JP2001060635A

JP2001060635A - 光半導体素子収納用パッケージ

Info

Publication number: JP2001060635A
Application number: JP11236069A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sawai; 隆澤井
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-08-23
Filing date: 1999-08-23
Publication date: 2001-03-06
Anticipated expiration: 2019-08-23
Also published as: JP3670527B2

Abstract

(57)【要約】【課題】熱膨張差によって窓部材に掛かる応力を緩和さ
せ、窓部材が外れて光パッケージ内の気密が破れるのを
防止し、また前記応力により窓部材の光学特性が劣化す
るのを抑制すること。【解決手段】内部に光半導体素子を収納する金属製の光
半導体素子収納用パッケージ本体の一面に形成された開
口８に、光半導体素子と外部の光ファイバとを光学的に
結合させる窓部材１を金属ロウ材を介して接合させた光
半導体素子収納用パッケージにおいて、窓部材１の光半
導体素子収納用パッケージ本体との接合部に環状のメタ
ライズ層２ａ，２ｂを被着させ、該環状のメタライズ層
２ａ，２ｂにその内周側と外周側とを連通しない空隙３
を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザやフ
ォトダイオード等の光半導体素子を収納し、光ファイバ
と光半導体素子とを光学的に結合させる集光レンズ等の
窓部材を具備する光半導体素子収納用パッケージに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の光半導体素子収納用パッケージ
（以下、光パッケージという）Ｐを図７〜図９に示す。
半導体レーザやフォトダイオード等の光半導体素子を収
納するための光パッケージＰは、基本的に平板状の基体
２１と、基体２１上に接着固定され箱状の側壁を構成す
る枠体２２とから成る。そして、基体２１は銅（Ｃｕ）
−タングステン（Ｗ）合金，ＳＵＳ（ステンレス），鉄
（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金
（コバール）等から成り、上面の中央領域に光半導体素
子２４が載置される光半導体素子２４の載置部２１ａを
有する。また、枠体２２はコバール，ＳＵＳ等から成
り、載置部２１ａを囲繞するよう基体２１上に銀ロウ等
の金属ロウ材を介して接着され、側部に光ファイバ３２
を固定するための円筒状の光ファイバ固定部材２８と、
さらに外部の駆動回路等に接続されるリード端子３６が
ロウ付けされメタライズ配線層２９を有するアルミナセ
ラミックス等からなるリード端子部材（フィードスルー
型の絶縁端子部材）２７とが設けられる。枠体２２の上
部には、光半導体素子２４を気密封止する金属製の蓋体
３１が設置される。

【０００３】そして、基体２１の載置部２１ａに光半導
体素子２４を接着固定するとともに、光半導体素子２４
の入出力電極等の各電極をボンディングワイヤ３０を介
してリード端子３６が接続されているメタライズ配線層
２９に接続し、次に枠体２２の上部に蓋体３１を接着さ
せ、基体２１と枠体２２と蓋体３１とからなる容器内部
に光半導体素子２４を収納する。最後に枠体２２の光フ
ァイバ固定部材２８に光ファイバ３２の端部をレーザ光
線照射によって溶着接合させ、光ファイバ３２を枠体２
２に固定することによって光半導体装置となる。尚、３
５は、基体２１の四隅部に設けられ外部の回路基板等上
に光パッケージＰをネジ止め等により固定するための貫
通孔３５ａを形成したフランジ部、２５は、光半導体素
子２４の下部に設置され光半導体素子２４を冷却し安定
的な駆動を行わせるためのペルチェ素子、２６は、ペル
チェ素子２５と光半導体素子２４の間に設置され、Ｃｕ
−Ｗ合金や窒化アルミニウムセラミックス等の良熱伝導
性材料からなる基板である。

【０００４】かかる光半導体装置は、外部の駆動回路か
ら供給される電気信号によって光半導体素子２４を駆動
し、例えばレーザ光を発振させ、この光を光ファイバ３
２を通して外部に伝送することにより高速光通信等に使
用される。また光半導体装置において、図９に示すよう
に、光ファイバ固定部材２８の光パッケージＰ内部側の
端部には、サファイア，ガラス等から成る集光レンズ等
の光学的な窓部材３４がロウ付け等により接合されてい
る。または、図５に示すように、窓部材１の一主面の周
辺側にリング状のメタライズ層を形成し、このメタライ
ズ層を、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金，ＳＵ
Ｓ等から成る枠体２２に直接ロウ付けする構成としてい
た。

