JP2000164088A - 多光軸光電スイッチの回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の撓み変形によるチップ割れやワイヤー
切れの心配がない多光軸光電スイッチの回路基板を提供
する。 【解決手段】 回路基板１１に備えた基板１２には、各
光電素子１３の周りを概ね囲むようにスリット１６が形
成され、光電素子配置部１５が、スリット１６の外側か
ら連絡部１７を残して切離されている。これにより、基
板１２全体が撓み変形しても光電素子配置部１５は撓み
変形せず、光電素子１３に無理な力がかかることが防が
れ、チップ割れ等が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多光軸光電スイッ
チの回路基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】多光軸光電スイッチの回路基板は、長尺
状をなす基板の長手方向に沿って複数の光電素子（投光
素子又は受光素子）を備ると共に、抵抗、コンデンサ、
トランジスタ等の多くの電子部品を実装して備える。ま
た、基板は、予めハーフカットされた部分を実装工程後
にカットすることによって、最終的なサイズに形成され
て、多光軸光電スイッチに備えたケースに例えばビス止
めされる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した光
電素子を基板に実装する手段として、以下の２つがあ
る。その１つは、光電素子として、樹脂でパッケージさ
れたものを用い、それを基板の所定の位置に配してリフ
ロー半田付けを行うというものである。しかしながら、
この手段によると、半田付け時に光電素子が正規位置か
らずれてしまい、光軸ずれを招く場合がある。特に、多
光軸光電スイッチは狭光芒なので、上記した僅かな光軸
ずれも問題となる。

【０００４】他の１つは、光電素子として、樹脂でパッ
ケージされていないベアチップ状のものを用い、それを
基板に接着剤にて固定し、さらにワイヤーボンディング
処理を施すというものである。この手段によれば、上記
した位置ずれの問題はないものの、ベアッチップは樹脂
でパッケージされたチップに比べて強度的に弱いため、
基板がカットされるときやネジ止めされるときの基板の
撓み変形によって、チップ割れが生じることがある。ま
た、これに加え、基板の撓み変形によって、ワイヤーボ
ンディングによるワイヤーが引っ張られて切断されるこ
ともある。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、基板の撓み変形によるチップ割れやワイヤー切れの
心配がない多光軸光電スイッチの回路基板の提供を目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、長尺状の基板の長手方向に
沿って配列された複数のベアチップ状の光電素子が、ワ
イヤーボンディングによって基板上の導電路に導通接続
されてなる多光軸光電スイッチの回路基板において、前
記基板のうち光電素子が配置される光電素子配置部の周
囲に基板の長手方向の両側に一対の連絡部を残してスリ
ットを形成することにより、光電素子配置部をスリット
の外側から切離してあるところに特徴を有する。

【０００７】請求項２に係る発明は、長尺状の基板の長
手方向に沿って配列された複数のベアチップ状の光電素
子が、ワイヤーボンディングによって基板上の導電路に
導通接続されてなる多光軸光電スイッチの回路基板にお
いて、基板に、各光電素子の周りを概ね囲むＣ字状のス
リットを形成することによって、基板のうちスリットの
内側の光電素子配置部が、スリットの外側から連絡部を
残して切離されているところに特徴を有する。

【０００８】

【発明の作用及び効果】＜請求項１の発明＞基板のうち
光電素子配置部は、基板の幅方向で連絡部のみによって
スリットの外側に連絡され、基板の長手方向ではスリッ
トの外側と繋がっていないから、回路基板全体が長手方
向に撓み変形しても、光電素子配置部は、撓み変形しな
い。これにより、ベアッチップ状の光電素子及びワイヤ
ーボンディングによるワイヤーに無理な力がかかること
が防がれ、チップ割れやワイヤー切れを防止できる。し
かも、光電素子配置部は、一対の連絡部によって、スリ
ットの外部に両持ち状態に連結されているから、安定性
がよい。

【０００９】＜請求項２の発明＞基板のうち光電素子配
置部は、１つの連絡部を残して、スリットの外側から切
離されているから、基板が長尺方向のみならずあらゆる
方向に撓み変形しても、その変形が光電素子配置部には
及ばない。これにより、ベアッチップ状の光電素子及び
ワイヤーボンディングによるワイヤーに無理な力がかか
ることが防がれ、チップ割れやワイヤー切れを防止でき
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】＜第１実施形態＞以下、本発明の
第１実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。多光軸
光電スイッチは、投光用ユニットと受光用ユニットとか
らなる。投光用ユニットは、図１に示されており、細長
いケース１０を備えており、その奥部に本実施形態の多
光軸光電スイッチの回路基板１１（以下、単に「回路基
板１１」という）がビス止めされている。

【００１１】回路基板１１は、図２に平面形状が示され
ており、長尺状をなす基板１２に、複数の光電素子１３
と、図示しない抵抗、コンデンサ、トランジスタ等が実
装されている。

【００１２】複数の光電素子１３は、基板１２の長手方
向に沿って一列に等間隔に配置されている。各光電素子
１３は、投光素子であるベアチップ状のＬＥＤチップに
よって構成されており、そのＬＥＤに直流電流を流すた
めの一対の電極が、光電素子１３の下面１３Ａと上面１
３Ｂ（図４参照）と分けて備えられている。そして、光
電素子１３の各電極が、基板１２にプリントされた導電
路のうちＧＮＤレベルのランド１４Ａとプラスレベルの
ランド１４Ｂに電気接続されている（図３参照）。より
詳細には、ランド１４Ａは、基板１２のうち光電素子１
３が配置される光電素子配置部１５に敷設されており、
このランド１４Ａの上に光電素子１３の下面１３Ａが導
電性接着剤によって固着されている。これにより、光電
素子１３の下面１３Ａに備えた電極がランド１４Ａに導
通接続される。また、ランド１４Ｂは、光電素子配置部
１５のうち光電素子１３が固着される箇所の近傍まで延
びており、このランド１４Ｂと光電素子１３の上面１３
Ｂとの間が、ワイヤーボンディング処理によるワイヤー
Ｗで導通接続されている。そして、図４に示すように、
ポティング樹脂Ｊによって光電素子１３の全体が覆われ
ている。

【００１３】さて、基板１２には、各光電素子１３の周
りを概ね囲むようにスリット１６が形成されており（図
３参照）、前記した光電素子配置部１５が、スリット１
６の外側から連絡部１７を残して切離されている。より
具体的には、スリット１６は、対をなして基板１２の長
手方向に、光電素子１３を中心として対称に配置されて
おり、各スリット１６は、直角に交わった２等辺からな
るアングル形状をなしている。そして、両スリット１
６，１６の各端部同士が互いに近接されて、それらの端
部同士の間が前記連絡部１７，１７となっている。即
ち、本実施形態では、光電素子配置部１５のうち基板１
２の幅方向の両側に、連絡部１７が対をなして設けられ
ている。また、図３における左側の連絡部１７上には、
ランド１４Ａからの電路１８Ａが敷設されると共に、同
図における右側の連絡部１７上には、ランド１４Ｂから
の電路１８Ｂが敷設されている。

【００１４】次に、本実施形態の作用効果について説明
する。本実施形態の回路基板１１は、電子部品の実装工
程においては、複数の基板１２同士が一体に連なって、
各基板１２同士の区画部分がハーフカットされている。
そして、電子部品の実装後に、ハーフカット部分で、図
２に示した長尺の基板１２毎にカットされる。次いで、
回路基板１１は、図１に示すように、多光軸光電スイッ
チのケース１０の奥部にビスＢにて止められ、その前面
には各光電素子１３に対応した凸型レンズ２０等を備え
た閉塞板２１が取り付けられて、多光軸光電スイッチの
投光用ユニットが完成する。

【００１５】ここで、基板１２は、カットされるときや
ケース１０にビス止めされるときに、外力を受けて長手
方向で撓み変形する。ところが、光電素子配置部１５
は、基板１２の幅方向で連絡部１７，１７のみによって
スリット１６の外側に連絡され、基板１２の長手方向で
はスリット１６の外側と繋がっていないから、基板１２
全体が長手方向に撓み変形しても、光電素子配置部１５
は撓み変形しない。これにより、ベアッチップ状の光電
素子１３及び光電素子１３とランド１４Ｂとを繋ぐワイ
ヤーＷに無理な力がかかることが防がれ、チップ割れや
ワイヤー切れを防止できる。

【００１６】このように、本実施形態の多光軸光電スイ
ッチの回路基板１１によれば、回路基板１１の撓み変形
によるチップ割れやワイヤー切れの心配がない。しか
も、光電素子１３は、接着剤によって基板１２に固着さ
れてワイヤーボンディングされているから、従来のリフ
ロー半田付けによる場合のように、溶けた半田によって
光電素子の位置がずれるようなことがなくなり、正確に
光軸を合わせることができる。その上、光電素子配置部
１５は、その両側に配された一対の連絡部１７，１７に
よって、スリット１６の外部に両持ち状態に連結されて
いるから安定性がよく、例えば振動による光電素子配置
部１５のぐらつきが防がれ、また、光電素子配置部１５
が押されて連絡部１７が変形するようなことも防がれ
る。さらに、強度が同じという条件の下では、連絡部が
１つの場合のより２つにした場合のほうが、連絡部の幅
寸法を小さくすることができるから、効果的に基板１２
の長手方向の撓み変形を光電素子配置部１５に及ばせな
いようにすることができる。

【００１７】＜第２実施形態＞本実施形態は、図５に示
されており、主としてスリット２６が上記第１実施形態
のスリット１６と異なる構成になっている。以下、第１
実施形態と異なる部位についてのみ説明し、同一部位に
関しては同一符号を付して重複した説明は省略する。

【００１８】本実施形態のスリット２６は、各光電素子
１３の周りを概ね囲むＣ字状に形成されており、これに
より、各光電素子配置部２７には連絡部２５が１つ形成
された構成となっている。また、連絡部２５上には、両
ランド１４Ａ，１４Ｂに繋がる両電路１８Ａ，１８Ｂが
平行して延びている。

【００１９】本実施形態の構成では、光電素子配置部２
７が１つの連絡部２５を介して外部と片持ち状態に連結
されているから、基板１２が長尺方向のみならずあらゆ
る方向に撓み変形しても、その変形が光電素子配置部２
７には及ばない。

【００２０】なお、基板１２が長手方向に最も撓み易い
ことを考慮し、連絡部２５を光電素子配置部２７に対し
て基板１２の長手方向に並べた配置とすれば、基板１２
の長尺方向の撓み変形による光電素子配置部２７への影
響が、連絡部２５の幅寸法とは無関係となり、より効果
的に基板１２の長手方向の撓み変形を光電素子配置部２
７に及ばせないようにすることができる。

【００２１】＜他の実施形態＞本発明は、実施形態に限
定されるものではなく、例えば、以下に説明するような
実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記
以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施す
ることができる。

【００２２】（１）前記第１実施形態では、アングル形
状のスリット１６，１６の両端部を近接させることによ
って、その間に一対の連絡部１７，１７を形成したが、
例えば図６に示すように、円弧状をなす一対のスリット
３０，３０の両端部を近接させて、一対の連絡部３１，
３１を設けた構成としてもよい。或いは、図８に示すよ
うに、直線状のスリット１６，１６を光電素子配置部１
５の長手方向の両端側に形成することで基板１２の長手
方向のと直交する方向の両側に一対の連結部１７，１７
を形成して光電素子配置部１５をスリット１６の外側か
ら切り離すようにしてもよい。

【００２３】（２）本発明の請求項２に係るスリット
は、前記第２実施形態のスリット２６のように、完全な
アルファベットのＣ字状でなくてもよく、ループの一部
を切除して全体として概Ｃ字状をなせばよい。従って、
例えば図７に示したスリット３２のように、矩形の一角
部を切除してなり、複数の角部３３を備えたものであっ
てもよい。

【００２４】（３）前記第１及び第２実施形態では、連
絡部１７，２５上にランド１４Ａ，１４Ｂからの電路１
８Ａ，１８Ｂが延ばされていたが、それら電路は、必ず
しも連絡部上に敷設しなくてもよく、例えば電路が金属
箔や、ワイヤーボンディングによるワイヤーで形成され
て、スリットを跨ぐように構成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る多光軸光電スイッ
チの投光ユニットの側断面図

【図２】回路基板の平面図

【図３】光電素子配置部の拡大平面図

【図４】その拡大側断面図

【図５】第２実施形態の回路基板のうち光電素子配置部
の拡大平面図

【図６】他の実施形態の回路基板のうち光電素子配置部
の拡大平面図

【図７】更に異なる実施形態の回路基板のうち光電素子
配置部の拡大平面図

【図８】異なる実施形態の回路基板のうち光電素子配置
部の拡大平面図

【符号の説明】

１１…回路基板 １３…光電素子 １５，２７…光電素子配置部 １６，２６，３０，３２…スリット １７，２５，３１…連絡部 １８Ａ，１８Ｂ…電路 Ｗ…ワイヤー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺状の基板の長手方向に沿って配列さ
   れた複数のベアチップ状の光電素子が、ワイヤーボンデ
   ィングによって前記基板上の導電路に導通接続されてな
   る多光軸光電スイッチの回路基板において、 前記基板のうち前記光電素子が配置される光電素子配置
   部の周囲に、前記基板の長手方向の両側に一対の連絡部
   を残してスリットを形成することにより、前記光電素子
   配置部を前記スリットの外側から切離してあることを特
   徴とする多光軸光電スイッチの回路基板。
2. 【請求項２】 長尺状の基板の長手方向に沿って配列さ
   れた複数のベアチップ状の光電素子が、ワイヤーボンデ
   ィングによって前記基板上の導電路に導通接続されてな
   る多光軸光電スイッチの回路基板において、 前記基板に、各光電素子の周りを概ね囲むＣ字状のスリ
   ットを形成することによって、前記基板のうち前記スリ
   ットの内側の光電素子配置部が、前記スリットの外側か
   ら連絡部を残して切離されていることを特徴とする多光
   軸光電スイッチの回路基板。