CN117897643A

CN117897643A - 附膜构件和光学器件

Info

Publication number: CN117897643A
Application number: CN202280059077.9A
Authority: CN
Inventors: 藤田浩辉; 田中宏和; 山口义正
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2021-09-02
Filing date: 2022-08-30
Publication date: 2024-04-16
Also published as: JPWO2023032967A1; WO2023032967A1

Abstract

本发明提供一种多次进行伴随加热熔融的构件安装时，先安装的构件不易发生错位的附膜构件。本发明的附膜构件(1)具有：构件主体(2)；和设置在构件主体(2)的主表面(2a)上的密接膜(3)，密接膜(3)具有：直接地或间接地叠层在构件主体(2)的主表面(2a)上，且含有Ni的Ni层(6)；设置在Ni层(6)上的扩散抑制层(7)；和设置在扩散抑制层(7)上，且含有Au和Sn中的至少一种的焊料层(8)。

Description

附膜构件和光学器件

技术领域

本发明涉及附膜构件和使用了该附膜构件的光学器件。

背景技术

近年来，在显示器、投影仪和汽车前照灯等用途中，使用了装载有LD(激光二极管)和LED(发光二极管)等光学元件的光学器件。在光学器件中，光学元件等构件使用焊料膜固定在安装基板上。其中，作为焊料膜，已知有含有Au和Sn的焊料膜。

例如，在下述专利文献1中，公开了一种使用Au层和Sn层交替叠层而成的AuSn多层焊料将光学半导体元件接合在安装基板上的方法。在专利文献1的AuSn多层焊料中，合计叠层有7层Au层和Sn层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-006073号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

近年来，在使用了光学元件等构件的封装件中，一个封装件中安装多个构件的情形越来越多。但是，在这些构件的安装采用专利文献1那样的焊料膜的情况下，在多次进行伴随加热熔融的构件安装时，第一次已安装的构件的焊料膜在第二次以后的安装中也会发生熔解。因此会出现第一次已安装的构件发生错位，光学器件的可靠性无法得到充分提高的问题。

需要说明的是，为了解决这个问题，也考虑过使用熔点不同的焊料膜，从熔点高的焊料膜依次使用这样的方法，但存在材料设计复杂、光学器件的生产率低这样的问题。

本发明的目的在于提供一种多次进行伴随加热熔融的构件安装时，先安装的构件不易发生错位的附膜构件、和使用了该附膜构件的光学器件。

用于解决技术问题的技术方案

以下对能够解决上述问题的附膜构件和使用了该附膜构件的光学器件的各方式进行说明。

本发明的方式1的附膜构件的特征在于，具有：具有主表面的构件主体；和设置在上述构件主体的上述主表面上的密接膜，上述密接膜具有：直接地或间接地叠层在上述构件主体的上述主表面上，且含有Ni的Ni层；设置在上述Ni层上的扩散抑制层；和设置在上述扩散抑制层上，且含有Au和Sn中的至少一种的焊料层。

方式2的附膜构件优选在方案1中，上述Ni层的厚度相对于上述扩散抑制层的厚度比(Ni层的厚度/扩散抑制层的厚度)为1以上、600以下。

方式3的附膜构件优选在方式1或方式2中，上述扩散抑制层含有选自Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt中的至少一种。

方式4的附膜构件更优选在方式1～3中的任一方式中，上述扩散抑制层含有Pt。

方式5的附膜构件优选在方式1～4中的任一方式中，上述扩散抑制层的厚度为1000nm以下。

方式6的附膜构件优选在方式1～5中的任一方式中，上述焊料层与接合对象部件接合而构成接合焊料层，在上述接合焊料层的厚度方向上，上述接合焊料层的上述扩散抑制层一侧的部分的Au与Sn的质量比(Au﹕Sn)为40﹕60～71﹕29，在上述接合焊料层的厚度方向上，上述接合焊料层的中央侧的部分的Au与Sn的质量比(Au﹕Sn)为84﹕16～94﹕6。

方式7的附膜构件优选在方式1～6中的任一方式中，上述焊料层与接合对象部件接合而构成接合焊料层，在上述接合焊料层的厚度方向上，从上述接合对象部件一侧起，依次具有以Au和Sn为主要成分的区域、以Pt为主要成分的区域、以及以Ni为主要成分的区域。需要说明的是，“主要成分”是指该材料在该区域含有80质量％以上。当然，该材料在该区域也可以含有100质量％。即，以Au和Sn为主要成分的区域是指Au含量和Sn含量的合计为80质量％以上的区域。对于以Pt为主要成分的区域和以Ni为主要成分的区域同样如此。此外，虽然还存在接合焊料层中熔入了接合对象部件中的成分的情形，但不考虑此情形。

