JP7257288B2 - 光センサ用パッケージ、多数個取り配線基板、光センサ装置および電子モジュール - Google Patents

光センサ用パッケージ、多数個取り配線基板、光センサ装置および電子モジュール Download PDF

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Description

本発明は、センサ素子が搭載される光センサ用パッケージ、多数個取り配線基板、光センサ装置および電子モジュールに関するものである。
従来、携帯端末、スマートフォン等の携帯端末の電子機器において、ユーザーの顔と携帯端末の距離を検知するために、近接センサ装置等の光センサ装置が用いられている。この光センサ装置として、例えば、赤外線発光素子等の発光素子、および赤外線受光素子等の受光素子が基板の搭載部に搭載されたものが用いられる。このような光センサ装置は、例えば基板上に、赤外線発光素子等が搭載される発光素子用の搭載部と、赤外線受光素子等が搭載される受光素子用の搭載部の2つの搭載部が互いに隣接して位置している(特許文献1を参照。)。
特開2014-232852号公報
しかしながら、このような光センサ装置は、例えば携帯端末がスマートフォンの場合、スマートフォンを保護する透光性のカバーの内側に配置される場合があり、光センサ装置は発光素子からの光がカバーを透過して物体を検知する必要がある。このように、光センサ装置がカバーの内側に配置される場合、発光素子からの光はカバーを透過して物体側へ照射されるが、パッケージ内において、一部の光がカバーに反射して受光素子に向かうノイズ光(クロストーク)となり、検知精度が低下したり、誤動作が発生する可能性があった。
本開示の電子部品搭載用パッケージは、絶縁基体であり、該絶縁基体が、第1面と、該第1面側に開口し、発光素子が位置する第1凹部と、前記第1面側に開口し、前記第1凹部に並んで位置し、受光素子が位置する第2凹部と、前記第1凹部と前記第2凹部との間に位置する仕切り部と、を有し、該仕切り部は、前記第1面の平面視において前記第1凹部に向かって突出した凸部を有している。
本開示の多数個取り配線基板は、上記に記載の光センサ用パッケージが、縦横に位置している。
本開示の光センサ装置は、上記に記載の光センサ用パッケージと、上記に記載の光センサ用パッケージに搭載された発光素子、および受光素子とを有している。
本開示の電子モジュールは、接続パッドを有するモジュール用基板と、前記接続パッドに接合材を介して接続された上記に記載の光センサ装置とを有している。
本開示の光センサ用パッケージによれば、クロストークによる検出精度の低下を抑制し、小型化が可能な光センサ用パッケージを提供できる。
本開示の多数個取り配線基板によれば、誤検知を抑制できる光センサ用パッケージを効率よく製造できる多数個取り配線基板を提供できる。
本開示の光センサ装置によれば、検知対象の近接状態を高精度に検出できる光センサ装置を提供できる。
本開示の電子モジュールによれば、検知対象の近接状態を高精度に検出できる光センサ装置を用いて、動作信頼性が高い電子モジュールを提供できる。
本開示の光センサ用パッケージ、光センサ装置を示す上面図である。 図1のA-A線における光センサ用パッケージ、光センサ装置、電子モジュールの断面図である。 本開示の光センサ用パッケージ、光センサ装置を示す上面図である。 図3のB-B線における光センサ用パッケージ、光センサ装置、電子モジュールの断面図である。 図3のC-C線における光センサ用パッケージ、光センサ装置、電子モジュールの断面図である。 本開示の多数個取り配線基板を示す平面図である。 図6のX-X線における断面図である。
本開示の光センサ用パッケージ等について、添付の図面を参照しつつ説明する。
図1~図7において、100は配線基板(光センサ用パッケージ)、101は絶縁基体、102
は第1面、103は第1面と反対側の第2面、104は第1凹部、105は第2凹部、106は発光素子、107は受光素子、108は仕切り部、109は接続導体、110は溝部、111は発光部、112は受光部、113は外部接続導体、200は光センサ装置、201は切り欠き部、202は蓋体、300は電
子モジュール、301はモジュール用基板、302はモジュール用基板上に位置する接続パッド、303は接合材である。
光センサ用パッケージは平面視で長方形状であり、図1に示したように配線基板100の
第1面102側に、第1凹部104の底部に位置する第1搭載部104aと、第2凹部105の底部に位置する第2搭載部105aが位置しており、この第1搭載部104aに発光素子106が位置し
、第2搭載部105aに受光素子107が位置するように、それぞれの素子が各搭載部に搭載されている。
また、配線基板100の第1凹部104の底部、および第2凹部105の底部から第2面103の外表面に位置した外部接続導体113にかけて、接続導体109を含む配線導体(図示せず)が設けられている。第1凹部104の底部に位置する接続導体109に発光素子106が接続され、さ
らに第2凹部105の底部に位置する接続導体109に受光素子107が接続されることにより、
