CN103515838B

CN103515838B - 光半导体装置

Info

Publication number: CN103515838B
Application number: CN201310234931.3A
Authority: CN
Inventors: 黑木公治
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2033-06-14
Also published as: CN103515838A; JP2014003062A

Abstract

本发明得到能够减低制造成本并且提高产品质量的光半导体装置。在管座（1）的上表面配置有半导体激光器（4）。引线（5）、（6）贯通管座（1）并且从管座（1）的上表面突出。引线（5）、（6）不从管座（1）的下表面突出。引线（5）、（6）的突出的部分利用导线（8）、（10）电连接于半导体激光器（4）。带有透镜（11）的盖（12）在管座（1）的上表面覆盖半导体激光器（4）、引线（5）、（6）的突出的部分以及导线（8）、（10）。焊料球（13）、（14）配置在管座（1）的下表面并且与引线（5）、（6）电连接。

Description

光半导体装置

技术领域

本发明涉及能够降低制造成本并且提高产品质量的光半导体装置。

背景技术

作为以往的光半导体装置，引线从管座的下表面突出的CAN封装被广泛普及。此外，还提出了预先使引线的突出的部分变短的封装（例如，参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本特开平7-221391号公报。

以往的光半导体装置在将引线切割为指定的长度之后利用焊接安装于光模块（opticaltransceiver）的印刷基板等。因此，不能够实现回流等的自动化，根据操作者的技术水平，制造质量产生偏差。

在预先使引线的突出的部分变短的封装中不需要引线切割。但是，在每次将引线插入到检查装置中时对引线造成损伤，产生外观不良。此外，若引线从管座下表面突出，则用于将该突出的部分接合于印刷基板的电极的焊料的量变多。因此，存在制造成本变高这样的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而提出的，其目的在于得到能够降低制造成本并且提高产品质量的光半导体装置。

本发明的光半导体装置的特征在于，具备：基板，具有上表面和下表面；光半导体元件，配置在所述基板的所述上表面；引线，贯通所述基板，从所述基板的所述上表面突出并且不从所述基板的所述下表面突出；导线，将所述引线的突出的部分电连接于所述光半导体元件；带有透镜的盖，在所述基板的所述上表面，覆盖所述光半导体元件、所述引线的突出的部分以及所述导线；焊料，配置在所述基板的所述下表面并且与所述引线电连接。

根据本发明，能够降低制造成本并且提高产品质量。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的光半导体装置的剖面图。

图2是示出本发明的实施方式1的光半导体装置的侧面图。

图3是示出比较例的光半导体装置的侧面图。

图4是示出本发明的实施方式2的光半导体装置的剖面图。

图5是示出本发明的实施方式3的光半导体装置的剖面图。

图6是示出本发明的实施方式4的光半导体装置的剖面图。

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式的光半导体装置进行说明。对相同或者对应的结构要素标注相同的附图标记，存在省略重复说明的情况。

实施方式1

图1以及图2分别是示出本发明的实施方式1的光半导体装置的剖面图以及侧面图。在管座1的上表面配置有底座2。在底座2上配置有子基板3，在子基板3上配置有作为一般的发光元件的半导体激光器4。

为了确保散热性，管座1是FeNi合金等导电性物质，底座2的材质与管座1相同。使管座1或底座2为接地电位，由此，能够降低针对半导体激光器4的噪声。此外，子基板3是氮化铝或氧化铝等陶瓷类材料，具有管座1和半导体激光器4的中间的线膨胀系数，所以，能够减少安装变形。

引线5、6贯通管座1，从管座1的上表面突出。在管座1和引线5、6之间设置有绝缘材料7。引线5、6不从管座1的下表面突出。

引线5的突出的部分利用导线8电连接于半导体激光器4的表面电极。设置于子基板3的高频电路9利用芯片焊接而与半导体激光器4的背面电极电连接。引线6的突出的部分利用导线10电连接于高频电路9。高频电路9抑制信号的电反射。带有透镜11的盖12在管座1的上表面覆盖半导体激光器4、引线5、6的突出的部分以及导线8、10。

焊料球13、14配置在管座1的下表面并且分别与引线5、6电连接。焊料球13、14是SnAgCu等。隔着该焊料球13、14，光半导体装置电气地并且机械地接合于光模块的印刷基板等。在管座1的下表面配置的绝缘片材15将管座1与焊料球13、14电绝缘。

接着，与比较例进行比较，说明本实施方式的效果。图3是示出比较例的光半导体装置的侧面图。在比较例中，引线5、6从管座1的下表面突出。比较例的装置在将引线5、6切割为指定的长度之后利用焊接进行安装，所以，不能够实现回流等的自动化，根据操作者的技术水平，制造质量产生偏差。

另一方面，在本实施方式中，引线5、6不从管座1的下表面突出，焊料球13、14配置在管座1的下表面并且与引线5、6电连接。这样，使与外部的电接合部为焊料球13、14，由此，能够使外部的安装方法多样化。例如，通过使用回流等的自动安装制造装置，从而能够提高生产能力（throughput），能够抑制起因于操作者的制造质量的偏差。

此外，在比较例中，在每次将引线5、6插入到检查装置中时对引线5、6造成损伤，产生外观不良。另一方面，在本实施方式中，由于引线5、6不从管座1的下表面突出，所以，在检查时不会对引线5、6造成损伤。因此，能够将使用于引线5、6的Au镀层的厚度变薄，所以，能够实现资源节省、低成本化。

