JP3754902B2 - 光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は光半導体素子を収納するための光半導体素子収納用パッケージに関し、特に光半導体素子収納用パッケージに設けられる入出力端子における熱電冷却素子のリード線の接続部を改善したものに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、マイクロ波帯やミリ波帯等の高周波信号を用いる半導体レーザ(LD),フォトダイオード(PD)等の光半導体素子を収納するための光半導体素子収納用パッケージ(以下、光半導体パッケージという)を図4〜図6に示す。同図において、101は基体、102は枠体、103は蓋体、104は光半導体素子、107は入出力端子を示す。これら基体101、枠体102、蓋体103、入出力端子107とで、光半導体素子104を光半導体パッケージ内に収容する容器が基本的に構成される。
【0003】
基体101は、上側主面に光半導体素子104を載置する載置部101aを有し、載置部101aには光半導体素子104が熱電冷却素子105を間に介して金(Au)−シリコン(Si)ロウ材等の接着剤により接着固定されるものであり、鉄(Fe)−ニッケル(Ni)−コバルト(Co)合金や銅(Cu)−タングステン(W)合金等の金属材料から成る。
【0004】
枠体102は、基体101の上側主面に載置部101aを囲繞するように銀ロウ等のロウ材で接合され、側部に入出力端子107を嵌着する取付部102aが形成されたものであり、Fe−Ni−Co合金やFe−Ni合金等の金属材料から成る。
【0005】
入出力端子107は、アルミナ(Al2O3),窒化アルミニウム(AlN),ムライト(3Al2O3・2SiO2)等のセラミックスから成り、枠体102の内外に突出する平板部107aの突出部117a,117bと枠体102に嵌着される立壁部107bとを有している。また、光半導体パッケージの内外を導通するようにモリブデン(Mo)−マンガン(Mn),W等から成る金属ペーストを焼結したメタライズ配線層112が平板部107aの上面に被着されて光半導体素子104と外部電気回路基板とを電気的に接続する。また、入出力端子107は、枠体102を貫通してまたは切り欠いて形成された取付部102aに銀ロウ等のロウ材で嵌着される。
【0006】
その入出力端子107の熱電冷却素子105のリード線115の接続部は、図5のように、入出力端子107のメタライズ配線層112上の枠体102内側の部位に、Fe−Ni−Co合金やFe−Ni合金等の金属から成る金属端子106がその一端を入出力端子107から内側に突出するようにして銀ロウ等のロウ材を介して接合されて成る。これにより、金属端子106にリード線115を接続することにより隣接するメタライズ配線層112間に短絡を発生させることなく溶接または半田等により容易に接続することができ、その結果、内部に収容する熱電冷却素子105および光半導体素子104を常に正常かつ安定に作動させ得るものが提案されている(特開平11−214597号公報参照)。
【0007】
リード端子116は、入出力端子107のメタライズ配線層112に銀ロウ等のロウ材を介して接合され、外部電気回路と入出力端子107との高周波信号の入出力を行うものであり、Fe−Ni−Co合金等の金属材料から成る。また、シールリング108は、枠体102の上面に銀ロウ等のロウ材で接合され入出力端子107を上方より挟持するとともに、上面に蓋体103をシーム溶接等により接合するための接合媒体として機能する。
【0008】
光ファイバ固定部材109は、Fe−Ni−Co合金やFe−Ni合金等の金属から成り、例えばFe−Ni合金のインゴット(塊)をプレス加工により所定の筒状に製作される。この光ファイバ固定部材109は、光ファイバ110を挿通可能な貫通孔を有する筒体であり、枠体102内側の端部がサファイアやガラス等の透光性材料から成る窓部材111で塞がれており、外側端部から光ファイバ110の一端が挿通固定される。また、光ファイバ110は、その外側端部に金属製フランジ110aをYAGレーザ溶接法等で光ファイバ固定部材109に溶接することにより枠体102に固定される。これにより、光ファイバ110を介して内部に収容する光半導体素子104と外部との光信号の授受が可能となる。
【0009】
