JP2022021507A

JP2022021507A - Solder film, component for optical devices, and optical device

Info

Publication number: JP2022021507A
Application number: JP2020125105A
Authority: JP
Inventors: 宏和田中; Hirokazu Tanaka; 義正山口; Yoshimasa Yamaguchi; 浩輝藤田; Hiroki Fujita
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2020-07-22
Filing date: 2020-07-22
Publication date: 2022-02-03

Abstract

To provide a solder film that has excellent surface flatness and can resist warping.SOLUTION: A solder film 1 is used for fixing a component 10 in an optical device and includes an Au-Sn alloy film 3, the Au-Sn alloy film 3 having concentration gradients of Au and Sn in the thickness direction.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、はんだ膜、並びに該はんだ膜を用いた光学デバイス用部品及び光学デバイスに関する。 The present invention relates to a solder film, and an optical device component and an optical device using the solder film.

近年、ディスプレイや、プロジェクタ、あるいは自動車のヘッドランプ等の用途においては、ＬＤ（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ）や、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）などの光学素子が搭載された光学デバイスが用いられている。光学デバイスにおいて、光学素子などの部品は、はんだ膜を用いて実装基板に固定されている。はんだ膜としては、例えば、Ａｕ及びＳｎを含むはんだ膜が知られている。 In recent years, optical devices equipped with optical elements such as LDs (Laser Diodes) and LEDs (Light Emitting Diodes) have been used in applications such as displays, projectors, and automobile headlamps. In an optical device, components such as optical elements are fixed to a mounting substrate using a solder film. As the solder film, for example, a solder film containing Au and Sn is known.

例えば、下記の特許文献１には、Ａｕ層及びＳｎ層を交互に積層したＡｕＳｎ多層ハンダを用いて、光半導体素子を実装基板上にボンディングする方法が開示されている。特許文献１のＡｕＳｎ多層ハンダでは、合計で７層のＡｕ層及びＳｎ層が積層されている。 For example, Patent Document 1 below discloses a method of bonding an optical semiconductor element onto a mounting substrate by using AuSn multilayer solder in which Au layers and Sn layers are alternately laminated. In the AuSn multilayer solder of Patent Document 1, a total of 7 Au layers and Sn layers are laminated.

また、下記の特許文献２には、Ａｕ及びＳｎを含むはんだ膜を形成する方法として、合金化したＡｕＳｎからなる蒸着源を第１の温度で加熱しＳｎを選択的に蒸発させてＳｎリッチな第１の層を形成した後に、蒸着源を第１の温度よりも高い第２の温度でさらに加熱しＡｕリッチな第２の層を形成する方法が開示されている。 Further, in Patent Document 2 below, as a method of forming a solder film containing Au and Sn, a vapor deposition source made of alloyed AuSn is heated at a first temperature to selectively evaporate Sn to be Sn-rich. Disclosed is a method of forming an Au-rich second layer by further heating the vapor deposition source at a second temperature higher than the first temperature after forming the first layer.

特開平１０－００６０７３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-006073 特開２００８－２６３１３０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-263130

光学デバイスにおいては、光学素子に加えて、光学素子を搭載するためのサブマウントや、プリズムなどの部品なども搭載されることがあり、これらの接合においてもはんだ膜が用いられることが多い。しかしながら、特許文献１や特許文献２のようなはんだ膜は、表面の平坦性が十分でなく、上記のような部品を実装基板等に固定する際に、十分に密着性を高められない場合がある。また、はんだ膜の膜応力によって反りが生じることがあり、この点からも密着性を高められない場合がある。この場合、光学素子やプリズムが実装基板から剥離したり、あるいは光学素子やプリズムが高さ方向において位置ずれしたりすることがある。従って、光学デバイスの信頼性を十分に高められないという問題がある。 In an optical device, in addition to an optical element, a submount for mounting the optical element, a component such as a prism, and the like may be mounted, and a solder film is often used for joining these. However, the surface of the solder film as in Patent Document 1 and Patent Document 2 is not sufficiently flat, and the adhesion may not be sufficiently improved when the above-mentioned components are fixed to the mounting substrate or the like. be. In addition, warpage may occur due to the film stress of the solder film, and it may not be possible to improve the adhesion from this point as well. In this case, the optical element or prism may be peeled off from the mounting substrate, or the optical element or prism may be displaced in the height direction. Therefore, there is a problem that the reliability of the optical device cannot be sufficiently improved.

本発明の目的は、表面の平坦性に優れ、反りを抑制することができる、はんだ膜、並びに該はんだ膜を用いた光学デバイス用部品及び光学デバイスを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a solder film having excellent surface flatness and capable of suppressing warpage, and parts and optical devices for optical devices using the solder film.

本発明に係るはんだ膜は、光学デバイスにおける部品の固定に用いられるはんだ膜であって、Ａｕ－Ｓｎ合金膜を備え、前記Ａｕ－Ｓｎ合金膜が、厚み方向において、Ａｕ及びＳｎの濃度勾配を有することを特徴とする。 The solder film according to the present invention is a solder film used for fixing a component in an optical device, and includes an Au—Sn alloy film, and the Au—Sn alloy film has a density gradient of Au and Sn in the thickness direction. It is characterized by having.

本発明においては、前記Ａｕ－Ｓｎ合金膜が、対向している第１の主面及び第２の主面を有し、前記第１の主面が、前記部品が設けられる側の主面であり、前記第２の主面が、前記部品が設けられる側とは反対側の外側の主面であり、前記第１の主面及び前記第２の主面を結ぶ方向が、前記厚み方向であり、前記厚み方向において、前記第１の主面側におけるＳｎの濃度が、Ａｕの濃度より大きくなっており、前記第２の主面側におけるＳｎの濃度が、Ａｕの濃度より小さくなっていることが好ましい。 In the present invention, the Au—Sn alloy film has a first main surface and a second main surface facing each other, and the first main surface is a main surface on the side where the component is provided. The second main surface is the outer main surface opposite to the side on which the component is provided, and the direction connecting the first main surface and the second main surface is the thickness direction. In the thickness direction, the Sn concentration on the first main surface side is larger than the Au concentration, and the Sn concentration on the second main surface side is smaller than the Au concentration. Is preferable.

本発明においては、前記Ａｕ－Ｓｎ合金膜が、Ａｕ－Ｓｎ合金を蒸着源に用いて蒸着された蒸着膜であることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the Au—Sn alloy film is a vapor deposition film vapor-deposited using an Au—Sn alloy as a vapor deposition source.

本発明においては、前記Ａｕ－Ｓｎ合金膜におけるＡｕの質量の合計をＭ_Ａとし、Ｓｎの質量の合計をＭ_Ｓとしたときに、Ａｕ及びＳｎの質量の合計に対するＡｕの質量の比Ｍ_Ａ／（Ｍ_Ａ＋Ｍ_Ｓ）が、０．６０以上、０．９０以下であることが好ましい。 In the present invention, when the total mass of Au in the Au _— Sn alloy film is MA and the total mass of Sn is MS, the ratio of the mass of Au to the total mass of Au and _Sn is _MA . / ( _MA + MS) is preferably _0.60 or more and 0.90 or less.

本発明においては、前記Ａｕ－Ｓｎ合金膜が複数積層された多層膜を備えることが好ましい。前記多層膜における前記Ａｕ－Ｓｎ合金膜の積層数が、１層以上、３０層以下であることがより好ましい。 In the present invention, it is preferable to provide a multilayer film in which a plurality of Au—Sn alloy films are laminated. It is more preferable that the number of layers of the Au—Sn alloy film in the multilayer film is one or more and 30 or less.

本発明においては、前記部品と前記Ａｕ－Ｓｎ合金膜の間に設けられる密着膜をさらに備えることが好ましい。前記密着膜は、前記部品側に設けられており、Ｃｒ、Ｔｉ、及びＮｉからなる群から選択される少なくとも１種を含む、第１の層と、前記第１の層上に設けられており、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、及びＮｉ－Ｃｒ合金からなる群から選択される少なくとも１種を含む、第２の層と、前記第２の層上に設けられており、ＰｔもしくはＡｕを含む、第３の層と、を有することがより好ましい。 In the present invention, it is preferable to further include an adhesive film provided between the component and the Au—Sn alloy film. The adhesive film is provided on the component side, and is provided on a first layer and the first layer, which comprises at least one selected from the group consisting of Cr, Ti, and Ni. A second layer comprising, at least one selected from the group consisting of Ni, Pt, Pd, and Ni—Cr alloys, and a second layer provided on the second layer comprising Pt or Au. It is more preferable to have three layers.

本発明においては、前記Ａｕ－Ｓｎ合金膜における前記部品側とは反対側の主面上に設けられている、Ａｕ膜をさらに備え、前記Ａｕ膜が最外層であることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the Au—Sn alloy film further includes an Au film provided on the main surface opposite to the component side, and the Au film is the outermost layer.

本発明においては、前記はんだ膜における表面の算術平均粗さＲａが、０．０５μｍ以下であることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the solder film is 0.05 μm or less.

本発明においては、前記はんだ膜における表面の最大高さＲｚが、０．２５μｍ以下であることが好ましい。 In the present invention, the maximum height Rz of the surface of the solder film is preferably 0.25 μm or less.

本発明においては、前記はんだ膜全体の厚みが、１μｍ以上、１０μｍ以下であることが好ましい。 In the present invention, the thickness of the entire solder film is preferably 1 μm or more and 10 μm or less.

