(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長矩形状をしているとともに所定厚みを有する基板における所定の導体パターンが形成された表面上に発光素子および受光素子が搭載され、それらが樹脂モールドにより一体化されている一方、上記基板の長手方向に沿う一側面には、上記導体パターンと導通するようにして一部が切欠されたスルーホールが複数並設されており、かつ、上記基板の裏面には、上記各スルーホールと導通するようにして複数の接続端子部が形成されており、外部の回路基板に対して上記基板の一側面が接するようにして半田実装可能な赤外線送受信モジュールであって、
上記各接続端子部は、それぞれ、上記各スルーホールが形成された上記基板の裏面の一側縁から、上記基板の短手方向に延び、かつこの基板の短手方向を長手軸とする略長矩形状に形成されており、上記接続端子部に接する半田のみを介して上記回路基板に接合されることを特徴とする、赤外線送受信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association ）による赤外線データ通信を行うために用いられる赤外線送受信モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、携帯型情報機器やノート型パーソナルコンピュータなどに搭載して、それらの機器同士あるいはプリンタなどの周辺機器との間において、ＩｒＤＡによる赤外線データ通信が行われている。
【０００３】
このような赤外線データ通信においては、内部に赤外線用の発光素子および受光素子が備えられた赤外線送受信モジュール（以下、単に「モジュール」という）が用いられる。このモジュールには、たとえば、基板上に上記各素子などを搭載しそれらを一体的にモールドした基板実装型のものがある。
【０００４】
図８は、この基板実装型のモジュールの一例を示し、特にモジュールが外部の回路基板に実装された状態を背面側から見た場合を示す。このモジュール２１は、同図に示すように、基板２２と、基板２２に一体的に形成された封止体２３とによって外観が形成されている。基板２２には、発光素子、受光素子、およびこれらを制御するＬＳＩチップ（いずれも図示せず）が搭載され、これらの電子部品を覆うように封止体２３が形成されている。モジュール２１の正面側には、発光素子の対向する面に発光用レンズ部２４が形成され、また、図示していないが、受光素子の対向する面に受光用レンズ部が形成されている。
【０００５】
基板２２の裏面（モジュール２１の背面）には、外部の回路基板Ｂと半田付けされて接合する接続端子部２５が形成され、この接続端子部２５は、基板２２の側面に形成されたスルーホール２６を介して、基板２２の、発光素子などの実装面に形成された、図示しない導体パターンと接続されている。
【０００６】
このようなモジュール２１を製作する際には、たとえば、シート状のガラスエポキシからなる集合基板を用い、その表面および裏面に所定の導体パターンを形成した後、モジュール２１ごとに、上記した電子部品を実装し、その後、それらを覆うように封止体２３をそれぞれ形成する。そして、集合基板を縦横に切断して、多数個のモジュール２１を得る。
【０００７】
上記製造工程において、基板２２の表面および裏面に所定の導体パターンを形成するには、たとえば、フォトリソグラフィー法を用いる。すなわち、表面に銅箔を施した基板２２に対してレジスト材料を塗布し、所望のパターンが形成されたマスクを用いて露光・現像をした後、エッチングによって銅箔の不要部分を除去する。そして、基板２２の表面および裏面は、「グリーンレジスト」と呼称される絶縁層によって、接続端子部２５などの露出するべき以外が覆われる。
【０００８】
そして、この単体のモジュール２１が外部の回路基板Ｂに実装される場合、図８に示すように、基板２２の裏面が外部の回路基板Ｂの表面に対して直交方向に沿うように実装され、裏面の接続端子部２５と、外部の回路基板Ｂの表面に形成された配線パターンＰとが半田付けにより接合される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、基板２２の裏面側を覆う絶縁層を、接続端子部２５を露出させるようにして形成する場合、フォトリソグラフィー法が用いられ、所定のマスクを用いて絶縁層の所定部分を露光した後、現像によって不要部分を除去する。この場合、マスクの装着位置がずれていると、接続端子部２５の露出される部分が小さくなることがある。接続端子部２５の露出部分が小さければ、このモジュール２１を回路基板Ｂに対して実装する場合、半田フィレットが十分に形成されにくくなり、あるいは形成されても剥がれやすくなり、モジュール１の接続端子部２５と回路基板Ｂの配線パターンＰとの接合が確実になされないおそれがある。また、このモジュール１は、上記したように集合基板を用いて形成されるため、マスクの装着位置がずれると、多数の接続端子部２５の露出に悪影響を及ぼすことになる。
