JP3677377B2 - 光半導体素子収納用パッケージ - Google Patents
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Description
【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、図2に示すように、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Sを載置するための載置部21aを有し、かつ上面外周部に貫通穴23を設けた枠部22を有する基体21と、該基体21の枠部22に設けた貫通穴23に挿通され、ガラス、樹脂等の接着材24を介して取着固定されている光ファイバー25と、前記基体21の枠部22に両端が枠部22の内外部に突出するように設けられ、枠部22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26と、前記基体21の枠部22上面に封止材を介して取着され枠部22の内側を気密に封止する蓋体27とから構成されており、基体21の載置部21a上にシリコンから成る光伝送モジュール基板28に実装された光半導体素子Sを載置固定するとともに光半導体素子Sの各電極をリード部材26にボンディングワイヤ等の電気的接続手段29を介して電気的に接続させ、しかる後、枠部22の上面に蓋体27を封止材を介して接合し、枠部22を有する基体21と蓋体27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Sにリード部材26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25に伝達させることによって、或いは光ファイバー25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該発生した電気信号をリード部材26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、図中、30は光ファイバー25を保護するための保護膜であり、例えば光ファイバー25の表面にシリコンーン樹脂や紫外線硬化樹脂から成る第1層とナイロンから成る第2層を順次被着させることによって形成されている。
【0005】
また前記上面外周部に枠部22を有する基体21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、0- クレーゾ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。
【0006】
【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25の枠部22への固定が、枠部22に設けた貫通穴23に光ファイバー25を挿通させるとともに貫通穴23の内面と光ファイバー25の外表面とをガラス、樹脂等の接着剤で接着することによって行われており、貫通穴23の内面と光ファイバー25の外表面との対向面積が狭いことから光ファイバー25の固定強度が弱く、光ファイバー25に外力が印加されると該光ファイバー25が貫通穴23より外れて枠部22を有する基体21と蓋体27とから成る容器の気密封止が破れ、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ないという欠点を有していた。
【0007】
また光ファイバー25が貫通穴23より外れると光ファイバー25と光半導体素子Sとが正確に対向せず、光ファイバー25と光半導体素子Sとの間における光の授受の効率が大きく低下してしまうという欠点も有していた。
【0008】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は光ファイバーと光半導体素子とを正確に対向させ、光ファイバーと光半導体素子との間における光の授受を高効率にするとともに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。
【0009】
【課題を解決するための手段】
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有機樹脂から成る基体と、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、前記枠部の外表面側で貫通穴の周辺部に凹部が設けられており、前記基体はその内部に、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%含有していることを特徴とするものである。
【0010】
本発明の光半導体素子収納用パッケージによれば、基体の上面外周部に設けた枠部の外表面側で、光ファイバーが挿通される貫通穴の周辺部に凹部を形成したことから貫通穴に光ファイバーを挿通させるとともに貫通穴の内面と光ファイバーの外表面とをガラス、樹脂等の接着剤で接着することによって光ファイバーを枠部に固定する際、接着剤の一部が凹部内に入り込んで光ファイバーの枠部に対する固定強度を補強し、これによって光ファイバーに外力が印加されても該光ファイバーが貫通穴より外れることは有効に防止され、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て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。
【0011】
また光ファイバーが貫通穴より外れることがないことから光ファイバーと光半導体素子とが常に正確に対向し、光ファイバーと光半導体素子との間における光の授受の効率が極めて良好なものとなすことができる。
【0012】
【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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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、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、0-クレーゾ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。
【0016】
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しているため、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頼性が大きく向上し、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。
【0017】
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しており、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50重量%含有させており、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段5、或いは外部リード端子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%含有させている。
【0018】
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ているため、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。
【0019】
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し、内部に吸湿材を含有させているが、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とともに、吸湿材表面の細孔半径は10オングストローム〜100オングストロームの範囲とする。
【0020】
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ているが、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とともに、吸湿材の含有量は1乃至50重量%の範囲とする。
【0021】
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。
【0022】
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ため鉄−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。
【0023】
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(1〜20μm)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ることが好ましい。
【0024】
