(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子からの光をギャップを介して受光素子が受光して被検出物の有無を無接点で検出するフォトインタラプタの受発光素子間の前記ギャップに金属ボールを介在させて、このボールの位置によって２相出力からの信号により、方向、角度等を検知するチルトセンサーにおいて、
第１モールド体には、受光スリットをはさみ受光素子側の封止樹脂収納部と金属ボールを収納すると共に、前記ギャップとなるボール収納部が形成され、
第２モールド体には、前記受光スリットと対応する発光スリットと発光素子側の封止樹脂収納部が形成され、
前記第１モールド体の受光素子と第２モールド体の発光素子を対向させて、前記受光スリットと前記発光スリットが対応するように接着することにより前記ボール収納部を閉じ、
かつ、前記ボールを収納する前記第１モールド体及び前記第２モールド体の
モールド体表面に金属メッキ層を形成し、基板にグランド端子と接続する接続用パターンを配設し、この接続用パターンと前記第１モールド体及び前記第２モールド体のモールド体表面に形成した金属メッキ層との導通をとることを特徴とするチルトセンサー。
【請求項２】
発光素子からの光をギャップを介して受光素子が受光して被検出物の有無を無接点で検出するフォトインタラプタの受発光素子間の前記ギャップに金属ボールを介在させて、このボールの位置によって２相出力からの信号により、方向、角度等を検知するチルトセンサーの製造方法において、ガラスエポキシ樹脂等よりなる多数個取りする基板上に受光素子又は発光素子をダイボンド及びワイヤーボンドして実装する第１又は第２集合基板の実装工程と、前記第１又は第２集合基板の何れか一方の素子実装側の所定位置に基板のグランド端子と接続する接続用パターン及び外部接続用電極を形成するパターン形成工程と、前記第１又は第２集合基板上に実装された受光素子又は発光素子を封止する樹脂封止工程と、前記第１集合基板上の封止樹脂部を収納する収納部、受光スリット及び金属ボール収納部を形成した第１モールド体と、第２集合基板上の封止樹脂部を収納する収納部及び発光スリットを形成した第２モールド体のモールド体成形工程と、前記第１又は第２モールド体の表面に金属メッキ層を形成するメッキ工程と、前記第１又は第２集合基板に前記第１又は第２モールド体をそれぞれ接着して第１又は第２モールド接着体を形成するモールド体接着工程と、前記第１モールド接着体の金属ボール収納部に金属ボールを供給するボール供給工程と、前記第１モールド接着体と第２モールド接着体を位置合わせして貼り合わせる一体化工程と、前記一体化された集合体を個々のチルトセンサーに分割するダイシング工程とよりなることを特徴とするチルトセンサーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子機器等の方向、角度等を容易に検出するための光学的チルトセンサーに係わり、チルトセンサー及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等の民生用電子機器の傾きの検出にチルトセンサーが使用されている。図９は、従来の表面実装型チルトセンサーの斜視図である。その概要を説明する。
【０００３】
図９は、発光素子と受光素子で構成された既存のフォトインタラプタ２０の受発光素子間のギャップＧにモールド成形したモールド体４の中に金属ボール１を入れ、前記金属ボール１が動いて位置を変えることによって、２相出力からの信号により、方向、角度等を検知する構成になっている。
【０００４】
図１０は、一般的なフォトインタラプタの構成を示す説明図である。フォトインタラプタ２０は、ケース２１の対向する部分に発光素子３（例えば、赤外ＬＥＤ）と受光素子２（例えば、フォトトランジスタＰ−Ｔｒ）とを配設し、発光素子３からの光をギャップＧを介して受光素子２が受光するように構成されている。上記構成によりギャップＧ内に被検出物が入り光が遮断されると受光素子２側の出力が変化し、この出力変化をスイッチング信号として使用するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した表面実装型チルトセンサーには次のような問題点がある。即ち、金属ボールを収納するモールド体がプラスチックモールド体であるため表面に静電気が帯電し、その静電気のために内部の金属ボールが円滑に動く妨げとなり、検出の確実性が低下する。また、静電気対策として絶縁抵抗の低い成形材を選定するためコストアップになる等の問題があった。
