JP2022021508A - はんだ膜、光学デバイス用部品、及び光学デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
(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。
図3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。
図4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4に示すように、光学デバイス31は、光学素子32と、サブマウント33と、プリズム10と、パッケージ34とを備える。パッケージ34内には、光学素子32、サブマウント33、及びプリズム10が収容されている。
まず、Au-Snの合金からなるターゲットを用いて、スパッタリング法により、図5に示すガラス基板42(日本電気硝子社製、OA-10G、厚み:0.197mm)上に、Au及びSnの合金からなる単層膜であるAu-Sn合金膜を形成し、はんだ膜41を得た。なお、スパッタリングに際し、ターゲットにおけるAuとSnとの質量比は、70:30とした。キャリアガスとしてはアルゴン(Ar)ガスを用い、成膜温度は、ヒータはOFFで成膜時のスパッタの運動エネルギーにより凡そ100℃とした。また、得られたAu-Sn合金膜の厚みは、5μmであった。
ガラス基板42(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、はんだ膜41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25.6nmとした。また、Sn層の1層当たりの厚みをそれぞれ29.4nmとした。なお、はんだ膜41全体の厚みは、5μmとした。
(表面平坦性の評価)
膜付き基板40の膜表面40aにおける算術平均粗さRa及び最大高さRzは、JIS B 0601:2013に準拠して測定した。
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40をはんだ膜41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。
1a,21a,40a…膜表面
2…Au-Sn合金膜
2a…第1の主面
2b…第2の主面
10,20…プリズム
11…プリズム本体
11a…底面
11b…斜面
11c…上面
12…反射膜
23…密着膜
23a…第1の層
23b…第2の層
23c…第3の層
24…Au膜
31…光学デバイス
32…光学素子
33…サブマウント
33a…一方側主面
33b…他方側主面
34…パッケージ
35…底部
35a…実装面
36…側壁部
36a…内面
37…蓋体
38…金属膜
40…膜付き基板
42…ガラス基板
Claims (14)
- 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及びSnの合金からなる単層膜である、Au-Sn合金膜を備える、はんだ膜。 - 前記Au-Sn合金膜が、厚み方向において、Au及びSnの濃度勾配を有さない、請求項1に記載のはんだ膜。
- 前記Au-Sn合金膜が、Au及びSnの合金からなるターゲットを用いて成膜されたスパッタ膜である、請求項1又は2に記載のはんだ膜。
- 前記Au-Sn合金膜において、厚み方向に結晶が配向している、請求項1~3のいずれか1項に記載のはんだ膜。
- 前記Au-Sn合金膜におけるAuの質量の合計をMAとし、Snの質量の合計をMS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MA/(MA+MS)が、0.60以上、0.85以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載のはんだ膜。
- 前記部品と前記Au-Sn合金膜との間に設けられる密着膜をさらに備える、請求項1~5のいずれか1項に記載のはんだ膜。
- 前記密着膜が、
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、請求項6に記載のはんだ膜。 - 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、請求項1~7のいずれか1項に記載のはんだ膜。
- 表面の算術平均粗さRaが、0.05μm以下である、請求項1~8のいずれか1項に記載のはんだ膜。
- 表面の最大高さRzが、0.25μm以下である、請求項1~9のいずれか1項に記載のはんだ膜。
- 前記はんだ膜全体の厚みが、1μm以上、15μm以下である、請求項1~10のいずれか1項に記載のはんだ膜。
- 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、請求項1~11のいずれか1項に記載のはんだ膜と、
を備える、光学デバイス用部品。 - 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、請求項12に記載の光学デバイス用部品。
- 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、
請求項1~11のいずれか1項に記載のはんだ膜によって、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、光学デバイス。
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