半導(dǎo)體組件的制作方法
【專利摘要】在層疊陶瓷基板(1)的上表面設(shè)置有配線(2、3)。陶瓷塊體(6)設(shè)置在層疊陶瓷基板1上。在陶瓷塊體(6)的表面上設(shè)置有包含半導(dǎo)體激光器(7)在內(nèi)的多個(gè)電子部件。設(shè)置在陶瓷塊體(6)的表面的配線(11、12)將多個(gè)電子部件的一部分和配線(2、3)連接。在層疊陶瓷基板(1)上設(shè)置有帶玻璃窗(15)的金屬制罩體(16)，該金屬制環(huán)(14)將陶瓷塊體(6)、以及半導(dǎo)體激光器(7)等多個(gè)電子部件包括在內(nèi)。
【專利說(shuō)明】半導(dǎo)體組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光通信用的半導(dǎo)體組件。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的光通信用的半導(dǎo)體組件中，具有金屬組件和CAN組件。金屬組件是將層疊陶瓷基板和金屬制的箱組合而成的。CAN組件是向金屬板的開(kāi)口孔中穿過(guò)金屬制的桿，利用玻璃進(jìn)行氣密、絕緣，并焊接有帶窗的罩體而成的。
[0003]金屬組件由于使用層疊陶瓷基板，因此高頻特性優(yōu)異。但是，構(gòu)造復(fù)雜，部件數(shù)量多、成本高。另外，由于是箱型形狀，所以只能夠從設(shè)置蓋部之前的開(kāi)口部側(cè)(上側(cè))進(jìn)行部件安裝。
[0004]CAN組件能夠從所有方向在金屬板的上表面上安裝部件，另外，通過(guò)電氣焊接而瞬間地將金屬板和罩體接合，生產(chǎn)性優(yōu)異。但是，用于供給信號(hào)的引腳通過(guò)玻璃封裝而固定于金屬板，因此，難以取得阻抗匹配，高頻特性差。
[0005]對(duì)此，提出了一種半導(dǎo)體組件，在該半導(dǎo)體組件中，向?qū)盈B陶瓷基板的上表面的凹部安裝光半導(dǎo)體元件，利用帶窗的金屬制罩體對(duì)該光半導(dǎo)體元件進(jìn)行覆蓋(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2003 - 163382號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在現(xiàn)有的半導(dǎo)體組件中，只能在層疊陶瓷基板的上表面的凹部的底面安裝光半導(dǎo)體元件，設(shè)計(jì)自由度低。并且，只能使用面發(fā)光或者面受光型的光半導(dǎo)體元件。另外，在金屬制罩體內(nèi)，在層疊陶瓷基板上安裝電子部件的空間有限。
[0008]本發(fā)明就是為了解決上述課題而提出的，其目的在于得到一種半導(dǎo)體組件，該半導(dǎo)體組件能夠提高高頻特性、生產(chǎn)性、安裝空間、以及設(shè)計(jì)自由度。
[0009]本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體組件的特征在于，具有:層疊陶瓷基板，其具有第I配線；塊體，其設(shè)置在所述層疊陶瓷基板上；包含光半導(dǎo)體元件在內(nèi)的多個(gè)電子部件，它們?cè)O(shè)置于所述塊體的表面；第2配線，其設(shè)置于所述塊體的表面，將所述多個(gè)電子部件的一部分和所述第I配線連接；以及帶窗的金屬制罩體，其設(shè)置在所述層疊陶瓷基板上，覆蓋所述塊體以及所述多個(gè)電子部件。
[0010]發(fā)明的效果
[0011]根據(jù)本發(fā)明，得到一種半導(dǎo)體組件，該半導(dǎo)體組件能夠提高高頻特性、生產(chǎn)性、安裝空間、以及設(shè)計(jì)自由度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體組件的剖面圖。
[0013]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的俯視圖。
[0014]圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的側(cè)視圖。
[0015]圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的側(cè)視圖。
[0016]圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的層疊陶瓷基板的例子的俯視圖。
[0017]圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的層疊陶瓷基板的例子的俯視圖。
[0018]圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的層疊陶瓷基板的例子的俯視圖。
[0019]圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的層疊陶瓷基板的例子的俯視圖。
[0020]圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的層疊陶瓷基板的例子的俯視圖。
[0021]圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的層疊陶瓷基板的例子的俯視圖。
[0022]圖11是圖10的層疊陶瓷基板的剖面圖。
