JP5000096B2 - Cap member and optical semiconductor device - Google Patents
Cap member and optical semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5000096B2 JP5000096B2 JP2005077857A JP2005077857A JP5000096B2 JP 5000096 B2 JP5000096 B2 JP 5000096B2 JP 2005077857 A JP2005077857 A JP 2005077857A JP 2005077857 A JP2005077857 A JP 2005077857A JP 5000096 B2 JP5000096 B2 JP 5000096B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- outer peripheral
- window material
- frame
- window
- cap member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
本発明は、キャップ部材と、これを用いた光半導体装置とに関するものである。 The present invention relates to a cap member and an optical semiconductor device using the cap member.
フォトダイオードや発光ダイオードのような光半導体素子を気密に封止する光半導体装置として、光半導体素子をマウントした基板をキャップ部材で蓋するタイプのものが知られている。このような光半導体装置に用いられるキャップ部材として、貫通する孔が形成された枠体と、その孔を塞ぐように枠体に接着されたガラス製の透明窓材と、枠体と窓材を接着するガラス製の接着部材と、を備えたものが知られている(例えば、特許文献1及び2)。特許文献1及び2に記載されたキャップ部材では、ガラス製の接着部材の損傷を防止する為に、その接着部材を保護膜で覆っている。
このようなタイプの光半導体装置においては、ガラス製の接着部材だけでなく、ガラス製の窓材も非常に損傷しやすい。このことは、本発明者らの検証によっても確認されたが、特に、枠体と窓材とを接着させる為に作用させる応力によって窓材が損傷することが多く、この枠体と窓材とを接着する際の応力は、枠体と窓材の接着強度を強化しようとすればするほど大きくなる。 In this type of optical semiconductor device, not only the glass adhesive member but also the glass window material is very easily damaged. This has been confirmed by the verification of the present inventors, but in particular, the window material is often damaged by the stress applied to bond the frame and the window material. The stress at the time of bonding increases as the strength of bonding between the frame and the window material increases.
また、窓材に作用する応力には、例えば、光半導体装置の基板と枠体とを接着する際に作用する応力であり、この基板と枠体とを接着する際の応力は、光半導体装置を小型化すればするほど大きくなる。つまり、基板と枠体との接着部分と、枠体と窓材との接着部分との距離が短くなると、より大きい応力が窓材へ作用することとなる。 The stress acting on the window material is, for example, the stress acting when the substrate and the frame body of the optical semiconductor device are bonded, and the stress when bonding the substrate and the frame body is the optical semiconductor device. The smaller the size, the larger it becomes. That is, when the distance between the bonding portion between the substrate and the frame and the bonding portion between the frame and the window material is shortened, a larger stress acts on the window material.
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、窓材の損傷を防止することが可能なキャップ部材と、このようなキャップ部材を用いた光半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a cap member capable of preventing damage to a window member and an optical semiconductor device using such a cap member.
本発明に係るキャップ部材は、光半導体素子が封止された光半導体装置のキャップ部材であって、環状の枠体と、枠体の孔を塞ぐように孔の内側に配置された透明な窓材と、孔の内壁面と窓材の外周面との間に位置し、これらを接着する接着部材と、を備え、枠体の熱膨張率が、窓材と接着部材との熱膨張率よりも大きく、窓材の下側面及び上側面と外周面との間の縁部が、窓材の外周面において接着部材が接着している部分よりも窓材の厚み方向に突き出ており、枠体は、肉厚の枠本体部と、この枠本体部から内周方向に延びる肉薄かつフランジ形状の内周側突出部とを有し、内周側突出部の下側の面は接着部材と接するとともに、枠体の下側内壁面と、窓材の外周面と、内周側突出部の下側の面とによって形成される窪みに、接着部材が充填されるようにして硬化されていることを特徴とする。 Cap member according to the present onset Ming, a cap member of an optical semiconductor device optical semiconductor element is sealed, and the annular frame, transparent, which is arranged inside the hole so as to close the hole of the frame A window member, and an adhesive member that is located between the inner wall surface of the hole and the outer peripheral surface of the window member, and bonds them together, and the coefficient of thermal expansion of the frame body is that of the window member and the adhesive member. The edge between the lower and upper side surfaces of the window material and the outer peripheral surface protrudes in the thickness direction of the window material more than the portion where the adhesive member adheres on the outer peripheral surface of the window material , The body has a thick frame main body part and a thin and flange-shaped inner peripheral side protruding part extending in an inner peripheral direction from the frame main body part, and the lower surface of the inner peripheral side protruding part is an adhesive member. And an adhesive member is formed in a recess formed by the lower inner wall surface of the frame, the outer peripheral surface of the window member, and the lower surface of the inner peripheral protruding portion. Characterized in that it is cured so as to be Hama.
本発明に係るキャップ部材によれば、窓材の下側面及び上側面と外周面との間の縁部が、外周面において接着部材が接着している部分よりも窓材の厚み方向に突き出ているので、上記縁部が接着部材と接触しない構造とすることができる。これによって、枠体から接着部材を介して窓材へ作用する応力が、窓材において強度の弱い上記縁部に集中するのを抑えることができるので、窓材の損傷を防止することが可能となる。 According to the cap member of the present invention, the edge between the lower and upper side surfaces of the window material and the outer peripheral surface protrudes in the thickness direction of the window material from the portion where the adhesive member is bonded on the outer peripheral surface. Therefore, it can be set as the structure where the said edge part does not contact an adhesive member. As a result, it is possible to prevent the stress acting on the window material from the frame body via the adhesive member from being concentrated on the edge portion having a low strength in the window material, and thus it is possible to prevent damage to the window material. Become.
本発明のキャップ部材では、窓材の下側面と上側面との少なくとも一方における上記縁部に面取り加工が施され、面取り加工が施された部分の少なくとも一部が、窓材の外周面において接着部材が被覆している部分から露出することによって、面取り加工を施された窓材の縁部が、外周面において接着部材が接着している部分よりも窓材の厚み方向に突き出ていても良い。 In the cap member of the present invention, the edge portion on at least one of the lower surface and the upper surface of the window material is chamfered, and at least a part of the chamfered portion is bonded to the outer peripheral surface of the window material. By exposing from the portion covered by the member, the edge of the window material that has been chamfered may protrude in the thickness direction of the window material from the portion where the adhesive member adheres on the outer peripheral surface. .
このように、面取り加工を施すことによって強度を高めた上記縁部の一部が接着部材と接する場合はあっても、上記縁部全域が接着部材に覆われるようなことはない構造とすることによって、窓材へ作用する応力が、面取り加工を施された上記縁部に集中しないようにすることができる。従って、窓材の損傷を防止することができる。 In this way, even if a part of the edge portion whose strength is increased by chamfering is in contact with the adhesive member, the entire edge portion is not covered with the adhesive member. Thus, the stress acting on the window material can be prevented from being concentrated on the edge portion that has been chamfered. Therefore, damage to the window material can be prevented.
また、キャップ部材は、光半導体素子が固定された光半導体装置を封止するキャップ部材であって、環状の枠体と、枠体の孔を塞ぐように孔の内側に配置された透明な窓材と、孔の内壁面と窓材の外周面との間に位置し、これらを接着する接着部材と、を備え、枠体の熱膨張率が、窓材と接着部材との熱膨張率よりも大きく、窓材の下側面及び上側面が凸曲面である構成とすることもできる。 The cap member is a cap member that seals the optical semiconductor device to which the optical semiconductor element is fixed, and an annular frame and a transparent window disposed inside the hole so as to close the hole of the frame And an adhesive member that is positioned between the inner wall surface of the hole and the outer peripheral surface of the window material and bonds them together, and the thermal expansion coefficient of the frame body is higher than the thermal expansion coefficient of the window material and the adhesive member. is large, may be configured lower surface and upper surface of the window material has a convex curved surface.
