JP2000236103A - 光半導体素子収納用パッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光半導体素子における光信号の電気信号への変
換速度が遅い。 【解決手段】上面に光半導体素子３を収容するための凹
部１ａを有する基体１と、前記基体１の側部に形成さ
れ、凹部１ａを外部に連通させる貫通孔１ｂと、前記凹
部１ａ内面から基体１の外表面にかけて形成され、前記
光半導体素子３の電極が接続される複数個の配線層４
と、前記基体１の外表面に形成された配線層４に取着さ
れている複数個の外部リード端子６と、前記基体１の上
面に取着され、前記凹部１ｂを塞ぐ蓋体２とから成る光
半導体素子収納用パッケージであって、前記基体１は比
誘電率が６（室温、１ＭＨｚ）以下の絶縁材で形成され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光半導体素子を収容
するための光半導体素子収納用パッケージに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、光半導体素子を収容するための光
半導体素子収納用パッケージは、一般に酸化アルミニウ
ム質焼結体から成り、上面に光半導体素子を収容するた
めの凹部を有する基体と、該基体の側部に形成され、凹
部を外部に連通させ、凹部内に収容した光半導体素子に
光信号を伝達する光ファイバーが挿通される貫通孔と、
前記凹部内面から基体の側面にかけて形成され、前記光
半導体素子の電極が接続されるタングステン、モリブデ
ン、マンガン等の高融点金属粉末から成る複数個の配線
層と、前記基体の側面に形成された配線層に取着されて
いる鉄ーニッケルーコバルト合金等の金属材料から成る
複数個の外部リード端子と、前記基体の上面に取着さ
れ、前記凹部を塞ぐ蓋体とから構成されており、前記基
体の凹部内に光半導体素子をガラス、樹脂、ロウ材等の
接着剤を介して接着固定するとともに該光半導体素子の
各電極をボンディングワイヤを介して配線層に電気的に
接続し、しかる後、前記基体の上面に蓋体をガラス、樹
脂、ロウ材等から成る封止材を介して接合させ、基体と
蓋体とから成る容器内部に光半導体素子を気密に収容す
るとともに基体の貫通孔に光ファイバーを挿通固定させ
ることによって製品としての光半導体装置となる。

【０００３】かかる光半導体装置は光ファイバーから伝
達された光信号を光半導体素子に照射し、光半導体素子
に光信号を授受させるとともに光信号を電気信号に変換
させ、しかる後、この変換された電気信号を配線層及び
外部リード端子を介して外部電気回路に伝達することに
よって高速通信等に使用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の光半導体素子収納用パッケージにおいては、基体側
面に複数個の配線層が間に基体を形成する酸化アルミニ
ウム質焼結体を挟んで多数併設されていること、酸化ア
ルミニウム質焼結体の比誘電率が１０（室温、１ＭＨ
ｚ）と高いこと等から隣接する配線層間に大きな静電容
量が形成され、該大きな静電容量によって光半導体素子
における光信号の電気信号への変換が速度の遅いものと
なってしまう欠点を有していた。特に光通信においては
光ファイバーから光半導体素子に伝達される光信号は極
めて高速であり、光半導体素子における光信号の電気信
号への変換速度が遅いことは光信号を電気信号に変えて
外部電気回路に伝達することができず、光通信として致
命的な欠点となってしまう。

【０００５】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は光半導体素子における光信号の電気信号
への変換速度を高速とし、光信号を電気信号に変えて所
定の外部電気回路に正確に伝達することができる光半導
体素子収納用パッケージを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上面に光半導
体素子を収容するための凹部を有する基体と、前記基体
の側部に形成され、凹部を外部に連通させる貫通孔と、
前記凹部内面から基体の外表面にかけて形成され、前記
光半導体素子の電極が接続される複数個の配線層と、前
記基体の外表面に形成された配線層に取着されている複
数個の外部リード端子と、前記基体の上面に取着され、
前記凹部を塞ぐ蓋体とから成る光半導体素子収納用パッ
ケージであって、前記基体は比誘電率が６（室温、１Ｍ
Ｈｚ）以下の絶縁材で形成されていること特徴とするも
のである。

【０００７】本発明の光半導体素子収納用パッケージに
よれば、複数個の配線層が形成されている基体を比誘電
率が６（室温、１ＭＨｚ）以下の絶縁材で形成したこと
から、隣接する配線層間の静電容量は小さな値となり、
その結果、光半導体素子における光信号の電気信号への
変換速度もはやいものとなって光ファイバーを介して伝
達された光信号を光半導体素子で確実に電気信号に変換
することが可能となるとともに該変換された電気信号を
所定の外部電気回路に正確に伝達することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明を添付図面に基づき
詳細に説明する。図１乃至図３は本発明の光半導体素子
収納用パッケージの一実施例を示し、１は基体、２は蓋
体である。この基体１と蓋体２とで内部に光半導体素子
３を収容するための容器が構成される。

