JP2012084920A

JP2012084920A - 入出力端子および光半導体素子収納用パッケージならびに光半導体装置

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Publication number: JP2012084920A
Application number: JP2012005908A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ogasawara; 厚志小笠原
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2012-04-26
Anticipated expiration: 2021-07-26
Also published as: JP5528484B2

Abstract

【課題】入出力端子の平板部とリード端子との接合強度を向上させる。
【解決手段】上面に形成された複数のメタライズ配線層３ａを有する誘電体から成る平板部８と、複数のメタライズ配線層３ａを間に挟んで接合された誘電体から成る立壁部７とから構成された入出力端子３において、平板部８の下面に接地導体層１４が形成され、平板部８の端面に接地用のメタライズ配線層３ａから接地導体層１４にかけて溝６が形成されているとともに、溝６内にメタライズ配線層３ａと接地導体層１４とを導通する導体層６ａが形成されており、溝６は、その幅が溝６の底面側に向かって漸次小さくなっているとともに、底面の垂線に対する内側面の傾斜角度が底面側に向かうにしたがって小さくなっている。これにより、平板部８とリード端子１１とをロウ材で接続する際に、溝６にロウ材を溜めやすくすることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、光半導体素子収納用パッケージの入出力端子に関し、特に入出力端子における平板部の端面の導体層（キャスタレーション導体）に関するものであり、またこの入出力端子を用いた光半導体素子収納用パッケージ、さらにこの光半導体素子収納用パッケージを用いた光半導体装置に関するものである。

従来の光半導体素子収納用パッケージ（以下、光半導体パッケージという）の入出力端子の拡大斜視図と従来の光半導体パッケージの斜視図とをそれぞれ図３，図４に示す。この光半導体パッケージは、外部電気回路基板（図示せず）との高周波信号の入出力を行う機能を有するとともに大電流の入力を行う機能を有する入出力端子１０３が構成部材の１つとして用いられている。

入出力端子１０３は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃），窒化アルミニウム（ＡｌＮ），ムライト（３Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂）等のセラミックスから成り、枠体１０２の内外に突出する平
板部１０８と枠体１０２に嵌着される立壁部１０７とを有している。また、光半導体パッケージの内外を導通するようにモリブデン（Ｍｏ）−マンガン（Ｍｎ），タングステン（Ｗ）等から成る金属ペーストを焼結したメタライズ配線層１０３ａが平板部１０８の上面に被着されて光半導体素子１０４と外部電気回路基板とを電気的に接続する。また、入出力端子１０３は、枠体１０２を貫通してまたは切り欠いて形成された取付部に銀ロウ等のロウ材で嵌着される。

この入出力端子１０３において、入出力端子１０３の平板部１０８の端面に導体層１０６ａを溝１０６内に形成する場合、入出力端子１０３の端面に導体層１０６ａを溝１０６内に設けることで導通を得る場合がある。この導体層１０６ａ（キャスタレーション導体）は以下の工程で入出力端子１０３の平板部１０８の端面に形成される。

まず、図６の（ａ）に示すように、セラミックグリーンシート１０９に長方形状の貫通穴１１３を金型で打ち抜く。次に、（ｂ）に示すように、貫通穴１１３の裏面から貫通穴１１３内部を吸引した状態で、セラミックグリーンシート１０９表面からスクリーン印刷等で貫通穴１１３内部にモリブデン（Ｍｏ）−マンガン（Ｍｎ），タングステン（Ｗ）等の導電性粒子を主成分とするペースト状の導電性インクを垂れ込ませ、貫通穴１１３の内面全体に導電性インクを付着させる。

次に、（ｃ）に示すように、貫通穴１１３の上面側より貫通穴１１３を２分割するとともに入出力端子１０３の平板部１０８の外形を形成するように金型にて打ち抜く。また、（ｄ）は（ｃ）の側面図である。

複数のセラミックグリーンシート１０９について、（ａ）〜（ｃ）の工程を同様に施し、最上層となるセラミックグリーンシート１０９の上面に導電性インクをスクリーン印刷等で印刷して信号用および接地用の複数のメタライズ配線層１０３ａを形成する。その後、すべてのセラミックグリーンシート１０９を積層し、焼成し、外形を整える加工を施すことで、入出力端子１０３が製造される。これにより、メタライズ配線層１０３ａと下面の接地導体層１１４（図４）が溝１０６に形成された導体層１０６ａを介して導通されることになる。

