(57)【要約】  【課題】  光半導体素子を凹部内に、傾きを抑制するとともに放熱性を良好としながら収容す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を提供する。  【解決手段】  絶縁基体１の上面に長方形状の光半導体素子４を収容するための凹部１ａを有するとともに、凹部１ａの底面に長方形状の搭載領域１ｂを有し、搭載領域１ｂに、上面に光半導体素子４が接合される、絶縁基体１よりも熱伝導率が高い長方形状の台板２が、長辺方向の両端部を搭載領域に接合材３を介して、下面と凹部１ａの底面との間に隙間を設けて接合されており、絶縁基体１の凹部１ａ内から外表面にかけて外部接続導体５が設けられている光半導体素子収納用パッケージ８である。光半導体素子４が接合される台板２が、長辺方向の両端部が接合材３を介して、凹部１ａの底面に接しないように接合されているので、傾きを抑制して光半導体素子４を収容することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基体の上面に長方形状の光半導体素子を収容するための凹部を有するとともに、該凹部の底面に長方形状の搭載領域を有し、該搭載領域に、上面に前記光半導体素子が接合される、前記絶縁基体よりも熱伝導率が高い長方形状の台板が、長辺方向の両端部を前記搭載領域に接合材を介して、下面と前記凹部の底面との間に隙間を設けて接合されており、前記絶縁基体の前記凹部内から外表面にかけて外部接続導体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】
前記台板が金属またはシリコンまたは窒化アルミニウム質焼結体からな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】
絶縁基体の上面に長方形状の光半導体素子を収容するための凹部を有するとともに、該凹部の底面に長方形状の搭載領域を有し、該搭載領域に、上面に前記光半導体素子が接合された、前記絶縁基体よりも熱伝導率が高い長方形状の台板が、長辺方向の両端部を前記搭載領域に接合材を介して、下面と前記凹部の底面との間に隙間を設けて接合されており、前記絶縁基体の前記凹部内から外表面にかけて、前記光半導体素子が電気的に接続された外部接続導体が設けられ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、ラインセンサ等の長方形状の光半導体素子を収容するための凹部を有する半導体素子収納用パッケージ、および絶縁基体の凹部内に長方形状の光半導体素子が収容されてなる光半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばラインセンサのような、複数の受光素子や発光素子を長方形状の半導体基板上に列状に配置してなる長方形状の光半導体素子を収容するための光半導体素子収納用パッケージとして、絶縁基体の上面に光半導体素子を収容するための長方形状の凹部を設けてなる光半導体素子収納用パッケージが使用されている。
【０００３】
凹部内に収容されて封止された光半導体素子は、凹部の底面に接合材等を介して接合されるとともに、凹部の内側から外側にかけて絶縁基体を貫通して取り付けられたリード端子等の外部接続導体を介して外部と電気的に接続される。絶縁基体は、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料やエポキシ樹脂等の樹脂材料等の絶縁材料からなり、セラミックグリーンシート積層法やトランスファー成型法等の製造方法で製作される。
【０００４】
そして、絶縁基体の凹部内に光半導体素子が収容されるとともに、この光半導体素子が外部接続導体と電気的に接続されることにより、各種の光学機器に部品として実装される光半導体装置が構成される。光半導体装置は、例えば、光半導体素子がラインセンサの場合であれば、スキャナやマルチファンクションプリンタ，バーコードリーダ等の機器を構成する回路基板に実装される。
【０００５】
なお、光半導体素子が収容された凹部は、一般に、透明なガラス板等の透光性の蓋体により封止され、絶縁基体の凹部と蓋体とで構成される容器内に光半導体素子が、外部と光の授受が可能な状態で気密封止される。
【特許文献１】特開2005−217027号公報
