CN109390843A - 发射模组及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发射模组及其制作方法，该发射模组制作方法的步骤包括：提供基材，将基材加工成型为基板，基板包括第一表面以及与第一表面相背的第二表面，基板具有反射面，反射面与第一表面连接，反射面相对第一表面倾斜设置；以及提供发光芯片，将发光芯片固定于第一表面，发光芯片的发射端朝向反射面，发光芯片发射的光束与第一表面平行，并能够在反射面朝向远离第二表面的方向反射。在本发明的发射模组制作方法中，反射面能够直接成型于基板，免去了现有技术中的反光镜这一光学元件，在减少发射模组组件数目的前提下，能够减少发射模组的制作步骤，提升发射模组的制作效率。
Description
技术领域
本发明涉及光电技术领域，特别是涉及一种发射模组及其制作方法。
背景技术
发射模组可在通电后发出光线，用于投影成像或照明。例如，LED发射模组(LED为Light Emitting Diode的简写，中文名称为发光二极管)或VCSEL发射模组(VCSEL为Vertical Cavity Surface Emitting Laser的简写，中文名称为垂直腔面发射激光器，又称边发射激光器)。
在传统的发射模组(例如边发射激光器模组)的制作过程中，一般是先提供基板，再在基板上分别安装边发射激光器和反光镜，边发射激光器的发射端需要与反光镜的反射面正对，边发射激光器发射的水平光束经过反光镜的反射面反射后投射于被测物一方，从而实现投影成像或照明，反光镜需要通过粘结胶粘接于基板，且粘接胶还需经过热处理固化，以实现反光镜牢固地固定于基板。然而，现有技术发射模组的制作过程过于繁琐，不利于发射模组制作效率的提高。
发明内容
基于此，有必要针对发射模组的制作过程过于繁琐，不利于发射模组制作效率提高的问题，提供一种发射模组及其制作方法。
一种发射模组制作方法，其步骤包括：
提供基材，将所述基材加工成型为基板，所述基板包括第一表面以及与所述第一表面相背的第二表面，所述基板具有反射面，所述反射面与所述第一表面连接，所述反射面相对所述第一表面倾斜设置；以及
提供发光芯片，将所述发光芯片固定于所述第一表面，所述发光芯片的发射端朝向所述反射面，所述发光芯片发射的光束与所述第一表面平行，并能够在所述反射面朝向远离所述第二表面的方向反射。
在其中一个实施例中，所述将所述基材加工成型为基板，具体为：
所述基材为陶瓷胚片，所述基板为陶瓷基板，对所述陶瓷胚片进行多层烧结，以得到所述陶瓷基板；或
所述基材为陶瓷粉末，所述基板为陶瓷基板，将所述陶瓷粉末填充于模具中进行烧结，以得到所述陶瓷基板。
在其中一个实施例中，在所述将所述基材加工成型为基板之后，所述发射模组制作方法还包括如下步骤：
在所述反射面涂布光学涂料，以形成反射层。
在其中一个实施例中，所述将所述发光芯片固定在所述第一表面，具体包括：
在所述第一表面形成粘结层；
将所述发光芯片的中心区域贴附于所述粘结层。
在其中一个实施例中，所述将所述发光芯片固定在所述第一表面之后，所述发射模组制作方法还包括如下步骤：
提供导电线，并使所述导电线的两端分别与所述发光芯片及所述基板电连接。
同时，本发明还提供一种发射模组，包括：
基板，包括第一表面以及与所述第一表面相背的第二表面，所述基板具有反射面，所述反射面相对所述第一表面倾斜设置；以及
发光芯片，固定于所述第一表面且与所述基板电连接，所述发光芯片发射的光束与所述第一表面平行，所述发光芯片的发射端朝向所述反射面。
在其中一个实施例中，所述基板包括一体成型的本体以及凸起，所述本体相背的两面为所述第一表面和所述第二表面，所述凸起设于所述第一表面，所述凸起具有相对所述第一表面倾斜的斜面，所述凸起的斜面为所述反射面；或所述第一表面开设有容置槽，所述容置槽包括槽底以及与所述槽底连接的槽壁，所述槽底所在平面与所述第一表面平行，所述槽壁具有相对所述槽底倾斜的斜面，所述槽壁的斜面为所述反射面，所述发光芯片设于所述容置槽内。
在其中一个实施例中，所述发射模组还包括粘结层，所述粘结层形成于所述发光芯片与所述基板之间；及/或所述发射模组还包括导电线，所述导电线的两端分别与所述发光芯片及所述基板电连接；所述反射面背离所述发光芯片倾斜，且所述反射面与所述第一表面的夹角为45度；及/或所述基板为陶瓷基板。
在其中一个实施例中，所述发射模组还包括反射层，所述反射层形成于所述反射面。
