芯片嵌入装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种芯片嵌入装置，包括：支撑部件，用来承载芯片；散热部件，用来将芯片产生的热量散失；控制部件，用来控制芯片工作；所述控制部件中开有孔洞，芯片嵌入到所述孔洞中并与散热部件接触连接，此时散热部件起到支撑部件的作用，从而来使装置实现体积小和高散热。本发明专利技术的芯片嵌入装置，可以实现小体积、高散热以及低功耗，从而可以被集成到微型的计算设备中。

【技术实现步骤摘要】
芯片嵌入装置
本专利技术涉及电子及光学元器件制造领域，尤其涉及一种芯片嵌入装置。
技术介绍
深度相机可以获取目标的深度信息借此实现3D扫描、场景建模、手势交互，与目前被广泛使用的RGB相机相比，深度相机正逐步受到各行各业的重视。例如利用深度相机与电视、电脑等结合可以实现体感游戏以达到游戏健身二合一的效果。另外，谷歌的tango项目致力于将深度相机带入移动设备，如平板、手机，以此带来完全颠覆的使用体验，比如可以实现非常真实的AR游戏体验，可以使用其进行室内地图创建、导航等功能。深度相机中的核心部件是激光投影模组，随着应用的不断扩展，光学投影模组将向越来越小的体积以及越来越高的性能上不断进化。一般地，光学投影模组由电路板、光源等部件组成，目前晶圆级大小的垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列光源使得光学投影模组的体积可以减小到被嵌入到手机等微型电子设备中。一般地，将VSCEL制作在半导体衬底上，并将半导体衬底与柔性电路板(FPC)进行连接，为了解决散热问题，还可以引入半导体致冷器(TEC)。TEC可以很好的对光源发热进行控制，但由于本身的功耗较高，且占用较大的体积，使得这种形式的光学投影模组的体积以及功耗仍不理想。除了深度相机中的激光投影模组，在其他的芯片与电路板结合的领域，也同样面临着体积与散热的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中芯片与电路板结合时的体积与散热的问题，提出一种芯片嵌入装置，能够同时兼顾体积与散热的问题。本专利技术的芯片嵌入装置，包括：支撑部件，用来承载芯片；散热部件，用来将芯片产生的热量散失；控制部件，用来控制芯片工作；其特征在于，所述控制部件中开有孔洞，芯片嵌入到所述孔洞中并与散热部件接触连接，此时散热部件起到支撑部件的作用，从而来使装置实现体积小和高散热。优选地，所述散热部件开有凹槽，所述芯片嵌入到所述控制部件的孔洞中并放置在所述凹槽中，与散热部件接触连接。优选地，所述散热部件与所述控制部件连接，且覆盖所述控制部件中的孔洞。优选地，所述控制部件为电路板，通过接入电极给所述芯片供电或控制所述芯片。优选地，所述电路板为柔性电路板、硬质电路板以及软硬结合电路板的一种或组合。优选地，所述散热部件还具有导电性能，所述芯片与散热部件导电导热连接；所述芯片与所述控制部件导电连接；所述散热部件与控制部件导电连接。优选地，所述控制部件在孔洞周围设有多个焊盘，利用导电线将所述焊盘与所述芯片和/或所述散热部件进行连接。优选地，所述芯片的尺寸小于孔洞的尺寸，所述芯片与所述控制部件之间有间隙。优选地，所述芯片位于所述孔洞的中心。优选地，所述芯片包括：半导体衬底；至少一个VCSEL光源，其以阵列的形式布置在所述半导体衬底上。优选地，所述VCSEL光源阵列包括规则阵列或不规则阵列。与现有技术相比，本专利技术的有益效果有：本专利技术提芯片嵌入装置，通过在控制部件上开设孔洞，并将芯片嵌入其中，可以充分减小装置的整体体积，同时芯片与散热部件直接接触连接，散热部件同时起到支撑芯片的作用，保证给芯片提供最大限度的散热。与现有技术相比，本专利技术的芯片嵌入装置可以实现小体积、高散热以及低功耗，从而可以被集成到微型的计算设备中。附图说明图1是本专利技术具体实施方式中的深度相机系统的侧视图。图2是本专利技术具体实施方式中的光学投影模组的侧视图。图3是本专利技术具体实施方式中的垂直腔面激光发射器的结构示意图。图4是本专利技术具体实施方式中的VCSEL芯片正视图。图5是本专利技术实施例1的芯片嵌入装置示意图。图6是本专利技术实施例2和实施例3的芯片嵌入装置正视图。图7是本专利技术实施例4的芯片嵌入装置侧视图。图8是本专利技术实施例5的芯片嵌入装置侧视图。具体实施方式下面结合附图通过具体实施例对本专利技术进行详细的介绍，以使更好的理解本专利技术，但下述实施例并不限制本专利技术范围。本专利技术提出一种散热性能好以及体积小的芯片嵌入装置。在后面的说明中将以深度相机的投影模组为例进行说明，但并不意味着这种方案仅能应用在深度相机中，任何其他装置中凡是直接或间接利用该方案都应被包含在本专利技术的保护范围中。