JP3619452B2 - Package for storing semiconductor elements - Google Patents
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Description
【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、ミリ波通信等の分野に用いられる高い周波数で作動する各種半導体素子を収納する半導体素子収納用パッケージに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の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気密封止して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)として、例えば光通信分野に用いられる光半導体パッケージを図5に示す。
【0003】
同図に示すように、光半導体パッケージは、一般に鉄(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り、上面の略中央部に半導体レーザ(LD)やフォトダイオード(PD)等の光半導体素子等の半導体素子119が載置される載置部105を有し、外部の実装基板(図示せず)にネジ止めされるネジ止め孔112を設けた、略長方形の板状である基体101を有する。
【0004】
また、この載置部105を囲繞するようにして基体101の上面に銀ロウ等のロウ材を介して接合されるとともに、基体101の長辺側の両側部には半導体素子119と外部電気回路(図示せず)とを電気的に接続する高周波信号入出力用の入出力端子103を嵌着接合するための貫通孔または切欠部から成る取付部106を有し、かつ基体101の短辺側の一側部に光ファイバ110の固定用の筒状の固定部材109が嵌着接合される貫通孔113が形成された、Fe−Ni−Co合金等の金属材料から成る金属枠体102を有する。
【0005】
更に、取付部106に取着された入出力端子103と、金属枠体102の上面に取着された、半導体素子119を気密に封止する蓋体120を具備する。
【0006】
入出力端子103は、図6に示すように上面の1辺から対向する他辺にかけて形成された線路導体114を有する誘電体から成る平板部115と、平板部115の上面に線路導体114を間に挟んで接合された誘電体から成る立壁部116とから構成されている。
【0007】
また、入出力端子103の線路導体114に略平行な側面の一部には、線路導体114を擬似同軸状に囲み接地導体として機能するとともに、取付部106の内周面に銀ロウ等のロウ材を介して接合させる接合媒体として機能するメタライズ層121が形成されている。
【0008】
この線路導体114の上面には、Fe−Ni−Co合金等の金属材料から成り、銀ロウ等のロウ材で接合されるとともに、入出力端子103と外部電気回路との電気的接続を行う機能を有するリード端子118が設けられる。
【0009】
また、金属枠体102の光伝送路である貫通孔113の外側周辺部には、金属枠体102の熱膨張係数に近似するFe−Ni−Co合金やFe−Ni合金等の金属材料から成る光ファイバ110固定用の筒状の固定部材109が銀ロウ等のロウ材で接合される。
【0010】
また、シールリング122は、金属枠体102の上面および入出力端子103の上面に銀ロウ等のロウ材を介して接合され、入出力端子103を挟持するとともに上面に蓋体120をシーム溶接等により接合するための媒体として機能する。
【0011】
このような半導体パッケージは、基体101の載置部105に半導体素子119を錫(Sn)−鉛(Pb)半田等の低融点ロウ材で載置固定させるとともに、半導体素子119の電極をボンディングワイヤ(図示せず)を介して入出力端子103の線路導体114に電気的に接続し、更に光ファイバ110と半導体素子119との光軸を調整する。
【0012】
その後、固定部材109の外側端面に光ファイバ110を樹脂等の接着剤で取着した金属ホルダ111を金(Au)−錫(Sn)等の低融点ロウ材で接合するとともに、金属枠体102の上面に蓋体120をシーム溶接等により接合して基体101と金属枠体102と蓋体120とから成る容器内部に半導体素子119を気密に収容することにより、製品としての光半導体装置となる。
【0013】
このような光半導体装置は、実装基板上にネジ止めされた後、半導体素子119を外部電気回路から供給される駆動用の高周波信号によって光励起させ、励起したレーザ光等の光を光ファイバ110に授受させ光ファイバ110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し、光通信分野等に多用されている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の半導体パッケージにおいては、半導体パッケージの小型化と入出力端子103の長尺化が進む中、金属枠体102の取付部106における入出力端子103の側面と金属枠体102内面との間隙が狭くなる傾向にある。
