JP2006108361A - 光デバイスおよび光コネクタおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子と受光素子の配置の自由度が広く様々な用途に対応可能な汎用性の高い光デバイスおよびそれを用いた光コネクタおよび電子機器を提供する。
【解決手段】フレキシブル基板１の本体部１aの両側に発光素子２と受光素子３を所定の間隔をあけて搭載する。上記発光素子２と受光素子３を透光性を有する第１,第２モールド樹脂部(６a,６b,６c,６d)により封止する。これによって、フレキシブル基板１の可撓性を利用して、発光素子２と受光素子３の位置および発光素子２の発光面と受光素子３の受光面の向きを任意に設定可能とする。上記フレキシブル基板１上かつ発光素子２と受光素子３との間に通信用ＩＣ４を搭載し、その通信用ＩＣ４を第３モールド樹脂部(６e,６f)で封止する。上記フレキシブル基板１の本体部１aの略中央から延び、先端側に外部接続端子１１を有する延伸部１bを設ける。
【選択図】図１

Description

この発明は、光デバイスおよびそれを用いた光コネクタおよび電子機器に関し、特にホームネットワークや車載ネットワーク用のＡＶ(Audio Visual：オーディオ・ビジュアル)機器、セキュリティー機器等の電子機器に好適である。

従来、光デバイスとしては、基板上に発光素子と受光素子が搭載されたものがある。この光デバイスは、発光素子と受光素子の位置や発光素子の発光面と受光素子の受光面の向きが決まっている。このような光デバイスを用いた光コネクタでは、全く同一機能であっても用途や仕様によって光コネクタの形状が異なるので、光コネクタの仕様に合わせて多種の光デバイスを設計,生産しなければならず、コストが高くつくと共に生産性が悪いという問題がある。

本出願人は、このような問題を解決する手段としてフレキシブル基板を用いることを本発明において提案するが、従来より次のようなフレキシブル基板を用いた実装技術がある。

従来の第１のフレキシブル基板を用いた実装技術は、フレキシブル基板に複数のセンサーやＩＣ等を実装し、一定幅を検出する連結センサーに用いられている(例えば、特開平４−１８４８３１号公報(特許文献１)参照)。この連結センサーは、センサーの電子部品を所定間隔毎にテープ状のフレキシブル基板に実装し、これらの電源ラインを共通にすると共に、電子部品を軟質合成樹脂によりモールドしてハウジングを形成することによって連結センサーを作成する技術である。この連結センサーは、電子部品が既にセンサーまたは投光装置としての機能を有しており、軟質合成樹脂でのモールドその機能を損なうことなく粉塵等から電子部品を保護する。

また、従来の第２のフレキシブル基板を用いた実装技術は、半導体メモリーが実装されたフレキシブル基板をシリコン樹脂により被覆した高密度実装技術である(例えば、特開２００２−２７０７３３号公報(特許文献２)参照)。

しかしながら、上記従来の第１,第２のフレキシブル基板を用いた実装技術では、フレキシブル基板上に搭載された光半導体素子(発光素子,受光素子)を封止し、光半導体素子から効率よく光を取り出したり効率よく光を取り込んだりする技術を実現するものではない。
特開平４−１８４８３１号公報(第１図) 特開２００２−２７０７３３号公報(図１,図２)

この発明の目的は、発光素子と受光素子の配置の自由度が広く様々な用途に対応可能な汎用性の高い光デバイスおよびそれを用いた光コネクタおよび電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するため、この発明の光デバイスは、フレキシブル基板と、上記フレキシブル基板上に所定の間隔をあけて搭載された発光素子および受光素子と、上記発光素子を封止した透光性を有する第１モールド樹脂部と、上記受光素子を封止した透光性を有する第２モールド樹脂部とを備え、上記第１モールド樹脂部と上記第２モールド樹脂部とは離間配置され、上記第１,第２モールド樹脂部間に可撓性を有することを特徴とする。

上記構成の光デバイスによれば、上記フレキシブル基板上に発光素子と受光素子を所定の間隔をあけて搭載し、上記発光素子を封止した透光性を有する第１モールド樹脂部と受光素子を封止した透光性を有する第２モールド樹脂部とを分離して離間配置し、第１,第２モールド樹脂部間に可撓性を有しているので、第１モールド樹脂部と第２モールド樹脂部との間のフレキシブル基板の可撓性を利用することによって、発光素子と受光素子の位置および発光素子の発光面と受光素子の受光面の向きを任意に設定することが可能となる。したがって、発光素子と受光素子の配置の自由度が広がり、例えばこの光デバイスを光コネクタに用いた場合、発光素子と受光素子との間隔を自由に設定することができ、様々な用途に対応可能な汎用性の高い光デバイスを実現できる。

また、一実施形態の光デバイスは、上記フレキシブル基板上かつ上記発光素子と上記受光素子との間に搭載された制御用集積回路と、上記制御用集積回路を封止した第３モールド樹脂部とを備え、上記第３モールド樹脂部は、上記第１モールド樹脂部および上記第２モールド樹脂部から離間配置され、上記各モールド樹脂部間に可撓性を有することを特徴とする。

