JP2004259609A

JP2004259609A - 半導体素子収納用パッケージ

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Publication number: JP2004259609A
Application number: JP2003049426A
Authority: JP
Inventors: Michinobu Iino; 道信飯野; Koichi Amita; 浩一網田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】同軸コネクタと同軸アダプタの外周導体間に電位差が発生し、信号入出力時に反射損失が大きくなり、光半導体素子の作動性が損なわれる。
【解決手段】コネクタ外周導体３ａ、中心軸に設置されたコネクタ中心導体３ｃ、間に介在させたコネクタ絶縁体３ｂから成るとともに、貫通孔２ａに嵌着されてコネクタ中心導体３ａが回路基板９を介して半導体素子７に電気的に接続される同軸コネクタ３と、この同軸コネクタ３に取着され、筒状のアダプタ外周導体１４ａ、中心軸に設置されたアダプタ中心導体１４ｃ、間に介在させたアダプタ絶縁体１４ｂから成り、アダプタ中心導体１４ｃの端部にコネクタ中心導体３ｃの端部を挿入し、アダプタ外周導体１４ａの端面をコネクタ外周導体３ａの端面に当接させて、それぞれ電気的に接続される同軸アダプタ１４とを具備する半導体素子収納用パッケージ。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信やマイクロ波通信、ミリ波通信等で使用される高い周波数で作動する各種半導体素子に高周波信号を伝送する同軸コネクタおよび同軸アダプタを有する半導体素子収納用パッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光通信やマイクロ波通信、ミリ波通信等で使用される、高い周波数で作動する各種半導体素子を収容する半導体素子収納用パッケージのうち、光通信分野に用いられる光半導体素子収納用パッケージを図５に断面図で示す。
【０００３】
同図に示すように、光半導体素子収納用パッケージは一般に、上面にＬＤ（レーザダイオード）やＰＤ（フォトダイオード）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Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ−Ｗ合金等の金属材料から成る基体１０１を有する。また、載置部１０１ａを取囲むように基体１０１の上面に銀ろう等のろう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１０３を装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である貫通孔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】
さらに、この枠体１０２外周面の貫通孔１０２ｂの開口周辺部には、筒状の固定部材１０４が銀ろう等のろう材で接合される。固定部材１０４は、枠体１０２と同じ熱膨張係数を有する、あるいは枠体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および光ファイバ１１３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素子収納用パッケージ内部を気密に塞ぐ透光性部材１０５が固定される。
【０００５】
なお、この固定部材１０４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、他方、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めっき層と透光性部材１０５外周面に形成されためっき層とを、Ａｕ−Ｓｎ合金半田等の低融点ろう材でろう付けすることにより固定される。
【０００６】
また、同軸コネクタ１０３は図６に断面図で示すように、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ−Ｂｅ合金等の金属材料から成り、貫通孔１０２ａの枠体１０２外周面側に形成された大径部１０２ｃにＡｕ−Ｓｎ合金半田等の低融点ろう材によりろう付けされる筒状のコネクタ外周導体１０３ａと、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ−Ｂｅ合金等の金属材料から成り、コネクタ外周導体１０３ａの中心軸に設置されたコネクタ中心導体１０３ｃと、コネクタ外周導体１０３ａおよびコネクタ中心導体１０３ｃの間に介在させた、有機材料やセラミックス、ガラス等の絶縁物のうち誘電率および誘電損失が比較的小さい絶縁材料から成るコネクタ絶縁体１０３ｂとで構成されている。
【０００７】
なお、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素子収納用パッケージ内部を気密に塞ぐ機能を有する。このような同軸コネクタ１０３は、高周波信号が伝送されるコネクタ中心導体１０３ｃと、それを取囲む部位、すなわち金属から成るコネクタ外周導体１０３ａおよび貫通孔１０２ａの内周面部が、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なしている。
【０００８】
