JP2021061354A - Protective cap, light-emitting device, and manufacturing method of protective cap - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラス製の保護キャップおよびその製造方法、並びにガラス製の保護キャップを備えた発光装置に関する。 The present invention relates to a protective cap made of glass, a method for manufacturing the same, and a light emitting device provided with the protective cap made of glass.
LED素子を用いた発光装置は、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。 Light emitting devices using LED elements have come to be used in various fields such as lighting and communication because of their long life and energy saving.
この種の発光装置では、LED素子を保護するために、容器状のセラミック基材の内部にLED素子を配置し、板状の透明蓋体で封止するパッケージが採用されている。 In this type of light emitting device, in order to protect the LED element, a package in which the LED element is arranged inside a container-shaped ceramic base material and sealed with a plate-shaped transparent lid is adopted.
近年、上記のようなパッケージにおいて、蓋体をキャップ状とする構成が開発されている。このような構成のパッケージでは、LED素子が実装された基材の上に保護キャップを接合し、基材および保護キャップによって囲まれた空間内にLED素子を収容している。 In recent years, in the above-mentioned packages, a configuration in which the lid has a cap shape has been developed. In a package having such a configuration, a protective cap is bonded onto a base material on which the LED element is mounted, and the LED element is housed in a space surrounded by the base material and the protective cap.
保護キャップとしては、水晶製のものもあるが、非常に高価である。そのため、例えば特許文献1には、保護キャップ(封止キャップ)としてガラス製のものを用いることが開示されている。
Some protective caps are made of quartz, but they are very expensive. Therefore, for example,
特許文献1に開示の保護キャップは、筒状の側壁部と、側壁部の先端側に設けられた蓋部と、側壁部および蓋部を接続する角部とを備えているが、角部の内表面および外表面がそれぞれ直角に屈曲する直角部を有する。そのため、蓋部の厚みに比べて角部の厚みが必然的に大きくなってしまう。
The protective cap disclosed in
ここで、保護キャップを構成するガラスの材質を如何に調整しても、ガラスの厚みが大きくなれば、光の吸収は必然的に大きくなる。つまり、特許文献1に開示の保護キャップでは、角部における光の吸収が大きくなり、保護キャップを通じた光の取出効率が悪くなるという問題がある。特に紫外域などの短波長域において、角部における光の吸収の問題が生じ易い。
Here, no matter how the material of the glass constituting the protective cap is adjusted, the absorption of light inevitably increases as the thickness of the glass increases. That is, the protective cap disclosed in
本発明は、保護キャップにおける光の吸収を低減し、保護キャップを通じた光の取出効率を高めることを課題とする。 An object of the present invention is to reduce the absorption of light in the protective cap and to increase the efficiency of light extraction through the protective cap.
上記の課題を解決するために創案された本発明は、基端に接合開口端を有する筒状の側壁部と、側壁部の先端側に設けられた蓋部と、側壁部および蓋部を接続する角部とを備えたガラス製の保護キャップであって、角部の内表面が、角部の外表面に向かって凹んだ第一凹面部を有するとともに、角部の外表面が、角部の内表面に向かって凹んだ第二凹面部を有することを特徴とする。 The present invention, which was devised to solve the above problems, connects a tubular side wall portion having a joint opening end at the base end, a lid portion provided on the tip end side of the side wall portion, and the side wall portion and the lid portion. A protective cap made of glass with a corner portion, wherein the inner surface of the corner portion has a first concave surface portion recessed toward the outer surface of the corner portion, and the outer surface of the corner portion is a corner portion. It is characterized by having a second concave surface portion recessed toward the inner surface of the lid.
このようにすれば、角部の内表面に第一凹面部が形成され、角部の外表面に第二凹面部が形成されるため、角部の内表面と外表面とが互いに接近して角部の厚みが小さくなる。その結果、角部における光の吸収を低減し、保護キャップを通じた光の取出効率を高めることができる。 By doing so, the first concave surface portion is formed on the inner surface of the corner portion and the second concave surface portion is formed on the outer surface of the corner portion, so that the inner surface and the outer surface of the corner portion come close to each other. The thickness of the corners becomes smaller. As a result, the absorption of light at the corners can be reduced, and the efficiency of light extraction through the protective cap can be improved.
上記の構成において、側壁部の筒軸方向から見た場合に、第二凹面部の内周縁が、接合開口端の内周縁で区画される範囲以内に位置していることが好ましい。 In the above configuration, it is preferable that the inner peripheral edge of the second concave surface portion is located within the range defined by the inner peripheral edge of the joint opening end when viewed from the tubular axis direction of the side wall portion.
このようにすれば、角部の厚みを効率よく小さくできるため、角部における光の吸収をより確実に低減できる。 By doing so, the thickness of the corner portion can be efficiently reduced, so that the absorption of light at the corner portion can be reduced more reliably.
上記の構成において、側壁部の筒軸方向と直交する方向から見た場合に、第二凹面部の外周縁が、蓋部の内表面から接合開口端に至るまでの範囲以内に位置していることが好ましい。 In the above configuration, the outer peripheral edge of the second concave surface portion is located within the range from the inner surface of the lid portion to the joint opening end when viewed from the direction orthogonal to the tubular axis direction of the side wall portion. Is preferable.
このようにすれば、角部の厚みを効率よく小さくできるため、角部における光の吸収をより確実に低減できる。 By doing so, the thickness of the corner portion can be efficiently reduced, so that the absorption of light at the corner portion can be reduced more reliably.
上記の構成において、第一凹面部および第二凹面部のそれぞれが、エッチング面で構成されていることが好ましい。 In the above configuration, it is preferable that each of the first concave surface portion and the second concave surface portion is composed of an etching surface.
このようにすれば、第一凹面部および第二凹面部のそれぞれが、破損の原因となり得る欠陥(例えばマイクロクラック)の極めて少ない平滑な面で構成されるため、保護キャップの強度を高めることができる。 In this way, each of the first concave surface portion and the second concave surface portion is composed of a smooth surface having extremely few defects (for example, microcracks) that can cause damage, so that the strength of the protective cap can be increased. it can.
上記の構成において、第一凹面部および第二凹面部のそれぞれの算術平均粗さRaが、100nm以下であることが好ましい。ここで、算術平均粗さRaは、JIS B 0601:2013に準拠して測定した値とする(以下、同様)。 In the above configuration, it is preferable that the arithmetic average roughness Ra of each of the first concave surface portion and the second concave surface portion is 100 nm or less. Here, the arithmetic mean roughness Ra is a value measured in accordance with JIS B 0601: 2013 (hereinafter, the same applies).
このようにすれば、第一凹面部および第二凹面部のそれぞれが、微小欠陥(例えばマイクロクラック)などが除去された平滑面で構成されるため、保護キャップの強度を高めることができる。 In this way, since each of the first concave surface portion and the second concave surface portion is composed of a smooth surface from which minute defects (for example, microcracks) have been removed, the strength of the protective cap can be increased.
