TWI784013B - 窗材、光學封裝 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種窗材，其係具備光學元件之光學封裝用者，且具有：無機材料之基體；及接合層，其配置於上述無機材料之基體之一面上；且上述接合層中之金之體積比率為10%以下。
Description
本發明係關於一種窗材、光學封裝。
自先前以來，存在將發光二極體等光學元件配置於電路基板之凹部內之後，將該凹部之開口部利用具備透明樹脂基材等之窗材進行密封，而用作光學封裝之情形。
於該情形時，窗材係利用樹脂製之接著劑等與電路基板接合，但根據光學元件之種類等要求氣密密封性之提高。因此，一直以來對代替樹脂製之接著劑而利用金屬材料將電路基板與窗材接合進行了研究。
例如，於專利文獻1中，揭示有一種發光裝置，其特徵在於具備：安裝基板；紫外線發光元件，其安裝於上述安裝基板；間隔件，其配置於上述安裝基板上，且形成有使上述紫外線發光元件露出之貫通孔；及罩蓋，其以堵塞上述間隔件之上述貫通孔之方式配置於上述間隔件上；且上述間隔件具備：間隔件本體，其包含Si；及第2接合用金屬層，其於上述間隔件本體中之與上述安裝基板之對向面側，與上述安裝基板之上述第1接合用金屬層對向且沿上述對向面中之外周緣之全周形成；且上述貫通孔形成於上述間隔件本體，上述貫通孔隨著自上述安裝基板遠離而開口面積逐漸增加，上述罩蓋包含使自上述紫外線發光元件放射之紫外線透過之玻璃，上述間隔件與上述罩蓋直接接合，上述間隔件之第2接合用金屬層與上述安裝基板之上述第1接合用金屬層遍及上述第2接合用金屬層之全周地藉由AuSn而接合。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利第5877487號
[發明所欲解決之問題]
然而，專利文獻1中所揭示之發光裝置中所使用之罩蓋係經由間隔件而利用AuSn與安裝基板接合，且由於金(Au)之使用量較多，故而就成本之觀點而言，存在問題。
鑒於上述先前技術所具有之問題，於本發明之一態樣中，以提供一種成本得以抑制之窗材為目的。 [解決問題之技術手段]
為了解決上述問題，於本發明之一態樣中，提供一種窗材，其係具備光學元件之光學封裝用之窗材，且具有： 無機材料之基體；及 接合層，其配置於上述無機材料之基體之一面上；且 上述接合層中之金之體積比率為10%以下。 [發明之效果]
根據本發明之一態樣，能夠提供一種成本得以抑制之窗材。
以下，參照圖式，對用以實施本發明之形態進行說明，本發明並不限定於下述實施形態，能夠不脫離本發明之範圍地對下述實施形態加以各種變化及替換。 [窗材] 對本實施形態之窗材之一構成例進行說明。
本實施形態之窗材係關於一種具備光學元件之光學封裝用之窗材，具有無機材料之基體、及配置於無機材料之基體之一面上之接合層，且接合層中之金之體積比率為10%以下。
一面使用圖1(A)、圖1(B)，一面對本實施形態之窗材之構成例於以下具體地進行說明。圖1(A)模式性地表示利用與本實施形態之窗材10之無機材料之基體11與接合層12之積層方向平行之面所得之剖視圖。又，圖1(B)表示沿圖1(A)中所示之塊箭頭(block arrow)A觀察圖1(A)所示之窗材10之情形之構造。即，表示圖1(A)所示之窗材10之仰視圖。
本實施形態之窗材10具有無機材料之基體11及接合層12。而且，接合層12能夠配置於無機材料之基體11之一面11a上。
此處，無機材料之基體11之一面11a相當於在製造光學封裝時與具備光學元件之電路基板接合之側之面。即，無機材料之基體11之一面11a亦可稱為與光學元件對向之側之面。
而且，無機材料之基體11之位於與一面11a相反之側之另一面11b於製成光學封裝之情形時，成為露出至外部之側之面。
再者，於圖1中表示無機材料之基體11為板狀形狀之情形作為例子，但並不限定於該形狀。
此處，對本實施形態之窗材所包含之各構件進行說明。 (無機材料之基體) 無機材料之基體11並無特別限定，能夠使用任意之材料，設為任意之形狀。
但是，無機材料之基體11於製成光學封裝之情形時，較佳為以針對與電路基板所具備之光學元件相關之光中之尤其要求透過之波長區域之光(以下，記載為「所期望之波長區域之光」)，透過率變得足夠高之方式，選擇材料、或其厚度等。例如，針對所期望之波長區域之光，透過率較佳為50%以上，更佳為70%以上，進而較佳為80%以上，尤佳為90%以上。
無機材料之基體11於所期望之波長區域之光為紅外區域之光之情形時，例如針對波長為0.7 μm以上且1 mm以下之範圍之光，透過率較佳為50%以上，更佳為70%以上，進而較佳為80%以上，尤佳為90%以上。
又，無機材料之基體11於所期望之波長區域之光為可視區域之光(藍~綠~紅)之情形時，例如針對波長為380 nm以上且800 nm以下之範圍之光，透過率較佳為50%以上，更佳為70%以上，進而較佳為80%以上，尤佳為90%以上。
無機材料之基體11於所期望之波長區域之光為紫外線區域之光之情形時，例如針對波長為200 nm以上且380 nm以下之範圍之光，透過率較佳為50%以上，更佳為70%以上，進而較佳為80%以上，尤佳為90%以上。
無機材料之基體11於所期望之波長區域之光為紫外線區域之UV-A之光之情形時，例如針對波長為315 nm以上且380 nm以下之範圍之光，透過率較佳為50%以上，更佳為70%以上，進而較佳為80%以上，尤佳為90%以上。
無機材料之基體11於所期望之波長區域之光為紫外線區域之UV-B之光之情形時，例如針對波長為280 nm以上且315 nm以下之範圍之光，透過率較佳為50%以上，更佳為70%以上，進而較佳為80%以上，尤佳為90%以上。
無機材料之基體11於所期望之波長區域之光為紫外線區域之UV-C之光之情形時，例如針對波長為200 nm以上且280 nm以下之範圍之光，透過率較佳為50%以上，更佳為70%以上，進而較佳為80%以上，尤佳為90%以上。
再者，無機材料之基體11之透過率能夠依據JIS K 7361-1(1997)而進行測定。
作為無機材料之基體11之材料，如已述般能夠任意地選擇，雖並無特別限定，但就尤其提高氣密密封性、或耐久性之觀點而言，例如可較佳地使用石英、或玻璃等。石英包含石英玻璃、或含有90質量%以上之SiO2
者。作為玻璃，例如可列舉鈉鈣玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、無鹼玻璃、結晶化玻璃、及高折射率玻璃(nd≧1.5)。再者，作為無機材料之基體之材料，並不限定於1種，亦可組合2種以上之材料而使用。因此，例如，作為無機材料之基體11之材料，例如可較佳地使用選自石英、鈉鈣玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、無鹼玻璃、結晶化玻璃及高折射率玻璃(nd≧1.5)之1種以上之材料。
於將玻璃用作無機材料之基體11之材料之情形時，該無機材料之基體11亦可實施化學強化處理。
關於無機材料之基體11之厚度，亦並無特別限定，例如較佳為設為0.03 mm以上，更佳為設為0.05 mm以上，進而較佳為設為0.1 mm以上，尤佳為設為0.3 mm以上。
藉由將無機材料之基體11之厚度設為0.03 mm以上，能夠一面充分地發揮光學封裝所要求之強度，一面尤其抑制水分等經由窗材之無機材料之基體11之面透過至配置有光學元件之側。藉由如上述般將無機材料之基體11之厚度設為0.3 mm以上，能夠針對光學封裝尤其提高強度，而較佳。
關於無機材料之基體11之厚度之上限值，亦並無特別限定，例如較佳為設為5 mm以下，更佳為設為3 mm以下，進而較佳為設為1 mm以下。其原因在於，藉由將無機材料之基體11之厚度設為5 mm以下，能夠充分地提高所期望之波長區域之光之透過率。藉由將無機材料之基體11之厚度設為1 mm以下，能夠尤其謀求光學封裝之低高度化，而進而較佳。
再者，無機材料之基體11之形狀並無特別限定，且厚度無需均勻。因此，於無機材料之基體之厚度並不均勻之情形時，較佳為無機材料之基體中之至少於製成光學封裝之情形時位於與光學元件相關之光之光路上之部分之厚度處於上述範圍，更佳為無機材料之基體之厚度於任一部分均處於上述範圍。
無機材料之基體11之形狀如上述般並無特別限定。例如可設為板狀形狀、或透鏡成為一體之形狀、即包含來自透鏡之凹部或凸部之形狀。具體而言，例如，可列舉無機材料之基體11之一面11a為平坦面且另一面11b具有凸部或凹部之形態、或者一面11a之形狀及另一面11b之形狀與該形態相反之形態。又，可列舉無機材料之基體11之一面11a具有凸部且另一面11b具有凹部之形態、或者一面11a之形狀及另一面11b之形狀與該形態相反之形態。進而，可列舉無機材料之基體11之一面11a及另一面11b之各者具有凸部或凹部之形態。
再者，即便於無機材料之基體11之一面11a具有凸部或凹部之情形時，無機材料之基體11之一面11a之配置接合層12之部分亦為了於例如製造複數個窗材10之情形時等，抑制窗材10間之接合層12之形狀之偏差而較佳為平坦。
無機材料之基體11之側面可具有沿一面11a之外周之線狀花紋。
本實施形態之窗材例如能夠配置於配置有光學元件之電路基板上，而製成光學封裝。因此，根據光學封裝之形態，存在窗材之尺寸變得非常小之情形。因此，於將無機材料之基體11之切斷前材料切斷為所期望之尺寸時，較佳為採用使用雷射光之切斷方法。
該使用雷射光之切斷方法例如，首先，以雷射光之焦點位置成為無機材料之基體之切斷前材料之厚度方向之任意之位置之方式進行設定，使雷射光之照射位置沿切斷線，並使雷射光之照射位置及/或無機材料之基體之切斷前材料移動。其後，藉由以切斷線成為支點之方式施加力、或者藉由自然地施加該力，能夠沿切斷線將無機材料之基體之切斷前材料切斷為任意之形狀。
於上述切斷方法中，可認為藉由將雷射光之焦點位置設定於無機材料之基體之切斷前材料之厚度方向之任意之位置，並使雷射光之照射位置等移動，而關於無機材料之基體之切斷前材料之雷射光之焦點位置通過之部位，無機材料之結合狀態發生變化。因此，可推斷為，其後，藉由施加力，能夠以無機材料之結合狀態發生變化之部分為起點將無機材料之基體之切斷前材料容易地切斷。
再者，亦可根據無機材料之基體之切斷前材料之厚度，變更無機材料之基體之切斷前材料之厚度方向上之雷射光之焦點位置，並沿切斷線照射複數次雷射光。如此，於變更雷射光之焦點位置，沿切斷線照射複數次雷射光之情形時，較佳為每次照射雷射光，於無機材料之基體之切斷前材料之厚度方向上，使雷射光之焦點位置自距雷射光入射面較遠之位置起變化至較近之位置。
就能夠抑制切斷面之缺損、破裂、碎裂(chipping)等不良情況之發生而言，雷射光之照射次數較佳為2次以上，更佳為3次以上，進而較佳為5次以上。雷射光之照射次數之上限並無特別限定，但於超過10次之情形時，變得成本增加，因此較佳為10次以下。
