【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信分野等に用いられ、光半導体素子を収納するための光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光通信分野に使用され、電気信号を光信号に変換する半導体レーザ（ＬＤ）や光信号を電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ）等の光半導体素子を収容するための光半導体素子収納用パッケージ（以下、光半導体パッケージともいう）の一例を図３，図４に示す。図３は従来の光半導体パッケージの平面図、図４は従来の光半導体パッケージの断面図である。
【０００３】
図３，図４において、１１は光半導体素子、１２は光半導体素子１１を搭載するサブマウント、１３は基体、１４はサブマウント１２の上面に形成された断面形状がＶ形の溝（Ｖ溝）、１５は基体の側壁部に形成された貫通孔または切欠き部から成る光ファイバの取付部、１６は蓋体である。
【０００４】
光半導体素子１１はサブマウント１２の上面の搭載部に接着剤等により搭載され、基体１３の底面に搭載された後、光ファイバ（図示せず）の端部がサブマウント１２のＶ溝１４に設置され接着固定されて、光半導体素子１１と光学的に結合される。サブマウント１２は、シリコン（Ｓｉ）等から成る基板から成り、エッチング等で加工することによりＶ溝１４が形成される。
【０００５】
このような光半導体パッケージは、エポキシ系熱硬化性樹脂を用いたトランスファモールド成型法や、熱可塑性樹脂を用いたインジェクションモールド成型法により形成されており、外部から駆動信号を取り入れて光半導体素子１１を駆動させたり光半導体素子１１から取り出された電気信号を外部に取り出すための金属製の端子（図示せず）が取り付けられている。そして、基体１３の上面に樹脂接着剤等の封止材を介して蓋体１６が接合されて光半導体装置となる。
【０００６】
この光半導体装置は、基体１３内部の光半導体素子１１から光信号が発光し、光信号がサブマウント１２のＶ溝１４と基体１３の取付部１５に取りつけられた光ファイバを通り外部へ取り出される、または、光ファイバを伝達してくる光信号を光半導体素子１１に受光させて受光した光に対応する電気信号を光半導体素子１１で発生させることにより、高速光通信分野等で用いられる光半導体装置として機能する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の光半導体素子収納用パッケージにおいては、作動時に光半導体素子１１が発熱すると、サブマウント１２と基体１３との間で熱膨張差が生じてサブマウント１２が反り、光ファイバと光半導体素子１１の光結合効率が劣化するという問題点があった。
【０００８】
従って、本発明は上記問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、光半導体素子と光ファイバとの光結合効率を良好に維持でき、光信号を光ファイバで効率よく伝送し得るものを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上側主面に形成された凹部の底面に、光半導体素子の搭載部を上面に有する略直方体状の凸部が形成された樹脂製の基体と、前記凸部の上面の前記搭載部から一辺にかけて形成された、光ファイバの端部を設置するための断面形状がＶ形の溝と、前記基体の前記溝の延長線が通る部位に前記凹部から前記基体の外側面にかけて形成された貫通孔または切欠き部から成る光ファイバの取付部とを具備しており、前記溝の内面の十点平均粗さが０．２〜１０μｍであることを特徴とする。
【００１０】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、光半導体素子を搭載する凸部が基体に一体的に形成されているため、作動時に光半導体素子が発熱しても、熱膨張差によって凸部が反ることがなく、その結果光ファイバと光半導体素子との光結合効率を良好に維持することができる。また、溝の内面の十点平均粗さ（ＪＩＳＢ０６０１による）が０．２〜１０μｍであることから、金型で溝を成型する際に金型に対する樹脂の付着性（着き廻り）が適度に維持されて溝が正確に形成されるとともに、溝の内面に樹脂のバリ等が発生するのを抑えることができる。
【００１１】
本発明の光半導体装置は、上記本発明の光半導体素子収納用パッケージと、前記基体の前記取付部に端部が挿通されて取り付けられるとともに前記凸部の上面の前記溝に前記端部が設置された光ファイバと、該光ファイバに光学的に結合されて前記凸部の前記搭載部に搭載された光半導体素子と、前記基体の上側主面の前記凹部の周囲に接合された蓋体とを具備したことを特徴とする。
【００１２】
本発明の光半導体装置は、上記の構成により、上記本発明の光半導体パッケージを用いた、光信号の伝送効率に優れ信頼性の高いものとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の光半導体素子収納用パッケージについて以下に詳細を説明する。図１は本発明の光半導体パッケージについて実施の形態の例を示す平面図であり、図２は本発明の光半導体パッケージの断面図である。
