電子部品収納用パッケージ
【課題】電子部品からの発熱を効率的に放熱させることができる安価な電子部品収納用パッケージを提供する。
【解決手段】上面に光通信用の電子部品を搭載する長方形板状の基体１１と、その上面に対して垂直に立設させ電子部品を収納するためのキャビティ部１２を設ける枠体１３を有する電子部品収納用パッケージ１０において、基体１１がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の枠体１３を配設させる側となる一方の主面に第１のＣｕ板１５と、他方の主面に第１のＣｕ板１５の厚みより薄い第２のＣｕ板１５ａを貼り合わせるクラッド材からなり、枠体１３がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、又はＦｅ−Ｎｉ系合金からなる長方形筒状の金属製側壁体１６と、その上方の一部を削除した切り欠き部１７に設けるセラミックフィードスルー基板からなるセラミック製側壁体１８の接合体からなる。
【解決手段】上面に光通信用の電子部品を搭載する長方形板状の基体１１と、その上面に対して垂直に立設させ電子部品を収納するためのキャビティ部１２を設ける枠体１３を有する電子部品収納用パッケージ１０において、基体１１がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の枠体１３を配設させる側となる一方の主面に第１のＣｕ板１５と、他方の主面に第１のＣｕ板１５の厚みより薄い第２のＣｕ板１５ａを貼り合わせるクラッド材からなり、枠体１３がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、又はＦｅ−Ｎｉ系合金からなる長方形筒状の金属製側壁体１６と、その上方の一部を削除した切り欠き部１７に設けるセラミックフィードスルー基板からなるセラミック製側壁体１８の接合体からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信用の電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージに関し、より詳細には励起光源用のレーザー光を高出力で発することができる電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レーザーダイオード等の光通信用の電子部品を収容するための電子部品収納用パッケージには、底板体となる金属製の基体と、セラミックと金属を組み合わせて形成した枠体を接合させたものがある。例えば、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、従来の電子部品収納用パッケージ５０には、金属製からなる基体５１に、熱伝導性が高く放熱性に優れたＣｕ−Ｗ（銅−タングステン）複合体や、Ｃｕ−Ｍｏ（銅−モリブデン）複合体といった材料からなる金属板が用いられている。また、この電子部品収納用パッケージ５０は、基体５１に立設される長方形筒状の枠体５２が、セラミックと熱膨張係数が近似するＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金や、Ｆｅ−Ｎｉ系合金からなる金属板が用いられると共に、この金属板の上方の一部を削除して設ける切り欠き部５３にＡｌ２Ｏ３（アルミナ）等からなるセラミックフィードスルー基板５４がろう付け接合されるようになっている。また、このセラミックフィードスルー基板５４には、外部と電気的導通状態を形成するためのリードフレーム５５がろう付け接合されるようになっている。更に、枠体５２には、レーザー光からなる光信号を通すための貫通孔５６を穿孔して有し、この貫通孔５６に金属製固定部材５７が接合されるようになっている。また、上記の電子部品収納用パッケージ５０は、セラミックフィードスルー基板５４が接合された枠体５２の上面に、セラミックフィードスルー基板５４の上面も含めて、シールリング５８が接合されるようになっている。
【０００３】
この電子部品収納用パッケージ５０は、基体５１と枠体５２で形成されるキャビティ部５９に設けるペルチェ等の放熱構造体（図示せず）の上面に励起光源用のレーザーダイオードが接着されるようになっている。そして、この電子部品収納用パッケージ５０は、レーザーダイオード等の電子部品（図示せず）と、セラミックフィードスルー基板５４に設けるメタライズパターンの接続用パッド６０とをボンディングワイヤ（図示せず）等で接続するようになっている。これにより、この電子部品収納用パッケージ５０は、リードフレーム５５を連結させて支持しているタイバー部５５ａを取り除いた端子部５５ｂと、レーザーダイオードが電気的に接続した状態となるようにしている。更に、この電子部品収納用パッケージ５０は、金属製固定部材５７に光ファイバー部材（図示せず）がＡｕ−Ｓｎ等の低温ろう材や、ＹＡＧ等のレーザーを使用して溶接して接合されるようになっている。そして、電子部品収納用パッケージ５０は、シールリング５８の上面に、金属製の蓋体（図示せず）がシーム溶接や、ろう材等を用いて接合され、キャビティ部５９に電子部品を気密に封止する半導体モジュールに形成し、固定用孔６１を介してボード等にねじ止め固定されるようになっている。
【０００４】
このようにして作製された半導体モジュールは、光通信用として広く用いられるようになっている。そして、近年の光通信業界は、インターネットに代表される大容量通信が全世界に普及し、益々往来への負荷が増えると同時に、基幹設備構築への投資が盛んになってきている。また、この基幹設備構築への投資は、先進国から発展途上国へと広がり、通信設備の低コスト化が急速に進んできている。このような中で、上記のような半導体モジュールに用いる従来の電子部品収納用パッケージは、パッケージとしての放熱性や、反り精度の性能を維持しながらコストダウンの要求があって、年々単価が下がってきている。しかしながら、従来の電子部品収納用パッケージは、金属製からなる基体にＣｕ−Ｗ複合体や、Ｃｕ−Ｍｏ複合体といった材料からなる金属板を用いているので、熱伝導率が１７０〜２４０Ｗ／ｍＫ程度と高く、電子部品からの発熱の放熱性に優れるものの、Ｃｕ−Ｗ複合体や、Ｃｕ−Ｍｏ複合体からなる金属板が非常に高価なものであり、電子部品収納用パッケージのコストアップとなっている。このような従来の電子部品収納用パッケージでは、金属製部材の調達コストダウン、製造合理化では限界になってきている。
【０００５】
従来の電子部品収納用パッケージには、セラミック製容器の外表面からの放熱性を向上させるために、半導体素子を搭載させる基体部分を、セラミック製容器の外表面の金属層上にコバール金属板（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板）の両主面に銅板（Ｃｕ板）を接合させた複合金属体をろう付けしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、電子部品収納用パッケージは、Ｃｕ−Ｗ複合体や、Ｃｕ−Ｍｏ複合体といった材料からなる金属板を貼り付けるより安価にすることができる。
【０００６】
また、従来の電子部品収納用パッケージには、発生する反りの方向を制御できるパッケージとして、基体となるヒートシンクと、枠体となるセラミックパッケージを備え、ヒートシンクがＣｕ−Ｍｏ複合体を一対のＣｕ板で挟んだ接合構造を有し、Ｃｕ−Ｍｏ複合体の厚さがそれぞれのＣｕ板の厚さを足した厚さよりも大であり、セラミックパッケージが位置する側のＣｕ板の厚さが反対側のＣｕ板の厚さよりも大であるものが提案されている。そして、このＣｕ−Ｍｏ複合体を一対のＣｕ板で挟んだ接合構造のヒートシンクは、一方のＣｕの厚さを圧延後に研磨、研削、又はエッチングで減厚して、又は一方のＣｕの厚さを圧延後にめっき、蒸着、スパッタ等で増厚して形成する電子部品収納用パッケージが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平２−４７０５４号公報
【特許文献２】特開２００５−２４３８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述したような従来の電子部品収納用パッケージは、次のような問題がある。
