(57)【要約】【課題】電磁シールド機能を良好に維持しつつ、受光感度の向上を図ることが可能な受光モジュールを提供する。【解決手段】受光素子２および集積回路素子３を搭載したグランド接続用の導体１Ａと、この導体１Ａの一部を外部に露出させるようにして受光素子２および集積回路素子３を封止する樹脂パッケージ４とを備えており、導体１Ａには、受光素子２を収容する凹部１３が形成されている受光モジュールＡであって、凹部１３の側壁面１４ａは、受けた光を反射可能であり、かつこの凹部１３の開口部側から底部側に進むほど受光素子２に接近するように傾斜している。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光素子を搭載したグランド接続用の導体と、この導体の一部を外部に露出させるようにして上記受光素子を封止する樹脂パッケージと、を備えており、
上記導体には、上記受光素子を収容する凹部が形成されている、受光モジュールであって、
上記凹部の側壁面は、受けた光を反射可能であり、かつ上記凹部の開口部側から底部側に進むほど上記受光素子に接近するように傾斜していることを特徴とする、受光モジュール。
【請求項２】
上記凹部の深さは、上記受光素子の厚み以上とされている、請求項１に記載の受光モジュール。
【請求項３】
上記受光素子は、４つの側面を有する矩形のチップ状であり、上記凹部の側壁面としては、上記受光素子の４つの側面にそれぞれ対面する４つの側壁面がある、請求項１または２に記載の受光モジュール。
【請求項４】
上記導体は、金属板を用いて構成されており、かつ上記凹部は、上記金属板にプレス加工を施すことにより形成されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の受光モジュール。
【請求項５】
上記受光素子とともに上記樹脂パッケージにより封止され、かつ上記受光素子からの電気信号を増幅して出力可能な集積回路素子を備えており、
上記樹脂パッケージは、可視光に対する遮光性と赤外線透過性とを有しており、
上記集積回路素子は、上記樹脂パッケージよりも遮光性が高い物質によって上記樹脂パッケージの内部においてさらに封止されている、請求項１ないし４のいずれかに記載の受光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線を利用したリモコン装置や短距離用光通信装置の受光部として用いるのに好適な受光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
リモコン装置用の受光モジュールは、一般的には、フォトダイオードとこのフォトダイオードからの電気信号を増幅する集積回路素子とが、樹脂パッケージにより封止された構造を有している。この樹脂パッケージの外部には、上記フォトダイオードや集積回路素子と電気的に接続された複数本の端子が突出した構造を有している。また、上記樹脂パッケージは、可視光線を遮断する一方、赤外線を透過させる材質である。このような受光モジュールにおいては、誤作動を防止する観点から、ＥＭＩ（Electromagnetic Interference：電磁妨害）対策を講じる必要がある。
【０００３】
そこで、従来においては、特許文献１に記載のものがある。同文献に記載された受光モジュールは、図５に示すように、端子用の導体９０に凹部９１が形成され、この凹部９１内にフォトダイオード８０が収容された構造を備えている。導体９０は、グランド接続される。
【０００４】
このような構成によれば、フォトダイオード８０の周囲は、凹部９１の側壁面９１ａによって囲まれる。このため、外部からフォトダイオード８０の側面８０ａに向けて進行しようとする電磁ノイズが凹部９１の周辺部によって遮蔽され、フォトダイオード８０についての電磁シールドが図られる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−４１５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術においては、凹部９１の側壁面９１ａは、フォトダイオード８０の側面８０ａと平行である。このため、側壁面９１ａとフォトダイオード８０との隙間Ｓを微小にすることはできるものの、このように隙間Ｓを微小にすると、フォトダイオード８０の上方から進行してきた光のうち、フォトダイオード８０の上部の受光面に対して直接進行しない光については、フォトダイオード８０によって受光されない。これでは、フォトダイオード８０による受光量が少なく、受光感度が悪くなる。一方、上記した隙間Ｓを比較的大きくした場合には、この隙間Ｓ内に進行してきた赤外線が側壁面９１ａによってフォトダイオード８０に向けて反射される場合があり、このことによってフォトダイオード８０の受光量の増加を図ることは可能である。ところが、既述したように、側壁面９１ａは、フォトダイオード８０の側面８０ａと平行であるため、この側壁面９１ａの反射によってフォトダイオード８０に入射する光量は余り多くならない。そして、この場合には、隙間Ｓが大きくされた分だけ、フォトダイオード８０についての電磁シールド機能が低下することとなる。
