JP2013012592A - 素子収納用パッケージおよびこれを備えたモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性の良好な素子収納用パッケージが求められている。
【解決手段】上面に半導体素子３を搭載するための搭載領域５ａを有する基体５と、搭載領域５ａを囲むように基体５の上面に設けられた、内周面および外周面に開口する一対の開口部７ａを有する枠体７と、一対の開口部７ａにそれぞれ挿入された一対の入出力端子１３とを備え、基体５が、平面視した場合に、枠体７で囲まれた領域内の少なくとも一対の入出力端子１３と重なり合う領域を含むように上面に形成された一対の穴部１５と、一対の穴部１５をつなぐように上面に形成された溝部１７とを有している素子収納用パッケージ１とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体素子のような電子部品を収納する素子収納用パッケージおよびこれを備えたモジュールに関する。このような素子収納用パッケージは各種電子機器に用いられる。

半導体素子を収納する素子収納用パッケージとしては、例えば、特許文献１に記載された光半導体素子収納用パッケージが知られている。特許文献１に記載されたパッケージは、基体と、側部に貫通孔が形成された金属からなる枠体と、この貫通孔に嵌着された入出力端子とを備えている。このようなパッケージを用いた光半導体装置においては、入出力端子の有する配線導体を介して光半導体素子と外部電気回路基板との間で高周波信号の入出力を行っている。

しかしながら、特許文献１に記載のパッケージにおいては、基体および枠体が金属部材によって構成されている一方で、入出力端子がセラミックス部材によって構成されている。そのため、パッケージの製造時あるいは使用時において、枠体の熱膨張率と入出力端子の熱膨張率との差に起因する熱応力が生じる。この熱応力が基体または枠体の特定の領域に集中してしまう場合、基体および枠体の耐久性が低下する可能性がある。

特許文献２には、枠体の内側面に沿って基板上面に溝が形成された素子収納用容器が記載されている。このような溝を有することによって基体が変形し易くなるので、上記の熱応力を広範囲に分散させて特定の領域に集中することを抑制できる。

特開２００２−３６８３２２号公報 特開２００２−１３４７６３号公報

特許文献２に記載の溝を特許文献１に記載のパッケージに用いた場合、入出力端子に沿って基体の上面に溝が形成されるので、入出力端子の篏着方向に平行な方向に基体が湾曲し易くなる。しかしながら、上記の溝が入出力端子に沿って基体の上面に形成されていることから、入出力端子の篏着方向に垂直かつ基体の上面に平行な方向には基体が湾曲しにくい。そのため、この後者の方向に加わる熱応力に対する基体の耐久性を向上させることが求められる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、基体を変形し易くすることによって耐久性の向上した素子収納用パッケージを提供することを目的とする。

本発明の一態様にかかる素子収納用パッケージは、上面に半導体素子を搭載するための搭載領域を有する基体と、前記搭載領域を囲むように前記基体の上面に設けられた、内周面の対向する位置にそれぞれ内周面および外周面に開口する一対の開口部を有する枠体と、前記一対の開口部にそれぞれ挿入された、第１の絶縁部材および該第１の絶縁部材の上面に配設された少なくとも１つの配線導体を有する一対の入出力端子とを備えている。そして、前記基体が、平面視した場合に、前記枠体で囲まれた領域内の少なくとも前記一対
の入出力端子と重なり合う領域を含むように上面に形成された一対の穴部と、該一対の穴部をつなぐように上面に形成された溝部とを有していることを特徴としている。

上記の態様にかかる素子収納用パッケージでは、上記の穴部を有していることから、入出力端子の挿入方向に平行な方向に基体が湾曲し易い。また、穴部だけでなく上記の溝部を有していることから、基体の上面に平行であって入出力端子の挿入方向に垂直な方向にも基体が湾曲し易い。このように、基体の上面に平行であって、入出力端子の挿入方向に平行な方向および垂直な方向のいずれにも湾曲し易い。そのため、基体が上面に平行な任意の方向に変形し易くなるので、パッケージの耐久性を向上させることができる。

本発明の第１の実施形態にかかる素子収納用パッケージおよびモジュールを示す分解斜視図である。 図１に示す素子収納用パッケージの平面図である。 図１に示す素子収納用パッケージのＸ−Ｘ断面図である。 図３に示す素子収納用パッケージの領域Ａを示す拡大断面図である。

