一种VCSEL传感器封装结构的制作方法

本实用新型属于半导体激光器领域，涉及一种VCSEL传感器封装结构。

背景技术：

VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)垂直腔面发射激光器，以砷化镓半导体材料为基础研制，有别于LED(发光二极管)和LD(Laser Diode，激光二极管)等其他光源，具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用与光通信、光互连、光存储等领域。

对于VCSEL芯片的封装，通常需要在基板上设置围坝，与基板形成空腔，将VCSEL芯片封装在空腔内。目前常用的形成围坝的方法有两种：一，在VCSEL芯片四周通过划胶的方式形成围坝；二，预先通过注塑形成围坝塑料件，将塑料件围坝粘接在基板上。

目前这两种方案作业过程中都存在品质不稳定，生产出来的基板尺寸不一致，生产效率不高的问题，导致生产成本较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种VCSEL传感器封装结构。该封装结构通过将所有侧板一体成型成为一个整侧板，简化了VCSEL传感器的封装步骤，提高了封装质量。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种VCSEL传感器封装结构，包括底板和侧板，底板上设置有M×N个基板块，侧板上设置有M×N个侧壁块，一个基板块对应和一个侧壁块的下端固定连接，所有侧壁块上端共同固定连接有一个盖板；一个基板块、一个侧壁块和盖板共同组成一个封装结构，每一个封装结构内的基板块上固定设置有一个VCSEL芯片，VCSEL芯片和基板块电连接；M和N均为≥1的自然数。

本实用新型的进一步改进在于：

优选的，底板包括底板空白区域和M个基板区，相邻的基板区之间为底板空白区域；每一个基板区内设置有N个基板块。

优选的，基板区在底板上呈行、列布置；基板块在基板区上呈行、列布置。

优选的，每一个基板块上铺设有一个VCSEL传感器的金属线路；底板选用陶瓷或树脂。

优选的，侧板包括侧板空白区域和M个侧壁区，相邻的侧壁区通过侧板空白区域固定连接；每一个侧壁区内由N个侧壁块组成；每一个侧壁块由四个侧壁组成；四个侧壁均垂直于基板块，和一个基板块的四个边固定连接。

优选的，侧板选用铜或树脂。

优选的，VCSEL芯片和基板块通过金属键合丝电连接。

优选的，盖板选用透光玻璃。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型公开了一种VCSEL传感器封装结构，该结构将多个封装结构的基板集合在一块底板上，将多个封装结构的侧壁也集成在一个侧板上。使得同时形成多个封装结构，效率高的同时，封装结构的尺寸一致，良品率高，成本降低。

进一步的，基板区之间有空白区域，基板区和基板块均呈行、列布置，便于排布封装结构的位置，使得基板区和基板块的尺寸一致，进而保证所有传感器的尺寸一致；同时便于最后的切割。

【附图说明】

图1为本实用新型的底板结构示意图；

图2为本实用新型的侧板结构俯视图；

图3为本实用新型的侧板结构A-A面的剖视图；

图4为本实用新型的单独封装结构示意图；

其中：1-底板；2-侧板；3-VCSEL芯片；4-金属键合丝；5-盖板；6-侧壁；7-底板空白区域；8-侧板空白区域；9-基板区；10-基板块；11-侧壁区；12-侧壁块。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体步骤对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1，本实用新型公开了一种VCSEL传感器封装结构，所述传感器包括底板1、侧板2、VCSEL芯片3、金属键合丝4和盖板5。底板1包括底板空白区域7和基板区9，基板区9内有基板块10；侧板2包括侧板空白区域8和侧壁区11，侧壁区11由侧壁块12组成，侧壁块12由侧壁6组成。

底板1为封装结构的载板，是陶瓷或者树脂材质，底板1包括基板区9和底板空白区域7，底板1包括M个基板区9，相邻的基板区9之间为空白区域7，底板1上的基板区9和空白区域7均为一体成型；每一个基板区9包括N个基板块10；每一个基板块10为一个VCSEL传感器的基板，因此一个底板1上有M×N个基板块10；每一个基板块10上有铺设有一个传感器的金属线路，因此一个基板区9上铺设有N个金属线路，所有的金属线路形成金属线路层。

侧板2作为封装结构的侧壁，选用铜材或树脂材质；侧板2包括侧壁区11和侧板空白区域8，侧板2包括M个侧壁区11，相邻的侧壁区11之间均为侧板空白区域8，侧壁区11和侧板空白区域8为一体成型；每一个侧壁区11由N个侧壁块12组成，因此一个侧板2上包括M×N个侧壁块12，每一个侧壁块12包括4个侧壁6，4个侧壁6固定组成一个四方形的侧壁块12；相邻的侧壁块12共用一个侧壁6，即每一个侧壁6均属于两个封装结构，每一个侧壁6均垂直于底板1；每一个侧壁6的高度由封装结构的需要的腔体高度决定。

结合上述分析可知，本实用新型是将多个封装结构的基板固定一体成型在一个底板1上，即一个底板1上划分有多个基板块10；多个封装结构的侧壁6固定一体成型在一个侧板2上，同上底板1上的基板区9对应侧壁区11，一个基板块10对应一个侧壁块12，底板空白区域7对应侧板空白区域8，所述的对应为位置和数量均对应；且基板区9在底板1上呈行、列布置，基板块10在基板区9上呈行、列布置，对应的侧壁区(11)在侧板2上呈行、列布置，侧壁块12呈行、列布置；当最后封装时，统一将侧板2固定在底板1上，在侧板2的上方再封装一个盖板5，即一次一个底板1上能够形成M×N个封装结构，每一个封装结构包括1个基板块10和1个侧壁块12，即一个基板块10对应4个侧壁6；使得多个封装结构的尺寸统一，且工艺简单，且形成的封装结构数量能够根据实际情况调整，M和N能够根据实际情况进行设定。本实施例中的盖板5选用透光玻璃。

M和N均为≥1的自然数。

每一个封装结构内还设置有金属键合丝4，金属键合丝4选用金属材质，用于电连接每一个VCSEL芯片3和基板块10。

本实用新型封装结构的封装过程具体包括以下步骤

步骤1，压合底板1和侧板2形成空腔

压合前先对底板1与侧板2的连接处进行涂胶，即每一个侧壁6对应的底板1处进行涂胶，采用钢网印刷的方式，胶的材质可以是锡膏或者硅胶粘合剂，

步骤2，上芯

使用上芯设备将M×N个VCSEL芯片3著晶在底板1和侧板2压合后的基板上，上芯胶水可以是导电DAF或环氧树脂胶，导电DAF为超薄型薄膜黏合剂。

步骤3，键合

通过金属线作为金属键合丝4键合，将VCSEL芯片3与每一个封装结构内的基板块10键合，实现VCSEL芯片3和底板1电性连接。

步骤4，固定盖板5

将盖板5通过上芯设备固定在侧板2的上端；同时VCSEL芯片3封闭在每一个封装结构的腔体内；固定连接的盖板5和VCSEL芯片3的固定胶为硅胶或环氧树脂胶。

第五步：将封装好的成品切割成为M×N个单颗封装结构。

该封装方法能够一次形成多个封装结构，且形成的封装结构尺寸一致，品质良率好；相比于现有技术生产效率高，工艺制作简单，成本低。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。