WO2024070755A1 - ガラス製蓋部材の製造方法、ガラス製蓋部材、及びこの蓋部材を備えたパッケージ - Google Patents
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Abstract
ガラス製蓋部材４の製造方法は、マスキング部材２５を用いた成膜処理で枠部６の一方の表面６ｃにメタライズ層９を形成する成膜工程Ｓ１２２を備える。成膜工程Ｓ１２２で、枠部６の一方の表面６ｃと、その内側で連続する接続部８の一方の表面８ａとに向かい合う位置にマスキング部材２５の開口部２６を配置し、かつ開口部２６よりも外側でガラス製蓋部材４と向かい合う位置にマスキング部材２５の第一マスキング部２７、開口部２６よりも内側でガラス製蓋部材４と向かい合う位置にマスキング部材２５の第二マスキング部２８をそれぞれ配置した状態で成膜処理を行う。
Description
本発明は、ガラス製蓋部材の製造方法、ガラス製蓋部材、及びこの蓋部材を備えたパッケージに関し、特にガラス製蓋部材に対する成膜技術に関する。
例えばＬＥＤなどの発光素子を周囲の環境から保護する目的で、基板と、基板上の所定位置に配設される発光素子と、基板との間に発光素子を収容可能な空間を形成する蓋部材とを備えたパッケージと呼ばれる構造体が知られている。この種の構造体においては、発光素子が発した光を効率よく取り出すために、ガラス製の蓋部材をドーム形状に形成している（例えば、特許文献１を参照）。
一方で、ガラスは、他の物質との密着性に乏しいことから、接合面となるガラス製の蓋部材の表面と基板の表面にそれぞれメタライズ層（金属層）を設け、メタライズ層同士をはんだ等の接合材で接合してなる接合構造が提案されている（特許文献２を参照）。
ところで、上述した構造のパッケージについては、ガラス製の蓋部材と基板との間に形成される発光素子の収容空間を今まで以上に大きくとりたいといった要望が出てきている。その一方で、パッケージ全体のサイズは従来通りであるから、例えばドーム状をなすガラス製の蓋部材を基板に接合してなるパッケージの場合、蓋部材のドーム状をなす部分（ドーム部）を大きくする代わりに、ドーム部の周縁部を囲う枠部の幅方向寸法を縮小する必要が生じる（なお、ここでいう幅方向とは、枠部の長手方向及び厚み方向に直交する向きをいうものとする。以下、本明細書において同じ。）。上述したように一対の金属層間にはんだ層を介在させた接合構造をとる場合、枠部の表面に金属層を形成する必要があるが、あまりに枠部の幅方向寸法が小さいと、必要な大きさ（幅方向寸法）の金属層が形成できず、パッケージ内の気密性が低下するおそれが生じる。
以上の事情に鑑み、本発明は、発光素子の収容空間を従来よりも大きくしつつ、収容空間に対して良好な気密性を付与可能なガラス製蓋部材を提供することを、解決すべき技術課題とする。
前記課題の解決は、本発明に係るガラス製蓋部材の製造方法により達成される。すなわち、この製造方法は、発光素子を収容する空間を基体との間に形成するガラス製蓋部材であって、板状をなす枠部と、枠部の内側に位置しドーム状をなすドーム部と、枠部とドーム部とを接続する接続部とを一体に有するガラス製蓋部材の製造方法であって、マスキング部材を用いた成膜処理で枠部の一方の表面にメタライズ層を形成する成膜工程を備え、成膜工程で、平坦な形状をなす枠部の一方の表面と、その内側で連続する接続部の一方の表面とに向かい合う位置にマスキング部材の開口部を配置し、かつ開口部よりも外側でガラス製蓋部材と向かい合う位置にマスキング部材の第一マスキング部、開口部よりも内側でガラス製蓋部材と向かい合う位置にマスキング部材の第二マスキング部をそれぞれ配置した状態で成膜処理を行う点をもって特徴付けられる。
なお、本明細書でいう「接続部」とは、枠部の一方の表面と接する平坦面の法線方向に沿った断面で見た場合に、その内面が凸曲面状をなしている部分を意味する。また、本明細書でいう「ドーム部」とは、上記断面で見た場合に、その内面が全体として凹曲面状をなしている部分を意味する。また、本明細書でいう「平坦な形状をなす」とは、対象となる面の平面度が５０μｍ以下であることを意味する。
このように、本発明では、ガラス製蓋部材の枠部に対するメタライズ層の成膜処理に際し、枠部の一方の表面と、その内側で連続する接続部の一方の表面とに向かい合う位置にマスキング部材の開口部を配置した状態で、成膜処理を行うようにしたので、メタライズ層が枠部の表面からその内側で連続する接続部の表面にわたって形成される。これにより、枠部の幅方向寸法が所要のメタライズ層の形成に必要な幅方向寸法に足らない場合であっても、必要な幅方向寸法を確保することができる。よって、ドーム部を拡大して発光素子の収容空間を大きくした場合においても、良好な気密性を発光素子の収容空間に付与することが可能となる。
また、本発明に係るガラス製蓋部材の製造方法において、第二マスキング部からガラス製蓋部材に向けて突出した突出部を有するマスキング部材を用いて成膜処理を行ってもよい。
上述のようにガラス製蓋部材の枠部と接続部とに向かい合う位置にマスキング部材の開口部を配置した状態で成膜処理を行うことで、枠部の一方の表面だけでなく当該表面とその内側で連続する接続部の一方の表面にもメタライズ層が形成される。その一方で、開口部よりも内側でガラス製蓋部材と向かい合う位置には第二マスキング部が配置されるので、接続部の一方の表面のうち開口部と向かい合う領域のみにメタライズ層が形成されることが期待される。しかしながら、接続部の内面（一方の表面）は凸曲面状をなしていることから、上述のようにマスキング部材を配置した状態において、第二マスキング部２８の外側端部と接続部８の内面８ａとの間に無視できない大きさの隙間ｙが生じる（図１３を参照）。これでは、開口部を通じて接続部の一方の表面に供給された成膜材が第二マスキング部と接続部との隙間を介してドーム部の内側空間に侵入する事態が起こり得る。その結果、接続部の内面だけでなくこの接続部の内面と内側で連続するドーム部の内面にまで成膜材が付着する事態が懸念される。接続部の内面に比べてドーム部の内面は発光素子の光の取り出し効率により大きな影響を及ぼす部分であるから、ドーム部の内面にまで成膜材が付着することは光の取り出し効率の低下（例えば９０％未満）を招きかねない。
上述した問題点に対し、第二マスキング部からガラス製蓋部材に向けて突出した突出部を有するマスキング部材を用いて成膜処理を行うことによって、接続部と第二マスキング部の外側端部との隙間を介した成膜材の上記内側空間への侵入が突出部（特にその側面）によって阻まれる。よって、ドーム部の内面への成膜材の付着を可及的に防止して、ガラス製蓋部材（ドーム部）を介した光の取り出し効率を改善することが可能となる。
また、突出部を設ける場合、本発明に係るガラス製蓋部材の製造方法において、接続部の一方の表面と、その内側で連続するドーム部の一方の表面との境界又は当該境界よりも外側で突出部がガラス製蓋部材に最も接近するように、突出部を設けたマスキング部材を用いて成膜処理を行ってもよい。
このように突出部を設けることで、蓋部材と突出部との間に形成される隙間が最小となる部分を開口部に近づけることができるので、ドーム部の内側空間への成膜材の侵入をより効果的に防止できる。よって、ドーム部の内面に成膜材が付着する事態をより高確率で防止して、光の取り出し効率をさらに改善することが可能となる。
また、突出部を設ける場合、本発明に係るガラス製蓋部材の製造方法において、ドーム部と接続部の何れに対しても、突出部との間に隙間が生じるように、突出部を設けたマスキング部材を用いて成膜処理を行ってもよい。
枠部とドーム部とを有するガラス製蓋部材は、通常、加熱軟化による変形でドーム部を成形する。そのため、どうしても量産品においては、ドーム部や接続部の形状精度に相応のばらつきが生じる。この点、突出部を、ドーム部と接続部の何れに対しても突出部との間に隙間が生じるように突出部を設けることによって、ドーム部や接続部と突出部との干渉を回避して、特にドーム部の内面が傷つく事態を防止することが可能となる。
また、ドーム部及び接続部との間に隙間が生じるように突出部を設ける場合、本発明に係るガラス製蓋部材の製造方法においては、ドーム部と突出部との隙間と、接続部と突出部との隙間のうち最も小さい箇所の大きさが、ドーム部の内面高さの５％以上でかつ３０％以下であってもよい。
このように、上記隙間のうち最も小さい箇所の大きさを、ドーム部の内面高さの５％以上とすることで、ドーム部や接続部の形状精度のばらつきに関係なく、突出部との干渉を確実に回避することができる。また、上記隙間の最小値をドーム部の内面高さの３０％以下とすることで、上記隙間を介した成膜材の侵入を効果的に防止することができる。
