JP3447591B2 - 光半導体パッケージ - Google Patents

光半導体パッケージ

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    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光半導体パッケー
ジ及び光伝送装置に関し、特に、外部からのテストや調
整を容易に行うことが可能な半導体パッケージ及び光伝
送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に光半導体パッケージは、積層セラ
ミックの表面に、発光素子や受光素子等の光半導体素子
と、送信ICや受信IC等を密封して、構成されてい
る。これら光半導体素子、送信IC、受信IC、チップ
抵抗、チップコンデンサ等は、積層セラミック表面の所
定箇所に、はんだや銀ペーストにより固着されている。
【0003】これら各素子を積層セラミック表面に載せ
た後、ボンディングワイヤを施したセラミックパッケー
ジは、透光性の窓の付いた金属シェルで封止する。その
後、成形樹脂製又は金属製の光ファイバコネクタ部を取
り付け、外部へ接続するための外部リードと、光入出力
部とを有する光伝送装置としている。この光ファイバコ
ネクタ部には開孔が形成されており、この開孔に光ファ
イバケーブルを接続することにより光ファイバケーブル
を光半導体装置に導くことができるように構成されてい
る。
【0004】積層セラミックは複数のセラミック層を重
ね合わせた構造をしており、各層に配線を施すことによ
り内部に設けられた光半導体素子や送信ICや受信IC
等と、外部リードとが、接続されている。
【0005】なお、プリント基板(PCB)に、パッケ
ージング済みの光半導体素子や送信ICや受信IC、さ
らには、外部周辺回路素子や外部リードをはんだ付けで
実装した上で、光ファイバコネクタ部を付け、光伝送装
置とする場合もある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したような光伝送
装置では、光出力レベルの調整や、高速化のためのピー
キング電流のピーク量やタイミングの調整が、必要とな
る。従来においては、これらの調整のために、パッケー
ジ組み立て時に送受信ICのボンディングの打ち代え
や、ジャンパーの切り替えや、チップ抵抗の抵抗値調整
を行ってきた。しかし、このような調整のやりかたであ
ると、パッケージ組み立て後のテストで再調整の必要が
生じたときにもはや調整することができないとう問題が
あった。
【0007】そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、光半導体素子
とその周辺回路を構成する周辺回路用半導体素子とを密
封した後にも、外部からテストや調整を容易に行うこと
ができるようすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る光半導体パッケージは、各層に配線を
施して形成された多層構造絶縁部材と、前記多層構造絶
縁部材の表面に設けられた光半導体素子と、前記多層構
造絶縁部材の表面に設けられ、前記光半導体素子の周辺
回路を構成する周辺回路用半導体素子と、前記多層構造
絶縁部材の裏面に設けられ、前記光半導体素子又は前記
周辺回路用半導体素子と前記配線を介して電気的に接続
する外部リードと、を備えるとともに、前記外部リード
にはテストパッド端子が設けられており、このテストパ
ッド端子は前記外部リードと切離可能に形成されてい
る、ことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】〔第1実施形態〕本発明の第1実
施形態に係る光半導体パッケージは、積層セラミック裏
面に設けられた外部リードにテストパッド端子を形成
し、このテストパッド端子を外部リードが溝を横断する
橋渡し部で切離可能に構成することにより、光半導体素
子やその周辺回路用半導体素子を密封した後も、外部か
らテストや調整を容易に行うことができるようにしたも
のである。
【0010】図1は本発明の第1実施形態に係る光半導
体パッケージの裏面を平面的に示す図であり、図2は図
1におけるA−A線断面を示す図であり、図3は図1に
おけるB−B線断面を示す図である。
【0011】図2及び図3に示すように、光半導体パッ
ケージ10は、多層構造の積層セラミック11でセラミ
ックパッケージされている。この積層セラミック11が
本実施形態における多層構造絶縁部材を形成している。
この多層構造における各層には配線12が施されてお
り、この配線12の層間は導電体を充填したスルーホー
ル14で接続している。
【0012】積層セラミック11の上面で表に出ている
一面、又は、複数にわたる面には、素子を実装する領域
と、ワイヤボンディングをする領域とが、形成されてい
