专利名称：光学鼠标传感器封装和无线鼠标的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学鼠标传感器封装和无线鼠标。
背景技术：
鼠标是现今计算机上使用的非常重要的人机接口工具，按工作原理可分为机械鼠标和光学鼠标，按接口通讯方式可分为有线鼠标和无线鼠标。鼠标在工作表面上的运动被以电子方式反馈到计算机，以控制计算机屏幕上光标的移动。鼠标还包括按键、控制和通讯接口。正值信息时代的今天，市场对无线产品的需求量越来越大，这其中就包括无线鼠标。在未来的3飞年内，无线鼠标的市场占有量将超过有线鼠标的市场占有量，成为各种PC及平板电脑重要的外设产品。封装技术是指物理上支撑芯片并将芯片以电子方式连接到芯片执行其功能所需的外围电子部件所需的容器、支撑物以及电和热连接。封装可以说是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁——芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接。目前无线鼠标的光学传感器与RF模组是分开的两部分，其中光学传感器是采用双列直接式(DIP)的封装形式，而RF模组是采用COB (Chip On Board)的封装形式，其可靠性及生产可操作性都不高，良率低，特别是为了保证无线接收的距离和效果，RF模组的发射、接收天线规格及形式，会根据不同的产品进行开发设计，开发难度大，周期长。因此，当前的无线鼠标的整体方案较为复杂，外围元器件多，产品研发周期长，生产效率低，对于无线鼠标的行业发展造成极大限制，也增加了生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光学鼠标传感器封装，以简化鼠标的生产工艺，降低生产成本。同时还提供一种使用该光学鼠标传感器封装的无线鼠标。为此，根据本发明的一方面，提供了一种光学鼠标传感器封装，包括带多个管脚的封装壳体和置于封装壳体中的光学传感器芯片，该封装壳体中还封装有用于无线通信的射频模组。进一步地，上述封装壳体中还集成有用于控制光学传感器芯片和射频模组的控制
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心/T O进一步地，上述光学传感器芯片与控制芯片或射频模组的射频芯片集成在同一颗芯片中，或者控制芯片与射频模组的射频芯片集成在同一颗芯片中。进一步地，上述射频模组的射频芯片、控制芯片和光学传感器芯片集成在同一颗芯片中。进一步地，上述射频模组、光学传感器芯片和控制芯片三者之间通过绑线信号连接。
进一步地，上述封装壳体包括带有管脚的封装支架和与封装支架固定连接的芯片罩，其中，芯片罩具有为光学传感器芯片提供光路的透明窗口，封装支架上设置有用于放置芯片的基岛和在基岛外围的一组焊盘，一组焊盘电连接多个管脚。进一步地，上述封装支架的底壁上形成并列设置的第一表面区域和第二表面区域，其中，第一表面区域上设有基岛和一组焊盘，第二表面区域用于置放射频模组。进一步地，上述光学鼠标传感器封装为DIP封装，并且封装壳体两侧的两排管脚错开布置。进一步地，上述射频模组的PCB板上集成有用于提供时钟的晶体振荡器。进一步地，上述光学鼠标传感器封装还包括射频天线，其中，射频天线集成在射频模组上，或者射频天线设置在封装壳体上并且与射频模组电连接。根据本发明的另一方面，提供了一种无线鼠标，包括印刷线路板，其中，印刷线路板上设置有根据上面所描述的光学鼠标传感器封装。采用本发明提供的传感器封装，将射频模组封装在带有光学传感器芯片的封装壳体中，客户只需在外部增加少量元器件例如最少增加4个元器件即可制作出一个无线鼠标，真正实现采用有·线鼠标的生产工艺完成无线鼠标的生产制作，即可以显著减小鼠标的体积，又极大降低生产成本和提高产品可靠性，简化鼠标生产工艺。除了上面所描述的目的、特征、和优点之外，本发明具有的其它目的、特征、和优点，将结合附图作进一步详细的说明。
