(57)【要約】【課題】パッケージ自体から発生する発熱を抑えて、光出力が可能で動作特性が低下しないレーザーダイオードが搭載できる光通信用パッケージを提供する。【解決手段】底板体１３と枠体１２で内部を電子部品を搭載するためのキャビティ部１４とする金属製基体１１の枠体１２側壁に窓枠状切り欠き１５が設けられ、これを塞ぐようにしてフィードスルー基板１６を有する光通信用パッケージ１０において、基体１１外側のフィードスルー基板１６に、Ｃｕ系金属板の外部接続端子２０接合用の接合用パッド２１を有し、基体１１内側のフィードスルー基板１６に電子部品とボンディングワイヤを介して導通状態とするための接続用パッド２２を有すると共に、これらを接続して第１の導体配線パターン２３が設けられ、しかも、この下層にビア導体２４及び／又はキャスタレーション導体２５を介して導通状態となる第２の導体配線パターン２６を有する。【選択図】図１
2006156877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底板体と枠体を接合し、内部を光通信用の電子部品を搭載するためのキャビティ部とする金属製の基体の前記枠体の１又は相対向する側壁に前記キャビティ部と連通する窓枠状切り欠きが穿設して設けられ、該窓枠状切り欠きを塞ぐようにして接合される複数枚のセラミック積層体からなるフィードスルー基板を有する光通信用パッケージにおいて、
前記基体の外側の前記フィードスルー基板に、一方の端部側を接続して他方の端部側を水平に大気中に延設する外部接続端子を接合するための接合用パッドを有し、該接合用パッドにろう付け接合される前記外部接続端子がＣｕ系金属板からなり、前記基体の内側の前記フィードスルー基板に、前記電子部品とボンディングワイヤを介して電気的に導通状態とするための接続用パッドを有すると共に、前記接合用パッドと前記接続用パッドを接続して第１の導体配線パターンが設けられ、しかも、該第１の導体配線パターンの下層の前記セラミック積層体の１又は複数層にビア導体及び／又はキャスタレーション導体を介して電気的に導通状態となる第２の導体配線パターンを有することを特徴とする光通信用パッケージ。
【請求項２】
請求項１記載の光通信用パッケージにおいて、前記ビア導体の一方の先端部が前記第１の導体配線パターンの前記接合用パッドと前記接続用パッドのそれぞれに１又は複数個接続され、前記ビア導体の他方の先端部が前記第２の導体配線パターンに接続して設けられていることを特徴とする光通信用パッケージ。
【請求項３】
請求項１記載の光通信用パッケージにおいて、前記ビア導体の一方の先端部が前記第１の導体配線パターンの前記接合用パッドに１又は複数個接続され、前記ビア導体の他方の先端部が前記第２の導体配線パターンに接続して設けられると共に、前記接続用パッド側の前記セラミック積層体の壁面に該接続用パッドと前記第２の導体配線パターンを電気的に導通状態とするための前記キャスタレーション導体が設けられていることを特徴とする光通信用パッケージ。
【請求項４】
請求項１記載の光通信用パッケージにおいて、前記接合用パッド側の前記セラミック積層体の壁面、及び前記接続用パッド側の前記セラミック積層体の壁面のそれぞれに前記接合用パッド及び前記接続用パッドと前記第２の導体配線パターンを電気的に導通状態とするための前記キャスタレーション導体が設けられていることを特徴とする光通信用パッケージ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項記載の光通信用パッケージにおいて、前記外部接続端子の電気抵抗率が１０μΩ・ｃｍ以下であることを特徴とする光通信用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信用の電子部品を収容するための光通信用パッケージに係り、より詳細には励起光源用のレーザー光を高出力で発することができる光通信用パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信用の電子部品であるレーザーダイオードを収容するための光通信用パッケージには、基体がセラミック製や金属製のものがある。例えば、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、金属製の光通信用パッケージ５０は、基体５１の底板体５２に、熱伝導性が高く放熱性に優れたＣｕとＷ（タングステン）との複合金属板や、ＣｕとＭｏとの合金金属板や、Ｃｕ−Ｍｏ−Ｃｕの接合金属板等のＣｕ系金属板が用いられている。