方式8的附膜构件优选在方式1～6中的任一方式中，上述焊料层与接合对象部件接合而构成接合焊料层，Ni扩散到上述接合焊料层中。

方式9的附膜构件优选在方式7或8中，上述焊料层与接合对象部件接合而构成接合焊料层，在上述接合焊料层的厚度方向上，Ni的含量存在浓度梯度。需要说明的是，“Ni的含量存在浓度梯度”是指在Ni所存在的区域，其含量存在着连续的增减。此外，虽然还存在接合焊料层中熔入了接合对象部件中的成分的情形，但不考虑此情形。

方式10的附膜构件优选在方式1～9中的任一方式中，上述附膜构件为选自棱镜、透镜、光学元件、用于装载上述光学元件的基座(submount)、用于装载上述光学元件的封装件、以及盖体中的至少一种。

本发明的方式11所涉及的光学器件的特征在于，具有：棱镜；向上述棱镜发射光或从上述棱镜接收光的光学元件；装载上述棱镜和上述光学元件的封装件；和设置在上述光学元件和上述封装件之间的基座，上述棱镜和上述基座中的至少一者为方式1～10中的任一方式的附膜构件。

发明效果

根据本发明，能够提供一种多次进行伴随加热熔融的构件安装时，先安装的构件不易发生错位的附膜构件、和使用了该附膜构件的光学器件。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式涉及的附膜构件的截面示意图。

图2是将本发明第一实施方式涉及的附膜构件中设有密接膜的部分放大表示的截面示意图。

图3是表示本发明第一实施方式涉及的附膜构件中加热熔融后的密接膜的截面示意图。

图4是表示本发明第二实施方式涉及的附膜构件的截面示意图。

图5的(a)是表示本发明第三实施方式涉及的附膜构件的俯视示意图，图5的(b)是沿其A-A线的部分的截面示意图，图5的(c)是表示其变形例的截面示意图。

图6是表示本发明一个实施方式涉及的光学器件的截面示意图。

图7是表示实施例1所得到的附膜构件中接合焊料层的扩散抑制层一侧的部分的EDX光谱的图。

图8是表示实施例1所得到的附膜构件中接合焊料层的中央侧的部分的EDX光谱的图。

图9是实施例1所得到的附膜构件的差示扫描量热测定结果。

图10是实施例2所得到的附膜构件的差示扫描量热测定结果。

图11是实施例3所得到的附膜构件的差示扫描量热测定结果。

图12是实施例4所得到的附膜构件的差示扫描量热测定结果。

图13是实施例5所得到的附膜构件的差示扫描量热测定结果。

图14是比较例1所得到的附膜构件的差示扫描量热测定结果。

图15是参考例1所得到的附膜构件的差示扫描量热测定结果。

具体实施方式

以下说明优选实施方式。但以下实施方式只不过是举例说明，本发明并非限于以下实施方式。此外，在各附图中，存在具有实质上相同功能的部件用同一符号标记的情形。

[附膜构件]

(第一实施方式)

图1是表示本发明第一实施方式涉及的附膜构件的截面示意图。另外，图2是将本发明第一实施方式涉及的附膜构件中设有密接膜的部分放大表示的截面示意图。

棱镜1是光学器件或电子器件所使用的附膜构件。棱镜1具有作为构件主体的棱镜主体2、密接膜3和反射膜4。

棱镜主体2具有大致梯形的截面形状。棱镜主体2具有底面2a、与底面2a连接的斜面2b、和与底面2a相反且与斜面2b连接的上表面2c。需要说明的是，棱镜主体2的截面形状没有特别限定，也可以是大致三角形等。另外，在本实施方式中，棱镜主体2由适当的玻璃材料制成。

在棱镜主体2的底面(主表面)2a上设有密接膜3。作为附膜构件的棱镜1利用密接膜3固定于安装基板、封装件等。需要说明的是，密接膜3优选设置于棱镜主体2的整个底面2a，但也可以设于棱镜主体2的底面2a的至少一部分。此外，密接膜3也可以绕至棱镜主体2的侧面。在该情况下，能够提高密接膜3所带来的浸润性，进一步提高接合力。

如图2所示，密接膜3具有金属底层5、Ni层6、扩散抑制层7和焊料层8。金属底层5直接叠层在棱镜主体2上。金属底层5上叠层有Ni层6。Ni层6上叠层有扩散抑制层7。需要说明的是，金属底层5、Ni层6和扩散抑制层7是所谓的金属化层。在作为该金属化层的最外层的扩散抑制层7上叠层有焊料层8。

作为构成金属底层5的材料，可以使用例如Cr、Ti、Ta、Ni、W、TiW、Mo或Ni-Cr合金等。其中优选为Cr、Ti或Ta。这些材料可以单独使用一种，也可以多种并用。需要说明的是，构成金属底层5的材料优选含有95％以上的上述举例说明的材料。在无损于本发明效果的范围内，金属底层5也可以含有杂质、添加剂。

金属底层5的厚度没有特别限定，例如可以为0.01μm以上、0.50μm以下。金属底层5可以利用镀敷、蒸镀和溅射等适当方法形成。需要说明的是，密接膜3也可以不设置金属底层5。