また、メタライズ配線層112の枠体102外側の部位には、外部電気回路との高周波信号の入出力を行うために、導電性を有するFe−Ni−Co合金等の金属材料から成るリード端子116が銀ロウ等のロウ材で接合されるとともに、枠体102内側の部位には、光半導体素子104と電気的に接続するためのボンディングワイヤ114が接合される。
【0010】
そして、基体101の載置部101aに光半導体素子104が熱電冷却素子105を間に介して接着固定され、光半導体素子104の電極をボンディングワイヤ114を介してメタライズ配線層112に接続させるとともに、熱電冷却素子105の電極に接続されたリード線115をメタライズ配線層112に半田を介して電気的に接続する。次に、枠体102の上面に蓋体103を接合させ、基体101と枠体102と入出力端子107とシールリング108と蓋体103とから成る容器内部に、光半導体素子104及び熱電冷却素子105を気密に収容する。最後に、枠体102の光ファイバ固定部材109に光ファイバ110の一端を挿通させるとともに、これを半田等の接着剤やレーザ溶接によって接合させ、光ファイバ110を枠体102に固定することによって、最終製品としての光半導体装置となる。そして、光ファイバ110を介して内部に収容する光半導体素子104と外部との光信号の授受が可能となる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平11−214597号に記載された光半導体パッケージにおいては、熱電冷却素子105のリード線115を金属端子106の先端に押さえつけて、リード線115を半田付けまたは溶接する際に、金属端子106の先端が上下に動いてしまいリード線115を定位置で接合することが困難であった。その結果、リード線115と金属端子106間での接続の信頼性が低下し、導通不良が発生して熱電冷却素子105の冷却機能が働かなくなり、光半導体素子104を正常に作動させることができなくなる場合があった。
【0012】
また、入出力端子107の平板部107aから枠体102の内側に突出している金属端子106自体は、熱電冷却素子105や光半導体素子104を実装する際、障害物となり作業性が低下する場合があった。さらに、金属端子106が障害物となるため、熱電冷却素子105自体を大きくすることができず冷却能力が低下し、光半導体素子104の長期信頼性の低下につながる場合があった。光半導体素子104、入出力端子107の平板部107aの幅を小さくしたりして熱電冷却素子105自体を大きくして冷却する構成を採り得るが、その場合、光半導体パッケージの大型化やリード線115と金属端子106間での接続強度が低下し導通不良等が発生する場合があった。
【0013】
さらに、板状の金属端子106の代わりに棒状の接続端子を立設し、その棒状部にリード線115を巻き付けてロウ付けする構成も採り得るが、その場合リード線115の巻き付け作業が煩雑なうえ、製品毎で一様な巻き付けが困難であり、巻き付けられたリード線115へのロウ材の濡れ具合や体積が不均一になり易い。そのため、製造の作業性が悪く歩留まりが低下するとともに、棒状の接続端子部で電気抵抗等の特性が製品によって変化し易くなるという問題点があった。
【0014】
従って、本発明は上記問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、熱電冷却素子のリード線をメタライズ配線層にロウ付けされた金属片に確実に接続することができ、その結果、内部に収容する熱電冷却素子および光半導体素子を長期にわたり正常かつ安定に作動させることである。また、リード線のメタライズ配線層への接続作業が簡易化され、接続部での電気抵抗等の特性が製品によって一定したものとすることである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明の光半導体パッケージは、上側主面に光半導体素子が熱電冷却素子を介して載置される載置部を有する基体と、前記上側主面に前記載置部を囲繞するように取着された金属製の枠体と、該枠体を貫通してまたは切り欠いて形成された入出力端子の取付部と、上面の一辺側から対向する他辺側にかけて形成された複数のメタライズ配線層を有する誘電体から成る平板部および該平板部の上面に前記複数のメタライズ配線層を間に挟んで接合された誘電体から成る立壁部から構成され、前記取付部に嵌着された入出力端子とを具備した光半導体素子収納用パッケージにおいて、前記平板部の前記枠体内側の部位に上下面を貫通して形成されるとともに上面側開口の下方に上面側からみた開口寸法が小となる段差部が形成された切欠き部が設けられており、該切欠き部の前記段差部の底面に前記メタライズ配線層に接続されたメタライズ層が形成されているとともに金属片が前記切欠き部に嵌着されて前記メタライズ層にロウ付けされており、前記金属片にはその下方の前記切欠き部と略同位置に前記切欠き部よりも小さい横断面形状の切欠きが形成されていることを特徴とする。