（１）実開平２−４７０５４号公報で開示されるような電子部品収納用パッケージは、基体となる部分が、セラミック製容器の外表面の金属層上にコバール金属板、すなわちＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の両主面にＣｕ板を接合させた複合金属体をろう付けしたものとしているが、電子部品からの発熱がセラミック製容器である熱伝導率が低い絶縁体を介して放熱させる構造であるので、放熱効率の低いパッケージとなっている。また、電子部品収納用パッケージの基体に実開平２−４７０５４号公報で開示されるようなＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の両主面にＣｕ板を接合させた複合金属体を用いる場合には、基体が安価に作製することができるものの、接合ろう材がＡｇＣｕろうであるため、８００℃程度の温度帯で接合されることとなり、熱膨張率がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金自体の熱膨張率より大きくなっている。そのため、電子部品収納用パッケージは、接合される部材、例えば、セラミックや、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金との熱膨張率差によって大きな歪みが発生し、反りが大きくなる構造となっている。
（２）特開２００５−２４３８１９号公報で開示されるような電子部品収納用パッケージは、基体の枠体とのろう付け接合面側のＣｕ板の厚みを、反対側より厚くして接合させているので、反りの発生を抑制させることができるものの、基体が圧延後に一方のＣｕ板の厚みを研磨、研削、又はエッチングで減厚したり、あるいは、他方のＣｕ板の厚みをめっき、蒸着、スパッタ等で増厚しているので、これらの作業に歩留と、工数が掛かり、電子部品収納用パッケージのコストアップとなっている。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、電子部品からの発熱を効率的に放熱させることができる安価な電子部品収納用パッケージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的に沿う本発明に係る電子部品収納用パッケージは、上面に光通信用の電子部品を搭載する長方形板状の基体と、基体の上面に対して垂直に立設させ電子部品を収納するためのキャビティ部を設ける枠体を有する電子部品収納用パッケージにおいて、基体がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の枠体を配設させる側となる一方の主面に第１のＣｕ板と、他方の主面に第１のＣｕ板の厚みより薄い第２のＣｕ板を貼り合わせるクラッド材からなり、枠体がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、又はＦｅ−Ｎｉ系合金からなる長方形筒状の金属製側壁体と、金属製側壁体の上方の一部を削除した切り欠き部に設けるセラミックフィードスルー基板からなるセラミック製側壁体の接合体からなる。
【００１１】
前記目的に沿う本発明に係る他の電子部品収納用パッケージは、上面に光通信用の電子部品を搭載する長方形板状の基体と、基体の上面に対して垂直に立設させ電子部品を収納するためのキャビティ部を設ける枠体を有する電子部品収納用パッケージにおいて、基体がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の枠体を配設させる側となる一方の主面に第１のＣｕ板と、他方の主面に第１のＣｕ板の厚みより薄い第２のＣｕ板を貼り合わせるクラッド材からなり、枠体が長方形長手方向に対して垂直に対向する１対のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、又はＦｅ−Ｎｉ系合金からなる板状の金属製側壁体と、長方形短手方向に対して垂直に対向する１対のセラミックフィードスルー基板からなるセラミック製側壁体の接合体からなる。
【発明の効果】
【００１２】
上記の電子部品収納用パッケージは、基体がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の枠体を配設させる側となる一方の主面に第１のＣｕ板と、他方の主面に第１のＣｕ板の厚みより薄い第２のＣｕ板を貼り合わせるクラッド材からなり、枠体がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、又はＦｅ−Ｎｉ系合金からなる長方形筒状の金属製側壁体と、金属製側壁体の上方の一部を削除した切り欠き部に設けるセラミックフィードスルー基板からなるセラミック製側壁体の接合体からなるので、Ｃｕの高い熱伝導率によって基体としての熱伝導率が高く、電子部品からの発熱を効率的に放熱させることができる。また、この電子部品収納用パッケージは、基体にＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の両面のそれぞれに予め厚みの異なるＣｕ板を貼り合わせ、Ｃｕ板を減厚したり、Ｃｕ板を増厚したりする後加工の必要がないクラッド材からなる安価な基体を用いているので、パッケージを安価にすることができる。更に、この電子部品収納用パッケージは、枠体を配設させる側の基体の第１のＣｕ板の厚みが第２のＣｕ板の厚みより厚いので、基体と熱膨張率の異なる枠体をろう付け接合させたとしても枠体が接合される側の基体の第１のＣｕ板が反対面側の第２のＣｕ板より厚く形成されているので、基体の反りの発生を抑制させることができる。
【００１３】
上記の他の電子部品収納用パッケージは、基体がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の枠体を配設させる側となる一方の主面に第１のＣｕ板と、他方の主面に第１のＣｕ板の厚みより薄い第２のＣｕ板を貼り合わせるクラッド材からなり、枠体が長方形長手方向に対して垂直に対向する１対のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、又はＦｅ−Ｎｉ系合金からなる板状の金属製側壁体と、長方形短手方向に対して垂直に対向する１対のセラミックフィードスルー基板からなるセラミック製側壁体の接合体からなるので、Ｃｕの高い熱伝導率によって基体としての熱伝導率が高く、電子部品からの発熱を効率的に放熱させることができる。また、この電子部品収納用パッケージは、基体にＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の両面のそれぞれに予め厚みの異なるＣｕ板を貼り合わせ、Ｃｕ板を減厚したり、Ｃｕ板を増厚したりする後加工の必要がないクラッド材からなる安価な基体を用いているので、パッケージを安価にすることができる。更に、この電子部品収納用パッケージは、枠体を配設させる側の基体の第１のＣｕ板の厚みが第２のＣｕ板の厚みより厚いので、基体と熱膨張率の異なる枠体をろう付け接合させたとしても枠体が接合される側の基体の第１のＣｕ板が反対面側の第２のＣｕ板より厚く形成されているので、基体の反りの発生を抑制させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る電子部品収納用パッケージの平面図、Ａ−Ａ’線縦断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る他の電子部品収納用パッケージの斜視図、展開図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来の電子部品収納用パッケージの平面図、Ｂ−Ｂ’線縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る電子部品収納用パッケージ１０は、上面にレーザーダイオード等の光通信用の電子部品を搭載するための長方形板状の基体１１と、この上面に対して垂直に立設させ、電子部品を収納するためのキャビティ部１２を形成する長方形筒状の枠体１３を接合させて有している。この電子部品収納用パッケージ１０は、基体１１が、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金（通称：ＫＶ、商品名「Ｋｏｖａｒ（コバール）」）金属板１４の枠体１３を配設する側となる一方の主面に第１のＣｕ板１５と、反対面である他方の主面に第１のＣｕ板１５と予め厚み比率の異なる第２のＣｕ板１５ａを圧延や、ホットプレス等の方法で圧着して貼り合わせたクラッド材からなっている。更に、基体１１は、クラッド材から所定の大きさの長方形状に加工して形成している。そして、電子部品収納用パッケージ１０は、枠体１３を配設させる側の第１のＣｕ板１５を、第２のＣｕ板１５ａの厚みより厚くなるようにして後加工の必要がない基体１１としている。
【００１６】
また、この電子部品収納用パッケージ１０は、基体１１の第１のＣｕ板１５上に立設される枠体１３が、セラミックと熱膨張係数が近似するＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金や、Ｆｅ−Ｎｉ系合金からなる長方形筒状の金属製側壁体１６と、この金属製側壁体１６の上方の一部を削除して設ける切り欠き部１７にＡｌ２Ｏ３（アルミナ）等に導体配線を設けたセラミックフィードスルー基板からなるセラミック製側壁体１８をＡｇＣｕろう材等でろう付け接合した接合体からなっている。従って、この電子部品収納用パッケージ１０は、基体１１の第１のＣｕ板１５上に直接接合される部分の枠体１３が金属製側壁体１６となっている。
