JP2006261380A - Optical communication module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信モジュールに関する。 The present invention relates to an optical communication module.
発光素子および受光素子を備えることにより双方向通信が可能とされた光通信モジュールとしては、たとえばIrDA準拠の赤外線データ通信モジュールがある。このような赤外線データ通信モジュールは、ノートパソコン、携帯型電話機、電子手帳などの電子機器に普及している。 As an optical communication module capable of bidirectional communication by including a light emitting element and a light receiving element, for example, there is an IrDA compliant infrared data communication module. Such infrared data communication modules are widely used in electronic devices such as notebook computers, mobile phones, and electronic notebooks.
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5に示す。この赤外線データ通信モジュールXは、基板91と、この基板91に搭載された発光素子92、受光素子93、および駆動IC94と、樹脂パッケージ95とを備えている。樹脂パッケージ95のうち発光素子92および受光素子93の正面部分には、2つのレンズ部がそれぞれ形成されている。駆動IC94は、いわゆるフリップチップ形式により基板91に搭載されている。このような方式を用いれば、駆動IC94を基板91に搭載するためのワイヤが備えられていないため、基板91にはこのようなワイヤをボンディングするためのスペースが不要である。これにより、赤外線データ通信モジュールXにおいては、図中左右方向における小型化が図られている。
An example of this type of conventional infrared data communication module is shown in FIG. The infrared data communication module X includes a
しかしながら、近年におけるノートパソコン、携帯型電話機、および電子手帳などの電子機器の小型化はめざましく、赤外線データ通信モジュールXとしてもさらなる小型化が求められている。発光素子92、受光素子93、および駆動IC94は、それぞれの機能を適切に発揮させるためには、それに応じた大きさが必要である。また、これらを基板91に配置し、所定の電気的接続を施すためには、そのためのスペースが必要となる。このため赤外線データ通信モジュールXの小型化が困難となっており、上記電子機器の小型化に十分に対応できない場合があった。
However, in recent years, electronic devices such as notebook computers, portable telephones, and electronic notebooks are remarkably miniaturized, and the infrared data communication module X is required to be further miniaturized. 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、小型化を図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 circumstances described above, and an object of the present invention is to provide an optical communication module that can be miniaturized.
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
本発明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と、受光部を有する受光素子と、上記発光素子および受光素子を駆動制御するための駆動ICと、上記発光素子および受光素子のそれぞれの正面に形成された2つレンズ部を有し、かつ上記発光素子および受光素子を覆う樹脂パッケージと、を備えた光通信モジュールであって、上記受光素子は、上記駆動ICに搭載されていることを特徴としている。 An optical communication module provided by the present invention includes a substrate, a light emitting element mounted on the substrate, a light receiving element having a light receiving portion, a drive IC for driving and controlling the light emitting element and the light receiving element, and the light emission. An optical communication module having two lens portions formed on the front surface of each of the element and the light receiving element, and a resin package covering the light emitting element and the light receiving element. It is characterized by being mounted on an IC.
このような構成によれば、上記基板には上記受光素子を搭載するためのスペースが不要である。したがって、上記光通信モジュールの小型化を図ることが可能であり、この光通信モジュールが用いられる電子機器などの小型化に適切に対応することができる。 According to such a structure, the board | substrate does not need the space for mounting the said light receiving element. Therefore, it is possible to reduce the size of the optical communication module, and it is possible to appropriately cope with the downsizing of electronic devices and the like in which the optical communication module is used.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記受光素子は、上記駆動ICの一端寄りに配置されている。このような構成によれば、上記駆動ICを上記基板の中央寄りに配置することができる。これは、上記光通信モジュールの小型化に好ましい。 In a preferred embodiment of the present invention, the light receiving element is disposed near one end of the drive IC. According to such a configuration, the driving IC can be arranged near the center of the substrate. This is preferable for miniaturization of the optical communication module.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記駆動ICのうち上記一端にある側面と上記受光素子の一側面とは、互いに面一とされている。このような構成によれば、上記駆動ICの上記一端を上記受光素子から突出させないことが可能である。したがって、上記光通信モジュールの小型化に有利である。 In a preferred embodiment of the present invention, the side surface at the one end of the driving IC and the one side surface of the light receiving element are flush with each other. According to such a configuration, it is possible to prevent the one end of the driving IC from protruding from the light receiving element. Therefore, it is advantageous for downsizing the optical communication module.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記駆動ICは、上記基板に対してフリップチップ方式により接続されている。本発明でいうフリップチップ方式とは、上記駆動ICなどの半導体素子を実装するための実装技術のひとつであり、半導体素子に形成された電極と、基板に形成された電極とを位置合わせして実装する方式をいう。このような構成によれば、たとえば上記駆動ICを電気的に接続するためのワイヤが不要であり、上記基板においてこのワイヤを接続するためのスペースを削減することができる。