(57)【要約】      （修正有）【課題】  ガラス端子のリード線と中継基板の信号ラインとを確実に電気的に接続することができ、接地ラインと信号ラインとのブリッジを防止して、ケースと接地ラインとを確実にろう付け接続できるメタルパッケージを提供する。【解決手段】  ケース１０に設けられた封着孔にガラス端子２０が封着され、信号ライン１３と接地ライン１５ａ、１５ｂが形成された中継基板１４が上面に接合された支持ブロック１６が、前記ケース１０の内側面にろう付けされ、前記中継基板１４の信号ライン１３と前記ガラス端子２０に設けられたリード線２１とが電気的に接続され、前記ケース１０の内側面に、前記支持ブロック１６のろう付け面の上方へ張り出し部１１が設けられ、前記中継基板１４に形成された接地ライン１５ａ、１５ｂと前記ケース１０とが隙間部分に充填されたろう材を介して電気的に接続されている。【選択図】図７
2005136036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタルパッケージのケースに設けられた封着孔にガラス端子が封着され、信号ラインと接地ラインが形成された中継基板が上面に接合された支持ブロックが、前記ケースの内側面にろう付けされ、
前記中継基板の信号ラインと前記ガラス端子に設けられたリード線とが電気的に接続され、前記中継基板の接地ラインと前記ケースとが電気的に接続されたメタルパッケージにおいて、
前記ケースの内側面に、前記支持ブロックのろう付け面のうち、少なくとも前記中継基板が支持されている部位の上方へ張り出す張り出し部が設けられ、
前記中継基板に形成された接地ラインと前記ケースとが、前記張り出し部と前記接地ラインとに挟まれた隙間部分に充填されたろう材を介して電気的に接続されていることを特徴とするメタルパッケージ。
【請求項２】
前記中継基板が、信号ラインを挟んで接地ラインが配置されたコプレナー構造に形成され、
前記封着孔が、前記接地ラインに挟まれた中間で開口していることを特徴とする請求項１記載のメタルパッケージ。
【請求項３】
請求項１記載のメタルパッケージの製造方法において、
前記ケースと支持ブロックとを、前記ケースの張り出し部が設けられた面に支持ブロックを当接させるとともに、支持ブロックと前記ケースとが当接する位置にろう材を配置して加熱用の治具にセットし、
治具とともに前記ケースおよび支持ブロックを加熱炉に入れ、前記ろう材を溶融して、前記ケースと支持ブロックとの当接面にろう材を這い上がらせ、前記張り出し部と前記中継基板に形成された接地ラインとの間に毛細管現象によりろう材を充填して、接地ラインとケースとを電気的に接続するとともに前記ケースと支持ブロックとを固着することを特徴とするメタルパッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光通信等に用いられるメタルパッケージに関し、より詳細には、入出力端子としてガラス端子を封着したメタルパッケージおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信等に使用するメタルパッケージには、図８に示すように、メタルパッケージのケース１０にガラス端子を封着する封着孔１２を設け、封着孔１２にガラス端子を封着して信号を入出力するようにした製品がある。このメタルパッケージでは高周波信号を取り扱うため、インピーダンスマッチングを考慮した中継基板１４を介して、パッケージ内に搭載される半導体素子とガラス端子とを接続するように構成されている。
図９に中継基板１４が装着されている部位を拡大して示す。中継基板１４はセラミックからなる基板の表面に信号ライン１３と、信号ライン１３を挟んで接地ライン１５ａ、１５ｂが形成されたものである。信号ライン１３および接地ライン１５ａ、１５ｂはコプレナーライン構造により、インピーダンスマッチングが図られている。
【０００３】
中継基板１４は支持ブロック１６の上面にろう付けされ、支持ブロック１６はケース１０の内壁面にろう付けされて固定されている。従来は、ろう付け用の治具にケース１０と支持ブロック１６とを位置合わせしてセットし、支持ブロック１６とケース１０とが当接する位置のコーナー部にろう材を配置して、加熱炉内でろう材が溶融した際に支持ブロック１６とケース１０との当接面にろう材が這い上がるようにしてケース１０と支持ブロック１６とをろう付けしている。図８はケース１０に支持ブロック１６がろう付けされて固定された状態である。支持ブロック１６をケース１０にろう付けした後、封着孔１２にガラス端子２０をろう付けし、ガラス端子２０のリード線２１と中継基板１４の信号ライン１３、ケース１０の内壁面と接地ライン１５ａ、１５ｂとを各々ろう付けして電気的に接続する。
【特許文献１】特開平８−９７３２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、図９に示すように、ガラス端子２０のリード線２１と中継基板１４の信号ライン１３とをろう付けする際は、ガラス端子２０のリード線２１と信号ライン１３との間にろう材１８をおいてろう付けし、ケース１０の内壁面と中継基板１４の接地ライン１５ａ、１５ｂとをろう付けする際は、ケース１０の内壁面と接地ライン１５ａ、１５ｂとの交線近傍にろう材１８をおいて、ろう材１８を溶融することによってろう付けしている。