図1~図3に示すような本開示の光センサ用パッケージ、および光センサ装置200が構成
されている。
ここで、発光部111を有する発光素子106は、例えば赤外線、電磁波または超音波等の物理的エネルギーを放射する放射用の素子からなり、受光部112を有する受光素子107は、これらの物理的エネルギーを検知する検知用の素子からなり、発光素子106と受光素子107とが対になって用いられる。配線基板100の第1凹部104の底部に位置する第1搭載部104a
に発光素子106が搭載され、また第2凹部105の底部に位置する第2搭載部105aに受光部1
12が位置するように受光素子107が搭載される。
光センサ装置200において、第1搭載部104aに搭載された発光素子106から、例えば赤
外線が外部に向けて放射される。光センサ装置200の外部、つまり赤外線が放射され、対
向する方向の近くに物体(検知対象)が存在している場合、この赤外線が物体で反射され、第2凹部105の底部に位置する受光部112で検知される。これとは反対に、物体が存在していない場合、放射された赤外線は反射されず検知されないため、物体が存在していないと判定される。
なお、以下の説明においては、主に発光素子106および受光素子107が赤外線発光素子、またはその検知が可能な赤外線受光素子である場合を例に挙げて説明する。発光素子106
は赤外線発光素子等であり、受光素子107は赤外線受光素子等である。一対のセンサ素子
である発光素子106および受光素子107は、ガリウム-ヒ素等の半導体材料からなる平面視が四角形状の素子本体と、これらの素子本体の上面にそれぞれ発光部111、受光部112が設けられており、光電変換による発光または受光が行なわれる機能部品として動作する。接続導体109等の配線導体を介して発光素子106に供給される電力が、発光素子106で光電変
換されることにより赤外線が放射される。物体で反射された赤外線が、受光部112で検知
されて電気信号に変換される。電気信号は配線導体(図示せず)を介して、例えば検知回路やディスプレイ表示用回路等の外部電気回路(図示せず)に送信される。
配線基板100は、発光素子106と受光素子107を搭載するための容器となる部分であり、
また発光素子106に電力を供給するための配線導体、および受光素子107を外部電気回路に電気的に接続するための配線導体を設けるための基体となる部分である。よって、配線基板100には発光用、および受光用の一対のセンサ用素子を搭載するための一対の搭載部と
なる第1凹部104の底部に位置する第1搭載部104a、および第2凹部105の底部に位置す
る第2搭載部105aが設けられている。また、発光部111が設けられた発光素子106は、例
えば低融点ろう材またはワイヤーボンディング等により、第1凹部104の底部に位置する
接続導体109に接続されている。さらに、受光部112が設けられる受光素子107は、例えば
低融点ろう材、または導電性接合材等の接合材を介して、第2凹部105の底部に設けられ
た接続導体109に接続されている。
配線基板100は、絶縁基体101となる部分が例えば酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、酸化アルミニウムおよび酸化ケイ素等の原料粉末に適当な有機バインダーおよび有機溶剤とともに混練して製作されたセラミックスラリーを、シート状に成形して複数のセラミックグリーンシートを製作し、これらのセラミックグリーンシートを積層した後に還元雰囲気中にて約1600℃の温度で焼成することによって製作することができる。
配線基板100は、図4、図5に示したように、複数の配線基板領域121が配列された母基板として形成されてもよい。そして、配線導体がタングステンやモリブデン等からなる場合であれば、露出する配線導体にニッケルや金等のめっき層が被着されたのち、このような母基板の主面に設けられた分割溝に沿って応力を加えて母基板を分割することにより、図1~図3で示すような光センサ用パッケージを構成する配線基板100が製作される。
配線基板100に設けられた第1凹部104、第2凹部105は、例えば次のようにして形成す
ることができる。配線基板100の第1面102となるセラミックグリーンシートの一部に、打ち抜き加工等の方法で、例えば四角形状の孔を形成して、2つの長方形状の孔が形成されたセラミックグリーンシートを製作する。なお、孔は長方形状に限定されず、円形、楕円状、長孔状、矩形状等でもよく、さらに長方形状である場合、角部が面取りされていてもよい。これらの2つの孔が第1搭載部104aの第1凹部104、および第2搭載部105aの第
2凹部105となる。また、平面視でこれらの2つの孔の間に仕切り部108となるセラミック
グリーンシートの一部が位置している。そして、第2面103となるセラミックグリーンシ
ートの上に、第1面102となるセラミックグリーンシートを積層して密着させることによ
り、このような光センサ用パッケージとなる配線基板100を製作することができる。
なお、上記の説明では酸化アルミニウム等の原料粉末に適当な有機バインダー、および有機溶剤とともに混練して製作されたセラミックスラリーから、セラミックグリーンシートを製作し、これら複数のセラミックグリーンシートを積層することにより、このような光センサ用パッケージ構造を製作する例を示したが、配線基板100を有機樹脂材料から構
