JPH0837247A - 光半導体素子収納用パッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】内部に収容する光半導体素子を正確、且つ確実
に作動させることができる光半導体素子収納用パッケー
ジを提供することにある。 【構成】光半導体素子6 がペルチェ素子8 を介して載置
される載置部1aを有する金属基体1 と、前記金属基体1
の上面に前記載置部1aを囲繞するようにして接合され、
各その側壁に切り欠き部2aを有する金属枠体2 と、前記
金属枠体2 の切り欠き部2aにロウ材を介して嵌着接合さ
れ、その側面に金属枠体2 の内側に突出する平板状の突
出部3aを有するとともに該突出部3a上面に前記ペルチェ
素子8 の電極がリード線13を介して電気的に接続される
メタライズ配線層11が被着形成されたセラミック端子部
材3 と、前記金属枠体2 の上面に接合される蓋体5 とか
ら成る光半導体素子収納用パッケージであって、前記セ
ラミック端子部材3 のペルチェ素子8 の電極がリード線
13を介して電気的に接続されるメタライズ配線層11の領
域に前記リード線13が挿通可能な貫通孔3d若しくは切り
欠き部3eを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光半導体素子を収容す
るための光半導体素子収納用パッケージに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、光半導体素子を収容するための光
半導体素子収納用パッケージは、図５、図６に示すよう
に例えば銅−タングステン合金等の金属から成り、上面
中央部に光半導体素子30が載置される載置部21a を有す
る金属基体21と、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属
から成り、前記金属基体21の上面に載置部21a を囲繞す
るようにして接合され、側壁に光ファイバー22を固定す
るための光ファイバー固定部材23及び切り欠き部24a を
有する金属枠体24と、アルミナセラミックス等の電気絶
縁材料から成り、前記金属枠体24の切り欠き部24a にロ
ウ材を介して嵌着接合され、その側面に金属枠体24の内
外に突出する平板状の突出部25a 、25b を有し、該突出
部25a 上面から25b 上面にかけて導出する多数のメタラ
イズ配線層26が被着形成されたセラミック端子部材25
と、鉄−ニッケル合金等の金属から成り、前記セラミッ
ク端子部材25のメタライズ配線層26に銀ロウ等のロウ材
を介して取着された外部リード端子27と、鉄−ニッケル
−コバルト合金等の金属から成り、前記金属枠体24の上
面及びセラミック端子部材25上面に接合された封止リン
グ28と、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成
り、前記封止リング28の上面に接合される金属蓋体29と
から構成されており、前記金属基体21の載置部21aに光
半導体素子30を間にペルチェ素子31を挟んで載置固定す
るとともに前記光半導体素30の各電極をボンディングワ
イヤー32を介してセラミック端子部材25のメタライズ配
線層26に電気的に接続し、次に前記封止リング28の上面
に蓋体29を溶接等により接合させ、金属基体21、金属枠
体24、セラミック端子部材25、封止リング28、金属蓋体
29とから成る容器内部に光半導体素子30を収容し、最後
に前記金属枠体24に設けた光ファイバー固定部材23に光
ファイバー22をレーザー溶接や接着剤を用いて接合さ
せ、光ファイバー22を金属枠体24に固定することによっ
て製品としての光半導体装置となる。

【０００３】かかる光半導体装置は外部電気回路から供
給される駆動信号によって光半導体素子30に光を励起さ
せ、該励起させた光を光ファイバー22を介して外部に伝
達することによって高速光通信等に使用される光半導体
装置として機能する。

【０００４】尚、前記光半導体装置は光半導体素子30が
作動中に発生する熱を外部に良好に放熱するために半導
体素子30と金属基体21との間にペルチェ素子31が配置さ
れており、該ペルチェ素子31の電極に接続されたリード
線33を前記セラミック端子部材25のメタライズ配線層26
上に載置するとともに該リード線33を半田を介して前記
メタライズ配線層26に電気的に接続し、外部リード端子
27、メタライズ配線26及びリード線33を介して外部より
ペルチェ素子31に電力を供給してペルチェ素子31を光半
導体素子30から金属基体21に熱を移動させる熱ポンプと
して作動させ、光半導体素子30が作動時に発生する熱を
ペルチェ素子31を介して金属基体21に強制的に伝達し、
該熱を金属基体21より大気中に放散除去することにより
光半導体素子30の温度を常に定温として光半導体素子30
が常に安定して作動するようになしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の光半導体素子収納用パッケージによれば、セラミッ
ク端子部材の突出部は平板状であり、メタライズ配線層
はその上面が平坦であることから、ペルチェ素子の電極
に接続されたリード線をメタライズ配線層に半田付けす
る際、前記リード線をメタライズ配線層上に正確に位置
決めすることができず、リード線とメタライズ配線層が
ずれて接続され、その結果、リード線と隣接するメタラ
イズ配線層とが電気的に短絡し、ペルチェ素子を正常に
作動させることができなくなって内部に収容する光半導
体素子を正確、且つ確実に作動させることができないと
いう欠点を有していた。

