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JP2695995B2 - 光半導体装置 - Google Patents

光半導体装置

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JP2695995B2
JP2695995B2 JP273191A JP273191A JP2695995B2 JP 2695995 B2 JP2695995 B2 JP 2695995B2 JP 273191 A JP273191 A JP 273191A JP 273191 A JP273191 A JP 273191A JP 2695995 B2 JP2695995 B2 JP 2695995B2
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  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ通信等に用い
られる光半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の光半導体装置の断面状態を
示す断面図である。光半導体素子１とその発光光をモニ
タするための受光素子７とがヒートシンクステム２にマ
ウントされ、各素子１，７はヒートシンク１が保持する
ガラスハーメチックシールされた電極リード１２に電気
的に接続されている。
【０００３】ヒートシンクステム２はレンズ１４の付い
たキャップ５により気密化されるとともに、光半導体素
子からの発光の集光がレンズ１４によって行われ、光フ
ァイバ１５から外部に導出されるように構成されてい
る。
【０００４】さらに、ヒートシンクステム１、光ファイ
バ１４およびレンズ１５を含む光学系の部品は外部パッ
ケージ１０によって保持されている。ヒートシンクステ
ム２の電極リード１２は、光半導体素子１の出射光に対
して平行、かつヒートシンクステム２から立体的に所定
の位置関係を保って固定されている。
【０００５】ところで、外部パッケージ１０は一般に基
板への実装を考慮して光半導体素子１の発光光に対して
垂直方向に並列したピン配置が標準となっている。この
ためヒートシンクステム２から出た電極ピン１２は外部
パッケージ１０内で垂直方向に折り曲げられ、パッケー
ジ１０外部のリード１３に接続された構造となってい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】光通信用半導体装置に
おいては、近年、高速動作と小型化さらに電気的回路素
子の集積化が要求されるようになってきた。高速動作を
はかるためにはヒートシンクステム２とパッケージ１０
とを結ぶ電極リード１２のリード長を短くし、パッケー
ジ１０内部のリードインダクタンスを小さくする必要が
ある。
【０００７】しかし図５に示すような従来の光半導体装
置では、ヒートシンクステム２のリード１２が立体的に
パッケージ１０内に形成されているため、リード１２を
曲げて実装する必要があった。そのためリード１２のリ
ード長が長くなりこれに起因するリードインダクタンス
によって光半導体装置の高速動作に制限を与えるという
問題点があった。
【０００８】さらにピンを曲げて実装するために作業性
が悪く、ピンを折り曲げて実装する分の空間をパッケー
ジ１０の内部に設ける必要があり、パッケージの小型化
に制限を与えるという問題点もあった。
【０００９】さらに、内部ヒートシンク２内の電気的回
路素子を集積すること、またリード配線を変更すること
は構成上困難であるなどの問題点もあった。
【００１０】本発明は上述した問題点を解消するために
なされたもので、内部ヒートシンクステムのリードの配
鐘、引き出し方向および本数を自由に配列し、組みたて
の作業性を向上させると共に、高速動作が実現でき、か
つ小型化の可能な光半導体装置を提供することを目的と
する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる光半導体
装置は、ヒートシンクと、このヒートシンク上に搭載さ
れた発光素子と、この光電変換素子と前記ヒートシンク
とを気密的に覆う第１の外囲器と、この第１の外囲器の
全体を支持して気密的に覆うとともに、外部出力用のリ
ードを有する第２の外囲器とを備え、前記第１の外囲器
の壁の一部が、前記発光素子からの光を受光して光電変
換を行うモニタ用受光素子および前記ヒートシンクを支
持するとともに、一端側が前記光電変換素子と接続さ
れ、他端側が前記外部出力用のリードと接続された導体
パターンを対向面間に挟持した積層セラミック基板で構
成され、前記第１の外囲器の他の部分には前記発光素子
からの光を収束する光出力用レンズ、この光出力用レン
ズの集光位置に先端が位置する光出力用ファイバが支持
されていることを特徴とするものである。
【００１２】さらに、前記積層セラミック基板が、前記
外部リードの導出方向と前記光ファイバの導出方向とが
略直角をなすように、導出方向を変換する導体パターン
を備ると良い。
【００１３】
【００１４】
【作用】本発明にかかる半導体装置では、光半導体装置
内部の第１の外囲器の一部が間に導体パターンを挟持し
た積層セラミック基板となっているので、第１の外囲器
の気密性を向上させることができ、この第１の外囲器の
全体を支持して気密状態で被うとともに、前記導体パタ
ーンと接続された外部出力用のリードを有する第２の外
囲器とを備えたことによって信頼性を向上させることが
できる。また、積層セラミック基板中に挟持された導体
パターンは光電変換素子と第２の外囲器から導出される
外部リードとを接続するが、ヒートシンクステムのリー
ドの配縮、本数、引き出し方向を自由に形成することが
可能となり、積層セラミック基板上に電気的回路素子を
集積化することも可能となる。このため光半導体装置の
設計、製作上の自由度が向上する。