成してもよい。
本開示の光センサ用パッケージは、絶縁基体101であり、絶縁基体101が、第1面102と
、第1面102側に開口し、発光素子106が位置する第1凹部104と、第1面102側に開口し、第1凹部104に並んで位置し、受光素子107が位置する第2凹部105と、第1凹部104と第2凹部105との間に位置する仕切り部108とを有し、仕切り部108は、第1面102の平面視において第1凹部104に向かって突出した凸部114を有している。このような構成により、クロストークによる検出精度の低下を抑制し、小型化が可能な光センサ用パッケージを提供できる。つまり、発光素子106から照射された光の一部は、平面視で第1凹部104側に備えられた凸部114により遮蔽されるため、発光素子106からの物体を介さないノイズ光(クロストーク)が、第2凹部105の下側に位置する受光素子107に照射され難く、誤検知や誤動作を抑制できる。
また、第2凹部105側に凹部115を備えており、発光素子106から照射された後、物体で
反射された光が、第2凹部105の下側に位置する受光素子107に照射され易くなり、受光素子107の受光性が向上するため、物体の検知範囲を広いものとすることができる。
このような光センサ用パッケージを図1に示す。光センサ用パッケージは、例えば平面視で長方形状であり、図1に示したように、配線基板100の第1面102側に第1凹部104の
底部に位置する第1搭載部104aと、第2凹部105の底部に位置する第2搭載部105aが位
置している。そして、第1搭載部104aに1つの発光素子106が位置し、第2搭載部105a
に1つの受光素子107が位置するように、それぞれの素子が各搭載部に搭載されている。
また、第1凹部104と第2凹部105との間には仕切り部108が位置しており、仕切り部108は第1凹部104側に突出した凸部114と第2凹部105側に凹んだ凹部115を含んでいる。
仕切り部108は、第1凹部104と第2凹部105とが並んだ方向に垂直な方向の中央部に凸
部114が位置している。このような構成により、例えば発光素子106の発光部111と、受光
素子107の受光部112とを通る仮想直線上に凸部114が位置するものとなり、より効果的に
ノイズ光が遮蔽されるため、図2に断面視で示したように、発光素子106からの物体を介
さないノイズ光(クロストーク)が、第2凹部105の下側に位置する受光素子107に照射され難い。
凸部114は、例えば図1に示したように、平面視で曲線状から構成されており、発光素
子106の発光部111と受光素子107の受光部112とを直線で結んだ仮想線と仕切り部108が交
わる領域、つまり仕切り部108の中央部において、凸部114は最も凸部の突出(第1凹部104の仮想外縁L1と凸部114の外縁との距離)が大きく、仕切り部108の両端部にかけて漸
次凸部114の突出が小さくなるように位置している。また、凹部115は、例えば図1に示したように曲線状で構成されており、平面視で発光素子106の発光部111と受光素子107の受
光部112とを直線で結んだ仮想線と仕切り部108が交わる領域、つまり仕切り部108の中央
部において、最も凹部115の凹み(第2凹部105の仮想外縁L2と凹部115の外縁との距離
)が大きく、仕切り部108の両端部にかけて漸次凹部115の凹みが小さくなるように位置している。
このような構成により、発光素子106の発光部111と、受光素子107の受光部112との最短距離の領域でより効果的に光が遮蔽されるため、図2に断面視で示したように、発光素子106からの物体を介さない光(クロストーク)が、第2凹部105の下側に位置する受光素子107に照射され難い。仕切り部108の形状は上記の例に限定されず、凸部114や凹部115が複数の直線を結んだ形状で構成されていてもよい。さらに、複数の凸部114と複数の凹部115を含む仕切り部108で構成されていてもよい。なお、配線基板100の外縁に、配線導体を引き回すため等により、切り欠き部201を位置させてもよい。
また、仕切り部108は、第1凹部104側に傾斜している。このような構成により、クロストークによる検出精度の低下を効果的に抑制し、小型化が可能な光センサ用パッケージを提供できる。つまり、発光素子106から照射された光の一部は、第1凹部104側に傾斜している仕切り部108によって、仕切り部108が発光素子106に近いものとなり、より効果的に
遮蔽されるため、発光素子106からの物体を介さない光(クロストーク)が、第2凹部105の下側に位置する受光素子107に照射され難く、誤検知や誤動作を抑制できる。
図3に平面図で示したように、第1凹部104の底部に位置する第1搭載部104aには、発光素子106が搭載されており、図4、図5に断面視で示したように、発光素子106の発光部111から光が照射される。照射された光は、カバーを透過して物体側へ照射されるが、光
センサ用パッケージの内部において、一部の光がカバーに反射して受光素子107に向かう