【特許文献２】特開2006−217618号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような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においては、絶縁基体の特に長辺方向に、セラミック材料の焼成や樹脂材料の硬化に伴う収縮等に起因する反りが発生しやすいという問題点があった。
【０００７】
絶縁基体に反りが発生すると、その上面の凹部の底面にも反り等の変形が生じるため、凹部の底面に光半導体素子を接合したときに、光半導体素子が傾いてしまう場合がある。この場合、光半導体素子の受光素子や発光素子が配列された面が透光性の蓋体に対して、あるいは入射光の光軸に対して傾くため、受光や発光の精度が低下してしまう。
【０００８】
また、近年、光半導体素子は、高集積化（高画素数化）に伴い発熱量が増える傾向にあるため、光半導体素子から外部への放熱性を良好に確保しながら、上記のような反りに起因する不具合に対応する必要がある。
【０００９】
本発明はこのような従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、光半導体素子を凹部内に、傾きを抑制するとともに放熱性を良好としながら収容することができる光半導体素子収納用パッケージおよびそれを用いた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】
【００１０】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、絶縁基体の上面に長方形状の光半導体素子を収容するための凹部を有するとともに、該凹部の底面に長方形状の搭載領域を有し、該搭載領域に、上面に前記光半導体素子が接合される、前記絶縁基体よりも熱伝導率が高い長方形状の台板が、長辺方向の両端部を前記搭載領域に接合材を介して、下面と前記凹部の底面との間に隙間を設けて接合されており、前記絶縁基体の前記凹部内から外表面にかけて外部接続導体が設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
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、前記台板が金属またはシリコンまたは窒化アルミニウム質焼結体からなることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の光半導体装置は、絶縁基体の上面に長方形状の光半導体素子を収容するための凹部を有するとともに、該凹部の底面に長方形状の搭載領域を有し、該搭載領域に、上面に前記光半導体素子が接合された、前記絶縁基体よりも熱伝導率が高い長方形状の台板が、長辺方向の両端部を前記搭載領域に接合材を介して、下面と前記凹部の底面との間に隙間を設けて接合されており、前記絶縁基体の前記凹部内から外表面にかけて、前記光半導体素子が電気的に接続された外部接続導体が設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光半導体素子収納用パッケージによれば、凹部の底面の長方形状の搭載領域に、上面に光半導体素子が接合される、絶縁基体よりも熱伝導率が高い長方形状の台板が、長辺方向の両端部を搭載領域に接合材を介して、下面と凹部の底面との間に隙間を設けて接合されていることから、絶縁基体（特に凹部の底面）の長辺方向に反りが生じていたとしても、その反りに追随して台板に反り等の変形が生じるようなことは抑制される。この台板の上面に光半導体素子が接合されるため、光半導体素子を長方形状の凹部内に、傾きを抑制して収容することができる。
【００１４】
また、光半導体素子が、絶縁基体よりも熱伝導率が高い長方形状の台板に接合されるので、光半導体素子から台板を介して絶縁基体に熱を良好に伝えることができる。そのため、放熱性を高めることができる。
【００１５】
また、絶縁基体の凹部内から外表面にかけて設けられた外部接続導体を介して、凹部内に収容される光半導体素子を外部の電気回路と電気的に接続させることができる。
【００１６】
したがって、光半導体素子を凹部内に、傾きを抑制するとともに放熱性を良好としながら収容す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ができる。
