(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において、前記発光素子及び受光素子を実装した第１集合基板及び第２集合基板と、前記両集合基板の封止樹脂部を収納する貫通穴を有する第１モールド体及び第２モールド体と、前記両素子の光路となるスリットを形成した第１スリット板及び第２スリット板とよりなり、前記第１集合基板及び第２集合基板には前記第１モールド体及び第２モールド体が接着され、前記第１モールド体及び第２モールド体には少なくともいずれか一方にモールド体の貫通穴を塞ぐように、前記スリット板が接着されて第１集合体及び第２集合体を形成し、前記第１集合体の発光素子と第２集合体の受光素子が対向し、且つ、所定のギャップを介したスリット位置が一致するように両集合体が接着されていることを特徴とするフォトインタラプタ。
【請求項２】
前記第１モールド体及び第２モールド体のうち受光側である第２モールド体のみにスリット板が接着されていることを特徴とする請求項1記載のフォトインタラプタ。
【請求項３】
前記第１モールド体及び第２モールド体の両方にそれぞれスリット板が接着されていることを特徴とする請求項1記載のフォトインタラプタ。
【請求項４】
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製造方法において、多数個取りする基板上の所定位置に複数の発光素子及び受光素子を実装する第１集合基板及び第２集合基板の実装工程と、前記第１集合基板及び第２集合基板上の封止樹脂部を収納する貫通穴を形成した第１モールド体及び第２モールド体の射出成形工程と、前記両素子の光路となるスリットを金属板にプレスまたはエッチング等の加工手段により形成した第１スリット板及び第２スリット板のスリット加工工程とよりなり、前記第１モールド体及び第２モールド体のギャップ面の貫通穴と、前記スリット板のスリットとが一致するように位置合わせして、第１スリット板及び第２スリット板の少なくともいずれか一方を接着する接着工程と、更に、前記スリット板と相反する側のモールド体の下面には、第１集合基板及び第２集合基板の封止樹脂部を貫通する貫通穴と位置合わせして接着する接着工程により、発光側又は受光側の第１集合体及び第２集合体を形成した後、該第１集合体及び第２集合体の発光素子と受光素子が対向し、且つ、所定のギャップを介したスリット位置が一致するように前記第１モールド体と第２モールド体の上面を重ね合わせて接着し一体化する接着工程と、該一体化集合体を１つの発光素子と受光素子を含むフォトインタラプタ単体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フォトインタラプタの製造方法。
【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及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ファクシミリ、プリンター、フロッピディスクドライブ等に、非接触で物体の有無を検出してスイッチング信号を得ることができるフォトインタラプタが広く使用されている。一般的なフォトインタラプタの構造は図１４に示すように、フォトインタラプタ１はケース２の対向する部分に発光素子３（例えば、赤外ＬＥＤ）と受光素子４（例えば、Ｐ−Ｔｒ）とを取り付け、発光素子３からの光をギャップＧを介して受光素子４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４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。
【０００３】
前記フォトインタラプタの構造において、前記ケース２はプラスチックのモールドで形成され、対向する素子収納部に発光素子３と受光素子４を収納した後、光軸の位置調整を行い、光軸が一致する位置を保持しながらエポキシ樹脂で前記素子収納部を封止し、固着したものであった。従って、モールド成形では検出精度を決める光軸及びスリットの精度を高めることが非常に困難であった。
【０００４】
そこで、前記スリット精度を向上するために金属のスリット板を用いたフォトインタラプタの製造方法の技術が特開平５−１１０１２９号公報に開示されている。図１５及び図１６にてその概要を説明する。
【０００５】
図１５はフォトインタラプタの斜視図、図１６は受発光側の両１次モールド体及びスリット板を２次モールド金型内にインサートした状態を示す断面図である。図において、リード端子５へ発光素子３又は受光素子４を搭載し、他方のリード端子６へ金線７でワイヤーボンディングし、熱硬化性の透光性樹脂８、例えば、エポキシ樹脂で注型又はトランスファーモールド方式により１次モールドした発光側透光樹脂体及び受光側透光樹脂体を形成する。
【０００６】
