(57)【要約】【課題】１本のリードに対して複数のワイヤボンディングを行う必要がある半導体ステムにおいて、半導体ステムへの加工を最小限にし、かつ、リードへの加工を容易にし、ワイヤボンディングの接続状態の信頼性を大幅に向上させることを可能にした半導体ステムおよびこれを用いた光半導体装置を提供する。【解決手段】ステム本体２０に貫通させて配設したリード２２の先端部側の側面にワイヤボンディングのための平坦部２４がつぶし加工により形成された半導体ステム１２であって、平坦部２４はステム本体２０とリード２２の先端部との中間部分に形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
2008091745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステム本体に貫通させて配設したリードの先端部側の側面にワイヤボンディングのための平坦部がつぶし加工により形成された半導体ステムであって、
前記平坦部は前記ステム本体と前記リードの先端部との中間部分に形成されていることを特徴とする半導体ステム。
【請求項２】
前記平坦部は、前記リードの先端部から少なくともリード径寸法の１／２以上離間した位置に形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体ステム。
【請求項３】
ステム本体と、
該ステム本体に貫通させて配設されたリードと、
前記ステム本体に立設されたヒートシンクと、
該ヒートシンクに搭載された半導体素子とを有し、
前記ヒートシンクと前記半導体素子とがワイヤボンディングされた光半導体装置であって、
前記リードの先端部側の側面にワイヤボンディングのための平坦部がつぶし加工により形成されていて、当該平坦部は前記ステム本体と前記リードの先端部との中間部分に形成されていることを特徴とする光半導体装置。
【請求項４】
前記平坦部は、前記リードの先端部から少なくともリード径寸法の１／２以上離間した位置に形成されていることを特徴とする請求項３記載の光半導体装置。
【請求項５】
前記半導体素子は、サブマウントを介して前記ヒートシンクに搭載されていることを特徴とする請求項３または４記載の光半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体ステムと光半導体装置に関し、より詳細には、半導体素子とリードのワイヤボンディング作業を容易にすると共に、ボンディングワイヤの接続状態の信頼性を向上させた半導体ステムと光半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ステムにおける半導体素子とリードは、ワイヤボンディングにより電気的接続がとられている。通常は１本のリードに対して１本のボンディングワイヤが接続されるが、通信用の半導体ステム等、半導体ステムの種類によっては１本のリードに対して２本のボンディングワイヤが接続されることもある。
このような場合においては、リードの先端部分とリードの側面部分にボンディングワイヤをそれぞれ接続することになるが、ボンディングワイヤの接続部分が平坦でない場合、接続させたボンディングワイヤがリードとの接続部分から外れてしまう場合がある。
【０００３】
従来、リードの側面にワイヤボンディング部を形成する際には、リードの側面につぶし加工を施して平坦部を形成している（例えば、特許文献１および特許文献２）。また、リードの先端端面にワイヤボンディングする場合には、リードの先端部の端面を研磨加工して、リードの先端部の端面を平坦に仕上げている。このような研磨加工を施す理由は、リードの側面につぶし加工をした際における塑性変形の影響でリードの先端部が盛り上がってしまうことがあるためである。
【特許文献１】特開平５−１３８８７号公報
【特許文献２】特開平６−１５１９７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、１本のリードに２本のボンディングワイヤを接続する場合には、リードの側面に平坦部を形成するための押圧加工の後にリードの先端端面（以下、上端面ということがある）に平坦面を形成するための研磨加工が必要になるので作業が煩雑になる。
上記研磨加工する際においては、治具に多数のステムを収容して、多数のステムのリード先端端面を一斉に研磨加工するから、研磨加工自体は効率的に行えるものの、治具の外周部分に収容されているステムのリードについては先端端面が研磨されすぎてしまうことが多くなる。これにより製品規格を満たすことができず、製品の歩留まりが悪くなってしまうといった課題がある。
【０００５】
