CN112533370A - 投射器、三维感测模块以及投射器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种投射器、三维感测模块以及投射器的制造方法。三维感测模块包含投射器和接收器。投射器配置以投射光束至一物体，而接收器则配置以接收从该物体反射的光束。投射器包含电路板、电子元件、座体以及镜片模块。电路板具有位于电路板上表面的第一接合垫以及第二接合垫。电子元件接合于第一接合垫上。座体具有槽孔以及接合且电连接于第二接合垫的第三接合垫。接合垫设置于座体的槽孔中。在投射器的制造方法中，将焊料置放于第二接合垫上，接着利用表面粘着技术来将第三接合垫接合至第二接合垫，以将座体固定于电路板上。

Description

投射器、三维感测模块以及投射器的制造方法
技术领域
本发明关于一种投射器、三维感测模块以及投射器的制造方法。
背景技术
三维(3D)立体影像技术已广泛地应用于各种领域，例如：广播、游戏、动画、虚拟实境等等。为了获得物体的三维立体影像，需要具有三维感测技术的三维感测模块，例如飞时测距(Time of Flight；TOF)技术或结构光技术。然而，三维感测模块的制造流程过于复杂，使得三维感测模块具有很高的制造成本。
发明内容
本发明的实施例提供一种投射器。此投射器包含电路板、电子元件、座体以及镜片模块。电路板具有多个第一接合垫以及多个第二接合垫，第一接合垫和第二接合垫位于电路板的上表面上。电子元件系接合于第一接合垫上。座体具有槽孔以及多个第三接合垫，第三接合垫位于座体的下表面上，其中第三接合垫系接合且电连接至第二接合垫，借此来将座体固定于电路板上。镜片模块系设置于座体的槽孔中。
在一些实施例中，座体的下表面具有凹陷部，用以容置前述电子元件的一个。
在一些实施例中，前述的投射器更包含电磁干扰(electromagneticinterference；EMI)屏蔽片，其设置于座体的下表面的凹陷部上。
在一些实施例中，电磁干扰屏蔽片电连接至第三接合垫的至少一个。
在一些实施例中，第二接合垫系电接地，以使得电磁干扰屏蔽片透过第三接合垫的至少一个电接地。
在一些实施例中，前述电子元件的前述至少一个为垂直共振腔面射型激光(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser；VCSEL)的驱动器晶片。
在一些实施例中，第二接合垫系邻设于电路板的上表面的边缘，且第二接合垫环绕第一接合垫。
在一些实施例中，第三接合垫系邻设于座体的下表面的边缘。
在另一方面，本发明的实施例提供一种三维(3D)感测模块。此三维感测模块包含投射器和接收器。投射器系配置以投射光束至一物体。此投射器包含含电路板、电子元件、座体以及镜片模块。电路板具有多个第一接合垫以及多个第二接合垫，第一接合垫和第二接合垫位于电路板的上表面上。电子元件系接合于第一接合垫上。座体具有槽孔以及多个第三接合垫，第三接合垫位于座体的下表面上，其中第三接合垫系接合且电连接至第二接合垫，借此来将座体固定于电路板上。镜片模块系设置于座体的槽孔中。接收器系用以接收从物体反射的光束。
在一些实施例中，座体的下表面具有凹陷部，用以容置前述电子元件的一个。
在一些实施例中，前述的投射器更包含电磁干扰(electromagneticinterference；EMI)屏蔽片，其设置于座体的下表面的凹陷部上。
在一些实施例中，电磁干扰屏蔽片电连接至第三接合垫的至少一个。
在一些实施例中，第二接合垫系电接地，以使得电磁干扰屏蔽片透过第三接合垫的至少一个电接地。
在一些实施例中，前述电子元件的前述至少一个为垂直共振腔面射型激光(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser；VCSEL)的驱动器晶片。
在一些实施例中，第二接合垫系邻设于电路板的上表面的边缘，且第二接合垫环绕第一接合垫。
在一些实施例中，第三接合垫系邻设于座体的下表面的边缘。
