(57)【要約】【課題】気密性を高めてよりセンサの信頼性を高めることの可能な光学式測距センサを得る。【解決手段】発光素子２および受光素子３が搭載された第１のリードフレーム５と、発光素子２と対向して配置される発光レンズ２０と、受光素子３と対向して配置される受光レンズ１０とを有し、第１のリードフレーム５に接合される第２のリードフレーム６と、発光素子２と発光レンズ２０の発光素子２側の面２０ａとを一体に封止する第１の透光性樹脂体１１と、受光素子３と受光レンズ１０の受光素子３側の面１０ａとを一体に封止する第２の透光性樹脂体１２と、発光レンズ２０の発光素子２と反対側の面２０ｂと受光レンズ１０の受光素子３と反対側の面１０ｂとを除き、第１のリードフレーム５、第２のリードフレーム６、第１の透光性樹脂体１１および第２の透光性樹脂体１２を一体に封止する遮光性樹脂体９と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子および受光素子が搭載された第１のリードフレームと、
前記発光素子と対向して配置される発光レンズと、前記受光素子と対向して配置される受光レンズとを有し、前記第１のリードフレームに接合される第２のリードフレームと、
前記発光素子と前記発光レンズの前記発光素子側の面とを一体に封止する第１の透光性樹脂体と、
前記受光素子と前記受光レンズの前記受光素子側の面とを一体に封止する第２の透光性樹脂体と、
前記発光レンズの前記発光素子と反対側の面と前記受光レンズの前記受光素子と反対側の面とを除き、前記第１のリードフレーム、前記第２のリードフレーム、前記第１の透光性樹脂体および前記第２の透光性樹脂体を一体に封止する遮光性樹脂体と、
を備えることを特徴とする光学式測距センサ。
【請求項２】
前記遮光性樹脂体は、エポキシ樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学式測距センサ。
【請求項３】
前記発光レンズおよび前記受光レンズは、透光性エポキシ樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学式測距センサ。
【請求項４】
前記発光レンズおよび前記受光レンズは、ガラスで形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学式測距センサ。
【請求項５】
前記第１の透光性樹脂体および前記第２の透光性樹脂体は、低弾性率の応力緩和樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項に記載の光学式測距センサ。
【請求項６】
前記応力緩和樹脂は、シリコーンジャンクションコーティングレジンであることを特徴とする請求項５に記載の光学式測距センサ。
【請求項７】
前記第１のリードフレームは、前記発光素子と前記受光素子とが搭載される本体部と、前記本体部から前記発光レンズおよび前記受光レンズと離間する方向に延設される端子部と、を備えており、
前記本体部が、前記発光レンズおよび前記受光レンズと近接するように折曲形成されていることを特徴とする請求項１〜６のうち何れか１項に記載の光学式測距センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式測距センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、リードフレーム（第１のリードフレーム）に搭載された発光素子と受光素子のそれぞれを透光性樹脂によって封止するとともに、その透光性樹脂を高耐熱の遮光性樹脂で封止するようにした光学式測距センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１８１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術にあっては、発光素子と受光素子の夫々を封止して成る第１、第２樹脂形成体を遮光性樹脂で一体成形して第３樹脂形成体を形成し、その第３樹脂形成体上に発光レンズおよび受光レンズが形成されたレンズ板（第２のリードフレーム）を載置している。そして、そのレンズ板（第２のリードフレーム）の上側から別の遮光性樹脂をモールドして第４樹脂形成体を形成し、レンズ板（第２のリードフレーム）を第４樹脂形成体と第３樹脂形成体とで挟み込む構成となっている。そのため、センサの気密性が低下してしまう虞があった。
【０００５】
このように、センサの気密性が低下してしまうと、例えば塵埃や液体などの異物がセンサの内部に侵入してしまう可能性があり、センサの信頼性（耐環境性）を損ねてしまう虞がある。
【０００６】