以下、本発明の一実施形態にかかる素子収納用パッケージおよびこれを備えたモジュールについて、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本実施形態を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本発明に係る素子収納用パッケージは、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

図１〜４に示すように、本実施形態にかかる素子収納用パッケージ１（以下、単にパッケージ１ともいう）は、上面に半導体素子３を搭載するための搭載領域５ａを有する基体５と、搭載領域５ａを囲むように基体５の上面に設けられた、内周面の対向する位置にそれぞれ内周面および外周面に開口する一対の開口部７ａを有する枠体７と、一対の開口部７ａにそれぞれ挿入された、絶縁部材９（第１の絶縁部材９）および第１の絶縁部材９の上面に配設された少なくとも１つの配線導体１１を有する一対の入出力端子１３とを備えている。そして、基体５が、平面視した場合に、枠体７で囲まれた領域内の少なくとも一対の入出力端子１３と重なり合う領域を含むように上面に形成された一対の穴部１５と、一対の穴部１５をつなぐように上面に形成された溝部１７とを有していることを特徴としている。

このように、本実施形態のパッケージ１においては、上記の穴部１５を有していることから、入出力端子１３の挿入方向に平行な方向（図３における左右の方向）に基体５が湾曲し易い。また、穴部１５だけでなく上記の溝部１７を有していることから、基体５の上面に平行であって入出力端子１３の挿入方向に垂直な方向（図３における上下の方向）にも基体５が湾曲し易い。このように、基体５の上面に平行であって、入出力端子１３の挿入方向に平行な方向および垂直な方向のいずれにも湾曲し易い。そのため、基体５が上面に平行な任意の方向に変形し易くなるので、パッケージ１の耐久性を向上させることができる。

また、本実施形態のモジュール１０１は、上記の素子収納用パッケージ１と、基体５の搭載領域５ａに搭載された半導体素子３と、枠体７に接合された、半導体素子３を封止する蓋体１０３とを備えている。本実施形態のモジュール１０１においては、上記した耐久性の高いパッケージ１を用いていることから、耐久性の良好なものとすることができる。

本実施形態における基体５は、略四角板形状であって、主面上に半導体素子３が搭載される搭載領域５ａを有している。具体的には、本実施形態における基体５は、四角板形状の部分と、この四角板形状の部分の四隅にそれぞれ側方に引き出されてネジ止め孔１９が形成された部分とを有する形状となっている。このネジ止め孔１９によってパッケージ１を実装基板（不図示）にネジ止めすることにより、パッケージ１を実装基板に固定することができる。

例えば、上記のようにネジ止め孔１９によってパッケージ１を実装基板に固定する場合、基体５にはネジ止めに伴う応力が加わる。パッケージ１が変形しにくい場合、上記の応力が基体５の一部に集中して基体５にクラックが生じる可能性がある。しかしながら、本実施形態における基体５は穴部１５および溝部１７を有していることから、基体５が変形し易く、基体５にクラックが生じる可能性を小さくできる。

基体５が平板形状である場合、その四角板形状の部分の大きさを、例えば一辺５ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定することができる。また、基体５の厚みとしては、例えば、０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下に設定することができる。

そして、本実施形態のパッケージ１における基体５は、平面視した場合に、枠体７で囲まれた領域内の少なくとも一対の入出力端子１３と重なり合う領域を含むように上面に形成された一対の穴部１５を有している。このような穴部１５を有していることから、入出力端子１３の挿入方向に平行な方向に基体５を湾曲し易いものとすることができる。

また、それぞれ一対の穴部１５の上方に位置する一対の入出力端子１３は、後述するように、ロウ材を介して基体５に接合することができるが、ロウ材を介して入出力端子１３を基体５に接合する場合、ロウ材が入出力端子１３と基体５との接合箇所からはみ出す場合がある。しかしながら、このような場合であっても、一対の穴部１５が、枠体７で囲まれた領域内の少なくとも一対の入出力端子１３と重なり合う領域を含むように基体５の上面に形成されていることから、穴部１５をロウ材溜まりとして用いることができる。これにより、予想外の位置にロウ材が流れることを抑制できる。

