JP2012008265A - Element housing package, and optical module and optical semiconductor device equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LD(レーザダイオード)、PD(フォトダイオード)に代表される光半導体素子を収納する素子収納用パッケージ並びにこれを備えた光モジュール及び光半導体装置に関する。 The present invention relates to an element storage package for storing an optical semiconductor element typified by an LD (laser diode) or PD (photodiode), an optical module and an optical semiconductor device including the same.
光半導体素子を収納する素子収納用パッケージとしては、例えば、特許文献1に記載された光モジュールが知られている。特許文献1に記載された光モジュールは、パッケージ側面に貫通孔が設けられるとともに、この貫通孔に、フェルール、フェルールホルダ及び気密封止窓からなり、光ファイバを固定する固定部材が挿入固定されている。固定部材により固定された光ファイバは、パッケージ内に収納された光半導体素子と光学的に結合している。 As an element storage package for storing an optical semiconductor element, for example, an optical module described in Patent Document 1 is known. The optical module described in Patent Document 1 is provided with a through-hole on the side surface of the package, and a fixing member for fixing the optical fiber is inserted and fixed in the through-hole, which includes a ferrule, a ferrule holder, and an airtight sealing window. Yes. The optical fiber fixed by the fixing member is optically coupled to the optical semiconductor element housed in the package.
パッケージ本体を構成する基板と枠体とを接合する際、および固定部材を貫通孔内に挿入固定する際、これらの部材はそれぞれロウ材のような接合部材を介して接合される。近年、素子収納用パッケージとしては小型集積化が進み、素子収納用パッケージの低背化が進んでいる。そのため、素子収納用パッケージ内において、固定部材と基板の上面との間隔が小さくなっている。 When the substrate constituting the package main body and the frame are joined, and when the fixing member is inserted and fixed in the through hole, these members are joined via a joining member such as a brazing material. In recent years, the element storage packages have been increasingly miniaturized and integrated, and the height of the element storage packages has been reduced. Therefore, the distance between the fixing member and the upper surface of the substrate is small in the element storage package.
そのため、上記の接合箇所からはみ出した接合部材によって、固定部材と基板の上面とが直接に接合される可能性がある。このような場合、接合部材と枠体との熱膨張差によって、固定部材と基板との間で、固定部材に圧縮応力あるいは引っ張り応力が加わる。このような力が固定部材に加わると、固定部材の位置ずれが引き起こされて、光ファイバと光半導体素子との光学的な結合が精度の低いものとなる可能性が生じる。 Therefore, there is a possibility that the fixing member and the upper surface of the substrate are directly joined by the joining member that protrudes from the joining portion. In such a case, a compressive stress or a tensile stress is applied to the fixing member between the fixing member and the substrate due to a difference in thermal expansion between the joining member and the frame. When such a force is applied to the fixing member, the fixing member is displaced, and the optical coupling between the optical fiber and the optical semiconductor element may be less accurate.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、素子収納用パッケージを低背化した場合であっても高い精度の光学結合を行うことができる素子収納用パッケージを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an element storage package that can perform high-precision optical coupling even when the height of the element storage package is reduced. And
本発明の一つの態様に基づく素子収納用パッケージは、上面に光半導体素子が載置される載置領域を有する基板と、該基板の主面上に前記載置領域を囲むように配設された、内周面および外周面に開口する貫通孔を有する枠体と、前記基板および前記枠体の間に位置して、前記基板および前記枠体を接合する接合部材と、前記貫通孔に挿入固定された、光ファイバが固定される筒状の固定部材とを備えている。そして、前記基板が、前記枠体が接合される領域の周縁部分であって、前記基板を平面視した場合に前記固定部材と重なり合う部分に凹部を有することを特徴とする。 An element storage package according to one aspect of the present invention includes a substrate having a mounting region on which an optical semiconductor element is mounted on an upper surface, and a surrounding region on the main surface of the substrate. Further, a frame having a through hole that opens to the inner peripheral surface and the outer peripheral surface, a bonding member that is positioned between the substrate and the frame, and joins the substrate and the frame, and is inserted into the through hole And a cylindrical fixing member to which the optical fiber is fixed. And the said board | substrate is a peripheral part of the area | region where the said frame is joined, Comprising: When the said board | substrate is planarly viewed, it has a recessed part in the part which overlaps with the said fixing member, It is characterized by the above-mentioned.
