JP4823155B2 - 電子部品収納用パッケージならびに電子装置および光半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、高周波半導体素子または光半導体素子等の電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージおよびこれを用いた電子装置または光半導体装置に関する。

従来の光通信等の分野において高い周波数で作動する光半導体レーザ（ＬＤ），フォトダイオード（ＰＤ）等の光半導体素子で成る電子部品を気密封止して収納した光半導体装置の例を図６に断面図で示す。同図において、１０１は基体、１０２は電子部品、１０３は金属製の蓋体、１０４は透光性部材、１０５は配線基板、１１２は光ファイバであり、これら基体１０１および配線基板１０５で電子部品収納用パッケージが基本的に構成される。また、この電子部品収納用パッケージに電子部品１０２を搭載し、蓋体１０３を接合することにより光半導体装置となる。

この光半導体装置は、平板状の金属製の基体１０１と、上端面１０３ａの中央部に貫通孔１０３ｂが形成されているとともに下端１０３ｃが開かれた筒状であり、基体１０１の上側主面の外周部に下端１０３ｃが接合された金属製の蓋体１０３と、貫通孔１０３ｂの開口の周囲に接合された透光性部材１０４と、基体１０１の上下主面間を貫通するように形成された貫通穴１０１ａを覆うようにして基体１０１の上側主面に接合された配線基板１０５と、配線基板１０５の上面に載置された電子部品１０２とを具備している。

配線基板１０５は、複数の絶縁層が積層されて成る絶縁基板の上面に配設された複数の第１の電極パッド１０６ａおよび絶縁基板の下面に配設されて第１の電極パッド１０６ａにそれぞれ内部導体１０８を介して電気的に接続された複数の第２の電極パッド１０７ａを有している。そして、配線基板１０５の下面外周部に設けられた接合用導体１０７ｂと基体１０１とが銀（Ａｇ）ろう等を用いたろう材によって貫通穴１０３の開口周囲にろう付けされている。また、複数の第２の電極パッド１０７ａのそれぞれにはＡｇろう等のろう材によって外部接続端子部材１１０が接合されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２２１０９５号公報

近年、上記従来の電子部品収納用パッケージおよび光半導体装置は小型集積化される傾向にあり、それに伴い、配線基板１０５も面積の小さいものとなる傾向がある。しかしながら、複数の第２の電極パッド１０７ａの大きさを維持しつつ配線基板１０５の外形を縮小し、配線基板１０５を面積の小さいものにしようとすると、第２の電極パッド１０７ａと接合用導体１０７ｂとの距離が非常に近接したものとなり、第２の電極パッド１０７ａに外部接続端子部材１１０を接合するためのろう材と基体１０１に配線基板１０５の接合用導体１０７ｂを接合するためのろう材とがろう付け時に接触してしまい、第２の電極パッド１０７ａと接合用導体１０７ｂとが電気的に短絡してしまう場合があった。

従って、本発明は上記問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は小型集積化が可能で、電子部品と外部との電気的接続の信頼性が高い電子部品収納用パッケージおよび電子装置または光半導体装置を提供することにある。

本発明の電子部品収納用パッケージは、上下主面間を貫通する貫通穴が形成された平板状の金属製の基体と、前記貫通穴を覆うように前記基体の下側主面に接合され、上面に配設された複数の第１の電極パッドに接続されて他の表面に配設された複数の第２の電極パッドを有する配線基板とを具備している電子部品収納用パッケージであって、前記配線基板は、前記基体に接合される上面外周部に凸部を有し、該凸部の上面に前記基体との接合用導体が形成されていることを特徴とする。

また、本発明の電子部品収納用パッケージは、上下主面間を貫通する貫通穴が形成された平板状の金属製の基体と、前記貫通穴を覆うように前記基体の上側主面に接合され、上面に配設された複数の第１の電極パッドに接続されて下面に配設された複数の第２の電極パッドを有する配線基板とを具備している電子部品収納用パッケージであって、前記配線基板は、前記基体に接合される下面外周部に凸部を有し、該凸部の下面に前記基体との接合用導体が形成されていることを特徴とする。

本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、前記第２の電極パッドの少なくとも一つには、高周波信号が接続されることを特徴とする。

本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、前記第２の電極パッドに、線材で成る外部接続端子部材がそれぞれ接合されていることを特徴とする。

本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、前記第２の電極パッドに、金属ボールまたは半田バンプで成る外部接続端子部材がそれぞれ接合されていることを特徴とする。

本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、前記配線基板の表面の、隣り合う前記第１の電極パッド同士の間および隣り合う前記複数の第２の電極パッド同士の間の少なくとも一方に、前記第１の電極パッド同士の間または前記第２の電極パッド同士の間を横切るように溝が設けられていることを特徴とする。

本発明の電子装置は、上記本発明の電子部品収納用パッケージと、前記配線基板の上面に載置された電子部品と、上端面が閉じているとともに下端が開かれた筒状とされており、前記基体の上側主面の外周部に前記下端が接合された蓋体とを具備していることを特徴とする。