さらに、同軸コネクタ１０３の外側端部には、コネクタ中心導体１０３ｃが通常オス（凸）端子構造であるのでそれをメス（凹）端子構造に変換するために、あるいはコネクタ中心導体１０３ｃの径と外部電気回路の導体の径とが異なる場合に両者の電気的接続を良好となすために、同軸アダプタ１１４が取着されている。
【０００９】
このような同軸アダプタ１１４は、図７に断面図で示すように、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ−Ｂｅ合金等の金属材料から成り、コネクタ外周導体１０３ａに電気的に接続するアダプタ外周導体１１４ａと、アダプタ外周導体１１４ａの中心軸に設置され、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ−Ｂｅ合金等の金属材料から成るとともにコネクタ中心導体１０３ｃと電気的に接続するアダプタ中心導体１１４ｃと、アダプタ外周導体１１４ａおよびアダプタ中心導体１１４ｃの間に介在させた、有機材料やセラミックス、ガラス等の絶縁物のうち誘電率および誘電損失が比較的小さい絶縁材料から成るアダプタ絶縁体１１４ｂとで構成されている。この同軸アダプタ１１４は同軸コネクタ１０３と同様に、高周波信号が伝送されるアダプタ中心導体１１４ｃと、それを取囲む部位、すなわち金属から成るアダプタ外周導体１１４ａ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なしている。
【００１０】
なお、同軸アダプタ１１４の同軸コネクタ１０３への取着は、同軸アダプタ１１４が外周面にネジ山（オス）が形成された、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ−Ｂｅ合金等の金属材料から成る枠体１１４ｄに収納され、この同軸アダプタ１１４が収納された枠体１１４ｄを、図５の光半導体素子収納用パッケージの断面図に示すように、枠体１０２の側面外周面に設けた、内周面にネジ山（メス）が形成された収納部にネジ止めすることにより接合される。
【００１１】
また、コネクタ中心導体１０３ｃと光半導体素子１０７との電気的接続は、コネクタ中心導体１０３ｃの枠体１０２内側に突出した一端と、回路基板１０９上面に形成され、インピーダンスがコネクタ中心導体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とを、Ｓｎ−Ｐｂ半田等の低融点ろう材を介して接合するとともに、このメタライズ金属層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。
【００１２】
このような光半導体素子収納用パッケージは、光半導体素子１０７や回路基板１０９を搭載した載置用基台１０８を樹脂接着剤やろう材等の接着剤を介して基体１０１の載置部１０１ａに載置固定した後、コネクタ中心導体１０３ｃの一端を回路基板１０９上面のメタライズ金属層１０９ａに低融点ろう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１１１、光ファイバ１１３が固定された金属ホルダ１１２を固定部材１０４に溶接し、枠体１０２上面に蓋体１０６をシーム溶接やろう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。
【００１３】
こうして製作された光半導体装置は、外部電気信号が同軸アダプタ１１４および同軸コネクタ１０３を介して光半導体素子収納用パッケージの内部に供給される。そして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、光通信分野等に多く用いられている。
【００１４】
〔特許文献１〕
特開平９−６４２１９号公報
〔特許文献２〕
特開平２−２３４５０１号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の光半導体素子収納用パッケージは、通常、同軸コネクタ１０３と同軸アダプタ１１４の大きさが大きく異なることから、コネクタ中心導体１０３ｃとアダプタ中心導体１１４ｃとは直接接続しているものの、コネクタ外周導体１０３ａとアダプタ外周導体１１４ａとは、図８に同軸コネクタ１０３と同軸アダプタ１１４との接合部の要部拡大断面図に示すように、金属製の枠体１０２を介して電気的に接続している。このため、外周導体１０３ａ，１１４ａ間のグランドラインの距離（グランドラインを図８に矢印で示す）が長いものとなり、その距離の長さに比例してグランドのＬ成分（誘導成分）が大きくなるとともに高周波信号の反射損失が大きくなり、光半導体素子収納用パッケージの高周波特性が劣化するという問題点を有していた。
【００１６】
また、枠体１０２とコネクタ外周導体１０３ａとはＡｕ−Ｓｎ半田等の低温ろう材で接合されているため両者間に隙間が生じやすく、両者間に隙間が生じるとコネクタ外周導体１０３ａとこれに枠体１０２を介して電気的に接続しているアダプタ外周導体１１４ｂとの間の電気抵抗値が増大して高周波信号の反射特性が大きくなり、光半導体素子収納用パッケージの高周波特性が劣化するという問題点も有していた。
【００１７】
