CN115803872A - 电子装置及电子装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

电子装置(1)具备：电子部件(2)、搭载有电子部件(2)的基材、以及以电子部件(2)被收纳于内部的方式接合于基材(3)的保护帽(4)。保护帽(4)具备由第一透明无机材料形成的框部(6)、和覆盖框部(6)的一端开口的由第二透明无机材料形成的盖部(7)。框部(6)及基材(3)通过熔接部(9)直接熔接。

Description

电子装置及电子装置的制造方法
技术领域
本发明涉及电子装置及电子装置的制造方法。
背景技术
具备LED等电子部件的电子装置由于长寿命、节能等理由而被利用于照明、通信等各种领域中。
在这种发光装置中，为了保护电子部件，有时以电子部件被收纳于内部的方式在搭载有电子部件的基材上盖上保护帽。
例如像专利文献1所公开那样，保护帽具备围绕发光元件的周围的框部(第2构件)、和覆盖框部的一端开口的盖部(盖构件)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2015/190242号
发明内容
发明所要解决的问题
保护帽的框部、与搭载有电子部件的基材利用焊料(例如金锡焊料)进行接合的情况较多。基材由金属或金属氮化物陶瓷构成而成为高膨胀系数材料的情况较多。另一方面，框部也存在由玻璃等透明无机材料构成而成为低膨胀系数材料的情况。在这样的情况下，基材与框部之间的热膨胀系数差变大，难以选择与基材及框部这两者的热膨胀系数匹配的焊料。也就是说，如果使焊料的热膨胀系数与基材的热膨胀系数匹配，则框部及焊料的热膨胀系数差变大，如果使焊料的热膨胀系数与框部匹配，则基材及焊料的热膨胀系数差变大。其结果是，容易在基材与框部的接合部或其附近产生残留应力而发生破损(例如裂纹等破裂)。如果接合部或其附近如此地发生破损，则存在电子部件的收纳空间的气密性降低、电子部件劣化的担忧。
本发明的课题在于，提供能够保持高气密性的电子装置。
用于解决问题的手段
为了解决上述的问题而提出的本发明涉及一种电子装置，其特征在于，具备：电子部件、搭载有电子部件的基材、以及以电子部件被收纳于内部的方式接合于基材的保护帽，保护帽具备由第一透明无机材料形成的框部、和覆盖框部的一端开口的由第二透明无机材料形成的盖部，框部与基材被直接熔接。这样一来，由于在框部与基材之间不夹隔其他构件，因此，即使框部的热膨胀系数与基材的热膨胀系数之差大至某种程度，也能够将框部与基材可靠地接合。
在上述的构成中，优选框部与盖部被直接熔接。这样一来，由于在框部与盖部之间不夹隔其他构件(高膨胀的焊料、粘接材料等)，因此，即使框部的热膨胀系数与盖部的热膨胀系数之差大至某种程度，也能够将框部与盖部可靠地接合。
在上述的构成中，第一透明无机材料优选为石英玻璃。这样一来，盖部的紫外线的透射率变高，因此，在电子部件为将紫外线射出或者受光的元件的情况下特别有效。需要说明的是，“石英玻璃”是指包括合成石英、熔融石英等，包含SiO290质量％以上的非结晶体。
在上述的构成中，第二透明无机材料优选为软化点为1000℃以下的玻璃材料。这样一来，例如在通过激光接合等将框部与基材直接熔接的情况下，框部容易软化。因此，能够使框部侧软化而缩短盖部及框部的接合时间。出于同样的理由，例如在通过激光接合等将框部与盖部直接熔接的情况下，框部容易软化，因此，能够缩短框部及盖部的接合时间。此处，“软化点”是指基于ASTMC338的方法测定的值。
在上述的构成中，第二透明无机材料可以是石英玻璃。这样一来，框部的紫外线的透射率变高。因此，在电子部件是射出或受光紫外线的元件的情况下特别有效。
在上述的构成中，电子部件可以是紫外线LED。
为了解决上述的问题而提出的本发明涉及一种电子装置的制造方法，其特征在于，上述电子装置具备：电子部件、搭载有电子部件的基材、以及以电子部件被收纳于内部的方式接合于基材的保护帽，保护帽具备由第一透明无机材料形成的框部、和覆盖框部的一端开口的由第二透明无机材料形成的盖部，上述电子装置的制造方法具备：在使框部与基材接触的状态下，对框部与基材的接触部照射激光，由此将框部与基材直接熔接的接合工序。这样一来，由于在框部与基材之间不夹隔其他构件，因此，即使框部的热膨胀系数与基材的热膨胀系数之差大至某种程度，也能够将框部与基材可靠地接合。另外，框部与基材的接触部通过激光被局部加热，因此，电子部件等电子装置的构成部件也可以使用耐热性低的材料。
在上述的构成中，还具备：在使框部与盖部接触的状态下，对框部与盖部的接触部照射激光，由此将框部与盖部直接熔接的接合工序。这样一来，由于在框部与盖部之间不夹隔其他构件，因此，即使框部的热膨胀系数与盖部的热膨胀系数之差大至某种程度，也能够将框部与盖部可靠地接合。
发明效果
根据本发明，可提供能够保持高气密性的电子装置。
附图说明
图1是示出第一实施方式的电子装置的剖面图。
图2是图1的A-A剖面图。
图3是示出波长200～600nm中的BU-41及石英玻璃的透射率曲线的图表。
图4是示出第一实施方式的电子装置的制造工序的剖面图。
图5是示出第一实施方式的电子装置的制造工序的剖面图。
图6是示出第一实施方式的电子装置的制造工序的剖面图。
图7是示出第一实施方式的电子装置的制造工序的剖面图。
图8是示出第一实施方式的电子装置的制造工序的剖面图。
