(57)【要約】  【課題】  本発明は、レンズと固定部材との接合強度が向上した光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置を提供することを目的とする。  【解決手段】  本発明の実施形態に係る光半導体素子収納用パッケージ１は、基板３と、枠体４と、固定部材７とレンズ６とを備えている。基板３は、上面に光半導体素子２を実装する実装領域３１を有する。枠体４は、基板３上に位置した、内外を貫通した第１貫通孔４１を有する。固定部材７は、第１貫通孔４１と重なって位置し、第１貫通孔４１よりも小さい第２貫通孔７２と、第２貫通孔７２の貫通方向に溝部７１とを有するとともに、枠体４に固定されている。レンズ６は、固定部材７に接合材８を介して固定された、端部が溝部７１と重なって位置している。レンズ６は、固定部材７と固定される表面にメタライズ層６１を有しており、メタライズ層６１は、溝部７１と重なる位置まで設けられている。【選択図】図６
2019009376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に光半導体素子を実装する実装領域を有する基板と、
前記基板上に前記実装領域を取り囲んで位置した、前記基板の上面に沿った平面方向に内外を貫通した第１貫通孔を有する枠体と、
前記第１貫通孔と重なって位置し、前記第１貫通孔よりも小さい第２貫通孔と、前記第２貫通孔の貫通方向に溝部とを有するとともに、前記枠体に固定された固定部材と、
前記固定部材に接合材を介して固定された、端部が前記溝部と重なって位置したレンズと、を備えており、
前記レンズは、前記固定部材と固定される表面にメタライズ層を有しており、前記メタライズ層は、前記レンズにおいて前記溝部と重なる位置まで設けら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】
前記メタライズ層は、前記レンズにおいて前記端部と重なる位置まで設けられている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。
【請求項３】
前記メタライズ層は、前記レンズにおいて前記表面と隣接する他の面まで設けられている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。
【請求項４】
前記溝部には、前記接合材が位置していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光半導体素子収納用パッケージ。
【請求項５】
前記接合材は、前記メタライズ層を覆っていることを特徴とする請求項４に記載の光半導体素子収納用パッケージ。
【請求項６】
前記第１貫通孔の開口の形状は円形状であって、
前記第２貫通孔は、前記第１貫通孔の開口と同心円の輪状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の光半導体素子収納用パッケージ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の光半導体素子収納用パッケージと、
前記光半導体素子収納用パッケージは、前記枠体に固定された入出力端子を有しており、前記基板上の前記実装領域に受光部または発光部が前記レンズの光軸上に位置するように実装されて前記入出力端子と電気的に接続された光半導体素子とを備えたことを特徴とする光半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子、例えば光半導体素子を実装することが可能な光半導体素子収納用パッケージおよびそれに光半導体素子を実装した光半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機器の小型化とともに、ＩＣ、発光ダイオード、圧電素子または水晶振動子などの電子部品を実装することが可能な小型の電子部品収納用パッケージが開発されている。そして、レーザーダイオードまたはフォトダイオードなどの光半導体素子としての光半導体素子を実装することが可能な光半導体用の光半導体素子収納用パッケージが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１で提案されている光半導体素子収納用パッケージは、光半導体素子を実装する基板と、基板上に設けられた、貫通孔を有する枠体と、貫通孔に低融点ガラスを介してレンズが嵌められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１６９０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、固定部材の貫通孔にレンズを、低融点ガラスを介して固定していることから、光半導体素子の発する熱によって枠体および固定部材に応力が加わり、枠体が熱変形することによって、固定部材と枠体との接合が歪む等することで固定部材に対するレンズの接合が弱くなる場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態に係る光半導体素子収納用パッケージは、基板と、枠体と、固定部材と、レンズとを備えている。