【0016】
本発明は、上記の構成により、熱電冷却素子のリード線を金属片の切欠きに通して金属片上に半田付けまたは溶接するときに、リード線を金属片に押さえつけた際に、金属片が上下動することがなくなることから、リード線を容易に接続できる。そのため、熱電冷却素子のリード線と金属片との間での接続信頼性が向上し、熱電冷却素子の冷却機能が良好に働くことから、光半導体素子を正常に作動させることができる。また、平板部の切欠き部と、金属片に切欠き部に位置合わせした切欠きがあることで、熱電冷却素子のリード線を取りつける際の位置決めが容易にでき、確実にリード線と金属片を接続することができる。
【0017】
さらに、入出力端子の平板部上にある金属片は、平板部から枠体内側に突出していないため、熱電冷却素子等を実装する際の障害物とはならず作業性が向上する。さらに、光半導体パッケージを大きくしたり、入出力端子の平板部の突出幅を小さくせずに熱電冷却素子自体を大きくすることができるので、冷却能力が向上し、光半導体素子の長期信頼性を向上させることができる。さらに、金属片の上面におけるリード線を接続するための半田等のロウ材の濡れ具合や体積は製品毎で均一化されるので、その接続部での電気抵抗等の特性が製品毎に一定化されるという作用効果も有する。
【0018】
本発明において、好ましくは、前記切欠き部の前記段差部の底面から上側の前記平板部の上面側からみた開口の幅が、前記切欠き部の側面側開口より内側が大きくなっていることを特徴とする。
【0019】
本発明は、上記の構成により、平板部と金属片を接続する際の位置決めおよび金属片の嵌合が容易になり、金属片の位置が製品毎にばらつくことがなくなる。また、金属片と熱電冷却素子のリード線を接続する際にも、金属片の位置が製品毎に固定されているので、リード線の接続位置のばらつきも押さえることができる。
【0020】
また本発明において、好ましくは、前記切欠き部の幅に対する前記金属片の切欠きの幅の比が0.3〜0.8であることを特徴とする。
【0021】
本発明は、上記の構成により、平板部の切欠き部を金属片の切欠きより大きくすることで金属片の下面に平板部との非接続部を設けることができ、金属片と平板部をロウ付けした際にその非接続部にロウ材のフィレットを形成することが可能になり、接続強度を強化できる。また、非接続部は、金属片に熱電冷却素子のリード線を溶接した際に入出力端子へ直接熱および応力が集中することを防ぎ、緩衝材としての機能を果たすこととなる。
【0022】
本発明の光半導体装置は、上記本発明の光半導体パッケージと、前記載置部に載置された前記熱電冷却素子と、前記熱電冷却素子の上面に載置され前記入出力端子に電気的に接続された光半導体素子と、前記枠体の上面に接合された蓋体とを具備したことを特徴とする。
【0023】
本発明は、上記の構成により、上記の特有の作用効果を有する光半導体パッケージを用いた信頼性の高い光半導体装置を提供できる。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明の光半導体パッケージについて以下に詳細に説明する。図1は本発明の光半導体パッケージについて実施の形態の例を示す断面図であり、図2は図1の斜視図を示し、図3は図2の入出力端子を示し、(a)は金属片周辺の部分拡大斜視図、(b)は金属片と金属片を載置する前の切欠き部周辺の部分拡大斜視図である。図1において、1は基体、2は枠体、3は蓋体、7は入出力端子、8はシールリングであり、これらで光半導体素子4を内部に収容するための容器が主に構成される。
【0025】
本発明の基体1は、その上側主面にIC,LSI,半導体レーザ(LD),フォトダイオード(PD)等の光半導体素子4が熱電冷却素子5を間に介して載置するための載置部1aを有している。この基体1は、Fe−Ni−Co合金やCu−W等の金属材料や、アルミナ,窒化アルミニウム,ムライト等のセラミックスから成る。金属材料から成る場合、例えば、Fe−Ni−Co合金のインゴット(塊)に圧延加工や打ち抜き加工等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定の形状に製作される。一方、セラミックスから成る場合、その原料粉末に適当な有機バインダや溶剤等を添加混合しペースト状と成し、このペーストをドクターブレード法やカレンダーロール法によってセラミックグリーンシートと成し、しかる後、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、これを複数枚積層し焼成することによって作製される。