この入出力端子１０３が用いられている光半導体パッケージを図３に示す。１０１は基
体、１０２は枠体、１０３は入出力端子、蓋体（図示せず）とで、光半導体素子１０４を光半導体パッケージ内に収容する容器が基本的に構成される。

基体１０１は、上側主面に光半導体素子１０４を載置する載置部を有し、載置部には光半導体素子１０４が熱電冷却素子１０５を間に介して金（Ａｕ）−シリコン（Ｓｉ）ロウ材等の接着剤により接着固定されるものであり、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金や銅（Ｃｕ）−タングステン（Ｗ）合金等の金属材料から成る。

枠体１０２は、基体１０１の上側主面に載置部を囲繞するように銀ロウ等のロウ材で接合され、側部に入出力端子１０３を嵌着する取付部が形成されたものであり、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金等の金属材料から成る。

リード端子１１１は、入出力端子１０３の枠体１０２外側のメタライズ配線層１０３ａに銀ロウ等のロウ材を介して接合され、外部電気回路と入出力端子１０３との高周波信号の入出力を行うものであり、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属材料から成る。また、シールリング（図示せず）は、枠体１０２の上面に銀ロウ等のロウ材で接合され、入出力端子１０３を上方より挟持するとともに、上面に蓋体をシーム溶接等により接合するための接合媒体として機能する。

光ファイバ固定部材１１２は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金等の金属から成り、例えばＦｅ−Ｎｉ合金のインゴット（塊）をプレス加工により所定の筒状に製作される。この光ファイバ固定部材１１２は、光ファイバ（図示せず）を挿通可能な貫通孔を有する筒体であり、枠体１０２内側の端部がサファイアやガラス等の透光性材料から成る窓部材で塞がれており、外側端部から光ファイバの一端が挿通固定される。また、光ファイバは、光ファイバ固定部材１１２の外側端部に金属製フランジをＹＡＧレーザ溶接法等で溶接することにより枠体１０２に固定される。これにより、光ファイバを介して内部に収容する光半導体素子１０４と外部との光信号の授受が可能となる。

また、メタライズ配線層１０３ａの枠体１０２外側の部位には、外部電気回路との高周波信号の入出力を行うために、リード端子１１１が銀ロウ等のロウ材で接合され、枠体１０２内側の部位には、光半導体素子１０４と電気的に接続するためのボンディングワイヤ（図示せず）が接合される。

そして、基体１０１の載置部に光半導体素子１０４が熱電冷却素子１０５を間に介して接着固定され、光半導体素子１０４の電極をボンディングワイヤを介してメタライズ配線層１０３ａに接続するとともに、熱電冷却素子１０５の電極に接続されたリード線をメタライズ配線層１０３ａに半田を介して電気的に接続する。次に、枠体１０２の上面に蓋体を接合し、基体１０１と枠体１０２と入出力端子１０３とシールリングと蓋体とから成る容器内部に、光半導体素子１０４および熱電冷却素子１０５を気密に収容する。最後に、枠体１０２の光ファイバ固定部材１１２に光ファイバの一端を挿通させるとともに、これを半田等の接着剤やレーザ溶接によって接合させ、光ファイバを枠体１０２に固定することによって、最終製品としての光半導体装置となる。そして、光ファイバを介して内部に収容する光半導体素子１０４と外部との光信号の授受が可能となる。

特開平１１−２１４５５６号公報

しかしながら、上記従来の入出力端子１０３では、図６に示したように、端面の溝１０６内に導体層１０６ａを有する平板部１０８となるセラミックグリーンシート１０９を、溝１０６の形状が長方形となるように金型で打ち抜いた後に貫通穴１１３の上面側から２分割する際、貫通穴１１３の切断部付近のセラミックグリーンシート１０９は、切断刃に押しつぶされて貫通穴１１３内側に延びる方向に応力が働くため、図６（ｃ），（ｄ）や図７（ｂ）に示すように貫通穴１１３の内側に向かってセラミックグリーンシート１０９のバリ１１０が形成される。その結果、溝１０６の上端部の両方が溝１０６の内側にせり出すような形状となる。なお、図７（ｂ）において点線部（II）は切断刃の位置を示す。