在其中一个实施例中，所述反射层为金属膜；或所述反射层为多层介质膜。
在上述发射模组制作方法中，反射面能够直接成型于基板，免去了现有技术中的反光镜这一光学元件，在减少发射模组组件数目的前提下，能够减少发射模组的制作步骤(例如：反光镜需要通过粘结胶粘接于基板，且粘接胶还需经过热处理固化)，提升发射模组的制作效率。另外，在通过上述制作方法制得的上述发射模组中，反射面直接成型于基板，避免了现有技术反射镜通过粘结胶粘接于基板，而出现反光镜固定不牢和容易发生角度或位置偏差的缺陷(粘结胶在热处理固化过程中容易收缩，使得反光镜发生角度或位置偏差；且在基板正常工作时，基板产生的热量也会熔化固化后的胶材，使得反光镜固定不牢，发生角度或位置偏差，影响光束的正常投射，进而导致投影成像或照明的性能不良)。
附图说明
图1为本发明一实施方例的发射模组的结构示意图；
图2为本发明另一实施例的发射模组的结构示意图；
图3为图1的俯视图；
图4为图1中基板的反射面涂覆反射层的结构示意图；
图5为图2中基板的反射面涂覆反射层的结构示意图；
图6为本发明一实施例的发射模组制作方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1和图3所示，本发明一实施例的发射模组10，用于通电后发出光线，以实现投影成像或照明，或者用于通电后发出脉冲信号或结构光，并配合接收模组(接收模组用于接收由被测物表面反射的脉冲信号或结构光)，实现3D影像感测(例如：面容识别)。具体地，在本实施例中，该发射模组10可以为边发射激光器模组或LED发射模组等。更具体地，在本实施例中，该发射模组10为边发射激光器模组。
该发射模组10应用于智能终端上。具体地，在本实施例中，智能终端包括终端本体以及设于终端本体上的发射模组10。更具体地，在本实施例中，智能终端为投影仪、智能手机、笔记本电脑、平板电脑、便携电话机、视频电话、数码静物相机、电子书籍阅读器、便携多媒体播放器(PMP)、移动医疗装置、可穿戴式设备等智能终端。
该发射模组10包括基板100、发光芯片200、导电线300以及粘结层400。
基板100用于承载发光芯片200。基板100包括第一表面101以及与第一表面101相背的第二表面102，基板100具有反射面103，反射面103与第一表面101连接，并相对第一表面101倾斜设置，以使发光芯片200发出的光束在反射面103反射后朝向远离第二表面102的方向投射于外界(例如：反射面103背向发光芯片200倾斜，且反射面103与第一表面101的夹角为45度，从而使得发光芯片200发出的光束经过反射面103反射后能够沿垂直第一表面101的方向投射于外界)。
具体地，在本实施例中，基板100包括一体成型的本体110以及凸起120，本体110相背的两面即为第一表面101和第二表面102，凸起120设于第一表面101，凸起120具有相对第一表面101倾斜的斜面121，凸起120的斜面121即为反射面103。可以理解，在其它实施例中，如图2所示，第一表面101开设有容置槽1011，容置槽1011包括槽底1012以及与槽底1012连接的槽壁1013，槽底1012所在平面与第一表面101平行，槽壁1013具有相对槽底1012倾斜的斜面1014，槽壁1013的斜面1014即为反射面103。其中，上述基板100可为具有高导热系数的陶瓷基板(例如：氮化铝陶瓷基板、氧化铝陶瓷基板)，以将基板100工作产生的热量及时散发到外界。
请继续参考图1，发光芯片200是一种将电信号转化为光信号的器件，发光芯片200可以为边发射激光器。发光芯片200固定于第一表面101且与基板100电连接(例如，如图3所示，导电线300的两端分别与发光芯片200及基板100电连接，从而实现发光芯片200与基板100的电连接)。在一实施例中，粘结层400形成于发光芯片200与基板100的第一表面101之间，发光芯片200通过粘结层400固定于基板100的第一表面101。在另一实施例中，如图2所示，粘结层400形成于容置槽1011的槽底1012，发光芯片200通过粘结层400固定于容置槽1011的槽底1012上。可以理解，在其它实施例中，当发光芯片200能够通过其他方式与基板100固定连接时(例如：发光芯片200的中心区域与基板100之间设有相互配合的卡扣和卡槽，通过卡扣与卡槽的配合实现发光芯片200与基板100的固定连接，或发光芯片200的中心区域与基板100之间磁性连接固定)，此时粘结层400可以省略。
