KR20030004030A - 광반도체소자를 내장한 기밀의 밀봉용기 및 그 용기와일체하는 광반도체모듈 - Google Patents
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Abstract
세라믹단자부재에서 배선스트립에서 발생된 열을 감소시키고, 저전력소비를 유지하면서, 종래의 용기와 비교하여 배선스트립의 허용전류를 증가시키고, 용기에서 소자의 출력을 안정하게 하는 광반도체소자를 내장한 기밀의 밀봉용기를 제공한다. 상기 용기와 일체하는 광반도체모듈이 또한 제공된다. 세라믹단자부재는, 복수의 배선스트립을 포함하고 세라믹단자부재를 통과하는 제 1배선층과, 적어도 하나의 배선스트립을 각각 포함하고, 제 2배선층의 하나는 용기의 외부에서 제 1배선층에 접속되고, 제 2배선층의 다른 하나는 내부에서 제 1배선층에 접속되는 2개의 제 2배선층과, 적어도 하나의 배선스트립을 포함하고 2개의 제 2배선층에 접속하는 적어도 하나의 제 3배선층과로 형성된다.
Description
본 발명은 광반도체소자와 다른 관련된 소자(이하, 공통적으로 광반도체소자로 칭함)를 내장한 기밀의 밀봉용기에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 종래 소자의 전류용량보다 적어도 2배의 전류용량을 가진 전극단자가 필요한 전자소자(광학소자, 반도체IC를 가진 광파이버증폭기 및 여기광원 등)를 내장한 기밀의 밀봉용기에 관한 것이다. 또한, 상기 용기와 일체하여 광반도체모듈에 관한 것이다.
도 6은 광반도체소자를 내장한 종래 기밀의 밀봉용기의 대표적인 예를 도시한다. 상기 용기는, (a) 광반도체소자를 실장하는 영역을 그 상부측의 중심부에 가지고 구리-텅스텐합금으로 이루어진 금속기판(1)과, (b) 광반도체소자를 실장하는 영역을 둘러싸도록 금속기판(1)위에 용접되고 철-니켈-코발트족 합금으로 이루어진 측프레임부재(2)와, (c) 측프레임부재의 전면측프레임에서 광파이버를 견고하게 유지하는 수단과, (d) 철-니켈-코발트합금으로 이루어진 외부리드(4)가 접속된 금속화 배선스트립으로 형성되고 측프레임부재와 일체된 세라믹단자부재(3)와, (e) 용기를 기밀하게 밀봉하는 금속프레임을 형성하기 위하여 측프레임부재(2)의 상면과 세라믹단자부재(3)의 상면에 의해 형성된 평탄면위에 용접된 밀봉링(5)과를 포함한다.
광반도체모듈의 조립은, 통상 상기 설명한 용기를 사용하여 다음의 공정에 의해 유닛으로서 완성된다. (a) 광반도체소자 등의 전자소자와 열전기냉각기는 금속기판위에 이들 소자를 실장하기 위한 영역에 실장된다. (b) 이들 소자의 전극은 외부리드가 접속된 금속화 배선스트립에 배선을 접합함으로써 접속된다.(c) 광파이버는 이트륨-알루미늄-가아닛(YAG) 레이저빔 용접에 의해 측프레임부재의 전면측프레임에서 광파이버고정링에 접합된다. (d) 밀봉커버는 용기를 기밀하게 밀봉하기 위해 밀봉링의 상면위에 위치한다.
세라믹단자부재는 세라믹모재의 적어도 2개의 적층된 층을 소성함으로써 형성된다. 용기의 내부와 외부사이의 전기적 도통은 미리 세라믹 모재의 표면위에 금속화 배선스트립을 프린트함으로써 형성될 수 있다. 금속화 배선스트립은 텅스텐, 몰리브덴, 망간 등의 고융점 금속으로 이루어진다.
용기는 다음의 2개의 주요한 특징을 가지는 것이 요구된다. (a) 광학신호를 전기신호로, 또는 전기신호를 광학신호로 변환할 때 발생된 열을 효과적으로 없애야만 한다. (b) 광파이버와 광반도체소자 사이의 광축에서 열왜곡이 어긋나지 않도록 특정한 구조를 가져야만 한다. 효과적으로 방열하기 위하여, 열전기냉각기는 광반도체의 바로 아래에 위치하고, 또한 높은 열도전성 재료는 용기를 구성하는 부재를 위해 사용되는 것이 잘 알려져 있다.
