用于制造光学接近度传感器的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201510634811.1

申请日:

2015.09.29

公开号:

CN105510898A

公开日:

2016.04.20

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):G01S 7/481申请日:20150929|||公开

IPC分类号:

G01S7/481; G01S17/08

主分类号:

G01S7/481

申请人:

意法半导体有限公司

发明人:

靳永钢

地址:

新加坡新加坡市

优先权:

2014.10.09 US 14/510,433

专利代理机构:

北京市金杜律师事务所 11256

代理人:

王茂华

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内容摘要

一种用于制造光学接近度传感器的方法,包括形成具有延伸穿过其中的光发射开口和光接收开口的封装顶板、将光发射元件附接至该封装顶板与该光发射开口相邻以及将光接收元件附接至该封装顶板与该光接收开口相邻。将封装本体形成至该封装顶板上以限定接纳该光发射元件的光发射空腔以及接纳该光接收元件的光接收空腔。

权利要求书

1.一种用于制造光学接近度传感器的方法,所述方法包括:
形成封装顶板,所述封装顶板具有延伸穿过所述封装顶板的光发射
开口和光接收开口;
将光发射元件附接至所述封装顶板与所述光发射开口相邻;
将光接收元件附接至所述封装顶板与所述光接收开口相邻;以及
将封装本体形成至所述封装顶板上以限定接纳所述光发射元件的
光发射空腔以及接纳所述光接收元件的光接收空腔。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述封装顶板具有平面表
面。
3.根据权利要求1所述的方法,进一步包括在附接所述光发射和
接收元件之前,将胶沉积在所述封装顶板上与所述光发射开口和所述光
接收开口相邻。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,形成所述封装本体包括在
所述封装顶板的外周部周围形成多个侧壁以及在所述光发射空腔和所
述光接收空腔之间形成分隔壁。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述封装本体被形成为使
得所述侧壁和所述分隔壁接触所述光发射元件的外边缘和所述光接收
元件的外边缘。
6.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:
形成连接器板组件,所述连接器板组件包括光发射器和光接收器;
以及
将所述连接器板组件附接至所述封装本体从而使得所述光发射器
与所述光发射空腔对准并且所述光接收器与所述光接收空腔对准。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述光发射元件和所述光
接收元件各自包括玻璃。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述光发射元件和所述光
接收元件中的每一者的厚度在约200-300微米的范围内。
9.根据权利要求1所述的方法,其中,所述光发射元件和所述光
接收元件各自是矩形形状的。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述光发射元件和所述光
接收元件的每条边在0.5-1.0毫米的范围内。
11.根据权利要求1所述的方法,其中,所述光发射开口和所述光
接收开口中的每一者的直径在0.3-0.5毫米的范围内。
12.根据权利要求1所述的方法,其中,所述封装顶板和所述封装
本体各自使用热塑成型材料形成。
13.一种用于制造光学接近度传感器的方法,所述方法包括:
形成封装顶板,所述封装顶板具有延伸穿过所述封装顶板的光发射
开口和光接收开口;
将胶沉积在所述封装顶板上与所述光发射开口相邻并且与所述光
接收开口相邻;
将光发射元件附接至所述封装顶板与所述光发射开口相邻;
将光接收元件附接至所述封装顶板与所述光接收开口相邻;以及
将封装本体形成至所述封装顶板上,所述封装本体包括在所述封装
顶板的外周部周围的多个侧壁以及在所述侧壁之间延伸的分隔壁以限
定接纳所述光发射元件的光发射空腔以及接纳所述光接收元件的光接
收空腔。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,所述封装顶板具有平面表
面。
15.根据权利要求13所述的方法,其中,所述封装本体被形成为使
得所述侧壁和所述分隔壁接触所述光发射元件的外边缘和所述光接收
元件的外边缘。
16.根据权利要求13所述的方法,进一步包括:
形成连接器板组件,所述连接器板组件包括光发射器和光接收器;
以及
将所述连接器板组件附接至所述封装本体从而使得将所述光发射
器与所述光发射空腔对准并且将所述光接收器与所述光接收空腔对准。
17.根据权利要求13所述的方法,其中,所述光发射元件和所述光
接收元件各自包括玻璃。
18.根据权利要求13所述的方法,其中,所述光发射元件和所述光
接收元件是矩形形状的。
19.根据权利要求13所述的方法,其中,所述封装顶板和所述封装
本体使用热塑成型材料形成。
20.一种光学接近度传感器,包括:
封装顶板,所述封装顶板具有延伸穿过所述封装顶板的光发射开口
和光接收开口;
光发射元件,所述光发射元件被附接至所述封装顶板与所述光发射
开口相邻;
光接收元件,所述光接收元件被附接至所述封装顶板与所述光接收
开口相邻;
封装本体,所述封装本体被附接至所述封装顶板以限定接纳所述光
发射元件的光发射空腔以及接纳所述光接收元件的光接收空腔,其中在
所述封装本体和所述封装顶板之间的接口处所形成接合线;以及
连接器板组件,所述连接器板组件包括光发射器和光接收器,所述
光发射器和所述光接收器被附接至所述封装本体从而使得所述光发射
器与所述光发射空腔对准并且所述光接收器与所述光接收空腔对准。
21.根据权利要求20所述的光学接近度传感器,其中,所述封装顶
板具有平面表面。
22.根据权利要求20所述的光学接近度传感器,进一步包括在所述
封装顶板与所述光发射开口相邻和所述光发射元件之间以及在所述封
装顶板与所述光接收开口相邻和所述光接收元件之间的胶。
23.根据权利要求20所述的光学接近度传感器,其中,所述封装本
体在所述封装顶板的外周部周围形成多个侧壁并且在所述光发射空腔
和所述光接收空腔之间形成分隔壁,其中所述侧壁和所述分隔壁接触所
述光发射元件的外边缘和所述光接收元件的外边缘。
24.根据权利要求20所述的光学接近度传感器,其中,所述光发射
元件和所述光接收元件各自包括玻璃。
25.根据权利要求20所述的光学接近度传感器,其中,所述光发
射元件和所述光接收元件各自是矩形形状的。

