JP3314163B2 - 半導体素子収納用パッケージ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【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、ミリ波通信等の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に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の光通信やマイクロ波通信またはミ
リ波通信等の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（以下、半導体パッ
ケージという）のうち、光通信分野に用いられる光半導
体パッケージを図３に示す。同図に示すように、光半導
体パッケージは一般に、上面にＬＤ（半導体レーザ），
ＰＤ（フォトダイオード）等の光半導体素子１７が載置
される載置部１１ａを有する鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎ
ｉ）−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基体１１と、載置部
１１ａを囲繞するようにして基体１１の上面に銀ロウ等
のロウ材を介して接合され、側部に入出力端子であるガ
ラスビード端子１３設置用の貫通孔１２ａおよび光透過
用の貫通孔１２ｂを有する鉄−ニッケル−コバルト合金
や鉄−ニッケル合金等の金属材料から成る枠体１２とを
有する。

【０００３】また、貫通孔１２ａに配置されるガラスビ
ード端子１３は、光半導体パッケージの交換のための外
部ソケットの着脱が可能なレセプタクル構造を有してお
り、またＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属材料からなり、
さらにＡｕ−Ｓｎ合金半田等の低融点のろう材によりろ
う付けされるホルダー１３ａと、このホルダー１３ａの
一端に形成された貫通孔に充填された低融点ガラス１３
ｂと、低融点ガラス１３ｂの中心部分に装着され光半導
体パッケージの内外を導通させる１本の金属端子１３ｃ
とから成る。この低融点ガラス１３ｂは、電気的絶縁
用、金属端子１３ｃの接合用、および光半導体パッケー
ジ内の気密保持用として機能する。また、金属端子１３
ｃはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等からなり、光半導体素子１
７と外部電気回路との接続を行うものである。

【０００４】また、枠体１２の他の側部には貫通孔１２
ｂまたは切り欠き部から成る取付部が形成され、この取
付部に銀ろう等のろう材で接合され、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ
合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金等からなり内部に光信号を伝送さ
せる空間を有し、集光レンズ，光ファイバ等を内部に設
置固定するための筒状の固定部材１４と、この固定部材
１４の内部に２００〜４００℃の融点を有するＡｕ−Ｓ
ｎ合金等の低融点のろう材により接合され、非晶質ガラ
ス等からなり、集光レンズとして機能するとともに半導
体パッケージの内部を塞ぐ透光性部材１５と、また枠体
１２の上面にシーム溶接等によって接合され、光半導体
素子１７を気密に封止する蓋体１６とから構成されてい
る。なお、固定部材１４の外側の端面には、光ファイバ
２０と戻り光防止用の光アイソレータ１８とが樹脂接着
剤で接着された金属ホルダ１９が、ＹＡＧレーザ溶接等
により接合される。

【０００５】また、光半導体素子１７の下面にはペルチ
ェ素子等の電子冷却素子１７ａが配置されており、光半
導体素子１７の作動時にそれを冷却する。さらに、載置
１１ａ上には、光半導体素子１７の駆動用または信号増
幅用のＬＳＩ等の半導体素子１７'が設けられ、この半
導体素子１７'の下面にも電子冷却素子１７ａまたはヒ
ートシンクを配設し得る。そして、この光半導体素子１
７の各電極からボンディングワイヤを介して外部リード
端子に接続し、また光半導体素子１７と半導体素子１
７'とをボンディングワイヤ，内部配線パターンを介し
て接続し、半導体素子１７'はガラスビード端子１３に
接続される。

【０００６】そして、基体１１の載置部１１ａに光半導
体素子１７を樹脂接着剤、ろう材等の接着剤を介して接
着固定するとともに、光半導体素子１７の電極をボンデ
ィングワイヤを介してガラスビード端子１３の金属端子
１３ｃに接続し、しかる後、枠体１２の上面に蓋体１６
をシーム溶接等によって接合する。このようにして、基
体１１，枠体１２，ガラスビード端子１３，透光性部材
１５および蓋体１６とから成る容器内部に光半導体素子
１７，半導体素子１７'を気密に収容するとともに、固
定部材１４に光ファイバを例えばＹＡＧレーザ溶接等に
より接合することによって、製品としての光半導体装置
となる。