本発明に係る光学デバイス用部品は、主面を有する部品本体と、前記部品本体の前記主面上に設けられている、本発明に従って構成されるはんだ膜と、を備えることを特徴とする。 The component for an optical device according to the present invention is characterized by comprising a component body having a main surface and a solder film provided on the main surface of the component body and configured according to the present invention.

本発明においては、前記光学デバイス用部品が、プリズム、光学素子、前記光学素子を搭載するためのサブマウント、及び前記光学素子を搭載するためのパッケージ用部材からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。 In the present invention, the component for an optical device is at least one selected from the group consisting of a prism, an optical element, a submount for mounting the optical element, and a package member for mounting the optical element. Is preferable.

本発明に係る光学デバイスは、プリズムと、前記プリズムに光を出射する又は前記プリズムからの光を受光する光学素子と、前記プリズム及び前記光学素子が搭載されている、パッケージと、前記光学素子及び前記パッケージの間に設けられている、サブマウントと、を備え、本発明に従って構成されるはんだ膜によって、前記プリズム及び前記パッケージが接合され、前記光学素子及び前記サブマウントが接合され、前記サブマウント及び前記パッケージが接合され、又は前記パッケージを構成する部材同士が接合されていることを特徴とする。 The optical device according to the present invention includes a prism, an optical element that emits light to the prism or receives light from the prism, a package on which the prism and the optical element are mounted, the optical element, and the optical element. The prism and the package are joined, the optical element and the submount are joined, and the submount is provided by a solder film provided between the packages, which comprises a submount and is configured according to the present invention. The package is joined to each other, or the members constituting the package are joined to each other.

本発明によれば、表面の平坦性に優れ、反りを抑制することができる、はんだ膜、並びに該はんだ膜を用いた光学デバイス用部品及び光学デバイスを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a solder film having excellent surface flatness and suppressing warpage, and an optical device component and an optical device using the solder film.

本発明の第１の実施形態に係るはんだ膜及び光学デバイス用部品を示す模式的断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the solder film and the component for an optical device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係るはんだ膜が設けられている部分を拡大して示す模式的断面図である。It is a schematic sectional drawing which enlarges and shows the part where the solder film which concerns on 1st Embodiment of this invention is provided. Ａｕ－Ｓｎ合金膜の作製方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the Au—Sn alloy film. 本発明の第２の実施形態に係るはんだ膜が設けられている部分を拡大して示す模式的断面図である。It is a schematic sectional drawing which enlarges and shows the part where the solder film which concerns on 2nd Embodiment of this invention is provided. 本発明の第３の実施形態に係るはんだ膜が設けられている部分を拡大して示す模式的断面図である。It is a schematic sectional drawing which enlarges and shows the part where the solder film which concerns on 3rd Embodiment of this invention is provided. 本発明の一実施形態に係る光学デバイスを示す模式的断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the optical device which concerns on one Embodiment of this invention. （ａ）～（ｃ）は、膜付き基板における反りの測定方法を説明するための模式図である。(A) to (c) are schematic views for explaining the method of measuring the warp in the substrate with a film. 実施例１で得られたはんだ膜の断面を示すＳＥＭ写真である。It is an SEM photograph which shows the cross section of the solder film obtained in Example 1. FIG.

以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。 Hereinafter, preferred embodiments will be described. However, the following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to the following embodiments. Further, in each drawing, members having substantially the same function may be referred to by the same reference numeral.

［はんだ膜及び光学デバイス用部品］
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るはんだ膜及び光学デバイス用部品を示す模式的断面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係るはんだ膜が設けられている部分を拡大して示す模式的断面図である。 [Solder film and parts for optical devices]
(First Embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a solder film and a component for an optical device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged portion of a portion provided with the solder film according to the first embodiment of the present invention.

プリズム１０は、光学デバイスに用いられる光学デバイス用部品である。プリズム１０は、プリズム本体１１と、はんだ膜１と、反射膜１２とを備える。 The prism 10 is an optical device component used in an optical device. The prism 10 includes a prism body 11, a solder film 1, and a reflective film 12.

プリズム本体１１は、略台形の断面形状を有する。プリズム本体１１は、底面１１ａと、底面１１ａに接続されている斜面１１ｂと、底面１１ａに対向し、かつ斜面１１ｂに接続されている上面１１ｃとを有する。なお、プリズム本体１１の断面形状は、特に限定されず、略三角形等であってもよい。また、本実施形態において、プリズム本体１１は、適宜のガラス材料からなる。 The prism body 11 has a substantially trapezoidal cross-sectional shape. The prism main body 11 has a bottom surface 11a, a slope 11b connected to the bottom surface 11a, and an upper surface 11c facing the bottom surface 11a and connected to the slope 11b. The cross-sectional shape of the prism body 11 is not particularly limited and may be a substantially triangular shape or the like. Further, in the present embodiment, the prism main body 11 is made of an appropriate glass material.

プリズム本体１１の斜面１１ｂ上には、反射膜１２が設けられている。反射膜１２は、例えば、高屈折率膜及び低屈折率膜が交互に積層された誘電体多層膜からなる。高屈折率膜の材料としては、例えば、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、又はＨｆＯ_２が挙げられる。低屈折率膜の材料としては、例えば、ＳｉＯ_２又はＭｇＦ_２が挙げられる。なお、反射膜１２は、単層の金属膜であってもよく、特に限定されない。また、反射膜１２は、プリズム本体１１の斜面１１ｂの少なくとも一部に設けられていればよく、例えば、斜面１１ｂの全面に設けられていてもよい。斜面１１ｂに反射膜１２が設けられることにより、光源から出射された光を好適に反射させることができる。もっとも、反射膜１２は、設けられていなくてもよい。反射膜１２は、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法等により、各層を積層することによって形成することができる。 A reflective film 12 is provided on the slope 11b of the prism body 11. The reflective film 12 is composed of, for example, a dielectric multilayer film in which high refractive index films and low refractive index films are alternately laminated. Examples of the material of the high refractive index film include TiO ₂ , Ta ₂ O ₅ , ZrO ₂ , or HfO ₂ . Examples of the material of the low refractive index film include SiO ₂ or MgF ₂ . The reflective film 12 may be a single-layer metal film and is not particularly limited. Further, the reflective film 12 may be provided on at least a part of the slope 11b of the prism main body 11, and may be provided on the entire surface of the slope 11b, for example. By providing the reflective film 12 on the slope 11b, the light emitted from the light source can be suitably reflected. However, the reflective film 12 may not be provided. The reflective film 12 can be formed by laminating each layer by, for example, a sputtering method, a vacuum vapor deposition method, or the like.

また、プリズム本体１１の底面１１ａ上には、はんだ膜１が設けられている。光学デバイス用部品であるプリズム１０は、はんだ膜１により、実装基板やパッケージ等に固定される。なお、はんだ膜１は、プリズム本体１１の底面１１ａ全体に設けられていることが好ましいが、プリズム本体１１の底面１１ａの少なくとも一部に設けられていればよい。また、はんだ膜１は、プリズム本体１１の側面に回り込んでいてもよい。その場合、はんだ膜１による接合力をより一層高めることができる。 Further, a solder film 1 is provided on the bottom surface 11a of the prism main body 11. The prism 10, which is a component for an optical device, is fixed to a mounting board, a package, or the like by a solder film 1. The solder film 1 is preferably provided on the entire bottom surface 11a of the prism body 11, but may be provided on at least a part of the bottom surface 11a of the prism body 11. Further, the solder film 1 may wrap around the side surface of the prism main body 11. In that case, the bonding force of the solder film 1 can be further increased.

図２に示すように、はんだ膜１は、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３が複数積層された多層膜２により構成されている。Ａｕ－Ｓｎ合金膜３は、Ａｕ及びＳｎの合金からなる膜である。 As shown in FIG. 2, the solder film 1 is composed of a multilayer film 2 in which a plurality of Au—Sn alloy films 3 are laminated. The Au—Sn alloy film 3 is a film made of an alloy of Au and Sn.

Ａｕ－Ｓｎ合金膜３は、対向している第１の主面３ａ及び第２の主面３ｂを有する。第１の主面３ａは、プリズム本体１１側の主面である。第２の主面３ｂは、プリズム本体１１とは反対側の外側の主面である。なお、第１の主面３ａ及び第２の主面３ｂを結ぶ方向は、はんだ膜１の厚み方向とされている。 The Au—Sn alloy film 3 has a first main surface 3a and a second main surface 3b facing each other. The first main surface 3a is the main surface on the prism body 11 side. The second main surface 3b is an outer main surface opposite to the prism body 11. The direction connecting the first main surface 3a and the second main surface 3b is the thickness direction of the solder film 1.

Ａｕ－Ｓｎ合金膜３では、厚み方向において、第１の主面３ａ側におけるＳｎの濃度が、Ａｕの濃度より大きくなっている。また、第２の主面３ｂ側におけるＳｎの濃度が、Ａｕの濃度より小さくなっている。従って、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３は、厚み方向において、Ａｕ及びＳｎの濃度勾配を有している。 In the Au—Sn alloy film 3, the Sn concentration on the first main surface 3a side in the thickness direction is higher than the Au concentration. Further, the concentration of Sn on the second main surface 3b side is smaller than the concentration of Au. Therefore, the Au—Sn alloy film 3 has a concentration gradient of Au and Sn in the thickness direction.