【０００７】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、電磁シールド機能を良好に維持しつつ、受光感度の向上を図ることが可能な受光モジュールを提供することを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の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。
【０００９】
本発明により提供される受光モジュールは、受光素子を搭載したグランド接続用の導体と、この導体の一部を外部に露出させるようにして上記受光素子を封止する樹脂パッケージと、を備えており、上記導体には、上記受光素子を収容する凹部が形成されている、受光モジュールであって、上記凹部の側壁面は、受けた光を反射可能であり、かつ上記凹部の開口部側から底部側に進むほど上記受光素子に接近するように傾斜していることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、上記凹部の側壁面が所定方向に傾斜しているために、上記側壁面のうち、上記凹部の底部寄りの部分については、上記受光素子に接近させつつ、上記凹部の開口部寄りの部分については、上記受光素子の側面から比較的大きな隙間を隔てて離間させた状態とすることができる。このようにすると、上記受光素子に対する上記凹部の周辺部分による電磁シールド機能を大きく損なうことなく、上記受光素子と上記凹部の側壁面との隙間に多くの光を進行させ、この光を上記側壁面によって反射させることにより上記受光素子に入射させることが可能となる。上記凹部の側壁面は傾斜しているために、たとえば上記受光素子の厚み方向と略同方向に進行してくる光であっても、上記受光素子の側面に向けて反射させることが可能であり、上記側壁面から上記受光素子に向けて反射される光量の割合も多くなる。このようなことにより、本発明においては、電磁シールド性能を良好に維持しつつ、従来技術よりも受光感度を高めることができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記凹部の深さは、上記受光素子の厚み以上とされている。このような構成によれば、受光素子の周囲を上記凹部の側壁面によって確実に囲み込むことが可能となり、電磁シールド機能を高めるのにより好適となる。
【００１２】
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、４つの側面を有する矩形のチップ状であり、上記凹部の側壁面としては、上記受光素子の４つの側面にそれぞれ対面する４つの側壁面がある。このような構成によれば、上記受光素子の４つの側面のそれぞれに対する電磁シールド効果や光の入射のし易さなどの条件の均一化を図り、たとえば４つの側面のうちのいずれか１つが、他の部分と比較して電磁ノイズを受け易くなったり、あるいは入射光量不足になるといったことを抑制することができる。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導体は、金属板を用いて構成されており、かつ上記凹部は、上記金属板にプレス加工を施すことにより形成されている。このような構成によれば、上記凹部の形成が容易であり、受光モジュールの製造コストの低減化を図るのに好適となる。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記受光素子とともに上記樹脂パッケージにより封止され、かつ上記受光素子からの電気信号を増幅して出力可能な集積回路素子を備えており、上記樹脂パッケージは、可視光に対する遮光性と赤外線透過性とを有しており、上記集積回路素子は、上記樹脂パッケージよりも遮光性が高い物質によって上記樹脂パッケージの内部においてさらに封止されている。集積回路素子は、強い光を受けることにより誤作動を行なう場合があるが、上記構成によれば、そのような誤作動の発生を抑制することができる。
