JP2003105476A - 高熱伝導性基体 - Google Patents
高熱伝導性基体Info
- Publication number
- JP2003105476A JP2003105476A JP2002193753A JP2002193753A JP2003105476A JP 2003105476 A JP2003105476 A JP 2003105476A JP 2002193753 A JP2002193753 A JP 2002193753A JP 2002193753 A JP2002193753 A JP 2002193753A JP 2003105476 A JP2003105476 A JP 2003105476A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor element
- optical semiconductor
- base
- frame
- copper
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/4912—Layout
- H01L2224/49171—Fan-out arrangements
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】光半導体素子が作動時に発する熱を外部に効率
よく放出することができず、光半導体素子に熱破壊が発
生する。 【解決手段】平均粒径が50μm乃至100μmで、粒
径25μm以下の粒子を含有しないモリブデン粉末から
成る焼結多孔体に銅を含浸させて形成されているととも
にモリブデンから成る焼結多孔体が75乃至95重量
%、銅が5乃至25重量%である高熱伝導性基体1であ
る。光半導体素子収納用パッケージに用いることによっ
て、光半導体素子4が作動時に多量の熱を発したとして
もその熱は基体1を介して外部に効率よく放散され、こ
れによって光半導体素子4は常に適温となり、光半導体
素子4を長期間にわたり安定かつ正常に作動させること
が可能となる。
よく放出することができず、光半導体素子に熱破壊が発
生する。 【解決手段】平均粒径が50μm乃至100μmで、粒
径25μm以下の粒子を含有しないモリブデン粉末から
成る焼結多孔体に銅を含浸させて形成されているととも
にモリブデンから成る焼結多孔体が75乃至95重量
%、銅が5乃至25重量%である高熱伝導性基体1であ
る。光半導体素子収納用パッケージに用いることによっ
て、光半導体素子4が作動時に多量の熱を発したとして
もその熱は基体1を介して外部に効率よく放散され、こ
れによって光半導体素子4は常に適温となり、光半導体
素子4を長期間にわたり安定かつ正常に作動させること
が可能となる。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光半導体素子を収容
するための光半導体素子収納用パッケージの基体に好適
な高熱伝導性基体に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来、光半導体素子を収容するための光
半導体素子収納用パッケージは、一般に鉄−ニッケル−
コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料からな
り、上面中央に光半導体素子が載置される載置部を有す
る基体と、前記光半導体素子載置部を囲繞するようにし
て基体上に銀ロウ等のロウ材を介して接合され、側部に
貫通孔及び切欠部を有する鉄−ニッケル−コバルト合金
や鉄−ニッケル合金等の金属材料から成る枠体と、前記
枠体の貫通孔もしくは貫通孔周辺の枠体に取着され、内
部に光信号が伝達される空間を有する鉄−ニッケル−コ
バルト合金等の金属材料から成る筒状の固定部材と、前
記筒状の固定部材に融点が200〜400℃の金−錫合
金等の低融点ロウ材を介して取着された固定部材の内部
を塞ぐ非品質ガラス等から成る透光性部材と、前記枠体
の切欠部に挿着され、酸化アルミニウム質焼結体等のセ
ラミックス絶縁体に光半導体素子の各電極がボンディン
グワイヤを介して電気的に接続される配線層を形成した
セラミック端子体と、前記枠体の上面に取着され、光半
導体素子を気密に封止する蓋部材とから構成されてお
り、基体の光半導体素子載置部に光半導体素子を載置固
定させるとともに該光半導体素子の各電極をボンディン
グワイヤを介してセラミック端子体の配線層に電気的に
接続し、しかる後、前記枠体の上面に蓋部材を接合さ
せ、基体と枠体と蓋部材とから成る容器内部に光半導体
素子を気密に収容するとともに筒状固定部材に光ファイ
バー部材を、例えば、YAG溶接等により取着すること
によって製品としての光半導体装置となる。 【0003】なお上述の光半導体素子収納用パッケージ
においては、内部に収容される半導体素子が高周波領域
で駆動し、外部ノイズの影響を受け易いものであるため
基体及び枠体を金属材料で形成し、容器内部をシールド
しておくことによって光半導体素子に外部ノイズが影響
しないようにしている。また基体及び枠体はセラミック
端子体や光半導体素子等の線熱膨張係数と合わすため一
般に鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等
が使用されている。 【0004】しかしながら、この従来の光半導体素子収
納用パッケージにおいては、光半導体素子が載置固定さ
れる基体の熱伝導率が20W/m・K程度であり、熱を
効率良く伝達することができないことから光半導体素子
が作動時に熱を発した際、その熱を基体を介して外部に
十分放散させることができず、その結果、光半導体素子
は該光半導体素子自身の発する熱で高温となり、熱破壊
を起こしたり、特性に熱劣化を招来し、誤動作したりす
るという欠点を有していた。 【0005】そこで上記欠点を解消するために基体を熱
伝導率が高く、かつ線熱膨張係数がセラミック端子体の
線熱膨張係数に近似する銅−モリブデン合金で形成して
おくことが考えられる。 【0006】かかる銅−モリブデン合金は一般に平均粒
径が1μm乃至40μmのモリブデン粉末を焼成して焼
結多孔体を得、次に前記モリブデンから成る焼結多孔体
の空孔内に溶融させた銅を含浸させることによって製造
されている(特公平5−38457号公報参照)。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来一般に製造されている銅−モリブデン合金は平均粒径
1μm乃至40μmのモリブデン粉末を焼成して焼結多
孔体を得るとともに該焼結多孔体の空孔内に溶融させた
銅を含浸させることによって形成されており、平均粒径
の1/2以下の粒径の粒子が10%程度含まれているた
めにこの粒径の小さな粉末が粒径の大きな粉末間に入り
込んで得られるモリブデンから成る焼結多孔体の空孔は
細く狭いものとなり、その結果、空孔内に含浸される熱
伝導が良好な銅もその線幅が細く狭いものとなって銅−
モリブデン合金の熱伝導率は線熱膨張係数が約6ppm
/℃のもの(銅:5重量%、モリブデン:95重量%)
で約180W/m・K)、線熱膨張係数が約7.5pp
m/℃のもの(銅:20重量%、モリブデン:80重量