【0026】
なお、基体1が金属材料から成る場合、その表面に耐蝕性に優れかつロウ材との濡れ性に優れる金属、具体的には厚さ0.5〜9μmのNi層と厚さ0.5〜5μmのAu層を順次メッキ法により被着しておくのがよく、基体1が酸化腐蝕するのを有効に防止できるとともに、基体1の上側主面の載置部1aに光半導体素子4を熱電冷却素子5を間に介して強固に接着固定することができる。
【0027】
一方、基体1がセラミックスから成る場合、光半導体素子4を熱電冷却素子5を間に介して載置する載置部1aに耐蝕性に優れかつロウ材との濡れ性に優れる金属、具体的には厚さ0.5〜9μmのNi層と厚さ0.5〜5μmのAu層を順次メッキ法により被着しておくのがよく、基体1の上側主面の載置部1aに光半導体素子4を熱電冷却素子5を間に介して強固に接着固定することができる。
【0028】
枠体2は、基体1の上側主面に載置部1aを囲繞するように取着され、Fe−Ni−Co合金やFe−Ni合金等の金属材料から成る。例えば、Fe−Ni−Co合金のインゴットをプレス加工により所定の枠状となすことによって製作される。また、枠体2には、内部に収容する光半導体素子4との間で光信号を授受するための光ファイバ10が挿通固定される筒状の光ファイバ固定部材9が、枠体2を貫通して銀ロウ等のロウ材を介して接合される。
【0029】
入出力端子7は、基体1,枠体2に熱膨張係数が近似するアルミナセラミックス等のセラミックスから成り、枠体2の内外に突出する平板部7aの突出部17a,17bと枠体2に嵌着される立壁部7bとを有している。また、光半導体パッケージの内外を導通するようにMo−Mn,W等から成る金属ペーストを焼結したメタライズ配線層12が平板部7a上面に被着されて、光半導体素子4と外部電気回路基板とを電気的に接続する。この入出力端子7は、枠体2を貫通してまたは切り欠いて形成された取付部2aに銀ロウ等のロウ材で嵌着される。
【0030】
本発明において、図3に示すように、入出力端子7の平板部7aの枠体2内側の部位に上下面を貫通して形成されるとともに上面側開口の下方に上面側からみた開口寸法が小となる段差部が形成された切欠き部18が設けられている。切欠き部18の段差部の底面にメタライズ配線層12に接続されたメタライズ層13が形成されているとともに金属片6が切欠き部18に嵌着されてメタライズ層13にロウ付けされている。さらに、金属片6にはその下方の切欠き部18と略同位置に切欠き部18よりも小さい横断面形状の切欠き19が形成されている。なお、7hは段差部より上側の平板部7aの上層部、7iは段差部より下側の平板部7aの下層部である。
【0031】
この金属片6は、熱電冷却素子5のリード線15を電気的に接続するためのものである。図3においては、切欠き部18の段差部の底面から上側の平板部7aの上面側からみた開口の幅が、切欠き部18の側面側開口より内側が大きくなっており、金属片6が容易に嵌着できるようになっているとともに、金属片6が平板部7aの側面から枠体2内側に飛び出すのを防ぐことができる。
【0032】
上記のような構成により、熱電冷却素子5のリード線15を金属片6の切欠き19に通して金属片6上に半田付けや溶接で接合するとき、リード線15を金属片6に押さえつけた際に、金属片6が上下動することがなくなることから、リード線15を容易に接続できる。そのため、熱電冷却素子5のリード線15と金属片6での接続信頼性が向上し熱電冷却素子5の冷却機能が良好に働くことから、光半導体素子4を正常に作動させることができる。
【0033】
また、金属片6は入出力端子7の平板部7aの側面から枠体内側に突出していないため、熱電冷却素子5および光半導体素子4を実装する際の障害物とはならず作業性が向上する。さらに、光半導体パッケージを大きくしたり、入出力端子7の平板部7aの突出幅を小さくせずに熱電冷却素子5自体を大きくすることができるので冷却能力が向上する。その結果、光半導体素子4を一定温度に冷却できる環境温度をより高く設定できるとともに、同一環境温度において、光半導体素子4をより低い温度設定で冷却可能となり、光半導体素子4の長期信頼性を向上させ得る。