Ni层6是以Ni或含Ni合金为主要成分的层。作为含Ni合金，可以举出Ni-Cr合金。需要说明的是，在本说明书中，“主要成分”是指Ni层6中该材料含量在80质量％以上。当然，该材料含量可以是100质量％。

Ni层6可以利用镀敷、蒸镀和溅射等适当方法形成。

扩散抑制层7是用于延缓Ni层6中所含的Ni向焊料层8中扩散的层。在加热熔融过程中，虽然Ni层6的成分会向着后述的焊料层8等扩散，但通过设置扩散抑制层7，能够延缓扩散，结果能够减少或调节扩散量。由此能够进一步提高密接膜3首次熔融时的熔解性、提高密接膜3对封装件等的浸润性、进一步提高初始接合力。

扩散抑制层7没有特别限定，在本实施方式中为Pt。在该情况下，能够进一步延缓Ni层6中所含的Ni向焊料层8中的扩散，结果能够减少或调节扩散量。另外，扩散抑制层7的材料不限于Pt，也可以是Ru、Rh、Pd、Os、Ir等铂族元素。这些材料可以单独使用一种，也可以多种并用。需要说明的是，扩散抑制层7优选含有95％以上的上述举例说明的材料。在无损于密接性的范围内，扩散抑制层7也可以含有杂质、添加剂。

焊料层8是与例如封装件等直接密接的层。在本实施方式中，焊料层8由Au层9和Sn层10交替叠层而成的多层膜构成。需要说明的是，Au层9和Sn层10也可以不交替叠层，但优选具有Au层9和Sn层10交替叠层而成的部分，更优选全部的Au层9和Sn层10交替叠层。在该情况下，在加热焊料层8时，能够更可靠地使金属在Au层9和Sn层10中相互扩散，更可靠地使Au层9和Sn层10合金化。因此，在将作为附膜构件的棱镜1安装到封装件等上时，能够提高密接膜3所带来的浸润性，更可靠地提高接合力。

Au层9优选为含有95质量％以上的Au的金属层。此外，Sn层10优选为含有95质量％以上的Sn的金属层。需要说明的是，根据Au和Sn等的纯化程度，金属层中有可能混入有Fe、Cr等杂质。因此优选金属层中的Au和Sn的各自含量为95质量％以上。此外，在Au层9和Sn层10中，也可以使Au和Sn合金化。或者也可以在Au层9和Sn层10的界面处形成由Au和Sn的合金构成的Au-Sn层。在本发明中，焊料层8含有Au和Sn中的至少一者即可。

Au层9中的每1层的厚度可以是例如10nm以上、1000nm以下。此外，Sn层10中的每1层厚度可以是例如10nm以上、1000nm以下。

Au层9的层数可以是例如2层以上、100层以下。另外，Sn层10的层数可以是例如1层以上、100层以下。Au层9和Sn层10的层数的合计可以是例如3层以上、200层以下。

焊料层8可以利用例如真空蒸镀法、溅射法等将各层叠层而形成。此外，也可以利用加热熔融，使Au和Sn合金化。或者，也可以通过使用由Au-Sn的合金构成的靶材，利用溅射法形成Au-Sn的合金膜而形成。还可以通过将Au-Sn的合金用作蒸镀源，利用蒸镀法形成Au-Sn的合金膜而形成。

在本实施方式中，焊料层8的整体厚度没有特别限定，优选为1μm以上、更优选为4μm以上，优选为10μm以下、更优选为6μm以下。在焊料层8的厚度为上述下限值以上时，在向封装件等安装时，能够提高密接膜3所带来的浸润性，进一步提高接合力。此外，在焊料层8的厚度为上述上限值以下时，在安装时，能够进一步减薄金属相互扩散的各层。因此能够在短时间内更可靠地使Au层9和Sn层10形成合金，在更短时间内可靠地接合。此外，在该情况下，棱镜主体2的高度方向的错位减小，因此也能够更有效地提高作为附膜构件的棱镜1的位置精度。

棱镜主体2的斜面2b上设有反射膜4。反射膜4由例如高折射率膜和低折射率膜交替叠层而成的电介质多层膜构成。作为高折射率膜的材料，可以举出例如TiO₂、Ta₂O₅、ZrO₂或HfO₂。作为低折射率膜的材料，可以举出例如SiO₂或MgF₂。需要说明的是，反射膜4可以是单层的金属膜，但没有特别限定。此外，反射膜4设置在棱镜主体2的斜面2b的至少一部分上即可，例如可以设置在斜面2b的整个表面上。通过在斜面2b上设置反射膜4，能够适度反射从光源发出的光。也可以不设置反射膜4。此外，也可以与反射膜4一起设置Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂等电介质保护层、Cr、Ti、Ta等金属底层。反射膜4可以利用例如溅射法、真空蒸镀法等将各层叠层而形成。

