JP3172667U - 光学モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】 製造コストを低減するとともに、受光チップの受光強度の低下を防止可能な光学モジュールを提供する。
【解決手段】 発光チップ３０および受光チップ４０は、それぞれ基板２０の発光領域および受光領域に設けられる。キャップ６０は、発光孔６１および受光孔６５を有し、基板２０上に設けられる。発光孔６１は発光チップ３０を収容する第一チャンバー７１を形成する。発光孔６１の内壁面には内径が基板２０の表面から離れるに従って大きくなる環状反射層６２が形成される。受光孔６１は受光チップ４０を収容する第二チャンバー７２を形成し、発光孔６１の横に設けられる。これにより、発光チップ３０および受光チップ４０を同一の基板２０上にパッケージするため製造コストが低減されるとともに、環状反射層６２によって外部に放射する光線の強度が向上するため受光チップ４０の受光強度を向上することができる。
【選択図】 図２

Description

本考案は、光学モジュールに関する。
現在、スマートフォンなどのモバイル型電子機器はタッチパネルへの誤った接触による誤作動の防止または消費電力の低減などの要求に応じるため、近接センサ式の光学モジュールを有する。顔面などの物体がタッチパネルに接近すると、モバイル型電子機器は反応し、一部の電源を遮断する。このとき、近接センサ式の光学モジュールでは、発光チップが放射した光線が近接する物体によって反射される。反射した光線が発光チップと隣り合う受光チップによって受光されると、受光した光線の強度に応じた電気信号に変換される。この電気信号の大きさに応じて後続処理が進行する。
しなしながら、上述した従来の光学モジュールでは、発光チップと受光チップとを別々にパッケージした後、両者を同一のモジュールに搭載することになるため、光学モジュールの製造コストが高くなる。
また、発光チップが射出する光線の強度低下により受光チップの受光強度が低下すると、モバイル型電子機器での読み取りが不安定になる。
本考案は、製造コストを低減するとともに、受光チップの受光強度の低下を防止可能な光学モジュールを提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、本考案による光学モジュールは、基板、発光チップ、受光チップ、キャップおよび二つのパッケージコロイドを備える。基板上には発光領域および受光領域が形成される。発光チップおよび受光チップは、ダイアタッチおよびワイヤボンディングによってそれぞれ基板上の発光領域および受光領域に設けられる。キャップは一体成形された筐体であり、基板上に設けられる。キャップに形成される発光孔は、発光チップを収容する第一チャンバーを形成する。発光孔の内壁面には内径が基板から離れるに従って大きくなる環状反射層が形成される。受光孔は、発光孔の横に設けられ、受光チップを収容する第二チャンバーを形成する。二つのパッケージコロイドは第一チャンバー内および第二チャンバー内に充填され、発光チップおよび受光チップの保護層として発光チップおよび受光チップを覆う。
本考案による光学モジュールは、ダイボンディングおよびワイヤボンディングによって発光チップおよび受光チップを同一の基板上に設けている。基板上には一体成形されたキャップが設けられ、発光チップを収容する第一チャンバーおよび受光チップを収容する第二チャンバーの内部に二つのパッケージコロイドを充填することにより、発光チップおよび受光チップのパッケージングが完了する。これにより、光学モジュールの製造コストを低減することができる。
本考案による光学モジュールでは、さらにスパッタリングまたはスパッタリングとは異なる塗布方法によって環状反射層の表面に金属材料をコーティングするとともに、発光チップを覆うパッケージコロイドの表面が円弧状に突出するように形成されている。これにより、光学モジュールが放射する光線強度を向上させることができる。
本考案の一実施形態による光学モジュールのパッケージングを示す平面図である。 図１の２−２線に沿った断面図である。 本考案の一実施形態による光学モジュールのパッケージプロセスを示す模式図である。
以下、本考案による光学モジュールを図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
図１から図３に示すように、本考案の一実施形態による光学モジュール１０は、アレイ基板から切り取った一つの単位であり、基板２０、発光チップ３０、受光チップ４０、パッケージコロイド５０、５１およびキャップ６０を備える。
基板２０は、有機材料からなるＢＴ基板から形成される。基板２０は発光領域２０２および受光領域２０４を有する。
発光チップ３０および受光チップ４０は、ダイアタッチおよびワイヤボンディングによってそれぞれ基板２０の発光領域２０２および受光領域２０４に搭載される。発光チップ３０は光線を射出する。受光チップ４０は発光チップ３０から射出された光線を受光する。
キャップ６０は、射出成形法または移送成形法により一体成形された熱可塑性または熱硬化性のポリプロピレンから形成される。キャップ６０には、発光孔６１および受光孔６５が形成されており、基板２０に装着される。
発光孔６１は、その内径が基板２０から離れるに従って大きくなる環状反射層６２を有する。環状反射層６２は、図１に示すように開口縁部が直線部６２ａおよび円弧部６２ｂから構成される。環状反射層６２はスパッタリングまたはスパッタリングとは異なる塗布方法によって表面にコーティングされた一層の金属薄膜を有することで発光チップ３０が射出する光線を効率よく外部に放射する。本実施形態では、発光孔６１と基板２０上の発光領域２０４とが発光チップ３０を収容する第一チャンバー７１を形成する。
受光孔６５は発光孔６１に隣接するように設けられる。受光孔６５は、基板２０側に形成される第２受光孔６７および表面側に形成される第１受光孔６６から構成される。第２受光孔６７は第１受光孔６６と連通し、第２受光孔６７の内径は第１受光孔６６の内径より大きい。本実施形態では、受光孔６５の第２受光孔６７と基板２０上の受光領域２０２とが受光チップ４０を収容する第二チャンバー７２を形成する。
パッケージコロイド５０、５１は、例えば、透明エポキシ樹脂から形成される。透明エポキシ樹脂がキャップ６０の発光孔６１および受光孔６５の第二受光孔６７に充填され、発光チップ３０および受光チップ４０の保護層として発光チップ３０および受光チップ４０を覆う。このとき、発光チップ３０を覆うパッケージコロイド５０の基板２０とは反対側の面は、円弧状に突出するように形成される。
光学モジュール１０では、発光チップ３０から放射された光線はキャップ６０の環状反射層６２に反射されて光学モジュール１０の外部に放射され、物体の表面に当たる。物体の表面において反射された光線は、受光孔６５のパッケージコロイド５１に入射し、受光チップ４０によって受光される。受光チップ４０は受光した光線の強度を電気信号に変換し、光学モジュール１０の外部に出力する。
本実施形態による光学モジュールの製造プロセスは、図３に示すように次のステップを含む。
第一ステップでは、アレイ基板の基板２０ごとに発光領域２０２および受光領域２０４を製作する（図３（ａ）参照）。次に第二ステップでは、ダイアタッチ処理およびワイヤボンディング処理によって発光領域２０２上に発光チップ３０を搭載するとともに、受光領域２０４上に受光チップ４０を搭載する（図３（ｂ）参照）。次に第三ステップでは、第二ステップによって発光チップ３０および受光チップ４０が搭載されたアレイ基板上に図２のキャップ６０を設置する（図３（ｃ）参照）。次に第四ステップでは、発光孔６１と発光領域２０２とにより形成された第一チャンバー７１および受光孔６５の第二受光孔６７と受光領域２０４とにより形成された第二チャンバー７２に透明樹脂を充填することにより、パッケージコロイド５０、５１を形成する（図３（ｄ）参照）。第四ステップの次に行う光学モジュール１０ごとに分離するためにアレイ基板を切断するステップは従来の技術であるため、説明を省略する。
（効果）
（Ａ）本実施形態の光学モジュール１０は、有機材料からなるＢＴ基板のような安価な基板や一体成形されたポリプロピレンからなるキャップ６０を用いるため、材料コストが低い。また単一のパッケージを別々に行う従来の技術に対し、本実施形態の光学モジュール１０は発光チップ３０および受光チップ４０を同一の基板２０に搭載するため、光学モジュール１０の製造コストを低減することができる。
（Ｂ）本実施形態の光学モジュール１０が光線を射出する過程および光線を受光する過程では、環状反射層６２に設けられた金属薄膜、および発光モジュール１０の外部に向かって円弧状に突出するパッケージコロイド５０によって、発光チップ３０の発光効率を向上させることができる。また、発光チップ３０から射出された光線が人体の顔面など表面の凹凸が大きい物体に当たる際、環状反射層６２の開口縁部の直線部６２ａおよび円弧部６２ｂによって受光チップ４０は反射された光線を確実に受光することができる。
（その他の実施例）
（ア）上述の実施形態では、発光領域および受光領域を形成する基板をＢＴ基板とした。しかしながら、基板の材料はこれに限定されない。ＦＲ４などの非セラミックス基板であってもよい。
（イ）上述の実施形態では、キャップは、ポリプロピレンから形成されるとした。しかしながら、キャップを形成する材料はこれに限定されない。液晶ポリマから形成されてもよい。
以上、本考案は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、考案の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
１０：光学モジュール、
２０：基板、
２０２：発光領域、
２０４：受光領域、
３０：発光チップ、
４０：受光チップ、
５０、５１：パッケージコロイド、
６０：キャップ、
６１：発光孔、
６２ａ：直線部、
６２ｂ：円弧部、
６５：受光孔、
６６：第一受光孔、
６７：第二受光孔、
７１：第一チャンバー、
７２：第二チャンバー。

