KR100391065B1 - 반사형 센서 - Google Patents

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Abstract

검출대상물의 존재를 검출하기 위한 반사형 센서가 제공된다. 이 반사형 센서는, 발광소자(31)와, 이 발광소자와 협동하는 수광소자(32)와, 상기 발광소자를 둘러싸는 제 1의 수지체(21)와, 상기 수광소자를 둘러싸는 제 2의 수지체(22)와, 상기 제 1 및 제 2의 수지체를 지지하는 제 3의 수지체(25)를 갖고 있다.
또한, 상기 반사형 센서는, 와이어(4a) 등을 통하여 상기 발광소자에 전기적으로 접속된 제1 쌍의 리드(5a, 5b)와, 별개의 와이어(4b) 등을 통하여 상기 수광소자에 전기적으로 접속된 제2 쌍의 리드(5c, 5d)를 구비하고 있다. 상기 제1 쌍 및 제2 쌍의 리드는, 상기 제 3의 수지체의 하나의 측면(2a) 또는 별개의 측면(2b)으로부터 돌출되어 있다. 상기 제1 쌍 및 제2 쌍의 리드의 자유단(51a, 51b, 51c, 51d)은, 땜납(H)을 통하여, 기판(S)상의 접속패드(P)에 접속되어 있다. 상기 제 1의 수지체의 상면과 저면, 및 상기 제 2의 수지체의 상면과 저면은, 외부로 노출되어 있다.

Description

반사형 센서{REFLECTIVE SENSOR}
검출대상물의 존재를 검출하기 위한 센서로서는, 종래로부터 마이크로스위치를 내장시킨 접촉형 센서나, 포토 인터럽터(photo-interrupter) 등의 비접촉형센서가 사용되고 있다.
일반적으로, 포토 인터럽터에는, 투과형 포토 인터럽터라 불리는 것이나, 반사형 인터럽터라 불리는 것이 포함된다.
투과형 포토 인터럽터에 있어서는, 발광소자와 수광소자가, 상호 대향하도록 배치되어 있다.
한편, 반사형 포토 인터럽터에서는, 발광소자와 수광소자가, 동일한 방향을 향하도록 배치되어 있다.
최근에는, 투과형 포토 인터럽터보다는 반사형 포토인터럽터의 수요가 많다.
그 이유 중 하나는, 반사형 포토 인터럽터 쪽이 투과형 포토 인터럽터 보다, 더한층 다양한 부분에 설치될 수 있는 구조를 갖고 있기 때문이다.
도 19로부터 도 21을 참조하여, 종래의 반사형 센서(포토 인터럽터)에 대해설명한다.
도시된 반사형 센서(1)는, 직육면체 형상의 보호패키지(2)를 갖고 있고(도 19), 이 중에 발광소자(31)와 수광소자(32)가 매설되어 있다(도 20 및 도 21).
보호패키지(2)는, 발광소자(31)를 둘러싸는 제1의 수지체(21)와, 수광소자(32)를 둘러싸는 제2의 수지체(22)와, 이들 2개의 수지체(21, 22)를 지지하기 위한 제3의 수지체(25)로 구성되어 있다.
도 19에 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2수지체(21, 22)의 상면은 외부로 노출되어 있으나, 그 다른 면은 제3의 수지체(25)로 덮여있다.
제1 및 제2수지체(21, 22)는 투명하며, 광을 투과시킬 수가 있다.
제1 및 제2수지체(21, 22)는, 예를 들면 투명한 에폭시수지에 의해 형성된다.
한편, 제3의 수지체(25)는 불투명하며, 광을 투과시키지 않는다.
제3의 수지체(25)는, 예를들면 흑색의 PPS(폴리페닐렌 설파이드)에 의해 형성된다.
에폭시수지의 선팽창계수는 예를 들면 11∼12×10-5/℃이며, PPS의 선팽창계수는 예를들면 6∼7×10-5/℃이다.
따라서, 에폭시수지로 된 제1 및 제2의 수지체(21, 22)의 쪽이, PPS로 된 제3의 수지체(25)보다도, 가열시에 큰 비율로 팽창한다.
도 20에 나타내는 바와 같이, 발광소자(31)는, 리드(5a)에 본딩됨과 동시에,별개의 리드(5b)에 대해 와이어(4a)를 거쳐 전기적으로 접속된다.
같은 모양으로, 수광소자(32)는 리드(5c)에 본딩됨과 동시에, 별개의 리드(5d)에 대해 와이어(4b)를 거쳐 전기적으로 접속된다.
리드(5a)∼(5d)의 자유단은, 기판(S)상에 형성된 전극패드(P)에 대해 납땜되어 있다.
이 납땜은, 다음에 기술하는 땜납 리플로우(solder re-flow)법에 의해 행할 수가 있다.
우선, 전극패드(P)의 각각에, 땜납페이스트(H)를 도포해 둔다.
다음에, 리드(5a)∼(5d)의 자유단이, 전극패드(P)상에 위치하도록, 반사형 센서(1)를 기판(S)에 탑재시킨다.
이 상태에서, 기판(S) 및 반사형 센서(1)를 가열로 내에 넣어서 가열한다.
이때의 가열로 내부의 온도는, 예를 들면 200℃이상이다.
이에 의해 도포된 땜납 페이스트가 용융되어, 리드(5a)∼(5d)의 자유단 및 전극패드(P)를 적신다.