そこで本願発明は、１本のリードに対して複数のワイヤボンディングを行う必要がある半導体ステムにおいて、半導体ステムへの加工を最小限にし、かつ、リードへの加工を容易にし、ワイヤボンディングの接続状態の信頼性を大幅に向上させることを可能にした半導体ステムおよびこれを用いた光半導体装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ステム本体に貫通させて配設したリードの先端部側の側面にワイヤボンディングのための平坦部がつぶし加工により形成された半導体ステムであって、前記平坦部は前記ステム本体と前記リードの先端部との中間部分に形成されていることを特徴とする半導体ステムである。
【０００７】
また、前記平坦部は、前記リードの先端部から少なくともリード径寸法の１／２以上離間した位置に形成されていることを特徴とする。これにより、リードに平坦部を加工する際におけるリード先端部に与える塑性変形の影響がなくなるため、リード先端部の研磨加工を省略することができる。
【０００８】
また、他の発明は、ステム本体と、該ステム本体に貫通させて配設されたリードと、前記ステム本体に立設されたヒートシンクと、該ヒートシンクに搭載された半導体素子とを有し、前記ヒートシンクと前記半導体素子とがワイヤボンディングされた光半導体装置であって、前記リードの先端部側の側面にワイヤボンディングのための平坦部がつぶし加工により形成されていて、当該平坦部は前記ステム本体と前記リードの先端部との中間部分に形成されていることを特徴とする光半導体装置である。
また、前記平坦部は、前記リードの先端部から少なくともリード径寸法の１／２以上離間した位置に形成されていることを特徴とする。
また、前記半導体素子は、サブマウントを介して前記ヒートシンクに搭載されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる半導体ステムによれば、簡単な加工でリードに２箇所のワイヤボンディングのための平坦部を形成することができる。これによりいずれのボンディングワイヤも平坦部に接続されるため、ボンディングワイヤの接続加工性及びボンディングワイヤ接続部の信頼性が大幅に向上する。したがって安価で高品質な半導体ステムとこれを用いた光半導体装置を大量供給することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明にかかる半導体ステムを用いた光半導体装置の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施の形態における光半導体装置の平面図である。図２は図１中のＡ−Ａ線における断面図である。図３は図１中のＢ−Ｂ線における断面図である。本実施の形態における光半導体装置１０は、光通信機器におけるトランシーバー等に用いられるものである。本実施の形態で説明する通信用の光半導体装置１０は、鉄製またはコバール製であり図１に示すように円板形に形成されたステム本体２０に、鉄ニッケル製またはコバール製のリード２２が取り付けられた半導体ステム１２に、レーザーダイオードなどの半導体素子４０およびモニタ素子５０を搭載し、半導体素子４０とリード２２とモニタ素子５０とリード２２をそれぞれボンディングワイヤ６０で接続したものである。
【００１１】
本実施の形態における半導体ステム１２は、ステム本体２０に４本のリード２２が取り付けられている。４本のリードのうち３本のリード２２，２２Ａ，２２Ｂは、ステム本体２０に貫通させてガラス封着によりステム本体２０に取り付けられている。３本のリード２２，２２Ａ，２２Ｂは、ヒートシンク３０の前方側に取り付けられ、信号用リードとなる。
１本のリード２２ｚは一端部をステム本体２０の下面に突き合わせ、突き合わせ部分を溶接し、アースリード２２ｚとして用いられる。アースリード２２ｚはヒートシンク３０の下方に取り付けられている。
【００１２】
ステム本体２０の上面側にはマウント部であるヒートシンク３０が立設されている。ヒートシンク３０は、ステム本体２０をプレス加工により形成する他、単体のヒートシンク３０をステム本体２０に溶接して取り付けることもできる。ヒートシンク３０の前方側の面にはサブマウント３２を介してレーザーダイオード４０が搭載されている。レーザーダイオード４０とサブマウント３２はダイ付け等の公知の方法により取り付けられている。
【００１３】
ステム本体２０の上面にはレーザーダイオード４０が放出した光を検出するためのモニタ素子５０が搭載されている。モニタ素子５０も、ステム本体２０に取り付けられたサブマウント３４を介してステム本体２０に搭載されている。サブマウント３４の取り付け部は前方が低位となる傾斜凹部に形成されているので、サブマウント３２はステム本体２０の上面に対して傾斜させた状態で取り付けられる。モニタ素子５０もまた半導体素子により構成されている。
【００１４】
本実施の形態における半導体ステム１０は、先述のとおり通信機器に用いられるものであるため、図１、図２に示すように、リード２２Ａには２本のボンディングワイヤ６０が接続される。ワイヤボンディグ加工を行う際には、ボンディングワイヤ６０の接続部分が平坦になっていることが好ましい。したがって本実施の形態におけるリード２２Ａは、ワイヤボンディングが簡単にしかも確実に行うことができるようにリード２２Ａ先端の上端面とリード２２Ａの側面の２箇所に平坦な部分を有している。
本実施形態では、煩雑な加工をすることなくリード２２Ａの上端面と側面にワイヤボンディングのための平坦部を形成するために、リード２２Ａの上端部からステム本体２０に向かって所要距離離間した側面位置において、リード２２Ａの側面を押圧加工したことを特徴としている。
【００１５】
図２に示すようにリード２２Ａの側面における平坦部２４の幅寸法Ｗは、リード径寸法以上となるように形成されている。リード２２Ａの側面における平坦部２４はリード２２Ａの側面を図示しないポンチにより押圧することにより形成することができる。
本実施の形態におけるリード径寸法は０．４５ｍｍであり、平坦部２４の幅寸法Ｗは０．５５〜０．６０ｍｍである。また、平坦部２４の厚さ方向の寸法は０．２５ｍｍ程度である。前述したように平坦部２４は、リード２２Ａの上端面とステム本体２０との中間部分であって、平坦部２４の上端辺位置がリード２２Ａの上端面位置からリード径寸法の１／２以上離間した位置となるように形成されている。
【００１６】
このように平坦部２４を形成する部分はリード２２Ａの先端部から離れた部分であるので、ポンチの押圧により生じるリード２２Ａの塑性変形の影響が先端部分に影響を与えることがない。すなわち、リード２２Ａの上端部は平坦面を維持することになるので、リード２２Ａの先端部の研磨加工を省略することができるのである。
【００１７】
このように形成されたリード２２Ａには、リード２２Ａの上端面とモニタ素子５０側のサブマウント３４とがワイヤボンディングされ、リード２２Ａの側面に形成された平坦部２４の片側面とレーザーダイオード４０がワイヤボンディングされる。それぞれのワイヤボンディングの向きは９０度異なっているため、リード２２Ａの上端面とモニタ素子５０側のサブマウント３４のワイヤボンディング加工をした後、ボンダーに対するワークの角度を９０度変えてからリード２２Ａの側面に形成された平坦部２４の片側面とレーザーダイオード４０をワイヤボンディング加工する。もちろんワイヤボンディング加工の順番は逆順であっても良い。
リード２２Ａの側面に形成された平坦部２４はワイヤボンディング加工が容易に行うことができる側の平坦部２４を適宜選択することができる。
【００１８】
他のリード２２，２２Ｂにおいてもリード２２，２２Ｂが有している平坦な部分とモニタ素子５０やサブマウント３２とがワイヤボンディングされる。
以上に説明したように本実施の形態においては、いずれのリードにおいてもワイヤボンディングをする部分がすべて平坦な部分に形成されているので、ワイヤボンディング加工が容易になると共に、ワイヤボンディング加工後におけるボンディングワイヤの接続状態の信頼性を大幅に向上させることができる。
【００１９】
また図３に示すように、リード２２Ｂの上端面にワイヤボンディングをしない場合であってもリード２２Ｂの上端部からステム本体２０側に向かってリード径の１／２以上離間した位置におけるリード２２Ｂの側面をポンチにより押圧し平坦部２５を形成し、リード２２Ｂの平坦部２５と半導体素子をワイヤボンディングしても良いのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態における光半導体装置の平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】図１中のＢ−Ｂ線における断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  光半導体装置
１２  半導体ステム
２０  ステム本体
２２，２２Ａ，２２Ｂ  信号用リード
２２Ｚ  アースリード
２４，２５  平坦部
３０  ヒートシンク
３２，３４  サブマウント
４０  レーザーダイオード
５０  モニタ素子
６０  ボンディングワイヤ
【図１】
2008091745.tif 000003
【図２】
2008091745.tif 000004
【図３】
2008091745.tif 000005