(57)【要約】【課題】ＢＧＡ用電極の貫通孔部分における気密封止を確保でき、底板の反りを防止できるＢＧＡタイプの光半導体気密封止容器を提供すること、並びにこの光半導体気密封止容器を用いることによって、光半導体モジュールを提供することを目的とする。【解決手段】枠体１に固定された金属からなる第１の底板１１と、第１の底板１１の枠体１と反対側の表面に固定され、第１の底板１１よりもヤング率の大きいセラミックスからなる第２の底板１２とを備え、第２の底板１２は枠体１と反対側の表面に第２の底板１２の上下面間を電気的に導通した多数の電極１３を有する。電極１３は貫通孔の開口部を覆って第２の底板１２の上下面上に延在し、貫通孔部分を気密封止している。【選択図】　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）を有する光半導体気密封止容器であって、金属、絶縁体、又は金属と絶縁体の複合体からなる枠体と、該枠体に固定された金属からなる第１の底板と、該第１の底板の前記枠体と反対側の表面に固定され、該第１の底板よりもヤング率の大きいセラミックスからなる第２の底板とを備え、該第２の底板は前記枠体と反対側の表面に第２の底板の上下面間を電気的に導通した多数の電極を有することを特徴とする光半導体気密封止容器。
【請求項２】
前記第１の底板はヤング率が１５×１０３ｋｇ／ｍｍ２以下であり、且つ前記第２の底板はヤング率が２５×１０３ｋｇ／ｍｍ２以上であることを特徴とする、請求項１に記載の光半導体気密封止容器。
【請求項３】
前記第２の底板が窒化アルミニウムを主成分とするセラミックスであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光半導体気密封止容器。
【請求項４】
前記第１の底板が、純銅、無酸素銅、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、又はＦｅ−Ｎｉ合金であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の光半導体気密封止容器。
【請求項５】
前記第１の底板の厚みが０．０５〜０．７ｍｍであることを特徴とする、請求項４に記載の光半導体気密封止容器。
【請求項６】
前記第２の底板に設けられた電極は、第２の底板の上下面間を貫通した貫通孔内に充填された金属を主体とし、且つ第２の底板の上下面において該貫通孔の周囲に延在して開口部を気密封止した被覆金属部を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の光半導体気密封止容器。
【請求項７】
前記第２の底板に設けられた電極は、貫通孔内を厚膜メッキするか又は貫通孔内に充填した金属ペーストを焼成してなる充填金属部と、該充填金属部の露出面上に別途形成された被覆金属部とを備えることを特徴とする、請求項６に記載の光半導体気密封止容器。
【請求項８】
前記第２の底板に設けられた電極は、貫通孔の内側面に設けたメタライズ層又は金属蒸着層と、その貫通孔内に厚膜メッキにより充填された金属充填部と、該金属充填部の一部からなるか又はその上に別途形成された被覆金属部とを備えることを特徴とする、請求項６に記載の光半導体気密封止容器。
【請求項９】
前記第２の底板に設けた多数の電極に、金属のボール又はバンプを形成したことを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の光半導体気密封止容器。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のＢＧＡを有する光半導体気密封止容器を用いたことを特徴とする光半導体モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光半導体素子を内部に収納するためのＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）タイプの光半導体気密封止容器、及びその光半導体気密封止容器を用いた光半導体モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信を初めとする高速で動作することが必要な光エレクトロニクス用の半導体装置、特に光ファイバー増幅器の励起用光源や光半導体増幅器などの半導体モジュールにおいては、光半導体素子やドライバーＩＣなどを内部に収納するための気密封止容器が使用されている。特に最近では、外部回路基板との接続にＢＧＡを用いた容器も提供されている。