基板は、上面に光半導体素子を実装する実装領域を有する。枠体は、基板上に実装領域を取り囲んで位置した、基板の上面に沿った平面方向に内外を貫通した第１貫通孔を有する。固定部材は、第１貫通孔と重なって位置し、第１貫通孔よりも小さい第２貫通孔と、第２貫通孔の貫通方向に溝部とを有するとともに、枠体に固定されている。レンズは、固定部材に接合材を介して固定された、端部が溝部と重なって位置している。レンズは、固定部材と固定される表面にメタライズ層を有しており、メタライズ層は、レンズにおいて溝部と重なる位置まで設けられている。
【０００７】
本発明の実施形態に係る光半導体装置は、上述した光半導体素子収納用パッケージと、光半導体素子とを備えている。光半導体素子収納用パッケージは、枠体に固定された入出力端子を有している。光半導体素子は、基板上の実装領域に受光部または発光部がレンズの光軸上に位置するように実装されて入出力端子と電気的に接続されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、レンズと固定部材との接合強度が向上した光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る光半導体素子収納用パッケージの斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光半導体素子収納用パッケージの上面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る光半導体素子収納用パッケージの側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る光半導体素子収納用パッケージの断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る光半導体素子収納用パッケージの分解斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る光半導体素子収納用パッケージの要部の拡大図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る光半導体素子収納用パッケージの要部の拡大図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る光半導体素子収納用パッケージの要部の拡大図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る光半導体装置の斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る光半導体装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態に係る光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
＜光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る光半導体素子収納用パッケージの斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係る光半導体素子収納用パッケージの上面図である。図３は、本発明の一実施形態に係る光半導体素子収納用パッケージの側面図である。図４は、本発明の一実施形態に係る光半導体素子収納用パッケージの断面図である。図５は、本発明の一実施形態に係る光半導体素子収納用パッケージの分解斜視図である。図６は、本発明の一実施形態に係る光半導体素子収納用パッケージの要部の拡大図である。図７は、本発明の他の実施形態に係る光半導体素子収納用パッケージの要部の拡大図である。図８は、本発明の他の実施形態に係る光半導体素子収納用パッケージの要部の拡大図である。図９は、本発明の一実施形態に係る光半導体装置の斜視図である。図１０は、本発明の一実施形態に係る光半導体装置の断面図である。
【００１２】