また、突出部を設ける場合、本発明に係るガラス製蓋部材の製造方法においては、ドーム部を平面視した場合に、第二マスキング部の面積に対して突出部の面積が占める割合が５０％以上でかつ９０％以下であってもよい。
また、本発明に係るガラス製蓋部材の製造方法において、突出部は、第二マスキング部から立設する側面と、先端面とを有し、かつ側面と先端面との間に面取り部が設けられてもよい。
このように、突出部を構成する側面と先端面との間に面取り部を設けることによって、突出部の角部がガラス製蓋部材（接続部又はドーム部）と干渉する事態を回避できるので、突出部との隙間をより狭く設定することができる。よって、この構成によっても、ドーム部の内側空間への成膜材の侵入をより高確率で防止して、光の取り出し効率の更なる改善を図ることが可能となる。
また、本発明に係るガラス製蓋部材の製造方法において、突出部は、第二マスキング部から立設する側面と、先端面とを有し、かつ側面は、第二マスキング部から遠ざかるにつれてガラス製蓋部材の内側に移行する向きに傾斜してもよい。
このように、突出部を傾斜した側面と先端面とで構成することによって、接続部及びドーム部の内面と側面との隙間をその突出方向全域にわたって極力小さくすることができる。よって、この構成によっても、ドーム部の内側空間への成膜材の侵入をより高確率で防止して、光の取り出し効率の更なる改善を図ることが可能となる。
また、本発明に係るガラス製蓋部材の製造方法において、ドーム部を平面視した場合に、突出部は、ドーム部に倣った形状をなしてもよい。
このように突出部を構成することによって、突出部とガラス製蓋部材（接続部又はドーム部）との隙間をその全周にわたって詰めることができる。よって、ドーム部の内側空間への成膜材の侵入を漏れなく防止して、光の取り出し効率の改善を均等に図ることが可能となる。
また、本発明に係るガラス製蓋部材の製造方法において、突出部は、環状の壁部で構成されてもよい。
上述したように、第二マスキング部に突出部を設けるに際し、重要となるのは、突出部の側面で如何にして成膜材の内側空間への侵入を阻止するかという点にある。そのため、突出部を、環状の壁部で構成しても特に問題はない。
また、本発明に係るガラス製蓋部材の製造方法において、突出部は、突出部本体と、突出部本体よりも軟質の材料で形成され、突出部とドーム部との隙間と、突出部と接続部との隙間のうち最も小さい部分を構成する軟質部とを有してもよい。
このように突出部を構成することで、単一材料で突出部を含むマスキング部材を形成する場合よりも、突出部とガラス製蓋部材との最小隙間を小さくすることができる。よって、ドーム部の内側空間への成膜材の侵入をより高確率に防止して、光の取り出し効率の更なる改善を図ることが可能となる。また、上記構成によれば、ドーム部又は接続部と接触し得る部分はマスキング部材の本体（突出部本体）よりも軟らかい軟質部となるので、ドーム部又は接続部と突出部とが接触したとしても、ドーム部又は接続部を傷付けるおそれは極めて低い。また、仮に軟質部の一部がドーム部又は接続部に付着したとしても、洗浄することで容易に取り除くことができるため、特に問題はない。
また、本発明に係るガラス製蓋部材の製造方法において、メタライズ層は、互いに線膨張係数の異なる複数の金属層を積層してなるもので、枠部に近い金属層ほど線膨張係数が小さくなるように、成膜処理を行ってもよい。
このように、メタライズ層を複数の金属層を積層してなる構造とし、かつ枠部に近い金属層ほど線膨張係数が小さくなるようにすることで、例えばメタライズ層同士をはんだ等の接合材で接合して蓋部材と基体とを接合する際に枠部に生じる応力を効果的に緩和することが可能となる。
また、この場合、複数の金属層のうち最も枠部から遠い金属層の幅方向寸法が、残りの金属層の幅方向寸法よりも小さくなるように、成膜処理を行ってもよい。
このように、各金属層の幅方向寸法を調整することによっても、枠部に生じる応力を効果的に緩和することが可能となる。
また、前記課題の解決は、本発明に係るガラス製蓋部材によっても達成され得る。すなわち、この蓋部材は、発光素子を収容する空間を基体との間に形成するガラス製の蓋部材であって、板状をなす枠部と、枠部の内側に位置しドーム状をなすドーム部と、枠部とドーム部とを接続する接続部とを一体に有し、枠部の一方の表面と、その内側で連続する接続部の一方の表面とに跨ってメタライズ層が形成されている点をもって特徴付けられる。
このように、本発明では、ガラス製蓋部材の枠部に形成されるメタライズ層に関し、枠部の一方の表面と、その内側で連続する接続部の一方の表面とに跨ってメタライズ層が形成されるようにしたので、枠部の幅方向寸法が所要のメタライズ層の形成に必要な幅方向寸法に足らない場合であっても、メタライズ層の形成に必要な幅方向寸法を確保することができる。よって、ドーム部を拡大して発光素子の収容空間を大きくした場合においても、良好な気密性を発光素子の収容空間に付与することが可能となる。
本発明は、発光素子の収容空間を従来よりも大きくしつつ、収容空間に対して良好な気密性を付与可能なガラス製蓋部材を提供することを可能とするものであるから、例えば蓋部材と、発光素子と、基体とを備えたパッケージとして好適である。
以上より、本発明によれば、発光素子の収容空間を従来よりも大きくしつつ、収容空間に対して良好な気密性を付与可能なガラス製蓋部材を提供することが可能となる。
以下、本発明の第一実施形態を図１～図１３に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係るパッケージ１の斜視図である。また、図２は、図１に示すパッケージ１の平面図であり、図３は、図１に示すパッケージ１の断面図である。このパッケージ１は、例えば板状をなす基体２と、基体２上の所定位置に配設される発光素子３と、発光素子３を収容する空間を基体２との間に形成するガラス製の蓋部材４と、基体２と蓋部材４とを封止する封止部５とを備える。
基体２は、例えば板状をなし、所定の材料で形成される。ここで基体２に使用可能な材料として、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等のセラミックス、これらセラミックスとガラス粉末が混合焼結されてなるガラスセラミックス、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｏ合金、Ｃｕ－Ｗ合金、Ｋｏｖａｒ（登録商標）等の合金等を挙げることができる。もちろん、ここに挙げた材料は例示に過ぎず、任意の材料が適用可能である。
発光素子３は、基体２の第一主面２ａに固定されている。本実施形態では、発光素子３として紫外線照射用ＬＥＤが用いられている。もちろん、本発明に係る発光素子３は本実施形態に限定されない。
蓋部材４は、板状をなす枠部６と、枠部６の内側に位置し、枠部６の厚み方向一方側に膨出した形状をなすドーム部７と、枠部６とドーム部７とを接続する接続部８とを一体に有する。本実施形態において、枠部６とドーム部７と接続部８は同一の材料で一体に形成されている。
枠部６は、ドーム部７の周囲に位置し、総じて一定の厚み寸法を有する。もちろん、必要に応じて枠部６の厚み寸法をその長手方向（周方向）又は幅方向で変化させてもよい。ここで、枠部６の厚み寸法は、例えば０．０５ｍｍ以上でかつ２．０ｍｍ以下である。一方、枠部６の幅方向寸法（ここでは、厚み方向及び枠部６の長手方向に直交する向きをいう。）はその周方向位置によって異なり、本実施形態では、９０°位相ごとに幅狭部６ａと幅広部６ｂとが交互に設けられる形態をなしている（図２を参照）。
枠部６は、パッケージ１の外形、又はドーム部７の外形に準じた外形をなす。本実施形態では、矩形状の外形をなしている（図２を参照）。枠部６は、相対的に面積の大きな第一主面６ｃと、第一主面６ｃの反対側に位置する第二主面６ｄとを有する。ここで、第一主面６ｃが本発明に係る枠部６の一方の表面に相当する。本実施形態では、第一主面６ｃと第二主面６ｄはともに平坦状をなす。第一主面６ｃの表面粗さ（算術平均粗さ）Ｒａは、好ましくは１ｎｍ以下、より好ましくは０．５ｎｍ以下、更に好ましくは０．３ｎｍ以下である。第二主面６ｄの表面粗さＲａは、好ましくは１ｎｍ以下、より好ましくは０．５ｎｍ以下、更に好ましくは０．３ｎｍ以下である。
