JP2003133630A - 半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置 - Google Patents
半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高周波信号の入出力時における反射損失を非
常に小さいものとする。 【解決手段】 上面に光半導体素子７が載置用基台８を
介して載置される載置部１ａを有する基体１と、基体１
の上面に載置部１ａを囲繞するように取着され、側部に
貫通孔２ａが形成された枠体２と、貫通孔２ａに嵌着さ
れて光半導体素子７に電気的に接続された同軸コネクタ
３とを具備しており、同軸コネクタ３の中心導体３ｃ
は、絶縁体３ｂおよび枠体２内面より突出しているとと
もに光半導体素子７に接続される先端から0.1〜0.4ｍｍ
の先端部３ｃ'の厚みがその残部の50〜80％とされてお
り、先端部３ｃ'はその上側が軸方向に略平行な平坦面
とされている。
常に小さいものとする。 【解決手段】 上面に光半導体素子７が載置用基台８を
介して載置される載置部１ａを有する基体１と、基体１
の上面に載置部１ａを囲繞するように取着され、側部に
貫通孔２ａが形成された枠体２と、貫通孔２ａに嵌着さ
れて光半導体素子７に電気的に接続された同軸コネクタ
３とを具備しており、同軸コネクタ３の中心導体３ｃ
は、絶縁体３ｂおよび枠体２内面より突出しているとと
もに光半導体素子７に接続される先端から0.1〜0.4ｍｍ
の先端部３ｃ'の厚みがその残部の50〜80％とされてお
り、先端部３ｃ'はその上側が軸方向に略平行な平坦面
とされている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野やマイ
クロ波通信，ミリ波通信等の無線通信分野で使用される
とともに、高い周波数で作動する各種半導体素子を収納
するための半導体素子収納用パッケージに関する。
クロ波通信，ミリ波通信等の無線通信分野で使用される
とともに、高い周波数で作動する各種半導体素子を収納
するための半導体素子収納用パッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光通信分野やマイクロ波通信，ミ
リ波通信等の無線通信分野で使用されるとともに、高い
周波数で作動する各種半導体素子を収納する半導体素子
収納用パッケージ（以下、半導体パッケージという）の
うち、光通信分野に用いられる光半導体パッケージを図
３に示す。
リ波通信等の無線通信分野で使用されるとともに、高い
周波数で作動する各種半導体素子を収納する半導体素子
収納用パッケージ（以下、半導体パッケージという）の
うち、光通信分野に用いられる光半導体パッケージを図
３に示す。
【０００３】同図に示すように、光半導体パッケージは
一般に、上面に半導体レーザ（ＬＤ），フォトダイオー
ド（ＰＤ）等の光半導体素子107が載置用基台108を介し
て載置される載置部101ａを有する鉄（Ｆｅ）−ニッケ
ル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金や銅（Ｃｕ）−タン
グステン（Ｗ）合金等の金属から成る基体101を有す
る。また、載置部101ａを囲繞するように基体101の上面
に銀ロウ等のロウ材を介して接合され、一側部に光半導
体素子107と外部電気回路（図示せず）とを電気的に接
続する同軸コネクタ（ガラスビーズ端子ともいう）103
を嵌着するための貫通孔102ａが形成され、対向する側
部に光半導体素子107と光結合するための光伝送路用の
貫通孔102ｂが形成された、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の
金属材料から成る枠体102を有する。
一般に、上面に半導体レーザ（ＬＤ），フォトダイオー
ド（ＰＤ）等の光半導体素子107が載置用基台108を介し
て載置される載置部101ａを有する鉄（Ｆｅ）−ニッケ
ル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金や銅（Ｃｕ）−タン
グステン（Ｗ）合金等の金属から成る基体101を有す
る。また、載置部101ａを囲繞するように基体101の上面
に銀ロウ等のロウ材を介して接合され、一側部に光半導
体素子107と外部電気回路（図示せず）とを電気的に接
続する同軸コネクタ（ガラスビーズ端子ともいう）103
を嵌着するための貫通孔102ａが形成され、対向する側
部に光半導体素子107と光結合するための光伝送路用の
貫通孔102ｂが形成された、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の
金属材料から成る枠体102を有する。
【０００４】この貫通孔102ｂの枠体102外側開口の周辺
部には、筒状の光ファイバ固定部材（以下、固定部材と
いう）104が銀ロウ等のロウ材で接合される。この固定
部材104は、枠体102の熱膨張係数に近似するＦｅ−Ｎｉ
−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金等の金属から成り、外側端
面に戻り光防止用の光アイソレータ111と光ファイバ113
とが樹脂接着剤で接着された金属ホルダ112が設けら
れ、また内部には非晶質ガラス等から成り集光レンズと
して機能するとともに光半導体パッケージ内部を塞ぐ機
能を有する透光性部材105が固定される。この固定部材1
04と金属ホルダ112とは、各々の端面同士がＹＡＧレー
ザ溶接等により固定され、一方固定部材104と透光性部