이러한 용기 및 용기와 일체하는 광반도체모듈은, 예를 들면 일본국 특개평 11-145317호 공보에 개시되어 있다. 본 명세서에 개시된 용기는 열왜곡의 발생을 억제하기 위하여 다음의 구조를 가진다. (a) 용기의 본체는 광파이버를 견고하게 유지하는 수단이 형성된 전면측프레임을 가진 측프레임부재를 지닌 금속기판을 결합함으로써 형성된다. (b) 측프레임부재의 상부의 부분은 적어도 2개의 세라믹층으로 구성되고 금속화 배선스트립으로 형성된 세라믹단자부재를 위한 공간에 형성되도록 제거한다. (c) 세라믹단자부재는, 세로방향에서 그 한쪽단부가 전면측프레임의 내부와 접촉되고 그 대향단부가 후면측프레임의 외면과 동일한 평면을 생성하기 위하여 노출되도록 공간에 위치한다. (d) 금속밀봉링은 세라믹단자부재의 상면과 측프레임부재의 상면에 의해 생성된 평탄면위에 위치한다.
상기 설명한 바와 같이, 광반도체소자를 내장한 기밀의 밀봉용기의 열방산은 구성재료의 선택 등의 설계개념에 별개이다. 종래의 용기는 비교적 높은 저기저항을 가진 금속화 배선스트립으로 형성된 세라믹단자부재를 가진다. 이 비교적 높은 저항은, 저항을 흐르는 전류에 의해 발생된 열의 적은 양 때문에 사소한 문제가 초래된다. 그러나, 최근 기술개발은 광파이버증폭기와 여기광원을 위한 증가된 레이저다이오드(LD)의 출력을 가진다. 그 결과, LD를 냉각하는 열전기냉각기는 종래의 냉각기의 동작전류보다 적어도 2배가 요구된다. 종래의 냉각기에서, 전류는 최대 대략 2암페어이고, 무시할 수 있는 열량이 발생된다. 그러나, 적어도 2개의 요인에 의해 초래된 전류는 무시할 수 없는 열량을 발생시킨다. 보다 상세하게는, 증가된 전류는 전력소비를 증가시킬 뿐만 아니라 온도가 무시할 수 없는 크기까지 금속화 배선스트립에서 상승한다. 차례로 상승된 이 온도는 금속화 배선스트립의 저항을 증가시킨다. 이 저항증가는, 열전기냉각기의 작동제어에서 초래되는 어려움, 배선스트립에서 신뢰성 저하 및 열전달에 기인한 LD의 광출력에서의 감소 등의 다양한 문제를 위한 주어진 상승을 가진다.
세라믹재료의 본체에 형성된 배선스트립의 전기저항은, 텅스텐의 것보다 높은 전기도전성을 가진 금속 및 고융점 금속을 사용함으로써 감소될 수 있다. 그러나, 이 방법은 세라믹재료와 배선스트립 사이의 열팽창의 계수에서 차이를 증가시키고, 세라믹재료에서 크랙발생의 문제점을 발생시킨다. 전기저항은 배선스트립의 두께를 증가시킴으로써 또한 감소될 수 있다. 그러나, 이 방법은 세라믹모재의 소성시에 세라믹재료에서 갭이 발생하고, 완전한 밀봉을 방지한다. 전기저항은 세라믹재료의 표면 및 세라믹재료의 본체에서 양자에 형성된 각 배선스트립의 폭을 증가시킴으로써 또한 감소시킬 수 있다. 그러나, 근처 배선스트립 사이의 열악한 절연 및 배선스트립의 개수의 감소 등의 문제 때문에 충분한 폭을 증가시키는 것이 어렵다.
상기 설명한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 다음의 특징을 가진 광반도체를 내장한 기밀의 밀봉용기를 제공하는 데 있다. (a) 세라믹단자부재에 형성된 금속화 배선스트립의 전기저항은 감소된다. (b) 배선스트립에 발생된 열은 감소된다. (c) 배선스트립은 저전력소비를 유지하면서 종래의 용기에 의해 허용된 것보다 큰 전류를 흐르게 한다. (d) 용기내부의 소자의 안정한 출력은 유지된다. 본 발명의 다른 목적은 용기와 일체하는 광반도체모듈을 제공하는 데 있다.