【０００５】上記窓部材に関する従来例として、窓材と
パッケージ本体との間に金属枠部材を備え、金属枠部材
は窓材との接合面を除く部分に金メッキが施され、金属
枠部材は窓材と低融点ガラスで接合され、かつ表装メッ
キを備えたパッケージ本体の窓材取付部とロウ付けされ
ることにより、窓材の接合後にパッケージをメッキ液に
浸漬する必要がないため、低融点ガラスがメッキ液に触
れて溶融する等の問題が生じないものが提案されている
（従来例１：特開平８−２４１９３３号公報参照）。

【０００６】他の従来例として、容器側壁の筒状部に窓
材を半田ロウで接合した光透過窓を有する半導体用気密
封止容器であって、窓材が中央に円形の光透過部を残し
て周囲にメタライズ部が形成された略正６角形の硼珪酸
ガラス板からなり、硼珪酸ガラス板の外周に内接する円
の直径Ｌ１と中央の円形の光透過部の直径Ｌ２とが、Ｌ
２／Ｌ１≦０．８５の関係にあることにより、硼珪酸ガ
ラス板の割れがなくかつリークの発生をなくして、信頼
性の高い光半導体用気密封止容器を提供し得るというも
のが公知である（従来例２：特開平１１−５４６４２号
公報参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光パッケージＰにおいて、図５のような窓部材１の場
合、枠体２２を構成するＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金｛熱膨張
係数約１０×１０^-6／℃（室温〜８００℃）｝，Ｆｅ−
Ｎｉ合金｛熱膨張係数約６．０×１０^-6／℃（室温〜８
００℃）｝，ＳＵＳ｛熱膨張係数約１８×１０^-6／℃
（室温〜８００℃）｝と、窓部材を構成するサファイア
｛熱膨張係数約７．９×１０^-6／℃（室温〜８００
℃）｝，硼珪酸ガラス｛熱膨張係数約５．１×１０^-6／
℃（室温〜８００℃）｝との熱膨張差により、窓部材に
応力が掛かり窓部材が外れ、その結果光パッケージＰ内
の気密が破れるといった問題が生じていた。また、窓部
材に掛かる応力により窓部材が変形し、窓部材に複屈
折、屈折率分布が生じて開口数，焦点等が変化し、光学
特性が劣化するという問題があった。

【０００８】また、上記従来例１のものは基本的に図５
と同様の構成であり、また金属枠部材と窓部材とを低融
点ガラスで接合しているため金属枠部材を酸化しなけれ
ばならず、さらに光パッケージに耐食性を付与するため
にメッキ膜を施すが、この際酸化膜を除去しなければな
らず、従って製造工程が煩雑になるという問題があっ
た。

【０００９】従来例２の場合も上記と同様に、容器側壁
の筒状部と窓材との熱膨張差により、窓材に応力が掛か
り窓材が外れ、その結果光パッケージ内の気密が破れる
といった問題が生じていた。また、窓材に掛かる応力に
より窓材が変形し、窓材に複屈折、屈折率分布が生じて
開口数，焦点等が変化し光学特性が劣化していた。

【００１０】従って、本発明は上記事情に鑑みて完成さ
れたものであり、その目的は、光パッケージと窓部材と
の熱膨張差により、窓部材に応力が掛かり光パッケージ
から窓部材が外れる、および光パッケージ内の気密が破
れるといった問題を解消し、また窓部材に掛かる応力に
より窓部材に複屈折、屈折率分布が生じて開口数，焦点
等が変化し、光学特性が劣化するのを抑制することを目
的とする。

【００１１】

【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、内部に光半導体素子を収納する金属
製の光半導体素子収納用パッケージ本体の一面に形成さ
れた開口に、前記光半導体素子と外部の光ファイバとを
光学的に結合させる窓部材を金属ロウ材を介して接合さ
せた光半導体素子収納用パッケージにおいて、前記窓部
材の光半導体素子収納用パッケージ本体との接合部に環
状のメタライズ層を被着させ、該環状のメタライズ層に
その内周側と外周側とを連通しない空隙を設けたことを
特徴とする。