材105とは、固定部材104内周面に形成されたメッキ層と
透光性部材105外周面の一部に形成されたメッキ層と
を、金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）合金半田等の低融点ロウ材
でロウ付けすることにより固定される。
部には、筒状の光ファイバ固定部材（以下、固定部材と
いう）104が銀ロウ等のロウ材で接合される。この固定
部材104は、枠体102の熱膨張係数に近似するＦｅ−Ｎｉ
−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金等の金属から成り、外側端
面に戻り光防止用の光アイソレータ111と光ファイバ113
とが樹脂接着剤で接着された金属ホルダ112が設けら
れ、また内部には非晶質ガラス等から成り集光レンズと
して機能するとともに光半導体パッケージ内部を塞ぐ機
能を有する透光性部材105が固定される。この固定部材1
04と金属ホルダ112とは、各々の端面同士がＹＡＧレー
ザ溶接等により固定され、一方固定部材104と透光性部
材105とは、固定部材104内周面に形成されたメッキ層と
透光性部材105外周面の一部に形成されたメッキ層と
を、金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）合金半田等の低融点ロウ材
でロウ付けすることにより固定される。
【０００５】また、同軸コネクタ103は、Ｆｅ−Ｎｉ−
Ｃｏ合金等の金属から成り、貫通孔102ａ内周面にＡｕ
−Ｓｎ合金半田等の低融点ロウ材によりロウ付けされる
筒状のホルダ（外周導体）103ａと、外周導体103ａの内
部に充填されたホウケイ酸ガラス等の誘電体から成るガ
ラス（絶縁体）103ｂと、外周導体103ａの中心軸部分に
絶縁体103bを介して装着され光半導体パッケージ内外を
導通させる金属端子（中心導体）103ｃとから成る。こ
の同軸コネクタ103は、外部電気回路と光半導体素子107
とを電気的に接続する機能を有するとともに光半導体パ
ッケージ内部を塞ぐ機能を有する。また同軸コネクタ10
3は、高周波信号が伝送される中心導体103ｃと、それを
取り囲む部位、即ち金属から成る外周導体103ａ部およ
び貫通孔102ａ内周面部が、高周波信号伝送時のインピ
ーダンスの整合が可能な同軸構造を成している。
Ｃｏ合金等の金属から成り、貫通孔102ａ内周面にＡｕ
−Ｓｎ合金半田等の低融点ロウ材によりロウ付けされる
筒状のホルダ（外周導体）103ａと、外周導体103ａの内
部に充填されたホウケイ酸ガラス等の誘電体から成るガ
ラス（絶縁体）103ｂと、外周導体103ａの中心軸部分に
絶縁体103bを介して装着され光半導体パッケージ内外を
導通させる金属端子（中心導体）103ｃとから成る。こ
の同軸コネクタ103は、外部電気回路と光半導体素子107
とを電気的に接続する機能を有するとともに光半導体パ
ッケージ内部を塞ぐ機能を有する。また同軸コネクタ10
3は、高周波信号が伝送される中心導体103ｃと、それを
取り囲む部位、即ち金属から成る外周導体103ａ部およ
び貫通孔102ａ内周面部が、高周波信号伝送時のインピ
ーダンスの整合が可能な同軸構造を成している。
【０００６】なお、同軸コネクタ103と光半導体素子107
との電気的接続は、中心導体103cの貫通孔102ａ内部で
のインピーダンスと同じになるように形成された、マイ
クロストリップ線路であるメタライズ金属層109ａと、
中心導体103ｃの先端部とを、錫（Ｓｎ）−鉛（Ｐｂ）
半田等の低融点ロウ材を介して接合するとともに、メタ
ライズ金属層109ａと光半導体素子107とをボンディング
ワイヤ110で接続することによりなされる。
との電気的接続は、中心導体103cの貫通孔102ａ内部で
のインピーダンスと同じになるように形成された、マイ
クロストリップ線路であるメタライズ金属層109ａと、
中心導体103ｃの先端部とを、錫（Ｓｎ）−鉛（Ｐｂ）
半田等の低融点ロウ材を介して接合するとともに、メタ
ライズ金属層109ａと光半導体素子107とをボンディング
ワイヤ110で接続することによりなされる。
【０００７】このような光半導体パッケージは、光半導
体素子107や回路基板109を搭載した載置用基台108を樹
脂接着剤，ロウ材等の接着剤を介して載置固定した後、
中心導体103ｃの一端を回路基板109上面のメタライズ金
属層109ａに低融点ロウ材で接合するとともに、光半導
体素子107とメタライズ金属層109ａとをボンディングワ
イヤ110で電気的に接続し、その後、光アイソレータ11
1，光ファイバ113が固定されている金属ホルダ112を固
定部材104に溶接し、枠体102上面に蓋体106をシーム溶
接やロウ付け等により接合することにより、製品として
の光半導体装置となる。
体素子107や回路基板109を搭載した載置用基台108を樹
脂接着剤，ロウ材等の接着剤を介して載置固定した後、
中心導体103ｃの一端を回路基板109上面のメタライズ金
属層109ａに低融点ロウ材で接合するとともに、光半導
体素子107とメタライズ金属層109ａとをボンディングワ
イヤ110で電気的に接続し、その後、光アイソレータ11
1，光ファイバ113が固定されている金属ホルダ112を固
定部材104に溶接し、枠体102上面に蓋体106をシーム溶
接やロウ付け等により接合することにより、製品として
の光半導体装置となる。
【０００８】この光半導体装置は、例えば外部から供給
される高周波信号により光半導体素子107を光励起さ
せ、励起したレーザ光等の光を透光性部材105を通して
光ファイバ113に授受させ光ファイバ113内を伝送させる