上記実施形態の光デバイスによれば、上記フレキシブル基板上かつ発光素子と受光素子との間に制御用集積回路を搭載し、制御用集積回路を第３モールド樹脂部で封止し、第３モールド樹脂部を第１モールド樹脂部および第２モールド樹脂部から分離して離間配置し、各モールド樹脂部間に可撓性を有しているので、フレキシブル基板の可撓性を利用して発光素子と受光素子の位置や発光素子の発光面と受光素子の受光面の向きを変えても、発光素子と受光素子との間の制御用集積回路への影響が少ない。また、上記フレキシブル基板上かつ上記発光素子と上記受光素子との間に制御用集積回路を搭載することで、信号配線の取り回しが容易になる。

また、一実施形態の光デバイスは、上記フレキシブル基板が、上記発光素子と上記受光素子が両側に配置された本体部と、その本体部の略中央から延び、先端側に外部接続端子を有する延伸部を備えたことを特徴とする。

上記実施形態の光デバイスによれば、外部と信号の受け渡しをする外部接続端子を有する延伸部が、フレキシブル基板の本体部の略中央から延びると共に、本体部の両側に制御用集積回路を挟んで発光素子と受光素子が配置されているので、フレキシブル基板の可撓性を利用して発光素子と受光素子の位置や発光素子の発光面と受光素子の受光面の向きを変えても延伸部への影響が少ない。また、上記フレキシブル基板の延伸部の外部接続端子を外部に接続するときに延伸部をどの方向に曲げても、本体部側の発光素子と受光素子に加わる応力が小さく、信頼性を向上できる。

また、一実施形態の光デバイスは、上記フレキシブル基板の上記延伸部が、上記発光素子と上記受光素子とを結ぶ線に略平行な方向に向かって屈曲していることを特徴とする。

上記実施形態の光デバイスによれば、フレキシブル基板の延伸部が、発光素子と受光素子とを結ぶ線に略平行な方向に向かって屈曲しているので、フレキシブル基板を全体的に小さくでき、製造時のコストを低減できる。

また、一実施形態の光デバイスは、上記フレキシブル基板の上記本体部と上記延伸部との間に切り欠きを設けたことを特徴とする。

上記実施形態の光デバイスによれば、フレキシブル基板の本体部と延伸部との間に切り欠きを設けることによって、延伸部の外部接続端子を外部に接続するときに延伸部を曲げる自由度が広がる。

また、一実施形態の光デバイスは、上記第１,第２モールド樹脂部に用いられた上記透光性を有するモールド樹脂が熱硬化性樹脂であることを特徴とする。

上記実施形態の光デバイスによれば、上記第１,第２モールド樹脂部の透光性を有するモールド樹脂に熱硬化性樹脂を用いることによって、トランスファーモールド成形により第１,第２モールド樹脂部を形成することができ、素子やボンディングワイヤ等へのストレスが少なく信頼性を向上できると共に、樹脂硬化が早くなり生産性を向上できる。また、上記第３モールド樹脂部に用いられるモールド樹脂も熱硬化性樹脂であることが望ましい。

また、一実施形態の光デバイスは、上記第１,第２モールド樹脂部にレンズが一体成形により形成されていることを特徴とする。

上記実施形態の光デバイスによれば、上記第１,第２モールド樹脂部に形成されたレンズによって、発光素子からの光信号を効率良く外部へ取り出すと共に、外部から受信する光信号を受光素子に効率良く取り込むことができる。また、レンズを一体成形により形成することで、別にレンズを作成する工程が不要となりコストを低減できる。

また、一実施形態の光デバイスは、上記フレキシブル基板の上記各モールド樹脂部間に、キャパシタンス素子と抵抗素子および水晶振動子のうちの少なくとも１つが実装されていることを特徴とする。

上記実施形態の光デバイスによれば、フレキシブル基板上のモールド樹脂により封止されていない領域に、キャパシタンス素子、抵抗素子および水晶振動子のうちの少なくとも１つを実装することによって、必要な回路をフレキシブル基板上に構成できる。

また、一実施形態の光デバイスは、上記フレキシブル基板に、上記受光素子としてのフォトダイオードと上記フォトダイオードの信号を処理する回路とを集積した半導体チップが実装されていることを特徴とする。

上記実施形態の光デバイスによれば、上記受光素子としてのフォトダイオードと上記フォトダイオードの信号を処理する回路とを集積した半導体チップをフレキシブル基板に実装することによって、フォトダイオードとそのフォトダイオードの信号を処理する回路を別々に実装したり信号接続したりすることがなくなり、生産性と信頼性を向上できる。

また、この発明の光コネクタは、上記いずれか１つの光デバイスを用いたことを特徴とする。

上記実施形態の光コネクタによれば、発光素子と受光素子の配置の自由度が広い光デバイスを様々な仕様の光コネクタに適用でき、１種類の光デバイスを多種の光コネクタで共用することにより大幅なコストダウンが図れる。

また、一実施形態の光コネクタは、上記光デバイスの上記フレキシブル基板の少なくとも上記本体部が収納されたハウジングを備え、上記フレキシブル基板の上記本体部が、平面の状態を保ったままで上記ハウジング内に配置されていることを特徴とする。

上記実施形態の光コネクタによれば、光デバイスのフレキシブル基板の本体部が、平面の状態を保ったままでハウジング内に配置され、本体部が曲がることなく上記発光素子が搭載されている側と受光素子が搭載されている側が同一平面に沿うようになっているので、発光素子と受光素子との間隔が一義的に決まり、組立時の位置決めが容易になる。

また、一実施形態の光コネクタは、上記光デバイスの上記フレキシブル基板の少なくとも上記本体部が収納されたハウジングを備え、上記フレキシブル基板の上記本体部は、上記発光素子が搭載されている側と上記受光素子が搭載されている側を上記本体部の中央側に夫々折り返すように、かつ、上記発光素子の発光面と上記受光素子の受光面とが同一方向外側に面するように上記ハウジング内に配置されていることを特徴とする。ここで、フレキシブル基板の折り返しは、フレキシブル基板にストレスをかけない曲率で湾曲させることを言う。

上記実施形態の光コネクタによれば、上記発光素子が搭載されている側と受光素子が搭載されている側を本体部の中央側に夫々折り返すように、かつ、発光素子の発光面と受光素子の受光面とが同一方向外側に面するように、光デバイスのフレキシブル基板の本体部がハウジング内に配置されているので、フレキシブル基板の本体部の折り返しの程度に応じて発光素子と受光素子との間隔を任意に設定できる。

また、一実施形態の光コネクタは、上記いずれか１つの光デバイスの上記フレキシブル基板の上記延伸部は、上記本体部に対して略直角に折り曲げられていることが望ましい。

上記実施形態の光コネクタによれば、上記フレキシブル基板の延伸部が本体部に対して略直角に折り曲げられていることによって、光コネクタの実装性が向上する。

また、この発明の電子機器は、上記いずれか１つに記載の光コネクタを用いたことを特徴とする。

上記実施形態の電子機器によれば、様々な用途に対応可能な汎用性の高い光デバイスを備えた光コネクタを用いることによって、大幅なコストダウンを図ることができる。

以上より明らかなように、この発明の光デバイスによれば、発光素子と受光素子の配置の自由度が広がり、発光素子と受光素子との間隔を自由に設定することができ、様々な用途に対応可能な汎用性の高い光デバイスを実現することができる。

また、この発明の光コネクタによれば、発光素子と受光素子の配置の自由度が広い光デバイスを様々な仕様の光コネクタに適用でき、１種類の光デバイスを多種の光コネクタで共用することにより大幅なコストダウンが図れる。

また、この発明の電子機器によれば、様々な用途に対応可能な汎用性の高い光コネクタを用いることによって、大幅なコストダウンが実現できる。

以下、この発明の光デバイスおよび光コネクタおよび電子機器を図示の実施の形態により詳細に説明する。

(第１実施形態)
図１はこの発明の第１実施形態の光デバイスの平面図であり、図２は図１の下方から見た上記光デバイスの側面図である。図１に示すように、フレキシブル基板１は、長方形状の本体部１aと、その本体部１aの中央から側方に延び、本体部１aの長手方向に屈曲する延伸部１bを有している。上記フレキシブル基板１の延伸部１bの先端に外部接続端子１１を設けている。また、上記フレキシブル基板１は、可撓性を有するベース基材２２(図３に示す)を有し、ベース基材２２の一方の面側に第１配線パターン(図３の電極部８Ａ,９Ａ含む)を設け、ベース基材２２の他方の面側に第２配線パターン(図３の電極部８Ｂ,９Ｂ含む)を設けている。上記フレキシブル基板１の第１,第２配線パターンの少なくとも一方の一部を、延伸部１b先端の外部接続端子１１に接続している。例えば、上記フレキシブル基板１の第１配線パターンは、発光素子２、受光素子３、通信用ＩＣ４との電気的接続を一方の面側において行うものであり、第２配線パターンは、発光素子２および受光素子３と通信用ＩＣ４との間の接続、通信用ＩＣ４と延伸部１b先端の外部接続端子１１との間の接続を他方の面側において行うものである。なお、第２配線パターンについては、発光素子または受光素子と外部接続端子との間の接続を行うものであっても良い。さらに、配線が複雑である場合には、第１配線パターンを通信用ＩＣと延伸部１b先端の外部接続端子１１との接続を行うものであっても良い。

また、上記フレキシブル基板１の本体部１aの両短辺(長手方向の両端部)の近傍に発光素子２と受光素子３を夫々実装している。上記フレキシブル基板１の本体部１a上かつ発光素子２と受光素子３との間に、制御用集積回路の一例としての通信用ＩＣ４を実装している。上記フレキシブル基板１の本体部１aと延伸部１bの屈曲した部分との間に切り欠き２０を設けている。また、上記受光素子３には、フォトダイオードを用いている。

