JP5121421B2 - Optical semiconductor device package and optical semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体レーザ素子等の光半導体素子を搭載する光半導体素子用パッケージおよびこの光半導体素子用パッケージを用いた光半導体装置に関する。 The present invention relates to an optical semiconductor element package on which an optical semiconductor element such as a semiconductor laser element is mounted, and an optical semiconductor device using the optical semiconductor element package.
光ディスク装置あるいは光通信装置においては、レーザ光源として、信号用のリードピンと接地用のリードピンが取り付けられたステムに半導体レーザ素子を搭載し、光透過窓を備えたキャップをステムに封着して形成した光半導体装置が使用されてきた。ステムにキャップを封着しているのは、半導体レーザ素子を保護して安定した発光ができるようにしたものである。
しかしながら、近年は、外的な環境によって大きく影響されることなく安定して発光する半導体レーザ素子が提供されるようになってきたことから、安定発光が可能な半導体レーザ素子を搭載する光半導体装置においては、キャップ封止を省略して、ステムに半導体レーザ素子を搭載した状態で製品として提供されるようになってきている。
However, in recent years, since semiconductor laser elements that emit light stably without being greatly affected by an external environment have been provided, an optical semiconductor device equipped with a semiconductor laser element capable of stable light emission is provided. However, the cap sealing is omitted and the semiconductor laser element is mounted on the stem as a product.
ステムに半導体レーザ素子を搭載し、キャップ封止を省略した形態の光半導体装置は、部品点数を少なくすることができ、製品がコンパクトに形成され、製造コストを低減できるという利点を有している。
ところで、光半導体装置に従来使用されているステムは、半導体レーザ素子からの放熱を考慮して、銅等の金属材をプレス加工して半導体レーザ素子を搭載する部位をブロック状の放熱部に形成し、あるいは比較的肉厚の金属材を使用してステムの放熱性を向上させるようにしている。
しかしながら、金属材をプレス加工して放熱用のブロック部を形成したり、肉厚の金属材を使用してステムを形成したりすることは、プレス加工性が悪いという問題と、コスト的に不利であるという問題があった。
An optical semiconductor device in which a semiconductor laser element is mounted on a stem and cap sealing is omitted has the advantage that the number of parts can be reduced, the product can be formed compactly, and the manufacturing cost can be reduced. .
By the way, the stem conventionally used in the optical semiconductor device is formed with a block-shaped heat radiation portion where the semiconductor laser element is mounted by pressing a metal material such as copper in consideration of heat radiation from the semiconductor laser element. Alternatively, the heat dissipation of the stem is improved by using a relatively thick metal material.
However, pressing a metal material to form a heat dissipation block or forming a stem using a thick metal material is disadvantageous in terms of press workability and disadvantageous in terms of cost. There was a problem of being.
本発明は、これらの課題を解決すべくなされたものであり、光半導体素子を搭載するステムを容易に加工することができ、量産性に優れ、製造コストをさらに低減することができる光半導体素子用パッケージおよび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 to solve these problems, and an optical semiconductor element capable of easily processing a stem on which an optical semiconductor element is mounted, excellent in mass productivity, and further reducing manufacturing costs. It is an object to provide a package for use and an optical semiconductor device.
上記目的を達成するために、本発明は次の構成を備える。
すなわち、本発明に係る一光半導体素子用パッケージは、フランジ部と、前記フランジ部に一体にフランジ部から起立して形成されたキャップ部とからなるステム本体と、前記ステム本体に取り付けられたリードとを備え、前記フランジ部とキャップ部とは、金属板をプレス加工して一体に形成され、前記キャップ部は、背面を構成する素子搭載壁部と、側壁と、光半導体素子からの放射光を通過させる貫通孔が形成された天板部とから、前面が開放された形態に構成され、前記リードは、前記素子搭載壁部の内面に一端側が接合され、他端が前記キャップ部の開口する底部から延出して取り付けられていることを特徴とする。リードはステム本体とは別体に形成されてステム本体に取り付けられる。
In order to achieve the above object, the present invention comprises the following arrangement.
That is, the package for one optical semiconductor device according to the present invention includes a stem body including a flange portion, a cap portion that is integrally formed with the flange portion and raised from the flange portion, and a lead attached to the stem body. The flange portion and the cap portion are integrally formed by pressing a metal plate, and the cap portion includes an element mounting wall portion that constitutes a back surface, a side wall, and radiation light from the optical semiconductor element. And a top plate part formed with a through-hole through which the lead is passed, the front surface is configured to be open, and the lead is joined at one end side to the inner surface of the element mounting wall part and the other end is an opening of the cap part. It extends from the bottom part which attaches, It is characterized by the above-mentioned. The lead is formed separately from the stem body and attached to the stem body.
また、前記フランジ部は、円形フランジの一部を切除した形態に形成されていること、また、前記フランジ部は、円形フランジを２本の平行な直線によって切除し、両短辺が前記円形フランジの外形線上に位置する、平面形状が長方形状に形成されていることにより、小型化が可能となり、円形フランジを備えた従来の光半導体素子用パッケージと同様の方法によって電子機器に装着することができる。
また、前記フランジ部は、前記キャップ部の前面側が切除して形成されていることにより、素子搭載壁部にリードを取り付ける操作および光半導体素子とリードとをワイヤボンディングによって接続する操作を簡単に行うことができる。
また、前記フランジ部の短辺上に、位置決めピンが係合してフランジ部を位置決めする切欠が設けられていることにより、電子機器に光半導体装置を搭載する際に、容易に位置決めして搭載することができる。
Further, the flange portion, it is formed into a form excised portion of a circular flange, also the flange portion is excised by parallel two straight lines a circular flange, both short sides said circular flange Since the planar shape located on the outer shape line is formed into a rectangular shape, it is possible to reduce the size and attach it to an electronic device by the same method as a conventional package for an optical semiconductor element having a circular flange. it can.