上記のようなキャップ部材によれば、窓材の下側面及び上側面が凸曲面であるので、上記縁部の強度が、下側面及び上側面が平面である場合と比較して強い。従って、上記窓材の縁部まで接着部材が届いて応力が窓材の縁部に加わる場合であっても、窓材の損傷を防止することができる。 According to the cap member as described above, since the lower side surface and the upper side surface of the window material are convex curved surfaces, the strength of the edge portion is stronger than when the lower side surface and the upper side surface are flat surfaces. Therefore, even when the adhesive member reaches the edge of the window material and stress is applied to the edge of the window material, damage to the window material can be prevented.
また、キャップ部材は、光半導体素子が固定された光半導体装置を封止するキャップ部材であって、環状の枠体と、枠体の孔を塞ぐように孔の内側に配置された透明な窓材と、孔の内壁面と窓材の外周面との間に位置し、これらを接着する接着部材と、を備え、枠体の熱膨張率が、窓材と接着部材との熱膨張率よりも大きく、窓材の下側面又は上側面が凸曲面であり、窓材の凸曲面の反対面と外周面との間の縁部が、窓材の外周面において接着部材が接着している部分よりも窓材の厚み方向に突き出ている構成とすることもできる。 The cap member is a cap member that seals the optical semiconductor device to which the optical semiconductor element is fixed, and an annular frame and a transparent window disposed inside the hole so as to close the hole of the frame And an adhesive member that is positioned between the inner wall surface of the hole and the outer peripheral surface of the window material and bonds them together, and the thermal expansion coefficient of the frame body is higher than the thermal expansion coefficient of the window material and the adhesive member. The lower surface or upper surface of the window material is a convex curved surface, and the edge between the opposite surface of the window material's convex curved surface and the outer peripheral surface is the portion where the adhesive member adheres to the outer peripheral surface of the window material It can also be set as the structure protruded in the thickness direction of window material rather than.
上記のようなキャップ部材によれば、窓材の下側面又は上側面が凸曲面であるので、その凸曲面と外周面との間の縁部の強度は比較的強い。また、窓材の凸曲面の反対面における外周面との間の縁部が、上述したように、窓材の厚み方向に突き出ることで接着部材と接触しない構成となるので、枠体から接着部材を介して窓材へ作用する応力が、強度の弱い上記縁部に集中しないようにすることができるので、窓材の損傷を防止することができる。 According to the cap member as described above, since the lower surface or the upper surface of the window material is a convex curved surface, the strength of the edge between the convex curved surface and the outer peripheral surface is relatively strong. Moreover, since the edge part between the outer peripheral surface in the surface opposite to the convex curve of a window material protrudes in the thickness direction of a window material as above-mentioned, it becomes a structure which does not contact an adhesive member. Since the stress acting on the window material can be prevented from concentrating on the edge portion having a low strength, damage to the window material can be prevented.
本発明のキャップ部材では、枠体は、肉厚の枠本体部と、この枠本体部から内周方向に延びる肉薄かつフランジ形状の内周側突出部とを有し、この内周側突出部の下側の面は接着部材と接することも好ましい。このようにすることによって、接着部材の下側(光半導体装置の外側)となる面を保護することができる。 In the cap member of the present invention, the frame body has a thick frame main body portion and a thin and flange-shaped inner peripheral side protruding portion extending in an inner peripheral direction from the frame main body portion, and the inner peripheral side protruding portion. The lower surface is preferably in contact with the adhesive member. By doing in this way, the surface used as the lower side (outside of an optical semiconductor device) of an adhesion member can be protected.
本発明のキャップ部材では、肉厚の枠本体部と、この枠本体部から外周方向に延びる肉薄かつフランジ形状の外周側突出部とを有し、この外周側突出部の下側の面は光半導体素子を固定するための基板との接着面とされていることも好ましい。このようにすることによって、キャップ部材によって基板を封止して光半導体装置を作製する際に作用する枠体の外周部への応力を、枠本体部に集中させることができる。従って、枠体から窓材に伝わる応力が抑制されるので、窓材の損傷を防止することができる。 The cap member of the present invention has a thick frame main body portion and a thin and flange-shaped outer peripheral protrusion portion extending in the outer peripheral direction from the frame main body portion, and the lower surface of the outer peripheral protrusion portion is light. It is also preferable that it be an adhesive surface with the substrate for fixing the semiconductor element. By doing in this way, the stress to the outer peripheral part of the frame which acts when the optical semiconductor device is manufactured by sealing the substrate with the cap member can be concentrated on the frame main body. Therefore, since the stress transmitted from the frame to the window material is suppressed, damage to the window material can be prevented.
本発明のキャップ部材では、枠体は、窓材を接着部材を介して保持する枠体部と、この枠体部の外周部分から基板の方向に延びる筒状部と、この筒状部から外周側に延びる外周側突出部とを有し、この外周側突出部の下側の面は光半導体素子を固定するための基板との接着面とされていることを特徴としても良い。この構成によっても、応力の集中を緩和させ、窓材の損傷を防止することができる。 In the cap member of the present invention, the frame body includes a frame body portion that holds the window material via the adhesive member, a cylindrical portion that extends from the outer peripheral portion of the frame body portion toward the substrate, and an outer periphery from the cylindrical portion. And an outer peripheral side protruding portion extending to the side, and a lower surface of the outer peripheral side protruding portion may be an adhesive surface with a substrate for fixing the optical semiconductor element. This configuration can also alleviate stress concentration and prevent damage to the window material.
本発明のキャップ部材では、窓材が石英ガラスで構成され、接着部材が高融点ガラスで構成されることも好ましい。枠体の熱膨張率が窓材と接着部材との熱膨張率よりも大きく、かつ、石英ガラス製の窓材を高融点ガラスによって枠体に接着するので、高温プロセスにより強固かつ緊密に窓材と枠体を接着できる。 In the cap member of the present invention, it is also preferable that the window material is made of quartz glass and the adhesive member is made of refractory glass. The thermal expansion coefficient of the frame body is larger than the thermal expansion coefficient between the window material and the adhesive member, and the window material made of quartz glass is bonded to the frame body with the high melting point glass, so that the window material is firmly and closely bonded by a high temperature process. Can be attached to the frame.
本発明のキャップ部材では、窓材が石英ガラスで構成され、枠体がコバール合金で構成されることも好ましい。枠体の熱膨張率が窓材と接着部材との熱膨張率よりも大きく、かつ、コバール合金製の枠体を高融点ガラスによって窓材に接着するので、高温プロセスにより強固かつ緊密に窓材と枠体を接着できる。 In the cap member of the present invention, it is also preferable that the window material is made of quartz glass and the frame is made of a Kovar alloy. The thermal expansion coefficient of the frame is greater than the thermal expansion coefficient between the window material and the adhesive member, and the frame made of Kovar alloy is bonded to the window material with a high melting point glass, so that the window material is firmly and closely bonded by a high temperature process. Can be attached to the frame.
本発明のキャップ部材では、枠体がコバール合金にニッケル層を被覆して構成されることも好ましい。これによって、製造工程において、枠体の構成物質等が気化してニッケル層に付着しても、その構成物質はニッケル層と結合する。従って、枠体の外観上の変化が抑制されると共に、付着した枠体の構成物質がゴミとして剥がれ落ちることを防止する。 In the cap member of the present invention, it is also preferable that the frame is configured by covering a Kovar alloy with a nickel layer. Thereby, even if the constituent material of the frame is vaporized and adheres to the nickel layer in the manufacturing process, the constituent material is bonded to the nickel layer. Therefore, a change in the appearance of the frame is suppressed, and the attached constituent material of the frame is prevented from peeling off as dust.