说明书

用于制造光学接近度传感器的方法

发明领域

本发明涉及电子器件领域,并且更具体地涉及一种制造光学接近度
传感器的方法。

背景技术

接近度传感器被设计成用于在没有物理接触的情况下检测附近物
体的存在。光学接近度传感器利用光敏元件来检测物体。

光学接近度传感器包括光发射器和光接收器。光学接近度感测基于
从光发射器发射光、捕获由附近物体反射回光接收器的光以及处理所反
射的光以确定该物体至传感器的接近度。

在许多应用(包括移动通信设备)中使用了光学接近度传感器。例
如,可以将光学接近度传感器用于确定何时移动电话靠近用户的脸部被
握持从而关闭移动电话的显示器以节约电力。

典型的光学接近度传感器包括壳体组件,该壳体组件被附接至连接
器板组件,该连接器板组件包括该光发射器和该光接收器。如在图1和
图2中所展示,壳体组件10包括具有接纳光发射元件的光发射空腔14
以及接纳光接收元件的光接收空腔16而形成的封装外壳12。

封装外壳12具有延伸穿过其中至光发射空腔14的光发射开口24
以及延伸穿过其中至光接收空腔16的光接收开口26。在对应的空腔14、
16内所定位的是光发射元件34和光接收元件36。在对应的空腔14、16
内沉积胶40以将光发射和接收元件34、36保持在位。光发射和接收元
件34、36保护光发射器和接收器以及过滤不期望的光。

由于减小了光学接近度传感器的尺寸,在光发射空腔14和光接收
空腔16内将胶分配在封装外壳10上变得更加困难。这减慢了制造光学
接近度传感器的生产量。这个问题进一步地与光发射和接收元件34、36
的厚度的相应减小而复合。因此,由于减小了光学接近度传感器的尺寸,
存在解决这些关注的需求。

发明内容

鉴于前述背景,因此本发明的目的是提供一种用于制造光学接近度
传感器的方法,该方法简化了在传感器内的光发射和接收元件的附接。

根据本发明的这个和其他目的、特征以及优点由一种用于制造光学
接近度传感器的方法所提供,该方法包括形成具有延伸穿过其中的光发
射开口和光接收开口的封装顶板、将光发射元件附接至该封装顶板与该
光发射开口相邻以及将光接收元件附接至该封装顶板与该光接收开口
相邻。该方法可以进一步包括将封装本体形成至该封装顶板上以限定接
纳该光发射元件的光发射空腔以及接纳该光接收元件的光接收空腔。

