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JPH11176966A - 半導体素子収納パッケージ - Google Patents

半導体素子収納パッケージ

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JPH11176966A
JPH11176966A JP9340359A JP34035997A JPH11176966A JP H11176966 A JPH11176966 A JP H11176966A JP 9340359 A JP9340359 A JP 9340359A JP 34035997 A JP34035997 A JP 34035997A JP H11176966 A JPH11176966 A JP H11176966A
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Japan
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package
semiconductor element
circuit pattern
conductive circuit
semiconductor
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JP9340359A
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Kazuyuki Fukuda
和之 福田
Makoto Shimaoka
誠 嶋岡
Satoshi Kaneko
聡 金子
Taisuke Iwato
泰典 岩藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to DE69816581T priority patent/DE69816581T2/de
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 導電性回路パターンを形成したプラスチック
成形品で構成された半導体素子収納パッケージで、ＧＨ
ｚ帯のように変調周波数が高い場合でも変調信号を反射
や損失で低下させずに高速で半導体素子を駆動する。 【解決手段】 半導体レーザモジュールのパッケージ１
を、プラスチック材料で内部をくり貫いた箱型形状に樹
脂モールド成形し、パッケージ１の一端面には複数個の
放熱用フィン２を設け、パッケージ側壁に、半導体素子
５と電気的に接続され、かつプリント基板に接続される
電極リード端子を構成する複数個の突起部３を設けてい
る。半導体素子５と電気的に接続するマイクロストリッ
プ線路を含む導電性回路パターン４は、パッケージ１の
表面に三次元的に多層にパターンニング形成して取り付
けられており、それぞれの電極リード端子の突起部３に
つながっている。放熱用フィン２と前記突起部３はパッ
ケージの樹脂モールド成形時に一体成形されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック成形
品に導電性回路パターンを形成した半導体素子とこれに
光結合する光ファイバとを収納する半導体素子収納パッ
ケージに係わり、特にＧ（ギガ）Ｈｚ帯の変調周波数帯
域を有する場合に好適な半導体素子収納パッケージに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のプラスチック成形品への
導波回路パターンの形成に係わる技術として、例えば特
開平５−１８３２５４号公報記載のものがある。
【０００３】この従来技術は、電気・電子機器等の分野
で回路部品として使用される立体的なプラスチック成形
品に、全面に金属膜、例えば銅メッキを形成し、この上
にレジストを電着コーティングする。次いでフォトマス
クに描かれた所定の回路パターンを高圧水銀灯の紫外線
を照射してレジストに転写し、レジストパターンの現像
を行って回路部分の銅メッキを露出させる。露出した銅
メッキの回路部分にニッケルメッキ及び金メッキを施
し、回路部分以外の部分に残っているレジスト及びその
下の銅メッキを除去して立体的なプラスチック成形品の
表面に導電性回路パターンを形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には、以下の問題点がある。
【０００５】すなわち、上記従来技術は、プラスチック
成形品の表面に下地を銅メッキとしたニッケルメッキ及
び金メッキの導電性回路配線を形成している。電気・電
子機器等の分野で回路部品として使用する場合、この導
電性回路配線上に電気部品や電子部品あるいは半導体チ
ップ等をはんだ付けし実装することで、電気的に接続し
た回路部品として使用可能である。しかしながら、ＧＨ
ｚ帯の変調周波数帯域で使用する、例えば光通信の分野
で回路部品として使用する場合は、この回路部品と他の
回路部品との間の電気的な接続部分で変調信号の反射や
損失が生じるおそれがある。このため、ＧＨｚ帯よりも
低い周波数での使用に限られることになり、光通信のよ