本発明の光半導体装置は、光半導体素子と、この光半導体素子が固定される基板と、この基板に接着されて光半導体素子を覆うキャップ部材とを備え、このキャップ部材は、上記各態様の特徴的構成を有している。本発明の光半導体装置は、気密性や耐環境性が優れており、窓材の損傷を防止できる。 An optical semiconductor device of the present invention includes an optical semiconductor element, a substrate to which the optical semiconductor element is fixed, and a cap member that is bonded to the substrate and covers the optical semiconductor element. It has a characteristic configuration. The optical semiconductor device of the present invention has excellent airtightness and environmental resistance, and can prevent damage to the window material.
本発明によれば、枠体と窓材とを強固かつ緊密に接着することができ、かつ、窓材の損傷を防止することが可能なキャップ部材と、これを用いた耐環境性に優れた光半導体装置を提供することができる。 According to the present invention, the frame member and the window material can be bonded firmly and tightly, and the cap member capable of preventing the window material from being damaged, and the environment resistance using the cap member is excellent. An optical semiconductor device can be provided.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same reference numerals are assigned to the same elements, and duplicate descriptions are omitted.
(第1実施形態)
第1実施形態に係る光半導体装置及びキャップ部材を、図1に示す斜視図(四分割の断面を含む斜視図)と、図2に示す縦断面図を参照して説明する。光検出装置として機能する光半導体装置OS1は、光検出素子(フォトダイオード等)であるチップ状の光半導体素子2と、中央の窪んだ部分に光半導体素子2が固定された基板1と、光半導体素子2を覆うように基板1に固定されて光半導体素子2の収容空間を形成するキャップ部材C1と、を備える。
(First embodiment)
An optical semiconductor device and a cap member according to the first embodiment will be described with reference to a perspective view (a perspective view including a four-divided cross section) shown in FIG. 1 and a vertical cross-sectional view shown in FIG. An optical semiconductor device OS1 functioning as a light detection device includes a chip-shaped
基板1は、いわゆる積層型のセラミック基板であり、略正方形平板の中央部分を2段階に窪ませた容器形状を成している。その窪み(キャビティ)の底面には、光半導体素子2がロウ材3によってダイボンドされている。基板1の底面を囲う中段面には、基板1の外面の端子に電気的に接続されたボンディングパッド(いずれも図示せず。)が設けられており、そのボンディングパッドがAuワイヤ4を介して光半導体素子2の電極(図示せず。)と結線されている。
The
キャップ部材C1は、略正方形平板の中央に円形の孔が形成された環状の枠体10と、この孔を塞ぐように孔の内側に配置された円板状の透明な窓材11と、窓材11の外周面と孔の内壁面との間に介在されて両者を接着する接着部材12とを備えている。枠体10の外周部分の底面は、ロウ材5を介して基板1の外周部分の凸部(キャビティを囲む壁部)上面と接着されている。
The cap member C1 includes an
以下、図3の断面図を参照して、キャップ部材C1の構成を詳細に説明するが、本明細書においては便宜上、光半導体装置OS1において光半導体素子2の収容空間側を「下側」とし、その反対側を「上側」として説明する。
Hereinafter, the configuration of the cap member C1 will be described in detail with reference to the cross-sectional view of FIG. 3. In this specification, for the sake of convenience, the accommodation space side of the
枠体10の平面形状は、外周が略正方形であって、中央の孔の内周は略円形であり、内周および外周のそれぞれにフランジ状の突出部分を有している。すなわち、肉厚で断面が略矩形状の枠本体部10bの内壁面の上部側から、肉薄の内周側突出部10aが枠体10の内周方向の全周に亘って延びるように形成されている。これにより、枠体10の円形孔の内壁面は、内径の大きい下側内壁面10dと、内径の小さい上側内壁面10eと、それら内壁面間に位置しての窓材11の下側面11a及び上側面11bに平行な段差面とからなる2段階の形状をなしている。一方、肉厚の枠本体部10bの下部側から外側方向に向かって、肉薄の外周側突出部10cが外周方向の全周に亘って延びるように形成されている。これにより、枠体10の正方形状の外周壁面は、下側および上側の外壁面と、その間の段差面からなる2段階の形状をなしている。
As for the planar shape of the
窓材11は、互いに平行な下側面11a及び上側面11bと、その両面に垂直な外周面11cからなる石英ガラス製の円板であり、下側面11a及び上側面11bは鏡面仕上げされている。そして、光半導体素子2として光検出素子が用いられるときは窓材11は入射面板として機能し、発光素子が用いられるときは窓材11は投光面板として機能する。この窓材11は、枠体10の上側の面と窓材11の上側面11bとの面位置が等しく、かつ、枠体10の上側内壁面10eと窓材11の外周面11cとの間に僅かな隙間をあけて対向するように、枠体10の円形の孔の内側に配置される。
The
接着部材12は、接着剤を溶融した後に硬化することで成形されており、枠体10の下側内壁面10dと、これに対抗する窓材11の外周面11cの中間部分(下側部分と上側部分に挟まれた帯状の部分)との間にのみ介在され、その上側はフランジ状の内周側突出部10aの下側の面と接着されている。このように、枠体10の下側内壁面10dと、窓材11の外周面11cと、枠体10の内周側突出部10aの下側の面によって形成される窪みに、接着部材12が充填されるようにして硬化されているので、内周側突出部10aが接着部材12の上側(光半導体装置における外側)の面を覆い保護することができる。
The
上記の構成において、接着部材12が窓材11と接するのは、窓材11の外周面11cの中間部分のみであり、外周面11cの下側部分と上側部分には接着部材12は届いていない。つまり、窓材11の下側面11a及び上側面11bは、いずれも接着部材12の下側及び上側端部よりも更に下側及び上側に位置しているのであるから、窓材11の下側面11a及び上側面11bと外周面11cとの間の下側縁部と上側縁部とは、いずれも接着部材12の下側及び上側端部よりも、窓材11の厚み方向に突き出ていることになる。このため、枠体10からの収縮方向の応力が接着部材12を介して窓材11に与えられる場合でも、窓材11の下側縁部と上側縁部には直接に応力が加わることがない。
In the above configuration, the
第1実施形態において、接着部材12を成形するための材料としては、例えば石英ガラスからなる窓材11よりも熱膨張率が大きく、且つ、窓材11の軟化点よりも低い温度で溶融する高融点ガラスが用いられる。高融点ガラスを接着部材12として用いてキャップ部材C1を形成するので、キャップ部材C1を備える光半導体装置が高温高湿の苛酷な環境で使用された場合でも、接着部材12が溶け出してしまったり、耐湿性に問題が生じたりすることがない。
In the first embodiment, the material for forming the
接着部材12の構成材料として用いる高融点ガラスとしては、軟化点が600℃以上の材料が好適であり、例えば、ホウケイ酸ガラス、シリカガラス、シリカアルミナガラス、シリカアルミナカルシウムガラス等を主成分として含むガラスである。より具体的には、ホウケイ酸ガラス又はソーダガラスにアルミナ又はジルコニアを30〜70%添加したガラスが適用可能である。なお、枠体10および窓材11の各構成素材の軟化点よりも高い高融点ガラスは、本発明の接着部材12としては原理的に使用不能である。
As the high melting point glass used as the constituent material of the
環状の枠体10は、窓材11および接着部材12よりも熱膨張率が大きいコバール合金(Fe−Ni−Co合金)製が好適であり、このような熱膨張率の材料を選択することにより、接着部材12の硬化プロセスにおいて収縮応力を発生させることができる。このため、円盤型の窓材11を、その周囲から接着部材12を介して環状の枠体10で取り囲み、全体的に収縮する応力を内在させることができるので、枠体10と窓材11との強固かつ緊密な接着が可能になる。また、枠体10の上側の表面に厚さ2μm程度のニッケル層が形成されているので、製造プロセスにおける外観不良を低減できる。
The
セラミック製基板1のキャビティ等の表面の所定部分には、W(タングステン)層、Ni(ニッケル)層、Au(金)層の順に積層されたメタライズ層が形成されており、これらの各部分では、キャップ部材C1との貼り合わせ接合、光半導体素子2のダイボンディング、ボンディングパッドの接着等が可能になっている(いずれも図示せず。)。光半導体素子2をセラミック製基板1にダイボンディングするためのロウ材3には、Snが20%添加されたAuロウ材が好適であり、セラミック製基板1とキャップ部材C1との貼り合わせ接合に用いられるロウ材5には、融点780℃のAgロウ材が好適である。
A metallized layer in which a W (tungsten) layer, a Ni (nickel) layer, and an Au (gold) layer are laminated in this order is formed on a predetermined portion of the surface of the
次に、キャップ部材C1の製造プロセスと、これを用いた光半導体装置の組み立てプロセスを概説することにより、本実施形態に係るキャップ部材C1の作用・効果を具体的に説明する。 Next, the outline of the manufacturing process of the cap member C1 and the assembly process of the optical semiconductor device using the cap member C1 will be described specifically for the operation and effect of the cap member C1 according to the present embodiment.
