JP2008147452A - 光通信デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】容易に小型化を図ることができると共に、接着剤を用いずにシールドケースを樹脂体に装着できる光通信デバイスを提供する。
【解決手段】基板１に、発光素子および受光素子を取り付けて、上記発光素子および上記受光素子を樹脂体で覆い、この樹脂体を、シールドケース２で覆っている。上記基板１には、凹部１１が設けられ、上記シールドケース２の端部２１は、上記基板１の凹部１１に、曲げられて、取り付けられている。
【選択図】図１Ｂ

Description

この発明は、発光素子および受光素子を備えた光通信デバイスに関し、例えば、データ通信用、センサ用や制御用の電子部品に用いられる赤外線通信デバイスである。

光通信デバイスとしての赤外線通信デバイスは、データ通信を目的とした光無線通信分野において携帯電話やパソコン、ＰＤＡ、プリンタなど様々な用途に使用されている。いずれの製品にしても、デバイス単体での存在では無く、必ず赤外線通信を１つの機能とした媒体（親製品）が存在する。

その媒体自体は、近年、モバイル製品が増えており、その用途から小型化、小面積実装、伝送距離の長距離化、高速伝送などの要望が強く、必然と構成されている部品も同様な仕様が必要となってきている。

従来、赤外線通信デバイスとしては、基板に、発光素子および受光素子を取り付けて、上記発光素子および上記受光素子を樹脂体で覆い、この樹脂体を、シールドケースで覆ったものがある。このシールドケースの端部（足）は、上記基板の外側に、曲げられている（http://panasonic.co.jp/corp/news/official.data/data.dir/jn061109-2/jn061109-2.html：非特許文献１参照）。

具体的に述べると、図７の平面図に示すように、トップビュー実装タイプの赤外線通信デバイスでは、シールドケース１０２の端部１２１は、外側に曲げられている。トップビュー実装タイプとは、赤外線通信デバイスが、発光素子と樹脂体１０６に設けられた発光レンズ１０６ａとを通る光軸方向、および、受光素子と樹脂体１０６に設けられた受光レンズ１０６ｂとを通る光軸方向が、（図示しない）実装基板に対して垂直になるように、配置されていることをいう。また、上記シールドケース１０２は、上記樹脂体１０６に、接着剤１０７により、接着されている。

図８の平面図に示すように、サイドビュー実装タイプの赤外線通信デバイスでは、シールドケース１０２の端部１２１は、外側に曲げられている。サイドビュー実装タイプとは、赤外線通信デバイスが、発光素子と樹脂体１０６に設けられた発光レンズ１０６ａとを通る光軸方向、および、受光素子と樹脂体１０６に設けられた受光レンズ１０６ｂとを通る光軸方向が、（図示しない）実装基板に対して垂直になるように、配置されていることをいう。また、上記シールドケース１０２は、上記樹脂体１０６に、接着剤１０７により、接着されている。
http://panasonic.co.jp/corp/news/official.data/data.dir/jn061109-2/jn061109-2.html

しかしながら、上記従来の光通信デバイスでは、小型化するために、上記シールドケースの端部（足）の面積を小さくして、小型化したり、光学レンズ自体を小さくしたりしたが、上記シールドケースの足の面積の縮小により、実装不良や、実装接着強度不足や、十分なシールド効果が得られなくなったりしていた。また、上記シールドケースを、上記樹脂体に、接着剤により、接着するため、接着剤のコストがかかり、接着の不良が発生し、接着に時間がかかる問題があった。

また、光学レンズの小型化による指向性の偏りにより、発光強度の低下や受光集光性の低下などを起こしていた。

そのため、発光強度を上げるために、高出力の高価な発光素子を使用したり、発光素子に高電流を流して発光強度を上げたりし、コストアップや高消費電力化となっていた。

また、受信の集光性を上げるために、高感度の高価な受光素子を使用したり、受光素子の面積を大きくしたり、駆動するICチップに感度アップの回路を追加して対策したりしていた。

最近では、高速化・長距離通信化の要求も多く、小型化同様に更に送信側の高出力発光化や受信側の高集光性・高感度特性、耐ノイズ特性の向上などが必要となってきた。

しかし、小型化は同時にレンズの小型を意味しており、それに対しては光学的に考えるとトレードオフの関係から、その対応はどうしても発光素子や受光素子、駆動するICチップへ負担が掛かっていた。