うな高速化の要求が高い分野での使用には適していなか
った。
【０００６】本発明の目的は、導電性回路パターンを形
成したプラスチック成形品でかつＧＨｚ帯のように変調
周波数が高い場合でも変調信号の反射や損失を生じさせ
ずに高速で半導体レーザ素子を駆動できる半導体素子収
納パッケージを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】半導体レーザモジュ−ル
は光通信の光源に用いられ、半導体素子と光ファイバを
光学的に結合させるものである。半導体レーザモジュ−
ルを低コスト化するには、モジュ−ルの部品や製造コス
トを低減する必要がある。半導体素子と光ファイバをシ
リコン基板上にハイブリッド実装し、かつパッケージを
プラスチック化する構造の提案、開発が活発化し、モジ
ュールの低コスト化検討が進められているが、一方で半
導体レーザモジュールの高速伝送化が求められており、
モジュールのプラスチック化と高速伝送化を両立させた
構造については十分に検討されていなかった。
【０００８】本発明は、導電回路パターンを形成したプ
ラスチック成形品でかつ高速伝送化に適した半導体素子
収納パッケージ及びこれらで構成した構造の半導体レー
ザモジュ−ルである。
【０００９】上記課題を達成する本発明の第１の手段
は、半導体素子と、この半導体素子と電気的に外部接続
される導電性回路パターンと、この導電性回路パターン
が形成され前記半導体素子を内部に搭載する樹脂モール
ド成形品からなる半導体素子収納パッケージにおいて、
前記導電性回路パターンが三次元的に前記樹脂モールド
成形品に形成され、かつ前記導電性回路パターンの少な
くとも一部がマイクロストリップ線路で構成されている
ことを特徴とする。
【００１０】上記課題を達成する本発明の第２の手段
は、半導体素子と、この半導体素子と電気的に外部接続
される導電性回路パターンと、この導電性回路パターン
が形成され前記半導体素子を内部に搭載する樹脂モール
ド成形品からなる半導体素子収納パッケージにおいて、
前記導電性回路パターンが三次元的に前記樹脂モールド
成形品に形成され、かつ外部から供給される半導体素子
の変調信号を内部に伝達する導電性回路パターンがマイ
クロストリップ線路で構成されていることを特徴とす
る。
【００１１】上記課題を達成する本発明の第３の手段
は、半導体素子と、この半導体素子と電気的に外部接続
される導電性回路パターンと、を含んでなり、この導電
性回路パターンがマイクロストリップ線路で構成された
半導体素子収納パッケージにおいて、前記半導体素子
は、外部から供給される前記半導体素子の変調信号を内
部に伝達するマイクロストリップ線路が三次元的に形成
された樹脂モールド成形品に内装されていることを特徴
とする。
【００１２】上記課題を達成する本発明の第４の手段
は、上記第１乃至第３の手段のいずれかにおいて、前記
半導体素子収納パッケージには、前記半導体素子と電気
的に接続され前記導電性回路パターンの一部が形成され
た複数個の突起部からなる電極リード端子と、複数個の
放熱フィンがそれぞれ樹脂モールド成形で設けられてい
ることを特徴とする。
【００１３】上記課題を達成する本発明の第５の手段
は、上記第４の手段において、前記複数個の突起部に形
成された前記導電性回路パターンのうち少なくとも１部
は前記半導体素子と電気的に接続されたマイクロストリ
ップ線路であることを特徴とする。
【００１４】上記課題を達成する本発明の第６の手段
は、上記第１乃至第５の手段のいずれかにおいて、前記
半導体素子が半導体受光素子と半導体発光素子のいずれ
か一方もしくは双方を含んでなり、この半導体素子と光
学的に結合され一端が半導体素子収納パッケージ外部に
取り出されている光ファイバを含んで構成されているこ
とを特徴とする。
【００１５】以上のように構成した本発明においては、
半導体素子と電気的に外部接続される導電性回路パター
ンをマイクロストリップ線路で構成し、この導電性回路
パターンを三次元的に樹脂モールド成形品に形成した半
導体素子収納パッケージ構造とした。これにより、外部
から供給される半導体素子の変調信号を内部に伝達する
際の変調信号の反射や損失が生じる従来のような構成で
はなくなるので、ＧＨｚ帯のように変調周波数が高い場
合でも変調信号を反射や損失で低下させることなく高速
で半導体素子を駆動できる。つまり、樹脂モールド成形
品の表面に任意形状で三次元のマイクロストリップ線路
を形成できるので、半導体素子を高い変調周波数で駆動
する際の配線長やインピーダンス整合の問題を解決で
き、よって高速伝送化に対応した半導体素子収納パッケ
ージ及び半導体レーザモジュールの実現が可能となる。
【００１６】また、樹脂モールド成形品で半導体素子と
これに光結合する光ファイバを収納するパッケージを構
成するとともに、導電性回路パターンを前記樹脂モール
ド成形品表面に形成しているため、パッケージ部品と導
電性回路部品とを一体で構成でき半導体素子収納パッケ
ージの低コスト化を図ることができる。
【００１７】また、樹脂モールド成形した半導体素子収