本発明の光半導体装置は、上記本発明の電子部品収納用パッケージと、上端面に貫通孔が形成されているとともに下端が開かれた筒状とされており、前記基体の上側主面の外周部に前記下端が接合された金属製の蓋体と、前記貫通孔の開口の周囲に接合された透光性部材と、該透光性部材に受光部または発光部を対向させて前記配線基板の上面に載置された光半導体素子とを具備していることを特徴とする。

本発明の電子部品収納用パッケージは、上下主面間を貫通する貫通穴が形成された平板状の金属製の基体と、貫通穴を覆うように基体の下側主面に接合され、上面に配設された複数の第１の電極パッドに接続されて他の表面に配設された複数の第２の電極パッドを有する配線基板とを具備し、配線基板は、基体に接合される上面外周部に凸部を有し、凸部の上面に基体との接合用導体が形成されていることから、第１の電極パッドと凸部の上面に形成された接合用導体とが同一平面に配置されることがない。その結果、電子部品収納用パッケージが小型集積化され、配線基板が小型化されても、凸部によって第１の電極パッドと接合用導体との絶縁距離を確保でき、基体に接合用導体を接合するためのろう材が第１の電極パッドに接触してしまい、第１の電極パッドと接合用導体とが電気的に短絡してしまうのを防止することができる。

また、本発明の電子部品収納用パッケージは、上下主面間を貫通する貫通穴が形成された平板状の金属製の基体と、貫通穴を覆うように基体の上側主面に接合され、上面に配設された複数の第１の電極パッドに接続されて下面に配設された複数の第２の電極パッドを有する配線基板とを具備し、配線基板は、基体に接合される下面外周部に凸部を有し、凸部の下面に基体との接合用導体が形成されていることから、第２の電極パッドと凸部の下面に形成された接合用導体とが同一平面に配置されることがない。その結果、電子部品収納用パッケージが小型集積化され、配線基板が小型化されても、凸部によって第２の電極パッドと接合用導体との絶縁距離を確保でき、第２の電極パッドに外部接続端子部材を接合するためのろう材と基体に接合用導体を接合するためのろう材とが接触してしまい、第２の電極パッドと接合用導体とが電気的に短絡してしまうのを防止することができ、第２の電極パッドに電気信号を確実に伝送させることができる。

本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、好ましくは、第２の電極パッドの少なくとも一つには、高周波信号が接続されることにより、第２の電極パッドと外部電気回路基板との接続距離が凸部を設けた分長くなって、誘導成分（インダクタンス）が大きくなり、第２の電極パッドと外部接続端子部材との接合部における第２の電極パッドおよび外部接続端子部材と接地導体（例えば、接合用導体）との間に生じる容量成分の増大を打ち消す作用を為す。その結果、第２の電極パッドと外部電気回路基板との間におけるインピーダンス値の不整合が生ずるのを緩和でき、外部接続端子部材を伝送する高周波信号に反射損失等の伝送損失が発生するのを防止できる。よって、高周波信号に対しても電子部品を正常かつ安定に作動させることのできる電子部品収納用パッケージとすることができる。

本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、第２の電極パッドに、線材で成る外部接続端子部材がそれぞれ接合されていることから、第２の電極パッドと外部電気回路とを外部接続端子部材によって接続し、電子部品収納用パッケージ内部に収容される電子部品を作動させることができる。

本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、前記第２の電極パッドに、金属ボールまたは半田バンプで成る外部接続端子部材がそれぞれ接合されていることから、第２の電極パッドと外部電気回路とを外部接続端子部材によって接続し、電子部品収納用パッケージ内部に収容される電子部品を作動させることができる。また、外部接続端子部材が金属ボールまたは半田バンプで成ることによって、電子部品収納用パッケージと外部電気回路との接続長を短くして接続することが容易である。接続長が短いことによって電気信号の損失を少なくすることができる。

本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、配線基板の表面の、隣り合う第１の電極パッド同士の間および隣り合う第２の電極パッド同士の間の少なくとも一方に、第１の電極パッド同士の間または第２の電極パッド同士の間を横切るように溝が設けられていることから、第１の電極パッド同士の間または第２の電極パッド同士の間に生じる容量成分を減らすことができる。その結果、第１の電極パッドまたは第２の電極パッドを伝送する電気信号のインピーダンス値の低下を抑え、電気信号を効率良く伝送することができる。

本発明の電子装置は、上記本発明の電子部品収納用パッケージと、配線基板の上面に載置された電子部品と、上端面が閉じているとともに下端が開かれた筒状とされており、基体の上側主面の外周部に下端が接合された蓋体とを具備していることにより、上記本発明の電子部品収納用パッケージを用いた小型集積化が可能で、かつ電子部品の動作信頼性が高いものとなる。

本発明の光半導体装置は、上記本発明の電子部品収納用パッケージと、上端面に貫通孔が形成されているとともに下端が開かれた筒状とされており、前記基体の上側主面の外周部に前記下端が接合された金属製の蓋体と、前記貫通孔の開口の周囲に接合された透光性部材と、透光性部材に受光部または発光部を対向させて配線基板の上面に載置された光半導体素子とを具備していることにより、上記本発明の光半導体素子収納用パッケージを用いた小型集積化が可能で、かつ光半導体素子の動作信頼性が高いものとなる。