【０００６】

【発明の目的】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
であり、その目的は、ペルチェ素子の電極に接続された
リード線をセラミック端子部材のメタライズ配線層に正
確に半田付けすることができ、その結果、内部に収容す
る光半導体素子を正確、且つ確実に作動させることがで
きる光半導体素子収納用パッケージを提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、光半導体素子
がペルチェ素子を介して載置される載置部を有する金属
基体と、前記金属基体の上面に前記載置部を囲繞するよ
うにして接合され、且つ側壁に切り欠き部を有する金属
枠体と、前記金属枠体の切り欠き部にロウ材を介して嵌
着接合され、その側面に金属枠体の内側に突出する平板
状の突出部を有するとともに該突出部上面に前記ペルチ
ェ素子の電極がリード線を介して電気的に接続されるメ
タライズ配線層が被着形成されたセラミック端子部材
と、前記金属枠体の上面に接合される蓋体とから成る光
半導体素子収納用パッケージであって、前記セラミック
端子部材のペルチェ素子の電極がリード線を介して電気
的に接続されるメタライズ配線層の領域に前記リード線
が挿通可能な貫通孔若しくは切り欠き部を設けたことを
特徴とするものである。

【０００８】

【作用】本発明の光半導体素子収納用パッケージによれ
ば、セラミック端子部材のリード線が電気的に接続され
るメタライズ配線層の領域にリード線を挿通可能な貫通
孔若しくは切り欠き部を設けたことから、該貫通孔或い
は切り欠き部にリード線の一端を挿通することによって
リード線を正確、且つ容易に所定の位置に位置決めする
ことができ、その結果、リード線をメタライズ配線層に
正確、且つ容易に電気的に接続させることができる。

【０００９】

【実施例】次に本発明を添付の図面に基づき詳細に説明
する。

【００１０】図１及び図２はそれぞれ本発明の光半導体
素子収納用パッケージの一実施例を示す斜視図及び断面
図であり、1 は金属基体、2 は金属枠体、3 はセラミッ
ク端子部材、4 は封止リング、5 は金属蓋体である。こ
の金属基体1 と金属枠体2 とセラミック端子部材3 と封
止リング4 と金属蓋体5 とで光半導体素子6 を収容する
容器7 が構成される。

【００１１】前記金属基体1 は、例えば銅−タングステ
ン合金等の金属から成る略矩形状の平板であり、その上
面中央部に光半導体素子6 を載置するための載置部1aが
形成されており、該載置部1aには光半導体素子6 が間に
ペルチェ素子8 を挟んで金−シリコンロウ材等の接着剤
により接着固定される。

【００１２】前記絶縁基体1 は例えば、タングステン粉
末（粒径約10μｍ）を1000Kg/cm2の圧力で加圧形成する
とともにこれを還元雰囲気中、約2300℃の温度で焼成し
て多孔質のタングステン焼結体を得、次に1100℃の温度
で加熱溶融させた銅を前記タングステン焼結体の多孔部
分に毛管現象を利用して含浸させることによって製作さ
れる。

【００１３】また前記金属基体1 の上面には、載置部1a
を囲繞するようにして金属枠体2 が銀ロウ等のロウ材を
介して接合されており、これにより内部に光半導体素子
5 を収容するための空所が形成される。

【００１４】前記金属枠体2 は、例えば鉄−ニッケル−
コバルト合金、鉄−ニッケル合金等の金属から成る矩形
枠状体であり、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属を
従来周知の押し出し成形法や射出成形法、圧延加工法、
絞り加工法等の金属加工法を採用して所定の枠状となす
ことによって製作される。

【００１５】前記金属枠体2 にはまた内部に収容する光
半導体素子6 との間で光信号を授受するための光ファイ
バー9 が挿通固定される光ファイバー固定部材10が該金
属枠体2 を貫通して銀ロウ等のロウ材を介して接合され
ている。

【００１６】前記光ファイバー固定部材10は、例えば鉄
−ニッケル−コバルト合金、鉄−ニッケル合金等の金属
から成り、光ファイバー9 を挿通可能な孔10a を有する
円筒体であり、該孔10a に光ファイバー9 の一端を挿通
させるとともにこれを半田等の接着剤やレーザー溶接に
より固定し、これにより該光ファイバー9 を介して内部
に収容する光半導体素子6 と外部との光信号の授受が可
能となる。

