(57)【要約】  【課題】  光半導体装置のリード端子に流れる高周波電流が蓋体から外部電気回路に放射され、外部電気回路の特性に影響を与えるのを防ぐことができる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。  【解決手段】  光半導体素子収納用パッケージは、上面の中央部に光半導体素子Ｓの搭載部１ａを有するとともに搭載部１ａの周辺に上面から下面にかけて形成された貫通孔１ｂを有する金属基板１と、貫通孔１ｂに挿通され、少なくとも下面側の端部が貫通孔１ｂから突出するように封止材２を介して固定されるとともに上面側の端部が光半導体素子Ｓの電極に電気的に接続されるリード端子３とを具備している光半導体素子収納用パッケージにおいて、貫通孔１ｂにリード端子３に同軸状とされて封止材２に埋め込まれた金属製の筒状部材４が設けられている。【選択図】  図１
2005277328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面の中央部に光半導体素子の搭載部を有するとともに該搭載部の周辺に前記上面から下面にかけて形成された貫通孔を有する金属基板と、前記貫通孔に挿通され、少なくとも前記下面側の端部が前記貫通孔から突出するように封止材を介して固定されるとともに前記上面側の端部が前記光半導体素子の電極に電気的に接続されるリード端子とを具備している光半導体素子収納用パッケージにおいて、前記貫通孔に前記リード端子に同軸状とされて前記封止材に埋め込まれた金属製の筒状部材が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】
前記筒状部材と前記リード端子との間の封止材の厚みは0.35乃至1.35ｍｍであり、前記筒状部材と前記金属基板との間の封止材の厚みは0.6乃至1.0ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の光半導体素子収納用パッケージ。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の光半導体素子収納用パッケージと、前記搭載部に搭載されて前記リード端子の前記上面側の端部に電気的に接続された光半導体素子と、光を透過させる窓を有するとともに前記搭載部を覆うように前記金属基板の前記上面に接合された蓋体とを具備する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、光半導体デバイスに使用す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関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、40ｋｍ以下の伝送距離における高速通信に対する需要が急激に増加しており、高速大容量な情報伝送に関する研究開発が進められている。とりわけ、光通信装置を用いて光信号を受発信する光半導体装置等の高速化が注目されており、光半導体装置による光信号の高出力化と高速化が伝送容量を向上させるための課題として研究開発されている。
【０００３】
従来の光半導体装置の光出力は0.2〜0.5ｍＷ程度であり、光半導体素子の駆動電力は５ｍＷ程度であった。しかし、より大出力の光半導体装置では、光出力が１ｍＷのレベルになってきており、また、光半導体素子の駆動電力も10ｍＷ以上が要求されている。さらに、従来の光半導体装置による伝送容量は2.5Ｇｂｐｓ程度であったが、近年10Ｇｂｐｓ程度まで向上してきており、光半導体装置をより高出力化させ、高速化させることが要求されている。
【０００４】
またＥＭＩ（Electro-Magnetic Interference）と呼ばれる電磁妨害放射規制により、電子機器から漏れでる電磁気的雑音（電波）の放射、伝播量が規制されているが、この電磁妨害放射は、信号が高速化するにつれて増える傾向があるため、何らかの対策が必要となってきている。
【０００５】
従来の光通信装置に用いられているＬＤ（Laser Diode:レーザーダイオード）やＰＤ（Photo Diode:フォトダイオ−ド）等の光半導体素子を収納する光半導体装置を図３（ａ）、（ｂ）に示す。ここで図３（ａ）は、光半導体装置の断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の蓋体17を外した状態での平面図である。