したがって、上記光通信モジュールの小型化に好適である。 In a preferred embodiment of the present invention, the driving IC is connected to the substrate by a flip chip method. The flip-chip method referred to in the present invention is one of mounting techniques for mounting a semiconductor element such as the driving IC, and aligns an electrode formed on the semiconductor element and an electrode formed on the substrate. The method to implement. According to such a configuration, for example, a wire for electrically connecting the drive IC is unnecessary, and a space for connecting the wire on the substrate can be reduced. Therefore, it is suitable for downsizing of the optical communication module.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記駆動ICを覆う遮光樹脂をさらに備えており、かつ、上記受光素子のうち少なくとも上記受光部は、上記樹脂パッケージにより直接覆われている。このような構成によれば、上記駆動ICに向かってくる外来の光を遮蔽することが可能であり、上記駆動ICの誤動作を防止することができる。また、上記駆動ICのうち上記受光素子により覆われた部分は、上記遮光樹脂により覆う必要がない。これは、上記遮光樹脂の使用量を少なくし、コスト抑制に有利である。 In a preferred embodiment of the present invention, a light shielding resin that covers the drive IC is further provided, and at least the light receiving portion of the light receiving element is directly covered with the resin package. According to such a configuration, it is possible to shield extraneous light coming toward the drive IC, and it is possible to prevent malfunction of the drive IC. Further, it is not necessary to cover the portion of the drive IC covered with the light receiving element with the light shielding resin. This reduces the amount of the light-shielding resin used and is advantageous for cost reduction.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記発光素子と上記基板に形成された配線パターンとを導通させ、かつこの配線パターンとの接合部が上記遮光樹脂により覆われたワイヤをさらに備えている。このような構成によれば、上記遮光樹脂によりこのワイヤの接合部を保護することができる。したがって、上記樹脂パッケージの形成工程などにおいて、上記ワイヤが剥離してしまうことを防止することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the light emitting device and a wiring pattern formed on the substrate are electrically connected, and a wire in which a joint portion with the wiring pattern is covered with the light shielding resin is further provided. According to such a configuration, the joint portion of the wire can be protected by the light shielding resin. Therefore, it is possible to prevent the wires from being peeled off in the resin package forming process or the like.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記受光素子と上記基板に形成された配線パターンとを導通させ、かつこの配線パターンとの接合部が上記遮光樹脂により覆われたワイヤをさらに備えている。このような構成によれば、上記遮光樹脂によりこのワイヤの接合部を保護することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the light receiving element and a wiring pattern formed on the substrate are electrically connected, and a wire having a junction with the wiring pattern covered with the light shielding resin is further provided. According to such a configuration, the joint portion of the wire can be protected by the light shielding resin.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記受光素子と上記駆動ICとを導通させ、かつ上記駆動ICとの接合部が上記遮光樹脂により覆われたワイヤをさらに備えている。このような構成によれば、このワイヤの接合部を上記遮光樹脂により保護することが可能である。さらに、上記封止樹脂を形成する際に、流動性の高い樹脂材料を用いる場合には、この樹脂材料と上記ワイヤの接合部との間の表面張力を利用して、上記樹脂材料を盛り上げるように塗布することができる。これにより、上記遮光樹脂の厚さを大きくすることが可能であり、上記駆動ICの誤動作防止効果をさらに高めることができる。 In a preferred embodiment of the present invention, there is further provided a wire for electrically connecting the light receiving element and the driving IC, and a joint portion with the driving IC covered with the light shielding resin. According to such a configuration, the joint portion of the wire can be protected by the light shielding resin. Further, when a resin material having high fluidity is used when forming the sealing resin, the resin material is raised using the surface tension between the resin material and the bonding portion of the wire. Can be applied. Thereby, the thickness of the light shielding resin can be increased, and the malfunction prevention effect of the drive IC can be further enhanced.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記受光素子は、上記駆動ICに対して導電性樹脂を介してダイボンディングされている。このような構成によれば、上記駆動ICには、たとえばワイヤを接続するためのスペースが不要である。したがって、たとえば上記受光素子が上記駆動ICとほぼ同程度の大きさであっても、この受光素子を適切に搭載することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the light receiving element is die-bonded to the driving IC via a conductive resin. According to such a configuration, the drive IC does not require a space for connecting wires, for example. Therefore, for example, even if the light receiving element is approximately the same size as the drive IC, the light receiving element can be appropriately mounted.