【0015】
そのため、図6に示すように入出力端子103のメタライズ層121を取付部106の内周面にロウ材を介して接合した際に、少しでもロウ材が多いと各々の接合にとって過剰なロウ材が、入出力端子103の側面と金属枠体102の内面との隙間に溜まり、所謂ロウ材溜まり123が形成されていた。
【0016】
そして、熱膨張係数が入出力端子103および金属枠体102と異なるロウ材溜まり123を起点として、入出力端子103や金属枠体102、ひいては基体101に応力が加わることになり、その結果、この応力によって金属枠体102より弾性の低い入出力端子103にクラックが発生する場合があった。従って、高周波信号の伝送特性や半導体パッケージ内部の気密性が損なわれ、半導体素子119を正常に作動させることができないという問題点を有していた。
【0017】
一方、上記問題点を解決する手段として、入出力端子103の平板部115や立壁部116の厚さを厚くすることにより強度を大きくすることも考えられるが、この場合、誘電体の表面積や体積が大きくなることによる浮遊容量の発生により、高周波信号の伝送特性が損なわれる。
【0018】
更に、入出力端子103にクラックが発生しないまでも、基体101まで加わった応力により基体101が反り変形することになり、このような半導体パッケージを実装基板にネジ止めした際、基体101の反り変形が矯正され、反った状態で光軸が調整されていたため、光ファイバ110と半導体素子119との光軸がずれて光結合効率が損なわれ、半導体素子119の光信号による作動性を良好なものにできないという問題点もあった。
【0019】
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、入出力端子の側面と金属枠体の内面との間隙にロウ材溜まりを発生させないようにすることにより、入出力端子のクラックを防止して高周波信号の伝送特性や半導体パッケージ内部の気密性、更には光結合効率を良好なものとし、その結果、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半導体パッケージを提供することにある。
【0020】
【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、前記上面に前記載置部を囲繞するように取着されるとともに側部に切欠部または貫通孔から成る入出力端子の取付部が形成された金属枠体と、前記取付部に嵌着接合されて前記半導体素子と外部電気回路とを電気的に接続する入出力端子とを具備した半導体素子収納用パッケージにおいて、前記取付部は前記金属枠体の側部に前記上面に接しないように設けられているとともに、前記金属枠体の内面および/または外面の前記取付部の下端の隅部から前記上面に向けて溝が形成されていることを特徴とする。
【0021】
本発明は、上記の構成により、入出力端子を取付部に銀ロウ等のロウ材で嵌着接合させた際、高周波信号の伝送特性や半導体パッケージ内部の気密性、光結合効率を損なわせるような大きなロウ材溜まりを、入出力端子の側面と金属枠体の内面との間隙に形成することがなくなる。
【0022】
即ち、金属枠体の内面および/または外面の取付部の下端の隅部から基体の上面に向けて形成された溝は、過剰なロウ材のほとんどをその内部に引き込み溜めて、入出力端子の側面と金属枠体の内面との間に応力によるクラックや変形等の影響を与えるロウ材溜まりを発生させない。
【0023】
その結果、ロウ材溜まりを起点として入出力端子や金属枠体ひいては基体に不要な応力を加えることが無くなり、高周波信号の伝送特性や光半導体パッケージ内部の気密性、更に光結合効率が良好に保持される。
【0024】
本発明において、好ましくは、金属枠体の厚さをTとした場合、溝部の金属枠体の厚さtは0.3mm〜T−0.3mmであり、かつ溝の幅Wは0.1〜0.6mmであることを特徴とする。
【0025】
本発明は、上記構成により、ロウ材溜まりを発生させないことは勿論のこと、金属枠体に設けた溝に過剰なロウ材が引き込まれ易くなり、その結果入出力端子に応力が加わるのを更に抑制し、上記本発明の効果をより有効なものとすることができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明の半導体パッケージについて光半導体パッケージを一例として図面に基づき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要部を示す分解斜視図、図2は本発明の光半導体パッケージの金属枠体の取付部の溝部を拡大した部分拡大斜視図である。これらの図において、1は基体、2は金属枠体、3は入出力端子、9は光ファイバ10が取着された金属ホルダ11を固定する筒状の固定部材であり、これらから光半導体パッケージ4は主に構成されている。
