一种VCSEL传感器封装结构及其封装方法技术

本发明专利技术公开了一种VCSEL传感器封装结构及其封装方法，该结构将多个封装结构的基板集合在一块底板上，将多个封装结构的侧壁也集成在一个侧板上，该封装方法能够一次形成多个封装结构，且形成的封装结构尺寸一致，使得同时形成多个封装结构，效率高的同时，封装结构的尺寸一致，良品率高，成本降低。

A VCSEL Sensor Packaging Structure and Its Packaging Method

The invention discloses a VCSEL sensor encapsulation structure and its encapsulation method. The structure assembles the substrates of multiple encapsulation structures on a single baseboard, and integrates the side walls of multiple encapsulation structures on one side board. The encapsulation method can form multiple encapsulation structures at one time, and the size of the encapsulation structure is the same, so that multiple encapsulation structures can be formed simultaneously with high efficiency. The package structure has the same size, high yield and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种VCSEL传感器封装结构及其封装方法
本专利技术属于半导体激光器领域，涉及一种VCSEL传感器封装结构及其封装方法。
技术介绍
VCSEL(VerticalCavitySurfaceEmittingLaser)垂直腔面发射激光器，以砷化镓半导体材料为基础研制，有别于LED(发光二极管)和LD(LaserDiode，激光二极管)等其他光源，具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用与光通信、光互连、光存储等领域。对于VCSEL芯片的封装，通常需要在基板上设置围坝，与基板形成空腔，将VCSEL芯片封装在空腔内。目前常用的形成围坝的方法有两种：一，在VCSEL芯片四周通过划胶的方式形成围坝；二，预先通过注塑形成围坝塑料件，将塑料件围坝粘接在基板上。目前这两种方案作业过程中都存在品质不稳定，生产出来的基板尺寸不一致，生产效率不高的问题，导致生产成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种VCSEL传感器封装结构及其封装方法。该封装结构通过将所有侧板一体成型成为一个整侧板，简化了VCSEL传感器的封装步骤，提高了封装质量。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种VCSEL传感器封装结构，包括底板和侧板，底板上设置有M×N个基板块，侧板上设置有M×N个侧壁块，一个基板块对应和一个侧壁块的下端固定连接，所有侧壁块上端共同固定连接有一个盖板；一个基板块、一个侧壁块和盖板共同组成一个封装结构，每一个封装结构内的基板块上固定设置有一个VCSEL芯片，VCSEL芯片和基板块电连接；M和N均为≥1的自然数。本专利技术的进一步改进在于：优选的，底板包括底板空白区域和M个基板区，相邻的基板区之间为底板空白区域；每一个基板区内设置有N个基板块。优选的，基板区在底板上呈行、列布置；基板块在基板区上呈行、列布置。优选的，每一个基板块上铺设有一个VCSEL传感器的金属线路；底板选用陶瓷或树脂。优选的，侧板包括侧板空白区域和M个侧壁区，相邻的侧壁区通过侧板空白区域固定连接；每一个侧壁区内由N个侧壁块组成；每一个侧壁块由四个侧壁组成；四个侧壁均垂直于基板块，和一个基板块的四个边固定连接。优选的，侧板选用铜或树脂。优选的，VCSEL芯片和基板块通过金属键合丝电连接。优选的，盖板选用透光玻璃。一种上述VCSEL传感器封装结构的封装方法，包括以下步骤：步骤1，压合底板和侧板，通过胶固定连接底板和侧板，每一个基板块对应固定连接一个侧壁块，共组成M×N个半封装结构；步骤2，通过上芯设备将M×N个VCSEL芯片放置在M×N个半封装结构中，一个半封装结构内放置一个VCSEL芯片，每一个VCSEL芯片和基板块通过胶固定连接；步骤3，通过金属线键合每一个VCSEL芯片和对应的基板块；步骤4，在所有侧壁块的上端通过胶共同固定盖板，同时每一个VCSEL芯片被封闭在一个封装结构的腔体内，共形成相互连接的M×N个封装结构；步骤5，将相互连接的M×N个封装结构切割形成M×N个分离的封装结构。优选的，步骤1中，固定连接底板和侧板的胶选用锡膏或硅胶粘合剂；步骤2中，固定连接VCSEL芯片和基板块的胶选用导电DAF或环氧树脂胶；步骤4中，固定连接侧壁块和盖板的胶选用硅胶或环氧树脂胶。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术公开了一种VCSEL传感器封装结构，该结构将多个封装结构的基板集合在一块底板上，将多个封装结构的侧壁也集成在一个侧板上。使得同时形成多个封装结构，效率高的同时，封装结构的尺寸一致，良品率高，成本降低。进一步的，基板区之间有空白区域，基板区和基板块均呈行、列布置，便于排布封装结构的位置，使得基板区和基板块的尺寸一致，进而保证所有传感器的尺寸一致；同时便于最后的切割。本专利技术还公开了一种VCSEL传感器封装结构的封装方法，该封装方法能够一次形成多个封装结构，且形成的封装结构尺寸一致，品质良率好；相比于现有技术生产效率高，工艺制作简单，成本低。【附图说明】图1为本专利技术的底板结构示意图；图2为本专利技术的侧板结构俯视图；图3为本专利技术的侧板结构A-A面的剖视图；图4为本专利技术的单独封装结构示意图；其中：1-底板；2-侧板；3-VCSEL芯片；4-金属键合丝；5-盖板；6-侧壁；7-底板空白区域；8-侧板空白区域；9-基板区；10-基板块；11-侧壁区；12-侧壁块。【具体实施方式】下面结合附图和具体步骤对本专利技术做进一步详细描述：参见图1，本专利技术公开了一种VCSEL传感器封装结构及其封装方法，所述传感器包括底板1、侧板2、VCSEL芯片3、金属键合丝4和盖板5。底板1包括底板空白区域7和基板区9，基板区9内有基板块10；侧板2包括侧板空白区域8和侧壁区11，侧壁区11由侧壁块12组成，侧壁块12由侧壁6组成。底板1为封装结构的载板，是陶瓷或者树脂材质，底板1包括基板区9和底板空白区域7，底板1包括M个基板区9，相邻的基板区9之间为空白区域7，底板1上的基板区9和空白区域7均为一体成型；每一个基板区9包括N个基板块10；每一个基板块10为一个VCSEL传感器的基板，因此一个底板1上有M×N个基板块10；每一个基板块10上有铺设有一个传感器的金属线路，因此一个基板区9上铺设有N个金属线路，所有的金属线路形成金属线路层。侧板2作为封装结构的侧壁，选用铜材或树脂材质；侧板2包括侧壁区11和侧板空白区域8，侧板2包括M个侧壁区11，相邻的侧壁区11之间均为侧板空白区域8，侧壁区11和侧板空白区域8为一体成型；每一个侧壁区11由N个侧壁块12组成，因此一个侧板2上包括M×N个侧壁块12，每一个侧壁块12包括4个侧壁6，4个侧壁6固定组成一个四方形的侧壁块12；相邻的侧壁块12共用一个侧壁6，即每一个侧壁6均属于两个封装结构，每一个侧壁6均垂直于底板1；每一个侧壁6的高度由封装结构的需要的腔体高度决定。结合上述分析可知，本专利技术是将多个封装结构的基板固定一体成型在一个底板1上，即一个底板1上划分有多个基板块10；多个封装结构的侧壁6固定一体成型在一个侧板2上，同上底板1上的基板区9对应侧壁区11，一个基板块10对应一个侧壁块12，底板空白区域7对应侧板空白区域8，所述的对应为位置和数量均对应；且基板区9在底板1上呈行、列布置，基板块10在基板区9上呈行、列布置，对应的侧壁区(11)在侧板2上呈行、列布置，侧壁块12呈行、列布置；当最后封装时，统一将侧板2固定在底板1上，在侧板2的上方再封装一个盖板5，即一次一个底板1上能够形成M×N个封装结构，每一个封装结构包括1个基板块10和1个侧壁块12，即一个基板块10对应4个侧壁6；使得多个封装结构的尺寸统一，且工艺简单，且形成的封装结构数量能够根据实际情况调整，M和N能够根据实际情况进行设定。本实施例中的盖板5选用透光玻璃。M和N均为≥1的自然数。每一个封装结构内还设置有金属键合丝4，金属键合丝4选用金属材质，用于电连接每一个VCSEL芯片3和基板块10。本专利技术封装结构的封装过程具体包括以下步骤步骤1，压合底板1和侧板2形成空腔压合前先对底板1与侧板2的连接处进行涂胶，即每一个侧壁6对应的底板1处进行涂胶，采用钢网印刷的方式，胶的材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VCSEL传感器封装结构，其特征在于，包括底板(1)和侧板(2)，底板(1)上设置有M×N个基板块(10)，侧板(2)上设置有M×N个侧壁块(12)，一个基板块(10)对应和一个侧壁块(12)的下端固定连接，所有侧壁块(12)的上端共同固定连接有一个盖板(5)；一个基板块(10)、一个侧壁块(12)和盖板(5)共同组成一个封装结构，每一个封装结构内的基板块(10)上固定设置有一个VCSEL芯片(3)，VCSEL芯片(3)和基板块(10)电连接；M和N均为≥1的自然数。

