反射型传感器 本发明涉及用于检测被检测对象的存在的反射型传感器，尤其涉及平面安装在基片上的反射型传感器。
作为检测被检测对象的存在的传感器，一直采用的有内置微开关的接触型传感器和光断续器等的非接触型传感器。一般来说，光断续器包括有透射型光断续器和反射型光断续器两种。在透射型光断续器中，发光元件和光电元件相向配置。另一方面，在反射型光断续器中，发光元件和光电元件同向配置。
最近，对于反射型光断续器的需要比透射型遮断器的大。其理由之一是，与透射型光断续器相比，反射型光断续器的结构使其能够设置于更多类型的场所。
参照图19至图21说明已有的反射型传感器(光断续器)。图中的反射型传感器1有一个长方体形状的保护封装2(图19)。其中埋设有发光元件31和光电元件32(图20和图21)。
保护封装2由包围发光元件31的第1树脂体21、包围光电元件32的第2树脂体22以及支持这两个树脂体21、22的第3树脂体25所组成。如图19所示，第1和第2树脂体21、22的上面露在外面，其他面则被第3树脂体25所覆盖。
第1和第2树脂体21、22为透明状态，可以透过光线。例如，第1和第2树脂体21、22采用透明的环氧树脂制成。另一方面，第3树脂体25为不透明状态，不能透过光线。例如，第3树脂体25采用黑色PPS(对聚苯硫)制成。
环氧树脂地线膨胀系数，例如为11～12×10-5/℃。PPS的线膨胀系数，例如为6～7×10-5/℃。因此，当加热时，由环氧树脂制成的第1和第2树脂体21、22的膨胀率比由PPS制成的第3树脂体25的要大。
如图20所示，发光元件31与引线5a连接，同时，通过导线4a与另一引线5b电气导通。同样，光电元件32与引线5c连接，同时，通过导线4b与另一引线5d电气导通。引线5a～5d的自由端通过焊锡焊接在基片S上的电极片P上。这一焊接操作可以采用下面所述的焊锡逆流法进行。
首先，在每个电极片P上，涂上焊锡浆H。然后，将反射型传感器1放在基片S上，使其引线5a～5b的自由端能够位于电极片P上。在此状态下，将基片S和反射型传感器1放入加热炉内进行加热。此时的加热炉内的温度为，例如200℃以上。由此，涂敷的焊锡浆熔化，使引线5a～5d的自由端和电极片P湿润。之后，将基片S和反射型传感器1从加热炉内取出，进行冷却。由此，焊锡浆固化，反射型传感器1便固定在基片S上面。
具有所述结构的已有反射型传感器，有如下的缺点。
如上所述，第1和第2树脂体21、22的热膨胀比率较第3树脂体25的要大。然而，第1和第2树脂体21、22除了上面以外，均被第3树脂体所包围。因此，当加热反射型传感器1时，如图20的虚线所示，第1和第2树脂体21、22只能向上方鼓出。如果第1和第2树脂体21、22象这样朝一个方向膨胀，就有可能使导线4a、4b与引线5b、5d剥离开来。
另外，已有的反射型传感器1还有如下的缺点。如上所述，反射型传感器1在加热炉内加热到200℃以上的温度后，再进行冷却。此时，熔化的焊锡浆H在例如180℃的温度固化。由此，引线5a～5d固定在电极片P上。但是，在此阶段(温度180℃)，保护封装2(特别是第1和第2树脂体21、22)依然处在热膨胀的状态，随着温度的降低，逐渐进行热收缩。
当引线5a～5d固定在电极片P上，而保护封装2发生收缩时，对于引线5a～5d，施加了一个使其从保护封装2中拔出来的力。这样，导线4a、4b上施加了过大的应力，其结果将可能使导线4a、4b与引线5b、5d剥离开来。
本发明提供可以消除或者减轻所述已有技术问题的反射型传感器。
按照本发明之一所提供的反射型传感器，它包括：发光元件、与所述发光元件协同工作的光电元件、在包围所述发光元件并具有第1面以及与此第1面相反的第2面的第1树脂体、在包围所述光电元件并具有第3面以及与此第3面相反的第4面的第2树脂体、支持所述第1和第2树脂体的第3树脂体、与所述发光元件电气导通的第1对引线、与所述进行光电元件电气导通的第2对引线；所述第1树脂体的第1面和第2面以及所述第2树脂体的第3面和第四面露在外面。
