JPH10104470A - 光半導体パッケージおよびその製造方法 - Google Patents
光半導体パッケージおよびその製造方法Info
- Publication number
- JPH10104470A JPH10104470A JP26296996A JP26296996A JPH10104470A JP H10104470 A JPH10104470 A JP H10104470A JP 26296996 A JP26296996 A JP 26296996A JP 26296996 A JP26296996 A JP 26296996A JP H10104470 A JPH10104470 A JP H10104470A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical semiconductor
- metal
- bottom plate
- semiconductor package
- optical
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面の耐蝕性めっき層の上に直接、レーザ溶
接により光ファイバ固定部品を信頼性よく固定すること
ができる光半導体パッケージを提供する。 【解決手段】 光半導体素子を搭載する金属底板４と、
前記光半導体素子を囲繞し、光ファイバを保持する窓枠
７を設けた金属枠体２とを有し、前記金属枠体２が前記
金属底板４上に接合されて形成された光半導体パッケー
ジ１において、金属底板４と金属枠体２の外表面にパラ
ジウムめっきを施す。
接により光ファイバ固定部品を信頼性よく固定すること
ができる光半導体パッケージを提供する。 【解決手段】 光半導体素子を搭載する金属底板４と、
前記光半導体素子を囲繞し、光ファイバを保持する窓枠
７を設けた金属枠体２とを有し、前記金属枠体２が前記
金属底板４上に接合されて形成された光半導体パッケー
ジ１において、金属底板４と金属枠体２の外表面にパラ
ジウムめっきを施す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光半導体素子を収
納して気密に封じ込め、かつ前記光半導体素子と光信号
のやりとりを行うための光ファイバを保持する光半導体
パッケージ、およびその製造方法に関する。
納して気密に封じ込め、かつ前記光半導体素子と光信号
のやりとりを行うための光ファイバを保持する光半導体
パッケージ、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】内部に半導体レーザ素子やフォトダイオ
ードなどの光半導体素子を搭載して、気密に封じ込め、
かつ前記光半導体素子と光信号のやりとりを行うための
光ファイバを保持する光半導体パッケージの一例を図１
に示す。通常、この光半導体素子パッケージ１は主要構
成部材として、金属枠体２、セラミック端子３、金属底
板４、リード５、シールリング６および光ファイバが取
り付けられる円筒状の窓枠７からなっている。金属枠体
２の上端には、シールリング６を介して金属蓋体（図示
されず）が気密に取り付けられる。
ードなどの光半導体素子を搭載して、気密に封じ込め、
かつ前記光半導体素子と光信号のやりとりを行うための
光ファイバを保持する光半導体パッケージの一例を図１
に示す。通常、この光半導体素子パッケージ１は主要構
成部材として、金属枠体２、セラミック端子３、金属底
板４、リード５、シールリング６および光ファイバが取
り付けられる円筒状の窓枠７からなっている。金属枠体
２の上端には、シールリング６を介して金属蓋体（図示
されず）が気密に取り付けられる。
【０００３】上記金属枠体２は光半導体パッケージ１の
外形を形づくり、内部部品格納およびセラミック端子３
や光ファイバを接合する基材としての役割を有してい
る。この金属枠体２は、通常、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金
（通称、コバール）で構成されている。
外形を形づくり、内部部品格納およびセラミック端子３