上記の構成において、保護キャップの頂部を構成する蓋部の外表面が、研磨面または火造り面であり、蓋部の外表面の算術平均粗さRaが、100nm以下であることが好ましい。ここで、火造り面とは、ガラスが溶融した後に、ローラなどの他部材と接触することなく固化した未研磨面を意味する(以下、同様)。 In the above configuration, it is preferable that the outer surface of the lid portion forming the top of the protective cap is a polished surface or a fire-made surface, and the arithmetic average roughness Ra of the outer surface of the lid portion is 100 nm or less. Here, the fire-made surface means an unpolished surface that is solidified without contacting other members such as rollers after the glass is melted (hereinafter, the same applies).
このようにすれば、蓋部の外表面が、微小欠陥(例えばマイクロクラック)などが除去された平滑面で構成されるため、保護キャップの強度を高めることができる。 By doing so, since the outer surface of the lid portion is composed of a smooth surface from which minute defects (for example, microcracks) have been removed, the strength of the protective cap can be increased.
上記の構成において、ガラスが、厚み0.7mm、波長200nmにおける内部透過率が10%以上である紫外線透過ガラスであることが好ましい。 In the above configuration, the glass is preferably an ultraviolet transmissive glass having a thickness of 0.7 mm and an internal transmittance of 10% or more at a wavelength of 200 nm.
このようにすれば、紫外域などの短波長域において、保護キャップにおける光の吸収を効率よく抑制できる。 By doing so, it is possible to efficiently suppress the absorption of light in the protective cap in a short wavelength region such as an ultraviolet region.
上記の構成において、接合開口端にメタライズ層が形成されていてもよい。あるいは、接合開口端にメタライズ層を介してはんだ層が形成されていてもよい。 In the above configuration, a metallized layer may be formed at the joint opening end. Alternatively, a solder layer may be formed at the end of the joint opening via a metallized layer.
このようにすれば、メタライズ層によって、ガラス製の保護キャップとはんだ層の密着力が向上する。そのため、はんだ層を用いて、保護キャップの接合開口端を基材に確実に接合できる。 In this way, the metallized layer improves the adhesion between the glass protective cap and the solder layer. Therefore, the solder layer can be used to reliably bond the joint opening end of the protective cap to the base material.
上記の課題を解決するために創案された本発明は、発光装置であって、上記の構成を適宜備えた保護キャップと、保護キャップの接合開口端が接合された基材と、保護キャップおよび基材により囲まれた空間内に収容された発光素子とを備えていることを特徴とする。 The present invention, which was devised to solve the above problems, is a light emitting device, which comprises a protective cap having the above configuration as appropriate, a base material to which the joint opening end of the protective cap is bonded, a protective cap, and a base. It is characterized by having a light emitting element housed in a space surrounded by a material.
このようにすれば、保護キャップにおける光の吸収を低減し、保護キャップを通じた光の取出効率を高めることができる。 In this way, it is possible to reduce the absorption of light in the protective cap and increase the efficiency of light extraction through the protective cap.
上記の構成において、発光素子が、紫外線LED素子であってもよい。 In the above configuration, the light emitting element may be an ultraviolet LED element.
このようにすれば、光の吸収が特に問題となる紫外域の光が発光素子から出射される。そのため、保護キャップにおける光の吸収を低減できるという本発明に係る発光装置の効果がより有用となる。なお、この場合、発光装置は、紫外線の効果により、例えば所定の対象物の殺菌を行う殺菌装置として利用できる。 In this way, light in the ultraviolet region, where light absorption is particularly problematic, is emitted from the light emitting element. Therefore, the effect of the light emitting device according to the present invention that the absorption of light in the protective cap can be reduced becomes more useful. In this case, the light emitting device can be used as a sterilizer for sterilizing a predetermined object by the effect of ultraviolet rays, for example.
上記の課題を解決するために創案された本発明は、基端に接合開口端を有する筒状の側壁部と、側壁部の先端側に設けられた蓋部と、側壁部および蓋部を接続する角部とを備えたガラス製の保護キャップの製造方法であって、角部の内表面に第一凹面部をエッチングにより形成するとともに、角部の外表面に第二凹面部をエッチングにより形成するエッチング工程を備えることを特徴とする。 The present invention, which was devised to solve the above problems, connects a tubular side wall portion having a joint opening end at a base end, a lid portion provided on the tip end side of the side wall portion, and a side wall portion and a lid portion. This is a method for manufacturing a protective cap made of glass having a corner portion to be formed, in which a first concave surface portion is formed by etching on the inner surface of the corner portion and a second concave surface portion is formed by etching on the outer surface of the corner portion. It is characterized by including an etching process for performing.
このようにすれば、保護キャップの角部の内表面に第一凹面部が形成されるとともに、保護キャップの角部の外表面に第二凹面部が形成されるため、角部の内表面と外表面とが互いに接近して、角部の厚みが小さくなる。その結果、保護キャップの角部における光の吸収を低減し、保護キャップを通じた光の取出効率を高めることができる。また、第一凹面部および第二凹面部のそれぞれが、破損の原因となり得る欠陥(例えばマイクロクラック)の極めて少ない平滑なエッチング面で構成されるため、角部の厚みの減少に伴う保護キャップの強度低下も抑制できる。 In this way, the first concave surface is formed on the inner surface of the corner of the protective cap, and the second concave surface is formed on the outer surface of the corner of the protective cap. The outer surfaces come close to each other, and the thickness of the corners becomes smaller. As a result, the absorption of light at the corners of the protective cap can be reduced, and the efficiency of light extraction through the protective cap can be improved. Further, since each of the first concave surface portion and the second concave surface portion is composed of a smooth etching surface having extremely few defects (for example, microcracks) that can cause damage, the protective cap of the protective cap as the thickness of the corner portion decreases. It is also possible to suppress a decrease in strength.
上記の課題を解決するために創案された本発明は、基端に接合開口端を有する筒状の側壁部と、側壁部の先端側に設けられた蓋部と、側壁部および蓋部を接続する角部とを備えたガラス製の保護キャップの製造方法であって、対をなす第一主面および第二主面を有する板状のガラス母材を準備する準備工程と、ガラス母材の第一主面に、保護キャップの側壁部、蓋部および角部のそれぞれの内表面を構成する第一凹部をエッチングにより形成する第一エッチング工程と、ガラス母材の第二主面における第一凹部の周囲に対応する位置に、保護キャップの角部の外表面を構成する第二凹部をエッチングにより形成する第二エッチング工程と、第二凹部に対応する位置でガラス母材を切断する切断工程とを備えることを特徴とする。 The present invention, which was devised to solve the above problems, connects a tubular side wall portion having a joint opening end at a base end, a lid portion provided on the tip end side of the side wall portion, and the side wall portion and the lid portion. A method for manufacturing a protective cap made of glass having corners to be formed, which comprises a preparatory step of preparing a plate-shaped glass base material having a pair of first and second main surfaces and a glass base material. The first etching step of forming the first recesses constituting the inner surfaces of the side wall portion, the lid portion and the corner portion of the protective cap on the first main surface by etching, and the first on the second main surface of the glass base material. A second etching step of forming a second recess forming the outer surface of the corner of the protective cap by etching at a position corresponding to the periphery of the recess, and a cutting step of cutting the glass base material at a position corresponding to the second recess. It is characterized by having and.
