CN112310126A - 光学距离传感模组及其加工方法、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光学距离传感模组及其加工方法、电子设备，属于电子领域。光学距离传感模组包括基板和封装组件，基板和封装组件连接；基板包括透明本体、线路层和导电结构，线路层和导电结构均处于透明本体靠近封装组件的一侧，线路层和导电结构电连接；封装组件包括发光元件、感光元件和封装主体，发光元件和感光元件分别与线路层电连接，封装主体与基板固定连接，发光元件和感光元件均处于封装主体内侧，封装主体为遮光结构；其中，导电结构穿设于封装主体，发光元件发光区域的光线透过基板，感光元件感光区域的光线透过基板。本申请的实施例具有光学距离传感模组体积更小，相当于挡光罩的封装主体不容易脱落的有益效果。
Description
技术领域
本申请属于电子领域，具体涉及一种光学距离传感模组及其加工方法、电子设备。
背景技术
光学距离传感器(optical proximity sensor)是一种能够在没有任何物理接触的情况下，借助于电磁辐射来检测附近物体存在的传感器。距离传感器发射连续的或脉冲式的电磁场、例如红外线，可见光，紫外光等，并且检测场或反馈信号的变化。光学距离传感器广泛应用于电子设备，如手机、个人数字助理、平板电脑，笔记本电脑等。
在先技术中，现有的光学距离传感器40包括印刷电路板41、发光元器件42、感光元器件43和挡光罩44，发光元器件42和感光元器件43之间需要用挡光罩44罩住，避免光线相互干扰。挡光罩44一般用胶水黏贴在PCB板上，连接不牢靠。
但是，现有的光学距离传感器40中的挡光罩44增加了器件的高度和宽度，且挡光罩44与发光元器件42和感光元器件43的配合不紧密，使光学距离传感器40的占用空间较大。再者，挡光罩44的连接强度不高，容易受到外力掉落。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种光学距离传感模组及其加工方法、电子设备，能够解决光学距离传感器占用空间较大且挡光罩容易脱落的问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种光学距离传感模组，包括基板和封装组件，所述基板和所述封装组件连接；
所述基板包括透明本体、线路层和导电结构，所述线路层和所述导电结构均处于所述透明本体靠近所述封装组件的一侧，所述线路层和所述导电结构电连接；
所述封装组件包括发光元件、感光元件和封装主体，所述发光元件和所述感光元件分别与所述线路层电连接，所述封装主体与所述基板固定连接，所述发光元件和所述感光元件均处于所述封装主体内侧，所述封装主体为遮光结构；
其中，所述导电结构穿设于所述封装主体，所述发光元件发光区域的光线透过所述基板，所述感光元件感光区域的光线透过所述基板。
第二方面，本申请实施例提供了一种光学距离传感模组的加工方法，加工步骤包括：
倒置并固定基板；
将发光元件和感光元件分别与所述基板电连接；
用遮光模封材料包封所述发光元件和所述感光元件；
切割所述发光元件和所述感光元件之间的部分基板，并形成填充槽；
在所述填充槽内填充挡光结构。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括主板结构和包括如上述的光学距离传感模组，所述主板结构和所述光学距离传感模组电连接。
在本申请的实施例中，基板的设置用于保证发光元件的透射以及感光元件的感光，封装主体的设置用于替代传统光学距离传感器中的挡光罩。发光元件的设置用于发射连续的或脉冲式的光线或电磁场，例如红外线，可见光，紫外光等光线，感光元件的设置用于感应发反射后的光线或电磁场，发光元件和感光元件配合后，可以对物体的靠近或远离进行感应。基板和封装组件的配合设置，可以将基板和封装主体结合在一起，并形成单面透光的腔体结构，发光元件和感光元件设置在腔体结构的内侧。本申请可将基板、封装主体、发光元件和感光元件的结合更加紧密，这样可以缩小光学距离传感模组的占用空间；并且，由于基板和封装主体的固定连接，再结合导电结构穿设于封装主体，这样可以使基板和封装主体的连接更加稳定可靠，不容易出现基板和封装主体相互脱离的情况。本申请的实施例具有光学距离传感模组体积更小，相当于挡光罩的封装主体不容易脱落的有益效果。
附图说明
图1是在先技术中光学距离传感器的结构示意图；
图2是本申请实施例中光学距离传感模组的结构示意图；
图3是本申请实施例中光学距离传感模组的加工方法的流程示意图；
图4是本申请实施例中基板的结构示意图；
图5是本申请实施例中基板安装发光元件和感光元件后的结构示意图；
图6是本申请实施例中基板分别与发光元件和感光元件之间设置透光结构时的结构示意图；
图7是本申请实施例中光学距离传感模组在发光元件和感光元件封装后的结构示意图；
图8是本申请实施例中光学距离传感模组在挡光结构设置后的结构示意图；
图9是本申请实施例中光学距离传感模组和主板结构配合时的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
需要说明的是，参见图1，在现技术中的光学距离传感器40中，发光元器件42、感光元器件43和挡光罩44分别连接于印刷电路板41上，发光元器件42通过第一透明模封45封装；感光元器件43通过第二透明模封46封装。发光元器件42发射光线等电磁波，遇到外物后反射回感光元器件43，从而感知到物体接近。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的光学距离传感模组进行详细地说明。
参见图2-9，本申请的实施例提供了一种光学距离传感模组，包括基板10和封装组件20，所述基板10和所述封装组件20连接；
所述基板10包括透明本体11、线路层和导电结构12，所述透明本体11与所述封装组件20固定连接，所述线路层和所述导电结构12均处于所述透明本体11靠近所述封装组件20的一侧，所述线路层和所述导电结构12电连接；
所述封装组件20包括发光元件21、感光元件22和封装主体23，所述发光元件21和所述感光元件22分别与所述线路层电连接，所述封装主体23与所述基板10固定连接，所述发光元件21和所述感光元件22均处于所述封装主体23内侧，所述封装主体23为遮光结构；
其中，所述导电结构12穿设于所述封装主体23，所述发光元件21发光区域的光线透过所述基板10，所述感光元件22感光区域的光线透过所述基板10。
在本申请的实施例中，基板10的设置用于保证发光元件21的透射以及感光元件22的感光，封装主体23的设置用于封装发光元件21和感光元件22。发光元件21的设置用于发射连续的或脉冲式的光线或电磁场，例如红外线，可见光，紫外光等光线，感光元件22的设置用于感应反射后的光线或电磁场，发光元件21和感光元件22配合后，可以对物体的靠近或远离进行感应。基板10和封装组件20的配合设置，可以将基板10和封装主体23结合在一起，并形成单面透光的腔体结构，发光元件21和感光元件22设置在腔体结构的内侧。本申请可将基板10、封装主体23、发光元件21和感光元件22的结合更加紧密，这样可以缩小光学距离传感模组的占用空间；并且，由于基板10和封装主体23的固定连接，再结合导电结构12穿设于封装主体23，这样可以使基板10和封装主体23的连接更加稳定可靠，不容易出现基板10和封装主体23相互脱离的情况。本申请的实施例具有光学距离传感模组体积更小。
需要说明的是，本申请中的光学距离传感模组是与对应电子设备的主板结构30连接的，其中，线路层用于将各元件与主板结构30电连接，线路层具体通过导电结构12与主板结构30电连接。线路层可以包括刻蚀在基板10上的线路沟槽以及填充于沟槽上的导电物质，导电物质根据需要设置，可以为类似于导电胶的物质。也可以不用在基板10上刻蚀线路沟槽，之间将导电物质粘接并布局在基板10表面。
需要说明的是，本申请中的基板10可以为玻璃基板。发光元件21和感光元件22的连接并不一定采用传统的锡焊连接，也可以通过具有粘性的导电物质进行连接，比如导电胶等。在采用锡焊连接时需要采用回流焊高温加热的方式焊接。
可选地，所述发光元件21为发光二极管(LED，Light Emitting Diode)，所述感光元件22为光电二极管(PD，Photo-Diode)。上述结构中发光二极管可以保证发光效果，并且可以更加省电。光灯二极管的设置可以更好地接收外界光线。
可选地，本申请的实施例中，所述线路层分别与所述发光元件21、所述感光元件22及所述导电结构12电连接，所述导电结构12设置有至少两个，且背离基板10的一端设置有连接部。
在本申请的实施例中，线路层可以将发光元件21、感光元件22及导电结构12连接在一起，并通过导电结构12与主板结构30连接，具体连接根据实际需要连接。连接部的设置用于将导电结构12与主板结构30连接在一起，连接部可以通过锡焊或者导电胶与主板结构30电连接。
可选地，本申请的实施例中，所述导电结构12为铜柱，所述铜柱穿设于所述封装主体23，所述铜柱的第一端与所述线路层连接，所述铜柱的第二端设置有连接结构。
在本申请的实施例中，设置为铜柱的导电结构12，可以具有更高的强度和稳定性。铜柱穿设于封装主体23后，可以使封装主体23与铜柱的结合强度更高，可以使封装主体23的连接稳定性更好，并且可以使导电结构12更好地将线路层和主板结构30电连接。
需要说明的是，基板10上的线路层是比较脆弱的，容易因划伤等外界因素而报废。本申请中的封装主体23可以对线路层进行封闭，这样可以更好地对线路层进行保护，避免外界因素对线路层造成破坏，保证基板10的有效性。
可选地，本申请的实施例中，所述发光元件21与所述基板10之间，以及所述感光元件22与所述基板10之间，均设置有透光结构24。
在本申请的实施例中，透光结构24的设置用于填充元件与基板10之间分缝隙，避免封装主体23填充至缝隙内而对元件产生影响。上述的元件包括发光元件21和感光元件22。
可选地，本申请的实施例中，所述透光结构24可以设置为胶体结构，或者模封结构。只要可以对元件和基板10之间的缝隙进行填充，且具有一定的透光效果即可。
可选地，本申请的实施例中，所述发光元件21和所述感光元件22均为倒装结构，所述发光元件21的发光侧朝向所述基板10，所述感光元件22的感光侧朝向所述基板10。上述结构可使发光元件21和感光元件22更好地与基板10配合。
可选地，本申请的实施例中，所述基板10包括第一透光部和第二透光部，所述第一透光部与所述发光元件21相对设置，所述第二透光部与所述感光元件22相对设置，所述第一透光部与所述第二透光部之间设置有挡光结构14。
在本申请的实施例中，上述结构中挡光结构14的设置用于防止发光元件21和感光元件22之间的相互干扰，保证光学距离传感模组工作的稳定可靠。
参见图3至图9，本申请的实施例还提供了一种光学距离传感模组的加工方法，加工步骤包括：
步骤S501：将发光元件21和感光元件22分别与所述基板10电连接；
上述步骤用于将发光元件21和感光元件22固定并连接于基板10。具体地，基板10上设置有线路层，线路层上设置有对应的焊点，焊点的位置明确后，可以通过自动化生产设备将发光元件21和感光元件22连接于对应的位置。连接方式可以通过导电胶等方式粘接，或者特定焊膏和对应焊接方式焊接，比如焊膏为锡膏时，通过回流焊高温加热的方式进行焊接。基板10的耐热性一般较低，不一定采用传统的锡焊连接，也可以通过具有粘性的导电物质进行连接，比如导电胶等。
步骤S502：用遮光模封材料包封所述发光元件21和所述感光元件22；
上述步骤用于对发光元件21和感光元件22进行封装，遮光模封材料在封装时需要转换为流体，待将发光元件21和感光元件22封装并凝固后将形成本申请中的封装主体23。
步骤S503：切割所述基板10，并形成填充槽；
上述步骤可以在基板10的预设位置开设填充槽，填充槽的设置用于为挡光结构14的安装做准备。
步骤S504：在所述填充槽内填充挡光结构14。
上述步骤中可以对填充槽进行填充，并形成挡光结构14。挡光结构14的设置用于防止发光元件21和感光元件22之间的相互干扰，保证光学距离传感模组工作的稳定可靠。
需要说明的是，基板10包括透明本体11、线路层和导电结构12，线路层和导电结构12均处于透明本体11靠近封装组件20的一侧，线路层和导电结构12电连接。
需要说明的是：基板10本身没有正反，在加工完成后倒置基板10，并将基板10作为类似与光罩的结构，这样可以使基板10的位置更加稳定，方便发光元件21和感光元件22的安装。可以通过特定的夹具对基板10进行固定并定位，以便于自动化生产。
可选地，本申请的实施例中，所述将发光元件21和感光元件22分别与所述基板10电连接的步骤包括：
分别将所述发光元件21和所述感光元件22上的焊点，分别与所述基板10上对应的焊盘13抵接；
通过回流焊高温加热的方式，将所述发光元件21和所述感光元件22分别连接于基板10。
在本申请的实施例中，上述步骤可以更好的将发光元件21和感光元件22分别连接于线路层。这样可以使发光元件21、感光元件22、线路层及导电结构12结合在一起，使整个光学距离传感模组通过导电结构12可以与主板结构30连接。
需要说明的是，本申请中的基板10可以为玻璃基板。发光元件21和感光元件22的连接并不一定采用传统的锡焊连接，可以通过具有粘性的导电物质进行连接，比如导电胶等。
可选地，本申请的实施例中，所述导电结构12设置有至少两个，且背离基板10的一端设置有连接部。连接部的设置用于将导电结构12与主板结构30连接在一起，连接部可以通过锡焊或者导电胶与主板结构30电连接。
可选地，本申请的实施例中，所述基板10包括透明本体11、线路层和导电结构12，所述线路层和所述导电结构12均处于所述透明本体11靠近所述封装组件20的一侧，所述线路和所述导电结构12电连接；
所述发光元件21和所述感光元件22分别与所述线路层电连接，所述线路层上设置有多个焊点，所述发光元件21和所述感光元件22分别与对应的所述焊点相适配。
在本申请的实施例中，基板10的设置用于保证发光元件21的透射以及感光元件22的感光，封装主体23的设置用于替代传统光学距离传感器中的挡光罩。发光元件21的设置用于发射连续的或脉冲式的光线或电磁场，例如红外线，可见光，紫外光等光线，感光元件22的设置用于感应发反射后的光线或电磁场，发光元件21和感光元件22配合后，可以对物体的靠近或远离进行感应。基板10和封装组件20的配合设置，可以将基板10和封装主体23结合在一起，并形成单面透光的腔体结构，发光元件21和感光元件22设置在腔体结构的内侧。上述结构中焊点的设置可以使发光元件21和感光元件22分别与线路层更好地连接。
可选地，本申请的实施例中，所述用遮光模封材料包封所述发光元件21和所述感光元件22的步骤包括：
在所述发光元件21与所述基板10之间，以及所述感光元件22与所述基板10之间，填充透光结构24。
在本申请的实施例中，上述步骤可以在发光元件21与基板10之间，以及所述感光元件22与所述基板10之间，填充透光结构24；这样的设置可以避免遮光模封材料填充至发光元件21与基板10之间，以及所述感光元件22与所述基板10之间，保证发光元件21和感光元件22的有效性。其中，透光结构24的设置用于填充元件与基板10之间分缝隙，避免封装主体23填充至缝隙内而对元件产生影响。上述的元件包括发光元件21和感光元件22。透光结构24可以设置为胶体结构，或者模封结构。只要可以对元件和基板10之间的缝隙进行填充，且具有一定的透光效果即可。
本申请的实施例还提供了一种电子设备，包括主板结构30和包括如上述的光学距离传感模组，所述主板结构30和所述光学距离传感模组电连接。
在本申请的实施例中，具有上述光学距离传感模组的电子设备可以具有对物体更好的感应效果。具体地，基板10的设置用于保证发光元件21的透射以及感光元件22的感光，封装主体23的设置用于替代传统光学距离传感器中的挡光罩。发光元件21的设置用于发射连续的或脉冲式的光线或电磁场，例如红外线，可见光，紫外光等光线，感光元件22的设置用于感应发反射后的光线或电磁场，发光元件21和感光元件22配合后，可以对物体的靠近或远离进行感应。基板10和封装组件20的配合设置，可以将基板10和封装主体23结合在一起，并形成单面透光的腔体结构，发光元件21和感光元件22设置在腔体结构的内侧。本申请可将基板10、封装主体23、发光元件21和感光元件22的结合更加紧密，这样可以缩小光学距离传感模组的占用空间；并且，由于基板10和封装主体23的固定连接，再结合导电结构12穿设于封装主体23，这样可以使基板10和封装主体23的连接更加稳定可靠，不容易出现基板10和封装主体23相互脱离的情况。本申请的实施例具有光学距离传感模组体积更小，相当于挡光罩的封装主体23不容易脱落的有益效果。
需要说明的是，本申请中的电子设备还包括处理器和电源模块，光学距离传感模组、处理器和电源模块电连接。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者模组不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者模组所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者模组中还存在另外的相同要素。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
Claims (10)
1.一种光学距离传感模组，其特征在于，包括基板和封装组件，所述基板和所述封装组件连接；
所述基板包括透明本体、线路层和导电结构，所述透明本体与所述封装组件固定连接，所述线路层和所述导电结构均处于所述透明本体靠近所述封装组件的一侧，所述线路层和所述导电结构电连接；
所述封装组件包括发光元件、感光元件和封装主体，所述发光元件和所述感光元件分别与所述线路层电连接，所述封装主体与所述基板固定连接，所述发光元件和所述感光元件均处于所述封装主体内侧，所述封装主体为遮光结构；
其中，所述导电结构穿设于所述封装主体，所述发光元件发光区域中的光线透过所述基板，所述感光元件感光区域中的光线透过所述基板。
2.根据权利要求1所述的光学距离传感模组，其特征在于，所述线路层分别与所述发光元件、所述感光元件及所述导电结构电连接，所述导电结构设置有至少两个，且背离基板的一端设置有连接部。
3.根据权利要求1所述的光学距离传感模组，其特征在于，所述导电结构为铜柱，所述铜柱穿设于所述封装主体，所述铜柱的第一端与所述线路层连接，所述铜柱的第二端设置有连接结构。
4.根据权利要求1所述的光学距离传感模组，其特征在于，所述发光元件与所述基板之间，以及所述感光元件与所述基板之间，均设置有透光结构。
5.根据权利要求1所述的光学距离传感模组，其特征在于，所述基板包括第一透光部和第二透光部，所述第一透光部与所述发光元件相对设置，所述第二透光部与所述刚结构相对设置，所述第一透光部与所述第二透光部之间设置有挡光结构。
6.一种光学距离传感模组的加工方法，其特征在于，加工步骤包括：
将发光元件和感光元件分别与所述基板电连接；
用遮光模封材料包封所述发光元件和所述感光元件；
切割所述基板，并形成填充槽；
在所述填充槽内填充挡光结构。
7.根据权利要求6所述的光学距离传感模组的加工方法，其特征在于，所述将发光元件和感光元件分别与所述基板电连接的步骤包括：
分别将所述发光元件和所述感光元件上的焊点，分别与所述基板上对应的焊盘抵接；
通过回流焊高温加热的方式，将所述发光元件和所述感光元件分别连接于基板。
8.根据权利要求6所述的光学距离传感模组的加工方法，其特征在于，所述基板包括透明本体、线路层和导电结构，所述线路层和所述导电结构均处于所述透明本体靠近所述封装组件的一侧，所述线路和所述导电结构电连接；所述将发光元件和感光元件分别与所述基板电连接的步骤包括：
分别将所述发光元件和所述感光元件与所述线路层电连接，其中，所述线路层上设置有多个焊点，所述发光元件和所述感光元件分别与对应的所述焊点相适配。
9.根据权利要求6所述的光学距离传感模组的加工方法，其特征在于，所述用遮光模封材料包封所述发光元件和所述感光元件之前的步骤包括：
在所述发光元件与所述基板之间，以及所述感光元件与所述基板之间，填充透光结构。
10.一种电子设备，其特征在于，包括主板结构和包括如权利要求1至5中任一项所述的光学距离传感模组，所述主板结构和所述光学距离传感模组电连接。
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