光学器件、光学连接器、电子器件及电子仪器的制作方法

文档序号:8024120阅读:237来源:国知局
专利名称:光学器件、光学连接器、电子器件及电子仪器的制作方法
技术领域
本发明涉及光学器件和采用该光学器件的光学连接器和电子器件及电子仪器,特别适于家庭网络及车载网络用的AV(视听)仪器、安全仪器等电子仪器上使用。
背景技术
从前,把在基板上安装发光元件和受光元件的器件作为光学器件。该光学器件决定了发光元件和受光元件的位置以及发光元件的发光面和受光元件的受光面的方向。采用该光学器件的光学连接器,即使是完全相同的功能,光学连接器的形状也因用途及规格而异,所以,使与光学连接器的规格一致而必须设计、生产多种光学连接器,故存在成本高及生产效率差的问题。
本申请人在本发明中提出采用柔性基板作为解决该问题的措施,但采用从前下列柔性基板的安装技术。
从前采用的第1柔性基板的安装技术,是在柔性基板上安装多个传感器及IC等,在检出一定宽度的连接传感器中使用(例如,参照特开平4-184831号公报)。该连接传感器是把传感器的电子零件以每个规定间隔安装在带状柔性基板上,这些电源导线通用,同时电子零件通过软质合成树脂模塑,形成壳体,由此制成连接传感器的技术。该连接传感器电子零件具有以往的传感器或投光装置的功能,用软质合成树脂模塑,保护电子零件不受粉尘等破坏,使其功能不受损。
另外,采用现有的第2柔性基板的安装技术是把安装了半导体存储器的柔性基板,利用硅树脂覆盖的高密度安装技术(例如,参照特开2002-270733号公报)。
但是,在采用上述现有的第1、第2柔性基板的安装技术中,因把在柔性基板上安装的光学半导体元件(发光元件、受光元件)进行密封,故从光学半导体元件有效取光或有效进光的技术不能实现。
另外,作为电子器件,可以举出在柔性基板上安装树脂成型体的器件(例如,参照特开平9-102654号公报)。
在上述电子器件中,在柔性基板上,把预先用树脂密封的光学传感器通过焊接等,与柔性基板进行电连接后,通过注射成型,形成树脂以覆盖光学传感器与柔性基板的间隙以及柔性基板一部分。另外,把设置在柔性基板的配线图案上覆盖的树脂成型体的形状,向着配线图案突出方向,设置使树脂成型体的厚度逐渐变薄的保护突起。按照上述树脂成型体的技术,未设置树脂成型体的柔性基板区域,但是因为具有可挠性而容易弯曲,因配线图案部分向着其突出方向,设置使树脂成型体的厚度逐渐变薄的保护突起,所以,对配线图案局部不施加弯曲应力,故可以防止配线图案的断线。
然而,上述现有的电子器件的树脂成型体,把安装了光学传感器的柔性基板用注射成型模具夹住、加压后,通过填充热塑性树脂而制成的,其不是适于传递模塑成型技术。另外,一般在传递模塑成型技术成型时,由于模具的合模压力是注射成型时的模具的合模压力的数倍,故在进行传递模塑成型时,在模具合模时对柔性基板及配线图案施加的压力必须缓和。

发明内容
本发明的目的是提供一种发光元件和受光元件的配置自由度高的,对应于各种用途的通用性高的光学器件及采用该光学器件的光学连接器及电子仪器。
另外,本发明的又一目的是提供一种电子器件及采用该电子器件的电子仪器,其能够把不切断、损伤配线图案,而在柔性基板上安装的电子零件,采用传递模塑成型进行密封。
为了达到上述目的,本发明的光学器件,其特征在于,具有柔性基板;在上述柔性基板上以规定间隔安装的发光元件及受光元件;把上述发光元件进行密封的具有透光性的发光侧模塑树脂部;把上述受光元件进行密封的具有透光性的受光侧模塑树脂部。上述发光侧模塑树脂部和上述受光侧模塑树脂部分开配置,上述发光侧模塑树脂部与上述受光侧模塑树脂部之间具有可挠性。
按照上述构成的光学器件,在上述柔性基板上以规定间隔安装发光元件及受光元件,把上述发光元件进行密封的具有透光性的发光侧模塑树脂部和把受光元件进行密封的具有透光性的受光侧模塑树脂部分离、分开配置,发光侧模塑树脂部与受光侧模塑树脂部之间具有可挠性,所以,通过利用发光侧模塑树脂部与受光侧模塑树脂部之间的柔性基板可挠性,发光元件和受光元件的位置以及发光元件的发光面和受光元件的受光面的方向可任意设定。因此,发光元件和受光元件的配置自由度大,例如,当该光学器件在光学连接器上使用时,发光元件和受光元件的间隔可自由设定,能够实现对应于各种用途的通用性高的光学器件。
另外,在一实施方案中,具有在上述柔性基板上并且在上述发光元件和受光元件之间安装的控制用集成电路;把该控制用集成电路密封的集成电路侧模塑树脂部,该集成电路侧模塑树脂部,离开上述发光侧模塑树脂部及上述受光侧模塑树脂部分开配置,上述各模塑树脂部间具有可挠性。
按照上述实施方案,在上述柔性基板上并且在发光元件与受光元件之间安装控制用集成电路,该控制用集成电路用集成电路侧模塑树脂部进行密封,集成电路侧模塑树脂部从发光侧模塑树脂部及受光侧模塑树脂部分离、分开配置,由于各模塑树脂部间具有可挠性,故利用柔性基板的可挠性,即使改变发光元件和受光元件的位置以及发光元件的发光面和受光元件的受光面的方向,仍对发光元件与受光元件之间的控制用集成电路的影响小。另外,通过在上述柔性基板上且在上述发光元件与上述受光元件之间安装控制用集成电路,则信号配线的处理容易。
另外,在一实施方案中,上述柔性基板具有上述发光元件和上述受光元件配置在两侧的本体部;从该本体部的大致中央延伸,在前端部有外部连接端子的延伸部。
