JPS63208279A

JPS63208279A - チツプキヤリア

Info

Publication number: JPS63208279A
Application number: JP62040326A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Ito; 清志伊藤; Yoichi Yasuda; 洋一安田
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Tohbu Semiconductor Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Priority date: 1987-02-25
Filing date: 1987-02-25
Publication date: 1988-08-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はチップキャリア、特に発光素子や受光素子を搭
載したリード付きのチップキャリアに関する。

〔従来の技術〕

光通信用の発光源の一つとして、たとえば、工業調査会
発行「電子材料４１９８３年１０月号、昭和５８年１０
月１日発行、Ｐ３９〜Ｐ４４頁に記載されているように
、光通信用レーザモジュール（半導体レーザ装置）が開
発されている。この半導体レーザ装置は、半導体レーザ
素子の共振器端面に光ファイバの先端が対抗する、いわ
ゆる直接対向方式として組み立てられ、パッケージが箱
型となる偏平形モジュールとして提供されている。

この半導体レーザ装置は金属製ステムの主面中央部を金
属板からなるキャップで封止したパッケージ構造となっ
ていて、パッケージ内部に半導体レーザ素子（レーザダ
イオードチップ）およびこのレーザダイオードチップの
共振器端面から発光されるレーザ光の光出力を検出する
受光素子（たとえば、ＩｎＧａＡｓＰ系ＰＩＮホトダイ
オードチップ）が内蔵されている。また、前記受光素子
はセラミックの直方体からなるブロック、すなわちチッ
プキャリアに搭載されてパッケージ内に組み込まれてい
る。

一方、光電子装置に組み込まれる前述のような光素子を
搭載したブロックの例としては、オプトロニクス社発行
［オブトロニクスＪ　１９８６年１月号、昭和６１年１
月１０日発行、＃２０（広告頁）に記載されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記チップキャリアは、パッケージ内に固定し難くかつ
給電のためのワイヤ張り作業がし難いということが本発
明者によってあきらかにされた。

すなわち、受光素子が搭載される前記チップキャリアは
、１〜２ｍｍ程度の大きさのブロックであるため取り扱
い難い。また、前記チップキャリアのワイヤ接続部にワ
イヤを接続する作業は、パッケージの窪み底に低（位置
するチップキャリアに対して行なうため作業がし難く、
手間取り、作業性が悪い。また、チップキャリアのワイ
ヤ接続部は一定し、固定的であることから組立マージン
が低い。

本発明の目的は組立マージンが高（かつ組立がし易いチ
ップキャリアを提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。

すなわち、本発明のチップキャリアは、直方体構造のセ
ラミックからなるブロックの一側面から上面に亘って２
条の導体層を有するとともに、−側面側の一方の導体層
上に受光素子が搭載されている。また、この受光素子の
上部電極と一側面側の他方の導体層端部とは、ワイヤに
よって電気的に接続されている。さらに、ブロックの上
面側の一対の導体層端には折り曲げ変形可能なリードが
、それぞれ電気的機械的に取り付けられている。

〔作用〕

上記した手段によれば、このようなチップキャリアを半
導体レーザ装置に組み込む場合、前記チップキャリアの
受光素子をレーザチップの出射面に対面させるようにし
てチップキャリアをパッケージ内に固定する際、チップ
キャリアのブロックを保持したり、あるいはリードを掴
んだりして位置決め組立が行なえるため、レーザチップ
に対する受光素子の位置決めが正確となるとともに、位
置決め作業も容易となり、作業効率が向上する。

また、前記リードは自由に折り曲げることができること
から、それぞれの先端をパッケージに取り付けられたリ
ードと接触させることができるため、組立マージンが向
上するとともにチップキャリアのリードとの接続作業が
容易となる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。

第１図は本発明の一実施例によるチップキャリアを示す
斜視図、第２図は同じ（チップキャリアを組み込んだ光
電子装置の要部を示す斜視図、第３図は同じく組み込ま
れたチップキャリアを示す斜視図である。

この実施例では、本発明によるチップキャリアを箱型の
光電子装置（半導体レーザ装置）に組み込んだ例につい
て説明する。本発明によるチップキャリア１は、第１図
に示されるように、縦２ｍｍ、横４ｍｍ高さ２ｍｍの直
方体からなるセラミックからなるブロック２を基台とし
ている。

前記チップキャリア２は底面が固定面３、−側面がチッ
プ搭載面４、上面がリード取付面５となっている。また
、前記−側面であるチップ搭載面４と、上面であるリー
ド取付面５の両面に亘って２条の導体層６．７が設けら
れている。この導体層６，７は前記ブロック２に直接設
けられたメタライズ層と、このメタライズ層上に電解メ
ッキによって形成されたＡｕからなるメッキ層とによっ
て構成されている。

