JP4841981B2

JP4841981B2 - 受光モジュールの製造方法

Info

Publication number: JP4841981B2
Application number: JP2006076596A
Authority: JP
Inventors: 友春堀尾
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2026-03-20
Also published as: JP2007258203A

Description

本発明は、たとえば家庭用電化製品のリモコン送信機から送信された赤外線の受信に用いられる受光モジュールの製造方法に関する。

リモコン受信用の受光モジュールの一つとして、基板に受光素子が搭載された面実装型の受光モジュールが知られている（たとえば、特許文献１参照）。図１２は、そのような受モジュールの一例を示している。同図に示された受光モジュールＸは、基板９１に受光素子９２と駆動ＩＣ９３とが搭載されている。基板９１上には、受光素子９２および駆動ＩＣ９３を封止する樹脂パッケージ９５が設けられている。樹脂パッケージ９５には、受光素子９２の正面に位置するレンズ９５ａが形成されている。受光モジュールＸに向かってきた赤外線は、レンズ９５ａによって受光素子９２に集光される。受光モジュールＸは、受光素子９２が受光した赤外線に応じた信号を図外の端子から出力可能に構成されている。

受光モジュールＸの製造工程においては、複数の受光モジュールＸの製造を一括して行うことが一般的である（たとえば、特許文献２参照）。図１３は、受光モジュールＸの製造方法の一例における一過程を示している。集合基板９１Ａは、基板９１を複数個取り可能なサイズとされたものである。この集合基板９１Ａ上に複数の受光素子９２および複数の駆動ＩＣ９３を搭載する。集合基板９１Ａには、複数の樹脂成形体形成予定領域９５Ａが設定されている。各樹脂成形体形成予定領域９５Ａに、複数の受光素子９２と複数の駆動ＩＣ９３とを交互に直列配置する。樹脂成形体形成予定領域９５Ａに配置された複数の受光素子９２および複数の駆動ＩＣ９３を覆うように樹脂成形体を形成する。この樹脂成形体には、複数の受光素子９２の正面に位置するレンズを形成しておく。この樹脂成形体の形成は、たとえば金型を用いて行う。そして受光素子９２および駆動ＩＣ９３が一つずつ含まれるように上記樹脂成形体と集合基板９１Ａとを切断する。これにより、複数の受光モジュールＸが得られる。

しかしながら、一般的に受光モジュールＸを製造するメーカーは、受光モジュールＸ以外にもたとえば赤外線を用いた光通信モジュールを製造する場合が多い。図１４は、そのような光通信モジュールの一例を示している。同図に示された光通信モジュールＹは、受光素子９２および駆動ＩＣ９３に加えて発光素子９４を備えている。樹脂パッケージ９５には、受光素子９２および発光素子９４の正面に位置する２つのレンズ９５ａが形成されている。光通信モジュールＹは、赤外線の送受信を行うことにより双方向の通信を可能に構成されている。このような光通信モジュールＹを図１３に示した集合基板９１Ａを用いて複数個製造しようとしても、受光モジュール９２を製造するときとは、異なる金型を用いる必要がある。このため、製品の種類ごとに専用の金型を用意するためのコストが必要であった。また、製造する製品の種類を変更するたびに、上記金型の段取り替えを強いられていた。

特開２００１−３３９０７６号公報特開２０００−４９３８６号公報

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、製品の作り分けを容易とすることが可能な受光モジュールの製造方法を提供することをその課題とする。

本発明によって提供される受光モジュールの製造方法は、それぞれが受光素子および駆動ＩＣを含む複数の素子群を集合基板に搭載する工程と、上記複数の素子群を覆う複数の樹脂成形体を形成する工程と、上記複数の樹脂成形体および上記集合基板を切断する工程と、を有する受光モジュールの製造方法であって、上記複数の素子群のうち同一の上記樹脂成形体に覆われる２つの上記素子群は、これらに含まれる２つの上記受光素子および２つの上記駆動ＩＣが第１の方向において直列配置されており、かつ、２つの上記駆動ＩＣどうしが隣り合う配置とされており、上記樹脂成形体には、上記各受光素子の正面に位置する複数のレンズが形成されていることを特徴としている。

