KR20060110354A - 광 데이터 통신 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 적외선 데이터 통신 모듈(1)은 적외선 발광 소자(3), 적외선 수광 소자(4) 및 IC 칩(5)을 구비하고 있다. 발광 소자(3), 수광 소자(4) 및 IC 칩(5)은 기판(2)에 탑재되어 밀봉 수지 패키지(6)에 의해 덮여 있다. 기판(2)에는, 접지 접속된 금속막(7)에 의해 내면이 덮인 오목부(22)가 형성되어 있고, 또한 이 오목부(22) 내에 발광 소자(3)가 배치되어 있다.
적외선 데이터 통신 모듈, 발광 소자, 수광 소자, IC 칩, 기판, 금속막

Description

광 데이터 통신 모듈 {OPTICAL DATA COMMUNICATION MODULE}
본 발명은 퍼스널 컴퓨터, 그 주변 기기, 혹은 휴대 전화기 등에 조립되는 광 데이터 통신 모듈, 특히 적외선 데이터 통신 모듈에 관한 것이다.
종래의 적외선 데이터 통신 모듈의 일례를 도4에 나타낸다. 도시된 적외선 데이터 통신 모듈(9)은 기판(90)을 구비하고 있고, 상기 기판(90)의 표면(90a)에 발광 소자(92), 수광 소자(93) 및 IC 칩(94)이 실장되고, 또한 이들 부품이 밀봉 수지 패키지(91)에 덮여 있다. 수지 패키지(91)는, 발광 소자(92)로부터 발생한 적외선을 집광하여 지향성을 높이기 위한 제1 렌즈부(91a)와, 외부로부터 진행해 온 적외선을 수광 소자(93)에 모음으로써 수광 감도를 높이기 위한 제2 렌즈부(91b)를 갖고 있다. IC 칩(94)은 발광 소자(92)의 구동 제어나, 수광 소자(93)로부터의 신호를 기초로 하여 소정의 신호를 외부에 출력하기 위한 신호 처리 등을 행한다. 이러한 적외선 데이터 통신 모듈은, 예를 들어 일본 특허 공개 2002-76427호 공보(하기 특허 문헌 1)에 개시되어 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 2002-76427호 공보
상기 적외선 데이터 통신 모듈(9)에 있어서는, 발광 소자(92)가 구동될 때에 이 발광 소자(92)로부터 전자 노이즈가 발생하는 경우가 있다. 한편, 이 발광 소 자(92)의 근방에는 IC 칩(94)이 배치되어 있다. 이로 인해, 종래에 있어서는, 발광 소자(92)로부터 발생한 전자 노이즈가 IC 칩(94)에 악영향을 미쳐, IC 칩(94)이 오작동될 우려가 있었다.
또한 일반적으로, 적외선 데이터 통신 모듈의 전력 절약화를 도모하면서 그 통신 성능을 높이기 위해서는, 발광 소자로부터 소정의 적절한 방향으로 진행해 가는 적외선의 양을 많게 하는 것이 바람직하다. 이에 대해, 상기 적외선 데이터 통신 모듈(9)에 있어서는, 발광 소자(92)의 측면으로부터 이 발광 소자(92)의 주변을 향해 발생한 적외선이 렌즈부(91a)를 향해 진행하지 않도록 되어 있어, 낭비를 생기게 하고 있었다. 따라서, 이 점에 있어서도 개선의 여지가 있었다.
본 발명은 이상의 상황을 기초로 고려된 것이며, 발광 소자로부터 발생하는 전자 노이즈에 기인하여 IC 칩이 오작동될 가능성을 저감시키는 동시에, 발광 소자로부터 산란되는 적외선의 양을 적게 하는 것이 가능한 광 데이터 통신 모듈, 특히 적외선 데이터 통신 모듈을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.
