DE102009012538B4

DE102009012538B4 - Lichtschranke und Verfahren zur Herstellung einer Lichtschranke

Info

Publication number: DE102009012538B4
Application number: DE102009012538.8A
Authority: DE
Inventors: Jo Kinoshita
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2008-08-06
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2016-05-19
Anticipated expiration: 2029-03-11
Also published as: US20100032592A1; JP2010040800A; DE102009012538A1; US8044378B2; JP5243882B2

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Lichtschranke (100), das umfasst: einen Prozess zur Erzeugung einer ersten Sammelplatine (31), die eine Sammlung von ersten Platinen (4) darstellt, wobei der Prozess einen Schritt beinhaltet, bei dem eine Mehrzahl von Licht aussendenden Elementen (10) auf einer ersten Fläche eines ersten Platinenmaterials (21) montiert werden, das eine Mehrzahl von Schlitzen (22) beinhaltet, wobei ein Schaltungsmuster auf der ersten Fläche des ersten Platinenmaterials (21) vorgesehen ist, und ein Elektrodenmuster mit dem Schaltungsmuster elektrisch verbunden ist und auf einer zweiten Fläche gegenüberliegend der ersten Fläche des ersten Platinenmaterials (21) vorgesehen ist; einen Prozess zur Erzeugung einer zweiten Sammelplatine (32), die eine Sammlung von zweiten Platinen (5) darstellt, wobei der Prozess einen Schritt beinhaltet, bei dem eine Mehrzahl von Licht aufnehmenden Elementen (11) auf einer ersten Fläche eines zweiten Platinenmaterials montiert werden, das eine Mehrzahl von Schlitzen (23) beinhaltet, wobei ein Schaltungsmuster auf der ersten Fläche des zweiten Platinenmaterials vorgesehen ist, und ein Elektrodenmuster mit dem Schaltungsmuster elektrisch verbunden ist und auf einer zweiten Fläche gegenüberliegend der ersten Fläche des zweiten Platinenmaterials vorgesehen ist; einen Prozess zur Erzeugung eines kombinierten Rahmens (40), bei dem ein kombinierter Rahmen (40) erzeugt wird, in dem zwei Rahmen (20) kombiniert sind, wobei jeder Rahmen (20) eine U-förmige Gestalt aufweist und einen ersten Rahmenteil (1), einen zweiten Rahmenteil (2), der dem ersten Rahmenteil (1) zugewandt angeordnet ist, und einen Verbindungsteil (3) beinhaltet, der ein Ende des ersten Rahmenteils (1) und ein Ende des zweiten Rahmenteils (2) verbindet, wobei der Verbindungsteil (3) eine bezüglich der U-förmigen Gestalt des Rahmens (20) innere Innenseite (1b, 2b) und eine der Innenseite (1b, 2b) ...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtschranke, um ein Vorhandensein und Nichtvorhandensein oder ein Vorbeibewegen eines Gegenstandes kontaktlos zu erfassen, und eine Lichtschranke.
Beschreibung der verwandten Technik
Es ist bekannt, dass eine Lichtschranke auf dem Gebiet von Informationsgeräten verwendet wird, beispielsweise bei in einem Fahrzeug befindlichen Klimaanlagenbedienfeld-Bedienschaltern, Navigationssteuereinheiten, DVD-Rekordern, digitalen Kameras, Druckern, PC-Peripheriegeräten oder dergleichen, und zuverlässig eine Position oder ein Vorhandensein oder Nichtvorhandensein oder dergleichen eines Gegenstandes kontaktlos erfassen kann, und zwar durch Empfangen von Licht von einem Licht aussendenden Element mittels eines Licht aufnehmenden Elementes.
In den vergangenen Jahren wurde eine Mikrominiatur-Lichtschranke verbreitet verwendet, und zwar begleitend die weitere Miniaturisierung und das 'Dünnermachen' von Informationsgeräten; außerdem ist eine derartige kompakte Lichtschranke häufig auf einer Hauptplatine der Informationsgeräte oder dergleichen oberflächenmontiert. Bei einer Lichtschranke vom oberflächenmontierten Typ wird die Genauigkeit einer Erfassung einer Position eines Gegenstandes direkt durch eine Abweichung einer Montageposition der Lichtschranke auf der Hauptplatine beeinflusst. Demgemäß ist es erforderlich, die Lichtschranke auf der Hauptplatine genau zu positionieren.
Eine herkömmliche Lichtschranke beinhaltet eine Platine, auf der ein Licht aussendendes Element montiert ist, eine Platine, auf der ein Licht aufnehmendes Element montiert ist, einen im Wesentlichen U-förmigen Rahmen, der Elementrahmen aufweist, auf dem die Platinen montiert sind und der konfiguriert ist, um einen Lichtweg vom Licht aussendenden Element zum Licht aufnehmenden Element zu bilden, und ein Positionierelement, das so ausgebildet ist, dass es sich von einer unteren Fläche des Rahmens aus erstreckt, wobei das Positionierelement in ein Loch eingesetzt ist, das in einer Hauptplatine oder dergleichen vorgesehen ist, um die Lichtschranke auf der Hauptplatine zu positionieren (siehe JP 2000-12 892 A , Seite 3 der Beschreibung, 1).
Andererseits ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine Mehrzahl von Lichtschranken gleichzeitig hergestellt werden, und zwar unter Verwendung einer Sammelplatine, auf der eine Mehrzahl von Licht aussendenden Elementen montiert werden, einer Sammelplatine, auf der eine Mehrzahl von Licht aufnehmenden Elementen montiert werden, und einer Rahmenbaugruppe, in der eine Mehrzahl von U-förmigen Rahmen verbunden sind, eine Lichtschranken-Baugruppe erzeugt wird, und zwar indem man die Sammelplatine, auf der die Mehrzahl von Licht aussendenden Elementen montiert sind, und die Sammelplatine, auf der die Mehrzahl von Licht aufnehmenden Elementen montiert sind, mit oberen bzw. unteren Flächen der Rahmenbaugruppe verklebt und die erzeugte Lichtschrankenbaugruppe durch Zerteilen (Dicing) in einzelne Lichtschranken trennt (siehe JP 3 640 456 B2 , Seiten 3 bis 4 der Beschreibung, 2).
Jedoch ist bei der herkömmlichen Lichtschranke, wie in der JP 2000-12 892 A offenbart, ungeachtet der Bewerkstelligung einer großen Genauigkeit bei der Positionierung der Lichtschranke auf der Hauptplatine durch das auf dem Rahmen vorgesehene Positionierelement, da das Positionierelement separat vom Rahmen ausgebildet ist, ein zusätzlicher Prozess erforderlich, um eine Mehrzahl von Positionierelementen anzufertigen, und eine umständliche Operation ist erforderlich, um sehr kleine Positionierelemente eines nach dem anderen auf dem Rahmen zu montieren. Demzufolge sind vergrößerte Herstellungskosten aufgrund ausgeweiteter Fertigungsprozesse oder dergleichen unvermeidlich.
Außerdem ist es beim herkömmlichen Herstellungsverfahren für die Lichtschranke, wie offenbart in der JP 3 640 456 B2 , da es sich bei einer Montierfläche der auf einer Hauptplatine zu platzierenden Lichtschranke um eine durch Zerschneiden (Dicing) geschnittene Fläche handelt, nicht möglich, einen Positionierstift oder dergleichen auf der Schnittfläche vorzusehen. Daher besteht ein Problem, dass eine Abweichung einer Befestigungsposition der Lichtschranke an der Hauptplatine auftritt, was zu einer Lichtschranke geringer Genauigkeit führt.
KR 1020070071909 A offenbart eine Lichtschranke mit einem Licht aussendenden Teil und einem Licht aufnehmenden Teil. Das Licht aussendende Teil weist einen Licht aussendenden Chip auf einer gedruckten Leiterplatte auf, der von einer Abdeckplatte mit einem Loch abgedeckt ist. Das Licht aufnehmende Teil weist einen Licht aufnehmenden Chip auf einer gedruckten Leiterplatte sowie eine Abdeckplatte mit einem Loch auf. Das Licht aussendende und das Licht aufnehmende Teil sind in eine Halterung eingesetzt und dort mit Anschlussleitungen verbunden.
