专利名称：反射光学编码器封装及其方法
技术领域：
这里描述的本发明的各种实施例涉及光学编码器的领域，以及与其相关的组件、
装置、系统和方法。
背景技术：
光学编码器通常在诸如电动机控制系统中的闭环反馈控制的应用中用作动作探测器。许多光学编码器构造为将旋转运动或者直线运动转化为双通道模拟或数字输出，以使用相应的码盘或码带进行位置编码。举例来说，参见Agilent HEDS-9710、HEDS-9711 lpi模拟输出小型光学编码器模块数据手册。以及1996年12月《Hewlett-Packard Journal》的第8篇文章，Krishnan等人著的"A miniature Surface Mount Reflective OpticalShaf tEncoder，，。 许多传统的透射光学编码器包括具有透镜的LED光源或光发射器以及封入在塑料封装中的探测器集成电路(IC)。从光源发出的光通过直接位于LED上方的单透镜机构准直为平行光束。与光发射器相对的是探测器集成电路，其通常包括多组光电探测器或光电二极管以及产生适当的模拟或数字输出波形所需要的信号处理电路。当码尺(code scale)(诸如码盘或码带)在光发射器和光探测器之间移动时，光束由设置在码尺上的条或者间隔的图案所中断。类似地，在反射或成像编码器中，LED上方的透镜将光聚焦到码尺上。光被反射或者没有被反射回布置在光探测器上方的透镜中。随着码尺移动，与条和间隔相对应的明图案和暗图案的交替图案落到光电二极管上。光电二极管探测这些图案并且相应的输出由信号处理器处理以产生数字波形。举例来说，这种编码器输出用于提供与电动机的位置、速度和加速度有关的信息。 透射光学编码器通常产生具有良好对比度的码尺图像，并因此能够工作在具有高分辨率的高速度下。大部分透射光学编码器的高对比度特性也允许由其提供的输出能够轻易地插值到更高的分辨率。透射光学编码器通常需要光发射器与光探测器相对地布置，并且由此就封装设计来说需要相对高的轮廓。 在反射光学编码器中，光发射器和光探测器通�？梢员徊贾迷谙嗤某牡咨希⒂纱丝梢允迪值偷穆掷杓�、更少的材料和更短的装配时间。反射光学编码器通常遭受低对比度的困扰，从而导致低速度和低分辨率。 成像光学编码器以与反射光学编码器相同的许多优点为特征(诸如低的轮廓和成本)，但是也需要扩展码盘。此外，成像光学编码器遭受低的扩展反射的困扰，并且通常不能工作在非常高的速度下。 在本领域中公知的反射光学编码器通常遭受各种性能和应用问题(诸如上面描述的相对低的速度和低的分辨率)的困扰。 含有直接或间接地涉及本发明的技术领域的主题的各种专利包括但不限于以下几个:1984年5月29日，Leonard等人的美国专利No. 4， 451， 731 ;2006年9月5日，Chin等人的美国专利No. 7， 1021， 123 ;2008年6月10日，Foo等人的美国专利No. 7， 182， 248 ;2008年3月11日，Ito的美国专利No. 7,342,671 ;2008年11月11日，Ng等人的美国
专利No. 7， 385， 178 ;2008年7月15日，Wong等人的美国专利No. 7， 400， 269 ;2008年
7月1日，Saidan等人的美国专利No. 7，394，061 ;2006年1月12日，Ito的美国专利
No. 2006/0007451 ;2006年10月26日，Saxena等人的美国专利公开No. 2006/0237540 ;以
及2008年1月21日，0tsuka等人的美国专利公开No. 2008/0024797。 上述专利文献的日期可能对应于优先权日、申请日
公开日或者授权日中的任意
一个。在背景技术部分中列举的上述专利和专利申请并不是(也不能被理解为是)申请人
或其辩护人承认上述列表中的一个或多个专利文献构成关于申请人的各种发明的现有技
术。这里所引用的所有的印刷专利文献和专利都通过引用将其每一个的全部内容结合在这里。 在阅读和理解发明内容、具体实施例和权利要求之后，本领域的技术人员可以认识到可以根据本发明的各种实施例的教导有利地修改这里所列的印刷出版物中所公开的系统、装置、组件和方法中的至少一部分。