[0023]圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體組件的變形例的剖面圖。
[0024]圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的半導(dǎo)體組件的剖面圖。
[0025]圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的俯視圖。
[0026]圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的側(cè)視圖。
[0027]圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的側(cè)視圖。
[0028]圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的半導(dǎo)體組件的剖面圖。
[0029]圖18是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的俯視圖。
[0030]圖19是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的側(cè)視圖。
[0031]圖20是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的側(cè)視圖。
[0032]圖21是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的半導(dǎo)體組件的剖面圖。
[0033]圖22是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的俯視圖。
[0034]圖23是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的側(cè)視圖。
[0035]圖24是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的側(cè)視圖。
[0036]圖25是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的半導(dǎo)體組件的剖面圖。
[0037]圖26是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的側(cè)視圖。
[0038]圖27是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的側(cè)視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0039]參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體組件進(jìn)行說(shuō)明。有時(shí)對(duì)相同或者對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)，省略重復(fù)說(shuō)明。
[0040]實(shí)施方式1.
[0041]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體組件的剖面圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的俯視圖。圖3以及圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的側(cè)視圖。
[0042]在層疊陶瓷基板I的上表面設(shè)置有配線2、3。配線2、3分別與貫通層疊陶瓷基板I的通路孔4、5連接。
[0043]陶瓷塊體6設(shè)置在層疊陶瓷基板I上。在陶瓷塊體6的上表面設(shè)置有面發(fā)光型的半導(dǎo)體激光器7和電容器8。此外，也可以取代面發(fā)光型的半導(dǎo)體激光器7，而使用面受光型的受光元件。
[0044]在陶瓷塊體6的側(cè)面設(shè)置有對(duì)半導(dǎo)體激光器7進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路9 (TIA:Transimpedance Amplifier)和電容器10。半導(dǎo)體激光器7和電容器8由導(dǎo)線連接，半導(dǎo)體激光器7和驅(qū)動(dòng)電路9由導(dǎo)線以及配線連接，驅(qū)動(dòng)電路9和電容器10由導(dǎo)線連接。
[0045]在陶瓷塊體6的表面設(shè)置有配線11、12。配線11將電容器8和層疊陶瓷基板I上的配線2連接。配線12將驅(qū)動(dòng)電路9和層疊陶瓷基板I上的配線3連接。配線12是信號(hào)配線S被接地配線G包夾而成的共面線。
[0046]陶瓷塊體6以配線2、3的一部分和配線11、12的一部分重疊的方式配置在層疊陶瓷基板I上。并且，配線2、3的一部分和配線11、12的一部分通過(guò)涂敷于角部的焊料、導(dǎo)電性樹(shù)脂等導(dǎo)電性接合部件13進(jìn)行接合。這樣，由于不進(jìn)行導(dǎo)線接合，因此，能夠降低配線2、3和配線11、12的接合部分處的高頻傳送損耗而改善高頻特性。并且，由于能夠省略導(dǎo)線接合工序，因此，生廣性提聞。
[0047]在層疊陶瓷基板I上設(shè)置有金屬制環(huán)14。在該金屬制環(huán)14上電氣焊接有帶玻璃窗15的金屬制罩體16。金屬制環(huán)14包圍陶瓷塊體6、以及半導(dǎo)體激光器7等多個(gè)電子部件。