【０００３】
従来の光半導体気密封止容器は、特開平２００１−１６８４４３号公報等に記載されており、例えば図１に示すように、一般にコバールのようなＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金などの金属からなる枠体１に、アルミナからなる底板２を固定し、底板２の枠体１と反対側の面に多数のＢＧＡ用の電極３を備えている。電極３は底板２を貫通する所謂ビア３ａを介して容器内の配線と接続されると共に、ボールバンプ１０ａを介して外部電気回路基板１０と接続されようになっている。
【０００４】
枠体１には、容器の内部と外部で光を透過させるために光透過窓が形成してある。光透過窓は通常はコバールなどのパイプ４からなり、気密封止のためにガラスなどの窓材４ａを張り付けている。一部の光半導体気密封止容器では、ガラスなどの窓材を使用せず、枠体１に光ファイバーを貫通させて、光ファイバーごと半田ロウ付けで気密封止した光ファイバー透過窓も使用されている。尚、この場合には窓枠のパイプのみ容器の枠体１に接合している。
【０００５】
枠体１と底板２その他の各部品は銀ロウ付けや半田ロウ付けにより接合され、光半導体気密封止容器が組立てられる。この光半導体気密封止容器は、後に蓋体５で気密封止を行うためと、容器の腐食を防ぐため、並びに半導体モジュール組立時の半田付けを容易にするために、通常は全体に金めっきが施される。
【０００６】
この光半導体気密封止容器の内部には、レーザダイオード（ＬＤ）素子やフォトダイオード（ＰＤ）素子のような回路基板８に搭載された光半導体素子６のほか、これらを駆動させるドライバーＩＣなどの駆動素子７が実装され、ボンディングワイヤ９で配線に接続されると共に、温度測定用のチップサーミスタなどが搭載される。光半導体素子６などを実装した後、容器の枠体１の上端面にコバール等のシームリング５ａを介して蓋体５が溶接又は半田ロウ付けにより気密に固定され、光半導体モジュールが構成される。
【０００７】
尚、光半導体素子６、特にＬＤ素子は温度により発振波長が変わるほか、高温下では光出力が低下し、極端に寿命が短くなり信頼性が悪化するなどの不具合がある。そこで、温度を制御し且つＬＤ素子などを冷却するために、電子冷却装置を容器の底板２と回路基板８の間に配置する場合もある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のＢＧＡタイプの光半導体気密封止容器においては、底板の枠体と反対側の表面にＢＧＡ用の電極が多数設けてある。しかし、これらの電極は、底板の上下面間での電気導電性を確保するため、底板を貫通した貫通孔に電気伝導性の金属などを充填して形成されるため、貫通孔部分における気密封止が難しいという欠点があった。
【０００９】
また、各部が異種の材料で構成された光半導体気密封止容器では、光半導体モジュールとして構成された後に、−４０℃〜＋８５℃のＭＩＬ−ＳＴＤに準拠した耐環境試験や、その他の温度変化が加えられた際に、各部の熱膨張率の相違により容器の底板に反りが発生するという欠点があった。この底板の反りは、光半導体素子と光ファイバーの間の光結合を行う光学系の光軸をずらせ、光半導体モジュールの光ファイバー端出力を低下させたり、電子冷却装置の冷却素子にクラックを発生させる原因となっていた。
【００１０】