や光ファイバを接合する基材としての役割を有してい
る。この金属枠体２は、通常、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金
（通称、コバール）で構成されている。
【０００４】また、金属底板４は光半導体パッケージ１
の底部を形づくり、上面中央部に配置される光半導体素
子を冷却するための冷却素子が搭載される載置部４ａを
有する。また、金属底板４の両端には、光半導体パッケ
ージ１を外部部材に取り付けるためのネジ穴８が設けら
れている。この金属底板４は、通常、放熱性のよい銅−
タングステン合金からなり、光半導体パッケージ１の内
部で発生した熱を効率よく外部へ放熱する機能を有して
いる。
の底部を形づくり、上面中央部に配置される光半導体素
子を冷却するための冷却素子が搭載される載置部４ａを
有する。また、金属底板４の両端には、光半導体パッケ
ージ１を外部部材に取り付けるためのネジ穴８が設けら
れている。この金属底板４は、通常、放熱性のよい銅−
タングステン合金からなり、光半導体パッケージ１の内
部で発生した熱を効率よく外部へ放熱する機能を有して
いる。
【０００５】光半導体パッケージ１の組み立ては、以下
のようにして行う。即ち、金属底板４を金属枠体２にろ
う付け、一般には銀ろう付けする。次いで、金属底板４
の載置部４ａに冷却素子を取り付け、その上部に光半導
体素子などを取り付け、セラミック端子３と各素子間を
ボンディングワイヤで接続し、シールリング６を介して
金属蓋体（図示されず）をつけて気密に封止する。
のようにして行う。即ち、金属底板４を金属枠体２にろ
う付け、一般には銀ろう付けする。次いで、金属底板４
の載置部４ａに冷却素子を取り付け、その上部に光半導
体素子などを取り付け、セラミック端子３と各素子間を
ボンディングワイヤで接続し、シールリング６を介して
金属蓋体（図示されず）をつけて気密に封止する。
【０００６】この光半導体パッケージ１には、光ファイ
バがフランジ（通常、ステンレス鋼からなる）などの光
ファイバ固定部品を介して窓枠７（金属枠体２と同じ金
属からなる）に取り付けられる。この際、例えば半導体
レーザ素子からのレーザ光の光軸と光ファイバの光軸が
一致するように、正確に位置合わせし、フランジを窓枠
７にレーザ溶接で固定する。
バがフランジ（通常、ステンレス鋼からなる）などの光
ファイバ固定部品を介して窓枠７（金属枠体２と同じ金
属からなる）に取り付けられる。この際、例えば半導体
レーザ素子からのレーザ光の光軸と光ファイバの光軸が
一致するように、正確に位置合わせし、フランジを窓枠
７にレーザ溶接で固定する。
【０００７】この光半導体パッケージ１の表面露出部分
には、酸化防止のためにＮｉめっきを下地とするＡｕめ
っきが施されている。また、セラミック端子３上には、
形成された配線パターン３ａへのＡｕワイヤボンディン
グのためにＡｕめっきが施されている。さらに、金属底
板４の載置部４ａには、冷却素子を半田付けする際の半
田付け性を確保するために、Ａｕめっきが施されてい
る。
には、酸化防止のためにＮｉめっきを下地とするＡｕめ
っきが施されている。また、セラミック端子３上には、
形成された配線パターン３ａへのＡｕワイヤボンディン
グのためにＡｕめっきが施されている。さらに、金属底
板４の載置部４ａには、冷却素子を半田付けする際の半
田付け性を確保するために、Ａｕめっきが施されてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように光半導体パッケージ１にＡｕめっきを施すと、金
属枠体２に取り付けられている窓枠７の表面にもＡｕが
付着するため、次の様な問題が生じる。即ち、光ファイ
バをフランジを介して窓枠７に取り付けるために、フラ
ンジを窓枠７にレーザ溶接するが、この溶接箇所にレー
ザ光を照射すると、レーザ光が光半導体パッケージ１の
露出面に施されたＡｕめっき層に反射されて、レーザ溶
接が困難になる。また、レーザ光によるスポット溶接で
は、溶融部の凝固は、溶融部の周囲から融点の高い材料
の順に進行し、最後に比較的融点の低いＡｕが溶融部の
