(57)【要約】【課題】反りなどの変形を抑制することが可能な光通信モジュールおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】基板１と、基板１に搭載された発光素子３および受光素子４と、発光素子３および受光素子４を駆動制御するための駆動ＩＣ５と、発光素子３、受光素子４、および駆動ＩＣ５を覆う樹脂パッケージと、を備えた光通信モジュールＡ１であって、基板１は、長矩形状とされており、上記樹脂パッケージの材料よりも線膨張係数が小であり、かつ弾性係数が大である材料からなるとともに、基板１と上記樹脂パッケージに挟まれており、かつ発光素子３および受光素子４を挟むように基板１の両長辺に沿って延びる１対の帯状部６１，６２を有する補強樹脂６をさらに備えている。【選択図】  図１
2008251698.tif 000002
【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および受光素子と、
上記発光素子および上記受光素子を駆動制御するための集積回路素子と、
上記発光素子、上記受光素子、および上記集積回路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、
上記基板は、長矩形状とされており、
上記樹脂パッケージの材料よりも線膨張係数が小であり、かつ弾性係数が大である材料からなるとともに、上記基板と上記樹脂パッケージに挟まれており、かつ上記発光素子および受光素子を挟むように上記基板の両長辺に沿って延びる１対の帯状部を有する補強樹脂をさらに備えていることを特徴とする、光通信モジュール。
【請求項２】
基板に搭載された発光素子、受光素子および集積回路素子と、これらを覆う樹脂パッケージとを備える光通信モジュールの製造方法であって、
基板材料に上記発光素子、上記受光素子、および上記集積回路素子を搭載する工程と、
上記樹脂パッケージの材料よりも線膨張係数が小であり、かつ弾性係数が大である材料を用いて、上記基板材料上に、上記発光素子および上記受光素子を挟んで互いに平行である１対の帯状部を有する補強樹脂を形成する工程と、
上記基板材料を、上記発光素子、上記受光素子、および上記集積回路素子と上記１対の帯状部の少なくとも一部ずつとを内包し、かつ上記１対の帯状部が延びる方向を長手方向とする長矩形状に切断する工程と、
を有することを特徴とする、光通信モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器における双方向通信などに用いられる光通信モジュールおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノートパソコン、携帯電話、電子手帳などの電子機器における双方向通信には、発光素子および受光素子を備えた光通信モジュールが用いられている。このような光通信モジュールには、たとえばＩｒＤＡ準拠の赤外線データ通信モジュールが含まれる。
【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１０に示す（たとえば、特許文献１参照）。同図に示された赤外線データ通信モジュールＸは、たとえばガラスエポキシ樹脂製の基板９１に搭載された発光素子９３、受光素子９４、集積回路素子９５、および樹脂パッケージ９６を備えている。基板９１には、金属膜からなる配線パターン９２が形成されている。樹脂パッケージ９６は、たとえば透明なエポキシ樹脂からなり、発光素子９３および受光素子９４の正面に位置する２つのレンズ９６ａ，９６ｂが形成されている。発光素子９３から発せられた赤外線は、レンズ９６ａにより指向性を高められて出射される。一方、図中上方から向かってきた赤外線は、レンズ９６ｂにより受光素子９４へと集光される。このようにして、赤外線データ通信モジュールＸによる赤外線を用いた双方向通信がなされる。
【０００４】
しかしながら、赤外線データ通信モジュールＸを構成する要素の中では、樹脂パッケージ９６の線膨張率が顕著に大である。赤外線データ通信モジュールＸの製造工程などにおいて樹脂パッケージ９６が加熱および冷却されると、この熱収縮に起因して樹脂パッケージ９６から基板９１に力が負荷される。この力が過大であると、赤外線データ通信モジュールＸ全体が、同図に示すように反ってしまう。このようなことでは、赤外線データ通信モジュールＸを適切に実装できないという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３２４９１６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、反りなどの変形を抑制することが可能な光通信モジュールおよびその製造方法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】
