JP2006269783A - Optical semiconductor package - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光素子と受動素子とが混載された光半導体パッケージに関するものである。 The present invention relates to an optical semiconductor package in which an optical element and a passive element are mixedly mounted.
従来の光伝送デバイスやOEIC(光電子集積回路)等における光半導体パッケージ1は、図3に示すように、発光ダイオードやレーザダイオード等の光素子2を中心に、コンデンサや抵抗等の受動素子3から構成されており、回路基板4上に前記光素子2や受動素子3が実装され、その上方を透明樹脂材による封止体5で封止された構造となっている。
As shown in FIG. 3, an optical semiconductor package 1 in a conventional optical transmission device, OEIC (optoelectronic integrated circuit) or the like is composed of an
前記光半導体パッケージ1は、様々な光通信装置や光ピックアップ装置に搭載されているが、通信技術の高速化やDVD等の高密度記録媒体のピックアップ用途への需要の増大に伴って、より波長の短い光が使用されるようになってきている。しかしながら、このような波長の短い光は、樹脂材を透過しにくいといった特性があり、受光効率や発光効率が低下するといった問題があった。これを改善するため、特許文献1に示されるように、光素子単体構成のデバイスにおいては、光素子全体を透明なガラス材で封止している例がある。
上記ガラス材を封止体とする従来の光半導体パッケージは、受光あるいは発光の単体の機能を備えて構成されたものが多く、小型であるため、封止領域が少なくてすむ。しかしながら、複数の光素子や受動素子からなる光半導体パッケージでは、封止領域が大きくなり、封止体をガラス材で構成するには、製造コストが多くかかるといった問題があり、実用化されていない。 Many of the conventional optical semiconductor packages using the glass material as a sealing body are configured to have a single function of light reception or light emission, and are small in size, so that a sealing region is small. However, in an optical semiconductor package composed of a plurality of optical elements and passive elements, there is a problem that a sealing region becomes large, and it takes a lot of manufacturing cost to construct a sealing body with a glass material. .
また、前記ガラス材による封止体では、光素子や受動素子を気密封止しずらく、回路基板との接合性もよくないといった問題点がある。 Moreover, the sealing body made of the glass material has a problem that it is difficult to hermetically seal the optical element and the passive element, and the bonding property to the circuit board is not good.
そこで、本発明の目的は、光素子や受動素子を封止する封止体のうち、前記光素子の受光領域や発光領域における光透過率の向上を図ると共に、前記光素子や受動素子を実装する回路基板との気密性を高めることのできる光半導体パッケージを提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to improve the light transmittance in the light receiving region and the light emitting region of the optical element among the sealing body for sealing the optical element and the passive element, and to mount the optical element and the passive element. It is an object of the present invention to provide an optical semiconductor package capable of improving airtightness with a circuit board.
上記課題を解決するために、本発明の光半導体パッケージは、回路基板と、この回路基板上に実装される光素子及び受動素子と、この光素子及び受動素子を封止する封止体とを備えた光半導体パッケージにおいて、前記封止体は、前記光素子を覆う部分がガラス体で形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an optical semiconductor package of the present invention includes a circuit board, an optical element and a passive element mounted on the circuit board, and a sealing body that seals the optical element and the passive element. In the provided optical semiconductor package, the sealing body is characterized in that a portion covering the optical element is formed of a glass body.
また、前記光素子は、受光領域または発光領域を有し、少なくとも前記受光領域または発光領域がガラス体で封止されている。 The optical element has a light receiving region or a light emitting region, and at least the light receiving region or the light emitting region is sealed with a glass body.
本発明に係る光半導体パッケージによれば、光素子の受光領域や発光領域に対応する封止体の一部をガラス体によって形成したことで、高速通信やDVDなどのような高密度光記憶媒体のピックアップとして必要な波長の短い光を高い透過率で受光または発光させることが可能となる。また、ガラス体を用いているため、樹脂材のように高温条件下における変形や変色等の劣化が発生しずらく、長期に亘って安定した光透過率を維持することができる。 According to the optical semiconductor package of the present invention, a part of the sealing body corresponding to the light receiving region and the light emitting region of the optical element is formed of a glass body, so that a high-density optical storage medium such as high-speed communication or a DVD is obtained. It is possible to receive or emit light having a short wavelength required for the pickup with high transmittance. In addition, since a glass body is used, deterioration such as deformation and discoloration under a high temperature condition is unlikely to occur like a resin material, and a stable light transmittance can be maintained over a long period of time.
また、前記光素子のような高い透過率を要する箇所以外の受動素子などの実装領域においては、樹脂材を用いて形成されているので、製造コストが抑えられると共に、回路基板との密着性が高まり、気密封止が容易である。 In addition, in the mounting region such as the passive element other than the portion requiring high transmittance such as the optical element, since it is formed using a resin material, the manufacturing cost can be suppressed and the adhesion with the circuit board can be reduced. Elevated and easy to hermetically seal.
以下、添付図面に基づいて本発明に係る光半導体パッケージの実施形態を詳細に説明する。ここで、図1は本発明の光半導体パッケージの斜視図、図2は前記光半導体パッケージのA−A断面図である。 Embodiments of an optical semiconductor package according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Here, FIG. 1 is a perspective view of the optical semiconductor package of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of the optical semiconductor package.