なお、本明細書において、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３の第１の主面３ａ側におけるＡｕ又はＳｎの濃度とは、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３のうち第１の主面３ａから５０％の厚み部分のＡｕ又はＳｎの濃度をいうものとする。また、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３の第２の主面３ｂ側におけるＡｕ又はＳｎの濃度とは、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３のうち第２の主面３ｂから５０％の厚み部分のＡｕ又はＳｎの濃度をいうものとする。また、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３の各主面側におけるＡｕ又はＳｎの濃度は、例えば、ＳＥＭ－ＥＤＸにより測定することができる。 In the present specification, the concentration of Au or Sn on the first main surface 3a side of the Au—Sn alloy film 3 is the thickness portion of the Au—Sn alloy film 3 from the first main surface 3a to 50%. Au or Sn concentration. Further, the concentration of Au or Sn on the second main surface 3b side of the Au—Sn alloy film 3 is the concentration of Au or Sn in the portion of the Au—Sn alloy film 3 having a thickness of 50% from the second main surface 3b. It shall refer to the concentration. Further, the concentration of Au or Sn on each main surface side of the Au—Sn alloy film 3 can be measured by, for example, SEM-EDX.

本明細書において、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３がＡｕの濃度勾配を有するとは、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３のうち第１の主面３ａ側のＡｕの濃度（金属全体に対する質量割合）が、第２の主面３ｂ側の濃度（金属全体に対する質量割合）と１５％以上異なっている場合をいうものとする。もっとも、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３では、厚み方向において、第１の主面３ａ側から第２の主面３ｂ側に向かって、Ａｕの濃度が大きくなることが望ましい。 In the present specification, the Au—Sn alloy film 3 has an Au concentration gradient means that the concentration of Au on the first main surface 3a side of the Au—Sn alloy film 3 (mass ratio to the total metal) is the first. It is assumed that the concentration differs from the concentration (mass ratio to the whole metal) on the main surface 3b side of No. 2 by 15% or more. However, in the Au—Sn alloy film 3, it is desirable that the concentration of Au increases from the first main surface 3a side to the second main surface 3b side in the thickness direction.

また、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３がＳｎの濃度勾配を有するとは、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３のうち第１の主面３ａ側のＳｎの濃度（金属全体に対する質量割合）が、第２の主面３ｂ側のＳｎの濃度（金属全体に対する質量割合）と１０％以上異なっている場合をいうものとする。もっとも、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３では、厚み方向において、第２の主面３ｂ側から第１の主面３ａ側に向かって、Ｓｎの濃度が大きくなることが望ましい。 Further, the fact that the Au—Sn alloy film 3 has a Sn concentration gradient means that the Sn concentration (mass ratio to the entire metal) on the first main surface 3a side of the Au—Sn alloy film 3 is the second main component. It is assumed that the concentration of Sn on the surface 3b side differs from the concentration of Sn (mass ratio to the whole metal) by 10% or more. However, in the Au—Sn alloy film 3, it is desirable that the Sn concentration increases from the second main surface 3b side to the first main surface 3a side in the thickness direction.

本実施形態のはんだ膜１は、Ａｕ及びＳｎの合金である、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３を備え、しかもＡｕ－Ｓｎ合金膜３が、厚み方向において、Ａｕ及びＳｎの濃度勾配を有している。そのため、はんだ膜１では、表面の平坦性に優れ、反りを抑制することができる。この点については、以下のように説明することができる。 The solder film 1 of the present embodiment includes an Au—Sn alloy film 3 which is an alloy of Au and Sn, and the Au—Sn alloy film 3 has a concentration gradient of Au and Sn in the thickness direction. .. Therefore, the solder film 1 has excellent surface flatness and can suppress warpage. This point can be explained as follows.

従来、Ａｕ層及びＳｎ層が交互に積層されてなるはんだ膜では、Ｓｎ層が熱エネルギーを受けて結晶成長したり、あるいは酸化の影響を受けて膜表面の粗れが生じたりすることがあった。 Conventionally, in a solder film in which Au layers and Sn layers are alternately laminated, the Sn layer may receive thermal energy to grow crystals, or the film surface may be roughened due to the influence of oxidation. rice field.

これに対して、本実施形態のはんだ膜１は、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３を備えているので、熱エネルギーによる結晶成長や酸化の影響を小さくすることができ、その結果、膜表面１ａをより平坦にすることができる。また、第２の主面３ｂ側におけるＳｎの濃度が低められているので、この点からも膜表面１ａ側を酸化し難くすることができ、その結果、膜表面１ａを平坦にすることができる。よって、はんだ膜１では、光学デバイス用部品であるプリズム１０をパッケージ等に実装するに際し、接合力を高めることができる。また、膜表面１ａ側におけるＡｕの濃度が高められているので、後述する実施形態のように、パッケージ等の表面にＡｕ膜が形成されている場合には、はんだ膜１による接合力をより一層高めることができる。 On the other hand, since the solder film 1 of the present embodiment includes the Au—Sn alloy film 3, the influence of crystal growth and oxidation due to thermal energy can be reduced, and as a result, the film surface 1a is further improved. Can be flattened. Further, since the Sn concentration on the second main surface 3b side is lowered, it is possible to make it difficult to oxidize the film surface 1a side from this point as well, and as a result, the film surface 1a can be flattened. .. Therefore, in the solder film 1, the bonding force can be increased when the prism 10, which is a component for an optical device, is mounted on a package or the like. Further, since the concentration of Au on the film surface 1a side is increased, when the Au film is formed on the surface of the package or the like as in the embodiment described later, the bonding force by the solder film 1 is further increased. Can be enhanced.

また、従来、Ａｕ層及びＳｎ層が交互に積層されてなるはんだ膜では、各層の熱膨張係数の差に起因する膜応力により、反りが生じることがあった。これに対して、本実施形態のはんだ膜１は、既に合金化されたＡｕ－Ｓｎ合金膜３により構成されているので、Ａｕ及びＳｎの熱膨張係数の差に起因する膜応力が生じ難く、反りが生じ難い。加えて、本実施形態のように、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３の多層膜２により構成されている場合は、各層の厚みを薄くすることができるので、プリズム本体１１との界面付近に生じる膜応力も小さくすることができ、反りをより一層抑制することができる。 Further, conventionally, in a solder film in which Au layers and Sn layers are alternately laminated, warpage may occur due to film stress caused by a difference in the coefficient of thermal expansion of each layer. On the other hand, since the solder film 1 of the present embodiment is composed of the already alloyed Au—Sn alloy film 3, film stress due to the difference in the coefficient of thermal expansion of Au and Sn is unlikely to occur. Warpage is unlikely to occur. In addition, as in the present embodiment, when the film is composed of the multilayer film 2 of the Au—Sn alloy film 3, the thickness of each layer can be reduced, so that the film stress generated near the interface with the prism body 11 can be reduced. Can be made smaller, and warpage can be further suppressed.

また、本実施形態のはんだ膜１は、既に合金化されたＡｕ－Ｓｎ合金膜３により構成されているので、光学デバイス用部品であるプリズム１０をパッケージ等に実装するに際し、短時間で確実に接合することができる。加えて、本実施形態のように、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３の多層膜２により構成されている場合には、各層の厚みを薄くすることができるので、より短時間で確実に接合することができる。 Further, since the solder film 1 of the present embodiment is composed of the already alloyed Au—Sn alloy film 3, the prism 10 which is a component for an optical device can be reliably mounted on a package or the like in a short time. Can be joined. In addition, as in the present embodiment, when the layer is composed of the multilayer film 2 of the Au—Sn alloy film 3, the thickness of each layer can be reduced, so that the bonding can be performed reliably in a shorter time. can.

本実施形態において、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３は、Ａｕ及びＳｎを９５質量％以上含むことが好ましい。なお、ＡｕやＳｎの精製の度合いにより、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ等の不純物が合金層に混入することがある。この場合においては、Ａｕ及びＳｎの含有量が９５質量％以上であれば、本発明の効果を損なわないことが確認されている。 In the present embodiment, the Au—Sn alloy film 3 preferably contains Au and Sn in an amount of 95% by mass or more. Depending on the degree of purification of Au and Sn, impurities such as Fe, Cr, and Ni may be mixed in the alloy layer. In this case, it has been confirmed that if the contents of Au and Sn are 95% by mass or more, the effect of the present invention is not impaired.

本実施形態において、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３の第１の主面３ａ側におけるＡｕとＳｎとの質量比（Ａｕ／Ｓｎ）は、好ましくは６０／４０以上、好ましくは７０／３０以下である。また、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３の第２の主面３ｂ側におけるＡｕとＳｎの質量比（Ａｕ／Ｓｎ）は、好ましくは７５／２５以上、好ましくは９５／５以下である。Ａｕ－Ｓｎ合金膜３の第１の主面３ａ側及び第２の主面３ｂ側における質量比（Ａｕ／Ｓｎ）が上記範囲内にある場合、膜表面１ａをより平坦にすることができ、はんだ膜１による接合力をより一層高めることができる。 In the present embodiment, the mass ratio (Au / Sn) of Au and Sn on the first main surface 3a side of the Au—Sn alloy film 3 is preferably 60/40 or more, preferably 70/30 or less. The mass ratio (Au / Sn) of Au and Sn on the second main surface 3b side of the Au—Sn alloy film 3 is preferably 75/25 or more, preferably 95/5 or less. When the mass ratio (Au / Sn) on the first main surface 3a side and the second main surface 3b side of the Au—Sn alloy film 3 is within the above range, the film surface 1a can be made flatter. The bonding force of the solder film 1 can be further increased.