Further, since the flange portion is formed by cutting the front side of the cap portion, an operation of attaching a lead to the element mounting wall portion and an operation of connecting the optical semiconductor element and the lead by wire bonding are easily performed. be able to.
In addition, a notch for positioning the flange portion by engaging the positioning pin is provided on the short side of the flange portion, so that the optical semiconductor device can be easily positioned and mounted on the electronic device. can do.
また、前記キャップ部が、平面形状が長方形に形成されていること、前記キャップ部が、平面形状が長方形状に形成されたフランジ部の長手方向を長手とする、平面形状が長方形に形成されていることによって、光半導体素子用パッケージの小型化を図ることができる。 Further, the cap portion is formed in a rectangular shape in plan view, and the cap portion is formed in a rectangular shape in plan view with the longitudinal direction of the flange portion formed in a rectangular shape in plan view as the longitudinal direction. Therefore, the package for the optical semiconductor element can be reduced in size.
前記リードは、前記素子搭載壁部の内面に一端側が接合され、他端が前記キャップ部の開口する底部から延出して取り付けられた構成とすることによって、光半導体素子用パッケージの組み立てを容易にすることができる。
また、本発明に係る他の光半導体素子用パッケージは、フランジ部と、前記フランジ部に一体にフランジ部から起立して形成されたキャップ部とからなるステム本体と、前記ステム本体に取り付けられたリードとを備え、前記フランジ部とキャップ部とは、金属板をプレス加工して一体に形成され、前記キャップ部は、背面を構成する素子搭載壁部と、側壁と、光半導体素子からの放射光を通過させる貫通孔が形成された天板部とから、前面が開放された形態に構成され、前記リードは、樹脂成形部と前記リードとが一体に樹脂成形された樹脂成形リードとして形成され、前記樹脂成形リードの上半部には、前記キャップ部の底部に開口する開口部から前記キャップ部に嵌入される嵌入部と、前記嵌入部を前記キャップ部に嵌入し、前記フランジ部との連結部分である前記キャップの底部の開口部の内縁に係止した状態で、前記樹脂成形リードを抜け止めする係止突部が設けられ、前記樹脂成形リードの下半部には、前記フランジ部から下方に延出する接続部が設けられ、前記嵌入部および前記接続部のそれぞれでは、前記リードの一端および他端が前記樹脂成形部から露出し、前記嵌入部には光半導体素子を前記素子搭載壁部に接合するための開口が設けられ、前記嵌入部を前記キャップ部に嵌入して前記樹脂成形リードが前記ステム本体に取り付けられていることを特徴とする。これによって、光半導体素子用パッケージの組み立てが容易で、かつリードの取り付け位置を精度よく設定することができる。
Before SL lead, one end of which is joined to the inner surface of the element mounting wall portion, by a structure which is attached extending from the bottom and the other end is open in the cap portion, facilitate assembly of the optical semiconductor element package Can be.
Further, another package for an optical semiconductor element according to the present invention is attached to the stem body, and a stem body including a flange portion, a cap portion formed integrally with the flange portion and rising from the flange portion. The flange portion and the cap portion are integrally formed by pressing a metal plate, and the cap portion includes an element mounting wall portion that constitutes a back surface, a side wall, and radiation from the optical semiconductor element. The lead plate is formed in a form in which a front surface is opened from a top plate portion in which a through-hole for allowing light to pass is formed, and the lead is formed as a resin-molded lead in which the resin-molded portion and the lead are integrally molded with resin. The upper half of the resin-molded lead is inserted into the cap portion from the opening that opens at the bottom of the cap portion, and the insertion portion is inserted into the cap portion. A locking projection is provided to prevent the resin molded lead from coming off while being locked to the inner edge of the opening at the bottom of the cap, which is a connecting portion to the bottom of the cap. A connecting portion extending downward from the flange portion is provided, and in each of the fitting portion and the connecting portion, one end and the other end of the lead are exposed from the resin molding portion, and an optical semiconductor is provided in the fitting portion. An opening for joining an element to the element mounting wall portion is provided, and the resin-molded lead is attached to the stem body by fitting the fitting portion into the cap portion. As a result , the assembly of the optical semiconductor element package is easy, and the lead attachment position can be set with high accuracy.
また、前記光半導体素子用パッケージの素子搭載壁部に光半導体素子を接合して取り付け、該光半導体素子と前記リードとをワイヤボンディングによって電気的に接続することにより、容易に光半導体装置として提供することができる。 Also, an optical semiconductor device can be easily provided as an optical semiconductor device by bonding an optical semiconductor device to the device mounting wall of the optical semiconductor device package and electrically connecting the optical semiconductor device and the lead by wire bonding. can do.
本発明に係る光半導体素子用パッケージおよび光半導体装置によれば、フランジ部とキャップ部とを金属板をプレス加工して一体形成することによって、ステム本体を容易に製造することができ、光半導体素子用パッケージの製造コストを低減させることができる。また、キャップ部の前面を開放し、キャップ部の裏面に素子搭載壁部を形成したことによって、半導体レーザ素子等の光半導体素子の搭載を容易にし、またリードを素子搭載壁部に接合する等の組み立てを容易にすることができる。 According to the optical semiconductor device package and the optical semiconductor device according to the present invention, the stem body can be easily manufactured by integrally forming the flange portion and the cap portion by pressing the metal plate. The manufacturing cost of the device package can be reduced. In addition, by opening the front surface of the cap portion and forming an element mounting wall portion on the back surface of the cap portion, it is easy to mount an optical semiconductor element such as a semiconductor laser element, and a lead is joined to the element mounting wall section. Can be easily assembled.