本発明の電子部品収納用パッケージならびにこれを用いた電子装置および光半導体装置について、ＬＤ，ＰＤ等の光半導体素子を気密封止して収納した電子部品収納用パッケージおよび光半導体装置を例にして以下に詳細に説明する。

図１（ａ）は本発明の電子部品収納用パッケージおよび光半導体装置の実施の形態の一例を示す正面から見た断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の電子部品収納用パッケージの基体部の上面図であり、図２（ａ）は本発明の電子部品収納用パッケージおよび光半導体装置の実施の形態の他の例を示す正面から見た断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の電子部品収納用パッケージの下面図である。図３（ａ），図３（ｂ）はそれぞれ本発明の電子部品収納用パッケージおよび光半導体装置の実施の形態のさらに他の例を示す正面から見た断面図および下面図である。また、図４（ａ），図４（ｂ）はそれぞれ図１（ａ），図２（ａ）の電子部品収納用パッケージおよび光半導体装置の実施の形態の他の例を示す正面から見た断面図である。図５（ａ），図５（ｂ）はそれぞれ本発明の電子部品収納用パッケージの配線基板の他の例を示す下面図である。図５（ｃ）は本発明の電子部品収納用パッケージの配線基板の他の例を示す上面図である。なお、図１（ｂ），図２（ｂ），図３（ｂ），図５（ａ），図５（ｂ），図５（ｃ）において、導体層が形成されている部分をクロスハッチングで示している。従って、これらクロスハッチングは断面を示すものではない。

これらの図において、１は基体、２は電子部品（光半導体素子）、４は透光性部材、５は配線基板、１２は光ファイバ、３は金属製の蓋体を示す。これら基体１および配線基板５で電子部品収納用パッケージが基本的に構成され、電子部品収納用パッケージに光半導体素子で成る電子部品２を搭載し、蓋体３を接合することにより光半導体装置となる。

本発明の電子部品収納用パッケージは、上下主面間を貫通する貫通穴１ａが形成された平板状の金属製の基体１と、貫通穴１ａを覆って基体１の下側主面に接合され、複数の絶縁層が積層されて成る絶縁基板の上面に配設された複数の第１の電極パッド６ａおよび絶縁基板の下面または側面に配設されて第１の電極パッド６ａにそれぞれ内部導体８を介して電気的に接続された複数の第２の電極パッド７ａを有する配線基板５とを具備し、配線基板５は、基体１に接合される上面外周部に、上側に突出した凸部５ｂを有し、凸部５ｂの上面に基体１との接合用導体７ｂが形成されている。そして、凸部５ｂで囲まれた凹部５ａの底面に第１の電極パッド６ａが配置される。

また、本発明の電子部品収納用パッケージは、図２に示すように、上下主面間を貫通する貫通穴１ａが形成された平板状の金属製の基体１と、貫通穴１ａを覆って基体１の上側主面に接合され、複数の絶縁層が積層されて成る絶縁基板の上面に配設された複数の第１の電極パッド６ａおよび絶縁基板の下面に配設されて第１の電極パッド６ａにそれぞれ内部導体８を介して電気的に接続された複数の第２の電極パッド７ａを有する配線基板５とを具備し、配線基板５は、基体１に接合される下面外周部に下側に突出した凸部５ｂを有し、凸部５ｂの下面に基体１との接合用導体７ｂが形成されている。

第２の電極パッド７ａのそれぞれには、線材で成る外部接続端子部材１０または金属ボールで成る外部接続端子部材１０が接合される。外部接続端子部材１０を接合するため、第２の電極パッド７ａは、通常、第１の電極パッド６ａよりも大きな面積で形成される。

なお、図１〜図４に示される電子部品収納用パッケージに光半導体素子で成る電子部品２を搭載する本発明の光半導体装置においては、蓋体３の上端面３ａの中央部に貫通孔３ｂが形成されており、貫通孔３ｂの開口の周囲に透光性部材４が接合されている。透光性部材４が設けられることにより、透光性部材４を介して電子部品２に光信号を入出力させることができる。そして、透光性部材４に電子部品２の受光部または発光部を対向させて、配線基板５の上面に電子部品２を載置し、基体１の上側主面の外周部に、筒状の蓋体３の開かれた下端３ｃを接合することにより、図１〜図４に示される光半導体装置となる。

一方、本発明の電子装置は、光信号と電気信号との信号変換機能を有する光半導体素子を除く電子部品、例えば高周波増幅用の半導体素子等で成る電子部品を搭載するものであって、装置内外で光信号を導通させる透光性部材４および光ファイバ１２等を有さないものである。このため、蓋体３は上端面３ａの中央部に貫通孔３ｂが形成されていない閉じた上端面３ａを有し、下端３ｃが開かれた筒状とされており、下端３ｃが基体１の上側主面外周部に接合される。その他の部位は、本発明の光半導体装置と共通している。以下、光半導体装置を例に説明する。