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〜図3は、本発明に係る赤外線データ通信モジュールの一例を示している。図1に示すように、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、および遮光樹脂6を具備して構成されている。なお、図3においては、樹脂パッケージ5を省略した上で、遮光樹脂6を想像線で表している。
1 to 3 show an example of an infrared data communication module according to the present invention. As shown in FIG. 1, the infrared data communication module A1 of this embodiment includes a
基板1は、ガラスエポキシなどの樹脂からなり、図3に示すように全体として平面視長矩形状に形成されている。基板1の表面には、配線パターン11が形成されている。図1に示すように、基板1には、凹部1aが形成されている。この凹部1aの表面には、メッキ12が形成されている。このメッキ12は、たとえばCuメッキ、Niメッキ、およびAuメッキが積層されたものである。凹部1aの底面には、発光素子2が搭載されている。また、基板1の図中上面には、駆動IC4が搭載されている。
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の図中下面は、導電性樹脂72を介して凹部1aのメッキ12に接合されている。一方、発光素子2の図中上面は、ワイヤ82により配線パターン11の一部と接続されている。
The
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り、いわゆるフリップチップ方式により、基板1に搭載されている。すなわち、駆動ICの図中下面には、複数の下面電極42が形成されている。一方、基板1には、下面電極42に対応する位置に配線パターン11の一部が形成されている。基板1と駆動IC4との間には、異方性導電性樹脂71が介在している。図2に示すように、異方性導電性樹脂71は、エポキシ樹脂71aを主成分とし、多数の導電性粒子71bが分散されたものである。導電性粒子71bは、少なくともその表面がAuまたはNiなどにより形成されている。たとえば、基板1に対して駆動IC4が押し付けられた後に、エポキシ樹脂71aが硬化することにより、配線パターン11と下面電極42とは導電性粒子71bを介して互いに導通している。
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、図1および図3に示すように赤外線を受光する受光部31を有している。図1に示すように受光素子3は、導電性樹脂72を介して駆動IC4の図中上面にいわゆるダイボンディングされている。図1および図3に示すように、受光素子3は、駆動IC4の図中左端寄りに配置されている。また、受光素子3の側面3aと駆動IC4の側面4aとは、面一とされている。受光素子3は、たとえばPN接合型の半導体として形成されており、図1における下側部分は、N型半導体層となっている。駆動IC4の図中上面には、上面電極41が形成されている。受光素子3の上記N型半導体層と上面電極41とは、導電性樹脂72により導通している。一方、受光素子3の図中上側部分は、P型半導体層となっている。このP型半導体層は、ワイヤ81を介して基板1の配線パターン11の一部と導通している。
The
図1に示すように、駆動IC4、および受光素子3の図中下側部分は、遮光樹脂6により覆われている。遮光樹脂6は、外来の光を遮蔽して駆動IC4が誤動作することを防止するためのものである。遮光樹脂6は、たとえばエポキシ樹脂を主成分として、可視光を遮断吸収するための染料、紫外線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、および広い領域の波長の光を吸収可能な酸化チタンなどが含有されたものである。受光素子3のうち受光部31を含む部分は、遮光樹脂6によっては覆われておらず、樹脂パッケージ5により直接覆われている。また、ワイヤ81のうち配線パターン11との接合部81aは、遮光樹脂6により覆われている。同様に、ワイヤ82のうち配線パターン11との接合部82aは、遮光樹脂6により覆われている。
As shown in FIG. 1, the lower part of the driving
樹脂パッケージ5は、たとえば顔料を含んだエポキシ樹脂により形成されており、可視光に対しては透光性を有しない反面、赤外線に対しては透光性を有する。この樹脂パッケージ5は、トランスファーモールド法などの手法により形成されており、図1に示すように、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つのレンズ部51,52が一体的に形成されている。レンズ部51,52は、いずれも図中上方に膨出した形状とされている。レンズ部51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集光しつつ出射するように構成されている。レンズ部52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に入射するように構成されている。
