(57)【要約】【課題】  小型化を図ることが可能な光通信モジュールを提供すること。【解決手段】  基板１と、基板１に搭載された発光素子２と、受光部３１を有する受光素子３と、発光素子２および受光素子３を駆動制御するための駆動ＩＣ４と、発光素子２および受光素子３のそれぞれの正面に形成された２つレンズ部５１，５２を有し、かつ発光素子２および受光素子３を覆う樹脂パッケージ５と、を備えた赤外線データ通信モジュールＡ１であって、受光素子３は、駆動ＩＣ４上に搭載されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
上記基板に搭載された発光素子と、
受光部を有する受光素子と、
上記発光素子および受光素子を駆動制御するための駆動ＩＣと、
上記発光素子および受光素子のそれぞれの正面に形成された２つレンズ部を有し、かつ上記発光素子および受光素子を覆う樹脂パッケージと、を備えた光通信モジュールであって、
上記受光素子は、上記駆動ＩＣに搭載されていることを特徴とする、光通信モジュール。
【請求項２】
上記受光素子は、上記駆動ＩＣの一端寄りに配置されている、請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項３】
上記駆動ＩＣのうち上記一端にある側面と上記受光素子の一側面とは、互いに面一とされている、請求項２に記載の光通信モジュール。
【請求項４】
上記駆動ＩＣは、上記基板に対してフリップチップ方式により接続されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の光通信モジュール。
【請求項５】
上記駆動ＩＣを覆う遮光樹脂をさらに備えており、かつ、
上記受光素子のうち少なくとも上記受光部は、上記樹脂パッケージにより直接覆われている、請求項１ないし４のいずれかに記載の光通信モジュール。
【請求項６】
上記発光素子と上記基板に形成された配線パターンとを導通させ、かつこの配線パターンとの接合部が上記遮光樹脂により覆われたワイヤをさらに備えている、請求項５に記載の光通信モジュール。
【請求項７】
上記受光素子と上記基板に形成された配線パターンとを導通させ、かつこの配線パターンとの接合部が上記遮光樹脂により覆われたワイヤをさらに備えている、請求項５または６に記載の光通信モジュール。
【請求項８】
上記受光素子と上記駆動ＩＣとを導通させ、かつ上記駆動ＩＣとの接合部が上記遮光樹脂により覆われたワイヤをさらに備えている、請求項５ないし７のいずれかに記載の光通信モジュール。
【請求項９】
上記受光素子は、上記駆動ＩＣに対して導電性樹脂を介してダイボンディングされている、請求項１ないし６のいずれかに記載の光通信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子および受光素子を備えることにより双方向通信が可能とされた光通信モジュールとしては、たとえばＩｒＤＡ準拠の赤外線データ通信モジュールがある。このような赤外線データ通信モジュールは、ノートパソコン、携帯型電話機、電子手帳などの電子機器に普及している。
【０００３】
この種の従来の赤外線データ通信モジュールの一例を図５に示す。この赤外線データ通信モジュールＸは、基板９１と、この基板９１に搭載された発光素子９２、受光素子９３、および駆動ＩＣ９４と、樹脂パッケージ９５とを備えている。樹脂パッケージ９５のうち発光素子９２および受光素子９３の正面部分には、２つのレンズ部がそれぞれ形成されている。駆動ＩＣ９４は、いわゆるフリップチップ形式により基板９１に搭載されている。このような方式を用いれば、駆動ＩＣ９４を基板９１に搭載するためのワイヤが備えられていないため、基板９１にはこのようなワイヤをボンディングするためのスペースが不要である。これにより、赤外線データ通信モジュールＸにおいては、図中左右方向における小型化が図られている。
【０００４】
