CN104205529A - 半导体组件 - Google Patents

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Abstract

在层叠陶瓷基板(1)的上表面设置有配线(2、3)。陶瓷块体(6)设置在层叠陶瓷基板1上。在陶瓷块体(6)的表面上设置有包含半导体激光器(7)在内的多个电子部件。设置在陶瓷块体(6)的表面的配线(11、12)将多个电子部件的一部分和配线(2、3)连接。在层叠陶瓷基板(1)上设置有带玻璃窗(15)的金属制罩体(16)，该金属制环(14)将陶瓷块体(6)、以及半导体激光器(7)等多个电子部件包括在内。

Description

半导体组件
技术领域
本发明涉及一种光通信用的半导体组件。
背景技术
在现有的光通信用的半导体组件中，具有金属组件和CAN组件。金属组件是将层叠陶瓷基板和金属制的箱组合而成的。CAN组件是向金属板的开口孔中穿过金属制的杆，利用玻璃进行气密、绝缘，并焊接有带窗的罩体而成的。
金属组件由于使用层叠陶瓷基板，因此高频特性优异。但是，构造复杂，部件数量多、成本高。另外，由于是箱型形状，所以只能够从设置盖部之前的开口部侧(上侧)进行部件安装。
CAN组件能够从所有方向在金属板的上表面上安装部件，另外，通过电气焊接而瞬间地将金属板和罩体接合，生产性优异。但是，用于供给信号的引脚通过玻璃封装而固定于金属板，因此，难以取得阻抗匹配，高频特性差。
对此，提出了一种半导体组件，在该半导体组件中，向层叠陶瓷基板的上表面的凹部安装光半导体元件，利用带窗的金属制罩体对该光半导体元件进行覆盖(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2003－163382号公报
发明内容
在现有的半导体组件中，只能在层叠陶瓷基板的上表面的凹部的底面安装光半导体元件，设计自由度低。并且，只能使用面发光或者面受光型的光半导体元件。另外，在金属制罩体内，在层叠陶瓷基板上安装电子部件的空间有限。
本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于得到一种半导体组件，该半导体组件能够提高高频特性、生产性、安装空间、以及设计自由度。
本发明所涉及的半导体组件的特征在于，具有：层叠陶瓷基板，其具有第1配线；块体，其设置在所述层叠陶瓷基板上；包含光半导体元件在内的多个电子部件，它们设置于所述块体的表面；第2配线，其设置于所述块体的表面，将所述多个电子部件的一部分和所述第1配线连接；以及带窗的金属制罩体，其设置在所述层叠陶瓷基板上，覆盖所述块体以及所述多个电子部件。
发明的效果
根据本发明，得到一种半导体组件，该半导体组件能够提高高频特性、生产性、安装空间、以及设计自由度。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体组件的剖面图。
图2是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体组件的罩体内部的俯视图。
图3是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
图4是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
图5是表示本发明的实施方式1所涉及的层叠陶瓷基板的例子的俯视图。
图6是表示本发明的实施方式1所涉及的层叠陶瓷基板的例子的俯视图。
图7是表示本发明的实施方式1所涉及的层叠陶瓷基板的例子的俯视图。
图8是表示本发明的实施方式1所涉及的层叠陶瓷基板的例子的俯视图。
图9是表示本发明的实施方式1所涉及的层叠陶瓷基板的例子的俯视图。
图10是表示本发明的实施方式1所涉及的层叠陶瓷基板的例子的俯视图。
图11是图10的层叠陶瓷基板的剖面图。
图12是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体组件的变形例的剖面图。
图13是表示本发明的实施方式2所涉及的半导体组件的剖面图。
图14是表示本发明的实施方式2所涉及的半导体组件的罩体内部的俯视图。
图15是表示本发明的实施方式2所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
图16是表示本发明的实施方式2所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
图17是表示本发明的实施方式3所涉及的半导体组件的剖面图。
图18是表示本发明的实施方式3所涉及的半导体组件的罩体内部的俯视图。
图19是表示本发明的实施方式3所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
图20是表示本发明的实施方式3所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
图21是表示本发明的实施方式4所涉及的半导体组件的剖面图。
图22是表示本发明的实施方式4所涉及的半导体组件的罩体内部的俯视图。
图23是表示本发明的实施方式4所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
图24是表示本发明的实施方式4所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
图25是表示本发明的实施方式5所涉及的半导体组件的剖面图。
图26是表示本发明的实施方式5所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
图27是表示本发明的实施方式5所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
具体实施方式
参照附图，对本发明的实施方式所涉及的半导体组件进行说明。有时对相同或者对应的结构要素标注相同的标号，省略重复说明。
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体组件的剖面图。图2是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体组件的罩体内部的俯视图。图3以及图4是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
在层叠陶瓷基板1的上表面设置有配线2、3。配线2、3分别与贯通层叠陶瓷基板1的通路孔4、5连接。