そして、バリ１１０を有するセラミックグリーンシート１０９を積層し、焼成して外形加工を施し、入出力端子１０３を製造すると、入出力端子１０３を光半導体パッケージに組み込んで、例えば光半導体パッケージを通信用システム等に組みこんだ場合、バリ１１０が振動や衝撃等で脱落し、バリ１１０が光半導体パッケージの内部ではボンディングワイヤを損傷させて信号の伝送線路が断線し、光半導体素子が作動しなくなる場合があった。また、光半導体パッケージの外側では、脱落した導体層１０６ａが付着したバリ１１０が外部回路基板の回路を短絡させたり、誤動作させたりする場合があり、通信特性維持の信頼性を劣化させる場合があった。

従って、本発明は上記問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、光半導体パッケージの入出力端子における平板部の端面に形成した溝のバリの発生を抑制して、光半導体素子の作動性および通信特性維持の信頼性を向上させることにある。また、本発明の第２の目的は、平板部とリード端子との接合強度を向上させることにある。

本発明の入出力端子は、上面の一辺側から対向する他辺側にかけて形成された信号用および接地用の複数のメタライズ配線層を有する誘電体から成る平板部と、該平板部の上面に前記複数のメタライズ配線層を間に挟んで接合された誘電体から成る立壁部とから構成された入出力端子において、前記平板部の下面に接地導体層が形成され、前記平板部の前記一辺側の端面および／または前記他辺側の端面に接地用の前記メタライズ配線層から前記接地導体層にかけて溝が形成されているとともに、該溝内に前記メタライズ配線層と前記接地導体層とを導通する導体層が形成されており、前記溝は、その幅が前記溝の底面側に向かって漸次小さくなっているとともに、前記底面の垂線に対する内側面の傾斜角度が前記底面側に向かうにしたがって小さくなっていることを特徴とする。

本発明は、上記の構成により、溝の上端部に溝の内側にせり出すようなバリが生じるのを防ぐことができる。即ち、入出力端子の平板部用のセラミックグリーンシートに台形状の貫通穴をあけ、貫通穴の内面に導電性インクを付着させ、平板部の外形形状に打ち抜き法で成形した際の応力を貫通穴の外側方向に向けることができ、貫通穴を分割して成る溝の上端部に生じるバリの発生を大幅に抑制することができる。その結果、入出力端子が設けられる光半導体パッケージにおいて、光半導体素子の作動性および通信特性維持の信頼性が向上する。

また、幅が底面側に向かって漸次小さくなっている溝は、上記のようにバリが発生しないため、それを起点として平板部が破壊されることがなくなり、またそれに相俟ってリード端子の接合強度も向上するという作用効果も有する。

本発明の光半導体パッケージは、上側主面に光半導体素子が熱電冷却素子を介して載置される載置部を有する基体と、前記上側主面に前記載置部を囲繞するように取着された金属製の枠体と、該枠体を貫通してまたは切り欠いて形成された入出力端子の取付部と、該取付部に嵌着された本発明の入出力端子とを具備したことを特徴とする。

本発明は、上記の構成により、入出力端子の溝の上端部に溝の内側にせり出すようなバリが生じるのを防ぐことができ、その結果、光半導体素子の作動性および通信特性維持の信頼性が向上し、また、光半導体素子を長期にわたり正常かつ安定に作動させ得る。

本発明の光半導体装置は、本発明の光半導体素子収納用パッケージと、前記載置部に載置固定された前記熱電冷却素子と、該熱電冷却素子の上面に載置され前記入出力端子に電気的に接続された光半導体素子と、前記枠体の上面に接合された蓋体とを具備したことを特徴とする。

本発明は、上記の構成により、上記の本発明特有の作用効果を有する光半導体パッケージを用いた信頼性の高い光半導体装置を提供できる。また、高周波信号を光信号にまたは光信号を高周波信号に変換する機能が常に安定した光半導体素子を、光半導体パッケージ内部に気密に収容したものとなる。