%)で約255W/m・K程度であった。 【0008】そのためこの従来一般に製造されている銅
−モリブデン合金を基体として用いた光半導体素子収納
用パッケージは鉄−ニッケル−コバルト合金等を基体と
して用いた光半導体素子収納用パッケージよりも熱放散
性に優れているものの近時の発光出力が高く作動時に従
来に比し多量の熱を発する光半導体素子を収容した場
合、光半導体素子が発する熱を基体を介して外部に完全
に放出させることができなくなり、その結果、光半導体
素子が該素子自身の発する熱によって高温となり、半導
体素子に熱破壊を招来させたり、特性にばらつきを生じ
安定に作動させることができないという欠点を有してい
た。 【0009】本発明者等は上記欠点に鑑み種々の実験検
討を重ねた結果、銅−モリブデン合金のモリブデン粉末
の粒径を制御すれば銅−モリブデン合金からなる基体の
熱伝導率を従来品に対し15%以上改善できることを知
見した。 【0010】本発明は上記知見に基づき案出されたもの
で、その目的は発光出力が高く作動時に多量の熱を発す
る光半導体素子を常に適温に保持し、光半導体素子を長
期間にわたり安定に機能させることができる光半導体素
子収納用パッケージの基体に好適な高熱伝導性基体を提
案することにある。 【0011】 【課題を解決するための手段】本発明の高熱伝導性基体
は、平均粒径が50μm乃至100μmで、25μm以
下の粒子を含有しないモリブデン粉末から成る焼結多孔
体に銅を含浸させて形成されているとともにモリブデン
から成る焼結多孔体が75乃至95重量%、銅が5乃至
25重量%であることを特徴とするものである。 【0012】本発明の高熱伝導性基体によれば、基体を
平均粒径が50μm乃至100μmで、25μm以下の
粒子を含有しないモリブデン粉末を焼成して焼結多孔体
を得るとともに該モリブデンから成る焼結多孔体の空孔
内に銅を含浸させて製作したことから、基体の熱伝導率
を従来品に比ベ15%以上改善した高いものとなすこと
ができ、その結果、この基体を光半導体素子収納用パッ
ケージに用いることによって、基体上に載置される光半
導体素子が作動時に多量の熱を発したとしてもその熱は
基体を介して外部に効率よく放散され、これによって光
半導体素子は常に適温となり、光半導体素子を長期間に
わたり安定かつ正常に作動させることが可能となる。 【0013】また本発明の高熱伝導性基体によれば、基
体を構成するモリブデンから成る焼結多孔体を75乃至
95重量%、銅を5乃至25重量%の範囲としたことか
ら、基体の線熱膨張係数を光半導体素子収納用パッケー
ジを構成する鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケ
ル合金から成る枠体あるいは酸化アルミニウム質焼結体
やガラスセラミック焼結体等のセラミックス絶縁体から
成るセラミック端子体の線熱膨張係数に近似させること
ができ、その結果、この基体を光半導体素子収納用パッ
ケージに用いることによって、基体上に枠体やセラミッ
ク端子体を取着させる際や光半導体素子が作動した際等
において基体と枠体やセラミック端子体に熱が作用した
としても基体と枠体やセラミック端子体との間には両者
の線熱膨張係数の相違に起因する大きな熱応力が発生す
ることはなく、これによって光半導体素子を収容する空
所の気密封止が常に完全となり、光半導体素子を安定か
つ正常に作動させることが可能となる。 【0014】 【発明の実施の形態】次に、本発明を添付図面に示す実
施例に基づき詳細に説明する。 【0015】図1及び図2は、本発明の高熱伝導性基体
を用いた光半導体素子収納用パッケージについての実施
の形態の一例を示す断面図及び平面図であり、1は基体
(高熱伝導性基体)、2は枠体、3は蓋部材である。こ
の基体1と枠体2と蓋部材3とにより内部に光半導体素
子4を気密に収容する容器5が構成される。 【0016】前記基体1はその上面に半導体素子4が載
置される載置部1aを有しており、該載置部1aには光
半導体素子4が取着されている。 【0017】前記基体1は光半導体素子4を支持する支
持部材として作用するとともに光半導体素子4が作動時
に発する熱を良好に吸収し、かつ大気中に効率よく放散
させて光半導体素子4を常に適温とする作用をなす。 【0018】なお前記基体1はモリブデンと銅とから成
り、モリブデン粉末を焼成して得られる焼結多孔体の空
孔内に溶融させた銅を含浸させることによって製作され
ている。 【0019】また前記基体1の上面外周部には該基体1
の上面に設けた光半導体素子4が載置される載置部1a
を囲繞するようにして枠体2がロウ材やガラス、樹脂等
の接着剤を介して取着されており、該枠体2の内側に光
半導体素子4を収容するための空所が形成されている。 【0020】前記枠体2は鉄−ニッケル−コバルト合金
や鉄−ニッケル合金で形成されており、例えば、鉄−ニ
ッケル−コバルト合金等のインゴット(塊)をプレス加
工により枠状とすることによって形成され、基体1への
取着は基体1上面と枠体2の下面とを銀ロウ材を介しロ
ウ付けすることによって行われている。 【0021】前記枠体2はその側部に貫通孔2aが設け
てあり、該貫通孔2aの内壁面には筒状の固定部材6が
取着され、更に筒状の固定部材6の内側の一端には、例
えば、透光性部材7が取着されている。 【0022】前記枠体2の側部に形成されている貫通孔
2aは固定部材6を枠体2に取着するための取着孔とし
て作用し、枠体2の側部に従来周知のドリル孔あけ加工
を施すことによって所定形状に形成される。 【0023】前記枠体2の貫通孔2aに取着されている
固定部材6は光ファイバー部材8を枠体2に固定する際
の下地固定部材として作用するとともに光半導体素子4
が励起した光を光ファイバー部材8に伝達させる作用を
なし、その内側の一端には、例えば、透光性部材7が取
着され、また外側の一端には光ファイバー部材8が取着
される。 【0024】前記筒状の固定部材6は鉄−ニッケル−コ
バルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料からなり、
例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金等のインゴット
(塊)をプレス加工により筒状とすることによって形成
されている。 【0025】更に前記固定部材6はその内側の一端に、
例えば、透光性部材7が取着されており、該透光性部材
7は固定部材6の内部空間を塞ぎ、基体1と枠体2と蓋
部材3とからなる容器5の気密封止を保持させるととも
に固定部材6の内部空間を伝達する光半導体素子4の励
起した光をそのまま固定部材6に取着した光ファイバー
部材8に伝達させる作用をなす。 【0026】前記透光性部材7は例えば、酸化珪素、酸
化鉛を主成分とした鉛系及びホウ酸、ケイ砂を主成分と
したホウケイ酸系の非晶質ガラスで形成されており、該
非晶質ガラスは結晶軸が存在しないことから、光半導体
素子4の励起する光を透光性部材7を通過させて光ファ
イバー部材8に授受させる場合、光半導体素子4の励起
した光は透光性部材7で複屈折を起こすことはなくその
まま光ファイバー部材8に授受されることとなり、その
結果、光半導体素子4が励起した光の光ファイバー部材
8への授受が高効率となって光信号の伝送効率を高いも
