KR102031573B1

KR102031573B1 - 광소자 탑재용 패키지, 전자 장치 및 전자 모듈

Info

Publication number: KR102031573B1
Application number: KR1020177028785A
Authority: KR
Inventors: 미츠하루 사카이; 유우스케 타케이
Original assignee: 쿄세라 코포레이션
Priority date: 2015-04-24
Filing date: 2016-04-18
Publication date: 2019-10-14
Also published as: US20180145478A1; CN107534268A; JP6499277B2; JPWO2016171103A1; CN114204405A; WO2016171103A1; KR20170125095A; US10554012B2

Abstract

본 발명의 광소자 탑재용 패키지는 바닥면에 광소자가 탑재되는 오목부와, 오목부의 측벽에 형성된 개구부를 갖는 기체를 포함하고 있으며, 개구부에 접하도록 오목부의 바닥면에 노치가 형성되어 있다.

Description

광소자 탑재용 패키지, 전자 장치 및 전자 모듈

본 발명은, 예를 들면 광통신 분야, 프로젝터, 헤드업 디스플레이, 스마트 글라스 등의 각종 화상 표시 분야, 헤드라이트 등의 각종 조명 분야에서 사용되는 각종 광부품을 수납하는 광소자 탑재용 패키지, 전자 장치 및 전자 모듈에 관한 것이다.

최근, 레이저 다이오드 등의 광소자를 탑재한 전자 장치가 광통신 분야에 추가하여 각종 화상 표시 분야, 각종 조명 분야 등에서 전개되려고 하고 있다.

이러한 전자 장치용의 광소자 탑재용 패키지로서, 예를 들면 광소자가 탑재되는 오목부와, 측벽에 개구부를 갖는 기체를 갖고 있는 것이 있다. 광소자는 오목부에 탑재되어, 예를 들면 덮개체에 의해 덮인다(일본 특허 공개 2001-68691호 공보참조).

상기 패키지와 같이 광소자가 오목부에 탑재되어 있으면 광소자로부터 발생한 광의 일부가 광소자가 탑재되는 오목부의 바닥면 및 측벽의 개구부로 차단되어 난반사 해버려서 광량이 감소하기 쉬운 것이 되고, 그 결과 광소자를 탑재한 전자 장치가 필요한 광량을 발하지 않는 것이 되어버릴 가능성이 있었다.

본 발명의 1개의 실시형태에 의한 광소자 탑재용 패키지는 바닥면에 광소자가 탑재되는 오목부와, 상기 오목부의 측벽에 형성된 개구부를 갖는 기체를 포함하고 있으며, 상기 개구부에 접하도록 상기 오목부의 상기 바닥면에 노치가 형성되어 있다.

본 발명의 1개의 실시형태에 의한 전자 장치는 상기 구성의 광소자 탑재용 패키지와, 상기 광소자 탑재용 패키지에 탑재된 광소자와, 상기 개구부를 막도록 설치된 창 부재와, 상기 오목부를 막도록 설치된 덮개체를 갖고 있다.

본 발명의 1개의 실시형태에 의한 전자 모듈은 접속 패드를 갖는 모듈용 기판과, 상기 접속 패드에 납재를 통해 접속된 상기 구성의 전자 장치를 갖고 있고,또는 전열 부재와, 상기 전열 부재에 탑재된 상기 구성의 전자 장치를 갖고 있다.

(발명의 효과)

본 발명의 1개의 실시형태에 의한 광소자 탑재용 패키지에 의하면, 바닥면에 광소자가 탑재되는 오목부와, 오목부의 측벽에 형성된 개구부를 갖는 기체를 포함하고 있으며, 개구부에 접하도록 오목부의 바닥면에 노치가 형성되어 있음으로써 광소자로부터 발생한 광의 일부가 광소자가 탑재되는 오목부의 바닥면 및 측벽의 개구부로 차단되기 어려워 광량의 감소가 억제된 것이 되고, 그 결과 광소자를 탑재한 전자 장치가 필요한 광량을 발하는 것이 된다.

본 발명의 1개의 실시형태에 의한 전자 장치는 상기 구성의 광소자 탑재용 패키지와, 광소자 탑재용 패키지에 탑재된 광소자와, 개구부를 막도록 설치된 창 부재와, 오목부를 막도록 설치된 덮개체를 갖고 있음으로써 필요한 광량을 발하는 것이 된다.