そこで、本発明は、気密性を高めてよりセンサの信頼性を高めることの可能な光学式測距センサを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、発光素子および受光素子が搭載された第１のリードフレームと、前記発光素子と対向して配置される発光レンズと、前記受光素子と対向して配置される受光レンズとを有し、前記第１のリードフレームに接合される第２のリードフレームと、前記発光素子と前記発光レンズの前記発光素子側の面とを一体に封止する第１の透光性樹脂体と、前記受光素子と前記受光レンズの前記受光素子側の面とを一体に封止する第２の透光性樹脂体と、前記発光レンズの前記発光素子と反対側の面と前記受光レンズの前記受光素子と反対側の面とを除き、前記第１のリードフレーム、前記第２のリードフレーム、前記第１の透光性樹脂体および前記第２の透光性樹脂体を一体に封止する遮光性樹脂体と、を備えることを要旨とする。
【０００８】
本発明の第２の特徴は、前記遮光性樹脂体は、エポキシ樹脂で形成されていることを要旨とする。
【０００９】
本発明の第３の特徴は、前記発光レンズおよび前記受光レンズは、透光性エポキシ樹脂で形成されていることを要旨とする。
【００１０】
本発明の第４の特徴は、前記発光レンズおよび前記受光レンズは、ガラスで形成されていることを要旨とする。
【００１１】
本発明の第５の特徴は、前記第１の透光性樹脂体および前記第２の透光性樹脂体は、低弾性率の応力緩和樹脂で形成されていることを要旨とする。
【００１２】
本発明の第６の特徴は、前記応力緩和樹脂は、シリコーンジャンクションコーティングレジンであることを要旨とする。
【００１３】
本発明の第７の特徴は、前記第１のリードフレームは、前記発光素子と前記受光素子とが搭載される本体部と、前記本体部から前記発光レンズおよび前記受光レンズと離間する方向に延設される端子部と、を備えており、前記本体部が、前記発光レンズおよび前記受光レンズと近接するように折曲形成されていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、遮光性樹脂体によって第１のリードフレーム、第２のリードフレーム、第１の透光性樹脂体および第２の透光性樹脂体を一体に封止するようにしたので、センサの気密性を高めることができる。これにより、例えば塵埃や液体などの異物がセンサの内部に侵入してしまうのを抑制でき、センサの信頼性（耐環境性）を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる光学式測距センサの平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる光学式測距センサを示した図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる光学式測距センサのリードフレームを示した図であって、（ａ）は第１のリードフレームの断面図、（ｂ）は第２のリードフレームの断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかる光学式測距センサの成形方法を（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に追って示した説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態にかかる光学式測距センサを示した図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図７】光学式測距センサの比較図であって、（ａ）は第１実施形態にかかる光学式測距センサの正面図、（ｂ）は第２実施形態にかかる光学式測距センサの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【００１７】
[第１実施形態]
図１〜図５は、本発明の第１実施形態にかかる光学式測距センサ１を示した図である。光学式測距センサ１は、発光素子２から出射された光を対象物で反射させ、その反射させた光のスポット位置を受光素子３で検出することにより、対象物までの距離を測定するものである。そして、このような構成により、例えば対象物となる人体が、ある一定の距離まで近づくと省エネ状態にあった画面を復帰させるといった銀行のＡＴＭやパソコンのモニターなどに活用される。
【００１８】
本実施形態の光学式測距センサ１は、図３および図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第１のリードフレーム５と、第２のリードフレーム６と、第１の透光性樹脂体１１と、第２の透光性樹脂体１２と、遮光性樹脂体９と、を備えている。
【００１９】
第１のリードフレーム５には、発光素子２と、発光素子２から出射されて対象物で反射させた光を受光する受光素子３と、受光素子３から出力される信号を処理する信号処理部４とが搭載されている。