【００１７】
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る他の電子部品収納用パッケージ１０ａは、上面にレーザーダイオード等の光通信用の電子部品を搭載するための長方形板状の基体１１と、この上面に対して垂直に立設させ、電子部品を収納するためのキャビティ部１２を形成する長方形筒状の枠体１３ａをＡｇＣｕろう材等でろう付け接合させて有している。この電子部品収納用パッケージ１０ａは、基体１１が、上記の電子部品収納用パッケージ１０の場合と同様に、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板１４の一方の主面に第１のＣｕ板１５と、他方の主面に第１のＣｕ板１５と予め厚み比率の異なる第２のＣｕ板１５ａを圧着して貼り合わせたクラッド材からなっている。更に、基体１１は、クラッド材から所定の大きさの長方形状に加工して形成している。そして、電子部品収納用パッケージ１０ａは、枠体１３ａを配設させる側の第１のＣｕ板１５を、第２のＣｕ板１５ａの厚みより厚くなるようにして後加工の必要がない基体１１としている。
【００１８】
また、この電子部品収納用パッケージ１０ａは、基体１１の上面に対して垂直に立設される枠体１３ａが、長方形長手方向に対して垂直に相対向する１対のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、又はＦｅ−Ｎｉ系合金からなる板状の金属製側壁体１６ａと、長方形短手方向に対して垂直に相対向する１対のセラミックフィードスルー基板からなるセラミック製側壁体１８ａをろう付け接合した接合体からなっている。従って、この電子部品収納用パッケージ１０ａは、基体１１の第１のＣｕ板１５上に直接接合される部分の枠体１３ａが金属製側壁体１６ａと、セラミック製側壁体１８ａの両方となっている。
【００１９】
上記の電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、セラミック製側壁体１８、１８ａであるセラミックフィードスルー基板がＡｌ２Ｏ３（アルミナ）等のセラミックからなり、断面視して凸状の段差部分にパッケージの内側と外側を連通するＷ（タングステン）や、Ｍｏ（モリブデン）等の高融点金属からなる入出力用メタライズパターン１９がセラミックグリーンシートと同時焼成されて設けられている。そして、パッケージの外側となる部分の入出力用メタライズパターン１９は、パッケージの外側となる部分の上表面に延設させてリードフレーム２０のリード端子部２０ａの先端部を接合してタイバー部２０ｂ側を水平に大気中に延設するバタフライ型にろう付け接合するための接合用パッドとして設けられている。このリードフレーム２０は、セラミックフィードスルー基板にろう付け接合した後、複数本が連立するリード端子部２０ａを連結させて支持しているタイバー部２０ｂを切断して除去させることで、それぞれが電気的に独立状態にされるようになっている。また、セラミックフィードスルー基板の入出力用メタライズパターン１９は、パッケージの内側となる部分の上表面に延設させて電子部品を搭載させた後に電子部品とボンディングワイヤを介して接続し、電気的に導通状態とするために接続用パッドとして設けられている。更に、セラミックフィードスルー基板には、金属製側壁体１６、１６ａや、後述するシールリング２３と当接する部分にメタライズ膜が設けられている。このメタライズ膜は、通常、入出力用メタライズパターン１９となる部分を、セラミックグリーンシートにＷや、Ｍｏ等の高融点金属ペーストでパターンを形成してからセラミックグリーンシートと同時焼成して設け、金属製側壁体１６、１６ａ及びシールリング２３と当接する部分を、焼成済のセラミックにＭｏ−Ｍｎ（モリブデン−マンガン）ペーストでパターンを形成して再度焼成して設けている。
【００２０】
なお、上記のセラミックグリーンシートは、例えば、アルミナ粉末にマグネシア、シリカ、カルシア等の焼結助剤を適当量加えた粉末に、ジオクチルフタレート等の可塑剤と、アクリル樹脂等のバインダー、及びトルエン、キシレン、アルコール類等の溶剤を加え、十分に混練し、脱泡して粘度２０００〜４００００ｃｐｓのスラリーを作製した後、ドクターブレード法等によって、例えば、厚み０．２５ｍｍのシートを形成し、適当な寸法に切断して作製している。そして、複数枚のセラミックグリーンシートには、Ｗや、Ｍｏ等の高融点金属ペーストを用いて入出力用メタライズパターン１９用等のメタライズ印刷パターンをスクリーン印刷で形成し、各セラミックグリーンシートを積層し、所定の形状に切断形成した後、焼成して焼成体を形成している。更に、焼成体には、Ｍｏ−Ｍｎペーストを用いて所定箇所にメタライズ印刷パターンをスクリーン印刷で形成した後、焼成することでセラミックフィードスルー基板を作製している。また、セラミックフィードスルー基板に形成された入出力用メタライズパターン１９や、Ｍｏ−Ｍｎメタライズパターンにろう付け接合する場合には、メタライズ膜上にＮｉや、ＮｉＣｏからなるＮｉめっき被膜を形成することが必要となっている。
【００２１】
また、上記の電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、金属製側壁体１６、１６ａの１側壁に、レーザー光からなる光信号を通すための貫通孔２１が穿孔して設けられ、この貫通孔２１に金属製固定部材２２がＡｇＣｕろう材等でろう付け接合されるようになっている。また、更に、電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、セラミックフィードスルー基板の上面も含めて枠体１３、１３ａの上面に、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金からなり所定の大きさの長方形窓枠状に加工したシールリング２３がＡｇＣｕろう材等でろう付け接合されるようになっている。
【００２２】
上記の電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、基体１１と枠体１３、１３ａで形成されるキャビティ部１２に設けるペルチェ等の放熱構造体（図示せず）の上面に励起光源用のレーザーダイオード等の電子部品（図示せず）が接着されるようになっている。そして、この電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、電子部品と、セラミック製側壁体１８、１８ａであるにセラミックフィードスルー基板に設ける入手力用メタライズパターン１９の接続用パッドとをボンディングワイヤ（図示せず）等で接続するようになっている。これにより、この電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、リードフレーム２０のタイバー部２０ｂを取り除いたリード端子部２０ａのそれぞれと、電子部品が電気的に接続した状態となるようにしている。更に、この電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、金属製固定部材２２に光ファイバー部材がＡｕ−Ｓｎ等の低温ろう材や、ＹＡＧ等のレーザーを使用して溶接して接合されるようになっている。そして、電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、シールリング２３の上面に、金属製の蓋体（図示せず）がシーム溶接での接合や、ＡｕＳｎろう材等を用いてろう付け接合され、キャビティ部１２に電子部品を気密に封止する半導体モジュールに形成し、基体１１に設ける固定用孔２４を介してボード等にねじ止め固定されるようになっている。
【００２３】