【００１０】
【発明の開示】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、外部の回路基板と接合される接続端子部において、たとえば絶縁層を形成するためのマスクの装着にずれが生じても、支障なく回路基板と接合できる接続端子部を有する赤外線送受信モジュールを提供することを、その課題とする。
【００１１】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１２】
本願発明によれば、長矩形状をしているとともに所定厚みを有する基板における所定の導体パターンが形成された表面上に発光素子および受光素子が搭載され、それらが樹脂モールドにより一体化されている一方、上記基板の長手方向に沿う一側面には、上記導体パターンと導通するようにして一部が切欠されたスルーホールが複数並設されており、かつ、上記基板の裏面には、上記各スルーホールと導通するようにして複数の接続端子部が形成されており、外部の回路基板に対して上記基板の一側面が接するようにして半田実装可能な赤外線送受信モジュールであって、上記各接続端子部は、それぞれ、上記各スルーホールが形成された上記基板の裏面の一側縁から、上記基板の短手方向に延び、かつこの基板の短手方向を長手軸とする略長矩形状に形成されており、上記接続端子部に接する半田のみを介して上記回路基板に接合されることを特徴とする、赤外線送受信モジュールが提供される。
【００１３】
この構成によれば、たとえば、フォトリソグラフィー法により、基板の裏面を接続端子部を露出させるようにして絶縁層を覆う場合、本願発明によれば、接続端子部は略長矩形状に延びて形成されるので、露光用のマスクの位置が多少ずれても、略長矩形状の長手方向においてはこのずれ分を吸収することができ、外部の回路基板との接合において支障のない範囲を露出させることができる。したがって、接続端子部は、外部の回路基板と良好に接合することができる。
【００１４】
また、赤外線送受信モジュールが外部の回路基板に実装されて、裏面の略長矩形状の接続端子部と回路基板の配線パターンとが半田付けされる場合、半田フィリットを十分に付着した状態に形成でき、両者を堅固に接合させることができる。したがって、赤外線送受信モジュールの外部の回路基板に対する実装強度を向上させることができる。
【００１８】
本願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。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。
【００２０】
図１は、本願発明に係る赤外線送受信モジュールの斜視図である。図２は、図１に示す赤外線送受信モジュールの内部構成を示す図である。図３は、図１に示す赤外線送受信モジュールを外部の回路基板に実装したときの状態を示す斜視図である。また、図４は、図１に示す赤外線送受信モジュールの側面断面図である。
【００２１】
この赤外線送受信モジュール（以下、単に「モジュール」という）１は、図１および図２に示すように、略矩形状の基板２と、基板２に実装された発光素子３、受光素子４、およびＬＳＩチップ５と、これらを一体的に封止する封止体６とを具備して構成されている。
【００２２】
基板２は、ガラスエポキシ樹脂からなり、その表面には、所定の導体パターン９が形成され、モジュール１の背面にあたる基板２の裏面２ａには、このモジュール１を実装する外部の回路基板Ｂと接合するための複数の接続端子部７が形成されている。また、基板２の裏面２ａにおいて、接続端子部７以外の面には、裏面２ａに形成された導体パターンを保護するための絶縁層８が形成されている。基板２の長手方向に沿う一側面には、一部が切欠された複数のスルーホール９が形成され、上記接続端子部７は、このスルーホール９を介して、基板２の表面に形成された上記導体パターン１０と接続されている。なお、上記スルーホール９は、その軸心方向に沿って切断され、円柱状のスルーホール９の略半分が残るように形成されたものであり、切断された結果、スルーホール９の内周面が外部に露出されている。
【００２３】
