的最表面，防反射膜的表面成为与玻璃基板的表面类似的组成，耐久性、与金属层13的紧贴性特别升高，从而优选。
(电路基板)
关于电路基板12，没有特别限定，可以使用具备绝缘性基材121和对于光学元件122供给电力的未图示的配线的各种电路基板。需要说明的是，电路基板12的绝缘材料是指绝缘性基材121的材料。
绝缘性基材121的材料没有特别限定，在经由金属层13接合了无机材料的基体11的情况下，为了提高由无机材料的基体11、电路基板12、金属层13包围的空间内的气密密封性，而电路基板12优选具有陶瓷制的绝缘性基材121。即，电路基板12的绝缘材料优选为陶瓷。
作为电路基板12的绝缘性基材121所使用的陶瓷材料，没有特别限定，可列举例如从氧化铝(氧化铝，Al2O3)或氮化铝(AlN)、LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics：低温共烧陶瓷)等选择的一个种类以上。
在设为光学封装体10的情况下，电路基板12的绝缘性基材121优选能够通过无机材料的基体11、绝缘性基材121、金属层13在配置光学元件122的部分形成封闭的空间。因此，绝缘性基材121优选在其上表面1211的中央部具有开口部，并具有包含该开口部的作为非贯通孔的凹部121A。需要说明的是，在设为光学封装体10的情况下，绝缘性基材121的上表面1211是与无机材料的基体11相对的面，也可称为与无机材料的基体11接合的一侧的面。
在设为光学封装体的情况下，将上述的凹部121A包围的壁部121B对金属层13进行支承，因此可以具有与该金属层13对应的形状。
关于配置于电路基板12的光学元件122，没有特别限定，可以使用例如发光二极管等发光元件、受光元件等。
需要说明的是，在光学元件122为发光元件的情况下，该发光元件发出的光的波长区域没有特别限定。因此，可以使用如下发光元件：该发光元件例如发出选自从紫外光至红外光的范围内的任意的波长区域的光，即例如从波长为200nm以上且1mm以下的范围内选择的任意的波长区域的光。
但是，根据本实施方式的光学封装体，使来自发光元件的光透过的构件即无机材料的基体不是透明树脂而由无机材料形成。因此，与使用了透明树脂制的基体的情况相比，能够提高气密密封性，此外，能够抑制来自该发光元件的光引起的窗件的劣化。因此，在光学元件为发光元件的情况下，在使用特别要求气密性的发光元件或发出树脂的劣化容易进展的光的发光元件的情况下，特别是本实施方式的光学封装体能够发挥较高的效果，从而优选。作为特别要求气密性的发光元件，可列举例如发出波长为200nm以上且280nm以下的波长区域的光即UV-C的发光元件。而且，作为发出树脂的劣化容易进展的光的发光元件，可列举发出激光等高输出的光的发光元件。因此，在光学元件122为发光元件的情况下，作为该发光元件，从发挥特别高的效果的观点出发而可以优选使用发出UV-C的发光元件或激光等。
(金属层)
金属层13配置在无机材料的基体11与电路基板12之间，能够将无机材料的基体11与电路基板12接合。
本发明的发明者们关于在将无机材料的基体与电路基板接合而作为光学封装体时，在无机材料的基体产生破裂(裂纹)的情况发生的原因进行了仔细研讨。
金属层13如后所述可以包含例如焊料层，无机材料的基体11与电路基板12通过在两构件与金属层13接触的状态下加热成该焊料层的焊料的熔点以上并冷却从而能够接合。
根据本发明的发明者们的研讨，在无机材料的基体11的材料与电路基板12的绝缘材料的热膨胀率不同的情况下，为了将两构件接合而加热后进行冷却时，在两构件之间收缩的程度产生差异。并且，由于向无机材料的基体11与金属层13的接合部的一部分施加拉伸应力，因此有时在无机材料的基体11产生破裂。
因此，在进一步进行了研讨时，发现了通过根据无机材料的基体11的材料的热膨胀率、电路基板12的绝缘材料的热膨胀率而将对无机材料的基体与电路基板进行接合的金属层的形状设为规定的形状，能够抑制破裂的发生的情况，从而完成了本发明。
为了说明优选的金属层的形状，图3示出将图1(A)的由点线B包围的区域放大而示意性地表示的图。即，图3示出与电路基板12和无机材料的基体11的层叠方向平行且通过凹部121A的截面。需要说明的是，也可以如后所述金属层13由多个层构成，但是在图3中为了示出金属层13的作为整体的形状而各层不区分地作为一体的结构示出。
根据本发明的发明者们的研讨，在电路基板的绝缘材料的热膨胀率为无机材料的基体的材料的热膨胀率以上时，在图3所示的与电路基板12和无机材料的基体11的层叠方向平行且通过凹部121A的截面中，图中的L1与L2优选满足L1<L2的关系。
如图3所示，L1是电路基板12的外周侧的端部1212与点13A之间的距离，点13A是金属层13与电路基板12接触的部分中的位于电路基板12的外周侧的端部的点。而且，L2是电路基板12的外周侧的端部1212与点13B之间的距离，点13B是金属层13与无机材料的基体11接触的部分中的位于电路基板12的外周侧的端部的点。
在电路基板12的绝缘材料的热膨胀率大于无机材料的基体11的材料的热膨胀率的情况下，如果为了将两构件接合而加热后进行冷却，则电路基板12与无机材料的基体11相比位移量增大。并且，在金属层的形状为L2<L1的情况下，在点13B以沿着线段13B-13A使金属层13从无机材料的基体11剥离的方式产生拉伸应力，点13B是金属层13与无机材料的基体11接触的部分中的位于电路基板12的外周侧的端部的点。因此，在上述的情况下，在无机材料的基体11可能会产生破裂。
