JP3948789B2 - 赤外線データ通信モジュール - Google Patents
赤外線データ通信モジュール Download PDFInfo
- Publication number
- JP3948789B2 JP3948789B2 JP19078297A JP19078297A JP3948789B2 JP 3948789 B2 JP3948789 B2 JP 3948789B2 JP 19078297 A JP19078297 A JP 19078297A JP 19078297 A JP19078297 A JP 19078297A JP 3948789 B2 JP3948789 B2 JP 3948789B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit board
- cup
- emitting element
- light emitting
- reflective
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/00011—Not relevant to the scope of the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01006—Carbon [C]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01047—Silver [Ag]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/156—Material
- H01L2924/15786—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
- H01L2924/15787—Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピューター、プリンター、ＰＤＡ、ファクシミリ、ページャー、携帯電話等の民生機器に使用される赤外線データ通信モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光通信機能を搭載したノート型パソコン、ＰＤＡ、携帯電話等の携帯機器で赤外線データ通信モジュールの小型化がより強く要求されている。ＬＥＤからなる発光素子、フォトダイオードからなる受光素子、アンプ、ドライブ回路等が組み込まれたＩＣからなる回路部をリードフレームに直接ダイボンド及びワイヤーボンドし、可視光カットエボキシ樹脂によるレンズ一体の樹脂モールドで、送信部と受信部を一パッケージ化した赤外線データ通信モジュールが開発されている。従来の一般的な赤外線データ通信モジュールの構造について、図７〜図９でその概要を説明する。図７は赤外線データ通信モジュールの外観を示す正面図、図８は図７を上面から透視した平面図、図９は図７の内部構成を示す断面図である。
【０００３】
図７〜図９において、赤外線データ通信モジュール１は、リードフレーム２の上面側のみに、発光素子３、受光素子４及びＩＣチップ５をダイボンド及びワイヤーボンディングして接続されている。前記電子部品を保護すると共に、発光素子３及び受光素子４の上面を可視光線カット剤入りエポキシ系樹脂等の透光性樹脂６で、赤外線光を照射及び集光する機能を持つ、半球型レンズ部６ａ及び６ｂを形成するように樹脂封止する。前記リードフレーム２の端子２ａは、プリント基板等の図示しないマザーボードの配線パターンに実装するために赤外線データ通信モジュール１の本体より外部に飛び出している。
【０００４】
図８及び図９に示すように、リードフレーム２の発光素子３を実装する位置にプレス絞り等で成形された逆円錐形状の傾斜面２ｂを形成し、傾斜面２ｂに囲まれた底面に発光素子３が実装されている。
【０００５】
しかし、前述した赤外線データ通信モジュールにおいて、発光素子３は、リードフレーム２と一体成形された逆円錐形状の傾斜面２ｂに囲まれているので、発光素子３から出る赤外線光を上面に反射させる効果はあるが、リードフレーム２を使用した実装構造では、赤外線データ通信モジュール１の構成部品である発光素子３、受光素子４、ＩＣチップ５及び図示しないコンデンサ等をリードフレーム２の上面側だけに配設するために、実装スペースがそのまま構成部品の面積に効き、平面的にサイズを小さくするのに限界があった。また、リードフレーム２のリード端子２ａが本体の外側に飛び出しているので、プリント基板等のマザーボードへの実装スペースが広くなり、高密度実装を妨げる等の様々な問題があった。
【０００６】
そこで、回路基板の表面に電子部品を実装して、マザーボードへの実装スペースを小さくした超小型の赤外線データ通信モジュールが開発された。図１０は、回路基板に電子部品を実装した赤外線データ通信モジュールの断面図、図１１は発光素子の光路を示す部分拡大断面図である。
【０００７】
図１０においてその概要を説明する。７はガラスエポキシ樹脂等よりなる平面が略長方形形状の絶縁性を有する回路基板で、その上面及び下面に形成した導電パターン（図示せず）が、前記回路基板７に形成したスルーホール８のスルーホール電極８ａを介して電気的に接続する。尚、回路基板７は、ガラスエポキシ基板を使用したが、アルミナセラミック基板、ポリエステルやポリイミド等のプラスチックフィルム基板等を使用しても良い。
【０００８】
３は高速赤外ＬＥＤからなる発光素子であり、４はフォトダイオードからなる受光素子である。両者はそれぞれ回路基板７の上面側に実装されており、導電パターンにダイボンド及びワイヤーボンドされ接続されている。５は高速アンプ、ドライブ回路等が組み込まれた回路部を有するＩＣチップであり、回路基板７の上面側の導電パターンにダイボンド及びワイヤーボンドされている。前記回路基板７の下面側には、コンデンサ９が半田１０により半田付けされ、前記スルーホール８のスルーホール電極８ａを介して接続されている。回路基板７の下面側にコンデンサ９等を実装しない場合は、前記スルーホール８は不要である。
【０００９】
６は、前述と同様に発光素子３及び受光素子４を樹脂封止する可視光カット剤入りエボキシ系の透光性樹脂である。透光性樹脂６により、発光素子３及び受光素子４の上面に半球型レンズ部６ａ及び６ｂを形成して、赤外線光の照射及び集光の機能を持たせると同時に両素子の保護を行う。回路基板７の下面に実装したコンデンサ９は封止樹脂で封止しても、しなくても良い。
【００１０】
図１１において、回路基板７上にワイヤーボンディング実装された発光素子３からの赤外線光の多くは、上方に集光される赤外線光Ａのように、上面に形成された半球型レンズ部６ａにより集光されるが、横方向に出る赤外線光Ｂのように、かなりの赤外線光はレンズに集光されず横方向に漏れてしまう。
【００１１】
そこで、先に、本出願人が出願した「赤外線データ通信モジュール」（出願日、平成９年６月１３日）において、回路基板面に搭載した発光素子の周囲を反射部材で囲み、発光素子からの赤外線光を有効にレンズに集光させることにより、低消費電力化及び発光素子の高出力化を計る赤外線データ通信モジュールを提案した。その概要を図１２に基づいて説明する。
【００１２】
図１２は赤外線データ通信モジュールの断面図である。図１２において、平面が略長方形形状の回路基板７面に発光素子３、受光素子４、ＩＣチップ５及びコンデンサ９等の電子部品を実装し、前記発光素子３及び受光素子４の上面を半球型レンズ部６ａ、６ｂで覆うように透光性樹脂６で樹脂封止する赤外線データ通信モジュール１を構成することは、前述の従来技術と同様であるので説明は省略する。
【００１３】
前記発光素子３は、その周囲を逆円錐形状に傾斜した反射面を有する反射カップ１１の底面１１ａに固着されている。前記反射カップ１１は、導電性部材、例えば、ＳｕＳ材、リン青銅材をプレス加工等により有底の逆円錐形状の傾斜面１１ｂを有し、該傾斜面１１ｂの傾斜角＝３０〜４５°が最適である。前記反射カップ１１は導電性接着剤等の固着手段により、前記回路基板７の導電パターンに固着されている。
【００１４】
前記反射カップ１１の底面１１ａ及び傾斜面１１ｂには、発光素子３（高速赤外ＬＥＤ）からの赤外光の反射効率をアップするために、銀色の反射薄膜１１ｃ、例えば、電解ＮｉメッキによりＮｉメッキ層を形成する。