次に、金属板で光の通路となるスリット９ａを備えたスリット板９を形成する。該スリット板９には２次モールド金型へインサート成形するための折り曲げられたリード部９ｂを備えている。前記受発光側の１次モールド体とスリット板とを位置決めして２次モールド金型内へ挿入し、熱可塑性の遮光性樹脂１０、例えば、ポリフェニレンサルファイドで射出成形を行い、受光側透光樹脂体と発光側透光樹脂体とを一体化する。射出成形後、２次モールド金型より離型して、切断、分離して、図１５のような単体のフォトインタラプタ１１が得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したフォトインタラプタの製造方法には次のような問題点がある。前述のように、スリット９ａと曲げられたリード部９ｂを有するスリット板９を、熱硬化性樹脂で１次モールドした受発光側透光樹脂体のモールド面に沿うように接して、２次モールド金型に挿入して熱可塑性樹脂で射出成形して、遮光性樹脂体の２次モールドを行うため、モールド金型が複雑になると共に、またスリット板の曲げ精度も起因してモールド体のスリットの位置精度が低下する。また二度のモールド工程の加熱により受発光素子へ熱応力等のストレスが加わり信頼性に悪影響を及ぼす等の課題があった。
【０００８】
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、高精度、高分解能を実現し、小型で高寿命、高信頼性で生産性の優れた極めて安価なフォトインタラプタ及びその製造方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明におけるフォトインタラプタは、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において、前記発光素子及び受光素子を実装した第１集合基板及び第２集合基板と、前記両集合基板の封止樹脂部を収納する貫通穴を有する第１モールド体及び第２モールド体と、前記両素子の光路となるスリットを形成した第１スリット板及び第２スリット板とよりなり、前記第１集合基板及び第２集合基板には前記第１モールド体及び第２モールド体が接着され、前記第１モールド体及び第２モールド体には少なくともいずれか一方にモールド体の貫通穴を塞ぐように、前記スリット板が接着されて第１集合体及び第２集合体を形成し、前記第１集合体の発光素子と第２集合体の受光素子が対向し、且つ、所定のギャップを介したスリット位置が一致するように両集合体が接着されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記第１モールド体及び第２モールド体のうち受光側である第２モールド体のみにスリット板が接着されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記第１モールド体及び第２モールド体の両方にそれぞれスリット板が接着されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、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製造方法において、多数個取りする基板上の所定位置に複数の発光素子及び受光素子を実装する第１集合基板及び第２集合基板の実装工程と、前記第１集合基板及び第２集合基板上の封止樹脂部を収納する貫通穴を形成した第１モールド体及び第２モールド体の射出成形工程と、前記両素子の光路となるスリットを金属板にプレスまたはエッチング等の加工手段により形成した第１スリット板及び第２スリット板のスリット加工工程とよりなり、前記第１モールド体及び第２モールド体のギャップ面の貫通穴と、前記スリット板のスリットとが一致するように位置合わせして、第１スリット板及び第２スリット板の少なくともいずれか一方を接着する接着工程と、更に、前記スリット板と相反する側のモールド体の下面には、第１集合基板及び第２集合基板の封止樹脂部を貫通する貫通穴と位置合わせして接着する接着工程により、発光側又は受光側の第１集合体及び第２集合体を形成した後、該第１集合体及び第２集合体の発光素子と受光素子が対向し、且つ、所定のギャップを介したスリット位置が一致するように前記第１モールド体と第２モールド体の上面を重ね合わせて接着し一体化する接着工程と、該一体化集合体を１つの発光素子と受光素子を含むフォトインタラプタ単体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。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明におけるフォトインタラプタとその製造方法について説明する。図１及び図２は本発明の第１の実施の形態であり、図１はフォトインタラプタ単体の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。図において、従来技術と同一部材は同一符号で示す。
【００１４】
図１及び図２において、２０はフォトインタラプタであり、その構成は、導電パターンを形成した多数個取りする基板に、複数の発光素子３又は受光素子４をダイボンドした後、各素子と導電パターンとをボンディングワイヤー７でワイヤーボンディングし、チキソ性を有するエポキシ樹脂で樹脂封止した封止樹脂部２１を有する第１集合基板２２又は第２集合基板２３を形成する。