また、これに接合される枠体５３には、セラミックと熱膨張係数が近似するＫＶ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、商品名「Ｋｏｖａｒ（コバール）」）や、４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）等のＦｅ系金属部材が用いられている。底板体５２と枠体５３で形成されるキャビティ部５４には、光通信用の電子部品を搭載することができる。この基体５１には、枠体５３の一側壁部にキャビティ部５４に連通し、レーザー光からなる光信号を通すための貫通孔５５が穿孔され、この貫通孔５５の周辺部に、キャビティ部５４に光信号を通すための空洞を有する筒状に形成されたＫＶや、４２アロイ等の金属材からなる金属製固定部材５６が接合されている。また、基体５１の枠体５３の他の一側壁部、又は相対向する側壁部には、窓枠状切り欠き５７が穿設されている。そして、この窓枠状切り欠き５７には、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミック材からなるフィードスルー基板５８がキャビティ部５４側と基体５１の外側とを挿通させるようにして接合されている。このフィードスルー基板５８には、キャビティ部５４内側で電子部品とボンディングワイヤ等を介して接続されるための接続用パッド５９が導体配線パターン６０の一方の端部側として形成されている。また、フィードスルー基板５８には、基体５１の外側で外部と電気的接続を行うのにＫＶや、４２アロイ等のＦｅ系金属部材からなる外部接続端子６１をろう付け接合させるための接合用パッド６２が導体配線パターン６０の他方の端部側として形成されている。この導体配線パターン６０は、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焼成前のセラミック材に印刷し、複数枚を積層し、セラミック材と同時焼成して形成している。
【０００３】
この光通信用パッケージ５０には、基体５１のキャビティ部５４の電子部品搭載部（図示せず））にペルチェ等の放熱構造体を介して励起光源用のレーザーダイオードが接着され、レーザーダイオードと導体配線パターン６０の接続用パッド５９とをボンディングワイヤ等で接続することで、レーザーダイオードが外部接続端子６１と電気的に接続される。更に、この光通信用パッケージ５０の金属製固定部材５６には、光ファイバー部材が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接合される。そして、基体５１の上面に金属やセラミック等からなる蓋体６３がガラス、ろう材、樹脂等からなる接着材で接合されキャビティ部５４が気密に封止されることで、半導体モジュールが形成され、取り付け孔６４を介してボード等にねじ止め固定される。
【０００４】
従来の光通信用パッケージには、底板体に生じた反りの影響で放熱性が低下するのを抑えて、装置の特性、及び信頼性の低下を防止するために、基体の底板体と枠体との接合面間に底板体の熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有する薄板金属材料を狭着させて接合するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来の半導体パッケージには、外部接続端子の抵抗や、インダクタンスの周波数依存性を制御すると共に、蓋体での封着部分の気密信頼性を高めるために、基体に列状に配置されたガラス系封着材を介してＣｕ系金属板からなる外部接続端子が接合されるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２２６２７号公報
【特許文献２】特開平７−２０２１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述したような従来の光通信用パッケージは、次のような問題がある。
（１）従来の光通信用パッケージは、これに搭載される電子部品である光アンプの励起光源用のレーザーダイオードからの光出力が数１００ｍＷ程度で、パッケージを通してレーザーダイオードに流す電流が１Ａ程度以下であるので、パッケージ及び電子部品からの発熱を充分に放熱させることができる構造となっており、電子部品の動作特性の信頼性を維持させることが可能であった。しかしながら、最近のレーザーダイオードからの光出力の高出力化によって、光通信用パッケージには、レーザーダイオードに流す電流を高くする必要が発生してパッケージにも高電流を流す必要が生じているが、外部接続端子や、導体配線パターンの電気抵抗によってパッケージ自体の温度が上昇してレーザーダイオードの動作特性が低下してレーザーダイオードを収納することができなくなっている。