另一方面，在电路基板12的绝缘材料的热膨胀率大于无机材料的基体11的材料的热膨胀率的情况下，通过以满足L1<L2的关系的方式选择金属层13的形状，在进行加热、冷却时，能够防止在点13B产生上述拉伸应力的情况。因此，能够抑制在无机材料的基体11产生破裂的情况。
在电路基板12的绝缘材料的热膨胀率与无机材料的基体11的材料的热膨胀率相等的情况下，对两构件进行加热、冷却时，收缩的程度没有差异。然而，在该情况下，也同样地通过以满足L1<L2的关系的方式选择金属层13的形状，在进行加热、冷却时，能够更可靠地防止在点13B产生上述拉伸应力的情况，能够抑制在无机材料的基体11产生破裂的情况。
因此，如已述那样，在电路基板12的绝缘材料的热膨胀率为无机材料的基体11的材料的热膨胀率以上的情况下，优选以满足L1<L2的关系的方式选择金属层13的形状。
另外，优选的L1及L2的范围为0.05mm≤L1≤0.15mm，0.15m≤L2≤0.50mm的范围。
需要说明的是，在该情况下，金属层13的截面形状中的另一方的侧面的形状即点13C、点13D侧的形状没有特别限定，可以设为任意的形状。
另外，在电路基板12的绝缘材料的热膨胀率小于无机材料的基体11的材料的热膨胀率的情况下，在图3所示的与电路基板12和无机材料的基体11的层叠方向平行且通过凹部121A的截面中，图中的L3与L4优选满足L3<L4的关系。
如图3所示，L3是电路基板12的外周侧的端部1212与点13C之间的距离，点13C是金属层13与无机材料的基体11接触的部分中的位于凹部121A侧的端部的点。而且，L4是电路基板12的外周侧的端部1212与点13D之间的距离，点13D是金属层13与电路基板12接触的部分中的位于凹部121A侧的端部的点。
在电路基板的绝缘材料的热膨胀率小于无机材料的基体的材料的热膨胀率的情况下，如果为了将两构件接合而加热后进行冷却，则无机材料的基体11与电路基板12相比位移量增大。并且，在金属层的形状为L4<L3的情况下，在点13C以沿着线段13C-13D使金属层13从无机材料的基体11剥离的方式产生拉伸应力，点13C是金属层13与无机材料的基体11接触的部分中的凹部121A侧的端部的点。因此，在上述的情况下，在无机材料的基体11可能会产生破裂。
另一方面，如已述那样，在电路基板12的材料的热膨胀率小于无机材料的基体11的材料的热膨胀率的情况下，通过以满足L3<L4的关系的方式选择金属层的形状，在加热、冷却时，能够防止在点13C产生上述拉伸应力的情况。因此，能够抑制在无机材料的基体11产生破裂的情况。
另外，优选的L3及L4的范围为0.40mm≤L3≤0.55mm，0.45mm≤L4≤1.00mm的范围。
需要说明的是，在该情况下，金属层13的截面形状中的另一方的侧面的形状即点13A、点13B侧的形状没有特别限定，可以设为任意的形状。
但是，为了无论无机材料的基体11与电路基板12的热膨胀率的关系如何都能够防止在无机材料的基体11产生破裂，在图3所示的截面中，金属层13的形状更优选满足L1<L2<L3<L4的关系。
另外，在加热时，未必向无机材料的基体11及电路基板12均匀地施加热量，根据热量的施加方式，也存在无机材料的基体、电路基板的热膨胀率与加热、冷却时的各构件的位移量的关系未成为如上所述的情况。因此，从更可靠地防止在无机材料的基体产生破裂的观点出发，在图3所示的截面中，无论无机材料的基体11与电路基板12的热膨胀率的关系如何，金属层13的形状更优选满足L1<L2<L3<L4。
在将电路基板12与无机材料的基体11接合时，通常已知在金属层13的接合部的侧面形状为圆角状的情况下能够较大地降低向无机材料的基体11产生的拉伸应力。然而，为了使金属层的侧面形状成为圆角状而在电路基板12与无机材料的基体11之间需要间隔件等构件，在制造光学封装体方面，成为接合工序的复杂化、成本上升的主要原因。因此，只要根据电路基板的绝缘材料的热膨胀系数和无机材料的基体的材料的热膨胀系数而上述L1、L2或L3、L4满足已述的范围即可，金属层13的具体的侧面形状没有特别限定。
金属层13可以如已述那样具有多个层。关于上述的多个层的构成例，以下进行说明。
金属层13可以具有例如基底金属层和焊料层，如以下说明那样，可以具有例如隔着焊料层1312而配置在无机材料的基体11侧的基体侧基底金属层1311和配置在电路基板12侧的电路基板侧基底金属层132这两个种类的基底金属层。
首先，说明配置在无机材料的基体侧的基体侧基底金属层。
基体侧基底金属层1311可以具有提高无机材料的基体11与焊料层1312的紧贴性的功能。基体侧基底金属层1311的构成没有特别限定，但是优选如图1(A)所示那样由多个层构成。
基体侧基底金属层1311的构成没有特别限定，但是可以由例如两层或三层构成。具体而言，例如可以从无机材料的基体11侧依次具有第一基体侧基底金属层1311A、第二基体侧基底金属层1311B。而且，也可以在第二基体侧基底金属层1311B与焊料层1312之间还配置第三基体侧基底金属层1311C。