按照上述实施方案,具有与外部进行信号交接的外部连接端子的延伸部,从柔性基板本体部的大致中央延伸,同时,因在本体部的两侧,隔着夹持控制用集成电路,而配置发光元件和受光元件,所以,利用柔性基板的可挠性,即使发光元件和受光元件的位置以及发光元件的发光面和受光元件的受光面的方向发生改变,对延伸部的影响也小。另外,上述柔性基板延伸部的外部连接端子,当与外部连接时,无论延伸部向任何方向弯曲,则施加在本体部侧的发光元件和受光元件上的应力小,可靠性提高。
另外,在一实施方案中,上述柔性基板的上述延伸部,向着上述发光元件与上述受光元件连结线的略平行方向弯曲。
按照上述实施方案,由于柔性基板的延伸部向着上述发光元件与上述受光元件连结线的略平行方向弯曲,所以,整个柔性基板变小,制造时成本降低。
另外,在一实施方案中,在上述柔性基板的上述本体部与上述延伸部之间设置缺口。
按照上述实施方案,通过在上述柔性基板的本体部与延伸部之间设置缺口,在延伸部的外部连接端子连接外部时,延伸部的弯曲自由度扩大。
另外,在一实施方案中,在上述发光侧模塑树脂部和受光侧模塑树脂部中使用的上述具有透光性的模塑树脂为热固性树脂。
按照上述实施方案,通过在上述发光侧模塑树脂部和受光侧模塑树脂部的具有透光性的模塑树脂中使用热固性树脂,通过传递模塑成型,可以形成发光侧模塑树脂部和受光侧模塑树脂部,对元件及接合线等的应力减少,可靠性提高,同时,树脂固化变快,生产效率提高。另外,上述集成电路侧模塑树脂部中使用的模塑树脂也希望是热固性树脂。
另外,在一实施方案中,在上述发光侧模塑树脂部和受光侧模塑树脂部通过整体成型形成透镜。
按照上述实施方案,通过上述发光侧模塑树脂部和受光侧模塑树脂部形成的透镜,来自发光元件的光信号有效地向外侧取出,同时,从外部接收的光信号,可有效地进入受光元件。另外,通过整体成型形成透镜,故不需另外的制造透镜的工序,成本降低。
另外,在一实施方案中,在上述柔性基板的上述各模塑树脂部间安装电容元件、电阻元件及晶体振子中的至少一种。
按照上述实施方案,在柔性基板上由模塑树脂没有进行密封的区域,通过安装电容元件、电阻元件及晶体振子中的至少一种,可在柔性基板上构成必要的电路。
另外,在一实施方案中,在上述柔性基板上安装对作为受光元件的光电二极管和处理上述光电二极管信号的电路进行集成的半导体芯片。
按照上述实施方案,通过把对作为受光元件的光电二极管和处理上述光电二极管信号的电路进行集成的半导体芯片安装在柔性基板上,由于光电二极管及处理该光电二极管信号的电路既不分别进行安装也不分别进行信号连接,故生产效率及可靠性提高。
另外,本发明的光学连接器,其特征在于采用上述任何一种光学器件。
按照上述实施方案的光学连接器,发光元件与受光元件的配置自由度大的光学器件适用于各种式样的光学连接器,通过一种光学器件被多种光学连接器共用,可大幅降低成本。
另外,在一实施方案中,具有收容上述光学元件的上述柔性基板的至少上述本体部的壳体,上述柔性基板的上述本体部保持平面状态不变而配置在壳体内。
按照上述实施方案,光学元件的柔性基板的本体部保持平面状态不变而配置在壳体内,本体部不弯曲,安装上述发光元件的一侧与安装受光元件的一侧沿着同一平面形成,所以,发光元件与受光元件的间隔可唯一确立,故组装时的定位变得容易。
另外,在一实施方案中,具有收容上述光学元件的上述柔性基板的至少上述本体部的壳体,上述柔性基板的上述本体部,安装上述发光元件的一侧与安装受光元件的一侧分别在上述本体部的中央侧折返,并且上述发光元件的发光面与上述受光元件的受光面朝向同一方向外侧配置在壳体内。在此,柔性基板的折返是指以在柔性基板上不施加应力的曲率进行弯曲。
按照上述实施方案,安装上述发光元件的一侧与安装受光元件的一侧分别在上述本体部的中央侧折返,并且发光元件的发光面与受光元件的受光面朝向同一方向外侧,光学元件的柔性基板的本体部配置在壳体内,所以,根据柔性基板本体部的折返程度任意设定发光元件与受光元件的间隔。
另外,在一实施方案中,上述任何一种的光学器件的上述柔性基板的上述延伸部,优选相对上述本体部略呈直角弯曲。
按照上述实施方案,上述柔性基板的延伸部通过相对上述本体部略呈直角弯曲,由此提高光学连接器的安装性。
另外,本发明的电子仪器,其特征在于,使用上述任何一种光学连接器。
按照上述实施方案的电子仪器,通过采用具有对应于各种用途的通用性高的光学器件的光学连接器,可以谋求成本的大幅度下降。
另外,本发明的电子器件,其特征在于,包括柔性基板,其具有可挠性的基体基材、设在该基体基材一个面侧的第1配线图案和设在该基体基材另一个面侧的第2配线图案;与在上述柔性基板一个面侧上安装,并且与上述第1配线图案电连接的电子零件;在上述柔性基板一个面侧上设置的对上述电子零件进行密封的第1模塑树脂部;把上述柔性基板另一个面侧上设置的,至少对着上述电子零件的区域进行密封的第2模塑树脂部。上述第1模塑树脂部的外周边缘并且该外周边缘附近的区域,在上述柔性基板上表面没有上述第1配线图案,并且,在上述柔性基板表面与上述基体基材之间没有上述第1配线图案,在上述第2模塑树脂部的外周边缘并且该外周边缘附近的区域,在上述柔性基板表面没有上述第2配线图案,并且,在上述柔性基板表面与上述基体基材之间没有上述第2配线图案。在这里,所谓“电子零件”,是指与发光元件、受光元件及通信用IC等配线图案进行电连接的必要的零件。但又不限于这些,还包括电容元件及电阻元件等有源元件、晶体管等无源元件以及集成电路等零件。