此外，如比较例那样，若引线5、6从管座1的下表面突出，则用于将该突出的部分接合到印刷基板的电极的焊料的量变多。另一方面，在本实施方式中，由于引线5、6不从管座1的下表面突出，所以，能够减少焊料的量。

此外，在比较例中，在引线切割以及成形后直接将引线安装于光模块的印刷基板、或者在引线切割后将引线5、6焊接于柔性基板的一端并且将柔性基板的另一端焊接于印刷基板。相对于此，在本实施方式中，不需要引线切割工序以及柔性基板，能够抑制组装设备的投资成本以及构件的使用。

此外，在比较例中，在检查时的引线切割前的装置与实际使用时的引线切割完成后的装置之间，在电感特性等方面产生差异。另一方面，在本实施方式中，由于不进行引线切割，所以，测定结果接近于实际使用。其结果是，成品率得到改善。

此外，在比较例中，为了实现高集成化，在制造工序中需要准备引线切割用的夹具。另一方面，在本实施方式中，由于不进行引线切割，所以，不需要专用的夹具。此外，根据光半导体装置的引线5、6的配置，能够挪用与通常的IC相同的检查设备，所以，能够抑制检查设备的投资成本。

此外，在本实施方式中，由于将从管座1的上表面突出的引线5、6导线连接于半导体激光器4，所以，导线8、10变短。因此，导线8、10的电感变小，高频特性提高。此外，由于导线8、10不是环状，所以，组装容易并且可靠性提高。

此外，作为安装半导体激光器4的基板，使用由导电性物质构成的管座1，由此，散热性提高。但是，在本实施方式中，由于引线5、6不从管座1的下表面突出，所以，存在在管座1的下表面与引线5、6电连接的焊料球13、14与管座1短路的危险。因此，在管座1的下表面配置有绝缘片材15。由此，能够将管座1与焊料球13、14电绝缘。即便是焊料球13、14的直径小的FPBGA（FinePitchBallGridArray：细间距球栅阵列）等，也能够利用绝缘片材15确保绝缘性。

实施方式2

图4是示出本发明的实施方式2的光半导体装置的剖面图。使用印刷基板16代替管座1。但是，需要确保半导体激光器4的屏蔽性、环境耐受性、散热性。在该情况下，也能够得到与实施方式1相同的效果。

此外，印刷基板16的材质是FR-4等的玻璃-环氧树脂类材料，但是，代替玻璃-环氧树脂类材料而使用玻璃-陶瓷基板也可以。玻璃-陶瓷基板能够根据LTCC（低温同时烧结陶瓷）等的工艺或导体材料的选择来控制介电常数等物理常数。并且，玻璃-陶瓷基板与玻璃-环氧树脂基板相比，热导率高，所以，在散热性方面优良。

实施方式3

图5是示出本发明的实施方式3的光半导体装置的剖面图。印刷基板16与管座1相比，散热性差，所以在印刷基板16的背面设置有滑润脂等散热材料17。由此，能够提高散热性。

实施方式4

图6是示出本发明的实施方式4的光半导体装置的剖面图。代替焊料球13、14而使用块状的焊料18、19。这样，不需要焊料的形状为球。因此，不限于BGA（BallGridArray：球栅阵列），也能够应用于例如LGA（LandGridArray：栅格阵列封装）、QFN（QuadFlatNon-leadedPackage：四侧无引脚扁平封装）、SOP（SmallOnlinePackage）等。

此外，作为半导体激光器4，也可以使用VCSEL（VerticalCavitySurfaceEmittingLaser：垂直腔面发射激光器）等面发光激光器。此外，代替半导体激光器4，也可以使用受光元件或LED。

附图标记说明：

1管座（基板）

3子基板

4半导体激光器（光半导体元件）

5、6引线

8、10导线

11透镜

12盖

13、14焊料球（焊料）

15绝缘片材

16印刷基板（基板、绝缘基板）

18、19块状的焊料。

Claims

1.一种光半导体装置，其特征在于，具备：

基板，具有上表面和下表面；

光半导体元件，配置在所述基板的所述上表面；

引线，贯通所述基板，从所述基板的所述上表面突出并且不从所述基板的所述下表面突出；

导线，将所述引线的突出的部分电连接于所述光半导体元件；

带有透镜的盖，在所述基板的所述上表面，覆盖所述光半导体元件、所述引线的突出的部分以及所述导线；以及

焊料，配置在所述基板的所述下表面并且与所述引线电连接。

2.如权利要求1所述的光半导体装置，其特征在于，

还具备在所述基板的所述下表面配置的绝缘片材，

所述基板是导电性物质，

所述绝缘片材将所述基板与所述焊料电绝缘。

3.如权利要求1所述的光半导体装置，其特征在于，

所述基板是绝缘基板。

4.如权利要求1～3的任意一项所述的光半导体装置，其特征在于，

所述焊料是焊料球。

5.如权利要求1～3的任意一项所述的光半导体装置，其特征在于，

还具备：子基板，配置在所述基板的所述上表面并且具有所述基板与所述光半导体元件的中间的线膨胀系数，

所述光半导体元件配置在所述子基板上。