本発明の入出力端子は、平板部の下面に接地導体層が形成され、平板部の一辺側の端面および／または他辺側の端面に接地用のメタライズ配線層から接地導体層にかけて溝が形成されているとともに溝内に接地用のメタライズ配線層と接地導体層とを導通する導体層が形成されており、溝はその幅が底面側に向かって漸次小さくなっていることにより、溝の上端部に溝の内側にせり出すようなバリが生じるのを防ぐことができる。即ち、入出力端子の平板部用のセラミックグリーンシートに台形状の貫通穴をあけ、貫通穴の内面に導電性インクを付着させ、平板部の外形形状に打ち抜き法で成形した際の応力を貫通穴の外側方向に向けることができ、貫通穴を分割して成る溝の上端部に生じるバリの発生を大幅に抑制することができる。その結果、入出力端子が設けられる光半導体パッケージにおいて、光半導体素子の作動性および通信特性維持の信頼性が向上する。

また、幅が底面側に向かって漸次小さくなっている溝は、バリが発生しないため、それを起点として平板部が破壊されることがなくなる。さらに、底面の垂線に対する内側面の傾斜角度が底面側に向かうにしたがって小さくなっていることにより、リード端子の接合強度も向上するという作用効果も有する。

本発明の光半導体パッケージは、上側主面に光半導体素子が熱電冷却素子を介して載置される載置部を有する基体と、上側主面に載置部を囲繞するように取着された金属製の枠体と、枠体を貫通してまたは切り欠いて形成された入出力端子の取付部と、取付部に嵌着された本発明の入出力端子とを具備したことにより、入出力端子の溝の上端部に溝の内側にせり出すようなバリが生じるのを防ぐことができ、その結果、光半導体素子の作動性および通信特性維持の信頼性が向上し、また、光半導体素子を長期にわたり正常かつ安定に作動させ得る。

本発明の光半導体装置は、本発明の光半導体素子収納用パッケージと、載置部に載置固定された熱電冷却素子と、熱電冷却素子の上面に載置され入出力端子に電気的に接続された光半導体素子と、枠体の上面に接合された蓋体とを具備したことにより、上記の本発明特有の作用効果を有する光半導体パッケージを用いた信頼性の高い光半導体装置を提供できる。また、高周波信号を光信号にまたは光信号を高周波信号に変換する機能が常に安定した光半導体素子を、光半導体パッケージ内部に気密に収容したものとなる。

本発明の光半導体パッケージについて実施の形態の例を示す平面図である。本発明の入出力端子を示し、（ａ）は入出力端子の平面図、（ｂ）は入出力端子の側面図である。従来の光半導体パッケージの例を示す平面図である。従来の入出力端子を示し、（ａ）は入出力端子の平面図、（ｂ）は入出力端子の側面図である。図２の本発明の入出力端子についての製造工程を示し、（ａ）〜（ｃ）は入出力端子の平面図、（ｄ）は入出力端子の側面図である。図４の従来の入出力端子についての製造工程を示し、（ａ）〜（ｃ）は入出力端子の平面図、（ｄ）は入出力端子の側面図である。入出力端子の平板部となるセラミックグリーンシートに形成された貫通穴を２分割するように金型で打ち抜いた際の形状を示し、（ａ）は本発明の貫通穴の平面図、（ｂ）は従来の貫通穴の平面図である。

本発明の入出力端子とその入出力端子を用いた光半導体パッケージについて以下に詳細に説明する。図２は本発明の入出力端子を示し、（ａ）は入出力端子の平面図、（ｂ）は入出力端子の側面図である。図５は本発明の入出力端子の製造工程を示し、（ａ）から（ｃ）は入出力端子の平面図、（ｄ）は入出力端子の側面図である。また、図７は、入出力端子の平板部となるセラミックグリーンシートに貫通穴およびその内面に導体層を形成して切断刃により貫通穴を分割した際の貫通穴の形状を示し、（ａ）は本発明の貫通穴の平面図、（ｂ）は従来の貫通穴の平面図である。