【０００６】
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、製品の高信頼性、小型化及び安価な表面実装型チルトセンサー及びその製造方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明におけるチルトセンサーは、発光素子からの光をギャップを介して受光素子が受光して被検出物の有無を無接点で検出するフォトインタラプタの受発光素子間の前記ギャップに金属ボールを介在させて、このボールの位置によって２相出力からの信号により、方向、角度等を検知するチルトセンサーにおいて、
第１モールド体には、受光スリットをはさみ受光素子側の封止樹脂収納部と金属ボールを収納すると共に、前記ギャップとなるボール収納部が形成され、
第２モールド体には、前記受光スリットと対応する発光スリットと発光素子側の封止樹脂収納部が形成され、
前記第１モールド体の受光素子と第２モールド体の発光素子を対向させて、前記受光スリットと前記発光スリットが対応するように接着することにより前記ボール収納部を閉じ、
かつ、前記ボールを収納する前記第１モールド体及び前記第２モールド体の
モールド体表面に金属メッキ層を形成し、基板にグランド端子と接続する接続用パターンを配設し、この接続用パターンと前記第１モールド体及び前記第２モールド体のモールド体表面に形成した金属メッキ層との導通をとることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明におけるチルトセンサーの製造方法は、発光素子からの光をギャップを介して受光素子が受光して被検出物の有無を無接点で検出するフォトインタラプタの受発光素子間の前記ギャップに金属ボールを介在させて、このボールの位置によって２相出力からの信号により、方向、角度等を検知するチルトセンサーの製造方法において、ガラスエポキシ樹脂等よりなる多数個取りする基板上に受光素子又は発光素子をダイボンド及びワイヤーボンドして実装する第１又は第２集合基板の実装工程と、前記第１又は第２集合基板の何れか一方の素子実装側の所定位置に基板のグランド端子と接続する接続用パターン及び外部接続用電極を形成するパターン形成工程と、前記第１又は第２集合基板上に実装された受光素子又は発光素子を封止する樹脂封止工程と、前記第１集合基板上の封止樹脂部を収納する収納部、受光スリット及び金属ボール収納部を形成した第１モールド体と、第２集合基板上の封止樹脂部を収納する収納部及び発光スリットを形成した第２モールド体の成形工程と、前記第１又は第２モールド体の表面に金属メッキ層を形成するメッキ工程と、前記第１又は第２集合基板に前記第１又は第２モールド体をそれぞれ接着して第１又は第２モールド接着体を形成するモールド体接着工程と、前記第１モールド接着体の金属ボール収納部に金属ボールを供給するボール供給工程と、前記第１モールド接着体と第２モールド接着体を位置合わせして貼り合わせる一体化工程と、前記一体化された集合体を個々のチルトセンサーに分割するダイシング工程とよりなることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明における表面実装型チルトセンサーについて説明する。図１及び図２は本発明の実施の形態であり、図１は、表面実装型チルトセンサーの外観を示す斜視図である。図２は、図１の内部構造を示す断面図である。図において、従来技術と同一部材は同一符号で示す。
【００１０】
図１及び図２において、表面実装型チルトセンサーの構成は、ガラスエポキシ樹脂等よりなる２枚の基板５上に、それぞれ発光素子３（ＬＥＤ）及び受光素子２（Ｐ−Ｔｒ）がダイボンド及びワイヤーボンド実装され、封止樹脂部６で封止されている。前記受、発光素子間に金属ボール１が収納されたモールド体４が挟み込まれ接合されている。前記基板５の何れか一方の基板５の内側には、後述するモールド体の金属メッキ層と導通する接続用パターン７が形成されている。また、外側には外部接続用電極８が形成されている。前記モールド体４は２つの第１及び第２モールド体４Ａと４Ｂより構成され、両モールド体４Ａ、４Ｂのモールド表面には静電気の帯電防止のために金属メッキ層９（図中の太線部）が形成されている。
