JP2004014579A - 光半導体素子収納用パッケージ - Google Patents
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Abstract
【課題】光半導体素子収納用パッケージにおいて、透光性板材と金属枠体との接合強度が弱く、気密信頼性が低い。
【解決手段】上面に光半導体素子７を搭載するための凹部１ａを有する絶縁基体１と、この絶縁基体１の上面に凹部１ａを覆うように接合される、光半導体素子７が受光または発光する光の透過領域となる開口３ａに透光性板材４が接合層を介して接合された金属枠体３とから成る光半導体素子収納用パッケージであって、接合層５は、金属枠体３側に配置されたチタンを含む金属層５ａと、透光性板材４側に配置されたエポキシ樹脂を主成分とする樹脂層５ｂと、金属層５ａおよび樹脂層５ｂの間に形成された、チタンが酸化して形成された酸化チタン層５ｃとから成る。
【選択図】 図１
【解決手段】上面に光半導体素子７を搭載するための凹部１ａを有する絶縁基体１と、この絶縁基体１の上面に凹部１ａを覆うように接合される、光半導体素子７が受光または発光する光の透過領域となる開口３ａに透光性板材４が接合層を介して接合された金属枠体３とから成る光半導体素子収納用パッケージであって、接合層５は、金属枠体３側に配置されたチタンを含む金属層５ａと、透光性板材４側に配置されたエポキシ樹脂を主成分とする樹脂層５ｂと、金属層５ａおよび樹脂層５ｂの間に形成された、チタンが酸化して形成された酸化チタン層５ｃとから成る。
【選択図】 図１
Description
【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・光センサ等の光半導体素子を収納する光半導体素子収納用パッケージに関し、特に低波長領域の光の面受発光を行なう光半導体素子を収容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】
近年、半導体レーザ素子やフォトダイオード・光センサー等に代表される光半導体素子は受光感度が高くなり、かつ半導体装置を搭載する側の装置の要求精度も厳しいものとなってきている。
【０００３】
このような光半導体素子を搭載する光半導体素子収納用パッケージは、光半導体素子の受光領域外の光に対する遮光膜と成る金属枠体の開口に、受光波長領域で高い透過率を有する透光性板材を接合して成る蓋体を使用している。そして、使用する光の波長が赤外線領域の場合、透光性板材としてサファイヤガラスを用い、このサファイヤガラスを金属枠体に接合して蓋体を形成するとともに、この蓋体の金属枠体をシールリング等の接続部材を介して光半導体素子を搭載した絶縁基体の外周部に接合することにより光半導体装置と成る。
【０００４】
このような蓋体は、サファイヤガラスの所定の接合部に金属膜を形成するとともに、対向する金属枠体側の接合部にＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金製のシールリングを形成した後、両者を溶接することにより形成されていた。また、この蓋体は光半導体素子を搭載した絶縁基体の外周部に、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金製のシールリングを形成した後、このシールリングに溶接により接合されていた。そのため、金属枠体の表面には、溶接性を考慮してＮｉおよびＡｕめっきが施されていた。
【０００５】
また、透光性板材に対しては高い光透過率特性が求められるため、通常サファイヤガラスの表面に反射防止膜を形成することにより透過率を高める方法が用いられていた。しかしながら、透光性板材の表面に反射防止膜を形成することにより光透過率を高める方法では、光透過率の低下が避けられず、入射光の減衰が避けられないという問題点を有していた。
【０００６】
他方、より高い光透過率特性を得るために、透光性板材として石英ガラスを用いる方法が提案されている。しかしながら、透光性板材に石英を選択し、透光性板材と金属枠体とをシールリングを介して溶接し接合を行なった場合、石英が割れてしまうという問題点があった。
これは、金属枠体として用いるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金の熱膨張係数（４．８×１０−６／℃）に対して石英の熱膨張係数（０．５×１０−６／℃）が非常に小さいために、溶接後の両者の熱収縮差を吸収しきれずに石英が破壊することによるものである。
【０００７】
このため、透光性板材として石英ガラスを用い、この石英ガラスと遮光膜を兼ねる金属枠体とをエポキシ樹脂系接着剤を介して接着することが新たに提案されている。この提案によれば、透光性板材と金属枠体との接合時の加熱はもちろんのこと、その後の絶縁基体との接合時、外部電気回路基板への２次実装時、さらには光半導体素子動作時の熱ストレスによる部材の熱膨張差を緩和することが可能になり、透光性板材が破壊するのを有効に防止できるというものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような蓋体においては、透光性板材である石英ガラスとエポキシ樹脂系接着剤との接合では、石英ガラスの酸素とエポキシ樹脂系接着剤のエポキシ基とが強固に結合し良好な接合強度が得られるものの、金属枠体と樹脂系接着剤との接合では、金属枠体の表面にＡｕめっき層を被着しているため、Ａｕめっき層表面の凹凸にエポキシ樹脂系接着剤が入り込んで接合する、いわゆる投錨効果のみによる接合であるために、金属枠体とエポキシ樹脂系接着剤の接合強度は非常に弱いものとなり蓋体が加熱された際等に金属枠体が変形した際に、透光性板材が金属枠体から外れてしまうという問題点を有していた。また、金属枠体のエポキシ樹脂系接着剤との接合面に、単にメタライズ金属層等の金属層を形成した場合においても同様な問題点を有していた。
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、光透過率が良好で、かつ気密信頼性の高い半導体素子収納用パッケージを提供することにある。
【００１０】