发明内容
在一些实施例中，提供了 一种反射光学编码器封装，其包括集成电路，包括形成在集成电路的第一基本平坦的表面上或者其附近的光探测器，集成电路还包括至少一个凹陷部，凹陷部形成在第一表面中或其附近并且构造为将光发射器容纳在其中，第二基本平坦的表面与第一表面相对；以及第一光学透射预形成层，其设置在光探测器和光发射器上，并且连接到第一表面的至少一部分；其中，光发射器、第一层和光探测器构造为允许至少一部分由光发射器发出的光通过，以在向上方向上穿过第一层，以从设置在反射光学编码器封装上方的码尺反射，并且由此向下穿过第一层来由光探测器进行探测。 在其他实施例中，提供了一种制作反射光学编码器封装的方法，包括在集成电路中的第一基本平坦表面内或其附近形成凹陷部，集成电路具有形成在第一表面上或者其附近的光探测器，集成电路具有与第一表面相对的第二基本平坦的表面；将光发射器设置在凹陷部内，并且将第一光学透射预形成层设置在光探测器和光发射器上，并且将第一层连接到第一表面的至少一部分；其中，光发射器、第一层和光探测器构造为允许至少一部分由光发射器发出的光通过，以在向上方向上穿过第一层，以从设置在反射光学编码器封装上方的码尺反射，并且由此向下穿过第一层来由光探测器进行探测。 阅读并理解说明书之后，这里公开的其他实施例对于本领域的技术人员将会更加清楚。
通过以下说明、附图和权利要求可以使本发明的各种实施例的不同方面变得清楚，其中图l(a)图示了反射光学编码器的一个实施例的俯视立体图；图l(b)图示了图l(a)的反射光学编码器封装的侧视图；图2图示了双轨道反射光学编码器封装的一个实施例；图3图示了三轨道反射光学编码器封装的一个实施例；图4(a)图示了根据本方法的一个实施例的第一步骤的反射光学编码器的截面图；图4(b)图示了根据本方法的一个实施例的第二步骤的反射光学编码器的截面图；图4(c)图示了根据本方法的一个实施例的第
5三步骤的反射光学编码器的截面图；图4(d)图示了根据本方法的一个实施例的第四步骤 的反射光学编码器的截面图；图4(e)图示了根据本方法的一个实施例的第五步骤的反射 光学编码器的截面图；图4(f)图示了根据本方法的一个实施例的第六步骤的反射光学编 码器的截面图；图4(g)图示了根据本方法的一个实施例的第七步骤的反射光学编码器的 截面图；图4(h)图示了根据本方法的一个实施例的第八步骤的反射光学编码器的截面图； 图5图示了反射光学编码器封装的另一个实施例的侧视图；图6图示了反射光学编码器封 装的另一个实施例的俯视立体图；图7图示了反射光学编码器封装的另一个实施例的俯视 立体图；图8图示了具有设置在其中的光屏障的反射光学编码器封装的另一个实施例的俯 视立体图；图9(a)图示了具有4管脚输出的反射光学编码器封装的另一个实施例的俯视立 体图；图9(b)图示了图9(a)的反射光学编码器封装的侧视图；图10(a)图示了采用反射光 学编码器封装的旋转系统的一个实施例的侧视图；图10(b)图示了图10(a)的旋转系统的 截面图；图ll(a)图示了采用反射光学编码器封装的旋转系统的另一个实施例的侧视图； 图ll(b)图示了图ll(a)的旋转系统的侧视图。附图不一定相同比例。除非另有说明，附 图中相同的附图标记表示相同的部分或步骤。
具体实施例方式
在本发明的各种实施例中，采用了晶片级的封装以提供设置在集成电路上方或者 下方的玻璃层，集成电路具有设置在其内或其上的光探测器或光发射器。也提供了相应的 组件、装置、系统以及方法。本发明的各种实施例允许提供具有小尺寸的反射光学编码器封 装。 图l(a)图示了反射光学编码器的一个实施例的俯视立体图。图l(b)图示了图 l(a)的反射光学编码器封装的侧视图。包括在图l(a)和图l(b)的封装10中的是集成电 路20，集成电路20包括形成在其第一基本平坦的上表面50上或其附近的光探测器30。集 成电路20还包括至少一个形成在第一表面50中或其附近的凹陷部70。凹陷部70构造为 从光发射器40中接收光。 第一光学透射层80设置在光探测器30和光发射器上方并且连接到第一表面50 的至少一部分。第二基本平坦的表面60形成集成电路20的底面，并且与第一表面50相对。 根据一些实施例，第二玻璃层130设置在集成电路20之下，并且通过连接到第二表面的至 少一部分而连接到集成电路20的下面。可选择地，柔性印刷电路或印刷电路板可以连接到