第一基体侧基底金属层1311A可以具有提高无机材料的基体11与其他的层的紧贴性的功能。第一基体侧基底金属层1311A的材料优选为能够提高无机材料的基体11与其他的层的紧贴性的材料，更优选为也能提高气密性的材料。第一基体侧基底金属层1311A优选设为含有例如从铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)、钯(Pd)中选择的一个种类以上的层。第一基体侧基底金属层1311A也可以设为由从例如铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)、钯(Pd)中选择的一个种类以上的材料构成的层。需要说明的是，在该情况下，也并不是排除第一基体侧基底金属层1311A不可避免地包含杂质的情况。
第一基体侧基底金属层1311A更优选设为从铬(Cr)、钛(Ti)及钨(W)、钯(Pd)中选择的一个种类以上的金属的金属膜或金属氧化物膜。
第二基体侧基底金属层1311B具有提高焊料层1312与其他的层的紧贴性的功能，优选设为含有从例如镍(Ni)、铜(Cu)、铂(Pt)、银(Ag)中选择的一个种类以上的金属的层。从特别抑制成本的观点出发，第二基体侧基底金属层1311B更优选设为含有从镍(Ni)、铜(Cu)中选择的一个种类以上的金属的层。
需要说明的是，第二基体侧基底金属层1311B也可以设为由从例如镍(Ni)、铜(Cu)、铂(Pt)、银(Ag)中选择的一个种类以上的金属构成的层。在该情况下，从成本的观点出发，第二基体侧基底金属层1311B也优选设为由从镍(Ni)、铜(Cu)中选择的一个种类以上的金属构成的层。需要说明的是，无论在上述哪种情况下，都并不是排除第二基体侧基底金属层1311B不可避免地包含杂质的情况。
另外，在还设置第三基体侧基底金属层1311C的情况下，第三基体侧基底金属层1311C优选设为含有从例如镍(Ni)、金(Au)中选择的一个种类以上的层。特别是在将第三基体侧基底金属层1311C设为含有镍(Ni)的层的情况下，为了提高焊料的浸润性而优选设为含有镍-硼合金(Ni-B)的层、或由Ni-B构成的层。通过设置第三基体侧基底金属层1311C，特别是能够抑制例如基体侧基底金属层1311与焊料层1312反应的情况。第三基体侧基底金属层1311C也可以设为由从镍(Ni)、金(Au)中选择的一个种类以上的金属构成的层。即使在该情况下，也并不是排除第三基体侧基底金属层不可避免地包含杂质的情况。
构成基体侧基底金属层1311的各层的厚度没有特别限定，可以任意地选择。
例如第一基体侧基底金属层1311A的厚度从特别提高与无机材料的基体11的紧贴性的观点出发而优选为0.03μm以上。关于第一基体侧基底金属层1311A的厚度的上限也没有特别限定，但是从充分降低成本的观点出发而优选为0.2μm以下。
关于第二基体侧基底金属层1311B的厚度，从特别提高与焊料层1312的紧贴性的观点出发而优选为0.1μm以上。关于第二基体侧基底金属层1311B的厚度的上限也没有特别限定，但是从充分降低成本的观点出发而优选为2.0μm以下。
在也设置第三基体侧基底金属层1311C的情况下，其厚度没有特别限定，但是从特别抑制基体侧基底金属层1311与焊料层1312的反应的观点出发而优选设为例如0.05μm以上。关于第三基体侧基底金属层1311C的厚度的上限也没有特别限定，但是从充分降低成本的观点出发而优选为1.0μm以下。
接下来，对焊料层1312进行说明。
焊料层1312具有在制造光学封装体时将无机材料的基体11与具备光学元件的电路基板12接合的功能，关于其构成没有特别限定。
但是，焊料层1312的厚度优选为5μm以上，更优选为15μm以上。电路基板12具有的绝缘性基材121如已述那样可以由例如陶瓷材料形成，但是在利用陶瓷材料制造的情况下，通常为铸件，因此多难以使配置金属层13的面完全成为平坦。因此，优选将焊料层的厚度设为5μm以上，能够吸收绝缘性基材121的配置金属层13的面具有的凹凸。
需要说明的是，在此所说的焊料层1312的厚度是指本实施方式的光学封装体10的任意的位置处的焊料层1312的厚度。因此，是指即使在最薄部也能满足焊料层涉及的厚度的范围。
焊料层的厚度的上限值没有特别限定，但是可以设为例如50μm以下。
另外，焊料层1312的厚度的平均值优选为5μm以上，更优选为15μm以上。这是因为，通过将焊料层1312的厚度的平均值设为5μm以上，即使例如接合的电路基板的与金属层13接合的接合面包含凹凸，也能通过焊料层的材料将该凹部填充，特别是能够提高气密密封性。
需要说明的是，上述平均值是指单纯平均(有时也称为算术平均或相加平均)的值。以下，在仅称为“平均”的情况下是指单纯平均。
另外，关于焊料层1312的厚度的平均值的上限也没有特别限定，但是优选为50μm以下，更优选为30μm以下。这是因为，即使焊料层1312的厚度的平均值超过50μm而过度变厚，关于气密密封性的效果也不会产生大的变化。
需要说明的是，焊料层1312的厚度的平均值能够通过利用激光显微镜(基恩士公司制，型号VK-8510)关于焊料层1312在任意的多个测定点测定厚度，并求出平均值而算出。为了算出平均值而测定焊料层1312的厚度的测定点的个数没有特别限定，但是例如优选两个点以上，更优选为四个点以上。关于测定点的个数的上限值，也没有特别限定，但是从效率性的观点出发而优选为10个点以下，更优选为8个点以下。
焊料层1312的厚度的偏差，即厚度的与单纯平均值的偏差优选为±20μm以内，更优选为±10μm以内。
这是因为，通过使焊料层1312的厚度的偏差成为±20μm以内，在制造光学封装体时，能够特别提高窗件与配置有光学元件的电路基板之间的气密密封性，从而优选。