【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、上面に光半導体素子を搭載するための凹部を有する絶縁基体と、この絶縁基体の上面に凹部を覆うように接合される、光半導体素子が受光または発光する光の透過領域となる開口に透光性板材が接合層を介して接合された金属枠体とから成る光半導体素子収納用パッケージであって、接合層は、金属枠体側に配置されたチタンを含む金属層と、透光性板材側に配置されたエポキシ樹脂を主成分とする樹脂層と、金属層および樹脂層の間に形成された、チタンが酸化して形成された酸化チタン層とから成ることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上記構成において、樹脂層がエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂にこの熱硬化性樹脂よりも弾性率が低い有機材料粉末を含有させて、弾性率を０．１〜３ＧＰａとしたものであることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の光半導体素子収納用パッケージによれば、樹脂層と透光性板材とが樹脂層のエポキシ基と透光性板材の酸素間の結合により強固に接合するとともに、樹脂層と酸化チタン層とが樹脂層のエポキシ基と酸化チタン層の酸素間の結合により強固に接合することから、金属枠体と透光性板材との接合が強固なものとなり、その結果、光半導体素子収納用パッケージが加熱された際等に金属枠体が変形しても、透光性板材が金属枠体から外れてしまうことはない。また、接合層が樹脂層を含んでいることから、透光性板材と金属枠体との接合時の加熱はもちろんのこと、その後の金属枠体の絶縁基体への接合時、光半導体装置の外部電気回路基板への２次実装時、さらには光半導体素子動作時の熱ストレスによる部材の熱膨張差を緩和することが可能になり、透光性板材が破壊するのを有効に防止でき、気密信頼性の高い半導体素子収納用パッケージとすることができる。
【００１３】
また、本発明の光半導体素子収納用パッケージによれば、樹脂層がエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂にこの熱硬化性樹脂よりも弾性率が低い有機材料粉末を含有させて、弾性率を０．１〜３ＧＰａとしたものであることから、樹脂層が良好な弾力性を有するものとなり、樹脂層が熱硬化時の熱膨張係数の相違に起因して、金属枠体と透光性板材との界面に発生する内部応力を有効に緩和するとともに、両者を接合後に金属枠体とおよび透光性板材に加わる熱的・機械的衝撃に容易に追随することができ、その結果、両者の接合界面で容易に剥離・分離することなく、信頼性のある接合状態を形成することが可能になり、気密信頼性の高い光半導体素子収納用パッケージとすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の光半導体素子収納用パッケージを添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の光半導体素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図であり、１は絶縁基体、２は配線導体層、３は金属枠体、４は透光性板材、５は金属枠体３と透光性板材４とを接合する接合層であり、主にこれらで本発明の光半導体素子収納用パッケージが構成される。なお、接合層５は、金属枠体３側に配置されたチタンを含む金属層５ａと、透光性板材４側に配置されたエポキシ樹脂を主成分とする樹脂層５ｂと、金属層５ａおよび樹脂層５ｂの間に形成された、チタンが酸化して形成された酸化チタン層５ｃとで構成されている。また図１では、絶縁基体１と金属枠体３とをシールリング６で接合した例を示している。
【００１５】
絶縁基体１は、その上面の略中央部に光半導体素子７を搭載するための凹部１ａが設けてあり、この凹部１ａの底面には光半導体素子７がガラス・樹脂・ろう材等から成る接着剤を介して接着固定される。
【００１６】
絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体やムライト質焼結体・窒化アルミニウム質焼結体・窒化珪素質焼結体・炭化珪素質焼結体等の電気絶縁材料から成り、例えば、酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化マグネシウム・酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤・可塑剤・分散剤を添加混合して泥漿物を作り、この泥漿物を従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等のシート成形法を採用しシート状にしてセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を得、しかる後、それらセラミックグリーンシートに適当な打抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層し、約１６００℃の高温で焼成することによって製作される。
【００１７】
また、絶縁基体１には、凹部１ａの底面から下面にかけて複数個の配線導体層２が被着形成されており、この配線導体層２の凹部１ａの底面に位置する部位には、光半導体素子７の各電極がボンディングワイヤ８を介して電気的に接続され、また、絶縁基体１の下面に導出した部位には外部電気回路（図示せず）が半田等の接続部材を介して電気的に接続される。
【００１８】
配線導体層２は、光半導体素子７の各電極を外部電気回路に電気的に接続する際の導電路として作用し、タングステン・モリブデン・マンガン等の高融点金属により形成されている。
【００１９】
配線導体層２は、例えばタングステン・モリブデン・マンガン等の高融点金属粉末に適当な有機溶剤・溶媒・可塑剤等を添加混合して得た金属ペーストを、従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜手法を採用して絶縁基体１となるセラミックグリーンシートにあらかじめ印刷塗布・穴埋めしておき、これをセラミックグリーンシートと同時に焼成することによって絶縁基体１の凹部１ａの底面から下面にかけて所定パターンに被着形成される。
【００２０】
なお、配線導体層２は、その表面にニッケル・金等の良導電性で耐蝕性およびろう材との濡れ性が良好な金属をめっき法により１〜２０μｍの厚みに被着させておくと、配線導体層２の酸化腐蝕を有効に防止することができるとともに配線導体層２とボンディングワイヤ８との接続および配線導体層２と外部電気回路の配線導体との半田付けを強固となすことができる。従って、配線導体層２の酸化腐蝕を防止し、配線導体層２とボンディングワイヤ８との接続および配線導体層２と外部電気回路の配線導体との半田付けを強固となすには、配線導体層２の表面にニッケル・金等をめっき法により１〜２０μｍの厚みに被着させておくことが好ましい。
【００２１】
さらに、絶縁基体１の上面には、凹部１ａを取り囲むようにしてタングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成る枠状のメタライズ層（図示せず）が被着形成されており、そして、このメタライズ層の上面に銀ろう等のろう材（図示せず）を介して、枠状のシールリング６が被着形成されている。