中央部に集中して凝固する。この際、Ａｕは熱伝導性が
よいために、スポット溶接部の外周から中心への凝固速
度が速く、内部応力が発生する。このため、Ａｕが集中
する中心部では材質がもろくなり、クラックが発生し、
良好な接合ができなかった。
ように光半導体パッケージ１にＡｕめっきを施すと、金
属枠体２に取り付けられている窓枠７の表面にもＡｕが
付着するため、次の様な問題が生じる。即ち、光ファイ
バをフランジを介して窓枠７に取り付けるために、フラ
ンジを窓枠７にレーザ溶接するが、この溶接箇所にレー
ザ光を照射すると、レーザ光が光半導体パッケージ１の
露出面に施されたＡｕめっき層に反射されて、レーザ溶
接が困難になる。また、レーザ光によるスポット溶接で
は、溶融部の凝固は、溶融部の周囲から融点の高い材料
の順に進行し、最後に比較的融点の低いＡｕが溶融部の
中央部に集中して凝固する。この際、Ａｕは熱伝導性が
よいために、スポット溶接部の外周から中心への凝固速
度が速く、内部応力が発生する。このため、Ａｕが集中
する中心部では材質がもろくなり、クラックが発生し、
良好な接合ができなかった。
【０００９】そこで、以下のような対策を採っていた。
即ち、 １）Ａｕめっきを施した後に、研削などの機械加工によ
り窓枠７のレーザ溶接部７ａ（窓枠７の端面）や、場合
によってはレーザ溶接部７ｂ（窓枠７の端部側面）のＡ
ｕめっきを除去する。 ２）あるいは、Ａｕめっきの際にあらかじめレーザ溶接
部７ａおよび７ｂにレジストなどでマスキングをし、Ａ
ｕめっき後にこのマスキングを除去する。 ３）あるいは、窓枠７の先端に絶縁物からなる部材を取
り付け、その先にレーザ溶接用の金属部品を取り付け
て、窓枠７と金属部品の間を電気的に絶縁し、金属枠体
２にＡｕめっきを施しても、この金属部品にはＡｕめっ
きが施されないようにする。 ４）Ａｕめっきのかわりに、Ｎｉめっきのみを施す。し
かしながら、第１、第２の方法では工程数が増えるとい
う問題があり、第３の方法では部品数が増え、第４の方
法ではワイヤボンディング性や半田濡れ性が低下すると
いう問題があった。
即ち、 １）Ａｕめっきを施した後に、研削などの機械加工によ
り窓枠７のレーザ溶接部７ａ（窓枠７の端面）や、場合
によってはレーザ溶接部７ｂ（窓枠７の端部側面）のＡ
ｕめっきを除去する。 ２）あるいは、Ａｕめっきの際にあらかじめレーザ溶接
部７ａおよび７ｂにレジストなどでマスキングをし、Ａ
ｕめっき後にこのマスキングを除去する。 ３）あるいは、窓枠７の先端に絶縁物からなる部材を取
り付け、その先にレーザ溶接用の金属部品を取り付け
て、窓枠７と金属部品の間を電気的に絶縁し、金属枠体
２にＡｕめっきを施しても、この金属部品にはＡｕめっ
きが施されないようにする。 ４）Ａｕめっきのかわりに、Ｎｉめっきのみを施す。し
かしながら、第１、第２の方法では工程数が増えるとい
う問題があり、第３の方法では部品数が増え、第４の方
法ではワイヤボンディング性や半田濡れ性が低下すると
いう問題があった。
【００１０】本発明は上記問題点に鑑みなされたもの
で、その目的は光ファイバを強固に固定し、光半導体素
子と光ファイバとの間での光信号のやりとりを良好に行
うことができる光半導体パッケージを提供することであ
る。
で、その目的は光ファイバを強固に固定し、光半導体素
子と光ファイバとの間での光信号のやりとりを良好に行
うことができる光半導体パッケージを提供することであ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決すべくなされたもので、光半導体素子を搭載する金属
底板と、前記光半導体素子を囲繞し、光ファイバを保持
する窓枠を設けた金属枠体とを有し、前記金属枠体が前
記金属底板上に接合されて形成された光半導体パッケー
ジにおいて、金属底板と金属枠体の外表面にパラジウム
めっきを施したことを特徴とするものである。
決すべくなされたもので、光半導体素子を搭載する金属
底板と、前記光半導体素子を囲繞し、光ファイバを保持
する窓枠を設けた金属枠体とを有し、前記金属枠体が前
