JP3176334B2 - 光半導体素子収納用パッケージおよびその製造方法 - Google Patents
光半導体素子収納用パッケージおよびその製造方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【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し、特に
光半導体素子が載置される熱電冷却素子の電極を接続す
る端子部を改良した光半導体素子収納用パッケージに関
するものである。
するための光半導体素子収納用パッケージに関し、特に
光半導体素子が載置される熱電冷却素子の電極を接続す
る端子部を改良した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、例えば図５に断面図
で、および図６に分解斜視図で示すように、銅−タング
ステン合金等の金属から成り、その上面中央部に光半導
体素子30が熱電冷却素子としてのペルチェ素子31を介し
て載置される載置部21ａを有する平板状の基体21と、鉄
−ニッケル−コバルト合金等の金属から成り、基体21の
上面に載置部21ａを囲繞するようにして接合され、側壁
に光ファイバ32を固定するための光ファイバ固定部材22
および切欠き部23ａを有する側壁部材23と、酸化アルミ
ニウム質焼結体等のセラミックスから成り、側壁部材23
の切欠き部23ａにろう材を介して嵌着接合され、側壁部
材23の内外に導出する多数のメタライズ配線層24が被着
形成されたセラミック端子部25と、鉄−ニッケル−コバ
ルト合金等の金属から成り、側壁部材23およびセラミッ
ク端子部25の上面に接合された封止リング26と、鉄−ニ
ッケル−コバルト合金等の金属から成り、封止リング26
の上面に接合される蓋体27と、鉄−ニッケル合金等の金
属から成り、セラミック端子部25のメタライズ配線層24
の側壁部材23の外側部位に銀ろう等のろう材を介して取
着された外部リード端子28とから構成されており、基体
21の載置部21ａに光半導体素子30を間にペルチェ素子31
を介して載置固定するとともに光半導体素子30の各電極
をボンディングワイヤ33を介してセラミック端子部25の
メタライズ配線層24に電気的に接続し、次に封止リング
26の上面に蓋体27を溶接等により取着させ、基体21と側
壁部材23とセラミック端子部25と封止リング26と蓋体27
とから成る容器内部に光半導体素子30を収容し、最後に
側壁部材23に設けた光ファイバ固定部材22に光ファイバ
32を溶接や接着剤によって接合させ、光ファイバ32を側
壁部材23に固定することによって製品としての光半導体
装置となる。
半導体素子収納用パッケージは、例えば図５に断面図
で、および図６に分解斜視図で示すように、銅−タング
ステン合金等の金属から成り、その上面中央部に光半導
体素子30が熱電冷却素子としてのペルチェ素子31を介し
て載置される載置部21ａを有する平板状の基体21と、鉄
−ニッケル−コバルト合金等の金属から成り、基体21の
上面に載置部21ａを囲繞するようにして接合され、側壁
に光ファイバ32を固定するための光ファイバ固定部材22
および切欠き部23ａを有する側壁部材23と、酸化アルミ
ニウム質焼結体等のセラミックスから成り、側壁部材23
の切欠き部23ａにろう材を介して嵌着接合され、側壁部
材23の内外に導出する多数のメタライズ配線層24が被着
形成されたセラミック端子部25と、鉄−ニッケル−コバ
ルト合金等の金属から成り、側壁部材23およびセラミッ
ク端子部25の上面に接合された封止リング26と、鉄−ニ
ッケル−コバルト合金等の金属から成り、封止リング26
の上面に接合される蓋体27と、鉄−ニッケル合金等の金
属から成り、セラミック端子部25のメタライズ配線層24
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着された外部リード端子28とから構成されており、基体
21の載置部21ａに光半導体素子30を間にペルチェ素子31
を介して載置固定するとともに光半導体素子30の各電極
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メタライズ配線層24に電気的に接続し、次に封止リング
26の上面に蓋体27を溶接等により取着させ、基体21と側
壁部材23とセラミック端子部25と封止リング26と蓋体27
とから成る容器内部に光半導体素子30を収容し、最後に
側壁部材23に設けた光ファイバ固定部材22に光ファイバ
32を溶接や接着剤によって接合させ、光ファイバ32を側
壁部材23に固定す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、外部電気回路から
供給される電気信号によって光半導体素子30に光を励起
させ、この光を光ファイバ32を介して外部に伝達するこ
とによって高速光通信等に使用される光半導体装置とし
て機能する。
供給される電気信号によって光半導体素子30に光を励起
させ、この光を光ファイバ32を介して外部に伝達するこ
とによって高速光通信等に使用される光半導体装置とし
て機能する。
【０００４】なお、かかる光半導体装置は、光半導体素
子30が作動中に発生する熱を外部に良好に放熱するため
に光半導体素子30と基体21との間にペルチェ素子31が配
置されており、このペルチェ素子31の電極に接続された
リード線34をセラミック端子部25のメタライズ配線層24
に半田付けにより電気的に接続し、外部リード端子28、
メタライズ配線層24およびリード線34を介して外部より
ペルチェ素子31に電力を供給してペルチェ素子31を光半
導体素子30から基体21に熱を移動させる熱ポンプとして
作動させ、光半導体素子30が作動時に発生する熱をペル
チェ素子31を介して基体21に強制的に伝達し基体21から
大気中に放散することによって光半導体素子30の温度を
常に定温として、光半導体素子30が常に安定して作動す
るようになしている。
子30が作動中に発生する熱を外部に良好に放熱するため
に光半導体素子30と基体21との間にペルチェ素子31が配
置されており、このペルチェ素子31の電極に接続された
リード線34をセラミック端子部25のメタライズ配線層24
