JP2011216770A - Optical semiconductor package - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光半導体チップが実装された光半導体パッケージに関し、特に製造コストを削減することができる光半導体パッケージに関する。 The present invention relates to an optical semiconductor package on which an optical semiconductor chip is mounted, and more particularly to an optical semiconductor package that can reduce manufacturing costs.
モノリシック2波長レーザダイオードなどの光半導体チップは、光半導体パッケージに実装される。従来の光半導体パッケージでは、金属フレームに金属リードがモールド樹脂により固定され、金属フレーム上にサブマウントが接着固定されている。このサブマウント上に光半導体チップが実装される。そして、サブマウント上の金属電極及び光半導体チップの下部電極が金属リードにAuワイヤにより接続される(例えば、特許文献1参照)。 An optical semiconductor chip such as a monolithic two-wavelength laser diode is mounted on an optical semiconductor package. In a conventional optical semiconductor package, a metal lead is fixed to a metal frame with a mold resin, and a submount is bonded and fixed on the metal frame. An optical semiconductor chip is mounted on the submount. Then, the metal electrode on the submount and the lower electrode of the optical semiconductor chip are connected to the metal lead by an Au wire (see, for example, Patent Document 1).
従来の光半導体パッケージは、金属フレーム、金属リード、モールド樹脂、サブマウント、及びAuワイヤなどを有し、部品点数が多かった。また、ワイヤボンディングや樹脂封止などが必要であり、製造工程が多かった。よって、従来の光半導体パッケージは、製造コストが大きいという問題があった。 A conventional optical semiconductor package has a metal frame, metal leads, mold resin, submount, Au wire, and the like, and has a large number of parts. Moreover, wire bonding, resin sealing, etc. were required, and there were many manufacturing processes. Therefore, the conventional optical semiconductor package has a problem of high manufacturing cost.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は製造コストを削減することができる光半導体パッケージを得るものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain an optical semiconductor package capable of reducing the manufacturing cost.
本発明は、絶縁性のヒートシンクと、前記ヒートシンク上に互いに分離して接着固定された第1及び第2の金属板と、前記第1及び第2の金属板を介して前記ヒートシンク上に実装された光半導体チップとを備え、前記第1の金属板は、第1のパッドと、前記第1のパッドに接続された第1のリード配線とを有し、前記第2の金属板は、第2のパッドと、前記第2のパッドに接続された第2のリード配線とを有し、前記光半導体チップは、半導体基板と、前記半導体基板上に形成された第1及び第2の光半導体素子と、前記第1及び第2の光半導体素子上にそれぞれ形成された第1及び第2の上部電極と、前記半導体基板の下面に形成された下部電極とを有し、前記光半導体チップの前記第1及び第2の上部電極は、前記第1及び第2のパッドにそれぞれ半田により接続され、前記下部電極と前記第1及び第2のリード配線は、前記第1及び第2の光半導体素子を駆動するパッケージ外部の駆動装置にそれぞれ接続されることを特徴とする光半導体パッケージである。 The present invention is mounted on the heat sink through an insulating heat sink, first and second metal plates that are bonded and fixed separately on the heat sink, and the first and second metal plates. An optical semiconductor chip, wherein the first metal plate includes a first pad and a first lead wire connected to the first pad, and the second metal plate includes: 2 and a second lead wire connected to the second pad, the optical semiconductor chip comprising a semiconductor substrate and first and second optical semiconductors formed on the semiconductor substrate A first electrode and a second upper electrode formed on the first and second optical semiconductor elements, respectively, and a lower electrode formed on the lower surface of the semiconductor substrate; The first and second upper electrodes are the first and second pads. The lower electrode and the first and second lead wires are respectively connected to a driving device outside the package for driving the first and second optical semiconductor elements. This is an optical semiconductor package.
本発明により、製造コストを削減することができる。 According to the present invention, the manufacturing cost can be reduced.
本発明の実施の形態に係る光半導体パッケージについて図面を参照して説明する。同じ構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。 An optical semiconductor package according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same components are denoted by the same reference numerals, and repeated description may be omitted.