このようにすれば、保護キャップの角部の内表面に第一凹面部が形成されるとともに、保護キャップの角部の外表面に第二凹面部が形成されるため、角部の内表面と外表面とが互いに接近して、角部の厚みが小さくなる。その結果、保護キャップの角部における光の吸収を低減し、保護キャップを通じた光の取出効率を高めることができる。また、第一凹面部を含む保護キャップの内表面および第二凹面部のそれぞれが、破損の原因となり得る欠陥(例えばマイクロクラック)の極めて少ない平滑なエッチング面で構成されるため、角部の厚みの減少に伴う保護キャップの強度低下も抑制できる。 In this way, the first concave surface is formed on the inner surface of the corner of the protective cap, and the second concave surface is formed on the outer surface of the corner of the protective cap. The outer surfaces come close to each other, and the thickness of the corners becomes smaller. As a result, the absorption of light at the corners of the protective cap can be reduced, and the efficiency of light extraction through the protective cap can be improved. Further, since each of the inner surface of the protective cap including the first concave surface portion and the second concave surface portion is composed of a smooth etching surface having extremely few defects (for example, microcracks) that can cause damage, the thickness of the corner portion is formed. It is also possible to suppress a decrease in the strength of the protective cap due to the decrease in etching.
上記の構成において、ガラス母材の第一主面および第二主面が、研磨面または火造り面で構成され、第一エッチング工程でエッチングを行う前に、ガラス母材の第一主面のうちの第一凹部の形成領域を除く部分がエッチングされないように第一保護マスクを予め形成するとともに、第二エッチング工程でエッチングを行う前に、ガラス母材の第二主面のうちの第二凹部の形成領域を除く部分がエッチングされないように第二保護マスクを予め形成することが好ましい。 In the above configuration, the first and second main surfaces of the glass base material are composed of a polished surface or a fire-made surface, and the first main surface of the glass base material is before etching in the first etching step. The first protective mask is formed in advance so that the portion other than the region where the first recess is formed is not etched, and the second of the second main surfaces of the glass base material is before etching in the second etching step. It is preferable to pre-form a second protective mask so that the portion other than the recessed region is not etched.
このようにすれば、保護マスクを形成した部分では、保護キャップにおいて研磨面または火造り面が残る。そのため、保護キャップの内表面および外表面の大部分を、研磨面または火造り面と、エッチング面とで構成できる。 In this way, a polished surface or a fire-made surface remains in the protective cap at the portion where the protective mask is formed. Therefore, most of the inner and outer surfaces of the protective cap can be composed of a polished or fired surface and an etched surface.
上記の構成において、第一保護マスクとして第一主面にメタライズ層を形成することが好ましい。 In the above configuration, it is preferable to form a metallized layer on the first main surface as the first protective mask.
このようにすれば、エッチング工程の終了後に、保護マスクをメタライズ層としてそのまま利用できるため、第一主面の保護マスクの剥離が不要になる。 By doing so, since the protective mask can be used as it is as the metallized layer after the etching step is completed, it is not necessary to peel off the protective mask on the first main surface.
上記の構成において、第一凹部および第二凹部をエッチングのみにより掘設することが好ましい。 In the above configuration, it is preferable to dig the first recess and the second recess only by etching.
このようにすれば、第一凹部および第二凹部のそれぞれが、非常に平滑な面となる。 In this way, each of the first recess and the second recess becomes a very smooth surface.
この場合、ガラス母材は、オーバーフローダウンドロー法で板状に成形されたものであることが好ましい。 In this case, the glass base material is preferably formed into a plate shape by the overflow down draw method.
このようにすれば、ガラス母材の第一主面および第二主面が、非常に平滑な火造り面となり、保護キャップの強度が向上する。 In this way, the first main surface and the second main surface of the glass base material become very smooth fire-made surfaces, and the strength of the protective cap is improved.
本発明によれば、保護キャップにおける光の吸収を低減し、保護キャップを通じた光の取出効率を高めることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the absorption of light in the protective cap and increase the efficiency of light extraction through the protective cap.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第一実施形態)
図1に示すように、第一実施形態に係る発光装置1は、保護キャップ2と、保護キャップ2が接合された基材3と、保護キャップ2および基材3により囲まれた空間S内に収容された発光素子4とを備えている。
(First Embodiment)
As shown in FIG. 1, the
保護キャップ2は、筒状の側壁部5と、側壁部5の先端側(図面では上端側)に設けられた蓋部6と、側壁部5および蓋部6を接続する角部7とを備えている。保護キャップ2は、これら側壁部5、蓋部6および角部7が一体形成された単一のガラス部品である。
The
側壁部5の基端(図面では下端)は、保護キャップ2を基材3と接合するための接合開口端5cとされる。本実施形態では、接合開口端5cには、接合開口端5c側から順に、メタライズ層8と、はんだ層9とが形成されている。メタライズ層8は、蒸着やスパッタなどにより、接合開口端5cのガラス面に形成された金属膜であり、はんだ層9との密着性を向上させる役割を有する。メタライズ層8の材質としては、例えばCr、Ti、Ni、Pt、Au、Coおよびこれらを含む合金層、或いはこれら金属、合金の多層膜などが利用できる。はんだ層9の材質としては、例えばAu、Sn、Ag、Pb、およ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系はんだなどが利用できる。
The base end (lower end in the drawing) of the
なお、保護キャップ2と基材3は、メタライズ層8およびはんだ層9によって接合されているが、接合方法はこれに限定されない。例えば、保護キャップ2と基材3は、発光素子4から出射される光などによる劣化が問題にならない場合には、樹脂接着層によって接合されていてもよい。
The
蓋部6の内表面6aおよび外表面6bのそれぞれは、側壁部5の筒軸方向Aと直交する方向に沿って延びる平面部を有する。
Each of the
角部7の内表面7aは、角部7の外表面7bに向かって凹んだ第一凹面部10を有する。角部7の外表面7bは、角部7の内表面7aに向かって凹んだ第二凹面部11を有する。つまり、第一凹面部10および第二凹面部11により、角部7の内表面7aおよび外表面7bが互いに接近し、角部7の厚みが小さくなっている。したがって、発光素子4から出射された光が角部7で吸収され難くなり、保護キャップ2を通じた光の取出効率を高めることができる。
The
なお、本実施形態では、第一凹面部10は、曲面部のみで構成されているが、第一凹面部10は、曲面部と平面部とを有していてもよい。また、本実施形態では、第二凹面部11は、曲面部と平面部とで構成されているが、第二凹面部11は、曲面部のみで構成されていてもよい。さらに、本実施形態では、側壁部5の内表面5aが、第一凹面部10に滑らかに連続する曲面部で構成されているが、側壁部5の内表面5aは、その外表面5bと同様に、側壁部5の筒軸方向Aに沿って延びる平面部で構成されていてもよい。
In the present embodiment, the first
図2および図3に示すように、第二凹面部11の内周縁Pは、保護キャップ2を平面視した場合(図3)、つまり側壁部5の筒軸方向A(図2では真上又は真下)から見た場合に、側壁部5の接合開口端5cの内周縁Qで区画される範囲X以内(接合開口端5cの内周縁Qと一致する位置を含む)に位置していることが好ましい。このようにすれば、角部7の厚みを効率よく小さくできる。もちろん、第二凹面部11の内周縁Pは、側壁部5の筒軸方向Aから見た場合に、範囲X外に位置していてもよい。
