JPS5941309B2 - レンズキヤツプの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は光半導体装置用容器として用いられるレンズ
キャップの製造方法に関する。

発光ダイオード、光トランジスタ、光導電素子等の光半
導体装置は、ステム上に半導体素子を固着し、上方から
レンズキャップを被せてステムに気密に固着封止した構
造を有し、半導体素子が発生した光をレンズキャップを
通してビーム状にして外部に照射したり、あるいは外部
の光をレンズキャップを通して集光して内部の半導体素
子に照射するようにしている。

従来のレンズキャップは、第１図に示すように、筒状部
１ａと、その下端のフランジ部２ａと、上端の天板部３
ａと、この天板部３ａに形成された透孔４ａとを有する
金属シェル５ａの透孔４ａにガラスレンズ６ａを気密に
封着した構造のものや、第２図に示すように、筒状部Ｉ
ｂと、その下端のフランジ部２ｂと、上端の天板部３ｂ
と、この天板部３ｂに形成された大径の透孔４ｂとを有
する金属シェル５ｂにガラスレンズ６ｂを気密に封着し
た構造のもの等がある。

第１図のレンズキャップは、第３図に示すように、平板
状のグラファイト製の下部封着治具１０土に全面に酸化
膜を形成した金属シェル５ａを載置し、金属シェル５ａ
の天板部３ａ上に透明ガラス円板６０ａを載置し、上方
から凹部１２を有するグラファイト製の上部封着治具１
１を被せた状態の組立体を用意し、また第２図のレンズ
キャップは、第４図に示すように、突出部２１およびこ
の突出部２１に凹部２２を有するグラファイト製の下部
封着治具２０の前記突出部２１に全面に酸化膜を形成し
た金属シェル５ｂを被せ、金属シェル５ｂの上に透明ガ
ラス円板６０ｂを載置し、金属シェル５ｂのフランジ部
２ｂ土に円筒状のグラファイト製の上部封着治具２３を
載置した組立体を用意し、中性または弱還元性雰囲気中
において約１０００℃に加熱して、透明ガラス円板６０
ａまたは６０ｂを溶融させ、金属シェル５ａまたは５ｂ
に溶着させて製造されている。

第３図のような製造方法によれば、溶融ガラスの表面張
力によつて、ガラスレンズ６ａの形状が、天板部３ａ土
では大きい曲率半径の半球状となり、また透孔４ａの下
部では小さい曲率半径の半球状となる。

一方、第４図のような製造方法によれば、溶融ガラスが
天板部３ｂの下方にも廻り込みかつ下部封着治具２０の
突出部２１に規制されて、ガラスレンズ６ｂの形状が、
天板部３ｂの上部および透孔４ｂの下部とも大きい曲率
半径の半球状となる。従つて、ガラスレンズ６ａまたは
６ｂの天板部４ａまたは４ｂからの突出寸法ｈｌまたは
れ２が大きくなり、ガラスレンズ６ａまたは６ｂの焦点
距離が短くなる。光半導体装置の種類ないし用途によつ
ては、ガラスレンズの焦点距離を長くしたい場合がある
。

そのような場合、例えば透明ガラス円板６０ａまたは６
０ｂの厚さｔ１またはＴ２を小さくすることが考えられ
る。ところが、透明ガラス円板の厚さを小さくすること
は、次の理由で不適当である。すなわち、第３図の方法
で薄いガラス円板を用いると、金属シエル５ａとガラス
レンズ６ａとが面封着のため、溶融ガラスが表面張力で
中心軸方向に引き寄せられて、所定のガラスレンズ形状
が得られなくなるのみならず、金属シエル５ａとガラス
レンズ６ａとの封着部パスが短くなり、気密不良や信頼
性低下が生じる。また、第４図の方法では、溶融ガラス
が表面張力によつて球状になつたときのガラス球の直径
が小さくなり過ぎて、ガラス球が透孔４ｂから落下して
金属シエル５ｂに全く流れないため、レンズキヤツプの
形状すら得られない場合が生ずるといつた問題点があつ
た。この発明はこのような問題点を解決するために提案
されたもので、金属シエルの天板部を中心軸に向つて斜
め下方に傾斜せしめておくことを特徴とする。以下、こ
の発明の一実施例を図面により説明すると、第５図はこ
の発明によつて製造されたレンズキヤツプの一実施例の
断面図を示し、５は筒状部１と、筒状部１の下端のフラ
ンジ部２と、筒状部１の上端の天板部３と、天板部３に
形成された透孔４とを有する鉄・ニツケル・コバルト合
金よりなる金属シエルで、前記天板部３は、中心軸に向
つて斜め下方に傾斜せしめられている。

