JP2005191088A - 半導体用パッケージ及び半導体デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 整合すべき特性インピーダンスより低い特性インピーダンスを有するフィードスルー部と、このフィードスルー部にパッケージ内外からそれぞれ電気的に接続し、上記フィードスルー部より高い特性インピーダンスを有する、空走部A及び高インピーダンス部分52dからなる信号線を備える。
【選択図】 図6
Description
信号伝送路周辺の構成としては、差動線路とする場合、差動出力部の一方の差動出力端子に接続した出力回路の負荷インピーダンスと、他方の差動出力端子に接続した出力回路の負荷インピーダンスとがダミー用抵抗などを用いて等価で且つ互いに平衡となるように接続される。これにより、差動出力回路にとっての差動負荷のバランスがとられる。
この発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態1による半導体用パッケージは、例えば光半導体素子モジュールに使用される。光半導体素子モジュールは、光通信によってビル内や異なるビルに設置されたサーバ間を接続するローカルエリアネットワークなどに適用されている。
図4は、図1中のキャンパッケージの内部回路及びLDを駆動するためのLD駆動回路の等価回路を示す図である。LD駆動回路100は、キャンパッケージ1と電気的に接続される外部基板に搭載されている。この外部基板には、後述するマイクロストリップ差動線路70(図5、図6参照)が設けられている。
図5は、図1中のキャンパッケージのキャップを外した状態を示す斜視図である。図中の円錐形状の記載はLD40が生成したレーザ光を示しており、矢印は光ファイバ18a,20を介したレーザ光の出射方向を示している。
先ず、ステム10の構成について詳述する。図4に示したLD駆動回路100の差動トランジスタ103,104から出力される差動高周波信号は、図5及び図6に示すように、マイクロストリップ差動線路70を介してキャンパッケージ1内部に入力される。
パッケージ1における気密構造の信頼性を確保するため、ピン43,44a,44bを取り囲む誘電体78,79a,79bには厚みが必要である。また、これら誘電体の材料としては、コバールガラス、硼珪酸ガラスなどのガラスを使用する。この場合、例えば通信機器の環境温度として求められる−40℃から85℃の温度変動によって、誘電体としてのガラスに割れ(クラック)が入らないようにしなければならない。
LD40等から発生する熱の放熱性を最適にするためには、ステム10及び台座ブロック11をCuWで一体化させて構成する。これにより、ステム10及び台座ブロック11の一体構造が1つのヒートシンクとして機能し、良好な放熱特性を得ることができる。また、メタルインジェクションモールド技術を使うことにより、ステム10及び台座ブロック11の一体構造は比較的安価に作ることができる。
安価なコバールを使用してステム10及び台座ブロック11を一体化させて作成するか、ステム10及び台座ブロック11を軟鉄で鍛造したものがコスト的には最適である。しかしながら、コバールは放熱性が悪いので、発熱の小さな光半導体素子用のパッケージにしか使用できない。本実施の形態のように、LDモジュールの場合は、LDの発熱は0.2W程度であるのでコバールを使用できる。
発熱源を支持している台座ブロック11は放熱性のよいCuWを使って、ステム10に安価なコバールを使うようにしてもよい。これらの接合はロウ付けとなる。また、台座ブロック11を安価な鉄で作成して、これにロウ付けによりコバールから成るステム10を接合するようにしてもよい。
図8は、フィードスルー部の構成を模式的に示す断面図であり、(a)は2つの孔に充填した誘電体に一対の信号ピンのそれぞれを挿入してなる構成を示し、(b)は1つの孔に充填した誘電体に一対の信号ピンを挿入してなる構成を示している。
小西義弘著、「マイクロ波回路の基礎とその応用(第1版)」、総合電子出版社、1990年8月20日、第16頁。
Claims (8)
- パッケージ筐体を貫通して外部からの高周波信号を内部に伝送する高周波伝送線路を有する半導体用パッケージにおいて、
上記高周波伝送路は、
パッケージ外部との隔壁部に設けられ、外部からの上記高周波信号を内部に伝する際に整合させるべき特性インピーダンスより低い特性インピーダンスを有する第1伝送線路部と、
パッケージ外部に設けられ、上記第1伝送線路部と電気的に接続して、当該第1伝送線路部より高い特性インピーダンスを有する第2伝送線路部と、
パッケージ内部に設けられ、上記第1伝送線路部と電気的に接続して当該第1伝送線路部より高い特性インピーダンスを有する第3伝送線路部とからなることを特徴とする半導体用パッケージ。 - 第2伝送線路部及び第3伝送線路部は、高周波信号を伝送する際の位相定数とその伝送路長との積がほぼ等しいことを特徴とする請求項1記載の半導体用パッケージ。
- 第2伝送線路部及び第3伝送線路部は、高周波信号を伝送する際の特性インピーダンスがほぼ等しいことを特徴とする請求項1記載の半導体用パッケージ。
- 第2伝送線路部及び第3伝送線路部が差動伝送路であり、第1伝送線路部が結合差動伝送路であることを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の半導体用パッケージ。
- 第3伝送線路部は、比誘電率が1より大きい誘電体材料からなることを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載の半導体用パッケージ。
- 第1伝送線路部は、パッケージの隔壁部に設けた孔に信号リードを挿入し、上記孔を硼珪酸ガラス又はソーダバリウムガラスで気密封止してなることを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項記載の半導体用パッケージ。
- パッケージの隔壁部は、軟鉄材、鉄ニッケル合金材及び銅タングステン合金材のうちの少なくとも1つからなることを特徴とする請求項1から請求項6のうちのいずれか1項記載の半導体用パッケージ。
- パッケージ外部との隔壁部に設けられ、外部からの高周波信号を伝送する際に整合させるべき特性インピーダンスより低い特性インピーダンスを有する第1伝送線路部と、パッケージ外部に設けられ、上記第1伝送線路部と電気的に接続して、当該第1伝送線路部より高い特性インピーダンスを有する第2伝送線路部と、パッケージ内部に設けられ、上記第1伝送線路部と電気的に接続して、当該第1伝送線路部より高い特性インピーダンスを有する第3伝送線路部とからなる高周波伝送路を有した半導体用パッケージと、パッケージ内部に収納され、上記高周波伝送路を介して外部から上記高周波信号を入力して動作する半導体素子とを備えた半導体デバイス。
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