ドーム部７は、凹曲面状の内面７ａと、内面７ａに対応した凸曲面状の外面７ｂとを有する。本実施形態では、ドーム部７は半球状をなし、枠部６の中央位置に形成されている。ドーム部７の厚み寸法は一定であってもよく、位置によって変動してもよい。例えば、ドーム部７の基端部７ｃから頂部７ｄに向かうにつれて厚み寸法が減少するように、厚み寸法が変動してもよい。この場合、基端部７ｃの厚み寸法は、例えば０．１９ｍｍ以上でかつ１．９ｍｍ以下である。頂部７ｄの厚み寸法は、例えば０．１５ｍｍ以上でかつ１．０ｍｍ以下である。基端部７ｃの厚み寸法に対する頂部７ｄの厚み寸法の比は、０．０８以上でかつ０．９以下であり、好ましくは０．１以上でかつ０．８以下であり、より好ましくは０．２以上でかつ０．５以下である。
ドーム部７の外径寸法は、例えば２ｍｍ以上でかつ１５０ｍｍ以下である。ドーム部７の高さ寸法（ここでは枠部６の第一主面６ｃを含む仮想平面からドーム部７の頂部７ｄまでの最短距離）は、例えば０．５ｍｍ以上でかつ８０ｍｍ以下である。
内面７ａの表面粗さＲａは、１ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．５ｎｍ以下、さらに好ましくは０．３ｎｍ以下である。外面７ｂの表面粗さＲａは、１ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．５ｎｍ以下、さらに好ましくは０．３ｎｍ以下である。
接続部８は、凸曲面状の内面８ａと、内面８ａに対応した凹曲面状の外面８ｂとを有する。内面８ａはその外側（図４でいえば左側）で枠部６の第一主面６ｃと連続し、その内側（図４でいえば右側）でドーム部７の内面７ａと連続している。また、外面８ｂはその外側で枠部６の第二主面６ｄと連続し、その内側でドーム部７の外面７ｂと連続している。
内面８ａの曲率半径は、外面８ｂの曲率半径よりも大きいことが好ましい。内面８ａの曲率半径は、０．５ｍｍ以上でかつ５ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１ｍｍ以上でかつ４．０ｍｍ以下である。外面８ｂの曲率半径は、０．５ｍｍ以上でかつ５．０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１．０ｍｍ以上でかつ４．０ｍｍ以下である。内面８ａの表面粗さＲａは、好ましくは１．０ｎｍ以下、より好ましくは０．５ｎｍ以下、さらに好ましくは０．３ｎｍ以下である。外面８ｂの表面粗さＲａは、好ましくは１．０ｎｍ以下、より好ましくは０．５ｎｍ以下、さらに好ましくは０．３ｎｍ以下である。
上記構成の蓋部材４は、例えば平坦なガラス板の一部をドーム状に成形することによって得られる。蓋部材４に使用されるガラスは、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、石英ガラス、結晶化ガラスが好ましい。無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラスであれば、高い透過率と、成型時における高い加工性の両立が可能になる。また、石英ガラスであれば、成形時の加工性を維持しつつ、紫外域において、顕著に高い透過率を有することが可能になる。また、結晶化ガラスであれば、高い透過率と高い破壊強度の両立が可能になる。
ガラスが、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、又は無アルカリガラスの場合、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ2：５０～７５％、Ａｌ2Ｏ3：１～２５％、Ｂ2Ｏ3：０～３０％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ：０～２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：０～２０％を含有することが好ましい。ガラスの組成が上記の組成範囲内であれば、これらのガラス系に該当する。
結晶化ガラスの場合、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ2：６０～８０％、Ａｌ2Ｏ３：３～３０％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ：１～２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：５～２０％を含有し、β石英固溶体又はβスポジュメンがガラス内部から結晶として析出している低熱膨張結晶化ガラスであることが好ましい。ここで、低熱膨張とは、３０～３００℃の温度範囲において、熱膨張係数の値が、－１０×１０-7～２０×１０-7／℃であることを指す。
封止部５は、図３に示すように、蓋部材４の枠部６と基体２との間に形成される。本実施形態では、封止部５が枠部６の全周にわたって形成されている（図２を参照）。
図４に拡大して示すように、封止部５は、一対のメタライズ層９，１０と、接合部１１とで構成される。このうち一方のメタライズ層９は蓋部材４の枠部６の第一主面６ｃと、第一主面６ｃの内側で連続する接続部８の内面８ａとに跨って形成され、他方のメタライズ層１０は基体２の第一主面２ａ上に形成される。接合部１１をなす接合材１１ａは、例えば基体２に接合する前の蓋部材４に設けられる（図５及び図６を参照）。この場合、各メタライズ層９，１０と接合部１１は何れも枠部６の全周にわたって形成される。
一方のメタライズ層９は、例えば、互いに線膨張係数の異なる複数の金属層１２～１４を積層してなる。本実施形態では、積層状態にある三つの金属層１２～１４でメタライズ層９が構成されている。この場合、枠部６に最も近い第一金属層（下地層）１２と、第一金属層１２の次に枠部６に近い第二金属層（中間層）１３とが、枠部６の第一主面６ｃと接続部８の内面８ａとに跨って形成されている。また、枠部６に近い金属層ほど線膨張係数が小さくなるように、枠部６に最も近い第一金属層（下地層）１２、第一金属層１２の次に枠部６に近い第二金属層（中間層）１３、及び枠部６から最も遠い第三金属層（表層）１４の材質がそれぞれ選定される。ガラスは、金属に比べて線膨張係数が低いため、上述のように構成することで、枠部６に近い金属層ほどガラス製である枠部６に近い線膨張係数を示す分布をなす。
ここで、第一金属層１２に用いられる金属としては、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｔ等を挙げることができる。第二金属層１３に用いられる金属としては、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ等を挙げることができる。また、第三金属層１４に用いられる金属としては、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｐｔ等を挙げることができる。なお、各金属層１２～１４に用いられる金属は金属単体であってもよいし、合金であってもよい。
また、本実施形態のように、一方のメタライズ層９が三つの金属層１２～１４で構成される場合、第二金属層１３が最も厚く、第三金属層１４が次に厚く、第一金属層１２が最も薄いことが好ましい。具体的に、第一金属層１２の厚み寸法は、例えば０．０１μｍ以上でかつ０．３μｍ以下で、第二金属層１３の厚み寸法は、例えば０．３μｍ以上でかつ３．０μｍ以下で、第三金属層１４の厚み寸法は、０．１μｍ以上でかつ１．０μｍ以下であることが好ましい。
また、さらなる応力緩和の観点から、複数の金属層１２～１４のうち最も枠部６から遠い第一金属層１２の幅方向寸法を、残りの金属層（第二金属層１３と第三金属層１４）の幅方向寸法よりも小さくしてもよい。
上記構成のメタライズ層９（第一金属層１２、第二金属層１３、第三金属層１４）を枠部６の第一主面６ｃ上に形成する方法として、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンアシスト又はイオンプレーティングを用いた真空蒸着法、及びＣＶＤ法等の成膜法が挙げることができる。
以上、一方のメタライズ層９について説明したが、基体２の第一主面２ａに設けられる他方のメタライズ層１０についても、上記と同じ構成が採用可能である。すなわち、他方のメタライズ層１０は、基体２に最も近い第一金属層１５と、次に基体２に近い第二金属層１６と、基体２から最も遠い第三金属層１７とで構成される（図４を参照）。この場合、少なくとも第一金属層１５と第二金属層１６は、枠部６の第一主面６ｃと接続部８の内面８ａの一部と向かい合う領域に形成される。すなわち、枠部６の第一主面６ｃと、接続部８の内面８ａとに跨って形成される蓋部材４側のメタライズ層９の第一金属層１２及び第二金属層１３と幅方向で対応する領域に、基体２側のメタライズ層１０をなす第一金属層１５及び第二金属層１６が形成される。
