JP2001319984A - 光半導体素子用パッケージおよび前記パッケージを用いた光半導体素子モジュール - Google Patents
光半導体素子用パッケージおよび前記パッケージを用いた光半導体素子モジュールInfo
- Publication number
- JP2001319984A JP2001319984A JP2000138639A JP2000138639A JP2001319984A JP 2001319984 A JP2001319984 A JP 2001319984A JP 2000138639 A JP2000138639 A JP 2000138639A JP 2000138639 A JP2000138639 A JP 2000138639A JP 2001319984 A JP2001319984 A JP 2001319984A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solder
- optical semiconductor
- semiconductor device
- package
- bottom plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 50
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims abstract description 59
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 51
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 47
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 abstract description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 7
- 238000005476 soldering Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 3
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/02208—Mountings; Housings characterised by the shape of the housings
- H01S5/02216—Butterfly-type, i.e. with electrode pins extending horizontally from the housings
-
- H01L27/14618—
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0225—Out-coupling of light
- H01S5/02251—Out-coupling of light using optical fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/023—Mount members, e.g. sub-mount members
- H01S5/02325—Mechanically integrated components on mount members or optical micro-benches
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0235—Method for mounting laser chips
- H01S5/02355—Fixing laser chips on mounts
- H01S5/0237—Fixing laser chips on mounts by soldering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/024—Arrangements for thermal management
- H01S5/02407—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling
- H01S5/02415—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling by using a thermo-electric cooler [TEC], e.g. Peltier element
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/024—Arrangements for thermal management
- H01S5/02438—Characterized by cooling of elements other than the laser chip, e.g. an optical element being part of an external cavity or a collimating lens
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷却用部品が良好に半田接合される光半導体
素子用パッケージを提供する。 【解決手段】 冷却用部品２が半田接合される金属底板
１、金属底板１上に接合され電気信号入出力端子７が取
り付けられる金属枠体８、金属枠体８に接合され光半導
体素子からの光を外部へ出射する窓枠９を主要構成部材
とする光半導体素子用パッケージにおいて、金属底板１
上の冷却用部品２が半田接合される部分に溶融半田を流