本発明の一つの態様に基づく素子収納用パッケージにおいては、基板が、枠体が接合される領域の周縁部分であって、基板を平面視した場合に固定部材と重なり合う部分に凹部
を有している。そのため、固定部材と基板とが重なり合う部分においては、固定部材と基板の上面との間隔を大きくすることができるので、素子収納用パッケージを低背化しつつも、固定部材と基板の上面とが直接に接合部材を介して接合される可能性を小さくすることができる。
In the element storage package according to one aspect of the present invention, the substrate has a recess in a peripheral portion of a region to which the frame body is bonded, and overlaps with the fixing member when the substrate is viewed in plan. Yes. Therefore, in the portion where the fixing member and the substrate overlap, the distance between the fixing member and the upper surface of the substrate can be increased. The possibility of being joined to each other via the joining member can be reduced.
また、基板と枠体とを接合する際、或いは固定部材を貫通孔内に挿入固定する際、これらの部材を接合する接合部材が接合箇所からはみ出したとしても、上記の凹部に接合部材が溜まるので、予想外の位置に接合部材が流れることを抑制できる。 Further, when the substrate and the frame are joined, or when the fixing member is inserted and fixed in the through hole, even if the joining member that joins these members protrudes from the joining portion, the joining member accumulates in the recess. Therefore, it can suppress that a joining member flows into an unexpected position.
以下、本発明の実施形態にかかる素子収納用パッケージ並びにこれを備えた光モジュール及び光半導体装置について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本発明に係る素子収納用パッケージは、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。 Hereinafter, an element storage package according to an embodiment of the present invention, and an optical module and an optical semiconductor device including the same will be described in detail with reference to the drawings. However, in the drawings referred to below, for convenience of explanation, among the constituent members of the embodiment, only the main members necessary for explaining the present invention are shown in a simplified manner. Therefore, the element storage package according to the present invention can include arbitrary constituent members not shown in the drawings referred to in this specification. Moreover, the dimension of the member in each figure does not represent the dimension of an actual structural member, the dimension ratio of each member, etc. faithfully.