본 발명에 의해 제공되는 광 데이터 통신 모듈은 기판과, 발광 소자와, 수광 소자와, IC 칩과, 밀봉 수지 패키지를 구비하고 있고, 상기 발광 소자, 수광 소자 및 IC 칩이 상기 기판에 탑재되고, 또한 상기 밀봉 수지 패키지에 의해 덮여 있는 구성에 있어서, 상기 기판에는, 접지 접속된 금속막에 의해 내면이 덮인 오목부가 형성되어 있고, 또한 이 오목부 내에 상기 발광 소자가 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 따르면, 상기 금속막은 접지 접속되어 있어 전자 실드 기능을 발휘하게 되기 때문에, 상기 발광 소자로부터 발생하는 전자 노이즈는 이 금속막에 의해 차단되고, IC 칩에는 도달하지 않도록 할 수 있다. 따라서, 수광 소자로부터 발생하는 전자 노이즈에 기인하여 IC 칩이 오작동되는 것을 방지하는 것이 가능하다. 또한 상기 발광 소자로부터 발생한 광을 상기 금속막에 의해 소정 방향으로 반사시킬 수 있고, 발광 소자의 주변부에 광이 산란되는 것이 억제된다. 이에 의해, 발광 소자로부터 수지 패키지 외부의 소정 방향으로 출사하는 광의 양을 많게 하고, 전력 절약화를 도모하면서 통신 성능을 높일 수 있다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 발광 소자는 적외선 발광 소자이고, 상기 수광 소자는 적외선 수광 소자이다.
바람직하게는, 상기 금속막의 최상부의 높이는 상기 발광 소자의 높이보다도 높게 되어 있다. 이러한 구성에 따르면, 발광 소자로부터 IC 칩을 향해 전자 노이즈가 진행되는 것이 보다 확실하게 방지된다.
바람직하게는, 상기 오목부에는 상기 수지 패키지보다도 탄성률이 작은 수지가 충전되고, 또한 이 수지에 의해 상기 발광 소자가 덮여 있다. 이러한 구성에 따르면, 상기 수지 패키지로부터 상기 발광 소자에 대해 응력이 직접 작용하는 것이 회피되어, 상기 발광 소자의 보호가 도모된다. 또한, 상기 오목부에 수지를 충전하면, 이 수지가 상기 발광 소자의 주변에 흘러 부당하게 넓혀지지 않도록 할 수도 있다.
바람직하게는, 상기 오목부는 바닥면 근처일수록 직경이 작아지는 원추대 형상이다. 이러한 구성에 따르면, 상기 발광 소자로부터 그 주위에 발생한 적외선을 상기 오목부의 상방(바닥면과는 반대인 방향)을 향해 효율적으로 반사시키는 것이 가능해지고, 광의 출사량을 많게 하는 동시에 그 지향성을 높이는 데에 보다 적합하다.
도1은 본 발명에 관한 적외선 데이터 통신 모듈의 일례를 나타내는 개략 사시도이다.
도2는 도1에 있어서의 Ⅱ-Ⅱ선을 따르는 단면도이다.
도3은 도2에 도시된 적외선 데이터 통신 모듈의 주요부 확대 단면도이다.
도4는 종래의 적외선 데이터 통신 모듈의 일례를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다.
도1 및 도2에 도시한 적외선 데이터 통신 모듈(1)은 기판(2)과, 적외선을 발하는 발광 소자(3)와, 적외선의 수광 감지가 가능한 수광 소자(4)와, IC 칩(5)과, 밀봉 수지 패키지(6)를 포함하고 있다. 발광 소자(3), 수광 소자(4) 및 IC 칩(5)은 기판(2)의 표면(2a)에 실장되어 있다. 수지 패키지(6)는 발광 소자(3), 수광 소자(4) 및 IC 칩(5)을 덮고 있다.
