一种光发射模组及其封装方法技术

本发明专利技术公开了一种光发射模组及其封装方法，属于激光器技术领域，光发射模组包括：基板，所述基板包括第一面和第二面；VCSEL激光器芯片，位于所述基板的第一面上；驱动芯片，位于所述基板的第二面上；其中，所述基板中设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔用于所述VCSEL激光器芯片的正极引脚和驱动芯片的第一引脚电连接，所述第二通孔用于所述VCSEL激光器芯片的负极引脚和驱动芯片的第二引脚电连接；所述VCSEL激光器芯片的出光侧方向为所述第二面垂直指向所述第一面的方向。从而，减少了电路的长度，消除了电路的拐角，避免了金线键合，降低了线路的电感，有利于减小光脉冲信号的上升沿和下降沿。

【技术实现步骤摘要】
一种光发射模组及其封装方法
本专利技术实施例涉及激光器
，尤其涉及一种光发射模组及其封装方法。
技术介绍
基于VCSEL（VerticalCavitySurfaceEmittingLaser，垂直腔面发射激光器）光源的TOF（timeofflight，飞行时间）技术在自动驾驶，人脸识别，机器人，安防等领域的应用越来越广泛。TOF技术通过直接（D-TOF）或间接（i-TOF）测量光信号从发射到被目标反射到被接收的时间来确定目标与探测器的间距，其测试精度受到发射出的光信号的波形的影响，理想情况要求光脉冲信号的上升沿和下降沿尽量小，也即是方波脉冲。但是，目前，驱动芯片及对应的电容电阻是VCSEL必备的组件，用以给VCSEL提供电脉冲驱动。驱动芯片，VCSEL通常封装于基板的同一面上。VCSEL的正负极位于VCSEL两个面上，VCSEL的一个电极需要以金线与基板连接，而VCSEL正负极与驱动芯片对应的引脚之间通过基板上的铜导线相连。这种封装形式中，受制于基板布局和自身体积，需要使用到金线键合，铜导线通常比较长，有较高的自感，布线上的拐弯也会增大回路的电感。实际情况下，电回路及器件自身的电感会增大电信号和光信号的上升沿和下降沿，导致方波脉冲难以实现。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种光发射模组及其封装方法，以实现降低电回路的自感，减小光脉冲信号的上升沿和下降沿。为实现上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种光发射模组，包括：基板，所述基板包括第一面和第二面；VCSEL激光器芯片，位于所述基板的第一面上；驱动芯片，位于所述基板的第二面上；其中，所述基板中设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔用于所述VCSEL激光器芯片的正极引脚和驱动芯片的第一引脚电连接，所述第二通孔用于所述VCSEL激光器芯片的负极引脚和驱动芯片的第二引脚电连接；所述VCSEL激光器芯片的出光侧方向为所述第二面垂直指向所述第一面的方向。根据本专利技术实施例提出的光发射模组，通过在基板的第一面设置VCSEL激光器芯片，并在基板的第二面设置驱动芯片，以及通过基板上的第一通孔实现VCSEL激光器芯片的正极引脚与驱动芯片第一引脚之间的电连接，通过基板上的第二通孔实现VCSEL激光器芯片的负极引脚与驱动芯片第二引脚之间的电连接，从而使用双面基板，降低电路的长度，消除电路的拐角，降低线路电感减小光脉冲信号的上升沿和下降沿。可选地，所述第一通孔和所述第二通孔中填充有导电材料，所述基板的第一面设置有第一焊盘与第二焊盘，所述第一焊盘与VCSEL激光器芯片的正极引脚电连接，所述第二焊盘与所述VCSEL激光器芯片的负极引脚电连接；所述基板的第二面设置有第三焊盘与第四焊盘，所述第三焊盘与所述驱动芯片的第一引脚电连接，所述第四焊盘与所述驱动芯片的第二引脚电连接，所述第一焊盘与所述第三焊盘之间以导电材料电连接，所述第二焊盘与所述第四焊盘之间以导电材料电连接。可选地，所述光发射模组还包括：光电二极管和光斑调整片，所述光电二极管位于所述基板的第一面，所述光斑调整片位于所述VCSEL激光器芯片的出光侧，所述光电二极管的正极通过金线与所述基板的第五焊盘连接，所述光电二极管的负极与所述基板的第六焊盘连接，用于根据所述光斑调整片反射的光监控所述VCSEL激光器芯片的出光功率。可选地，第一垂直投影和第二垂直投影均在第三垂直投影内，其中，所述第一垂直投影为所述VCSEL激光器芯片在所述基板上的垂直投影，所述第二垂直投影为所述光电二极管在所述基板上的垂直投影，所述第三垂直投影为所述光斑调整片在所述基板上的垂直投影。可选地，所述光发射模组还包括：支撑件，所述支撑件位于所述光斑调整片与所述基板之间，所述支撑件围绕所述光电二极管和所述VCSEL激光器芯片设置，用于支撑所述光斑调整片。可选地，所述光发射模组还包括：电路组件，所述电路组件位于所述基板的第二面，所述基板的第二面设置有电回路，所述电回路与所述第五焊盘通过第三通孔连接，所述电回路与所述第六焊盘通过第四通孔连接，所述电回路用于连接所述电路组件，所述电回路与所述驱动芯片电连接，所述电路组件与所述驱动芯片采用表面组装技术组装。为实现上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种光发射模组的封装方法，包括以下步骤：在基板上设置通孔，其中，所述通孔包括第一通孔和第二通孔，所述基板包括第一面和第二面；在所述第一通孔和所述第二通孔中填充导电材料；在所述基板的第一面上贴合VCSEL激光器芯片；反转所述基板，在所述基板的第二面上贴合驱动芯片；其中，所述第一通孔用于所述VCSEL激光器芯片的正极引脚和驱动芯片的第一引脚电连接，所述第二通孔用于所述VCSEL激光器芯片的负极引脚和驱动芯片的第二引脚电连接；所述VCSEL激光器芯片的出光侧方向为所述第二面垂直指向所述第一面的方向。根据本专利技术实施例提出的光发射模组的封装方法，首先在基板上设置第一通孔和第二通孔，其中，基板包括第一面和第二面；在所述第一通孔和所述第二通孔中填充导电材料，接着在基板的第一面上贴合VCSEL激光器芯片；接着在基板的第二面上贴合驱动芯片；并通过第一通孔使得VCSEL激光器芯片的正极引脚和驱动芯片的第一引脚电连接，通过第二通孔使得VCSEL激光器芯片的负极引脚和驱动芯片的第二引脚电连接，从而，使用双面基板，降低电路的长度，消除电路的拐角，降低线路电感，减小光脉冲信号的上升沿和下降沿。可选地，在所述基板上设置通孔之前还包括：以集成电路的形式封装所述驱动芯片；以倒装芯片的形式封装所述VCSEL激光器芯片，以使所述VCSEL激光器芯片的正极引脚和负极引脚均位于同一侧。可选地，在所述基板的第一面上贴合VCSEL激光器芯片包括：在所述基板的第一面设置第一焊盘与第二焊盘，将所述第一焊盘与VCSEL激光器芯片的正极引脚电连接，所述第二焊盘与所述VCSEL激光器芯片的负极引脚电连接；在所述基板的第二面上贴合驱动芯片包括：在所述基板的第二面设置第三焊盘与第四焊盘，所述第三焊盘与所述驱动芯片的第一引脚电连接，所述第四焊盘与所述驱动芯片的第二引脚电连接；可选地，所述光发射模组的封装方法还包括以下步骤：所述通孔包括第三通孔和第四通孔；将光电二极管的正极以金线连接的方式连接位于所述基板第一面的第五焊盘；将光电二极管的负极以电连接的方式连接位于所述基板第一面的第六焊盘；将电路组件以电连接的方式连接在位于所述基板第二面的电回路上，所述电回路与所述驱动芯片电连接；所述第五焊盘与所述电回路之间通过所述第三通孔连接，所述第六焊盘与所述电回路之间通过所述第四通孔连接；以UV胶水或热固胶将支撑件粘合于所述基板的第一面上，其中，所述支撑件围绕所述VCSEL激光器芯片和所述光电二极管设置；以UV胶水或热固胶将光斑调整片粘合于所述支撑件远离所述基板的一侧。附图说明图1是本专利技术实施例提出的光发射模组的结构示意图；图2是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光发射模组，其特征在于，包括：/n基板，所述基板包括第一面和第二面；/nVCSEL激光器芯片，位于所述基板的第一面上；/n驱动芯片，位于所述基板的第二面上；/n其中，所述基板中设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔用于所述VCSEL激光器芯片的正极引脚和驱动芯片的第一引脚电连接，所述第二通孔用于所述VCSEL激光器芯片的负极引脚和驱动芯片的第二引脚电连接；所述VCSEL激光器芯片的出光侧方向为所述第二面垂直指向所述第一面的方向。/n