以下、図１〜図４に示す電子部品収納用パッケージおよび光半導体装置の実施の形態について説明する。以下の実施の形態の例においては、内部導体８が内層導体層８ｂ同士を層間接続する貫通導体８ａと配線基板５の内層配線として形成された内層導体層８ｂとから成る場合について説明するが、内部導体８は貫通導体８ａのみから成っていてもよい。この場合、配線導体５は単層の配線基板５であってもよい。なお、内層導体層８ｂは、上下のセラミックグリーンシートにおける貫通導体８ａ同士を確実に電気的に接続させるとともに、内層に配線を引きまわすためのものである。

本発明の電子部品収納用パッケージおよび光半導体装置における基体１は、平面視形状が円板状、長方形状、多角形状等の平板状であり、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金やＦｅ−Ｎｉ合金、銅（Ｃｕ）−タングステン（Ｗ）合金等の金属から成り、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形状に製作される。この基体１には、基体１の上下主面間を貫通する円形状、多角形状等の貫通穴１ａが設けられている。そして、この貫通穴１ａには、配線基板５が貫通穴１ａを覆うようにして基体１の貫通穴１ａの周囲に銀（Ａｇ）ろう等のろう材によって気密に接合される。基体１にろう材を介して接合するために、配線基板５の上面外周部または下面外周部の凸部５ｂ上面または下面に接合用導体７ｂが形成されている。

配線基板５はアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３：酸化アルミニウム）質焼結体，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体，ムライト（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）質焼結体等の誘電体から成り、以下のようにして作製される。例えば、Ａｌ_２Ｏ_３質セラミックスから成る場合、先ずＡｌ_２Ｏ_３、酸化珪素（ＳｉＯ_２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）および酸化カルシウム（ＣａＯ）等の原料粉末に適当な有機バインダー、可塑剤、溶剤等を添加混合して泥漿状と成す。これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等のテープ成形技術により複数のセラミックグリーンシートを得る。次に、このセラミックグリーンシートに、Ｗやモリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属粉末に適当な有機バインダー、可塑剤、溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを、スクリーン印刷法等の厚膜形成技術により印刷塗布して、第１の電極パッド６ａ，第２の電極パッド７ａ，接合用導体７ｂ，内層導体層８ｂとなるメタライズ層を所定パターンに形成する。また、金型等によって打ち抜き加工することによって、各セラミックグリーンシートの所望の位置に貫通導体８ａとなる貫通孔を形成し、この貫通孔にＷやＭｏ等の高融点金属粉末に適当な有機バインダー、可塑剤、溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを充填する。また、凸部５ｂとなるセラミックグリーンシートは凹部５ａの側壁となる打ち抜きを形成したものを積層する。その後、セラミックグリーンシートを複数枚積層し、円板状、四角板状、多角形板状等の所定形状に裁断し、これを還元雰囲気中、約１６００℃の温度で焼成することにより製作される。

本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、図１に示すように、接合用導体７ｂは配線基板５の上側主面に形成され、第２の電極パッド７ａは配線基板５の下側主面に形成されており、配線基板５の上側主面に基体１が接合され、配線基板５の下側主面に外部接続端子部材１０が接合されることから、配線基板５が小型集積化されても、第２の電極パッド７ａと接合用導体７ｂとの距離を開けることができる。その結果、第２の電極パッド７ａに外部接続端子部材１０を接合するためのろう材と接合用導体７ｂに基体１を接合するためのろう材との接触が防止され、第２の電極パッド７ａと接合用導体７ｂとが電気的に短絡してしまうのを防止することができ、第２の電極パッド７ａに電気信号を確実に伝送させることができるようになる。

また、基体１に接合される部位が上側に突出した断面四角形状の凸部５ｂとされ、凸部５ｂの上面に基体１との接合用導体７ｂが形成されている。すなわち、配線基板５の上側の中央部は凸部５ｂによって取り囲まれて成る凹部５ａとされ、この凹部５ａの底面には複数個の第１の電極パッド６ａが配設され、第１の電極パッド６ａと接合用導体７ｂとの間に凸部５ｂによって段差が形成される。その結果、配線基板５が小型集積化して、第１の電極パッド６ａと接合用導体７ｂとの平面視距離が非常に近接したものとなっても、接合用導体７ｂに基体１を接合するためのろう材が第１の電極パッド６ａに流れ込むのを防止し、第１の電極パッド６ａと接合用導体７ｂとが電気的に短絡してしまうのを防止することができ、第１の電極パッド６ａに電気信号を確実に伝送させることができるようになる。よって、電子部品収納用パッケージの小型集積化が可能となる。