【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、台板が金属またはシリコンまたは窒化アルミニウム質焼結体からなる場合には、台板が、熱伝導率が例えば約60Ｗ／ｍ・Ｋ以上と高い材料からなるため、放熱性を高くすることが容易である。
【００１８】
また、本発明の光半導体装置は、絶縁基体の上面に長方形状の光半導体素子を収容するための凹部を有するとともに、凹部の底面に長方形状の搭載領域を有し、その搭載領域に、上面に光半導体素子が接合された、絶縁基体よりも熱伝導率が高い長方形状の台板が、長辺方向の両端部を搭載領域に接合材を介して、下面と凹部の底面との間に隙間を設けて接合されており、絶縁基体の凹部内から外表面にかけて、光半導体素子が電気的に接続された外部接続導体が設けられていることから、絶縁基体（特に凹部の底面）の長辺方向に反りが生じていたとしても、その反りに追随して台板に反り等の変形が生じるようなことは抑制される。そして、この台板の上面に光半導体素子が接合されているため、光半導体素子が長方形状の凹部内に傾きを抑制して収容されたものとすることができる。
【００１９】
また、絶縁基体よりも熱伝導率が高い長方形状の台板に光半導体素子が接合されているので、光半導体素子から台板を介して絶縁基体に熱を良好に伝えることができ、放熱性が良好である。
【００２０】
また、絶縁基体の凹部内から外表面にかけて設けられた外部接続導体を介して、凹部内に収容した光半導体素子を外部の電気回路と電気的に接続させることができる。
【００２１】
したがって、光半導体素子を凹部内に、傾きを抑制するとともに放熱性を良好としながら収容されてなる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】
【００２２】
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、添付の図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
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平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線における断面図である。図１において、１は絶縁基体、２は台板、３は接合材、４は光半導体素子、５は外部接続導体である。上面に凹部１ａを有する絶縁基体１に接合材３を介して台板２が接合されて、光半導体素子収納用パッケージ８が基本的に構成されている。また、凹部１ａに光半導体素子４が収容され、凹部１ａの底面の搭載領域１ｂに台板２および接合材３を介して光半導体素子４が接合されて、光半導体装置９が基本的に構成されている。なお、図１（ａ）では、光半導体素子収納用パッケージ８の凹部１ａ内の状態をわかりやすくするために、光半導体素子４等の図示を省略している。
【００２４】
絶縁基体１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体やガラスセラミック焼結体，窒化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料等の絶縁材料からなる。
【００２５】
また、絶縁基体１は、上面に長方形状の光半導体素子４を収容するための長方形状の凹部１ａを有している。この凹部１ａの底面のうち、長方形状の光半導体素子４に対応した形状および寸法の長方形状の領域が光半導体素子４の搭載領域１ｂである。
【００２６】
このような凹部１ａを有する絶縁基体１は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、アルミナ等の原料粉末を有機溶剤，バインダとともにシート状に成形して複数のグリーンシートを作製し、これらのグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施して所定の長方形状や長方形の枠状等の形状に形成し、これらを積層して約1300〜1600℃で焼成することにより製作される。
【００２７】
また、絶縁基体１は、別個に製作した板状の酸化アルミニウム質焼結体基板の上面に、枠状の酸化アルミニウム質焼結体をガラス等を用いて接合することにより製作してもよい。
【００２８】