納パッケージには、半導体素子と電気的に接続し前記導
電性回路パターンを形成した電極リード端子を構成する
突起部と、放熱フィンをそれぞれ樹脂モールド成形時に
一体成形して構成している。これにより、電極リード端
子を構成する前記突起部をプリント基板へ接続する、実
装性に優れた表面実装型で半導体レーザモジュールを取
り付けることができるとともに、熱伝導率の低い樹脂モ
ールド成形材料を使用しても半導体素子駆動時の発熱を
放熱フィンで効率良く放熱することができ、レーザ出力
光の低下や発振波長の変動が生じない半導体素子の安定
なレーザ発振を得ることができる。
【００１８】以上により、導電性回路パターンを形成し
たプラスチック成形品でかつ変調周波数が高い場合でも
変調信号の反射や損失を生じさせずに高速で半導体レー
ザ素子を駆動できる半導体素子収納パッケージ及びこれ
らで構成した半導体レーザモジュールを得ることができ
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面を参照しつつ説明する。なお、煩雑を避けるために一
部の電極配線やワイヤボンディングリ−ド、リード端子
及び接着剤の図示を省略している。
【００２０】本発明の第１の実施の形態を図１から図３
により説明する。本実施の形態による半導体レーザモジ
ュ−ル用のパッケージ構造を表す斜視図を図１に、図１
のパッケージに半導体素子と光ファイバを組み込んだ半
導体レーザモジュールの構造を表す斜視図を図２に、本
実施の形態による半導体レーザモジュールをプリント基
板に実装した構造を表す斜視図を図３に示す。
【００２１】図示の半導体素子収納パッケージは、プラ
スチック材料で構成され内部をくり抜いた箱型形状の樹
脂モールド成形品であるパッケージ１と、このパッケー
ジ１の表面に三次元的に多層にパターンニング形成して
取り付けられた導電性回路パターン４と、パッケージ１
の底部に接合固定され光ファイバ６を設置するためのＶ
溝（図示せず）を備えたシリコン基板７と、シリコン基
板７に搭載された半導体素子（レ−ザダイオ−ド）５
と、を含んで構成され、レ−ザダイオ−ド５と光学的に
結合し光伝送を行う単一モ−ドファイバである光ファイ
バ６がシリコン基板７の前記Ｖ溝に設置されている。こ
の光ファイバ６を含む全体を半導体レーザモジュールと
いう。
【００２２】パッケージ１の一端面（パッケージ底面：
図１下側）には、複数個の放熱用フィン２が整列した状
態で設けられている。放熱用フィン２と対向する面で、
かつパッケージ１側壁の上面（パッケージ上面：図１上
側）には、半導体素子５と電気的に接続を行い、かつプ
リント基板１０に接続される電極リード端子を構成する
複数個の突起部３を設けている。電気的に接続する導電
性回路パターン４は、パッケージ１の表面に三次元的に
多層にパターンニング形成して取り付けられており、そ
れぞれの電極リード端子（突起部）３につながってい
る。放熱用フィン２と電極リード端子の突起部３は、パ
ッケージ１の樹脂モールド成形時に同時に形成されてお
り、パッケージ１と一体構造としてある。パッケージ１
のプラスチック材料としては、導電性回路パターン４の
密着性と耐熱性が高く、高強度を有する液晶ポリマを使
用している。また、ここではパッケージの１電極リード
端子３数として８端子で構成したパッケージ１を示して
いる。
【００２３】次に、図１に示したパッケージ１に半導体
素子５と光ファイバ６を取り付けた半導体レーザモジュ
ールの構造について説明する。図２はパッケージ１内部
に半導体素子５と光ファイバ６を取り付けた半導体レー
ザモジュールの構造を表す一部断面の斜視図を示す。半
導体レーザモジュ−ルは、概略的に言うと、半導体素子
であるレ−ザダイオ−ド５と、レ−ザダイオ−ド５と光
学的に結合し光伝送を行う単一モ−ドファイバである光
ファイバ６と、レ−ザダイオ−ド５が搭載され、かつ光
ファイバ６を設置するためのＶ溝（図示せず）を形成し
たシリコン基板７と、これらを収納するとともにシリコ
ン基板７が接合固定され、かつ放熱用フィン２と電極リ
ード端子の突起部３を備えたプラスチックで形成したパ
ッケージ１とを含んで構成されている。
【００２４】パッケージ１の内部底面にはシリコン基板
７が接合固定されている。シリコン基板７の上面にはＶ
溝（図示せず）が異方性エッチングで形成されており、
このＶ溝部に光ファイバ６が接着剤８により設置されて
いる。一方、シリコン基板７の上面には、導電性回路パ
ターンの電極配線（図示せず）がパタ−ンニングされて
おり、この配線上の所定位置にレ−ザダイオ−ド５が搭
載されている。レ−ザダイオ−ド５は、シリコン基板７
上面の電極配線上にあらかじめ形成されたマーカ（図示
せず）を目印に位置合せし搭載される。レ−ザダイオ−
ド５には、パッケージ１表面に形成した導電性回路パタ
ーン４（一部図示せず）であるマイクロストリップ線路
４と電気的に接続するように、シリコン基板７上面の電
極配線を介してそれぞれワイヤ−ボンディングリ−ド
（図示せず）が取り付けられている。シリコン基板７を
構成する材料はここではシリコンを使用している。シリ
コン基板７の前記Ｖ溝は、光ファイバ６を設置した際に