焊料层1312的厚度的偏差为±20μm以内是指偏差分布在-20μm以上且+20μm以下的范围。
焊料层1312的厚度的偏差能够根据上述的焊料层的厚度的平均值和在算出平均值时使用的测定值来算出。
焊料层1312可以由各种焊料(接合用组成物)构成。
作为焊料层1312使用的焊料，没有特别限定，但是优选为例如杨氏模量为50GPa以下的材料，更优选为40GPa以下的材料，进一步优选为30GPa以下的材料。
在设为光学封装体之后，例如在使光学元件发光、熄灭等的情况下，有时会使焊料层产生温度变化。并且，通过将焊料层所使用的焊料的杨氏模量设为50GPa以下，即使在焊料层部分产生温度变化而膨胀、收缩的情况下，也能够特别抑制其他的构件发生破坏等的情况，从而优选。
另外，在焊料的杨氏模量为50GPa以下的情况下，在设为光学封装体时，能够将由于无机材料的基体11与具备光学元件的电路基板12的热膨胀差而产生的应力在接合两构件的焊料层1312内吸收，从而优选。
焊料层1312所使用的焊料的杨氏模量的优选的范围的下限值没有特别限定，但是例如只要比0大即可，从提高气密密封性的观点出发而优选为10GPa以上。
焊料的杨氏模量通过对于焊料进行拉伸试验，根据其结果能够算出。
另外，焊料层1312所使用的焊料的熔点优选为200℃以上，更优选为230℃以上。这是因为，在焊料的熔点为200℃以上的情况下，能够充分地提高设为光学封装体时的耐热性。但是，焊料层1312所使用的焊料的熔点优选为280℃以下。在制造光学封装体时进行热处理，使焊料层1312的至少一部分熔融，但是在焊料的熔点为280℃以下的情况下，能够将热处理的温度抑制得较低，因此能够特别抑制光学元件等产生损伤的情况。而且，这是因为，通过将热处理温度抑制得较低，能够减少在无机材料的基体11的材料与电路基板12的绝缘材料中以热膨胀率不同为起因的收缩的程度的差异。
焊料层1312所使用的焊料的密度优选为6.0g/cm3以上，更优选为7.0g/cm3以上。这是因为，通过将焊料层1312所使用的焊料的密度设为6.0g/cm3以上，能够特别提高气密密封性。焊料层1312所使用的焊料的密度的上限值没有特别限定，但是优选为例如10g/cm3以下。
焊料层1312所使用的焊料的热膨胀率优选为30ppm以下，更优选为25ppm以下。这是因为，在焊料的热膨胀率为30ppm以下的情况下，设为光学封装体，能抑制在光学元件的发光等时产生的热量引起的形状变化，能够更可靠地防止光学封装体发生破损等。焊料层1312所使用的焊料的热膨胀率的下限值没有特别限定，但是优选为例如0.5ppm以上。
作为焊料层1312能够优选使用的焊料，没有特别限定，可以列举例如从锡(Sn)-锗(Ge)-镍(Ni)系的焊料、或锡(Sn)-锑(Sb)系的焊料、金(Au)-锡(Sn)系的焊料、锡(Sn)-银(Ag)-铜(Cu)系的焊料等中选择的一个种类以上。
需要说明的是，例如在锡-锗-镍系的焊料的情况下，可以含有锡作为主成分。含有锡作为主成分是指例如在焊料中含有最多的成分，焊料中优选含有60质量％以上的锡。上述焊料的锡的含量例如更优选为85.9质量％以上，进一步优选为87.0质量％以上，特别优选为88.0质量％以上。
这是因为，在焊料中的锡的含量为85.9质量％以上的情况下，关于被接合构件与焊料的热膨胀差的缓和、及焊料的熔融温度的下降，表现出特别高的效果。
焊料中的锡的含量的上限值没有特别限定，但是优选为例如99.9质量％以下，更优选为99.5质量％以下，进一步优选为99.3质量％以下。而且，锡-锗-镍系的焊料除了锡、锗、镍以外，也可以还含有从铱或锌等中选择的一种以上的成分。
锡-锑系的焊料的各成分的含量没有特别限定，但是例如锑的含量优选为1质量％以上。这是因为，锑在锡-锑系焊料中具有使固相线温度上升的作用，通过将锑的含量设为1质量％以上，能够特别发挥上述的效果，从而优选。
锑的含量的上限没有特别限定，但是优选设为例如40质量％以下。这是因为，通过将锑的含量设为40质量％以下，能够防止固相线温度的过度升高，成为适合于电子部品的安装的焊料。
锡-锑系的焊料可以含有锡。锡能够缓和电路基板或基底金属层等被接合构件与焊料的热膨胀差。此外，通过含有锡作为焊料的主成分，能够将焊料的熔点温度设为锡的熔点温度即230℃左右。
锡-锑系的焊料也可以由锑和锡构成，在该情况下，可以利用锡构成除了锑之外的其余部分。
锡-锑系的焊料除了锑和锡以外也可以含有任意的添加成分，也可以含有例如从银(Ag)、铜(Cu)等中选择的一个种类以上。银或铜与锑同样地具有使焊料的固相线温度上升的作用。在该情况下，可以利用锡构成锑和任意的添加成分以外的其余部分。
说明了能够良好地使用于焊料层1312的焊料的构成例，但是焊料层1312所使用的焊料没有限定为上述焊料的情况如已述那样。
接下来，说明配置于电路基板侧的电路基板侧基底金属层。
电路基板12在绝缘性基材121的上表面1211即壁部121B的上表面可以具有电路基板侧基底金属层132。
电路基板侧基底金属层132可以具有提高电路基板12的绝缘性基材121与焊料层1312等的紧贴性的作用。电路基板侧基底金属层132的具体的构成没有特别限定，可以具有例如从电路基板12的绝缘性基材121侧依次层叠有第一电路基板侧基底金属层132A、第二电路基板侧基底金属层132B、第三电路基板侧基底金属层132C而成的层构造。需要说明的是，在此示出电路基板侧基底金属层132由三层构成的例子，但是没有限定为上述的方式，也可以由一层或二层或四层以上的层构成。
