JP4294841B2

JP4294841B2 - Infrared data communication module manufacturing method and infrared data communication module

Info

Publication number: JP4294841B2
Application number: JP2000262527A
Authority: JP
Inventors: 友春堀尾
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1999-09-08
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2020-08-31
Also published as: JP2001148506A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、いわゆるＩｒＤＡ（Infrared Data Association ）規格に準じた赤外線データ通信などを行うために用いら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】
ＩｒＤＡ準拠の赤外線データ通信モジュールは、ノートパソコンの分野においてその普及が著しく、最近においては、携帯電話や電子手帳などにも普及しつつある。この種の赤外線データ通信モジュールは、赤外線ＬＥＤ、フォトダイオード、変復調回路などをワンパッケージ化して双方向にワイヤレス通信を可能としたものであり、通信速度や通信距離などがバージョンにより統一規格として定められている。このような赤外線データ通信機能の高性能化が推進されるなか、モジュール全体の形態は、ダウンサイジングによりますます小型化され、製造プロセスにおいては、厳しい寸法精度が要求されるとともにコスト低減が叫ばれている。
【０００３】
そのため、この種の分野で鋭意研究・開発に努めてきた本願発明者は、赤外線データ通信モジュールの製造方法として優れた方法を新たに完成し、その製造方法を本願とは別の出願によってすでに開示した。その製造方法の概要について説明すると、まず第１の工程では、基板の表面に赤外線ＬＥＤおよびフォトダイオードの組を各組ごとに区画化して搭載するためのチップエリアを規則正しく並べた状態に設ける。このチップエリアとは、エリア内に赤外線ＬＥＤやフォトダイオード用などのパッド部や電極などからなる配線パターンを有するのに加え、エリア境界付近に基板の厚み方向に貫通するスルーホールが設けられた一定区画の領域をいう。続いて第２の工程では、上記チップエリア内の配線パターンと接続するようにして赤外線ＬＥＤやフォトダイオードなどを搭載する。次いで第３の工程では、各チップエリアに搭載された赤外線ＬＥＤやフォトダイオードなどを封止するものとして、基板の表面に樹脂成形用の金型を用いて樹脂パッケージを形成する。この際、赤外線ＬＥＤおよびフォトダイオードの組は、その２組以上が一括して互いに共通する１つの樹脂パッケージにより封止される。そして最終的には、赤外線ＬＥＤおよびフォトダイオードの２組を各組に分離させるように樹脂パッケージと基板とが切断され、さらにシールド部品などを設けて赤外線ＬＥＤおよびフォトダイオードの１組からなる赤外線データ通信モジュールの単品が得られる。以上の製造方法によれば、製造過程において赤外線ＬＥＤおよびフォトダイオードの組を２組ごとにワンパッケージとすることにより、生産効率を高めて製造コストを低減することができるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上記第３の工程において樹脂パッケージを形成する際、基板の表面には、樹脂パッケージの形状に応じたかたちの表面用の金型が圧接される一方、基板の裏面には、樹脂パッケージを形成する必要がないため、平坦な押圧面を有する裏面用の金型が圧接させられる。つまり、基板の表面側においては、表面用の金型と基板との間に充填された樹脂が固化して樹脂パッケージが形成される一方、基板の裏面側には、裏面用の金型が基板の裏面全体に面して密着した状態とされる。
【０００５】
ところが、基板の裏面には、スルーホールの開口部に繋がる端子が形成されるのみであって、この端子は極めて薄膜の導体といえども厚みを有するため、基板の裏面にわずかな起伏を生じるので、基板に対する裏面用の金型の密着性に問題があった。要するに、裏面用の金型と基板との密着性が悪い状態では、基板の裏面側におけるスルーホール付近の面圧が不十分となり、特に裏面側の基板と金型に隙間が生じるおそれがある。このようなおそれを抱えた状態で表面用の金型と基板との間に樹脂を充填すると、基板の表面側にあるべき樹脂がスルーホールを通じて基板の裏面側へと回り込んでしまい、基板の裏面側に不要な樹脂が付着してしまうおそれがあった。
【０００６】
そこで、本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、金型を用いて基板の表面に樹脂パッケージを形成する際、基板に対する金型の密着性を高め、スルーホールを通じた基板の裏面側への樹脂の回り込みを十分に防ぐことができる赤外線データ通信モジュールの製造方法、および赤外線データ通信モジュールを提供することをその課題とする。
【０００７】
【発明の開示】
上記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】
すなわち、本願発明の第１の側面により提供される赤外線データ通信モジュールの製造方法は、基板の表面に、発光素子および受光素子の組を各組ごとに区画化して搭載するための矩形をした複数のチップエリアを複数行複数列に設けるとともに、各チップエリアに上記基板の厚み方向に貫通するスルーホールを設けておき、上記各チップエリアに搭載された上記発光素子および受光素子を封止する際には、上記基板の表面に樹脂成形用の金型を用いて樹脂パッケージを形成する、赤外線データ通信モジュールの製造方法であって、上記基板の裏面には、上記各チップエリアと対極し、かつ各チップエリアと同大の矩形をした複数のダミーエリアが上記基板の裏面全面に一定厚みに形成した導体層を部分的に除去することにより規定され、各ダミーエリア内には、上記スルーホールの下部周辺の上記導体層と、ダミーパターンとしての上記導体層とが残置されていることを特徴としている。
【０００９】