而且，於藉由該切斷方法進行切斷之情形時，於雷射光之焦點位置通過之位置，可認為因無機材料之結合狀態變化而產生之線狀花紋殘留。由於雷射光之焦點位置係以變為無機材料之基體之切斷前材料之厚度方向之任意之位置之方式設定，故而例如如圖2所示般，可可設為沿無機材料之基體11之一面11a或另一面11b之外周之線狀花紋111。就切斷時之缺損、破裂、碎裂等不良情況之發生之抑制之觀點而言，該線狀花紋111較佳為平行於無機材料之基體11之一面11a或另一面11b之線狀花紋，但並非必須平行。
而且，於如上述般沿切斷線照射複數次雷射光之情形時，於所獲得之無機材料之基體之側面、即切斷面，殘留與照射次數相同數量之線狀花紋。又，就抑制切斷面之缺損等不良情況之發生之方面而言，較佳為形成有複數個之線狀花紋彼此之間隔大致相同。具體而言，例如，切斷後所獲得之無機材料之基體之側面所包含之線狀花紋間之寬度較佳為控制為中央值之20%以內之誤差。由於線狀花紋產生於與雷射光之焦點位置對應之位置，故而線狀花紋間之間隔能夠利用雷射光之焦點位置而控制。
再者，無機材料之基體11之切斷方法並不限定於上述例，能夠藉由任意之方法而切斷。於藉由除上述切斷方法以外之方法進行切斷之情形時，無機材料之基體11之側面、即切斷面亦可具有與上述情形不同之剖面形狀。作為其他切斷方法，例如可列舉晶圓切割機或線切割機。該等切斷方法係於無機材料之基體之切斷前材料之厚度為1 mm以上之情形時有效。
亦可於無機材料之基體11之表面預先配置抗反射膜。藉由配置抗反射膜，於製成光學封裝之情形時，能夠抑制來自光學元件或外部之光於無機材料之基體11之表面被反射，提高來自光學元件或外部之光之透過率，而較佳。作為抗反射膜，並無特別限定，例如可使用多層膜，多層膜可設為交替地積層有作為選自氧化鋁(alumina、Al2
O3
)、氧化鉿(HfO2
)、氧化鈦(TiO2
)等之1種以上之材料之層之第1層、與作為二氧化矽(氧化矽、SiO2
)之層之第2層的膜。構成多層膜之層之數量並無特別限定，例如，將上述第1層與第2層設為1組，多層膜較佳為具有1組以上之第1層與第2層之組，更佳為具有2組以上。其原因在於，藉由多層膜具有1組以上之第1層與第2層，能夠尤其抑制光於無機材料之基體11之表面被反射。
關於構成多層膜之層之數量之上限，亦並無特別限定，例如就生產性等觀點而言，較佳為具有4組以下之上述第1層與第2層之組。
於具有抗反射膜之情形時，抗反射膜較佳為配置於無機材料之基體11之至少一面11a上，更佳為配置於一面11a及另一面11b之兩面。於在一面11a及另一面11b之兩面配置抗反射膜之情形時，兩抗反射膜之構成亦可不同，但就生產性等觀點而言，較佳為具有相同之構成之抗反射膜。
於將上述多層膜用作抗反射膜之情形時，較佳為二氧化矽之第2層位於最表面。其原因在於，藉由二氧化矽之第2層位於抗反射膜之最表面，而抗反射膜之表面變為與玻璃基板之表面類似之組成，耐久性、及與接合層12之密接性尤其變高，而較佳。 (接合層) 接合層12係於製成光學封裝之情形時，相當於將無機材料之基體11與具備光學元件之電路基板接合之構件。因此，接合層12只要為能夠將無機材料之基體11與具備光學元件之電路基板接合之構件即可，其具體之構成並無特別限定。但是，就提高製成光學封裝時之氣密性之觀點而言，接合層12較佳為包含金屬材料。又，關於接合層12，接合層12中之金之體積比率較佳為10%以下。藉由將接合層12中之金之體積比率設為10%以下，能夠充分地抑制接合層中所包含之金之比率，而抑制窗材之成本。接合層12中之金之體積比率更佳為8%以下，進而較佳為6%以下。
再者，由於接合層12亦可不含有金，故而接合層12中之金之體積比率可設為0以上。
接合層12可將所含有之下述焊料層等各層設為大致均勻之厚度。因此，例如於在接合層12中，含有金之層以由金構成之金層之形式存在之情形時，金之體積比率亦可設為金層之厚度於接合層12之厚度中所占之比率。又，於含有金之層亦含有除金以外之成分之情形時，亦可設為使含有金之層之厚度於接合層12之厚度中所占之比率乘以含有金之層中之金之體積含有比率所得之值。
再者，於如上述般使用各層之厚度算出接合層中之金之體積比率之情形時，作為下述焊料層之厚度，能夠使用簡單平均之平均值。
接合層12較佳為例如如圖1(A)所示般具有基底金屬層121及焊料層122。
基底金屬層121可具有提高無機材料之基體11與焊料層122之密接性之功能。基底金屬層121之構成並無特別限定，較佳為如圖1(A)所示般包含複數個層。
基底金屬層121之構成並無特別限定，例如可包含2層或3層。具體而言，例如可自無機材料之基體11側起依序具有第1基底金屬層121A及第2基底金屬層121B。又，亦可於第2基底金屬層121B與焊料層122之間進而配置未圖示之第3基底金屬層。
第1基底金屬層121A可具有提高無機材料之基體11與其他層之密接性之功能。第1基底金屬層121A之材料較佳為可提高無機材料之基體11與其他層之密接性之材料，更佳為亦可提高氣密性之材料。第1基底金屬層121A例如較佳為設為含有選自鉻(Cr)、鈦(Ti)、鎢(W)及鈀(Pd)之1種以上之層。第1基底金屬層121A例如亦可設為包含選自鉻(Cr)、鈦(Ti)、鎢(W)及鈀(Pd)之1種以上之材料之層。再者，於該情形時亦不排除第1基底金屬層121A包含不可避免之雜質。
第1基底金屬層121A更佳為設為選自鉻(Cr)、鈦(Ti)、及鎢(W)、鈀(Pd)之1種以上之金屬之金屬膜或金屬氧化物膜。
第2基底金屬層121B具有提高焊料層與其他層之密接性之功能，例如較佳為設為含有選自鎳(Ni)、銅(Cu)、鉑(Pt)及銀(Ag)之1種以上之金屬之層。就尤其抑制成本之觀點而言，第2基底金屬層121B更佳為設為含有選自鎳(Ni)及銅(Cu)之1種以上之金屬之層。
再者，第2基底金屬層121B例如亦可設為包含選自鎳(Ni)、銅(Cu)、鉑(Pt)及銀(Ag)之1種以上之金屬之層。於該情形時，亦就成本之觀點而言，第2基底金屬層121B較佳為設為包含選自鎳(Ni)及銅(Cu)之1種以上之金屬之層。再者，於上述任一情形時均不排除第2基底金屬層121B包含不可避免之雜質。
又，於進而設置第3基底金屬層之情形時，第3基底金屬層例如較佳為設為含有選自鎳(Ni)及金(Au)之1種以上之層。尤其是於將第3基底金屬層設為含有鎳(Ni)之層之情形時，為了提高焊料之潤濕性，較佳為設為含有鎳-硼合金(Ni-B)之層、或由Ni-B構成之層。藉由設置第3基底金屬層，例如能夠尤其抑制基底金屬層121與焊料層122進行反應。第3基底金屬層亦可設為包含選自鎳(Ni)及金(Au)之1種以上之金屬之層。於該情形時亦不排除第3基底金屬層包含不可避免之雜質。
構成基底金屬層121之各層之厚度並無特別限定，能夠任意地選擇。
例如，關於第1基底金屬層121A之厚度，就尤其提高與無機材料之基體11之密接性之觀點而言，較佳為0.03 μm以上。關於第1基底金屬層121A之厚度之上限，亦並無特別限定，就充分地降低成本之觀點而言，較佳為0.2 μm以下。
關於第2基底金屬層121B之厚度，就尤其提高與焊料層122之密接性之觀點而言，較佳為0.1 μm以上。關於第2基底金屬層121B之厚度之上限，亦並無特別限定，就充分地降低成本之觀點而言，較佳為2.0 μm以下。
於亦設置第3基底金屬層之情形時，其厚度並無特別限定，就尤其抑制基底金屬層121與焊料層122之反應之觀點而言，例如較佳為設為0.05 μm以上。關於第3基底金屬層之厚度之上限，亦並無特別限定，就充分地降低成本之觀點而言，較佳為1.0 μm以下。
其次，對焊料層122進行說明。
焊料層122於製造光學封裝時，具有將無機材料之基體11與具備光學元件之電路基板接合之功能，關於其構成，並無特別限定。
但是，焊料層122之厚度之平均值較佳為5 μm以上，更佳為15 μm以上。其原因在於，藉由將焊料層122之厚度之平均值設為5 μm以上，例如即便要接合之電路基板之與接合層12之接合面包含凹凸，亦可利用焊料層之材料填充該凹部，尤其提高氣密密封性。
再者，此處之平均值意指簡單平均(有時亦稱為算術平均或相加平均)之值。以下，於簡稱為「平均」之情形時意指簡單平均。
又，關於焊料層122之厚度之平均值之上限，亦並無特別限定，較佳為50 μm以下，更佳為30 μm以下。其原因在於，即便焊料層122之厚度之平均值超過50 μm而變得過厚，氣密密封性之效果亦不會產生較大之變化。
再者，焊料層122之厚度之平均值可藉由針對窗材10之焊料層122，於任意之複數個測定點，利用雷射顯微鏡(KEYENCE公司製造，型號VK-8510)測定厚度，並求出平均值而算出。為了算出平均值而測定焊料層122之厚度之測定點之數量並無特別限定，例如較佳為2點以上，更佳為4點以上。關於測定點之數量之上限值，亦並無特別限定，就效率性之觀點而言，較佳為10點以下，更佳為8點以下。
於計算焊料層122之厚度之平均值之情形時，例如更佳為於圖3所示之測定點Z1~Z8測定厚度，並算出平均值。
再者，圖3係為了表示測定點之例而表示之圖，且係對應於圖1(B)之圖。圖3、及圖1(B)係自窗材10之形成有接合層12之側觀察之情形之圖、即仰視圖，包含焊料層122之接合層12成為沿無機材料之基體11之外周配置之形狀。而且，包含焊料層122之接合層12可設為於中央部具有開口部且自該開口部可看見無機材料之基體11之形狀。
如圖3所示，於焊料層122於中央具備四邊形之開口部，且外形具有四邊形之情形時，較佳為於其4個邊301~304之角部31A~31D之中心位置之測定點Z1、Z3、Z5、Z7、及邊部32A~32D之中心位置之測定點Z2、Z4、Z6、Z8，測定作為焊料層之最大高度之厚度，並將其平均值設為焊料層122之厚度之平均值。
再者，焊料層之底面形狀並不限定於圖1(B)、圖3所示之形態，可設為任意之形狀，例如亦可設為外形具有除四邊形以外之多邊形形狀等，且開口部亦設為與其對應之形狀。於該情形時，亦可例如於各邊之角部、邊部之各中心位置測定厚度，並將測定所得之厚度之平均值設為焊料層之厚度。關於角部、邊部將於下文敍述。
焊料層122之厚度之偏差、即厚度之與簡單平均值之偏差較佳為±20 μm以內，更佳為±10 μm以內。
其原因在於，藉由將焊料層122之厚度之偏差設為±20 μm以內，能夠於製造光學封裝時，尤其提高窗材與配置有光學元件之電路基板之間之氣密密封性，而較佳。
再者，焊料層122之厚度之偏差為±20 μm以內意指偏差分佈於-20 μm以上且+20 μm以下之範圍。
再者，焊料層122之厚度之偏差能夠根據上述焊料層之厚度之平均值、及於計算平均值時所使用之測定值而算出。
又，焊料層122根據其形成方法，而存在於焊料層之角部與邊部厚度產生雖微小但亦存在之偏差之情形。因此，亦可針對焊料層122之厚度，亦一併算出加權平均，並用作評估之指標。於針對焊料層122之厚度計算加權平均之情形時，可算出焊料層所包含之各邊之厚度之加權平均，並將所有邊之厚度之加權平均之平均(簡單平均)設為焊料層122之厚度之加權平均。
各邊之厚度之加權平均能夠於各邊所包含之角部及邊部之中心位置分別測定厚度，且於測定點為角部之情形時，利用計算該角部之加權平均之邊之長邊方向的長度進行加權，於測定點為邊部之情形時，利用計算該邊部之加權平均之邊之長邊方向的長度進行加權。