US 2005/0029435 A1 offenbart eine Lichtschranke mit einem U-förmigen Gehäuse, das zwei durch einen Verbindungsabschnitt verbundene Schenkel aufweist. In die Schenkel des U-förmigen Gehäuses sind ein Licht aussendendes Element und ein Licht aufnehmendes Element eingesetzt. Ungefähr in der Mitte der Außenseite des Verbindungsabschnitts ist eine Erhebung zur Positionierung des Gehäuses ausgebildet.
JP 2000-200 918 A offenbart eine oberflächenmontierbare Lichtschranke mit zwei jeweils L-förmigen Gehäuseteilen. Die beiden Gehäuseteile sind zu der U-förmigen Lichtschranke zusammengesetzt. Entlang der Schenkel der U-förmigen Lichtschranke ist je ein Substrat angeordnet, auf denen sich ein Licht aussendendes Element bzw. ein Licht aufnehmendes Element befinden. Das Licht aussendende Element und das Licht aufnehmende Element ragen in je eine Aussparung, die je einen der Schenkel der U-förmigen Lichtschranke durchdringt.
DE 691 16 517 T2 offenbart einen fotoelektrischen Halbleiterdetektor mit einem U-förmigen Gehäuse. Das Gehäuse für eine Oberflächenmontage vorgesehen, bei der die Außenseite eines Schenkels des Gehäuses flach auf derjenigen Oberfläche, auf der das Gehäuse montiert werden soll, aufliegt. Diese Außenseite weist Vorsprünge auf, die dazu vorgesehen sind, in zwei Löcher einer Basis eingepasst zu werden.
JP 2006-278 902 A offenbart eine Lichtschranke zur Oberflächenmontage und ein Herstellungsverfahren.
INHALT DER ERFINDUNG
Ein Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Fertigung einer Lichtschranke bereitzustellen, das fähig ist, in genauer Weise und in einer einfachen Operation ein Positionierelement vorzusehen, um die Lichtschranke auf einer Hauptplatine oder einem Substrat zu montieren, und die Lichtschranke in großen Anzahlen und kostengünstig zu fertigen.
Um das zuvor beschriebene Ziel zu erreichen, beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtschranke: einen Prozess zur Erzeugung einer ersten Sammelplatine, die eine Sammlung von ersten Platinen darstellt, wobei der Prozess einen Schritt beinhaltet, bei dem eine Mehrzahl von Licht aussendenden Elementen auf einer ersten Fläche eines ersten Platinenmaterials montiert werden, das eine Mehrzahl von Schlitzen beinhaltet, wobei ein Schaltungsmuster auf der ersten Fläche des ersten Platinenmaterials vorgesehen ist, und ein Elektrodenmuster mit dem Schaltungsmuster elektrisch verbunden ist und auf einer zweiten Fläche gegenüberliegend der ersten Fläche des ersten Platinenmaterials vorgesehen ist; einen Prozess zur Erzeugung einer zweiten Sammelplatine, die eine Sammlung von zweiten Platinen darstellt, wobei der Prozess einen Schritt beinhaltet, bei dem eine Mehrzahl von Licht aufnehmenden Elementen auf einer ersten Fläche eines zweiten Platinenmaterials montiert werden, das eine Mehrzahl von Schlitzen beinhaltet, wobei ein Schaltungsmuster auf der ersten Fläche des zweiten Platinenmaterials vorgesehen ist, und ein Elektrodenmuster mit dem Schaltungsmuster elektrisch verbunden ist und auf einer zweiten Fläche gegenüberliegend der ersten Fläche des zweiten Platinenmaterials vorgesehen ist; einen Prozess zur Erzeugung eines kombinierten Rahmens, bei dem ein kombinierter Rahmen erzeugt wird, in dem zwei Rahmen kombiniert sind, wobei jeder Rahmen eine U-förmige Gestalt aufweist und einen ersten Rahmenteil, einen zweiten Rahmenteil, der dem ersten Rahmenteil zugewandt angeordnet ist, und einen Verbindungsteil beinhaltet, der ein Ende des ersten Rahmenteils und ein Ende des zweiten Rahmenteils verbindet, wobei der Verbindungsteil eine bezüglich der U-förmigen Gestalt des Rahmens innere Innenseite und eine der Innenseite gegenüberliegende Außenseite aufweist, und wobei mindestens ein Positionierelement vorgesehen ist, das zum Positionieren der Lichtschranke dient und aus der Außenseite des Verbindungsteils hervorragt; einen Prozess zur Erzeugung einer Rahmenbaugruppe, der einen Schritt aufweist, bei dem eine Mehrzahl der kombinierten Rahmen angeordnet werden, wobei bei jedem der kombinierten Rahmen der erste Rahmenteil und der zweite Rahmenteil aneinanderstoßen; einen ersten Integrierprozess, bei dem die erste Sammelplatine und die Rahmenbaugruppe integriert werden, wobei der erste Integrierprozess beinhaltet, dass die ersten Rahmenteile der Mehrzahl der kombinierten Rahmen auf der ersten Sammelplatine jeweils bei der Mehrzahl von Licht aussendenden Elementen positioniert werden, wobei die Positionierelemente der Verbindungsteile der kombinierten Rahmen an den Schlitzen der ersten Sammelplatine ausgerichtet werden, und für ein festes Anhaften der ersten Fläche der ersten Sammelplatine und der Mehrzahl der kombinierten Rahmen gesorgt wird; einen zweiten Integrierprozess, bei dem die zweite Sammelplatine und die Rahmenbaugruppe integriert werden, wobei der zweite Integrierprozess beinhaltet, dass die Mehrzahl von Licht aufnehmenden Elementen der zweiten Sammelplatine bei den zweiten Rahmenteilen der Mehrzahl der kombinierten Rahmen, die fest auf der ersten Sammelplatine anhaften, positioniert werden, wobei die von den Außenseiten der Verbindungsteile hervorragenden Positionierelemente der kombinierten Rahmen an den Schlitzen der zweiten Sammelplatine ausgerichtet werden, und wobei für ein festes Anhaften der ersten Fläche der zweiten Sammelplatine und der Mehrzahl der kombinierten Rahmen gesorgt wird, um eine Lichtschranken-Baugruppe zu bilden; und einen Trennprozess, bei dem die fertiggestellte Lichtschranken-Baugruppe durch Zerteilen und Trennen der Lichtschranken-Baugruppe in eine Mehrzahl von einzelnen Lichtschranken getrennt wird.
Bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 2 und 3.
Ferner umfasst die Erfindung eine Lichtschranke, die aufweist: einen U-förmigen Rahmen, der einen ersten Rahmenteil und einen zweiten Rahmenteil, die mit einem Zwischenraum so angeordnet sind, dass sie einander zugewandt sind, einen Verbindungsteil, der mit einem Ende des ersten Rahmenteils und einem Ende des zweiten Rahmenteilsintegral ist, und zwei Positionierelemente zum Positionieren der Lichtschranke beinhaltet, die an einer bezüglich der U-förmigen Gestalt der Rahmens äußeren Außenseite des Verbindungsteils integral mit diesem vorgesehen sind; eine erste Platine, die beim ersten Rahmenteil vorgesehen ist; mindestens ein Licht aussendendes Element, das auf der ersten Platine montiert ist; eine zweite Platine, die beim zweiten Rahmenteil vorgesehen ist; und mindestens ein Licht aufnehmendes Element, das auf der zweiten Platine so montiert ist, dass es dem mindestens einen Licht aussendenden Element zugewandt ist, wobei die beiden Positionierelemente diagonal an der Außenseite des Verbindungsteils angeordnet sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein äußeres Erscheinungsbild einer Lichtschranke zeigt, die mittels eines Herstellungsverfahrens für eine Lichtschranke gefertigt wird.
2 eine perspektivische Ansicht, die ein äußeres Erscheinungsbild der Lichtschranke, wie in 1 gezeigt, in umgekehrtem Zustand darstellt.
3 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel zeigt, bei dem die Lichtschranke gemäß 1 und 2 auf einer Hauptplatine montiert ist.
4 ist eine Ansicht, die einen Fertigungsprozess der Lichtschranke gemäß eines Herstellungsverfahrens zeigt, das in der in 4 gezeigten Allgemeinheit nicht beansprucht wird.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Vorderfläche einer ersten Sammelplatine bei einem Herstellungsverfahren für eine Lichtschranke zeigt, gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
6 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Rückfläche der ersten Sammelplatine in 5 zeigt.