本発明は、このような従来の事情に鑑み、ＢＧＡ用電極の貫通孔部分における気密封止を確保でき、底板の反りを防止できるＢＧＡタイプの光半導体気密封止容器を提供すること、並びにこの光半導体気密封止容器を用いることによって、光軸のずれなどの不具合が起こらない光半導体モジュールを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明が提供するＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）を有する光半導体気密封止容器は、金属、絶縁体、又は金属と絶縁体の複合体からなる枠体と、該枠体に固定された金属からなる第１の底板と、該第１の底板の前記枠体と反対側の表面に固定され、該第１の底板よりもヤング率の大きいセラミックスからなる第２の底板とを備え、該第２の底板は前記枠体と反対側の表面に第２の底板の上下面間を電気的に導通した多数の電極を有することを特徴とするものである。
【００１２】
上記本発明の光半導体気密封止容器においては、前記第１の底板はヤング率が１５×１０３ｋｇ／ｍｍ２以下であり、且つ前記第２の底板はヤング率が２５×１０３ｋｇ／ｍｍ２以上であることが好ましい。特に、前記第２の底板が、窒化アルミニウムを主成分とするセラミックスであることが好ましい。また、前記第１の底板としては、純銅、無酸素銅、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、又はＦｅ−Ｎｉ合金であることが好ましく、更に第１の底板の厚みは０．０５〜０．７ｍｍであることが好ましい。
【００１３】
また、上記本発明の光半導体気密封止容器において、前記第２の底板に設けられた電極は、第２の底板の上下面間を貫通した貫通孔内に充填された金属を主体とし、且つ第２の底板の上下面において該貫通孔の周囲に延在して開口部を気密封止した被覆金属部を有することを特徴とする。
【００１４】
この光半導体気密封止容器の好ましい態様の一つとして、前記第２の底板に設けられた電極は、貫通孔内を厚膜メッキするか又は貫通孔内に充填した金属ペーストを焼成してなる充填金属部と、該充填金属部の露出面上に別途形成された被覆金属部とを備えることを特徴とする。
【００１５】
他の好ましい態様として、前記第２の底板に設けられた電極は、貫通孔の内側面に設けたメタライズ層又は金属蒸着層と、その貫通孔内に厚膜メッキにより充填された金属充填部と、該金属充填部の一部からなるか又はその上に別途形成された被覆金属部とを備えることを特徴とする。
【００１６】
上記本発明の光半導体気密封止容器においては、前記第２の底板に設けた多数の電極に、金属のボール又はバンプを形成することができる。
【００１７】
本発明は、また、上記した本発明のいずれかのＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）を有する光半導体気密封止容器を用いたことを特徴とする光半導体モジュールを提供するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明のＢＧＡタイプの光半導体気密封止容器では、図２〜図４に一具体例を示すように、枠体１に固定される底板が、枠体１に直接固定された金属からなる第１の底板１１と、第１の底板１１の枠体１と反対側の表面に固定されたセラミックスからなる第２の底板１２との２層構造を有し、第２の底板１２のヤング率が第１の底板１１のヤング率よりも大きくなっている。
【００１９】
このような２層構造の底板を採用することにより、反りの主要因となる応力歪みが第１の底板１１に吸収されるので、第２の底板１２には反りが発生せず、その平坦度が維持される。その結果、光半導体モジュールとしたとき、温度変化による光学系の光軸のずれや、電子冷却素子の劣化を防ぐことができる。尚、図２〜図４の構成において、図１と同一の部分は図１と同じ符号を付した。
【００２０】
即ち、一般に底板の熱膨張係数が枠体の熱膨張係数よりも大きいと、半導体気密封止容器組立時のロウ付け後に自然に張力が働き、この張力が反りの原因となる。これは、ロウ付け温度である８００℃程度の高温で枠体よりも底板が大きく伸びており、ロウ材が固化した後に常温に冷却すると相対的に底板の収縮率が大きくなるからである。これに対して、本発明では、枠体１と第２の底板１２との間に、薄くてヤング率の小さな柔らかい金属からなる第１の底板１１を介在させることにより、冷却後に第１の底板１１が反らずに太鼓の膜の様に逆に平坦面を得ることができる。また、この第１の底板１１にヤング率の大きな第２の底板１２を固定することによって、第２の底板の平坦度が容器組立後も維持されるのである。