第二表面。 在一个实施例中，如图1 (a)和图1 (b)所示，通过环氧树脂层57和55将第一和第 二光学透射层80和130分别连接到第一和第二表面，其中环氧树脂或者其他适当的粘合剂 设置在第一和第二表面50和60的至少一部分上或者集成电路20的其他部分上或与其相 接触。注意，根据实际的具体实施例，封装10可以仅包括光学透射层80和130中的一者， 或者包括光学透射层80和130中的两者。 与用于形成现有技术的光学反射编码器的其他材料相比，光学透射层80和130具 有某些优点。例如，与现有技术的编码器中采用透明环氧树脂以在光发射器和光探测器上 方形成层的传统技术相比，预先形成的光学透射层80和130是由不受到尺寸、结构或应力 引起的不稳定性和/或不精确性困扰的材料(诸如玻璃、塑料或环氧树脂)制成，其中尺寸、结构或应力弓I起的不稳定性和/或不精确性是由随着环氧树脂在集成电路20上硬化而 发生的收縮或者其他改变而引入的。除了其结构和尺寸稳定性之外，预先形成的玻璃或塑 料层80和130也优选地拥有显著的结构刚性和强度，由于一个或多个预先形成的玻璃或塑 料光学透射层80和130结合在封装10中，这种结构刚性和强度也赋予给了封装10。
因为可以在集成电路制作车间处执行整个封装过程，所以相对于传统的环氧树脂 覆层方法来说，光学透射层80和130允许减小制作成本和时间。相对于传统的环氧树脂 光学编码器封装技术来说，也可以增加将光发射器和光探测器直接布置在集成电路20上
的精度和精确性，这允许减小累积公差并改善编码器的性能；对于特定类型的光学编码器 (诸如光学半径编码器(optical radius encoder)系统)来说，这种编码器性能的改善可 能变得非常重要。 因为不需要铸模或传递模塑工艺来制作封装10，所以通过光学透射层80和130的 使用，也消除了不同的模制组件之间的热膨胀系数(CTE)错配。此外，可以构造光学透射层 80并确定其尺寸，使得在其上或其上方不需要设置单独的透镜，这允许相对于传统的光学 编码器封装减小封装10的高度。光学编码器10也可以比许多传统的编码器做得更小。例 如，在一个实施例中，光学透射层80消除了对于包括在封装10中的独立透镜的需要，这减 小了封装10的高度。由于光学透射层80和130所固有的尺寸和结构的稳定性并且因为根 据一个实施例的编码器的制作过程只发生在晶片级，并且不需要引线接合工艺以建立到光 发射器40或光探测器30的电连接，所以可以相比于传统的IC封装技术(诸如，采用传递 模塑或铸模的封装技术)增加光学编码器封装10的可靠性和产量。还注意，光学透射层80 的顶面和/或底面可以被成形、机械加工或构造，以将从光发射器40发出的光校准到优选 的方向或方位。这种光学透射层80的顶面或底面可以采取球面、非球面、混合的或者其他 透镜形状。 继续参照图l(a)和图1(b)，光发射器40、第一光学透射层80以及光探测器30 — 同构造为允许至少一部分从光发射器40发出的光以向上的方向穿过第一光学透射层80， 以从设置在反射光学编码器封装10上方的码尺(在图中未示出)反射并由此向下经过第 一光学透射层80来由光探测器30进行探测。可以结合反射光学编码器封装10来采用许 多不同的适合码尺中的任何码尺，诸如，码盘、一个或多个码带以及码碟。
集成电路20中的凹陷部70可以通过以下方式中的一种或多种来形成对集成电 路20的一部分进行蚀刻、化学蚀刻、钻孔或超声波钻 L。根据一个实施例，可以通过适合的 粘合剂(诸如，环氧树脂)将光发射器40固定到凹陷部70上或其中。凹陷部70构造为 将光发射器40容纳到其中，光发射器40可以包括一个或多个发光二极管(LED)或者其他 适合的光源。光探测器30包括一个或多个光电探测器，例如，光电二极管或电荷耦合器件 (CCD)。如上所述，光发射器40和光探测器相对于彼此间隔并在尺寸上构造，以允许由探测 器30探测从光发射器40发出并且从设置在封装10上方的码尺反射的光。
注意，在一个实施例中，在附图中图示的集成电路20可以包括探测器集成电路， 探测器集成电路具有形成其一部分的光探测器30并包括凹陷部70和光发射器40。可以以 本领域技术人员所公知的许多方法中的任何方法来建立到光发射器40和光探测器30的电 连接。根据一个实施例，集成电路20构造为允许光探测器30与设置在集成电路内的电路 之间以及光发射器40与设置在集成电路内的电路之间直接的电连接，使得建立这种电连
7接不需要接合引线或外部接合盘。在另一个实施例中，通过接合盘延伸部182a将发射器接 合盘180a连接到光探测器30 (例如，见图4(b)到图4(h))。在其他实施例中，可以采用焊 盘和/或焊接延伸盘、过孔(诸如硅通孔(Through Silicon Vias)或"TSV")等或者本领 域技术人员所公知的上述或其他技术的任意组合来建立这些或其他电组件或电子组件之 间的电连接。当采用TSV时，不再需要封装侧面的倾斜的表面来形成具有盘延伸部的T字形 接合。而是改为使用TSV将盘延伸部电连接到底部光学透射层130。此外，如图l(a)和图 1(b)所示，布置在球栅阵列(ball grid array，"BGA")164中的焊球可以设置在封装10上， 以建立封装10的各种组件与外部装置和/或系统之间的电连接。各种表面贴装("SMT") 工艺可以被用在下面描述的方法和步骤的各种实施例中。 根据一个实施例，集成电路20包括位置逻辑器件(position logicdevice)，其可 以为任何适合的处理或逻辑器件(诸如控制器、ASIC、处理器、微处理器、微控制器、CPU); 或者构造为调制并控制光发射器40和光探测器30并且至少以初步方式处理由光探测器30 探测到的光信号的适当的逻辑硬件和/或软件的任何组合。在一个实施例中，集成电路20 为使用本领域中所公知的晶片和其他半导体制作工艺而形成的半导体装置，并且是ASIC、 处理器、微处理器、微控制器、CPU或者适合的逻辑硬件和/或软件的任何组合。进一步注 意，编码器封装10可以构造为从其提供模拟或数字输出信号。 现在参照图2，图示了反射光学编码器封装10的另一个实施例，其中，凹陷部70、 光发射器40以及光探测器30布置在集成电路20上或定位在其中，使得封装10构造为与 相关联的码尺结合作为双通道光学编码器封装来工作。在优选实施例中，这种封装IO包括 一个光探测器轨道和/或以最大长度序列("MLS")为特征的绝对轨道，其中光探测器轨道 包括两个信号通道和一个索引通道。 图3图示了反射光学编码器封装10的另一个实施例，其中，凹陷部70、光发射器 40以及光探测器30a和30b布置在集成电路20上或定位在其中，使得封装10可以构造为 作为三通道光学编码器封装来工作，其中额外的光探测器轨道允许通过冗余(例如，预扫 描或后扫描码轨道)等补偿信号。 图4(a)到图4(h)图示了制作反射光学编码器封装10的方法的一个实施例，该方 法包括各种晶片制作和半导体封装步骤，我们现在将对其进行更多说明。现在参照图4 (a)， 图示了根据这种实施例和方法中的第一步骤的反射光学编码器封装10的截面图。在图 4(a)中，通过环氧树脂或其他适合的粘合剂55将集成电路20连接到第二光学透射层130。 用于光发射器40的凹陷部、孔或者槽70形成或设置在集成电路20中，其中这种凹陷部70 可以在也可以不在集成电路20的第一表面50与第二表面60之间延伸。划片街区15将图 4(a)的左手侧的一个封装10a与图4(a)的右手侧的另一个封装10b分隔开。光探测器30 设置在集成电路10上或集成电路20中。 图4(b)图示了该方法中的下一步骤，其中光发射器40布置在凹陷部或槽70中， 并且以环氧树脂或其他合适的粘合剂粘到适当位置，并且通过连接盘延伸部180a和180b 将发射器连接盘182a和182b电连接到发射器40与集成电路20之间。在替换实施例中， 连接盘182a和182b以及连接盘延伸部180a和180b电连接到发射器40以及旁路集成电 路20，来电连接到外部器件或连接部。如图4(b)中所示，在优选实施例中，所有的探测器连 接盘或者连接到探测器连接盘的连接盘延伸部延伸到划片街区15，以便于在之后的阶段促进并提供封装10与外部器件和/或系统之间的电连接。之后，通过环氧树脂或其他合适的 粘合剂57或者通过本领域技术人员所公知的替换方式(诸如溅射、塑模或者机械连接或者 向集成电路20挤压)将光学透射层80连接到第一表面50。 图4(c)图示了本方法的另一个步骤，其中柔性金属化层140a、140a' 、140b、 140b'设置在第二玻璃层130的外表面上。这些金属化层构造为随后促进设置在封装内部 一个或多个光发射器40和光探测器30与封装10a和10b外部的器件或系统之间的电连接 的建立。 之后，如图4(d)所示，槽口 25形成在左手封装10a与右手封装10b之间，其中槽
口 25沿着划片街区15为中心并且显露出连接盘延伸部180a和180b或使其暴露。 如图4(e)所示，与图4(f)中图示的阻焊层160—起形成外部引线184a和184b，
以将连接盘延伸部180a和180b电连接到焊线162a、162a' 、162b以及162b'。之后如图
4(g)所示，将焊料突出部164形成在焊线162a、162a' 、162b以及162b'之下。最后，通过
沿着划片街区15锯或者切割晶片，将左手侧封装10a与右手侧封装10b分离。 在阅读并且理解本说明书和附图之后，本领域的技术人员将会理解可以在不超出
本发明的范围和精神的情况下，作出前述步骤和方法的许多变化或组合以及排列。例如，可
以通过在第一光学透射层80上增加透镜、通过将空气槽或光屏障设置在光发射器40与光
探测器30之间(下文中对其进行更多说明)或者通过以与这里的顺序不同的顺序执行这
些步骤来补充上述方法。 现在参照图5，图示了反射光学编码器封装10的另一个实施例，其中凹陷部70被 蚀刻、钻孔或者形成为使凹陷部70仅部分地延伸穿过集成电路20。因此，在这种实施例中， 不需要发射器40和集成电路20彼此厚度相同或者基本相等，这允许将具有宽的厚度范围 的发射器40采用到封装10中。 图6和图7图示了反射光学编码器封装10的其他实施例的俯视立体图，其中透镜 190或透镜190a和190b设置在玻璃层80上方并且通过透镜衬底或基部192连接到其上。 图6中的实施例具有单穹顶透镜190，而图7中的实施例包括双穹顶透镜190a和190b。也 可以预料到将其他类型的透镜用在封装10中，诸如，球面透镜、非球面透镜、混合透镜、三 角透镜或任何其他透镜或具有合适的形状、构造、形状要素和/或功能的透镜。这种透镜可 以由玻璃、塑料、半透明或透明的环氧树脂或者任何其他合适的光学透射性材料制成。
现在参照图8，图示了反射光学编码器封装10的另一个实施例，其包括设置在位 于封装10的一侧上的光发射器40与位于封装10的另一侧上的光探测器30之间的光屏障 或空气槽200。光屏障或空气槽200构造为拦截从光发射器40发射的不期望的杂散光，或 者从封装10的其它部分或码尺或布置在其上或其周围的其他组件经过折射、反射或散射 的不期望的杂散光，使得杂散光不会影响光探测器30或者具有不能显著影响光探测器30 的动态范围的经减小的值或幅度。光屏障200可以由任何合适的光学不透明材料(诸如合 适的塑料、金属或合金)制成。在采用空气槽的情况下，可以通过以下方式形成设置在光发 射器400与光探测器30之间的区域200 :在该这种区域中切割或形成空气隙；激光切除、 化学处理或者调整区域200使得入射到其上的光束可以被反射、衍射或散射远离光探测器 30。图8中图示的实施例中的封装10的其他方面可以与前述附图中图示的那些相似或相 同。
图9(a)和图9(b)图示了反射光学编码器封装10的另一个实施例的俯视立体图 和侧视图，其中输出管脚的数目最小化，这允许实现进一步减小封装10的尺寸或形状要 素。如图9(a)和图9(b)所示，双通道反射光学编码器封装10仅具有四个输出管脚V^、接 地、通道A和通道B。在图9(a)和图9(b)中图示的实施例中，光探测器30和光发射器40 都连接到公共的单个管脚，其构造为将电源电压(VJ提供给这两个器件。
