光学近照度传感器的制造方法_2

文档序号:10298204阅读:来源:国知局
与PCB基板,完成具有贴装了 IR LED芯片的第一腔与贴装了ASIC芯片的第二腔的组装体S10。
[0029]另外,根据需要,使盖附着于外壳板材的上部S11。上部盖可以由塑料(Plastic)或娃胶、橡胶(Rubber)、泡沫塑料(Foam)、海绵、树脂、金属材质体现,当为橡胶与娃胶、泡沫塑料、海绵时,可以获得提高结构密合性的附加性效果。
[0030]如上所述,在本实用新型中,可以利用加工技术或注塑成型,容易地外壳板材上形成孔,减少制造成本。另外,本实用新型的近照度传感器凭借在用于保护所容纳的元件的外壳用板材中一体化的反射镜结构本身,能够提高光效率,通过该反射镜,放射光的集光度提高,结果,从被照射体反射并到达光传感器的光的量也增多,因而能够检测出在更远距离处的被照射体反射的光。而且,在光传感器一体型ASIC芯片中,迅速积蓄需要的临界光量,缩短整合时间,从而能够加快接近感知反应速度或输出信号处理速度,在反射面实施诸如金的金属涂布,能够进一步提高光效率。
[0031]图2是本实用新型第一实施例的光学近照度传感器的侧剖面图,图3是本实用新型的第一实施例中使用的外壳板材110的立体图。
[0032]本实用新型的光学近照度传感器100如图2及图3所示,包括:反射镜一体型外壳板材110,其形成有构成用于贴装IR LED芯片140的第一腔112的侧壁114a的、顶点被切除的倒圆锥形孔(在以下说明中简称“倒圆锥形”)和构成第二腔118的侧壁114b的、顶点被切除的圆锥形孔(在以下说明中简称“圆锥形孔”),特别是构成第一腔112的侧壁114a具有表面光洁度,形成得构成镜面,涂布了金属,以便良好反射;PCB基板120,其与外壳板材110接合,形成第一腔112和第二腔118,形成有电路图案,以便能够在第一腔112及第二腔118的底面分别贴装IR LED芯片140和光传感器一体型ASIC芯片150,并为了电气连接而进行接线;IR LED芯片140,其贴装于借助外壳板材110和PCB基板120而形成的第一腔112的底面的PCB基板,如果供应电源,则释放红外线;及光传感器(photo sensor) 一体型ASIC芯片150,其在外壳板材110中形成孔,所述孔发挥形成开口部的作用,以末端的直径比下部的直径小的圆锥形态形成,其与PCB基板120接合,形成第二腔118,贴装于第二腔底面的PCB基板,如果供应电源,则在驱动IR LED140的同时,接受从物体反射的红外线,感知接近,感知周边的可见光线的照度;开口部112a,其为了在第一腔112放射IR LED140的光而在外壳板材中形成的倒圆锥形孔的末端形成;开口部118a,其为了在第二腔使光引入ASIC芯片受光部侧而在外壳板材中形成的圆锥形孔的末端形成。其中,IR LED芯片140与ASIC150通过粘合剂162而粘合于PCB基板120。
[0033]如果参照图2及图3,在第一实施例的外壳板材110中,形成有发挥开口部112a作用的以末端的直径比下部的直径大的倒圆锥形态形成的第一腔孔112、发挥开口部118a作用的以末端的直径比下部的直径小的圆锥形态形成的第二腔孔118,特别是构成第一腔112的侧壁114a具有表面光洁度,形成得构成镜面,涂布了诸如金的金属,以便良好反射。金属的涂布在外壳板材110的全部或一部分实施。
[0034]为了降低制造成本,在取代镀金而以银涂布的情况下,如图2的放大图所示,在侧壁114a上形成涂布了红外线反射特性良好的银的银涂布层10,在银涂布层上形成涂布了用于防止银的氧化的电介质的电介质层20。在只在外壳板材110的一部分涂布金属的情况下,在第一腔112的侧壁上局部地实施,必要时,在第二腔118的侧壁上也局部地实施。
[0035]另外,就第一实施例的外壳板材110而言,在第一腔112中形成倒圆锥形的反射镜,能够使从IR LED140释放的光高效地放射到开口部112a侧,当外壳板材110为金属时,由在第二腔118形成的金属体孔与在接合于外壳板材的PCB基板120上形成的金属层构成,由于第二腔以金属体构成,因而使得能够使第二腔118中容纳的元件大幅屏蔽电磁波噪声。
