JP3443522B2 - 光半導体素子収納用パッケージ - Google Patents
光半導体素子収納用パッケージInfo
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光半導体素子を収容
するための光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、光通信に使用される電気信号を光
信号に変換するレーザーダイオードや光信号を電気信号
に変換するフォトダイオード等の光半導体素子を収容す
るための光半導体素子収納用パッケージは、一般に、酸
化アルミニウム質焼結体やエポキシ樹脂等の電気絶縁材
料から成り、その上面の略中央部に光半導体素子を載置
するための載置部を有し、かつ上面外周部に貫通穴を設
けた枠部を有する基体と、該基体の枠部に設けた貫通穴
に挿通され、エポキシ樹脂から成る接着剤を介して取着
固定されている光ファイバーと、前記基体の枠部に両端
が枠部の内外部に突出するように設けられ、枠部の外側
に突出する一端が外部電気回路に接続される複数個のリ
ード部材と、前記基体の枠部上面に封止材を介して取着
され、枠部の内側を気密に封止する蓋体とから構成され
ており、基体の載置部上にシリコンから成る光伝送モジ
ュール基板に実装された光半導捧素子を載置固定すると
ともに光半導体素子の各電極をリード部材にボンディン
グワイヤ等の電気的接続手段を介して電気的に接続さ
せ、しかる後、枠部の上面に蓋体を封止材を介して接合
し、枠部を有する基体と蓋体とから成る容器内部に光半
導体素子を気密に収容することによって製品として光半
導体装置が完成する。 【０００３】かかる光半導体装置は光半導体素子にリー
ド部材を介して外部電気回路から供給される電気信号を
印加し、光半導体素子に光を励起させるとともに該励起
した光を光ファイバーに伝達させることによって、或い
は光ファイバーを伝達する光を光半導体素子に照射し、
光半導体素子に照射された光に対応する電気信号を発生
させるととも該発生した電気信号をリード部材を介し取
り出すことによって光通信に使用される。 【０００４】なお、前記上面外周部に枠部を有する基体
は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体から成る場合に
は、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、
酸化カルシウム等のセラミック原料粉末に有機バインダ
ー、溶剤等を添加混合して泥漿物を作るとともに該泥漿
物をドクターブレード法やカレンダーロール法等により
シート状に成形してセラミックグリーンシートを得、し
かる後、前記セラミックグリーンシートに所定の打ち抜
き加工を施すとともに複数枚積層し、約１５００℃の高
温で焼成することによって製作され、またエポキシ樹脂
等の有機樹脂で形成される場合には、トランスファモー
ルド法を採用することによって、具体的には所定金型内
にビスフェノールＡ型、Ｏ−クレゾールノボラック型等
のエポキシ樹脂と、シリカ、アルミナ等の充填材（フィ
ラー）と、その他の硬化剤、可とう化剤、難燃化助剤、
着色剤、離型剤等から成るタブレット状に成形されたエ
ポキシ樹脂の原料粉末を注入するとともにこれを１５０
℃〜２００℃の温度で熱硬化させることによって製作さ
れる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の光半導体素子収納用パッケージにおいては、光ファ
イバーが石英系のガラスで形成されており、その熱膨張
係数が約０．０５×１０-5／℃であるのに対し、光ファ
イバーを枠部に設けた貫通穴に固定するエポキシ樹脂か
ら成る接着剤の熱膨張係数が約７×１０-5／℃であり、
大きく相違することから、光ファイバー及び接着剤に熱
が印加されると両者間に両者の熱膨張係数の相違に起因
して大きな熱応力が生じ、この熱応力によって光ファイ
バーと接着剤との間に剥離や接着剤にクラックが発生し
て枠部を有する基体と蓋体とから成る容器内部の気密封
止が破れ、その結果、容器内部に収容する光半導体素子
を長期間にわたり正常、かつ安定に作動させることがで
きないという欠点を有していた。 【０００６】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は枠部を有する基体と蓋体とから成る容器
の気密封止を完全とし、容器内部に収容する光半導体素
子を長期間にわたり正常、かつ安定に作動させることが
できる光半導体素子収納用パッケージを提供することに
ある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は、上面中央部に
光半導体素子の載置部が、外周部に前記載置部を囲繞す
る枠部を設けた基体と、前記枠部を貫通するように設け
られ、内部に光ファイバーが挿通され接着剤を介して固
定される貫通穴と、前記枠部の上面に取着され、該枠部
の内側を塞ぐ蓋体とから成る光半導体素子収納用パッケ
ージであって、前記基体は表面に半径が１０乃至１００