按照上述构成的电子器件,第1模塑树脂部的外周边缘并且该外周边缘近旁的区域,在柔性基板表面上没有上述第1配线图案,并且,在柔性基板表面与基体基材之间无第1配线图案,第2模塑树脂部的外周边缘并且该外周边缘近旁的区域,上述柔性基板表面上没有上述第2配线图案,并且,在柔性基板表面与上述基体基材之间没有上述第2配线图案,由此,在传递模塑成型时,在第1、第2配线图案上不施加能切断、损伤第1、第2配线图案的模具的合模压力。即,在传递模塑成型时,在模具型腔外侧的柔性基板接触的平面部,围绕形成柔性基板的模塑树脂部区域外周的区域,用合模压力挤压,模具的型腔的端部在直线上与柔性基板碰触,在该柔性基板上施加的合模压力与型腔侧压力的压力变化大的边界(相当于第1、第2模塑树脂的外周边缘)和该边界近旁的区域,通过在模具与基体基材之间不形成第1、第2配线图案,在第1、第2配线图案上不施加能切断、损伤第1、第2配线图案模具的合模压力。因此,不切断、损伤配线图案,在柔性基板上安装的电子零件,能够通过传递模塑成型进行密封。
另外,在一实施方案中,上述第1配线图案中的由上述第1模塑树脂部进行密封的配线图案,与在上述第2配线图案中的由上述第2模塑树脂部没有进行密封的配线图案,通过通孔进行连接。
按照上述实施方案,上述第1配线图案中的由上述第1模塑树脂部进行密封的配线图案,与上述第2配线图案中的由上述第2模塑树脂部没有进行密封的配线图案,通过通孔进行连接,由此,连接在电子零件上的第1配线图案,通过通孔和第2配线图案而引出。
另外,在一实施方案中,在上述第1、第2模塑树脂部的外周部设置圆角。
按照上述实施方案,在上述第1、第2模塑树脂部的外周部设置圆角,由此,在传递成型时在柔性基板上施加的合模压力,从线状向面上分散,即使在第1、第2模塑树脂部以外的柔性基板区域上以不发生树脂泄漏的强压力进行合模,对柔性基板的应力也能够缓和。
另外,在一实施方案中,在上述第1、第2模塑树脂部的外周部与上述柔性基板之间设置增强材料。
按照上述实施方案,通过在上述第1、第2模塑树脂部的外周部与基体基材之间设置增强材料,在传递成型时,在柔性基板上施加的合模压力,从线状向面上分散,即使在第1、第2模塑树脂部以外的柔性基板区域上以不发生树脂泄漏的强压力进行合模,对柔性基板的应力也能够缓和。
另外,在一实施方案中,密封在上述第1模塑树脂部的上述电子零件,是光学半导体元件或含光学半导体元件的集成电路,上述第1模塑树脂部是由具有透光性的模塑树脂构成的,同时通过整体成型形成透镜。
按照上述实施方案,通过在具有透光性的模塑树脂构成的第1模塑树脂部上形成透镜,来自上述光学半导体元件的光学信号有效地向外部取出,或来自外部的光信号有效地进入到光学半导体元件。另外,由于通过整体成型形成透镜,故不需另外的制作透镜的工序,成本下降。
另外,在一实施方案中,上述第1、第2模塑树脂部使用的上述模塑树脂是热固性树脂。
按照上述实施方案,通过上述第1、第2模塑树脂部使用热固性树脂,通过传递模塑成型可以形成第1、第2模塑树脂部,电子零件及接合线等上的应力少,可靠性提高,同时树脂固化快,生产效率高。
另外,在一实施方案中,上述第1、第2模塑树脂部通过向上述柔性基板上设置的贯通孔中填充的模塑树脂而互相连接。
按照上述实施方案,因上述第1、第2模塑树脂部通过上述柔性基板上设置的贯通孔中填充的模塑树脂而互相连接,由于第1、第2模塑树脂部被形成一体化,故第1、第2模塑树脂部从两侧夹住柔性基板,从而可以防止第1、第2模塑树脂部的剥离,可靠性提高。
另外,本发明的电子仪器的特征在于,采用上述任何一种电子器件。
按照上述实施方案的电子器件,通过采用不切断、损伤配线图案并且在柔性基板上安装的电子零件,由传递模塑成型进行密封的电子器件,可以得到结构简单、可靠性高的电子仪器。
如上所示,按照本发明的光学器件,发光元件与受光元件的配置自由度高,发光元件与受光元件的间隔可自由地设定,能够实现能够对应于各种用途的通用性高的光学器件。
另外,按照本发明的光学连接器,发光元件与受光元件的配置自由度高的光学器件,适用于各种规格的光学连接器,通过一种光学器件被多种光学连接器共用,可以谋求成本的大幅度下降。
另外,按照本发明的电子仪器,通过采用能够对应于各种用途的通用性高的光学连接器,能够实现成本的大幅度下降。
另外,按照本发明的电子器件,能够实现通过采用不切断、损伤配线图案并且在柔性基板上安装的电子零件由传递模塑成型能够进行密封的电子器件。
另外,按照本发明的电子仪器,通过采用上述电子零件,能够实现结构简单、可靠性高的电子仪器。


通过以下的详细说明及附图,可以更加深刻地理解本发明。附图仅用于说明,不是对本发明进行限定。在附图中图1是本发明第1实施方案的电子器件之一例的光学器件的上面图。
图2是上述光学器件的侧面图。
图3是从图1的从III-III线看的剖面图。
图4是本发明第2实施方案的电子零件之一例的光学器件的剖面图。
图5是本发明第3实施方案的电子零件之一例的采用光学器件的光学连接器的上面模式图。
图6是本发明第4实施方案的电子零件之一例的采用光学器件的光学连接器的上面模式图。
具体实施例方式
下面通过图示的实施方案,更详细地说明本发明的光学器件、光学连接器、电子零件及电子仪器。