しかしながら、近年におけるノートパソコン、携帯型電話機、および電子手帳などの電子機器の小型化はめざましく、赤外線データ通信モジュールＸとしてもさらなる小型化が求められている。発光素子９２、受光素子９３、および駆動ＩＣ９４は、それぞれの機能を適切に発揮させるためには、それに応じた大きさが必要である。また、これらを基板９１に配置し、所定の電気的接続を施すためには、そのためのスペースが必要となる。このため赤外線データ通信モジュールＸの小型化が困難となっており、上記電子機器の小型化に十分に対応できない場合があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１１４５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、小型化を図ることが可能な光通信モジュールを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本発明によって提供される光通信モジュールは、基板と、上記基板に搭載された発光素子と、受光部を有する受光素子と、上記発光素子および受光素子を駆動制御するための駆動ＩＣと、上記発光素子および受光素子のそれぞれの正面に形成された２つレンズ部を有し、かつ上記発光素子および受光素子を覆う樹脂パッケージと、を備えた光通信モジュールであって、上記受光素子は、上記駆動ＩＣに搭載されていることを特徴としている。
【０００９】
このような構成によれば、上記基板には上記受光素子を搭載するためのスペースが不要である。したがって、上記光通信モジュールの小型化を図ることが可能であり、この光通信モジュールが用いられる電子機器などの小型化に適切に対応することができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記受光素子は、上記駆動ＩＣの一端寄りに配置されている。このような構成によれば、上記駆動ＩＣを上記基板の中央寄りに配置することができる。これは、上記光通信モジュールの小型化に好ましい。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記駆動ＩＣのうち上記一端にある側面と上記受光素子の一側面とは、互いに面一とされている。このような構成によれば、上記駆動ＩＣの上記一端を上記受光素子から突出させないことが可能である。したがって、上記光通信モジュールの小型化に有利である。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記駆動ＩＣは、上記基板に対してフリップチップ方式により接続されている。本発明でいうフリップチップ方式とは、上記駆動ＩＣなどの半導体素子を実装するための実装技術のひとつであり、半導体素子に形成された電極と、基板に形成された電極とを位置合わせして実装する方式をいう。このような構成によれば、たとえば上記駆動ＩＣを電気的に接続するためのワイヤが不要であり、上記基板においてこのワイヤを接続するためのスペースを削減することができる。したがって、上記光通信モジュールの小型化に好適である。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記駆動ＩＣを覆う遮光樹脂をさらに備えており、かつ、上記受光素子のうち少なくとも上記受光部は、上記樹脂パッケージにより直接覆われている。このような構成によれば、上記駆動ＩＣに向かってくる外来の光を遮蔽することが可能であり、上記駆動ＩＣの誤動作を防止することができる。また、上記駆動ＩＣのうち上記受光素子により覆われた部分は、上記遮光樹脂により覆う必要がない。これは、上記遮光樹脂の使用量を少なくし、コスト抑制に有利である。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記発光素子と上記基板に形成された配線パターンとを導通させ、かつこの配線パターンとの接合部が上記遮光樹脂により覆われたワイヤをさらに備えている。このような構成によれば、上記遮光樹脂によりこのワイヤの接合部を保護することができる。したがって、上記樹脂パッケージの形成工程などにおいて、上記ワイヤが剥離してしまうことを防止することができる。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記受光素子と上記基板に形成された配線パターンとを導通させ、かつこの配線パターンとの接合部が上記遮光樹脂により覆われたワイヤをさらに備えている。このような構成によれば、上記遮光樹脂によりこのワイヤの接合部を保護することができる。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記受光素子と上記駆動ＩＣとを導通させ、かつ上記駆動ＩＣとの接合部が上記遮光樹脂により覆われたワイヤをさらに備えている。このような構成によれば、このワイヤの接合部を上記遮光樹脂により保護することが可能である。