に半田付けにより電気的に接続し、外部リード端子28、
メタライズ配線層24およびリード線34を介して外部より
ペルチェ素子31に電力を供給してペルチェ素子31を光半
導体素子30から基体21に熱を移動させる熱ポンプとして
作動させ、光半導体素子30が作動時に発生する熱をペル
チェ素子31を介して基体21に強制的に伝達し基体21から
大気中に放散することによって光半導体素子30の温度を
常に定温として、光半導体素子30が常に安定して作動す
るようになしている。
【０００５】
【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よれば、近時の光
半導体装置の小型化に伴い、セラミック端子部25に形成
されたメタライズ配線層24の隣接間隔が例えば約１ｍｍ
以下の狭いものとなってきていること、およびセラミッ
ク端子部25のメタライズ配線層24にペルチェ素子31の電
極に接続されたリード線34を半田付けする作業が一般に
手作業で行なわれることから、ペルチェ素子31の電極に
接続されたリード線34をセラミック端子部25のメタライ
ズ配線層24に半田付けする際に、メタライズ配線層24と
リード線34との間に形成される半田溜りの一部が作業ば
らつきに起因する半田過多等により隣接するメタライズ
配線層24に接触して半田ブリッジを起こし、その結果、
ペルチェ素子31の電極に接続されたリード線34が半田付
けされたメタライズ配線層24とこれに隣接するメタライ
ズ配線層24とが半田ブリッジにより電気的に短絡を起こ
してしまい、ペルチェ素子31や内部に収容する光半導体
素子30を正常に作動させることが不可能となってしまう
という問題点を有していた。
来の光半導体素子収納用パッケージによれば、近時の光
半導体装置の小型化に伴い、セラミック端子部25に形成
されたメタライズ配線層24の隣接間隔が例えば約１ｍｍ
以下の狭いものとなってきていること、およびセラミッ
ク端子部25のメタライズ配線層24にペルチェ素子31の電
極に接続されたリード線34を半田付けする作業が一般に
手作業で行なわれることから、ペルチェ素子31の電極に
接続されたリード線34をセラミック端子部25のメタライ
ズ配線層24に半田付けする際に、メタライズ配線層24と
リード線34との間に形成される半田溜りの一部が作業ば
らつきに起因する半田過多等により隣接するメタライズ
配線層24に接触して半田ブリッジを起こし、その結果、
ペルチェ素子31の電極に接続されたリード線34が半田付
けされたメタライズ配線層24とこれに隣接するメタライ
ズ配線層24とが半田ブリッジにより電気的に短絡を起こ
してしまい、ペルチェ素子31や内部に収容する光半導体
素子30を正常に作動させることが不可能となってしまう
という問題点を有していた。
【０００６】なお、ペルチェ素子31の電極に接続された
リード線34をセラミック端子部25のメタライズ配線層24
にスポット溶接法等の溶接法により溶接することによ
り、隣接するメタライズ配線層24間が半田ブリッジによ
り短絡することを防止することも考えられるが、一般に
セラミック端子部25の表面に被着されたメタライズ配線
層24にリード線34をスポット溶接法等により溶接するこ
とは困難である。
リード線34をセラミック端子部25のメタライズ配線層24
にスポット溶接法等の溶接法により溶接することによ
り、隣接するメタライズ配線層24間が半田ブリッジによ
り短絡することを防止することも考えられるが、一般に
セラミック端子部25の表面に被着されたメタライズ配線
層24にリード線34をスポット溶接法等により溶接するこ
とは困難である。
【０００７】本発明は、上記問題点に鑑み案出されたも
のであり、ペルチェ素子等の熱電冷却素子の電極に接続
されたリード線をセラミック端子部のメタライズ配線層
に、隣接するメタライズ配線層との間に電気的に短絡を
発生させることなく接続することができ、その結果、内
部に収容する熱電冷却素子および光半導体素子を常に正
常に作動させることができる光半導体素子収納用パッケ
ージおよびその製造方法を提供することを目的とするも
のである。
のであり、ペルチェ素子等の熱電冷却素子の電極に接続
されたリード線をセラミック端子部のメタライズ配線層
に、隣接するメタライズ配線層との間に電気的に短絡を
発生させることなく接続することができ、その結果、内
部に収容する熱電冷却素子および光半導体素子を常に正
常に作動させることができる光半導体素子収納用パッケ
ージおよびその製造方法を提供することを目的とするも
のである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の光半導体素子収
納用パッケージは、上面中央部に光半導体素子が熱電冷
却素子を介して載置される載置部を有する基体と、この
基体の上面に前記載置部を囲繞するようにして接合され
た金属から成る枠状の側壁部材と、この側壁部材を貫通
するとともに側壁部材の内側に位置する部位に前記熱電
冷却素子の電極がリード線を介して電気的に接合される
メタライズ配線層を有するセラミック端子部と、前記側
壁部材の上面に接合される蓋体とを具備する光半導体素
子収納用パッケージであって、前記メタライズ配線層
に、前記リード線が接続される金属端子がその一端を前
記セラミック端子部から前記側壁部材の内側に突出させ
てろう付けされていることを特徴とするものである。ま
た、本発明の光半導体素子収納用パッケージの製造方法
は、上面中央部に光半導体素子が熱電冷却素子を介して
載置される載置部を有する基体、枠状の金属から成りか
つ側壁に切欠き部を設けた側壁部材、この側壁部材の前
記切欠き部に接合される、側壁部材を貫通するメタライ
ズ配線層を有するセラミック端子部、および前記メタラ
イズ配線層の前記側壁部材の外側に位置する部位に接合
される外部リード端子と内側に位置する部位に接合され
る、前記熱電冷却素子の電極がリード線を介して接続さ
れる金属端子とが支持枠体で一体に連結されて成るリー
ドフレームを準備する工程と、このリードフレームの前
記外部リード端子および前記金属端子を前記セラミック
端子部の対応する前記メタライズ配線層に接合した後、
前記外部リード端子が前記セラミック端子部から外側
に、かつ前記金属端子が内側に突出するように、前記外