のとなすことができる。 【0027】なお、前記透光性部材7の固定部材6への
取着は、例えば、透光性部材7の外周部に予め金属層を
被着させておき、該金属層と固定部材6とを金−錫合金
等のロウ材を介しロウ付けすることによって行われる。 【0028】更に前記枠体2はその側部に切欠部2bが
形成されており、該切欠部2bにはセラミック端子体9
が挿着されている。 【0029】前記セラミック端子体9はセラミックス絶
縁体10と複数個の配線層11とから成り、配線層11
を枠体2に対し電気的絶縁をもって枠体2の内側から外
側にかけて配設する作用をなし、セラミックス絶縁体1
0の側面に予め金属層を被着させておくとともに該金属
層を枠体2の切欠部2b内壁面に銀ロウ等のロウ材を介
し取着することによって枠体2の切欠部2bに挿着され
る。 【0030】前記セラミック端子体9のセラミックス絶
縁体10は酸化アルミニウム質焼結体やガラスセラミッ
クス焼結体等から成り、例えば、酸化アルミニウム質焼
結体から成る場合には、酸化アルミニウム、酸化珪素、
酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の原料粉末に適当
な有機バインダー、可塑剤、溶剤を添加混合して泥漿状
となすとともに該泥漿物を従来周知のドクターブレード
法やカレンダーロール法を採用することによってセラミ
ックグリーンシート(セラミック生シート)を形成し、
次に前記セラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加
工を施し、所定形状となすとともに必要に応じて複数枚
を積層して成形体となし、しかる後、これを1600℃
の温度で焼成することによって製作される。 【0031】また前記セラミック端子体9には枠体2の
内側から外側にかけて導出する複数個の配線層11が埋
設されており、該配線層11の枠体2の内側に位置する
領域には光半導体素子4の各電極がボンディングワイヤ
12を介して電気的に接続され、また枠体2の外側に位
置する領域には外部電気回路と接続される外部リード端
子13が銀ロウ等のロウ材を介してロウ付け取着されて
いる。 【0032】前記配線層11は光半導体素子4の各電極
を外部電気回路に接続する際の導電路として作用し、タ
ングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀等の金属粉
末により形成されている。 【0033】前記配線層11はタングステン、モリブデ
ン、マンガン、銅、銀等の金属粉末に適当な有機バイン
ダー、溶剤等を添加混合して得られた金属ペーストをセ
ラミックス絶縁体10となるセラミックグリーンシート
に予め従来周知のスクリーン印刷法等の印刷法を用いる
ことにより所定パターンに印刷塗布しておくことによっ
てセラミックス絶縁体10に形成される。 【0034】なお前記配線層11は、その露出する表面
にニッケル、金等の耐蝕性に優れ、かつロウ材との濡れ
性に優れる金属を1μm〜20μmの厚みにメッキ法に
より被着させておくと、配線層11の酸化腐蝕を有効に
防止することができるとともに配線層11への外部リー
ド端子13のロウ付けを強固となすことができる。従っ
て、前記配線層11はその露出する表面にニッケル、金
等の耐蝕性に優れ、かつロウ材との濡れ性に優れる金属
を1μm〜20μmの厚みに被着させておくことが好ま
しい。 【0035】また前記配線層11には外部リード端子1
3が銀ロウ等のロウ材を介してロウ付け取着されてお
り、該外部リード端子13は容器5内部に収容する光半
導体素子4の各電極を外部電気回路に電気的に接続する
作用をなし、外部リード端子13を外部電気回路に接続
することによって容器5内部に収容される光半導体素子
4は配線層11および外部リード端子13を介して外部
電気回路に電気的に接続されることとなる。 【0036】前記外部リード端子13は鉄−ニッケル−
コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料から成
り、例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から
成るインゴット(塊)に圧延加工法や打ち抜き加工法
等、従来周知の金属加工法を施すことによって所定形状
に形成される。 【0037】更に前記枠体2はその上面に、例えば、鉄
−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属
材料から成る蓋部材3が接合され、これによって基体1
と枠体2と蓋部材3とからなる容器5の内部に光半導体
素子4が気密に封止されることとなる。 【0038】前記蓋部材3の枠体2上面への接合は、例
えば、シームウェルド法等の溶接によって行われる。 【0039】本発明においては、基体1を平均粒径が5
0μm乃至100μmで、粒径25μm以下の粒子を含
有しないモリブデン粉末を焼成して得られる焼結多孔体
の空孔内に溶融させた銅を含浸させることによって製作
しておくことが重要である。 【0040】このように平均粒径が50μm乃至100
μmで、粒径25μm以下の粒子を含有しないモリブデ
ン粉末を焼成して得られる焼結多孔体は、粒径の小さい
粉末が粒怪の大きな粉末間に入り込んで空孔を小さくす
ることはなく、その結果、モリブデンから成る焼結多孔
体の空孔を大きなものとするとともに該空孔内に含浸さ
れる熱伝導が良好な銅の線幅も広いものとなり、これに
よって基体1の熱伝導率を極めて高い値となすことが可
能となる。 【0041】なお、前記モリブデン粉末を焼成して得ら
れる焼結多孔体は、モリブデン粉末の平均粒径が50μ
m未満となると、形成される空孔が細く、狭いものとな
って基体1の熱伝導率を大幅に向上させることができ
ず、また100μmを超えると、基体1の表面に大きな
凹凸が形成され光半導体素子4を基体1の載置部1aに
強固に取着固定することができなくなってしまう。従っ
て、前記モリブデンから成る焼結多孔体は、平均粒径が
50μm乃至100μmのモリブデン粉末を焼成するこ
とによって形成されたものに限定される。 【0042】また前記平均粒径が50μm乃至100μ
mのモリブデン粉末を焼成して得られる焼成多孔体は、
粒径が25μm以下のものが含有されていると、この粒
径の小さなモリブデン粉末が粒径の大きなモリブデン粉
末間に入り込んで空孔を細く狭いものにしてしまい基体
1の熱伝導率を小さいものとなしてしまう。従って、前
記モリブデンから成る焼結多孔体は、平均粒径が50μ
m乃至100μmのモリブデン粉末を焼成して形成する
際、その中に含まれている粒径25μm以下の粉末を除
去しておく必要がある。この粒径25μm以下の粉末が
含有されないようにするには、モリブデン粉末を粗さの
異なる複数のメッシュを用いて調整し、粒径25μm以
下のものを除去することによって行われる。 【0043】更に本発明においては、基体1を構成する
モリブデンから成る焼結多孔体を75乃至95重量%、
銅を5乃至25重量%の範囲としておくことが重要であ
る。 【0044】前記モリブデンから成る焼結多孔体を75
乃至95重量%、銅を5乃至25重量%の範囲としてお
くと、基体1の線熱膨張係数を6ppm/℃乃至8.5