这种结构的第1树脂体和第2树脂体，均分别可能向上方和下方进行均等的热膨胀。因此，可以防止在第1树脂体和第2树脂体的内部发生所不希望出现的应力。
如按照本发明理想的实施例，所述第1和第2树脂体为透明状态，所述第3树脂体为不透明状态。这里所说的“透明”一词，适用于树脂体可以透过规定的光线的情况。因此，肉眼判定为黑色的树脂体，如果该树脂体能够透过例如红外线时，在本发明的说明书中，该树脂体是指对于“红外线”是透明的。
所述理想的实施例中，所述第1和第2树脂体的热膨胀系数比所述第3树脂体的要大。
理想的是，所述第1和第2树脂体由环氧树脂制成。所述第3树脂体由耐热性树脂制成。
理想的是，所述第1树脂体的第2面是所述第1树脂体的底面，所述第2树脂体的第4面是所述第2树脂体的底面。
理想的是，所述第1树脂体的底面以及所述第2树脂体的底面只被所述第3树脂体部分覆盖。
所述第1对和第2对引线分别有一个相对于所述第3树脂体的底面呈平面状的自由端。这样，利用焊锡逆流法可以容易地将所述反射型传感器固定在基片上。
按照本发明之二所提供的反射型传感器，它包括：发光元件、与所述发光元件协同工作的光电元件、在包围所述发光元件并具有上面以及与此上面相反的底面的第1树脂体、在包围所述光电元件的同时还具有上面以及与此上面相反的底面的第2树脂体、支持所述第1和第2树脂体的第3树脂体、与所述发光元件电气导通的第1对引线、与所述光电元件电气导通的第2对引线；所述第1对和第2对引线分别设有与所述第3树脂体结合的定位结构，通过这种结构防止所述各引线出现相对于所述第3树脂体的位移。
如按照这种结构，即使在所述第1对和第2对引线上施加了不应有的张力，这些引线也不会产生相对于所述第3树脂体的位移。
本发明理想的实施例是在所述第1对引线中，有一个从所述第1树脂体向所述第3树脂体内部延伸的突出部。另外，在所述第2对引线中，有一个从所述第2树脂体向所述第3树脂体内部延伸的突出部。
如按照本发明的其他实施例，在所述第1对和第2对引线分别与所述第3树脂体的交叉处形成突出部。
如按照本发明的其他又一实施例，在所述第1对和第2对引线分别与所述第3树脂体的交叉处形成缺口部。
如按照本发明的其他再一实施例，在所述第1对和第2对引线分别与所述第3树脂体的交叉处，形成弯曲部。
本发明的其他再一实施例是所述第1树脂体的上面和底面以及所述第2树脂体的上面和底面均露在外面。
下面通过附图说明本发明的其他目的、特征以及优点。
下面简单说明附图。
图1是基于本发明实施例1的反射型传感器的立体图。
图2是图1中沿线Ⅱ-Ⅱ所看到的剖视图。
图3是图1中沿线Ⅲ-Ⅲ所看到的剖视图。
图4是用于制造图1的反射型传感器的引线骨架的俯视图。
图5表示发光元件和光电元件安装在图4的引线骨架上的状态。
图6表示图5的发光元件和光电元件分别被透明树脂体包覆的状态。
图7表示图6的透明树脂体被其他不透明的树脂体包围的状态。
图8是说明图1的反射型传感器的优点的图。
图9是与本发明实施例2有关的反射型传感器的俯视图。
图10是图9中沿线Ⅹ-Ⅹ所看到的剖视图。
图11是图10中沿线Ⅺ-Ⅺ所观察到的剖视图。
图12是用于制造图9的反射型传感器的引线骨架的俯视图。
图13表示发光元件和光电元件安装在图12的引线骨架上的状态。
图14表示图13的发光元件和光电元件分别被透明树脂体包覆的状态。
图15表示图14的透明树脂体被其他不透明的树脂体包围的状态。
图16是与本发明实施例3有关的反射型传感器的重要部分的俯视图。
图17是与本发明实施例4有关的反射型传感器的重要部分的俯视图。
图18是与本发明实施例5有关的反射型传感器的重要部分的俯视图。
图19是已有的反射型传感器的立体图。
图20是图19中沿线ⅩⅩ-ⅩⅩ所看到的剖视图。
图21是图19中沿线ⅩⅩⅠ-ⅩⅩⅠ所看到的剖视图。
实施例
以下参照图1～图18，说明本发明理想的实施例。
首先，参照图1～图3。这些图表示基于本发明实施例1的反射型传感器1。图1是反射型传感器1的立体图。图2是图1中沿线Ⅱ-Ⅱ所看到的剖视图。图3是图1中沿线Ⅲ-Ⅲ所看到的剖视图。