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は後述する光ファイバー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の内面とをガラス、樹脂等の接着剤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。
【0025】
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。
【0026】
また更に前記枠部2の外表面側で貫通穴6の周辺部には凹部7が形成されており、該凹部7は貫通穴6に光ファイバー8を接着剤9を介して固定する際、接着剤9の一部が入り込んで光ファイバー8の枠部2に対する固定強度を補強する作用をなし、光ファイバー8の枠部2に対する固定強度が凹部7内に入り込んだ接着剤9により補強されていることから光ファイバー8に外力が印加されても該光ファイバー8が貫通穴6より外れることは殆どなく、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が完全となり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。同時に光ファイバー8が貫通穴6より外れることがないことから光ファイバー8と光半導体素子Sとが常に正確に対向し、光ファイバー8と光半導体素子Sとの間における光の授受の効率が極めて良好なものとなる。
【0027】
前記凹部7は前記貫通穴6と同様の方法によって、具体的にはドリルやレーザーを用いた穴開け加工法を採用することによって、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枠部2の外表面側で貫通穴6の周辺部に形成される。
【0028】
更に前記枠部2の貫通穴6内には光ファイバー8が挿通固定されており、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。
【0029】
また更に前記基体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。
【0030】
前記蓋体2はエポキシ樹脂等の有機樹脂や鉄ーニッケルーコバルト合金や鉄ーニッケル合金等の金属材料から成り、従来周知の形成方法によって所定の板状に形成される。
【0031】
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にボンディ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。
【0032】
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。
【0033】
なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明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。
【0034】
【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、基体の上面外周部に設けた枠部の外表面側で、光ファイバーが挿通される貫通穴の周辺部に凹部を形成したことから貫通穴に光ファイバーを挿通させるとともに貫通穴の内面と光ファイバーの外表面とをガラス、樹脂等の接着剤で接着することによって光ファイバーを枠部に固定する際、接着剤の一部が凹部内に入り込んで光ファイバーの枠部に対する固定強度を補強し、これによって光ファイバーに外力が印加されても該光ファイバーが貫通穴より外れることは有効に防止され、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て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。
【0035】
また光ファイバーが貫通穴より外れることがないことから光ファイバーと光半導体素子とが常に正確に対向し、光ファイバーと光半導体素子との間における光の授受の効率が極めて良好なものとなすことができる。
【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。
【図2】従来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
7・・・凹部
8・・・光ファイバー
9・・・接着剤
【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、図2に示すように、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Sを載置するための載置部21aを有し、かつ上面外周部に貫通穴23を設けた枠部22を有する基体21と、該基体21の枠部22に設けた貫通穴23に挿通され、ガラス、樹脂等の接着材24を介して取着固定されている光ファイバー25と、前記基体21の枠部22に両端が枠部22の内外部に突出するように設けられ、枠部22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26と、前記基体21の枠部22上面に封止材を介して取着され枠部22の内側を気密に封止する蓋体27とから構成されており、基体21の載置部21a上にシリコンから成る光伝送モジュール基板28に実装された光半導体素子Sを載置固定するとともに光半導体素子Sの各電極をリード部材26にボンディングワイヤ等の電気的接続手段29を介して電気的に接続させ、しかる後、枠部22の上面に蓋体27を封止材を介して接合し、枠部22を有する基体21と蓋体27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Sにリード部材26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25に伝達させることによって、或いは光ファイバー25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該発生した電気信号をリード部材26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、図中、30は光ファイバー25を保護するための保護膜であり、例えば光ファイバー25の表面にシリコンーン樹脂や紫外線硬化樹脂から成る第1層とナイロンから成る第2層を順次被着させることによって形成されている。
【0005】
また前記上面外周部に枠部22を有する基体21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、0- クレーゾ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。
【0006】
【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25の枠部22への固定が、枠部22に設けた貫通穴23に光ファイバー25を挿通させるとともに貫通穴23の内面と光ファイバー25の外表面とをガラス、樹脂等の接着剤で接着することによって行われており、貫通穴23の内面と光ファイバー25の外表面との対向面積が狭いことから光ファイバー25の固定強度が弱く、光ファイバー25に外力が印加されると該光ファイバー25が貫通穴23より外れて枠部22を有する基体21と蓋体27とから成る容器の気密封止が破れ、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ないという欠点を有していた。
【0007】
また光ファイバー25が貫通穴23より外れると光ファイバー25と光半導体素子Sとが正確に対向せず、光ファイバー25と光半導体素子Sとの間における光の授受の効率が大きく低下してしまうという欠点も有していた。
【0008】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は光ファイバーと光半導体素子とを正確に対向させ、光ファイバーと光半導体素子との間における光の授受を高効率にするとともに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。
【0009】
【課題を解決するための手段】
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有機樹脂から成る基体と、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、前記枠部の外表面側で貫通穴の周辺部に凹部が設けられており、前記基体はその内部に、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%含有していることを特徴とするものである。
【0010】
本発明の光半導体素子収納用パッケージによれば、基体の上面外周部に設けた枠部の外表面側で、光ファイバーが挿通される貫通穴の周辺部に凹部を形成したことから貫通穴に光ファイバーを挿通させるとともに貫通穴の内面と光ファイバーの外表面とをガラス、樹脂等の接着剤で接着することによって光ファイバーを枠部に固定する際、接着剤の一部が凹部内に入り込んで光ファイバーの枠部に対する固定強度を補強し、これによって光ファイバーに外力が印加されても該光ファイバーが貫通穴より外れることは有効に防止され、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て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。
