JP4064579B2 - 赤外線データ通信モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、携帯型情報機器、パーソナルコンピュータ、あるいはその周辺機器などに搭載されることにより、それらの装置機器間において赤外線データ通信を行うのに利用される赤外線データ通信モジュールの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の赤外線データ通信モジュールの製造方法の一例を、図１３および図１４に示す。この従来の製造方法は、長尺状または長矩形状の基板１ｅの片面上に、赤外線を発する発光素子２ｅと赤外線を感知する受光素子３ｅとを複数組並べて搭載した後に、これらを複数の樹脂パッケージ４ｅにより封止する工程を有している。この工程においては、発光素子２ｅと受光素子３ｅとを１組ずつ別個独立に樹脂封止するように、発光素子２ｅと受光素子３ｅとの組み合わせ数と同等数の樹脂パッケージ４ｅを基板１ｅ上に形成していた。このような樹脂封止工程の後に、たとえば仮想線Ｌ１，Ｌ２に示す位置において基板１ｅを切断すると、複数の赤外線データ通信モジュールが得られることとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の製造方法においては、次のような不具合を生じていた。
【０００４】
すなわち、従来においては、発光素子２ｅと受光素子３ｅとをそれらの組み合わせ数と同等数の樹脂パッケージ４ｅによってそれぞれ個別に封止しているために、樹脂パッケージ４ｅの総数が多くなる。したがって、従来においては、複数の樹脂パッケージ４ｅの相互間の隙間９０の数も多くなり、基板１ｅ上における無駄なスペースが大きくなる。その結果、一定のサイズの基板１ｅから製造される赤外線データ通信モジュールの取り数が少なく、赤外線データ通信モジュールの製造コストが高価となる不具合があった。
【０００５】
一方、本願発明者は、上記不具合を解消する手段として、基板１ｅ上に搭載された複数組の発光素子２ｅと受光素子３ｅとを含む一群の部品を、１つの樹脂パッケージによって一括して封止することを先に着想した。このような手段によれば、樹脂パッケージの数を最小数にし、従来において発生していた複数の樹脂パッケージの各間の無駄なスペース（隙間９０）を無くすことが可能である。ところが、このような手段によれば、基板１ｅの片面の広い面積に対して樹脂パッケージが密着することとなる。このため、上記手段においては、基板１ｅの厚みが小さい場合、あるいは基板１ｅの材質が比較的軟質であるような場合には、基板１ｅに反り変形を生じ、最終的に得られる赤外線データ通信モジュールの各部に歪みを生じさせる虞れがあった。
【０００６】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、品質の良好な赤外線データ通信モジュールを効率良く製造できるようにすることをその課題としている。
【０００７】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本願発明によって提供される赤外線データ通信モジュールの製造方法は、長手状をした基板を用い、この基板の片面上に、上記基板の短手方向に延びる長矩形状の個別エリアが上記基板の長手方向に複数並ぶ列を、上記基板の短手方向に並ぶように複数列設定するとともに、各個別エリアにそれぞれ各個別エリアの長手方向に離れて配置された発光素子と受光素子とを含む所定の電子部品を搭載し、上記電子部品を樹脂封止する封止工程を施し、上記基板を上記個別エリアごとに分割して上記発光素子と上記受光素子とが１組ずつの組み合わせとされた複数の赤外線データ通信モジュールを得る赤外線データ通信モジュールの製造方法であって、上記封止工程においては、上記個別エリアが上記基板の長手方向に複数並ぶ列のそれぞれに対して、上記基板の長手方向に隣接する２以上の個別エリアごとに分けて一括して樹脂封止することを特徴としている。
【０００９】
本願発明においては、樹脂封止されて形成される樹脂パッケージの総数を発光素子および受光素子のそれぞれの組み合わせ数よりも少なくすることができる。したがって、基板上において無駄なスペースとなる複数の樹脂パッケージどうしの間の隙間の数を少なくし、そのトータルの面積を小さくすることができる。その結果、本願発明においては、従来と比較すると、同一サイズの基板から製造される赤外線データ通信モジュールの取り数を多くすることができ、赤外線データ通信モジュールの製造コストの低減化を図ることが可能となる。さらに、本願発明においては、基板の片面上の一群の部品を１つの樹脂パッケージで一括して封止する手段とは異なり、複数の樹脂パッケージの各間には適度な隙間が形成され、基板の片面には樹脂パッケージが密着していない領域が設けられる。したがって、基板の片面に樹脂パッケージを形成することに起因して基板に反り変形が生じることを適切に防止し、または抑制することもできる。その結果、各部に歪みが無い品質の良好な赤外線データ通信モジュールを製造することができる。