また、図２に示すように、上記フレキシブル基板１の本体部１a上に実装された発光素子２を、透光性を有するモールド樹脂からなる封止体６aにより封止し、その封止体６aのフレキシブル基板１に対して反対側に封止体６bを形成している。上記封止体６a,６bは、トランスファーモールド成形により一体に形成されており、封止体６a,６bで第１モールド樹脂部を構成している。

また、上記フレキシブル基板１の本体部１a上に実装された受光素子３を、透光性を有するモールド樹脂からなる封止体６cにより封止し、その封止体６cのフレキシブル基板１に対して反対側に封止体６dを形成している。上記封止体６c,６dは、トランスファーモールド成形により一体に形成されており、封止体６c,６dで第２モールド樹脂部を構成している。

さらに、上記フレキシブル基板１の本体部１a上に実装された通信用ＩＣ４を、透光性を有するモールド樹脂からなる封止体６eにより封止し、その封止体６eのフレキシブル基板１に対して反対側に封止体６fを形成している。上記封止体６e,６fは、トランスファーモールド成形により一体に形成されており、封止体６e,６fで第３モールド樹脂部を構成している。

上記透光性を有するモールド樹脂としては、透明フィラー(例えばシリカガラス)を充填した透光性エポキシ樹脂を用い、透明フィラーの充填量を調整することにより所望の線膨張係数にしている。上記透光性エポキシ樹脂の一例としてフェノール系硬化エポキシ樹脂や酸無水系硬化エポキシ樹脂などがある。

また、図２に示すように、発光素子２と受光素子３および通信用ＩＣ４は、トランスファーモールドによって、独立した封止体６a,６c,６eにより夫々封止されている。上記発光素子２の封止体６aに、光信号を効率良く外部へ取り出すためのレンズ７が一体形成されていると共に、受光素子３の封止体６cに、外部から受信する光信号を効率良く取り込むためのレンズ７が一体形成されている。

また、図３は図１のIII−III線から見た断面図を示しており、受光素子３側の断面もこの図３に示す断面と同様の構成をしている。また、通信用ＩＣ４側の断面は、レンズを除いて図３に示す断面と同様の構成をしている。

図３に示すように、フレキシブル基板１は、ベース基材２２の実装面側に接着層２１を介して電極部８Ａ,９Ａを形成している。また、上記ベース基材２２の裏面側に接着層２３を介して電極部８Ｂ,９Ｂを形成している。さらに、その電極部８Ｂ,９Ｂに接着層２４を介して保護層２５を形成している。上記電極部８Ａと電極部８Ｂをスルーホール１２を介して電気的に接続し、電極部９Ａと電極部９Ｂをスルーホール１２を介して電気的に接続している。

上記フレキシブル基板１の実装面側に、発光素子２を接着層２１と接着層２６を介してダイボンディングにより実装している。上記フレキシブル基板１には、発光素子２の両側に貫通穴１０を設けている。図３では、２つの貫通穴１０を示しているが、貫通穴１０を３以上設けてもよい。また、上記フレキシブル基板１上の電極部８Ａ,９Ａと発光素子２の電極とをボンディングワイヤ５を介して電気的に接続している。

上記封止体６a,６b(封止体６c,６dおよび封止体６e,６f)は、トランスファーモールド成形時に貫通穴１０を介して夫々連結されている。上記フレキシブル基板１の封止体６a(６c,６e)は、発光素子２、受光素子３、通信用ＩＣ４、ボンディングワイヤ５、および裏面側の配線部８Ｂ,９Ｂとを電気的に接続するスルーホール１２を封止している。一方、上記フレキシブル基板１の裏面に形成されている封止体６b(６d,６f)は、スルーホール１２を封止しない内側の領域にのみ形成されている。

上記第１実施形態では、第１モールド樹脂部である封止体６a,６bと、第２モールド樹脂部である封止体６c,６dと、第３モールド樹脂部である封止体６e,６fは、トランスファーモールド成形により同時に形成しているが、第１モールド樹脂部と第２モールド樹脂部をトランスファーモールドにより透光性を有するモールド樹脂を用いて同時に形成し、第３モールド樹脂部を別のトランスファーモールド成形により透光性を有しないモールド樹脂を用いて形成してもよい。

このようなフレキシブル基板１の構造によると、トランスファーモールド時にトランスファーモールド金型により型締めするときに直接金型が接する領域に配線部８Ａ,９Ａ,８Ｂ,９Ｂやスルーホール１２を配置することなく、発光素子２と受光素子３および通信用ＩＣ４の電極間の配線や各電極と外部接続端子１１との間の配線が可能となる。

また、上記封止体６a〜６fに用いられる透光性を有するモールド樹脂は、封止される発光素子２、受光素子３、通信用ＩＣ４、ボンディングワイヤ５、電極８Ａ,９Ａ、およびフレキシブル基板１と同等の線膨張係数を有している。このため、封止後において、封止後の収縮や、動作温度環境における信頼性を高めることができる。

上記光デバイスによれば、フレキシブル基板１上に発光素子２と受光素子３が所定の間隔をあけて搭載され、発光素子２と受光素子３が透光性を有する第１,第２モールド樹脂部(６a,６b,６c,６d)で封止された構成によって、発光素子２を封止する第１モールド樹脂部(６a,６b)と受光素子３を封止する第２モールド樹脂部(６c,６d)との間のフレキシブル基板１の可撓性を利用して、発光素子２と受光素子３の位置や発光素子２の発光面と受光素子３の受光面の向きを任意に設定することが可能となる。したがって、上記発光素子２と受光素子３の配置の自由度が広がり、この光デバイスを光コネクタに用いた場合に、発光素子２と受光素子３の配置を任意に設定することができ、様々な用途に対応可能な汎用性の高い光デバイスを実現することができる。

また、上記フレキシブル基板１上かつ発光素子２と受光素子３との間に通信用ＩＣ４を搭載し、その通信用ＩＣ４を第３モールド樹脂部(６e,６f)で封止することによって、フレキシブル基板１の可撓性を利用して発光素子２と受光素子３の位置や発光素子２の発光面と受光素子３の受光面の向きを変えても、通信用ＩＣ４への影響が少なくストレスを低減して信頼性を向上できる。

また、上記フレキシブル基板１の本体部１aの両側に発光素子２と受光素子３が配置され、外部と信号の受け渡しをする外部接続端子１１を有する延伸部１bが本体部１aの略中央から延びているので、フレキシブル基板１の可撓性を利用して発光素子２と受光素子３の位置や発光素子２の発光面と受光素子３の受光面の向きを変えても延伸部１bへの影響が少ない。また、上記フレキシブル基板１の延伸部１bの外部接続端子１１を外部に接続するときに延伸部１bをどの方向に曲げても、本体部１a側の発光素子２と受光素子３に加わる応力が小さく、信頼性を向上できる。

また、上記フレキシブル基板１の延伸部１bは、発光素子２と受光素子３とを結ぶ線に略平行な方向に向かって屈曲しているので、フレキシブル基板１を全体的に小さくでき、製造時のコストを低減できる。

また、上記フレキシブル基板１の本体部１aと延伸部１bとの間に設けられた切り欠き２０によって、延伸部１bの先端側の外部接続端子１１を外部に接続するときに延伸部１bを曲げる自由度が広がり、この光デバイスをハウジングに組み込むときの組立性が向上する。上記切り欠きの位置や形状は、これに限らず、延伸部を曲げる自由度が広がるものであればよい。

また、上記第１,第２モールド樹脂部(６a,６b,６c,６d)に用いられる透光性を有するモールド樹脂が熱硬化性樹脂であるので、トランスファーモールド成形により第１, 第２モールド樹脂部(６a,６b,６c,６d)を形成することができ、素子やボンディングワイヤ等へのストレスが少なく信頼性を向上できると共に、樹脂硬化が早くなり生産性を向上できる。

また、上記第１モールド樹脂部の封止体６aに形成されたレンズ７によって、発光素子２からの光信号を効率良く外部へ取り出す一方、第２モールド樹脂部の封止体６cに形成されたレンズ７によって、外部から受信する光信号を受光素子３に効率良く取り込むことができる。また、レンズ７を一体成形により形成することで、別にレンズを作成する工程が不要となりコストを低減することができる。

なお、上記受光素子３としてのフォトダイオードとフォトダイオードの信号を処理する回路とを集積した半導体チップをフレキシブル基板１に実装してもよい。この場合、フォトダイオードとそのフォトダイオードの信号を処理する回路を別々に実装したり信号接続したりすることがなくなり、生産性と信頼性を向上できる。

また、上記封止体６a,６c,６eの外周縁かつその外周縁近傍の領域は、フレキシブル基板１の表面に配線パターンがなく、かつ、フレキシブル基板１の表面とベース基材２２との間に配線パターンがなく、封止体６b,６d,６fの外周縁かつその外周縁近傍の領域は、フレキシブル基板１の表面に配線パターンがなく、かつ、フレキシブル基板１の表面とベース基材２２との間に配線パターンがないようにしている。つまり、上記封止体６a,６c,６eのサイズを大きくし、これに対して上記封止体６b,６d,６fのサイズを小さくし、このパッケージサイズ差によって、フレキシブル基板１に封止体６a,６c,６eに封止され上記封止体６b,６d,６fにて封止されない領域を形成し、その領域からスルーホール１２を介して配線パターン（電極部８Ａ,８Ｂ、９Ａ,９Ｂ）を上記封止体６a,６c,６e側から上記封止体６b,６d,６f側へ引き出す。これによって、電極部８Ａ,９Ａ,８Ｂ,９Ｂにトランスファーモールド成形時における金型の型締め圧力が電極部８Ａ,９Ａ,８Ｂ,９Ｂに加わることがない。したがって、配線パターンを切断,損傷することなくフレキシブル基板１上に実装された電子部品をトランスファーモールド成形により封止することができる。

また、上記フレキシブル基板１の一方の面側に設けられた配線パターンのうちの封止体６a,６c,６eにより封止された配線パターン(電極部８Ａ,９Ａ)を、フレキシブル基板１の他方の面側に設けられた配線パターンのうちの封止体６b,６d,６fにより封止されていない配線パターン(電極部８Ｂ,９Ｂ)にスルーホール１２を介して接続することによって、電子部品に接続された電極部８Ａ,９Ａをスルーホール１２と電極部８Ｂ,９Ｂを介して封止体６a,６c,６eから引き出すことが可能となる。