図1は本発明の実施の形態に係る光半導体パッケージを示す斜視図であり、図2はその断面図である。絶縁性のヒートシンク1上に、金属板2,3(第1及び第2の金属板)がAgロー付け等で接着固定されている。金属板2,3は、互いに分離して電気的に遮断されている。金属板2,3を介してヒートシンク1上に光半導体チップ4が実装されている。
FIG. 1 is a perspective view showing an optical semiconductor package according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view thereof. On the insulating
金属板2は、パッド2a(第1のパッド)と、パッド2aに接続されたリード配線2b(第1のリード配線)とを有する。金属板3は、パッド3a(第2のパッド)と、パッド3aに接続されたリード配線3b(第2のリード配線)とを有する。リード配線2b,3bは、それぞれパッド2a,3aから後方に突き出されている。リード配線2b,3bには、半田付けができるようにAuメッキが施されている。パッド2a,3a上には、ペースト状の半田6,7が形成されている。
The
図3は、本発明の実施の形態に係る光半導体パッケージにおける光半導体チップの実装部を拡大した断面図である。光半導体チップ4は、1つの半導体基板8上に発光波長が異なる2つの光半導体素子9,10(第1及び第2の光半導体素子)が形成されたモノリシック2波長レーザダイオードである。光半導体素子9,10上にそれぞれ上部電極11,12(第1及び第2の上部電極)が形成されている。半導体基板8の下面に下部電極13が形成されている。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the mounting portion of the optical semiconductor chip in the optical semiconductor package according to the embodiment of the present invention. The
光半導体チップ4の上部電極11,12は、それぞれパッド2a,3aに半田6,7により接続されている。下部電極13とリード配線2b,3bは、後工程において、光半導体素子9,10を駆動するパッケージ外部の駆動装置(不図示)にそれぞれ接続される。接続方法は、半田、ワイヤ、機械的接続など様々である。
The
本実施の形態に係る光半導体パッケージの効果について比較例と比較して説明する。図4は比較例に係る光半導体パッケージを示す斜視図であり、図5はその断面図である。金属フレーム14に金属リード15がモールド樹脂16により固定されている。金属フレーム14上に、サブマウント17が接着固定されている。サブマウント17上に光半導体チップ4が実装されている。
The effect of the optical semiconductor package according to the present embodiment will be described in comparison with a comparative example. 4 is a perspective view showing an optical semiconductor package according to a comparative example, and FIG. 5 is a sectional view thereof. A
図6は比較例に係る光半導体パッケージのサブマウントを示す上面図である。サブマウント17上に、互いに分離して電気的に遮断された2つの金属電極18,19が形成されている。光半導体チップ4の上部電極が金属電極18,19にそれぞれ接続されている。金属電極18,19及び光半導体チップ4の下部電極がAuワイヤ20により金属リード15に接続されている。
FIG. 6 is a top view showing a submount of the optical semiconductor package according to the comparative example. Two
本実施の形態のヒートシンク1と金属板2,3は、比較例のサブマウント17、金属フレーム14、Auワイヤ20、及び金属リード15の機能を有する。従って、本実施の形態は比較例に比べて少ない部品数で同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態では、比較例のようなワイヤボンディングや樹脂封止などが不要であるため、製造工程が少ない。よって、本実施の形態は、製造コストを削減することができる。
The
また、金属板2,3はCuからなり、その厚さは0.1mm以上である。ただし、金属板2,3はCuよりも放熱性の良いAl、又はCuWからなることが好ましい。金属板2,3がAlの場合は、ヒートシンク1への接着固定にAgペーストなどの接着材を用いる。
The
また、半田6,7は例えばAuSn(Au:70wt%)半田である。ただし、半田6,7として、融点が低いSnAgCu、SnSb、又はBiSnを用いることが好ましい。これにより、光半導体素子9,10の間の残留応力を低減することができる。
The
また、本実施の形態のヒートシンク1はAl2O3からなる。これにより、AlNやSiCからなる比較例のサブマウント17に比べてコストを低減できる。ただし、放熱性が悪化する。そこで、比較例のサブマウント17に比べてヒートシンク1の面積を大きくして、同等の放熱性を得る。熱シミュレーション結果を以下の表1に示す。
[表1]
The
[Table 1]
また、分割された2枚の金属板2,3をヒートシンク1に貼り付けると、貼り付け精度誤差が生じる。そこで、ヒートシンク1に1枚の金属板を接着固定した後に、ダイシングにより2枚の金属板2,3に分離してもよい。
Further, when the two divided
1 ヒートシンク
2 金属板(第1の金属板)
2a パッド(第1のパッド)
2b リード配線(第1のリード配線)
3 金属板(第2の金属板)
3a パッド(第2のパッド)
3b リード配線(第2のリード配線)
4 光半導体チップ
6,7 半田
8 半導体基板
9 光半導体素子(第1の光半導体素子)
10 光半導体素子(第2の光半導体素子)
11 上部電極(第1の上部電極)
12 上部電極(第2の上部電極)
13 下部電極
1
2a Pad (first pad)
2b Lead wiring (first lead wiring)
3 Metal plate (second metal plate)
3a Pad (second pad)
3b Lead wiring (second lead wiring)
4
10 optical semiconductor element (second optical semiconductor element)
11 Upper electrode (first upper electrode)
12 Upper electrode (second upper electrode)
13 Lower electrode
Claims (2)
前記ヒートシンク上に互いに分離して接着固定された第1及び第2の金属板と、
前記第1及び第2の金属板を介して前記ヒートシンク上に実装された光半導体チップとを備え、
前記第1の金属板は、第1のパッドと、前記第1のパッドに接続された第1のリード配線とを有し、
前記第2の金属板は、第2のパッドと、前記第2のパッドに接続された第2のリード配線とを有し、
前記光半導体チップは、半導体基板と、前記半導体基板上に形成された第1及び第2の光半導体素子と、前記第1及び第2の光半導体素子上にそれぞれ形成された第1及び第2の上部電極と、前記半導体基板の下面に形成された下部電極とを有し、
前記光半導体チップの前記第1及び第2の上部電極は、前記第1及び第2のパッドにそれぞれ半田により接続され、
前記下部電極と前記第1及び第2のリード配線は、前記第1及び第2の光半導体素子を駆動するパッケージ外部の駆動装置にそれぞれ接続されることを特徴とする光半導体パッケージ。 An insulating heat sink,
First and second metal plates which are separated and fixed to each other on the heat sink;
An optical semiconductor chip mounted on the heat sink via the first and second metal plates,
The first metal plate has a first pad and a first lead wire connected to the first pad,
The second metal plate has a second pad and a second lead wire connected to the second pad,
The optical semiconductor chip includes a semiconductor substrate, first and second optical semiconductor elements formed on the semiconductor substrate, and first and second optical semiconductor elements formed on the first and second optical semiconductor elements, respectively. An upper electrode and a lower electrode formed on the lower surface of the semiconductor substrate,
The first and second upper electrodes of the optical semiconductor chip are connected to the first and second pads by solder, respectively.
The optical semiconductor package, wherein the lower electrode and the first and second lead wirings are respectively connected to a driving device outside the package for driving the first and second optical semiconductor elements.
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