【０００５】
図１０は、ろう材１８がケース１０の内壁面と中継基板１４の接地ラインとの間で溶融してメニスカス状の接合部が形成された様子を示す。
中継基板１４は支持ブロック１６をケース１０の内壁面にろう付けする際に、同時に支持ブロック１６にろう付けされる。したがって、中継基板１４の端面とケース１０の内側面との間に隙間が形成された状態で中継基板１４がろう付けされたような場合には、中継基板１４の接地ライン１５ａ、１５ｂとケース１０の内壁面との間をろう付けした際に、隙間部分にろう材が流れ込んでしまって、接地ライン１５ａ、１５ｂの表面とケース１０の内壁面との間にブリッジが的確に形成されず、接地ライン１５ａ、１５ｂとケース１０との間の電気的接続がなされなくなることがあるという問題があった。
【０００６】
このような問題を防止する方法としては、中継基板１４とケース１０の内壁面との間の隙間をなくすように修復して、ケース１０と接地ライン１５ａ、１５ｂとの間をろう付けすることも考えられるが、このような修復作業は煩雑であるという問題があった。
そこで、本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、ケースと中継基板の接地ラインとをろう付けによって確実に電気的に接続することができ、組立作業も容易に行うことができるメタルパッケージおよびその製造方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、  メタルパッケージのケースに設けられた封着孔にガラス端子が封着され、信号ラインと接地ラインが形成された中継基板が上面に接合された支持ブロックが、前記ケースの内側面にろう付けされ、前記中継基板の信号ラインと前記ガラス端子に設けられたリード線とが電気的に接続され、前記中継基板の接地ラインと前記ケースとが電気的に接続されたメタルパッケージにおいて、前記ケースの内側面に、前記支持ブロックのろう付け面のうち、少なくとも前記中継基板が支持されている部位の上方へ張り出す張り出し部が設けられ、前記中継基板に形成された接地ラインと前記ケースとが、前記張り出し部と前記接地ラインとに挟まれた隙間部分に充填されたろう材を介して電気的に接続されていることを特徴とする。
また、前記中継基板が、信号ラインを挟んで接地ラインが配置されたコプレナー構造に形成され、前記封着孔が、前記接地ラインに挟まれた中間で開口していることを特徴とする。
【０００８】
また、前記メタルパッケージの製造方法において、前記ケースと支持ブロックとを、前記ケースの張り出し部が設けられた面に支持ブロックを当接させるとともに、支持ブロックと前記ケースとが当接する位置にろう材を配置して加熱用の治具にセットし、治具とともに前記ケースおよび支持ブロックを加熱炉に入れ、前記ろう材を溶融して、前記ケースと支持ブロックとの当接面にろう材を這い上がらせ、前記張り出し部と前記中継基板に形成された接地ラインとの間に毛細管現象によりろう材を充填して、接地ラインとケースとを電気的に接続するとともに前記ケースと支持ブロックとを固着することを特徴とする。
メタルパッケージのケースに設けられた封着孔にガラス端子を封着する方法としては、ケースと支持ブロックとをろう付けした後、前記ケースの封着孔にガラス端子を封着する方法、ケースを加熱用の治具にセットする際に、あらかじめケースに設けられた封着孔にガラス端子を封着しておく方法、ケースと支持ブロックとを加熱炉内でろう付けする際に、同時にケースの封着孔にガラス端子を封着する方法が可能である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るメタルパッケージおよびその製造方法によれば、ケースに支持ブロックをろう付けしてメタルパッケージを組み立てる際に、ケースと支持ブロックに支持されている中継基板に形成された接地ラインとを確実にろう付けして接続することができ、これによってケースと接地ラインとを確実に電気的に接続することができて、信頼性の高いメタルパッケージを確実にかつ容易に製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面にしたがって詳細に説明する。
図１は、本発明に係るメタルパッケージの全体構成を示す断面図である。ケース１０は有底の箱体状に形成され、半導体素子３０はケース１０の底部に搭載される。半導体素子３０と支持ブロック１６に支持された中継基板１４の表面に形成されている信号ライン１３とはワイヤボンディングによって電気的に接続される。信号ライン１３にはガラス端子２０のリード線２１がろう付けされており、これによって半導体素子３０とリード線２１とが電気的に接続される。
【００１１】
ガラス端子２０は金属環２３にリード線２１を挿通してガラス２２により封止されてなるものであり、ケース１０に設けられた封着孔１２の内周面に金属環２３をろう付けしてガラス端子２０がケース１０に封着される。なお、リード線２１を封着孔１２に封着する方法として、金属環２３を使用せず、封着孔１２に直接、ガラス２２により封着することも可能である。
