(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠状の基体と、該基体の内側に挿着され、上面に光半導体素子が載置される載置部を有するとともに下面を外部に露出させた冷却部材と、前記基体上に前記載置部を囲繞するようにして取着され、側部に貫通孔及び切欠部を有する枠体と、前記貫通孔に取着され、光ファイバ部材が挿入固定される筒状の固定部材と、前記切欠部に挿着され、絶縁体に前記光半導体素子の各電極が電気的に接続されるメタライズ配線層が形成されている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体とからなる光半導体素子収納用パッケージであって、前記冷却部材は、上下のセラミック基板間に電子冷却素子を配設して成り、上側の前記セラミック基板の側面のみに形成されたメタライズ層を介して前記基体の内側にロウ付け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。
【請求項２】
前記冷却部材を構成する上下のセラミック基板のうち下側のセラミック基板の長さが上側のセラミック基板の長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の光半導体素子収納用パッケージ。
【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−コバルト合金や銅−タングステン合金等の金属材料から成り、上面中央部に光半導体素子が電子冷却素子から成る冷却部材を間に挟んで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−コバルト合金等の金属材料から成る枠体と、前記枠体の貫通孔に取着され、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晶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から成る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メタライズ配線層が形成されている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体とから構成されており、前記基体の光半導体素子載置部に光半導体素子を間に冷却部材を挟んで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メタライズ配線層に電気的に接続し、しかる後、前記枠体の上面に蓋体を接合させ、基体と枠体と蓋体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】
前記光半導体装置は、冷却部材により光半導体素子等の光学部品を冷却しつつ例えば、光半導体素子に外部電気回路から供給される駆動信号によって光励起を起こさせ、この励起した光を透光性部材を介し光ファイバ部材に授受させるとともにこの光ファイバ部材の光ファイバ内を伝達させることによって、高速通信等に使用される。
【０００４】
また、特開平９−５５４８９号公報には、リードフレームの表側に固体撮像素子を設け、裏側に冷却部材を設け、この固体撮像素子及び前記冷却部材を該冷却部材の反固体撮像素子側の面が外部に露出するように樹脂からなるパッケージに実装された固体撮像装置が開示されている。
【０００５】
この固体撮像装置によれば、固体撮像素子と冷却部材が、ともに樹脂により封止されており、かつ、冷却部材をその反固体撮像素子側の面が露出するようなパッケージ構造となっているので、固体撮像装置を徒らに大きくすることなく冷却効率を高めることができるというものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の光半導体素子収納用パッケージにおいては、基体及び枠体を形成している鉄−ニッケル−コバルト合金や銅−タングステン合金等の金属材料やセラミック端子体の絶縁体を形成している酸化アルミニウム質焼結体の熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上と大きいものであることから、光半導体素子を冷却部材で冷却しつつ、光半導体素子を外部電気回路から供給される駆動信号によって光励起させた場合、光半導体素子が載置される冷却部材の上面のセラミック基板は適温となっているものの基体と接する下面のセラミック基板は高温（約１００℃）となって、熱を有するため、この下面のセラミック基板から基体、枠体、セラミック端子体及びボンディングワイヤを介して光半導体素子に前記熱が大きく作用し、前記光半導体素子の冷却部材による冷却効率を大きく低下させてしまうといった問題点を有していた。
【０００７】
また、前記枠体の高さは前記冷却部材と前記光半導体素子との合計の高さ以上であることが必要なため、光半導体素子収納用パッケージの小型化や軽量化を図ることが困難であるといった問題点を有していたとともに製品としての光半導体装置と成した場合にも同様な問題点を有していた。
【０００８】
また、特開平９−５５４８９号公報に開示されている固体撮像装置に用いられている光半導体素子収納用パッケージのような冷却部材を備えた構造の場合には、冷却効率は向上するものの、一般的に吸水性が高い樹脂をパッケージ本体に用いていることから、また前記樹脂は、冷却部材との熱膨張係数が大きく相違するために、前記固体撮像素子を作動させた際に発せられる熱による大きな熱膨張差が発生し、前記固体撮像素子と前記樹脂の間で密着性が劣化することから、固体撮像素子等の光半導体素子を気密に収容することが困難であるといった問題点を有していた。