本発明の電子部品収納用パッケージは、または図２，図３に示すように、配線基板５は、基体１に接合される部位が下側に突出した断面四角形状の凸部５ｂとされ、凸部５ｂの下面に基体１との接合用導体７ｂが形成されている。すなわち、配線基板５の下側の中央部は凸部５ｂによって取り囲まれて成る凹部５ａとされ、この凹部５ａの底面には複数個の第２の電極パッド７ａが配設され、第２の電極パッド７ａと接合用導体７ｂとの間に凸部５ｂによって段差が形成される。その結果、配線基板５が小型集積化して、第２の電極パッド７ａと接合用導体７ｂとの距離が非常に近接したものとなっても、第２の電極パッド７ａに外部接続端子部材１０を接合するためのろう材と接合用導体７ｂを基体１に接合するためのろう材との接触が防止され、第２の電極パッド７ａと接合用導体７ｂとが電気的に短絡してしまうのを防止することができ、第２の電極パッド７ａに電気信号を確実に伝送させることができるようになる。よって、電子部品収納用パッケージの小型集積化が可能となる。

また、基体１に配線基板５がろう付けされる際に、基体１と配線基板５とが熱膨張した状態で接合され、その後常温に冷却されると配線基板５と基体１との熱膨張差による応力が配線基板５に残留することとなる。このような残留応力が配線基板５に作用したり、基体１の外周部に蓋体３を接合する際に基体１の外周部に周方向の熱応力が作用して、その熱応力が配線基板５に伝わったとしても、本発明の電子部品収納用パッケージは図１に示すように配線基板５は基体１に接合される部位が上側に突出した凸部５ｂとされている、または図２，図３に示すように配線基板５は基体１に接合される部位が下側に突出した凸部５ｂとされていることから、配線基板５の基体１との接合部が凸部５ｂによって補強されて、配線基板５の基体１との接合部の強度が向上する。すなわち、凸部５ｂによって配線基板５の基体１との接合部の厚みが厚くなる分だけ破損し難くなる。

また、凸部５ｂは配線基板５に実装される電子部品に、配線基板５と基体１とのロウ接合周辺部における残留応力が作用するのを緩和する機能がある。すなわち、凸部５ｂは配線基板５と基体１との継手として機能しており、凸部５ｂによって残留応力が集中するロウ接合部から電子部品が離されることにより、電子部品に応力が作用するのを緩和する。このように配線基板５が破損し難く、電子部品に加わる応力を緩和する機能によって、電子装置の内部の気密信頼性を向上でき、第１の電極パッド６ａと第２の電極パッド７ａとの電気的接続の信頼性を向上させ、内部に収納される電子部品２を正常かつ安定に作動させることができる。

近時の小型集積化した電子部品収納用パッケージにおいては配線基板５が小型薄型化してきており、残留応力によって配線基板５が破損し易くなっているので、配線基板５の基体１が接合される外周部が上側または下側に突出した凸部５ｂとなっている構成は、近時の小型集積化した電子部品収納用パッケージの破損防止において有効である。

以上のように、配線基板５がクラック等によって破損し難くなり、その結果、電子部品収納用パッケージの内部の気密信頼性を良好に保持できるとともに、第１の電極パッド６ａと第２の電極パッド７ａとの電気的接続の信頼性を良好に保持して、内部に収納される電子部品２を正常かつ安定に作動させることができる。

配線基板５の下面に配設された複数個の第２の電極パッド７ａには、図１〜図３に示すように、それぞれ外部接続端子部材１０が、Ａｇろう等のろう材によって接続される。外部接続端子部材１０は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金等から成り、円柱状，角柱状等の線材で成る。好ましくは、外部接続端子部材１０は、第２の電極パッド７ａとの接合部（上端）に、釘の頭部のように上面が平たい円形に成形された鍔部が設けられているのがよく、外部接続端子部材１０を電極パッド７ａに強固に接合できる。また、第２の電極パッド７ａは外部接続端子部材１０の頭部より大きい円形状等に形成される。

このような外部接続端子部材１０は、図１〜３に示すように、基体１の下面より下方に突出するような長さとされる。そして、例えば、外部接続端子部材１０の先端を外部電気回路基板等を挿通させ、その根元を外部電気回路基板の電極に接続した後、余分な部分が切断される。なお、図２〜３において、外部接続端子部材１０の長さを基体１の下面より大きく下方に突出しない長さにしてもよい。そして、外部電気回路基板の表面に設けられた電極に、表面実装と同じようにして半田付けしてもよい。

また、外部接続端子部材１０は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、金属ボール１０ａまたは半田バンプ１０ａであってもよい。この場合、外部接続端子部材１０は、銅（Ｃｕ），金（Ａｕ），錫（Ｓｎ）−鉛（Ｐｂ）合金，Ａｕ−Ｓｎ合金から成り、ＣｕやＡｕから成る金属ボール１０ａは、Ａｇろう等のろう材やＳｎ−Ｐｂ合金，Ａｕ−Ｓｎ合金を介して第２の電極パッド７ａに接合される。金属ボール１０ａには必要に応じてＡｕメッキ等が施される。Ｓｎ−Ｐｂ合金，Ａｕ−Ｓｎ合金から成る半田バンプで成る場合は、これらＳｎ−Ｐｂ合金，Ａｕ−Ｓｎ合金から成る半田ボールが第２の電極パッド７ａに溶着される。

