首页 / 专利库 / 信号处理 / 信号 / 微型TOF传感器封装件及其封装中间物

微型TOF传感器封装件及其封装中间物

阅读:199发布:2020-10-29

专利汇可以提供微型TOF传感器封装件及其封装中间物专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型揭示了微型TOF 传感器 封装件及其封装中间物,封装件包括 基板 及上罩,基板和上罩围合形成至少两个相互隔断的腔体,基板上设置有与其连接的光电接收Sensor芯片及光芯片及阻容器件,光电接收Sensor芯片上设置有Lens芯片且它们与光芯片位于不同的腔体中,上罩上形成有与光芯片及Lens芯片正对的沉孔,沉孔处分别设置有滤波片。本方案基板与上罩围合形成隔断的腔体以实现光电接收芯片与 光源 的隔断,避免接收发射 信号 窜光,并且上罩上的沉孔结构,便于滤波片的安装,滤波片可以对孔进行遮挡,与传统的TOF传感器封装设计相比,能够有效防止外界环境对芯片的影响,保证芯片长期有效工作,同时省去了塑封的过程,不需要专用的工具配合注塑,便于批量组装加工。,下面是微型TOF传感器封装件及其封装中间物专利的具体信息内容。

1.微型TOF传感器封装件,其特征在于:包括基板(1)及上罩(2),所述基板(1)和上罩(2)围合形成至少两个相互隔断的腔体(3),所述基板(1)上设置有与其连接的光电接收Sensor芯片(4)、光芯片(5)及阻容器件(6),所述光电接收Sensor芯片(4)上设置有Lens芯片(7)且它们与光芯片(5)位于不同的腔体中,所述上罩(2)上形成有与所述光芯片(5)及Lens芯片(7)正对的沉孔(21、22),所述沉孔(21、22)处分别设置有滤波片(8)。
2.根据权利要求1所述的微型TOF传感器封装件,其特征在于:所述基板(1)是BT树脂基板。
3.根据权利要求1所述的微型TOF传感器封装件,其特征在于:所述上罩(2)是工程塑料盖体,所述上罩(2)上形成有挡墙(23)。
4.根据权利要求1所述的微型TOF传感器封装件,其特征在于:所述光电接收Sensor芯片(4)通过倒装焊接与基板(1)连接通信。
5.根据权利要求1所述的微型TOF传感器封装件,其特征在于:所述光电接收Sensor芯片(4)通过透光胶层(9)与Lens芯片(7)连接,且透光胶层(9)的厚度不超过20微米。
6.根据权利要求1所述的微型TOF传感器封装件,其特征在于:所述光电接收Sensor芯片(4)与Lens芯片(7)的中心偏差在0-50微米之间。
7.根据权利要求1所述的微型TOF传感器封装件,其特征在于:所述光芯片(5)是VSCEL芯片。
8.根据权利要求1-7任一所述的微型TOF传感器封装件,其特征在于:所述滤波片(8)与上罩(2)胶接,且所述滤波片(8)与上罩(2)的对位精度在±25微米之间。
9.微型TOF传感器封装件的封装中间物,其特征在于:包括一组权利要求1-8任一所述的微型TOF传感器封装件(100),每个所述微型TOF传感器封装件(100)的基板是一大幅载板(200)的部分。

说明书全文

微型TOF传感器封装件及其封装中间物

技术领域

[0001] 本实用新型涉及封装领域,尤其是微型TOF传感器封装件及其封装中间物。

背景技术

[0002] 摄像头在现代社会中无处不在,从智能手机、平板电脑到自动贩卖机、家庭自动化系统,甚至汽车,无所不在。然而,大多数相机仍然缺少一个关键元素:即使用3D成像的能。这种情况下飞行时间技术得到了应用。
[0003] 飞行时间(ToF)是一种相对较新的方法,通过它可以收集详细的3D信息。通过照亮场景,通常使用红外或近红外光,ToF相机可以测量自身与场景内物体之间的距离。与用于获取3D信息的其他技术(例如使用扫描或立体视觉)相比,ToF相机能够表现出更高的准确度,同时非常快速且经济实惠。这开辟了3D成像的优势,可用于比以前更可行的各种应用,包括游戏,医药,制造等。
[0004] ToF摄像机系统由图像传感器、图像处理芯片和调制光源组成。简单地说,这些系统的工作原理是用调制光源照亮一个场景,然后测量反射回来的波的相位差。由于光速是
恒定的,ToF相机可以根据光线返回相机的时间来计算到场景中每个点的距离。ToF相机系
统不是逐行扫描图像,而是一次照亮整个场景,然后测量反射回图像传感器的光的相位差
这些原始数据可以被快速捕获,计算出距离所需的方法也相对简单,ToF摄像机因此可以获得极高的速率(甚至超出了人类视觉的识别能力)。这意味着,与许多其他3D视觉安排不
同,ToF允许使用嵌入式处理器实时从场景中提取3D深度信息。
[0005] 然而在实际应用中,微型TOF传感器敏感芯片易受到灰尘、气流、雨、高湿度、盐度的影响而无法正常工作,因此封装时微型TOF传感器应用化面临的重要挑战,对于微型TOF传感器而言,由于其尺寸小、信号弱,易受外界环境因素影响,在封装方面,有多种方法,比如在金属封盖上开孔或塑封等封装方案,但是金属盖板上开孔后无法有效阻止湿气、灰尘等对芯片的影响,难以实际应用;而普通的塑料封装的工艺施工要求高,尤其是在形成供光源的光透出以及供光电接收芯片接收光电信号的孔时,需要先形成相应的遮挡结构,而
这就增加了批量加工的成本,并且形成的孔通常为圆孔,不便于在孔内进行滤光片的安装。
实用新型内容
[0006] 本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题,提供一种微型TOF传感器封装件及其封装中间物。
[0007] 本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:
[0008] 微型TOF传感器封装件,包括基板及上罩,所述基板和上罩围合形成至少两个相互隔断的腔体,所述基板上设置有与其连接的光电接收Sensor芯片及光芯片及阻容器件,所
述光电接收Sensor芯片上设置有Lens芯片且它们与光芯片位于不同的腔体中,所述上罩上
形成有与所述光芯片及Lens芯片正对的沉孔,所述沉孔处分别设置有滤波片。
[0009] 优选的,所述的微型TOF传感器封装件中,所述基板是BT树脂基板。
[0010] 优选的,所述的微型TOF传感器封装件中,所述上罩是工程塑料盖体,所述上罩上形成有挡墙
[0011] 优选的,所述的微型TOF传感器封装件中,所述光电接收Sensor芯片通过倒装焊接与基板连接通信。
[0012] 优选的,所述的微型TOF传感器封装件中,所述光电接收Sensor芯片通过透光胶层与Lens芯片连接,且透光胶层的厚度不超过20微米。
[0013] 优选的,所述的微型TOF传感器封装件中,所述光电接收Sensor芯片与Lens芯片的中心偏差在0-50微米之间。
[0014] 优选的,所述的微型TOF传感器封装件中,所述光芯片是VSCEL芯片。
[0015] 优选的,所述的微型TOF传感器封装件中,所述滤波片与上罩胶接,且所述滤波片与上罩的对位精度在±25微米之间。
[0016] 微型TOF传感器封装件的封装中间物,包括上述任一的微型TOF传感器封装件,每个所述微型TOF传感器封装件10的基板是一大幅载板的部分。
[0017] 本实用新型技术方案的优点主要体现在:
[0018] 本方案设计精巧,结构简单,通过基板与上罩围合形成隔断的腔体以实现光电接收芯片与光源的隔断,避免接收发射信号窜光,并且上罩上的沉孔结构,便于滤波片的安
装,从而滤波片可以对孔进行遮挡,与传统的TOF传感器封装设计相比,能够有效防止外界环境对芯片的影响,保证芯片长期有效工作,同时省去了塑封的过程,不需要专用的工具配合注塑,便于批量组装加工,有利于提高生产效率。
[0019] 由于采用超薄Sensor芯片,能够大幅度的缩小TOF传感器的尺寸,实现微型化,同时整体为规则形状,便于在批量加工时保证产品的一致性,提高产品质量,便于进行应用。
[0020] 由于基板采用BT树脂载板,从而使得TOF传感器具有更高的玻璃化转变温度、耐热性好、抗湿性强、低介电常数(Dk)及低散失因素(Df)等优势。
[0021] 由于上罩采用LCP工程塑料,从而使得TOF传感器的耐腐蚀能力强,可在恶劣环境下工作,具有良好的抗辐射性、抗解性、耐候性、耐化学药品性、固有的阻燃性、高尺寸稳定性、低吸湿性、极低的线膨胀系数及介电常数、高冲击强度和刚性。
附图说明
[0022] 图 1 是本实用新型的结构示意图;
[0023] 图 2 是本实用新型的中间物的结构示意图。

具体实施方式

[0024] 本实用新型的目的、优点和特点,将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例,凡采取等同替换或者等
效变换而形成的技术方案,均落在本实用新型要求保护的范围之内。
[0025] 在方案的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且,在方案的描述中,以操作人员为参照,靠近操作者的方向为近端,远离操作者的方向为远端。
[0026] 下面结合附图对本实用新型揭示的微型TOF传感器封装件进行阐述,如附图1所示,其包括基板1及上罩2,所述基板1和上罩2围合形成至少两个相互隔断的腔体3,所述基板1上设置有与其连接的光电接收Sensor芯片4及光芯片5及阻容器件6,所述光电接收
Sensor芯片4上设置有Lens芯片7且它们与光芯片5位于不同的腔体中,所述上罩2上形成有
与所述光芯片5及Lens芯片7正对的沉孔21、22,所述沉孔21、22处分别设置有滤波片8。
[0027] 其中,所述基板1可以是已知的各种基板,如复合基板、树脂基板、陶瓷基板、环玻纤布基板等,优选是BT树脂基板。
[0028] 如附图1所示,所述上罩2优选是工程塑料盖体,例如是LCP工程塑料注塑而成,并且所述上罩2的内腔中形成有挡墙23,所述挡墙23将所述上罩2的内腔分割呈至少两个部
分,当所述上罩2与基板1固定在一起时(例如它们胶接在一起,或加热熔接成一体),所述上罩2的每个部分与所述基板1围合成一腔体3。当然,所述上罩2也可以是金属材质或其他塑
料材质甚至可以是不透光的玻璃或亚克力材质制备而成。
[0029] 所述光电接收Sensor芯片4通过倒装焊接与基板1连接通信,具体是在所述光电接收Sensor芯片4的底部植金球10,并通过金球10与基板1上的焊盘(图中未示出)等进行焊接从而实现连接通信。
[0030] 所述光电接收Sensor芯片4通过透光胶层9与Lens芯片7连接,所述透光胶层9优选是高透光UV胶水,当然也可以是其他光学胶,并且所述透光胶层9的厚度不超过20微米,从而可以有效的保证光电接收Sensor芯片4有效的进行光的接收,同时降低整体的封装厚度。
[0031] 另外,在组装时,控制所述光电接收Sensor芯片4与Lens芯片7的中心偏差在0-50微米之间,从而保证光的有效接收。
[0032] 所述光芯片5是优选是VSCEL芯片,当然也可以根据不同的应用需要改变为其他的光芯片5,如LED芯片,此处为已知技术,不作赘述,所述光芯片5通过引线键合与所述基板1的电路连接通信。
[0033] 所述阻容器件6通过SMT工艺(表面贴装技术)与所述基板1上的电路连接通信,并且所述阻容器件6优选与所述光电接收Sensor芯片4位于同一个腔体3中,当然也可以位于
不同的腔体中。
[0034] 所述滤波片8与上罩2胶接,优选通过环氧热固化胶水得到胶层20实现连接,并且所述滤波片8的表面不高于所述上罩2的上表面,且所述滤波片8与上罩2的对位精度在±25
微米之间。另一方面,为了对滤波片8进行保护,在滤波片8的上方还可以覆盖有高透光学胶(图中未示出)。
[0035] 由于本方案的微型TOF传感器封装件的结构、形状规整,因此在加工时,可以采用批量加工方式,其具体过程如下:
[0036] S1,在一大幅载板(其包括多个基板1)的阻容器件连接位置进行膏印刷以及在光电接收Sensor芯片连接位置点涂助焊剂
[0037] S2,将一组阻容器件及底部植金球的光电接收Sensor芯片分别贴装在大幅载板的上述阻容器件连接位置及在光电接收Sensor芯片连接位置,再进行回流焊实现连接通信。
[0038] S3,将大幅载板的一组光芯片贴片位置进行点胶,将一组光芯片贴装在大幅载板上,并使胶水固化实现每个光芯片与基板固定;通过等离子清洗将光芯片及封装载板上的
脏污祛除;通过引线键合将每个光芯片与其对应的基板1上的电路进行互联通信。
[0039] S4,将一组光电接收Sensor芯片表面进行胶水点涂,并且在光电接收Sensor芯片上贴装一Lens芯片7(玻璃滤波片),通过加热固化使Lens芯片7与所述光电接收Sensor固
定。
[0040] S5,将一组所述上罩2的沉孔的台阶面处点胶并将滤波片8贴装到沉孔中,使胶水固化实现每个滤波片8与上罩2的固定。
[0041] S6,在一组所述上罩的底部点胶并将每个上罩装到一个基板1上,使胶水固化实现每个上罩2与基板1的固定。此时,所述微型TOF传感器封装件的封装中间物包括上述的微型TOF传感器封装件100,每个所述微型TOF传感器封装件100的基板1是一大幅载板200的部
分。
[0042] S7,将大幅载板进行切割,形成若干个微型TOF传感器封装件的单体
[0043] 本实用新型尚有多种实施方式,凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案,均落在本实用新型的保护范围之内。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