【０００６】
従来の光半導体装置は、上面の中央部に光半導体素子Ｓ’の搭載部11ａを有するとともにこの搭載部11ａの周辺に上面から下面にかけて形成された直径0.5〜２ｍｍの貫通孔11ｂを有する鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金や鉄（Ｆｅ）−マンガン（Ｍｎ）合金等の金属から成る円板状の金属基板11と、貫通孔11ｂに挿通され、少なくとも下面側の端部が貫通孔11ｂから突出するように封止材12を介して固定され、上面側の端部が光半導体素子Ｓ’の電極に電気的に接続される鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金や鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）合金等の金属から成るリード端子13とを具備している光半導体素子収納用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）、およびこのパッケージの搭載部11ａに搭載されてその電極がリード端子13の上面側の端部に電気的に接続された光半導体素子Ｓ’、ならびに搭載部１ａを覆うように金属基板11の上面に接合された蓋体17を具備している。
【０００７】
なお、金属基板11とリード端子13との接合は鉛を主成分とする絶縁ガラスを介して行なわれ、絶縁ガラスによって金属基板11とリード端子13とが電気的に絶縁されている。また、光半導体素子Ｓ’は、金属基板11に200〜400℃の融点を有する金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）等の低融点ロウ材によりロウ付け固定され、光半導体素子Ｓ’の電極がボンディングワイヤ（図示せず）を介して金属端子13に電気的に接続される。
【０００８】
また、金属基板11の上面には、外周端から幅１ｍｍ以内の外周部に、光半導体素子Ｓ’の保護を目的として、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等から成る固定部材15がＹＡＧレーザ溶接、シーム溶接またはロウ付け等により固定され、そして固定部材15に、例えばＹＡＧレーザによる溶接によって接合され、さらに光半導体素子Ｓ’に対向する部位に光ファイバ16が固定された蓋体17が接合されることにより、製品としての光半導体装置とされている。
【０００９】
この光半導体装置は大容量の光通信等に使用され、外部電気回路（図示せず）から供給される駆動信号によって光半導体素子Ｓ’を光励起させ、励起された光を戻り光防止用の光アイソレータ（図示せず）を介して光ファイバ16に授受させるとともに光ファイバ16内に伝達させる。そして、40ｋｍ以下の伝送距離における2.5Ｇｂｐｓ（Giga bit per second）以下の伝送容量の通信に多用されている。
【特許文献１】特開平８−130266号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来のパッケージに、10ｍＷ以上の駆動電力および10ＧＨｚ程度の高周波信号で駆動される光半導体素子Ｓ’を搭載し、光出力が１ｍＷ程度の光半導体装置を構成した場合、光半導体素子Ｓ’を高周波信号で駆動しようとすると、リード端子13に流れる高周波電流により,上記半導体装置の金属基板11に高周波電流が誘起され、その結果金属基板11と接続されている蓋体17にも高周波電流が流れて蓋体17および固定部材15がアンテナとなり、電磁波を放射して半導体装置の周辺に配置された外部電気回路に不必要な電流が流れて動作を狂わせるため、近年ＥＭＩ（Electro-Magnetic Interference）と呼ばれる電磁妨害放射の規制、規格外となる場合は使用できないという問題点があった。
【００１１】
これは、従来のパッケージでは、金属基板11がリード端子13の接地導体の役割を果たしている構造上の問題によるためである。また、金属基板11は金属製の蓋体17および固定部材15に電気的に接続した構造のために、高周波信号が流れるリード端子13と対向する金属基板11との間に電磁誘導が発生し、この電磁誘導による高周波電流が蓋体17および固定部材15に流れて、蓋体17および固定部材15が電磁波を放射し、外部電気回路の駆動を妨害してしまうことによる。特に、10ＧＨｚといった高い周波数になる2.5ＧＨｚの波長の４分の１となり、電磁波による不要輻射がより大きくなる傾向がある。