图9是示出第二实施方式的电子装置的剖面图。
图10是示出第三实施方式的电子装置的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，有时通过对在各实施方式中对应的构成要素标记相同符号，省略重复的说明。在各实施方式中仅对构成的一部分进行说明时，关于该构成的其他部分，可以应用先前说明的其他实施方式的构成。另外，不仅在各实施方式的说明中明示的构成的组合，只要不对组合造成障碍，则即使未明示，也可以将多个实施方式的构成彼此部分地组合。
(第一实施方式)
图1及图2示例出本发明的第一实施方式的电子装置1。
本实施方式的电子装置1具备：电子部件2、搭载有电子部件2的基材3、以电子部件2被收纳于内部的方式配置于基材3的保护帽4、以及将基材3及保护帽4接合的接合部5。需要说明的是，在以下的说明中，为了方便，以基材3侧为下、并以保护帽4侧为上进行说明，但上下方向不限定于此。
电子部件2没有特别限定，例如可举出：激光模块、LED、光传感器、摄像元件、光开关等光学器件。在本实施方式中，电子部件2为紫外线LED，电子装置1为发光装置。
基材3例如由金属、金属氧化物陶瓷、LTCC或金属氮化物陶瓷构成。作为金属，例如可举出：铜、金属硅等。作为金属氧化物陶瓷，例如可举出氧化铝等。作为LTCC，例如可举出：使包含结晶性玻璃和耐火性填料的复合粉末烧结而成的LTCC等。作为金属氮化物陶瓷，例如可举出氮化铝等。在本实施方式中，基材3由氮化铝构成。氮化铝在30～380℃的温度范围内的热膨胀系数例如为46×10-7/℃。另外，在本实施方式中，基材3是上表面3a及下表面3b均由平面构成的板状体。需要说明的是，基材3可以在上表面3a中搭载有电子部件2的部分设置有凹部。
保护帽4具备框部6、覆盖框部6的一端开口的盖部7、以及将框部6及盖部7接合的接合部8。需要说明的是，优选在保护帽4的表面形成各种功能膜，例如为了减少光反射损失，优选形成防反射膜。
框部6是在中心具有沿着厚度方向(上下方向)的贯穿孔H的筒状体。框部6围绕被收纳于与贯穿孔H对应的空间的电子部件2的周围。在图示例中，框部6由四方筒构成，但是也可以为圆筒等其他形状。需要说明的是，对于框部6的内壁面6c而言，为了提高从盖部7穿过的紫外线的取出效率，由随着从框部6的下端面6b侧朝向上端面6a侧而从内侧向外侧移动的倾斜面构成。内壁面6c可以是非倾斜面(垂直面)。贯穿孔H可以通过对框部6的原材料实施蚀刻加工、激光加工、喷砂加工等而形成。
框部6由第一透明无机材料构成。作为第一透明无机材料，例如可举出：石英玻璃(二氧化硅玻璃)、除石英玻璃以外的玻璃材料。石英玻璃具有高紫外线透射率。此处，第一透明无机材料及第二透明无机材料(后述)中的“透明”是指例如使从由发光元件形成的电子部件2射出的光透射。更具体而言，作为对象的波长区域的光的透射率为10％以上。透射率的测定可以使用日立高新技术公司制UH4150进行。
在由除石英玻璃以外的玻璃材料构成框部6的情况下，该玻璃材料也优选为紫外线透射玻璃。以下，也有时将除石英玻璃以外的玻璃材料简称为玻璃材料。
在框部6的玻璃材料中，光路长0.7mm、波长200nm下的透射率优选为10％以上、20％以上、30％以上、40％以上、50％以上、60％以上、70％以上，特别优选为80％以上。另外，在框部6的玻璃材料中，光路长0.7mm、波长250nm下的透射率优选为50％以上、60％以上、70％以上，特别优选为80％以上。此外，在框部6的玻璃材料中，将光路长0.7mm、波长250nm下的透射率设为T250、并将光路长0.7mm、波长300nm下的透射率设为T300时，T250/T300的值优选为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，特别优选为0.9以上。这样一来，与石英玻璃相比，虽然紫外线的透射率差，但是可以使从由紫外线LED形成的电子部件2射出的光没有问题地透射，能够以高水平保持紫外线的取出效率。需要说明的是，对于“光路长0.7mm”而言，在玻璃材料的厚度薄的情况下，也设定为在制作具有光路长0.7mm的同等的测定试样的基础上供于测定。需要说明的是，对于“光路长0.7mm、波长200nm下的透射率”而言，可以在制作厚度0.7mm的测定试样的基础上供于测定，也可以采用在玻璃材料的厚度方向上测定透射率之后换算成光路长0.7mm的值。
在框部6的玻璃材料中，应变点优选为430℃以上、460℃以上、480℃以上、500℃以上、520℃以上、530℃以上、550℃以上、600℃以上，特别优选为630℃以上。应变点过低时，存在在后述的激光接合时，在框部6发生应变的担忧，但如果将应变点设为上述数值范围，则能够抑制该应变。此处，“应变点”是基于ASTMC336的方法测定的值。
在框部6的玻璃材料中，软化点优选为1000℃以下、950℃以下、900℃以下、850℃以下，特别优选为800℃以下。这样一来，在通过激光接合等将框部6及盖部7、框部6及基材3直接熔接的情况下，框部6容易地软化，因此，能够缩短接合时间。
在框部6的玻璃材料中，102.5dPa·s时的温度优选为1580℃以下、1550℃以下、1520℃以下、1500℃以下、1480℃以下、特别是1470℃以下。102.5dPa.s时的温度过高时，熔融性降低，玻璃的制造成本容易高涨。此处，“102.5dPa·s时的温度”可以通过铂球提拉法进行测定。需要说明的是，102.5dPa.s时的温度相当于熔融温度，该温度越低，熔融性越提高。