【００１５】
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発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００１７】
図１〜図４は、本発明に係る受光モジュールの一実施形態を示している。本実施形態の受光モジュールＡは、テレビジョン受像機、ビデオデッキ、オーディオ機器、あるいは空調装置に組み込まれるなどして、赤外線リモコン用の送信機から送信されてくる赤外線の信号を受けるのに用いられるものである。図１および図２によく表われているように、この受光モジュールＡは、受光素子としてのフォトダイオード２と、集積回路素子３と、第１ないし第３の導体１Ａ〜１Ｃとを備え、これらを樹脂パッケージ４で封止した構造を有している。
【００１８】
第１ないし第３の導体１Ａ〜１Ｃは、鉄または銅などの金属板からなり、製造過程において、リードフレームと称される金属製フレームから切り離されることにより、互いに別体とされたものである。ただし、少なくとも第１の導体１Ａは、後述するように、所定部分が光反射面とされており、好ましくは、その表面には光の反射率の高い錫やその他の金属の層がメッキ処理などによって設けられている。第１ないし第３の導体１Ａ〜１Ｃのそれぞれの一部分は、樹脂パッケージ４の外部に突出しており、第１の導体１Ａの突出部分はグランド端子１０Ａ、第２の導体１Ｂの突出部分は電源電圧端子１０Ｂ、第３の導体１Ｃの突出部分は出力端子１０Ｃとされている。
【００１９】
第１の導体１Ａは、フォトダイオード２および集積回路素子３が搭載されたダイパッド部１１，１２を備えており、ダイパッド部１１には、上部開口状の凹部１３が形成されている。この凹部１３内に、フォトダイオード２が配されている。図２に示すように、凹部１３は、平面視矩形状であり、この凹部１３を規定する部分としては、４つの側板部１４と１つの底板部１５とがある。４つの側板部１４は、その上端部分が凹部１３の上部開口部の縁部に対して一体的に繋がり、かつ上記縁部から下向きに起立している。フォトダイオード２は、４つの側面を有する矩形のチップ状であり、フォトダイオード２の４つの側面に対して４つの側板部１４がそれぞれ対面している。底板部１５は、４つの側板部１４の下端部分に一体的に繋がっている。
【００２０】
凹部１３の側壁面１４ａ（各側板部１４の内側面）は、光反射率が比較的高い光反射面とされている。図３および図４によく表われているように、各側板部１４は、フォトダイオード２の側面とは非平行であり、凹部１３の側壁面１４ａは、上方から下方に進むほどフォトダイオード２に接近するように傾斜している。凹部１３を規定する各側板部１４および底板部１５は、第１の導体１Ａにプレス加工を施すことにより形成されている。プレス加工によれば、凹部１３の側壁面１４ａを傾斜状に仕上げるといったことが容易であり、また作業の迅速性にも優れ、この受光モジュールＡの製造コストを廉価にするのに好適である。好ましくは、凹部１３の深さは、フォトダイオード２の厚みの寸法以上とされており、このことによりフォトダイオード２の全体が凹部１３内に収容された構造となっている。
【００２１】
フォトダイオード２は、ｎ形半導体層を下層とし、かつｐ形半導体層を上層としたものであり、それらのｐｎ接合部に光が当たると、それに応じた光起電力が生じて電流が流れるようになっている。このフォトダイオード２の底部は、絶縁材（図示略）を介して凹部１３の底部に接合されている。図２に表われているように、このフォトダイオード２の上面には、ｐ形半導体層のアノードとしての電極２０ａが設けられており、この電極２０ａは、ワイヤＷａを介して第１の導体１Ａと接続されている。
【００２２】
このフォトダイオード２の上面には、ｎ形半導体層のカソードとしての一対の電極２０ｂ，２０ｃも設けられており、本実施形態においては、ノイズ除去を図る手段として、いわゆるダブルワイヤ方式が採用されている。一対の電極２０ｂ，２０ｃは、集積回路素子３の一対の電極３０ａ，３０ｂにワイヤＷｂ，Ｗｃを介して導通接続されている。図示説明は省略するが、フォトダイオード２のｐｎ接合部は、２つの領域に分けられており、一対の電極２０ｂ，２０ｃは、それら２つの領域にそれぞれ対応している。上記ｐｎ接合部の２つの領域が光を受けると、一対の電極２０ｂ，２０ｃのそれぞれから電気信号が集積回路素子３の一対の電極３０ａ，３０ｂに向けて出力される。このとき、２本のワイヤＷｂ，Ｗｃに電磁ノイズが作用し、これらワイヤＷｂ，Ｗｃを伝わる電気信号にノイズが乗ってしまう場合がある。これに対し、集積回路素子３は、そのような２つの電気信号の電流／電圧変換を終えた後に、それらの信号の差分をとり、上記した電磁ノイズを相殺することによって、上記ノイズが無い、または少ない電気信号が得られるように構成されている。
