可调式双阶梯光传感器封装结构的制作方法

本技术涉及一种芯片封装结构，尤其涉及一种可调式双阶梯光传感器封装结构。

背景技术：

1、光传感器的工作原理是：通过光学发射端芯片以一定的角度发射光束，光束在经过障碍物、遮挡物等的漫反射后被光学接收端芯片捕获，利用不同深浅的反射图像达到非接触和非破坏性的测量目的。目前，广传感器被广泛应用于工业、汽车、电子产品和零售自动化的运动检测等领域中。

2、在电子产品的光传感器芯片封装中，光传感器的发射端芯片和接收端芯片需要通过两个独立的容腔分开封装，以防止发射端芯片发射的光线直接对接收端芯片造成影响，而导致电子产品的光学测量精度下降。

3、中国实用新型专利cn206134714u公开了一种光学传感器封装结构，并具体公开了：包括设置在第一容腔中的第一光学芯片，以及设置在第二容腔内的第二光学芯片；壳体上设置有与第一容腔对应的第一光学窗口，以及与第二容腔对应的第二光学窗口；在所述壳体上还贴装有覆盖所述第一光学窗口、第二光学窗口的透光盖板；所述透光盖板在第一光学窗口、第二光学窗口的位置分别形成有第一凸透镜结构、第二凸透镜结构。

4、现有技术的光学传感器封装结构及上述实用新型专利均存在以下不足之处：

5、1、由于两个容腔之间通过盖子的中间部分分隔，盖子中间部分的底部需要通过环氧树脂胶与基板粘接固定并起到挡光的作用，但环氧树脂胶无法100％阻挡光的穿透，导致发射端芯片侧容腔内的部分光束会穿过环氧树脂胶层进入接收端芯片侧容腔内，发射端芯片的光束直接被接收端芯片接收，从而影响光学传感器的测量精度。同时，采用环氧树脂胶挡光的生产成本较高，为了保证环氧树脂胶的充分涂覆和挡光作用，环氧树脂胶用量较大并导致溢胶的问题频发。

6、2、由于容腔之间通过盖子的中间部分分隔，若发射端芯片和接收端芯片靠近盖子中间部分的位置处需要打线，盖子的中间部分在安装时常存在压线问题，影响发射端芯片和接收端芯片的正常使用。

7、3、由于两个容腔横向排列，尺寸较大，芯片封装结构的排版不灵活，空间利用率受限。

8、因此，需要提供一种可调式双阶梯光传感器封装结构，以解决现有技术中环氧树脂胶无法完全挡光、环氧树脂胶成本高、环氧树脂胶溢胶、盖子中间部分压线、尺寸大、排版利用受限的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种可调式双阶梯光传感器封装结构，能解决现有技术中环氧树脂胶无法完全挡光、环氧树脂胶成本高、环氧树脂胶溢胶、盖子中间部分压线、尺寸大、排版利用受限的问题。

2、本实用新型是这样实现的：

3、一种可调式双阶梯光传感器封装结构，包括阶梯式盖子、透光板、发射端芯片、接收端芯片和基板；发射端芯片固定在基板上，接收端芯片层叠固定在发射端芯片上，且接收端芯片远离发射端芯片的光束发射部位设置；阶梯式盖子呈一侧高、另一侧低的阶梯式结构，阶梯式盖子固定在基板上并罩盖在发射端芯片和接收端芯片上，使阶梯式盖子的低阶梯段罩盖在发射端芯片的光束发射部位上方，阶梯式盖子的高阶梯段罩盖在接收端芯片的上方；阶梯式盖子的低阶梯段和高阶梯段上均形成有镂空部，两块透光板分别安装在阶梯式盖子两个镂空部处且位于光束发射部位和接收端芯片的正上方。

4、所述的阶梯式盖子的高阶梯段内壁上设有挡光板，挡光板位于高阶梯段与低阶梯段之间的衔接立面的内壁上。

5、所述的挡光板设有一块或多块，多块挡光板由下至上依次水平间隔排布，且多块挡光板的宽度由下至上依次增大，形成阶梯式挡光结构。

6、所述的挡光板的宽度不超过衔接立面与高阶梯段上镂空部的水平距离。

7、所述的低阶梯段延伸至接收端芯片的旁侧，且低阶梯段不高于接收端芯片，使高阶梯段、衔接立面和阶梯式盖子的侧壁环绕在接收端芯片的四周。

8、所述的基板上形成有第一嵌装槽，发射端芯片的底部通过第一嵌装槽匹配嵌装在基板上，使发射端芯片下沉式固定在基板上。

9、所述的基板上形成有第二嵌装槽，第二嵌装槽周向环绕在第一嵌装槽的外侧，阶梯式盖子的底部通过第二嵌装槽匹配嵌装在基板上，使阶梯式盖子下沉式固定在基板上。

10、所述的第一嵌装槽和第二嵌装槽的深度均不超过基板厚度的一半。

11、所述的透光板的顶部均形成有凸透镜面，透光板固定在阶梯式盖子的内壁上，使凸透镜面全部或部分位于镂空部内。

12、所述的镂空部的顶部宽度大于底部宽度，使镂空部的侧壁形成斜面结构。

13、本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

14、1、本实用新型由于设有阶梯式盖子和挡光板，采用低阶梯段、高阶梯段和衔接立面形成阶梯结构，低阶梯段和挡光板可对发射端芯片起到有效的、完全的遮光作用，发射端芯片的光束只能通过其上方的透光板射出，高阶梯段可对接收端芯片起到有效的遮光作用，接收端芯片只能从其上方的透光板接收光束，避免发射端芯片的光束直接影响接收端芯片，保证了光传感器的光学测量性能；同时，阶梯式盖子通过衔接立面分隔成两个区域，阶梯式盖子的中部无需通过环氧树脂胶与基板固定，避免了环氧树脂胶加工成本高和容易溢胶的问题，阶梯式盖子的中部不会与附近打线发生干涉，有利于降低生产成本和生产工艺难度。