【0027】
本発明の光半導体パッケージ4において、基体1は、その上面にLD,PD等の光半導体素子を載置する載置部5を有するとともに、外部の実装基板にネジ止めするためのネジ止め孔12が形成されており、光半導体素子を支持する支持部材として機能するとともに光半導体素子の作動時に発する熱を外部に効率良く放散する機能を有する。
【0028】
一方、基体1と金属枠体2と蓋体(図示せず)とで内部に光半導体素子を収容するための容器が構成される。
【0029】
また、基体1は、Fe−Ni−Co合金やCu−W合金等の金属材料から成り、例えば、Fe−Ni−Co合金から成る場合、Fe−Ni−Co合金のインゴット(塊)に圧延加工法や打ち抜き加工法等、従来周知の金属加工法を施すことにより製作される。
【0030】
尚、基体1は、その外表面に耐食性に優れ、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のニッケル層と厚さ0.5〜5μmの金層を順次、メッキ法により被着させておくと、基体1が酸化腐食するのを有効に防止することができ、基体1の上面に光半導体素子を強固に接着固定させることができる。
【0031】
また、この基体1の上面には、載置部5を囲繞するように金属枠体2が接合されており、長辺の両側部に光半導体素子と外部電気回路とを電気的に接続する入出力端子3を嵌着接合するための切欠部または貫通孔から成る取付部6が形成され、更に短辺の一側部に光半導体素子と光結合するための光伝送路である貫通孔13が形成されており、この金属枠体2の内側に光半導体素子を収容するための空所が形成される。
【0032】
この金属枠体2は、Fe−Ni−Co合金やFe−Ni合金等の金属材料から成り、例えば、Fe−Ni−Co合金のインゴット(塊)をプレス加工により枠状とすることにより形成され、基体1への取着は基体1上面と金属枠体2の下面とを銀ロウ材を介して銀ロウ付けすることにより行われる。
【0033】
本発明において、金属枠体2は、図2〜図4に示すように、取付部6は基体1の上面に接しないように(達しないように)設けられており、取付部6の下端と基体1の上面との間には金属枠体2による側壁が存在する。そして、金属枠体2の内面および/または外面の取付部6の下端の隅部7から基体1の上面に向けて溝8が形成されている。この溝8は、入出力端子を取付部6に銀ロウ等のロウ材で嵌着接合させた際、過剰なロウ材が金属枠体2の内部の気密性や高周波信号の伝送特性、光結合効率を損なう程度の大きなロウ材溜まりを入出力端子の側面と金属枠体2の内面との間隙に生じることが無いように機能する。
【0034】
即ち、溝8は、入出力端子を取付部6に嵌着接合させる際の過剰なロウ材のほとんどを引き込み溜める機能を有するため、図6のようなロウ材溜まりを起点として、金属枠体2や入出力端子、ひいては基体1に不要な応力が加わることは無い。
【0035】
このような溝8は、金属枠体2の厚さをTとした場合、溝8部の金属枠体2の厚さtは0.3mm〜T−0.3mmであり、かつ溝8の幅Wは0.1〜0.6mmであることがよく、この場合応力によるクラックや変形等の影響を及ぼすロウ材溜まりを発生させないことは勿論、金属枠体2に設けた溝8部でロウ材溜まりを起点とする応力が有効に吸収されて緩和される応力緩衝作用により、入出力端子3に不要な応力が加わるのを更に抑制し、上記本発明の効果をより有効なものとすることができる。
【0036】
即ち、金属枠体2の厚さは、一般的に0.5〜1.8mm程度のものが多用されていることから、溝8部の金属枠体2の厚さtが0.3mm未満と薄い場合、溝8の深さが深くなって金属枠体2の剛性が損なわれ、外部からの応力に対して溝8部の金属枠体2が変形または破損したり、入出力端子3と金属枠体2との接合時における応力により、溝8部の金属枠体2にクラックが発生し易くなる。一方、その厚さtがT−0.3mmを越えると、溝8の深さが浅くなり過剰なロウ材を溝8に効果的に引き込み溜めることが困難となる。
【0037】
また、溝8の幅Wが0.1mm未満の場合、幅が狭いことから過剰なロウ材が効果的に流れず、溝8部に溜めることが困難であり、一方、溝8の幅が0.6mmを越えると、金属枠体2と入出力端子3との接合用のロウ材が必要以上に流れ出し、接合部のロウ材が不足して接合部で気密不良を生じるおそれがある。さらに、金属枠体2の剛性が損なわれ、外部からの応力によって金属枠体2に変形や破損が生じたり、また接合時に発生する応力により、溝8部の金属枠体2にクラックを生じる等の問題が起こり易くなる。
【0038】
なお、溝8は、取付部6の下端の隅部7から基体1に向けて、取付部6の基体1上面からの高さと同程度の長さで形成される。溝8は、基体1の上面に達していても達していなくても良く、入出力端子3と金属枠体2との接合強度を維持するうえでその長さは10mm以下が好ましい。