7 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Abschnittes A in 6.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die ein äußeres Erscheinungsbild eines kombinierten Rahmens beim Herstellungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
9 ist eine Schnittansicht entlang Linie B-B des kombinierten Rahmens, wie dargestellt in 8.
10 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch einen Positionierungs- und einen Verklebungsprozess einer Mehrzahl von angeordneten kombinierten Rahmen und der ersten Sammelplatine darstellt.
11 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Abschnittes C in 10.
12 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch einen Positionierungs- und einen Verklebungsprozess der Mehrzahl von kombinierten Rahmen, die integral mit der ersten Sammelplatine verklebt sind, und einer zweiten Sammelplatine darstellt.
13 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Abschnittes D in 12.
14 ist eine perspektivische Ansicht, die ein äußeres Erscheinungsbild einer Lichtschrankenbaugruppe darstellt, wie gefertigt mittels des Herstellungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
15 ist eine Schnittansicht entlang Linie E-E der Lichtschrankenbaugruppe, wie dargestellt in 14.
16 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnittes F in 15.
17 ist eine Ansicht der Lichtschrankenbaugruppe wie dargestellt in 14, gesehen von einer Richtung eines Pfeils G.
18 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Trennprozess der Lichtschrankenbaugruppe zeigt, die mittels des Herstellungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung gefertigt wird.
19 ist eine Ansicht, die einen Fertigungsprozess beim Herstellungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
20 ist eine perspektivische Ansicht, die ein äußeres Erscheinungsbild eines Säulenrahmens als Rahmenbaugruppe darstellt, bei einem Herstellungsverfahren für eine Lichtschranke gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
21 ist eine perspektivische Ansicht, die ein äußeres Erscheinungsbild eines Matrixrahmens als Rahmenbaugruppe zeigt, bei einem Herstellungsverfahren für eine Lichtschranke gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
22 ist eine Ansicht des Matrixrahmens wie dargestellt in 21, gesehen von einer Richtung von Pfeil I.
23 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Lichtschranke darstellt, wie gefertigt mittels eines Herstellungsverfahrens gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
24 ist eine Schnittansicht entlang Linie J-J der Lichtschranke wie dargestellt in 23.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend detailliert mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
1 bis 3 zeigen eine Lichtschranke, die durch Herstellungsverfahren gemäß Ausführungsformen der Erfindung gefertigt werden kann. Eine Lichtschranke 100 weist einen Rahmen auf, der einen ersten Rahmenteil 1 und einen zweiten Rahmenteil 2, die in einem Abstand einander zugewandt angeordnet sind, einen Verbindungsteil 3, der den ersten Rahmenteil 1 und den zweiten Rahmenteil 2 integral verbindet, und ein Positionierelement 9 beinhaltet, das an einer unteren Fläche des Verbindungsteils 3 integral vorgesehen ist. Die Lichtschranke beinhaltet weiter eine erste Platine 4, die am ersten Rahmenteil 1 vorgesehen ist, mindestens ein Licht aussendendes Element 10, das an einer Außenfläche der ersten Platine 4 montiert ist und dessen Licht aussendende Fläche von einer Öffnung 6 des ersten Rahmenteils freigelegt ist, eine zweite Platine 5, die am zweiten Rahmenteil 2 vorgesehen ist, und mindestens ein Licht aufnehmendes Element 11, das auf der zweiten Platine 5 montiert ist und dessen Aufnahmefläche von einer Öffnung 7 des zweiten Rahmenteils 2 freigelegt ist, so dass es dem mindestens einem Licht aussendenden Element 10 zugewandt ist.
4 stellt ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtschranke dar, das in der hier zunächst beschriebenen Allgemeinheit nicht beansprucht wird, das aber auch erfindungsgemäße Ausführungsformen, wie sie später beschrieben werden, umfasst. Die Lichtschranke 100 wird im Wesentlichen mittels eines Rahmenerzeugungsprozesses, eines Platinen-Erzeugungsprozesses und eines Integrierprozesses gefertigt, bei dem ein Rahmen und eine Platine integriert werden, wie später noch erwähnt wird. Unterdessen sei angemerkt, dass eine Reihenfolge des Rahmen-Erzeugungsprozesses und des Platinen-Erzeugungsprozesses nicht auf die folgende eingeschränkt ist, und willkürlich festgelegt werden kann.
Der Rahmenerzeugungsprozess wird als Erstes beschrieben, wie folgt.
Ein Rahmen 20, der eine im Wesentlichen U-förmige Gestalt hat, besteht beispielsweise aus einem wärmebeständigen technischen Kunststoffmaterial oder dergleichen und ist dadurch ausgebildet, dass die folgenden insgesamt integral ausgebildet werden, und zwar ein erster Rahmenteil 1 und ein zweiter Rahmenteil 2, die in einem vorbestimmten Abstand angeordnet sind, so dass sie einander zugewandt sind und jeweils eine rechteckige Gestalt vorbestimmter Dicke haben, ein Verbindungsteil 3, der den ersten Rahmenteil 1 und den zweiten Rahmenteil 2 integral verbindet, und ein Positionierelement 9, beispielsweise ein Positionierstift, der auf einer unteren Fläche 8 des Verbindungsteils 3 integral vorgesehen ist.
Es ist zu bevorzugen, dass Spritzgießen als Verfahren zur Erzeugung des Rahmens 20 verwendet wird.
Ein erster Umfassungsteil 13 ist in einer Außenfläche 1a des ersten Rahmenteils 1 vorgesehen, und eine erste Öffnung 6, die mit dem ersten Umfassungsteil 13 in Verbindung steht, ist in einer Innenfläche 1b des ersten Rahmenteils 1 vorgesehen. Ein zweiter Umfassungsteil 14 ist in einer Außenfläche 2a des zweiten Rahmenteils 2 vorgesehen, und eine zweite Öffnung 7, die mit dem zweiten Umfassungsteil 14 in Verbindung steht, ist in einer Innenfläche 2b des zweiten Rahmenteils 2 vorgesehen. Die erste Öffnung 6 und die zweite Öffnung 7 sind so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind (siehe 3).
Der Positionierstift 9 ist vorgesehen, um die Lichtschranke 100 bei ihrer Montage in einer geeigneten Position auf einem beliebigen Element zu positionieren, beispielsweise auf einer Hauptplatine 200 beispielsweise eines Informationsgerätes oder dergleichen, wie in 3 dargestellt. Mit anderen Worten wird der Positionierstift 9 in ein in der Hauptplatine 200 vorgesehenes Eingreifloch 201 eingesteckt und ist konfiguriert, um eine elektrische Verbindung durch Positionieren der Lichtschranke 100 bei einer vorbestimmten Position auf der Hauptplatine 200 zu erzielen. Der Positionierstift 9 kann beliebige Querschnittform aufweisen, beispielsweise eine runde Form, eine ovale Form, eine rechteckige Form oder dergleichen.
Außerdem weist der Positionierstift 9 eine Struktur auf, bei welcher der Positionierstift 9 in das Eingreifloch 201 in einem Zustand, bei dem eine Kraft aufgebracht wird, eingesetzt wird und sich nicht ohne Weiteres aus dem Eingreifloch 201 entfernen lässt. Mit anderen Worten ist der Positionierstift 9 mit einer Presspassung im Eingreifloch 201 befestigt, so dass er fest angebracht ist.
Als Nächstes wird der Platinenerzeugungsprozess beschrieben. Dieser Prozess wird in der hier zunächst beschriebenen Allgemeinheit nicht beansprucht, umfasst aber auch erfindungsgemäße Ausführungsformen, wie sie später beschrieben werden.
Beim Platinenerzeugungsprozess wird als Erstes mindestens ein Licht aussendendes Element 10 auf einer ersten Platine 4 montiert, und mindestens ein Licht aufnehmendes Element 11 wird auf einer zweiten Platine 5 montiert. Dabei wird das Licht aussendende Element 10 auf einer ersten Fläche der ersten Platine 4 montiert, die dem ersten Rahmenteil 1 zugewandt ist, und das Licht aufnehmende Element 11 wird auf einer Fläche der zweiten Platine 5 montiert, die dem zweiten Rahmenteil 2 zugewandt ist (siehe 3). Außerdem wird eine Elektrode 24, die mit einem (nicht dargestellten) Schaltungsmuster elektrisch verbunden ist, auf dem das Licht aussendende Element 10 montiert ist, und zwar über (nicht dargestellte) Durchgangslöcher, auf einer zweiten Fläche entgegengesetzt zur ersten Fläche der ersten Platine 4 vorgesehen, und in ähnlicher Weise wird eine Elektrode 25, die mit einem (nicht dargestellten) Schaltungsmuster elektrisch verbunden ist, auf dem das Licht aufnehmende Element 11 montiert ist, und zwar über (nicht dargestellte) Durchgangslöcher, auf einer zweiten Fläche entgegengesetzt zur ersten Fläche der zweiten Platine 5 vorgesehen.