このような構成によれば、複数の上記受光モジュールを効率よく製造することができる。また、上記樹脂成形体には、上記２つの駆動ＩＣを挟んで離間配置された少なくとも２つのレンズが形成されることとなる。このような２つのレンズを有する上記樹脂成形体は、たとえばこれらのレンズを上記受光素子と発光素子との正面に配置することにより、双方向通信が可能とされた光通信モジュールを製造することにも適している。このため、上記樹脂成形体を金型によって形成する場合、この金型を上記光通信モジュールの製造に流用することが可能である。したがって、種類の異なる製品を容易に作り分けることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記各樹脂成形体は、４つの上記素子群を覆っており、これら４つの素子群は、上記第１の方向において隣り合う２つの上記素子群の組が、上記第１の方向と直角である第２の方向において２組離間配置されている。このような構成によれば、上記樹脂成形体を４分割することにより、４つの上記受光モジュールを製造することが可能である。これに加えて、上記樹脂成形体によって発光素子を含む別の素子群を２つ覆う製造方法によれば、２つの光通信モジュールを容易に製造することができる。

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。

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。

図１〜図７は、本発明に係る受光モジュールの製造方法の一例を示している。これらの図に示された製造方法においては、まず、図１に示すように、集合基板１Ａを用意する。集合基板１Ａは、ガラスエポキシなどの樹脂からなるプレートである。次に、集合基板１Ａに複数の素子群２を搭載する。集合基板１Ａには、本発明でいう第１の方向である方向ｘに４行、本発明でいう第２の方向である方向ｙに６列の配置とされた、計２４個の樹脂成形体形成予定領域３Ａ’が設定されている。各樹脂成形体形成予定領域３Ａ’内には、４つの素子群２が配置されている。素子群２は、受光素子２１および駆動ＩＣ２２からなる。各素子群２の搭載においては、方向ｘに沿って受光素子２１および駆動ＩＣ２２を直列配置する。方向ｘにおいて隣り合う２つの素子群２は、互いの駆動ＩＣ２２が隣接する配置とされている。方向ｙにおいて隣り合う２つの素子群２どうしは、受光素子２２および駆動ＩＣ２３の配置が同じとされている。素子群２の搭載は、たとえば集合基板１Ａ上に形成された配線パターン（図示略）のパッド（図示略）に対してダイボンディングにより行う。

集合基板１Ａには、素子群２に隣接する複数のスルーホール１１を形成しておく。各素子群２には、３つずつのスルーホール１１が隣接している。複数のスルーホール１１は、方向ｘにおいて３つおきにいわゆる千鳥状に配置されている。図２に示すように、スルーホール１１は、金属膜１２に覆われている。金属膜１２は、上述した配線パターンの適所に導通している。

次いで、樹脂成形体形成予定領域３Ａ’に図７に示す樹脂成形体３Ａを形成する。樹脂成形体３Ａの形成は、トランスファモールド法により行う。図３は、このトランスファモールド法に用いる金型Ｍを示している。本図は、金型Ｍをその開口側から見た図である。金型Ｍには、複数のキャビティＣがマトリクス状に設けられている。キャビティＣは、略直方体形状の凹部であり、図７に示す樹脂成形体３Ａを形作る部分である。図３に示すように、キャビティＣには、４つのドーム状の凹部Ｃ_Lが形成されている。凹部Ｃ_Lは、図７に示すレンズ３１を形作る部分である。また、金型Ｍには、キャビティＣ毎に２つずつエジェクタピンＥが設けられている。各エジェクタピンＥは、２つの凹部Ｃ_Lの間に位置している。

樹脂成形体３Ａを形成するには、図４に示すように、金型Ｍを集合基板１に押し当てる。図４は、図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿った金型Ｍおよび集合基板１Ａの断面を示したものである。各キャビティＣ内には４つずつの素子群２を収容する。この状態で、キャビティＣ内に樹脂材料を注入する。この樹脂材料を硬化させると、図５に示す樹脂成形体３Ａが得られる。樹脂成形体３Ａには、キャビティＣに形成された凹部Ｃ_Lにより、レンズ３１が形成される。