部リード端子および前記金属端子から前記支持枠体を切
断して各前記外部リード端子および前記金属端子を電気
的に独立させる工程と、前記基体の上面に前記搭載部を
囲繞するようにして前記枠体を接合するとともに、この
枠体の前記切欠き部に前記セラミック端子部を接合する
工程とを具備することを特徴とするものである。
納用パッケージは、上面中央部に光半導体素子が熱電冷
却素子を介して載置される載置部を有する基体と、この
基体の上面に前記載置部を囲繞するようにして接合され
た金属から成る枠状の側壁部材と、この側壁部材を貫通
するとともに側壁部材の内側に位置する部位に前記熱電
冷却素子の電極がリード線を介して電気的に接合される
メタライズ配線層を有するセラミック端子部と、前記側
壁部材の上面に接合される蓋体とを具備する光半導体素
子収納用パッケージであって、前記メタライズ配線層
に、前記リード線が接続される金属端子がその一端を前
記セラミック端子部から前記側壁部材の内側に突出させ
てろう付けされていることを特徴とするものである。ま
た、本発明の光半導体素子収納用パッケージの製造方法
は、上面中央部に光半導体素子が熱電冷却素子を介して
載置される載置部を有する基体、枠状の金属から成りか
つ側壁に切欠き部を設けた側壁部材、この側壁部材の前
記切欠き部に接合される、側壁部材を貫通するメタライ
ズ配線層を有するセラミック端子部、および前記メタラ
イズ配線層の前記側壁部材の外側に位置する部位に接合
される外部リード端子と内側に位置する部位に接合され
る、前記熱電冷却素子の電極がリード線を介して接続さ
れる金属端子とが支持枠体で一体に連結されて成るリー
ドフレームを準備する工程と、このリードフレームの前
記外部リード端子および前記金属端子を前記セラミック
端子部の対応する前記メタライズ配線層に接合した後、
前記外部リード端子が前記セラミック端子部から外側
に、かつ前記金属端子が内側に突出するように、前記外
部リード端子および前記金属端子から前記支持枠体を切
断して各前記外部リード端子および前記金属端子を電気
的に独立させる工程と、前記基体の上面に前記搭載部を
囲繞するようにして前記枠体を接合するとともに、この
枠体の前記切欠き部に前記セラミック端子部を接合する
工程とを具備することを特徴とするものである。
【０００９】本発明の光半導体素子収納用パッケージに
よれば、熱電冷却素子の電極がリード線を介して電気的
に接続されるメタライズ配線層に、リード線が接合され
る金属端子がその一端をセラミック端子部から側壁部材
の内側に突出させてろう付けされていることから、この
金属端子にリード線を溶接により容易に接続することが
できる。
よれば、熱電冷却素子の電極がリード線を介して電気的
に接続されるメタライズ配線層に、リード線が接合され
る金属端子がその一端をセラミック端子部から側壁部材
の内側に突出させてろう付けされていることから、この
金属端子にリード線を溶接により容易に接続することが
できる。
【００１０】また本発明の光半導体素子収納用パッケー
ジによれば、熱電冷却素子の電極が接続されるメタライ
ズ配線層にろう付けされた金属端子はその一端がセラミ
ック端子部から側壁部材の内側に突出していることか
ら、この金属端子の突出した部位にリード線を溶接すれ
ば、溶接の熱がセラミック端子部に多量に吸収されるこ
とがないのでリード線を金属端子に短時間で効率よく溶
接することができる。
ジによれば、熱電冷却素子の電極が接続されるメタライ
ズ配線層にろう付けされた金属端子はその一端がセラミ
ック端子部から側壁部材の内側に突出していることか
ら、この金属端子の突出した部位にリード線を溶接すれ
ば、溶接の熱がセラミック端子部に多量に吸収されるこ
とがないのでリード線を金属端子に短時間で効率よく溶
接することができる。
【００１１】また、この金属端子の突出した部位にリー
ド線を半田付けすれば、たとえ半田の過多があったとし
ても半田の溜りは金属端子の突出した部位とリード線と
の間に形成されるので、隣接するメタライズ配線層間に
半田ブリッジを発生させて短絡させることなくリード線
を接続することができる。
ド線を半田付けすれば、たとえ半田の過多があったとし
ても半田の溜りは金属端子の突出した部位とリード線と
の間に形成されるので、隣接するメタライズ配線層間に
半田ブリッジを発生させて短絡させることなくリード線
を接続することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の光半導体素子収納
用パッケージを添付の図面に基づき詳細に説明する。
用パッケージを添付の図面に基づき詳細に説明する。
【００１３】図１および図２はそれぞれ本発明の光半導
体素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面
図および分解斜視図であり、これらの図において１は基
体、２は枠体、３は蓋体である。これら基体１と枠体２
と蓋体３とで内部に光半導体素子４およびペルチェ素子
等の熱電冷却素子５を収容する容器が構成される。
体素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面
図および分解斜視図であり、これらの図において１は基
体、２は枠体、３は蓋体である。これら基体１と枠体２
と蓋体３とで内部に光半導体素子４およびペルチェ素子
等の熱電冷却素子５を収容する容器が構成される。
【００１４】基体１は、銅−タングステン合金・鉄−ニ
ッケル−コバルト合金等の金属または窒化アルミニウム
質焼結体・酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックス
から成る略長方形の平板であり、その上面中央部には光
半導体素子４を載置するための載置部１ａを有してお
り、載置部１ａ上には光半導体素子４が間に熱電冷却素
子５を介して金−シリコンろう材等の接着剤により接着
固定される。
ッケル−コバルト合金等の金属または窒化アルミニウム
質焼結体・酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックス
から成る略長方形の平板であり、その上面中央部には光
半導体素子４を載置するための載置部１ａを有してお