再者，角部係指焊料層之邊重疊之部分，邊部係指除此以外之部位。例如，於圖3所示之焊料層122之情形時，焊料層122於中央具備四邊形之開口部，且外形為四邊形，具有邊301~邊304之四邊。而且，圖3所示之焊料層122具有邊301~邊304相互重複之角部31A~角部31D。
具體而言，角部31A成為邊301與邊304重疊之由直線A1、A2、B1、B2包圍之區域。角部31B成為邊301與邊302重疊之由直線A3、A4、B1、B2包圍之區域。角部31C成為邊302與邊303重疊之由直線A3、A4、B3、B4包圍之區域。角部31D成為邊303與邊304重疊之由直線A1、A2、B3、B4包圍之區域。
又，圖3所示之焊料層122具有邊部32A~邊部32D。具體而言，邊部32A成為由直線A2、A3、B1、B2包圍之區域。又，邊部32B成為由直線A3、A4、B2、B3包圍之區域。邊部32C成為由直線A2、A3、B3、B4包圍之區域。邊部32D成為由直線A1、A2、B2、B3包圍之區域。
於針對邊301算出加權平均之情形時，可按照以下之順序對角部31A、31B、及邊部32A處之厚度利用各區域之邊301之長邊方向之長度進行加權而算出。對於在角部31A之中心位置之測定點Z1測定所得之厚度TZ1
，利用角部31A中之邊301之長邊方向之長度W1進行加權。對於在邊部32A之中心位置之測定點Z2測定所得之厚度TZ2
，利用邊部32A中之邊301之長邊方向之長度L1進行加權。對於在角部31B之中心位置之測定點Z3測定所得之厚度TZ3
，利用角部31B中之邊301之長邊方向之長度W2進行加權。然後，藉由使將運算結果進行合計所得者除以用於加權之W1、L1、W2之合計，可算出邊301之加權平均。
同樣地，針對其他邊亦可藉由算出加權平均，並求出其平均值而求出焊料層之加權平均。
於圖4所示之焊料層122之情形時，能夠根據以下之式(1)而算出。 加權平均值=[(W1×TZ1
+L1×TZ2
+W2×TZ3
)/(W1+L1+W2)+(W3× TZ3
+L2×TZ4
+W4×TZ5
)/(W3+L2+W4)+(W2×TZ5
+L1×TZ6
+W1×TZ7
)/(W1+L1+W2)+(W4×TZ7
+L2×TZ8
+W3×TZ1
)/(W3+L2+W4)]/4···(1) 再者，上述式(1)中之TZx
意指於各測定點Zx(x係1~8中之任一者)測定所得之焊料層之厚度，以下同樣地記載。如圖3所示，上述式(1)中之L1、L2成為設置於焊料層122之中央之開口部之各邊之長度。L1、L2亦可設為於任意之位置測定所得之長度，但較佳為使用於複數個部位測定所得之平均值。例如，關於L1，較佳為設為於開口部之兩端部及中央測定所得之、即例如沿直線B2、B3、B5測定所得之開口部之一邊之長度之平均值。又，關於L2，亦同樣地較佳為設為於開口部之兩端部及中央測定所得之、即例如沿直線A2、A3、A5測定所得之開口部之一邊之長度之平均值。
關於焊料層122之線寬W1~W4，亦可設為於任意之位置測定所得之長度，但較佳為使用於複數個部位測定所得之平均值。例如，於線寬W1之情形時，較佳為使用沿通過邊304之長邊方向之中心之直線B5測定所得之值、及沿通過開口部之兩端部之直線B2、B3測定所得之值之3點處之測定值之平均值。
根據焊料層之形成方法，例如亦存在厚度變為左右對稱之情形。例如，於利用浸漬法形成焊料層，且已知其浸漬方向之情形時，以浸漬方向為中心，焊料層之厚度變為左右對稱。例如，於沿圖3中之直線B5進行浸漬之情形時，以直線B5為中心，焊料層122之厚度變為左右對稱。因此，於該情形時，測定點Z7、Z6、Z5處之焊料層122之厚度分別依序與測定點Z1、Z2、Z3處之焊料層122之厚度變為相同之值，因此無需於所有測定點Z1~Z8測定厚度。例如，能夠於測定點Z1~Z4、Z8之測定點5點測定厚度，並設為TZ1
=TZ7
，TZ2
=TZ6
，TZ3
=TZ5
，而算出焊料層122之厚度之加權平均。再者，於簡單平均之情形時亦為亦可僅根據相同之測定點之值求出平均值。
焊料層之加權平均值並無特別限定，較佳為4 μm以上，更佳為13 μm以上。又，焊料層之加權平均值之上限亦並無特別限定，例如較佳為70 μm以下，更佳為60 μm以下。
又，焊料層之與加權平均值之偏差、即各測定點處之厚度與所算出之加權平均值之差較佳為設為±30 μm以內。
關於加權平均值、及與加權平均值之偏差，較佳之原因與平均值之情形相同，故而省略。
再者，焊料層之底面形狀並不限定於圖1(B)、圖3所示之形態，例如亦可為外形具有除四邊形以外之多邊形形狀等，且開口部亦設為與其對應之形狀。於該情形時，亦可藉由例如於各邊所包含之角部、邊部之中心位置測定厚度，利用計算各區域之加權平均之邊之長邊方向之長度進行加權，算出各邊之加權平均，並求出所有邊之厚度之加權平均之平均，而算出焊料層之加權平均。
再者，本實施形態之窗材能夠與具備光學元件之電路基板接合而使用，焊料層122能夠將該電路基板與窗材接合。
而且，於焊料層122之表面通常存在氧化膜，但為了設為易與電路基板接合，存在於焊料層122之下表面、即與電路基板對向之側之面之表面的氧化膜較佳為熔入至藉由加熱而熔融之焊料層122之內部，且薄至熔融之焊料層122可相接於電路基板之上表面的程度。具體之焊料層之表面之氧化膜之厚度並無限定，氧化膜之厚度較佳為10 nm以下，更佳為5 nm以下。
由於該氧化膜較佳為較少，故而氧化膜之厚度可設為0以上。
焊料層122可包含各種焊料(接合用組合物)。
作為用於焊料層122之焊料，並無特別限定，例如較佳為楊氏模數為50 GPa以下之材料，更佳為40 GPa以下之材料，進而較佳為30 GPa以下之材料。
其原因在於，如上所述，本實施形態之窗材能夠用作光學封裝之構件，但於在製成光學封裝之後，例如使光學元件發光、熄滅等之情形時，有時焊料層會產生溫度變化。而且，藉由將用於焊料層之焊料之楊氏模數設為50 GPa以下，而即便於焊料層部分產生溫度變化而膨脹、收縮之情形時，亦可尤其抑制對其他構件產生破壞等，而較佳。
又，其原因在於，於焊料之楊氏模數為50 GPa以下之情形時，於製成光學封裝時，能夠將因無機材料之基體11與具備光學元件之電路基板之熱膨脹差而產生之應力於將兩構件接合之焊料層122內進行吸收，而較佳。
用於焊料層122之焊料之楊氏模數之較佳之範圍的下限值並無特別限定，例如只要大於0即可，就提高氣密密封性之觀點而言，較佳為10 GPa以上。
焊料之楊氏模數能夠針對焊料進行拉伸試驗，並根據其結果而算出。
又，用於焊料層122之焊料之熔點較佳為200℃以上，更佳為230℃以上。其原因在於，於焊料之熔點為200℃以上之情形時，能夠充分地提高製成光學封裝時之耐熱性。但是，用於焊料層122之焊料之熔點較佳為280℃以下。其原因在於，於製造光學封裝時進行熱處理，會變得使焊料層122之至少一部分熔融，但於焊料之熔點為280℃以下之情形時，能夠將熱處理之溫度抑制為較低，因此能夠尤其抑制光學元件等產生損傷。
用於焊料層122之焊料之密度較佳為6.0 g/cm3
以上，更佳為7.0 g/cm3
以上。其原因在於，藉由將用於焊料層122之焊料之密度設為6.0 g/cm3
以上，尤其可提高氣密密封性。用於焊料層122之焊料之密度之上限值並無特別限定，例如較佳為10 g/cm3
以下。
用於焊料層122之焊料之熱膨脹率較佳為30 ppm以下，更佳為25 ppm以下。其原因在於，於焊料之熱膨脹率為30 ppm以下之情形時，能夠抑制因製成光學封裝且光學元件發光等時產生之熱而產生之形狀變化，能夠更確實地防止光學封裝破損等。用於焊料層122之焊料之熱膨脹率之下限值並無特別限定，例如較佳為0.5 ppm以上。
用於焊料層122之焊料之銅侵蝕性較佳為15%以下，更佳為10%以下。其原因在於，於用於焊料層122之焊料之銅侵蝕性為15%以下之情形時，能夠抑制與基底金屬層121等之反應，而較佳。用於焊料層122之焊料之銅侵蝕性之下限值並無特別限定，較佳為0以上。再者，焊料之銅侵蝕性能夠藉由銅侵蝕性評估而進行評估。
銅侵蝕性例如能夠按照以下之順序進行評估。
將直徑0.5 mm之銅線以3 mm左右之長度切出2條，將2條銅線之表面浸漬於RMA(Rosin Mildly activated，弱活性松香系)類型之助焊劑而去除氧化膜。
將去除氧化膜後之第1條銅線利用乙醇進行洗淨，並測定第1條銅線之截面面積S1
。再者，銅線之截面面積意指銅線之利用與長度方向垂直之面所得之截面面積。
其次，將去除氧化膜後之第2條銅線，浸漬於加入進行評估之焊料且以熱水溫度變為400℃之方式被加熱之焊料槽60秒鐘。此時，為了防止銅線之氧化膜之再產生，於利用助焊劑去除氧化膜後60秒以內浸漬於焊料槽。於向焊料槽之浸漬後，提拉銅線，自浸漬於焊料槽之側之端部起，對銅線進行研磨，並於能夠確認銅剖面之位置測定銅線之截面面積S2
。
計算相對於向焊料槽之浸漬前之銅線之截面面積S1
，與向焊料槽之浸漬後之銅線之截面面積S2
相比截面面積減少之比率。具體而言，能夠根據以下之式而算出。 (銅侵蝕性)=(S1
-S2
)/S1
×100 構成焊料層之焊料係如上述般並無特別限定，例如較佳為含有錫、鍺、及鎳，鍺之含量為10質量%以下，且鍺之含量與鎳之含量滿足以下之式(1)。
[Ni]≦2.8×[Ge]0.3
···(1) (其中，[Ni]表示以質量%換算之鎳之含量，[Ge]表示以質量%換算之鍺之含量) 其原因在於，根據上述焊料，於將該焊料配置於被接合構件上之後，能夠無需去除氧化膜而容易地與被接合物接合。
以下，對能夠較佳地用於焊料層之上述焊料所含有之成分進行說明。 (錫) 上述焊料含有錫(Sn)。
錫能夠緩和電路基板或基底金屬層等被接合構件與焊料之熱膨脹差。進而，藉由含有錫作為焊料之主成分，能夠將焊料之熔點溫度設為作為錫之熔點溫度之230℃左右。
上述焊料能夠含有錫作為主成分。作為主成分而含有意指例如於焊料中包含最多之成分，較佳為指於焊料中含有60質量%以上之成分。
尤其是，焊料之錫之含量例如更佳為85.9質量%以上，進而較佳為87.0質量%以上，尤佳為88.0質量%以上。
其原因在於，於焊料中之錫之含量為85.9質量%以上之情形時，對於被接合構件與焊料之熱膨脹差之緩和、及焊料之熔融溫度之下降，表現出尤佳之效果。
焊料中之錫之含量之上限值並無特別限定，例如較佳為99.9質量%以下，更佳為99.5質量%以下，進而較佳為99.3質量%以下。
上述焊料除錫以外亦含有鍺及鎳。而且，藉由含有該等成分，能夠抑制於塗佈至被接合構件時，於焊料之表面產生氧化覆膜。又，上述焊料亦可亦除鍺及鎳以外含有下述任意之成分。因此，為了充分地確保該等除錫以外之成分之含量，如上所述般錫之含量較佳為99.9質量%以下。
再者，如下所述，藉由鍺等之含量，能夠尤其提高被接合構件間之氣密密封性。就提高氣密密封性之觀點而言，焊料中之除錫以外之鍺等成分之含量較佳為有固定量以上。因此，於要求尤其提高氣密密封性之情形時等，錫之含量之上限值尤佳為設為98.8質量%以下。 (鍺) 上述焊料含有鍺。
鍺能夠抑制於將焊料塗佈至被接合構件之接合面時於焊料之表面產生氧化覆膜。其原因在於，於為了塗佈焊料而進行熔融時，焊料所包含之鍺優先氧化，能夠抑制焊料中之鎳氧化。