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、基板1には受光素子3を搭載するためのスペースが不要である。これにより、少なくとも受光素子3のサイズに相当する分だけ、基板1の図1における左右方向長さを小さくすることができる。したがって、赤外線データ通信モジュールA1の小型化を図ることが可能であり、この赤外線データ通信モジュールA1が用いられる電子機器などの小型化に適切に対応することができる。
According to the present embodiment, the
また、図1に示すように、受光素子3を駆動IC4の左端寄りに配置することにより、受光素子3を基板1の左端寄りに配置しつつ、駆動IC4を基板1の中央寄りに配置することができる。特に、本実施形態においては、受光素子3の側面3aと駆動IC4の側面4aとが面一とされていることにより、駆動IC4を受光素子3から図中左方に突出させないことが可能である。したがって、赤外線データ通信モジュールA1の小型化に有利である。なお、側面3a,4aを面一としない構成であっても、受光素子3を駆動IC4の図中左端寄りに配置すれば、赤外線データ通信モジュールA1の小型化という効果が得られる。
In addition, as shown in FIG. 1, the
駆動IC4がフリップチップ方式により基板1に接続されていることにより、たとえば駆動IC4を配線パターン11に導通させるためのワイヤが不要である。これにより、基板1においてはこのようなワイヤを接続するためのスペースを削減することができる。したがって、赤外線データ通信モジュールA1の小型化に好適である。
Since the driving
駆動IC4を遮光樹脂6によって覆うことにより、駆動IC4の誤動作を防止することができる。また、駆動IC4のうち受光素子3により覆われた部分は、遮光樹脂6により覆う必要がない。これは、遮光樹脂6の使用量を少なくし、コスト抑制に有利である。さらに、遮光樹脂6を形成する際に、遮光樹脂6の材料として流動性の高い樹脂材料を用いる場合には、この樹脂材料と受光素子3との間に生じる表面張力により、この樹脂材料を駆動IC4の図中上面に多く残留させる、いわゆるアンカー効果が期待できる。したがって、遮光樹脂6により駆動IC4を適切に覆うことが可能であり、駆動IC4の誤動作防止に適している。
Covering the
また、遮光樹脂6によりワイヤ81の接合部81aを保護することができる。したがって、樹脂パッケージ5の形成工程などにおいて、ワイヤ81が配線パターン11から剥離してしまうことを防止することができる。さらに、遮光樹脂6を形成する際に、流動性の高い樹脂材料を用いる場合には、この樹脂材料とワイヤ81との間の表面張力を利用して、この樹脂材料を接合部81aを含む領域に行き渡らせやすくなる。これによっても、遮光樹脂6により駆動IC4を適切に覆うことができる。これと同様に、遮光樹脂6によりワイヤ82の接合部82aを保護することができる。また、表面張力を利用して、上記樹脂材料をワイヤ82の接合部82aを含む領域に行き渡らせつつ、上記樹脂材料が接合部82aを超えて、図1における図中右方へと大きくはみ出してしまうことを抑制することが可能である。これにより、遮光樹脂6が凹部1aや発光素子2を不当に覆ってしまうことを防止できる。
Further, the joint 81 a of the
受光素子3をダイボンディングの手法を用いて駆動IC4に搭載することにより、駆動IC4上には、たとえばワイヤを接続するためのスペースが不要である。たとえば本実施形態とは異なり、受光素子3が駆動IC4とほぼ同程度の大きさであっても、この受光素子3を適切に搭載することができる。
By mounting the
図4は、本発明に係る赤外線データ通信モジュールの他の例を示している。なお、図4においては、上述した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おり、適宜説明を省略する。 FIG. 4 shows another example of the infrared data communication module according to the present invention. In FIG. 4, the same or similar elements as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the above-described embodiment, and description thereof will be omitted as appropriate.