特に発光側では、高価な高出力発光素子を使い高電流を流して、無理やり発光強度を上げて通信していたが、小型化の影響で放熱特性が悪く発熱してしまい、逆に、発光強度が低下して、故障したり劣化して寿命が短くなったりしていた。

また、その発熱によりICチップが誤動作することもあり、その対策の回路をICチップに追加することで、回路規模が膨大となり、ICチップ面積が大きくなって、小型化が困難になり、部材のコストアップにもなっていた。

そこで、この発明の課題は、容易に小型化を図ることができると共に、接着剤を用いずにシールドケースを樹脂体に装着できる光通信デバイスを提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の光通信デバイスは、
基板と、
この基板の一面に取り付けら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ように上記基板に取り付けられた樹脂体と、
上記樹脂体の少なくとも一部を覆うシールドケースと
を備え、
上記基板の他面には、端縁に凹部が設けられ、
上記シールドケースの端部は、上記基板の他面の凹部に、曲げられて、取り付けられていることを特徴としている。

この発明の光通信デバイスによれば、上記シールドケースの端部は、上記基板の他面の凹部に、曲げられて、取り付けられているので、従来のように、シールドケースの端部を基板の外側に曲げている場合に比べて、小型化を図ることができる。また、上記シールドケースを、上記樹脂体に、上記シールドケースの端部によって機械的に固定することができて、従来のような接着剤にて固定する場合に比べて、接着剤のコストダウン、上記シールドケースの上記樹脂体への装着不良の低減、および、上記シールドケースの上記樹脂体への装着時間の短縮を、図ることができる。

また、一実施形態の光通信デバイスでは、
上記基板の他面には、上記凹部を含むように、グランドに電気的に接続されるグランド用配線パターンが設けられ、
上記シールドケースの端部は、上記グランド用配線パターンに接触している。

この実施形態の光通信デバイスによれば、上記基板の他面には、上記凹部を含むように、グランド用配線パターンが設けられ、上記シールドケースの端部は、上記グランド用配線パターンに接触しているので、上記シールドケースによるシールド効果を有効に発揮することができる。

また、一実施形態の光通信デバイスでは、
上記凹部は、上記基板の他面の対向する端縁のそれぞれに、設けられ、
上記シールドケースの端部は、上記両側の凹部のそれぞれに対応して、設けられている。

この実施形態の光通信デバイスによれば、上記凹部は、上記基板の他面の対向する端縁のそれぞれに、設けられ、上記シールドケースの端部は、上記両側の凹部のそれぞれに対応して、設けられているので、上記シールドケースを上記基板に強固に取り付けることができる。

また、一実施形態の光通信デバイスでは、
上記凹部は、上記基板の他面の端縁のうちの一辺の全体に渡って、設けられ、
上記シールドケースの端部は、上記一辺の凹部に対応して、設けられている。

この実施形態の光通信デバイスによれば、上記凹部は、上記基板の他面の端縁のうちの一辺の全体に渡って、設けられ、上記シールドケースの端部は、上記一辺の凹部に対応して、設けられているので、上記シールドケースの端部の面積を確保できて、上記シールドケースを上記基板に強固に取り付けることができると共に、上記シールドケースによるシールド効果を向上できる。

また、一実施形態の光通信デバイスでは、上記グランド用配線パターンの表面は、金メッキを施されている。

この実施形態の光通信デバイスによれば、上記グランド用配線パターンの表面は、金メッキを施されているので、上記グランド用配線パターンの表面の酸化を防止しつつ、上記シールドケースの端部との接触不良（接触抵抗）を低減できる。

また、一実施形態の光通信デバイスでは、上記シールドケースの端部における上記グランド用配線パターンに接触する表面は、金メッキを施されている。

この実施形態の光通信デバイスによれば、上記シールドケースの端部における上記グランド用配線パターンに接触する表面は、金メッキを施されているので、上記シールドケースの端部の表面の酸化を防止しつつ、上記グランド用配線パターンとの接触不良（接触抵抗）を低減できる。

また、一実施形態の光通信デバイスでは、
上記基板の他面には、上記凹部を含むように、上記発光素子に電気的に接続される発光素子用配線パターンが設けられ、
上記シールドケースの端部は、上記発光素子用配線パターンに接触している。

この実施形態の光通信デバイスによれば、上記基板の他面には、上記凹部を含むように、上記発光素子用配線パターンが設けられ、上記シールドケースの端部は、上記発光素子用配線パターンに接触しているので、上記発光素子用配線パターンが、上記発光素子により発熱しても、上記発光素子用配線パターンに接触している上記シールドケースにより、放熱される。