그후, 기판(S) 및 반사형 센서(1)를 가열로로부터 꺼내어 냉각시킨다.
이에 의해 땜납 페이스트가 고화(固化)되어, 반사형 센서(1)가 기판(1)에 대해 고정된다.
상술한 구조를 갖는 종래의 반사형 센서(1)에는, 다음에 기술하는 것과 같은 불합리함이 있는 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 및 제2의 수지체(21, 22)쪽이, 제3의 수지체(25)보다도 큰 비율로 열팽창한다.
여기서, 제1 및 제2의 수지체(21, 22)는, 그 상면을 제외하고, 제3의 수지체에 둘러싸여 있다.
따라서, 반사형 센서(1)를 가열하면, 도 20의 1점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2의 수지체(21, 22)는, 위쪽으로만 팽창한다.
이와 같이 한방향으로만 수지체(21, 22)가 팽창하면, 와이어(4a, 4b)가 리드(5b, 5d)로부터 박리되어 버릴 우려가 있다.
또, 종래의 반사형 센서(1)에는 다음과 같은 불합리한 점이 있다.
상술한 바와 같이, 반사형 센서(1)는 가열로 내에 있어서 200℃이상의 온도로 가열된 후 냉각된다.
이때, 용융된 땜납페이스트(H)는, 예를 들면 약 180℃의 온도에서 고화되고, 이에 의해 리드(5a)∼(5d)가, 도체패드(P)에 고정된다.
그러나, 이 단계(온도 180℃)에서는, 보호패키지(2)[특히, 제1 및 제2수지체 (21, 22)]는 열팽창을 일으킨 상태에 있고, 온도의 저하와 함께 열 수축해가게 된다.
이와 같이, 리드(5a)∼(5d)가 도체패드(P)에 고정된 상태에서, 보호패키지(2)가 수축하면, 리드(5a)∼(5d)에 대해 이들을 보호패키지(2)로부터 빼내려고 하는 힘이 가해진다.
이 때문에, 와이어(4a, 4b)에 과도한 응력이 가해지고, 그 결과, 와이어(4a, 4b)가 리드(5b, 5d)로부터 당겨져 박리되어 버릴 우려가 있다.
본 발명은, 검출대상물의 존재를 검출하기 위해 사용되는 반사형 센서에 관한 것이며, 특히, 기판에 표면 장착되는 반사형 센서에 관한 것이다.
도 1은, 본 발명의 제1실시예에 기초한 반사형 센서의 사시도.
도 2는, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도.
도 3은, 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도.
도 4는, 도 1의 반사형 센서의 제조에 사용되는 리드프레임을 나타내는 평면도.
도 5는, 도 4의 리드프레임에 대해 발광소자 및 수광소자를 탑재시킨 상태를 나타내는 도면.
도 6은, 도 5의 발광소자 및 수광소자의 각각을 투명한 수지체로 덮은 상태를 나타내는 도면.
도 7은, 도 6의 투명수지체를 불투명한 다른 수지체로 둘러싼 상태를 나타내는 도면.
도 8은, 도 1의 반사형 센서의 이점을 설명하기 위한 도면.
도 9는, 본 발명의 제 2실시예에 관한 반사형 센서를 나타내는 평면도.
도 10은, 도 9의 Ⅹ-Ⅹ선에 따른 단면도.
도 11은, 도 10의 ⅩⅠ-ⅩⅠ선에 따른 단면도.
도 12는, 도 9의 반사형 센서의 제조에 사용되는 리드프레임을 나타내는 평면도.
도 13은, 도 12의 리드프레임에 대해 발광소자 및 수광소자를 탑재시킨 상태를 나타내는 도면.
도 14는, 도 13의 발광소자 및 수광소자의 각각을 투명한 수지체로 덮은 상태를 나타내는 도면.
도 15는, 도 14의 투명수지체를 불투명한 다른 수지체로 둘러싼 상태를 나타내는 도면.
도 16은, 본 발명의 제3실시예에 관한 반사형 센서의 주요부를 나타내는 평면도.
도 17은, 본 발명의 제4실시예에 관한 반사형 센서의 주요부를 나타내는 평면도.
도 18은, 본 발명의 제5실시예에 관한 반사형 센서의 주요부를 나타내는 평면도.
도 19는, 종래의 반사형 센서를 나타내는 사시도.
도 20은, 도 19의 ⅩⅩ-ⅩⅩ선에 따른 단면도.
도 21은, 도 19의 ⅩⅩⅠ-ⅩⅩⅠ선에 따른 단면도.
본 발명의 과제는 상기 종래 기술의 문제점을 해소 또는 감소시킬 수 있는 반사형 센서를 제공하는데 있다.
본 발명의 제1 측면에 의해 제공되는 반사형 센서는, 발광소자와, 상기 발광소자와 협동하는 수광소자와, 상기 발광소자를 둘러쌈과 동시에 제1의 면과 이 제1의 면과는 역의 제2의 면을 갖는 제1의 수지체와, 상기 수광소자를 둘러쌈과 동시에 제3의 면과 이 제3의 면과는 역의 제4의 면을 갖는 제2의 수지체와, 상기 제1 및 제2의 수지체를 지지하는 제3의 수지체와, 상기 발광소자에 전기적으로 접속된 제1 쌍의 리드와, 상기 수광소자에 전기적으로 접속된 제2 쌍의 리드를 구비하고 있고, 상기 제1의 수지체의 제1의 면과 상기 제2의 면, 및 상기 제2의 수지체의 제3의 면과 제4의 면은, 외부로 노출되어 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 제1의 수지체 및 제2의 수지체의 각각이, 위쪽 및 아래쪽으로 균등히 열 팽창하는 것이 가능하게 된다.