【０００９】前記基体１はその上面に光半導体素子３を
収容するための空所を形成する凹部１ａが設けてあり、
該凹部１ａ底面には光半導体素子３が搭載固定される。

【００１０】前記基体１は比誘電率が６（室温、１ＭＨ
ｚ）以下の絶縁材、例えば、ガラスセラミックス焼結
体、具体的には酸化珪素４４重量％、酸化アルミニウム
２８重量％、酸化マグネシウム１１重量％、酸化亜鉛８
重量％、酸化ホウ素９重量％から成るガラス成分７５重
量％と、酸化アルミニウム２５重量％の焼結体から成
り、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等
の原料粉末に適当な有機バインダー、溶剤等を添加混合
して泥漿物を作るとともに、該泥漿物をドクターブレー
ド法やカレンダーロール法を採用することによってセラ
ミックグリーンシート（セラミック生シート）となし、
しかる後、前記セラミックグリーンシートに適当な打ち
抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層し、約９００
℃の温度で焼成することによって製作される。

【００１１】また前記基体１は凹部１ａの内面から基体
１の外側面にかけて複数個の配線層４が被着形成されて
おり、該配線層４の凹部１ａ内に露出する領域には光半
導体素子３の各電極がボンディングワイヤ５を介して電
気的に接続され、また基体１の外側面に形成されている
領域には外部電気回路と接続される外部リード端子６が
銀ロウ等のロウ材を介してロウ付け取着されている。

【００１２】前記配線層４は光半導体素子３の各電極を
外部電気回路に接続する際の導電路として作用し、銅や
銀等の金属粉末により形成されている。

【００１３】前記配線層４は銅や銀等の金属粉末に適当
な有機バインダー、溶剤等を添加混合して得た金属ペー
ストを基体１となるセラミックグリーンシートに予め従
来周知のスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗
布しておくことによって基体１の凹部１ａ内から基体１
の外側面にかけて被着形成される。

【００１４】また前記配線層４は基体１の比誘電率が６
(室温、１ＭＨｚ）と小さいことから隣接する配線層４
間の静電容量値が小さな値となり、その結果、光半導体
素子３における光信号の電気信号への変換速度を速いも
のとなすことができ、後述する光ファイバー７を介して
伝達された光信号を光半導体素子３で確実に電気信号に
変換することが可能となるとともに該変換された電気信
号を所定の外部電気回路に正確に伝達することができ
る。

【００１５】なお、前記基体１はその比誘電率が６ (室
温、１ＭＨｚ）を超えると隣接する配線層４間の静電容
量値が大きくなって光半導体素子３における光信号の電
気信号への変換速度が遅くなってしまう。従って、前記
基体１はその比誘電率が６ (室温、１ＭＨｚ）以下の絶
縁材に特定される。

【００１６】また前記配線層４はその露出する表面にニ
ッケル、金等の耐蝕性に優れ、かつロウ材との濡れ性に
優れる金属を１μｍ乃至２０μｍの厚みにメッキ法によ
り被着させておくと、配線層４の酸化腐蝕を有効に防止
することができるとともに配線層４への外部リード端子
６のロウ付けを強固となすことができる。従って、前記
配線層４はその露出する表面にニッケル、金等の耐蝕性
に優れ、かつロウ材との濡れ性に優れる金属を１μｍ乃
至２０μｍの厚みに被着させておくことが好ましい。

【００１７】更に前記配線層４には外部リード端子６が
銀ロウ等のロウ材を介してロウ付け取着されており、該
外部ード端子６は容器内部に収容する光半導体素子３の
各電極を外部電気回路に電気的に接続する作用をなし、
外部リード端子６を外部電気回路に接続することによっ
て容器内部に収容される光半導体素子３は配線層４及び
外部リード端子６を介して外部電気回路に接続されるこ
ととなる。

【００１８】前記外部リード端子６は鉄ーニッケルーコ
バルト合金や鉄ーニッケル合金等の金属材料からなり、
例えば、鉄ーニッケルーコバルト合金等の金属材料から
成るインゴット（塊）に圧延加工法や打ち抜き加工法
等、従来周知の金属加工法を施すことによって所定の形
状に形成される。

【００１９】前記外部リード端子６はまたその露出する
表面にニッケル、金等の耐蝕性に優れ、かつロウ材との
濡れ性に優れる金属を１μｍ乃至２０μｍの厚みにメッ
キ法により被着させておくと、外部リード端子６の酸化
腐蝕を有効に防止することができるとともに外部リード
端子６を外部電気回路に接続する際、その接続を確実、
強固となすことができる。従って、前記外部リード端子
６はその露出する表面にニッケル、金等の耐蝕性に優
れ、かつロウ材との濡れ性に優れる金属を１μｍ乃至２
０μｍの厚みに被着させておくことが好ましい。

【００２０】前記外部リード端子６が取着された基体１
はまたその側部に貫通孔１ｂが形成されている。

【００２１】前記貫通孔１ｂは基体１に設けた凹部１ａ
を外部に連通させており、該貫通孔１ｂ内には光ファイ
バー７が挿通され、光ファイバー７を容器の外部から内
部にかけて挿通させるための挿通孔として作用する。

【００２２】前記貫通孔１ｂは、例えば、基体１となる
セラミックグリーンシートに予め打ち抜き加工法により
孔を形成しておくことによって、或いは基体１の側部に
孔あけ加工を施すことによって基体１の側部に所定形状
に形成される。