【００１５】
図に示すように、発光素子３（高速赤外ＬＥＤ）からの赤外光は、従来は横方向に出る赤外線光Ｂは反射カップ１１の傾斜面１１ｂに形成された反射薄膜１１ｃにより反射されて、上方に集光される赤外線光Ａのように、赤外線光は無駄なく上方に形成された半球型レンズ部６ａによって集光させる構成である。上記した反射カップ１１の材質は、導電性部材に限るものではなく、非導電性部材の場合は、例えば、無電解ＮｉメッキによりＮｉメッキ層を形成し、導電性接着剤等の固着手段により前記回路基板７の導電パターンと導通、固着しても良い。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した赤外線データ通信モジュールには次のような問題点がある。即ち、回路基板を使用した赤外線データ通信モジュールとして、発光素子の周囲を反射面で囲んだ反射カップの配設位置は、その中心、即ち、発光素子の中心が半球型レンズ部の中心に位置するように要求されるが、回路基板上に反射カップの位置決めする手段がなく、反射カップの位置精度はバラツキ、精度良く実装することが困難であった。そのため、発光素子からの全ての赤外線光を効率良く半球型レンズ部に集光させる困難さがあり、光学的歩留りを低下させることになる。また、反射カップの上部を通してワイヤーボンディングするため、ワイヤー長さが必然的に長くなり、従って、パッケージサイズも大きくなってしまう。そのためワイヤーを反射カップすれすれに打とうとするとショダータッチの危険性が有る等の問題があった。
【００１７】
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、回路基板と反射カップは、前記両者に形成された位置決め手段により発光素子の中心と半球型レンズ部の中心との位置精度を向上させる。更に、反射カップを回路基板上面より落とし込むことにより、ワイヤー長さを短くしてパッケージサイズを小さくする。発光素子からの赤外線光を有効にレンズに集光させることにより、低消費電力化及び発光素子の高出力化が計れると共に、パッケージサイズの小型化により、超小型で安価な赤外線データ通信モジュールを提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における赤外線データ通信モジュールは、平面が略長方形形状の回路基板面に発光素子、受光素子、ＩＣチップ及びコンデンサ等の電子部品を実装し、前記発光素子及び受光素子の上面を半球型レンズ部で覆うように一体の透光性樹脂で樹脂封止する赤外線データ通信モジュールにおいて、前記発光素子は傾斜した反射面を有する反射カップの底面に固着し、前記発光素子を固着した前記反射カップを、前記受光素子を実装した回路基板の貫通穴に嵌合することで前記発光素子は回路基板上面から下がった位置で反射カップの底面に固着されていることを特徴とする。
【００１９】
また、位置決め手段は、回路基板に設けた穴又は凹部の穴を基準にして、反射カップの軸を嵌合させて位置決めすることを特徴とするものである。
【００２０】
また、位置決め手段は、回路基板に設けた穴又は凹部の穴を基準にして、反射カップのガイドテーパー面で位置決めすることを特徴とするものである。
【００２１】
また、位置決め手段は、回路基板に設けた凸部の軸を基準にして、反射カップの凹部の穴を嵌合させて位置決めすることを特徴とするものである。
【００２２】
また、前記反射カップの反射面の形状は、逆円錐形状であることを特徴とするものである。
【００２３】
また、前記反射カップの反射面の形状は、湾曲形状であることを特徴とするものである。
【００２４】
また、前記反射カップは、前記回路基板上面から落とし込んで固着された有底の反射カップであり、発光素子は回路基板上面から下がった位置で反射カップの底面に固着されていることを特徴とするものである。
【００２５】
また、前記反射カップは、前記回路基板上面から落とし込んで固着された底面に開口部を有する反射カップで、発光素子は回路基板上面から下がった位置で反射カップの底面開口部に位置し、且つ、回路基板に直に固着されていることを特徴とするものである。
【００２６】
また、前記反射カップの反射面に反射薄膜を形成したことを特徴とするものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明における赤外線データ通信モジュールについて説明する。図１、図２（ａ）、（ｂ）、図３及び図６（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は赤外線データ通信モジュールの断面図、図２（ａ）、（ｂ）は回路基板の穴基準の位置決め部分の拡大断面図、図３（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ軸基準の反射カップの断面図、図６（ａ）は穴と軸との嵌合により回路基板に反射カップを実装した状態の断面図である。図において、従来技術と同一部材は同一符号で示す。
【００２８】
図１において、平面が略長方形形状の回路基板７面に発光素子３、受光素子４、ＩＣチップ５及びコンデンサ９等の電子部品を実装し、前記発光素子３及び受光素子４の上面を半球型レンズ部６ａ、６ｂで覆うように透光性樹脂６で樹脂封止する赤外線データ通信モジュール１を構成することは、前述と同様であるので説明は省略する。
【００２９】
図３（ａ）〜（ｄ）で示すそれぞれの反射カップは、回路基板と反射カップの位置決め手段が、回路基板に設けた穴又は凹部の穴基準に対して、反射カップの軸で位置決めするものである。図１、図２（ａ）、図３（ａ）及び図６（ａ）に示すように、前記発光素子３は、その周囲を逆円錐形状に傾斜した反射面を有する反射カップ１１の底面１１ａに固着されている。前記反射カップ１１は、導電性部材、例えば、ＳｕＳ材、リン青銅材をプレス加工等により有底の逆円錐形状の傾斜面１１ｂを有し、該傾斜面１１ｂの傾斜角、α＝３０〜４５°が最適である。前記傾斜面１１ｂには、発光素子３からの赤外線光の反射効率をアップするために、銀色の反射薄膜１１ｃ、例えば、電解ＮｉメッキによりＮｉメッキ層が形成されている。反射カップ１１は外周縁に鍔部１１ｄを有し、軸部１１ｅが形成されている。
【００３０】
図１、図２（ａ）、図２（ｂ）及び図６（ａ）に示すように、回路基板７には、半球型レンズ部６ａの中心６ｃに相当する位置に、図２（ａ）においては、ＮＣ穴明け加工等で精度良く貫通穴７ａを削設する。前記貫通穴７ａの内径面７ｂに、前記反射カップ１１の軸部１１ｅが嵌合し、鍔部１１ｄの下面がストッパーになり反射カップ１１が回路基板７の貫通穴７ａに落とし込まれる。図２（ｂ）においては、ＮＣフライス加工等で精度良く凹部形状の盲穴７ｃを削設し、その内径面７ｄに、同様に反射カップ１１の軸部１１ｅが嵌合するように反射カップ１１が回路基板７の盲穴７ｃに落とし込まれる。
【００３１】
上記したように、回路基板７と反射カップ１１の位置決め手段は、回路基板７に設けた貫通穴７ａ及び盲穴７ｃの内径面７ｂ及び７ｄを基準にして、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の反射カップ１１、１２、１３、１４の軸部１１ｅ、１２ｅ、１３ｅ、１４ｅがそれぞれ嵌合することにより位置決めするものである。前記それぞれの反射カップ１１〜１４の鍔部１１ｄ〜１４ｄは導電性接着剤等の固着手段により、前記回路基板７の導電パターンに固着されている。
【００３２】
また、半球型レンズ部６ａを成形するレンズ型と、回路基板７に削設した貫通穴７ａ及び盲穴７ｃとの位置合わせは、回路基板７上に設けた図示しないガイド穴を使用することにより、精度良く位置合わせすることができる。従って、図６（ａ）において、半球型レンズ部６ａの中心６ｃと、回路基板７に形成した貫通穴７ａの中心７ｆと、反射カップ１１の中心１１ｆとは正確に一致することになる。即ち、図３に示す回路基板７上に実装する反射カップ１１〜１４上の発光素子３は、半球型レンズ部６ａの中心６ｃに正確に位置決めされる。
【００３３】
更に、反射カップ１１〜１４を回路基板７の上面から落とし込んで実装されるため、ボンディングワイヤーを必要以上に高く、また、長くする必要が無くなる。回路基板７の設計上も実装スペースを小さくすることができる。