本実施形態において、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３における１層当たりの厚みは、好ましくは１μｍ以下、より好ましくは５００ｎｍ以下である。Ａｕ－Ｓｎ合金膜３における１層当たりの厚みが上記上限値以下である場合、はんだ膜１の膜表面１ａをより一層平坦にすることができ、しかも膜応力による反りをより一層抑制することができる。また、実装に際し、より短時間で確実に接合することができる。一方、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３における１層当たりの厚みの下限値は、特に限定されないが、例えば、３０ｎｍとすることができる。Ａｕ－Ｓｎ合金膜３における１層当たりの厚みが上記下限値より小さいと、各層の形成が困難となるおそれがある。 In the present embodiment, the thickness of the Au—Sn alloy film 3 per layer is preferably 1 μm or less, more preferably 500 nm or less. When the thickness per layer of the Au—Sn alloy film 3 is not more than the above upper limit value, the film surface 1a of the solder film 1 can be further flattened, and warpage due to film stress can be further suppressed. can. In addition, when mounting, it is possible to reliably join in a shorter time. On the other hand, the lower limit of the thickness per layer of the Au—Sn alloy film 3 is not particularly limited, but may be, for example, 30 nm. If the thickness of the Au—Sn alloy film 3 per layer is smaller than the above lower limit, it may be difficult to form each layer.

本実施形態において、多層膜２の厚みは、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは６μｍ以下である。多層膜２の厚みが上記上限値以下である場合、はんだ膜１の膜表面１ａをより一層平坦にすることができ、しかも膜応力による反りをより一層抑制することができる。また、実装に際し、より短時間で確実に接合することができる。一方、多層膜２の厚みの下限値は、特に限定されないが、例えば、１μｍとすることができる。多層膜２の厚みが上記下限値より小さいと、各層が薄くなりすぎるため、各層の形成が困難となるおそれがある。 In the present embodiment, the thickness of the multilayer film 2 is preferably 10 μm or less, more preferably 6 μm or less. When the thickness of the multilayer film 2 is not more than the above upper limit value, the film surface 1a of the solder film 1 can be further flattened, and warpage due to film stress can be further suppressed. In addition, when mounting, it is possible to reliably join in a shorter time. On the other hand, the lower limit of the thickness of the multilayer film 2 is not particularly limited, but may be, for example, 1 μm. If the thickness of the multilayer film 2 is smaller than the above lower limit value, each layer becomes too thin, which may make it difficult to form each layer.

本実施形態において、多層膜２におけるＡｕ－Ｓｎ合金膜３の合計の層数は、好ましくは１層以上、より好ましくは５層以上、好ましくは３０層以下、より好ましくは２５層以下、さらに好ましくは２０層以下である。多層膜２におけるＡｕ－Ｓｎ合金膜３の合計の層数が上記下限値以上である場合、膜応力による反りをより一層抑制することができる。また、実装に際し、より短時間で確実に接合することができる。多層膜２におけるＡｕ－Ｓｎ合金膜３の合計の層数が上記上限値以下である場合、各層をより一層容易に形成することができ、生産性をより一層向上させることができる。 In the present embodiment, the total number of layers of the Au—Sn alloy film 3 in the multilayer film 2 is preferably 1 layer or more, more preferably 5 layers or more, preferably 30 layers or less, more preferably 25 layers or less, still more preferably. Is 20 layers or less. When the total number of layers of the Au—Sn alloy film 3 in the multilayer film 2 is at least the above lower limit value, warpage due to film stress can be further suppressed. In addition, when mounting, it is possible to reliably join in a shorter time. When the total number of layers of the Au—Sn alloy film 3 in the multilayer film 2 is not more than the above upper limit value, each layer can be formed more easily, and the productivity can be further improved.

本実施形態において、はんだ膜１の全体の厚みは、特に限定されないが、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは３μｍ以上、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは６μｍ以下である。はんだ膜１の全体の厚みが上記下限値以上である場合、パッケージ等への実装に際し、はんだ膜１による接合力をより一層高めることができる。また、はんだ膜１の全体の厚みが上記上限値以下である場合、膜応力による反りをより一層抑制することができる。また、実装に際し、より短時間で確実に接合することができる。また、この場合、プリズム本体１１の高さ方向の位置ずれが小さくなるため、光学デバイス用部品であるプリズム１０の位置精度もより一層効果的に高めることができる。 In the present embodiment, the total thickness of the solder film 1 is not particularly limited, but is preferably 1 μm or more, more preferably 3 μm or more, preferably 10 μm or less, and more preferably 6 μm or less. When the total thickness of the solder film 1 is at least the above lower limit value, the bonding force of the solder film 1 can be further increased when mounted on a package or the like. Further, when the total thickness of the solder film 1 is not more than the above upper limit value, warpage due to film stress can be further suppressed. In addition, when mounting, it is possible to reliably join in a shorter time. Further, in this case, since the positional deviation of the prism main body 11 in the height direction becomes small, the positional accuracy of the prism 10 which is a component for an optical device can be further effectively improved.

本実施形態において、はんだ膜１の膜表面１ａにおける算術平均粗さＲａは、好ましくは０．０５μｍ以下、より好ましくは０．０１μｍ以下である。はんだ膜１の膜表面１ａにおける算術平均粗さＲａが、上記上限値以下である場合、はんだ膜１とパッケージ等の密着性をより一層高めることができ、はんだ膜１による接合力をより一層高めることができる。なお、はんだ膜１の膜表面１ａにおける算術平均粗さＲａの下限値は、特に限定されないが、例えば、０．００５μｍとすることができる。また、算術平均粗さＲａは、ＪＩＳＢ０６０１：２０１３に準拠して測定することができる。 In the present embodiment, the arithmetic mean roughness Ra on the film surface 1a of the solder film 1 is preferably 0.05 μm or less, more preferably 0.01 μm or less. When the arithmetic mean roughness Ra on the film surface 1a of the solder film 1 is not more than the above upper limit value, the adhesion between the solder film 1 and the package or the like can be further enhanced, and the bonding force by the solder film 1 is further enhanced. be able to. The lower limit of the arithmetic mean roughness Ra on the film surface 1a of the solder film 1 is not particularly limited, but may be, for example, 0.005 μm. Further, the arithmetic mean roughness Ra can be measured according to JIS B 0601: 2013.

本実施形態において、はんだ膜１の膜表面１ａにおける最大高さＲｚは、好ましくは０．２５μｍ以下、より好ましくは０．１０μｍ以下である。はんだ膜１の膜表面１ａにおける最大高さＲｚが、上記上限値以下である場合、はんだ膜１とパッケージ等の密着性をより一層高めることができ、はんだ膜１による接合力をより一層高めることができる。なお、はんだ膜１の膜表面１ａにおける最大高さＲｚの下限値は、特に限定されないが、例えば、０．００５μｍとすることができる。また、最大高さＲｚは、ＪＩＳＢ０６０１：２０１３に準拠して測定することができる。 In the present embodiment, the maximum height Rz of the solder film 1 on the film surface 1a is preferably 0.25 μm or less, more preferably 0.10 μm or less. When the maximum height Rz of the solder film 1 on the film surface 1a is equal to or less than the above upper limit value, the adhesion between the solder film 1 and the package or the like can be further enhanced, and the bonding force of the solder film 1 can be further enhanced. Can be done. The lower limit of the maximum height Rz of the solder film 1 on the film surface 1a is not particularly limited, but may be, for example, 0.005 μm. Further, the maximum height Rz can be measured according to JIS B 0601: 2013.

本実施形態においては、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３におけるＡｕの質量の合計をＭ_Ａとし、Ｓｎの質量の合計をＭ_Ｓとしたときに、Ａｕ及びＳｎの質量の合計に対するＡｕの質量の比Ｍ_Ａ／（Ｍ_Ａ＋Ｍ_Ｓ）が、好ましくは０．６０以上、より好ましくは０．７５以上、好ましくは０．９０以下、より好ましくは０．８５以下である。この場合には、Ａｕ及びＳｎの融点（共晶温度）を極小値である２８０℃により近づけることができ、実装に際し、より低温で接合することができる。 In the present embodiment, when the total mass of Au in the Au—Sn alloy film 3 is MA and the total mass of Sn is MS, the ratio _M of the mass of Au to the total mass of Au and _Sn is M. _A / ( _MA + MS) is preferably _0.60 or more, more preferably 0.75 or more, preferably 0.90 or less, and more preferably 0.85 or less. In this case, the melting points (eutectic temperature) of Au and Sn can be brought closer to the minimum value of 280 ° C., and the bonding can be performed at a lower temperature at the time of mounting.

本実施形態において、はんだ膜１は、例えば、Ａｕ－Ｓｎ合金を蒸着源として用いて、蒸着法により、各層を積層することによって形成することができる。具体的には、図３に示す膜付き基板２０の製造方法を用いて説明することができる。 In the present embodiment, the solder film 1 can be formed by laminating each layer by a vapor deposition method using, for example, an Au—Sn alloy as a vapor deposition source. Specifically, it can be described by using the method for manufacturing the film-attached substrate 20 shown in FIG.