入させるための溝３が設けられている。 【効果】 半田の量が溝３に流入する分だけ多くなり、
半田接合の際の昇温時に半田にＡｕが拡散してもその濃
度は低いため、非溶融部分が生じることがなく、しかも
金属底板と冷却用部品との接合界面には溶融半田が均一
に浸透するので、半田箔の非溶融に係わる諸問題が解消
される。従って、本発明のパッケージを用いて組み立て
られるモジュールでは、光半導体素子（ＬＤ）の冷却と
光軸合わせが良好になされ、優れた光通信が安定してな
される。
素子用パッケージを提供する。 【解決手段】 冷却用部品２が半田接合される金属底板
１、金属底板１上に接合され電気信号入出力端子７が取
り付けられる金属枠体８、金属枠体８に接合され光半導
体素子からの光を外部へ出射する窓枠９を主要構成部材
とする光半導体素子用パッケージにおいて、金属底板１
上の冷却用部品２が半田接合される部分に溶融半田を流
入させるための溝３が設けられている。 【効果】 半田の量が溝３に流入する分だけ多くなり、
半田接合の際の昇温時に半田にＡｕが拡散してもその濃
度は低いため、非溶融部分が生じることがなく、しかも
金属底板と冷却用部品との接合界面には溶融半田が均一
に浸透するので、半田箔の非溶融に係わる諸問題が解消
される。従って、本発明のパッケージを用いて組み立て
られるモジュールでは、光半導体素子（ＬＤ）の冷却と
光軸合わせが良好になされ、優れた光通信が安定してな
される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷却用部品が良好
に半田接合される光半導体素子用パッケージ、および前
記パッケージを用いた光半導体素子モジュールに関す
る。
に半田接合される光半導体素子用パッケージ、および前
記パッケージを用いた光半導体素子モジュールに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】光半導体素子用パッケージは、図３に示
すように、ペルチェ素子などの光半導体素子冷却用部品
（以下冷却用部品と略記する）が半田接合される金属底
板１、金属底板１の周縁に接合され電気信号入出力端子
７が取り付けられる金属枠体８、金属枠体８の側壁に接
合され光半導体素子からの光を外部へ出射する窓枠９を
主要構成部材とするものである。図３で１８はリードで
ある。
すように、ペルチェ素子などの光半導体素子冷却用部品
（以下冷却用部品と略記する）が半田接合される金属底
板１、金属底板１の周縁に接合され電気信号入出力端子
７が取り付けられる金属枠体８、金属枠体８の側壁に接
合され光半導体素子からの光を外部へ出射する窓枠９を
主要構成部材とするものである。図３で１８はリードで
ある。
【０００３】光半導体素子モジュールは、図４に示すよ
うに、前記パッケージ（図３）の金属底板１上に冷却用
部品２を半田接合し、その冷却面１０上に熱・電気伝導
性に優れるベース１１を半田接合し、ベース１１上にＬ
Ｄキャリア１２、ＰＤキャリア１３、第１レンズ１４、
光アイソレータ１５などの部品類をアライメントをとり
つつ半田接合し、次いでＬＤキャリア１２上にＬＤ（レ
ーザーダイオード：発光素子）１６とＬＤの温度をモニ
ターするサーミスタ（図示せず）を、ＰＤキャリア１３
上にＬＤ光をモニターするＰＤ（フォトダイオード：受
光素子）１７をそれぞれ半田接合し、さらに金属枠体８
上面に蓋体（図示せず）をシールドリング（図示せず）
を介してシーム溶接して組み立てられる。図４で１９は
第２レンズ、２０は光ファイバである。
うに、前記パッケージ（図３）の金属底板１上に冷却用
部品２を半田接合し、その冷却面１０上に熱・電気伝導
性に優れるベース１１を半田接合し、ベース１１上にＬ
Ｄキャリア１２、ＰＤキャリア１３、第１レンズ１４、
光アイソレータ１５などの部品類をアライメントをとり
つつ半田接合し、次いでＬＤキャリア１２上にＬＤ（レ
ーザーダイオード：発光素子）１６とＬＤの温度をモニ
ターするサーミスタ（図示せず）を、ＰＤキャリア１３
上にＬＤ光をモニターするＰＤ（フォトダイオード：受
光素子）１７をそれぞれ半田接合し、さらに金属枠体８
上面に蓋体（図示せず）をシールドリング（図示せず）
を介してシーム溶接して組み立てられる。図４で１９は
第２レンズ、２０は光ファイバである。
【０００４】ところで、前記冷却用部品の半田接合は、
金属底板１上に半田箔（２０〜５０μｍ）を配し、その
上に冷却用部品２を配し、冷却用部品２を上から押圧し
ながら加熱する方法により行われている。ここで冷却用
部品２は、その冷却面１０を上に、発熱面２１を下にし
て配置され、発熱面２１からの熱は金属底板１を介して
外部へ放散される。
金属底板１上に半田箔（２０〜５０μｍ）を配し、その
上に冷却用部品２を配し、冷却用部品２を上から押圧し
ながら加熱する方法により行われている。ここで冷却用
部品２は、その冷却面１０を上に、発熱面２１を下にし
て配置され、発熱面２１からの熱は金属底板１を介して
外部へ放散される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】金属底板には、通常、
Ａｕを１〜５μｍの厚みにめっきしたＣｕ−Ｗ合金が用
いられており、このＡｕが半田接合の際の昇温時に半田
箔に拡散して半田箔の融点を高め、半田接合後に半田箔
の非溶融部分が残る。また、この非溶融部分は半田の濡
れ広がりを妨げるため接合部全体に半田が回らず、空隙
部分が生じることがある。この非溶融部分或いは空隙部
分では金属底板と冷却部品との密着性が悪いため冷却用
部品の発熱が十分に放散されずに冷却用部品の冷却能が
低下しＬＤが良好に機能しなくなる。また非溶融部分や
空隙部分が混在するため冷却用部品が傾いてＬＤの光軸
に狂いが生じる。
Ａｕを１〜５μｍの厚みにめっきしたＣｕ−Ｗ合金が用
