JPH10117013A - フォトインタラプタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォトインタラプタの検出精度の向上とコス
トダウン。 【解決手段】 発光素子３又は受光素子４を実装した第
１又は第２集合基板２２、２３と、ギャップの半分に相
当する平坦な底部を有し封止樹脂部２１を収納する位置
に貫通穴２４を形成した第１又は第２モールド体２５、
２６と、前記両素子の光路となるスリット２７を形成し
た第１又は第２スリット板２８、２９とよりなり、前記
２つのモールド体２５、２６の底部に、２つのスリット
板２８、２９を、また前記スリット板と対向する下面に
２つの集合基板２２、２３を接着剤３０でそれぞれ接着
することにより、発光側又は受光側の第１又は第２集合
体３１、３２を構成し、前記２つの集合体の両素子が対
向し、且つ、所定のギャップＧを介してスリットの位置
が一致するように重ね合わせて接着剤３０で接着して一
体化し、ダイシングで分割してフォトインタラプタ２０
を製造する。

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９
ａ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、前記発光素子又は受光素子を実装した第１又は第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又は第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又は第２スリット板
とよりなり、前記モールド体の貫通穴と前記スリット板
のスリットが一致するように、第１又は第２モールド体
の少なくともいずれか一方にスリット板を接着すると共
に、前記モールド体の貫通穴に前記集合基板の封止樹脂
部を収納するように、第１又は第２モールド体に集合基
板を接着することにより第１又は第２集合体を構成し、
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てスリット位置が一
致するように両集合体を接着することにより構成したこ
とを特徴とするものである。

【００１０】また、前記第１又は第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を接着し
た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を接着したことを特徴
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又は受光素子を
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集合基板上の封止樹脂部を収納する貫通穴を形
成した第１又は第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又はエッ
チング等の加工手段により形成した第１又は第２スリッ
ト板のスリット加工工程とよりなり、前記第１又は第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又は
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又は第２集合基板の封止樹脂部を
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又は第２集合体を形成した後、該第
１又は第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てスリット位置が一致するよ
うに前記第１又は第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
発光素子及び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、２
６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１
１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２２
ａ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２
５ｃ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１００〜１
２０ｍｍ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

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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、前記発光素子又は受光素子
   を実装した第１又は第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又は第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又は第２スリット板とよりなり、前記モールド体の
   貫通穴と前記スリット板のスリットが一致するように、
   第１又は第２モールド体の少なくともいずれか一方にス
   リット板を接着すると共に、前記モールド体の貫通穴に
   前記集合基板の封止樹脂部を収納するように、第１又は
   第２モールド体に集合基板を接着することにより第１又
   は第２集合体を構成し、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
   介してスリット位置が一致するように両集合体を接着す
   ることにより構成したことを特徴とするフォトインタラ
   プタ。
2. 【請求項２】 前記第１又は第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を接着したこ
   とを特徴とする請求項１記載のフォトインタラプタ。
3. 【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を接着したことを特徴とす
   る請求項１記載のフォトインタラプタ。
4. 【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又は受光素子を実装
   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集合基板上の封止樹脂部を収納する貫通穴を形成し
   た第１又は第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又はエッチン
   グ等の加工手段により形成した第１又は第２スリット板
   のスリット加工工程とよりなり、前記第１又は第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又は第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又は第２集合基板の封止樹脂部を貫通
   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又は第２集合体を形成した後、該第１又
   は第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てスリット位置が一致するように前
   記第１又は第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
   子及び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。