半导体组件的制作方法
【专利摘要】在层叠陶瓷基板(1)的上表面设置有配线(2、3)。陶瓷块体(6)设置在层叠陶瓷基板1上。在陶瓷块体(6)的表面上设置有包含半导体激光器(7)在内的多个电子部件。设置在陶瓷块体(6)的表面的配线(11、12)将多个电子部件的一部分和配线(2、3)连接。在层叠陶瓷基板(1)上设置有带玻璃窗(15)的金属制罩体(16)，该金属制环(14)将陶瓷块体(6)、以及半导体激光器(7)等多个电子部件包括在内。
【专利说明】半导体组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光通信用的半导体组件。
【背景技术】
[0002]在现有的光通信用的半导体组件中，具有金属组件和CAN组件。金属组件是将层叠陶瓷基板和金属制的箱组合而成的。CAN组件是向金属板的开口孔中穿过金属制的杆，利用玻璃进行气密、绝缘，并焊接有带窗的罩体而成的。
[0003]金属组件由于使用层叠陶瓷基板，因此高频特性优异。但是，构造复杂，部件数量多、成本高。另外，由于是箱型形状，所以只能够从设置盖部之前的开口部侧(上侧)进行部件安装。
[0004]CAN组件能够从所有方向在金属板的上表面上安装部件，另外，通过电气焊接而瞬间地将金属板和罩体接合，生产性优异。但是，用于供给信号的引脚通过玻璃封装而固定于金属板，因此，难以取得阻抗匹配，高频特性差。
[0005]对此，提出了一种半导体组件，在该半导体组件中，向层叠陶瓷基板的上表面的凹部安装光半导体元件，利用带窗的金属制罩体对该光半导体元件进行覆盖(例如，参照专利文献I)。
[0006]专利文献1:日本特开2003 - 163382号公报
【发明内容】
[0007]在现有的半导体组件中，只能在层叠陶瓷基板的上表面的凹部的底面安装光半导体元件，设计自由度低。并且，只能使用面发光或者面受光型的光半导体元件。另外，在金属制罩体内，在层叠陶瓷基板上安装电子部件的空间有限。
[0008]本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于得到一种半导体组件，该半导体组件能够提高高频特性、生产性、安装空间、以及设计自由度。
[0009]本发明所涉及的半导体组件的特征在于，具有:层叠陶瓷基板，其具有第I配线；块体，其设置在所述层叠陶瓷基板上；包含光半导体元件在内的多个电子部件，它们设置于所述块体的表面；第2配线，其设置于所述块体的表面，将所述多个电子部件的一部分和所述第I配线连接；以及带窗的金属制罩体，其设置在所述层叠陶瓷基板上，覆盖所述块体以及所述多个电子部件。
[0010]发明的效果
[0011]根据本发明，得到一种半导体组件，该半导体组件能够提高高频特性、生产性、安装空间、以及设计自由度。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是表示本发明的实施方式I所涉及的半导体组件的剖面图。
[0013]图2是表示本发明的实施方式I所涉及的半导体组件的罩体内部的俯视图。
[0014]图3是表示本发明的实施方式I所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
[0015]图4是表示本发明的实施方式I所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
[0016]图5是表示本发明的实施方式I所涉及的层叠陶瓷基板的例子的俯视图。
[0017]图6是表示本发明的实施方式I所涉及的层叠陶瓷基板的例子的俯视图。
[0018]图7是表示本发明的实施方式I所涉及的层叠陶瓷基板的例子的俯视图。
[0019]图8是表示本发明的实施方式I所涉及的层叠陶瓷基板的例子的俯视图。
[0020]图9是表示本发明的实施方式I所涉及的层叠陶瓷基板的例子的俯视图。
[0021]图10是表示本发明的实施方式I所涉及的层叠陶瓷基板的例子的俯视图。
[0022]图11是图10的层叠陶瓷基板的剖面图。
[0023]图12是表示本发明的实施方式I所涉及的半导体组件的变形例的剖面图。
[0024]图13是表示本发明的实施方式2所涉及的半导体组件的剖面图。
[0025]图14是表示本发明的实施方式2所涉及的半导体组件的罩体内部的俯视图。
[0026]图15是表示本发明的实施方式2所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
[0027]图16是表示本发明的实施方式2所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
[0028]图17是表示本发明的实施方式3所涉及的半导体组件的剖面图。
[0029]图18是表示本发明的实施方式3所涉及的半导体组件的罩体内部的俯视图。
[0030]图19是表示本发明的实施方式3所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
[0031]图20是表示本发明的实施方式3所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
[0032]图21是表示本发明的实施方式4所涉及的半导体组件的剖面图。
[0033]图22是表示本发明的实施方式4所涉及的半导体组件的罩体内部的俯视图。
[0034]图23是表示本发明的实施方式4所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
[0035]图24是表示本发明的实施方式4所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
[0036]图25是表示本发明的实施方式5所涉及的半导体组件的剖面图。
[0037]图26是表示本发明的实施方式5所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
[0038]图27是表示本发明的实施方式5所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
【具体实施方式】
[0039]参照附图，对本发明的实施方式所涉及的半导体组件进行说明。有时对相同或者对应的结构要素标注相同的标号，省略重复说明。
[0040]实施方式1.