クロストーク(ノイズ光)となる場合があった。しかし、クロストークが、この第1凹部104側に傾斜した仕切り部108でより効果的に遮蔽されるため、発光素子106からの物体を
介さない光(クロストーク)が、第2凹部105の下側に位置する受光素子107に照射され難く、誤検知や誤動作を効果的に抑制できる。
通常、ノイズ光(クロストーク)を抑制するためには、仕切り部108の遮蔽効果を高め
るために、平面視で発光素子106と受光素子107との距離を大きくしたり、発光素子106が
搭載される第1凹部104の深さを大きくする構造が採用されるが、このように第1凹部104側に傾斜した仕切り部108を位置させたことにより、第1凹部104の深さを大きくしなくても、同様の効果を得られる。つまり、図4で示したように、発光素子106の発光部111から照射された光の一部が、第1凹部104側に傾斜した仕切り部108で遮蔽されるため、カバーに反射したクロストークが、受光素子107の受光部112に照射され難いためである。そして、発光素子106の発光部111と受光素子107の受光部112とを直線で結んだ仮想線と仕切り部108が交わる領域、つまり仕切り部108の中央部において、凸部114は最も仕切り部108の傾斜が大きければ、発光素子106の発光部111と、受光素子107の受光部112との最短距離の領域でより効果的に光が遮蔽されるため、図4に断面視で示したように、発光素子106から
の物体を介さない光(クロストーク)が、第2凹部105の下側に位置する受光素子107に照射され難い。なお、仕切り部108の形状は上記の例に限定されず、凸部114が複数の直線を結んだ形状で構成されていてもよい。
また、本開示の光センサ用パッケージは、仕切り部108が、第1凹部104と第2凹部105
とが並んだ方向に垂直な方向の両端部から中央部にかけて漸次突出が大きくなっている。このような構成により、例えば、ノイズ光が発光素子106の発光部111から受光素子107の
受光部112に照射され難い仕切り部108の両端部側から、仕切り部108の中央部に近い位置
になるにつれて、ノイズ光が発光素子106の発光部111から受光素子107の受光部112に照射されることをより効果的に抑制することができる。
また、仕切り部108は、中央部の傾斜が大きく、中央部から両端部にかけて漸次傾斜が
小さい。このような構成により、クロストークによる検出精度の低下をより効果的に抑制し、小型化が可能な光センサ用パッケージを提供できる。つまり、発光素子106から照射
された光の一部は、平面視で第1凹部104側に備えられた凸部114のうち、仕切り部108の
中央部の傾斜が大きい領域でより効果的に遮蔽されるため、発光素子106からの物体を介
さない光(クロストーク)が、第2凹部105の下側に位置する受光素子107により効果的に照射され難くなる。図4で示したように、発光素子106の発光部111から照射された光の一部が傾斜した仕切り部108で遮蔽されるため、光のカバーへの入射角度θ1が大きくなり
、カバーに反射したクロストークが、受光素子107の受光部112に照射され難い。よって、誤検知や誤動作を抑制できる。
また、図5に示したように、仕切り部108が、中央部から両端部にかけて漸次傾斜が小
さくなっており、発光素子106の発光部111からの光を、傾斜が小さい領域の方向を介して、効率よく物体(検知対象)に照射することができる。ここで、図5で示したように、発光部111から傾斜が小さい領域の方向に照射される光の一部は、カバーへの入射角度θ2
が小さくなり、カバーに反射してクロストークとなるが、平面視で図3に示したように、発光素子106の発光部111から受光素子107の受光部112へ向かう方向ではなく、受光素子107に照射され難い方向であるため、誤検知や誤動作となるクロストークとなり難い。よっ
て、仕切り部108の中央部の傾斜が大きい領域の方向では、クロストークによる誤検知、
誤動作を抑制でき、さらに仕切り部108の両端部にかけて傾斜が小さい領域の方向では、
発光素子106の発光部111からの光を効率よく物体に照射することができ、物体から返ってくる光の強度を高めることができるため、小型化しても、検知精度の低下や誤動作が発生する可能性が低減された光センサ用パッケージを提供できる。
また、本開示の態様の光センサ用パッケージは、平面視において、第1凹部104の幅が
、第2凹部105の幅よりも大きい。このような構成により、ノイズ光が、第2凹部105の両側の壁部により遮蔽されやすいものとなり、発光素子106から、受光素子107が搭載される第2凹部105に照射されるのをより抑制することができる。
また、第1凹部104側に傾斜した仕切り部108は、容易に実現可能である。つまり、第1凹部104の幅W1を、第2凹部105の幅W2よりも大きくし、光センサ用パッケージとなる配線基板100を製造する際に、母基板120への金型やカッター刃等の挿入時による応力により、壁幅が大きく剛性の高い第2凹部105側から、壁幅が小さく剛性の低い第1凹部104側に仕切り部108が傾斜し易くなり、中央部の傾斜が大きく、中央部から両端部にかけて漸
次傾斜が小さい構成の仕切り部108を、容易に実現できる。なお、壁幅とは、平面視で各
凹部の長辺側に沿った内側面から配線基板100の長辺側の外側面までの幅を示す。
