CN1901235A - 面安装型光电断路器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种面安装型光电断路器，在搭载发光元件(10)和受光元件(15)的绝缘基板(2)上粘着封装所述发光元件的透明的一次模体和封装所述受光元件的透明的一次模体，在所述绝缘基板上形成对所述发光元件和所述受光元件的端子电极(20、23、26、29)，而且，在所述绝缘基板的上面粘着在所述绝缘基板(2)中的副绝缘基板(4)的上面，用环氧树脂等的透明合成树脂分别在所述一方的贯通孔(5a)的部分中，粘合地形成封装所述发光元件(10)的一次模体(30)，在所述另一方的贯通孔(5b)的部分中，粘合地形成封装所述受光元件(15)的一次模体(31)。横切所述间隙沟时到达所述受光元件，使面安装型光电断路器小型化·轻量化。
Description
技术领域
本发明涉及在具有发光元件和受光元件，检测在它们之间有无被检测物的面安装型光电断路器中，以用透明合成树脂制的一次模体分别封装发光元件和受光元件两者，用不透明合成树脂制的二次模体一起封装这两个一次模体的方式而构成的面安装型光电断路器及其制造方法。
背景技术
在现有技术中，对于这种光电断路器来说，例如，如专利文献1等中记载的那样，构成为：用透明合成树脂制的一次模体封装搭载在金属板制的发光侧引线端子上的发光元件的部分，另一方面，同样用透明合成树脂制的一次模体封装搭载在金属板制的受光侧引线端子上的受光元件的部分，在以来自发光元件的光向着受光元件的方式使这两个一次模体相互相向地合在一起的状态中，用不透明合成树脂制的二次模体，在该二次模体中在发光元件和受光元件之间的部分上设置有被检测物通过的间隙沟，一体地封装这两个一次模体。
专利文献1：日本特开平6-350129号专利公报
但是，在上述的现有技术构成的光电断路器中，存在着由于使用金属板制的引线端子，使得重量和制造成本大幅度上升那样的问题。
而且，当将其构成为面安装型时，因为形成使各引线端子从二次模体突出，将它们焊接在印刷电路基板等上的形态，所以只因上述各引线端子从二次模体突出而导致大型化，换句话说，还存在着导致大幅度地增加大型化那样的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种解决这些问题的面安装型光电断路器及其制造方法。
为了解决上述技术课题，本发明中的面安装型光电断路器的第一方面的特征在于：
“构成为在绝缘基板的上面，搭载发光元件和受光元件，并且粘着封装上述发光元件的由透明合成树脂构成的一次模体和封装上述受光元件的由透明合成树脂构成的一次模体，另一方面，在上述绝缘基板的侧面和下面中的至少一方上，形成对上述发光元件的端子电极和对上述受光元件的端子电极，而且，在上述绝缘基板的上面，粘着一起封装上述发光元件的一次模体和上述受光元件的一次模体两者的由不透明合成树脂构成的二次模体，在该二次模体中在上述发光元件的一次模体和上述受光元件的一次模体之间的部位上，设置被检测物通过的间隙沟，来自上述发光元件的光在横切上述间隙沟后到达上述受光元件”。
这样，因为通过在绝缘基板的上面，搭载发光元件和受光元件，并且粘着封装上述发光元件的由透明合成树脂构成的一次模体和封装上述受光元件的由透明合成树脂构成的一次模体，而且，粘着一起封装上述发光元件的一次模体和上述受光元件的一次模体两者的由不透明合成树脂构成的二次模体，所以能够废止在现有技术的光电断路器中使用的金属板制的引线端子，从而能够达到大幅度地轻量化和低成本化的目的。