【００１２】本発明は、上記構成により、熱膨張差によ
って光半導体素子収納用パッケージ本体から窓部材に掛
かる応力を、環状のメタライズ層に設けた空隙（空気
層）によって吸収および拡散して緩和させ、窓部材が外
れて光半導体素子収納用パッケージ内の気密が破れるの
を防止し、また窓部材に掛かる応力により窓部材の光学
特性が劣化するのを抑制するという作用効果を有する。

【００１３】本発明において、好ましくは、前記環状の
メタライズ層が同心状に形成された複数のメタライズ層
から成ることを特徴とする。これにより、窓部材に掛か
る応力をさらに吸収緩和する効果が向上する。

【００１４】また好ましくは、前記複数のメタライズ層
のうち最外周に位置するメタライズ層に、前記空隙に繋
がるとともに外周側とを連通させる非形成部を設けたこ
とを特徴とする。この構成により、最外周のメタライズ
層に非形成部を設けることで、窓部材と枠体とのロウ付
け時，ペルチェ素子等の電子部品の固定時，ワイヤーボ
ンディング等の結線時，蓋体の封止時等の熱処理時に、
空隙内の空気が膨張して窓部材が外れ易くなるのを防ぐ
ことができるという効果がある。

【００１５】本発明の光半導体素子収納用パッケージの
好ましい基本構成は、上面に光半導体素子が載置される
載置部を有する略長方形の基体と、該基体に前記載置部
を囲繞するように接合され、側部に前記光半導体素子と
光学的に結合される光ファイバを固定する光ファイバ固
定部材および他の側部に前記光半導体素子に駆動信号を
入力するリード端子部材を設けた略長方形の枠体とを具
備するものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の光パッケージについて以
下に説明する。図１〜図４は、本発明の光パッケージ用
の窓部材の各種実施形態を示す平面図、図６は本発明の
窓部材の接合構造を示す窓部材および光パッケージの部
分断面図である。これらの図において、１はサファイ
ア，ガラス等から成り、半導体レーザ，フォトダイオー
ド，ＬＥＤ（light emission diode）等の光半導体素子
と外部の光ファイバとを光学的に結合させる集光レンズ
としての円形の窓部材である。そして、窓部材１以外の
他の部分の基本構成は図７〜図９と同様である。

【００１７】図１は、窓部材１の一主面周辺の接合部
に、同心状に形成された２つの環状のメタライズ層２
ａ，２ｂを設けたものであり、外周側の環状のメタライ
ズ層２ａと内周側の環状のメタライズ層２ｂとの間に
は、その内周側と外周側とを連通しない空隙（空気層）
３、即ち光パッケージ内と外部とを連通させない空隙
（空気層）３が形成される。これらの環状のメタライズ
層２ａ，環状のメタライズ層２ｂおよび空隙３の３層構
造により、窓部材１に掛かる応力を吸収および拡散して
緩和することで、図５の従来品と比べて窓部材１がきわ
めて外れ難いものとなる。そして、環状のメタライズ層
２ａ，２ｂの径方向の幅は０．１〜５．０ｍｍが好まし
く、０．１ｍｍ未満では光パッケージ内の気密を保持す
ることが困難になり、５．０ｍｍを超えると、窓部材１
中央部の光透過部を確保するために外径の大きな窓部材
１にする必要があり、実用上が支障がある。

【００１８】また、空隙３の径方向の幅は０．１〜５．
０ｍｍが好ましく、０．１ｍｍ未満では応力の緩和効果
が不十分であり、５．０ｍｍを超えると、空隙３内の空
気量が多いため熱処理時に空隙３内の空気が膨張して窓
部材１が外れ易くなる。

【００１９】図２は、図１の構成において、外周側の環
状のメタライズ層２ａと内周側の環状のメタライズ層２
ｂとを連結部４により部分的に連結させたものであり、
これにより環状のメタライズ層２ａ，環状のメタライズ
層２ｂ，空隙３および連結部４の３層構造全体で応力を
緩和する効果が高まる。