本発明の入出力端子３は、外部電気回路基板との高周波信号の入出力を行う機能と大電流の入力を行う機能とを有しており、また、光半導体パッケージの内部を気密に封止する機能も有する。そして、本発明の入出力端子３は、特に大電流の入力を行う機能を有する部位に関するものである。この入出力端子３は、上面の一辺側から対向する他辺側にかけて形成された信号用および接地用の複数のメタライズ配線層３ａを有する誘電体から成る平板部８と、平板部８の上面に複数のメタライズ配線層３ａを間に挟んで接合された誘電体から成る立壁部７とから主に構成される。

入出力端子３は、基体１，枠体２に熱膨張係数が近似するアルミナセラミックス等のセラミックスから成り、枠体２の内外に突出する平板部８の突出部と枠体２に嵌着される立壁部７とを有している。また、光半導体パッケージの内外を導通するようにＭｏ−Ｍｎ，Ｗ等から成る金属ペーストを焼結したメタライズ配線層３ａが平板部８上面に被着されて、光半導体素子４と外部電気回路基板とを電気的に接続する。この入出力端子３は、枠体２を貫通してまたは切り欠いて形成された取付部に銀ロウ等のロウ材で嵌着される。

入出力端子３の製造工程について以下に詳細に説明する。図５の（ａ）に示すように、平板部８となるセラミックグリーンシート９に台形状の貫通穴１３を金型にて打ち抜き形成する。次に、（ｂ）に示すように、貫通穴１３裏面から貫通穴１３内部を吸引した状態で、セラミックグリーンシート９表面側からスクリーン印刷等で貫通穴１３内部に導電性インクを垂れ込ませ、貫通穴１３の内面全体に導電性インクを付着させる。

次に、（ｃ）に示すように、台形状の溝６の斜辺の途中を切断して貫通穴１３を２分割するとともに平板部８の外形形状となるように金型にて打ち抜き形成する。このとき、従来のように、貫通穴１３を切断して溝６を形成する際に、貫通穴１３の切断部付近のセラミックグリーンシート９が金型の切断刃に押しつぶされて貫通穴１３内側に延びる方向に応力が働くことがなくなる。即ち、図７（ａ）に示すように、台形状の貫通穴１３にすることで、セラミックグリーンシート９は貫通穴１３の台形状の斜辺の切断線（点線）の上底側では貫通穴１３の外側に向かって応力が働き、セラミックグリーンシート９は斜辺の切断線の上底側では貫通穴１３の外側方向に広がるように切り抜かれる。その結果、セラ
ミックグリーンシート９および導体層６ａが貫通穴１３の内側方向へせり出してバリ１０を発生するのを抑制することができる。

なお、切断刃（点線部Ｉ）により斜辺の切断線の下底側に発生するセラミックグリーシート９のバリ１０については、切断後に製品としては使用されない部分であるため全く問題ない。つまり、製品として使用される部分は切断線より上底側の部分となる。

また、平板部８は複数のセラミックグリーンシート９を積層して成るため、他のセラミックグリーンシート９についても上記と同様に形成した後、最上層のセラミックグリーンシート９の上面に導電性インクをスクリーン印刷等で印刷し、信号用および接地用の複数のメタライズ配線層３ａを形成する。その後、すべてのセラミックグリーンシート９を積層し、焼成して外形を整える加工を施すことにより、平板部８が製造される。これにより、メタライズ配線層３ａと平板部８の下面に形成された接地導体層１４が溝６に形成された導体層６ａを介して導通されることになる。

図５（ｃ）に示すように、溝６の内側面の傾き、即ち溝６の底面の垂線に対する内側面の傾斜角度θは１０〜８０°が好ましい。１０°未満になると、切断刃で切断した際に貫通穴１３の切断部で外側方向へ応力が向かう効果がほとんどなくなり、内側方向に応力が働くため、セラミックグリーンシート９のバリ１０が製品となる部分にも発生し易くなる。また、８０°を超えると、溝６が大きくなって平板部８自体が大きくなり、光半導体パッケージの大型重量化につながり易い。さらに好ましくは２０〜３０°がよい。貫通穴１３の形状としては、上記の台形状の他に略円形状であっても同様の効果を奏する。