り、載置部１ａ上には光半導体素子４が間に熱電冷却素
子５を介して金−シリコンろう材等の接着剤により接着
固定される。
【００１５】基体１は、例えば銅−タングステン合金か
ら成る場合、タングステン粉末（粒径約10μｍ）を1000
ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で加圧成形するとともにこれを還
元雰囲気中で約2300℃の温度で焼成して多孔質のタング
ステン焼結体を得、次に1100℃の温度で加熱溶融させた
銅をタングステン焼結体の多孔部分に毛管現象を利用し
て含浸させることによって製作される。基体１の上面に
は、載置部１ａを囲繞するようにして、例えば鉄−ニッ
ケル−コバルト合金等の金属から成る側壁部材６と、酸
化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体等
のセラミックスから成るセラミック端子部７と、鉄−ニ
ッケル−コバルト合金等の金属から成る封止リング８と
から構成される枠体２が取着されており、枠体２の内部
に光半導体素子４および熱電冷却素子５を収容するため
の空所が形成される。
ら成る場合、タングステン粉末（粒径約10μｍ）を1000
ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で加圧成形するとともにこれを還
元雰囲気中で約2300℃の温度で焼成して多孔質のタング
ステン焼結体を得、次に1100℃の温度で加熱溶融させた
銅をタングステン焼結体の多孔部分に毛管現象を利用し
て含浸させることによって製作される。基体１の上面に
は、載置部１ａを囲繞するようにして、例えば鉄−ニッ
ケル−コバルト合金等の金属から成る側壁部材６と、酸
化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体等
のセラミックスから成るセラミック端子部７と、鉄−ニ
ッケル−コバルト合金等の金属から成る封止リング８と
から構成される枠体２が取着されており、枠体２の内部
に光半導体素子４および熱電冷却素子５を収容するため
の空所が形成される。
【００１６】枠体２は、側壁部材６とセラミック端子部
７と封止リング８が銀ろう等のろう材を介して互いに接
合されており、さらに側壁部材６が基体１に銀ろう等の
ろう材を介して接合されることにより基体１に取着され
ている。
７と封止リング８が銀ろう等のろう材を介して互いに接
合されており、さらに側壁部材６が基体１に銀ろう等の
ろう材を介して接合されることにより基体１に取着され
ている。
【００１７】側壁部材６は、上面視で基体１より短い略
長方形状の枠状体であり、セラミック端子部３および後
述する光ファイバ固定部材９を支持する作用をなす。
長方形状の枠状体であり、セラミック端子部３および後
述する光ファイバ固定部材９を支持する作用をなす。
【００１８】側壁部材６は、例えば鉄−ニッケル−コバ
ルト合金から成る場合、鉄−ニッケル−コバルト合金の
インゴットに従来周知の金属加工を施すことによって所
定の枠状に形成される。
ルト合金から成る場合、鉄−ニッケル−コバルト合金の
インゴットに従来周知の金属加工を施すことによって所
定の枠状に形成される。
【００１９】側壁部材６の一方の短辺側壁には内部に収
容する光半導体素子４との間で光信号を授受するための
光ファイバ10が挿通固定される光ファイバ固定部材９が
側壁を貫通するようにして銀ろう等のろう材を介して取
着されている。
容する光半導体素子４との間で光信号を授受するための
光ファイバ10が挿通固定される光ファイバ固定部材９が
側壁を貫通するようにして銀ろう等のろう材を介して取
着されている。
【００２０】光ファイバ固定部材９は、例えば鉄−ニッ
ケル−コバルト合金等の金属から成る略円筒体であり、
側壁部材６の内側の端部がサファイアやガラス等の透光
性材料から成る窓部材11で塞がれており、外側の端部か
ら光ファイバ10が挿通固定される。
ケル−コバルト合金等の金属から成る略円筒体であり、
側壁部材６の内側の端部がサファイアやガラス等の透光
性材料から成る窓部材11で塞がれており、外側の端部か
ら光ファイバ10が挿通固定される。
【００２１】光ファイバ10は、その端部に金属製フラン
ジ10ａを予め取着させておくとともに、金属製フランジ
10ａを例えばレーザー溶接法を採用して光ファイバ固定
部材９に溶接することにより側壁部材６に固定され、こ
れにより光ファイバ10を介して内部に収容する光半導体
素子４と外部との光信号の授受が可能となる。
ジ10ａを予め取着させておくとともに、金属製フランジ
10ａを例えばレーザー溶接法を採用して光ファイバ固定
部材９に溶接することにより側壁部材６に固定され、こ
れにより光ファイバ10を介して内部に収容する光半導体
素子４と外部との光信号の授受が可能となる。
【００２２】また側壁部材６には、両方の長辺側壁の上
面側に切欠き部６ａがそれぞれ設けられており、これら
の切欠き部６ａ内にはセラミック端子部７が銀ろう等の
ろう材を介して接合されている。
面側に切欠き部６ａがそれぞれ設けられており、これら
の切欠き部６ａ内にはセラミック端子部７が銀ろう等の
ろう材を介して接合されている。
【００２３】セラミック端子部７は、図３に要部斜視図
で示すように、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミッ
クスから成り、側壁部材６の内側に突出する突出部７ａ
および外側に突出する突出部７ｂを有する断面が逆Ｔ字
型の絶縁部材であり、突出部７ａ上面から突出部７ｂに
かけては枠体２の内外を電気的に接続するための複数の
メタライズ配線層12が枠体２を貫通するように被着形成
されており、さらにセラミック端子部７の上下面および
側面にはセラミック端子部７を側壁部材６および封止リ
ング８にろう付けするための接合用金属となるメタライ
ズ金属層13が被着形成されている。
で示すように、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミッ
クスから成り、側壁部材６の内側に突出する突出部７ａ
および外側に突出する突出部７ｂを有する断面が逆Ｔ字
型の絶縁部材であり、突出部７ａ上面から突出部７ｂに
かけては枠体２の内外を電気的に接続するための複数の
メタライズ配線層12が枠体２を貫通するように被着形成
されており、さらにセラミック端子部７の上下面および
側面にはセラミック端子部７を側壁部材６および封止リ
ング８にろう付けするための接合用金属となるメタライ
ズ金属層13が被着形成されている。
【００２４】セラミック端子部７は枠体２の一部となっ
て側壁部材６の内外を気密に仕切るとともに枠体２の内
外を結ぶ導電路を提供する作用をなし、メタライズ配線
層12のうち突出部７ａに被着された部位にはそれぞれ光
半導体素子４の各電極がボンディングワイヤ14を介して
電気的に接続されるとともに熱電冷却素子５の電極に接
続されたリード線15が電気的に接続され、またメタライ
ズ配線層12のうち突出部７ｂに被着された部位には外部
電気回路に接続するための外部リード端子16が銀ろう等
のろう材を介して取着される。
て側壁部材６の内外を気密に仕切るとともに枠体２の内
外を結ぶ導電路を提供する作用をなし、メタライズ配線
層12のうち突出部７ａに被着された部位にはそれぞれ光
半導体素子４の各電極がボンディングワイヤ14を介して
電気的に接続されるとともに熱電冷却素子５の電極に接
続されたリード線15が電気的に接続され、またメタライ
ズ配線層12のうち突出部７ｂに被着された部位には外部
電気回路に接続するための外部リード端子16が銀ろう等
のろう材を介して取着される。
【００２５】セラミック端子部７は、例えば酸化アルミ
ニウム質焼結体から成る場合、酸化アルミニウム・酸化
珪素・酸化カルシウム・酸化マグネシウム等の原料粉末
に適当な有機バインダや可塑剤・分散剤・溶剤等を添加
混合して泥漿状となすとともにこれを従来周知のドクタ
ーブレード法を採用してシート状となすことによって複
数枚のセラミックグリーンシートを得、しかる後、これ
らのセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を
施すとともにメタライズ配線層12となる金属ペーストを
印刷塗布して積層し、最後にこの積層体にメタライズ金
属層13となる金属ペーストを印刷塗布するとともに還元
雰囲気中で約1600℃の温度で焼成することによって製作
される。
ニウム質焼結体から成る場合、酸化アルミニウム・酸化
珪素・酸化カルシウム・酸化マグネシウム等の原料粉末
に適当な有機バインダや可塑剤・分散剤・溶剤等を添加
混合して泥漿状となすとともにこれを従来周知のドクタ
ーブレード法を採用してシート状となすことによって複
数枚のセラミックグリーンシートを得、しかる後、これ
らのセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を
施すとともにメタライズ配線層12となる金属ペーストを
印刷塗布して積層し、最後にこの積層体にメタライズ金
属層13となる金属ペーストを印刷塗布するとともに還元
雰囲気中で約1600℃の温度で焼成することによって製作
される。
【００２６】なお、メタライズ配線層12およびメタライ
ズ金属層13となる金属ペーストは、タングステン・モリ
ブデン・マンガン等の高融点金属粉末に適当な有機バイ
ンダや溶剤を添加混合してペースト状となしたものを従
来周知のスクリーン印刷法を採用して印刷することによ
りセラミックグリーンシートおよびその積層体に印刷塗
布される。
ズ金属層13となる金属ペーストは、タングステン・モリ
ブデン・マンガン等の高融点金属粉末に適当な有機バイ
ンダや溶剤を添加混合してペースト状となしたものを従
来周知のスクリーン印刷法を採用して印刷することによ
りセラミックグリーンシートおよびその積層体に印刷塗
布される。
【００２７】さらに、セラミック端子部７には、熱電冷
却素子５の電極に接続されたリード線15が接続されるメ
タライズ配線層12の突出部７ａ上の部位に鉄−ニッケル
−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属から成る金
属端子17がその一端をセラミック端子部７から内側に突
出するようにして銀ろう等のろう材を介して接合されて
いる。金属端子17は、熱電冷却素子５の電極に接続され
たリード線15をメタライズ配線層12に接続するための下
地金属部材として作用し、金属端子17のセラミック端子
部７から突出した部位にリード線15を溶接や半田付けす
ることによって、リード線15がメタライズ金属層12に電
気的に接続されることとなる。
却素子５の電極に接続されたリード線15が接続されるメ
タライズ配線層12の突出部７ａ上の部位に鉄−ニッケル
−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属から成る金
属端子17がその一端をセラミック端子部７から内側に突
出するようにして銀ろう等のろう材を介して接合されて
いる。金属端子17は、熱電冷却素子５の電極に接続され
たリード線15をメタライズ配線層12に接続するための下
地金属部材として作用し、金属端子17のセラミック端子
部７から突出した部位にリード線15を溶接や半田付けす
ることによって、リード線15がメタライズ金属層12に電
気的に接続されることとなる。
【００２８】金属端子17は、鉄−ニッケル−コバルト合
金や鉄−ニッケル合金等の金属から成ることから、リー
ド線15を金属端子17に容易に溶接することができるの
で、リード線15を金属端子17に溶接すれば、リード線15
をメタライズ配線層12にこれと隣接するメタライズ配線
層12との間に短絡を発生させることなく電気的に接続す
ることができる。またリード線15を金属端子17のセラミ
ック端子部７から突出した部位に溶接することで、溶接
の熱がセラミック端子部７に多量に吸収されることが有
効に防止され、リード線15を金属端子17に短時間で効率
良く溶接することができる。さらにリード線15を金属端
子17のセラミック端子部７から突出した部位に半田付け
すると、たとえ半田の過多があったとしても半田の溜り
は金属端子17のセラミック端子部７から突出した部位と
リード線15との間に形成されるので、この溜りが隣接す
るメタライズ配線層12に接触して電気的な短絡を起こす
ことはない。
金や鉄−ニッケル合金等の金属から成ることから、リー
ド線15を金属端子17に容易に溶接することができるの