【０００７】このような光半導体装置は、例えば外部電
気回路から供給される駆動信号によって光半導体素子１
７を光励起させ、励起したレーザ光等の光を透光性部材
１５を通して光ファイバに授受させるとともに光ファイ
バ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するとともに、光通信
分野等に多く用いられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体パッケージにおいて、ガラスビード端子１３
の高さは、ホルダー１３ａの高さと、枠体１２と金属端
子１３ｃとの絶縁性が十分となるように十分な体積で厚
く、即ち高くなるように設けられた低融点ガラス１３ｂ
の高さとから成っているため、電気的な接続を行う金属
端子１３ｃの高さが非常に高くなる。そのため、ガラス
ビード端子１３を接合する貫通孔１２ａが大きくなると
ともに枠体１２の高さも高くなり、その結果半導体パッ
ケージの低背化、即ち小型化がきわめて困難であるとい
う問題点があった。

【０００９】そこで、このような問題点を解決する構成
として、ガラスビード端子１３に代えて、例えば図４に
示すようなセラミックスから成る入出力端子２３を用い
るものが考えられる。この入出力端子２３は、平板部２
３ａと、平板部２３ａ上面に形成され１つの高周波信号
の伝送路（入力線路および／または出力線路）として設
けられた１本の線路導体２３ｂと、線路導体２３ｂの両
側に形成された接地導体層２３ｃと、平板部２３ａ上面
に設置された立壁部２３ｄとから成り、十分な絶縁性を
有するため厚くする必要がなく小型化が可能なアルミナ
（Ａｌ₂Ｏ₃）セラミックス等から成る。しかし、一般に
線路導体２３ｂと半導体素子１７'，光半導体素子１７
との電気的接続は、Ａｕ等から成るボンディングワイ
ヤ，Ａｕ等から成るリボンを介して行われるため、ボン
ディングワイヤ，リボンによるインダクタンス（Ｌ）成
分が大きくなり、そのため半導体素子１７'，光半導体
素子１７と外部電気回路との間で高周波信号の伝送損失
が大きくなり、高周波信号の伝達が円滑になされないと
いう問題点があった。

【００１０】また、比誘電率が９以上のアルミナセラミ
ックス等からなる入出力端子２３は、その比誘電率が９
〜１１（室温（２０〜３０℃程度），周波数１ＧＨｚ〜
４０ＧＨｚ）と高いことから、線路導体２３ｂを伝わる
高周波信号の速度が遅い。そのため、数１０ＧＨｚ程度
の高周波信号を扱う光通信分野では、正確な高周波信号
の入出力が困難となり、光半導体素子１７が誤動作する
という問題点を有していた。

【００１１】従って、本発明は上記問題点に鑑み完成さ
れたもので、その目的は、小型化できるとともに半導体
素子と外部電気回路との高周波信号の入出力を伝送損失
を小さくして、高速、正確かつ円滑に行うことができる
ものとすることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体パッケー
ジは、上面に半導体素子が載置される載置部を有する基
体と、該基体上面に前記載置部を囲繞するように取着さ
れた枠体と、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入出
力端子とを具備する半導体素子収納用パッケージにおい
て、前記入出力端子は、比誘電率が９未満の略長方形状
の誘電体板から成り、上面にその１辺から対向する他辺
にかけて形成された線路導体とその両側に形成された接
地導体層とを有する平板部と、該平板部の上面に前記線
路導体および前記接地導体層を間に挟んで接合された立
壁部とから構成され、前記線路導体は、１組の入力線路
および／または出力線路として２本が形成された差動線
路とされているとともに、前記平板部の厚さをｔ，前記
２本の差動線路の間隔をＧ，前記線路導体と前記接地導
体層との間隔をＷとした場合、０．０５ｍｍ≦Ｇ≦ｔか
つｔ／２≦Ｗ≦３ｔであることを特徴とする。