図1〜3に示すように、第1の実施形態にかかる素子収納用パッケージ1は、上面に光半導体素子3が載置される載置領域5aを有する基板5と、基板5の主面上に載置領域5aを囲むように配設された、内周面および外周面に開口する貫通孔7を有する枠体9と、基板5および枠体9の間に位置して、基板5および枠体9を接合する接合部材11a(以下、第1の接合部材11aともいう)と、貫通孔7に挿入固定された、光ファイバ13が固定される筒状の固定部材15とを備えている。そして、基板5が、枠体9が接合される領域より内側の領域の周縁部分であって、基板5を平面視した場合に固定部材15と重なり合う部分に凹部17を有している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the element storage package 1 according to the first embodiment includes a
このように、基板5を平面視した場合に固定部材15と重なり合う部分に凹部17を有していることから、固定部材15と基板5とが重なり合う部分においては、固定部材15と基板5の上面との間隔を大きくすることができる。そのため、素子収納用パッケージ1を低背化しつつも、固定部材15と基板5の上面とが直接に接合部材11を介して接合される可能性を小さくすることができる。
As described above, since the
また、基板5と枠体9とを第1の接合部材11aを介して接合する際、或いは固定部材
15を貫通孔7内に後述する第2の接合部材11bを介して挿入固定する際、これらの部材を接合する第1の接合部材11aまたは第2の接合部材11bが接合箇所からはみ出したとしても、凹部17にこれらの接合部材11を溜めることができるので、予想外の位置に接合部材11が流れることを抑制できる。
Further, when the
本実施形態における基板5は、四角板形状であって、主面上に光半導体素子3が載置される載置領域5aを有している。なお、本実施形態において載置領域5aとは、基板5を平面視した場合に光半導体素子3と重なり合う領域を意味している。
The
本実施形態においては載置領域5aが主面の中央部に形成されているが、光半導体素子3が載置される領域を載置領域5aとしていることから、例えば、基板5の主面の端部に載置領域5aが形成されていても何ら問題ない。また、本実施形態の基板5は一つの載置領域5aを有しているが、基板5が複数の載置領域5aを有し、それぞれの載置領域5aに光半導体素子3が載置されていてもよい。
In the present embodiment, the
そして、本実施形態の素子収納用パッケージ1における基板5は、枠体9が接合される領域の周縁部分であって、基板5を平面視した場合に固定部材15と重なり合う部分に凹部17を有している。上述の通り、このような凹部17を有していることにより、固定部材15と基板5とが重なり合う部分においては、固定部材15と基板5の上面との間隔を大きくすることができる。また、この凹部17に接合部材11が溜まるので、予想外の位置に接合部材11が流れることを抑制できる。
The
凹部17の形状としては、固定部材15と基板5の上面との間隔を大きくすることができる形状であればよく、また、基板5と枠体9とを第1の接合部材11aを介して接合する際、或いは固定部材15を貫通孔7内に第2の接合部材11bを介して挿入固定する際に、それぞれの接合箇所から接合部材11がはみ出したとしても、これらのはみ出した接合部材11を溜めることができる形状であればよい。具体的には、例えば図3に示すように、凹部17を断面視した場合に、底面及びこの底面を挟むように位置する2つの側面を有する構成であればよい。このとき、図4Aに示すように、底面と側面の境界部分が曲面形状であることが好ましい。凹部17内に接合部材11が溜まった場合に、接合部材11が膨張収縮することに起因して基板5に加わる応力が局所的に集中することを抑制することができるからである。
The shape of the
また、凹部17の形状としては、図4Bに示すように、2つの側面から構成されるV字形状、或いは、図4Cに示すように、底面における幅よりも開口部の幅の大きい台形形状であってもよい。凹部17がこれらの形状である場合には、2つの側面が平行ではなく、開口部に向かって幅が広がる形状であることから、凹部17内に接合部材11が溜まった場合に、接合部材11が膨張収縮することに起因して基板5に加わる応力の影響を小さくすることができる。具体的には、接合部材11が両側面と接するように凹部17内に溜まっている場合において、基板5の上方に接合部材11が膨張収縮しやすくなる。そのため、接合部材11の膨張収縮に起因して基板5の上面に平行な方向に加わる応力を基板5の上面に垂直な方向に分散させることができる。
Moreover, as a shape of the
凹部17の深さDとしては、第1の接合部材11aの厚みTよりも大きいことが好ましい。これにより、基板5と枠体9との間から第1の接合部材11aの一部がはみ出した場合であっても、安定して凹部17内に第1の接合部材11aを溜めることができる。そのため、固定部材15と基板5の上面とが直接に接合部材11を介して接合される可能性をさらに小さくすることができる。
The depth D of the
また、凹部17の深さDとしては、基板5の厚みに対して10〜50%であることが好
ましい。10%以上であることにより、安定して凹部17内に第1の接合部材11aを溜めることができる。また、基板5のうち、凹部17の下方に位置する部分は相対的に厚みが小さくなるが、凹部17の深さDが、基板5の厚みに対して50%以下であることにより、上記の相対的に厚みが小さい部分においても、十分な基板5の厚みを確保することができる。結果として、基板5の耐久性が過度に低下することを抑制できる。
