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JPS5940312B2 - 光半導体用レンズキヤツプの製造方法 - Google Patents

光半導体用レンズキヤツプの製造方法

Info

Publication number
JPS5940312B2
JPS5940312B2 JP54095237A JP9523779A JPS5940312B2 JP S5940312 B2 JPS5940312 B2 JP S5940312B2 JP 54095237 A JP54095237 A JP 54095237A JP 9523779 A JP9523779 A JP 9523779A JP S5940312 B2 JPS5940312 B2 JP S5940312B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
metal shell
glass
graphite jig
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP54095237A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5619685A (en
Inventor
雅男 西山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Home Electronics Ltd
Original Assignee
NEC Home Electronics Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Home Electronics Ltd filed Critical NEC Home Electronics Ltd
Priority to JP54095237A priority Critical patent/JPS5940312B2/ja
Publication of JPS5619685A publication Critical patent/JPS5619685A/ja
Publication of JPS5940312B2 publication Critical patent/JPS5940312B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483Containers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光導電素子、発光ダイオード等の光半導体素子
を気密封入すると共に、レンズ機能も有するレンズキャ
ップの製造方法に関するものである。
一般に、発光ダイオードやホトトランジスタ、LASC
Rなどの光半導体素子を有する光半導体装置は、第1図
に示すような構造のものが多い。
この第1図に於て、1はステム、2はステム1上に固定
された光半導体素子、3はステム1にガラス4で気密に
封された外部リード線、5は外部リード線3と光半導体
素子2を接続する細線であり、6はステム1上に気密に
固定されたレンズキャップである。このレンズキャップ
6は金属シェルTにガラスレンズ8を封着した構造を有
する。つまり、金属シェルTは筒状部7aと、筒状部7
aの下端外周縁に一体形成した下部フランジTbと、筒
状部Taの上端内周縁に一体形成した上部フランジ7c
で構成され、上部フランジ7cの内周端面でレンズ封着
穴9が形成され、このレンズ封着穴、9にガラス円板を
融着して溶融ガラスの表面張力で所定の球面形状のガラ
スレンズ8が形成される。そして、下部フランジ7bが
ステム1上に抵抗溶接等で気密に固定される。ところで
、金属シェルTはコバール(Fe−Ni−Co合金)な
どの金属が一般に使用され、ガラスレンズ8は硼硅酸ガ
ラスなどが使用されている。
又、ガラスレンズ8の封着形成は、金属シェル7の上部
フランジTc上に透明ガラス円板を載置し、このガラス
円板を加熱溶融することにより行゛つている。しかし、
金属シェル7の金属面とガラスとのなじみは非常に悪く
、従つて、金属シェル7の上部フランジTc・にガラス
円板を単に溶着させるだけでは、ガラスレンズ8の封着
強度や気密性に不良が発生する。そこで、従来は金属シ
ヨ エル7とガラスとのなじみを良くするため、金属シ
ェル□の全表面に予め酸化膜を形成して、次の要領でレ
ンズキャップ6を製造していた。即ち、第2図に示すよ
うに、平板状の下部グラファイト治具10上に予備酸化
した金属シェル7、の上部フランジTc上に所定寸法の
ガラス円板11を載せておく。
次に金属シェルTの筒状部7aの外径よりやや大きな内
径の穴12を下面に有する上部グラフアイト治具13を
被せ、穴12に金属シエル7を嵌挿し、又、上部グラフ
アイト治具13の下端で下部フランジ7bを押える。こ
の状態に於て、ガラス円板11を加熱溶融させると、溶
融ガラスのーー部はレンズ封着穴9を垂れ下つて表面張
力で湾曲し、又、溶融ガラスの上部は上部フランジ7c
上に表面張力で湾曲して溶着されて、第2図鎖線形状の
ガラスレンズが形成される。しかし、この従来方法には
次の欠点があつた。
つまり、ガラスレンズ8の形状と、金属シエル7との気
密性は金属シエル7表面の予備酸化膜の量に大きく影響
を受ける。例えば、この予備酸化膜の量が少ない場合、
レンズ形状を問題なく出せるが、気密不良を誘発する。
そのため、予備酸化膜の量を十分に多くとつて、気密不
良を防止しているが、この場合はレンズ形状が不安定に
なる欠点があつた。即ち、従来は第2図に示した如く、
金属シエル7の内面を解放した状態でガラス円板11を
レンズ封着穴9周縁の上部フランジ7cに溶着していた
。この時、金属シエル7の予備酸化膜の量を多くしてガ
ラスとのなじみ性を良くしておくと、溶融ガラスは上部
フランジ7cの下面から筒状部7aの内周面にまで沿つ
て流れ、第3図に示すような形状不良のガラスレンズ8
が形成されることがあつた。本発明は上記従来の欠点に
鑑み、これを改良、除去したもので、封着治具の形状改
良により、金属シエル7の予備酸化膜の量を増大させて
も、所定のレンズ形状を確保できる製造方法を提供する
.以下本発明を図面を参照して説明する。いま本発明を
第1図に示したレンズキヤツプ6の製造に適用した場合
、第4図に示すような下部グラフアイト治具14と上部
グラフアイト治具15を使用する。
この下部グラフアイト治具14は上面に金属シエル7の