上述焊料之鍺之含量並無特別限定，較佳為10質量%以下，更佳為8質量%以下。
其原因在於，若焊料之鍺之含量超過10質量%，則變為鍺自身過度地形成氧化物，反而有妨礙與被接合構件之接合之虞。
鍺之含量之下限值並無特別限定，例如較佳為多於0.5質量%，更佳為0.7質量%以上。
於焊料熔融時，存在因變得過剩之氧進行氣體化而於焊料內產生空隙之情形。尤其是於在真空環境下為了接合而將焊料進行熔融時，上述氧氣等氣體膨脹，變得易於焊料內產生空隙。而且，存在因該空隙而被接合構件間之氣密密封性降低之情形。
對此，藉由使焊料之鍺之含量多於0.5質量%，能夠抑制如上述般之起因於過剩之氧之焊料內之空隙之產生，尤其提高被接合構件間之氣密密封性，故而較佳。 (鎳) 上述焊料如上述般含有鎳(Ni)。
其原因在於，於將焊料進行熔融時，焊料所包含之鎳變為氧化物之傾向較強。因此，於被接合構件之接合部分、例如電路基板之接合面包含氧化物之情形時，該接合部分之氧化物與焊料變得易結合，焊料與包含氧化物之該接合部分之潤濕性提高，能夠發揮較高之接合強度。
上述焊料之鎳之含量並無特別限定，較佳為與鍺之含量具有固定之關係。
具體而言，較佳為以質量%換算之鎳之含量[Ni]與以質量%換算之鍺之含量[Ge]滿足以下之式(1)。
[Ni]≦2.8×[Ge]0.3
···(1) 其原因在於，若焊料之以質量%換算之鎳之含量[Ni]超過2.8×[Ge]0.3
，則於為了將該焊料塗佈於被接合構件之接合面而進行熔融時，存在焊料之一部分熔化殘留為粒子狀，而變得無法接合之情形。
尤其是，以質量%換算之鎳之含量[Ni]與以質量%換算之鍺之含量[Ge]更佳為滿足[Ni]≦2.4×[Ge]0.3
，進而較佳為滿足[Ni]≦2.0×[Ge]0.3
。
上述焊料之鎳之含量之下限值並非特別限定者，只要多於0質量%即可。
又，將以質量%換算之鎳之含量[Ni]除以以質量%換算之鍺之含量[Ge]所得之值較佳為未達2.0，更佳為未達1.5。即，較佳為[Ni]/[Ge]＜2.0，更佳為[Ni]/[Ge]＜1.5。
其原因在於，於[Ni]/[Ge]為2.0以上之情形時，存在於為了塗佈於被接合構件之接合面而熔融之焊料之表面，產生鎳之氧化覆膜之情形，有妨礙接合之擔憂。再者，鎳之氧化覆膜意指金屬成分中之鎳包含相對較多之氧化覆膜。
又，將以質量%換算之鎳之含量[Ni]除以以質量%換算之鍺之含量[Ge]所得之值較佳為0.005以上，更佳為0.01以上。即，較佳為0.005≦[Ni]/[Ge]，更佳為0.01≦[Ni]/[Ge]。
其原因在於，於[Ni]/[Ge]未達0.005之情形時，焊料無法保持充分之氧，於被接合構件之接合部分包含氧化物之情形時，對於該接合部分之氧化物之潤濕性降低，有損害被接合構件間之氣密密封性之擔憂。
進而，鍺之含量與鎳之含量之合計較佳為多於1.2質量%。其原因在於，於焊料中之鍺之含量與鎳之含量之合計多於1.2質量%之情形時，能夠尤其提高被接合構件間之氣密密封性。 (銥) 上述焊料亦可進而含有銥(Ir)。
藉由上述焊料含有銥，能夠於將焊料熔融時，減少焊料內之空隙之產生。藉由焊料含有銥，能夠於將焊料熔融時抑制空隙之產生，關於其原因並不明確，但可推測其原因為能夠使熔融金屬之表面張力降低，減少氣體之夾帶。
藉由如此於將焊料熔融時能夠減少空隙之產生，而能夠充分地確保與被接合構件之接合面積，因此變得可提高接合強度。又，能夠抑制洩漏路徑之產生，因此可提高被接合構件間之氣密密封性。
又，焊料中之共晶物之結晶之粗大化存在於使焊料熔融、凝固而形成與被接合構件間進行接合之接合部時，使該接合部之伸長率及強度降低，而成為接合部中之龜裂產生之原因之情形。但是，藉由焊料含有銥，能夠抑制共晶物之結晶之粗大化，能夠抑制成為氣密性降低之原因之龜裂之產生。
再者，焊料通常加工為線狀而作為線狀焊料使用，但包含粗大之結晶之線狀焊料較脆，難以使用。對此，藉由上述焊料含有銥，能夠抑制焊料中之共晶物之結晶之粗大化。因此，藉由上述焊料含有銥，而即便於製成線狀焊料之情形時亦可抑制操作性降低。
此處所謂之焊料中所包含之共晶物，例如可列舉包含鍺及鎳之Ge-Ni共晶物。
上述焊料之銥之含量並無特別限定，例如較佳為0.1質量%以下，更佳為0.025質量%以下，進而較佳為0.005質量%以下。
其原因在於，於焊料中之銥之含量超過0.1質量%之情形時，有時將該焊料熔融時會於其表面產生氧化覆膜，有妨礙被接合構件之接合之擔憂。
又，於焊料中之銥之含量為0.025質量%以下之情形時，能夠尤其提高被接合構件間之氣密密封性，因此更佳。
關於銥之含量之下限值，亦並無特別限定，例如可設為0質量%以上，較佳為設為0.0005質量%以上。 (鋅) 上述焊料亦可進而含有鋅(Zn)。
於焊料含有鋅之情形時，將該焊料熔融時鋅變為氧化物之傾向較強。因此，於被接合構件之接合部分包含氧化物之情形時，該接合部分之氧化物與焊料變得易結合，焊料與包含氧化物之該接合部分之潤濕性提高，能夠發揮較高之接合強度。
上述焊料之鋅之含量並無特別限定，較佳為0.5質量%以下。
其原因在於，於焊料中之鋅之含量超過0.5質量%之情形時，有時將該焊料熔融時會於其表面產生氧化覆膜，有妨礙被接合構件之接合之擔憂。
關於鋅之含量之下限值，亦並無特別限定，例如可設為0質量%以上。 (氧) 而且，上述焊料可進而含有氧。
焊料中之氧成為於被接合構件之接合部分包含氧化物之情形時，促進焊料與含有該氧化物之接合部分之接合之成分。
焊料中所包含之氧之狀態並無特別限定，例如，氧較佳為以熔融於焊料之金屬材料中之形式被含有。其原因在於，於焊料與被接合構件之界面，被接合構件之接合部分之氧化物與焊料中之金屬材料之間之氧濃度之梯度變得平滑，接合界面變得牢固。
使焊料中含有氧之方法並無特別限定，例如可列舉於包含氧之氛圍下熔融、製造焊料之方法、及/或於包含氧之氛圍下進行與被接合構件之接合作業之方法。
再者，與被接合構件接合之前之焊料較佳為滿足下述焊料中之氧之含量。因此，較佳為藉由在包含氧之氛圍下熔融、製造焊料之方法調整氧濃度。
尤其是，更佳為於與被接合構件接合之前之焊料、及接合後之焊料之任一狀態下均滿足下述焊料中之氧之含量。
焊料中之氧之含量並無特別限定，例如可設為0.0001質量%以上，較佳為0.0007質量%以上。
其原因在於，藉由將氧之含量設為0.0001質量%以上，能夠充分地發揮提高接合強度之效果。
焊料中之氧之含量之上限值並無特別限定，例如可設為2質量%以下，較佳為1質量%以下。
其原因在於，若焊料所含有之氧之量變得過多，則變得於焊料內部易發生氧化物之析出，反而有接合強度降低之擔憂。因此，如上所述，焊料中之氧之含量較佳為2質量%以下。
再者，此處所謂之焊料中之氧之含量意指焊料內部所包含之氧之含量。即，於在焊料表面形成有氧化覆膜之情形時，表示去除該氧化覆膜後之焊料中之氧含量。
於測定焊料中之氧量時，氧化覆膜之去除方法並無特別限定，例如可藉由利用酸等處理焊料之表面而去除。
焊料中之氧含量之測定例如可按照以下之(1)~(3)之順序進行測定。 (1)作為分析用之試樣，準備0.5 g之所製作之焊料之小片。 (2)為了排除(1)中所準備之焊料之小片之表面所包含之氧化覆膜之影響，實施化學蝕刻。
具體而言，將加入有焊料之小片及稀釋2倍之鹽酸之燒杯設置於水浴中，以80℃加熱12分鐘。其後，利用脫氣水進行傾析，繼而利用乙醇進行傾析。 (3)對在(2)中進行氧化覆膜之去除後之焊料之試樣測定氧濃度。氧濃度之測定例如可使用氧-氫分析儀而進行。
至此，對上述焊料能夠含有之各成分進行了說明，但並不限定於該材料。又，上述焊料亦可含有例如於製備焊料時產生之不可避免之成分。作為不可避免之成分，並無特別限定。但是，於含有選自由Fe、Co、Cr、V、Mn、Sb、Pb、Bi、Zn、As、Cd所組成之群之1種以上之元素作為不可避免之成分之情形時，上述元素之含量較佳為合計為1質量%以下，更佳為合計為500 ppm以下。
其原因在於，上述元素具有使焊料之相對於被接合構件之潤濕性降低之作用，藉由將上述元素之合計含量設為1質量%以下，能夠抑制焊料之相對於被接合構件之潤濕性降低。
而且，由於Ga、P、B成為孔隙產生之原因，故而於含有選自由Ga、P、B所組成之群之1種以上之元素作為不可避免之成分之情形時，其含量較佳為合計為500 ppm以下，更佳為合計為100 ppm以下。
又，上述焊料較佳為不含有銀(Ag)。
其原因在於，銀係與錫之間生成金屬間化合物(Ag3
Sn)。而且，由於Ag3
Sn之熔點較高，故而若存在於焊料表面，則有使與被接合構件之潤濕性稍微降低之擔憂。
其原因在於，關於該與被接合構件之潤濕性降低之現象，只要為先前之一面使用超音波烙鐵等去除氧化覆膜，一面進行接合之焊料，則不會產生問題。然而，於不使用超音波烙鐵等而在氧化覆膜之去除作用不發揮之環境下進行接合之情形時，成為妨礙接合之要因。
再者，焊料不含有銀意指於將焊料利用酸進行溶解並藉由ICP(Inductively Coupled Plasma，感應耦合電漿)發光分光分析法進行分析之情形時為檢測極限以下。
而且，上述焊料較佳為，關於焊料之剖面中之存在於任意位置處之面積為1.0×106
μm2
之區域內之共晶物，於每個共晶物形成有將共晶物包含於其內部之最小尺寸之圓之情形時，直徑為220 μm以上之圓為2個以下、或直徑為350 μm以上之圓為1個以下。
又，上述焊料較佳為，關於焊料之剖面中之存在於任意位置處之面積為1.0×106
μm2
之區域內之共晶物，面積為2000 μm2
以上之共晶物為2個以下、或4000 μm2
以上之共晶物為1個以下。
再者，上述焊料較佳為至少於與被接合構件接合之前，滿足關於焊料之剖面之特定區域內之共晶物之上述規定中之任一個、或兩個。尤其是，上述焊料更佳為於與被接合構件接合之前、及與被接合構件接合之後之兩者，均滿足關於焊料之剖面之特定區域內之共晶物之上述規定之任一個、或兩個。即，上述焊料更佳為當於任意之時點，對焊料之剖面之特定區域內之共晶物進行評估時，滿足上述規定之任一個、或兩個。
上述任意位置處之面積為1.0×106
μm2
之區域之形狀並無特別限定，可設為任意之形狀。作為上述區域之形狀，例如可列舉正方形、長方形、多邊形等。於設為正方形之區域之情形時，例如可將一邊之長度設為1.0×103
μm。又，於設為長方形之區域之情形時，可以能夠確保上述面積之方式選擇各邊之長度，例如亦可設為400 μm×2500 μm之長方形。於設為多邊形之區域之情形時，亦可以能夠確保上述面積之方式選擇各邊之長度，構成多邊形之各邊之長度並無限定。
作為上述焊料中所包含之共晶物，例如可列舉包含鍺及鎳之Ge-Ni共晶物。
如上所述，焊料中之共晶物之結晶之粗大化存在於使焊料熔融、凝固而形成與被接合構件間進行接合之接合部時，使該接合部之伸長率及強度降低，而成為接合部中之龜裂產生之原因之情形。但是，於焊料之剖面中之共晶物滿足上述條件之情形時，可謂能夠抑制共晶物之結晶之粗大化，能夠抑制成為氣密性降低之原因之龜裂之產生。
又，焊料能夠加工成線狀而作為線狀焊料使用，但於焊料之剖面中之共晶物滿足上述條件之情形時，能夠抑制焊料中之共晶物之結晶之粗大化，於製成線狀焊料之情形時可具有充分之操作性。