記金属底板上に接合されて形成された光半導体パッケー
ジにおいて、金属底板と金属枠体の外表面にパラジウム
めっきを施したことを特徴とするものである。
【００１２】パラジウムめっき層はＡｕめっき層に比較
してレーザ光の反射率が小さい。従って、レーザ溶接部
にパラジウムめっき層が存在しても、レーザ溶接は可能
になる。また、パラジウムめっき層の熱伝導率は７０Ｗ
／ｍ・Ｋであり、Ａｕめっき層の熱伝導率の３１１Ｗ／
ｍ・Ｋの１／４以下と小さいため、パラジウムめっき層
が存在するレーザ溶接部が凝固する際には、Ａｕめっき
層が存在する場合よりも凝固速度が遅く、凝固後にクラ
ックの発生が抑制され、レーザ溶接の信頼性が向上す
る。以上のことから、光半導体パッケージの金属底板と
金属枠体の外表面にパラジウムめっきを施した場合に
は、パラジウムめっき層の上に直接レーザ溶接を行うこ
とができるので、部分的にパラジウムめっき層を除去し
たり、めっき時にマスキングしたりする作業が不要にな
る。なお、パラジウムは、耐蝕性、ワイヤボンディング
性、半田濡れ性についてはＡｕと同等の性質を有するた
め、これらの点については何ら問題はない。さらにパラ
ジウムはＡｕよりも安価（約１／４）であり、コストの
点でも優れている。
してレーザ光の反射率が小さい。従って、レーザ溶接部
にパラジウムめっき層が存在しても、レーザ溶接は可能
になる。また、パラジウムめっき層の熱伝導率は７０Ｗ
／ｍ・Ｋであり、Ａｕめっき層の熱伝導率の３１１Ｗ／
ｍ・Ｋの１／４以下と小さいため、パラジウムめっき層
が存在するレーザ溶接部が凝固する際には、Ａｕめっき
層が存在する場合よりも凝固速度が遅く、凝固後にクラ
ックの発生が抑制され、レーザ溶接の信頼性が向上す
る。以上のことから、光半導体パッケージの金属底板と
金属枠体の外表面にパラジウムめっきを施した場合に
は、パラジウムめっき層の上に直接レーザ溶接を行うこ
とができるので、部分的にパラジウムめっき層を除去し
たり、めっき時にマスキングしたりする作業が不要にな
る。なお、パラジウムは、耐蝕性、ワイヤボンディング
性、半田濡れ性についてはＡｕと同等の性質を有するた
め、これらの点については何ら問題はない。さらにパラ
ジウムはＡｕよりも安価（約１／４）であり、コストの
点でも優れている。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１に示した光半導体パッケージの外表面に全面
にわたって、２〜５μｍ厚のＮｉ下地めっき層の上に、
１μｍ厚のパラジウムめっき層を形成した。上記光半導
体パッケージのレーザ溶接部７ａ、７ｂに、ＹＡＧレー
ザ光（波長：１．０６μｍ）を照射して光ファイバ固定
部品を溶接したところ、工業的に十分に溶接が可能であ
った。なお、Ａｕめっき層によるＹＡＧレーザ光の反射
率は９０％以上であったが、パラジウムめっき層による
ＹＡＧレーザ光の反射率は５０〜６０％程度であり、Ｆ
ｅやＮｉと同程度であった。また、ＹＡＧレーザ光で溶
融した箇所が凝固する際には、クラックの発生は認めら
れなかった。さらに、パラジウムめっき層は、耐蝕性、
ワイヤボンディング性、半田濡れ性についてはＡｕめっ
き層と同等であった。なお、上記実施例形態では、パラ
ジウムめっき層の密着性を向上させる下地めっき層とし
てＮｉを用いたが、Ｃｏを用いてもよい。
する。図１に示した光半導体パッケージの外表面に全面
にわたって、２〜５μｍ厚のＮｉ下地めっき層の上に、
１μｍ厚のパラジウムめっき層を形成した。上記光半導
体パッケージのレーザ溶接部７ａ、７ｂに、ＹＡＧレー
ザ光（波長：１．０６μｍ）を照射して光ファイバ固定
部品を溶接したところ、工業的に十分に溶接が可能であ
った。なお、Ａｕめっき層によるＹＡＧレーザ光の反射
率は９０％以上であったが、パラジウムめっき層による
ＹＡＧレーザ光の反射率は５０〜６０％程度であり、Ｆ
ｅやＮｉと同程度であった。また、ＹＡＧレーザ光で溶
融した箇所が凝固する際には、クラックの発生は認めら
れなかった。さらに、パラジウムめっき層は、耐蝕性、
ワイヤボンディング性、半田濡れ性についてはＡｕめっ
き層と同等であった。なお、上記実施例形態では、パラ
ジウムめっき層の密着性を向上させる下地めっき層とし
てＮｉを用いたが、Ｃｏを用いてもよい。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、金
属底板と金属枠体の外表面にパラジウムめっきを施した
ため、めっき層を除去することなく、めっき層上に直接
レーザ溶接により光ファイバ固定部品を信頼性よく固定
することができるという優れた効果がある。
属底板と金属枠体の外表面にパラジウムめっきを施した
ため、めっき層を除去することなく、めっき層上に直接
レーザ溶接により光ファイバ固定部品を信頼性よく固定
することができるという優れた効果がある。
【図１】光半導体パッケージの斜視図である。
１ 光半導体素子パッケージ ２ 金属枠体 ３ セラミック端子 ３ａ 配線パターン ４ 金属底板 ４ａ 載置部 ５ リード ６ シールリング ７ 窓枠 ７ａ、７ｂ レーザ溶接部 ８ ネジ穴
Claims (3)
- 【請求項１】 光半導体素子を搭載する金属底板と、前
記光半導体素子を囲繞し、光ファイバを保持する窓枠を
設けた金属枠体とを有し、前記金属枠体が前記金属底板
上に接合されて形成された光半導体パッケージにおい
て、金属底板と金属枠体の外表面にパラジウムめっきを
施したことを特徴とする光半導体パッケージ。 - 【請求項２】 金属底板がＣｕ─Ｗ合金からなり、金属
枠体がＦｅ−ＮｉまたはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金からなる
ことを特徴とする請求項１記載の光半導体パッケージ。 - 【請求項３】 金属底板と金属枠体の外表面にパラジウ
ムめっきを施した後、レーザ溶接により光ファイバ固定
部品を前記窓枠に固定して、光ファイバを固定すること
を特徴とする請求項１または２記載の光半導体パッケー
ジの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26296996A JPH10104470A (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 光半導体パッケージおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26296996A JPH10104470A (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 光半導体パッケージおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10104470A true JPH10104470A (ja) | 1998-04-24 |
Family
ID=17383070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26296996A Pending JPH10104470A (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 光半導体パッケージおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10104470A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104412144A (zh) * | 2013-01-29 | 2015-03-11 | 京瓷株式会社 | 光半导体元件收纳用封装件以及光半导体装置 |
-
1996
- 1996-10-03 JP JP26296996A patent/JPH10104470A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104412144A (zh) * | 2013-01-29 | 2015-03-11 | 京瓷株式会社 | 光半导体元件收纳用封装件以及光半导体装置 |
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