これらの図において光半導体素子収納用パッケージ１は、例えば、レーザーダイオード、フォトダイオードまたは発光ダイオードなどの光半導体素子を実装するものである。光半導体素子収納用パッケージ１は、上面に光半導体素子２を実装する実装領域３１を有する基板３と、基板３上に実装領域３１を取り囲んで設けられた、基板３の上面に沿った平面方向に内外を貫通した第１貫通孔４１を有する枠体４と、枠体４に設けられた入出力端子５と、第１貫通孔４１と重なって位置し、第１貫通孔４１よりも小さく、貫通方向が同一である第２貫通孔７２と、レンズを取り付けるために窪んでいる段差部７３と、第２貫通孔７２の貫通方向に段差部７３の外周面に接する形で設けられている溝部７１とを有するとともに、枠体４に固定された、内側にレンズ６を嵌めた固定部材７を備えている。また、光半導体装置１００は、光半導体素子収納用パッケージ１と、基板３上の実装領域３１に受光部または発光部がレンズ６の光軸上に位置するように実装されて、入出力端子５と電気的に接続されるとともに、光半導体素子２とを備えている。
【００１３】
図１〜図５に示すように、光半導体素子収納用パッケージ１は、基板３と、枠体４と、レンズ６と、固定部材７とを備えている。また、入出力端子５を備えていてもよい。基板３は、平面視したとき四角形状に形成された部材である。基板３は、例えば、銅、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケルまたはコバルトなどの金属材料、あるいはこれらの金属材料を含有する合金から成る。基板３は、熱伝導率を良好にして、実装領域３１に実装した光半導体素子２から発生する熱を効率良く基板３を介して外部に放散させる機能を備えている。なお、基板３の熱伝導率は、例えば１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上４５０Ｗ／（ｍ・
Ｋ）以下に設定されている。
【００１４】
また、基板３は、溶融した金属材料を型枠に鋳込んで固化させたインゴットに対して、圧延加工または打ち抜き加工などの金属加工法を用いることで、所定形状に製作される。なお、基板３の一辺の長さは、例えば３ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定されている。また、基板３の上下方向の厚みは、例えば０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下に設定されている。
【００１５】
また、基板３の表面は、酸化腐食の防ぐために、電気めっき法または無電解めっき法を用いて、ニッケルまたは金等の鍍金層が形成されている。基板３の実装領域３１は、基板３の上面に枠体４を接続したときに、枠体４と接続されない領域である。なお、本実施形態では、基板３の形状を四角形状としているが、光半導体素子２を実装することが可能であれば、四角形状に限られず、四角形状以外の多角形状または楕円形状などであってもよい。
【００１６】
枠体４は、基板３の実装領域３１の外周に沿って接続され、実装領域３１に実装する光半導体素子２を外部から保護するための部材である。枠体４は、平面視したときに四角形状に形成された枠状の一部に切欠きが形成されていてもよい。また、枠体４は、基板３の上面に沿った平面方向に１貫通孔４１が形成されている。切欠きと第１貫通孔４１とは、枠体４の対向する箇所に位置している。なお、図５に示すように、枠体４は、２段からなっていてもよく、２段が重なって第１貫通孔４１が形成されていてもよい。このとき枠体４の一部が入出力端子５と一体であってもよい。また、枠体４は、３段以上であってもよい。３段以上で構成される場合には、下から２層目以上に入出力端子５が固定されるのがよい。枠体４は、ろう材を介して基板３にろう付けされる。なお、ろう材は、例えば、銀、銅、金、アルミ二ウムまたはマグネシウムなどからなり、ニッケル、カドミウムまたは燐などの添加物を含有させてもよい。
【００１７】
また、枠体４は、例えば、絶縁材料であって、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体またはガラスセラミックスなどのセラミックスから成る。枠体４は、実装領域３１に光半導体素子２を実装した状態で、光半導体素子２から発生する熱を枠体４の外部に発散させる機能を備えている。なお、枠体４の熱伝導率は、例えば１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上４５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下に設定されている。