如上所述电路基板侧基底金属层132由三层构成的情况下，例如第一电路基板侧基底金属层132A优选由与在电路基板12中为了形成配线(电路)而使用的金属相同的金属构成。例如第一电路基板侧基底金属层132A可以设为包含从铜(Cu)、银(Ag)、钨(W)中选择的一个种类以上的金属的层。第一电路基板侧基底金属层132A也可以设为由从铜(Cu)、银(Ag)、钨(W)中选择的一个种类以上的金属构成的层。需要说明的是，即使在该情况下，也没有将第一电路基板侧基底金属层132A不可避免地包含杂质的情况排除。
第二电路基板侧基底金属层132B可以设为防止后述的第三电路基板侧基底金属层132C与第一电路基板侧基底金属层132A发生合金化的情况的层，例如可以设为包含镍(Ni)的层。第二电路基板侧基底金属层132B也可以设为由镍(Ni)构成的层。需要说明的是，即使在该情况下，也没有将第二电路基板侧基底金属层132B不可避免地包含杂质的情况排除。
第三电路基板侧基底金属层132C可以设为用于防止第二电路基板侧基底金属层132B氧化的层，例如可以设为包含金(Au)的层。第三电路基板侧基底金属层132C也可以设为由金(Au)构成的层。需要说明的是，即使在该情况下，也没有将第三电路基板侧基底金属层132C不可避免地包含杂质的情况排除。
构成电路基板侧基底金属层132的各层的厚度没有特别限定，可以任意地选择。
第一电路基板侧基底金属层132A的厚度优选设为例如1μm以上。关于第一电路基板侧基底金属层132A的厚度的上限也没有特别限定，但是从充分降低成本的观点出发而优选为20μm以下。
关于第二电路基板侧基底金属层132B的厚度，从特别抑制第一电路基板侧基底金属层132A与第三电路基板侧基底金属层132C的合金化的观点出发而优选为1μm以上。关于第二电路基板侧基底金属层132B的厚度的上限也没有特别限定，但是从充分降低成本的观点出发而优选为20μm以下。
第三电路基板侧基底金属层132C的厚度从特别防止其他的电路基板侧基底金属层的氧化的观点出发而优选为0.03μm以上。关于第三电路基板侧基底金属层132C的厚度的上限也没有特别限定，但是从充分地降低成本的观点出发而优选为2.0μm以下，更优选为0.5μm以下。
根据以上说明的本实施方式的光学封装体，由于金属层具有规定的形状，因此在将作为罩的无机材料的基体与具备光学元件的电路基板的金属层接合时，能够抑制在罩产生破裂的情况。
[光学封装体的制造方法]
接下来，说明本实施方式的光学封装体的制造方法的一构成例。需要说明的是，通过本实施方式的光学封装体的制造方法能够制造已述的光学封装体。因此，已经说明的事项的一部分省略说明。
本实施方式的光学封装体的制造方法没有特别限定，可以通过任意的方法、次序来制造。在制造光学封装体的情况下，通常制造具有无机材料的基体11和包含基体侧基底金属层1311及焊料层1312的基体侧金属层131的窗件，将该窗件与电路基板12接合。因此，在本实施方式的光学封装体的制造方法中，也是以按照同样的次序制造的情况为例进行说明。
本实施方式的光学封装体的制造方法可以具有例如以下的工序。
制造窗件的窗件制造工序。
准备具备光学元件的电路基板的电路基板准备工序。
在电路基板上配置窗件而将窗件与电路基板接合的接合工序。
以下按照工序进行说明。
在窗件制造工序中，能够制造在无机材料的基体的一方的面上具有基体侧金属层的窗件。
因此，首先，可以具有准备向窗件制造工序供给的无机材料的基体的基体准备步骤。
基体准备步骤的具体的操作没有特别限定，但是能够将例如无机材料的基体以成为所希望的尺寸的方式切断，或以无机材料的基体的形状成为所希望的形状的方式进行加工。需要说明的是，在无机材料的基体的表面配置防反射膜的情况下，通过本步骤也能够形成防反射膜。防反射膜的成膜方法没有特别限定，可以通过例如干式法或湿式法进行成膜，如果为干式法的情况，则可以通过从蒸镀法、溅射法、离子喷镀法等中选择的一个种类以上的方法进行成膜。如果为湿式法的情况，则可以通过从浸渍法、喷涂法等中选择的一个种类以上的方法进行成膜。
接下来，可以具有在无机材料的基体的一方的面上形成基体侧基底金属层的基体侧基底金属层形成步骤、及在基体侧基底金属层上形成焊料层的焊料层形成步骤。
基体侧基底金属层形成步骤可以在无机材料的基体的一方的面上形成基体侧基底金属层。形成基体侧基底金属层的方法没有特别限定，可以根据成膜的基体侧基底金属层的种类等而任意选择。例如可以通过干式法、湿式法进行成膜，如果为干式法的情况，则可以通过从蒸镀法、溅射法、离子喷镀法等中选择的一个种类以上的方法进行成膜。如果为湿式法的情况，则可以通过从电镀法、非电解镀法、印刷法等中选择的一个种类以上的方法进行成膜。
需要说明的是，如已述那样基体侧基底金属层也可以由多个层构成，可以对于每个层通过任意的方法来进行成膜。
在焊料层形成步骤中，可以在无机材料的基体的一方的面上或在基体侧基底金属层上形成焊料层。形成焊料层的方法没有特别限定，可列举从例如浸渍法、使用了分配器的涂布法、印刷法、激光金属沉积法、使用了焊料线的方法等中选择的一个种类以上的方法。
浸渍法是如下方法：在焊料熔融槽内预先使成为焊料层的原料的焊料熔融，将形成焊料层的构件例如配置有基体侧基底金属层的无机材料的基体的形成焊料层的部分浸渍于焊料熔融槽内的熔融焊料，并形成焊料层。