オングストロームの細孔を有する吸湿材を１．０乃至５
０重量％含有した有機樹脂で形成されており、前記接着
剤はエポキシ樹脂にアクリル系ゴムの微粒子を添加含有
して形成されているとともにヤング率が３ＧＰａ以下で
あることを特徴とするものである。 【０００８】本発明の光半導体素子収納用パッケージに
よれば、光ファイバーを枠部の貫通穴に固定する接着剤
のヤング率を３ＧＰａ以下としたことから光ファイバー
と該光ファイバーを固定する接着剤との間に大きな熱膨
張係数差があり、熱が印加されたとき両者間に大きな熱
応力が発生したとしてもその熱応力は接着剤の変形によ
り吸収され、その結果、光ファイバーと接着剤との間に
剥離や接着剤にクラックが発生するのを有効に防止する
ことができ、枠部を有する基体と蓋体とから成る容器内
部の気密封止の信頼性を高いものとし、容器内部に収容
する光半導体素子を長期間にわたり正常、かつ安定に作
動させることが可能となる。 【０００９】 【発明の実施の形態】次に本発明を添付図面に基づき詳
細に説明する。図１は、本発明の光半導体素子収納用パ
ッケージの一実施例を示し、１は基体、２は基体１の上
面外周部に形成された枠部、３は蓋体である。この枠部
２を有する基体１と蓋体３とで内部に光半導体素子Ｓを
収容するための容器が構成される。 【００１０】前記基体１は光半導体素子Ｓを支持するた
めの支持部材として作用し、その上面の略中央部に光半
導体素子Ｓを載置するための載置部１ａを有しており、
この載置部１ａ上にはシリコン等により形成された光伝
送モジュール基板Ｌに実装された光半導体素子Ｓが載置
固定される。 【００１１】また前記基体１はその上面外周部に前記光
半導体素子Ｓが載置される載置部１ａを囲繞するように
して枠部２が形成されており、該枠部２はその内側に光
半導体素子Ｓを収容するための空所を形成する作用をな
す。 【００１２】前記上面外周部に枠部２を有する基体１は
エポキシ樹脂等の電気絶縁材料から成り、例えば、トラ
ンスファモールド法を採用することによって、具体的に
は所定金型内にビスフェノールA型、O−クレゾールノボ
ラック型等のエポキシ樹脂と、シリカ、アルミナ等の充
填剤（フィラー）と、その他の硬化剤、可とう化剤、難
燃化助剤、着色剤、離型剤等から成るタブレット状に成
形されたエポキシ樹脂の原料粉末を注入するとともにこ
れを１５０℃〜２００℃の温度で熱硬化させることによ
って製作される。 【００１３】なお、前記上面外周部に枠部２を有する基
体１をエポキシ樹脂等の有機樹脂で形成すると該エポキ
シ樹脂等の有機樹脂は耐衝撃性に優れていることから枠
部２を有する基体１に外部より衝撃力が印加されても枠
部２を有する基体１にクラックや割れ等が発生すること
はなく、その結果、枠部２を有する基体１と蓋体３とか
ら成る容器の気密封止の信額性が大きく向上し、容器内
部に収容する光半導体素子Ｓを長期間にわたり正常、か
つ安定に作動させることができる。 【００１４】また前記枠部２を有する基体１をエポキシ
樹脂等の有機樹脂で形成する場合、該有機樹脂は一般に
耐湿性に劣るため内部に、表面に半径が１０乃至１００
オングストロームの細孔を有する吸湿材を１．０乃至５
０重量％含有させておくと大気中に含まれる水分が枠部
２を有する基体１を介して内部に侵入しようとしてもそ
の侵入は吸湿材によって有効に阻止され、その結果、内
部に侵入した水分によって光半導体素子Ｓの電極や後述
するボンディングワイヤ等の電気的接続手投５、或いは
リード部材４に酸化腐蝕が発生することはなく、光半導
体素子Ｓを常に正常、かつ安定に作動させることが可能
となる。従って、前記枠部２を有する基体１はその内部
に、表面に半径が１０乃至１００オングストロームの細
孔を有する吸湿材を１乃至５０重量％含有させておくこ
とが必要である。 【００１５】前記枠部２を有する基体１をエポキシ樹脂
等の有機樹脂で形成し、内部に吸湿材を含有させる方法
としては、エポキシ樹脂の原料粉末をトランスファモー
ルドすることによって枠部２を有する基体１を形成する
際、エポキシ樹脂の原料粉末に予め球状のシリカ粒子等
から成る吸湿材を所定量含有させておくことによって枠
部２を有する基体１の内部に含有される。 【００１６】更に前記枠部２を有する基体１をエポキシ
樹脂等の有機樹脂で形成し、内部に吸湿材を含有させる
際、吸湿材表面の細孔半径が１０オングストローム未満
であると基体１に侵入した水分を吸湿材に完全に吸着さ
せることが困難となり、また１００オングストロームを
超えると吸湿材の比重が軽くなり、吸湿材を枠部２を有
する基体１の全体に分散含有させるのが困難となる。従
って、前記枠部２を有する基体１の内部に吸湿材を含有
させる際、吸湿材表面の細孔半経は１０オングストロー
ム〜１００オングストロームの範囲としておく必要があ
る。 【００１７】また更に前記枠部２を有する基体１をエポ
キシ樹脂等の有機樹脂で形成し、内部に吸湿材を含有さ
せる際、吸湿材の含有量が１重量％未満であると枠部２
を有する基体１における水分の通過が有効に阻止され
ず、また５０重量％を超えるとエポキシ樹脂の原料粉末