【００１８】
また、枠体４は、平面視したときに基板３よりもわずかに大きい大きさであって、一辺の長さが、例えば３ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定されている。また、例えば枠体４が２段で構想される場合には、枠体４の下段（入出力端子５と一体になっている段）の上下の厚みは、例えば０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下に設定されている。また、枠体４の上段の上下方向の厚みは、例えば５ｍｍ以上３０ｍｍ以下に設定されている。また、枠体４を平面視したときの枠の幅の厚みは、例えば０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されている。
【００１９】
枠体４の切欠きが形成されている箇所に、入出力端子５が設けられる。このとき、枠体４の一部と入出力端子５が一体の場合には、切欠きはない。また、枠体４の第１貫通孔４１が形成されている箇所に、レンズ６が嵌まった固定部材７が設けられる。
【００２０】
入出力端子５は、枠体４に固定された状態で、枠体４の内外を電気的に接続するための線路導体１０が設けられる。つまり、入出力端子５の一部が外側に突出しており、突出した上面に線路導体１０が設けられる。入出力端子５は、枠体４の切欠きが形成されている箇所に設けられる場合には、基板３と距離を空けて設けられる。入出力端子５と基板３とを直接接続した場合と比べて、光半導体素子２で生じた熱が基板３から入出力端子５に伝わり難くすることができるため、入出力端子５に伝わる熱を低減させることができる。ま
た、枠体４が２段以上で構成されており、入出力端子５の下面が基板３の上面に位置している場合には、入出力端子５に伝わる熱を基板３に伝えやすくすることができ、入出力端子５の熱を放熱しやすくすることができる。
【００２１】
入出力端子５（枠体４の下段）は、複数層を積層した構造からなる。なお、線路導体１０は、入出力端子５を構成する一層の一端から他端にかけて設けられている。そして、線路導体１０が形成された一層上に別の層が線路導体１０を横切って積層されている。なお、線路導体１０は、枠体４内および枠体４外に露出して形成されている。
【００２２】
入出力端子５を構成する複数層のそれぞれは、絶縁材料であって、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体またはガラスセラミックスなどのセラミックスから成る。なお、入出力端子５の熱膨張率は、例えば２×１０−６／Ｋ以上１０×１０−６／Ｋ以下に設定されている。
【００２３】
ここで、入出力端子５の作製方法について説明する。入出力端子５は、入出力端子５を構成する複数の層に対応するグリーンシートを準備する。そして、各グリーンシートを所定の形状となるように、レーザー、パンチまたはカッターなどの工具を用いて、焼成前の複数の層を得る。次に、焼成前の未硬化の複数の層に対して、例えば、スクリーン印刷法などを用いて、線路導体１０を形成する。また、複数の層に対して、線路導体１０の電気特性を向上させるために、それぞれの側面の一部にメタライズ層６１を形成する。その後、複数の層を圧着して、積層した状態で同時焼成する。このようにして、入出力端子５を作製することができる。なお、線路導体１０およびメタライズ層６１は、例えば、タングステン、モリブデンまたはマンガンなどの高融点金属材料から成る。
【００２４】
入出力端子５は、枠体４にろう材を介して接合される。また、入出力端子５は、枠体４より外側にはみ出るように接合される。これにより、入出力端子５と枠体４との接合部において、ろう材によるメニスカスが形成される。このため、枠体４あるいは枠体４の上段に対する、入出力端子５の接合強度が向上する。その結果、基板３、枠体４および入出力端子５との熱膨張係数差に起因した熱応力が発生したとしても、基板３、枠体４および入出力端子５の接合部において、接合を保つことができる。
【００２５】
線路導体１０上には、端子が設けられている。端子は、外部の電子機器等と光半導体素子２とを電気的に接続するための部材である。端子は、ろう材を介して、枠体４外に位置する線路導体１０上に接続される。そして、線路導体１０と端子とが電気的に接続される。また、隣接する線路導体１０同士の間を空けて設けることで、隣接する線路導体１０同士を電気的に絶縁する。そして、各端子を各線路導体１０に設けることで、隣接する端子同士は、電気的に絶縁している。
【００２６】