Unterdessen sind die erste Platine 4 und die zweite Platine 5 jeweils beispielsweise aus einem Glas-Epoxidharz hergestellt. Andererseits weist das Licht aussendende Element 10 beispielsweise eine infrarotes Licht aussendende Diode auf, und das Licht aufnehmende Element 11 weist beispielsweise einen Phototransistor auf.
Als Nächstes wird sowohl das Licht aussendende Element 10 als auch das Licht aufnehmende Element 11, die auf der ersten Platine 4 bzw. der zweiten Platine 5 montiert sind, mittels lichtdurchlässigem Harz 12 eingekapselt (siehe 3). Das Licht durchlässige Harz 12 beinhaltet beispielsweise ein Harz des Epoxid-Systems.
Als Nächstes wird der Integrierprozess, bei dem der Rahmen und die Platine integriert werden, die wie zuvor beschrieben ausgebildet sind, beschrieben.
Beim Integrierprozess wird die rechteckige erste Platine 4 an einer Außenfläche 1a des ersten Rahmenteils 1 befestigt bzw. die rechteckige zweite Platine 5 wird an einer Außenfläche 2a des zweiten Rahmenteils 2 befestigt. Es ist zu bevorzugen, dass ein geeigneter Klebstoff als Befestigungsmethode verwendet wird.
Wenn die erste Platine 4 am ersten Rahmenteil 1 befestigt ist, sind das Licht aussendende Element 11 und das lichtdurchlässige Harz 12 im ersten Umfassungsteil 13 umfasst. Wenn die zweite Platine 5 am zweiten Rahmenteil 2 befestigt ist, sind das Licht aufnehmende Element 11 und das lichtdurchlässige Harz 12 im zweiten Umfassungsteil 14 umfasst. Außerdem sind das Licht aussendende Element 10 und das Licht aufnehmende Element 11 so positioniert, dass sie einander zugewandt sind, so dass vom Licht aussendenden Element 10 ausgesendetes Licht im Licht aufnehmenden Element 11 empfangen wird. Demzufolge kann Licht, das vom Licht aussendenden Element 10 ausgesendet wird und durch die erste Öffnung 6 und die zweite Öffnung 7 hindurch verläuft, vom Licht aufnehmenden Element 11 aufgenommen werden. Mit anderen Worten sind die erste Öffnung 6 des ersten Rahmenteils 1 und die zweite Öffnung 7 des zweiten Rahmenteils 2 so konfiguriert, dass sie einen Lichtweg vom Licht aussendenden Element 10 zum Licht aufnehmenden Element 11 bilden.
Wenn die Lichtschranke 100, die durch einen jeweiligen wie zuvor beschriebenen Prozess gebildet wird, auf der Hauptplatine 200, beispielsweise eines Informationsgerätes, oder dergleichen, montiert wird, ist eine untere Fläche 8 des Verbindungsteils 3 des Rahmens so angeordnet, dass er eng anliegend an einer Fläche der Hauptplatine 200 angebracht ist, und durch Hindurchführen einer Baugruppe aus diesem durch einen Reflow-Ofen, wird die auf der ersten Platine 4 vorgesehene Elektrode 24 und die auf der zweiten Platine 5 vorgesehene Elektrode 25 mit auf der Hauptplatine 200 vorgesehenen Elektroden 202 und 203 einer (nicht dargestellten) elektronischen Schaltung jeweils durch Löten elektrisch verbunden. Außerdem wird die Lichtschranke 100 ebenfalls mittels Löten auf der Hauptplatine 200 befestigt.
Durch die zuvor erwähnte elektrische Verbindung ist die Lichtschranke 100 konfiguriert, um ein Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines zu erfassenden Gegenstandes zwischen der ersten Öffnung 6 und der zweiten Öffnung 7 zu erfassen, die so angeordnet sind, dass sie einander zugewandt sind, und einen erfassten Wert in ein elektrisches Signal umzuwandeln, das einer (nicht dargestellten) elektronischen Schaltung der Hauptplatine 200 zuzuführen ist.
Wie in 3 dargestellt, ist ein Spalt 15 zwischen einer Stirnfläche sowohl der ersten Platine 4 als auch der zweiten Platine 5 an den mit den Elektroden 24 und 25 versehenen Seiten und einer Fläche der Hauptplatine 200 versehen. Demzufolge ist lediglich die untere Fläche 8 des Verbindungsteils 3 enganliegend an der Fläche der Hauptplatine 200 befestigt, und dadurch kann die Lichtschranke 100 vertikal angeordnet werden, was zur Verhinderung einer Neigung der Lichtschranke 100 führt.
In diesem Fall wird die Lichtschranke 100 auf der Hauptplatine 200 dadurch platziert, dass der Positionierstift 9, der integral mit dem Rahmen 20 ausgebildet ist, in das Eingreifloch 201 der Hauptplatine 200 eingesetzt wird, und die Lichtschranke 100 kann in genauer Weise bei einer vorbestimmten Position auf der Hauptplatine 200 angeordnet werden, und zwar dadurch, dass man diese lediglich durch den Reflow-Ofen hindurchschickt.
Außerdem ist die Lichtschranke 100 auf der Fläche der Hauptplatine 200 annähernd im vertikalen Zustand positioniert. Demzufolge ist es möglich, eine genaue Positionserfassung eines zu erfassenden Gegenstandes zu bewerkstelligen, und zwar ohne Schwankungen bei der Erfassung einer mechanischen Betriebsposition des Gegenstandes.
Als Nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtschranke gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung und eine mittels dieses Verfahrens hergestellte Lichtschranke beschrieben.
Das Herstellungsverfahren der ersten Ausführungsform ist so konfiguriert, dass es fähig ist, eine Mehrzahl von Lichtschranken, welche jeweils die zuvor erwähnte Struktur haben, gleichzeitig zu fertigen. Das Herstellungsverfahren beinhaltet im Wesentlichen einen Sammelplatinen-Erzeugungsprozess, einen Rahmenbaugruppen-Erzeugungsprozess, einen Integrierprozess und einen Trennprozess, die nachfolgend beschrieben werden. Dabei sei angemerkt, dass eine Reihenfolge einer Durchführung des Sammelplatinen-Erzeugungsprozesses und des Rahmenbaugruppen-Erzeugungsprozesses nicht auf die folgende Reihenfolge eingeschränkt ist und willkürlich festgelegt werden kann. Außerdem beinhaltet der Sammelplatinen-Erzeugungsprozess einen ersten Sammelplatinen-Erzeugungsprozess und einen zweiten Sammelplatinen-Erzeugungsprozess, wobei eine Reihenfolge von diesen nicht auf die folgende Reihenfolge eingeschränkt ist. Außerdem beinhaltet der Integrierprozess einen ersten Integrierprozess und einen zweiten Integrierprozess, wie nachfolgend erwähnt wird.
Der Prozess zur Erzeugung der ersten Sammelplatine ist konfiguriert, um eine erste Sammelplatine 31 zu erzeugen, bei der es sich um eine ”Sammlung” von ersten Platinen handelt, die jeweils der zuvor erwähnten ersten Platine 4 entsprechen und mit Bezug auf 5 und 6 beschrieben werden.
Ein erstes Platinenmaterial 21, das eine im Wesentlichen rechteckige Platte aufweist, wird als Erstes hergestellt. Das erste Platinenmaterial 21 ist so ausgebildet, dass es eine Mehrzahl von mit Abstand zueinander angeordneten langlochartigen Schlitzen 22, die parallel zueinander angeordnet sind, und ein (nicht dargestelltes) Schaltungsmuster beinhaltet, das auf der einen Fläche, beispielsweise einer oberen Fläche des Platinenmaterials 21, und zwischen benachbarten Schlitzen vorgesehen ist. Eine Mehrzahl von Licht aussendenden Elementen 10 sind auf dem Schaltungsmuster montiert. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Licht aussendenden Elemente 10 auf der einen Seite eines jeden der zu beiden Seiten angeordneten Schlitze und auf beiden Seiten eines jeden der dazwischenliegenden Schlitze angeordnet (siehe 5). Ein Grund für das Vorsehen der Schlitze 22 wird nachfolgend beschrieben. Eine Mehrzahl von Licht aussendenden Elementen 10 sind mittels Chip-Bonden und Draht-Bonden mit der Schaltungsplatine verbunden, um mit dieser elektrisch verbunden zu werden.