【００１１】
また、前記第１モールド体４Ａは、受光素子２の封止樹脂収納部４ａと受光スリット４ｃと金属ボール１を収納するボール収納部４ｅが形成され、第２モールド４Ｂは、発光素子の封止樹脂収納部４ｂと発光スリット４ｄが形成されている。前記２つのモールド体４Ａ、４Ｂの受光素子２と発光素子３を対向させ、受発光スリット４ｃ、４ｄが所定の位置になるように位置合わせして接着する。Ｂ−Ｂ線はその接合面である。
【００１２】
以上の構成により、モールド体４の表面に帯電した静電気は、金属メッキ層９が基板５のグランド端子へ接続された接続用パターン７に接触しているため導通をとることができ、静電気により金属ボール１の動きが妨げられることがない。従って、モールド体４内の金属ボール１は円滑に転がることが出来る。
【００１３】
上述したように、モールド体と基板との導通の取り方は、基板にグランド端子へ接続された接続用パターン（ランド）を設ける。このランドはモールド体と接続する部分であればどの位置に配置されても良い。モールド体にはモールド体と基板を接着するときにこのランドと接触する箇所に予め突起を作っておく。この突起はモールド体と基板を接着した際に基板のパターン等に吸収される程度の厚みとする。よって、基板とモールド体を圧着することによりモールド体とグランド端子との導通が図れる。
【００１４】
また、モールド体に突起部分を設けない場合は、接続用パターン又はモールド体の相当箇所に銀ペースト等の導電性接着剤等を塗布し、圧着を行うことにより導通をはかる。
【００１５】
上記２例を挙げたが、基板のグランド端子とモールド体の表面が最終的に導通が取れれば上記以外の方法でも良い。但し、何れの方法においても、基板のパターンがモールド体の金属メッキ層によりショートしないようにレジストやドライフィルム等で基板とモールド体の接着部分に配置されているパターンを保護するか、モールド体へのメッキ部分を限定する。上記実施の形態では、モールド体の表面を全面メッキするためレジストやドライフィルムで基板側でパターンの保護を行うものである。
【００１６】
次に、表面実装型チルトセンサーの製造方法について説明する。図３〜図８は表面実装型チルトセンサーの製造方法を示し、図３は、受光素子又は発光素子の集合基板への実装工程を示す断面図である。図４は、樹脂封止工程を示す断面図である。図５は、モールド体接着工程を示す断面図である。図６は、金属ボール供給工程の断面図である。図７は、第１及び第２モールド体の張り合わせする一体化工程を示す断面図である。図８は、個々の表面実装型チルトセンサーに分割するダイシング工程を示す断面図である。
【００１７】
図３において、それぞれの集合基板上に受光素子又は発光素子をダイボンド及びワイヤーボンドする実装工程は、多数個取りするそれぞれの第１及び第２集合基板５Ａ、５Ｂ上に所定の導電パターンを形成する。受光素子２又は発光素子３を所定のピッチを保って複数列を並列してダイボンドする。次に、ボンディングワイヤーにてワイヤーボンドする。
【００１８】
図４において、封止樹脂工程は、受光素子２、発光素子３及びボンディングワイヤーを保護するために、一般的なモールド工程で使用する封止枠を使用することなく、チキソ性を有するエポキシ樹脂をスクリーン印刷法等の手段により樹脂封止を行い封止樹脂部６が形成される。
【００１９】
次に、モールド体成形工程は、第１モールド体４Ａ（集合体）には、封止樹脂収納部４ａ及び受光スリット４ｃ及び金属ボール１のボール収納部４ｅ、第２モールド体４Ｂ（集合体）には、封止樹脂収納部４ｂ、発光スリット４ｄが所定のピッチを保って所定位置に複数列を並列して射出成形で形成する。
【００２０】
次に、メッキ工程は、前記第１モールド体４Ａ及び第２モールド体４Ｂの表面に金属メッキ層９を形成する。
【００２１】
