(57)【要約】  【課題】  基体に接合された配線基板等が破損しにくく、内部の気密信頼性に優れ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、上下主面間を貫通する貫通穴１ａが形成された平板状の金属製の基体１と、基体１の上側主面の外周部に下端３ｃが接合される金属製の蓋体３と、貫通穴１ａを覆って基体１の上側主面に接合され、複数の絶縁層が積層されて成る絶縁基板の上面に配設された複数の第１の電極パッド６ａおよび絶縁基板の下面に配設されて前記第１の電極パッド６ａにそれぞれ内部導体８を介して電気的に接続された複数の第２の電極パッド７ａとを有する配線基板５と、複数の第２の電極パッド７ａのそれぞれに接合された外部接続端子部材１０とを具備しており、基体１は外周部に上下主面間を貫通する切欠部１ｂを有している。切欠部１ｂによって配線基板５に加わる熱応力が低減される。【選択図】  図１
2007043073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下主面間を貫通する貫通穴が形成された平板状の金属製の基体と、上端面の中央部に貫通孔が形成されているとともに下端が開かれた筒状とされており、前記基体の上側主面の外周部に前記下端が接合される金属製の蓋体と、該蓋体の前記貫通孔の開口の周囲に接合された透光性部材と、前記貫通穴を覆って前記基体の上側主面に接合され、複数の絶縁層が積層されて成る絶縁基板の上面に配設された複数の第１の電極パッドおよび前記絶縁基板の下面に配設されて前記第１の電極パッドにそれぞれ内部導体を介して電気的に接続された複数の第２の電極パッドを有する配線基板と、複数の前記第２の電極パッドのそれぞれに接合された外部接続端子部材とを具備している光半導体素子収納用パッケージであって、前記基体は、外周部に上下主面間を貫通する切欠部を有し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】
前記外部接続端子部材は、外部接続用ピン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】
前記外部接続端子部材は、外部接続用金属ボール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４】
請求項１乃至請求項３に記載の光半導体素子収納用パッケージと、前記配線基板の上面に載置された光半導体素子と、前記透光性部材を前記光半導体素子の受光部または発光部に対向させて前記下端が前記基体の上側主面の外周部に接合された前記蓋体とを具備していることを特徴とする光半導体装置。
【請求項５】
上下主面間を貫通する貫通穴が形成されているとともに外周部に上下主面間を貫通する切欠部を有している平板状の金属製の基体と、上端面の中央部に貫通孔が形成されているとともに下端が開かれた筒状とされており、前記基体の上側主面の外周部に前記下端が接合される金属製の蓋体と、該蓋体の前記貫通孔の開口の周囲に接合された透光性部材と、前記貫通穴を覆って前記基体の上側主面に接合された入出力端子とを具備しており、該入出力端子は、前記上側主面の前記貫通穴をまたがって立設された誘電体から成る四角形状の第１の平板部と、該第１の平板部の一方の主面に前記基体側の一辺から対向する他辺にかけて形成された線路導体と、四角形状の誘電体から成り、前記基体側の一端面が前記第１の平板部と面一とされて前記第１の平板部の前記一方の主面に積層された第２の平板部と、前記第１の平板部よりも高い四角形状であり、前記基体側の一端面が前記第１の平板部と面一とされて前記第１の平板部の他方の主面に積層された金属板とを具備しているとともに、前記入出力端子の下面の前記貫通穴の内側の部位に前記線路導体に電気的に接続された外部接続端子部材が接合さ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６】
前記外部接続端子部材は、外部接続用ピンであることを特徴とする請求項５記載の光半導体素子収納用パッケージ。
【請求項７】
前記外部接続端子部材は、外部接続用金属ボールであることを特徴とする請求項５記載の光半導体素子収納用パッケージ。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７に記載の光半導体素子収納用パッケージと、前記金属板の前記第１の平板部側の面の上端の露出部に取着されるとともに前記線路導体に電気的に接続された光半導体素子と、前記透光性部材を前記光半導体素子の受光部または発光部に対向させて前記基体の上側主面の外周部に下端が接合された前記蓋体とを具備してい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、光通信等の分野に用いられる光半導体素子を収納するため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関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光通信等の分野において高い周波数で作動する光半導体レーザ（ＬＤ），フォトダイオード（ＰＤ）等の光半導体素子を気密封止して収納した光半導体装置の例を図６に断面図で示す。同図において、１０１は基体、１０２は光半導体素子、１０３は金属製の蓋体、１０４は透光性部材、１０５は配線基板、１１２は光ファイバであり、これら基体１０１および配線基板１０５で光半導体素子収納用パッケージが基本的に構成される。また、光半導体素子収納用パッケージに光半導体素子１０２を搭載し、透光性部材１０４が接合された蓋体１０３を接合することにより光半導体装置となる。
【０００３】
この光半導体装置は、平板状の金属製の基体１０１と、上端面１０３ａの中央部に貫通孔１０３ｂが形成されているとともに下端１０３ｃが開かれた筒状であり、基体１０１の上側主面の外周部に下端１０３ｃが接合された金属製の蓋体１０３と、貫通孔１０３ｂの開口の周囲に接合された透光性部材１０４と、基体１０１の上下主面間を貫通するように形成された貫通穴１０１ａを覆うようにして基体１０１の上側主面に接合された配線基板１０５と、配線基板１０５の上面に載置された光半導体素子１０２とを具備しており、配線基板１０５は、複数の絶縁層が積層されて成る絶縁基板の上面に配設された複数の第１の電極パッド１０６ａおよび絶縁基板の下面に配設されて第１の電極パッド１０６ａにそれぞれ内部導体１０８を介して電気的に接続された複数の第２の電極パッド１０７ａを有している。そして、複数の第２の電極パッド１０７ａのそれぞれには外部接続用ピン１１０が接合されている。
【０００４】
基体１０１は、円板状、長方形等の平板状であり、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金やＦｅ−Ｎｉ合金、銅（Ｃｕ）−タングステン（Ｗ）合金等の金属から成る。この基体１０１には、外部接続用ピン１１０を挿通するために、基体１０１の上下主面間を貫通する貫通穴１０１ａが設けられている。この貫通穴１０１ａには、配線基板１０５がその下面の外周部に設けられた第２の同一面導体層１０７ｂを介して、貫通穴１０１ａを覆うようにして配線基板１０５が銀（Ａｇ）ろう等を用いたろう付けによって気密に接合される。
【０００５】