【００１７】尚、前記光ファイバー固定部材10は、鉄−
ニッケル−コバルト合金等のインゴットを従来周知の圧
延加工や打ち抜き加工等の金属加工法を採用することに
よって所定の円筒状に製作される。

【００１８】また、前記金属枠体2 には切り欠き部2aが
設けられており、該切れ欠き部2a内にはセラミック端子
部材3 が銀ろう等のロウ材を介して嵌着接合されてい
る。

【００１９】前記セラミック端子部材3 は、図３に示す
ようにアルミナセラミックス等の電気絶縁材料から成
り、金属枠体2 の内外に突出する平板状の突出部3a、3b
と金属枠体2 に嵌着される立壁部3cとを有しており、金
属枠体2 の内外を気密に封止するとともに金属枠体2 の
内外を電気的に接続するための導電路を提供する作用を
為す。

【００２０】前記セラミック端子部材3 は例えばアルミ
ナセラミックスから成る場合、アルミナ、シリカ、カル
シア、マグネシア等の原料粉末に適当なバインダー、可
塑剤、溶剤等を添加混合して泥漿状となすとともにこれ
を従来周知のドクターブレード法等のシート成形技術を
採用してシート状のセラミックグリーンシートとなし、
しかる後、前記セラミックグリーンシートに適当な打ち
抜き加工を施すとともに複数枚を上下に積層してセラミ
ックグリーンシート積層体を得、最後に前記セラミック
グリーンシート積層体を還元雰囲気中約1600℃の温度で
焼成することによって製作される。

【００２１】前記セラミック端子部材3 はまたその突出
部3a、3bの上面に金属枠体2 の内側から外側に延出する
複数のメタライズ配線層11が被着されており、該メタラ
イズ配線層11の金属枠体2 内側部位には、光半導体素子
6 の各電極がボンディングワイヤー12を介して電気的に
接続されるとともにペルチェ素子8 の電極に接続された
リード線13が半田を介して電気的に接続され、またメタ
ライズ配線層11の金属枠体2 外側部位には外部電気回路
と接続される外部リード端子14が銀ロウ等のロウ材を介
して接続される。

【００２２】前記メタライズ配線層11はタングステン、
モリブデン等の高融点金属粉末焼結体から、タングステ
ン等の高融点粉末に適当なバインダー、溶剤等を添加混
合して得た金属ペーストを従来周知のスクリーン印刷法
等の厚膜手法を採用してセラミック端子部材3 となるセ
ラミックグリーンシートに予め所定パターンに印刷塗布
しておくことによってセラミック端子部材3 の突出部3a
上面から3b上面にかけて導出するように被着形成され
る。

【００２３】更に前記セラミック端子部材3 にはその突
出部3aでペルチェ素子8 の電極と接続されたリード線13
が半田付けされる領域に貫通孔3dが形成されている。

【００２４】前記貫通孔3dは、該貫通孔3d内にペルチェ
素子8 の電極と接続されたリード線13の一端が挿通され
ることによりリード線13を所定位置に位置決めする作用
を為し、該貫通孔3d内にペルチェ素子8 の電極と接続さ
れたリード線13の一端を挿通させることによりリード線
13を所定のメタライズ配線層11に正確に位置決めするこ
とが可能であり、その結果、リード線13がずれて隣接す
るメタライズ配線層11と電気的に短絡することは一切無
く、これによって内部に収容する光半導体素子6 を正
確、且つ確実に作動させることができる。

【００２５】尚、前記貫通孔3dは、セラミック端子部材
3 となるセラミックグリーンシートに予め所定形状に打
ち抜き加工を施しておくことによってセラミック端子部
材3のペルチェ素子8 の電極と接続されたリード線13が
半田付けされる部位に形成される。

【００２６】また、前記セラミック部材3 のメタライズ
配線層11に銀ロウ等のロウ材を介して接続される外部リ
ード端子14は、内部に収容する光半導体素子6 及びペル
チェ素子8 を外部電気回路に接続する作用を為し、該外
部リード端子14を外部電気回路の配線導体に電気的に接
続することにより内部に収容する光半導体素子6 及びペ
ルチェ素子8 がボンディングワイヤー12及びリード線1
3、メタライズ配線層11、外部リード端子14を介して外
部電気回路に接続されることとなる。

【００２７】前記外部リード端子14は、例えば鉄−ニッ
ケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属から成
り、該鉄−ニッケル−コバルト合金等のインゴットを従
来周知の圧延加工法や打ち抜き加工法、エッチング加工
法等の金属加工法を採用することによって所定の棒状と
なすことによって製作される。

【００２８】また更に前記金属枠体2 の上面及びセラミ
ック端子部材3 の上面には例えば鉄−ニッケル−コバル
ト合金や鉄−ニッケル合金等の金属から成る枠状の封止
リング4 が銀ロウ等のロウ材を介して接合されている。

【００２９】前記封止リング4 は、後述する金属蓋体5
を溶接するための下地金属として作用し、該封止リング
4 の上面には金属蓋体5 がシーム溶接等の溶接法により
接合される。

【００３０】尚、前記封止リング4 は、鉄−ニッケル−
コバルト合金等のインゴットを従来周知の圧延加工法や
打ち抜き加工法等の金属加工法を採用することによって
所定の枠状となすことによって製作される。

【００３１】また前記封止リング4 の上面には、例えば
鉄−ニッケル−コバルト合金、鉄−ニッケル合金等の金
属から成る略矩形平板状の金属蓋体5 が接合され、これ
により金属基体1 と金属枠体2 とセラミック端子部材3
と封止リング4 金属蓋体5 とから成る容器7 の内部に光
半導体素子6 が気密に封止されることとなる。

【００３２】かくして本発明の光半導体素子収納用パッ
ケージによれば金属基体1 の載置部1aに光半導体素子6
を間にペルチェ素子8 を挟んで接着固定させ、光半導体
素子6 の各電極をボンディングワイヤー12を介してメタ
ライズ配線層11に接続させるとともにペルチェ素子8 の
電極に接続されたリード線13をメタライズ配線層11に半
田を介して電気的に接続し、次に金属枠体2 の上面に金
属蓋体5 を接合させ、金属基体1 と金属枠体2 とセラミ
ック端子部材3 と封止リング4 と金属蓋体5 とから成る
容器7 内部に光半導体素子6 及びペルチェ素子8 を気密
に収容し、最後に金属枠体2 の光ファイバー固定部材10
に光ファイバー9 の一端を挿通させるとともにこれを半
田等の接着剤やレーザー溶接によって接合させ、光ファ
イバー9を金属枠体2 に固定することによって最終製品
としての光半導体装置として機能し、光ファイバー9 を
介して内部に収容する光半導体素子6 と外部との光信号
の授受が可能となる。

【００３３】尚、本発明は上述の実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種
々の変更は可能であり、例えばの実施例では、セラミッ
ク端子部材3 の突出部3aに貫通孔3dを形成したが、図４
に示すように貫通孔3dに代えて切り欠き3eを形成しても
良い。

【００３４】

【発明の効果】本発明の光半導体素子収納用パッケージ
によれば、セラミック端子部材のリード線が電気的に接
続される部位にリード線を挿通可能な貫通孔若しくは切
り欠き部が形成されていることから、該貫通孔或いは切
り欠き部にリード線の一端を挿通することによってリー
ド線を正確、且つ容易に所定の位置に位置決めすること
ができ、その結果、リード線をメタライズ配線層に正
確、且つ容易に電気的に接続させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光半導体素子収納用パッケージの一実
施例を示す斜視図である。

【図２】図１に示す光半導体素子収納用パッケージに光
半導体素子を収容した場合を示す断面図である。

【図３】本発明の光半導体素子収納用パッケージの要部
拡大斜視図である。

【図４】本発明の光半導体素子収納用パッケージの別の
実施例を示す斜視図てある。

【図５】従来の光半導体素子収納用パッケージの斜視図
である。

【図６】図５に示した光半導体素子収納用パッケージに
光半導体素子を収容した場合を示す断面図である。

【符号の説明】

１・・・金属基体 ２・・・金属枠体 ３・・・セラミック端子部材 ３ｄ・・貫通孔 ３ｅ・・切り欠き部 ５・・・金属蓋体 ６・・・光半導体素子 ８・・・ペルチェ素子 １１・・・メタライズ配線層 １３・・・リード線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光半導体素子がペルチェ素子を介して載置
   される載置部を有する金属基体と、前記金属基体の上面
   に前記載置部を囲繞するようにして接合され、且つ側壁
   に切り欠き部を有する金属枠体と、前記金属枠体の切り
   欠き部にロウ材を介して嵌着接合され、その側面に金属
   枠体の内側に突出する平板状の突出部を有するとともに
   該突出部上面に前記ペルチェ素子の電極がリード線を介
   して電気的に接続されるメタライズ配線層が被着形成さ
   れたセラミック端子部材と、前記金属枠体の上面に接合
   される蓋体とから成る光半導体素子収納用パッケージで
   あって、前記セラミック端子部材のペルチェ素子の電極
   がリード線を介して電気的に接続されるメタライズ配線
   層の領域に前記リード線が挿通可能な貫通孔若しくは切
   り欠き部を設けたことを特徴とする光半導体素子収納用
   パッケージ。