作為能夠較佳地用於焊料層122之焊料，亦可除上述焊料以外，亦列舉例如錫(Sn)-銻(Sb)系焊料等。
錫-銻系焊料之各成分之含量並無特別限定，例如較佳為銻之含量為1質量%以上。其原因在於，銻具有於錫-銻系焊料中使固相線溫度上升之作用，藉由將銻之含量設為1質量%以上，能夠尤其發揮該效果，而較佳。
銻之含量之上限並無特別限定，例如較佳為設為40質量%以下。其原因在於，藉由將銻之含量設為40質量%以下，能夠防止固相線溫度變得過高，而設為適於電子零件之安裝之焊料。
錫-銻系焊料能夠含有錫。錫能夠緩和電路基板或基底金屬層等被接合構件與焊料之熱膨脹差。進而，藉由含有錫作為焊料之主成分，能夠將焊料之熔點溫度設為作為錫之熔點溫度之230℃左右。
錫-銻系焊料亦可由銻及錫構成，於該情形時，可由錫構成除銻以外之其餘部分。
錫-銻系焊料可除銻及錫以外亦含有任意之添加成分，例如亦可含有選自銀(Ag)、銅(Cu)等之1種以上。銀或銅係與銻同樣地具有使焊料之固相線溫度上升之作用。於該情形時，可由銻構成除錫及任意之添加成分以外之其餘部分。
對能夠較佳地用於焊料層122之焊料之構成例進行了說明，但如已述般用於本實施形態之窗材10之焊料層122之焊料並非限定於該焊料。
接合層12之形狀並無特別限定，例如如圖1(B)所示，可設為於自窗材10之形成有接合層12之側觀察之情形之圖、即仰視圖中包含焊料層122之接合層12沿無機材料之基體11之外周配置之形狀。而且，可設為包含焊料層122之接合層12於中央部具有開口部，且自該開口部能看見無機材料之基體11之形狀。於圖1(B)中，無機材料之基體11大於包含焊料層122之接合層12，但並不限定於該形態。例如，亦可以無機材料之基材11之外周與包含焊料層122之接合層12之外周一致之方式構成。
再者，於圖1(B)中，表示接合層12中之位於最表面之焊料層122，利用與接合層12之各層之積層方向(圖1(A)中之上下方向)垂直之面所得之接合層12之剖面形狀較佳為與層無關地設為相同之形狀。
本實施形態之窗材之製造方法並無特別限定，例如可包含以下之步驟。
即，基體準備步驟，其係準備無機材料之基體。 及接合層形成步驟，其係於無機材料之基體之一面上形成接合層。 基體準備步驟之具體之操作並無特別限定，例如可將無機材料之基體以成為所期望之尺寸之方式進行切斷、或以無機材料之基體之形狀成為所期望之形狀之方式進行加工。再者，於在無機材料之基體之表面配置抗反射膜之情形時，亦可於本步驟中形成抗反射膜。抗反射膜之成膜方法並無特別限定，例如可藉由乾式法、或濕式法進行成膜，若為乾式法之情形，則可藉由選自蒸鍍法、濺鍍法、離子電鍍法等之1種以上之方法進行成膜。若為濕式法之情形，則可藉由選自浸漬法、及噴霧塗佈法等之1種以上之方法進行成膜。
接合層形成步驟例如可包含：基底金屬層形成步驟，其係形成基底金屬層；及焊料層形成步驟。
基底金屬層形成步驟能夠於無機材料之基體之一面上形成基底金屬層。形成基底金屬層之方法並無特別限定，能夠根據要成膜之基底金屬層之種類等而任意地選擇。例如可藉由乾式法、或濕式法進行成膜，若為乾式法之情形，則能夠藉由選自蒸鍍法、濺鍍法、離子電鍍法等之1種以上之方法進行成膜。若為濕式法之情形，則能夠藉由選自電鍍法、及無電解鍍覆法、印刷法等之1種以上之方法進行成膜。
再者，如上所述，基底金屬層亦可包含複數個層，能夠每層藉由任意之方法進行成膜。
於焊料層形成步驟中，可於無機材料之基體之一面上、或基底金屬層上形成焊料層。形成焊料層之方法並無特別限定，例如可列舉選自浸漬法、及使用分注器之塗佈法、印刷法、雷射金屬沈積法、使用焊絲之方法等之1種以上。
浸漬法係於焊料熔融槽內預先使成為焊料層之原料之焊料熔融，將要形成焊料層之構件、例如配置有基底金屬層之無機材料之基體之要形成焊料層之部分浸漬於焊料熔融槽內之熔融焊料，而形成焊料層之方法。
使用分注器之塗佈法係如下方法，即，自例如連接有注射器之分注器，對要形成焊料層之構件、例如配置有基底金屬層之無機材料之基體之要形成焊料層之部分供給熔融之焊料，而形成焊料層。
印刷法係如下方法，即，對要形成焊料層之構件、例如配置有基底金屬層之無機材料之基體之要形成焊料層之部分印刷設為膏狀之焊料，而形成焊料層。再者，亦可於印刷後視需要進行熱處理。
雷射金屬沈積法係如下方法，即，藉由對要形成焊料層之構件、例如配置有基底金屬層之無機材料之基體之要形成焊料層之部分供給粉體狀之焊料，並於藉由雷射將焊料熔融後，進行冷卻，而形成焊料層。
使用焊絲之方法係如下方法，即，使用加工成絲狀、即線狀之焊料，藉由例如自動焊接機器人等，對要形成焊料層之構件、例如配置有基底金屬層之無機材料之基體之要形成焊料層之部分供給熔融之焊料，而形成焊料層。
本實施形態之窗材之製造方法亦可視需要進而包含任意之步驟。
接合層可如使用圖1(A)、圖1(B)所說明般，於無機材料之基體11之一面11a上以成為所期望之形狀之方式形成。
因此，本實施形態之窗材之製造方法例如亦可包含圖案化步驟，該圖案化步驟係於藉由基底金屬層形成步驟及焊料層形成步驟形成接合層之後，以該接合層成為所期望之形狀之方式進行圖案化。於圖案化步驟中，例如可於焊料層之露出之面上，配置與要形成之圖案對應之抗蝕劑，並藉由蝕刻等將焊料層及基底金屬層中之未覆蓋抗蝕劑之部分去除而進行圖案化。亦可於圖案化步驟之後實施去除抗蝕劑之抗蝕劑去除步驟。
再者，於基底金屬層包含複數個層之情形時，亦可於將基底金屬層所包含之層之一部分成膜後，實施圖案化步驟，而將該成膜之基底金屬層所包含之層之一部分圖案化。然後，亦可於該圖案化步驟之後，實施去除抗蝕劑之抗蝕劑去除步驟，然後，於經圖案化之基底金屬層上進而形成剩餘之基底金屬層。
又，例如，本實施形態之窗材之製造方法亦可包含抗蝕劑配置步驟，該抗蝕劑配置步驟係於實施基底金屬層形成步驟及焊料層形成步驟之前，於不形成基底金屬層、及焊料層之部分配置抗蝕劑。可藉由在抗蝕劑形成後，形成基底金屬層、及焊料層，而僅於與要形成之圖案對應之部分形成基底金屬層、及焊料層。於該情形時，亦可包含於焊料層形成步驟之後去除抗蝕劑之抗蝕劑去除步驟。
又，於為了能夠同時製造複數個窗材，而於複數個之程度之尺寸之無機材料之基體(切斷前材料)上，形成複數個與各窗材對應之接合層之情形時，亦可包含將無機材料之基體切斷之切斷步驟。切斷方法並無特別限定，可採用已述之使用雷射光之切斷方法等適合無機材料之基體之切斷方法。再者，於在鄰接之窗材中接合層連續地形成之情形時、即於切斷線上配置有接合層之情形時，亦可於切斷步驟中，亦將接合層一起切斷。
再者，亦可於製成光學封裝之後，亦將無機材料之基體等與電路基板一起切斷，而進行單片化。
根據以上所說明之本實施形態之窗材，由於接合層中之金之體積比率得以抑制，故而能夠製成成本得以抑制之窗材。 [光學封裝] 其次，對本實施形態之光學封裝之一構成例進行說明。
本實施形態之光學封裝可具有已述之窗材及具備光學元件之電路基板。
使用圖4對本實施形態之光學封裝之構成例進行說明。
圖4係模式性地表示利用平行於本實施形態之光學封裝之窗材與具備光學元件之電路基板之積層方向之面所得之剖視圖者。再者，於圖4中以能夠區別之方式分開記載有窗材10、及電路基板41，但於光學封裝40中兩構件被接合而一體化。
如上所述，本實施形態之光學封裝40具有已述之窗材10、及具備光學元件42之電路基板41。
關於窗材10，已經進行了說明，因此標註與圖1之情形相同之編號，而省略說明。
關於電路基板41並無特別限定，可使用具備絕緣性基材411、及對光學元件42供給電力之未圖示之配線之各種電路基板。
但是，於與窗材10接合之情形時，為了提高由窗材10與電路基板41包圍之空間內之氣密密封性，電路基板41較佳為具有陶瓷製之絕緣性基材411。
此處，作為用於電路基板41之絕緣性基材411之陶瓷材料，並無特別限定，例如可列舉選自氧化鋁(alumina、Al2
O3
)、及氮化鋁(AlN)、LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics，低溫共燒陶瓷)等之1種以上。
電路基板41之絕緣性基材411之形狀並無特別限定，較佳為以如下方式構成，即，於製成光學封裝40之情形時，能夠由無機材料之基體11、絕緣性基材411、及下述接合部形成封閉為配置光學元件42之部分之空間。因此，絕緣性基材411較佳為於其上表面411a之中央部具有開口部，且具有包含該開口部之作為非貫通孔之凹部411A。再者，絕緣性基材411之上表面係指於製成光學封裝之情形時與窗材10對向之面，亦可稱為與窗材10接合之側之面。
包圍該凹部411A之壁部411B係於製成光學封裝之情形時，將窗材10之接合層12、與下述電路基板用基底金屬層一起支持，因此可具有與該接合層12、或電路基板用基底金屬層對應之形狀。
進而，電路基板41可於絕緣性基材411之上表面411a、即壁部411B之上表面具有電路基板用基底金屬層412。
電路基板用基底金屬層412可具有提高電路基板41之絕緣性基材411與窗材10之密接性之作用。電路基板用基底金屬層412之具體之構成並無特別限定，例如可具有自電路基板41之絕緣性基材411側起依序積層有第1電路基板用基底金屬層412A、第2電路基板用基底金屬層412B、第3電路基板用基底金屬層412C之層構造。再者，此處表示電路基板用基底金屬層412包含三層之例，但並不限定於該形態，亦可包含一層、或二層、或四層以上之層。
於如上述般電路基板用基底金屬層412包含三層之情形時，例如第1電路基板用基底金屬層412A較佳為包含與為了於電路基板41中形成配線(電路)而使用之金屬相同之金屬。例如第1電路基板用基底金屬層412A可設為包含選自銅(Cu)、銀(Ag)、鎢(W)之1種以上之金屬之層。第1電路基板用基底金屬層412A亦可設為包含選自銅(Cu)、銀(Ag)、鎢(W)之1種以上之金屬之層。再者，於該情形時亦不排除第1電路基板用基底金屬層412A包含不可避免之雜質。
第2電路基板用基底金屬層412B可設為防止下述第3電路基板用基底金屬層412C與第1電路基板用基底金屬層412A合金化之層，例如可設為包含鎳(Ni)之層。第2電路基板用基底金屬層412B亦可設為由鎳(Ni)構成之層。再者，於該情形時亦不排除第2電路基板用基底金屬層412B包含不可避免之雜質。
第3電路基板用基底金屬層412C可設為用以防止第2電路基板用基底金屬層412B氧化之層，例如可設為包含金(Au)之層。第3電路基板用基底金屬層412C亦可設為由金(Au)構成之層。再者，於該情形時亦不排除第3電路基板用基底金屬層412C包含不可避免之雜質。
構成電路基板用基底金屬層412之各層之厚度並無特別限定，能夠任意地選擇。
第1電路基板用基底金屬層412A之厚度例如較佳為設為1 μm以上。關於第1電路基板用基底金屬層412A之厚度之上限，亦並無特別限定，就充分地降低成本之觀點而言，較佳為20 μm以下。
關於第2電路基板用基底金屬層412B之厚度，就尤其抑制第1電路基板用基底金屬層412A與第3電路基板用基底金屬層412C之合金化之觀點而言，較佳為1 μm以上。關於第2電路基板用基底金屬層412B之厚度之上限，亦並無特別限定，就充分地降低成本之觀點而言，較佳為20 μm以下。