除此以外，因为通过在上述绝缘基板的侧面和下面中的至少一方，形成对上述发光元件以及受光元件的端子电极，所以能够将这些各端子电极焊接在印刷电路基板等上，因此，不会如现有技术那样使引线端子从二次模体突出，换句话说，不会导致大型化而能够构成为面安装型。
这时，在本发明第二方面中，能够形成为在上述二次模体中，在该间隙沟的两内壁面上，设置光的通过孔，分别在发光元件的一次模体中设置使来自发光元件的光折射成向着上述通过孔的方向的倾斜反射面，在受光元件的一次模体中设置使来自上述通过孔的光折射成向着受光元件的方向的倾斜反射面。
因此，在绝缘基板的上面搭载发光元件和受光元件的形态中，因为从上述发光元件到达受光元件的光，能够利用两个倾斜反射面可靠地横切间隙沟，所以具有能够提高在上述间隙沟内是否存在被检测物的检测精度的优点。
此外，在本发明第三方面中，能够形成为在上述二次模体中，在上述发光元件的一次模体和受光元件的一次模体之间的部分上，具有遮光部。
因此，因为能够用遮光部减少不横切上述间隙沟而从发光元件直接泄漏到受光元件侧的光，所以能够进一步提高检测精度。
而且，此外，在本发明第四方面中，通过形成为绝缘基板是层积两块以上的层积体的构成，使得上述绝缘基板，因为由于该绝缘基板是多块的层积构造而能够可靠地减少由外力或者热负载等引起的应力变形，所以，能够避免由上述绝缘基板的应力变形而引起的检测精度的低下。
下面，本发明第五方面的制造方法，在第一局面中，其特征在于，包括：“在绝缘基板的上面，并列地搭载发光元件和受光元件，另一方面，在上述绝缘基板的侧面和下面中的至少一方，形成对上述发光元件的端子电极和对上述受光元件的端子电极的步骤；
在上述绝缘基板的上面，在将一次成形用模具压在该面上的状态下，形成封装上述发光元件的由透明合成树脂制成的一次模体的步骤；
在上述绝缘基板的上面，在将一次成形用模具压在该面上的状态下，形成封装上述受光元件的由透明合成树脂制成的一次模体的步骤；和
在上述绝缘基板的上面，在将二次成形用模具压在该面上的状态下，形成一起封装上述发光元件的一次模体和上述受光元件的一次模体两者的由不透明合成树脂构成的二次模体的步骤，而且，进一步包括：
在形成上述二次模体的步骤中，在该二次模体中，在上述发光元件的一次模体和上述受光元件的一次模体之间的部位上，设置被检测物通过并且从上述发光元件向着受光元件的光横切的间隙沟和光通过孔的步骤”。
然而，在现有技术的光电断路器中，如上述专利文献1中记载的那样，当对发光元件的一次模体和对受光元件的一次模体成形时，因为必须使用从左右两侧夹着引线端子的二分割型的成形用模具，而且，当二次模体成形时，必须使用四分割型的成形用模具，所以成形用模具具有复杂的构造，并且其一次成形所需的时间变长。
与此相对，当根据上述第一局面的制造方法时，通过使用压在上述绝缘基板上的简单构成的一次成形用模具和二次成形用模具，而能够容易地低成本地制造上述第一方面所述构成的光电断路器。
此外，本发明中第六方面的制造方法，在第二局面中，其特征在于，包括：
“制造并列多个绝缘基板并使它们一体化的素材基板的步骤；
在上述素材基板中的上面中在上述各绝缘基板的地方，并列地搭载发光元件和受光元件，另一方面，在上述素材基板中的上述各绝缘基板的各个上形成对上述发光元件以及受光元件的端子电极的步骤；
在上述素材基板中的上面中在上述各绝缘基板的地方，在将一次成形用模具压在该地方上的状态下，形成封装上述发光元件的透明合成树脂制的一次模体的步骤；
在上述素材基板中的上面中在上述各绝缘基板的地方，在将一次成形用模具压在该地方上的状态下，形成封装上述受光元件的透明合成树脂制的一次模体的步骤；和
在上述素材基板中的上面中在上述各绝缘基板的地方，在将二次成形用模具压在该地方上的状态下，形成一起封装上述发光元件的一次模体和上述受光元件的一次模体两者的由不透明合成树脂构成的二次模体的步骤，而且，进一步包括：
