(57)【要約】【課題】広いキャビティ部内に複数の電子部品を搭載させても底板体の反りを低減して受信用としてレーザ光から照射される光信号の光軸ズレを制御でき、固定用部材に安定して取り付け可能で、安価な電子部品収納用パッケージを提供する。【解決手段】金属製の底板体１１と、枠体１２と、固定用部材にねじ締めで取り付けるための取付部１５と、金属製固定部材１７と、外部接続リード端子１８を介して外部と導通状態にさせるためのフィードスルー基板１８を有する電子部品収納用パッケージ１０において、枠体１２の平面視する四角形外形形状の大きさが２０×１２ｍｍ以上からなると共に、枠体１２がろう付け接合される底板体１１は、枠体１２と同等の金属製、且つ同等以上の厚みからなり、しかも、底板体１１には、下表面長手方向端部に長手方向の長さを下まわる長さを厚み方向に切り欠いて設ける切り欠き部２０を有する。【選択図】図１
2014150212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号から電気信号に変換する信号光の位相雑音や偏波変動をデジタル領域で処理する複数の電子部品を上面に載置させるための搭載部を有する金属製の底板体と、該底板体の上面外周部に前記搭載部を囲繞するように立設させてろう付け接合される枠状金属製の枠体と、前記底板体に該底板体の長手方向、又は短手方向の両端面四隅のそれぞれから延設して前記枠体の外側に水平に突出させ、固定用部材にねじ締めで取り付けるための固定用孔を備える取付部と、前記枠体の短手方向の１つの側壁に設ける貫通孔周辺部にろう付け接合する前記光信号を通過させるための挿通孔を備えた金属製固定部材と、前記枠体の長手方向の側壁、又は長手及び短手方向の側壁に設けられた削除部にろう付け接合される前記電気信号を外部接続リード端子を介して外部と導通状態にさせるためのセラミック積層焼成体からなるフィードスルー基板を有する電子部品収納用パッケージにおいて、
前記枠体の平面視する四角形外形形状の大きさが２０×１２ｍｍ以上からなると共に、前記枠体がろう付け接合される前記底板体は、前記枠体と同等の金属製、且つ同等以上の厚みからなり、しかも、前記底板体には、下表面長手方向端部に該長手方向の長さを下まわる長さを厚み方向に切り欠いて設ける切り欠き部を有することを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
【請求項２】
請求項１記載の電子部品収納用パッケージにおいて、前記切り欠き部は、前記セラミック製フィードスルー基板の長さの８０％以上の長さ、前記枠体の厚み以上の幅、及び前記底板体の厚みの１／２以上の深さからなることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信ネットワークの幹線系の受信用として光半導体素子や、アンプ等の電子部品を収納するための大型の電子部品収納用パッケージに係り、より詳細には４０〜１００Ｇｂｉｔ／ｓｅｃ程度の高速で大容量の光通信が期待されるデジタルコヒーレント受信方式を適用した幹線系用の電子部品収納用パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光通信ネットワークの幹線系で取り扱う光通信では、伝送速度が１０Ｇｂｉｔ／ｓｅｃ程度までで、受信用としてレーザ光から照射された光信号を光半導体素子で光の振幅情報を電流信号に変換させる方式で実現させている。従来、このような光半導体素子等を収納させるための受信用の電子部品収納用パッケージは、光半導体素子からの発熱が比較的低い上に、光半導体素子を直接載置させて実装できるセラミック製の底板体と、外部接続リード端子を直接ろう付け接合できるセラミック製の枠体を接合させた平面視する枠体の大きさが２０×１２ｍｍを下まわるような小型のパッケージが用いられてきた。
【０００３】