（２）従来の光通信用パッケージには、パッケージを熱伝導性のよい台板等に取り付けて更に放熱性を向上させ、放熱性の低下による装置の特性、及び信頼性の低下を防止するための工夫、例えば、基体の底板体と枠体との接合面間に底板体の熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有する薄板金属材料を狭着させて底板体に生じる反りを抑え、底板体と当接させる台板との間に隙間をなくして密着させることで放熱性の低下を抑えるような対策を行っているものがある。しかしながら、このような光通信用パッケージは、導体配線パターンや外部接続端子に従来通りの部材が用いられており、例え基体の底板体の反りが改善されてレーザーダイオードからの発熱を放熱させる底板体からの放熱性が向上したとしても、パッケージ自体に発生する発熱を抑えるための工夫がなされていないので、外部接続端子や、導体配線パターンの電気抵抗によってパッケージ自体の温度上昇による熱を放熱させる分が追加され、レーザーダイオードの動作特性が低下してレーザーダイオードを収納することができなくなっている。
（３）従来の半導体パッケージには、外部接続端子の抵抗や、インダクタンスの周波数依存性を制御するのを行うために、例えば、Ｃｕ系金属板からなる外部接続端子を用い、基体にガラスで接合させるものがある。しかしながら、このパッケージは、半導体素子等の電子部品と電気的に接続するためのボンディングワイヤの接続が直接外部接続端子と行う場合に効力が発揮でき、外部接続端子が接合される導体配線パターンにボンディングワイヤを接続する場合には、導体配線パターンの抵抗が大きく、導体配線パターンからのパッケージ自体の温度上昇があるので、半導体素子の動作特性を改善させることが難しい。  本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、パッケージ自体から発生する発熱を抑えて、光出力が可能で動作特性が低下しないレーザーダイオードが搭載できる光通信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】
【０００７】
前記目的に沿う本発明に係る光通信用パッケージは、底板体と枠体を接合し、内部を光通信用の電子部品を搭載するためのキャビティ部とする金属製の基体の枠体の１又は相対向する側壁にキャビティ部と連通する窓枠状切り欠きが穿設して設けられ、窓枠状切り欠きを塞ぐようにして接合される複数枚のセラミック積層体からなるフィードスルー基板を有する光通信用パッケージにおいて、基体の外側のフィードスルー基板に、一方の端部側を接続して他方の端部側を水平に大気中に延設する外部接続端子を接合するための接合用パッドを有し、接合用パッドにろう付け接合される外部接続端子がＣｕ系金属板からなり、基体の内側のフィードスルー基板に、電子部品とボンディングワイヤを介して電気的に導通状態とするための接続用パッドを有すると共に、接合用パッドと接続用パッドを接続して第１の導体配線パターンが設けられ、しかも、第１の導体配線パターンの下層のセラミック積層体の１又は複数層にビア導体及び／又はキャスタレーション導体を介して電気的に導通状態となる第２の導体配線パターンを有する。
【０００８】
ここで、光通信用パッケージは、ビア導体の一方の先端部が第１の導体配線パターンの接合用パッドと接続用パッドのそれぞれに１又は複数個接続され、ビア導体の他方の先端部が第２の導体配線パターンに接続して設けられているのがよい。
また、光通信用パッケージは、ビア導体の一方の先端部が第１の導体配線パターンの接合用パッドに１又は複数個接続され、ビア導体の他方の先端部が第２の導体配線パターンに接続して設けられると共に、接続用パッド側のセラミック積層体の壁面に接続用パッドと第２の導体配線パターンを電気的に導通状態とするためのキャスタレーション導体が設けられているのがよい。
更に、光通信用パッケージは、接合用パッド側のセラミック積層体の壁面、及び接続用パッド側のセラミック積層体の壁面のそれぞれに接合用パッド及び接続用パッドと第２の導体配線パターンを電気的に導通状態とするためのキャスタレーション導体が設けられているのがよい。