をトランスファモールドすることによって枠部２を有す
る基体１を形成する際、エポキシ樹脂の流れ性が悪くな
って所望形状の枠部２を有する基体１が得られなくなる
危険性がある。従って、前記枠部２を有する基体１の内
部に吸湿材を含有させる際、吸湿材の含有量は１乃至５
０重量％の範囲としておくことが好ましい。 【００１８】前記基体１の枠部２にはまた両端が枠部２
の内外に突出する複数個のリード部材４が設けてあり、
該リード部材４の枠部２内側に突出する領域に光半導体
素子Ｓの各電極をボンディングワイヤ等の電気的接続手
段５を介して接続させ、枠部２の外側に突出する領域を
外部電気回路に電気的に接続させれば光半導体素子Ｓの
各電極はリード部材４を介し外部電気回路に電気的に接
続されることとなる。 【００１９】前記リード部材４は、枠部２を有する基体
１がエポキシ樹脂等の有機樹脂から成る場合には鉄−ニ
ッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属板か
ら成り、枠部２を有する基体１をトランスファモールド
法により形成する際に予め金型内の所定位置にリード部
材４をセットしておくことによって枠部２の所定位置に
両端を枠部２の内外部に突出させた状態で一体的に取着
される。 【００２０】前記リード部材４はその露出する外表面に
良導電性で耐蝕性に優れ、かつロウ材と濡れ性の良いニ
ッケルや金等の金属をめっき法により所定厚み（１〜２
０μｍ）に被着させておくと、リード部材４の酸化腐蝕
を有効に防止することができるとともにリード部材４と
ボンディングワイヤ等の電気的接続手段５との接続及び
リード部材４と外部電気回路との接続を信頼性の高いも
のとなすことができる。従って、前記リード部材４はそ
の露出する外表面に良導電性で耐蝕性に優れ、かつロウ
材と濡れ性の良いニッケルや金等の金属をめっき法によ
り１〜２０μｍの厚みに被着させておくことが好まし
い。 【００２１】更に前記基体１の枠部２には枠部２を貫通
する貫通穴６が形成されており、該貫通穴６は光ファイ
バー８の先端を光半導体素子Ｓに対向させた状態で固定
する作用をなし、その内部に光ファイバー８が該光ファ
イバー８の先端を光半導体素子Ｓと対向するように挿通
され、しかる後、光ファイバー８の外表面と貫通穴６の
内面とを接着剤９で接着することによって光ファイバー
８は枠部２の貫通穴６内に固定される。 【００２２】前記枠部２の貫通穴６は枠部２にドリルや
レーザーを用いた穴開け加工を施すことによって、或い
は枠部２を有する基体１を形成する際に予め金型を工夫
しておいたり、グリーンシートの所定位置に予め穴開け
加工を施しておくことによって所定位置に所定形状に形
成される。 【００２３】また前記枠部２の貫通穴６内に挿通固定さ
れる光ファイバー８は石英系のガラスで形成されてお
り、該光ファイバー８は光半導体素子Ｓが発する光を外
部に伝達する、或いは外部から光を光半導体素子Ｓに伝
達するための光の伝達路として作用する。 【００２４】更に前記枠部２の貫通穴６内に光ファイバ
ー８を固定する接着剤９はヤング率が３ＧＰａ以下の材
料で形成されており、接着剤９のヤング率を３ＧＰａ以
下とすることによって光ファイバー８と接着剤９との間
に大きな熱膨張係数差があり、熱が印加されたとき両者
間に大きな熱応力が発生したとしてもその熱応力は接着
剤９を変形させることによって吸収され、その結果、光
ファイバー８と接着剤９との間に剥離や接着剤９にクラ
ックが発生することはなく、容器内部の気密封止の信頼
性を高いものとし、容器内部に収容する光半導体素子Ｓ
を長期間にわたり正常、かつ安定に作動させることが可
能となる。 【００２５】前記ヤング率が３ＧＰａ以下の接着剤９と
しては、エポキシ樹脂にアクリル系ゴムの微粒子を添加
含有させたものが使用され、ビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノール
ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂の前駆体と、ビスフェノールＡ型の変形性エ
ポキシであるゴム変成エポキシ樹脂、ラクトン変成エポ
キシ樹脂、ウレタン変成エポキシ樹脂、キレート変成エ
ポキシ樹脂等の前駆体と、アクリルゴム、ブチルアクリ
レートゴム等から成る微粉末と、硬化剤とを混合して接
着剤ペーストを作り、次に前記接着剤ペーストを枠部２
の貫通穴６内壁と光ファイバー８との間に注入させると
ともに１２０乃至１５０℃の温度を３０乃至６０分間印
加し、熱硬化させることによって枠部２の貫通穴６内に
光ファイバー８を固定しつつ枠部２の貫通穴６内壁と光
ファイバー８の外表面との間に配される。 【００２６】なお、前記接着剤９はそのヤング率が３Ｇ
Ｐａを超えると接着剤９と光ファイバー８との間に発生
する熱応力を良好に吸収することができず、容器の気密
封止の信頼性が大きく低下してしまうため接着剤９のヤ
ング率は３ＧＰａ以下に特定される。 【００２７】また前記接着剤９をエポキシ樹脂にアクリ
ル系ゴムの微粒子を添加含有させて形成する際、アクリ
ル系ゴムの微粒子の量が５重量％未満であると接着剤９