上記のような従来の１０Ｇｂｉｔ／ｓｅｃ程度までの光通信の伝送速度を取り扱う光半導体素子等の電子部品を収納するための受信用の電子部品収納用パッケージは、例えば、底板体と、枠体用としてアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミック材からなる複数枚のセラミックグリーンシートを用い、それぞれの所定の位置に所定の大きさ、形状の孔開け加工をした後、タングステン（Ｗ）等の高融点金属からなるメタライズペーストを用いて所定の導体配線印刷パターンを形成している。更に、それぞれのセラミックグリーンシートは、全てを重ね合わせて温度と、圧力をかけて積層し、セラミックグリーンシートと高融点金属を還元性雰囲気中の１５５０℃程度の高温で同時焼成して焼成体を形成した後、外部に露出する導体配線パターン等の金属部分に第１のＮｉめっき被膜を形成している。そして、めっき被膜が形成された焼成体は、外形を所定の大きさに形成することで電子部品を中空状態で収納するためのエリアである凹状のキャビティ部内に段差を設けた底板体と、底板体の上面外周囲に立設してキャビティ部を囲繞する枠体を備えた基体を形成している。
【０００４】
上記の基体には、通常、枠体の短手方向壁部にキャビティ部に連通する貫通孔と、壁部外側壁面の貫通孔周辺部の導体配線パターンに空洞を備えたＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金や、Ｆｅ−Ｎｉ系合金等のセラミックと熱膨張係数が近似する筒状の金属製固定部材をＡｇ−Ｃｕろう等のろう材でろう付け接合している。この金属製固定部材は、先端部にレーザ装置先端部を取り付けたときに強固に取り付けることができると共に、レーザ光から照射される光信号を正確にキャビティ部に通過させることができるために設けられている。また、この基体には、通常、底板体下面の長手方向両端部、底板体下面の金属製固定部材が接合される側と相対向する側の短手方向端部の少なくとも１箇所に外部と電気的に導通状態にするためのＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金や、Ｆｅ−Ｎｉ系合金等の金属製の外部接続リード端子を接合させ、更に、外部に露出する金属部分に第２のＮｉめっき被膜、この上にＡｕめっき被膜を形成して電子部品収納用パッケージとしている。なお、この電子部品収納用パッケージには、通常、蓋体を接合させてキャビティ部内を気密にするときの気密信頼性を確実にするために、上面に第１のＮｉめっき被膜が形成された枠体上面の導体配線パターンにＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金や、Ｆｅ−Ｎｉ系合金等の金属製のシールリングがろう付け接合されている。
【０００５】
上記の電子部品収納用パッケージは、キャビティ部に励起光源用のレーザーダイオードである光半導体素子が搭載されると共に、光半導体素子と導体配線パターンの接続用パッドとをボンディングワイヤ等で接続することで、光半導体素子と、外部接続リード端子とが電気的に導通状態となるようになっている。また、電子部品収納用パッケージは、金属製固定部材にレーザ光から照射される光信号を光半導体素子で正確に受信できるようにレーザ装置先端部がＡｕ−Ｓｎ等の低温ろう材や、ＹＡＧ等のレーザーを使用して溶接して取り付けられるようになっている。
【０００６】
上記のような、従来の受信用の電子部品収納用パッケージは、光半導体素子から発生する熱が比較的低く上に、キャビティ部内に実装される電子部品の数が少なく外形寸法が小型であるので、これをプリント基板等の固定用部材に取り付けるのに外部接続リード端子を直接はんだ付けすることで、電気的接続をすると同時にパッケージ自体を固定用部材に固定させている。これにより、従来の受信用の電子部品収納用パッケージは、光半導体素子からの発熱によってパッケージと固定用部材との間の熱膨張係数差による熱歪みを外部接続リード端子によって緩和し、パッケージの底板体の反り発生を防止でき、光半導体素子へのレーザ光からの照射にズレを発生させることなく、光通信ネットワークの幹線系の受信用としての通信信頼性に優れたパッケージとなっている。
【０００７】
しかしながら、近年の光通信ネットワークの幹線系で取り扱う光通信では、伝送速度が１０Ｇｂｉｔ／ｓｅｃを超え、４０〜１００Ｇｂｉｔ／ｓｅｃ程度の高速で大容量の光通信をできるようにすることが必要となってきている。このような高速で大容量の光通信を実現するための方式には、デジタルコヒーレント受信方式を適用したＤＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ：微分位相）−ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ：４相位相偏移変調）でデジタル領域で信号とＬＯ（Ｌｏｃａｌ  Ｏｓｃｉｌａｔｏｒ：局部発振器）の位相同期を実現し、任意の光多値変調信号を復調できる幹線系用の集積受信モジュールを形成して光信号を電気信号に変換する方式が最も有力視されている。