【００２０】また図３は、窓部材１の一主面周辺の接合
部に外部に連通しないボイド状の空隙５を有する環状の
メタライズ層２を設けたものであり、この構成によって
も、応力を吸収および拡散して緩和する効果が得られ
る。この場合、環状のメタライズ層２の径方向の幅は、
図１の場合と同様に０．１〜５．０ｍｍが好ましい。こ
の空隙５の平均直径は、環状のメタライズ層２の径方向
の幅よりも小さくかつ０．１〜５．０ｍｍが良い。０．
１ｍｍ未満では応力の緩和効果が不十分であり、５．０
ｍｍを超えると、空隙５内の空気量が多いため熱処理時
に空隙５内の空気が膨張して窓部材１が外れ易くなる。

【００２１】また、空隙５の環状のメタライズ層２にお
ける体積占有率は１０〜８０体積％が良く、１０体積％
未満では応力の緩和効果が不十分であり、８０体積％を
超えると熱処理時に空隙５内の空気が膨張して窓部材１
が外れ易くなる。

【００２２】さらに図４は、図２の構成において、外周
側の環状のメタライズ層２ａに、空隙３に繋がり外周側
とを連通させる非形成部６を設けたものであり、このよ
うな構成により熱処理時に空隙３内の空気が膨張して窓
部材１が外れ易くなるのを防ぐことができるという効果
がある。

【００２３】図１〜図４において、環状のメタライズ層
２，２ａ，２ｂの厚さは、０．１〜１００μｍが好まし
く、０．１μｍ未満では光パッケージ内の気密を保持す
ることが困難になり、１００μｍを超えるとメタライズ
層を形成するのが困難となる。また、環状のメタライズ
層２，２ａ，２ｂに設ける空隙３，５は、内周側の外部
と外周側の外部を連通しないものであり、これにより光
パッケージ内部の気密が保持される。

【００２４】本発明において、環状のメタライズ層２，
２ａ，２ｂは、公知のＭｏ，Ｍｎペースト等を塗布焼成
したもの、またはＴｉ層，Ｐｔ層，Ａｕ層の３層をスパ
ッタリング法等の薄膜形成法により順次成膜したものか
ら成る。Ｍｏ，Ｍｎペーストを塗布焼成したものの場
合、さらにＮｉメッキを施し、Ａｇ−Ｃｕ共晶合金ロウ
材により光パッケージ本体に接合するか、またはＮｉメ
ッキ，Ａｕメッキを施し、Ａｕ−Ｓｎ合金ロウ材により
光パッケージ本体に接合する。また、Ｔｉ層，Ｐｔ層，
Ａｕ層の３層をスパッタリング法により成膜したものの
場合、Ａｕ−Ｓｎ合金ロウ材により光パッケージ本体に
接合する。

【００２５】また、図１〜図４の空隙３，５の形成は、
スクリーン印刷法，スパッタリング法による成膜時に、
所定パターンを有するマスクを用いることにより行うこ
とができる。特に、スクリーン印刷法等の厚膜法では、
マスキングによる形成が容易であり好適である。

【００２６】窓部材１の形状は、図１〜図４のような円
形のものに限らず、四角形以上の多角形でも良く、同様
に環状のメタライズ層２，２ａ，２ｂの形状も四角形以
上の多角形等に変更し得る。また、環状のメタライズ層
２ａ，２ｂは３つ以上のものを同心状に形成しても構わ
ない。

【００２７】本発明の窓部材１は以下の工程〔１〕〜
〔２〕のように作製され光パッケージ本体に接合され
る。

【００２８】〔１〕サファイア等から成る集光レンズと
しての窓部材１について、その一主面周辺の接合部に、
環状のメタライズ層用のＭｏ，Ｍｎペーストを所定パタ
ーン（図１〜図４）となるようにスクリーン印刷法等で
塗布し、還元雰囲気中で１２００℃〜１５００℃で焼成
する。

【００２９】〔２〕この環状のメタライズ層上に、電解
メッキ法または無電解メッキ法によりＮｉメッキを施
し、図６に示すように、光パッケージ本体の開口８を塞
ぐようにして光パッケージ本体に窓部材１をＡｇ−Ｃｕ
共晶合金ロウ材で接合し、その後光パッケージ本体に電
解メッキ法または無電解メッキ法によりＮｉメッキ，Ａ
ｕメッキを施す。尚、図６において、７は環状のメタラ
イズ層を含む接合部である。