上記技術的手段が講じられた本願発明の第１の側面により提供される赤外線データ通信モジュールの製造方法によれば、樹脂パッケージが形成されるべき基板の表面におけるチップエリアに対し、基板の裏面には、上記チップエリアと同じ大きさで対極する箇所にダミーエリアが設けられ、金型を用いて樹脂パッケージを形成する際には、基板のチップエリアおよびダミーエリアとして設けられた部分が他の部分よりも厚手となって金型により強く押圧される。したがって、基板のチップエリアおよびダミーエリアが設けられた部分には、金型により付与される面圧が十分とされ、たとえ基板の表面側からスルーホール内に樹脂が流れ込んでも、基板の裏面側においては、スルーホール付近を含むダミーエリア全体が金型に強く密着するので、スルーホールを通じた基板の裏面側への樹脂の回り込みを十分に防ぐことができる。
【００１１】
また、基板の裏面側におけるダミーエリアには、ダミーパターンが設けられるので、基板のチップエリアおよびダミーエリアが設けられた部分がわずかながらも全体的に厚手とされ、そのような厚手の部分における面圧が十分高められることから、基板と金型との密着性がより良好に保たれるとともに、スルーホールを通じた基板の裏面側への樹脂の回り込みを確実に防ぐことができる。
【００１３】
さらに、樹脂成形に際して基板の裏面側に平坦面を有する部材を密着させた場合、スルーホール付近を含めて基板の裏面側全体が均一に押圧され、スルーホールを通じた基板の裏面側への樹脂の回り込みを確実に防ぐことができる。
【００１４】
他の好ましい実施の形態としては、上記樹脂パッケージを形成する際には、上記発光素子および受光素子の組を２組以上一括にして、互いに共通する１つの樹脂パッケージにより封止する構成とすることができる。
【００１５】
このような構成によれば、樹脂パッケージと基板とを切断する工程数を少なくし、赤外線データ通信モジュールの生産効率を高めることができる。
【００１６】
本願発明の第２の側面により提供される赤外線データ通信モジュールは、本願発明の第１の側面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により製造されたことを特徴としている。
【００１７】
このような本願発明の第２の側面により提供される赤外線データ通信モジュールによれば、上記第１の側面によって得られるのと同様な効果を期待できる。
【００１８】
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。
【００１９】
【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、図面を参照して具体的に説明する。
【００２０】
図１〜図１２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す。赤外線データ通信モジュールを製造するには、まず図１および図２に示すような基板１を用いる。図１は、基板１の表面側を表した図であり、図２は、基板１の裏面側を表した図である。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の表面１０ａには、１つの赤外線データ通信モジュールに必要とされる配線パターン（その一部は図示略）７０が各チップエリア１９ごとに区切って形成されている。この配線パターン７０は、後述する発光素子、受光素子、ＬＳＩチップを搭載するためのパッド部や、電極端子部などを有したものであり、図１においては、パッド部のみが示されている。チップエリア１９は、基板１の長手方向および幅方向のそれぞれに複数並べて設けられている。このようなチップエリア１９として区画された長手方向境界付近には、基板１の厚み方向に貫通するスルーホール７が一列に並んだ状態に設けられている。一方、基板１の裏面１０ｂには、上記チップエリア１９と対極するように、そのチップエリア１９と同じ大きさのダミーエリア２１が形成されている。ダミーエリア２１内には、チップエリア１９内における配線パターン７０の全体面積と同程度の大きさを有したダミーパターン２２が設けられている。そして、ダミーエリア２１の境界付近にも、基板１の厚み方向に貫通形成されたスルーホール７が位置している。
【００２１】
さらに図３および図４も参照して詳しく説明すると、基板１の表面１０ａにおけるチップエリア１９は、その表面１０ａ全体に導体層１０を薄膜形成した後、チップエリア１９に相当する矩形区画領域をエッチング処理などで除去して形成されたものである。このエッチング処理などの際、チップエリア１９内には、配線パターン７０として必要な導体部分が残された状態とされる。また、スルーホール７は、軸方向に沿う内壁部分に導体膜７ａを有するとともに、その導体膜７ａが導体層１０に繋がったかたちとされている。一方、基板１の裏面１０ｂにおけるダミーエリア２１は、上記チップエリア１９と同様に、基板１の裏面１０ｂ全体に導体層２０を薄膜形成した後、ダミーエリア２０に相当する矩形区画領域をエッチング処理などで除去して形成されたものである。このエッチング処理などの際、ダミーエリア２１内には、ダミーパターン２２として必要な部分が残された状態とされる。そして、スルーホール７は、その内壁部分の導体膜７ａが導体層２０に繋がったかたちとされている。つまり、基板１の表面１０ａには、チップエリア１９の外形を縁取ってスルーホール７の上部周辺にまで至る導体層１０と、チップエリア１９内の配線パターン７０とが、互いに同等の厚みを有して形成される。一方、基板１の裏面１０ｂには、ダミーエリア２１の外形を縁取ってスルーホール７の下部周辺にまで至る導体層２０と、ダミーエリア２１内のダミーパターン２２とが、互いに同等の厚みを有して形成される。したがって、基板１の裏面１０ｂ側は、ダミーパターン２２を含む多数のダミーエリア２１と、これらを縁取る導体層２０とによって全体的に起伏の少ないほぼ平坦な面とされる。なお、ダミーエリア２１を設けた理由については、後述する。
【００２２】
また、基板１には、その長手方向に間隔を隔てて複数のスリット１８が設けられており、これら複数のスリット１８は基板１の幅方向に延びている。これら複数のスリット１８は、後述するように基板１上に樹脂パッケージを形成した際に、基板１がその長手方向に反り変形することを防止するのに役立つ。
【００２３】
続いて基板１の表面１０ａにおける各チップエリア１９には、図５ないし図７によく表れているように、上記配線パターン７０のパッド部に面して発光素子２、受光素子３およびＬＳＩチップ６が搭載される。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り、具体的には、変復調回路や波形整形回路などが造り込まれたものである。さらに、発光素子２、受光素子３およびＬＳＩチップ６は、配線パターン７０の電極端子部に対してワイヤボンディングにより接続される。このような発光素子２、受光素子３、およびＬＳＩチップ６は、配線パターン７０を介してスルーホール７と電気的に接続された状態とされている。なお、基板１の裏面１０ｂにおいて各スルーホール７の導体膜７ａに繋がった導体層２０の一部を端子７１という。
【００２４】