도 1은 종래의 세라믹단자부재를 도시하는 전개도.
도 2는 본 발명의 일실시예의 세라믹단자부재를 도시하는 전개도.
도 3은 본 발명의 일실시예의 세라믹단자부재와 외부리드를 도시하는 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예의 세라믹단자부재와 외부리드를 도시하는 사시도.
도 5는 본 발명의 일실시예의 세라믹단자의 내부와 외형을 도시하는 사시도.
도 6은 광반도체소자를 내장한 종래 기밀의 밀봉용기를 도시하는 단일도.
〈도면의 주요부분에 대한 설명〉
1: 금속기판2: 측프레임부재
3: 세라믹단자부재4: 외부리드
5: 밀봉링6: 금속부분
본 발명의 기밀의 밀봉용기는 다음의 구성요소를 가진다.
(a) 광반도체소자를 실장하는 영역을 가진 기판;
(b) 측프레임부재가 광반도체소자를 실장하는 영역을 둘러싸도록 기판에 접합된 측프레임부재;
(c) 세라믹단자부재의 상면과 측프레임부재의 상면이 평탄면을 생성하도록 측프레임부재에 일체된 세라믹단자부재;
(d1) 복수의 배선스트립을 포함하고
(d2) 세라믹단자부재를 통과하는
(d) 제 1배선층;
(e1) 적어도 하나의 배선스트립을 포함하고
(e2) 세라믹단자부재의 외측위의 제 1배선층에 접속되고
(e3) 위쪽으로 연장되는
(e) 제 2배선층;
(f1) 적어도 하나의 배선스트립을 포함하고
(f2) 세라믹단자부재의 내부의 제 1배선층에 접속되고
(f3) 위쪽으로 연장되는
(f) 다른 제 2배선층;
(g1) 적어도 하나의 배선스트립을 포함하고
(g2) 제 2배선층과 다른 제 2배선층을 접속하고
(g3) 제 1배선층으로부터 절연된 통로를 개재하여 세라믹단자부재를 통과하고
(g4) 하나이상의 제 3배선층이 사용된 경우에 다른 제 3배선층으로부터 절연된
(g) 적어도 하나의 제 3배선층;
(h) 측프레임부재에 형성되고, 광파이버를 견고하게 유지하는 수단;
(i) 세라믹단자부재의 상면 및 측프레임부재의 상면에 의해 생성된 평탄면위에 위치한 밀봉링;
(j) 밀봉링의 상면위에 위치한 밀봉커버;
(k) 용기의 외부에서 제 1배선층에서 배선스트립에 접속된 복수의 외부리드.
본 발명의 실시예에서, 외부리드는 제 1배선층과 제 3배선층 또는 최상부의 제 3배선층사이의 거리보다 긴 두께를 가진 적어도 하나의 외부리드(AA)를 포함한다. 외부리드(AA) 또는 각 외부리드(AA)는 제 1배선층에서 배선스트립에 접속되고, 배선스트립은 제 2배선층에서 배선스트립에 접속된다. 외부리드(AA) 또는 각 외부리드(AA)는 제 3 또는 각 제 3배선층에 접속된다.
다른 실시예에서, 외부리드는 L자 형상을 가진 적어도 하나의 외부리드(BB)를 포함한다. 외부리드(BB) 또는 각 외부리드(BB)는 제 1배선층에서 배선스트립에 접속되고, 배선스트립은 제 2배선층에서 배선스트립에 접속된다. 외부리드(BB) 또는 각 외부리드(BB)의 굽은 짧은 부분은, 제 1배선층과 제 3배선층 또는 최상부의 제 3배선층사이의 거리보다 긴 길이를 가지고, 또한 제 3 또는 각 제 3배선층에 접속된다.
또다른 실시예에서, 용기는 L자 형상을 가진 적어도 하나의 금속부분이 그 내부에 형성된다. 금속부분 또는 각 금속부분의 굽은 부분은, 제 1배선층에서 배선스트립에 접속되고, 배선스트립은 다른 제 2배선층에서 배선스트립에 접속된다. 금속부분 또는 각 금속부분의 잔류하는 직선부분은, 제 1배선층과 제 3 또는 최상부의 제 3배선층사이의 거리보다 긴 길이를 가지고, 또한 제 3 또는 각 제 3배선층에 접속된다.