Further, the depth D of the
第1の接合部材11aの厚みTよりも大きいことが好ましい。これにより、基板5と枠体9との間から第1の接合部材11aの一部がはみ出した場合であっても、安定して凹部17内に第1の接合部材11aを溜めることができる。そのため、固定部材15と基板5の上面とが直接に接合部材11を介して接合される可能性をさらに小さくすることができる。
The thickness is preferably larger than the thickness T of the
固定部材15が貫通孔7に挿入されている方向に対して垂直で、かつ基板5の上面に対して平行な方向を第1の方向としたときに、凹部17における第1の方向の幅W1が固定部材15における第1の方向の幅W2よりも大きいことが好ましい。凹部17の少なくとも一部が、基板5を平面視した場合に固定部材15と重なり合わない部分にも位置することから、凹部17内に接合部材11が流れた場合であっても固定部材15と基板5の上面とが直接に接合部材11を介して接合される可能性をさらに小さくすることができる。
When the first direction is a direction perpendicular to the direction in which the fixing
また、基板5を平面視した場合に、接合部材11の一部が凹部17と重なり合うことが好ましい。接合部材11の少なくとも一部が凹部17と重なり合うように位置していることによって、接合部材11が接合箇所からはみ出したとしても、凹部17に接合部材11をより確実に流れさせて凹部17に溜めることができる。そのため、固定部材15と基板5の上面とが直接に接合部材11を介して接合される可能性をさらに小さくすることができる。
In addition, when the
また、基板5を平面視した場合に、凹部17の一部が枠体9と重なり合うことが好ましい。基板5と枠体9とを接合する第1の接合部材11aが接合箇所からはみ出したとしても、凹部17に第1の接合部材11aをより確実に流れさせて凹部17に溜めることができる。そのため、固定部材15と基板5の上面とが直接に接合部材11を介して接合される可能性をさらに小さくすることができる。
In addition, when the
既に示したように、固定部材15と基板5の上面とが直接に接合部材11を介して接合されることによって固定部材15に位置ずれが生じる可能性があるが、特に、枠体9から離れた部分において固定部材15と基板5の上面とが直接に接合される場合よりも、枠体9に近い部分において固定部材15と基板5の上面とが直接に接合される場合の方が、より大きな位置ずれが固定部材15に生じやすい。しかしながら、基板5を平面視した場合に、凹部17の一部が枠体9と重なり合う場合には、固定部材15の枠体9に近い部分において、その直下に凹部17が存在していることとなる。そのため、上記する固定部材15の大きな位置ずれを安定して抑制することができる。
As already described, the fixing
基板5の主面には複数の配線導体19が配設されている。これらの配線導体19を介して光半導体素子3と外部配線(不図示)との間で信号の入出力を行うことができる。このように、基板5の主面には配線導体19が配設されることから、基板5としては、少なくとも配線導体19が配設される部分には高い絶縁性を有していることが求められる。本実施形態にかかる基板5は、複数の絶縁性基板を積層することにより作製される。そして、この絶縁性基板の上に配線導体19が配設される。絶縁性基板としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体および窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、又はガラスセラミック材料を用いることができる。
A plurality of
これらのガラス粉末およびセラミック粉末を含有する原料粉末、有機溶剤並びにバインダを混ぜることにより混合部材を作製する。この混合部材をシート状に成形することにより複数のセラミックグリーンシートを作製する。作製された複数のセラミックグリーンシートを積層することにより複数の積層体を作製する。複数の積層体をそれぞれ約1600度の温度で一体焼成することにより基板5が作製される。
A mixing member is prepared by mixing the raw material powder containing these glass powder and ceramic powder, an organic solvent, and a binder. A plurality of ceramic green sheets are produced by forming the mixed member into a sheet. A plurality of laminated bodies are produced by laminating the produced ceramic green sheets. The
なお、基板5としては、複数の絶縁性基板が積層された構成に限られるものではない。一つの絶縁性基板により基板5が構成されていてもよい。また、基板5として、少なくとも配線導体19が配設される部分に高い絶縁性を有していることが求められることから、例えば、金属基板上に絶縁性基板を積層した構成としてもよい。特に、基板5に対して高い放熱性が求められる場合、基板5が上記の構成であることが好ましい。金属部材は高い放熱性を有しているからである。金属基板上に絶縁性基板を積層した構成とすることで、基板5の放熱性を高めることができる。