配線基板１０５は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）質セラミックス等のセラミックスから成り、従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等のテープ成形技術により複数のセラミックグリーンシートを得て、このセラミックグリーンシートに、Ｗやモリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属粉末に適当な有機バインダー、可塑剤、溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを、スクリーン印刷法等の厚膜形成技術により印刷塗布して、第１の電極パッド１０６ａ，第２の電極パッド１０７ａ，第２の同一面導体層１０７ｂ，内層導体層１０８ｂとなるメタライズ層を所定パターンに形成する。また、金型等によって打ち抜き加工することによって、各セラミックグリーンシートの所望の位置に貫通導体１０８ａとなる貫通孔を形成し、この貫通孔にＷやＭｏ等の高融点金属粉末に適当な有機バインダー、可塑剤、溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを充填する。その後、セラミックグリーンシートを複数枚積層し、これを還元雰囲気中、約１６００℃の温度で焼成することにより製作される。
【０００６】
なお、内層導体層１０８ｂは、それぞれ上下のセラミックグリーンシートにおける貫通導体１０８ａ同士を確実に電気的に接続させるためのものであり、貫通導体１０８ａと内層導体層１０８ｂとで第１の電極パッド１０６ａと第２の電極パッド１０７ａとを互いに電気的に接続するための内部導体１０８が構成される。この内部導体１０８は配線基板１０５の上下主面間を貫通する貫通導体１０８ａだけから成る場合もある。
【０００７】
配線基板１０５の下面には、複数個の第２の電極パッド１０７ａが配設されており、それぞれの第２の電極パッド１０７ａに外部接続用ピン１１０が、Ａｇろう等のろう材によって接続される。
【０００８】
蓋体１０３は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属のインゴットに圧延加工や打ち抜き加工、絞り加工等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定形状に製作される。この蓋体１０３は、筒状部と上端面１０３ａが個々に製作され、それらをろう付け、半田付け、溶接等によって接合したものであってもよい。
【０００９】
蓋体１０３には、貫通孔１０３ｂを塞ぐように貫通孔１０３ｂの上端面１０３ａ側開口の周囲に、透光性部材１０４がガラス接合や半田付け等により気密に接合される。透光性部材１０４は、ガラスやサファイア等から成る円板状，レンズ状，球状または半球状等のものである。
【００１０】
また、光ファイバ１１２は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成る円筒状の固定部材１１３の上端面に固定されており、固定部材１１３の下端面が蓋体１０３の外周面にレーザ溶接法等の溶接によって接合される。光ファイバ１１２が固定部材１１３を介して透光性部材１０４の上方に固定されることによって、製品としての光半導体装置となる。これにより、光ファイバ１１２を介して内部に収容する光半導体素子１０２と外部との光信号の授受が可能となる。
【００１１】
この光半導体装置は、例えば外部電気回路から供給される電気信号によって光半導体素子１０２にレーザ光等の光を励起させ、この光を透光性部材１０４、光ファイバ１１２の順に透過させ、光ファイバ１１２を介して外部に伝送することによって、高速光通信等に使用される光半導体装置として機能する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開2004−221095号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記従来の光半導体装置においては、基体１０１に配線基板１０５がろう付け接合される際に、基体１０１と配線基板１０５とが熱膨張した状態で接合され、その後冷却されると配線基板１０５と基体１０１との熱膨張差によって、配線基板１０５内に残留応力が作用し続ける状態となる。そしてその後、基体１０１の外周部に蓋体１０３を接合する際に基体１０１の外周部に熱が加えられ、基体１０１の外周部が熱膨張することによって基体１０１に応力が生じると、配線基板１０５にさらに応力が作用することとなり、配線基板１０５がクラック等によって破損してしまう場合があった。
【００１３】
近時においては、光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置が小型集積化する傾向にあり、基体１０１の外周部から基体１０１の貫通穴１０１ａの周縁部までの距離が近接したものとなってきた。そのため、基体１０１の外周部に蓋体１０３を接合させる際に、蓋体１０３の接合に伴う熱応力が配線基板１０５に大きく作用する傾向にある。また、光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置の小型集積化により、配線基板１０５自体が薄型化し、配線基板１０５がクラック等によって破損し易い傾向にある。
【００１４】
以上のように、従来の光半導体装置においては、蓋体１０３を接合する際に配線基板１０５がクラック等によって破損し易く、その結果、光半導体装置の内部の気密信頼性を低下させてしまったり、第１の電極パッド１０６ａと第２の電極パッド１０７ａとの電気的接続の信頼性を低下させてしまったりして、内部に収納される光半導体素子１０２を正常かつ安定に作動させることができないという問題点を有していた。
【００１５】
従って、本発明は上記問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は配線基板が破損しにくく、よって気密信頼性に優れ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にある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上下主面間を貫通する貫通穴が形成された平板状の金属製の基体と、上端面の中央部に貫通孔が形成されているとともに下端が開かれた筒状とされており、前記基体の上側主面の外周部に前記下端が接合される金属製の蓋体と、該蓋体の前記貫通孔の開口の周囲に接合された透光性部材と、前記貫通穴を覆って前記基体の上側主面に接合され、複数の絶縁層が積層されて成る絶縁基板の上面に配設された複数の第１の電極パッドおよび前記絶縁基板の下面に配設されて前記第１の電極パッドにそれぞれ内部導体を介して電気的に接続された複数の第２の電極パッドを有する配線基板と、複数の前記第２の電極パッドのそれぞれに接合された外部接続端子部材とを具備している光半導体素子収納用パッケージであって、前記基体は、外周部に上下主面間を貫通する切欠部を有していることを特徴とする。
【００１７】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、好ましくは、前記外部接続端子部材は、外部接続用ピンであることを特徴とする。
【００１８】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、好ましくは、前記外部接続端子部材は、外部接続用金属ボールであることを特徴とする。
【００１９】