ことにより、大容量の情報を高速に伝送できる光電変換
装置として機能し、光通信分野等に多用されている。
される高周波信号により光半導体素子107を光励起さ
せ、励起したレーザ光等の光を透光性部材105を通して
光ファイバ113に授受させ光ファイバ113内を伝送させる
ことにより、大容量の情報を高速に伝送できる光電変換
装置として機能し、光通信分野等に多用されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光半導体パッケージにおいて、同軸コネクタ103と
光半導体素子107との電気的接続は、中心導体103cの貫
通孔102ａ内部でのインピーダンスと同じになるように
形成された、マイクロストリップ線路であるメタライズ
金属層109ａと、中心導体103ｃの先端部とを、錫（Ｓ
ｎ）−鉛（Ｐｂ）半田等の低融点ロウ材を介して接合す
るとともに、メタライズ金属層109ａと光半導体素子107
とをボンディングワイヤ110またはボンディングリボン
で接続することによりなされる。このため、同軸コネク
タ103と光半導体素子107との導電経路に電気的な接続部
分が多いため、伝送される高周波信号の入出力時におけ
る反射損失が大きくなり、光半導体素子107の作動性が
劣化するという問題点を有していた。
来の光半導体パッケージにおいて、同軸コネクタ103と
光半導体素子107との電気的接続は、中心導体103cの貫
通孔102ａ内部でのインピーダンスと同じになるように
形成された、マイクロストリップ線路であるメタライズ
金属層109ａと、中心導体103ｃの先端部とを、錫（Ｓ
ｎ）−鉛（Ｐｂ）半田等の低融点ロウ材を介して接合す
るとともに、メタライズ金属層109ａと光半導体素子107
とをボンディングワイヤ110またはボンディングリボン
で接続することによりなされる。このため、同軸コネク
タ103と光半導体素子107との導電経路に電気的な接続部
分が多いため、伝送される高周波信号の入出力時におけ
る反射損失が大きくなり、光半導体素子107の作動性が
劣化するという問題点を有していた。
【００１０】従って、本発明は上記問題点に鑑みて完成
されたものであり、その目的は、高周波信号の入出力時
における反射損失を非常に小さいものとすることによ
り、光半導体素子の作動性を良好なものとすることにあ
る。
されたものであり、その目的は、高周波信号の入出力時
における反射損失を非常に小さいものとすることによ
り、光半導体素子の作動性を良好なものとすることにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体パッケー
ジは、上面に半導体素子が載置用基台を介して載置され
る載置部を有する基体と、該基体の上面に前記載置部を
囲繞するように取着され、側部に貫通孔が形成された枠
体と、筒状の外周導体およびその中心軸に設置された中
心導体ならびにそれらの間に介在させた絶縁体から成る
とともに該絶縁体の前記枠体内側の端面が前記枠体内部
に位置するように前記貫通孔に嵌着されて前記半導体素
子に電気的に接続された同軸コネクタとを具備した半導
体素子収納用パッケージにおいて、前記中心導体は前記
絶縁体および前記枠体内面より突出しているとともに前
記半導体素子に接続される先端から0.1〜0.4ｍｍの先端
部の厚みがその残部の50〜80％とされており、前記先端
部はその上側が軸方向に略平行な平坦面とされているこ
とを特徴とする。
ジは、上面に半導体素子が載置用基台を介して載置され
る載置部を有する基体と、該基体の上面に前記載置部を
囲繞するように取着され、側部に貫通孔が形成された枠
体と、筒状の外周導体およびその中心軸に設置された中
心導体ならびにそれらの間に介在させた絶縁体から成る
とともに該絶縁体の前記枠体内側の端面が前記枠体内部
に位置するように前記貫通孔に嵌着されて前記半導体素
子に電気的に接続された同軸コネクタとを具備した半導
体素子収納用パッケージにおいて、前記中心導体は前記
絶縁体および前記枠体内面より突出しているとともに前
記半導体素子に接続される先端から0.1〜0.4ｍｍの先端
部の厚みがその残部の50〜80％とされており、前記先端
部はその上側が軸方向に略平行な平坦面とされているこ
とを特徴とする。
【００１２】本発明は、上記の構成により、同軸コネク
タの中心導体と半導体素子との接続をボンディングワイ
ヤ，リボン等の導電線で直接行うことが可能となり、同
軸コネクタの中心導体と半導体素子との接続を回路基板
の線路導体を経由して行なう必要がなくなる。その結
果、電気的な接続部を一部省くことで高周波信号の入出
力時における反射損失をきわめて小さくできる。
タの中心導体と半導体素子との接続をボンディングワイ
ヤ，リボン等の導電線で直接行うことが可能となり、同
軸コネクタの中心導体と半導体素子との接続を回路基板
の線路導体を経由して行なう必要がなくなる。その結
果、電気的な接続部を一部省くことで高周波信号の入出
力時における反射損失をきわめて小さくできる。
【００１３】また、同軸コネクタの中心導体の先端部を
上記の構成とすることによって、半導体素子のボンディ
ングワイヤ等の導電線に生じるインダクタンス成分を丁
度相殺するような容量成分を中心導体の先端部に付与し
て、先端部でインピーダンスがずれないようにして整合
することができる。また、中心導体の先端部の形状およ
び表面積が半導体素子の導電線に近いものとなり、これ
らの間のインピーダンスの相違を小さくすることができ
る。さらに、中心導体の先端部の上側に平坦面があるこ
とから、例えば円柱状の中心導体の場合半導体素子のボ
ンディングワイヤ等の導電線を直接中心導体に強固に接