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高周波信号の反射損失が小さくすることにより光半導体素子収納用パッケージへの入力信号が劣化することなく光半導体素子まで伝送され、光半導体素子が良好に動作することが可能な光半導体素子収納用パッケージを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、上面に半導体素子および回路基板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、この基体の前記上面に前記載置部を囲繞するように取着されるとともに、側部に貫通孔が形成された枠体と、筒状のコネクタ外周導体およびその中心軸に設置されたコネクタ中心導体ならびにそれらの間に介在させたコネクタ絶縁体から成るとともに、前記貫通孔に嵌着されて前記コネクタ中心導体が前記回路基板を介して前記半導体素子に電気的に接続される同軸コネクタと、この同軸コネクタに取着され、筒状のアダプタ外周導体およびその中心軸に設置されたアダプタ中心導体ならびにそれらの間に介在させたアダプタ絶縁体から成り、前記アダプタ中心導体の端部に前記コネクタ中心導体の端部を挿入し、前記アダプタ外周導体の端面を前記コネクタ外周導体の端面に当接させて、それぞれ電気的に接続される同軸アダプタとを具備することを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、同軸コネクタのコネクタ外周導体と同軸アダプタのアダプタ外周導体とが、アダプタ外周導体の端面をコネクタ外周導体の端面に当接することによって電気的に直接接続されることから、同軸コネクタおよび同軸アダプタ間のグランドラインの距離が最短となり、グランドのＬ成分（誘導成分）が最小となるとともに高周波信号の反射損失を低く抑えることができ、その結果、光半導体素子収納用パッケージの高周波特性が劣化することがなく、光半導体素子を良好に動作することができる。
【００２０】
また、コネクタ外周導体とアダプタ外周導体とを直接接続しているので、両者間に隙間が生じて電気抵抗値が増大することなく、光半導体素子収納用パッケージの高周波特性が劣化することがなく、光半導体素子をより良好に動作することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の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。
【００２２】
図１は、本発明の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、本例では、半導体素子収納用パッケージが光通信分野に用いられる光半導体素子収納用パッケージである場合の例を示している。また、図２〜４は、それぞれ図１に示す光半導体素子収納用パッケージを構成する同軸コネクタの断面図、同軸アダプタの断面図、および同軸コネクタと同軸アダプタとの接合部の要部拡大断面図である。
【００２３】
図１において、１は容器本体の底面を構成する基体、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１２を設置固定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。そして主に、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構成される。
【００２４】
また、固定部材４の外部側の端面には、光アイソレータ１１と光ファイバ１３とが樹脂接着剤で接着された金属ホルダ１２が、ＹＡＧレーザ溶接等により固定される。さらに、同軸コネクタ３には同軸アダプタ１４が取着され、同軸コネクタ３と外部電気回路との電気的接続を行なう。
【００２５】
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の機能を有し、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半田等の低融点ろう材を介して接着固定されるとともに、この低融点ろう材を介して光半導体素子７が発した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の作動性を良好なものとする。
【００２６】
基体１は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ−Ｗ合金等の金属材料から成り、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ろう材との濡れ性に優れる金属、具体的には厚みが０．５〜９μｍ程度のＮｉ層と厚みが０．５〜９μｍ程度のＡｕ層を順次めっき法により被着させておくと、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を強固に接着固着させることができる。
【００２７】
載置用基台８は、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媒体として機能するとともに、その高さを適切に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。また、載置用基台８の上面には、上面に伝送線路としてのメタライズ金属層９ａが形成された、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等のセラミックス材料から成るインピーダンス整合用の回路基板９が搭載される。
【００２８】
メタライズ金属層９ａは、そのインピーダンスが同軸コネクタ３のコネクタ中心導体３ｃのインピーダンスと整合するように形成されたマイクロストリップ等の伝送線路であり、光半導体素子７にボンディングワイヤ１０を介して接続することによりコネクタ中心導体３ｃと光半導体素子７とを電気的に接続する機能を有する。
【００２９】