【００１２】
本発明に係るメタルパッケージにおいても、ケース１０の内壁面に支持ブロック１６をろう付けしてメタルパッケージを製造するが、本発明において特徴的な構成は、支持ブロック１６がろう付けされるケース１０の内壁面に、支持ブロック１６の上方へ張り出す張り出し部１１を設けたことにある。図２に、ケース１０の内壁面に張り出し部１１を設けた状態を示す。
【００１３】
図２では、封着孔１２を設けた部位からケース１０の上縁まで同じ厚さで張り出し部１１を設けているが、張り出し部１１は支持ブロック１６の上方に庇状にわずかに張り出す形態に設ければよく、ケース１０の上縁まで同じ厚さに形成しなければならないものではない。また、張り出し部１１は支持ブロック１６のろう付け面の全長にわたって設ける必要はなく、少なくとも支持ブロック１６に支持される中継基板１４の上方部分に張り出すように設ければよい。
本実施形態での張り出し部１１のケース１０の内壁面からの張り出し量は０．１ｍｍ程度である。張り出し部１１は、ケース１０の内側面を加工する際に、所定形状に加工して形成することができる。
【００１４】
ガラス端子の封着孔１２は、張り出し部１１と支持ブロック１６をろう付けするろう付け面との間にかけて形成される。これは、封着孔１２にガラス端子を封着した際に、ガラス端子のリード線が中継基板１４の上面に形成されている信号ライン１３にほぼ接触する位置に延出するようにするためである。したがって、張り出し部１１に形成されている封着孔１２の部分は半円形状となっている。
【００１５】
図３は、ケース１０と支持ブロック１６とをろう付け用の治具にセットした状態の配置を示す（治具は不図示）。支持ブロック１６の上面にはケース１０に設けられた封着孔１２の孔位置に合わせて中継基板１４が支持されている。この中継基板１４は、従来使用されている中継基板１４と同様に、セラミックからなる基板の表面に１本の信号ラインと、この信号ラインを挟んで２本の接地ラインが設けられているものであり、あらかじめ支持ブロック１６の上面にろう付けされている。
【００１６】
支持ブロック１６は、図３に示すように、その上面を張り出し部１１の下縁からわずかに（０．０５ｍｍ程度）離間させた配置とし、ケース１０の内側面に当接させて治具にセットする。いいかえれば、支持ブロック１６の高さ寸法を、ケース１０の底面から張り出し部１１の下縁までの高さ寸法を基準として、張り出し部１１の高さよりも若干低く設定し、支持ブロック１６とケース１０とを治具にセットした際に、張り出し部１１の下縁よりも支持ブロック１６の上面が若干下位置になるようにする。この支持ブロック１６の上面と張り出し部１１の下縁との間隔は、ろう材が毛細管現象によって充填される作用が生じる間隔に設定するものである。
【００１７】
支持ブロック１６をろう材を用いてケース１０の内側面にろう付けするため、治具にケース１０と支持ブロック１６とをセットする際に、ケース１０の内側面に支持ブロック１６の側面を当接させて配置し、図３に示すように、支持ブロック１６とケース１０とが当接するコーナー部（支持ブロック１６の下部側）にろう材１８を配置する。
【００１８】
図４は、治具とともにケース１０と支持ブロック１６とを加熱炉に入れ、ろう材１８を溶融している状態を説明的に示している。支持ブロック１６とケース１０とが当接するコーナー部に配置されたろう材１８が溶融すると、毛細管現象により、ろう材１８は支持ブロック１６とケース１０との当接面（接触面）を這い上がり、最終的に支持ブロック１６の上面と張り出し部１１との隙間部分を充填する。
図４では、ろう材１８の流れ方向を矢印で示しており、支持ブロック１６の背面側で左右、上下にろう材１８が移動し、張り出し部１１と支持ブロック１６の上面との間まで移動することを示す。
【００１９】
図５は、支持ブロック１６をケース１０の内側面にろう付けした状態を示す。ろう材１８は、支持ブロック１６の背面とケース１０の内側面との間に充填されるとともに、張り出し部１１の下面と支持ブロック１６の上面との隙間内に充填され、支持ブロック１６がケース１０に固着される。
図６は、ケース１０の張り出し部１１の下縁と支持ブロック１６の上面との間がろう材１８によって充填された状態を断面図で示している。ろう材１８は支持ブロック１６の背面とケース１０の内側面との間を充填するとともに、中継基板１４の上面では、中継基板１４の上面に張り出している張り出し部１１の下縁と中継基板１４の上面との間に侵入し、張り出し部１１と接地ライン１５ａ、１５ｂとの隙間部分にメニスカス状に充填される。
【００２０】
このろう材１８が張り出し部１１と中継基板１４の上面との間を充填する作用は毛細管現象によるから、張り出し部１１で封着孔１２が形成された部位にはろう材１８は侵入しない。したがって、封着孔１２の開口位置を支持ブロック１６に支持されている中継基板１４の信号ラインの位置に一致するように設定しておけば、接地ラインと信号ラインとがろう材１８を介して電気的に短絡することがなく、接地ライン１５ａ、１５ｂとケース１０とを電気的に接続することができる。