（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係る光半導体素子用パッケージの第１の実施の形態の構成を示す斜視図である。
この光半導体素子用パッケージ１０は、光半導体装置を電子機器等に取り付ける際に用いられるフランジ部１２と、フランジ部１２から起立して設けられたキャップ部１４とからなるステム本体と、キャップ部１４の素子搭載壁部１４ａの内面に取り付けられた３本のリード１５、１６、１７とからなる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a first embodiment of an optical semiconductor device package according to the present invention.
The optical semiconductor element package 10 includes a stem main body including a flange portion 12 used when the optical semiconductor device is attached to an electronic device and the like, a cap portion 14 provided upright from the flange portion 12, and a cap portion 14. It consists of three leads 15, 16, and 17 attached to the inner surface of the element mounting wall portion 14a.
図２に、光半導体素子用パッケージ１０の平面図と断面図（Ａ−Ａ線断面図）を示す。なお、図２では、リード１５、１６、１７を省略したステム本体の構成を示す。
フランジ部１２は、平面形状が全体として長方形状に形成され、フランジ部１２の短辺１２ａの外側面は、従来の円形のフランジ部を備えるステムにおけるフランジ部の外径と同一径の円弧面に形成される。すなわち、フランジ部１２の外形は、従来の円形フランジを備えたステムの円形フランジを２本の平行な直線によって切除した形態に形成され、短辺１２ａは円形フランジの外形線上に位置している。
短辺１２ａの中途位置には、光半導体装置を取り付ける際に光半導体装置を位置決めするための切欠１２ｂが設けられている。
In FIG. 2, the top view and sectional drawing (AA sectional view taken on the line AA) of the package 10 for optical semiconductor elements are shown. FIG. 2 shows the configuration of the stem body in which the leads 15, 16, and 17 are omitted.
The flange portion 12 is formed in a rectangular shape as a whole in plan view, and the outer surface of the short side 12a of the flange portion 12 is an arc surface having the same diameter as the outer diameter of the flange portion in a stem having a conventional circular flange portion. It is formed. That is, the outer shape of the flange portion 12 is formed in a form in which a circular flange of a stem having a conventional circular flange is cut by two parallel straight lines, and the short side 12a is located on the outer shape line of the circular flange.
A cutout 12b for positioning the optical semiconductor device when the optical semiconductor device is attached is provided in the middle of the short side 12a.
光半導体装置を取り付ける電子機器側には、従来構造のステムにおいても、ステムのフランジ部を取り付ける位置があらかじめ設定され、フランジ部に設けられた切欠に係合して位置決めする位置決めピンが設けられている。本実施形態においても、フランジ部１２に形成された切欠１２ｂに位置決めピンが係合することにより、フランジ部１２の取り付け位置が規定され、光半導体装置が周方向（回転方向）に位置決めされる。
光半導体素子用パッケージ１０において、フランジ部１２の短辺１２ａの外側面（外形形状）を、従来のステムのフランジ部の外形形状と一致させるようにしているのは、従来の円形のフランジ部を備えるステムを取り付ける方法を変えることなく、いいかえれば機器側の設定を変えることなく、光半導体装置を取り付けられるようにするためである。
The position where the flange portion of the stem is attached is set in advance on the electronic device side to which the optical semiconductor device is attached, and a positioning pin for engaging and positioning the notch provided in the flange portion is provided. Yes. Also in this embodiment, when the positioning pin is engaged with the notch 12b formed in the flange portion 12, the mounting position of the flange portion 12 is defined, and the optical semiconductor device is positioned in the circumferential direction (rotation direction).
In the optical semiconductor element package 10, the outer side surface (outer shape) of the short side 12 a of the flange portion 12 is made to coincide with the outer shape of the flange portion of the conventional stem. This is because the optical semiconductor device can be attached without changing the method of attaching the provided stem, in other words, without changing the setting on the device side.
図１に示すように、キャップ部１４は、背面を構成する素子搭載壁部１４ａと、側壁１４ｂ、１４ｂと、天板部１４ｃとから構成され、キャップ部１４の前面は全面が開放されている。天板部１４ｃにはレーザ光を通過させる貫通孔１４ｄが設けられる。
キャップ部１４は、フランジ部１２の長辺と長手方向が平行となる平面形状が長方形状に形成される。貫通孔１４ｄは、天板部１４ｃと長手方向が平行となる長方形に開口する。
As shown in FIG. 1, the cap part 14 is comprised from the element mounting wall part 14a which comprises a back surface, side wall 14b, 14b, and the top-plate part 14c, and the front surface of the cap part 14 is open | released entirely. . The top plate portion 14c is provided with a through hole 14d through which laser light passes.
The cap part 14 is formed in a rectangular planar shape in which the long side of the flange part 12 is parallel to the longitudinal direction. The through hole 14d opens in a rectangle whose longitudinal direction is parallel to the top plate portion 14c.
光半導体素子用パッケージ１０は、半導体レーザ素子をキャップ部１４の素子搭載壁部１４ａに搭載した状態で、半導体レーザ素子から放射されるレーザ光が、光半導体素子用パッケージ１０の中心位置から放射されるように設定される。
図２は、キャップ部１４の素子搭載壁部１４ａの内面位置が、光半導体素子用パッケージ１０の中心（切欠１２ｂ、１２ｂを結ぶ線と径線とが交差する位置が光半導体素子用パッケージ１０の中心）から距離Ｄ偏位して配置され、素子搭載壁部１４ａに半導体レーザ素子を搭載した際に、光半導体素子用パッケージ１０の中心からレーザ光が放射されるように構成されていることを示す。
本実施形態では、素子搭載壁部１４ａが光半導体素子用パッケージ１０の中心から０．３ｍｍ偏位するように設定している。
In the optical semiconductor element package 10, laser light emitted from the semiconductor laser element is emitted from the center position of the optical semiconductor element package 10 in a state where the semiconductor laser element is mounted on the element mounting wall portion 14 a of the cap portion 14. Is set to
2 shows that the inner surface position of the element mounting wall portion 14a of the cap portion 14 is the center of the optical semiconductor element package 10 (the position where the line connecting the notches 12b and 12b and the radial line intersect each other is the position of the optical semiconductor element package 10). It is arranged so that the laser beam is emitted from the center of the optical semiconductor device package 10 when the semiconductor laser device is mounted on the device mounting wall portion 14a. Show.