따라서, 제1의 수지체 및 제2의 수지체의 내부에 있어서, 바람직하지 않은 응력이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수가 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 제1 및 제2의 수지체는 투명하며, 상기 제3의 수지체는 불투명하다.
여기서,「투명」이란 말은, 수지체가 소정의 광을 투과시킬 수 있는 경우에 사용된다.
따라서, 육안으로는 흑색이라고 인정되는 수지체라도, 그 수지체가 예를 들면 적외선을 투과시키는 경우에는, 본원 명세서에 있어서는, 그 수지체는, 적외선에 대해「투명」이라고 말하는 것으로 한다.
상기 바람직한 실시예에 있어서는, 상기 제1 및 제2의 수지체의 열팽창계수는, 상기 제3의 수지체의 열팽창계수보다도 크다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2의 수지체는 에폭시수지에 의해 형성되어 있고, 제3의 수지체는 내열성수지에 의해 형성되어 있다.
바람직하게는, 제1의 수지체의 제2의 면은 제1의 수지체의 저면이며, 상기 제2의 수지체의 제4의 면은 제2의 수지체의 저면이다.
바람직하게는, 제1의 수지체의 저면 및 상기 제2의 수지체의 저면은, 상기 제3의 수지체에 의해 부분적으로만 덮여있다.
상기 제1 쌍 및 제2 쌍의 리드의 각각은, 상기 제3의 수지체의 저면에 대해 같은 평면으로 구성된 자유단을 갖고 있다.
이와 같은 구성에 의해, 상기 반사형 땜납 리플로우 등의 수법에 의해 기판상에 용이하게 고정시킬 수가 있다.
본 발명의 제2 측면에 의해 제공되는 반사형 센서는, 발광소자와, 상기 발광소자와 협동하는 수광소자와, 상기 발광소자를 둘러쌈과 동시에 상면과 이 상면과는 역의 저면을 갖는 제1의 수지체와, 상기 수광소자를 둘러쌈과 동시에 상면과 이 상면과는 역의 저면을 갖는 제2의 수지체와, 상기 제1 및 제2의 수지체를 지지하는 제3의 수지체와, 상기 발광소자에 전기적으로 접속된 제1 쌍의 리드와, 상기 수광소자에 전기적으로 접속된 제2 쌍의 리드를 구비하고 있고, 상기 제1 쌍 및 제2 쌍의 리드의 각각에는, 상기 제3의 수지체에 걸어맞추는 걸어맞춤수단이 설치되어 있고, 이에 의해 상기 각 리드가 제3의 수지체에 대해 상대적으로 변위하지 않도록 구성되어 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 제1 쌍 및 제2 쌍의 리드에 부당한 장력이 부하되어도, 이들 리드는, 상기 제3의 수지체에 대해 변위하는 일이 없다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 제1 쌍의 리드에는, 상기 제1의 수지체로부터 상기 제3의 수지체 내부로 뻗는 돌출부가 형성되어 있다.
또, 상기 제2 쌍의 리드에는, 상기 제2의 수지체로부터 제3의 수지체 내부로 뻗는 돌출부가 형성되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 제1 쌍 및 제2 쌍의 리드의 각각에는, 그 각 리드가 상기 제3의 수지체와 교차하는 부분에 있어서, 돌출부가 형성되어 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 제1 쌍 및 제2 쌍의 리드의 각각에는, 그 각 리드가 상기 제3의 수지체와 교차하는 부분에 있어서, 절단부가 형성되어 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 제1 쌍 및 제2 쌍의 리드의 각각에는, 그 각 리드가 상기 제3의 수지체와 교차하는 부분에 있어서, 굴곡부가 형성되어 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 제1의 수지체의 상면과 저면, 및 상기 제2의 수지체의 상면과 저면이 외부로 노출되어 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은, 이하에 첨부 도면에 기초해서 설명하는 실시예로부터 명백해 질 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를, 도 1∼도 18을 참조해서 설명한다.
우선, 도 1∼도 3을 참조한다.
이들 도면은, 본 발명의 제1의 실시예에 기초한 반사형 센서(1)를 나타내고 있다.
도 1은 반사형 센서의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이며, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 반사형 센서(1)는, 발광소자(31)와, 수광소자(32)를 갖고 있고, 이들 소자는, 수지제의 보호패키지(2)에 덮여있다.
도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 보호패키지(2)는, 직육면체 형상을 하고 있다.
발광소자(31)로서는, 예를 들면 발광다이오드가 사용되고, 수광소자(32)로서는, 예를들면 포토트랜지스터나 포토다이오드가 사용된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 발광소자(31)는 금속판으로 된 한 쌍의 리드(5a, 5b)에 전기적으로 도통하고 있다.
같은 모양으로, 수광소자(32)는, 금속판으로 된 한 쌍의 리드(5c, 5d)에 전기적으로 도통하고 있다.
리드(5a, 5c)는, 보호패키지(2)의 제1 측면(2a)으로부터 돌출되어 있고, 리드(5b, 5d)는 제1 측면(2a)의 반대측에 있는 제2 측면(2b)으로부터 돌출되어 있다[이하, 각 리드(5a∼5d)의 돌출부분을 외측부라 한다].