상기 설명한 외부리드 및 L자 형상을 가진 금속부분은 무산소구리(oxygen-free copper)와, 알루미나가 분산된 구리매트릭스와, 구리가 철-니켈-코발트합금 사이에 샌드위치된 클래드재료와로 이루어진다.
본 발명의 광반도체모듈은 상기 설명한 광반도체소자를 내장한 기밀의 밀봉용기를 포함한다.
도 1은 종래 기밀의 밀봉용기의 세라믹단자부재의 구조와 배선스트립의 패턴을 도시한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 복수의 배선스트립(3d)은 제 1세라믹층(3b)위에 형성된다. 배선스트립(3d)은 용기의 내부와 외부사이의 전기적 도통을 형성한다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 세라믹단자부재의 구조를 도시한다. 종래의 용기로서, 배선스트립(3d)(제 1배선층)은 제 1세라믹층위에 형성된다. 배선스트립(3d)(제 1배선층)은 제 2세라믹층의 외측면에 형성된 배선스트립(3e)(제 2배선층)에 접속된다. 배선스트립(3e)(제 2배선층)은 제 2세라믹의 상면위에 형성된 배선스트립(3f)(제 3배선층)에 차례로 접속된다. 다음에, 배선스트립(3f)(제 3배선층)은 제 2세라믹층의 내면에 형성된 다른 배선스트립(3e)(다른 제 2배선층)에 접속된다. 다른 배선스트립(3e)(다른 제 2배선층)은 배선스트립(3d)(제 1배선층)에 차례로 접속된다. 도 2에서, 2개의 제 2배선층 및 제 3배선층에서 배선스트립의 개수는 제 1배선층에서 배선의 개수와 일치한다. 그러나, 2개의 제 2배선층과제 3배선층은 제 1배선층에서의 것과 동일한 배선스트립의 개수를 가지는 것이 반드시 요구되지 않는다. 그들은 용기에 내장된 소자의 전류정격에 좌우하여 그들의 각 층에서 적어도 하나의 배선스트립을 가지는 것이 요구된다.
도 2는 단일 배선층을 포함하는 제 3배선층을 도시하지만, 제 3배선층은 세라믹층에 의해 상호 절연된 복수의 배선층을 포함해도 된다. 이 구조는 2개의 제 2배선층을 개재하여 제 1배선층에 평행하게 접속된 적어도 하나의 제 3배선층을 형성한다. 다시 말하면, 용기의 내부와 외부사이의 전기적 도통은 평행하게 접속된 복수의 배선회로에 의해 형성된다. 그 결과, 전체 배선저항은 종래의 방법에 의해 얻은 값으로부터 감소될 수 있다. 상기 설명한 바와 같이, 종래의 방법은 제 1세라믹층위에 형성된 단일의 배선회로에 의해 단독으로 전기적 도통을 형성한다. 감소된 배선저항은 상기 설명한 증가전류에 의해 발생된 열량을 억제할 수 있다.
전류가 증가하는 경우에, 2개의 제 2배선층의 저항도 문제를 야기할 수 있다. 용기의 외면에 형성된 제 2배선층의 저항을 저감시키기 위해서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 외부리드(4)가 제 3배선층에 도달하여 접속할 수 있도록 외부리드(4)가 특정한 두께를 가지는 것이 바람직하다. 제 3배선층이 복수의 배선층을 포함하는 경우에, 외부리드(4)는 최상부의 제 3배선층에 도달하여 각 제 3배선층에 접속될 수 있는 두께를 가지는 것이 요구된다. 도 3에서, 세라믹단자부재를 통과하는 모든 배선회로는 제 3배선층에서 배선스트립을 가지고, 따라서 모든 외부리드(4)는 증가된 두께를 가진다. 그러나, 상기 설명한 바와 같이, 제 3배선층에서 배선스트립을 가진 배선회로의 개수는 용기들 중에서 변화한다. 따라서,증가된 두께를 가진 외부리드의 개수는 제 3배선층에서 배선스트립의 개수와 일치한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 외부리드(4)는 최상부의 제 3배선층에 도달하여 각 제 3배선층에 접속될 수 있도록 각 외부리드의 굽은 짧은 부분이 L자 형상을 가져도 된다. 도 3에서와 마찬가지로, 도 4의 모든 배선회로는 제 3배선층에서 배선스트립을 가지고, 또한 모든 외부리드(4)는 L자 형상을 가진다. 그러나, 상기 설명한 바와 같이, L자 형상을 가진 외부리드의 개수는 제 3배선층에서 배선스트립의 개수와 일치한다.
