JP3762261B2

JP3762261B2 - 光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置

Info

Publication number: JP3762261B2
Application number: JP2001222970A
Authority: JP
Inventors: 晃一内本; 絵美小磯
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-07-24
Filing date: 2001-07-24
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2021-07-24
Also published as: JP2003037327A

Description

【０００１】
【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。これらの図において、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号公報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との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自体が、熱電冷却素子１０５や光半導体素子１０４を実装する際に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が大型化したり、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から内側にかけて内寸法が小となる段差部が形成された貫通孔が設けられており、該貫通孔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貫通孔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貫通孔と略同位置に前記貫通孔よりも細い貫通穴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貫通穴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り、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、平板部の貫通孔と、金属片に貫通孔に位置合わせした貫通穴があることで、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。組み立て作業中やろう付け後の熱収縮により、リード線を下方に引っ張るような外力が加わることが多いが、この外力に対する強度がきわめて向上し、リード線の外れを解消することができる。
【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、前記金属片は下側の横断面における外形形状が小さ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、金属片の嵌め込みの作業性が向上する。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。さらに、金属片の下側と貫通孔の段差部との間に空隙が形成され、その空隙にロウ材のフィレットを形成することが可能となり、接続強度をさらに強化できる。
【００２０】
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。
【００２１】
本発明は、上記の構成により、上記の本発明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。
【００２２】
【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貫通孔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。
【００２３】
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を熱電冷却素子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，Ｃｕ−Ｗ合金等の金属材料や、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。
【００２４】
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。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、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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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から内側にかけて内寸法が小となる段差部が形成された貫通孔１８が設けられている。貫通孔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が貫通孔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にはその下方の貫通孔１８と略同位置に貫通孔１８よりも細い貫通穴１９が形成されている。
【００２８】
本発明の金属片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、貫通孔１８の開口形状と略同じ外形形状の金属片６を貫通孔１８に嵌め込むようにしていることから、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が貫通孔１８の平板部７ａの内部からに外に飛び出すのを防ぐことができる。
【００２９】
上記の構成により、熱電冷却素子５のリード線１５を金属片６の貫通穴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、リード線１５と金属片６の接続部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。
【００３０】
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２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。
【００３１】
また、より好ましくは、図３のように貫通孔１８の段差部から上側の外形形状および金属片６の平面視形状を略円形や略四角形とすることがよく、特に四角形の場合には角部を円弧状（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の側面と貫通孔１８の内周面との接触面積が増大し、確実に金属片６が貫通孔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る。また、平板部７ａの角部を円弧状にすることで、平板部７ａへの応力を均一にするとともに緩和し角部からのクラック発生を防止できる。さらに、平板部７ａの貫通孔１８の縁も円弧状にすることで、金属片６を貫通孔１８内に嵌合し易くなる。
【００３２】
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、貫通孔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において貫通孔１８の段差部から上側を大きく形成し貫通孔１８と隣接するメタライズ配線層１２との間隔が小さくなっても、この段差部によってメタライズ層１３と隣接するメタライズ配線層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。
【００３３】
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。
【００３４】
また、貫通孔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が外れる場合がある。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場合がある。
【００３５】
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、貫通孔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場合がある。また、１ｍｍを超えると、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。
【００３６】
金属片６の外周面と貫通孔１８の内周面との隙間は０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。０．０５ｍｍ未満だと、隙間が狭くなり金属片６を貫通孔１８の段差部の底面に接するように嵌着するのが困難になる。また、金属片６を貫通孔１８に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場合がある。
【００３７】
また、平板部７ａの上下面を貫通した貫通孔１８を設け、貫通孔１８に位置を合わせて金属片６に貫通穴１９を設けることで、貫通穴１９がガイドの役割をはたすことができ、リード線１５の挿入が容易になる。
【００３８】
また本発明では、段差部より下方の貫通孔１８の太さＢに対する金属片６の貫通穴１９の太さ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の貫通穴１９の太さＡが小さすぎてリード線１５を挿入するのが困難になる。また、貫通孔１８の太さ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貫通孔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の接続強度が低下し易くなる。さらに、Ａ／Ｂが０．８を超えると、金属片６を貫通孔１８の上側に嵌着したときに、ロウ材が金属片６の貫通穴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、貫通穴１９がロウ材で埋まってしまい、リード線１５を挿入できなくなる可能性がある。
【００３９】
本発明は、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から内側にかけて内寸法が小となる段差部が形成された貫通孔１８が設けられており、貫通孔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が貫通孔１８に嵌着されてメタライズ層１３にロウ付けされており、金属片６にはその下方の貫通孔１８と略同位置に貫通孔１８よりも細い貫通穴１９が形成されていることにより、リード線１５を金属片６上に溶接するためにリード線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り、リード線１５を容易に接続できる。そのため、リード線１５と金属片６との間での接続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。また、金属片６に平板部７ａの貫通孔１８と位置を合わせて貫通穴１９を設けたことで、リード線１５を取付ける際の位置決めが容易にでき、確実にリード線１５と金属片６を接続することができる。
【００４０】
さらに、入出力端子７のメタライズ配線層１２の端から金属片６が枠体２内側に確実に突出しないため、熱電冷却素子５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、冷却能力が向上し、光半導体素子４の長期信頼性が向上する。さらに、金属片６の上面におけるリード線１５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。
【００４１】
また、好ましくは金属片６は下側の横断面における外形形状が小さくなっていることにより、平板部７ａと金属片６を接続する際の位置決めおよび金属片６の嵌合が容易になり、金属片６の嵌め込みの作業性が向上する。また、金属片６とリード線１５とを接続する際にも、金属片６の位置が製品毎に固定されているので、リード線１５の接続位置のばらつきも抑えることができる。
【００４２】
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１ａに載置された熱電冷却素子５と、熱電冷却素子５の上面に載置され入出力端子７に電気的に接続された光半導体素子４と、枠体２の上面に接合された蓋体３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。
【００４３】
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。
【００４４】
【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から内側にかけて内寸法が小となる段差部が形成された貫通孔が設けられており、貫通孔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貫通孔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貫通孔と略同位置に貫通孔よりも細い貫通穴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。
【００４５】
また、金属片にはその下方の貫通孔と略同位置に貫通孔よりも細い貫通穴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。また、組み立て作業中やろう付け後の熱収縮により、リード線を下方に引っ張るような外力が加わることが多いが、この外力に対する強度がきわめて向上し、リード線の外れを解消することができる。
【００４６】
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。
【００４７】
本発明は、好ましくは金属片は下側の横断面における外形形状が小さ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、組立の作業性が向上する。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。
【００４８】
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１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）は金属片および金属片を載置する前の貫通孔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４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：貫通孔
１９：貫通穴

Claims

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から内側にかけて内寸法が小となる段差部が形成された貫通孔が設けられており、該貫通孔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貫通孔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貫通孔と略同位置に前記貫通孔よりも細い貫通穴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。
前記金属片は下側の横断面における外形形状が小さ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。
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。