In the present embodiment, the element mounting wall portion 14 a is set to deviate 0.3 mm from the center of the optical semiconductor element package 10.
図１に示すように、キャップ部１４とフランジ部１２との連結部分であるキャップ部１４の底部はキャップ部１４の平面形状と同形の矩形状に開口する開口部１２ｃとなる。キャップ部１４は、開口部１２ｃの縁部から素子搭載壁部１４ａおよび側壁１４ｂが、フランジ部１２と一体に起立した形態に形成される。 As shown in FIG. 1, the bottom portion of the cap portion 14, which is a connecting portion between the cap portion 14 and the flange portion 12, becomes an opening portion 12 c that opens in a rectangular shape that is the same shape as the planar shape of the cap portion 14. The cap portion 14 is formed such that the element mounting wall portion 14a and the side wall 14b stand up together with the flange portion 12 from the edge portion of the opening portion 12c.
リード１５、１６、１７は、素子搭載壁部１４ａの内面に接合して取り付けられている。リード１５、１６は信号用のリードであり、リード１７は接地用のリードである。リード１５、１６、１７は電気的絶縁性を有する接着フィルム１８を介して素子搭載壁部１４ａに接合される。接着フィルム１８はリード１５、１６、１７を素子搭載壁部１４ａに電気的に絶縁して接合するために用いている。接着フィルム１８のかわりに、電気的絶縁性を有する樹脂接着剤等を用いてリード１５、１６、１７を接合することもできる。 The leads 15, 16, and 17 are attached to the inner surface of the element mounting wall portion 14a by bonding. Leads 15 and 16 are signal leads, and lead 17 is a ground lead. The leads 15, 16, and 17 are joined to the element mounting wall portion 14a through an adhesive film 18 having electrical insulation. The adhesive film 18 is used for electrically insulating and joining the leads 15, 16, and 17 to the element mounting wall portion 14a. Instead of the adhesive film 18, the leads 15, 16, and 17 can be bonded using a resin adhesive having electrical insulation.
リード１５、１６、１７は、上端（一端）が素子搭載壁部１４ａの高さ方向の中途位置に位置し、下端（他端）がフランジ部１２から延出するように素子搭載壁部１４ａに接合して取り付ける。
本実施形態においては、リード１５、１６、１７を素子搭載壁部１４ａの内面に接着して取り付けから、従来のリードをステムの貫通孔に挿通してガラス封止する方法と比較して、はるかに容易にリードを取り付けることができる。
The leads 15, 16, and 17 are arranged on the element mounting wall portion 14 a so that the upper ends (one end) are located in the middle of the height direction of the element mounting wall portion 14 a and the lower ends (other end) extend from the flange portion 12. Join and install.
In the present embodiment, the leads 15, 16, and 17 are attached to the inner surface of the element mounting wall portion 14a, and then compared with the conventional method of inserting the lead into the through hole of the stem and sealing with glass. The lead can be easily attached to.
本実施形態の光半導体素子用パッケージ１０は、金属の薄板をプレス加工して形成される。すなわち、金属の薄板をしぼり加工することによって、金属の薄板から立ち上げるようにしてキャップ部１４を形成する。金属の平板からキャップ部１４を立ち上げて形成する方法は、従来の光半導体装置に用いられているキャップを加工する方法と基本的に変わらない。薄い金属板をプレス加工することにより、加工が容易で量産性に優れ、材料コストを抑えることが可能となる。とくに、フランジ部１２を長方形状としたことで、円形フランジとした場合と比較して材料を節約することが可能となる。 The optical semiconductor element package 10 of this embodiment is formed by pressing a metal thin plate. That is, the cap part 14 is formed so as to rise from the metal thin plate by squeezing the metal thin plate. The method of forming the cap portion 14 from a metal flat plate is basically the same as the method of processing a cap used in a conventional optical semiconductor device. By pressing a thin metal plate, it is easy to process, has excellent mass productivity, and can reduce the material cost. In particular, since the flange portion 12 has a rectangular shape, it is possible to save material as compared with the case of a circular flange.
光半導体素子用パッケージ１０を形成する金属板としては、鉄−ニッケル合金、鉄、鉄−コバルト合金、銅等の適宜金属材を使用することができる。鉄−ニッケル合金は加工性の点、比較的硬度が高く、所要の成形精度が得られるという利点がある。
本実施形態では、キャップ部１４を素子搭載壁部１４ａと側壁１４ｂと天板部１４ｃの三方から囲む形態としたことによって、キャップ部１４の保形性を確保することができ、キャップ部１４の成形精度を向上させることが可能となっている。
As a metal plate forming the optical semiconductor element package 10, an appropriate metal material such as iron-nickel alloy, iron, iron-cobalt alloy, or copper can be used. The iron-nickel alloy has the advantages of high workability and relatively high hardness, and the required forming accuracy can be obtained.
In the present embodiment, the cap portion 14 is surrounded from three sides of the element mounting wall portion 14a, the side wall 14b, and the top plate portion 14c, so that the shape retention of the cap portion 14 can be ensured, and the cap portion 14 Molding accuracy can be improved.