図３及び図４に示すように、接合部１１は、一対のメタライズ層９，１０間に層状に形成されている。本実施形態のように、各メタライズ層９が三つの金属層１２～１４（１５～１７）で構成される場合、枠部６及び基体２から最も遠い第三金属層１４，１７にそれぞれ接するように、接合部１１が形成される。
接合部１１は、金属系の接合材１１ａ（図６を参照）で形成される。この接合材１１ａとしては、はんだ材やろう材として市販されるものを用いることができ、例えば、Ａｕ－Ｓｎ合金、Ｐｂ－Ｓｎ合金、Ａｕ－Ｇｅ合金等を挙げることができる。本実施形態では、接合部１１は、各メタライズ層９，１０の第三金属層１４，１７の幅方向寸法と同じ大きさに形成される。言い換えると、接合部１１の幅方向寸法を、各メタライズ層９，１０の第一金属層１２，１５及び第二金属層１３，１６の幅方向寸法よりも小さくしている。
次に、図１に示すパッケージ１の製造方法の一例について説明する。この製造方法は、基体２及び蓋部材４を準備する準備工程Ｓ１と、基体２と蓋部材４とを接合する接合工程Ｓ２とを備える。
準備工程Ｓ１は、他方のメタライズ層１０及び発光素子３を第一主面２ａに設けた状態の基体２を準備する基体準備工程Ｓ１１と、一方のメタライズ層９と接合材１１ａを枠部６の第一主面６ｃ側に設けた状態の蓋部材４を準備する蓋部材準備工程Ｓ１２とを有する。
基体準備工程Ｓ１１では、基体２の第一主面２ａにメタライズ層１０を形成した後に、第一主面２ａのメタライズ層１０で囲まれた領域に発光素子３を搭載する。
蓋部材準備工程Ｓ１２は、板状ガラスＧにドーム部７を成形して図３に示す形態の蓋部材４を製造する成形工程Ｓ１２１と、枠部６の第一主面６ｃ側に成膜処理を施してメタライズ層９を形成する成膜工程Ｓ１２２と、メタライズ層９に接合材１１ａを形成する接合材形成工程Ｓ１２３とを有する。
（Ｓ１２１）成形工程
図７は、蓋部材４にドーム部７を成形するための装置を示す。この成形装置１８は、板状ガラスＧを支持する支持台１９と、支持台１９に支持した板状ガラスＧに重ねて配置されるマスキング部材２０と、板状ガラスＧの一部を加熱するための加熱装置２１とを備える。さらに、成形装置１８は、支持台１９とマスキング部材２０とを互いに接近させる方向に押圧する押圧部材２２と、板状ガラスＧの一部に外力を加えるための外力発生装置２３とを備える。
図７は、蓋部材４にドーム部７を成形するための装置を示す。この成形装置１８は、板状ガラスＧを支持する支持台１９と、支持台１９に支持した板状ガラスＧに重ねて配置されるマスキング部材２０と、板状ガラスＧの一部を加熱するための加熱装置２１とを備える。さらに、成形装置１８は、支持台１９とマスキング部材２０とを互いに接近させる方向に押圧する押圧部材２２と、板状ガラスＧの一部に外力を加えるための外力発生装置２３とを備える。
支持台１９は、板状ガラスＧを支持する支持部１９ａと、支持部１９ａに囲まれる開口部１９ｂを有するとともに板状ガラスＧの一部の熱変形を許容する空間部１９ｃとを有する。支持台１９の支持部１９ａは、板状ガラスＧの主面（ここでは下面）を支持する。本実施形態において、開口部１９ｂは円形状をなしているが、例えば、三角形状、四角形状等の多角形状、楕円形状など成形すべきドーム部７の形状に応じて他の形状を選択することも可能である。
支持台１９の空間部１９ｃは、蓋部材４のドーム部７の全体を非接触の状態で成形可能に構成されている。支持台１９を構成する材料としては、例えば、金属、セラミックス等が挙げられる。
図７に示すように、マスキング部材２０は、貫通孔２０ａを有する。本実施形態において、貫通孔２０ａは円形状をなしているが、例えば、三角形状、四角形状等の多角形状、楕円形状など成形すべきドーム部７の形状に応じて他の形状を選択することも可能である。
支持台１９及びマスキング部材２０は、支持台１９の開口部１９ｂよりも内側に、マスキング部材２０の貫通孔２０ａが配置されるように構成されている。
支持台１９の開口部１９ｂの開口面積を１００％とした場合、マスキング部材２０の貫通孔２０ａの断面積は、９５％以下であることが好ましく、より好ましくは８０％である。貫通孔２０ａの少なくとも一部は、支持台１９の開口部１９ｂよりも１ｍｍ以上内側となるように配置されることが好ましく、３ｍｍ以上内側となるように配置されることがより好ましい。
マスキング部材２０は、６００℃において１［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］以下の熱伝導率を有する材料で形成されることが好ましい。マスキング部材２０の材料として、例えばセラミックスが好適である。マスキング部材２０の厚さは、１ｍｍ以上であることが好ましい。
加熱装置２１は、マスキング部材２０側から板状ガラスＧを加熱するように配置されている。本実施形態において、加熱装置２１は、板状ガラスＧに向けて過熱蒸気Ｓを供給する過熱蒸気供給装置である。なお、加熱装置２１の加熱方式は原則として任意であり、例えばバーナー等の火炎噴射による加熱であってもよいし、抵抗加熱であってもよいし、レーザー加熱であってもよい。また、加熱装置２１は、異なる加熱方式を組み合わせて構成したものであってもよい。
押圧部材２２は、例えば、マスキング部材２０を支持台１９に向けて押圧するように構成されている。押圧部材２２を押圧するための機構としては、例えば、流体シリンダ、直動アクチュエータ等が挙げられる。なお、押圧部材２２は、固定されたマスキング部材２０に対して支持台１９を押圧するように構成されてもよい。
外力発生装置２３としては、例えば、排気装置を用いることができる。排気装置は、支持台１９の空間部１９ｃに存在する気体を排出することで、支持台１９の空間部１９ｃを負圧にする。これにより、板状ガラスＧの一部が支持台１９の空間部１９ｃ内に吸引され、板状ガラスＧの一部の熱変形を促進することができる。排気装置としては、例えば、ベンチュリー機構を用いたポンプが好適である。
なお、外力発生装置２３は、排気装置に限らず、マスキング部材２０側から板状ガラスＧに向けて高圧ガスを噴射する高圧ガス発生装置であってもよい。これにより、板状ガラスＧが支持台１９の空間部１９ｃに向けて加圧されることで、板状ガラスＧの熱変形を促進することができる。また、ポンプと高圧ガス発生装置とを併用して、板状ガラスＧの熱変形を促進してもよい。
上記構成の成形装置１８による蓋部材４の成形は、例えば以下のようにして行われる。
図７に示すように、まず支持台１９上に板状ガラスＧを載置すると共に、載置した板状ガラスＧ上の所定位置にマスキング部材２０を重ねて配置する。然る後、押圧部材２２により、支持台１９とマスキング部材２０とを互いに接近させる向きに押圧する。これにより、支持台１９とマスキング部材２０との間で挟まれた板状ガラスＧの位置ずれを抑えることができる。
次に、加熱装置２１を用いてマスキング部材２０側から板状ガラスＧを加熱する。具体的には、加熱装置２１から過熱蒸気Ｓを板状ガラスＧのうちマスキング部材２０でマスキングされていない領域（貫通孔２０ａから露出している領域）に向けて供給することで、当該領域が加熱されて下方に向けて変形し、ドーム部７が成形される（図７中、二点鎖線で示す状態）。
また、マスキング部材２０の貫通孔２０ａを、支持台１９の開口部１９ｂよりも内側に配置した状態で板状ガラスＧを加熱することで、ドーム部７の周囲に接続部８を成形することができる。
なお、上述のようにして板状ガラスＧを熱変形させる際、板状ガラスＧの熱変形後の形状に即した成形面２４を設けてもよい。すなわち、図８に示すように、例えば成形すべきドーム部７の外面７ｂ及び接続部８の外面８ｂに準じた形状をなす成形面２４を支持台１９と一体に設け、板状ガラスＧを加熱することにより、板状ガラスＧを成形面２４に倣った形状に熱変形させてもよい。このようにすることで、ドーム部７及び接続部８の成形精度を高めることが可能となる。
上述した成形工程Ｓ１２１は、一つの蓋部材４に対応する板状ガラスＧに対して個別に実施してもよいし、あるいは、複数の蓋部材４に対応する板状ガラスＧに対してまとめて実施してもよい。後者の場合、図９に示すように、一枚の板状ガラスＧに対して複数のドーム部７が成形されたものが得られる。この場合、個々の蓋部材４同士は枠部６となる部分を介して互いにつながった状態にある。
（Ｓ１２２）成膜工程