る。さらに、積層セラミック11の表面には、ワイヤボ
ンディングする領域を取り囲むように、封止部材を止め
るためのシール部16が形成されている。本実施形態に
おいては、このシール部16は、リング状の金属、又
は、リング形状に表面をメタライズしたセラミックから
構成されている。
【0013】図1に示すように、光半導体パッケージ1
0裏面における積層セラミック11には、外部リード1
8が固着されている。また、光半導体パッケージ裏面に
おける積層セラミック11中央部分には、溝20が形成
されている。外部リード18のうち、外部リード18
(3)〜18(6)は、この溝20上を橋渡しされてお
り、その反対側まで、延設されている。外部リード18
(3)〜18(6)における溝20の反対側には、テス
トパッド端子22(1)〜22(4)が形成されてい
る。図2に示すように、1つの外部リード18(4)に
複数の配線12が電気的に接続されている場合もあり、
図3に示すように1つの外部リード18(6)に1本の
配線12が接続されている場合もある。
【0014】図2に示すように、この光半導体パッケー
ジ10の組み立てにおいては、積層セラミック11表面
の素子を実装する領域の所定位置に、発光素子や受光素
子などの光半導体素子と、送信ICや受信ICとを、銀
ペーストやはんだで固定する。この固定された素子やI
Cを総括してIC素子群24として示している。また、
積層セラミック11表面の素子を実装する領域の別の所
定位置に、チップ抵抗やチップコンデンサやチップコイ
ルを配置する。この配置したチップを総括してチップ群
26として示している。これらIC素子群24やチップ
群26は、光半導体素子の周辺回路を構成している。
【0015】続いて、積層セラミック11のボンディン
グをする領域に、ボンディングワイヤを施すことにより
所定の配線を行う。これにより、IC素子群24とチッ
プ群26との間に、必要な配線が形成される。このボン
ディングが完了した後は、シール部16上にシェル28
を溶接やはんだ付けで固定して、素子を実装した領域や
ボンディングをした領域を密封封止する。本実施形態に
おいては、このシェル28の材質は、金属、樹脂、セラ
ミック等から形成さている。シェル28における光半導
体素子の光軸上に対向する位置には、透光性の窓30が
形成されている。この透光性の窓30により、この光半
導体パッケージ10外側の光ファイバケーブルと、光半
導体素子との間で、光信号の入出射が行われる。このシ
ェル28を取り付けることにより、この光半導体パッケ
ージ10は完成する。
【0016】図4は、光半導体パッケージ10をケース
に格納して、光伝送装置40とした場合の断面を示す図
である。
【0017】この図4に示すように、密封封止の済んだ
光半導体パッケージ10は、光ファイバコネクタ部42
の格納凹部43に格納された後、蓋部48が取り付けら
れる。光ファイバコネクタ部42には、光ファイバケー
ブル44を貫通させて、光ファイバケーブル44の先端
側を光半導体パッケージ10の窓30に導くための開孔
46が形成されている。この開孔46に光ファイバケー
ブル44を挿入する際には、フェルール49を挿入した
光ファイバケーブル44を樹脂製の光コネクタプラグ4
7に取り付けた後、これら光ファイバケーブル44とフ
ェルール49の先端側を開孔46に挿入していく。そし
て、光ファイバコネクタ部42に形成された凹部42a
と、光コネクタプラグ47に形成された凸部47aと
が、嵌合することにより、光伝送装置40の組み立て、
結合は完了する。
【0018】次に、この光半導体パッケージ10のテス
ト工程について説明する。このような光半導体パッケー
ジ10は、一般に、(1)LED(Light Emitting Dio
de)やレーザーダイオード等のエージング、(2)IC
のテスト、(3)出射パワー・受光感度のテストや調整
を、行う必要がある。図5はこれらのテスト工程を説明
するために、外部リード18と内部に取り付けられたI
C素子群24とチップ群26との接続関係を模式的に示
す図である。
【0019】(1)LEDやレーザーダイオードのエー
ジング ここで、エージングとはLEDやレーザーダイオード等
に高温条件下で一定時間稼働させることにより、初期不
良を顕在化させるためのテストである。このため、エー
ジングにおいては、LEDやレーザーダイオードに直接
的に電流を流す方が効率的である。したがって、本実施
形態では光半導体パッケージ10を図5に示すように構
成する。
【0020】すなわち、内部に設けられたLED50の
カソード側を外部リード18(5)のテストパッド端子
22(3)へ接続し、LED50のアノード側を外部リ
ード18(6)のテストパッド端子22(4)へ接続す
る。そしてエージングにあたっては、外部リード18
(6)から外部リード18(5)へ電流を流すことによ
り、LED50を連続的に駆動する。このためLED5