本発明の光半導体装置は、上記本発明の光半導体素子収納用パッケージと、前記配線基板の上面に載置された光半導体素子と、前記透光性部材を前記光半導体素子の受光部または発光部に対向させて前記下端が前記基体の上側主面の外周部に接合された前記蓋体とを具備していることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上下主面間を貫通する貫通穴が形成されているとともに外周部に上下主面間を貫通する切欠部を有している平板状の金属製の基体と、上端面の中央部に貫通孔が形成されているとともに下端が開かれた筒状とされており、前記基体の上側主面の外周部に前記下端が接合される金属製の蓋体と、該蓋体の前記貫通孔の開口の周囲に接合された透光性部材と、前記貫通穴を覆って前記基体の上側主面に接合された入出力端子とを具備しており、該入出力端子は、前記上側主面の前記貫通穴をまたがって立設された誘電体から成る四角形状の第１の平板部と、該第１の平板部の一方の主面に前記基体側の一辺から対向する他辺にかけて形成された線路導体と、四角形状の誘電体から成り、前記基体側の一端面が前記第１の平板部と面一とされて前記第１の平板部の前記一方の主面に積層された第２の平板部と、前記第１の平板部よりも高い四角形状であり、前記基体側の一端面が前記第１の平板部と面一とされて前記第１の平板部の他方の主面に積層された金属板とを具備しているとともに、前記入出力端子の下面の前記貫通穴の内側の部位に前記線路導体に電気的に接続された外部接続端子部材が接合されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、好ましくは、前記外部接続端子部材は、外部接続用ピンであることを特徴とする。
【００２２】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、好ましくは、前記外部接続端子部材は、外部接続用金属ボールであることを特徴とする。
【００２３】
本発明の光半導体装置は、上記本発明の光半導体素子収納用パッケージと、前記金属板の前記第１の平板部側の面の上端の露出部に取着されるとともに前記線路導体に電気的に接続された光半導体素子と、前記透光性部材を前記光半導体素子の受光部または発光部に対向させて前記基体の上側主面の外周部に下端が接合された前記蓋体とを具備していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上下主面間を貫通する貫通穴が形成された平板状の金属製の基体と、上端面の中央部に貫通孔が形成されているとともに下端が開かれた筒状とされており、基体の上側主面の外周部に下端が接合される金属製の蓋体と、蓋体の貫通孔の開口の周囲に接合された透光性部材と、貫通穴を覆って基体の上側主面に接合され、複数の絶縁層が積層されて成る絶縁基板の上面に配設された複数の第１の電極パッドおよび絶縁基板の下面に配設されて第１の電極パッドにそれぞれ内部導体を介して電気的に接続された複数の第２の電極パッドを有する配線基板と、複数の第２の電極パッドのそれぞれに接合された外部接続端子部材とを具備しており、基体は、外周部に上下主面間を貫通する切欠部を有していることから、貫通穴が形成されている基体の外周部に蓋体を接合する際に、基体の外周部に熱応力が作用しても、基体の平面内で切欠部が開閉するように基体の外周部が変形して、熱応力を吸収することが可能となる。その結果、基体の外周部に蓋体を接合しても配線基板に応力が作用し難くなり、配線基板がクラック等によって破損し難くなる。
【００２５】
これによって、光半導体素子収納用パッケージの内部の気密信頼性を良好に保持できるとともに、第１の電極パッドと第２の電極パッドとの電気的接続の信頼性を良好に保持して、内部に収納される光半導体素子を正常かつ安定に作動させることができる。
【００２６】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、好ましくは、外部接続端子部材は、外部接続用ピンであることから、配線基板の第2の電極パッドと外部電気回路基板の電極とを接続することができる。
【００２７】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、好ましくは、外部接続端子部材は、外部接続用金属ボールであることから、従来のように光半導体装置の取り扱いの際に外部接続用の外部接続用ピンが曲がってしまうということがなくなり、外部接続用金属ボールを介して高周波信号を効率良くかつ安定的に光半導体素子収納用パッケージに入出力させることができる。即ち、外部接続用金属ボールにより外部接続用ピンに比べ外部電気回路との接続部の形状を安定なものとすることができ、接続部の形状起因による高周波電気特性のばらつきを小さくすることができ、その結果、接続部を伝送する高周波信号の伝送特性を向上させることができる。
【００２８】
また、外部接続用金属ボールにより光半導体素子収納用パッケージと外部電気回路との接続部の長さを短くすることができ、高周波信号が伝送する伝送線路長さを最小限に抑えて、接続部において発生する反射損失等の伝送損失が生じるのを最小限に抑えることができる。
【００２９】
本発明の光半導体装置は、上記本発明の光半導体素子収納用パッケージと、配線基板の上面に載置された光半導体素子と、透光性部材を光半導体素子の受光部または発光部に対向させて下端が基体の上側主面の外周部に下端が接合された蓋体とを具備していることにより、上記本発明の光半導体素子収納用パッケージを用いた内部の気密信頼性に優れ、光半導体素子の動作信頼性が高く、かつ小型化が可能なものとなる。
【００３０】
また、本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上下主面間を貫通する貫通穴が形成されているとともに外周部に上下主面間を貫通する切欠部を有している平板状の金属製の基体と、上端面の中央部に貫通孔が形成されているとともに下端が開かれた筒状とされており、基体の上側主面の外周部に下端が接合される金属製の蓋体と、蓋体の貫通孔の開口の周囲に接合された透光性部材と、貫通穴を覆って基体の上側主面に接合された入出力端子とを具備しており、入出力端子は、上側主面の貫通穴をまたがって立設された誘電体から成る四角形状の第１の平板部と、第１の平板部の一方の主面に基体側の一辺から対向する他辺にかけて形成された線路導体と、四角形状の誘電体から成り、基体側の一端面が第１の平板部と面一とされて第１の平板部の一方の主面に積層された第２の平板部と、第１の平板部よりも高い四角形状であり、基体側の一端面が第１の平板部と面一とされて第１の平板部の他方の主面に積層された金属板とを具備しているとともに、入出力端子の下面の貫通穴の内側の部位に線路導体に電気的に接続された外部接続端子部材が接合されていることから、貫通穴が形成されている基体の外周部に蓋体を接合する際に、基体の外周部に熱応力が作用しても、基体の平面内で切欠部が開閉するように基体の外周部が変形して、熱応力を吸収することが可能となる。その結果、基体の外周部に蓋体を接合させても入出力端子に応力が作用し難くなり、入出力端子がクラック等によって破損し難くなる。これによって、光半導体素子収納用パッケージの内部の気密信頼性を良好に保持できるとともに、第１の電極パッドと第２の電極パッドとの電気的接続の信頼性を良好に保持して、内部に収納される光半導体素子を正常かつ安定に作動させることができる。
【００３１】
さらに、第１の平板部の他方の主面に積層された金属板を具備していることにより、光半導体素子が作動する際に発生する熱を、金属板を介して基体に伝えることができ、基体や蓋体から効率よく外部に放散させることができる。その結果、光半導体素子の温度上昇を抑制し、光半導体素子が誤作動等するのを防止し、光半導体素子を長期にわたり正常かつ安定に作動させ得るものとすることができる。
【００３２】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、好ましくは、外部接続端子部材は、外部接続用ピンであることから、配線基板の第2の電極パッドと外部電気回路基板の電極とを接続することができる。
【００３３】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、好ましくは、外部接続用端子部材は、外部接続用金属ボールであることから、従来のように光半導体装置の取り扱いの際に外部接続用の外部接続用ピンが曲がってしまうということがなくなり、外部接続用金属ボールを介して高周波信号を効率良くかつ安定的に光半導体素子収納用パッケージに入出力させることができる。即ち、外部接続用金属ボールにより外部接続用ピンに比べ外部電気回路との接続部の形状を安定なものとすることができ、接続部の形状起因による高周波電気特性のばらつきを小さくすることができ、その結果、接続部を伝送する高周波信号の伝送特性を向上させることができる。
【００３４】
また、外部接続用金属ボールにより光半導体素子収納用パッケージと外部電気回路との接続部の長さを短くすることができ、高周波信号が伝送する伝送線路長さを最小限に抑えて、接続部において発生する反射損失等の伝送損失が生じるのを最小限に抑えることができる。
【００３５】
本発明の光半導体装置は、上記本発明の光半導体素子収納用パッケージと、金属板の第１の平板部側の面の上端の露出部に取着されるとともに線路導体に電気的に接続された光半導体素子と、透光性部材を光半導体素子の受光部または発光部に対向させて基体の上側主面の外周部に下端が接合された蓋体とを具備していることにより、上記本発明の光半導体素子収納用パッケージを用いた内部の気密信頼性に優れ光半導体素子の動作信頼性が極めて高く、かつ小型化が可能なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
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ついて以下に詳細に説明する。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す正面から見た断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）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下面図であり、図２（ａ），図２（ｂ），図２（ｃ）はそれぞれ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他の例を示し、基体の種々の実施の形態の例を示す下面図であり、図３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他の例を示す正面から見た断面図である。これらの図において、１は基体、２は光半導体素子、４は透光性部材、５は配線基板、１２は光ファイバ、１５は入出力端子、３は金属製の蓋体を示す。これら基体１および配線基板５、または基体１および入出力端子１５で光半導体素子収納用パッケージが基本的に構成される。また、光半導体素子収納用パッケージに光半導体素子２を搭載し、透光性部材４が接合された蓋体３を接合することにより光半導体装置となる。
【００３７】
図１に示される本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上下主面間を貫通する貫通穴１ａが形成された平板状の金属製の基体１と、上端面３ａの中央部に貫通孔３ｂが形成されているとともに下端３ｃが開かれた筒状とされており、基体１の上側主面の外周部に下端３ｃが接合される金属製の蓋体３と、貫通孔３ｂの開口の周囲に接合された透光性部材４と、貫通穴１ａを覆って基体１の上側主面に接合され、複数の絶縁層が積層されて成る絶縁基板の上面に配設された複数の第１の電極パッド６ａおよび絶縁基板の下面に配設されて第１の電極パッド６ａにそれぞれ内部導体８を介して電気的に接続された複数の第２の電極パッド７ａとを有する配線基板５と、複数の第２の電極パッド７ａのそれぞれに接合された外部接続端子部材としての外部接続用ピン１０とを具備しており、基体１は、外周部に上下主面間を貫通する切欠部１ｂを有しているものである。
【００３８】
図３に示される本発明の光半導体素子収納用パッケージは、図１に示される光半導体素子収納用パッケージにおいて、外部接続用ピン１０に代えて外部接続端子部材としての外部接続用金属ボール１０ａを具備しているものである。
【００３９】
図１に示される本発明の光半導体装置は、上記本発明の光半導体素子収納用パッケージと、配線基板５の上面に載置された光半導体素子２と、透光性部材４を光半導体素子２の受光部または発光部に対向させて基体１の上側主面の外周部に下端３ｃが接合された蓋体３とを具備しているものである。
【００４０】
また、図４に示される本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上下主面間を貫通する貫通穴１ａが形成されているとともに外周部に上下主面間を貫通する切欠部１ｂを有している平板状の金属製の基体１と、上端面３ａの中央部に貫通孔３ｂが形成されているとともに下端３ｃが開かれた筒状とされており、基体１の上側主面の外周部に下端３ｃが接合される金属製の蓋体３と、蓋体３の貫通孔３ｂの開口の周囲に接合された透光性部材４と、貫通穴１ａを覆って基体１の上側主面に接合された入出力端子１５とを具備しており、入出力端子１５は、上側主面の貫通穴１ａをまたがって立設された誘電体から成る四角形状の第１の平板部１５−１と、第１の平板部１５−１の一方の主面に基体１側の一辺から対向する他辺にかけて形成された線路導体１５ａと、四角形状の誘電体から成り、基体１側の一端面が第１の平板部１５−１と面一とされて第１の平板部１５−１の一方の主面に積層された第２の平板部１５−２と、第１の平板部１５−１よりも高い四角形状であり、基体１側の一端面が第１の平板部１５−１と面一とされて第１の平板部１５−１の他方の主面に積層された金属板２５とを具備しているとともに、入出力端子１５の下面の貫通穴１ａの内側の部位に線路導体１５ａに電気的に接続された外部接続端子部材としての外部接続用ピン１０が接合されているものである。
【００４１】
図５に示される本発明の光半導体素子収納用パッケージは、図４に示される光半導体素子収納用パッケージにおいて、外部接続用ピン１０に代えて外部接続端子部材としての外部接続用金属ボール１０ａを具備しているものである。
【００４２】
また、図４に示される本発明の光半導体装置は、上記本発明の光半導体素子収納用パッケージと、金属板２５の第１の平板部１５−１側の面の上端の露出部に取着されるとともに線路導体１５ａに電気的に接続された光半導体素子２と、透光性部材４を光半導体素子２の受光部または発光部に対向させて基体１の上側主面の外周部に下端３ｃが接合された蓋体３とを具備しているものである。
【００４３】
以下、図１および図３に示され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本発明の第１の実施の形態とし、図４および図５に示され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本発明の第２の実施の形態として詳細に説明する。
【００４４】
先ず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第１の実施の形態について説明する。以下の実施の形態の例においては、内部導体８が貫通導体８ａと内層導体層８ｂとから成る場合について説明するが、内部導体８は貫通導体８ａのみから成っていてもよい。なお、内層導体層８ｂは、上下のセラミックグリーンシートにおける貫通導体８ａ同士を確実に電気的に接続させるとともに、内層に配線を引きまわすためのものである。
【００４５】