また、本実施形態の光半導体素子用パッケージ１０はフランジ部１２が平面形状で長方形に形成され、キャップ部１４も平面形状で長方形に形成されていることで、光半導体素子用パッケージ１０の小型化を効果的に図ることが可能となる。
また、キャップ部１４の前面は開放されているが、素子搭載壁部１４ａの内面に光半導体素子を搭載することにより、天板部１４ｃ、側壁１４ｂ、素子搭載壁部１４ａによって光半導体素子が包囲されることによって光半導体素子が保護される。
Further, the optical semiconductor element package 10 of the present embodiment has a flange portion 12 formed in a rectangular shape with a planar shape, and the cap portion 14 is also formed in a rectangular shape with a planar shape, thereby reducing the size of the optical semiconductor element package 10. Can be effectively achieved.
Although the front surface of the cap portion 14 is open, by mounting the optical semiconductor element on the inner surface of the element mounting wall portion 14a, the optical semiconductor element is surrounded by the top plate portion 14c, the side wall 14b, and the element mounting wall portion 14a. As a result, the optical semiconductor element is protected.
図３は、上述した光半導体素子用パッケージ１０に光半導体素子として半導体レーザ素子２０を搭載して形成した光半導体装置２２の構成を示す斜視図である。
半導体レーザ素子２０は、非導電性あるいは導電性接着剤を用いて素子搭載壁部１４ａの内面に接合して取り付ける。
半導体レーザ素子２０を素子搭載壁部１４ａに接合した後、半導体レーザ素子２０と信号用のリード１５、１６とをワイヤボンディングし、素子搭載壁部１４ａと接地用のリード１７とをワイヤボンディングすることによって光半導体装置２２が形成される。光半導体素子用パッケージ１０は、キャップ部１４の前面が大きく開放しているから、半導体レーザ素子２０とリード１５、１６とをワイヤボンディングし、素子搭載壁部１４ａとリード１７とをワイヤボンディングする操作が妨げられることはない。
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of an optical semiconductor device 22 formed by mounting a semiconductor laser element 20 as an optical semiconductor element on the optical semiconductor element package 10 described above.
The semiconductor laser element 20 is attached to the inner surface of the element mounting wall portion 14a by using a nonconductive or conductive adhesive.
After the semiconductor laser element 20 is bonded to the element mounting wall portion 14a, the semiconductor laser element 20 and the signal leads 15 and 16 are wire-bonded, and the element mounting wall portion 14a and the ground lead 17 are wire-bonded. Thus, the optical semiconductor device 22 is formed. Since the front surface of the cap part 14 of the optical semiconductor element package 10 is largely open, the semiconductor laser element 20 and the leads 15 and 16 are wire-bonded, and the element mounting wall part 14a and the lead 17 are wire-bonded. Will not be disturbed.
この光半導体装置２２では、信号用のリード１５、１６を介して半導体レーザ素子２０が駆動され、レーザ光がキャップ部１４の貫通孔１４ｄから放射される。前述したように、素子搭載壁部１４ａおよび貫通孔１４ｄは、半導体レーザ素子２０から放射されるレーザ光が天板部１４ｃによって遮られないように位置設定されており、光半導体素子用パッケージ１０の中心位置からレーザ光が放射される。
また、光半導体装置２２における半導体レーザ素子２０の放熱性については、素子搭載壁部１４ａが比較的広い面積に形成されていることによって一定程度確保することができる。
光半導体装置２２を電子機器に装着する際は、フランジ部１２に設けられた切欠１２ｂに位置決めピンを係合させることによって光半導体装置２２を位置決めして取り付けることができる。
In this optical semiconductor device 22, the semiconductor laser element 20 is driven through the signal leads 15 and 16, and the laser light is emitted from the through hole 14 d of the cap portion 14. As described above, the element mounting wall portion 14a and the through hole 14d are positioned so that the laser light emitted from the semiconductor laser element 20 is not blocked by the top plate portion 14c. Laser light is emitted from the center position.
Further, the heat radiation performance of the semiconductor laser element 20 in the optical semiconductor device 22 can be ensured to some extent by forming the element mounting wall portion 14a in a relatively wide area.
When the optical semiconductor device 22 is mounted on an electronic device, the optical semiconductor device 22 can be positioned and attached by engaging a positioning pin with the notch 12 b provided in the flange portion 12.
なお、光半導体装置を構成する場合、レーザ素子とリード１５、１６、１７とはワイヤボンディングによって接続するから、リード１５、１６、１７のボンディング部には金めっき等の保護めっきを施す必要がある。また、製品によってはステム本体にワイヤボンディングすることがあり、この場合はステム本体のワイヤボンディング部にも金めっき等の保護めっきを施す必要があり、このような場合に従来はリードを含めてステム本体の全体に金めっき等の保護めっきを施していた。 In the case of configuring an optical semiconductor device, the laser element and the leads 15, 16, and 17 are connected by wire bonding. Therefore, the bonding portions of the leads 15, 16, and 17 must be subjected to protective plating such as gold plating. . Also, depending on the product, wire bonding may be applied to the stem body. In this case, it is necessary to apply protective plating such as gold plating to the wire bonding part of the stem body. The entire body was subjected to protective plating such as gold plating.
本実施形態のように、リード１５、１６、１７をステム本体とは別体とした場合は、ステム本体にワイヤボンディングする必要がない場合には、リード１５、１６、１７のみに金めっき等の保護めっきを施せばよい。リード１５、１６、１７はリードフレームの製造工程を利用して簡単に製造することができ、その際にリードに金めっき等の保護めっきを施せばよいから、本発明方法の構成は製造コスト上からも有利である。
また、光半導体装置は素子搭載壁部１４ａに半導体レーザ素子２０を接合し、リード１５、１６、１７をキャップ部１４の所定位置に電気的に絶縁して接着して取り付ければよいから光半導体装置２２を組み立てる作業も容易である。
When the leads 15, 16, and 17 are separated from the stem body as in this embodiment, when there is no need to wire bond to the stem body, only the leads 15, 16, and 17 are plated with gold, etc. What is necessary is just to give protective plating. The leads 15, 16, and 17 can be easily manufactured using the manufacturing process of the lead frame. In this case, the lead may be subjected to protective plating such as gold plating. Is also advantageous.