合することができる。
上記の構成とすることによって、半導体素子のボンディ
ングワイヤ等の導電線に生じるインダクタンス成分を丁
度相殺するような容量成分を中心導体の先端部に付与し
て、先端部でインピーダンスがずれないようにして整合
することができる。また、中心導体の先端部の形状およ
び表面積が半導体素子の導電線に近いものとなり、これ
らの間のインピーダンスの相違を小さくすることができ
る。さらに、中心導体の先端部の上側に平坦面があるこ
とから、例えば円柱状の中心導体の場合半導体素子のボ
ンディングワイヤ等の導電線を直接中心導体に強固に接
合することができる。
【００１４】本発明の半導体装置は、本発明の半導体素
子収納用パッケージと、前記載置部に載置されるととも
に前記中心導体の前記先端部に長さ0.05〜１ｍｍの導電
線を介して電気的に接続された半導体素子と、前記枠体
の上面に接合された蓋体とを具備したことを特徴とす
る。
子収納用パッケージと、前記載置部に載置されるととも
に前記中心導体の前記先端部に長さ0.05〜１ｍｍの導電
線を介して電気的に接続された半導体素子と、前記枠体
の上面に接合された蓋体とを具備したことを特徴とす
る。
【００１５】本発明は、上記の構成により、同軸コネク
タの中心導体と半導体素子との距離を小さくして半導体
装置を小型化することができ、また導電線の誘導成分を
小さくして高周波信号の損失を小さくすることができ
る。その結果、高周波信号の伝送特性に優れた小型の半
導体装置となる。
タの中心導体と半導体素子との距離を小さくして半導体
装置を小型化することができ、また導電線の誘導成分を
小さくして高周波信号の損失を小さくすることができ
る。その結果、高周波信号の伝送特性に優れた小型の半
導体装置となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の半導体パッケージの１種
である光半導体パッケージについて以下に詳細に説明す
る。図１は、本発明の光半導体パッケージについて実施
の形態の一例を示す断面図である。
である光半導体パッケージについて以下に詳細に説明す
る。図１は、本発明の光半導体パッケージについて実施
の形態の一例を示す断面図である。
【００１７】同図において、１は光半導体素子を収容す
る容器本体の底面を成す基体、２は容器本体の側壁用の
枠体、３は高周波信号の入出力端子である同軸コネク
タ、４は透光性部材５や金属ホルダ11を設置固定すると
ともに光ファイバ12を取着するための筒状の固定部材、
５は透光性部材、６は蓋体、７はＬＤ，ＰＤ等の光半導
体素子である。これら基体１、枠体２、同軸コネクタ
３、固定部材４、透光性部材５および蓋体６とで、内部
に光半導体素子７を収容するための容器が基本的に構成
される。また、従来例（図３）と同様に、固定部材４の
枠体２外側の端面には、光アイソレータ10と光ファイバ
12とが樹脂接着剤で接着された金属ホルダ11が、ＹＡＧ
レーザ溶接等により固定される。
る容器本体の底面を成す基体、２は容器本体の側壁用の
枠体、３は高周波信号の入出力端子である同軸コネク
タ、４は透光性部材５や金属ホルダ11を設置固定すると
ともに光ファイバ12を取着するための筒状の固定部材、
５は透光性部材、６は蓋体、７はＬＤ，ＰＤ等の光半導
体素子である。これら基体１、枠体２、同軸コネクタ
３、固定部材４、透光性部材５および蓋体６とで、内部
に光半導体素子７を収容するための容器が基本的に構成
される。また、従来例（図３）と同様に、固定部材４の
枠体２外側の端面には、光アイソレータ10と光ファイバ
12とが樹脂接着剤で接着された金属ホルダ11が、ＹＡＧ
レーザ溶接等により固定される。
【００１８】本発明の基体１は、光半導体素子７を支持
するための支持部材ならびに光半導体素子７から発せら
れる熱を放散するための放熱板として機能し、その上面
の略中央部に光半導体素子７が載置用基台８を介して載
置される載置部１ａを有している。この載置部１ａに、
載置用基台８がＳｎ−Ｐｂ半田等の低融点ロウ材を介し
て接着固定されるとともに、この低融点ロウ材を介して
光半導体素子７の熱が伝えられて外部に効率良く放散さ
れ、光半導体素子７の作動性を良好にする。
するための支持部材ならびに光半導体素子７から発せら
れる熱を放散するための放熱板として機能し、その上面
の略中央部に光半導体素子７が載置用基台８を介して載
置される載置部１ａを有している。この載置部１ａに、
載置用基台８がＳｎ−Ｐｂ半田等の低融点ロウ材を介し
て接着固定されるとともに、この低融点ロウ材を介して
光半導体素子７の熱が伝えられて外部に効率良く放散さ
れ、光半導体素子７の作動性を良好にする。
【００１９】また基体１は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣ
ｕ−Ｗ合金等の金属から成り、そのインゴットに圧延加
工や打ち抜き加工等の従来周知の金属加工法を施すこと
によって所定の形状に製作される。また、その表面に耐
蝕性に優れかつロウ材との濡れ性に優れる金属、具体的
には厚さ0.5〜９μｍのＮｉ層と厚さ0.5〜９μｍのＡｕ
層をメッキ法により順次被着させておくと、基体１が酸
化腐食するのを有効に防止することができるとともに、
基体１上面に載置用基台８を介して光半導体素子７を強
固に接着固定させることができる。
ｕ−Ｗ合金等の金属から成り、そのインゴットに圧延加
工や打ち抜き加工等の従来周知の金属加工法を施すこと
によって所定の形状に製作される。また、その表面に耐
蝕性に優れかつロウ材との濡れ性に優れる金属、具体的
には厚さ0.5〜９μｍのＮｉ層と厚さ0.5〜９μｍのＡｕ