上記の電子部品収納用パッケージ１０、１０ａには、電子部品からの発熱を速やかに放熱させるために基体１１には高い熱伝導率が求められている。そこで、電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、基体１１の熱伝導率をＣｕ−ＷのＣｕ：Ｗ＝１０：９０の場合の１７０Ｗ／ｍＫ程度、あるいはＣｕ：Ｗ＝２０：８０の場合の１９０Ｗ／ｍＫ程度と同等程度を達成させるために、（第１のＣｕ板１５＋第２のＣｕ板１５ａ）：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板１４の厚み比率を２：２〜２：４程度のものを用いるのが好ましい。また、この基体１１は、（第１のＣｕ板１５＋第２のＣｕ板１５ａ）：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板１４の厚み比率の（第１のＣｕ板１５＋第２のＣｕ板１５ａ）の比率が大きくなればなる程、熱膨張率が大きくなるが、この比率が２：１より（第１のＣｕ板１５＋第２のＣｕ板１５ａ）の厚み比率を大きくする場合には、熱膨張率が１０×１０−６／℃を超えるようになり、Ｃｕ：Ｗ＝１０：９０のＣｕ−Ｗの熱膨張率である、６．５×１０−６／℃や、Ｃｕ：Ｗ＝２０：８０のＣｕ−Ｗの熱膨張率である、８．３×１０−６／℃より大きくなる。このような大きな熱膨張率を有する基体１１に、枠体１３、１３ａをろう付け接合場合には、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金からなる金属板の熱膨張率である、５．０×１０−６／℃や、Ｆｅ−Ｎｉ系合金からなる金属板の熱膨張率である、７．５×１０−６／℃や、Ａｌ２Ｏ３からなるセラミック製側壁体２３の熱膨張率である、７．２×１０−６／℃ より大きな熱膨張率の基体１１に直接ろう付け接合されるので、接合部に大きな歪みを残すこととなる。しかしながら、上記の電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、上記のような（第１のＣｕ板１５＋第２のＣｕ板１５ａ）：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板１４の厚み比率の中で、第１のＣｕ板１５の厚みを第２のＣｕ板１５ａの厚みより厚くしているので、接合部に発生する大きな歪みを吸収して基体１１の反りの少なく、電子部品からの発熱を効率的に放熱させることができる安価なパッケージを提供できるようになっている。
【実施例】
【００２４】
ここで、本発明者は、実施例のとして、基体に３層構造である第１のＣｕ板：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板：第２のＣｕ板の厚み比率が１．１２５：３：０．８７５で総厚が１ｍｍからなる基体を用いた実施例１と、第１のＣｕ板：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板：第２のＣｕ板の厚み比率が１．２５：３：０．７５で総厚が１ｍｍからなる基体を用いた実施例２の電子部品収納用パッケージ１０形態のサンプルを準備した。また、この実施例に併せて、従来例として、Ｃｕ：Ｗ＝１０：９０の場合の１ｍｍ厚のＣｕ−Ｗからなる基体を用いた従来例１と、Ｃｕ：Ｗ＝２０：８０の場合の１ｍｍ厚のＣｕ−Ｗからなる基体を用いた従来例２の電子部品収納用パッケージ１０形態のサンプルを準備した。更に、比較例として、第１のＣｕ板：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板：第２のＣｕ板の厚み比率が１：２：１で総厚が１ｍｍからなる基体を用いた比較例１と、第１のＣｕ板：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板：第２のＣｕ板の厚み比率が１：３：１で総厚が１ｍｍからなる基体を用いた比較例２と、第１のＣｕ板：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板：第２のＣｕ板の厚み比率が１：４：１で総厚が１ｍｍからなる基体を用いた比較例３の電子部品収納用パッケージ１０形態のサンプルを準備した。そして、それぞれのサンプルの基体底面長辺側反りを測定した。その結果を、表１に従来例１であるＣｕ：Ｗ＝１０：９０の場合の１ｍｍ厚のＣｕ−Ｗからなる基体を用いたパッケージの基体長辺側の反りを−１００（マイナスはキャビティ部上面の反りモードが凹状に反っていることを示している）％の反り量としてその相対値をグラフで示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
表１に示すように、Ｃｕ：Ｗ＝２０：８０の場合の１ｍｍ厚のＣｕ−Ｗからなる基体を用いた従来例２は、反り量が＋１２６．５％で、従来例１の反り量と略同じ程度であるが、反りモードが従来例１と反対の凸状となっている。このキャビティ部上面の反りモードが凸状のパッケージは、電子部品を搭載したときの電子部品へのレーザー光の光軸のズレを抑える側に作用させることができるので、好ましい形態となっている。第１のＣｕ板：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板：第２のＣｕ板の厚み比率が１：２：１で総厚が１ｍｍからなる基体を用いた比較例１は、従来例２と同様の反りモードを示すものの、従来例２より５倍程度の非常に大きい反り量を示し、パッケージとして使用するのが難しくなっている。また、第１のＣｕ板：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板：第２のＣｕ板の厚み比率が１：３：１や、１：４：１で総厚が１ｍｍのようなＣｕの比率が小さくなった比較例２、３であっても、従来例２よりそれぞれ４倍程度や、３倍程度の大きい反り量を示し、パッケージとして使用するのが難しくなっている。第１のＣｕ板：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板：第２のＣｕ板の厚み比率が１．１２５：３：０．８７５で総厚が１ｍｍからなる基体を用いた実施例１、第１のＣｕ板：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板：第２のＣｕ板の厚み比率が１．２５：３：０．７５で総厚が１ｍｍからなる基体を用いた実施例２は、それぞれ反り量が２３２．５％、１５５．６％を示し、特に、実施例２のような第１のＣｕ板と第２のＣｕ板の厚み差にすることで従来例２に近い反り量とすることができる。また、物性値は、第１のＣｕ板：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板：第２のＣｕ板の厚み比率が１：３：１、１．１２５：３：０．８７５、及び１．２５：３：０．７５とも、熱膨張率が８．９×１０−６／℃程度、熱伝導率が１７０Ｗ／ｍＫ程度と同等である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の電子部品収納用パッケージは、内部に光通信用のレーザーダイオード、フォトダイオード等の電子部品を搭載して、励起光源用のレーザー光を高出力で発することができる電子部品収納用パッケージに用いることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１０、１０ａ：電子部品収納用パッケージ、１１：基体、１２：キャビティ部、１３、１３ａ：枠体、１４：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板、１５：第１のＣｕ板、１５ａ：第２のＣｕ板、１６、１６ａ：金属製側壁体、１７：切り欠き部、１８、１８ａ：セラミック製側壁体、１９：入出力用メタライズパターン、２０：リードフレーム、２０ａ：リード端子部、２０ｂ：タイバー部、２１：貫通孔、２２：金属製固定部材、２３：シールリング、２４：固定用孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信用の電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージに関し、より詳細には励起光源用のレーザー光を高出力で発することができる電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レーザーダイオード等の光通信用の電子部品を収容するための電子部品収納用パッケージには、底板体となる金属製の基体と、セラミックと金属を組み合わせて形成した枠体を接合させたものがある。例えば、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、従来の電子部品収納用パッケージ５０には、金属製からなる基体５１に、熱伝導性が高く放熱性に優れたＣｕ−Ｗ（銅−タングステン）複合体や、Ｃｕ−Ｍｏ（銅−モリブデン）複合体といった材料からなる金属板が用いられている。また、この電子部品収納用パッケージ５０は、基体５１に立設される長方形筒状の枠体５２が、セラミックと熱膨張係数が近似するＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金や、Ｆｅ−Ｎｉ系合金からなる金属板が用いられると共に、この金属板の上方の一部を削除して設ける切り欠き部５３にＡｌ２Ｏ３（アルミナ）等からなるセラミックフィードスルー基板５４がろう付け接合されるようになっている。また、このセラミックフィードスルー基板５４には、外部と電気的導通状態を形成するためのリードフレーム５５がろう付け接合されるようになっている。更に、枠体５２には、レーザー光からなる光信号を通すための貫通孔５６を穿孔して有し、この貫通孔５６に金属製固定部材５７が接合されるようになっている。また、上記の電子部品収納用パッケージ５０は、セラミックフィードスルー基板５４が接合された枠体５２の上面に、セラミックフィードスルー基板５４の上面も含めて、シールリング５８が接合されるようになっている。