在框部6的玻璃材料中，30～380℃的温度范围内的热膨胀系数优选为30×10-7/℃以上、40×10-7/℃以上、50×10-7/℃以上、60×10-7/℃以上，特别优选为70×10-7/℃以上。另外，在框部6的玻璃材料中，30～380℃的温度范围内的热膨胀系数优选为105×10-7/℃以下、100×10-7/℃以下、95×10-7/℃以下，特别优选为90×10-7/℃以下。热膨胀系数过低时，难以与各种构件、特别是玻璃料的热膨胀系数匹配。其结果是，玻璃料的低熔点化变得困难，因此，会导致电子装置1的制造工序的温度上升，电子装置1的性能变得容易劣化。另一方面，热膨胀系数过高时，框部6容易因热冲击而破损。需要说明的是，石英玻璃在30～380℃的温度范围内的热膨胀系数例如为4.0×10-7/℃。此处，“30～380℃的温度范围内的热膨胀系数”例如可以使用膨胀计进行测定。
框部6的玻璃材料的液相温度优选为小于1150℃、1120℃以下、1100℃以下、1080℃以下、1050℃以下、1030℃以下、980℃以下、960℃以下、950℃以下，特别优选为940℃以下。另外，框部6的玻璃材料的液相粘度优选为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，特别优选为105.5dPa.s以上。这样一来，耐失透性提高。此处，“液相温度”是将穿过标准筛30目(500μm)而残留于50目(300μm)的玻璃粉末装入铂舟，在温度梯度炉中保持24小时后，通过显微镜观察对结晶析出的温度进行测定而得到的值。“液相粘度”是通过铂球提拉法对液相温度下的玻璃的粘度进行测定而得到的值。
框部6的玻璃材料的杨氏模量优选为55GPa以上、60GPa以上、65GPa以上，特别优选为70GPa以上。杨氏模量过低时，容易发生框部6的变形、翘曲、破损。此处，“杨氏模量”是通过共振法测定的值。
在框部6的玻璃材料中，作为玻璃组成，以质量％计优选为SiO250～80％、Al2O3+B2O31～45％、Li2O+Na2O+K2O0～25％、MgO+CaO+SrO+BaO 0～25％。以下示出如上所述地限定各成分的含量的理由。需要说明的是，在各成分的含量的说明中，除了有特别说明的情况以外，％的表达表示质量％。“Al2O3+B2O3”是指Al2O3与B2O3的合计量。“Li2O+Na2O+K2O”是指Li2O、Na2O及K2O的合计量。“MgO+CaO+SrO+BaO”是指MgO、CaO、SrO及BaO的合计量。
SiO2是形成玻璃的骨架的主成分。SiO2的含量优选为50～80％、55～75％、58～70％，特别优选为60～68％。SiO2的含量过少时，杨氏模量、耐酸性容易降低。另一方面，SiO2的含量过多时，高温粘度变高，熔融性容易降低，此外，方石英等失透结晶容易析出，液相温度容易上升。
Al2O3和B2O3是提高耐失透性的成分。Al2O3+B2O3的含量优选为1～40％、5～35％、10～30％，特别优选为15～25％。Al2O3+B2O3的含量过少时，玻璃容易失透。另一方面，Al2O3+B2O3的含量过多时，玻璃组成的成分平衡受损，反而玻璃容易失透。
Al2O3是提高杨氏模量的成分，并且是抑制分相、失透的成分。Al2O3的含量优选为1～20％、3～18％、特别是5～16％。Al2O3的含量过少时，杨氏模量容易降低，而且玻璃容易分相、失透。另一方面，Al2O3的含量过多时，高温粘度变高，熔融性容易降低。
B2O3是提高熔融性、耐失透性的成分，而且是改善损伤容易度、提高强度的成分。B2O3的含量优选为3～25％、5～22％、7～19％、特别是9～16％。B2O3的含量过少时，熔融性、耐失透性容易降低，而且对于氢氟酸系的药液的耐受性容易降低。另一方面，B2O3的含量过多时，杨氏模量、耐酸性容易降低。
Li2O、Na2O及K2O是降低高温粘性、显著提高熔融性、并且有助于玻璃原料的初期的熔融的成分。Li2O+Na2O+K2O的含量优选为0～25％、1～20％、4～15％、特别是7～13％。Li2O+Na2O+K2O的含量过少时，熔融性容易降低。另一方面，Li2O+Na2O+K2O的含量过多时，存在热膨胀系数不适当地变高的担忧。
Li2O是降低高温粘性、显著提高熔融性、并且有助于玻璃原料的初期的熔融的成分。Li2O的含量优选为0～5％、0～3％、0～1％，特别优选为0～0.1％。Li2O的含量过少时，熔融性容易降低，此外，存在热膨胀系数不适当地变低的担忧。另一方面，Li2O的含量过多时，玻璃容易分相。
Na2O是降低高温粘性、显著提高熔融性、并且有助于玻璃原料的初期的熔融的成分。而且是用于调整热膨胀系数的成分。Na2O的含量优选为0～25％、1～20％、3～18％、5～15％，特别优选为7～13％。Na2O的含量过少时，熔融性容易降低，此外，存在热膨胀系数不适当地变低的担忧。另一方面，Na2O的含量过多时，存在热膨胀系数不适当地变高的担忧。
K2O是降低高温粘性、显著提高熔融性、并且有助于玻璃原料的初期的熔融的成分。而且是用于调整热膨胀系数的成分。K2O的含量优选为0～15％、0.1～10％，特别优选为1～5％。K2O的含量过多时，存在热膨胀系数不适当地变高的担忧。
MgO、CaO、SrO及BaO是降低高温粘性、提高熔融性的成分。MgO+CaO+SrO+BaO的含量优选为0～25％、0～15％、0.1～12％、1～5％。MgO+CaO+SrO+BaO的含量过多时，玻璃容易失透。
MgO是降低高温粘性、提高熔融性的成分，是碱土金属氧化物中显著提高杨氏模量的成分。MgO的含量优选为0～10％、0～8％、0～5％，特别优选为0～1％。MgO的含量过多时，耐失透性容易降低。
CaO是降低高温粘性、显著提高熔融性的成分。另外，在碱土金属氧化物中，导入原料比较廉价，因此，是将原料成本低廉化的成分。CaO的含量优选为0～15％、0.5～10％，特别优选为1～5％。CaO的含量过多时，玻璃容易失透。需要说明的是，CaO的含量过少时，难以享有上述效果。
SrO是提高耐失透性的成分。SrO的含量优选为0～7％、0～5％、0～3％，特别优选为0％以上且小于1％。SrO的含量过多时，玻璃容易失透。
BaO是提高耐失透性的成分。BaO的含量优选为0～7％、0～5％、0～3％、0％以上且小于1％。BaO的含量过多时，玻璃容易失透。
除上述成分以外，还可以导入其他成分作为任意成分。需要说明的是，从可靠地享有本发明的效果的观点考虑，除上述成分以外的其他成分的含量以合计量计优选为10％以下、5％以下、特别是3％以下。
ZnO是提高熔融性的成分，但是如果在玻璃组成中大量含有，则玻璃容易失透。由此，ZnO的含量优选为0～5％、0～3％、0～1％、0％以上且小于1％，特别优选为0～0.1％。
ZrO2是提高耐酸性的成分，但是如果在玻璃组成中大量含有，则玻璃容易失透。由此，ZrO2的含量优选为0～5％、0～3％、0～1％、0～0.5％，特别优选为0.001～0.2％。
Fe2O3与TiO2是降低在深紫外区域的透射率的成分。Fe2O3+TiO2的含量优选为100ppm以下、80ppm以下、60ppm以下、0.1～40ppm以下，特别优选为1～20ppm。Fe2O3+TiO2的含量过多时，玻璃着色，在深紫外区域的透射率容易降低。需要说明的是，Fe2O3+TiO2的含量过少时，必须使用高纯度的玻璃原料，导致配合料成本的高涨。需要说明的是，“Fe2O3+TiO2”是指Fe2O3与TiO2的合计量。
Fe2O3是降低在深紫外区域的透射率的成分。Fe2O3的含量优选为100ppm以下、80ppm以下、60ppm以下、40ppm以下、20ppm以下、10ppm以下，特别优选为1～8ppm。Fe2O3的含量过多时，玻璃着色，在深紫外区域的透射率容易降低。需要说明的是，Fe2O3的含量过少时，必须使用高纯度的玻璃原料，导致配合料成本的高涨。
氧化铁中的Fe离子以Fe2+或Fe3+的状态存在。Fe2+的比例过少时，在深紫外线下的透射率容易降低。由此，氧化铁中的Fe2+/(Fe2++Fe3+)的质量比例优选为0.1以上、0.2以上、0.3以上、0.4以上，特别优选为0.5以上。
TiO2是降低在深紫外区域的透射率的成分。TiO2的含量优选为100ppm以下、80ppm以下、60ppm以下、40ppm以下、20ppm以下、10ppm以下，特别优选为0.5～5ppm。TiO2的含量过多时，玻璃着色，在深紫外区域的透射率容易降低。需要说明的是，TiO2的含量过少时，必须使用高纯度的玻璃原料，导致配合料成本的高涨。
Sb2O3是作为澄清剂发挥作用的成分。Sb2O3的含量优选为1000ppm以下、800ppm以下、600ppm以下、400ppm以下、200ppm以下、100ppm以下，特别优选小于50ppm。Sb2O3的含量过多时，在深紫外区域的透射率容易降低。
SnO2是作为澄清剂发挥作用的成分。SnO2的含量优选为2000ppm以下、1700ppm以下、1400ppm以下、1100ppm以下、800ppm以下、500ppm以下、200ppm以下，特别优选为100ppm以下。SnO2的含量过多时，在深紫外区域的透射率容易降低。
F2、Cl2及SO3是作为澄清剂发挥作用的成分。F2+Cl2+SO3的含量优选为10～10000ppm。F2+Cl2+SO3的优选的下限范围为10ppm以上、20ppm以上、50ppm以上、100ppm以上、300ppm以上、特别是500ppm以上，优选的上限范围为3000ppm以下、2000ppm以下、1000ppm以下、特别是800ppm以下。另外，F2、Cl2、SO3各自的优选的下限范围为10ppm以上、20ppm以上、50ppm以上、100ppm以上、300ppm以上、特别是500ppm以上，优选的上限范围为3000ppm以下、2000ppm以下、1000ppm以下、特别是800ppm以下。这些成分的含量过少时，难以发挥澄清效果。另一方面，这些成分的含量过多时，存在澄清气体在玻璃中以泡的形式残存的担忧。需要说明的是，“F2+Cl2+SO3”是指F2、Cl2及SO3的合计量。
框部6的玻璃材料例如可以如下所述地制作：通过调配各种玻璃原料，得到玻璃配合料后，将该玻璃配合料熔融，对所得到的熔融玻璃进行澄清、均质化，成形为规定形状而制作。
在框部6的玻璃材料的制造工序中，作为玻璃原料的一部分，优选使用还原剂。这样一来，玻璃中所含的Fe3+被还原，在深紫外线下的透射率提高。作为还原剂，可以使用木粉、碳粉末、金属铝、金属硅、氟化铝等材料，其中，优选金属硅、氟化铝。
在框部6的玻璃材料的制造工序中，作为玻璃原料的一部分，优选使用金属硅，其添加量相对于玻璃配合料的总质量优选为0.001～3质量％、0.005～2质量％、0.01～1质量％、特别是0.03～0.1质量％。金属硅的添加量过少时，玻璃中所含的Fe3+不被还原，在深紫外线下的透射率容易降低。另一方面，金属硅的添加量过多时，存在玻璃着色成茶色的倾向。
作为玻璃原料的一部分，也优选使用氟化铝(AlF3)，相对于玻璃配合料的总质量，其添加量以F2进行换算优选为0.01～5质量％、0.05～4质量％、0.1～3质量％、0.2～2质量％、0.3～1质量％。另一方面，氟化铝的添加量过多时，存在F2气体在玻璃中以泡的形式残存的担忧。氟化铝的添加量过少时，玻璃中所含的Fe3+未被还原，在深紫外线下的透射率容易降低。
在框部6的玻璃材料的制造工序中，优选通过下拉法、特别是溢流下拉法成形为平板形状。溢流下拉法是使熔融玻璃从耐热性的流槽状结构物的两侧溢出，使所溢出的熔融玻璃在流槽状结构物的下顶端合流，并且沿下方进行延伸成形而将玻璃板成形的方法。在溢流下拉法中，应成为玻璃板的表面的面不与流槽状耐火物接触，以自由表面的状态成形。因此，容易制作薄型的玻璃板，并且即使不对表面进行研磨，也能够减小板厚偏差。其结果是，能够将玻璃板的制造成本低廉化。需要说明的是，流槽状结构物的结构、材质只要能够实现期望的尺寸、表面精度，就没有特别限定。另外，向下方进行延伸成形时，施加力的方法也没有特别限定。例如，可以采用使具有足够大的宽度的耐热性辊在与玻璃接触的状态下旋转并延伸的方法，也可以采用使多个成对的耐热性辊仅与玻璃的端面附近接触并延伸的方法。
作为框部6的玻璃材料的成形方法，除了下拉法以外，例如还可以选择狭缝下拉法、再拉法、浮法等。
作为框部6的玻璃材料，具体而言，例如可以使用日本电气硝子株式会公司制造的BU-41。BU-41在30～380℃的温度范围内的热膨胀系数例如为42×10-7/℃。
框部6的厚度(上下方向尺寸)优选大于电子部件2，优选比电子部件2大0.01～1mm，更优选大0.05～0.5mm，最优选大0.1～0.2mm。
盖部7由第二透明无机材料构成。作为第二透明无机材料，可以同样地应用作为第一透明无机材料示例出的材料。第二透明无机材料可以是与第一透明无机材料同样的材质，也可以是不同的材质。然而，从紫外线的取出效率的观点考虑，盖部7优选由石英玻璃构成。在本实施方式中，盖部7由石英玻璃构成。另外，在本实施方式中，盖部7是上表面7a及下表面7b均由平面构成的板状体。
盖部7的厚度(上下方向尺寸)优选为0.1～1.0mm，更优选为0.2～0.8mm，最优选为0.3～0.6mm。
在本实施方式中，将框部6及基材3接合的接合部5由将框部6与基材3直接熔接的熔接部9形成。同样，将框部6及盖部7接合的接合部8也由将框部6与盖部7直接熔接的熔接部10形成。熔接部9、10通过激光接合形成。
详细而言，熔接部9通过在激光的照射区域中将框部6及基材3中的至少一者熔融之后使该熔融部固化而形成。也就是说，熔接部9例如由框部6及基材3中的至少一种材料构成，优选实质上不包含除框部6及基材3以外的材料。同样，熔接部10通过在激光的照射区域中将框部6及盖部7中的至少一者熔融后使该熔融部固化而形成。也就是说，熔接部9例如由框部6及盖部7中的至少一种材料构成，优选实质上不包含除框部6及盖部7以外的材料。
熔接部9、10沿着贯穿孔H以同心环状形成有多个(图例中为两个)，也可以为一个。多个熔接部9、10相互在半径方向上分隔开，但是也可以在半径方向上重合。各熔接部9、10在俯视下构成为四角环状，但不限定于此，也可以构成为除圆环状以外的环形状。
熔接部9在厚度方向上连续而跨越框部6和基材3而形成。同样，熔接部10在厚度方向上连续而跨越框部6和盖部7而形成。需要说明的是，在本实施方式中，熔接部9的内部中，在框部6与基材3之间没有界面，在熔接部10的内部，在框部6与盖部7之间没有界面。当然，在熔接部9、10的内部，也可以残留有界面。
熔接部9、10的宽度S1优选为10～200μm，更优选为10～100μm，最优选为10～50μm。熔接部9、10的厚度S2优选为10～200μm，更优选为10～150μm，最优选为10～100μm。
熔接部9、10的平面方向的残留应力的最大值优选为10MPa以下，更优选为7MPa以下，最优选为5MPa以下。平面方向的残留应力的最大值是在具有10mm×10mm以上的尺寸的玻璃板中使用Uniopt公司制双折射测定机：ABR-10A对接合部附近的双折射(单位：nm)进行测定并换算成平面方向的残留应力的情况下的最大值。另外，通过光学上的双折射的测定、即正交的直线偏振波的光路差的测定，能够估算玻璃板中的残留应力值，由残留应力产生的偏差应力F(MPa)用F＝D/CW式表示。“D”为光路差(nm)，“W”为偏振波通过了的距离(cm)，“C”为光弹性常数(比例定数)，通常成为20～40(nm/cm)/(MPa)的值。需要说明的是，平面方向的残留应力中存在拉伸应力和压缩应力，在上述内容中，对两者的绝对值进行评价。