長方形状の光半導体素子４は、例えば受光素子（フォトダイオード等）や発光素子（レーザダイオード等）を長方形状の半導体（シリコンやガリウム−ヒ素等）基板に列状に複数個配列形成した構造である。このような光半導体素子４としては、例えば、複数個の受光素子を細長い長方形状のシリコン基板に直線状に形成してなるラインセンサ素子を挙げることができる。
【００２９】
凹部１ａの底面の長方形状の搭載領域１ｂには、上面に光半導体素子４が接合される、絶縁基体１よりも熱伝導率が高い長方形状の台板２が、長辺方向の両端部を搭載領域１ｂに接合材３を介して、下面と凹部１ａの底面との間に隙間を設けて接合されている。
【００３０】
台板２は、上面に光半導体素子４が接合されるものであり、凹部１ａ内において光半導体素子４を支持するためのものである。また、台板２は、光半導体素子４で発生した熱を絶縁基体１を介して外部に放熱するための熱の伝導路を構成するものである。
【００３１】
この台板２を形成する材料としては、光半導体素子４を支持する上で十分な機械的な強度を有するとともに、絶縁基体１よりも熱伝導率が高い材料を用いる必要がある。このような材料としては、例えば、銅や鉄，ニッケル，銀，錫等の金属材料やこれらの合金材料、シリコン、窒化アルミニウム質焼結体等を挙げられる。なお、これらの材料の熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）は、理化学辞典およびセラミックス辞典によれば、銅：398，鉄：80.3，ニッケル：90.5，銀：427，錫：66.6，シリコン（ケイ素）：148，窒化アルミニウム質焼結体：約70〜280である。絶縁基体１が酸化アルミニウム質焼結体（熱伝導率が約20Ｗ／ｍ・Ｋ）からなる場合であれば、上記の材料から、加工性や機械的な強度，経済性等を考慮して適宜選択することができる。
【００３２】
また、絶縁基体１が、熱伝導率が約２〜５（Ｗ／ｍ・Ｋ）程度のガラスセラミック焼結体からなる場合であれば、台板２を作製する材料として酸化アルミニウム質焼結体を選ぶこともできる。
【００３３】
台板２は、例えばシリコンからなる場合であれば、シリコンウエハを光半導体素子４の形状および寸法に合わせて切断加工することにより作製することができる。また、金属材料からなる場合であれば、例えば銅板等の金属板を光半導体素子４の形状および寸法に合わせて切断加工またはエッチング加工することにより作製することができる。また、窒化アルミニウム質焼結体や酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、窒化アルミニウムや酸化アルミニウムの原料粉末を有機溶剤，バインダとともに板状に成形し、焼成することにより作製することができる。
【００３４】
台板２の厚さは、上記のように光半導体素子４を傾かせずに支持することが可能な機械的強度が確保できる範囲で、使用する材料に応じて適宜設定すればよい。例えば、光半導体素子４が厚さが600μｍ程度のシリコン基板を用いてなるラインセンサの場合に、台板２をシリコンを用いて作製するときには、台板２の厚さは約200μｍ以上にすればよい。この場合、台板２の厚さが約750μｍ以上に厚くなると、例えばスキャナに用いられるラインセンサのような薄型の要求に対応した光半導体装置９を形成することが難しくなる。そのため、このような場合には、台板２の厚さは約200〜750μｍの範囲に設定すればよい。
【００３５】
なお、台板２は、前述のようにして作製した後、上面に研磨加工を施して平坦度を向上させるようにしてもよい。
【００３６】
台板２を搭載領域１ｂに接合する接合材３は、台板２を搭載領域１ｂに機械的に接続するためのものであるとともに、台板２から絶縁基体１への熱の伝導路となるものである。そのため、接合材３は、台板２を搭載領域１ｂに機械的に強固に接続することが可能であるとともに、熱伝導率が高いものが使用される。
【００３７】
このような接合材３としては、例えばエポキシ樹脂やシリコン樹脂等の熱硬化性や光硬化性の樹脂材料に、銀や銅，アルミニウム等の金属粒子等の伝熱性フィラー粒子を分散させたものが使用される。
【００３８】
接合材３を介した台板２の搭載領域１ｂへの接合は、例えば、樹脂材料が未硬化の状態の接合材（図示せず）を介して台板２を搭載領域１ｂに位置決めセットし、加熱または紫外線照射して樹脂材料を硬化させることにより行なわれる。
【００３９】