のヤング率が高くなって接着剤９と光ファイバー８との
間に発生する熱応力を良好に吸収するのが困難となり、
また５０重量％を超えると接着剤９の水分透過率が高く
なり、接着剤９を介して大気中に含まれる水分が容器内
部に入り込み光半導体素子Ｓの電極等を腐蝕して光半導
体素子Ｓを正常に作動させることができなくなる。従っ
て、前記接着剤９をエポキシ樹脂にアクリル系ゴムの微
粒子を添加含有させて形成する際、添加されるアクリル
系ゴムの量を５乃至５０重量％の範囲としておくことが
好ましい。 【００２８】更に前記基体１の上面外周部に設けた枠部
２上には有機樹脂等から成る封止材を介して蓋体３が接
合され、該蓋体３で枠部２の内側を塞ぐことよって枠部
２を有する基体１と蓋体３とで構成される容器内に光半
導体素子Ｓが気密に収容される。 【００２９】前記蓋体２はエポキシ樹脂等の有機樹脂や
鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金
属板から成り、従来周知の形成方法によって所定の板状
に形成される。 【００３０】かくして本発明の光半導体素子収納用パッ
ケージによれば、基体１の載置部１ａに光伝送モジュー
ル基板Ｌに実装させた光半導体素子Ｓを載置固定させる
とともに光半導体素子Ｓの各電極を所定のリード部材４
にボンデイングワイヤ等の電気的接続手段５を介して電
気的に接続し、次に枠部２の貫通穴６の内部に光ファイ
バー８を挿通させ、その先端を光半導体素子Ｓと対向す
るようにして接着剤９により固定し、しかる後、枠部２
の上面に蓋体３を封止材を介して接合させ、枠部２を有
する基体１と蓋体３とから成る容器内部に光半導体素子
Ｓを気密に収容することによって製品としての光半導体
装置が完成する。 【００３１】かかる光半導体装置は光半導体素子Ｓにリ
ード部材４を介して外部電気回路から供給される電気信
号を印加し、光半導体素子Ｓに光を励起させるとともに
該励起した光を光ファイバー８に伝達させることによっ
て、或いは光ファイバー８を伝達する光を光半導体素子
Ｓに照射し、光半導体素子Sに照射された光に対応する
電気信号を発生させるとともに該発生した電気信号をリ
ード部材４を介し取り出すことによって光通信に使用さ
れる。 【００３２】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ものではなく、本発朋の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更は可能である。 【００３３】 【発明の効果】本発明の光半導体素子収納用パッケージ
によれば、光ファイバーを枠部の貫通穴に固定する接着
剤のヤング率を３ＧＰａ以下としたことから光ファイバ
ーと該光ファイバーを固定する接着剤との間に大きな熱
膨張係数差があり、熱が印加されたとき両者間に大きな
熱応力が発生したとしてもその熱応力は接着剤の変形に
より吸収され、その結果、光ファイバーと接着剤との間
に剥離や接着剤にクラックが発生するのを有効に防止す
ることができ、枠部を有する基体と蓋体とから成る容器
内部の気密封止の信頼性を高いものとし、容器内部に収
容する光半導体素子を長期間にわたり正常、かつ安定に
作動させることが可能となる。
するための光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、光通信に使用される電気信号を光
信号に変換するレーザーダイオードや光信号を電気信号
に変換するフォトダイオード等の光半導体素子を収容す
るための光半導体素子収納用パッケージは、一般に、酸
化アルミニウム質焼結体やエポキシ樹脂等の電気絶縁材
料から成り、その上面の略中央部に光半導体素子を載置
するための載置部を有し、かつ上面外周部に貫通穴を設
けた枠部を有する基体と、該基体の枠部に設けた貫通穴
に挿通され、エポキシ樹脂から成る接着剤を介して取着
固定されている光ファイバーと、前記基体の枠部に両端
が枠部の内外部に突出するように設けられ、枠部の外側
に突出する一端が外部電気回路に接続される複数個のリ
ード部材と、前記基体の枠部上面に封止材を介して取着
され、枠部の内側を気密に封止する蓋体とから構成され
ており、基体の載置部上にシリコンから成る光伝送モジ
ュール基板に実装された光半導捧素子を載置固定すると
ともに光半導体素子の各電極をリード部材にボンディン
グワイヤ等の電気的接続手段を介して電気的に接続さ
せ、しかる後、枠部の上面に蓋体を封止材を介して接合
し、枠部を有する基体と蓋体とから成る容器内部に光半
導体素子を気密に収容することによって製品として光半
導体装置が完成する。 【０００３】かかる光半導体装置は光半導体素子にリー
ド部材を介して外部電気回路から供給される電気信号を
印加し、光半導体素子に光を励起させるとともに該励起
した光を光ファイバーに伝達させることによって、或い
は光ファイバーを伝達する光を光半導体素子に照射し、
光半導体素子に照射された光に対応する電気信号を発生
させるととも該発生した電気信号をリード部材を介し取
