JP2007305849A - Optical communication module and its manufacturing process - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to an optical communication module used for two-way communication in an electronic device and a method for manufacturing the same.
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。 An optical communication module including a light emitting element and a light receiving element is used for bidirectional communication in electronic devices such as notebook computers, mobile phones, and electronic notebooks. Such optical communication modules include, for example, IrDA compliant infrared data communication modules.
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。
An example of this type of conventional infrared data communication module is shown in FIG. 6 (see, for example, Patent Document 1). The infrared data communication module X shown in the figure includes a
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。
However, the light-transmitting epoxy resin is a material that easily absorbs moisture. For this reason, the
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。 The present invention has been conceived under the above circumstances, and an object thereof is to provide an optical communication module capable of suppressing hygroscopic expansion of a resin package.
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。 An optical communication module provided by the first aspect of the present invention includes a substrate, a light emitting element and a light receiving element mounted on the substrate, and a resin package covering the light emitting element and the light receiving element. And it is characterized by providing the protective thin film which covers the said resin package.
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。 According to such a structure, it can suppress by the said protective thin film that the water vapor | steam in air | atmosphere penetrate | invades into the said resin package. Therefore, it is possible to avoid the resin package from hygroscopically expanding, and for example, it is possible to prevent disconnection of a connecting wire and separation of the light emitting element and the light receiving element.
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。 In a preferred embodiment of the present invention, the protective thin film includes a first layer made of SiO 2 and a second layer made of Ta 2 O 5 . According to such a configuration, in addition to the moisture absorption preventing effect of the resin package, it is possible to reduce the reflectance of light having a specific wavelength such as infrared rays. Therefore, the receiving sensitivity of the optical communication module can be increased.
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。 In a preferred embodiment of the present invention, the protective thin film is made of finely divided metal fine particles. Also with such a configuration, the hygroscopic expansion of the resin package can be suppressed.
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。 An optical communication module manufacturing method provided by the second aspect of the present invention includes a substrate, a light emitting element and a light receiving element mounted on the substrate, and a resin package covering the light emitting element and the light receiving element. A method for manufacturing a communication module, further comprising a step of forming a protective thin film covering the resin package after the step of forming the resin package on the substrate.
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。 According to such a configuration, the resin package can be prevented from absorbing moisture from the atmosphere during manufacture, transportation, and use of the optical communication module.
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。 In a preferred embodiment of the present invention, the step of forming the protective thin film includes a step of forming a first layer made of SiO 2 by a sputtering method and a second layer made of Ta 2 O 5 by a sputtering method. Process. According to such a configuration, the protective thin film is suitable for finishing with a remarkably small reflectance with respect to specific light such as infrared rays.
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。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
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。
FIG. 1 shows a first embodiment of an optical communication module according to the present invention. The infrared data communication module A1 of this embodiment includes a
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。
The board |
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。
The
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。
The light receiving
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。
The
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。
The
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。
The protective
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。 Next, an example of a manufacturing method of the infrared data communication module A1 will be described.
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。
FIG. 2 shows a step of forming the
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。
After forming the
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。 Next, the operation of the infrared data communication module A1 will be described.
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。
According to this embodiment, the
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。
Since the
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。
FIG. 5 shows a second embodiment of an infrared data communication module according to the present invention. In this figure, the same or similar elements as those in the above embodiment are given the same reference numerals as those in the above embodiment. In the infrared data communication module A2 of this embodiment, the configuration of the protective
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。
Also according to this embodiment, it is possible to suppress the
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。 The optical communication module according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the optical communication module according to the present invention can be modified in various ways.
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。 The light emitting element and the light receiving element are not limited to those capable of emitting or receiving infrared rays, and may be those capable of emitting or receiving light of various wavelengths including visible light. That is, the optical communication module is not limited to the infrared data communication module, and may be, for example, a communication system using visible light.
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
A1, A2 Infrared data communication module (optical communication module)
1
5
Claims (5)
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。 A substrate,
A light emitting element and a light receiving element mounted on the substrate;
A resin package covering the light emitting element and the light receiving element, and an optical communication module comprising:
An optical communication module comprising a protective thin film covering the resin package.
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。 A manufacturing method of an optical communication module comprising a substrate, a light emitting element and a light receiving element mounted on the substrate, and a resin package covering the light emitting element and the light receiving element,
After the step of forming the resin package on the substrate,
A method for manufacturing an optical communication module, further comprising a step of forming a protective thin film covering the resin package.
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JP2011518420A (en) * | 2008-04-21 | 2011-06-23 | マルチソーブ テクノロジーズ インコーポレイティド | Lamp assembly |
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2006
- 2006-05-12 JP JP2006133780A patent/JP2007305849A/en active Pending
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