ppm/℃(室温〜800℃)の任意の値として、酸化
アルミニウム質焼結体やガラスセラミックス焼結体等を
使用したセラミック端子体9、及び鉄−ニッケル−コバ
ルト合金や鉄−ニッケル合金から成る枠体2の各々の線
熱膨張係数(6ppm/℃〜8ppm/℃)に近似させ
ることが可能となり、その結果、基体1上に枠体2やセ
ラミック端子体9等を取着させる際、或いは光半導体素
子4が作動した際等において基体1と枠体2とセラミッ
ク端子体9に熱が作用したとしても基体1と枠体2とセ
ラミック端子体9との間には各々の線熱膨張係数の差に
起因する大きな熱応力が発生することはなく、これによ
って光半導体素子4を収容する容器5の気密封止が常に
完全となり、光半導体素子4を安定かつ正常に作動させ
ることが可能となる。 【0045】なお前記基体1は、モリブデンから成る焼
結多孔体が75重量%未満であり、銅が25重量%を超
えた場合、或いはモリブデンから成る焼結多孔体が95
重量%を超え、銅が5重量%未満である場合、基体1の
線熱膨張係数が枠体2やセラミック端子体9の線熱膨張
係数に対して相違することとなり、その結果、基体1に
枠体2やセラミック端子体9を強固に取着させておくこ
とができなくなってしまう。従って、前記基体1は、そ
れを形成するモリブデンから成る焼結多孔体の量は75
乃至95重量%の範囲に、銅は5乃至25重量%の範囲
にそれぞれ特定される。 【0046】かくして上述の光半導体素子収納用パッケ
ージによれば、基体1の光半導体素子載置部1a上に光
半導体素子4を固定するとともに該光半導体素子4の各
電極をボンディングワイヤ12を介して所定の配線層1
1に接続させ、次に枠体2の上面に蓋部材3を接合さ
せ、基体1と枠体2と蓋部材3とからなる容器5内部に
光半導体素子4を収容し、最後に枠体2に取着させた筒
状の固定部材6に光ファイバー部材8を取着させること
によって最終製品としての光半導体装置となる。 【0047】次に本発明の作用効果を下記に示す実験例
に基づき説明する。 [実験例]まず、銅と、平均粒径が50μm、75μ
m、100μmで25μm以下のものを含有しないモリ
ブデン粉末と、平均粒径が5μmで2.5μm以下の粒
子を10重量%含有するモリブデン粉末とを準備する。 【0048】次に上記銅およびモリブデン粉末を表1に
示す値に秤量するとともに1t/cm3の圧力で成形
し、該成形体を1500℃の温度で焼成して各種の焼結
多孔体を得る。 【0049】次に前記モリブデンから成る各種の焼結多
孔体の空孔内に1200℃の温度で溶融させた銅を含浸
させ、これによって銅−モリブデン合金から成る評価用
基体を製作する。 【0050】最後に前記各種の評価用基体をJIS R
1611に規定のファインセラミックスのレーザフラッ
シュ法による熱拡散率・比熱容量・熱伝導率試験方法に
基づき評価用基体の熱拡散率と熱容量を求め、これらの
値に評価用基体の密度を積算することによって熱伝導率
(W/m・K)を、またTMA法(Thermomec
hanical Analysis)により評価用基体
を昇温させながら各温度に対する評価用基体の伸び量を
測定し、その値を温度上昇幅値で除算することによって
線熱膨張係数(ppm/℃)を測定する。 【0051】その結果を表1および図3に示す。 【0052】 【表1】【0053】表1および図3から判るように、いずれの
評価用基体においても銅とモリブデンの比率が同じもの
は線熱膨張係数が略同じ値を示しているのに対し、熱伝
導率は平均粒径が50μm、75μm、100μmで2
5μm以下のものを含有しないモリブデン粉末を用いた
評価用基体(試料No.1〜15:本発明品)のものは、
平均粒径が5μmで2.5μm以下の粒子を10重量%
含有するモリブデン粉末を用いた評価用基体(試料No.
16〜21:従来品)よりも15%以上高い値を示し、
熱伝導率が大きく改善されていることが判る。 【0054】よって本発明品を用いた光半導体素子収納
用パッケージでは、光半導体素子が作動時に多量の熱を
発した際、その熱を基体を介して外部に効率よく放散さ
せることができ、光半導体素子を常に適温として長期間
にわたり安定かつ正常に作動させることが可能となる。 【0055】なお、本発明は上述の実施の形態の例、実
験例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲であれば種々の変更は可能であり、例えば、上
述の実施の形態の例では基体1の載置部1aに光半導体
素子4を直接載置固定したが、間にペルチェ素子等の電
子冷却素子を挟んで載置固定してもよい。 【0056】 【発明の効果】本発明の高熱伝導性基体によれば、基体
を平均粒径が50μm乃至100μmで、粒径25μm
以下の粒子を含有しないモリブデン粉末を焼成して焼結
多孔体を得るとともに該モリブデンから成る焼結多孔体
の空孔内に銅を含浸させて製作したことから、基体の熱
伝導率を従来品に比ベ15%以上改善した高いものとな
すことができ、その結果、この基体を光半導体素子収納
用パッケージに用いることによって、基体上に載置され
る光半導体素子が作動時に多量の熱を発したとしてもそ
の熱は基体を介して外部に効率よく放散され、これによ
って光半導体素子は常に適温となり、光半導体素子を長
期間にわたり安定かつ正常に作動させることが可能とな
る。 【0057】また本発明の高熱伝導性基体によれば、基
体を構成するモリブデンから成る焼結多孔体を75乃至
95重量%、銅を5乃至25重量%の範囲としたことか
ら、基体の線熱膨張係数を光半導体素子収納用パッケー
ジを構成する鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケ
ル合金から成る枠体あるいは酸化アルミニウム質焼結体
やガラスセラミックス焼結体等のセラミックス絶縁体か
ら成るセラミック端子体の線熱膨張係数に近似させるこ
とができ、その結果、この基体を光半導体素子収納用パ
ッケージに用いることによって、基体上に枠体やセラミ
ック端子体を取着させる際や光半導体素子が作動した際
等において基体と枠体やセラミック端子体に熱が作用し
たとしても基体と枠体やセラミック端子体との間には両
者の線熱膨張係数の相違に起因する大きな熱応力が発生
することはなく、これによって光半導体素子を収容する
空所の気密封止が常に完全となり、光半導体素子を安定
かつ正常に作動させることが可能となる。
するための光半導体素子収納用パッケージの基体に好適
な高熱伝導性基体に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来、光半導体素子を収容するための光
半導体素子収納用パッケージは、一般に鉄−ニッケル−
コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料からな
り、上面中央に光半導体素子が載置される載置部を有す
る基体と、前記光半導体素子載置部を囲繞するようにし
て基体上に銀ロウ等のロウ材を介して接合され、側部に
貫通孔及び切欠部を有する鉄−ニッケル−コバルト合金
や鉄−ニッケル合金等の金属材料から成る枠体と、前記
枠体の貫通孔もしくは貫通孔周辺の枠体に取着され、内
部に光信号が伝達される空間を有する鉄−ニッケル−コ