深度相机图1所示的基于结构光的深度相机侧面示意图。深度相机10主要组成部件有激光投影模组13、采集模组14、主板12以及处理器11，在一些深度相机中还配备了RGB相机16。激光投影模组13、采集模组14以及RGB相机16一般被安装在同一个深度相机平面上，且处于同一条基线，每个模组或相机都对应一个进光窗口17。一般地，处理器11被集成在主板12上，而激光投影模组13与采集模型14通过接口15与主板连接，在一种实施例中所述的接口为FPC接口。其中，激光投影模组用于向目标空间中投射经编码的结构光图案，采集模型采集到该结构光图像后通过处理器的处理从而得到目标空间的深度图像。在一个实施例中，结构光图像为红外散斑图案，图案具有颗粒分布相对均匀但具有很高的局部不相关性，这里的局部不相关性指的是图案中各个子区域都具有较高的唯一性。对应的采集模组14为对应的红外相机。基于时间飞行法原理(TOF)的深度相机的主要组成部分也是投影模组与采集模组，与结构光原理的深度相机不同的是其投影模组用于发射记时的光脉冲，采集模组采集到该光脉冲后就可以得到光在空间中的飞行时间，再利用处理器计算出对应的空间点的距离。目前单一的深度相机由于体积较大，大都是作为独立的外设，通过USB等数据接口与其他设备如电脑、手机等连接，并将其获取的深度等信息传输给其他设备进行进一步的处理。随着深度相机的应用越来越广泛，将深度相机与其他设备进行集成、整合将会是未来的发展方向。在主板与处理器的集成方面可以将深度相机的主板、处理器与电脑手机等设备的主板、处理器进行整合；在采集模组与激光投影模组的集成方面，目前电脑等大型设备都有相关的方案，然而对于手机等微型设备，只有体积小的激光投影模组才能满足要求，另外由于激光投影的功耗较大、发热较多，因此拥有较高的散热性也非常有必要。本专利技术的重点将是提出一种拥有高散热性及小体积的可以用在深度相机投影模组中的芯片嵌入装置，但不局限于深度相机。接下来根据本专利技术的实施例方案对激光投影模组进行详细说明。激光投影模组图2是图1中激光投影模组13的一种实施例。该投影模组13包括底座131、光源132、上下镜座133与134、透镜135以及衍射光学元件(DOE)136。光源132发出的光束经透镜135准直后由DOE136向空间中发射，一般地透镜135位于光源132以及衍射光学元件136之间，透镜135与光源132之间的距离最好等于透镜的焦距。在其它实施例中透镜与DOE也可以整合成一个光学元件。上下镜座之间可以通过螺纹连接也可以直接接触连接，前种方式便于调整焦距，而后种方式调节较为麻烦，但是除了可以调节焦距外还可以调节光轴。底座131一方面要求具有足够的硬度来支撑光源，另一方面还需要有较高的散热性。激光投影模组的体积影响整个深度相机的大小，而其中光源132与底座131的大小则是影响激光投影模组体积的重要因素。在光源的选择中，垂直腔面激光发射器(VCSEL)拥有体积小、光源发射角小、稳定性好等优点可以用来作为投影模组的光源以减小整体的体积。接下来首先对VCSEL及其阵列芯片进行说明，其次对其与底座131的嵌入式装置进行阐述。VCS本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芯片嵌入装置，包括：支撑部件，用来承载芯片；散热部件，用来将芯片产生的热量散失；控制部件，用来控制芯片工作；其特征在于，所述控制部件中开有孔洞，芯片嵌入到所述孔洞中并与散热部件接触连接，此时散热部件起到支撑部件的作用，从而来使装置实现体积小和高散热。

【技术特征摘要】
1.一种芯片嵌入装置，包括：支撑部件，用来承载芯片；散热部件，用来将芯片产生的热量散失；控制部件，用来控制芯片工作；其特征在于，所述控制部件中开有孔洞，芯片嵌入到所述孔洞中并与散热部件接触连接，此时散热部件起到支撑部件的作用，从而来使装置实现体积小和高散热。2.根据权利要求1所述的芯片嵌入装置，其特征在于，所述散热部件开有凹槽，所述芯片嵌入到所述控制部件的孔洞中并放置在所述凹槽中，与散热部件接触连接。3.根据权利要求1所述的芯片嵌入装置，其特征在于，所述散热部件与所述控制部件连接，且覆盖所述控制部件中的孔洞。4.根据权利要求1所述的芯片嵌入装置，其特征在于，所述控制部件为电路板，通过接入电极给所述芯片供电或控制所述芯片。5.根据权利要求4所述的芯片嵌入装置，其特征在于，所述电路板为柔性电路板、硬质电路板以及软硬结合电路板的一种或组合。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李福茂，黄杰凡，黄源浩，肖振中，刘龙，
申请(专利权)人：深圳奥比中光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44