關於第3電路基板用基底金屬層412C之厚度，就尤其防止其他電路基板用基底金屬層之氧化之觀點而言，較佳為0.03 μm以上。關於第3電路基板用基底金屬層412C之厚度之上限，亦並無特別限定，就充分地降低成本之觀點而言，較佳為2.0 μm以下，更佳為0.5 μm以下。
關於電路基板用基底金屬層412之形狀，亦並無特別限定，由於當製成光學封裝40時與窗材10之接合層12一併構成下述接合部43，故而較佳為具有與窗材10之接合層12對應之形狀。具體而言，較佳為窗材10之接合層12與電路基板用基底金屬層412之與製成光學封裝時之兩構件之積層方向(圖4中之上下方向)垂直之面中之剖面形狀為相同之形狀。
電路基板用基底金屬層412之成膜方法並無特別限定，例如能夠根據要成膜之電路基板用基底金屬層412之種類等而任意地選擇。例如可藉由乾式法、或濕式法進行成膜，若為乾式法之情形，則可藉由選自蒸鍍法、濺鍍法、離子電鍍法等之1種以上之方法進行成膜。若為濕式法之情形，則可藉由選自電鍍法、及無電解鍍覆法、印刷法等之1種以上之方法進行成膜。
再者，如已述般電路基板用基底金屬層亦可包含複數層，每層可藉由任意之方法進行成膜。
關於配置於電路基板41之光學元件42，並無特別限定，例如可使用發光二極體等發光元件、或受光元件等。
再者，於光學元件42為發光元件之情形時，該發光元件發出之光之波長區域並無特別限定。因此，例如可使用發出自紫外光至紅外光之範圍內選擇之任意波長區域之光、即例如自波長為200 nm以上且1 mm以下之範圍內選擇之任意波長區域之光的發光元件。
但是，根據本實施形態之光學封裝，作為使來自發光元件之光透過之構件的窗材之基體並非透明樹脂之基體，而是無機材料之基體11。因此，與窗材之上述基體使用透明樹脂之基體之情形相比，可提高氣密密封性，進而能夠抑制因來自該發光元件之光而引起之窗材之劣化。因此，於光學元件為發光元件之情形時，當使用尤其要求氣密性之發光元件、或發出使樹脂之劣化易進行之光之發光元件時，尤其能夠使本實施形態之光學封裝發揮較佳之效果，而較佳。作為尤其要求氣密性之發光元件，例如可列舉發出作為波長為200 nm以上且280 nm以下之波長區域之光之UV-C之發光元件。又，作為發出使樹脂之劣化易進行之光之發光元件，可列舉發出雷射等輸出較高之光之發光元件。因此，於光學元件42為發光元件之情形時，作為該發光元件，就發揮尤佳之效果之觀點而言，可較佳地使用發出UV-C之發光元件、或雷射等。
而且，窗材10之無機材料之基體11與電路基板41之絕緣性基材411可藉由接合部43而接合。如圖4所示，接合部43可具有窗材10之接合層12、及電路基板41之電路基板用基底金屬層412。再者，接合部43亦可包含接合層12、及電路基板用基底金屬層412。
接合部43之構成並無特別限定，就成本之觀點而言，接合部中之金之體積比率較佳為5%以下，更佳為4%以下。
由於接合部43亦可不包含金，故而接合部中之金之體積比率可設為0以上。
接合部43中所包含之已述之焊料層、或基底金屬層等各層能以大致均勻之厚度形成。因此，例如，於在接合部43中含有金之層以由金構成之金層之形式存在之情形時，金之體積比率亦可設為金層之厚度於接合部43之厚度中所占之比率。又，於含有金之層亦含有除金以外之成分之情形時，亦可設為使含有金之層之厚度於接合部43之厚度中所占之比率乘以含有金之層中之金之體積含有比率所得之值。
再者，於如上述般使用各層之厚度算出接合部中之金之體積比率之情形時，作為焊料層之厚度，可使用簡單平均之平均值。
根據以上所說明之本實施形態之光學封裝，由於使用已述之窗材，故而可設為成本得以抑制之光學封裝。
本實施形態之光學封裝之製造方法並無特別限定，能夠藉由任意之方法製造。
本實施形態之光學封裝之製造方法例如可具有以下之步驟。
即，電路基板準備步驟，其係準備具備光學元件之電路基板。
接合步驟，其係於電路基板上配置窗材，並將窗材與電路基板接合。
於電路基板準備步驟中，可於根據慣例製造之電路基板上配置光學元件，而準備具備光學元件之電路基板。再者，於在接合步驟結束後進行單片化之情形時，於電路基板準備步驟中，可準備複數個電路基板一體化之切斷前之電路基板。
然後，於接合步驟中，可於電路基板上配置窗材，並將窗材與電路基板接合。接合之具體之方法並無特別限定，例如，首先，可於圖4所示之光學封裝40中，使接合層12之露出之下表面12a、與電路基板用基底金屬層412之露出之上表面412a以直接接觸之方式重合。然後，例如，可藉由一面自窗材10之無機材料之基體11之另一面11b上起朝向電路基板41側、即沿圖中之塊箭頭B進行按壓，一面進行加熱，而使焊料層122之至少一部分熔融，其後進行冷卻，藉此將窗材10與電路基板41接合。
於接合步驟中，較佳為存在於接合層12之下表面12a之表面的氧化膜熔入至藉由加熱而熔融之焊料層122之內部，且薄至熔融之焊料層122可相接於電路基板用基底金屬層412之上表面412a的程度。具體之氧化膜之厚度並無限定，氧化膜之厚度較佳為10 nm以下，更佳為5 nm以下。
再者，按壓無機材料之基體11之方法並無特別限定，例如可列舉使用具有與無機材料之基體11相接之按壓構件、及對按壓構件施加壓力之彈簧等彈性體之按壓機構之方法、或者使用鉛垂之方法等。
於接合步驟後所獲得之光學封裝中，於針對由窗材10及電路基板41密封之區域內設為特定之氛圍之情形時，較佳為將進行熱處理時之氛圍預先設為該特定之氛圍。例如可設為選自大氣氛圍、及真空氛圍、惰性氛圍等之氛圍。作為惰性氛圍，可設為含有選自氮氣、氦氣、氬氣等之1種以上之氣體之氛圍。
於接合步驟中，進行熱處理時之條件並無特別限定，例如較佳為加熱至焊料層之焊料之熔融溫度以上。但是，若急遽地進行加熱則對無機材料之基體施加熱應力，存在產生破裂等之情況，因此，例如，較佳為首先升溫至作為50℃以上且未達焊料層之焊料之熔點之第1熱處理溫度後，於第1熱處理溫度下保持固定時間。第1熱處理溫度下之保持時間並無特別限定，例如較佳為30秒以上，更佳為60秒以上。但是，就生產性之觀點而言，第1熱處理溫度下之保持時間較佳為600秒以下。
較佳為，於在第1熱處理溫度下保持固定時間後，進而進行升溫，且升溫至作為焊料層之焊料之熔點以上之溫度之第2熱處理溫度。再者，為了將窗材10與電路基板41充分地接合，第2熱處理溫度較佳為焊料之熔點+20℃以上，又，由於當第2熱處理溫度為過高之溫度時，存在配置於電路基板上之光學元件因熱而破損之情形，故而第2熱處理溫度例如較佳為300℃以下。於第2熱處理溫度下保持之時間並無特別限定，為了將窗材10與電路基板41充分地接合，較佳為20秒以上。但是，為了更確實地抑制熱對光學元件產生之不良影響，於第2熱處理溫度下保持之時間較佳為1分鐘以下。
於第2熱處理溫度下之熱處理後，可冷卻至室溫、例如23℃，而結束接合步驟。
本實施形態之光學封裝之製造方法可視需要包含任意之步驟。例如，於將複數個電路基板成為一體之未進行單片化之電路基板供於接合步驟之情形時，亦可包含切斷步驟。於切斷步驟中使用之切斷方法並無特別限定，能夠藉由任意之方法進行切斷。亦可藉由關於窗材之說明中記載之使用雷射光之切斷方法，將電路基板與窗材同時切斷，而進行單片化。又，亦可組合複數個切斷方法。 實施例
以下列舉具體之實施例而進行說明，但本發明並非限定於該等實施例。
首先，對以下之實施例中所製造之窗材、光學封裝之評估方法進行說明。 (氣密性試驗) 對使用以下之實施例中所製作之窗材之光學封裝，於製作後即刻、或於以特定之條件進行回焊處理、或熱循環試驗之後，進行氣密性試驗，並進行氣密密封特性之評估。
氣密性試驗係依據JIS Z 2331：2006而實施，具體而言，按以下之順序進行。
首先，將成為評估之對象之光學封裝放入至加壓容器內，於在加壓容器內以氦氣(He)成為5.1氣壓之方式進行加壓之條件下保持2小時(加壓步驟)。 於加壓步驟結束後，自加壓容器內取出成為評估之對象之光學封裝，於取出後1小時以內於真空容器內測定氦氣(He)之洩漏量(氦氣洩漏量測定步驟)。 於在氦氣洩漏量測定步驟中測定所得之氦氣之洩漏速率(He洩漏速率)為4.9×10-9
Pa·m3
/s以下之情形時判定為合格(判定步驟)。再者，於判定步驟中，於He洩漏速率大於4.9×10-9
Pa·m3
/s之情形時判定為不合格。 [實施例1] (窗材) 製作圖1(A)、圖1(B)所示之窗材。
具體而言，準備f100 mm、厚度為0.5 mm之石英製之圓板形狀之板以作為無機材料之基體之切斷前材料(基體準備步驟)。
然後，按照以下之順序於無機材料之基體之切斷前材料之一面上形成接合層(接合層形成步驟)。
首先，藉由離子束蒸鍍，於無機材料之基體之切斷前材料之一面上之整個面，自無機材料之基體之切斷前材料側起依序成膜第1基底金屬層、及第2基底金屬層(基底金屬層形成步驟)。
成膜厚度為0.03 μm之鉻(Cr)層以作為第1基底金屬層，成膜厚度為0.2 μm之銅(Cu)層以作為第2基底金屬層。
其次，藉由在第2基底金屬層之和與第1基底金屬層對向之面為相反側之面、即露出之面上之整個面塗佈抗蝕劑之後，使用紫外線對抗蝕劑進行曝光，進而進行顯影，而配置經圖案化之抗蝕劑(抗蝕劑配置步驟)。經圖案化之抗蝕劑係設為如下形狀，即，於利用與無機材料之基體之切斷前材料之一面平行之面所得之剖面中，具有四邊形狀，且於中央具有四邊形狀之開口部。
然後，於對第1基底金屬層、及第2基底金屬層中之未由抗蝕劑覆蓋之部分利用蝕刻液進行蝕刻，而進行圖案化之後，去除抗蝕劑(抗蝕劑去除步驟)。
其次，於經圖案化之第1基底金屬層、及第2基底金屬層上，藉由無電解鍍鎳成膜厚度為0.8 μm之鎳(Ni)層以作為第3基底金屬層。藉此，形成包含第1基底金屬層、第2基底金屬層、及第3基底金屬層之經圖案化之基底金屬層。
其次，於基底金屬層上形成焊料層。用於焊料層之焊料係按照以下之順序預先製造。
關於焊料所包含之成分，以Sn成為97.499質量%，Ge成為1.5質量%，Ni成為1.0質量%，Ir成為0.001質量%之方式進行稱量、混合，並進行熔融而暫時製成原料合金。然後，將該原料合金熔融後，流入至鑄模，而製作焊料。
然後，於焊料熔融槽內預先使成為焊料層之原料之焊料熔融，將配置有上述基底金屬層之無機材料之基體之要形成焊料層之部分浸漬於在焊料熔融槽內熔融之焊料之後，進行冷卻，藉此形成焊料層(焊料層形成步驟)。
再者，形成焊料層時所使用之上述焊料之熔點為230℃，密度為7.3 g/cm3
，熱膨脹率為22.9 ppm。又，銅侵蝕性為7.47%。
熔點係藉由使用DSC(differential scanning calorimeter，示差掃描熱量分析儀)(島津製作所製造 型號：DSC-60)，以10℃/min進行升溫而進行測定。密度係藉由阿基米德法而進行測定。
熱膨脹率係使用立式熱膨脹計(真空理工製造 型號：DL-7000型)而進行測定。當進行測定時，藉由在氬氣氛圍下，於23℃至200℃之溫度範圍內，以5℃/min進行升溫而進行測定。
銅侵蝕性係按照以下之順序進行評估。