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第１の実施の形態における基体１は、平面視形状が円板状、長方形状、多角形状等の平板状であり、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｗ合金等の金属から成り、そのインゴットに圧延加工や打ち抜き加工等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定形状に製作される。この基体１には、外部接続用ピン１０を挿通するために、基体１の上下主面間を貫通する貫通穴１ａおよび外周部に切欠部１ｂが設けられている。そして、この貫通穴１ａには、配線基板５が貫通穴１ａを覆うようにして基体１の貫通穴１ａの周囲に銀（Ａｇ）ろう等のろう材によって気密に接合される。基体１にろう材を介して接合するために、配線基板５の下面外周部には第２の同一面導体層７ｂが形成されている。
【００４６】
配線基板５はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）質焼結体，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体，ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）質焼結体等の誘電体から成り、以下のようにして作製される。例えば、Ａｌ２Ｏ３質セラミックスから成る場合、先ずＡｌ２Ｏ３、酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）および酸化カルシウム（ＣａＯ）等の原料粉末に適当な有機バインダー、可塑剤、溶剤等を添加混合して泥漿状と成す。これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等のテープ成形技術により複数のセラミックグリーンシートを得る。次に、このセラミックグリーンシートに、Ｗやモリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属粉末に適当な有機バインダー、可塑剤、溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを、スクリーン印刷法等の厚膜形成技術により印刷塗布して、第１の電極パッド６ａ，第２の電極パッド７ａ，第２の同一面導体層７ｂ，内層導体層８ｂとなるメタライズ層を所定パターンに形成する。また、金型等によって打ち抜き加工することによって、各セラミックグリーンシートの所望の位置に貫通導体８ａとなる貫通孔を形成し、この貫通孔にＷやＭｏ等の高融点金属粉末に適当な有機バインダー、可塑剤、溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを充填する。その後、セラミックグリーンシートを複数枚積層し、これを還元雰囲気中、約１６００℃の温度で焼成することにより製作される。
【００４７】
本発明の光半導体素子収納用パッケージにおいて、図１（ａ），図１（ｂ）に示すように、基体１は、中央部に貫通穴１ａが形成されており、外周部に上下主面間を貫通する切欠部１ｂを有している。これにより、基体１の外周部に蓋体３を接合する際に基体１の外周部に周方向の熱応力が作用しても、基体１の平面内で切欠部１ｂが開閉するように容易に基体１の外周部が変形し、熱応力を吸収することが可能となる。その結果、基体１の外周部に蓋体３を接合しても、基体１の外周部に作用する熱応力が切欠部１ｂによって吸収緩和されるので、配線基板５に応力が作用し難くなり、配線基板５がクラック等によって破損し難くなる。切欠部１ｂが形成されていない場合、基体１の外周部に蓋体３を接合させる際に外周部に作用する熱応力が、中央部の貫通穴１ａの周囲に作用し、配線基板５に作用してしまうこととなる。近時の小型集積化した光半導体素子収納用パッケージにおいては配線基板５が小型薄型化してきており、配線基板５が破損し易くなっているので、この構成は、近時の小型集積化した光半導体素子収納用パッケージにおいては特に有効である。
【００４８】
また、基体１の切欠部１ｂを目印として機能させ、配線基板５を所定の向きに正確に位置合わせして接合することができ、所定の形状を有する光半導体素子収納用パッケージとすることができる。
【００４９】
以上のように、蓋体３を接合する際に配線基板５がクラック等によって破損し難くなり、その結果、光半導体素子収納用パッケージの内部の気密信頼性を良好に保持できるとともに、第１の電極パッド６ａと第２の電極パッド７ａとの電気的接続の信頼性を良好に保持して、内部に収納される光半導体素子２を正常かつ安定に作動させることができる。
【００５０】
基体１に設けられる切欠部１ｂの個数および配置は、図１（ｂ）に示されるような基体１の外周部の対称となる位置に２個配置する形態や、図２（ａ）に示されるような基体１の外周部に等間隔で４個配置する形態等、種々の形態とし得る。
【００５１】
また、図２（ａ）に示されるような円板状の基体１に長方形状の貫通穴１ａを有する場合、貫通穴１ａの外周から基体１の外周までの距離は均一にならないため、基体１の外周部に蓋体３を接合させる際に、基体１の外周部に発生する熱膨張の量も均一にはならない。そのような場合は、基体１の各部位の熱膨張量に応じて切欠部１ｂの大きさを変えてもよい。例えば、図２（ａ）においては、貫通穴１ａの上下（長方形状の貫通穴１ａの長辺方向）に設けられる切欠部１ｂよりも貫通穴１ａの左右（長方形状の貫通穴１ａの短辺方向）に設けられる切欠部１ｂの方が大きくなっているのがよい。
【００５２】
好ましくは、切欠部１ｂの個数は２個以上であるのがよく、この構成により、切欠部１ｂが基体１の平面内で開閉するように基体１の外周部を変形させ易くできる。切欠部１ｂの個数が１個だけであると、切欠部１ｂが開閉するように基体１の外周部が変形し難くなる。また、切欠部１ｂの個数は多いのが良く、外周部を変形させ易くすることができるとともに、基体１の外周部に蓋体３を溶接接合させる場合においては、基体１と蓋体３との溶接接合面積を大きくとることができ、基体１に蓋体３を強固に接合させることができる。
【００５３】
切欠部１ｂの平面視における形状は、図１（ｂ），図２（ａ）に示されるようなＶ字形状の他に、図２（ｂ）に示される円弧状や図２（ｃ）に示される凹字状であってもよく種々の形状とし得る。好ましくは、図１（ｂ），図２（ａ）に示されるようなＶ字形状であるのがよく、この構成により、切欠部１ｂが開閉する方向に基体１の外周部を変形させ易くできる。
【００５４】
配線基板５の下面には、図１（ａ），図１（ｂ）に示すように、複数個の第２の電極パッド７ａが配設されており、それぞれの第２の電極パッド７ａに外部接続用ピン１０が、Ａｇろう等のろう材によって接続される。好ましくは、外部接続用ピン１０は、第２の電極パッド７ａとの接合部（上端）に、釘の頭部のように上面が平たく成形された鍔部が設けられているのがよく、外部接続用ピン１０を電極パッド７ａに強固に接合できる。
【００５５】
好ましくは、配線基板５の上面のほぼ全面に、第１の電極パッド６ａの周囲に所定間隔をもって第１の同一面導体層６ｂを形成し、また配線基板５の下面の第２の電極パッド７ａの周囲に所定間隔をもって配線基板５の下面の全面に第２の同一面導体層７ｂを形成するのがよい。この構成により、配線基板５の上下面においてシールド効果（電磁遮蔽効果）が得られ、高周波信号がノイズ等の影響により正常に入出力できなくなるのを防止するとともに、配線基板５の上下面での高周波信号の放射による損失を防止する。
【００５６】