[0048]從圖5至圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的層疊陶瓷基板的例子的俯視圖。圖11是圖10的層疊陶瓷基板的剖面圖。在從圖5至圖9的情況下，配線3是信號(hào)配線S被接地配線G包夾而成的共面線。在圖10以及圖11的情況下，配線3是微帶線。配線2是DC線等。在圖5中配線2和配線3相對(duì)配置，在圖6以及圖7中配置成一列，在圖8中正交配置，在圖9中交錯(cuò)配置。這樣，層疊陶瓷基板I的配線3是共面線或者微帶線，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)40Gb等高速傳送。
[0049]在本實(shí)施方式中，通過(guò)使用層疊陶瓷基板1，從而能夠提高高頻特性。并且，能夠?qū)⒉考乃蟹较虬惭b在陶瓷塊體6上。并且，層疊陶瓷基板I上的金屬制環(huán)14和金屬制罩體16能夠瞬間地進(jìn)行電氣焊接。在焊接金屬制罩體16之前，由于層疊陶瓷基板I沒(méi)有側(cè)壁等障礙物，因此，能夠?qū)⑷菀装惭b陶瓷塊體6、電子部件。因此，能夠提高生產(chǎn)性。
[0050]另外，在設(shè)置于層疊陶瓷基板I上的陶瓷塊體6的表面上能夠立體地安裝多個(gè)電子部件。因此，能夠提高設(shè)計(jì)自由度。但是，電子部件也可以僅有I個(gè)，可以在陶瓷塊體6的表面上至少設(shè)置I個(gè)電子部件。并且，由于能夠縮短電子部件之間的配線，因此，能夠進(jìn)一步提高高頻特性。并且，通過(guò)在陶瓷塊體6的上表面和4個(gè)側(cè)面中的大于或等于2個(gè)面上安裝電子部件，從而與不使用陶瓷塊體6而在層疊陶瓷基板I的上表面上安裝電子部件的情況相比，由于增加安裝空間，因此，能夠在金屬制罩體16內(nèi)安裝大量的電子部件。
[0051]另外，在將陶瓷塊體6安裝在層疊陶瓷基板I上時(shí)，即使在使用環(huán)氧樹(shù)脂樹(shù)脂等粘接劑的情況下，只要充分地確保陶瓷塊體6上的電子部件和粘接劑之間的距離，就能夠避免由樹(shù)脂漏出引起的導(dǎo)線接合問(wèn)題。
[0052]圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體組件的變形例的剖面圖。配線
11、12通過(guò)側(cè)面金屬化而形成在陶瓷塊體6的表面上，配線11、12的一部分深入至陶瓷塊體6的下表面。陶瓷塊體6以配線2、3的一部分和配線11、12的一部分重疊的方式配置在層疊陶瓷基板I上。并且，配線2、3的一部分和配線11、12的一部分彼此相對(duì)，由設(shè)置在兩者之間的導(dǎo)電性接合部件13進(jìn)行接合。由此，能夠與上述實(shí)施方式I同樣地改善高頻特性，提高生產(chǎn)性。
[0053]實(shí)施方式2.
[0054]圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的半導(dǎo)體組件的剖面圖。圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的俯視圖。圖15以及圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的側(cè)視圖。
[0055]在陶瓷塊體6的側(cè)面設(shè)置有:端面發(fā)光型的半導(dǎo)體激光器7 ;以及光電二極管17，其對(duì)從半導(dǎo)體激光器7的后端面射出的光進(jìn)行受光。此外，也可以取代端面發(fā)光型的半導(dǎo)體激光器7，而使用端面受光型的受光元件。這樣，通過(guò)安裝于陶瓷塊體6的側(cè)面，從而不僅限于面受光型，也能夠使用端面發(fā)光型或者端面受光型的光半導(dǎo)體元件。
[0056]實(shí)施方式3.
[0057]圖17表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的半導(dǎo)體組件的剖面圖。圖18是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的俯視圖。圖19以及圖20是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的側(cè)視圖。
[0058]在本實(shí)施方式中，使用層疊陶瓷塊體18。對(duì)于層疊陶瓷塊體18，不僅限于表面，也能夠在內(nèi)層形成配線。另外，通過(guò)使層疊陶瓷塊體18形成為獨(dú)立于層疊陶瓷基板I的部件，從而能夠改變兩者的層疊方向，因此，設(shè)計(jì)自由度提高。
[0059]實(shí)施方式4.
[0060]圖21是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的半導(dǎo)體組件的剖面圖。圖22是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的俯視圖。圖23以及圖24是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的側(cè)視圖。
[0061]在本實(shí)施方式中，使用金屬塊體19。金屬塊體19的散熱性良好，因此，能夠高效地冷卻半導(dǎo)體激光器7。另外，絕緣膜20局部地覆蓋金屬塊體19的表面。在該絕緣膜20上設(shè)置有配線11、12。
[0062]實(shí)施方式5.