The
具体的には、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト及びタングステンのような金属部材、或いはこれらの金属からなる合金を用いることができる。このような金属部材のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって基板5を構成する金属基板を作製することができる。
Specifically, metal members such as iron, copper, nickel, chromium, cobalt, and tungsten, or alloys made of these metals can be used. A metal substrate constituting the
このように作製された基板5の上面における、枠体9が接合される領域の周縁部分であって、基板5を平面視した場合に固定部材15と重なり合う箇所を部分的に切削することによって、凹部17を形成することができる。また、凹部17は上記のように基板5を部分的に切削することにより形成してもよいが、例えば、基板5となるセラミックグリーンシートを積層する際に、最上部に位置するセラミックグリーンシートに貫通孔7を設けることによって凹部17を形成してもよい。
By partially cutting a portion of the upper surface of the
複数の配線導体19は、それぞれ枠体9で囲まれた領域の内側から外側にかけて位置している。これにより、枠体9で囲まれた領域の内側と外側との間で電気的な接続を図ることができる。これら複数の配線導体19は、互いに電気的に短絡することの無いように所定の間隔をあけて配設されている。配線導体19としては、導電性の良好な部材を用いることが好ましい。具体的には、タングステン、モリブデン、ニッケル、銅、銀および金のような金属材料を配線導体19として用いることができる。上記の金属材料を単一で用いてもよく、また、合金として用いてもよい。
The plurality of
配線導体19は、リード端子21などを介して外部配線(不図示)と光半導体素子3とを電気的に接続するための部材である。そのため、本実施形態における配線導体19は基板5の主面上のみに配設されているが、特にこれに限られるものではない。例えば、配線導体19の一部が基板5に埋設されていてもよい。特に、配線導体19の一部が基板5に埋設されている場合、この埋設されている部分においては、複数の配線導体19の間に絶縁性部材からなる基板5が存在することとなる。そのため、複数の配線導体19の間における絶縁性を高めることができる。また、配線導体19の一部が基板5に埋設されている場合、基板5の側面から配線導体19を引き出して、この基板5の側面において露出している部分でリード端子21と電気的に接続してもよい。
The
リード端子21としては、配線導体19と同様に導電性の良好な部材を用いることが好ましい。具体的には、タングステン、モリブデン、ニッケル、銅、銀および金のような金属材料をリード端子21として用いることができる。上記の金属材料を単一で用いてもよく、また、合金として用いてもよい。
As the
本実施形態の素子収納用パッケージ1は、載置領域5a上に配設された、光半導体素子3を載置するための載置基板23を備えている。光半導体素子3を基板5に対して直接に載置してもよいが、本実施形態の素子収納用パッケージ1のように、載置基板23を備えるとともに、この載置基板23上に光半導体素子3が載置されていることが好ましい。光半導体素子3と固定部材15の高さのずれを小さくすることができるので、光半導体素子3と光ファイバ13との光学的な結合を容易にできるからである。
The element storage package 1 of this embodiment includes a mounting
本実施形態の素子収納用パッケージ1においては、枠体9に設けられた貫通孔7に固定部材15が挿入固定されている。そのため、固定部材15は基板5から所定の距離をあけて離隔している。光半導体素子3が基板5に対して直接に載置されている場合、光半導体素子3と固定部材15との間に高さ方向のずれが生じやすい。一方、載置基板23を備えるとともに、この載置基板23上に光半導体素子3が載置されている場合には、この高さのずれを小さくすることができる。そのため、光半導体素子3と光ファイバ13との間で安定して光学結合を行うことができる。
In the element storage package 1 of the present embodiment, a fixing
載置基板23としては、絶縁性基板5と同様に絶縁性の良好な部材を用いることが好ましく、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体および窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、又はガラスセラミック材料を用いることができる。
As the mounting