まず、図３に示す容器２１内にＡｕ－Ｓｎ合金を入れ、蒸着源とする。次に、電子銃を用いて、蒸着法により、容器２１内の蒸着源の全てを蒸着させて、ガラス基板２２上に１層のＡｕ－Ｓｎ合金膜３を形成する。加熱温度としては、Ａｕ及びＳｎが蒸発する温度である８００℃以上、１０００℃以下とすることができる。 First, an Au—Sn alloy is placed in the container 21 shown in FIG. 3 and used as a vapor deposition source. Next, using an electron gun, all of the vapor deposition sources in the container 21 are vapor-deposited by a thin-film deposition method to form a single layer Au—Sn alloy film 3 on the glass substrate 22. The heating temperature can be 800 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower, which is the temperature at which Au and Sn evaporate.

次に、Ａｕ－Ｓｎ合金を入れた容器２１を入れ替え、再度蒸着することにより、２層目のＡｕ－Ｓｎ合金膜３を形成する。この操作を繰り返すことにより、多層膜２を形成することができる。従って、容器２１の数だけ、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３を積層させることができる。なお、各層の形成時の加熱温度は、同じ温度とすることが望ましい。また、各層の膜厚は、容器２１内に入れるＡｕ－Ｓｎ合金の量で調整することができる。 Next, the container 21 containing the Au—Sn alloy is replaced, and the vapor deposition is performed again to form the second layer Au—Sn alloy film 3. By repeating this operation, the multilayer film 2 can be formed. Therefore, Au—Sn alloy films 3 can be laminated as many as the number of containers 21. It is desirable that the heating temperature at the time of forming each layer is the same temperature. Further, the film thickness of each layer can be adjusted by the amount of Au—Sn alloy to be put in the container 21.

容器２１の数は、特に限定されないが、多層膜２におけるＡｕ－Ｓｎ合金膜３の合計の層数と一致することから、好ましくは１個以上、より好ましくは５個以上、好ましくは３０個以下、より好ましくは２５個以下、さらに好ましくは２０個以下である。 The number of containers 21 is not particularly limited, but is preferably 1 or more, more preferably 5 or more, and preferably 30 or less because it matches the total number of layers of the Au—Sn alloy film 3 in the multilayer film 2. , More preferably 25 or less, still more preferably 20 or less.

また、蒸着法としては、例えば、真空蒸着法、イオンプレーティング真空蒸着法、又はイオンアシスト真空蒸着法等を用いることができる。 Further, as the vapor deposition method, for example, a vacuum vapor deposition method, an ion plating vacuum vapor deposition method, an ion assisted vacuum vapor deposition method, or the like can be used.

以上のようにして、厚み方向において、Ａｕ及びＳｎの濃度勾配を有するＡｕ－Ｓｎ合金膜３が積層された多層膜２を形成することができる。 As described above, it is possible to form the multilayer film 2 in which the Au—Sn alloy film 3 having the concentration gradients of Au and Sn is laminated in the thickness direction.

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係るはんだ膜が設けられている部分を拡大して示す模式的断面図である。 (Second embodiment)
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged portion of a portion provided with the solder film according to the second embodiment of the present invention.

図４に示すように、はんだ膜３１は、さらに密着膜３３を有する。密着膜３３は、プリズム本体１１と多層膜２との間に設けられている。従って、はんだ膜３１では、密着膜３３の上に多層膜２が積層されている。密着膜３３を設けることにより、プリズム本体１１との密着性を高めることができる。 As shown in FIG. 4, the solder film 31 further has an adhesion film 33. The adhesive film 33 is provided between the prism main body 11 and the multilayer film 2. Therefore, in the solder film 31, the multilayer film 2 is laminated on the adhesive film 33. By providing the adhesion film 33, the adhesion with the prism main body 11 can be improved.

密着膜３３は、第１の層３３ａ、第２の層３３ｂ、及び第３の層３３ｃを有する。第１の層３３ａは、プリズム本体１１側の層である。この第１の層３３ａ上に、第２の層３３ｂが積層されている。第２の層３３ｂ上に、第３の層３３ｃが積層されている。なお、第３の層３３ｃは、多層膜２側の層である。 The adhesive film 33 has a first layer 33a, a second layer 33b, and a third layer 33c. The first layer 33a is a layer on the prism body 11 side. A second layer 33b is laminated on the first layer 33a. A third layer 33c is laminated on the second layer 33b. The third layer 33c is a layer on the multilayer film 2 side.

第１の層３３ａを構成する材料としては、例えば、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、ＴｉＷ、Ｍｏ、又はＮｉ－Ｃｒ合金等を用いることができる。なかでも、Ｎｉ、Ｃｒ、又はＴｉであることが好ましい。これらの材料は、１種を単独で用いてもよく、複数種を併用してもよい。なお、第１の層３３ａを構成する材料には、上記例示した材料が９５％以上含まれていることが望ましい。もっとも、第１の層３３ａは、本発明の効果を阻害しない範囲において、不純物や添加物を含んでいてもよい。 As the material constituting the first layer 33a, for example, Ni, Cr, Ti, W, TiW, Mo, Ni—Cr alloy or the like can be used. Of these, Ni, Cr, or Ti is preferable. These materials may be used alone or in combination of two or more. It is desirable that the material constituting the first layer 33a contains 95% or more of the above-exemplified material. However, the first layer 33a may contain impurities and additives as long as the effects of the present invention are not impaired.

第１の層３３ａの厚みは、特に限定されないが、例えば、０．５μｍ以上、５μｍ以下とすることができる。第１の層３３ａは、めっき、蒸着、スパッタリング等の適宜の方法により形成することができる。 The thickness of the first layer 33a is not particularly limited, but can be, for example, 0.5 μm or more and 5 μm or less. The first layer 33a can be formed by an appropriate method such as plating, vapor deposition, or sputtering.

第２の層３３ｂを構成する材料としては、例えば、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ－Ｃｒ合金等を用いることができる。なかでも、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、又はＮｉ－Ｃｒ合金であることが好ましい。これらの材料は、１種を単独で用いてもよく、複数種を併用してもよい。なお、第２の層３３ｂを構成する材料には、上記例示した材料が９５％以上含まれていることが望ましい。もっとも、第２の層３３ｂは、本発明の効果を阻害しない範囲において、不純物や添加物を含んでいてもよい。 As the material constituting the second layer 33b, for example, Ni, Pt, Pd, Ni—Cr alloy or the like can be used. Of these, Ni, Pt, Pd, or Ni—Cr alloy is preferable. These materials may be used alone or in combination of two or more. It is desirable that the material constituting the second layer 33b contains 95% or more of the above-exemplified material. However, the second layer 33b may contain impurities and additives as long as the effects of the present invention are not impaired.

第２の層３３ｂの厚みは、特に限定されないが、例えば、０．０１μｍ以上、１μｍ以下とすることができる。第２の層３３ｂは、めっき、蒸着、スパッタリング等の適宜の方法により形成することができる。なお、密着膜３３において、第２の層３３ｂは設けられていなくてもよい。 The thickness of the second layer 33b is not particularly limited, but can be, for example, 0.01 μm or more and 1 μm or less. The second layer 33b can be formed by an appropriate method such as plating, vapor deposition, or sputtering. The adhesive film 33 may not be provided with the second layer 33b.

第３の層３３ｃは、拡散防止層としての機能を有していることが望ましい。例えば、多層膜２の成分が、第１の層３３ａ及び第２の層３３ｂへ拡散することを防止するための層であることが望ましい。これにより、はんだ膜３１のパッケージ等への接合力をより一層高めることができる。 It is desirable that the third layer 33c has a function as a diffusion prevention layer. For example, it is desirable that the component of the multilayer film 2 is a layer for preventing diffusion to the first layer 33a and the second layer 33b. As a result, the bonding force of the solder film 31 to the package or the like can be further increased.

第３の層３３ｃは、特に限定されないが、本実施形態では、Ｐｔである。この場合、多層膜２の成分が、第１の層３３ａ及び第２の層３３ｂへ拡散することをより一層抑制することができる。もっとも、第３の層３３ｃの材料は、Ｐｔには限定されず、Ａｕ又はＰｄ等であってもよい。これらの材料は、１種を単独で用いてもよく、複数種を併用してもよい。なお、第３の層３３ｃには、上記例示した材料が９５％以上含まれていることが望ましい。もっとも、第３の層３３ｃには、密着性を阻害しない範囲において、不純物や添加物が含まれていてもよい。 The third layer 33c is not particularly limited, but in the present embodiment, it is Pt. In this case, the components of the multilayer film 2 can be further suppressed from diffusing into the first layer 33a and the second layer 33b. However, the material of the third layer 33c is not limited to Pt, and may be Au, Pd, or the like. These materials may be used alone or in combination of two or more. It is desirable that the third layer 33c contains 95% or more of the above-exemplified material. However, the third layer 33c may contain impurities and additives as long as the adhesion is not impaired.

第３の層３３ｃの厚みは、特に限定されないが、例えば、０．０５μｍ以上、１．０μｍ以下とすることができる。 The thickness of the third layer 33c is not particularly limited, but can be, for example, 0.05 μm or more and 1.0 μm or less.

また、はんだ膜３１は、さらにＡｕ膜３４を有する。Ａｕ膜３４は、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３の第２の主面３ｂ上に積層されている。Ａｕ膜３４は、はんだ膜３１における最外層に設けられている。 Further, the solder film 31 further has an Au film 34. The Au film 34 is laminated on the second main surface 3b of the Au—Sn alloy film 3. The Au film 34 is provided on the outermost layer of the solder film 31.