본 발명의 1개의 실시형태에 의한 전자 모듈은 접속 패드를 갖는 모듈용 기판과, 접속 패드에 납재를 통해 접속된 상기 구성의 전자 장치를 갖고 있거나, 또는 전열 부재와, 전열 부재에 탑재된 상기 구성의 전자 장치를 갖고 있음으로써 필요한 광량을 발하는 것이 된다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서의 덮개체를 제외한 전자 장치의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 2a는 도 1에 있어서의 덮개체를 포함한 전자 장치의 A-A선에 있어서의 종단면도이며, 도 2b는 도 1에 있어서의 덮개체를 포함한 전자 장치의 B-B선에 있어서의 종단면도이다.
도 3은 도 1에 있어서의 덮개체를 포함한 전자 장치를 모듈용 기판에 설치한 전자 모듈을 나타내는 종단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시형태에 있어서의 전자 모듈의 다른 예를 나타내는 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 있어서의 전자 모듈의 다른 예를 나타내는 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 있어서의 전자 모듈의 다른 예를 나타내는 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태에 있어서의 덮개체를 제외한 전자 장치의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 8a는 도 7에 있어서의 덮개체를 포함한 전자 장치의 A-A선에 있어서의 종단면도이며, 도 8b는 도 7에 있어서의 덮개체를 포함한 전자 장치의 B-B선에 있어서의 종단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태에 있어서의 덮개체를 제외한 전자 장치의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 10a는 도 9에 있어서의 덮개체를 포함한 전자 장치의 A-A선에 있어서의 종단면도이며, 도 10b는 도 9에 있어서의 덮개체를 포함한 전자 장치의 B-B선에 있어서의 종단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시형태에 있어서의 덮개체를 제외한 전자 장치의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 12a는 도 11에 있어서의 덮개체를 포함한 전자 장치의 A-A선에 있어서의 종단면도이며, 도 12b는 도 11에 있어서의 덮개체를 포함한 전자 장치의 B-B선에 있어서의 종단면도이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 실시형태에 있어서의 전자 장치의 다른 예를 나타내는 종단면도이다.

본 발명의 예시적인 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 1~도 13을 참조하여 본 발명의 실시형태에 있어서의 전자 장치에 대하여 설명한다. 본 실시형태에 있어서의 전자 장치는 광소자 탑재용 패키지(1)와, 광소자 탑재용 패키지(1)에 탑재된 광소자(2)와, 창 부재(3)와, 덮개체(4)를 갖고 있다.

본 실시형태의 광소자 탑재용 패키지(1)는, 예를 들면 레이저 다이오드 등의 광소자(2)가 탑재되는 오목부(13)와, 개구부(14)를 갖는 기체(11)를 갖고 있다.

기체(11)는 바닥면에 광소자(2)가 탑재되는 오목부(13)와, 오목부(13)의 측벽(13a)에 형성된 개구부(14)를 갖고 있다.

기체(11)는 광소자(2)를 탑재하기 위한 탑재 부재로서 기능하고, 오목부(13)의 바닥면에 설치된 배선 도체(12) 상에 광소자(2)가 땜납 등의 접합재를 통해 접합된다.

기체(11)는, 예를 들면 산화알루미늄질 소결체(알루미나 세라믹스), 질화알루미늄질 소결체, 뮬라이트질 소결체 또는 유리 세라믹스 소결체 등의 세라믹스를 사용할 수 있다. 기체(11)는 이러한 세라믹 소결체로 이루어지는 복수의 절연층이 적층되어서 형성되어 있어도 좋고, 소정의 형상으로 성형 가능한 금형을 사용하여 세라믹 그린시트를 가압함으로써 성형되어 있어도 좋다.

기체(11)가 수지 재료를 사용하여 제작되는 경우에는, 예를 들면 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 페놀 수지, 폴리에스테르 수지 또는 사불화에틸렌 수지를 비롯하는 불소계 수지 등을 사용할 수 있다.

기체(11)가, 예를 들면 산화알루미늄질 소결체로 이루어지는 복수의 절연층이 적층되어서 형성되어 있는 경우이면, 산화알루미늄, 산화규소, 산화마그네슘 및 산화칼슘 등의 원료 분말에 적당한 유기 바인더 및 용제 등을 첨가 혼합하여 슬러리 형상으로 하여 이것을 독터 블레이드법이나 캘린더 롤법 등에 의해 시트 형상으로 성형하여 세라믹 그린시트를 얻고, 그 후 세라믹 그린시트에 적당한 펀칭 가공을 실시함과 아울러 이것을 복수매 적층하여 고온(약 1600℃)에서 소성함으로써 제작된다. 또한, 소정의 형상으로 성형 가능한 금형을 사용하여 세라믹 그린시트를 가압함으로써 성형하고, 상기와 마찬가지로 고온에서 소성함으로써 제작해도 좋다.

