JP2002324916A - 赤外線データ通信モジュールおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
ストで防止することのできる赤外線データ通信モジュー
ルを提供する。 【解決手段】 基板3の表面に搭載された発光素子4、
受光素子5および集積回路素子6と、各素子4,5,6
を覆うようにモールド樹脂により一体的に形成されたモ
ールド体9とを備え、集積回路素子6の周囲には、それ
を覆うように光ノイズの影響を防止するためのシールド
体7が形成され、シールド体7は、遮光性樹脂が塗布形
成されてなり、遮光性樹脂には、赤外光を遮断するため
の酸化物と、可視光を遮断するための染料とが含有され
ている。
Description
ared Data Association )方式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データ通信モジュール、
およびその製造方法に関する。
ーソナルコンピュータ等において、それらの機器同士あ
るいはプリンタ等の周辺機器との間では、IrDA方式
による赤外線データ通信が行われている。
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
赤外線データ通信モジュール(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1では、図
12および図13に示すように、導体パターン2が形成
された基板3上に発光素子4、受光素子5、および集積
回路素子6がそれぞれ搭載されている。上記各素子4,
5,6は、導体パターン2に金線Wを介して接続されて
いる。
5,6を一体的に覆うようにモールド樹脂によるモール
ド体9が形成されている。モールド体9の上面9aに
は、発光素子4に対応して発光用レンズ部11が、受光
素子5に対応して受光用レンズ部12がそれぞれ形成さ
れている。また、基板3の裏面3bには、図示しない外
部の回路基板と半田によって接続される接続端子部13
(図12参照)が形成されている。この接続端子部13
は、基板3の側面3cに形成された溝部14を介して、
基板3の表面3aに形成された導体パターン2と導通接
続されている。
路基板等に実装され、回路基板は、たとえば携帯電話や
ノート型パーソナルコンピュータ等に内装される。この
ような電子機器では、内部電源等において発生するノイ
ズや外部から到来する外来ノイズ等によって電子部品に
悪影響を及ぼす場合がある。外来ノイズには、電磁波
(光を除く)によるノイズの他に、蛍光灯の光や太陽光
によるノイズが含まれる。
子内に組み込まれた電子回路の構成によって上記電磁波
によるノイズの対策が施されている場合がある。しか
し、光によるノイズに対しては、集積回路素子6自体で
その対策が施されていないことが多い。
示すような金属性のシールドケース28がモジュール1
を覆うように装着されることがある。モジュール1で
は、このシールドケース28によって、電磁波あるいは
光によるノイズ信号が遮断され、ノイズの影響を回避す
ることができる。すなわち、モジュール1内の集積回路
素子6では、上記ノイズによる誤動作を防止することが
できる。
ドケース28は、一般的に高価であるため、モジュール
1の部品コストが増大するといった問題点がある。ま
た、モジュール1の製造工程においては、シールドケー
ス28を各モジュール1に対してひとつひとつ装着して
いく必要があるため、製造コストの増大を招くといった
問題点もある。
出されたものであって、光ノイズによる集積回路素子の
誤動作を低コストで防止することのできる赤外線データ
通信モジュールを提供することを、その課題とする。
は、次の技術的手段を講じている。
赤外線データ通信モジュールは、基板の表面に搭載され
た発光素子、受光素子および集積回路素子と、上記各素
子を覆うようにモールド樹脂により一体的に形成された
モールド体とを備えた赤外線データ通信モジュールであ
って、上記集積回路素子の周囲には、それを覆うように
光ノイズの影響を防止するためのシールド体が形成され
ていることを特徴としている。具体的には、上記シール
ド体は、遮光性樹脂が塗布形成されてなり、少なくとも
上記遮光性樹脂には、赤外光を遮断するための酸化物
と、可視光を遮断するための染料とが含有されている。
て、可視光および赤外光の波長領域である300〜10
00nm程度の波長の光を遮断吸収することが可能とな
る。たとえば、300〜780nm程度の波長の可視光
は染料によって遮断吸収され、780〜1000nm程
度の波長の赤外光は酸化物、たとえば酸化チタンによっ
て遮断吸収される。
および紫外光の一部を遮断するためのカーボンブラック
がさらに含有されていてもよい。これによれば、上記し
た300〜1000nm程度の波長領域よりさらに領域
の広い、紫外光を含む波長領域である100〜1200
nm程度の波長の光を遮断吸収することが可能となる。