图3示出波长200～600nm下的BU-41(日本电气硝子株式会公司制)及石英玻璃的透射率曲线。如该图所示，石英玻璃在深紫外区域(例如，波长区域200～350nm)中没有伴随着厚度的增加的透射率的降低，具有90％以上的透射率。另一方面，BU-41在深紫外区域中在厚度0.2mm时具有84％以上的透射率，厚度0.5mm时具有70％以上的透射率。也就是说，BU-41在深紫外区域中虽然比石英玻璃稍差，但是具有良好的透射率。在电子装置(发光装置)1的状态下，具体而言，盖部7及框部6均由厚度0.6mm的石英玻璃构成的情况下的紫外线的取出效率(电子部件(紫外线LED)2的输出倍率)平均为89％，在由厚度0.6mm的石英玻璃构成盖部7、由厚度0.6mm的BU-41构成框部6的情况下的紫外线的取出效率平均为88％。因此，即使由石英玻璃构成盖部7、由除石英玻璃以外的具有紫外线透射性的玻璃材料(例如，BU-41)构成框部6，也能够以高水平保持紫外区域的光的取出效率。然而，从提高紫外线的取出效率的观点考虑，盖部7及框部6优选均由石英玻璃构成。
图4～图7示例出本发明的第一实施方式的电子装置1的制造方法。
为了得到保护帽4，本实施方式的电子装置1的制造方法具备：将盖部7与框部6接合的第一接合工序、和将搭载有电子部件2的基材3与保护帽4接合的第二接合工序。
在第一接合工序中，首先，如图4所示，准备盖部7和框部6。接下来，使盖部7的下表面7b与框部6的上端面6a直接接触。在该状态下，如图5所示，通过激光照射装置11使激光L聚光于盖部7与框部6的接触部而进行照射。激光L从盖部7及框部6的至少一侧照射。在本实施方式中，激光L从盖部7侧照射。由此，将接触部熔接而形成熔接部10，并且通过熔接部10将框部6与盖部7接合。这样一来，在框部6与盖部7之间不夹隔其他构件，因此，即使框部6的热膨胀系数与盖部7的热膨胀系数之差大至某种程度，也能够将框部6与盖部7可靠地接合。
如图6所示，激光L以在贯穿孔H的外侧描绘沿着贯穿孔H的环状轨道T的方式进行扫描。在该情况下，激光L以其照射区域R一边在环状轨道T上重合一边绕着环状轨道T一周的方式进行扫描。或者，激光L以环绕该环状轨道T多次的方式进行扫描。需要说明的是，在将熔接部10形成为多个同心环状的情况下，扫描激光L的环状轨道T也设定成多个同心环状。
另外，可以通过以围绕贯穿孔H的方式使四根直线交叉成井字形，从而将接合部形成为框状。由此，可以一次制作多个保护帽4，因此，能够提高电子装置1的制造效率。
在第二接合工序中，首先，如图7所示，准备在第一接合工序中得到的保护帽4、和搭载有电子部件2的基材3。接下来，使框部6的下端面6b与基材3的上表面3a直接接触。在该状态下，如图8所示，通过激光照射装置11使激光L聚光于框部6与基材3的接触部而进行照射。激光L从框部6及基材3中透射激光L的框部6侧照射。由此，将接触部熔接而形成熔接部9，并且通过熔接部9将框部6与基材3接合。这样一来，在框部6与基材3之间不夹隔其他构件，因此，即使框部6的热膨胀系数与基材3的热膨胀系数之差大至某种程度，也能够可靠地将框部6与基材3接合。
盖部7的下表面7b、框部6的上端面6a、框部6的下端面6b及基材3的上表面3a各自的算术平均粗糙度Ra优选为2.0nm以下，更优选为1.0nm以下，进一步优选为0.5nm以下，最优选为0.2nm以下。算术平均粗糙度Ra是指通过基于JIS B0601：2001方法测定的值。这样一来，盖部7及框部6、框部6及基材3相互通过接合面间的分子间力(光学接触)而密合，因此，激光接合前的处理性提高。
作为激光L，可适当地使用具有皮秒级、飞秒级的脉冲宽度的超短脉冲激光。
激光L的波长只要是从玻璃构件透射的波长，就没有特别地限定，例如优选为400～1600nm，更优选为500～1300nm。激光L的脉冲宽度优选为10ps以下，更优选为5ps以下，最优选为200fs～3ps。激光L的聚光直径优选为50μm以下，更优选为30μm以下，优选为20μm以下。
激光L的重复频率必须为使连续的热蓄积发生的程度，具体而言，优选为100kHz以上，更优选为200kHz以上，进一步优选为500kHz以上。
另外，优选利用将一个脉冲分配成多个、进一步缩短脉冲间隔而进行照射的方法(脉冲串式，burst mode)。由此，热蓄积容易发生，能够稳定地形成接合部8。
(第二实施方式)
图9示例出本发明的第二实施方式的电子装置1。在第二实施方式中，将框部6及盖部7接合的接合部8的构成与第一实施方式不同。
在本实施方式中，框部6及盖部7由石英玻璃构成。接合部8由粘接层21构成。也就是说，框部6及盖部7相互不直接接触，在两者之间夹隔有粘接层21。粘接层21例如通过对粘接材料进行烧成而形成。
粘接层21在30～380℃的温度范围内的热膨胀系数为-25×10-7～25×10-7/℃，优选为-20×10-7～20×10-7/℃，更优选为-15×10-7～15×10-7/℃，最优选为-10×10-7～10×10-7/℃。石英玻璃在30～380℃的温度范围内的热膨胀系数例如为4.0×10-7/℃。因此，如果使用具有上述的热膨胀系数的粘接层21，则能够将由石英玻璃等低膨胀系数材料构成的框部6及盖部7的热膨胀系数、与粘接层21的热膨胀系数匹配。其结果是，即使使用粘接层21，也能够减小在粘接层21或其附近产生的残留应力，抑制保护帽4的破损(裂纹等)。
粘接层21的厚度没有特别限定，粘接层21的厚度过小时，粘接层21的机械强度容易降低。另一方面，在粘接层21的厚度过大的情况下，也存在粘接层21中的残留应力变大而机械强度降低的担忧。此外，存在保护帽4、电子装置1的尺寸变大的倾向。因此，粘接层21的厚度优选为10μm～100μm，更优选为20μm～80μm，最优选为30μm～60μm。