【００１４】
図１，図２において、１は光半導体素子、２は凸部、２ａは光半導体素子１の搭載部、３は基体、４は凸部２に形成された断面形状がＶ形の溝（以下、Ｖ溝ともいう）、５は基体に形成された光ファイバの取付部、６は蓋体である。基体３と蓋体６とで内部に光半導体素子１を収容するための容器が構成される。
【００１５】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上側主面に形成された凹部の底面に、光半導体素子１の搭載部２ａを上面に有する略直方体状の凸部２が形成された樹脂製の基体３と、凸部２の上面の搭載部２ａから一辺にかけて形成された、光ファイバの端部を設置するための断面形状がＶ形の溝４と、基体３の溝４の延長線が通る部位に凹部から基体３の外側面にかけて形成された貫通孔または切欠き部から成る光ファイバの取付部５とを具備しており、溝４の内面の十点平均粗さは０．２〜１０μｍである。
【００１６】
基体３の凹部の底面に形成された凸部２の上面には、光半導体素子１を樹脂接着剤等によって搭載するための搭載部２ａが設けられている。また、基体３はその上面に凹部形成され、その凹部は内側に光半導体素子１を収容するための空所を形成する。
【００１７】
本発明においては、基体３内部の光半導体素子１から光信号が発光され、光信号がＶ溝４および取付部５に設置固定された光ファイバで伝送され外部へ取り出される。または、光ファイバを伝達してくる光信号を光半導体素子１に受光させ、受光された光に対応する電気信号を光半導体素子１により発生させる。これにより、高速光通信分野等で用いられる光半導体装置として機能する。
【００１８】
光半導体素子１は、基体３と一体成型されたＶ溝４を有する凸部２の搭載部２ａ上に搭載される。光ファイバは、Ｖ溝４に端部が設置され接着剤等で固定され、光半導体素子１と光学的に結合される。このようなＶ溝４を有する凸部２が一体成型された基体３は、エポキシ系熱硬化性樹脂を用いたトランスファモールド成型法やポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ）や液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の熱可塑性樹脂を用いたインジェクション成型法によって形成される。また、基体３の側壁部には貫通孔または切欠き部から成る端子の取付部が形成されており、その取付部に、光半導体素子１に駆動信号を入力したり光半導体素子１１で発生した電気信号を取り出したりするための金属製の端子（図示せず）が取り付けられている。
【００１９】
Ｖ溝４の内面の十点平均粗さは０．２〜１０μｍである。０．２μｍ未満では、金型のＶ溝４を成型するための突状部の表面の十点平均粗さは０．２μｍ程度になるが、金型でＶ溝４を成型する際に突状部に対する樹脂の付着性（着き廻り）が低下しぎるため、成型性が劣化してＶ溝４を正確に形成するのが困難になる。１０μｍを超えると、金型のＶ溝４を成型するための突状部の表面の十点平均粗さは１０μｍ程度になるが、金型でＶ溝４を成型する際に突状部に対する樹脂の付着性（着き廻り）が強くなりすぎるため、Ｖ溝４の内面に樹脂のバリ等が発生し易くなる。
【００２０】
また、Ｖ溝４の長さは１〜２０ｍｍが好ましい。１ｍｍ未満では、光ファイバと溝４との接合面積が小さくなり、光ファイバと溝４との接合強度が不十分となって、光ファイバを溝４に強固に固定するのが困難になる。２０ｍｍを超えると、光半導体パッケージを小型化するのが困難になる。
【００２１】
本発明において、搭載部２ａを含む凸部２の上面の十点平均粗さは０．２〜１０μｍが好ましい。０．２μｍ未満では、光半導体素子１と搭載部２ａとの接合強度が不十分となって、光半導体素子１を搭載部２ａに強固に固定するのが困難になる。１０μｍを超えると、搭載部２ａの表面の凹凸によって光半導体素子１の位置精度が劣化し易くなり、光ファイバとの光結合効率が低下する傾向にある。
【００２２】
金属製の端子は鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金やＦｅ−Ｎｉ合金等の金属から成り、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等から成るインゴット（塊）に圧延加工法や打ち抜き加工法等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定形状に形成される。また端子は、その露出する表面に良導電性で耐蝕性に優れたＮｉや金（Ａｕ）等の金属をめっき法により所定厚み（１〜２０μｍ程度）に被着させておくのがよく、端子の酸化腐蝕を有効に防止できるとともに端子とボンディングワイヤ等の電気的な接続手段との接続および端子と外部電気回路との接続を信頼性の高いものとなすことができる。
【００２３】