穴部１５の形状としては、入出力端子１３の挿入方向に平行な方向に基体５が湾曲し易くなる形状であれば、特に限定されるものではない。例えば、本実施形態の穴部１５のように、側面および底面を有する形状とすることができる。穴部１５の深さとしては、基体５の最も厚みの大きい部分に対して１０〜５０％であることが好ましい。１０％以上であることにより、入出力端子１３の挿入方向に平行な方向に基体５を湾曲し易いものとすることができる。また、穴部１５の深さが、基体５の厚みに対して５０％以下であることにより、穴部１５においても、十分な基体５の厚みを確保することができる。結果として、基体５の耐久性が過度に低下することを抑制できる。

また、入出力端子１３の挿入方向に平行かつ基体５の上面に垂直な断面において、穴部１５の側面と底面との間が凹曲面形状であることが好ましい。既に示したように、基体５が穴部１５を有していることによって、入出力端子１３の挿入方向に平行な方向に基体５が湾曲し易くなるが、基体５がこのように湾曲した場合、穴部１５の側面と底面との間に応力が集中し易くなる。しかしながら、穴部１５の側面と底面との間が凹曲面形状である場合には、穴部１５の強度を高めることができるので、穴部１５の側面と底面との間にクラックが生じる可能性を小さくできるからである。

また、一対の穴部１５に関して、それぞれの穴部１５の深さおよび入出力端子１３の挿入方向に平行な方向の幅が等しいことが好ましい。穴部１５の深さおよび幅のばらつきが
大きいと、入出力端子１３の挿入方向に平行な方向に基体５が湾曲する際に、基体５の一部に応力が集中しやすくなるが、穴部１５の深さおよび幅が等しいことによって、上記の応力集中を抑制できるからである。結果として、基体５の耐久性を向上させることができる。

また、本実施形態におけるパッケージ１は、一対の穴部１５をつなぐように上面に形成された溝部１７を有している。このような溝部１７を有していることによって、基体５の上面に平行であって入出力端子１３の挿入方向に垂直な方向にも基体５が湾曲し易くなる。溝部１７の形状としては、基体５の上面に平行であって入出力端子１３の挿入方向に垂直な方向に基体５が湾曲し易くなる形状であれば、特に限定されるものではない。例えば、本実施形態における溝部１７のように、側面および底面を有する形状とすることができる。

溝部１７の深さとしては、基体５の最も厚みの大きい部分に対して１０〜４０％であることが好ましい。１０％以上であることにより、入出力端子１３の挿入方向に垂直な方向に基体５を湾曲し易いものとすることができる。また、溝部１７の深さが、基体５の厚みに対して４０％以下であることにより、溝部１７においても、十分な基体５の厚みを確保することができる。結果として、基体５の耐久性が過度に低下することを抑制できる。

このとき、入出力端子１３の挿入方向に平行かつ基体５の上面に垂直な断面における穴部１５と同様に、入出力端子１３の挿入方向に垂直な断面において、溝部１７の側面と底面との間が凹曲面形状であることが好ましい。既に示したように、基体５が溝部１７を有していることによって、入出力端子１３の挿入方向に平行かつ基体５の上面に垂直な方向に基体５が湾曲し易くなるが、基体５がこのように湾曲した場合、溝部１７の側面と底面との間に応力が集中し易くなる。しかしながら、溝部１７の側面と底面との間が凹曲面形状である場合には、溝部１７の強度を高めることができるので、溝部１７の側面と底面との間にクラックが生じる可能性を小さくできるからである。

また、溝部１７の底部における基体５の厚みＤ１が、穴部１５の底部における基体５の厚みＤ２よりも大きく、溝部１７の底部が穴部１５の底部よりも高い位置にあることが好ましい。上述のようにロウ材を介して一対の入出力端子１３を基体５に接合する場合、穴部１５をロウ材溜まりとして用いることができる。溝部１７の底部が穴部１５の底部よりも低い場合、穴部１５に溜まったロウ材が溝部１７に流れる可能性がある。溝部１７にロウ材が流れることによって、ロウ材が広範囲に広がってしまうので、一対の入出力端子１３と基体５との接合性が低下する可能性がある。しかしながら、本実施形態における基体５のように、溝部１７の底部が穴部１５の底部よりも高い位置にある場合、溝部１７にロウ材が流れる可能性を小さくできるので、ロウ材による一対の入出力端子１３と基体５との接合性を良好に保つことができる。