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑み案出されたもので、その目的は、冷却部材からの放熱が基体を介して光半導体素子に作用することなく、冷却効率が低下するのを有効に防止することによって、低出力の冷却部材によっても前記光半導体素子を常に適温とすることができ、しかも、この光半導体素子を気密に収容することによって、長期間にわたり光半導体素子を正常かつ安定に作動させることができ、さらに小型かつ軽量な光半導体素子収納用パッケージを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、枠状の基体と、この基体の内側に挿着され、上面に光半導体素子が載置される載置部を有するとともに下面を外部に露出させた冷却部材と、前記基体上に前記載置部を囲繞するようにして取着され、側部に貫通孔及び切欠部を有する枠体と、前記貫通孔に取着され、光ファイバ部材が挿入固定される筒状の固定部材と、前記切欠部に挿着され、絶縁体に前記光半導体素子の各電極が電気的に接続されるメタライズ配線層が形成されている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体とからなる構造であって、前記冷却部材は、上下のセラミック基板間に電子冷却素子を配設して成り、上側の前記セラミック基板の側面のみに形成されたメタライズ層を介して前記基体の内側にロウ付けされていることを特徴とするものである。
また、本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上記構成において好ましくは、前記冷却部材を構成する上下のセラミック基板のうち下側のセラミック基板の長さが上側のセラミック基板の長さよりも長いことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の光半導体素子収納用パッケージによれば、前記光半導体素子から発せられる熱を放散させる構造として、略中央部に貫通された孔部を有した枠状の基体の内側すなわち、その孔部に、上面に光半導体素子を載置するための載置部を有したセラミック基板と、下面が前記枠状の基体の外部に露出したセラミック基板と、それらの間に配設された電子冷却素子とからなる冷却部材を挿着するために、上側のセラミック基板の側面のみにメタライズ層を設け、このメタライズ層を介して枠状の基体の孔部の側面とロウ付けされて成る構造としたことから、枠状の基体と冷却部材とを強固に接合でき、かつ気密性に優れた金属接合すなわちロウ付けを行っているため、光半導体素子収納用パッケージ内部に光半導体素子を気密に収容し、長期間にわたり正常かつ安定に作動させることができる。
【００１２】
また、冷却部材は枠状の基体の孔部に挿着されているため、枠体は、冷却部材を枠状の基体に入り込ませた分の高さ分は低くすることができ、その結果、小型且つ軽量な光半導体素子収納用パッケージとすることができる。
【００１３】
また、光半導体素子を冷却部材で冷却しつつ外部電気回路から供給される駆動信号によって光励起させた場合、冷却部材から放出される熱は、枠状の基体を介することなく、その外部に露出した下面から放散されるので、光半導体素子に作用することはなく、その結果、光半導体素子の冷却部材による冷却効率を高いものとすることができ、低出力の冷却部材でも光半導体素子を常に適温の状態で作動させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１５】
図１は比較例における光半導体素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図であり、図２はこの光半導体素子収納用パッケージの蓋体を除いた平面図である。これらの図において、１は枠状の基体、２は枠体、３は蓋体、４は光半導体素子、５は冷却部材である。この枠状の基体１と枠体２と蓋体３と冷却部材５とで内部に光半導体素子４を収容するための容器が構成される。
【００１６】
この枠状の基体１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や酸化アルミニウム焼結体、窒化アルミニウム焼結体、ムライト質焼結体、窒化珪素質焼結体等のセラミック材料から成り、その中央部に冷却部材５が挿着されるための孔部１ａが形成されている。
【００１７】
枠状の基体１は、金属材料の場合、例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金等のインゴット（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等によって所定の形状に形成される。
【００１８】
また枠状の基体１は、セラミック材料の場合、例えば酸化アルミニウム焼結体の場合は、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、溶剤等を添加混合して泥漿物を作るとともに、この泥漿物を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）と成し、しかる後、このセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともにこれを１枚で、あるいは複数枚積層して、約１６００℃の温度で焼成することによって製作される。
【００１９】
この枠状の基体１はまたその中央部に形成された孔部１ａに冷却部材５が挿着されている。この冷却部材５は光半導体素子４を支持するための支持部材として作用し、その上面の略中央部に光半導体素子４を載置するための載置部５ａを有し、この載置部５ａには光半導体素子４が錫−ビスマス等の低温半田を介して接着固定される。
【００２０】
この冷却部材５は、図１に示すように、上側のセラミック基板５ｂと下側のセラミック基板５ｃの長さが等しく、これらの間に電子冷却素子５ｅを配設して成る。
【００２１】
電子冷却素子５ｅは、上側のセラミック基板５ｂと下側のセラミック基板５ｃの間に、例えば金属電極を介してＰ型素子とＮ型素子からなる２種類の熱伝半導体を交互に配列したものであって、光半導体素子から発せられる熱を、上側のセラミック基板５ｂで吸熱し、下側のセラミック基板５ｃで放熱（発熱）する特性を有するものである。従って、光半導体素子４が載置される上側のセラミック基板５ｂは常に適温となり、一方、下側のセラミック基板５ｃは高温となっている。
【００２２】