용기의 내면에 형성된 다른 제 2배선층의 저항을 감소시키기 위하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 용기의 내면은 L자 형상을 가진 금속부분(6)으로 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우에, 각 금속부분의 굽은 부분은 제 1배선층에 접속되고, 각 금속부분의 잔류하는 직선부분은 최상부의 제 3배선층에 도달하여 각 제 3배선층에 접속될 수 있는 길이를 가진다. 도 5에서, 모든 배선회로는 L자 형상을 가진 금속부분(6)과 제 3배선층의 배선스트립을 가진다. 그러나, 상기 설명한 바와 같이, L자 형상을 가진 금속부분의 개수는 제 3배선층에서 배선스트립의 개수와 일치한다.
본 발명의 기밀의 밀봉용기는, 높은 열도전성과 그들 사이의 열팽창계수의 약간의 차이를 가진 재료로 이루어진 부재로 구성된다. 본 발명의 실시예는 일예로서 이하 설명한다.
광반도체소자를 실장하는 영역을 가진 기판은, 예를 들면 구리-텅스텐합금또는 구리-몰리브덴합금을 사용함으로써 제조된다. 상기 설명한 영역을 둘러싸는 측프레임부재는 예를 들면 철-니켈-코발트족 합금을 사용함으로써 제조된다.
세라믹단자부재는 질화알루미늄 또는 산화알루미늄 등의 세라믹재료를 사용함으로써 제조된다. 각 배선층에서 배선스트립은 유기용매와 텅스텐, 몰리브덴 또는 망간 등의 고융점 재료의 분말을 혼합함으로써 얻은 페이스트를 프린트함으로써 세라믹시트위에 형성된다. 프린팅은 잘 알려진 스크린프린팅법에 의해 행해진다. 제 2배선층에서 배선스트립은 다음의 공정에 의해 또한 형성될 수 있다. (a) 특정한 통과구멍은 세라믹시트에 형성된다. (b) 고융점 금속을 포함하는 상기 설명한 페이스트는 통과구멍에 채워진다. (c) 세라믹시트는 통과구멍이 그 중심에서 분할되도록 절단된다. 따라서, 필요한 세라믹층이 제조된다. 다음에, 세라믹층은 적층되고 압축을 행하여 피소성체가 형성된다. 고융점 금속으로 이루어진 배선스트립으로 형성된 피소성체는 세라믹단자부재의 완전한 생성을 위해 소성되고 소결된다.
철-니켈-코발트 합금으로 이루어진 밀봉링(5)은 세라믹단자부재(3)의 상면과 전면측프레임을 가진 측프레임부재(2)의 상면에 의해 제조된 평탄면위에 위치한다(도 6참조). 밀봉링(5)위에 위치되는 밀봉커버가 형성된다. L자 형상을 가진 금속부분(6)은 세라믹단자부재의 내부에 형성된다. 증가된 두께를 가지거나 또는 L자 형상을 가진 외부리드(4)가 형성된다. 밀봉커버 이외의 이들 구성부재는 광반도체소자를 내장한 기밀의 밀봉용기의 생산을 완성하기 위한 은용접법에 의해 조립된다. L자 형상의 금속부분 및 외부리드가 무산소구리, 알루미나가 분산된 구리매트릭스 또는 구리가 철-니켈-코발트 합금사이에 샌드위치된 클래드재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
광반도체모듈은 다음의 단계에 의해 완성된다. (a) 적어도 하나의 광반도체소자가 상기 설명한 방법에 의해 제조된 기밀의 밀봉용기에 내장된다. (b) 광파이버가 상기 소자와 결합된다. (c) 밀봉커버가 상기 용기를 기밀하게 밀봉하기 위하여 밀봉링위에 위치한다.
다양한 밀봉용기는 상기 설명한 방법에 의해 다양한 구조로 제조된다. 세라믹단자부재에 형성된 배선스트립의 전기저항은 용기의 내부와 외부사이에 측정된다. 도 1에 도시된 종래의 구조를 가진 배선스트립의 저항은 10.7mΩ이었다. 배선스트립은 텅스텐페이스트를 사용함으로써 제조된다. 소성후에, 배선스트립은 1.5mm의 폭을 가지고, 또한 10㎛의 두께를 가진다.