すなわち、カーボンブラックによって100〜300n
m程度の波長の紫外光、および1000〜1200nm
程度の波長の赤外光が遮断吸収可能となる。
覆われた集積回路素子には、上記の波長領域における光
ノイズがシールド体によって遮断されて到達しなくな
る。そのため、光ノイズによって集積回路素子が誤動作
することを防止することができる。したがって、集積回
路素子は、発光素子および受光素子の制御を良好に行う
ことができ、信頼性の高い赤外線データ通信モジュール
を提供することができる。また、上記シールド体によっ
て光ノイズが遮断される結果、従来の構成において用い
られていた高価なシールドケースを省略することができ
るため、部品コストを低減させることができる。さら
に、シールドケースを赤外線データ通信モジュールに装
着する作業も省略することができるため、製造コストを
低減するとともに作業時間を短縮することができる。
上記シールド体は、上記集積回路素子における上記基板
に対する当接面を除く表面の全てを覆うように形成さ
れ、上記シールド体の厚みは、50μm以上300μm
以下とされる。この構成によれば、集積回路素子は、各
表面がシールド体によって完全に封止された恰好とな
り、また、シールド体は、実験により求められた、光ノ
イズを遮断することが可能な厚みになるよう形成されて
いる。そのため、このシールド体によって光ノイズを完
全に遮断吸収することができるので、集積回路素子の信
頼性が高められる。
通信モジュールの製造方法は、第1の側面に係る赤外線
データ通信モジュールの製造方法であって、熱硬化性樹
脂に、赤外光を遮断するための酸化物と、可視光を遮断
するための染料とを含有させて遮光性樹脂を作製する工
程と、上記集積回路素子を覆うように上記遮光性樹脂を
塗布し固化させる工程とを含むことを特徴としている。
また、上記遮光性樹脂を作製する工程では、熱硬化性樹
脂に、赤外光の一部および紫外光の一部を遮断するため
のカーボンブラックをさらに含有させるようにしてもよ
い。また、上記遮光性樹脂を塗布する工程では、たとえ
ばゲル状の遮光性樹脂を放出可能なノズルを用いて上記
集積回路素子に対して供給するようにしてもよい。
おいて提供される赤外線送受信モジュールのシールド体
を実際の製造工程において容易に得ることができ、その
結果として上記赤外線データ通信モジュールにおける作
用効果と同様の作用効果を奏することができる。
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。
形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。なお、
以下の説明では、従来の説明の欄で説明した図12を再
び参照する。
信モジュール(以下、単に「モジュール」という)1の
内部構成を示す図である。図1および図12によれば、
モジュール1は、略矩形状の基板3と、基板3に実装さ
れた発光素子4、受光素子5、および集積回路素子6
と、集積回路素子6の周囲にそれを覆うように形成され
るシールド体7と、発光素子4および受光素子5に対し
てそれぞれ形成される保護体8と、これらを一体的にモ
ールド樹脂により封止するモールド体9とを具備して構
成されている。
図3は、基板3の裏面図である。基板3は、たとえばガ
ラスエポキシ樹脂からなり、その表面3aには、所定の
導体パターン2が形成され、導体パターン2の適所には
必要に応じて金メッキが施されている。導体パターン2
は、各素子4,5,6が直接的に搭載される導体パター
ン、および各素子4,5,6と接続するためにワイヤボ
ンディングが施される導体パターン等によって構成され
る。
のほぼ全面を覆う導体パターン2(ダミーパターン)
と、このモジュール1を実装するための外部回路基板
(図示せず)に接続される導体パターン2としての接続
端子部13とが形成されている。基板3の側面3cに
は、断面略円弧状の溝部14が形成され、溝部14の内
周面には、メッキされた銅による導体層(図示せず)が
形成されている。この導体層を介して、基板3の表面3
aの導体パターン2と裏面3bの接続端子部13とが電
気的に接続されている。
上の適当な領域には、グリーンレジストと呼称され、そ
れらを保護するための絶縁層(図示せず)が形成されて
いる。この絶縁層は、外部に露出する必要のあるべき部
分以外を覆うもので、たとえば、接続端子部13は、外
部の回路基板(図示せず)との間で半田フィレットを介
して接合されるため、絶縁層によって覆われていない。
り、基板3の表面3aの一端側であって、金メッキが施
された導体パターン2の所定領域2Aに実装されてい
る。発光素子4は、その上面が金線Wによってワイヤボ
ンディングされて所定の導体パターン2と接続されてい
る。
からなり、基板3の表面3aの他端側であって、導体パ
ターン2の所定領域2Bに実装されている。受光素子5
は、その上面が金線Wによってワイヤボンディングされ
て所定の導体パターン2と接続されている。