【００３４】
図１に示すように、発光素子３と半球型レンズ部６ａの中心が一致することにより、発光素子（高速赤外ＬＥＤ）からの赤外線光は反射カップ１１〜１４の傾斜面１１ｂ、１２ｂ及び湾曲面１３ｂ、１４ｂに形成された反射薄膜１１ｃ〜１４ｃにより反射され、上方に集光される赤外線光Ａは無駄なく半球型レンズ部６ａに集光される。
【００３５】
図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は底面及び反射面の形状の異なる反射カップである。図３（ｂ）の反射カップ１２は、非導電性部材、例えば、プラ部材を樹脂成形加工等により底面に開口部１２ａを有し、前記反射カップ１２は、上述した反射カップ１１と同様に、逆円錐形状の傾斜面１２ｂを有し、傾斜面１２ｂの傾斜角は上述と同様に、α＝３０〜４５°が最適である。図２（ｂ）に示すように、発光素子３は反射カップ１２の底面の開口部１２ａに位置し、発光素子３は回路基板７の凹部の導電パターンに直に固着されている。前記反射カップ１２は接着剤等の固着手段により、前記発光素子３を取り囲むように回路基板７上に固着されている。前記反射カップ１２の傾斜面１２ｂには、上述と同様に、無電解Ｎｉメッキ等により銀色の反射薄膜１２ｃを形成する。前記反射カップ１２は非導電性部材に限るものではないことは言うまでもない。
【００３６】
図３（ｃ）において、反射カップ１３は、上述したように、導電性部材、例えば、ＳｕＳ材、リン青銅材をプレス加工等により有底の湾曲形状の湾曲面１３ｂを有し、湾曲面１３ｂの法線と底面１３ａとのなす角度、β＝３０〜４５°が最適である。前記反射カップ１３は導電性接着剤等の固着手段により、前記回路基板７の導電パターンに固着されている。
【００３７】
前記反射カップ１３の底面１３ａ及び湾曲面１３ｂには、上述と同様に、電解Ｎｉメッキ等により銀色の反射薄膜１３ｃを形成する。
【００３８】
図３（ｄ）において、上述したように、非導電性部材、例えば、プラ部材を樹脂成形加工等により底面に開口部１４ａを有し、反射面を湾曲面１４ｂに形成し、上述と同様に、湾曲面１４ｂの法線と反射カップ１４の底面とのなす角度、β＝３０〜４５°が最適である。湾曲面１４ｂには、上述と同様に、無電解Ｎｉメッキ等により銀色の反射薄膜１４ｃを形成する。
【００３９】
図４及び図６（ｂ）は本発明の第２の実施の形態に係わり、図４は反射カップの断面図、図６（ｂ）は回路基板に反射カップを実装した状態を示す部分拡大断面図である。
【００４０】
図４に示す反射カップは、回路基板と反射カップの位置決め手段が、回路基板に設けた穴又は凹部の穴を基準にして、反射カップのガイドテーパー面で位置決めするものである。
【００４１】
図４に示す反射カップは、前述した図３で示す反射カップと異なるところは、傾斜面及び湾曲面の裏側にガイドテーパー面を形成したことであり、その他の構成は図３で示した反射カップと同様である。
【００４２】
図４（ｅ）において、反射カップ１５は、有底の逆円錐形状の傾斜面１５ｂを有し、該傾斜面１５ｂの傾斜角、α＝３０〜４５°が最適である。傾斜面１５ｂと略平行して、その裏面には逆円錐状のガイドテーパー面１５ｅが形成され、テーパー面がガイドになって後述する回路基板７の貫通穴又は盲穴に位置決めされる。
【００４３】
前記傾斜面１５ｂ及び底面１５ａには、発光素子３からの赤外線光の反射効率をアップするために、銀色の反射薄膜１５ｃ、例えば、Ｎｉメッキ層が形成されている。図４（ｅ）及び図６（ｂ）に示すように、反射カップ１５は外周縁に鍔部１５ｄが形成されている。１５ｆは回路基板７の位置決めコーナー７ｅに当接する位置決めコーナーである。
【００４４】
図６（ｂ）は盲穴を形成した回路基板に、図４（ｅ）の有底の反射カップ１５を実装した状態を示したものである。図において、回路基板７には前述したようにＮＣフライス加工等で、半球型レンズ部６ａの中心６ｃに盲穴７ｃを形成し、盲穴７ｃに反射カップ１５を挿入する。反射カップ１５はガイドテーパー面１５ｅに案内されて、回路基板７の盲穴７ｃの位置決めコーナー７ｅまで落とし込まれて、反射カップ１５の位置決めコーナー１５ｆが当接し、反射カップ１５の鍔部１５ｄがストッパーとなる。導電性接着剤等の固着手段により、回路基板７の導電パターンに固着される。発光素子３は反射カップ１５の底面１５ａに実装される。
【００４５】
従って、レンズ型と回路基板７の位置合わせは、前述したように回路基板７の図示しないガイド穴を使用するので、半球型レンズ部６ａの中心６ｃと、反射カップ１５の中心１５ｇと、回路基板７の盲穴７ｃの中心７ｆとは、正確に一致することになる。即ち、反射カップ１５に実装された発光素子３と半球型レンズ部６ａの中心６ｃとが位置決めされる。
【００４６】
更に、反射カップ１５〜１８を回路基板７の上面に落とし込んで実装するため、ボンディングワイヤーを必要以上に高く、また、長くする必要が無くなる。回路基板７の設計上も実装スペースを小さくすることができる。
【００４７】
図４（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）に示す反射カップ１６、１７、１８の裏面のガイドテーパー面１６ｅ、１７ｅ、１８ｅ以外の構成は前述の反射カップと同様であるので説明は省略する。
【００４８】
図２（ｃ）、図５及び図６（ｃ）は本発明の第３の実施形態に係わり、図２（ｃ）は回路基板の軸基準の位置決め部分の拡大断面図、図５は穴基準の反射カップの断面図、図６（ｃ）は軸と穴との嵌合により回路基板に反射カップを実装した状態を示す部分拡大断面図である。
【００４９】
図２（ｃ）及び図６（ｃ）に示すように、位置決め手段は、回路基板に設けた凸部の軸を基準にして、反射カップの裏面に配設した盲穴を嵌合させて位置決めするものである。
【００５０】
図５に示す反射カップは、前述した図３及び図４で示す反射カップと異なるところは、裏側に盲穴を形成したことであり、その他の構成は同様である。
【００５１】
図５（ｉ）において、反射カップ１９は、プレス加工又はプラ部材を樹脂成形加工等により、有底の逆円錐形状の傾斜面１９ｂを有し、該傾斜面１９ｂの傾斜角、α＝３０〜４５°が最適である。その裏面には盲穴１９ｄが形成される。盲穴１９ｄの内径面１９ｅは、後述する回路基板７に形成した凸部の軸に嵌合するものである。前記傾斜面１９ｂ及び底面１９ａには、銀色の反射薄膜１９ｃが形成されている。上記加工法のため反射カップ１９の盲穴１９ｄを含む形状精度は良好である。
【００５２】
図２（ｃ）及び図６（ｃ）に示すように、回路基板７上の半球型レンズ部６ａの中心６ｃに相当する位置に、上面が回路基板７の上面より低い凸部の軸７ｇを有するリング状の溝７ｈをＮＣエンドミル加工等で形成する。回路基板７の凸部の軸７ｇの外径面７ｉを基準にして反射カップ１９の盲穴１９ｄの内径面１９ｅを嵌合させることにより、反射カップ１９は位置決めされる。この場合の導通は立体配線等で行っても良い。導電性接着剤等の固着手段により、回路基板７の導電パターンに固着される。
【００５３】
図５（ｊ）、（ｋ）、及び（ｌ）はその他の反射カップ２０、２１、及び２２を示し、裏面に盲穴が形成されている以外、反射面の形状等は上述した反射カップと同様であるので説明は省略する。
【００５４】
従って、前述した第１及び第２の実施の形態と同様に、図６（ｃ）に示すように、半球型レンズ部６ａの中心６ｃと、反射カップ１９の中心１９ｆと、回路基板７の凸部の軸７ｇの中心７ｊとは正確に一致することになる。即ち、反射カップ１９に実装された発光素子３は半球型レンズ部６ａの中心６ｃに位置決めされる。
【００５５】
更に、反射カップ１９は回路基板７のリング状の溝７ｈに落とし込まれて実装されるので、ボンディングワイヤーを必要以上に高く、また、長くする必要が無くなる。回路基板７の設計上も実装スペースを小さくすることができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、回路基板に設けた穴又は凹部の穴を基準にして、反射カップの軸を嵌合させて位置決めすることにより、回路基板−反射カップ−レンズの位置精度が向上する。また、反射カップを回路基板に落とし込むため、ワイヤーを必要以上に高く、また、長くする必要は無く、回路基板設計上も実装スペースを小さくすることができる。