このようなメタライズ金属層９ａは、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｗ等の金属粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペーストを、回路基板９となるセラミックグリーンシートにあらかじめ従来周知のスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布し、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回路基板９の上面に被着形成される。なお、セラミックグリーンシートは、回路基板９がアルミナ質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウムに適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して得たペーストを、従来周知のドクターブレード法を採用してシートにすることにより製作される。
【００３０】
また、基体１の上面には、載置部１ａを囲繞するように枠体２が銀ろう等のろう材を介して接合されている。枠体２は、その一側部に光半導体素子７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３を装着するための貫通孔２ａが形成され、対向する側部には光半導体素子７と光結合するための光伝送路である貫通孔２ｂが形成されている。
【００３１】
枠体２は、これと基体１とで光半導体素子７を収容する容器を構成するためのものであり、基体１との接合における熱歪みを小さくし両者の接合を強固なものにするとともに、光半導体素子収納用パッケージ外部との電磁的遮蔽を行なうために、基体１の熱膨張に近似するＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金等の金属材料を用いて形成される。
【００３２】
このような枠体２は、例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金から成る場合、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金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ろう材との濡れ性に優れる金属、具体的には厚み０．５〜９μｍ程度のＮｉ層および厚み０．５〜９μｍ程度のＡｕ層を順次めっき法により被着させておくと、枠体２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、貫通孔２ａ、２ｂにそれぞれ後述する同軸コネクタ３、透光性部材５を強固に接着固着させることができる。従って、枠体２の表面に厚みが０．５〜９μｍ程度のＮｉ層および厚みが０．５〜９μｍ程度のＡｕ層をめっき法により被着させておくことが好ましい。なお、貫通孔２ａ、２ｂは、一般に枠体２の側部の外面側に大径部を、内面側に大径部と同軸で連なる小径部を有する構造となっている。
【００３３】
そして、貫通孔２ａはその大径部の内周面に、同軸コネクタ３がＡｕ−Ｓｎ合金半田等の低融点ろう材でろう付けされる。このような同軸コネクタ３は図２に断面図で示すように、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ−Ｂｅ合金等の金属材料から成り、貫通孔２ａの枠体２の外周面側に形成された大径部２ｃにＡｕ−Ｓｎ合金半田等の低融点ろう材によりろう付けされる筒状のコネクタ外周導体３ａと、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ−Ｂｅ合金等の金属材料から成り、コネクタ外周導体３ａの中心軸に設置されたコネクタ中心導体３ｃと、コネクタ外周導体３ａおよびコネクタ中心導体３ｃの間に介在させた、有機材料やセラミックス、ガラス等の絶縁物のうち誘電率および誘電損失が比較的小さい絶縁材料、例えば有機材料であればテフロン（Ｒ）から成るコネクタ絶縁体３ｂとで構成されている。
【００３４】
このような同軸コネクタ３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素子収納用パッケージ内部を気密に塞ぐ機能を有する。そして同軸コネクタ１０３は、高周波信号が伝送されるコネクタ中心導体１０３ｃと、それを取囲む部位、すなわち金属から成るコネクタ外周導体１０３ａおよび貫通孔１０２ａの内周面部が、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なしている。同軸コネクタ３は、このような同軸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コネクタ中心導体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。
【００３５】
なお、同軸コネクタ３と光半導体素子７との電気的接続は、コネクタ中心導体３ｃの枠体２の内側に突出された一端と回路基板９上面に形成され、コネクタ中心導体３ｃの貫通孔２ａ内部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９ａとをＳｎ−Ｐｂ半田等の低融点ろう材を介して接合するとともに、このメタライズ金属層９ａと光半導体素子７とをボンディングワイヤ１０で接続することにより成される。
【００３６】
さらに、同軸コネクタ３の外側端部には、コネクタ中心導体３ｃが通常オス（凸）端子構造であるのでそれをメス（凹）端子構造に変換するために、あるいはコネクタ中心導体３ｃの径と外部電気回路の導体の径とが異なる場合に両者の電気的接続を良好となすために、同軸アダプタ１４が取着されている。
【００３７】