本实施方式的棱镜1由于具有上述结构，因此在多次进行伴随加热熔融的构件安装时，能够使先装载的构件不易发生错位。关于这一点可以说明如下。

在使用了光学元件等构件的封装件中，一个封装件中安装多个构件的情形越来越多。在该构件安装中使用了含有Au和/或Sn的焊料膜的情况下，在多次进行构件安装时，第一次已安装的构件的焊料膜在第二次以后的安装中也会发生熔解，有时第一次已安装的构件发生错位。

针对该情况，本发明的发明人发现：对Ni层6、扩散抑制层7和焊料层8依次叠层而成的密接膜3加热熔融并冷却后再度加热时，密接膜3在第一次发生了熔融的温度下不会熔融，熔点向高温侧偏移。因此，在使用该密接膜3多次进行伴随加热熔融的构件安装时，能够使先安装的构件的密接膜3不易在后安装的构件的安装工序中使后安装的构件的密接膜3加热熔融的温度下发生熔解。因此，能够使先安装的构件不易在后安装的构件的安装工序中发生错位。需要说明的是，关于如上所述第一次安装的构件的熔点向高温侧偏移的理由，考虑如下。

在对Ni层6、扩散抑制层7和焊料层8依次叠层而成的密接膜3暂时加热熔融的情况下，如图3所示，形成了接合焊料层8A。因此，在本说明书中，加热熔融后的焊料层有时称为接合焊料层。需要说明的是，接合焊料层8A通常与未图示的接合对象部件接合。

这样，在对Ni层6、扩散抑制层7和焊料层8依次叠层而成的密接膜3暂时加热熔融的情况下，Ni层6的Ni、扩散抑制层7的材料扩散渗透到图3所示的接合焊料层8A的扩散抑制层7一侧的部分8a。此时已知在含有Au和Sn的接合焊料层8A中形成了Au含量高的ζ相(Au﹕Sn＝89.24﹕10.76(质量比))与Au和Sn含量比较接近的δ相(Au﹕Sn＝62.40﹕37.60(质量比))的混晶组成，但认为渗透到接合焊料层8A的扩散抑制层7一侧的部分8a的Ni等金属选择性扩散到δ相。结果，认为形成了δ相的金属与Ni等金属的合金，形成了高熔点的δ'相。由此，认为在暂时加热熔融的接合焊料层8A中，形成了原本高熔点的ζ相与变成了高熔点的δ′相的混晶组成，形成了整体上熔点得到了提高的制品。需要说明的是，在这样暂时加热熔融的接合焊料层8A中，扩散抑制层7一侧的部分8a形成了大量δ'相，从接合焊料层8A的中央侧的部分8b到外侧，形成了大量ζ相。

因此，在暂时加热熔融的接合焊料层8A中，在接合焊料层8A的厚度方向上，接合焊料层8A的扩散抑制层7一侧的部分8a中的Au与Sn的质量比(Au﹕Sn)优选在40﹕60～71﹕29的范围内、更优选在55﹕45～65﹕35的范围内。另一方面，在接合焊料层8A的中央侧的部分8b中的Au与Sn的质量比(Au﹕Sn)优选在84﹕16～94﹕6的范围内、更优选在88﹕12～92﹕8的范围内。

在本实施方式中，Ni层6的厚度与扩散抑制层7的厚度之比(Ni层6的厚度/扩散抑制层7的厚度)优选为1以上、更优选为5以上、进一步优选为10以上，优选为600以下、更优选为500以下、进一步优选为400以下、更进一步优选为300以下、再进一步优选为200以下、又进一步优选为100以下、又再进一步优选为80以下、还进一步优选为50以下、还更进一步优选为30以下、甚而优选为20以下、甚而更优选为15以下。在比值(Ni层6的厚度/扩散抑制层7的厚度)在上述范围内时，能够进一步增加Ni向接合焊料层8A的扩散量，因此在多次进行伴随加热熔融的构件安装时，能够更可靠地使先安装的构件的错位不易发生。需要说明的是，在金属底层5为Ni时，金属底层5的厚度也包含在Ni层6的厚度中。

Ni层6的厚度优选为200nm以上、更优选为300nm以上、进一步优选为400nm以上、更进一步优选为500nm以上、再进一步优选为800nm以上、又进一步优选为1000nm以上、又再进一步优选为1500nm以上、还进一步优选为2000nm以上，优选为6000nm以下、更优选为3000nm以下。在Ni层6的厚度为上述下限值以上时，能够进一步增加Ni向接合焊料层8A的扩散量。因此，即使多次进行伴随加热熔融的构件的安装的情况下，也能够更可靠地使先安装的构件的错位不易发生。在Ni层6的厚度在上述上限值以下时，能够进一步提高首次加热熔融时的焊料层8的熔解性。需要说明的是，在金属底层5为Ni时，金属底层5的厚度也包含在Ni层6的厚度中。

