KR960004098B1 - 광반도체장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

광반도체장치
제 1 도는 본 발명의 1 실시예에 따른 광반도체장치의 단면도,
제 2 도는 제 1 도에 도시한 실시예에서의 히트싱크스템 근방의 상세한 구성을 나타낸 단면도,
제 3 도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광반도체장치를 위에서 본 단면도,
제 4 도는 제 3 도에 도시한 실시예에서의 히트싱크스템 근방의 상세단면도,
제 5 도는 종래의 광반도체장치의 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 광반도체 발광소자 2 : 히트싱크
3 : 적층세라믹기판 4 : 금속프레임
5 : 렌즈캡 7 : 수광소자
8 : 전극패턴 9 : 세라믹기판
10 : 외부패키지 13 : 리드
14 : 렌즈 15 : 광섬유
[산업상의 이용분야]
본 발명은 광섬유통신 등에 이용되는 광반도체장치에 관한 것이다.
[종래의 기술 및 그 문제점]
제 5 도는 종래의 광반도체장치의 단면상태를 도시한 단면도로서, 광반도체소자(1)와 이 광반도체소자(1)에서 발광되는 빛을 모니터하기 위한 수광소자(7)가 히트싱크스템(2)에 마운트되고, 각 소자(1,7)는 히트싱크(2)에 의해 지지되어 있으면서 유리용접으로 밀봉된(glass germeticseal) 전극 리드(13)에 전기적으로 접속되어 있다. 여기서 히트싱크스템(2)은 렌즈(14)가 부착된 렌즈캡(5)에 의해 기밀화(氣密化)되어 있고, 광반도체소자로부터의 발광광은 렌즈(14)에 의해 집광되어 광섬유(15)를 통해 외부로 도출되도록 구성되어 있다.
또, 히트싱크스템(2)과 렌즈(14) 및 광섬유(15)를 포함하는 광학계의 부품은 외부패키지(10)에 의해 지지되어 있고, 히트싱크스템(2)의 전극핀(12)의 광반도체소자(1)의 출사광에 대해 나란하면서 히트싱크스템(2)으로부터 입체적으로 소정의 위치관계를 유지하여 고정되어 있다.
그런데, 외부패키지(10)는 일반적으로 기판에 대한 실장을 고려하여 광반도체소자(1)의 발광광에 대해 수직방향으로 병렬인 핀배치를 표준으로 하고 있기 때문에, 히트싱크스템(2)으로부터 도출된 전극핀(12)은 외부패키지(10) 내에서 수직방향으로 구부러져 패키지(10)의 외부리드(13)에 접속된 구조로 되어 있다.
한편, 최근의 광통신용 반도체장치에서는 고속동작과 소형화 및 전기적 회로소자의 집적화가 요구되고 있는 바, 고속 동작을 도모하기 위해서는 히트싱크스템(2)과 패키지(10)를 연결하는 전극핀(12)의 리드길이를 짧게 하여 패키지(10) 내부의 리드인덕턴스를 작게 할 필요가 있다.
그러나, 제 5 도에 도시한 바와 같은 종래의 광반도체장치에서는 히트싱크스템(2)의 리드(12)가 패키지(10) 내에 입체적으로 형성되어 있기 때문에 리드(12)를 구부려서 실장할 필요가 있었고, 그 때문에 리드(12)의 리드길이가 길어지게 되어, 리드인덕턴스가 증가함으로써 광반도체장치의 고속동작에 제한은 준다고 하는 문제점이 있었다.
또, 핀을 구부려서 실장하기 때문에 작업효율이 나빠지고, 핀을 구부려 실장할 부분의 공간을 패키지(10)의 내부에 설치할 필요가 있기 때문에 패키지의 소형화에 제한을 준다고 하는 문제점도 있었다.
더욱이, 내부 히트싱크(2) 내의 전기적 회로소자를 집적화하는 것과 리드배선을 변경하는 것이 구성상 곤란하다는 등의 문제점도 있었다.
[발명의 목적]
본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 내부 히트싱크스템에서의 리드의 배선과 인출방향 및 개수를 자유로이 배열하여 조립작업의 효율을 향상시킴과 더불어 고속 동작을 실현할 수 있고, 또 소형화가 가능한 광반도체장치를 제공함에 그 목적이 있다.