層をメッキ法により順次被着させておくと、基体１が酸
化腐食するのを有効に防止することができるとともに、
基体１上面に載置用基台８を介して光半導体素子７を強
固に接着固定させることができる。
【００２０】また、載置用基台８はシリコン（Ｓｉ）や
Ｃｕ−Ｗ合金等の熱伝導性の高い金属等の材料から成
り、光半導体素子７から基体１へ熱を伝えるための伝熱
媒体として機能するとともに、その高さを適宜設定する
ことにより透光性部材５と光半導体素子７との光軸を合
致させる機能を有する。
Ｃｕ−Ｗ合金等の熱伝導性の高い金属等の材料から成
り、光半導体素子７から基体１へ熱を伝えるための伝熱
媒体として機能するとともに、その高さを適宜設定する
ことにより透光性部材５と光半導体素子７との光軸を合
致させる機能を有する。
【００２１】同軸コネクタ３は、枠体２の貫通孔２ａ内
周面にＡｕ−Ｓｎ合金半田等の低融点ロウ材によりロウ
付けされるホルダ（外周導体）３ａと、外周導体３ａの
貫通孔に充填されたホウケイ酸ガラス等から成る絶縁体
３ｂと、外周導体３ａの中心軸部分に絶縁体３ｂを介し
て装着され光半導体パッケージ内外を電気的に導通させ
る中心導体３ｃとから成る。そして中心導体３ｃは、絶
縁体３ｂおよび枠体２内面より突出しているとともに光
半導体素子７に接続される先端から0.1〜0.4ｍｍの先端
部３ｃ'の厚みがその残部の50〜80％とされており、先
端部３ｃ'はその上側が軸方向に略平行な平坦面とされ
ている。
周面にＡｕ−Ｓｎ合金半田等の低融点ロウ材によりロウ
付けされるホルダ（外周導体）３ａと、外周導体３ａの
貫通孔に充填されたホウケイ酸ガラス等から成る絶縁体
３ｂと、外周導体３ａの中心軸部分に絶縁体３ｂを介し
て装着され光半導体パッケージ内外を電気的に導通させ
る中心導体３ｃとから成る。そして中心導体３ｃは、絶
縁体３ｂおよび枠体２内面より突出しているとともに光
半導体素子７に接続される先端から0.1〜0.4ｍｍの先端
部３ｃ'の厚みがその残部の50〜80％とされており、先
端部３ｃ'はその上側が軸方向に略平行な平坦面とされ
ている。
【００２２】先端部３ｃ'の長さが0.1ｍｍ未満では、Ａ
ｕ等から成るリボンやボンディングワイヤ等の導電線９
を強固に接合するための面積を確保するのが困難であ
る。0.4ｍｍを超えると、先端部３ｃ'の容量成分（中心
導体３ｃと導電線９との間に発生する容量成分）が大き
くなり高周波信号の反射損失が大きくなる。
ｕ等から成るリボンやボンディングワイヤ等の導電線９
を強固に接合するための面積を確保するのが困難であ
る。0.4ｍｍを超えると、先端部３ｃ'の容量成分（中心
導体３ｃと導電線９との間に発生する容量成分）が大き
くなり高周波信号の反射損失が大きくなる。
【００２３】先端部３ｃ'の厚みがその残部の厚みの50
％未満では、先端部３ｃ'の強度が低下して、導電線９
をボンディング等で接合する際に先端部３ｃ'が変形、
破損したり、またボンディングワイヤを接合するのが困
難になる。また、導電線９は誘導成分（インダクタンス
成分；Ｌ成分）を有しており、それを打ち消してインピ
ーダンスの変化を抑える容量成分が必要であるが、50％
未満では容量成分が小さいため、インピーダンスが所定
値からずれることになる。その結果、同軸コネクタ３の
中心導体３ｃと導電線９との間での高周波信号の反射損
失が大きくなる。
％未満では、先端部３ｃ'の強度が低下して、導電線９
をボンディング等で接合する際に先端部３ｃ'が変形、
破損したり、またボンディングワイヤを接合するのが困
難になる。また、導電線９は誘導成分（インダクタンス
成分；Ｌ成分）を有しており、それを打ち消してインピ
ーダンスの変化を抑える容量成分が必要であるが、50％
未満では容量成分が小さいため、インピーダンスが所定
値からずれることになる。その結果、同軸コネクタ３の
中心導体３ｃと導電線９との間での高周波信号の反射損
失が大きくなる。
【００２４】一方、先端部３ｃ'の厚みがその残部の厚
みの80％を超えると、例えば円柱状の中心導体３ｃの場
合、先端部３ｃ'の上側の平坦面の面積が小さくなり、
導電線９を接合するのに必要な面積を確保するのが困難
になる。また80％を超えると、中心導体３ｃと導電線９
との接合部分では通常若干容量成分が増加するが、その
容量成分の増加が大きくなり高周波信号の反射損失が大
きくなる。
みの80％を超えると、例えば円柱状の中心導体３ｃの場
合、先端部３ｃ'の上側の平坦面の面積が小さくなり、
導電線９を接合するのに必要な面積を確保するのが困難
になる。また80％を超えると、中心導体３ｃと導電線９
との接合部分では通常若干容量成分が増加するが、その
容量成分の増加が大きくなり高周波信号の反射損失が大
きくなる。
【００２５】導電線９の長さが0.05ｍｍ未満では、光半
導体素子７に先端部３ｃ'を0.05ｍｍ未満の距離に近づ
ける必要があるが、同軸コネクタ３の取り付けの精度上
そこまで近づけるのは困難である。また0.1ｍｍを超え
ると、導電線９の誘導成分が大きくなり高周波信号の反
射損失が大きくなる。
導体素子７に先端部３ｃ'を0.05ｍｍ未満の距離に近づ
ける必要があるが、同軸コネクタ３の取り付けの精度上
そこまで近づけるのは困難である。また0.1ｍｍを超え
ると、導電線９の誘導成分が大きくなり高周波信号の反
射損失が大きくなる。
【００２６】そして、同軸コネクタ３は、外部電気回路
と光半導体素子７とを電気的に接続する機能を有すると
ともに光半導体パッケージ内部を塞ぐ機能を有する。ま
た同軸コネクタ３は、高周波信号が伝送される中心導体
３ｃと、その外周部、即ち金属から成る外周導体３ａお
よび貫通孔２ａの内周面とが、高周波信号伝送時のイン