図５において、集合基板とモールド体（集合体）の接着工程は、受光素子２を実装した第１集合基板５Ａの封止樹脂部６を第１モールド体４Ａの封止樹脂収納部４ａに収納されるように第１モールド体４Ａをモールド接着して第１モールド接着体１０を形成する。同様に、発光素子３を実装した第２集合基板５Ｂの封止樹脂部６を第２モールド体４Ｂの封止樹脂収納部４ｂに収納されるように第２モールド体４Ｂをモールド接着して第２モールド接着体１１を形成する。
【００２２】
図６において、ボール供給工程は、第１モールド体４Ａのボール収納部４ｅに金属ボール１を１個づつ一括供給する。
【００２３】
図７において、両モールド接着体を接合して一体化する一体化工程は、両モールド接着体１０及び１１の接合面Ｂ−Ｂのいずれか一方の平坦面に接着材を被着した後、発光素子３と受光素子２が対向して、所定のギャップを介して第１モールド体４Ａの発光スリット４ｃと第２モールド体４Ｂの受光スリット４ｄ等の位置合わせを行って接着することにより一体化集合体１２が形成される。図７においては、前述した接続用パターン７は第２モールド体４Ｂと第２集合基板５Ｂとの接着面側に形成されている。
【００２４】
図８において、ダイシング工程は、前記一体化集合体１２を発光素子３と受光素子２を含む単体の表面実装型チルトセンサーに分割するためのダイシングラインＣ−Ｃに沿って切断、分離する。
【００２５】
以上、製造工程の大半が集合状態のままで進められる。特に、モールド体表面に金属メッキ層が形成され、更に、モールド体と製品のグランド端子との導通を取ることによりモールド体表面の静電気の帯電を防止することが出来る。従って、金属ボールは円滑に転がることが出来る。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、製造工程の大半は多数個取りする集合体で製造するため、製造コストが極めて安価である。
【００２７】
また、静電気対策が施されているため、金属ボールの動きを円滑にすることが出来る。
【００２８】
また、市場が要求している超小型、高性能の表面実装型チルトセンサーを極めて安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる表面実装型チルトセンサーの外観を示す斜視図である。
【図２】図１の内部構造を示す断面図である。
【図３】本発明の表面実装型チルトセンサーの製造工程に係わり、集合基板に受、発光素子の実装工程を示す断面図である。
【図４】本発明の樹脂封止工程を示す断面図である。
【図５】本発明の第１集合基板に第１モールド体を接着するモールド接着工程の断面図である。
【図６】図５に金属ボールを供給するボール供給工程を示す断面図である。
【図７】本発明の両モールド体を貼り合わせて一体化集合体を形成する一体化工程を示す断面図である。
【図８】本発明の単体の表面実装型チルトセンサーに分割するダイシング工程を示す断面図である。
【図９】従来の表面実装型チルトセンサーの斜視図である。
【図１０】従来の一般的なフォトインタラプタの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１  金属ボール
２  受光素子（Ｐ−Ｔｒ）
３  発光素子（ＬＥＤ）
４  モールド体
４Ａ  第１モールド体
４Ｂ  第２モールド体
４ａ、４ｂ  封止樹脂収納部
４ｃ  受光スリット
４ｄ  発光スリット
４ｅ  ボール収納部
５  基板
５Ａ  第１集合基板
５Ｂ  第２集合基板
６  封止樹脂部
７  接続用パターン
８  外部接続用電極
９  金属メッキ層
１０  第１モールド接着体
１１  第２モールド接着体
１２  一体化集合体
Ｂ−Ｂ  接合面
Ｃ−Ｃ  ダイシングライン
【図１】
0003963578.tif 000002
【図２】
0003963578.tif 000003
【図３】
0003963578.tif 000004
【図４】
0003963578.tif 000005
【図５】
0003963578.tif 000006
【図６】
0003963578.tif 000007
【図７】
0003963578.tif 000008
【図８】
0003963578.tif 000009
【図９】
0003963578.tif 000010
【図１０】
0003963578.tif 000011