【００２１】
このように、第１の底板に応力歪みを吸収させ、第２の底板の平坦度を維持するためには、第２の底板のヤング率を第１の底板のヤング率よりも大きくすることが必要である。具体的には、第１の底板はヤング率が１５×１０３ｋｇ／ｍｍ２以下であること、及び第２の底板はヤング率が２５×１０３ｋｇ／ｍｍ２以上であることが好ましい。
【００２２】
第２の底板の具体的な材質としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は炭化ケイ素（ＳｉＣ）を９０％以上含有するセラミックスがある。特にＡｌＮは熱伝導率が高いことから、高出力タイプに適している。ヤング率が２５×１０３ｋｇ／ｍｍ２よりも小さなセラミックスからなる第２の底板では、金属からなる第１の底板に応力歪みを十分に押しつけることができないため、第２の底板自体が反ってしまう。尚、第２の底板の厚みは特に限定されないが、通常は０．３〜１．０ｍｍ程度の厚みが好ましい。
【００２３】
一方、第１の底板としては、純銅、無酸素銅、コバールなどのＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、又は２４アロイなどのＦｅ−Ｎｉ合金が好ましい。ヤング率が１５×１０３ｋｇ／ｍｍ２よりも大きな金属、例えばＷやＭｏ等では、薄い金属板の加工が困難であるため第１の底板として適さない。第１の底板の厚みは０．０５〜０．７ｍｍが好ましい。その理由は、枠体と第１の底板の熱膨張率が異なる場合には、８００℃程度の高温でのロウ付け時に容器に反りが生じやすいが、この反りを減らすために第１の底板の厚みを０．７ｍｍ以下と薄くすることが有効なためである。また、第１の底板の厚みが０．０５ｍｍ未満では、ネジ止めの際に底板の割れが起こりやすいからである。
【００２４】
第１の底板と第２の底板は積層し、ロウ材などを用いて互いに接合固定して使用する。その際、第１の底板の中央部に穴部を設け、第２の底板を接合固定したとき、第２の底板のうち回路基板や電子冷却装置を取り付ける部分が第１の底板の穴部から露出するように積層する。また、放熱板へのネジ止めなどを考慮して各底板の形状を定めることができるが、ネジ止め用の孔部や切欠部などは、加工が簡単な金属からなる第１の底板に設けることが好ましい。
【００２５】
本発明のＢＧＡタイプの光半導体気密封止容器には、図２〜図４に示すように、ＬＤ素子６ａやＰＤ素子６ｂのような光半導体素子６やドライバーＩＣなどの駆動素子７、チップサーミスタやレンズ１４などが搭載され、蓋体（図示せず）が気密に固定される。尚、第２の底板１２に設けた電極１３は、信号用電極１２ａ、電源用電極１３ｂ、及びＧＮＤ電極１３ｃからなり、それぞれ第２の底板１２を貫通した電気導電性の金属からなるビア１３ａと、その両側のパッドとからなる。また、容器の外側の各電極１３にはボールバンプ１５が設けてあり、外部電気回路基板（図示せず）に接続できるようになっている。
【００２６】
更に、本発明のＢＧＡタイプの光半導体気密封止容器においては、第２の底板に設けられた電極、例えばＢＧＡ用の電極は、第２の底板の上下面間を貫通した貫通孔内に充填された電気導電性の金属（所謂ビア）を主体とすると共に、少なくとも第２の底板の上下面において貫通孔の周囲に延在して開口部を気密封止した被覆金属部を備えている。この被覆金属部は、貫通孔内に充填された金属を更に貫通孔の開口部を封止するように盛上げて形成したものでも良いし、貫通孔内に充填された金属の上に更に別の金属を貫通孔の開口部を覆って封止するように形成したものであってもよい。
【００２７】
好ましいＢＧＡ用電極について、図面に基づいて更に詳しく説明する。第１の具体例の電極は、図５に示すように、第２の底板１２に設けた貫通孔１２ａの内部全体に充填された充填金属部１６と、充填金属部１６の貫通孔１２ａから露出している部分にメッキなどにより別途形成された被覆金属部１７とからなる。この図３に示す電極の場合、充填金属部１６が第２の底板１２の上下面間を電気的に導通する一方、被覆金属部１７が貫通孔１２ａの開口部を覆うことにより気密封止が達成される。
【００２８】