また、上記封止体６a〜６fの外周部にアール１３を設けることによって、トランスファー成形時にフレキシブル基板１に印加される型締め圧力を、線状から面上に分散させ、封止体６a〜６f以外のフレキシブル基板１の領域上に樹脂漏れが生じない強い圧力で型締めしても、フレキシブル基板１に対するストレスを緩和することができる。

また、上記封止体６a〜６fが、フレキシブル基板１に設けられた貫通穴１０に充填されたモールド樹脂を介して互いに接続され、封止体６a〜６fが一体化されているので、封止体６a,６b、封止体６c,６d、封止体６e,６fのそれぞれが、フレキシブル基板１を両側から挟み込むようにして、封止体６a〜６fの剥がれ等を防止でき、信頼性を向上できる。

また、配線パターンを切断,損傷することなくフレキシブル基板１上に実装された電子部品をトランスファーモールド成形により封止する電子デバイスを用いることによって、簡単な構成で信頼性の高い電子機器を得ることができる。特に、上記光デバイスは、ホームネットワークや車載ネットワーク用のＡＶ機器、セキュリティー機器等の電子機器に好適である。ここで、「電子部品」とは、発光素子,受光素子および通信用ＩＣ等の配線パターンと電気的に接続する必要のある部品のことである。また、これに限らず、キャパシタンス素子や抵抗素子等の能動素子、トランジスタ等の受動素子、および、集積回路等の部品であっても良い。

(第２実施形態)
図４はこの発明の第２実施形態の光デバイスの断面図であり、この第２実施形態の光デバイスは、補強材を除いて第１実施形態の光デバイスと同様の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略し、図１,図２を援用する。

図４に示すように、封止体６a,６bのフレキシブル基板１に接する外周部に、硬質樹脂(例えばポリイミドフィルム)からなる補強材１４Ａ,１４Ｂを設けている。なお、補強材１４Ａ,１４Ｂは、ダミーメタル等の他の硬質材料であってもよい。

上記第２実施形態の光デバイスでは、トランスファー成型時に、フレキシブル基板１に印加される型締め圧力を、線状から面上に分散させる効果を生み、封止体６a,６b以外のフレキシブル基板１上への樹脂漏れが生じないように型締めしても、補強材１４Ａ,１４Ｂによってフレキシブル基板１へのストレスを緩和することができる。なお、図１,図２に示す封止体６c,６dおよび封止体６e,６fにおいても、同様にフレキシブル基板１に接する外周部に補強材１４Ａ,１４Ｂを設けている。

上記第２実施形態の光デバイスは、第１実施形態の光デバイスと同様の効果を有する。

(第３実施形態)
図５はこの発明の第３実施形態の光デバイスを用いた光コネクタの上面模式図である。この第３実施形態の光コネクタは、第１実施形態の光デバイスを用いており、図１,図２を援用する。

上記第１実施形態の光デバイスは、図２に示すように、発光素子２と受光素子３および通信用ＩＣ４は、トランスファーモールドによって、独立した封止体６a,６c,６eにより夫々封止され、意図しない領域への樹脂漏れを抑制している。これにより、フレキシブル基板１の露出領域上に、発光素子２,受光素子３および通信用ＩＣ４に必要となるキャパシタンス素子の一例としてのバイパスコンデンサ１５,抵抗素子１６および水晶発振子１７等をはんだ付けにより搭載している。

この第３実施形態の光コネクタは、図５に示すように、光ファイバケーブルの先端部分に設けられた光プラグ部が挿入可能なレセプタクル３１,３２が設けられたハウジング３０内に光デバイス(図１,図２に示す)を収納している。上記光デバイスのフレキシブル基板１の本体部１aが、平面の状態を保ったままでハウジング３０内に配置されている。このとき、上記光デバイスのフレキシブル基板１を、本体部１aと延伸部１bとの連結部分である折り曲げ部１c(図１に示す)で折り曲げ、本体部１aと延伸部１bとが略直角になるようにしている。そして、発光素子２,受光素子３を封止する封止体６a,６cのレンズ７を、レセプタクル３１,３２に挿入される光プラグと光結合する位置に配置している。

この第３実施形態の光デバイスを用いた光コネクタは、光ファイバケーブルを媒体とする光通信装置に用いられる。上記光通信装置は、光ファイバケーブルを介して接続された光コネクタを用いて機器間のデータ通信を行う。

上記フレキシブル基板１上のモールド樹脂で封止されていない露出領域に、バイパスコンデンサ１５,抵抗１６および水晶発振子１７を実装することによって、必要な回路をフレキシブル基板１上に構成できる。

上記光コネクタによれば、発光素子２と受光素子３の配置の自由度が広い光デバイスを様々な仕様の光コネクタに適用でき、１種類の光デバイスを多種の光コネクタにおいて共用することにより大幅なコストダウンが図れる。

また、上記発光素子２が搭載されている側と受光素子３が搭載されている側が同一平面に沿うように、光デバイスのフレキシブル基板１の本体部１aが、平面の状態を保ったままでハウジング３０内に配置されているので、発光素子２と受光素子３との間隔が一義的に決まり、組立時の位置決めが容易にできる。

また、上記フレキシブル基板１の延伸部１bは、本体部１aに対して略直角に折り曲げられていることによって、光コネクタの実装性が向上する。

(第４実施形態)
図６はこの発明の第４実施形態の光デバイスを用いた光コネクタの上面模式図である。この第４実施形態の光コネクタは、第１実施形態の光デバイスを用いており、図１,図２を援用する。また、上記第３実施形態の光コネクタと異なるのは、フレキシブル基板１の折り曲げ方である。

前述の第３実施形態の光デバイスは、図５に示すように、フレキシブル基板１の本体部１aの長手方向に、発光素子２,受光素子３および通信用ＩＣ４を直線上に配置している。これに対して、この第４実施形態の図６に示す光コネクタでは、発光素子２,受光素子３を通信用ＩＣ４と１８０°向きが異なるように、フレキシブル基板１の本体部１aの両側を湾曲させて折り曲げている。すなわち、フレキシブル基板１の本体部１aの発光素子２が搭載されている側と受光素子３が搭載されている側を本体部１aの中央側に夫々折り返して、発光素子２の発光面と受光素子３の受光面とが同一方向外側に面するようにハウジング４０内に配置している。

そうして、発光素子２,受光素子３を夫々封止する封止体６a,６cのレンズ７は、レセプタクル４１,４２に挿入される光プラグと光結合する位置に配置される。

この第４実施形態の光デバイスを用いた光コネクタは、光ファイバケーブルを媒体とする光通信装置に用いられる。

上記光コネクタによれば、発光素子２と受光素子３の配置の自由度が広い光デバイスを様々な仕様の光コネクタに適用でき、１種類の光デバイスを多種の光コネクタにおいて共用することにより大幅なコストダウンが図れる。

また、上記発光素子２が搭載されている側と受光素子３が搭載されている側を本体部１aの中央側に夫々折り返すように、かつ、発光素子２の発光面と受光素子３の受光面とが同一方向外側に面するように、フレキシブル基板１の本体部１aがハウジング４０内に配置されているので、フレキシブル基板１の本体部１aの折り返しの程度に応じて発光素子２と受光素子３との間隔を任意に設定できる。

このように、上記第１〜第４実施形態の光デバイスによれば、フレキシブル基板１上に発光素子２と受光素子３が実装され、かつ、透光性を有するモールド樹脂により発光素子２と受光素子３を封止することによって、発光素子２と受光素子３の封止体６a,６bにレンズを一体成型することを可能にし、封止体以外のフレキシブル基板１上への樹脂漏れを抑制することができる。これにより、封止体が形成された領域以外のフレキシブル基板１の領域の可撓性を確保でき、例えば製品の光コネクタへの実装性を高めることができる。

さらに、封止体が形成された領域以外のフレキシブル基板１の領域上への樹脂漏れを抑制することができるため、トランスファーモールド成形後に、封止体が形成された領域以外のフレキシブル基板１の領域に、例えばバイパスコンデンサ等の素子をはんだ付けにより実装することも可能となる。

また、光ファイバケーブルを用いる光通信装置においては、全く同一機能であっても用途によって光コネクタの形状が異なり、このような光コネクタの仕様に合わせて多種の光デバイスを設計,生産することは価格的に不利となる。これに対して、この発明の光デバイスを用いた光コネクタでは、送信部(送信側レセプタクル３１,４１)と受信部(受信側レセプタクル３２,４２)のピッチが異なる多種の光コネクタにおいて１種類の光デバイスを共用することが可能となり、大幅なコスト削減を実現することができる。

上記第１〜第４実施形態では、光通信に用いられる光デバイスについて説明したが、光デバイスはこれに限らず、発光素子と受光素子を備えた光センサー等のデバイスにこの発明を適用してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、両面タイプのフレキシブル基板を用いた光デバイスについて説明したが、多層タイプのフレキシブル基板であってもよい。

また、上記第１〜第４実施形態の光デバイスでは、封止体６a,６bで第１モールド樹脂部を構成し、封止体６c,６dで第２モールド樹脂部を構成し、封止体６e,６fで第３モールド樹脂部を構成したが、第１〜第３モールド樹脂部は、フレキシブル基板の実装面側のみを透光性を有するモールド樹脂により封止したものであってもよい。

さらに、上記第１〜第４実施形態の光デバイスでは、フレキシブル基板１の延伸部１bを、本体部１aの中央から延出させる構成としたが、これに限らず、発光素子２と受光素子３との間に位置し、本体部１aの延伸部１bとの接続部分と両素子２,３を封止するモールド樹脂６a,６cとの間に可撓性を有する構成であれば、一方の素子側に偏った位置から延出させる構成としても良い。なお、この場合においても、本体部１aの接続部分に対応する位置に、その幅内において通信用ＩＣ４および樹脂パッケージ６eを配置する。

図１はこの発明の第１実施形態の光デバイスの上面図である。 図２は上記光デバイスの側面図である。 図３は図１のIII−III線から見た断面図である。 図４はこの発明の第２実施形態の光デバイスの断面図である。 図５はこの発明の第３実施形態の光デバイスを用いた光コネクタの上面模式図である。 図６はこの発明の第４実施形態の光デバイスを用いた光コネクタの上面模式図である。

符号の説明

１…フレキシブル基板
１a…本体部
１b…延伸部
１c…折り曲げ部
２…発光素子
３…受光素子
４…通信用ＩＣ
５…ボンディングワイヤ
６a〜６f…封止体
７…レンズ
８Ａ,８Ｂ,９Ａ,９Ｂ…電極部
１０…貫通穴
１１…外部接続端子
１２…スルーホール
１３…アール
１４Ａ,１４Ｂ…補強材
１５…バイパスコンデンサ
１６…抵抗素子
１７…水晶発振子
２０…切り欠き
２２…ベース基材
２１,２３,２４…接着層
２５…保護層
３０,４０…ハウジング
３１,３２,４１,４２…レセプタクル

Claims (14)

1. フレキシブル基板と、
   上記フレキシブル基板上に所定の間隔をあけて搭載された発光素子および受光素子と、
   上記発光素子を封止した透光性を有する第１モールド樹脂部と、
   上記受光素子を封止した透光性を有する第２モールド樹脂部と
   を備え、
   上記第１モールド樹脂部と上記第２モールド樹脂部とは離間配置され、上記第１,第２モールド樹脂部間に可撓性を有することを特徴とする光デバイス。
2. 請求項１に記載の光デバイスにおいて、
   上記フレキシブル基板上かつ上記発光素子と上記受光素子との間に搭載された制御用集積回路と、
   上記制御用集積回路を封止した第３モールド樹脂部と
   を備え、
   上記第３モールド樹脂部は、上記第１モールド樹脂部および上記第２モールド樹脂部から離間配置され、上記各モールド樹脂部間に可撓性を有することを特徴とする光デバイス。
3. 請求項２に記載の光デバイスにおいて、
   上記フレキシブル基板は、上記発光素子と上記受光素子が両側に配置された本体部と、その本体部の略中央から延び、先端側に外部接続端子を有する延伸部を備えたことを特徴とする光デバイス。
4. 請求項３に記載の光デバイスにおいて、
   上記フレキシブル基板の上記延伸部は、上記発光素子と上記受光素子とを結ぶ線に略平行な方向に向かって屈曲していることを特徴とする光デバイス。
5. 請求項３または４に記載の光デバイスにおいて、
   上記フレキシブル基板の上記本体部と上記延伸部との間に切り欠きを設けたことを特徴とする光デバイス。
6. 請求項１乃至５のいずれか１つに記載の光デバイスにおいて、
   上記第１,第２モールド樹脂部に用いられた透光性を有するモールド樹脂が熱硬化性樹脂であることを特徴とする光デバイス。
7. 請求項１乃至６のいずれか１つに記載の光デバイスにおいて、
   上記第１,第２モールド樹脂部にレンズが一体成形により形成されていることを特徴とする光デバイス。
8. 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の光デバイスにおいて、
   上記フレキシブル基板の上記各モールド樹脂部間に、キャパシタンス素子、抵抗素子および水晶振動子のうちの少なくとも１つが実装されていることを特徴とする光デバイス。
9. 請求項１乃至８のいずれか１つに記載の光デバイスにおいて、
   上記フレキシブル基板に、上記受光素子としてのフォトダイオードと上記フォトダイオードの信号を処理する回路とを集積した半導体チップが実装されていることを特徴とする光デバイス。
10. 請求項１乃至９のいずれか１つに記載の光デバイスを用いたことを特徴とする光コネクタ。
11. 請求項１０に記載の光コネクタにおいて、
    上記光デバイスの上記フレキシブル基板の少なくとも上記本体部が収納されたハウジングを備え、
    上記フレキシブル基板の上記本体部が、平面の状態を保ったままで上記ハウジング内に配置されていることを特徴とする光コネクタ。
12. 請求項１０に記載の光コネクタにおいて、
    上記光デバイスの上記フレキシブル基板の少なくとも上記本体部が収納されたハウジングを備え、
    上記フレキシブル基板の上記本体部は、上記発光素子が搭載されている側と上記受光素子が搭載されている側を上記本体部の中央側に夫々折り返すように、かつ、上記発光素子の発光面と上記受光素子の受光面とが同一方向外側に面するように上記ハウジング内に配置されていることを特徴とする光コネクタ。
13. 請求項１１または１２に記載の光コネクタにおいて、
    上記光デバイスは、請求項３乃至５のいずれか１つに記載の光デバイスであって、
    上記光デバイスの上記フレキシブル基板の上記延伸部は、上記本体部に対して略直角に折り曲げられていることを特徴とする光コネクタ。
14. 請求項１０乃至１３のいずれか１つに記載の光コネクタを用いたことを特徴とする電子機器。

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