前記導体層６．７において、一方の導体層６のチップ搭
載面４０部分は、−辺が０１７ｍｍ〜０．８ｍｍとなる
矩形のバンド８を構成し、図示しない半田等によって一
辺が０１６ｍｍの受光素子９が搭載されている。また、
他方の導体層７のチップ搭載面４の部分は、ワイヤポン
ディングパッド１０を構成している。このワイヤポンデ
ィングパッド１０には、前記パッド８上に固定された受
光素子９の上面電極に一端を接続されるワイヤ１１の他
端が固定されている。さらに、導体層６．７のリード取
付面５の部分には、それぞれ厚さ０１１５ｍｍ〜０．２
ｍｍ、幅１ｍｍ前後のコバール等金属片からなるリード
１２．１３が銀鑞を介して固定されている。このリード
１２．１３は自在に折り曲げ可能となり、このチップキ
ャリア１をパッケージに組み込む際、パッケージに取り
付けられたリードと容易に接触させることができるよう
になっている。

つぎに、このようなチップキャリア１を組み込んだ半導
体レーザ装置について説明する。半導体レーザ装置は、
第２図に示されるように、偏平形モジュールとなってい
て、パッケージ１４は、各部品をその主面側窪みに組み
込んだ箱型金属製のステム１５と、このステム１５の窪
み部分を塞ぐ金属製のキャップ１６とによって形成され
ている。

このパッケージ１４からは、一本の光フアイバケーブル
１７と、一対２組合計４本のり−ド１８が突出した構造
となっている。なお、ステム１５の二隅には取付孔１９
が設けられている。

前記ステム１５の窪み底中央の矩形の台座部２０上には
支持小片２１が固定されている。この支持小片２１上に
はレーザダイオードチップ２２および小片からなるペデ
スタル２３が固定されている。このペデスタル２３は、
レーザダイオードチップ２２をステム１５に取付ける前
に行われる特性検査時のワイヤが張られる小片であって
、表面部分が導電層となった絶縁体で構成されている。

したがって、このペデスタル２３はステム１５に固定さ
れた段階では不要となる。また、前記支持小片２１は図
示しない鑞材によってステム１５に固定され、レーザダ
イオードチップ２２はこの上に図示しない鑞材によって
固定されている。

また、ステム１５の周壁には、筒状のファイバガイド２
４が貫通状態で挿入されるとともに、図示しない鑞材に
よって気密的に固定されている。

このファイバガイド２４は、ステム１５に挿入される長
いスリーブ２５．ステム１５の側面に当接する大径のス
トッパー２６．ストッパー２６部分よりも細いカシメ部
２７とによって構成されている。このファイバガイド２
４には、光フアイバケーブル１７の先端部が挿入されて
いる。この挿入部分は、ジャケットが付いた部分と、そ
の先端のジャケットが剥がされてコアとクラッドからな
る芯線２８とからなっていて、ジャケット部分はカシメ
部２７のカシメによってファイバガイド２４に固定され
るとともに、先端の芯線２８は図示しない鑞材でファイ
バガイド２４に固定されている。

また、前記ファイバガイド２４から突出する芯線２８は
前記ステム１５に固定された固定ボスト２９の挿入孔に
挿入されかつ図示しない固定材で固定されている。

一方、ステム１５の側面に突出するレーザダイオードチ
ップ２２用の２本のリード１８にあっては、一方のり一
ド１８は絶縁体３０を介してステム１５に貫通固定され
ている。このリード１８の内端には、一端が前記レーザ
ダイオードチップ２２の表面電極に固定されたワイヤ３
１の他端が固定されている。また、レーザダイオードチ
ップ２２用の他のリード１８は、ステム１５に直接固定
されている。このリード１８は、ステム１５を介してレ
ーザダイオードチップ２２の下部電極に電気的に接続さ
れている。したがって、この一対のリード１８間に所定
の電圧が印加されると、レーザダイオードチップ２２の
両端の発光面からレーザ光を発光する。

また、前記ファイバガイド２４に対して反対側に位置す
る２本のリード１８の内端はステム１５を貫通するとと
もに、その先端は、前述のチップキャリア１のリード１
２．１３の折り曲げ端にソルダー３２．３３を介して固
定されている。したがって、これら一対のり−ド１８は
受光素子１の出力端子となる。なお、これら一対のり−
ド１８は絶縁体３４を介してステム１５に固定されてい
る。

このような半導体レーザ装置は、一対のリード１８間に
所定の電圧が印加されと、レーザダイオードチップ２２
の共振器の両端面からレーザ光を発光する。レーザ光に
よる光情報は光ファイバケ−プル１７を伝送媒体として
、所望箇所に伝送される。また、レーザ光３５の光出力
は常時受光素子１によってモニターされ、光出力が一定
となるように制御される。

このような半導体レーザ装置は、その組立において、特
に受光素子９を搭載したチップキャリア１を図示しない
鑞材を介してステム１５に固定する際、前記チップキャ
リア１は、第３図に示されるように、ブロック２の両端
から突出するリード１２．１３を途中から上方に折り曲
げられる。これは、前記チップキャリア１をパフケージ
構成部分であるステム１５の内部に位置決めした際、折
り曲げられてそれぞれ上方に向かって延在するリード１
２．１３の上端部分が、前記ステム１５に固定されたリ
ード１８にそれぞれ接触するようにするためである。ま
た、チップキャリア１の固定時、チップキャリア１はブ
ロック２部分が保持され、あるいはブロック２から突出
したリード１２゜１３が保持される。組立の状態によっ
て保持部分を選択すればよい。而して、リード１２．１
３を保持できることは、チップキャリアｌの保持形態が
多くなるため、組立余裕、すなわち組立マージンが増大
する。組立マージンの増大は、より高精度のチップキャ
リア１の位置決めおよび組立作業性の向上が達成できる
ことにもなる。

このような実施例によれば、つぎのような効果が得られ
る。

（１）本発明のチップキャリアは、リードが設けられて
いることから、パッケージに組み込む際、リードをも保
持できるため組立てが容易であるとともに作業性が向上
するという効果が得られる。

（２）本発明のチップキャリアは、自在に変形可能なリ
ードが設けられていることがら、パッケージ側の取付部
に先端が臨むようにあらかじめあるいはその時点で変形
させることができるため、組立の余裕度が向上するとい
う効果が得られる。

（３）本発明のチップキャリアにあっては、リードは銀
鑞によって強固に導体層と接続されているとともに、パ
ッケージ側リードとの接続は広い面積を有してソルダー
によって固定されているため、従来のような数十μｍの
直径のワイヤによるボンディング性に比較して信頼度が
高くなるという効果が得られる。

（４）本発明のチップキャリアにあっては、受光素子を
固定した面とリードを取り付けた面とは同一面となって
いないことから、受光素子取付面にはレーザダイオード
チップに受光素子を対面させた際何等の支障もなく、受
光素子の受光面をレーザダイオードチップに近接でき、
受光特性が向上するという効果が得られる。

（５）上記（１）〜（４）により、本発明によれば、組
立マージンの高いチップキャリアを提供することができ
るという相乗効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない、たとえば、チップキャリ
アにレーザダイオードチップや発光ダイオード素子等の
チップを搭載してもよい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である光通信用技術に適用
した場合について説明したが、それに限定されるもので
はなく、たとえば、光集積回路（ＯＥＩＣ）等による光
通信技術、あるいは光による計測技術等にも適用できる
。

本発明は少なくとも受光素子やレーザダイオードチップ
等の光素子を内蔵した光電子部品に対して適用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

本発明のチップキャリアは、ブロックの一面の導体層上
に受光素子が搭載されているとともに、ブロックの表面
の導体層にそれぞれ電気的に接続された折り曲げ変形可
能なリードを存していることから、チップキャリアを半
導体レーザ装置に組み込む場合、チップキャリアのブロ
ックを保持したり、あるいはリードを掴んだりして位置
決め組立が行なえるため、レーザチップに対する受光素
子の位置決めが正確となるとともに、位置決め作業も容
易となり、作業効率が向上する。また、前記リードは自
由に折り曲げることができることから、組立マージンが
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるチップキャリアを示す
斜視図、第２図は同じくチップキャリアを組み込んだ光電子装置
の要部を示す斜視図、第３図は同じく組み込まれたチップキャリアを示す斜視
図である。１・・・チップキャリア、２・・・ブロック、３・・・
固定面、４・・・チップ搭載面、５・・・リード取付面
、６．７・・・導体層、８・・・パッド、９・・・受光
素子、１０・・・ワイヤボンディングバンド、１１・・
・ワイヤ、１２．１３・・・リード、１４・・・パッケ
ージ、１５・・・ステム、１６・・・キャップ、１７・
・・光フアイバケーブル、１８・・・リード、１９・・
・取付孔、２０・・・台座部、２１・・・支持小片、２
２・・・レーザダイオードチップ、２３・・・ペデスタ
ル、２４・・・ファイバガイド、２５・・・ス＋Ｊ−７
’、２６・・・ストッパー、２７・・・カシメ部、２８
・・・芯線、２９・・・固定ポスト、３０・・・絶縁体
、３１・・・ワイヤ、３２．３３・・・ソルダー、３４
・・・絶縁体。

Claims

【特許請求の範囲】１、絶縁体からなるブロックと、このブロックの表面に
設けられた導体層と、この導体層上に搭載されたチップ
と、を有するチップキャリアであって、前記ブロツクに
は前記導体層部分で電気的に繋がるリードが設けられて
いることを特徴とするチップキャリア。２、前記導体層上には受光素子が搭載されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のチップキャリア
。