先ず、環状の枠体10と、円盤状の窓材11と、リング状に成形された高融点ガラスからなる接着部材12のプリフォームを用意し、これらを一対のカーボン製の治具で挟み、所定の位置(リング状の接着部材12が枠体10と窓材11に挟まれる位置)に固定する。次に、これを電気炉等に導入し、枠体10及び窓材11の軟化点より低く、かつ接着部材12が溶融する温度に加熱する。このとき、枠体10の内周側突出部10aが下方向になるようにセットしておくと、枠体10の下側内壁面10dと、窓材11の外周面11cと、枠体10の内周側突出部10aの下側面とに囲まれた部分に、重力によって溶融した接着部材12の溶液を溜めることができる。
First, prepare a preform of an
その後、高融点ガラスの軟化点まで冷却すると接着部材12は硬化し、さらに常温まで冷却する過程で、枠体10、窓材11および接着部材12は、それぞれの構成材料に固有の熱膨張率に従って収縮する。このとき、枠体10の収縮量が、窓材11及び接着部材12の収縮量に比べて大きいので、枠体10から窓材11の方向(窓材11の厚み方向に垂直な方向)に収縮力が作用することとなる。
Thereafter, when cooled to the softening point of the high melting point glass, the
キャップ部材C1と基板1とは、次のようにして固定される。基板1の外周の凸部と枠体10の外周側突出部10cとの間に、環状に成形したフィルム状のロウ材5を配置して、キャップ部材C1と基板1とを治具で挟んでプレスした状態で、枠体10の外周側突出部10cに対して上側から電子ビームを照射する。ニッケル層が被覆された枠体10の外周側突出部10cに電子ビームが照射されると、ニッケル層及び外周側突出部10cの照射部分は高温に熱せられ、溶融して液体金属状態の溶融領域(溶融池)が形成される。このとき、外周側突出部10cは枠本体部10bに比べて肉薄になっているので、溶融領域の熱が容易にAgロウ材5に伝達して、Agロウ材5を溶融させる。その後、常温まで冷却して、基板1と枠体10の外周側突出部10cとをロウ付け固定する。
The cap member C1 and the
また、枠体10は、内周側突出部10aと外周側突出部10cとの間に枠本体部10bを有し、外周側突出部10cは肉薄であって枠本体部10bは充分に肉厚であって、しかも、内周側突出部10aと外周側突出部10cとは枠本体部10bを挟んで段差形状になっているので、キャップ部材C1と基板1とを固定する際に外周側突出部10cに作用する応力を、枠本体部10bに集中させることができる。従って、キャップ部材C1と基板1とを接着する際に、枠体10から接着部材12を介して窓材11に伝わる応力が抑制されるので、窓材11の損傷を防止することができる。
Further, the
また、枠体10は、光半導体装置OS1において外側となる表面にニッケル層が形成されたコバール合金製であるので、電子ビーム照射によって枠体10の構成物質等が気化してニッケル層に付着しても、その構成物質はニッケル層と結合する。従って、枠体10の外観上の変化が抑制されると共に、付着した枠体10の構成物質がゴミとして剥がれ落ちることを防止することができる。また、電子ビームは、従来用いていたシーム溶接用のローラー電極よりも高速に移動できるので、作業時間を短縮することができる。
Further, since the
第1実施形態によれば、キャップ部材C1では、窓材11の下側面11aと外周面11cとの間の下側縁部と、窓材11の上側面11bと外周面11cとの間の上側縁部との双方が、窓材11の外周面11cにおいて接着部材12が接着している上側及び下側の部分よりも窓材11の厚み方向に突き出ているので、縁部が接着部材12と接触することのない構造とすることができる。このことによって、枠体10から接着部材12を介して窓材11へ作用する応力が、下側面11a及び上側面11bにおいて強度の弱い縁部に集中しないようにすることができるので、窓材11の損傷を防止することができる。
According to the first embodiment, in the cap member C1, the lower edge between the
第1実施形態による効果の検証結果について、図4及び図5を参照して説明する。 The verification result of the effect by 1st Embodiment is demonstrated with reference to FIG.4 and FIG.5.