【技术特征摘要】
1.一种光发射模组，其特征在于，包括：
基板，所述基板包括第一面和第二面；
VCSEL激光器芯片，位于所述基板的第一面上；
驱动芯片，位于所述基板的第二面上；
其中，所述基板中设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔用于所述VCSEL激光器芯片的正极引脚和驱动芯片的第一引脚电连接，所述第二通孔用于所述VCSEL激光器芯片的负极引脚和驱动芯片的第二引脚电连接；所述VCSEL激光器芯片的出光侧方向为所述第二面垂直指向所述第一面的方向。


2.根据权利要求1所述的光发射模组，其特征在于，
所述第一通孔和所述第二通孔中填充有导电材料，所述基板的第一面设置有第一焊盘与第二焊盘，所述第一焊盘与VCSEL激光器芯片的正极引脚电连接，所述第二焊盘与所述VCSEL激光器芯片的负极引脚电连接；
所述基板的第二面设置有第三焊盘与第四焊盘，所述第三焊盘与所述驱动芯片的第一引脚电连接，所述第四焊盘与所述驱动芯片的第二引脚电连接，所述第一焊盘与所述第三焊盘之间以导电材料电连接，所述第二焊盘与所述第四焊盘之间以导电材料电连接。


3.根据权利要求1所述的光发射模组，其特征在于，还包括：光电二极管和光斑调整片，所述光电二极管位于所述基板的第一面，所述光斑调整片位于所述VCSEL激光器芯片的出光侧，所述光电二极管的正极通过金线与所述基板的第五焊盘连接，所述光电二极管的负极与所述基板的第六焊盘连接，用于根据所述光斑调整片反射的光监控所述VCSEL激光器芯片的出光功率。


4.根据权利要求3所述的光发射模组，其特征在于，第一垂直投影和第二垂直投影均在第三垂直投影内，其中，所述第一垂直投影为所述VCSEL激光器芯片在所述基板上的垂直投影，所述第二垂直投影为所述光电二极管在所述基板上的垂直投影，所述第三垂直投影为所述光斑调整片在所述基板上的垂直投影。


5.根据权利要求4所述的光发射模组，其特征在于，还包括：支撑件，所述支撑件位于所述光斑调整片与所述基板之间，所述支撑件围绕所述光电二极管和所述VCSEL激光器芯片设置，用于支撑所述光斑调整片。


6.根据权利要求3所述的光发射模组，其特征在于，还包括：电路组件，所述电路组件位于所述基板的第二面，所述基板的第二面设置有电回路，所述电回路与所述第五焊盘通过第三通孔连接，所述电回路与所述第六焊盘通过第四通孔连接，所述电回路用于连接所述电路组件，所述电回路与所述驱动芯片电连接，所述电路组件与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭栓银，施展，封飞飞，宋杰，
申请(专利权)人：常州纵慧芯光半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32