As shown in FIGS. 2 and 3, the inner peripheral edge P of the second
また、第二凹面部11の外周縁Rは、保護キャップ2を側面視した場合、つまり側壁部5の筒軸方向Aと直交する方向(図面では真横)から見た場合に、蓋部6の内表面6aから接合開口端5cに至るまでの範囲Y以内(蓋部6の内表面6aと一致する位置を含む)に位置していることが好ましい。換言すれば、第二凹面部11の外周縁Rは、蓋部6の内表面6aの高さよりも低位に位置していることが好ましい。このようにすれば、角部7の厚みを効率よく小さくできる。もちろん、第二凹面部11の外周縁Rは、側壁部5の筒軸方向Aと直交する方向から見た場合に、範囲Y外に位置していてもよい。
Further, the outer peripheral edge R of the second
本実施形態では、第一凹面部10および第二凹面部11のそれぞれは、エッチング面で構成されている。また、蓋部6の内表面6aはエッチング面で構成され、蓋部6の外表面6bは、例えば、研磨面または火造り面などの非エッチング面で構成されている。蓋部6の外表面6bが、火造り面で構成される場合、第一凹面部10、第二凹面部11、蓋部6の内表面6aおよび蓋部6の外表面6bは、破損の原因となり得る欠陥(例えばマイクロクラック)の極めて少ない平滑面となる。また、蓋部6の外表面6bが、研磨面から成る場合、鏡面研磨面で構成されることが好ましい。なお、本実施形態では、側壁部5の内表面5aもエッチング面で構成されている。
In the present embodiment, each of the first
蓋部6の外表面6bの算術平均粗さRaは、例えば、100nm以下であることが好ましく、50nm以下であることがより好ましく、5nm以下であることが最も好ましい。一方、エッチング面、つまり、第一凹面部10、第二凹面部11および蓋部6の内表面6aの算術平均粗さRaは、例えば、100nm以下であることが好ましく、60nm以下であることがより好ましく、30nm以下であることが最も好ましく、更には10nm以下であることが好ましい。
The arithmetic mean roughness Ra of the
基材3は、発光素子4が実装された板状部材である。基材3は、例えば、窒化アルミニウムや酸化アルミニウムなどのセラミックス、ガラス、ガラスセラミックス、シリコンなどのケイ素化合物、或いはこれらとAg、Cuなどの金属との複合材などで構成される。
The
発光素子4は、特に限定されるものではないが、本実施形態では紫外線LED素子である。紫外線LED素子は、紫外波長帯の光線を出射する光源装置である。この場合、保護キャップ2は、紫外線透過ガラスから構成されることが好ましい。紫外線透過ガラスとしては、厚み0.7mm、波長200nmにおける内部透過率が10%以上であることが好ましい。
The
このような特性を実現し得る紫外線透過ガラスのガラス組成としては、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。 The glass composition of the ultraviolet transmissive glass that can realize such characteristics is SiO 2 50 to 80%, Al 2 O 3 + B 2 O 3 1 to 45%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 0 to 0 by mass. It is preferably 25% and MgO + CaO + SrO + BaO 0 to 25%. The reasons for limiting the content of each component as described above are shown below. In the description of the content of each component, the% indication indicates mass% unless otherwise specified.
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60〜68%である。SiO2の含有量が少な過ぎると、ヤング率、耐酸性が低下し易くなる。一方、SiO2の含有量が多過ぎると、高温粘度が高くなり、溶融性が低下し易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易くなって、液相温度が上昇し易くなる。 SiO 2 is a main component forming the skeleton of glass. The content of SiO 2 is preferably 50 to 80%, 55 to 75%, 58 to 70%, and particularly 60 to 68%. If the content of SiO 2 is too small, Young's modulus and acid resistance tend to decrease. On the other hand, if the content of SiO 2 is too large, the high-temperature viscosity becomes high and the meltability tends to decrease, and devitrified crystals such as cristobalite tend to precipitate, so that the liquidus temperature tends to rise. Become.
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15〜25%である。Al2O3+B2O3の含有量が少な過ぎると、ガラスが失透し易くなる。一方、Al2O3+B2O3の含有量が多過ぎると、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易くなる。 Al 2 O 3 and B 2 O 3 are components that enhance devitrification resistance. The content of Al 2 O 3 + B 2 O 3 is preferably 1 to 40%, 5 to 35%, 10 to 30%, and particularly 15 to 25%. If the content of Al 2 O 3 + B 2 O 3 is too small, the glass tends to be devitrified. On the other hand, if the content of Al 2 O 3 + B 2 O 3 is too large, the component balance of the glass composition is impaired, and conversely, the glass tends to be devitrified.
Al2O3は、ヤング率を高める成分であると共に、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5〜16%である。Al2O3の含有量が少な過ぎると、ヤング率が低下し易くなり、またガラスが分相、失透し易くなる。一方、Al2O3の含有量が多過ぎると、高温粘度が高くなり、溶融性が低下し易くなる。 Al 2 O 3 is a component that enhances Young's modulus and suppresses phase separation and devitrification. The content of Al 2 O 3 is preferably 1 to 20%, 3 to 18%, and particularly 5 to 16%. If the content of Al 2 O 3 is too small, the Young's modulus tends to decrease, and the glass tends to undergo phase separation and devitrification. On the other hand, if the content of Al 2 O 3 is too large, the high-temperature viscosity becomes high and the meltability tends to decrease.
B2O3は、溶融性、耐失透性を高める成分であり、また傷の付き易さを改善して、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9〜16%である。B2O3の含有量が少な過ぎると、溶融性、耐失透性が低下し易くなり、またフッ酸系の薬液に対する耐性が低下し易くなる。一方、B2O3の含有量が多過ぎると、ヤング率、耐酸性が低下し易くなる。 B 2 O 3 is a component that enhances meltability and devitrification resistance, and is a component that improves the susceptibility to scratches and enhances strength. The content of B 2 O 3 is preferably 3 to 25%, 5 to 22%, 7 to 19%, and particularly 9 to 16%. If the content of B 2 O 3 is too small, the meltability and devitrification resistance tend to decrease, and the resistance to hydrofluoric acid-based chemicals tends to decrease. On the other hand, if the content of B 2 O 3 is too large, Young's modulus and acid resistance tend to decrease.
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共に、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7〜13%である。Li2O+Na2O+K2Oの含有量が少な過ぎると、溶融性が低下し易くなる。一方、Na2Oの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が不当に高くなるおそれがある。 Li 2 O, Na 2 O and K 2 O are components that lower the high-temperature viscosity, significantly increase the meltability, and contribute to the initial melting of the glass raw material. The content of Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is preferably 0 to 25%, 1 to 20%, 4 to 15%, and particularly 7 to 13%. If the content of Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is too small, the meltability tends to decrease. On the other hand, if the content of Na 2 O is too large, the coefficient of thermal expansion may become unreasonably high.
