[发明专利]一种EEL激光器TOF模组封装结构及其制作方法

说明书

本发明公开了一种EEL激光器TOF模组封装结构及其制作方法，EEL激光器TOF模组封装结构包括AlN过渡热沉、第一焊接部、第二焊接部、EEL激光器、高反射平面镜和光探测芯片。本发明所公开的EEL激光器TOF模组封装结构不影响EEL散热效率，且TOF尺寸较小，结构紧凑。该封装结构的制作过程更简单，非常适合批量化生产，工艺简单，成本更低，减少了键合金线的数量。

技术领域

本发明涉及EEL激光器封装结构领域，特别涉及一种激光器TOF模组封装结构及其制作方法。

背景技术

TOF技术（飞行时间技术）利用光信号的发射与返回时间差来获得深度信息，因此在自动驾驶、人脸识别、AR/VR领域有着广阔的市场前景。TOF模组是TOF技术的光信号发射源，通常包括了EEL激光器光源、光学漫射体diffuser、基板和支架组成。目前，TOF模组的封装形式主要是陶瓷封装或PCB-COB封装，主要工艺流程为将EEL激光器光源焊接在热沉上。再将热沉焊接至PCB基板，最后以金线键合的方式进行电极的电连接。

EEL激光器光源工作过程中会产生大量的热，一般来说，其发光效率和使用寿命会随着温度的增加而下降，开发性能优越的封装形式是解决散热问题的当务之急。AlN具有优良的散热能力和合适的热膨胀系数，因此是EEL激光器的理想过渡热沉。然而，现有技术中的AlN过渡热沉在于EEL激光器光源封装的过程中，存在一定的问题。AlN本身为绝缘体，以AlN为过渡热沉需要将EEL的正负极或AlN上的功能PAD分别由金线与PCB基板相连，成本较高，工艺也较为复杂。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种EEL激光器TOF模组封装结构，包括基板以及设置在基板上方的EEL激光器TOF模组，其特征在于，包括AlN过渡热沉、第一焊接部、第二焊接部以及EEL激光器：所述AlN过渡热沉包括贯穿于所述AlN过渡热沉的至少两列贯孔，每一列贯孔由垂直方向上间隔排列的两个贯孔组成，所述贯孔填充有金属铜；所述第一焊接部包括有两条金锡焊料，所述两条金锡焊料分别铺设在所述AlN过渡热沉下表面两列贯孔下方，所述第一焊接部与所述基板导电连接；所述第二焊接部包括有两条金锡焊料，所述两条金锡焊料分别铺设在所述AlN过渡热沉上表面两列贯孔上方；所述EEL激光器设置在所述第二焊接部的一条金锡焊料上，所述EEL激光器上表面焊接有多根金线，所述金线在垂直方向上间隔排列，并连接至所述第二焊接部水平方向上布置于相对下方的金锡焊料上表面。

优选地，所述基板四周相对外侧设置有支架，所述支架上方设置有光学漫射体，所述支架和所述光学漫射体形成容纳EEL激光器TOF模组的空间。

优选地，所述基板上设有铜线，所述铜线包括铺设在所述基板上方的两条条状铜线，所述条状铜线与所述第一焊接部的两条金锡焊料对齐贴合。

优选地，所述支架与所述基板通过UV胶相连接，所述光学漫射体与所述支架通过UV胶相连接。

优选地，所述基板上光探测芯片和设有45°±5°的高反射平面镜。

优选地，所述EEL激光器的芯片采用GaAs、AlGaAs或InP基材料。

根据本发明的一个方面，一种EEL激光器TOF模组封装结构的制作方法，包括：步骤1：在矩形AlN过渡热沉上表面设置贯穿于所述AlN过渡热沉的至少两列贯孔，贯孔组由垂直方向上平行间隔排列的两个贯孔组成，所述两列贯孔在水平方向上对齐，针对所述贯孔进行金属铜填充；步骤2：在所述两列贯孔的正反面粘贴两条金锡焊料；步骤3：将所述两列贯孔与所述基板上的两条条状铜线对齐；步骤4：将所述AlN过渡热沉放置在所述基板上，所述两条金锡焊料与所述两条条状铜线分别对应贴合；步骤5：将EEL激光器贴合至AlN过渡热沉正面的第一金锡焊料上，焊接所述EEL激光器、所述AlN过渡热沉和所述基板；步骤6：在EEL上表面平行间隔焊接多根金线，将所述多根金线的另一端连接至所述AlN过渡热沉正面的第二金锡焊料上；

优选地，所述焊接采用Flipchip焊接模式。