光センサ用パッケージとなる配線基板100は、生産性や、各種電子部品を搭載するとき
の作業性等を良好に確保するために、例えば図6で示すような、それぞれが光センサ用パッケージとなる複数の配線基板領域121(配線基板100となる領域)が、母基板120に配列
された多数個取り配線基板の形態で製作される。母基板120を配線基板領域121の境界122
に沿って分割することにより、個片の光センサ用パッケージが製作される。
このような母基板120は、配線基板領域121の境界122に沿って分割溝124が位置している。分割溝124に沿って曲げ応力が加えられ、破断が生じることにより母基板120の分割が行なわれる。母基板120となるセラミックグリーンシート積層体の第1面102に位置する第1凹部104、および第2凹部105を囲繞する配線基板領域121の境界に、金型やカッター刃等
を押圧することにより、第1面102に分割溝124が位置した構成となる。セラミックグリーンシート積層体へのカッター刃の挿入にともない、配線基板領域121の境界は、刃先の両
側に押圧されて切り開かれる。その結果、配線基板領域121の外縁部が変形する。
なお、母基板120となるセラミックグリーンシート積層体の仕切り部108の第1面102に
バインダー等を塗布しておき、バインダー中の溶剤が仕切り部108となるセラミックグリ
ーンシート積層体を軟化させることにより、この部分が、バインダーが塗布されていないセラミックグリーンシート積層体よりも変形し易くなるようにしておけば、刃先の押圧による配線基板領域121の外縁部の変形が促進されて、第1凹部104側に傾斜した仕切り部108を、さらに容易に実現できる。
母各配線基板領域121の長辺側へのカッター刃の挿入時においては、カッター刃を挿入
する間隔が狭く、セラミックグリーンシート積層体へのカッター刃の挿入にともなう、配線基板領域121の外縁部の変形が起こり易い。つまり、第1凹部104、および第2凹部105
のそれぞれにおいて、刃先に押圧されて開口部の幅が狭くなるように変形する。さらに、平面視において、第1凹部104の幅が、第2凹部105の幅よりも大きいことから、母基板120へのカッター刃の挿入により、壁幅が大きく剛性の高い第2凹部105側から、壁幅が小さく剛性の低い第1凹部104側に仕切り部108が傾斜するように、仕切り部108が変形し易く
なる。
そして、各配線基板領域121において、長辺の両側からカッター刃による応力を受ける
ことにより、中央部の傾斜が大きく、中央部から両端部にかけて漸次傾斜が小さい構成の仕切り部108を容易に実現できる。よって、クロストークによる検出精度の低下をより効
果的に抑制でき、小型化が可能な光センサ用パッケージを容易に製作できる。
例えば、図6で示したように、各配線基板領域121の長辺側の境界に、仕切り部108を跨ぐように貫通孔123(配線基板100における溝部110となる部分)を位置させておけば、母
基板120へのカッター刃の挿入により、各配線基板領域121の第2凹部105側の境界におい
て、刃先の押圧による応力が仕切り部108の方向に作用し易い。一方、各配線基板領域121の第1凹部104側の境界には、貫通孔123が位置しているため、刃先の押圧による応力が仕切り部108の方向に作用し難い。このようにして、傾斜した仕切り部108をさらに容易に実現できる。なお、配線基板領域121の外縁部を変形させる方法は、上記に限定されず、例
えば突出治具を第2凹部105に押し込んだり、圧縮エアーを第2凹部105に吹き込んで仕切り部108を第1凹部104側に傾斜させるようにしてもよい。
また、本開示の光センサ用パッケージは、第2凹部105の深さD2が、第1凹部104の深さD1よりも大きい。このような構成により、効率よく物体に光を照射でき、クロストークによる検出精度の低下を抑制できる。つまり、図2等で示したように、第1凹部104側
の深さD1よりも、第2凹部105側の深さD2が大きいため、断面視において、発光素子106が受光素子107よりも第1面102側に位置する構成となり、第1凹部104の底部に搭載さ
れた発光素子106と、カバーとの距離が小さくなり、発光素子106の発光部111から照射さ
れる光の強度が弱まることが抑制されて、効率よく物体に照射できる。さらに、断面視において、受光素子107が発光素子106よりも第2面103側に位置する構成となり、発光素子106から照射された光のうち、物体を介さない光(クロストーク)が受光素子107に照射さ
れることが抑制され、物体から反射した光を効率よく受光素子107で受けることができる
。よって、検出精度の低下を抑制できる。
図2、図4、図5で示したように第2凹部105の深さが第1凹部104の深さよりも大きい構成とするには、例えば中間層となるセラミックグリーンシートを準備しておき、この中間層となるセラミックグリーンシートにおいて、深さが大きい第2凹部105を有する第2
搭載部105aとなる領域に、第1面102となるセラミックグリーンシートに設けた第2凹部105用の孔と連通するように他の孔を形成しておき、第1面102となるセラミックグリーンシートと、第2面103となるセラミックグリーンシートとの間に、この中間層となるセラ