【００２３】また前記基体１の外側面で貫通孔１ｂの周
囲には、例えば、枠状の下地部材８がロウ付けされてお
り、該下地部材８には光ファイバー７に取着されている
金属フランジ９がＹＡＧ等のレーザー光線を使用して溶
接される。

【００２４】前記下地部材８は光ファイバー７を基体１
に取着する際の下地金属材として作用し、例えば、鉄ー
ニッケルーコバルト合金や鉄ーニッケル合金等の金属材
料からなり、鉄ーニッケルーコバルト合金等のインゴッ
ト（塊）に圧延加工法や打ち抜き加工法等、従来周知の
金属加工法を施すことによって所定の形状に形成され
る。

【００２５】なお、前記下地部材８は基体１の外側面で
貫通孔１ｂ周辺に予めタングステンやモリブデン、マン
ガン等の高融点金属粉末から成る金属層、またはチタン
等の活性金属粉末からなる金属層を被着させておき、該
金属層に銀ロウ等のロウ材を介しロウ付け取着すること
によって基体１の外側面で貫通孔１ｂ周辺に取着され
る。

【００２６】また前記下地部材８には光ファイバー７に
取着された金属フランジ９がＹＡＧ等のレーザー光線を
使用して溶接され、これによって光半導体素子３に光信
号を伝達するための光ファイバー７が基体１に固定され
ることとなる。

【００２７】また一方、前記基体１の上面には、例え
ば、鉄ーニッケルーコバルト合金や鉄ーニッケル合金等
の金属材料から成る蓋体２が接合され、これによって基
体１と蓋体２とからなる容器の内部に光半導体素子３が
気密に封止されることとなる。

【００２８】前記蓋体２は、例えば、鉄ーニッケルーコ
バルト合金等のインゴット（塊）に圧延加工法や打ち抜
き加工法等、従来周知の金属加工法を施すことによって
所定の形状に形成される。

【００２９】かくして本発明の光半導体素子収納用パッ
ケージによれば、基体１の凹部１ａ底面に光半導体素子
３を搭載固定させるとともに光半導体素子３の各電極を
ボンデイングワイヤ５を介して外部リード端子６のロウ
付けされている配線層４に電気的に接続し、次に基体１
の上面に蓋体２を接合させ、基体１と蓋体２とから成る
容器内部に光半導体素子３を収容し、最後に基体１に形
成した貫通孔１ｂに光ファイバー７を取着させることに
よって最終製品としての光半導体装置となる。

【００３０】かかる光半導体装置は外部から光ファイバ
ー７を介して光半導体素子３に光信号を伝達し、光半導
体素子３において光信号を電気信号に変換するとともに
該変換した電気信号を配線層３及び外部リード端子６を
介して外部電気回路に伝達することによって光通信等に
使用される。

【００３１】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更は可能であり、例えば上述の実施例では基体
１をガラスセラミックス焼結体で形成したが、これに限
られることなく、比誘電率が６（室温、１ＭＨｚ）以下
の有機樹脂等で形成しておいてもよい。

【００３２】

【発明の効果】本発明の光半導体素子収納用パッケージ
によれば、複数個の配線層が形成されている基体を比誘
電率が６（室温、１ＭＨｚ）以下の絶縁材で形成したこ
とから、隣接する配線層間の静電容量は小さな値とな
り、その結果、光半導体素子における光信号の電気信号
への変換速度もはやいものとなって光ファイバーを介し
て伝達された光信号を光半導体素子で確実に電気信号に
変換することが可能となるとともに該変換された電気信
号を所定の外部電気回路に正確に伝達することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光半導体素子収納用パッケージの一実
施例を示す断面図である。

【図２】図１に示す光半導体素子収納用パッケージの側
面図である。

【図３】図１に示す光半導体素子収納用パッケージの蓋
体を除いた状態の平面図である。

【符号の説明】

１・・・基体 １ａ・・凹部 １ｂ・・貫通孔 ２・・・蓋体 ３・・・光半導体素子 ４・・・配線層 ６・・・外部リード端子 ７・・・光ファイバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡崎 啓太郎 鹿児島県国分市山下町１番１号 京セラ株 式会社国分工場内 Ｆターム(参考） 2H037 BA01 BA11 DA35 5F041 AA02 DA12 DA72 EE06 FF14 5F088 BA02 BB01 GA02 JA05

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上面に光半導体素子を収容するための凹部
   を有する基体と、前記基体の側部に形成され、凹部を外
   部に連通させる貫通孔と、前記凹部内面から基体の外表
   面にかけて形成され、前記光半導体素子の電極が接続さ
   れる複数個の配線層と、前記基体の外表面に形成された
   配線層に取着されている複数個の外部リード端子と、前
   記基体の上面に取着され、前記凹部を塞ぐ蓋体とから成
   る光半導体素子収納用パッケージであって、前記基体は
   比誘電率が６（室温、１ＭＨｚ）以下の絶縁材で形成さ
   れていること特徴とする光半導体素子収納用パッケー
   ジ。