【００５７】
また、回路基板に設けた穴又は凹部の穴を基準にして、反射カップのガイドテーパー面で位置決めすることにより、上記と同様な作用、効果がある。
【００５８】
また、回路基板に設けた凸部の軸を基準にして、反射カップの凹部の穴を嵌合させて位置決めすることにより、上記と同様な作用、効果がある。
【００５９】
また、反射カップの反射面の形状は、逆円錐形状、または、湾曲形状とし、更に、反射カップの反射面に反射薄膜を形成することにより、発光素子からの全ての赤外線光は無駄なく上方に形成された半球型レンズ部によって効率良く集光させることができる。
【００６０】
以上より、発光素子の実装位置精度の高い、即ち、光学的歩留りが高く、低消費電力でＬＥＤの高出力化が計られる赤外線データ通信モジュールが提供でき、小型で、低消費電力で、高速・長距離通信の民生機器の実現が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる赤外線データ通信モジュールの断面図である。
【図２】本発明の回路基板の位置決め手段を示す部分拡大断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係わる軸基準の反射カップの断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係わるガイドテーパー面で位置決めする反射カップの断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係わる穴基準の反射カップの断面図である。
【図６】本発明の第１、２、３の実施の形態に係わる回路基板と反射カップの位置決め状態を示す部分拡大断面図である。
【図７】従来の赤外線データ通信モジュールの外観正面図である。
【図８】図７の上面から透視した平面図である。
【図９】図８の断面図である。
【図１０】従来の他の赤外線データ通信モジュールの断面図である。
【図１１】図１０の発光素子の光路を示す部分拡大断面図である。
【図１２】回路基板上に反射カップを実装した赤外線データ通信モジュールの断面図である。
【符号の説明】
１ 赤外線データ通信モジュール
３ 発光素子
４ 受光素子
５ ＩＣチップ
６ 透光性樹脂
６ａ、６ｂ 半球型レンズ部
６ｃ 半球型レンズ部６ａの中心
７ 回路基板
７ａ 貫通穴
７ｂ、７ｄ 内径面
７ｃ 盲穴
７ｆ、７ｊ 回路基板の貫通穴、盲穴、軸部の中心
７ｇ 凸部の軸
１１〜２２ 反射カップ
１１ａ、１３ａ、１５ａ、１７ａ、１９ａ、２１ａ 底面
１１ｂ、１２ｂ、１５ｂ、１６ｂ、１９ｂ、２０ｂ 傾斜面
１１ｆ、１５ｇ、１９ｆ 反射カップの中心
１３ｂ、１４ｂ、１７ｂ、１８ｂ、２１ｂ、２２ｂ 湾曲面
１１ｃ〜２２ｃ 反射薄膜
１２ａ、１４ａ、１６ａ、１８ａ、２０ａ、２２ａ 開口部
１１ｅ〜１４ｅ 軸部
１５ｅ〜１８ｅ ガイドテーパー面
１９ｅ〜２２ｅ 内径面
Ａ 上方に集光される赤外線光
Ｂ 横方向に出る赤外線光
α 傾斜角
β 湾曲面の法線と底面とのなす角度
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピューター、プリンター、ＰＤＡ、ファクシミリ、ページャー、携帯電話等の民生機器に使用される赤外線データ通信モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光通信機能を搭載したノート型パソコン、ＰＤＡ、携帯電話等の携帯機器で赤外線データ通信モジュールの小型化がより強く要求されている。ＬＥＤからなる発光素子、フォトダイオードからなる受光素子、アンプ、ドライブ回路等が組み込まれたＩＣからなる回路部をリードフレームに直接ダイボンド及びワイヤーボンドし、可視光カットエボキシ樹脂によるレンズ一体の樹脂モールドで、送信部と受信部を一パッケージ化した赤外線データ通信モジュールが開発されている。従来の一般的な赤外線データ通信モジュールの構造について、図７〜図９でその概要を説明する。図７は赤外線データ通信モジュールの外観を示す正面図、図８は図７を上面から透視した平面図、図９は図７の内部構成を示す断面図である。
【０００３】
図７〜図９において、赤外線データ通信モジュール１は、リードフレーム２の上面側のみに、発光素子３、受光素子４及びＩＣチップ５をダイボンド及びワイヤーボンディングして接続されている。前記電子部品を保護すると共に、発光素子３及び受光素子４の上面を可視光線カット剤入りエポキシ系樹脂等の透光性樹脂６で、赤外線光を照射及び集光する機能を持つ、半球型レンズ部６ａ及び６ｂを形成するように樹脂封止する。前記リードフレーム２の端子２ａは、プリント基板等の図示しないマザーボードの配線パターンに実装するために赤外線データ通信モジュール１の本体より外部に飛び出している。
【０００４】
図８及び図９に示すように、リードフレーム２の発光素子３を実装する位置にプレス絞り等で成形された逆円錐形状の傾斜面２ｂを形成し、傾斜面２ｂに囲まれた底面に発光素子３が実装されている。
【０００５】
しかし、前述した赤外線データ通信モジュールにおいて、発光素子３は、リードフレーム２と一体成形された逆円錐形状の傾斜面２ｂに囲まれているので、発光素子３から出る赤外線光を上面に反射させる効果はあるが、リードフレーム２を使用した実装構造では、赤外線データ通信モジュール１の構成部品である発光素子３、受光素子４、ＩＣチップ５及び図示しないコンデンサ等をリードフレーム２の上面側だけに配設するために、実装スペースがそのまま構成部品の面積に効き、平面的にサイズを小さくするのに限界があった。また、リードフレーム２のリード端子２ａが本体の外側に飛び出しているので、プリント基板等のマザーボードへの実装スペースが広くなり、高密度実装を妨げる等の様々な問題があった。
【０００６】
そこで、回路基板の表面に電子部品を実装して、マザーボードへの実装スペースを小さくした超小型の赤外線データ通信モジュールが開発された。図１０は、回路基板に電子部品を実装した赤外線データ通信モジュールの断面図、図１１は発光素子の光路を示す部分拡大断面図である。
【０００７】
図１０においてその概要を説明する。７はガラスエポキシ樹脂等よりなる平面が略長方形形状の絶縁性を有する回路基板で、その上面及び下面に形成した導電パターン（図示せず）が、前記回路基板７に形成したスルーホール８のスルーホール電極８ａを介して電気的に接続する。尚、回路基板７は、ガラスエポキシ基板を使用したが、アルミナセラミック基板、ポリエステルやポリイミド等のプラスチックフィルム基板等を使用しても良い。
【０００８】
３は高速赤外ＬＥＤからなる発光素子であり、４はフォトダイオードからなる受光素子である。両者はそれぞれ回路基板７の上面側に実装されており、導電パターンにダイボンド及びワイヤーボンドされ接続されている。５は高速アンプ、ドライブ回路等が組み込まれた回路部を有するＩＣチップであり、回路基板７の上面側の導電パターンにダイボンド及びワイヤーボンドされている。前記回路基板７の下面側には、コンデンサ９が半田１０により半田付けされ、前記スルーホール８のスルーホール電極８ａを介して接続されている。回路基板７の下面側にコンデンサ９等を実装しない場合は、前記スルーホール８は不要である。
【０００９】
６は、前述と同様に発光素子３及び受光素子４を樹脂封止する可視光カット剤入りエボキシ系の透光性樹脂である。透光性樹脂６により、発光素子３及び受光素子４の上面に半球型レンズ部６ａ及び６ｂを形成して、赤外線光の照射及び集光の機能を持たせると同時に両素子の保護を行う。回路基板７の下面に実装したコンデンサ９は封止樹脂で封止しても、しなくても良い。
【００１０】
図１１において、回路基板７上にワイヤーボンディング実装された発光素子３からの赤外線光の多くは、上方に集光される赤外線光Ａのように、上面に形成された半球型レンズ部６ａにより集光されるが、横方向に出る赤外線光Ｂのように、かなりの赤外線光はレンズに集光されず横方向に漏れてしまう。
【００１１】
そこで、先に、本出願人が出願した「赤外線データ通信モジュール」（出願日、平成９年６月１３日）において、回路基板面に搭載した発光素子の周囲を反射部材で囲み、発光素子からの赤外線光を有効にレンズに集光させることにより、低消費電力化及び発光素子の高出力化を計る赤外線データ通信モジュールを提案した。その概要を図１２に基づいて説明する。