充填金属部１６を形成するには、貫通孔１２ａ内を厚膜メッキするか、又は貫通孔１２ａ内に金属ペーストを充填し、焼成して形成する。充填金属部１６は、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｍｏから選ばれた少なくとも１種の金属を主成分とするものが好ましい。また、充填金属部１６の形成に用いる金属ペーストに、熱伝導率に優れたＳｉＣ、ＡｌＮ、ダイヤモンド粒子などを含有させることもできる。また、被覆金属部１７としてはＮｉやＣｕなどが好ましい。尚、充填金属部を貫通孔から周囲の底板面上に延在するように盛上げることにより、充填金属部と一体化した金属被覆部を形成することもできる。
【００２９】
他の具体例の電極としては、図６に示すように、第２の底板１２に設けた貫通孔１２ａの内側面にメタライズ層又は金属蒸着層１８を形成した後、その貫通孔内に厚膜メッキにより金属を充填して充填金属部１９を形成する。この場合の充填金属部１９は、メタライズ層又は金属蒸着層１８を有する貫通孔１２ａ内に充填されることで第２の底板１２の上下面間を電気的に導通すると同時に、貫通孔１２ａの周囲の上下面に延在して盛り上がった状態で形成され、その部分が被覆金属部２０として開口部を気密封止する。
【００３０】
上記電極におけるメタライズ層は、例えばＷやＭｏのペーストを塗布した後、焼成して形成することができる。また、金属蒸着層としては、Ｔｉ／Ｍｏ／Ｎｉ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ｎｉ、Ｔｉ／Ｐｄ／Ｎｉなどが好ましい。これらのメタライズ層や金属蒸着層の上に形成される充填金属部としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、あるいはＮｉ＋Ｃｕ又はＮｉ＋Ａｇが好ましい。
【００３１】
このように、本発明のＢＧＡタイプの光半導体気密封止容器では、ＢＧＡ用の電極は、第２の底板に形成した貫通孔内を導通用の金属で充填して上下面間を電気的に導通するだけでなく、貫通孔の周囲に延在させた被覆金属部によって開口部を完全に覆うことにより、貫通孔部分の気密封止を達成することができる。この状態の電極でも、その後の工程に供給することが可能であるが、この電極に更に金属のボールやバンプを形成してもよい。
【００３２】
また、第２の底板に設けた多数の電極は、それぞれ貫通孔（ビアホール）に電気伝導性の金属を充填した構造であるため、第２の底板の放熱特性が向上する。第２の底板の放熱特性については、第２の底板を構成する絶縁体のセラミックス材料の熱伝導率α１と底板の面積Ｓ１、充填した金属の熱伝導率α２と貫通孔の面積の合計Ｓ２（Ｓ１＋Ｓ２＝第２の底板全体の面積）としたとき、第２の底板全体のみかけの熱伝導率αはα＝（α１×Ｓ１＋α２×Ｓ２）／（Ｓ１＋Ｓ２）で表わすころができる。
【００３３】
従って、貫通孔の数を増やし、貫通孔に充填する金属としてＡｕ、Ａｇ、Ｃｕなどの高熱伝導率の金属を用いることにより、第２の底板全体における見かけの熱伝導率を第２の底板を構成するセラミックス単体の熱伝導率より高くもすることが可能である。金属の中にダイヤモンドやｃＢＮのような高熱伝導材料を混ぜ込めば、放熱効果を一層向上させることができる。また、高周波の用途では、電極を構成する多数の金属柱が絶縁体である第２の底板を貫通しているので、本来絶縁体である第２の底板が金属同様の性質となり、伝播損失を低減できるという効果も得られる。
【００３４】
尚、これらの電極は通常はＢＧＡ用として使用するものであるが、全てを外部回路基板との電気的接続のために使用する必要はなく、一部の電極は放熱のためにだけ用いることができる。また、光半導体素子などを搭載する回路基板として多層基板を用いれば、ＢＧＡ用の電極の配置と、搭載する光半導体素子の電極位置とが一致していなくても、電気的接続を取ることが可能である。
【００３５】
積層固定された第１の底板と第２の底板は、第１の底板の上に枠体をロウ付けなどにより接合して、光半導体気密封止容器とする。尚、枠体としては、通常のごとく、コバールなどの金属、セラミックスのような絶縁体、及び金属と絶縁体との複合体を用いることができる。この光半導体気密封止容器には、従来と同様に、例えば図２に示すように、光半導体素子６や駆動素子７などを取り付けた回路基板８を第２の底板１２の上に実装した後、上端開口を蓋体５で気密封止して光半導体モジュールを構成する。