下部フランジ7bの外径よりやや大きい外径と、筒状部
7aの内径よりやや小さい内径と、筒状部7aの高さよ
り大きい深さの筒状溝16を有する。又、この筒状溝1
6で囲まれた円柱状部分17の上面には金属シエル7
・のレンズ封着穴9に対応する大きさのレンズ逃げ穴1
8が形成されている。又、上部グラフアイト治具15は
筒状溝16の外径よりやや小さい外径と、金属シエル7
の筒状部7aの外径よりやや大きい内径の筒状体で構成
されている。尚、各治具をグラフアイト(或はカーボン
)製にする理由は、グラフアイト面を予備酸化膜面に接
触させて全体加熱すると、グラフアイト面には溶融ガラ
スがなじみ難く、しかもグラフアイト面は予備酸化膜に
対して還元性があつて、予備酸化膜を還元除去する作用
があるためである。次に上記各治具14,15によるレ
ンズキヤツプ6の製造要領を説明する。
まず下部グラフアイト治具14の筒状溝16に予備酸化
を十分にした金属シエル7の下部フランジ7bと筒状部
7aを嵌挿する。すると金属シエル7の上部フランジ7
cの下面が下部グラフアイト治具14の円柱状部分17
の上端面に接触し、レンズ封着穴9とレンズ逃げ穴18
が一致する。つまり、金属シエル7は内面が円柱状部分
17の上端面及び周向に接触して保持される。次に、金
属シエル7の上部フランジ7c上にガラス円板11を載
置し、他方、筒状溝16に上部グラフアイト治具15を
嵌挿して、上部グラフアイト治具15を金属シエル7の
下部フランジ7b上に載せる。これが第4図に示す状態
で、この時、上部グラフアイト治具15は金属シエル7
を押える錘りとして作用し、上部フランジ7cの下面を
下部グラフアイト治具14の円柱状部分17の上端面に
圧接させると共に、筒状部7aの外周面に近接する。そ
して、この状態に於て、全体を窒素等の中性ガスや、弱
還元性ガスの雰囲気中に入れて、約1000℃に加熱す
る。すると、ガラス円板11が溶融して、第5図に示す
ように、金属シエル7のレンズ封着穴9の周縁にガラス
レンズ8が所定の形状で形成される。つまり、金属シエ
ル7の予備酸化膜の量が多くても、上部フランジ7cの
下面は下部グラフアイト治具14の円柱状部分17の上
端面に接触して、而も還元されるため、この土部フラン
ジ7cの下面には溶融ガラスがなじまず、溶融ガラスは
レンズ逃げ穴18へ逃げて、ここで表面張力により所定
の大きさに湾曲する。又、上部フランジ7cの上面の酸
化膜は還元されないため、ここに溶融ガラスは強くなじ
んで封着され、気密性が確保される。又2筒状部7aの
外周面には上部グラフアイト治具15が近接しているた
め、溶融ガラスが筒状部7aの外周面を流れ落ちること
はなく、従つて、上部フランジ7c上にも表面張力で溶
融ガラスが盛り上り、所定形状のガラスレンズ8が形成
される。尚、下部グラフアイト治具14と上部ゲラフア
イト治具15の形状は上記例に限らず、要は金属シエル
7の内面と、レンズ封着面を除く外面の要部に接触や近
接する形状であればよい。
以上説明したように、本発明によれば金属シエルの予備
酸化膜の量を十分に多くしても、金属シエルのガラスと
の接着の必要部以外はグラフアイト治具で囲まれてガラ
ス溶着されるため、必要部以外に溶融ガラスが流れず、
従つて、ガラスレンズの気密性に対する信頼性を向上で
きると共に、レンズ形状を常に安定して確保でき、製品
の良品率の向上が図れる。
又、レンズ形状の不安や、気密性不良の心配がなくなる
ため、封着温度の管理幅を緩和できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は光半導体用レンズキヤツプを用いた光半導体装
置の側断面図、第1図は従来のレンズキヤツプ製造装置
の断面図、第3図は従頼製法による不良レンズキヤツプ
の断面図、第4図は本発明による製造方法を実施する装
置の例を示す断面図、第5図は第4図装置のレンズキヤ
ツプ製造後の断面図である。 6・・・・・・レンズキヤツプ、7・・・・・・金属シ
エル、7a・・・・・・筒状部、7b・・・・・・下部
フランジ、7c・・・・・・上部フランジ、8・・・・
・・ガラスレンズ、9・・・・・・レンズ封着穴. 1
1・・・・・・ガラス円板、14・・・・・・下部グラ
フアイト治具、15・・・・・・上部グラフアイト治具
、16・・・・・・筒状溝、17・・・・・・円柱状部
分、18・・・・・ルンズ逃げ孔。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 全表面を予備酸化した金属シェルの上端部に穿設し
    たレンズ封着穴にガラスを溶着してレンズキャップを形
    成する方法に於て、前記金属シェルの少なくともガラス
    溶着面以外の部分にグラファイト治具を接触させた状態
    で、レンズ封着穴にガラスを溶着するようにしたことを
    特徴とする光半導体用レンズキャップの製造方法。 2 前記グラファイト治具は、前記金属シェルの下部フ
    ランジが嵌入する幅の、かつ金属シェルの筒状部の高さ
    よりも深い筒状溝と、この筒状溝で囲まれる円柱状部分
    の上端面に金属シェルのレンズ封着孔と対応する大きさ
    のレンズ逃げ孔とを有する下部グラファイト治具と、前
    記筒状溝に嵌合する筒状の上部グラファイト治具とより
    なる、特許請求の範囲第1項に記載の光半導体用レンズ
    キャップの製造方法。
JP54095237A 1979-07-25 1979-07-25 光半導体用レンズキヤツプの製造方法 Expired JPS5940312B2 (ja)

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JP54095237A JPS5940312B2 (ja) 1979-07-25 1979-07-25 光半導体用レンズキヤツプの製造方法

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JPS5619685A JPS5619685A (en) 1981-02-24
JPS5940312B2 true JPS5940312B2 (ja) 1984-09-29

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JPS5619685A (en) 1981-02-24

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