Further, since the optical semiconductor device may be attached by bonding the semiconductor laser element 20 to the element mounting wall portion 14a and electrically insulating and bonding the leads 15, 16, and 17 to predetermined positions of the cap portion 14, the optical semiconductor device. The operation of assembling 22 is also easy.
（第２の実施の形態）
図４は、光半導体素子用パッケージの第２の実施の形態の構成と、この光半導体素子用パッケージに半導体レーザ素子２０を搭載した光半導体装置２４の斜視図を示す。
本実施形態の光半導体装置２４において特徴的な構成は、光半導体素子用パッケージのステム本体を構成するフランジ部１２とキャップ１４との構成において、フランジ部１２から起立させて形成したキャップ部１４の前面側に位置するフランジ部分を削除した形態としたことにある。すなわち、キャップ部１４の前面側に位置するフランジ部１２を除去することにより、フランジ部１２を含めてキャップ部１４の前面を完全に開放した形態としたものである。
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows a configuration of the optical semiconductor device package according to the second embodiment and a perspective view of the optical semiconductor device 24 in which the semiconductor laser device 20 is mounted on the optical semiconductor device package.
A characteristic configuration of the optical semiconductor device 24 of the present embodiment is that the cap portion 14 formed by standing up from the flange portion 12 in the configuration of the flange portion 12 and the cap 14 constituting the stem body of the optical semiconductor element package. The flange portion located on the front side is deleted. That is, by removing the flange portion 12 located on the front surface side of the cap portion 14, the front surface of the cap portion 14 including the flange portion 12 is completely opened.
実施形態の光半導体装置２４では、キャップ部１４の側壁１４ｂ前縁間を結ぶ直線位置に合わせて、フランジ部１２のキャップ部１４の前部を除去した形態としている。
フランジ部１２の短辺１２ａを円形フランジの外形線と同一線上（同一曲率）に位置させた形態とすること、短辺１２ａ上に切欠１２ｂを設ける構成は第１の実施の形態の光半導体装置２２と同様である。
なお、キャップ部１４の前面側のフランジ部１２を部分的に除去する場合に、キャップ部１４の前縁位置に合わせてフランジ部１２を直線的に切除した形態としなければならないものではなく、キャップ部１４の前面を開放する形態であればフランジ部１２を除去する形態としては種々の方法をとり得る。
In the optical semiconductor device 24 of the embodiment, the front portion of the cap portion 14 of the flange portion 12 is removed in accordance with a linear position connecting the front edges of the side walls 14b of the cap portion 14.
The configuration in which the short side 12a of the flange portion 12 is positioned on the same line (same curvature) as the outline of the circular flange, and the configuration in which the notch 12b is provided on the short side 12a is the optical semiconductor device of the first embodiment. 22 is the same.
When the flange portion 12 on the front surface side of the cap portion 14 is partially removed, the flange portion 12 does not have to be linearly cut according to the position of the front edge of the cap portion 14. As long as the front surface of the portion 14 is opened, various methods can be used for removing the flange portion 12.
本実施形態のように、キャップ部１４の前面側のフランジ部を除去することによって、光半導体素子用パッケージおよび光半導体装置をさらに小型化（前後方向が幅狭となる）することができる。
また、キャップ部１４の前面がフランジ部１２を含めて開放されることにより、素子搭載壁部１４ａのリード１５、１６、１７を接合する操作が容易になり、半導体レーザ素子２０とリード１５、１６とをワイヤボンディングし、素子搭載壁部１４ａとリード１７とをワイヤボンディングする操作が、さらに容易になるという利点がある。
By removing the flange portion on the front side of the cap portion 14 as in this embodiment, the package for an optical semiconductor element and the optical semiconductor device can be further downsized (the front-rear direction becomes narrower).
Further, since the front surface of the cap portion 14 including the flange portion 12 is opened, the operation of joining the leads 15, 16 and 17 of the element mounting wall portion 14 a is facilitated, and the semiconductor laser element 20 and the leads 15 and 16 are joined. There is an advantage that the operation of wire bonding the element mounting wall portion 14a and the lead 17 is further facilitated.
（第３の実施の形態）
図５は、光半導体素子用パッケージの第３の実施の形態の構成を示す斜視図である。本実施形態の光半導体素子用パッケージ１１のフランジ部１２とキャップ部１４とからなるステム本体の構成は、図１に示すステム本体と同一である。図１に示した光半導体素子用パッケージ１０と相違する構成は、ステム本体にリード１５、１６、１７を取り付ける構造である。
すなわち、本実施形態においては、樹脂基体部２６と一体にリード１５、１６、１７を樹脂成形して形成した樹脂成形リード３０をキャップ部１４に嵌入するようにして取り付けることにより光半導体素子用パッケージ１１を構成する。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the third embodiment of the package for optical semiconductor elements. The configuration of the stem body composed of the flange portion 12 and the cap portion 14 of the optical semiconductor element package 11 of the present embodiment is the same as the stem body shown in FIG. The structure different from the optical semiconductor element package 10 shown in FIG. 1 is a structure in which leads 15, 16, and 17 are attached to the stem body.
In other words, in this embodiment, the resin-molded lead 30 formed by resin-molding the leads 15, 16, and 17 integrally with the resin base portion 26 is attached so as to fit into the cap portion 14, thereby mounting the package for an optical semiconductor element. 11 is configured.