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 리드(5a)∼(5d)의 외측부는, 대략 "L"자 형상으로 굴곡되어 있고, 또한, 수평방향으로 뻗는 자유단(51a)∼(51d)이 형성되어 있다.
보호패키지(2)는, 발광소자(31)를 둘러싸는 제1의 수지체(21)와, 수광소자(32)를 둘러싸는 제2의 수지체(22)와, 이들 제1 및 제2의 수지체를 지지하는 제3의 수지체(25)로 이루어진다.
제1의 수지체(21)는, 제2의 수지체(22)로부터 소정의 거리만큼 이격되어 있다.
제3의 수지체(25)의 저면은, 리드(5a)∼(5d)의 자유단(51a)∼(51d)에 대해 거의 같은 평면형상이다.
이와 같은 구성에 의해, 반사형 센서(1)를 평탄한 기판에 대해, 안정적으로 탑재시킬 수가 있다.
제1 및 제2의 수지체(21, 22)의 상면은, 제3의 수지체(25)에 덮이지 않는다.
또, 제1 및 제2의 수지체(21, 22)의 하면은, 부분적으로만, 제3의 수지체(25)에 덮인다.
구체적으로는, 제1 및 제2의 수지체(21, 22)의 하면의 주변부만이 제3의 수지체(25)에 덮여있고, 나머지부분은 외부로 노출되어 있다.
제1의 수지체(21) 및 제2의 수지체(22)는 투명하고, 광을 투과시킬 수가 있다.
이에 대해, 제3의 수지체(25)는 불투명하며, 광을 투과시키지 않는다.
이와 같은 구성에 의하면, 제2의 수지체(22)의 측면으로부터 광이 들어가는 것을 방지할 수가 있다.
따라서, 발광소자(31)로부터 발광된 광이 직접적으로, 수광소자(32)에 검지되는 것도 방지할 수가 있다.
제1 및 제2의 수지체(21, 22)는, 예를 들면 투명한 에폭시수지에 의해 형성된다.
제3의 수지체(25)는, 예를 들면 흑색의 PPS(폴리페닐렌 설파이드)에 의해 형성된다.
PPS는 내열성 및 기계적 강도에 있어 우수하다.
도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 발광소자(31)는, 리드(5a)의 내측부분(52a)에 본딩된다.
발광소자(31)의 상면은, 리드(5b)의 내측부분(52b)에 대해, 와이어(4a)를 거쳐 전기적으로 접속된다.
와이어(4a)는, 발광소자(31)의 상면에 대해서는 볼본딩에 의해 접속되고, 리드(51b)의 내측부분(52b)에 대해서는 스티치본딩에 의해 접속된다.
같은 모양으로, 수광소자(32)는 리드(5c)의 내측부분(52c)에 본딩된다.
수광소자(32)의 상면은, 리드(5d)의 내측부분(52d)에 대해, 와이어(4b)를 거쳐 전기적으로 접속된다.
상기 구성을 갖는 반사형 센서(1)는, 다음에 설명하는 공정에 의해 제조할 수가 있다.
우선, 도 4에 나타내는 바와 같은 리드프레임(6)을 준비한다.
리드프레임(6)은 금속제 박판을 프레스가공하므로서 제조할 수가 있다.
동 도면에 나타내는 바와 같이, 리드프레임(6)은, 제1의 긴형상 사이드밴드(61a)와, 이에 대해 평행으로 뻗는 제2의 긴형상 사이드밴드(61b)를 포함하고 있다.
제1 및 제2의 사이드밴드(61a, 61b)는, 복수의 교차부재(66)를 거쳐 상호 연결되어 있다.
교차부재(66)는, 리드프레임(6)의 길이방향으로, 상호 소정거리 A 만큼 이격되어 설치되어 있다.
인접하는 교차부재(66)간의 영역에 있어서, 제1의 사이드밴드(61a)에는 2개의 제1의 리드(64a, 65a)가 형성되어 있고, 제2의 사이드밴드(61b) 방향으로 뻗어 있다.
이에 대응해서 제2의 사이드밴드(61b)에는 2개의 제2의 리드(64b, 65b)가 형성되어 있고, 제1의 사이드밴드(61a) 방향으로 뻗어 있다.
제1의 리드(64a, 65a)의 자유단은, 제2의 리드(64b, 65b)의 자유단으로부터 소정거리 이격되어 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 제1의 리드(64a, 65a)의 자유단은, 다른 부분보다도 광폭으로 형성되어 있다(이하, 이 광폭의 자유단을 "헤드부"라 한다).
상술한 바와 같은 리드프레임(6)을 준비한 후, 도 5에 나타내는 바와 같이, 발광소자(31)를 제1의 리드(64a)의 헤드부에 본딩하고, 수광소자(32)를 다른쪽의 제1의 리드(65a)의 헤드부에 본딩한다.
그 후, 발광소자(31)의 상면과 제2의 리드(64b)를 와이어(4a)를 개재하여 전기적으로 접속한다.
같은 모양으로 수광소자(32)의 상면과 다른쪽의 제2의 리드(65b)를 별도의 와이어(4b)를 개재하여 전기적으로 접속한다.
다음에, 도 6에 나타내는 바와 같이, 발광소자(31) 및 와이어(4a)를 투명한 수지체(21)(이하, "제1의 수지체"라 한다)로 둘러싸는 한편, 수광소자(32) 및 와이어(4b)를 투명한 수지체(22)(이하, "제2의 수지체"라 한다)로 둘러싼다.