將直徑0.5 mm之銅線以3 mm左右之長度切斷出2條，將2條銅線浸漬於RMA(Rosin Mildly activated，弱活性松香系)類型之助焊劑而去除表面之氧化膜。
將去除氧化膜後之第1條銅線利用乙醇進行洗淨，並測定第1條銅線之截面面積S1
。再者，銅線之截面面積意指銅線之利用與長度方向垂直之面所得之截面面積。
其次，將去除氧化膜後之第2條銅線浸漬於被加入上述焊料且以熱水溫度變為400℃之方式被加熱之焊料槽60秒鐘。此時，為了防止銅線之氧化膜之再產生，於利用助焊劑去除氧化膜後60秒以內浸漬於焊料槽。於向焊料槽之浸漬後，提拉銅線，自浸漬於焊料槽之側之端部起，對銅線進行研磨，並於能夠確認銅剖面之位置，測定銅線之截面面積S2
。
計算相對於向焊料槽之浸漬前之銅線之截面面積S1
，與向焊料槽之浸漬後之銅線之截面面積S2
相比截面面積減少之比率。具體而言，根據以下之式而算出。 (銅侵蝕性)=(S1
-S2
)/S1
×100 於進行銅侵蝕性評估時，於銅線之截面面積之測定中使用數位顯微鏡(KEYENCE股份有限公司製造 型號：VHX-900)、及該數位顯微鏡所隨附之圖像處理軟體。
又，關於所獲得之上述焊料，根據拉伸試驗結果算出楊氏模數，結果能確認為20 GPa。關於拉伸試驗，使用拉伸試驗機(島津製作所製造 Autograph AGX-100kN)，將JIS14A號試驗片以拉伸速度3 mm/min實施試驗。
一面使用圖3，一面對焊料層之厚度之平均值、及加權平均值之運算方法進行說明。圖3係為了說明測定點而表示之圖，且成為對應於圖1(B)之圖。於本實施例中，如已述般於無機材料之基體之切斷前材料之一面上以對應於複數個窗材之方式形成有包含焊料層之接合層。因此，焊料層之厚度係藉由進行切斷而進行單片化，而任意地選擇1個窗材中所包含之焊料層並進行評估。因此，於圖3中，表示用於測定之單片化後之1個窗材所包含之焊料層122、及無機材料之基體11。
於已進行單片化之情形時，於垂直於無機材料之基體11與焊料層122之積層方向之剖面中，焊料層122沿無機材料之基體11之外周具有帶狀之形狀。
而且，焊料層如上述般係藉由浸漬法而形成，且沿圖3中之直線B5導入至焊料熔融槽內而形成。因此，焊料層之厚度係以直線B5為中心而左右對稱。
因此，使用雷射顯微鏡(KEYENCE股份有限公司製造 型號：VK-8510)，於圖3之測定點Z1、Z2、Z3、Z4、Z8之5個部位測定焊料層之厚度，關於測定點Z5~Z7處之厚度TZx
，設為TZ1
=TZ7
，TZ2
=TZ6
，TZ3
=TZ5
。然後，算出測定點Z1~Z8之8點之厚度之平均值，結果以簡單平均計為29.31 μm。
又，使用測定點Z1、Z2、Z3、Z4、Z8處之厚度在TZ1
~TZ4
、TZ8
之測定值，根據已述之式(1)算出焊料層122之加權平均值，結果能確認以加權平均計為20.14 μm。
再者，如上所述，由於以直線B5為中心而焊料層之厚度為左右對稱，故而於計算加權平均時亦設為TZ1
=TZ7
，TZ2
=TZ6
，TZ3
=TZ5
而進行計算。關於式(1)已經進行了說明，因此此處省略說明。
又，關於開口部之一邊之長度L1，使用於開口部之兩端部及中央測定所得之、即沿直線B2、B3、B5測定所得之開口部之一邊之長度之平均。關於開口部之一邊之長度L2，亦同樣地使用於開口部之兩端部及中央測定所得之、即沿直線A2、A3、A5測定所得之開口部之一邊之長度之平均值。
關於焊料層之各線寬W1~W4，亦使用於複數點測定所得之線寬之平均值。於線寬W1、W2之情形時，分別使用沿通過邊304、302之長邊方向之中心之直線B5測定所得之值、及沿通過開口部之兩端部之直線B2、B3測定所得之值之3點處之測定值之平均值。於線寬W3、W4之情形時，分別使用沿通過邊301、303之長邊方向之中心之直線A5測定所得之值、及沿通過開口部之兩端部之直線A2、A3測定所得之值之3點處之測定值之平均值。
按照以上之順序進行計算，結果能確認焊料層之厚度之與簡單平均值之偏差之最大值、即最大偏差為10 μm，與加權平均值之偏差之最大值、即最大偏差為19 μm。
形成焊料層122後，如圖5所示般，獲得於無機材料之基體之切斷前材料51之一面上以對應於複數個窗材之方式形成有經圖案化之接合層52之基板50。然後，藉由使雷射光之焦點對準於無機材料之基體之切斷前材料51之厚度方向之任意位置，並沿經圖案化之接合層52之外形將雷射光之照射位置進行掃描之後，以雷射光之焦點位置通過之部位成為支點之方式施加力，而將無機材料之基體之切斷前材料51切斷。再者，雷射光係沿切斷預定線掃描1次。因此，如圖2所示，單片化後之無機材料之基體11之側面具有沿一面11a、及另一面11b之外周之線狀花紋111。
藉由以上之步驟，如圖1(B)所示般設為如下形狀，即，於自窗材10之形成有接合層12之側觀察之情形之圖、即仰視圖中焊料層122沿無機材料之基體11之外周配置，且於中央部具有四邊形狀之開口部，自該開口部能看見無機材料之基體11。再者，於圖1(B)中表示位於最表面之焊料層122，但利用與無機材料之基體11之一面11a平行之面所得之接合層12之剖面形狀成為與圖1(B)所示之焊料層122相同之形狀。
而且，包含基底金屬層121、及焊料層122之接合層12係如上述般沿無機材料之基體11之外周形成，其外形為5 mm見方，且為線寬全周同值，線寬W1~W4(參照圖3)之任一者均為0.65 mm。
藉由以上之步驟製造窗材。
再者，由於窗材10不包含含有金之層，故而接合層中之金之體積比率變為0。因此，能確認與先前之使用AuSn合金之窗材相比，能夠將接合材料成本大幅度地降低至25%左右。
又，使用XPS(X-ray photoelectron spectrum，X射線光電子光譜)測定器(Quantera SXM(ULVAC-PHI公司製造))測定窗材10之焊料層122之表面之氧化膜之厚度，結果能確認該氧化膜之厚度為5 nm。 (光學封裝) 使用上述窗材、及具備光學元件42之電路基板41，製造圖4所示之光學封裝40。
作為電路基板41，使用絕緣性基材411係外形為5.8 mm見方且高度為1.28 mm之長方體形狀之氧化鋁(alumina)製，且具有未圖示之配線者。再者，電路基板41之絕緣性基材411係於其上表面411a之中央部形成有開口部，且具有包含該開口部之作為非貫通孔之凹部411A。凹部411A係以於其底部能夠配置光學元件42之方式構成。再者，絕緣性基材411之上表面411a成為於製成光學封裝40之情形時與窗材10對向之面。又，開口部為四邊形，凹部411A成為由壁部411B包圍之四角柱狀之空腔(角形柱)。
而且，電路基板41於絕緣性基材411之上表面411a，以包圍上述開口部之方式，且以沿絕緣性基材411之上表面411a之外周之方式具有電路基板用基底金屬層412。
作為電路基板用基底金屬層412，設為自絕緣性基材411側起依序積層有第1電路基板用基底金屬層412A、第2電路基板用基底金屬層412B、及第3電路基板用基底金屬層412C之層構造。
形成厚度為10 μm之銀(Ag)層以作為第1電路基板用基底金屬層412A，形成厚度為5 μm之鎳(Ni)層以作為第2電路基板用基底金屬層412B，形成厚度為0.4 μm之金(Au)層以作為第3電路基板用基底金屬層412C。
電路基板用基底金屬層412係設為與窗材10之接合層12對應之形狀。具體而言，以如下方式構成，即，關於垂直於窗材10之接合層12與電路基板用基底金屬層412之積層方向(圖4中之上下方向)之面中之剖面形狀，接合層12與電路基板用基底金屬層412成為相同之形狀。因此，電路基板用基底金屬層412係外形為5 mm見方，且線寬設為0.65 mm。
於上述凹部411A之底部配置光學元件(OptoSupply公司製造 型號：OSBL1608C1A)，且與未圖示之配線連接。
然後，按照以下之順序，將窗材10與具備光學元件42之電路基板41接合，而製造光學封裝40(接合步驟)。
首先，將上述具備光學元件42之電路基板41之電路基板用基底金屬層412之上表面412a、與窗材10之接合層12之焊料層122側之下表面12a以相對且接觸之方式配置。
然後，於自窗材10之無機材料之基體11之另一面11b上起，藉由具備與無機材料之基體11相接之按壓構件、及對按壓構件施加壓力之彈簧之按壓機構，沿塊箭頭B施加壓力之狀態下，配置於熱處理爐內。
繼而，將熱處理爐內之氛圍設為真空氛圍，自23℃升溫至作為第1熱處理溫度之80℃後，保持300秒鐘。其次，於升溫至作為第2熱處理溫度之280℃，且保持30秒鐘後，斷開加熱器，冷卻至23℃。
按照以上之順序製造光學封裝。
所獲得之光學封裝之接合部43僅具有第3電路基板用基底金屬層412C作為含有金之層，根據接合部43之厚度、及第3電路基板用基底金屬層412C之厚度算出之金於接合部43中所占之體積比率為0.87%。
再者，為了實施以下之回焊試驗、及熱循環試驗，以相同之條件製造7個光學封裝。 (評估) (1)不進行熱處理之氣密性試驗 針對1個光學封裝，於製造後，實施已述之氣密性試驗，結果判定為合格。 (2)回焊試驗後之氣密性試驗 又，對3個光學封裝分別實施以下之回焊試驗1~3。
作為回焊試驗1，將1個光學封裝配置於回焊爐內，以圖6所示之溫度分佈加熱1次。
作為回焊試驗2，將1個光學封裝配置於回焊爐內，以圖6所示之溫度分佈反覆加熱3次。
作為回焊試驗3，將1個光學封裝配置於回焊爐內，以圖6所示之溫度分佈反覆加熱5次。
對以上之回焊試驗1~3後之光學封裝，分別實施氣密性試驗，結果任一光學封裝均為合格。 (3)熱循環試驗後之氣密性試驗 對3個光學封裝，分別實施以下之熱循環試驗1~3。
作為熱循環試驗1，對1個光學封裝，將於以-40℃保持30分鐘後，以85℃保持30分鐘之熱循環進行100次。
作為熱循環試驗2，對1個光學封裝，將於以-40℃保持30分鐘後，以85℃保持30分鐘之熱循環進行500次。
作為熱循環試驗3，對1個光學封裝，將於以-40℃保持30分鐘後，以100℃保持30分鐘之熱循環進行200次。
對以上之熱循環試驗1~3後之光學封裝，分別實施氣密性試驗，結果任一光學封裝均為合格。
根據本實施形態之光學封裝，金於接合部中所占之比率得以抑制，因此能夠製成成本得以降低之光學封裝。
又，如上所述，能確認不僅於剛製造後，而且於實施回焊試驗、或熱循環試驗後之情形時，亦可維持較高之氣密性。可認為其原因在於，由於用於窗材之焊料層之焊料之楊氏模數為較低之20 GPa，故而未發生無機材料之基體11之龜裂之產生、及無機材料之基體11與電路基板41之剝離等。 [實施例2] (窗材) 按照以下之順序，製作圖1(A)、圖1(B)所示之窗材，並進行評估。
於本實施例中，亦與實施例1之情形同樣地，準備石英製之圓板形狀之板以作為無機材料之基體之切斷前材料(基體準備步驟)。
繼而，按照以下之順序於無機材料之基體之切斷前材料之一面上形成接合層(接合層形成步驟)。
於無機材料之基體之切斷前材料之一面上，藉由離子束蒸鍍、或無電解鍍覆，形成晶格狀圖案之基底金屬層(基底金屬層形成步驟)。