び受光素子5による送受信動作を制御するものであり、
基板3の表面3aの中央部に位置する、導体パターン2
の所定領域2Cに実装されている。集積回路素子6は、
その上面が金線Wによってワイヤボンディングされて所
定の導体パターン2と接続されている。集積回路素子6
は、詳細には図示していないが、金線Wおよび導体パタ
ーン2によって発光素子4および受光素子5と接続され
ている。なお、本実施形態における集積回路素子6で
は、素子内に組み込まれた電子回路の構成により、電磁
波によるノイズを回避できるような対策が施されてい
る。
子6における光ノイズによる誤動作を防止するためのも
のであるが、このシールド体7については後述する。
透光性樹脂からなり、ゲル状にされたシリコーン樹脂が
各素子4,5に対してそれぞれ塗布され、所定温度で加
熱固化されることにより形成される。保護体8は、発光
素子4の周囲にそれに接続された金線Wを覆うように形
成される。また、保護体8は、受光素子5の上面を覆う
ように形成される。このようにして形成された保護体8
は、ゴム性を有し、モールド体9のモールド樹脂による
応力を緩和することができる。
ポキシ樹脂の熱硬化性樹脂からなり、集積回路素子6を
覆うシールド体7および上記各素子4,5に対して形成
された保護体8を一体的に封止するように形成されてい
る。モールド体9の上面であって、発光素子4および受
光素子5に対応する面9a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。こ
のモールド体9は、可視光に対しては透光性を有しない
が、赤外光に対しては透光性を有する。
体7について説明する。シールド体7は、光ノイズの影
響を防止するために、基板3上に搭載された略直方体形
状の集積回路素子6の周囲にそれを覆うように形成され
ている。具体的には、シールド体7は、集積回路素子6
の周囲、すなわち集積回路素子6における基板3に対す
る当接面を除く、上面6aおよび4つの側面6bを全て
覆うように形成されている。
定温度で加熱固化されることにより形成される。この遮
光性樹脂は、たとえば熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹
脂を主成分として、赤外光の一部を遮断吸収するための
酸化物と、可視光を遮断吸収するための染料と、紫外光
の一部および赤外光の一部を遮断吸収するための黒色顔
料であるカーボンブラックとが含有されたものである。
酸化物としては、たとえば酸化チタンが用いられ、染料
としては、一般に繊維等の着色に用いられる有機色素を
含むアゾ染料等が用いられる。上記遮光性樹脂の具体的
な重量比は、たとえばエポキシ樹脂が25〜35%重量
比、酸化チタンが35〜40%重量比、染料が0.5%
重量比、カーボンブラックが0.5〜1.5%重量比、
硬化剤が25〜35%重量比、およびその他の材料が残
りの重量比とされている。
200nmの波長の光を遮断吸収することが可能とな
る。たとえば、300〜780nm程度の波長の可視光
は染料によって遮断吸収され、780〜1000nm程
度の波長の赤外光は酸化チタンによって遮断吸収され
る。そして、100〜300nm程度の波長の紫外光、
および1000〜1200nm程度の波長の赤外光はカ
ーボンブラックによって遮断吸収される。すなわち、カ
ーボンブラックは、その優れた吸熱性により紫外光の一
部および赤外光の一部を遮断吸収する。
300μm以下に設定されて形成されている。すなわ
ち、シールド体7は、図1に示すように、略楕円球状に
形成されるが、この場合、集積回路素子6の表面からシ
ールド体7の表面までの距離が少なくとも75μmより
小にならないようにされている。上記距離は、本願発明
者の実験により光ノイズを遮断することが可能な厚みと
して求められたものであり、このような構成により、シ
ールド体7によって集積回路素子6に対する光ノイズの
侵入を完全に遮断することに寄与することができる。
ば、約100〜1200nmの波長の光を遮断吸収する
ことができるので、その波長領域における光ノイズを効
果的に遮断することができ、集積回路素子6には光ノイ
ズが到達しなくなる。そのため、集積回路素子6は、光
ノイズの影響を受けて誤動作したりせず安定して動作す
るため、発光素子4および受光素子5を良好に制御する
ことができる。したがって、信頼性の高いモジュール1
を提供することができる。
により、従来の構成においてモジュール1に装着されて
いた、外来ノイズの影響を防止するためのシールドケー
ス28(図14参照)が不要となる。そのため、本実施
形態によれば、比較的高価であったシールドケース28
が上記シールド体7によって省略できるので、部品コス
トを低減させることができる。また、製造工程におい
て、上記シールドケース28をモジュール1に装着する
ための工程が省略できるので、製造時間の短縮化や作業
コストの低減化を図ることができる。さらには、シール
ドケース28は、金属からなるため多少重量があった