図4に示された赤外線データ通信モジュールA2においては、受光素子3は、絶縁性樹脂73を介して駆動IC4にボンディングされており、この点が上述した実施形態と異なっている。また、駆動IC4の図中上面のうち受光素子3に覆われていない部分には、上面電極41が形成されている。この上面電極41と受光素子3の図中上面とは、ワイヤ83により接続されている。ワイヤ83のうち上面電極41との接合部83aは、遮光樹脂6により覆われている。
In the infrared data communication module A2 shown in FIG. 4, the
このような実施形態によっても、駆動IC4のサイズが受光素子3よりも大きければ、駆動IC4にワイヤ83を接続するためのスペースを確保しつつ、赤外線データ通信モジュールA2の小型化を図ることができる。また、ワイヤ83の接合部83aを遮光樹脂6により保護することが可能であり、樹脂パッケージ5の形成工程などにおいて、ワイヤ83が上面電極41から剥離してしまうことを防止することができる。さらに、封止樹脂6を形成する際に、流動性の高い樹脂材料を用いる場合には、この樹脂材料とワイヤ83の接合部83aとの間の表面張力を利用して、上記樹脂材料を図中上方へと盛り上げるように塗布することができる。これにより、遮光樹脂6のうち駆動IC4の図中上面を覆う部分の厚さを大きくすることが可能であり、駆動IC4の誤動作防止効果をさらに高めることができる。
Even in such an embodiment, if the size of the driving
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.
フリップチップ方式の接続は、上述した異方性導電性樹脂を用いたものに限定されない。駆動ICに形成された電極とこれに対応する基板の配線パターンとを位置合わせして接続する方式であれば、いわゆる異方性導電性フィルムを用いた方式や、駆動ICおよび基板の双方に互いに突出するバンプを形成しておき、これらを互いに当接させた状態で絶縁性樹脂により接合する方式でもよい。 The flip-chip connection is not limited to that using the above-described anisotropic conductive resin. As long as the electrode formed on the driving IC and the wiring pattern of the substrate corresponding thereto are aligned and connected, a method using a so-called anisotropic conductive film or both the driving IC and the substrate A method may be used in which protruding bumps are formed and bonded with an insulating resin while these bumps are in contact with each other.
光通信モジュールとしては、赤外線を発光および受光可能な発光素子および受光素子を備えたIrDA準拠の赤外線データ通信モジュールに限定されず、赤外線以外のあらゆる波長の光を発光および受光可能な発光素子および受光素子を用いた構成としてもよい。 The optical communication module is not limited to an IrDA-compliant infrared data communication module including a light emitting element capable of emitting and receiving infrared light and a light receiving element, and a light emitting element and a light receiving element capable of emitting and receiving light of any wavelength other than infrared light. It is good also as a structure using an element.
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
1a 凹部
2 発光素子
3 受光素子
3a 側面
4 駆動IC
4a 側面
5 樹脂パッケージ
6 遮光樹脂
11 配線パターン
12 メッキ
31 受光部
41 上面電極
42 下面電極
51,52 レンズ部
71 異方性導電性樹脂
71a エポキシ樹脂
71b 導電性粒子
72 導電性樹脂
73 絶縁樹脂
81,82,83 ワイヤ
81a,82a,83a 接合部
A1, A2 Infrared data communication module (optical communication module)
DESCRIPTION OF
Claims (9)
上記基板に搭載された発光素子と、
受光部を有する受光素子と、
上記発光素子および受光素子を駆動制御するための駆動ICと、
上記発光素子および受光素子のそれぞれの正面に形成された2つレンズ部を有し、かつ上記発光素子および受光素子を覆う樹脂パッケージと、を備えた光通信モジュールであって、
上記受光素子は、上記駆動ICに搭載されていることを特徴とする、光通信モジュール。 A substrate,
A light emitting device mounted on the substrate;
A light receiving element having a light receiving portion;
A driving IC for driving and controlling the light emitting element and the light receiving element;
An optical communication module having two lens portions formed on the front surfaces of the light emitting element and the light receiving element, and a resin package covering the light emitting element and the light receiving element,
The optical communication module, wherein the light receiving element is mounted on the driving IC.
上記受光素子のうち少なくとも上記受光部は、上記樹脂パッケージにより直接覆われている、請求項1ないし4のいずれかに記載の光通信モジュール。 A light-shielding resin that covers the drive IC; and
5. The optical communication module according to claim 1, wherein at least the light receiving portion of the light receiving element is directly covered with the resin package.
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