【0039】
更に、溝8の平面視における断面形状は、図示した凹形状以外にU形状やV形状等、種々の形状とし得る。また、過剰なロウ材が溝8内に引き込まれ易いように、取付部6の下端の隅部7から遠ざかるにつれ、過剰なロウ材が溝8から漏れるのを防止すべくその深さを徐々に深くなるよう傾斜面としても良い。
【0040】
そして、溝8の形状について他の実施の形態を図7(a)〜(c)に示す。(a)は、溝8が基体1の上面に達しないように溝8を形成したものであり、基体1の上面に余計なロウ材が付着することによる、付着部での局所的な応力でクラック等が発生するのを防止し、また溝8が長いことによる金属枠体2の強度低下を防ぐことができる。
【0041】
(b)は、溝8が基体1の上面に達しないように溝8を形成するとともに、溝8の下方の幅が段状に広くなっている形状である。この場合、溝8内にロウ材が溜まり易くなり、また基体1の上面に余計なロウ材が付着することによる、付着部での局所的な応力でクラック等が発生するのを防止し、さらに溝8が長いことによる金属枠体2の強度低下を防ぐことができる。
【0042】
(c)は、溝8が基体1の上面に達しないように溝8を形成するとともに、溝8の下方の幅が漸次に広くなっている形状である。この場合、溝8内にロウ材が溜まり易くなり、また基体1の上面に余計なロウ材が付着することによる、付着部での局所的な応力でクラック等が発生するのを防止し、さらに溝8が長いことによる金属枠体2の強度低下を防ぐことができる。
【0043】
また、入出力端子3と接合される金属枠体2の取付部6の表面から溝8の内面にかけてNi層を被着形成しておくと、ロウ材を溝8に流して引き込み溜めることが容易となる。
【0044】
なお、金属枠体2の基体1への接合は、基体1の上面と金属枠体2の下面とを、基体1上面に載置したプリフォーム状の銀ロウ等のロウ材を介して接合されるが、金属枠体2の表面には、基体1と同様に0.5〜9μmのNi層や厚さ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。
【0045】
また、金属枠体2の側部に形成された取付部6には入出力端子3が銀ロウ等のロウ材により嵌着接合されており、金属枠体2の一部となって内外を気密に仕切るとともに金属枠体2の内外を導通させる導電路を構成する。
【0046】
この入出力端子3は、図1に示すように、略四角形の誘電体板から成り、上面に1辺から対向する他辺にかけて形成された線路導体14を有する平板部15と、その上面に線路導体14を間に挟んで接合された誘電体からなる略直方体の立壁部16とから構成されている。
【0047】
この平板部15は、アルミナ(Al2O3)や窒化アルミニウム(AlN)、ムライト(3Al2O3・2SiO2)等のセラミックス等の誘電体から成り、その下面には全面に線路導体14と同様の金属層が形成され、線路導体14と平行となる側面にも同様のメタライズ層17が形成される。
【0048】
このような線路導体14やメタライズ層17等は、例えば、W等の金属粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペーストを、平板部15用のセラミックグリーンシートに周知のスクリーン印刷法等により所定のパターンに印刷塗布しておき、焼成することにより形成される。
【0049】
また、立壁部16は、平板部15と同様の誘電体から成り、その上面全面に線路導体14と同様のメタライズ層が形成されるとともに、取付部6の内周面に接合される面にもメタライズ層が形成されている。
【0050】
このようなメタライズ層は、線路導体14等と同様の方法により金属ペーストを所定パターンに印刷塗布し焼成することにより形成される。
【0051】
更に、入出力端子3の線路導体14が金属枠体2の外部に導出される部位には、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なうための、Fe−Ni−Co合金等の金属材料から成るリード端子18が、銀ロウ等のロウ材で接合される。
【0052】
また、金属枠体2の短辺側の一側部には貫通孔13が形成されており、一端面が貫通孔13の開口を囲むように銀ロウ等のロウ材で接合され、かつ他方の端面には光ファイバ10を樹脂等の接着剤で取着した金属ホルダ11がAu−Su等の低融点ロウ材で接合される固定部材9が設けられる。
【0053】
この固定部材9は、基体1や金属枠体2と同様の材料を同様の加工法で、円筒状等の所望の筒状に加工されるとともに、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良い。
【0054】
一方、入出力端子3および固定部材9が取着される金属枠体2上面にはシールリング(図示せず)が銀ロウ等のロウ材で接合され、シールリングは金属枠体2上面に同様のロウ材で接合されて入出力端子3を挟持するとともに、その上面に光半導体素子を封止するための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。