【００１２】
図１２は赤外線データ通信モジュールの断面図である。図１２において、平面が略長方形形状の回路基板７面に発光素子３、受光素子４、ＩＣチップ５及びコンデンサ９等の電子部品を実装し、前記発光素子３及び受光素子４の上面を半球型レンズ部６ａ、６ｂで覆うように透光性樹脂６で樹脂封止する赤外線データ通信モジュール１を構成することは、前述の従来技術と同様であるので説明は省略する。
【００１３】
前記発光素子３は、その周囲を逆円錐形状に傾斜した反射面を有する反射カップ１１の底面１１ａに固着されている。前記反射カップ１１は、導電性部材、例えば、ＳｕＳ材、リン青銅材をプレス加工等により有底の逆円錐形状の傾斜面１１ｂを有し、該傾斜面１１ｂの傾斜角＝３０〜４５°が最適である。前記反射カップ１１は導電性接着剤等の固着手段により、前記回路基板７の導電パターンに固着されている。
【００１４】
前記反射カップ１１の底面１１ａ及び傾斜面１１ｂには、発光素子３（高速赤外ＬＥＤ）からの赤外光の反射効率をアップするために、銀色の反射薄膜１１ｃ、例えば、電解ＮｉメッキによりＮｉメッキ層を形成する。
【００１５】
図に示すように、発光素子３（高速赤外ＬＥＤ）からの赤外光は、従来は横方向に出る赤外線光Ｂは反射カップ１１の傾斜面１１ｂに形成された反射薄膜１１ｃにより反射されて、上方に集光される赤外線光Ａのように、赤外線光は無駄なく上方に形成された半球型レンズ部６ａによって集光させる構成である。上記した反射カップ１１の材質は、導電性部材に限るものではなく、非導電性部材の場合は、例えば、無電解ＮｉメッキによりＮｉメッキ層を形成し、導電性接着剤等の固着手段により前記回路基板７の導電パターンと導通、固着しても良い。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した赤外線データ通信モジュールには次のような問題点がある。即ち、回路基板を使用した赤外線データ通信モジュールとして、発光素子の周囲を反射面で囲んだ反射カップの配設位置は、その中心、即ち、発光素子の中心が半球型レンズ部の中心に位置するように要求されるが、回路基板上に反射カップの位置決めする手段がなく、反射カップの位置精度はバラツキ、精度良く実装することが困難であった。そのため、発光素子からの全ての赤外線光を効率良く半球型レンズ部に集光させる困難さがあり、光学的歩留りを低下させることになる。また、反射カップの上部を通してワイヤーボンディングするため、ワイヤー長さが必然的に長くなり、従って、パッケージサイズも大きくなってしまう。そのためワイヤーを反射カップすれすれに打とうとするとショダータッチの危険性が有る等の問題があった。
【００１７】
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、回路基板と反射カップは、前記両者に形成された位置決め手段により発光素子の中心と半球型レンズ部の中心との位置精度を向上させる。更に、反射カップを回路基板上面より落とし込むことにより、ワイヤー長さを短くしてパッケージサイズを小さくする。発光素子からの赤外線光を有効にレンズに集光させることにより、低消費電力化及び発光素子の高出力化が計れると共に、パッケージサイズの小型化により、超小型で安価な赤外線データ通信モジュールを提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における赤外線データ通信モジュールは、平面が略長方形形状の回路基板面に発光素子、受光素子、ＩＣチップ及びコンデンサ等の電子部品を実装し、前記発光素子及び受光素子の上面を半球型レンズ部で覆うように一体の透光性樹脂で樹脂封止する赤外線データ通信モジュールにおいて、前記発光素子は傾斜した反射面を有する反射カップの底面に固着し、前記発光素子を固着した前記反射カップを、前記受光素子を実装した回路基板の貫通穴に嵌合することで前記発光素子は回路基板上面から下がった位置で反射カップの底面に固着されていることを特徴とする。
【００１９】
また、位置決め手段は、回路基板に設けた穴又は凹部の穴を基準にして、反射カップの軸を嵌合させて位置決めすることを特徴とするものである。
【００２０】
また、位置決め手段は、回路基板に設けた穴又は凹部の穴を基準にして、反射カップのガイドテーパー面で位置決めすることを特徴とするものである。
【００２１】
また、位置決め手段は、回路基板に設けた凸部の軸を基準にして、反射カップの凹部の穴を嵌合させて位置決めすることを特徴とするものである。
【００２２】
また、前記反射カップの反射面の形状は、逆円錐形状であることを特徴とするものである。
【００２３】
また、前記反射カップの反射面の形状は、湾曲形状であることを特徴とするものである。
【００２４】
また、前記反射カップは、前記回路基板上面から落とし込んで固着された有底の反射カップであり、発光素子は回路基板上面から下がった位置で反射カップの底面に固着されていることを特徴とするものである。
【００２５】
また、前記反射カップは、前記回路基板上面から落とし込んで固着された底面に開口部を有する反射カップで、発光素子は回路基板上面から下がった位置で反射カップの底面開口部に位置し、且つ、回路基板に直に固着されていることを特徴とするものである。
【００２６】
また、前記反射カップの反射面に反射薄膜を形成したことを特徴とするものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明における赤外線データ通信モジュールについて説明する。図１、図２（ａ）、（ｂ）、図３及び図６（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は赤外線データ通信モジュールの断面図、図２（ａ）、（ｂ）は回路基板の穴基準の位置決め部分の拡大断面図、図３（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ軸基準の反射カップの断面図、図６（ａ）は穴と軸との嵌合により回路基板に反射カップを実装した状態の断面図である。図において、従来技術と同一部材は同一符号で示す。
【００２８】
図１において、平面が略長方形形状の回路基板７面に発光素子３、受光素子４、ＩＣチップ５及びコンデンサ９等の電子部品を実装し、前記発光素子３及び受光素子４の上面を半球型レンズ部６ａ、６ｂで覆うように透光性樹脂６で樹脂封止する赤外線データ通信モジュール１を構成することは、前述と同様であるので説明は省略する。
【００２９】
図３（ａ）〜（ｄ）で示すそれぞれの反射カップは、回路基板と反射カップの位置決め手段が、回路基板に設けた穴又は凹部の穴基準に対して、反射カップの軸で位置決めするものである。図１、図２（ａ）、図３（ａ）及び図６（ａ）に示すように、前記発光素子３は、その周囲を逆円錐形状に傾斜した反射面を有する反射カップ１１の底面１１ａに固着されている。前記反射カップ１１は、導電性部材、例えば、ＳｕＳ材、リン青銅材をプレス加工等により有底の逆円錐形状の傾斜面１１ｂを有し、該傾斜面１１ｂの傾斜角、α＝３０〜４５°が最適である。前記傾斜面１１ｂには、発光素子３からの赤外線光の反射効率をアップするために、銀色の反射薄膜１１ｃ、例えば、電解ＮｉメッキによりＮｉメッキ層が形成されている。反射カップ１１は外周縁に鍔部１１ｄを有し、軸部１１ｅが形成されている。
【００３０】
図１、図２（ａ）、図２（ｂ）及び図６（ａ）に示すように、回路基板７には、半球型レンズ部６ａの中心６ｃに相当する位置に、図２（ａ）においては、ＮＣ穴明け加工等で精度良く貫通穴７ａを削設する。前記貫通穴７ａの内径面７ｂに、前記反射カップ１１の軸部１１ｅが嵌合し、鍔部１１ｄの下面がストッパーになり反射カップ１１が回路基板７の貫通穴７ａに落とし込まれる。図２（ｂ）においては、ＮＣフライス加工等で精度良く凹部形状の盲穴７ｃを削設し、その内径面７ｄに、同様に反射カップ１１の軸部１１ｅが嵌合するように反射カップ１１が回路基板７の盲穴７ｃに落とし込まれる。
【００３１】