【００１３】本発明は、このような構成により、上記構
成の入出力端子とすることで半導体パッケージを小型化
でき、また半導体素子および光半導体素子と外部電気回
路との高周波信号の入出力を伝送損失を小さくして、高
速、正確かつ円滑に行うことができる。即ち、ボンディ
ングワイヤ等によるインダクタンス（Ｌ）成分が発生し
ても、２本の差動線路としての線路導体で入出力される
伝搬モードによりＬ成分の影響が緩和され、伝送特性を
良好に保持することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の半導体パッケージの１種
である光半導体パッケージを以下に詳細に説明する。図
１は本発明の光半導体パッケージの実施の形態の一例を
示す断面図、図２はこの半導体パッケージに組み込まれ
る入出力端子の拡大斜視図である。これらの図におい
て、１は基体、２は枠体、３は高周波信号の入出力用の
入出力端子、４は光ファイバや透光性部材５を内部に設
置固定する筒状の固定部材、５は球状レンズ等の透光性
部材、６は蓋体、７はＬＤ（半導体レーザ），ＰＤ（フ
ォトダイオード）等の光半導体素子である。これら基体
１，枠体２，入出力端子３，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。

【００１５】また、固定部材４の外側の端面には、光フ
ァイバ１０と戻り光防止用の光アイソレータ８とが樹脂
接着剤で接着された金属ホルダ９が、ＹＡＧレーザ溶接
等により接合される。さらに、光半導体素子７の下面に
はペルチェ素子等の電子冷却素子７ａが配置されてお
り、光半導体素子７の作動時にそれを冷却する。さら
に、載置部１ａ上には、光半導体素子７の駆動用または
信号増幅用のＬＳＩ等の半導体素子７'が設けられ、こ
の半導体素子７'の下面にも電子冷却素子７ａまたはＣ
ｕ−Ｗ合金等から成るヒートシンクを配設し得る。そし
て、この光半導体素子７の各電極からボンディングワイ
ヤを介して外部リード端子に接続し、また光半導体素子
７と半導体素子７'とをボンディングワイヤ，内部配線
パターンを介して接続し、半導体素子７'は入出力端子
３にボンディングワイヤで接続される。

【００１６】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機能し、その上面の略中央
部に光半導体素子７を載置するための載置部１ａを有し
ており、この載置部１ａに光半導体素子７が鉛（Ｐｂ）
−錫（Ｓｎ）半田等の接着剤を介して接着固定されると
ともにこの接着剤を介して光半導体素子７から発せられ
た熱が伝えられ、外部に効率良く放熱され、光半導体素
子７の作動性を良好なものとする。

【００１７】この基体１は、鉄−ニッケル−コバルト合
金や銅−タングステン合金等の金属材料や、アルミナセ
ラミックス，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）セラミックス
等のセラミックスから成り、金属材料から成る場合に
は、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。一方、セラミックスから成る場合には、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
スト状と成すとともに、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スグリー
ンシートと成し、しかる後セラミックスグリーンシート
に適当な打ち抜き加工を施し、これを複数枚積層し約１
６００℃の高温で焼成することによって作製される。

【００１８】なお、基体１が金属材料から成る場合に
は、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
させておくと、基体１が酸化腐蝕するのを有効に防止す
ることができるとともに、基体１上面に光半導体素子７
を強固に接着固定させることができる。したがって、基
体１が金属材料から成る場合には、その表面に０．５〜
９μｍのＮｉ層や０．５〜５μｍのＡｕ層等の金属層を
メッキ法により被着させておくことが好ましい。

【００１９】一方、基体１がセラミックスから成る場
合、光半導体素子７を載置する載置部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
とを順次メッキ法により被着させておくと、基体１上面
に光半導体素子７を強固に接着固定させることができ
る。従って、基体１がセラミックスから成る場合には、
その表面に０．５〜９μｍのＮｉ層や０．５〜５μｍの
Ａｕ層等の金属層をメッキ法により被着させておくと良
い。

【００２０】また、基体１は、その上面に半導体素子７
が載置される載置部１ａを囲繞するように、貫通孔２ａ
が形成された枠体２が接合されており、この枠体２の内
側に光半導体素子７を収容するための空所が形成され
る。

【００２１】この枠体２は、基体１と同様に金属材料か
ら成る場合やセラミックスから成る場合があり、基体１
と同様の加工法で、側部に貫通孔２ａを、他の側部に光
透過用の貫通孔２ｂを有するような形状に加工作製され
る。

【００２２】そして、枠体２が鉄−ニッケル−コバルト
合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料から成る場合、例
えば鉄−ニッケル合金の場合はこの合金のインゴットに
圧延加工やプレス加工等の金属加工を施すことによって
所定の形状に製作される。また、枠体２の基体１への接
合は、基体１の上面と枠体２の下面とを、基体１上面に
敷設した適度なボリュームを有するプリフォームとされ
た銀ロウ等のロウ材を介してロウ接合される。さらに、
基体１と同様にして、枠体２の表面に０．５〜９μｍの
Ｎｉ層や０．５〜５μｍのＡｕ層等の金属層をメッキ法
により被着させておくと良い。一方、枠体２がセラミッ
クスから成る場合には、光半導体素子７と外部電気回路
との電気的接続を行う手段として、枠体２の内周側面の
一部および外周側面の一部に、ボンディングワイヤやリ
ード端子等を接続するための０．５〜９μｍのＮｉ層を
０．５〜５μｍのＡｕ層等の金属層をメッキ法により被
着させておくと良い。

【００２３】本発明において、枠体２の貫通孔２ａまた
は切欠部から成る取付部に嵌着される入出力端子３は、
図２に示すような構成である。即ち、間隔Ｇでもって形
成された２本の差動線路としての線路導体３ｂと、それ
らの両側に間隔Ｗを開けて形成された接地導体層３ｃと
を、枠体２の内外を導通、導出するように形成した略長
方形状の誘電体板から成る厚さｔの平板部３ａと、この
平板部３ａの上面に線路導体３ｂおよび接地導体層３ｃ
を間に挟んで接合され、枠体２の内外を遮断するように
形成された立壁部３ｄとから成っている。そして、０．
０５ｍｍ≦Ｇ≦ｔかつｔ／２≦Ｗ≦３ｔとすることによ
って、光半導体素子７と入出力端子３とのインピーダン
スの整合がとれ、その結果光半導体素子７と外部電気回
路との高周波信号の入出力が円滑に行われ、光半導体素
子７の作動性を良好なものとできる。

【００２４】また、平板部３ａおよび立壁部３ｄは、窒
化アルミニウム（ＡｌＮ）セラミックス等の比誘電率が
９未満（室温，周波数１〜４０ＧＨｚ）の誘電体材料か
ら成っており、例えば窒化アルミニウムセラミックスの
比誘電率は約８（室温，周波数１〜４０ＧＨｚ）と小さ
いために、比誘電率が約９〜１１（室温，周波数１〜４
０ＧＨｚ）のアルミナセラミックス等を用いるよりも、
線路導体３ｂを伝搬する高周波信号の伝搬速度を非常に
速くすることができ、その結果光半導体素子７と外部電
気回路との高周波信号の入出力が高速かつ正確に行わ
れ、光半導体素子７の作動性を良好なものとできる。