この工程Ｓ１２２では、蓋部材４の枠部６の第一主面６ｃと、その内側で連続する接続部８の一方の内面８ａとに向かい合う位置にマスキング部材２５の開口部を配置した状態で、蓋部材４に対して成膜処理を施すことにより、蓋部材４にメタライズ層９を形成する。
この工程Ｓ１２２では、蓋部材４の枠部６の第一主面６ｃと、その内側で連続する接続部８の一方の内面８ａとに向かい合う位置にマスキング部材２５の開口部を配置した状態で、蓋部材４に対して成膜処理を施すことにより、蓋部材４にメタライズ層９を形成する。
図１０は、本実施形態に係るマスキング部材２５の平面図、図１１は、図１０に示すマスキング部材２５の拡大平面図である。これらの図に示すように、本工程Ｓ１２２では、開口部２６、第一マスキング部２７、第二マスキング部２８、及び突出部３０を有するマスキング部材２５を用いて、蓋部材４の枠部６及び接続部８の一部にメタライズ層９を構成する複数（本実施形態では三つ）の金属層１２～１４を形成する。
本実施形態では、マスキング部材２５は、成形工程Ｓ１２１で得られた板状ガラスＧの形態に応じた形態をなす。すなわち、図９に示すように、成形工程Ｓ１２１を経た後の板状ガラスＧが、所定間隔おきに複数のドーム部７を整列配置してなる形態を採る場合、マスキング部材２５は、各ドーム部７に対応する位置に複数の開口部２６と第二マスキング部２８、及び突出部３０を整列配置してなる（図１０を参照）。
ここで、一個の蓋部材４に対応する部分（図１１を参照）についてみると、開口部２６は、成形工程Ｓ１２１で成形したドーム部７の基端部７ｃの形態に準じた形状をなしている。本実施形態のようにドーム部７が半球状をなす場合、開口部２６は真円状をなす。また、開口部２６のサイズ（外径寸法）は、ドーム部７の基端部７ｃの外径寸法に略等しい。開口部２６の外側には第一マスキング部２７が設けられると共に、開口部２６の内側には第二マスキング部２８が設けられる。第一マスキング部２７と第二マスキング部２８とは連結部２９を介して連結されている。第二マスキング部２８の蓋部材４側には、第二マスキング部２８から突出する突出部３０が設けられている。
図１２は、一つの蓋部材４に対応する部分について、図１０に示す板状ガラスＧに図１１に示すマスキング部材２５を重ねて配置した状態を示している。図１２に示すように、開口部２６は、枠部６の第一主面６ｃの一部（内側部分）と、第一主面６ｃの内側で連続する接続部８の内面８ａの一部（外側部分）とに向かい合う位置に配置されている。
枠部６の第一主面６ｃのうち開口部２６と向かい合う部分よりも外側の領域と向かい合う位置に第一マスキング部２７が配置されている。図１２では、ともに平坦な第一主面６ｃと第一マスキング部２７の表面とが当接している。接続部８の内面８ａのうち開口部２６と向かい合う部分よりも内側の領域、及び、ドーム部７の内面７ａと向かい合う位置に第二マスキング部２８が配置されている。これにより、開口部２６と向かい合う部分を除き、枠部６の第一主面６ｃ、接続部８の内面８ａ、及びドーム部７の内面７ａが第一マスキング部２７と第二マスキング部２８とでマスキングされた状態となる。
突出部３０は、本実施形態では、直方体形状をなし、第二マスキング部２８の表面から立設した複数の側面３０ａと、各側面３０ａとその先端側で連続し平坦な形状をなす先端面３０ｂとを有する。各側面３０ａと先端面３０ｂとの間には角部３０ｃが設けられている。
突出部３０が上記構成をとる場合、接続部８の内面８ａ又はドーム部７の内面７ａと突出部３０の角部３０ｃとの間に、最小隙間ｘ１が形成される（図１３を参照）。本実施形態では、ドーム部７の内面７ａと突出部３０の角部３０ｃとの間に、最小隙間ｘ１が形成されている。ここで、最小隙間ｘ１は、ドーム部７の内面高さ（ここでは枠部６の第一主面６ｃと接する仮想平面と頂部７ｄの内面７ａとの最短距離）の５％以上でかつ３０％以下であることが好ましい。最小隙間ｘ１が内面高さの５％以上あれば、角部３０ｃとドーム部７又は接続部８との干渉を高確率で防止できる。また、最小隙間ｘ１が内面高さの３０％以下であれば、成膜材ｍ（図１３を参照）が最小隙間ｘ１を通過する事態を効果的に防止することができる。同様の観点で、ドーム部７を平面視した場合に、第二マスキング部２８の面積に対して突出部３０の面積が占める割合が５０％以上でかつ９０％以下であることが好ましい。
なお、上記実施形態のように、接続部８の内面８ａとドーム部７の内面７ａとの境界よりも内側で突出部３０との間に最小隙間ｘ１が形成されるように、マスキング部材２５を配置した場合、角部３０ｃとドーム部７又は接続部８との干渉を防止しやすい。また、突出部３０の高さや形状を容易に変更できる。
上記構成のマスキング部材２５を用いた成膜処理（例えばスパッタリング法による成膜処理）により最初に第一金属層１２を形成する。この場合、第一金属層１２を構成する金属に対応した成膜材ｍを用いることで、所定金属からなる第一金属層１２が、枠部６の第一主面６ｃと接続部８の内面８ａのうち開口部２６と向かい合う部分に形成される。
また、上記成膜処理時、成膜材ｍは開口部２６を通じて枠部６の第一主面６ｃ及び接続部８の内面８ａに供給される。この際、凸曲面状をなす接続部８の内面８ａと、第二マスキング部２８の外側端部の表面との間には、無視できない大きさの隙間ｙが存在している（図１３を参照）。そのため、開口部２６を通じて供給された成膜材ｍがこの隙間ｙを通じて、より内側の空間に侵入する事態を招き得る。本工程Ｓ１２２において、第二マスキング部２８から蓋部材４側に向けて突出部３０が突出している。そのため、隙間ｙを通じて接続部８の内側空間に侵入した成膜材ｍの更なる内側への侵入は、突出部３０によって阻まれる。図１３に示す形態の場合、主に突出部３０の側面３０ａによって成膜材ｍの侵入が防止される。
上述のようにして、枠部６の第一主面６ｃ及び接続部８の内面８ａに第一金属層１２を形成した後、上記構成のマスキング部材２５を用いた成膜処理により第二金属層１３を形成する。この場合、第二金属層１３を構成する金属に対応した成膜材ｍを用いることで、所定金属からなる第二金属層１３が、第一金属層１２の露出表面（蓋部材４とは反対側の表面）に形成される。この際、例えば第一金属層１２の成膜処理時と同じ幅方向寸法の開口部２６を有するマスキング部材２５を用いることで、第一金属層１２と同じ幅方向寸法でかつ第一金属層１２とその幅方向全域で重なり合った状態の第二金属層１３が形成される（図６を参照）。
また、第二金属層１３の成膜処理時においても、成膜材ｍが接続部８と第二マスキング部２８との隙間ｙを通じて、より内側の空間に侵入する事態が懸念されるが、第二マスキング部２８から蓋部材４側に向けて突出部３０が突出していることにより、成膜材ｍの更なる内側への侵入は、突出部３０によって阻まれる。
上述のようにして第一金属層１２の表面に第二金属層１３を形成した後、上記構成のマスキング部材２５を用いた成膜処理により第三金属層１４を形成する。この場合、第三金属層１４を構成する金属に対応した成膜材ｍを用いることで、所定金属からなる第三金属層１４が、第二金属層１３の露出表面（第一金属層１２とは反対側の表面）に形成される。この際、例えば第二金属層１３の成膜処理時よりも幅方向寸法の小さい開口部２６を有するマスキング部材２５を用いることで、第二金属層１３とその幅方向一部で重なり合った状態の第三金属層１４が形成され、これにより三つの金属層１２～１４が積層された状態の一方のメタライズ層９が形成される（図６を参照）。
また、第三金属層１４の成膜処理時においても、第二マスキング部２８から蓋部材４側に向けて突出部３０が突出していることにより、成膜材ｍの更なる内側への侵入は、突出部３０によって阻まれる。
（Ｓ１２３）接合材形成工程
この工程Ｓ１２３では、成膜工程Ｓ１２２で形成した一方のメタライズ層９の表面に接合部１１（図３を参照）の接合材１１ａを形成する。本実施形態では、一方のメタライズ層９を構成する三つの金属層１２～１４のうち最も枠部６から遠い位置の第三金属層１４の露出表面（第二金属層１３と反対側の表面）に接合材１１ａを形成する（図６を参照）。接合材１１ａは、例えばペーストの状態で第三金属層１４に重ねるように塗布することで形成される。この際、塗布の具体的手段として、マスクを用いた印刷法（スクリーン印刷法）、ディスペンサを用いた塗布法等が挙げられる。接合材１１ａは、上記の方法に限らず、例えば、予め金属系接合材を所定の枠形状に形成したものを、第三金属層１４に重なるように配置してもよい。以上より、複数の蓋部材４に対応する枠部６の第一主面６ｃに対して第一金属層１２、第二金属層１３、第三金属層１４、及び接合材１１ａが形成された状態の板状ガラスＧが得られる。
