CN115542497A - 一种光学扩散片的封装结构及发光器件 - Google Patents

Abstract

本发明适用于光学扩散罩封装技术领域，提供了一种光学扩散片的封装结构及发光器件。一种光学扩散片的封装结构，包括金属引线框和光学扩散片，所述金属引线框具有相对的第一面和第二面，所述金属引线框具有开窗孔位，所述光学扩散片的一面具有朝向于所述开窗孔位的光学处理区；所述封装结构还包括用于封装所述金属引线框和所述光学扩散片的封装胶，所述封装胶沿所述光学扩散片的外周设置呈围坝状且覆盖所述光学扩散片的外周侧壁和所述第一面。本发明所提供的一种光学扩散片的封装结构及发光器件，工艺难度小，实现比较容易，其制造成本相对较低，而且可以不采用胶粘的方式，灵活性强、气密性更好，而且不容易脱落，可靠性佳。

Description

一种光学扩散片的封装结构及发光器件

技术领域

本发明属于光学扩散罩封装技术领域，尤其涉及一种光学扩散片的封装结构及发光器件。

背景技术

目前3D感测领域(如人脸支付、智能门锁、扫地机器人、OMS、DMS、激光雷达等)经常用到红外激光发射器，其结构中具有用于调整光源形状的光学扩散片，常规的光学扩散片的结构有两种。一种是在玻璃载体的下表面使用UV树脂胶压印成特定微结构；另一种是UV树脂材料在模具中一体成型，上、下表面分别是光滑面和光学处理面(微结构)。

现有技术的光学扩散片的封装技术，其一是胶水粘接固定，这种固定方式容易脱落，气密性较差；二是通过在光学扩散片预镀焊料后通过共晶焊焊接到支架台阶上，不容易脱落，可实现气密封装，但由于UV树脂耐高温性差只能选用低温焊料，造成工艺难度大，成本高，实现比较困难。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种光学扩散片的封装结构及发光器件，其制造工艺简单，成本低，且封装气密性更好，光学扩散片不容易脱落，可靠性佳。

本发明的技术方案是：一种光学扩散片的封装结构，包括金属引线框和光学扩散片，所述金属引线框具有相对的第一面和第二面，所述金属引线框具有供所述光学扩散片安装的开窗孔位，所述光学扩散片的一面具有朝向于所述开窗孔位的光学处理区；所述封装结构还包括用于封装所述金属引线框和所述光学扩散片的封装胶，所述封装胶沿所述光学扩散片的外周设置呈围坝状且覆盖所述光学扩散片的外周侧壁和所述第一面。

可选地，所述封装胶还覆盖至所述光学扩散片的另一面且靠近于光学扩散片外周的区域处。

可选地，所述封装胶还自光学扩散片的外周侧壁经所述第一面覆盖至所述金属引线框的外周侧；

所述封装胶的底部与所述第二面平齐，或者，所述封装胶的底部延伸至覆盖于所述第二面。

可选地，所述第一面上具有用于定位所述光学扩散片的定位结构，所述定位结构为定位槽，所述定位槽自所述第一面向所述第二面的方向设置，所述定位槽与所述开窗孔位之间形成台阶结构，所述定位槽具有底壁和内侧壁，所述光学扩散片的一面贴于所述底壁；

所述光学扩散片的外周侧壁与所述内侧壁具有空隙，且所述封装胶覆盖于所述光学扩散片的外周侧壁且填充于所述空隙。

可选地，所述金属引线框的外周侧设置有容胶槽，所述封装胶进入所述容胶槽内。

可选地，所述金属引线框的外形呈矩形，所述金属引线框包括两相向设置的第一框条和两相向设置的第二框条，所述第一框条或/和第二框条设置有所述容胶槽；

且/或，所述金属引线框的四角处设置有所述容胶槽。

可选地，所述第一框条或/和所述第二框条上的所述容胶槽贯通至所述第一面和所述第二面及所述定位槽的内侧壁；

所述金属引线框四角的所述容胶槽贯通至所述第一面和所述第二面。

可选地，所述第一面与所述第二面之间的距离为所述金属引线框的厚度，所述定位槽的底壁与所述第二面之间的距离为台阶高度，所述台阶高度为所述厚度的四分之三。

可选地，所述封装胶呈黑色；且/或，所述封装胶为EMC胶。

本发明还提供了一种发光器件，包括基板、芯片和上述的光学扩散片的封装结构，所述光学扩散片的封装结构粘接或焊接在所述基板上以封装所述芯片。

本发明所提供的一种光学扩散片的封装结构及发光器件，其封装胶覆盖至所述光学扩散片的上表面，利于保证气密性，还可以起到保护光学扩散片不易被磕碰和刮花的效果，金属引线框采用金属材料，其可耐高温，金属引线框可以采用共晶焊工艺或回流焊气密封装工艺等连接另一光源组件(光源组件包括支架(基板)和固焊在基板上的发光芯片)形成发光器件，不局限于低温焊料，工艺难度小，实现比较容易，其制造成本相对较低，而且可以不局限于采用胶粘的方式，灵活性强、气密性更好，而且不容易脱落，可靠性佳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种光学扩散片的封装结构中金属引线框的立体示意图；

图2是本发明实施例提供的一种光学扩散片的封装结构中金属引线框的俯视示意图；

图3是本发明实施例提供的一种光学扩散片的封装结构中光学扩散片的仰视示意图；

图4是本发明实施例提供的一种光学扩散片的封装结构中光学扩散片装配于金属引线框时(未设置封装胶)的剖面示意图；

图5是本发明实施例提供的一种光学扩散片的封装结构中光学扩散片装配于金属引线框(未设置封装胶)的俯视示意图；

图6是本发明实施例提供的一种光学扩散片的封装结构中光学扩散片装配于金属引线框(未设置封装胶)的仰视示意图；

图7是本发明实施例提供的一种光学扩散片的封装结构的剖面示意图；

图8是本发明实施例提供的一种光学扩散片的封装结构的俯视示意图；

图9是本发明实施例提供的一种光学扩散片的封装结构的仰视示意图；

图10是本发明实施例提供的一种发光器件的剖面示意图；

图11是本发明实施例提供的一种光学扩散片的封装结构中另一形式金属引线框的立体示意图；

图12是本发明实施例提供的一种光学扩散片的封装结构中另一形式金属引线框的俯视示意图；

图13是本发明实施例提供的一种光学扩散片的封装结构中封装胶覆盖至式金属引线框第二面时的剖面示意图；

图14是本发明实施例提供的一种光学扩散片的封装结构中封装胶覆盖至式金属引线框第二面时的仰视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”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。

另外，本发明实施例中若有“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系的用语，其为基于附图所示的方位或位置关系或常规放置状态或使用状态，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构、特征、装置或元件必须具有特定的方位或位置关系、也不是必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本发明中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。

如图1至图4以及图7所示，本发明实施例提供的一种光学扩散片的封装结构，包括金属引线框100和光学扩散片200，所述金属引线框100具有相对的第一面101(顶面)和第二面102(底面)，所述金属引线框100具有开窗孔位130，所述光学扩散片200的一面(下表面202)具有朝向于所述开窗孔位130的光学处理区210，光学扩散片200的另一面可为光滑面(上表面201)。开窗孔位130不遮盖光学处理区210；所述封装结构还包括用于封装所述金属引线框100和所述光学扩散片200的封装胶300，所述封装胶300沿所述光学扩散片200的外周设置呈围坝状，且所述封装胶300覆盖至所述光学扩散片200的外周侧壁和所述金属引线框100的第一面101，利于保证气密性，还可以起到保护光学扩散片200不易被磕碰和刮花的效果，金属引线框100可耐高温，金属引线框100可以采用共晶焊工艺或回流焊气密封装工艺等连接另一光源组件(光源组件包括支架(基板)400和固焊在基板上的发光芯片)形成发光器件，不局限于低温焊料，工艺难度小，实现比较容易，其制造成本相对较低，而且可以不局限于采用胶粘的连接方式，灵活性强、气密性更好，而且不容易脱落，可靠性佳。

具体地，如图1至图4以及图7所示，所述封装胶300还覆盖至所述光学扩散片200的另一面且靠近于光学扩散片200外周的区域处，利于进一步保证气密性。所述金属引线框100具有外周侧103和内周侧104，内周侧104即为开窗孔位130的侧壁。所述外周侧103和内周侧104位于所述第一面101与第二面102之间，所述第一面101附近为光学扩散片200的安装区域，所述第二面102用于将封装结构与安装有发光芯片的基板连接。

具体地，所述封装胶300还可以自光学扩散片200的外周侧壁经所述第一面101覆盖至所述金属引线框100的外周侧103，所述封装胶300的底部与所述第二面102平齐，或者，所述封装胶300的底部延伸至覆盖于所述第二面102。

具体地，如图1至图7所示，所述金属引线框100的外周侧103设置有容胶槽110，所述封装胶300进入所述容胶槽110内，以提高封装胶300与金属引线框100的结合效果。容胶槽110可为倒扣槽(也可称为燕尾槽，其槽底比槽口宽)，具体应用中，可以在金属引线框100外周侧103的边缘冲压出凹槽(即容胶槽110)，高温融化的胶水流到光学扩散片200四周的缝隙包覆光学扩散片200，并流至容胶槽110形成铆接卡扣式结合的结构，胶水固化后形成封装胶300，有利于提高封装结构的可靠性。于光学扩散片200的顶部，封装胶300的内周侧设置为向外倾斜的斜面结构。

具体地，如图1至图7所示，所述第一面101上具有用于定位所述光学扩散片200的定位结构，所述定位结构为定位槽120，所述定位槽120自所述第一面101向所述第二面102的方向开设，具体应用中，定位槽120的外形尺寸(长宽尺寸)大于光学扩散片200的外形尺寸(长宽尺寸)，光学扩散片200可以放入定位槽120。所述定位槽120与所述开窗孔位130之间形成台阶结构，所述定位槽120具有底壁121和内侧壁122，本实施例中，所述光学扩散片200的一面(下表面202)具有朝向于所述开窗孔位130的光学处理区210以及位于光学处理区210外围的非光学处理区220，所述光学扩散片200的非光学处理区220贴于所述底壁121。

具体地，如图3至图5所示，所述光学扩散片200的外周侧壁与所述定位槽120的内侧壁122具有空隙131，且所述封装胶300覆盖于所述光学扩散片200的外周侧壁且填充于所述空隙131，该空隙131有利于隔热，在共晶焊接时，可隔热的空隙131起到了保护光学扩散片200的效果，利于实现真正的气密封装。

具体地，如图1至图7所示，所述金属引线框100的外形呈矩形，所述金属引线框100包括两相向设置的第一框条171和两相向设置的第二框条172，两根第一框条171、两根第二框条172一体合围形成金属引线框100。具体应用中，金属引线框100可以采用铜片材经冲压成型等工序成型，具体地，金属引线框100的外形以及开窗孔位130、容胶槽110可以冲压成型，定位槽120可以采用蚀刻工艺成型。

具体地，如图1至图7所示，所述第一框条171或/和第二框条172设置有所述容胶槽110，以利于保证封装胶300与金属引线框100结合的可靠性。

具体地，如图1至图7所示，所述金属引线框100的四角处可以设置有所述容胶槽110，以利于保证封装胶300与金属引线框100结合的可靠性。本实施例中，所述第一框条171和第二框条172的中间处以及述金属引线框100的四角处均设置有所述容胶槽110，所述容胶槽110共计8个。当然，在一些实施例中，所述第一框条171或第二框条172可以不设置有容胶槽110，也可以设置有至少两个容胶槽110。

具体地，所述第一框条171或/和所述第二框条172上的所述容胶槽110贯通至所述第一面101和所述第二面102及所述定位槽120的内侧壁122，封装胶300更易充填于所述光学扩散片200的外周侧壁与所述内侧壁122的空隙131，封装效果更好。

具体地，所述金属引线框100四角的所述容胶槽110贯通至所述第一面101和所述第二面102，容胶槽110可以直接冲压成型，生产效率高。

具体地，如图11和图12所示，所述第一框条171或/和所述第二框条172居中处设置有所述容胶槽110，所述第一框条171上居中处的所述容胶槽110还贯通至所述金属引线框100的内周壁使所述第一框条171断开，即金属引线框100包括两个“匚”形结构件，两个“匚”形结构件分离且对称设置。

具体地，所述第一面101与所述第二面102之间的距离为所述金属引线框100的厚度H，所述定位槽120的底壁121与所述第二面102之间的距离为台阶高度S，所述台阶高度S为所述厚度H的四分之三，光学扩散片200的顶面(光滑面)可以凸出于金属引线框100的第一面101(顶面)。

具体地，所述开窗孔位130的尺寸不小于所述光学处理区210的尺寸，所述开窗孔位130居中设置于所述金属引线框100，所述光学处理区210居中设置于所述开窗孔位130，光学处理区210完全不会被遮挡，应用效果好。

具体地，所述封装胶300还自光学扩散片200的外周侧壁经所述第一面101覆盖至所述金属引线框100的外周侧103，封装可靠性高。

具体地，如图7至图10所示，所述封装胶300的底部与所述第二面102平齐，金属引线框100可以直接回流或共晶焊接于基板(基板上可设有激光芯片)形成红外激光发射器，粘接后难以脱落。或者，如图13和图14所示，所述封装胶300的底部延伸至覆盖于所述金属引线框100的第二面102，使得封装胶300与金属引线框的结合更紧密且气密性更好，还可与其他类型的基板配合，以满足不同的应用场景。

具体地，所述封装胶300呈深色(例如黑色)；所述封装胶300可为EMC胶，本实施例中，封装胶300为黑色的EMC胶(Epoxy Molding Compound，即环氧树脂模塑料)，通过热固性树脂(黑色EMC树脂)基材塑封平面的光学扩散片200，黑色的EMC胶包覆光学扩散片200四周且一体成型，形成黑色的EMC胶罩结构，匹配激光芯片使用，激光发散角度小不会造成吸光，防止环境光串扰，开窗孔位130留出光学处理面区域，整体结构强度大，利于避免光学扩散片200脱落的问题。

本实施例中，所述金属引线框100采用铜材制成，可以采用铜片材冲压成型，一次冲压可以同时成型多个金属引线框100，后续可以通过切割的方式得到单个封装结构件。

本发明实施例还提供了一种发光器件，包括基板(支架400)、芯片(发光芯片)和上述的光学扩散片的封装结构，所述光学扩散片的封装结构粘接或焊接在所述基板上以封装所述芯片。利于保证发光器件的整体气密性，还可以起到保护光学扩散片不易被磕碰和刮花的效果，金属引线框采用金属材料，其可耐高温，金属引线框可以采用共晶焊工艺或回流焊气密封装工艺等连接至完成固焊芯片的支架(基板)400形成发光器件，不局限于低温焊料，工艺难度小，实现比较容易，其制造成本相对较低，而且可以不局限于采用胶粘的方式，灵活性强、气密性更好，而且不容易脱落，可靠性佳。

本发明实施例还提供了一种光学扩散罩的封装方法，用于封装上述的一种光学扩散片的封装结构，包括以下步骤：

制备金属引线框100和一面具有光学处理区210的光学扩散片200；

将所述光学扩散片200连接于所述金属引线框100的定位结构，并使所述光学处理区210朝向于金属引线框100的开窗孔位130；

设置封装胶300，使所述封装胶300封装于所述金属引线框100和所述光学扩散片200，且使所述封装胶300覆盖至所述光学扩散片200的另一面且靠近于光学扩散片200外周的区域处。所述封装胶300沿所述光学扩散片200的外周设置呈围坝状，且所述封装胶300覆盖至所述光学扩散片200的另一面且靠近于光学扩散片200外周的区域处，利于保证气密性，还可以起到保护光学扩散片200不易被磕碰和刮花的效果，金属引线框100可耐高温，金属引线框100可以采用共晶焊工艺或回流焊气密封装工艺等连接至固焊芯片的支架(基板)400形成发光器件，不局限于低温焊料，工艺难度小，实现比较容易，其制造成本相对较低，而且可以不局限于采用胶粘的方式，灵活性强、气密性更好，而且不容易脱落，可靠性佳。

具体地，所述光学扩散片200通过热固胶或UV胶粘接工艺连接于所述金属引线框100，由于所述封装胶包覆光学扩散片的外周侧壁和上表面201，足以高强度固定光学扩散片200，不需要使用焊接的方式造成成本和工艺的浪费此工艺难度小，实现比较容易，其制造成本相对较低，可靠性高、气密性好。

具体应用中，可先通过冲压铜片和半蚀刻铜片得到金属引线框100(铜架)，金属引线框100四周及四角留有凹槽区作为容胶槽110，容胶槽110可作为侧面进胶通道并与封装胶300嵌入式结合，增强封装胶300与金属引线框100架的结合能力。

然后，将光学扩散片200粘接到金属引线框100，光学处理区210居中对位开窗孔位130，避免开窗孔位130遮盖光学处理区210，具体应用中，可以在定位槽120的底壁121上涂覆热固化胶后，居中对位窗口贴覆光学扩散片200烘烤固化，固定光学扩散片200位置。

然后注入融化的封装胶300(黑色EMC胶)包覆金属引线框100和光学扩散片200的上表面(光滑面)，光学扩散片200的上表面的封装胶300凸起并形成围坝，封装胶300固化后，得到封装好的光学扩散罩。金属引线框100的底部脚位露铜，以便于进行焊接。最后，将封装好的光学扩散罩贴装到另一光源组件(光源组件包括支架(基板)和固焊在基板上的发光芯片)，形成发光器件。

本发明实施例所提供的一种光学扩散片的封装结构及发光器件，所述封装胶300覆盖至所述光学扩散片200的上表面，利于保证气密性，还可以起到保护光学扩散片200不易被磕碰和刮花的效果，金属引线框100采用金属材料，其可耐高温，金属引线框100可以采用共晶焊工艺或回流焊气密封装工艺等连接至完成固焊芯片的支架(基板)400形成发光器件，不局限于低温焊料，工艺难度小，实现比较容易，其制造成本相对较低，而且可以不局限于采用胶粘的方式，灵活性强、气密性更好，而且不容易脱落，可靠性佳。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学扩散片的封装结构，其特征在于，包括金属引线框和光学扩散片，所述金属引线框具有相对的第一面和第二面，所述金属引线框具有供所述光学扩散片安装的开窗孔位，所述光学扩散片的一面具有朝向于所述开窗孔位的光学处理区；所述封装结构还包括用于封装所述金属引线框和所述光学扩散片的封装胶，所述封装胶沿所述光学扩散片的外周设置呈围坝状且覆盖所述光学扩散片的外周侧壁和所述第一面。

2.如权利要求1所述的一种光学扩散片的封装结构，其特征在于，所述封装胶还覆盖至所述光学扩散片的另一面且靠近于光学扩散片外周的区域处。

3.如权利要求1所述的一种光学扩散片的封装结构，其特征在于，所述封装胶还自光学扩散片的外周侧壁经所述第一面覆盖至所述金属引线框的外周侧；

所述封装胶的底部与所述第二面平齐，或者，所述封装胶的底部延伸至覆盖于所述第二面。

4.如权利要求1所述的一种光学扩散片的封装结构，其特征在于，所述第一面上具有用于定位所述光学扩散片的定位结构，所述定位结构为定位槽，所述定位槽自所述第一面向所述第二面的方向设置，所述定位槽与所述开窗孔位之间形成台阶结构，所述定位槽具有底壁和内侧壁，所述光学扩散片的一面贴于所述底壁；

所述光学扩散片的外周侧壁与所述内侧壁具有空隙，且所述封装胶覆盖于所述光学扩散片的外周侧壁且填充于所述空隙。

5.如权利要求1至4中任一项所述的一种光学扩散片的封装结构，其特征在于，所述金属引线框的外周侧设置有容胶槽，所述封装胶进入所述容胶槽内。

6.如权利要求5所述的一种光学扩散片的封装结构，其特征在于，所述金属引线框的外形呈矩形，所述金属引线框包括两相向设置的第一框条和两相向设置的第二框条，所述第一框条或/和第二框条设置有所述容胶槽；

且/或，所述金属引线框的四角处设置有所述容胶槽。

7.如权利要求6所述的一种光学扩散片的封装结构，其特征在于，所述第一框条或/和所述第二框条上的所述容胶槽贯通至所述第一面和所述第二面及所述定位槽的内侧壁；

所述金属引线框四角的所述容胶槽贯通至所述第一面和所述第二面。

8.如权利要求4所述的一种光学扩散片的封装结构，其特征在于，所述第一面与所述第二面之间的距离为所述金属引线框的厚度，所述定位槽的底壁与所述第二面之间的距离为台阶高度，所述台阶高度为所述厚度的四分之三。

9.如权利要求1至4中任一项所述的一种光学扩散片的封装结构，其特征在于，所述封装胶呈黑色；且/或，所述封装胶为EMC胶。

10.一种发光器件，包括基板、芯片和如权利要求1-9任一项所述的光学扩散片的封装结构，所述光学扩散片的封装结构粘接或焊接在所述基板上以封装所述芯片。

Images