また、接合材３は、台板２を凹部１ａの底面との間に隙間を設けて接合する必要があるため、少なくとも絶縁基体１（凹部１ａの底面）に生じている反りの高さよりも高いものである必要がある。
【００４０】
例えば、絶縁基体１が、酸化アルミニウム質焼結体からなり、平面視したときの外形寸法が約0.5〜1.5ｃｍ×2.5〜10ｃｍで高さが約0.5〜２ｃｍであり、凹部１ａの深さが約0.3〜1.5ｃｍ程度のものであれば、凹部１ａの底面に約20〜100μｍ程度の反り（凹部１ａの長辺方向の両端部が中央部よりも高くなる、いわゆる凸反り）が生じる可能性がある。これに対して、接合材３の高さを約200〜500μｍ程度確保すれば、光半導体素子４が凹部１ａの底面に接することを効果的に抑制することができる。
【００４１】
また、絶縁基体１には、凹部１ａ内から外表面にかけて外部接続導体５が設けられている。この実施の形態の例において、外部接続導体５は、一部が絶縁基体１の内部を、凹部１ａの底面の外縁から絶縁基体１の外側面にかけて貫通している。
【００４２】
外部接続導体５は、凹部１ａ内に収容される光半導体素子４を外部の電気回路（図示せず）に電気的に接続するための導電路である。外部接続導体５のうち凹部１ａ内に位置する部位に光半導体素子４の電極をボンディングワイヤ等を介して電気的に接続するとともに、外部接続導体５のうち絶縁基体１の外表面に位置する部位を外部の電気回路に電気的に接続することにより光半導体素子４が外部の電気回路と電気的に接続される。
【００４３】
外部接続導体５は、タングステンやモリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金，鉄−ニッケル合金，鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属材料からなる。これらの金属材料は、例えば絶縁基体１との同時焼成により形成されたメタライズ層や、絶縁基体１にガラス等を介して接合された金属製のリード端子等の形態で絶縁基体１に設けられる。
【００４４】
外部接続導体５は、例えばタングステンのメタライズ層からなる場合であれば、タングステンの粉末を有機溶剤およびバインダとともに混練して作製した金属ペーストを、絶縁基体１となるセラミックグリーンシート（図示せず）にスクリーン印刷法で所定パターンに印刷しておき、絶縁基体１（セラミックグリーンシートの積層体）と同時焼成することにより形成することができる。
【００４５】
以上の構成を備える光半導体素子収納用パッケージ８は、台板２の上面に光半導体素子４用の接合材６を介して光半導体素子４が接合され、光半導体素子４の電極がボンディングワイヤ等の導電性接続材（図示せず）で外部接続導体５に電気的に接続されて光半導体装置９となる。なお、凹部１ａは、例えば透光性の蓋体７で塞がれ、光半導体素子４が凹部１ａと蓋体７とからなる容器内に気密封止される。
【００４６】
蓋体７は、外部と光半導体素子４との間で光の授受を可能にするため、石英ガラス等のガラスやアクリル樹脂等の樹脂材料等の透光性の材料により形成される。このような蓋体７は、例えばガラス板を所定の蓋体７の形状および寸法に切断することにより作製される。また、蓋体７は、板状の透光性材料の外周部に、セラミック材料や樹脂材料等からなる枠（フレーム）が接合されたものでもよい。蓋体７は、例えばガラスや樹脂等の封止材（符号なし）を介して絶縁基体１の上面に接合される。
【００４７】
このような光半導体素子収納用パッケージ８によれば、上記の構成を備えることから、絶縁基体１（特に凹部１ａの底面）の長辺方向に反りが生じていたとしても、その反りに対応して台板２に反り等の変形が生じるようなことは抑制される。この台板２の上面に光半導体素子４が接合されるため、光半導体素子４を長方形状の凹部１ａ内に、傾きを抑制して収容することができる。
【００４８】
また、光半導体素子４が、絶縁基体１よりも熱伝導率が高い長方形状の台板２に接合されるので、光半導体素子４から台板２を介して絶縁基体１に熱を良好に伝えることができる。そのため、放熱性を高めることができる。
【００４９】
また、絶縁基体１の凹部１ａ内から外表面にかけて設けられた外部接続導体５を介して、凹部１ａ内に収容される光半導体素子４を外部の電気回路と電気的に接続させることができる。
【００５０】
したがって、光半導体素子４を凹部１ａ内に、傾きを抑制するとともに放熱性を良好としながら収容することができる光半導体素子収納用パッケージ８を提供することができる。