(第1实施方案)图1是本发明第1实施方案的电子器件之一例的光学器件的平面图,图2是从图1下方看的上述光学器件的侧面图。如图1所示,柔性基板1具有长方形的本体部1a;从该本体部1a的中央向侧面延伸,在本体部1a的长度方向弯曲的延伸部1b。在上述柔性基板1的延伸部1b的前端设置外部连接端子11。另外,上述柔性基板1包括具有可挠性的基体基材22(示于图3),在基体基材22的一个面侧设置第1配线图案(包括图3的电极部8A、9A),在基体基材22的另一个面侧设置第2配线图案(包括图3的电极部8B、9B)。上述柔性基板1的第1、第2配线图案的至少一种的一部分连接延伸部1b前端的外部连接端子11。例如,上述柔性基板1的第1配线图案,在一个面侧把发光元件2、受光元件3、通信用IC4进行电连接,第2配线图案,在另一个面侧把发光元件2及受光元件3与通信用IC4之间进行连接,通信用IC4和延伸部1b前端的外部连接端子11之间进行连接。还有,关于第2配线图案,发光元件或受光元件与外部连接端子之间也可进行连接。另外,在配线复杂的场合,第1配线图案也可以把通信用IC与延伸部1b前端的外部连接端子11进行连接。
另外,在上述柔性基板1的本体部1a的两短边近傍(长度方向的两端部),分别安装作为光学半导体元件之一例的发光元件2和受光元件3。在上述柔性基板1的本体部1a上并且在发光元件2与受光元件3之间安装作为控制用集成电路之一例的通信用IC4。在上述柔性基板1的本体部1a与延伸部1b的弯曲部分之间设置缺口20。另外,在上述受光元件3上采用光电二极管。
另外,如图2所示,在上述柔性基板1的本体部1a上安装的发光元件2,采用作为具有透光性的模塑树脂构成的第1模塑树脂部之一例的第1密封体6a进行密封,该第1密封体6a对柔性基板1,作为第2模塑树脂部之一例的第2密封体6b在对面侧形成。上述第1、第2密封体6a、6b,通过传递模塑成型形成整体,通过第1、第2密封体6a、6b构成发光侧模塑树脂部。
另外,对在上述柔性基板1的本体部1a上安装的受光元件3,采用作为具有透光性的模塑树脂构成的第1模塑树脂部之一例的第1密封体6c进行密封,该第1密封体6c对柔性基板1,作为第2模塑树脂部之一例的第2密封体6d在对面侧形成。上述第1、第2密封体6c、6d,通过传递模塑成型形成整体,利用第1、第2密封体6c、6d构成受光侧模塑树脂部。
另外,对在上述柔性基板1的本体部1a上安装的通信用IC 4,采用作为具有透光性的模塑树脂构成的第1模塑树脂部之一例的第1密封体6e进行密封,该第1密封体6e对柔性基板1,作为第2模塑树脂部之一例的第2密封体6f在对面侧形成。上述第1、第2密封体6e、6f,通过传递模塑成型形成整体,通过第1、第2密封体6e、6f构成集成电路侧模塑树脂部。
作为具有上述透光性的模塑树脂,采用填充了透明填料(例如硅石玻璃)的透光性环氧树脂,通过调整透明填料的填充量,使达到所希望的线膨胀系数。作为上述透光性的环氧树脂之一例,可以举出苯酚类固化环氧树脂及酸酐类固化环氧树脂等。
另外,如图2所示,发光元件2和受光元件3及通信用IC 4,通过传递模塑成型,分别用独立的第1密封体6a、6c、6e进行密封。在上述发光元件2的第1密封体6a上,把用于有效向外部取出光信号的透镜7形成整体,同时,在上述受光元件3的第1密封体6c上,把用于有效从外部取入接收光信号的透镜7形成整体。
另外,图3是从图1的III-III线看的剖面图,受光元件3侧的剖面,与图3所示剖面具有同样的构成。另外,通信IC 4侧的剖面,除透镜外,与图3所示剖面具有同样的构成。
如图3所示,柔性基板1通过粘接层21,在基体基材22的安装面侧形成作为第1配线图案之一例的电极部8A、9A。另外,在基体基材22的背面侧通过粘接层23,形成作为第2配线图案之一例的电极部8B、9B。另外,在该电极部8B、9B上通过粘接层24,形成保护层25。上述电极部8A与电极部8B,通过通孔12进行电连接,电极部9A与电极部9B,通过通孔12进行电连接。
在上述柔性基板1的安装面侧,发光元件2通过粘接层21和粘接层26,用管芯焊接进行安装。在上述柔性基板1上,在发光元件2两侧设置贯通孔10。在图3中,示出2个贯通孔10,但贯通孔10也可以设置3个或3个以上。另外,上述柔性基板1上的电极部8A、9A和发光元件2的电极,通过接合线5进行电连接。
上述第1、第2密封体6a、6b(第1、第2密封体6c、6d及第1、第2密封体6e、6f),在传递模塑成型时通过贯通孔10分别连接。上述柔性基板1的第1密封体6a(6c,6e),把与发光元件2、受光元件3、通信用IC4、接合线5及背面侧的配线部8B、9B进行电连接的通孔12进行密封。另一方面,在上述柔性基板1的背面形成的第2密封体6b(6d,6f),仅在通孔12未密封的内侧区域形成。
在上述第1实施方案中,作为发光侧模塑树脂部的第1、第2密封体6a、6b和作为受光侧模塑树脂部的第1、第2密封体6c、6d以及作为集成电路侧模塑树脂部的第1、第2密封体6e、6f,通过传递模塑成型同时形成,但发光侧模塑树脂部和受光侧模塑树脂部通过传递模塑,采用具有透光性的模塑树脂同时形成,集成电路侧模塑树脂部通过另外的传递模塑成型,采用不具有透光性的模塑树脂形成也可。