【００１１】
また、基板がその長手方向および短手方向のいずれの方向においても反り変形を生じ難くすることができる。したがって、最終的に製造される赤外線データ通信モジュールの品質を一層高めることができる。
【００１２】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記基板には、その短手方向に延びる複数のスリットが上記基板の長手方向に間隔を隔てて設けられており、かつ上記基板の片面のうち、上記複数のスリットの各間の領域に、上記個別エリアが形成されている。
【００１３】
このような構成によれば、上記基板は、上記複数のスリットが設けられている箇所においてその長手方向に部分的に撓み変形し易くなる。したがって、基板の片面上のうち、２つのスリットの間の領域に搭載されている電子部品を樹脂封止したときに、仮にその領域において基板を反り変形させようとする応力が発生したとしても、その応力については、上記基板を上記スリットが設けられている箇所において部分的に変形させることにより吸収させることが可能となる。その結果、上記基板の長手方向のうち、上記樹脂封止された領域とはスリットを介して隔てた隣りの領域には、上記応力が直接大きな影響を及ぼさないようにすることができ、基板が反り変形することを一層確実に防止することが可能となる。
【００１６】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１８】
図１〜図８は、本願発明に係る赤外線データ通信モジュールの製造方法の一例を示している。赤外線データ通信モジュールを製造するには、まず図１に示すような基板１を用いる。この基板１は、たとえばガラスエポキシ樹脂製であり、一定方向に延びる帯状または長矩形状を有している。基板１には、その長手方向に一定の間隔を隔てて複数のスリット１８が設けられている。これら複数のスリット１８は、基板１の短手方向（幅方向）に延びた細幅状のものである。基板１の表面１０ａのうち、複数のスリット１８の各間の一定領域は、後述する一群の部品を搭載するための部品搭載領域Ｓとされている。
【００１９】
各部品搭載領域Ｓには、１つの赤外線データ通信モジュールを製造するのに必要とされる配線パターン（詳細な図示は省略）が形成されている複数の個別エリア１９が設けられている。これら複数の個別エリア１９は、それぞれ長矩形状であり、縦横となる基板１の長手方向および短手方向に適当な間隔で複数列に並んでいる。各個別エリア１９には、図２によく表れているように、１組の（１つずつの）発光素子２、受光素子３およびＬＳＩチップ６が搭載されている。発光素子２は、たとえば赤外線発光ダイオードからなる。受光素子３は、たとえば赤外線を感知可能なＰＩＮフォトダイオードからなる。ＬＳＩチップ６は、発光素子２および受光素子３による赤外線の送受信動作を制御するものである。１組の発光素子２、受光素子３およびＬＳＩチップ６は、基板１の短手方向に１列に配列されている。
【００２０】
各個別エリア１９に設けられている配線パターンは、発光素子２、受光素子３およびＬＳＩチップ６の各電極との電気的な導通を図るための複数のパッド部７０や、発光素子２および受光素子３をＬＳＩチップ６の電極に導通させるための導通部（図示略）を有している。また、上記配線パターンは、図３によく表れているように、基板１の短手方向に並んだ複数のスルーホール７も有している。これら複数のスルーホール７は、基板１の厚み方向に貫通しており、それらの各内周壁の導体部７２は、基板１の裏面１０ｂに形成された複数の端子７１と繋がっている。このような構造により、発光素子２、受光素子３およびＬＳＩチップ６の各電極は、複数のスルーホール７を介して複数の端子７１と電気的に導通している。
【００２１】