【００２５】上記の入出力端子３の誘電体材料は、窒化
アルミニウムセラミックス（室温，周波数１〜４０ＧＨ
ｚでの比誘電率約８），ムライト（３Ａｌ₂Ｏ₃・２Ｓｉ
Ｏ₂）セラミックス（室温，周波数１〜４０ＧＨｚでの
比誘電率約６．５），ガラスセラミックス（室温，周波
数１〜４０ＧＨｚでの比誘電率約４〜６），低比誘電率
のアルミナセラミックス（室温，周波数１〜４０ＧＨｚ
での比誘電率約８以上９未満）等のセラミックス材料、
エポキシ樹脂（室温，周波数１〜４０ＧＨｚでの比誘電
率約３．８），ポリイミド（室温，周波数１〜４０ＧＨ
ｚでの比誘電率約３．５），シアノエステル樹脂（室
温，周波数１〜４０ＧＨｚでの比誘電率約３．１）等の
樹脂材料、ガラスエポキシ樹脂（室温，周波数１〜４０
ＧＨｚでの比誘電率約５），ガラスポリイミド（室温，
周波数１〜４０ＧＨｚでの比誘電率約４．５），ガラス
シアノエステル樹脂（室温，周波数１〜４０ＧＨｚでの
比誘電率約３．５）等のガラスと樹脂材料との複合材料
等が好ましく使用できる。その他、セラミック粉末等の
フィラーをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に混入させた
複合材料等も使用できる。

【００２６】また、線路導体３ｂは、タングステン
（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）等で形
成されており、例えば、タングステン等の粉末に有機溶
剤、溶媒を添加混合して得た金属ペーストを、平板部３
ａおよび立壁部３ｄ用のセラミックグリーンシートに、
予め従来周知のスクリーン印刷法により所定パターンに
印刷塗布しておくことによって平板部３ａおよび立壁部
３ｄに形成される。

【００２７】上記間隔Ｇが０．０５ｍｍ未満の場合、線
路導体３ｂ形成用の金属ペーストを印刷塗布した際に２
本の金属ペーストが接触する傾向があり、２本の線路導
体３ｂの絶縁性がとれなくなるおそれがある。また、間
隔Ｇがｔを超える場合には、２本の線路導体３ｂに１つ
の高周波信号の同相モードと逆相モードをそれぞれ入力
することで行われるインピーダンス制御が困難になる。

【００２８】このような２本の線路導体３ｂ、所謂差動
線路（Differential Pair Line，Coupled Line）
は、上記の如く１つの高周波信号の同相モードと逆相モ
ードをそれぞれ入力することにより、インピーダンス制
御を精密に行うことができる。例えば、２本の線路導体
３ｂからの高周波信号の反射成分のレベルは、同相モー
ドと逆相モードをそれぞれ入力することで殆ど０、また
は両モードの位相をずらすことにより最大で高周波信号
のレベルのほぼ２倍になる。従って、両モードの位相を
微妙にずらすことで、２本の線路導体３ｂの特性インピ
ーダンスを制御することが可能になる。

【００２９】なお、本発明における高周波信号の周波数
は、ＬＳＩ，ＬＤ等用の１ＭＨｚ〜数１００ＧＨｚ程度
の高周波帯域，超高周波帯域であり、特に光半導体素子
駆動用の１ＧＨｚ〜１００ＧＨｚ程度、好ましくは１Ｇ
Ｈｚ〜４０ＧＨｚ程度の帯域である。

【００３０】また、平板部３ａの厚さｔは０．１２７ｍ
ｍ程度以上であり、０．１２７ｍｍ程度未満では、平板
部３ａの反りや捩じれが生じ易くなり枠体２への接合が
困難となり、また接合できたとしてもその信頼性がきわ
めて低いものとなる。また、平板部３ａの厚さｔは３ｍ
ｍ以下がよく、３ｍｍを超えると半導体パッケージの高
さが高くなり、即ち小型化にきわめて不利なものとなる
ため実用性が失われる。

【００３１】また、２本の線路導体３ｂに１つの高周波
信号の同相モードと逆相モードをそれぞれ入力すること
で、高周波信号のノイズを小さくすることもできる。

【００３２】また、間隔Ｗがｔ／２未満の場合、線路導
体３ｂと接地導体層３ｃとの電磁的な結合が強くなり、
２本の線路導体３ｂのそれぞれで行われるインピーダン
ス整合が困難になる傾向がある。また、間隔Ｗが３ｔを
超える場合、外部との電磁的なシールド性（電磁遮蔽
性）が損なわれ易くなり、そのため２本の線路導体３ｂ
のそれぞれで行われるインピーダンス整合が困難にな
る。