いられており、このＡｕが半田接合の際の昇温時に半田
箔に拡散して半田箔の融点を高め、半田接合後に半田箔
の非溶融部分が残る。また、この非溶融部分は半田の濡
れ広がりを妨げるため接合部全体に半田が回らず、空隙
部分が生じることがある。この非溶融部分或いは空隙部
分では金属底板と冷却部品との密着性が悪いため冷却用
部品の発熱が十分に放散されずに冷却用部品の冷却能が
低下しＬＤが良好に機能しなくなる。また非溶融部分や
空隙部分が混在するため冷却用部品が傾いてＬＤの光軸
に狂いが生じる。
【０００６】このような不具合を解決するため、半田接
合層を厚くするか、半田のＳｎ量を減らすかしてＡｕの
拡散による半田箔の高融点化を抑える対策が講じられた
が、前者はペルチェ素子の傾きを増大させるため、後者
は半田の融点が変化して他部の半田接合性を損なうた
め、いずれも採用されていない。本発明は、このような
状況に鑑みなされたもので、その目的は、冷却用部品が
良好に半田接合される光半導体素子用パッケージ、およ
び前記パッケージを用いた光半導体素子モジュールを提
供することにある。
合層を厚くするか、半田のＳｎ量を減らすかしてＡｕの
拡散による半田箔の高融点化を抑える対策が講じられた
が、前者はペルチェ素子の傾きを増大させるため、後者
は半田の融点が変化して他部の半田接合性を損なうた
め、いずれも採用されていない。本発明は、このような
状況に鑑みなされたもので、その目的は、冷却用部品が
良好に半田接合される光半導体素子用パッケージ、およ
び前記パッケージを用いた光半導体素子モジュールを提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
光半導体素子冷却用部品が半田接合される金属底板、前
記金属底板上に接合され電気信号入出力端子が取り付け
られる金属枠体、前記金属枠体に接合され光半導体素子
からの光を外部へ出射する窓枠を主要構成部材とする光
半導体素子用パッケージにおいて、前記金属底板上の光
半導体素子冷却用部品が半田接合される部分に溶融半田
を流入させるための溝が設けられていることを特徴とす
る光半導体素子用パッケージである。
光半導体素子冷却用部品が半田接合される金属底板、前
記金属底板上に接合され電気信号入出力端子が取り付け
られる金属枠体、前記金属枠体に接合され光半導体素子
からの光を外部へ出射する窓枠を主要構成部材とする光
半導体素子用パッケージにおいて、前記金属底板上の光
半導体素子冷却用部品が半田接合される部分に溶融半田
を流入させるための溝が設けられていることを特徴とす
る光半導体素子用パッケージである。
【０００８】請求項２記載の発明は、前記溝が、光半導
体素子冷却用部品の下面（接合面）からはみ出るように
設けられていることを特徴とする請求項１記載の光半導
体素子用パッケージである。
体素子冷却用部品の下面（接合面）からはみ出るように
設けられていることを特徴とする請求項１記載の光半導
体素子用パッケージである。
【０００９】請求項３記載の発明は、前記溝の深さが１
０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１または
２記載の光半導体素子用パッケージである。
０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１または
２記載の光半導体素子用パッケージである。
【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１、２、３
のいずれかに記載の光半導体素子用パッケージが用いら
れていることを特徴とする光半導体素子モジュールであ
る。
のいずれかに記載の光半導体素子用パッケージが用いら
れていることを特徴とする光半導体素子モジュールであ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の光半導体素子用パッケー
ジは、図１（イ）〜（ハ）に示すように、金属底板１上
の冷却用部品（図示せず）が半田接合される部分に溶融
半田を流入させるための溝３が設けられたものである。
本発明の光半導体素子用パッケージでは、溶融半田は、
溝３を介して金属底板１と冷却用部品との接合界面（非
溝部）に均一に浸透する。本発明では、接合界面のみな
らず、溝３が設けられた部分でも金属底板１と冷却用部
品との半田接合が良好になされる。
ジは、図１（イ）〜（ハ）に示すように、金属底板１上
の冷却用部品（図示せず）が半田接合される部分に溶融
半田を流入させるための溝３が設けられたものである。
本発明の光半導体素子用パッケージでは、溶融半田は、
溝３を介して金属底板１と冷却用部品との接合界面（非
溝部）に均一に浸透する。本発明では、接合界面のみな
らず、溝３が設けられた部分でも金属底板１と冷却用部
品との半田接合が良好になされる。
【００１２】本発明では、半田の量が溝３に流入する分
だけ多くなるため、半田接合の際の昇温時に半田にＡｕ
が拡散してもその濃度は低く、非溶融部分が生じるよう
なことがなく、また溝３には溶融半田を流入させ、金属
底板１と冷却用部品との接合界面には溶融半田を浸透さ
せるので、半田箔の非溶融に起因する冷却用部品の熱放
散や傾きに関する問題は発生しない。また、半田中のＡ
ｕ濃度が高くなると固相の生成などにより半田の濡れ広
がり性が低下するため、Ａｕ表面であってもフラックス
の助けを必要とすることが多いが、本発明ではＡｕ濃度
を低く抑制することができるのでフラックスの助けを借
りることなく接合部に半田を浸透させることが可能にな
る。
だけ多くなるため、半田接合の際の昇温時に半田にＡｕ
が拡散してもその濃度は低く、非溶融部分が生じるよう
なことがなく、また溝３には溶融半田を流入させ、金属