도 2에 도시한 바와 같이, 평행하게 접속된 회로를 가진 배선회로를 형성한 본 발명의 실시예(제 1실시예)는 2개의 제 2배선층과 1개의 제 3배선층으로 구성된다. 배선회로의 저항은 6.8mΩ이었다. 배선스트립은 텅스텐페이스트를 사용함으로써 형성된다. 배선스트립은 1.5mm의 폭을 가지고, 또한 10㎛의 두께를 가진다. 제 2배선층이 형성된 제 2세라믹층은 0.5mm의 두께를 가진다.
다른 실시예(제 2실시예)에서, 도 3에 도시한 바와 같이, 제 1실시예에서 제조된 하나의 제 3배선층을 가진 시료가 사용되었고, 또한 무산소구리로 이루어진 외부리드(4)가 은용접에 의해 접속되었다. 외부리드는 1.5mm의 폭을 가지고, 또한 1mm의 두께를 가진다. 이 경우에, 저항은 5.3mΩ로 감소되었다.
또다른 실시예(제 3실시예)에서, 도 4에 도시한 바와 같이, 다른 남은 조건은 제 1실시예와 마찬가지이면서, 3개의 제 3배선층은 0.5mm의 간격으로 형성되고, 또한 무산소구리로 이루어진 L자 형상의 외부리드(4)가 접속되었다. 외부리드는 1.5mm의 폭을 가지고, 300㎛의 두께를 가진다. 이 경우에, 저항은 3.2mΩ로 감소되었고, 이는 종래 구조에 의해 얻은 저항의 대략 1/3이다.
또다른 실시예(제 4실시예)에서, 도 5에 도시한 바와 같이, 무산소구리로 이루어진 L자형상의 금속부분(6)은 제 3실시예에서 제조된 용기의 내부에서 접속된다. 금속부분은 1.5mm의 폭을 가지고, 300㎛의 두께를 가진다. 이 경우에, 저항은 2.1mΩ으로 감소되고, 이는 종래 구조에 의해 얻은 저항의 대략 1/5이다.
제 1실시예 내지 제 4실시예에서, 제 3배선층은 단일층 또는 3개의 층으로 구성된다. 그러나, 제 3배선층의 개수는 목표 저항 및 조립시간을 고려함으로써 결정되어도 된다.
L자형상의 외부리드와 금속부분은 벤딩을 행하기 전에 해프에칭법에 의해 벤딩의 위치에서 에칭된 라인을 형성함으로써 제조된다. 상기 설명한 바와 같이, 외부리드는 무산소구리를 사용함으로써 제조된다. 그러나, 무산소구리로 이루어진 외부리드가 배선스트립위에 은용접된 경우에, 외부리드는 조건에 좌우하여 구리에서 결정입자성장에 기인하여 강도가 감소된다. 이 가능성이 무시될 수 없으면, 알루미나가 분산된 구리매트릭스 또는 구리가 철-니켈-코발트합금 사이에 샌드위치된 클래드재료를 무산소구리의 위치에서 사용하는 것이 바람직하다. 이 가능성을 고려하여, 이들 교호적인 재료로 이루어진 외부리드와 일체하는 시료가 저항을 측정하기 위하여 제조된다. 측정된 결과는 무산소구리의 경우에 얻은 저항에 필적하는 저항이 도시된 교호재료를 증명한다. 예를 들면, 제 2실시예에서 제조된 것과 마찬가지의 시료가 알루미나가 분산된 구리매트릭스를 사용함으로써 제조된 경우에, 얻은 저항은 5.4mΩ이고, 이는 제 2실시예에서 얻은 5.3mΩ에 거의 동일하다.
광반도체모듈은 다음의 단계에 의해 완성된다. (a) 적어도 하나의 광반도체소자가 상기 설명한 방법에 의해 제조된 기밀의 밀봉용기에 내장된다. (b) 광파이버는 소자와 결합된다. (c) 밀봉커버는 용기를 기밀하게 밀봉하기 위하여 밀봉링에 위치한다.
본 발명은 세라믹단자부재에 형성된 배선스트립의 전기저항을 감소시키고 배선스트립에서 발생된 열이 작고, 소비전력도 억제한 광반도체를 내장한 기밀의 밀봉용기와 광출력이 안정된 광반도체모듈을 제공할 수 있다.
Claims (24)
- 광반도체소자를 내장한 기밀의 밀봉용기로서,(a) 광반도체소자를 실장하는 영역을 가진 기판과;(b) 측프레임부재가 광반도체소자를 실장하는 영역을 둘러싸도록 기판에 접합된 측프레임부재와;(c) 세라믹단자부재의 상면과 측프레임부재의 상면이 평탄면을 생성하도록 측프레임부재에 일체된 세라믹단자부재와;(d1) 복수의 배선스트립을 포함하고,(d2) 세라믹단자부재를 통과하는(d) 제 1배선층과;(e1) 적어도 하나의 배선스트립을 포함하고,(e2) 세라믹단자부재의 외측위의 제 1배선층에 접속되고,(e3) 위쪽으로 연장되는(e) 제 2배선층과;(f1) 적어도 하나의 배선스트립을 포함하고,(f2) 세라믹단자부재의 내부의 제 1배선층에 접속되고,(f3) 위쪽으로 연장되는(f) 다른 제 2배선층과;(g1) 적어도 하나의 배선스트립을 포함하고,(g2) 제 2배선층과 다른 제 2배선층을 접속하고,(g3) 제 1배선층으로부터 절연된 통로를 개재하여 세라믹단자부재를 통과하고,(g4) 하나이상의 제 3배선층이 사용된 경우에 다른 제 3배선층으로부터 절연된(g) 적어도 하나의 제 3배선층과;(h) 측프레임부재에 형성되고, 광파이버를 견고하게 유지하는 수단과;(i) 세라믹단자부재의 상면 및 측프레임부재의 상면에 의해 생성된 평탄면위에 위치한 밀봉링과;(j) 밀봉링의 상면위에 위치한 밀봉커버와;(k) 용기의 외부에서 제 1배선층에서 배선스트립에 접속된 복수의 외부리드와를 포함하는 것을 특징으로 하는 기밀의 밀봉용기.
- 제 1항에 있어서,(a) 외부리드는 제 1배선층과 제 3배선층 또는 최상부의 제 3배선층사이의 거리보다 긴 두께를 가진 적어도 하나의 외부리드(AA)를 포함하고;(b) 외부리드(AA) 또는 각 외부리드(AA)는 제 1배선층에서 배선스트립에 접속되고, 배선스트립은 제 2배선층에서 배선스트립에 접속되고;(c) 외부리드(AA) 또는 각 외부리드(AA)는 제 3배선층 또는 각 제 3배선층에접속되는 것을 특징으로 하는 기밀의 밀봉용기.
- 제 1항에 있어서,(a) 외부리드는 L자 형상을 가진 적어도 하나의 외부리드(BB)를 포함하고;(b) 외부리드(BB) 또는 각 외부리드(BB)는 제 1배선층에서 배선스트립에 접속되고, 배선스트립은 제 2배선층에서 배선스트립에 접속되고;(c) 외부리드(BB) 또는 각 외부리드(BB)의 굽은 짧은 부분은 제 1배선층과 제 3배선층 또는 최상부의 제 3배선층사이의 거리보다 긴 길이를 가지고;(d) 외부리드(BB) 또는 각 외부리드(BB)의 굽은 짧은 부분은 제 3배선층 또는 각 제 3배선층에 접속되는 것을 특징으로 하는 기밀의 밀봉용기.
- 제 1항에 있어서,(a) 용기는 L자 형상을 가진 적어도 하나의 금속부분을 그 내부에 부가하여 포함하고;(b) 금속부분 또는 각 금속부분의 굽은 부분은 제 1배선층에서 배선스트립에 접속되고, 배선스트립은 다른 제 2배선층에서 배선스트립에 접속되고;(c) 금속부분 또는 각 금속부분의 잔류하는 직선부분은 제 1배선층과 제 3배선층 또는 최상부의 제 3배선층 사이의 거리보다 긴 길이를 가지고; 또한(d) 금속부분 또는 각 금속부분의 잔류하는 직선부분은 제 3배선층 또는 각 제 3배선층에 접속되는 것을 특징으로 하는 기밀의 밀봉용기.