【００１５】さらに積層セラミック基板を用いたため、
内部のリードピンの長さを短くできて装置内部のリード
インダクタンスを小さくでき、装置の高速化を図ること
ができる。
【００１６】
【実施例】図１は本発明に係る光半導体装置の一例を示
す断面図である。なお図５に示した従来の装置の構成部
分と、同一の部分には同一符号を付し、その詳細な説明
を省略する。
【００１７】光半導体発光素子１は、ヒートシンク２上
にマウントされ、ヒートシンク２上のセラミック基板９
に形成されたパターン電極上にワイヤボンディング等に
より電気的に接続される。ヒートシンク２とヒートシン
ク２上のセラミック基板９のパターン電極とはヒートシ
ンク２の側面に垂直方向に設けられた穆層セラミック基
板３の対向面間（層問）に形成される電極パターン８と
電気的に接続される。
【００１８】また、ヒートシンク２は金属フレーム４へ
メタライジングにより固定される。これにより発光素子
１からの発熱はヒートシンクステム２を介して金属フレ
ーム４へ伝達され外部に放出することができる。
【００１９】発光素子１をモニタする受光素子７は、積
層セラミック基板３にマウントされており、電極パター
ン８へワイヤボンディング等により電気的に接続されて
いる。なお、積層セラミック基板３および９上の電極パ
ターンは通常厚膜により形成され、この場合チタン、白
金および金の３層構造を使うのが一般的である。
【００２１】図２は図１に示す実施例のヒートシンクス
テム近傍の詳細構造を示す断面図である。図から明らか
なように本発明では従来の装置の外囲器の一部を積層セ
ラミック基板３により置き換えている。また、各電極パ
ターン８は、対向する積層セラミック基板３の各対向面
間に挟まれて通っており、外部パッケージ１０内に設け
られたセラミック基板９上の電極パターンに電気的に接
続される。さらにセラミック基板８の配線は電極パター
ン１１を介してパッケージ１０の外部リード１３に電気
的に接続される。このように、積層セラミック基板３の
対向面間に挟持される配線パターン８を介して外部リー
ド１３に接続される電極パターン１１と発光素子１ある
いは受光素子７を電気的に接続するようにしている。
【００２２】図３および図４は本発明の他の実施例を示
したもので、図３は上面から見た断面図を、また図４は
図３に示す実施例のヒートシンクステム近傍の詳細構成
を示したものである。
【００２３】図１および図２に示す実施例では外部リー
ド１３が発光光の進行方向である光ファイバ１４の向き
に対して直角になるように向けられているが、図３およ
び図４で示す実施例では発光光の進行方向である光ファ
イバ１４の方向と、外部リード１３の方向が平行となる
ような構成となっている。
【００２４】一般に受光素子のピッチと光半導体装置と
しての実装リードピッチは一致していないためこのよう
な構成を採用していればセラミック基板上の導体パター
ンによりリードピッチの変換を行うことが可能となる。
【００２５】
【発明の効果】以上実施例に基づいて詳細に説明したよ
うに、本発明では、ヒートシンクおよび光電変換素子を
収納する第１の外囲器の一部を対向面間に導体パターン
を挟持した積層セラミック基板で構成し、この導体パタ
ーンを介して内部素子と第２の外囲器から導出される外
部電極リードとを接続するようにしたため、気密性を高
めて信頼性を向上させることができるとともに、内部ヒ
ートシンクステム上のリードの配線、引き出し方向およ
び本数を自由に決定することができるため、光半導体装
置の設計、製作上の自由度が向上する。
【００２６】さらに導体パターンによって配線を行うよ
うにしたため、光半導体装置内のリードピン長を短くす
ることができ、高速特性を実現することができる。さら
にこれらの構造により小型化が可能になるというすぐれ
た効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る光半導体装置の断面
図。
【図２】図１の実施例におけるヒートシンクステム近傍
の詳細構成を示す断面図。
【図３】本発明の他の実施例の上面からみた断面図。
【図４】図３の実施例のヒートシンクステムの近傍の詳
細断面図。
【図５】従来の光半導体装置の断面図。
【符号の説明】
１ 光半導体発光素子 ２ ヒートシンク ３ 積層セラミック基板 ４ 金属フィルム ５ レンズキャップ ７ 受光素子 ８ パターン電極 ９ セラミック基板 １０ パッケージ １１ リード １３ リード １４ 光ファイバ １５ レンズ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ヒートシンクと、 このヒートシンク上に搭載された発光素子と、 この光電変換素子と前記ヒートシンクとを気密的に覆う
    第１の外囲器と、 この第１の外囲器の全体を支持して気密的に覆うととも
    に、外部出力用のリードを有する第２の外囲器とを備
    え、 前記第１の外囲器の壁の一部が、前記発光素子からの光
    を受光して光電変換を行うモニタ用受光素子および前記
    ヒートシンクを支持するとともに、一端側が前記光電変
    換素子と接続され、他端側が前記外部出力用のリードと
    接続された導体パターンを対向面間に挟持した積層セラ
    ミック基板で構成され、 前記第１の外囲器の他の部分には前記発光素子からの光
    を収束する光出力用レンズ、この光出力用レンズの集光
    位置に先端が位置する光出力用ファイバが支持されてい
    ることを特徴とする光半導体装置。
  2. 【請求項２】前記積層セラミック基板が、前記外部リー
    ドの導出方向と前記光ファイバの導出方向とが略直角を
    なすように、導出方向を変換する導体パターンを備えた
    ことを特徴とする請求項１に記載の光半導体装置。
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