15、2、本实用新型由于设有阶梯式盖子，利用低阶梯段和高阶梯段形成高度差，低阶梯段与衔接立面之间的落差空间内能排布更多的元件，具有较高的排布灵活性和调整弹性，有利于减小整个封装结构的尺寸，从而减小电子产品的体积。

16、3、本实用新型由于设有第一嵌装槽和第二嵌装槽，通过第一嵌装槽实现发射端芯片的下沉式安装，通过第二嵌装槽实现阶梯式盖子的下沉式安装，能降低整个封装结构的高度，从而进一步减小整个封装结构的尺寸。

技术特征：

1.一种可调式双阶梯光传感器封装结构，其特征是：包括阶梯式盖子(1)、透光板(2)、发射端芯片(3)、接收端芯片(4)和基板(5)；发射端芯片(3)固定在基板(5)上，接收端芯片(4)层叠固定在发射端芯片(3)上，且接收端芯片(4)远离发射端芯片(3)的光束发射部位(301)设置；阶梯式盖子(1)呈一侧高、另一侧低的阶梯式结构，阶梯式盖子(1)固定在基板(5)上并罩盖在发射端芯片(3)和接收端芯片(4)上，使阶梯式盖子(1)的低阶梯段(101)罩盖在发射端芯片(3)的光束发射部位(301)上方，阶梯式盖子(1)的高阶梯段(102)罩盖在接收端芯片(4)的上方；阶梯式盖子(1)的低阶梯段(101)和高阶梯段(102)上均形成有镂空部(103)，两块透光板(2)分别安装在阶梯式盖子(1)两个镂空部(103)处且位于光束发射部位(301)和接收端芯片(4)的正上方。

2.根据权利要求1所述的可调式双阶梯光传感器封装结构，其特征是：所述的阶梯式盖子(1)的高阶梯段(102)内壁上设有挡光板(6)，挡光板(6)位于高阶梯段(102)与低阶梯段(101)之间的衔接立面(104)的内壁上。

3.根据权利要求2所述的可调式双阶梯光传感器封装结构，其特征是：所述的挡光板(6)设有一块或多块，多块挡光板(6)由下至上依次水平间隔排布，且多块挡光板(6)的宽度由下至上依次增大，形成阶梯式挡光结构。

4.根据权利要求2或3所述的可调式双阶梯光传感器封装结构，其特征是：所述的挡光板(6)的宽度不超过衔接立面(104)与高阶梯段(102)上镂空部(103)的水平距离。

5.根据权利要求1所述的可调式双阶梯光传感器封装结构，其特征是：所述的低阶梯段(101)延伸至接收端芯片(4)的旁侧，且低阶梯段(101)不高于接收端芯片(4)，使高阶梯段(102)、衔接立面(104)和阶梯式盖子(1)的侧壁环绕在接收端芯片(4)的四周。

6.根据权利要求1所述的可调式双阶梯光传感器封装结构，其特征是：所述的基板(5)上形成有第一嵌装槽(501)，发射端芯片(3)的底部通过第一嵌装槽(501)匹配嵌装在基板(5)上，使发射端芯片(3)下沉式固定在基板(5)上。

7.根据权利要求6所述的可调式双阶梯光传感器封装结构，其特征是：所述的基板(5)上形成有第二嵌装槽(502)，第二嵌装槽(502)周向环绕在第一嵌装槽(501)的外侧，阶梯式盖子(1)的底部通过第二嵌装槽(502)匹配嵌装在基板(5)上，使阶梯式盖子(1)下沉式固定在基板(5)上。

8.根据权利要求7所述的可调式双阶梯光传感器封装结构，其特征是：所述的第一嵌装槽(501)和第二嵌装槽(502)的深度均不超过基板(5)厚度的一半。

9.根据权利要求1所述的可调式双阶梯光传感器封装结构，其特征是：所述的透光板(2)的顶部均形成有凸透镜面(201)，透光板(2)固定在阶梯式盖子(1)的内壁上，使凸透镜面(201)全部或部分位于镂空部(103)内。

10.根据权利要求1或9所述的可调式双阶梯光传感器封装结构，其特征是：所述的镂空部(103)的顶部宽度大于底部宽度，使镂空部(103)的侧壁形成斜面结构。

技术总结
本技术公开了一种可调式双阶梯光传感器封装结构，包括阶梯式盖子(1)、透光板(2)、发射端芯片(3)、接收端芯片(4)和基板(5)；发射端芯片固定在基板上，接收端芯片叠在发射端芯片上并远离光束发射部位(301)；阶梯式盖子呈一侧高、另一侧低的阶梯式结构并固定在基板上，低阶梯段(101)罩盖在光束发射部位上方，高阶梯段(102)罩盖在接收端芯片上方；低阶梯段和高阶梯段上均形成有镂空部(103)，两块透光板装在阶梯式盖子两个镂空部处且位于光束发射部位和接收端芯片正上方。本技术能解决现有技术中环氧树脂胶无法完全挡光、环氧树脂胶成本高、环氧树脂胶溢胶、盖子中间部分压线、尺寸大、排版利用受限的问题。

技术研发人员：廖順興,林文奎,李奕聪
受保护的技术使用者：宁波泰睿思微电子有限公司
技术研发日：20221122
技术公布日：2024/1/12