【００５１】
この光半導体素子収納用パッケージ８において、台板２が金属またはシリコンまたは窒化アルミニウム質焼結体からなる場合には、台板２が、熱伝導率が例えば約60Ｗ／ｍ・Ｋ以上と高い材料からなるため、放熱性を高くすることが容易である。
【００５２】
なお、台板２は、光半導体素子４との間の熱膨張率（線膨張係数）の差に起因する熱応力を抑制する上では、熱膨張率の近い材料で形成することが好ましい。
【００５３】
例えば、光半導体素子４がシリコン基板を用いてなる場合であれば、台板２を同様にシリコン基板からなるものとすれば、光半導体素子４と台板２との間に両者の熱膨張率（線膨張係数）の差に起因する熱応力が生じることを効果的に抑制することができる。
【００５４】
また、本発明の光半導体装置９は、例えば前述のように光半導体素子収納用パッケージ８に光半導体素子４が収容されることにより製作されたものである。この光半導体装置９は、絶縁基体１の上面に長方形状の光半導体素子４を収容するための長方形状の凹部１ａを有するとともに、凹部１ａの底面に長方形状の搭載領域１ｂを有し、その搭載領域１ｂに、上面に光半導体素子４が接合された絶縁基体１よりも熱伝導率が高い長方形状の台板２が、長辺方向の両端部を搭載領域１ｂに接合材３を介して、下面と凹部１ａの底面との間に隙間を設けて接合されており、絶縁基体１の凹部１ａ内から外表面にかけて、光半導体素子４が電気的に接続された外部接続導体５が設けられた構成を備えている。
【００５５】
この光半導体装置９によれば、上記構成を備えることから、絶縁基体１（特に凹部１ａの底面）の長辺方向に反りが生じていたとしても、その反りに対応して台板２に反り等の変形が生じるようなことは抑制される。この台板２の上面に光半導体素子４が接合されているため、光半導体素子４が長方形状の凹部１ａ内に、傾きを抑制して収容されたものとすることができる。
【００５６】
また、光半導体素子４が、絶縁基体１よりも熱伝導率が高い長方形状の台板２に接合されているので、光半導体素子４から台板２を介して絶縁基体１に熱を良好に伝えることができ、放熱性が良好である。
【００５７】
また、絶縁基体１の凹部１ａ内から外表面にかけて設けられた外部接続導体５を介して、凹部１ａ内に収容した光半導体素子４を外部の電気回路と電気的に接続させることができる。
【００５８】
したがって、光半導体素子４を凹部１ａ内に、傾きを抑制するとともに放熱性を良好としながら収容されてなる光半導体装置９を提供することができる。
【００５９】
光半導体素子４を台板２に接合する接合材６についても、光半導体素子４を台板２に機械的に強固に接合するとともに、光半導体素子４から台板２への熱の伝導を良好とするものである必要があり、前述した接合材３と同様の材料を用いることができる。
【００６０】
なお、本発明の光半導体装置９は、必ずしも、上記構成の光半導体素子収納用パッケージ８に光半導体素子４を収容して製作されたものである必要はない。
【００６１】
例えば、図２に示すように、（ａ）まず上面に長方形状の光半導体素子４を収容するための凹部１ａを有し、凹部１ａの底面に長方形状の搭載領域１ｂを有する絶縁基体１を作製する。次に、（ｂ）台板２（搭載領域１ｂには未接合）の上面に光半導体素子４を接合する。その後、（ｃ）上面に光半導体素子４が接合された台板２を、接合材３を介して、凹部１ａの底面との間に隙間が設けられるように接合する。このようにすることにより光半導体装置（図２では図示せず）を製作してもよい。なお、図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の光半導体装置９を製作する工程の他の例を工程順に示す断面図である。図２において、図１と同様の部位には同様の符号を付している。
【００６２】
このような光半導体素子収納用パッケージ８および光半導体装置９において、台板２は、光半導体素子４から絶縁基体１への熱の伝導のみを考慮すれば、例えば銅や銀のように、熱伝導率が高いものほど好ましい。ただし、銅や銀等の金属材料を用いた場合は、これらの熱膨張率（線膨張率）が、例えば銅であれば約16.2×10−６／Ｋ、銀であれば約19.3×10−６／Ｋと、シリコン（約4.2×10−６／Ｋ）に比べて大きいため、熱応力により光半導体素子４や光半導体素子４を台板２に接合する接合材６にクラック等の機械的な破壊が生じやすくなる可能性がある。