この工程Ｓ１２３では、成膜工程Ｓ１２２で形成した一方のメタライズ層９の表面に接合部１１（図３を参照）の接合材１１ａを形成する。本実施形態では、一方のメタライズ層９を構成する三つの金属層１２～１４のうち最も枠部６から遠い位置の第三金属層１４の露出表面（第二金属層１３と反対側の表面）に接合材１１ａを形成する（図６を参照）。接合材１１ａは、例えばペーストの状態で第三金属層１４に重ねるように塗布することで形成される。この際、塗布の具体的手段として、マスクを用いた印刷法（スクリーン印刷法）、ディスペンサを用いた塗布法等が挙げられる。接合材１１ａは、上記の方法に限らず、例えば、予め金属系接合材を所定の枠形状に形成したものを、第三金属層１４に重なるように配置してもよい。以上より、複数の蓋部材４に対応する枠部６の第一主面６ｃに対して第一金属層１２、第二金属層１３、第三金属層１４、及び接合材１１ａが形成された状態の板状ガラスＧが得られる。
なお、図示は省略するが、第一金属層１２の成膜処理の前に、枠部６の第一主面６ｃに対し、酸化シリコン膜と酸化ハフニウム膜とが交互に積層形成されてなる緩衝膜を形成してもよい。これにより、枠部６の第一主面６ｃに近い方から緩衝膜、第一金属層１２、第二金属層１３、及び第三金属層１４が形成された蓋部材４（板状ガラスＧ）が得られる。なお、緩衝膜を形成する方法としては、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンアシスト又はイオンプレーティングを用いた真空蒸着法、及びＣＶＤ法の成膜法が適用可能である。
（Ｓ２）接合工程
接合工程Ｓ２は、一方のメタライズ層９（第三金属層１４）の表面に枠状に形成された接合材１１ａを加熱する加熱工程Ｓ２１と、加熱後の接合材１１ａを冷却する冷却工程Ｓ２２とを有する。
接合工程Ｓ２は、一方のメタライズ層９（第三金属層１４）の表面に枠状に形成された接合材１１ａを加熱する加熱工程Ｓ２１と、加熱後の接合材１１ａを冷却する冷却工程Ｓ２２とを有する。
（Ｓ２１）加熱工程
加熱工程Ｓ２１では、複数の蓋部材４を有する板状ガラスＧをリフロー炉等の加熱装置を用いて加熱することで、接合材１１ａを溶融させる。この加熱処理は、基体２上に形成された第三金属層１７（図４を参照）を、蓋部材４側に形成した接合材１１ａに当接させた状態で、好ましくは圧接させた状態で行われる。加熱工程Ｓ２１は、例えば、加熱装置内の空間に窒素を充填した状態で実施してもよい。蓋部材４（板状ガラスＧ）は、例えば３００℃以上の温度に加熱される。
加熱工程Ｓ２１では、複数の蓋部材４を有する板状ガラスＧをリフロー炉等の加熱装置を用いて加熱することで、接合材１１ａを溶融させる。この加熱処理は、基体２上に形成された第三金属層１７（図４を参照）を、蓋部材４側に形成した接合材１１ａに当接させた状態で、好ましくは圧接させた状態で行われる。加熱工程Ｓ２１は、例えば、加熱装置内の空間に窒素を充填した状態で実施してもよい。蓋部材４（板状ガラスＧ）は、例えば３００℃以上の温度に加熱される。
（Ｓ２２）冷却工程
冷却工程Ｓ２２では、加熱工程Ｓ２１で溶融させた接合材１１ａを冷却する。これにより、接合材１１ａが蓋部材４側の第三金属層１４と基体２側の第三金属層１７の双方に密着した状態で固化し、第三金属層１４，１７同士を接合する接合部１１が形成される（図６を参照）。また、この接合部１１が枠部６の全周にわたって形成されることで、封止部５が形成される。
冷却工程Ｓ２２では、加熱工程Ｓ２１で溶融させた接合材１１ａを冷却する。これにより、接合材１１ａが蓋部材４側の第三金属層１４と基体２側の第三金属層１７の双方に密着した状態で固化し、第三金属層１４，１７同士を接合する接合部１１が形成される（図６を参照）。また、この接合部１１が枠部６の全周にわたって形成されることで、封止部５が形成される。
本実施形態では、最後に、板状ガラスＧを所定の切断線（図示は省略）に沿って切断することにより、気密性が保たれた複数のパッケージ１が完成する。
以上述べたように、本実施形態に係るガラス製の蓋部材４及びその製造方法では、蓋部材４の枠部６に対する一方のメタライズ層９の成膜処理に際し、一方のメタライズ層９が枠部６の第一主面６ｃからその内側で連続する接続部８の内面８ａにわたって形成されるようにした。これにより、幅狭部６ａのように枠部６の幅方向寸法が所要のメタライズ層９の形成に必要な幅方向寸法に足らない場合であっても、接続部８側にメタライズ層９を延長することによって、必要な幅方向寸法を確保することができる。よって、ドーム部７を拡大して発光素子３の収容空間を大きくした場合においても、良好な気密性を発光素子３の収容空間に付与することが可能となる。
また、本実施形態では、第二マスキング部２８から蓋部材４に向けて突出した突出部３０を有するマスキング部材２５を用いて成膜処理を行うようにしたので、接続部８と第二マスキング部２８の外側端部との隙間ｙを介した成膜材ｍの内側空間への侵入が突出部３０（特にその側面３０ａ）によって阻まれる（図１３を参照）。よって、ドーム部７の内面７ａへの成膜材ｍの付着を可及的に防止して、ガラス製蓋部材４（の特にドーム部７）を介した光の取り出し効率を改善することが可能となる。本実施形態に係る蓋部材４を備えたパッケージ１における光の取り出し効率は、例えば９２％以上である。なお、光の取り出し効率は、光の全放射束の比率とした。具体的には、光源に蓋部材を被せない状態で測定した全放射束を１００％とした場合に対し、蓋部材を被せた状態で測定した全放射束の百分率として光の取り出し効率を評価した。全放射束は、積分球により集光した光を分光器に取り出すことで測定を行った。
以上、本発明の第一実施形態を説明したが、本発明に係る蓋部材とこの蓋部材を備えたパッケージ、並びに蓋部材の製造方法とこの蓋部材を備えたパッケージの製造方法は、上記実施形態には限定されることなく、本発明の範囲内で種々の形態を採ることが可能である。
図１４は、本発明の第二実施形態に係るマスキング部材２５の断面図を示している。この図に示すように、本実施形態に係る突出部４０は、第一実施形態に係る突出部３０とは異なる形態をなしている。具体的に、この突出部４０は、第二マスキング部２８から立設する側面４０ａと、先端面４０ｂとを有するもので、側面４０ａは、第二マスキング部２８から遠ざかるにつれて蓋部材４の内側に移行する向きに傾斜している。このように突出部４０を構成することで、第二マスキング部２８から側面３０ａが垂直に立設している場合（図１２を参照）と比べて、側面４０ａ全体を蓋部材４側に近づけることができる。これにより接続部８の内面８ａ及びドーム部７の内面７ａと側面４０ａとの隙間をその突出方向全域にわたって極力小さくすることができるので、ドーム部７の内側空間への成膜材ｍの侵入をより高確率で防止して、光の取り出し効率の更なる改善を図ることが可能となる。
また、上述した実施形態においては、突出部３０，４０の側面３０ａ，４０ａと、先端面３０ｂ，４０ｂとの間に角部３０ｃ，４０ｃが設けられた場合を例示したが、もちろん、これには限られない。図１５は、その一例（本発明の第三実施形態）に係るマスキング部材２５の断面図を示している。この図に示すように、本実施形態に係る突出部５０は、第二マスキング部２８から立設する側面５０ａと、先端面５０ｂとを有し、かつ側面５０ａと先端面５０ｂとの間に面取り部５０ｃが設けられている。
このように、突出部５０を構成する側面５０ａと先端面５０ｂとの間に面取り部５０ｃを設けることによって、突出部５０の角部がガラス製の蓋部材４（接続部８又はドーム部７）と干渉する事態を回避できるので、蓋部材４と突出部５０との最小隙間（この場合、ドーム部７の内面７ａと突出部５０の面取り部５０ｃとの隙間）をより狭く設定することができる。よって、ドーム部７の内側空間への成膜材ｍの侵入をより高確率で防止して、光の取り出し効率の更なる改善を図ることが可能となる。
なお、図１５では、直方体形状（断面矩形状）をなす突出部５０の角部に面取り部５０ｃを設けた場合を示したが、もちろんこれは例示に過ぎない。例えば図１４に示すように、側面４０ａが第二マスキング部２８から遠ざかるにつれて蓋部材４の内側に移行するように傾斜する突出部４０の角部４０ｃに面取り部を設けてもよい。要は、所定の角度をもって隣接する側面と先端面との間の角部であれば、突出部全体としての形状に関係なく面取り部を設けることが可能である。
また、上述したように、突出部が複数の平面で構成される場合、三つの平面で構成される角部に面取り部を設けてもよい。本発明の第一実施形態に係る突出部３０の場合であれば、図示は省略するが、周方向で隣接し互いに直交する側面３０ａ，３０ａと、先端面３０ｂとの間に形成される角部（点状の角部）に面取り部を設けてもよい。