【０００３】
この電子部品収納用パッケージ５０は、基体５１と枠体５２で形成されるキャビティ部５９に設けるペルチェ等の放熱構造体（図示せず）の上面に励起光源用のレーザーダイオードが接着されるようになっている。そして、この電子部品収納用パッケージ５０は、レーザーダイオード等の電子部品（図示せず）と、セラミックフィードスルー基板５４に設けるメタライズパターンの接続用パッド６０とをボンディングワイヤ（図示せず）等で接続するようになっている。これにより、この電子部品収納用パッケージ５０は、リードフレーム５５を連結させて支持しているタイバー部５５ａを取り除いた端子部５５ｂと、レーザーダイオードが電気的に接続した状態となるようにしている。更に、この電子部品収納用パッケージ５０は、金属製固定部材５７に光ファイバー部材（図示せず）がＡｕ−Ｓｎ等の低温ろう材や、ＹＡＧ等のレーザーを使用して溶接して接合されるようになっている。そして、電子部品収納用パッケージ５０は、シールリング５８の上面に、金属製の蓋体（図示せず）がシーム溶接や、ろう材等を用いて接合され、キャビティ部５９に電子部品を気密に封止する半導体モジュールに形成し、固定用孔６１を介してボード等にねじ止め固定されるようになっている。
【０００４】
このようにして作製された半導体モジュールは、光通信用として広く用いられるようになっている。そして、近年の光通信業界は、インターネットに代表される大容量通信が全世界に普及し、益々往来への負荷が増えると同時に、基幹設備構築への投資が盛んになってきている。また、この基幹設備構築への投資は、先進国から発展途上国へと広がり、通信設備の低コスト化が急速に進んできている。このような中で、上記のような半導体モジュールに用いる従来の電子部品収納用パッケージは、パッケージとしての放熱性や、反り精度の性能を維持しながらコストダウンの要求があって、年々単価が下がってきている。しかしながら、従来の電子部品収納用パッケージは、金属製からなる基体にＣｕ−Ｗ複合体や、Ｃｕ−Ｍｏ複合体といった材料からなる金属板を用いているので、熱伝導率が１７０〜２４０Ｗ／ｍＫ程度と高く、電子部品からの発熱の放熱性に優れるものの、Ｃｕ−Ｗ複合体や、Ｃｕ−Ｍｏ複合体からなる金属板が非常に高価なものであり、電子部品収納用パッケージのコストアップとなっている。このような従来の電子部品収納用パッケージでは、金属製部材の調達コストダウン、製造合理化では限界になってきている。
【０００５】
従来の電子部品収納用パッケージには、セラミック製容器の外表面からの放熱性を向上させるために、半導体素子を搭載させる基体部分を、セラミック製容器の外表面の金属層上にコバール金属板（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板）の両主面に銅板（Ｃｕ板）を接合させた複合金属体をろう付けしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、電子部品収納用パッケージは、Ｃｕ−Ｗ複合体や、Ｃｕ−Ｍｏ複合体といった材料からなる金属板を貼り付けるより安価にすることができる。
【０００６】
また、従来の電子部品収納用パッケージには、発生する反りの方向を制御できるパッケージとして、基体となるヒートシンクと、枠体となるセラミックパッケージを備え、ヒートシンクがＣｕ−Ｍｏ複合体を一対のＣｕ板で挟んだ接合構造を有し、Ｃｕ−Ｍｏ複合体の厚さがそれぞれのＣｕ板の厚さを足した厚さよりも大であり、セラミックパッケージが位置する側のＣｕ板の厚さが反対側のＣｕ板の厚さよりも大であるものが提案されている。そして、このＣｕ−Ｍｏ複合体を一対のＣｕ板で挟んだ接合構造のヒートシンクは、一方のＣｕの厚さを圧延後に研磨、研削、又はエッチングで減厚して、又は一方のＣｕの厚さを圧延後にめっき、蒸着、スパッタ等で増厚して形成する電子部品収納用パッケージが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平２−４７０５４号公報
【特許文献２】特開２００５−２４３８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述したような従来の電子部品収納用パッケージは、次のような問題がある。
（１）実開平２−４７０５４号公報で開示されるような電子部品収納用パッケージは、基体となる部分が、セラミック製容器の外表面の金属層上にコバール金属板、すなわちＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の両主面にＣｕ板を接合させた複合金属体をろう付けしたものとしているが、電子部品からの発熱がセラミック製容器である熱伝導率が低い絶縁体を介して放熱させる構造であるので、放熱効率の低いパッケージとなっている。また、電子部品収納用パッケージの基体に実開平２−４７０５４号公報で開示されるようなＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の両主面にＣｕ板を接合させた複合金属体を用いる場合には、基体が安価に作製することができるものの、接合ろう材がＡｇＣｕろうであるため、８００℃程度の温度帯で接合されることとなり、熱膨張率がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金自体の熱膨張率より大きくなっている。そのため、電子部品収納用パッケージは、接合される部材、例えば、セラミックや、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金との熱膨張率差によって大きな歪みが発生し、反りが大きくなる構造となっている。
（２）特開２００５−２４３８１９号公報で開示されるような電子部品収納用パッケージは、基体の枠体とのろう付け接合面側のＣｕ板の厚みを、反対側より厚くして接合させているので、反りの発生を抑制させることができるものの、基体が圧延後に一方のＣｕ板の厚みを研磨、研削、又はエッチングで減厚したり、あるいは、他方のＣｕ板の厚みをめっき、蒸着、スパッタ等で増厚しているので、これらの作業に歩留と、工数が掛かり、電子部品収納用パッケージのコストアップとなっている。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、電子部品からの発熱を効率的に放熱させることができる安価な電子部品収納用パッケージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的に沿う本発明に係る電子部品収納用パッケージは、上面に光通信用の電子部品を搭載する長方形板状の基体と、基体の上面に対して垂直に立設させ電子部品を収納するためのキャビティ部を設ける枠体を有する電子部品収納用パッケージにおいて、基体がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の枠体を配設させる側となる一方の主面に第１のＣｕ板と、他方の主面に第１のＣｕ板の厚みより薄い第２のＣｕ板を貼り合わせるクラッド材からなり、枠体がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、又はＦｅ−Ｎｉ系合金からなる長方形筒状の金属製側壁体と、金属製側壁体の上方の一部を削除した切り欠き部に設けるセラミックフィードスルー基板からなるセラミック製側壁体の接合体からなる。
【００１１】
前記目的に沿う本発明に係る他の電子部品収納用パッケージは、上面に光通信用の電子部品を搭載する長方形板状の基体と、基体の上面に対して垂直に立設させ電子部品を収納するためのキャビティ部を設ける枠体を有する電子部品収納用パッケージにおいて、基体がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の枠体を配設させる側となる一方の主面に第１のＣｕ板と、他方の主面に第１のＣｕ板の厚みより薄い第２のＣｕ板を貼り合わせるクラッド材からなり、枠体が長方形長手方向に対して垂直に対向する１対のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、又はＦｅ−Ｎｉ系合金からなる板状の金属製側壁体と、長方形短手方向に対して垂直に対向する１対のセラミックフィードスルー基板からなるセラミック製側壁体の接合体からなる。
