JP4176217B2 - 多光軸光電スイッチの回路基板 - Google Patents
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Description
【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共に、前記導電路は、前記連絡部を介して前記光電素子配置部に至る位置まで延設され、その延設された先端部分にランドが設けられ、前記光電素子が、ワイヤーで前記ランドに導通接続されてい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共に、前記導電路は、前記連絡部を介して前記光電素子配置部に至る位置まで延設され、その延設された先端部分にランドが設けられ、前記光電素子が、ワイヤーで前記ランドに導通接続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13B(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13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13B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16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16,16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12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27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27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27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15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。
【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)
- 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と共に、
前記導電路は、前記連絡部を介して前記光電素子配置部に至る位置まで延設され、その延設された先端部分にランドが設けられ、
前記光電素子が、ワイヤーで前記ランドに導通接続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。 - 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と共に、
前記導電路は、前記連絡部を介して前記光電素子配置部に至る位置まで延設され、その延設された先端部分にランドが設けられ、
前記光電素子が、ワイヤーで前記ランドに導通接続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。
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