ミックグリーンシートを位置させればよい。これにより、第2凹部105の深さD2が、第
1凹部104の深さD1よりも大きい構成の配線基板100を製作することができる。
また、図4、図5で示したように、第2凹部105の深さD2が、第1凹部104の深さD1よりも深い領域については、仕切り部108が存在しないため、第2凹部105が変形しない。よって、第2凹部105の第2面103側の絶縁基体101の厚みが小さくなっても、第2凹部105の底部の平坦度を保つことができ、第2搭載部105aへの受光素子107の搭載性が良好となる。
なお、図2等では、配線基板100の第1面102側に接続導体109が位置する第1搭載部104a、第2搭載部105aが露出するように構成された例を示したが、これに限定されず、例
えば配線基板100の厚み方向において、第2面103側から第1面102側に貫通する2つの孔
を設けておき、これらの孔の第2面103側に、接続導体109が位置する各搭載部(図示せず)を位置させて、発光素子106の発光部111、および受光素子107の受光部112が、第1面102側の開口部から露出するように構成してもよい。さらに、絶縁基体101の貫通する孔を1つとして、配線基板100の第1面102側に接続導体109が位置する第1凹部104を位置させるとともに、1つの孔の第2面103側に、接続導体109が位置する搭載部(図示せず)を位置させておき、第1凹部104に発光素子106を搭載するとともに、第2面103側の搭載部(図
示せず)に受光素子107を搭載した構成としてもよい。このように、第2面103側の搭載部に受光素子107を搭載することにより、断面視において、受光素子107が発光素子106より
も第2面103側に位置する構成と同様の効果を得られる。なお、配線基板100の第2面103
側に受光素子107の搭載部を位置させる場合、平面視で第2面103側の搭載部と、第1面102側の第1凹部104が重なるように、広い面積で搭載部を位置させてもよい。これにより、物体との距離を検知する機能だけでなく、照度センサ等の他の機能を有する、比較的大きく多機能な受光素子107を搭載することが可能となる。
本開示の多数個取り配線基板(母基板120)は、上記のいずれかに記載の光センサ用パ
ッケージ(配線基板100)が、縦横に位置している。このような構成により、誤検知や誤
動作を抑制できる光センサ用パッケージを効率よく製作できる。多数個取り配線基板に位置した各配線基板100においては、平面視で第1凹部104側に凸部114を備え、第2凹部105側に凹部115を備えた、第1凹部104と第2凹部105との仕切り部108とを有している。つまり、光センサ用パッケージとなる配線基板100を縦横に位置させることにより、母基板120となるセラミックグリーンシート積層体に、同時集約的に発光素子106を搭載する第1凹
部104、および受光素子107を搭載する第2凹部105等を設けることができる。
また、仕切り部108を第1凹部104側に傾斜させるために、母基板120となるセラミック
グリーンシート積層体に、配線基板100を個片とするための分割溝124を位置させるのと同時に、各配線基板100に、第1凹部104側に傾斜した仕切り部108を設けることができるた
め、配線基板100の生産性を向上できる。
例えば、図6で示したように、各配線基板領域121の長辺側の境界に、仕切り部108を跨ぐように貫通孔123(配線基板100における溝部110となる部分)を位置させておけば、母
基板120へのカッター刃の挿入により、各配線基板領域121の第2凹部105側の境界では、
刃先の押圧による応力が仕切り部108の方向に作用し易い。一方、各配線基板領域121の第1凹部104側の境界には、貫通孔123が位置しているため、刃先の押圧による応力が仕切り部108の方向に作用し難い。よって、第1凹部104側に傾斜した仕切り部108をさらに容易
に実現できるという効果がある。
なお、母基板120となるセラミックグリーンシート積層体のうち、仕切り部108を含むセラミックグリーンシートと、仕切り部108を含むセラミックグリーンシートの第2面103側に位置する他のセラミックグリーンシートとの間に、平面視で仕切り部108と重なる位置
に内部配線導体(図示せず)を位置させておけば、内部配線導体となる導体ペースト中の溶剤が、仕切り部108を含むセラミックグリーンシート積層体を軟化させることにより、
この軟化した部分が、内部配線導体が位置していないセラミックグリーンシート積層体よりも変形し易くなる。よって、刃先の押圧等による配線基板領域121の外縁部の変形を促
進させることができるため、第1凹部104側に傾斜した仕切り部108を、容易に実現できる。
本開示の光センサ装置200は、上記のいずれかに記載の光センサ用パッケージ(配線基
板100)と、光センサ用パッケージに搭載された発光素子106、および受光素子107とを有
している。このような構成により、検知対象の近接状態を高精度に検出できる光センサ装置200を提供できる。つまり、発光素子106から照射された光の一部は、平面視で第1凹部104側に備えられた凸部114により遮蔽されるため、発光素子106からの物体を介さない光