【００６３】
この機械的な破壊を抑制するためには、例えば光半導体素子４を台板２に接合する接合材６の弾性率を低くすることや厚みを厚くすること等の、光半導体素子４と台板２との熱膨張率の差に起因する応力を緩和する対策を講じるとよい。
【００６４】
光半導体素子４を台板２に接合する接合材６の弾性率を低くするには、例えばアクリルゴムやウレタンゴム等のゴム粒子をこの接合材６を構成する樹脂材料に添加したり、接合材６にシリコーン樹脂等の弾性率の低い樹脂材料を用いたりすればよい。この場合、ゴム粒子の添加量が多くなり過ぎると、樹脂材料の割合が不十分になって接合材６と光半導体素子４や台板２との間の接合強度自体が低下する可能性がある。そのため、ゴム粒子を接合材６に添加する場合の添加量は約60質量％以下であることが好ましい。
【００６５】
なお、光半導体素子４を台板２に接合する接合材６の厚みを厚くした場合には、光半導体素子４と台板２との間の熱の伝導路の長さが長くなるため、放熱性が低下する可能性がある。そのため、この接合材６の厚みは約100μｍ以下に抑えることが好ましい。
【００６６】
また、光半導体素子４を台板２に接合する接合材６は、必ずしも光半導体素子４と台板２との間の全面にわたって介在している必要はない。例えば、図３に示すように、光半導体素子４の台板２に対する機械的な接続の強度を確保できる範囲で、光半導体素子４のうち主に発熱する部分を主にして、他に接合材６が介在しない部分を設けながら、接合材６を介して光半導体素子４を台板２に接合するようにしてもよい。なお、図３（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の光半導体装置９の実施の形態の他の例を示す断面図である。図３において、図１と同様の部位には同様の符号を付している。
【００６７】
なお、光半導体素子収納用パッケージ８について、図３に示すような位置にあらかじめ接合材６（未硬化のもの）を接合させておいてもよい。
【００６８】
なお、このような光半導体素子４の発熱部位は、光半導体素子４のうち主に受光した光の情報を外部の電気回路に伝送するための端子部分や、光電変換部分や増幅部分等に相当する。
【００６９】
図３（ａ）に示す例は、細長い長方形状の光半導体素子４（ラインセンサ素子等）の中央部に主な発熱部位（図示せず）が複数並んでいる例である。この光半導体素子４の中央部の複数の発熱部位に対応して、それぞれ接合材６が配置されている。このような光半導体素子４は、例えばバーコードリーダやファックスに用いられる。
【００７０】
また、図３（ｂ）に示す例は、図３（ａ）に示すような形状の光半導体素子４において、発熱部位が主に長辺方向の両端部に位置している例である。この場合は、この両端部の発熱部位に対応して接合材６が配置されている。このような光半導体素子４は、例えばスキャナやバーコードリーダやファックスに用いられる。なお、この例では、長方形状の光半導体素子４の長辺方向の中央部分にも、光半導体素子４の台板２に対する接合の信頼性を高めるために、接合材６が配置されている。
【００７１】
なお、この光半導体素子収納用パッケージ８および光半導体装置９は、台板２を搭載領域１ｂに接合する接合材３についても、光半導体素子４を台板２に接合する接合材６と同様に、ゴム粒子を添加したり弾性率の低い樹脂材料を用いたりすることによって、台板２と絶縁基体１との間に生じる可能性のある熱応力等の応力を緩和するようにしてもよい。
【００７２】
また、これらの接合材３，６は、台板２や光半導体素子４の接合時に、一部が流れたり飛散したりして光半導体素子４の受光面や発光面（受光素子や発光素子の上面）に付着するようなことがないように注意する必要がある。この付着の防止には、例えば光半導体素子４を台板２に接合する接合材６の外縁の位置を、光半導体素子４の外縁の位置よりも数10〜100μｍ程度内側に設定すること等が有効である。
【００７３】
なお、本発明の光半導体素子収納用パッケージ８および光半導体装置９は、上記の実施の形態に記載したものに限らず、本発明の要旨の範囲内で種々の変更は可能である。例えば、外部接続導体５の露出表面をニッケルや金等のめっき層で被覆して、外部接続導体５の酸化をより効果的に防止するようにしてもよい。また、外部接続導体５として金属製のリード端子を用いてもよい。また、台板２を搭載領域１ｂに接合している接合材３についても、平面視で、図１に示した楕円形状のものではなく、円形状や四角形状，あるいは角を面取りした四角形状等のものであってもよい。