そして、このデジタルコヒーレント受信方式で集積受信モジュールを形成し、これを収納するためのパッケージには、単純に光信号から電気信号に変換する従来のモジュールとは異なり、光信号から電気信号に変換する信号光の位相雑音や偏波変動をデジタル領域で処理する装置を内蔵するために、大きさが非常に大きなものが要求されるようになっている。このような大型のパッケージを上記のような方式で作製する場合には、パッケージの製造過程で基体にに変形や、反りが発生したり、作製後に複数の電子部品を搭載したときの発熱によってキャビティ部底面に反りが発生し、実装された光半導体素子に送られる光ファイバからの光信号の光軸ズレの制御ができなくなっている。
【０００８】
そこで、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、デジタルコヒーレント受信方式で光信号を電気信号に変換するのに用いられる幹線系受信用の大型の電子部品収納用パッケージ５０は、金属製の底板体５１や、枠体５２用として、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金や、Ｆｅ−Ｎｉ系合金等のセラミックと熱膨張係数が近似する合金金属材を用い、板状の底板体５１と、枠状の枠体５２をろう付け接合させることで電子部品を収納させるためのキャビティ部５３を設けるようにしている。また、この電子部品収納用パッケージ５０は、底板体５１の長手方向、あるいは短手方向の両端面四隅のそれぞれから延設して枠体５２の外側に水平に突出させ、プリント基板等の固定用部材にねじ締め等で取り付けるための固定用孔５４を備える取付部６５を設けるようにしている。更に、この電子部品収納用パッケージ５０には、枠体５２の短手方向の１つの側壁に１又は複数が設けられた貫通孔５６周辺部に光信号を通過させるための挿通孔を備えた上記の合金金属材と同様の合金金属材からなる金属製固定部材５７がろう付け接合されている。そして、この金属製固定部材５７には、レーザ光から照射される光信号を光半導体素子で正確に受信できるようにレーザ装置先端部がＡｕ−Ｓｎ等の低温ろう材や、ＹＡＧ等のレーザーを使用して溶接して取り付けられるようになっている。また、この電子部品収納用パッケージ５０は、枠体５２の長手方向の側壁、又は長手及び短手方向の側壁を切り欠いて設けられた削除部にろう付け接合されるセラミック積層焼成体からなるフィードスルー基板５８を有している。この電子部品収納用パッケージ５０は、枠体５２で仕切られるようにしてキャビティ部５３側と、パッケージの外側とに露出する表面に導体配線パターンが設けらたフィードスルー基板５８のパッケージの外部に露出する側に形成された導体配線パターンにろう付け接合させた外部接続リード端子５９を介して電気信号が外部と導通状態となるようにしている。このような受信用の大型の電子部品収納用パッケージ５０は、製造過程で生じる反りの発生を防止することが必要であると共に、キャビティ部５３内に実装される多くの電子部品からの発熱による底板体５１の反りの発生を防止できるようにすることが必要となっている。
【０００９】
従来の電子部品収納用パッケージには、受信用ではなく、送信用として用いられるパッケージであるが、上面に光半導体素子の載置部を有する略四角形の基体と、基体の上面に載置部を囲繞するように接合され、側部に貫通孔が形成された平面視形状が略四角形の枠体と、貫通孔に嵌着されるかまたは貫通孔の枠体外側開口の周囲に一端が取着された筒状の光ファイバ固定部材とを具備し、枠体の貫通孔が形成された側部に隣接する側部の内面の下端に沿って枠体内側に凸の斜面を有する段部が設けられているものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これによると、製造工程で生じる基体の反りと、光半導体装置をネジ止めする際に生じる基体や枠体の変形と、電子冷却素子の熱による光半導体素子の加熱とを有効に抑制するとともに、光軸ズレを抑制した電子部品収納用パッケージを低コストに製造できるとしている。
【００１０】