上述の厚みＤ１は、上述の厚みＤ２よりも大きければ特に限定されるものではないが、特に、厚みＤ１が厚みＤ２の１．１倍以上であることが好ましい。溝部１７にロウ材が流れる可能性をより確実に小さくできるからである。また、厚みＤ１が厚みＤ２の２倍以下であることが好ましい。厚みＤ１と厚みＤ２との差が大きくなり過ぎると、入出力端子１３の挿入方向に平行な方向に基体５が湾曲し易い一方で、入出力端子１３の挿入方向に垂直な方向に基体５が湾曲しにくくなる。厚みＤ１が厚みＤ２の２倍以下である場合には、入出力端子１３の挿入方向に平行な方向および垂直な方向に基体５が湾曲し易くなるので、基体５の特定の領域に応力が集中することを防止できる。

また、溝部１７および穴部１５が上述のように構成されている場合、ロウ材による一対の入出力端子１３と基体５との接合性を良好に保つことができる一方で、溝部１７の底部
における基体５の厚みＤ１が、穴部１５の底部における基体５の厚みＤ２よりも大きいことから、溝部１７による基体５の上面に平行であって入出力端子１３の挿入方向に垂直な方向への基体５の湾曲が小さくなる可能性がある。従って、このような場合には、一対の穴部１５が２つ形成されているのに対して、溝部１７が３つ以上形成されていることが好ましい。

また、溝部１７の幅Ｗ１が穴部１５の幅Ｗ２よりも小さいことが好ましい。なお、本実施形態における溝部１７の幅とは、入出力端子１３の挿入方向に垂直な方向の幅を意味している。また、穴部１５の幅とは、入出力端子１３の挿入方向に平行な方向の幅を意味している。上述の通り、溝部１７にロウ材が流れることによって、ロウ材が広範囲に広がってしまうので、一対の入出力端子１３の基体５に対する接合性が低下する可能性がある。しかしながら、溝部１７の幅Ｗ１が穴部１５の幅Ｗ２よりも小さい場合には、溝部１７にロウ材が流れたとしても、溝部１７に流れるロウ材の量を減らすことができるので、一対の入出力端子１３の基体５に対する接合性を良好なものにできる。具体的には、穴部１５の幅Ｗ２における最も大きい部分が溝部１７の幅Ｗ１における最も大きい部分に対して、１．２〜５倍程度であることが好ましい。

また、本実施形態のパッケージ１のように、基体５が溝部１７を複数有し、それぞれの溝部１７が互いに平行に直線状に形成されていることが好ましい。基体５が溝部１７を複数有していることによって、基体５の上面に平行であって入出力端子１３の挿入方向に垂直な方向に基体５がさらに湾曲し易くなるからである。さらに、それぞれの溝部１７が互いに平行に直線状に形成されていることによって、溝部１７の特定の領域に応力が集中することを抑制できるので、溝部１７にクラックが生じることを抑制して基体５の耐久性を向上させることができる。

また、溝部１７を複数有している場合、それぞれの溝部１７の深さおよび入出力端子１３の挿入方向に垂直な方向の幅が等しいことが好ましい。溝部１７の深さおよび幅のばらつきが大きいと、入出力端子１３の挿入方向に垂直な方向に基体５が湾曲する際に、基体５の一部に応力が集中しやすくなるが、溝部１７の深さおよび幅が等しいことによって、上記の応力集中を抑制できるからである。結果として、基体５の耐久性を向上させることができる。

本実施形態において搭載領域５ａとは、基体５を平面視した場合に半導体素子３と重なり合う領域を意味している。本実施形態のパッケージ１においては搭載領域５ａが主面の中央部に形成されているが、半導体素子３が搭載される領域を搭載領域５ａとしていることから、例えば、基体５の主面の端部に搭載領域５ａが形成されていても何ら問題ない。また、本実施形態の基体５は一つの搭載領域５ａを有しているが、基体５が複数の搭載領域５ａを有し、それぞれの搭載領域５ａに半導体素子３が搭載されていてもよい。

