一种光敏元件的COB封装结构与激光传感器的制作方法

一种光敏元件的cob封装结构与激光传感器
技术领域
1.本实用新型涉及光电传感器技术领域，尤其是涉及到一种光敏元件的cob封装结构与激光传感器。


背景技术：

2.随着科技水平的提高，激光传感器被广泛应用于长度、距离、振动、速度、方位等物理量的测量，激光传感器由激光器、激光检测器和测量电路组成，可实现无接触远距离测量，具有速度快、精度高、量程大等优点。目前，常规使用的激光检测器一般将感光芯片先封装成半导体二极管，然后再通过引脚焊接到特定的激光检测电路的基板上，相对工艺较复杂且成本较高，抗干扰能力弱且不易装载使用。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提供了一种光敏元件的cob封装结构与激光传感器，能够检测反馈特定波长的激光，同时具备强抗外界干扰能力，可广泛应用于测距和测速等领域。
4.本实用新型第一方面的实施例，提供了一种光敏元件的cob封装结构，包括基板、光敏芯片和金属管帽，基板的上表面设置有功能区，功能区的外侧开设有环形凹槽；光敏芯片位于功能区，通过引线与基板实现电连接；金属管帽插设于环形凹槽，在朝向接收方向上开设有接收窗口，使光敏芯片的感光区域正对接收窗口。
5.进一步地，基板的下表面设置有接插座，用于与接插件连接。
6.进一步地，基板的下表面还设置有引脚接口。
7.进一步地，基板上设置有定位孔，定位孔位于环形凹槽两侧。
8.进一步地，金属管帽底部设置有限位结构。
9.进一步地，环形凹槽内部设置有硅胶层，硅胶层用于粘接金属管帽与基板。
10.进一步地，硅胶层的厚度为环形凹槽的深度的二分之一。
11.本实用新型第二方面的实施例，提供了一种激光传感器，包括激光器、测量电路和光敏元件的cob封装结构。
12.本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：一种光敏元件的cob封装结构，包括基板、光敏芯片和金属管帽，基板的上表面设置有功能区，功能区的外侧开设有环形凹槽；光敏芯片位于功能区，通过引线与基板实现电连接；金属管帽插设于环形凹槽，在朝向接收方向上开设有接收窗口，使光敏芯片的感光区域正对接收窗口。由此，能够检测反馈特定波长的激光，同时具备强抗外界干扰能力，可广泛应用于测距和测速等领域。
13.其中，光敏元件采用板上芯片封装(chips on board，cob)方式封装，满足光敏芯片的焊接要求的同时，集成度和精密度更高，光敏芯片对特定波长的激光响应度更高；金属管帽与环形凹槽的特殊装配方式，在具有高可靠性和强抗干扰性的同时，节约了制作成本；基板的下表面设置有接插座，便于连接各类激光传感器，扩大了光敏元件的cob封装结构的使用范围。
14.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
15.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中：
16.图1示出了本实用新型的一个实施例提供的一种光敏元件的cob封装结构的示意图；
17.图2示出了图1所示实施例的基板上表面的结构示意图；
18.图3示出了图1所示实施例的基板下表面的结构示意图；
19.图4示出了图1所示实施例的功能区的结构示意图；
20.图5示出了图1所示实施例的金属管帽与基板的连接结构示意图。
21.其中，图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
22.1基板，11功能区，12环形凹槽，13接插座，14引脚接口，15定位孔，2光敏芯片，21引线，3金属管帽，31接收窗口，32限位结构，33硅胶层，4激光器，5测量电路。
具体实施方式
23.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
24.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
25.下面参照图1至图5描述根据本实用新型一些实施例提供的一种光敏元件的cob封装结构与激光传感器。
26.如图1至图3所示，根据本实用新型实施例提供的一种光敏元件，包括基板1、光敏芯片2和金属管帽3，基板1的上表面设置有功能区11，功能区11的外侧开设有环形凹槽12；光敏芯片2位于功能区11，通过引线21与基板1实现电连接；金属管帽3插设于环形凹槽12，在朝向接收方向上开设有接收窗口31，使光敏芯片2的感光区域正对接收窗口31。由此，能够检测反馈特定波长的激光，同时具备强抗外界干扰能力，可广泛应用于测距和测速等领域。
27.如图4所示，光敏元件采用cob封装方式，直接将光敏芯片2及其它元件粘接在基板1上，在满足光敏芯片2的焊接要求的同时，使得光敏元件的集成度和精密度更高。具体地，首先将光敏芯片2用银胶粘接在基板1上表面的功能区11，使用引线21键合光敏芯片2与基板1，以实现光敏芯片2与基板1的电连接。优选地，采用金线作为引线21。然后，采用二次涂覆的方式，使用硅胶覆盖基板1，用于封闭形成闭合回路；最后将金属管帽3与环形凹槽12连接，进行加热固化封装。
28.其中，光敏芯片2用于感应特定波长的激光，优选地，在一些可能的实施例中，光敏芯片2在接收到波长为460nm、1064nm和1080nm的激光时，产生的光谱感应及响应度效果最显著。
29.其中，金属管帽3罩在光敏芯片2的外侧，在对光敏芯片2起到保护作用的同时，使得光敏元件的cob封装结构具备强抗干扰能力。
30.其中，基板1上还设置有激光检测电路，用于对光敏芯片2接收到的激光信号进行处理。
31.如图1和图3所示，基板1的下表面设置有接插座13，用于与接插件连接。具体地，采用回流焊的方式，将接插座13焊接在基板1的下表面，便于对光敏元件进行电特性测试，也可以将光敏元件直接连接至各类激光检测器，操作方便且准确。优选地，在一些可能的实施例中，接插座13采用ipex接口。
32.如图3所示，在一些可能的实施例中，基板1的下表面还设置有引脚接口14。具体地，引脚接口14为漏铜的正负圆孔，能够直接使用万用表或焊接导线进行连接，以测试光敏芯片2的光电流等电学参数。
33.如图2和图3所示，基板1上设置有定位孔15，定位孔15位于环形凹槽12两侧，用于定位，以便于将基板1准确安装至激光检测器。
34.如图5所示，金属管帽3底部设置有限位结构32，用于确定金属管帽3与环形凹槽12的连接位置，同时使得连接更加牢固，避免金属管帽3脱出。优选地，在一些可能的实施例中，限位结构32为朝向金属管帽3外侧的卡扣式结构。
35.如图5所示，环形凹槽12内部设置有硅胶层33，硅胶层33用于粘接金属管帽3与基板1。具体地，在连接金属管帽3与环形凹槽12时，首先向环形凹槽12内注入硅胶，使得硅胶层33的厚度为环形凹槽12的深度的二分之一，在保证金属管帽3与环形凹槽12的连接牢固的同时，能够避免硅胶溢出，然后进行加热固化封装。
36.本实用新型第二方面的实施例，提供了一种激光传感器，包括激光器4、测量电路5和光敏元件的cob封装结构。其中，激光器4向被测物体发出激光信号，由光敏元件接收被测物体的返回信号，并将返回信号反馈至测量电路5，以实现激光传感器的自动控制和激光检测的作用。
37.本实用新型的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.在本实用新型的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本实用新型中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
39.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。