さらに、上記封止樹脂を形成する際に、流動性の高い樹脂材料を用いる場合には、この樹脂材料と上記ワイヤの接合部との間の表面張力を利用して、上記樹脂材料を盛り上げるように塗布することができる。これにより、上記遮光樹脂の厚さを大きくすることが可能であり、上記駆動ＩＣの誤動作防止効果をさらに高めることができる。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記受光素子は、上記駆動ＩＣに対して導電性樹脂を介してダイボンディングされている。このような構成によれば、上記駆動ＩＣには、たとえばワイヤを接続するためのスペースが不要である。したがって、たとえば上記受光素子が上記駆動ＩＣとほぼ同程度の大きさであっても、この受光素子を適切に搭載することができる。
【００１８】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００２０】
図１〜図３は、本発明に係る赤外線データ通信モジュールの一例を示している。図１に示すように、本実施形態の赤外線データ通信モジュールＡ１は、基板１、発光素子２、受光素子３、駆動ＩＣ４、樹脂パッケージ５、および遮光樹脂６を具備して構成されている。なお、図３においては、樹脂パッケージ５を省略した上で、遮光樹脂６を想像線で表している。
【００２１】
基板１は、ガラスエポキシなどの樹脂からなり、図３に示すように全体として平面視長矩形状に形成されている。基板１の表面には、配線パターン１１が形成されている。図１に示すように、基板１には、凹部１ａが形成されている。この凹部１ａの表面には、メッキ１２が形成されている。このメッキ１２は、たとえばＣｕメッキ、Ｎｉメッキ、およびＡｕメッキが積層されたものである。凹部１ａの底面には、発光素子２が搭載されている。また、基板１の図中上面には、駆動ＩＣ４が搭載されている。
【００２２】
発光素子２は、たとえば、赤外線を発することができる赤外線発光ダイオードなどからなる。発光素子２の図中下面は、導電性樹脂７２を介して凹部１ａのメッキ１２に接合されている。一方、発光素子２の図中上面は、ワイヤ８２により配線パターン１１の一部と接続されている。
【００２３】
駆動ＩＣ４は、発光素子２および受光素子３による送受信動作を制御するためのものであり、いわゆるフリップチップ方式により、基板１に搭載されている。すなわち、駆動ＩＣの図中下面には、複数の下面電極４２が形成されている。一方、基板１には、下面電極４２に対応する位置に配線パターン１１の一部が形成されている。基板１と駆動ＩＣ４との間には、異方性導電性樹脂７１が介在している。図２に示すように、異方性導電性樹脂７１は、エポキシ樹脂７１ａを主成分とし、多数の導電性粒子７１ｂが分散されたものである。導電性粒子７１ｂは、少なくともその表面がＡｕまたはＮｉなどにより形成されている。たとえば、基板１に対して駆動ＩＣ４が押し付けられた後に、エポキシ樹脂７１ａが硬化することにより、配線パターン１１と下面電極４２とは導電性粒子７１ｂを介して互いに導通している。
【００２４】
受光素子３は、たとえば、赤外線を感知することができるＰＩＮフォトダイオードなどからなり、図１および図３に示すように赤外線を受光する受光部３１を有している。図１に示すように受光素子３は、導電性樹脂７２を介して駆動ＩＣ４の図中上面にいわゆるダイボンディングされている。図１および図３に示すように、受光素子３は、駆動ＩＣ４の図中左端寄りに配置されている。また、受光素子３の側面３ａと駆動ＩＣ４の側面４ａとは、面一とされている。受光素子３は、たとえばＰＮ接合型の半導体として形成されており、図１における下側部分は、Ｎ型半導体層となっている。駆動ＩＣ４の図中上面には、上面電極４１が形成されている。受光素子３の上記Ｎ型半導体層と上面電極４１とは、導電性樹脂７２により導通している。一方、受光素子３の図中上側部分は、Ｐ型半導体層となっている。このＰ型半導体層は、ワイヤ８１を介して基板１の配線パターン１１の一部と導通している。
【００２５】
図１に示すように、駆動ＩＣ４、および受光素子３の図中下側部分は、遮光樹脂６により覆われている。遮光樹脂６は、外来の光を遮蔽して駆動ＩＣ４が誤動作することを防止するためのものである。遮光樹脂６は、たとえばエポキシ樹脂を主成分として、可視光を遮断吸収するための染料、紫外線の一部を遮断吸収するための黒色顔料であるカーボンブラック、および広い領域の波長の光を吸収可能な酸化チタンなどが含有されたものである。受光素子３のうち受光部３１を含む部分は、遮光樹脂６によっては覆われておらず、樹脂パッケージ５により直接覆われている。また、ワイヤ８１のうち配線パターン１１との接合部８１ａは、遮光樹脂６により覆われている。同様に、ワイヤ８２のうち配線パターン１１との接合部８２ａは、遮光樹脂６により覆われている。