【００１２】
従って、本発明は上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、リード端子に流れる高周波電流が蓋体から外部電気回路に放射されるのを防ぎ、外部電気回路の特性に影響を与えることを防ぐ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にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上面の中央部に光半導体素子の搭載部を有するとともにこの搭載部の周辺に前記上面から下面にかけて形成された貫通孔を有する金属基板と、前記貫通孔に挿通され、少なくとも前記下面側の端部が前記貫通孔から突出するように封止材を介して固定されるとともに前記上面側の端部が前記光半導体素子の電極に電気的に接続されるリード端子とを具備している光半導体素子収納用パッケージにおいて、前記貫通孔に前記リード端子に同軸状とされて前記封止材に埋め込まれた金属製の筒状部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上記構成において好ましくは、前記筒状部材と前記リード端子との間の封止材の厚みは0.35乃至1.35ｍｍであり、前記筒状部材と前記金属基板との間の封止材の厚みは0.6乃至1.0ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の光半導体装置は、本発明の光半導体素子収納用パッケージと、前記搭載部に搭載されて前記リード端子の前記上面側の端部に電気的に接続された光半導体素子と、光を透過させる窓を有するとともに前記搭載部を覆うように前記金属基板の前記上面に接合された蓋体とを具備することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、貫通孔にリード端子に同軸状とされて封止材に埋め込まれた金属製の筒状部材が設けられていることから、リード端子に流れる高周波信号による誘導電磁界は金属製の筒状部材でシールドされるため、封止材を介して接合固定されている金属基板に高周波信号が誘起されて流れるのを減少させることができる。これにより金属基板に電気的に接続されている蓋体に高周波信号が流れて放射される電磁波を削減することができる。その結果、高周波信号をリード端子を介して光半導体素子に伝送しても、蓋体より強い電磁波が放射されないので、外部電気回路の信号波形に歪みを発生させず、外部電気回路の特性に影響を与えることがない。
【００１７】
また、本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上記構成において好ましくは、筒状部材とリード端子との間の封止材の厚みは0.35乃至1.35ｍｍであり、筒状部材と金属基板との間の封止材の厚みは0.6乃至1.0ｍｍであるときには、リード端子と筒状部材との間で形成される特性インピーダンスが適度となり、信号伝送性能を良好に保てるとともに、筒状部材やリード端子の接合強度が適度となり、気密性のよい光半導体素子収納用パッケージとすることができる。
【００１８】
本発明の光半導体装置によれば、上記の光半導体素子収納用パッケージと、搭載部に搭載されてリード端子の上面側の端部に電気的に接続された光半導体素子と、光を透過させる窓を有するとともに搭載部を覆うように金属基板の上面に接合された蓋体とを具備することから、高周波信号によって光半導体装置が駆動されても、高周波信号が周囲に放射され外部電気回路の信号波形に歪みを発生させて特性に影響を与えることのない光半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の光半導体素子収納用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）および光半導体装置について添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１（ａ）は、本発明の光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置の実施の形態の一例を示した断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の光半導体装置の蓋体を外した状態での平面図である。