- 제 2항에 있어서,(a) 용기는 L자 형상을 가진 적어도 하나의 금속부분을 그 내부에 부가하여 포함하고;(b) 금속부분 또는 각 금속부분의 굽은 부분은 제 1배선층에서 배선스트립에 접속되고, 배선스트립은 다른 제 2배선층에서 배선스트립에 접속되고;(c) 금속부분 또는 각 금속부분의 잔류하는 직선부분은 제 1배선층과 제 3배선층 또는 최상부의 제 3배선층 사이의 거리보다 긴 길이를 가지고; 또한(d) 금속부분 또는 각 금속부분의 잔류하는 직선부분은 제 3배선층 또는 각 제 3배선층에 접속되는 것을 특징으로 하는 기밀의 밀봉용기.
- 제 3항에 있어서,(a) 용기는 L자 형상을 가진 적어도 하나의 금속부분을 그 내부에 부가하여 포함하고;(b) 금속부분 또는 각 금속부분의 굽은 부분은 제 1배선층에서 배선스트립에 접속되고, 배선스트립은 다른 제 2배선층에서 배선스트립에 접속되고;(c) 금속부분 또는 각 금속부분의 잔류하는 직선부분은 제 1배선층과 제 3배선층 또는 최상부의 제 3배선층 사이의 거리보다 긴 길이를 가지고; 또한(d) 금속부분 또는 각 금속부분의 잔류하는 직선부분은 제 3배선층 또는 각 제 3배선층에 접속되는 것을 특징으로 하는 기밀의 밀봉용기.
- 제 1항에 있어서,외부리드는 무산소구리(oxygen-free copper)와, 알루미나가 분산된 구리매트릭스와, 구리가 철-니켈-코발트합금사이에 샌드위치된 클래드재료와로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기밀의 밀봉용기.
- 제 2항에 있어서,외부리드는 무산소구리와, 알루미나가 분산된 구리매트릭스와, 구리가 철-니켈-코발트합금사이에 샌드위치된 클래드재료와로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기밀의 밀봉용기.
- 제 3항에 있어서,외부리드는 무산소구리와, 알루미나가 분산된 구리매트릭스와, 구리가 철-니켈-코발트합금사이에 샌드위치된 클래드재료와로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기밀의 밀봉용기.
- 제 4항에 있어서,L자의 형상을 가진 금속부분 또는 각 금속부분은, 무산소구리와, 알루미나가 분산된 구리매트릭스와, 구리가 철-니켈-코발트합금사이에 샌드위치된 클래드재료와로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기밀의 밀봉용기.
- 제 5항에 있어서,L자의 형상을 가진 금속부분 또는 각 금속부분은, 무산소구리와, 알루미나가 분산된 구리매트릭스와, 구리가 철-니켈-코발트합금사이에 샌드위치된 클래드재료와로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기밀의 밀봉용기.
- 제 6항에 있어서,L자의 형상을 가진 금속부분 또는 각 금속부분은, 무산소구리와, 알루미나가 분산된 구리매트릭스와, 구리가 철-니켈-코발트합금사이에 샌드위치된 클래드재료와로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기밀의 밀봉용기.
- 광반도체모듈은 제 1항에 기재된 기밀의 밀봉용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광반도체모듈.
- 광반도체모듈은 제 2항에 기재된 기밀의 밀봉용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광반도체모듈.
- 광반도체모듈은 제 3항에 기재된 기밀의 밀봉용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광반도체모듈.
- 광반도체모듈은 제 4항에 기재된 기밀의 밀봉용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광반도체모듈.
- 광반도체모듈은 제 5항에 기재된 기밀의 밀봉용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광반도체모듈.
- 광반도체모듈은 제 6항에 기재된 기밀의 밀봉용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광반도체모듈.
- 광반도체모듈은 제 7항에 기재된 기밀의 밀봉용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광반도체모듈.
- 광반도체모듈은 제 8항에 기재된 기밀의 밀봉용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광반도체모듈.
- 광반도체모듈은 제 9항에 기재된 기밀의 밀봉용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광반도체모듈.
- 광반도체모듈은 제 10항에 기재된 기밀의 밀봉용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광반도체모듈.
- 광반도체모듈은 제 11항에 기재된 기밀의 밀봉용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광반도체모듈.
- 광반도체모듈은 제 12항에 기재된 기밀의 밀봉용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광반도체모듈.
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