在又一方面，本发明的实施例提供一种投射器的制造方法。在此制造方法中，首先提供电路板、多个电子元件以及座体，其中电路板具有多个第一接合垫以及多个第二接合垫，第一接合垫和第二接合垫位于电路板的上表面上，而座体具有槽孔以及多个第三接合垫，第三接合垫位于座体的下表面上。接着，利用表面粘着技术(Surface-mounttechnology；SMT)来进行接合制程，以将电子元件接合至第一接合垫上，以及将座体的第三接合垫接合至电路板的第二接合垫上，借此来将座体固定于电路板上。
在一些实施例中，接合制程包含：置放焊料于电路板的第一接合垫以及第二接合垫上；置放电子元件于第一接合垫上；置放座体于电路板上，其中座体的第三接合垫系位于电路板的第二接合垫上；以及加热焊料来使电子元件接合于第一接合垫上，以及使座体的第三接合垫接合于电路板的第二接合垫上。
在一些实施例中，焊料的材料为锡铅合金或无铅且以锡为基础(Tin-based)的合金。
在一些实施例中，前述的投射器的制造方法更包含置放镜片模块于座体的槽孔中。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的详细说明如下：
图1绘示根据本发明实施例的三维(3D)感测模块；
图2a绘示根据本发明实施例的投射器的结构分解图；
图2b绘示根据本发明实施例的座体下表面的结构示意图；
图3绘示根据本发明实施例的投射器的结构示意图；以及
图4绘示根据本发明实施例的制造投射器的方法的流程示意图。
具体实施方式
下文是以实施方式配合附图作详细说明，但所提供的实施方式并非用以限制本发明所涵盖的范围，而结构运作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。此外，附图以说明为目的，并未依照原尺寸作图。
关于本文中所使用的『第一』、『第二』、…等，并非特别指次序或顺位的意思，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。
请参照图1，其系绘示根据本发明实施例的三维(3D)感测模块100。三维感测模块100包含处理器110、投射器120以及接收器130，投射器120系配置以投射光束LB至物体，而接收器130则配置以接收从物体反射的光束LB。在本实施例中，三维感测模块100采用飞时测距(Time of Flight；TOF)技术来进行三维感测，而处理器110控制投射器120和接收器130的时序来实现其同步侦测。
请参照图2a和图2b，图2a系绘示投射器120的结构分解图，而图2b系绘示座体122的下表面的结构示意图。投射器120包含镜片模块121、座体122、多个电子元件123-127以及电路板128。电路板128具有多个第一接合垫FP以及多个第二接合垫SP1-SP4，第一接合垫FP以及第二接合垫SP1-SP4位于电路板128的上表面128t。电子元件123-127系配置以接合于第一接合垫FP上。例如，电子元件123系配置以接合于多个圆形的第一接合垫FP上。在本实施例中，电子元件127为垂直共振腔面射型激光(Vertical-Cavity Surface-EmittingLaser；VCSEL)，而电子元件123为垂直共振腔面射型激光的驱动器晶片。
座体122系配置来设置于电路板128的上表面128t上，以保护电子元件123-127，进而避免电子元件123-127受到损伤。座体122具有槽孔122c，其用以容纳镜片模块121。在本实施例中，镜片模块121包含绕射光学元件(diffraction optical element；DOE)以及侦测绕射光学元件破裂的电路。绕射光学元件系配置以设置于电子元件127上，以扩散电子元件127的激光。
如图2b所示，座体122具有多个第三接合垫TP1-TP4，其系位于座体122的下表面122b上。第三接合垫TP1-TP4系配置以接合且电连接至电路板128的第二接合垫SP1-SP4，借此来使得座体122固定于电路板128的上表面128t上。例如，第三接合垫TP1系配置以接合至第二接合垫SP1；第三接合垫TP2系配置以接合至第二接合垫SP2；第三接合垫TP3系配置以接合至第二接合垫SP3；第三接合垫TP4系配置以接合至第二接合垫SP4。再者，在本实施例中，第二接合垫SP1-SP4系电接地，如此第三接合垫TP1-TP4也会透过第二接合垫SP1-SP4来电接地。
请同时参照图2a和图2b，座体122更具有多个连接片GP1和GP2，其系位于座体122的侧壁122s上。连接片GP1和GP2系从下表面122b延伸至上表面122t，借此达成镜片模块121与第三接合垫TP1和TP2之间的电连接。例如，连接片GP1系连接至第三接合垫TP1，如此镜片模块121可透过连接片GP1、第三接合垫TP1以及第二接合垫SP1电接地。又例如，连接片GP2系连接至第三接合垫TP2，如此镜片模块121可透过连接片GP2、第三接合垫TP2以及第二接合垫SP2电接地。
另外，电磁干扰屏蔽片(electromagnetic interference；EMI)EMIS设置于座体122的下表面122b的凹陷部122d上。在本实施例中，电磁干扰屏蔽片EMIS覆盖凹陷部122d且电连接至第三接合垫TP3和TP4，借此使得电磁干扰屏蔽片EMIS透过第三接合垫TP3和TP4以及第二接合垫SP3和SP4来电接地。在其他的实施例中，电磁干扰屏蔽片EMIS系电连接至第三接合垫TP1-TP4的至少一个，以使得电磁干扰屏蔽片EMIS电接地。
其次，第二接合垫SP1-SP4系邻设于电路板128的上表面128t的边缘且环绕第一接合垫FP。第三接合垫TP1-TP4系邻设于座体122的下表面122b。如此，当座体122固定于电路板128上，所有接合于第一接合垫FP的电子元件123-127都会被座体122所保护，如图3所示。在本实施例中，电路板128的上表面128t为矩形，且第二接合垫SP1-SP4系对应矩形的顶点来设置。类似地，座体122的下表面122b为矩形，且第三接合垫TP1-TP4系对应矩形的顶点来设置。然而，本发明的实施例并不受限于此。再者，在本实施例中，每一第二接合垫SP1-SP4的尺寸稍微大于每一第三接合垫TP1-TP4的尺寸，以利第三接合垫TP1-TP4的接合。
请参照图4，其系绘示制造投射器120的方法400的流程示意图。在方法400中，首先进行步骤410来提供座体122、电子元件123-127以及电路板128。然后，进行步骤420，以利用表面粘着技术(Surface-mount technology；SMT)来将电子元件123-127以及座体122接合至电路板128。在步骤420中，首先将焊料置放于电路板128的第一接合垫FP和第二接合垫SP1-SP4上。然后，将电子元件123-127置放于第一接合垫FP上。接着，将座体122置放于电路板128上，其中座体122的第三接合垫TP1-TP4系位于电路板128的第二接合垫SP1-SP4上方。然后，加热焊料，以使得电子元件123-127接合于第一接合垫FP上以及使得座体122的第三接合垫TP1-TP4接合于电路板128的第二接合垫SP1-SP4上。在本实施例中，焊料的材料为锡铅合金，或无铅且以锡为基础(Tin-based)的合金。再者，镜片模块121可于步骤420的前/后来设置于座体122的槽孔122c中。
虽然本发明已以数个实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明，在本发明所属技术领域中任何技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以权利要求书所界定的为准。
附图标记列表
100：三维感测模块
110：处理器
120：投射器
121：镜片模块
122：座体
122c：槽孔
122d：凹陷部
122s：侧壁
122t：上表面
122b：下表面
123-127：电子元件
128：电路板
128t：上表面
130：接收器
400：制造投射器的方法
410、420：步骤
GP1、GP2：连接片
EMIS：电磁干扰屏蔽片
FP：第一接合垫
LB：光束
SP1-SP4：第二接合垫
TP1-TP4：第三接合垫。

Claims (20)

1.一种投射器，其特征在于，包含：
一电路板，具有多个第一接合垫以及多个第二接合垫，该多个第一接合垫和该多个第二接合垫位于该电路板的一上表面上；
多个电子元件，接合于该多个第一接合垫上；
一座体，具有一槽孔以及多个第三接合垫，该多个第三接合垫位于该座体的一下表面上，其中该多个第三接合垫接合且电连接至该多个第二接合垫，借此来将该座体固定于该电路板上；以及
一镜片模块，设置于该座体的该槽孔中。
2.根据权利要求1所述的投射器，其特征在于，该座体的该下表面具有一凹陷部，用以容置该多个电子元件的一个。
3.根据权利要求2所述的投射器，其特征在于，还包含一电磁干扰屏蔽片，设置于该座体的该下表面的该凹陷部上。
4.根据权利要求3所述的投射器，其特征在于，该电磁干扰屏蔽片电连接至该多个第三接合垫的至少一个。
5.根据权利要求4所述的投射器，其特征在于，该多个第二接合垫电接地，以使得该电磁干扰屏蔽片透过该第三接合垫的该至少一个电接地。
6.根据权利要求3所述的投射器，其特征在于，该多个电子元件的该一个为垂直共振腔面射型激光的驱动器晶片。
7.根据权利要求1所述的投射器，其特征在于，该多个第二接合垫邻设于该电路板的该上表面的边缘，且该多个第二接合垫环绕该多个第一接合垫。
8.根据权利要求1所述的投射器，其特征在于，该多个第三接合垫邻设于该座体的该下表面的边缘。
9.一种三维感测模块，其特征在于，包含：
一投射器，配置以投射一光束至一物体，其中该投射器包含：
一电路板，具有多个第一接合垫以及多个第二接合垫，该多个第一接合垫和该多个第二接合垫位于该电路板的一上表面上；
多个电子元件，接合于该多个第一接合垫上；
一座体，具有一槽孔以及多个第三接合垫，该多个第三接合垫位于该座体的一下表面上，其中该多个第三接合垫接合且电连接至该多个第二接合垫，借此来将该座体固定于该电路板上；以及
一镜片模块，设置于该座体的该槽孔中；以及
一接收器，用以接收从该物体反射的该光束。
10.根据权利要求9所述的三维感测模块，其特征在于，该座体的该下表面具有一凹陷部，用以容置该多个电子元件的一个。
11.根据权利要求10所述的三维感测模块，其特征在于，还包含一电磁干扰屏蔽片，设置于该座体的该下表面的该凹陷部上。
12.根据权利要求11所述的三维感测模块，其特征在于，该电磁干扰屏蔽片电连接至该多个第三接合垫的至少一个。
13.根据权利要求12所述的三维感测模块，其特征在于，该多个第二接合垫电接地，以使得该电磁干扰屏蔽片透过该第三接合垫的该至少一个电接地。
14.根据权利要求11所述的三维感测模块，其特征在于，该多个电子元件的该一个为垂直共振腔面射型激光的驱动器晶片。
15.根据权利要求9所述的三维感测模块，其特征在于，该多个第二接合垫邻设于该电路板的该上表面的边缘，且该多个第二接合垫环绕该多个第一接合垫。
16.根据权利要求9所述的三维感测模块，其特征在于，该多个第三接合垫邻设于该座体的该下表面的边缘。
17.一种投射器的制造方法，其特征在于，包含：
提供一电路板、多个电子元件以及一座体，其中该电路板具有多个第一接合垫以及多个第二接合垫，该多个第一接合垫和该多个第二接合垫位于该电路板的一上表面上，而该座体具有一槽孔以及多个第三接合垫，该多个第三接合垫位于该座体的一下表面上；以及
利用表面粘着技术来进行一接合制程，以将该多个电子元件接合至该多个第一接合垫上，以及将该座体的该多个第三接合垫接合至该电路板的该多个第二接合垫上，借此来将该座体固定于该电路板上。
18.根据权利要求17所述的投射器的制造方法，其特征在于，该接合制程包含：
置放一焊料于该电路板的该多个第一接合垫以及该多个第二接合垫上；
置放该多个电子元件于该多个第一接合垫上；
置放该座体于该电路板上，其中该座体的该多个第三接合垫位于该电路板的该多个第二接合垫上；以及
加热该焊料来使该多个电子元件接合于该多个第一接合垫上，以及使该座体的该多个第三接合垫接合于该电路板的该多个第二接合垫上。
19.根据权利要求18所述的投射器的制造方法，其特征在于，该焊料的材料为锡铅合金或无铅且以锡为基础的合金。
20.根据权利要求17所述的投射器的制造方法，其特征在于，还包含：
置放一镜片模块于该座体的该槽孔中。
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