具體而言，首先，自無機材料之基體11側起依序藉由離子束蒸鍍形成厚度為0.2 μm之鉻(Cr)層以作為第1基底金屬層121A，形成厚度為0.2 μm之銅(Cu)層以作為第2基底金屬層121B。
其次，藉由在第2基底金屬層之與第1基底金屬層對向之面的相反側之面、即露出之面上之整個面塗佈抗蝕劑之後，使用紫外線對抗蝕劑進行曝光，進而進行顯影，而配置經圖案化之抗蝕劑(抗蝕劑配置步驟)。經圖案化之抗蝕劑係設為如下形狀，即，於利用與無機材料之基體之切斷前材料之一面平行之面所得之剖面中，具有四邊形狀，且於中央具有四邊形狀之開口部。
然後，藉由蝕刻液對第1基底金屬層、及第2基底金屬層中之未由抗蝕劑覆蓋之部分進行蝕刻，而進行圖案化之後，去除抗蝕劑(抗蝕劑去除步驟)。
繼而，於經圖案化之第1基底金屬層、及第2基底金屬層上，藉由無電解鍍鎳-硼合金，而形成厚度為0.8 μm之鎳-硼合金(Ni-B)層以作為第3基底金屬層。
其次，與實施例1同樣地於基底金屬層121上形成焊料層122。再者，焊料層122使用與實施例1相同之焊料。
然後，與實施例1之情形同樣地，將無機材料之基體之切斷前材料51(參照圖5)切斷，而進行單片化。藉此，獲得無機材料之基體為5 mm見方之窗材。
由於所獲得之窗材不包含含有金之層，故而接合層中之金之體積比率成為0。單片化後之無機材料之基體之側面係如圖2般，線狀花紋111成為平行於無機材料之基體11之一面11a及另一面11b之線狀花紋。
使用光學顯微鏡(Olympus製造之BX51TRF)測定窗材10之焊料層122之線寬及一邊之長度，結果線寬W1~W4為0.3 mm，開口部之一邊之長度L1、L2為3.0 mm。
線寬W1~W4、及開口部之一邊之長度L1、L2係與實施例1之情形同樣地進行測定、計算，因此，此處省略說明。
關於焊料層之厚度，使用雷射顯微鏡(KEYENCE股份有限公司製造 型號：VK-8510)，對自同一無機材料之基體之切斷前材料切割出之樣品1~樣品3之3個窗材，進行圖3所示之測定點Z1~Z8之8點之測定。然後，使用所獲得之測定值，針對各樣品求出焊料層之厚度之平均值(簡單平均值)、及使用已述之式(1)求出加權平均值。將其結果示於表1。
[表1] 
(光學封裝) 使用上述窗材製作圖4所示之光學封裝。
作為電路基板41，使用絕緣性基材411係外形為5.8 mm見方且高度為1.28 mm之長方體形狀之氧化鋁(alumina)製，且具有未圖示之配線者。再者，電路基板41之絕緣性基材411係於其上表面411a之中央部形成有開口部，且具有包含該開口部之作為非貫通孔之凹部411A。凹部411A係以於其底部能夠配置光學元件42之方式構成。再者，絕緣性基材411之上表面411a係於製成光學封裝40之情形時成為與窗材10對向之面。又，開口部為四邊形，凹部411A成為由壁部411B包圍之四角柱狀之空腔(角形柱)。
而且，電路基板41係於絕緣性基材411之上表面411a，以包圍上述開口部之方式，且以沿絕緣性基材411之上表面411a之外周之方式具有電路基板用基底金屬層412。
作為電路基板用基底金屬層412，設為自絕緣性基材411側起依序積層有第1電路基板用基底金屬層412A、第2電路基板用基底金屬層412B、及第3電路基板用基底金屬層412C之層構造。
形成厚度為10 μm之鎢(W)層以作為第1電路基板用基底金屬層412A，形成厚度為3 μm之鎳(Ni)層以作為第2電路基板用基底金屬層412B，形成厚度為2 μm之金(Au)層以作為第3電路基板用基底金屬層412C。
電路基板用基底金屬層412係設為與窗材10之接合層12對應之形狀。具體而言，以如下方式構成，即，關於垂直於窗材10之接合層12與電路基板用基底金屬層412之積層方向(圖4中之上下方向)之面中之剖面形狀，接合層12與電路基板用基底金屬層412成為相同之形狀。因此，電路基板用基底金屬層412係外形為3.6 mm見方，且線寬設為0.3 mm。
於上述凹部411A之底部配置光學元件(OptoSupply公司製造 型號：OSBL1608C1A)，且與未圖示之配線連接。
然後，按照以下之順序，將窗材10與具備光學元件42之電路基板41接合，而製造光學封裝40(接合步驟)。
首先，將上述具備光學元件42之電路基板41之電路基板用基底金屬層412之上表面412a、與窗材10之接合層12之焊料層122側之下表面12a以相對且接觸之方式配置。
然後，於自窗材10之無機材料之基體11之另一面11b上起，藉由具備與無機材料之基體11相接之按壓構件、及對按壓構件施加壓力之彈簧之按壓機構，沿塊箭頭B施加壓力(200 g)之狀態下，配置於熱處理爐內(氮氣氛圍下)。然後，以圖7所示之溫度分佈，將窗材10與該電路基板41熔融接合而製成光學封裝。
具體而言，自23℃升溫至作為第1熱處理溫度之80℃後，保持300秒鐘。其次，升溫至作為第2熱處理溫度之280℃，並保持60秒鐘後，斷開加熱器，冷卻至23℃。
所獲得之光學封裝之接合部43僅具有第3電路基板用基底金屬層412C作為含有金之層，根據接合部43之厚度、及第3電路基板用基底金屬層412C之厚度算出之金於接合部43中所占之體積比率為3.0%~3.4%。 (評估) 對所獲得之光學封裝，實施氣密性試驗，結果為合格。 [實施例3] 將使窗材10與電路基板41接合時熱處理爐內之氛圍設為大氣氛圍(空氣氛圍)以代替氮氣氛圍，除了該點以外與實施例2同樣地製作光學封裝。
對所獲得之光學封裝，實施氣密性試驗，結果為合格。 [實施例4] 當製造窗材時，於形成焊料層122後，進行單片化時，將雷射光之掃描次數設為2次，除了該點以外與實施例2同樣地製作窗材、及光學封裝。
具體而言，於雷射光之第1次照射時，於無機材料之基體之切斷前材料之厚度方向上，設定於距雷射光入射面較遠之位置，並沿切斷預定線使雷射光之照射位置移動。然後，於雷射光之第2次照射時，使雷射光之焦點位置變化至較第1次距雷射光之入射面更近之位置，同樣地沿切斷預定線使雷射光之照射位置移動。
於第2次雷射光之照射後，藉由以雷射光之焦點位置通過之部位成為支點之方式施加力而將無機材料之基體之切斷前材料切斷。
藉此，如圖8所示，已確認於單片化後之無機材料之基體11之側面，產生了可認為因無機材料之結合狀態變化而產生之2條線狀花紋811、812。再者，2條線狀花紋811、812具有沿一面11a、及另一面11b之外周之形狀。
再者，即便於變更雷射之輸出之情形時，亦可確認於該切斷面獲得相同之形狀之花紋。
於該情形時，亦可不於無機材料之基體11產生缺損、破裂、碎裂等不良情況地進行單片化。
使用雷射顯微鏡(KEYENCE股份有限公司製造 型號：VK-8510)測定此時產生之線狀花紋811、812之表面粗糙度，結果表面粗糙度Ra為0.3 μm，測定線狀花紋811與面11a之間之區域82之表面粗糙度，結果表面粗糙度Ra為1.1 μm。根據該表面粗糙度之評估結果，亦可確認於線狀花紋811、及除其以外之部分，無機材料之結合狀態發生了變化。
除使用所獲得之窗材之點以外，與實施例2同樣地製作光學封裝。
對所獲得之光學封裝，實施氣密性試驗，結果為合格。
以上藉由實施形態及實施例等對窗材、光學封裝進行了說明，但本發明並不限定於上述實施形態及實施例等。能夠於申請專利範圍中所記載之本發明之主旨之範圍內進行各種變化、變更。
本申請案主張基於2017年6月22日於日本專利廳提出申請之日本專利特願2017-122542號之優先權，且將日本專利特願2017-122542號之全部內容引用於本國際申請。
10‧‧‧窗材11‧‧‧無機材料之基體11a‧‧‧一面11b‧‧‧另一面12‧‧‧接合層12a‧‧‧下表面31A‧‧‧角部31B‧‧‧角部31C‧‧‧角部31D‧‧‧角部32A‧‧‧邊部32B‧‧‧邊部32C‧‧‧邊部32D‧‧‧邊部40‧‧‧光學封裝41‧‧‧電路基板42‧‧‧光學元件43‧‧‧接合部50‧‧‧基板51‧‧‧切斷前材料52‧‧‧接合層82‧‧‧區域111‧‧‧線狀花紋121‧‧‧基底金屬層121A‧‧‧第1基底金屬層121B‧‧‧第2基底金屬層122‧‧‧焊料層301‧‧‧邊302‧‧‧邊303‧‧‧邊304‧‧‧邊411‧‧‧絕緣性基材411A‧‧‧凹部411a‧‧‧上表面411B‧‧‧壁部412‧‧‧電路基板用基底金屬層412A‧‧‧第1電路基板用基底金屬層412a‧‧‧上表面412B‧‧‧第2電路基板用基底金屬層412C‧‧‧第3電路基板用基底金屬層811‧‧‧線狀花紋812‧‧‧線狀花紋A‧‧‧塊箭頭A1‧‧‧直線A2‧‧‧直線A3‧‧‧直線A4‧‧‧直線A5‧‧‧直線B‧‧‧塊箭頭B1‧‧‧直線B2‧‧‧直線B3‧‧‧直線B4‧‧‧直線B5‧‧‧直線L1‧‧‧開口部之一邊之長度L2‧‧‧開口部之一邊之長度W1‧‧‧線寬W2‧‧‧線寬W3‧‧‧線寬W4‧‧‧線寬Z1‧‧‧測定點Z2‧‧‧測定點Z3‧‧‧測定點Z4‧‧‧測定點Z5‧‧‧測定點Z6‧‧‧測定點Z7‧‧‧測定點Z8‧‧‧測定點
圖1(A)、(B)係本實施形態之窗材之構成說明圖。 圖2係無機材料之基體之側面之構成例的說明圖。 圖3係窗材之焊料層之厚度測定點之位置的說明圖。 圖4係本實施形態之光學封裝之構成說明圖。 圖5係實施例中之單片化前之無機材料之基體之切斷前材料的說明圖。 圖6係實施例1中之回焊試驗之溫度分佈之說明圖。 圖7係實施例2中之接合步驟之溫度分佈。 圖8係實施例4中之單片化後之無機材料之基體之側面所產生之線狀花紋的說明圖。
10‧‧‧窗材
11‧‧‧無機材料之基體
11a‧‧‧一面
11b‧‧‧另一面
12‧‧‧接合層
121‧‧‧基底金屬層
121A‧‧‧第1基底金屬層
121B‧‧‧第2基底金屬層
122‧‧‧焊料層
A‧‧‧塊箭頭
Claims (8)
- 一種窗材，其係具備光學元件之光學封裝用者，且具有：無機材料之基體；及接合層，其配置於上述無機材料之基體之一面上；上述接合層中之金之體積比率為10%以下，上述接合層具有基底金屬層及焊料層，且上述焊料層之厚度之平均值為5μm以上且50μm以下。
- 如請求項1之窗材，其中上述焊料層之厚度之偏差為±20μm以下。
- 如請求項1或2之窗材，其中構成上述焊料層之焊料之楊氏模數為50GPa以下。
- 如請求項1或2之窗材，其中構成上述焊料層之焊料含有錫、鍺、及鎳，上述鍺之含量為10質量%以下，上述鍺之含量與上述鎳之含量滿足以下之式(1)：[Ni]≦2.8×[Ge]0.3…(1)(其中，[Ni]表示以質量%換算之鎳之含量，[Ge]表示以質量%換算之鍺之含量)。
- 如請求項1或2之窗材，其中上述無機材料之基體之側面具有沿上述 一面之外周之線狀花紋。
- 一種光學封裝，其具有如請求項1至5中任一項之窗材、及具備光學元件之電路基板。
- 如請求項6之光學封裝，其中上述電路基板具有陶瓷製之絕緣性基材。
- 如請求項6或7之光學封裝，其中上述窗材之無機材料之基體、與上述電路基板之絕緣性基材係藉由接合部而接合，上述接合部中之金之體積比率為5%以下。
Applications Claiming Priority (2)
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