り出すことによって光通信に使用される。 【０００４】なお、前記上面外周部に枠部を有する基体
は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体から成る場合に
は、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、
酸化カルシウム等のセラミック原料粉末に有機バインダ
ー、溶剤等を添加混合して泥漿物を作るとともに該泥漿
物をドクターブレード法やカレンダーロール法等により
シート状に成形してセラミックグリーンシートを得、し
かる後、前記セラミックグリーンシートに所定の打ち抜
き加工を施すとともに複数枚積層し、約１５００℃の高
温で焼成することによって製作され、またエポキシ樹脂
等の有機樹脂で形成される場合には、トランスファモー
ルド法を採用することによって、具体的には所定金型内
にビスフェノールＡ型、Ｏ−クレゾールノボラック型等
のエポキシ樹脂と、シリカ、アルミナ等の充填材（フィ
ラー）と、その他の硬化剤、可とう化剤、難燃化助剤、
着色剤、離型剤等から成るタブレット状に成形されたエ
ポキシ樹脂の原料粉末を注入するとともにこれを１５０
℃〜２００℃の温度で熱硬化させることによって製作さ
れる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の光半導体素子収納用パッケージにおいては、光ファ
イバーが石英系のガラスで形成されており、その熱膨張
係数が約０．０５×１０-5／℃であるのに対し、光ファ
イバーを枠部に設けた貫通穴に固定するエポキシ樹脂か
ら成る接着剤の熱膨張係数が約７×１０-5／℃であり、
大きく相違することから、光ファイバー及び接着剤に熱
が印加されると両者間に両者の熱膨張係数の相違に起因
して大きな熱応力が生じ、この熱応力によって光ファイ
バーと接着剤との間に剥離や接着剤にクラックが発生し
て枠部を有する基体と蓋体とから成る容器内部の気密封
止が破れ、その結果、容器内部に収容する光半導体素子
を長期間にわたり正常、かつ安定に作動させることがで
きないという欠点を有していた。 【０００６】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は枠部を有する基体と蓋体とから成る容器
の気密封止を完全とし、容器内部に収容する光半導体素
子を長期間にわたり正常、かつ安定に作動させることが
できる光半導体素子収納用パッケージを提供することに
ある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は、上面中央部に
光半導体素子の載置部が、外周部に前記載置部を囲繞す
る枠部を設けた基体と、前記枠部を貫通するように設け
られ、内部に光ファイバーが挿通され接着剤を介して固
定される貫通穴と、前記枠部の上面に取着され、該枠部
の内側を塞ぐ蓋体とから成る光半導体素子収納用パッケ
ージであって、前記基体は表面に半径が１０乃至１００
オングストロームの細孔を有する吸湿材を１．０乃至５
０重量％含有した有機樹脂で形成されており、前記接着
剤はエポキシ樹脂にアクリル系ゴムの微粒子を添加含有
して形成されているとともにヤング率が３ＧＰａ以下で
あることを特徴とするものである。 【０００８】本発明の光半導体素子収納用パッケージに
よれば、光ファイバーを枠部の貫通穴に固定する接着剤
のヤング率を３ＧＰａ以下としたことから光ファイバー
と該光ファイバーを固定する接着剤との間に大きな熱膨
張係数差があり、熱が印加されたとき両者間に大きな熱
応力が発生したとしてもその熱応力は接着剤の変形によ
り吸収され、その結果、光ファイバーと接着剤との間に
剥離や接着剤にクラックが発生するのを有効に防止する
ことができ、枠部を有する基体と蓋体とから成る容器内
部の気密封止の信頼性を高いものとし、容器内部に収容
する光半導体素子を長期間にわたり正常、かつ安定に作
動させることが可能となる。 【０００９】 【発明の実施の形態】次に本発明を添付図面に基づき詳
細に説明する。図１は、本発明の光半導体素子収納用パ
ッケージの一実施例を示し、１は基体、２は基体１の上
面外周部に形成された枠部、３は蓋体である。この枠部
２を有する基体１と蓋体３とで内部に光半導体素子Ｓを
収容するための容器が構成される。 【００１０】前記基体１は光半導体素子Ｓを支持するた
めの支持部材として作用し、その上面の略中央部に光半
導体素子Ｓを載置するための載置部１ａを有しており、
この載置部１ａ上にはシリコン等により形成された光伝
送モジュール基板Ｌに実装された光半導体素子Ｓが載置
固定される。 【００１１】また前記基体１はその上面外周部に前記光
半導体素子Ｓが載置される載置部１ａを囲繞するように
して枠部２が形成されており、該枠部２はその内側に光
半導体素子Ｓを収容するための空所を形成する作用をな
す。 【００１２】前記上面外周部に枠部２を有する基体１は
エポキシ樹脂等の電気絶縁材料から成り、例えば、トラ
ンスファモールド法を採用することによって、具体的に
は所定金型内にビスフェノールA型、O−クレゾールノボ