陶瓷块体6设置在层叠陶瓷基板1上。在陶瓷块体6的上表面设置有面发光型的半导体激光器7和电容器8。此外，也可以取代面发光型的半导体激光器7，而使用面受光型的受光元件。
在陶瓷块体6的侧面设置有对半导体激光器7进行驱动的驱动电路9(TIA：Transimpedance Amplifier)和电容器10。半导体激光器7和电容器8由导线连接，半导体激光器7和驱动电路9由导线以及配线连接，驱动电路9和电容器10由导线连接。
在陶瓷块体6的表面设置有配线11、12。配线11将电容器8和层叠陶瓷基板1上的配线2连接。配线12将驱动电路9和层叠陶瓷基板1上的配线3连接。配线12是信号配线S被接地配线G包夹而成的共面线。
陶瓷块体6以配线2、3的一部分和配线11、12的一部分重叠的方式配置在层叠陶瓷基板1上。并且，配线2、3的一部分和配线11、12的一部分通过涂敷于角部的焊料、导电性树脂等导电性接合部件13进行接合。这样，由于不进行导线接合，因此，能够降低配线2、3和配线11、12的接合部分处的高频传送损耗而改善高频特性。并且，由于能够省略导线接合工序，因此，生产性提高。
在层叠陶瓷基板1上设置有金属制环14。在该金属制环14上电气焊接有带玻璃窗15的金属制罩体16。金属制环14包围陶瓷块体6、以及半导体激光器7等多个电子部件。
从图5至图10是表示本发明的实施方式1所涉及的层叠陶瓷基板的例子的俯视图。图11是图10的层叠陶瓷基板的剖面图。在从图5至图9的情况下，配线3是信号配线S被接地配线G包夹而成的共面线。在图10以及图11的情况下，配线3是微带线。配线2是DC线等。在图5中配线2和配线3相对配置，在图6以及图7中配置成一列，在图8中正交配置，在图9中交错配置。这样，层叠陶瓷基板1的配线3是共面线或者微带线，因此，能够实现40Gb等高速传送。
在本实施方式中，通过使用层叠陶瓷基板1，从而能够提高高频特性。并且，能够将部件从所有方向安装在陶瓷块体6上。并且，层叠陶瓷基板1上的金属制环14和金属制罩体16能够瞬间地进行电气焊接。在焊接金属制罩体16之前，由于层叠陶瓷基板1没有侧壁等障碍物，因此，能够将容易安装陶瓷块体6、电子部件。因此，能够提高生产性。
另外，在设置于层叠陶瓷基板1上的陶瓷块体6的表面上能够立体地安装多个电子部件。因此，能够提高设计自由度。但是，电子部件也可以仅有1个，可以在陶瓷块体6的表面上至少设置1个电子部件。并且，由于能够缩短电子部件之间的配线，因此，能够进一步提高高频特性。并且，通过在陶瓷块体6的上表面和4个侧面中的大于或等于2个面上安装电子部件，从而与不使用陶瓷块体6而在层叠陶瓷基板1的上表面上安装电子部件的情况相比，由于增加安装空间，因此，能够在金属制罩体16内安装大量的电子部件。
另外，在将陶瓷块体6安装在层叠陶瓷基板1上时，即使在使用环氧树脂树脂等粘接剂的情况下，只要充分地确保陶瓷块体6上的电子部件和粘接剂之间的距离，就能够避免由树脂漏出引起的导线接合问题。
图12是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体组件的变形例的剖面图。配线11、12通过侧面金属化而形成在陶瓷块体6的表面上，配线11、12的一部分深入至陶瓷块体6的下表面。陶瓷块体6以配线2、3的一部分和配线11、12的一部分重叠的方式配置在层叠陶瓷基板1上。并且，配线2、3的一部分和配线11、12的一部分彼此相对，由设置在两者之间的导电性接合部件13进行接合。由此，能够与上述实施方式1同样地改善高频特性，提高生产性。
实施方式2.
图13是表示本发明的实施方式2所涉及的半导体组件的剖面图。图14是表示本发明的实施方式2所涉及的半导体组件的罩体内部的俯视图。图15以及图16是表示本发明的实施方式2所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
在陶瓷块体6的侧面设置有：端面发光型的半导体激光器7；以及光电二极管17，其对从半导体激光器7的后端面射出的光进行受光。此外，也可以取代端面发光型的半导体激光器7，而使用端面受光型的受光元件。这样，通过安装于陶瓷块体6的侧面，从而不仅限于面受光型，也能够使用端面发光型或者端面受光型的光半导体元件。
实施方式3.
图17表示本发明的实施方式3所涉及的半导体组件的剖面图。图18是表示本发明的实施方式3所涉及的半导体组件的罩体内部的俯视图。图19以及图20是表示本发明的实施方式3所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
在本实施方式中，使用层叠陶瓷块体18。对于层叠陶瓷块体18，不仅限于表面，也能够在内层形成配线。另外，通过使层叠陶瓷块体18形成为独立于层叠陶瓷基板1的部件，从而能够改变两者的层叠方向，因此，设计自由度提高。
实施方式4.
图21是表示本发明的实施方式4所涉及的半导体组件的剖面图。图22是表示本发明的实施方式4所涉及的半导体组件的罩体内部的俯视图。图23以及图24是表示本发明的实施方式4所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
在本实施方式中，使用金属块体19。金属块体19的散热性良好，因此，能够高效地冷却半导体激光器7。另外，绝缘膜20局部地覆盖金属块体19的表面。在该绝缘膜20上设置有配线11、12。
实施方式5.
图25是表示本发明的实施方式5所涉及的半导体组件的剖面图。图26以及图27是表示本发明的实施方式5所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
金属块体19与层叠陶瓷基板1的配线21连接。配线21与贯通层叠陶瓷基板1的通路孔22连接。电容器23与金属块体19连接。这样，能够将金属块体19作为传送路径或者电气接地使用。
另外，配线11不仅设置在绝缘膜20上，也可以经由树脂等绝缘性的粘接剂24而设置在金属块体19的表面上。由此，能够提高设计自由度。
此外，在实施方式1～5中，在光半导体元件为半导体激光器7的情况下，也可以将玻璃窗15变换为透镜。从半导体激光器7射出的光随距离的增加而不断扩散，但由于能够通过透镜汇聚，因此，能够提高耦合效率。
标号的说明
1 层叠陶瓷基板
2、3 配线(第1配线)
7 半导体激光器(光半导体元件，电子部件)
9 驱动电路(电子部件)
11、12 配线(第2配线)
13 导电性接合部件
15 玻璃窗(窗)
16 金属制罩体
17 光电二极管(电子部件)
18 层叠陶瓷块体(块体)
19 金属块体(块体)
20 绝缘膜
21 配线(第3配线)
23 电容器(电子部件)
24 绝缘性的粘接剂

Claims (9)

1.一种半导体组件，其特征在于，具有：
层叠陶瓷基板，其具有第1配线；
块体，其设置在所述层叠陶瓷基板上；
包含光半导体元件在内的多个电子部件，它们设置于所述块体的表面；
第2配线，其设置于所述块体的表面，将所述多个电子部件的一部分和所述第1配线连接；以及
带窗的金属制罩体，其设置在所述层叠陶瓷基板上，覆盖所述块体以及所述多个电子部件。
2.根据权利要求1所述的半导体组件，其特征在于，
所述块体以所述第1配线的一部分和所述第2配线的一部分重叠的方式配置在所述层叠陶瓷基板上，
所述第1配线的一部分和所述第2配线的一部分由导电性接合部件进行接合。
3.根据权利要求1或2所述的半导体组件，其特征在于，
所述光半导体元件是端面发光型或者端面受光型，并设置于所述块体的侧面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体组件，其特征在于，
所述块体是层叠陶瓷块体。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体组件，其特征在于，
所述块体是金属块体，
所述层叠陶瓷基板还具有第3配线，
所述金属块体与所述第3配线连接，
所述多个电子部件的一部分与所述金属块体连接。
6.根据权利要求5所述的半导体组件，其特征在于，
该半导体组件还具有绝缘膜，其设置在所述块体上，
所述第2配线设置在所述绝缘膜上。
7.根据权利要求5所述的半导体组件，其特征在于，
所述第2配线经由绝缘性的粘接剂而设置于所述块体的表面。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体组件，其特征在于，
所述光半导体元件是半导体激光器，
所述多个电子部件具有驱动电路和光电二极管中的至少一者，其中，所述驱动电路对所述半导体激光器进行驱动，所述光电二极管对从所述半导体激光器的后端面射出的光进行受光。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的半导体组件，其特征在于，
所述第1配线是共面线或者微带线。
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