また冷却部材５は、図１に示すように、枠状の基体１の中央部に設けられた貫通された孔部１ａの側面と、光半導体素子４が載置される上側のセラミック基板５ｂの側面および下側のセラミック基板５ｃの側面のいずれにも施されたメタライズ層５ｄとが、錫−鉛半田や錫−銀半田等の低温半田を介して接着固定される。これにより、冷却部材５を枠状の基体１の孔部１ａに強固に接合せしめることができ、また、光半導体素子４を気密に収容することができるとともに、この光半導体素子４から発せられる熱を、この熱で高温となっている下側のセラミック基板５ｃから、枠状の基体１を介することなく効率良く放熱できることとなる。
【００２３】
そして、本発明の光半導体素子収納用パッケージの冷却部材５は、図３に要部拡大断面図で示すように、枠状の基体１の中央部に設けられた貫通された孔部１ａの側面と、上側のセラミック基板５ｂの側面のみに施されたメタライズ層５ｄとが、錫−鉛半田や錫−銀半田等の低温半田を介して接着固定される。さらに、上側のセラミック基板５ｂの長さが、下側のセラミック基板５ｃの長さよりも短く、これらの間に電子冷却素子５ｅを配設して成るものとしてもよい。このようにすると、光半導体素子４を気密に収容することができるとともに、この光半導体素子４から発せられる熱は、枠状の基体１を介することがないので、より効率良く放熱できることとなる。
【００２４】
冷却部材５における上側のセラミック基板５ｂと下側のセラミック基板５ｃは、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体等から成り、例えば窒化アルミニウム質焼結体から成る場合には、窒化アルミニウム、酸化イットリウム、酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ、溶剤等を添加混合して泥漿物を作るとともに、この泥漿物を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）と成し、しかる後、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、約１７００℃の温度で焼結することによって製作される。
【００２５】
メタライズ層５ｄは、枠状の基体１の孔部１ａに接着固定させる際の接着層として作用し、タングステン、モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末により形成されている。
【００２６】
このメタライズ層５ｄはタングステン、モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末に適当な有機バインダ、溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを、上側のセラミック基板５ｂとなるセラミックグリーンシートの側面に、予め従来周知のスクリーン印刷法により印刷塗布した後に焼成することによって、上側のセラミック基板５ｂに形成される。
【００２７】
なお、メタライズ層５ｄ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、メタライズ層５ｄの酸化腐蝕を有効に防止することができるとともにメタライズ層５ｄを枠状の基体１の孔部１ａの側面に、より強固にロウ付けすることができる。従って、メタライズ層５ｄ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。
【００２８】
さらに冷却部材５が挿着された枠状の基体１の上面には、光半導体素子４が載置される載置部５ａを囲繞するようにして枠体２が接合されており、この枠体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。
【００２９】
枠体２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、これらの金属材料のインゴット（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、枠状の基体１への取着は、この枠状の基体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なわれている。
【００３０】
枠体２はまたその側部に貫通孔２ａが設けてあり、この貫通孔２ａの内壁面には筒状の固定部材６が取着され、さらに筒状の固定部材６の内側の一端には、例えば光半導体素子４が励起した光を集光させるための透光性部材７が取着されている。
【００３１】
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等によって所定形状に形成される。
【００３２】
この枠体２の貫通孔２ａに取着されている固定部材６は光ファイバ部材９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部材９に伝達させる作用をなし、その外側の一端には光ファイバ部材９が取着接続される。
【００３３】
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成り、例えば、これらの金属材料のインゴット（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る。
【００３４】
さらに固定部材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、この透光性部材７は固定部材６の内部空間を塞ぎ、枠状の基体１と枠体２と蓋体３とから成る容器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に取着接続される光ファイバ部材９に伝達させる作用をなす。
【００３５】
この透光性部材７は例えば、酸化珪素、酸化鉛を主成分とした鉛系およびホウ酸、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、この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部材９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部材９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部材９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。
【００３６】
この透光性部材７の固定部材６への取着は例えば、図４に示すように、透光性部材７の外周部に予め金属膜８を被着させておき、この金属膜８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なわれる。この場合、透光性部材７の固定部材６への取着が金−錫合金等によるロウ付けにより行われることから取着の信頼性が高いものとなり、これによって固定部材６と透光性部材７との取着部における光半導体素子４を収容する容器の気密封止が完全となり、容器内部に収容する光半導体素子４を長期間にわたり正常かつ安定に作動させることができる。
【００３７】
なお、この透光性部材７の外周部に予め被着されている金属膜８は透光性部材７を構成する非晶質ガラスの融点が約７００℃と低く、従来周知のＭｏ−Ｍｎ法を採用することによって形成することができないことから、図４に示すように、非晶質ガラスに対して活性があり、強固に接合するチタン、チタン−タングステン、窒化タンタルの少なくとも１種から成る第１層８ａと、この第１層８ａが透光性部材７を固定部材６にロウ付けする際の熱によって後述する第３層８ｃに拡散し、金属膜８の透光性部材７に対する接合強度が低下するのを有効に防止する白金、ニッケル、ニッケル−クロムの少なくとも１種から成る第２層８ｂと、金属膜８に対するロウ材の濡れ性を改善し、金属膜８にロウ材を強固に接合させて透光性部材７を固定部材６に強固に取着させる金、白金、銅の少なくとも１種から成る第３層８ｃとを順次、積層させることによって形成されており、特にチタン−白金−金を順次積層させて形成した金属膜８は透光性部材７との接合強度が強く、かつロウ材との濡れ性が良好で透光性部材７を固定部材６にロウ付けすることが可能なことから金属膜８として極めて好適である。
【００３８】
さらに、このチタン、チタン−タングステン、窒化タンタルの少なくとも１種から成る第１層８ａと、白金、ニッケル、ニッケル−クロムの少なくとも１種から成る第２層８ｂと、金、白金、銅の少なくとも１種から成る第３層８ｃとの３層構造を有する金属膜８はその各々の金属材料、窒化物を透光性部材７の外周部にスパッタリング法や蒸着法、イオンプレーティング法、メッキ法等により順次、所定厚みに被着させることによって形成される。
【００３９】
また、さらにこの金属膜８をチタン、チタン−タングステン、窒化タンタルの少なくとも１種から成る第１層８ａと、白金、ニッケル、ニッケルークロムの少なくとも１種から成る第２層８ｂと、金、白金、銅の少なくとも１種から成る第３層８ｃとで形成する場合、第１層８ａの層厚は５００Å未満となると金属膜８の透光性部材７に対する接合強度が弱くなる傾向にある。また２０００Åを超えると透光性部材７に第１層８ａを被着させる際に第１層８ａ中に大きな応力が発生内在し、この内在応力によって第１層８ａが透光性部材７より剥離し易くなる傾向にある。したがって、第１層８ａの厚みは５００Åから２０００Åの範囲としておくことが好ましい。
【００４０】
また、第２層８ｂの層厚は５００Å未満となると透光性部材７を固定部材６にロウ付けする際の熱によって第１層８ａが第３層８ｃに拡散するのを有効に防止することができず、金属膜８の透光性部材７に対する接合強度が低下してしまう危険性がある。一方、１００００Åを超えると第１層８ａ上に第２層８ｂを被着させる際に第２層８ｂ中に大きな応力が発生内在し、この内在応力によって第２層８ｂが第１層８ａより剥離し易くなる傾向にある。したがって、第２層８ｂの厚みは５００Åから１００００Åの範囲としておくことが好ましい。
【００４１】
また、第３層８ｃの層厚は０．５μｍ未満であると金属膜８に対するロウ材の濡れ性が大きく改善されず、透光性部材７を固定部材６に強固にロウ付け取着するのが困難となる傾向にある。一方、５μｍを超えると第２層８ｂ上に第３層８ｃを被着させる際に第３層８ｃ中に大きな応力が発生内在し、この内在応力によって第３層８ｃが第２層８ｂより剥離し易くなる傾向にある。したがって、第３層８ｃの厚みは０．５μｍから５μｍの範囲としておくことが好ましい。
【００４２】
さらにこの枠体２はその側部に切欠部２ｂが形成されており、この切欠部２ｂにはセラミック端子体１０が挿着されている。
【００４３】
このセラミック端子体１０は電気絶縁材料から成る絶縁体１１と複数個のメタライズ配線層１２とから成り、メタライズ配線層１２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、絶縁体１１の側面に予めメタライズ金属層を被着させておくとともに、このメタライズ金属層を枠体２の切欠部２ａ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２ａに挿着される。
【００４４】
このセラミック端子体１０の絶縁体１１は酸化アルミニウム質焼結体やムライト質焼結体、ガラスセラミック焼結体等から成り、その製作方法は、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合には、前記枠状の基体１についての酸化アルミニウム質焼結体の場合の製作方法と同様である。
【００４５】
また、このセラミック端子体１０には枠体２の内側から外側にかけて導出する複数個のメタライズ配線層１２が埋設されており、このメタライズ配線層１２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１３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−ド端子１４が銀ロウ等のロウ材を介し取着されている。
【００４６】
このメタライズ配線層１２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、マンガン等の高融点金属粉末により形成されている。
【００４７】
また、メタライズ配線層１２はタングステン、モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末に適当な有機バインダ、溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを絶縁体１１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−ン印刷法により所定パタ−ンに印刷塗布した後に焼成することによって絶縁体１１に形成される。