(クロストーク)が、第2凹部105の下側に位置する受光素子107に照射され難く、誤検知や誤動作を抑制できる。
このような光センサ用パッケージを用いた光センサ装置200を図1~図5に示す。光セ
ンサ用パッケージは、例えば図1、図3に示したように平面視で長方形状であり、配線基板100の第1面102側に、第1凹部104の底部に位置する第1搭載部104aと、第2凹部105
を有する第2搭載部105aが位置している。そして、第1搭載部104aに1つの発光素子106が位置し、第2搭載部105aに1つの受光素子107が位置するように、それぞれの素子が
各搭載部内に搭載されている。また、第1凹部104と第2凹部105との間には仕切り部108
が位置しており、仕切り部108は第1凹部104側に突出した凸部114と第2凹部104側に凹んだ凹部115を含んでいる。
図1に示したように、仕切り部108の両側面(第1凹部104側と第2凹部105側の両側面
)が傾斜していない構成である場合、平面視で第1凹部104の第1搭載部104aに搭載された発光素子106の発光部111から第1凹部104の内側面までの距離が、仕切り部108の凸部114に向かう方向が最も短い。つまり、発光素子106の発光部111から照射された光の一部が
仕切り部108で遮蔽され易くなるため、光のカバーへの入射角度θが大きくなり、カバー
に反射したクロストークが、受光素子107の受光部112に照射され難い。よって、誤検知や誤動作が抑制された光センサ装置200を実現できる。
さらに、図3に示したように、仕切り部108の中央部の傾斜が大きく、中央部から両端
部にかけて漸次傾斜が小さい構成であれば以下のような効果をする。つまり、発光素子106から照射された光の一部が、平面視で第1凹部104側に備えられた凸部114のうち、仕切
り部108の中央部の傾斜が大きい領域でより効果的に遮蔽され、仕切り部108の中央部から両端部にかけて漸次傾斜が小さい領域により、発光素子106の発光部111からの光を、傾斜が小さい領域の方向を介して、効率よく物体(検知対象)に照射することができる。よって、仕切り部108の中央部の傾斜が大きい領域の方向では、クロストークによる誤検知、
誤動作を抑制でき、さらに仕切り部108の両端部にかけて傾斜が小さい領域の方向では、
発光素子106の発光部111からの光を効率よく物体に照射することができ、物体から返ってくる光の強度を高めることができるため、小型化しても、検知精度が低下や誤動作が発生する可能性が低減された光センサ装置200を実現できる。
また、第2凹部105側に凹部115を備えており、発光素子106から照射されたのち、物体
で反射されて返ってきた光が、第2凹部105の下側に位置する受光素子107に照射され易くなり、受光素子107の受光性が向上するため、物体の検知範囲を広いものとすることがで
きる。
また、光センサ用パッケージの第1凹部104、および第2凹部105を含む第1面102には
、蓋体202が位置していてもよい。蓋体202は、透光性のガラスや樹脂等からなり、第1凹部104の上面、および第2凹部105の上面に光が透過する窓部が位置している。さらに、第
1凹部104の上面、および第2凹部105の上面を除く領域に、光が透過しない遮蔽膜(例えば、カーボンブラックを主成分とする膜)が位置していてもよい。このような構成により、カバーに反射したクロストークをより効果的に抑制できる。なお、蓋体202の下面に位
置した遮蔽膜は光を吸収するため、発光素子106の発光部111からの光が弱まらないように、また受光素子107の受光性が低下しないように、平面視で第1凹部104の内側、および第2凹部105の内側に、光の照射や受光を妨げないように設けることが望ましい。
本開示の電子モジュール300は、接続パッド302を有するモジュール用基板301と、接続
パッド302に接合材303を介して接続された上記記載の光センサ装置200とを有している。
このような構成により、検知対象の近接状態を高精度に検出できる光センサ装置200を用
いて、動作信頼性が高い電子モジュール300を提供できる。つまり、クロストークによる
検出精度の低下を抑制し、小型化が可能な光センサ用パッケージが用いられ、誤検知や誤動作が抑制された光センサ装置200を用いて、動作信頼性に優れた電子モジュール300を実現できる。
図1に示したように、仕切り部108は平面視で曲線状から構成されており、発光素子106の発光部111と、受光素子107の受光部112とを直線で結んだ仮想線と、仕切り部108が交わる領域の中央部において、凸部114が最も凸部の突出幅(第1凹部104の仮想外縁L1と凸部114の外縁との距離)が大きく、仕切り部108の両端部にかけて漸次凸部114の突出幅が
小さくなるように位置しているため、図2で示したように、発光素子106から照射された
光の一部が、平面視で第1凹部104側に備えられた凸部114により遮蔽され、発光素子106
からの物体を介さない光(クロストーク)が、第2凹部105の下側に位置する受光素子107に照射され難く、誤検知や誤動作が抑制された電子モジュール300を実現できる。