[발명의 구성]
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 히트싱크와 ; 이 히트싱크상에 마운트된 발광소자 ; 이 발광소자와 상기 히트싱크를 지지함과 더불어 덮는 제 1 캐스팅 ; 이 제 1 캐스팅을 지지함과 더불어 덮고, 외부로 연장되는 출력리드를 더 갖춘 제 2 캐스팅 및 ; 상기 제 1 캐스팅의 부분을 형성하고, 상기 발광소자 및 상기 히트싱크에 연결된 제 1 단과 상기 출력리드에 연결된 제 2 단을 갖춘 도체패턴을 포함하는 적층세라믹기판을 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발광소자로부터 발광된 광을 모니터하는 수광소자와 ; 상기 발광소자로부터 상기 발광된 광을 집광하는 렌즈 및 ; 상기 제 2 캐스팅의 외부로 상기 렌즈에 의해 집광된 광을 안내하는 광섬유를 더 구비하고 ; 상기 수광소자와 상기 렌즈 및 상기 광섬유가 상기 제 1 캐스탱에 의해 지지되며 ; 상기 광섬유가 또한 상기 제 2 캐스팅에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 적층세라믹기판에서의 상기 도체패턴이 광섬유에 대해 실질적으로 수직방향의 각도로 외부로 연장되도록 상기 출력리드를 허용하고, 상기 광섬유가 상기 제 2 캐스팅의 외부로 광을 안내하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 캐스팅의 부분을 형성하는 상기 적층세라믹기판이 상기 제 1 캐스팅의 벽을 부분적으로 대체하는 것을 특징으로 한다.
[작용]
상기와 같이 구성된 본 발명에서는 광반도체장치 내부의 제 1 패키지로부터의 도출리드와 제 2 패키지로부터의 외부도출리드와의 사이를 도체패턴을 갖는 적층세라믹기판을 이용하여 접속함으로써, 히트싱크스템의 기밀을 유지하면서 히트싱크스템에서의 리드의 배선과 인출방향 및 개수를 자유로이 형성할 수 있기 때문에 적층세라믹기판상에서 전기적 회로소자의 집적화가 가능하게 된다.
또한, 적층세라믹기판을 이용하기 때문에 내부의 리드핀의 길이를 짧게 할 수 있고, 따라서 장치내부의 리드인덕턴스를 작게할 수가 있게 되어 장치의 고속화가 가능하게 된다.
[실시예]
이하, 에시도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
제 1 도는 본 발명에 따른 광반도체장치의 일례를 나타낸 단면도로서, 제 5 도에 도시한 종래 장치의 구성 부분과 동일한 부분에는 같은 부호를 붙이고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
광반도체발광소자(1)는 히트싱크(2)상에 마운트되어 있고, 이 히트싱크(2) 상에는 패턴전극이 형성된 세라믹기판(9)이 배치되며, 광반도체발광소자(1)와 패턴전극은 와이어본딩 등에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 상기 히트싱크(2)와 히트싱크(2) 상의 세라믹기판(9)의 전극패턴은 히트싱크(2)의 측면에 수직방향으로 설치된 적층세라믹기판(3) 상에 형성되는 전극패턴(8)과 전극적으로 접속된다.
또 히트싱크(2)는 메탈라이딩(metaliding)에 의해 금속프레임(4)에 고정되고, 따라서 발광소자(1)로부터의 발열은 히트싱크스템(2)을 매개하여 금속프레임(4)에 전달되어 외부로 방출되게 된다.
발광소자(1)를 모니터하는 수광소자(7)는 적층세라믹기판(3)에 마운트되어 있으면서 발광소자(1)로부터의 발열은 히트싱크스템(2)을 매개하여 금속프레임(4)에 전달되어 외부로 방출되게 된다.
발광소자(1)를 모니터하는 수광소자(7)는 적층세라믹기판(3)에 마운트되어 있으면서 와이어본딩 등에 의해 전극패턴(8)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 적층세라믹기판(3,9) 상의 전극패턴은 통상적으로 두꺼운 막에 의해 형성되며, 이 경우 티타늄, 백금 및 금의 3층 구조를 사용하는 것이 일반적이다.
각 전극패턴(8)은 적층세라믹기판(3)의 내부를 통해 외부패키지(10) 내에 설치된 세라믹기판(9)상의 전극 패턴에 전기적으로 접속되고, 세라믹기판(9) 상의 배선은 외부패키지(10)의 외부 리드(13)에 전기적으로 접속된다.