本発明の光半導体装置は、上記本発明の光半導体パッケージと、基体３の取付部５に端部が挿通されて取り付けられるとともに凸部２の上面のＶ溝４に端部が設置された光ファイバと、光ファイバに光学的に結合されて凸部２の搭載部２ａに搭載された光半導体素子１と、基体３の上側主面の凹部の周囲に接合された蓋体６とを具備することにより構成される。この場合、光ファイバは、その端部に設けられたフェルール等が取付部５に接着剤等で接着されて取り付けられ、フェルールから突出した光ファイバの端部がＶ溝４に設置され固定される。また、光半導体素子１は搭載部２ａに接着剤等で接着されて搭載され、また、蓋体６は樹脂接着剤等から成る封止材を介して基体３の上側主面に接合される。
【００２４】
かくして、本発明の光半導体素子収納用パッケージは、Ｖ溝４を有する凸部２を基体３と一体成型することにより、作動時に光半導体素子が発熱しても凸部２と基体３とが同じ樹脂から成るため、基体３との熱膨張差によって凸部２に反りが発生することがなく、その結果光ファイバと光半導体素子１との光結合効率を良好に維持できる。
【００２５】
【実施例】
本発明の光半導体装置の実施例を以下に説明する。
【００２６】
図１，図２に示した光半導体装置を以下のようにして構成した。オルソクレゾールノボラック型エポキシ系熱硬化性樹脂を用いたトランスファモールド成型法により基体３（外形寸法が縦７．４ｍｍ×横１３．２ｍｍ×高さ４．３ｍｍ）を作製した。このとき、Ｖ溝４の長さは３．５ｍｍ、幅は０．１５ｍｍ、深さは０．１ｍｍ、内面の十点平均粗さは３μｍであり、凸部２の上面の十点平均粗さは４μｍであった。次に、基体３の取付部５に光ファイバのフェルールを接着剤で接着し、Ｖ溝４に光ファイバの端部を設置し接着剤で接着して固定した。また、凸部２の上面の搭載部２ａに光半導体素子（ＬＤ、レーザ光の波長１．３１μｍ、出力１０ｍＷ）１を接着剤で接着して搭載し、基体３の側壁部に形成された貫通孔から成る端子の取付部（図示せず）に駆動信号入力用の端子を接着剤で接着して取り付けた。このとき、光半導体素子１と光ファイバの光入出射端との間隔は０．０２ｍｍとした。そして、基体３の上側主面に厚さが０．５ｍｍの４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ合金）から成る蓋体６を接着剤で接着して接合することにより光半導体装置を作製した。
【００２７】
また比較例として、図３，図４の光半導体装置を以下のようにして構成した。上記実施例と同じ寸法の基体１３をオルソクレゾールノボラック型エポキシ系熱硬化性樹脂を用いたトランスファモールド成型法により作製し、基体１３の凹部の底面にＳｉから成るサブマウント１２を接着し、サブマウント１２の上面に光半導体素子（ＬＤ、レーザ光の波長１．３１μｍ、出力１０ｍＷ）１１を接着して搭載した。サブマウント１２の上面にはエッチングによりＶ溝１４が形成されている。Ｖ溝１４の長さは３．５ｍｍ、幅は０．１５ｍｍ、深さは０．１ｍｍとした。光ファイバおよび端子は上記実施例と同様にして取り付け、そして基体１３の上側主面に４２アロイから成る蓋体１６を接着剤で接着して接合することにより、従来構成の光半導体装置を作製した。
【００２８】
これらの光半導体装置を温度サイクル試験装置（株式会社タバイエスペック製製品名「ＴＳＡ−２０１Ｓ」）内にセットし、温度サイクル（−４０℃〜８５℃）を１サイクル（７時間）加えたときの光ファイバの光出力の出力変動を光パワーメータで測定した結果を図５，図６に示す。図５が比較例の結果を示し、図６が本実施例の結果を示す。
【００２９】
図５，図６より、比較例の光半導体装置では光ファイバの出力変動が約±１．５ｄＢであるのに対して、本実施例の光半導体装置では光ファイバの出力変動が約±０．５ｄＢと小さくなった。つまり、本実施例の光半導体装置は、比較例のものよりも光半導体素子１と光ファイバとの光軸のずれが発生しにくいものであり、光半導体素子１と光ファイバとの光結合効率が良好に維持されていることが判った。
【００３０】
次に、Ｖ溝４の内面の十点平均粗さを０．１，０．２，１，３，５，７，１０，１３，１５（μｍ）に種々に設定し、他の構成は上記実施例と同様に構成した９種のサンプルを各１０個作製し、これらについてＶ溝４の成型性とＶ溝４の内面の樹脂バリについて評価した結果を表１に示す。
【００３１】
なお、表１において、Ｖ溝の成型性の欄で○は成型性良、×は成型性不良を示し、Ｖ溝の内面の樹脂バリ発生状況の欄で○は樹脂バリが発生していないこと、×は樹脂バリが多数の光半導体装置に発生したこと、△は樹脂バリが数個の光半導体装置に発生したことを示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】
表１より、Ｖ溝４の内面の十点平均粗さが０．２μｍ未満でＶ溝４の成型性が悪くなり、１０μｍを超えるとＶ溝４の内面に樹脂バリが発生した。つまり、Ｖ溝４の内面の十点平均粗さは０．２〜１０μｍとすればＶ溝４が良好に形成されることが判った。また、Ｖ溝４を成型する金型の表面粗さはそのままＶ溝４に転写されるため、Ｖ溝４を成型する金型の十点平均粗さも０．２〜１０μｍとするものである。
【００３４】
なお、樹脂バリが発生したものについては、光ファイバをＶ溝４に設置することが困難なため不良品となった。
【００３５】