本発明の第１の側面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および受光素子と、上記発光素子および上記受光素子を駆動制御するための集積回路素子と、上記発光素子、上記受光素子、および上記集積回路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、上記基板は、長矩形状とされており、上記樹脂パッケージの材料よりも線膨張係数が小であり、かつ弾性係数が大である材料からなるとともに、上記基板と上記樹脂パッケージに挟まれており、かつ上記発光素子および受光素子を挟むように上記基板の両長辺に沿って延びる１対の帯状部を有する補強樹脂をさらに備えていることを特徴としている。
【０００８】
このような構成によれば、上記基板は、上記補強樹脂によってその剛性が高められることとなる。このため、上記樹脂パッケージがたとえば熱変形によって収縮しようとしても、上記基板が長手方向に反ってしまうことを抑制することができる。したがって、上記光通信モジュールの変形を回避することが可能であり、上記光通信モジュールを適切に実装することができる。
【０００９】
本発明の第２の側面によって提供される光通信モジュールの製造方法は、基板に搭載された発光素子、受光素子および集積回路素子と、これらを覆う樹脂パッケージとを備える光通信モジュールの製造方法であって、基板材料に上記発光素子、上記受光素子、および上記集積回路素子を搭載する工程と、上記樹脂パッケージの材料よりも線膨張係数が小であり、かつ弾性係数が大である材料を用いて、上記基板材料上に、上記発光素子および上記受光素子を挟んで互いに平行である１対の帯状部を有する補強樹脂を形成する工程と、上記基板材料を、上記発光素子、上記受光素子、および上記集積回路素子と上記１対の帯状部の少なくとも一部ずつとを内包し、かつ上記１対の帯状部が延びる方向を長手方向とする長矩形状に切断する工程と、を有することを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、上記基板材料を切断したときに、上記樹脂パッケージが熱変形によって収縮しようとしても、上記基板に内包される上記補強樹脂によって上記基板が過度に反ってしまうことを防止することができる。これは、上記光通信モジュールの変形を抑制するのに適している。
【００１１】
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】
【００１２】
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。
【００１３】
図１〜図３は、本発明に係る光通信モジュールの第１実施形態を示している。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３、受光素子４、駆動ＩＣ５、補強樹脂６、および樹脂パッケージ７を備えている。赤外線データ通信モジュールＡ１は、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）規格に準拠した赤外線を用いた双方向通信が可能に構成されている。なお、図１においては、理解の便宜上、樹脂パッケージ７を省略している。
【００１４】
基板１は、たとえばガラスエポキシ樹脂により、全体として平面視長矩形状に形成されており、一側面側に複数の凹溝１ａが形成されている。基板１には、配線パターン２が形成されている。配線パターン２は、たとえばＣｕからなる薄膜に対してパターン形成を施したものである。配線パターン２は、複数ずつの半リング状部２１，２３および内面部２２を有している。半リング状部２１，２３は、凹溝１ａの両端に配置されている。内面部２２は、凹溝１ａを覆っている。半リング状部２３および内面部２２によって、端子２４が構成されている。端子２４は、赤外線データ通信モジュールＡ１を面実装するために用いられる。
【００１５】
発光素子３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３は、たとえば導電性接着剤によって配線パターン２の一部にダイボンディングされている。発光素子３は、ワイヤ８により配線パターン２と接続されている。
【００１６】
受光素子４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、ワイヤ８により配線パターン２と接続されている。受光素子４は、受光面に赤外線を受光すると、その光量に応じた起電力を生じることが可能に構成されている。
【００１７】
駆動ＩＣ５は、発光素子３および受光素子４による送受信動作を制御するためのものであり、本発明で言う集積回路素子の一例である。駆動ＩＣ５は、ワイヤ８により配線パターン２と接続され、かつ配線パターン２を通じて発光素子３および受光素子４に接続されている。
【００１８】
補強樹脂６は、たとえばフィラーとしてＳｉＯ2の微小片を９０重量％程度含む樹脂からなり、１対の帯状部６１，６２によって構成されている。１対の帯状部６１，６２は、基板１の両長辺に沿って基板１の長手方向に延びており、発光素子３、受光素子４、および駆動ＩＣ５を挟んで互いに平行に配置されている。帯状部６１は、複数の半リング状部２１を覆っており、その一部が凹溝１ａ内に進入している。また、帯状部６１は、半リング状部２１に導通するワイヤ８の一端を覆っている。補強樹脂６は、上述した材質によって形成されることにより、後述する樹脂パッケージ７よりも線膨張係数が小であり、かつ弾性係数が大であるものとされている。