光ファイバ６の中心軸がシリコン基板７上面に搭載した
レーザダイオード５のレーザ出射軸と同一軸となるよう
に所定の幅と深さで形成されている。レ−ザダイオ−ド
５と光ファイバ６の光結合部は、レ−ザ光の透過性の高
い透明なゲル状樹脂（図示せず）で覆われている。パッ
ケージ１から取り出される光ファイバ６の被覆９は、パ
ッケージ１側壁部分に接着剤１２を充填して固定されて
いる。
【００２５】パッケージ１は、プラスチックをモールド
成形し放熱用フィン２と電極リード端子の突起部３を一
体に形成して構成されている。ここでは、パッケージ１
から光ファイバ６を取り出す部分の側壁は、光ファイバ
６を容易に配設できるように取り除いた状態としてあ
る。また、ここではパッケージ１の厚さは放熱フィン２
の先端から電極リード端子の突起部３の先端までで４．
５ｍｍ、横幅は６．０ｍｍ、長さは１５．０ｍｍであ
る。
【００２６】パッケージ１の組み立て手順は次の通りで
ある。まず３００〜３５０℃に加熱された金型内にモー
ルド樹脂を注入し所定の圧力を１〜２分間加えた後、金
型からモールド成形されたパッケージ１を取り出す。取
り出されたパッケージ１には放熱用フィン２と電極リー
ド端子の突起部３がそれぞれ形成されている。次に、成
形されたパッケージ１全面に下地メッキ、例えば銅メッ
キを施し、この上にレジストをコーティングした後、フ
ォトマスクに描かれた回路パターンをレジストに転写
し、現像を行って回路部分の銅メッキを露出させる。回
路パターンの一部は、マイクロストリップ線路４を構成
するようなものとしてある。露出した銅メッキの回路部
分にニッケルメッキや金メッキ及び絶縁層になる樹脂の
塗布を施し、回路部分以外の部分に残っているレジスト
及びその下の銅メッキを除去してパッケージ１の表面に
三次元的に導電性回路パターン４と絶縁層を施したマイ
クロストリップ線路４を形成したパッケージ１が完成す
る。
【００２７】導電性回路パターン４をパッケージ１内部
にも形成する場合は、２体モールド成形したパッケージ
構造となり、まずパッケージ１に所定の導電性回路パタ
ーン４及びマイクロストリップ線路４を形成した後、再
度そのパッケージ１を金型でモールド成形してパッケー
ジ１内にも導電性回路パターン４を施す方法で行う。
【００２８】次に、本実施の形態による半導体レーザモ
ジュ−ル１３、１４をプリント基板１０に実装した状態
について図３を用いて以下に説明する。
【００２９】図３は半導体レーザモジュール１３、１４
をプリント基板１０に実装した状態を示し、プリント基
板１０上にはモジュールを駆動制御するための駆動ＩＣ
１１が一緒に実装されている。この他に抵抗素子やコン
デンサ等を実装するが図示を省略している。ここでは、
一枚のプリント基板１０上に半導体レーザモジュールと
して、送信用モジュール１３と受信用モジュール１４の
２台が一緒に実装されている。モジュール１３、１４の
近傍位置には駆動ＩＣ１１が実装され電気的に最適な配
置としてある。モジュール１３、１４は電極リード端子
の突起部３をプリント基板１０上の所定位置にはんだ付
けする表面実装状態で取り付けられている。
【００３０】はんだ付けは、プリント基板１０上にモジ
ュール１３、１４や駆動ＩＣ１１等の全ての電子部品を
一括接合するリフロ方式で行う方法と、モジュール１
３、１４を後付けする方法とがある。リフロ方式の場
合、光ファイバ６の被覆９の耐熱温度が低いので、耐熱
温度の高い被覆９を使った光ファイバ６を使用する、あ
るいは光ファイバの被覆９に耐熱保護チューブを取り付
けて温度が上がらないようにする、などの措置をとって
行う。モジュール１３、１４を後付けする場合は、レー
ザ照射あるいはビーム照射でスポット加熱しはんだ付け
する方法で行うのがよい。
【００３１】以上のように構成した本実施の形態におい
ては、レーザダイオード５と電気的に外部接続される導
電性回路パターンをマイクロストリップ線路で構成し、
この導電性回路パターン４を三次元的に樹脂モールド成
形したパッケージ１に形成する構造とし、しかも電極リ
ード端子を構成する突起部３と、放熱用フィン２をそれ
ぞれパッケージ１成形時に一体成形して構成している。
これにより、外部から供給されるレーザダイオード５の
変調信号を内部に伝達する際の変調信号の反射や損失が
生じる従来のような構成ではなくなるので、ＧＨｚ帯の
ように変調周波数が高い場合でも変調信号を反射や損失
で低下させずに高速でレーザダイオード５を駆動でき
る。つまり、パッケージ１の表面に形成した導電性回路
パターン４のうちのレーザダイオード５への信号伝達路
をマイクロストリップ線路としているので、レーザダイ
オード５を高い変調周波数で駆動する際の配線長やイン
ピーダンス整合の問題を解決でき、よって高速伝送化に
対応したパッケージ１及び半導体レーザモジュール１
３、１４を実現できる。
【００３２】また、突起部３をプリント基板１０へ接続
することで実装性に優れた表面実装型で半導体レーザモ
ジュール１３、１４を取り付けることができるととも
に、熱伝導率の低いプラスチック材料を使用してもレー
ザダイオード５駆動時の発熱を放熱用フィン２で効率良