なお、Ａｕ膜３４には、Ａｕが９５％以上含まれていることが望ましい。もっとも、Ａｕ膜３４には、密着性を阻害しない範囲において、不純物や添加物が含まれていてもよい。その他の点は、第１の実施形態と同様である。 It is desirable that the Au film 34 contains 95% or more of Au. However, the Au film 34 may contain impurities and additives as long as the adhesion is not impaired. Other points are the same as those of the first embodiment.

第２の実施形態におけるはんだ膜３１のように、密着膜３３をさらに備えていてもよい。また、最外層にＡｕ膜３４が設けられていてもよい。最外層をＡｕ膜３４とした場合、実装に際し、パッケージ等に接する最外層を酸化し難くすることができ、はんだ膜３１による接合力をより確実に高めることができる。 As in the solder film 31 in the second embodiment, the adhesive film 33 may be further provided. Further, the Au film 34 may be provided on the outermost layer. When the outermost layer is the Au film 34, the outermost layer in contact with the package or the like can be made difficult to oxidize during mounting, and the bonding force due to the solder film 31 can be more reliably increased.

また、第２の実施形態においても、はんだ膜３１が、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３を備え、しかも厚み方向において、Ａｕ及びＳｎの濃度勾配を有しているので、膜表面３１ａの平坦性に優れ、反りを抑制することができる。また、光学デバイス用部品であるプリズム３０をパッケージ等に実装するに際し、はんだ膜３１によって短時間で確実に接合することができる。 Further, also in the second embodiment, since the solder film 31 includes the Au—Sn alloy film 3 and has a concentration gradient of Au and Sn in the thickness direction, the flatness of the film surface 31a is excellent. , Warpage can be suppressed. Further, when the prism 30 which is a component for an optical device is mounted on a package or the like, the solder film 31 can be used to reliably join the prism 30 in a short time.

（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係るはんだ膜が設けられている部分を拡大して示す模式的断面図である。 (Third embodiment)
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged portion of a portion provided with the solder film according to the third embodiment of the present invention.

図５に示すように、はんだ膜４１では、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３の単層膜である、Ａｕ－Ｓｎ合金単層膜４２が設けられている。 As shown in FIG. 5, the solder film 41 is provided with an Au—Sn alloy single layer film 42, which is a single layer film of the Au—Sn alloy film 3.

本実施形態において、Ａｕ－Ｓｎ単層膜４２の厚みは、好ましくは１５μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下、さらに好ましくは２μｍ以下である。Ａｕ－Ｓｎ合金単層膜４２の厚みが上記上限値以下である場合、はんだ膜４１の膜表面４１ａをより一層平坦にすることができ、しかも膜応力による反りをより一層抑制することができる。また、実装に際し、より短時間で確実に接合することができる。一方、Ａｕ－Ｓｎ合金単層膜４２の厚みの下限値は、特に限定されないが、例えば、３０ｎｍとすることができる。Ａｕ－Ｓｎ合金単層膜４２の厚みが上記下限値より小さいと、Ａｕ－Ｓｎ合金単層膜４２の形成が困難となるおそれがある。 In the present embodiment, the thickness of the Au—Sn monolayer film 42 is preferably 15 μm or less, more preferably 10 μm or less, still more preferably 2 μm or less. When the thickness of the Au—Sn alloy single layer film 42 is not more than the above upper limit value, the film surface 41a of the solder film 41 can be further flattened, and warpage due to film stress can be further suppressed. In addition, when mounting, it is possible to reliably join in a shorter time. On the other hand, the lower limit of the thickness of the Au—Sn alloy single layer film 42 is not particularly limited, but may be, for example, 30 nm. If the thickness of the Au—Sn alloy single layer film 42 is smaller than the above lower limit value, it may be difficult to form the Au—Sn alloy single layer film 42.

このように、Ａｕ－Ｓｎ合金単層膜４２は、好ましい厚みが異なること以外は、第１の実施形態及び第２の実施形態のＡｕ－Ｓｎ合金膜３と同じものを用いることができる。 As described above, the Au—Sn alloy single layer film 42 can be the same as the Au—Sn alloy film 3 of the first embodiment and the second embodiment except that the preferable thickness is different.

その他の点は、第２の実施形態と同様である。 Other points are the same as those of the second embodiment.

第３の実施形態におけるはんだ膜４１のように、多層膜２の代わりに、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３の単層膜である、Ａｕ－Ｓｎ合金単層膜４２を有していてもよい。この場合、はんだ膜４１の生産性をより一層向上させることができる。 Like the solder film 41 in the third embodiment, the Au—Sn alloy single layer film 42, which is the single layer film of the Au—Sn alloy film 3, may be provided instead of the multilayer film 2. In this case, the productivity of the solder film 41 can be further improved.

また、第３の実施形態においても、はんだ膜４１が、Ａｕ－Ｓｎ合金膜３を備え、しかも厚み方向において、Ａｕ及びＳｎの濃度勾配を有しているので、膜表面４１ａの平坦性に優れ、反りを抑制することができる。また、光学デバイス用部品であるプリズム４０をパッケージ等に実装するに際し、はんだ膜４１によって短時間で確実に接合することができる。 Further, also in the third embodiment, since the solder film 41 includes the Au—Sn alloy film 3 and has a concentration gradient of Au and Sn in the thickness direction, the flatness of the film surface 41a is excellent. , Warpage can be suppressed. Further, when the prism 40, which is a component for an optical device, is mounted on a package or the like, the solder film 41 can be used to reliably join the prism 40 in a short time.

なお、第１～第３の実施形態では、光学デバイス用部品としてプリズム１０，３０，４０について説明した。もっとも、本発明において、光学デバイス用部品は、光学素子や、光学素子を搭載するためのサブマウント、あるいは光学素子を搭載するためのパッケージ用部材であってもよい。 In the first to third embodiments, prisms 10, 30, and 40 have been described as components for optical devices. However, in the present invention, the component for an optical device may be an optical element, a submount for mounting the optical element, or a package member for mounting the optical element.

［光学デバイス］
図６は、本発明の一実施形態に係る光学デバイスを示す模式的断面図である。図６に示すように、光学デバイス５１は、光学素子５２と、サブマウント５３と、プリズム１０と、パッケージ５４とを備える。パッケージ５４内には、光学素子５２、サブマウント５３、及びプリズム１０が収容されている。 [Optical device]
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an optical device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the optical device 51 includes an optical element 52, a submount 53, a prism 10, and a package 54. The optical element 52, the submount 53, and the prism 10 are housed in the package 54.

より具体的には、パッケージ５４は、底部５５と、底部５５上に配置された側壁部５６とを有する容器状の部材である。パッケージ５４は、例えば、セラミック材料により構成することができる。セラミック材料としては、例えば、アルミナや窒化アルミニウム等を用いることができる。なかでも、放熱性をより一層高める観点からは、窒化アルミニウムであることが好ましい。 More specifically, the package 54 is a container-like member having a bottom portion 55 and a side wall portion 56 arranged on the bottom portion 55. The package 54 can be made of, for example, a ceramic material. As the ceramic material, for example, alumina, aluminum nitride, or the like can be used. Of these, aluminum nitride is preferable from the viewpoint of further enhancing heat dissipation.

底部５５は、実装面５５ａを有する。側壁部５６は、内面５６ａを有する。そして、底部５５の実装面５５ａ及び側壁部５６の内面５６ａには、金属膜５８が設けられている。 The bottom portion 55 has a mounting surface 55a. The side wall portion 56 has an inner surface 56a. A metal film 58 is provided on the mounting surface 55a of the bottom portion 55 and the inner surface 56a of the side wall portion 56.

本実施形態では、実装面５５ａにおける金属膜５８上に、光学素子５２及びプリズム１０が配置されている。より具体的には、金属膜５８上に、サブマウント５３が設けられており、その上に光学素子５２が配置されている。この際、サブマウント５３の一方側主面５３ａが、図示しないはんだ膜１により光学素子５２に接合されている。また、サブマウント５３の他方側主面５３ｂが、図示しないはんだ膜１により金属膜５８に接合されている。また、プリズム１０も、はんだ膜１により金属膜５８に接合されている。 In this embodiment, the optical element 52 and the prism 10 are arranged on the metal film 58 on the mounting surface 55a. More specifically, the submount 53 is provided on the metal film 58, and the optical element 52 is arranged on the submount 53. At this time, one side main surface 53a of the submount 53 is joined to the optical element 52 by a solder film 1 (not shown). Further, the other side main surface 53b of the submount 53 is joined to the metal film 58 by a solder film 1 (not shown). Further, the prism 10 is also bonded to the metal film 58 by the solder film 1.

パッケージ５４は、金属膜５８を必ずしも有していなくてもよい。もっとも、パッケージ５４は、本実施形態のように金属膜５８を有していることが好ましい。このような構成は、特に、サブマウント５３やプリズム１０と、パッケージ５４との熱膨張率差が比較的大きい場合に有効である。 The package 54 does not necessarily have to have the metal film 58. However, it is preferable that the package 54 has the metal film 58 as in the present embodiment. Such a configuration is particularly effective when the difference in thermal expansion rate between the submount 53 or prism 10 and the package 54 is relatively large.

金属膜５８は、Ａｕ膜であることが好ましい。この場合、金属膜５８が酸化し難いことから、光学デバイス５１の製造に際し、サブマウント５３やプリズム１０と、パッケージ５４との間の接合力をより一層高めることができる。 The metal film 58 is preferably an Au film. In this case, since the metal film 58 is difficult to oxidize, the bonding force between the submount 53 or the prism 10 and the package 54 can be further increased in the manufacture of the optical device 51.