図1及び図2に示すように、本発明の光半導体パッケージ11は、回路基板12と、この回路基板12上に実装される光素子13及び受動素子14と、これら光素子13及び受動素子14を前記回路基板12上に気密封止する封止体15とを備えて構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, an
前記回路基板12は、ガラスエポキシ樹脂やBTレジン(Bismaleimide Triazine Resin)等の絶縁材料で形成されている。この回路基板12は、表面(実装面17)に光素子13や受動素子14が実装され、側面にスルーホール状の外部接続電極18が設けられている。前記実装面17には、前記光素子13が実装されるダイパッド部19や、光素子13と複数の受動素子14の相互間または外部接続電極18に導通する電極パターンが形成されている。
The
前記光素子13は、用途に応じて受光素子または発光素子のいずれかによって構成される。例えば、受光素子にはフォトダイオード、フォトトランジスタ等が用いられ、発光素子には発光ダイオード、レーザダイオード等が用いられる。本実施形態では、前記光素子13が受光素子で構成された光半導体パッケージを例にして説明する。
The
前記受動素子14は、前記光素子13に供給される電流を制御したり、過電流が流れ込まないように保護したりするためのコンデンサや抵抗等で構成される。これら光素子13、受動素子14は、素子電極部が片面側に設けられ、ボンディングワイヤを使用しない表面実装型のものが用いられ、前記部品実装部17内のダイパッド部に半田バンプ、Auスタッドバンプ+NCP/Au−Snペーストあるいは導電性接着剤を介して実装される。
The
前記受動素子14は、素子電極部(図示せず)を備えた面を下に向けて前記回路基板12上に載置され、半田バンプを介して所定の電極パターン上にフリップチップ実装される。このフリップチップ実装は、前記電極パターン上に半田バンプが形成された素子電極部を位置決めして載置した後、ピーク温度が250度で約10秒以下のリフロー処理工程を経ることによって行われる。また、前記光素子13の上面側の素子電極部は、ボンディングワイヤによって前記電極パターンに接続される。ボンディングワイヤは、接合強度を高めると共に、前記封止体15を形成する際の熱膨張による影響を最小限に抑えるために、30μm程度のAu線材を使用するのが望ましい。
The
前記封止体15は、前記光素子13の受光領域20に相当する部分がガラス領域15aで、他の部分は樹脂領域15bになっている。前記ガラス領域15aには、光透過率の高いガラス体21が使用され、樹脂領域15bには、エポキシ樹脂やポリカーボネート樹脂等の樹脂材22が使用される。前記ガラス領域15aには、前記発光素子13の受光領域20と同じかそれ以上の広さを有して形成された立方形状のガラス体21が光素子13の上に直接載置される。前記樹脂領域15bには、金型を使用して前記ガラス体21の周囲に前記樹脂材22が充填される。この樹脂材22は、前記ガラス体21の上面が露出するように充填され、上面が平坦面となるように仕上げられる。また、前記ガラス体21の上面に反射防止用のコーティングを施すことで、前記受光領域20に対する光透過率をさらに高めることができる。なお、前記樹脂領域15bは、光を通す必要がないので、有色系の樹脂材を用いて、受光素子14が実装されている部分を遮光させることもできる。この遮光は、黒色系の樹脂材を用いたり、遮光性を有する部材を樹脂材に混在させたりすることによって行われる。
In the
上記光半導体パッケージ11における受光作用を図2に示す。この光半導体パッケージ11は、前記光素子13にフォトダイオードやフォトトランジスタのような受光機能を備えており、発光機能を有した図示しない光半導体パッケージ等の光源に対向するように配置される。前記光源から出射される光は、受光領域に向けて発せられ、ガラス体21内を高い光透過率を有した状態で受光素子に入光させることができる。このように、前記封止体15の一部をガラス体21で封止することで、前記受光領域にのみ集光させるような指向性を持たせることが可能となる。
The light receiving action in the
また、上記実施形態では、ガラス体の形状を四角柱体としたが、前記受光領域または発光領域に合わせて円柱体とすることもできる。 Moreover, in the said embodiment, although the shape of the glass body was made into the square pillar body, it can also be set as a cylindrical body according to the said light reception area | region or light emission area | region.
上記光半導体パッケージ11の封止体15は、以下に示すような工程によって形成される。最初に、前記光素子13及び受動素子14が実装された回路基板12に封止体15を成形させるための樹脂充填用の金型を載置する。次に、前記光素子13の受光領域20に相当する箇所にガラス体21を位置決めして載置する。その際、前記ガラス体21がずれないように、紫外線硬化型の透明樹脂接着剤を介して光素子13上に接合させておく。次に、前記金型内に樹脂材を前記ガラス体21の上面が露出するように充填した後、硬化させる。また、必要に応じて、前記ガラス体21の上面に反射を抑えるための部材をコーティングする。なお、前記光半導体パッケージ11を一括して量産する場合は、複数の光半導体パッケージが形成可能な集合回路基板を用意し、光素子13や受動素子14の実装及び封止体15の成形が完了した後、前記集合回路基板をダイシングすることによって行われる。
The sealing
以上、説明したように、本発明の光半導体パッケージ11にあっては、光素子13が実装されている領域が光透過率の高いガラス体21によって封止されているため、高速通信用途やDVDなどのような高密度光記録媒体のピックアップ用途に対応した波長の短い光を減衰させることなく、高感度で受光または発光させることができる。また、前記光素子13を除いた領域には、樹脂材を充填させて成形されているため、回路基板12上を隙間なく、気密封止させることができる。
As described above, in the
11 光半導体パッケージ
12 回路基板
13 光素子
14 受動素子
15 封止体
15a ガラス領域
15b 樹脂領域
17 実装面
18 外部接続電極
19 ダイパッド部
20 受光領域
21 ガラス体
22 樹脂材
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記封止体は、前記光素子を覆う部分がガラス体で形成されていることを特徴とする光半導体パッケージ。 In an optical semiconductor package comprising a circuit board, an optical element and a passive element mounted on the circuit board, and a sealing body for sealing the optical element and the passive element,
The sealed body is an optical semiconductor package, wherein a portion covering the optical element is formed of a glass body.
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