【００１５】
射出成形により、前記第１又は第２集合基板２２、２３に実装された封止樹脂部２１を収納する位置に貫通穴２４を形成した第１モールド体２５又は第２モールド体２６を形成する。
【００１６】
前記発光素子３又は受光素子４の光路となるスリット２７をプレス又はエッチング加工し、第１スリット板２８又は第２スリット板２９を形成する。
【００１７】
上記発光側又は受光側のそれぞれの集合基板、モールド体及びスリット板の３部材において、前記第１又は第２モールド体２５、２６のギャップ面側の貫通穴２４と前記スリット２７とが一致するように、第１又は第２スリット板２８、２９を接着剤３０にて接着し、前記第１又は第２スリット板２８、２９と相反する側の第１又は第２モールド体２５、２６の下面側の貫通穴２４に第１又は第２集合基板２２、２３に実装された封止樹脂部２１を収納し、第１又は第２集合基板２２、２３を接着剤３０にて接着して、発光側又は受光側の第１集合体３１又は第２集合体３２を形成する。該第１又は第２集合体３１、３２の発光素子３と受光素子４が対向し、且つ、所定のギャップＧを介してスリットの位置が一致するように前記第１又は第２モールド体２５、２６の上面を重ね合わせて接着剤３０にて接着することにより、前記２つの集合体３１、３２を一体化して一体化集合体を構成する。該一体化集合体を１つの発光素子３及び受光素子４を含む単体フォトインタラプタにダイシングにて切断、分離してフォトインタラプタ２０が完成される。
【００１８】
上記したフォトインタラプタ２０は、スリット板を発光側及び受光側の両方のモールド体に接着したが、高精度、高分解能を実現し、更に安価に製造するために、前記モールド体のいずれか一方で、受光側にのみ接着しても良いことは言うまでもない。
【００１９】
以下、前記フォトインタラプタ２０の製造方法について説明する。図３〜図１３は図１のフォトインタラプタの製造方法を示し、図３は発光素子又は受光素子の基板への実装工程を示す断面図、図４は図３の斜視図、図５はモールド体の射出成形工程の斜視図、図６はスリット板の加工工程の斜視図、図７はモールド体にスリット板を接着する接着工程の斜視図、図８は図７のＢ−Ｂ線断面図、図９は図７のスリット板付きモールド体に図３、図４に示す素子実装基板を接着する集合体接着工程の斜視図、図１０は図９のＣ−Ｃ線断面図、図１１は発光側集合体と受光側集合体とを対向して接着する一体化集合体工程の斜視図、図１２は図１１のＤ−Ｄ線断面図、図１３は一体化集合体をＸＹ方向にダイシングする切断、分離工程の斜視図である。
【００２０】
図３は基板上への発光素子の実装工程で、図３（ａ）で多数個取り（例えば、１０００個前後）する第１基板２２ａ（例えば、１００〜１２０ｍｍ角程度）上に所定の導電パターンを形成する。図３（ｂ）で発光素子３を前記第１基板２２ａ上に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。図３（ｃ）でボンディングワイヤー７にてワイヤーボンディングする。図３（ｄ）で前記発光素子３とボンディングワイヤー７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２１が形成され、第１集合基板２２が完成する。図４は第１集合基板２２の斜視図で、第１基板２２ａ上に発光素子３が所定のピッチで整然と実装されている状態を示す。
【００２１】
図５は第１モールド体の射出成形工程で、上面２５ｂと底面２５ａとは前記ギャップＧの略半分に相当する段差を設け、その平坦な底部２５ａに前記第１集合基板２２に形成した封止樹脂部２１を収納するように所定のピッチを保った貫通穴２４が並列に複数列配置され第１モールド体２５が射出成形で形成される。前記第１モールド体２５には後述する精度が要求されるスリットの形成を必要としないので、金型の製作も極めて容易であり、モールド体の共通化、大型化が実現できる。
【００２２】
図６はスリット板の加工工程で、スリット板２８は厚さが５０〜１００μｍ程度の金属板に、前記第１モールド体２５の貫通穴２４のピッチに一致する間隔でスリット２７をエッチング又はプレス抜きにより加工する。前記スリット幅は１００〜２００μｍレベルが容易で、しかも±５〜１０μｍレベルの高い精度が実現できる。スリット板２８は極薄の金属板のため高精度な加工が容易な上、前記スリット２７のバリ等の問題も発生しない。
【００２３】
図７はモールド体にスリット板を接着する工程で、第１スリット板２８の接着面にエポキシ系等の接着剤３０をマスクを使って必要箇所に印刷、塗布するか、又はシート状の接着剤３０を被着した後、前記第１モールド体２５に形成した貫通穴２４と、前記第１スリット板２８のスリット２７が一致するように位置合わせして、接着又は熱圧着することによりスリット板付き第１モールド体３３が精度良く一体化される。図８は図７のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２４】