次に、図８によく表れているように、基板１の表面１０ａ上には、複数の樹脂パッケージ４を形成する。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良好に透過させるようになっている。各樹脂パッケージ４には、１つのエリア１９上の１組の電子部品群のみを封止するのではなく、基板１の長手方向において互いに隣り合う２つのチップエリア１９上の組の電子部品群、すなわち２つずつの発光素子２、受光素子３、ＬＳＩチップ６およびそれらの周辺領域を一括して封止するように形成されている。したがって、基板１の表面１０ａ上にたとえば８つのチップエリア１９が並んで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が並べて形成されることとなり、それら４つの樹脂パッケージ４の各間の隙間９２は、合計３箇所となる。
【００２５】
このように、上記した樹脂パッケージ４の形成工程によれば、１つのチップエリア１９の電子部品群ごとに独立して樹脂パッケージを形成する場合と比較すると、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、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の長手方向おいて、隙間９２が適当数設けられていれば、基板１の表面１０ａのみに樹脂パッケージ４が密着して設けられたことに起因して基板１がその長手方向に反り変形することを適切に防止し、または抑制する効果が得られることとなる。
【００２６】
一方、基板１の幅方向においては、１つのチップエリア１９に１つの樹脂パッケージ４が対応するように、複数の樹脂パッケージ４を形成する。このため、基板１の幅方向においても、複数の樹脂パッケージ４どうしの間の隙間９３が適当数設けられることとなる。このようにすれば、基板１上に樹脂パッケージ４を設けたことに起因して基板１がその幅方向に反り変形することも適切に防止し、または抑制することができることとなる。
【００２７】
このような各樹脂パッケージ４は、図９によく表れているように、表面用および裏面用の金型Ｐ１，Ｐ２を用いてたとえばトランスファモールド法により成形することができ、たとえば次のように形成する。すなわち、表面用の金型Ｐ１には、樹脂パッケージ４の形状に応じたキャビティ部４ａを有するものが用いられるが、裏面用の金型Ｐ２には、基板１の裏面１０ｂ側に面して平坦な押圧面Ｐ２ａを有するものが用いられる。表面用の金型Ｐ１におけるキャビティ部４ａは、そのうちの基板１の幅方向に沿う各列がゲート（図示略）を介して空間を共有するように繋げられている。そして、表面用の金型Ｐ１は、各キャビティ部４ａがチップエリア１９の２つ分を包囲するように、基板１の表面１０ａ上において正確に位置合わせされる。一方、裏面側の金型Ｐ２は、基板１の裏面１０ｂ全体に面して単に押圧するだけである。このようにして両金型Ｐ１，Ｐ２の間においては、基板１が両金型Ｐ１，Ｐ２によって押圧保持された状態とされ、ライナー４ｂを通じてキャビティ部４ａ内に樹脂を注入した後、樹脂が硬化してから両金型Ｐ１，Ｐ２を開くことにより図８に示す成形品を得る。
【００２８】
このような樹脂パッケージ４の成形の際、チップエリア１９上にある樹脂は、図１０によく表れているように、スルーホール７を通じて基板１の裏面１０ｂ側に回り込む可能性が考えられる。しかしながら、基板１の裏面１０ｂ側におけるスルーホール７の近傍には、導体層２０や端子７１に加えてそれらと同じ厚みを有するダミーパターン２２により、できる限り起伏の少ない平坦な面が形成されている。したがって、両金型Ｐ１，Ｐ２が基板１を押圧する状態では、基板１の表裏両面１０ａ，１０ｂに向けて均一に押圧力が作用するとともに、チップエリア１９とダミーエリア２１との重なる部分の面圧が十分高められる。特に、裏面用の金型Ｐ２の押圧面Ｐ２ａは、基板１の裏面１０ｂ上におけるスルーホール７付近を含む導体層２０、端子７１、ならびにダミーパターン２２と隙間なくぴったりと密着した状態とされる。要するに、スルーホール７は、基板１の裏面１０ｂにおいて金型Ｐ２の平坦な押圧面Ｐ２ａにより確実に塞がれ、たとえ基板１の表面１０ａ側からスルーホール７内に樹脂が流れ込んでも、裏面１０ｂ側においては、スルーホール７外に樹脂が溢れることなく樹脂の回り込みが防止されるのである。
【００２９】
こうして成形された各樹脂パッケージ４は、図１０および図１１によく表れているように、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、表面用の金型Ｐ１におけるキャビティ部４ａ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１０によく表れているように、各スルーホール７内には、そ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通常は樹脂が流入しない形態とされる。そうした形態でもレジスト膜が高温の樹脂とともに溶融する場合などがあり、そうすると基板１の裏面１０ｂ側にスルーホール７を通じて樹脂が回り込もうとする。しかしながら、スルーホール７の開口部は、裏面用の金型Ｐ２の押圧面Ｐ２ａが密着することで確実に塞がれていることから、基板１の裏面１０ｂ側に樹脂が付着することはない。
【００３０】
上記樹脂パッケージ４を形成した後には、基板１の切断作業を行う。ただし、その際には、樹脂パッケージ４の切断作業をも併せて行う。より具体的には、図１２の仮想線Ｌａ〜Ｌｄで示す位置において、基板１および樹脂パッケージ４を切断する。仮想線Ｌａで示す位置を切断する第１の切断工程は、樹脂パッケージ４の天井面４１を、レンズ４３ａ，４３ｂの基部４５（本実施形態において、基部４５は、天井面４１の平坦な部分とレンズ４３ａ，４３ｂとの境界部分を意味する）または近傍において切断するようにして、樹脂パッケージ４および基板１をそれらの厚み方向に切断する工程である。その切断箇所は、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。この切断作業は、後述する所定の厚みを有する駆動回転可能なブレード５を用いて行うことが可能であり、そのブレード５の一側面を仮想線Ｌａに沿わせて移動させて行う。なお、スルーホール７は、仮想線Ｌａ上に位置するように設けられており、上記第１の切断工程は、スルーホール７を分割するようにして行う。
【００３１】
第２の切断工程は、樹脂パッケージ４の幅方向中央部に相当する箇所を切断する工程であり、仮想線Ｌｂ，Ｌｃで示す位置を切断する。仮想線Ｌｂ，Ｌｃは、いずれもレンズ４３ａ，４３ｂの基部４５またはその近傍を通過するが、仮想線Ｌｃはスルーホール７をも通過する。ブレード５の厚みｔは、２つの仮想線Ｌｂ，Ｌｃの間隔と同寸法である。したがって、この第２の切断工程においては、１回の切断作業により、２つの仮想線Ｌｂ，Ｌｃの位置で樹脂パッケージ４および基板１を切断することができる。第３の切断工程は、仮想線Ｌｄで示す位置を切断する工程であり、この工程は実質的には上記した第１の切断工程と同様である。基板１の長手方向においては、以下上記と同様にして樹脂パッケージ４および基板１をそれらの厚み方向に切断していく。