构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中:图1是根据本发明的光学鼠标传感器封装在印刷电路板上的安装示意图；图2是根据本发明优选实施例的光学鼠标传感器封装的封装支架在邦定光学传感器芯片、控制芯片和射频模组时的布局示意图；图3是根据本发明的光学鼠标传感器封装的封装支架在没有邦定光学传感器芯片、控制芯片和射频模组时的平面示意图；图4是根据本发明的光学鼠标传感器封装的面对外界印刷电路板一侧的平面示意图；图5是根据本发明的光学鼠标传感器封装的封装支架的立体结构示意图；图6是根据本发明的光学鼠标传感器封装的芯片罩的立体结构示意图；以及图7是根据本发明的光学鼠标传感器封装的立体结构示意图。附图标记说明10封装壳体11光源12导光组件13光学传感器封装14光学传感器芯片15控制芯片16射频模组17封装支架18芯片罩19印刷线路板20表面21卡扣
22焊盘23基岛24晶体振荡器25透明窗口26卡扣27卡扣28管脚171第一表面区域172第二表面区域。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。图2至图4示出了根据本发明优选实施例的光学鼠标传感器封装的内部结构示意图。结合参照图2至图4，本发明是一种集成控制和无线通信功能的光学鼠标传感器封装，该封装包括带管脚的封装壳体10、置于封装壳体10中的光学传感器芯片(裸片)14、射频模组16和控制芯片(裸片)15。其中，控制芯片与所述光学传感器芯片和射频模组信号连接，用于控制射频模组和光学传感器芯片，以将包括光学传感器芯片提供的信号和鼠标上的按键和滚轮提供的信号进行处理，并控制射频模组以射频信号的方式向外发射。其中，射频(Radio Frequency,RF)模组16用于无线通信,包括印刷电路板(PCB)和在PCB上设置的射频芯片(RF芯片)，其中，PCB上具有射频芯片应用电路和通过超声焊或热熔焊固定射频芯片的基岛和焊盘。`本发明的封装壳体10包括封装支架17和芯片罩18。封装支架17为光学传感器芯片、控制芯片和RF模组的封装载体。该封装支架17的内部结构在图2和图3中示出，其中，图3为没有邦定光学传感器芯片14、控制芯片15和RF模组16时，封装支架17的第一表面区域171和第二表面区域172的布局。图3为光学传感器芯片14、控制芯片15和RF模组邦定在封装支架内的布局示意图。如图2和图3所示，第一表面区域171和第二表面区域172在封装支架的长度方向上紧邻排列。在封装支架的第一表面区域171的中心有用于放置芯片14、15的基岛23，同时，在基岛23周围有一组焊盘22，一组焊盘22与封装壳体外的管脚28电连接。一组焊盘用来连接光学传感器芯片14、控制芯片15、RF模组16的端口、以及鼠标的按键接口。控制芯片15与光学传感器芯片14和RF模组16之间的信号连接可通过绑线电连接，绑线优选为金线，该金线例如通过金丝球热熔焊接的方法与焊盘连接，RF模组的电源端口、光学传感器芯片的电源端口和控制芯片的电源端口、按键接口可通过绑线电连接至焊盘22上。第二表面区域172用于置放射频模组，另外，射频模组上焊接有专门给RF模组提供时钟信号的晶体振荡器24。在第二表面区域172所在位置的封装支架的相对两侧壁上设有卡扣26，如图5所示，该卡扣26在射频模组向所述封装支架按压时可避让射频模组的PCB，从而与PCB相卡接，以便将射频模组固定连接在封装支架中。芯片罩18的示意性结构在图4、图6和图7中示出，如图4、图6和图7所示，芯片罩18是一个带透明窗口 25的盖子，固定于封装支架17上,该透明窗口 25正对光学传感器芯片14,为光学传感器芯片14提供光路。
芯片罩18的长度方向上的两端设有卡扣27，对应地，封装支架17的长度方向上的两端设有卡扣21，如此，芯片罩18通过卡扣21、27的卡接配合而与封装支架17结合，形成一个封闭的空间，用于放置芯片14、15和RF模组16，并提供保护。另外，封装支架的管脚28经过成型后，与封装支架17的第一表面区域、第二表面区域成90、5°夹角，通过管脚28，封装13被焊接在印刷线路板19上。当光学鼠标传感器封装完成调试后，能够以独立单元的方式应用于鼠标生产中。需要指出的是，本发明封装产品的实际尺寸远小于各视图的尺寸，例如在一实施例中，本封装的长度20mm左右，宽度IOmm左右，厚度5mm左右。本发明的光学鼠标传感器封装在无线鼠标的印刷电路板上的安装方式在图1中示出，该光学鼠标传感器封装为DIP封装，呈长方体状，两侧长边分别设有一排管脚28，并且错开布置以防呆，光源11通过导光组件12进入光学鼠标传感器芯片14。光学鼠标传感器封装13为芯片14与外壳的表面20之间提供光路，并由芯片15将芯片14所感应的鼠标在表面20上的移动信息反馈给RF模组16，最后RF模组16将芯片14感应的鼠标在表面20上的移动信息以无线信号的方式反馈给计算机。