図６（ａ）に光半導体素子用パッケージ１１の正面図、図６（ｂ）に図６（ａ）のＡ−Ａ線断面図を示す。
樹脂成形リード３０の上半部には、キャップ部１４の底部に開口する開口部１２ｃからキャップ部１４に嵌入される嵌入部２６ａと、嵌入部２６ａをキャップ部１４に嵌入した状態で樹脂成形リード３０を抜け止めする係止突部２６ｂが設けられ、下半部には、フランジ１２の長手方向と面方向を平行とした配置に、フランジ部１２から下方に延出する接続部２６ｃが設けられている。
FIG. 6A is a front view of the optical semiconductor element package 11, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
In the upper half of the resin molding lead 30, a fitting part 26 a that is fitted into the cap part 14 through an opening 12 c that opens at the bottom part of the cap part 14, and the resin molding lead with the fitting part 26 a fitted into the cap part 14. 30 is provided with a locking projection 26b that prevents the screw 30 from coming off, and a connecting portion 26c that extends downward from the flange 12 is provided in the lower half of the flange 12 so that the longitudinal direction and the surface direction of the flange 12 are parallel to each other. ing.
嵌入部２６ａの中央部には光半導体素子を素子搭載壁部１４ａに接合するための開口２６ｄが設けられる。嵌入部２６ａのキャップ部１４の前面側の表面には、開口２６ｄを左右方向に挟む配置にリード１５、１７が配され、リード１５、１７に挟まれた中央位置で、開口２６ｄの下方にリード１６が配される。リード１５、１６、１７は、いずれも表面を樹脂基体部２６の表面から露出させるようにして樹脂成形されている。
樹脂成形リード３０をステム本体から抜け止めさせるための係止突部２６ｂは、図６（ｂ）に示すように、前面部が、上方が幅狭となるテーパ面に形成され、ステム本体に嵌入させた状態で係止突部２６ｂの下端縁が開口孔１２ｃの内縁に係止して抜け止めされる。
An opening 26d for joining the optical semiconductor element to the element mounting wall 14a is provided at the center of the fitting part 26a. Leads 15 and 17 are arranged on the front side surface of the cap part 14 of the fitting part 26a so as to sandwich the opening 26d in the left-right direction, and lead below the opening 26d at a central position between the leads 15 and 17. 16 is arranged. Each of the leads 15, 16, and 17 is resin-molded so that the surface is exposed from the surface of the resin base portion 26.
As shown in FIG. 6 (b), the locking projection 26b for preventing the resin-molded lead 30 from coming off from the stem body has a front surface formed in a tapered surface with a narrow upper portion and is fitted into the stem body. In this state, the lower end edge of the locking projection 26b is locked to the inner edge of the opening hole 12c and is prevented from coming off.
接続部２６ｃは、リード１５、１６、１７の端部が露出するように、下端部で薄厚に樹脂成形されている。この接続部２６ｃは電子機器のコンタクト端子に接触し、光半導体装置と電子機器とが電気的に接続される。
本実施形態の光半導体素子用パッケージ１１では、ステム本体に樹脂成形リード３０を装着した後、キャップ部１４の素子搭載壁部１４ａにレーザ素子（光半導体素子）を搭載し、レーザ素子とリード１５、１６、１７とをワイヤボンディングすることによって光半導体装置として提供される。
The connecting portion 26c is resin-molded with a thin thickness at the lower end so that the ends of the leads 15, 16, and 17 are exposed. This connection part 26c contacts the contact terminal of an electronic device, and an optical semiconductor device and an electronic device are electrically connected.
In the optical semiconductor element package 11 of the present embodiment, after mounting the resin molding lead 30 on the stem body, a laser element (optical semiconductor element) is mounted on the element mounting wall portion 14a of the cap portion 14, and the laser element and the lead 15 are mounted. , 16 and 17 are provided as an optical semiconductor device by wire bonding.
本実施形態の光半導体素子用パッケージは、ステム本体に樹脂成形リード３０を嵌入させるようにして組み立てるから、作業性を向上させることができるとともに、樹脂成形リード３０を嵌入した位置でリード１５、１６、１７の配置位置が位置決めされるからステム本体にリードを位置合わせして取り付ける操作が簡単に行える。
また、樹脂成形リード３０はステム本体とは別に用意するから、リード１５、１６、１７のワイヤボンディング部や外部に露出するコンタクト部に金めっき等の所要の保護めっきを施すことが容易に可能になる。ワイヤボンディング部や外部に露出する部分のみに金めっき等の保護めっきを施すから、ステム本体の全体にめっきを施すといった無駄を省くことができるという利点もある。
Since the package for optical semiconductor elements of this embodiment is assembled by inserting the resin molded lead 30 into the stem body, the workability can be improved and the leads 15 and 16 are inserted at the positions where the resin molded lead 30 is inserted. Since the arrangement position of 17 is positioned, the operation of aligning and attaching the lead to the stem body can be easily performed.
In addition, since the resin-molded lead 30 is prepared separately from the stem body, it is possible to easily carry out necessary protective plating such as gold plating on the wire bonding portions of the leads 15, 16, 17 and the contact portions exposed to the outside. Become. Since protective plating such as gold plating is performed only on the wire bonding portion and the portion exposed to the outside, there is an advantage that waste such as plating on the entire stem body can be eliminated.
なお、上記各実施形態の光半導体素子用パッケージは、円形フランジを平行な直線によって切除した形態の平面形状が長方形状のフランジ部１２を備えるが、フランジ部１２の形態は必ずしも長方形状でなければならないものではなく、円形フランジの一部分を直線的あるいは曲線的に切除した形態のフランジ部とすることも可能である。フランジ部の円弧状部分をある程度広くとった場合には、光半導体装置を機器に安定させて装着することが可能となる。 In addition, the package for optical semiconductor elements of each of the above embodiments includes the flange portion 12 having a rectangular planar shape in which a circular flange is cut off by parallel straight lines. However, the flange portion 12 is not necessarily in a rectangular shape. However, it is possible to use a flange portion in which a part of the circular flange is cut out linearly or curvedly. When the arc-shaped portion of the flange portion is widened to some extent, the optical semiconductor device can be stably mounted on the equipment.