く放熱することができ、レーザ出力光の低下や発振波長
の変動が生じない安定な光出力を得ることができる。さ
らに、プラスチック成形品でパッケージ１を構成しマイ
クロストリップ線路を含む導電性回路パターン４を表面
に形成しているため、パッケージ１部品と導電性回路部
品とを一体構成でき、パッケージ１を低コスト化でき
る。
【００３３】これらにより、導電性回路パターンを４形
成したプラスチック成形品でかつ変調周波数が高い場合
でも変調信号の反射や損失を低下させずに高速でレーザ
ダイオード５を駆動できる半導体素子収納パッケージ及
びこれらで構成した半導体レーザモジュール１３、１４
を得ることができる。
【００３４】本発明の第２の実施の形態を図４により説
明する。本実施の形態は、パッケージ１内部にシリコン
基板７を収納し実装するための段差部１７を設けて構成
したものである。第１の実施の形態と同等の構成要素に
は同一の符号を記し、詳細説明を省略する。
【００３５】本実施の形態による半導体レーザモジュ−
ルの縦断面を表す構造を図４に示す。本実施の形態の半
導体レーザモジュールが前記第１の実施の形態の半導体
レーザモジュールと異なる点は、パッケージ１内部にシ
リコン基板７を収納し実装するための段差部１７を、パ
ッケージ１底部に溝状に設けて構成した点である。シリ
コン基板７を収納し実装する段差部１７はパッケージ１
の放熱用フィン２取り付け面と対向する面である。シリ
コン基板７は段差部１７の底面、すなわち溝状の凹みの
底面に取り付けられる。シリコン基板７の取り付け面か
ら放熱用フィン２までの距離（段差部１７底部における
パッケージ１の厚み）は、放熱効率を高めるために短い
方が良い。つまり、パッケージ１の放熱用フィン２を配
備している面の肉厚を薄くすることが望ましい。この肉
厚は０．１〜０．３ｍｍが適している。パッケージ１に
段差部１７を設けることで段差部１７位置でのパッケー
ジ１の肉厚が薄くなるが、段差部１７以外の部分で十分
に厚い肉厚部分を形成できるので、強度低下によるパッ
ケージ１破壊等の恐れはない。また、段差部１７の深さ
をシリコン基板７の高さと同等とし、シリコン基板７装
着時のシリコン基板７の上面と段差部１７上面との段差
を小さくして、ワイヤボンディングリード１５の長さを
短くしている。なお、パッケージ１内部、つまりシリコ
ン基板７の情報部分には、シリコン基板７やワイヤボン
ディングリード１５取付け後、透明樹脂１６がポッティ
ング充填されている。
【００３６】このように構成した本実施の形態によれ
ば、第１の実施の形態よりも、シリコン基板７と放熱用
フィン２の距離を短くでき、電極リード端子３と併用し
た効率の良い放熱を行うことができ、レーザ出力光の低
下や発振波長の変動が起こることもなく安定な光出力を
得ることができる。また、シリコン基板７上面とパッケ
ージ１内の段差部１７上面とを同等の高さとし、マイク
ロストリップ線路を含む導電性回路パターン４へのワイ
ヤボンディングリード１５長を短くしている。つまり、
レーザダイオード５を高周波駆動する際の配線長やイン
ピーダンス整合等の問題が解決できるので、高周波伝送
に対応した半導体レーザモジュールを実現できる。
【００３７】よって、導電性回路パターン４を形成した
プラスチック成形品でかつ変調周波数が高い場合でも変
調信号を反射や損失で低下させずに高速でレーザダイオ
ード５を駆動できる半導体素子収納パッケージ及びこれ
らで構成した半導体レーザモジュール１３、１４を得る
ことができるとともに、レーザダイオード５の発生する
熱の放熱性に優れたパッケージ１を得ることができる。
また、本実施の形態は上記段差部１７以外の構成は前記
第１の実施の形態と同様の構成であるため、第１の実施
の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３８】本発明の第３の実施の形態を図５により説
明する。本実施の形態は、段差部１７を備えたパッケー
ジベース２０と、パッケージ２０の外周を囲み段差部１
７の上面よりも上方に延びる側壁を備えたパッケージ外
枠１９を２体モールド成形し、放熱用フィン２と電極リ
ード端子の突起部３をパッケージベース２０の同一面に
設けて構成したものである。第１及び第２の実施の形態
と同等の構成要素には同一の符号を記し、説明を省略す
る。本実施の形態による半導体レーザモジュ−ルの縦断
面を表す構造を図５に示す。
【００３９】本実施の形態の半導体レーザモジュールが
前記第１の実施の形態の半導体レーザモジュールと異な
る点は、パッケージ１を、パッケージ外枠１９、パッケ
ージベース２０の２体モールド成形とし、放熱用フィン
２と電極リード端子の突起部３をパッケージベース２０
の同一面（プリント基板１０に対向する面、すなわち段
差部１７を備えた面とは反対側の面）に設けて構成し、
パッケージ外枠１９上面にキャップ１８（前記側壁上端
部に装着され、パッケージベース２０の段差部１７上面
とパッケージ外枠１９の側壁内周面で形成される区画を
覆う平板部材）を備えている点である。パッケージベー
ス２０にはシリコン基板７を収納し実装するための段差
部１７が設けられている。段差部１７を設けたパッケー