Li2Oは、高温粘性を下げて、溶融性を顕著に高めると共に、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0〜0.1%である。Li2Oの含有量が少な過ぎると、溶融性が低下し易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の含有量が多過ぎると、ガラスが分相し易くなる。 Li 2 O is a component that lowers the high-temperature viscosity, significantly enhances the meltability, and contributes to the initial melting of the glass raw material. The content of Li 2 O is preferably 0 to 5%, 0 to 3%, 0 to 1%, and particularly 0 to 0.1%. If the content of Li 2 O is too small, the meltability tends to decrease and the coefficient of thermal expansion may become unreasonably low. On the other hand, if the content of Li 2 O is too large, the glass tends to be phase-separated.
Na2Oは、高温粘性を下げて、溶融性を顕著に高めると共に、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7〜13%である。Na2Oの含有量が少な過ぎると、溶融性が低下し易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の含有量が多過ぎると、熱膨張係数が不当に高くなるおそれがある。 Na 2 O is a component that lowers the high-temperature viscosity, significantly enhances the meltability, and contributes to the initial melting of the glass raw material. It is also a component for adjusting the coefficient of thermal expansion. The content of Na 2 O is preferably 0 to 25%, 1 to 20%, 3 to 18%, 5 to 15%, and particularly 7 to 13%. If the content of Na 2 O is too small, the meltability tends to decrease and the coefficient of thermal expansion may become unreasonably low. On the other hand, if the content of Na 2 O is too large, the coefficient of thermal expansion may become unreasonably high.
K2Oは、高温粘性を下げて、溶融性を顕著に高めると共に、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1〜5%である。K2Oの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が不当に高くなるおそれがある。 K 2 O is a component that lowers the high-temperature viscosity, remarkably enhances the meltability, and contributes to the initial melting of the glass raw material. It is also a component for adjusting the coefficient of thermal expansion. The K 2 O content is preferably 0 to 15% 0.1% to 10%, especially 1-5%. If the content of K 2 O is too high, the coefficient of thermal expansion may become unreasonably high.
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の含有量が多過ぎると、ガラスが失透し易くなる。 MgO, CaO, SrO and BaO are components that lower the high-temperature viscosity and increase the meltability. The content of MgO + CaO + SrO + BaO is preferably 0 to 25%, 0 to 15%, 0.1 to 12%, and 1 to 5%. If the content of MgO + CaO + SrO + BaO is too large, the glass tends to be devitrified.
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0〜1%である。MgOの含有量が多過ぎると、耐失透性が低下し易くなる。 MgO is a component that lowers high-temperature viscosity and enhances meltability, and is a component that remarkably increases Young's modulus among alkaline earth metal oxides. The content of MgO is preferably 0 to 10%, 0 to 8%, 0 to 5%, and particularly 0 to 1%. If the content of MgO is too large, the devitrification resistance tends to decrease.
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1〜5%である。CaOの含有量が多過ぎると、ガラスが失透し易くなる。なお、CaOの含有量が少な過ぎると、上記効果を享受し難くなる。 CaO is a component that lowers high-temperature viscosity and significantly increases meltability. Further, among alkaline earth metal oxides, since the introduced raw material is relatively inexpensive, it is a component that reduces the raw material cost. The CaO content is preferably 0 to 15%, 0.5 to 10%, and particularly 1 to 5%. If the CaO content is too high, the glass tends to be devitrified. If the CaO content is too small, it becomes difficult to enjoy the above effects.
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0〜1%未満である。SrOの含有量が多過ぎると、ガラスが失透し易くなる。 SrO is a component that enhances devitrification resistance. The content of SrO is preferably 0 to 7%, 0 to 5%, 0 to 3%, particularly less than 0 to 1%. If the content of SrO is too high, the glass tends to be devitrified.
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の含有量が多過ぎると、ガラスが失透し易くなる。 BaO is a component that enhances devitrification resistance. The content of BaO is preferably 0 to 7%, 0 to 5%, 0 to 3%, and less than 0 to 1%. If the BaO content is too high, the glass tends to be devitrified.
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。 In addition to the above components, other components may be introduced as optional components. The content of the components other than the above components is preferably 10% or less, 5% or less, particularly 3% or less in total, from the viewpoint of accurately enjoying the effects of the present invention.
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、ガラスが失透し易くなる。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0〜0.1%である。 ZnO is a component that enhances meltability, but if it is contained in a large amount in the glass composition, the glass tends to be devitrified. Therefore, the ZnO content is preferably 0 to 5%, 0 to 3%, 0 to 1%, less than 0 to 1%, and particularly 0 to 0.1%.
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、ガラスが失透し易くなる。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0.001〜0.2%である。 ZrO 2 is a component that enhances acid resistance, but if it is contained in a large amount in the glass composition, the glass tends to be devitrified. Therefore, the content of ZrO 2 is preferably 0 to 5%, 0 to 3%, 0 to 1%, 0 to 0.5%, and particularly 0.001 to 0.2%.
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1〜20ppmである。Fe2O3+TiO2の含有量が多過ぎると、ガラスが着色して、深紫外域での透過率が低下し易くなる。なお、Fe2O3+TiO2の含有量が少な過ぎると、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。 Fe 2 O 3 and TiO 2 are components that reduce the transmittance in the deep ultraviolet region. The content of Fe 2 O 3 + TiO 2 is preferably 100 ppm or less, 80 ppm or less, 60 ppm or less, 0.1 to 40 ppm or less, and particularly 1 to 20 ppm. If the content of Fe 2 O 3 + TiO 2 is too large, the glass is colored and the transmittance in the deep ultraviolet region tends to decrease. If the content of Fe 2 O 3 + TiO 2 is too small, a high-purity glass raw material must be used, which leads to an increase in batch cost.
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1〜8ppmである。Fe2O3の含有量が多過ぎると、ガラスが着色して、深紫外域での透過率が低下し易くなる。なお、Fe2O3の含有量が少な過ぎると、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。 Fe 2 O 3 is a component that reduces the transmittance in the deep ultraviolet region. The content of Fe 2 O 3 is preferably 100 ppm or less, 80 ppm or less, 60 ppm or less, 40 ppm or less, 20 ppm or less, 10 ppm or less, and particularly 1 to 8 ppm. If the content of Fe 2 O 3 is too large, the glass is colored and the transmittance in the deep ultraviolet region tends to decrease. If the content of Fe 2 O 3 is too small, a high-purity glass raw material must be used, which leads to an increase in batch cost.