另外，扩散抑制层7的厚度优选为10nm以上、更优选为20nm以上、进一步优选为30nm以上、更进一步优选为40nm以上、再进一步优选为50nm以上、又进一步优选为60nm以上、又再进一步优选为70nm以上、还进一步优选为80nm以上、还更进一步优选为90nm以上、还再进一步优选为100nm以上、甚而优选为大于100nm、甚而更优选为110nm以上、甚而进一步优选为120nm以上、甚而更进一步优选为140nm以上、甚而再进一步优选为150nm以上、甚而又进一步优选为160nm以上、甚而又再进一步优选为180nm以上、甚而还进一步优选为200nm以上、甚而还更进一步优选为220nm以上、甚而还再进一步优选为240nm以上、乃至进一步优选为250nm以上，优选为1000nm以下、更优选为950nm以下、进一步优选为900nm以下、更进一步优选为850nm以下、再进一步优选为800nm以下、又进一步优选为750nm以下、又再进一步优选为700nm以下、还进一步优选为650nm以下、还再进一步优选为600nm以下、甚而优选为550nm以下、甚而更优选为500nm以下、甚而进一步优选为450nm以下、甚而更进一步优选为400nm以下、甚而再进一步优选为350nm以下、甚而又进一步优选为300nm以下。

在扩散抑制层7的厚度在上述下限值以上时，能够抑制Ni向焊料层8的过量扩散，进一步提高首次加热熔融时的焊料层8的熔解性。特别是在焊料层8中含有Au和Sn的情况下，能够有效抑制被认为是焊料层8中的Au和Sn与Ni之间的过量反应导致的熔融温度的变化。这样就能够使首次加热熔融时的熔融峰更尖锐，进一步提高焊料层8的熔解性。

另外，在扩散抑制层7的厚度为上述上限值以下时，能够进一步增加Ni向接合焊料层8A的扩散量。因此，即使多次进行伴随第二次以后的加热熔融的构件安装的情况下，也能够更可靠地使先安装的构件的错位不易发生。特别是在焊料层8中含有Au和Sn的情况下，如上所述，由于会出现被认为是焊料层8中的Au和Sn与Ni的反应导致的熔融温度的变化，因此，通过适当调节Ni向接合焊料层8A的扩散量，能够更可靠地抑制第二次以后的加热熔融时的再熔解。需要说明的是，当选择铂族元素作为扩散抑制层7的材料时，从降低成本的观点考虑，扩散抑制层7的厚度优选设为上述上限值以下。

在本实施方式的棱镜1中，在多次进行伴随加热熔融的构件安装时，即使在用作先安装的构件的情况下，在后安装的构件的安装工序中也不易发生错位，因此能够提高光学器件的可靠性。

此外，由于不使用熔点不同的焊料膜，因此能够容易进行材料设计，能够提高光学器件的生产率。

(第二实施方式)

基座21是光学器件或电子器件所使用的附膜构件。在本实施方式中，基座21是光学元件的基座。其中，基座21是具有散热功能的基座。需要说明的是，基座21可以是光学元件以外的元件的基座，也可以是棱镜、透镜等光学器件用构件、电子构件的基座。

基座21具有作为构件主体的基板22和密接膜3。在基板22的主表面22a上设有密接膜3。需要说明的是，作为密接膜3，可以使用与第一实施方式同样的密接膜。

基板22具有大致矩形板状的形状。基板22也可以具有例如大致圆板状等的形状，其形状没有特别限定。

基板22的材料没有特别限定，优选由散热性高的材料构成。作为基板22的材料，可以举出例如金属材料、陶瓷材料、碳材料或这些材料的复合材料等。这些材料可以单独使用一种，也可以多种并用。具体而言，作为金属材料，可以举出Cu、Al、Ag、W、Mo、CuW、CuMo等。作为陶瓷材料，可以举出AlN、Si₃N₄、SiC、Al₂O₃等。作为碳材料，可以举出石墨、金刚石等。此外，作为复合材料中的混合材料，可以举出Cu-金刚石、Ag-金刚石、Al-SiC、Mg-SiC等。另外，作为复合材料中的具有叠层结构的材料，可以举出Cu/AlN/Cu、Cu/Si₃N₄/Cu、Cu/Mo/Cu、Cu/石墨/Cu等。这些材料可以单独使用一种，也可以将不同材料和/或结构组合而并用多种。

基板22的厚度没有特别限定，优选为0.1mm以上、更优选为0.2mm以上，优选为1.0mm以下、更优选为0.5mm以下。在基板22的厚度为上述下限值以上时，能够进一步提高散热性。在基板22的厚度为上述上限值以下时，能够在所使用的光学器件中进一步实现低背化。

此外，根据基板22的材料，还可以省略金属底层5。其它方面与第一实施方式同样。

由于基座21中也是Ni层6、扩散抑制层7和焊料层8依次叠层，因此在多次进行伴随加热熔融的构件安装时，能够使先安装的构件不易发生错位。

(第三实施方式)

图5的(a)是表示本发明第三实施方式涉及的附膜构件的俯视示意图，图5的(b)是沿其A-A线的部分的截面示意图。

如后所述，盖体36是光学器件或电子器件所使用的附膜构件。在本实施方式中，盖体36是光学元件的盖体36。需要说明的是，盖体36也可以是光学元件以外的元件的盖体36，还可以是电子构件的盖体36、内置光学元件或电子构件的封装件的盖体36。