使用了分配器的涂布法是如下方法：例如从连接有注射器的分配器向形成焊料层的构件例如配置有基体侧基底金属层的无机材料的基体的形成焊料层的部分供给熔融的焊料，并形成焊料层。
印刷法是如下方法：对于形成焊料层的构件例如配置有基体侧基底金属层的无机材料的基体的形成焊料层的部分印刷膏剂状的焊料，并形成焊料层。需要说明的是，在印刷后，根据需要也可以进行热处理。
激光金属沉积法是如下方法：对于形成焊料层的构件例如配置有基体侧基底金属层的无机材料的基体的形成焊料层的部分供给粉体状的焊料，通过利用激光使焊料熔融后进行冷却而形成焊料层。
使用了焊料线的方法是如下方法：使用加工成金属线状即线状的焊料，通过例如自动钎焊机器人等，对于形成焊料层的构件，例如配置有基体侧基底金属层的无机材料的基体的形成焊料层的部分供给熔融的焊料，并形成焊料层。
窗件制造工序根据需要也可以还具有任意的步骤。
基体侧基底金属层或焊料层可以如使用图1(A)、图1(B)说明那样在无机材料的基体11的一方的面11a上以成为所希望的形状的方式形成。
因此，窗件制造工序也可以具有：例如在利用基体侧基底金属层形成步骤和焊料层形成步骤形成了基体侧基底金属层及焊料层之后，以使该基体侧基底金属层等成为所希望的形状的方式进行图案化的图案化步骤。在图案化步骤中，例如，在焊料层的露出的面上配置与形成的图案对应的抗蚀剂，通过蚀刻等，除去基体侧基底金属层及焊料层中的未被抗蚀剂覆盖的部分而能够进行图案化。在图案化步骤之后也可以实施除去抗蚀剂的抗蚀剂除去步骤。
需要说明的是，在基体侧基底金属层包含多层的情况下，也可以在成膜出基体侧基底金属层中包含的层的一部分之后，实施图案化步骤，对该成膜的基体侧基底金属层中包含的层的一部分进行图案化。并且，也可以在该图案化步骤之后，实施了除去抗蚀剂的抗蚀剂除去步骤之后，在图案化的基体侧基底金属层上进而形成其余的基体侧基底金属层。
另外，窗件制造工序在实施基体侧基底金属层形成步骤和焊料层形成步骤之前，也可以具有在未形成基体侧基底金属层及焊料层的部分配置抗蚀剂的抗蚀剂配置步骤。在抗蚀剂形成后，形成基体侧基底金属层及焊料层，由此能够仅在与形成的图案对应的部分形成基体侧基底金属层及焊料层。在该情况下，在焊料层形成步骤之后也可以具有除去抗蚀剂的抗蚀剂除去步骤。
另外，在为了能够同时制造多个窗件而在多个量的尺寸的无机材料的基体(切断前材料)上形成多个与各窗件对应的接合层，即基体侧金属层的情况下，也可以具有将无机材料的基体切断的切断步骤。切断方法没有特别限定，可以采用已述的使用了激光的切断方法等适合于无机材料的基体的切断方法。需要说明的是，在相邻的窗件中基体侧基底金属层等连续形成的情况下，即在切断线上配置基体侧基底金属层等的情况下，在切断步骤中，也可以将基体侧基底金属层等也一起切断。
需要说明的是，也可以在设为光学封装体之后，与电路基板一起也进行无机材料的基体等的切断，进行单片化。
接下来，说明电路基板准备工序。
在电路基板准备工序中，在利用通常方法制造出的电路基板上配置光学元件，能够准备具备光学元件的电路基板。在电路基板上也可以设置已述的电路基板侧基底金属层。
电路基板侧基底金属层132的成膜方法没有特别限定，例如根据成膜的电路基板侧基底金属层132的种类等可以任意地选择。例如可以通过干式法或湿式法进行成膜，如果为干式法的情况，则可以通过从蒸镀法、溅射法、离子喷镀法等中选择的一个种类以上的方法进行成膜。如果为湿式法的情况，则可以通过从电镀法、非电解镀法、印刷法等中选择的一个种类以上的方法进行成膜。
如已述那样，电路基板侧基底金属层也可以由多层构成，可以针对每层利用任意的方法进行成膜。
电路基板侧基底金属层132构成金属层13，因此为了使其截面形状成为使用图3说明的规定的形状，也可以根据需要而预先实施蚀刻等。
在接合工序结束后对电路基板等进行单片化的情况下，在电路基板准备工序中，能够准备将多个电路基板一体化的切断前的电路基板。
并且，在接合工序中，在电路基板上配置窗件，能够将窗件与电路基板接合。接合的具体的方法没有特别限定，例如首先能够以窗件的焊料层1312的下表面与电路基板侧基底金属层132的露出的上表面直接接触的方式重叠。并且，例如从窗件的无机材料的基体11的另一方的面11b上朝向电路基板12侧一边按压一边加热，由此使焊料层1312的至少一部分熔融，然后进行冷却，由此能够将窗件与电路基板12接合。
需要说明的是，对无机材料的基体11进行按压的方法没有特别限定，可列举例如使用具有与无机材料的基体11接触的按压构件和对按压构件施加压力的弹簧等弹性体的按压单元的方法、使用重物的方法等。
在接合工序后得到的光学封装体中，在将由无机材料的基体11、金属层13、电路基板12封闭的区域内形成为规定的气氛的情况下，优选将进行热处理时的气氛预先设为该规定的气氛。可以设为例如从大气气氛、真空气氛、非活性气氛等中选择的气氛。作为非活性气氛，可以设为含有从氮、氦、氩等中选择的一个种类以上的气体的气氛。
在接合工序中，进行热处理时的条件没有特别限定，优选加热成例如焊料层的焊料的熔融温度以上。但是，如果急剧地进行加热，则在无机材料的基体上作用有热应力，有时会产生破裂等，因此优选在例如首先升温至50℃以上且小于焊料层的焊料的熔点的第一热处理温度之后，以第一热处理温度保持一定时间。第一热处理温度下的保持时间没有特别限定，但是例如优选为30秒以上，更优选为60秒以上。但是，从生产性的观点出发而第一热处理温度下的保持时间优选为600秒以下。