在形成上述二次模体的步骤中，在该二次模体中在上述发光元件的一次模体和上述受光元件的一次模体之间的部位上，用设置在上述二次成形用模具中的中子型设置并形成被检测物通过并且从上述发光元件向着受光元件的光横切的间隙沟和光通过孔的步骤，其次，包括：
将上述素材基板切断成上述各绝缘基板中的每一块的步骤。”
当根据该制造方法时，因为能够同时从一块素材基板制造多个上述第一方面所述构成的光电断路器，所以能够进一步降低制造成本。
特别是，在本发明的制造方法中，在本发明第七方面中，当将二次成形用模具压在绝缘基板上时，与上述发光元件的一次模体和上述受光元件的一次模体中的倾斜反射面相接，将上述发光元件的一次模体和上述受光元件的一次模体两者压在该二次成形用模具中形成二次模体中的间隙沟和光通过孔的中子型上。
因此，当由不透明合成树脂形成二次模体时，因为在上述两个一次模体中上述间隙沟的内面粘合在上述中子型上，所以能够可靠地避免在该间隙沟中的光通过孔内的部分中，发生上述不透明合成树脂形成薄的膜状毛刺(burr)，从而能够制造光透过性卓越的，即检测精度高的光电断路器。
此外，在本发明的制造方法中，在本发明第八方面中，用一个一次成形用模具同时形成发光元件的一次模体和受光元件的一次模体。
因此，因为能够使一次成形用模具具有更简单的构造，所以能够使成本降得更低。
附图说明
图1是表示根据本发明的实施方式的面安装型光电断路器的正面图。
图2是图1的平面图。
图3是图1的左侧面图。
图4是图1的底面图。
图5是表示根据本发明的实施方式的面安装型光电断路器的纵向截断正面图。
图6是图5的VI-VI线的平剖面图。
图7是图5的VII-VII线的剖面图。
图8是图5的VIII-VIII线的剖面图。
图9是在制造上述光电断路器中使用的主素材基板和副素材基板的立体图。
图10是图9的X-X线的放大剖面图。
图11是图9的XI-XI线的放大剖面图。
图12是表示第一步骤的立体图。
图13是图12的XIII-XIII看的放大剖面图。
图14是表示第二步骤的剖面图。
图15是表示第三步骤的剖面图。
图16是图15的XVI-XVI线的剖面图。
图17是表示第四步骤的剖面图。
图18是图17的XIII-XVIII线的剖面图。
图19是表示第四步骤的剖面图。
图20是图19的XX-XX线的剖面图。
图21是表示第五步骤的剖面图。
图22是表示第六步骤的剖面图。
图23是图22的XXIII-XXIII线的剖面图。
图24是在其它制造方法中表示第一步骤的剖面图。
图25是在其它制造方法中表示第二步骤的剖面图。
具体实施方式
下面，通过附图对本发明的实施方式进行说明。
图1～图8是表示根据本发明的实施方式的面安装型光电断路器(photo interrupter)1。
该面安装型光电断路器1，例如，具有通过层积状地重叠并粘合由玻璃环氧树脂等的不透明绝缘材料构成的主绝缘基板3、和由与上述主绝缘基板3相同的不透明绝缘材料，即玻璃环氧树脂等构成的副绝缘基板4，而构成为芯片型的绝缘基板2。
在上述绝缘基板2中在副绝缘基板3中贯穿地设置着平面看左右一对贯通孔5a、5b。
在上述绝缘基板2中的主绝缘基板3的上面中在上述一方的贯通孔5a内的地方，设置着由一对电极图案6、7、与该两个电极图案6、7中一方的电极图案6芯片接合(die bonding)的发光二极管芯片8、和引线接合在该发光二极管芯片8与另一方的电极图案7之间的金属线9所构成的发光元件10。
在上述绝缘基板2中的主绝缘基板3的上面中在上述另一方的贯通孔5b内的地方，设置着由一对电极图案11、12、与该两个电极图案11、12中一方的电极图案11芯片接合的受光芯片13、和引线接合在该受光芯片13与另一方的电极图案12之间的金属线14所构成的受光元件15。