搭載領域５ａが、一対の入出力端子１３の間に位置している場合、複数の溝部１７が、搭載領域５ａを間に挟むように形成されていることが好ましい。半導体素子３を安定して基体５の搭載領域５ａに搭載するためには、この搭載領域５ａができるだけ平坦面であることが好ましい。溝部１７において基体５が湾曲し易いことから、基体５の上面であって溝部１７に挟まれた部分は相対的に平坦な面となりやすい。複数の溝部１７が搭載領域５ａを間に挟むように形成されている、言い換えれば、搭載領域５ａが複数の溝部１７に挟まれるように位置している場合、搭載領域５ａが平坦な面になり易いことから、半導体素子３を安定して基体５の搭載領域５ａに搭載することが可能となる。

本実施形態のモジュール１０１においては、基体５の主面における搭載領域５ａに半導体素子３が配設されている。入出力端子１３などを介して半導体素子３と外部電気回路（
不図示）との間で信号の入出力を行うことができる。半導体素子３としては、例えば光半導体素子３、具体的には、ＬＤ素子に代表される、光ファイバに対して光を出射する発光素子、ＰＤ素子に代表される、光ファイバに対して光を受光する受光素子が挙げられる。半導体素子３として光半導体素子３を用いた場合には、モジュール１０１を光モジュール１０１として用いることができる。

基体５の主面に直接に半導体素子３が配設される場合には、基体５としては、少なくとも半導体素子３が配設される部分には高い絶縁性を有していることが求められる。本実施形態にかかる基体５は、高い絶縁性を有する絶縁性基板を具備している。そして、この基体５の搭載領域５ａに半導体素子３が搭載される。絶縁性基板としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体および窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、又はガラスセラミック材料を用いることができる。

これらのガラス粉末およびセラミック粉末を含有する原料粉末、有機溶剤並びにバインダを混ぜることにより混合部材を作製する。この混合部材をシート状に成形することにより複数のセラミックグリーンシートを作製する。作製された複数のセラミックグリーンシートを約１６００度の温度で一体焼成することにより絶縁性基板が作製される。なお、絶縁性基板としては、一つの絶縁性の部材によって形成された構成に限られるものではない。複数の絶縁性部材が積層された構成であってもよい。

また、半導体素子３が直接に基体５の上面に搭載されても良いが、本実施形態のパッケージ１のように、基体５の搭載領域５ａ上に配設された、半導体素子３を搭載するための搭載基板２１を備えて、モジュール１０１として、この搭載基板２１上に半導体素子３が搭載されていても良い。搭載基板２１としては、絶縁性部材と同様に絶縁性の良好な部材を用いることが好ましく、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体および窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、又はガラスセラミック材料を用いることができる。

このような搭載基板２１を備えている場合には、基体５として絶縁性部材ではなく、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト及びタングステンのような金属部材、或いはこれらの金属からなる合金を用いることもできる。

なお、搭載基板２１を備えている場合には、搭載基板２１の基体５に対する接合性を良好なものとするため、複数の溝部１７が、搭載基板２１を間に挟むように形成されていることが好ましい。複数の溝部１７が搭載基板２１を間に挟むように形成されている、言い換えれば、搭載基板２１が複数の溝部１７に挟まれるように位置している場合、基体５の上面における搭載基板２１が配設される部分を相対的に平坦な面とすることができるので、搭載基板２１を安定して基体５の上面に配設することが可能となる。

本実施形態のパッケージ１は、搭載領域５ａを囲むように基体５の上面に設けられた枠体７を備えている。枠体７としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルトおよびタングステンのような金属部材、或いはこれらの金属からなる合金を用いることができる。このような金属部材のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって枠体７を構成する金属部材を作製することができる。また、枠体７は、一つの部材からなっていてもよいが、複数の部材を接合してなる構造であってもよい。

本実施形態の素子収納用パッケージ１は、基体５および枠体７の間に位置して、基体５および枠体７を接合する接合部材（不図示）を備えている。接合部材としては、例えばロウ材を用いることができる。例示的なロウ材としては、ＡｕＳｎロウが挙げられる。また
、基体５および枠体７が金属部材からなる場合、別体形成した後に接合しても良いが、一体形成されていてもよい。

また、枠体７は、その内周面および外周面に開口する貫通孔を有している。貫通孔は、例えばドリル孔あけ加工によって枠体７に形成することができる。貫通孔には筒状の固定部材２３が固定される。固定部材２３は、貫通孔に一方の端部を挿入するとともに貫通孔の表面に接合することによって、貫通孔に固定されている。筒状の固定部材２３は、光ファイバのような信号入出力部材もしくはフェルール２５を固定して位置決めを図るための部材である。また、固定部材２３が筒状であることによって、この筒形状の中空部分で半導体素子３と信号入出力部材（光ファイバ）との間での光の伝達を行うことができる。