底板１と冷却用部品との接合界面には溶融半田を浸透さ
せるので、半田箔の非溶融に起因する冷却用部品の熱放
散や傾きに関する問題は発生しない。また、半田中のＡ
ｕ濃度が高くなると固相の生成などにより半田の濡れ広
がり性が低下するため、Ａｕ表面であってもフラックス
の助けを必要とすることが多いが、本発明ではＡｕ濃度
を低く抑制することができるのでフラックスの助けを借
りることなく接合部に半田を浸透させることが可能にな
る。
【００１３】本発明において、金属底板１上に冷却用部
品を半田接合するには、例えば、図２（イ）〜（ニ）に
示すように、溝３を、冷却用部品の下面４の縦または横
の長さより長く設けておいて、溝３の端部を冷却用部品
の下面４からはみ出させ、はみ出した溝部５から溶融半
田を冷却用部品下の溝部６に流入させ、さらに溶融半田
を金属底板１と冷却用部品下面４との接合界面（非溝
部）に浸透させて行う。
品を半田接合するには、例えば、図２（イ）〜（ニ）に
示すように、溝３を、冷却用部品の下面４の縦または横
の長さより長く設けておいて、溝３の端部を冷却用部品
の下面４からはみ出させ、はみ出した溝部５から溶融半
田を冷却用部品下の溝部６に流入させ、さらに溶融半田
を金属底板１と冷却用部品下面４との接合界面（非溝
部）に浸透させて行う。
【００１４】本発明において、溝３は、単数溝でも複数
溝でも良く、形状はスリット状、碁盤の目状など任意で
ある。冷却用部品下面４に対する溝の面積比率は５０％
以上にするのが、溶融半田の流入がより迅速になされ望
ましい。これらの溝３は、その両端が冷却用部品下面４
からはみ出るように設けておくと、溝３内部に空気が溜
まるようなことがなく、また溶融半田の流入がより迅速
になされる。
溝でも良く、形状はスリット状、碁盤の目状など任意で
ある。冷却用部品下面４に対する溝の面積比率は５０％
以上にするのが、溶融半田の流入がより迅速になされ望
ましい。これらの溝３は、その両端が冷却用部品下面４
からはみ出るように設けておくと、溝３内部に空気が溜
まるようなことがなく、また溶融半田の流入がより迅速
になされる。
【００１５】本発明において、溝３の深さ（図１ハ参
照）は、１０μｍ未満では溶融半田の粘性抵抗の増加な
どにより半田の流入力が低下する。溝３の深さが１００
μｍを超えると毛管力が低下してやはり流入力が低下す
る。従って溝の深さは１０〜１００μｍが望ましい。前
記溝は、放電加工、機械加工、エッチング加工などの常
法により容易に形成できる。
照）は、１０μｍ未満では溶融半田の粘性抵抗の増加な
どにより半田の流入力が低下する。溝３の深さが１００
μｍを超えると毛管力が低下してやはり流入力が低下す
る。従って溝の深さは１０〜１００μｍが望ましい。前
記溝は、放電加工、機械加工、エッチング加工などの常
法により容易に形成できる。
【００１６】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 （実施例１）長さ３０ｍｍ、幅１３ｍｍ、厚み１．５ｍ
ｍのＣｕ−Ｗ合金からなる金属底板１の上面に、長さ２
０ｍｍ、幅１３ｍｍ、高さ６ｍｍ、厚み１ｍｍのｋｏｖ
ａｒ（Ｆｅ−２９ｗｔ％Ｎｉ−１７ｗｔ％Ｃｏ合金）製
金属枠体８を接合し、金属枠体８の側壁には切り欠きを
設けてアルミナ製の電気信号入出力端子７を接合し、金
属枠体８の別の側壁には光信号出射用の窓枠９を接合し
てパッケージを組み立てた。前記接合は全てＡｇろう付
けにより同時に行った。次に前記組み立て体にＮｉとＡ
ｕ（厚み２μｍ）をこの順にメッキしたのち、窓枠９の
内部にガラス質のウィンドウ（図示せず）を低融点ガラ
スにより封着してパッケージを作製した。金属底板１上
の冷却部品を半田接合する部分には、図２（イ）〜
（ニ）に示したパターンの溝３を設けた。溝３の深さお
よびペルチェ素子下面に対する溝の面積比率は種々に変
化させた。次に、金属底板１上に下面寸法が８×１０ｍ
ｍのペルチェ素子（冷却用部品）を置き、その脇のはみ
出た溝部５にロジン系フラックスの入った線半田（Ｓｎ
−Ｐｂ共晶半田）を配置し、ペルチェ素子の上には重り
を載せて押圧した。この状態のパッケージをホットプレ
ート上に配して２２０℃まで加熱して半田を溶融した。
溶融半田はペルチェ素子下の溝部６に流入し、この溝部
６から金属底板１とペルチェ素子との接合界面へ浸透し
た。このようにしてペルチェ素子が半田接合されたパッ
ケージを作製した。
る。 （実施例１）長さ３０ｍｍ、幅１３ｍｍ、厚み１．５ｍ
ｍのＣｕ−Ｗ合金からなる金属底板１の上面に、長さ２
０ｍｍ、幅１３ｍｍ、高さ６ｍｍ、厚み１ｍｍのｋｏｖ
ａｒ（Ｆｅ−２９ｗｔ％Ｎｉ−１７ｗｔ％Ｃｏ合金）製
金属枠体８を接合し、金属枠体８の側壁には切り欠きを
設けてアルミナ製の電気信号入出力端子７を接合し、金
属枠体８の別の側壁には光信号出射用の窓枠９を接合し
てパッケージを組み立てた。前記接合は全てＡｇろう付
けにより同時に行った。次に前記組み立て体にＮｉとＡ
ｕ（厚み２μｍ）をこの順にメッキしたのち、窓枠９の
内部にガラス質のウィンドウ（図示せず）を低融点ガラ
スにより封着してパッケージを作製した。金属底板１上
の冷却部品を半田接合する部分には、図２（イ）〜
（ニ）に示したパターンの溝３を設けた。溝３の深さお
よびペルチェ素子下面に対する溝の面積比率は種々に変
化させた。次に、金属底板１上に下面寸法が８×１０ｍ
ｍのペルチェ素子（冷却用部品）を置き、その脇のはみ
出た溝部５にロジン系フラックスの入った線半田（Ｓｎ
−Ｐｂ共晶半田）を配置し、ペルチェ素子の上には重り
を載せて押圧した。この状態のパッケージをホットプレ
ート上に配して２２０℃まで加熱して半田を溶融した。
溶融半田はペルチェ素子下の溝部６に流入し、この溝部
６から金属底板１とペルチェ素子との接合界面へ浸透し