采用上述封装，可以将鼠标的控制和无线传输功能集成到封装系统中，即可以显著减小鼠标的体积，又可以降低生产成本，简化鼠标生产工艺。在一改进实施例中，光学传感器芯片与控制芯片集成在同一颗芯片中，或者光学传感器芯片与RF模组的RF芯片集成在同一颗芯片中。在另一改进的实施例中，RF模组的RF芯片和控制芯片和光学传感器芯片集成在冋一颗芯片中。在根据本发明的一基础实施例中，仅将RF模组集成在带有光学传感器的DIP封装中，而将无线鼠标的控制芯片放置在DIP封装外，此时，RF模组的各端口和光学传感器芯片的各端口直接与封装支架上的焊盘电连接，同样可以起到简化无线鼠标工艺流程的作用。在其他实施例中，RF模组在封装支架中的安装方式不局限于卡接，还可以是粘接或焊接，或者这些方式的组合。在其他实施例中，芯片罩与封装支架的安装方式不局限于卡接，还可以是焊接或粘接，或者这些方式的组合。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种光学鼠标传感器封装，包括带多个管脚(28)的封装壳体(10)和置于所述封装壳体(10)中的光学传感器芯片(14)，其特征在于，所述封装壳体(10)中还封装有用于无线通信的射频模组(16)。
2.根据权利要求1所述的光学鼠标传感器封装，其特征在于，所述封装壳体(10)中还集成有用于控制所述光学传感器芯片(14)和射频模组(16)的控制芯片(15)。
3.根据权利要求2所述的光学鼠标传感器封装，其特征在于，所述光学传感器芯片(14)与所述控制芯片(15)或所述射频模组(16)的射频芯片集成在同一颗芯片中，或者所述控制芯片(15)与所述射频模组(16)的射频芯片集成在同一颗芯片中。
4.根据权利要求2所述的光学鼠标传感器封装，其特征在于，所述射频模组(16)的射频芯片、所述控制芯片(15)和所述光学传感器芯片(14)集成在同一颗芯片中。
5.根据权利要求2所述的光学鼠标传感器封装，其特征在于，所述射频模组(16)、所述光学传感器芯片(14)和所述控制芯片(15)三者之间通过绑线信号连接。
6.根据权利要求1所述的光学鼠标传感器封装，其特征在于，所述封装壳体(10)包括带有所述管脚(28)的封装支架(17)和与所述封装支架(17)固定连接的芯片罩(18)，其中，所述芯片罩(18)具有为所述光学传感器芯片(14)提供光路的透明窗口(25)，所述封装支架(17 )上设置有用于至少放置所述光学传感器芯片的基岛(23 )和在所述基岛(23 )外围的一组焊盘(22 )，所述一组焊盘(22 )电连接至所述多个管脚(28 )。
7.根据权利要求6所述的光学鼠标传感器封装，其特征在于，所述封装支架(17)的底壁上形成并列设置的第一表面区域(171)和第二表面区域(172)，其中，所述第一表面区域(171)上设有所述基岛(23)和所述一组焊盘(22)，所述第二表面区域(172)用于置放所述射频模组(16)。
8.根据权利要求1所述的光学鼠标传感器封装，其特征在于，所述光学鼠标传感器封装为DIP封装，并且所述封装壳体两侧的两排管脚错开布置。
9.根据权利要求1所述的光学鼠标传感器封装，其特征在于，所述射频模组(16)上集成有用于提供时钟的晶体振荡器(24 )。
10.根据权利要求1所述的光学鼠标传感器封装，其特征在于，还包括射频天线，其中，所述射频天线集成在所述射频模组(16)上，或者所述射频天线设置在所述封装壳体(10)上并且与所述射频模组(16)电连接。
11.一种无线鼠标，包括印刷线路板(19)，其特征在于，所述印刷线路板(19)上设置有根据权利要求1至10中任一项所述的光学鼠标传感器封装(13)。
全文摘要
本发明公开了一种光学鼠标传感器封装和无线鼠标，该光学鼠标传感器封装包括带多个管脚的封装壳体和置于封装壳体中的光学传感器芯片，该封装壳体中还封装有用于无线通信的射频模组。采用本发明提供的光学鼠标传感器封装，客户只需在外部增加少量元器件即可制作出一个无线鼠标，不仅简化了鼠标的生产工艺，而且极大降低鼠标生产成本。
文档编号G06F3/0354GK103092369SQ20121056285
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者吕伦, 刘星, 李志谦 申请人:深圳希格玛和芯微电子有限公司