この発明の光通信デバイスによれば、上記シールドケースの端部は、上記基板の他面の凹部に、曲げられて、取り付けられているので、容易に小型化を図ることができると共に、接着剤を用いずにシールドケースを樹脂体に装着できる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１Ａは、この発明の光通信デバイスの第１実施形態である側面断面図を示し、図１Ｂは、図１ＡのＹ方向からみた底面図を示している。この光通信デバイスは、基板１と、この基板１の一面に取り付けられた発光素子３および受光素子４と、上記発光素子３および上記受光素子４を覆うように上記基板１に取り付けられた樹脂体６と、上記樹脂体６の少なくとも一部を覆うシールドケース２とを備えている。

上記光通信デバイスとしては、例えば、赤外線通信デバイスである。上記光通信デバイスは、上記発光素子３および上記受光素子４の光軸方向が（図示しない）実装基板に対して垂直になるように、配置される。つまり、この光通信デバイスは、トップビュー実装タイプである。

上記基板１の一面には、上記発光素子３および上記受光素子４に電気的に接続された集積回路（ＩＣ）５が取り付けられている。上記樹脂体６は、モールド成型により、上記基板１に取り付けられている。上記樹脂体６には、上記発光素子３の光軸上に位置する発光レンズ６ａと、上記受光素子４の光軸上に位置する受光レンズ６ｂとが、設けられている。

上記基板１の他面には、端縁に凹部１１が設けられ、上記シールドケース２の端部２１は、上記基板１の他面の凹部１１に、曲げられて、取り付けられている。つまり、上記凹部１１は、上記基板１の他面の対向する端縁のそれぞれに、設けられ、上記シールドケース２の端部２１は、上記両側の凹部１１のそれぞれに対応して、設けられている。

上記凹部１１は、上記基板１の端縁のうちの短辺の一部に、ザグリ穴として、形成されている。上記シールドケース２は、鉄材に、半田メッキを施されたものである。

上記基板１の他面には、上記凹部１１を含むように、グランドに電気的に接続されるグランド用配線パターンＰ１が設けられ、上記シールドケース２の端部２１は、上記グランド用配線パターンＰ１に接触している。上記グランド用配線パターンＰ１は、グランド端子１ａを含む。なお、図１Ｂ中、分かりやすくするために、上記グランド用配線パターンＰ１を、点線のハッチングにて、示している。

上記構成の光通信デバイスによれば、上記シールドケース２の端部２１は、上記基板１の他面の凹部１１に、曲げられて、取り付けられているので、従来のように、シールドケースの端部を基板１の外側に曲げている場合に比べて、小型化を図ることができる。また、上記シールドケース２を、上記樹脂体６に、上記シールドケース２の端部２１によって機械的に固定することができて、従来のような接着剤にて固定する場合に比べて、接着剤のコストダウン、上記シールドケース２の上記樹脂体への装着不良の低減、および、上記シールドケース２の上記樹脂体への装着時間の短縮を、図ることができる。

また、上記基板１の他面には、上記凹部１１を含むように、グランド用配線パターンＰ１が設けられ、上記シールドケース２の端部２１は、上記グランド用配線パターンＰ１に接触しているので、上記シールドケース２によるシールド効果を有効に発揮することができる。

また、上記凹部１１は、上記基板１の他面の対向する端縁のそれぞれに、設けられ、上記シールドケース２の端部２１は、上記両側の凹部１１のそれぞれに対応して、設けられているので、上記シールドケース２を上記基板１に強固に取り付けることができる。

また、上記光通信デバイスを小型にできて、上記光通信デバイスの実装面積を小さくできるため、上記光通信デバイスを搭載する（図示しない）実装基板も小さくできて、筐体の窓（可視光フィルタ）を小型化できる。よって、デザインの幅も広がる。

（第２の実施形態）
図２Ａと図２Ｂは、この発明の光通信デバイスの第２の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、基板の凹部の形状と、シールドケースの端部の形状とが、相違する。図２Ａは、側面断面図を示し、図２Ｂは、図２ＡのＹ方向からみた底面図を示す。

つまり、この第２の実施形態のトップビュー実装タイプの光通信デバイスでは、基板１の凹部１２は、上記基板１の他面の端縁のうちの一辺の全体に渡って、設けられ、シールドケース２の端部２２は、上記一辺の凹部１２に対応して、設けられている。

上記凹部１２は、上記基板１の端縁のうちの長辺の全体に渡って、ザグリ穴として、形成されている。上記シールドケース２の端部２２は、帯状に形成され、上記凹部１２に嵌め込まれ、上記凹部１２に設けられた（点線のハッチングにて示す）上記グランド用配線パターンＰ１に接触している。

したがって、上記シールドケース２の端部２２の面積を確保できて、上記シールドケース２を上記基板１に強固に取り付けることができると共に、上記シールドケース２によるシールド効果を向上できる。

（第３の実施形態）
図３Ａと図３Ｂは、この発明の光通信デバイスの第３の実施形態を示している。上記第２の実施形態と相違する点を説明すると、この第３の実施形態では、この光通信デバイスがサイドビュー実装タイプである点が、相違する。図３Ａは、平面図を示し、図３Ｂは、図３ＡのＸ方向からみた側面図を示す。

つまり、この第３の実施形態では、光通信デバイスは、発光素子と発光レンズ６ａとを通る光軸方向、および、受光素子と受光レンズ６ｂとを通る光軸方向が、（図示しない）実装基板に対して垂直になるように、配置される。

なお、基板の凹部の形状と、シールドケースの端部の形状とは、上記第２の実施形態と同じであるため、その説明を省略する。

（第４の実施形態）
図４Ａと図４Ｂは、この発明の光通信デバイスの第４の実施形態を示している。上記第３の実施形態と相違する点を説明すると、この第４の実施形態では、グランド用配線パターンの表面の構造が、相違する。なお、図４Ａは、平面図を示し、図４Ｂは、図４ＡのＸ方向からみた側面図を示す。

つまり、この第４の実施形態のサイドビュー実装タイプの光通信デバイスでは、（点線のハッチングにて示す）グランド用配線パターンの表面Ｐ１は、金メッキを施されている。図中、分かりやすくするために、ドットにて、金メッキを表現している。なお、基板の凹部の形状と、シールドケースの端部の形状とは、上記第２の実施形態と同じであるため、その説明を省略する。

したがって、上記グランド用配線パターンＰ１の表面の酸化を防止しつつ、上記シールドケース２の端部２１との接触不良（接触抵抗）を低減できる。

（第５の実施形態）
図５Ａと図５Ｂは、この発明の光通信デバイスの第５の実施形態を示している。上記第３の実施形態と相違する点を説明すると、この第５の実施形態では、シールドケースの表面の構造が、相違する。なお、図５Ａは、平面図を示し、図５Ｂは、図５ＡのＸ方向からみた側面図を示す。

つまり、この第５の実施形態のサイドビュー実装タイプの光通信デバイスでは、シールドケース２の端部２２における（点線のハッチングにて示す）グランド用配線パターンＰ１に接触する表面は、金メッキを施されている。上記シールドケース２の表面の全体が、金メッキを施されている。図中、分かりやすくするために、ドットにて、金メッキを表現している。なお、基板の凹部の形状と、シールドケースの端部の形状とは、上記第２の実施形態と同じであるため、その説明を省略する。

したがって、上記シールドケース２の端部２２の表面の酸化を防止しつつ、上記グランド用配線パターンＰ１との接触不良（接触抵抗）を低減できる。

（第６の実施形態）
図６Ａと図６Ｂは、この発明の光通信デバイスの第６の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第６の実施形態では、シールドケースの端部と接触する基板の配線パターンが、相違する。なお、図６Ａは、側面断面図を示し、図６Ｂは、図６ＡのＹ方向からみた底面図を示す。

つまり、この第６の実施形態のトップビュー実装タイプの光通信デバイスでは、基板１の他面には、凹部１１を含むように、発光素子３に電気的に接続される（点線のハッチングにて示す）発光素子用配線パターンＰ２が設けられ、シールドケース２の端部２１は、（点線のハッチングにて示す）上記発光素子用配線パターンＰ２に接触している。

具体的に述べると、上記両側の凹部１１のうちの一方の凹部１１を含むように、上記発光素子用配線パターンＰ２が設けられ、他方の凹部１１には、グランド用配線パターンＰ１が設けられていない。要するに、上記両側の端部２１のうちの一方の端部２１は、上記一方の凹部１１に取り付けられて、上記発光素子用配線パターンＰ２に接触する一方、他方の端部２１は、上記他方の凹部１１に取り付けられて、上記グランド用配線パターンＰ１に接触しない。

したがって、上記発光素子用配線パターンＰ２が、上記発光素子３により発熱しても、上記発光素子用配線パターンＰ２に接触している上記シールドケース２により、放熱される。要するに、上記シールドケース２が放熱板の役割をするため、より多くの電流を上記発光素子３に流すことが可能となり、長距離通信が可能となる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、シールドケースの材料を、鉄材ではなく、ニッケル銅合金材にしてもよく、シールド効果をより向上させて放熱性を高めることができる。また、シールドケースの端部および基板の凹部の形状や数量は、変更自由である。

また、上記第３の実施形態（図３Ａ，３Ｂ）〜上記第５の実施形態（図５Ａ，５Ｂ）のサイドビュー実装タイプの光通信デバイスにおける基板の凹部の形状およびシールドケースの端部の形状を、上記第１の実施形態（図１Ａ，１Ｂ）のトップビュー実装タイプの光通信デバイスにおける基板の凹部の形状およびシールドケースの端部の形状と、同じようにしてもよい。

また、上記第１の実施形態（図１Ａ，１Ｂ）、上記第２の実施形態（図２Ａ，２Ｂ）、および、上記第６の実施形態（図６Ａ，６Ｂ）のトップビュー実装タイプの光通信デバイスにおける、配線パターンの金メッキや、シールドケースの端部の金メッキを、上記第４の実施形態（図４Ａ，４Ｂ）および上記第５の実施形態（図５Ａ，５Ｂ）のサイドビュー実装タイプの光通信デバイスにおける、配線パターンの金メッキや、シールドケースの端部の金メッキと、同じようにしてもよい。

本発明の光通信デバイスの第１実施形態を示す側面断面図である。 図１ＡのＹ方向からみた底面図である。 本発明の光通信デバイスの第２実施形態を示す側面断面図である。 図２ＡのＹ方向からみた底面図である。 本発明の光通信デバイスの第３実施形態を示す平面図である。 図３ＡのＸ方向からみた底面図である。 本発明の光通信デバイスの第４実施形態を示す平面図である。 図４ＡのＸ方向からみた底面図である。 本発明の光通信デバイスの第５実施形態を示す平面図である。 図５ＡのＸ方向からみた底面図である。 本発明の光通信デバイスの第６実施形態を示す側面断面図である。 図６ＡのＹ方向からみた底面図である。 従来のサイドビュー実装タイプの光通信デバイスを示す平面図である。 従来のトップビュー実装タイプの光通信デバイスを示す平面図である。

符号の説明

１ 基板
１１ 凹部
１２ 凹部
２ シールドケース
２１ 端部
２２ 端部
３ 発光素子
４ 受光素子
５ 集積回路
６ 樹脂体
６ａ 発光レンズ
６ｂ 受光レンズ
Ｐ１ グランド用配線パターン
Ｐ２ 発光素子用配線パターン

Claims (7)

1. 基板と、
   この基板の一面に取り付けら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ように上記基板に取り付けられた樹脂体と、
   上記樹脂体の少なくとも一部を覆うシールドケースと
   を備え、
   上記基板の他面には、端縁に凹部が設けられ、
   上記シールドケースの端部は、上記基板の他面の凹部に、曲げられて、取り付けられていることを特徴とする光通信デバイス。
2. 請求項１に記載の光通信デバイスにおいて、
   上記基板の他面には、上記凹部を含むように、グランドに電気的に接続されるグランド用配線パターンが設けられ、
   上記シールドケースの端部は、上記グランド用配線パターンに接触していることを特徴とする光通信デバイス。
3. 請求項１に記載の光通信デバイスにおいて、
   上記凹部は、上記基板の他面の対向する端縁のそれぞれに、設けられ、
   上記シールドケースの端部は、上記両側の凹部のそれぞれに対応して、設けられていることを特徴とする光通信デバイス。
4. 請求項１に記載の光通信デバイスにおいて、
   上記凹部は、上記基板の他面の端縁のうちの一辺の全体に渡って、設けられ、
   上記シールドケースの端部は、上記一辺の凹部に対応して、設けられていることを特徴とする光通信デバイス。
5. 請求項２に記載の光通信デバイスにおいて、
   上記グランド用配線パターンの表面は、金メッキを施されていることを特徴とする光通信デバイス。
6. 請求項２に記載の光通信デバイスにおいて、
   上記シールドケースの端部における上記グランド用配線パターンに接触する表面は、金メッキを施されていることを特徴とする光通信デバイス。
7. 請求項１に記載の光通信デバイスにおいて、
   上記基板の他面には、上記凹部を含むように、上記発光素子に電気的に接続される発光素子用配線パターンが設けられ、
   上記シールドケースの端部は、上記発光素子用配線パターンに接触していることを特徴とする光通信デバイス。

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