기판(2)은 글래스 에폭시 수지제 등의 절연 기판이고, 평면에서 보아 직사각형이다. 기판(2)의 표면(2a)에는 발광 소자(3), 수광 소자(4) 및 IC 칩(5)에 대한 전력 공급이나 신호의 입출력을 행하게 하기 위한 배선 패턴(도시 생략)이 형성되어 있다. 기판(2)의 이면에는, 면 실장에 이용되는 복수의 단자(도시 생략)가 형성되어 있고, 기판(2)의 측면에 형성된 복수의 막형 도체(20)를 거쳐서 상기 복수의 단자와 표면(2a)의 배선 패턴이 연결되어 있다. 각 막형 도체(20)는 반통형의 오목부(21)에 설치되어 있고, 이로 인해 막형 도체(20)가 기판(2)의 측면으로부터 돌출되어 있지 않다.
기판(2)의 표면(2a)에는 상부 개구형의 오목부(22)가 형성되어 있고, 상기 오목부(22) 내에 발광 소자(3)가 배치되어 있다. 오목부(22)는 바닥부 근처일수록 소직경이 되는 역원추대 형상이고, 기계 가공에 의해 형성되는 것이 가능하다. 오목부(22)의 바닥면 및 내주면을 전체적으로 덮도록 금속막(7)이 형성되어 있다. 금속막(7)은 오목부(22)의 주위를 덮는 플랜지부(70)도 갖고 있다.
도3에 잘 나타나 있는 바와 같이, 금속막(7)은 복수의 층(7a 내지 7c)을 포함하고 있다. 최하층(7a)은, 예를 들어 구리로 이루어지고, 상기 배선 패턴의 형성과 동시에 형성된다. 최하층(7a)은 접지 접속되어 있다. 중간층(7b)은, 예를 들어 니켈로 이루어지고, 최하층(7b)에 관한 최상층(표층)(7c)의 접합 강도를 높이는 역할을 감당한다. 최상층(7c)은 내식성 등이 우수한, 예를 들어 금으로 이루어진다.
도시한 실시 형태에서는, 발광 소자(3)는 적외 LED이고, 예를 들어 도전성 접착제를 거쳐서 금속막(7)에 접착되어 있음으로써, 이 발광 소자(3)의 바닥면에는 음극이 형성되어 있고, 상기 음극은 금속막(7)과 도통하고 있다. 이 발광 소자(3) 의 상면에는 양극이 형성되어 있고, 상기 양극은 상기 배선 패턴의 패드부(29)에 와이어(W)를 거쳐서 접속되어 있다. 이 발광 소자(3)의 높이는 금속막(7)의 플랜지부(70)의 상면보다도 낮은 높이이고, 오목부(22)의 개구부를 넘어 발광 소자(3)가 돌출되지 않도록 되어 있다. 오목부(22)에는, 밀봉 수지 패키지(6)보다도 탄성률(탄성 계수)이 작고, 연성의 실리콘 수지 등이 충전되어 형성된 버퍼체(8)가 형성되어 있고, 발광 소자(3)는 이 버퍼체(8)에 의해 덮여 있다. 버퍼체(8)는 적외선 투과성을 갖고 있다.
수광 소자(4)는, 적외선을 감지 가능한 포토 다이오드를 포함하고 있다. IC 칩(5)은 발광 소자(3)의 구동이나 수광 소자(4)로부터 출력되는 신호의 증폭 등을 행하기 위한 것이다. 밀봉 수지 패키지(6)는, 예를 들어 안료를 포함한 에폭시 수지로 이루어지고, 가시광에 대해서는 투과성을 갖지 않는 반면, 적외선에 대해서는 투과성을 갖는다. 밀봉 수지 패키지(6)는, 발광 소자(3)로부터 상방으로 진행하는 적외선을 집광하기 위한 제1 렌즈(61)와, 외부로부터 진행해 온 적외선을 수광 소자(4) 상에 집광하기 위한 제2 렌즈(62)를 갖고 있다.
본 실시 형태의 적외선 데이터 통신 모듈(1)에 있어서는, 발광 소자(3)가 접지 접속된 금속막(7)에 의해 둘러싸여 있기 때문에, 발광 소자(3)로부터 발생한 전자 노이즈는 이 금속막(7)에 의해 차단된다. 따라서, 상기 전자 노이즈가 IC 칩(5)에 도달하는 것이 저지되고, 전자 노이즈에 기인하는 IC 칩(5)의 오작동을 방지 할 수 있다. 특히, 발광 소자(3)는 오목부(22)를 넘어 돌출되지 않은 높이이기 때문에, 발광 소자(3)로부터 IC 칩(5)을 향하는 전자 노이즈의 진행은 보다 확실하 게 방지된다.
적외선은 발광 소자(3)의 상면뿐만 아니라, 발광 소자(3)의 각 측면으로부터도 발생한다. 각 측면으로부터 발생한 적외선은 금속막(7)의 표면에서 상방을 향해 반사된다. 따라서, 밀봉 수지 패키지(6)의 제1 렌즈(61)를 투과하여 상방으로 출사하는 적외선의 양을 많게 할 수 있다. 오목부(22)는 바닥부일수록 직경이 작아지는 역원추대 형상이기 때문에, 적외선을 렌즈(61)를 향해 진행시키는 효율이 좋고, 또한 적외선의 지향성도 높일 수 있다. 또한, 금속막(7)의 최상층(7c)은 금으로 이루어지고, 적외선의 반사율이 높기 때문에 적외선의 출사량을 많게 하는 데에 보다 적절하게 된다.
버퍼체(8)는 발광 소자(3)가 밀봉 수지 패키지(6)로부터 응력을 직접 받지 않도록 하고, 상기 응력을 완화하는 역할을 감당한다. 따라서, 발광 소자(3)의 보호가 도모된다. 또한 버퍼체(8)는 오목부(22)에 충전되어 있기 때문에, 이 적외선 데이터 통신 모듈(1)의 제조 과정에 있어서, 버퍼체(8)를 형성하는 수지를 액체 상태에서 발광 소자(3) 상에 적하시켰을 때에는 상기 수지가 오목부(22)에 체류하고, 기판(2) 상에 있어서 넓은 면적으로 넓혀지지 않도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 광 데이터 통신 모듈의 구체적인 구성은 상기한 실시 형태로 한정되지 않고, 다양하게 설계 변경 가능하다. 예를 들어, 금속막(7)은 상기한 바와 같은 3층 구조가 아니라도 상관없고, 다른 수의 금속층을 포함하는 적층 구조, 혹은 단층 구조로 할 수도 있다. 또한, 금속막(7)을 구성하는 각 금속층의 구체적인 재질도 한정되지 않는다. 또한, 발광 소자(3)가 수용 배치되는 오목 부(22)의 구체적인 형상이나 크기도 한정되지 않는다.

Claims (5)

  1. 기판과, 발광 소자와, 수광 소자와, IC 칩과, 밀봉 수지 패키지를 구비하고 있고, 상기 발광 소자, 수광 소자 및 IC 칩이 상기 기판에 탑재되고, 또한 상기 밀봉 수지 패키지에 의해 덮여 있는 광 데이터 통신 모듈이며,
    상기 기판에는, 접지 접속된 금속막에 의해 내면이 덮인 오목부가 형성되고 있고, 또한 이 오목부 내에 상기 발광 소자가 배치되어 있는 광 데이터 통신 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발광 소자가 적외선 발광 소자이고, 상기 수광 소자가 적외선 수광 소자인 적외선 데이터 통신 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 금속막의 최상면의 높이는 상기 발광 소자의 높이보다도 높게 되어 있는 적외선 데이터 통신 모듈.
  4. 제1항에 있어서, 상기 오목부에는 상기 수지 패키지보다도 탄성률이 작은 수지가 충전되고, 또한 이 수지에 의해 상기 발광 소자가 덮여 있는 적외선 데이터 통신 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 오목부는 바닥면 근처일수록 직경이 작아지는 원추대 형상인 적외선 데이터 통신 모듈.
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