なお、本実施形態では、底部５５における実装面５５ａの全面及び側壁部５６の内面５６ａの全面に、金属膜５８が設けられている。もっとも、金属膜５８は、少なくともサブマウント５３及びプリズム１０が配置される部分に設けられていればよい。 In this embodiment, the metal film 58 is provided on the entire surface of the mounting surface 55a on the bottom portion 55 and the entire surface of the inner surface 56a of the side wall portion 56. However, the metal film 58 may be provided at least in a portion where the submount 53 and the prism 10 are arranged.

パッケージ５４の側壁部５６上には、光学素子５２及びプリズム１０を封止するように、蓋体５７が設けられている。蓋体５７は、特に限定されないが、本実施形態ではガラス蓋である。また、蓋体５７及び側壁部５６は、図示しないはんだ膜１により接合されている。この場合には、接合後においてガスが生じないため、プリズム１０の反射膜１２に不純物が付着し難く、反射特性の劣化がより生じ難い。 A lid 57 is provided on the side wall portion 56 of the package 54 so as to seal the optical element 52 and the prism 10. The lid 57 is not particularly limited, but is a glass lid in the present embodiment. Further, the lid 57 and the side wall portion 56 are joined by a solder film 1 (not shown). In this case, since gas is not generated after the bonding, impurities are less likely to adhere to the reflective film 12 of the prism 10, and the reflection characteristics are less likely to be deteriorated.

本実施形態において、光学素子５２は、プリズム１０に光を出射する光源である。光源としては、特に限定されないが、例えば、ＬＤやＬＥＤ等を用いることができる。図６に示すように、光学素子５２から出射した光Ａは、プリズム１０において反射され、蓋体５７を通り、光学デバイス５１外に出射される。なお、光学素子５２は、プリズム１０からの光を受光する受光素子であってもよい。 In the present embodiment, the optical element 52 is a light source that emits light to the prism 10. The light source is not particularly limited, but for example, an LD, an LED, or the like can be used. As shown in FIG. 6, the light A emitted from the optical element 52 is reflected by the prism 10, passes through the lid 57, and is emitted to the outside of the optical device 51. The optical element 52 may be a light receiving element that receives light from the prism 10.

サブマウント５３は、光学素子５２を搭載するために設けれている。また、サブマウント５３は、ヒートシンクを兼ねている。そのため、光学素子５２で発生した熱を、サブマウント５３を通して、パッケージ５４側へ効率よく放熱することができる。 The submount 53 is provided for mounting the optical element 52. Further, the submount 53 also serves as a heat sink. Therefore, the heat generated by the optical element 52 can be efficiently dissipated to the package 54 side through the submount 53.

光学デバイス５１では、はんだ膜１により、プリズム１０及びパッケージ５４が接合され、光学素子５２及びサブマウント５３が接合され、サブマウント５３及びパッケージ５４が接合され、パッケージ５４における蓋体５７及び側壁部５６が接合されている。そのため、光学デバイス５１では、各部材における反りが抑制され、接合力が高められている。従って、光学デバイス５１では、信頼性が高められている。 In the optical device 51, the prism 10 and the package 54 are joined by the solder film 1, the optical element 52 and the submount 53 are joined, the submount 53 and the package 54 are joined, and the lid 57 and the side wall portion 56 in the package 54 are joined. Are joined. Therefore, in the optical device 51, the warp in each member is suppressed and the bonding force is enhanced. Therefore, the reliability of the optical device 51 is enhanced.

また、光学デバイス５１では、Ｓｎ－Ａｇ合金などの融点が低いはんだ膜により、パッケージ５４における蓋体５７及び側壁部５６が接合されていてもよい。この場合、その他の各部材を上記融点が低いはんだ膜より融点の高いはんだ膜１によって接合すれば、光学素子５２、サブマウント５３、及びプリズム１０を実装した後、蓋体５７及び側壁部５６を上述したはんだ膜によって接合する際の加熱により、光学素子５２、サブマウント５３、及びプリズム１０の高さ方向における位置ずれが生じ難い。そのため、光学デバイス５１の信頼性をより一層高めることができる。 Further, in the optical device 51, the lid 57 and the side wall portion 56 in the package 54 may be joined by a solder film having a low melting point such as a Sn—Ag alloy. In this case, if the other members are joined by the solder film 1 having a melting point higher than that of the solder film having a lower melting point, the optical element 52, the submount 53, and the prism 10 are mounted, and then the lid 57 and the side wall portion 56 are attached. The optical element 52, the submount 53, and the prism 10 are unlikely to be displaced in the height direction due to heating when joining with the solder film described above. Therefore, the reliability of the optical device 51 can be further improved.

なお、光学素子５２、サブマウント５３、及びプリズム１０を接合する際の温度は、例えば、２９０℃～３２０℃とすることができる。また、蓋体５７及び側壁部５６を接合する際の温度は、２２０℃～２７０℃とすることができる。このような温度範囲で接合させることにより、光学素子５２、サブマウント５３、及びプリズム１０の高さ方向における位置精度をより高めることができる。 The temperature at which the optical element 52, the submount 53, and the prism 10 are joined can be, for example, 290 ° C to 320 ° C. The temperature at which the lid 57 and the side wall 56 are joined can be 220 ° C to 270 ° C. By joining in such a temperature range, the positional accuracy of the optical element 52, the submount 53, and the prism 10 in the height direction can be further improved.

なお、本発明においては、光学素子５２、サブマウント５３、プリズム１０、及びパッケージ５４を構成する部材の接合のうち、少なくとも１つの接合がはんだ膜１によって行わればよく、特に限定はされない。 In the present invention, at least one of the bonding of the members constituting the optical element 52, the submount 53, the prism 10, and the package 54 may be bonded by the solder film 1, and is not particularly limited.

以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on specific examples. The present invention is not limited to the following examples, and can be appropriately modified and implemented without changing the gist thereof.

（実施例１）
まず、Ａｕ－Ｓｎ合金を入れた容器を蒸着源とし、真空蒸着法によって、図７（ａ）に示すガラス基板６２（日本電気硝子社製、ＯＡ－１０Ｇ、厚み：０．１９７ｍｍ）上に、Ａｕ－Ｓｎ合金膜を形成した。なお、蒸着時の加熱温度は、ヒータはＯＦＦで蒸着源の輻射熱で凡そ１００℃以下の状態とした。また、Ａｕ－Ｓｎ合金を入れた容器を合計で１８個用いて、同様の条件で同様の操作を行い、Ａｕ－Ｓｎ合金膜を合計で１８層積層することにより、膜付き基板６０を得た。なお、このとき、Ａｕ－Ｓｎ合金膜の１層当たりの厚みをそれぞれ２７０ｎｍとした。なお、はんだ膜６１全体の厚みは、４．９μｍとした。 (Example 1)
First, a container containing an Au—Sn alloy was used as a vapor deposition source, and the glass substrate 62 (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., OA-10G, thickness: 0.197 mm) shown in FIG. 7 (a) was subjected to a vacuum vapor deposition method. An Au—Sn alloy film was formed. The heating temperature at the time of vapor deposition was set to a state of about 100 ° C. or less due to the radiant heat of the vapor deposition source when the heater was turned off. Further, a total of 18 containers containing Au—Sn alloy were used, and the same operation was performed under the same conditions, and a total of 18 layers of Au—Sn alloy films were laminated to obtain a substrate 60 with a film. .. At this time, the thickness of each layer of the Au—Sn alloy film was set to 270 nm. The thickness of the entire solder film 61 was 4.9 μm.

図８は、実施例１で得られたはんだ膜６１の断面を示すＳＥＭ写真である。図８より、実施例１で得られたはんだ膜６１では、Ａｕ－Ｓｎ合金膜が合計で１８層積層されていることを確認することができる。また、各Ａｕ－Ｓｎ合金膜では、ガラス基板６２側の主面側のＳｎの濃度がＡｕの濃度より高くなっていた。一方、ガラス基板６２とは反対側の主面側のＳｎの濃度がＡｕの濃度より低くなっていた。従って、各Ａｕ－Ｓｎ合金膜は、厚み方向においてＡｕ及びＳｎの濃度勾配を有していた。 FIG. 8 is an SEM photograph showing a cross section of the solder film 61 obtained in Example 1. From FIG. 8, it can be confirmed that in the solder film 61 obtained in Example 1, a total of 18 layers of Au—Sn alloy films are laminated. Further, in each Au—Sn alloy film, the concentration of Sn on the main surface side of the glass substrate 62 side was higher than the concentration of Au. On the other hand, the concentration of Sn on the main surface side opposite to the glass substrate 62 was lower than the concentration of Au. Therefore, each Au—Sn alloy film had a concentration gradient of Au and Sn in the thickness direction.

（比較例１）
ガラス基板６２（日本電気硝子社製、ＯＡ－１０Ｇ、厚み：０．１９７ｍｍ）上に、蒸着によって、Ａｕ層及びＳｎ層を交互に合計で１８０層積層することにより、膜付き基板６０を得た。なお、このとき、Ａｕ層の１層当たりの厚みをそれぞれ２８ｎｍとした。また、Ｓｎ層の１層当たりの厚みをそれぞれ２８ｎｍとした。なお、はんだ膜６１全体の厚みは、５μｍとした。 (Comparative Example 1)
A film-coated substrate 60 was obtained by alternately laminating a total of 180 Au layers and Sn layers on a glass substrate 62 (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., OA-10G, thickness: 0.197 mm) by vapor deposition. .. At this time, the thickness of each Au layer was set to 28 nm. The thickness of each Sn layer was set to 28 nm. The thickness of the entire solder film 61 was set to 5 μm.