バルト合金等の金属材料から成る筒状の固定部材と、前
記筒状の固定部材に融点が200〜400℃の金−錫合
金等の低融点ロウ材を介して取着された固定部材の内部
を塞ぐ非品質ガラス等から成る透光性部材と、前記枠体
の切欠部に挿着され、酸化アルミニウム質焼結体等のセ
ラミックス絶縁体に光半導体素子の各電極がボンディン
グワイヤを介して電気的に接続される配線層を形成した
セラミック端子体と、前記枠体の上面に取着され、光半
導体素子を気密に封止する蓋部材とから構成されてお
り、基体の光半導体素子載置部に光半導体素子を載置固
定させるとともに該光半導体素子の各電極をボンディン
グワイヤを介してセラミック端子体の配線層に電気的に
接続し、しかる後、前記枠体の上面に蓋部材を接合さ
せ、基体と枠体と蓋部材とから成る容器内部に光半導体
素子を気密に収容するとともに筒状固定部材に光ファイ
バー部材を、例えば、YAG溶接等により取着すること
によって製品としての光半導体装置となる。 【0003】なお上述の光半導体素子収納用パッケージ
においては、内部に収容される半導体素子が高周波領域
で駆動し、外部ノイズの影響を受け易いものであるため
基体及び枠体を金属材料で形成し、容器内部をシールド
しておくことによって光半導体素子に外部ノイズが影響
しないようにしている。また基体及び枠体はセラミック
端子体や光半導体素子等の線熱膨張係数と合わすため一
般に鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等
が使用されている。 【0004】しかしながら、この従来の光半導体素子収
納用パッケージにおいては、光半導体素子が載置固定さ
れる基体の熱伝導率が20W/m・K程度であり、熱を
効率良く伝達することができないことから光半導体素子
が作動時に熱を発した際、その熱を基体を介して外部に
十分放散させることができず、その結果、光半導体素子
は該光半導体素子自身の発する熱で高温となり、熱破壊
を起こしたり、特性に熱劣化を招来し、誤動作したりす
るという欠点を有していた。 【0005】そこで上記欠点を解消するために基体を熱
伝導率が高く、かつ線熱膨張係数がセラミック端子体の
線熱膨張係数に近似する銅−モリブデン合金で形成して
おくことが考えられる。 【0006】かかる銅−モリブデン合金は一般に平均粒
径が1μm乃至40μmのモリブデン粉末を焼成して焼
結多孔体を得、次に前記モリブデンから成る焼結多孔体
の空孔内に溶融させた銅を含浸させることによって製造
されている(特公平5−38457号公報参照)。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来一般に製造されている銅−モリブデン合金は平均粒径
1μm乃至40μmのモリブデン粉末を焼成して焼結多
孔体を得るとともに該焼結多孔体の空孔内に溶融させた
銅を含浸させることによって形成されており、平均粒径
の1/2以下の粒径の粒子が10%程度含まれているた
めにこの粒径の小さな粉末が粒径の大きな粉末間に入り
込んで得られるモリブデンから成る焼結多孔体の空孔は
細く狭いものとなり、その結果、空孔内に含浸される熱
伝導が良好な銅もその線幅が細く狭いものとなって銅−
モリブデン合金の熱伝導率は線熱膨張係数が約6ppm
/℃のもの(銅:5重量%、モリブデン:95重量%)
で約180W/m・K)、線熱膨張係数が約7.5pp
m/℃のもの(銅:20重量%、モリブデン:80重量
%)で約255W/m・K程度であった。 【0008】そのためこの従来一般に製造されている銅
−モリブデン合金を基体として用いた光半導体素子収納
用パッケージは鉄−ニッケル−コバルト合金等を基体と
して用いた光半導体素子収納用パッケージよりも熱放散
性に優れているものの近時の発光出力が高く作動時に従
来に比し多量の熱を発する光半導体素子を収容した場
合、光半導体素子が発する熱を基体を介して外部に完全
に放出させることができなくなり、その結果、光半導体
素子が該素子自身の発する熱によって高温となり、半導
体素子に熱破壊を招来させたり、特性にばらつきを生じ
安定に作動させることができないという欠点を有してい
た。 【0009】本発明者等は上記欠点に鑑み種々の実験検
討を重ねた結果、銅−モリブデン合金のモリブデン粉末
の粒径を制御すれば銅−モリブデン合金からなる基体の
熱伝導率を従来品に対し15%以上改善できることを知
見した。 【0010】本発明は上記知見に基づき案出されたもの
で、その目的は発光出力が高く作動時に多量の熱を発す
る光半導体素子を常に適温に保持し、光半導体素子を長
期間にわたり安定に機能させることができる光半導体素
子収納用パッケージの基体に好適な高熱伝導性基体を提
案することにある。 【0011】 【課題を解決するための手段】本発明の高熱伝導性基体
は、平均粒径が50μm乃至100μmで、25μm以
下の粒子を含有しないモリブデン粉末から成る焼結多孔
体に銅を含浸させて形成されているとともにモリブデン
から成る焼結多孔体が75乃至95重量%、銅が5乃至
25重量%であることを特徴とするものである。 【0012】本発明の高熱伝導性基体によれば、基体を
平均粒径が50μm乃至100μmで、25μm以下の
粒子を含有しないモリブデン粉末を焼成して焼結多孔体
を得るとともに該モリブデンから成る焼結多孔体の空孔
内に銅を含浸させて製作したことから、基体の熱伝導率
を従来品に比ベ15%以上改善した高いものとなすこと
ができ、その結果、この基体を光半導体素子収納用パッ
ケージに用いることによって、基体上に載置される光半
導体素子が作動時に多量の熱を発したとしてもその熱は
基体を介して外部に効率よく放散され、これによって光
半導体素子は常に適温となり、光半導体素子を長期間に
わたり安定かつ正常に作動させることが可能となる。 【0013】また本発明の高熱伝導性基体によれば、基
体を構成するモリブデンから成る焼結多孔体を75乃至
95重量%、銅を5乃至25重量%の範囲としたことか
ら、基体の線熱膨張係数を光半導体素子収納用パッケー
ジを構成する鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケ
ル合金から成る枠体あるいは酸化アルミニウム質焼結体
やガラスセラミック焼結体等のセラミックス絶縁体から
成るセラミック端子体の線熱膨張係数に近似させること
ができ、その結果、この基体を光半導体素子収納用パッ
ケージに用いることによって、基体上に枠体やセラミッ
ク端子体を取着させる際や光半導体素子が作動した際等
において基体と枠体やセラミック端子体に熱が作用した
としても基体と枠体やセラミック端子体との間には両者
の線熱膨張係数の相違に起因する大きな熱応力が発生す
ることはなく、これによって光半導体素子を収容する空
所の気密封止が常に完全となり、光半導体素子を安定か
つ正常に作動させることが可能となる。 【0014】 【発明の実施の形態】次に、本発明を添付図面に示す実
施例に基づき詳細に説明する。 【0015】図1及び図2は、本発明の高熱伝導性基体
を用いた光半導体素子収納用パッケージについての実施
の形態の一例を示す断面図及び平面図であり、1は基体
(高熱伝導性基体)、2は枠体、3は蓋部材である。こ
の基体1と枠体2と蓋部材3とにより内部に光半導体素