【００４８】
なお、このメタライズ配線層１２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、メタライズ配線層１２の酸化腐蝕を有効に防止することができるとともにメタライズ配線層１２への外部リード端子１４のロウ付けを強固となすことができる。従って、このメタライズ配線層１２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。
【００４９】
また、このメタライズ配線層１２には外部リード端子１４が銀ロウ等のロウ材を介してロウ付け取着されており、この外部リード端子１４は容器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１４を外部電気回路に接続することによって容器内部に収容される光半導体素子４はボンディングワイヤ１３、メタライズ配線層１２および外部リード端子１４を介して外部電気回路に接続されることとなる。
【００５０】
この外部リード端子１４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、これらの合金の金属材料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の形状に形成される。
【００５１】
さらに、この枠体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体３が接合され、これによって枠状の基体１と枠体２と蓋体３とからなる容器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。
【００５２】
この蓋体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なわれる。
【００５３】
かくして本発明の光半導体素子収納用パッケージによれば、枠状の基体１の略中央部に貫通した孔部１ａを設け、この孔部１ａに、冷却部材５の上側のセラミック基板５ｂの側面に施されたメタライズ層５ｄが低温半田を介して接着固定され、この冷却部材５の光半導体素子載置部５ａに光半導体素子４を載置固定するとともに光半導体素子４の各電極をボンディングワイヤ１３を介して外部リード端子１４に電気的に接続し、次に枠体２の上面に蓋体３を接合させ、枠状の基体１と冷却部材５と枠体２と蓋体３とから成る容器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に光ファイバ部材９を取着接続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。そして、外部電気回路から供給される駆動信号によって光半導体素子４に光を励起させ、この励起した光を非晶質ガラスから成る透光性部材７を通して光ファイバ部材９に授受させるとともに、この光ファイバ部材９の光ファイバ内を伝達させることによって高速光通信等に使用される。
【００５４】
なお、本発明は上述の実施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る。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の光半導体素子収納用パッケージによれば、光半導体素子から発せられる熱を放散させる構造として、略中央部に貫通された孔部を有した枠状の基体の内側すなわち、その孔部に、上面に光半導体素子を載置するための載置部を有した上側のセラミック基板と、下面が前記枠状の基体の外部に露出した下側のセラミック基板と、それらの間に配設された電子冷却素子とからなる冷却部材を挿着するために、上側のセラミック基板の側面のみにメタライズ層を設け、このメタライズ層を介して枠状の基体の孔部の側面とロウ付けされて成る構造としたことから、枠状の基体と冷却部材とを強固に接合でき、かつ気密性に優れた金属接合すなわちロウ付けを行なっているため、光半導体素子収納用パッケージ内部に光半導体素子を気密に収容し、長期間にわたり正常、かつ安定に作動させることができる。
【００５６】
また、冷却部材は枠状の基体の孔部に挿着されているため、枠体は、冷却部材を枠状の基体に入り込ませた分の高さ分は低くすることができ、その結果、小型かつ軽量な光半導体素子収納用パッケージとすることができる。
【００５７】
また、光半導体素子を冷却部材で冷却しつつ外部電気回路から供給される駆動信号によって光励起させた場合、冷却部材から放出される熱は、枠状の基体を介することなく、その外部に露出した下面から放散されるので、光半導体素子に作用することはなく、その結果、光半導体素子の冷却部材による冷却効率を高いものとすることができ、低出力の冷却部材でも光半導体素子を常に適温の状態で作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】比較例における光半導体素子収納用パッケージ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体を除いた平面図である。
【図３】本発明の光半導体素子収納用パッケージの冷却部材の実施の形態の一例を示す要部拡大断面図である。
【図４】図１に示す光半導体素子収納用パッケージに使用される透光性部材を説明するための要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１・・・・枠状の基体
２・・・・枠体
２ａ・・貫通孔
２ｂ・・切欠部
３・・・・蓋体
４・・・・光半導体素子
５・・・・冷却部材
５ａ・・載置部
５ｂ・・上側のセラミック基板
５ｃ・・下側のセラミック基板
５ｄ・・メタライズ層
５ｅ・・電子冷却素子
６・・・・固定部材
９・・・・光ファイバ部材
１０・・・セラミック端子体
１１・・・絶縁体
１２・・・メタライズ配線層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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