酸化鉄中のFeイオンは、Fe2+又はFe3+の状態で存在する。Fe2+の割合が少な過ぎると、換言すれば、Fe3+の割合が多いと、深紫外光の吸収率が高くなり、深紫外線での透過率が低下し易くなる。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0.5以上である。 Fe ions in iron oxide exist in the state of Fe 2+ or Fe 3+. If the proportion of Fe 2+ is too small, in other words, if the proportion of Fe 3+ is large, the absorption rate of deep ultraviolet light becomes high, and the transmittance in deep ultraviolet light tends to decrease. Therefore, the mass ratio of Fe 2+ / (Fe 2+ + Fe 3+ ) in iron oxide is preferably 0.1 or more, 0.2 or more, 0.3 or more, 0.4 or more, and particularly 0.5 or more.
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0.5〜5ppmである。TiO2の含有量が多過ぎると、ガラスが着色して、深紫外域での透過率が低下し易くなる。なお、TiO2の含有量が少な過ぎると、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。 TiO 2 is a component that reduces the transmittance in the deep ultraviolet region. The content of TiO 2 is preferably 100 ppm or less, 80 ppm or less, 60 ppm or less, 40 ppm or less, 20 ppm or less, 10 ppm or less, and particularly 0.5 to 5 ppm. If the content of TiO 2 is too high, the glass is colored and the transmittance in the deep ultraviolet region tends to decrease. If the content of TiO 2 is too small, a high-purity glass raw material must be used, which leads to an increase in batch cost.
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50ppm未満である。Sb2O3の含有量が多過ぎると、深紫外域での透過率が低下し易くなる。 Sb 2 O 3 is a component that acts as a fining agent. The content of Sb 2 O 3 is preferably 1000 ppm or less, 800 ppm or less, 600 ppm or less, 400 ppm or less, 200 ppm or less, 100 ppm or less, and particularly less than 50 ppm. If the content of Sb 2 O 3 is too large, the transmittance in the deep ultraviolet region tends to decrease.
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100ppm以下である。SnO2の含有量が多過ぎると、深紫外域での透過率が低下し易くなる。 SnO 2 is a component that acts as a fining agent. The content of SnO 2 is preferably 2000 ppm or less, 1700 ppm or less, 1400 ppm or less, 1100 ppm or less, 800 ppm or less, 500 ppm or less, 200 ppm or less, and particularly 100 ppm or less. If the SnO 2 content is too high, the transmittance in the deep ultraviolet region tends to decrease.
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過ぎると、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過ぎると、清澄ガスがガラス中に泡として残存するおそれがある。 F 2 , Cl 2 and SO 3 are components that act as fining agents. The content of F 2 + Cl 2 + SO 3 is preferably 10 to 10000 ppm. Suitable lower limit range of F 2 + Cl 2 + SO 3 is 10 ppm or more, 20 ppm or more, 50 ppm or more, 100 ppm or more, 300 ppm or more, especially 500 ppm or more, and suitable upper limit range is 3000 ppm or less, 2000 ppm or less, 1000 ppm or less, especially 800 ppm or less. Is. Further, suitable lower limit ranges of F 2 , Cl 2 and SO 3 are 10 ppm or more, 20 ppm or more, 50 ppm or more, 100 ppm or more, 300 ppm or more, particularly 500 ppm or more, and suitable upper limit ranges are 3000 ppm or less and 2000 ppm or less. It is 1000 ppm or less, particularly 800 ppm or less. If the content of these components is too small, it becomes difficult to exert the clarification effect. On the other hand, if the content of these components is too large, the clear gas may remain as bubbles in the glass.
次に、以上のように構成された発光装置1に含まれる保護キャップ2の製造方法を説明する。
Next, a method of manufacturing the
図4(a)〜(f)に示すように、第一実施形態に係る保護キャップ2の製造方法は、準備工程S1(同図(a))と、第一保護マスク形成工程S2(同図(b))と、第一エッチング工程S3(同図(c))と、第二保護マスク形成工程S4(同図(d))と、第二エッチング工程S5(同図(e))と、切断工程S6(同図(f))とを備えている。なお、本実施形態では、ガラス母材12から複数の保護キャップ2を製造する場合を例示するが、これに限定されない。つまり、ガラス母材12から一つの保護キャップ2のみを製造してもよい。
As shown in FIGS. 4A to 4F, the methods for manufacturing the
図4(a)に示すように、準備工程S1では、対をなす第一主面12aおよび第二主面12bを有する板状のガラス母材12を準備する。ガラス母材12は、例えば、オーバーフローダウンドロー法、スロットダウンドロー法、リドロー法などのダウンドロー法や、フロート法、或いはインゴットをスライスする手法などにより成形できる。オーバーフローダウンドロー法によりガラス母材12が成形される場合、第一主面12aおよび第二主面12bが共に平滑な火造り面となるため好ましい。
As shown in FIG. 4A, in the preparation step S1, a plate-shaped
なお、ガラス母材12をガラスインゴットから成形する場合、例えば、カーボン等から成る型に溶融ガラスを流入固化させた後、ワイヤソーやブレードスライサーにより板状に切断し、粗研磨工程、鏡面研磨工程などを経ることにより、板状のガラス母材12を得ることができる。この場合、ガラス母材12の第一主面12aおよび第二主面12bは、各々研磨面により構成される。
When the
図4(b)に示すように、第一保護マスク形成工程S2では、第一主面12aのうちの第一凹部13の形成領域を除く部分に第一保護マスクとして第一保護膜14が形成される。
As shown in FIG. 4B, in the first protective mask forming step S2, the first
図4(c)に示すように、第一エッチング工程S3では、エッチング液(例えばフッ化水素酸など)を用いたエッチングにより、ガラス母材12の第一主面12aに複数の第一凹部13を形成する。それぞれの第一凹部13は、一つの保護キャップ2の側壁部5、蓋部6および角部7のそれぞれの内表面5a,6a,7aを構成する。第一エッチング工程S3では、第一主面12aの一部が第一保護膜14によりエッチング液から保護されるため、第一主面12aのうちの第一凹部13の形成領域(第一保護膜14の非形成領域)のみがエッチングされる。これにより、第一凹部13に対応する、保護キャップ2の側壁部5、蓋部6および角部7のそれぞれの内表面5a,6a,7aは、エッチング面により構成される。また、第一凹部13の形成領域を除く部分に対応する、保護キャップ2の側壁部5の接合開口端5cは、エッチングされずに元の研磨面や火造り面などの非エッチング面により構成される。
As shown in FIG. 4C, in the first etching step S3, a plurality of
図4(d)に示すように、第二保護マスク形成工程S4では、第二主面12bのうちの第二凹部15の形成領域を除く部分に第二保護マスクとして第二保護膜16が形成される。