なお、本発明は上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上側主面に形成された凹部の底面に、光半導体素子の搭載部を上面に有する略直方体状の凸部が形成された樹脂製の基体と、凸部の上面の搭載部から一辺にかけて形成された、光ファイバの端部を設置するための断面形状がＶ形の溝と、基体の溝の延長線が通る部位に凹部から基体の外側面にかけて形成された貫通孔または切欠き部から成る光ファイバの取付部とを具備しており、溝の内面の十点平均粗さが０．２〜１０μｍであることにより、光半導体素子が作動時に発熱しても、基体との熱膨張差によって凸部が反ることがなく、その結果光ファイバと光半導体素子との光結合効率を良好に維持することができる。また、金型で溝を成型する際に金型に対する樹脂の付着性（着き廻り）が適度に維持されて溝が正確に形成されるとともに、溝の内面に樹脂のバリ等が発生するのを抑えることができる。
【００３７】
本発明の光半導体装置は、上記本発明の光半導体素子収納用パッケージと、基体の取付部に端部が挿通されて取り付けられるとともに凸部の上面の溝に端部が設置された光ファイバと、光ファイバに光学的に結合されて凸部の搭載部に搭載された光半導体素子と、基体の上側主面の凹部の周囲に接合された蓋体とを具備したことにより、上記本発明の光半導体パッケージを用いた、光信号の伝送効率に優れ信頼性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光半導体素子収納用パッケージについて実施の形態の例を示す平面図である。
【図２】本発明の光半導体素子収納用パッケージについて実施の形態の例を示す断面図である。
【図３】従来の光半導体素子収納用パッケージの例を示す平面図である。
【図４】従来の光半導体素子収納用パッケージの例を示す断面図である。
【図５】従来の光半導体素子収納用パッケージについて光ファイバの出力変動を測定した結果を示すグラフである。
【図６】本発明の光半導体素子収納用パッケージについて光ファイバの出力変動を測定した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１：光半導体素子
２：凸部
３：基体
４：Ｖ溝[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical semiconductor element housing package for housing an optical semiconductor element and an optical semiconductor device used in an optical communication field or the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, optical semiconductor element housings for housing optical semiconductor elements such as a semiconductor laser (LD) that converts an electric signal into an optical signal and a photodiode (PD) that converts an optical signal into an electric signal are used in the optical communication field. FIGS. 3 and 4 show an example of a package for use (hereinafter, also referred to as an optical semiconductor package). FIG. 3 is a plan view of a conventional optical semiconductor package, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the conventional optical semiconductor package.
[0003]
3 and 4, reference numeral 11 denotes an optical semiconductor element, 12 denotes a submount for mounting the optical semiconductor element 11, 13 denotes a base, and 14 denotes a V-shaped groove (V-groove) formed on the upper surface of the submount 12. ), 15 is an optical fiber attaching portion formed of a through hole or a cutout formed in a side wall portion of the base, and 16 is a lid.