【００３２】
基板１の切断作業は、基板１の幅方向においても行う。この場合、たとえば図１１に示す仮想線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、図１２に示した仮想線Ｌａ，Ｌｄを切断箇所とする切断工程と同様に、レンズ４３ａあるいは４３ｂの基部４５またはその近傍において、樹脂パッケージ４および基板１を切断する作業である。
【００３３】
このような一連の作業工程によれば、図１３〜図１５に示す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４からは、基板１ａに対して傾斜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膜７ａが外部に露出した構造となっている。
【００３４】
上述した一連の作業工程によれば、図１３〜図１５に示すような赤外線データ通信モジュールＡの単品を複数個製造できるが、特に樹脂パッケージ４を形成する工程においては、基板１のチップエリア１９およびダミーエリア２１の部分に金型Ｐ１，Ｐ２による面圧が十分付与される。したがって、基板１の裏面１０ｂ側においては、スルーホール７付近の端子７１とともにダミーパターン２２が形成されているダミーエリア２１全体に裏面用の金型Ｐ２が強く密着した状態とされ、スルーホール７を通じて基板１の裏面１０ｂ側へと樹脂が回り込むことなく、基板１の表面１０ａ側にのみ樹脂パッケージ４ａを有した赤外線データ通信モジュールＡを得ることができる。
【００３５】
なお、本願発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００３６】
たとえば、樹脂パッケージ４を形成して発光素子２や受光素子３を封止する場合には、必ずしもそれらを２組にして一括封止させる必要もない。たとえば、３組あるいはそれ以上の組数の発光素子および受光素子を一括して封止するようにしてもかまわない。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合せ数を増やすほど、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、１つの成形品から取り出される赤外線データ通信モジュールの単品数を増加させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明にかか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表面側を示す斜視図である。
【図２】図１に示す基板の裏面側を示す斜視図である。
【図３】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図４】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図５】図１に示す基板上に電子部品群を搭載した状態を示す斜視図である。
【図６】図５のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図７】図５のＶ−Ｖ断面図である。
【図８】図５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９】図８に示す成形品を金型を用いて成形する際の状態を示した斜視図である。
【図１０】図８のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図１１】図８のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図１２】樹脂パッケージおよび基板の切断工程を示す断面図である。
【図１３】本願発明にかかる製造方法を経て製作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１４】図１３のＩＸ−ＩＸ断面図である。
【図１５】図１３の左側面図である。
【符号の説明】
Ａ赤外線データ通信モジュール
Ｐ１金型（表面用の）
Ｐ２金型（裏面用の）
１，１ａ基板
２発光素子
３受光素子
４，４ａ樹脂パッケージ
６ＬＳＩチップ
１０導体層
１９チップエリア
２０導体層
２１ダミーエリア
２２ダミーパターン
７０配線パターン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an infrared data communication module used for performing infrared data communication according to the so-called IrDA (Infrared Data Association) standard.
[0002]
[Prior art]
IrDA-compliant infrared data communication modules have been widely used in the field of notebook personal computers, and recently, they are also being used in mobile phones and electronic notebooks. This type of infrared data communication module is a one-package infrared LED, photodiode, modulation / demodulation circuit, etc. that enables two-way wireless communication. The communication speed, communication distance, etc. are defined as a unified standard by version. ing. As the performance of infrared data communication functions is promoted, the overall module configuration is further downsized by downsizing, and in the manufacturing process, strict dimensional accuracy is required and cost reduction is screamed. Yes.