【００３６】
【実施例】
実施例１
第２の底板として、縦横が６×１２ｍｍで厚みが０．６３５ｍｍのＡｌＮセラミックス板を用意した。このＡｌＮセラミックス板の外周から２ｍｍ以内の領域全体に、直径が０．４ｍｍの貫通孔を０．８ｍｍのピッチで規則的に穿設した。
【００３７】
この第２の底板に設けた各貫通孔の内側面に、蒸着によりＴｉ（０．１μｍ厚）−Ｐｔ（０．１μｍ厚）−Ｎｉ（０．３μｍ厚）からなる金属蒸着層を形成した。このとき、レジストを塗布してパターンニングを施すことにより、貫通孔内及びその周囲以外には金属が蒸着されないようにした。
【００３８】
その後、第２の底板の貫通孔内に、Ｃｕを厚膜メッキした。その際、Ｃｕが貫通孔内に隙間なく充填されると共に、貫通孔周囲の第２の底板上にも延在するように盛り上がった状態でメッキして、貫通孔の開口部を完全に被覆した。尚、この際の厚膜メッキは、電解メッキ法でも無電解メッキ法でもよい。
【００３９】
得られた第２の底板について、ヘリウムリークテスト（＜２×１０−８ａｔｍ・ｃｃ／ｃｍ２）を行ったところ、十分な気密性が確保されていることが確認された。
【００４０】
実施例２
上記実施例１と同様にして、多数の貫通孔を穿設したＡｌＮセラミックス板を作製した。その各貫通孔内に、Ｃｕ粉＋ダイヤモンド粒子＋活性銀ロウからなるスラリーを充填した。尚、ダイヤモンド粒子は粒径１００〜３００μｍであり、活性銀ロウはＡｇ：Ｃｕ：Ｔｉ＝０．７：０．２８：０．０２の組成とした。
【００４１】
貫通孔の開口部に露出したスラリー上に、Ｃｕ粉＋活性銀ロウのスラリーを載せた後、減圧下で加熱して金属を溶触させた。Ｃｕを主体としダイヤモンド粒子を含む金属が貫通孔内を隙間なく充填すると共に、貫通孔周囲の第２の底板上にもＣｕを主体とする金属が盛り上がって形成されていて、貫通孔の開口部を完全に被覆することができた。
【００４２】
盛り上がった金属の余分な部分を機械加工で除去し、その上にＮｉを０．２μｍ蒸着した後、厚さ２０μｍのＡｕバンプを形成した。得られた第２の底板について、ヘリウムリークテスト（＜２×１０−８ａｔｍ・ｃｃ／ｃｍ２）を行ったところ、十分な気密性が確保されていることが確認された。また、貫通孔の上下で電極の電気抵抗を測定したところ、５ｍΩと低い値であった。
【００４３】
更に、第２の底板の片面にヒーターを設置して５００Ｗで発熱させ、反対側の面は水冷して２５℃に安定させた状態で、ヒーター面の温度を測定した。金属を充填した貫通孔がない従来のＡｌＮ底板では５６℃であったが、上記実施例１の第２の底板では５１℃、実施例２の第２の底板では４０℃であった。このことから、本発明の貫通孔に金属を充填した多数の電極を有する第２の底板、特に実施例２の第２の底板は、極めて放熱特性に優れていることが分る。
【００４４】
実施例３
上記実施例１と同様にして、多数の貫通孔を穿設したＡｌＮセラミックス板を作製した。その各貫通孔内に、平均粒径３μｍのＷ粉末とアクリル系バインダとエチルアルコールを混合したＷペーストを充填し、１４００℃に加熱して焼成して充填金属部を形成した。
【００４５】
このＣｕの充填金属部の貫通孔から露出した部分に、無電解メッキによりＮｉを厚さ３μｍメッキした。得られたＮｉメッキ部は、貫通孔周囲の第２の底板上にも延在して盛り上がった状態でメッキされていて、貫通孔の開口部を完全に被覆することができた。
【００４６】
各電極上にＮｉを０．５μｍの厚さに蒸着した後、厚さ１０μｍのＡｕバンプを形成した。得られた第２の底板について、ヘリウムリークテスト（＜２×１０−８ａｔｍ・ｃｃ／ｃｍ２）を行ったところ、十分な気密性が確保されていることが確認された。
【００４７】
実施例４
上記実施例１と同様にして、多数の貫通孔を穿設したＡｌＮセラミックス板を作製した。その各貫通孔の内側面に、平均粒径３μｍのＷ粉末とアクリル系バインダとエチルアルコールを混合したＷペーストを数μｍの厚みに塗布し、１４００℃に加熱焼成してメタライズ層を形成した。
【００４８】
その後、無電解メッキによって、Ａｇを貫通孔内に充填した。Ａｇは貫通孔内に隙間なく充填されると共に、貫通孔周囲の第２の底板上にも延在して盛り上がった状態で付着していて、貫通孔の開口部を完全に被覆することができた。
【００４９】
更に、貫通孔からの露出したＡｇの充填金属部に、Ｎｉを２μｍの厚さに蒸着した後、厚さ１５μｍのＡｕバンプを形成した。得られた第２の底板について、ヘリウムリークテスト（＜２×１０−８ａｔｍ・ｃｃ／ｃｍ２）を行ったところ、十分な気密性が確保されていることが確認された。
【００５０】
実施例５
上記実施例１で製造した第２の底板を用いて、図２に示すモジュールを作製した。即ち、ＣｕからなるＢＧＡ用の多数の電極１３を有するＡｌＮの第２の底板１２に、中央部に矩形の穴部を設けた厚さ０．０５ｍｍのコバールからなる第１の底板１１を接合し、更にその第１の底板１１に光透過窓４を備えたコバールの枠体１を接合してパッケージを作製した。
【００５１】
尚、第２の底板１２を構成するＡｌＮは、ヤング率が２５×１０３ｋｇ／ｍｍ２以上、抗析力が２５ｋｇ／ｍｍ２以上であり、熱膨張率が４．５ｐｐｍ／℃、熱伝導率が１５０Ｗ／ｍＫである。また、第１の底板１１及び枠体１を構成するコバールは、ヤング率が１５×１０３ｋｇ／ｍｍ２以下である。
【００５２】
次に、縦横が５×１０ｍｍで厚みが１．３ｍｍのＡｌＮからなる回路基板８を用意し、その片面に光半導体素子用及び駆動素子用の電極を形成した。これらの電極から第２の底板１２に設けた電極に対応する位置に配線を伸ばし、ビアを形成して他方の面に電気的に接続された電極を設けた。
【００５３】
この回路基板８を上記パッケージの第１の底板１１の穴部内に露出した第２の底板１２上に接合し、更に回路基板８の上にＬＤやＰＤの光半導体素子６及び駆動用ＩＣなどの駆動素子７を搭載した。その後、枠体１の上端開口に蓋体５を接合固定して気密封止し、光半導体モジュールを完成させた。
【００５４】
この光半導体モジュールは、発光特性など実用に耐えるものであった。また、−４０℃〜＋８５℃のヒートサイクル試験に供したところ、光学系の光軸ずれによる光出力の低下も観測されなかった。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、底板の反りがなく、従って光軸のずれによる光出力低下が起こらず、ＢＧＡ用電極の貫通孔部分における気密封止を確保できるＢＧＡタイプの光半導体気密封止容器、及びこの容器を用いたＢＧＡタイプの光半導体モジュールを提供することができる。しかも、本発明のＢＧＡタイプの光半導体気密封止容器及び光半導体モジュールは、容器裏面の底板に反りがないため放熱板との密着性が高く、且つ底板を貫通して多数の電極が設けてあるため、放熱性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＢＧＡタイプの光半導体気密封止容器を用いた光半導体モジュールを示す概略の一部切欠側面図である。
【図２】本発明のＢＧＡタイプの光半導体気密封止容器を用いた光半導体モジュールの一具体例を示す概略の斜視図である。
【図３】本発明のＢＧＡタイプの光半導体気密封止容器を用いた光半導体モジュールの一具体例を示す概略の断面図である。
【図４】本発明のＢＧＡタイプの光半導体気密封止容器に搭載された光半導体素子などを実装した回路基板の一具体例を示す概略の平面図である。
【図５】本発明による第２の底板に設けた電極の一具体例を示す概略の断面図である。
【図６】本発明による第２の底板に設けた電極の他の具体例を示す概略の断面図である。
【符号の説明】
１　　　枠体
２　　　底板
３　　　電極
５　　　蓋体
６　　　光半導体素子
７　　　駆動素子
８　　　回路基板
１０　　　外部電気回路基板
１１　　　第１の底板
１２　　　第２の底板
１２ａ　　　貫通孔
１３　　　電極
１５　　　ボールバンプ
１６、１９　　　充填金属部
１７、２０　　　被覆金属部
１８　　　メタライズ層又は蒸着金属層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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