当采用该柔性基板1的结构时,在传递模塑成型时采用传递模塑成型模具进行合模时,如在模具直接接触的区域不设置配线部8A、9A、8B、9B及通孔12,则发光元件2、受光元件3及通信用IC 4的电极间的配线,以及各电极与外部连接端子11间的配线成为可能。
另外,上述第1密封体6a、6c、6e及第2密封体6b、6d、6f中使用的具有透光性的模塑树脂,与被密封的发光元件2、受光元件3、通信用IC 4、接合线5、电极8A、9A、及柔性基板1具有同等的线膨胀系数。因此,在密封后,密封后的收缩以及在操作温度环境中可靠性提高。
按照上述光学器件,在柔性基板1上发光元件2及受光元件3以规定的间隔安装,发光元件2及受光元件3用具有透光性的发光侧模塑树脂部(6a、6b)和受光侧模塑树脂部(6c、6d)进行密封,由此,利用密封发光元件2的发光侧模塑树脂部(6a、6b)和密封受光元件3的受光侧模塑树脂部(6c、6d)间的柔性基板1的可挠性,发光元件2及受光元件3的位置及发光元件2的发光面与受光元件3的受光面的方向可任意设定。因此,上述发光元件2及受光元件3的配置自由度大,当该光学器件用在光学连接器中时,发光元件2及受光元件3的配置可任意设定,能够实现对应于多种用途的通用性高的光学器件。
另外,在上述柔性基板1上并且在发光元件2及受光元件3之间设置通信用IC 4,该通信用IC 4,用集成电路侧模塑树脂部(6e、6f)密封,由此,利用柔性基板1的可挠性,发光元件2及受光元件3的位置或发光元件2的受光面及受光元件3的受光面的方向即使发生变化,对通信用IC 4的影响少,应力下降,可靠性提高。
另外,在上述柔性基板1的本体部1a的两侧配置发光元件2及受光元件3,具有与外部进行信号交接的外部连接端子11的延伸部1b,从本体部1a的大致中央延伸,故利用上述柔性基板1的可挠性,即使发光元件2和受光元件3的位置及发光元件2的发光面和受光元件3的受光面的方向发生变化,对延伸部1b的影响也小。另外,当上述柔性基板1的延伸部1b的外部连接端子11连接在外部时,延伸部1b即使在任何方向弯曲,则在本体部1a侧的发光元件2及受光元件3上施加的应力小,可靠性提高。
上述柔性基板1的延伸部1b,因为向着发光元件2及受光元件3的连接线大致平行的方向弯曲,所以,整个柔性基板1可以缩小,制造时成本降低。
另外,通过上述柔性基板1的本体部1a与延伸部1b之间设置的缺口20,延伸部1b的前端侧的外部连接端子11与外部连接时,延伸部1b的弯曲自由度大,该光学器件在壳体上组装时的组装性提高。对上述缺口的位置及形状未作限定,只要弯曲自由度大即可。
另外,上述发光侧模塑树脂部(6a、6b)和受光侧模塑树脂部(6c、6d)中使用的具有透光性的模塑树脂为热固性树脂,所以,通过传递模塑成型,可以形成发光侧模塑树脂部(6a、6b)和受光侧模塑树脂部(6c、6d),元件及接合线等的应力少,可靠性提高,同时树脂固化快,生产效率提高。
另外,通过在上述发光侧模塑树脂部的第1密封体6a上形成透镜7,来自发光元件2的光信号可有效地传至外部,另一方面,通过在上述受光侧模塑树脂部的第1密封体6c上形成透镜7,从外部接收的光信号可有效进入受光元件3。另外,通过整体成型形成透镜7,故不需另外的制造透镜的工序,成本下降。
还有,把作为受光元件3的光电二极管与处理光电二极管信号的电路集成的半导体芯片安装在柔性基板1上也可。此时,则不必分别安装或信号连接光电二极管与处理光电二极管信号的电路,故生产性及可靠性提高。
按照上述光学器件,作为第1模塑树脂部的第1密封体6a、6c、6e的外周边缘并且该外周边缘近傍的区域,在柔性基板1的表面上无配线图案,并且,在柔性基板1的表面与基体基材22之间无配线图案,作为第2模塑树脂部的第2密封体6b、6d、6f的外周边缘并且该外周边缘近傍的区域,在柔性基板1的表面上无配线图案,并且,在柔性基板1的表面与基体基材22之间无配线图案。即,上述第1密封体6a、6c、6e的尺寸加大,对此,上述第2密封体6b、6d、6f的尺寸变小,通过该封装尺寸之差,在柔性基板1上形成用第1密封体6a、6c、6e密封,而未用第2密封体6b、6d、6f密封的区域,通过通孔从该区域把配线图案(电极部8A、8B,电极部9A、9B),从第1密封体6a、6c、6e侧向第2密封体6b、6d、6f侧引出。由此,在传递模塑成型时对配线图案不施加模具的合模压力。因此,不切断、损伤配线图案,安装在柔性基板1上的电子零件(发光元件2、受光元件3及通信用IC 4)通过传递模塑成型而被密封。
另外,上述柔性基板1的一个面侧(安装发光元件2、受光元件3及通信用IC 4的一侧)上设置的第1配线图案中的由第1模塑树脂部(第1密封体6a、6c、6e)密封的电极部8A、9A,与通过上述柔性基板1的另一个面侧(未安装发光元件2、受光元件3及通信用IC 4的一侧)设置的第2配线图案中的由第2模塑树脂部(第2密封体6b、6d、6f)没有进行密封的电极部8B、9B,通过通孔12进行连接,由此,与电子零件连接的电极部8A、9A,通过通孔12和电极部8B、9B,可从第1模塑树脂部引出。
另外,在上述第1、第2模塑树脂部(6a~6f)的外周部通过设置圆角13,在传递模塑成型时施加在柔性基板1上的合模压力从线状向面上分散,第1、第2模塑树脂部(6a~6f)以外的柔性基板1区域上,即使采用不产生树脂泄漏的强压力进行合模,对柔性基板1的应力可得到缓和。