[0003]
Therefore, the inventor of the present application who has been diligently researching and developing in this kind of field has newly completed a superior method as a manufacturing method of the infrared data communication module, and the manufacturing method has already been disclosed by an application different from the present application. did. The outline of the manufacturing method will be described. First, in the first step, chip areas for partitioning and mounting pairs of infrared LEDs and photodiodes on the surface of the substrate are provided in a regularly arranged state. The chip area is a fixed area in which a through hole penetrating in the thickness direction of the substrate is provided in the vicinity of the area boundary in addition to having a wiring pattern made up of pads and electrodes for infrared LEDs and photodiodes in the area. This refers to the area of the compartment. Subsequently, in the second step, an infrared LED, a photodiode or the like is mounted so as to be connected to the wiring pattern in the chip area. Next, in a third step, a resin package is formed on the surface of the substrate by using a resin molding die as a seal for infrared LEDs and photodiodes mounted in each chip area. At this time, two or more sets of infrared LEDs and photodiodes are collectively sealed by one resin package. Finally, the resin package and the substrate are cut so that the two sets of the infrared LED and the photodiode are separated into the respective sets, and further, shield parts and the like are provided to provide infrared data consisting of one set of the infrared LED and the photodiode. A single communication module can be obtained. According to the manufacturing method described above, it is possible to increase the production efficiency and reduce the manufacturing cost by forming two sets of infrared LEDs and photodiodes as one package in the manufacturing process.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Here, when the resin package is formed in the third step, the surface mold is pressed against the surface of the substrate according to the shape of the resin package, while the resin package is formed on the back surface of the substrate. Since there is no need to form, a back surface mold having a flat pressing surface is brought into pressure contact. That is, on the front surface side of the substrate, the resin filled between the front surface mold and the substrate is solidified to form a resin package. On the back surface side of the substrate, the back surface mold is a substrate. It is in a state of being in close contact with the entire back surface.
[0005]
However, only the terminal connected to the opening of the through hole is formed on the back surface of the substrate, and this terminal has a thickness even though it is a very thin conductor, so that a slight undulation occurs on the back surface of the substrate. There was a problem in the adhesion of the back surface mold to the substrate. In short, when the adhesion between the back surface mold and the substrate is poor, the surface pressure in the vicinity of the through hole on the back surface side of the substrate becomes insufficient, and a gap may be generated between the substrate and the mold on the back surface side. If resin is filled between the surface mold and the substrate in such a state, the resin that should be on the surface side of the substrate wraps around the back side of the substrate through the through hole, and the substrate There was a possibility that unnecessary resin would adhere to the back side.
[0006]
Accordingly, the present invention has been conceived under the circumstances described above, and when forming a resin package on the surface of a substrate using a mold, the adhesion of the mold to the substrate is improved and a through hole is formed. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an infrared data communication module and an infrared data communication module that can sufficiently prevent the resin from wrapping around the back surface of the substrate.
[0007]
DISCLOSURE OF THE INVENTION
In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
[0008]
That is, the manufacturing method of the infrared data communication module provided by the first aspect of the present invention includes a plurality of rectangular shapes for mounting a set of a light emitting element and a light receiving element for each set on the surface of a substrate. When the chip areas are provided in a plurality of rows and columns, and through holes are provided in each chip area in the thickness direction of the substrate, and the light emitting element and the light receiving element mounted in each chip area are sealed. to form a resin package by using the mold for resin molding the surface of the substrate, a method for manufacturing an infrared data communication module, on the back surface of the substrate, and the counter electrode and the upper Symbol each chip area, In addition, a plurality of dummy areas having the same size as each chip area are defined by partially removing a conductor layer formed with a constant thickness on the entire back surface of the substrate. The Me area is characterized by a lower periphery of the conductor layer of said through hole, and the said conductor layer as a dummy pattern are left behind.
[0009]
According to the method for manufacturing an infrared data communication module provided by the first aspect of the present invention in which the above technical measures are taken, the chip area on the surface of the substrate on which the resin package is to be formed is on the back surface of the substrate. Is provided with a dummy area at a position opposite to the chip area having the same size as the above chip area, and when forming a resin package using a mold, the portion provided as the chip area and the dummy area of the substrate is the other portion. It is thicker than that and pressed strongly by the mold. Therefore, the surface pressure applied by the mold is sufficient in the portion of the substrate where the chip area and the dummy area are provided, and even if the resin flows into the through hole from the front surface side of the substrate, Since the entire dummy area including the vicinity of the through hole is in close contact with the mold, it is possible to sufficiently prevent the resin from entering the back side of the substrate through the through hole.
[0011]
Further, the dummy area in the rear surface side of the base plate, since the dummy pattern is provided, the chip area and the portion where the dummy area is provided in the substrate is a thick even overall slightly, such thicker portion Since the surface pressure at is sufficiently increased, the adhesion between the substrate and the mold can be maintained better, and the resin can be reliably prevented from wrapping around the back side of the substrate through the through hole.
[0013]
Furthermore, when brought into close contact with a member having a flat surface on the back side of the substrate during tree butter molding, backside entire substrate including the vicinity of the through hole is uniformly pressed, the resin on the back side of the substrate through the through hole Can be reliably prevented.
[0014]
As another preferred embodiment, when the resin package is formed, two or more sets of the light-emitting element and the light-receiving element are combined and sealed with one common resin package. Can do.
[0015]
According to such a configuration, the number of steps for cutting the resin package and the substrate can be reduced, and the production efficiency of the infrared data communication module can be increased.
