(57)【要約】【課題】樹脂パッケージの吸湿膨張を抑制す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および受光素子３と、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、を備える赤外線データ通信モジュールＡ１であって、樹脂パッケージ５を覆う保護薄膜６を備えている。【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および受光素子と、
上記発光素子および上記受光素子を覆う樹脂パッケージと、を備える光通信モジュールであって、
上記樹脂パッケージを覆う保護薄膜を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】
上記保護薄膜は、ＳｉＯ2からなる第１層と、Ｔａ2Ｏ5からなる第２層とを含んでいる、請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項３】
上記保護薄膜は、離散的に分布した金属の微細粒からなる、請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項４】
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受光素子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、
上記基板に上記樹脂パッケージを形成する工程の後に、
上記樹脂パッケージを覆う保護薄膜を形成する工程をさらに有することを特徴とする、光通信モジュールの製造方法。
【請求項５】
上記保護薄膜を形成する工程は、スパッタ法によってＳｉＯ2からなる第１層を形成する工程と、スパッタ法によってＴａ2Ｏ5からなる第２層を形成する工程とを含んでいる、請求項４に記載の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６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、ガラスエポキシ樹脂からなる基板９１に搭載された発光素子９３、受光素子９４、駆動ＩＣ９５、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。発光素子９３、受光素子９４、および駆動ＩＣ９５は、配線パターン９２に対してワイヤ９７によって接続されている。発光素子９３は、赤外線を発光可能に構成されている。受光素子９４は、受光面に受けた赤外線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。樹脂パッケージ９６は、透明なエポキシ樹脂によって形成されている。樹脂パッケージ９６には、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、透光性を有するエポキシ樹脂は、吸湿しやすい材料である。このため、赤外線データ通信モジュールＸの製造中や、搬送中、または使用中において、樹脂パッケージ９６が大気中の水蒸気を吸収してしまう。この吸湿によって樹脂パッケージ９６が過大に膨張すると、ワイヤ９７の断線や発光素子９３および受光素子９４の剥離といった不具合が生じていた。
【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、樹脂パッケージの吸湿膨張を抑制す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】
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覆う樹脂パッケージと、を備える光通信モジュールであって、上記樹脂パッケージを覆う保護薄膜を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、大気中の水蒸気が上記樹脂パッケージに浸入することを、上記保護薄膜によって抑制することができる。したがって、上記樹脂パッケージが吸湿膨張することを回避可能であり、たとえば接続用のワイヤの断線や、上記発光素子および上記受光素子の剥離を防止することができる。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記保護薄膜は、ＳｉＯ2からなる第１層と、Ｔａ2Ｏ5からなる第２層とを含んでいる。このような構成によれば、上記樹脂パッケージの吸湿防止効果に加えて、赤外線など特定の波長の光の反射率を低減することが可能である。したがって、上記光通信モジュールの受信感度を高めることができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記保護薄膜は、離散的に分布した金属の微細粒からなる。このような構成によっても、上記樹脂パッケージの吸湿膨張を抑制することができる。
【００１１】
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受光素子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、上記基板に上記樹脂パッケージを形成する工程の後に、上記樹脂パッケージを覆う保護薄膜を形成する工程をさらに有することを特徴としている。
【００１２】
このような構成によれば、上記光通信モジュールの製造中や、搬送中、および使用中にわたって、上記樹脂パッケージが大気から吸湿する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、上記保護薄膜を形成する工程は、スパッタ法によってＳｉＯ2からなる第１層を形成する工程と、スパッタ法によってＴａ2Ｏ5からなる第２層を形成する工程とを含んでいる。このような構成によれば、上記保護薄膜を赤外線など特定の光に対する反射率が顕著に小さいものとして仕上げるのに適している。
【００１４】
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】
【００１５】
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。
【００１６】
図１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２、受光素子３、駆動ＩＣ４、樹脂パッケージ５、および保護薄膜６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。
【００１７】
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いる。基板１には、配線パターン１１が形成されている。配線パターン１１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１１には、発光素子２、受光素子３、および駆動ＩＣ４をボンディングするためのパッドが形成されている。
【００１８】
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は、たとえば導電性接着剤によって配線パターン１１のパッドにダイボンディングされている。また、発光素子２は、ワイヤ７により配線パターン１１と接続されている。
【００１９】
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、ワイヤ７により配線パターン１１と接続されている。受光素子３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。