また、従来の電子部品収納用パッケージには、上記と同様に受信用ではなく、送信用として用いられるパッケージであるが、金属、絶縁体、又は金属と絶縁体の複合体からなる枠体と、枠体に固定された金属からなる第１の底板と、第１の底板に固定された第２の底板を備え、第２の底板は金属の第１の底板よりもヤング率が大きく、例えば第１の底板はヤング率１５×１０３ｋｇ／ｍｍ２以下、第２の底板はヤング率２５×１０３ｋｇ／ｍｍ２以上である、あるいは、第１の底板は金属の第２の底板よりもヤング率が大きく、例えば第１の底板はヤング率２５×１０３ｋｇ／ｍｍ２以上、第２の底板はヤング率１５×１０３ｋｇ／ｍｍ２以下であるものが提案されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。これによると、底板の反りを低減でき、電子冷却素子の劣化や光軸のずれが起こらない電子部品収納用パッケージを提供できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−２０９３１４号公報
【特許文献２】特開平１１−７４３９４号公報
【特許文献３】特開平１１−７４３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前述したような従来の電子部品収納用パッケージは、次のような問題がある。
（１）従来の受信用の大型の電子部品収納用パッケージは、底板体や、枠体の金属製部材を同じにして熱膨張係数差を解消させると共に、枠体に取り付けられるフィードスルー基板を金属製部材と熱膨張係数を近似させるようにしているが、底板体が非常に大きくなっていることでセラミックと金属製部材の僅かな熱膨張係数差が無視できなくパッケージの製造工程で生じる反りの発生を防止することが難しくなっている。また、従来の受信用の大型の電子部品収納用パッケージは、パッケージ自体が大型で大きなキャビティ部内に多くの電子部品が実装された後、底板体に設けられた取付部を介してプリント基板等の固定用部材にねじ締め等で密着して取り付けることが必要であるので、キャビティ部内に実装された多くの電子部品からの大きな発熱による底板体と固定用部材との密着する間の熱膨張係数差による熱歪みを緩和することができなく、底板体に反りが発生して、底板体上に実装された光半導体素子に送られる光ファイバからの光信号の光軸ズレの制御ができなくなっている。
（２）特開２００３−２０９３１４号公報で開示されるような送信用の電子部品収納用パッケージは、キャビティ部内の長手方向両端部に段部を設けるためのエリアが必要になり、キャビティ部が更に大きくなって光半導体素子の実装エリアが狭くなっていると共に、段部を設けることでパッケージが高価なものとなっている。また、この特開２００３−２０９３１４号公報で開示される送信用の電子部品収納用パッケージは、段部が設けられた側の側面から下面の段部直下の部位にかけて切り欠き部が設けられるものがあるが、側面長さの全てにわたって切り欠き部が設けられるので、底板体に生じる反りを有効に制御する形態となっていないと共に、底板体をプリント基板等の固定用部材に取り付けるのが不安定な形態となっている。
（３）特開平１１−７４３９４号公報や、特開平１１−７４３９５号公報で開示されるような送信用の電子部品収納用パッケージは、光半導体素子の実装エリアを確保し、底板体をプリント基板等の固定用部材に安定して取り付けることができるものの、底板体が金属と、セラミックの接合体や、複合体からなり、これを大型のパッケージに転用する場合には、パッケージが非常に高価なものとなっている。
【００１３】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、広いキャビティ部内に複数の電子部品を搭載させても底板体の反りを低減して受信用としてレーザ光から照射される光信号の光軸ズレを制御でき、固定用部材に安定して取り付け可能で、安価な電子部品収納用パッケージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的に沿う本発明に係る電子部品収納用パッケージは、光信号から電気信号に変換する信号光の位相雑音や偏波変動をデジタル領域で処理する複数の電子部品を上面に載置させるための搭載部を有する金属製の底板体と、底板体の上面外周部に搭載部を囲繞するように立設させてろう付け接合される枠状金属製の枠体と、底板体に底板体の長手方向、又は短手方向の両端面四隅のそれぞれから延設して枠体の外側に水平に突出させ、固定用部材にねじ締めで取り付けるための固定用孔を備える取付部と、枠体の短手方向の１つの側壁に設ける貫通孔周辺部にろう付け接合する光信号を通過させるための挿通孔を備えた金属製固定部材と、枠体の長手方向の側壁、又は長手及び短手方向の側壁に設けられた削除部にろう付け接合される電気信号を外部接続リード端子を介して外部と導通状態にさせるためのセラミック積層焼成体からなるフィードスルー基板を有する電子部品収納用パッケージにおいて、枠体の平面視する四角形外形形状の大きさが２０×１２ｍｍ以上からなると共に、枠体がろう付け接合される底板体は、枠体と同等の金属製、且つ同等以上の厚みからなり、しかも、底板体には、下表面長手方向端部に長手方向の長さを下まわる長さを厚み方向に切り欠いて設ける切り欠き部を有する。
【００１５】
上記の電子部品収納用パッケージは、切り欠き部は、セラミック製フィードスルー基板の長さの８０％以上の長さ、枠体の厚み以上の幅、及び底板体の厚みの１／２以上の深さからなるのがよい。
【発明の効果】
【００１６】
上記の電子部品収納用パッケージは、枠体の平面視する四角形外形形状の大きさが２０×１２ｍｍ以上からなると共に、枠体がろう付け接合される底板体は、枠体と同等の金属製、且つ同等以上の厚みからなり、しかも、底板体には、下表面長手方向端部に長手方向の長さを下まわる長さを厚み方向に切り欠いて設ける切り欠き部を有するので、製造過程におけるパッケージの反り発生を防止することができる。また、この電子部品収納用パッケージは、２０×１２ｍｍ以上の大きさの枠体がろう付け接合できる広いキャビティ部内の枠体と同等の金属製、且つ同等以上の厚みからなる底板体上面に複数の電子部品を搭載することができる。しかも、この電子部品収納用パッケージは、複数の電子部品からの発熱があって底板体と固定用部材との間に熱膨張係数差があったとしても、切り欠き部によって反りの発生を低減できると共に、切り欠き部を下表面長手方向端部に長手方向の長さを下まわる長さを厚み方向に切り欠いて設けているので、底板体の長手方向、又は短手方向の両端面四隅のそれぞれから延設して枠体の外側に水平に突出させる取付部でプリント基板等の固定用部材に安定して取り付けることができる。更には、この電子部品収納用パッケージは、切り欠き部を切り欠いて設けるのみであるので、パッケージを安価にすることができる。
【００１７】
特に、上記の電子部品収納用パッケージは、切り欠き部は、セラミック製フィードスルー基板の長さの８０％以上の長さ、枠体の厚み以上の幅、及び底板体の厚みの１／２以上の深さからなるので、パッケージとしての強度を維持させながら、製造過程、及び電子部品実装後の底板体の反りを低減させることができる気密信頼性の高い安価なパッケージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る電子部品収納用パッケージの上面側平面図、Ａ−Ａ’線縦断面図、下面側平面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ従来の電子部品収納用パッケージの上面側平面図、Ｂ−Ｂ’線縦断面図、下面側平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施するための最良の形態について説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る電子部品収納用パッケージ１０は、複数の電子部品を上面に載置させるための搭載部を有する、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金や、Ｆｅ−Ｎｉ系合金等の合金金属材からなる金属製平板状の底板体１１を有している。また、この電子部品収納用パッケージ１０は、底板体１１の上面側の外周部に上記の搭載部を囲繞するようにして立設させてＡｇＣｕろう等のろう材でろう付け接合される、底板体１１と同様の例えば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金や、Ｆｅ−Ｎｉ系合金等の合金金属材からなる金属製枠状の枠体１２を有している。そして、この電子部品収納用パッケージ１０は、板状の底板体１１と、枠状の枠体１２をろう付け接合させることで電子部品を収納させるためのキャビティ部１３を設けるようにしている。なお、底板体１１や、枠体１２に用いられるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金や、Ｆｅ−Ｎｉ系合金等の合金金属材は、後述する、これにろう付け接合されるフィードスルー基板１８を構成するアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックと熱膨張係数が近似している。
【００２０】
上記のキャビティ部１３には、近年の光通信ネットワークの幹線系で取り扱う光通信として、伝送速度が１０Ｇｂｉｔ／ｓｅｃを超え、４０〜１００Ｇｂｉｔ／ｓｅｃ程度の高速で大容量の光通信をできるようにするための複数の電子部品が収納されるようになっている。このような複数の電子部品を収納して高速で大容量の光通信を実現するためには、デジタルコヒーレント受信方式を適用したＤＰ−ＱＰＳＫで、デジタル領域で信号とＬＯの位相同期を実現し、任意の光多値変調信号を復調できる幹線系用の集積受信モジュールを形成して光信号を電気信号に変換する方式が最も有力視されている。そして、このＤＰ−ＱＰＳＫ集積受信モジュールを収納するための電子部品収納用パッケージ１０は、単純に光信号から電気信号に変換する従来のモジュールとは異なり、光信号から電気信号に変換する信号光の位相雑音や偏波変動をデジタル領域で処理する複数の電子部品からなる装置を内蔵するために、キャビティ部１３の大きさが非常に大きなものとなっている。
【００２１】
上記の電子部品収納用パッケージ１０は、底板体１１に、底板体１１の長手方向、又は短手方向の両端面四隅のそれぞれから延設して枠体１２の外側に水平に突出させ、そこに固定用孔１４を備える取付部１５を有している。この取付部１５は、底板体１１の長手方向、又は短手方向の両端面四隅のそれぞれから延設しており、四隅でプリント基板等の固定用部材に固定用孔１４を介してねじ締めで取り付けるので、強固に固定用部材に取り付けることができるようになっている。また、上記の電子部品収納用パッケージ１０は、枠体１２の短手方向の１つの側壁に設ける貫通孔１６周辺部にＡｇＣｕろう等のろう材でろう付け接合する光信号を通過させるための挿通孔を備えた金属製固定部材１７を有している。この金属製固定部材１７は、通常、底板体１１や、枠体１２と同様の例えば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金や、Ｆｅ−Ｎｉ系合金等の合金金属材からなっている。そして、この金属製固定部材１７には、レーザ光から照射される光信号を光半導体素子で正確に受信できるようにレーザ装置先端部がＡｕ−Ｓｎ等の低温ろう材や、ＹＡＧ等のレーザーを使用して溶接して取り付けられるようになっている。
【００２２】
上記の電子部品収納用パッケージ１０は、枠体１２の長手方向の側壁、又は枠体１２の長手及び短手方向の側壁を切り欠いて設けられた削除部に、ＡｇＣｕろう等でろう付け接合されるセラミック積層焼成体からなるフィードスルー基板１８を有している。そして、この電子部品収納用パッケージ１０は、枠体１２で仕切られるようにしてキャビティ部１３側と、パッケージの外側とに露出するフィードスルー基板１８の表面に形成された導体配線パターンのパッケージの外部に露出する側の導体配線パターンにろう付け接合させた外部接続リード端子１９を介して電気信号が外部と導通状態となるようにしている。なお、このフィードスルー基板１８は、例えば、アルミナ等からなる複数枚のセラミックグリーンシートにタングステン（Ｗ）や、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属ペーストで導体印刷配線パターンを形成し、複数枚を断面視して凸状に重ね合わせて温度と、圧力をかけて積層した後、セラミックグリーンシートと高融点金属を同時焼成して導体配線パターンを設けたセラミック積層焼成体に形成している。また、このフィードスルー基板１８は、枠体１２にろう付け接合する場合や、パッケージに作製した後に複数の電子部品からの発熱があった場合に、セラミック積層焼成体のろう付け接合部からのクラックや破壊の発生を防止するために、熱膨張係数が底板体１１や、枠体１２に用いられる合金金属材と近似するセラミックを用いている。
【００２３】
上記の受信用の大型の電子部品収納用パッケージ１０は、枠体１２の平面視する四角形外形形状の大きさが２０×１２ｍｍ以上からなると共に、枠体１２がろう付け接合される底板体１１は、枠体１２と同等の金属製、且つ同等の厚み、あるいは同等以上の厚みからなっている。しかも、この受信用の大型の電子部品収納用パッケージ１０は、底板体１１には、下表面長手方向端部に長手方向の長さを下まわる長さを厚み方向に切り欠いて設ける切り欠き部２０を有している。この切り欠き部２０は、底板体１１と、枠体１２をろう付け接合する前に予め、底板体１１を研削や、エッチング加工等で切り欠いて設けるられている。なお、上記の受信用の大型の電子部品収納用パッケージ１０は、通常、底板体１１や、枠体１２以外の構成部材である金属製固定部材１７や、外部接続リード端子１９も、底板体１１や、枠体１２と同じ金属製部材を用いている。上記の受信用の大型の電子部品収納用パッケージ１０は、それぞれの部材で用いられる金属製部材を同一とすると共に、底板体１１に切り欠き部２０を設けて金属製部材と、フィードスルー基板１８に用いられるセラミックとの僅かな熱膨張係数差による熱歪みを押さえ込んで、製造過程で生じる反りの発生をできるだけ小さくできるようにしている。
【００２４】
また、上記の電子部品収納用パッケージ１０は、２０×１２ｍｍ以上の大きさの枠体１２がろう付け接合できる広いキャビティ部１３内の底板体１１の上面に、多くの電子部品を搭載することができるようにしている。しかも、この受信用の大型の電子部品収納用パッケージ１０は、底板体１１には、下表面長手方向端部に長手方向の長さを下まわる長さを厚み方向に切り欠いて設ける切り欠き部２０を有している。これによって、パッケージとして作製された上記の受信用の大型の電子部品収納用パッケージ１０は、キャビティ部１３内に多くの電子部品を実装した後、熱膨張係数差のあるプリント基板等の固定用部材にねじ締めして取り付けられた後、多くの電子部品からの発熱があったとしても、切り欠き部２０によって熱歪みを押さえ込み、底板体５１の反りの発生を低減できるようにしている。また、多くの電子部品を実装した上記の受信用の大型の電子部品収納用パッケージ１０は、底板体１１の下面に設けている切り欠き部２０を下表面長手方向端部に長手方向の長さを下まわる長さを厚み方向に切り欠いて設けているので、底板体１１の長手方向、又は短手方向の両端面四隅のそれぞれから延設して枠体１２の外側に水平に突出させる取付部１５でプリント基板等の固定用部材に安定して強固に取り付けることができる。
【００２５】
上記の電子部品収納用パッケージ１０は、底板体１１、枠体１２、金属製固定部材１７，及び外部接続リード端子１９用として、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金や、Ｆｅ−Ｎｉ系合金等のセラミックと熱膨張係数が近似する合金金属材を用い、それぞれ所定の形状になるように圧延や、打ち抜きや、切削や、エッチング等の金属加工を行って形成している。そして、切り欠き部２０は、底板体１１を研削や、エッチング等で切り欠いて設けるのみであり、従来から作製されているフィードスルー基板１８を含めて構成される上記の電子部品収納用パッケージ１０は、パッケージを安価にすることができる。
【００２６】
上記の切り欠き部２０は、底板体１１の下表面長手方向端部に長手方向の長さを下まわる長さを厚み方向に切り欠いて設けるものであって、特にその大きさを限定するものではないが、下面側から平面視する長さをフィードスルー基板１８の長さの８０％以上、幅を枠体１２の厚み以上、及び断面視する深さを底板体１１の厚みの１／２以上とするのがよい。なお、切り欠き部２０の下面側から平面視する長さは、フィードスルー基板１８の長さと同等程度であって、これをフィードスルー基板１８の真下になるように設けるのが好ましい。
【００２７】
上記の電子部品収納用パッケージ１０には、通常、蓋体を接合させてキャビティ部１３内を気密にするときの気密信頼性を確実にするために、枠体１２や、フィードスルー基板１８の上面の導体配線パターンに、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金や、Ｆｅ−Ｎｉ系合金等の合金金属材からなるシールリング２１がろう付け接合されている。
【実施例１】
【００２８】
本発明者は、パッケージの製造過程で発生する底板体の反りの発生を評価した。実施例には、下面に切り欠き部を設けたＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金からなる底板体と、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金からなる枠体をろう付け接合し、枠体の長手方向のそれぞれ、及び短手方向の一方にフィードスルー基板をろう付け接合させると共に、フィードスルー基板に外部接続リード端子をろう付け接合させ、更に、枠体の短手方向の他方に金属製固定部材を、枠体の上部にシールリングをろう付け接合させたものを作製した。併せて、比較例には、従来の電子部品収納用パッケージである底板体に切り欠き部を設けないもので、上記と同様のものを作製した。なお、実施例には、底板体の厚みをａ、枠体の厚みをｂ、切り欠き部の深さをＡ、切り欠き部の幅をＢ、切り欠き部の長さをＣとしたときの、切り欠き部の大きさを、ａ＝１ｍｍ、ｂ＝１ｍｍ、Ａ＝０．５ｍｍ、Ｂ＝１ｍｍ、Ｃ＝フィードスルー基板と同じ長さとするサンプル１と、切り欠き部の大きさを、ａ＝１．５ｍｍ、ｂ＝１．５ｍｍ、Ａ＝１ｍｍ、Ｂ＝２ｍｍ、Ｃ＝フィードスルー基板の長さの８０％の長さとするサンプル２を準備した。評価結果は、比較例の底板体長手方向中央の反り量を１００％としてその相対値を、表１にグラフで示す。
【００２９】
【表１】
2014150212.tif 000003
【００３０】
本発明の電子部品収納用パッケージは、パッケージの製造過程で発生する底板体の反りが従来の電子部品収納用パッケージである比較例に対して、実施例のサンプル１で８０％、サンプル２で８５％と低減していることが確認できた。
【実施例２】
【００３１】
次に、本発明者は、パッケージに電子部品を実装し、温度が２５℃から−４０℃、２５℃から８０℃まで変化する条件１、条件２の場合の底板体の反りの挙動を有限要素法を用いたシミュレーションを行った。実施例には、底板体の厚みをａ、枠体の厚みをｂ、切り欠き部の深さをＡ、切り欠き部の幅をＢ、切り欠き部の長さをＣとしたときの、切り欠き部の大きさを、ａ＝１ｍｍ、ｂ＝１ｍｍ、Ａ＝０．５ｍｍ、Ｂ＝１ｍｍ、Ｃ＝フィードスルー基板と同じ長さとするサンプルを用いた。併せて、比較例には、底板体に切り欠き部を設けないサンプルを用いた。そして、実施例及び比較例は、プリント基板にねじ締め固定しない場合の実験例１と、プリント基板の厚さが１ｍｍと、厚さが３ｍｍからなるプリント基板にねじ締め固定する場合の実験例２、実験例２について、それぞれの底板体の反りの挙動をシミュレーションした。評価結果は、プリント基板にねじ締め固定しない実験例１の場合で、外気温度が２５℃から−４０℃においての切り欠き部なしの比較例の底板体長手方向中央の反り量を１００％としてそれぞれの場合の相対値を、表２にグラフで示す。
【００３２】
【表２】
2014150212.tif 000004
【００３３】
本発明の電子部品収納用パッケージは、パッケージに電子部品を実装し、プリント基板にねじ締め固定しない場合では、従来品である比較例と殆ど変化がないことが確認できたが、プリント基板にねじ締め固定する場合では、実施例、比較例共に反りの発生が上昇するものの、実施例である本発明の電子部品収納用パッケージは、比較例である従来の電子部品収納用パッケージに対して約１５％程度の改善効果が確認できた。また、電子部品収納用パッケージをねじ締め固定するプリント基板は、厚さが厚くなるにつれて反りの発生が上昇することが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の電子部品収納用パッケージは、光通信ネットワークの幹線系の受信用として光半導体素子や、アンプ等の多数の電子部品を収納して、４０〜１００Ｇｂｉｔ／ｓｅｃ程度の高速で大容量の光通信が期待されるデジタルコヒーレント受信方式に適用できるパッケージとして用いることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０：電子部品収納用パッケージ、１１：底板体、１２：枠体、１３：キャビティ部、１４：固定用孔、１５：取付部、１６：貫通孔、１７：金属製固定部材、１８：フィードスルー基板、１９：外部接続リード端子、２０：切り欠き部、２１：シールリング
【図１】
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【図２】
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