【００２３】
集積回路素子３は、フォトダイオード２からの電気信号を増幅するなどして外部の所望の制御機器に出力するものであり、電流／電圧変換回路、上記した差分処理を行なう差分回路、増幅回路、リミット回路、検波回路などを備えている。これらの回路は、サブストレート（ｐ形半導体層）の上に多数のｎｐｎ形トランジスタを造り込み、さらにその上に配線パターンを造り込むことによって構成されている。このため、集積回路素子３の上層部分は、配線パターンが広い面積で形成された層となっている。この層は、外部からこの集積回路素子３に向けて進行してくる電磁ノイズを遮蔽する機能を発揮する。集積回路素子３の上面には、上記した電極３０ａ，３０ｂに加え、電力供給用の電極３０ｃと、出力用の電極３０ｄも設けられている。これらの電極３０ｃ，３０ｄは、第２および第３の導体１Ｂ，１ＣにワイヤＷｄ，Ｗｅを介して導通接続されている。この集積回路素子３のサブストレートは、導電性を有するたとえば銀ペーストを介して第１の導体１Ａに接合されている。
【００２４】
樹脂パッケージ４は、可視光に対する遮光性を有する一方、赤外線透過性を有しており、たとえばエポキシ樹脂を主成分としている。この樹脂パッケージ４の上面には、凸状曲面のレンズ面４０が形成されており、外部から進行してきた赤外線は、このレンズ面４０によって集光され、フォトダイオード２によって受光されるようになっている。
【００２５】
集積回路素子３は、樹脂パッケージ４の内部において樹脂６によってその全体がさらに封止された二重封止構造とされている。この樹脂６は、樹脂パッケージ４とは異なり、赤外線に対する遮蔽性をも備えている。また、可視光に対する遮蔽性は、樹脂パッケージ４よりも高いものとされている。
【００２６】
次に、受光モジュールＡの作用について説明する。
【００２７】
まず、外部のリモコン送信機からこの受光モジュールＡに向けて赤外線の信号が送信されると、この赤外線は、樹脂パッケージ４のレンズ面４０を通過してフォトダイオード２へと向かう。理想的には、レンズ面４０の作用により集光された赤外線の略全量がフォトダイオード２の上面に入射すべきであるが、受光モジュールＡの斜め正面方向から赤外線が進行してきた場合などにおいては、フォトダイオード２の上面に直接入射する赤外線の量が少なくなり、フォトダイオード２の周辺に到達する赤外線の量が多くなってしまう場合がある。このような赤外線のうち、フォトダイオード２と凹部１３の側壁面１４ａとの隙間に進行してきた光は、側壁面１４ａによって反射される。その結果、この赤外線はフォトダイオード２に対してその側面から入射する。フォトダイオードは、一般的に、その側面からの光の入射によっても起電力を生じる構成となっており、本実施形態のフォトダイオード２も同様である。したがって、フォトダイオード２の上面に直接入射しない赤外線であっても、フォトダイオード２に適切に受光させることができる。
【００２８】
たとえば図３および図４の符号ｎ１で示すように、赤外線がフォトダイオード２の厚み方向に進行し、フォトダイオード２と側壁面１４ａとの隙間に進行してくる場合がある。これに対し、側壁面１４ａは傾斜しているために、このような角度で進行してくる赤外線についても、フォトダイオード２の側面に向けて適切に反射させることが可能であり、フォトダイオード２に向けて赤外線を反射させる際の効率が良い。また、側壁面１４ａが傾斜していることにより、凹部１３の上部開口部付近においては、側壁面１４ａとフォトダイオード２との隙間の幅が比較的広くなっている。したがって、この隙間に進行し、かつ側壁面１４ａによってフォトダイオード２に向けて反射される赤外線の量を、より多くすることが可能となる。このようなことにより、この受光モジュールＡの赤外線に対する受光感度は高いものとなる。
【００２９】