子4を気密に収容する容器5が構成される。 【0016】前記基体1はその上面に半導体素子4が載
置される載置部1aを有しており、該載置部1aには光
半導体素子4が取着されている。 【0017】前記基体1は光半導体素子4を支持する支
持部材として作用するとともに光半導体素子4が作動時
に発する熱を良好に吸収し、かつ大気中に効率よく放散
させて光半導体素子4を常に適温とする作用をなす。 【0018】なお前記基体1はモリブデンと銅とから成
り、モリブデン粉末を焼成して得られる焼結多孔体の空
孔内に溶融させた銅を含浸させることによって製作され
ている。 【0019】また前記基体1の上面外周部には該基体1
の上面に設けた光半導体素子4が載置される載置部1a
を囲繞するようにして枠体2がロウ材やガラス、樹脂等
の接着剤を介して取着されており、該枠体2の内側に光
半導体素子4を収容するための空所が形成されている。 【0020】前記枠体2は鉄−ニッケル−コバルト合金
や鉄−ニッケル合金で形成されており、例えば、鉄−ニ
ッケル−コバルト合金等のインゴット(塊)をプレス加
工により枠状とすることによって形成され、基体1への
取着は基体1上面と枠体2の下面とを銀ロウ材を介しロ
ウ付けすることによって行われている。 【0021】前記枠体2はその側部に貫通孔2aが設け
てあり、該貫通孔2aの内壁面には筒状の固定部材6が
取着され、更に筒状の固定部材6の内側の一端には、例
えば、透光性部材7が取着されている。 【0022】前記枠体2の側部に形成されている貫通孔
2aは固定部材6を枠体2に取着するための取着孔とし
て作用し、枠体2の側部に従来周知のドリル孔あけ加工
を施すことによって所定形状に形成される。 【0023】前記枠体2の貫通孔2aに取着されている
固定部材6は光ファイバー部材8を枠体2に固定する際
の下地固定部材として作用するとともに光半導体素子4
が励起した光を光ファイバー部材8に伝達させる作用を
なし、その内側の一端には、例えば、透光性部材7が取
着され、また外側の一端には光ファイバー部材8が取着
される。 【0024】前記筒状の固定部材6は鉄−ニッケル−コ
バルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料からなり、
例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金等のインゴット
(塊)をプレス加工により筒状とすることによって形成
されている。 【0025】更に前記固定部材6はその内側の一端に、
例えば、透光性部材7が取着されており、該透光性部材
7は固定部材6の内部空間を塞ぎ、基体1と枠体2と蓋
部材3とからなる容器5の気密封止を保持させるととも
に固定部材6の内部空間を伝達する光半導体素子4の励
起した光をそのまま固定部材6に取着した光ファイバー
部材8に伝達させる作用をなす。 【0026】前記透光性部材7は例えば、酸化珪素、酸
化鉛を主成分とした鉛系及びホウ酸、ケイ砂を主成分と
したホウケイ酸系の非晶質ガラスで形成されており、該
非晶質ガラスは結晶軸が存在しないことから、光半導体
素子4の励起する光を透光性部材7を通過させて光ファ
イバー部材8に授受させる場合、光半導体素子4の励起
した光は透光性部材7で複屈折を起こすことはなくその
まま光ファイバー部材8に授受されることとなり、その
結果、光半導体素子4が励起した光の光ファイバー部材
8への授受が高効率となって光信号の伝送効率を高いも
のとなすことができる。 【0027】なお、前記透光性部材7の固定部材6への
取着は、例えば、透光性部材7の外周部に予め金属層を
被着させておき、該金属層と固定部材6とを金−錫合金
等のロウ材を介しロウ付けすることによって行われる。 【0028】更に前記枠体2はその側部に切欠部2bが
形成されており、該切欠部2bにはセラミック端子体9
が挿着されている。 【0029】前記セラミック端子体9はセラミックス絶
縁体10と複数個の配線層11とから成り、配線層11
を枠体2に対し電気的絶縁をもって枠体2の内側から外
側にかけて配設する作用をなし、セラミックス絶縁体1
0の側面に予め金属層を被着させておくとともに該金属
層を枠体2の切欠部2b内壁面に銀ロウ等のロウ材を介
し取着することによって枠体2の切欠部2bに挿着され
る。 【0030】前記セラミック端子体9のセラミックス絶
縁体10は酸化アルミニウム質焼結体やガラスセラミッ
クス焼結体等から成り、例えば、酸化アルミニウム質焼
結体から成る場合には、酸化アルミニウム、酸化珪素、
酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の原料粉末に適当
な有機バインダー、可塑剤、溶剤を添加混合して泥漿状
となすとともに該泥漿物を従来周知のドクターブレード
法やカレンダーロール法を採用することによってセラミ
ックグリーンシート(セラミック生シート)を形成し、
次に前記セラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加
工を施し、所定形状となすとともに必要に応じて複数枚
を積層して成形体となし、しかる後、これを1600℃
の温度で焼成することによって製作される。 【0031】また前記セラミック端子体9には枠体2の
内側から外側にかけて導出する複数個の配線層11が埋
設されており、該配線層11の枠体2の内側に位置する
領域には光半導体素子4の各電極がボンディングワイヤ
12を介して電気的に接続され、また枠体2の外側に位
置する領域には外部電気回路と接続される外部リード端
子13が銀ロウ等のロウ材を介してロウ付け取着されて
いる。 【0032】前記配線層11は光半導体素子4の各電極
を外部電気回路に接続する際の導電路として作用し、タ
ングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀等の金属粉
末により形成されている。 【0033】前記配線層11はタングステン、モリブデ
ン、マンガン、銅、銀等の金属粉末に適当な有機バイン
ダー、溶剤等を添加混合して得られた金属ペーストをセ
ラミックス絶縁体10となるセラミックグリーンシート
に予め従来周知のスクリーン印刷法等の印刷法を用いる
ことにより所定パターンに印刷塗布しておくことによっ
てセラミックス絶縁体10に形成される。 【0034】なお前記配線層11は、その露出する表面
にニッケル、金等の耐蝕性に優れ、かつロウ材との濡れ
性に優れる金属を1μm〜20μmの厚みにメッキ法に
より被着させておくと、配線層11の酸化腐蝕を有効に
防止することができるとともに配線層11への外部リー
ド端子13のロウ付けを強固となすことができる。従っ
て、前記配線層11はその露出する表面にニッケル、金
等の耐蝕性に優れ、かつロウ材との濡れ性に優れる金属
を1μm〜20μmの厚みに被着させておくことが好ま
しい。 【0035】また前記配線層11には外部リード端子1
3が銀ロウ等のロウ材を介してロウ付け取着されてお
り、該外部リード端子13は容器5内部に収容する光半
導体素子4の各電極を外部電気回路に電気的に接続する
作用をなし、外部リード端子13を外部電気回路に接続
することによって容器5内部に収容される光半導体素子
