JPH1050872A - 光半導体素子用パッケージおよびその製法 - Google Patents
光半導体素子用パッケージおよびその製法Info
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- JPH1050872A JPH1050872A JP9040619A JP4061997A JPH1050872A JP H1050872 A JPH1050872 A JP H1050872A JP 9040619 A JP9040619 A JP 9040619A JP 4061997 A JP4061997 A JP 4061997A JP H1050872 A JPH1050872 A JP H1050872A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光結合効率の低下を減少せることができる光
半導体素子用パッケージとその製法を提供する。 【解決手段】 光半導体素子を搭載する金属底板１２
と、光ファイバを固定する窓枠１３を設けた金属枠体１
１とを有し、前記金属枠体１１と前記金属底板１２が接
合されて構成された光半導体素子用パッケージにおい
て、前記金属枠体１１は、その側壁に外部部材に固定す
るための支持部１５を有し、該支持部１５により外部部
材に固定される。
半導体素子用パッケージとその製法を提供する。 【解決手段】 光半導体素子を搭載する金属底板１２
と、光ファイバを固定する窓枠１３を設けた金属枠体１
１とを有し、前記金属枠体１１と前記金属底板１２が接
合されて構成された光半導体素子用パッケージにおい
て、前記金属枠体１１は、その側壁に外部部材に固定す
るための支持部１５を有し、該支持部１５により外部部
材に固定される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光半導体素子用パ
ッケージおよびその製法に関する。
ッケージおよびその製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光半導体素子を収納するための光半導体
素子用パッケージは一般に、半導体レーザ素子などの光
半導体素子を搭載する金属底板と、光ファイバを固定す
るための固定部材とセラミック端子などの電気信号入出
力端子の部材とが取り付けられる金属枠体とから構成さ
れている。図５に従来の光半導体素子用パッケージの一
例を示す。図５に示すように、従来の光半導体素子用パ
ッケージは、基板などの外部部材に取り付ける取り付け
孔４を有する金属底板２と、この金属底板２上に筐体を
なすように固定される金属枠体１からおもに構成されて
いる。金属底板２上には、半導体レーザ素子などの光半
導体素子が搭載される。また、金属枠体１には光ファイ
バが取り付けられる窓枠３が設けられ、金属枠体１の側
面部５には電気入出力用のセラミック端子が取り付けら
れる。この金属枠体１の上側には、気密に封止するよう
に金属蓋体（図示せず）が取り付けられる。
素子用パッケージは一般に、半導体レーザ素子などの光
半導体素子を搭載する金属底板と、光ファイバを固定す
るための固定部材とセラミック端子などの電気信号入出
力端子の部材とが取り付けられる金属枠体とから構成さ
れている。図５に従来の光半導体素子用パッケージの一
例を示す。図５に示すように、従来の光半導体素子用パ
ッケージは、基板などの外部部材に取り付ける取り付け
孔４を有する金属底板２と、この金属底板２上に筐体を
なすように固定される金属枠体１からおもに構成されて
いる。金属底板２上には、半導体レーザ素子などの光半
導体素子が搭載される。また、金属枠体１には光ファイ
バが取り付けられる窓枠３が設けられ、金属枠体１の側
面部５には電気入出力用のセラミック端子が取り付けら
れる。この金属枠体１の上側には、気密に封止するよう
に金属蓋体（図示せず）が取り付けられる。
【０００３】金属枠体１は、セラミック端子と熱膨張率
が近似していることが望ましいので、その材料として
は、鉄・ニッケル合金や鉄・ニッケル・コバルト合金が
用いられる。また、金属底板２は半導体レーザ素子で発
生する熱を速やかに放散させる必要があるので、その材
料としては、銅や銅・タングステン合金が用いられる。
なお、金属枠体１と金属底板２はろう材で接合される。
これら金属枠体１と金属底板２からなる光半導体素子用
パッケージは、金属底板２の両端に形成された取り付け
孔４を介して外部部材にネジで取り付けられる。
が近似していることが望ましいので、その材料として
は、鉄・ニッケル合金や鉄・ニッケル・コバルト合金が
用いられる。また、金属底板２は半導体レーザ素子で発
生する熱を速やかに放散させる必要があるので、その材
料としては、銅や銅・タングステン合金が用いられる。
なお、金属枠体１と金属底板２はろう材で接合される。
これら金属枠体１と金属底板２からなる光半導体素子用
パッケージは、金属底板２の両端に形成された取り付け
孔４を介して外部部材にネジで取り付けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】金属枠体と金属底板が
異なる金属材料で形成されている光半導体用パッケージ
では、両者の熱膨張率が相違するために、ろう付けして
接合する時に歪みが発生し、金属底板に反りが発生す
る。この金属底板に反りが発生した光半導体素子用パッ
ケージの金属枠体に光ファイバを固定し、金属底板に半
導体レーザ素子を搭載する。その後、金属底板の両端に
形成された取り付け孔を介してネジで締めつけて、この
光半導体素子用パッケージを外部部材に取り付け固定す
ると、ネジの締めつけ力が金属底板全体に伝わり、金属
底板が変形し反りが生ずる。この反りにより、半導体レ
ーザ素子の固定位置にずれが生じ、半導体レーザ素子と
光ファイバとの間に光軸のずれが生じるという問題があ
った。この光軸のずれは、半導体レーザ素子と光ファイ
バとの光結合効率の低下をもたらす。
異なる金属材料で形成されている光半導体用パッケージ
では、両者の熱膨張率が相違するために、ろう付けして
接合する時に歪みが発生し、金属底板に反りが発生す
る。この金属底板に反りが発生した光半導体素子用パッ
ケージの金属枠体に光ファイバを固定し、金属底板に半
導体レーザ素子を搭載する。その後、金属底板の両端に
形成された取り付け孔を介してネジで締めつけて、この
光半導体素子用パッケージを外部部材に取り付け固定す
ると、ネジの締めつけ力が金属底板全体に伝わり、金属
底板が変形し反りが生ずる。この反りにより、半導体レ
ーザ素子の固定位置にずれが生じ、半導体レーザ素子と
光ファイバとの間に光軸のずれが生じるという問題があ
った。この光軸のずれは、半導体レーザ素子と光ファイ
バとの光結合効率の低下をもたらす。
【０００５】本発明の目的は、外部部材に取り付ける際
に金属底板が変形することなく、従って、半導体レーザ
素子と光ファイバとの間に光軸のずれが生じない光半導
体素子用パッケージおよびその製法を提供することを目
的とする。
に金属底板が変形することなく、従って、半導体レーザ
素子と光ファイバとの間に光軸のずれが生じない光半導
体素子用パッケージおよびその製法を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決すべくなされたもので、請求項１記載の発明は、光半
導体素子を搭載する金属底板と、光ファイバを固定する
固定部を設けた金属枠体とを有し、前記金属枠体と前記
金属底板が接合されて構成された光半導体素子用パッケ
ージにおいて、前記金属枠体は、その側壁に外部部材に
固定するための支持部を有し、該支持部により外部部材
に固定されることを特徴とするものである。また、請求
項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、金属
底板の外面が金属枠体の支持部の底面よりも外側に出て
いることを特徴とするものである。さらに、請求項３記
載の発明は、金属枠体に金属底板を接合させ、次いで前
記金属枠体の支持部に曲げ加工を施すことを特徴とする
請求項１または２記載の光半導体素子用パッケージの製
法である。
決すべくなされたもので、請求項１記載の発明は、光半
導体素子を搭載する金属底板と、光ファイバを固定する
固定部を設けた金属枠体とを有し、前記金属枠体と前記
金属底板が接合されて構成された光半導体素子用パッケ
ージにおいて、前記金属枠体は、その側壁に外部部材に
固定するための支持部を有し、該支持部により外部部材
に固定されることを特徴とするものである。また、請求
項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、金属
底板の外面が金属枠体の支持部の底面よりも外側に出て
いることを特徴とするものである。さらに、請求項３記
載の発明は、金属枠体に金属底板を接合させ、次いで前
記金属枠体の支持部に曲げ加工を施すことを特徴とする
請求項１または２記載の光半導体素子用パッケージの製
法である。
【０００７】上述のように、請求項１記載の発明では、
金属枠体の側壁に外部部材に固定するための支持部を設
けた光半導体素子用パッケージを、この支持部で外部部
材に固定する。そうすると、金属底板全体に加わる応力
が、従来のように金属底板に取り付け孔を設けて、その
孔を介してネジで固定する場合よりも小さくなる。その
結果、金属底板に搭載された半導体レーザ素子の位置ず
れが小さくなり、半導体レーザ素子と光ファイバとの間
に生ずる光軸のずれを小さくすることができる。従っ
て、半導体レーザ素子と光ファイバとの光結合効率の低
下を減少させることができる。また、請求項２記載の発
明では、金属底板の外面が金属枠体の支持部の底面より
も外側に出ているため、支持部で外部部材に固定する
と、金属底板の外面が外部部材に当接する。そうする
と、金属底板から外部部材への熱伝達が行われるため、
金属底板に搭載される光半導体素子からの放熱性がよく
なるという効果もある。さらに、請求項３記載の発明で
は、金属枠体に金属底板を接合させ、次いで前記金属枠
体の支持部に曲げ加工を施すので、金属底板の外面と支
持部の底面とを平行にし、かつ容易にそれらの位置関係
を調節することができる。因みに、通常用いられている
金属射出成形による一体成形では、金属射出成形後の焼
結や脱バインダーの熱処理により支持部は変形しやす
い。この変形を修正するため機械加工が必要であるが、
加工はろう付け前に行うため、上述の曲げ加工のような
位置関係の調節ができない。また支持部の段差０〜０．
７ｍｍを精度よく機械加工するには、曲げ加工よりも費
用が高くなってしまう。
金属枠体の側壁に外部部材に固定するための支持部を設
けた光半導体素子用パッケージを、この支持部で外部部
材に固定する。そうすると、金属底板全体に加わる応力
が、従来のように金属底板に取り付け孔を設けて、その
孔を介してネジで固定する場合よりも小さくなる。その
結果、金属底板に搭載された半導体レーザ素子の位置ず
れが小さくなり、半導体レーザ素子と光ファイバとの間
に生ずる光軸のずれを小さくすることができる。従っ
て、半導体レーザ素子と光ファイバとの光結合効率の低
下を減少させることができる。また、請求項２記載の発
明では、金属底板の外面が金属枠体の支持部の底面より
も外側に出ているため、支持部で外部部材に固定する
と、金属底板の外面が外部部材に当接する。そうする
と、金属底板から外部部材への熱伝達が行われるため、
金属底板に搭載される光半導体素子からの放熱性がよく
なるという効果もある。さらに、請求項３記載の発明で
は、金属枠体に金属底板を接合させ、次いで前記金属枠
体の支持部に曲げ加工を施すので、金属底板の外面と支
持部の底面とを平行にし、かつ容易にそれらの位置関係
を調節することができる。因みに、通常用いられている
金属射出成形による一体成形では、金属射出成形後の焼
結や脱バインダーの熱処理により支持部は変形しやす
い。この変形を修正するため機械加工が必要であるが、
加工はろう付け前に行うため、上述の曲げ加工のような
位置関係の調節ができない。また支持部の段差０〜０．
７ｍｍを精度よく機械加工するには、曲げ加工よりも費
用が高くなってしまう。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明にかかる光
半導体素子用パッケージの一実施の形態の分解斜視図で
あり、図２はその組み立てた状態の側面図である。図
中、１１は金属枠体、１２は金属底板、１３は光ファイ
バを固定する窓枠、１４は取り付け孔、１５は取り付け
支持部である。金属枠体１１と取り付け支持部１５は鉄
・ニッケル・コバルト合金（弾性率：14,000 kgf/mm2）
からなり、金属底板１２は銅・タングステン合金（弾性
率：34,000 kgf/mm2）からなる。これら金属枠体１１と
金属底板１２は、銀ろう材を用いて接合される。
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明にかかる光
半導体素子用パッケージの一実施の形態の分解斜視図で
あり、図２はその組み立てた状態の側面図である。図
中、１１は金属枠体、１２は金属底板、１３は光ファイ
バを固定する窓枠、１４は取り付け孔、１５は取り付け
支持部である。金属枠体１１と取り付け支持部１５は鉄
・ニッケル・コバルト合金（弾性率：14,000 kgf/mm2）
からなり、金属底板１２は銅・タングステン合金（弾性
率：34,000 kgf/mm2）からなる。これら金属枠体１１と
金属底板１２は、銀ろう材を用いて接合される。
【０００９】金属枠体１１の正面には、窓枠１３が設け
られて光ファイバが取り付けられ、側面部１６には、電
気信号入出力端子が取り付けられる。また、金属枠体１
１の内部にある金属底板１２の上面にはペルチェー素子
を介して光半導体素子が搭載される。取り付け支持部１
５は金属枠体１１の外面に、金属底板１２と略平行にな
るように金属射出成形により一体に形成されている。こ
の取り付け支持部１５には、取り付け孔１４を設け、こ
の取り付け孔１４を用いて、図２に示すように、ネジに
より本光半導体素子用パッケージを外部部材１７に固定
する。
られて光ファイバが取り付けられ、側面部１６には、電
気信号入出力端子が取り付けられる。また、金属枠体１
１の内部にある金属底板１２の上面にはペルチェー素子
を介して光半導体素子が搭載される。取り付け支持部１
５は金属枠体１１の外面に、金属底板１２と略平行にな
るように金属射出成形により一体に形成されている。こ
の取り付け支持部１５には、取り付け孔１４を設け、こ
の取り付け孔１４を用いて、図２に示すように、ネジに
より本光半導体素子用パッケージを外部部材１７に固定
する。
【００１０】取り付け支持部１５をネジで外部部材１７
に固定する際には、この取り付け支持部１５はその付け
根１５ｂで弾性変形し、金属底板１２の変形が小さくな
るようにする。そのために、図２に示すように、金属底
板１２の下面１２ａが支持部１５の下面１５ａよりも上
側にくるようにする。また、取り付け支持部１５の板
厚、幅の設定は、取り付け時に、付け根１５ｂが破損し
ないだけの十分な強度をもち、かつ、金属底板１２が変
形しないうちに支持部１５が先に弾性変形するような過
大でない強度を有するようにする。このような条件を満
たす設計値の例としては、金属底板１２の厚さは０．７
ｍｍ、取り付け支持部１５については、厚さは０．５ｍ
ｍ、幅３．５ｍｍ、長さは４．６ｍｍとする。
に固定する際には、この取り付け支持部１５はその付け
根１５ｂで弾性変形し、金属底板１２の変形が小さくな
るようにする。そのために、図２に示すように、金属底
板１２の下面１２ａが支持部１５の下面１５ａよりも上
側にくるようにする。また、取り付け支持部１５の板
厚、幅の設定は、取り付け時に、付け根１５ｂが破損し
ないだけの十分な強度をもち、かつ、金属底板１２が変
形しないうちに支持部１５が先に弾性変形するような過
大でない強度を有するようにする。このような条件を満
たす設計値の例としては、金属底板１２の厚さは０．７
ｍｍ、取り付け支持部１５については、厚さは０．５ｍ
ｍ、幅３．５ｍｍ、長さは４．６ｍｍとする。
【００１１】図３は、本発明にかかる光半導体素子用パ
ッケージの他の実施の形態の側面図ある。本実施形態で
は、金属底板１２の下面１２ａ（外面）が支持部１５の
下面１５ａ（底面）よりも下側、即ち外側に出ている。
このような構造では、支持部１５をネジで外部部材１７
に固定する際に、金属底板１２の下面１２ａの全面が外
部部材１７に接触するので、金属底板１２からの放熱性
がよくなる。なお、金属底板１２の下面１２ａが支持部
材１５の下面１５ａより下側に突き出している高さは、
０〜０．１ｍｍ、望ましくは０〜０．０５ｍｍであるこ
とがよい。また、支持部１５がその付け根１５ｂで弾性
あるいは塑性変形をして金属底板１２の変形を小さくす
る。
ッケージの他の実施の形態の側面図ある。本実施形態で
は、金属底板１２の下面１２ａ（外面）が支持部１５の
下面１５ａ（底面）よりも下側、即ち外側に出ている。
このような構造では、支持部１５をネジで外部部材１７
に固定する際に、金属底板１２の下面１２ａの全面が外
部部材１７に接触するので、金属底板１２からの放熱性
がよくなる。なお、金属底板１２の下面１２ａが支持部
材１５の下面１５ａより下側に突き出している高さは、
０〜０．１ｍｍ、望ましくは０〜０．０５ｍｍであるこ
とがよい。また、支持部１５がその付け根１５ｂで弾性
あるいは塑性変形をして金属底板１２の変形を小さくす
る。
【００１２】図４（ａ）〜（ｃ）は、さらなる他の実施
形態の製法の工程説明図である。その工程は以下の通り
である。即ち、 １）金属枠体１１の底面１１ａが支持部１５を含めて平
面になるように、金属枠体１１を形成する。次いで、金
属底板１２を金属枠体１１の底面１１ａにＡｇろう付け
する（図４（ａ））。図４（ｂ）は、Ａｇろう付けした
状態の側面図である。 ２）次いで、図４（ｃ）に示すように、支持部１５の付
け根１５ｂに曲げ加工を施し、段差１５ｃを設け、基準
面となる金属底板１２の下面１２ａに支持部１５の下面
１５ａを合わせる。この曲げ加工により、金属底板１２
の下面１２ａに支持部１５の下面１５ａを合わせること
は、容易に行うことができる。
形態の製法の工程説明図である。その工程は以下の通り
である。即ち、 １）金属枠体１１の底面１１ａが支持部１５を含めて平
面になるように、金属枠体１１を形成する。次いで、金
属底板１２を金属枠体１１の底面１１ａにＡｇろう付け
する（図４（ａ））。図４（ｂ）は、Ａｇろう付けした
状態の側面図である。 ２）次いで、図４（ｃ）に示すように、支持部１５の付
け根１５ｂに曲げ加工を施し、段差１５ｃを設け、基準
面となる金属底板１２の下面１２ａに支持部１５の下面
１５ａを合わせる。この曲げ加工により、金属底板１２
の下面１２ａに支持部１５の下面１５ａを合わせること
は、容易に行うことができる。
【００１３】なお、上記実施形態は本発明を具体化した
例であって、本願発明の技術範囲を限定するものではな
い。
例であって、本願発明の技術範囲を限定するものではな
い。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、光半導体素子を搭載する金属底板と、光フ
ァイバを固定する固定部を設けた金属枠体とを有し、前
記金属枠体と前記金属底板が接合されて構成された光半
導体素子用パッケージにおいて、前記金属枠体は、その
側壁に外部部材に固定するための支持部を有し、該支持
部により外部部材に固定されるため、搭載される光半導
体素子と光ファイバの光軸のずれを小さくし、光結合効
率の低下を減少せることができるという優れた効果があ
る。また、請求項２記載の発明によれば、搭載される光
半導体素子の発熱を効率よく放熱することができる。さ
らに、請求項３記載の発明によれば、精度よく、かつ容
易に光半導体素子用パッケージを作製することができ
る。
明によれば、光半導体素子を搭載する金属底板と、光フ
ァイバを固定する固定部を設けた金属枠体とを有し、前
記金属枠体と前記金属底板が接合されて構成された光半
導体素子用パッケージにおいて、前記金属枠体は、その
側壁に外部部材に固定するための支持部を有し、該支持
部により外部部材に固定されるため、搭載される光半導
体素子と光ファイバの光軸のずれを小さくし、光結合効
率の低下を減少せることができるという優れた効果があ
る。また、請求項２記載の発明によれば、搭載される光
半導体素子の発熱を効率よく放熱することができる。さ
らに、請求項３記載の発明によれば、精度よく、かつ容
易に光半導体素子用パッケージを作製することができ
る。
【図１】本発明に係る光半導体素子用パッケージの一実
施形態の分解斜視図である。
施形態の分解斜視図である。
【図２】上記実施形態の側面図である。
【図３】他の実施形態の側面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、さらなる他の実施形態の製
法の工程説明図である。
法の工程説明図である。
【図５】従来の光半導体素子用パッケージの分解斜視図
である。
である。
１１ 金属枠体 １１ａ 底面 １２ 金属底板 １２ａ、１５ａ 下面 １３ 窓枠 １４ 取り付け孔 １５ 支持部 １５ｂ 付け根 １５ｃ 段差 １６ 側面部 １７ 外部部材
フロントページの続き (72)発明者 村田 秀明 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 光半導体素子を搭載する金属底板と、光
ファイバを固定する固定部を設けた金属枠体とを有し、
前記金属枠体と前記金属底板が接合されて構成された光
半導体素子用パッケージにおいて、前記金属枠体は、そ
の側壁に外部部材に固定するための支持部を有し、該支
持部により外部部材に固定されることを特徴とする光半
導体素子用パッケージ。 - 【請求項２】 金属底板の外面が金属枠体の支持部の底
面よりも外側に出ていることを特徴とする請求項１記載
の光半導体素子用パッケージ。 - 【請求項３】 金属枠体に金属底板を接合させ、次いで
前記金属枠体の支持部に曲げ加工を施すことを特徴とす
る請求項１または２記載の光半導体素子用パッケージの
製法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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