外部接続端子部材１０に金属ボール１０ａまたは半田バンプ１０ａを用いることによって、電子部品収納用パッケージを外部電気回路に表面実装させることが可能となる。その結果、電子部品収納用パッケージの外部電気回路への実装作業を容易なものとすることができるとともに、外部接続用に金属ボール１０ａを用いることによって、電子部品収納用パッケージと外部電気回路との接続部の長さを短くすることができ、高周波信号が伝送する伝送線路長さを最小限に抑えて、接続部において伝送損失が生じるのを最小限に抑えることができる。また、電子部品２の高出力化により、電子部品２から発生する熱量が増大しても、電子部品２から発生する熱を外部接続用の金属ボール１０ａを介して外部電気回路基板に熱放散させやすくすることができる。これによって、電子部品２の温度上昇を防止して、電子部品２を正常かつ安定に作動させることができる。

図２，図３に示される配線基板５が基体１の上側主面に接合され、配線基板５の下面外周部に下側に突出した凸部５ｂを有している構成において、複数の外部接続端子部材１０および第２の電極パッド７ａには高周波信号が接続され、外部接続端子部材１０が高周波線路として機能するものが含まれていてもよい。電子部品収納用パッケージを外部電気回路基板に実装する際、基体１の下面を外部電気回路基板（図示せず）の上面に当接するようにして実装し、外部接続端子部材１０を外部電気回路基板の電極に接続した際に、外部接続端子部材１０と第２の電極パッド７ａとの接続部から外部接続端子部材１０と外部電気回路基板との接続部までの距離が凸部５ｂの突出高さ分長くなって、外部接続端子部材１０における誘導成分（インダクタンス）を生じさせることができる。

一方、第２の電極パッド７ａと外部接続端子部材１０との接合部における第２の電極パッド７ａおよび外部接続端子部材１０と接地導体（例えば、接合用導体７ｂ）との間には容量成分が生じるが、この容量成分を上記外部接続端子部材１０の誘導成分によって打ち消すようにすることができる。その結果、第２の電極パッド７ａと外部接続端子部材１０との接合部におけるインピーダンス値を所定の値とすることができ、外部接続端子部材１０を伝送する高周波信号に反射損失等の伝送損失が発生するのを少なくできる。よって、高周波信号に対しても電子部品２を正常かつ安定に作動させることのできる電子部品収納用パッケージとすることができる。

図２においては、第２の電極パッド７ａが３個２列で配列されているが、例えば、第２の電極パッド７ａの３個のうち中央が高周波信号線路で、両側が接地導体線路である線路構造で配列されているのがよい。このように３個一組の線路配列とすることにより、接地（Ｇｒｏｕｎｄ）−信号（Ｓｉｇｎａｌ）−接地（Ｇｒｏｕｎｄ）のいわゆるＧ−Ｓ−Ｇ構造となり、高周波信号線路の伝送特性が向上する。

また好ましくは、図５（ｃ）に示すように隣り合う第１の電極パッド６ａ同士の間、または図５（ａ），図５（ｂ）に示すように隣り合う第２の電極パッド７ａ同士の間、またはこれら第１の電極パッド６ａ同士の間および第２の電極パッド７ａ同士の間の両方の配線基板５の表面に、第１の電極パッド６ａ同士または第２の電極パッド７ａ同士の間を交差するように横切る溝５ｃが設けられているのがよい。この溝５ｃにより、複数の第１の電極パッド６ａ同士の間または複数の第２の電極パッド７ａ同士の間の配線基板５表面の誘電体が取り除かれることとなる。従って、複数の第１の電極パッド６ａ同士の間または複数の第２の電極パッド７ａ同士の間に生じる容量成分を減らすことができる。例えば、誘電体がＡｌ_２Ｏ_３質焼結体である場合の誘電率は９、ＡｌＮ質焼結体である場合の誘電率は１０、３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２質焼結体である場合の誘電率は６．４であり、これらが溝５ｃによって誘電率１の空気に置換される。

その結果、複数の第１の電極パッド６ａまたは複数の第２の電極パッド７ａを伝送する電気信号に対するインピーダンス値の低下を少なくすることができ、インピーダンス・ミスマッチを小さくすることができる。特に、近時の小型化した電子部品収納用パッケージにおいては、複数の第１の電極パッド６ａ同士の間または複数の第２の電極パッド７ａ同士の間の距離が近接しており、容量成分を低減させる必要性は増大している。

なお、溝５ｃの平面視形状は、図５（ａ），図５（ｂ）に示す長円形であったり、図５（ｃ）に示す円形を連続的に複数個配置した形状であったりする。その他、長方形，楕円形等としてもよく、種々の形状とすることができる。

なお、図５（ａ），図５（ｂ）に示すように、複数の第２の電極パッド７ａ同士の間の配線基板５に溝５ｃを設ける方が、第１の電極パッド６ａ同士の間に溝５ｃを設ける場合より効果的である。一般に第１の電極パッド６ａよりも電極パッドの大きさが大きい第２の電極パッド７ａ同士の間に溝５ｃを設ける方が実効誘電率を下げ、複数の第２の電極パッド７ａ同士の間に生じる容量成分を減らす効果が大きくなる。一般に、第２の電極パッド７ａは外部接続端子部材１０が接合される場合があり、外部接続端子部材１０との接合面積を確保する上で第２の電極パッド７ａの面積は第１の電極パッド６ａの面積よりも大きく形成される。そのため、複数の第２の電極パッド７ａ同士の間に生じる容量成分の方が第１の電極パッド６ａ同士の間に生じる容量成分より大きくなる。従って、複数の第２の電極パッド７ａ同士の間に溝５ｃを設ける方が容量成分の抑制効果が大きい。

