JPH0464471B2 - - Google Patents
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は、同一パツケージにICチツプと光電
変換素子とを共に実装したハイブリツドICに関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a hybrid IC in which an IC chip and a photoelectric conversion element are both mounted in the same package.
［発明の技術的背景］
近年、光通信システムの実用化に伴つて光通信
用の各種機器の小型化が推進されつつあり、光送
信器および光受信器についても高密度化が検討さ
れている。[Technical Background of the Invention] In recent years, with the practical use of optical communication systems, miniaturization of various optical communication devices has been promoted, and higher density optical transmitters and optical receivers are also being considered. .
ところで光送信器および光受信器においては、
光電変換素子とIC部品との接続の方式が重要な
課題となるが、先頃、同一パツケージにハイブリ
ツドICと光電変換素子とを共に搭載し、予め両
者の結合を図つたデバイスが開発された。 By the way, in optical transmitters and optical receivers,
The method of connecting the photoelectric conversion element and IC components is an important issue, and recently a device was developed in which a hybrid IC and a photoelectric conversion element are both mounted on the same package, and the two are combined in advance.
第２図はこの光電変換素子搭載型のハイブリツ
ドICの一例を示す側面図である。 FIG. 2 is a side view showing an example of this photoelectric conversion element-mounted hybrid IC.
同図において１はICチツプ実装用電極として
の各メタライズ部と後述する各部材を固着するた
めのメタライズ部が形成されたセラミック基板を
示している。 In the figure, reference numeral 1 denotes a ceramic substrate on which metallized parts as electrodes for mounting an IC chip and metallized parts for fixing various members to be described later are formed.
このセラミック基板１表側面の略中央部分に形
成されたICチツプ実装用メタライズ部（図示せ
ず）には、複数のICチツプ２がマウントおよび
ボンデイングされている。そしてICチツプ２を
覆うように、例えば鉄−ニツケル合金からなる金
属製蓋体３が周縁部分のメタライズ部１ａに半田
付けされている。４はその半田である。 A plurality of IC chips 2 are mounted and bonded to a metallized portion (not shown) for mounting IC chips formed approximately at the center of the front surface of the ceramic substrate 1. A metal lid 3 made of, for example, an iron-nickel alloy is soldered to the metallized portion 1a at the peripheral edge so as to cover the IC chip 2. 4 is the solder.
一方、セラミック基板１裏側面に形成されてい
るメタライズ部（図示せず）には、熱伝導性の良
好な金属製の放熱板５がろう付けされている。こ
の金属製放熱板５は一部がセラミック基板１の縁
部より突出しており、この突出部には、内部に光
電変換素子６を実装した光フアイバケーブルコネ
クタ７がねじ８により固着されている。 On the other hand, a metal heat sink 5 having good thermal conductivity is brazed to a metallized portion (not shown) formed on the back side of the ceramic substrate 1 . A portion of the metal heat sink 5 protrudes from the edge of the ceramic substrate 1, and an optical fiber cable connector 7 having a photoelectric conversion element 6 mounted therein is fixed to this protrusion with screws 8.
そして光フアイバケーブルコネクタ７から延出
している信号入出力用リード９がセラミック基板
１表側面の縁部付近の光電変換素子実装用メタラ
イズ部１ｂに半田付けされている。 Signal input/output leads 9 extending from the optical fiber cable connector 7 are soldered to the photoelectric conversion element mounting metallized portion 1b near the edge of the front surface of the ceramic substrate 1.
なお、セラミック基板１の裏側面には端子リー
ド１０がろう付けされている。 Note that terminal leads 10 are brazed to the back side of the ceramic substrate 1.
このように構成されている光電変換素子搭載型
のハイブリツドICは、端子リード１０をプリン
ト基板のホールに挿入して半田付けし、光フアイ
バケーブルコネクタ７のねじ部７ａに光フアイバ
ケーブル側の端部ソケツト（図示せず）を螺入す
れば、他のモジユールとのデータ伝送の一部を光
信号により行なうことができる。 The hybrid IC equipped with a photoelectric conversion element configured in this way is constructed by inserting the terminal lead 10 into the hole of the printed circuit board and soldering it, and attaching the end of the optical fiber cable side to the threaded part 7a of the optical fiber cable connector 7. By screwing in a socket (not shown), part of the data transmission with other modules can be performed by optical signals.
［背景技術の問題点］
しかしながら、上述したように構成された光電
変換素子搭載型のハイブリツドICは、金属製蓋
体および光フアイバケーブルコネクタ７の信号入
出力用リード９がセラミック基板１表面のメタラ
イズ部に対して半田付けされ、しかも半田部分が
露出しているので、その部分の耐熱性および耐久
性が低い。[Problems in the Background Art] However, in the photoelectric conversion element-mounted hybrid IC configured as described above, the metal cover and the signal input/output leads 9 of the optical fiber cable connector 7 are formed by metallization on the surface of the ceramic substrate 1. Since the parts are soldered and the solder parts are exposed, the heat resistance and durability of those parts are low.
この半田付けの部分は、通常の使用においては
特に問題とならない程度の耐熱性および耐久性を
有しているが、デバイスを船舶、航空機等の設備
の内部構成デバイスとして用いた場合には、半田
付けの部分が相当劣化してしまう。 This soldered part has heat resistance and durability to the extent that it does not cause any problems in normal use, but when the device is used as an internal component device of equipment such as ships and aircraft, the soldered part The attachment part has deteriorated considerably.
特に船舶の設備に用いた場合には著しく、半田
付けの部分が塩分を含んだ外気により浸食され
て、接続不良や実装されているICチツプの機能
不良等のトラブルが発生し、最悪の場合には事故
につながる恐れがあるという問題があつた。 Particularly when used in ship equipment, the soldered parts can be corroded by the salty outside air, leading to problems such as connection failures and malfunctions of the IC chips installed. There was a problem that this could lead to an accident.
［発明の目的］
本発明は上述したような光電変換素子搭載型の
ハイブリツドICの問題点を解決すべくなされた
もので、通常の場合は勿論、船舶、航空機等の設
備に用いた場合でも、接続不良やICチツプの機
能不良等が生じる心配のない光電変換素子搭載型
のハイブリツドICの提供を目的としている。[Object of the Invention] The present invention was made to solve the problems of the photoelectric conversion element-mounted hybrid IC as described above. The aim is to provide a hybrid IC equipped with a photoelectric conversion element that is free from the risk of poor connections or malfunctions of the IC chip.
［発明の概要］
すなわち本発明のハイブリツドICは、表側面
にICチツプ実装用電極と光電変換素子実装用電
極とが形成されたセラミック基板と、同面に前記
ICチツプ実装用電極付近を外囲するように硬ろ
う付けされた金属枠体と、この金属枠体内で前記
ICチツプ実装用電極にボンデイングされたICチ
ツプと、前記金属枠体に前記ICチツプの実装部
分を気密封止するように溶接された金属シエル
と、前記セラミック基板の裏側面に一部が突出す
るように硬ろう付けされた放熱板と、同面に硬ろ
う付けされた端子リードと、前記放熱板の突出部
分に固着された光電変換素子内蔵型の光フアイバ
ケーブルコネクタと、前記光電変換素子実装用電
極に硬ろう付けされた金属チツプと、前記光フア
イバケーブルコネクタから延出されかつ前記金属
チツプにスポツト溶接された信号入出力用リード
とからなることを特徴としている。[Summary of the Invention] That is, the hybrid IC of the present invention includes a ceramic substrate on which an electrode for mounting an IC chip and an electrode for mounting a photoelectric conversion element are formed on the front side, and
A metal frame is hard-soldered to surround the vicinity of the IC chip mounting electrode, and a
An IC chip bonded to an IC chip mounting electrode, a metal shell welded to the metal frame so as to hermetically seal the mounting portion of the IC chip, and a portion protruding from the back side of the ceramic substrate. A heat sink hard-soldered to the same surface, a terminal lead hard-soldered to the same surface, an optical fiber cable connector with a built-in photoelectric conversion element fixed to the protruding part of the heat sink, and the photoelectric conversion element mounted. It is characterized by comprising a metal chip hard-soldered to the optical fiber cable connector, and a signal input/output lead extending from the optical fiber cable connector and spot-welded to the metal chip.
［発明の実施例］
以下本発明の実施例の詳細を図面に基づいて説
明する。[Embodiments of the Invention] Details of embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第１図は本発明の一実施例の構成を示す側面図
である。 FIG. 1 is a side view showing the configuration of an embodiment of the present invention.
同図において１１はICチツプ実装用電極とし
てのメタライズ部および後述する各部材を固着す
るためのメタライズ部が形成されたセラミック基
板を示している。 In the figure, reference numeral 11 indicates a ceramic substrate on which a metallized portion as an electrode for mounting an IC chip and a metallized portion for fixing various members to be described later are formed.
このセラミック基板１１表側面の略中央部付近
に形成されたメタライズ部（図示せず）には、
ICチツプ１２がマウントおよびボンデイングさ
れている。そしてICチツプ１２の実装部分を外
囲するように形成されているメタライズ部１１ａ
にはセラミック基板１１と略等しい熱膨張特性を
有するロ字状の金属枠体１３が硬ろう付けされて
いる。１４はその銀ろう材であり、半田の融点が
180〜200℃であるのに対し、800〜900℃の融点を
有している。さらに金属枠体１３の開放側には金
属シエル２３が溶接され、金属枠体１３の内部、
すなわちICチツプ１２が実装されている部分を
気密封止している。 A metallized portion (not shown) formed near the center of the front surface of the ceramic substrate 11 includes:
An IC chip 12 is mounted and bonded. A metallized portion 11a is formed to surround the mounting portion of the IC chip 12.
A square-shaped metal frame 13 having substantially the same thermal expansion characteristics as the ceramic substrate 11 is hard-brazed to the ceramic substrate 11 . 14 is the silver brazing filler metal, and the melting point of the solder is
It has a melting point of 800-900°C, whereas it is 180-200°C. Further, a metal shell 23 is welded to the open side of the metal frame 13, and the inside of the metal frame 13,
That is, the part where the IC chip 12 is mounted is hermetically sealed.
一方、セラミック基板１１裏側面に形成された
メタライズ部（図示せず）には熱伝導性の良好な
金属製放熱板１５が硬ろう付けされている。 On the other hand, a metal heat sink 15 having good thermal conductivity is hard-soldered to a metallized portion (not shown) formed on the back side of the ceramic substrate 11.
この金属製放熱板１５の一部はセラミック基板
１１の縁部から突出しており、突出部分の表側面
には内部に光電変換素子１６を実装した光フアイ
バケーブルコネクタ１７がねじ１８により固着さ
れている。 A part of this metal heat sink 15 protrudes from the edge of the ceramic substrate 11, and an optical fiber cable connector 17 having a photoelectric conversion element 16 mounted therein is fixed to the front side of the protruding part with screws 18. .
また光フアイバケーブルコネクタ１７の後方か
らは信号入出力用リード１９が延出している。 Further, a signal input/output lead 19 extends from the rear of the optical fiber cable connector 17.
セラミック基板１１の金属枠体１３が硬ろう付
けされている部分より外側の部分には光電変換素
子実装用電極としてのメタライズ部１１ｂが形成
されており、このメタライズ１１ｂにはセラミッ
ク基板１１と略等しい熱膨張特性を有する方形の
金属チツプ２０が硬ろう付けされている。２１は
その銀ろう材である。 A metallized portion 11b serving as an electrode for mounting a photoelectric conversion element is formed in a portion of the ceramic substrate 11 outside the portion to which the metal frame 13 is hard-soldered. A rectangular metal chip 20 with thermal expansion properties is hard-soldered. 21 is the silver brazing material.
さらに金属チツプ２０の上面には先に述べた光
フアイバケーブルコネクタ１７の信号入出力用リ
ード１９が、レーザ光Ｌによりスポツト溶接され
ている。 Furthermore, the signal input/output leads 19 of the optical fiber cable connector 17 described above are spot-welded to the upper surface of the metal chip 20 using a laser beam L.
なおセラミック基板１１の裏側面には端子リー
ド２２が延出するように硬ろう付けされている。 Note that terminal leads 22 are hard-soldered to the back side of the ceramic substrate 11 so as to extend therefrom.
しかして上述したように構成された本実施例の
ハイブリツドICは、メタライズ部１１ａと金属
枠体１３との接合およびメタライズ部１１ｂと金
属チツプとの接合が共に硬ろう付けにより行なわ
れているので、これらの部分は従来の半田付けと
比較して各段に耐熱性および耐久性が高い。 In the hybrid IC of this embodiment configured as described above, the metallized portion 11a and the metal frame 13 are joined together, and the metallized portion 11b and the metal chip are both joined by hard brazing. These parts have higher heat resistance and durability compared to conventional soldering.
また金属チツプ２０に対して信号入出力用リー
ド１９がレーザスポツト溶接されているので、こ
の部分も従来の半田付けと比較して耐熱性および
耐久性が高い。 Furthermore, since the signal input/output leads 19 are laser spot welded to the metal chip 20, this part also has higher heat resistance and durability than conventional soldering.
本実施例のハイブリツドICを製造するには、
まずセラミック基板１１表側面のメタライズ部１
１ａおよび１１ｂに銀ろう材のシートを貼着し、
このシート上に金属枠体１３および金属チツプ２
０を載置したものを、同じく銀ろう材のシートを
介してリードフレームおよび金属性放熱板１８上
に載置して、これらを電気炉中で一括加熱する。 To manufacture the hybrid IC of this example,
First, the metallized portion 1 on the front side of the ceramic substrate 11
Attach a sheet of silver brazing material to 1a and 11b,
A metal frame 13 and a metal chip 2 are placed on this sheet.
0 is placed on a lead frame and a metal heat sink 18 via a sheet of silver brazing material, and these are heated all at once in an electric furnace.
そして、得られたパツケージ部品の金属枠体１
３内でICチツプを従来通り実装し、金属シエル
２３を溶接して内部を気密封止する一方、金属製
放熱板１５の突出部分に光フアイバケーブルコネ
クタ１７をねじ１８によりねじ止めし、信号入出
力用リード１９を金属チツプ２０に対してレーザ
溶接すればよい。 Then, the metal frame 1 of the obtained package part
3, the IC chip is mounted in the conventional way, and the metal shell 23 is welded to airtightly seal the inside, while the optical fiber cable connector 17 is screwed to the protruding part of the metal heat sink 15 with screws 18 to input signals. The output lead 19 may be laser welded to the metal chip 20.
なお本実施例のハイブリツドICは例えば第１
図中に示したように、少なくとも信号入出力用リ
ード１９と金属チツプ２０との接合部および金属
枠体１３とセラミック基板１１との接合部を金属
製カバー２４で覆うようにすると接合部分が露出
しないので、耐熱性および耐久性を一層向上させ
ることができる。 Note that the hybrid IC of this embodiment has, for example, the first
As shown in the figure, when at least the joint between the signal input/output lead 19 and the metal chip 20 and the joint between the metal frame 13 and the ceramic substrate 11 are covered with the metal cover 24, the joint is exposed. Therefore, heat resistance and durability can be further improved.
［発明の効果］
以上説明したように本発明のハイブリツドIC
は、ICチツプ実装部分を保護する金属枠体およ
び光フアイバケーブルコネクタの信号入出力用リ
ードを接続する金属チツプがセラミック基板に対
してそれぞれ硬ろう付けされている一方、金属チ
ツプに対して前記信号入出力用リードがスポツト
溶接されているので、耐熱性および耐久性が良好
であり、通常の場合は勿論、船舶、航空機等の設
備に用いた場合でも接合部分が損われる恐れがな
い。[Effects of the Invention] As explained above, the hybrid IC of the present invention
The metal frame that protects the IC chip mounting part and the metal chip that connects the signal input/output leads of the optical fiber cable connector are hard-soldered to the ceramic substrate, while the metal chip is hard-brazed to the ceramic substrate. Since the input/output leads are spot welded, they have good heat resistance and durability, and there is no risk of damage to the joints not only in normal situations but also when used in equipment such as ships and aircraft.
第１図は本発明の一実施例の構成を示す側面
図、第２図は従来のハイブリツドICの構成を示
す側面図である。
１，１１……セラミック基板、２，１２……
ICチツプ、３……金属製蓋体、５，１５……金
属製放熱板、６，１６……光電変換素子、７，１
７……光フアイバケーブルコネクタ、９，１９…
…信号入出力用リード、２０……金属チツプ、１
３……金属枠体、２１，１４……銀ろう材、２３
……金属シエル。
FIG. 1 is a side view showing the structure of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view showing the structure of a conventional hybrid IC. 1, 11... Ceramic substrate, 2, 12...
IC chip, 3... Metal cover, 5, 15... Metal heat sink, 6, 16... Photoelectric conversion element, 7, 1
7...Optical fiber cable connector, 9, 19...
...Signal input/output lead, 20...Metal chip, 1
3...Metal frame, 21, 14...Silver brazing material, 23
...Metal shell.
Claims (1)
子実装用電極とが形成されたセラミック基板と、
同面に前記ICチツプ実装用電極付近を外囲する
ように硬ろう付けされた金属枠体と、この金属枠
体内で前記ICチツプ実装用電極にボンデイング
されたICチツプと、前記金属枠体に前記ICチツ
プの実装部分を気密封止するように溶接された金
属シエルと、前記セラミック基板の裏側面に一部
が突出するように硬ろう付けされた放熱板と、同
面に硬ろう付けされた端子リードと、前記放熱板
の突出部分に固着された光電変換素子内蔵型の光
フアイバケーブルコネクタと、前記光電変換素子
実装用電極に硬ろう付けされた金属チツプと、前
記光フアイバケーブルコネクタから延出されかつ
前記金属チツプにスポツト溶接された信号入出力
用リードとからなることを特徴とするハイブリツ
ドIC。 ２ 信号入出力用リードが金属チツプに対してレ
ーザスポツト溶接されている特許請求の範囲第１
項記載のハイブリツドIC。[Claims] 1. A ceramic substrate having an IC chip mounting electrode and a photoelectric conversion element mounting electrode formed on its front side;
A metal frame hard-soldered to surround the IC chip mounting electrode on the same surface; an IC chip bonded to the IC chip mounting electrode within the metal frame; A metal shell is welded to hermetically seal the mounting portion of the IC chip, a heat sink is hard-soldered to the back surface of the ceramic substrate so that a portion thereof protrudes, and a heat sink is hard-soldered to the same surface. an optical fiber cable connector with a built-in photoelectric conversion element fixed to the protruding portion of the heat sink, a metal chip hard-brazed to the photoelectric conversion element mounting electrode, and a terminal lead from the optical fiber cable connector. A hybrid IC characterized by comprising a signal input/output lead extended and spot welded to the metal chip. 2. Claim 1 in which the signal input/output leads are laser spot welded to the metal chip.
Hybrid IC described in section.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP59258997A JPS61137111A (en) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | Hybrid ic |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59258997A JPS61137111A (en) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | Hybrid ic |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61137111A JPS61137111A (en) | 1986-06-24 |
| JPH0464471B2 true JPH0464471B2 (en) | 1992-10-15 |
Family
ID=17327918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59258997A Granted JPS61137111A (en) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | Hybrid ic |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61137111A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4861134A (en) * | 1988-06-29 | 1989-08-29 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Opto-electronic and optical fiber interface arrangement |
| US4911519A (en) * | 1989-02-01 | 1990-03-27 | At&T Bell Laboratories | Packaging techniques for optical transmitters/receivers |
| JP4611472B2 (en) * | 1999-08-04 | 2011-01-12 | 浜松ホトニクス株式会社 | Emitter / receiver |
| CN102814866B (en) * | 2012-08-31 | 2014-10-29 | 北京京运通科技股份有限公司 | Quasi-monocrystal silicon ingot cutting method and silicon wafer manufacturing method |
-
1984
- 1984-12-07 JP JP59258997A patent/JPS61137111A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS61137111A (en) | 1986-06-24 |
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