ピーダンスの整合が可能な同軸構造を成している。従っ
て同軸コネクタ３は、上記の構造であることから、伝送
される高周波信号の周波数が高くなっても中心導体３ｃ
にインピーダンスの整合が困難になる部位が出現するこ
とはない。
と光半導体素子７とを電気的に接続する機能を有すると
ともに光半導体パッケージ内部を塞ぐ機能を有する。ま
た同軸コネクタ３は、高周波信号が伝送される中心導体
３ｃと、その外周部、即ち金属から成る外周導体３ａお
よび貫通孔２ａの内周面とが、高周波信号伝送時のイン
ピーダンスの整合が可能な同軸構造を成している。従っ
て同軸コネクタ３は、上記の構造であることから、伝送
される高周波信号の周波数が高くなっても中心導体３ｃ
にインピーダンスの整合が困難になる部位が出現するこ
とはない。
【００２７】また、導電線９はＡｕから成る導電性に優
れたものが好ましく、導電線９がリボンから成る場合、
その幅は中心導体３ｃと同じか近いものがよく、高周波
信号の伝送特性が向上する。
れたものが好ましく、導電線９がリボンから成る場合、
その幅は中心導体３ｃと同じか近いものがよく、高周波
信号の伝送特性が向上する。
【００２８】この同軸コネクタ３が嵌着される枠体２
は、載置部１ａを囲繞するように基体１の上面に銀ロウ
等のロウ材を介して接合され、一側部に同軸コネクタ３
の嵌着用の貫通孔２ａを有するとともに他の側部に光半
導体素子７と光結合するための光伝送路である貫通孔２
ｂを有する。
は、載置部１ａを囲繞するように基体１の上面に銀ロウ
等のロウ材を介して接合され、一側部に同軸コネクタ３
の嵌着用の貫通孔２ａを有するとともに他の側部に光半
導体素子７と光結合するための光伝送路である貫通孔２
ｂを有する。
【００２９】また枠体２は、基体１との接合時における
熱歪みを小さくし接合を強固にするとともに光半導体パ
ッケージ外部に対する電磁遮蔽を行うために、基体１の
熱膨張係数に近似するＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎ
ｉ合金等の金属から成るのがよい。この枠体２は、基体
１と同様にその材料のインゴットに圧延加工や打ち抜き
加工等の従来周知の金属加工法を施すことにより所定の
形状に製作される。そして、その表面に耐蝕性に優れか
つロウ材との濡れ性に優れる金属、具体的には厚さ0.5
〜９μｍのＮｉ層と厚さ0.5〜９μｍのＡｕ層をメッキ
法により順次被着させるのがよく、枠体２の酸化腐食を
有効に防止できるとともに貫通孔２ａ，２ｂに同軸コネ
クタ３，固定部材４を強固に接合できる。
熱歪みを小さくし接合を強固にするとともに光半導体パ
ッケージ外部に対する電磁遮蔽を行うために、基体１の
熱膨張係数に近似するＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎ
ｉ合金等の金属から成るのがよい。この枠体２は、基体
１と同様にその材料のインゴットに圧延加工や打ち抜き
加工等の従来周知の金属加工法を施すことにより所定の
形状に製作される。そして、その表面に耐蝕性に優れか
つロウ材との濡れ性に優れる金属、具体的には厚さ0.5
〜９μｍのＮｉ層と厚さ0.5〜９μｍのＡｕ層をメッキ
法により順次被着させるのがよく、枠体２の酸化腐食を
有効に防止できるとともに貫通孔２ａ，２ｂに同軸コネ
クタ３，固定部材４を強固に接合できる。
【００３０】枠体２の貫通孔２ｂの枠体２外面開口の周
辺部または貫通孔２ｂの内周面に、枠体２の熱膨張係数
に近似するＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金等の
金属から成る筒状の光ファイバの固定部材４が銀ロウ等
のロウ材で接合される。この固定部材４は、その外側端
面には戻り光防止用の光アイソレータ10および光ファイ
バ12が樹脂接着剤で接着された金属ホルダ11が設けら
れ、また内部には非晶質ガラス等から成り集光レンズと
して機能するとともに光半導体パッケージ内部を塞ぐ機
能を有する透光性部材５が固定される。そして固定部材
４の内周面には、透光性部材５がその接合部の表面に形
成されたメタライズ層を介して、200〜400℃の融点を有
するＡｕ−Ｓｎ合金半田等の低融点ロウ材で接合され
る。
辺部または貫通孔２ｂの内周面に、枠体２の熱膨張係数
に近似するＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金等の
金属から成る筒状の光ファイバの固定部材４が銀ロウ等
のロウ材で接合される。この固定部材４は、その外側端
面には戻り光防止用の光アイソレータ10および光ファイ
バ12が樹脂接着剤で接着された金属ホルダ11が設けら
れ、また内部には非晶質ガラス等から成り集光レンズと
して機能するとともに光半導体パッケージ内部を塞ぐ機
能を有する透光性部材５が固定される。そして固定部材
４の内周面には、透光性部材５がその接合部の表面に形
成されたメタライズ層を介して、200〜400℃の融点を有
するＡｕ−Ｓｎ合金半田等の低融点ロウ材で接合され
る。
【００３１】透光性部材５は、熱膨張係数が４×１０-6
〜12×１０-6／℃（室温〜400℃）のサファイア（単結
晶アルミナ）や非晶質ガラス等から成り、球状，半球
状，凸レンズ状，ロッドレンズ状等とされ、外部のレー
ザ光等の光を光ファイバ12により伝送させて光半導体素
子７に入力させる、または光半導体素子７で出力したレ
ーザ光等の光を光ファイバ12に入力させるための集光用
部材である。透光性部材５が例えば結晶軸の存在しない
非晶質ガラスの場合、ＳｉＯ2，酸化鉛（ＰｂＯ）を主
