JP2008226967A - Optical communication module - 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に関する。 The present invention relates to an optical communication module used for bidirectional communication in an electronic device.
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.
この種の従来の光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)。同図に示された光通信モジュール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92、受光素子93、駆動IC94、および樹脂パッケージ95を備えている。発光素子92は、赤外線を発光可能に構成されている。受光素子93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95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95には、発光素子92および受光素子93の正面に位置する2つのレンズ95a,95bが形成されている。発光素子92から発せられた赤外線は、レンズ95a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95bにより受光素子93へと集光される。このようにして、光通信モジュール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 optical communication module is shown in FIG. 6 (see, for example, Patent Document 1). The optical communication module X shown in the figure includes a
しかしながら、光通信モジュールXを含む光通信モジュールには、薄型化の要請が強い。光通信モジュールXのうち発光素子92を含む部分は、発光素子92の厚さに加えて樹脂パッケージ95のうちレンズ95aを形成する部分の厚さを含むため、相対的に厚い部分となっている。光通信モジュールXの薄型化を図るには、発光素子92を含む部分を薄くすることが一つの課題となっていた。さらに、通信可能距離の延長や通信の確実化が求められている。これを目的として、発光素子92を高出力化すると、発光素子92からの発熱量が多くなる。基板91および樹脂パッケージ95は、いずれも比較的熱伝導率が小さい材料によって形成されている。このため、発光素子92の放熱対策が問題となっていた。
However, the optical communication module including the optical communication module X is strongly demanded to be thin. The portion including 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、薄型化と発光素子の高出力化と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 capable of achieving a reduction in thickness and an increase in output of a light emitting element.
本発明によって提供される光通信モジュールは、表面および裏面を有する基板と、上記基板の表面が向く方向に光を出射するように搭載された発光素子と、上記基板の表面に搭載された受光素子と、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であって、上記基板には、貫通孔が形成されており、上記貫通孔を裏面側から塞ぐ第1導電体層と、少なくとも上記第1導電体層のうち上記貫通孔から臨む部分を上記基板の表面側から覆う第2導電体層と、をさらに備えており、上記発光素子は、上記第2導電体層のうち上記第1導電体層を覆う部分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 having a front surface and a back surface, a light emitting element mounted so as to emit light in a direction in which the front surface of the substrate faces, and a light receiving element mounted on the surface of the substrate And a resin package that covers the light emitting element and the light receiving element, wherein the substrate has a through-hole formed therein, and a first conductor layer that closes the through-hole from the back side; A second conductor layer that covers at least a portion of the first conductor layer facing the through hole from the surface side of the substrate, and the light emitting element includes the second conductor layer. It is mounted in the part which covers the said 1st conductor layer.
このような構成によれば、上記基板の厚さ方向において、上記発光素子と上記基板とが重なり合うことがない。これにより、上記光通信モジュールのうち上記発光素子を含む部分の厚さは、ほぼ上記発光素子と上記樹脂パッケージとを合計した厚さとなっており、上記基板の厚さは含まれない。したがって、上記光通信モジュールの薄型化を図ることができる。また、上記発光素子から発生した熱は、上記第2導電体層を介して上記第1導電体層へと伝わる。上記第1導電体層は、上記基板の裏面側に露出しているため、放熱に有利である。したがって、上記発光素子の高出力化を図ることが可能であり、通信可能距離の延長や通信の確実化を図ることができる。 According to such a configuration, the light emitting element and the substrate do not overlap in the thickness direction of the substrate. Thereby, the thickness of the part including the light emitting element in the optical communication module is substantially the sum of the light emitting element and the resin package, and does not include the thickness of the substrate. Therefore, the optical communication module can be thinned. In addition, heat generated from the light emitting element is transmitted to the first conductor layer through the second conductor layer. Since the first conductor layer is exposed on the back side of the substrate, it is advantageous for heat dissipation. Accordingly, the output of the light-emitting element can be increased, and the communicable distance can be extended and the communication can be ensured.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記貫通孔は、裏面から表面に向かうほど断面寸法が大とされており、上記第2導電体層は、上記貫通孔の内面をさらに覆っている。このような構成によれば、上記発光素子から側方に出射された光は、上記第2導電体層のうち上記貫通孔の内面を覆う部分によって上記基板の表面側に反射される。これにより、上記発光素子からの光が上記光通信モジュール外へと出射される割合を高めることが可能である。これは、通信可能距離の延長や通信の確実化に有利である。 In a preferred embodiment of the present invention, the through hole has a cross-sectional dimension that increases from the back surface to the front surface, and the second conductor layer further covers the inner surface of the through hole. According to such a configuration, the light emitted from the light emitting element to the side is reflected to the surface side of the substrate by the portion of the second conductor layer that covers the inner surface of the through hole. Thereby, it is possible to increase the rate at which the light from the light emitting element is emitted to the outside of the optical communication module. This is advantageous for extending the communicable distance and ensuring communication.
