(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光半導体素子を搭載するための光半導体素子収納用パッケージであって、
インナー・リード部とアウター・リード部とが一体形に形成されている、複数のインナー・アウター一体形リードと、
前記インナー・アウター一体形リードのインナー・リード部を内部に導入するための開口部が形成されている導電性フレームと、
前記複数のインナー・アウター一体形リードをそのインナー・リード部が導電性フレームの内部に導入された状態で前記導電性フレームと絶縁させながら保持すると共に、前記導電性フレームの開口部を塞いで前記導電性フレームの内部を気密に封止するためのセラミック板であって、その側面に形成された複数の挿通穴に前記複数のインナー・アウター一体形リードがそれぞれ挿通されており、且つその側面の周囲の縁部分が前記導電性フレームの外周面の前記開口部の周囲に接合されている、セラミック板と、
を含む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】
請求項１の光半導体素子収納用パッケージにおいて、
前記セラミック板は、前記導電性フレームの外側から、前記導電性フレームの側面に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３】
請求項１又は２の光半導体素子収納用パッケージにおいて、
前記セラミック板は、前記インナー・アウター一体形リードのインナー・リード部を挿通するための複数の挿通穴を有している、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４】
請求項２の光半導体素子収納用パッケージにおいて、
前記セラミック板の前記導電性フレームに接合される側面の縁部分には、前記セラミック板を前記導電性フレームにロー材により接合することを可能にするためのメタライズ層が形成されている、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５】
請求項３の光半導体素子収納用パッケージにおいて、
前記セラミック板の前記挿通穴の内壁部及び周辺部には、前記インナー・アウター一体形リードのインナー・リード部の一部を前記セラミック板にロー材により接合することを可能にするためのメタライズ層が形成されている、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】
請求項３の光半導体素子収納用パッケージにおいて、
前記の複数のインナー・アウター一体形リードには、前記インナー・リード部が前記セラミック基板の複数の挿通穴を介して前記フレームの内部に導入されることを許容しながら、前記アウター・リード部が前記セラミック基板の複数の挿通穴を介して前記導電性フレームの内部に導入されないようにするための、突起状のストッパが形成されている、ことを特徴とする光半導体素子収納用パッケージ。
【０００１】
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光半導体素子を気密に封止し且つ光半導体素子と光信号の授受を行うための光ファイバを保持し得る光半導体素子収納用パッケージに関し、特に、インナー・アウター一体形リードを備えた光半導体素子収納用パッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４（ａ）は従来の光半導体素子収納用パッケージの平面図である。また、図４（ｂ）は図４（ａ）のパッケージのＡ−Ａ線断面図である。図４において、１は例えばＣｕ−Ｗ製のベースプレート、２はこのベースプレート１の上に接合される例えばＫｏｖａｒ製のフレーム、３は光ファイバをフレーム２に挿入するために前記フレーム２の側面に挿入されたホルダーである。前記フレーム２は、電波のシーリング等のために、金属等の導電性物質で形成される必要がある。
【０００３】
また、図４（ａ）及び図４（ｂ）において、４はインナー・リード部とアウター・リード部が連続して一体形になるように形成されている金属製のインナー・アウター一体形リードフレームである。また、４ｂは前記リードフレーム４の一部を構成する帯状部、４ａは前記リードフレーム４の他の一部を構成するもので、前記帯状部４ｂから突出するように形成されている、複数のインナー・アウター一体形リードである。
前記の複数のインナー・アウター一体形リード４ａは、インナー・リード部４ａ１とアウター・リード部４ａ２とに概念上分けられる。インナー・リード部４ａ１は、インナー・アウター一体形リード４ａの中のフレーム２の内側に挿入される部分である。また、アウター・リード部４ａ２は、インナー・アウター一体形リード４ａの中のフレーム２の外側に出ている部分である。
【０００４】