また、以上の説明では、突出部３０～５０は、何れも中実の柱状をなす場合を例示したが、もちろん、突出部の形態はこれには限られない。例えば図１６に示すように、突出部６０を、環状の壁部６１で構成してもよい（本発明の第四実施形態）。
図１７は、本発明の第五実施形態に係るマスキング部材２５の要部拡大平面図を示している。このマスキング部材２５には、平面視した状態で、ドーム部７に倣った形状をなす突出部７０が設けられている。図１７に示す突出部７０は、平面視した状態でその外形が真円状をなすドーム部７に倣って真円柱状をなしている。
あるいは、図示は省略するが、ドーム部７が、平面視した状態で、互いに平行又は直交する直線状の四つの辺部を有し、各辺部の間を円弧状の角部でつないだ形態をなす場合、突出部８０を、図１８に示すように、上述したドーム部７の外形に倣った形状としてもよい。
このように突出部７０，８０を構成することによって、突出部７０，８０と蓋部材４の接続部８又はドーム部７との隙間をその全周にわたって詰めることができる。よって、ドーム部７の内側空間への成膜材ｍの侵入を漏れなく防止して、光の取り出し効率の改善を均等に図ることが可能となる。
また、上記実施形態では、接続部８の内面８ａとドーム部７の内面７ａとの境界よりも内側で突出部３０との間に最小隙間ｘ１が形成されるように、マスキング部材２５を配置した場合を例示したが（図１２、図１３を参照）、もちろん、これ以外の形態をとることも可能である。図１９は、本発明の第七実施形態に係るマスキング部材２５の要部拡大断面図を示している。このマスキング部材２５は、接続部８の内面８ａとドーム部７の内面７ａとの境界（図１９でいえば接続部８の内面８ａを表す曲線と、ドーム部７の内面７ａを表す曲線との変曲点）よりも外側で突出部８０との間に最小隙間ｘ２が形成されるように構成されている。より具体的には、ドーム部７の内面７ａと、突出部８０の側面８０ａと先端面８０ｂとの間の角部８０ｃとの間に最小隙間ｘ２が形成されるように、マスキング部材２５が構成並びに配置されている。
このように突出部８０を設けることで、ドーム部７の内側空間への成膜材ｍの侵入をより効果的に防止できるので、ドーム部７の内面７ａに成膜材ｍが付着する事態をより高確率で防止して、光の取り出し効率をさらに改善することが可能となる。
もちろん、図示は省略するが、接続部８の内面８ａとドーム部７の内面７ａとの境界で、蓋部材４と突出部３０との間に最小隙間が形成されるように、マスキング部材２５を配置（構成）してもよい。
また、以上の説明では、突出部３０～８０をマスキング部材２５の一部としてマスキング部材２５の残部と同じ材料で一体的に形成した場合を例示したが、もちろんこれ以外の形態をとることも可能である。図２０は、本発明の第八実施形態に係るマスキング部材２５の断面図を示している。このマスキング部材２５は、突出部９０を有し、突出部９０は、突出部本体９５と、少なくとも突出部本体９５とドーム部７又は接続部８との間に配設される軟質部１００とを有する。ここで、軟質部１００は、突出部本体９５よりも軟質（硬度が低い）材料で形成される。通常、突出部本体９５を含むマスキング部材２５は、ステンレスやＹＥＦ４２などの金属で形成される。これに対して、軟質部１００は、例えば金属よりも硬度の低い材料である樹脂（合成樹脂）で形成され、好ましくは、成膜処理時の温度環境を考慮して、耐熱性を有する樹脂で形成される。具体例としてシリコーンを挙げることができる。
本実施形態では、突出部本体９５は柱形状をなし、軟質部１００は、突出部９０が全体として錐台（円錐や角錐などの錐体から当該錐体に相似な小錐体を取り除いたもの）形状となるように突出部本体９５の側面９５ａを覆うように配設される。この場合、軟質部１００は、突出部９０の斜面９０ａを構成している。本実施形態では、接続部８の内面８ａとの間に最小隙間ｘ１が形成されるように、軟質部１００で形成された斜面９０ａの位置及び角度が設定される（図２１を参照）。言い換えると、突出部９０のうち少なくとも接続部８の内面８ａとの距離が最小となる部分が軟質部１００で構成されている。
このように突出部９０を構成することで、単一材料で突出部３０～８０を含むマスキング部材２５を形成する場合よりも、最小隙間ｘ１を小さくすることができる。よって、ドーム部７の内側空間への成膜材ｍの侵入をより高確率に防止して、光の取り出し効率の更なる改善を図ることが可能となる。本実施形態に係る蓋部材４を備えたパッケージにおける光の取り出し効率を第一実施形態と同じ手法で検証したところ、光の取り出し効率は９３．５％であった。
また、この場合、ドーム部７又は接続部８と接触し得る部分は軟質部１００となるので、ドーム部７又は接続部８と突出部９０とが接触したとしても、ドーム部７又は接続部８を傷付けるおそれは極めて低い。また、仮に軟質部１００の一部がドーム部７又は接続部８に付着したとしても、洗浄することで容易に取り除くことができるため、特に問題はない。
また、上述のように軟質部１００を設ける場合、軟質部１００の形状は任意である。図２２は、本発明の第九実施形態に係るマスキング部材２５の断面図を示している。このマスキング部材２５において、突出部１１０を構成する軟質部１２０は、柱状をなす突出部本体９５の角部９５ｂを覆うように形成されている。このように軟質部１２０を設けることで、確実に突出部本体９５とドーム部７又は接続部８との接触を回避することができると共に、ドーム部７の内側空間への成膜材ｍの侵入をより高確率に防止することが可能となる。
図２３は、本発明の第十実施形態に係るマスキング部材２５の断面図を示している。このマスキング部材２５において、突出部１３０を構成する軟質部１４０は、柱状をなす突出部本体９５の側面９５ａと角部９５ｂを覆うと共に、突出部本体９５の先端面９５ｃを覆うように形成されている。このように軟質部１４０を設けることで、より確実に突出部本体９５とドーム部７との接触を回避することができると共に、ドーム部７の内側空間への成膜材ｍの侵入をさらに高確率に防止することが可能となる。
もちろん、図示は省略するが、突出部９０，１１０，１３０全体を軟質部で構成してもかまわない。すなわち、成膜処理時の耐熱性が問題ない範囲内である限りにおいて、軟質部の形態は任意である。さらに、突出部だけでなく、マスキング部材２５全体を軟質部で構成してもかまわない。また、ガラス製蓋部材４と当接した際にガラス製蓋部材４を傷付けない程度の軟らかさである限りにおいて、軟質部は樹脂以外にも任意の材料で形成することが可能である。
上記実施形態では、蓋部材準備工程Ｓ１２において、成形工程Ｓ１２１を行った後に成膜工程Ｓ１２２を行う場合を説明したが、この順序には限定されない。既に板状ガラスＧにドーム部７を成形されたものを他社から購入等することで、成形工程Ｓ１２１を省略してもよい。
また、上記実施形態では、接合部１１が枠部６側に設けられている形態を説明したが、接合部１１は、基体２側に設けられていてもよい。また、接合部１１は、枠部６側、及び、基体２側の双方に設けられていてもよい。
また、上記実施形態では、第三金属層１４の成膜時に、突出部３０を形成したマスキング部材２５を使用したが、これには限定されない。例えば、第三金属層１４の成膜時に幅方向寸法の小さい開口部２６を有するマスキング部材２５を使用することで、隙間ｙが無視できる大きさ以下（隙間ｙがなくなる場合も含む）になる場合については、マスキング部材２５の突出部３０を省略することができる。
図２４は、本発明の第十一実施形態に係るマスキング部材１５０の要部拡大断面図を示している。このマスキング部材１５０は、上述したマスキング部材２５のような突出部３０～９０，１１０，１３０を有していない。一方で、接続部８の内面８ａのうち開口部２６と向かい合う部分よりも内側の領域、及び、ドーム部７の内面７ａと向かい合う位置に配置される第二マスキング部１６０の厚み寸法ｔ２を、枠部６の第一主面６ｃのうち開口部２６と向かい合う部分よりも外側の領域に配置される第一マスキング部１７０の厚み寸法ｔ１よりも大きくしている。これにより、隙間ｙをより小さくして、ドーム部７の内側空間への成膜材ｍの侵入を防止することが可能となる。
もちろん図示は省略するが、例えば第二マスキング部１６０のうち開口部２６に隣接する部位を第一マスキング部１７０よりもドーム部７に近い側（図２２でいえば上側）に配置して、隙間ｙを小さくすることで、第二マスキング部１６０を第一マスキング部１７０と同じ厚み寸法に形成することも可能である。また、マスキング部材１７０を可及的に薄くすることにより、成膜材ｍを枠部６の第一主面６ｃ及び接続部８の内面８ａにより確実に供給できるため、開口部２６の間隔をより狭くして、ドーム部７の内側空間への成膜材ｍの侵入を抑制することも可能である。