［評価］
（反りの評価）
反りの評価において、膜付き基板６０の寸法は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、長さａ：１００ｍｍとし、幅ｂ：１０ｍｍとした。また、Ａｕ層及びＳｎ層の成膜は、膜付き基板６０の長さ方向における第１の端部６０ｂ及び第２の端部６０ｃから長さｃ：３．５ｍｍの部分には成膜しなかった。 [evaluation]
(Evaluation of warpage)
In the evaluation of the warp, the dimensions of the film-attached substrate 60 were a length a: 100 mm and a width b: 10 mm, as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). Further, the formation of the Au layer and the Sn layer is not formed on the portion having a length c: 3.5 mm from the first end portion 60b and the second end portion 60c in the length direction of the film-attached substrate 60. rice field.

反りの評価では、図７（ｃ）に示すステージ７０上に、膜付き基板６０を載置し、２５℃で１時間放置した後の反り量Ｌを測定した。なお、膜付き基板６０は、膜面６０ａが上方となるように載置した。そして、第１の端部６０ｂ及び第２の端部６０ｃと、膜付き基板６０の非膜面６０ｄにおける長さ方向の中心との高さの差を反り量Ｌとした。反り量Ｌは、２つの端部６０ｂ，６０ｃの反り量Ｌの平均とした。なお、非膜面６０ｄは、膜面６０ａと対向する面である。 In the evaluation of the warp, the substrate 60 with a film was placed on the stage 70 shown in FIG. 7 (c), and the warp amount L was measured after being left at 25 ° C. for 1 hour. The substrate 60 with a film was placed so that the film surface 60a was on the upper side. Then, the difference in height between the first end portion 60b and the second end portion 60c and the center in the length direction on the non-film surface 60d of the film-attached substrate 60 was defined as the warp amount L. The amount of warpage L was the average of the amount of warpage L of the two ends 60b and 60c. The non-film surface 60d is a surface facing the film surface 60a.

（表面平坦性の評価）
膜付き基板６０の膜面６０ａにおける算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｚは、ＪＩＳＢ０６０１：２０１３に準拠して測定した。 (Evaluation of surface flatness)
The arithmetic mean roughness Ra and the maximum height Rz on the film surface 60a of the film-attached substrate 60 were measured according to JIS B 0601: 2013.

（密着力の評価）
密着力の評価においては、パッケージとして、Ａｕめっきされた部分を有する窒化アルミニウム基板を用意した。次に、膜付き基板６０をはんだ膜６１側から窒化アルミニウム基板のＡｕめっきされた部分に貼り付け、窒素雰囲気中で３２０℃に加熱することにより接合した。 (Evaluation of adhesion)
In the evaluation of the adhesion, an aluminum nitride substrate having an Au-plated portion was prepared as a package. Next, the substrate 60 with a film was attached to the Au-plated portion of the aluminum nitride substrate from the solder film 61 side, and bonded by heating to 320 ° C. in a nitrogen atmosphere.

次に、引張圧縮試験機（株式会社今田製作所製ＳＶ－２０１）を用いて膜付き基板６０を側面より押すことにより、密着力を評価した。なお、密着力の評価は、接合時間３秒及び接合時間１０秒の双方の条件にて行った。 Next, the adhesion was evaluated by pushing the substrate 60 with a film from the side surface using a tensile compression tester (SV-201 manufactured by Imada Seisakusho Co., Ltd.). The adhesion was evaluated under the conditions of both a joining time of 3 seconds and a joining time of 10 seconds.

結果を下記の表１に示す。 The results are shown in Table 1 below.

表１から明らかなように、厚み方向において、Ａｕ及びＳｎの濃度勾配を有する、Ａｕ－Ｓｎ合金膜を用いた実施例１のはんだ膜６１では、表面の平坦性に優れ、膜応力による反りが抑制されていることが確認できた。 As is clear from Table 1, the solder film 61 of Example 1 using the Au—Sn alloy film, which has a concentration gradient of Au and Sn in the thickness direction, has excellent surface flatness and warpage due to film stress. It was confirmed that it was suppressed.

１，３１，４１，６１…はんだ膜
１ａ，３１ａ，４１ａ…膜表面
２…多層膜
３…Ａｕ－Ｓｎ合金膜
３ａ…第１の主面
３ｂ…第２の主面
１０，３０，４０…プリズム
１１…プリズム本体
１１ａ…底面
１１ｂ…斜面
１１ｃ…上面
１２…反射膜
２０，６０…膜付き基板
２１…容器
２２，６２…ガラス基板
３３…密着膜
３３ａ…第１の層
３３ｂ…第２の層
３３ｃ…第３の層
３４…Ａｕ膜
４２…Ａｕ－Ｓｎ合金単層膜
５１…光学デバイス
５２…光学素子
５３…サブマウント
５３ａ…一方側主面
５３ｂ…他方側主面
５４…パッケージ
５５…底部
５５ａ…実装面
５６…側壁部
５６ａ…内面
５７…蓋体
５８…金属膜
６０ａ…膜面
６０ｂ…第１の端部
６０ｃ…第２の端部
６０ｄ…非膜面
７０…ステージ 1,31,41,61 ... Solder film 1a, 31a, 41a ... Film surface 2 ... Multilayer film 3 ... Au-Sn alloy film 3a ... First main surface 3b ... Second main surface 10, 30, 40 ... Prism 11 ... Prism main body 11a ... Bottom surface 11b ... Slope 11c ... Top surface 12 ... Reflective film 20, 60 ... Film-coated substrate 21 ... Container 22, 62 ... Glass substrate 33 ... Adhesive film 33a ... First layer 33b ... Second layer 33c ... Third layer 34 ... Au film 42 ... Au—Sn alloy single layer film 51 ... Optical device 52 ... Optical element 53 ... Submount 53a ... One side main surface 53b ... One side main surface 54 ... Package 55 ... Bottom 55a ... Mounting surface 56 ... Side wall portion 56a ... Inner surface 57 ... Lid body 58 ... Metal film 60a ... Film surface 60b ... First end portion 60c ... Second end portion 60d ... Non-film surface 70 ... Stage

Claims

A solder film used to fix components in optical devices.
Equipped with Au-Sn alloy film,
A solder film in which the Au—Sn alloy film has a concentration gradient of Au and Sn in the thickness direction.

The Au—Sn alloy film has a first main surface and a second main surface facing each other.
The first main surface is the main surface on the side where the component is provided.
The second main surface is an outer main surface opposite to the side on which the component is provided.
The direction connecting the first main surface and the second main surface is the thickness direction.
In the thickness direction, the Sn concentration on the first main surface side is larger than the Au concentration, and the Sn concentration on the second main surface side is smaller than the Au concentration. Item 1. The solder film according to Item 1.

The solder film according to claim 1 or 2, wherein the Au—Sn alloy film is a vapor-deposited film vapor-deposited using an Au—Sn alloy as a vapor deposition source.

When the total mass of Au in the Au—Sn alloy film is MA and the total mass of Sn is MS, the ratio of the mass of Au to the total mass of Au and _Sn is _MA / ( _MA + _M ). The solder film according to any one of claims 1 to 3, wherein _S ) is 0.60 or more and 0.90 or less.

The solder film according to any one of claims 1 to 4, further comprising a multilayer film in which a plurality of Au—Sn alloy films are laminated.

The solder film according to any one of claims 1 to 5, wherein the number of layers of the Au—Sn alloy film in the multilayer film is one or more and 30 or less.

The solder film according to any one of claims 1 to 6, further comprising an adhesive film provided between the component and the Au—Sn alloy film.

The adhesive film
A first layer provided on the component side and comprising at least one selected from the group consisting of Cr, Ti, and Ni.
A second layer, which is provided on the first layer and contains at least one selected from the group consisting of Ni, Pt, Pd, and Ni—Cr alloys.
A third layer, which is provided on the second layer and contains Pt or Au,
The solder film according to claim 7.

The method according to any one of claims 1 to 8, further comprising an Au film provided on a main surface of the Au—Sn alloy film opposite to the component side, wherein the Au film is the outermost layer. The solder film described.

The solder film according to any one of claims 1 to 9, wherein the arithmetic average roughness Ra of the surface is 0.05 μm or less.

The solder film according to any one of claims 1 to 10, wherein the maximum height Rz of the surface is 0.25 μm or less.

The solder film according to any one of claims 1 to 11, wherein the total thickness of the solder film is 1 μm or more and 10 μm or less.

The main body of the part with the main surface and
The solder film according to any one of claims 1 to 12, which is provided on the main surface of the component body, and the solder film.
Parts for optical devices.

The optical device according to claim 13, which is at least one selected from the group consisting of a prism, an optical element, a submount for mounting the optical element, and a package member for mounting the optical element. parts.

With the prism
An optical element that emits light to the prism or receives light from the prism,
The package on which the prism and the optical element are mounted,
A submount provided between the optical element and the package,
Equipped with
The prism and the package are bonded, the optical element and the submount are bonded, the submount and the package are bonded, or the package is bonded by the solder film according to any one of claims 1 to 12. An optical device in which the members constituting the device are joined together.