ジベース２０には放熱用フィン２と電極リード端子の突
起部３を一体モールド成形で配備している。このパッケ
ージベース２０を再度モールド成形してパッケージ外枠
１９を形成している。パッケージ外枠１９、パッケージ
ベース２０及びキャップ１８で形成される区画内部には
透明樹脂１６がポッティング充填され、さらにキャップ
１８により該区画を簡易気密区画としている。ここでい
う簡易気密区画とは、内部圧力を、１０のマイナス８乗
Ｔorr以下に保持できる程度の気密区画を意味してい
る。
【００４０】パッケージベース２０とパッケージ外枠１
９を構成するプラスチック材料は、マイクロストリップ
線路を含む導電性回路パターン４の成形が容易で耐熱性
や強度が高い材料及び再モールド成形が可能な材料等を
組み合わせて使用するのが適している。ここでは、パッ
ケージ外枠１９、パッケージベース２０を構成する材料
にともに液晶ポリマを使用しており、それぞれの用途に
適した物性値のものを適用している。
【００４１】このように構成した本実施の形態によれ
ば、パッケージ外枠１９、パッケージベース２０を２体
モールド成形で構成しているため、マイクロストリップ
線路を含む導電性回路パターン４を、パッケージ完成後
に表面となるパッケージ外枠１９、パッケージベース２
０表面だけでなく、パッケージ完成後に内部になる部分
（パッケージ外枠１９、パッケージベース２０の接合
面）も施すことができ、最適な電気配線設計ができると
ともに、電極リード端子の突起部３を任意の部分に配置
できることから、高速伝送に適したパッケージ外枠１
９、パッケージベース２０を得ることができる。また、
プリント基板１０への実装を電極リード端子の突起部３
だけで行うのではなく、放熱用フィン２もプリント基板
１０へ取り付けることで、さらに効率の良い放熱を行う
ことができ、レーザ出力光の低下や発振波長の変動が起
こることもなく、安定な光出力の半導体レーザダイオー
ドを得ることができる。さらに、簡易気密とすることで
半導体レーザダイオードの寿命を長くできる効果があ
る。また、本実施の形態は上記２体モールド及びキャッ
プ１８以外は前記第１及び第２の実施の形態と同様の構
成であるため、第１及び第２の実施の形態と同様の効果
を得ることができる。
【００４２】本発明の第４の実施の形態を図６から図８
により説明する。本実施の形態は、パッケージ１を、段
差部１７を備えたパッケージベース２２と、パッケージ
ベース２２の上面に接合されて側壁を形成するパッケー
ジ外枠２１の２体モールド成形とし、電極リード端子の
突起部３をパッケージベース２２側面に設け、放熱フィ
ン２をパッケージベース２２底面に設けて構成したもの
である。第１から第３の実施の形態と同様の構成要素に
は同一の符号を記し、説明は省略した。
【００４３】本実施の形態による半導体レーザモジュ−
ルの縦断面を表す構造を図６に、一部断面の斜視図を表
す構造を図７に示す。本実施の形態の半導体レーザモジ
ュールが前記第１の実施の形態の半導体レーザモジュー
ルと異なる点は、パッケージ１をパッケージ外枠２１、
パッケージベース２２の２体モールド成形とし、電極リ
ード端子の突起部３をパッケージベース２２側面に設
け、放熱フィン２をパッケージベース２２底面に設けて
構成し、パッケージ外枠２１上面にキャップ１８（前記
側壁上端部に装着され、パッケージベース２２の段差部
１７上面とパッケージ外枠２１の側壁内周面で形成され
る区画を覆う平板部材）を備えている点である。パッケ
ージベース２２にはシリコン基板７を収納し実装するた
めの段差部１７が設けられている。段差部１７を設けた
パッケージベース２２には放熱用フィン２と電極リード
端子の突起部３を一体モールド成形で配備している。パ
ッケージベース２２の表面にはレーザダイオード５と電
極リード端子３とを電気的に接続している導電性回路パ
ターン４及びマイクロストリップ線路２４が形成されて
いる。このパッケージベース２２を再度モールド成形し
てパッケージの枠組みとなるパッケージ外枠２１を形成
している。パッケージベース２２の段差部１７上面とパ
ッケージ外枠２１の側壁内周面で形成される区画内部に
は透明樹脂１６がポッティング充填され、さらにキャッ
プ１８を取り付けて該区画内を簡易気密としている。パ
ッケージベース２２及びパッケージ外枠２１を構成する
プラスチック材料は、導電性回路パターン４及びマイク
ロストリップ線路２４の成形が容易な材料や耐熱性や強
度が高い材料及び再モールド成形が可能な材料等を組み
合わせて使用するのが適している。ここでは、それぞれ
のパッケージ外枠２１、パッケージベース２２ともプラ
スチック材料として液晶ポリマを使用しており、それぞ
れの用途に適した物性値のものを適用している。
【００４４】図８はパッケージベース２２に形成した導
電性回路パターン４及びマイクロストリップ線路２４の
配線構造を表す上面図である。図６及び図７で示した半
導体レーザモジュールのシリコン基板７の上面にレーザ
ダイオード５に隣接してフォトダイオード２６を取り付
けた構造である。光ファイバ６及び接着剤８の図示は省
略している。レーザダイオード５及びフォトダイオード