６はガラスレンズで、前記傾斜した天板部３の上面に気
密に融着されている。

このようなレンズキヤツプは次のようにして製造される
。

まず、第６図に示すように、平板状のグラフアイト製の
下部封着治具３０と、金属シエル５の筒状部１が嵌入し
得る多数の凹部３２を有するグラフアイト製の上部封着
治具３１を用意する。そして、上部封着治具３１を凹部
３２が上側になるように支持しておき、各凹部３２内に
透明ガラス円板６０を挿入し、続いて全面に酸化膜を形
成した、または全面に酸化膜を形成したのち天板部３の
上面以外の不要部分の酸化膜を除去した金属シエル５を
天板部３を下側にして挿入し、上部封着治具３１上に下
部封着治具３０を重ね合わせて全体を引繰り返えす。す
ると、第６図に示すように、下部封着治具３０上に金属
シエル５が載置され、金属シエル５上に透明ガラス円板
６０が載置され、金属シエル５および透明ガラス円板６
０に上部封着治具３１が被せられた組立体が得られる。
この組立体全体を中性または弱還元性雰囲気中で約１０
００℃に加熱し、透明ガラス円板６０を溶融させ、金属
シエル５に溶着封止せしめてガラスレンズ６を形成する
。このような方法によれば、透明ガラス円板６０が溶融
した際に、表面張力によつて球状になつても、透孔４の
内径が比較的小さいので、ガラス球が透孔４から脱落す
ることがなく、しかも溶融ガラスが傾斜した天板部３で
囲まれた部分に入り込むので、ガラスレンズ６の金属シ
エル５の上端からの突出寸法Ｈ３が小さくなる。例えば
、ＴＯ−１８レンズキャップにおいて、金属シエル５の
天板部３の傾斜角度θを４５゜、天板部３の傾斜深さｄ
を０．５ｍｍ１こした場合、第３図と同一厚さＴ３（＝
ｔ１）の透明ガラス円板６０を用いても、前記突出寸法
Ｈ３は第１図の場合の％になる（Ｈ３＝％ｈ１）。この
発明によれば、次のような特長がある。

１．傾斜した天板部３の傾斜角度θや深さｄを変更する
ことによつて、ガラスレンズ６の金属シエル５の上端か
らの突出寸法Ｈ３、すなわち焦点距離を任意に設定でき
る。

２．第３図に示す従来方法で使用していた封着治具１０
および１１と同一形状の封着治具３０および３１が使用
できる。

３．天板部３を傾斜させたことにより、金属シエル５の
全面に酸化膜を形成した状態でガラス封着が行なえるの
みならず、バレル研磨等によつて筒状部１の外周面等の
不要部分の酸化膜を除去した状態でガラス封着すること
も可能であり、溶融ガラスの流れを均一にできるため、
ガラスレンズ６の突出寸法ｈが均一になる。

４．３項の不要部分の酸化膜除去方法が採用できること
に基づいて、予備酸化増量を大きくとれ、金属シエル５
とガラスレンズ６との封着性が改善され、気密性および
信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来のレンズキヤツプの異なる例
の断面図、第３図および第４図はそれぞれ第１図および
第２図に示すレンズキヤツプの製造方法を説明するため
のガラス封着前の組立状態を示す断面図、第５図はこの
発明により製造されたレンズキヤツプの断面図、第６図
はこの発明の一実施例を説明するためのガラス封着前の
組立状態を示す断面図である。 １・・・・・・筒状部、２・・・・・・フランジ部、３
・・・・・・天板部、４・・・・・・透孔、５・・・・
・・金属シエル、６・・・・・・ガラスレンズ、３０，
３１・・・・・・封着治具、６０・・・・・・透明ガラ
ス円板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 透孔を有する天板部を傾斜させた金属シェル上に透
   明ガラス円板を載置し、加熱処理して前記透明ガラス円
   板を溶融させて前記傾斜状天板部に融着させてガラスレ
   ンズを形成するレンズキャップの製造方法。 ２ 前記金属シェルは、全面に酸化膜を形成したのち少
   なくとも天板部外方端の酸化膜を除去したものである、
   特許請求の範囲第１項記載のレンズキャップの製造方法
   。