【００２１】
図７は、上述した方法によって支持ブロック１６をろう付けしたケース１０に、ガラス端子２０を封着してメタルパッケージを形成した状態を示す。ガラス端子２０のリード線２１が中継基板１４の信号ライン１３にろう付けされ、リード線２１と信号ライン１３とが電気的に接続されている。一方、接地ライン１５ａ、１５ｂは、上述したように、張り出し部１１と支持ブロック１６の上面との間の隙間部分に充填されているろう材１８を介してケース１０に電気的に接続されている。
本実施形態のメタルパッケージでは、ケース１０の内側面に設けた張り出し部１１が支持ブロック１６の上面に平行に支持ブロック１６の上方に延出する構成としたことにより、支持ブロック１６をケース１０にろう付けした際に、接地ライン１５ａ、１５ｂと張り出し部１１との間にろう材１８が進入し、接地ライン１５ａ、１５ｂの上面とケース１０との間にろう材１８が充填されて接地ライン１５ａ、１５ｂが確実にケース１０に電気的に接続される。
【００２２】
本実施形態においては、支持ブロック１６上で中継基板１４を配置した範囲をこえて張り出し部１１を設けているが、接地ライン１５ａ、１５ｂを確実にケース１０に電気的に接続させる作用としては、少なくとも接地ライン１５ａ、１５ｂと張り出し部１１との隙間部分にろう材１８が充填されるように張り出し部１１を設ければよい。
【００２３】
なお、上述した実施形態においては、支持ブロック１６をケース１０にろう付けした後に、ケース１０に設けた封着孔１２にガラス端子２０をろう付けしたが、ガラス端子２０をケース１０にろう付けする方法としては、ケース１０にあらかじめガラス端子２０をろう付けした後、支持ブロック１６をケース１０にろう付けする方法、支持ブロック１６をケース１０にろう付けする際に、同時にガラス端子２０をケース１０の封着孔１２にろう付けする方法が可能である。
【００２４】
本実施形態のメタルパッケージの製造方法においては、ケース１０に支持ブロック１６をろう付けする工程で、同時に、中継基板１４の接地ライン１５ａ、１５ｂとケース１０とを電気的に接続することができることから、従来のセラミックパッケージの作業工程と同様の作業工程によって製造できる点で有効である。
また、ケース１０に支持ブロック１６を位置合わせしてろう付けすることによって、ろう材１８が中継基板１４の信号ライン１３と接地ライン１５ａ、１５ｂとの間でブリッジにならず、信号ライン１３と接地ライン１５ａ、１５ｂが電気的に短絡することがないという利点がある。
【００２５】
上述した方法によって製造したメタルパッケージには、図１に示すように半導体素子３０を搭載し、半導体素子３０と中継基板１４に形成された信号ラインとの間でワイヤボンディングしてリード線２１と半導体素子３０とを電気的に接続する。本実施形態のように、ケース１０に張り出し部１１を設けて支持ブロック１６をろう付けしたメタルパッケージに半導体素子を搭載した場合でも、パッケージの電気的特性は従来製品にくらべて劣ることはなく、所要の特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るメタルパッケージの全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係るメタルパッケージのケース部分の斜視図である。
【図３】治具内におけるケースと支持ブロックの配置を示す説明図である。
【図４】支持ブロックをろう付けしている状態の説明図である。
【図５】支持ブロックをろう付けした状態の説明図である。
【図６】張り出し部と中継基板との間にろう材が充填された状態を示す断面図である。
【図７】ケースにガラス端子を封着した状態の説明図である。
【図８】従来のメタルパッケージの構成を示す説明図である。
【図９】従来のメタルパッケージでのガラス端子と中継基板との接合部を拡大して示す説明図である。
【図１０】従来のメタルパッケージにおけるケースと中継基板との接合部の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  ケース
１１  張り出し部
１２  封着孔
１３  信号ライン
１４  中継基板
１５ａ、１５ｂ  接地ライン
１６  支持ブロック
１８  ろう材
２０  ガラス端子
２１  リード線
２２  ガラス
２３  金属環
２５  素子搭載ブロック
３０  半導体素子
【図１】
2005136036.tif 000003
【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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【図７】
2005136036.tif 000009
【図８】
2005136036.tif 000010
【図９】
2005136036.tif 000011
【図１０】
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