【0055】
このような光半導体パッケージに、光半導体素子等の半導体素子を載置部5にSn−Pb半田等の低融点ロウ材で載置固定するとともに、固定部材9に光ファイバ10を樹脂等の接着剤で取着した金属ホルダ11をAu−Sn等の低融点ロウ材で接合した後、シールリング上面に蓋体をシーム溶接等により接合することにより、製品としての光半導体装置となる。
【0056】
かくして、本発明は、金属枠体2と入出力端子3とをロウ材で接合した際に、入出力端子3にクラックが発生することによる高周波信号の伝送効率や金属枠体2の内部の気密性が損なわれることを有効に防止でき、更に、光半導体パッケージ4を実装基板上にネジ止めした際、基体1の反り変形が矯正されて光ファイバ10と光半導体素子との光結合効率が損なわれることを有効に防止でき、その結果、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得る。
【0057】
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うことは何等支障ない。例えば、図3に示すように、溝8を金属枠体2の外面において取付部6の下端の隅部7に形成してもよく、あるいは図4に示すように、金属枠体2の内外面において溝8を取付部6の隅部7に形成しても良い。特に、金属枠体2の内外面に形成した場合には、自重によって垂れた過剰のロウ材のほとんど全てを溝8の溜めることができ、ロウ材溜まりによる応力の発生を皆無にすることが可能となる。また、金属枠体2の内面および/または外面に、溝8は取付部6の下端の少なくとも一つの隅部7に設ければよいが、勿論内面または外面において取付部6の下端の2つの隅部7に設けてもよい。さらに、金属枠体2の内外面に、最大限取付部6の下端の4つの隅部7に設けることができることは言うまでもない。
【0058】
【発明の効果】
本発明は、金属枠体に設けた取付部にロウ材で嵌着接合される入出力端子を具備した半導体パッケージにおいて、取付部は金属枠体の側部に上面に接しないように設けられているとともに、金属枠体の内面および/または外面の取付部の下端の隅部から上面に向けて溝が形成されていることから、金属枠体の取付部に入出力端子をロウ材で接合した際、過剰なロウ材を引き込んで溝内に溜めることができ、入出力端子の側面と金属枠体の内面との間にロウ材溜まりを生じるのを有効に防止でき、その結果、金属枠体内部の気密性や高周波信号の伝送特性、更には光結合効率を良好なものとし、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。
【0059】
また本発明は、好ましくは、金属枠体の厚さをTとした場合、溝部の金属枠体の厚さtは0.3mm〜T−0.3mmであり、かつ溝の幅Wは0.1〜0.6mmであることにより、入出力端子の側面と金属枠体の内面との間隙にロウ材溜まりを発生させないことは勿論、金属枠体に設けた溝部でロウ材溜まりを起点とする応力が有効に吸収されて緩和される応力緩衝作用により、入出力端子に応力が加わるのを更に抑制し、上記本発明の効果をより有効なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体パッケージを示す分解斜視図である。
【図2】本発明の半導体パッケージについて実施の形態の一例を示し、溝部を拡大した部分拡大斜視図である。
【図3】本発明の半導体パッケージについて実施の形態の他の例を示し、溝部を拡大した部分拡大斜視図である。
【図4】本発明の半導体パッケージについて実施の形態の他の例を示し、溝部を拡大した部分拡大斜視図である。
【図5】従来の半導体パッケージを示す分解斜視図である。
【図6】従来の半導体パッケージについて入出力端子の側面と金属枠体の内面にロウ材溜まりが形成された様子を示す部分拡大斜視図である。
【図7】(a)〜(c)は本発明の半導体パッケージの溝の各種形状について実施の形態をそれぞれ示す部分側面図である。
【符号の説明】
1:基体
2:金属枠体
3:入出力端子
4:光半導体パッケージ
5:載置部
6:取付部
7:隅部
8:溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a package for housing a semiconductor element that houses various semiconductor elements that operate at a high frequency used in fields such as optical communication, microwave communication, and millimeter wave communication.