【0011】
また光ファイバーが貫通穴より外れることがないことから光ファイバーと光半導体素子とが常に正確に対向し、光ファイバーと光半導体素子との間における光の授受の効率が極めて良好なものとなすことができる。
【0012】
【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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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、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、0-クレーゾ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。
【0016】
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しているため、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頼性が大きく向上し、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。
【0017】
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しており、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50重量%含有させており、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段5、或いは外部リード端子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%含有させている。
【0018】
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ているため、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。
【0019】
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し、内部に吸湿材を含有させているが、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とともに、吸湿材表面の細孔半径は10オングストローム〜100オングストロームの範囲とする。
【0020】
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ているが、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とともに、吸湿材の含有量は1乃至50重量%の範囲とする。
【0021】
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。
【0022】
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ため鉄−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。
【0023】
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(1〜20μm)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ることが好ましい。
【0024】
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は後述する光ファイバー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の内面とをガラス、樹脂等の接着剤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。
【0025】
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。
【0026】
また更に前記枠部2の外表面側で貫通穴6の周辺部には凹部7が形成されており、該凹部7は貫通穴6に光ファイバー8を接着剤9を介して固定する際、接着剤9の一部が入り込んで光ファイバー8の枠部2に対する固定強度を補強する作用をなし、光ファイバー8の枠部2に対する固定強度が凹部7内に入り込んだ接着剤9により補強されていることから光ファイバー8に外力が印加されても該光ファイバー8が貫通穴6より外れることは殆どなく、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が完全となり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。同時に光ファイバー8が貫通穴6より外れることがないことから光ファイバー8と光半導体素子Sとが常に正確に対向し、光ファイバー8と光半導体素子Sとの間における光の授受の効率が極めて良好なものとなる。
【0027】
前記凹部7は前記貫通穴6と同様の方法によって、具体的にはドリルやレーザーを用いた穴開け加工法を採用することによって、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枠部2の外表面側で貫通穴6の周辺部に形成される。
【0028】
更に前記枠部2の貫通穴6内には光ファイバー8が挿通固定されており、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。
【0029】
また更に前記基体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。
【0030】
前記蓋体2はエポキシ樹脂等の有機樹脂や鉄ーニッケルーコバルト合金や鉄ーニッケル合金等の金属材料から成り、従来周知の形成方法によって所定の板状に形成される。
【0031】
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にボンディ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。
【0032】
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。
【0033】
なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明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。
【0034】
【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、基体の上面外周部に設けた枠部の外表面側で、光ファイバーが挿通される貫通穴の周辺部に凹部を形成したことから貫通穴に光ファイバーを挿通させるとともに貫通穴の内面と光ファイバーの外表面とをガラス、樹脂等の接着剤で接着することによって光ファイバーを枠部に固定する際、接着剤の一部が凹部内に入り込んで光ファイバーの枠部に対する固定強度を補強し、これによって光ファイバーに外力が印加されても該光ファイバーが貫通穴より外れることは有効に防止され、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て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。
【0035】
また光ファイバーが貫通穴より外れることがないことから光ファイバーと光半導体素子とが常に正確に対向し、光ファイバーと光半導体素子との間における光の授受の効率が極めて良好なものとなすことができる。
【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。
【図2】従来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
7・・・凹部
8・・・光ファイバー
9・・・接着剤
Claims (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有機樹脂から成る基体と、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、前記枠部の外表面側で貫通穴の周辺部に凹部が設けられており、前記基体はその内部に、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%含有していることを特徴とする光半導体素子収納用パッケージ。
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