【００３０】この場合、窓部材１と光パッケージ本体と
の間に、窓部材１に熱膨張係数の近い材料、例えばＦｅ
−Ｎｉ−Ｃｏ合金の組成比を調整することで熱膨張係数
を近似させたもの，セラミックス等から成る環状部材
（フランジ）を介在させても良い。そしてこの場合、Ｎ
ｉメッキを施した環状のメタライズ層と環状部材とをＡ
ｇ−Ｃｕ共晶合金ロウ材で接合し、さらに環状部材に電
解メッキ法または無電解メッキ法によりＮｉメッキ，Ａ
ｕメッキを施し、その後Ｎｉメッキ，Ａｕメッキを全体
に施した光パッケージ本体の開口８に、Ａｕ−Ｓｎ合金
ロウ材で環状部材を接合して気密封止する。

【００３１】他の製法として、ガラス，サファイア等か
ら成る窓部材１の一主面周辺の接合部に、真空蒸着法，
スパッタリング法等により環状のメタライズ層用のＴｉ
層，Ｐｔ層，Ａｕ層の３層を所定パターン（図１〜図
４）で成膜し、Ｎｉメッキ，Ａｕメッキを全体に施した
光パッケージ本体の開口８に、Ａｕ−Ｓｎ合金ロウ材で
窓部材１を接合して気密封止する方法もある。

【００３２】上記実施形態では、光パッケージ本体に窓
部材１を直接接合させたが、図９のように、Ｆｅ−Ｎｉ
−Ｃｏ合金等の金属から成る円筒状の光ファイバ固定部
材２８の光パッケージ内部側端部に設けても良い。

【００３３】本発明の光パッケージの好ましい基本構成
は、図７〜図９の如く、上面に光半導体素子２４が載置
される載置部２１ａを有する略長方形の基体２１と、該
基体２１に前記載置部２１ａを囲繞するように接合さ
れ、側部に前記光半導体素子２４と光学的に結合される
光ファイバ３２を固定する光ファイバ固定部材２８およ
び他の側部に前記光半導体素子２４に駆動信号を入力す
るリード端子部材２７を設けた略長方形の枠体２２とを
具備するものである。

【００３４】そして、基体２１の載置部２１ａには光半
導体素子２４，温度センサ等の各種電子部品がペルチェ
素子２５および基板２６を介して接着固定される。基体
２１はＣｕ−Ｗ合金等から成るのが良く、Ｃｕ−Ｗ合金
は熱放散性が良好であり、他の部材に使用されるＦｅ−
Ｎｉ−Ｃｏ合金やセラミックスと熱膨張係数が近似する
という点で好適である。このＣｕ−Ｗ合金は、平均粒径
約１０μｍのタングステン粉末を１０００ｋｇｆ／ｃｍ
²程度の圧力で加圧成形するとともに、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Ｃｕ
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り作製される。

【００３５】また、基体２１の上面には載置部２１a を
囲繞するように箱状の枠体２２が銀ロウ等の金属ロウ材
を介して接合されており、枠体２２の長辺側側部にはリ
ード端子部材２７、他の長辺側側部には光ファイバ固定
部材２８が側壁を貫通して、金属ロウ材等により接合さ
れ配設されている。そして、枠体２２は内部に光半導体
素子２４を収容する空間を形成するとともに、リード端
子部材２７及び光ファイバ固定部材２８を支持する機能
を有する。この枠体２２は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（コ
バール）等から成り、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金のインゴッ
トに公知の引き抜き加工法により角パイプを作製し、そ
の角パイプを切断して切削加工法やプレス加工法等の金
属加工を施すことによって所定の枠状に形成する。ま
た、枠体２２はセラミックス等の絶縁体でも構わない。
基体２１の長辺側に対応する枠体２２の側壁に取着され
たリード端子部材２７は、熱伝導性および電気絶縁性に
優れるアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）セラミックス等の電気絶
縁材料から成るのが良く、その上面には枠体２２の内側
から外側に導出されリード端子３６に接続されるメタラ
イズ配線層２９が設けられる。