また、更に、光通信用パッケージは、外部接続端子の電気抵抗率が１０μΩ・ｃｍ以下であるのがよい。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１又はこれに従属する請求項２〜４のいずれか一項、あるいは請求項１〜４のいずれか一項に従属する請求項５記載の光通信用パッケージは、基体の外側のフィードスルー基板に、一方の端部側を接続して他方の端部側を水平に大気中に延設する外部接続端子を接合するための接合用パッドを有し、接合用パッドにろう付け接合される外部接続端子がＣｕ系金属板からなり、基体の内側のフィードスルー基板に、電子部品とボンディングワイヤを介して電気的に導通状態とするための接続用パッドを有すると共に、接合用パッドと接続用パッドを接続して第１の導体配線パターンが設けられ、しかも、第１の導体配線パターンの下層のセラミック積層体の１又は複数層にビア導体及び／又はキャスタレーション導体を介して電気的に導通状態となる第２の導体配線パターンを有するので、外部接続端子がＣｕ系金属板で電気伝導率が従来のＫＶ製に比べて格段に大きくて電気抵抗率が小さく、大きい電流を流しても外部接続端子自体に発生する発熱を小さくすることができる。また、導体配線パターンは、従来の単層配線から並列配線となることで電気抵抗を小さくでき、大きい電流を流しても導体配線パターン自体に発生する発熱を小さくできることで、パッケージ自体の温度上昇を小さくすることができる。このＣｕ系金属板からなる外部接続端子と、並列配線からなる導体配線パターンによって、パッケージ自体から発生する発熱を小さくすることができるので、レーザーダイオードの動作特性の低下を防止することができる。
【００１０】
特に、請求項２記載の光通信用パッケージは、ビア導体の一方の先端部が第１の導体配線パターンの接合用パッドと接続用パッドのそれぞれに１又は複数個接続され、ビア導体の他方の先端部が第２の導体配線パターンに接続して設けられているので、第１及び第２の導体配線パターンに流れる電流が表皮効果によって電流分布が表層に集中したとしても第２の導体配線パターンに流れる電流を効果的に流すことができ、第１及び第２の導体配線パターン全体で低抵抗状態とすることで、導体配線パターンからの発熱を小さくすることができる。
また、特に、請求項３記載の光通信用パッケージは、ビア導体の一方の先端部が第１の導体配線パターンの接合用パッドに１又は複数個接続され、ビア導体の他方の先端部が第２の導体配線パターンに接続して設けられると共に、接続用パッド側のセラミック積層体の壁面に接続用パッドと第２の導体配線パターンを電気的に導通状態とするためのキャスタレーション導体が設けられているので、キャスタレーション導体での接続によって、ボンディングワイヤを接続させる接続用パッドの表面にビア導体を形成した時には発生するような凸凹を回避するすることができ、ボンディングワイヤ接続時の接続信頼性を向上させることができる。
更に、特に、請求項４記載の光通信用パッケージは、接合用パッド側のセラミック積層体の壁面、及び接続用パッド側のセラミック積層体の壁面のそれぞれに接合用パッド及び接続用パッドと第２の導体配線パターンを電気的に導通状態とするためのキャスタレーション導体が設けられているので、外部接続端子を接合用パッドにろう付け接合する時に、ろう材が接合用パッド端部のセラミック積層体の角部壁面にも流れることで外部接続端子を強固に接合させることができる。また、接続用パッド側では、表面にビア導体を形成した時に発生するような凸凹を回避するすることができ、ボンディングワイヤを強固に接続させることができる。
また、更に、請求項５記載の光通信用パッケージは、外部接続端子の電気抵抗率が１０μΩ・ｃｍ以下であるので、外部接続端子に高い電流が流れても電気抵抗率が低いので発熱を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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の形態について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る光通信用パッケージの平面図、正面図、図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同光通信用パッケージのフィードスルー基板部の拡大正面図、Ａ−Ａ’線縦断面図、図３（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ同光通信用パッケージの変形例のフィードスルー基板の説明図、図４は同光通信用パッケージの外部接続端子及び導体配線パターンに電流が流れた場合のそれぞれの部位の発熱温度のグラフである。
【００１２】