图10(a)图示了采用反射光学编码器封装10的一个实施例的旋转系统220的一 个实施例的侧视图。图10(b)图示了图10(a)的旋转系统220的截面图。图10(a)和图 10(b)图示了用在包括旋转码盘210的旋转系统220中的反射光学编码器封装10的改装 的一个实施例，其中码盘210具有穿过其设置的中心孔230以及外径240。码盘210连接 到轮毂255，轮毂255依次安装到由电动机260驱动的旋转轴250上。柔性电路或组件100 形成其上安装编码器封装10的衬底，衬底之后构造为传感码盘210的转动。柔性电路或组 件100优选地连接到壳体(图中未示出)，壳体构造为在封装10与码盘210之间的提供适 当的空隙或间隔。 在图10(a)和图10(b)中图示的旋转系统220的实施例中，码盘210的外径240 构造为精确地将码盘210与轴250或电动机260的轮毂255对准。内孔230具有围绕其外 围的带凸缘的边，其自动地相对于轴250和轮毂255对准码盘210。但是，这种构造浪费了 码盘210上的珍贵的空间并且限制了可以实现的码盘210的最小直径。当以冲压贯穿或者 其他方式将孔230形成在码盘210中时，孔230可能使得码盘210变得弯曲，并且也浪费了 码盘210的宝贵的R。P(光学半径)，这反而限制了可以设置在码盘210上的图案的面积和 类型。因此，由于使用膜码盘可能不能获得的小尺寸的限制，图10(a)和图10(b)中图示的 旋转系统220在小的电动机应用中实施可能受到非常严格地限制。 现在参照图ll(a)和图ll(b)，图示了克服图10(a)到图ll(b)中图示的旋转系 统220的一些缺点的旋转系统220的另一个实施例。注意，在图ll(a)和图ll(b)中图示 的旋转系统220的实施例中，在码盘210中没有设置中心孔230。取而代之的是，码盘210 的外周240形成具有凸缘的外围，码盘210设置并支持在其中。系统220的导向或对准特 征为码盘210的外周240，外周240的具有凸缘的外围取代对准机构，由此消除了中心孔或 孔230及其伴随的问题。轴250与轮毂255接合，轮毂255在其顶部支撑码盘210。在图 11 (a)和图11 (b)中图示的旋转系统220的实施例中，没有中心孔230允许使R。P以及码盘 210的面积最大化，码盘210的面积的最大化使得能够将光学图案、带和码布置在其上。
这里公开的反射光学编码器封装的各种实施例可以适应于或构造为用在许多不 同类型的光学编码器中，包括但不限于增量编码器、双通道或三通道增量编码器、换向编 码器、6通道换向编码器、伪绝对编码器以及绝对编码器。 制造或已经制造这里所描述的各种组件、装置和系统的方法包括在本发明的范围 内。 上述实施例应该被认为是本发明的示例，而不是对本发明的范围的限制。除了本 发明的上述实施例之外，对于详细说明书和附图的回顾将会示出存在本发明的其他实施 例。因此，这里没有明确地陈述的本发明前述实施例的许多结合、置换、改变以及修改仍然 落入本发明的范围内。
权利要求
一种反射光学编码器封装，包括集成电路，包括形成在所述集成电路的第一基本平坦的表面上或者其附近的光探测器，所述集成电路还包括至少一个凹陷部，所述凹陷部形成在所述第一表面中或其附近并且构造为将光发射器容纳在其中，第二基本平坦的表面与所述第一表面相对；以及第一光学透射预形成层，其设置在所述光探测器和所述光发射器上，并且连接到所述第一表面的至少一部分；其中，所述光发射器、所述第一层和所述光探测器构造为允许至少一部分由所述光发射器发出的光通过，以在向上方向上穿过所述第一层，以从设置在所述反射光学编码器封装上方的码尺反射，并且由此向下穿过所述第一层来由所述光探测器进行探测。
2. 根据权利要求1所述的反射光学编码器封装，其中，通过蚀刻、化学蚀刻、钻孔、超声 钻孔以及模制中的一种形成所述凹陷部。
3. 根据权利要求1所述的反射光学编码器封装，其中，所述凹陷部、所述光发射器和所 述光探测器设置在所述集成电路上并且定位在其中，使得所述封装构造为作为双通道光学 编码器封装或三通道光学编码器封装来工作。
4. 根据权利要求1所述的反射光学编码器封装，还包括第二光学透射预形成层，其设 置在所述集成电路之下并且连接到所述第二表面。
5. 根据权利要求4所述的反射光学编码器封装，其中，所述第二层通过粘合剂连接到 所述第二表面。
6. 根据权利要求1所述的反射光学编码器封装，其中，所述第一层通过粘合剂连接到 所述第一表面。
7. 根据权利要求1或4所述的反射光学编码器封装，其中，所述第一光学透射预形成层 和所述第二光学透射预形成层中的至少一者包括玻璃、塑料或环氧树脂。
8. 根据权利要求1所述的反射光学编码器封装，还包括连接盘，其电连接到所述光发 射器和所述光探测器中的至少一者。
9. 根据权利要求1所述的反射光学编码器封装，其中，一个或两个透镜设置在所述第 一玻璃层上方。
10. 根据权利要求1所述的反射光学编码器封装，其中，空气槽或光屏障设置在所述光 发射器与所述光探测器之间。
11. 根据权利要求1所述的反射光学编码器封装，其中，相对于相应的旋转码盘可操作 地构造所述封装，所述旋转码盘构造为旋转系统中的码尺。
12. 根据权利要求ll所述的反射光学编码器封装，其中，在所述码盘的中央部分中不 设置内孔。
13. 根据权利要求11所述的反射光学编码器封装，其中，所述码盘具有构造为用作相 对于相应的轮轴或轴的导向或准直特征的外周。
14. 一种制作反射光学编码器封装的方法，包括在集成电路中的第一基本平坦表面内或其附近形成凹陷部，所述集成电路具有形成在 所述第一表面上或者其附近的光探测器，所述集成电路具有与所述第一表面相对的第二基 本平坦的表面；将光发射器设置在所述凹陷部内，并且将第一光学透射预形成层设置在所述光探测器和所述光发射器上，并且将所述第一层 连接到所述第一表面的至少一部分；其中，所述光发射器、所述第一层和所述光探测器构造为允许至少一部分由所述光发 射器发出的光通过，以在向上方向上穿过所述第一层，以从设置在所述反射光学编码器封 装上方的码尺反射，并且由此向下穿过所述第一层来由所述光探测器进行探测。
15. 根据权利要求14所述的方法，还包括通过蚀刻、化学蚀刻、钻孔、超声钻孔以及模 制中的一种形成所述凹陷部。
16. 根据权利要求14所述的方法，还包括将第二光学透射预形成层设置在所述集成电 路之下并且将其连接到所述第二表面。
17. 根据权利要求14所述的方法，还包括将所述凹陷部、所述光发射器和所述光探测 器设置在所述集成电路上并且定位在其中，使得所述封装构造为作为双通道光学编码器封 装或三通道光学编码器封装来工作。
18. 根据权利要求14所述的方法，还包括提供由玻璃、塑料或环氧树脂中的一者制成 的所述第一光学透射预形成层。
19. 根据权利要求14所述的方法，还包括将连接盘电连接到所述光发射器和所述光探 测器中的至少一者。
20. 根据权利要求14所述的方法，还包括将一个或两个透镜设置在所述第一玻璃层上方。
21. 根据权利要求14所述的方法，还包括将空气槽或光屏障设置在所述光发射器与所 述光探测器之间。
22. 根据权利要求14所述的方法，还包括对于相应的旋转码盘可操作地构造所述封 装，所述旋转码盘构造为旋转系统中的码尺。
23. 根据权利要求23所述的方法，还包括在所述码盘的中央部分中不设置内孔。
24. 根据权利要求23所述的方法，还包括，将所述码盘的外周构造为用作相对于相应 的轮轴或轴的导向或准直特征。
全文摘要
本发明公开了反射光学编码器封装及其方法。公开了具有设置在集成电路上的光发射器和光探测器的反射光学编码器封装的各种实施例，其中具有设置在集成电路上方的光学透明玻璃层。可以不凭借引线接合技术来制作封装，而是可以使用晶片级的封装方法和材料制作封装。也可以将封装制作为相比于传统光学编码器具有较低轮廓或更小接地面积，并且可以用于传感或探测旋转或直线运动。
文档编号G01D5/347GK101776467SQ20101000290
公开日2010年7月14日 申请日期2010年1月8日 优先权日2009年1月8日
发明者�？锍�, 王文飞 申请人:安华高科技Ecbu Ip(新加坡)私人有限公司
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