枠体9は、平面視した場合に載置領域5aを囲むように基板5の主面に設けられている。枠体9は、内周面および外周面に開口する貫通孔7を有している。そして、この貫通孔7には光ファイバ13が固定される筒状の固定部材15が挿入固定されている。貫通孔7は、例えばドリル孔あけ加工によって枠体9に形成することができる。
The
枠体9としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト及びタングステンのような金属部材、或いはこれらの金属からなる合金を用いることができる。このような金属部材のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって基板5を構成する金属基板5を作製することができる。また、枠体9としてセラミック部材を用いてもよい。また、枠体9は、一つの部材からなっていてもよいが、複数の部材の積層構造であってもよい。
As the
なお、金属部材からなる枠体9を備えている場合、この枠体9と配線導体19との絶縁性を確保するため、枠体9に開口部を設けるとともにこの開口部内において配線導体19と枠体9との間に絶縁部材が配設されていることが好ましい。
In the case where the
本実施形態の素子収納用パッケージ1は、基板5および枠体9の間に位置して、基板5および枠体9を接合する第1の接合部材11aを備えている。第1の接合部材11aとしては、例えばロウ材を用いることができる。例示的なロウ材としては、銀ロウが挙げられる。
The element storage package 1 of the present embodiment includes a first joining
基板5と枠体9との接合性及び素子収納用パッケージ1の気密性を高めるため、図3に示すように、第1の接合部材11aの幅W3としては、枠体9の厚みW4よりも大きいことが好ましい。第1の接合部材11aの幅W3が枠体9の厚みW4よりも大きい場合には、基板5と枠体9との接合性及び素子収納用パッケージ1の気密性を高めることができる一方で、固定部材15と基板5の上面とが直接に接合部材11を介して接合される可能性がある。しかしながら、本実施形態の素子収納用パッケージ1においては、基板5が凹部17を有していることから、固定部材15と基板5の上面とが直接に接合部材11を介して接合される可能性を小さくすることができる。
As shown in FIG. 3, the width W3 of the
本実施形態の素子収納用パッケージ1は、光ファイバ13が固定される筒状の固定部材15を備えている。より具体的には、図1〜3に示すように、固定部材15は、一端が枠体9の内側に位置するとともに、他端が枠体9の外側に位置するように枠体9に固定されている。本実施形態における固定部材15は、光ファイバ13を固定して位置決めを図るとともに、筒状であることによって、この筒形状の中空部分で光半導体素子3と光ファイバ13との間での光の伝達を行うことができる。
The element storage package 1 of this embodiment includes a cylindrical fixing
固定部材15としては、少なくとも光ファイバ13を固定できる程度の強度を有していることが好ましい。具体的には、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト及びタングステンのような金属部材、或いはこれらの金属からなる合金を用いることができる。このような金属部材のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって筒状の固定部材15を作製することができる。
The fixing
特に、枠体9と固定部材15とが、同じ金属部材を用いて形成されていることが好ましい。枠体9及び固定部材15の熱膨張差を小さくすることができるので、枠体9と固定部材15との間に生じる応力を小さくすることができるからである。
In particular, the
本実施形態の素子収納用パッケージ1は、枠体9と固定部材15との間に位置して、枠体9および固定部材15を接合する第2の接合部材11bを備えている。枠体9に形成された貫通孔7の内径と固定部材15の外径とを等しくすることにより、貫通孔7に固定部材15を嵌め込んでもよいが、枠体9と固定部材15との間に位置する第2の接合部材11bを用いて枠体9および固定部材15を接合することが好ましい。
The element storage package 1 according to the present embodiment includes a second joining
貫通孔7に固定部材15を嵌め込む場合、貫通孔7に固定部材15を固定するためには貫通孔7の内径及び固定部材15の外径に高い精度の加工が要求されるが、第2の接合部材11bを用いて枠体9および固定部材15を接合することにより、容易に貫通孔7に固定部材15を固定することができる。第2の接合部材11bとしては、例えばロウ材を用いることができる。例示的なロウ材としては、銀ロウが挙げられる。
When the fixing
本実施形態の素子収納用パッケージ1においては、基板5がこの貫通孔7の下方に凹部17を有していることから、第2の接合部材11bの一部が枠体9と固定部材15との間から流れ出た場合であっても、固定部材15と基板5の上面とが直接に接合部材11を介して接合されて固定部材15に応力が加わり固定部材15が位置ずれを起こす可能性を小さくすることができる。