【００２１】
これらの図において、１は金属基板、１ａは光半導体素子の搭載部、２は封止材、３はリード端子、４は筒状部材であり、これらで本発明のパッケージが基本的に構成される。また、このパッケージと光半導体素子Ｓと蓋体７とで本発明の光半導体装置が基本的に構成される。
【００２２】
なお、図１（ａ）および図１（ｂ）には、１個の半導体素子Ｓを搭載し、１つの貫通孔１ｂを形成した例を示しているが、複数の半導体素子Ｓを搭載し、複数の貫通孔１ｂを形成してもよい。
【００２３】
金属基板１は、上面の中央部に光半導体素子Ｓの搭載部１ａを有するとともに搭載された光半導体素子Ｓが発生する熱をパッケージの外部に放散する機能を有し、搭載部１ａの周辺には上面から下面にかけて形成された直径1.15〜2.65ｍｍの貫通孔を有する。また、金属基板１の形状は、例えば直径3.0〜6.0ｍｍの円板状，半径1.5〜8.0ｍｍの円周の一部を切り取った半円板状，一辺3.0〜15ｍｍの四角板状等で、厚みが0.5〜２ｍｍの平板状である。
【００２４】
このような金属基板１は、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金や鉄（Ｆｅ）−マンガン（Ｍｎ）合金等の金属から成り、例えば金属基板１が鉄（Ｆｅ）−マンガン（Ｍｎ）合金から成る場合は、このインゴット（塊）に圧延加工や打ち抜き加工等の従来周知の金属加工方法を施すことによって所定形状に製作される。
【００２５】
また、金属基板１の表面には耐食性に優れ、ロウ材との濡れ性に優れた厚さ0.5〜９μｍのニッケル（Ｎｉ）層と厚さ0.5〜５μｍの金（Ａｕ）層とをめっき法により順次被着させておくと、金属基板１が酸化腐食するのを有効に防止するとともに各部品を金属基板１に良好にロウ付けすることができる。
【００２６】
なお、金属基板１の厚みは0.5ｍｍ以上２ｍｍ以下が好ましい。厚みが0.5ｍｍ未満の場合、後述する蓋体７や固定部材５を金属基体１の上面に接合する際に、接合温度等の接合条件により金属基板１が曲がったりして変形し易くなり、厚みが２ｍｍを超えると、パッケージや半導体装置の厚みが不要に厚いものとなり小型化し難くなる。
【００２７】
金属基板１に形成された貫通孔１ｂには、リード端子３が挿通され、少なくとも下面側の端部が貫通孔１ｂから突出するように封止材２を介して固定される。リード端子３の金属基板１の上面側の端部は、光半導体素子Ｓの電極にボンディングワイヤ（図示せず）等を介して電気的に接続されることによって、リード端子３は光半導体素子Ｓと外部電気回路（図示せず）との間の入出力信号を伝送する機能を為す。なお、リード端子３は、少なくとも下面側の端部が貫通孔１ｂから１〜20ｍｍ程度突出するように封止材２を介して固定され、上面側の端部は貫通孔１ｂから０〜２ｍｍ程度突出する。
【００２８】
リード端子３の上面側の端部は半導体素子Ｓの電極に電気的に接続されるので、貫通孔１ｂは搭載部１ａの周辺の近い位置に配置され、例えば搭載部１ａから平面視距離で0.1〜５ｍｍの位置に形成される。貫通孔１ｂが搭載部１ａの周辺の近い位置に配置されると、光半導体素子Ｓの電極に接続するボンディングワイヤの長さを短くできるので、ボンディングワイヤの抵抗を低いものとすることができる。
【００２９】
リード端子３は、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金や鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）合金等の金属から成り、例えばリード端子３が鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金から成る場合は、このインゴット（塊）を圧延加工や打ち抜き加工等の従来周知の金属加工方法を施すことによって、長さが1.5〜22ｍｍ、直径が0.1〜１ｍｍの線状に製作される。
【００３０】