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る光通信用パッケージ１０は、金属製の基体１１としての枠体１２には、セラミックと熱膨張係数が近似するＫＶや、４２アロイ等のＦｅ系金属部材が用いられている。また、枠体１２と接合される底板体１３には、熱伝導性が高く放熱性に優れ、しかも枠体１２のＦｅ系金属部材と熱膨張係数を比較的近似させることができるＣｕ−Ｗ複合金属板や、Ｃｕ−Ｍｏ合金金属板や、Ｃｕ−Ｍｏ−Ｃｕ接合金属板等のＣｕ系金属板が用いられている。底板体１３と枠体１２は、ろう付け接合されて基体１１とされ、この基体１１には、底板体１３の上面と枠体１２の内周壁面とで形成される中空内部であるキャビティ部１４に、光通信用の電子部品を搭載することができる。また、この基体１１の枠体１２には、１又は相対向する側壁にキャビティ部１４と連通する窓枠状切り欠き１５が穿設して設けられている。そして、この窓枠状切り欠き１５には、複数枚のＡｌ２Ｏ３セラミック等のセラミック積層体からなるフィードスルー基板１６が窓枠状切り欠き１５を塞ぐようにして接合されている。なお、枠体１２には、フィードスルー基板１６が設けられる側壁とは異なる一側壁に貫通孔が設けられ、この貫通孔に筒状に形成された金属製固定部材１７がろう付け接合され、光信号を通すための光ファイバー部材（図示せず）が接続できるように形成されている。また、底板体１３には、長手方向両端部に、光通信用の電子部品をキャビティ部１４に搭載し、蓋体（図示せず）で気密に封止した後、基体１１をボード等に取り付けるための固定用孔１８が設けられている。更に、高さを同一にした枠体１２、及びフィードスルー基板１６の上面には、枠体１２と同じＫＶや、４２アロイ等のＦｅ系金属部材からなる金属製のシールリング１９がろう付け接合されている。
【００１３】
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、フィードスルー基板１６には、基体１１の外側となる部分の上表面に、一方の端部側を接合して他方の端部側を水平に大気中に延設するバタフライ型に外部接続端子２０をろう付け接合するためのＷや、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属からなるメタライズで形成された接合用パッド２１が設けられている。そして、この接合用パッド２１にろう付け接合される外部接続端子２０は、例えば、Ｃｕに少量のＳｎ、Ｎｉ、Ｐ等を添加させたＣｕ合金や、Ｃｕに少量のＡｌ２Ｏ３を混合させたＣｕ複合材等のＣｕ系金属板からなり、Ｃｕに比較して熱膨張係数を低く抑え、強度を強くすると共に、Ｃｕと同程度の電気伝導率を有するようにしている。また、フィードスルー基板１６には、基体１１の内側となる部分の上表面に、電子部品を搭載させた後に電子部品とボンディングワイヤを介して電気的に導通状態とするための接続用パッド２２が接合用パッド２１と同様のメタライズを用いて設けられている。更に、接合用パッド２１と接続用パッド２２は、同一平面状で接合用パッド２１と接続用パッド２２をこれに用いたメタライズと同様のメタライズを用いて接続した部分を含めた形で第１の導体配線パターン２３として設けられている。しかも、このフィードスルー基板１６には、第１の導体配線パターン２３と、その下層のセラミック積層体の１又は複数層の上下層間で第１の導体配線パターン２３に用いたメタライズと同様のメタライズからなるビア導体２４及び／又はキャスタレーション導体２５を介して電気的に導通状態となる第２の導体配線パターン２６が設けられている。この第２の導体配線パターン２６に用いられるメタライズは、第１の導体配線パターン２３に用いたメタライズと同様のメタライズが用いられている。
【００１４】
なお、フィードスルー基板１６は、第１の導体配線パターン２３が形成されるセラミック層の上面に、枠体１２の一部とするためのそれぞれの第１の導体配線パターン２３の接合用パッド２１と接続用パッド２２を接続するパターン部分を横断するよう積層される複数枚のセラミックを積層して形成されたセラミック土手部２７を有している。そして、このセラミック土手部２７の上面には、第１の導体配線パターン２３に用いたメタライズと同様のメタライズを用いたメタライズパターン２８が設けられており、このメタライズパターン２８の上面にろう材を介して接合されたシールリング１９を有している。また、第１の導体配線パターン２３や、第２の導体配線パターン２６が形成されるセラミック層を含む複数枚のセラミックを積層して形成されたセラミック基台部２９の下面、及びセラミック土手部２７とセラミック基台部２９の側面には、枠体１２に形成された窓枠状切り欠き１５と当接する部分にメタライズパターン２８ａが形成され、このメタライズパターン２８ａと窓枠状切り欠き１５がろう材を介して接合されている。
【００１５】