本発明の光半導体パッケージについて図１に基づき詳細に説明する。同図において、１は基体、２は枠体、３は入出力端子であり、基体１、枠体２、入出力端子３および蓋体とで、光半導体素子４を光半導体パッケージ内に収容する容器が基本的に構成される。

基体１は、その上側主面に半導体レーザ（ＬＤ），フォトダイオード（ＰＤ）等の光半導体素子４が熱電冷却素子５を間に介して載置するための載置部を有している。この基体１は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｃｕ−Ｗ等の金属材料や、アルミナ，窒化アルミニウム，ムライト等のセラミックスから成る。金属材料から成る場合、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金のインゴット（塊）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。一方、セラミックスから成る場合、その原料粉末に適当な有機バインダや溶剤等を添加混合しペースト状と成し、このペーストをドクターブレード法やカレンダーロール法によってセラミックグリーンシートと成し、しかる後、セラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施し、これを複数枚積層し焼成することによって作製される。

なお、基体１が金属材料から成る場合、その表面に耐蝕性に優れかつロウ材との濡れ性に優れる金属、具体的には厚さ０．５〜９μｍのＮｉ層と厚さ０．５〜５μｍのＡｕ層を順次メッキ法により被着しておくのがよく、基体１が酸化腐蝕するのを有効に防止できるとともに、基体１の上側主面の載置部に光半導体素子４を熱電冷却素子５を間に介して強固に接着固定することができる。一方、基体１がセラミックスから成る場合、光半導体素子４を熱電冷却素子５を間に介して載置する載置部１ａに耐蝕性に優れかつロウ材との濡れ性に優れる金属、具体的には厚さ０．５〜９μｍのＮｉ層と厚さ０．５〜５μｍのＡｕ層を順次メッキ法により被着しておくのがよく、基体１の上側主面の載置部に光半導体素子４を熱電冷却素子５を間に介して強固に接着固定することができる。

枠体２は、基体１の上側主面に載置部１ａを囲繞するように取着され、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金等の金属材料から成る。例えば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金のインゴ
ットをプレス加工により所定の枠状となすことによって製作される。また、枠体２には、内部に収容する光半導体素子４との間で光信号を授受するための光ファイバが挿通固定される筒状の光ファイバ固定部材１２が、枠体２を貫通して銀ロウ等のロウ材を介して接合される。

リード端子１１は、入出力端子３のメタライズ配線層３ａに銀ロウ等のロウ材を介して接合され、外部電気回路と入出力端子３との高周波信号の入出力を行うものであり、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属材料から成る。また、シールリングは、枠体２の上面に銀ロウ等のロウ材で接合され入出力端子３を上方より挟持するとともに、上面に蓋体をシーム溶接等により接合するための接合媒体として機能する。

光ファイバ固定部材１２は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金等の金属から成り、例えばＦｅ−Ｎｉ合金のインゴット（塊）をプレス加工により所定の筒状に製作される。この光ファイバ固定部材１２は、光ファイバを挿通可能な貫通孔を有する筒体であり、枠体２内側の端部がサファイアやガラス等の透光性材料から成る窓部材で塞がれており、外側端部から光ファイバの一端が挿通固定される。また、光ファイバは、光ファイバ固定部材９の外側端部に金属製フランジを介してＹＡＧレーザ溶接法等で溶接することにより枠体２に固定される。これにより、光ファイバを介して内部に収容する光半導体素子４と外部との光信号の授受が可能となる。

また、メタライズ配線層３ａの枠体２外側の部位には、外部電気回路との高周波信号の入出力を行うために、リード端子１１が銀ロウ等のロウ材で接合されるとともに、枠体２内側の部位には、光半導体素子４と電気的に接続するためのボンディングワイヤが接合される。

そして、基体１の載置部に光半導体素子４が熱電冷却素子５を間に介して接着固定され、光半導体素子４の電極をボンディングワイヤを介してメタライズ配線層３ａに接続させるとともに、熱電冷却素子５の電極に接続されたリード線をメタライズ配線層３ａに半田を介して電気的に接続する。次に、枠体２の上面に蓋体を接合し、基体１と枠体２と入出力端子３とシールリングと蓋体とから成る容器内部に、光半導体素子４および熱電冷却素子５を気密に収容する。最後に、枠体２の光ファイバ固定部材１２に光ファイバの一端を挿通させるとともに、これを半田等の接着剤やレーザ溶接によって接合させ、光ファイバを枠体２に固定することによって、最終製品としての光半導体装置となる。そして、光ファイバを介して内部に収容する光半導体素素子４と外部との光信号の授受が可能となる。