[0036]当以塑料材料构成外壳板材110时,根据需要,S卩,当发生来自电磁波噪声的影响时,用金属涂布板材110,屏蔽电磁波噪声。而且,为了在第一腔112放射IR LED140的光,在外壳板材110中形成的倒圆锥形孔的末端形成有开口部112a,在第二腔118中,为了使光引入ASIC芯片150的受光部侧,在外壳板材110中形成的圆锥形孔的末端也形成有开口部118a0
[0037]如上所述,本实用新型第一实施例的近照度传感器100在保护所容纳的元件的外壳板材110中,以发挥开口部112a作用的末端的直径比下部的直径大的倒圆锥形态形成孔,斜线形态的侧壁114a形成得构成镜面,涂布金属。而且,在PCB基板120的上面形成铜箔层122a后,实施镀金,在其上贴装IR LED140后,与外壳板材110结合,以具有反射镜形态的一种柱(stem)结构构成第一腔122。如此构成的第一腔112的IR LED140发光的光线被倒圆锥形态的反射镜反射,因而具有能够使发光的光线高效通过外壳板材上部的开口部(Apature) 112a 的优点。
[0038]本实用新型把形成有腔的板材110兼用作外壳,在第一腔112中能够构成反射镜的高度最大可达到板材的厚度(高度),鉴于此,板材110使用充分的厚度,使得以单一层便能够兼作外壳,因而在确保反射镜的侧壁的高度方面有富余,能够加长作为提高IR LED140释放的光线的集光性的主要因素的反射路径,能够充分增大反射量。
[0039]另外,在无法拥有充分的反射路径的情况下,放射的光线向开口部的侧面放射,所需区域内的光线的分布度减小,以往为了防止这种情况,试图经过追加的制造工序而添加透镜集中光线,或只通过透镜本身而集中光线,但是就本实用新型而言,反射镜一体型外壳板材为单一层,结构简单,空间利用性提高,使得能够充分利用该单一层的高度,因而能够容易确保充分的反射路径,提高光效率。如此构成的反射镜使IR LED向任意方向释放的光线在通过具有既定角度的倾斜面的长反射路径的同时,沿开口部面的垂线方向的放射率提高,因而即使没有透镜,集光性也提高,容易在所需角度内增大放射的光量,通过侧壁的反射面的角度调节,也容易调节放射的光线的光分布及光量。
[0040]如上所述,就本实用新型第一实施例的近照度传感器100而言,通过在用于保护所容纳的元件的外壳兼用板材中一体化的反射镜结构本身,能够提高光效率,通过该反射镜,放射光的集光度提高,结果,从被照射体反射并到达光传感器的光线的量也增多,因而如果使用具有固定的检测力的光传感器与具有固定的自我放射光量的IR LED,则能够检测在更远距离的被照射体所反射的光线,光传感器一体型ASIC芯片150迅速积蓄所需的临界光量,缩短整合时间,从而能够加快接近感知反应速度或输出信号处理速度,另外,在反射面实施诸如金的金属的涂布,因而能够进一步提尚光效率。
[0041]如上所述,在本实用新型的高光效率结构中,可以使被照射体的检测距离更远,因而根据逆向应用,也可以把检测距离降低至使用所需的既定水平,通过该方法,可以减小作为决定IR LED140放射光量的主要因素之一的LED芯片的面积,还产生能够节省成本的效果O
[0042]另一方面,在如同以往一样进行注塑成型而使用透镜的情况下,即使在IR LED140的侧面也需要用树脂成型,因而向侧面放射的光线的集光性无法确保,放射的光线的光效率不够充分,与之相反,就本实用新型而言,连IRLED侧面也构成的反射面,因而具有向IRLED140的侧面放射的光线也能够通过开口部112a而放射的优点。
[0043]另外,就用于感知从第一腔Cl释放的光线而被物体反射并引入的光线的受光部而言,是在外壳板材110中,以发挥开口部118a作用的末端的直径比下部的直径小的圆锥形态形成孔的侧壁114b,在PCB基板120的上面形成铜箔层122b后实施镀金,在其上贴装具有光传感器的ASIC芯片150后,与涂布了金属的外壳板材110结合,构成第二腔118。就如此构成的第二腔118而言,ASIC芯片150被侧壁部和下部的金属所屏蔽,因而具有即使在周边的强电磁波噪声环境下,EMI屏蔽特性也会提高的优点。在本实用新型中,在外壳板材110使用金属或塑料的板材,在板材的全部或一部分实施金属涂布,特别是只在塑料板材I1的一部分实施金属涂布时,在发生电磁波噪声影响的环境下,在第二腔118的侧壁也实施金属涂布,能够应对电磁波噪声。
[0044]而且,第一腔112与第
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