【００２６】
樹脂パッケージ５は、たとえば顔料を含んだエポキシ樹脂により形成されており、可視光に対しては透光性を有しない反面、赤外線に対しては透光性を有する。この樹脂パッケージ５は、トランスファーモールド法などの手法により形成されており、図１に示すように、発光素子２、受光素子３、および駆動ＩＣ４を覆うように基板１上に設けられている。樹脂パッケージ５には、２つのレンズ部５１，５２が一体的に形成されている。レンズ部５１，５２は、いずれも図中上方に膨出した形状とされている。レンズ部５１は、発光素子２の正面に位置しており、発光素子２から放射された赤外線を集光しつつ出射するように構成されている。レンズ部５２は、受光素子３の正面に位置しており、赤外線データ通信モジュールＡ１に送信されてきた赤外線を集光して受光素子３に入射するように構成されている。
【００２７】
次に、赤外線データ通信モジュールＡ１の作用について説明する。
【００２８】
本実施形態によれば、基板１には受光素子３を搭載するためのスペースが不要である。これにより、少なくとも受光素子３のサイズに相当する分だけ、基板１の図１における左右方向長さを小さくすることができる。したがって、赤外線データ通信モジュールＡ１の小型化を図ることが可能であり、この赤外線データ通信モジュールＡ１が用いられる電子機器などの小型化に適切に対応することができる。
【００２９】
また、図１に示すように、受光素子３を駆動ＩＣ４の左端寄りに配置することにより、受光素子３を基板１の左端寄りに配置しつつ、駆動ＩＣ４を基板１の中央寄りに配置することができる。特に、本実施形態においては、受光素子３の側面３ａと駆動ＩＣ４の側面４ａとが面一とされていることにより、駆動ＩＣ４を受光素子３から図中左方に突出させないことが可能である。したがって、赤外線データ通信モジュールＡ１の小型化に有利である。なお、側面３ａ，４ａを面一としない構成であっても、受光素子３を駆動ＩＣ４の図中左端寄りに配置すれば、赤外線データ通信モジュールＡ１の小型化という効果が得られる。
【００３０】
駆動ＩＣ４がフリップチップ方式により基板１に接続されていることにより、たとえば駆動ＩＣ４を配線パターン１１に導通させるためのワイヤが不要である。これにより、基板１においてはこのようなワイヤを接続するためのスペースを削減することができる。したがって、赤外線データ通信モジュールＡ１の小型化に好適である。
【００３１】
駆動ＩＣ４を遮光樹脂６によって覆うことにより、駆動ＩＣ４の誤動作を防止することができる。また、駆動ＩＣ４のうち受光素子３により覆われた部分は、遮光樹脂６により覆う必要がない。これは、遮光樹脂６の使用量を少なくし、コスト抑制に有利である。さらに、遮光樹脂６を形成する際に、遮光樹脂６の材料として流動性の高い樹脂材料を用いる場合には、この樹脂材料と受光素子３との間に生じる表面張力により、この樹脂材料を駆動ＩＣ４の図中上面に多く残留させる、いわゆるアンカー効果が期待できる。したがって、遮光樹脂６により駆動ＩＣ４を適切に覆うことが可能であり、駆動ＩＣ４の誤動作防止に適している。
【００３２】
また、遮光樹脂６によりワイヤ８１の接合部８１ａを保護することができる。したがって、樹脂パッケージ５の形成工程などにおいて、ワイヤ８１が配線パターン１１から剥離してしまうことを防止することができる。さらに、遮光樹脂６を形成する際に、流動性の高い樹脂材料を用いる場合には、この樹脂材料とワイヤ８１との間の表面張力を利用して、この樹脂材料を接合部８１ａを含む領域に行き渡らせやすくなる。これによっても、遮光樹脂６により駆動ＩＣ４を適切に覆うことができる。これと同様に、遮光樹脂６によりワイヤ８２の接合部８２ａを保護することができる。また、表面張力を利用して、上記樹脂材料をワイヤ８２の接合部８２ａを含む領域に行き渡らせつつ、上記樹脂材料が接合部８２ａを超えて、図１における図中右方へと大きくはみ出してしまうことを抑制することが可能である。これにより、遮光樹脂６が凹部１ａや発光素子２を不当に覆ってしまうことを防止できる。
【００３３】
受光素子３をダイボンディングの手法を用いて駆動ＩＣ４に搭載することにより、駆動ＩＣ４上には、たとえばワイヤを接続するためのスペースが不要である。たとえば本実施形態とは異なり、受光素子３が駆動ＩＣ４とほぼ同程度の大きさであっても、この受光素子３を適切に搭載することができる。
【００３４】
図４は、本発明に係る赤外線データ通信モジュールの他の例を示している。なお、図４においては、上述した実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。
【００３５】
図４に示された赤外線データ通信モジュールＡ２においては、受光素子３は、絶縁性樹脂７３を介して駆動ＩＣ４にボンディングされており、この点が上述した実施形態と異なっている。また、駆動ＩＣ４の図中上面のうち受光素子３に覆われていない部分には、上面電極４１が形成されている。この上面電極４１と受光素子３の図中上面とは、ワイヤ８３により接続されている。ワイヤ８３のうち上面電極４１との接合部８３ａは、遮光樹脂６により覆われている。
【００３６】
このような実施形態によっても、駆動ＩＣ４のサイズが受光素子３よりも大きければ、駆動ＩＣ４にワイヤ８３を接続するためのスペースを確保しつつ、赤外線データ通信モジュールＡ２の小型化を図ることができる。また、ワイヤ８３の接合部８３ａを遮光樹脂６により保護することが可能であり、樹脂パッケージ５の形成工程などにおいて、ワイヤ８３が上面電極４１から剥離してしまうことを防止することができる。さらに、封止樹脂６を形成する際に、流動性の高い樹脂材料を用いる場合には、この樹脂材料とワイヤ８３の接合部８３ａとの間の表面張力を利用して、上記樹脂材料を図中上方へと盛り上げるように塗布することができる。これにより、遮光樹脂６のうち駆動ＩＣ４の図中上面を覆う部分の厚さを大きくすることが可能であり、駆動ＩＣ４の誤動作防止効果をさらに高めることができる。
【００３７】
本発明に係る光通信モジュールは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る光通信モジュールの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００３８】
フリップチップ方式の接続は、上述した異方性導電性樹脂を用いたものに限定されない。駆動ＩＣに形成された電極とこれに対応する基板の配線パターンとを位置合わせして接続する方式であれば、いわゆる異方性導電性フィルムを用いた方式や、駆動ＩＣおよび基板の双方に互いに突出するバンプを形成しておき、これらを互いに当接させた状態で絶縁性樹脂により接合する方式でもよい。
【００３９】
光通信モジュールとしては、赤外線を発光および受光可能な発光素子および受光素子を備えたＩｒＤＡ準拠の赤外線データ通信モジュールに限定されず、赤外線以外のあらゆる波長の光を発光および受光可能な発光素子および受光素子を用いた構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る光通信モジュールの一例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る光通信モジュールの一例を示す部分拡大断面図である。
【図３】本発明に係る光通信モジュールの一例を示す要部平面図である。
【図４】本発明に係る光通信モジュールの他の例を示す要部断面図である。
【図５】従来の光通信モジュールの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ａ１，Ａ２  赤外線データ通信モジュール（光通信モジュール）
１          基板
１ａ        凹部
２          発光素子
３          受光素子
３ａ        側面
４          駆動ＩＣ
４ａ        側面
５          樹脂パッケージ
６          遮光樹脂
１１        配線パターン
１２        メッキ
３１        受光部
４１        上面電極
４２        下面電極
５１，５２  レンズ部
７１        異方性導電性樹脂
７１ａ      エポキシ樹脂
７１ｂ      導電性粒子
７２        導電性樹脂
７３        絶縁樹脂
８１，８２，８３  ワイヤ
８１ａ，８２ａ，８３ａ  接合部
【図１】
2006261380.tif 000003
【図２】
2006261380.tif 000004
【図３】
2006261380.tif 000005
【図４】
2006261380.tif 000006
【図５】
2006261380.tif 000007