[0002]
[Prior art]
As a semiconductor element housing package (hereinafter referred to as a semiconductor package) for hermetically sealing and housing various semiconductor elements operating at a high frequency such as conventional optical communication, microwave communication, and millimeter wave communication, it is used in the optical communication field, for example. The obtained optical semiconductor package is shown in FIG.
[0003]
As shown in the figure, the optical semiconductor package is generally made of a metal material such as an iron (Fe) -nickel (Ni) -cobalt (Co) alloy or a copper (Cu) -tungsten (W) alloy, and is substantially at the center of the upper surface. And a
[0004]
Further, it is joined to the upper surface of the
[0005]
Further, an input /
[0006]
As shown in FIG. 6, the input /
[0007]
In addition, a part of the side surface of the input /
[0008]
The upper surface of the
[0009]
Further, the outer peripheral portion of the
[0010]
The
[0011]
In such a semiconductor package, the
[0012]
Thereafter, a
[0013]
In such an optical semiconductor device, after being screwed onto a mounting substrate, the
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this conventional semiconductor package, while the miniaturization of the semiconductor package and the lengthening of the input /
[0015]
Therefore, as shown in FIG. 6, when the
[0016]
As a result, stress is applied to the input /
[0017]
On the other hand, as means for solving the above problems, it is conceivable to increase the strength by increasing the thickness of the
[0018]
Further, the
[0019]
Accordingly, the present invention has been completed in view of the above problems, and its purpose is to prevent the occurrence of a brazing material pool in the gap between the side surface of the input / output terminal and the inner surface of the metal frame. The semiconductor package can be operated normally and stably over a long period of time by improving the high-frequency signal transmission characteristics, the airtightness inside the semiconductor package, and the optical coupling efficiency. There is.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The semiconductor package of the present invention has a base having a mounting portion on which a semiconductor element is mounted on the upper surface, and is attached so as to surround the mounting portion on the upper surface and has a notch or a through hole on the side. A semiconductor frame housing comprising: a metal frame formed with an input / output terminal mounting portion; and an input / output terminal that is fitted and joined to the mounting portion to electrically connect the semiconductor element and an external electric circuit. In the package, the mounting portion is provided on a side portion of the metal frame so as not to contact the upper surface, and the inner surface of the metal frame and / or an outer surface from a lower end corner of the mounting portion. A groove is formed toward the surface.
[0021]
According to the present invention, when the input / output terminal is fitted and joined to the mounting portion with a brazing material such as silver brazing, the high frequency signal transmission characteristics, the airtightness inside the semiconductor package, and the optical coupling efficiency are impaired. Such a large brazing material reservoir is not formed in the gap between the side surface of the input / output terminal and the inner surface of the metal frame.
[0022]
That is, the groove formed from the lower end corner of the inner surface and / or outer surface of the metal frame toward the upper surface of the base body draws and accumulates most of the excessive brazing material into the inside thereof, and No brazing material pool that affects cracks or deformation due to stress is generated between the side surface and the inner surface of the metal frame.
[0023]
As a result, unnecessary stress is not applied to the input / output terminals, the metal frame, and thus the substrate, starting from the brazing material pool, and high-frequency signal transmission characteristics, airtightness inside the optical semiconductor package, and optical coupling efficiency are maintained well. Is done.
[0024]
In the present invention, preferably, when the thickness of the metal frame is T, the thickness t of the metal frame of the groove is 0.3 mm to T-0.3 mm and the width W of the groove is 0.1. It is -0.6mm.
