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JP2000340844A - 赤外線伝送素子 - Google Patents

赤外線伝送素子

Info

Publication number
JP2000340844A
JP2000340844A JP14673899A JP14673899A JP2000340844A JP 2000340844 A JP2000340844 A JP 2000340844A JP 14673899 A JP14673899 A JP 14673899A JP 14673899 A JP14673899 A JP 14673899A JP 2000340844 A JP2000340844 A JP 2000340844A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit board
optical function
substrate
infrared transmission
transmission device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP14673899A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiyuki Suzuki
俊之 鈴木
Eiji Kagawa
英司 香川
Masaaki Nakada
公明 中田
Yoshiaki Kanbe
祥明 神戸
Shunsuke Matsushima
俊輔 松島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP14673899A priority Critical patent/JP2000340844A/ja
Publication of JP2000340844A publication Critical patent/JP2000340844A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/85Packages
    • H10H20/852Encapsulations
    • H10H20/853Encapsulations characterised by their shape
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/85Packages
    • H10H20/855Optical field-shaping means, e.g. lenses
    • H10H20/856Reflecting means
    • H10W90/00

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学機能部を備えているにもかかわらず低プ
ロファイル化及びコストダウンを図ることができるもの
とする。 【解決手段】 発光または及び受光のための素子21,
22が取り付けられているとともに電気的回路23が形
成されている回路基板1が、上記素子21,22のため
の集光や反射や選択透過といった光学機能部3を一体に
備える。別途光学機能部品を後付けする必要がないもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は赤外線の伝送のため
の赤外線伝送素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】赤外線の発光または受光あるいは発光と
受光とを行う赤外線伝送デバイスにおいては、発光また
は及び受光のための素子が取り付けられているとともに
電気的回路が形成されている回路基板に、赤外線の集光
や配光のためのレンズや反射鏡といった光学機能部品を
取り付けたものとして形成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この場合、回路基板に
光学機能部品の実装工程が必要である上に、別部品であ
る光学機能部品の存在で低プロファイル化することが困
難となっている。
【0004】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であって、その目的とするところは光学機能部を備えて
いるにもかかわらず低プロファイル化することができ、
しかも安価である赤外線伝送素子を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】しかして本発明は、発光
または及び受光のための素子が取り付けられているとと
もに電気的回路が形成されている回路基板が、上記素子
のための集光や反射や選択透過といった光学機能部を一
体に備えていることに特徴を有している。
【0006】回路基板が光学機能部を備えているため
に、別途光学機能部品を後付けする必要がないものであ
る。
【0007】ここでの光学機能部は、回路基板における
素子実装面と反対側の面に反射膜を設けることで形成さ
れるとともに上記素子実装面を赤外線の入射出面として