上記樹脂材料が硬化した後は、エジェクタピンＥを図中下方に前進させることにより、金型Ｍから、樹脂成形体３Ａを取り外す。これにより、図６に示すように集合基板１Ａ上に複数の樹脂成形体３Ａを形成できる。図７に示すように、樹脂成形体３Ａには、４つのレンズ３１が形成される。２つのレンズ３１間には、エジェクタピン痕３２が形成されている。

この後は、集合基板１Ａおよび樹脂成形体３Ａを切断する。この切断は、図７に表された切断線Ｌに沿って行う。方向ｘに延びる切断線Ｌは、複数のスルーホール１１と重なっている。この切断線Ｌに沿って切断することにより、スルーホール１１は、断面半円形状に分割される。方向ｘおよび方向ｙに延びる全ての切断線Ｌに沿った切断が完了すると、各樹脂成形体３Ａが分割されて４つの樹脂パッケージ３となり、集合基板１Ａが分割されて複数の基板１となる。この結果、図８に示す受光モジュールＡ１が複数個得られる。

図８に示す受光モジュールＡは、基板１、受光素子２１、駆動ＩＣ２２、および樹脂パッケージ３を備えている。

基板１は、ガラスエポキシなどの樹脂により、全体として平面視長矩形状に形成されている。基板１には、配線パターン（図示略）が形成されている。

受光素子２１は、たとえば、赤外線を感知することができるＰＩＮフォトダイオードなどからなり、ワイヤボンディング（図示略）により上記配線パターンと接続されている。受光素子２１は、赤外線を受光すると、その光量に応じた出力信号を出力可能に構成されている。

駆動ＩＣ２２は、受光素子２１による受信動作を制御するためのものである。駆動ＩＣ２２は、ワイヤボンディング（図示略）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受光素子２１に接続されている。

樹脂パッケージ３は、たとえば顔料を含んだエポキシ樹脂により形成されており、可視光に対しては透光性を有しない反面、赤外線に対しては透光性を有する。この樹脂パッケージ３は、受光素子２１および駆動ＩＣ２２からなる素子群２を覆うように基板１上に設けられている。樹脂パッケージ３には、レンズ３１が一体的に形成されている。レンズ３１は、受光素子２１の正面に位置しており、受光モジュールＡに送信されてきた赤外線を集光して受光素子２１に入射するように構成されている。樹脂パッケージ３には、上述したエジェクタピン痕３２の一部分が、エジェクタピン痕３２ａとして残存している。基板１の側面には、分割されたスルーホール１１を覆う金属膜１２によって面実装用の端子が形成されている。

このように、本実施形態によれば、複数の受光モジュールＡを適切に、かつ効率よく製造することが可能である。これに加えて、図３〜図５に示した金型Ｍは、受光モジュールＡとは異なる、双方向通信が可能とされた光通信モジュールの製造にも用いることができる。

図９は、集合基板１Ａに光通信モジュールを構成するための素子群２を搭載した状態を示している。上記光通信モジュールを製造する場合、素子群２には、受光素子２１、駆動ＩＣ２２に加えて、発光素子２３が含まれる。樹脂成形体形成予定領域３Ａ’には、２つの素子群２が配置されている。集合基板１Ａに複数の樹脂成形体形成予定領域３Ａ’が設定される点は、上述した受光モジュールＡの製造方法と同様である。

次に、図３〜図５に示した金型Ｍを図９に示す集合基板１Ａに押し付け、キャビティＣ内に樹脂材料を充填する。これにより、図１０に示すように、樹脂成形体３Ａを形成する。樹脂成形体３Ａの４つのレンズ３１は、それぞれ受光素子２１および発光素子２３の正面に位置することとなる。そして、樹脂成形体３Ａおよび集合基板１Ａを、素子群２どうしが分離されるように切断することにより、図１１に示す光通信モジュールＢを複数個製造することができる。光通信モジュールＢは、発光素子２３からレンズ３１を通して指向性が高められた赤外線を出射可能とされている。駆動ＩＣ２２は、発光素子２３を用いた送信と受光素子２１を用いた受信とを駆動制御可能とされている。

金型ＭのキャビティＣに設けられた４つの凹部Ｃ_Lが、２つの光通信モジュールＢのレンズ３１を形成するのに適した配置となっている。このため、光通信モジュールＢの製造を受光モジュールＡの製造とほとんど同じ手順で行うことができる。これは、受光モジュールＡを製造する場合に、図１に示すように方向ｘに隣り合う２つの素子群２どうしを、それぞれの駆動ＩＣ２２が隣接するように配置しているからである。

また、金型のキャビティＣは、４つの受光モジュールＡ、あるいは２つの光通信モジュールＢに相当する部分を形成可能な形状およびサイズとされている。このため、受光モジュールＡおよび光通信モジュールＢの双方を効率よく製造することが可能となっている。

本発明に係る受光モジュールの製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る受光モジュールの製造方法の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

本発明に係る受光モジュールの製造方法の一例において、集合基板に素子群を搭載する工程を示す要部平面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う要部断面図である。本発明に係る受光モジュールの製造方法の一例において、樹脂成形体を形成するために用いる金型を示す要部平面図である。本発明に係る受光モジュールの製造方法の一例において、樹脂成形体を形成する工程を示す要部断面図である。本発明に係る受光モジュールの製造方法の一例において、金型から樹脂成形体を取り外す工程を示す要部断面図である。本発明に係る受光モジュールの製造方法の一例において、集合基板に樹脂成形体が形成された状態を示す要部平面図である。本発明に係る受光モジュールの製造方法の一例において、集合基板に形成された樹脂成形体を示す要部拡大斜視図である。本発明に係る受光モジュールの製造方法の一例によって製造される受光モジュールを示す斜視図である。本発明に係る受光モジュールの製造方法の一例に用いられる金型を用いた光通信モジュールの製造方法において、集合基板に素子群を搭載する工程を示す要部平面図である。本発明に係る受光モジュールの製造方法の一例に用いられる金型を用いた光通信モジュールの製造方法において、金型から樹脂成形体を取り外す工程を示す要部断面図である。本発明に係る受光モジュールの製造方法の一例に用いられる金型を用いた光通信モジュールの製造方法によって製造された光通信モジュールを示す斜視図である。従来の受光モジュールの一例を示す断面図である。図１２に示す受光モジュールの製造方法に用いられる集合基板を示す要部平面図である。従来の光通信モジュールの一例を示す断面図である。

符号の説明

Ａ受光モジュール
Ｂ光通信モジュール
ｘ第１の方向
ｙ第２の方向
１基板
１Ａ集合基板
２素子群
３樹脂パッケージ
３Ａ樹脂成形体
３Ａ’ 樹脂成形体形成予定領域
１１スルーホール
１２金属膜
２１受光素子
２２駆動ＩＣ
２３発光素子
３１レンズ

Claims

それぞれが受光素子および駆動ＩＣを含む複数の素子群を集合基板に搭載する工程と、
上記複数の素子群を覆う複数の樹脂成形体を形成する工程と、
上記複数の樹脂成形体および上記集合基板を切断する工程と、を有する受光モジュールの製造方法であって、
上記複数の素子群のうち同一の上記樹脂成形体に覆われる２つの上記素子群は、これらに含まれる２つの上記受光素子および２つの上記駆動ＩＣが第１の方向において直列配置されており、かつ、２つの上記駆動ＩＣどうしが隣り合う配置とされており、
上記樹脂成形体には、上記各受光素子の正面に位置する複数のレンズが形成されていることを特徴とする、受光モジュールの製造方法。
上記各樹脂成形体は、４つの上記素子群を覆っており、
これら４つの素子群は、上記第１の方向において隣り合う２つの上記素子群の組が、上記第１の方向と直角である第２の方向において２組離間配置されている、請求項１に記載の受光モジュールの製造方法。