で、リード線15を金属端子17に溶接すれば、リード線15
をメタライズ配線層12にこれと隣接するメタライズ配線
層12との間に短絡を発生させることなく電気的に接続す
ることができる。またリード線15を金属端子17のセラミ
ック端子部７から突出した部位に溶接することで、溶接
の熱がセラミック端子部７に多量に吸収されることが有
効に防止され、リード線15を金属端子17に短時間で効率
良く溶接することができる。さらにリード線15を金属端
子17のセラミック端子部７から突出した部位に半田付け
すると、たとえ半田の過多があったとしても半田の溜り
は金属端子17のセラミック端子部７から突出した部位と
リード線15との間に形成されるので、この溜りが隣接す
るメタライズ配線層12に接触して電気的な短絡を起こす
ことはない。
【００２９】なお、金属端子17は、外部リード端子16と
同じ材質で形成すれば、後述するように外部リード端子
16をセラミック端子部７のメタライズ配線層12にろう付
けする際に、これと同時に金属端子17をメタライズ配線
層12にろう付けすることが可能となるので、金属端子17
は外部リード端子16と同じ材料で形成することが好まし
い。
同じ材質で形成すれば、後述するように外部リード端子
16をセラミック端子部７のメタライズ配線層12にろう付
けする際に、これと同時に金属端子17をメタライズ配線
層12にろう付けすることが可能となるので、金属端子17
は外部リード端子16と同じ材料で形成することが好まし
い。
【００３０】また、セラミック端子部７から突出させた
金属端子17の一端は、図１〜図３に示したようにメタラ
イズ配線層14と平行な方向の他にも、上方にあるいは下
方に突出するようにしても、また左右に屈曲させてもよ
く、その方向は光半導体装置の仕様に応じて適宜設定す
ればよい。
金属端子17の一端は、図１〜図３に示したようにメタラ
イズ配線層14と平行な方向の他にも、上方にあるいは下
方に突出するようにしても、また左右に屈曲させてもよ
く、その方向は光半導体装置の仕様に応じて適宜設定す
ればよい。
【００３１】セラミック端子部７のメタライズ配線層12
の突出部７ｂ上の部位に取着された外部リード端子16
は、鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等
の金属から成り、内部に収容する光半導体素子４および
熱電冷却素子５を外部電気回路に接続する作用をなし、
外部リード端子16を外部電気回路の配線導体に電気的に
接続することによって内部に収容する光半導体素子４お
よび熱電冷却素子５が外部電気回路に電気的に接続され
ることとなる。
の突出部７ｂ上の部位に取着された外部リード端子16
は、鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等
の金属から成り、内部に収容する光半導体素子４および
熱電冷却素子５を外部電気回路に接続する作用をなし、
外部リード端子16を外部電気回路の配線導体に電気的に
接続することによって内部に収容する光半導体素子４お
よび熱電冷却素子５が外部電気回路に電気的に接続され
ることとなる。
【００３２】なお、金属端子17および外部リード端子16
をセラミック端子部７のメタライズ配線層12にろう付け
するには、図４に上面図で示すように、多数の外部リー
ド端子16および金属端子17が支持枠体18で一体に連結さ
れて成るリードフレームＡを準備するとともに、このリ
ードフレームＡの各外部リード端子16および金属端子17
をセラミック端子部７の対応するメタライズ配線層12に
銀ろう等のろう材を介してろう付けし、しかる後、リー
ドフレームＡを破線で示す部位で切断し、各外部リード
端子16および金属端子17を電気的に独立させる方法が好
適に採用される。
をセラミック端子部７のメタライズ配線層12にろう付け
するには、図４に上面図で示すように、多数の外部リー
ド端子16および金属端子17が支持枠体18で一体に連結さ
れて成るリードフレームＡを準備するとともに、このリ
ードフレームＡの各外部リード端子16および金属端子17
をセラミック端子部７の対応するメタライズ配線層12に
銀ろう等のろう材を介してろう付けし、しかる後、リー
ドフレームＡを破線で示す部位で切断し、各外部リード
端子16および金属端子17を電気的に独立させる方法が好
適に採用される。
【００３３】側壁部材６の上面およびセラミック端子部
７の上面には、例えば鉄−ニッケル−コバルト合金等の
金属から成る枠状の封止リング８が銀ろう等のろう材を
介して接合されている。
７の上面には、例えば鉄−ニッケル−コバルト合金等の
金属から成る枠状の封止リング８が銀ろう等のろう材を
介して接合されている。
【００３４】この封止リング８は、蓋体３を枠体２に溶
接するための下地金属として作用し、その上面には蓋体
３がシーム溶接等の溶接法や銀ろう等のろう材を介した
ろう付け法により接合される。
接するための下地金属として作用し、その上面には蓋体
３がシーム溶接等の溶接法や銀ろう等のろう材を介した
ろう付け法により接合される。
【００３５】封止リング８の上面に接合される蓋体３
は、例えば鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成
る略長方形の平板であり、この蓋体３が封止リング８に
接合されることにより基体１と枠体２と蓋体３とから成
る容器の内部に光半導体素子４および熱電冷却素子５が
気密に封止されることとなる。
は、例えば鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成
る略長方形の平板であり、この蓋体３が封止リング８に
接合されることにより基体１と枠体２と蓋体３とから成
る容器の内部に光半導体素子４および熱電冷却素子５が
気密に封止されることとなる。
【００３６】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の載置部１ａに光半導体素子
４を間に熱電冷却素子６を介して接着固定し、しかる
後、熱電冷却素子６の電極に接続されたリード線15を金
属端子17に溶接や半田付けにより接合するとともに光半
導体素子４の各電極をボンディングワイヤ14を介してメ
タライズ配線層12に接続し、その後封止リング８の上面
に蓋体３を接合して基体１と枠体２と蓋体３とから成る
容器内部に光半導体素子４および熱電冷却素子５を気密
に収容し、最後に光ファイバ固定部材９に光ファイバ10
を固定することによって、光ファイバ10を介して内部に
収容する光半導体素子４と外部との光信号の授受が可能
な最終製品としての光半導体装置となる。
ッケージによれば、基体１の載置部１ａに光半導体素子
４を間に熱電冷却素子６を介して接着固定し、しかる
後、熱電冷却素子６の電極に接続されたリード線15を金
属端子17に溶接や半田付けにより接合するとともに光半
導体素子４の各電極をボンディングワイヤ14を介してメ
タライズ配線層12に接続し、その後封止リング８の上面
に蓋体３を接合して基体１と枠体２と蓋体３とから成る
容器内部に光半導体素子４および熱電冷却素子５を気密
に収容し、最後に光ファイバ固定部材９に光ファイバ10
を固定することによって、光ファイバ10を介して内部に
収容する光半導体素子４と外部との光信号の授受が可能
な最終製品としての光半導体装置となる。
【００３７】なお、本発明の光半導体素子収納用パッケ
ージは上述の実施の形態の一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
は可能である。例えば、上述の実施の形態の一例では枠
体２は金属から成る側壁部材６とセラミック端子部７と
金属から成る封止リング８とから形成されていたが、枠
体２は側壁部材６がセラミック端子部７と同時に一体的
に形成されたセラミックスで形成されていてもよく、さ
らにこの場合、枠体２は金属から成る封止リング８を有
していなくても良い。
ージは上述の実施の形態の一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
は可能である。例えば、上述の実施の形態の一例では枠
体２は金属から成る側壁部材６とセラミック端子部７と
金属から成る封止リング８とから形成されていたが、枠
体２は側壁部材６がセラミック端子部７と同時に一体的
に形成されたセラミックスで形成されていてもよく、さ
らにこの場合、枠体２は金属から成る封止リング８を有
していなくても良い。
【００３８】
【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、熱電冷却素子の電極がリード線を介して電気
的に接続されるセラミック端子部のメタライズ配線層
に、リード線が接合される金属端子がその一端をセラミ
ック端子部から側壁部材の内側に突出させてろう付けさ
れていることから、この金属端子にリード線を接続する
ことにより隣接するメタライズ配線層間に短絡を発生さ
せることなく溶接または半田等により容易に接続するこ
とができ、その結果、内部に収容する熱電冷却素子およ
び光半導体素子を常に正常かつ安定に作動させることが
可能となる。
によれば、熱電冷却素子の電極がリード線を介して電気
的に接続されるセラミック端子部のメタライズ配線層
に、リード線が接合される金属端子がその一端をセラミ
ック端子部から側壁部材の内側に突出させてろう付けさ
れていることから、この金属端子にリード線を接続する
ことにより隣接するメタライズ配線層間に短絡を発生さ
せることなく溶接または半田等により容易に接続するこ
とができ、その結果、内部に収容する熱電冷却素子およ
び光半導体素子を常に正常かつ安定に作動させることが
可能となる。
【００３９】さらに、本発明の光半導体素子収納用パッ
ケージによれば、熱電冷却素子の電極が接続されるメタ
ライズ配線層にろう付けされた金属端子の一端をセラミ
ック端子部から側壁部材の内側に突出させていることか
ら、この金属端子の突出した部位にリード線を溶接すれ
ば、溶接の熱がセラミック端子部に多量に吸収されるこ
とがないのでリード線を金属端子に短時間で効率よく溶
接することができる。また、この金属端子の突出した部
位にリード線を半田付けすれば、たとえ半田の過多があ
ったとしても半田の溜りは金属端子の突出した部位とリ
ード線との間に形成されるので、隣接するメタライズ配
線層間に半田ブリッジを発生させて短絡させることなく
リード線を半田付けすることもできる。
ケージによれば、熱電冷却素子の電極が接続されるメタ
ライズ配線層にろう付けされた金属端子の一端をセラミ
ック端子部から側壁部材の内側に突出させていることか
ら、この金属端子の突出した部位にリード線を溶接すれ
ば、溶接の熱がセラミック端子部に多量に吸収されるこ
とがないのでリード線を金属端子に短時間で効率よく溶
接することができる。また、この金属端子の突出した部
位にリード線を半田付けすれば、たとえ半田の過多があ
ったとしても半田の溜りは金属端子の突出した部位とリ
ード線との間に形成されるので、隣接するメタライズ配
線層間に半田ブリッジを発生させて短絡させることなく
リード線を半田付けすることもできる。
【００４０】また、本発明の光半導体素子収納用パッケ
ージの製造方法によれば、外部リード端子をセラミック
端子部のメタライズ配線層に接合する際に、これと同時
に金属端子をメタライズ配線層に接合することが可能と
なる。以上により、本発明によれば、熱電冷却素子の電
極に接続されたリード線をセラミック端子部のメタライ
ズ配線層に、隣接するメタライズ配線層との間に電気的
に短絡を発生させることなく接続することができ、その
結果、内部に収容する熱電冷却素子および光半導体素子
を常に正常に作動させることができる光半導体素子収納
用パッケージおよびその製造方法を提供することができ
た。
ージの製造方法によれば、外部リード端子をセラミック
端子部のメタライズ配線層に接合する際に、これと同時
に金属端子をメタライズ配線層に接合することが可能と
なる。以上により、本発明によれば、熱電冷却素子の電
極に接続されたリード線をセラミック端子部のメタライ
ズ配線層に、隣接するメタライズ配線層との間に電気的
に短絡を発生させることなく接続することができ、その
結果、内部に収容する熱電冷却素子および光半導体素子
を常に正常に作動させることができる光半導体素子収納
用パッケージおよびその製造方法を提供することができ
た。
【図１】本発明の光半導体素子収納用パッケージの実施
の形態の一例を示す断面図である。
の形態の一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分
解斜視図である。
解斜視図である。
【図３】図１に示す光半導体素子収納用パッケージの要
部斜視図である。
部斜視図である。
【図４】図１に示す光半導体素子収納用パッケージの製
造方法を説明するための上面図である。
造方法を説明するための上面図である。
【図５】従来の光半導体素子収納用パッケージの断面図
である。
である。
【図６】図５に示す従来の光半導体素子収納用パッケー
ジの分解斜視図である。
ジの分解斜視図である。
１・・・基体 １ａ・・・載置部 ２・・・枠体 ３・・・蓋体 ４・・・光半導体素子 ５・・・熱電冷却素子 ７・・・セラミック端子部 12・・・メタライズ配線層 15・・・リード線 17・・・金属端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/38 H01L 23/02 H01S 5/022 H01S 5/024
Claims (2)
- 【請求項１】 上面中央部に光半導体素子が熱電冷却素
子を介して載置される載置部を有する基体と、該基体の
上面に前記載置部を囲繞するようにして接合された金属
から成る枠状の側壁部材と、該側壁部材を貫通するとと
もに側壁部材の内側に位置する部位に前記熱電冷却素子
の電極がリード線を介して電気的に接合されるメタライ
ズ配線層を有するセラミック端子部と、前記側壁部材の
上面に接合される蓋体とを具備する光半導体素子収納用
パッケージであって、前記メタライズ配線層に、前記リ
ード線が接続される金属端子がその一端を前記セラミッ
ク端子部から前記側壁部材の内側に突出させてろう付け
されていることを特徴とする光半導体素子収納用パッケ
ージ。 - 【請求項２】上面中央部に光半導体素子が熱電冷却素子
を介して載置される載置部を有する基体、枠状の金属か
ら成りかつ側壁に切欠き部を設けた側壁部材、該側壁部
材の前記切欠き部に接合される、側壁部材を貫通するメ
タライズ配線層を有するセラミック端子部、および前記
メタライズ配線層の前記側壁部材の外側に位置する部位
に接合される外部リード端子と内側に位置する部位に接
合される、前記熱電冷却素子の電極がリード線を介して
接続される金属端子とが支持枠体で一体に連結されて成
るリードフレームを準備する工程と、 該リードフレームの前記外部リード端子および前記金属
端子を前記セラミック端子部の対応する前記メタライズ
配線層に接合した後、前記外部リード端子が前記セラミ
ック端子部から外側に、かつ前記金属端子が内側に突出
するように、前記外部リード端子および前記金属端子か
ら前記支持枠体を切断して各前記外部リード端子および
前記金属端子を電気的に独立させる工程と、 前記基体の上面に前記搭載部を囲繞するようにして前記
枠体を接合するとともに、該枠体の前記切欠き部に前記
セラミック端子部を接合する工程とを具備することを特
徴とする光半導体素子収納用パッケージの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP972498A JP3176334B2 (ja) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | 光半導体素子収納用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 |
|---|---|---|---|
| JP972498A JP3176334B2 (ja) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | 光半導体素子収納用パッケージおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11214597A JPH11214597A (ja) | 1999-08-06 |
| JP3176334B2 true JP3176334B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=11728263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP972498A Expired - Fee Related JP3176334B2 (ja) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | 光半導体素子収納用パッケージおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3176334B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1220391A1 (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-03 | Corning O.T.I. S.p.A. | Package with thermoelectric cooler |
| US6855566B2 (en) * | 2001-07-24 | 2005-02-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical semiconductor module and method of producing the same |
| JP4497762B2 (ja) * | 2001-07-25 | 2010-07-07 | 京セラ株式会社 | 光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置 |
| JP5072289B2 (ja) * | 2006-08-30 | 2012-11-14 | 京セラ株式会社 | 気密端子 |
-
1998
- 1998-01-21 JP JP972498A patent/JP3176334B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11214597A (ja) | 1999-08-06 |
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