优选以第一热处理温度保持一定时间之后，再进行升温，升温至焊料层的焊料的熔点以上的温度即第二热处理温度。需要说明的是，为了将窗件与电路基板充分接合而第二热处理温度优选为焊料的熔点+20℃以上，而且，在第二热处理温度为过度高温的情况下，配置在电路基板上的光学元件因热量而有时会破损，因此第二热处理温度优选为例如300℃以下。以第二热处理温度进行保持的时间没有特别限定，但是为了将窗件与电路基板充分接合而优选为20秒以上。但是，为了更可靠地抑制热量对光学元件造成的恶劣影响，以第二热处理温度进行保持的时间优选为1分钟以下。
在第二热处理温度下的热处理后，冷却至室温例如23℃，可以结束接合工序。
本实施方式的光学封装体的制造方法根据需要而可以具有任意的工序。例如，将多个电路基板成为一体的未单片化的电路基板用于接合工序的情况下，也可以具有切断工序。切断工序中使用的切断方法没有特别限定，可以通过任意的方法进行切断。也可以通过使用了已述的激光的切断方法，将电路基板和无机材料的基体同时切断，进行单片化。而且，也可以将多个切断方法组合。
实施例
以下，通过实施例及比较例来具体说明本发明，但是本发明没有限定为这些实施例，只要能发挥本发明的效果就可以对实施方式进行适当变更。
首先，说明通过以下的实施例、比较例制造的光学封装体的评价方法。
<评价方法>
[破裂评价]
对于通过以下的实施例、比较例制造的光学封装体，使用光学显微镜(尼康制SMZ900)以倍率10倍的条件通过无机材料的基体，进行无机材料的基体与金属层的界面的放大观察，确认无机材料的基体的状态，通过以下的条件评价了破裂。
〇：在无机材料的基体的与金属层接触的接触部没有破裂或裂纹。
×：在无机材料的基体的与金属层接触的接触面有破裂或裂纹。
〇为合格。
[气密性]
对于通过以下的实施例、比较例制造的光学封装体，按照JIS Z2331(2006)记载的条件进行氦泄漏测试，通过以下的条件评价了气密性。
〇：氦泄漏率为4.9×10-9Pa·m3/sec以下
×：氦泄漏率大于4.9×10-9Pa·m3/sec
〇为合格。
[实施例1]
除了电路基板侧基底金属层还具有Ni-Cr层的点以外，制造图1(A)、图1(B)所示的构造的光学封装体，进行了上述破裂评价和关于气密性的评价。
(窗件制造工序)
作为无机材料的基体11，准备了石英的板(AGC公司制，AQ，纵3.4mm×横3.4mm×厚0.5mm，热膨胀系数0.6ppm)(基体准备步骤)。
在无机材料的基体11的一方的面11a上利用以下的次序形成了基体侧基底金属层1311(基体侧基底金属层形成步骤)。
成膜出铬(Cr)层作为第一基体侧基底金属层1311A，成膜出铜(Cu)层作为第二基体侧基底金属层1311B。
接下来，在第二基体侧基底金属层1311B的与第一基体侧基底金属层1311A相对的面的相反侧的面，即露出的面上的整面涂布了抗蚀剂之后，使用紫外线对抗蚀剂进行曝光，进而进行显影，由此配置了图案化的抗蚀剂(抗蚀剂配置步骤)。图案化的抗蚀剂设为如下形状：在与无机材料的基体11的一方的面11a平行的面处的截面中具有四边形形状且在中央具有四边形形状的开口部。
并且，利用蚀刻液对第一基体侧基底金属层1311A及第二基体侧基底金属层中的未由抗蚀剂覆盖的部分进行蚀刻，进行了图案化(图案化步骤)。然后，除去了抗蚀剂(抗蚀剂除去步骤)。
接下来，在图案化的第一基体侧基底金属层1311A及第二基体侧基底金属层1311B上，通过非电解镀Ni成膜出镍(Ni)层作为第三基体侧基底金属层1311C。由此，形成了包含第一基体侧基底金属层1311A、第二基体侧基底金属层1311B及第三基体侧基底金属层1311C的图案化的基体侧基底金属层1311。
接下来，在基体侧基底金属层1311上形成了焊料层1312(焊料层形成步骤)。焊料层1312中使用的焊料按照以下的次序预先制造。
关于焊料中包含的成分，以Sn成为97.499质量％、Ge成为1.5质量％、Ni成为1.0质量％、Ir成为0.001质量％的方式进行秤量、混合，进行熔融而暂时制成原料合金。并且，使该原料合金熔融之后向铸模流入，制造了焊料。
对于得到的上述焊料，在利用拉伸试验结果算出了杨氏模量时，能够确认到20GPa的情况。关于拉伸试验，使用拉伸试验机(岛津制作所制AutoGragh AGX-100kN)，对JIS14A号的试验片以拉伸速度3mm/min实施了试验。
在焊料熔融槽内预先使成为焊料层1312的原料的上述焊料熔融，将上述的配置有基体侧基底金属层1311的无机材料的基体11的形成焊料层1312的部分浸渍于在焊料熔融槽内熔融的焊料之后，通过进行冷却而形成了焊料层1312(焊料层形成步骤)。需要说明的是，如图1(A)所示，焊料层1312形成在第三基体侧基底金属层1311C的与第二基体侧基底金属层1311B相对的面的相反侧的面上。焊料层1312的厚度为16μm。
(电路基板准备工序)
另外，作为电路基板12的绝缘性基材121，准备了氮化铝(AlN)的基体(京瓷公司制，KD-LB7248，纵3.45mm×横3.45mm×厚0.8mm，热膨胀系数4.6ppm)。如上所述，电路基板的绝缘材料设为氮化铝。绝缘性基材121在上表面中央部具备四边形的开口部，且具有包含该开口部的作为非贯通孔的凹部121A。在凹部121A能够配置光学元件122，但是在本实施例的评价中不需要光学元件，因此未设置地制造了封装体。但是，确认到在配置有发光二极管等光学元件的情况下也成为同样的评价结果的情况。