図4(a)は、比較例のキャップ部材C1の断面斜視図である。後述する実施例との違いは、比較例のキャップ部材C1を構成する窓材11の下側面と外周面との間の縁部が接着部材12の縁と接して、窓材11の下側面と接着部材12の内側面と枠体10の下面との面位置が等しくなっていることである。図4(b)は、比較例のキャップ部材C1における応力分布を示している。最も大きい応力を受ける領域11xが、窓材の下側(半導体光素子の収容空間側)の縁部と重なっている。次に大きい応力を受ける領域11yは、外周面において接着部材12の外側の縁と接している部分を含む領域である。このような比較例のキャップ部材C1では、全体の10%において窓材の縁部におけるクラックの発生が確認された。
FIG. 4A is a cross-sectional perspective view of the cap member C1 of the comparative example. The difference from the example described later is that the edge between the lower surface and the outer peripheral surface of the
図5(a)は、実施例に係るキャップ部材C1の概略断面斜視図であり、その構成は図1および図2等に示す第1実施形態の通りである。図5(b)は、キャップ部材C1に含まれる窓材11の応力分布を示している。領域11x及び領域11yは、最も大きい応力を受ける領域であり、窓材の外周面11cにおいて接着部材12の内側及び外側の縁と接している部分である。また、図5における領域11x及び領域11yに作用する応力は、図4における領域11yが受けた比較例の窓材11において2番目に大きい応力と同程度の大きさであった。実施例における窓材11の下側面11aと外周面11cとの間の縁部に作用する応力の大きさは、比較例のキャップ部材C1に含まれる縁部に作用する応力の10分の1〜100分の1程度に低減されている。このような実施例のキャップ部材C1では、窓材の縁部はもちろん全ての部分において、クラックや割れ、欠けの発生が確認されなかった。
FIG. 5A is a schematic cross-sectional perspective view of the cap member C1 according to the example, and the configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. FIG.5 (b) has shown the stress distribution of the
引き続いて、第1実施形態の第1〜第9変形例について説明するが、これら変形例はいずれも、窓材11の下側面11a及び上側面11bと外周面11cとの間の縁部が、窓材11の外周面11cにおいて接着部材12が接着している部分よりも窓材11の厚み方向に突き出ている、というタイプの変形例である。
Subsequently, the first to ninth modifications of the first embodiment will be described. In each of these modifications, the
図6は、第1実施形態の第1変形例に係るキャップ部材C1の断面図であり、図3との相異点は、キャップ部材C1を構成する窓材11の縁部にR面取り加工が施されていることである。強度の弱い縁部に面取り加工を施すことによって、窓材11の縁部自体の強度を増加することができる。従って、窓材11の損傷を防止して製造工程においてより簡易に取り扱うことが可能となる。なお、R面取り加工に限らず、C面取り加工等を施しても良い。また、上面側または下面側の一方側のみ面取り加工を施しても良く、一方をR面取りとして他方をC面取りしても良い。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a cap member C1 according to a first modification of the first embodiment. The difference from FIG. It has been applied. By chamfering the edge portion having low strength, the strength of the edge portion of the
図7は、第1実施形態の第2変形例に係る光半導体装置OS1の概略断面斜視図であり、図1との相異点は、キャップ部材C1を構成する枠体10における枠本体部10bが矩形の環状ではなく円形の環状を成しており、これにより、枠体10の上側面に、略円形状の段差を有する凸部分が形成されていることである。このような枠本体部10bの形状にすれば、プレス加工にて枠体10が形成されるのでコスト低減が可能になる。なお、枠本体部10bの上側面の凸形状は、矩形や円形に限らず、矩形の凸部の四隅部を斜めカットしたり、四隅部を円形に面取り加工した形状でも良い。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional perspective view of an optical semiconductor device OS1 according to a second modification of the first embodiment, and is different from FIG. 1 in that the
なお、図7に示す第2変形例においては、キャップ部材C1に含まれる枠体10の外周側突出部10cは略正方形であるが、この外周側突出部10cの平面形状も上側面における枠本体部10bの凸形状と同様に、略円形としても良い。このようにすれば、プレス加工にて簡易に枠体10を形成できる。
In the second modified example shown in FIG. 7, the outer peripheral
図8は、第1実施形態の第3変形例に係る光半導体装置OS1の概略断面図であり、図2との相異点は、枠体10にはフランジ状に外周側に延びる突出部が設けられておらず、外周部の厚さが枠体10の最も厚い部分(枠本体部)と同程度となっていることである。言い換えると、枠体10は、肉厚の枠本体部10bと、この内壁から孔に向かうように内周の全周に渉って延びる内周側突出部10aを有しているが、その外周にはフランジ状の突出部を有していない。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of an optical semiconductor device OS1 according to a third modification of the first embodiment. The difference from FIG. 2 is that the
この変形例では、枠体10と基板1との固着にはリフロー方式を用いる。つまり、枠体10と基板1との間にロウ材5を配置し、基板1を加熱してロウ材5を溶融させる。ロウ材5としては、例えば融点が280℃であって、Snを20%含むAuロウ材を用いる。この場合には、半導体光素子2を基板1にダイボンドするためのロウ材3として、例えば融点がロウ材5より高い380℃であって、Siを3.15%含むAuロウ材を用いることが望ましい。
In this modification, a reflow method is used for fixing the
第9図は、第1実施形態の第4の変形例に係るキャップ部材C1の断面図であり、図3との相異点は、キャップ部材C1を構成する枠体10のフランジ状の外周側突出部10cが枠体10における上側に形成されていることである。よって、外周側突出部10cの上面は、窓材11の上面と面位置が等しく、基板1の上面と接着する外周側突出部10cの下面は、接着部材12の上面(内周側突出部10aの上面)より上方に位置する。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a cap member C1 according to a fourth modification of the first embodiment. The difference from FIG. 3 is the flange-shaped outer peripheral side of the
第10図は、第1実施形態の第5の変形例に係るキャップ部材C1の断面図であり、図3との相異点は、キャップ部材C1を構成する枠体10の枠本体部10bの厚さが、窓材11の厚さと同等になっていることである。これにより、枠体10の下側面及び上側面は、それぞれ窓材11の下側面11a及び上側面11bの面位置と等しい。このタイプのキャップ部材C1は、フラットパッケージタイプでありながらキャンタイプ(筒状タイプ)に近いものと言える。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a cap member C1 according to a fifth modification of the first embodiment. The difference from FIG. 3 is that of the frame
図11は、第1実施形態の第6変形例に係るキャップ部材C1の断面図であり、図3との相異点は、枠体10を構成する肉厚の枠本体部10bからの、内周側突出部10aおよび外周側突出部10cの突出する位置にある。すなわち、内周側突出部10aおよび外周側突出部10cはいずれも枠本体部10bに比べて肉薄であり、内周側突出部10aは枠本体部10bの外周側の中間部分からフランジ状に突出し、外周側突出部10cは枠本体部10bの内周側の中間部分からフランジ状に突出している。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a cap member C1 according to a sixth modification of the first embodiment. The difference from FIG. 3 is that the inner wall from the thick frame
窓材11の外周面11cと、枠体10の孔の内壁面とを接着する接着部材12は、枠本体部10bの下側の内壁面10dと、これに対向する窓材11の外周面11cの下側部分との間にのみ介在されており、枠体10の内側突出部10aの先端面10eと窓材11の外周面との間隙には介在していない。そして、窓材11の外周面11cの下側部分や上側部分には、接着部材12がなく露出している。
The
上述のような形状にすることによって、接着部材12の外側領域を覆う突出部10aと、応力を吸収するための枠本体部10bと、応力を吸収させて基板1と接着する外周部10cとを備えて、更に、上下対称な枠体10を得ることが可能となる。また、枠体はプレス加工にて形成されるので、このような上下対称形状の枠体10は簡易に加工することが可能となる。また、窓材11の下側面11a及び上側面11bと外周面11cとの間の縁部が、窓材11の外周面において接着部材12が接着している部分よりも窓材11の厚み方向に突き出ているので、上述したように窓材11の損傷を防止することができる。
By making the shape as described above, the protruding
図12(a)は、第1実施形態の第7変形例に係るキャップ部材C1の断面図であり、図3との相異点は、枠体10を構成する肉厚の枠本体部10bから孔側に向かう内周側突出部が形成されず、かつ、枠本体部10bから外周方向にフランジ状に突出する肉薄の外周側突出部10cの突出位置が、枠本体部10bの外周側の中間部分からとなっている点である。窓材11は、枠体10と同じ厚さであり、窓材11の下側面11aと上側面11bは枠体11の下面と上面の面位置とそれぞれ等しい。窓材11の外周面11cと孔の内壁面とを接着する接着部材12は、窓材11の縁部まで達していない。本変形例においても窓材11の下側及び上側の縁部が、外周面11cにおいて接着部材12が接着している部分よりも窓材11の厚み方向に突き出ているので、上述のように窓材11の損傷を防止することができる。
FIG. 12A is a cross-sectional view of a cap member C1 according to a seventh modification of the first embodiment, and the difference from FIG. 3 is from the thick frame
図12(b)は、第1実施形態の第8変形例に係るキャップ部材C1の断面図であり、図12(a)との相異点は、第1に、窓材11が、枠体10の枠本体部10bよりも厚いこと、第2に、枠体10の枠本体部10bの内壁面の全面と、これに対向する窓材11の外周面の中間部分との間にのみ接着部材が介在されていることである。このため、接着部材12は、窓材11の縁部まで達していない。本変形例においても窓材11の内側及び外側の縁部が、外周面11cにおいて接着部材12が接着している部分よりも窓材11の厚み方向に突き出ているので、上述のように窓材11の損傷を防止することができる。