4は配線層11および外部リード端子13を介して外部
電気回路に電気的に接続されることとなる。 【0036】前記外部リード端子13は鉄−ニッケル−
コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料から成
り、例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から
成るインゴット(塊)に圧延加工法や打ち抜き加工法
等、従来周知の金属加工法を施すことによって所定形状
に形成される。 【0037】更に前記枠体2はその上面に、例えば、鉄
−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属
材料から成る蓋部材3が接合され、これによって基体1
と枠体2と蓋部材3とからなる容器5の内部に光半導体
素子4が気密に封止されることとなる。 【0038】前記蓋部材3の枠体2上面への接合は、例
えば、シームウェルド法等の溶接によって行われる。 【0039】本発明においては、基体1を平均粒径が5
0μm乃至100μmで、粒径25μm以下の粒子を含
有しないモリブデン粉末を焼成して得られる焼結多孔体
の空孔内に溶融させた銅を含浸させることによって製作
しておくことが重要である。 【0040】このように平均粒径が50μm乃至100
μmで、粒径25μm以下の粒子を含有しないモリブデ
ン粉末を焼成して得られる焼結多孔体は、粒径の小さい
粉末が粒怪の大きな粉末間に入り込んで空孔を小さくす
ることはなく、その結果、モリブデンから成る焼結多孔
体の空孔を大きなものとするとともに該空孔内に含浸さ
れる熱伝導が良好な銅の線幅も広いものとなり、これに
よって基体1の熱伝導率を極めて高い値となすことが可
能となる。 【0041】なお、前記モリブデン粉末を焼成して得ら
れる焼結多孔体は、モリブデン粉末の平均粒径が50μ
m未満となると、形成される空孔が細く、狭いものとな
って基体1の熱伝導率を大幅に向上させることができ
ず、また100μmを超えると、基体1の表面に大きな
凹凸が形成され光半導体素子4を基体1の載置部1aに
強固に取着固定することができなくなってしまう。従っ
て、前記モリブデンから成る焼結多孔体は、平均粒径が
50μm乃至100μmのモリブデン粉末を焼成するこ
とによって形成されたものに限定される。 【0042】また前記平均粒径が50μm乃至100μ
mのモリブデン粉末を焼成して得られる焼成多孔体は、
粒径が25μm以下のものが含有されていると、この粒
径の小さなモリブデン粉末が粒径の大きなモリブデン粉
末間に入り込んで空孔を細く狭いものにしてしまい基体
1の熱伝導率を小さいものとなしてしまう。従って、前
記モリブデンから成る焼結多孔体は、平均粒径が50μ
m乃至100μmのモリブデン粉末を焼成して形成する
際、その中に含まれている粒径25μm以下の粉末を除
去しておく必要がある。この粒径25μm以下の粉末が
含有されないようにするには、モリブデン粉末を粗さの
異なる複数のメッシュを用いて調整し、粒径25μm以
下のものを除去することによって行われる。 【0043】更に本発明においては、基体1を構成する
モリブデンから成る焼結多孔体を75乃至95重量%、
銅を5乃至25重量%の範囲としておくことが重要であ
る。 【0044】前記モリブデンから成る焼結多孔体を75
乃至95重量%、銅を5乃至25重量%の範囲としてお
くと、基体1の線熱膨張係数を6ppm/℃乃至8.5
ppm/℃(室温〜800℃)の任意の値として、酸化
アルミニウム質焼結体やガラスセラミックス焼結体等を
使用したセラミック端子体9、及び鉄−ニッケル−コバ
ルト合金や鉄−ニッケル合金から成る枠体2の各々の線
熱膨張係数(6ppm/℃〜8ppm/℃)に近似させ
ることが可能となり、その結果、基体1上に枠体2やセ
ラミック端子体9等を取着させる際、或いは光半導体素
子4が作動した際等において基体1と枠体2とセラミッ
ク端子体9に熱が作用したとしても基体1と枠体2とセ
ラミック端子体9との間には各々の線熱膨張係数の差に
起因する大きな熱応力が発生することはなく、これによ
って光半導体素子4を収容する容器5の気密封止が常に
完全となり、光半導体素子4を安定かつ正常に作動させ
ることが可能となる。 【0045】なお前記基体1は、モリブデンから成る焼
結多孔体が75重量%未満であり、銅が25重量%を超
えた場合、或いはモリブデンから成る焼結多孔体が95
重量%を超え、銅が5重量%未満である場合、基体1の
線熱膨張係数が枠体2やセラミック端子体9の線熱膨張
係数に対して相違することとなり、その結果、基体1に
枠体2やセラミック端子体9を強固に取着させておくこ
とができなくなってしまう。従って、前記基体1は、そ
れを形成するモリブデンから成る焼結多孔体の量は75
乃至95重量%の範囲に、銅は5乃至25重量%の範囲
にそれぞれ特定される。 【0046】かくして上述の光半導体素子収納用パッケ
ージによれば、基体1の光半導体素子載置部1a上に光
半導体素子4を固定するとともに該光半導体素子4の各
電極をボンディングワイヤ12を介して所定の配線層1
1に接続させ、次に枠体2の上面に蓋部材3を接合さ
せ、基体1と枠体2と蓋部材3とからなる容器5内部に
光半導体素子4を収容し、最後に枠体2に取着させた筒
状の固定部材6に光ファイバー部材8を取着させること
によって最終製品としての光半導体装置となる。 【0047】次に本発明の作用効果を下記に示す実験例
に基づき説明する。 [実験例]まず、銅と、平均粒径が50μm、75μ
m、100μmで25μm以下のものを含有しないモリ
ブデン粉末と、平均粒径が5μmで2.5μm以下の粒
子を10重量%含有するモリブデン粉末とを準備する。 【0048】次に上記銅およびモリブデン粉末を表1に
示す値に秤量するとともに1t/cm3の圧力で成形
し、該成形体を1500℃の温度で焼成して各種の焼結
多孔体を得る。 【0049】次に前記モリブデンから成る各種の焼結多
孔体の空孔内に1200℃の温度で溶融させた銅を含浸
させ、これによって銅−モリブデン合金から成る評価用
基体を製作する。 【0050】最後に前記各種の評価用基体をJIS R
1611に規定のファインセラミックスのレーザフラッ
シュ法による熱拡散率・比熱容量・熱伝導率試験方法に
基づき評価用基体の熱拡散率と熱容量を求め、これらの
値に評価用基体の密度を積算することによって熱伝導率
(W/m・K)を、またTMA法(Thermomec
hanical Analysis)により評価用基体
を昇温させながら各温度に対する評価用基体の伸び量を
測定し、その値を温度上昇幅値で除算することによって
線熱膨張係数(ppm/℃)を測定する。 【0051】その結果を表1および図3に示す。 【0052】 【表1】【0053】表1および図3から判るように、いずれの
評価用基体においても銅とモリブデンの比率が同じもの
は線熱膨張係数が略同じ値を示しているのに対し、熱伝
導率は平均粒径が50μm、75μm、100μmで2
5μm以下のものを含有しないモリブデン粉末を用いた
評価用基体(試料No.1〜15:本発明品)のものは、
平均粒径が5μmで2.5μm以下の粒子を10重量%
含有するモリブデン粉末を用いた評価用基体(試料No.