ラック型等のエポキシ樹脂と、シリカ、アルミナ等の充
填剤（フィラー）と、その他の硬化剤、可とう化剤、難
燃化助剤、着色剤、離型剤等から成るタブレット状に成
形されたエポキシ樹脂の原料粉末を注入するとともにこ
れを１５０℃〜２００℃の温度で熱硬化させることによ
って製作される。 【００１３】なお、前記上面外周部に枠部２を有する基
体１をエポキシ樹脂等の有機樹脂で形成すると該エポキ
シ樹脂等の有機樹脂は耐衝撃性に優れていることから枠
部２を有する基体１に外部より衝撃力が印加されても枠
部２を有する基体１にクラックや割れ等が発生すること
はなく、その結果、枠部２を有する基体１と蓋体３とか
ら成る容器の気密封止の信額性が大きく向上し、容器内
部に収容する光半導体素子Ｓを長期間にわたり正常、か
つ安定に作動させることができる。 【００１４】また前記枠部２を有する基体１をエポキシ
樹脂等の有機樹脂で形成する場合、該有機樹脂は一般に
耐湿性に劣るため内部に、表面に半径が１０乃至１００
オングストロームの細孔を有する吸湿材を１．０乃至５
０重量％含有させておくと大気中に含まれる水分が枠部
２を有する基体１を介して内部に侵入しようとしてもそ
の侵入は吸湿材によって有効に阻止され、その結果、内
部に侵入した水分によって光半導体素子Ｓの電極や後述
するボンディングワイヤ等の電気的接続手投５、或いは
リード部材４に酸化腐蝕が発生することはなく、光半導
体素子Ｓを常に正常、かつ安定に作動させることが可能
となる。従って、前記枠部２を有する基体１はその内部
に、表面に半径が１０乃至１００オングストロームの細
孔を有する吸湿材を１乃至５０重量％含有させておくこ
とが必要である。 【００１５】前記枠部２を有する基体１をエポキシ樹脂
等の有機樹脂で形成し、内部に吸湿材を含有させる方法
としては、エポキシ樹脂の原料粉末をトランスファモー
ルドすることによって枠部２を有する基体１を形成する
際、エポキシ樹脂の原料粉末に予め球状のシリカ粒子等
から成る吸湿材を所定量含有させておくことによって枠
部２を有する基体１の内部に含有される。 【００１６】更に前記枠部２を有する基体１をエポキシ
樹脂等の有機樹脂で形成し、内部に吸湿材を含有させる
際、吸湿材表面の細孔半径が１０オングストローム未満
であると基体１に侵入した水分を吸湿材に完全に吸着さ
せることが困難となり、また１００オングストロームを
超えると吸湿材の比重が軽くなり、吸湿材を枠部２を有
する基体１の全体に分散含有させるのが困難となる。従
って、前記枠部２を有する基体１の内部に吸湿材を含有
させる際、吸湿材表面の細孔半経は１０オングストロー
ム〜１００オングストロームの範囲としておく必要があ
る。 【００１７】また更に前記枠部２を有する基体１をエポ
キシ樹脂等の有機樹脂で形成し、内部に吸湿材を含有さ
せる際、吸湿材の含有量が１重量％未満であると枠部２
を有する基体１における水分の通過が有効に阻止され
ず、また５０重量％を超えるとエポキシ樹脂の原料粉末
をトランスファモールドすることによって枠部２を有す
る基体１を形成する際、エポキシ樹脂の流れ性が悪くな
って所望形状の枠部２を有する基体１が得られなくなる
危険性がある。従って、前記枠部２を有する基体１の内
部に吸湿材を含有させる際、吸湿材の含有量は１乃至５
０重量％の範囲としておくことが好ましい。 【００１８】前記基体１の枠部２にはまた両端が枠部２
の内外に突出する複数個のリード部材４が設けてあり、
該リード部材４の枠部２内側に突出する領域に光半導体
素子Ｓの各電極をボンディングワイヤ等の電気的接続手
段５を介して接続させ、枠部２の外側に突出する領域を
外部電気回路に電気的に接続させれば光半導体素子Ｓの
各電極はリード部材４を介し外部電気回路に電気的に接
続されることとなる。 【００１９】前記リード部材４は、枠部２を有する基体
１がエポキシ樹脂等の有機樹脂から成る場合には鉄−ニ
ッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属板か
ら成り、枠部２を有する基体１をトランスファモールド
法により形成する際に予め金型内の所定位置にリード部
材４をセットしておくことによって枠部２の所定位置に
両端を枠部２の内外部に突出させた状態で一体的に取着
される。 【００２０】前記リード部材４はその露出する外表面に
良導電性で耐蝕性に優れ、かつロウ材と濡れ性の良いニ
ッケルや金等の金属をめっき法により所定厚み（１〜２
０μｍ）に被着させておくと、リード部材４の酸化腐蝕
を有効に防止することができるとともにリード部材４と
ボンディングワイヤ等の電気的接続手段５との接続及び
リード部材４と外部電気回路との接続を信頼性の高いも
のとなすことができる。従って、前記リード部材４はそ
の露出する外表面に良導電性で耐蝕性に優れ、かつロウ
材と濡れ性の良いニッケルや金等の金属をめっき法によ
り１〜２０μｍの厚みに被着させておくことが好まし
い。 【００２１】更に前記基体１の枠部２には枠部２を貫通
する貫通穴６が形成されており、該貫通穴６は光ファイ
バー８の先端を光半導体素子Ｓに対向させた状態で固定
する作用をなし、その内部に光ファイバー８が該光ファ
イバー８の先端を光半導体素子Ｓと対向するように挿通
され、しかる後、光ファイバー８の外表面と貫通穴６の
内面とを接着剤９で接着することによって光ファイバー
８は枠部２の貫通穴６内に固定される。 【００２２】前記枠部２の貫通穴６は枠部２にドリルや
レーザーを用いた穴開け加工を施すことによって、或い
は枠部２を有する基体１を形成する際に予め金型を工夫
しておいたり、グリーンシートの所定位置に予め穴開け
加工を施しておくことによって所定位置に所定形状に形
成される。 【００２３】また前記枠部２の貫通穴６内に挿通固定さ
れる光ファイバー８は石英系のガラスで形成されてお
り、該光ファイバー８は光半導体素子Ｓが発する光を外
部に伝達する、或いは外部から光を光半導体素子Ｓに伝
達するための光の伝達路として作用する。 【００２４】更に前記枠部２の貫通穴６内に光ファイバ
ー８を固定する接着剤９はヤング率が３ＧＰａ以下の材
料で形成されており、接着剤９のヤング率を３ＧＰａ以
下とすることによって光ファイバー８と接着剤９との間
に大きな熱膨張係数差があり、熱が印加されたとき両者
間に大きな熱応力が発生したとしてもその熱応力は接着
剤９を変形させることによって吸収され、その結果、光
ファイバー８と接着剤９との間に剥離や接着剤９にクラ
ックが発生することはなく、容器内部の気密封止の信頼
性を高いものとし、容器内部に収容する光半導体素子Ｓ
を長期間にわたり正常、かつ安定に作動させることが可
能となる。 【００２５】前記ヤング率が３ＧＰａ以下の接着剤９と
しては、エポキシ樹脂にアクリル系ゴムの微粒子を添加
含有させたものが使用され、ビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノール
ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂の前駆体と、ビスフェノールＡ型の変形性エ
ポキシであるゴム変成エポキシ樹脂、ラクトン変成エポ
キシ樹脂、ウレタン変成エポキシ樹脂、キレート変成エ
ポキシ樹脂等の前駆体と、アクリルゴム、ブチルアクリ
レートゴム等から成る微粉末と、硬化剤とを混合して接
着剤ペーストを作り、次に前記接着剤ペーストを枠部２
の貫通穴６内壁と光ファイバー８との間に注入させると
ともに１２０乃至１５０℃の温度を３０乃至６０分間印
加し、熱硬化させることによって枠部２の貫通穴６内に
光ファイバー８を固定しつつ枠部２の貫通穴６内壁と光
ファイバー８の外表面との間に配される。 【００２６】なお、前記接着剤９はそのヤング率が３Ｇ
Ｐａを超えると接着剤９と光ファイバー８との間に発生
する熱応力を良好に吸収することができず、容器の気密
封止の信頼性が大きく低下してしまうため接着剤９のヤ
ング率は３ＧＰａ以下に特定される。 【００２７】また前記接着剤９をエポキシ樹脂にアクリ
ル系ゴムの微粒子を添加含有させて形成する際、アクリ
ル系ゴムの微粒子の量が５重量％未満であると接着剤９
のヤング率が高くなって接着剤９と光ファイバー８との
間に発生する熱応力を良好に吸収するのが困難となり、
また５０重量％を超えると接着剤９の水分透過率が高く
なり、接着剤９を介して大気中に含まれる水分が容器内
部に入り込み光半導体素子Ｓの電極等を腐蝕して光半導
体素子Ｓを正常に作動させることができなくなる。従っ
て、前記接着剤９をエポキシ樹脂にアクリル系ゴムの微
粒子を添加含有させて形成する際、添加されるアクリル
系ゴムの量を５乃至５０重量％の範囲としておくことが
好ましい。 【００２８】更に前記基体１の上面外周部に設けた枠部
２上には有機樹脂等から成る封止材を介して蓋体３が接
合され、該蓋体３で枠部２の内側を塞ぐことよって枠部
２を有する基体１と蓋体３とで構成される容器内に光半
導体素子Ｓが気密に収容される。 【００２９】前記蓋体２はエポキシ樹脂等の有機樹脂や
鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金
属板から成り、従来周知の形成方法によって所定の板状
に形成される。 【００３０】かくして本発明の光半導体素子収納用パッ
ケージによれば、基体１の載置部１ａに光伝送モジュー
ル基板Ｌに実装させた光半導体素子Ｓを載置固定させる
とともに光半導体素子Ｓの各電極を所定のリード部材４
にボンデイングワイヤ等の電気的接続手段５を介して電
気的に接続し、次に枠部２の貫通穴６の内部に光ファイ
バー８を挿通させ、その先端を光半導体素子Ｓと対向す
るようにして接着剤９により固定し、しかる後、枠部２
の上面に蓋体３を封止材を介して接合させ、枠部２を有
する基体１と蓋体３とから成る容器内部に光半導体素子
Ｓを気密に収容することによって製品としての光半導体
装置が完成する。 【００３１】かかる光半導体装置は光半導体素子Ｓにリ
ード部材４を介して外部電気回路から供給される電気信
号を印加し、光半導体素子Ｓに光を励起させるとともに
該励起した光を光ファイバー８に伝達させることによっ
て、或いは光ファイバー８を伝達する光を光半導体素子
Ｓに照射し、光半導体素子Sに照射された光に対応する
電気信号を発生させるとともに該発生した電気信号をリ
ード部材４を介し取り出すことによって光通信に使用さ
れる。 【００３２】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ものではなく、本発朋の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更は可能である。 【００３３】 【発明の効果】本発明の光半導体素子収納用パッケージ
によれば、光ファイバーを枠部の貫通穴に固定する接着
剤のヤング率を３ＧＰａ以下としたことから光ファイバ
ーと該光ファイバーを固定する接着剤との間に大きな熱
膨張係数差があり、熱が印加されたとき両者間に大きな
熱応力が発生したとしてもその熱応力は接着剤の変形に
より吸収され、その結果、光ファイバーと接着剤との間
に剥離や接着剤にクラックが発生するのを有効に防止す
ることができ、枠部を有する基体と蓋体とから成る容器
内部の気密封止の信頼性を高いものとし、容器内部に収
容する光半導体素子を長期間にわたり正常、かつ安定に
作動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光半導体素子収納用パッケージの一実
施例を示す断面図である。 【符号の説明】 １・・・基体 １ａ・・載置部 ２・・・枠部 ３・・・蓋体 ４・・・リード部材 ６・・・貫通穴 ８・・・光ファイバー ９・・・接着剤
施例を示す断面図である。 【符号の説明】 １・・・基体 １ａ・・載置部 ２・・・枠部 ３・・・蓋体 ４・・・リード部材 ６・・・貫通穴 ８・・・光ファイバー ９・・・接着剤
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 23/02
G02B 6/00 341
G02B 6/42
H01L 31/0232
H01L 33/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】上面中央部に光半導体素子の載置部が、外
周部に前記載置部を囲繞する枠部を設けた基体と、前記
枠部を貫通するように設けられ、内部に光ファイバーが
挿通され接着剤を介して固定される貫通穴と、前記枠部
の上面に取着され、該枠部の内側を塞ぐ蓋体とから成る
光半導体素子収納用パッケージであって、前記基体は表
面に半径が１０乃至１００オングストロームの細孔を有
する吸湿材を１．０乃至５０重量％含有した有機樹脂で
形成されており、前記接着剤はエポキシ樹脂にアクリル
系ゴムの微粒子を添加含有して形成されているとともに
ヤング率が３ＧＰａ以下であることを特徴とする光半導
体素子収納用パッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33563597A JP3443522B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 光半導体素子収納用パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33563597A JP3443522B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 光半導体素子収納用パッケージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11168147A JPH11168147A (ja) | 1999-06-22 |
| JP3443522B2 true JP3443522B2 (ja) | 2003-09-02 |
Family
ID=18290811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33563597A Expired - Fee Related JP3443522B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 光半導体素子収納用パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3443522B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2009042400A (ja) | 2007-08-07 | 2009-02-26 | Omron Corp | フィルム光導波路パッケージ、フィルム光導波路モジュールおよび電子機器 |
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-
1997
- 1997-12-05 JP JP33563597A patent/JP3443522B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH11168147A (ja) | 1999-06-22 |
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