図５（ａ）では、第２の電極パッド７ａが縦３個横２列に配列されている。例えば、第２の電極パッド７ａの縦３個に配置された第２の電極パッド７ａのうち中央に高周波信号線路が接続され、その上下両側に接地導体線路が接続される線路構成のものが横２列に配列されているＧ−Ｓ−Ｇ線路構成を示している。そして、ＧとＳとなる第２の電極パッド７ａ間にそれぞれ溝５ｃが設けられている。この構成により、Ｇ−Ｓ間で発生する容量成分を低減させることができ、高周波信号線路となる第２の電極パッド７ａを通過する高周波信号のインピーダンス値を大きく低下させることがない。

図５（ｂ）では、第２の電極パッド７ａが縦４個横２列に配列されている。例えば、第２の電極パッド７ａの縦４個に配置された第２の電極パッド７ａのうち中央に配置された２個に高周波信号線路が接続され、その上下両側に接地導体線路が接続される。このように４個一組の線路構成とすることにより、接地（Ｇｒｏｕｎｄ）−信号（Ｓｉｇｎａｌ）−信号（Ｓｉｇｎａｌ）−接地（Ｇｒｏｕｎｄ）のいわゆるＧ−Ｓ−Ｓ−Ｇ線路構成とでき、２本の高周波信号線路に差動信号を伝送させることができる。この構成においては、図５（ｂ）に示すように、２個の高周波信号線路となる第２の電極パッド７ａ間に溝５ｃを１箇所設けるだけでも、容量成分の低下の効果が大きい。一般に差動信号は互いに逆位相（＋と−）の信号を１組として伝送させるが、その際、Ｇ−Ｓ間の容量成分による影響に比べると、互いに逆位相の信号が伝送するＳ−Ｓ間の容量成分による影響は大きくなる。また、第２の電極パッド７ａ間に溝５ｃを１箇所だけ設ける場合、製造工程を少なくして製造効率を向上することも可能となる。

好ましくは、図３に示すように、配線基板５の上面の、第１の電極パッド６ａの周囲に所定間隔をもって第１の同一面導体層６ｂを形成し、また配線基板５の凹部５ａの底面には第２の電極パッド７ａの周囲に所定間隔をもって第２の同一面接地導体層７ｃを形成するのがよい。この構成により、配線基板５の上下面において第１の同一面導体層６ｂおよび第２の同一面接地導体層７ｃによってシールド効果（電磁遮蔽効果）が得られ、高周波信号がノイズ等の影響により正常に入出力できなくなるのを防止するとともに、配線基板５の上下面での高周波信号の放射による損失を防止する。第１の同一面導体層６ｂおよび第２の同一面接地導体層７ｃは、配線基板５の電極等形成部以外の上面および凹部５ａ底面を覆うようにほぼ全面に形成し、基体１と接続するとよい。

蓋体３は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属のインゴットに圧延加工や打ち抜き加工、絞り加工等の従来周知の金属加工法を施すことによって、上端面が閉じており、下端が開かれた有底筒状の形状に製作される。この有底筒状の蓋体３は、横断面が円形状、多角形状の筒状部と筒状部横断面と同形状の上端面３ａが個々に製作され、それらをろう付け、半田付け、溶接等によって接合したものであってもよい。

そして、図１，図２に示される電子部品２としてＬＤ，ＰＤ等の光半導体素子２を気密封止して収納した光半導体素子収納用パッケージにおいては、光半導体素子２と光ファイバ１２との間での光信号の入出力を可能なものとするため、蓋体３の上端面３ａには、平面視において円形または多角形の貫通孔３ｂが設けられ、貫通孔３ｂを塞ぐように貫通孔３ｂの上端面３ａ側開口の周囲に、透光性部材４がガラス接合や半田付け等により気密に接合される。透光性部材４は、ガラスやサファイア等から成る円板状，レンズ状，球状または半球状等のものであり、球状の場合周縁部で、円板状やレンズ状の場合一主面の外周部で、半球状の場合平面部の外周部で蓋体３に接合される。電子部品２が集積回路素子（ＩＣ），電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ），コンデンサ等の光半導体素子以外のものである場合は、電子部品２に光信号を入出力する必要が無いので、蓋体３の上端面３ａの貫通孔３ｂと透光性部材４は不要である。

そして、蓋体３の下端３ｃは、図１〜図４に示されるように鍔部とされ、鍔部の外周端は、基体１の外周端とほぼ同じ外径となるように形成される。そして、蓋体３を基体１の上側主面に載置し、蓋体３の下端３ｃ（鍔部）と基体１の上側主面の外周部とがシーム溶接法等によって接合される。この接合方法によって、基体１と蓋体３の下端３ｃとは気密に封止される。