また、基体１と配線基板５とをろう付け等によって接合する際に、接合用治具を用いるのだが、接合用治具の基体１の支持部には切欠部１ｂに係合する突起部を設けておけばよく、これにより基体１の回転ズレを確実に防止することができる。そして、貫通穴１ａが、例えば、図２（ａ）に示すような長方形状であり、配線基板５がこの貫通穴１ａの周囲に接合される長方形状のものであっても、貫通穴１ａの各辺と配線基板５の各辺とが平行になるように正確に接合することができる。
【００５７】
さらに、配線基板５が円板状である場合においても、配線基板５の外周部に、周囲の円弧の一部を直線状に切り欠いた切り込み部やＶ字状の切り込みを設け、この切り込み部を配線基板５の接合用治具に係止させることで、基体１と配線基板５とを互いに所定の位置で接合させることができる。特に、配線基板５の第２の電極パッド７ａの配置が、例えば、図１（ｂ）の下面図に示されるような２列に配置されたものであり、基体１の貫通穴１ａは、端に配置された第２の電極パッド７ａ（図１（ｂ）において紙面上側の２列および下側の２列）の外周形状に沿うようにして円弧状に切り欠かれている形状（円の外周部に第２の電極パッド７ａの形状に合わせた円弧状の延出部を有する形状）とされている場合であっても、基体１および配線基板５とを回転ズレさせずに正確に配置して接合することができる。
【００５８】
さらにまた、光半導体素子２を配線基板５に実装する際も、基体１の切欠部１ｂを目印として機能させることで、光半導体素子２を配線基板５の所定の位置に正確に実装でき、所定の性能を有する光半導体装置とさせることができる。
【００５９】
蓋体３は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属のインゴットに圧延加工や打ち抜き加工、絞り加工等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定形状に製作される。この蓋体３は、筒状部と上端面３ａが個々に製作され、それらをろう付け、半田付け、溶接等によって接合したものであってもよい。
【００６０】
蓋体３には、貫通孔３ｂを塞ぐように貫通孔３ｂの上端面３ａ側開口の周囲に、透光性部材４がガラス接合や半田付け等により気密に接合される。透光性部材４は、ガラスやサファイア等から成る円板状，レンズ状，球状または半球状等のものであり、球状の場合周縁部で、円板状やレンズ状の場合一主面の外周部で、半球状の場合平面部の外周部で蓋体３に接合される。
【００６１】
そして、蓋体３の下端３ｃは、図１に示されるように鍔部とされ、鍔部の外周端は、基体１の外周端とほぼ同じ外径となるように、または、切欠部１ｂの先端と基体１の外周端との間の位置になるように形成される。そして、蓋体３を基体１の上側主面に載置し、蓋体３の下端３ｃ（鍔部）と基体１の上側主面の外周部とが接合される。蓋体３の接合は、蓋体３の鍔部の外周端が切欠部１ｂの先端の位置になる場合は、蓋体３と基体１とをシーム溶接によって接合すればよい。換言すれば、シーム溶接部と切欠部１ｂとが交わらない場合は、シーム溶接のみで接合すればよい。蓋体３の鍔部の外周端が切欠部１ｂのある位置または基体１の外周端と同じ位置になり、シーム溶接部と切欠部１ｂとが交わる場合は、切欠部１ｂを埋める程度に金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）半田，Ａｇ−Ｓｎ半田や鉛（Ｐｂ）−Ｓｎ半田等の低融点ロウ材のプリフォームを基体１と蓋体３との間に挿入し、シーム溶接によってこれら低融点ロウ材を溶かしつつ基体１と蓋体３とを溶接接合すればよい。シーム溶接と低融点ロウ材によって、基体１と蓋体３の下端３ｃとは気密に封止される。
【００６２】
また、光ファイバ１２は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成る円筒状の固定部材１３の上端面に固定され、固定部材１３の下端面が蓋体３の外周面にレーザ溶接法等の溶接によって接合されることによって光ファイバ１２が固定部材１３を介して透光性部材４の上方に固定され、製品としての光半導体装置となる。これにより、光ファイバ１２を介して内部に収容する光半導体素子２と外部との光信号の授受が可能となる。
【００６３】
本発明の光半導体装置は、光半導体素子２の電極を配線基板５および外部接続用ピン１０を介して外部電気回路に電気的に接続し、外部電気回路から供給される電気信号によって光半導体素子２にレーザ光等の光を励起させ、この光を透光性部材４、光ファイバ１２の順に透過させ、光ファイバ１２を介して外部に伝送することによって、高速光通信等に使用される光半導体装置として機能する。
【００６４】
図３に示される本発明の光半導体素子収納用パッケージは、図１に示される光半導体素子収納用パッケージにおいて、外部接続用ピン１０に代えて外部接続用金属ボール１０ａを具備しているものである。
【００６５】
この構成により、従来のように光半導体装置の取り扱いの際に外部接続用の外部接続用ピン１０が曲がってしまうということがなくなり、外部接続用金属ボール１０ａを介して高周波信号を効率良くかつ安定的に光半導体素子収納用パッケージに入出力させることができる。即ち、外部接続用金属ボール１０ａによって外部電気回路基板と光半導体装置とを接続するので、外部接続用ピン１０を用いる場合に比べ、外部電気回路との接続位置を安定させることができ、接続部の形状起因による高周波電気特性のばらつきを小さくすることができる。その結果、接続部を伝送する高周波信号の伝送特性を向上させることができる。
【００６６】
また、配線基板５の下面に設けられた外部接続用金属ボール１０ａによって、光半導体素子収納用パッケージを外部電気回路に表面実装させることが可能となる。その結果、光半導体素子収納用パッケージの外部電気回路への実装作業を容易なものとすることができる。外部接続用ピン１０が折れるということもなくなり、光半導体素子収納用パッケージと外部電気回路との電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【００６７】
また、外部接続用金属ボール１０ａを用いることによって、光半導体素子収納用パッケージと外部電気回路との接続部の長さを短くすることができ、高周波信号が伝送する伝送線路長さを最小限に抑えて、接続部において発生する反射損失等の伝送損失が生じるのを最小限に抑えることができる。また、外部接続用金属ボール１０ａを用いるので、外部電気回路基板と配線基板５とが平行に接続されやすい。外部電気回路基板と配線基板５とを平行にすることによって、基体１が外部電気回路基板に接触し、外部電気回路が短絡してしまわない。
【００６８】
また、光半導体素子２の高出力化により、光半導体素子２から発生する熱量が増大しても、光半導体素子２から発生する熱を外部接続用金属ボール１０ａを介して外部電気回路基板に熱放散させやすくすることができる。これによって、光半導体素子２の温度上昇を防止して、光半導体素子２を正常かつ安定に作動させることができる。
【００６９】
さらに、外部接続用金属ボール１０ａにより接続するので、光半導体素子収納用パッケージが従来のものよりも小型化し、近時の光半導体素子収納用パッケージの小型化傾向に適合するものとなる。
【００７０】
次に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第２の実施の形態について説明する。
【００７１】