このようなメタライズ層は、配線導体層２と同様に、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートの所定の位置にあらかじめタングステン・モリブデン・マンガン等の高融点金属粉末に適当な有機溶剤・溶媒・可塑剤等を添加混合して得た金属ペーストを印刷・塗布しておき、これをセラミックグリーンシートと同時に焼成することにより絶縁基体１上面に枠状に被着形成される。
【００２２】
シールリング６は、例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成り、メタライズ層の形状に対応した枠状であり、金属枠体３を絶縁基体１に溶接するための下地金属部材として機能する。このようなシールリング６は、例えばシールリング６がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金から成る場合には、所定の厚みに圧延されたＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏから成る合金板材を従来周知の打ち抜き加工方法あるいは化学エッチング方法を採用することにより、枠状に形成される。
【００２３】
また、シールリング６の上には、金属枠体３が載置され、これらを例えばシームウエルド法を採用して溶接することによりシールリング６の上に金属枠体３が接合される。
【００２４】
金属枠体３は、光半導体素子７が受光または発光する光の透過領域と成る開口３ａを有している。金属枠体３は、例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成り、内部に収容される光半導体素子７の受光領域外の光に対する遮光膜の機能や後述する透光性板材４を所定の位置に固定する機能を有し、その開口３ａには、透光性板材４が接合層５を介して接合される。
【００２５】
このような金属枠体３は、例えば金属枠体３がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金から成る場合には、所定の厚みに圧延されたＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏから成る合金板材を従来周知の打ち抜き加工方法あるいは化学エッチング方法を採用することにより、枠状に形成される。また、金属枠体３の表面には、シールリング６との接合を良好とするためおよび防錆のためにニッケルめっき層が形成されている。なお、めっき層は、金属枠体３の腐食防止の観点からはニッケルめっき層のみで充分な効果が得られるが、金めっき層やクロムめっき層あるいはこれらを複数積層にした形態も可能である。
【００２６】
金属枠体３の開口３ａに接合される透光性板材４は、光半導体素子７を気密に保護し、外部からの光を効率よく光半導体素子７に伝達する機能を有し、受光波長領域に応じてホウケイ酸ガラス・サファイヤガラス・石英ガラス等の無機材料やアクリル系樹脂・ポリエチレン系樹脂等の有機材料を用いて形成される。
【００２７】
透光性板材４は、例えば石英ガラスを用いる場合、石英ガラスブロックを任意の厚みに切断した後表面を研磨し、所定の厚みにしたものをスライシング法・ダイシング法等を採用して、所定の寸法に切断することにより形成される。
なお、透光性板材４は、高い光透過率を得るという観点からは石英ガラスが好ましいが、使用目的によりホウケイ酸ガラス・サファイヤガラス等の無機材料やアクリル系樹脂・ポリエチレン系樹脂等の有機材料を用いてもよい。
【００２８】
透光性板材４を金属枠体３の開口３ａに接合する接合層５は、金属枠体３側に配置されたチタンを含む金属層５ａと、透光性板材４側に配置されたエポキシ樹脂を主成分とする樹脂層５ｂと、金属層５ａおよび樹脂層５ｂの間に形成された、金属層５ａに含有されるチタンが酸化して形成された酸化チタン層５ｃとで構成されている。そして、本発明においてはこのことが重要である。
【００２９】
本発明においては、接合層５を金属枠体３側に配置されたチタンを含む金属層５ａと、透光性板材４側に配置されたエポキシ樹脂を主成分とする樹脂層５ｂと、金属層５ａおよび樹脂層５ｂの間に形成された、チタンが酸化して形成された酸化チタン層５ｃとで構成したことから、樹脂層５ｂと透光性板材４とが樹脂層５ｂのエポキシ基と透光性板材４の酸素間の結合により強固に接合するとともに、樹脂層５ｂと酸化チタン層５ｃとが樹脂層５ｂのエポキシ基と酸化チタン層５ｃの酸素間の結合により強固に接合し、金属枠体３と透光性板材４との接合が強固なものとなり、その結果、光半導体素子収納用パッケージが加熱された際等に金属枠体３が変形しても、透光性板材４が金属枠体３から外れてしまうことはない。また、接合層５が樹脂層５ｂを含んでいることから、透光性板材４と金属枠体３との接合時の加熱はもちろんのこと、その後の金属枠体３の絶縁基体１への接合時、光半導体装置の外部電気回路基板への２次実装時、さらには光半導体素子７動作時の熱ストレスによる部材の熱膨張差を緩和することが可能になり、透光性板材４が破壊するのを有効に防止でき、気密信頼性の高い半導体素子収納用パッケージとすることができる。
【００３０】
このような接合層５は、次に述べる方法により形成される。
まず、金属枠体３の開口３ａ外周の透光性板材４が接合される表面に、チタンを含有する、例えばＡｇ−Ｃｕペーストをスクリーン印刷により所定のパターンに塗布するとともに、これを還元雰囲気中で７００〜１０００℃の温度で焼成し金属層５ａを形成する。なお、この還元雰囲気中で金属層５ａを熱処理する際、金属層５ａに含まれる活性金属であるチタンと還元雰囲気中の水素とが金属層５ａの表面で優先的に反応して、金属層５ａの表面にチタンの水素化物が生成される。次に、表面に活性金属の水素化物が生成された金属層５ａに、あらかじめ透光性板材４の接合領域に被着させておいた樹脂層５ｂと成る接着剤を重ね合わせ、金属層５ａと接着剤とを空気中で、約１５０℃の温度で６０〜９０分間加圧加熱して接合することにより、不安定なチタンの水素化物が酸化チタンに変化して酸化チタン層５ｃを形成するとともに、本発明の接合層５が形成される。なお、接合の際の残留応力を低減するという観点からは、約１５０℃の低温度での加熱が好ましいが、２００〜２５０℃の温度で加熱してもよい。
【００３１】
また、金属層５ａは、その幅が０．１〜１０ｍｍ、厚みが１０〜２００μｍであることが好ましい。