一方、凹部１３を規定する４つの側板部１４は、フォトダイオード２の周囲を囲んでおり、かつグランド電位にある。したがって、これら側板部１４がフォトダイオード２の側面に向けて進行する電磁ノイズを遮蔽することとなる。むろん、底板部１５も各側板部１４と同様な電磁シールド機能を発揮する。既述したように、凹部１３の上部開口部付近においては、各側板部１４とフォトダイオード２との隙間の幅が比較的広いものの、各側板部１４は傾斜しているため、フォトダイオード２の底部付近においては、上記隙間の幅をかなり小さくし、フォトダイオード２に各側板部１４を接近させることができる。このため、各側板部１４による電磁シールド効果を優れたものにすることができる。このように、この受光モジュールＡにおいては、フォトダイオード２に対する電磁シールド機能と赤外線の受光感度とのいずれについても良好なものにすることができる。また、この受光モジュールＡにおいては、４つの側板部１４がフォトダイオード２の４つの側面にそれぞれ対応して設けられている。したがって、フォトダイオード２の４つの側面のいずれについても、光の入射や電磁ノイズの遮蔽機能などを略同等に得ることが可能となり、たとえばいずれか１つの側面については、他の側面と比較して電磁ノイズの遮蔽機能が極端に劣ってしまうといったことも無い。
【００３０】
集積回路素子３については、この集積回路素子３のグランド電位に保たれたサブストレート、この集積回路素子３の上層の配線パターン、および第１の導体１Ａのダイパッド部１２が、電磁シールド機能を発揮することとなり、電磁ノイズに起因する誤作動防止が図られる。また、集積回路素子３は、その内部にｐｎ接合部をもつ種々の回路を有しているために、強い光を受けた場合には誤作動を生じる虞れがある。また、樹脂パッケージ４は、赤外線透過性を有し、また可視光については遮蔽性を有するものの、その光の強度が高い場合にはやはりこの光が樹脂パッケージ４内に進行してくる虞れがある。これに対し、集積回路素子３は、樹脂パッケージ４に加え、この樹脂パッケージ４よりも遮光性の高い樹脂６によっても封止されているために、外乱光に起因して誤作動を生じる虞れも適切に解消される。
【００３１】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る受光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。
【００３２】
たとえば、フォトダイオードが収容される凹部は、たとえば平面視円形状としてもよく、種々の形状にすることができる。ただし、上記実施形態のように、フォトダイオードの形状に対応した形状にすることが好ましい。また、凹部の側壁面は、傾斜していることが要件とされるが、その具体的な傾斜角度はとくに限定されるものではない。さらに、凹部の側壁面は、光の反射面として機能させるため、光の反射率を高くすることが望まれるが、その具体的な値も限定されない。
【００３３】
電磁シールド効果を高める上では、凹部の深さをフォトダイオードの高さよりも大きくすることが好ましいものの、やはりこれに限定されず、フォトダイオードの一部分が凹部よりも上方にはみ出していてもかまわない。受光素子としては、フォトダイオードに代えて、たとえばフォトトランジスタを用いることも可能である。さらに、本発明に係る受光モジュールは、赤外線受光用のものとして構成するのに最適であるが、これに限定されず、他の波長域の光を受光するためのものとして構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る受光モジュールの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の受光モジュールの樹脂パッケージを透視した平面図である。
【図３】図２のIII −III 断面図である。
【図４】図２のIV−IV断面図である。
【図５】従来技術の一例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
Ａ      受光モジュール
２      フォトダイオード（受光素子）
３      集積回路素子
４      樹脂パッケージ
６      樹脂
１Ａ    第１の導体（導体）
１３    凹部
１４ａ  側壁面
【図１】
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【図２】
2005079440.tif 000004
【図３】
2005079440.tif 000005
【図４】
2005079440.tif 000006
【図５】
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