筒状部材４は鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金や鉄（Ｆｅ）−マンガン（Ｍｎ）合金等の金属から成り、例えば筒状部材４が鉄（Ｆｅ）−マンガン（Ｍｎ）合金から成る場合は、このインゴット（塊）を圧延加工や打ち抜き加工等の従来周知の金属加工方法を施すことによって、外径が0.6〜３ｍｍ,内径が0.4〜2.9ｍｍ，長さ0.5〜２ｍｍの筒状に製作される。
【００３１】
封止材２は、ガラスやセラミックスなどの無機材料から成り、リード端子３と筒状部材４と金属基板１とのそれぞれの絶縁間隔を確保するとともに、リード端子３を筒状部材４の内面に固定し、さらに筒状部材４を金属基板１の貫通孔１ｂに固定する機能を有す。
【００３２】
そして、封止材２がガラスから成る場合は、内径が筒状部材４の外径より大きく、外径が金属基板１の貫通孔１ｂの内径より小さい筒状に成形された封止材２を貫通孔１ｂに挿入し、筒状部材４をこの封止材２に挿入し、次に内径がリード端子３の外径より大きく、外径が筒状部材４の内径より小さい筒状に成形された封止材２を筒状部材４に挿入し、最後にリード端子３をこの封止材２に挿通し、しかる後、所定の温度に加熱して封止材２を溶融させることにより、筒状部材４がリード端子３に同軸状とされて封止材２に埋め込まれるとともに貫通孔１ｂに挿通されたリード端子３が貫通孔１ｂに気密に固定された本発明のパッケージが製作される。
【００３３】
本発明のパッケージによれば、筒状部材４と金属基板１とが封止材２を介して絶縁されていることから、リード端子３に高周波信号が流れたときに、金属製の筒状部材４によってリード端子３に流れる高周波信号が金属基板１に誘起されて高周波電流が金属基板１に流れるのをシールドする作用を為す。これにより金属基板１に電気的に接続されている蓋体７に高周波電流が流れて電磁波が外部電気回路に放射され、この電磁波が外部電気回路に流れる信号波形に歪を発生させることがないので、外部電気回路に安定した動作を行なわせることができる。また筒状部材４，封止材２，貫通孔１ｂは、インピーダンス整合の容易さにより、リード端子３に同軸状に設けられるが、同軸状でなくても、リード端子３と封止材２で構成され、外部電気回路のインピーダンスと同程度となるインピーダンスに整合されていればよい。
【００３４】
また、筒状部材４は貫通孔１ｂの内部に封止材２に埋め込まれるように設けられるのがパッケージ全体のインピーダンス整合の点で好ましいが、貫通孔１ｂの外側へ延出するように設けられてもよい。
【００３５】
また、リード端子３と筒状部材４との間の封止材２の厚みは0.35〜1.35ｍｍであり、筒状部材４と金属基板１との間の封止材２の厚みは0.6〜1.0ｍｍであるのが好ましい。
【００３６】
リード端子３と筒状部材４との間の封止材２の厚みが1.35ｍｍを超えると、リード端子３と筒状部材４との間の容量成分が非常に小さくなることから、リード端子３と筒状部材４とで形成される線路の特性インピーダンスが非常に大きくなり、その結果、半導体装置に高周波信号を入出力するときに、リード端子３の筒状部材４がある部分において信号の反射等が生じ、光半導体素子Ｓへの信号伝送性能が劣化してしまう傾向がある。また、0.35ｍｍより薄いと、リード端子３と筒状部材４との間の容量成分が非常に大きくなることから、特性インピーダンスが非常に小さくなる傾向があり、その結果、半導体装置に高周波信号を入出力するときに、リード端子３の筒状部材４がある部分における反射損失が大きくなり、光半導体素子Ｓへの信号伝送性能が劣化してしまう傾向がある。
【００３７】
さらに、筒状部材４と金属基板１を接合する封止材２の厚みが1.0ｍｍを超えると、この後に接合される蓋体７の溶接部分と封止材の距離が短くなり、封止材にクラックが入りやすく、パッケージの気密性を満足することができなくなる傾向がある。0.6ｍｍより薄いと、筒状部材４と金属基板１との間の容量性の結合が強まってシールド効果がなくなってしまい、その結果半導体装置に高周波信号を入出力するときに、金属基板１から蓋体７に高周波電流が流れてしまって周囲に電磁波が放射される。
【００３８】
また、本発明の光半導体装置は、上述のパッケージと、その搭載部１ａに搭載されてリード端子３の上面側の端部に電気的に接続された光半導体素子Ｓと、光を透過させる窓を有するとともに搭載部１ａを覆うように金属基板１の上面に接続された蓋体７とを具備している。
【００３９】