并且，电路基板12在绝缘性基材121的上表面1211，以包围上述凹部121A的开口部的方式且以沿着绝缘性基材121的上表面1211的外周的方式具有电路基板侧基底金属层132。
作为电路基板侧基底金属层132，设为从绝缘性基材121侧按照Ni-Cr层、第一电路基板侧基底金属层132A、第二电路基板侧基底金属层132B、第三电路基板侧基底金属层132C的顺序层叠而成的层构造。
作为第一电路基板侧基底金属层132A，形成了厚度为1.0μm的铜(Cu)层，作为第二电路基板侧基底金属层132B，形成了厚度为2μm的镍(Ni)层，作为第三电路基板侧基底金属层132C，形成了厚度为0.3μm的金(Au)层。而且，在绝缘性基材121与第一电路基板侧基底金属层132A之间，以提高第一电路基板侧基底金属层132A与绝缘性基材121的紧贴性的情况为目的，设置了如上所述厚度为0.2μm的Ni-Cr层。
电路基板侧基底金属层132设为与在无机材料的基体11设置的基体侧金属层131对应的形状。具体而言，在无机材料的基体11设置的基体侧金属层131与电路基板侧基底金属层132的层叠方向(图3中的上下方向)的垂直面的截面形状在基体侧金属层131与电路基板侧基底金属层132中成为相同形状。
(接合工序)
以在无机材料的基体11设置的基体侧金属层131的焊料层1312的下表面与电路基板侧基底金属层132的上表面直接接触的方式使电路基板12与窗件重叠。并且，在无机材料的基体11的另一方的面11b上配置重物，一边按压，一边使焊料层1312的至少一部分熔融，然后进行了冷却。
通过以上的工序，将窗件与电路基板12接合，制造了光学封装体。
需要说明的是，基于预先进行的预备试验的结果，调整形成基体侧基底金属层时的图案和接合工序中的按压的力，由此以表1所示的L1～L4成为规定的值的方式进行了调整。
对于作为得到的接合体的光学封装体进行了已述的评价。结果如表1所示。
[实施例2～实施例4、比较例1～比较例3]
基于预先进行的预备试验的结果，调整形成基体侧基底金属层时的图案和接合工序中的按压的力，由此以表1所示的L1～L4成为表1所示的规定的值的方式进行了调整。而且，在实施例4中，电路基板12的绝缘性基材121的材料，即电路基板的绝缘材料设为氧化铝(Al2O3)。需要说明的是，在形成基体侧金属层131时，在实施例2、3、比较例2、3中，将焊料层1312的厚度设为16μm，在实施例4、比较例1中，将焊料层1312的厚度设为26μm。
除了以上的点以外，与实施例1同样地进行了实验。评价结果如表1所示。
[表1]
Figure BDA0002907210530000371
根据表1所示的结果，在金属层的形状满足L1<L2<L3<L4的实施例1～实施例4中，能够确认到破裂评价及气密性的评价的结果成为〇的情况。即，能够确认到成为抑制了罩产生破裂的光学封装体的情况。
相对于此，在金属层的形状不满足L1<L2<L3<L4的比较例1～比较例3中，也能够确认到产生破裂而气密性不充分的情况。
以上，通过实施方式及实施例等说明了光学封装体，但是本发明没有限定为上述实施方式及实施例等。在权利要求书记载的本发明的主旨的范围内，能够进行各种变形、变更。
本申请主张基于在2018年7月27日向日本特许厅提出了申请的特愿2018-141777号的优先权，并将特愿2018-141777号的全部内容援引于本国际申请。
标号说明
10 光学封装体
11 无机材料的基体
12 电路基板
121A 凹部
122 光学元件
13 金属层
1311 基体侧基底金属层
1312 焊料层
132 电路基板侧基底金属层。

Claims (5)

1.一种光学封装体，具备：
电路基板，在上表面具有凹部，并且在所述凹部具备光学元件；
无机材料的基体，以覆盖所述凹部的开口部的方式配置在所述电路基板上；及
金属层，将所述无机材料的基体与所述电路基板接合，
在与所述电路基板和所述无机材料的基体的层叠方向平行且通过所述凹部的截面中，
L1、L2、L3、L4满足L1<L2<L3<L4的关系，
L1是所述金属层与所述电路基板接触的部分中的位于所述电路基板的外周侧的端部和所述电路基板的外周侧的端部之间的距离，
L2是所述金属层与所述无机材料的基体接触的部分中的位于所述电路基板的外周侧的端部和所述电路基板的外周侧的端部之间的距离，
L3是所述金属层与所述无机材料的基体接触的部分中的位于所述凹部侧的端部和所述电路基板的外周侧的端部之间的距离，
L4是所述金属层与所述电路基板接触的部分中的位于所述凹部侧的端部和所述电路基板的外周侧的端部之间的距离。
2.根据权利要求1所述的光学封装体，其中，
所述L1及所述L2分别处于0.05mm≤L1≤0.15mm、0.15m≤L2≤0.50mm的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的光学封装体，其中，
所述L3及所述L4分别处于0.40mm≤L3≤0.55mm、0.45mm≤L4≤1.00mm的范围内。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的光学封装体，其中，
所述金属层具有基底金属层和焊料层，
所述焊料层的厚度为5μm以上。
5.根据权利要求4所述的光学封装体，其中，
所述焊料层所使用的焊料的杨氏模量为50GPa以下。
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