另外,通过由具有透光性的模塑树脂构成的第1模塑树脂部(6a~6f)上形成的透镜7,来自发光元件2的光信号可有效取出至外部,从外部受信的光信号可有效地取入受光元件3。另外,通过整体成型形成透镜7,因此,不需另外的制作透镜的工序,成本降低。
另外,因上述第1、第2模塑树脂部(6a~6f)的模塑树脂采用热固性树脂,故可通过传递模塑成型形成第1、第2模塑树脂部,电子零件及接合线等的应力减少,可靠性提高,同时通过树脂固化迅速,提高生产效率。
另外,上述第1、第2模塑树脂部(6a~6f),通过柔性基板1设置的贯通孔10中填充的模塑树脂互相连接,第1、第2模塑树脂部(第1、第2密封体6a、6b,第1、第2密封体6c、6d,第1、第2密封体6e、6f)被一体化,所以,第1、第2模塑树脂部从两侧夹住柔性基板1,从而可以防止第1、第2模塑树脂部的剝离等,可靠性提高。
另外,通过把不切断、损伤配线图案地安装在柔性基板1上的电子零件,采用通过传输成型进行密封的电子器件,可以用简单的结构得到可靠性高的电子仪器。特别是,上述光学器件适于家庭网络及车载网络用的AV(视听)仪器、保密仪器等电子仪器上使用。在这里,所谓“电子零件”,是发光元件、受光元件及通信用IC等配线图案和电连接的必要零件。但又不限于此,还包括电容元件及电阻元件等无源元件、晶体管等有源元件以及集成电路等零件。
(第2实施方案)图4是本发明第2实施方案的电子零件之一例的光学器件的剖面图,该第2实施方案的光学器件,除增强材料外,与第1实施方案的光学器件的构成同样,相同的构成部用同一符号,说明省略,采用图1、图2。
如图4所示,在与第1、第2模塑树脂部的第1、第2密封体6a、6b的柔性基板1连接的外周部,设置由硬质树脂(例如,聚酰亚胺膜)构成的增强材料14A、14B。还有,增强材料14A、14B也可采用类(ダミ一)金属等其他硬质材料。
上述第2实施方案的光学器件,在传递模塑成型时,在柔性基板1上施加的合模压力,产生从线状向面上分散的效果,对第1、第2模塑树脂部(第1、第2密封体6a、6b)以外的柔性基板1上即使不产生树脂泄漏进行合模,通过增强材料14A、14B,而使柔性基板1上的应力缓和。还有,在图1、图2所示的第1、第2密封体6c、6d及第1、第2密封体6e、6f中,同样在接触柔性基板1上的外周部设置增强材料14A、14B。
上述第2实施方案的光学器件,与第1实施方案的光学器件具有同样的效果。
(第3实施方案)图5是本发明第3实施方案的电子零件之一例的采用光学器件的光学连接器的上面模拟图。该第3实施方案的光学连接器,采用第1实施方案的光学器件,援用图1、图2。
上述第1实施方案的光学器件,如图2所示,发光元件2、受光元件3及通信用IC4,通过传递模塑成型,分别用独立的第1密封体6a、6c、6e进行密封,可以抑制树脂向非目的区域的泄漏。由此,在柔性基板1的露出区域上,用锡焊设置对发光元件2、受光元件3及通信用IC4作为必要的电容元件之一例的旁路电容15、电阻元件16及晶体振子17等。
该第3实施方案的光学连接器,如图5所示,在机壳30内,设置可插入设在光导纤维电缆前端部分光学插头的插座31、32,并收容光学器件(如图1、图2所示)。上述光学器件的柔性基板1的本体部1a,保持平面状态不变而设置在机壳30内。此时,上述光学器件的柔性基板1,通过本体部1a和延伸部1b的连接部分的弯曲部1c(示于图1)进行折曲,使本体部1a和延伸部1b略呈直角。然而,把发光元件2、受光元件3进行密封的第1密封体6a、6c的透镜7,配置在与插入插座31、32的光学插头进行光结合的位置。
采用该第3实施方案的光学器件的光学连接器,用在以光导纤维电缆作为介质的光通信装置中。该光通信装置采用通过光导纤维电缆连接的光学连接器,进行仪器间的数据通信。
上述柔性基板1上未用模塑树脂密封的露出区域上安装旁路电容15、电阻16及晶体振子17,由此,在柔性基板1上构成必要的电路。
按照上述光学连接器,发光元件2与受光元件3的配置自由度大的光学器件可在各种规格的光学连接器中使用,在多种光学连接器中同时使用一种光学器件,由此,可大幅度降低成本。
另外,使设置了上述发光元件2一侧与设置了上述受光元件3一侧沿着同一平面,光学器件的柔性基板1的本体部1a,保持平面状态不变而配置在壳体30内,故发光元件2与受光元件3的间隔可唯一确立,组装时的位置确定容易。
另外,上述柔性基板1的延伸部1b,对本体部1a略呈直角折曲,由此,提高光学连接器的安装性能。
(第4实施方案)图6是本发明第4实施方案的电子零件之一例的采用光学器件的光学连接器的上面模拟图。该第4实施方案的光学连接器,采用第1实施方案的光学器件,援用图1、图2。另外,与上述第3实施方案的光学连接器不同的是,柔性基板1的折曲。
该第3实施方案的光学器件,如图5所示,在柔性基板1的本体部1a的长度方向在直线上配置发光元件2、受光元件3及通信用IC4。反之,该第4实施方案示于图6的光学连接器,为使发光元件2、受光元件3与通信用IC4的方向相差180°,使柔性基板1的本体部1a的两侧弯曲而发生折曲。即,柔性基板1的本体部1a的安装发光元件2一侧与安装受光元件3一侧,分别在本体部1a的中央侧折返,发光元件2的发光面与受光元件3的受光面,面向同一方向外侧配置在壳体40内。