２６と電気的に接続する電極リード端子の突起部３はそ
れぞれ２ケづつある。レーザダイオード５及びフォトダ
イオード２６はシリコン基板７上の導電性回路パターン
４に、シリコン基板７上の導電性回路パターン４はパッ
ケージベース２２に形成した導電性回路パターン４及び
マイクロストリップ線路２４に、それぞれワイヤボンデ
ィングリード１５を介して電気的に接続している。レー
ザダイオード５と電気的に接続するパッケージベース２
２表面の導電性回路パターンは、マイクロストリップ線
路２４で構成しており、シリコン基板７上の導電性回路
パターン４とはリボン状配線２５で接続されている。マ
イクロストリップ線路２４は絶縁層を備えた多層の配線
構成にしている。
【００４５】このように構成した本実施の形態によれ
ば、パッケージベース２２に形成した導電性回路パター
ン４及びマイクロストリップ線路２４は二次元平面形状
だけで、三次元形状での折れ曲がりは電極リード端子を
構成する突起部３の周囲だけである。つまり、三次元で
形成する導電性回路パターン４及びマイクロストリップ
線路２４に比べ二次元平面形状だけで構成する方が、信
号伝送路の折れ曲がりをなくすることができるので、外
部から供給されるレーザダイオード５の変調信号を内部
に伝達する際の変調信号の反射や損失をさらに低減で
き、数十ＧＨｚ帯のような変調周波数が高い場合でも高
速でレーザダイオード５を駆動できる。つまり、さらに
高速伝送化に適したパッケージ外枠２１、パッケージベ
ース２２構造及び半導体レーザモジュールを実現でき
る。また、本実施の形態は第１から第３の実施の形態と
同様の構成であるため、第１から第３の実施の形態と同
様の効果を得ることができる。
【００４６】なお、上記第１から第４の実施の形態で
は、半導体素子としてレーザダイオード５を組み込んで
構成した半導体レーザモジュールについて説明したが、
レーザダイオード５の代わりに半導体受光素子であるフ
ォトダイオードを搭載して同様の構成で半導体受光モジ
ュールを構成しても、高速伝送用に適したパッケージと
して実現することができ、これらの場合も上記実施の形
態と同様の効果を得ることができる。
【００４７】また、上記第１から第４の実施の形態で
は、パッケージ１にレーザダイオード５と光ファイバ
６、及びこれらを搭載したシリコン基板７を収納し実装
した構造について説明したが、これらの部材に制限され
るものではなく、例えば半導体素子を駆動制御する駆動
ＩＣ１１を一緒に収納し実装する構造でも実現できる。
この場合、外部との電気的な接続用途が増えるため、電
極リード端子の突起部３の数が増えることとなるが、プ
ラスチックを１体あるいは２体でモールド成形し、任意
形状で導電性回路パターン４及びマイクロストリップ線
路４の形成が可能であるため、容易な変更で電極リード
端子の突起部３数増加や設置位置、あるいは放熱フィン
２の変更等、種々パッケージ１形態に対応した構成とす
ることができる。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、レーザダイオードと電
気的に外部接続される導電性回路パターンをマイクロス
トリップ線路で構成するとともに、樹脂モールド成形し
たパッケージに電極リード端子を構成する突起部と放熱
用フィンを一体成形した。これにより、レーザダイオー
ドへの信号伝達路の配線長やインピーダンス整合の問題
を解決できるため、ＧＨｚ帯のように変調周波数が高い
場合でも変調信号を反射や損失で低下させずに高速でレ
ーザダイオードを駆動でき、高速伝送化に対応した半導
体素子収納パッケージ及び半導体レーザモジュールを実
現できる。また、突起部をプリント基板へ接続すること
で実装性に優れた表面実装型で半導体レーザモジュール
を取り付けることができるとともに、熱伝導率の低いプ
ラスチック材料を使用してもレーザダイオード駆動時の
発熱を放熱用フィンで効率良く放熱することができ、レ
ーザ出力光の低下や発振波長の変動が生じない安定な光
出力を得ることができる。さらに、プラスチック成形品
でパッケージ部品と導電性回路部品（導電性回路パター
ン特にマイクロストリップ線路）とを一体構成できるた
め低コスト化できる。
【００４９】よって、導電性回路パターンを形成したプ
ラスチック成形品でかつ変調周波数が高い場合でも変調
信号を反射や損失で低下させずに高速でレーザダイオー
ドを駆動できる半導体収納パッケージ及びこれらで構成
した実装性と放熱性に優れた高速伝送用の半導体レーザ
モジュールを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である半導体素子収
納パッケージの構造を表す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態である半導体素子収
納パッケージを使用して組み立てた半導体レーザモジュ
ールの構造を表す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態である半導体素子収
納パッケージを用いて組み立てた半導体レーザモジュー