た。このようにしてペルチェ素子が半田接合されたパッ
ケージを作製した。
【００１７】実施例１で作製した各々のパッケージにつ
いて、接合界面の半田浸透率と半田接合部の半田の密着
状態を超音波顕微鏡により調べた。またペルチェ素子の
平行度を調べた。前記平行度はペルチェ素子下面周囲の
金属底板との間隔を１０箇所測定し、その最大値と最小
値の差（最大間隔差）で示した。１５μｍ以下を良好と
判定した。比較のためペルチェ素子を従来法により半田
接合したパッケージについても同様の調査を行った。結
果を表１に示す。
いて、接合界面の半田浸透率と半田接合部の半田の密着
状態を超音波顕微鏡により調べた。またペルチェ素子の
平行度を調べた。前記平行度はペルチェ素子下面周囲の
金属底板との間隔を１０箇所測定し、その最大値と最小
値の差（最大間隔差）で示した。１５μｍ以下を良好と
判定した。比較のためペルチェ素子を従来法により半田
接合したパッケージについても同様の調査を行った。結
果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１より明らかなように、本発明例のＮ
ｏ．１〜９は、いずれも半田浸透率が９０％以上であ
り、半田の密着状態およびペルチェ素子の平行度も良好
であった。これは溶融半田が、溝内に迅速に流入して金
属底板と冷却用部品との接合界面へ均一に浸透したため
である。これに対し、比較例では、半田の密着不良箇所
（半田非溶融部分）が４０％もあり、平行度も低下し
た。これは金属底板のめっき層中のＡｕが半田箔に拡散
して半田箔の融点が高くなり、半田箔に溶融しない部分
が生じたためである。
ｏ．１〜９は、いずれも半田浸透率が９０％以上であ
り、半田の密着状態およびペルチェ素子の平行度も良好
であった。これは溶融半田が、溝内に迅速に流入して金
属底板と冷却用部品との接合界面へ均一に浸透したため
である。これに対し、比較例では、半田の密着不良箇所
（半田非溶融部分）が４０％もあり、平行度も低下し
た。これは金属底板のめっき層中のＡｕが半田箔に拡散
して半田箔の融点が高くなり、半田箔に溶融しない部分
が生じたためである。
【００２０】（実施例２）実施例１で作製した本発明例
品のパッケージを用いて図４に示した光半導体素子モジ
ュールを組み立て実用に供した。これらモジュールは、
いずれも、良好な光通信が安定してなされた。これはペ
ルチェ素子が金属底板に設けられた溝により密着性良く
且つ高い平行度で半田接合されたためである。
品のパッケージを用いて図４に示した光半導体素子モジ
ュールを組み立て実用に供した。これらモジュールは、
いずれも、良好な光通信が安定してなされた。これはペ
ルチェ素子が金属底板に設けられた溝により密着性良く
且つ高い平行度で半田接合されたためである。
【００２１】
【効果】以上に述べたように、本発明のパッケージは、
金属底板上の冷却用部品の半田接合部分に溶融半田を流
入させるための溝が設けられているので、半田の量が溝
に流入する分だけ多くなり、半田接合の際の昇温時に半
田にＡｕが拡散してもその濃度は低いため、非溶融部分
が生じることがなく、しかも金属底板と冷却用部品との
接合界面には溶融半田が均一に浸透するので、半田箔の
非溶融に係わる諸問題が解消される。従って、本発明の
パッケージを用いて組み立てられるモジュールでは、光
半導体素子（ＬＤ）の冷却と光軸合わせが良好になさ
れ、優れた光通信が安定してなされる。
金属底板上の冷却用部品の半田接合部分に溶融半田を流
入させるための溝が設けられているので、半田の量が溝
に流入する分だけ多くなり、半田接合の際の昇温時に半
田にＡｕが拡散してもその濃度は低いため、非溶融部分
が生じることがなく、しかも金属底板と冷却用部品との
接合界面には溶融半田が均一に浸透するので、半田箔の
非溶融に係わる諸問題が解消される。従って、本発明の
パッケージを用いて組み立てられるモジュールでは、光
半導体素子（ＬＤ）の冷却と光軸合わせが良好になさ
れ、優れた光通信が安定してなされる。
【図１】本発明の光半導体素子用パッケージの実施形態
を示す（イ）斜視図、（ロ）平面透視説明図および
（ハ）ａ−ａ断面図である。
を示す（イ）斜視図、（ロ）平面透視説明図および
（ハ）ａ−ａ断面図である。
【図２】（イ）〜（ニ）は本発明の光半導体素子用パッ
ケージの金属底板に設ける溝形状を示す平面図である。
ケージの金属底板に設ける溝形状を示す平面図である。
【図３】従来の光半導体素子用パッケージの斜視説明図
である。
である。
【図４】従来の光半導体素子モジュールの縦断面説明図
である。
である。
１ 金属底板 ２ 光半導体素子冷却用部品（ペルチェ素子など） ３ 溝 ４ 冷却用部品の下面 ５ 冷却用部品の下面からはみ出た溝部 ６ 冷却用部品下の溝部 ７ 電気信号入出力端子 ８ 金属枠体 ９ 窓枠 １０ 冷却用部品の冷却面 １１ ベース １２ ＬＤキャリア １３ ＰＤキャリア １４ 第１レンズ １５ 光アイソレータ １６ ＬＤ １７ ＰＤ １８ リード １９ 第２レンズ ２０ 光ファイバ ２１ 冷却用部品の発熱面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｓ 5/024 Ｈ０１Ｓ 5/024
Claims (4)
- 【請求項１】 光半導体素子冷却用部品が半田接合され
る金属底板、前記金属底板上に接合され電気信号入出力
端子が取り付けられる金属枠体、前記金属枠体に接合さ
れ光半導体素子からの光を外部へ出射する窓枠を主要構
成部材とする光半導体素子用パッケージにおいて、前記
金属底板上の光半導体素子冷却用部品が半田接合される
部分に溶融半田を流入させるための溝が設けられている
ことを特徴とする光半導体素子用パッケージ。 - 【請求項２】 前記溝が、光半導体素子冷却用部品の下
面（接合面）からはみ出るように設けられていることを
特徴とする請求項１記載の光半導体素子用パッケージ。 - 【請求項３】 前記溝の深さが１０〜１００μｍである
ことを特徴とする請求項１または２記載の光半導体素子
用パッケージ。 - 【請求項４】 請求項１、２、３のいずれかに記載の光
半導体素子用パッケージが用いられていることを特徴と
する光半導体素子モジュール。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000138639A JP4494587B2 (ja) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | 光半導体素子用パッケージおよび前記パッケージを用いた光半導体素子モジュール |
| US09/847,334 US6489677B2 (en) | 2000-05-11 | 2001-05-03 | Optical semiconductor device package and optical semiconductor module having the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000138639A JP4494587B2 (ja) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | 光半導体素子用パッケージおよび前記パッケージを用いた光半導体素子モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001319984A true JP2001319984A (ja) | 2001-11-16 |
| JP4494587B2 JP4494587B2 (ja) | 2010-06-30 |
Family
ID=18646224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000138639A Expired - Lifetime JP4494587B2 (ja) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | 光半導体素子用パッケージおよび前記パッケージを用いた光半導体素子モジュール |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6489677B2 (ja) |
| JP (1) | JP4494587B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010140937A (ja) * | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Anritsu Corp | 半導体レーザ用パッケージおよび半導体レーザモジュール |
| JP2010541221A (ja) * | 2007-09-28 | 2010-12-24 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | １次放射源と発光変換エレメントとを備えた半導体光源 |
| US10014233B2 (en) | 2014-02-26 | 2018-07-03 | Kyocera Corporation | Electronic component containing package and electronic device |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6703703B2 (en) * | 2000-01-12 | 2004-03-09 | International Rectifier Corporation | Low cost power semiconductor module without substrate |
| US6868104B2 (en) * | 2001-09-06 | 2005-03-15 | Finisar Corporation | Compact laser package with integrated temperature control |
| JP2003086723A (ja) * | 2001-09-14 | 2003-03-20 | Nec Schott Components Corp | 薄型金属パッケージ |
| WO2004077630A1 (ja) * | 2002-12-26 | 2004-09-10 | Sony Corporation | 半導体レーザアセンブリ |
| SG157957A1 (en) * | 2003-01-29 | 2010-01-29 | Interplex Qlp Inc | Package for integrated circuit die |
| JP4072443B2 (ja) * | 2003-02-05 | 2008-04-09 | シャープ株式会社 | 受光センサ |
| CN100365844C (zh) * | 2004-08-10 | 2008-01-30 | 浙江大学 | 基于珀耳帕热循环原理的聚合物微芯片热键合封装方法 |
| DE102004057454B4 (de) * | 2004-11-25 | 2009-10-22 | Jenoptik Laserdiode Gmbh | Diodenlasermodul und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US20090014867A1 (en) * | 2007-07-10 | 2009-01-15 | Casey Krawiec | Seal ring for glass wall microelectronics package |
| KR101046502B1 (ko) * | 2010-11-12 | 2011-07-04 | 주식회사 케이엠더블유 | 통신용 함체 |
| EP2952944B1 (en) * | 2013-01-29 | 2019-01-09 | Kyocera Corporation | Package for housing optical semiconductor element and optical semiconductor device |
| JP6375584B2 (ja) * | 2014-03-31 | 2018-08-22 | 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 | 電子部品搭載用パッケージ |
| US10044171B2 (en) * | 2015-01-27 | 2018-08-07 | TeraDiode, Inc. | Solder-creep management in high-power laser devices |
| DE102017123755B4 (de) * | 2017-10-12 | 2020-12-03 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zur Herstellung eines Laserdiodenbarrens und Laserdiodenbarren |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0249155U (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 | ||
| JPH05150146A (ja) * | 1991-11-29 | 1993-06-18 | Anritsu Corp | 半導体レーザモジユール |
| JPH1174619A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-03-16 | Kyocera Corp | 光半導体素子収納用パッケージ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5412748A (en) * | 1992-12-04 | 1995-05-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical semiconductor module |
| US5337388A (en) * | 1993-08-03 | 1994-08-09 | International Business Machines Corporation | Matrix of pluggable connectors for connecting large numbers of clustered electrical and/or opticcal cables to a module |
| JPH07249798A (ja) * | 1994-03-09 | 1995-09-26 | Fujitsu Ltd | 光部品固定装置及びその製造方法 |
-
2000
- 2000-05-11 JP JP2000138639A patent/JP4494587B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-05-03 US US09/847,334 patent/US6489677B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0249155U (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 | ||
| JPH05150146A (ja) * | 1991-11-29 | 1993-06-18 | Anritsu Corp | 半導体レーザモジユール |
| JPH1174619A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-03-16 | Kyocera Corp | 光半導体素子収納用パッケージ |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010541221A (ja) * | 2007-09-28 | 2010-12-24 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | １次放射源と発光変換エレメントとを備えた半導体光源 |
| US8564185B2 (en) | 2007-09-28 | 2013-10-22 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Semiconductor light source having a primary radiation source and a luminescence conversion element |
| JP2010140937A (ja) * | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Anritsu Corp | 半導体レーザ用パッケージおよび半導体レーザモジュール |