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第２の実施の形態における基体１は、第１の実施の形態における基体１と同様に、円板状、長方形状、多角形状等の平板状であり、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ−Ｗ，Ｃｕ−Ｍｏ等の金属のインゴットに圧延加工や打ち抜き加工等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定形状に製作される。また、基体１には、中央部の上下主面間に長方形状等の貫通穴１ａが形成されており、外周部の上下主面間に切欠部１ｂが形成されている。そして、基体１の上側主面の貫通穴１ａ周囲に入出力端子１５の下面に設けられたメタライズ層が、Ａｇロウ等のロウ材によって接合されることにより、貫通穴１ａを塞ぐようにして入出力端子１５が気密に接合される。
【００７２】
本発明の光半導体素子収納用パッケージの第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、基体１は、中央部に貫通穴１ａが形成されており、外周部の上下主面間に切欠部１ｂが形成されているので、基体１の上側主面の外周部に蓋体３の下端が接合される際の熱応力によって、入出力端子１５にクラック等の破損が生じるのを抑制することができる。なお、第１の実施の形態における切欠部１ｂの配置や形状等は、第２の実施の形態においても同じように用いることができ、第１の実施の形態と同じ作用効果を奏することができる。
【００７３】
本発明の入出力端子１５は、図４に示すように、上側主面の貫通穴１ａをまたがって立設された誘電体から成る四角形状の第１の平板部１５−１と、この第１の平板部１５−１の一方の主面に基体１側の一辺から対向する他辺にかけて形成された線路導体１５ａと、四角形状の誘電体から成り、基体１側の一端面が第１の平板部１５−１と面一とされて第１の平板部１５−１の一方の主面に積層された第２の平板部１５−２と、第１の平板部１５−１よりも高い四角形状であり、基体１側の一端面が第１の平板部１５−１と面一とされて第１の平板部１５−１の他方の主面に積層された金属板２５とから構成されている。
【００７４】
なお、第１および第２の平板部１５−１，１５−２の側面には接地導体１５ｂが形成されていてもよい。この構成によって、線路導体１５ａに高周波信号を伝送させても、反射損失等の伝送損失が発生するのを最小限に抑えることができるようになる。
【００７５】
また、第１の平板部１５−１の線路導体１５ａ側の主面と対向する面（裏面）に形成された接地導体１５ｂは、金属板２５を第１の平板部１５−１にＡｇロウ等のロウ材によってロウ付けするための接合部ともなる。
【００７６】
第１および第２の平板部１５−１，１５−２は、Ａｌ２Ｏ３質焼結体，ＡｌＮ質焼結体，３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２質焼結体等の誘電体から成り、また、線路導体１５ａは、ＷやＭｏ等のメタライズ層から成る。
【００７７】
このような第１および第２の平板部１５−１，１５−２は以下のようにして作製される。例えば、第１および第２の平板部１５−１，１５−２がＡｌ２Ｏ３質焼結体から成る場合、先ずＡｌ２Ｏ３、酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）および酸化カルシウム（ＣａＯ）等の原料粉末に適当な有機バインダー、可塑剤、溶剤等を添加混合して泥漿状と成す。これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等のテープ成形技術により複数のセラミックグリーンシートを得る。次に、このセラミックグリーンシートに、ＷやＭｏ等の高融点金属粉末に適当な有機バインダー、可塑剤、溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを、スクリーン印刷法等の厚膜形成技術により印刷塗布して、線路導体１５ａとなるメタライズ層を所定パターンに形成する。また、入出力端子１５をＡｇロウ等を介して基体１にロウ付けするために、第１および第２の平板部１５−１，１５−２の基体１との接合部にも、線路導体１５ａと同様にしてメタライズ層を所定パターンに形成する。しかる後、セラミックグリーンシートを複数枚積層し、これを還元雰囲気中、約１６００℃の温度で焼成することにより製作される。
【００７８】
また、第１および第２の平板部１５−１，１５−２は、その貫通穴１ａ側の一端面に基体１との接合のためのメタライズ層を形成せずに焼成し、焼成後に第１および第２の平板部１５−１，１５−２積層体の表面をスライス切断加工あるいは研磨加工した後、そのスライス切断面あるいは研磨面にＷやＭｏ等を主成分とする金属ペーストをスクリーン印刷法等の厚膜形成技術により印刷塗布して、これを還元雰囲気中、約1300℃の温度で焼成することにより製作してもよい。これにより、第１および第２の平板部１５−１，１５−２積層体の表面を平坦にすることができ、基体１との接合をより良好にすることができる。
【００７９】
また、第１の平板部１５−１の線路導体１５ａ側の主面と対向する面には、Ｃｕ−Ｗ合金やＣｕ−Ｍｏ合金等の金属から成る金属板２５が接合される。この金属板２５は入出力端子１５の他端側において入出力端子１５よりも突出した突出部２５ａを有しており、突出部２５ａの第１の平板部１５−１側の露出面には光半導体素子２が載置される搭載部２５ｂが設けられている。この構成により、光半導体素子２が作動する際に発生する熱を、金属板２５から基体１と蓋体３を経由して効率よく外部に放散させることができ、光半導体素子２が蓄熱して温度が上昇するのを抑制し、光半導体素子２が誤作動等するのを防止し、光半導体素子２を長期にわたり正常かつ安定に作動させ得る光半導体素子収納用パッケージとすることができる。
【００８０】
金属板２５は、長方形状で、Ｃｕ−Ｗ合金やＣｕ−Ｍｏ合金等の金属から成り、そのインゴットに圧延加工や打ち抜き加工等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定形状に製作される。
【００８１】
このように第１の平板部１５−１の他方の主面に積層された金属板２５を具備していることにより、光半導体素子２が作動する際に発生する熱を金属板２５を介して基体１に伝えることができ、基体１や蓋体３から効率よく外部に放散させることができる。その結果、光半導体素子２の温度上昇を抑制し、光半導体素子２が誤作動等するのを防止し、光半導体素子２を正常かつ安定に作動させ得るものとすることができる。
【００８２】
好ましくは、金属板２５および基体１はＣｕ−Ｍｏ合金から成るのがよく、この構成により、熱伝導性に優れるＣｕ−Ｍｏ合金から成る金属板２５および基体１を介して光半導体素子２から発生する熱をさらに効率よく外部に放散させることができる。その結果、光半導体素子２が蓄熱して温度が上昇するのを十分に抑制して、光半導体素子２が誤作動等するのを確実に防止し、光半導体素子２を長期にわたり正常かつ安定に作動させ得る光半導体素子収納用パッケージとすることができる。
【００８３】
また、Ｃｕ−Ｍｏ合金はＣｕ−Ｗ合金に比べて軟らかく、金型を用いた打ち抜き加工に適している。従って、金属板２５および基体１がＣｕ−Ｍｏ合金から成ることによって、金属板２５および基体１を打ち抜き加工で効率よく大量生産することができ、量産性に適したものとすることができる。
【００８４】
このような入出力端子１５が基体１と垂直な方向に向けられた状態で基体１の上側主面の貫通穴１ａ周囲に下面が接合されることにより、光半導体素子２の側面において発光または受光する光半導体素子２を搭載する場合であっても、搭載部２５ｂにキャリア等の基台を介さずに光半導体素子２をそのまま載置することができ、光ファイバ１２と光結合させることが可能な光半導体素子２の実装が極めて容易なものとなる。
【００８５】