FIG. 12B is a cross-sectional view of the cap member C1 according to the eighth modification of the first embodiment. The difference from FIG. 12A is that the
図13は、第1実施形態の第9変形例に係るキャップ部材C1の断面図であり、図12(a)との相異点は、第1に、窓材11の縁部にC面取り加工が施されていることであり、第2に、接着部材12がこの面取り部の中間位置まで届いていることである。
FIG. 13 is a cross-sectional view of a cap member C1 according to a ninth modification of the first embodiment. The difference from FIG. 12A is that first, the edge of the
枠体10には孔の内壁面に突出部がないので、窓材11と接着部材12との接触面積はより増大する。窓材11の下側面11aと上側面11bは、枠体10の下面と上面の面位置とそれぞれ等しく、それぞれ接着部材12の下側面と上側面よりも窓材11の厚み方向に突き出ている。
Since the
窓材11の面取り加工が施された部分の一部が、外周面11cにおいて接着部材12が接着している部分よりも窓材11の厚み方向に突き出ているので、窓材11の下側及び上側の縁部が、外周面11cにおいて接着部材12が接着している部分よりも窓材11の厚み方向に突き出ている。
Since a part of the chamfered portion of the
このように、面取り加工を施すことによって強度を強化した縁部の一部が接着部材12と接する場合はあっても、縁部全域が接着部材12に覆われない構造とすることができる。よって、窓材11へ作用する応力が、面取り加工を施された縁部に集中しないようにすることができるので、窓材11の損傷を防止することができる。
Thus, even if a part of the edge portion whose strength is enhanced by chamfering is in contact with the
図20は、第1実施形態の第10変形例に係るキャップ部材C1の断面図であり、図3との相異点は、キャップ部材C1を構成する窓材11の下側の縁部にC面取り加工が施されていることである。窓材11において、下側の突き出しとして十分な突き出し量を確保できない場合には、高融点硝子を溶融した際に溶融した高融点硝子が窓材11の外周面に沿って下側縁部まで這い上がってしまうことが起こりうる。これでは窓材11が損傷してしまうことになる。そこで、下側の縁部にC面取り加工を施すことで、高融点硝子が溶融した場合でもC面取りと外周面との縁までで高融点硝子の這い上がりを止めることが出来る。したがって、窓材の縁部に応力が集中することがなく窓材の損傷を防ぐことができる。さらに、強度の弱い縁部に面取り加工を施すことによって、窓材11の縁部自体の強度を増加することができる。従って、窓材11の損傷を防止して製造工程においてより簡易に取り扱うことが可能となる。
FIG. 20 is a cross-sectional view of a cap member C1 according to a tenth modification of the first embodiment. The difference from FIG. 3 is that C is formed on the lower edge of the
(第2実施形態)
この第2実施形態は、窓材の下側面及び上側面が凸曲面とされている点において、窓材の下側面及び上側面と外周面との間の縁部が、厚み方向に突き出ているタイプの第1実施形態と相違する。なお、窓材の下側面及び上側面の凸曲面の曲率半径が縁部において相対的に小さくなれば、それは「縁部が突き出ている」のと同等であるから、第1および第2実施形態は互いに他を排除する技術概念ではなく、一つの実施例のキャップ部材が第1および第2実施形態の双方の下位概念となり得ることは当然である。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, the lower and upper side surfaces of the window material protrude in the thickness direction in that the lower and upper surfaces of the window material are convex curved surfaces. This is different from the first embodiment of the type. In addition, if the curvature radius of the convex curved surface of the lower surface and the upper surface of the window material becomes relatively small at the edge, it is equivalent to “the edge protrudes”, so the first and second embodiments. Are not technical concepts that exclude each other, and it is natural that the cap member of one example can be a subordinate concept of both the first and second embodiments.
図14は、第2実施形態に係るキャップ部材C2の断面図であり、図13(a)との相異点は、キャップ部材C2を構成する窓材11の形状及び接着部材12の接着状態である。窓材11は、下側面及び上側面がいずれも凸曲面であり、その曲率半径は中央部分で非常に大きく、外周に近づくにつれて徐々に小さくなり、外周面の手前で最も小さくなっている。接着部材12は、窓材11の外周面の全面において接着しており、その外周面における窓材11の厚さ(外周面の上下方向の幅)と、枠体10の枠本体部10bの厚さは、ほぼ同等になっている。
FIG. 14 is a cross-sectional view of the cap member C2 according to the second embodiment. The difference from FIG. 13A is the shape of the
このように、窓材11の下側面及び上側面が凸曲面であるので、窓材11の縁部の強度が、下側面と上側面が平面である場合と比較して強い。従って、窓材11の外周面における縁部と接着部材12の縁部とが接触している場合であっても、応力の集中を抑えて窓材11の損傷を防止することができる。
Thus, since the lower side surface and upper side surface of the
特に、本実施形態では、窓材11の凸曲面の曲率が外周面に近づくほど小さくされているので、損傷防止の効果に優れており、また、窓材11の凸曲面の中央部分での曲率半径は充分に大きくされているので、不用意にレンズ効果が働くこともない。もちろん、積極的にレンズ効果を利用することは任意であり、それが好ましい用途も多い。
In particular, in the present embodiment, the curvature of the convex curved surface of the
図15は、第2実施形態の変形例に係るキャップ部材C2の断面図であり、図14との相異点は、キャップ部材C2を構成する窓材11の最大の厚さ(中心部分の厚さ)が、枠体10の中で最も肉厚の枠本体部30bの厚さと、ほぼ同等にされていることである。そして、接着部材12は窓材11の外周面の全面に接する一方、枠体10の枠本体部10bについては、その内壁面の中間部分とのみ接している。この変形例も、図14と同様に窓材の損傷防止の効果が高い。
FIG. 15 is a cross-sectional view of a cap member C2 according to a modification of the second embodiment, and the difference from FIG. ) Is substantially the same as the thickness of the thickest frame main body 30b in the
(第3実施形態)
図16は、第3実施形態に係るキャップ部材C3の断面図であり、図15との相異点は、キャップ部材C3を構成する窓材11の形状及び接着部材12の接着状態である。窓材11は、略円板状で、下側面が平面、上側面が凸曲面である。接着部材12は、枠体10の内壁面と窓材11の外周面とに接着して、接着部材12の下側端部は、窓材11の下側の縁部まで達しておらず、外周面の下側部分が露出している。一方、接着部材12の上側端部は、窓材11の上側の縁部まで達しており、外周面の上側部分は接着部材12で被覆されている。
(Third embodiment)
FIG. 16 is a cross-sectional view of the cap member C3 according to the third embodiment. The difference from FIG. 15 is the shape of the
窓材11の上側の縁部は、その上側面が凸曲面であるので、窓材11の下側の縁部よりも強度が強い。窓材11の下側の縁部は、外周面において接着部材12が接着している部分よりも窓材11の厚み方向に突き出ているので、枠体10から接着部材12を介してその縁部に作用する応力を低減することができる。従って、上述のように窓材11の損傷を防止することができる。
The upper edge of the
この第3実施形態は、窓材11の下側面11aが平面であって縁部で突き出る構成とされ、上側面11bが凸曲面とされている点において、いわば第1実施形態と第2実施形態の複合タイプである。したがって、窓材11の下側面11a及び上側面11bのいずれを曲面とするかは適宜選択されることであり、また、窓材11の平面側(下側)の縁部を面取り加工することも可能である。
In the third embodiment, the
(第4実施形態)
第1〜第3実施形態は、枠体の概略形状が平板状ないし平板に類似する形状のものであるが、この実施形態では、枠体が筒状となっている。すなわち、キャップ部材を構成する枠体は、窓材を接着部材を介して保持する枠体部と、この枠体部の外周部分から光半導体素子を固定するための基板の方向に延びる筒状部と、この筒状部から外周側に延びる外周側突出部とを有しており、この外周側突出部の下側の面は光半導体素子を固定するための基板との接着面とされている。この筒状の枠体を含むキャップ部材は、いわゆるフラットパッケージタイプではなく、キャンタイプの光半導体装置に適用される。
(Fourth embodiment)
In the first to third embodiments, the schematic shape of the frame body is a flat plate shape or a shape similar to a flat plate, but in this embodiment, the frame body is cylindrical. That is, the frame constituting the cap member includes a frame portion that holds the window material via the adhesive member, and a cylindrical portion that extends in the direction of the substrate for fixing the optical semiconductor element from the outer peripheral portion of the frame portion. And an outer peripheral side protruding portion extending from the cylindrical portion to the outer peripheral side, and a lower surface of the outer peripheral side protruding portion is an adhesive surface with the substrate for fixing the optical semiconductor element. . The cap member including the cylindrical frame is applied to a can type optical semiconductor device instead of a so-called flat package type.
図17は、第4実施形態に係るキャップ部材C4の斜視図であり、図18は、その縦断面図である。キャップ部材C4は、上側端部が内側に折り曲げられ、下側端部が外側に折り曲げられた略中空円筒形状の枠体20と、枠体20の上側端部に形成された孔の内側に孔を塞ぐように配置された略円板状の透明な窓材11と、窓材11の外周面と孔の内壁面とを接着する接着部材12とを備える。これらキャップ部材C4を構成する部材の材質は、それぞれ上記第1〜第3実施形態に係るキャップ部材の材質と同様である。
FIG. 17 is a perspective view of a cap member C4 according to the fourth embodiment, and FIG. 18 is a longitudinal sectional view thereof. The cap member C4 has a substantially hollow
枠体20は、肉厚が一定の筒体を加工して成形されており、上端側の内側に折り曲げられた部分は窓材を保持する枠体部20aを成し、下端側の外側に折り曲げられた部分は基板に固着するための外周側突出部20cを成し、それらの間の部分は半導体素子を収容する収容空間を形成する筒状部20bを成している。
The
この実施形態においても、窓材11は、互いに平行な下側面(筒の内側の面)及び上側面と、その両面に垂直な外周面からなる円板である。窓材11の外周面の上側部分と枠体部20aにおける孔の内壁面の上側部分とが隙間を有して対向し、窓材11の上側の縁が枠体20における孔の内壁面の縁よりも突き出ないように配置されている。
Also in this embodiment, the
接着部材12は、筒状部20bの上部の内面と枠体部20aの下側の面と、窓材11の外周面とに接着されている。このようにすることによって、接着部材12の上側(光半導体装置の外側)面を、枠体20の枠体部20aによって覆い保護することができる。
The
接着部材12は、窓材11の外周面における内側及び外側の縁部まで達していない。窓材11の下側面及び上側面と外周面との間の縁部が、窓材11の外周面において接着部材12が接着している部分よりも窓材11の厚み方向に突き出ている。このように窓材11の縁部が接着部材12と接触しない構造とすることができるので、枠体20から接着部材12を介して窓材11へ作用する応力が、縁部に集中しないようにすることができ、窓材11の損傷を防止することができる。
The
図19(a)は、第4実施形態の第1変形例に係るキャップ部材C4の断面図であり、図18との相異点は、枠体部20aの内壁面の下側部分が切り欠かれて内周方向に延びる凹部が形成され、この凹部に接着部材12が位置していることである。この変形例においても、接着部材12は、窓材11の外周面における内側及び外側の縁部まで達していない。窓材11の下側面及び上側面と外周面との間の縁部が、窓材11の外周面において接着部材12が接着している部分よりも窓材11の厚み方向に突き出ているので、窓材11の損傷を防止することができる。
FIG. 19A is a cross-sectional view of a cap member C4 according to a first modification of the fourth embodiment. The difference from FIG. 18 is that the lower portion of the inner wall surface of the
図19(b)は、第4実施形態の第2変形例に係るキャップ部材C4の断面図であり、図18との相異点は、枠体部20aの内壁面の下側部分が切り欠かれて内周方向に延びる凹部が形成され、この凹部に窓材11の上側外周端部が位置していることである。接着剤12は、この凹部には充填されず、筒状部20bの上部の内面と枠体部20aの下側の面と、窓材11の外周面とに接着されている。
FIG. 19B is a cross-sectional view of the cap member C4 according to the second modification of the fourth embodiment. The difference from FIG. 18 is that the lower portion of the inner wall surface of the
これによって、接着部材12の外側面を、枠体部20aによって覆い保護する。また、窓材11の下側面及び上側面と外周面との間の縁部が、窓材11の外周面において接着部材12が接着している部分よりも窓材11の厚み方向に突き出ているので、窓材11の損傷を防止することができる。
Thus, the outer surface of the
なお、図19(b)では凹部に位置する窓材11の外周端部の上面が凹部の下面と接することなく、一定の間隙を持つ配置となっているが、窓材11の外周端部の上面が凹部の下面において枠体部20aに接触する構成でも良い。また、接触させた態様において、枠体部20aの下側面に更にもう一段の凹部を形成し、ここに接着剤12が溜まるようにしても良い。
In FIG. 19B, the upper surface of the outer peripheral end portion of the
図19(c)は、第4実施形態の第3変形例に係るキャップ部材C4の断面図であり、図19(b)との相異点は、枠体部20aの内壁面の下側部分の凹部が深くなり、その分だけ枠体部20aの上面が突出するように成形されていることである。このようにすれば、
枠体部20aの厚さを均一にすることができる。
FIG. 19C is a cross-sectional view of a cap member C4 according to a third modification of the fourth embodiment. The difference from FIG. 19B is the lower portion of the inner wall surface of the
The thickness of the
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、光半導体装置OS1、OS2は、光半導体素子2としてフォトダイオードである光検出素子を備える光検出装置であるとしたが、光半導体装置は、光半導体素子として半導体レーザ又は発光ダイオードである半導体発光素子を備えて、発光装置として機能させてもよい。また、これらに限られることなく、発光装置及び光検出素子として機能する他の構成の光半導体装置にも本発明を適用することができる。
The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, although the optical semiconductor devices OS1 and OS2 are optical detection devices including a photodetection element that is a photodiode as the
OS1…光半導体装置、C1…キャップ部材、1…基板、2…光半導体素子、3…ロウ材、4…Auワイヤ、5…ロウ材、10…枠体、10a…内周側突出部、10b…枠本体部、10c…外周側突出部、10d…下側内壁面、10e…上側内壁面、11…窓材、11a…下側面、11b…上側面、11c…外周面、12…接着部材。
OS1 ... optical semiconductor device, C1 ... cap member, 1 ... substrate, 2 ... optical semiconductor element, 3 ... brazing material, 4 ... Au wire, 5 ... brazing material, 10 ... frame body, 10a ... inner peripheral side protruding portion, 10b ... Frame main body part, 10c ... Outer peripheral side protruding part, 10d ... Lower inner wall surface, 10e ... Upper inner wall surface, 11 ... Window material, 11a ... Lower side surface, 11b ... Upper side surface, 11c ... Outer surface, 12 ... Adhesive member.
Claims (7)
環状の枠体と、
前記枠体の孔を塞ぐように前記孔の内側に配置された透明な窓材と、
前記孔の内壁面と前記窓材の外周面との間に位置し、これらを接着する接着部材と、
を備え、
前記枠体の熱膨張率が、前記窓材と前記接着部材との熱膨張率よりも大きく、
前記窓材の下側面及び上側面と外周面との間の縁部が、前記窓材の外周面において前記接着部材が接着している部分よりも前記窓材の厚み方向に突き出ており、
前記枠体は、肉厚の枠本体部と、この枠本体部から内周方向に延びる肉薄かつフランジ形状の内周側突出部とを有し、
前記内周側突出部の下側の面は前記接着部材と接するとともに、前記枠体の下側内壁面と、前記窓材の外周面と、前記内周側突出部の下側の面とによって形成される窪みに、前記接着部材が充填されるようにして硬化されている
ことを特徴とするキャップ部材。 An optical semiconductor device cap member in which an optical semiconductor element is sealed,
An annular frame;
A transparent window material disposed inside the hole so as to close the hole of the frame,
Located between the inner wall surface of the hole and the outer peripheral surface of the window material, an adhesive member that bonds them,
With
The thermal expansion coefficient of the frame body is larger than the thermal expansion coefficient between the window material and the adhesive member,
The edge between the lower and upper side surfaces of the window material and the outer peripheral surface protrudes in the thickness direction of the window material from the portion where the adhesive member is bonded on the outer peripheral surface of the window material ,
The frame body has a thick frame main body portion, and a thin and flange-shaped inner peripheral side protruding portion extending in an inner peripheral direction from the frame main body portion,
The lower surface of the inner peripheral protruding portion is in contact with the adhesive member, and the lower inner wall surface of the frame, the outer peripheral surface of the window member, and the lower surface of the inner peripheral protruding portion. A cap member , wherein the formed depression is hardened so as to be filled with the adhesive member.
当該面取り加工が施された部分の少なくとも一部が、前記窓材の外周面において前記接着部材が接着している部分よりも前記窓材の厚み方向に突き出ることによって、面取り加工を施された前記縁部が、前記外周面において前記接着部材が接着している部分よりも前記窓材の厚み方向に突き出ている
ことを特徴とする請求項1に記載のキャップ部材。 Chamfering is performed on the edge portion of at least one of the lower surface and the upper surface of the window material,
At least a part of the chamfered portion is chamfered by protruding in the thickness direction of the window material from a portion where the adhesive member is bonded to the outer peripheral surface of the window material. The cap member according to claim 1, wherein an edge portion protrudes in a thickness direction of the window material from a portion where the adhesive member is bonded to the outer peripheral surface.
この外周側突出部の下側の面は前記光半導体素子を固定するための基板との接着面とされている
ことを特徴とする請求項1または2に記載のキャップ部材。 The frame body has a thin and flange-shaped outer peripheral side protruding portion extending in an outer peripheral direction from the frame main body portion,
3. The cap member according to claim 1, wherein a lower surface of the outer peripheral protruding portion is an adhesive surface with a substrate for fixing the optical semiconductor element.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のキャップ部材。 The said window material is comprised with quartz glass, and the said adhesive member is comprised with high melting glass. The cap member of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のキャップ部材。 The said window material is comprised with quartz glass, and the said frame is comprised with the Kovar alloy. The cap member of any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項5に記載のキャップ部材。 The cap member according to claim 5 , wherein the frame is configured by covering a Kovar alloy with a nickel layer.
前記光半導体素子が固定された基板と、
前記基板に接着されて前記光半導体素子を覆う請求項1〜6のいずれか1項に記載のキャップ部材と
を備えることを特徴とする光半導体装置。 An optical semiconductor element;
A substrate on which the optical semiconductor element is fixed;
An optical semiconductor device comprising: the cap member according to any one of claims 1 to 6 which is bonded to the substrate and covers the optical semiconductor element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005077857A JP5000096B2 (en) | 2005-03-17 | 2005-03-17 | Cap member and optical semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005077857A JP5000096B2 (en) | 2005-03-17 | 2005-03-17 | Cap member and optical semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006261442A JP2006261442A (en) | 2006-09-28 |
JP5000096B2 true JP5000096B2 (en) | 2012-08-15 |
Family
ID=37100335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005077857A Expired - Fee Related JP5000096B2 (en) | 2005-03-17 | 2005-03-17 | Cap member and optical semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5000096B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101716919B1 (en) | 2009-07-30 | 2017-03-15 | 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 | Light emitting device and method for manufacturing same |
JP6788224B2 (en) * | 2016-11-02 | 2020-11-25 | 日本電気硝子株式会社 | Optical cap parts |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02187075A (en) * | 1989-01-13 | 1990-07-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical semiconductor device |
JP4077108B2 (en) * | 1999-03-29 | 2008-04-16 | 浜松ホトニクス株式会社 | Semiconductor device |
JP2003163382A (en) * | 2001-11-29 | 2003-06-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Package for photodetector or light emitting element |
JP2004127952A (en) * | 2002-07-29 | 2004-04-22 | Kyocera Corp | Package for infrared sensor element, and infrared sensor |
JP2005235857A (en) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Hamamatsu Photonics Kk | Optical semiconductor device |
JP2005235864A (en) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Hamamatsu Photonics Kk | Optical semiconductor device |
-
2005
- 2005-03-17 JP JP2005077857A patent/JP5000096B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006261442A (en) | 2006-09-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6571466B1 (en) | Flip chip image sensor package fabrication method | |
US7164199B2 (en) | Device packages with low stress assembly process | |
US7968980B2 (en) | Support member for mounting a semiconductor device, conductive materials, and its manufacturing method | |
JP3940423B1 (en) | Functional element mounting module and manufacturing method thereof | |
JP2012515441A (en) | Optoelectronic device manufacturing method and optoelectronic device | |
JP2007206336A (en) | Optical module and manufacturing method thereof | |
JP2007305736A (en) | Manufacturing method of optical module | |
JP5900006B2 (en) | Electronic device sealing method | |
JP2005235864A (en) | Optical semiconductor device | |
JP5000096B2 (en) | Cap member and optical semiconductor device | |
JP7306831B2 (en) | Stems for semiconductor packages, semiconductor packages | |
JP2022543633A (en) | Hermetically sealed glass package | |
JP2009111205A (en) | Hollow package, manufacturing method thereof, assembling method thereof, and photographing device | |
JP2006145610A (en) | Package for housing optical component | |
JPS58127474A (en) | Silid state image pickup device | |
JP2005235857A (en) | Optical semiconductor device | |
JP2005191313A (en) | Lid and package for optical semiconductor element housing using the same | |
US20050269710A1 (en) | Semiconductor package and packaging method using flip-chip bonding technology | |
JP2021193715A (en) | Semiconductor light emitting device | |
JP4429115B2 (en) | Lid and optical element storage package using the same | |
JP4693684B2 (en) | Semiconductor submodule | |
JPS6381995A (en) | Opto-electronic device and manufacture thereof | |
JP2020113610A (en) | Protective cover | |
JP2007067788A (en) | Piezoelectric device | |
JP2005116996A (en) | Cap member and optical semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080222 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100817 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110719 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110916 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120515 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120516 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150525 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |