JPH1056163A - 集積回路パッケージ - Google Patents

集積回路パッケージ

Info

Publication number
JPH1056163A
JPH1056163A JP8208481A JP20848196A JPH1056163A JP H1056163 A JPH1056163 A JP H1056163A JP 8208481 A JP8208481 A JP 8208481A JP 20848196 A JP20848196 A JP 20848196A JP H1056163 A JPH1056163 A JP H1056163A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
integrated circuit
receiving element
light receiving
light
base metal
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.)
Granted
Application number
JP8208481A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3598408B2 (ja
Inventor
Yoichi Oikawa
陽一 及川
Hiroshi Hamano
濱野  宏
Takuji Yamamoto
拓司 山本
Naoki Kuwata
直樹 桑田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP20848196A priority Critical patent/JP3598408B2/ja
Publication of JPH1056163A publication Critical patent/JPH1056163A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3598408B2 publication Critical patent/JP3598408B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554External layer
    • H01L2224/0555Shape
    • H01L2224/05552Shape in top view
    • H01L2224/05554Shape in top view being square
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16135Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/16145Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491Disposition
    • H01L2224/4912Layout
    • H01L2224/49175Parallel arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3011Impedance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3011Impedance
    • H01L2924/30111Impedance matching

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は集積回路パッケージに関し、簡単な
構成で超高速動作を実現できる集積回路パッケージの提
供を課題とする。 【解決手段】 ベース金属1で支持された支持基板2の
上面にバイアス用導体パターン6b 及び信号用のコプレ
ナー型又はマイクロストリップ型の導体パターン6s
設け、該導体パターン6b ,6s にベアチップ集積回路
12をフリップチップ実装する。また支持基板に設けた
溝部8対応のベアチップ集積回路下面に受光素子11を
フリップチップ実装し、集積回路パッケージとしての超
高速動作を実現する{図1(A)}。ベース金属1で背
面を支持された支持基板2の上面に信号用コプレナー線
路6s を設ける。その隣にベアチップ集積回路12をダ
イボンディングし、コプレナー線路6s とベアチップ集
積回路上の信号用電極との間をコプレナー線路を有す接
続基板16で接続する{図1(B)}。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は集積回路パッケージ
に関し、更に詳しくは集積回路等を超高速動作を実現す
べくパッケージに実装した集積回路の実装構造に関す
る。今日、例えば幹線系の光通信システムでは10Gb
/sのシステムが商用化されつつあるが、伝送路速度の
需要は更に高まっており、各所でポスト10Gb/sシ
ステムの研究・開発が精力的に行われている。ポスト1
0Gb/sのシステムとしては、40Gb/s,50G
b/s等が考えられるが、このような超広帯域特性は従
来の実装技術では実現できないため、新たな実装技術の
開発が必要となる。
【0002】
【従来の技術】図14は従来技術を説明する図で、図1
4(A)は10Gb/sの広帯域通信を実現した光受信
装置(集積回路パッケージ)の平面図、図14(B)は
そのc−c断面図を示す。図において、200はパッケ
ージ構造の光受信装置、1はパッケージの一部を成すベ
ース金属、2はセラミック等よりなる支持基板、11は
pinホトダイオード等の受光素子、12は光電気変換
信号を高速処理するベアチップ集積回路(IC又はLS
I)である。
【0003】ベアチップIC12は、その下面がベース
金属1にダイボンディングされると共に、その上面には
給電・バイアス用の電極及び信号用の電極が形成されて
いる。一方、支持基板2の上面には出力信号をパッケー
ジ外部に取り出すための導体パターンが設けられてい
る。このベアチップIC12の上に受光素子11をバン
プを介してフリップチップ実装し、かつベアチップIC
12の出力信号を支持基板2の導体パターンにワイヤボ
ンディングすることで、10Gb/sの広帯域通信を実
現している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の如くベ
アチップIC12の出力信号をワイヤボンディングによ
り取り出すと、10GHZ 程度の周波数領域ではあまり
問題はないが、50GH Z 程度の超広帯域を要求される
場合は、ワイヤのインダクタンスや、ボンディング用パ
ッド(電極)の容量等が問題となり、安定な超高速動作
は得られない。
【0005】本発明の目的は、簡単な構成で超高速動作
を実現できる集積回路パッケージを提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題は例えば図1
(A)の構成により解決される。即ち、本発明(1)の
集積回路パッケージは、パッケージの一部を成すベース
金属1と、前記ベース金属により背面を支持され、かつ
その側面に光学系素子を収容するための溝部8と、その
上面にバイアス用の導体パターン6b 及び信号用のコプ
レナー型又は背面に接地導体を有するマイクロストリッ
プ型の導体パターン6s を備える支持基板2と、前記支
持基板上の導体パターン6b ,6s にバンプを介してフ
リップチップ実装されたベアチップ集積回路12と、前
記溝部に対応する前記ベアチップ集積回路の下面にバン
プを介してフリップチップ実装された受光素子11a
11b とを備えるものである。
【0007】本発明(1)によれば、ベアチップ集積回
路12の信号用電極を支持基板2のコプレナー(co-pla
nar )型又は背面に接地導体(ベース金属1でも良い)
を有するマイクロストリップ型の導体パターン6s にバ
ンプを介してフリップチップ実装するので、電極サイズ
(即ち、電極容量)を小さくできると共に、所望の超広
帯域(50GHZ 程度)に渡り良好なインピーダンス整
合が得られ、集積回路パッケージの安定な超高速動作が
得られる。
【0008】また上記の課題は例えば図1(B)の構成
により解決される。即ち、本発明(2)の集積回路パッ
ケージは、パッケージの一部を成すベース金属1と、前
記ベース金属により背面を支持され、かつその上面に信
号用のコプレナー型導体パターン6s を備える支持基板
2と、前記ベース金属により背面を支持され、かつその
上面にバイアス用及び信号用の複数の電極を備えるベア
チップ集積回路12と、前記ベアチップ集積回路の電極
にバンプを介してフリップチップ実装された受光素子1
a /11b と、前記支持基板上のコプレナー型導体パ
ターンと前記ベアチップ集積回路上の信号用電極とにバ
ンプを介してフリップチップ実装された信号用の接続基
板16であって、コプレナー型導体パターンを有するも
の、とを備えるものである。
【0009】本発明(2)によれば、ベアチップ集積回
路12はベース金属1により背面を支持されるので、高
い放熱効果が得られ、集積規模又は取り扱う信号パワー
を増大出来る。また、ベアチップ集積回路上の信号用電
極と支持基板上のコプレナー型導体パターン(コプレナ
ー線路)との間に、コプレナー型導体パターン(コプレ
ナー線路)を有する接続基板16をバンプを介してフリ
ップチップ実装するので、超広帯域に渡り良好なインピ
ーダンス整合が得られ、集積回路パッケージの安定な超
高速動作が得られる。
【0010】また上記の課題は例えば図1(A)の構成
により解決される。即ち、本発明(3)の集積回路パッ
ケージは、パッケージの一部を成すベース金属1と、前
記ベース金属により背面を支持され、かつその側面に光
学系素子を収容するための溝部8と、その上面にバイア
ス用の導体パターン6b 及び信号用のコプレナー型又は
背面に接地導体を有するマイクロストリップ型の導体パ
ターン6s を備える支持基板2と、一部に受光素子11
c /11d がモノリシック集積化され、かつ前記支持基
板上の導体パターンにバンプを介してフリップチップ実
装されたベアチップ集積回路12とを備えるものであ
る。
【0011】本発明(3)によれば、ベアチップ集積回
路12は平面(垂直)光入射型の受光素子11c 又は側
面(端面)光入射型の受光素子11d をモノリシック集
積しているので、集積回路のパッケージングが容易であ
ると共に、ベアチップ集積回路12の出力回路には超広
帯域に渡り良好なインピーダンス整合が得られ、集積回
路パッケージの安定な超高速動作が得られる。
【0012】また上記の課題は例えば図1(B)の構成
により解決される。即ち、本発明(4)の集積回路パッ
ケージは、パッケージの一部を成すベース金属1と、前
記ベース金属により背面を支持され、かつその上面に信
号用のコプレナー型導体パターンを備える支持基板2
と、前記ベース金属により背面を支持され、かつその一
部にモノリシック集積化された受光素子11c /11d
と、その上面にバイアス用及び信号用の複数の電極を備
えるベアチップ集積回路12と、前記支持基板上のコプ
レナー型導体パターンと前記ベアチップ集積回路上の信
号用電極とにバンプを介してフリップチップ実装された
信号用の接続基板16であって、コプレナー型導体パタ
ーンを有するもの、とを備えるものである。
【0013】本発明(4)によれば、ベアチップ集積回
路12に高い放熱効果が得られると共に、集積回路のパ
ッケージングが容易であり、かつベアチップ集積回路1
2の出力回路には超広帯域に渡り良好なインピーダンス
整合が得られ、集積回路パッケージの安定な超高速動作
が得られる。好ましくは、本発明(5)においては、上
記本発明(1)乃至(4)において、平面光入射型の受
光素子11a /11c と、パッケージ側面からの入射光
を前記受光素子の入射面に反射させる光反射手段とを備
え、前記受光素子又は光反射手段は該受光素子への入射
光が該受光素子の光入射面の法線に対して僅かに斜めよ
り入射するように設けられている。
【0014】従って、平面光入射型受光素子11a /1
c の表面反射等による伝送劣化を有効に抑制できる。
また好ましくは、本発明(6)においては、上記本発明
(1)乃至(4)において、平面光入射型受光素子11
a /11c と、パッケージ側面より前記受光素子の入射
面の近傍に延びる端面斜め研磨型の光ファイバとを備
え、前記受光素子又は光ファイバは該受光素子への入射
光が該受光素子の光入射面の法線に対して僅かに斜めよ
り入射するように設けられている。
【0015】従って、平面光入射型受光素子11a /1
c の表面反射等による伝送劣化を有効に抑制できる。
また好ましくは、本発明(7)においては、上記本発明
(1)乃至(4)において、側面光入射型の受光素子1
b /11d を備え、前記受光素子は該受光素子への入
射光が該受光素子の光入射面の法線に対して僅かに斜め
より入射するように設けられている。
【0016】従って、側面(端面)光入射型の受光素子
11b /11d の表面反射等による伝送劣化を有効に抑
制できる。また上記の課題は例えば図12の構成により
解決される。即ち、本発明(8)の集積回路パッケージ
は、パッケージの一部を成すベース金属1と、前記ベー
ス金属により背面を支持され、かつその上面に信号用の
コプレナー型導体パターンを備える複数の支持基板
a ,2b と、前記ベース金属により背面を支持され、
かつその上面にバイアス用及び信号入出力用の複数組の
電極を備えるベアチップ集積回路12と、前記支持基板
上のコプレナー型導体パターン6sa,6sbと前記ベアチ
ップ集積回路上の信号入出力用の電極にバンプを介して
フリップチップ実装された複数の信号用の接続基板16
a ,16b であって、コプレナー型導体パターンを有す
るもの、とを備えるものである。
【0017】本発明(8)によれば、ベアチップ集積回
路12に高い放熱効果が得られると共に、ベアチップ集
積回路12の入出力信号をコプレナー型導体パターン
(コプレナー線路)を有する接続基板16a ,16b
外部と接続するので、このような集積回路パッケージを
他の回路と接続しても、超広帯域に渡り良好なインピー
ダンス整合が得られ、装置全体の安定な超高速動作が得
られる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
好適なる複数の実施の形態を詳細に説明する。なお、全
図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとす
る。図2は第1の実施の形態による集積回路パッケージ
の構成を示す図で、図2(A)はその平面図、図2
(B)は図2(A)のb−b断面図、図2(C)は図2
(A)のc−c断面図である。
【0019】図において、100は第1の実施の形態に
よる集積回路パッケージ(光受信装置)、1はパッケー
ジの外郭を成すベース金属、2は誘電体の支持基板、3
は誘電体の端子板、4は給電・バイアス端子、5は信号
・グランド端子、6b は基板2上にプリントされた給電
・バイアス用の導体パターン、6s は基板2上にプリン
トされた出力信号用のコプレナー(co-planar )型導体
パターン(コプレナー線路)、7はノイズサプレス用の
マイクロチップコンデンサ、8は基板2に設けた後述の
光学系素子を収容するための溝部、9は光反射手段の一
例のプリズム、11a はGaAs/InP等による平面
(垂直)光入射型のpinホトダイオード(PD)、1
2は、同じくGaAs/InP等からなり、光電変換信
号の超高速処理を行うベアチップIC(又はLSI)、
20は光ファイバモジュール、21は光ファイバ、22
はファイバホルダ、23は集光用のレンズである。
【0020】支持基板2の導体パターン6b とパッケー
ジの給電・バイアス端子4との間はマイクロチップコン
デンサ7を介してワイヤボンディングにより接続され
る。一方、ベアチップIC12の表面12´{図(2)
Cの下面に相当}には、受光素子用,給電・バイアス用
及び出力信号用の各電極(Alパッド等)が設けられて
いる。また、受光素子11aの各電極にはAuやハンダ
によるバンプ(突起)がワイヤボンディング法やメッキ
法等により設けられる。この受光素子11aの各バンプ
をハンダやフレキシブルなエポキシ樹脂等を主成分とす
る導電性接着剤を介してベアチップIC12の前記受光
素子用の電極にフリップチップ実装する。また上記ベア
チップIC12の給電・バイアス用及び出力信号用の各
電極にも予めバンプが設けられており、これらを支持基
板2の導体パターン6b ,6Sにハンダや導電性接着剤
を介してフリップチップ実装する。
【0021】支持基板2のコプレナー線路6s はGND
ラインと信号ラインとが同一平面に交互に並ぶ微細導体
パターンから成り、該線路の特性インピーダンスは、ベ
アチップIC12の出力インピーダンス(及び次段の回
路の入力インピーダンス)に整合するように、例えば5
0Ωに選ばれる。従って、所望の超広帯域(50GH Z
程度)に渡り、出力信号波形は劣化しない。
【0022】又は、図示しないが、上記支持基板2上の
コプレナー線路6s に代えて、背面のベース金属1又は
支持基板2の背面に設けた導体を接地導体とするような
マイクロストリップ線路6s を設ける。該線路の特性イ
ンピーダンスは、ベアチップIC12の出力インピーダ
ンス(及び次段の回路の入力インピーダンス)に整合す
るように、例えば50Ωに選ばれる。従って、所望の超
広帯域(50GHZ 程度)に渡り、出力信号波形は劣化
しない。
【0023】なお、支持基板2の材質としては、これに
フリップチップ実装するベアチップIC12と熱膨張係
数が近いもので、かつ熱伝導率が良好なものとして、例
えばセラミック、窒化アルミ等を使用する。更に、溝部
8に設けたプリズム9はパッケージ側面からの入射光を
略真上にある受光素子11a の入射面に向けて反射す
る。ところで、この種の光学系では、入射光を受光素子
11a の入射面に垂直に入射すると、該受光素子11a
の表面や背後のバンプ面等で反射された反射光が入射光
と干渉して光の定在波を形成し、伝送劣化を生じさせる
場合がある。受光素子11a の表面に反射防止膜をコー
ティングする方法もあるが、十分な抑制は得られない。
そこで、好ましくは、受光素子の入射面と入射光軸との
関係を直角より6°〜8°程傾ける。
【0024】この実現方法には色々と考えられるが、例
えばプリズム9の反射角を45°より僅か(3〜4°程
度)に大又は小とする。又はプリズム9の取り付け角を
水平より僅かに傾ける。又は受光素子11a の光入射面
が水平より僅かに傾くように設ける。この為には、例え
ばAuバンプの量を調整して受光素子11a をベアチッ
プIC12に傾けてフリップチップ実装し、又はベアチ
ップIC12を支持基板2に傾けて実装し、又は支持基
板2そのものに傾斜を設ける等の方法が考えられる。
【0025】なお、上記プリズム9以外にも様々な形状
・構造の光反射手段を用いることができる。また、pi
nホトダイオード11a 以外にも他の様々な受光素子を
使用できる。図3は第2の実施の形態による集積回路パ
ッケージの構成を示す図で、図3(A)はその平面図、
図3(B)は図3(A)のb−b断面図、図3(C)は
図3(A)のc−c断面図である。
【0026】図において、100は第2の実施の形態に
よる集積回路パッケージ(光受信装置)を示しており、
上記図2のプリズム9に代え、パッケージ側面より受光
素子11a の入射面近傍に延びる端面斜め研磨型の裸の
光ファイバ21a を備える点で上記第1の実施の形態と
は異なる。従って、溝部8のスペースを小さくでき、光
受信装置の全体を小型化できる。なお、溝部8の光ファ
イバ21a を安定に固定支持するため、適当な支持部材
(ガイド部材等)を溝部8に設けても良い。
【0027】この場合も、光ファイバ21a の研磨角を
45°より僅かに大又は小とすること、又は光ファイバ
21a をその光軸の回りに僅かに回転させることによ
り、ファイバ端面からの反射光は受光素子11a の光入
射面の法線に対して僅かに斜めより入射することとな
り、光入射面等による光の反射が有効に抑制される。又
は、上記第1の実施の形態と同様にして、受光素子11
a の側を、その光入射面が水平より僅かにずれるように
設けても良い。
【0028】図4は第3の実施の形態による集積回路パ
ッケージの構成を示す図で、図4(A)はその平面図、
図4(B)は図4(A)のb−b断面図、図4(C)は
図4(A)のc−c断面図である。図において、100
は第3の実施の形態による集積回路パッケージ(光受信
装置)を示しており、上記図2の外付けの受光素子11
a に代え、ベアチップIC12内にモノリシック集積さ
れた平面(垂直)光入射型の受光素子11c を備える点
で上記第1の実施の形態とは異なる。
【0029】この受光素子11c としては、GaAsや
InP等による比較的構造簡単(モノリシック集積容
易)なホトコンダクタPCやMSM(メタル・セミコン
ダクタ・メタル)ホトダイオード等がある。ホトコンダ
クタPCは半導体基板に電極をオーミックコンタクトさ
せた構造を備え、入射光強度に応じて抵抗値が変化す
る。MSMホトダイオードは半導体基板にショットキー
電極を接続した構造を備え、入射光強度に応じて光電流
が変化する。なお、ベアチップIC12内にGaAsや
InP等による上記pinホトダイオード11a をモノ
リシック集積化しても良い。いずれにしても、受光素子
11c をベアチップIC12内にモノリシック集積化す
ることで、より高速、高安定な動作がえられる。
【0030】図5は第4の実施の形態による集積回路パ
ッケージの構成を示す図で、図5(A)はその平面図、
図5(B)は図5(A)のb−b断面図、図5(C)は
図5(A)のc−c断面図である。図において、100
は第4の実施の形態による集積回路パッケージ(光受信
装置)を示しており、上記図2の平面(垂直)光入射型
の受光素子11a に代え、側面(端面)光入射型の受光
素子(pinホトダイオード)11b を備える点で上記
第1の実施の形態とは異なる。
【0031】パッケージ側面からの入射光は直接に受光
素子11b の端面に結合される。この場合に、一般に、
pinホトダイオードのi層は薄いので、好ましくは、
端面に集光用クラッド層(光導波路)を有するような導
波路型受光素子11b を用いる。従って、溝部8のスペ
ースを小さくでき、光受信装置の全体を小さくできる。
またこの場合も、上記入射光の反射を有効に防止するた
めに、好ましくは、受光素子11b をその光入射面が入
射光軸に対して直角となる位置より僅かにずれるように
フリップチップ実装する。具体的には、受光素子11b
を図示の如く僅かに回転させてフリップチップ実装す
る。
【0032】図6は第5の実施の形態による集積回路パ
ッケージの構成を示す図で、図6(A)はその平面図、
図6(B)は図6(A)のb−b断面図、図6(C)は
図6(A)のc−c断面図である。図において、100
は第5の実施の形態による集積回路パッケージ(光受信
装置)を示しており、上記図4のベアチップIC12に
モノリシック集積された平面(垂直)光入射型の受光素
子11c に代え、同じくモノリシック集積された側面
(端面)光入射型の受光素子11d を備える点で上記第
3の実施の形態とは異なる。従って、溝部8を設ける必
要はなく、光受信装置の全体を小さく(薄く)できる。
【0033】この場合も、好ましくは、受光素子11d
をその光入射端面がパッケージ側面からの入射光軸に対
して直角となる位置より僅かにずれるようにモノリシッ
ク集積する。具体的には、受光素子11d を図示の如く
僅かに回転させてモノリシック集積する。図7は第6の
実施の形態による集積回路パッケージの構成を示す図
で、図7(A)はその平面図、図7(B)は図7(A)
のb−b断面図、図7(C)は図7(A)のc−c断面
図である。
【0034】ここでは、GaAs/InP等によるベア
チップIC12は、その背面がハンダや導電性接着剤等
によりベース金属1の表面に直接にダイボンディングさ
れている。従って、ベアチップIC12の放熱が格段に
良好となり、集積回路規模を大きくできる。これによ
り、従来は放熱の関係から複数段に分けて構成していた
ような処理回路を1個のベアチップIC12に集積化で
きる。
【0035】また、このベアチップIC12の各電極は
図7(C)の上面の側に構成されており、その受光素子
用電極に平面光入射型の受光素子11a のバンプをフリ
ップチップ実装する。両サイドンの給電・バイアス用電
極はワイヤボンディングによりマイクロチップコンデン
サ7を介してパッケージの給電・バイアス端子4に接続
する。
【0036】一方、隣接する支持基板2の上面にはコプ
レナー線路6s が設けられ、これに対応するベアチップ
IC12の右端付近には出力信号用の電極が設けられて
いる。また信号用の接続基板16は、その裏面16´に
示す如く、同一平面にGNDラインと信号ラインとから
成るコプレナー線路(微細導体パターン)が形成されて
おり、各導体パターンの両端にはバンプが形成されてい
る。この接続基板16のコプレナー線路をベアチップI
C12の出力信号用電極と支持基板2のコプレナー線路
s とにフリップチップ実装することでベアチップIC
12の出力信号を外部に取り出す。従って、所望の超広
帯域に渡り、良好なインピーダンス整合が得られ、出力
信号の劣化が防止される。
【0037】また、このパッケージの前方下部には棒状
の金属ブロック14が金属ベース1と接触する様に横設
されている。一方、ベアチップIC12の前方両サイド
には受光素子11a を挟むようにして導体のGNDパタ
ーン15が設けられている。このGNDパターン15は
ベアチップIC12の表面から側面、更には底面へと回
り込み、底面の金属ベース1と接触する様に設けられ
る。そして、底面にバンプを形成された反射ブロック1
3を上記金属ブロック14及びGNDパターン15の上
に、かつ受光素子11a を跨ぐようにしてフリップチッ
プ実装する。この反射ブロック13にはプリズム9が設
けられており、パッケージ側面からの入射光を受光素子
11a の入射面に向けて反射する。
【0038】なお、この場合のベース金属1としては、
ベアチップIC12や支持基板2と熱膨張係数が近く、
かつ熱伝導率が良好なものとして、CuW等を使用でき
る。また、上記プリズム9に代え、任意形状・構造の反
射ブロック13を設ける事が可能である。図8は第7の
実施の形態による集積回路パッケージの構成を示す図
で、図8(A)はその平面図、図8(B)は図8(A)
のb−b断面図、図8(C)は図8(A)のc−c断面
図である。
【0039】図において、100は第7の実施の形態に
よる集積回路パッケージ(光受信装置)を示しており、
上記図7の反射ブロック13に代え、パッケージ側面よ
り受光素子11a の入射面近傍に延びる端面斜め研磨型
の裸の光ファイバ21a を備える点で上記第6の実施の
形態とは異なる。従って、反射ブロック13を収容する
スペースを必要とせず、光受信装置の全体を小さくでき
る。
【0040】この場合も、光ファイバ21a の研磨角を
45°より僅かに大又は小とすること、又は光ファイバ
21a をその光軸の回りに僅かに回転させることによ
り、ファイバ端面の反射光は受光素子11a の光入射面
の法線に対して僅かに斜めより入射することとなり、光
入射面等による光の反射が有効に抑制される。又は、上
記図3の場合と同様にして、受光素子11a を、その光
入射面が水平より僅かに傾くように設けても良い。
【0041】図9は第8の実施の形態による集積回路パ
ッケージの構成を示す図で、図9(A)はその平面図、
図9(B)は図9(A)のb−b断面図、図9(C)は
図9(A)のc−c断面図である。図において、100
は第8の実施の形態による集積回路パッケージ(光受信
装置)を示しており、上記図7の外付けの平面(垂直)
光入射型の受光素子11aに代え、ベアチップIC12
内にモノリシック集積された平面(垂直)光入射型の受
光素子11c を備える点で上記第6の実施の形態とは異
なる。ベアチップIC12内にモノリシック集積される
受光素子11c としては、ホトコンダクタPC,MSM
ホトダイオード,pinホトダイオード等がある。
【0042】図10は第9の実施の形態による集積回路
パッケージの構成を示す図で、図10(A)はその平面
図、図10(B)は図10(A)のb−b断面図、図1
0(C)は図10(A)のc−c断面図である。図にお
いて、100は第9の実施の形態による集積回路パッケ
ージ(光受信装置)を示しており、上記図7の平面(垂
直)光入射型の受光素子11a に代え、側面(端面)光
入射型の受光素子11b を備える点で上記第6の実施の
形態とは異なる。従って、反射ブロック13を収容する
スペースを必要とせず、光受信装置の全体を小さく(薄
く)できる。
【0043】この場合も、入射光の反射を有効に防止す
るために、好ましくは、受光素子11b をその光入射面
が入射光軸に対して直角となる位置より僅かに傾くよう
にフリップチップ実装する。図11は第10の実施の形
態による集積回路パッケージの構成を示す図で、図11
(A)はその平面図、図11(B)は図11(A)のb
−b断面図、図11(C)は図11(A)のc−c断面
図である。
【0044】図において、100は第10の実施の形態
による集積回路パッケージ(光受信装置)を示してお
り、上記図9のベアチップIC12にモノリシック集積
された平面(垂直)光入射型の受光素子11c に代え、
同じくモノリシック集積された側面(端面)光入射型の
受光素子11d を備える点で上記第8の実施の形態とは
異なる。従って、反射ブロック13を収容するスペース
を必要とせず、光受信装置の全体を小さく(薄く)でき
る。
【0045】この場合も、入射光の反射を有効に防止す
るために、好ましくは、受光素子11d をその光入射面
が入射光軸に対して直角となる位置より僅かに傾くよう
にモノリシック集積する。図12は第11の実施の形態
による集積回路パッケージの構成を示す図で、図12
(A)はその平面図、図12(B)は図12(A)のb
−b断面図、図12(C)は図12(A)のc−c断面
図である。
【0046】図において、100は第11の実施の形態
による集積回路パッケージを示しており、この集積回路
パッケージは、上記同様にして超高速の光受信装置のみ
ならず、超高速の光送信装置等にも接続して好適なる汎
用の集積回路パッケージの構造を示している。ここで
は、GaAs/InP等によるベアチップIC12は、
その背面がハンダや導電性接着剤等によりベース金属1
の表面に直接にダイボンディングされている。従って、
ベアチップIC12の放熱が格段に良好となり、集積回
路規模又は集積回路で扱うパワーを大きくできる。ま
た、このベアチップIC12の各電極は図12(C)の
上面の側に構成されており、両サイドンの給電・バイア
ス用電極はワイヤボンディングによりマイクロチップコ
ンデンサ7を介してパッケージの給電・バイアス端子4
に接続される。
【0047】一方、図の左右の支持基板2a ,2b の上
面には夫々コプレナー線路6sa,6 sbが設けられてお
り、これらに対応するベアチップIC12の左右両端付
近には入出力信号用の電極が設けられている。更に、接
続基板16a ,16b には、その裏面16´に示す如
く、同一平面にGNDラインと信号ラインとから成るコ
プレナー線路(微細導体パターン)が形成されており、
各導体パターンの両端にはバンプが形成されている。こ
の接続基板16a ,16b をベアチップIC12の入出
力信号用電極と支持基板2a ,2b のコプレナー線路6
sa,6sbとに夫々フリップチップ実装することでベアチ
ップIC12の入力信号を外部から取り込み、かつ出力
信号を外部に取り出す。従って、所望の超広帯域に渡
り、良好なインピーダンス整合が得られ、入出力信号の
劣化が防止される。
【0048】なお、上記各実施の形態ではバンプを形成
する側の一例を示したが、バンプは接続する素子のどち
ら側に設けても良い。また、上記本発明に好適なる複数
の実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲
内で、各部の構成、及びこれらの組合せの様々な変更が
行えることは言うまでも無い。
【0049】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、集積回
路の信号用電極とコプレナー線路(又はマイクロストリ
ップ線路)とをフリップチップ実装する簡単な構成によ
り集積回路パッケージとしての超高速動作を安定に実現
でき、集積回路パッケージの高速化、安定化に寄与する
所が大きい。また、併せて受光素子をフリップチップ実
装することで、所望の超高速(50Gb/s程度)の光
受信装置を安定に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理的構成を示す図である。
【図2】第1の実施の形態による集積回路パッケージの
構成を示す図である。
【図3】第2の実施の形態による集積回路パッケージの
構成を示す図である。
【図4】第3の実施の形態による集積回路パッケージの
構成を示す図である。
【図5】第4の実施の形態による集積回路パッケージの
構成を示す図である。
【図6】第5の実施の形態による集積回路パッケージの
構成を示す図である。
【図7】第6の実施の形態による集積回路パッケージの
構成を示す図である。
【図8】第7の実施の形態による集積回路パッケージの
構成を示す図である。
【図9】第8の実施の形態による集積回路パッケージの
構成を示す図である。
【図10】第9の実施の形態による集積回路パッケージ
の構成を示す図である。
【図11】第10の実施の形態による集積回路パッケー
ジの構成を示す図である。
【図12】第11の実施の形態による集積回路パッケー
ジの構成を示す図である。
【図13】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
1 ベース金属 2 支持基板 3 端子板 4 給電・バイアス端子 5 信号・グランド端子 6b 導体パターン 6s コプレナー型導体パターン 7 マイクロチップコンデンサ 8 溝部 9 プリズム 11 受光素子 20 光ファイバモジュール 21 光ファイバ 22 ファイバホルダ 23 レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 拓司 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 桑田 直樹 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パッケージの一部を成すベース金属と、 前記ベース金属により背面を支持され、かつその側面に
    光学系素子を収容するための溝部と、その上面にバイア
    ス用の導体パターン及び信号用のコプレナー型又は背面
    に接地導体を有するマイクロストリップ型の導体パター
    ンを備える支持基板と、 前記支持基板上の導体パターンにバンプを介してフリッ
    プチップ実装されたベアチップ集積回路と、 前記溝部に対応する前記ベアチップ集積回路の下面にバ
    ンプを介してフリップチップ実装された受光素子とを備
    えることを特徴とする集積回路パッケージ。
  2. 【請求項2】 パッケージの一部を成すベース金属と、 前記ベース金属により背面を支持され、かつその上面に
    信号用のコプレナー型導体パターンを備える支持基板
    と、 前記ベース金属により背面を支持され、かつその上面に
    バイアス用及び信号用の複数の電極を備えるベアチップ
    集積回路と、 前記ベアチップ集積回路の電極にバンプを介してフリッ
    プチップ実装された受光素子と、 前記支持基板上のコプレナー型導体パターンと前記ベア
    チップ集積回路上の信号用電極とにバンプを介してフリ
    ップチップ実装された信号用の接続基板であって、コプ
    レナー型導体パターンを有するもの、とを備えることを
    特徴とする集積回路パッケージ。
  3. 【請求項3】 パッケージの一部を成すベース金属と、 前記ベース金属により背面を支持され、かつその側面に
    光学系素子を収容するための溝部と、その上面にバイア
    ス用の導体パターン及び信号用のコプレナー型又は背面
    に接地導体を有するマイクロストリップ型の導体パター
    ンを備える支持基板と、 一部に受光素子がモノリシック集積化され、かつ前記支
    持基板上の導体パターンにバンプを介してフリップチッ
    プ実装されたベアチップ集積回路とを備えることを特徴
    とする集積回路パッケージ。
  4. 【請求項4】 パッケージの一部を成すベース金属と、 前記ベース金属により背面を支持され、かつその上面に
    信号用のコプレナー型導体パターンを備える支持基板
    と、 前記ベース金属により背面を支持され、かつその一部に
    モノリシック集積化された受光素子と、その上面にバイ
    アス用及び信号用の複数の電極を備えるベアチップ集積
    回路と前記支持基板上のコプレナー型導体パターンと前
    記ベアチップ集積回路上の信号用電極とにバンプを介し
    てフリップチップ実装された信号用の接続基板であっ
    て、コプレナー型導体パターンを有するもの、とを備え
    ることを特徴とする集積回路パッケージ。
  5. 【請求項5】 平面光入射型の受光素子と、パッケージ
    側面からの入射光を前記受光素子の入射面に反射させる
    光反射手段とを備え、前記受光素子又は光反射手段は該
    受光素子への入射光が該受光素子の光入射面の法線に対
    して僅かに斜めより入射するように設けられていること
    を特徴とする請求項1乃至4の集積回路パッケージ。
  6. 【請求項6】 平面光入射型の受光素子と、パッケージ
    側面より前記受光素子の入射面の近傍に延びる端面斜め
    研磨型の光ファイバとを備え、前記受光素子又は光ファ
    イバは該受光素子への入射光が該受光素子の光入射面の
    法線に対して僅かに斜めより入射するように設けられて
    いることを特徴とする請求項1乃至4の集積回路パッケ
    ージ。
  7. 【請求項7】 側面光入射型の受光素子を備え、前記受
    光素子は該受光素子への入射光が該受光素子の光入射面
    の法線に対して僅かに斜めより入射するように設けられ
    ていることを特徴とする請求項1乃至4の集積回路パッ
    ケージ。
  8. 【請求項8】 パッケージの一部を成すベース金属と、 前記ベース金属により背面を支持され、かつその上面に
    信号用のコプレナー型導体パターンを備える複数の支持
    基板と、 前記ベース金属により背面を支持され、かつその上面に
    バイアス用及び信号入出力用の複数組の電極を備えるベ
    アチップ集積回路と、 前記支持基板上のコプレナー型導体パターンと前記ベア
    チップ集積回路上の信号入出力用の電極にバンプを介し
    てフリップチップ実装された複数の信号用の接続基板で
    あって、コプレナー型導体パターンを有するもの、とを
    備えることを特徴とする集積回路パッケージ。
JP20848196A 1996-08-07 1996-08-07 集積回路パッケージ Expired - Fee Related JP3598408B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20848196A JP3598408B2 (ja) 1996-08-07 1996-08-07 集積回路パッケージ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20848196A JP3598408B2 (ja) 1996-08-07 1996-08-07 集積回路パッケージ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1056163A true JPH1056163A (ja) 1998-02-24
JP3598408B2 JP3598408B2 (ja) 2004-12-08

Family

ID=16556886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20848196A Expired - Fee Related JP3598408B2 (ja) 1996-08-07 1996-08-07 集積回路パッケージ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3598408B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6403948B1 (en) 1998-12-28 2002-06-11 Nec Corporation Photo-detecting module having a fiber optic groove on rear surface of integrated circuit device
US6574379B2 (en) 2000-10-19 2003-06-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Optical device and its manufacturing method
JP2003289149A (ja) * 2002-03-28 2003-10-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 受光モジュール
US6787812B2 (en) * 2001-02-24 2004-09-07 Zarlink Semiconductor Ab Active optical device
US6940155B2 (en) 2001-12-27 2005-09-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha IC package, optical transmitter, and optical receiver
WO2023100964A1 (ja) * 2021-12-03 2023-06-08 京セラ株式会社 配線基板及び電子装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6403948B1 (en) 1998-12-28 2002-06-11 Nec Corporation Photo-detecting module having a fiber optic groove on rear surface of integrated circuit device
US6574379B2 (en) 2000-10-19 2003-06-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Optical device and its manufacturing method
US6787812B2 (en) * 2001-02-24 2004-09-07 Zarlink Semiconductor Ab Active optical device
US6940155B2 (en) 2001-12-27 2005-09-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha IC package, optical transmitter, and optical receiver
US6963123B2 (en) 2001-12-27 2005-11-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha IC package, optical transmitter, and optical receiver
JP2003289149A (ja) * 2002-03-28 2003-10-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 受光モジュール
WO2023100964A1 (ja) * 2021-12-03 2023-06-08 京セラ株式会社 配線基板及び電子装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3598408B2 (ja) 2004-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3803596B2 (ja) パッケージ型半導体装置
US6611635B1 (en) Opto-electronic substrates with electrical and optical interconnections and methods for making
US6343171B1 (en) Systems based on opto-electronic substrates with electrical and optical interconnections and methods for making
US6845184B1 (en) Multi-layer opto-electronic substrates with electrical and optical interconnections and methods for making
US6706546B2 (en) Optical reflective structures and method for making
US5771322A (en) Light-receiving structure for wave-guide type optical devices
US20020097962A1 (en) Single and multilayer waveguides and fabrication process
EP1429164A2 (en) Optical communication device
JPH114118A (ja) アンテナ素子を内蔵する半導体モジュール
US6862378B2 (en) Silicon-based high speed optical wiring board
JP4291521B2 (ja) 半導体受光素子、半導体受光装置、半導体装置、光モジュール及び光伝送装置
US6613597B2 (en) Optical chip packaging via through hole
JP3598408B2 (ja) 集積回路パッケージ
CN109638638B (zh) 光学模块
US6796723B2 (en) Submount for opto-electronic module and packaging method using the same
SE0202392D0 (sv) Mirrors for polymer waveguides
JPH0667044A (ja) 光回路・電気回路混載基板
US20010023970A1 (en) Semiconductor device package and optical communication device
JP3985363B2 (ja) 光伝送素子
CN109683218B (zh) 光学元件、光学组件、光模块及其制造方法
JPH0258008A (ja) 光モジュール
JP3269654B2 (ja) 光電子送受信装置
KR100699569B1 (ko) 양방향 광송수신 모듈 패키지
JPH03179307A (ja) 受光素子キャリア及び該キャリアを有する受光モジュール
JPH04249382A (ja) 半導体受光素子

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040329

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040518

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20040521

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20040524

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040713

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: 20040824

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040831

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees