(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数個取りする集合回路基板の各列に、上下面導電パターン接続用の複数個のスルーホールを穴明けするスルーホール加工工程と、前記スルーホール内面を含む前記集合回路基板の全面にメッキ層を形成するメッキ工程と、メッキレジストをラミネートし露光現像後パターンマスクを形成してパターンエッチングを行い、前記集合回路基板の上面に電子部品実装用電極パターンと前記スルーホールにスルーホール電極パターンを形成する電極パターン形成工程と、前記電子部品実装用電極パターンに少なくとも発光素子、受光素子、ＩＣチップを含む電子部品を実装する実装工程と、前記集合回路基板上の前記発光素子及び受光素子の上面を半球型レンズ部で覆うように透光性の樹脂で封止する樹脂封止工程とを有する赤外線データ通信モジュールの製造方法において、
前記集合回路基板上面を覆う前記封止樹脂を、前記集合回路基板は切断することなく、前記集合回路基板手前までの前記封止樹脂の厚さ分を切断するハーフダイシング工程と、前記半球型レンズ部を除く前記封止樹脂の表面及び前記集合回路基板の裏面の前記スルーホール電極パターンをマスクにて覆うマスキング工程と、前記半球型レンズ部をレジスト膜で覆うレジスト塗布工程と、前記封止樹脂表面のマスクを除去した後前記半球型レンズ部と前記スルーホール電極パターンとを除いた前記封止樹脂の表面にＮｉメッキ層を形成するＮｉメッキ工程と、前記ハーフダイシングで残した前記集合回路基板を切断して赤外線データ通信モジュールを単体に分割するフルダイシング工程と、よりなることを特徴とする赤外線データ通信モジュールの製造方法。
【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及びその製造方法に関する。
【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、可視光線カット剤入り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体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１５でその概要を説明する。図１５は、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。
【０００３】
図１５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、表面には図示しない電極パターンが形成されている。
【０００４】
図示しない発光素子である赤外ＬＥＤ素子及び受光素子であるフォトダイオードが回路基板２上面側に形成された電極パターンにダイボンド及びワイヤーボンド実装されている。赤外ＬＥＤ素子及びフォトダイオードは電極パターン上に、導電性接着剤として銀ペースト等のダイボンドペーストで電気的に接続されている。前記回路基板２上には、前記赤外ＬＥＤ素子及びフォトダイオード以外に、図示しない集積回路等の電子部品が搭載されている。
【０００５】
７は、赤外ＬＥＤ素子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素子及びフォトトダイオードの上面に半球型レンズ部７ａ及び７ｂ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】
８は、略箱型形状をした薄板、例えば、略０．１５ｍｍの厚さのステンレス、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８は、前記赤外ＬＥＤ素子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７ａ、７ｂに対応する位置にそれぞれ透光窓８ａ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８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７ａ、７ｂ及びプリント配線基板等のマザーボードに実装される以外の面は、前記シールドケース８でカバーされている。９は、マザーボードのＧＮＤ電極であり、赤外線データ通信モジュール１はこのＧＮＤ電極に半田１０にて半田付けされている。
【０００７】
前記赤外線データ通信モジュール１の製造方法の概略について説明する。図９〜図１５は、従来の赤外線データ通信モジュールの製造方法を示す。図９は、集合回路基板にスルーホール加工工程と電極パターン形成工程、図１０は、赤外ＬＥＤ素子、フォトダイオード及び集積回路のダイボンド工程、図１１は、ワイヤーボンド工程、図１２は、樹脂封止工程、図１３は、ダイシング工程、図１４は、赤外線データ通信モジュール半製品単体にするチップバラシ工程、図１５は、シールドケース組み込み工程を示す、それぞれ斜視図である。
【０００８】
図９において、スルーホール加工工程は、カラスエポキシ樹脂よりなる多数個取りする集合回路基板２Ａの各列毎に、上下面導電パターン接続用の複数個のスルーホール１１をＮＣ切削等の加工手段により穴明けする。
【０００９】
次に、メッキ工程において、前記スルーホール１１の壁面を含む集合回路基板２Ａの全表面を洗浄した後、集合回路基板２Ａの全表面を無電解メッキにより銅メッキ層を形成し、その上に電解メッキによりニッケルメッキ層を形成し、更に、その上に電解メッキにより金メッキ層を形成する。
【００１０】
更に、電極パターン形成工程は、エッチング工程で、メッキレジストをラミネートし、露光現像してパターンマスクを形成し、前記集合回路基板２Ａの上面に電子部品実装用電極パターン２ａ、２ｂ及び２ｃと、上面及び下面の導電パターンと接続するスルーホール電極１１ａを形成する。
【００１１】
図１０において、電子部品を実装するダイボンド工程で、前記集合回路基板２Ａの上面側の所定位置、即ち、前記電子部品実装用電極パターン２ａ、２ｂ及び２ｃ上に、銀ペースト等の導電性接着剤６を塗布又は印刷し、赤外ＬＥＤ素子３と、フォトダイオード４及び集積回路５等の電子部品を傷が付かない程度に軽く加圧しながら銀ペースト上に搭載し、その後キュアー炉に入れて、所定の温度、時間保持することで銀ペーストが硬化することにより、前記電子部品は集合回路基板２Ａ上に固着し一体化される。
【００１２】
図１１において、ワイヤーボンド工程は、前記集合回路基板２Ａ上に固着された各電子部品を金線等よりなるボンディングワイヤー１２により集合回路基板２Ａ上のパターンにワイヤーボンド接続する。
【００１３】
図１２において、樹脂封止工程は、前記赤外ＬＥＤ素子３及びフォトダイオード４の上面を、半球型レンズ部７ａ及び７ｂで覆うように、集合回路基板２Ａの上面側を透光性のエポキシ樹脂よりなる封止樹脂７を充填して、成形、キュアーする。以上により、赤外線データ通信モジュール集合体１Ａが形成される。
【００１４】
図１３において、ダイシング工程は、前記赤外線データ通信モジュール集合体１Ａを、直交する２つのカットラインに沿って、ダイシング又はスライシングマシン等で切断して単体の赤外線データ通信モジュール半完成品１Ｂに分割する。前記カットラインのうち、Ｘ方向のカットライン１３は、前記各列間に形成された複数の図示しないスルーホール（１１）の中心を通るラインであり、このラインに直交するＹ方向のカットライン１４は、前記電子部品の一組を含むラインである。前記Ｘ方向のカットライン１３の列上には、半円形状の図示しないスルーホール電極（１１ａ）が形成されている。
【００１５】
チップバラシ工程は、前記ダイシング工程で分割され単体にばらされて、図１４に示すように赤外線データ通信モジュール半完成品１Ｂになる。前述したように、図１５は、シールドケース組み込み工程で、赤外線データ通信モジュール半完成品１Ｂを、略箱型形状をした薄板のステンレス、アルミ、銅、鉄等の金属製のシールドケース８で、前記赤外ＬＥＤ素子３及びフォトダイオード４の上面に形成した半球型レンズ部７ａ、７ｂに対応する位置にそれぞれ透光窓８ａを開口した状態でモジュール本体を覆うことにより赤外線データ通信モジュール１が完成する。
【００１６】
【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及びその製造方法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、使用中における赤外ＬＥＤ素子及びその他の電子部品から発生する熱の放熱及び外部からのノイズ対策をシールドケースを用いて行っているため、先ず、薄板の前記金属製のシールドケース（部品代）が必要となる。また、シールドケースを作るための金型（金型代）が必要となる。更に、シールドケースに製品を組み込み、２ヵ所の突起片を折り曲げる作業（工数）が必要となる。また、組み込み後の組み込み高さ検査（工数）が必要となる。また、組み込まれた製品とシールドケースの間（特に上面方向）に隙間（空気層）があるため、空気層に熱がこもってしまい、放熱が十分でなく、電子部品の寿命劣化等を促進させる。信頼性及び製品のコストアップになる等致命的な問題があった。
【００１７】
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、従来の金属製のシールドケースを使わずに、その代わりとてエボキシ樹脂の表面にＮｉメッキ層を形成した簡単な構成で、このＮｉメッキ層でシールド対策及び放熱効率をアップさせる。即ち、発光素子の発生する熱を放熱させることができると同時に、外部からのノイズ対策に対応することができる。安価で、超小型、薄型の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。
【００１９】
【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の製造方法は、多数個取りする集合回路基板の各列に、上下面導電パターン接続用の複数個のスルーホールを穴明けするスルーホール加工工程と、前記スルーホール内面を含む前記集合回路基板の全面にメッキ層を形成するメッキ工程と、メッキレジストをラミネートし露光現像後パターンマスクを形成してパターンエッチングを行い、前記集合回路基板の上面に電子部品実装用電極パターンと前記スルーホールにスルーホール電極パターンを形成する電極パターン形成工程と、前記電子部品実装用電極パターンに少なくとも発光素子、受光素子、ＩＣチップを含む電子部品を実装する実装工程と、前記集合回路基板上の前記発光素子及び受光素子の上面を半球型レンズ部で覆うように透光性の樹脂で封止する樹脂封止工程とを有する赤外線データ通信モジュールの製造方法において、前記集合回路基板上面を覆う前記封止樹脂を、前記集合回路基板は切断することなく、前記集合回路基板手前までの前記封止樹脂の厚さ分を切断するハーフダイシング工程と、前記半球型レンズ部を除く前記封止樹脂の表面及び前記集合回路基板の裏面の前記スルーホール電極パターンをマスクにて覆うマスキング工程と、前記半球型レンズ部をレジスト膜で覆うレジスト塗布工程と、前記封止樹脂表面のマスクを除去した後前記半球型レンズ部と前記スルーホール電極パターンとを除いた前記封止樹脂の表面にＮｉメッキ層を形成するＮｉメッキ工程と、前記ハーフダイシングで残した前記集合回路基板を切断して赤外線データ通信モジュールを単体に分割するフルダイシング工程と、よりなることを特徴とするものである。
【００２０】
【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〜図８は、本発明の実施の形態に係わる赤外線データ通信モジュールの製造方法を説明するそれぞれ斜視図である。図８は、赤外線データ通信モジュール完成品の斜視図である。図において、従来技術と同一部材は同一符号で示す。
【００２１】
図８において、２０は、赤外線データ通信モジュールである。２は、従来と同様に、平面が略長方形形状のガラスエポキシ樹脂よりなる回路基板で、表面には図示しない電極パターン及びスルーホール電極が形成さている。赤外ＬＥＤ素子、フォトダイオード及び集積回路等の電子部品が回路基板２表面側に形成さた電極パターンに銀ペースト等の導電性接着剤によりダイボンドされ、金線等のボンディングワイヤーによりワイヤーボンド実装されている。
【００２２】
また、従来と同様に、赤外ＬＥＤ素子及びフォトダイオード等の上面をエポキシ樹脂等の透光性の封止樹脂７で、赤外ＬＥＤ素子及びフォトトダイオードの上面に半球型レンズ部７ａ及び７ｂ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。
【００２３】
２１は、半球型レンズ部７ａ、７ｂ及びスルーホール電極部を除く、封止樹脂７の表面に形成されたＮｉメッキ層である。前記Ｎｉメッキ層２１は、従来のシールドケースの機能を有するもので、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。更に、赤外ＬＥＤ素子及びその他の電子部品から発生する熱を放熱するのに、従来のシールドケースと異なり、回路基板２及び半球型レンズ部を含めた樹脂封止部は露出しているので空気層が介在することもなく放熱効率は極めて良好である。９は、マザーボードのＧＮＤ電極で、赤外線データ通信モジュール２０はこのＧＮＤ電極に半田１０にて半田付けされている。
【００２４】
前記赤外線データ通信モジュール２０の製造方法の概略について説明する。図１〜図７は、本発明の赤外線データ通信モジュールの製造方法を示す。図１は、エポキシ樹脂のみ切断するハーフダイシング工程、図２は、マスキング工程、図３は、レジスト塗布工程、図４は、Ｎｉメッキ工程、図５は、マスク部材の剥離工程、図６は、回路基板を切断するフルダイシング工程、図７は、単体に分割された赤外線データ通信モジュールを示す、それぞれ斜視図である。
【００２５】
本発明の実施の形態に係わる赤外線データ通信モジュールの製造方法において、ガラスエポキシ樹脂よりなる多数個取りする集合回路基板の各列毎に、上下面導電パターン接続用の複数個のスルーホールを穴明けするスルーホール加工工程と、前記スルーホールの各列間の所定位置にメッキ処理により前記スルーホール内面を含む集合回路基板の全面にメッキ層を形成するメッキ工程と、メッキレジストをラミネートし、露光現像後パターンマスクを形成し、パターンエッチングを行い、集合回路基板の上面に電子部品実装用電極パターンと、前記スルーホールにスルーホール電極を形成する電極パターン形成工程と、前記集合回路基板の上面に発光素子、受光素子及びＩＣチップ等の電子部品を導電性接着剤で固着し、ワイヤーボンド実装する実装工程と、前記発光素子及び受光素子の上面を、半球型レンズ部で覆うように透光性のエポキシ樹脂で封止する樹脂封止工程は、前述した従来技術と同様であるので、その説明は省略する。前記樹脂封止工程迄で、赤外線データ通信モジュール集合体２０Ａが形成される。
【００２６】
図１において、図１（ａ）は、ハーフダイシング工程を示す斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の二点鎖線円Ａで囲むスルーホール部の断面図である。前記赤外線データ通信モジュール集合体２０Ａを、Ｘ方向のカットライン１３は、前記各列間に形成された複数のスルーホール１１の中心を通るラインであり、このラインに直交するＹ方向のカットライン１４は、前記電子部品の一組を含むラインである。この直交する２つのカットラインに沿って、ダイシング又はスライシングマシン等でダイシングするが、そのダイシングの深さは、集合回路基板２Ａは切断することなく、集合回路基板２Ａの手前まで切り込み、封止樹脂７の厚み分を切断する。
【００２７】
図２において、マスキング工程は、集合回路基板２Ａの裏面のスルーホール電極部１１ａをマスク部材として、例えば、マスキングテープ２２等でマスクする。また、封止樹脂７で形成した半球型レンズ部７ａ、７ｂを露出するように、封止樹脂７の表面をマスク部材として、例えば、マスク型２３でマスクする。
【００２８】
図３において、レジスト塗布工程は、前記マスキングされた赤外線データ通信モジュール集合体２０Ａに、レジスト液を塗り付けるか又は吹き付け、キュアーすることにより、前記半球型レンズ部７ａ、７ｂの表面にレジスト膜２４が形成される。
【００２９】
図４において、Ｎｉメッキ工程は、前記封止樹脂７の表面をマスクしていたマスク型２３を除去した後、Ｎｉメッキを施す。Ｎｉメッキ層２１は、レジスト膜２４でマスクされた半球型レンズ部７ａ、７ｂとスルーホール電極１１ａを除く封止樹脂７の全面に形成される。前記Ｎｉメッキ層２１の厚みとしては、その目的がシールドであることより、薄くてはシールドの効果が発揮されず、最低でも、例えば、０．１ｍｍ以上の厚みを確保する必要がある。従って、シールド用のＮｉメッキ層２１は厚メッキになる。尚、前記Ｎｉメッキの際、集合回路基板２Ａの表面にもメッキ液は浸るが、基板の材質がガラス入りのエポキシ樹脂のため、基板の表面にはＮｉメッキは付かない。また、前記スルーホール電極１１ａには半田付け性向上と強度確保の目的で金メッキが施されているのでＮｉメッキを施さない。
【００３０】
図５において、剥離工程は、半球型レンズ部７ａ、７ｂをマスクしていたレジスト膜２４を剥離した後、基板裏面のスルーホール電極１１ａをマスクしていたマスキングテープ２２を除去する。
【００３１】
図６において、フルダイシング工程は、前記ハーフダイシング工程で残した集合回路基板２Ａを切断して単体の赤外線データ通信モジュール２０が完成される。フルダイシング工程で、前記Ｘ方向のカットライン１３の列上には、半円形状の図示しないスルーホール電極（１１ａ）が形成される。
【００３２】
図７は、全工程を終え完成した赤外線データ通信モジュール２０である。封止樹脂７の表面に形成されたＮｉメッキ層２１が形成され、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。更に、赤外ＬＥＤ素子３から発生する熱を放熱するのに、封止樹脂７面から直接Ｎｉメッキ層２１へ、また回路基板２から直接放熱することができるので、放熱効率は極めて良好である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の赤外線データ通信モジュールは、半球型レンズ部及びスルーホール電極部を除く、封止樹脂の表面にＮｉメッキ層を形成することにより、このＮｉメッキ層が従来のシールドケースの機能を有するもので、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。更に、赤外ＬＥＤ素子及びその他の電子部品から発生する熱を放熱するのに、従来は基板とシールドケースとの間に空気層が介在していたが、封止樹脂７面から直接Ｎｉメッキ層２１へ、また回路基板２から直接放熱し、放熱効果をアップすることができる。