【００３６】リード端子部材２７は、光パッケージ内部
に収納される光半導体素子２４，ペルチェ素子２５およ
び各種電子部品と、外部の駆動回路等とを接続する機能
を有する。このリード端子部材２７は、例えばアルミナ
セラミックスから成る場合、アルミナ，酸化珪素（Ｓｉ
Ｏ₂），酸化カルシウム（ＣａＯ），酸化マグネシウム
（ＭｇＯ）等の原料粉末に樹脂バインダや溶剤等を添加
混合して泥漿状となし、これを公知のドクターブレード
法等によりシート状とすることによって複数枚のセラミ
ックスグリーンシートを作製し、その後セラミックスグ
リーンシートに打ち抜き加工を施してこれらを積層し、
１５５０℃程度の高温で焼成して作製される。

【００３７】リード端子部材２７に形成されるメタライ
ズ配線層２９は、その一端側が、光半導体素子２４の電
極，ペルチェ素子２５の電極および各種電子部品（図示
せず）等の電極にボンディングワイヤ３０を介して接続
され、また他端側は、リード端子３６と銀ロウ等の金属
ロウ材を介して接続される。このリード端子３６を外部
の駆動回路等に接続することにより、光半導体素子２４
やペルチェ素子２５および各種電子部品が外部と接続さ
れる。そして、メタライズ配線層２９はＷ，Ｍｏ，Ｍｎ
等の高融点金属の粉末を含有する金属ペーストを焼成し
て成り、例えばＷ粉末やＭｎ粉末等の金属粉末に有機樹
脂バインダや溶剤を添加混合して得た金属ペーストを、
リード端子部材２７用のセラミックスグリーンシートに
公知のスクリーン印刷法等により所定パターンに印刷塗
布しておき焼成することで、リード端子部材２７の所定
位置に被着形成される。

【００３８】また、前記リード端子３６は、Ｆｅ−Ｎｉ
−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金等の金属から成り、光半導
体素子２４を外部の駆動回路等に電気的に接続する作用
をなす。リード端子３６は、例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合
金から成る板材に打ち抜き加工，エッチング加工等を施
すことにより所定形状に形成される。

【００３９】さらに、基体２１の長辺側に対応する枠体
２２の側壁には、光ファイバ３２を固定する円筒状の光
ファイバ固定部材２８が、枠体２２の内外を貫通するま
たは枠体２２の側壁に接合されるように取着される。こ
の光ファイバ固定部材２８の光パッケージの外側端部に
は、光ファイバ３２の端部を貫通孔に挿入固定したフラ
ンジ部材３３を接着剤や溶接等により接合することによ
り、光半導体素子２４と光ファイバ３２の光軸を合致さ
せた状態で光学的に結合させて固定する（図９）。この
ように、光ファイバ３２を設置固定することによって、
光半導体素子２４で発振したレーザ光を外部に伝送す
る、または外部からの光を光半導体素子２４で受光する
ことが可能になる。

【００４０】かくして、本発明は、光パッケージと窓部
材との熱膨張差により窓部材に応力が掛かり、光パッケ
ージから窓部材が外れる、光パッケージ内の気密が破れ
るといった問題を解消し、また窓部材に掛かる応力によ
り窓部材に複屈折、屈折率分布が生じて開口数，焦点等
が変化し、光学特性が劣化するのを抑制するという作用
効果を有する。

【００４１】尚、本発明は上記実施形態に限定されず、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更を
行っても何等差し支えない。

【００４２】

【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。

【００４３】（実施例）図１の窓部材１を以下の工程
〔１〕〜〔３〕のようにして構成した。

【００４４】〔１〕サファイア（Ａｌ₂Ｏ₃の単結晶）
から成る集光レンズ用の窓部材１の一主面周辺の接合部
に、２重の同心円状の環状のメタライズ層２ａ，２ｂの
パターンを形成するように、Ｍｏ，Ｍｎペーストをスク
リーン印刷法で塗布し、還元雰囲気中で１４００℃で焼
成した。

【００４５】〔２〕この環状のメタライズ層２ａ，２ｂ
上に、無電解メッキ法によりＮｉメッキを施し、窓部材
１に熱膨張係数の近いＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金から成り、
環状のメタライズ層２ａおよび環状のメタライズ層２ｂ
を覆う幅を有する環状部材（フランジ）を、環状のメタ
ライズ層２ａ，２ｂにＡｇ−Ｃｕ共晶合金ロウ材で接合
した。

【００４６】〔３〕さらに環状部材に電解メッキ法によ
りＮｉメッキ，Ａｕメッキを施し、その後、ＳＵＳから
成りＮｉメッキ，Ａｕメッキを全体に施した光パッケー
ジ本体の開口８を塞ぐようにして、Ａｕ−Ｓｎ合金ロウ
材で環状部材を接合して気密封止した。

【００４７】そして、比較例として、図５のような１重
の環状のメタライズ層２を有する光パッケージを上記実
施例と同様にして作製し、本発明品と比較例品の各々１
００個ずつについて大気中での温度サイクル試験、フロ
リナート液中での熱衝撃試験、急加熱，急冷試験の３種
の試験を行い、環状のメタライズ層２，２ａ，２ｂの剥
がれ、Ｈｅリーク法による気密性の評価をした結果を表
１に示す。尚、前記温度サイクル試験は、−６５℃〜１
７５℃の温度変化の１サイクル（３０分）を１００サイ
クル行い、熱衝撃試験は、−７０℃〜１５５℃の温度変
化の１サイクル（５分）を２０サイクル行い、急加熱，
急冷試験は、ヒーターブロックにより室温（２０〜３０
℃）から４００℃に急加熱し、５分間放置後氷水により
０℃に急冷することで行った。

【００４８】

【表１】

【００４９】表１より、本発明の窓部材１は環状のメタ
ライズ層２，２ａ，２ｂの剥がれ、気密性の劣化が全く
なく、高い信頼性を有することが判った。これに対し、
比較例では、いずれの試験においても不良品が発生し、
信頼性に劣っていた。

【００５０】さらに、上記本発明品と比較例品につい
て、光パッケージ本体に取付けた後の変形量を測定し
た。図６に示すように、光パッケージの内側を−方向、
外側を＋方向とし、窓部材１の変形量を測定した結果を
図１０のグラフに示す。図１０より、本発明品は比較例
品に比べ変形量が最大変形部で１μｍ減少し、変形量が
約１７％改善され、光学特性の劣化が抑制された。

【００５１】

【発明の効果】本発明は、窓部材の光半導体素子収納用
パッケージ本体との接合部に環状のメタライズ層を被着
させ、該環状のメタライズ層にその内周側と外周側とを
連通しない空隙を設けたことにより、光パッケージと窓
部材との熱膨張差によって光パッケージ本体から窓部材
に掛かる応力を、環状のメタライズ層に設けた空隙によ
って吸収および拡散して緩和させ、窓部材が外れて光パ
ッケージ内の気密が破れるのを防止し、また窓部材に掛
かる応力により窓部材の光学特性が劣化するのを抑制す
るという作用効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光パッケージ用の窓部材の平面図であ
る。

【図２】本発明の他の実施形態による窓部材の平面図で
ある。

【図３】本発明の他の実施形態による窓部材の平面図で
ある。

【図４】本発明の他の実施形態による窓部材の平面図で
ある。

【図５】従来の窓部材の平面図である。

【図６】本発明の窓部材および光パッケージの部分断面
図である。

【図７】従来の蓋体を除いた光パッケージの斜視図であ
る。

【図８】従来の蓋体を除いた光パッケージの平面図であ
る。

【図９】従来の光パッケージの断面図である。

【図１０】本発明および従来の窓部材の取付け後の変形
量を示すグラフである。

【符号の説明】

１：窓部材２，２ａ，２ｂ：環状のメタライズ層３：空隙４：連結部５：ボイド状の空隙６：非形成部７：接合部８：開口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に光半導体素子を収納する金属製の光
半導体素子収納用パッケージ本体の一面に形成された開
口に、前記光半導体素子と外部の光ファイバとを光学的
に結合させる窓部材を金属ロウ材を介して接合させた光
半導体素子収納用パッケージにおいて、前記窓部材の光
半導体素子収納用パッケージ本体との接合部に環状のメ
タライズ層を被着させ、該環状のメタライズ層にその内
周側と外周側とを連通しない空隙を設けたことを特徴と
する光半導体素子収納用パッケージ。
【請求項２】前記環状のメタライズ層が同心状に形成さ
れた複数のメタライズ層から成ることを特徴とする請求
項１記載の光半導体素子収納用パッケージ。
【請求項３】前記複数のメタライズ層のうち最外周に位
置するメタライズ層に、前記空隙に繋がるとともに外周
側とを連通させる非形成部を設けたことを特徴とする請
求項２記載の光半導体素子収納用パッケージ。