発光素子３は、発光ダイオードなどからなり、図２に示すように、基板２上に実装され、金線Ｗなどによってワイヤボンディングされて導体パターン１０と接続されている。受光素子４は、ＰＩＮフォトダイオードなどからなり、発光素子３と同様に、基板２上に実装され、金線Ｗなどによってワイヤボンディングされて導体パターン１０と接続されている。また、ＬＳＩチップ５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ものであり、基板２上に実装され、かつ金線Ｗなどによってワイヤボンディングされて導体パターン１０と接続されるとともに、導体パターン１０を通じて発光素子３および受光素子４に接続される。
【００２４】
封止体６は、たとえば顔料を含んだエポキシ樹脂からなり、発光素子３、受光素子４およびＬＳＩチップ５を覆うように一体的に封止して形成されている。この封止体６は、可視光に対しては透光性を有しないが、赤外光は十分良好に透過させる。封止体６の、発光素子３および受光素子４に対向する面には、発光用レンズ部１１および受光用レンズ部１２がそれぞれ形成されている。
【００２５】
また、図１には図示していないが、このモジュール１には、周囲における電磁波の影響を抑制するためのシールドケースなどが、モジュール１の外形を覆うように設けられてもよい。
【００２６】
このような構成のモジュール１を外部の回路基板Ｂに実装する場合、図３および図４に示すように、基板２の裏面２ａが外部の回路基板Ｂの表面に対して直交方向に沿うように、すなわち、発光素子３および受光素子４の受発光の方向が外部の回路基板Ｂの表面と平行になるように実装され、裏面２ａの接続端子部７と、外部の回路基板Ｂの表面に形成された配線パターンＰとが半田付けにより接合される。そして、図示しない相手側機器の他のモジュールと対向して配されることにより、赤外線によるデータ通信が行われる。すなわち、発光素子３では、導体パターン１０を通じて送られてくる、ＬＳＩチップ５からの電気信号を光信号に変換し、外部に対してその光信号としての赤外光を放射する。一方、受光素子４は、外部から受けた光信号としての赤外光を電気信号に変換し、ＬＳＩチップ５に対して電気信号を与える。
【００２７】
ここで、本実施形態の特徴は、基板２の裏面２ａに形成された接続端子部７が略長矩形状に延びて形成された点にある。より具体的には、接続端子部７は、外部の回路基板Ｂの表面に対して凸となる方向に、すなわち、長矩形状の基板２の短手方向に長軸をもつ略長矩形状に延びて形成されている。
【００２８】
モジュール１の製造方法において、基板２の裏面２ａにおいて、フォトリソグラフィー法により、接続端子部７を露出させるようにして絶縁層８で覆う場合、たとえば、接続端子部７に対応した窓孔をもつマスクを用いて露光を行い、そして、現像することによって絶縁層８の不要部分を除去する。本実施形態では、接続端子部７が略長矩形状に延びて形成されているので、露光用のマスクが多少ずれて装着された場合でも、略長矩形状の長手方向に対してはこのずれ分を吸収することができる。そのため、接続端子部７の領域を有効に確保することができ、外部の回路基板Ｂとの接合において支障のない大きさの接続端子部７を露出させることができる。したがって、接続端子部７を外部の回路基板Ｂと良好に接合させることができる。
【００２９】
また、この構成により、図３に示すように、モジュール１を外部の回路基板Ｂに実装する場合、半田リフロー処理が行われ、その際、基板２の接続端子部７と外部の回路基板Ｂの配線パターンＰとの間に半田フィレット１３が形成される。本実施形態では、接続端子部７が略長矩形状に延びて形成されているので、半田フィレット１３を適量な範囲内で多量に形成させることができる。そのため、半田フィリット１３を十分に付着した状態に形成でき、接続端子部７と配線パターンＰとを堅固に接合させることができる。したがって、モジュール１の外部の回路基板Ｂに対する実装強度を向上させることができる。
【００３０】
また、基板２の裏面２ａにおいて、横方向は配線パターンＰの幅が限られているため、その方向に接続端子部２５を延ばすことに限界があるが、接続端子部７は、外部の回路基板Ｂの表面に対して凸となる方向に延びて形成されているので、基板２の短手方向の幅だけ延ばすことができる。そのため、その方向における接続端子部７において半田フィレット１３を十分に形成することができるので、接続端子部７と配線パターンＰとを堅固に接合させることができる。
【００３１】
なお、上記モジュール１は、基板２の裏面２ａが外部の回路基板Ｂに当接するように、すなわち、発光素子３および受光素子４の受発光の方向が外部の回路基板Ｂの表面と直交方向になるようにして外部の回路基板Ｂに実装されてもよい。この場合、基板２裏面２ａの接続端子部７が外部の回路基板Ｂと当接され、半田付けにより接合される。この場合、接続端子部７が略矩形状に延びて形成されているので、回路基板Ｂの配線パターンＰとの接合を強固に保持することができる。