【００２０】
本実施形態では、受光素子３と信号処理部４とは互いに近接して配置されており、これら受光素子３と信号処理部４とはワイヤー７によって接続（ワイヤーボンディング）されている。一方、発光素子２は、受光素子３および信号処理部４とは離間して第１のリードフレーム５上に配置されている。
【００２１】
また、本実施形態の第１のリードフレーム５は、発光素子２、受光素子３および信号処理部４が実装される実装部５ａと、第２のリードフレーム６（の接合部６ｂ）に接合される接合部５ｂと、実装部５ａと接合部５ｂとを連結する連結部５ｃとを備えている。そして、図４（ａ）に示すように、本実施形態では、実装部５ａが接合部５ｂよりも一段下がって形成されており、連結部５ｃはその一段下がった実装部５ａの端部から斜め上方に立ち上がりつつ接合部５ｂの端部に接続している。
【００２２】
また、第１のリードフレーム５には、外部への接続端子となる複数の端子部８が設けられている。そして、その複数の端子部８が後述する遮光性樹脂体９によってモールドされた際に、その遮光性樹脂体９から外側に突出するようになっている（図１、図２参照）。
【００２３】
なお、発光素子２としては、例えば赤外発光ダイオードや赤外面発光レーザなどを用いることができる。また、受光素子３としては、例えば位置検出素子（ＰＳＤ：Position Sensitive Detector）やＣＭＯＳイメージセンサ（Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor）などを用いることができる。
【００２４】
第２のリードフレーム６は、第１のリードフレーム５と接合されるようになっており、第１のリードフレーム５との接合状態で、発光素子２と対向して配置される発光レンズ２０と、受光素子３と対向して配置される受光レンズ１０と、を備えている。
【００２５】
本実施形態では、第２のリードフレーム６は、図４（ｂ）に示すように、第１のリードフレーム５と略同様の断面形状を有している。そして、発光レンズ２０と受光レンズ１０とが形成される一段下がった実装部６ａと、第１のリードフレーム５（の接合部５ｂ）に接合される接合部６ｂと、これら実装部６ａと接合部６ｂとを連結する連結部６ｃとを備えている。
【００２６】
発光レンズ２０と受光レンズ１０とは、本実施形態では、透光性エポキシ樹脂によって形成されている。発光レンズ２０および受光レンズ１０は、例えば実装部６ａにレンズ用の一対の穴部が形成された第２のリードフレーム６を金型内に挿入するとともに、透光性エポキシ樹脂をその穴部に注入することで形成することができる。
【００２７】
なお、第２のリードフレーム６の材質は、第１のリードフレーム５の材質と同一とするのが好適である。こうすれば、周囲温度の変化などによって発光レンズ２０と受光レンズ１０の間の間隔が膨張あるいは収縮によって変化した場合に、発光素子２と受光素子３の間の膨張寸法あるいは収縮寸法と略同じにすることができるからである。このように、本実施形態では、第１と第２のリードフレーム５、６の材質を同一（例えば、鉄とニッケルの合金など）にしたので、光学式測距センサ１の測距精度を高めることができる。
【００２８】
第１の透光性樹脂体１１は、発光素子２と発光レンズ２０の発光素子２側の面２０ａとを一体に封止するように形成されている。
【００２９】
一方、第２の透光性樹脂体１２は、受光素子３と受光レンズ１０の受光素子３側の面１０ａとを一体に封止するように形成されている。
【００３０】
第１の透光性樹脂体１１および第２の透光性樹脂体１２は、低弾性率の応力緩和樹脂で形成されている。具体的には、本実施形態では、応力緩和樹脂としてシリコーンジャンクションコーティングレジン（以下、シリコーンＪＣＲと記載）を用いている。このシリコーンＪＣＲは、弾性率（ヤング率）が低く応力緩和機能に優れているという特性を有している。
【００３１】
このように、本実施形態では、第１の透光性樹脂体１１および第２の透光性樹脂体１２としてシリコーンＪＣＲを用いるようにしている。こうすることで、光学式測距センサ１の実装時などに発光素子２と発光レンズ２０および受光素子３と受光レンズ１０にかかる熱応力を吸収し、耐久性を高めることができるようにしている。
【００３２】
ここで、本実施形態では、上述した第１のリードフレーム５、第２のリードフレーム６、第１の透光性樹脂体１１および第２の透光性樹脂体１２を、遮光性樹脂体９によって一体に封止するようにしている。
【００３３】
遮光性樹脂体９は、本実施形態ではエポキシ樹脂により形成されている。具体的には、エポキシ樹脂に例えば着色することなどによって遮光性を有するように構成している。なお、透光性エポキシ樹脂によって形成される発光レンズ２０および受光レンズ１０は、例えば無色透明のエポキシ樹脂を用いることなどによって透光性を有するように構成することができる。