【発明の効果】
【００１２】
上記の電子部品収納用パッケージは、基体がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の枠体を配設させる側となる一方の主面に第１のＣｕ板と、他方の主面に第１のＣｕ板の厚みより薄い第２のＣｕ板を貼り合わせるクラッド材からなり、枠体がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、又はＦｅ−Ｎｉ系合金からなる長方形筒状の金属製側壁体と、金属製側壁体の上方の一部を削除した切り欠き部に設けるセラミックフィードスルー基板からなるセラミック製側壁体の接合体からなるので、Ｃｕの高い熱伝導率によって基体としての熱伝導率が高く、電子部品からの発熱を効率的に放熱させることができる。また、この電子部品収納用パッケージは、基体にＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の両面のそれぞれに予め厚みの異なるＣｕ板を貼り合わせ、Ｃｕ板を減厚したり、Ｃｕ板を増厚したりする後加工の必要がないクラッド材からなる安価な基体を用いているので、パッケージを安価にすることができる。更に、この電子部品収納用パッケージは、枠体を配設させる側の基体の第１のＣｕ板の厚みが第２のＣｕ板の厚みより厚いので、基体と熱膨張率の異なる枠体をろう付け接合させたとしても枠体が接合される側の基体の第１のＣｕ板が反対面側の第２のＣｕ板より厚く形成されているので、基体の反りの発生を抑制させることができる。
【００１３】
上記の他の電子部品収納用パッケージは、基体がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の枠体を配設させる側となる一方の主面に第１のＣｕ板と、他方の主面に第１のＣｕ板の厚みより薄い第２のＣｕ板を貼り合わせるクラッド材からなり、枠体が長方形長手方向に対して垂直に対向する１対のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、又はＦｅ−Ｎｉ系合金からなる板状の金属製側壁体と、長方形短手方向に対して垂直に対向する１対のセラミックフィードスルー基板からなるセラミック製側壁体の接合体からなるので、Ｃｕの高い熱伝導率によって基体としての熱伝導率が高く、電子部品からの発熱を効率的に放熱させることができる。また、この電子部品収納用パッケージは、基体にＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の両面のそれぞれに予め厚みの異なるＣｕ板を貼り合わせ、Ｃｕ板を減厚したり、Ｃｕ板を増厚したりする後加工の必要がないクラッド材からなる安価な基体を用いているので、パッケージを安価にすることができる。更に、この電子部品収納用パッケージは、枠体を配設させる側の基体の第１のＣｕ板の厚みが第２のＣｕ板の厚みより厚いので、基体と熱膨張率の異なる枠体をろう付け接合させたとしても枠体が接合される側の基体の第１のＣｕ板が反対面側の第２のＣｕ板より厚く形成されているので、基体の反りの発生を抑制させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る電子部品収納用パッケージの平面図、Ａ−Ａ’線縦断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る他の電子部品収納用パッケージの斜視図、展開図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来の電子部品収納用パッケージの平面図、Ｂ−Ｂ’線縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る電子部品収納用パッケージ１０は、上面にレーザーダイオード等の光通信用の電子部品を搭載するための長方形板状の基体１１と、この上面に対して垂直に立設させ、電子部品を収納するためのキャビティ部１２を形成する長方形筒状の枠体１３を接合させて有している。この電子部品収納用パッケージ１０は、基体１１が、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金（通称：ＫＶ、商品名「Ｋｏｖａｒ（コバール）」）金属板１４の枠体１３を配設する側となる一方の主面に第１のＣｕ板１５と、反対面である他方の主面に第１のＣｕ板１５と予め厚み比率の異なる第２のＣｕ板１５ａを圧延や、ホットプレス等の方法で圧着して貼り合わせたクラッド材からなっている。更に、基体１１は、クラッド材から所定の大きさの長方形状に加工して形成している。そして、電子部品収納用パッケージ１０は、枠体１３を配設させる側の第１のＣｕ板１５を、第２のＣｕ板１５ａの厚みより厚くなるようにして後加工の必要がない基体１１としている。
【００１６】
また、この電子部品収納用パッケージ１０は、基体１１の第１のＣｕ板１５上に立設される枠体１３が、セラミックと熱膨張係数が近似するＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金や、Ｆｅ−Ｎｉ系合金からなる長方形筒状の金属製側壁体１６と、この金属製側壁体１６の上方の一部を削除して設ける切り欠き部１７にＡｌ２Ｏ３（アルミナ）等に導体配線を設けたセラミックフィードスルー基板からなるセラミック製側壁体１８をＡｇＣｕろう材等でろう付け接合した接合体からなっている。従って、この電子部品収納用パッケージ１０は、基体１１の第１のＣｕ板１５上に直接接合される部分の枠体１３が金属製側壁体１６となっている。
【００１７】
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る他の電子部品収納用パッケージ１０ａは、上面にレーザーダイオード等の光通信用の電子部品を搭載するための長方形板状の基体１１と、この上面に対して垂直に立設させ、電子部品を収納するためのキャビティ部１２を形成する長方形筒状の枠体１３ａをＡｇＣｕろう材等でろう付け接合させて有している。この電子部品収納用パッケージ１０ａは、基体１１が、上記の電子部品収納用パッケージ１０の場合と同様に、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板１４の一方の主面に第１のＣｕ板１５と、他方の主面に第１のＣｕ板１５と予め厚み比率の異なる第２のＣｕ板１５ａを圧着して貼り合わせたクラッド材からなっている。更に、基体１１は、クラッド材から所定の大きさの長方形状に加工して形成している。そして、電子部品収納用パッケージ１０ａは、枠体１３ａを配設させる側の第１のＣｕ板１５を、第２のＣｕ板１５ａの厚みより厚くなるようにして後加工の必要がない基体１１としている。
【００１８】
また、この電子部品収納用パッケージ１０ａは、基体１１の上面に対して垂直に立設される枠体１３ａが、長方形長手方向に対して垂直に相対向する１対のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、又はＦｅ−Ｎｉ系合金からなる板状の金属製側壁体１６ａと、長方形短手方向に対して垂直に相対向する１対のセラミックフィードスルー基板からなるセラミック製側壁体１８ａをろう付け接合した接合体からなっている。従って、この電子部品収納用パッケージ１０ａは、基体１１の第１のＣｕ板１５上に直接接合される部分の枠体１３ａが金属製側壁体１６ａと、セラミック製側壁体１８ａの両方となっている。
【００１９】
上記の電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、セラミック製側壁体１８、１８ａであるセラミックフィードスルー基板がＡｌ２Ｏ３（アルミナ）等のセラミックからなり、断面視して凸状の段差部分にパッケージの内側と外側を連通するＷ（タングステン）や、Ｍｏ（モリブデン）等の高融点金属からなる入出力用メタライズパターン１９がセラミックグリーンシートと同時焼成されて設けられている。そして、パッケージの外側となる部分の入出力用メタライズパターン１９は、パッケージの外側となる部分の上表面に延設させてリードフレーム２０のリード端子部２０ａの先端部を接合してタイバー部２０ｂ側を水平に大気中に延設するバタフライ型にろう付け接合するための接合用パッドとして設けられている。このリードフレーム２０は、セラミックフィードスルー基板にろう付け接合した後、複数本が連立するリード端子部２０ａを連結させて支持しているタイバー部２０ｂを切断して除去させることで、それぞれが電気的に独立状態にされるようになっている。また、セラミックフィードスルー基板の入出力用メタライズパターン１９は、パッケージの内側となる部分の上表面に延設させて電子部品を搭載させた後に電子部品とボンディングワイヤを介して接続し、電気的に導通状態とするために接続用パッドとして設けられている。更に、セラミックフィードスルー基板には、金属製側壁体１６、１６ａや、後述するシールリング２３と当接する部分にメタライズ膜が設けられている。このメタライズ膜は、通常、入出力用メタライズパターン１９となる部分を、セラミックグリーンシートにＷや、Ｍｏ等の高融点金属ペーストでパターンを形成してからセラミックグリーンシートと同時焼成して設け、金属製側壁体１６、１６ａ及びシールリング２３と当接する部分を、焼成済のセラミックにＭｏ−Ｍｎ（モリブデン−マンガン）ペーストでパターンを形成して再度焼成して設けている。