ルをプリント基板に実装した構造を表す斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態である半導体レーザ
モジュールの断面構造を表す縦断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態である半導体レーザ
モジュールの断面構造を表す縦断面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態である半導体レーザ
モジュールの断面構造を表す縦断面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態である半導体レーザ
モジュールの構造を表す一部破砕斜視図である。
【図８】図６に示す半導体レーザモジュールの電気配線
構造を表すＡ−Ａ線矢視平面図である。
【符号の説明】
１ パッケージ ２ 放熱用フィン ３ 電極リード端子の突起部 ４ 導電性回路パターン（マイクロストリップ線路） ５ レーザダイオード ６ 光ファイバ ７ シリコン基板 ８ 接着剤 ９ 光ファイバ被覆 １０ プリント基板 １１ 駆動ＩＣ １２ 接着剤 １３ 光送信モジュール １４ 光受信モジュール １５ ワイヤボンディングリード １６ 透明樹脂 １７ 段差部 １８ キャップ １９ パッケージ外枠 ２０ パッケージベース ２１ パッケージ外枠 ２２ パッケージベース ２３ Ｖ溝 ２４ マイクロストリップ線路 ２５ リボン配線 ２６ フォトダイオード。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩藤 泰典 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信事業部内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体素子と、この半導体素子と電気的
    に外部接続される導電性回路パターンと、この導電性回
    路パターンが形成され前記半導体素子を内部に搭載する
    樹脂モールド成形品からなる半導体素子収納パッケージ
    において、前記導電性回路パターンが三次元的に前記樹
    脂モールド成形品に形成され、かつ前記導電性回路パタ
    ーンの少なくとも一部がマイクロストリップ線路で構成
    されていることを特徴とする半導体素子収納パッケー
    ジ。
  2. 【請求項２】 半導体素子と、この半導体素子と電気的
    に外部接続される導電性回路パターンと、この導電性回
    路パターンが形成され前記半導体素子を内部に搭載する
    樹脂モールド成形品からなる半導体素子収納パッケージ
    において、前記導電性回路パターンが三次元的に前記樹
    脂モールド成形品に形成され、かつ外部から供給される
    半導体素子の変調信号を内部に伝達する導電性回路パタ
    ーンがマイクロストリップ線路で構成されていることを
    特徴とする半導体素子収納パッケージ。
  3. 【請求項３】 半導体素子と、この半導体素子と電気的
    に外部接続される導電性回路パターンと、を含んでな
    り、この導電性回路パターンがマイクロストリップ線路
    で構成された半導体素子収納パッケージにおいて、前記
    半導体素子は、外部から供給される前記半導体素子の変
    調信号を内部に伝達するマイクロストリップ線路が三次
    元的に形成された樹脂モールド成形品に内装されている
    ことを特徴とする半導体素子収納パッケージ。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の半導
    体素子収納パッケージにおいて、前記半導体素子収納パ
    ッケージには、前記半導体素子と電気的に接続され前記
    導電性回路パターンの一部が形成された複数個の突起部
    からなる電極リード端子と、複数個の放熱フィンがそれ
    ぞれ樹脂モールド成形で設けられていることを特徴とす
    る半導体素子収納パッケージ。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の半導体素子収納パッケ
    ージにおいて、前記複数個の突起部に形成された前記導
    電性回路パターンのうち少なくとも１部は前記半導体素
    子と電気的に接続されたマイクロストリップ線路である
    ことを特徴とする半導体素子収納パッケージ。
  6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載の半導
    体素子収納パッケージにおいて、前記半導体素子が半導
    体受光素子と半導体発光素子のいずれか一方もしくは双
    方を含んでなり、この半導体素子と光学的に結合され一
    端が半導体素子収納パッケージ外部に取り出されている
    光ファイバを含んで構成されていることを特徴とする半
    導体素子収納パッケージ。
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