このような同軸アダプタ１４は、図３に断面図で示すように、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ−Ｂｅ合金等の金属材料から成り、コネクタ外周導体３ａに電気的に接続するアダプタ外周導体１４ａと、アダプタ外周導体１４ａの中心軸に設置され、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ−Ｂｅ合金等の金属材料から成るとともにコネクタ中心導体３ｃと電気的に接続するアダプタ中心導体１４ｃと、アダプタ外周導体１４ａおよびアダプタ中心導体１４ｃの間に介在させた、有機材料やセラミックス、ガラス等の絶縁物のうち誘電率および誘電損失が比較的小さい絶縁材料から成るアダプタ絶縁体１４ｂとで構成されている。この同軸アダプタ１４は同軸コネクタ３と同様に、高周波信号が伝送されるアダプタ中心導体１４ｃと、それを取囲む部位、すなわち金属から成るアダプタ外周導体１４ａ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なしている。
【００３８】
なお、同軸アダプタ１４の同軸コネクタ３への取着は、同軸アダプタ１４が外周面にネジ山（オス）が形成された、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ−Ｂｅ合金等の金属材料から成る枠体１４ｄに収納され、この同軸アダプタ１４が収納された枠体１４ｄを、図１の光半導体素子収納用パッケージの断面図に示すように、枠体２の側面外周面に設けた、内周面にネジ山（メス）が形成された収納部にネジ止めすることにより接合される。
【００３９】
そして本発明の半導体素子収納用パッケージにおいては、同軸コネクタ３と同軸アダプタ１４とは、アダプタ中心導体３ｃの端部にコネクタ中心導体１４ｃの端部を挿入し、アダプタ外周導体１４ａの端面をコネクタ外周導体３ａの端面に当接することによって電気的に直接接続されており、このことが重要である。
【００４０】
本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、同軸コネクタ３のコネクタ外周導体３ａと同軸アダプタ１４のアダプタ外周導体１４ａとが、アダプタ外周導体１４ａの端面をコネクタ外周導体３ａの端面に当接することによって電気的に直接接続されていることから、同軸コネクタ３および同軸アダプタ１４間のグランドラインＧの距離が最短となり、グランドのＬ成分（誘導成分）が最小となるとともに高周波信号の反射損失を低く抑えることができ、その結果、光半導体素子収納用パッケージの高周波特性が劣化することがなく、光半導体素子収納用パッケージの高周波特性を良好し、光半導体素子を良好に動作させることができる。
【００４１】
また、コネクタ外周導体３ａとアダプタ外周導体１４ａとを直接接続しているので、両者間に隙間が生じて電気抵抗値が増大することなく、光半導体素子収納用パッケージの高周波特性が劣化することがなく、光半導体素子収納用パッケージの高周波特性を良好とし、光半導体素子をより良好に作動させることができる。
【００４２】
なお、アダプタ外周導体１４ａの端面をコネクタ外周導体３ａの端面に当接するには、コネクタ絶縁体３ｂがコネクタ外周導体３ａよりも０から０．１ｍｍ程度引っ込んでいる必要がある。これはアダプタ中心導体１４ｃはその構造上、非常に壊れやすい構造をしているため、コネクタ絶縁体３ｂとアダプタ中心導体１４ｃが接触するのを防ぐためである。またコネクタ絶縁体３ｂがセラミック、ガラスなど気密性を要求される場合は、アダプタ中心導体１４ｃと接触することにより、クラックが入り気密性を損なう可能性がある。一方、コネクタ絶縁体３ｂの引っ込み量が０．１ｍｍ以上の場合、特性インピーダンスの不整合部が長くなりすぎてしまい、反射損失が増大する。
【００４３】
また、本発明の半導体素子収納用パッケージにおいては、コネクタ外周導体３ａの面積が４ｍｍ^２以上かつ、コネクタ外周導体３ａの直径が６ｍｍ以下が望ましい。コネクタ外周導体３ａの面積が４ｍｍ^２より小さい場合、その面積に比例してコネクタ外周導体３ａの肉厚も薄くなり、同軸アダプタ１４を同軸コネクタ３に取付ける際にかかる締め付けトルクは１．８Ｎｍ程度であるので、コネクタ外周導体３ａに一般に使用される金属であるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金の耐えうる圧力を超えて、コネクタ外周導体３ａを破損させる危険性が高くなる。なお、コネクタ外周導体３ａが破損し変形した場合は、その部位の特性インピーダンスと他の部位のインピーダンスとのズレが発生し、反射損失が増大する。またセラミック、ガラスといった絶縁体３ｂを使用している場合は気密性を損なう危険性もある。
【００４４】
一方、直径が６ｍｍを超えると、同軸アダプタ１４の枠体１４ｄのネジサイズはＭ６以下と規格化されているので直径が６ｍｍ以上のものは取付けることが不可能になる場合あるので６ｍｍ以下が望ましい。
【００４５】
さらに、枠体２外周面の貫通孔２ｂの開口周辺部には、筒状の固定部材４が銀ろう等のろう材で接合される。固定部材４は、枠体２と同じ熱膨張係数を有する、あるいは枠体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り、外側端面に戻り光防止用の光アイソレータ１１および光ファイバ１３が樹脂接着剤で接着された金属ホルダ１２が設けられ、また内部には集光レンズとして機能するとともに光半導体素子収納用パッケージ内部を気密に塞ぐ透光性部材５が固定される。
【００４６】
