(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面が略長方形形状を有しマザーボードの電極と半田により接続するための複数の半円状のスルーホール電極を側面に形成した耐熱性及び絶縁性を有する回路基板表面に、少なくとも発光素子、受光素子及びＩＣチップを含む電子部品を実装し、前記発光素子及び前記受光素子の上面を半球型レンズ部で覆うように透光性樹脂で樹脂封止したモジュール本体を、前記レンズ部及び前記スルーホール電極を露出させる金属製のシールドケースでシールドした赤外線データ通信モジュールにおいて、
前記回路基板に前記発光素子の裏面に連通するスルーホールを形成すると共に、該スルーホールを通って前記発光素子につながる電極パターンを前記回路基板の裏面の電極パターンを介して前記スルーホール電極まで連通させ、前記回路基板の側面に形成したスルーホール電極を前記マザーボード電極に接続することにより前記回路基板の裏面が前記マザーボードに対し直角と成るように形成し、前記発光素子の発生する熱を、前記スルーホール及び前記裏面電極パターンから前記マザーボード及び大気中へ放熱させることを特徴とする赤外線データ通信モジュール。
【請求項２】
前記発光素子につながる前記電極パターンから前記裏面電極パターンに連通する前記スルーホール内に、高熱伝導性部材を充填したことを特徴とする請求項１記載の赤外線データ通信モジュール。
【請求項３】
前記スルーホール内に充填した前記高熱伝導性部材は、シリコンであることを特徴とする請求項２記載の赤外線データ通信モジュール。
【請求項４】
前記発光素子の裏面に連通する前記スルーホールを形成し、前記発光素子につながる前記電極パターンに連通する前記裏面電極パターンの表面積を前記スルーホール電極近傍まで大きくして、放熱面積を拡張したこと特徴とする請求項１記載の赤外線データ通信モジュール。
【請求項５】
前記発光素子につながる電極パターンから裏面電極パターンに連通する前記スルーホールの形状は、前記回路基板の裏面に向かって拡がる円錐形となすことで前記回路基板裏面の穴位置を前記スルーホール電極へ近づけたことを特徴とする請求項１記載の赤外線データ通信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピューター、プリンター、ＰＤＡ、ファクシミリ、ページャー、携帯電話等の民生機器に使用される赤外線データ通信モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光通信機能を搭載したノート型パソコン、ＰＤＡ、携帯電話等の携帯機器で赤外線データ通信モジュールの小型化がより強く要求されている。ＬＥＤからなる赤外線発光素子、フォトダイオードからなる受光素子、アンプ、ドライブ回路等が組み込まれたＩＣからなる回路部を回路基板に直接ダイボンド及びワイヤーボンドし、可視光カットエボキシ樹脂によるレンズ一体の樹脂モールドで、送信部と受信部を一パッケージ化した赤外線データ通信モジュールが開発されている。従来の一般的な赤外線データ通信モジュールの構造について、図４及び図５でその概要を説明する。図５は、赤外線データ通信モジュールの外観を示す斜視図、図６は、図５のＡ−Ａ線断面図である。
【０００３】
図５及び図６において、１は、赤外線データ通信モジュールである。２はガラスエボキシ、ＢＴレジン等の耐熱性及び絶縁性を有する回路基板であり、表面には電極パターンが印刷、蒸着等で形成さている。
【０００４】
３は、赤外ＬＥＤ素子からなる発光素子であり、受光素子はフォトダイオードである。赤外ＬＥＤ素子３及び図示しないフォトダイオードは、回路基板２上面側に形成さた電極パターンにダイボンド及びワイヤーボンドされて実装されている。赤外ＬＥＤ素子３は電極パターン４上に銀ペースト等のダイボンドペースト５で電気的に接続されている。前記回路基板２上には、図示しないＩＣチップ、コンデンサ等の電子部品が搭載されている。
【０００５】
６は、赤外ＬＥＤ素子３及びフォトダイオード等を樹脂封止する可視光線カット剤入りエポキシ系樹脂等の透光性の封止樹脂で、赤外ＬＥＤ素子３及びフォトトダイオードの上面に半球型レンズ部６ａ及び６ｂを形成し、赤外線光を照射及び集光する機能を持たせると同時に両素子の保護を行う。
【０００６】
７は、略箱型形状をしたステンレス、アルミ、銅、鉄等の金属製のシールドケースである。シールドケース７は、前記赤外ＬＥＤ素子３及びフォトダイオードの上面に形成した半球型レンズ部６ａ、６ｂに対応する位置にそれぞれ透孔窓７ａを有し、モジュール本体を覆っている。前記シールドケース７は、回路部を囲っているので、電磁シールド対策を採ることができ、外部からのノイズなどによる影響を防止するのに極めて有効である。従って、半球型レンズ部６ａ、６ｂの透孔窓７ａの他、プリント配線基板等のマザーボード８に実装される以外の面は、前記シールドケース７でカバーされている。
【０００７】
図６に示す９は、回路基板２の一方の側面側に形成されたマザーボードとの実装用スルーホール電極である。
【０００８】
図６に示すように、回路基板２に形成されたマザーボード実装用電極であるスルーホール電極９を、実装基板であるマザーボード８の図示しない配線パターン上に半田１１で半田付けされる。