[0025]
According to the present invention, the above-described configuration does not cause the brazing material pool, and it is easy for excessive brazing material to be drawn into the grooves provided in the metal frame, and as a result, stress is further applied to the input / output terminals. And the effects of the present invention can be made more effective.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The semiconductor package of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings, taking an optical semiconductor package as an example. FIG. 1 is an exploded perspective view showing a main part of an optical semiconductor package of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged perspective view in which a groove portion of a mounting portion of a metal frame of the optical semiconductor package of the present invention is enlarged. In these figures, 1 is a base, 2 is a metal frame, 3 is an input / output terminal, 9 is a cylindrical fixing member for fixing a metal holder 11 to which an
[0027]
In the
[0028]
On the other hand, the
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
In addition, a
[0032]
The
[0033]
In the present invention, as shown in FIGS. 2 to 4, the
[0034]
That is, the
[0035]
In such a
[0036]
That is, since the thickness of the
[0037]
Further, when the width W of the
[0038]
The
[0039]
Further, the cross-sectional shape of the
[0040]
And other embodiment about the shape of the groove |
[0041]
(B) is a shape in which the
[0042]
(C) is a shape in which the
[0043]
In addition, if a Ni layer is deposited and formed from the surface of the
[0044]
The
[0045]
An input /
[0046]
As shown in FIG. 1, the input /
[0047]
The
[0048]
Such a line conductor 14,
[0049]
Further, the standing
[0050]
Such a metallized layer is formed by printing and applying a metal paste in a predetermined pattern by a method similar to that for the line conductor 14 and the like and baking it.
[0051]
Further, in a portion where the line conductor 14 of the input /
[0052]
Further, a through
[0053]
The fixing
[0054]
On the other hand, a seal ring (not shown) is joined to the upper surface of the
[0055]
In such an optical semiconductor package, a semiconductor element such as an optical semiconductor element is placed and fixed on the mounting
[0056]
Thus, according to the present invention, when the
[0057]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, as shown in FIG. 3, the
[0058]
【The invention's effect】
The present invention provides a semiconductor package having an input / output terminal fitted and joined to a mounting portion provided on a metal frame with a brazing material, and the mounting portion is provided on a side of the metal frame so as not to contact the upper surface. In addition, since a groove is formed from the lower end corner of the inner surface of the metal frame and / or the outer surface of the mounting portion to the upper surface, the input / output terminals are joined to the mounting portion of the metal frame with a brazing material. At this time, excessive brazing material can be drawn and accumulated in the groove, and it is possible to effectively prevent the brazing material accumulation between the side surface of the input / output terminal and the inner surface of the metal frame, and as a result, the metal frame The internal airtightness, high-frequency signal transmission characteristics, and optical coupling efficiency are improved, and the semiconductor element can be operated normally and stably over a long period of time.
[0059]
In the present invention, preferably, when the thickness of the metal frame is T, the thickness t of the metal frame of the groove is 0.3 mm to T-0.3 mm, and the width W of the groove is 0.00. By being 1 to 0.6 mm, the brazing material pool is not generated in the gap between the side surface of the input / output terminal and the inner surface of the metal frame, and the brazing material pool is a starting point in the groove provided in the metal frame. The stress buffering action in which the stress is effectively absorbed and relaxed can further suppress the stress from being applied to the input / output terminal, and the effect of the present invention can be made more effective.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a semiconductor package of the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged perspective view showing an example of an embodiment of a semiconductor package of the present invention, in which a groove is enlarged.
FIG. 3 is a partially enlarged perspective view showing another example of the embodiment of the semiconductor package of the present invention, in which a groove is enlarged.
FIG. 4 is a partially enlarged perspective view showing another example of the embodiment of the semiconductor package of the present invention, in which a groove is enlarged.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing a conventional semiconductor package.
FIG. 6 is a partially enlarged perspective view showing a state in which a brazing material reservoir is formed on the side surface of the input / output terminal and the inner surface of the metal frame in the conventional semiconductor package.
7A to 7C are partial side views showing embodiments of various shapes of grooves of a semiconductor package of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Base 2: Metal frame 3: Input / output terminal 4: Optical semiconductor package 5: Mounting portion 6: Mounting portion 7: Corner portion 8: Groove
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