Claims (8)

  1. 発光領域および受光領域が形成される基板と、
    前記基板の前記発光領域に設けられる発光チップと、
    前記基板の前記受光領域に設けられる受光チップと、
    前記発光チップを収容する第一チャンバーを形成する発光孔、および前記受光チップを収容する第二チャンバーを形成する受光孔を有し、基板上に設けられる一体成形されたキャップと、
    前記第一チャンバー内および前記第二チャンバー内に充填され、前記発光チップおよび前記受光チップを覆う二つのパッケージコロイドと、
    を備え、
    前記発光孔は内径が前記基板から離れるに従って大きくなる環状反射層を有し、
    前記受光孔は前記基板とは反対側に形成される第一受光孔、および、前記基板側に形成され前記第一受光孔と連通し前記第一受光孔の内径とは異なる内径を有する第二受光孔から構成されることを特徴とする光学モジュール。
  2. 前記キャップは、一体成形された熱可塑性または熱硬化性のプラスチックからなる筐体であることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。
  3. 前記環状反射層は、表面に金属材料がコーティングされていることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。
  4. 前記第一受光孔の内径は、前記第二受光孔の内径より小さいことを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。
  5. 前記パッケージコロイドは、表面が円弧状に突出するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。
  6. 前記基板は、有機材料からなるＢＴ基板または非セラミックス基板であることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。
  7. 前記キャップは、ポリプロピレンまたは液晶ポリマから形成されることを特徴とする請求項２に記載の光学モジュール。
  8. 前記環状反射層は、開口縁部が直線部および円弧部から構成されることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。
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