いる反射鏡が好適であるが、回路基板を凹面を備えた第
1基板と、該凹面に嵌め込まれて第1基板と一体化され
ているとともに素子が実装された第2基板とからなるも
のとし、光学機能部は第1基板と第2基板の境界面で形
成されて光を反射する反射鏡としてもよい。
【0008】回路基板の片面側と他面側とに異なる光学
機能を備えた光学機能部を夫々設けてもよく、この場
合、回路基板の片面側に反射鏡を形成し、回路基板の他
面側にレンズを形成したり、回路基板の片面側に反射鏡
を形成し、回路基板の他面側にプリズムを形成したりす
ることができる。
【0009】素子は反射ラミネートによって封止してお
くのも好ましい。
【0010】また、回路基板が素子の実装部に電極とし
ての対の突部を備えており、素子は該突部間に差し込ま
れているようにしてもよい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下本発明を実施の形態の一例に
基づいて詳述すると、図1は本発明に係る赤外線伝送素
子の一例を示すもので、発光素子21及び受光素子22
と信号処理用チップ(IC)20とが片面に取りつけら
れるとともに、これらを接続する回路パターン23が片
面に設けられている回路基板1は、MID基板と称され
ているもので、透明絶縁性のポリカーボネート、アクリ
ル、ポリサルフォン等の樹脂の射出成形によって形成さ
れているとともに、上記射出成形時に同時に成形された
半球状の突部11を他面側に備えている。該突部11
は、その表面に反射膜12が設けられることで、裏面鏡
としての反射鏡3を構成しており、回路基板1の受発光
素子21,22が取り付けられた片面側から回路基板1
に入射した光は、上記反射鏡3での反射で受光素子22
に入射し、また発光素子21から出た光は反射鏡3で反
射して上記片面側から出射する。
【0012】反射膜12は、メッキあるいは蒸着などで
形成するが、特定波長(赤外光)のみを選択的に反射す
るフィルター特性を合わせ持つものとして耐ノイズ性を
高める場合は、高誘電多層膜として形成する。図2は回
路基板1がアクリル樹脂(屈折率1.45)からなる場
合の一例を示しており、MgF2(屈折率1.39)の
第1高誘電体膜12aの上にAl23(屈折率1.6
2)の第2高誘電体膜12bを形成するとともに、これ
ら高誘電体膜12a,12bの膜厚を反射させたい光の
波長の1/4とする。
【0013】回路パターン23を片面に備えるととも
に、光学機能部である反射鏡3を備えている回路基板1
は、次のようにして形成することができる。すなわち、
透明絶縁性のポリカーボネート、アクリル、ポリサルフ
ォン等の樹脂の射出成形によって図3(a)に示すよう
に、突部11が一体となっている回路基板用成形品1’
を形成し、次いで該成形品1’をアルカリ脱脂すること
で表面に付着した油分等の洗浄を行う。次に真空蒸着ま
たはDCスパッタリング法あるいはRFスパッタリング
法によって図3(b)に示すように成形品1’の全面にレ
ーザー光の反射しやすい反射膜(たとえばAl,Ag,
Au膜)51を形成する。この反射膜51の膜厚は数十
nm〜数百nmが望ましい。この上に図3(c)に示すよ
うに、導電性のメッキ下地膜52を形成する。メッキ下
地膜52はレーザー光を吸収しやすいもの、たとえばC
u,Snの真空蒸着やスパッタリング法で形成する。
【0014】次いで、図3(d)に示すように、導電性の
上記下地膜52の表面にレーザーパターニングを行い、
レーザー光を照射した部分の下地膜52の除去を行う。
レーザー光としては、第2あるいは第3高調波YAGレ
ーザー、YAGレーザーのようなメッキ下地膜52での
吸収性の良いものを用い、ガルバノミラー等を利用して
走査を行うことで、回路部と回路部以外の部分との境界
部にレーザー光を照射することで、上記境界部のメッキ
下地膜52を除去するのである。この時、メッキ下地膜
52の下の反射膜51は、成形品1’にレーザー光がダ
メージを与えてしまうことを防ぐ。
【0015】さらに図3(e)に示すように、酸エッチン
グによって上記境界部の反射膜51の除去を行った後、
図3(f)に示すように、回路部となるところに給電を行
って、電気銅メッキ、電気ニッケルメッキ、電気金メッ
キなどで回路パターン23を形成し、次に図3(g)に示
すように、非回路部及び反射膜51を覆っている残存し
た下地膜52を過硫酸アンモニアなどによるソフトエッ
チングで除去し、さらに図3(h)に示すように、下地膜
52の下層にあった反射膜51を酸エッチングで除去す
る。
【0016】この場合、反射鏡3のための反射膜12は
上記反射膜51を利用するものとなっているが、反射膜
12を高誘電多層膜として形成する場合は、図4(a)(b)
に示すように、成形品1’に対して高誘電多層膜からな
る反射膜12を形成した後、反射膜51の形成(図4
(c))、下地膜52の形成(図4(d))、レーザーパター
ニング(図4(e))、反射膜51のエッチング(図4
(f))、電気メッキによる回路パターン23の作成(図
4(g))、不要な全下地膜52の除去(図4(h))、不要
な全反射膜51の除去(図4(i))という手順で作成す
る。