【実施例】
【００７４】
酸化アルミニウム質焼結体により絶縁基体を作製するとともに、シリコンにより台板を作製し、エポキシ樹脂に銅粉末を分散させた接合材で台板を絶縁基体（搭載領域）に接合して、本発明の実施例である光半導体素子収納用パッケージを作製した。
【００７５】
絶縁基体は、平面視したときの寸法が約0.75×4.25ｃｍで高さが約１ｃｍであり、凹部の深さが約0.7ｃｍになるように作製した。凹部を平面視したときの寸法は約0.5×４ｃｍであった。台板は、平面視したときの寸法を0.4×3.5ｃｍとし、厚さを0.25ｃｍとした。
【００７６】
絶縁基体の焼成温度は1600℃であり、凹部の底面で約200μｍ（0.02ｃｍ）の反り（凸反り）が生じていた。これに対して、接合材の高さが300μｍ程度になるようにして台板を絶縁基体に接合した。
【００７７】
この台板の上面に、台板を絶縁基体に接合したときと同様の接合材を用いて光半導体素子を接合した。この接合材は、光半導体素子と台板との間のほぼ全面にわたって両者の間に介在させるようにした。光半導体素子としては、長方形状のシリコン板の上面に一列に受光素子を並べて形成したラインセンサ素子を用いた。
【００７８】
なお、比較例として、上記のものと同様の絶縁基体の凹部の底面に直接接合材を介して光半導体素子を接合して、光半導体装置を作製した。
【００７９】
実施例および比較例ともに、絶縁基体の凹部の内側から外表面にかけてタングステンのメタライズ層により外部接続導体を設けており、外部接続導体と光半導体素子とはボンディングワイヤを介して電気的に接続した。
【００８０】
これらの実施例および比較例の光半導体装置について、受光の精度を確認することにより、光半導体素子の傾きを測定した。
【００８１】
また、ガラス板により作製した透光性に蓋体７を絶縁基体の上面に接合することにより凹部を塞いで光半導体素子を気密封止した後、バーコード情報を読み取らせることにより受光の精度を確認した。なお、光半導体装置は、実施例および比較例ともに300個ずつ作製し、各光半導体装置について読み取りを行なった。
【００８２】
その結果、実施例の光半導体装置では、作製した全数において読み取りミスが発生しなかったのに対し、比較例の光半導体装置では、３個の光半導体装置で読み取りミスが発生した。
【００８３】
また、実施例の光半導体装置について、読み取り回数を100回とした場合の光半導体素子の温度変化を赤外線センサにより確認したところ、読み取りの回数が上記のように多くなっても、光半導体素子が約80℃を超えるような高温になるようなことはなく、放熱性が良好であることが確認できた。
【００８４】
以上のように、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によれば、光半導体素子の傾きを抑制するとともに、放熱性を良好として収容することができることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【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断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線における断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の光半導体装置を製作する工程の他の例を工程順に示す断面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）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す断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１・・・絶縁基体
１ａ・・凹部
１ｂ・・搭載領域
２・・・台板
３・・・接合材
４・・・光半導体素子
５・・・外部接続導体
６・・・光半導体素子用の接合材
７・・・蓋体
８・・・光半導体素子収納用パッケージ
９・・・光半導体装置
【図１】
2009283816.tif 000003
【図２】
2009283816.tif 000004
【図３】
2009283816.tif 000005