【００３３】このような線路導体３ｂの表面には、基体
１や枠体２と同様に、ボンディングワイヤやリード端子
等を接続するための０．５〜９μｍのＮｉ層や０．５〜
５μｍのＡｕ層等の金属層をメッキ法により被着させお
くとよい。

【００３４】また、枠体２の側部に内外を貫通するよう
に形成された光透過用の貫通孔２ｂ周囲の枠体２の外側
側部に、内部で光信号が伝送されるように筒状に形成さ
れ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金等の金属材
料から成る固定部材４が、銀ろう等のろう材を介して接
合される。

【００３５】この固定部材４は、基体１や枠体２と同様
の加工法で所望の形状に加工作製されるとともに、その
表面に０．５〜９μｍのＮｉ層や０．５〜５μｍのＡｕ
層等の金属層をメッキ法により被着させておくとよい。

【００３６】また、固定部材４の内周面には、集光レン
ズとして機能するとともに半導体パッケージの内部を塞
ぐ非晶質ガラス等から成る透光性部材５が、その接合部
の表面に形成されたメタライズ層を介して、２００〜４
００℃の融点を有するＡｕ−Ｓｎ合金等の低融点のろう
材で接合される。

【００３７】この透光性部材５は、熱膨張係数が４〜１
２ｐｐｍ／℃（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を伝わって光半導体素子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
を光ファイバに入力させるための集光用部材として用い
られる。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、酸化珪素（ＳｉＯ₂），酸化鉛（Ｐ
ｂＯ）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。

【００３８】また、この透光性部材５は、その熱膨張係
数が枠体２のそれと異なっていても固定部材４が熱膨張
差による応力を吸収し緩和するので、結晶軸が応力のた
めにある方向に揃うことによって光の屈折率の変化を起
こすようなことは発生しにくい。従って、このような透
光性部材５を用いることによって、光半導体素子７と光
ファイバとの間の光の結合効率を高くできる。

【００３９】また、蓋体６は、貫通孔２ａや光透過用の
貫通孔２ｂが形成されている枠体２の上面にシーム溶接
等によって接合され、光半導体素子７を光半導体パッケ
ージ内に封止する。

【００４０】このように、本発明の半導体パッケージと
しての光半導体パッケージは、金属材料またはセラミッ
クスから成る基体１と、その上面に光半導体素子７の載
置部１ａを囲繞するように接合され、貫通孔２ａを有し
金属材料またはセラミックスから成る枠体２と、精密な
インピーダンス制御が可能な入出力端子３とを具備す
る。また、この入出力端子３は、上面に間隔Ｇを開けて
形成された２本の線路導体３ｂ、およびその両側に間隔
Ｗを設けて形成された接地導体層３ｃとから成る平板部
３ａと、枠体２の内外を遮断する立壁部３ｄとから成
り、これら平板部３ａと立壁部３ｄとが比誘電率が９未
満の誘電体材料からなり、そして入出力端子３は貫通孔
２ａに接合される。

【００４１】本発明の光半導体パッケージは、ＬＤ，Ｐ
Ｄ等の光半導体素子を収納した光通信用のものの場合、
枠体２の側部に内外を貫通する貫通孔２ｂを形成し、貫
通孔２ｂの周辺部で枠体２の外側側壁に金属材料から成
る筒状の固定部材４を接合し、この固定部材４の内部
に、光半導体素子７と光ファイバとの間で光を集光させ
結合させる透光性部材５が接合される。そして、光半導
体素子７および半導体素子７'と入出力端子３の線路導
体３ｂの一端とをボンディングワイヤによって接続した
後、枠体２の上面に光半導体素子７を封止するための蓋
体６をシーム溶接等によって接合する。しかる後、光フ
ァイバ１０を固定部材４にＹＡＧレーザ溶接等によって
接合し、固定部材４の外側の端面に、光ファイバ１０と
戻り光防止用の光アイソレータ８とが樹脂接着剤で接着
された金属ホルダ９を、ＹＡＧレーザ溶接等により接合
することによって、製品としての光半導体装置となる。

【００４２】かくして、本発明は、入出力端子が精密な
インピーダンス制御が可能な構造であるとともに、比誘
電率の低い窒化アルミニウムセラミックス等から成るた
め、半導体素子と外部電気回路との高周波信号の入出力
を、高速、正確かつ円滑（低損失）に行うことができ
る。

【００４３】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等支障ない。

【００４４】例えば、線路導体３ｂは、１つの高周波信
号の入力線路および／または出力線路として２本の線路
導体３ｂを用いるものであり、複数の高周波信号の入力
線路および／または出力線路を入出力端子３に設ける場
合は、線路導体３ｂを４本，６本，…等の偶数本設ける
こともできる。さらに、上記実施形態では、光半導体素
子７としてＬＤ，ＰＤ等の光半導体素子を用いる場合に
ついて説明したが、半導体素子７'としてＩＣ，ＬＳＩ
等のみを用いてもよいことはいうまでもない。

【００４５】

【発明の効果】本発明は、入出力端子は、比誘電率が９
未満の略長方形状の誘電体板から成り、上面にその１辺
から対向する他辺にかけて形成された線路導体とその両
側に形成された接地導体層とを有する平板部と、該平板
部の上面に前記線路導体および前記接地導体層を間に挟
んで接合された立壁部とから構成され、前記線路導体
は、１組の入力線路および／または出力線路として２本
が形成された差動線路とされているとともに、前記平板
部の厚さをｔ，前記２本の差動線路の間隔をＧ，前記線
路導体と前記接地導体層との間隔をＷとした場合、０．
０５ｍｍ≦Ｇ≦ｔかつｔ／２≦Ｗ≦３ｔであることによ
り、半導体パッケージを小型化でき、また半導体素子と
外部電気回路との高周波信号の入出力を伝送損失を小さ
くして、高速、正確かつ円滑に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体パッケージの実施形態の一例を
示す断面図である。

【図２】図１の半導体パッケージ用の入出力端子の拡大
斜視図である。

【図３】従来の半導体パッケージの断面図である。

【図４】図３の半導体パッケージ用の入出力端子の拡大
斜視図である。

【符号の説明】

１：基体 １ａ：載置部 ２：枠体 ２ａ：貫通孔 ２ｂ：貫通孔 ３：入出力端子 ３ａ：平板部 ３ｂ：線路導体 ３ｃ：接地導体層 ３ｄ：立壁部 ４：固定部材 ５：透光性部材 ７：光半導体素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 23/00 - 23/10 H01L 23/16 - 23/26 H01L 31/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上面に半導体素子が載置される載置部を有
   する基体と、該基体上面に前記載置部を囲繞するように
   取着された枠体と、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
   た入出力端子とを具備する半導体素子収納用パッケージ
   において、 前記入出力端子は、比誘電率が９未満の略長方形状の誘
   電体板から成り、上面にその１辺から対向する他辺にか
   けて形成された線路導体とその両側に形成された接地導
   体層とを有する平板部と、該平板部の上面に前記線路導
   体および前記接地導体層を間に挟んで接合された立壁部
   とから構成され、前記線路導体は、１組の入力線路およ
   び／または出力線路として２本が形成された差動線路と
   されているとともに、前記平板部の厚さをｔ，前記２本
   の差動線路の間隔をＧ，前記線路導体と前記接地導体層
   との間隔をＷとした場合、０．０５ｍｍ≦Ｇ≦ｔかつｔ
   ／２≦Ｗ≦３ｔであることを特徴とする半導体素子収納
   用パッケージ。