【0017】図5は突部11の幅を回路基板1の両端部
の幅と同じとしたものを示している。光学機能部である
反射鏡3の集光効率は低くなるが、より小さい赤外線伝
送素子を得ることができる。
【0018】受発光素子21,22の回路基板1への取
り付けに際しては、回路パターン23との電気的接続が
必要であり、一般的には信号処理用チップ(IC)20
の回路パターン23との接続と同様にワイヤボンディン
グや半田付けなどで行うが、図6あるいは図7に示すよ
うに、素子21,22を挟み込むことができるように突
部16(この突部16は凹所15の内壁面であってもよ
い)を形成するとともに、回路基板1表面における凹所
15に面する部分、あるいは突部16に回路パターン2
3の電極部を形成し、素子21,22を凹所15や突部
16,16間に差し込んで、導電性接着剤24で電気接
合することで行うと、素子21,22の実装が容易とな
る。図中25は素子21,22における電極である。
【0019】図8は、回路基板1に形成した凹所15に
素子21,22を差し込んで実装した後、凹所15の開
口面に反射ラミネート17を貼り付けて素子21,22
を封止したものを示している。素子21,22の光学効
率を向上させることができる。
【0020】回路基板1に形成する光学機能部は反射鏡
3ほか、レンズやプリズム、選択透過性フィルター等で
あってもよい。図9は反射鏡3とレンズ30の2つを光
学機能部として設けたものを示しており、回路パターン
23が片面に形成されている回路基板1の他面側に反射
鏡3を、上記片面側で回路パターン23の形成部及び素
子21,22の配設部と異なる部分にレンズ30,30
を設けている。配光が必要な場合、レンズ30,30に
よって必要とする配光特性を得ることができる。
【0021】図10あるいは図11に示すように、他面
側に反射鏡3を備えた回路基板1の片面側にプリズム3
1を一体に形成してもよい。この場合もプリズム31に
よって必要とする配光制御を行うことができる。
【0022】図12に他例を示す。これは凹面18を備
えた第1基板1aと、該凹面18に嵌め込まれて第1基
板1aと一体化される第2基板1bとからなるものと
し、光学機能部は第1基板1aと第2基板1bの境界面
で形成されて光を反射する反射鏡3としたものである。
樹脂21,22が表面に実装される第2基板1bは赤外
線を透過する透明樹脂で形成するが、第1基板1aは透
明なものでなくてもよい。第1基板1aと第2基板1b
の境界面に反射鏡3を形成することから、高反射率のも
のを確実に得ることができる。
【0023】この場合の回路基板1は、次のようにして
形成すればよい。すなわち、図13(a)に示すように、
ポリフタルアミド、ポリアミド、液晶ポリマー、ポリイ
ミド、ポリエーテルイミドなどの絶縁性樹脂を用いて凹
面18を備えた成形品1a’の射出成形を行い、次いで
アルカリ脱脂した成形品1aに図13(b)に示すよう
に、真空蒸着やスパッタリングなどでアルミニウムなど
からなる高反射率の反射膜12を形成する。反射膜51
の膜厚は数十nm〜数百nmとする。その後、図13
(c)に示すように、再度射出成形して上記凹面18を埋
めることになる成形品1b’を形成する。
【0024】この後、前述の場合と同様に、成形品1
a,1b全面に反射膜51の形成(図13(d))とメッ
キ下地膜52の形成(図13(e))、レーザーパターニン
グ(図13(f))、反射膜51のエッチング(図13
(g))、電気メッキによる回路パターン23の作成(図
13(h))、不要な全下地膜52の除去(図13(i))、
不要な全反射膜51の除去(図13(j))という手順で作
成する。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明においては、発光ま
たは及び受光のための素子が取り付けられているととも
に電気的回路が形成されている回路基板が、上記素子の
ための集光や反射や選択透過といった光学機能部を一体
に備えているために、別途光学機能部品を後付けする必
要がなく、従って、光学機能部を備えているにもかかわ
らず低プロファイル化することができるものであり、ま
た光学機能部品の別途製作及び取付工程が不要であるた
めに安価に提供することができる。
【0026】ここでの光学機能部は、回路基板における
素子実装面と反対側の面に反射膜を設けることで形成さ
れるとともに上記素子実装面を赤外線の入射出面として
いる反射鏡とすることが、その形状の簡易さの点から製
造も容易となるが、回路基板を凹面を備えた第1基板
と、該凹面に嵌め込まれて第1基板と一体化されている
とともに素子が実装された第2基板とからなるものと
し、光学機能部は第1基板と第2基板の境界面で形成さ
れて光を反射する反射鏡としてもよく、この場合、より
高い反射率のものを確実に得ることができる。
【0027】回路基板の片面側と他面側とに異なる光学
機能を備えた光学機能部を夫々設けてもよく、集光と配
光制御の両方を行うものとすることなどができる。この
場合、回路基板の片面側に反射鏡を形成し、回路基板の
他面側にレンズを形成したり、回路基板の片面側に反射
鏡を形成し、回路基板の他面側にプリズムを形成したり