盖体36具有作为构件主体的部件36A和密接膜3。在部件36A的与封装件接触的一侧36Aa上设有密接膜3。需要说明的是，作为密接膜3，可以使用与第一实施方式同样的密接膜。密接膜3的位置没有特别限定，例如可以是图5的(b)所示的部件36A与封装件接触的部分。需要说明的是，密接膜3也可以设置在后述的功能膜36B之上。

部件36A具有大致矩形板状的形状。部件36A也可以具有例如大致圆板状等的形状，其形状没有特别限定。

部件36A的材料没有特别限定，可以根据用途适当选择。例如，在重视透射率时，优选由透射性高的材料构成。具体而言，部件36A的材料可以使用例如蓝宝石、硅晶片、玻璃等。作为玻璃，可以举出例如硼硅酸系玻璃、石英等光学玻璃等。此外，在重视散热性时，优选部件36A的材料由散热性高的材料构成。在该情况下，部件36A的材料可以使用上述第二实施方式中的基板22的材料。此外，如图5的(c)中变形例所示，部件36A还可以进一步设有反射膜、防反射膜和防污膜等功能膜36B。作为反射膜，可以使用与第一实施方式同样的反射膜。作为防反射膜，可以使用例如高折射率膜和低折射率膜交替叠层而成的电介质多层膜。作为高折射率膜的材料，可以使用例如Ta₂O₅、TiO、TiO₂、Nb₂O₅、HfO₂、ZrO₂、Si等。作为低折射率膜的材料，可以使用例如SiO、SiO₂、MgF₂等。另外，除此之外，还可以使用中间折射率膜的材料。作为中间折射率膜的材料，可以使用例如Al₂O₃等。作为防污膜，可以举出氟涂层等。功能膜36B的位置没有特别限定，例如图5的(c)所示的部件36A的表面和/或背面的部分。

部件36A的厚度没有特别限定，优选为0.1mm以上、更优选为0.2mm以上，优选为2.0mm以下、更优选为1.0mm以下。在部件36A的厚度为上述下限值以上时，能够进一步提高散热性。并且，能够在所使用的器件中提高强度。此外，在部件36A的厚度为上述上限值以下时，能够在所使用的器件中进一步实现低背化。

此外，根据部件36A的材料，也可以省略金属底层5。其它方面与第一实施方式同样。

由于盖体36中也是Ni层6、扩散抑制层7和焊料层8依次叠层，因此在多次进行伴随加热熔融的构件安装时，能够使先安装的构件不易发生错位。

需要说明的是，在第一实施方式、第二实施方式和第三实施方式中，作为附膜构件，对棱镜1、基座21、盖体36进行了说明，但在本发明中，附膜构件也可以是透镜、光学元件或用于装载光学元件的封装件用部件，没有特别限定。附膜构件可以广泛用作光学器件用构件、电子构件。

[光学器件]

图6是表示本发明的一个实施方式的光学器件的截面示意图。如图6所示，光学器件31具有光学元件32、基座21、棱镜1和封装件33。封装件33内收容有光学元件32、基座21和棱镜1。

更具体而言，封装件33是具有底部34和配置在底部34上的侧壁部35的容器状部件。封装件33可以由例如陶瓷材料构成。作为陶瓷材料，可以使用例如氧化铝或氮化铝等。其中，从进一步提高散热性的观点考虑，优选为氮化铝。

底部34具有安装面34a。侧壁部35具有内表面35a。而且，在底部34的安装面34a和侧壁部35的内表面35a设有金属膜37。

在本实施方式中，在安装面34a的金属膜37上配置有光学元件32和棱镜1。更具体而言，在金属膜37上设有基座21，在其上配置有光学元件32。在该情况下，基座21的一侧主表面21a利用未图示的密接膜3与光学元件32接合。此外，基座21的另一侧主表面21b也利用未图示的密接膜3与金属膜37接合。此外，棱镜1也利用密接膜3与金属膜37接合。

封装件33可以不必一定具有金属膜37。优选封装件33如本实施方式所述具有金属膜37。

金属膜37优选为Au膜。在该情况下，由于金属膜37不易氧化，因此在光学器件31的制造中，能够进一步提高基座21、棱镜1与封装件33之间的接合力。

需要说明的是，在本实施方式中，在封装件33的底部34的安装面34a的整个表面和侧壁部35的内表面35a的整个表面上设有金属膜37。但金属膜37只要至少设置在配置了基座21和棱镜1的部分即可。

在封装件33的侧壁部35上设有盖体36，以密封光学元件32和棱镜1。盖体36没有特别限定，在本实施方式中为玻璃盖。此外，盖体36和侧壁部35通过未图示的密接膜3接合。在该情况下，由于接合后不产生气体，因此杂质不易粘附在棱镜1的反射膜4上，不易产生反射特性的劣化。此外，在多次进行伴随加热熔融的构件安装时，能够使先安装的构件不易发生错位。

在本实施方式中，光学元件32是向棱镜1发射光的光源。作为光源，没有特别限定，可以使用例如LD、LED等。如图6所示，从光学元件32发射的光A被棱镜1反射，穿过盖体36，发射到光学器件31外。需要说明的是，光学元件32也可以是接收来自棱镜1的光的受光元件。

基座21为装载光学元件32而设。此外，基座21兼用作散热器。因此，光学元件32产生的热量可以通过基座21高效地向封装件33侧散热。

在光学器件31中，利用棱镜1的密接膜3将棱镜1与封装件33接合。而且，利用基座21的密接膜3，将光学元件32与基座21接合。

因此，在例如利用密接膜3将光学元件32与基座21、棱镜1与底部34安装后，通过利用密接膜3将光学元件32和基座21与底部34接合时的加热，使棱镜1在高度方向上产生错位。由此能够提高光学器件31中的可靠性。

需要说明的是，也可以如本实施方式所示，在基座21的另一侧主表面21b也设置密接膜3，将基座21和封装件33接合。此外，也可以在封装件33的侧壁部35设置密接膜3，与盖体36接合。

此外，接合光学元件32、基座21和棱镜1时的温度例如可以是280℃～300℃。另外，接合盖体36与侧壁部35时的温度可以是280℃～340℃。通过在这样的温度范围下进行接合，能够进一步提高光学元件32、基座21和棱镜1的高度方向上的位置精度。

下面基于具体实施例对本发明进行更详细说明。本发明不受以下实施例的任何限定，在不改变其主旨的范围内，可以适当变更进行实施。

(实施例1)

采用溅射法在玻璃基板(日本电气硝子株式会社制，货号“BDA”，厚度：0.5mm)上形成厚度100nm的Cr膜(金属底层5)。接着，在所得到的Cr膜上利用溅射法形成厚度1000nm的Ni膜(Ni层6)。接着，在所得到的Ni膜上利用溅射法形成厚度250nm的Pt膜(扩散抑制层7)。最后，在所得到的Pt膜上利用真空蒸镀法交替叠层Au层9和Sn层10合计91层，由此形成焊料层8，从而得到附膜构件。需要说明的是，此时的Au层9的每1层厚度分别为50nm。Sn层10的每1层厚度分别为47nm。此外，Au和Sn的质量比(Au﹕Sn)为76﹕24～80﹕20。

(实施例2)

除了使Ni膜按照厚度为250nm进行成膜以外，与实施例1同样实施，得到附膜构件。

(实施例3)

除了使Pt膜按照厚度为50nm进行成膜以外，与实施例1同样实施，得到附膜构件。

(实施例4)

除了使Pt膜按照厚度为500nm进行成膜以外，与实施例1同样实施，得到附膜构件。

(实施例5)

除了使Pt膜按照厚度为1000nm进行成膜以外，与实施例1同样实施，得到附膜构件。

(比较例1)

除了未形成Ni膜以外，与实施例1同样实施，得到附膜构件。

(参考例1)

除了未形成Pt膜以外，与实施例1同样实施，得到附膜构件。

[评价]

(元素分析)

对实施例1所得到的附膜构件在330℃进行了1分钟热处理。用能量色散型X射线光谱法(SEM-EDX)对热处理后的附膜构件进行了元素分析。需要说明的是，作为SEM-EDX测定装置，采用了FE-SEM(株式会社日立高新技术制，场发射型扫描型电子显微镜，型号“SU8220”)和EDX(株式会社堀场制作所制，能量色散型X射线检测器，型号“EMAX EvolutionEX-370X-Max150”)。

图7是表示实施例1所得到的附膜构件中接合焊料层的扩散抑制层一侧的部分的EDX光谱的图。另外，图8是表示实施例1所得到的附膜构件中接合焊料层的中央侧的部分的EDX光谱的图。需要说明的是，在各EDX光谱中，所记载的Au、Sn、Pt和Ni以外的观测峰是测定夹具等所导致的。另外，上述接合焊料层的扩散抑制层一侧的部分为表示图3中接合焊料层8A的扩散抑制层7一侧的部分8a的部分。此外，上述接合焊料层的中央侧的部分为表示图3中接合焊料层8A的中央侧的部分8b的部分。

由图7可知：接合焊料层的扩散抑制层一侧的部分的组成为Au：59质量％、Sn：33质量％、Ni：1质量％、Pt：7质量％。因此，由图7可知：Ni和Pt扩散到接合焊料层的扩散抑制层一侧的部分。

另外，由图8可知：接合焊料层的中央侧的部分的组成为Au：90质量％、Sn：10质量％。因此，由图8可知：接合焊料层的中央侧的部分，Au含量高于扩散抑制层一侧，并形成有ζ相。

(DSC测定)