また、光ファイバ１２は、電子部品２が光半導体素子である場合に、光半導体素子２と外部との光信号の授受を行なうために設けられるものであり、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成る円筒状の固定部材１３の上端面に固定され、固定部材１３の下端面が蓋体３の外周面にレーザ溶接法等の溶接によって接合されることによって光ファイバ１２が固定部材１３を介して透光性部材４の上方に固定され、製品としての光半導体装置となる。これにより、光ファイバ１２を介して内部に収容する光半導体素子２と外部との光信号の授受が可能となる。電子部品２が光半導体素子以外のものである場合には、電子部品２に光信号を入出力させる必要が無いので、光ファイバ１２および固定部材１３を固定する必要はない。

なお、電子装置の一例としての光半導体装置は、電子部品２の電極を配線基板５を介して外部電気回路に電気的に接続し、外部電気回路から供給される電気信号によって光半導体素子２にレーザ光等の光を励起させ、この光を透光性部材４、光ファイバ１２の順に透過させ、光ファイバ１２を介して外部に伝送することによって、高速光通信等に使用される光半導体装置として機能する。または、光ファイバ１２を介して外部から伝えられ、透光性部材４を透過して電子部品２としての受光素子に伝達された光信号を、電気信号として配線基板５を介して外部電気回路に出力する。

なお、本発明は上記実施の形態の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内であれば種々の変更を施すことは何等差し支えない。例えば、外部接続端子部材１０はＣｕやＡｕ等の低抵抗のものから成っていてもよい。この構成により、外部接続端子部材１０を伝送する信号に生ずる抵抗損失が大きくなるのを有効に防止することができる。

また、上記実施の形態の説明において上下左右という用語は、単に図面上の位置関係を説明するために用いたものであり、実際の使用時における位置関係を意味するものではない。

（ａ）は本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置の実施の形態の一例示す断面図、（ｂ）は（ａ）に示す電子部品収納用パッケージの上面図である。 （ａ）は本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置の実施の形態の他の例を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の下面図である。 （ａ）は本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置の実施の形態の他の例を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の下面図である。 （ａ）は本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置の実施の形態の他の例を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の下面図である。 （ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明の電子部品収納用パッケージに用いられる配線基板の実施の形態の他の例を示す下面図である。（ｃ）は本発明の電子部品収納用パッケージに用いられる配線基板の実施の形態の他の例を示す上面図である。 従来の電子部品収納用パッケージおよび電子装置の例を示す断面図である。

符号の説明

１：基体
１ａ：貫通穴
２：電子部品
３：蓋体
３ａ：上端面
３ｂ：貫通孔
３ｃ：下端
４：透光性部材
５：配線基板
５ｂ：凸部
５ｃ：溝
６ａ：第１の電極パッド
７ａ：第２の電極パッド
８：内部導体
１０：外部接続端子部材

Claims (8)

1. 上下主面間を貫通する貫通穴が形成された平板状の金属製の基体と、前記貫通穴を覆うように前記基体の下側主面に接合され、上面に配設された複数の第１の電極パッドに接続されて他の表面に配設された複数の第２の電極パッドを有する配線基板とを具備している電子部品収納用パッケージであって、前記配線基板は、前記基体に接合される上面外周部に凸部を有し、該凸部の上面に前記基体との接合用導体が形成されていることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
2. 上下主面間を貫通する貫通穴が形成された平板状の金属製の基体と、前記貫通穴を覆うように前記基体の上側主面に接合され、上面に配設された複数の第１の電極パッドに接続されて下面に配設された複数の第２の電極パッドを有する配線基板とを具備している電子部品収納用パッケージであって、前記配線基板は、前記基体に接合される下面外周部に凸部を有し、該凸部の下面に前記基体との接合用導体が形成されていることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
3. 前記第２の電極パッドの少なくとも一つには、高周波信号が接続されることを特徴とする請求項２記載の電子部品収納用パッケージ。
4. 前記第２の電極パッドに、線材で成る外部接続端子部材がそれぞれ接合されてい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電子部品収納用パッケージ。
5. 前記第２の電極パッドに、金属ボールまたは半田バンプで成る外部接続端子部材がそれぞれ接合されてい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電子部品収納用パッケージ。
6. 前記配線基板の表面の、隣り合う前記第１の電極パッド同士の間および隣り合う前記第２の電極パッド同士の間の少なくとも一方に、前記第１の電極パッド同士の間または前記第２の電極パッド同士の間を横切るように溝が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージ。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージと、前記配線基板の上面に載置された電子部品と、上端面が閉じているとともに下端が開かれた筒状とされており、前記基体の上側主面の外周部に前記下端が接合された蓋体とを具備していることを特徴とする電子装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージと、上端面の中央部に貫通孔が形成されているとともに下端が開かれた筒状とされており、前記基体の上側主面の外周部に前記下端が接合された金属製の蓋体と、前記貫通孔の開口の周囲に接合された透光性部材と、該透光性部材に受光部または発光部を対向させて前記配線基板の上面に載置された光半導体素子とを具備していることを特徴とする光半導体装置。

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