在上述绝缘基板2中的主绝缘基板3的下面中在上述发光元件10侧的部分中，分别形成经由贯通孔18内的端子电极19而与上述发光元件9中的一方的电极图案6电气导通的端子电极20、和经由贯通孔21内的导体22而与上述发光元件10中的另一方的电极图案7电气导通的端子电极23。
而且，在上述绝缘基板2中的主绝缘基板3的下面中在上述受光元件15侧的部分中，分别形成经由贯通孔24内的端子电极25而与上述受光元件15中的一方的电极图案11电气导通的端子电极26、和形成经由贯通孔27内的端子电极28而与上述受光元件15中的另一方的电极图案12电气导通的端子电极29。
另一方面，在上述绝缘基板2中的副绝缘基板4的上面，用环氧树脂等的透明合成树脂分别在上述一方的贯通孔5a的部分中，粘合地形成封装上述发光元件10的一次模体30，在上述另一方的贯通孔5b的部分中，粘合地形成封装上述受光元件15的一次模体31。
而且，在上述绝缘基板2中的副绝缘基板4的上面，粘合着同时(一起)封装上述发光元件10的一次模体30和上述受光元件15的一次模体31两者的不透明合成树脂制的二次模体32，在该二次模体32中，在上述发光元件10的一次模体30和上述受光元件15的一次模体31之间的部分上，设置着被检测物33通过的间隙沟34。
此外，在上述二次模体32中，在上述发光元件10的一次模体30和上述受光元件15的一次模体31之间的部位上，以上述副绝缘基板4的上面中与两贯通孔5a、5b之间的部分相接的方式设置遮光部35，并且在上述间隙沟34中的左右两内壁面上，设置光的通过孔36a、36b。
而且，分别在上述发光元件10的一次模体31中，设置使来自发光元件10的光折射到上述两通过孔36a、36b的方向的倾斜反射面37，在上述受光元件15的一次模体32中，设置使来自上述两通过孔36a、36b的光折射到受光元件15的方向的倾斜反射面38。
通过将在该主绝缘基板2的下面中的各端子电极20、23、26、29和侧面中的各端子电极19、22、25、28中的某一方或双方焊接在各种电子设备中的印刷电路基板等上，来安装该构成的光电断路器1。
当在上述间隙沟34内不存在被检测物33时，上述发光元件10的光，以通过两通过孔36a、36b的方式横切上述间隙沟34而到达上述受光元件15，但是，当在上述间隙沟34内存在被检测物33时，上述被检测物33将光到上述受光元件15的到达路径遮断，所以，能够检测出在上述间隙沟34内有无被检测物33。
这时，通过层积粘合主绝缘基板3和副绝缘基板4而在两块重叠的层积体上构成绝缘基板2，在该绝缘基板2上，与只由一块构成绝缘基板的情形比较，能够可靠地减少发生由外力或者热膨胀差等引起的畸变变形。这时，通过使主绝缘基板3和副绝缘基板4为相同的材料，而能够避免发生由它们之间的热膨胀差引起的畸变变形。
此外，通过在上述二次模体32中，在上述发光元件10的一次模体30和上述受光元件15的一次模体31之间的部分上，以上述副绝缘基板4的上面中与两贯通孔5a、5b之间的部分相接的方式设置遮光部35，而能够用上述遮光部35可靠地阻止发光元件10的光不以横切二次模体32中的间隙沟34的方式通过而直接到达受光元件15。
下面，对根据上述构成的面安装型光电断路器1的制造方法进行说明。
首先，如图5、图10和图11所示，用玻璃环氧树脂片制作纵横并列地使多块上述主绝缘基板3一体化的主素材基板A、和同样地，纵横并列地使多块上述副绝缘基板4一体化的副素材基板B。
此外，如后面详细所说的那样，通过沿纵方向的切断线C1和横方向的切断线C2的切割加工，将这些主素材基板A和副素材基板B分割成各主绝缘基板3和副绝缘基板4中的每一个。