因此,分别密封了发光元件2、受光元件3的第1密封体6a、6c的透镜7,配置在与插入插座41、42的光学插头进行光结合的位置上。
采用该第4实施方案的光学器件的光学连接器,可在以光导纤维电缆作为介质的光通信装置中使用。
按照上述光学连接器,发光元件2与受光元件3的配置自由度大的光学器件可适用于各种规格的光学连接器,在多种光学连接器中共用一种光学器件,由此,可大幅度降低成本。
另外,使设置了上述发光元件2一侧与设置了上述受光元件3一侧分别在本体部1a的中央侧折返,并且,发光元件2的发光面与受光元件3的受光面作为同一方向面向外侧,柔性基板1的本体部1a,配置在壳体40内,所以,根据柔性基板1的本体部1a的折返程度,发光元件2与受光元件3的间隔可任意设定。
因此,按照上述第1~第4实施方案的光学器件,在柔性基板1上安装发光元件2与受光元件3,并且,采用具有透光性的模塑树脂密封发光元件2与受光元件3,由此,发光元件2与受光元件3的第1、第2密封体6a、6b可整体成型透镜,从而可以抑制树脂向密封体以外的柔性基板1上的泄漏。由此,形成密封体区域以外的柔性基板1上的区域的可挠性可以确保,例如,在制品光学连接器上的安装性能提高。
另外,由于可以抑制树脂向密封体形成区域以外的柔性基板1区域上的泄漏,故在传递模塑成型后,在密封体形成区域以外的柔性基板1区域上,例如,也可以通过锡焊,安装旁路电容等元件。
另外,在采用光导纤维电缆的光通信装置中,即使功能完全相同,光学连接器的形状也因用途而异,符合这种光学连接器的规格而设计、生产的多种光学器件,价格上是不利的。反之,采用本发明光学器件的光学连接器,由于在光送信部(送信侧插座31、41)和光受信部(受信侧插座32、42)的节距不同的多种光学连接器中,可共用一种光学器件,从而,能够实现大幅削减成本。
在上述第1~第4实施方案中,对作为电子器件的光通信中使用的光学器件进行了说明,但光学器件不限于此,具有发光元件和受光元件的光学传感器等器件也适用本发明。
另外,在上述第1~第4实施方案中,对采用两面型的柔性基板进行了说明,但多层型的柔性基板也适用。
另外,上述第1~第4实施方案的光学器件,用第1、第2密封体6a、6b构成发光侧模塑树脂部,用第1、第2密封体6c、6d构成受光侧模塑树脂部,用第1、第2密封体6e、6f构成集成电路侧模塑树脂部,但发光侧模塑树脂部、受光侧模塑树脂部及集成电路侧模塑树脂部,采用具有透光性的树脂仅在柔性基板的安装面侧进行密封即可。
另外,在上述第1~第4实施方案中,对作为电子零件的发光元件2、受光元件3及通信用IC4安装在柔性基板1上的光学器件作了说明,但电子零件不限于此,电容元件、电阻元件等无源元件或晶体管等有源元件或集成电路也是可以的。
另外,上述第1~第4实施方案的光学器件中,柔性基板1的延伸部1b,具有从本体部1a的中央延伸出来的构成,但又不限于此,位于发光元件2与受光元件3之间,本体部1a的延伸部1b的连接部分与两元件2、3,如是在密封的模塑树脂6a、6c之间具有可挠性的结构,则从偏离一种元件侧的位置延伸出来的结构也可。还有,即使在该场合,在对应于本体部1a的连接部分的位置,在其宽度范围内设置通信用IC4及树脂组件6e。
以上说明本发明的实施方案,显然对其作出种种变更也可。但这些变更不超出本发明的精神与范围,本技术领域的人员了解的变更也全部包括在下面的权利要求范围中。
权利要求
1.一种光学器件,其特征在于,其中包括柔性基板;在上述柔性基板上以规定间隔安装的发光元件及受光元件;把上述发光元件进行密封的具有透光性的发光侧模塑树脂部;把上述受光元件进行密封的具有透光性的受光侧模塑树脂部,上述发光侧模塑树脂部和上述受光侧模塑树脂部分开配置,在上述发光侧模塑树脂部与上述受光侧模塑树脂部之间具有可挠性。
2.按照权利要求1中记载的光学器件,其特征在于,其中包括在上述柔性基板上并且在上述发光元件与受光元件之间安装控制用集成电路和把该控制用集成电路密封的集成电路侧模塑树脂部,上述集成电路侧模塑树脂部与上述发光侧模塑树脂部及上述受光侧模塑树脂部分开配置,上述各模塑树脂部间具有可挠性。
3.按照权利要求2中记载的光学器件,其特征在于,上述柔性基板具有上述发光元件和上述受光元件配置在两侧的本体部;从该本体部的大致中央延伸,在前端侧有外部连接端子的延伸部。
4.按照权利要求3中记载的光学器件,其特征在于,上述柔性基板的上述延伸部,向着与上述发光元件和上述受光元件连结线略呈平行的方向弯曲。
5.按照权利要求3或4中记载的光学器件,其特征在于,在上述柔性基板的上述本体部与上述延伸部之间设置缺口。
6.按照权利要求1中记载的光学器件,其特征在于,上述发光侧模塑树脂部及上述受光侧模塑树脂部中使用的具有透光性的模塑树脂为热固性树脂。
7.按照权利要求1中记载的光学器件,其特征在于,在上述发光侧模塑树脂部及上述受光侧模塑树脂部,通过整体成型形成透镜。
8.按照权利要求1中记载的光学器件,其特征在于,上述柔性基板的上述各模塑树脂部间安装电容元件、电阻元件及晶体振子中的至少一种。
9.按照权利要求1中记载的光学器件,其特征在于,在上述柔性基板上安装把作为上述受光元件的光电二极管及处理上述光电二极管信号的电路进行集成的半导体芯片。
10.一种光学连接器,其中,采用权利要求1中记载的光学器件。
11.按照权利要求10中记载的光学连接器,其特征在于,其中包括把上述光学器件的上述柔性基板的至少上述本体部进行收容的壳体,上述柔性基板的上述本体部保持平面状态不变而配置在上述壳体内。