【００２０】
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る。駆動ＩＣ４は、ワイヤ７により配線パターン１１と接続され、かつ配線パターン１１を通じて発光素子２および受光素子３に接続されている。
【００２１】
樹脂パッケージ５は、たとえばエポキシ樹脂により形成されており、ほとんどの波長の光に対して透光性を有する。この樹脂パッケージ５は、トランスファモールド法などの手法により形成されており、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５ａ，５ｂが一体的に形成されている。レンズ５ａ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指向性を高めて出射するように構成されている。レンズ５ｂ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の受光面に入射するように構成されている。なお、樹脂パッケージ５は、染料を含んだエポキシ樹脂によって形成することにより、赤外線を透過させる一方、ほとんどの可視光を遮蔽する構成としてもよい。
【００２２】
保護薄膜６は、樹脂パッケージ５の全表面を覆っており、第１層６１および第２層６２からなる。第１層６１は、樹脂パッケージ５を直接覆う層である。第１層６１は、たとえばＳｉＯ2からなり、その厚さが２００±２ｎｍとされている。第２層６２は、第１層６１上に積層されている。第２層６２は、たとえばＴａ2Ｏ5からなり、その厚さが２００±２ｎｍとされている。
【００２３】
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説明する。
【００２４】
図２は、第１層６１をスパッタ法を用いて形成する工程を示している。この工程に先立って、配線パターン１１を形成した基板１に発光素子２、受光素子３、および駆動ＩＣ４を搭載し、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上に樹脂パッケージ５をモールド成形しておく。次いで、樹脂パッケージ５が形成された基板１をＳｉＯ2からなる化合物ターゲット（図示略）がセットされた真空チャンバ（図示略）に載置する。この真空チャンバ内にたとえばＡｒガスを導入しつつ高電圧を印加する。これにより、イオン化したＡｒを上記化合物ターゲットに衝突させ、上記化合物ターゲットのＳｉＯ2を樹脂パッケージ５上に堆積させる。このときの雰囲気温度は、１００〜１５０℃程度とする。電圧を印加する時間を適切に調節することにより、その厚さが２００±２ｎｍのＳｉＯ2からなる第１層６１が得られる。
【００２５】
第１層６１を形成した後には、図３に示す工程によって第２層６２を形成する。第２層６２の形成は、第１層６１の形成と同様にスパッタ法を用いて行う。この工程においては、化合物ターゲットとしてＴａ2Ｏ5からなるものを使用する。第１層６１の形成と同様に、電圧を印加する時間を適切に調節することにより、その厚さが２００ｎｍ±２ｎｍのＴａ2Ｏ5からなる第２層６２が得られる。
【００２６】
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。
【００２７】
本実施形態によれば、樹脂パッケージ５の全体が保護薄膜６によって覆われる。このため、赤外線データ通信モジュールＡ１の製造中や、搬送時、または使用時において樹脂パッケージ５が大気から吸湿することを抑制することが可能である。したがって、吸湿による樹脂パッケージ５の膨張を回避することが可能であり、ワイヤ７の断線や、発光素子２および受光素子３などの剥離を防止することができる。特に、樹脂パッケージ５がほとんどの波長の光に対して透明であるエポキシ樹脂によって形成された場合には、大気からの吸湿が顕著であるが、このような吸湿を保護薄膜６によって適切に防止することができる。
【００２８】
保護薄膜６を構成する第１層６１および第２層６２は、それぞれＳｉＯ2およびＴａ2Ｏ5からなるため、第１層６１の屈折率が１．４程度、第２層６２の屈折率が２．０程度となっている。このように互いに異なる屈折率とされた第１層６１および第２層６２を、それぞれ２００ｎｍ程度の厚さで設けることにより、赤外線に対する反射率を低減させることが可能である。図４は、保護薄膜６によって反射される光の波長と反射率との関係を示している。本図から理解されるように、第１層６１および第２層６２からなる保護薄膜６によって、８５０〜９５０ｎｍ程度の波長の光の反射率が０．５％以下に抑制されている。この波長帯域の赤外線は、ＩｒＤＡ規格に準拠した双方向通信に用いるのに適したものである。すなわち、赤外線データ通信モジュールＡ１に向けて送信されてきた赤外線が、樹脂パッケージ５の表面で不当に反射されてしまうことを抑制可能である。したがって、赤外線データ通信モジュールＡ１の受信感度を高めることができる。
【００２９】
図５は、本発明に係る赤外線データ通信モジュールの第２実施形態を示している。なお、本図において、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。本実施形態の赤外線データ通信モジュールＡ２は、保護薄膜６の構成が、上述した第１実施形態と異なっている。本実施形態においては、保護薄膜６は、樹脂パッケージ５の表面に離散的に分布する多数のＡｕの微細粒６３によって構成されている。微細粒６３どうしの間隔は、大気中の水蒸気が樹脂パッケージ５内に容易に浸入することを阻止可能な程度の寸法とされている。
【００３０】
本実施形態によっても、樹脂パッケージ５が大気から吸湿することを抑制可能であり、樹脂パッケージ５が吸湿によって膨張することを防止することができる。また、離散的に分布した多数の微細粒６３は、発光素子２から発せられた赤外線や、受光素子３へと送信されてきた赤外線を不当に遮蔽してしまうおそれが無い。したがって、赤外線データ通信モジュールＡ２の双方向通信機能を適切に発揮させることができる。
【００３１】
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。
【００３２】
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】
【００３３】
【図１】本発明に係る赤外線データ通信モジュールの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す赤外線データ通信モジュールの製造方法の一例において、保護薄膜の第１層を形成する工程を示す断面図である。
【図３】図１に示す赤外線データ通信モジュールの製造方法の一例において、保護薄膜の第２層を形成する工程を示す断面図である。
【図４】保護薄膜による反射率と光の波長との関係を示すグラフである。
【図５】本発明に係る赤外線データ通信モジュールの第２実施形態を示す断面図である。
【図６】従来の赤外線データ通信モジュールの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
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
２      発光素子
３      受光素子
４      駆動ＩＣ
５      樹脂パッケージ
５ａ，５ｂ  レンズ
６      保護薄膜
６１    第１層
６２    第２層
６３    微細粒
【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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