【００３４】
このように、本実施形態では、遮光性樹脂体９をエポキシ樹脂で形成したので、発光レンズ２０および受光レンズ１０をエポキシ樹脂で形成したことと相俟って、光学式測距センサ１の実装時における耐熱性を高めることができる。これにより、遮光性樹脂体９と発光レンズ２０および受光レンズ１０に、リフロー熱（２５０℃程度）に対する耐熱性を持たせることができ、リフローあるいはリフロー半田による実装を可能とすることができる。
【００３５】
なお、本実施形態では、応力緩和樹脂としてシリコーンＪＣＲを用いるようにしたが、これに限定されず、その他の樹脂を用いるようにしてもよい。この場合、遮光性樹脂体９よりも弾性率の低い応力緩和樹脂で第１の透光性樹脂体１１および第２の透光性樹脂体１２を形成するのが好適である。こうすれば、遮光性樹脂体９が熱応力によって歪んだとしても、その遮光性樹脂体９よりも弾性率の低い応力緩和樹脂で発光素子２と発光レンズ２０および受光素子３と受光レンズ１０をモールドすることができる分、それらの破損を抑制することができる。
【００３６】
次に図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照して、本実施形態にかかる光学式測距センサ１の製造方法を説明する。
【００３７】
先ずは、図５（ａ）に示すように、第１のリードフレーム５の接合部５ｂと第２のリードフレーム６の接合部６ｂとを接合する。このとき、第１のリードフレーム５と第２のリードフレーム６とは、上述したように実装部５ａ、６ａがそれぞれ接合部５ｂ、６ｂから一段下がって形成されているため、第１のリードフレーム５と第２のリードフレーム６との間には、間隙部２５が形成される。
【００３８】
次に、図５（ｂ）に示すように、発光素子２と発光レンズ２０の発光素子２側の面２０ａとを一体に封止するようにして間隙部２５に第１の透光性樹脂体１１を形成する。また、受光素子３と受光レンズ１０の受光素子３側の面１０ａとを一体に封止するようにして間隙部２５に第２の透光性樹脂体１２を形成する。
【００３９】
そして、図５（ｃ）に示すように、第１のリードフレーム５と第２のリードフレーム６および間隙部２５における第１の透光性樹脂体１１および第２の透光性樹脂体１２を遮光性樹脂体９によって一体に封止する。このとき、発光レンズ２０の発光素子２と反対側の面２０ｂと受光レンズ１０の受光素子３と反対側の面１０ｂとには遮光性樹脂体９がモールドされないようにする。
【００４０】
最後に、図３に示すように、遮光性樹脂体９の外側に露出した第１のリードフレーム５と第２のリードフレーム６の余剰部分を切断する。このとき、第１のリードフレーム５の複数の端子部８は、図１および図２（ａ）、（ｂ）に示すように、遮光性樹脂体９から外側に突出した状態となっている。
【００４１】
以上、説明したように、本実施形態の光学式測距センサ１によれば、遮光性樹脂体９によって第１のリードフレーム５、第２のリードフレーム６、第１の透光性樹脂体１１および第２の透光性樹脂体１２を一体に封止するようにしている。したがって、従来のように、遮光性樹脂体９に境界線が形成されなくなり、光学式測距センサ１の気密性を高めることができる。これにより、例えば塵埃や液体などの異物がセンサの内部に侵入してしまうのを抑制でき、センサの信頼性（耐環境性）を向上させることができる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、遮光性樹脂体９によってモールドする工程が１回ですむため、その分、従来と比べて製造工程や部品点数を削減できる。よって、低コスト化を図ることができる。
【００４３】
さらに、本実施形態によれば、第１の透光性樹脂体１１によって発光素子２と発光レンズ２０の発光素子２側の面２０ａとを一体に封止し、第２の透光性樹脂体１２によって受光素子３と受光レンズ１０の受光素子３側の面１０ａとを一体に封止するようにしている。そのため、従来のように、遮光性樹脂体９に光路となる開口を設ける必要がなくなり、その分、製造作業を簡素化することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、遮光性樹脂体９をエポキシ樹脂で形成したので、光学式測距センサ１の実装時における耐熱性を高めることができる。換言すると、遮光性樹脂体９に、リフロー熱（２５０℃程度）に対する耐熱性を持たせることができ、リフローあるいはリフロー半田による実装を可能とすることができる。
【００４５】
さらに、本実施形態では、第１の透光性樹脂体１１および第２の透光性樹脂体１２が、低弾性率の応力緩和樹脂で形成されている。そのため、光学式測距センサ１の実装時などに発光素子２と発光レンズ２０および受光素子３と受光レンズ１０にかかる熱応力を吸収することができ、これらの耐久性を高めることができる。