金属層５ａの幅が０．１ｍｍ未満であると、金属層５ａと樹脂層５ｂとの接合面積が小さなものとなり金属枠体３と透光性板材４との接合強度が弱いものとなり、透光性板材４が金属枠体３から外れ易くなる傾向があり、１０ｍｍを超えると弾性率の高い透光性板材４が弾性率の低い金属枠体３の動きを抑制し、外力に対する金属枠体３の弾性変形を阻害し、塑性変形を起こし易くなる傾向がある。
【００３２】
また、金属層５ａの厚みが１０μｍ未満では、金属層５ａが均一に成膜されず金属層５ａにピンホールが発生し易くなる傾向があり、さらに、２００μｍを超えると、金属枠体３が変形した際に金属層５ａが金属枠体３の変形に追随できずに金属層５ａにクラックが発生したり、金属層５ａが金属枠体３から剥がれ易くなる傾向がある。従って、金属層５ａは、幅を０．１〜１０ｍｍ、厚みを１０〜２００μｍの範囲とすることが好ましい。
【００３３】
接合層５を構成する樹脂層５ｂは、エポキシ基を介して酸化チタン層５ｃおよび透光性板材４と結合するという観点および耐湿性あるいは接合強度の観点からは、緻密な３次元網目構造を有するエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂であることが重要である。このような熱硬化性樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフェノールＡ変性エポキシ樹脂・ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂・フェノールノボラック型エポキシ樹脂・クレゾールノボラック型エポキシ樹脂・特殊ノボラック型エポキシ樹脂・フェノール誘導体エポキシ樹脂・ビフェノール骨格型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂にイミダゾール系・アミン系・リン系・ヒドラジン系・イミダゾールアダクト系・アミンアダクト系・カチオン重合系・ジシアンジアミド系等の硬化剤を添加したものが用いられる。
【００３４】
また、本発明の光半導体素子収納用パッケージでは、樹脂層５ｂをエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂にこの熱硬化性樹脂よりも弾性率が低い有機材料粉末を含有させて、弾性率を０．１〜３ＧＰａとすることが好ましい。
【００３５】
本発明の光半導体素子収納用パッケージによれば、樹脂層５ｂを上記構成としたことから、樹脂層５ｂが良好な弾力性を有するものとなり、樹脂層５ｂが熱硬化時の熱膨張係数の相違に起因して、金属枠体３と透光性板材４との界面に発生する内部応力を有効に緩和するとともに、両者を接合後に金属枠体３とおよび透光性板材４に加わる熱的・機械的衝撃に容易に追随することができ、その結果、両者の接合界面で容易に剥離・分離することなく、信頼性のある接合状態を形成することが可能になり、気密信頼性の高い光半導体素子収納用パッケージとすることができる。
【００３６】
このような有機材料粉末としては、シリコンゴムやシリコンレジン・ＬＤＰＥ・ＨＤＰＥ・ＰＭＭＡ・架橋ＰＭＭＡ・ポリスチレン・架橋ポリスチレン・エチレン−アクリル共重合・ポリメタクリル酸エチル・ブチルアクリレート・ウレタン等の軟質微粒子が好ましい。
【００３７】
なお、樹脂層５ｂは、その弾性率が０．１ＧＰａ未満であると、機械的応力が透光性板材４に加わった際に樹脂層５ｂが歪み、所定の位置に透光性板材４を保持することが困難となる傾向があり、また、弾性率が３ＧＰａを超えると、光半導体素子収納用パッケージに落下等の大きな衝撃が加わった際に生じる応力を吸収することができず、透光性板材４が金属枠体３から外れてしまう傾向がある。従って、樹脂層５ｂは、その弾性率を０．１〜３ＧＰａの範囲とすることが好ましい。
【００３８】
かくして上述の光半導体素子収納用パッケージによれば、絶縁基体１の搭載部１ａ底面に光半導体素子７をガラス・樹脂・ろう材等から成る接着剤を介して接着固定するとともに光半導体素子７の各電極をボンディングワイヤ８により配線導体層２に接続させ、しかる後、開口３ａに接合層５を介して透光性板材４を接合した金属枠体３を、シールリング６を介して絶縁基体１に接合することによって最終製品としての光半導体装置が完成する。
【００３９】
なお、本発明は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば図２に断面図で示すように、透光性板材４をキャビティ側に設置してもよい。また、絶縁基体１と金属枠体３とをシールリング６を介さずに熱硬化性樹脂接着剤により接合してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の光半導体素子収納用パッケージによれば、樹脂層と透光性板材とが樹脂層のエポキシ基と透光性板材の酸素間の結合により強固に接合するとともに、樹脂層と酸化チタン層とが樹脂層のエポキシ基と酸化チタン層の酸素間の結合により強固に接合することから、金属枠体と透光性板材との接合が強固なものとなり、その結果、光半導体素子収納用パッケージが加熱された際等に金属枠体が変形しても、透光性板材が金属枠体から外れてしまうことはない。また、接合層が樹脂層を含んでいることから、透光性板材と金属枠体との接合時の加熱はもちろんのこと、その後の金属枠体の絶縁基体への接合時、光半導体装置の外部電気回路基板への２次実装時、さらには光半導体素子動作時の熱ストレスによる部材の熱膨張差を緩和することが可能になり、透光性板材が破壊するのを有効に防止でき、気密信頼性の高い半導体素子収納用パッケージとすることができる。
【００４１】
また、本発明の光半導体素子収納用パッケージによれば、樹脂層がエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂にこの熱硬化性樹脂よりも弾性率が低い有機材料粉末を含有させて、弾性率を０．１〜３ＧＰａとしたものであることから、樹脂層が良好な弾力性を有するものとなり、樹脂層が熱硬化時の熱膨張係数の相違に起因して、金属枠体と透光性板材との界面に発生する内部応力を有効に緩和するとともに、両者を接合後に金属枠体とおよび透光性板材に加わる熱的・機械的衝撃に容易に追随することができ、その結果、両者の接合界面で容易に剥離・分離することなく、信頼性のある接合状態を形成することが可能になり、気密信頼性の高い光半導体素子収納用パッケージとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光半導体素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の光半導体素子収納用パッケージの他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・・絶縁基体
１ａ・・・・・・・搭載部
２・・・・・・・・配線導体層