光半導体素子Ｓは、搭載部１ａに200〜400℃の融点を有する金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）等のロウ材によりロウ付けされて固定され、しかる後、その電極をボンディングワイヤ等の電気的接続部材を介してリード端子３の上面側の端部に電気的に接続される。光半導体素子Ｓとしては、ＬＤ（レーザーダイオード）やＰＤ（フォトダイオ−ド），等の例が挙げられる。
【００４０】
その後、金属基板１の上面の周囲にＦｅ−Ｎｉ合金等から成り、半導体素子Ｓと対向する部位に光ファイバ６と戻り光防止用の光アイソレータ（図示せず）とが樹脂接着剤で接着された固定部材５をＹＡＧレーザ溶接，シーム溶接またはロウ付け等で接合する。さらに固定部材５の外周部（鍔状部）に、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成り、半導体素子Ｓと対向する部分に光を透過させる窓を有する蓋体７が、金属基板１の外周端から幅１ｍｍ程度以内の外周部に、ＹＡＧレーザ溶接，シーム溶接またはロウ付け等により接合されることによって本発明の光半導体装置が製作される。なお、蓋体７に光ファイバと戻り光防止用の光アイソレータとが接着される場合は、固定部材５は省略することができる。
【００４１】
蓋体７の窓には、平板やボールレンズ、非球面レンズなどの各種形状の窓部材が低融点ガラス等により接合されてもよい。この窓部材により光半導体素子Ｓから発光される光を集光させることができる。
【００４２】
また、蓋体７や固定部材５の下端は、例えば図１のような鍔状となっており、これにより金属基板１と蓋体７，固定部材５との接合面積が大きくなり、金属基板１と蓋体７，固定部材５とで構成されるパッケージ内部の気密信頼性が向上する。
【００４３】
本発明の光半導体装置によれば、上記の本発明の半導体素子収納用パッケージを具備することから、10ＧＨｚ以上の高周波信号において光半導体装置が駆動されても、蓋体７から高周波信号が電磁波となって不要輻射されるのを抑止し、この電磁波が光半導体装置の周辺に配置された外部電気回路の信号波形に歪みを発生させることを抑止するので、外部電気回路の特性に影響を与えることのない光半導体装置とすることができる。
【００４４】
かくして、本発明の光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置によれば、金属基板１の貫通孔１ｂにリード端子３に同軸状とされて封止材２に埋め込まれた金属製の筒状部材４が金属基板１と封止材２を介して絶縁されるように固定されることから、10ＧＨｚ以上の高周波信号において光半導体装置が駆動されても、リード端子３に流れる高周波信号の電荷による高周波電流によって誘起された高周波電流が金属基板１や蓋体７に流れるのを防ぐことができ、この高周波電流が蓋体７から電磁波として放射されて、半導体装置の周辺に配置された外部電気回路に流れる信号波形が歪むことを抑止するので、外部電気回路を安定して動作させることができる光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置となる。
【実施例】
【００４５】
本発明の光半導体装置と比較用の試料とを作製して結果を比較した。  
本発明の光半導体装置となる評価用の光半導体装置を以下のように作製した。まず、鉄（Ｆｅ）−マンガン（Ｍｎ）合金を切削加工により、長さ1.0ｍｍ×外径0.8ｍｍ×内径0.7ｍｍの形状の筒状部材４を作製した。
【００４６】
次に、Ｆｅ99.6％−Ｍｎ0.4％系のＳＰＣ（Steel Plate Cold）材から成る厚み1.0ｍｍ×直径5.6ｍｍの板材に厚み1.5ｍｍ×直径3.0ｍｍの円柱状の搭載部１ａを切削加工により設けた金属基板１の中央部に、打ち抜き加工により直径1.4ｍｍの貫通孔１ｂを形成した。そして、金属基板１の貫通孔１ｂに長さ1.0ｍｍ×内径0.8ｍｍ×外径1.4ｍｍおよび長さ1.0ｍｍ×内径0.3ｍｍ×外径0.7ｍｍの筒状に成形した低融点ガラスから成る封止材２と、筒状部材４と、Ｆｅ68％−Ｎｉ42％合金から成る長さ15ｍｍ×直径0.3ｍｍのリード端子３とを挿入し、700℃の炉中にてガラスを溶融させることにより貫通孔１ａを気密封止した。
【００４７】
さらに、金属基板１およびリード端子３の露出した表面には、厚さ２μｍのＮｉ層と厚さ２μｍのＡｕ層とをめっき法により順次被着させた。その後、金属基板１の搭載部１ａに光半導体素子ＳとなるレーザダイオードをＡｕ−Ｓｎロウ材にてロウ付けして搭載し、その後光半導体素子Ｓの電極とリード端子３の上面側の端部とをボンディングワイヤにて電気的に接続した。
【００４８】
そして、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金から成る内径3.9ｍｍ×外径4.2ｍｍ×高さ2.4ｍｍのキャップ形状の蓋体７を金属基板１の上面の外周部にシーム溶接により接合して半導体素子Ｓを気密封止し、評価用の光半導体装置を作製した。
【００４９】
次に、比較用としての従来の光半導体装置を準備した。従来の光半導体装置は、金属基板11に形成された0.7ｍｍの貫通孔11ｂにリード端子13が封止材12を介して接合固定されており、筒状部材４が設けられていない他は、上記の評価用の光半導体装置と同じものである。
【００５０】
そして、評価用および比較用の光半導体装置の周囲に、ループ状のコイル（ループ径φ３ｃｍ巻き数15）を取り付け、オシロスコープに接続し、光半導体装置に10ＧＨｚの高周波信号を供給して動作させたときの電界強度の測定を行うことで電磁波の放射の確認を行った。その結果を図２に示す。
【００５１】
図２より、本発明の光半導体装置は、従来の光半導体装置に比べて電界強度の波形が小さいことから、蓋体から発生する電磁波が少なくなっていることが確認できた。
【００５２】
また金属基板１と筒状部材４との間の封止材２の厚みが0.3，0.6，0.8，1，1.2ｍｍ、リード端子３と筒状部材４との間の封止材２の厚みが0.3，0.35，0.8，1.2，1.35，1.4ｍｍとなる組合せの試料をシミュレータ（アンソフト（株）製、ＨＦＳＳ）にてシミュレーションを行い、それぞれの部分の封止材の厚みに対する電磁波の分布について確認を行った。判定は、図４に示す電磁波の分布において、図４（ａ）のように電磁波が筒状部材４から漏洩しているものを×（不良）、図４（ｂ）のように筒状部材４で電磁波が遮断されているものを○（良）とした。各封止材厚みの結果を表１に示す。
【表１】
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【００５３】
表１に示されるように、筒状部材４とリード端子３との間の封止材２の厚みが0.35〜1.35ｍｍであり、筒状部材４と金属基板１との間の封止材２の厚みが0.6〜1.0ｍｍのものにおいて筒状部材４が十分な遮蔽効果を有し、電磁波が筒状部材４で遮断され金属基板１に漏洩しない良好な特性が得られることが分かった。なお、電磁波分布が金属基板１に達している場合は、蓋体７から電磁波が発生することになるため、光半導体素子収納用パッケージの周辺に配置された外部電気回路の信号波形を歪ませることになり、外部電気回路の動作が不安定となる。
【００５４】
また、本発明は、上述の実施の形態の例および実施例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内であれば種々の変更は可能である。例えば、2.5Ｇｂｐｓといった低速通信でも使用することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置の実施の形態の一例を示し、（ａ）は光半導体装置の断面図であり、（ｂ）は（ａ）の蓋体を外した状態での平面図である。
【図２】本発明の光半導体装置および従来の光半導体装置から放射される電磁波の大きさを示す線図である。
【図３】従来の光半導体装置の例を示し、（ａ）は光半導体装置の断面図であり、（ｂ）は（ａ）の蓋体を外した状態での平面図である。
【図４】本発明の光半導体装置から放射される電磁波分布をシミュレーションした結果を示すリード端子およびその周辺の断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１・・・・・・・金属基板
１ａ・・・・・・搭載部
１ｂ・・・・・・貫通孔
２・・・・・・・封止材
３・・・・・・・リード端子
４・・・・・・・筒状部材
５・・・・・・・固定部材
６・・・・・・・光ファイバ
７・・・・・・・蓋体
Ｓ・・・・・・・光半導体素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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