In the element storage package 1 of the present embodiment, since the
筒状の固定部材15内には、固定部材15の穴を塞ぐように透光性部材25が配設されている。透光性部材25は固定部材15の内側を塞ぎ、素子収納用パッケージ1の気密性を保持するとともに固定部材15の内部空間を伝達する光半導体素子3の励起した光をそのまま固定部材15に取着接続される光ファイバに伝達させる作用をなす。透光性部材25としては、例えば、酸化珪素、酸化鉛を主成分とした鉛系及びホウ酸、ケイ砂を主成分としたホウケイ酸系の非晶質ガラスを用いることができる。
A
本実施形態の光モジュール27は、上記の実施形態に代表される素子収納用パッケージ1と、素子収納用パッケージ1の載置領域5a内に載置された光半導体素子3と、枠体9と接合された、光半導体素子3を封止する蓋体29とを備えている。
The optical module 27 of the present embodiment includes an element housing package 1 represented by the above embodiment, an optical semiconductor element 3 placed in the
本実施形態の光モジュール27においては、基板5の載置領域5aに光半導体素子3が載置されている。また、光半導体素子3と配線導体19とが導線を介して電気的に接続されている。この光半導体素子3に外部配線、配線導体19および導線を介して外部信号を入力することにより、光半導体素子3から所望の出力を得ることができる。光半導体素子
3としては、例えば、LD素子に代表される、光ファイバ13に対して光を出射する発光素子、PD素子に代表される、光ファイバ13に対して光を受光する受光素子が挙げられる。
In the optical module 27 of the present embodiment, the optical semiconductor element 3 is placed on the
光半導体素子3と配線導体19とは、例えば、導線を介して、いわゆるワイヤーボンディングにより電気的に接続することができる。また、光半導体素子3の直下まで配線導体19を延設して、ロウ材のような導電性接着剤を介して光半導体素子3と配線導体19とを接合する、いわゆるフリップチップにより光半導体素子3と配線導体19とが電気的に接続されていてもよい。
The optical semiconductor element 3 and the
蓋体29は、枠体9と接合され、光半導体素子3を封止するように設けられている。蓋体29は、枠体9の上面に接合されている。そして、基板5、枠体9および蓋体29で囲まれた空間において光半導体素子3を封止している。このように光半導体素子3を封止することによって、長期間の素子収納用パッケージ1の使用による光半導体素子3の劣化を抑制することができる。蓋体29としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト及びタングステンのような金属部材、或いはこれらの金属からなる合金を用いることができる。また、枠体9と蓋体29は、例えばシーム溶接法によって接合することができる。また、枠体9と蓋体29は、例えば、金−錫ロウを用いて接合してもよい。
The
本実施形態の光半導体装置31は、上記の実施形態に代表される光モジュール27と、固定部材15に固定された光ファイバ13とを備えている。光ファイバ13は、枠体9の外側に位置する端面において固定部材15に固定されていてもよく、また、光ファイバ13の一部を固定部材15に挿入することによって固定部材15に固定してもよい。
The optical semiconductor device 31 of the present embodiment includes the optical module 27 represented by the above embodiment and the
次に、第2の実施形態の素子収納用パッケージ並びにこれを備えた光モジュール及び光半導体装置について図面を用いて詳細に説明する。なお、本実施形態にかかる各構成において、第1の実施形態と同様の機能を有する構成については、同じ参照符号を付記し、その詳細な説明を省略する。 Next, an element storage package of the second embodiment, an optical module and an optical semiconductor device including the same will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each structure concerning this embodiment, about the structure which has the same function as 1st Embodiment, the same referential mark is attached and the detailed description is abbreviate | omitted.