Als Nächstes wird jedes der Mehrzahl von Licht aussendenden Elementen 10 und der einem jeweiligen Licht aussendenden Element 10 zugehörige Bond-Draht mittels lichtdurchlässigem Harz 12 eingekapselt.
6 stellt eine weitere Fläche, beispielsweise eine untere Fläche des Platinenmaterials 21 der ersten Sammelplatine 31 dar. Die erste Sammelplatine 31 ist so ausgebildet, dass sie eine Mehrzahl von Elektroden 24 aufweist, die auf der unteren Fläche des Platinenmaterials 21 vorgesehen sind. Die Elektroden 24 sind so konfiguriert, dass sie angeordnet sind, um den Licht aussendenden Elementen 10 zu entsprechen, und zwei Sätze von den Elektroden 24 pro Licht aussendendes Element 10 sind als Muster angeordnet, um in gleichen Abständen entlang der Schlitze 22 angeordnet zu werden.
Wie in 7 dargestellt, bei der es sich um eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Abschnittes A in 6 handelt, ist jede der Elektroden 24 über halbkreisförmige Durchgangslöcher 26, die in einer Stirnkante eines jeden der Schlitze vorgesehen sind, mit dem (nicht dargestellten) Schaltungsmuster elektrisch verbunden, an dem die Licht aussendenden Elemente 10 montiert sind, um mit außenliegenden Elektroden elektrisch verbunden zu sein. Die zwei Sätze von Elektroden 24 entsprechen den Elektroden 24, die in 1 bis 3 dargestellt sind.
Als nächstes wird der Prozess zur Erzeugung der zweiten Sammelplatine, der konfiguriert ist, um eine zweite Sammelplatine 32 zu erzeugen, bei der es sich um eine ”Sammlung” von zweiten Platinen handelt, die jeweils der zuvor erwähnten zweiten Platine 5 entsprechen, mit Bezug auf 12 beschrieben.
Der Prozess zur Erzeugung der zweiten Sammelplatine 32 weist eine ähnliche Struktur wie der Prozess zur Erzeugung der ersten Sammelplatine 31 auf, und zwar lediglich durch Ersetzen von Schlitzen 23, die ähnlich den bei der zuvor erwähnten ersten Sammelplatine 31 ausgebildeten Schlitzen 22 sind, für die Schlitze 22, von Licht aufnehmenden Elemente 11 für die Licht aussendenden Elemente 10, und von Elektroden 25 für die Elektroden 24. Unterdessen wird ein zweites Platinenmaterial, das dem ersten Platinenmaterial ähnlich ist, beim Prozess zur Erzeugung der zweiten Sammelplatine 32 verwendet.
Eine weitere Beschreibung des Prozesses zur Erzeugung der zweiten Sammelplatine 32 entfällt, um eine Wiederholung zu vermeiden.
Als Nächstes wird der Rahmenbaugruppen-Erzeugungsprozess, der konfiguriert ist, um eine Baugruppe aus einer Mehrzahl von kombinierten Rahmen zu erzeugen, bei denen es sich jeweils um eine ”Sammlung” von Rahmen handelt, die jeweils dem zuvor beschriebenen Rahmen 20 entsprechen, mit Bezug auf 8 und 9 beschrieben.
8 stellt einen von kombinierten Rahmen 40 dar.
Der kombinierte Rahmen 40, wie dargestellt in 8, weist eine Struktur auf, bei der zwei im Wesentlichen U-förmige Rahmen 20 bei einer virtuellen Zerteiltrennlinie (Dicing-Trennlinie) 41 aneinander anstoßend angeordnet sind. Der Rahmenbaugruppen-Erzeugungsprozess beinhaltet ein Ausbilden einer Mehrzahl von kombinierten Rahmen 40, wobei bei jedem von diesen jeder der zwei Rahmen 20 einen ersten Rahmenteil 1 und einen zweiten Rahmenteil 2 beinhaltet. Bei den zwei Rahmen 20 sind die ersten Rahmenteile 1 miteinander an Stirnflächen aneinanderstoßend angeordnet, und die zweiten Rahmenteile 2 sind miteinander an Stirnflächen aneinanderstoßend angeordnet. Dabei beinhaltet jeder der Rahmen 20 eine erste Öffnung 6 und einen ersten Umfassungsteil 13, die im ersten Rahmenteil 1 vorgesehen sind, eine zweite Öffnung 7 und einen zweiten Umfassungsteil 14, die im zweiten Rahmenteil 2 vorgesehen sind, einen Verbindungsteil 3, um den ersten Rahmenteil 1 und den zweiten Rahmenteil 2 zu verbinden, und mindestens einen Positionierstift 9, der an einer unteren Fläche 8 des Verbindungsteils 3 vorgesehen ist, zusätzlich zum ersten Rahmenteil 1 und zum zweiten Rahmenteil 2 (siehe 9). Die erste Öffnung 6, der erste Umfassungsteil 13, die zweite Öffnung 7, der zweite Umfassungsteil 14, der Verbindungsteil 3 und der Positionierstift 9 werden integral ausgebildet, wenn der Rahmen 20 mittels Spritzgießen hergestellt wird.
Bei der Ausbildung aller kombinierten Rahmen 40 ist jeder kombinierte Rahmen 40 rechts-links-symmetrisch bezüglich einer Mittellinie, bei der es sich um die Zerteil-Trennlinie (Dicing-Trennlinie) 41 handelt, wie in 9 dargestellt, die eine Schnittansicht entlang Linie B-B in 8 ist. Insbesondere sind der erste Rahmenteil 1 und der zweite Rahmenteil 2, die an jedem Rahmen 20 vorgesehen sind, die erste Öffnung 6 und der erste Umfassungsteil 13, die im ersten Rahmenteil 1 vorgesehen sind, die zweite Öffnung 7 und der zweite Umfassungsteil 14, die im zweiten Rahmenteil 2 vorgesehen sind, der Verbindungsteil 3, um den ersten Rahmenteil 1 und den zweiten Rahmenteil 2 zu verbinden, und der mindestens eine Positionierstift 9 auf der unteren Fläche 8 des Verbindungsteils 3 vorgesehen, die alle mit Rechts-Links-Symmetrie angeordnet sind. Die ausgebildeten kombinierten Rahmen 40 sind so angeordnet, dass sie, zusammen mit den ersten und zweiten Sammelplatinen, eine Lichtschranken-Baugruppe bilden, wie nachfolgend beschrieben wird.
Als Nächstes wird der erste Integrierprozess, der konfiguriert ist, um die erste Sammelplatine 31 und die kombinierten Rahmen 40 zu integrieren, mit Bezug auf 10 und 11 beschrieben.
In 10 und 11 ist die erste Sammelplatine 31 in einem Zustand eingerichtet, bei dem die untere Fläche, auf der die Mehrzahl von Elektroden montiert sind, nach oben hin angeordnet ist, und die Mehrzahl von kombinierten Rahmen 40 sind auf einem (nicht dargestellten) Tablett angeordnet, so dass der erste Rahmenteil 1 nach oben hin angeordnet ist und der erste Umfassungsteil 13 so angeordnet ist, dass er nach oben hin offen ist, und somit wird eine Rahmenbaugruppe ausgebildet, bei der eine Mehrzahl von kombinierten Rahmen in einer geeigneten Anordnung angeordnet sind. Die Mehrzahl von kombinierten Rahmen 40 und die erste Sammelplatine 31 sind so positioniert, dass das lichtdurchlässige Harz 12 (siehe 5), das jedes der Mehrzahl von Licht aussendenden Elementen 10 einkapselt, mit dem ersten Umfassungsteil 13 eines jeden der kombinierten Rahmen 40 in Position fluchtet, und der Positionierstift 9, der auf der unteren Fläche 8 des Verbindungsteils 3 vorgesehen ist, ist in einen jeweiligen der Schlitze 22 eingeführt. Um eine derartige Positionierung auszuführen, ist es möglich, ein Verfahren zu verwenden, bei dem das Tablett und die erste Sammelplatine 31 durch mindestens einen geeigneten Führungsstift positioniert sind, ein Verfahren, bei dem die kombinierten Rahmen 40 und die erste Sammelplatine 31 unter Verwendung einer Bilderkennungsvorrichtung, oder dergleichen, positioniert sind.
Als Nächstes wird ein Klebstoff auf eine Fläche des ersten Rahmenteils 1 eines jeden der kombinierten Rahmen 40 aufgebracht, und die erste Sammelplatine 31 wird dann mit der Mehrzahl von kombinierten Rahmen 40 fest verklebt, und zwar dadurch, dass diese in Richtung eines Pfeils Z bewegt wird (siehe 10). Der Prozess des Integrierens der ersten Sammelplatine 31 mit den angeordneten kombinierten Rahmen 40 wird dadurch abgeschlossen.
Als Nächstes wird der zweite Integrierprozess, der konfiguriert ist, um die zweite Sammelplatine 32 und die kombinierten Rahmen 40 zu integrieren, mit Bezug auf 12 und 13 beschrieben.
In 12 und 13 sind die Mehrzahl von kombinierten Rahmen 40, die mit der ersten Sammelplatine 31 verklebt sind, auf einem (nicht dargestellten) Tablett in einem Zustand eingerichtet, bei dem der zweite Rahmenteil 2 nach oben hin angeordnet ist. Die zweite Sammelplatine 32 ist so positioniert, dass die untere Fläche, auf der die Mehrzahl von Elektroden 25 montiert sind, nach oben hin angeordnet ist, und in ähnlicher Weise zum ersten Integrierprozess, der konfiguriert ist, um die ersten Sammelplatinen 31 und die kombinierten Rahmen 40 zu integrieren, sind das lichtdurchlässige Harz 12, das jedes der Mehrzahl von Licht empfangenden Elementen 11 einkapselt, in Position fluchtend mit dem zweiten Umfassungsteil 14 eines jeden der kombinierten Rahmen 40 angeordnet, und der Positionierstift 9, der auf der unteren Fläche 8 des Verbindungsteils 3 vorgesehen ist, ist in jeden der Schlitze 22 eingeführt.
Als Nächstes wird ein Klebstoff auf eine Fläche des zweiten Rahmenteils 2 eines jeden der kombinierten Rahmen 40 aufgebracht, und die erste Sammelplatine 31 wird dann mit der Mehrzahl von kombinierten Rahmen 40 fest verklebt, und zwar dadurch, dass diese in Richtung eines Pfeils Z bewegt wird (siehe 12).
Eine Baugruppe von Lichtschranken, bei denen die Mehrzahl von kombinierten Rahmen 40, die erste Sammelplatine 31 und die zweite Sammelplatine 32 integriert sind, wird dadurch fertiggestellt.
Als Nächstes wird die fertiggestellte Lichtschranken-Baugruppe 90 detailliert mit Bezug auf 14 bis 17 beschrieben.
Wie in 14 dargestellt, wird die Lichtschranken-Baugruppe 90 dadurch ausgebildet, dass die Mehrzahl von kombinierten Rahmen 40 zwischen der ersten Sammelplatine 31 und der zweiten Sammelplatine 32 angeordnet werden und diese miteinander mittels eines Klebstoffes integriert werden. Dabei sind die Schlitze 22 der ersten Sammelplatine 31 und die Schlitze 23 der zweiten Sammelplatine 32 so angeordnet, dass sie einander in einem Zustand zugewandt sind, bei dem die erste Sammelplatine 31 und die zweite Sammelplatine 32 die Mehrzahl von kombinierten Rahmen 40 von oben und unten her halten. Demzufolge haben die Schlitze 22 und 23 eine Funktion einer Grenze, um zwei benachbarte kombinierte Rahmen zu trennen.
In 15, die eine Schnittansicht entlang Linie E-E in 14 ist, sind Zerteillinien (Dicing-Linien) 41, bei denen ein jeweiliger kombinierter Rahmen 40 bei einer im Wesentlichen zentralen Position von diesem getrennt wird und die sich in Richtung senkrecht zur Schnittansicht erstrecken, dargestellt. Dabei sind lange Seiten eines jeden der benachbarten Schlitze 22 und benachbarte Schlitze 23 so konfiguriert, dass sie vorher Stirnflächen von Elektrodenseiten der ersten Platine 4 und der zweiten Platine 5 (siehe 1 bis 3) auf der unteren Fläche 8 des Verbindungsteils 3 eines jeweiligen der Rahmen 20 bilden. Auch sind geschnittene Abschnitte eines jeweiligen kombinierten Rahmens 40 bei der Zerteillinie (Dicing-Linie) 41, bei welcher der kombinierte Rahmen 40 in zwei unterteilt wird, konfiguriert, um Stirnflächen der ersten Platine und der zweiten Platine sowie Vorderendabschnitte des U-förmigen Rahmens 20 zu bilden. Demgemäß ist kein Schneiden durch Zerteilen (Dicing) bei den Schlitzen 22 und 23 erforderlich, und sowohl die untere Fläche 8 des Verbindungsteils 3 als auch der Positionierstift 9 können die Form beibehalten, wenn sie hergestellt werden, ohne geschnitten zu werden.
16 stellt einen vergrößerten Zustand eines Abschnittes F in 15 und eine Beziehung zwischen der ersten Sammelplatine 31, der zweiten Sammelplatine 32 und den kombinierten Rahmen 40 detailliert dar.
Das lichtdurchlässige Harz 12, das sowohl das Licht aussendende Element 10 als auch das Licht empfangende Element 11 eines jeden der Rahmen des kombinierten Rahmens 40 einkapselt, ist sowohl an der ersten Sammelplatine 31 als auch der zweiten Sammelplatine 32 montiert und wird sowohl im ersten Umfassungsteil 13 als auch im zweiten Umfassungsteil 14 eines jeden Rahmens umfasst.
Die untere Fläche 8 des Verbindungsteils eines jeden Rahmens, auf dem der Positionierstift 9 vorgesehen ist, ist fluchtend mit jedem der Schlitze 22 und 23 der ersten Sammelplatine 31 und der zweiten Sammelplatine 32 positioniert. Eine Positionsbeziehung zwischen jedem der Schlitze 22 und 23 der ersten Sammelplatine 31 und der zweiten Sammelplatine 32 und dem kombinierten Rahmen 40 ist so festgelegt, dass ein Abstand W2 zwischen den unteren Flächen 8 der Verbindungsteile benachbarter Rahmen gleich groß oder kleiner als eine Breite W1 eines jeden der Schlitze 22 und 23 ist (siehe 16). Da die Schlitze 22 und 23 die Stirnflächen von der Seite der Elektroden der ersten Platine und der zweiten Platine (siehe 1 bis 3) aufseiten der unteren Fläche 8 des Verbindungsteils bilden, ist ein Spalt 15 zwischen einer Stirnfläche sowohl der ersten Platine 4 als auch der zweiten Platine 5 und einer oberen Fläche einer Hauptplatine 200 vorgesehen, wenn sich die unteren Fläche 8 der Lichtschranke 100 in Kontakt mit der oberen Fläche der Hauptplatine 200 befindet, und zwar beim Montieren der Lichtschranke auf der Hauptplatine, wie in 3 dargestellt.
17 stellt Zerteil-Schneidlinien 41 der fertiggestellten Lichtschranken-Baugruppe 90 dar, gesehen aus einer Richtung G in 14. Die Zerteil-Schneidlinien 41 sind so vorgesehen, dass sie mit gleichen Teilungsabständen von konstanten Intervallen der kombinierten Rahmen 40 vorgesehen sind, und die erste Sammelplatine 31 und die zweite Sammelplatine 32 sind ausgebildet, um unter Verwendung einer Zerteil-Schneideinrichtung (Dicing-Schneideinrichtung) 42 zerschnitten zu werden, die eine ähnliche Dicke wie jedes Intervall der kombinierten Rahmen aufweist (siehe 18).
Als Nächstes wird der Trennprozess beschrieben, bei dem die Lichtschrankenbaugruppe getrennt wird.
Wie in 18 dargestellt, wird die fertiggestellte Lichtschrankenbaugruppe 90 auf eine (nicht dargestellte) Zerteilvorrichtung gesetzt und mittels der Zerteil-Schneideinrichtung 42 aus jeweiligen Richtungen entlang der Zerteil-Trennlinien 41 zerschnitten, wie in 15 und 17 dargestellt, und gleichzeitig in eine Mehrzahl von einzelnen Lichtschranken getrennt, wobei eine 100 von diesen durch Pfeil H bezeichnet ist, wie in 18 dargestellt. Mit anderen Worten werden drei Flächen einer einzelnen Lichtschranke durch Zerschneiden mittels Zerteilen (Dicing) gebildet. Eine vierte Fläche, welche die untere Fläche 8 des Verbindungsteils liefert (siehe 2), wird vorab durch Abschnitte der Schlitze 22 und 23 gebildet.
Wie aus dem zuvor erwähnten Herstellungsverfahren klar hervorgeht, sind bei der Lichtschranke gemäß der Erfindung die untere Fläche 8 und der Positionierstift 9 eines jeden der kombinierten Rahmen zwischen den Schlitzen angeordnet, die als Stirnflächen der Elektroden der ersten und zweiten Platinen ausgebildet sind, und die drei anderen Flächen werden entlang der Zerteillinien durch Zerteilen (Dicing) zerschnitten. Daher ist, da die fertiggestellte Lichtschranke den Positionierstift 9 aufweist, eine Position eines Montierens auf der Hauptplatine zuverlässig bestimmt, und dadurch weist die Lichtschranke keine Abweichung bei der Erfassung einer mechanischen Betriebsposition auf und kann eine Position genau erfassen. Auch können die Mehrzahl von Lichtschranken durch das Zerschneiden mittels Zerteilen (Dicing) und das Trennen gleichzeitig gefertigt werden, wodurch ein Bereitstellen einer kostengünstigen Lichtschranke ermöglicht wird.
Es sei angemerkt, dass 19 Prozesse gemäß der ersten Ausführungsform zum Fertigen der Lichtschranke darstellt, wie zuvor erwähnt wurde.
Als Nächstes wird ein Verfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zur Herstellung einer Lichtschranke beschrieben.
Bei diesem Verfahren unterscheidet sich eine Rahmenbaugruppe von derjenigen des Verfahrens der ersten Ausführungsform lediglich in der Gestalt und ist dieser in Material, übriger Struktur und den Fertigungsprozessen ähnlich. Demgemäß werden nachfolgend lediglich die Unterschiede beschrieben, und gemeinsame Punkte, die gleiche Struktur und Funktionsweise aufweisen, entfallen.
20 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Aussehen eines Säulenrahmens als Rahmenbaugruppe der zweiten Ausführungsform zeigt.
In 20 weist der Säulenrahmen 60 als Rahmenbaugruppe eine Struktur auf, bei der eine Mehrzahl von kombinierten Rahmen 40 in integraler Weise in einem Säulenzustand verbunden sind, getrennt durch Strich-Doppelpunkt-Linien 43.
Speziell sind die kombinierten Rahmen 40 durch aneinanderstoßende Seitenflächen eines ersten Rahmenteils 1, eines zweiten Rahmenteils 2 und eines Verbindungsteils 3 verbunden, der die ersten und zweiten Rahmenteile 1 und 2 eines jeden der kombinierten Rahmen 40 verbindet. Die Verbindung der unteren Flächen 8 der Verbindungsteile 3 der kombinierten Rahmen 40 bewirkt, dass eine einzige breite untere Fläche gebildet wird, und die Anzahl der Verbindungsstifte 9 ist so festgelegt, dass sie mindestens gleich groß wie die Anzahl der kombinierten Rahmen 40 ist. Da der Säulenrahmen 60 durch die Mehrzahl von kombinierten Rahmen 40 aufgebaut ist, kann die Mehrzahl von kombinierten Rahmen gleichzeitig auf ein Tablett gesetzt werden, wenn der Integrierprozess der ersten Sammelplatine und des Säulenrahmens 60 durchgeführt wird. Dies ermöglicht es, die Anzahl der Fertigungsprozesse zu verringern und eine Kostenverringerung zu erzielen.
Man beachte, dass eine Länge des Säulenrahmens unter Berücksichtigung einer einfachen Herstellbarkeit einer Spritzgussform bestimmt ist, und nicht auf die dargestellte Ausführungsform eingeschränkt ist.
Als Nächstes wird ein Verfahren gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zur Herstellung einer Lichtschranke beschrieben.
Bei diesem Verfahren unterscheidet sich eine Rahmenbaugruppe von derjenigen des Verfahrens der zweiten Ausführungsform lediglich in der Gestalt und ist dieser in Material, übriger Struktur und den Fertigungsprozessen ähnlich. Demgemäß werden nachfolgend lediglich die Unterschiede beschrieben, und gemeinsame Punkte, die gleiche Struktur und Funktionsweise aufweisen, entfallen.
21 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Aussehen eines Matrixrahmens 80 als Rahmenbaugruppe der dritten Ausführungsform zeigt, und 22 ist eine Ansicht, die den in 21 gezeigten Matrix-Rahmen 80 zeigt, gesehen aus einer Richtung von Pfeil I.
Wie in 20 dargestellt, wird der Matrix-Rahmen 80 durch zeilenweises Anordnen einer Mehrzahl von Säulenrahmen 60, Aneinanderstoßenlassen und Verbinden der Positionierstifte der kombinierten Rahmen gebildet. 22 stellt einen Zustand dar, bei dem der Matrix-Rahmen 80 durch Gegeneinanderstoßen und Verbinden der Positionierstifte 9 benachbarter Säulenrahmen 60 gebildet wird. Daher unterscheidet sich diese Ausführungsform von der ersten Ausführungsform darin, dass ein Trennen der verbundenen Positionierstifte 9 entlang jeder der Stifttrennlinien 44 durch Zerteilen (Dicing) beim Trennprozess der Lichtschrankenbaugruppe hinzugefügt wird.
Durch Verwenden des Matrixrahmens 80 gemäß der Erfindung ist es möglich, die Mehrzahl von kombinierten Rahmen zeilen- und spaltenweise gleichzeitig auf ein Tablett zu setzen, wenn der Integrierprozess der ersten Sammelplatine und der Rahmenbaugruppe durchgeführt wird, wodurch eine beträchtliche Verringerung der Einrichtprozesse der Rahmenbaugruppe ermöglicht wird. Demzufolge ist es möglich, eine Lichtschranke vom oberflächenmontierten Typ bereitzustellen, die eine große Positionsgenauigkeit durch Vorsehen des Positionierstiftes sowie hervorragende Massenproduktivität aufweist, bei der eine Mehrzahl von Lichtschranken in kostengünstiger Weise mittels des Lichtschranken-Trennprozesses durch gleichzeitiges Zerteilen (Dicing) gefertigt werden.
Man beachte, dass eine äußere Form des Matrix-Rahmens unter Berücksichtigung einer einfachen Herstellbarkeit einer Spritzgussform bestimmt ist und nicht auf die dargestellte Ausführungsform eingeschränkt ist.
23 und 24 stellen eine Lichtschranke gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung dar.
Wie in 23 und 24 dargestellt, ist die Lichtschranke dieser vierten Ausführungsform so konfiguriert, dass sie einen Rahmen 20 beinhaltet, der einen ersten Rahmenteil, einen zweiten Rahmenteil, der dem ersten Rahmenteil zugewandt angeordnet ist, einen Verbindungsteil, der die ersten und zweiten Rahmenteile verbindet, und zwei Positionierstifte 90a und 90b aufweist, die auf einer unteren Fläche des Verbindungsteils vorgesehen sind, um integral mit dem Rahmen 20 ausgebildet zu sein. Das Vorsehen der zwei Positionierstifte 90a und 90b in dieser Weise ermöglicht es, die Lichtschranke auf einer Hauptplatine in elektronischen Geräten oder dergleichen sicherer zu befestigen, wenn die Positionierstifte in Aufnahmelöcher eingesetzt werden, die in der Hauptplatine vorgesehen sind.
Wie zuvor erwähnt, kann beim Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung, da das Positionierelement auf der unteren Fläche des Verbindungsteils des Rahmens mittels Formgießen vorgesehen werden kann, um integral mit dem Rahmen ausgebildet zu werden, das Positionierelement auf dem Rahmen fest und genau vorgesehen werden. Demzufolge ist es möglich, die Lichtschranke auf der Hauptplatine genau zu positionieren und die Lichtschranke auf der Hauptplatine fest anzubringen, wodurch ein Erzielen einer genauen Positionserfassung ohne Abweichung einer Montageposition erzielt wird.
Außerdem ist es beim Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung, da eine Mehrzahl von Lichtschranken gleichzeitig gefertigt werden können, und zwar dadurch, dass zwei Sammelplatinen, von denen jede mit einer Mehrzahl von Schlitzen, einer Mehrzahl von Licht aussendenden Elementen und einer Mehrzahl von Licht aufnehmenden Elementen versehen ist, mit einer Mehrzahl von kombinierten Rahmen verklebt wird, und eine Baugruppe aus diesen durch Zerteilen und Trennen in einzelne Lichtschranken zerschnitten wird, sogar wenn zwei Stifte vorgesehen sind, möglich, ein Herstellungsverfahren zu erzielen, das hervorragende Massenproduktivität aufweist.
Bei den zuvor erwähnten Ausführungsformen wurde eine Lichtschranke beschrieben, die ein einziges Licht aussendendes Element und ein einziges Licht aufnehmendes Element beinhaltet, das dem Licht aussendenden Element zugewandt angeordnet ist, jedoch kann die Lichtschranke eine Mehrzahl von Licht aussendenden Elementen und eine Mehrzahl von Licht aufnehmenden Elementen, die den Licht aussendenden Elementen zugewandt angeordnet sind, als oberflächenmontierte Lichtschranke zur Phasenerfassung beinhalten.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Lichtschranke (100), das umfasst: einen Prozess zur Erzeugung einer ersten Sammelplatine (31), die eine Sammlung von ersten Platinen (4) darstellt, wobei der Prozess einen Schritt beinhaltet, bei dem eine Mehrzahl von Licht aussendenden Elementen (10) auf einer ersten Fläche eines ersten Platinenmaterials (21) montiert werden, das eine Mehrzahl von Schlitzen (22) beinhaltet, wobei ein Schaltungsmuster auf der ersten Fläche des ersten Platinenmaterials (21) vorgesehen ist, und ein Elektrodenmuster mit dem Schaltungsmuster elektrisch verbunden ist und auf einer zweiten Fläche gegenüberliegend der ersten Fläche des ersten Platinenmaterials (21) vorgesehen ist; einen Prozess zur Erzeugung einer zweiten Sammelplatine (32), die eine Sammlung von zweiten Platinen (5) darstellt, wobei der Prozess einen Schritt beinhaltet, bei dem eine Mehrzahl von Licht aufnehmenden Elementen (11) auf einer ersten Fläche eines zweiten Platinenmaterials montiert werden, das eine Mehrzahl von Schlitzen (23) beinhaltet, wobei ein Schaltungsmuster auf der ersten Fläche des zweiten Platinenmaterials vorgesehen ist, und ein Elektrodenmuster mit dem Schaltungsmuster elektrisch verbunden ist und auf einer zweiten Fläche gegenüberliegend der ersten Fläche des zweiten Platinenmaterials vorgesehen ist; einen Prozess zur Erzeugung eines kombinierten Rahmens (40), bei dem ein kombinierter Rahmen (40) erzeugt wird, in dem zwei Rahmen (20) kombiniert sind, wobei jeder Rahmen (20) eine U-förmige Gestalt aufweist und einen ersten Rahmenteil (1), einen zweiten Rahmenteil (2), der dem ersten Rahmenteil (1) zugewandt angeordnet ist, und einen Verbindungsteil (3) beinhaltet, der ein Ende des ersten Rahmenteils (1) und ein Ende des zweiten Rahmenteils (2) verbindet, wobei der Verbindungsteil (3) eine bezüglich der U-förmigen Gestalt des Rahmens (20) innere Innenseite (1b, 2b) und eine der Innenseite (1b, 2b) gegenüberliegende Außenseite (8) aufweist, und wobei mindestens ein Positionierelement (9) vorgesehen ist, das zum Positionieren der Lichtschranke (100) dient und aus der Außenseite (8) des Verbindungsteils (3) hervorragt; einen Prozess zur Erzeugung einer Rahmenbaugruppe, der einen Schritt aufweist, bei dem eine Mehrzahl der kombinierten Rahmen (40) angeordnet werden, wobei bei jedem der kombinierten Rahmen (40) der erste Rahmenteil (1) und der zweite Rahmenteil (2) aneinanderstoßen; einen ersten Integrierprozess, bei dem die erste Sammelplatine (31) und die Rahmenbaugruppe integriert werden, wobei der erste Integrierprozess beinhaltet, dass die ersten Rahmenteile (1) der Mehrzahl der kombinierten Rahmen (40) auf der ersten Sammelplatine (31) jeweils bei der Mehrzahl von Licht aussendenden Elementen (10) positioniert werden, wobei die Positionierelemente (9) der Verbindungsteile (3) der kombinierten Rahmen (40) an den Schlitzen (22) der ersten Sammelplatine (31) ausgerichtet werden, und für ein festes Anhaften der ersten Fläche der ersten Sammelplatine (31) und der Mehrzahl der kombinierten Rahmen (40) gesorgt wird; einen zweiten Integrierprozess, bei dem die zweite Sammelplatine (32) und die Rahmenbaugruppe integriert werden, wobei der zweite Integrierprozess beinhaltet, dass die Mehrzahl von Licht aufnehmenden Elementen (11) der zweiten Sammelplatine (32) bei den zweiten Rahmenteilen (2) der Mehrzahl der kombinierten Rahmen (40), die fest auf der ersten Sammelplatine (31) anhaften, positioniert werden, wobei die von den Außenseiten (8) der Verbindungsteile (3) hervorragenden Positionierelemente (9) der kombinierten Rahmen (40) an den Schlitzen (23) der zweiten Sammelplatine (32) ausgerichtet werden, und wobei für ein festes Anhaften der ersten Fläche der zweiten Sammelplatine (32) und der Mehrzahl der kombinierten Rahmen (40) gesorgt wird, um eine Lichtschranken-Baugruppe zu bilden; und einen Trennprozess, bei dem die fertiggestellte Lichtschranken-Baugruppe durch Zerteilen und Trennen der Lichtschranken-Baugruppe in eine Mehrzahl von einzelnen Lichtschranken (100) getrennt wird.
Verfahren zur Herstellung einer Lichtschranke (100) nach Anspruch 1, bei dem die Rahmenbaugruppe beim Rahmenbaugruppen-Erzeugungsprozess ein Säulenrahmen ist, bei dem die Mehrzahl der kombinierten Rahmen (40) in einer Säule so angeordnet sind, dass Seitenflächen der ersten Rahmenteile (1) benachbarter kombinierter Rahmen (40) aneinander anstoßend angeordnet sind, und Seitenflächen der zweiten Rahmenteile (2) benachbarter kombinierter Rahmen (40) aneinander anstoßend angeordnet sind.
Verfahren zur Herstellung einer Lichtschranke (100) nach Anspruch 2, bei dem die Rahmenbaugruppe beim Rahmenbaugruppen-Erzeugungsprozess ein Matrixrahmen ist, bei dem eine Mehrzahl von Säulenrahmen zeilenweise angeordnet sind und so verbunden sind, dass die Positionierelemente (9) einander zugewandt sind.
Lichtschranke (100), aufweisend: einen U-förmigen Rahmen (20), der einen ersten Rahmenteil (1) und einen zweiten Rahmenteil (2), die mit einem Zwischenraum so angeordnet sind, dass sie einander zugewandt sind, einen Verbindungsteil (3), der mit einem Ende des ersten Rahmenteils (1) und einem Ende des zweiten Rahmenteils (2) integral ist, und zwei Positionierelemente (90a, 90b) zum Positionieren der Lichtschranke (100) beinhaltet, die an einer bezüglich der U-förmigen Gestalt der Rahmens (20) äußeren Außenseite (8) des Verbindungsteils (3) integral mit diesem vorgesehen sind; eine erste Platine (4), die beim ersten Rahmenteil (1) vorgesehen ist; mindestens ein Licht aussendendes Element (10), das auf der ersten Platine (4) montiert ist; eine zweite Platine (5), die beim zweiten Rahmenteil (2) vorgesehen ist; und mindestens ein Lichtaufnehmendes Element (11), das auf der zweiten Platine (5) so montiert ist, dass es dem mindestens einen Licht aussendenden Element (10) zugewandt ist, wobei die beiden Positionierelemente (90a, 90b) diagonal an der Außenseite (8) des Verbindungsteils (3) angeordnet sind.