[0004]
The optical semiconductor element 11 is mounted on the mounting portion on the upper surface of the submount 12 with an adhesive or the like, and after mounted on the bottom surface of the base 13, the end of an optical fiber (not shown) is inserted into the V groove 14 of the submount 12. It is installed, adhesively fixed, and optically coupled to the optical semiconductor element 11. The submount 12 is formed of a substrate made of silicon (Si) or the like, and a V groove 14 is formed by processing the substrate by etching or the like.
[0005]
Such an optical semiconductor package is formed by a transfer molding method using an epoxy-based thermosetting resin or an injection molding method using a thermoplastic resin. A metal terminal (not shown) for driving the optical semiconductor device 11 and extracting an electric signal extracted from the optical semiconductor element 11 is attached to the outside. Then, the lid 16 is joined to the upper surface of the base 13 via a sealing material such as a resin adhesive to form an optical semiconductor device.
[0006]
In this optical semiconductor device, an optical signal is emitted from the optical semiconductor element 11 inside the base 13, and the optical signal is extracted outside through the V-groove 14 of the submount 12 and the optical fiber attached to the mounting portion 15 of the base 13. Or an optical semiconductor used in a high-speed optical communication field or the like by causing an optical semiconductor element 11 to receive an optical signal transmitted through an optical fiber and generating an electric signal corresponding to the received light in the optical semiconductor element 11. Functions as a device.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional package for housing an optical semiconductor element, when the optical semiconductor element 11 generates heat during operation, a difference in thermal expansion occurs between the submount 12 and the base 13, and the submount 12 warps, and the optical fiber and the optical There is a problem that the optical coupling efficiency of the semiconductor element 11 is deteriorated.
[0008]
Therefore, the present invention has been completed in view of the above problems, and an object of the present invention is to maintain good optical coupling efficiency between an optical semiconductor element and an optical fiber, and to efficiently transmit an optical signal through an optical fiber. Is to provide things.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The optical semiconductor element housing package of the present invention is a resin base in which a substantially rectangular parallelepiped convex portion having a mounting portion for an optical semiconductor element on an upper surface is formed on a bottom surface of a concave portion formed on an upper main surface; A groove having a V-shaped cross section for installing an end of an optical fiber formed from one side of the mounting portion on the upper surface of the convex portion, and a portion passing through an extension of the groove of the base through the concave portion. An optical fiber mounting portion comprising a through hole or a notch formed over the outer surface of the base, wherein the ten-point average roughness of the inner surface of the groove is 0.2 to 10 μm. I do.
[0010]
In the package for housing an optical semiconductor element of the present invention, the convex portion for mounting the optical semiconductor element is formed integrally with the base. As a result, it is possible to maintain good optical coupling efficiency between the optical fiber and the optical semiconductor device. In addition, since the ten-point average roughness of the inner surface of the groove (according to JIS B0601) is 0.2 to 10 μm, the adhesiveness of the resin to the mold when the groove is molded with the mold is appropriately maintained. As a result, the groove is accurately formed, and the occurrence of burrs of the resin on the inner surface of the groove can be suppressed.
[0011]
In the optical semiconductor device of the present invention, the optical semiconductor element accommodating package of the present invention is attached to the mounting portion of the base by inserting an end into the mounting portion, and the end is provided in the groove on the upper surface of the convex portion. An optical fiber, an optical semiconductor element optically coupled to the optical fiber and mounted on the mounting portion of the convex portion, and a lid joined around the concave portion on the upper main surface of the base. It is characterized by having.
[0012]
With the above configuration, the optical semiconductor device of the present invention has excellent optical signal transmission efficiency and high reliability using the optical semiconductor package of the present invention.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The optical semiconductor element storage package of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a plan view showing an example of an embodiment of the optical semiconductor package of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of the optical semiconductor package of the present invention.
[0014]
1 and 2, reference numeral 1 denotes an optical semiconductor device, 2 denotes a convex portion, 2a denotes a mounting portion of the optical semiconductor device 1, 3 denotes a substrate, and 4 denotes a V-shaped groove formed in the convex portion 2 (hereinafter referred to as a groove). , V-groove), 5 is an optical fiber mounting portion formed on the base, and 6 is a lid. The base 3 and the lid 6 constitute a container for housing the optical semiconductor element 1 inside.
[0015]
The package for housing an optical semiconductor element according to the present invention is a resin base in which a substantially rectangular parallelepiped convex part 2 having a mounting part 2a of the optical semiconductor element 1 on an upper surface is formed on a bottom surface of a concave part formed on an upper main surface. 3, a groove 4 having a V-shaped cross-section for installing an end of an optical fiber formed from the mounting portion 2a on the upper surface of the convex portion 2 to one side, and a portion through which an extension of the groove 4 of the base 3 passes. And an optical fiber mounting portion 5 comprising a through hole or a cutout formed from the concave portion to the outer surface of the base 3. The ten-point average roughness of the inner surface of the groove 4 is 0.2 to 10 μm. is there.
[0016]
On the upper surface of the convex portion 2 formed on the bottom surface of the concave portion of the base 3, a mounting portion 2a for mounting the optical semiconductor element 1 with a resin adhesive or the like is provided. The base 3 is formed with a concave portion on its upper surface, and the concave portion forms a space for accommodating the optical semiconductor element 1 inside.
[0017]
In the present invention, an optical signal is emitted from the optical semiconductor element 1 inside the base 3, and the optical signal is transmitted through an optical fiber installed and fixed in the V-groove 4 and the mounting portion 5 and taken out. Alternatively, the optical signal transmitted through the optical fiber is received by the optical semiconductor element 1, and an electric signal corresponding to the received light is generated by the optical semiconductor element 1. Thereby, it functions as an optical semiconductor device used in a high-speed optical communication field or the like.
[0018]
The optical semiconductor element 1 is mounted on the mounting portion 2 a of the convex portion 2 having the V groove 4 integrally formed with the base 3. The end of the optical fiber is set in the V-groove 4, fixed with an adhesive or the like, and optically coupled to the optical semiconductor element 1. The base 3 on which the convex portion 2 having the V groove 4 is integrally molded is formed by a transfer molding method using an epoxy-based thermosetting resin or a thermoplastic resin such as polyphenylene sulfide (PPS) or liquid crystal polymer (LCP). It is formed by an injection molding method using a resin. Further, a terminal mounting portion formed of a through hole or a notch is formed in the side wall portion of the base 3, and a drive signal is input to the optical semiconductor device 1 or generated in the optical semiconductor device 11 in the mounting portion. A metal terminal (not shown) for extracting an electric signal is attached.
[0019]
The ten-point average roughness of the inner surface of the V groove 4 is 0.2 to 10 μm. If it is less than 0.2 μm, the ten-point average roughness of the surface of the projection for molding the V-groove 4 of the mold is about 0.2 μm. Since the adhesiveness of the resin to the part (the surrounding area) is too low, the moldability deteriorates and it becomes difficult to form the V-groove 4 accurately. If it exceeds 10 μm, the ten-point average roughness of the surface of the projection for molding the V-groove 4 of the mold becomes about 10 μm. Is too strong, so that burrs and the like of the resin easily occur on the inner surface of the V groove 4.
[0020]
Further, the length of the V groove 4 is preferably 1 to 20 mm. If it is less than 1 mm, the bonding area between the optical fiber and the groove 4 becomes small, the bonding strength between the optical fiber and the groove 4 becomes insufficient, and it becomes difficult to firmly fix the optical fiber to the groove 4. If it exceeds 20 mm, it will be difficult to reduce the size of the optical semiconductor package.
[0021]
In the present invention, the ten-point average roughness of the upper surface of the convex portion 2 including the mounting portion 2a is preferably 0.2 to 10 μm. If the thickness is less than 0.2 μm, the bonding strength between the optical semiconductor device 1 and the mounting portion 2a becomes insufficient, and it becomes difficult to firmly fix the optical semiconductor device 1 to the mounting portion 2a. If it exceeds 10 μm, the positional accuracy of the optical semiconductor element 1 tends to deteriorate due to irregularities on the surface of the mounting portion 2a, and the optical coupling efficiency with the optical fiber tends to decrease.
[0022]
The metal terminal is made of a metal such as an iron (Fe) -nickel (Ni) -cobalt (Co) alloy or an Fe-Ni alloy, and is rolled into an ingot made of, for example, an Fe-Ni-Co alloy. It is formed in a predetermined shape by applying a conventionally known metal working method such as a stamping method or a stamping method. The terminal is preferably coated with a metal such as Ni or gold (Au) having good conductivity and excellent corrosion resistance to a predetermined thickness (about 1 to 20 μm) by a plating method on the exposed surface. And the connection between the terminal and an electrical connection means such as a bonding wire and the connection between the terminal and an external electric circuit can be made highly reliable.
