JP3999533B2 - レンズキャップの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光半導体装置に使用するレンズキャップの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザダイオード等の光半導体素子を搭載する光半導体装置には、図３に示すように、ステム１０に光半導体素子１２を搭載し、レンズキャップ２０をステム１０に封着して、光半導体素子１２を封止した製品がある。１４は光半導体素子１２を接合する放熱体、１６ａ、１６ｂはアウターリード、１８はアースリードである。
この光半導体装置に使用しているレンズキャップ２０は、キャップ本体２２の頂部の中央にレンズ装着孔２４を設け、レンズ装着孔２４にガラスレンズ２６を気密に溶着したものである。
【０００３】
図２に、キャップ本体２２にガラスレンズ２６を溶着して形成するレンズキャップの従来の製造工程を示す。
Ｓ１０は、キャップ本体２２と球状に形成したガラス材とを組立治具に配置する工程である。図４(a)にカーボン治具３０に、球状に形成したガラス材３２とキャップ本体２２を配置した状態を示す。カーボン治具３０の底面にはガラス材３２を溶融してガラスレンズ２６の曲面形状に成形するための成形凹部３０ａが形成されている。
第１溶着（Ｓ１１）は、カーボン治具３０内でガラス材３２を溶融し、キャップ本体２２にガラスレンズ２６を溶着する工程である。図４(b)が、ガラスレンズ２６をキャップ本体２２に溶着した状態を示す。
【０００４】
第２溶着（Ｓ１３）は第１溶着によってキャップ本体２２に溶着されたガラスレンズ２６の曲面形状を規定値に補正するための処理である。第１溶着および第２溶着ともガラス材を溶融する温度まで加熱して行われる。Ｓ１２は第２溶着を行う前に、エアガンによりガラス表面を清浄にする工程である。
次いで、化学研磨処理（Ｓ１４）により、キャップ本体２２の表面に形成されている酸化被膜を除去する。この酸化被膜はキャップ本体２２にガラスレンズ２６を溶着するために設けられている。
【０００５】
第３溶着（Ｓ１６）は、化学研磨処理（Ｓ１４）を行った際にガラスレンズ２６の表面が化学的に荒らされることがあるため、加熱温度を第１溶着、第２溶着時よりもやや低く設定してガラスレンズ２６の表面のみを溶融し、ガラスレンズ２６の表面に生じている曇りなどを除去するための処理である。第３溶着（Ｓ１６）を行う前にもエアガンによってワークをエア吹き（Ｓ１５）する。
Ｓ１７は、最後にキャップ本体２２の表面にめっきを施す工程である。キャップ本体２２に施すめっきとしては、たとえば、無電解ニッケルめっき、電解ニッケルめっき等が行われる。Ｓ１８は製品をキャリアに収納する工程である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のレンズキャップの製造方法においては、図２に示すように第１、第２、第３溶着を経てレンズキャップが製造される。しかしながら、従来のレンズキャップの製造方法においては、キャップ本体２２に施すめっき（Ｓ１７）を、ガラスレンズの表面の曇り等を除くための第３溶着の後に行っているため、めっき処理の際に使用するアルカリ系の薬品等によってガラスレンズ２６の表面が侵されて曇りが生じたり、バレルめっきによってめっきすることから、ワークが互いに擦れ合ってガラスレンズ２６の表面に傷が生じたりするという問題があった。
【０００７】
このため、従来はレンズキャップを製造した後、製品検査を行って不良品を取り除いているが、近年は、レンズキャップの光学的特性の評価基準が厳しくなってきているため、ガラスレンズ２６の表面に生じた曇りや傷によって製品不良となりやすく、製品の歩留まりが非常に悪くなっている。
そこで、本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、ガラスレンズの表面に傷や曇り等がなく、光学的特性にすぐれた品質のよいレンズキャップを歩留まりよく生産することができ、かつレンズキャップを効率的に生産することができるレンズキャップの製造方法を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、キャップ本体に設けたレンズ装着孔にガラスレンズを気密に溶着して形成するレンズキャップの製造方法において、前記キャップ本体とガラス材とを治具内に配置して、前記ガラス材を加熱して溶融することにより所定の曲面形状にガラス材を成形するとともに、前記レンズ装着孔に気密にガラス材を溶着してキャップ本体にガラスレンズを設け、ガラス材の溶着用としてキャップ本体の表面にあらかじめ設けられていた酸化被膜を化学研磨により除去し、次に、キャップ本体にめっきを施した後、非酸化性雰囲気中において、ガラスレンズの表面の傷、曇りを除去する加熱処理を施して製品とすることを特徴とする。
また、前記レンズ装着孔に気密にガラス材を溶着する際に、レンズ装着孔にガラス材を溶着する第１溶着を行った後、レンズ装着孔に溶着されたガラス材を所定の曲面形状に修整する第２溶着を行うことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面にしたがって詳細に説明する。
図１は本発明に係るレンズキャップの製造方法を示す工程図である。以下、この製造工程にしたがってレンズキャップの製造方法について説明する。
まず、Ｓ１はキャップ本体とガラス材とを治具に配置する工程である。キャップ本体とガラス材とを治具に配置する方法は、前述した図４に示す方法と同様である。図４ではキャップ状に形成したキャップ本体２２を使用しているが、キャップ本体２２の形状、寸法、材質等はとくに限定されるものではない。ガラス材３２は図４(a)に示すように球状に形成したものを使用している。
【００１０】
なお、キャップ本体２２の内面および外表面にはあらかじめ酸化被膜が形成されている。酸化被膜は、キャップ本体２２を酸化雰囲気中で加熱することによって形成することができる。酸化被膜はキャップ本体２２の内面と外表面の全体に形成される。酸化被膜はキャップ本体２２に気密にガラス材３２を溶着しやすくするために設けるものである。
【００１１】
治具内にキャップ本体２２とガラス材３２を配置した後、第一溶着（Ｓ２）により、ガラス材３２が溶融する温度まで加熱し、キャップ本体２２にガラス材３２を溶着する。図４に示すように、ガラス材３２が成形凹部３０ａの内面形状にならって所定の曲面形状に成形される。実施形態の加熱温度は、ガラス材３２が溶融するように８５０℃に加熱した。
第２溶着（Ｓ４）はガラスレンズ２６を所定の曲面形状に補正する工程である。本実施形態ではこの第２溶着においても、ガラス材３２が溶融する８５０℃に加熱した。
【００１２】
本実施形態で第１溶着と第２溶着にわけてガラスレンズ２６を成形しているのは、ガラスレンズ２６を所定形状に精度よく形成するためである。したがって、第１溶着のみでガラスレンズ２６が精度よく成形できれば、第１溶着のみでガラスレンズの成形を終了しても良いし、第２溶着でも所定精度の成形ができない場合には、さらに成形操作を行ってもよい。このように、ガラスレンズ２６を所定の曲面形状に形成する操作は２回の処理操作に限定されるものではない。なお、第２溶着（Ｓ４）を行う前にエアガンによってワークをエア吹きし（Ｓ３）、ガラスレンズ２６の表面を清浄にする。
【００１３】
次に、化学研磨（Ｓ５）によりキャップ本体２２の内面および外表面に形成されている酸化被膜を除去する。ワークを化学研磨用の処理液に浸漬して酸化被膜を除去する。
化学研磨処理を行った後、本実施形態では第３溶着処理を行う前に、キャップ本体にめっき（Ｓ６）を施す。すでに、化学研磨を施して酸化被膜を除去しているから、キャップ本体には問題なくめっきを施すことができる。
なお、キャップ本体に施すめっきには、無電解ニッケルめっき、電解ニッケルめっき等の適宜めっきを選択することができる。キャップ本体にめっきを施す際は、従来と同様にバレルめっきによればよい。
【００１４】
従来のレンズキャップの製造方法においては、キャップ本体にめっきを施した後に第３溶着を行ったのに対して、本実施形態のレンズキャップの製造方法では、キャップ本体にめっきを施した後に、第３溶着（Ｓ７）を行うことが特徴的である。
第３溶着は、キャップ本体に溶着されているガラスレンズの表面を溶融して、ガラスレンズの表面に生じている傷や曇りを除去するための加熱処理である。第３溶着を行う場合は、図４(b)に示すように、キャップ本体２２を下向きにして治具内に配置し、ガラスレンズ２６の表面を加熱する。本実施形態では、第３溶着の加熱温度を７５０℃程度とした。このように、第３溶着処理ではワークがかなり高温に加熱されるから、キャップ本体に設けためっきが劣化したり、治具によってワークが汚れたりしないようにしなければならない。
【００１５】
このため、本実施形態では、第３溶着（Ｓ７）を行う際には、めっきが劣化しないよう、窒素ガス雰囲気等の非酸化性雰囲気中でワークを加熱すること、ワークを支持する治具として、金属系の材料によって形成した汚れが付着しにくい治具を使用する。
第３溶着処理は従来の製造方法と同様に、ガラスレンズの表面を溶融する処理であり、非酸化性雰囲気下で処理すること、清浄な治具を使用するといった他は従来と同様な操作によって第３溶着処理を行うことができる。
そして、めっき（Ｓ６）を行った後に、第３溶着処理する方法による場合は、化学研磨およびめっき処理の際にガラスレンズ２６の表面が化学的に荒れてしまったり、曇ったり、ワークが相互に擦れ合ってガラスレンズ２６の表面に傷がついてしまったりした場合でも、ガラスレンズ２６の表面が溶融されることによって曇りや傷を修整することが可能となる。
【００１６】
本実施形態において、めっき（Ｓ６）の後に第３溶着（Ｓ７）を行っているのは、化学研磨（Ｓ５）やめっき（Ｓ６）によってガラスレンズ２６が受ける損傷を第３溶着処理によって取り除くことができ、ガラスレンズ２６の光学的特性を十分に確保することができるからである。
実際、上記のようにめっき（Ｓ６）を施した後に第３溶着（Ｓ７）を行うことによって、化学研磨やめっきによってガラスレンズに生じた損傷をほぼ１００％解消することができる。これにより、レンズキャップの歩留まりを従来にくらべて大きく向上させることができる。
【００１７】
また、めっき（Ｓ６）の処理の際に、従来はガラスレンズ２６の表面が化学的な処理によって損傷を受けてしまうことから、前処理で使用する薬品などが制約され、十分な前処理ができない場合があるが、本実施形態のようにめっき後に第３溶着を行う方法によれば、めっきの際の前処理を十分に行うことができ、キャップ本体とめっき被膜との密着性を向上させることができて、めっきの品質を向上させることが可能になる。めっき被膜の品質を向上させることで、第３溶着の際にめっき被膜が劣化されにくくなるという利点もある。
【００１８】
また、本実施形態の方法によれば、化学研磨（Ｓ５）とめっき（Ｓ６）という化学的な処理については、引き続いた工程として行えるから、従来にくらべて化学研磨とめっきを効率的に行うことができる。また、第３溶着の処理が最終工程となるから、第３溶着の際にワークを支持していた治具から、そのまま収納用のキャリアへ製品を移載することが可能となり、製品の収納操作も容易になる。このように、本実施形態のレンズキャップの製造方法によれば、レンズキャップを製造する全体の工程が効率化され、生産効率を向上させることが可能となる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明に係るレンズキャップの製造方法によれば、上述したように、めっき工程の後にガラスレンズの表面の傷や曇りを除去する加熱処理を行うことによって、ガラスレンズの表面に生じる傷や曇りを解消して、光学的特性のすぐれた良好な品質のレンズキャップを製造することができる。また、生産工程を効率化することができレンズキャップの生産性を向上させることができる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレンズキャップの製造工程を示す説明図である。
【図２】従来のレンズキャップの製造工程を示す説明図である。
【図３】レンズキャップの構成を示す説明図である。
【図４】キャップ本体にガラスレンズを溶着する方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ ステム
１２ 光半導体素子
２０ レンズキャップ
２２ キャップ本体
２４ レンズ装着孔
２６ ガラスレンズ
３０ カーボン治具
３０ａ 成形凹部
３２ ガラス材

Claims (2)

1. キャップ本体に設けたレンズ装着孔にガラスレンズを気密に溶着して形成するレンズキャップの製造方法において、
   前記キャップ本体とガラス材とを治具内に配置して、前記ガラス材を加熱して溶融することにより所定の曲面形状にガラス材を成形するとともに、前記レンズ装着孔に気密にガラス材を溶着してキャップ本体にガラスレンズを設け、
   ガラス材の溶着用としてキャップ本体の表面にあらかじめ設けられていた酸化被膜を化学研磨により除去し、
   次に、キャップ本体にめっきを施した後、
   非酸化性雰囲気中において、ガラスレンズの表面の傷、曇りを除去する加熱処理を施して製品とすることを特徴とするレンズキャップの製造方法。
2. レンズ装着孔に気密にガラス材を溶着する際に、レンズ装着孔にガラス材を溶着する第１溶着を行った後、
   レンズ装着孔に溶着されたガラス材を所定の曲面形状に修整する第２溶着を行うことを特徴とする請求項１記載のレンズキャップの製造方法。

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