DTOF激光测距模组封装方法及结构技术

本发明专利技术涉及一种DTOF激光测距模组封装方法及结构，封装方法包括：采用LGA封装工艺制作PCB板；采用COB封装工艺将激光发射芯片、激光接收芯片以及附属电路元器件封装在PCB板上；采用塑封工艺对激光发射芯片和激光接收芯片进行Molding成型封装；封装形成的塑封层内部形成有第一腔体、第二腔体以及将第一腔体和第二腔体隔开的隔板；所述第一腔体和第二腔体的上方分别形成有安装通孔；将光发射透镜和光接收透镜分别嵌设在两个安装通孔中。本发明专利技术中，通过采用塑封工艺对激光发射芯片和激光接收芯片进行Molding成型封装，可以减小DTOF模组的尺寸，提高DTOF模组的强度。提高DTOF模组的强度。提高DTOF模组的强度。

【技术实现步骤摘要】
DTOF激光测距模组封装方法及结构


[0001]本专利技术属于激光测距
，涉及一种DTOF激光测距模组封装方法及结构。

技术介绍

[0002]近年来，DTOF(direct Time of Flight，直接飞行时间)激光测距技术已广泛应用于手机等设备的图像传感器中。DTOF激光测距的原理是通过向被测物体连续发射光脉冲信号，然后用光电传感器接收从被测物体反射的光，根据测量的反射光脉冲和发射光脉冲之间的时间间隔，计算被测物体的距离。DTOF技术的优点是测量精准、响应快速、低功耗以及多物体同步检测准确；缺点是工艺较复杂，集成难度高。
[0003]常规的DTOF模组通常采用LCP(Liquid Crystal Polymer，液晶聚合物)成型封装，发射光脉冲的Vcsel芯片与接受光信号的SPAD芯片分成二个器件后区分集成再进行测试校正。这种DTOF模组的外形尺寸比较大，封装一般采用工程塑料成型，承压能力弱，经过极限可靠性测试后或者外力冲击下有变形的问题，导致测距距离和测试精度受到严重的影响。为解决常规工程塑料LCP成型材质的外壳承载座性能的不足和进一步减少DTOF激光测距模组的外形结构尺寸，有必要提出一种新的DTOF模组封装方式。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种整体尺寸更小的DTOF激光测距模组封装方法及结构。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种DTOF激光测距模组封装方法，包括以下步骤：
[0007]S1、采用LGA封装工艺制作PCB板；
[0008]S2、采用COB封装工艺将激光发射芯片、激光接收芯片以及附属电路元器件封装在PCB板上；
[0009]S3、采用塑封工艺对激光发射芯片和激光接收芯片进行Molding成型封装；封装形成的塑封层内部形成有第一腔体、第二腔体以及将第一腔体和第二腔体隔开的隔板；所述激光发射芯片位于第一腔体中，所述激光接收芯片的激光接收区域位于第二腔体中；所述第一腔体的上方形成有第一安装通孔，所述第二腔体的上方形成有第二安装通孔；
[0010]S4、将光发射透镜嵌设在第一安装通孔中，将光接收透镜嵌设在第二安装通孔中。
[0011]进一步的，在所述S1步骤中，所述PCB板上划分有激光发射芯片安装区域、激光接收芯片安装区域和附属电路元器件安装区域，在所述激光发射芯片安装区域和激光接收芯片安装区域的周围以及附属电路元器件安装区域分别设置有多个焊盘；
[0012]所述S2步骤包括以下子步骤：
[0013]S21、将附属电路元器件通过导电胶粘接固定在附属电路元器件安装区域，使附属电路元器件与对应的金属焊盘实现电气连接；
[0014]S22、将激光接收芯片粘接固定在激光接收芯片安装区域；在激光发射芯片安装区
域上粘接固定一个芯片底座，将激光发射芯片粘接固定在芯片底座上；
[0015]S23、采用引线键合的方式实现激光发射芯片、激光接收芯片与对应金属焊盘的电气连接。
[0016]进一步的，所述激光发射芯片为VCSEL芯片；所述激光接收芯片为SPAD芯片。
[0017]进一步的，所述激光发射芯片和PCB板的对应隔板正下方的位置处均设置有密封层，所述隔板的下端与密封层连接。
[0018]进一步的，在所述S3步骤中，在所述塑封层的第一腔体中还Molding成型有至少一个支撑板，所述支撑板位于隔板和第一安装通孔之间，且所述支撑板与激光发射芯片和PCB板之间留有空隙。
[0019]进一步的，在所述S3步骤中，进行Molding成型封装时，采用的塑封材料为环氧树脂。
[0020]进一步的，所述第一安装通孔和第二安装通孔均为上大下小的台阶孔；所述S4步骤中，将光发射透镜粘接固定在第一安装通孔的台阶面上，将光接收透镜粘接固定在第二安装通孔的台阶面上。
[0021]进一步的，所述光发射透镜为红外镀膜的940波段光扩撒片；所述光接收透镜为红外镀膜的940波段光接收透镜，所述光接收透镜的下端设置有半球形的聚光部。
[0022]一种DTOF激光测距模组封装结构，包括基板，所述基板为采用LGA封装的PCB板；所述基板上设置有激光发射芯片、激光接收芯片以及附属电路元器件，所述基板上还设有通过塑封工艺molding成型的塑封层；所述塑封层内部设置有空腔，所述空腔内一体molding成型有隔板，所述隔板将空腔分为第一腔体和第二腔体；所述激光发射芯片位于第一腔体中，所述第一腔体的上方设置有第一安装通孔，所述第一安装通孔中嵌设有光发射透镜；所述激光接收芯片的激光接收区域位于第二腔体中，所述第二腔体的上方设置有第二安装通孔，所述第二安装通孔中嵌设有光接收透镜。
[0023]进一步的，所述PCB板在激光发射芯片和激光接收芯片的周围以及附属电路元器件的下方分别设置有金属焊盘，所述附属电路元器件通过导电胶与对应的金属焊盘实现电气连接，所述激光发射芯片和激光接收芯片通过引线键合的方式实现与对应金属焊盘的电气连接；
[0024]所述激光发射芯片为VCSEL芯片；所述激光接收芯片为SPAD芯片；所述光发射透镜为红外镀膜的940波段光扩撒片；所述光接收透镜为红外镀膜的940波段光接收透镜；所述塑封层采用环氧树脂材料。
[0025]本专利技术的方法适用于单点激光DTOF模组和多点激光DTOF模组的制作，通过采用塑封工艺对VCSEL芯片和SPAD芯片进行Molding成型封装，可以明显减小DTOF模组的尺寸，提高DTOF模组整体结构的强度。采用环氧树脂材料作为塑封材料以及在第一空腔中设置支撑板还可以进一步提高DTOF模组整体结构的强度。
附图说明
[0026]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0027]图1为本专利技术DTOF激光测距模组封装方法一实施例的流程图。
[0028]图2为步骤S2的流程图。
[0029]图3为COB封装完成后的结构示意图。
[0030]图4为DTOF激光测距模组封装结构的示意图。
[0031]图5为图4的俯视图。
[0032]图6为图5中A
‑
A向的剖视图。
[0033]附图中各标号的含义为：
[0034]PCB板
‑
1；焊盘
‑
11；密封层
‑
12；VCSEL芯片
‑
2；芯片底座
‑
21；SPAD芯片
‑
3；激光接收区域
‑
31；附属电路元器件
‑
4；
[0035]塑封层
‑
5；第一腔体
‑
51；第二腔体
‑
52；隔板
‑
53；支撑板
‑
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种DTOF激光测距模组封装方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用LGA封装工艺制作PCB板；S2、采用COB封装工艺将激光发射芯片、激光接收芯片以及附属电路元器件封装在PCB板上；S3、采用塑封工艺对激光发射芯片和激光接收芯片进行Molding成型封装；封装形成的塑封层内部形成有第一腔体、第二腔体以及将第一腔体和第二腔体隔开的隔板；所述激光发射芯片位于第一腔体中，所述激光接收芯片的激光接收区域位于第二腔体中；所述第一腔体的上方形成有第一安装通孔，所述第二腔体的上方形成有第二安装通孔；S4、将光发射透镜嵌设在第一安装通孔中，将光接收透镜嵌设在第二安装通孔中。2.根据权利要求1所述的DTOF激光测距模组封装方法，其特征在于：在所述S1步骤中，所述PCB板上划分有激光发射芯片安装区域、激光接收芯片安装区域和附属电路元器件安装区域，在所述激光发射芯片安装区域和激光接收芯片安装区域的周围以及附属电路元器件安装区域分别设置有多个焊盘；所述S2步骤包括以下子步骤：S21、将附属电路元器件通过导电胶粘接固定在附属电路元器件安装区域，使附属电路元器件与对应的金属焊盘实现电气连接；S22、将激光接收芯片粘接固定在激光接收芯片安装区域；在激光发射芯片安装区域上粘接固定一个芯片底座，将激光发射芯片粘接固定在芯片底座上；S23、采用引线键合的方式实现激光发射芯片、激光接收芯片与对应金属焊盘的电气连接。3.根据权利要求1所述的DTOF激光测距模组封装方法，其特征在于：所述激光发射芯片为VCSEL芯片；所述激光接收芯片为SPAD芯片。4.根据权利要求1所述的DTOF激光测距模组封装方法，其特征在于：所述激光发射芯片和PCB板的对应隔板正下方的位置处均设置有密封层，所述隔板的下端与密封层连接。5.根据权利要求1所述的DTOF激光测距模组封装方法，其特征在于：在所述S3步骤中，在所述塑封层的第一腔体中还Molding成型有至少一个支撑板，所述支撑板位于隔板和第一安装通孔之...

【专利技术属性】
技术研发人员：周锋，丁健哲，邱波，
申请(专利权)人：盛泰光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：