固定部材２３としては、少なくとも信号入出力部材を固定できる程度の強度を有していることが好ましい。具体的には、ステンレス、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト及びタングステンのような金属部材、或いはこれらの金属からなる合金を用いることができる。このような金属部材のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって筒状の固定部材２３を作製することができる。

固定部材２３は枠体７にロウ材を用いて接合することによって枠体７に固定することができる。ロウ材としては、例えば、ＡｕＳｎを用いることができる。また、固定部材２３を枠体７に溶接することによって、枠体７に固定部材２３を固定してもよい。

本実施形態のモジュール１０１の使用時においては、固定部材２３の他方の端部にフェルール２５が固定される。フェルール２５は、固定部材２３の筒の内部に対して一方の端部が開口する貫通孔を有している。そして、この貫通孔に光ファイバが挿入固定される。このようにフェルール２５が固定部材２３に挿入固定されていることによって、光ファイバと半導体素子３との光学結合を行うことができる。

フェルール２５としては、例えば、ジルコニア、アルミナ等のセラミック材料をもちいることができる。また、光ファイバとしては、石英ガラスのような透光性の材料を用いることができる。なお、本実施形態におけるフェルール２５は筒状の固定部材２３の内周面に固定されているが、これに限られるものではない。例えば、固定部材２３の他方の端部の端面にフェルール２５を接合することによって固定してもよい。

また、枠体７は、内周面の対向する位置にそれぞれ内周面および外周面に開口する一対の開口部７ａを有している。開口部７ａは上記の貫通孔と同様に内周面および外周面に開口するように貫通する形状であっても良いが、図１〜４に示すように、基体５と接合する下面側であって、基板および枠体７の間に部分的に枠体７の内周側および外周側に開口する形状であってもよい。そして、基体５および枠体７の間であって、上記の一対の開口部７ａにおいて一対の入出力端子１３がそれぞれ挿入されている。入出力端子１３は、絶縁部材９および第１の絶縁部材９の上面に配設された複数の配線導体１１を有している。

第１の絶縁部材９の上面には複数の配線導体１１が配設されている。これらの配線導体１１を介して半導体素子３と外部配線（不図示）との間で信号の入出力を行うことができる。このように、第１の絶縁部材９の上面には配線導体１１が配設されることから、第１の絶縁部材９としては、高い絶縁性を有していることが求められる。第１の絶縁部材９としては、絶縁性基板と同様に、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体および窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、又はガラスセラミック材料を用いることができる。

基体５が上記に代表される絶縁性材料からなる場合、第１の絶縁部材９が基体５と同じ
材料からなることが好ましい。基体５の熱膨張係数と第１の絶縁部材９の熱膨張係数のずれを抑制することができるからである。これにより、基体５と入出力端子１３の接合部分に大きな応力が加わることを抑制することができるので、パッケージ１の耐久性を向上させることができる。第１の絶縁部材９としては、絶縁性基板と同様に、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体および窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、又はガラスセラミック材料を用いることができる。

なお、枠体７が金属部材からなる場合、この枠体７と入出力端子１３の配線導体１１との間の絶縁性を確保するため、配線導体１１と枠体７との間に第２の絶縁部材２７が配設されていることが好ましい。第２の絶縁部材２７としては、第１の絶縁部材９と同様に、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体および窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、又はガラスセラミック材料を用いることができる。

複数の配線導体１１は、それぞれ枠体７で囲まれた領域の内側から外側にかけて位置している。これにより、枠体７で囲まれた領域の内側と外側との間で電気的な接続を図ることができる。これら複数の配線導体１１は、互いに電気的に短絡することの無いように所定の間隔をあけて配設されている。配線導体１１としては、導電性の良好な部材を用いることが好ましい。具体的には、タングステン、モリブデン、ニッケル、銅、銀および金のような金属材料を配線導体１１として用いることができる。上記の金属材料を単一で用いてもよく、また、合金として用いてもよい。