如图1或图2所示，发光芯片200发射的光束与第一表面101平行，且发光芯片200的发射端朝向反射面103，从而使得发光芯片200发射出的光束经过反射面103反射后能够投射于外界。具体地，在本实施例中，反射面103相对第一表面101倾斜45度夹角设置，从而使得发光芯片200发出的光束经过反射面103反射后能够沿垂直第一表面101的方向投射于外界。
如图4或图5所示，在一实施例中，发射模组10还包括反射层500，反射层500形成于反射面103，从而可以提高来自发光芯片200发出的光束在反射面103上的反射率，保证发射模组10投影成像或照明具有足够高的强度。在一实施例中，上述反射层500可以为金属膜，金属膜所用光学涂料可以为铝、银或金等，金属膜的厚度值为40-800nm。在另一实施例中，反射层500还可以为多层介质膜，多层介质膜所用光学涂料为TiO2(二氧化钛)和SiO2(二氧化硅)的组合。当二氧化钛与二氧化硅的质量比为2.3:1.46，且当多层介质膜的层数大于34层时，波长为940nm的光的反射率大于90％。此时，若发光芯片200发射的光束为红外光，红外光在反射面103的反射率将大大提高，从而有利于增强3D影像感测的效果。
结合图1至图6，本发明的发射模组10的制作方法包括如下步骤：
步骤S610，如图1所示，提供基材，将基材加工成型为基板100。基板100包括第一表面101以及与第一表面101相背的第二表面102，基板100具有反射面103，反射面103相对第一表面101倾斜设置。具体地，在本实施例中，基板100包括一体成型的本体110以及凸起120，本体110相背的两面为第一表面101和第二表面102，凸起120设于第一表面101，凸起120具有相对第一表面101倾斜的斜面121，凸起120的斜面121为反射面103。可以理解，在其他实施例中，如图2所示，第一表面101开设有容置槽1011，容置槽1011包括槽底1012以及与槽底1012连接的槽壁1013，槽底1012所在平面与第一表面101平行，槽壁1013具有相对槽底1012倾斜的斜面1014，槽壁1013的斜面1014为反射面103，发光芯片200设于容置槽1011内。
在一实施例，基材为陶瓷胚片，将基材加工成型为基板100具体为：对陶瓷胚片进行多层烧结，以得到一体成型的陶瓷基板(也即本发明的基板100)。其中，陶瓷胚片的多层烧结工艺具体包括如下步骤：将多层陶瓷胚片层叠后冲压以得到具有一定厚度待烧结的陶瓷胚体、将陶瓷胚体进行烧结以得到致密的待切割成型的陶瓷模板、对待切割的陶瓷模板进行切割加工以得到具有反射面103的陶瓷基板。在另一实施例中，基材为陶瓷粉末，将基材加工成型为基板100具体为：将陶瓷粉末填充于具有特定形状的模具中进行烧结，以直接得到一体成型的陶瓷基板(也即本发明的基板100)，免去了后续的切割工艺。
其中，上述陶瓷胚片或陶瓷粉末可以是高温烧结陶瓷(HTCC:High TemperatureCo-fired Ceramic)材料。作为高温烧结陶瓷材料，例如可以使用对氧化铝、氮化铝、莫来石或其它材料加入玻璃等烧结辅助材料并在1100℃以上烧结而成的材料。上述陶瓷胚片或陶瓷粉末也可以是低温烧结陶瓷(LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramic)材料。所谓低温烧结陶瓷材料，是能够用1050℃以下的温度进行烧结、能够与电阻率较小的银或铜等同时进行烧结的陶瓷材料。作为低温烧结陶瓷材料，具体来说，可以举出有对氧化铝或镁橄榄石等陶瓷粉末混合硼硅酸系玻璃而形成的玻璃复合系LTCC材料、使用Zn-MgO-Al2O3-SiO2系晶化玻璃的晶化玻璃系LTCC材料、以及使用BaO-Al2O3-SiO2系陶瓷粉末或Al2O3-CaO-SiO2-MgO-Ba2O3系陶瓷粉末等非玻璃系LTCC材料等。
步骤S620，如图4或图5所示，在反射面103涂布光学涂料，以形成反射层500。其中，反射层500可以为金属膜，金属膜所用光学涂料可以为铝、银或金等。在另一实施例中，反射层500还可以为多层介质膜，多层介质膜所用光学涂料为TiO2(二氧化钛)和SiO2(二氧化硅)的组合。当二氧化钛与二氧化硅的质量比为2.3:1.46，且当多层介质膜的层数大于34层时，波长为940nm的光的反射率大于90％。此时，若发光芯片200发射的光束为红外光，红外光在反射面103的反射率将大大提高，从而有利于增强3D影像感测的效果。可以理解，在其他实施例中，当对发光芯片200投射于反射面103上的光束的反射率没有太大要求时，步骤S620可以省略。
步骤S630，如图1或图2所示，提供发光芯片200，将发光芯片200固定于第一表面101，发光芯片200发射的光束与第一表面101平行，发光芯片200的发射端朝向反射面103。其中，上述发光芯片200为边发射激光器。
在一实施例中，如图1所示，将发光芯片200固定在第一表面101，具体包括如下步骤：
步骤S631a，在第一表面101形成粘结层400。
步骤S632a,将发光芯片200的中心区域贴附于粘结层400。
在另一实施例中，如图2所示，将发光芯片200固定在第一表面101，具体包括如下步骤：
步骤S631b，在第一表面101的容置槽1011的槽底1012形成粘结层400。
步骤S632b,将发光芯片200的中心区域贴附于粘结层400。
步骤S640，如图3所示，提供导电线300，并使导电线300的两端分别与发光芯片200及基板100电连接。其中，导电线300可以为铜线、银线或金线等。可以理解，在其他实施例中，当发光芯片200能够通过与基板100的直接贴合实现电连接时，此时，步骤S640可以省略。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种发射模组制作方法，其步骤包括：
提供基材，将所述基材加工成型为基板，所述基板包括第一表面以及与所述第一表面相背的第二表面，所述基板具有反射面，所述反射面与所述第一表面连接，所述反射面相对所述第一表面倾斜设置；以及
提供发光芯片，将所述发光芯片固定于所述第一表面，所述发光芯片的发射端朝向所述反射面，所述发光芯片发射的光束与所述第一表面平行，并能够在所述反射面朝向远离所述第二表面的方向反射。
2.根据权利要求1所述的发射模组制作方法，其特征在于，所述将所述基材加工成型为基板，具体为：
所述基材为陶瓷胚片，所述基板为陶瓷基板，对所述陶瓷胚片进行多层烧结，以得到所述陶瓷基板；或
所述基材为陶瓷粉末，所述基板为陶瓷基板，将所述陶瓷粉末填充于模具中进行烧结，以得到所述陶瓷基板。
3.根据权利要求1所述的发射模组制作方法，其特征在于，在所述将所述基材加工成型为基板之后，所述发射模组制作方法还包括如下步骤：
在所述反射面涂布光学涂料，以形成反射层。
4.根据权利要求1所述的发射模组制作方法，其特征在于，所述将所述发光芯片固定在所述第一表面，具体包括：
在所述第一表面形成粘结层；
将所述发光芯片的中心区域贴附于所述粘结层。
5.根据权利要求1所述的发射模组制作方法，其特征在于，所述将所述发光芯片固定在所述第一表面之后，所述发射模组制作方法还包括如下步骤：
提供导电线，并使所述导电线的两端分别与所述发光芯片及所述基板电连接。
6.一种发射模组，其特征在于，包括：
基板，包括第一表面以及与所述第一表面相背的第二表面，所述基板具有反射面，所述反射面相对所述第一表面倾斜设置；以及
发光芯片，固定于所述第一表面且与所述基板电连接，所述发光芯片发射的光束与所述第一表面平行，所述发光芯片的发射端朝向所述反射面。
7.根据权利要求6所述的发射模组，其特征在于，所述基板包括一体成型的本体以及凸起，所述本体相背的两面为所述第一表面和所述第二表面，所述凸起设于所述第一表面，所述凸起具有相对所述第一表面倾斜的斜面，所述凸起的斜面为所述反射面；或
所述第一表面开设有容置槽，所述容置槽包括槽底以及与所述槽底连接的槽壁，所述槽底所在平面与所述第一表面平行，所述槽壁具有相对所述槽底倾斜的斜面，所述槽壁的斜面为所述反射面，所述发光芯片设于所述容置槽内。
8.根据权利要求6所述的发射模组，其特征在于，所述发射模组还包括粘结层，所述粘结层形成于所述发光芯片与所述基板之间；及/或
所述发射模组还包括导电线，所述导电线的两端分别与所述发光芯片及所述基板电连接；及/或
所述反射面背离所述发光芯片倾斜，且所述反射面与所述第一表面的夹角为45度；及/或
所述基板为陶瓷基板。
9.根据权利要求6所述的发射模组，其特征在于，所述发射模组还包括反射层，所述反射层形成于所述反射面。
10.根据权利要求9所述的发射模组，其特征在于，所述反射层为金属膜；或所述反射层为多层介质膜。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20190226 |