[0023]
The optical semiconductor device according to the present invention includes an optical semiconductor package according to the present invention, and an optical semiconductor package having an end portion inserted into the mounting portion 5 of the base 3 and mounted in the V-groove 4 on the upper surface of the convex portion 2. It comprises a fiber, an optical semiconductor element 1 optically coupled to an optical fiber and mounted on the mounting portion 2a of the convex portion 2, and a lid 6 joined around the concave portion on the upper main surface of the base 3. It is constituted by. In this case, the optical fiber is attached by attaching a ferrule or the like provided at the end thereof to the attachment portion 5 with an adhesive or the like, and the end of the optical fiber protruding from the ferrule is installed and fixed in the V-groove 4. . The optical semiconductor element 1 is mounted on the mounting portion 2a by bonding with an adhesive or the like, and the lid 6 is bonded to the upper main surface of the base 3 via a sealing material made of a resin adhesive or the like.
[0024]
Thus, in the package for housing an optical semiconductor device of the present invention, the convex portion 2 having the V groove 4 is integrally formed with the base 3 so that the convex portion 2 and the base 3 are the same even if the optical semiconductor element generates heat during operation. Since the protrusions 2 are made of resin, the protrusions 2 do not warp due to a difference in thermal expansion with the base 3, and as a result, the optical coupling efficiency between the optical fiber and the optical semiconductor element 1 can be maintained well.
[0025]
【Example】
An embodiment of the optical semiconductor device of the present invention will be described below.
[0026]
The optical semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2 was configured as follows. A substrate 3 (external dimensions: 7.4 mm in length × 13.2 mm in width × 4.3 mm in height) was prepared by a transfer molding method using an ortho-cresol novolak type epoxy thermosetting resin. At this time, the length of the V groove 4 is 3.5 mm, the width is 0.15 mm, the depth is 0.1 mm, the ten-point average roughness of the inner surface is 3 μm, and the ten-point average roughness of the upper surface of the projection 2 is Was 4 μm. Next, an optical fiber ferrule was bonded to the mounting portion 5 of the base 3 with an adhesive, and the end of the optical fiber was set in the V-groove 4 and bonded and fixed with an adhesive. Further, an optical semiconductor element (LD, laser beam wavelength: 1.31 μm, output: 10 mW) 1 is bonded and mounted on a mounting portion 2 a on the upper surface of the convex portion 2 with an adhesive, and a through hole formed on a side wall portion of the base 3 is mounted. A drive signal input terminal was attached to an attachment portion (not shown) of the terminal formed of a hole by bonding with an adhesive. At this time, the distance between the optical semiconductor element 1 and the light input / output end of the optical fiber was 0.02 mm. Then, an optical semiconductor device was manufactured by bonding a lid 6 made of a 42 alloy (Fe-Ni alloy) having a thickness of 0.5 mm to the upper main surface of the base 3 with an adhesive.
[0027]
As a comparative example, the optical semiconductor device shown in FIGS. 3 and 4 was configured as follows. A substrate 13 having the same dimensions as those of the above embodiment was prepared by a transfer molding method using an ortho-cresol novolac type epoxy-based thermosetting resin, and a submount 12 made of Si was bonded to the bottom surface of the concave portion of the substrate 13 to form a submount. An optical semiconductor element (LD, laser beam wavelength: 1.31 μm, output: 10 mW) 11 was mounted on the upper surface of 12 by bonding. A V-groove 14 is formed on the upper surface of the submount 12 by etching. The length of the V-groove 14 was 3.5 mm, the width was 0.15 mm, and the depth was 0.1 mm. The optical fiber and the terminal were attached in the same manner as in the above-described embodiment, and the lid 16 made of 42 alloy was bonded to the upper main surface of the base 13 with an adhesive to form an optical semiconductor device having a conventional configuration. .
[0028]
These optical semiconductor devices were set in a temperature cycle test apparatus (product name “TSA-201S” manufactured by Tabai Espec Co., Ltd.), and one cycle (-7 hours) of a temperature cycle (−40 ° C. to 85 ° C.) was applied. FIGS. 5 and 6 show the results of measuring the output fluctuation of the optical output of the optical fiber with an optical power meter. FIG. 5 shows the result of the comparative example, and FIG. 6 shows the result of the present example.
[0029]
5 and 6, the output fluctuation of the optical fiber is about ± 1.5 dB in the optical semiconductor device of the comparative example, while the output fluctuation of the optical fiber is about ± 0.5 dB in the optical semiconductor device of the present embodiment. It became as small as 5 dB. That is, in the optical semiconductor device of the present embodiment, the optical axis of the optical semiconductor element 1 and the optical fiber is less likely to be shifted than in the comparative example, and the optical coupling efficiency between the optical semiconductor element 1 and the optical fiber is reduced. Was maintained satisfactorily.
[0030]
Next, the ten-point average roughness of the inner surface of the V-groove 4 is variously set to 0.1, 0.2, 1, 3, 5, 7, 10, 13, 15 (μm), and the other configuration is as described above. Table 1 shows the results of the evaluation of the moldability of the V-groove 4 and the resin burr on the inner surface of the V-groove 4 with respect to ten samples each of which was prepared in the same manner as in the example.
[0031]
In Table 1, in the column of moldability of the V groove, ○ indicates good moldability, and X indicates poor moldability, and in the column of resin burrs on the inner surface of the V groove, は indicates that no resin burrs were generated. , × indicate that resin burrs occurred in many optical semiconductor devices, and Δ indicate that resin burrs occurred in several optical semiconductor devices.
[0032]
[Table 1]
[0033]
According to Table 1, the moldability of the V-groove 4 was deteriorated when the ten-point average roughness of the inner surface of the V-groove 4 was less than 0.2 μm, and resin burrs were generated on the inner surface of the V-groove 4 when the roughness exceeded 10 μm. That is, when the ten-point average roughness of the inner surface of the V-groove 4 was set to 0.2 to 10 μm, it was found that the V-groove 4 was formed well. Further, since the surface roughness of the mold for molding the V-groove 4 is transferred to the V-groove 4 as it is, the ten-point average roughness of the mold for molding the V-groove 4 is also 0.2 to 10 μm.
[0034]
The resin burrs were defective because it was difficult to install the optical fiber in the V-groove 4.
[0035]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
[0036]
【The invention's effect】
The package for housing an optical semiconductor element of the present invention includes a resin base in which a substantially rectangular parallelepiped convex portion having a mounting portion for an optical semiconductor element on an upper surface is formed on a bottom surface of a concave portion formed on an upper main surface; A groove having a V-shaped cross section for installing the end of the optical fiber formed from the mounting portion on the upper surface of the portion to one side, and a portion formed from the concave portion to the outer surface of the substrate at a portion where an extension of the groove of the substrate passes. And an optical fiber mounting portion comprising a cut-out portion or a notch portion, and the ten-point average roughness of the inner surface of the groove is 0.2 to 10 μm, so that the optical semiconductor element generates heat during operation. Even so, the convex portions do not warp due to the difference in thermal expansion with the base, and as a result, the optical coupling efficiency between the optical fiber and the optical semiconductor element can be maintained well. In addition, when the groove is formed by the mold, the adhesiveness of the resin to the mold (rounding) is appropriately maintained, the groove is accurately formed, and the occurrence of resin burrs on the inner surface of the groove is reduced. Can be suppressed.
[0037]
The optical semiconductor device according to the present invention includes the optical semiconductor element housing package according to the present invention, an optical fiber having an end portion inserted into the mounting portion of the base and attached thereto, and an end portion provided in a groove on the upper surface of the convex portion. The optical semiconductor device optically coupled to the optical fiber and mounted on the mounting portion of the convex portion, and the lid joined to the periphery of the concave portion of the upper main surface of the base, the The optical signal transmission efficiency using the optical semiconductor package is excellent and the reliability is high.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an example of an embodiment of an optical semiconductor element housing package of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of the package for housing an optical semiconductor element of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing an example of a conventional package for housing an optical semiconductor element.
FIG. 4 is a sectional view showing an example of a conventional package for housing an optical semiconductor element.
FIG. 5 is a graph showing a result of measuring output fluctuation of an optical fiber for a conventional package for housing an optical semiconductor element.
FIG. 6 is a graph showing the results of measuring the output fluctuation of an optical fiber for the package for housing an optical semiconductor element of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: optical semiconductor element 2: convex portion 3: base 4: V groove