如图3所示，反射型传感器1中有发光元件31和光电元件32，这些元件被保护封装2所覆盖。从图1可知，保护封装2具有长方形状。发光元件31采用例如发光二极管。光电元件32采用例如光电三极管或光电二极管。
如图2所示，发光元件31与由金属板组成的一对引线5a、5b电气导通。同样，光电元件32与由金属板组成的一对引线5c、5d电气导通。引线5a、5c从保护封装2的第1侧面2a处引出，引线5b、5d从位于保护封装2的第1侧面2a的反面的第2侧面2b处引出。(以下，各引线5a～5d的引出部分称为外方部。)如图1和图2所示，引线5a～5d的外方部弯曲为L形，并在水平方向延伸形成自由端51a～51d。
保护封装2由包围发光元件31的第1树脂体21、包围光电元件32的第2树脂体22以及支持第1和第2树脂体的第3树脂体25所组成。第1树脂体21与第2树脂体22之间保持一定距离。第3树脂体25的底面与引线5a～5d的自由端51a～51d基本处于同一平面。这种结构可以保证反射型传感器1可以稳定地安放在平坦的基片上。
第1和第2树脂体21、22的上面没有被第3树脂体25所覆盖。而且，第1和第2树脂体21、22的下面只是部分被第3树脂体25所覆盖。具体来说，第1和第2树脂体21、22的下面只有周边部分被第3树脂体25所覆盖，其余部分露在外面。
第1树脂体21和第2树脂体22为透明状态，可以透过光线。与此相反，第3树脂体25为不透明状态，不能透过光线。这种结构可以防止光线从第2树脂体22的侧面进入。因此，可以防止从发光元件31发射出来的光线直接被光电元件32所检测到。第1和第2树脂体21、22由例如透明环氧树脂所制成。第3树脂体25由例如黑色的PPS(对聚苯硫)所制成。PPS的耐热性和机械强度很好。
如图2和图3所示，发光元件31与引线5a的内侧部分52a连接。发光元件31的上面通过导线4a与引线5b的内侧部分52b电气导通。导线4a通过球焊与发光元件31的上面连接，通过针焊与引线51b的内侧部分52b连接。同样，光电元件32与引线5c的内侧部分52c连接。光电元件32的上面通过导线4b与引线5d的内侧部分52d电气导通。
具有所述结构的反射型传感器1可以采用下述工序进行制造。首先，准备好如图4所示的引线骨架6。引线骨架6可以通过冲压金属薄板而制成。如该图所示，引线骨架6包括第1长形边带61a和与此平行伸延的第2长形边带61b。第1和第2边带61a、61b通过复数个横架66相互连接在一起。横架66沿引线骨架6的长度方向相互间隔一定距离A分布。
相邻的横架66之间的区域中，在第1边带61a上，有两个第1引线64a、65a，朝第2边带61b方向伸延。与此对应，在第2边带61b上，有两个第2引线64b、65b，朝第1边带方向伸延。第1引线64a、65a的自由端与第2引线64b、65b的自由端保持一定距离。如图4所示，第1引线64a、65a的自由端比其他部位要宽一些(下面称此较宽的自由端为头部)。
准备好所述的引线骨架6后，如图5所示，发光元件31与第1引线64a的头部连接，光电元件32与另外的第1引线65a的头部连接。然后，发光元件31的上面通过导线4a与第2引线64b电气导通。同样，光电元件32的上面通过导线4b与另外的第2引线65b电气导通。
接着，如图6所示，利用透明的树脂体21(以下称第1树脂体)包围发光元件31和导线4a，利用其他的透明的树脂体22(以下称第2树脂体)包围光电元件32和导线4b。第1和第2树脂体21、22的制造可以采用例如传递模法(第1模工序)。
接着，如图7所示，采用黑色的PPS制成不透明的第3树脂体25，以支持第1和第2树脂体21、22。第3树脂体25的制造也可以采用例如传递模法(第2模工序)。第3树脂体25使第1和第2树脂体21、22的上面以及底面露在外面。
接着，将第1引线64a、65a从第1边带61a处切断，同时将第2引线64b、65b从第2边带61b处切断。(引线切断工序)
最后，将各引线弯曲成L形状(引线成形工序)。由此，得到图1所示的单个反射型传感器1。
以下，说明反射型传感器1的作用。
如前所述，反射型传感器1可以稳定地安放在平面上。因此，利用焊锡逆流法可以容易地将反射型传感器1安装在基片上。下面叙述将反射型传感器1安装在基片上的具体方法。
首先，准备好用于安装反射型传感器1的基片S(图8)。对于1个反射型传感器1，基片S上设置有4个电极片P(图中只画出2个电极片)。各电极片P上利用印刷方法涂复有焊锡浆H。
接着，将反射型传感器1安放在基片S上，使引线5a～5d的自由端51a～51d处于电极片P之上。在此状态下，将基片S与反射型传感器1一起放入加热炉内，在约250℃的温度下进行加热。此时，焊锡浆H熔化，使各电极片P和自由端51a～51d湿润。
之后，从加热炉中将反射型传感器1和基片S取出，进行冷却。此时，熔化的焊锡浆H发生固化，其结果使各引线的自由端51a～51d与电极片P电气导通并且机械连接。
反射型传感器1具有如下的优点。如上所述，在反射型传感器1中，第1和第2树脂体21、22的上面和底面没有被第3树脂体25覆盖。因此，如图8强调的那样，第1和第2树脂体21、22发生热膨胀时，这些树脂体将朝相反的方向(上方和下方)均等膨胀突出。从而与图20所示的已有的反射型传感器相比，可以有效地缓和在保护封装2内产生的应力。由此可以抑制发光元件31、光电元件32、或者导线4a、4b出现不应有的位移，防止导线4a、4b发生断裂。
接着，参照图9～图11，说明基于本发明的实施例2的反射型传感器1A。图9是表示反射型传感器1A的概略的俯视图。图10是图9中沿线Ⅹ-Ⅹ所看到的剖视图。图11是图10中沿线Ⅺ-Ⅺ所看到的剖视图。从这些图可知，反射型传感器1A的结构与实施例1的反射型传感器1基本相同。
具体来说，反射型传感器1A中有发光元件31和光电元件32，这些元件被保护封装2所覆盖。从图9可知，发光元件31与由金属板组成的一对引线5a、5b电气导通。同样，光电元件32与由金属板组成的一对引线5c、5d电气导通。引线5a、5c从保护封装2的第1侧面2a处引出，引线5b、5d从位于保护封装2的第1侧面2a的反面的第2侧面2b处引出。以下，各引线5a～5d的引出部分称为外方部。
如图10所示，引线5a～5d的外方部弯曲为L形，并在水平方向延伸形成自由端51a～51d。这些自由端51a～51d与保护封装2的底面基本处于同一平面。
保护封装2由包围发光元件31的第1树脂体21、包围光电元件32的第2树脂体22以及支持第1和第2树脂体的第3树脂体25所组成。第1树脂体21与第2树脂体22之间保持一定距离。这些第1和第2树脂体的上面没有被第3树脂体25所覆盖。而且，第1和第2树脂体21、22的下面只是部分被第3树脂体25所覆盖。具体来说，树脂体21、22的下面只有周边部分被第3树脂体25所覆盖，其余部分露在外面。
如图9所示，发光元件31与引线5a的内侧部分52a连接。发光元件31的上面通过导线4a与引线5b的内侧部分52b电气导通。同样，光电元件32与引线5c的内侧部分52c连接。光电元件32的上面通过导线4b与引线5d的内侧部分52d电气导通。
实施例2的反射型传感器1A与实施例1的反射型传感器1相比，存在以下不同点。如图9和图11所示，在引线5a的内侧部分52a，设置有一对朝向相反的突出部54a(第1突出部)。第1突出部54a沿着与引线5a的长度方向垂直的方向延伸，进入第3树脂体25。通过这样与第3树脂体结合，第1突出部54a使引线5a不会出现相对于第3树脂体25的位移，即第1突出部54a起着使引线5a定位的作用。
同样，在引线5b的内侧部分52b，设置有一对第2突出部54b。并且，在引线5c的内侧部分52c，设置有一对第3突出部54c。在引线5d的内侧部分52d，设置有一对第4突出部54d。第2突出部54b、第3突出部54c和第4突出部54d也都进入第3树脂体25内。
所述结构的反射型传感器1A可以通过下面所述的工序制作。首先，如图12所示，准备引线骨架6。该引线骨架6可以通过冲压金属薄板而制成。如该图所示，引线骨架6包括第1长形边带61a和与此平行伸延的第2长形边带61b。这些第1和第2边带61a、61b通过复数个横架66相互连接在一起。这些横架66沿引线骨架6的长度方向相互间隔一定距离A分布。
相邻的横架66之间的区域中，在第1边带61a上，形成有两个第1引线64a、65a。第1引线64a、65a朝第2边带61b方向伸延。与此对应，在第2边带61b上，形成有两个第2引线64b、65b。第2引线64b、65b朝第1边带61a方向伸延。第1引线64a、65a的自由端与第2引线64b、65b的自由端保持一定距离。
如图12所示，第1引线64a、65a分别拥有与第1边带61a直接相连的长形基端部64e、65e。另外，基端部64e、65e上分别连接有相对较宽的头部52a、52c。而且，头部52a处有一对朝向相反的突出部54a。头部52c处也有一对朝向相反的突出部54c。突出部54a沿着与基端部64e的长度方向垂直的方向延伸。突出部54c沿着与基端部65e的长度方向垂直的方向延伸。
第2引线64b、65b分别拥有与第2边带61b直接相连的长形基端部64f、65f。基端部64f处形成一对朝向相反的突出部54b。基端部65f处形成一对朝向相反的突出部54d。突出部54b沿着与基端部64f的长度方向垂直的方向延伸。突出部54d沿着与基端部65f的长度方向垂直的方向延伸。
接着，如图13所示，发光元件31与第1引线64a的头部52a连接，光电元件32与第1引线65a的头部52c连接。然后，发光元件31的上面通过导线4a与第2引线64b电气导通。同样，光电元件32的上面通过别的导线4b与别的第2引线65b电气导通。
接着，如图14所示，利用透明树脂体21包围发光元件31和导线4a，利用透明树脂体22包围光电元件32和导线4b。这时，形成树脂体21时，要使突出部54a和突出部54b从树脂体21里面伸出来。并且，形成树脂体22时，要使突出部54c和突出部54d从树脂体22里面伸出来。树脂体21、22的形成可以采用例如传递模法(第1模工序)。
接着，如图15所示，采用黑色的PPS制成不透明的第3树脂体25，以支持第1和第2树脂体21、22。第3树脂体25的制造也可以采用例如传递模法(第2模工序)。制作第3树脂体25时，要使第1和第2树脂体21、22的上面以及底面露在外面。
接着，将第1引线64a、65a从第1边带61a处切断，同时将第2引线64b、65b从第2边带61b处切断。(引线切断工序)最后，将各引线弯曲成L形状(引线成形工序)。由此，得到单个反射型传感器1A。
反射型传感器1A具有如下优点。
第1，与实施例1一样，第1和第2树脂体21、22的上面和底面露在外面，因而反射型传感器1A也具有实施例1的反射型传感器1的优点。
另外，反射型传感器1A的引线5a～5d的突出部54a～54d插入第3树脂体25的内部。第3树脂体25采用机械强度很好的材料(例如PPS)制成，因此引线5a～5d不会产生相对于第3树脂体25的位移。这样，第1和第2树脂体21、22即使发生热膨胀，导线4a、4b上也不会出现过大的应力。另外，在加热炉加热后，对反射型传感器1A进行冷却时，引线5a～5d上即使出现张力，这个力也不会传递到导线4a、4b上。
从所述说明可以看出，反射型传感器1A在加热或冷却工序中，都不会出现问题。另外，当设计有突出部54a～54d时，第1和第2树脂体21、22的底面也可以被第3树脂体25所覆盖。
图16表示基于本发明的实施例3的反射型传感器。按照实施例3，在引线5a与第3树脂体25的交叉处设计有一对突出部55a。另外，在引线5b与第3树脂体25的交叉处也设计有一对突出部55b。图中虽然没有画出，在引线5c和5d也设计有同样的突出部。利用这种结构，也可以防止引线5a、5b出现相对于第3树脂体25的不应有的位移。
图17表示基于本发明的实施例4的反射型传感器。按照实施例4，分别在引线5a以及5b上设计有缺口部56a和56b。图中虽然没有画出，在引线5c和5d也设计有同样的缺口部。图18表示基于本发明的实施例5的反射型传感器的重要部分。按照该实施例，分别在引线5a以及5b上设计有弯曲部57a和57b。图中虽然没有画出，在引线5c和5d也设计有同样的弯曲部。利用图17和图18所示结构，也可以防止引线5a、5b出现相对于第3树脂体25的不应有的位移。