[0041]图1是表示本发明的实施方式I所涉及的半导体组件的剖面图。图2是表示本发明的实施方式I所涉及的半导体组件的罩体内部的俯视图。图3以及图4是表示本发明的实施方式I所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
[0042]在层叠陶瓷基板I的上表面设置有配线2、3。配线2、3分别与贯通层叠陶瓷基板I的通路孔4、5连接。
[0043]陶瓷块体6设置在层叠陶瓷基板I上。在陶瓷块体6的上表面设置有面发光型的半导体激光器7和电容器8。此外，也可以取代面发光型的半导体激光器7，而使用面受光型的受光元件。
[0044]在陶瓷块体6的侧面设置有对半导体激光器7进行驱动的驱动电路9 (TIA:Transimpedance Amplifier)和电容器10。半导体激光器7和电容器8由导线连接，半导体激光器7和驱动电路9由导线以及配线连接，驱动电路9和电容器10由导线连接。
[0045]在陶瓷块体6的表面设置有配线11、12。配线11将电容器8和层叠陶瓷基板I上的配线2连接。配线12将驱动电路9和层叠陶瓷基板I上的配线3连接。配线12是信号配线S被接地配线G包夹而成的共面线。
[0046]陶瓷块体6以配线2、3的一部分和配线11、12的一部分重叠的方式配置在层叠陶瓷基板I上。并且，配线2、3的一部分和配线11、12的一部分通过涂敷于角部的焊料、导电性树脂等导电性接合部件13进行接合。这样，由于不进行导线接合，因此，能够降低配线2、3和配线11、12的接合部分处的高频传送损耗而改善高频特性。并且，由于能够省略导线接合工序，因此，生广性提闻。
[0047]在层叠陶瓷基板I上设置有金属制环14。在该金属制环14上电气焊接有带玻璃窗15的金属制罩体16。金属制环14包围陶瓷块体6、以及半导体激光器7等多个电子部件。
[0048]从图5至图10是表示本发明的实施方式I所涉及的层叠陶瓷基板的例子的俯视图。图11是图10的层叠陶瓷基板的剖面图。在从图5至图9的情况下，配线3是信号配线S被接地配线G包夹而成的共面线。在图10以及图11的情况下，配线3是微带线。配线2是DC线等。在图5中配线2和配线3相对配置，在图6以及图7中配置成一列，在图8中正交配置，在图9中交错配置。这样，层叠陶瓷基板I的配线3是共面线或者微带线，因此，能够实现40Gb等高速传送。
[0049]在本实施方式中，通过使用层叠陶瓷基板1，从而能够提高高频特性。并且，能够将部件从所有方向安装在陶瓷块体6上。并且，层叠陶瓷基板I上的金属制环14和金属制罩体16能够瞬间地进行电气焊接。在焊接金属制罩体16之前，由于层叠陶瓷基板I没有侧壁等障碍物，因此，能够将容易安装陶瓷块体6、电子部件。因此，能够提高生产性。
[0050]另外，在设置于层叠陶瓷基板I上的陶瓷块体6的表面上能够立体地安装多个电子部件。因此，能够提高设计自由度。但是，电子部件也可以仅有I个，可以在陶瓷块体6的表面上至少设置I个电子部件。并且，由于能够缩短电子部件之间的配线，因此，能够进一步提高高频特性。并且，通过在陶瓷块体6的上表面和4个侧面中的大于或等于2个面上安装电子部件，从而与不使用陶瓷块体6而在层叠陶瓷基板I的上表面上安装电子部件的情况相比，由于增加安装空间，因此，能够在金属制罩体16内安装大量的电子部件。
[0051]另外，在将陶瓷块体6安装在层叠陶瓷基板I上时，即使在使用环氧树脂树脂等粘接剂的情况下，只要充分地确保陶瓷块体6上的电子部件和粘接剂之间的距离，就能够避免由树脂漏出引起的导线接合问题。
[0052]图12是表示本发明的实施方式I所涉及的半导体组件的变形例的剖面图。配线
11、12通过侧面金属化而形成在陶瓷块体6的表面上，配线11、12的一部分深入至陶瓷块体6的下表面。陶瓷块体6以配线2、3的一部分和配线11、12的一部分重叠的方式配置在层叠陶瓷基板I上。并且，配线2、3的一部分和配线11、12的一部分彼此相对，由设置在两者之间的导电性接合部件13进行接合。由此，能够与上述实施方式I同样地改善高频特性，提高生产性。
[0053]实施方式2.