16〜21:従来品)よりも15%以上高い値を示し、
熱伝導率が大きく改善されていることが判る。 【0054】よって本発明品を用いた光半導体素子収納
用パッケージでは、光半導体素子が作動時に多量の熱を
発した際、その熱を基体を介して外部に効率よく放散さ
せることができ、光半導体素子を常に適温として長期間
にわたり安定かつ正常に作動させることが可能となる。 【0055】なお、本発明は上述の実施の形態の例、実
験例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲であれば種々の変更は可能であり、例えば、上
述の実施の形態の例では基体1の載置部1aに光半導体
素子4を直接載置固定したが、間にペルチェ素子等の電
子冷却素子を挟んで載置固定してもよい。 【0056】 【発明の効果】本発明の高熱伝導性基体によれば、基体
を平均粒径が50μm乃至100μmで、粒径25μm
以下の粒子を含有しないモリブデン粉末を焼成して焼結
多孔体を得るとともに該モリブデンから成る焼結多孔体
の空孔内に銅を含浸させて製作したことから、基体の熱
伝導率を従来品に比ベ15%以上改善した高いものとな
すことができ、その結果、この基体を光半導体素子収納
用パッケージに用いることによって、基体上に載置され
る光半導体素子が作動時に多量の熱を発したとしてもそ
の熱は基体を介して外部に効率よく放散され、これによ
って光半導体素子は常に適温となり、光半導体素子を長
期間にわたり安定かつ正常に作動させることが可能とな
る。 【0057】また本発明の高熱伝導性基体によれば、基
体を構成するモリブデンから成る焼結多孔体を75乃至
95重量%、銅を5乃至25重量%の範囲としたことか
ら、基体の線熱膨張係数を光半導体素子収納用パッケー
ジを構成する鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケ
ル合金から成る枠体あるいは酸化アルミニウム質焼結体
やガラスセラミックス焼結体等のセラミックス絶縁体か
ら成るセラミック端子体の線熱膨張係数に近似させるこ
とができ、その結果、この基体を光半導体素子収納用パ
ッケージに用いることによって、基体上に枠体やセラミ
ック端子体を取着させる際や光半導体素子が作動した際
等において基体と枠体やセラミック端子体に熱が作用し
たとしても基体と枠体やセラミック端子体との間には両
者の線熱膨張係数の相違に起因する大きな熱応力が発生
することはなく、これによって光半導体素子を収容する
空所の気密封止が常に完全となり、光半導体素子を安定
かつ正常に作動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高熱伝導性基体を用いた光半導体素子
収納用パッケージについての実施の形態の一例を示す断
面図である。 【図2】図1に示す光半導体素子収納用パッケージの蓋
部材を除いた平面図である。 【図3】本発明の高熱伝導性基体の特性図である。 【符号の説明】 1・・・・基体(高熱伝導性基体) 1a・・・載置部 2・・・・枠体 2a・・・貫通孔 2b・・・切欠部 3・・・・蓋部材 4・・・・光半導体素子 5・・・・容器 6・・・・固定部材 7・・・・透光性部材 8・・・・光ファイバー部材 9・・・・セラミック端子体 10・・・セラミックス絶縁体 11・・・配線層
収納用パッケージについての実施の形態の一例を示す断
面図である。 【図2】図1に示す光半導体素子収納用パッケージの蓋
部材を除いた平面図である。 【図3】本発明の高熱伝導性基体の特性図である。 【符号の説明】 1・・・・基体(高熱伝導性基体) 1a・・・載置部 2・・・・枠体 2a・・・貫通孔 2b・・・切欠部 3・・・・蓋部材 4・・・・光半導体素子 5・・・・容器 6・・・・固定部材 7・・・・透光性部材 8・・・・光ファイバー部材 9・・・・セラミック端子体 10・・・セラミックス絶縁体 11・・・配線層
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】平均粒径が50μm乃至100μmで、2
5μm以下の粒子を含有しないモリブデン粉末から成る
焼結多孔体に銅を含浸させて形成されているとともにモ
リブデンから成る焼結多孔体が75乃至95重量%、銅
が5乃至25重量%であることを特徴とする高熱伝導性
基体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002193753A JP2003105476A (ja) | 2002-07-02 | 2002-07-02 | 高熱伝導性基体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002193753A JP2003105476A (ja) | 2002-07-02 | 2002-07-02 | 高熱伝導性基体 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001193763A Division JP2003008132A (ja) | 2001-06-26 | 2001-06-26 | 光半導体素子収納用パッケージ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003105476A true JP2003105476A (ja) | 2003-04-09 |
Family
ID=19195568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002193753A Pending JP2003105476A (ja) | 2002-07-02 | 2002-07-02 | 高熱伝導性基体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003105476A (ja) |
-
2002
- 2002-07-02 JP JP2002193753A patent/JP2003105476A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2003105476A (ja) | 高熱伝導性基体 | |
JP2003008130A (ja) | 光半導体素子収納用パッケージ | |
JP2003008132A (ja) | 光半導体素子収納用パッケージ | |
JP2003142762A (ja) | 光半導体素子収納用パッケージ | |
JP2003101123A (ja) | 光半導体素子収納用パッケージ | |
JP2003304027A (ja) | 光半導体素子収納用パッケージ | |
JP2003007886A (ja) | 半導体素子収納用パッケージ | |
JP2003007932A (ja) | 半導体素子収納用パッケージ | |
JP3981256B2 (ja) | 光半導体素子収納用パッケージ | |
JP2003037196A (ja) | 光半導体素子収納用パッケージ | |
JP2003007885A (ja) | 半導体素子収納用パッケージ | |
JP2003037204A (ja) | 半導体素子収納用パッケージ | |
JP2003069132A (ja) | 光半導体素子収納用パッケージ | |
JP3670523B2 (ja) | 光半導体素子収納用パッケージ | |
JP3792561B2 (ja) | 半導体素子収納用パッケージ | |
JP4548978B2 (ja) | 半導体素子収納用パッケージ | |
JP2003100967A (ja) | 高熱伝導性基体 | |
JP3752440B2 (ja) | 半導体素子収納用パッケージ | |
JP3752447B2 (ja) | 半導体素子収納用パッケージ | |
JP4562319B2 (ja) | 半導体素子収納用パッケージ | |
JP2003124376A (ja) | 半導体素子収納用パッケージ | |
JP2003007890A (ja) | 半導体素子収納用パッケージ | |
JP2003068911A (ja) | 半導体素子収納用パッケージ | |
JP2003037321A (ja) | 光半導体素子収納用パッケージ | |
JP2003100931A (ja) | 半導体素子収納用パッケージ |