第１貫通孔４１の開口の形状は、円形状であって、第２貫通孔７２は第１貫通孔４１の開口と同心円の輪状に形成されている。第１貫通孔４１の大きさは、例えば直径が３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であって、平面方向の長さが平面視したときの枠体４の厚みと同じである。第２貫通孔７２が第１貫通孔４１の開口と同心円の輪状であるため、固定部材７の全体に熱応力が均等に伝わりやすくすることができ、固定部材７の特定箇所に熱応力が集中するのを抑制することができる。
【００２７】
固定部材７の段差部７３には、平面視において円柱状のレンズ６が設けられる。レンズ６は、枠体４外に設ける光ファイバなどの光入出力部材と光半導体素子２との間に設けられ、光入出力部材と光半導体素子２との間で光を伝搬することにより、光信号の受発信を行うのに用いるものである。レンズ６は、例えば、サファイア、プラスチックまたはガラ
スなどの光透過性材料から成る。レンズ６の大きさは、例えば直径が２ｍｍ以上１４ｍｍ以下であって、厚みが０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下に設定されている。
【００２８】
レンズ６は、固定部材７に対して半田やガラスからなる接合材８を介して接続されている。また、レンズ６は、レンズ６の光軸上に光半導体素子２の受発光部が位置するように枠体４に対して位置決めされている。そして、光半導体素子２とレンズ６との間で光信号が入出力される。
【００２９】
図６に示すように、レンズ６の端部（外周面）は断面視において、溝部７１の外周と内周との間の底面（最も深く切り欠かれた面）の中心または中心よりも外側に位置しているのがよい。これにより、レンズ６と固定部材７を安定的に接合できる。また、溝部に溜まった接合材の吸引力に対して強度を保つことができ、レンズ６にクラックが発生する虞を低減できる。
【００３０】
レンズ６は、第２貫通孔７２を塞ぐ面のうち固定部材７に固定される面において、メタライズ層６１が設けられている。なお、レンズ６の端部およびメタライズ層６１は、固定部材７が取り付けられている平面に対して、後述する溝部７１と重なる位置まで設けられている。これにより、溝部７１に溜まった接合材８とフィレットを形成しやすく、レンズ６と固定部材７の接合強度を向上させることができる。また、メタライズ層６１が側面視における溝部７１の内周面よりも内側までしか配置されていない場合と比較して、接合材８との接合が安定して、メタライズ層６１またはレンズ６にクラックが発生する虞を低減できる。また、メタライズ層６１は光が通る第２貫通孔７２とは重ならない。
【００３１】
固定部材７は、枠体４の第１貫通孔４１を有する面に固定されている。固定部材７は、第２貫通孔７２を有する円筒状であって、第２貫通孔７２となる枠体４に固定される内壁面と、それに対向する外壁面との間に、枠体４に固定される面と反対側にレンズ取り付け用の段差部７３を有しており、段差部７３の外周面に連続的に設けられる溝部７１を有している。段差部７３は第２貫通孔の貫通方向の平面視で円形状である。また、段差部７３のレンズ取り付け面の中央付近に第２貫通孔７２が配置されており、第２貫通孔７２は、第１貫通孔４１と重なって位置している。溝部７１は、第２貫通孔７２の貫通方向に溝となっている。
【００３２】
また、レンズ６、固定部材７の段差部７３、第１貫通孔４１および第２貫通孔７２は、第１貫通孔の貫通方向の平面視に対して同心円である。これにより、レンズ６と固定部材７を接合する際に発生する熱応力を均等に分散させることができ、特定箇所に熱応力が集中することを抑制することができる。
【００３３】
固定部材７は、例えば、銅、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケルまたはコバルトなどの金属材料、あるいはこれらの金属材料を含有する合金から成る。固定部材７は、レンズ６を固定するとともに、枠体４に固定されるものである。固定部材７は、溶融した金属材料を型枠に鋳込んで固化させたインゴットに対して、圧延加工または打ち抜き加工などの金属加工法を用いることで、所定形状に製作される。
【００３４】
また、固定部材７は、枠体４に固定される際に、スペーサーを介していてもよい。スペーサーは、枠体４の外壁面と固定部材７との間に介在して設けられている。スペーサーは、枠体４と半田やガラスからなる接合材を介して接続されている。さらに、固定部材７は、スペーサーに対して半田やガラスからなる接合材を介して接続されている。スペーサーは、例えば、銅、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケルまたはコバルトなどの金属材料、あるいはこれらの金属材料を含有する合金から成る。スペーサーは、枠体４と固定部材７とを固定するものである。スペーサーは、溶融した金属材料を型枠に鋳込んで固化させたインゴットに対して、従来周知の圧延加工または打ち抜き加工などの金属加工法を用いることで、所定形状に製作される。スペーサーの大きさは、例えば外径が４ｍｍ以上２４ｍｍ以下であって、内径が３ｍｍ以上２０ｍｍ以下に設定されている。また、スペーサーの平面方向の厚みは、例えば０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下に設定されている。
【００３５】
また、第２貫通孔７２は、内径が第１貫通孔４１よりも一回り大きく設定されてもよい。その結果、第２貫通孔７２の内周面と枠体４の外壁面との間に半田などの接着材からなるメニスカスが形成され、枠体４と固定部材７との接合強度を向上させることができる。
【００３６】
本発明の実施形態に係る光半導体素子収納用パッケージ１は、レンズ６と固定部材７との接合において、接合材８が溝部７１においてメタライズ層６１と溝部７１との間に溜まることができる。つまり、溝部７１には接合材８が位置している。このため、レンズ６の光が透光する箇所を確保しつつ、レンズ６と固定部材７との接合強度を向上させることができる。メタライズ層６１は、レンズ６の端部と重なる位置まで設けられていてもよい。このことによって、より溝部７１に接合材８を溜めやすくすることができる。その結果、レンズ６と固定部材７との接合強度を向上させることができる。このとき、溝部７１に位置する接合材８は、溝部７１の全部を埋めていてもよいし、一部でもよい。このことによって、レンズ６と固定部材７との接合強度をより向上させることができる。
【００３７】
図７に示すように、メタライズ層６１は、レンズ６の固定部材７と固定される表面と隣接する面まで設けられていてもよい。言い換えると、メタライズ層６１は、レンズ６の固定部材７に固定された内壁面とそれに対向する外壁面を接続している側面まで設けられていてもよい。つまり、レンズ６は、側面視で溝部７１と重なる位置において、レンズ６の固定部材７に固定された面（内壁面）から側面にかけてメタライズ層６１が覆っている。この結果、接合材８が溝部７１により多く溜まるため、レンズ６と固定部材７との接合強度を向上させることができる。また、メタライズ層６１が覆っているレンズ６の側面の距離は、側面視における溝部７１の外周面から内周面の距離よりも小さい。これにより、接合材８はフィレットを容易に形成でき、レンズ６と固定部材７との接合強度を向上させることができる。
【００３８】
溝部７１は、段差部７３の外周面に連続的に形成されており、第２貫通孔の貫通方向に深さが０．１ｍｍ以下または固定部材の１／５０以下の半円状または矩形上である。矩形上の場合は角部の曲率半径が０．０５ｍｍ以下である。また、溝部７１の深さ方向の最深部の底面の幅は０．３ｍｍ以下である。
【００３９】
図５〜図８に示すように、接合材８は、メタライズ層６１を覆っていてもよい。つまり、接合材８は、フィレットを形成しており、メタライズ層６１の端部が接合材８で覆われて、露出していない状態になる。この結果、レンズ６と固定部材７との接合強度を向上させることができる。
【００４０】
また、溝部７１は側面視において、第１貫通孔４１と重ならない位置に設けられている。これにより、固定部材７の溝部７１が設けられている深さ方向の位置において、固定部材７に枠体４が接することとなり、光半導体素子収納用パッケージ１の強度を保持することが可能となる。
【００４１】
また、第２貫通孔の貫通方向の平面視に対して、固定部材７の外周面から段差部７３の外周面までの距離は、第２貫通孔７２の外周面から段差部７３の外周面までの距離より大きい。これにより、レンズ６と固定部材７の間に熱応力が発生したとしても、固定部材７の強度を保持することができるため、固定部材７の反りの発生を低減することができる。  
【００４２】
基板３の実装領域３１上には、図１０に示すように、台座部１１が設けられる。台座部１１は、光半導体素子２を載置する部材である。台座部１１は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体またはガラスセラミックスなどから成る。台座部１１上には、高周波信号が伝送されるモリブデンまたはマンガン等の金属を含む金属ペーストを焼結して成る配線や、蒸着法またはスパッタ法などの薄膜形成技術を用いて形成された配線が形成されている。更に、台座部１１上には、光半導体素子２を搭載する導体層が形成されている。台座部１１は、例えば、インジウム、鉛、銀または錫等の金属を含む半田またはろう材等の接合部材を介して基板の実装領域３１に接続される。なお、光半導体素子２は、入出力端子５の線路導体１０とワイヤボンディングによって電気的に接続されている。