다음, 제 2 도는 제 1 도에 도시한 실시예에서의 히트싱크스템 근방의 상세구조를 나타낸 단면도로서, 도면에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에서는 종래장치의 패키지의 일부를 적층세라믹기판(3)으로 치환하고, 이 적층세라믹기판(3)에 외부리드(13)에 접속되고 전극패턴(11)을 형성함으로써, 이 전극패턴(11)과 발광소자(1)[혹은 수광소자(7)]를 전기적으로 접속하도록 하고 있다.
제 3 도 및 제 4 도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 제 3 도는 윗면에서 본 단면도를 나타내고 제 4 도는 제 3 도에 도시한 실시예의 히트싱크스템 근방의 상세구성을 나타낸 것이다.
제 1 도 및 제 2 도에 도시한 실시예에서는 외부리드(13)가 발광광의 진행방향인 광섬유(15)의 방향에 대해 직각으로 되도록 향해 있지만, 제 3 도 및 제 4 도에 도시한 실시예에서는 발광광의 진행방향인 광섬유(15)의 방향과 외부리드(13)의 방향이 평행하게 되도록 구성되어 있다.
일반적으로 수광소자의 피치와 광반도체장치로서의 실장리드피치는 서로 일치하지 않기 때문에, 이와 같은 구성을 채용하면 세라믹기판상의 도체패턴에 의해 리드피치의 변환을 행하는 것이 가능하게 된다.
한편, 본원 청구범위의 각 구성요소에 병기한 도면참조부호는 본원 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것으로, 본원 발명의 기술적 범위를 도면에 도시한 실시예로 한정할 의도도 병기한 것은 아니다.
[발명의 효과]
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 히트싱크 및 광전변환소자를 수납하는 제 1 패키지의 일부를 도체패턴을 갖는 적층세라믹기판으로 구성하고, 이 도체패턴을 매개하여 내부소자와 제 2 패키지로부터 도출되는 외부전극리드를 접속하고 있기 때문에 내부 히트싱크스템 상에서의 리드의 배선과 인출방향 및 개수를 자유롭게 설계할 수가 있고, 따라서, 광반도체장치의 조립작업의 효율이 향상되게 된다.
또, 도체패턴에 의해 배선을 행하고 있기 때문에 광반도체장치 내의 리드핀의 길이를 짧게 할 수가 있으므로 고속특성을 실현할 수가 있고, 더욱이 이러한 구조를 위해 소형화가 가능하게 된다고 하는 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.

Claims (4)

  1. 히트싱크(2)와 ; 이 히트싱크(2) 상에 마운트된 발광소자(1) ; 이 발광소자(1)와 상기 히트싱크(2)를 지지함과 더불어 덮는 제 1 캐스팅(4, 5) ; 이 제 1 캐스팅(4, 5)를 지지함과 더불어 덮고, 외부로 연장되는 출력리드를 더 갖춘 제 2 캐스팅(10) 및 ; 상기 제 1 캐스팅(4, 5)의 부분을 형성하고, 상기 발광소자(1) 및 상기 히트싱크(2)에 연결된 제 1 단과 상기 출력리드에 연결된 제 2 단을 갖춘 도체패턴을 포함하는 적층세라믹기판(3)을 구비하여 구성된 것을 특징으로하는 광반도체장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 발광소자(1)로부터 발광된 광을 모니터하는 수광소자(7)와 ; 상기 발광소자(1)로부터 상기 발광된 광을 집광하는 렌즈(14) 및 ; 상기 제 2 캐스팅(10)의 외부로 상기 렌즈(14)에 의해 집광된 광을 안내하는 광섬유(15)를 더 구비하고 ; 상기 수광소자(7)와 상기 렌즈(14) 및 상기 광섬유(15)가 상기 제 1 캐스팅(4, 5)에 의해 지지되며 ; 상기 광섬유(15)가 또한 상기 제 2 캐스팅(10)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 광반도체장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 적층세라믹기판(3)에서의 상기 도체패턴이 광섬유(15)에 대해 실질적으로 수직방향의 각도로 외부로 연장되도록 상기 출력리드를 허용하고, 상기 광섬유(15)가 상기 제 2 캐스팅(10)의 외부로 광을 안내하는 것을 특징으로 하는 광반도체장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 캐스팅(4, 5)의 부분을 형성하는 상기 적층세라믹기판(3)이 상기 제 1 캐스팅(4, 5)의 벽을 부분적으로 대체하는 것을 특징으로 하는 광반도체장치.
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