12.按照权利要求10中记载的光学连接器,其特征在于,其中包括把上述光学器件的上述柔性基板的至少上述本体部进行收容的壳体,上述柔性基板的上述本体部,使设置上述发光元件一侧与设置上述受光元件一侧分别在上述本体部的中央侧折返,并且,使上述发光元件的发光面与上述受光元件的受光面朝向同一方向外侧,而配置在上述壳体内。
13.按照权利要求11或12中记载的光学连接器,其特征在于,上述光学器件是权利要求3中记载的光学器件,上述光学器件的上述柔性基板的上述延伸部,相对上述本体部弯曲成略呈直角。
14.一种电子仪器,其特征在于,采用权利要求10中记载的光学连接器。
15.按照权利要求1中记载的光学器件,其特征在于,上述柔性基板具有可挠性的基体基材;设在该基体基材一个面侧的第1配线图案;和设在该基体基材另一个面侧的第2配线图案;上述发光元件及上述受光元件安装在上述柔性基板一个面侧上,同时与上述第1配线图案进行电连接;上述发光侧模塑树脂部与上述受光侧模塑树脂部具有设在上述柔性基板的一个面侧,分别密封上述发光元件及上述受光元件的第1密封体,与设在上述柔性基板另一个面侧,并且至少分别对着上述发光元件及上述受光元件的区域进行密封的第2密封体;同时,上述第1密封体的外周边缘并且该外周边缘近旁的区域,在上述柔性基板表面上没有上述第1配线图案,并且,在上述柔性基板表面与上述基体基材之间没有上述第1配线图案,上述第2密封体的外周边缘并且该外周边缘近旁的区域,在上述柔性基板表面上没有上述第2配线图案,并且,在上述柔性基板表面与上述基体基材之间没有上述第2配线图案。
16.按照权利要求15中记载的光学器件,其特征在于,上述第1配线图案中的由上述第1密封体进行密封的配线图案,与上述第2配线图案中的由上述第2密封体没有进行密封的配线图案,通过通孔进行连接。
17.按照权利要求15中记载的光学器件,其特征在于,在上述第1、第2密封体外周部设置圆角。
18.按照权利要求15中记载的光学器件,其特征在于,在上述第1、第2密封体外周部与上述柔性基板之间设置增强材料。
19.按照权利要求15中记载的光学器件,其特征在于,上述第1、第2密封体,通过向上述柔性基板上设置的贯通孔中填充的模塑树脂互相连接。
20.一种电子器件,其特征在于,其中包括具有可挠性的基体基材;设在上述基体基材一个面侧的第1配线图案和设在上述基体基材另一个面侧的第2配线图案的柔性基板;在上述柔性基板一个面侧安装的与上述表面与上述第1配线图案电连接的电子零件;在上述柔性基板另一个面侧安装,并且把上述电子零件进行密封的第1模塑树脂部;设在上述柔性基板另一个面侧,并且至少对着上述电子零件区域进行密封的第1模塑树脂部,上述第1模塑树脂部的外周边缘并且该外周边缘近旁的区域,在上述柔性基板表面上没有上述第1配线图案,并且,在上述柔性基板表面与上述基体基材之间没有上述第1配线图案,上述第2模塑树脂部的外周边缘并且该外周边缘近旁的区域,在上述柔性基板表面上没有上述第2配线图案,并且,在上述柔性基板表面与上述基体基材之间没有上述第2配线图案。
21.按照权利要求20记载的电子器件,其特征在于,上述第1配线图案中的由上述第1模塑树脂部进行密封的配线图案,与上述第2配线图案中的由上述第2模塑树脂部没有进行密封的配线图案,通过通孔加连接。
22.按照权利要求20记载的电子器件,其特征在于,在第1、第2模塑树脂部的外周部设置圆角。
23.按照权利要求20记载的电子器件,其特征在于,在第1、第2模塑树脂部的外周部与上述柔性基板之间设置增强材料。
24.按照权利要求20记载的电子器件,其特征在于,在上述第1模塑树脂部密封的上述电子零件是光半导体元件或具有光半导体元件的集成电路,上述第1模塑树脂部是由具有透光性的模塑树脂构成,同时,通过整体成型形成透镜。
25.按照权利要求20记载的电子器件,其特征在于,上述第1、第2模塑树脂部中使用的上述模塑树脂为热固性树脂。
26.按照权利要求20记载的电子器件,其特征在于,上述第1、第2模塑树脂部,通过向上述柔性基板上设置的贯通孔中填充的模塑树脂互相连接。
27.一种电子仪器,其特征在于,采用权利要求20记载的电子器件。
全文摘要
一种光学器件,在柔性基板(1)的本体部(1a)两侧以规定间隔设置发光元件(2)及受光元件(3)。上述发光元件(2)及受光元件(3)通过具有透光性的发光侧模塑树脂部(6a、6b)、受光侧模塑树脂部(6c、6d)进行密封。因此,利用柔性基板(1)的可挠性,发光元件(2)及受光元件(3)的位置以及发光元件(2)的发光面和受光元件(3)的受光面的方向可任意设定。在上述柔性基板(1)上并且在发光元件(2)与受光元件(3)之间设置通信用IC(4),该通信用IC(4)用集成电路侧模塑树脂部(6e、6f)进行密封。从上述柔性基板(1)的本体部(1a)的大致中央延伸,在前端部设置具有外部连接端子(11)的延伸部(1b)。
文档编号H05K1/18GK1763946SQ20051010844
公开日2006年4月26日 申请日期2005年10月8日 优先权日2004年10月5日
发明者名仓和人 申请人:夏普株式会社
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