JPS62202565A - ウインドウキヤツプおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、光半導体装置などに用いられるウィンドウキ
ャップおよびその製造方法に関するものである。

〔従来技術およびその問題点〕

半導体レーザー装置、固体層像装置などにおいては、光
の通路に光透過用窓を設けたウィンドウキャップにより
素子を気密に１１じている。このウィンドウ１１？ツブ
は、金属枠に低融点ガラスによりガラス等からなる光透
過板を封着して光速適用窓を気密に封止する構造をなし
、金属枠には耐蝕性を向上させるべく、耐蝕めっきが施
される。

このウィンドウキャップの製造方法には、従来から前述
した耐蝕めっきを施ず工程順の相違に阜づく２秤類の方
法が提案されている。

そのうらの１つの方法は、従来から一般に行われており
金属枠の同着部に低融点ガラスを溶着し、ついでこの低
融点ガラスによって光透過板を封着して後、露出金属部
にめっきを施すものである。

他の方法は、その改善で金属枠の封着部に低融点ガラス
を溶るした段階ぐ金属枠の露出金属部にめっき・を施し
、最後に低融点ガラスにＪ：って光透過板を同着するも
のである。

ところでいずれの方法においても、金属枠への低融点ガ
ラスの濡れ性を向上させるため、あらかじめ金属枠表面
上に金ＩｉＩＭ化膜を形成してこの金ＪＦＣＭ化股上に
低融点ガラスを溶着するようにしている。したがって、
めつさ′の段階では逆に露出金属部の金属酸化膜を除去
ツる必要がある。

ところで、光透過板表面上には反射防止膜が施されてい
るが、この戻口・１防止膜や前述した低融点ガラスはそ
の成分上耐桑品性にはあまり優れていない。

このため、曲名のｒｙＪ造方法によるときは、前述した
金属酸化膜を除去する前処理液やめつ液中に半製品を浸
漬した際に、光透過板表面上の反射防止膜が侵されると
いう問題点がある。また、低融点ガラス表面上には光透
過板が封着されているから、低融点ガラス全体としての
変７１、劣化は比較的少ないが、低融点ガラス層の側壁
面は露出している関係上、この側壁面は前処理液やめっ
き液に侵され、表面が粉末化して液中または半導体装置
笠に組みイ；１けた後に剥げ落らるなどの問題点がある
。

このような異物は光透過板に付ぺして透過光を妨げたり
光を反射させるために光特性が＋ｔｔなわれ、製品の信
頼性な低下させる原因となる。

また後者の方法は、低融点ガラス層を完全露出させて前
述した前処理液やめっき液中に浸漬するものであるため
、低融点ガラスの変ＹＴ、劣化が著しい。１Ｓｒに前処
理液などによって低融点ガラス中の特定の成分が選択的
にエツチングされることによって、部分的に融点が上背
して光透過板の４・ｊン′１性を低下させるばかりか、
やはり成分の選択エツチングによって熱膨張係数が部分
的に変化づるなどして、光透過板を封着した際に、光透
過板に不均一な冷部応力が作用し、光透過板、特にその
周縁に微細なりラックを発生させる問題点がある。

また前処理液やめつき液は低融点ガラスにより汚染され
るために液の寿命が著しくう、０かくなる問題点がある
。

このＪ、うに、低融点ガラス層を露出させて前処理やめ
つき処理をすると前述した問題点が顕著に現われるから
、低融点ガラス層上に適当なレジスト俣ｙＭ腸を形成し
て、前処理がら挑う告帆郊を行うこと′ｔＪ試１メう社
でいる。

しかしなツメら、レジスト保護膜を低融点ガラスパター
ンに正確に一致させて設けるのは知しく、低融点ガラス
層の一部が露出すれば、低融点ガラス層が侵される前述
した問題点が／ｌじ、逆にオーバー波７１−４れば念屈
粋にめっきが施されない部位が生じ、耐蝕性に動点がぐ
る。さらに、レジ”スト保護膜の形成、剥離の［故が増
加し、被覆や剥離も完Ａ１！には行い難い。

このような従来のものにおける種々の問題点を克服し、
光透過板の封着性が良好であり、かつ低融点ガラスの変
質、劣化、反射防止膜の変Ｙ１、劣化などの問題点が解
決されて、安定した光特性や気密特性が発揮されるウィ
ントウキ１１ツブが本件出願の特許出願人により既に提
案されており、その要旨は、低融点ガラスを用いて光透
過用窓を金属枠に封むしたウィンドウキャップにおいて
、画工金属枠の同着部に、低融点ガラスよりも高融点腎
、かつ耐薬品性の浸れたガラス層を形成し、金声Ｈλの
席２））金属部にニッケル−２？ψ２Ｑ’８前記ガラス
層上に前記低遜点万う：Ｌ層を形成し、この低融点ガラ
スで＃記光透退板を１４るしｔこところにある。

ところで、低融点ガラス層を溶融して光透過板を封着す
るためには、約５００℃の温度にまで加熱することが必
要とされるが、この温度にまでニッケルーリンめっきを
加熱すると、このめっきが酸化してし：ｔい使用に耐え
なくなってしよう。そこで、前述した先願のものにおい
ては、低融点ガラス層上に光透過板を載置した半製品を
窒素雰囲気中において加熱するようにして酸化を防止し
ていた。

しかしながら、このように窒素雰囲気中において前述し
た半製品を加熱する場合、同一温度において空気中など
の酸化性雰囲気中より低融点ガラスの濡れ性がかなり悪
いため、光透過板の良好な封着性をうるためには酸化性
雰囲気中より０温で半製品を加熱しなければならない。

ところが、こβ加熱温度を高くすると、低融点ガラス中
の鉛などが蒸発して低融点ガラスが変質してしまい、光
透過板に微小クラックが発生するおそれがある。

〔発明の目的〕

本発明はこのような点にかんがみ、光透過板に微小クラ
ックが発生せず、しかも光透過板の封着性が良好で・、
安定し！５特竹が発揮されるウィンドウギャップおよび
その［Ｊｍ方法を提供することを目的と１Ｊる。

〔発明の概要〕

本発明のウィンドウ−ｔ　Ｉ−ツブは、低融点ガラスを
用いて光透過板を金属枠に封着したウィンドウキャップ
において、前記金属枠の封着部に形成された硬質ガラス
層と、前記金属枠の露出金属部に施されたニッケル−ボ
ロンめっきと、前記硬質ガラス層上に形成された低融点
ガラス層と、この低融点ガラス層上に封着された光透過
板とからなる。

また、本発明のウィンドウキャップの製造方法は、低融
点ガラスを用いて光透過板を金属枠に封着したウィンド
ウキャップの製造方法において、前記金属枠の１１着部
に硬質ガラス層を形成し、前記金属枠の露出金属部にニ
ッケル−ボロンめっきを施し、前記硬質ガラス層上に低
融点ガラス層を形成し、この低融点ガラス層上に光透過
板を［７し、酸化性雰囲気中において加熱して低融点ガ
ラス層を溶融し、この低融点ガラス層により光透過板を
気密に封着したことを特徴としている。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。

図は本発明に係るウィンド１クキヤツプ１０の断面図を
示すものであり、このウィンドウキャップ１０は、鉄−
ニッケルーコバルト合金などの金属により形成された金
属枠１２を右している。この金属枠１２は、下部開口１
２ａの外周にフランジ１２ｂが周設され全体としてハツ
ト（帽子）状をなしており、この金属枠１２の上９１２
Ｃには透孔１４が設置ノられている。前記金属枠１２の
上壁１２ｃの内面には前記透孔１４を覆う例えば硼珪逓
ガラス製ｆ、ｉどの光透過板１６が硬質ガラス層艶８お
よび低融点ガラス層２０を介して封着されブいる。：１
だ、前記金属枠１２の内面および外面の露出金属部には
、耐蝕めっき２２が施されている。

つぎに、前述したウィンドウ４ヤツプ１０の製造方法に
ついて説明する。

まず前述したごとく所定の形状に成形した金属枠１２を
酸系を含む雰囲気中で加熱し、金属枠１２の全表面に金
属酸化膜を形成する。

ついで、光透過板１６を封着ずべぎ、金属枠１２の透孔
１４の周縁部に硬質ガラス層１８を溶着する。

この硬質ガラス層１８としては、低融点ガラス層２０よ
りも高融点で、かつ耐薬品性の優れているガラス、例え
ば硼珪酸ガラスを用いる。硼珪酸ガラスを溶着するには
、ガラス粉末を溶剤で混練し、これを透孔１４の周縁部
に塗布し、溶剤を揮散させた後、約１０００℃に加熱し
て溶＠する。

これによって硬質ガラス層１８は念屈酸化膜となＫみ、
層状となって金属枠１２と完全に溶乞する。

つぎにこの段階で金属枠１２の露出金属部に耐重化、耐
熱性めっきたる耐蝕めつき２２を施すのである。

すなわち、めっき前処理液に金属枠１２を浸漬し、金Ｊ
ｉＩｉ酸化膜を除去した七で耐蝕めつき２２を施す。こ
の耐蝕めっき２２は、従来の方法と同様のニッケルーリ
ンめつぎを約４μＴｒＬ／Ｉｌ！シた上にニッケル−ボ
ロンめつぎを約４μＴｒＬ／１１！ｉシたものであるが
、このようにした耐蝕めつき２２は後述するように耐熱
性に優れている。

なお、前記硬質ガラス層１８は耐薬品性の優れたものを
使用しているから、めつぎ前処理液やめっき液に侵され
ることがない。

この１η、硬質ガラス￥！Ｊ１８上に、低融点ガラス粉
末を溶剤で混練したしのを塗イ５　シ、溶剤を揮散させ
た後溶着する。

この場合、ｖＪ！質ガラスＦＪ１８の融点は低融点ガラ
ス層２０のそれよりも高いから、硬質ガラス層１８を溶
融させることなく低融点ガラス層２０のついで、低融点
ガラス層２０上に光透過板１６を載置して空気中などの
酸化性雰囲気中において約４６０℃の温度で加熱すれば
、低融点ガラスのみが再溶融して良好に濡れ、光透過板
１６が気密に封着される。なお、この温度は、耐ｐ１め
つき２２の耐えうる範囲内４ｒので耐蝕めつき２２が酸
化するおそれがなく、良好な品質を維持できる。

また、前述した約４６０℃の温度で【ま低融点ガラス中
の鉛などが然発するおそれもないため低融点ガラスの変
質を防止づ゛ることができ、光透過板１６に微小クラッ
クが発生する事態を回避することができ、この点におい
ても品質の向上をはかることができる。

第１表は、前述した先願のものにおりるニッケルーリン
めっぎ（８μｍ）と本発明におけるニッケル−リンめっ
き（４μｍｒＬ）−ニッケル−ボロンめっき（４μｍ）
からなる耐蝕めつき２２の耐熱性をそれぞれ空気中で１
５分聞の加熱後に比較したものであるが、本発明におけ
る耐蝕めっき２２４ｋ　５５０℃近傍までの耐熱性を有
しており、４３６℃においても耐えることのできない従
来のものにＪ３ＧノるニッケルーリンめっきＪ：りはる
かに浸れているといえる。

第１表 また、第２表は、光透過板１６および低融点ガラス層２
０の溶４を窒素中で行なう先１１の５のと、空気中ひ行
なう本発明のものにおける光透過板１６の気密不良なら
びに微小クラックの発生率について示したものであるが
、微小クラックの発生率については両者どら各温度で同
様で、しかもそれぞれ１１温の方がイの発生率が高くな
っているものの、気密不良については本発明のものの方
がはるかに発生率が０（十シてａ３す、このことがら本
発明においては４６０℃においても気密特性に優れ、微
小クラックの発生もない溶着が可能となる。

なお、前述した実施例においでは、金属枠１２の内面な
らびに外面に施すめっきをニッケルーリンとニッケル−
ボロンの組合せとして説明したがニッケル−ボロンめっ
ぎを早強で行なってもよい。

また、高価とはイするが［１ジウムだ７などを必要に」
：り下地めっきとして施した金めつきを耐熱、耐酸化性
めっきとして施すこともできる。

なお、本発明は、金属枠１２の土壁１２Ｇの外面上に光
透過板１６を封着するタイプのウィンドウ１：Ｉ７ツブ
にし適用できることはもらろんである。

〔発明の効果〕

以上説明したＪ、うに、本発明に係るウィンドウキャッ
プおよびぞの製ｊΔ方法によれば、比較的低温での封４
がｉＩ能なので、光透過板に微小クラックが発生するこ
とがない。また、空気中などの酸化性雰囲気中で月６を
行ってもニッケル−ボロンめっきは酸化、変質等がなく
、低融点ガラスの良好な謂れ性により光ｊＡ通過板良好
な気密特性で封着することができるという優れた効果を
秦することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係るウィンドウキャップの実施例を示す縦
断面正面図である。 １０・・・ウィンドウＶヤップ、１２・・・金属枠、１
４・・・透孔、１Ｇ・・・光透過板、１８・・・硬！１
ガラス層、２０・・・低融点ガラス層、２２・・・耐蝕
めつさ。 図　　　　　　　　　　　　　面 第　　　１　　　図 ２ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）低融点ガラスを用いて光透過板を金属枠に封着した
   ウインドウキャップにおいて、前記金属枠の封着部に形
   成された硬質ガラス層と、前記金属枠の露出金属部に施
   されたニッケル−ボロンめつきと、前記硬質ガラス層上
   に形成された低融点ガラス層と、この低融点ガラス層上
   に封着された光透過板とからなるウインドウキャツプ。 ２）低融点ガラスを用いて光透過板を金属枠に封着した
   ウインドウキャップの製造方法において、前記金属枠の
   封着部に硬質ガラス層を形成し、前記金属枠の露出金属
   部にニッケル−ボロンめつきを施し、前記硬質ガラス層
   上に低融点ガラス層を形成し、この低融点ガラス層上に
   光透過板を載置し、酸化性雰囲気中において加熱して低
   融点ガラス層を溶融し、この低融点ガラス層により光透
   過板を気密に封着したことを特徴とするウィンドウキャ
   ップの製造方法。