上記した所定の部品を搭載した基板１を準備した後には、上記部品を樹脂封止する。この作業は、図４によく表れているように、基板１の表面１０ａの各部品搭載領域Ｓに、互いに分離した複数の樹脂パッケージ４を形成して行う。各樹脂パッケージ４は、たとえば顔料を含んだエポキシ樹脂からなり、可視光に対しては透光性を有しない反面、赤外線については十分に良好な透光性を有するものである。各樹脂パッケージ４を形成する場合、基板１の長手方向においては、互いに隣り合う２つの個別エリア１９上に搭載されている２組の（２つずつの）発光素子２、受光素子３およびＬＳＩチップ６を一括して封止する。したがって、１つの部品搭載領域Ｓにおいて、発光素子２、受光素子３およびＬＳＩチップ６の組み合わせが、基板１の長手方向において計８組設けられている場合には、その方向に計４つの樹脂パッケージ４が並んで形成されることとなる。また、それら計４つの樹脂パッケージ４の各間には，適当な幅の隙間９２が計３箇所形成される。
【００２２】
一方、基板１の幅方向においては、発光素子２、受光素子３およびＬＳＩチップ６の１組分に相当する領域を１つの樹脂パッケージ４によって封止するように、複数の樹脂パッケージ４を形成する。この場合、それら複数の樹脂パッケージ４の間には、適当な幅の隙間９３が形成される。
【００２３】
上記した複数の樹脂パッケージ４の形成工程によれば、複数の樹脂パッケージを１つの個別エリア１９ごとに独立させて形成する場合と比較すると、基板１の長手方向における隙間９２の総数を少なくすることができる。このため、本実施形態においては、隙間９２の総数が少なくなる分だけ基板１上の無駄なスペースを少なくし、基板１の長手方向における赤外線データ通信モジュールの取り数を増加させることが可能となる。また、基板１の長手方向および短手方向において、隙間９２，９３が適当数設けられていれば、基板１の表面１０ａに各樹脂パッケージ４が密着して設けられたことに起因して基板１がその長手方向や短手方向に大きく反り変形しないようにすることができる。
【００２４】
上記した樹脂封止作業は、実際には、基板１の長手方向に設けられている複数の部品搭載領域Ｓのそれぞれに対して順次行う。その一方、本実施形態においては、それら複数の部品搭載領域Ｓどうしは、スリット１８によって仕切られた構成となっており、スリット１８が設けられている箇所において基板１が部分的に曲げ変形を生じ易くなっている。このため、１つの部品搭載領域Ｓに仮に基板１を曲げる力が発生したとしても、この力はスリット１８が設けられいる領域の基板の曲げ変形によって吸収緩和される。したがって、１つの部品搭載領域Ｓに発生した基板に対する曲げ力が、その隣の部品搭載領域Ｓに直接大きく影響しないようにすることができ、各部品搭載領域Ｓにおいて基板１が反り変形することを一層確実に防止することができる。
【００２５】
なお、各樹脂パッケージ４は、トランスファモールド法により成形することができ、たとえば次のような形態に形成する。すなわち、図５および図６によく表れているように、各樹脂パッケージ４は、基板１の表面１０ａから上方に起立した複数の側面４０と、これら複数の側面４０の上端４２に繋がった天井面４１とを有している。複数の側面４０は、樹脂パッケージ４を成形するための金型に抜き勾配が設けられていることに起因してそれらのいずれもが傾斜面となっている。天井面４１は、発光素子２および受光素子３の上方に位置しており、この天井面４１には、その一部分を上向きの半球状に膨出させた一対のレンズ４３ａ，４３ｂが設けられている。これら一対のレンズ４３ａ，４３ｂは、発光素子２の発光特性および受光素子３の受光特性に指向性を付与するためのものである。なお、図５によく表れているように、各スルーホール７内には、樹脂パッケージ４の一部が進入していない。これは、たとえば各スルーホール７の開口部を適当なレジスト膜（図示略）によって塞ぐことにより達成することができる。
【００２６】
上記樹脂封止作業を終了した後には、基板１および複数の樹脂パッケージ４をそれらの厚み方向に切断し、基板１や基板１上の搭載部品を複数の赤外線データ通信モジュールとして分割するための作業を行う。切断作業は、基板１の長手方向と短手方向とのそれぞれの方向において行う。基板１の長手方向においては、たとえば図７の仮想線Ｌａ〜Ｌｄで示す箇所を、駆動回転自在な円板状のブレード５を用いて切断する。仮想線Ｌａ〜Ｌｄは、いずれも樹脂パッケージ４の天井面４１を通過しており、天井面４１の幅方向両端部を通過する仮想線Ｌａ，Ｌｄは、側面４０の上端４２よりも適当な寸法Ｓａだけ樹脂パッケージ４の幅方向内方寄りである。したがって、これらの仮想線Ｌａ，Ｌｄの位置において樹脂パッケージ４および基板１を切断すれば、各樹脂パッケージ４から傾斜した側面４０が除去されることとなる。複数のスルーホール７は、仮想線Ｌａ上に位置しており、基板１が切断されるときにそれら複数のスルーホール７は分割される。
【００２７】
仮想線Ｌｂ，Ｌｃは、各樹脂パッケージ４の幅方向の略中央部を通過している。これら仮想線Ｌｂ，Ｌｃの位置を切断すれば、各樹脂パッケージ４によって封止された２組の発光素子２、受光素子３およびＬＳＩチップ６が１組ずつの組み合わせに分断されることとなる。仮想線Ｌｃ上にも複数のスルーホール７が位置しており、これら複数のスルーホール７も基板１が切断されることによって分割される。なお、切断用のブレード５の厚みｔを、仮想線Ｌｂ，Ｌｃの幅と同一の寸法にしておけば、１回の切断作業により、２つの仮想線Ｌｂ，Ｌｃの位置の切断を同時に行うことができ、切断作業工程数を少なくすることができる。
【００２８】
基板１の短手方向においては、たとえば図８の仮想線Ｌｅの位置で樹脂パッケージ４および基板１を切断する。この切断作業は、たとえば図７に示した仮想線Ｌａ，Ｌｄの位置を切断する場合と同様に、樹脂パッケージ４から傾斜した側面４０を除去するように、樹脂パッケージ４をその天井面４１を通過する位置で切断する作業である。
【００２９】
上述した一連の作業工程によれば、図９〜図１１に示す構成の赤外線データ通信モジュールＡが複数個製造されることとなる。この赤外線データ通信モジュールＡは、矩形状に切断された基板１ａ上に、発光素子２、受光素子３およびＬＳＩチップ６のそれぞれが１つずつ搭載され、かつこれらがその四方を切断された樹脂パッケージ４ａによって封止された構造となっている。樹脂パッケージ４ａからは、基板１ａの表面から傾斜して起立していた複数の側面４０がいずれも除去されている。樹脂パッケージ４ａの複数の側面４０ａは、いずれも滑らかな平面状の切断面であり、基板１ａの切断面１１と面一となっている。したがって、赤外線データ通信モジュールＡの複数の外面としては、切断面１１と側面４０ａとが面一状に繋がった２つずつの平面８Ａ，８Ｂがある。各平面８Ａは、この赤外線データ通信モジュールＡの長手方向に延びており、各平面８Ｂはそれと直交する面である。１つの平面８Ａには、複数のスルーホール７が分割されることによって形成された複数の凹部７Ａが設けられており、複数の端子７１に繋がったそれらの導体部７２が外部に露出した構造となっている。
【００３０】
上記構成の赤外線データ通信モジュールＡは、既述したとおり、基板１ａの原型品とされていた基板１に大きな反り変形が生じないようにして製造されたものである。したがって、この赤外線データ通信モジュールＡは、基板１ａ上に搭載されている発光素子２、受光素子３およびＬＳＩチップ６のそれぞれのボンディング部分や、それらに繋がった金線などのワイヤのボンディング部分に大きな歪みなどが生じていないものとなり、その品質は良好である。
【００３１】
赤外線データ通信モジュールＡの使用態様としては、たとえば次の２通りの使用態様がある。第１の使用態様は、図９に示すように、赤外線データ通信モジュールＡをその基板１ａの裏面１０ｂが下向きになるようにして、マザーボード９上に実装する態様である。この実装は、たとえばハンダリフローの手法を用いて行うことができ、基板１ａの裏面１０ｂの端子７１をマザーボード９の端子９４にハンダを介して接合すればよい。ハンダは、端子７１のみならず、各凹部７Ａの導体部７２にも接触させることができる。したがって、マザーボード９に対する赤外線データ通信モジュールＡの実装強度を十分なものにできる。この第１の使用態様においては、マザーボード９の表面に直交する方向（図面では上下方向）に赤外線の送受信を行うことができる。
【００３２】
図１２は、赤外線データ通信モジュールＡの第２の使用態様を示している。この態様においては、赤外線データ通信モジュールＡをその１つの平面８Ａが下向きとなる姿勢とし、各凹部７Ａの導体部７２がマザーボード９上の端子９４に対面するようにして実装される。平面８Ａは、基板１ａの厚みの幅と、樹脂パッケージ４ａのレンズ４３ａ，４３ｂを除く部分の厚みの幅とを合計した幅広な面であるから、赤外線データ通信モジュールＡをマザーボード９上において安定的に載置しておくことができる。したがって、ハンダリフローの手法を用いて赤外線データ通信モジュールＡをマザーボード９に実装するのに都合がよいものとなる。なお、導体部７２を端子９４にハンダを用いて接合する際には、そのハンダを端子７１に対しても接触させることができる。したがって、この場合においても赤外線データ通信モジュールＡの実装強度を充分に高めることができる。
【００３３】
本願発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００３４】
本願発明においては、発光素子２や受光素子３を樹脂封止する場合には、それらの２組を一括して封止するのに代えて、３組を一括して、あるいはそれ以上の組数を一括して封止してもかまわない。本願発明においては、１つの樹脂パッケージによって封止される発光素子および受光素子の組み合わせ数を増やすほど、複数の樹脂パッケージの相互間に形成される隙間の数を減らすことができ、赤外線データ通信モジュールの取り数を増加させることが可能である。ただし、上記隙間の数を少なくすると、基板に反り変形が発生し易くなる。したがって、赤外線データ通信モジュールの品質を高める観点からすれば、発光素子や受光素子を２組あるいは３組などの比較的少数組数ずつ樹脂パッケージによって一括封止することが望ましい。
【００３５】
また、上記実施形態においては、樹脂パッケージ４の複数の側面４０のすべてを除去するように樹脂パッケージ４を切断したために、最終的に製造された赤外線データ通信モジュールＡの側面には傾斜面がなく、さらには赤外線データ通信モジュールＡの全体の幅が小さくなり、その取り扱いが便利なものとなるが、やはり本願発明はこれに限定されない。本願発明においては、樹脂パッケージ４の複数の傾斜した側面４０の全部または一部をそのまま残すように基板１を切断してもかまわない。たとえば、図８において、仮想線Ｌｅの位置で樹脂パッケージ４と基板１とを切断するのに代えて、仮想線Ｌｇで示す位置において基板１のみを切断してもかまわない。要は、本願発明でいう分割工程は、基板上に搭載され、かつ樹脂封止がなされた一群の部品を、発光素子と受光素子とが１組ずつの組み合わせとされた複数の赤外線データ通信モジュールに分割する工程であればよい。
【００３６】
その他、本願発明に係る赤外線データ通信モジュールの製造方法の各作業工程は、種々に変更自在である。また同様に、本願発明に係る赤外線データ通信モジュールの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明に係る赤外線データ通信モジュールの製造方法に用いられる基板の一例を示す斜視図である。
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】 図１に示す基板上に樹脂パッケージを形成した状態を示す斜視図である。
【図５】 図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】 図４のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】 樹脂パッケージおよび基板の切断作業を示す要部断面図である。
【図８】 樹脂パッケージおよび基板の切断作業を示す要部断面図である。
【図９】 本願発明方法によって製造された赤外線データ通信モジュールの一例を示す断面図である。
【図１０】 図９のＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】 図９の左側面図である。
【図１２】 図９ないし図１１に示す赤外線データ通信モジュールの一使用態様を示す要部断面図である。
【図１３】 従来の赤外線データ通信モジュールの製造方法の一例を示す要部断面図である。
【図１４】 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ断面図である。
【符号の説明】
Ａ 赤外線データ通信モジュール
１ 基板
１ａ 基板
２ 発光素子
３ 受光素子
４ 樹脂パッケージ
４ａ 樹脂パッケージ
６ ＬＳＩチップ
４０ 側面
９２，９３ 隙間

Claims (2)

1. 長手状をした基板を用い、この基板の片面上に、上記基板の短手方向に延びる長矩形状の個別エリアが上記基板の長手方向に複数並ぶ列を、上記基板の短手方向に並ぶように複数列設定するとともに、各個別エリアにそれぞれ各個別エリアの長手方向に離れて配置された発光素子と受光素子とを含む所定の電子部品を搭載し、上記電子部品を樹脂封止する封止工程を施し、上記基板を上記個別エリアごとに分割して上記発光素子と上記受光素子とが１組ずつの組み合わせとされた複数の赤外線データ通信モジュールを得る赤外線データ通信モジュールの製造方法であって、
   上記封止工程においては、上記個別エリアが上記基板の長手方向に複数並ぶ列のそれぞれに対して、上記基板の長手方向に隣接する２以上の個別エリアごとに分けて一括して樹脂封止することを特徴とする、赤外線データ通信モジュールの製造方法。
2. 上記基板には、その短手方向に延びる複数のスリットが上記基板の長手方向に間隔を隔てて設けられており、かつ上記基板の片面のうち、上記複数のスリットの各間の領域に、上記個別エリアが形成されている、請求項１に記載の赤外線データ通信モジュールの製造方法。

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