ここで、図３（Ａ）に示すように、光通信用パッケージ１０のフィードスルー基板１６の一例であるフィードスルー基板１６ａは、第１の導体配線パターン２３と第２の導体配線パターン２６を電気的に導通状態とするためのビア導体２４がその一方の先端部を第１の導体配線パターン２３の接合用パッド２１と接続用パッド２２のそれぞれに１又は複数個接続されている。また、ビア導体２４は、他方の先端部を第２の導体配線パターン２６に接続して設けられている。このフィードスルー基板１６ａは、第１導体配線パターン２３及び第２の導体配線パターン２６に流れる電流の電流分布が表皮効果によって表層に集中して流れる時に、第１と第２の導体配線パターン２３、２６の一方の端部から他方の端部に電流を効果的に流すことができ、第１及び第２の導体配線パターン２３、２６全体で低抵抗状態電流を流すことができ、導体配線パターンからの発熱を小さくすることができる。なお、フィードスルー基板１６ａには、接合用パッド２１側のセラミック積層体の壁面に、外部接続端子２０を接合した時のろう付け接合強度を向上させるメニスカス３０（図３（Ｃ）参照）を形成するためのキャスタレーション導体２５を設けてもよい。
【００１６】
次に、図３（Ｂ）に示すように、光通信用パッケージ１０のフィードスルー基板１６の他の一例であるフィードスルー基板１６ｂは、ビア導体２４の一方の先端部が第１の導体配線パターン２３の接合用パッド２１に１又は複数個接続され、ビア導体２４の他方の先端部が第２の導体配線パターン２６に接続して設けられている。また、フィードスルー基板１６ｂには、接続用パッド２２側でセラミック積層体のセラミック基台部２９の壁面に、接続用パッド２２と第２の導体配線パターン２６を電気的に導通状態とするためのメタライズが施されたキャスタレーション導体２５が設けられている。このフィードスルー基板１６ｂは、第１と第２の導体配線パターン２３、２６の一方の端部から他方の端部に電流を効果的に低抵抗状態で流すことができる。また、このフィードスルー基板１６ｂは、接続用パッド２２の表面にビア導体２４を形成した時に発生するような凸凹を回避するすることができるので、ボンディングワイヤ接続時の不着等の問題を防止でき、接続信頼性を向上させることができる。なお、フィードスルー基板１６ｂには、接合用パッド２１側のセラミック積層体の壁面に、外部接続端子２０を接合した時のろう付け接合強度を向上させるメニスカス３０（図３（Ｃ）参照）を形成するためのキャスタレーション導体２５を設けてもよい。
【００１７】
次に、図３（Ｃ）に示すように、光通信用パッケージ１０のフィードスルー基板１６の更に他の一例であるフィードスルー基板１６ｃは、接合用パッド２１側でセラミック積層体のセラミック基台部２９の壁面、及び接続用パッド２２側でセラミック積層体のセラミック基台部２９の壁面のそれぞれに接合用パッド２１、及び接続用パッド２２と第２の導体配線パターン２６を電気的に導通状態とするためのメタライズが施されたキャスタレーション導体２５が設けられている。このフィードスルー基板１６ｃは、第１と第２の導体配線パターン２３、２６の一方の端部から他方の端部に電流を効果的に低抵抗状態で流すことができる。また、このフィードスルー基板１６ｃは、接続用パッド２２の表面にビア導体２４を形成した時に発生するような凸凹を回避するすることができので、ボンディングワイヤ接続時の不着等の問題を防止でき、接続信頼性を向上させることができる。更には、このフィードスルー基板１６ｃは、外部接続端子２０を接合用パッド２１にろう付け接合する時に、ろう材がセラミック積層体の角部壁面のキャスタレーション導体２５にも流れてメニスカス３０を形成させることで外部接続端子２０を強固に接合させることができる。
【００１８】
上記のフィードスルー基板１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃを用いたそれぞれの光通信用パッケージ１０は、外部接続端子２０に、例えば、Ｃｕに少量のＳｎ、Ｎｉ、Ｐ等を添加させたＣｕ合金や、Ｃｕに少量のＡｌ２Ｏ３を混合させたＣｕ複合材等のＣｕ系金属板のような電気抵抗率が１０μΩ・ｃｍ以下であるものを用いるのがよい。外部接続端子２０の電気抵抗率が１０μΩ・ｃｍを超える場合には、外部接続端子２０に大きい電流が流れた時に電流の抵抗によって外部接続端子２０自体が発熱し、この外部接続端子２０からの熱でパッケージ自体が発熱してレーザーダイオードの動作特性の低下となることがある。
【００１９】
ここで、本発明者は、実施例として、Ｃｕ系金属板の外部接続端子と、２層の導体配線パターンを設けた光通信用パッケージについて、段階的に電流値を変化させて電流を流した場合の外部接続端子部と、導体配線パターン部について、それぞれの電流値に対する発熱温度を測定した。また、比較例として、Ｃｕ系金属板の外部接続端子と、従来の単層の導体配線パターンを設けた光通信用パッケージについて、同様にして段階的に電流値を変化させて電流を流した場合の外部接続端子部と、導体配線パターン部について、それぞれの電流値に対する発熱温度を測定した。併せて、従来例として、従来のＫＶ製の外部接続端子と、従来の単層の導体配線パターンを設けた光通信用パッケージについて、同様にして段階的に電流値を変化させて電流を流した場合の外部接続端子部と、導体配線パターン部について、それぞれの電流値に対する発熱温度を測定した。
【００２０】
図４に示すように、それぞれの電流値に対する測定結果をグラフにして示す。この結果から、実施例や比較例のＣｕ系金属板の外部接続端子を用いた光通信用パッケージは、従来例の光通信用パッケージに比較して、外部接続端子部、及び導体配線パターン部の発熱温度が低いのが確認できる。また、比較例のＣｕ系金属板の外部接続端子を用いた光通信用パッケージの導体配線パターン部の発熱温度は、従来例の光通信用パッケージの導体配線パターンと同じ単層であるので、従来例の光通信用パッケージの導体配線パターンの発熱温度と本来同一のはずであるが、Ｃｕ系金属板の外部接続端子の低い発熱温度の影響を受けて下がっていると考えられる。逆に、従来例の光通信用パッケージの導体配線パターン部の発熱温度は、ＫＶ製の外部接続端子の高い発熱温度の影響を受けて上がっていると考えられる。実施例のＣｕ系金属板の外部接続端子と、２層の導体配線パターンを設けた光通信用パッケージの導体配線パターン部の発熱温度は、比較例のＣｕ系金属板の外部接続端子と、単層の導体配線パターンを設けた光通信用パッケージの導体配線パターン部の発熱温度より低くなり、導体配線パターンを２層とすることで流れる電流が低抵抗状態となり、発熱温度を低くすることができることが確認できる。この測定結果より、本発明の一実施の形態に係る光通信用パッケージのパッケージ自体から発生する発熱温度は、従来の光通信用パッケージに比較して格段に小さくすることができることが確認できた。
【００２１】
次いで、本発明の一実施の形態に係る光通信用パッケージ１０の製造方法を説明する。
基体１１を形成するための枠体１２は、セラミックと熱膨張係数が近似するＫＶ、４２アロイ等の金属塊を切削して筒状に形成したり、パイプ状に形成した部材を輪切りにしてから押し曲げて形成する。更に、この枠体１２の１又は相対向する両側壁にキャビティ部１４に連通する実質的に矩形状に、枠体１２の上端部から切り欠いた窓枠状切り欠き１５を形成する。また、窓枠状切り欠き１５が形成されていない枠体１２の一側壁には、キャビティ部１４に連通する実質的に円形からなる貫通孔を穿孔して形成する。枠体１２と接合して基体１１を形成するための底板体１３は、光通信用の電子部品からの発熱を放熱するのに優れるＣｕ−Ｗ（ポーラス状のタングステンに銅を含浸させたりして作製したもの）複合金属板や、Ｃｕ−Ｍｏ合金金属板や、Ｃｕ−Ｍｏ−Ｃｕ（銅、モリブデン、銅の３層を接合して作製したもの）接合金属板等の金属板から略長方形状に形成され、長手方向両端部にボード等の取り付け部材にねじで取り付けるための固定用孔１８を穿設して設けている。そして、枠体１２と底板体１３は、Ｎｉめっきを施した後、例えば、Ａｇ−Ｃｕろう等の高温ろう材を接合部に挟んで加熱し、ろう付け接合することで、内部に光通信用のレーザーダイオード、フォトダイオード等の電子部品を搭載するためのキャビティ部１４を有する基体１１を形成する。
【００２２】
フィードスルー基板１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ（以下代表して１６と記す）を形成するアルミナ等のセラミックは、例えば、先ず、アルミナ粉末にマグネシア、シリカ、カルシア等の焼結助剤を適当量加えた粉末に、ジオクチルフタレート等の可塑剤と、アクリル樹脂等のバインダー、及びトルエン、キシレン、アルコール類等の溶剤を加え、十分に混練し、脱泡して粘度２０００〜４００００ｃｐｓのスラリーを作製する。次いで、ドクターブレード法等によって、例えば、厚み０．２５ｍｍのシートを形成し、適当な寸法に切断した矩形状のセラミックグリーンシートを作製する。フィードスルー基板１６は、複数枚のセラミックグリーンシートにタングステンやモリブデン等の高融点金属ペーストを用いて接合用パッド２２及び接続用パッド２２を含む第１の導体配線パターン２３や、第２の導体配線パターン２６等をスクリーン印刷で形成し、各セラミックグリーンシートを積層し焼成して形成する。なお、ビア導体２４は、セラミックグリーンシートの所定位置に貫通孔を穿孔し、この貫通孔に上記と同じ高融点金属ペーストを用いてスクリーン印刷で充填して形成している。また、キャスタレーション導体２５は、セラミックグリーンシートの所定位置に貫通孔を穿孔し、この貫通孔に上記と同じ高融点金属ペーストを用いてスクリーン印刷でペーストを供給しながら貫通孔の下からペーストを吸引して貫通孔の壁面に高融点金属ペーストを塗布させ、焼成前又は焼成後貫通孔部分を横断するようにして分割することで形成している。
