低电感光源模块制造技术

本发明专利技术的一个实施例提供了包括连接器以及半导体光源的低电感光源模块，该连接器具有夹在第一和第二导电层之间的绝缘材料层，该半导体光源安置在延伸通过第一导电层和绝缘层的凹陷中并具有电连接到第一和第二导电层的用于接收电力的第一和第二电接触。

Low inductance light module

One embodiment of the invention provides a low inductance light source module includes a connector and a semiconductor light source, the connector has an insulating material layer sandwiched between the first and the second conductive layer, the semiconductor light source is placed in extending through the first conductive layer and the insulating layer in the depression and is electrically connected to the first and second for receiving electrical contact the power of the first and second conductive layer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低电感光源模块背景配置用于产生高频重复的光脉冲串的照明系统被用作频闪快速摄影灯，用于研究物理学、化学和生物学中的超快过程。这样的照明系统也被用于提供飞行时间(TOF)相机中的光脉冲，该相机常被称为TOF三维(3D)相机，提供至其成像的场景中的特征的距离测量。“T0F-3D”相机通过获取场景的图像(常规上被称为“区域图像”)来确定至该场景中的特征的距离，该图像可被处理以确定光从相机行进至这些特征并返回到相机要多久。从区域图像确定的光去往特征并从该特征返回的往返飞行时间以及光的速度被用来确定至该特征的距离。在一些TOF — 3D相机中，为了获取适合用于进行处理以确定飞行时间的区域图像，光源发射一串短时长光脉冲以照亮场景。在光脉冲串中的每个光脉冲的发射之后的预定时延之后，使相机快门打开达一短曝光时段。在该曝光时段期间来自光脉冲的被场景中的特征反射且抵达相机的光由相机成像在相机的光电传感器的像素上。由一给定像素记录的来自串中的所有光脉冲的光的量被用来确定光往返于成像在该给定像素上的一特征的往返飞行时间，以及从中确定至该特征的距离。由光源发射的光脉冲串中的光脉冲用来对由T0F-3D相机成像的场景进行照明，并且T0F-3D相机的曝光时段可具有如几纳秒那么短的持续时间以及大于兆赫(MHz)的重复频率。此外，场景中的特征从所发射的光脉冲反射的光的量通常是有限的。结果，从成像在某一像素上的特征可获得的反射光可能不足以确定到该特征的具有可接受的信噪比(SNR)的距离。通过增大由光源提供的光强度来对限制可用于获取可接受的测距图像的光的因子进行补偿通常既是技术方面又是成本方面的挑战。成本考虑以及用于使光源和相机维持在可接受的操作温度的散热要求常常限制了由光源提供的照明强度。如上所述，由光源所提供的光脉冲的可能超过一兆赫(MHz)高重复速率所要求的快速开关需求以及系统的电子和光学组件具有小的覆盖区(footprint)的常见需求一起构成了挑战。电子组件的覆盖区在常规上是指电路板上组件占据的区域的大小。如果电路占据的体积是要考虑的相关特性，则组件占据的体积可被理解为组件的覆盖区。概述本专利技术的一个实施例提供光源模块，该光源模块包括半导体光源和低电感电连接器，该低电感电连接器机械地支持光源并提供用于将它电连接到电源的导体。电连接器包括夹在第一和第二导电层之间的绝缘材料层。在连接器中形成的凹陷延伸通过第一导电层和绝缘层以暴露第二导电层的一个区域。光源安置在凹陷中使得它与第二导电层的暴露的区域接触并由短导电引线电连接到第一导电层。导电层相对宽而间隔近，并用作将光源连接到电源的导体。由电源提供的电流在导体中流动以大致相反的方向往返光源。配置用于承载相反方向的电流的间隔近的宽导体向光源提供到电源的低电感连接。低电感连接有助于光源对可从向光源供电的电源得到的能量的高效利用，也用于缓和瞬态电压摆动，该瞬态电压摆动在光源被用于产生高重复频的短光脉冲时可伴随着对光源进行高频率接通和切断而发生。宽导体还提供热传导通道用于光源运转所产生热量的高效消散。在本专利技术的一个实施例中，连接器被配置来容易地连接到印刷电路板(PCB)，使得导体接触连接到电路的PCB中的导电轨迹，用于给光源供电和/或控制光源。连接器可被格式化成具有有利的小覆盖区。在本专利技术的一个实施例中，连接器耦合到包括光学器件的透镜筒，该透镜筒配置并导向由光源提供的光，以提供用于照亮所希望的视野的光束。连接器的分层结构便于相对高效和低价地同时生产多个光源模块。提供本概述是为了以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的选择的概念。本概述并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。【附图说明】以下参考本文所附的在本段后列出的各个附图来描述本专利技术的各实施例的非限制性示例。在不止一个附图中出现的相同的结构、元素或部件通常在它们出现的所有图中用相同的数字来标记。附图中所示的组件的尺寸和特征通常是为了方便和清楚呈现而选择的，并且不一定按比例显示。图1A-D示意性地示出了根据本专利技术各实施例的包括安装到低电感电连接器的光源的光源模块；图2示意性地示出了根据本专利技术一实施例的耦合到透镜筒的如图1A所示的光源模块的剖切示图；图3示出了根据本专利技术一实施例的用于驱动类似于图2中所示的光源模块的电路的不意图；以及图4A和4B示意性地示出了根据本专利技术一实施例的同时生产多个类似图1A-1DK示的光源模块的光源模块的生产过程的各阶段。详细描述在下面的详细描述的段落中，参考图1A和IB讨论根据本专利技术各实施例的光源模块及其组件，给出了提供各图中所示的光源模块的特征和组件的示例维度的用数字表示的示例。图1A中所示的光源模块示意性地示为安装到图2中的透镜筒中，讨论透镜筒的特征及其与光源模块的配合。接着参考图3描述光源的运行和供电。参考图4描述同时生产多个类似图1A和IB所示的光源模块的光源模块的方法。在讨论中，除非另行说明，修改本专利技术的实施例的特征的条件或关系特性的诸如“基本上”和“大约”的形容词应被理解为该条件或特性被定义为针对该实施例所意图的应用在该实施例的操作可接受的容差范围以内。图1A示意性地示出，包括低电感连接器30的光源模块20，半导体光源50安装在低电感连接器上。作为示例，光源50可包括用于以高重复速率提供短光脉冲来用在T0F-3D相机中的激光器二极管、垂直腔表面发射激光器(VCSEL)、和/或边缘发射激光器。作为示例，在图1A及后续的图中，光源50被假定为边缘发射器二极管激光器光源。连接器30包括被分别夹在第一和第二导体31和33之间的绝缘材料层32，绝缘材料诸如陶瓷、玻璃、合适的聚合物，或诸如印刷电路板的化合物材料。导体31和33可从任何合适的导电材料形成，并且可选地由一片金属或金属合金(诸如铜，银，镀有镍、钯、或金的铜)制成。导体被用各种粘接材料(环氧树脂或粘合剂)的任何一种来粘接到绝缘层32。可选地，连接器30包括两个绝缘“肩部”35和37，被示为，可选地通过包括粘合剂或环氧树脂的粘接材料层36，分别粘接到导体31和33。肩部35、导体31和绝缘层32中的材料被移除以形成相对小的“有台阶的”凹陷40，凹陷40暴露区域41，以下称第一导体31的“接触”区域41。凹陷延伸到第二导体33来暴露一区域，以下称第二导体的安装区域42。光源50安置在凹陷40中并用导电的粘合剂或环氧树脂粘接到第二导体33的安装区域42，使得光源的阴极(未示出)电连接到第二导体。接合线52把光源的阳极(未示出)电连接到接触区域41从而电连接到第一导体31。凹陷40的尺寸被做得相对小使得接合线52相对短。可选地，接合线为导电材料的带状的、相对平的条。包括肩部35和37以下的绝缘层32和导体31和33的夹合的部分44，用作凸形插头用于插入匹配的插槽以将导体连接到供电和/或控制光源的驱动电路。可选地，匹配的插槽是包括在PCB中的插槽，并且当部分44插入插槽时，导体31和33与PCB上的连接到供电和/或控制光源的驱动电路的电迹线进行电接触。肩部35和37可用于限制导体31和33插入插槽的深度，并可安置在插槽的边沿以帮助机械地把连接器稳定在插槽中。由驱动电路提供的用于供电和/或控制光源50的电流“向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光源模块，包括：连接器，所述连接器包括夹在第一和第二导电层之间的绝缘材料层，并在连接器中形成凹陷，所述凹陷延伸通过所述第一导电层和所述绝缘层以暴露所述第二导电层的一个区域；以及半导体光源，所述半导体光源具有第一和第二电接触，用于接收激励光源以发射光的电力；其中所述光源安置在所述凹陷中，并使得所述第一电接触电连接到所述第一导电层且使得所述第二电接触电连接到所述第二导电层的所暴露的区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.09 US 13/103,1201.一种光源模块，包括: 连接器，所述连接器包括夹在第一和第二导电层之间的绝缘材料层，并在连接器中形成凹陷，所述凹陷延伸通过所述第一导电层和所述绝缘层以暴露所述第二导电层的一个区域；以及 半导体光源，所述半导体光源具有第一和第二电接触，用于接收激励光源以发射光的电力； 其中所述光源安置在所述凹陷中，并使得所述第一电接触电连接到所述第一导电层且使得所述第二电接触电连接到所述第二导电层的所暴露的区域。2.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述第二电接触是通过导电媒介被直接粘接到所述第二导电层的暴露区域的。3.如权利要求1或2所述的光源模块，其特征在于，所述第一电接触是沿着所述凹陷的边沿被连接到所述第一导电层的区域的。4.如权利要求3所述的光源模块，其特征在于，所述第一电接触是通过至少一个接合线电连接到所述第一导电层的，所述接合线具有小于或等于大约0.5mm的长度。5.如前面任意一条权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·曼德宝姆，D·科恩，G·叶海弗，
申请(专利权)人：微软公司，
类型：
国别省市：