【0034】
また、より好ましくは、図3のように切欠き部18の段差部から上側の平板部7aの上面側からみた開口の形状および金属片6を略T字型に形成し、そのT字型の左右両端を円弧状(Rをつけた形状)にすることがよい。この構成により、金属片6の膨大部が切欠き部18の上層部7hにおける膨大部にひっかかり、金属片6が切欠き部18から枠体2内側に飛び出そうとするのを防ぐことができ、確実に枠体2内側の空間を確保することができる。また、金属片6の膨大部の左右両端を円弧状にするのに合わせて、平板部7aの上層部7hにおける切欠き部18の膨大部の左右両端を円弧状にすることで、平板部7aへの応力を緩和し左右両端からのクラック発生を防止できる。
【0035】
図3では、切欠き部18の段差部から上側の平板部7aの上面側からみた開口の形状および金属片6の平面視形状を略T字型にしているが、この他略逆三角形状、略逆台形状、略菱形、略十字状等にすることもできる。この場合、左右両端(略十字状の場合上端も含む)を円弧状にすることが上記の理由で好ましい。
【0036】
また、金属片6と、平板部7aの枠体2外側の突出部17bのメタライズ配線層12上に接続されたリード端子16とは、切欠き部18の段差部の底面にメタライズ配線層12に接続されたメタライズ層13を形成することにより、電気的に接続される。この構成により、平板部7aの枠体2内側の突出部17aにおいて切欠き部18の段差部から上側を大きく形成しても、この段差部によってメタライズ層13と隣接したメタライズ配線層12との間の短絡を防ぐことができる。また、金属片6を大きくできるためリード線15の実装面積を広くすることができる。
【0037】
この金属片6はFe−Ni−Co合金やFe−Ni合金等から成るのが良く、この場合リード線15を金属片6に容易に溶接することができる。従って、溶接に手間取って隣接するメタライズ配線層12間で短絡を発生させるようなことなく、リード線15を電気的に接続することができる。
【0038】
また、切欠き部18の段差部から上側の深さは0.2〜0.4mmがよい。0.2mm未満の場合、浅すぎて金属片6をしっかり嵌合し固定することができず、金属片6が外れる可能性がある。また、0.4mmを超える場合、平板部7aを作製するためのセラミックグリーンシートを2層以上打ち抜いて段差部から上側を形成しなければならない場合があり、セラミックグリーンシートを積層した際の積層ずれにより、段差部から上側を所定の形状に形成できない可能性がある。
【0039】
金属片6の厚さは0.25〜1mmとするのが好ましい。0.25mm未満だと、リード線15を金属片6に溶接する際に発生する熱が入出力端子7に早く伝わり吸収されるため、溶接作業が困難になる。また、金属片6が薄すぎるため、切欠き部18に金属片6を嵌着した際にロウ材が金属片6上面に這い上がってしまい、金属片6とリード線15を溶接する際にロウ材が支障となりリード線15が強固に接続できない可能性がある。また、1mmを越えると、プレス加工による形成が困難となり、切削加工で加工せざるを得なくなる。すると、加工コストの上昇につながるという問題点がある。
【0040】
また、平板部7aの上下面を貫通した切欠き部18を設け、切欠き部18に位置を合わせて金属片6に切欠き19を設けることで、リード線15を接合するときに切欠き部18および切欠き19にリード線15を通して引っ掛けることでガイドの役割をはたすことができ、リード線15の接合が容易になる。
【0041】
また本発明では、切欠き部18の幅Bに対する金属片6の切欠き19の幅Aの比がA/B=0.3〜0.8であることが好ましい。A/Bが0.3未満の場合、金属片6の切欠き19の幅Aが小さすぎてリード線15を引っ掛けることができず、ガイドの役割を果たさなくなる可能性がある。また、切欠き部18の幅Bが大きくなりすぎると、平板部7aの上面に金属片6を嵌合するために十分な大きさの切欠き部18を確保するのが困難になり金属片6を安定に固定することができず、金属片6とリード線15の接続強度を逆に弱めてしまう可能性がある。さらに、A/Bが0.8を超えると、金属片6を切欠き部18の上側に嵌着したときに、ロウ材が金属片6の切欠き19を通って金属片6上面に這い上がる可能性があるほか、切欠き19がロウ材で埋まってしまい、リード線15のガイドの役割を果たさなくなる可能性がある。
【0042】