前記の複数のインナー・アウター一体形リード４ａは、前記フレーム２の側面に形成された複数のリード挿通穴５に、それぞれ、挿通されている。そして、これらの挿通された各インナー・アウター一体形リード４ａは、ガラス製の封止材６により、それぞれがフレーム２に接合されている。前記フレーム２の内部は、前記の複数のリード挿通穴５が前記ガラス製の封止材６により塞がれることにより、気密に封止されるようになっている。
【０００５】
図５は光半導体素子とこの光半導体素子が搭載されるパッケージとを示すものである。図５において、１１は光半導体素子、１２はこの光半導体素子１１が搭載されるセラミック製の絶縁性基板、１３はこの光半導体素子１１が搭載された絶縁性基板１２を封入するための金属製フレーム、１４はこのフレーム１３の側面に挿通されているインナー・アウター一体形リード、１５は前記フレーム１３の側面に挿通されている光ファイバである。この図５に示す例では、絶縁性基板１２の上の導体配線３０と、前記インナー・アウター一体形リード１４の中のフレーム１３の内部に導入されているインナー・リード部との間が、半田付けにより、電気的に導通される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、図４に示すような従来のインナー・アウター一体形リード４ａを備えた光半導体素子収納用パッケージにおいては、フレーム２の側面に形成されたアウター・インナー一体形リード４ａを挿通させるための複数の挿通穴５をガラス製の封止材６により塞ぐことにより、金属製のインナー・アウター一体形リード４ａと金属製（例えばＫｏｖａｒ製）のフレーム２との間の絶縁性を確保すると共に、前記フレーム２の内部の気密性を確保するようにしている。
【０００７】
前述のように、図４に示すパッケージを構成する部品の中で、フレーム２はＫｏｖａｒなどの金属材料により製造されており、ベースプレート１はＣｕ−Ｗなどの金属材料により製造されている。このように、従来の光半導体素子収納用パッケージは、互いに異種で熱膨張率が異なる金属材料から成る複数の部品を組み合わせることにより、構成されている。そのため、従来の光半導体素子収納用パッケージにおいては、サーマルショック等の環境テストの下で、前記の熱膨張率が異なる金属材料から成るフレーム２やベースプレート１などの複数の部品の接合部分などから生じる歪みなどにより、前記のガラス製の封止材６にクラックが入ってしまい、フレーム２の内部の気密性の信頼性が失われてしまうことが、少なくない。特に、前記ガラス製の封止材６は、もともとクラックなどが入りやすい材質であるため、サーマルショック等の環境テスト下でクラックが発生してしまう可能性が大きいという欠点を有している。
【０００８】
本発明はこのような従来技術の課題に着目してなされたものであって、インナー・アウター一体形リードを備えた光半導体素子収納用パッケージであって、そのフレームの内部の気密信頼性を大幅に向上させることができる光半導体素子収納用パッケージを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決するための本発明による光半導体素子収納用パッケージは、インナー・リード部とアウター・リード部とが一体形に形成されている複数のインナー・アウター一体形リードと、前記の複数のインナー・アウター一体形リードのインナー・リード部を内部に導入するための開口部が形成されている導電性のフレームと、前記導電性のフレームの開口部を塞ぐための側面を有するように形成されており、前記側面に前記インナー・アウター一体形リードが挿通されており、前記側面が前記フレームの開口部を塞ぐように前記導電性のフレームに接合されている、セラミック板と、を含むことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明による光半導体素子収納用パッケージにおいては、前記セラミック板は、前記導電性のフレームの外側から、前記導電性のフレームに接合されているのがよい。
【００１１】
また、本発明による光半導体素子収納用パッケージにおいては、前記セラミック板は、前記インナー・アウター一体形リードのインナー・リード部を挿通するための複数の挿通穴を有している、のがよい。
【００１２】
また、本発明による光半導体素子収納用パッケージにおいては、前記セラミック板の前記導電性のフレームに接合される側面の縁部分には、前記セラミック板を前記フレームにロー材により接合することを可能にするためのメタライズ層が形成されている、のがよい。
【００１３】
また、本発明による光半導体素子収納用パッケージにおいては、前記セラミック板の前記挿通穴の内壁部及び周辺部には、前記インナー・アウター一体形リードのインナー・リード部の一部を前記セラミック板にロー材により接合することを可能にするためのメタライズ層が形成されている、のがよい。
【００１４】
また、本発明による光半導体素子収納用パッケージにおいては、前記の複数のインナー・アウター一体形リードには、前記インナー・リード部が前記セラミック基板の複数の挿通穴を介して前記フレームの内部に導入されることを許容しながら、前記アウター・リード部が前記セラミック基板の複数の挿通穴を介して前記フレームの内部に導入されないようにするための、突起状のストッパが形成されている、のがよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）〜（ｇ）は、それぞれ、本発明の一実施形態による光半導体素子収納用パッケージを構成するための部品を示す斜視図である。図１（ａ）において、２４はリードフレームである。このリードフレーム２４は、例えばＫｏｖａｒ製のインナー・アウター一体形のリードフレーム、２４ａはこのリードフレーム２４に含まれる複数のインナー・アウター一体形リード、２４ｂは前記インナー・アウター一体形リード２４ａの途中部分にそれぞれ形成された突起状のストッパ、２４ｃは帯状部、である。前記インナー・アウター一体形リード２４ａは、前記ストッパ２４ｂを境にして、後述のフレーム２２の内部に挿入されるインナー・リード部２４ａ１と、後述のフレーム２２の外側に位置するアウター・リード部２４ａ２とに、概念上分かれている。
【００１６】
次に図１（ｂ）において、２２はフレームである。このフレーム２２は、例えばＫｏｖａｒ製である。このフレーム２２には、前記リードフレーム２４の複数のインナー・アウター一体形リード２４ａを挿通するための開口部２２ａが、形成されている。
【００１７】
次に図１（ｃ）において、２１はベースプレートである。このベースプレート２１は、例えばＣｕ−Ｗ製である。このベースプレート２１の上には、前記フレーム２２が載置される。
【００１８】
次に図１（ｄ）において、２７はセラミック板である。このセラミック板２７は、前記リードフレーム２４の複数のインナー・アウター一体形リード２４ａを前記フレーム２２の内部に導くように保持すると共に、前記フレーム２２の開口部２２ａを塞ぐことにより前記フレーム２２の内部を気密に封止するためのものである。このセラミック板２７は、例えば、アルミナ、ガラスセラミック、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ムライトなどの原料から成っている。
【００１９】
このセラミック板２７には、前記の複数のインナー・アウター一体形リード２４ａのインナー・リード部２４ａ１をそれぞれ挿通するための複数の挿通穴２７ａが、形成されている。そして、このセラミック板２７の前記の各挿通穴２７ａの内壁部及び周辺部には、前記各インナー・アウター一体形リード２４ａを銀ローなどでロー付けすることにより接合することを可能にするためのメタライズ層３１が形成されている。
【００２０】
また、このセラミック板２７は、前記のフレーム２２に形成された開口部２２ａを塞ぐための側面を有するように、形成されている。そして、このセラミック板２７の前記フレーム２２に接合される側面の縁部分には、前記セラミック板２７を前記フレーム２２に銀ローなどでロー付けすることにより接合することを可能にするためのメタライズ層３２が、形成されている。
【００２１】
次に図１（ｅ）において、２５は銀ロー板（Ａｇロー板）である。この銀ロー板２５は、前記の複数のインナー・アウター一体形リード２４ａを前記セラミック板２７の複数の挿通穴２７ａに接合するためのものである。
【００２２】
次に図１（ｆ）において、２８はフランジである。このフランジ２８は、前記銀ロー板２５からの銀ローが外部に流れ出すことを防止するためのもので、例えばＫｏｖａｒ製のものである。
【００２３】
次に図１（ｇ）において、２６は銀ロー板（Ａｇロー板）である。この銀ロー板２６は、前記フレーム２２の前記開口部２２ａを塞ぐことにより前記フレーム２２の内部を気密に封止するために、前記セラミック板２７を前記開口部２２ａの周囲に接合するためのものである。
【００２４】
次に、図２は、以上の図１を参照して説明した各部品を組み立てる方法を示した組立て図である。この図２に示す組立て方法により、次の図３に示す光半導体素子収納用パッケージが構成される。
【００２５】
次に、図３は図１で説明した各部品により構成される光半導体素子収納用パッケージを示す平面図である。図３に示す光半導体素子収納用パッケージでは、例えばＣｕ−Ｗ製のベースプレート２１の上に、例えばＫｏｖａｒ製のフレーム２２が接合されている。また、フレーム２２の側面には、光ファイバをフレーム２２に挿入するためのホルダー２３が挿入されている。
【００２６】
また、図３に示すように、前記フレーム２２の側面には、前記セラミック板２７が、前記フレーム２２の開口部２２ａを塞ぐように、Ａｇロー付けにより接合されている。また、このセラミック板２７の複数の挿通穴２７ａには、前記の複数のインナー・アウター一体形リード２４ａのインナー・リード部２４ａ１が、それぞれ挿通されている。前記各インナー・リード部２４ａ１の一部は、前記銀ロー板２５（図３においては、この銀ロー板２５は図示を省略している）及び前記メタライズ層３１により、前記セラミック板２７に接合されている。以上により、前記フレーム２２の側壁には、前記リードフレーム２４のインナー・アウター一体形リード２４ａが、前記セラミック板２７をにより保持されながら、挿通されるようになっている。そして、これにより、前記複数のインナー・アウター一体形リード２４ａのインナー・リード部２４ａ１が、前記フレーム２２の内部に導入されている。
【００２７】
また、図３に示すように、前記フランジ２８は、前記各インナー・アウター一体形リード２４ａの前記セラミック板２７への接合時に、前記銀ロー板２５から銀ローが外部に流れ出すことを防止するために、前記セラミック板２７と前記ストッパ２４ｂとの間に、接合されている。
【００２８】
また、前記各インナー・アウター一体形リード２４ａのインナー・リード部２４ａ１が、前記セラミック板２７の各挿通穴２７ａを介して、前記フレーム２２の内部の方向に挿通されるときは、前記各インナー・アウター一体形リード２４ａの途中部分にそれぞれ形成されている前記ストッパ２４ｂが前記フランジ２８に当たることにより、前記リード２４ａの前記の挿通がストップするようになっている。すなわち、前記各インナー・アウター一体形リード２４ａのストッパ２４ｂがフランジ２８に当たることにより、前記インナー・アウター一体形リード２４ａのアウター・リード部２４ａ２がフレーム２２内部に挿通されることが、防止されている。このように、前記の複数の突起状のストッパ２４ｂは、前記の複数のインナー・アウター一体形リード２４ａの中の前記インナー・リード部２４ａ１が前記セラミック基板２７の複数の挿通穴２７ａを介して前記フレーム２２の内部に導入されることを許容しながら、前記アウター・リード部２４ａ２が前記セラミック基板２７の複数の挿通穴２７ａを介して前記フレーム２２の内部に導入されないようにするために、形成されているものである。
【００２９】
以上のように、本実施形態では、リードフレーム２４の各インナー・アウター一体形リード２４ａを、例えばＫｏｖａｒ製の導電性のフレーム２２の側壁に挿通させてフレーム２２内部に導入するときに、前記インナー・アウター一体形リード２４ａとフレーム２２との間を絶縁させると共にフレーム２２内を封止するための部材として、図４の符号６に示すようなガラス製の封止材に替えて、セラミック板２７を使用するようにしている。そして、このセラミック板２７は、従来のガラス製の封止材に比べて、非常に大きな強度を有している。そのため、本実施形態によれば、インナー・アウター一体形リードフレーム２４を使用して形成される光半導体素子収納用パッケージのフレーム２２内の気密信頼性を、大幅に向上させることが可能になる。
【００３０】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明では、インナー・アウター一体形リードを導電性のフレームの内部に導入するときに、前記インナー・アウター一体形リードと導電性のフレームとの間を絶縁させると共に導電性フレーム内を封止するための部材として、従来のガラス製の封止材に替えて、ガラスよりも強度が格段に大きいセラミック板を使用するようにしている。したがって、本発明によるときは、サーマルショック等の環境テストの下で、フレームの封止材にクラックが入ってしまうことによって、フレーム内の気密性が失われるという可能性が極めて少なくなる。よって、本発明によれば、フレーム内の気密信頼性を従来よりも大幅に向上させるインナー・アウター一体形リードを有する光半導体素子収納用パッケージを提供することが、可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態による光半導体素子収納用パッケージを構成する複数個の部品を示す図である。
【図２】  図１に示す各部品の組み立て方法を示す図である。
【図３】  本実施形態による光通信パッケージを示す平面図である。
【図４】  従来の光半導体素子収納用パッケージを示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ’線断面図である。
【図５】  従来の半導体チップを搭載した基板をインナーリードに半田付けするタイプの光半導体素子収納用パッケージを示す図である。
【符号の説明】
２１  ベースプレート
２２  フレーム
２２ａ  開口部
２３  ホルダー
２４  インナー・アウター一体形リードフレーム
２４ａ  インナー・アウター一体形リード
２４ａ１  インナー・リード部
２４ａ２  アウター・リード部
２４ｂ  ストッパ
２５，２６  銀ロー板（Ａｇロー板）
２７  セラミック板
２７ａ  挿通穴
２８  フランジ
【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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