することが、やはり形状の簡易さの点から製造も容易と
なる。
【0028】素子は反射ラミネートによって封止してお
くと、光学効率を簡便に向上させることができる。
【0029】また、回路基板が素子の実装部に電極とし
ての対の突部を備えており、素子は該突部間に差し込ま
れているようにしておくと、素子の回路基板上の回路パ
ターンとの電気的接続及び素子の取り付けを簡単に行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例の斜視図である。
【図2】同上の反射膜の拡大断面図である。
【図3】同上の回路基板の製造工程を示す断面図であ
る。
【図4】同上の回路基板の他の製造工程を示す断面図で
ある。
【図5】他例の斜視図である。
【図6】さらに他例の斜視図である。
【図7】(a)(b)は同上の素子実装部の断面図である。
【図8】別の例の斜視図である。
【図9】さらに別の例の斜視図である。
【図10】他例の斜視図である。
【図11】さらに他例の斜視図である。
【図12】別の例の斜視図である。
【図13】同上の回路基板の製造工程を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 回路基板 3 反射鏡 21 発光素子 22 受光素子 23 回路パターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田 公明 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 神戸 祥明 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 松島 俊輔 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 2H037 AA01 BA02 BA11 CA38 DA03 DA12 5E338 BB75 CC01 CC10 EE22 5F041 CA74 CA77 DA20 DA26 DA55 DA83 EE23 EE25 5F088 EA09 HA05 HA09 JA03 JA06 LA01

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光または及び受光のための素子が取り
    付けられているとともに電気的回路が形成されている回
    路基板が、上記素子のための集光や反射や選択透過とい
    った光学機能部を一体に備えていることを特徴とする赤
    外線伝送素子。
  2. 【請求項2】 光学機能部は、回路基板における素子実
    装面と反対側の面に反射膜を設けることで形成されると
    ともに上記素子実装面を赤外線の入射出面としている反
    射鏡であることを特徴とする請求項1記載の赤外線伝送
    素子。
  3. 【請求項3】 回路基板は、凹面を備えた第1基板と、
    該凹面に嵌め込まれて第1基板と一体化されているとと
    もに素子が実装された第2基板とからなり、光学機能部
    は第1基板と第2基板の境界面で形成されて光を反射す
    る反射鏡であることを特徴とする請求項1記載の赤外線
    伝送素子。
  4. 【請求項4】 回路基板の片面側と他面側とに異なる光
    学機能を備えた光学機能部が夫々設けられていることを
    特徴とする請求項1〜3のいずれかの項に記載の赤外線
    伝送素子。
  5. 【請求項5】 回路基板の片面側に反射鏡が形成され、
    回路基板の他面側にレンズが形成されていることを特徴
    とする請求項4記載の赤外線伝送素子。
  6. 【請求項6】 回路基板の片面側に反射鏡が形成され、
    回路基板の他面側にプリズムが形成されていることを特
    徴とする請求項4記載の赤外線伝送素子。
  7. 【請求項7】 素子は反射ラミネートによって封止され
    ていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかの項に
    記載の赤外線伝送素子。
  8. 【請求項8】 回路基板は素子の実装部に電極としての
    対の突部を備えており、素子は該突部間に差し込まれて
    いることを特徴とする請求項1〜7のいずれかの項に記
    載の赤外線伝送素子。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010535415A (ja) * 2007-07-31 2010-11-18 リニューアブル・エナジー・コーポレーション・エーエスエー 太陽電池の裏面上にコンタクトを設ける方法、及び該方法によって設けられた接点を有する太陽電池
EP1521313A3 (en) * 2003-10-03 2010-12-29 Philips Lumileds Lighting Company LLC Integrated reflector cup for a light emitting device mount

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