0への電流を、送信IC等に制限を受けることなく、自
由に設定することが可能になる。エージング終了後は、
テストパッド端子22(3)、22(4)は不要になる
ので、外部リード18(5)、18(6)の橋渡し部を
カットする。このように橋渡し部をカットすることによ
り、不要になったテストパッド端子22(3)、22
(4)を外部リード18(5)、18(6)から切り離
すことができる。
【0021】(2)ICのテスト ICのテストは、外部リード18の橋渡し部をカットし
て行うこともできるし、外部リード18の橋渡し部をカ
ットしないで行うこともできる。外部リード18の橋渡
し部をカットしてICテストを行う場合には、テストパ
ッド端子22を直接用いて、テストを行う。外部リード
18の橋渡し部をカットしないでICテストを行う場合
には、外部リード18を用いて、テストを行う。これに
より、ボンディングワイヤ時の不良を早期に発見するこ
とができ、また、ICの不良箇所も限定して見つけるこ
とができる。
【0022】(3)出射パワー・受光感度のテストや調
整 従来、これら出射パワーや受光感度のテストや調整は、
光伝送装置40の外部回路の抵抗値を調整することや、
内部に設けられたICのボンディングワイヤ設定を調整
することで行っていた。本実施形態では、内部に設けら
れたICのボンディングワイヤをテストパッド端子22
に接続し、調整時に必要なボンディングワイヤを残して
外部リード18から所定の電位(GNDや+5V)につ
なぐように設定する。調整時に不要であると判断したボ
ンディングワイヤは、外部リード18の橋渡し部をカッ
トする。
【0023】例えば、図5に示すように、LED50の
出射パワーをテストした結果、ボンディングワイヤW1
が不要であると判明した場合、外部リード18(4)の
橋渡し部をカットする。これにより、外部リード18
(4)からICへ入力される電流は、ボンディングワイ
ヤW3にのみになる。つまり、ボンディングワイヤW1
を切り離して、電流が入力されないようにすることがで
きる。
【0024】また、内部に設けられたチップ抵抗にテス
トパッド端子22を接続し、調整時にそのチップ抵抗が
不要であると判明した場合は、その時に外部リードの橋
渡し部をカットするようにしてもよい。
【0025】以上のように、本実施形態に係る光半導体
パッケージ10によれば、シェル28で光半導体素子等
を密封封止した後でも、外部からテストや調整を行うこ
とができるようになり、パワー感度にばらつきの少ない
光伝送装置40を得ることができる。しかも、外部のプ
リント基板(PCB)に調整用の周辺回路が不要になる
ため、極めて小型の光伝送装置40を形成することがで
きる。
【0026】〔第2実施形態〕本発明の第2実施形態
は、上述した第1実施形態を変形して、テストパッド端
子を積層セラミック裏面に設けられたメタライズパッド
で構成するとともに、1つの外部リードに複数の橋渡し
部を設けたものである。
【0027】図6は本発明の第2実施形態に係る光半導
体パッケージの裏面を平面的に示す図であり、図7は図
6におけるC−C線断面を示す図である。
【0028】図6に示すように、光半導体パッケージ1
0の裏面には複数の外部リード18が設けられている。
また、光半導体パッケージ10の裏面における積層セラ
ミック11中央部分には、溝60が形成されている。こ
の溝60は逆L字状に形成されている。すなわち、溝6
0は水平溝62と垂直溝64とを有して、屈曲した形状
に形成されている。
【0029】複数の外部リード18のうち、外部リード
18(3)、18(5)は水平溝62上を橋渡しされて
おり、水平溝62の反対側まで延設されている。これら
外部リード18(3)、18(5)における水平溝62
の反対側にはテストパッド端子66(1)、66(2)
が形成されている。さらに、外部リード18(3)につ
いては、テストパッド端子66(1)から垂直溝64上
を橋渡しされており、垂直溝64の反対側まで延設され
ている。この垂直溝64の反対側位置にはテストパッド
端子66(3)が形成されている。したがって、外部リ
ード18(3)は複数の橋渡し部が形成されており、ま
た、複数のテストパッド端子66(1)、66(3)が
設けられている。外部リード18(4)の水平溝62を
挟んだ反対側位置には、メタライズパッド68が設けら
れている。図7に示すように、このメタライズパッド6
8は、IC群24やチップ群26の必要な端子に接続さ
れている。
【0030】エージングやICのテストの際には、外部
リード18にテスト装置のソケット端子を当てること等
によりテストを行う。出射パワー・受光感度のテストや
調整は、必要なメタライズパッド68や外部リード18
にジャンパー線を接続すること等によりテストや調整を
行う。
【0031】これら上述した点を除いては、第2実施形
態に係る光半導体パッケージ10は、第1実施形態のも
のと同様の構成であるので、その詳しい説明は省略す
る。
【0032】以上のように、本実施形態に係る光半導体
パッケージにおいても、上述した第1実施形態と同様の
作用効果が得られる。すなわち、シェル28で光半導体
素子等を密封封止した後でも、外部からテストや調整を
行うことができるようになり、パワー感度にばらつきの
少ない光伝送装置40(図4参照)を得ることができ
る。しかも、外部のプリント基板(PCB)に調整用の
周辺回路が不要になるため、極めて小型の光伝送装置4
0を形成することができる。
【0033】しかも、図6に示すように、1つの外部リ
ード18(4)に複数の橋渡し部を設けたので、複数の
テストパッド端子66(1)、66(3)を形成するこ
とが可能になり、出射パワー・受光感度のテストの結果
等を反映して、いずれか一方の橋渡し部を切断すること
により、より複雑な設定をすることができる。
【0034】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る光半導体パ
ッケージによれば、外部リードにテストパッド端子を設
け、このテストパッド端子を外部リードから切離可能に
構成することとしたので、光半導体素子を密封封止した
後でもテストや調整を容易に行うことができるようにな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る光半導体パッケー
ジの裏面を平面的に示す図。
【図2】図1におけるA−A線断面を示す図。
【図3】図1におけるB−B線断面を示す図。
【図4】本発明の第1実施形態に係る光半導体パッケー
ジをケースに格納して光伝送装置とした場合における、
光伝送装置の断面を示す図。
【図5】テスト工程を説明するために外部リードと内部
素子との間の接続関係を模式的に示す図。
【図6】本発明の第2実施形態に係る光半導体パッケー
ジの裏面を平面的に示す図。
【図7】図6におけるC−C線断面を示す図。
【符号の説明】
10 光半導体パッケージ 11 積層セラミック 12 配線 14 スルーホール 16 シール部 18 外部リード 20 溝 22 テストパッド端子 24 IC素子群 26 チップ群 28 シェル 30 窓 40 光伝送装置 42 光ファイバコネクタ部 43 格納凹部 44 光ファイバケーブル 46 開孔 48 蓋部 50 LED
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 33/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各層に配線を施して形成された多層構造絶
    縁部材と、 前記多層構造絶縁部材の表面に設けられた光半導体素子
    と、 前記多層構造絶縁部材の表面に設けられ、前記光半導体
    素子の周辺回路を構成する周辺回路用半導体素子と、 前記多層構造絶縁部材の裏面に設けられ、前記光半導体
    素子又は前記周辺回路用半導体素子と前記配線を介して
    電気的に接続する外部リードと、 を備えるとともに、 前記外部リードにはテストパッド端子が設けられてお
    り、このテストパッド端子は前記外部リードと切離可能
    に形成されている、 ことを特徴とする光半導体パッケージ。
  2. 【請求項2】前記多層構造絶縁部材の裏面には溝が形成
    され、前記外部リードは前記溝上を橋渡しして形成され
    ており、前記溝上に位置する前記外部リードを切断する
    ことにより、前記外部リードから前記テストパッド端子
    を切離することが可能である、ことを特徴とする請求項
    1に記載の光半導体パッケージ。
  3. 【請求項3】前記外部リードは前記溝上を複数回横断し
    て形成されている、ことを特徴とする請求項2に記載の
    光半導体パッケージ。
  4. 【請求項4】前記多層構造絶縁部材の裏面に設けられ、
    前記光半導体素子又は前記周辺回路用半導体素子と電気
    的に接続するメタライズパッドを、さらに備えることを
    特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の光
    半導体パッケージ。
  5. 【請求項5】請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の
    光半導体パッケージと、 前記光半導体パッケージを格納するための格納凹部と、
    前記格納凹部に格納された前記光半導体パッケージに設
    けられた前記光半導体素子に光ファイバケーブルを導く
    ための開孔とが、形成された、光ファイバコネクタ部
    と、 前記光半導体パッケージを格納した状態で、前記格納部
    を覆うための蓋部と、 を備えたことを特徴とする光伝送装置。
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