かくして、本発明は、平板部の枠体内側の部位に上下面を貫通して形成されるとともに上面側開口の下方に上面側からみた開口寸法が小となる段差部が形成された切欠き部が設けられており、切欠き部の段差部の底面にメタライズ配線層に接続されたメタライズ層が形成されているとともに金属片が切欠き部に嵌着されてメタライズ層にロウ付けされており、金属片にはその下方の切欠き部と略同位置に切欠き部よりも小さい横断面形状の切欠きが形成されていることにより、リード線を金属片上に溶接するためにリード線を金属片に押さえつけた際に、金属片が上下動することがなくなり、リード線を容易に接続できる。そのため、リード線と金属片との間での接続性が向上し熱電冷却素子の冷却機能が良好に働くことから、光半導体素子を正常に作動させることができる。また、金属片に平板部の切欠き部と位置を合わせて切欠きを設けたことで、リード線を取付ける際の位置決めが容易にでき、確実にリード線と金属片を接続することができる。
【0043】
さらに、入出力端子のメタライズ配線層の端から金属片が枠体内側に突出しないため、熱電冷却素子等を実装する際の障害物とはならず作業性が向上する。また、光半導体パッケージを大きくしたり、入出力端子の平板部の突出幅を小さくせずに、熱電冷却素子自体を大きくすることができるので、冷却能力が向上し、光半導体素子の長期信頼性が向上する。さらに、金属片の上面におけるリード線を接続するための半田等のロウ材の濡れ具合や体積は製品毎で均一化されるので、その接続部での電気抵抗等の特性が製品毎に一定化されるという作用効果も有する。
【0044】
また、切欠き部の段差部の底面から上側の平板部の上面側からみた開口の幅が、切欠き部の側面側開口より内側が大きくなっていることにより、平板部と金属片を接続する際の位置決めおよび金属片の嵌合が容易になり、金属片の位置が製品毎にばらつくことがなくなる。また、金属片と熱電冷却素子のリード線を接続する際にも、金属片の位置が製品毎に固定されているので、リード線の接続位置のばらつきも抑えることができる。
【0045】
また本発明では、切欠き部の幅に対する金属片の切欠きの幅の比が0.3〜0.8であることで、切欠き部および切欠きがリード線を接合するときのガイドの役割を果たし、金属片と平板部の接合を確実に行えるとともに金属片とリード線の接合強度を強化することができる。
【0046】
また、本発明の光半導体装置は、本発明の光半導体パッケージと、載置部に載置された熱電冷却素子と、熱電冷却素子の上面に載置され入出力端子に電気的に接続された光半導体素子と、枠体の上面に接合された蓋体とを具備したことにより、上記本発明の作用効果を有する光半導体パッケージを用いた信頼性の高いものとなる。この光半導体装置において、光ファイバは光半導体装置が外部電気回路基板等に搭載された後に設けることもでき、または製品としての光半導体装置自体に設けておくこともできる。
【0047】
なお、本発明は上記実施の形態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る。
【0048】
【発明の効果】
本発明は、入出力端子の平板部の枠体内側の部位に上下面を貫通して形成されるとともに上面側開口の下方に上面側からみた開口寸法が小となる段差部が形成された切欠き部が設けられており、切欠き部の段差部の底面にメタライズ配線層に接続されたメタライズ層が形成されているとともに金属片が切欠き部に嵌着されてメタライズ層にロウ付けされており、金属片にはその下方の切欠き部と略同位置に切欠き部よりも小さい横断面形状の切欠きが形成されていることにより、リード線を金属片上に溶接するためにリード線を金属片に押さえつけた際に、金属片が上下動することがなくなり、リード線を容易に接続できる。そのため、リード線と金属片との間での接続性が向上し熱電冷却素子の冷却機能が良好に働くことから、光半導体素子を正常に作動させることができる。
【0049】
また、金属片にはその下方の切欠き部と略同位置に切欠き部よりも小さい横断面形状の切欠きが形成されていることにより、熱電冷却素子のリード線を取りつける際の位置決めが容易にでき確実にリード線と金属片を接続することができる。
【0050】
さらに、入出力端子のメタライズ配線層の端から金属片が枠体内側に突出しないため、熱電冷却素子等を実装する際の障害物とはならず作業性が向上する。さらに、光半導体パッケージを大きくしたり、入出力端子の平板部の幅を小さくせずに熱電冷却素子自体を大きくすることができるので、冷却能力が向上し光半導体素子の長期信頼性を向上させ得る。さらに、金属片の上面におけるリード線を接続するための半田等のロウ材の濡れ具合や体積は製品毎で均一化されるので、その接続部での電気抵抗等の特性が製品毎に一定化されるという作用効果も有する。
【0051】
本発明は、好ましくは切欠き部の段差部の底面から上側の平板部の上面側からみた開口の幅が、切欠き部の側面側開口より内側が大きくなっていることにより、平板部と金属片を接続する際の位置決めおよび金属片の嵌合が容易になり、金属片の位置が製品毎にばらつくことがなくなる。また、金属片と熱電冷却素子のリード線を接続する際にも、金属片の位置が製品毎に固定されているので、リード線の接続位置のばらつきも抑えられる。
【0052】
また本発明は、好ましくは、切欠き部の幅に対する金属片の切欠きの幅の比が0.3〜0.8であることにより、平板部の切欠き部を金属片の切欠きより大きくすることで金属片の下面に平板部との非接続部を設けることができ、金属片と平板部をロウ付けした際にその非接続部にロウ材のフィレットを形成することができ、接続強度を強化できる。また、非接続部は、金属片にリード線を溶接した際に入出力端子へ直接熱および応力が集中することを防ぎ、緩衝材としての機能を果たすことができる。
【0053】
本発明の光半導体装置は、本発明の光半導体パッケージと、載置部に載置された熱電冷却素子と、熱電冷却素子の上面に載置され入出力端子に電気的に接続された光半導体素子と、枠体の上面に接合された蓋体とを具備したことにより、本発明の作用効果を有する光半導体パッケージを用いた信頼性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光半導体パッケージについて実施の形態の例を示す断面図である。
【図2】図1の光半導体パッケージの斜視図である。
【図3】図2の光半導体パッケージの入出力端子を示し、(a)は金属片周辺の部分拡大斜視図、(b)は金属片と金属片を載置する前の切欠き部周辺の部分拡大斜視図である。
【図4】従来の光半導体パッケージの断面図である。
【図5】図4の光半導体パッケージの斜視図である。
【図6】図5の光半導体パッケージの入出力端子における金属端子周辺の部分拡大斜視図である。
【符号の説明】
1:基体
1a:載置部
2:枠体
2a:取付部
3:蓋体
4:光半導体素子
5:熱電冷却素子
6:金属片
7:入出力端子
7a:平板部
7b:立壁部
12:メタライズ配線層
13:メタライズ層
18:切欠き部
19:切欠き
Claims (4)
- 上側主面に光半導体素子が熱電冷却素子を介して載置される載置部を有する基体と、前記上側主面に前記載置部を囲繞するように取着された金属製の枠体と、該枠体を貫通してまたは切り欠いて形成された入出力端子の取付部と、上面の一辺側から対向する他辺側にかけて形成された複数のメタライズ配線層を有する誘電体から成る平板部および該平板部の上面に前記複数のメタライズ配線層を間に挟んで接合された誘電体から成る立壁部から構成され、前記取付部に嵌着された入出力端子とを具備した光半導体素子収納用パッケージにおいて、前記平板部の前記枠体内側の部位に上下面を貫通して形成されるとともに上面側開口の下方に上面側からみた開口寸法が小となる段差部が形成された切欠き部が設けられており、該切欠き部の前記段差部の底面に前記メタライズ配線層に接続されたメタライズ層が形成されているとともに金属片が前記切欠き部に嵌着されて前記メタライズ層にロウ付けされており、前記金属片にはその下方の前記切欠き部と略同位置に前記切欠き部よりも小さい横断面形状の切欠きが形成されていることを特徴とする光半導体素子収納用パッケージ。
- 前記切欠き部の前記段差部の底面から上側の前記平板部の上面側からみた開口の幅が、前記切欠き部の側面側開口より内側が大きくなっていることを特徴とする請求項1記載の光半導体素子収納用パッケージ。
- 前記切欠き部の幅に対する前記金属片の切欠きの幅の比が0.3〜0.8であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の光半導体素子収納用パッケージ。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の光半導体素子収納用パッケージと、前記載置部に載置された前記熱電冷却素子と、前記熱電冷却素子の上面に載置され前記入出力端子に電気的に接続された光半導体素子と、前記枠体の上面に接合された蓋体とを具備したことを特徴とする光半導体装置。
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