また、仕切り部108が、第1凹部104側に傾斜していれば、クロストークによる検出精度の低下を効果的に抑制し、小型化が可能な電子モジュール300を提供できる。つまり、発
光素子106から照射された光の一部が、第1凹部104側に傾斜している仕切り部108によっ
て、より効果的に遮蔽されるため、発光素子106からの物体を介さない光(クロストーク
)が、第2凹部105の下側に位置する受光素子107に照射され難く、誤検知や誤動作が抑制された電子モジュール300を実現できる。
また、仕切り部108は、中央部の傾斜が大きく、中央部から両端部にかけて漸次傾斜が
小さい構造としてもよい。このような構成により、クロストークによる検出精度の低下をより効果的に抑制し、受光素子107の受光性が向上した、物体の検知範囲が広く、小型化
が可能な電子モジュール300を実現できる。
さらに、電子モジュール300は、平面視において、第1凹部104の幅W1が、第2凹部105の幅W2よりも大きくてもよい。また、電子モジュール300は、第2凹部105の深さD2
が、第1凹部104の深さD1よりも大きくてもよい。
なお、本開示の光センサ用パッケージ、多数個取り配線基板、光センサ装置および電子モジュールは、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、発光素子として赤外線発光素子を挙げたが、これに限定されず、各種半導体レーザー素子を用いてもよい。また、受光素子として、シリコンフォトダイオード、GaAsフォトダイオード、InGaAsフォトダイオード、ゲルマニウムフォトダイオード等の各種フォトダイオードを用いてもよい。発光素子および受光素子は、検知対象の種類、計測するパラメータ等により適切に選定される。
さらに、受光素子107に照度センサを一体化した素子を用いてもよい。これにより、近
接センサ機能とともに、照度を検知して電子機器の省電力のために、液晶画面のバックラ
イトを制御する照度センサ機能を有する近接照度一体型の光センサ装置等とすることができる。その他、実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
100・・・光センサ用パッケージ(配線基板)
101・・・絶縁基体
102・・・第1面
103・・・第2面
104・・・第1凹部
104a・・第1搭載部
105・・・第2凹部
105a・・第2搭載部
106・・・発光素子
107・・・受光素子
108・・・仕切り部
109・・・接続導体
110・・・溝部
111・・・発光部
112・・・受光部
113・・・外部接続導体
114・・・凸部
115・・・凹部
120・・・母基板
121・・・配線基板領域
122・・・境界
123・・・貫通孔
124・・・分割溝
200・・・光センサ装置
201・・・切り欠き部
202・・・蓋体
300・・・電子モジュール
301・・・モジュール用基板
302・・・接続パッド
303・・・接合材
L1・・・第1凹部の仮想外縁
L2・・・第2凹部の仮想外縁
W1・・・第1凹部の幅
W2・・・第2凹部の幅
D1・・・第1凹部の深さ
D2・・・第2凹部の深さ

Claims (8)

  1. 絶縁基体であり、
    該絶縁基体は、
    第1面と、
    該第1面側に開口し、発光素子が位置する第1凹部と、
    前記第1面側に開口し、前記第1凹部に並んで位置し、受光素子が位置する第2凹部と、前記第1凹部と前記第2凹部との間に位置する仕切り部と、を有し、
    前記第1面の平面視において、前記仕切り部は湾曲しており、前記第1凹部に向かって突出した凸部と、前記第2凹部側において凹んだ凹部と、を有し、
    前記仕切り部は、前記第1凹部側に傾斜し、前記第1面の平面視における、前記第1凹部と前記第2凹部とが並んだ方向に垂直な方向の中央部の前記傾斜が大きく、中央部から両端部にかけて漸次前記傾斜が小さいことを特徴とする光センサ用パッケージ。
  2. 前記仕切り部は、前記中央部に前記凸部が位置している、請求項1に記載の光センサ用パッケージ。
  3. 前記仕切り部は、前記両端部から前記中央部にかけて漸次突出が大きくなっていることを特徴とする、請求項2に記載の光センサ用パッケージ。
  4. 平面視において、前記第1凹部の幅が、前記第2凹部の幅よりも大きいことを特徴とする、請求項1乃至請求項のいずれかに記載の光センサ用パッケージ。
  5. 前記第2凹部の深さが、前記第1凹部の深さよりも大きい、ことを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載の光センサ用パッケージ。
  6. 請求項1乃至請求項のいずれかに記載の光センサ用パッケージが、縦横に位置していることを特徴とする、多数個取り配線基板。
  7. 請求項1乃至請求項のいずれかに記載の光センサ用パッケージと、該光センサ用パッケージに搭載された発光素子、および受光素子とを有していることを特徴とする光センサ装置。
  8. 接続パッドを有するモジュール用基板と、前記接続パッドに接合材を介して接続された請求項に記載の光センサ装置とを有することを特徴とする電子モジュール。
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