【００３４】
また、従来使用していたシールドケースは不要となる。これに伴いシールドケースを作るための金型が不要となり、シールドケースに製品を組み込み、その後製品落下防止用の２箇所の突起片を折り曲げる作業が不要となる。更に、組み込み後の検査も不要となる。
【００３５】
以上述べたように、部材費でのコストダウン、組立工数、検査工数等での製品のコストダウン、多数個取り生産による生産性のアップ、放熱効果アップすることによる信頼性の向上、シールドケースがなくなるので、小型・薄型になる等の様々な実用効果を発揮する赤外線データ通信モジュール及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる赤外線データ通信モジュールの製造方法を説明する、図１（ａ）は、ハーフダイシング工程を示す斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の二点鎖線Ａで囲むスルーホール部の断面図である。
【図２】図１にマスキングテープ及びマスク型を取り付けるマスキング工程を示す斜視図である。
【図３】図２の半球型レンズ部にレジスト膜を形成するレジスト液塗布工程を示す斜視図である。
【図４】図３の半球型レンズ部及びスルーホール電極を除く封止樹脂の表面にＮｉメッキ層を形成するＮｉメッキ工程を示す斜視図である。
【図５】図４のマスキングテープの除去及びレジスト膜の剥離工程を示す斜視図である。
【図６】図５の基板を切断するフルダイシング工程を示す斜視図である。
【図７】図６で単体に分割された赤外線データ通信モジュールの斜視図である。
【図８】図７の赤外線データ通信モジュールを、マザーボードのＧＮＤ電極に半田付けした状態の斜視図である。
【図９】従来と本発明に共通した集合回路基板にスルーホール加工及び電極パターン形成工程を示す斜視図である。
【図１０】図９の電極パターンに電子部品を導電性接着剤で固着するダイボンド工程を示す斜視図である。
【図１１】図１０の電子部品をボンディングワイヤーで接続するワイヤーボンド工程を示す斜視図である。
【図１２】図１１の電子部品を封止する樹脂封止工程を示す斜視図である。
【図１３】従来のダイシング工程を示す斜視図である。
【図１４】図１３で分割された赤外線データ通信モジュール半完成品を示す斜視図である。
【図１５】図１４の半完成品をシールドケースに組み込んだ状態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。
【符号の説明】
２  回路基板
２Ａ  集合回路基板
２ａ、２ｂ、２ｃ  電子部品実装用電極パターン
３  赤外ＬＥＤ素子
４  フォトダイオード
５  集積回路
６  銀ペースト
７  封止樹脂
７ａ、７ｂ  半球型レンズ部
８  シールドケース
９  マザーボードのＧＮＤ電極
１０  半田
１１  スルーホール
１１ａ  スルーホール電極
１２  ボンディングワイヤー
１３  Ｘ方向カットライン
１４  Ｙ方向カットライン
２０  赤外線データ通信モジュール
２０Ａ  赤外線データ通信モジュール集合体
２１  Ｎｉメッキ層
２２  マスキングテープ
２３  マスク型
２４  レジスト膜
【図１】
0004108162.tif 000002
【図２】
0004108162.tif 000003
【図３】
0004108162.tif 000004
【図４】
0004108162.tif 000005
【図５】
0004108162.tif 000006
【図６】
0004108162.tif 000007
【図７】
0004108162.tif 000008
【図８】
0004108162.tif 000009
【図９】
0004108162.tif 000010
【図１０】
0004108162.tif 000011
【図１１】
0004108162.tif 000012
【図１２】
0004108162.tif 000013
【図１３】
0004108162.tif 000014
【図１４】
0004108162.tif 000015
【図１５】
0004108162.tif 000016