混合式光电积体封装制造技术

本实用新型专利技术是一种混合式光电积体封装，具有一基座及一封盖所形成的单一封装体，于基座设有一激光发光芯片或夹以副置体间接结合于基座上，基座内并装置极纳（Ｚｅｎｅｒ）二极管以保护激光发光芯片，及可见光发光二极管以显示工作状态，于封盖设有光学组件，另依据光学设计的位置，在适当位置装设阻隔光栅，在基座选定处设有一测光芯片，并可选择性设置一运算芯片于基座，通过此组成单一封装结构，可用于搜集被测物体信息的整合式光电积体封装并可显示工作状态。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是有关一种混合式光电积体封装，特别指可以搜集被测物体信息的混合式光电积体封装。
技术介绍
感应与控制是非常主要的基础电子，为了执行进行，需要一个信号，此信号通常以光的形态表现(无论是可见光或不可见光)，然后将此光的信号送达到被测物体，再反射回到传感器，则此含有信息的信号就会被读取出来，并送到运算芯片进行运算，以便作进一步的应用。由于组件物理特性的差异，以及为了达到组件性能最佳化，光源芯片101、感应芯片102及运算芯片103通常被分开制造以及封装，并利用印刷电路板104将其电性连接起来(如图4所示)，通过此可用于探测被测物体50。在某些情况下，如果感应芯片102与运算芯片103是由同一种半导体制造出来，例如硅晶，这二个组件就可以被单芯片结合积体起来，或是利用混合式封装成为一个。虽然上述光源与传感器是被分开来封装，但也有某些情况，光源与传感器是封装在同一个封装里，如图5所示，一封罐201构装的半导体激光二极管202(光源)，其中含有一个测光二极管203(感应器)，由半导体激光二极管202晶粒的镜面发出的光，射到测光二极管203上，即可测量半导体激光二极管202的发光能量，进而用于控制其发光能量；或如图6所示，是一个一般的光偶合器30，由半导体发光二极管301光源发出的光被反射到测光二极管302或测光芯片上。上述二种情形，光传感器接收到的是同一封装里的光源所发出的光，而封装外的物体并未感应，也就是说封装外的信息并没有被封装内的感应器所接收。另外在这类应用中光学镜片与封装好的电子构件，都是在组装时才加以连结，此时常常会受到组件同心度偏差的困扰。然而很多应用上仍需要光指向被测物体，再由被测物体反射光将所要搜集的信息回射至传感器作运算(参阅图1所示)，特别是利用激光光源的单一波长与光束平行的特性来取得被测物之独特信息，如何将激光光源与传感器封装使用的形式最佳化、提升光学镜片组装精确度，封装体积的缩小、降低成本及如何比较容易应用，是一个需要不断研发的课题。
技术实现思路
本技术主要目的，在提供一种混合式光电积体封装，将激光光源、传感器、运算芯片、发光二极管、阻隔光栅及光学组件封装在一起，可用来执行一个事先设计好的特殊电子功能，经过激光光学组件的光源所发射的光射到被测物体，再反射回到传感器，并将所有搜集信息送至运算芯片进行运算，以达成封装制程简化、封装体积缩小及降低成本等效果。依上述目的，本技术的实施内容是包括一封装体、一激光发光芯片、一测光芯片、一发光二极管、一阻隔光栅、一极纳(Zener)二极管及选择性设置的运算芯片组成，其中该封装体是具有一基座，于基座上面设一结构封盖，于封盖选定处设置光学镜片；该激光发光芯片是结合于基座上，为设定激光发射角度也可将激光预先固定在表面倾斜特定角度的副置体上再结合于基座上，激光附近装有极纳(Zener)二极管以避免整个装置在使用中产生之静电累积，而造成激光芯片及测光运算芯片的破坏，该测光芯片乃经光学设计结合于基座选定处，用于接收由激光发光芯片所发出且经过光学镜片及外界被测物体反射回来的光线，在入射光线途径之适当处装置一阻隔光栅以阻挡噪声，另外于激光发光组件附近装置一可见光发光二极管以显示整组构件是否正常工作，通过此组成单一封装结构，可用于搜集被测物体信息混合式光电积体封装，以便达到上述封装制程简化、封装体积缩小及降低成本等效果。附图说明图1为本技术光电积体封装之断面立体图；图2为本技术光电积体封装之断面示意图；图3为本技术应用实施状况之示意图；图4为现有光源与传感器分开封装之示意图；图5为现有光源与传感器一同封装之示意图；图6为现有光偶合器之封装示意图。主要图号说明封装体1；基座11；对外导接部111；副置体114；封盖12；腔室121；第一光学镜片122；第二光学镜片123；斜面124；弧凸面125、126；开孔127；激光发光芯片2；测光芯片3；运算芯片4；被测物体50；可见光发光二极管5；阻隔光栅6；极纳(Zener)二极管7；具体实施方式兹依附图实施例将本技术之结构特征及其它之作用、目的详细说明如下如图2所示，本技术所为『混合式光电积体封装』，是包括一封装体1、一激光发光芯片2、一测光芯片3及选择性设置的运算芯片4、一可见光发光二极管5、一阻隔光栅6、一极纳(Zener)二极管7所组成，其中封装体1，如图1及图2所示，为一基座11及一中空状封盖12所组成的单一封装构件，该基座11可为印刷电路板或导线架等，于选定处设有可与其它功能性电路板等设备作电性连接的对外导接部111，于基座11上设置所述封盖12；该封盖12可为一组合成一体的中空状透光体，于底部构成一腔室121封罩住基座11上面，于腔室121顶部构成二个镜面投射路径在封盖12外部呈交集的第一、二光学镜片122、123，使腔室121内部光源经由第一光学镜片122投射于外界被测物体50，再反射经过第二光学镜片123进入腔室；其中，所述该基座11之对外导接部111，可为金属导线或导接端子等构成；该第一光学镜片122，其内面可构成为一弧凹面124，其外面可构成为一弧凸面125；而第二光学镜片123可构成为内、外均呈弧凸面126；又该封盖12顶端是可设有一开孔127，使所述第一、二光学镜片122、123之外面位在开孔127内，用以保护第一、二光学镜片122、123；激光发光芯片2，如图1及图2所示，可为一种激光二极管，例如边射型激光二极管(Edge-Emitting Laser，EELD)，或垂直共振腔面射型激光二极管(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL，简称面射型激光二极管)，可为一个或多个直接结合于该封装体1之基座11上面呈电性连接，或夹以副置体114间接结合于基座11上面呈电性连接，被所述封盖12的腔室121罩设密封，并令其发光端(面)对应于第一光学镜片122内面，一极纳(Zener)二极管7装设于激光发光芯片2附近，与激光发光芯片呈电性连结以泄放线路中累积之静电电荷以保护激光发光芯片；测光芯片3，如图1，图2所示，是一种用以接收、感测光线的芯片(Sensor chip)，是依据上述第二光学镜片123反射光源所投射的位置结合于封装体1之基座11上面呈电性连接，被所述封盖12的腔室121罩设密封，测光芯片上方的适当位置装设有一阻隔光栅6开有一必要之最小孔径仅容许信号光束通过以避免噪声进入；如上所述，该激光发光芯片2及测光芯片3并不一定要设在该基座11同一平面或光平面上，且该发光芯片2及测光芯片3的接地平面在电(性)缘上亦可为相接或绝缘，端视使用需求可变更实施；也可装置一可见光发光二极管5于激光发光芯片2附近，以发光方式显示整组构件是否正常工作，另者，亦可选择性于该基座11上设置一个或多个所述运算芯片4，用以接收测光芯片3所读取的信息信号作运算，以便作进一步的应用，通过此即组成本技术混合式光电积体封装。参阅图2、图3所示，本技术混合式光电积体封装应用实施时，可由所述激光发光芯片2发出探测光源，经由第一光学镜片122使激光光扩展并形成平行光束后再折射出封盖12，或是将激光发光芯片装置于倾斜特定角度的副置体上，倾斜角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合式光电积体封装，其特征在于，包括：　　　　一封装体，具有一基座及一封盖，该封盖为中空状透光体，于底部构成一腔室封罩住基座上面，于腔室顶部构成镜面投射路径在封盖外部呈交集的第一及第二光学镜片，可供腔室内部光源经由第一光学镜片调整后投射于外界被测物体，再反射经过第二光学镜片进入腔室；　　　　一激光发光芯片，乃结合于封装体之基座上面呈电性连接，被封盖的腔室罩设密封，并令其发光端对应于第一光学镜片；　　　　一测光芯片，是依据第二光学镜片接收被测物体反射光源所投射的位置结合于封装体的基座上面呈电性连接，被封盖的腔室罩设密封。

【技术特征摘要】
1.一种混合式光电积体封装，其特征在于，包括一封装体，具有一基座及一封盖，该封盖为中空状透光体，于底部构成一腔室封罩住基座上面，于腔室顶部构成镜面投射路径在封盖外部呈交集的第一及第二光学镜片，可供腔室内部光源经由第一光学镜片调整后投射于外界被测物体，再反射经过第二光学镜片进入腔室；一激光发光芯片，乃结合于封装体之基座上面呈电性连接，被封盖的腔室罩设密封，并令其发光端对应于第一光学镜片；一测光芯片，是依据第二光学镜片接收被测物体反射光源所投射的位置结合于封装体的基座上面呈电性连接，被封盖的腔室罩设密封。2.如权利要求1所述混合式光电积体封装，其特征在于，所述第一光学镜片是将激光束扩展并调整成平行光束，致使激光束的光点在待测面上形成介于1至2.5公厘的光点，以供第二光学镜片在测光芯片上成像。3.如权利要求1所述混合式光电积体封装，其特征在于，所述激光芯片设置于一副置体上以将激...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑祝良，王继华，
申请(专利权)人：联钧光电股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]