【００２０】
なお、上記のセラミックグリーンシートは、例えば、アルミナ粉末にマグネシア、シリカ、カルシア等の焼結助剤を適当量加えた粉末に、ジオクチルフタレート等の可塑剤と、アクリル樹脂等のバインダー、及びトルエン、キシレン、アルコール類等の溶剤を加え、十分に混練し、脱泡して粘度２０００〜４００００ｃｐｓのスラリーを作製した後、ドクターブレード法等によって、例えば、厚み０．２５ｍｍのシートを形成し、適当な寸法に切断して作製している。そして、複数枚のセラミックグリーンシートには、Ｗや、Ｍｏ等の高融点金属ペーストを用いて入出力用メタライズパターン１９用等のメタライズ印刷パターンをスクリーン印刷で形成し、各セラミックグリーンシートを積層し、所定の形状に切断形成した後、焼成して焼成体を形成している。更に、焼成体には、Ｍｏ−Ｍｎペーストを用いて所定箇所にメタライズ印刷パターンをスクリーン印刷で形成した後、焼成することでセラミックフィードスルー基板を作製している。また、セラミックフィードスルー基板に形成された入出力用メタライズパターン１９や、Ｍｏ−Ｍｎメタライズパターンにろう付け接合する場合には、メタライズ膜上にＮｉや、ＮｉＣｏからなるＮｉめっき被膜を形成することが必要となっている。
【００２１】
また、上記の電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、金属製側壁体１６、１６ａの１側壁に、レーザー光からなる光信号を通すための貫通孔２１が穿孔して設けられ、この貫通孔２１に金属製固定部材２２がＡｇＣｕろう材等でろう付け接合されるようになっている。また、更に、電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、セラミックフィードスルー基板の上面も含めて枠体１３、１３ａの上面に、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金からなり所定の大きさの長方形窓枠状に加工したシールリング２３がＡｇＣｕろう材等でろう付け接合されるようになっている。
【００２２】
上記の電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、基体１１と枠体１３、１３ａで形成されるキャビティ部１２に設けるペルチェ等の放熱構造体（図示せず）の上面に励起光源用のレーザーダイオード等の電子部品（図示せず）が接着されるようになっている。そして、この電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、電子部品と、セラミック製側壁体１８、１８ａであるにセラミックフィードスルー基板に設ける入手力用メタライズパターン１９の接続用パッドとをボンディングワイヤ（図示せず）等で接続するようになっている。これにより、この電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、リードフレーム２０のタイバー部２０ｂを取り除いたリード端子部２０ａのそれぞれと、電子部品が電気的に接続した状態となるようにしている。更に、この電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、金属製固定部材２２に光ファイバー部材がＡｕ−Ｓｎ等の低温ろう材や、ＹＡＧ等のレーザーを使用して溶接して接合されるようになっている。そして、電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、シールリング２３の上面に、金属製の蓋体（図示せず）がシーム溶接での接合や、ＡｕＳｎろう材等を用いてろう付け接合され、キャビティ部１２に電子部品を気密に封止する半導体モジュールに形成し、基体１１に設ける固定用孔２４を介してボード等にねじ止め固定されるようになっている。
【００２３】
上記の電子部品収納用パッケージ１０、１０ａには、電子部品からの発熱を速やかに放熱させるために基体１１には高い熱伝導率が求められている。そこで、電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、基体１１の熱伝導率をＣｕ−ＷのＣｕ：Ｗ＝１０：９０の場合の１７０Ｗ／ｍＫ程度、あるいはＣｕ：Ｗ＝２０：８０の場合の１９０Ｗ／ｍＫ程度と同等程度を達成させるために、（第１のＣｕ板１５＋第２のＣｕ板１５ａ）：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板１４の厚み比率を２：２〜２：４程度のものを用いるのが好ましい。また、この基体１１は、（第１のＣｕ板１５＋第２のＣｕ板１５ａ）：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板１４の厚み比率の（第１のＣｕ板１５＋第２のＣｕ板１５ａ）の比率が大きくなればなる程、熱膨張率が大きくなるが、この比率が２：１より（第１のＣｕ板１５＋第２のＣｕ板１５ａ）の厚み比率を大きくする場合には、熱膨張率が１０×１０−６／℃を超えるようになり、Ｃｕ：Ｗ＝１０：９０のＣｕ−Ｗの熱膨張率である、６．５×１０−６／℃や、Ｃｕ：Ｗ＝２０：８０のＣｕ−Ｗの熱膨張率である、８．３×１０−６／℃より大きくなる。このような大きな熱膨張率を有する基体１１に、枠体１３、１３ａをろう付け接合場合には、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金からなる金属板の熱膨張率である、５．０×１０−６／℃や、Ｆｅ−Ｎｉ系合金からなる金属板の熱膨張率である、７．５×１０−６／℃や、Ａｌ２Ｏ３からなるセラミック製側壁体２３の熱膨張率である、７．２×１０−６／℃ より大きな熱膨張率の基体１１に直接ろう付け接合されるので、接合部に大きな歪みを残すこととなる。しかしながら、上記の電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、上記のような（第１のＣｕ板１５＋第２のＣｕ板１５ａ）：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板１４の厚み比率の中で、第１のＣｕ板１５の厚みを第２のＣｕ板１５ａの厚みより厚くしているので、接合部に発生する大きな歪みを吸収して基体１１の反りの少なく、電子部品からの発熱を効率的に放熱させることができる安価なパッケージを提供できるようになっている。
【実施例】
【００２４】
ここで、本発明者は、実施例のとして、基体に３層構造である第１のＣｕ板：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板：第２のＣｕ板の厚み比率が１．１２５：３：０．８７５で総厚が１ｍｍからなる基体を用いた実施例１と、第１のＣｕ板：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板：第２のＣｕ板の厚み比率が１．２５：３：０．７５で総厚が１ｍｍからなる基体を用いた実施例２の電子部品収納用パッケージ１０形態のサンプルを準備した。また、この実施例に併せて、従来例として、Ｃｕ：Ｗ＝１０：９０の場合の１ｍｍ厚のＣｕ−Ｗからなる基体を用いた従来例１と、Ｃｕ：Ｗ＝２０：８０の場合の１ｍｍ厚のＣｕ−Ｗからなる基体を用いた従来例２の電子部品収納用パッケージ１０形態のサンプルを準備した。更に、比較例として、第１のＣｕ板：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板：第２のＣｕ板の厚み比率が１：２：１で総厚が１ｍｍからなる基体を用いた比較例１と、第１のＣｕ板：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板：第２のＣｕ板の厚み比率が１：３：１で総厚が１ｍｍからなる基体を用いた比較例２と、第１のＣｕ板：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板：第２のＣｕ板の厚み比率が１：４：１で総厚が１ｍｍからなる基体を用いた比較例３の電子部品収納用パッケージ１０形態のサンプルを準備した。そして、それぞれのサンプルの基体底面長辺側反りを測定した。その結果を、表１に従来例１であるＣｕ：Ｗ＝１０：９０の場合の１ｍｍ厚のＣｕ−Ｗからなる基体を用いたパッケージの基体長辺側の反りを−１００（マイナスはキャビティ部上面の反りモードが凹状に反っていることを示している）％の反り量としてその相対値をグラフで示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