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一例を示している。本実施形態の光通信モジュールA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、第1導電体層6A、および第2導電体層6Bを備えている。光通信モジュールAは、たとえば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 an example of an optical communication module according to the present invention. The optical communication module A 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の表面には、発光素子2、受光素子3、および駆動IC4の導通を図るための配線パターン(図示略)が形成されている。基板1には、基板1を表面から裏面にかけて貫く貫通孔1aが形成されている。貫通孔1aは、基板1の裏面から表面に向かうほど断面寸法が大とされた末広がり状とされており、発光素子2を収容可能なサイズとされている。本実施形態においては、基板1は、その厚さがたとえば0.06〜0.10mm程度とされている。
The board |
基板1には、第1導電体層6Aおよび第1導電体層6Bが形成されている。第1導電体層6Aおよび第2導電体層6Bは、たとえば、Cu、Ni、あるいはこれらの合金からなる薄膜である。第1導電体層6Aは、貫通孔1aを基板1の裏面側から塞ぐ位置に設けられている。第2導電体層6Bは、貫通孔1aの内面と、第1導電体層6Aのうち貫通孔1aから臨む部分とを、基板1の表面側から覆っている。
On the
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、第2導電体層6Bのうち第1導電体層6Aと接する部分に搭載されている。
The
受光素子3は、たとえば、Siを用いて形成されたPINフォトダイオードなどからなり、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、ワイヤにより上記配線パターンと接続され、かつ上記配線パターンを通じて発光素子2および受光素子3に接続されている。
The drive IC 4 is for controlling transmission / reception operations by 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、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。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の表面に対して正対しており、光通信モジュールAに向けて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。本実施形態においては、樹脂パッケージ5のうちレンズ5a,5bが形成されている部分以外の部分の厚さがたとえば0.3mm程度とされている。樹脂パッケージ5は、ほとんどの波長の光に対して透光性を有する構成としてもよい。
The
次に、光通信モジュールAの製造方法の一例について、図2〜図4を参照しつつ以下に説明する。これらの図は、基板1に第1導電体層6Aおよび第2導電体層6Bを形成する工程を示している。
Next, an example of a method for manufacturing the optical communication module A will be described below with reference to FIGS. These drawings show a process of forming the
まず、図2に示すように、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる基板1を用意する。この基板1の裏面にCu、Ni、あるいはこれらの合金からなる薄膜を形成する。この薄膜に対してエッチングなどを用いたパターニングを施すことにより、第1導電体層6Aを形成する。
First, as shown in FIG. 2, a
次に、図3に示すように、貫通孔1aを形成する。貫通孔1aの形成には、たとえばレーザ光を用いる。このレーザ光は、基板1によって吸収されることにより基板1に対して孔あけ加工を施すことが可能である一方、たとえばCuからなる第1導電体層6Aにはほとんど吸収されない。このため、レーザ光による孔あけ加工は、基板1の表面から開始され、レーザ光が第1導電体層6Aに到達した時点で終了する。この結果、第1導電体層6Aで塞がれた貫通孔1aを形成することができる。
Next, as shown in FIG. 3, the through hole 1a is formed. For example, laser light is used to form the through hole 1a. The laser beam is absorbed by the
次に、図4に示すように、第2導電体層6Bを形成する。第2導電体層6Bの形成は、基板1の表面側にCu、Ni、あるいはこれらの合金からなる薄膜を形成したのちに、この薄膜に対してエッチングなどを用いたパターニングを施すことにより行う。この結果、貫通孔1aの内面と、第1導電体層6Aのうち貫通孔1aから臨む部分とを覆う第2導電体層6Bを形成することができる。
Next, as shown in FIG. 4, the
図5は、光通信モジュールAの側面拡大図である。本図によく表れているように基板1の側面には、端子7が形成されている。端子7は、光通信モジュールAを回路基板に実装するために用いられるものである。端子7は、Cu、Ni、あるいはこれらの合金からなる第1導電体層6Cおよび第2導電体層6Dによって構成されており、断面半円状の凹部1bに沿って形成されている。第1導電体層6Cは、凹部1bを基板1の表面側から覆っている。第2導電体層6Dは、凹部1bの内面、および第1導電体層6Cのうち凹部1bから臨む部分を、基板1の裏面側から覆っている。
FIG. 5 is an enlarged side view of the optical communication module A. FIG. As clearly shown in the figure,
このような端子7は、上述した第1導電体層6Aおよび第2導電体層6Bと一括して形成することができる。すなわち、第1導電体層6Aと第1導電体層6Cとを、Cu、Ni、あるいはこれらの合金からなる薄膜形成およびパターニングによって形成する。次いで、レーザ光を用いて貫通孔1aおよび凹部1bを形成する。そして、第2導電体層6Bと第2導電体層6Dとを、Cu、Ni、あるいはこれらの合金からなる薄膜形成およびパターニングによって形成する。通常、端子7の形成においては、基板1を複数個取り可能な基板材料に貫通孔を形成した後に、この貫通孔を半割するようにこの基板材料を分割することにより、凹部1bを形成する。
Such a
次に、光通信モジュールAの作用について説明する。 Next, the operation of the optical communication module A will be described.
本実施形態によれば、発光素子2は、基板1の貫通孔1a内に収容されている。このため、基板1の厚さ方向において、発光素子2と基板1とが重なり合うことがない。これにより、光通信モジュールAのうち発光素子2を含む部分の厚さは、ほぼ発光素子2と樹脂パッケージ5のうちレンズ5aを形成する部分とを合計した厚さとなっており、基板1の厚さは含まれない。したがって、光通信モジュールAの薄型化を図ることができる。特に、本実施形態においては、基板1の厚さが0.06〜0.10mm程度、樹脂パッケージ5のうちレンズ5a,5bを形成する部分以外の部分の厚さが0.3mm程度と顕著に薄いものとされている。
According to this embodiment, the
発光素子2から発生した熱は、第2導電体層6Bを介して第1導電体層6Aへと伝わる。第1導電体層6Aは、基板1の裏面側に露出しているため、放熱に有利である。したがって、発光素子2の高出力化を図ることが可能であり、通信可能距離の延長や通信の確実化を図ることができる。特に、光通信モジュールAを実装する回路基板のうち第1導電体層6Aが接する部分に、たとえば第1導電体層6Aよりも面積が大である導電体層を形成しておけば、発光素子2からの放熱を促進するのに好適である。
The heat generated from the
貫通孔1aが基板1の裏面から表面に向けて末広がり状とされていることにより、発光素子2から側方に出射された光は、第2導電体層6Bのうち貫通孔1aの内面を覆う部分によって基板1の表面側に反射される。これにより、発光素子2からの光がレンズ5aを透して光通信モジュールA外へと出射される割合を高めることが可能である。これは、通信可能距離の延長や通信の確実化に有利である。
Since the through hole 1a is divergent from the back surface to the front surface of 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.
A 光通信モジュール
1 基板
1a 貫通孔
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
6A 第1導電体層
6B 第2導電体層
A
5
Claims (2)
上記基板の表面が向く方向に光を出射するように搭載された発光素子と、
上記基板の表面に搭載された受光素子と、
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であって、
上記基板には、貫通孔が形成されており、
上記貫通孔を裏面側から塞ぐ第1導電体層と、少なくとも上記第1導電体層のうち上記貫通孔から臨む部分を上記基板の表面側から覆う第2導電体層と、をさらに備えており、
上記発光素子は、上記第2導電体層のうち上記第1導電体層を覆う部分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 having a front surface and a back surface;
A light emitting element mounted so as to emit light in a direction in which the surface of the substrate faces,
A light receiving element mounted on the surface of the substrate;
A resin package covering the light emitting element and the light receiving element;
An optical communication module comprising:
A through hole is formed in the substrate,
A first conductor layer that covers the through hole from the back side; and a second conductor layer that covers at least a portion of the first conductor layer facing the through hole from the surface side of the substrate. ,
The optical communication module, wherein the light emitting element is mounted on a portion of the second conductor layer that covers the first conductor layer.
上記第2導電体層は、上記貫通孔の内面をさらに覆っている、請求項1に記載の光通信モジュール。 The through-hole has a larger cross-sectional dimension from the back surface to the surface,
The optical communication module according to claim 1, wherein the second conductor layer further covers an inner surface of the through hole.
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- 2007-03-09 JP JP2007059829A patent/JP2008226967A/en active Pending
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