【００３２】
次に、上記モジュール１の製造方法について説明する。まず、図５に示すように、横方向に延びたシート状のガラスエポキシ樹脂からなる集合基板１６を用いる。この集合基板１６は、多数個のモジュール１を配列できる大きさを有し、各モジュール１のそれぞれに対応して一定の大きさの領域１７が区画されている。集合基板１６の両サイドには、モジュール１を作製するときに、この集合基板１６を固定するための係合穴１８が形成されている。また、集合基板１６には、所定数の領域１７ごとに、集合基板１６の反りを防止するための縦方向に延びたスリット１９が形成されている。
【００３３】
次いで、集合基板１６の表面および裏面に対して、各領域１７ごとに、所定の導体パターン１０を形成する。これには、集合基板１６の表面および裏面に銅箔を形成し、この銅箔に対してフォトリソグラフィー法を利用したエッチングを行うという公知の手法を採用することができる。ここで、集合基板１６の裏面に、接続端子部７となる導体パターン１０を形成するときには、接続端子部７の形成領域が十分確保できるように、すなわち接続端子部７が略矩形状に延びて形成されるようにする。
【００３４】
その後、集合基板１６の表面および裏面を、接続端子部７などの選択された領域を露出させるようにして、絶縁層８で覆う。この場合にもフォトリソグラフィー法を用い、たとえば、導体パターン１０のうち、露出させるべき部分と対応した窓孔をもつマスクを用いて予め基板全面に形成した絶縁層８に露光処理を行い、続いて現像を行うことにより、絶縁層８に開口を形成する。この場合、上記露光用マスクが集合基板１６に対して多少ずれて装着された場合でも、接続端子部７は、略長矩形状に延びて形成されているため、略長矩形状の長手方向においては、接続端子部７は十分に露出される。
【００３５】
次いで、集合基板１６上の各領域１７ごとに発光素子３などの電子部品を実装し、その後、図６に示すように、エポキシ樹脂などの赤外線透光性樹脂を用いて、実装された電子部品をトランスファーモールド成形によって一体的にモールドする。ここでは、２つの領域１７における各モジュール１を一括してモールド成形し、中間封止体２０を形成する。発光素子３および受光素子４に対向する中間封止体２０の上面には、略半球形状の発光用レンズ部１１および受光用レンズ部１２が形成される。
【００３６】
その後、図７に示すように、集合基板１６を縦横に切断し、単体のモジュール１を得る。なお、図７は集合基板１６の裏側から見た図を示す。集合基板１６を縦方向に切断するとき、スルーホール９の軸心方向に沿って、具体的には図７に示す一点破線Ｌ１に沿って切断する。これにより、円柱状のスルーホール９の略半分が残り、結果としてスルーホール９の内周面が露出する。次に、スルーホール９の反対側における領域１７の端面に沿って、具体的には図７に示す一点破線Ｌ２に沿って切断し、縦長の中間品を得る。その後、中間品の不要部分を除去するように、すなわち、図７に示す一点破線Ｌ３に沿って中間品を切断する。このように集合基板１６を切断して、多数個のモジュール１が得られる。
【００３７】
もちろん、この発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、接続端子部７の端子数は、図１に示すように８個に限らない。
【００３８】
また、上記した接続端子部の構成は、赤外線送受信モジュールに限らず、外部基板に面実装可能な半導体素子に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る赤外線送受信モジュールの斜視図である。
【図２】図１に示す赤外線送受信モジュールの内部構成図である。
【図３】図１に示す赤外線送受信モジュールを外部の回路基板に実装した状態を示す斜視図である。
【図４】図１に示す赤外線送受信モジュールの側面断面図である。
【図５】集合基板の平面図である。
【図６】集合基板の平面図である。
【図７】集合基板を切断するときの状態を示す図である。
【図８】従来の赤外線送受信モジュールの一例を示す図である。
【符号の説明】
１  赤外線送受信モジュール
２  基板
３  発光素子
４  受光素子
５  ＬＳＩチップ
６  封止体
７  接続端子部
９  スルーホール
１０  導体パターン
１３  半田フィレット
Ｂ  回路基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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