【００２３】
フィードスルー基板１６には、枠体１２の窓枠状切り欠き１５にフィードスルー基板１６をろう付け接合するために、窓枠状切り欠き１５と当接する外周部にメタライズパターン２８、２８ａを形成する。フィードスルー基板１６の表面に露出する金属部分には、Ｎｉめっきを施した後、窓枠状切り欠き１５とフィードスルー基板１６の接合面にＡｇ−Ｃｕろう等の高温ろう材を挟んで加熱し、ろう付け接合する。更に、枠体１２の上端面、及びフィードスルー基板１６の上端面には、ＫＶ、４２アロイ等からなるシールリング１９がＡｇ−Ｃｕろう等の高温ろう材を挟んで当接し、加熱してろう付け接合する。また、枠体１２の外側での第１の導体配線パターン２３には、Ｃｕに少量のＳｎ、Ｎｉ、Ｐ等を添加させたＣｕ合金や、Ｃｕに少量のＡｌ２Ｏ３を混合させたＣｕ複合材等のＣｕ系金属板からなる外部接続端子２０をバタフライ型に、Ａｇ−Ｃｕろう等の高温ろう材を挟んで当接し、加熱してろう付け接合する。また、キャビティ部１４側の接続用パッド２２は、電子部品とボンディングワイヤ等で接続するために用いられる。
【００２４】
一方、フィードスルー基板１６が接合されていない枠体１２の一側壁に形成された貫通孔には、筒状に形成されたＫＶ、４２アロイ等からなる金属製固定部材１７を高温ろう材、低温ろう材、樹脂接着剤等の接合材を用いて接合する。この金属製固定部材１７は、光ファイバー部材を接続するために用いられる。
なお、前述したＡｇ−Ｃｕろう等の高温ろう材でのろう付け接合は、各接合部分を一度に合わせて加熱し、接合する場合と、複数回に分けて加熱し、接合する場合がある。
【００２５】
光通信用パッケージ１０には、キャビティ部１６内に光通信用の電子部品が実装され、金属製固定部材１７に光ファイバー部材が取り付けられた後、ＫＶ、４２アロイ等の金属や、セラミック等で形成される蓋体を、ろう材、樹脂、ガラス等で接合して封止し、更に、外部接続端子２０の連結している先端部分を切断除去することで光通信用の半導体モジュールとして使用される。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の光通信用パッケージは、内部に光通信用のレーザーダイオード、フォトダイオード等の電子部品を搭載して、励起光源用のレーザー光を高出力で発することができる光通信用パッケージに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る光通信用パッケージの平面図、正面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同光通信用パッケージのフィードスルー基板部の拡大正面図、Ａ−Ａ’線縦断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ同光通信用パッケージの変形例のフィードスルー基板の説明図である。
【図４】同光通信用パッケージの外部接続端子及び導体配線パターンに電流が流れた場合のそれぞれの部位の発熱温度のグラフである。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来の光通信用パッケージの平面図、Ｂ−Ｂ’線縦断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０：光通信用パッケージ、１１：基体、１２：枠体、１３：底板体、１４：キャビティ部、１５：窓枠状切り欠き、１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ：フィードスルー基板、１７：金属製固定部材、１８：固定用孔、１９：シールリング、２０：外部接続端子、２１：接合用パッド、２２：接続用パッド、２３：第１の導体配線パターン、２４：ビア導体、２５：キャスタレーション導体、２６：第２の導体配線パターン、２７：セラミック土手部、２８、２８ａ：メタライズパターン、２９：セラミック基台部、３０：メニスカス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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