が、シールドケース28に代わり樹脂等からなるシール
ド体7を採用することにより、モジュール1の軽量化を
図ることができ、製品の取り扱いが容易となる。
覆われた上で、さらにモールド体9に覆われた恰好とな
っている。そのため、モールド体9が形成される際に、
たとえばモールド体9が多少膨張、収縮するようなこと
があっても、集積回路素子6とモールド体9との間にあ
るシールド体7が緩衝部材として機能する。したがっ
て、シールド体7は、発光素子4および受光素子5に対
して形成される保護体8と同様に、集積回路素子6を保
護する機能を備えもち、保護体8の代用として充分にそ
の機能を発揮することができる。
らの構成比等は、上記したような波長の光を遮断吸収で
きるものであれば、上記した材質や構成比等に限定され
るものではない。また、上記シールド体7を形成する透
光性樹脂には、少なくとも赤外光を遮断するための酸化
物と、可視光を遮断するための染料とが含有されておれ
ばよい。これら酸化物および染料によって300〜10
00μm程度の波長を遮断することができるので、この
波長領域における光ノイズによる影響を回避することが
できる。
示すように、外部の回路基板Cに実装されて用いられ
る。具体的には、モジュー1は、基板3の裏面3bが外
部の回路基板Cの実装面に対して直交方向に沿うよう
に、すなわち、発光素子4および受光素子5(図4には
図示せず)の受発光の方向が外部の回路基板Cの実装面
と平行になるように実装される。より詳細には、基板3
の裏面3bの接続端子部13および溝部14と、外部の
回路基板Cの実装面に形成された配線パターンPとの間
に、半田フィレットFが形成されることにより、モジュ
ール1は、外部の回路基板Cに半田付けされて接続され
る。
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4では、集積
回路素子6から送られてくる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出射す
る。一方、受光素子5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、それを集積回路素子6に
対して与える。
て説明する。この製造方法では、図5に示すように、帯
状に延びたシート状の集合基板18を用いる。この集合
基板18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19が縦横に区画されている。集合基板18
の両サイドには、モジュール1の製作工程において、必
要に応じて集合基板18を固定するための係合孔20が
形成されている。また、集合基板18には、所定数の領
域19ごとに、集合基板18の反れを防止するための縦
方向に延びたスリット21が形成されている。
る。この図6に示すように、各領域19には、それごと
に、集合基板18の表面および裏面に対して、公知のフ
ォトリソグラフィー法により所定の導体パターン2が形
成される。すなわち、表面に銅箔を施した集合基板18
に対してレジスト材料を塗布し、所望のパターンが描か
れたマスク(図示せず)を用いて露光・現像し、エッチ
ングにより銅箔の不要部分を除去することにより、導体
パターン2を形成する。その後、各領域19ごとに、集
合基板18の表裏面を導通させるための最終的に溝部1
4となるスルーホール22を適宜数形成する。なお、ス
ルーホール22は、導体パターン2を形成する前に形成
されてもよい。
して、絶縁層を形成し、外部に露出する必要のあるべき
部分以外を覆う。この場合も、フォトリソグラフィー法
を用い、たとえば、導体パターン2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(図示せず)を用
いて、予め集合基板18全面に形成した絶縁層に露光処
理を行い続いて現像を行うことにより、絶縁層に開口を
形成する。
上の各領域19ごとに、導体パターン2の所定領域2
A,2B,2Cに対して、発光素子4、受光素子5およ
び集積回路素子6をそれぞれ実装し、各素子4,5,6
に対してワイヤボンディングを施す。
6に対して、それを覆うようにシールド体7を形成す
る。これには、予め作製されたシールド体7用の遮光性
樹脂を用いる。すなわち、この遮光性樹脂は、たとえば
エポキシ樹脂と、赤外光の一部を遮断吸収するための酸
化チタンと、可視光を遮断吸収するための染料と、紫外
光の一部および赤外光の一部を遮断吸収するためのカー
ボンブラックとを所定の重量比で混合させることにより
作製される。
ノズル(図示せず)を用いて、遮光性樹脂を集積回路素
子6に対して供給する。この場合、集積回路素子6の上
面6aおよび4つの側面6b、並びに集積回路素子6に
接続された金線Wが遮光性樹脂によって覆われるように
塗布する。その後、塗布された遮光性樹脂を所定温度で
加熱することによって固化させ、その厚みが少なくとも
75μm以上となるようにシールド体7を形成する。
して、それを覆うように保護体8をそれぞれ形成する。
これには、ゲル状のシリコーン樹脂が放出可能なノズル
(図示せず)を用いて、シリコーン樹脂を各素子4,5
にそれぞれ供給し、各素子4,5およびそれに接続され
た金線Wがシリコーン樹脂によって覆われるように塗布
する。その後、塗布されたシリコーン樹脂を所定温度で
加熱することによって固化させ、保護体8を形成する。
シールド体7の遮光性樹脂の塗布後に、遮光性樹脂と同
時に加熱して固化させるようにしてもよい。また、保護
体8は、シールド体7に対して多少オーバラップして形
成されてもよい。また、逆に、シールド体7は、発光素
子4や受光素子5の上面を覆わない程度に、保護体8に
対して多少オーバラップして形成されてもよい。
ポキシ樹脂によって各領域19ごとに、トランスファー
モールド成形を用いてモールド体9を形成する。これに
は、集合基板18の上下方向から所定の金型24,25
を挟み込むようにして装着する。そして、金型24,2
5によるキャビティ26内に流動状態のエポキシ樹脂を
流入、固化することにより、集合基板18に形成された
シールド体7および各保護体8を一体的にモールドす
る。モールド体9の上面9a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がそれぞれ形成
される。
体のモジュール1を得る。具体的には、図11の斜線部
Aに示す切除領域を、所定のブレード(図示せず)を用
いて切除することにより、集合基板18を横方向に沿っ
て切断し、横長の中間品を得る。次に、図11の斜線部
Bに示す切除領域を切除することにより、横長の中間品
を縦方向に切断する。上記のように、集合基板18を縦
横に切断することにより、多数個のモジュール1が得ら
れる。このように、この製造方法によれば、集合基板1
8を用いることにより、本実施形態のモジュール1を一
度にかつ多量に製造することができるので、製造コスト
を低減することができる。
は、上述した外部の回路基板C等に実装され、携帯電話
機やノート型パーソナルコンピュータ等に用いられる。
の形態に限定されるものではなく、発明の範囲内で種々
の変更が可能である。
内部構成を示す図である。
対する実装状態を示す図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
す図である。
す図である。
る。
成を示す図である。
ータ通信モジュールの斜視図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 基板の表面に搭載された発光素子、受光
素子および集積回路素子と、上記各素子を覆うようにモ
ールド樹脂により一体的に形成されたモールド体とを備
えた赤外線データ通信モジュールであって、 上記集積回路素子の周囲には、それを覆うように光ノイ
ズの影響を防止するためのシールド体が形成されている
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】 上記シールド体は、遮光性樹脂が塗布形
成されてなり、 少なくとも上記遮光性樹脂には、赤外光を遮断するため
の酸化物と、可視光を遮断するための染料とが含有され
ている、請求項1に記載の赤外線データ通信モジュー
ル。 - 【請求項3】 上記遮光性樹脂には、赤外光の一部およ
び紫外光の一部を遮断するためのカーボンブラックがさ
らに含有されていることを特徴とする、請求項2に記載
の赤外線データ通信モジュール。 - 【請求項4】 上記シールド体は、上記集積回路素子に
おける上記基板に対する当接面を除く表面の全てを覆う
ように形成されている、請求項1ないし3のいずれかに
記載の赤外線データ通信モジュール。 - 【請求項5】 上記シールド体の厚みは、50μm以上
300μm以下である、請求項1ないし4のいずれかに
記載の赤外線データ通信モジュール。 - 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載の赤
外線データ通信モジュールの製造方法であって、 熱硬化性樹脂に、赤外光を遮断するための酸化物と、可
視光を遮断するための染料とを含有させて遮光性樹脂を
作製する工程と、 上記集積回路素子を覆うように上記遮光性樹脂を塗布し
固化させる工程と、を含むことを特徴とする、赤外線デ
ータ通信モジュールの製造方法。 - 【請求項7】 上記遮光性樹脂を作製する工程では、熱
硬化性樹脂に、赤外光の一部および紫外光の一部を遮断
するためのカーボンブラックをさらに含有させる、請求
項6に記載の赤外線データ通信モジュールの製造方法。 - 【請求項8】 上記遮光性樹脂を塗布する工程では、ゲ
ル状の遮光性樹脂を放出可能なノズルを用いて上記集積
回路素子に対して供給する、請求項6または7に記載の
赤外線データ通信モジュールの製造方法。
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