该方法可以进一步包括在附接该光发射和接收元件之前,将胶沉积
在该封装顶板上与该光发射开口相邻并且与该光接收开口相邻。通过与
封装本体分开地形成封装顶板,这有利地提供了大量空间来分配胶。

与封装本体分开地形成封装顶板的另一个优点是由于已简化了光
发射和接收元件的附接,这还可以允许制造光学接近度传感器的生产量
的增加。

封装本体可以包括在该封装顶板的外周部周围的多个侧壁以及在
该光发射空腔和该光接收空腔之间的分隔壁。封装本体可以被形成为使
得在这些侧壁以及光发射和接收元件的外边缘之间存在空隙并且在该
分隔壁以及光发射和接收元件的外边缘之间存在空隙。在替换实施例
中,封装本体可以被形成为使得这些侧壁和该分隔壁接触光发射和接收
元件的外边缘。

该方法可以进一步包括形成连接器板组件,该连接器板组件包括光
发射器和光接收器。可以将该连接器板组件附接至封装本体从而使得由
光发射空腔接纳光发射器并且由光接收空腔接纳光接收器。

例如,光发射元件和光接收元件可以包括玻璃。例如,光发射元件
和光接收元件的厚度可以在约200-300微米的范围内。

光发射元件和光接收元件可以是矩形形状的。例如,光发射元件和
光接收元件的每一侧可以在约0.5-1.00毫米的范围内。

例如,光发射开口和光接收开口的直径可以在约0.3-0.5毫米的范围
内。可以使用热塑成型材料形成封装顶板和封装本体。

另一个方面涉及如以上所描述的光学接近度传感器,其中,在封装
本体和封装顶板之间的接口处形成了接合线。

附图说明

图1是根据现有技术的用于光学接近度传感器的具有与其分开的光
发射和接收元件的壳体组件的透视图。

图2是图1中所展示的具有被附接至壳体组件的光发射和接收元件
的壳体组件的横截面侧视图。

图3是根据本发明的展示了用于制造光学接近度传感器的方法的流
程图。

图4是根据本发明所形成的封装顶板的横截面侧视图。

图5是图4中所展示的具有被附接至其的光发射元件和光接收元件
的封装顶板的横截面侧视图。

图6是图5中所展示的具有在其上所形成的封装本体的封装顶板的
横截面侧视图。

图7是图4中所展示的具有在其中所形成的沟槽的封装顶板的透视
图。

图8是被形成至图6中所展示的封装顶板上的封装本体的另一个实
施例的横截面侧视图。

图9是根据本发明的具有光发射器和光接收器的连接器板组件的横
截面侧视图。

图10是被附接至图6中所展示的封装本体的图9中所展示的连接
器板组件的横截面侧视图。

具体实施方式

现在将参照所附附图在下文中更为全面地描述本发明,在附图中显
示了本发明的一些优选实施例。然而,本发明可以用许多不同的形式体
现,并且不应当被解释为受到在此所列出的实施例的限制。相反,提供
这些实施例以便本披露将是彻底和完整的,并且将向本领域技术人员充
分地传达本发明的范围。贯穿全文相似的数字指代相似的元件,并且上
撇号符号用于指示在替代实施例中的类似元件。

现在参考图3中所展示的流程图50并且参考图4-图8中所展示的
相应的横截面侧视图,将讨论一种用于制造光学接近度传感器100的方
法。从开始(框52),该方法包括在框54形成封装顶板102,该封装
顶板具有延伸穿过其中的光发射开口124和光接收开口126,如图4中
所展示。例如,光发射开口和光接收开口的直径在约0.3-0.5毫米的范
围内。

可以使用注塑成型形成封装顶板102。例如,在注塑成型中所使用
的材料可以是热塑性的。在所展示的实施例中,封装顶板102具有平面
表面。

然后,在框56,将胶140沉积在封装顶板102上与光发射开口124
相邻并且与光接收开口126相邻,如图5中所展示。例如,可以使用印
刷方法沉积胶140。分开地形成封装顶板102有利地提供了大量空间来
与光发射和接收开口124、126相邻来分配胶140。由于趋势是减小光学
接近度传感器的尺寸,这是特别有益的。

在框58,与光发射开口124相邻在胶140上定位光发射元件134,
并且在框60,与光接收开口126相邻在胶140上定位光接收元件136,
如图5中所展示。例如,从透明材料(如玻璃)形成光发射元件134和
光接收元件136。可以对透明材料应用涂覆从而过滤掉不必要的光。

由于已简化了光发射和接收元件134、136的附接,分开地形成封
装顶板102可以允许制造光学接近度传感器100的生产量的增加。例如,
由于光发射元件134和光接收元件136的厚度典型地在约200-300微米
的范围内,这特别是如此。

所展示的光发射和接收元件134、136是矩形形状的。例如,光发
射元件134和光接收元件136的每一侧在约0.5-1.00毫米的范围内。在
其他实施例中,例如,光发射和接收元件134、136可以具有非矩形形
状,如圆形形状。

如本领域技术人员易于理解的,由于已简化了光发射和接收元件
134、136的附接,分开地形成封装顶板102可以允许制造光学接近度传
感器100的生产量的增加。

在框62,将封装本体104形成至封装顶板102上以限定接纳光发射
元件134的光发射空腔114以及接纳光接收元件136的光接收空腔116,
如图6中所展示。封装本体104包括在封装顶板102的外周部周围的多
个侧壁105以及在光发射空腔114和光接收空腔116之间的分隔壁107。

正如封装顶板102,可以使用注塑成型来形成封装本体104。例如,
在注塑成型中所使用的材料可以是热塑性的。在将封装本体104形成至
封装顶板102上之前,可以在封装顶板102的外周部周围形成沟槽142,
如图7中所展示。还可以跨过封装顶板102形成沟槽144,在沟槽中将
形成分隔壁107。如本领域技术人员易于理解的,此沟槽142、144帮助
增加在封装本体104和封装顶板102之间的键合。

在所展示的实施例中,形成了封装本体104从而使得在这些侧壁105
以及光发射和接收元件134和136的外边缘之间存在空隙146。类似地,
在分隔壁107以及光发射和接收元件134和136的外边缘之间也存在空
隙148。在替换实施例中,封装本体104'被形成为使得这些侧壁105'和
分隔壁107'接触光发射和接收元件134'、136'的外边缘,如图8中所展
示。

在框64,形成了连接器板组件150,该连接器板组件包括光发射器
152和光接收器154。例如,光发射器152可以被配置为LED并且光接
收器154可以被配置为光电二极管。如本领域技术人员易于理解的,可
以使用其他类型的光发射器和接收器152、154。连接器板组件150包括
用于光发射器152和光接收器154的连接器引脚160。

将连接器板组件150附接至封装本体104从而使得由光发射空腔
114接纳光发射器152并且由光接收空腔116接纳光接收器154,如图
10中所展示。该方法在框68结束。

另一个方面涉及如以上所描述的光学接近度传感器100,其中,在
封装本体104和所述封装顶板102之间的接口处形成了接合线170。该
光学接近度传感器100包括封装顶板102,该封装顶板具有延伸穿过该
封装顶板的光发射开口24和光接收开口26。将光发射元件34附接至封
装顶板102与光发射开口24相邻。将光接收元件36附接至封装顶板102
与光接收开口26相邻。

将封装本体104附接至封装顶板102上以限定接纳光发射元件134
的光发射空腔116以及接纳光接收元件136的光接收空腔114。在封装
本体104和封装顶板102之间的接口处形成接合线170。

连接器板组件150包括光发射器152和光接收器154,该光发射器
和该光接收器被附接至封装本体104从而使得该光发射器与光发射空
腔114对准并且该光接收器与光接收空腔116对准。

本发明的许多修改和其他实施例对于受益于前面的描述和附图中
呈现的教导的本领域技术人员来说将是显而易见的。因此,应当理解本
发明不限于所披露的具体实施例,并且那些修改及实施例旨在被包括于
所附权利要求书的范围内。

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一种用于制造光学接近度传感器的方法,包括形成具有延伸穿过其中的光发射开口和光接收开口的封装顶板、将光发射元件附接至该封装顶板与该光发射开口相邻以及将光接收元件附接至该封装顶板与该光接收开口相邻。将封装本体形成至该封装顶板上以限定接纳该光发射元件的光发射空腔以及接纳该光接收元件的光接收空腔。。

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