제1 및 제2의 수지체(21, 22)의 형성은, 예를 들면 트랜스퍼몰드법(transfer mold method)에 의해 행할 수가 있다.(제1의 몰드공정).
다음에 도 7에 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2의 수지체(21, 22)의 양방을 지지하기 위해, 흑색 PPS로 된 불투명한 제3의 수지체(25)를 형성한다.
이 형성도 트랜스퍼몰드법으로 행할 수가 있다(제2의 몰드공정).
제3의 수지체(25)는, 제1 및 제2의 수지체(21, 22)의 상면 및 저면이 외부로 노출되도록 형성된다.
다음에 제1의 리드(64a, 65a)를 제1의 사이드밴드(61a)로부터 절단함과 동시에, 제2의 리드(64b, 65b)를 제2의 사이드밴드(61b)로부터 절단한다(리드절단공정).
최후로, 각 리드를 "L"자 형상으로 굴곡시킨다(리드형성공정).
이에 의해 도 1에 나타내는 바와 같은, 개별의 반사형 센서(1)가 얻어진다.
이하에 있어서, 반사형 센서(1)의 작용에 대해 설명한다.
전술한 바와 같이, 반사형 센서(1)는, 평면상에 안정적으로 탑재시킬 수가 있다.
이 때문에, 반사형 센서(1)는, 땜납 리플로우에 의해 용이하게 기판에 장착시킬 수가 있다.
구체적으로는, 반사형 센서(1)는, 다음에 기술하는 것과 같은 수법으로 기판상에 실장할 수가 있다.
우선, 반사형 센서(1)를 장착시킬 기판(S)을 준비한다(도 8).
기판(S)에는, 하나의 반사형 센서(1)에 대해, 4개의 도체패드(P)가 설치되어 있다[도면에는 2개의 패드 P만이 도시되어 있다].
각 도체패드(P)에는 땜납페이스트(H)를 인쇄 등에 의해 도포해 둔다.
다음에, 리드(5a)∼(5d)의 자유단(51a)∼(51d)이, 도체패드(P)상에 위치하도록 반사형 센서(1)를 기판(S)상에 탑재시킨다.
이 상태에서, 기판(S)을 반사형 센서(1)와 함께 가열로에 넣고, 약 250도의 온도로 가열한다.
이에 의해, 땜납페이스트(H)가 용융되어, 각 도체패드(P) 및 자유단(51a)∼(51d)을 적신다.
그 후, 가열로로부터 반사형 센서(1) 및 기판(S)을 꺼내어 냉각시킨다.
이에 의해, 용융된 땜납페이스트(H)가 고화하여, 그 결과, 각 리드의 자유단(51a)∼(51d)이, 도체패드(P)에 대해 전기적으로 또한 기계적으로 접속된다.
반사형 센서(1)는 다음과 같은 이점을 갖고 있다.
상술한 바와 같이, 반사형 센서(1)에 있어서, 제1 및 제2의 수지체(21, 22)의 상면 및 저면은, 제3의 수지체(25)에 덮여있지 않다.
이 때문에, 도 8에 강조해서 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2수지체(21, 22)가 열팽창을 일으킨 경우, 이들 수지체는 상호 상반되는 방향(위쪽 및 아래쪽)으로균등하게 팽창할 수가 있다.
따라서, 도 20에 나타내는 종래의 반사형 센서의 경우와 비교하여, 보호패키지(2)내에 발생하는 응력을 효과적으로 완화할 수가 있다.
이에 의해, 발광소자(31)나 수광소자(32) 혹은 와이어(4a, 4b)의 부당한 변위가 억제되게 되어, 와이어(4a, 4b)의 절단을 방지할 수가 있다.
다음에, 도 9∼도 11을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 기초한 반사형 센서(1A)에 대해 설명한다.
도 9는 반사형 센서(1A)를 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ선에 따른 단면도이며, 도 11은 도 10의 ⅩⅠ-ⅩⅠ선에 따른 단면도이다.
이들 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 반사형 센서(1A)는, 기본적으로는, 제1의 실시예에 관한 반사형 센서(1)와 같은 구성을 갖고 있다.
구체적으로는, 반사형 센서(1A)는, 발광소자(31)와 수광소자(32)를 갖고 있고, 이들 소자는 수지제의 보호패키지(2)에 덮여있다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 발광소자(31)는 금속판으로 된 한 쌍의 리드(5a, 5b)에 전기적으로 도통하고 있다.
같은 모양으로, 수광소자(32)는, 금속판으로 된 한 쌍의 리드(5c, 5d)에 전기적으로 도통하고 있다.
리드(5a, 5c)는 보호패키지(2)의 제1측면(2a)으로부터 돌출하고 있고, 리드(5b, 5d)는 제1측면(2a)의 반대측에 있는 제2측면(2b)으로부터 돌출하고 있다.
이하에 있어서, 각 리드(5a)∼(5d)의 돌출부분을 외측부라 한다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 리드(5a)∼(5d)의 외측부는, 대략 "L"자 형상으로 굴곡되어 있고, 수평방향으로 뻗는 자유단(51a)∼(51d)이 형성되어 있다.
이들 자유단(51a)∼(51d)은, 보호패키지(2)의 저면에 대해 거의 동일면이다.
보호패키지(2)는, 발광소자(31)를 둘러싸는 제1의 수지체(21)와, 수광소자(32)를 둘러싸는 제2의 수지체(22)와, 이들 제1 및 제2의 수지체를 지지하는 제3의 수지체(25)로 이루어진다.
제1의 수지체(21)는, 제2의 수지체(22)로부터 소정의 거리만큼 이격되어 있다.
이들 제1의 수지체 및 제2의 수지체의 상면은, 제3의 수지체(25)에 덮여있지 않다.
또, 제1의 수지체 및 제2의 수지체(21, 22)의 하면은, 부분적으로만 제3의 수지체(25)에 덮여있다.
구체적으로는, 수지체(21, 22)의 하면의 주변부만이 제3의 수지체(25)에 덮여있고, 나머지의 부분은 외부로 노출되어 있다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 발광소자(31)는, 리드(5a)의 내측부분(52a)에 본딩된다.
또, 발광소자(31)의 상면은, 리드(5b)의 내측부분(52b)에 대해 와이어(4a)를 통하여 전기적으로 접속된다.
같은 모양으로, 수광소자(32)는 리드(5c)의 내측부분(52c)에 본딩된다.
수광소자(32)의 상면은, 리드(5d)의 내측부분(52d)에 대해서 와이어(4b)를통하여 전기적으로 접속된다.
제2실시예에 관한 반사형 센서(1A)는, 제1실시예에 관한 반사형 센서(1)와는, 다음의 점이 상이하다.
도 9 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 리드(5a)의 내측부분(52a)에는, 상호 역방향의 한 쌍의 돌출부(54a)(제1돌출부)가 형성되어 있다.
제1돌출부(54a)는, 리드(5a)의 길이방향에 대해 직교하는 방향으로 뻗어 있고, 제3의 수지체(25)로 들어가 있다.
이와 같이 제3의 수지체와 걸어맞춤함으로서, 제1돌출부(54a)는 리드(5a)가 제3의 수지체(25)에 대해 상대적으로 변위되지 않도록 하고 있다.
즉, 제1돌출부(54a)는, 리드(5a)의 걸어맞춤수단으로서 기능한다.
같은 모양으로, 리드(5b)의 내측부분(52b)에는, 한 쌍의 제2돌출부(54b)가 형성되어 있다.
또, 리드(5c)의 내측부분(52c)에는 한 쌍의 제3돌출부(54c)가, 또한 리드(5d)의 내측부분(52d)에는 한 쌍의 제4돌출부(54d)가 각각 형성되어 있다.
제2돌출부(54b), 제3돌출부(54c) 및 제4돌출부(54d)도 제3의 수지체(25)로 들어가 있다.
상기 구성을 갖는 반사형 센서(1A)는, 다음에 설명하는 공정을 거쳐 제조할 수가 있다.
우선, 도 12에 나타내는 바와 같은 리드프레임(6)을 준비한다.
이 리드프레임(6)은, 금속제 박판을 프레스 가공하므로서 제조할 수가 있다.
동 도면에 나타내는 바와 같이, 리드프레임(6)은, 제1의 긴형상 사이드밴드(61a)와, 이와 평행으로 뻗는 제2의 긴형상 사이드밴드(61b)를 포함하고 있다.
이들 제1 및 제2의 사이드밴드(61a, 61b)는, 복수의 교차부재(66)를 거쳐 상호 연결되어 있다.
이들 교차부재(66)는, 리드프레임(6)의 길이방향으로 상호 소정거리 A 만큼 이격되어 설치되어 있다.
인접하는 교차부재(66)간의 영역에 있어서, 제1의 사이드밴드(61a)에는, 2개의 제1리드(64a, 65a)가 형성되어 있다.
제1리드(64a, 65a)는, 제2의 사이드밴드(61b)의 방향으로 뻗어 있다.
이에 대응하여, 제2의 사이드밴드(61b)에는, 2개의 제2리드(64b, 65b)가 형성되어 있다.
제2리드(64b, 65b)는, 제1의 사이드밴드(61a)의 방향으로 뻗어 있다.
제1리드(64a, 65a)의 자유단은, 제2리드(64b, 65b)의 자유단으로부터 소정거리만큼 이격되어 있다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 제1리드(64a, 65a)는, 제1의 사이드밴드(61a)에 직접적으로 연결한 긴형상의 기단부(64e, 65e)를 각각 갖고 있다.
또, 기단부(64e, 65e)에는, 상대적으로 광폭의 헤드부(52a, 52c)가 각각 연결되어 있다.
또한, 헤드부(52a)에는, 상호 역방향의, 한 쌍의 돌출부(54a)가 형성되어 있고, 헤드부(52c)에도 상호 역방향의 한 쌍의 돌출부(54c)가 형성되어 있다.
돌출부(54a)는, 기단부(64e)의 길이방향에 대해 직교하는 방향으로 뻗어 있다.
돌출부(54c)는, 기단부(65e)의 길이방향에 대해 직각으로 교차하는 방향으로 뻗어 있다.
제2리드(64b, 65b)는, 제2사이드밴드(61b)에 직접적으로 연결한 긴형상의 기단부(64f, 65f)를 각각 갖고 있다.
기단부(64f)에는 상호 역방향의 한 쌍의 돌출부(54b)가 형성되어 있고, 기단부(65f)에는 상호 역방향의 한 쌍의 돌출부(54d)가 형성되어 있다.
돌출부(54b)는, 기단부(64f)의 길이방향에 대해 직교하는 방향으로 뻗어 있다.
돌출부(54d)는, 기단부(65f)의 길이방향에 대해 직교하는 방향으로 뻗어 있다.
다음에, 도 13에 나타내는 바와 같이, 발광소자(31)를 제1리드(64a)의 헤드부(52a)에 본딩하고, 수광소자(32)를 제1리드(65a)의 헤드부(52c)에 본딩한다.
그 후, 발광소자(31)의 상면과 제2리드(64b)를 와이어(4a)를 통하여 전기적으로 접속한다.
같은 모양으로, 수광소자(32)의 상면과 다른 쪽의 제2리드(65b)를 별도의 와이어(4b)를 통하여 전기적으로 접속한다.
다음에, 도 14에 나타내는 바와 같이, 발광소자(31) 및 와이어(4a)를 투명한수지체(21)로 둘러싸는 한편, 수광소자(32) 및 와이어(4b)를 투명한 수지체(22)로 둘러싼다.
이때, 돌출부(54a) 및 돌출부(54b)가, 수지체(21)로부터 돌출되도록 수지체(21)를 형성한다.
또, 돌출부(54c) 및 돌출부(54d)가, 수지체(22)로부터 돌출되도록 수지체(22)를 형성한다.
수지체(21, 22)의 형성은, 예를들면 트랜스퍼 몰드법에 의해 행할 수가 있다(제1의 몰드공정).
다음에, 도 15에 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2의 수지체(21, 22)의 양방을 지지하기 위해, 흑색 PPS로 된 불투명한 제3의 수지체(25)를 형성한다.
이 형성도 트랜스퍼 몰드법으로 행할 수가 있다(제2의 몰드공정).
제3의 수지체(25)는, 제1 및 제2의 수지체(21, 22)의 상면 및 저면이 외부로 노출되도록 형성된다.
다음에, 제1리드(64a, 65a)를 제1의 사이드밴드(61a)로부터 절단함과 동시에, 제2리드(64b, 65b)를 제2의 사이드밴드(61b)로부터 절단한다(리드절단공정).
그리고, 최종적으로, 각 리드를 "L"자 형상으로 절곡한다(리드형성공정).
이에 의해, 개별의 반사형 센서(1A)가 얻어진다.
반사형 센서(1A)는, 다음과 같은 이점을 갖고 있다.
첫째로, 제1 및 제2의 수지체(21, 22)의 상면 및 저면은, 제1실시예의 경우와 마찬가지로, 외부로 노출되어 있다.
따라서, 제1실시예의 반사형 센서(1)에 대해 설명한 이점은, 반사형 센서(1A)에 있어서도 얻을 수가 있다.
또, 반사형 센서(1A)에 있어서는, 리드(5a)∼(5d)의 돌출부(54a)∼(54d)가, 제3의 수지체(25)에 인입되어 있다.
제3의 수지체(25)는, 기계적 강도가 우수한 재료(예를들면, PPS)에 의해 형성되어 있다.
따라서, 리드(5a∼5d)는, 제3의 수지체(25)에 대해 상대적으로 변위하지 않는다.
이 때문에, 제1 및 제2의 수지체(21, 22)가 열 팽창한 경우라도, 와이어(4a, 4b)에 과도한 응력이 가해지는 일은 없다.
또, 가열로에 의한 가열후, 반사형 센서(1A)를 냉각시키는 때에, 리드(5a∼5d)에 인장력이 가해져도, 이 힘이 와이어(4a, 4b)에까지 전달되는 일은 없다.
이상의 설명으로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 반사형 센서(1A)는 가열공정 및 냉각공정의 어느 쪽에 있어서도 불합리함이 생기는 일이 없다.
또, 돌출부(54a∼54d)를 형성하는 경우에는, 제1 및 제2의 수지체(21, 22)의 저면은 제3의 수지체(25)에 의해 덮여있어도 된다.
도 16은, 본 발명의 제3실시예에 기초한 반사형 센서의 주요부를 나타내고 있다.
제3실시예에 의하면, 한 쌍의 돌출부(55a)가 리드(5a)와 제3의 수지체(25)가교차하는 부분에 형성된다.
또, 별도의 한 쌍의 돌출부(55b)가, 리드(5b)와 제3의 수지체(25)가 교차하는 부분에 형성된다.
도면에는 표시되어 있지 않지만, 리드(5c) 및 (5d)에도 같은 모양의 돌출부가 형성되어 있다.
이와 같은 구성에 의해서도, 리드(5a, 5b)가 제3의 수지체(25)에 대해, 부당하게 변위되는 것을 방지할 수 있다.
도 17은, 본 발명의 제4실시예에 기초한 반사형 센서의 주요부를 나타내고 있다.
이 실시예에 있어서는, 리드(5a) 및 (5b)의 각각에 대해, 절단부(56a), 및 (56b)가 형성되어 있다.
도면에는 표시되어 있지 않지만, 리드(5c) 및 (5d)에도 같은 모양의 절단부가 형성되어 있다.
도 18은, 본 발명의 제5실시예에 기초한 반사형 센서의 주요부를 나타내고 있다.
이 실시예에 있어서는, 리드(5a) 및 (5d)의 각각에 대해, 굴곡부(57a), 및 (57b)가 형성되어 있다.
도면에는 표시되어 있지 않지만, 리드(5c) 및 (5d)에도, 같은 모양의 굴곡부가 형성되어 있다.
도 17 및 도 18에 나타내는 구성에 의해서도, 리드(5a, 5b)가 제3의수지체(25)에 대해 부당하게 변위되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 수지체의 내부에 있어서 바람직하지 않은 응력이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있으므로 안정된 반사형 센서를 제공하는 것이 가능해진다.

Claims (13)

  1. 발광소자(31)와,
    상기 발광소자와 협동하는 수광소자(32)와,
    상기 발광소자를 둘러쌈과 동시에, 제1의 면과, 상기 제1의 면과 반대인 제2의 면을 갖는 제1의 수지체(21)와,
    상기 수광소자를 둘러쌈과 동시에, 제3의 면과, 상기 제3의 면과 반대인 제4의 면을 갖는 제2의 수지체(22)와,
    상기 제1 및 제2의 수지체를 지지하는 제3의 수지체(25)와,
    상기 발광소자에 전기적으로 접속된 제1 쌍의 리드(5a, 5b)와,
    상기 수광소자에 전기적으로 접속된 제2 쌍의 리드(5c, 5d)를 구비하고 있는 반사형 센서로서,
    상기 제1의 수지체의 열팽창계수 및 상기 제2의 수지체의 열팽창계수는, 상기 제3의 수지체의 열팽창계수 보다도 크고,
    상기 제3의 수지체는, 상기 제1 쌍의 리드보다도 광폭으로 된 상기 제1의 면을 노출시키기 위한 제1의 개구부와, 상기 제1 쌍의 리드 보다도 광폭으로 된 상기 제2의 면을 노출시키기 위한 제2의 개구부와, 상기 제2 쌍의 리드 보다도 광폭으로 된 제3의 면을 노출시키기 위한 제3의 개구부와, 상기 제2 쌍의 리드 보다도 광폭으로 된 상기 제4의 면을 노출시키기 위한 제4의 개구부를 가지는 반사형 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2의 수지체(21, 22)는 투명하며, 상기 제3의 수지체(25)는 불투명한 반사형 센서.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2의 수지체(21, 22)는 에폭시수지에 의해 형성되어 있고, 상기 제3의 수지체(25)는 내열성수지에 의해 형성되어 있는 반사형 센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1의 수지체(21)의 제2의 면은 상기 제1의 수지체의 저면이며, 상기 제2의 수지체(22)의 제4의 면은 상기 제2의 수지체의 저면인 반사형 센서.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1의 수지체(21)의 저면 및 상기 제2의 수지체(22)의 저면은, 상기 제3의 수지체(25)에 의해 부분적으로만 덮여있는 반사형 센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 쌍 및 제2 쌍의 리드(5a, 5b, 5c, 5d)의 각각은, 상기 제3의 수지체(25)의 저면에 대해 같은 높이의 평면으로 구성된 자유단(51a, 51b, 51c, 51d)을 갖고 있는 반사형 센서.
  8. 발광소자(31)와,
    상기 발광소자와 협동하는 수광소자(32)와,
    상기 발광소자를 둘러쌈과 동시에, 상면과, 상기 상면과 반대인 저면을 갖는 제1의 수지체(21)와,
    상기 수광소자를 둘러쌈과 동시에, 상면과, 상기 상면과 반대인 저면을 갖는 제2의 수지체(22)와,
    상기 제1 및 제2의 수지체를 지지하는 제3의 수지체(25)와,
    상기 발광소자에 전기적으로 접속된 제1 쌍의 리드(5a, 5b)와,
    상기 수광소자에 전기적으로 접속된 제2 쌍의 리드(5c, 5d)를 구비한 반사형 센서로서,
    상기 제3의 수지체의 열팽창계수는, 상기 제1의 수지체의 열팽창계수 및 상기 제2의 수지체의 열팽창계수 보다도 작고,
    상기 제1 쌍 및 제2 쌍의 리드(5a, 5b, 5c, 5d)의 각각에는, 상기 제3의 수지체에 걸어맞추어지는 걸어맞춤수단이 설치되어 있는 반사형 센서.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 쌍의 리드(5a, 5b)에는, 상기 제1의 수지체(21)로부터 상기 제3의 수지체(25) 내부로 뻗는 돌출부(54a, 54b)가 형성되어 있고,
    상기 제2 쌍의 리드(5c, 5d)에는, 상기 제2의 수지체(22)로부터 상기 제3의 수지체(25) 내부로 뻗는 돌출부(54c, 54d)가 형성되어 있는 반사형 센서.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 쌍 및 제2 쌍의 리드(5a, 5b, 5c, 5d)의 각각에는, 그 각 리드가 상기 제3의 수지체(25)와 교차하는 부분에 있어서, 돌출부(55a, 55b)가 형성되어 있는 반사형 센서.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 쌍 및 제2 쌍의 리드(5a, 5b, 5c, 5d)의 각각에는, 그 각 리드가 상기 제3의 수지체(25)와 교차하는 부분에 있어서, 절단부(56a, 56b)가 형성되어 있는 반사형 센서.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 쌍 및 제2 쌍의 리드(5a, 5b, 5c, 5d)의 각각에는, 그 각 리드가 상기 제3수지체(25)와 교차하는 부분에 있어서, 굴곡부(57a, 58b)가 형성되어 있는 반사형 센서.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제1의 수지체의 상면과 저면, 및 상기 제2의 수지체의 상면과 저면이, 외부로 노출되어 있는 반사형 센서.
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