図９はスリット板付き第１モールド体３３に第１集合基板２２を接着する工程で、前記スリット板２８と相反する側の第１モールド体２５の平坦な下面２５ｃに上記した接着手段により接着剤３０を被着した後、前記第１モールド体２５に形成した貫通穴２４と第１集合基板２２上に実装された発光素子３の封止樹脂部２１とを位置合わせして接着することにより、発光側の第１集合体３１が構成される。図１０は図９のＣ−Ｃ線断面図である。
【００２５】
以上、発光側の第１集合体３１の製造方法について説明したが、受光側の第２集合体３２についても同様であるので説明は省略する。
【００２６】
図１１は第１集合体と第２集合体を一体化する接着工程で、前記第１モールド体２５の平坦な上面２５ｂ又は第２モールド体２６の平坦な上面２６ｂのいずれか一方に上記した接着手段により接着剤３０を被着した後、前記発光側の第１集合体３１と受光側の第２集合体３２とを発光素子３と受光素子４が対向し、且つ、所定のギャップＧを介してスリット２７の位置が一致するようにして接着することにより一体化集合体３４が構成される。図１２は一体化集合体３４のＤ−Ｄ線断面図である。
【００２７】
図１３は一体化集合体３４を分割するダイシング工程で、１つの発光素子３及び受光素子４を含む単体フォトインタラプタに分割するため直交するＸ方向３５、Ｙ方向３６に沿って切断、分離するダイシングにより図１、図２に示すようなフォトインタラプタ２０が完成される。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基板、モールド体及びスリット板はいづれも１００〜１２０ｍｍ角程度の集合体で製造するので、１０００個前後の多数個取りが可能である。また、製造工程の大半は集合状態のままで進められるので製造コストは極めて安価である。
【００２９】
更に、受発光素子の樹脂封止はチキソ性を有するエポキシ樹脂を使用し、スクリーン印刷法等で行うので樹脂流れがなく、一般的なモールド工程で使用する封止枠等、副資材は一切必要とせず、工程の自動化が容易で環境にも優しい。
【００３０】
また更に、モールド体にはスリットが不要で貫通穴の精度はスリット程要求されず、金型が単純化され、モールド体の共通化が容易に実現できる。
【００３１】
また、スリット板は極薄の金属板であるのでスリット位置やスリット幅を高精度に加工でき、従来のようにプレス曲げ等不要でありエッチング加工、プレス抜き等が容易な上、スリットのバリ等の問題も発生しない。
【００３２】
また更に、それぞれの集合体の一体化は従来のように複雑な２次モールド金型を使用せず、接着剤をマスク印刷、塗布又はシート状の接着剤等による接着工程のため、一体化工程が容易で受発光素子の信頼性に悪影響を及ぼすことなく高精度が実現できる。
【００３３】
以上のように、超小型で、しかも高精度、高分解能を実現可能で、更に市場が要求している小型、ＳＭＤ及び高寿命、高信頼性のフォトインタラプタを、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】本発明の第１の実施の形態に係わるフォトインタラプタの斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】発光素子又は受光素子の基板上への実装工程を示す第１集合基板の断面図である。
【図４】図３の斜視図である。
【図５】第１モールド体の斜視図である。
【図６】第１スリット板の斜視図である。
【図７】モールド体にスリット板を接着したスリット板付き第１モールド体の斜視図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】図７のスリット板付きモールド体に集合基板を接着した第１集合体の斜視図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】発光側集合体と受光側集合体とを対向して接着した一体化集合体の斜視図である。
【図１２】図１１のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１３】一体化集合体をＸＹ方向にダイシングすることを示す一体化集合体の斜視図である。
【図１４】一般的なフォトインタラプタの回路構成図である。
【図１５】従来のフォトインタラプタの斜視図である。
【図１６】図１５のＥ−Ｅ線断面図である。
【符号の説明】
３  発光素子
４  受光素子
２０  フォトインタラプタ
２１  封止樹脂部
２２  第１集合基板
２３  第２集合基板
２４  貫通穴
２５  第１モールド体
２５ｂ  第１モールド体上面
２６  第２モールド体
２６ｂ  第２モールド体上面
２７  スリット
２８  第１スリット板
２９  第２スリット板
３０  接着剤
３１  第１集合体
３２  第２集合体
３３  スリット板付き第１モールド体
３４  一体化集合体
３５  Ｘ方向
３６  Ｙ方向
Ｇ  ギャップ
【図１】
0003792321.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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