配線導体１１は、リード端子２９などを介して外部配線（不図示）と半導体素子３とを電気的に接続するための部材である。そのため、本実施形態における配線導体１１は第１の絶縁部材９の上面に配設されているが、特にこれに限られるものではない。例えば、配線導体１１の一部が第１の絶縁部材９に埋設されていてもよい。特に、配線導体１１の一部が第１の絶縁部材９に埋設されている場合、この埋設されている部分においては、複数の配線導体１１の間に絶縁性材料からなる第１の絶縁部材９が存在することとなる。そのため、複数の配線導体１１の間における絶縁性を高めることができる。

また、配線導体１１の一部が第１の絶縁部材９に埋設されている場合、第１の絶縁部材９の側面から配線導体１１を引き出して、この第１の絶縁部材９の側面において露出している部分でリード端子２９と電気的に接続してもよい。なお、配線導体１１は、例えばボンディングワイヤ１０５を介して半導体素子３に電気的に接続することができる。

リード端子２９としては、配線導体１１と同様に導電性の良好な部材を用いることが好ましい。具体的には、タングステン、モリブデン、ニッケル、銅、銀および金のような金属材料をリード端子２９として用いることができる。上記の金属材料を単一で用いてもよく、また、合金として用いてもよい。

本実施形態のモジュール１０１は、枠体７と接合された蓋体１０３を備えている。蓋体１０３は、半導体素子３を封止するように設けられている。具体的には、蓋体１０３は、枠体７の上面に接合されている。そして、基体５、枠体７および蓋体１０３で囲まれた空間に半導体素子３を封止している。このように半導体素子３を封止することによって、長期間のパッケージ１の使用による半導体素子３の劣化を抑制することができる。蓋体１０３としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト及びタングステンのような金属部材、或いはこれらの金属からなる合金を用いることができる。

以上、本発明の各実施形態にかかる素子収納用パッケージおよびこれを備えたモジュー
ルについて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更や実施の形態の組み合わせを施すことは何等差し支えない。例えば、上記の実施形態においては信号入出力部材として光ファイバを用いているが、信号入出力部材として可視光より波長の長い高周波の電気信号を入出力するためのコネクタを用いても何ら問題ない。

１・・・素子収納用パッケージ（パッケージ）
３・・・半導体素子
５・・・基体
５ａ・・・搭載領域
７・・・枠体
７ａ・・・開口部
９・・・第１の絶縁部材
１１・・・配線導体
１３・・・入出力端子
１５・・・穴部
１７・・・溝部
１９・・・ネジ止め孔
２１・・・搭載基板
２３・・・固定部材
２５・・・フェルール
２７・・・第２の絶縁部材
２９・・・リード端子
１０１・・・モジュール
１０３・・・蓋体
１０５・・・ボンディングワイヤ

Claims (7)

1. 上面に半導体素子を搭載するための搭載領域を有する基体と、
   前記搭載領域を囲むように前記基体の上面に設けられた、内周面の対向する位置にそれぞれ内周面および外周面に開口する一対の開口部を有する枠体と、
   前記一対の開口部にそれぞれ挿入された、絶縁部材および該絶縁部材の上面に配設された少なくとも１つの配線導体を有する一対の入出力端子とを備え、
   前記基体が、平面視した場合に、前記枠体で囲まれた領域内の少なくとも前記一対の入出力端子と重なり合う領域を含むように上面に形成された一対の穴部と、該一対の穴部をつなぐように上面に形成された溝部とを有していることを特徴とする素子収納用パッケージ。
2. 前記溝部の底部における前記基体の厚みが、前記穴部の底部における前記基体の厚みよりも大きく、前記溝部の底部が、前記穴部の底部よりも高い位置にあることを特徴とする請求項１に記載の素子収納用パッケージ。
3. 前記基体が前記溝部を複数有し、それぞれの前記溝部が互いに平行に直線状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の素子収納用パッケージ。
4. 前記搭載領域が、前記一対の入出力端子の間に位置しており、前記複数の溝部が、前記搭載領域を間に挟むように形成されていることを特徴とする請求項３に記載の素子収納用パッケージ。
5. 前記溝部の幅が前記穴部の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の素子収納用パッケージ。
6. 前記溝部の底面と側面との間が凹曲面形状であることを特徴とする請求項１に記載の素子収納用パッケージ。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の素子収納用パッケージと、
   前記搭載領域に搭載された半導体素子と、
   前記枠体に接合された、前記半導体素子を封止する蓋体とを備えたモジュール。
   

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