As shown in FIG. 4D, in the second protective mask forming step S4, the second
図4(e)に示すように、第二エッチング工程S5では、エッチング液(例えばフッ化水素酸など)を用いたエッチングにより、ガラス母材12の第二主面12bにおけるそれぞれの第一凹部13の周囲に対応する位置に第二凹部15を形成する。それぞれの第二凹部15は、保護キャップ2の角部7の外表面7bを構成する。第二エッチング工程S5では、第二主面12bの一部が第二保護膜16によりエッチング液から保護されるため、第二主面12bのうちの第二凹部15の形成領域(第二保護膜16の非形成領域)のみがエッチングされる。これにより、第二凹部15に対応する、保護キャップ2の角部7の外表面7bは、エッチング面により構成される。また、第二主面12bのうちの第二凹部15の形成領域を除く部分に対応する、保護キャップ2の蓋部6の外表面6bは、エッチングされずに残された元の研磨面や火造り面などの非エッチング面により構成される。
As shown in FIG. 4 (e), in the second etching step S5, the first recesses 13 on the second
ここで、上記の第一エッチング工程S3および第二エッチング工程S5では、凹部13,15がエッチングのみで形成されるため、凹部13,15の表面が非常に平滑になる。つまり、凹部13,15の表面の算術平均粗さRaが非常に小さくなる。これに対し、例えば、ドリルやリーマ、サンドブラストなどの機械加工により凹部を粗加工した後に、その凹部表面をエッチングにより仕上げ加工する場合、粗加工で形成される凹部表面の凹凸の影響を受けて、凹部表面の平滑性が悪化する。したがって、凹部13,15は、エッチングのみで形成することが好ましい。
Here, in the first etching step S3 and the second etching step S5, since the
なお、第一エッチング工程S3および第二エッチング工程S5は、別々に行ってもよいし、同時に行ってもよい。第一エッチング工程S3および第二エッチング工程S5を別々に行う場合には、いずれの工程を先に行ってもよい。この場合、例えば、ガラス母材12の一方の主面をエッチング液に浸漬した後に、ガラス母材12の表裏を反転させて、ガラス母材12の他方の主面をエッチング液に浸漬してもよい。第一エッチング工程S3および第二エッチング工程S5を同時に行う場合には、例えば、ガラス母材12全体をエッチング液に浸漬してエッチングしてもよい。第一エッチング工程S3および第二エッチング工程S5では、エッチング液を塗布するなどの他の方法により、エッチングしてもよい。
The first etching step S3 and the second etching step S5 may be performed separately or at the same time. When the first etching step S3 and the second etching step S5 are performed separately, any of the steps may be performed first. In this case, for example, even if one main surface of the
第一エッチング工程S3および第二エッチング工程S5では、保護膜14,16の形成パターンやエッチング時間を調整することで、凹部13,15の深さや幅が調整できる。
In the first etching step S3 and the second etching step S5, the depth and width of the
第一保護マスク形成工程S2および第二保護マスク形成工程S4は、第一エッチング工程S3および第二エッチング工程S5の前に併せて行ってもよい。つまり、第一保護膜14および第二保護膜16は、ガラス母材12の両主面12a,12bに予め形成しておき、その後に、第一エッチング工程S3および第二エッチング工程S5を開始してもよい。
The first protective mask forming step S2 and the second protective mask forming step S4 may be performed together before the first etching step S3 and the second etching step S5. That is, the first
第一保護膜14および第二保護膜16は、第一エッチング工程S3および第二エッチング工程S5の終了後に剥離剤(例えばアルカリ薬品)により剥離される。なお、第一保護膜14および第二保護膜16は、いわゆるマスク材料から成る。マスク材料としては、例えば、合成樹脂から成るレジストや、金属材料から成るメタルマスクなどを用いることができる。
The first
図4(f)に示すように、切断工程S6では、例えばダイヤモンドブレード等のカッター17により、それぞれの第二凹部15の底部に対応する位置でガラス母材12をフルカット(切断分離)する。カッター17としては、ダイヤモンドブレード以外にも、例えばワイヤソー切断、レーザー切断、エッチング切断などの任意の切断手段を使用できる。
As shown in FIG. 4 (f), in the cutting step S6, the
なお、保護キャップ2の側壁部5の外表面5bは、切断面により構成されるが、破損の原因となり得る欠陥を除去するために、切断面に切断後にエッチングしてもよい。つまり、保護キャップ2の側壁部5の外表面5bは、エッチング面で構成されていてもよい。
The
(第二実施形態)
図5に示すように、第二実施形態では、保護キャップ2の接合開口端5cにメタライズ層8およびはんだ層9を形成する場合の保護キャップ2の製造方法を例示する。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 5, in the second embodiment, a method of manufacturing the
本実施形態に係る保護キャップ2の製造方法は、準備工程T1と、エッチング工程T2と、メタライズ層形成工程T3と、はんだ層形成工程T4と、切断工程T5とを、この順に備えている。なお、準備工程T1、エッチング工程(第一エッチング工程および第二エッチング工程を含む)T2および切断工程T5は、第一実施形態で説明した対応する各工程と同様である。
The method for manufacturing the
メタライズ層形成工程T3およびはんだ層形成工程T4では、エッチングにより形成された凹部13,15の位置を基準として、ガラス母材12にメタライズ層8およびはんだ層9のパターンを形成する。
In the metallized layer forming step T3 and the solder layer forming step T4, the patterns of the metallized
このようにすれば、はんだ層形成工程T4が、エッチング工程T2の後に行われる。そのため、はんだ層9に含まれるフラックスなどが、エッチング液(例えばフッ化水素酸)や保護膜14,16の剥離液(例えばアルカリ薬品)に溶出し、はんだ層9の効果が失われるという事態を確実に防止できる。
In this way, the solder layer forming step T4 is performed after the etching step T2. Therefore, the flux contained in the
本実施形態におけるその他の構成は、第一実施形態と同じである。本実施形態において、第一実施形態と共通する構成要素には、共通符号を付している。 Other configurations in this embodiment are the same as those in the first embodiment. In the present embodiment, components common to the first embodiment are designated by a common reference numeral.
(第三実施形態)
図6に示すように、第三実施形態では、保護キャップ2の接合開口端5cにメタライズ層8およびはんだ層9を形成する場合の保護キャップ2の製造方法を例示する。
(Third Embodiment)
As shown in FIG. 6, in the third embodiment, a method of manufacturing the
本実施形態に係る保護キャップ2の製造方法は、準備工程U1と、メタライズ層形成工程U2と、エッチング工程U3と、はんだ層形成工程U4と、切断工程U5とを、この順に備えている。なお、準備工程U1、エッチング工程U3および切断工程U5は、第一実施形態で説明した対応する各工程と同様である。
The method for manufacturing the
エッチング工程U3では、メタライズ層8のパターンを基準として、ガラス母材12に保護膜14,16を形成する。はんだ層形成工程U4では、メタライズ層8のパターン及び/又はエッチングにより形成された凹部13,15の位置を基準として、はんだ層9のパターンを形成する。
In the etching step U3, the
このようにすれば、はんだ層形成工程U4がエッチング工程U3の後に行われるため、第二実施形態で説明した同様の理由により、はんだ層9を確実に保護できる。一方、メタライズ層形成工程U2はエッチング工程U3の前に行われるが、メタライズ層8はエッチング工程U3で使用されるエッチング液や剥離液に対して耐性がある場合が多い。したがって、メタライズ層形成工程U2は、エッチング工程U3の前に行ってもよい。この場合、メタライズ層8を保護マスクとして利用し得るため、エッチング工程U3における第一保護膜14の形成を省略することができる。なお、メタライズ層形成工程U2をエッチング工程U3の前に行う場合に、メタライズ層8上に第一保護膜14の形成を行っても構わない。
In this way, since the solder layer forming step U4 is performed after the etching step U3, the
本実施形態におけるその他の構成は、第一実施形態と同じである。本実施形態において、第一実施形態と共通する構成要素には、共通符号を付している。 Other configurations in this embodiment are the same as those in the first embodiment. In the present embodiment, components common to the first embodiment are designated by a common reference numeral.
(第四実施形態)
図7に示すように、第四実施形態では、保護キャップ2の接合開口端5cに樹脂接着層を形成する場合の保護キャップ2の製造方法を例示する。
(Fourth Embodiment)
As shown in FIG. 7, in the fourth embodiment, a method of manufacturing the
本実施形態に係る保護キャップ2の製造方法は、準備工程V1と、エッチング工程V2と、樹脂接着層形成工程V3と、切断工程V4とを、この順に備えている。なお、準備工程V1、エッチング工程V2および切断工程V4は、第一実施形態で説明した対応する各工程と同様である。
The method for manufacturing the
樹脂接着層形成工程V3では、エッチングにより形成された凹部13,15の位置を基準として、ガラス母材12に樹脂接着層(図示省略)のパターンを形成する。なお、この場合、保護キャップ2を基材3に接着する際に、はんだ層9の代わりに樹脂接着層が用いられる。
In the resin adhesive layer forming step V3, a pattern of the resin adhesive layer (not shown) is formed on the
(第五実施形態)
図8に示すように、第五実施形態に係る発光装置1が、第一実施形態に係る発光装置1と相違するところは、基材3の構成である。
(Fifth Embodiment)
As shown in FIG. 8, the
本実施形態では、基材3は、底面部3aと枠部3bとを有する容器形状である。つまり、上記の実施形態では、保護キャップ2が接合される基材3が平板形状である場合を例示したが、基材3の構成はこれに限定されず、適宜変更できる。
In the present embodiment, the
本実施形態におけるその他の構成は、第一実施形態と同じである。本実施形態において、第一実施形態と共通する構成要素には、共通符号を付している。 Other configurations in this embodiment are the same as those in the first embodiment. In the present embodiment, components common to the first embodiment are designated by a common reference numeral.
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。 The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and is not limited to the above-mentioned action and effect. The present invention can be modified in various ways without departing from the gist of the present invention.
上記の実施形態では、保護キャップ2の内部に収容する電子部品として、発光素子4を例示したが、保護キャップ2の内部に収容される電子部品はこれに限定されない。つまり、例えば、発光素子以外にも圧電素子や水晶振動子などの電子部品にも利用できる。詳細には、保護キャップと、保護キャップが接合された基材と、保護キャップおよび基材により囲まれた空間内に収容された電子部品とを備えた電子部品パッケージとして利用できる。
In the above embodiment, the
上記実施形態では保護マスクとして所定の孔パターンを有する保護膜14,16を形成する場合を例示したが、所定の孔パターンが形成されたプレートやシートをガラス母材12の主面12a,12bに載置あるいは貼り付けて設けることにより保護マスクを構成してもよい。
In the above embodiment, the case where the
1 発光装置
2 保護キャップ
3 基材
4 発光素子
5 側壁部
5c 接合開口端
6 蓋部
7 角部
8 メタライズ層
9 はんだ層
10 第一凹面部
11 第二凹面部
12 ガラス母材
13 第一凹部
14 第一保護膜
15 第二凹部
16 第二保護膜
S1 準備工程
S2 第一保護マスク形成工程
S3 第一エッチング工程
S4 第二保護マスク形成工程
S5 第二エッチング工程
S6 切断工程
1
Claims (17)
前記角部の内表面が、前記角部の外表面に向かって凹んだ第一凹面部を有するとともに、
前記角部の外表面が、前記角部の内表面に向かって凹んだ第二凹面部を有することを特徴とする保護キャップ。 A protective cap made of glass having a tubular side wall portion having a joint opening end at a base end, a lid portion provided on the tip end side of the side wall portion, and a corner portion connecting the side wall portion and the lid portion. And
The inner surface of the corner portion has a first concave surface portion recessed toward the outer surface of the corner portion, and also has a first concave surface portion.
A protective cap characterized in that the outer surface of the corner portion has a second concave surface portion recessed toward the inner surface of the corner portion.
前記角部の内表面に第一凹面部をエッチングにより形成するとともに、前記角部の外表面に第二凹面部をエッチングにより形成するエッチング工程を備えることを特徴とする保護キャップの製造方法。 A protective cap made of glass having a tubular side wall portion having a joint opening end at a base end, a lid portion provided on the tip end side of the side wall portion, and a corner portion connecting the side wall portion and the lid portion. It is a manufacturing method of
A method for manufacturing a protective cap, which comprises an etching step of forming a first concave surface portion on the inner surface of the corner portion by etching and forming a second concave surface portion on the outer surface of the corner portion by etching.
対をなす第一主面および第二主面を有する板状のガラス母材を準備する準備工程と、
前記ガラス母材の第一主面に、前記保護キャップの前記側壁部、前記蓋部および前記角部のそれぞれの内表面を構成する第一凹部をエッチングにより形成する第一エッチング工程と、
前記ガラス母材の第二主面における前記第一凹部の周囲に対応する位置に、前記保護キャップの前記角部の外表面を構成する第二凹部をエッチングにより形成する第二エッチング工程と、
前記第二凹部に対応する位置で前記ガラス母材を切断する切断工程とを備えることを特徴とする保護キャップの製造方法。 A protective cap made of glass having a tubular side wall portion having a joint opening end at a base end, a lid portion provided on the tip end side of the side wall portion, and a corner portion connecting the side wall portion and the lid portion. It is a manufacturing method of
A preparatory process for preparing a plate-shaped glass base material having a pair of first and second main surfaces,
A first etching step of forming a first recess forming the inner surfaces of the side wall portion, the lid portion and the corner portion of the protective cap on the first main surface of the glass base material by etching.
A second etching step of forming a second recess forming the outer surface of the corner of the protective cap by etching at a position corresponding to the periphery of the first recess on the second main surface of the glass base material.
A method for manufacturing a protective cap, which comprises a cutting step of cutting the glass base material at a position corresponding to the second recess.
前記第一エッチング工程でエッチングを行う前に、前記ガラス母材の前記第一主面のうちの前記第一凹部の形成領域を除く部分がエッチングされないように第一保護マスクを予め形成すると共に、
前記第二エッチング工程でエッチングを行う前に、前記ガラス母材の前記第二主面のうちの前記第二凹部の形成領域を除く部分がエッチングされないように第二保護マスクを予め形成する請求項13に記載の保護キャップの製造方法。 The first main surface and the second main surface of the glass base material are composed of a polished surface or a fire-made surface.
Before etching in the first etching step, a first protective mask is formed in advance so that a portion of the first main surface of the glass base material other than the region where the first recess is formed is not etched.
A claim in which a second protective mask is formed in advance so that a portion of the second main surface of the glass base material other than the region where the second recess is formed is not etched before etching is performed in the second etching step. 13. The method for manufacturing a protective cap according to 13.
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