なお、この固定部材４と金属ホルダ１２とは、各々の端面同士がＹＡＧレーザ溶接等により固定され、他方、固定部材４と透光性部材５とは、固定部材４内周面に形成されためっき層と透光性部材５外周面に形成されためっき層とを、Ａｕ−Ｓｎ合金半田等の低融点ろう材でろう付けすることにより固定される。
【００４７】
なお、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１３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１３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、ＳｉＯ_２，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。
【００４８】
かくして本発明の半導体素子収納用パッケージは、基体１の載置部１ａに光半導体素子７やインピーダンス整合用等の回路基板９を搭載した載置用基台８を樹脂接着剤、ろう材等の接着剤を介して載置固定した後、コネクタ中心導体３ｃの一端を回路基板９上面のメタライズ金属層９ａに低融点ろう材で接合するとともに、光半導体素子７とメタライズ金属層９ａとをワイヤボンディング１０で電気的に接続し、その後光アイソレータ１１、光ファイバ１３が固定された金属ホルダ１２を固定部材４に溶接し、枠体２上面に蓋体６をシーム溶接やろう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。
【００４９】
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において種々の変更を行なうことは何ら支障ない。例えば、基体１と枠体２とが一般的に形成されたメタル・インジェクション・モールド（ＭＩＭ）であっても良い。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、同軸コネクタのコネクタ外周導体と同軸アダプタのアダプタ外周導体とが、アダプタ外周導体の端面をコネクタ外周導体の端面に当接することによって電気的に直接接続されることから、同軸コネクタおよび同軸アダプタ間のグランドラインの距離が最短となり、グランドのＬ成分（誘導成分）が最小となるとともに高周波信号の反射損失を低く抑えることができ、その結果、光半導体素子収納用パッケージの高周波特性が劣化することがなく、光半導体素子収納用パッケージの高周波特性が良好となり、光半導体素子を良好に動作させることができる。
【００５１】
また、コネクタ外周導体とアダプタ外周導体とを直接接続しているので、両者間に隙間が生じて電気抵抗値が増大することなく、光半導体素子収納用パッケージの高周波特性が劣化することがなく、光半導体素子収納用パッケージの高周波特性が良好となり、光半導体素子をより良好に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の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】図１に示す半導体素子収納用パッケージを構成する同軸コネクタの断面図である。
【図３】図１に示す半導体素子収納用パッケージを構成する同軸アダプタの断面図である。
【図４】図１に示す半導体素子収納用パッケージを構成する同軸コネクタと同軸アダプタとの接合部の要部拡大断面図である。
【図５】従来の半導体素子収納用パッケージを示す断面図である。
【図６】従来の半導体素子収納用パッケージを構成する同軸コネクタの断面図である。
【図７】従来の半導体素子収納用パッケージを構成する同軸アダプタの断面図である。
【図８】従来の半導体素子収納用パッケージを構成する同軸コネクタと同軸アダプタとの接合部の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・・・・・・基体
１ａ・・・・・・・・・・・・載置部
２・・・・・・・・・・・・枠体
２ａ，２ｂ・・・・・・・・・貫通孔
３・・・・・・・・・・・・同軸コネクタ
３ａ・・・・・・・・・・・・コネクタ外周導体
３ｂ・・・・・・・・・・・・コネクタ絶縁体
３ｃ・・・・・・・・・・・・コネクタ中心導体
６・・・・・・・・・・・・蓋体
７・・・・・・・・・・・・半導体素子（光半導体素子）
８・・・・・・・・・・・・載置用基台
９・・・・・・・・・・・・回路基板
１４・・・・・・・・・・・・同軸アダプタ
１４ａ・・・・・・・・・・・・アダプタ外周導体
１４ｂ・・・・・・・・・・・・アダプタ絶縁体
１４ｃ・・・・・・・・・・・・アダプタ中心導体

Claims

上面に半導体素子および回路基板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、該基体の前記上面に前記載置部を囲繞するように取着されるとともに、側部に貫通孔が形成された枠体と、筒状のコネクタ外周導体およびその中心軸に設置されたコネクタ中心導体ならびにそれらの間に介在させたコネクタ絶縁体から成るとともに、前記貫通孔に嵌着されて前記コネクタ中心導体が前記回路基板を介して前記半導体素子に電気的に接続される同軸コネクタと、該同軸コネクタに取着され、筒状のアダプタ外周導体およびその中心軸に設置されたアダプタ中心導体ならびにそれらの間に介在させたアダプタ絶縁体から成り、前記アダプタ中心導体の端部に前記コネクタ中心導体の端部を挿入し、前記アダプタ外周導体の端面を前記コネクタ外周導体の端面に当接させて、それぞれ電気的に接続される同軸アダプタとを具備することを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。