図5〜6に示すように、第2の実施形態の素子収納用パッケージ1は、枠体9が貫通孔7を複数有し、これらの貫通孔7のそれぞれに固定部材15が挿入固定されている。そして、基板5は、枠体9が接合される領域の周縁部分であって、基板5を平面視した場合に複数の固定部材15と重なり合う部分に、それぞれ凹部17を有している。
As shown in FIGS. 5 to 6, in the element storage package 1 of the second embodiment, the
このように、基板5を平面視した場合に各固定部材15と重なり合う部分にそれぞれ凹部17を有していることから、固定部材15と基板5とが重なり合う部分においては、固定部材15と基板5の上面との間隔をそれぞれ大きくすることができる。そのため、素子収納用パッケージ1を低背化しつつも、固定部材15と基板5の上面とが直接に接合部材11を介して接合される可能性を小さくすることができる。
As described above, when the
凹部17が形成されている場合には、この凹部17の下方における基板5の厚みが相対的に小さくなるため、基板5のこの部分に応力が加わりやすくなるが、本実施形態の素子収納用パッケージ1は、複数の凹部17を有している、換言すると、これらの凹部17の間に、凹部17の下方における基板5の厚みと比較して厚みが相対的に大きい部分が形成されている。このように、凹部17の下方であって基板5の厚みが相対的に小さい部分の間に厚みが相対的に大きい部分が存在しているので、凹部17の下方であって基板5の厚みが相対的に小さい部分に加わる応力によって基板5の耐久性が低下することを抑制できる。
When the
本実施形態の素子収納用パッケージ1においては、それぞれの凹部17の深さが等しい
ことが好ましい。凹部17の深さのばらつきが大きいと、上記の応力が基板5の一部に集中しやすくなるが、凹部17の深さが等しいことによって、それぞれの凹部17の下方に位置する基板5の部位に加わる応力のばらつきを小さくすることができる。結果として、基板5の耐久性を向上させることができる。
In the element storage package 1 of the present embodiment, it is preferable that the depths of the
以上、本発明の各実施形態にかかる素子収納用パッケージ並びにこれを備えた光モジュール及び光半導体装置について説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更や実施の形態の組み合わせを施すことは何等差し支えない。 As mentioned above, although the element storage package concerning each embodiment of this invention and the optical module and optical semiconductor device provided with this have been demonstrated, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment. In other words, various modifications and combinations of embodiments may be made without departing from the scope of the present invention.
1・・・素子収納用パッケージ
3・・・光半導体素子
5・・・基板
5a・・・載置領域
7・・・貫通孔
9・・・枠体
11・・・接合部材
11a・・・第1の接合部材
11b・・・第2の接合部材
13・・・光ファイバ
15・・・固定部材
17・・・凹部
19・・・配線導体
21・・・リード端子
23・・・載置基板
25・・・透光性部材
27・・・光モジュール
29・・・蓋体
31・・・光半導体素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Element accommodation package 3 ...
Claims (7)
該基板の主面上に前記載置領域を囲むように配設された、内周面および外周面に開口する貫通孔を有する枠体と、
前記基板および前記枠体の間に位置して、前記基板および前記枠体を接合する接合部材と、
前記貫通孔に挿入固定された、光ファイバが固定される筒状の固定部材とを備え、
前記基板は、前記枠体が接合される領域の周縁部分であって、前記基板を平面視した場合に前記固定部材と重なり合う部分に凹部を有することを特徴とする素子収納用パッケージ。 A substrate having a mounting region on which an optical semiconductor element is mounted;
A frame body having a through-hole that opens to the inner peripheral surface and the outer peripheral surface, disposed so as to surround the placement region on the main surface of the substrate;
A bonding member that is positioned between the substrate and the frame, and bonds the substrate and the frame;
A cylindrical fixing member that is inserted into and fixed to the through hole and to which the optical fiber is fixed;
The element storage package according to claim 1, wherein the substrate has a concave portion in a peripheral portion of a region to which the frame body is bonded and overlaps with the fixing member when the substrate is viewed in plan.
該素子収納用パッケージの前記載置領域内に載置された前記光半導体素子と、
前記枠体と接合された、前記光半導体素子を封止する蓋体とを備えた光モジュール。 The device storage package according to any one of claims 1 to 5,
The optical semiconductor element placed in the placement area of the element storage package;
An optical module comprising: a lid body that is bonded to the frame body and seals the optical semiconductor element.
前記固定部材に固定された光ファイバとを備えた光半導体装置。 An optical module according to claim 6;
An optical semiconductor device comprising: an optical fiber fixed to the fixing member.
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