【００１９】
樹脂パッケージ７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７は、発光素子３、受光素子４、および駆動ＩＣ５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７には、２つのレンズ７ａ，７ｂが一体的に形成されている。レンズ７ａは、発光素子３の正面に位置しており、発光素子３から放射された赤外線を指向性を高めて出射するように構成されている。レンズ７ｂは、受光素子４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４の受光面４ａに入射するように構成されている。
【００２０】
次に、赤外線データ通信モジュールＡ１の製造方法の一例について、図４〜図７を参照しつつ、以下に説明する。
【００２１】
まず、図４に示すように、基板材料１Ａを用意する。基板材料１Ａは、たとえばガラスエポキシ樹脂からなり、図１に示した基板１を複数個取り可能なサイズとされている。本図は、１つの赤外線データ通信モジュールＡ１を製造するために必要な領域を示している。基板材料１Ａには、複数の貫通孔１Ａａを形成しておく。この基板材料１Ａに配線パターン２を形成する。配線パターン２は、発光素子３、受光素子４、および駆動ＩＣ５を搭載するための部分などのほかに、複数のリング状部２１Ａと、図６に示す複数のリング状部２３Ａおよび複数の内面部２２Ａとを有している。そして、発光素子３、受光素子４、および駆動ＩＣ５を基板材料１Ａに搭載し、ワイヤ８を適宜ボンディングする。
【００２２】
次いで、図５に示すように、補強樹脂６Ａを形成する。補強樹脂６Ａの形成は、たとえば、フィラーとしてのＳｉＯ2の微小片を９０重量％程度含む樹脂材料を塗布することによっておこなう。このとき、発光素子３、受光素子４、および駆動ＩＣ５を挟むとともに、その一方が複数の貫通孔１Ａａを塞ぐ１対の帯状となるように、上記樹脂材料を塗布する。上記樹脂材料としてたとえば熱硬化性を有するものを用いれば、上記樹脂材料を塗布した後に加熱することにより、１対の帯状部６１Ａ，６２Ａからなる補強樹脂６Ａを適切に形成することができる。図６に示すように、帯状部６１Ａの一部は、貫通孔１Ａａ内に進入した格好となる。
【００２３】
次いで、図７に示すように、封止樹脂７Ａを形成する。封止樹脂７Ａは、たとえばエポキシ樹脂を含む樹脂材料を用いて、トランスファモールド法によって形成する。この後は、図５に示す切断線ＣＬに沿って、基板材料１Ａを切断する。切断線ＣＬは、発光素子３、受光素子４、および駆動ＩＣ５と、１対の帯状部６１Ａ，６２Ａの一部ずつとを内包しており、１対の帯状部６１Ａ，６２Ａが延びる方向が長手方向となる矩形状とされている。この切断により、図１〜図３に示す赤外線データ通信モジュールＡ１が得られる。
【００２４】
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。
【００２５】
本実施形態によれば、封止樹脂７Ａを形成するエポキシ樹脂の線膨張係数が７０〜８０ｐｐｍ／℃程度であるのに対して、補強樹脂６Ａの線膨張係数は、１０ｐｐｍ／℃程度と極めて小さい。このため、赤外線データ通信モジュールＡ１の製造工程において加熱および冷却されることがあっても、補強樹脂６Ａは、樹脂パッケージ７Ａに対して膨張および収縮しようとする量が格段に小さい。しかも、ＳｉＯ2を多量に含む補強樹脂６Ａは、樹脂パッケージ７Ａと比べて弾性係数が大きい。基板材料１Ａを切断線ＣＬに沿って切断すると、樹脂パッケージ７が熱応力によって基板１の長手方向に収縮しようとすることが多い。補強樹脂６は、この収縮を抑える役割を果たす。しかも、１対の帯状部６１，６２が基板１の長手方向に平行に設けられていることにより、基板１が反ってしまうことを好適に回避することができる。したがって、赤外線データ通信モジュールＡ１に反りなどの変形が生じることを防止することが可能であり、回路基板などに適切に実装することができる。
【００２６】
また、図７に示すように、封止樹脂７Ａを形成するときには、複数の貫通孔１Ａａは帯状部６１Ａに塞がれている。これにより、たとえばトランスファモールド法を実施するときに、封止樹脂７Ａを形成するための樹脂材料が貫通孔１Ａａを通して基板材料１Ａの裏側に漏れ出てしまうことを防止することができる。これは、樹脂パッケージ７の形成不良や、端子２４が不当に絶縁されてしまうことなどを防止するのに適している。
【００２７】
一端が帯状部６１によって覆われたワイヤ８は、赤外線データ通信モジュールＡ１の製造工程や、赤外線データ通信モジュールＡ１の実装工程、およびその使用過程において配線パターン２から外れにくくなっている。これにより、赤外線データ通信モジュールＡ１の誤作動や機能停止を防止することができる。
【００２８】
図８および図９は、本発明に係る光通信モジュールの他の実施形態を示している。これらの図において、上記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いる。
【００２９】
図８は、本発明に係る光通信モジュールの第２実施形態を示している。本実施形態の赤外線データ通信モジュールＡ２は、補強樹脂６の構成が上述した実施形態と異なっている。本実施形態の補強樹脂６は、１対の帯状部６１，６２に加えて、１対の連結部６３を有している。１対の連結部６３は、基板１の両短辺に沿って配置されており、１対の帯状部６１，６２を連結している。このような構成により、補強樹脂６は、基板１の周縁に沿った長矩形の枠状とされている。このような補強樹脂６を形成するには、図５に示す製造工程において、補強樹脂６Ａを枠状に形成しておけばよい。本実施形態によれば、補強樹脂６の剛性をさらに高めることが可能であり、赤外線データ通信モジュールＡ２の変形をより防止することができる。
【００３０】
図９は、本発明に係る光通信モジュールの第３実施形態を示している。本実施形態の赤外線データ通信モジュールＡ３においては、補強樹脂６に連結部６４が形成されている点が、上述したいずれの実施形態とも異なっている。連結部６４は、基板１の長手方向中央付近において、１対の帯状部６１，６２を連結している。また、連結部６４は、駆動ＩＣ５を覆っている。このような構成により、補強樹脂６は、発光素子３および受光素子４を露出させる一方、基板１の大部分を覆うものとされている。
【００３１】
本実施形態によれば、赤外線データ通信モジュールＡ３の変形を、上述した実施形態における変形よりもさらに小さくすることができる。上述した材料からなる補強樹脂６は、ほとんど光を透さない。このような補強樹脂６によって駆動ＩＣ５を覆うことにより、駆動ＩＣ５の誤作動を防止することができる。また、ほとんどのワイヤ８の端部を補強樹脂６によって覆う格好となっている。これにより、ワイヤ８が配線パターン２から不当に外れてしまうことを防止することができる。
【００３２】
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。
【００３３】
本発明で言う補強樹脂の材料としては、上述した実施形態のものに限定されず、樹脂パッケージの材料よりも線膨張係数が小であり、かつ弾性係数が大であるものであればよい。また、補強樹脂の材料として、透光性を有するものを用いてもよいことはもちろんである。
【００３４】
発光素子および受光素子としては、赤外線を発光もしくは受光可能なものに限定されず、可視光をはじめとする様々な波長の光を発光もしくは受光可能なものを用いても良い。つまり、光通信モジュールとしては、赤外線データ通信モジュールに限定されず、たとえば可視光を用いた通信方式のものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る光通信モジュールの第１実施形態を示す要部平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】本発明に係る光通信モジュールの製造方法の一例において、基板材料に補強樹脂を形成する前の状態を示す要部平面図である。
【図５】本発明に係る光通信モジュールの製造方法の一例において、基板材料に補強樹脂を形成した状態を示す要部平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】本発明に係る光通信モジュールの製造方法の一例において、封止樹脂を形成する工程を示す要部断面図である。
【図８】本発明に係る光通信モジュールの第２実施形態を示す要部平面図である。
【図９】本発明に係る光通信モジュールの第３実施形態を示す要部平面図である。
【図１０】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】
【００３６】
Ａ１，Ａ２，Ａ３  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    溝
１Ａ    基板材料
１Ａａ  貫通孔
２      配線パターン
３      発光素子
４      受光素子
５      駆動ＩＣ（集積回路素子）
６      補強樹脂
７      樹脂パッケージ
７Ａ    封止樹脂
７ａ，７ｂ  レンズ
８      ワイヤ
２１    半リング状部
２１Ａ  リング状部
２２，２２Ａ  内面部
２３    半リング状部
２３Ａ  リング状部
２４    端子
６１，６２  帯状部
６３，６４  連結部
【図１】
2008251698.tif 000003
【図２】
2008251698.tif 000004
【図３】
2008251698.tif 000005
【図４】
2008251698.tif 000006
【図５】
2008251698.tif 000007
【図６】
2008251698.tif 000008
【図７】
2008251698.tif 000009
【図８】
2008251698.tif 000010
【図９】
2008251698.tif 000011
【図１０】
2008251698.tif 000012