３・・・・・・・・金属枠体
３ａ・・・・・・・開口
４・・・・・・・・透光性板材
５・・・・・・・・接合層
５ａ・・・・・・・金属層
５ｂ・・・・・・・樹脂層
５ｃ・・・・・・・酸化チタン層
６・・・・・・・・シールリング
【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・光センサ等の光半導体素子を収納する光半導体素子収納用パッケージに関し、特に低波長領域の光の面受発光を行なう光半導体素子を収容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】
近年、半導体レーザ素子やフォトダイオード・光センサー等に代表される光半導体素子は受光感度が高くなり、かつ半導体装置を搭載する側の装置の要求精度も厳しいものとなってきている。
【０００３】
このような光半導体素子を搭載する光半導体素子収納用パッケージは、光半導体素子の受光領域外の光に対する遮光膜と成る金属枠体の開口に、受光波長領域で高い透過率を有する透光性板材を接合して成る蓋体を使用している。そして、使用する光の波長が赤外線領域の場合、透光性板材としてサファイヤガラスを用い、このサファイヤガラスを金属枠体に接合して蓋体を形成するとともに、この蓋体の金属枠体をシールリング等の接続部材を介して光半導体素子を搭載した絶縁基体の外周部に接合することにより光半導体装置と成る。
【０００４】
このような蓋体は、サファイヤガラスの所定の接合部に金属膜を形成するとともに、対向する金属枠体側の接合部にＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金製のシールリングを形成した後、両者を溶接することにより形成されていた。また、この蓋体は光半導体素子を搭載した絶縁基体の外周部に、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金製のシールリングを形成した後、このシールリングに溶接により接合されていた。そのため、金属枠体の表面には、溶接性を考慮してＮｉおよびＡｕめっきが施されていた。
【０００５】
また、透光性板材に対しては高い光透過率特性が求められるため、通常サファイヤガラスの表面に反射防止膜を形成することにより透過率を高める方法が用いられていた。しかしながら、透光性板材の表面に反射防止膜を形成することにより光透過率を高める方法では、光透過率の低下が避けられず、入射光の減衰が避けられないという問題点を有していた。
【０００６】
他方、より高い光透過率特性を得るために、透光性板材として石英ガラスを用いる方法が提案されている。しかしながら、透光性板材に石英を選択し、透光性板材と金属枠体とをシールリングを介して溶接し接合を行なった場合、石英が割れてしまうという問題点があった。
これは、金属枠体として用いるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金の熱膨張係数（４．８×１０−６／℃）に対して石英の熱膨張係数（０．５×１０−６／℃）が非常に小さいために、溶接後の両者の熱収縮差を吸収しきれずに石英が破壊することによるものである。
【０００７】
このため、透光性板材として石英ガラスを用い、この石英ガラスと遮光膜を兼ねる金属枠体とをエポキシ樹脂系接着剤を介して接着することが新たに提案されている。この提案によれば、透光性板材と金属枠体との接合時の加熱はもちろんのこと、その後の絶縁基体との接合時、外部電気回路基板への２次実装時、さらには光半導体素子動作時の熱ストレスによる部材の熱膨張差を緩和することが可能になり、透光性板材が破壊するのを有効に防止できるというものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような蓋体においては、透光性板材である石英ガラスとエポキシ樹脂系接着剤との接合では、石英ガラスの酸素とエポキシ樹脂系接着剤のエポキシ基とが強固に結合し良好な接合強度が得られるものの、金属枠体と樹脂系接着剤との接合では、金属枠体の表面にＡｕめっき層を被着しているため、Ａｕめっき層表面の凹凸にエポキシ樹脂系接着剤が入り込んで接合する、いわゆる投錨効果のみによる接合であるために、金属枠体とエポキシ樹脂系接着剤の接合強度は非常に弱いものとなり蓋体が加熱された際等に金属枠体が変形した際に、透光性板材が金属枠体から外れてしまうという問題点を有していた。また、金属枠体のエポキシ樹脂系接着剤との接合面に、単にメタライズ金属層等の金属層を形成した場合においても同様な問題点を有していた。
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、光透過率が良好で、かつ気密信頼性の高い半導体素子収納用パッケージを提供することにある。
【００１０】
【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、上面に光半導体素子を搭載するための凹部を有する絶縁基体と、この絶縁基体の上面に凹部を覆うように接合される、光半導体素子が受光または発光する光の透過領域となる開口に透光性板材が接合層を介して接合された金属枠体とから成る光半導体素子収納用パッケージであって、接合層は、金属枠体側に配置されたチタンを含む金属層と、透光性板材側に配置されたエポキシ樹脂を主成分とする樹脂層と、金属層および樹脂層の間に形成された、チタンが酸化して形成された酸化チタン層とから成ることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上記構成において、樹脂層がエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂にこの熱硬化性樹脂よりも弾性率が低い有機材料粉末を含有させて、弾性率を０．１〜３ＧＰａとしたものであることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の光半導体素子収納用パッケージによれば、樹脂層と透光性板材とが樹脂層のエポキシ基と透光性板材の酸素間の結合により強固に接合するとともに、樹脂層と酸化チタン層とが樹脂層のエポキシ基と酸化チタン層の酸素間の結合により強固に接合することから、金属枠体と透光性板材との接合が強固なものとなり、その結果、光半導体素子収納用パッケージが加熱された際等に金属枠体が変形しても、透光性板材が金属枠体から外れてしまうことはない。また、接合層が樹脂層を含んでいることから、透光性板材と金属枠体との接合時の加熱はもちろんのこと、その後の金属枠体の絶縁基体への接合時、光半導体装置の外部電気回路基板への２次実装時、さらには光半導体素子動作時の熱ストレスによる部材の熱膨張差を緩和することが可能になり、透光性板材が破壊するのを有効に防止でき、気密信頼性の高い半導体素子収納用パッケージとすることができる。