上記したように、回路基板７と反射カップ１１の位置決め手段は、回路基板７に設けた貫通穴７ａ及び盲穴７ｃの内径面７ｂ及び７ｄを基準にして、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の反射カップ１１、１２、１３、１４の軸部１１ｅ、１２ｅ、１３ｅ、１４ｅがそれぞれ嵌合することにより位置決めするものである。前記それぞれの反射カップ１１〜１４の鍔部１１ｄ〜１４ｄは導電性接着剤等の固着手段により、前記回路基板７の導電パターンに固着されている。
【００３２】
また、半球型レンズ部６ａを成形するレンズ型と、回路基板７に削設した貫通穴７ａ及び盲穴７ｃとの位置合わせは、回路基板７上に設けた図示しないガイド穴を使用することにより、精度良く位置合わせすることができる。従って、図６（ａ）において、半球型レンズ部６ａの中心６ｃと、回路基板７に形成した貫通穴７ａの中心７ｆと、反射カップ１１の中心１１ｆとは正確に一致することになる。即ち、図３に示す回路基板７上に実装する反射カップ１１〜１４上の発光素子３は、半球型レンズ部６ａの中心６ｃに正確に位置決めされる。
【００３３】
更に、反射カップ１１〜１４を回路基板７の上面から落とし込んで実装されるため、ボンディングワイヤーを必要以上に高く、また、長くする必要が無くなる。回路基板７の設計上も実装スペースを小さくすることができる。
【００３４】
図１に示すように、発光素子３と半球型レンズ部６ａの中心が一致することにより、発光素子（高速赤外ＬＥＤ）からの赤外線光は反射カップ１１〜１４の傾斜面１１ｂ、１２ｂ及び湾曲面１３ｂ、１４ｂに形成された反射薄膜１１ｃ〜１４ｃにより反射され、上方に集光される赤外線光Ａは無駄なく半球型レンズ部６ａに集光される。
【００３５】
図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は底面及び反射面の形状の異なる反射カップである。図３（ｂ）の反射カップ１２は、非導電性部材、例えば、プラ部材を樹脂成形加工等により底面に開口部１２ａを有し、前記反射カップ１２は、上述した反射カップ１１と同様に、逆円錐形状の傾斜面１２ｂを有し、傾斜面１２ｂの傾斜角は上述と同様に、α＝３０〜４５°が最適である。図２（ｂ）に示すように、発光素子３は反射カップ１２の底面の開口部１２ａに位置し、発光素子３は回路基板７の凹部の導電パターンに直に固着されている。前記反射カップ１２は接着剤等の固着手段により、前記発光素子３を取り囲むように回路基板７上に固着されている。前記反射カップ１２の傾斜面１２ｂには、上述と同様に、無電解Ｎｉメッキ等により銀色の反射薄膜１２ｃを形成する。前記反射カップ１２は非導電性部材に限るものではないことは言うまでもない。
【００３６】
図３（ｃ）において、反射カップ１３は、上述したように、導電性部材、例えば、ＳｕＳ材、リン青銅材をプレス加工等により有底の湾曲形状の湾曲面１３ｂを有し、湾曲面１３ｂの法線と底面１３ａとのなす角度、β＝３０〜４５°が最適である。前記反射カップ１３は導電性接着剤等の固着手段により、前記回路基板７の導電パターンに固着されている。
【００３７】
前記反射カップ１３の底面１３ａ及び湾曲面１３ｂには、上述と同様に、電解Ｎｉメッキ等により銀色の反射薄膜１３ｃを形成する。
【００３８】
図３（ｄ）において、上述したように、非導電性部材、例えば、プラ部材を樹脂成形加工等により底面に開口部１４ａを有し、反射面を湾曲面１４ｂに形成し、上述と同様に、湾曲面１４ｂの法線と反射カップ１４の底面とのなす角度、β＝３０〜４５°が最適である。湾曲面１４ｂには、上述と同様に、無電解Ｎｉメッキ等により銀色の反射薄膜１４ｃを形成する。
【００３９】
図４及び図６（ｂ）は本発明の第２の実施の形態に係わり、図４は反射カップの断面図、図６（ｂ）は回路基板に反射カップを実装した状態を示す部分拡大断面図である。
【００４０】
図４に示す反射カップは、回路基板と反射カップの位置決め手段が、回路基板に設けた穴又は凹部の穴を基準にして、反射カップのガイドテーパー面で位置決めするものである。
【００４１】
図４に示す反射カップは、前述した図３で示す反射カップと異なるところは、傾斜面及び湾曲面の裏側にガイドテーパー面を形成したことであり、その他の構成は図３で示した反射カップと同様である。
【００４２】
図４（ｅ）において、反射カップ１５は、有底の逆円錐形状の傾斜面１５ｂを有し、該傾斜面１５ｂの傾斜角、α＝３０〜４５°が最適である。傾斜面１５ｂと略平行して、その裏面には逆円錐状のガイドテーパー面１５ｅが形成され、テーパー面がガイドになって後述する回路基板７の貫通穴又は盲穴に位置決めされる。
【００４３】
前記傾斜面１５ｂ及び底面１５ａには、発光素子３からの赤外線光の反射効率をアップするために、銀色の反射薄膜１５ｃ、例えば、Ｎｉメッキ層が形成されている。図４（ｅ）及び図６（ｂ）に示すように、反射カップ１５は外周縁に鍔部１５ｄが形成されている。１５ｆは回路基板７の位置決めコーナー７ｅに当接する位置決めコーナーである。
【００４４】
図６（ｂ）は盲穴を形成した回路基板に、図４（ｅ）の有底の反射カップ１５を実装した状態を示したものである。図において、回路基板７には前述したようにＮＣフライス加工等で、半球型レンズ部６ａの中心６ｃに盲穴７ｃを形成し、盲穴７ｃに反射カップ１５を挿入する。反射カップ１５はガイドテーパー面１５ｅに案内されて、回路基板７の盲穴７ｃの位置決めコーナー７ｅまで落とし込まれて、反射カップ１５の位置決めコーナー１５ｆが当接し、反射カップ１５の鍔部１５ｄがストッパーとなる。導電性接着剤等の固着手段により、回路基板７の導電パターンに固着される。発光素子３は反射カップ１５の底面１５ａに実装される。
【００４５】
従って、レンズ型と回路基板７の位置合わせは、前述したように回路基板７の図示しないガイド穴を使用するので、半球型レンズ部６ａの中心６ｃと、反射カップ１５の中心１５ｇと、回路基板７の盲穴７ｃの中心７ｆとは、正確に一致することになる。即ち、反射カップ１５に実装された発光素子３と半球型レンズ部６ａの中心６ｃとが位置決めされる。
【００４６】
更に、反射カップ１５〜１８を回路基板７の上面に落とし込んで実装するため、ボンディングワイヤーを必要以上に高く、また、長くする必要が無くなる。回路基板７の設計上も実装スペースを小さくすることができる。
【００４７】
図４（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）に示す反射カップ１６、１７、１８の裏面のガイドテーパー面１６ｅ、１７ｅ、１８ｅ以外の構成は前述の反射カップと同様であるので説明は省略する。
【００４８】
図２（ｃ）、図５及び図６（ｃ）は本発明の第３の実施形態に係わり、図２（ｃ）は回路基板の軸基準の位置決め部分の拡大断面図、図５は穴基準の反射カップの断面図、図６（ｃ）は軸と穴との嵌合により回路基板に反射カップを実装した状態を示す部分拡大断面図である。
【００４９】
図２（ｃ）及び図６（ｃ）に示すように、位置決め手段は、回路基板に設けた凸部の軸を基準にして、反射カップの裏面に配設した盲穴を嵌合させて位置決めするものである。
【００５０】
図５に示す反射カップは、前述した図３及び図４で示す反射カップと異なるところは、裏側に盲穴を形成したことであり、その他の構成は同様である。
【００５１】
図５（ｉ）において、反射カップ１９は、プレス加工又はプラ部材を樹脂成形加工等により、有底の逆円錐形状の傾斜面１９ｂを有し、該傾斜面１９ｂの傾斜角、α＝３０〜４５°が最適である。その裏面には盲穴１９ｄが形成される。盲穴１９ｄの内径面１９ｅは、後述する回路基板７に形成した凸部の軸に嵌合するものである。前記傾斜面１９ｂ及び底面１９ａには、銀色の反射薄膜１９ｃが形成されている。上記加工法のため反射カップ１９の盲穴１９ｄを含む形状精度は良好である。
【００５２】
図２（ｃ）及び図６（ｃ）に示すように、回路基板７上の半球型レンズ部６ａの中心６ｃに相当する位置に、上面が回路基板７の上面より低い凸部の軸７ｇを有するリング状の溝７ｈをＮＣエンドミル加工等で形成する。回路基板７の凸部の軸７ｇの外径面７ｉを基準にして反射カップ１９の盲穴１９ｄの内径面１９ｅを嵌合させることにより、反射カップ１９は位置決めされる。この場合の導通は立体配線等で行っても良い。導電性接着剤等の固着手段により、回路基板７の導電パターンに固着される。
【００５３】
図５（ｊ）、（ｋ）、及び（ｌ）はその他の反射カップ２０、２１、及び２２を示し、裏面に盲穴が形成されている以外、反射面の形状等は上述した反射カップと同様であるので説明は省略する。
【００５４】
従って、前述した第１及び第２の実施の形態と同様に、図６（ｃ）に示すように、半球型レンズ部６ａの中心６ｃと、反射カップ１９の中心１９ｆと、回路基板７の凸部の軸７ｇの中心７ｊとは正確に一致することになる。即ち、反射カップ１９に実装された発光素子３は半球型レンズ部６ａの中心６ｃに位置決めされる。
【００５５】
更に、反射カップ１９は回路基板７のリング状の溝７ｈに落とし込まれて実装されるので、ボンディングワイヤーを必要以上に高く、また、長くする必要が無くなる。回路基板７の設計上も実装スペースを小さくすることができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、回路基板に設けた穴又は凹部の穴を基準にして、反射カップの軸を嵌合させて位置決めすることにより、回路基板−反射カップ−レンズの位置精度が向上する。また、反射カップを回路基板に落とし込むため、ワイヤーを必要以上に高く、また、長くする必要は無く、回路基板設計上も実装スペースを小さくすることができる。
【００５７】
また、回路基板に設けた穴又は凹部の穴を基準にして、反射カップのガイドテーパー面で位置決めすることにより、上記と同様な作用、効果がある。
【００５８】
また、回路基板に設けた凸部の軸を基準にして、反射カップの凹部の穴を嵌合させて位置決めすることにより、上記と同様な作用、効果がある。
【００５９】
また、反射カップの反射面の形状は、逆円錐形状、または、湾曲形状とし、更に、反射カップの反射面に反射薄膜を形成することにより、発光素子からの全ての赤外線光は無駄なく上方に形成された半球型レンズ部によって効率良く集光させることができる。
【００６０】
以上より、発光素子の実装位置精度の高い、即ち、光学的歩留りが高く、低消費電力でＬＥＤの高出力化が計られる赤外線データ通信モジュールが提供でき、小型で、低消費電力で、高速・長距離通信の民生機器の実現が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる赤外線データ通信モジュールの断面図である。
【図２】本発明の回路基板の位置決め手段を示す部分拡大断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係わる軸基準の反射カップの断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係わるガイドテーパー面で位置決めする反射カップの断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係わる穴基準の反射カップの断面図である。
【図６】本発明の第１、２、３の実施の形態に係わる回路基板と反射カップの位置決め状態を示す部分拡大断面図である。
【図７】従来の赤外線データ通信モジュールの外観正面図である。
【図８】図７の上面から透視した平面図である。
【図９】図８の断面図である。
【図１０】従来の他の赤外線データ通信モジュールの断面図である。
【図１１】図１０の発光素子の光路を示す部分拡大断面図である。
【図１２】回路基板上に反射カップを実装した赤外線データ通信モジュールの断面図である。
【符号の説明】
１ 赤外線データ通信モジュール
３ 発光素子
４ 受光素子
５ ＩＣチップ
６ 透光性樹脂
６ａ、６ｂ 半球型レンズ部
６ｃ 半球型レンズ部６ａの中心
７ 回路基板
７ａ 貫通穴
７ｂ、７ｄ 内径面
７ｃ 盲穴
７ｆ、７ｊ 回路基板の貫通穴、盲穴、軸部の中心
７ｇ 凸部の軸
１１〜２２ 反射カップ
１１ａ、１３ａ、１５ａ、１７ａ、１９ａ、２１ａ 底面
１１ｂ、１２ｂ、１５ｂ、１６ｂ、１９ｂ、２０ｂ 傾斜面
１１ｆ、１５ｇ、１９ｆ 反射カップの中心
１３ｂ、１４ｂ、１７ｂ、１８ｂ、２１ｂ、２２ｂ 湾曲面
１１ｃ〜２２ｃ 反射薄膜
１２ａ、１４ａ、１６ａ、１８ａ、２０ａ、２２ａ 開口部
１１ｅ〜１４ｅ 軸部
１５ｅ〜１８ｅ ガイドテーパー面
１９ｅ〜２２ｅ 内径面
Ａ 上方に集光される赤外線光
Ｂ 横方向に出る赤外線光
α 傾斜角
β 湾曲面の法線と底面とのなす角度
Claims (1)
- 平面が略長方形形状の回路基板面に発光素子、受光素子、ＩＣチップ及びコンデンサ等の電子部品を実装し、前記発光素子及び受光素子の上面を半球型レンズ部で覆うように一体の透光性樹脂で樹脂封止する赤外線データ通信モジュールにおいて、
前記発光素子は傾斜した反射面を有する反射カップの底面に固着し、
前記発光素子を固着した前記反射カップを、前記受光素子を実装した回路基板の貫通穴に嵌合することで前記発光素子は回路基板上面から下がった位置で反射カップの底面に固着されている
ことを特徴とする赤外線データ通信モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19078297A JP3948789B2 (ja) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | 赤外線データ通信モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19078297A JP3948789B2 (ja) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | 赤外線データ通信モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1126816A JPH1126816A (ja) | 1999-01-29 |
| JP3948789B2 true JP3948789B2 (ja) | 2007-07-25 |
Family
ID=16263655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19078297A Expired - Fee Related JP3948789B2 (ja) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | 赤外線データ通信モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3948789B2 (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100682563B1 (ko) | 1999-07-26 | 2007-02-15 | 라보 스피아 가부시키가이샤 | 벌크형 렌즈, 발광체, 조명 기구 및 광 정보 시스템 |
| JP4677653B2 (ja) * | 2000-04-11 | 2011-04-27 | 日亜化学工業株式会社 | 光半導体素子 |
| EP1275300A4 (en) | 2000-04-21 | 2004-07-28 | Labosphere Inst | DROHVORRICHTUNG |
| US7320632B2 (en) | 2000-06-15 | 2008-01-22 | Lednium Pty Limited | Method of producing a lamp |
| AUPQ818100A0 (en) | 2000-06-15 | 2000-07-06 | Arlec Australia Limited | Led lamp |
| JP4097949B2 (ja) * | 2001-04-20 | 2008-06-11 | シャープ株式会社 | 空間光伝送システム |
| JP2002319711A (ja) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Citizen Electronics Co Ltd | 表面実装型発光ダイオード及びその製造方法 |
| JP4620458B2 (ja) * | 2002-06-14 | 2011-01-26 | レドニウム テクノロジー プロプライアタリー リミティド | ランプ及びランプの製造方法 |