【００４３】
図１０に示すように、入出力端子５が枠体４の一部と一体的な場合には、台座部１１も枠体４の一部である。つまり、枠体４の下段のうち、枠体４の上段よりも内側に位置した箇所が台座部１１である。
【００４４】
また、透光性部材が、台座部１１上に光半導体素子２と併設して設けられてもよい。透光性部材は、例えば、サファイアまたは非晶質ガラス等から構成されるレンズである。透光性部材は、固定部材７に設けられるレンズ６と光半導体素子２との間に設けられている。透光性部材は、光半導体素子２からレンズ６への出射光、あるいはレンズ６から光半導体素子２への入射光を、集光あるいは平行光に変換する機能を有している。そのため、透光性部材は、レンズ６と光半導体素子２との間で光軸を調整することができる。
【００４５】
枠体４上には、枠体４の上面に沿ってシールリングが設けられていてもよい。シールリングは、パッケージ７内を覆うように蓋体１２を設けるときに、蓋体１２と接続するものである。なお、シールリングは、蓋体１２とのシーム溶接性に優れた、例えば銅、タングステン、鉄、ニッケルまたはコバルトなどの金属、あるいはこれらの金属を複数種含む合金からなる。なお、シールリングの熱膨張係数は、例えば４×１０−６／Ｋ以上１６×１０−６／Ｋ以下に設定されている。
【００４６】
枠体４上には、蓋体１２が設けられる。蓋体１２は、枠体４内の気密性を保つための機能を備えている。蓋体１２は、例えば、銅、タングステン、鉄、ニッケルまたはコバルトなどの金属、あるいはこれらの金属を複数種含む合金、あるいは酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体またはガラスセラミックスなどのセラミックスから成っていてもよい。また、蓋体１２は、枠体４の上面に、シールリングを設けない場合には、例えば半田またはろう材などの接合部材を介して接合されてもよい。
【００４７】
本発明は上述した実施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において種々の変更、改良等が可能である。
【００４８】
＜光半導体装置の製造方法＞
ここで、図９および図１０に示す光半導体装置の製造方法を説明する。まず、基板３、枠体４、固定部材７およびスペーサーのそれぞれを準備する。基板３、枠体４、固定部材７およびスペーサーのそれぞれは、溶融した金属材料を型枠に鋳込んだ固化させたインゴットに対して、金属加工法を用いることで、所定形状に製作される。また、入出力端子５は、上述した実施形態における入出力端子５の作製方法によって準備することができる。また、準備した枠体４の第１貫通孔４１に、レンズ６を実装した固定部材７にスペーサーを介して半田で接続する。
【００４９】
次に、準備した基板３、枠体４および入出力端子５のそれぞれを、ろう材を介して接続する。具体的に、基板３の外周に沿って枠体４を、ろう材を介して接続する。そして、枠体４の切欠きが設けられている箇所に、入出力端子５を、ろう材を介して接続する。このようにして、光半導体素子収納用パッケージ１を作製することができる。また、光半導体素子収納用パッケージ１に半田を介して光半導体素子２および透光性部材を実装した台座部１１を設ける。そして、枠体４上に蓋体１２をシーム溶接で接続することで、光半導体装置を作製することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  光半導体素子収納用パッケージ
２  光半導体素子
３  基板
３１  実装領域
４  枠体
４１  第１貫通孔
５  入出力端子
６  レンズ
６１  メタライズ層
７  固定部材
７１  溝部
７２  第２貫通孔
７３  段差部
８  接合材
１０  線路導体
１１  台座部
１２  蓋体
１００  光半導体装置
【図１】
2019009376.tif 000003
【図２】
2019009376.tif 000004
【図３】
2019009376.tif 000005
【図４】
2019009376.tif 000006
【図５】
2019009376.tif 000007
【図６】
2019009376.tif 000008
【図７】
2019009376.tif 000009
【図８】
2019009376.tif 000010
【図９】
2019009376.tif 000011
【図１０】
2019009376.tif 000012