| US10014233B2 (en) | 2014-02-26 | 2018-07-03 | Kyocera Corporation | Electronic component containing package and electronic device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020027231A1 (en) | 2002-03-07 |
| JP4494587B2 (ja) | 2010-06-30 |
| US6489677B2 (en) | 2002-12-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2001319984A (ja) | 光半導体素子用パッケージおよび前記パッケージを用いた光半導体素子モジュール | |
| JPH06314857A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JP4117807B2 (ja) | 電子部品のハンダ付け方法 | |
| JP6033316B2 (ja) | レーザダイオード用ペルチェモジュール | |
| JP2002076501A (ja) | 光半導体モジュールの製造方法 | |
| JP4349552B2 (ja) | ペルチェ素子熱電変換モジュール、ペルチェ素子熱電変換モジュールの製造方法および光通信モジュール | |
| JP2002368293A (ja) | 熱電モジュール、熱電モジュールの製造方法、熱電装置、ファイバ投光装置 | |
| JP3783571B2 (ja) | 半導体レーザモジュールおよびその製造方法 | |
| US5907185A (en) | Ceramic terminal block, hermetic sealed package, and complex semiconductor device | |
| JP5111644B2 (ja) | 光ファイバ固定方法、及びレーザモジュールの製造方法 | |
| JP2619523B2 (ja) | Ｌｄチップキャリア固定構造 | |
| JPH05323158A (ja) | レ−ザダイオ−ド結合装置及びその組立方法 | |
| JP4951880B2 (ja) | 熱電変換モジュール | |
| WO2024209633A1 (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
| JP2004023039A (ja) | 熱電装置およびその製造方法 | |
| JP2006303017A (ja) | 熱電変換装置 | |
| JP3833531B2 (ja) | ダイボンディング方法及びダイボンディング装置 | |
| JP4025612B2 (ja) | 光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置 | |
| JP2004200262A (ja) | 熱電モジュールおよび熱電装置 | |
| KR102036343B1 (ko) | 광소자용 기판, 광소자 패키지, 광소자용 기판의 제조방법 및 광소자 패키지의 제조방법 | |
| JP2008124152A (ja) | 半田シート、半導体装置及び半導体装置の製造方法 | |
| KR940006786B1 (ko) | 반도체 방열장치의 제조방법 | |
| JP3646692B2 (ja) | 光半導体素子モジュール | |
| WO2020116172A1 (ja) | 半導体レーザチップ実装サブマウントおよびその製造方法ならびに半導体レーザモジュール | |
| JP2004012855A (ja) | 光モジュール |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070105 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080916 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080919 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081117 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20081117 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100105 |
|
| RD13 | Notification of appointment of power of sub attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7433 Effective date: 20100210 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100224 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100210 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100330 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100408 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4494587 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140416 Year of fee payment: 4 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |