CN110376568A - 一种用于激光雷达的接收组件及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光雷达的接收组件技术领域，尤其是一种用于激光雷达的接收组件，包括多种芯片，所述芯片均为未封装的裸芯片，所述芯片固定在管壳内且相互之间通过金线连接。本发明还公开了一种用于激光雷达的接收组件的系统，包括多种芯片，所述芯片为未封装的裸芯片，所述芯片相互之间通过金线连接。该种方案大大降低了系统规模，极大的节省系统内部空间，有利于系统的小型化。同时，由于该种集成方案中，裸芯片之间间距极大的缩短，经由金线连接，信号通路路径极大缩短，降低了信号受干扰的可能性，极大的增强了系统的可靠性。

Description

一种用于激光雷达的接收组件及系统
技术领域
本发明涉及激光雷达的接收组件领域，尤其涉及一种用于激光雷达的接收组件及系统。
背景技术
多线激光雷达系统中，多线扫描线束的实现依赖于系统内部的多组发射接收对，传统的多线激光雷达中，接收通路的组成一般由但不限于雪崩光电二极管(APD)、放大器(组)、选通器、时刻鉴别、时间数字转换电路组成。
参照图1，作为现有技术的一种结构，多线激光雷达系统由多个分立的pcb板构成多路的接收通路，多个PCB板与信号转接板相连，转接板与信号处理板pcb相连，该种方案中，pcb板的数量众多，导致系统架构庞大且调试工序复杂。
参照图2，作为现有技术的另一种结构，多线激光雷达系统的多路的接收通路被放置于一块PCB板上，由分立芯片搭建的多路信号通路使得该PCB板规模庞大，长距离走线使得雷达回波信号极易受到干扰，降低系统的抗干扰能力且单板功耗高，降低系统可靠性。以上两种传统方案，使得激光雷达小型化、低功耗方面面临瓶颈。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在复杂庞大的缺点，而提出的一种用于激光雷达的接收组件及系统。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种用于激光雷达的接收组件，包括多种芯片，所述芯片均为未封装的裸芯片，所述芯片固定在管壳内且相互之间通过金线连接。
优选的，所述芯片为雪崩光电二极管、放大器、选通器、时刻鉴别电路或时间数字转换电路。
优选的，所述芯片之间的连接方式为：
时间数字转换电路通过金线与时刻鉴别电路连接，所述时刻鉴别电路通过金线与选通器连接，所述选通器通过金线与多个放大器连接，所述放大器通过金线与雪崩光电二极管连接。
优选的，所述管壳内部设置有用于固定裸芯片的基板，所述芯片与基板的贴装方式为以下方式的一种：共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴法、玻璃胶粘贴法。
优选的，所述管壳上设置有多个对外管脚，所述对外管脚包括芯片工作所需的电压输入管脚以及信号输入输出管脚，所述芯片与管脚之间的连接和芯片之间的互联通过打线键合的方式互连，打线键合的方式为以下方式中的一种：超声波键合、热压键合、热超声波键合。
优选的，所述芯片为经减薄后的裸芯片，所述减薄划片工艺流程为先划片后减薄工艺或先减薄后划片工艺。
优选的，所述先划片后减薄工艺包括以下步骤：背面磨削之前，将硅片的正面切割出一定深度的切口，然后再进行磨削。
优选的，所述先减薄后划片工艺包括以下步骤：在减薄之前先用机械或者化学的方法切割出一定深度的切口，然后用磨削的方法减薄到一定厚度后，采用常压等离子腐蚀技术去掉剩余加工量。
优选的，所述管壳为开窗设计，满足APD的透光需求，且窗片针对雷达光源波段做增透处理，同时配备带通滤光片，对背景光进行有效的滤除。
本发明还公开了一种用于激光雷达的接收组件的系统，包括多种芯片，所述芯片为未封装的裸芯片，所述芯片相互之间通过金线连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的多线激光雷达接收端信号通路不再通过分立的芯片经贴片放置在PCB板上，经由PCB内部连线相连，而是直接由未经封装的裸芯片，根据系统所需的信号通路数量，固定于定制好的管壳内部，通过绑定工艺，直接由金线相连接，构成系统通路。该种方案大大降低了系统规模，极大的节省系统内部空间，有利于系统的小型化。同时，由于该种集成方案中，裸芯片之间间距极大的缩短，经由金线连接，信号通路路径极大缩短，降低了信号受干扰的可能性，极大的增强了系统的可靠性。同时该方案中，基于工艺的灵活性，信号通路的数量可以灵活调整，使得该模块的实现方案可以满足各种雷达对于接受端的需求，降低系统设计的复杂度。
附图说明
图1为现有技术的第一种结构示意图；
图2为现有技术的第二种结构示意图；
图3为本发明的结构示意图。
图中：管壳1、芯片2、金线3。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1
如图3所示的一种用于激光雷达的接收组件，包括多种芯片2，芯片2均为未封装的裸芯片，芯片2固定在管壳1内且相互之间通过金线3连接。多线激光雷达接收端信号通路不再通过分立的芯片2经贴片放置在PCB板上，经由PCB内部连线相连，而是直接由未经封装的裸芯片，根据系统所需的信号通路数量，固定于定制好的管壳内部，通过绑定工艺，直接由金线3相连接，构成系统通路。该种方案大大降低了系统规模，极大的节省系统内部空间，有利于系统的小型化。同时，由于该种集成方案中，裸芯片之间间距极大的缩短，经由金线连接，信号通路路径极大缩短，降低了信号受干扰的可能性，极大的增强了系统的可靠性。同时该方案中，基于工艺的灵活性，信号通路的数量可以灵活调整，使得该模块的实现方案可以满足各种雷达对于接受端的需求，降低系统设计的复杂度。
实施例2
如图3所示的一种用于激光雷达的接收组件，包括多种芯片2，芯片2均为未封装的裸芯片，芯片2固定在管壳1内且相互之间通过金线3连接。管壳1为开窗设计，满足APD的透光需求，且窗片针对雷达光源波段做增透处理，同时配备带通滤光片，对背景光进行有效的滤除。
芯片2为雪崩光电二极管、放大器、选通器、时刻鉴别电路、时间数字转换电路或其他电路模块。芯片2之间的连接方式为：时间数字转换电路通过金线3与时刻鉴别电路连接，时刻鉴别电路通过金线3与选通器连接，选通器通过金线3与多个放大器连接，放大器通过金线3与雪崩光电二极管连接。多线激光雷达的接收通路一般有但不限于雪崩光电二极管、放大器、选通器、时刻鉴别电路、时间数字转换电路组成。
管壳1内部设置有用于固定裸芯片的基板，芯片2与基板的贴装方式为以下方式的一种：共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴法、玻璃胶粘贴法。
管壳1上设置有多个对外管脚，对外管脚包括芯片2工作所需的电压输入管脚以及信号输入输出管脚，所述芯片2与管脚之间的连接和芯片2之间的互联通过打线键合的方式互连，打线键合的方式为以下方式中的一种：超声波键合、热压键合、热超声波键合。
芯片2为经减薄后的裸芯片，减薄划片工艺流程为先划片后减薄工艺。先划片后减薄工艺包括以下步骤：背面磨削之前，将硅片的正面切割出一定深度的切口，然后再进行磨削。采用先划片后减薄工艺能够很好的避免了或者减少了减薄引起的硅片翘曲以及划片引起的边缘损坏，大大增强了芯片的抗碎能力。
实施例3
如图3所示的一种用于激光雷达的接收组件，包括多种芯片2，芯片2均为未封装的裸芯片，芯片2固定在管壳1内且相互之间通过金线3连接。管壳1为开窗设计，满足APD的透光需求，且窗片针对雷达光源波段做增透处理，同时配备带通滤光片，对背景光进行有效的滤除。
芯片2为雪崩光电二极管、放大器、选通器、时刻鉴别电路、时间数字转换电路或其他电路模块。芯片2之间的连接方式为：时间数字转换电路通过金线3与时刻鉴别电路连接，时刻鉴别电路通过金线3与选通器连接，选通器通过金线3与多个放大器连接，放大器通过金线3与雪崩光电二极管连接。
管壳1内部设置有用于固定裸芯片的基板，芯片2与基板的贴装方式为以下方式的一种：共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴法、玻璃胶粘贴法。
管壳1上设置有多个对外管脚，对外管脚包括芯片2工作所需的电压输入管脚以及信号输入输出管脚，芯片2与管脚之间的连接和芯片2之间的互联通过打线键合的方式互连，打线键合的方式为以下方式中的一种：超声波键合、热压键合、热超声波键合。
芯片2为经减薄后的裸芯片，减薄划片工艺流程为先减薄后划片工艺。先减薄后划片工艺包括以下步骤：在减薄之前先用机械或者化学的方法切割出一定深度的切口，然后用磨削的方法减薄到一定厚度后，采用常压等离子腐蚀技术去掉剩余加工量。本实施例采用先减薄后划片工艺，同样能够很好的避免了或者减少了减薄引起的硅片翘曲以及划片引起的边缘损坏，大大增强了芯片的抗碎能力。
本发明还公开了一种用于激光雷达的接收组件的系统，包括多种芯片2，芯片2为未封装的裸芯片，芯片2相互之间通过金线3连接。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种用于激光雷达的接收组件，包括多种芯片(2)，其特征在于，所述芯片(2)均为未封装的裸芯片，所述芯片(2)固定在管壳(1)内且相互之间通过金线(3)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于激光雷达的接收组件，其特征在于，所述芯片(2)为雪崩光电二极管、放大器、选通器、时刻鉴别电路或时间数字转换电路。
3.根据权利要求2所述的一种用于激光雷达的接收组件，其特征在于，所述芯片(2)之间的连接方式为：时间数字转换电路通过金线(3)与时刻鉴别电路连接，所述时刻鉴别电路通过金线(3)与选通器连接，所述选通器通过金线(3)与多个放大器连接，所述放大器通过金线(3)与雪崩光电二极管连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于激光雷达的接收组件，其特征在于，所述管壳(1)内部设置有用于固定裸芯片的基板，所述芯片(2)与基板的贴装方式为以下方式的一种：共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴法、玻璃胶粘贴法。
5.根据权利要求1所述的一种用于激光雷达的接收组件，其特征在于，所述管壳(1)上设置有多个对外管脚，所述对外管脚包括芯片(2)工作所需的电压输入管脚以及信号输入输出管脚，所述芯片(2)与管脚之间的连接和芯片(2)之间的互联通过打线键合的方式互连，打线键合的方式为以下方式中的一种：超声波键合、热压键合、热超声波键合。
6.根据权利要求1所述的一种用于激光雷达的接收组件，其特征在于，所述芯片(2)为经减薄后的裸芯片，所述减薄划片工艺流程为先划片后减薄工艺或先减薄后划片工艺。
7.根据权利要求6所述的一种用于激光雷达的接收组件，其特征在于，所述先划片后减薄工艺包括以下步骤：背面磨削之前，将硅片的正面切割出切口，然后再进行磨削。
8.根据权利要求6所述的一种用于激光雷达的接收组件，其特征在于，所述先减薄后划片工艺包括以下步骤：在减薄之前先用机械或者化学的方法切割出切口，然后用磨削的方法减薄后，采用常压等离子腐蚀技术去掉剩余加工量。
9.根据权利要求1所述的一种用于激光雷达的接收组件，其特征在于，所述管壳(1)为开窗设计，窗片针对雷达光源波段做增透处理，同时配备带通滤光片。
10.应用于权利要求1-9任意一项所述的一种用于激光雷达的接收组件的系统，其特征在于，包括多种芯片(2)，所述芯片(2)为未封装的裸芯片，所述芯片(2)相互之间通过金线(3)连接。
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