粘接层21优选包含玻璃。这样一来，能够提高粘接层21的耐热性、气密性。特别是如果粘接层21包含结晶化玻璃，则低膨胀化变得容易，容易与由石英玻璃构成的框部6及盖部7的热膨胀系数匹配。具体而言，粘接层21优选含有作为低膨胀结晶的β-石英固溶体。粘接层21中的β-石英固溶体的含量优选为75～99质量％、80～97质量％、特别是85～95质量％。β-石英固溶体的含量过少时，存在粘接层21的低膨胀化变得困难的倾向。另一方面，β-石英固溶体的含量过多时，接合时的流动性容易降低。需要说明的是，包含结晶化玻璃的粘接层21通过对包含结晶性玻璃的粘接材料(密封材料)进行热处理而得到。
作为粘接层21的具体例，可举出包含以摩尔％计含有SiO248～75％、Al2O35～25％、Li2O5～30％、B2O35～23％、ZnO 0～10％作为组成的玻璃的粘接层。特别优选以摩尔％计含有SiO248～75％、Al2O35～25％、Li2O5～30％、B2O310～23％(但是不包含10％)、ZnO 0～2.5％(但是不包含2.5％)作为组成的玻璃。以下对设为这样的组成的理由进行说明。需要说明的是，在与以下的各成分的含量相关的说明中，只要没有特别说明，则“％”是指“摩尔％”。
SiO2是形成玻璃骨架的成分，而且是β-石英固溶体的构成成分。SiO2的含量优选为48～75％、53～70％、特别是58～65％。SiO2的含量过少时，β-石英固溶体的析出量变少，难以得到低热膨胀特性。另一方面，SiO2过多时，软化点上升，因此，由接合时(密封时)的热处理带来的软化流动性容易降低。
Al2O3是β-石英固溶体的构成成分。Al2O3的含量优选为5～25％、7～15％、特别是7～13％。Al2O3的含量过少时，β-石英固溶体的析出量变少，难以得到低热膨胀特性。另一方面，Al2O3过多时，软化点上升，因此，由接合时的热处理带来的软化流动性容易降低。
Li2O是β-石英固溶体的构成成分，而且是降低软化点的成分。Li2O的含量优选为5～30％、10～25％、特别是10～20％。Li2O的含量过少时，β-石英固溶体的析出量变少，难以得到低热膨胀特性。而且软化点上升，因此，由接合时的热处理带来的软化流动性容易降低。另一方面，Li2O的含量过多时，热处理后的残留玻璃中的Li2O的含量变多，残留玻璃的热膨胀系数变高，因此，其结果是，难以得到低热膨胀特性。
B2O3是形成玻璃骨架的成分，是降低软化点的成分。B2O3的含量优选为5～23％、10～23％(但是不包含10％)、12～16％、特别是13～15％。B2O3的含量过少时，软化点上升，软化点与结晶化温度之差变小。因此，存在在由接合时的热处理带来的软化流动前结晶析出的倾向，流动性容易降低。另一方面，B2O3的含量过多时，由于热处理后的残留玻璃相的比例增加(β-石英固溶体的析出量降低)，而且由于残留玻璃相的热膨胀系数增大，因此，其结果是，难以得到低热膨胀特性。
需要说明的是，通过适当调整B2O3与Li2O的各含量的比例，容易得到低热膨胀特性。具体而言，优选将B2O3/Li2O的值调整为0.5～1、0.7～1、特别是0.8～1。需要说明的是，“B2O3/Li2O”是指B2O3与Li2O的各含量的摩尔比。
ZnO是提高耐候性的成分。另外，存在提高由接合时的热处理带来的软化流动性的效果。ZnO的含量优选为0～10％、0～2.5％(但是不包含2.5％)、特别是0～2％。ZnO的含量过多时，β-石英固溶体的析出量变少，或者Zn-Al系结晶等对低膨胀化没有帮助的异种结晶容易析出。另外，存在热处理后的残留玻璃的热膨胀系数变高的倾向。其结果是，存在热膨胀系数变大的倾向。
需要说明的是，作为提高耐候性的成分，可以含有MgO、CaO、SrO或BaO。这些成分也具有提高由接合时的热处理带来的软化流动性的效果。MgO+CaO+SrO+BaO的含量优选为0～10％、0～5％、特别是0.1～2％。MgO+CaO+SrO+BaO的含量过多时，存在β-石英固溶体的析出量变少、或者热处理后的残留玻璃相的热膨胀系数变高的倾向。其结果是，存在热膨胀系数变高的倾向。
另外，作为同样提高耐候性的成分，可以含有La2O3、ZrO2或Bi2O3。这些当中，ZrO2及Bi2O3也具有提高由接合时的热处理带来的软化流动性的效果。La2O3+ZrO2+Bi2O3的含量优选为0～10％、0～5％、特别是0.1～2％。La2O3+ZrO2+Bi2O3的含量过多时，存在β-石英固溶体的析出量变少、或者热处理后的残留玻璃相的热膨胀系数变高的倾向。特别是关于La2O3，其含量过多时，La-B系结晶等对低膨胀化没有帮助的异种结晶容易析出。其结果是，存在热膨胀系数变高的倾向。需要说明的是，“La2O3+ZrO2+Bi2O3”是指La2O3、ZrO2及Bi2O3的合计量。
在不损害本发明的效果的范围内，除上述成分以外，还可以以合计量计在30％以下、20％以下、进而10％以下的范围含有Na2O、K2O、MnO、P2O5、MoO2、TiO2、V2O5等。
需要说明的是，可以在粘接层21中含有用于调整热膨胀系数的耐火性填料粉末。耐火性填料的含量优选为0～30质量％、0.1～20质量％、特别是1～10质量％。耐火性填料粉末的含量过多时，相对于被接合构件的接合性容易降低。
作为耐火性填料粉末，可以使用堇青石、硅锌矿、氧化铝、磷酸锆、锆石、氧化锆、氧化锡、莫来石、二氧化硅、β-锂霞石、β-锂辉石、β-石英固溶体、磷酸钨酸锆等。
构成粘接层21的粘接材料以粉体、压粉体、糊等形态配置于框部6与盖部7之间。在将粘接材料制成糊的情况下，例如，涂布包含例如结晶性玻璃的粉末、树脂及溶剂的糊。糊的涂布例如可以使用分配器。
作为糊的树脂，可以使用丙烯酸酯(丙烯酸系树脂)、乙基纤维素、聚乙二醇衍生物、硝基纤维素、聚亚甲基苯乙烯、聚碳酸乙烯酯、甲基丙烯酸酯等。特别是丙烯酸酯、乙基纤维素由于热分解性良好而优选。
作为糊的溶剂，可以使用α-松油醇、松油、N，N’-二甲基甲酰胺(DMF)、高级醇、γ-丁内酯(γ-BL)、四氢化萘、丁基卡必醇乙酸酯、乙酸乙酯、乙酸异戊酯、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单乙醚乙酸酯、苄醇、甲苯、3-甲氧基-3-甲基丁醇、三乙二醇单甲醚、三乙二醇二甲醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇单甲醚、三丙二醇单丁醚、碳酸丙烯酯、N-甲基-2-吡咯烷酮等。特别是α-松油醇由于高粘性且树脂等溶解性也良好而优选。
烧成温度优选设为粘接材料的软化点±100℃、特别是软化点±50℃的范围内。具体而言，烧成温度优选设为例如500℃～800℃、特别是600℃～750℃的范围内。烧成温度过低时，软化流动变得不充分，存在粘接强度差的倾向。另一方面，烧成温度过高时，存在流动性过剩而接合变得困难的倾向。另外，在粘接材料包含结晶性玻璃的情况下，存在发生结晶转变(例如从β-石英固溶体向β-锂辉石固溶体的结晶转变)而粘接层21高膨胀化的担忧。需要说明的是，粘接材料的烧成可以是使用了加热炉的加热，也可以是使用了激光的加热。
粘接材料的平均粒径D50优选为15μm以下、0.5～10μm、特别是0.7～5μm。平均粒径D50的粒度过大时，存在在烧成后得到的粘接层21中气孔变得过多而接合强度降低的担忧。此处，“平均粒径D50”是指通过激光衍射装置测定的值，表示在通过激光衍射法进行测定时的体积基准的累积粒度分布曲线中，其累积量从粒子小的一侧开始累积而为50％的粒径。
(第三实施方式)
图10示例出本发明的第三实施方式的电子装置1。在第三实施方式中，保护帽4由在框部6与盖部7之间没有接合部的单一构件构成，这一点与第一及第二实施方式不同。由单一构件构成的保护帽4的框部6通过熔接部9与基材3直接熔接。
需要说明的是，本发明不限定于上述的实施方式的构成，不限定于上述的作用效果。本发明可以在不脱离本发明的主旨的范围进行各种变更。
在上述的实施方式中，可以在将框部6与基材3接合之后，将盖部7接合于框部6。在该情况下，可以在将框部6与基材3接合后，在基材3上搭载电子部件2，然后将盖部7接合于框部6。然而，在考虑了操作性的情况下，优选在将框部6与基材3接合之前，在基材3上搭载电子部件2。
在上述的实施方式中，为了提高紫外线的取出效率，可以在框部6的内圆周面形成反射膜。
附图标记说明
1 电子装置
2 电子部件
3 基材
4 保护帽
5 接合部
6 框部
7 盖部
8 接合部
9 熔接部
10 熔接部

Claims (8)

1.一种电子装置，其特征在于，具备：
电子部件、
搭载有所述电子部件的基材、以及
以所述电子部件被收纳于内部的方式接合于所述基材的保护帽，
所述保护帽具备由第一透明无机材料形成的框部、和覆盖所述框部的一端开口的由第二透明无机材料形成的盖部，
所述框部与所述基材被直接熔接。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其中，
所述框部与所述盖部被直接熔接。
3.根据权利要求1或2所述的电子装置，其中，
所述第一透明无机材料为石英玻璃。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电子装置，其中，
所述第二透明无机材料是软化点为1000℃以下的玻璃材料。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的电子装置，其中，
所述第二透明无机材料是石英玻璃。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电子装置，其中，
所述电子部件是紫外线LED。
7.一种电子装置的制造方法，其特征在于，所述电子装置具备：电子部件、搭载有所述电子部件的基材、以及以所述电子部件被收纳于内部的方式接合于所述基材的保护帽，
所述保护帽具备由第一透明无机材料形成的框部、和覆盖所述框部的一端开口的由第二透明无机材料形成的盖部，
所述电子装置的制造方法具备：
在使所述框部与所述基材接触的状态下，对所述框部与所述基材的接触部照射激光，由此将所述框部与所述基材直接熔接的接合工序。
8.根据权利要求7所述的电子装置的制造方法，其还具备：
在使所述框部与所述盖部接触的状态下，对所述框部与所述盖部的接触部照射激光，由此将所述框部与所述盖部直接熔接的接合工序。
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