かくして、本発明は、平板部と立壁部とから成る入出力端子において、平板部の下面に接地導体層が形成され、平板部の一辺側の端面および／または他辺側の端面に接地用のメタライズ配線層から接地導体層にかけて溝が形成されているとともに溝内に接地用のメタライズ配線層と接地導体層とを導通する導体層が形成されており、溝はその幅が底面側に向かって漸次小さくなっていることにより、溝の上端部に溝の内側にせり出すようなバリが生じるのを防ぐことができる。その結果、入出力端子が設けられる光半導体パッケージにおいて、光半導体素子の作動性および通信特性維持の信頼性が向上する。

また、幅が底面側に向かって漸次小さくなっている溝は、バリが発生しないため、それを起点として平板部が破壊されることがなくなり、またそれに相俟ってリード端子の接合強度も向上するという作用効果も有する。

本発明の光半導体パッケージは、上側主面に光半導体素子が熱電冷却素子を介して載置される載置部を有する基体と、上側主面に載置部を囲繞するように取着された金属製の枠体と、枠体を貫通してまたは切り欠いて形成された入出力端子の取付部と、取付部に嵌着
された本発明の入出力端子とを具備したことにより、導体層のバリの脱落による通信特性の劣化等を防止することができ、その結果、光半導体素子の作動性および通信特性維持の信頼性が向上する。また、光半導体素子を長期にわたり正常かつ安定に作動させ得る。

また、本発明の光半導体装置は、本発明の光半導体パッケージと、載置部に載置固定された熱電冷却素子と、熱電冷却素子の上面に載置され入出力端子に電気的に接続された光半導体素子と、枠体の上面に接合された蓋体とを具備したことにより、上記の本発明特有の作用効果を有する光半導体パッケージを用いた信頼性の高い光半導体装置を提供できる。また、高周波信号を光信号にまたは光信号を高周波信号に変換する機能が常に安定した光半導体素子を、光半導体パッケージ内部に気密に収容したものとなる。

なお、本発明は上記実施の形態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内であれば種々の変更は可能である。

１：基体
２：枠体
３：入出力端子
３ａ：メタライズ配線層
４：光半導体素子
５：熱電冷却素子
６：溝
６ａ：導体層
７：立壁部
８：平板部
１４：接地導体層

Claims

上面の一辺側から対向する他辺側にかけて形成された信号用および接地用の複数のメタライズ配線層を有する誘電体から成る平板部と、該平板部の上面に前記複数のメタライズ配線層を間に挟んで接合された誘電体から成る立壁部とから構成された入出力端子において、前記平板部の下面に接地導体層が形成され、前記平板部の前記一辺側の端面および／または前記他辺側の端面に接地用の前記メタライズ配線層から前記接地導体層にかけて溝が形成されているとともに、該溝内に前記メタライズ配線層と前記接地導体層とを導通する導体層が形成されており、前記溝は、その幅が前記溝の底面側に向かって漸次小さくなっているとともに、前記底面の垂線に対する内側面の傾斜角度が前記底面側に向かうにしたがって小さくなっていることを特徴とする入出力端子。
上側主面に光半導体素子が熱電冷却素子を介して載置される載置部を有する基体と、前記上側主面に前記載置部を囲繞するように取着された金属製の枠体と、該枠体を貫通してまたは切り欠いて形成された入出力端子の取付部と、該取付部に嵌着された請求項１記載の入出力端子とを具備したことを特徴とする光半導体素子収納用パッケージ。
請求項２記載の光半導体素子収納用パッケージと、前記載置部に載置固定された前記熱電冷却素子と、該熱電冷却素子の上面に載置され前記入出力端子に電気的に接続された光半導体素子と、前記枠体の上面に接合された蓋体とを具備したことを特徴とする光半導体装置。