また、上記実施形態では、キャップ部１４の平面形状を長方形として、光半導体素子用パッケージおよび光半導体装置の小型化を図っているが、キャップ部１４の平面形状は長方形状に限定されるものではない。たとえば、キャップ部１４の平面形状を、長六角形状等の多角形状とすることもでき、素子搭載部を平坦面として側壁１４ｂあるいは素子搭載壁部１４ａを曲面状とすることも可能である。 Moreover, in the said embodiment, although the planar shape of the cap part 14 is made into the rectangle and the package for optical semiconductor elements and an optical semiconductor device are reduced in size, the planar shape of the cap part 14 is not limited to a rectangular shape. Absent. For example, the planar shape of the cap portion 14 can be a polygonal shape such as a long hexagonal shape, and the side wall 14b or the element mounting wall portion 14a can be a curved surface with the element mounting portion as a flat surface.
１０、１１ 光半導体素子用パッケージ
１２ フランジ部
１２ａ 短辺
１２ｂ 切欠
１２ｃ 開口部
１４ キャップ部
１４ａ 素子搭載壁部
１４ｂ 側壁
１４ｃ 天板部
１４ｄ 貫通孔
１５、１６、１７ リード
１８ 接着フィルム
２０ 半導体レーザ素子
２２、２４ 光半導体装置
２６ 樹脂基体部
２６ａ 嵌入部
２６ｂ 係止突部
２６ｃ 接続部
２６ｄ 開口
３０ 樹脂成形リード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 11 Package for optical semiconductor elements 12 Flange part 12a Short side 12b Notch 12c Opening part 14 Cap part 14a Element mounting wall part 14b Side wall 14c Top plate part 14d Through-hole 15, 16, 17 Lead 18 Adhesive film 20 Semiconductor laser element 22 , 24 Optical semiconductor device 26 Resin base part 26a Insertion part 26b Locking projection part 26c Connection part 26d Opening 30 Resin molding lead
Claims (9)
前記ステム本体に取り付けられたリードとを備え、A lead attached to the stem body,
前記フランジ部とキャップ部とは、金属板をプレス加工して一体に形成され、The flange portion and the cap portion are integrally formed by pressing a metal plate,
前記キャップ部は、背面を構成する素子搭載壁部と、側壁と、光半導体素子からの放射光を通過させる貫通孔が形成された天板部とから、前面が開放された形態に構成され、The cap portion is configured in a form in which a front surface is opened from an element mounting wall portion that constitutes a back surface, a side wall, and a top plate portion in which a through hole through which radiated light from an optical semiconductor element is passed,
前記リードは、前記素子搭載壁部の内面に一端側が接合され、他端が前記キャップ部の開口する底部から延出して取り付けられていることを特徴とする光半導体素子用パッケージ。A package for an optical semiconductor element, wherein one end side of the lead is joined to the inner surface of the element mounting wall portion, and the other end is attached to extend from a bottom portion where the cap portion opens.
前記ステム本体に取り付けられたリードとを備え、A lead attached to the stem body,
前記フランジ部とキャップ部とは、金属板をプレス加工して一体に形成され、The flange portion and the cap portion are integrally formed by pressing a metal plate,
前記キャップ部は、背面を構成する素子搭載壁部と、側壁と、光半導体素子からの放射光を通過させる貫通孔が形成された天板部とから、前面が開放された形態に構成され、The cap portion is configured in a form in which a front surface is opened from an element mounting wall portion that constitutes a back surface, a side wall, and a top plate portion in which a through hole through which radiated light from an optical semiconductor element is passed,
前記リードは、樹脂成形部と前記リードとが一体に樹脂成形された樹脂成形リードとして形成され、The lead is formed as a resin-molded lead in which the resin-molded portion and the lead are integrally molded with resin,
前記樹脂成形リードの上半部には、前記キャップ部の底部に開口する開口部から前記キャップ部に嵌入される嵌入部と、前記嵌入部を前記キャップ部に嵌入し、前記フランジ部との連結部分である前記キャップの底部の開口部の内縁に係止した状態で、前記樹脂成形リードを抜け止めする係止突部が設けられ、In the upper half part of the resin-molded lead, an insertion part that is inserted into the cap part from an opening part that opens at the bottom part of the cap part, and the insertion part is inserted into the cap part and connected to the flange part In a state of being locked to the inner edge of the opening at the bottom of the cap, which is a part, a locking projection for preventing the resin molded lead from coming off is provided,
前記樹脂成形リードの下半部には、前記フランジ部から下方に延出する接続部が設けられ、A connection portion extending downward from the flange portion is provided in the lower half portion of the resin-molded lead,
前記嵌入部および前記接続部のそれぞれでは、前記リードの一端および他端が前記樹脂成形部から露出し、In each of the fitting part and the connection part, one end and the other end of the lead are exposed from the resin molding part,
前記嵌入部には光半導体素子を前記素子搭載壁部に接合するための開口が設けられ、The insertion part is provided with an opening for joining the optical semiconductor element to the element mounting wall part,
前記嵌入部を前記キャップ部に嵌入して前記樹脂成形リードが前記ステム本体に取り付けられていることを特徴とする光半導体素子用パッケージ。An optical semiconductor element package, wherein the insertion portion is inserted into the cap portion, and the resin-molded lead is attached to the stem body.
前記光半導体素子は、前記キャップ部の前記素子搭載壁部に接合して取り付けられ、
前記光半導体素子と前記リードとがワイヤボンディングにより電気的に接続されていることを特徴とする光半導体装置。 An optical semiconductor device optical semiconductor element is mounted on the package for an optical semiconductor device according to any one of claims 1-8,
The optical semiconductor element is mounted and bonded to the element mounting wall portion of the cap portion,
The optical semiconductor device, wherein the optical semiconductor element and the lead are electrically connected by wire bonding.
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