【技术特征摘要】
1.一种VCSEL传感器封装结构，其特征在于，包括底板(1)和侧板(2)，底板(1)上设置有M×N个基板块(10)，侧板(2)上设置有M×N个侧壁块(12)，一个基板块(10)对应和一个侧壁块(12)的下端固定连接，所有侧壁块(12)的上端共同固定连接有一个盖板(5)；一个基板块(10)、一个侧壁块(12)和盖板(5)共同组成一个封装结构，每一个封装结构内的基板块(10)上固定设置有一个VCSEL芯片(3)，VCSEL芯片(3)和基板块(10)电连接；M和N均为≥1的自然数。2.根据权利要求1所述的VCSEL传感器封装结构，其特征在于，底板(1)包括底板空白区域(7)和M个基板区(9)，相邻的基板区(9)之间为底板空白区域(7)；每一个基板区(9)内设置有N个基板块(10)。3.根据权利要求2所述的VCSEL传感器封装结构，其特征在于，基板区(9)在底板(1)上呈行、列布置；基板块(10)在基板区(9)上呈行、列布置。4.根据权利要求1所述的VCSEL传感器封装结构，其特征在于，每一个基板块(10)上铺设有一个VCSEL传感器的金属线路；底板(1)选用陶瓷或树脂。5.根据权利要求1所述的VCSEL传感器封装结构，其特征在于，侧板(2)包括侧板空白区域(8)和M个侧壁区(11)，相邻的侧壁区(11)通过侧板空白区域(8)固定连接；每一个侧壁区(11)内由N个侧壁块(12)组成；每一个侧壁块(12)由四个侧壁(6)组成；四个侧壁(6)均垂直于基板块(10)，和一个基板块(10)的四个边固定连接。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞宝龙，
申请(专利权)人：华天科技西安有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61