在上述主素材基板A中上述各主绝缘基板3的每个地方，形成在上面的电极图案6、7、11、12，形成在下面的端子电极20、23、26、29，并且穿设贯通孔和形成在其内部的端子电极。
另一方面，在上述副素材基板B中，在该各副绝缘基板4的每个地方穿设贯通孔5a、5b。
下面，如图12和图13所示，在上述主素材基板A的上面，重叠上述副素材基板B，在层积粘合中，对上述副素材基板B中的各贯通孔5a、5b内的各个，进行发光二极管芯片8和受光芯片13的芯片接合和用金属线9、14的引线接合。
此外，该发光二极管芯片8和受光芯片13的芯片接合和用金属线9、14的引线接合也可以在层积粘合上述副素材基板B前的阶段中进行，但是，如上述那样，当在层积粘合上述副素材基板B后的阶段中进行时，能够可靠地在提高素材基板A、B中的刚性，在其畸变变形小的状态中进行这些芯片接合和引线接合。
下面，如图14所示，通过将一次成形用模具D压在上述副素材基板B的上面进行转移成形，如图15和图16所示，在上述发光元件10的一次模体30和上述受光元件15的一次模体31的各个中设置光的倾斜反射面37、38而形成这两个一次模体30、31，并且将它们粘合在副素材基板B上。
这时，也可以使上述一次成形用模具D由形成上述发光元件10的一次模体30的模具和形成上述受光元件15的一次模体31的模具这样两个模具构成。
下面，如图17和图18所示，通过将二次成形用模具E压在上述副素材基板B的上面进行转移成形，如图19和图20所示，形成同时(一起)封装上述发光元件10的一次模体30和上述受光元件15的一次模体31的二次模体32，并且将它粘合在副素材基板B上。
当形成该二次模体32时，在该二次成形用模具E中设置中子型E1，形成上述间隙沟34，并且形成上述光的通过孔36a、36b。除此以外，同时形成上述的遮光部35。
而且，当形成该二次模体32时，通过在该二次成形用模具E中，设置对上述发光元件10的一次模体30和上述受光元件15的一次模体31中的倾斜反射面37、38的相接部E2、E3，沿着副素材基板B的方向将上述两倾斜反射面37、38压在该相接部E2、E3上，将上述两一次模体30、31压在上述中子型E1上，当形成由不透明合成树脂构成的二次模体32时，在上述两一次模体30、31中光通过孔36a、36b内的部分，不发生由上述不透明合成树脂引起的毛刺。
在本实施方式的情形中，使各绝缘基板2中的二次模体32对于多个绝缘基板一体化。
下面，如图21所示，通过沿纵方向的切断线C1和横方向的切断线C2的切割加工，将对于多个绝缘基板一体化了的二次模体32，分割成对各绝缘基板2中的每一个的二次模体32。
而且，如图22和图23所示，通过沿上述纵方向的切断线C1的切割加工切断，并且通过沿上述横方向的切断线C2的切割加工切断由主素材基板A和副素材基板B构成的层积体，能够得到如上述图1～图8所示的构成的面安装型光电断路器。
此外，在别的制造方法中，如图24和图25所示，当使用上述二次成形用模具E形成上述二次模体32时，能够在对各绝缘基板2中的每一个进行分割的形态中形成该二次模体32。
Claims (8)
1.一种面安装型光电断路器，其特征在于：
构成为在绝缘基板的上面，搭载发光元件和受光元件，并且粘着封装所述发光元件的由透明合成树脂构成的一次模体和封装所述受光元件的由透明合成树脂构成的一次模体，另一方面，在所述绝缘基板的侧面和下面中的至少一方上，形成对所述发光元件的端子电极和对所述受光元件的端子电极，而且，在所述绝缘基板的上面，粘着一起封装所述发光元件的一次模体和所述受光元件的一次模体两者的由不透明合成树脂构成的二次模体，在该二次模体中在所述发光元件的一次模体和所述受光元件的一次模体之间的部位上，设置被检测物通过的间隙沟，来自所述发光元件的光在横切所述间隙沟后到达所述受光元件。
2.根据权利要求1所述的面安装型光电断路器，其特征在于：
在所述二次模体中，在该间隙沟的两内壁面上，设置光的通过孔，分别在发光元件的一次模体中设置使来自发光元件的光折射成向着所述通过孔的方向的倾斜反射面，在受光元件的一次模体中设置使来自所述通过孔的光折射成向着受光元件的方向的倾斜反射面。
3.根据权利要求1或2所述的面安装型光电断路器，其特征在于：
在所述二次模体中，在所述发光元件的一次模体和受光元件的一次模体之间的部分上，具有遮光部。
4.根据权利要求1或2所述的面安装型光电断路器，其特征在于：
绝缘基板是重叠两块以上的层积体。
5.一种面安装型光电断路器的制造方法，其特征在于，包括：
在绝缘基板的上面，并列地搭载发光元件和受光元件，另一方面，在所述绝缘基板的侧面和下面中的至少一方，形成对所述发光元件的端子电极和对所述受光元件的端子电极的步骤；
在所述绝缘基板的上面，在将一次成形用模具压在该面上的状态下，形成封装所述发光元件的透明合成树脂制的一次模体的步骤；
在所述绝缘基板的上面，在将一次成形用模具压在该面上的状态下，形成封装所述受光元件的透明合成树脂制的一次模体的步骤；和
在所述绝缘基板的上面，在将二次成形用模具压在该面上的状态下，形成一起封装所述发光元件的一次模体和所述受光元件的一次模体两者的由不透明合成树脂构成的二次模体的步骤，进一步包括，
在形成所述二次模体的步骤中，在该二次模体中，在所述发光元件的一次模体和所述受光元件的一次模体之间的部位上，设置被检测物通过并且从所述发光元件向着受光元件的光横切的间隙沟以及光通过孔的步骤。
6.一种面安装型光电断路器的制造方法，其特征在于，包括：
制造并列多个绝缘基板使它们一体化的素材基板的步骤；
在所述素材基板中的上面中在所述各绝缘基板的地方，并列地搭载发光元件和受光元件，另一方面，在所述素材基板中的所述各绝缘基板的各个上形成对所述发光元件以及受光元件的端子电极的步骤；
在所述素材基板中的上面中在所述各绝缘基板的地方，在将一次成形用模具压在该地方上的状态下，形成封装所述发光元件的由透明合成树脂制成的一次模体的步骤；
在所述素材基板中的上面中在所述各绝缘基板的地方，在将一次成形用模具压在该地方上的状态下，形成封装所述受光元件的由透明合成树脂制成的一次模体的步骤；和
在所述素材基板中的上面中在所述各绝缘基板的地方，在将二次成形用模具压在该地方上的状态下，形成一起封装所述发光元件的一次模体和所述受光元件的一次模体两者的由不透明合成树脂构成的二次模体的步骤，进一步包括，
在形成所述二次模体的步骤中，在该二次模体中在所述发光元件的一次模体和所述受光元件的一次模体之间的部位上，用设置在所述二次成形用模具中的中子型设置而形成被检测物通过并且从所述发光元件向着受光元件的光横切的间隙沟和光通过孔的步骤；其次，包括，
将所述素材基板切断成所述各绝缘基板中的每一块的步骤。
7.根据权利要求5或6所述的面安装型光电断路器的制造方法，其特征在于：
当将二次成形用模具压在绝缘基板上时，与所述发光元件的一次模体和所述受光元件的一次模体中的倾斜反射面相接，将所述发光元件的一次模体和所述受光元件的一次模体两者压在该二次成形用模具中形成二次模体中的间隙沟和光通过孔的中子型上。
8.根据权利要求5或6所述的面安装型光电断路器的制造方法，其特征在于：
用一个一次成形用模具同时形成发光元件的一次模体和受光元件的一次模体。
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