[0054]图13是表示本发明的实施方式2所涉及的半导体组件的剖面图。图14是表示本发明的实施方式2所涉及的半导体组件的罩体内部的俯视图。图15以及图16是表示本发明的实施方式2所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
[0055]在陶瓷块体6的侧面设置有:端面发光型的半导体激光器7 ;以及光电二极管17，其对从半导体激光器7的后端面射出的光进行受光。此外，也可以取代端面发光型的半导体激光器7，而使用端面受光型的受光元件。这样，通过安装于陶瓷块体6的侧面，从而不仅限于面受光型，也能够使用端面发光型或者端面受光型的光半导体元件。
[0056]实施方式3.
[0057]图17表示本发明的实施方式3所涉及的半导体组件的剖面图。图18是表示本发明的实施方式3所涉及的半导体组件的罩体内部的俯视图。图19以及图20是表示本发明的实施方式3所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
[0058]在本实施方式中，使用层叠陶瓷块体18。对于层叠陶瓷块体18，不仅限于表面，也能够在内层形成配线。另外，通过使层叠陶瓷块体18形成为独立于层叠陶瓷基板I的部件，从而能够改变两者的层叠方向，因此，设计自由度提高。
[0059]实施方式4.
[0060]图21是表示本发明的实施方式4所涉及的半导体组件的剖面图。图22是表示本发明的实施方式4所涉及的半导体组件的罩体内部的俯视图。图23以及图24是表示本发明的实施方式4所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
[0061]在本实施方式中，使用金属块体19。金属块体19的散热性良好，因此，能够高效地冷却半导体激光器7。另外，绝缘膜20局部地覆盖金属块体19的表面。在该绝缘膜20上设置有配线11、12。
[0062]实施方式5.
[0063]图25是表示本发明的实施方式5所涉及的半导体组件的剖面图。图26以及图27是表示本发明的实施方式5所涉及的半导体组件的罩体内部的侧视图。
[0064]金属块体19与层叠陶瓷基板I的配线21连接。配线21与贯通层叠陶瓷基板I的通路孔22连接。电容器23与金属块体19连接。这样，能够将金属块体19作为传送路径或者电气接地使用。
[0065]另外，配线11不仅设置在绝缘膜20上，也可以经由树脂等绝缘性的粘接剂24而设置在金属块体19的表面上。由此，能够提高设计自由度。
[0066]此外，在实施方式I?5中，在光半导体元件为半导体激光器7的情况下，也可以将玻璃窗15变换为透镜。从半导体激光器7射出的光随距离的增加而不断扩散，但由于能够通过透镜汇聚，因此，能够提高耦合效率。
[0067]标号的说明
[0068]I层叠陶瓷基板
[0069]2、3配线(第I配线)
[0070]7半导体激光器(光半导体元件，电子部件)
[0071]9驱动电路(电子部件)
[0072]11、12配线(第2配线)
[0073]13导电性接合部件
[0074]15玻璃窗(窗)
[0075]16金属制罩体
[0076]17光电二极管(电子部件)
[0077]18层叠陶瓷块体(块体)
[0078]19金属块体(块体)
[0079]20绝缘膜
[0080]21配线(第3配线)
[0081]23电容器(电子部件)
[0082]24绝缘性的粘接剂
【权利要求】
1.一种半导体组件，其特征在于，具有: 层叠陶瓷基板，其具有第I配线； 块体，其设置在所述层叠陶瓷基板上； 包含光半导体元件在内的多个电子部件，它们设置于所述块体的表面； 第2配线，其设置于所述块体的表面，将所述多个电子部件的一部分和所述第I配线连接；以及 带窗的金属制罩体，其设置在所述层叠陶瓷基板上，覆盖所述块体以及所述多个电子部件。
2.根据权利要求1所述的半导体组件，其特征在于， 所述块体以所述第I配线的一部分和所述第2配线的一部分重叠的方式配置在所述层叠陶瓷基板上， 所述第I配线的一部分和所述第2配线的一部分由导电性接合部件进行接合。
3.根据权利要求1或2所述的半导体组件，其特征在于， 所述光半导体元件是端面发光型或者端面受光型，并设置于所述块体的侧面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体组件，其特征在于， 所述块体是层叠陶瓷块体。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体组件，其特征在于， 所述块体是金属块体， 所述层叠陶瓷基板还具有第3配线， 所述金属块体与所述第3配线连接， 所述多个电子部件的一部分与所述金属块体连接。
6.根据权利要求5所述的半导体组件，其特征在于， 该半导体组件还具有绝缘膜，其设置在所述块体上， 所述第2配线设置在所述绝缘膜上。
7.根据权利要求5所述的半导体组件，其特征在于， 所述第2配线经由绝缘性的粘接剂而设置于所述块体的表面。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体组件，其特征在于， 所述光半导体元件是半导体激光器， 所述多个电子部件具有驱动电路和光电二极管中的至少一者，其中，所述驱动电路对所述半导体激光器进行驱动，所述光电二极管对从所述半导体激光器的后端面射出的光进行受光。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的半导体组件，其特征在于， 所述第I配线是共面线或者微带线。
【文档编号】H01L31/02GK104205529SQ201280072050
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2012年4月4日 优先权日:2012年4月4日
【发明者】松末明洋 申请人:三菱电机株式会社