对实施例1～5、比较例1和参考例1所得到的附膜构件(未经热处理)进行了差示扫描量热测定(DSC测定)。DSC测定使用了差示扫描量热仪(TA Instruments公司制，货号“DSC2500”)，在25℃～400℃、升温降温速度20℃/min的条件下进行了测定。

图9～图15分别依次是实施例1～5、比较例1和参考例1中制备的附膜构件的差示扫描量热测定结果。

由图9～图13可知：实施例1～5所得到的附膜构件在第一次升温时所观察到的熔融峰在第二次升温时消失。且还可知：实施例1与实施例2相比，在第二次升温中，熔融峰的消失更明显。可以认为，这表明了Ni层的厚度与扩散抑制层的厚度之比(Ni层的厚度/扩散抑制层的厚度)的影响。另外，由实施例3～5可知：当存在厚度1000nm的Ni膜时，在Pt膜的膜厚为50nm～1000nm的范围内，表现出与实施例1同样的熔解性状。另一方面，由图14可知：在比较例1中，第一次升温中所观察到的熔融峰在第二次升温中也确认到了。

由这些结果可知：在实施例1～5所得到的附膜构件中，通过第一次升温的加热熔融，焊料层变为高熔点。需要说明的是，在参考例1中，第一次升温工序中观察到两个熔融峰，可以认为，在参考例1中未设置扩散抑制层，因此首次熔融时Ni过量扩散到焊料层中，使得焊料层变得难以熔融。

根据上述内容能够确认：实施例1～5所得到的附膜构件即使在多次进行伴随加热熔融的构件安装时，也能够使先安装的构件不易发生错位。

符号说明

1：棱镜；2：棱镜主体；2a：底面；2b：斜面；2c：上表面；3：密接膜；4：反射膜；5：金属底层；6：Ni层；7：扩散抑制层；8：焊料层；8A：接合焊料层；8a：扩散抑制层一侧的部分；8b：中央侧的部分；9：Au层；10：Sn层；21：基座；21a：一侧主表面；21b：另一侧主表面；22：基板；22a：主表面；31：光学器件；32：光学元件；33：封装件；34：底部；34a：安装面；35：侧壁部；35a：内表面；36：盖体；36A：部件；36Aa：与封装件接触的一侧；36B：功能膜；37：金属膜。

Claims

1.一种附膜构件，其特征在于，

所述附膜构件具有：

具有主表面的构件主体；和

设置在所述构件主体的所述主表面上的密接膜，

所述密接膜具有：

直接地或间接地叠层在所述构件主体的所述主表面上，且含有Ni的Ni层；

设置在所述Ni层上的扩散抑制层；和

设置在所述扩散抑制层上，且含有Au和Sn中的至少一种的焊料层。

2.如权利要求1所述的附膜构件，其特征在于，

所述Ni层的厚度相对于所述扩散抑制层的厚度之比即Ni层的厚度/扩散抑制层的厚度为1以上、600以下。

3.如权利要求1或2所述的附膜构件，其特征在于，

所述扩散抑制层含有选自Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt中的至少一种。

4.如权利要求1或2所述的附膜构件，其特征在于，

所述扩散抑制层含有Pt。

5.如权利要求1或2所述的附膜构件，其特征在于，

所述扩散抑制层的厚度为1000nm以下。

6.如权利要求1或2所述的附膜构件，其特征在于，

所述焊料层与接合对象部件接合而构成接合焊料层，

在所述接合焊料层的厚度方向上，所述接合焊料层的所述扩散抑制层一侧的部分的Au与Sn的质量比即Au﹕Sn为40﹕60～71﹕29，

在所述接合焊料层的厚度方向上，所述接合焊料层的中央侧的部分的Au与Sn的质量比即Au﹕Sn为84﹕16～94﹕6。

7.如权利要求1或2所述的附膜构件，其特征在于，

所述焊料层与接合对象部件接合而构成接合焊料层，

在所述接合焊料层的厚度方向上，从所述接合对象部件一侧起，依次具有以Au和Sn为主要成分的区域、以Pt为主要成分的区域、以及以Ni为主要成分的区域。

8.如权利要求1或2所述的附膜构件，其特征在于，

所述焊料层与接合对象部件接合而构成接合焊料层，

Ni扩散到所述接合焊料层中。

9.如权利要求8所述的附膜构件，其特征在于，

所述焊料层与接合对象部件接合而构成接合焊料层，

在所述接合焊料层的厚度方向上，Ni的含量存在浓度梯度。

10.如权利要求1或2所述的附膜构件，其特征在于，

所述附膜构件为选自棱镜、透镜、光学元件、用于装载所述光学元件的基座、用于装载所述光学元件的封装件、以及盖体中的至少一种。

11.一种光学器件，其特征在于，

所述光学器件具有：

棱镜；

向所述棱镜发射光或从所述棱镜接收光的光学元件；

装载所述棱镜和所述光学元件的封装件；和

设置在所述光学元件和所述封装件之间的基座，

所述棱镜和所述基座中的至少一者为权利要求1或2所述的附膜构件。