【００１３】
また、本発明の光半導体素子収納用パッケージによれば、樹脂層がエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂にこの熱硬化性樹脂よりも弾性率が低い有機材料粉末を含有させて、弾性率を０．１〜３ＧＰａとしたものであることから、樹脂層が良好な弾力性を有するものとなり、樹脂層が熱硬化時の熱膨張係数の相違に起因して、金属枠体と透光性板材との界面に発生する内部応力を有効に緩和するとともに、両者を接合後に金属枠体とおよび透光性板材に加わる熱的・機械的衝撃に容易に追随することができ、その結果、両者の接合界面で容易に剥離・分離することなく、信頼性のある接合状態を形成することが可能になり、気密信頼性の高い光半導体素子収納用パッケージとすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の光半導体素子収納用パッケージを添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の光半導体素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図であり、１は絶縁基体、２は配線導体層、３は金属枠体、４は透光性板材、５は金属枠体３と透光性板材４とを接合する接合層であり、主にこれらで本発明の光半導体素子収納用パッケージが構成される。なお、接合層５は、金属枠体３側に配置されたチタンを含む金属層５ａと、透光性板材４側に配置されたエポキシ樹脂を主成分とする樹脂層５ｂと、金属層５ａおよび樹脂層５ｂの間に形成された、チタンが酸化して形成された酸化チタン層５ｃとで構成されている。また図１では、絶縁基体１と金属枠体３とをシールリング６で接合した例を示している。
【００１５】
絶縁基体１は、その上面の略中央部に光半導体素子７を搭載するための凹部１ａが設けてあり、この凹部１ａの底面には光半導体素子７がガラス・樹脂・ろう材等から成る接着剤を介して接着固定される。
【００１６】
絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体やムライト質焼結体・窒化アルミニウム質焼結体・窒化珪素質焼結体・炭化珪素質焼結体等の電気絶縁材料から成り、例えば、酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化マグネシウム・酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤・可塑剤・分散剤を添加混合して泥漿物を作り、この泥漿物を従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等のシート成形法を採用しシート状にしてセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を得、しかる後、それらセラミックグリーンシートに適当な打抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層し、約１６００℃の高温で焼成することによって製作される。
【００１７】
また、絶縁基体１には、凹部１ａの底面から下面にかけて複数個の配線導体層２が被着形成されており、この配線導体層２の凹部１ａの底面に位置する部位には、光半導体素子７の各電極がボンディングワイヤ８を介して電気的に接続され、また、絶縁基体１の下面に導出した部位には外部電気回路（図示せず）が半田等の接続部材を介して電気的に接続される。
【００１８】
配線導体層２は、光半導体素子７の各電極を外部電気回路に電気的に接続する際の導電路として作用し、タングステン・モリブデン・マンガン等の高融点金属により形成されている。
【００１９】
配線導体層２は、例えばタングステン・モリブデン・マンガン等の高融点金属粉末に適当な有機溶剤・溶媒・可塑剤等を添加混合して得た金属ペーストを、従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜手法を採用して絶縁基体１となるセラミックグリーンシートにあらかじめ印刷塗布・穴埋めしておき、これをセラミックグリーンシートと同時に焼成することによって絶縁基体１の凹部１ａの底面から下面にかけて所定パターンに被着形成される。
【００２０】
なお、配線導体層２は、その表面にニッケル・金等の良導電性で耐蝕性およびろう材との濡れ性が良好な金属をめっき法により１〜２０μｍの厚みに被着させておくと、配線導体層２の酸化腐蝕を有効に防止することができるとともに配線導体層２とボンディングワイヤ８との接続および配線導体層２と外部電気回路の配線導体との半田付けを強固となすことができる。従って、配線導体層２の酸化腐蝕を防止し、配線導体層２とボンディングワイヤ８との接続および配線導体層２と外部電気回路の配線導体との半田付けを強固となすには、配線導体層２の表面にニッケル・金等をめっき法により１〜２０μｍの厚みに被着させておくことが好ましい。
【００２１】
さらに、絶縁基体１の上面には、凹部１ａを取り囲むようにしてタングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成る枠状のメタライズ層（図示せず）が被着形成されており、そして、このメタライズ層の上面に銀ろう等のろう材（図示せず）を介して、枠状のシールリング６が被着形成されている。
このようなメタライズ層は、配線導体層２と同様に、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートの所定の位置にあらかじめタングステン・モリブデン・マンガン等の高融点金属粉末に適当な有機溶剤・溶媒・可塑剤等を添加混合して得た金属ペーストを印刷・塗布しておき、これをセラミックグリーンシートと同時に焼成することにより絶縁基体１上面に枠状に被着形成される。
【００２２】
シールリング６は、例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成り、メタライズ層の形状に対応した枠状であり、金属枠体３を絶縁基体１に溶接するための下地金属部材として機能する。このようなシールリング６は、例えばシールリング６がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金から成る場合には、所定の厚みに圧延されたＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏから成る合金板材を従来周知の打ち抜き加工方法あるいは化学エッチング方法を採用することにより、枠状に形成される。