成分とする鉛系、またはホウ酸やケイ砂を主成分とする
ホウケイ酸系のものを用いるのがよい。
〜12×１０-6／℃（室温〜400℃）のサファイア（単結
晶アルミナ）や非晶質ガラス等から成り、球状，半球
状，凸レンズ状，ロッドレンズ状等とされ、外部のレー
ザ光等の光を光ファイバ12により伝送させて光半導体素
子７に入力させる、または光半導体素子７で出力したレ
ーザ光等の光を光ファイバ12に入力させるための集光用
部材である。透光性部材５が例えば結晶軸の存在しない
非晶質ガラスの場合、ＳｉＯ2，酸化鉛（ＰｂＯ）を主
成分とする鉛系、またはホウ酸やケイ砂を主成分とする
ホウケイ酸系のものを用いるのがよい。
【００３２】また透光性部材５は、その熱膨張係数が枠
体２のそれと異なっていても固定部材４が熱膨張差によ
る応力を吸収し緩和するので、結晶軸が応力のためにあ
る方向に揃うことによって光の屈折率の変化を起こすよ
うなことは発生しにくい。従って、この透光性部材５を
用いることにより光半導体素子７と光ファイバ12との間
の光の結合効率を高くできる。
体２のそれと異なっていても固定部材４が熱膨張差によ
る応力を吸収し緩和するので、結晶軸が応力のためにあ
る方向に揃うことによって光の屈折率の変化を起こすよ
うなことは発生しにくい。従って、この透光性部材５を
用いることにより光半導体素子７と光ファイバ12との間
の光の結合効率を高くできる。
【００３３】蓋体６は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属
やＡｌ2Ｏ3セラミックス等のセラミックスから成り、枠
体２上面にＡｕ−Ｓｎ合金半田等の低融点ロウ材を介し
て接合されたり、ＹＡＧレーザ溶接等の溶接により接合
され、光半導体素子７を光半導体パッケージ内に封止す
るものである。
やＡｌ2Ｏ3セラミックス等のセラミックスから成り、枠
体２上面にＡｕ−Ｓｎ合金半田等の低融点ロウ材を介し
て接合されたり、ＹＡＧレーザ溶接等の溶接により接合
され、光半導体素子７を光半導体パッケージ内に封止す
るものである。
【００３４】かくして、本発明の半導体パッケージは、
基体１の載置部１ａに載置用基台８を介して半導体素子
７を載置固定するとともに、半導体素子７の各電極をボ
ンディングワイヤ（図示せず）を介して外部リード端子
（図示せず）に電気的に接続し、枠体２の上面に蓋体６
を接合し、基体１と枠体２と蓋体６とからなる容器内部
に半導体素子７を収納し、最後に枠体２に取着された固
定部材４に光アイソレータ10と光ファイバ12を取着した
金属ホルダ11を溶接することにより、製品としての光半
導体装置となる。
基体１の載置部１ａに載置用基台８を介して半導体素子
７を載置固定するとともに、半導体素子７の各電極をボ
ンディングワイヤ（図示せず）を介して外部リード端子
（図示せず）に電気的に接続し、枠体２の上面に蓋体６
を接合し、基体１と枠体２と蓋体６とからなる容器内部
に半導体素子７を収納し、最後に枠体２に取着された固
定部材４に光アイソレータ10と光ファイバ12を取着した
金属ホルダ11を溶接することにより、製品としての光半
導体装置となる。
【００３５】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行
うことは何等支障ない。
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行
うことは何等支障ない。
【００３６】
【発明の効果】本発明は、枠体の貫通孔に嵌着されて半
導体素子に電気的に接続された同軸コネクタの中心導体
は、絶縁体および枠体内面より突出しているとともに半
導体素子に接続される先端から0.1〜0.4ｍｍの先端部の
厚みがその残部の50〜80％とされており、先端部はその
上側が軸方向に略平行な平坦面とされていることによ
り、同軸コネクタの中心導体と半導体素子との接続をボ
ンディングワイヤ，リボン等の導電線で直接行うことが
可能となり、中心導体と半導体素子との接続を回路基板
の線路導体を経由して行なう必要がなくなる。その結
果、電気的な接続部を一部省くことで高周波信号の入出
力時における反射損失をきわめて小さくできる。
導体素子に電気的に接続された同軸コネクタの中心導体
は、絶縁体および枠体内面より突出しているとともに半
導体素子に接続される先端から0.1〜0.4ｍｍの先端部の
厚みがその残部の50〜80％とされており、先端部はその
上側が軸方向に略平行な平坦面とされていることによ
り、同軸コネクタの中心導体と半導体素子との接続をボ
ンディングワイヤ，リボン等の導電線で直接行うことが
可能となり、中心導体と半導体素子との接続を回路基板
の線路導体を経由して行なう必要がなくなる。その結
果、電気的な接続部を一部省くことで高周波信号の入出
力時における反射損失をきわめて小さくできる。
【００３７】また、同軸コネクタの中心導体の先端部を
上記の構成とすることによって、半導体素子のボンディ
ングワイヤ等の導電線に生じるインダクタンス成分を丁
度相殺するような容量成分を中心導体の先端部に付与し
て、先端部でインピーダンスがずれないようにして整合
することができる。また、中心導体の先端部の形状およ
び表面積が半導体素子の導電線に近いものとなり、これ
らの間のインピーダンスの相違を小さくすることができ
る。さらに、中心導体の先端部の上側に平坦面があるこ
とから、例えば円柱状の中心導体の場合半導体素子のボ
ンディングワイヤ等の導電線を直接中心導体に強固に接
合することができる。
上記の構成とすることによって、半導体素子のボンディ
ングワイヤ等の導電線に生じるインダクタンス成分を丁
度相殺するような容量成分を中心導体の先端部に付与し
て、先端部でインピーダンスがずれないようにして整合
することができる。また、中心導体の先端部の形状およ
び表面積が半導体素子の導電線に近いものとなり、これ
らの間のインピーダンスの相違を小さくすることができ
る。さらに、中心導体の先端部の上側に平坦面があるこ
とから、例えば円柱状の中心導体の場合半導体素子のボ
ンディングワイヤ等の導電線を直接中心導体に強固に接
合することができる。
【００３８】本発明の半導体装置は、本発明の半導体素
子収納用パッケージと、載置部に載置されるとともに中
心導体の先端部に長さ0.05〜１ｍｍの導電線を介して電
気的に接続された半導体素子と、枠体の上面に接合され
た蓋体とを具備したことにより、同軸コネクタの中心導
体と半導体素子との距離を小さくして半導体装置を小型
化することができ、また導電線の誘導成分を小さくして
高周波信号の損失を小さくすることができる。その結
果、高周波信号の伝送特性に優れた小型の半導体装置と
なる。
子収納用パッケージと、載置部に載置されるとともに中
心導体の先端部に長さ0.05〜１ｍｍの導電線を介して電
気的に接続された半導体素子と、枠体の上面に接合され
た蓋体とを具備したことにより、同軸コネクタの中心導
体と半導体素子との距離を小さくして半導体装置を小型
化することができ、また導電線の誘導成分を小さくして
高周波信号の損失を小さくすることができる。その結
果、高周波信号の伝送特性に優れた小型の半導体装置と
なる。
【図１】本発明の半導体パッケージについて実施の形態
の一例を示す断面図である。
の一例を示す断面図である。
【図２】図１の半導体パッケージにおける同軸コネクタ
の先端部の拡大断面図である。
の先端部の拡大断面図である。
【図３】従来の半導体パッケージの例の断面図である。
１：基体
１ａ：載置部
２：枠体
２ａ：貫通孔
３：同軸コネクタ
３ａ：外周導体
３ｂ：絶縁体
３ｃ：中心導体
３ｃ’：先端部
７：光半導体素子
８：載置用基台
９：導電線
Claims (2)
- 【請求項１】 上面に半導体素子が載置用基台を介して
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取着され、側部に貫通孔が形成
された枠体と、筒状の外周導体およびその中心軸に設置
された中心導体ならびにそれらの間に介在させた絶縁体
から成るとともに該絶縁体の前記枠体内側の端面が前記
枠体内部に位置するように前記貫通孔に嵌着されて前記
半導体素子に電気的に接続された同軸コネクタとを具備
した半導体素子収納用パッケージにおいて、前記中心導
体は前記絶縁体および前記枠体内面より突出していると
ともに前記半導体素子に接続される先端から0.1〜0.4ｍ
ｍの先端部の厚みがその残部の50〜80％とされており、
前記先端部はその上側が軸方向に略平行な平坦面とされ
ていることを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体素子収納用パッケ
ージと、前記載置部に載置されるとともに前記中心導体
の前記先端部に長さ0.05〜１ｍｍの導電線を介して電気
的に接続された半導体素子と、前記枠体の上面に接合さ
れた蓋体とを具備したことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001331908A JP3967905B2 (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | 半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001331908A JP3967905B2 (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | 半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003133630A true JP2003133630A (ja) | 2003-05-09 |
| JP3967905B2 JP3967905B2 (ja) | 2007-08-29 |
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ID=19147407
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001331908A Expired - Fee Related JP3967905B2 (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | 半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3967905B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007088233A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Nec Electronics Corp | 光モジュール |
| JP2008091796A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Shinko Electric Ind Co Ltd | パッケージおよび半導体装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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