【００４６】
さらにまた、本実施形態では、応力緩和樹脂としてシリコーンＪＣＲ（シリコーンジャンクションコーティングレジン）を用いたので、熱応力に対する耐久性をより一層高めることができる。
【００４７】
また、本実施形態では、発光レンズ２０および受光レンズ１０を透光性エポキシ樹脂で形成している。そのため、遮光性樹脂体９をエポキシ樹脂で形成したことと相俟って、光学式測距センサ１の実装時における耐熱性を高めることができ、リフローあるいはリフロー半田による実装を可能とすることができる。
【００４８】
[第２実施形態]
図６（ａ）、（ｂ）および図７（ｂ）は、本発明の第２実施形態を示した図であり、上記第１実施形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとする。
【００４９】
本実施形態の光学式測距センサ１Ａが、上記第１実施形態の光学式測距センサ１と主に異なる点は、第１のリードフレーム５の実装部（本体部）５ａが発光レンズ２０および受光レンズ１０と近接するように折曲形成されていることにある。
【００５０】
具体的には、図７（ｂ）に示すように、本実施形態にあっても、第１のリードフレーム５は、発光素子２と受光素子３とが搭載される本体部としての実装部５ａを備えている。そして、その実装部５ａから発光レンズ２０および受光レンズ１０と離間する方向に複数の端子部８が延設されている。
【００５１】
ここで、本実施形態にあっては、少なくとも遮光性樹脂体９によって第１と第２のリードフレーム５、６および第１と第２の透光性樹脂体１１、１２を一体に封止する前に、実装部５ａを発光レンズ２０および受光レンズ１０側に折曲形成するようにしている。
【００５２】
複数の端子部８は、実装部５ａが折曲形成されることによってその先端部が発光レンズ２０および受光レンズ１０と近づく方向に持ち上がることとなる。
【００５３】
そして、実装部５ａが発光レンズ２０および受光レンズ１０側に折曲された第１のリードフレーム５、第２のリードフレーム６、第１の透光性樹脂体１１および第２の透光性樹脂体１２を遮光性樹脂体９によって一体に封止して光学式測距センサ１Ａが形成される。
【００５４】
以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、第１のリードフレーム５の実装部（本体部）５ａを発光レンズ２０および受光レンズ１０と近接するように折曲形成するようにしている。そのため、図７（ａ）に示す上記第１実施形態の光学式測距センサ１と比べて、端子部８の先端部が持ち上がる分センサの高さを低くすることができ、光学式測距センサ１Ａの低背化および小型化が可能となる。
【００５６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
【００５７】
例えば、上記各実施形態では、発光レンズ２０および受光レンズ１０をエポキシ樹脂で形成するようにしたが、発光レンズ２０および受光レンズ１０をガラスで形成するようにしてもよい。
【００５８】
ガラスは、エポキシ樹脂と比べて透過率が高いため、センサの測距精度を高めることができるという利点がある。また、エポキシ樹脂と同様にセンサの実装時における耐熱性を高めることができるため、リフローあるいはリフロー半田による実装を可能とすることができる。さらに、エポキシ樹脂と比べてガラスは劣化し難いため、発光レンズ２０および受光レンズ１０の耐久性を高めることができ、センサの信頼性（耐環境性）をより向上させることができる。
【００５９】
また、第１のリードフレームや第２のリードフレーム、その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜に変更可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１    光学式測距センサ
２    発光素子
３    受光素子
５    第１のリードフレーム
５ａ  実装部（本体部）
６    第２のリードフレーム
８    端子部
９    遮光性樹脂体
１０  受光レンズ
１０ａ  受光レンズの受光素子側の面
１０ｂ  受光レンズの受光素子と反対側の面
１１  第１の透光性樹脂体
１２  第２の透光性樹脂体
２０  発光レンズ
２０ａ  発光レンズの発光素子側の面
２０ｂ  発光レンズの発光素子と反対側の面
【図１】
2014081284.tif 000003
【図２】
2014081284.tif 000004
【図３】
2014081284.tif 000005
【図４】
2014081284.tif 000006
【図５】
2014081284.tif 000007
【図６】
2014081284.tif 000008
【図７】
2014081284.tif 000009