【００２３】
また、シールリング６の上には、金属枠体３が載置され、これらを例えばシームウエルド法を採用して溶接することによりシールリング６の上に金属枠体３が接合される。
【００２４】
金属枠体３は、光半導体素子７が受光または発光する光の透過領域と成る開口３ａを有している。金属枠体３は、例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成り、内部に収容される光半導体素子７の受光領域外の光に対する遮光膜の機能や後述する透光性板材４を所定の位置に固定する機能を有し、その開口３ａには、透光性板材４が接合層５を介して接合される。
【００２５】
このような金属枠体３は、例えば金属枠体３がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金から成る場合には、所定の厚みに圧延されたＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏから成る合金板材を従来周知の打ち抜き加工方法あるいは化学エッチング方法を採用することにより、枠状に形成される。また、金属枠体３の表面には、シールリング６との接合を良好とするためおよび防錆のためにニッケルめっき層が形成されている。なお、めっき層は、金属枠体３の腐食防止の観点からはニッケルめっき層のみで充分な効果が得られるが、金めっき層やクロムめっき層あるいはこれらを複数積層にした形態も可能である。
【００２６】
金属枠体３の開口３ａに接合される透光性板材４は、光半導体素子７を気密に保護し、外部からの光を効率よく光半導体素子７に伝達する機能を有し、受光波長領域に応じてホウケイ酸ガラス・サファイヤガラス・石英ガラス等の無機材料やアクリル系樹脂・ポリエチレン系樹脂等の有機材料を用いて形成される。
【００２７】
透光性板材４は、例えば石英ガラスを用いる場合、石英ガラスブロックを任意の厚みに切断した後表面を研磨し、所定の厚みにしたものをスライシング法・ダイシング法等を採用して、所定の寸法に切断することにより形成される。
なお、透光性板材４は、高い光透過率を得るという観点からは石英ガラスが好ましいが、使用目的によりホウケイ酸ガラス・サファイヤガラス等の無機材料やアクリル系樹脂・ポリエチレン系樹脂等の有機材料を用いてもよい。
【００２８】
透光性板材４を金属枠体３の開口３ａに接合する接合層５は、金属枠体３側に配置されたチタンを含む金属層５ａと、透光性板材４側に配置されたエポキシ樹脂を主成分とする樹脂層５ｂと、金属層５ａおよび樹脂層５ｂの間に形成された、金属層５ａに含有されるチタンが酸化して形成された酸化チタン層５ｃとで構成されている。そして、本発明においてはこのことが重要である。
【００２９】
本発明においては、接合層５を金属枠体３側に配置されたチタンを含む金属層５ａと、透光性板材４側に配置されたエポキシ樹脂を主成分とする樹脂層５ｂと、金属層５ａおよび樹脂層５ｂの間に形成された、チタンが酸化して形成された酸化チタン層５ｃとで構成したことから、樹脂層５ｂと透光性板材４とが樹脂層５ｂのエポキシ基と透光性板材４の酸素間の結合により強固に接合するとともに、樹脂層５ｂと酸化チタン層５ｃとが樹脂層５ｂのエポキシ基と酸化チタン層５ｃの酸素間の結合により強固に接合し、金属枠体３と透光性板材４との接合が強固なものとなり、その結果、光半導体素子収納用パッケージが加熱された際等に金属枠体３が変形しても、透光性板材４が金属枠体３から外れてしまうことはない。また、接合層５が樹脂層５ｂを含んでいることから、透光性板材４と金属枠体３との接合時の加熱はもちろんのこと、その後の金属枠体３の絶縁基体１への接合時、光半導体装置の外部電気回路基板への２次実装時、さらには光半導体素子７動作時の熱ストレスによる部材の熱膨張差を緩和することが可能になり、透光性板材４が破壊するのを有効に防止でき、気密信頼性の高い半導体素子収納用パッケージとすることができる。
【００３０】
このような接合層５は、次に述べる方法により形成される。
まず、金属枠体３の開口３ａ外周の透光性板材４が接合される表面に、チタンを含有する、例えばＡｇ−Ｃｕペーストをスクリーン印刷により所定のパターンに塗布するとともに、これを還元雰囲気中で７００〜１０００℃の温度で焼成し金属層５ａを形成する。なお、この還元雰囲気中で金属層５ａを熱処理する際、金属層５ａに含まれる活性金属であるチタンと還元雰囲気中の水素とが金属層５ａの表面で優先的に反応して、金属層５ａの表面にチタンの水素化物が生成される。次に、表面に活性金属の水素化物が生成された金属層５ａに、あらかじめ透光性板材４の接合領域に被着させておいた樹脂層５ｂと成る接着剤を重ね合わせ、金属層５ａと接着剤とを空気中で、約１５０℃の温度で６０〜９０分間加圧加熱して接合することにより、不安定なチタンの水素化物が酸化チタンに変化して酸化チタン層５ｃを形成するとともに、本発明の接合層５が形成される。なお、接合の際の残留応力を低減するという観点からは、約１５０℃の低温度での加熱が好ましいが、２００〜２５０℃の温度で加熱してもよい。
【００３１】
また、金属層５ａは、その幅が０．１〜１０ｍｍ、厚みが１０〜２００μｍであることが好ましい。
金属層５ａの幅が０．１ｍｍ未満であると、金属層５ａと樹脂層５ｂとの接合面積が小さなものとなり金属枠体３と透光性板材４との接合強度が弱いものとなり、透光性板材４が金属枠体３から外れ易くなる傾向があり、１０ｍｍを超えると弾性率の高い透光性板材４が弾性率の低い金属枠体３の動きを抑制し、外力に対する金属枠体３の弾性変形を阻害し、塑性変形を起こし易くなる傾向がある。
【００３２】
また、金属層５ａの厚みが１０μｍ未満では、金属層５ａが均一に成膜されず金属層５ａにピンホールが発生し易くなる傾向があり、さらに、２００μｍを超えると、金属枠体３が変形した際に金属層５ａが金属枠体３の変形に追随できずに金属層５ａにクラックが発生したり、金属層５ａが金属枠体３から剥がれ易くなる傾向がある。従って、金属層５ａは、幅を０．１〜１０ｍｍ、厚みを１０〜２００μｍの範囲とすることが好ましい。
【００３３】
接合層５を構成する樹脂層５ｂは、エポキシ基を介して酸化チタン層５ｃおよび透光性板材４と結合するという観点および耐湿性あるいは接合強度の観点からは、緻密な３次元網目構造を有するエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂であることが重要である。このような熱硬化性樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフェノールＡ変性エポキシ樹脂・ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂・フェノールノボラック型エポキシ樹脂・クレゾールノボラック型エポキシ樹脂・特殊ノボラック型エポキシ樹脂・フェノール誘導体エポキシ樹脂・ビフェノール骨格型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂にイミダゾール系・アミン系・リン系・ヒドラジン系・イミダゾールアダクト系・アミンアダクト系・カチオン重合系・ジシアンジアミド系等の硬化剤を添加したものが用いられる。