[0016]
The infrared data communication module provided by the second aspect of the present invention is manufactured by the method for manufacturing the infrared data communication module provided by the first aspect of the present invention.
[0017]
According to the infrared data communication module provided by the second aspect of the present invention, the same effect as that obtained by the first aspect can be expected.
[0018]
Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the invention.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0020]
1 to 12 show an example of a method for manufacturing an infrared data communication module according to the present invention. In order to manufacture the infrared data communication module, first, a substrate 1 as shown in FIGS. 1 and 2 is used. FIG. 1 is a diagram showing the front side of the substrate 1, and FIG. 2 is a diagram showing the back side of the substrate 1. The substrate 1 is made of, for example, a glass epoxy resin and has a strip shape or a long rectangular shape extending in a certain direction. On the surface 10 a of the substrate 1, a wiring pattern (a part of which is not shown) 70 required for one infrared data communication module is formed for each chip area 19. The wiring pattern 70 includes a light emitting element, a light receiving element, a pad portion for mounting an LSI chip, an electrode terminal portion, and the like, which will be described later. In FIG. 1, only the pad portion is shown. A plurality of chip areas 19 are provided side by side in each of the longitudinal direction and the width direction of the substrate 1. In the vicinity of the boundary in the longitudinal direction defined as the chip area 19, the through holes 7 penetrating in the thickness direction of the substrate 1 are provided in a line. On the other hand, a dummy area 21 having the same size as the chip area 19 is formed on the back surface 10 b of the substrate 1 so as to be opposed to the chip area 19. In the dummy area 21, a dummy pattern 22 having the same size as the entire area of the wiring pattern 70 in the chip area 19 is provided. A through hole 7 penetratingly formed in the thickness direction of the substrate 1 is also located near the boundary of the dummy area 21.
[0021]
3 and 4, the chip area 19 on the surface 10a of the substrate 1 is formed by forming a thin conductive layer 10 on the entire surface 10a, and then etching the rectangular partition region corresponding to the chip area 19. It is formed by removing by processing or the like. At the time of this etching process or the like, a conductor portion necessary as the wiring pattern 70 is left in the chip area 19. The through hole 7 has a conductor film 7 a on the inner wall portion along the axial direction, and the conductor film 7 a is connected to the conductor layer 10. On the other hand, in the dummy area 21 on the back surface 10 b of the substrate 1, like the chip area 19, the conductor layer 20 is formed on the entire back surface 10 b of the substrate 1, and then the rectangular partition region corresponding to the dummy area 20 is etched. It is formed by removing with. At the time of this etching process or the like, a portion necessary for the dummy pattern 22 is left in the dummy area 21. The through hole 7 has a shape in which the conductor film 7 a on the inner wall portion thereof is connected to the conductor layer 20. That is, on the surface 10 a of the substrate 1, the conductor layer 10 that borders the outer shape of the chip area 19 and reaches the upper periphery of the through hole 7 and the wiring pattern 70 in the chip area 19 have the same thickness. Formed. On the other hand, on the back surface 10 b of the substrate 1, the conductor layer 20 that borders the outer shape of the dummy area 21 and reaches the lower periphery of the through hole 7 and the dummy pattern 22 in the dummy area 21 have the same thickness. Formed. Therefore, the back surface 10b side of the substrate 1 is formed as a substantially flat surface with few undulations as a whole by the large number of dummy areas 21 including the dummy patterns 22 and the conductor layer 20 bordering them. The reason for providing the dummy area 21 will be described later.
[0022]
The substrate 1 is provided with a plurality of slits 18 spaced in the longitudinal direction, and the plurality of slits 18 extend in the width direction of the substrate 1. The plurality of slits 18 serve to prevent the substrate 1 from warping and deforming in the longitudinal direction when a resin package is formed on the substrate 1 as will be described later.
[0023]
Subsequently, in each chip area 19 on the surface 10a of the substrate 1, the light emitting element 2, the light receiving element 3 and the LSI chip 6 face the pad portion of the wiring pattern 70 as shown in FIGS. Is installed. The light emitting element 2 is made of, for example, an infrared light emitting diode. The light receiving element 3 is composed of a PIN photodiode capable of sensing infrared rays, for example. The LSI chip 6 controls infrared transmission / reception operations by the light emitting element 2 and the light receiving element 3, and specifically includes a modulation / demodulation circuit and a waveform shaping circuit. Further, the light emitting element 2, the light receiving element 3, and the LSI chip 6 are connected to the electrode terminal portion of the wiring pattern 70 by wire bonding. The light emitting element 2, the light receiving element 3, and the LSI chip 6 are in a state of being electrically connected to the through hole 7 through the wiring pattern 70. A part of the conductor layer 20 connected to the conductor film 7 a of each through hole 7 on the back surface 10 b of the substrate 1 is referred to as a terminal 71.
[0024]
Next, as clearly shown in FIG. 8, a plurality of resin packages 4 are formed on the surface 10 a of the substrate 1. Each resin package 4 is made of, for example, an epoxy resin containing a pigment, and does not have translucency for visible light, but transmits infrared light sufficiently satisfactorily. Each resin package 4 does not seal only one set of electronic component groups on one area 19, but a set of electronic component groups on two chip areas 19 adjacent to each other in the longitudinal direction of the substrate 1, That is, the two light emitting elements 2, the light receiving elements 3, the LSI chip 6, and their peripheral regions are formed to be collectively sealed. Therefore, for example, when eight chip areas 19 are provided side by side on the surface 10a of the substrate 1, a total of four resin packages 4 are formed side by side in that direction. There are a total of three gaps 92 between them.