表１に示すように、Ｃｕ：Ｗ＝２０：８０の場合の１ｍｍ厚のＣｕ−Ｗからなる基体を用いた従来例２は、反り量が＋１２６．５％で、従来例１の反り量と略同じ程度であるが、反りモードが従来例１と反対の凸状となっている。このキャビティ部上面の反りモードが凸状のパッケージは、電子部品を搭載したときの電子部品へのレーザー光の光軸のズレを抑える側に作用させることができるので、好ましい形態となっている。第１のＣｕ板：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板：第２のＣｕ板の厚み比率が１：２：１で総厚が１ｍｍからなる基体を用いた比較例１は、従来例２と同様の反りモードを示すものの、従来例２より５倍程度の非常に大きい反り量を示し、パッケージとして使用するのが難しくなっている。また、第１のＣｕ板：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板：第２のＣｕ板の厚み比率が１：３：１や、１：４：１で総厚が１ｍｍのようなＣｕの比率が小さくなった比較例２、３であっても、従来例２よりそれぞれ４倍程度や、３倍程度の大きい反り量を示し、パッケージとして使用するのが難しくなっている。第１のＣｕ板：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板：第２のＣｕ板の厚み比率が１．１２５：３：０．８７５で総厚が１ｍｍからなる基体を用いた実施例１、第１のＣｕ板：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板：第２のＣｕ板の厚み比率が１．２５：３：０．７５で総厚が１ｍｍからなる基体を用いた実施例２は、それぞれ反り量が２３２．５％、１５５．６％を示し、特に、実施例２のような第１のＣｕ板と第２のＣｕ板の厚み差にすることで従来例２に近い反り量とすることができる。また、物性値は、第１のＣｕ板：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板：第２のＣｕ板の厚み比率が１：３：１、１．１２５：３：０．８７５、及び１．２５：３：０．７５とも、熱膨張率が８．９×１０−６／℃程度、熱伝導率が１７０Ｗ／ｍＫ程度と同等である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の電子部品収納用パッケージは、内部に光通信用のレーザーダイオード、フォトダイオード等の電子部品を搭載して、励起光源用のレーザー光を高出力で発することができる電子部品収納用パッケージに用いることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１０、１０ａ：電子部品収納用パッケージ、１１：基体、１２：キャビティ部、１３、１３ａ：枠体、１４：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板、１５：第１のＣｕ板、１５ａ：第２のＣｕ板、１６、１６ａ：金属製側壁体、１７：切り欠き部、１８、１８ａ：セラミック製側壁体、１９：入出力用メタライズパターン、２０：リードフレーム、２０ａ：リード端子部、２０ｂ：タイバー部、２１：貫通孔、２２：金属製固定部材、２３：シールリング、２４：固定用孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に光通信用の電子部品を搭載する長方形板状の基体と、該基体の上面に対して垂直に立設させ前記電子部品を収納するためのキャビティ部を設ける枠体を有する電子部品収納用パッケージにおいて、
前記基体がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の前記枠体を配設させる側となる一方の主面に第１のＣｕ板と、他方の主面に前記第１のＣｕ板の厚みより薄い第２のＣｕ板を貼り合わせるクラッド材からなり、前記枠体がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、又はＦｅ−Ｎｉ系合金からなる長方形筒状の金属製側壁体と、該金属製側壁体の上方の一部を削除した切り欠き部に設けるセラミックフィードスルー基板からなるセラミック製側壁体の接合体からなることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
【請求項２】
上面に光通信用の電子部品を搭載する長方形板状の基体と、該基体の上面に対して垂直に立設させ前記電子部品を収納するためのキャビティ部を設ける枠体を有する電子部品収納用パッケージにおいて、
前記基体がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の前記枠体を配設させる側となる一方の主面に第１のＣｕ板と、他方の主面に前記第１のＣｕ板の厚みより薄い第２のＣｕ板を貼り合わせるクラッド材からなり、前記枠体が長方形長手方向に対して垂直に対向する１対のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、又はＦｅ−Ｎｉ系合金からなる板状の金属製側壁体と、長方形短手方向に対して垂直に対向する１対のセラミックフィードスルー基板からなるセラミック製側壁体の接合体からなることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
【請求項１】
上面に光通信用の電子部品を搭載する長方形板状の基体と、該基体の上面に対して垂直に立設させ前記電子部品を収納するためのキャビティ部を設ける枠体を有する電子部品収納用パッケージにおいて、
前記基体がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の前記枠体を配設させる側となる一方の主面に第１のＣｕ板と、他方の主面に前記第１のＣｕ板の厚みより薄い第２のＣｕ板を貼り合わせるクラッド材からなり、前記枠体がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、又はＦｅ−Ｎｉ系合金からなる長方形筒状の金属製側壁体と、該金属製側壁体の上方の一部を削除した切り欠き部に設けるセラミックフィードスルー基板からなるセラミック製側壁体の接合体からなることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
【請求項２】
上面に光通信用の電子部品を搭載する長方形板状の基体と、該基体の上面に対して垂直に立設させ前記電子部品を収納するためのキャビティ部を設ける枠体を有する電子部品収納用パッケージにおいて、
前記基体がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金金属板の前記枠体を配設させる側となる一方の主面に第１のＣｕ板と、他方の主面に前記第１のＣｕ板の厚みより薄い第２のＣｕ板を貼り合わせるクラッド材からなり、前記枠体が長方形長手方向に対して垂直に対向する１対のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、又はＦｅ−Ｎｉ系合金からなる板状の金属製側壁体と、長方形短手方向に対して垂直に対向する１対のセラミックフィードスルー基板からなるセラミック製側壁体の接合体からなることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１３８４３７（Ｐ２０１２−１３８４３７Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８９０７９（Ｐ２０１０−２８９０７９）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（３９１０３９８９６）株式会社住友金属エレクトロデバイス (276)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（３９１０３９８９６）株式会社住友金属エレクトロデバイス (276)
【Ｆターム（参考）】
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