【００３４】
また、本発明の光半導体素子収納用パッケージでは、樹脂層５ｂをエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂にこの熱硬化性樹脂よりも弾性率が低い有機材料粉末を含有させて、弾性率を０．１〜３ＧＰａとすることが好ましい。
【００３５】
本発明の光半導体素子収納用パッケージによれば、樹脂層５ｂを上記構成としたことから、樹脂層５ｂが良好な弾力性を有するものとなり、樹脂層５ｂが熱硬化時の熱膨張係数の相違に起因して、金属枠体３と透光性板材４との界面に発生する内部応力を有効に緩和するとともに、両者を接合後に金属枠体３とおよび透光性板材４に加わる熱的・機械的衝撃に容易に追随することができ、その結果、両者の接合界面で容易に剥離・分離することなく、信頼性のある接合状態を形成することが可能になり、気密信頼性の高い光半導体素子収納用パッケージとすることができる。
【００３６】
このような有機材料粉末としては、シリコンゴムやシリコンレジン・ＬＤＰＥ・ＨＤＰＥ・ＰＭＭＡ・架橋ＰＭＭＡ・ポリスチレン・架橋ポリスチレン・エチレン−アクリル共重合・ポリメタクリル酸エチル・ブチルアクリレート・ウレタン等の軟質微粒子が好ましい。
【００３７】
なお、樹脂層５ｂは、その弾性率が０．１ＧＰａ未満であると、機械的応力が透光性板材４に加わった際に樹脂層５ｂが歪み、所定の位置に透光性板材４を保持することが困難となる傾向があり、また、弾性率が３ＧＰａを超えると、光半導体素子収納用パッケージに落下等の大きな衝撃が加わった際に生じる応力を吸収することができず、透光性板材４が金属枠体３から外れてしまう傾向がある。従って、樹脂層５ｂは、その弾性率を０．１〜３ＧＰａの範囲とすることが好ましい。
【００３８】
かくして上述の光半導体素子収納用パッケージによれば、絶縁基体１の搭載部１ａ底面に光半導体素子７をガラス・樹脂・ろう材等から成る接着剤を介して接着固定するとともに光半導体素子７の各電極をボンディングワイヤ８により配線導体層２に接続させ、しかる後、開口３ａに接合層５を介して透光性板材４を接合した金属枠体３を、シールリング６を介して絶縁基体１に接合することによって最終製品としての光半導体装置が完成する。
【００３９】
なお、本発明は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば図２に断面図で示すように、透光性板材４をキャビティ側に設置してもよい。また、絶縁基体１と金属枠体３とをシールリング６を介さずに熱硬化性樹脂接着剤により接合してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の光半導体素子収納用パッケージによれば、樹脂層と透光性板材とが樹脂層のエポキシ基と透光性板材の酸素間の結合により強固に接合するとともに、樹脂層と酸化チタン層とが樹脂層のエポキシ基と酸化チタン層の酸素間の結合により強固に接合することから、金属枠体と透光性板材との接合が強固なものとなり、その結果、光半導体素子収納用パッケージが加熱された際等に金属枠体が変形しても、透光性板材が金属枠体から外れてしまうことはない。また、接合層が樹脂層を含んでいることから、透光性板材と金属枠体との接合時の加熱はもちろんのこと、その後の金属枠体の絶縁基体への接合時、光半導体装置の外部電気回路基板への２次実装時、さらには光半導体素子動作時の熱ストレスによる部材の熱膨張差を緩和することが可能になり、透光性板材が破壊するのを有効に防止でき、気密信頼性の高い半導体素子収納用パッケージとすることができる。
【００４１】
また、本発明の光半導体素子収納用パッケージによれば、樹脂層がエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂にこの熱硬化性樹脂よりも弾性率が低い有機材料粉末を含有させて、弾性率を０．１〜３ＧＰａとしたものであることから、樹脂層が良好な弾力性を有するものとなり、樹脂層が熱硬化時の熱膨張係数の相違に起因して、金属枠体と透光性板材との界面に発生する内部応力を有効に緩和するとともに、両者を接合後に金属枠体とおよび透光性板材に加わる熱的・機械的衝撃に容易に追随することができ、その結果、両者の接合界面で容易に剥離・分離することなく、信頼性のある接合状態を形成することが可能になり、気密信頼性の高い光半導体素子収納用パッケージとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光半導体素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の光半導体素子収納用パッケージの他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・・絶縁基体
１ａ・・・・・・・搭載部
２・・・・・・・・配線導体層
３・・・・・・・・金属枠体
３ａ・・・・・・・開口
４・・・・・・・・透光性板材
５・・・・・・・・接合層
５ａ・・・・・・・金属層
５ｂ・・・・・・・樹脂層
５ｃ・・・・・・・酸化チタン層
６・・・・・・・・シールリング
Claims (2)
- 上面に光半導体素子を搭載するための凹部を有する絶縁基体と、該絶縁基体の上面に前記凹部を覆うように接合される、前記光半導体素子が受光または発光する光の透過領域となる開口に透光性板材が接合層を介して接合された金属枠体とから成る光半導体素子収納用パッケージであって、前記接合層は、前記金属枠体側に配置されたチタンを含む金属層と、前記透光性板材側に配置されたエポキシ樹脂を主成分とする樹脂層と、前記金属層および前記樹脂層の間に形成された、前記チタンが酸化して形成された酸化チタン層とから成ることを特徴とする光半導体素子収納用パッケージ。
- 前記樹脂層は、エポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂に該熱硬化性樹脂よりも弾性率が低い有機材料粉末を含有させて、弾性率を０．１〜３ＧＰａとしたものであ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。
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