また、入出力端子１５は、下面の貫通穴１ａの内側の部位に、外部接続用ピン１０を線路導体１５ａや接地導体に電気的に接続するためのＷやＭｏ等の高融点金属を主成分とするメタライズ層から成る接続用パッド１５ｃが設けられる。そして、この接続用パッド１５ｃにＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成る外部接続用ピン１０が接合され、この外部接続用ピン１０が外部電気回路基板等の外部電気回路に電気的に接続されることにより、光半導体素子２と外部電気回路との間で電気信号の入出力が行なわれる。なお、外部接続用ピン１０はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等のインゴットに圧延加工や打ち抜き加工等の従来周知の金属加工法を施すことによって棒状の所定形状に製作される。
【００８６】
また、基体１の上側主面の外周部には、図１に示される本発明の第１の実施の形態の光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置と同様な蓋体３が設けられる。
【００８７】
このような光半導体素子収納用パッケージは、金属板２５に設けられた光半導体素子２の搭載部２５ｂに、光半導体素子２をＳｎ−Ｐｂ半田等の低融点ロウ材で載置固定するとともに、線路導体１５ａと光半導体素子２の電極とをボンディングワイヤ等の電気的接続手段１１で電気的に接続し、基体１の上側主面の外周部に蓋体３をシーム溶接等により接合することにより、光半導体装置となる。なお、第２の平板部１５−２は、線路導体１５ａの端部を露出させて電気的接続手段１１が良好に接続されるようにするため、第１の平板部１５−１よりも低くなっているのがよい。
【００８８】
そして、光半導体装置の蓋体３の外周の鍔状部には、光ファイバ１２が上端面に固定されたＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成る円筒状の固定部材１３の下端面がレーザ溶接法等の溶接によって接合される。これにより、光ファイバ１２が固定部材１３を介して透光性部材４の上方に固定されることにより、光ファイバ１２を介して内部に収容する光半導体素子２と外部との光信号の授受が可能となる。
【００８９】
本発明の光半導体装置は、光半導体素子２の電極が入出力端子１５および外部接続用ピン１０を介して外部電気回路に電気的に接続され、例えば外部電気回路から供給される電気信号によって光半導体素子２にレーザ光等の光を励起させ、この光を透光性部材４、光ファイバ１２の順に透過させ、光ファイバ１２を介して外部に伝送することによって、高速光通信等に使用される光半導体装置として機能する。
【００９０】
図５に示される本発明の光半導体素子収納用パッケージは、図４に示される光半導体素子収納用パッケージにおいて、外部接続用ピン１０に代えて外部接続用金属ボール１０ａを具備しているものである。これによって、上記第１の実施の形態例において、外部接続用金属ボール１０ａを用いて配線基板５を外部電気回路基板に接続した場合と同様の作用効果を奏させることができる。
【００９１】
すなわち、この構成により、従来のように光半導体装置の取り扱いの際に外部接続用の外部接続用ピン１０が曲がってしまうということがなくなり、外部接続用金属ボール１０ａを介して高周波信号を効率良くかつ安定的に光半導体素子収納用パッケージに入出力させることができる。即ち、外部接続用金属ボール１０ａによって外部電気回路基板と光半導体装置とを接続するので、外部接続用ピン１０を用いる場合に比べ、外部電気回路との接続位置を安定させることができ、接続部の形状起因による高周波電気特性のばらつきを小さくすることができる。その結果、接続部を伝送する高周波信号の伝送特性を向上させることができる。
【００９２】
また、配線基板５の下面に設けられた外部接続用金属ボール１０ａによって、光半導体素子収納用パッケージを外部電気回路に表面実装させることが可能となる。その結果、光半導体素子収納用パッケージの外部電気回路への実装作業を容易なものとすることができる。外部接続用ピン１０が折れるということもなくなり、光半導体素子収納用パッケージと外部電気回路との電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【００９３】
また、外部接続用金属ボール１０ａを用いることによって、光半導体素子収納用パッケージと外部電気回路との接続部の長さを短くすることができ、高周波信号が伝送する伝送線路長さを最小限に抑えて、接続部において発生する反射損失等の伝送損失が生じるのを最小限に抑えることができる。また、外部接続用金属ボール１０ａを用いるので、外部電気回路基板と入出力端子１５とが平行に接続されやすい。
【００９４】
また、光半導体素子２の高出力化により、光半導体素子２から発生する熱量が増大しても、光半導体素子２から発生する熱を外部接続用金属ボール１０ａを介して外部電気回路基板に熱放散させやすくすることができる。これによって、光半導体素子２の温度上昇を防止して、光半導体素子２を正常かつ安定に作動させることができる。
【００９５】
さらに、外部接続用金属ボール１０ａにより接続するので、光半導体素子収納用パッケージが従来のものよりも小型化し、近時の光半導体素子収納用パッケージの小型化傾向に適合するものとなる。
【００９６】
なお、本発明は上記実施の形態の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を施すことは何等差し支えない。例えば、光ファイバ１２はセラミックスから成るフェルールを介して固定部材１３に固定されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【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正面から見て示す断面図、（ｂ）は（ａ）の下面図である。
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ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他の例における基体の実施の形態の例を示す下面図である。
【図３】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他の例を示す断面図である。
【図４】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他の例を示す断面図である。
【図５】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他の例を示す断面図である。
【図６】従来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例を正面から見て示す断面図である。
【符号の説明】
【００９８】
１：基体
１ａ：貫通穴
１ｂ：切欠部
２：光半導体素子
３：蓋体
３ａ：上端面
３ｂ：貫通孔
３ｃ：下端
４：透光性部材
５：配線基板
６ａ：第１の電極パッド
７ａ：第２の電極パッド
８：内部導体
１０：外部接続用ピン
１０ａ：外部接続用金属ボール
１５：入出力端子
１５−１：第１の平板部
１５−２：第２の平板部
１５ａ：線路導体 
２５：金属板
【図１】
2007043073.tif 000003
【図２】
2007043073.tif 000004
【図３】
2007043073.tif 000005
【図４】
2007043073.tif 000006
【図５】
2007043073.tif 000007
【図６】
2007043073.tif 000008