[0063]圖25是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的半導(dǎo)體組件的剖面圖。圖26以及圖27是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的半導(dǎo)體組件的罩體內(nèi)部的側(cè)視圖。
[0064]金屬塊體19與層疊陶瓷基板I的配線21連接。配線21與貫通層疊陶瓷基板I的通路孔22連接。電容器23與金屬塊體19連接。這樣，能夠?qū)⒔饘賶K體19作為傳送路徑或者電氣接地使用。
[0065]另外，配線11不僅設(shè)置在絕緣膜20上，也可以經(jīng)由樹(shù)脂等絕緣性的粘接劑24而設(shè)置在金屬塊體19的表面上。由此，能夠提高設(shè)計(jì)自由度。
[0066]此外，在實(shí)施方式I?5中，在光半導(dǎo)體元件為半導(dǎo)體激光器7的情況下，也可以將玻璃窗15變換為透鏡。從半導(dǎo)體激光器7射出的光隨距離的增加而不斷擴(kuò)散，但由于能夠通過(guò)透鏡匯聚，因此，能夠提高耦合效率。
[0067]標(biāo)號(hào)的說(shuō)明
[0068]I層疊陶瓷基板
[0069]2、3配線(第I配線)
[0070]7半導(dǎo)體激光器(光半導(dǎo)體元件，電子部件)
[0071]9驅(qū)動(dòng)電路(電子部件)
[0072]11、12配線(第2配線)
[0073]13導(dǎo)電性接合部件
[0074]15玻璃窗(窗)
[0075]16金屬制罩體
[0076]17光電二極管(電子部件)
[0077]18層疊陶瓷塊體(塊體)
[0078]19金屬塊體(塊體)
[0079]20絕緣膜
[0080]21配線(第3配線)
[0081]23電容器(電子部件)
[0082]24絕緣性的粘接劑
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體組件，其特征在于，具有: 層疊陶瓷基板，其具有第I配線； 塊體，其設(shè)置在所述層疊陶瓷基板上； 包含光半導(dǎo)體元件在內(nèi)的多個(gè)電子部件，它們?cè)O(shè)置于所述塊體的表面； 第2配線，其設(shè)置于所述塊體的表面，將所述多個(gè)電子部件的一部分和所述第I配線連接；以及 帶窗的金屬制罩體，其設(shè)置在所述層疊陶瓷基板上，覆蓋所述塊體以及所述多個(gè)電子部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體組件，其特征在于， 所述塊體以所述第I配線的一部分和所述第2配線的一部分重疊的方式配置在所述層疊陶瓷基板上， 所述第I配線的一部分和所述第2配線的一部分由導(dǎo)電性接合部件進(jìn)行接合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體組件，其特征在于， 所述光半導(dǎo)體元件是端面發(fā)光型或者端面受光型，并設(shè)置于所述塊體的側(cè)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體組件，其特征在于， 所述塊體是層疊陶瓷塊體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體組件，其特征在于， 所述塊體是金屬塊體， 所述層疊陶瓷基板還具有第3配線， 所述金屬塊體與所述第3配線連接， 所述多個(gè)電子部件的一部分與所述金屬塊體連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體組件，其特征在于， 該半導(dǎo)體組件還具有絕緣膜，其設(shè)置在所述塊體上， 所述第2配線設(shè)置在所述絕緣膜上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體組件，其特征在于， 所述第2配線經(jīng)由絕緣性的粘接劑而設(shè)置于所述塊體的表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體組件，其特征在于， 所述光半導(dǎo)體元件是半導(dǎo)體激光器， 所述多個(gè)電子部件具有驅(qū)動(dòng)電路和光電二極管中的至少一者，其中，所述驅(qū)動(dòng)電路對(duì)所述半導(dǎo)體激光器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所述光電二極管對(duì)從所述半導(dǎo)體激光器的后端面射出的光進(jìn)行受光。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體組件，其特征在于， 所述第I配線是共面線或者微帶線。
【文檔編號(hào)】H01L31/02GK104205529SQ201280072050
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2012年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月4日
【發(fā)明者】松末明洋 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社