【０００９】
前記赤外線データ通信モジュール１は、回路基板２の裏面とシールドケース７との間には、シールドケース７の内壁に凸形状の出っ張りを設けて回路基板２の保持をしているので、この凸形状の分の隙間があり、この隙間が空気層１０を作っている。回路基板２の裏面パターンとシールドケース７のショート防止のために、前記隙間をなくすことはできない。ショート防止のために回路基板２の裏面パターンにレジストを全面にコーティングしても、レジストが剥がれる事故等の危険性もあり、危険回避のためにも前記隙間を設けてショート防止を図っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した赤外線データ通信モジュールには次のような問題点がある。即ち、赤外線データ通信モジュールにおいて、使用中に赤外ＬＥＤ素子から発生する熱は、図６の矢印Ａ１〜Ａ５に示すように、Ａ１は、半球型レンズ部６ａから空気中へ、Ａ２は、封止樹脂６から実装基板８へ、Ａ３は、赤外ＬＥＤ素子３から回路基板２へ半田１１を介して実装基板８へ、Ａ４は、赤外ＬＥＤ素子３から回路基板２を通して空気中へ、Ａ５は、赤外ＬＥＤ素子３から回路基板２へ空気層１０を通ってシールドケース７から空気中へそれぞれ放熱される。この中で、特に、Ａ５の放熱効率は赤外ＬＥＤ素子３が実装された回路基板２とシールドケース７との隙間に、空気層１０が介在しているため、この空気層１０に熱がこもってしまい放熱が悪く、そのため赤外ＬＥＤ素子３の輝度及び寿命の劣化等を促進させる致命的な問題があった。
【００１１】
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、回路基板に発光素子の裏面に連通するスルーホールを形成し、発光素子に直接つながる電極パターンをスルーホールを介して回路基板の裏面まで配線する簡単な構造で、発光素子の発生する熱を、スルーホール及び電極パターンから放熱させることにより、超小型、薄型で信頼性に優れた赤外線データ通信モジュールを提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における赤外線データ通信モジュールは、平面が略長方形形状を有しマザーボードの電極と半田により接続するための複数の半円状のスルーホール電極を側面に形成した耐熱性及び絶縁性を有する回路基板表面に、少なくとも発光素子、受光素子及びＩＣチップを含む電子部品を実装し、前記発光素子及び前記受光素子の上面を半球型レンズ部で覆うように透光性樹脂で樹脂封止したモジュール本体を、前記レンズ部及び前記スルーホール電極を露出させる金属製のシールドケースでシールドした赤外線データ通信モジュールにおいて、前記回路基板に前記発光素子の裏面に連通するスルーホールを形成すると共に、該スルーホールを通って前記発光素子につながる電極パターンを前記回路基板の裏面の電極パターンを介して前記スルーホール電極まで連通させ、前記回路基板の側面に形成したスルーホール電極を前記マザーボード電極に接続することにより前記回路基板の裏面が前記マザーボードに対し直角と成るように形成し、前記発光素子の発生する熱を、前記スルーホール及び前記裏面電極パターンから前記マザーボード及び大気中へ放熱させることを特徴とするものである。
【００１３】
また、前記発光素子につながる前記電極パターンから前記裏面電極パターンに連通する前記スルーホール内に、高熱伝導性部材を充填したことを特徴とするものである。
【００１４】
また、前記スルーホール内に充填した前記高熱伝導性部材は、シリコンであることを特徴とするものである。
【００１５】
また、前記発光素子の裏面に連通する前記スルーホールを形成し、前記発光素子につながる前記電極パターンに連通する前記裏面電極パターンの表面積を前記スルーホール電極近傍まで大きくして、放熱面積を拡張したこと特徴とするものである。

【００１６】
また、前記発光素子につながる電極パターンから裏面電極パターンに連通する前記スルーホールの形状は、前記回路基板の裏面に向かって拡がる円錐形となすことで前記回路基板裏面の穴位置を前記スルーホール電極へ近づけたことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明における赤外線データ通信モジュールについて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる赤外線データ通信モジュールをマザーボードに実装した状態の赤外ＬＥＤ素子部の断面図である。図において、従来技術と同一部材は同一符号で示す。
【００１８】
図１において、平面が略長方形形状の回路基板２に発光素子である赤外ＬＥＤ素子３、受光素子であるフォトダイオード、ＩＣチップ及びコンデンサ等の電子部品を実装し、前記赤外ＬＥＤ素子３及び図示しない受光素子の上面を半球型レンズ部６ａ、６ｂで覆うように透光性の封止樹脂６で樹脂封止し、シールドケース７でシールドして、赤外線データ通信モジュール１２を構成することは、前述の従来技術と同様であるので説明は省略する。
【００１９】
図に示すように、前記回路基板２において、赤外ＬＥＤ素子３をダイボンドした位置の回路基板２にスルーホール１３を形成し、赤外ＬＥＤ素子３に直接つながる電極パターンをスルーホール１３を介して回路基板２の裏面まで配線した電極パターン１４を形成する。従って、赤外ＬＥＤ素子３の発生する熱は、空気層１０内にこもることなく、スルーホール１３からシールドケース７に伝わり外部に放熱する。一方、スルーホール１３とつながる電極パターン１４へも直接的に熱が伝わり、効率良く外部へと放熱させることができる。
【００２０】
図２は、図１の空気層の右側にある裏面側のシールドケースを取り去った回路基板を裏面側から見た状態の裏面図である。前記スルーホール１３は回路基板２の表面側から裏面側に連通して開口し、表面側のダイボンドパターン電極からスルーホール１３の電極パターン１４を介して裏面側の電極パターン１４へつながり、更に、マザーボード８へ接続するための表面実装用スルーホール９へと配線されている。
【００２１】
図３（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係わる赤外線データ通信モジュールをマザーボードに実装した状態の赤外ＬＥＤ素子部の部分断面図である。図において、前記回路基板２に赤外ＬＥＤ素子３の裏面が連通するスルーホール１３内に、高熱伝導性部材である、例えば、シリコン１５を充填する。従って、赤外ＬＥＤ素子３の発生する熱は、空気層１０内にこもることなく、スルーホール１３に充填されたシリコン１５から放熱したり、シールドケース７に伝わり外部へと放熱する。一方、スルーホール１３とつながる電極パターン１４へも直接的に熱が伝わり、効率良く外部へと放熱させることができる。
【００２２】
図３（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係わる、図２に相当する部分裏面図である。図において、回路基板２の裏面側に露出した電極パターン１４の表面積を大きく形成して、放熱面積を拡張することにより、電極パターン１４からの放熱効果を高めることができる。
【００２３】
図４は、本発明の第４の実施の形態に係わる赤外線データ通信モジュールをマザーボードに実装した状態の赤外ＬＥＤ素子部の断面図である。図において、前記赤外ＬＥＤ素子３の裏面に連通するスルーホールは、前記回路基板２の裏面に向かって拡がる円錐形スルーホール１３ａであり、放熱面積を拡大することにより、更に一層放熱効率を高めることができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、発光素子に直接つながり、スルーホールを介して回路基板の裏面側まで配線した電極パターンにより、発光素子の発生する熱を、前記スルーホール及び電極パターンから効率良く放熱させることができる。
【００２５】
また、前記スルーホール内に、シリコン等の高熱伝導性部材を充填することにより、更に効率良い放熱効果を得ることができる。
【００２６】
また、電極パターンの表面積を大きくして、放熱面積を拡張し、放熱効率をアップすることができる。
【００２７】
また、スルーホールの形状を円錐形にして、放熱面積を拡大し、更に放熱効率をアップすることができる。
【００２８】
また、従来の工程に若干の工程を追加することで放熱効果を高めることができ、低コストで赤外線データ通信モジュールを提供することができる。
【００２９】
以上より、回路基板の裏面とシールドケースとの隙間の空気層内にこもってしまう熱を、スルーホール及び電極パターンより効率良く放熱して、発光素子の輝度及び寿命の劣化を防止する赤外線データ通信モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる赤外線データ通信モジュールをマザーボードに実装した状態の赤外ＬＥＤ素子部の断面図である。
【図２】図１の空気層右に位置する裏面側のシールドケースを取った、回路基板を裏面側から見た状態の裏面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係わる赤外線データ通信モジュールをマザーボードに実装した状態の赤外ＬＥＤ素子部の部分断面図、図３（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係わる図２の部分裏面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係わる赤外線データ通信モジュールをマザーボードに実装した状態の赤外ＬＥＤ素子部の断面図である。
【図５】従来の赤外線データ通信モジュールの外観を示す斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
２  回路基板
３  発光素子（赤外ＬＥＤ素子）
６  封止樹脂
６ａ、６ｂ  半球型レンズ部
７  シールドケース
８  マザーボード
９  スルーホール電極
１０  空気層
１２  赤外線データ通信モジュール
１３  スルーホール
１３ａ  円錐形スルーホール
１４  電極パターン
１５  シリコン
【図１】
0004056598.tif 000002
【図２】
0004056598.tif 000003
【図３】
0004056598.tif 000004
【図４】
0004056598.tif 000005
【図５】
0004056598.tif 000006
【図６】
0004056598.tif 000007