１ パッケージ
２ 基体
２ａ 第一主面
３ 発光素子
４ 蓋部材
５ 封止部
６ 枠部
６ａ 幅狭部
６ｂ 幅広部
６ｃ 第一主面
６ｄ 第二主面
７ ドーム部
７ａ 内面
７ｂ 外面
７ｃ 基端部
７ｄ 頂部
８ 接続部
８ａ 内面
８ｂ 外面
９ 一方のメタライズ層（蓋部材）
１０ 他方のメタライズ層（基体）
１１ 接合部
１１ａ 接合材
１２ 第一金属層（蓋部材）
１３ 第二金属層（蓋部材）
１４ 第三金属層（蓋部材）
１５ 第一金属層（基体）
１６ 第二金属層（基体）
１７ 第三金属層（基体）
１８ 成形装置
１９ 支持台
１９ａ 支持部
１９ｂ 開口部
１９ｃ 空間部
２０ マスキング部材
２０ａ 貫通孔
２１ 加熱装置
２２ 押圧部材
２３ 外力発生装置
２４ 成形面
２５，１５０ マスキング部材
２６ 開口部
２７，１７０ 第一マスキング部
２８，１６０ 第二マスキング部
２９ 連結部
３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１１０，１３０ 突出部
３０ａ，４０ａ，５０ａ，８０ａ 側面
３０ｂ，４０ｂ，５０ｂ，８０ｂ 先端面
３０ｃ，４０ｃ，８０ｃ 角部
９５ 突出部本体
１００，１２０，１４０ 軟質部
５０ｃ 面取り部
６１ 壁部
Ｇ 板状ガラス
ｍ 成膜材
Ｓ 過熱蒸気
Ｓ１ 準備工程
Ｓ１１ 基体準備工程
Ｓ１２ 蓋部材準備工程
Ｓ１２１ 成形工程
Ｓ１２２ 成膜工程
Ｓ１２３ 接合材形成工程
Ｓ２ 接合工程
Ｓ２１ 加熱工程
Ｓ２２ 冷却工程
ｘ１，ｘ２ 最小隙間（蓋部材と突出部との間）
ｙ 隙間（接続部と第二マスキング部との間）
２ 基体
２ａ 第一主面
３ 発光素子
４ 蓋部材
５ 封止部
６ 枠部
６ａ 幅狭部
６ｂ 幅広部
６ｃ 第一主面
６ｄ 第二主面
７ ドーム部
７ａ 内面
７ｂ 外面
７ｃ 基端部
７ｄ 頂部
８ 接続部
８ａ 内面
８ｂ 外面
９ 一方のメタライズ層（蓋部材）
１０ 他方のメタライズ層（基体）
１１ 接合部
１１ａ 接合材
１２ 第一金属層（蓋部材）
１３ 第二金属層（蓋部材）
１４ 第三金属層（蓋部材）
１５ 第一金属層（基体）
１６ 第二金属層（基体）
１７ 第三金属層（基体）
１８ 成形装置
１９ 支持台
１９ａ 支持部
１９ｂ 開口部
１９ｃ 空間部
２０ マスキング部材
２０ａ 貫通孔
２１ 加熱装置
２２ 押圧部材
２３ 外力発生装置
２４ 成形面
２５，１５０ マスキング部材
２６ 開口部
２７，１７０ 第一マスキング部
２８，１６０ 第二マスキング部
２９ 連結部
３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１１０，１３０ 突出部
３０ａ，４０ａ，５０ａ，８０ａ 側面
３０ｂ，４０ｂ，５０ｂ，８０ｂ 先端面
３０ｃ，４０ｃ，８０ｃ 角部
９５ 突出部本体
１００，１２０，１４０ 軟質部
５０ｃ 面取り部
６１ 壁部
Ｇ 板状ガラス
ｍ 成膜材
Ｓ 過熱蒸気
Ｓ１ 準備工程
Ｓ１１ 基体準備工程
Ｓ１２ 蓋部材準備工程
Ｓ１２１ 成形工程
Ｓ１２２ 成膜工程
Ｓ１２３ 接合材形成工程
Ｓ２ 接合工程
Ｓ２１ 加熱工程
Ｓ２２ 冷却工程
ｘ１，ｘ２ 最小隙間（蓋部材と突出部との間）
ｙ 隙間（接続部と第二マスキング部との間）
Claims (15)
- 発光素子を収容する空間を基体との間に形成するガラス製蓋部材であって、板状をなす枠部と、前記枠部の内側に位置しドーム状をなすドーム部と、前記枠部と前記ドーム部とを接続する接続部とを一体に有するガラス製蓋部材の製造方法であって、
マスキング部材を用いた成膜処理で前記枠部の一方の表面にメタライズ層を形成する成膜工程を備え、
前記成膜工程で、前記枠部の一方の表面と、その内側で連続する前記接続部の一方の表面とに向かい合う位置にマスキング部材の開口部を配置し、かつ
前記開口部よりも外側で前記ガラス製蓋部材と向かい合う位置に前記マスキング部材の第一マスキング部、前記開口部よりも内側で前記ガラス製蓋部材と向かい合う位置に前記マスキング部材の第二マスキング部をそれぞれ配置した状態で前記成膜処理を行う、ガラス製蓋部材の製造方法。 - 前記第二マスキング部から前記ガラス製蓋部材に向けて突出した突出部を有する前記マスキング部材を用いて前記成膜処理を行う請求項１に記載のガラス製蓋部材の製造方法。
- 前記接続部の一方の表面と、その内側で連続する前記ドーム部の一方の表面との境界又は前記境界よりも外側で前記突出部が前記ガラス製蓋部材に最も接近するように、前記突出部を設けた前記マスキング部材を用いて前記成膜処理を行う請求項２に記載のガラス製蓋部材の製造方法。
- 前記ドーム部と前記接続部の何れに対しても、前記突出部との間に隙間が生じるように、前記突出部を設けた前記マスキング部材を用いて前記成膜処理を行う請求項２又は３に記載のガラス製蓋部材の製造方法。
- 前記ドーム部と前記突出部との隙間と、前記接続部と前記突出部との隙間のうち最も小さい箇所の大きさが、前記ドーム部の内面高さの５％以上でかつ３０％以下である請求項４に記載のガラス製蓋部材の製造方法。
- 前記ドーム部を平面視した場合に、前記第二マスキング部の面積に対して前記突出部の面積が占める割合が５０％以上でかつ９０％以下である請求項２又は３に記載のガラス製蓋部材の製造方法。
- 前記突出部は、前記第二マスキング部から立設する側面と、先端面とを有し、かつ前記側面と前記先端面との間に面取り部が設けられている請求項２又は３に記載のガラス製蓋部材の製造方法。
- 前記突出部は、前記第二マスキング部から立設する側面と、先端面とを有し、かつ前記側面は、前記第二マスキング部から遠ざかるにつれて前記ガラス製蓋部材の内側に移行する向きに傾斜している請求項２又は３に記載のガラス製蓋部材の製造方法。
- 前記ドーム部を平面視した場合に、前記突出部は、前記ドーム部に倣った形状をなしている請求項２又は３に記載のガラス製蓋部材の製造方法。
- 前記突出部は、環状の壁部で構成されている請求項２又は３に記載のガラス製蓋部材の製造方法。
- 前記突出部は、突出部本体と、前記突出部本体よりも軟質の材料で形成され、前記突出部と前記ドーム部との隙間と、前記突出部と前記接続部との隙間のうち最も小さい部分を構成する軟質部とを有する請求項２又は３に記載のガラス製蓋部材の製造方法。
- 前記メタライズ層は、互いに線膨張係数の異なる複数の金属層を積層してなるもので、前記枠部に近い金属層ほど線膨張係数が小さくなるように、前記成膜処理を行う請求項１～３の何れか一項に記載のガラス製蓋部材の製造方法。
- 前記複数の金属層のうち最も前記枠部から遠い金属層の幅方向寸法が、残りの金属層の幅方向寸法よりも小さくなるように、前記成膜処理を行う請求項１２に記載のガラス製蓋部材の製造方法。
- 発光素子を収容する空間を基体との間に形成するガラス製の蓋部材であって、
板状をなす枠部と、前記枠部の内側に位置しドーム状をなすドーム部と、前記枠部と前記ドーム部とを接続する接続部とを一体に有し、
前記枠部の一方の表面と、その内側で連続する前記接続部の一方の表面とに跨ってメタライズ層が形成されている、ガラス製蓋部材。 - 請求項１４に記載の蓋部材と、前記発光素子と、前記基体とを備えたパッケージ。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| JP2022158257 | 2022-09-30 | ||
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| WO2024070755A1 true WO2024070755A1 (ja) | 2024-04-04 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/033669 WO2024070755A1 (ja) | 2022-09-30 | 2023-09-15 | ガラス製蓋部材の製造方法、ガラス製蓋部材、及びこの蓋部材を備えたパッケージ |
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Citations (5)
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2023
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