[0025]
Thus, according to the formation process of the resin package 4 described above, the total number of the gaps 92 can be reduced as compared with the case where the resin package is formed independently for each electronic component group of one chip area 19. . For this reason, in this embodiment, it is possible to reduce a useless space on the substrate 1 and increase the number of infrared data communication modules in the longitudinal direction of the substrate 1. Further, if an appropriate number of gaps 92 are provided in the longitudinal direction of the substrate 1, the substrate 1 is placed in the longitudinal direction because the resin package 4 is provided in close contact with only the surface 10a of the substrate 1. An effect of appropriately preventing or suppressing the warp deformation is obtained.
[0026]
On the other hand, in the width direction of the substrate 1, a plurality of resin packages 4 are formed so that one resin package 4 corresponds to one chip area 19. For this reason, an appropriate number of gaps 93 between the plurality of resin packages 4 are also provided in the width direction of the substrate 1. In this way, it is possible to appropriately prevent or suppress the substrate 1 from being warped and deformed in the width direction due to the provision of the resin package 4 on the substrate 1.
[0027]
As shown in FIG. 9, each of the resin packages 4 can be formed by, for example, a transfer mold method using front and back molds P1 and P2, and is formed as follows, for example. To do. In other words, the front surface mold P1 has a cavity portion 4a corresponding to the shape of the resin package 4, but the back surface mold P2 faces the back surface 10b of the substrate 1 and is flat. What has a pressing surface P2a is used. The cavities 4a in the surface mold P1 are connected so that each of the columns along the width direction of the substrate 1 shares a space via a gate (not shown). The front surface mold P1 is accurately aligned on the surface 10a of the substrate 1 so that each cavity 4a surrounds two chip areas 19. On the other hand, the mold P2 on the back surface simply faces the entire back surface 10b of the substrate 1 and presses it. In this way, the substrate 1 is pressed and held between the molds P1 and P2, and after the resin is injected into the cavity portion 4a through the liner 4b, the resin is cured. Then, by opening both molds P1, P2, a molded product shown in FIG. 8 is obtained.
[0028]
When molding such a resin package 4, the resin on the chip area 19 may wrap around to the back surface 10 b side of the substrate 1 through the through hole 7 as shown well in FIG. 10. However, in the vicinity of the through hole 7 on the back surface 10b side of the substrate 1, a flat surface with as few undulations as possible is formed by the dummy pattern 22 having the same thickness as those in addition to the conductor layer 20 and the terminal 71. . Therefore, in a state where both molds P1 and P2 press the substrate 1, a pressing force is applied uniformly toward both the front and back surfaces 10a and 10b of the substrate 1, and the surface of the portion where the chip area 19 and the dummy area 21 overlap each other. The pressure is increased sufficiently. In particular, the pressing surface P2a of the back surface mold P2 is in close contact with the conductor layer 20, the terminal 71 and the dummy pattern 22 including the vicinity of the through hole 7 on the back surface 10b of the substrate 1 without any gap. In short, the through hole 7 is reliably closed by the flat pressing surface P2a of the mold P2 on the back surface 10b of the substrate 1, and even if the resin flows into the through hole 7 from the front surface 10a side of the substrate 1, the back surface 10b side In this case, the resin is prevented from flowing around without overflowing the resin outside the through hole 7.
[0029]
Each resin package 4 molded in this way was connected to a plurality of side surfaces 40 standing upward from the surface 10a of the substrate 1 and upper ends 42 of the plurality of side surfaces 40, as shown well in FIGS. And a ceiling surface 41. The plurality of side surfaces 40 are all inclined because the draft angle is provided in the cavity portion 4a of the surface mold P1. The ceiling surface 41 is located above the light emitting element 2 and the light receiving element 3, and the ceiling surface 41 is provided with a pair of lenses 43 a and 43 b that are partially bulged upwardly in a hemisphere. . The pair of lenses 43 a and 43 b are for imparting directivity to the light emitting characteristics of the light emitting element 2 and the light receiving characteristics of the light receiving element 3. Note that, as clearly shown in FIG. 10, the resin does not normally flow into each through hole 7 by closing the opening with an appropriate resist film (not shown). Even in such a form, the resist film may be melted together with a high-temperature resin. Then, the resin tends to wrap around the back surface 10 b side of the substrate 1 through the through hole 7. However, since the opening portion of the through hole 7 is reliably closed by the pressing surface P2a of the mold P2 for the back surface, the resin does not adhere to the back surface 10b side of the substrate 1.
[0030]
After the resin package 4 is formed, the substrate 1 is cut. However, in that case, the cutting operation of the resin package 4 is also performed. More specifically, the substrate 1 and the resin package 4 are cut at positions indicated by virtual lines La to Ld in FIG. In the first cutting step of cutting the position indicated by the imaginary line La, the ceiling surface 41 of the resin package 4 is moved to the base portion 45 of the lenses 43a and 43b (in this embodiment, the base portion 45 is a flat portion of the ceiling surface 41). This is a step of cutting the resin package 4 and the substrate 1 in their thickness direction by cutting at or near the boundary between the lenses 43a and 43b. The cut portion is closer to the inside in the width direction of the resin package 4 than the upper end 42 of the side surface 40 by an appropriate dimension Sa. This cutting operation can be performed using a blade 5 that can be driven and rotated having a predetermined thickness described later, and is performed by moving one side surface of the blade 5 along the imaginary line La. The through hole 7 is provided so as to be positioned on the virtual line La, and the first cutting step is performed so as to divide the through hole 7.
[0031]
The second cutting step is a step of cutting a portion corresponding to the central portion in the width direction of the resin package 4 and cuts the positions indicated by the imaginary lines Lb and Lc. The virtual lines Lb and Lc both pass through the base portion 45 of the lenses 43 a and 43 b or the vicinity thereof, but the virtual line Lc also passes through the through hole 7. The thickness t of the blade 5 is the same as the distance between the two imaginary lines Lb and Lc. Therefore, in the second cutting step, the resin package 4 and the substrate 1 can be cut at the positions of the two virtual lines Lb and Lc by one cutting operation. The third cutting step is a step of cutting the position indicated by the virtual line Ld, and this step is substantially the same as the first cutting step described above. In the longitudinal direction of the substrate 1, the resin package 4 and the substrate 1 are cut in the thickness direction in the same manner as described above.
[0032]
The cutting operation of the substrate 1 is also performed in the width direction of the substrate 1. In this case, for example, the resin package 4 and the substrate 1 are cut at the position of the virtual line Le shown in FIG. This cutting operation is an operation of cutting the resin package 4 and the substrate 1 at or near the base portion 45 of the lens 43a or 43b in the same manner as the cutting step using the virtual lines La and Ld shown in FIG. .
[0033]
According to such a series of work steps, a plurality of infrared data communication modules A shown in FIGS. 13 to 15 are manufactured. This infrared data communication module A is a resin package in which each of the light emitting element 2, the light receiving element 3, and the LSI chip 6 is mounted on a substrate 1a cut into a rectangular shape, and these are cut in four directions. The structure is sealed with 4a. A plurality of side surfaces 40 that are inclined with respect to the substrate 1a are all removed from the resin package 4. The plurality of side surfaces 40a of the resin package 4a are all smooth planar cut surfaces, and are flush with the cut surface 11 of the substrate 1a. Therefore, as the plurality of outer surfaces of the infrared data communication module A, there are two planes 8A and 8B in which the cut surface 11 and the side surface 40a are connected in a flush manner. Each plane 8A extends in the longitudinal direction of the infrared data communication module A, and each plane 8B is a plane orthogonal to the plane. One plane 8A is provided with a plurality of recesses 7A formed by dividing a plurality of through holes 7, and a structure in which the conductor films 7a connected to the plurality of terminals 71 are exposed to the outside. It has become.
[0034]
According to the above-described series of work steps, a plurality of infrared data communication modules A as shown in FIGS. 13 to 15 can be manufactured. In particular, in the step of forming the resin package 4, the chip area 19 of the substrate 1. In addition, the surface pressure by the molds P1 and P2 is sufficiently applied to the dummy area 21 portion. Therefore, on the back surface 10 b side of the substrate 1, the back surface mold P <b> 2 is in close contact with the entire dummy area 21 where the dummy pattern 22 is formed together with the terminals 71 in the vicinity of the through hole 7. The infrared data communication module A having the resin package 4a only on the front surface 10a side of the substrate 1 can be obtained without the resin going around to the back surface 10b side of the substrate 1.
[0035]
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment.
[0036]
For example, when the resin package 4 is formed and the light emitting element 2 and the light receiving element 3 are sealed, it is not always necessary to collectively seal them in two sets. For example, three or more sets of light emitting elements and light receiving elements may be collectively sealed. In the present invention, as the number of combinations of light emitting elements and light receiving elements sealed by one resin package is increased, the number of gaps formed between a plurality of resin packages can be reduced. It is possible to increase the number of infrared data communication modules that are taken out from the product.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a surface side of a substrate used in a method for manufacturing an infrared data communication module according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing the back side of the substrate shown in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
5 is a perspective view showing a state in which an electronic component group is mounted on the substrate shown in FIG. 1. FIG.
6 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
7 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG.
8 is a perspective view showing a state in which a resin package is formed on the substrate shown in FIG.
FIG. 9 is a perspective view showing a state when the molded product shown in FIG. 8 is molded using a mold.
10 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG.
11 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a cutting process of a resin package and a substrate.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of an infrared data communication module manufactured through the manufacturing method according to the present invention.
14 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX in FIG.
15 is a left side view of FIG.
[Explanation of symbols]
A Infrared data communication module P1 Mold (for surface)
P2 mold (for back side)
1, 1a Substrate 2 Light emitting element 3 Light receiving element 4, 4a Resin package 6 LSI chip 10 Conductor layer 19 Chip area 20 Conductor layer 21 Dummy area 22 Dummy pattern 70 Wiring pattern

Claims

On the surface of the substrate, a plurality of rectangular chip areas for partitioning and mounting a set of light emitting elements and light receiving elements for each set are provided in a plurality of rows and a plurality of columns, and in the thickness direction of the substrate in each chip area When a through hole is provided to seal the light emitting element and the light receiving element mounted in each chip area, a resin package is formed on the surface of the substrate using a resin molding die. A method for manufacturing an infrared data communication module, comprising:
The back surface of the substrate, and the counter electrode and the upper Symbol each chip area, and removing the conductive layer in which a plurality of dummy areas in which the rectangles of the chip area and the university was formed to a constant thickness on the entire back surface of the substrate partially In each dummy area, the conductor layer around the lower portion of the through hole and the conductor layer as a dummy pattern are left. Method.

2. The manufacturing of an infrared data communication module according to claim 1, wherein when forming the resin package, two or more sets of the light emitting element and the light receiving element are collectively sealed with one common resin package. Method.

Characterized in that it is manufactured by the method for manufacturing an infrared data communication module according to claim 1 or 2, an infrared data communication module.