JP2000183442A - 光素子用キャップ - Google Patents

光素子用キャップ

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JP2000183442A
JP2000183442A JP10356258A JP35625898A JP2000183442A JP 2000183442 A JP2000183442 A JP 2000183442A JP 10356258 A JP10356258 A JP 10356258A JP 35625898 A JP35625898 A JP 35625898A JP 2000183442 A JP2000183442 A JP 2000183442A
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JP
Japan
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glass
top plate
cap
sealing
projection
Prior art date
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Pending
Application number
JP10356258A
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English (en)
Inventor
Katsumi Inada
勝美 稲田
Shintaro Ito
新太郎 伊藤
Masaaki Kadomi
昌昭 角見
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Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 封着時の熱歪み及び残留応力を減少させ、封
着強度及び気密信頼性が向上し、窓板ガラスの傾きを防
止可能とした光素子用キャップを提供すること。 【解決手段】 天板部1aに光透過用の窓孔4を有する
金属製のキャップ本体1と、該キャップ本体1の天板部
1aの内面に環状のガラス半田3で封着される窓板ガラ
ス2とを備え、前記キャップ本体1の天板部1aの内面
に前記光透過用の窓孔4を囲繞する環状の突起6を設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザーダイオ
ードやフォトカプラ等の発光素子、受光素子、投受光素
子等の光素子を光透過用の窓孔を通して光の入出力を可
能にして気密に封入し保護する光素子用キャップに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】光素子キャップとして、図5に示すもの
が一般的である。同図の光素子キャップは、中央に円形
の窓孔4を形成した環状の天板部1aと、天板部1aの
外周から延在する円筒部1bと、円筒部1bの開口端か
ら外方に延在する環状のフランジ部1cとを有し、全体
をコバール(Fe−Ni−Co合金)等の熱膨張率がガ
ラスに近似した金属で構成されたキャップ本体1の内面
に、円形或いは多角形の窓板ガラス2を薄い円盤状のガ
ラス半田3で窓孔4の全周に亘って封着して構成され
る。
【0003】キャップ本体1と窓板ガラス2の封着は、
図6(A)、(B)、(C)に示すようにして行われ
る。まず、図6(A)、(B)に示すように、キャップ
本体1の天板部1aの内面にガラス半田3を載せ、その
上から窓板ガラス2を載せる。次に、これを図6(C)
の鎖線で示す加熱炉5の中に入れて全体を加熱し、ガラ
ス半田3を溶融させてキャップ本体1に窓板ガラス2を
封着する。この場合、図6(B)の状態で必要に応じて
窓板ガラス2の上に荷重を加えて加熱炉5の中で加熱さ
せることもある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成で
あると、ガラス半田3と天板部1aとの境界平面及びガ
ラス半田3と窓板ガラス2の境界平面は、封着時に発生
する熱歪み方向と平行となり、熱歪みが剪断応力に転じ
易い形状となっている。もしも、剪断応力が発生した場
合には、平面で形成される比較的脆弱なガラス半田3と
天板部1aとの境界平面が剥離し、容易に気密破壊が生
じる不具合があった。
【0005】また、ガラス半田3を溶融させたときのガ
ラス半田3の流動で窓板ガラス2が傾いたり、ガラス半
田3の厚みが不均一となって、封着強度が低下する不具
合もあった。
【0006】さらに、ガラス半田3は、熱伝導度が小さ
いために、封着時にガラス半田3の溶融に時間を要する
という問題がある。
【0007】本発明の目的は、封着時の熱歪み及び残留
応力を減少させ、窓板ガラスの傾きを防止し、封着強度
及び気密信頼性の向上を可能とした光素子用キャップを
提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、天板部に光透過用の窓孔を有する金属製のキ
ャップ本体と、該キャップ本体の天板部の内面に環状の
ガラス半田で封着される窓板ガラスとを備え、前記キャ
ップ本体の天板部の内面に前記光透過用の窓孔を囲繞す
る環状の突起を設けたものである。
【0009】本発明は上記構成としたから、窓板ガラス
の封着時には、キャップ本体の天板部の内面に設けた光
透過用の窓孔を囲繞する環状の突起とガラス半田との当
接面に熱集中が起きてガラス半田が急速に加熱溶融され
るため、封着時間を従来より短くすることができると共
に、突起が、ガラス半田を周方向に均一に加熱溶融する
ため、封着時の熱歪みを減少させることができ、溶融し
た環状のガラス半田を突起の内周側と外周側とに分断す
るため、ガラス半田が天板部の中央の光透過用の窓孔か
ら窓板ガラスの光透過部へ流出することを防止する堤防
の役目をなし、窓板ガラスの封着後には、固化したガラ
ス半田の残留応力が突起で分断されて小さくなり、ま
た、ガラス半田にキャップ本体の突起が食い込むことに
よってアンカー機能が生じてガラス半田の剥離を防止す
る作用が大きくなるので、光素子用キャップのキャップ
本体と窓板ガラスとの十分な封着強度を発揮させること
ができる。
【0010】さらに、窓板ガラスの下面が突起によりキ
ャップ本体の天板部の内面に平行に支持されるので、光
素子用キャップの窓板ガラスの傾きを確実に防止するこ
とができる。
【0011】また、本発明は、上記突起の先端を尖鋭端
とすることにより、上記の各作用を一層大きくすること
ができる。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の光素子用キャッ
プの一実施例を示す縦断側面図、図2の(A)はキャッ
プ本体の縦断側面図、(B)は(A)のX−X線断面
図、図3の(A)はガラス半田による窓板ガラスとキャ
ップ本体との封着前の状態を示す要部断面図、(B)は
封着後の状態を示す要部断面図、図4は本発明に係る光
素子用キャップの他の実施例を示す一部破断側面図であ
る。
【0013】図1乃至図4において、1はキャップ本
体、2は窓板ガラス、3はガラス半田、4は光透過用の
窓孔、5は加熱炉を示している。
【0014】キャップ本体1は、全体がコバール(Fe
−Ni−Co合金)等の熱膨張率がガラスに近似した金
属で構成されており、図2の(A)、(B)に示すよう
に、中央に円形の窓孔4を形成した環状の天板部1a
と、天板部1aの外周からほぼ垂直方向に延在する円筒
部1bと、円筒部1bの開口端から外方に延在する環状
のフランジ部1cとを有し、天板部1aの内面に、光透
過用の窓孔4を囲繞する環状の突起6を具備している。
【0015】上記突起6は、例えば、キャップ本体1の
プレス成形時に同時に成形されるもので、先端を断面が
三角形の尖鋭端にすることが望ましいが、他の断面形状
としてもよい。突起6の高さhは、全周に亘って均一と
され、光素子用キャップのサイズ、種類等にもよるが、
例えば、キャップ本体1の天板部1aの外径が3.0m
m、窓孔4の径が1.0mmの場合では、数10μmか
ら数100μmの範囲で選択される。
【0016】窓板ガラス2は、光透過性を備え、一様な
厚さに研磨され、反射防止膜が塗布され、あるいは該反
射防止膜の塗布が省略された1枚の大きいサイズの板ガ
ラスを円形或いは多角形に切断加工して多数形成され
る。窓板ガラス2の外径は、キャップ本体1の円筒部1
bの内径よりも僅かに小さくされる。
【0017】また、ガラス半田3は、一様な厚さに成形
された1枚のシート状ガラス半田からプレス加工等によ
り、薄い円盤状に打抜き形成される。このガラス半田3
の中央部には、キャップ本体1の窓孔4の径とほぼ同じ
か、僅かに大きくした内径の孔3aが形成され、また、
外径は窓板ガラス2の外径とほぼ同じか、僅かに小さく
される。
【0018】次に、キャップ本体1に窓板ガラス2を封
着する要領を、図3の(A)、(B)を参照しつつ説明
する。先ず、図3の(A)に示すように、キャップ本体
1の天板部1aの内面に設けた環状の突起6上にガラス
半田3を載せ、その上に窓板ガラス2を載せる。次に、
図3の(B)に示すように、全体を加熱炉5に入れて加
熱する。これにより、金属製のキャップ本体1は、周囲
から加熱されて温度が上昇し、その熱が天板部1aの内
面の突起6の先端部からガラス半田3の下面の当接部分
に伝わり、このガラス半田3を溶融させて、窓板ガラス
2をキャップ本体1の天板部1aの内面に全周に亘って
融着させる。
【0019】上記ガラス半田3の溶融過程は、先ず、突
起6の先端に接触している小面積の部分が集中的に熱せ
られて急速に溶融し始め、窓板ガラス2及びガラス半田
3の自重により、ガラス半田3の下面が突起6に食い込
むように沈下していくに従い接触面積が増大してガラス
半田3がさらに急速に加熱され、溶融が速まり窓板ガラ
ス2の下面が突起6の先端で支持されるようになり、や
がてガラス半田3の下面全体がキャップ本体1の天板部
1aの内面に全面的に接触するに至り、ガラス半田3が
全体的に均一に溶融して、窓板ガラス2をキャップ本体
1の天板部1aの内面に全周に亘って短時間で融着させ
るに至る。
【0020】本実施例では、窓板ガラス2は環状の突起
6に支持されて傾きが確実に防止され、しかも、突起6
の内周側と外周側とにガラス半田3を配分して溶融した
ガラス半田3が天板部1aの中央部の窓孔4からの流出
を防止する堤防の役目をなし、キャップ本体1と窓板ガ
ラス2との十分な封着強度を発揮させることができる。
【0021】また、ガラス半田3が周方向に均一に加熱
溶融されるため、封着時の熱歪みが減少し、しかも、封
着後の残留応力が突起6で分断されて小さくなり、さら
に、ガラス半田3が突起6に食い込むことによって、ア
ンカー機能が生じ、ガラス半田3の剥離を防止する作用
を大きくすることができる。
【0022】図4は、本発明の光素子用キャップの他の
実施例を示すもので、突起6の形成を、天板部1aの外
面側から内面側に向けて環状に凹入させて形成したもの
であり、他の構成は前述した実施例と同様である。
【0023】以上の実施例における突起6の先端の形状
は、断面三角形の尖鋭端が好ましいが、一様な高さで環
状としてあれば他の形状を採用してもよい。また、突起
6は、キャップ本体1のサイズが大きくなる場合におい
ては、天板部1aの内面上に、複数条を同心円状に形成
してもよい。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、キャップ本体に設けた
突起により、封着時の熱歪みを減少させ、窓板ガラスの
封着後、突起がガラス半田を分断して食い込むことによ
り、ガラス半田の残留応力を小さくし、突起のアンカー
機能により、ガラス半田の剥離を防止するので窓板ガラ
スの十分な封着強度が得られ、光素子用キャップの気密
信頼性を向上させることができる。
【0025】また、環状の突起は、窓板ガラスをキャッ
プ本体に封着する時間を従来より短くすることができる
と共に、溶融したガラス半田の流出を防止し、窓板ガラ
スをキャップ本体の天板部の内面に平行に支持するの
で、光素子用キャップの品質を向上させることができ
る。
【0026】さらに、本発明は、上記突起の先端を尖鋭
端とすることにより、上記の各効果を一層大きくした光
素子用キャップを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す光素子用キャップの縦
断側面図。
【図2】(A)はキャップ本体の縦断側面図、(B)は
(A)のX−X線断面図。
【図3】(A)はガラス半田によるキャップ本体と窓板
ガラスとの封着前の要部断面図、(B)は封着後の要部
断面図。
【図4】本発明の他の実施例を示す光素子用キャップの
一部破断側面図。
【図5】従来の光素子用キャップの断面図。
【図6】(A)、(B)、(C)は従来の光素子用キャ
ップの製造工程を示す断面図。
【符号の説明】
1 キャップ本体 1a 天板部 1b 円筒部 1c フランジ部 2 窓板ガラス 3 ガラス半田 4 窓孔 5 加熱炉 6 突起
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角見 昌昭 滋賀県大津市晴嵐2丁目7番1号 日本電 気硝子株式会社内 Fターム(参考) 5F073 EA28 FA29 5F088 BA10 JA01 JA07

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 天板部に光透過用の窓孔を有する金属製
    のキャップ本体と、該キャップ本体の天板部の内面に環
    状のガラス半田で封着される窓板ガラスとを備え、前記
    キャップ本体の天板部の内面に前記光透過用の窓孔を囲
    繞する環状の突起を設けたことを特徴とする光素子用キ
    ャップ。
  2. 【請求項2】 前記突起の先端を尖鋭端としたことを特
    徴とする請求項1記載の光素子用キャップ。
JP10356258A 1998-12-15 1998-12-15 光素子用キャップ Pending JP2000183442A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009094179A (ja) * 2007-10-05 2009-04-30 Sony Corp レーザモジュール及び光ピックアップ装置
JP2018101653A (ja) * 2016-12-19 2018-06-28 新光電気工業株式会社 キャップ部材及びその製造方法と発光装置
CN113922201A (zh) * 2021-09-30 2022-01-11 江苏集萃纳米应用技术研究所有限公司 一种密封壳体及半导体激光器

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JP2018101653A (ja) * 2016-12-19 2018-06-28 新光電気工業株式会社 キャップ部材及びその製造方法と発光装置
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