오목부(13)는 광소자(2)의 탑재 영역이 되는 탑재부(11a)가 형성되어 있다. 도 1~도 13에 나타내는 예에 있어서는 오목부(13)의 내측 벽은 바닥면에 대하여 수직인 면을 갖고 있으며, 탑재부(11a)에 광소자(2)가 탑재되어 있다.

이러한 오목부(13)는 기체(11)용의 세라믹 그린시트에 레이저 가공이나 금형에 의한 펀칭 가공 등에 의해 오목부(13)가 되는 관통 구멍을 복수의 세라믹 그린시트에 형성하고, 이들 세라믹 그린시트를 관통 구멍을 형성하지 않는 세라믹 그린시트에 적층함으로써 형성할 수 있다. 또한, 기체(11)의 두께가 얇을 경우에는 오목부(13)가 되는 관통 구멍은 세라믹 그린시트를 적층한 후, 레이저 가공이나 금형에 의한 펀칭 가공 등에 의해 형성하면 정밀도 높게 가공할 수 있으므로 바람직하다.

개구부(14)는 오목부(13)의 측벽(13a)에 형성되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써 광소자(2)로부터 발생한 광이 개구부(14)의 내측을 통과하여 기체(11)의 외부로 방출되는 것이 된다.

이러한 개구부(14)는 오목부(13)와 마찬가지로 세라믹 그린시트에 레이저 가공이나 금형에 의한 펀칭 가공 등에 의해 오목부(13)가 되는 관통 구멍에 연결되도록 개구부(14)가 되는 관통 구멍을 세라믹 그린시트에 형성하고, 이들 세라믹 그린시트를 관통 구멍을 형성하고 있지 않는 세라믹 그린시트에 적층함으로써 형성할 수 있다.

오목부(13)는 개구부(14)에 접하도록 바닥면에 노치(15)가 형성되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써 광소자(2)로부터 발생한 광의 일부가 광소자(2)가 탑재되는 오목부(13)의 바닥면 및 측벽(13a)의 개구부(14)로 차단되기 어려워 광량의 감소가 억제된 것이 되고, 그 결과 광소자(2)를 탑재한 전자 장치가 필요한 광량을 발하는 것으로 할 수 있다.

이러한 노치(15)는 오목부(13)와 마찬가지로 세라믹 그린시트에 레이저 가공이나 금형에 의한 펀칭 가공 등에 의해 개구부(14)가 되는 관통 구멍에 연결되도록 노치(15)가 되는 관통 구멍을 세라믹 그린시트에 형성하고, 이들 세라믹 그린시트를 관통 구멍을 형성하고 있지 않는 세라믹 그린시트에 적층함으로써 형성할 수 있다.

도 1 및 도 2에 나타내어지는 예와 같이, 평면으로부터 볼 때에 오목부(13)의 외곽 형상이 사각형상이며, 노치(15)는 개구부(14)가 형성된 측벽(13a)에 연결된 오목부(13)의 다른 측벽(13b)에 접하도록 형성되어 있으면, 노치(15)가 폭넓게 형성된 것이 되고, 광소자(2)로부터 발생한 광의 일부가 광소자(2)가 탑재되는 오목부(13)의 바닥면에서 보다 차단되기 어려워 광량의 감소가 보다 억제된 것이 되고, 그 결과 광소자(2)를 탑재한 전자 장치가 필요한 광량을 발하는 것으로 할 수 있다. 또한, 도 7 및 도 8에 나타내어지는 예와 같이, 오목부(13)의 다른 측벽(13b)에 있어서, 노치(15)가 접하는 부분의 두께(D1)는 노치(15)가 접하지 않는 부분의 두께(D2)보다 큰 것으로 하면, 개구부(14)에 창 부재(3)를 설치할 경우에 창 부재(3)의 접합 시에 가해지는 응력, 또는 취급 시에 기체(11)로부터 돌출한 창 부재(3)에 가해지는 응력이 두께가 두꺼운 다른 측벽(13b)에서 효과적으로 분산되는 것이 되고, 광소자 탑재용 패키지(1)에 있어서 변형, 갈라짐 등이 억제된 것으로 할 수 있다.

또한, 도 9 및 도 10에 나타내지어는 예와 같이, 평면으로부터 볼 때에 오목부(13)의 외곽 형상이 사각형상이며, 노치(15)는 개구부(14)가 형성된 측벽(13a)에 연결된 오목부(13)의 다른 측벽(13b)으로부터 떨어지도록 형성되어 있으면, 광소자(2)로부터 발생한 광의 일부가 광소자(2)가 탑재되는 오목부(13)의 바닥면 및 측벽(13a)의 개구부(14)로 차단되기 어려워 광량의 감소가 억제된 것이 되고, 그 결과 광소자(2)를 탑재한 전자 장치가 필요한 광량을 발하는 것이 된다. 또한, 개구부(14)에 창 부재(3)를 설치할 경우에 창 부재(3)의 접합 시에 가해지는 응력, 또는 취급 시에 기체(11)로부터 돌출한 창 부재(3)에 가해지는 응력이 기체(11)의 측면과 노치(15) 사이에 위치하는 부분에서 분산되는 것이 되어 광소자 탑재용 패키지(1)에 있어서 변형, 갈라짐 등이 억제된 것으로 할 수 있다. 또한, 도 11 및 도 12에 나타내어지는 예와 같이, 평면으로부터 볼 때에 있어서 오목부(13)의 다른 측벽(13b)과 노치(15) 사이에 오목부(13)의 바닥면보다 오목부(13)의 개구측에 위치하는 단차부(16)를 갖고 있으면, 개구부(14)에 창 부재(3)를 설치할 경우에 창 부재(3)의 접합 시에 가해지는 응력, 또는 취급 시에 기체(11)로부터 돌출한 창 부재(3)에 가해지는 응력이 단차부(16)에서 보다 분산되는 것이 되어 광소자 탑재용 패키지(1)에 있어서 변형, 갈라짐 등이 억제된 것으로 할 수 있다.

또한, 도 1~도 13에 나타내어지는 예와 같이, 오목부(13)는 광소자(2)가 탑재되는 탑재부(11a)를 갖고 있으며, 평면으로부터 볼 때에 있어서 노치(15)는 탑재부(11a)에 접하도록 형성되어 있으면 광소자(2)로부터 발생한 직후의 광의 일부가 광소자(2)가 탑재되는 오목부(13)의 바닥면으로 차단되는 것이 보다 억제되어 광량의 감소가 억제된 것이 되고, 그 결과 광소자(2)를 탑재한 전자 장치가 필요한 광량을 발하는 것으로 할 수 있다.

또한, 도 13(a)에 나타내어지는 예와 같이, 노치(15)가 광소자(2)의 탑재부(11a) 및 개구부(14)에 접하고 있으며, 노치(15)의 바닥면이 오목부(13)의 바닥면과 개구부(14)의 하단 사이에 위치하고 있으면 광소자(2)로부터 발생한 직후의 광의 일부가 광소자(2)가 탑재되는 오목부(13)의 바닥면으로 차단되는 것이 보다 억제되어 광량의 감소가 억제된 것이 되고, 그 결과 광소자(2)를 탑재한 전자 장치가 필요한 광량을 발하는 것으로 할 수 있다. 또한, 노치(15)에 대응하는 기체(11)의 두께가 얇아지는 것을 억제할 수 있고, 개구부(14)에 창 부재(3)를 설치할 경우에 창 부재(3)의 접합 시에 가해지는 응력, 또는 취급 시에 기체(11)로부터 돌출한 창 부재(3)에 가해지는 응력이 기체(11)의 하면과 노치(15) 사이에 위치하는 부분에서 분산되는 것이 되어 광소자 탑재용 패키지(1)에 있어서 변형, 갈라짐 등이 억제된 것으로 할 수 있다.

또한, 도 13(b)에 나타내어지는 예와 같이, 노치(15)가 광소자(2)의 탑재부(11a) 및 개구부(14)에 접해 있으며, 광소자(2)의 탑재부(11a)의 단부로부터 개구부(14)에 걸쳐서 개구부(14)측으로 경사진 경사부를 갖고 있으면, 광소자(2)로부터 발생한 직후의 광의 일부가 광소자(2)가 탑재되는 오목부(13)의 바닥면으로 차단되는 것이 보다 억제되어 광량의 감소가 억제된 것이 되고, 그 결과 광소자(2)를 탑재한 전자 장치가 필요한 광량을 발하는 것으로 할 수 있다. 또한, 노치(15)에 대응하는 기체(11)의 두께가 얇아지는 것을 억제할 수 있고, 개구부(14)에 창 부재(3)를 설치할 경우에 창 부재(3)의 접합 시에 가해지는 응력, 또는 취급 시에 기체(11)로부터 돌출한 창 부재(3)에 가해지는 응력이 기체(11)의 하면과 노치(15) 사이에 위치하는 부분에서 분산되는 것이 되고, 광소자 탑재용 패키지(1)에 있어서 변형, 갈라짐 등이 억제된 것으로 할 수 있다.

또한, 오목부(13)의 바닥면에 설치된 배선 도체(12)를 탑재부(11a)로부터 노치(15)에 걸쳐서 설치된 것으로 하면, 광소자(2)의 동작 시에 광소자(2)로부터 발생한 열이 탑재부(11a)뿐만 아니라 노치(15)에 전해지는 것이 되고, 광소자(2)로부터 발생된 열을 외부에 방산하기 쉬운 것으로 할 수 있다.

또한, 노치(15)가 탑재부(11a)에 접하도록 형성되어 있고, 오목부(13)의 바닥면에 설치된 배선 도체(12)를 탑재부(11a)로부터 노치(15)에 걸쳐서 설치된 것으로 하면, 광소자(2)를 접합하는 접합재에 필렛이 설치되기 쉬운 것이 되고, 광소자(2)의 접합 신뢰성이 향상된 것으로 할 수 있다.

배선 도체(12)는 기체(11)의 표면 및 내부에 설치되어 있다. 배선 도체(12)의 일단부는, 예를 들면 오목부(13)의 바닥면에 도출되어 있고, 배선 도체(12)의 타단부는 기체(11)의 하면에 도출되어 있다. 배선 도체(12)는 광소자 탑재용 패키지(1)에 탑재된 광소자(2)와 모듈용 기판(6)을 전기적으로 접속하기 위한 것이다. 배선 도체(12)는 기체(11)의 표면 또는 내부에 설치된 배선 도체와, 기체(11)를 구성하는 절연층을 관통하여 상하에 위치하는 배선 도체끼리를 전기적으로 접속하는 관통 도체를 포함하고 있다.

배선 도체(12)는 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 망간(Mn), 은(Ag) 또는 구리(Cu) 등의 금속 재료를 사용할 수 있다. 예를 들면, 기체(11)가 산화알루미늄질 소결체로 이루어지는 경우이면, W, Mo 또는 Mn 등의 고융점 금속 분말에 적당한 유기 바인더 및 용매 등을 첨가 혼합하여 얻은 배선 도체(12)용의 도체 페이스트를 기체(11)가 되는 세라믹 그린시트에 미리 스크린 인쇄법에 따라 소정의 패턴으로 인쇄 도포하고, 기체(11)가 되는 세라믹 그린시트와 동시에 소성함으로써 기체(11)의 소정 위치에 피착 형성된다. 배선 도체(12)가 관통 도체인 경우는 금형이나 펀칭에 의한 펀칭 가공이나 레이저 가공에 의해 그린 시트에 관통 구멍을 형성하고, 이 관통 구멍에 인쇄법에 따라 배선 도체(12)용의 도체 페이스트를 충전해 둠으로써 형성된다.

배선 도체(12)의 노출하는 표면에는 전기 도금법 또는 무전해 도금법에 의해 도금층이 더 피착되어 있다. 도금층은 니켈, 구리, 금 또는 은 등의 내식성이나, 광소자(2)의 전극에 접속되는 본딩 와이어 등의 접속 부재(5)와의 접속성이 우수한 금속으로 이루어지는 것이며, 예를 들면 니켈 도금층과 금 도금층이, 또는 니켈 도금층과 은 도금층이 순차 피착된다.

또한, 광소자(2)가 탑재되는 배선 도체(12) 상에서는 두께 10~80㎛ 정도의 구리 도금층을 피착시켜 둠으로써 광소자(2)의 열을 양호하게 방열시키기 쉽게 해도 좋고, 하면의 배선 도체(12) 상에서는 두께 10~80㎛ 정도의 구리 도금층을 피착시켜 둠으로써 광소자 탑재용 패키지(1)로부터 모듈용 기판(6)으로 방열시키기 쉽게 해도 좋다.

또한, 상기 이외의 금속으로 이루어지는 도금층, 예를 들면 팔라듐 도금층 등을 개재시키고 있어도 상관없다.

광소자 탑재용 패키지(1)는 오목부(13)의 탑재부(11a)에 광소자(2)가 탑재되어 개구부(14)를 막도록 창 부재(3)가 설치되고, 오목부(13)를 막도록 덮개체(4)가 설치됨으로써 전자 장치가 제작된다. 광소자(2)는 땜납 등의 접합재에 의해 배선 도체(12) 상에 고정된 후, 본딩 와이어 등의 접속 부재(5)를 통해 광소자(2)의 전극과 배선 도체(12)가 전기적으로 접속됨으로써 광소자 탑재용 패키지(1)에 탑재된다.

광소자(2)는, 예를 들면 레이저 다이오드(Laser Diode) 등의 반도체 광소자이다. 또한, 광소자(2)는 오목부(13)에 복수개 탑재되도록 해도 좋다. 이 경우, 복수개의 광소자(2)로부터 발생한 광이 필요에 따라 프리즘 등을 통해 창 부재(3)를 투과하여 기체(11)의 외부로 방출되는 것이 된다.

오목부(13)에 있어서는 납재 등으로 이루어지는 밀봉재를 통해 세라믹스, 금속 등으로 이루어지는 덮개체(4)에 의해 밀봉된다. 또한, 시일링 링을 통해 용접으로 덮개체(4)에 의해 밀봉하도록 해도 좋다. 또한, 개구부(14)에 있어서는 저융점 유리 등으로 이루어지는 밀봉재를 통해 투광성의 유리 등으로 이루어지는 창 부재(3)에 의해 밀봉된다. 이렇게 하여 광소자 탑재용 패키지(1)가 밀봉되는 것이 된다. 또한, 상기에 있어서 창 부재(3)는 개구부(14)의 개구를 막도록 설치되어 있지만 개구부(14)에 감합되도록 설치해도 좋다.

상기에 있어서는 도 3에 나타내어지는 예와 같이, 전자 장치가 모듈용 기판(6)의 접속 패드(61)에 땜납 등의 납재(7)를 통해 접속되어 있지만, 도 4~도 6에 나타내어지는 예와 같이, 전자 장치가 예를 들면 알루미늄, 구리 등으로 이루어지는 전열 부재(8)에 탑재되도록 해도 좋다. 도 4a, 도 5 및 도 6에 나타내어지는 예에 있어서는 관통 구멍(8a)의 개구의 전체를 막도록 전자 장치가 탑재되어 있으며, 도 4b에 나타내어지는 예에 있어서는 관통 구멍(8a)의 근방에 전자 장치가 탑재되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써 전자 장치가 모듈용 기판(6)을 통하지 않고 전열 부재(8)에 탑재되기 때문에 광소자(2)의 열을 전열 부재(8)를 통해 외부에 보다 양호하게 방열되기 쉬운 것이 된다. 이 경우, 광소자 탑재용 패키지(1)는 금속으로 이루어지는 리드 단자(9)가 설치되고, 배선 도체(12)와 리드 단자(9)가 납재 등을 통해 접속된다. 리드 단자(9)는 광소자 탑재용 패키지(1)에 탑재된 광소자(2)와 외부의 회로를 전기적으로 접속하기 위한 것이다. 또한, 리드 단자(9)는 핀 형상의 형상이어도 좋다.

전열 부재(8)는 관통 구멍(8a)을 갖고 있고, 전열 부재(8)에 직접 접촉하는 일 없이 리드 단자(9)가 관통 구멍(8a) 내에 위치하도록 하여 전자 장치가 탑재된다. 또한, 도 6에 나타내어지는 예와 같이, 관통 구멍(8a)보다 개구의 폭이 크고, 관통 구멍(8a)의 개구의 전체와 겹치도록 함몰부(8b)가 형성되어 함몰부(8b)에 전자 장치가 탑재되어 있으면 전열 경로가 커지고, 광소자(2)의 열을 전열 부재(8)에 보다 양호하게 전하기 쉬운 것이 되고, 그 결과 광소자(2)의 열을 전열 부재(8)를 통해 외부에 효과적으로 방열되기 쉬운 것이 된다. 또한, 열을 전열 부재(8)에 보다 양호하게 전하기 쉽게 하기 위하여 실리콘 등의 그리스에 구리, 알루미늄, 산화마그네슘 등의 입자를 분산시킨 방열 그리스를 통해 전자 장치를 전열 부재(8)에 탑재하도록 해도 좋다.

이어서, 본 실시형태의 광소자 탑재용 패키지(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다.

기체(11)는, 예를 들면 산화알루미늄(Al₂O₃)질 소결체로 이루어지고, 그 바닥면에 광소자(2)가 탑재되는 탑재부(11a)가 형성된 오목부(13)를 갖고 있다. 이 기체(11)는 주성분이 산화알루미늄(Al₂O₃)인 산화알루미늄질 소결체로 이루어질 경우, Al₂O₃의 분말에 소결 조재로서 실리카(SiO₂), 마그네시아(MgO), 산화칼슘(CaO)등의 분말을 첨가하고, 적당한 바인더, 용제 및 가소제를 더 첨가하고, 이어서 이들 혼합물을 혼련하여 슬러리 형상으로 한다. 그 후, 종래 주지의 독터 블레이드법 등의 성형 방법에 의해 멀티 캐비티용 세라믹 그린시트를 얻는다.

이 세라믹 그린시트를 사용하여 이하의 [1]~[5]의 공정에 의해 광소자 탑재용 패키지(1)가 제작된다.

[1] 오목부(13), 개구부(14) 및 노치(15)가 되는 부위의 펀칭 금형을 사용한 펀칭 공정.

또한, 노치(15)가 광소자(2)의 탑재부(11a)로부터 개구부(14)에 걸쳐서 경사진 경사부를 가질 경우에는 세라믹 그린시트에 지그 등을 압박함으로써 형성해도 좋다.

[2] 기체(11)의 오목부(13)의 바닥면, 내부, 측면, 하면이 되는 부위에 내부도체나 관통 도체를 포함하는 배선 도체(12)를 각각 형성하기 위한 도체 페이스트의 인쇄 도포 및 충전 공정.

[3] 각 절연층이 되는 세라믹 그린시트를 적층하여 세라믹 그린시트 적층체를 제작하는 공정 또는 [1]의 공정을 생략하고, 오목부(13), 개구부(14) 및 노치(15)가 되는 형상으로 성형 가능한 금형을 사용하여 세라믹 그린시트를 가압하여 성형체를 제작하는 공정.

[4] 이 세라믹 그린시트 적층체를 약 1500~1800℃의 온도에서 소성하여 각 배선 도체(12)를 갖는 기체(11)가 복수 배열된 멀티 캐비티 기판을 얻는 공정.

[5] 소성하여 얻어진 멀티 캐비티 기판에 광소자 탑재용 패키지(1)의 바깥 가장자리가 되는 개소를 따라 분할 홈을 형성해 두고, 이 분할 홈을 따라 파단시켜 분할하거나, 또는 슬라이싱법 등에 의해 광소자 탑재용 패키지(1)의 바깥 가장자리가 되는 개소를 따라 절단하는 공정.

또한, 분할 홈은 소성 후에 슬라이싱 장치에 의해 멀티 캐비티 기판의 두께보다 작게 절입함으로써 형성할 수 있지만, 멀티 캐비티 기판용의 세라믹 그린시트 적층체에 커터 날을 압박하거나 슬라이싱 장치에 의해 세라믹 그린시트 적층체의 두께보다 작게 절입하거나 함으로써 형성해도 좋다.

또한, 상기 [2]의 공정에 있어서 배선 도체(12)는 기체(11)용의 세라믹 그린시트에 도체 페이스트를 스크린 인쇄법 등에 의해 소정 형상으로 인쇄하고, 기체(11)용의 세라믹 그린시트와 동시에 소성함으로써 복수의 기체(11) 각각의 소정 위치에 형성된다. 배선 도체(12) 중 세라믹 그린시트를 두께 방향으로 관통하는 관통 도체는 도체 페이스트를 인쇄함으로써 세라믹 그린시트에 형성한 관통 구멍을 충전해 두면 좋다. 이러한 도체 페이스트는 텅스텐, 몰리브덴, 망간, 은 또는 구리 등의 금속 분말에 적당한 용제 및 바인더를 첨가하여 혼련함으로써 적당한 점도로 조정하여 제작된다. 또한, 도체 페이스트는 기체(11)와의 접합 강도를 높이기 위하여 유리, 세라믹스를 포함하고 있어도 상관없다.

또한, 배선 도체(12)의 노출한 표면에 두께 0.5~5㎛의 니켈 도금층 및 두께 0.1~3㎛의 금 도금층을 순차 피착시키거나 또는 두께 1~10㎛의 니켈 도금층 및 0.1~1㎛의 은 도금층을 순차 피착시키는 것이 좋다. 이에 의해 배선 도체(12)가 부식되는 것을 효과적으로 억제할 수 있음과 아울러 배선 도체(12)와 광소자(2)의 접합재에 의한 접합이나 배선 도체(12)와 본딩 와이어 등의 접속 부재(5)의 접합이나 배선 도체(12)와 모듈용 기판(6)의 접속 패드(61)의 접합을 강고하게 할 수 있다.

이렇게 하여 형성된 광소자 탑재용 패키지(1)에 광소자(2)가 탑재부(11a) 상에 탑재된 전자 장치를 모듈용 기판(6)에 땜납 등의 납재(7)를 통해 탑재함으로써 광소자(2)가 배선 도체(12)를 통해 모듈용 기판(6)에 전기적으로 접속된다. 또한, 광소자(2)의 각 전극은 본딩 와이어 등의 접속 단자 등에 의해 광소자 탑재용 패키지(1)의 배선 도체(12)에 전기적으로 접속되어 있다.

또한, 전자 장치가 전열 부재(8)에 탑재되도록 해도 좋다. 예를 들면, 광소자 탑재용 패키지(1)에 납재 등을 통해 배선 도체(12)와 접합하도록 리드 단자(9)를 설치하고, 관통 구멍(8a)을 가진 전열 부재(8)에 리드 단자(9)가 관통 구멍(8a) 내에 위치하도록, 또한 전열 부재(8)에 직접 접촉하지 않도록 하여 전자 장치가 탑재된다. 이 경우, 광소자(2)가 배선 도체(12) 및 리드 단자(9)를 통해 외부의 회로에 전기적으로 접속된다.

본 실시형태의 광소자 탑재용 패키지(1)에 의하면, 바닥면에 광소자(2)가 탑재되는 오목부(13)와, 오목부(13)의 측벽(13a)에 형성된 개구부(14)를 갖는 기체(11)를 포함하고 있으며, 개구부(14)에 접하도록 오목부(13)의 바닥면에 노치(15)가 형성되어 있으므로 광소자(2)로부터 발생한 광의 일부가 광소자(2)가 탑재되는 오목부(13)의 바닥면 및 측벽(13a)의 개구부(14)에서 차단되기 어려워 광량의 감소가 억제된 것이 되고, 그 결과 광소자(2)를 탑재한 전자 장치가 필요한 광량을 발하는 것으로 할 수 있다.

본 실시형태의 전자 장치에 의하면 상기 구성의 광소자 탑재용 패키지(1)와, 광소자 탑재용 패키지에 탑재된 광소자(2)와, 개구부를 막도록 설치된 창 부재(3)와, 오목부를 막도록 설치된 덮개체(4)를 갖고 있으므로 필요한 광량을 발하는 것이 된다.

본 실시형태의 전자 모듈은 접속 패드(61)를 갖는 모듈용 기판(6)과, 접속 패드(61)에 납재(7)를 통해 접속된 상기 구성의 전자 장치를 갖고 있거나, 또는 전열 부재(8)와, 전열 부재(8)에 탑재된 상기 구성의 전자 장치를 갖고 있음으로써 필요한 광량을 발하는 것이 된다.

Claims

바닥면에 광소자가 탑재되는 오목부와,
상기 오목부의 측벽에 형성된 개구부를 갖는 기체를 포함하고 있으며,
상기 개구부에 접하도록 상기 오목부의 상기 바닥면에 노치가 형성되어 있고,
상기 오목부의 상기 바닥면에 수직인 방향에 대해서, 상기 노치의 바닥면이 상기 개구부의 하단과 같은 위치에 있는, 또는 상기 오목부의 상기 바닥면과 상기 개구부의 하단의 사이에 위치하고 있고,
상기 오목부는 광소자가 탑재되는 탑재부를 갖고 있으며,
상기 탑재부에 탑재된 광소자와 전기적으로 접속되는 배선 도체가 상기 오목부의 상기 바닥면에 설치되어, 상기 배선 도체는 상기 탑재부로부터 상기 노치에 걸쳐 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광소자 탑재용 패키지.
제 1 항에 있어서,
평면으로부터 볼 때에 상기 오목부의 외곽 형상이 사각형상이며,
상기 노치는 상기 개구부가 형성된 상기 측벽에 연결한 상기 오목부의 다른 측벽에 접하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광소자 탑재용 패키지.
제 2 항에 있어서,
상기 다른 측벽에 있어서 상기 노치가 접하는 부분의 두께는 상기 노치가 접하지 않는 부분의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 광소자 탑재용 패키지.
제 1 항에 있어서,
평면으로부터 볼 때에 상기 오목부의 외곽 형상이 사각형상이며,
상기 노치는 상기 개구부가 형성된 상기 측벽에 연결한 상기 오목부의 다른 측벽으로부터 떨어지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광소자 탑재용 패키지.
제 4 항에 있어서,
평면으로부터 볼 때에 있어서 상기 다른 측벽과 상기 노치 사이에 상기 오목부의 바닥면보다 상기 오목부의 개구측에 위치하는 단차부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 광소자 탑재용 패키지.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
평면으로부터 볼 때에 있어서 상기 노치는 상기 탑재부에 접하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광소자 탑재용 패키지.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 광소자 탑재용 패키지와,
상기 광소자 탑재용 패키지에 탑재된 광소자와,
상기 개구부를 막도록 설치된 창 부재와,
상기 오목부를 막도록 설치된 덮개체를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
접속 패드를 갖는 모듈용 기판과,
상기 접속 패드에 납재를 통해 접속된 제 7 항에 기재된 전자 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 모듈.
전열 부재와,
상기 전열 부재에 탑재된 제 7 항에 기재된 전자 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 모듈.
제 6 항에 기재된 광소자 탑재용 패키지와,
상기 광소자 탑재용 패키지에 탑재된 광소자와,
상기 개구부를 막도록 설치된 창 부재와,
상기 오목부를 막도록 설치된 덮개체를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
접속 패드를 갖는 모듈용 기판과,
상기 접속 패드에 납재를 통해 접속된 제 10 항에 기재된 전자 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 모듈.
전열 부재와,
상기 전열 부재에 탑재된 제 10 항에 기재된 전자 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 모듈.