| JP2004259958A (ja) * | 2003-02-26 | 2004-09-16 | Kyocera Corp | 発光素子収納用パッケージおよび発光装置 |
| JP4092570B2 (ja) | 2003-07-23 | 2008-05-28 | セイコーエプソン株式会社 | 光素子およびその製造方法、光モジュール、ならびに光モジュールの駆動方法 |
| JP4773048B2 (ja) * | 2003-09-30 | 2011-09-14 | シチズン電子株式会社 | 発光ダイオード |
| JP2005191111A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-07-14 | Kyocera Corp | 発光素子収納用パッケージおよび発光装置 |
| JP4426279B2 (ja) * | 2003-12-25 | 2010-03-03 | ローム株式会社 | 赤外線データ通信モジュール |
| JP2005310935A (ja) * | 2004-04-20 | 2005-11-04 | Sumitomo Metal Electronics Devices Inc | 発光素子収納用パッケージ |
| JP4947332B2 (ja) * | 2005-01-28 | 2012-06-06 | 日立化成工業株式会社 | Ｌｅｄ用ヒートブロックおよびそれを使用したｌｅｄ装置 |
| JP2006253297A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Sharp Corp | 光半導体装置、電子機器および光半導体装置の製造方法 |
| JP2006332234A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Hitachi Aic Inc | 反射機能を有するｌｅｄ装置 |
| JP2006344771A (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Hitachi Aic Inc | Ｌｅｄ装置用反射体およびその製造方法 |
| JP4882284B2 (ja) * | 2005-06-09 | 2012-02-22 | 日立化成工業株式会社 | Ｌｅｄ装置およびその製造方法 |
| US20070007558A1 (en) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Mazzochette Joseph B | Light emitting diode package and method for making same |
| JP2007266546A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Rohm Co Ltd | 光通信モジュールおよびその製造方法 |
| KR100797969B1 (ko) | 2006-06-29 | 2008-01-24 | 서울반도체 주식회사 | 다중 광 지향각을 갖는 발광 다이오드 |
| JP5234093B2 (ja) * | 2010-12-02 | 2013-07-10 | 日亜化学工業株式会社 | 光半導体素子の製造方法 |
| CN103337496B (zh) * | 2013-07-10 | 2016-06-01 | 广东洲明节能科技有限公司 | 基于双面硅基板的led集成封装结构及制作方法 |
| CN104579496B (zh) * | 2015-01-23 | 2017-11-14 | 东南大学 | 室内可见光通信系统中成像接收机的设计方法 |
| JPWO2020045604A1 (ja) * | 2018-08-31 | 2021-08-12 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 半導体素子搭載用パッケージ及び半導体装置 |
-
1997
- 1997-07-02 JP JP19078297A patent/JP3948789B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1126816A (ja) | 1999-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3948789B2 (ja) | 赤外線データ通信モジュール | |
| KR100457380B1 (ko) | 광마우스용 칩 온 보드 리드 패키지 및 그에 사용되는렌즈커버 | |
| JP3851418B2 (ja) | 赤外線データ通信モジュール | |
| JP2002076443A (ja) | Ｌｅｄチップ用反射カップ | |
| JP3900606B2 (ja) | 赤外線データ通信モジュール | |
| JPH11121805A (ja) | 赤外線データ通信モジュール | |
| JP4172558B2 (ja) | 赤外線通信デバイス | |
| KR20060056851A (ko) | 광학 디바이스 및 광학장치 | |
| JP2003304004A (ja) | 光伝送チップ及び取付構造 | |
| US6897485B2 (en) | Device for optical and/or electrical data transmission and/or processing | |
| JP2001177118A (ja) | 赤外線データ通信モジュール | |
| JP3786227B2 (ja) | 赤外線データ通信モジュール及びその製造方法 | |
| JP4969055B2 (ja) | 光通信モジュール | |
| JP4197569B2 (ja) | 赤外線データ通信モジュール | |
| JP4319771B2 (ja) | 赤外線データ通信モジュール | |
| JP3985363B2 (ja) | 光伝送素子 | |
| JP4222458B2 (ja) | 赤外線データ通信モジュール | |
| JPH11126913A (ja) | 赤外線データ通信モジュール及びその製造方法 | |
| JPH0832106A (ja) | 光半導体装置及び基板実装装置 | |
| JP2001168376A (ja) | 赤外線データ通信モジュール | |
| JP3976420B2 (ja) | 光半導体装置 | |
| JP4319772B2 (ja) | 赤外線データ通信モジュール | |
| TWI241688B (en) | Photosensitive semiconductor device and method for fabrication the same | |
| JP2000077686A (ja) | 半導体装置の実装構造 | |
| JP3859326B2 (ja) | 赤外線データ通信モジュール |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040430 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061026 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061106 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061218 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070205 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070323 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070417 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070417 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130427 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |