CN214313857U - 一种激光模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于激光器技术领域，公开了一种激光模组，包括基板、激光组件、支撑体、管帽、平窗玻璃、光学元件以及光学微结构，激光组件设置在基板上，支撑体设置在基板上，且支撑体的一端与基板密封连接，管帽设置在支撑体上，且管帽与支撑体的另一端密封连接，平窗玻璃穿设在管帽的上方且与管帽密封连接，平窗玻璃的几何中心与管帽的几何中心重合，基板、支撑体、管帽以及平窗玻璃形成气密性的模组内腔，光学元件设置在平窗玻璃靠近激光组件的一端，光学微结构设置在光学元件靠近激光组件的一端。该激光模组的模组内腔达到气密性效果，避免了激光模组受环境影响而发生性能下降或者失效的情况，保证了性能的可靠性，提升了激光模组的使用寿命。

Description

一种激光模组

技术领域

本实用新型涉及激光器技术领域，尤其涉及一种激光模组。

背景技术

目前行业内消费级电子产品，工业级产品所用到的3D sensor激光模组方案，都是非气密封装，而且由于工艺方面的问题会故意预留出一个通气孔，比如TOF激光模组，结构光激光模组等。

但是，非气密性的激光模组在特定应用场景下，常常会受到环境影响比如湿气，温度，灰尘等，导致激光模组产品性能下降或者失效。虽然常规应用场景表现不明显，但是在极端环境下的消费级应用，工业设备，车载，航天等场景下对于产品的密封性会越来越高。因此在特定的应用场景下和需要高可靠寿命的情况下，密封封装势在必行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光模组，以解决常规激光模组由于非气密性会受到环境影响而发生性能下降或者失效的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种激光模组，包括基板、激光组件、支撑体、管帽、平窗玻璃、光学元件以及光学微结构，所述激光组件设置在所述基板上，所述支撑体设置在所述基板上，且所述支撑体的一端与所述基板密封连接，所述管帽设置在所述支撑体上，且所述管帽与所述支撑体的另一端密封连接，所述平窗玻璃穿设在所述管帽的上方且与所述管帽密封连接，所述平窗玻璃的几何中心与所述管帽的几何中心重合，所述基板、所述支撑体、所述管帽以及所述平窗玻璃形成气密性的模组内腔，所述光学元件设置在所述平窗玻璃靠近所述激光组件的一端，所述光学微结构设置在所述光学元件靠近所述激光组件的一端。

作为优选，所述支撑体包括可伐围坝，所述可伐围坝的一端与所述基板连接，所述可伐围坝的另一端与所述管帽连接。

作为优选，所述支撑体包括第一可伐电镀结构，所述第一可伐电镀结构的一端与所述基板连接，所述第一可伐电镀结构的另一端与所述管帽连接。

作为优选，所述支撑体包括陶瓷围坝以及第二可伐电镀结构，所述陶瓷围坝的一端与所述基板连接，所述陶瓷围坝的另一端与所述第二可伐电镀结构的一端连接，所述第二可伐电镀结构的另一端与所述管帽连接。

作为优选，所述激光组件包括激光芯片，所述激光芯片设置在所述基板的几何中心处。

作为优选，所述激光组件还包括驱动芯片，所述驱动芯片设置在所述基板上，所述驱动芯片与所述激光芯片连接，所述驱动芯片用于为所述激光芯片提供调制电流。

作为优选，所述激光组件还包括PD管，所述PD管设置在所述基板上，所述PD管与所述激光芯片电气连接。

作为优选，所述基板设置有导电柱。

作为优选，所述基板设置有通孔，所述导电柱密封设置在所述通孔内。

作为优选，所述基板设置有焊盘，所述焊盘设置在所述通孔靠近所述激光组件的一侧，所述导电柱与所述焊盘连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的激光模组，通过将支撑体的一端与基板密封连接，支撑体的另一端与管帽密封连接，平窗玻璃穿设在管帽的上方且与管帽密封连接，基板、支撑体、管帽以及平窗玻璃形成的模组内腔能够达到气密性效果，避免了激光模组受环境影响而发生性能下降或者失效的情况，保证了激光模组产品性能的可靠性，提升了激光模组的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型提供的第一种激光模组的示意图；

图2是本实用新型提供的第一种激光模组的光斑的示意图；

图3是本实用新型提供的第二种激光模组的示意图；

图4是本实用新型提供的第三种激光模组的示意图。

图中：

100、基板；101、导电柱；102、通孔；103、焊盘；200、激光组件；201、激光芯片；202、驱动芯片；203、PD管；300、支撑体；301、可伐围坝；302、第一可伐电镀结构；303、陶瓷围坝；304、第二可伐电镀结构；400、管帽；500、平窗玻璃；600、光学元件；700、光学微结构；800、模组内腔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

本实施例提供一种激光模组，如图1和图2所示，包括基板100、激光组件200、支撑体300、管帽400、平窗玻璃500、光学元件600以及光学微结构700，其中，激光组件200设置在基板100上，支撑体300设置在基板100上且支撑体300的一端与基板100密封连接，可选地，基板100与支撑体300可以是一体成型的结构，一体成型的结构可以是氮化铝烧结一体成型，也可以是氮化铝DBC电镀铜一体成型；管帽400设置在支撑体300上，且管帽400与支撑体300的另一端密封连接，平窗玻璃500穿设在管帽400的上方且与管帽400密封连接，平窗玻璃500的几何中心与管帽400的几何中心重合，激光组件200输出的激光束能够通过平窗玻璃500，基板100、支撑体300、管帽400以及平窗玻璃500形成气密性的模组内腔800，通过将模组内腔800进行气密性设置，能够提升激光模组的使用寿命，同时保证激光模组的性能可靠性，光学元件600设置在平窗玻璃500靠近激光组件200的一端，其可以通过胶水粘到平窗玻璃500靠近激光组件200的一端，光学微结构700设置在光学元件600靠近激光组件200的一端，激光组件200输出的激光束依次通过光学微结构700、光学元件600以及平窗玻璃500以形成所需光束。

可选地，支撑体300包括可伐围坝301，可伐围坝301的一端与基板100连接，可伐围坝301的另一端与管帽400连接，可伐围坝301可以是封接在基板100上，管帽400可以是储能焊(电阻焊)焊接在可伐围坝301上，以实现基板100与可伐围坝301之间密封连接，以及可伐围坝301与官帽之间密封连接，以保证模组内腔800的气密性，同时，管帽400与可伐围坝301储能焊(电阻焊)焊接，避免了光学元件600受温度的影响。

本实施例中的激光组件200包括激光芯片201，激光芯片201设置在基板100的几何中心处，设置在基板100几何中心处的激光芯片201能够保证激光束顺利通过光学微结构700、光学元件600以及平窗玻璃500，可选地，激光芯片201可以但不限于焊接在基板100上。光学元件600可以是特殊石英玻璃或者是蓝宝石，通过压印或者蚀刻在表面形成特定的光学特征，其能够改变激光束发散的功能。激光组件200还包括驱动芯片202，驱动芯片202设置在基板100上，驱动芯片202与激光芯片201连接，驱动芯片202能够为激光芯片201提供调制电流，这样，激光芯片201根据驱动芯片202提供的调制电流进行正常工作。可选地，为了获知激光芯片201输出的激光束的能量，从而实现对激光芯片201输出的激光束进行能量调控，激光组件200还包括PD管203(Photo-Diode，简称PD)，PD管203设置在基板100上，PD管203与激光芯片201电气连接，具体的，PD管203与激光芯片201可以如图1中共正极以打线的方式连接，PD管203与激光芯片201亦可以独立设置，本案并不限于此，具体依相关设计而定。PD管203通过采集激光芯片201输出的激光束，将其转化为电信号输入给控制电路，通过控制电路调控激光芯片201的电压或电流从而完成对激光芯片201输出的激光束能量的调控。

本实施例中的基板100设置有导电柱101，通过导电柱101实现电连接，基板100设置有通孔102，导电柱101密封设置在通孔102内，可选地，基板100可以是采用激光打孔形成通孔102，通孔102内灌入金属导体以形成导电柱101，通过上述方式形成的基板100具有较高的密闭性，进而保证了模组内腔800的气密性。可选地，基板100设置有焊盘103，焊盘103设置在通孔102靠近激光组件200的一侧，导电柱101与焊盘103连接，激光芯片201可以焊接在焊盘103上，避免激光芯片201直接与基板100连接。作为优选的技术方案，导电柱101为铜柱。

常规非气密性激光模组在经过UBDH(85℃，85％RH，RH为Relative Humidity的缩写，相对湿度)可靠性500H后，激光芯片输出的激光束在屏上的光斑能量趋向于中心聚集，导致光斑变形失效，而本实施例提供的激光模组，如图2所示，通过气密性模组内腔800，能够保证激光束整形，避免光斑变形失效，进而实现特定形状的光斑输出。

实施例二

本实施例提供一种激光模组，其与实施例一的区别在于支撑体300的结构不同，如图3所示，本实施例中支撑体300包括第一可伐电镀结构302，第一可伐电镀结构302的一端与基板100连接，可选地，第一可伐电镀结构302的一端与基板100可以是通过电镀或者储能焊(电阻焊)焊接；第一可伐电镀结构302的另一端与管帽400连接，可选地，第一可伐电镀结构302的另一端与管帽400可以是通过储能焊(电阻焊)焊接。

实施例三

本实施例提供一种激光模组，其与上述实施例的区别同样是在于支撑体300的结构不同，如图4所示，本实施例提供的支撑体300包括陶瓷围坝303以及第二可伐电镀结构304，陶瓷围坝303的一端与基板100连接，陶瓷围坝303的另一端与第二可伐电镀结构304的一端连接，第二可伐电镀结构304的另一端与管帽400连接，可选地，陶瓷围坝303与第二可伐电镀结构304及基板100之间的连接方式可以是采用焊料在陶瓷围坝303的表面形成液相合金润湿陶瓷围坝303来实现的，也可以是采用活性金属封接法(例如Ag-Ti活性焊料)。可选地，陶瓷围坝303与基板100同为陶瓷时，陶瓷围坝303与基板100可通过烧结方式一体成型。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光模组，其特征在于，包括基板(100)、激光组件(200)、支撑体(300)、管帽(400)、平窗玻璃(500)、光学元件(600)以及光学微结构(700)，所述激光组件(200)设置在所述基板(100)上，所述支撑体(300)设置在所述基板(100)上，且所述支撑体(300)的一端与所述基板(100)密封连接，所述管帽(400)设置在所述支撑体(300)上，且所述管帽(400)与所述支撑体(300)的另一端密封连接，所述平窗玻璃(500)穿设在所述管帽(400)的上方且与所述管帽(400)密封连接，所述平窗玻璃(500)的几何中心与所述管帽(400)的几何中心重合，所述基板(100)、所述支撑体(300)、所述管帽(400)以及所述平窗玻璃(500)形成气密性的模组内腔(800)，所述光学元件(600)设置在所述平窗玻璃(500)靠近所述激光组件(200)的一端，所述光学微结构(700)设置在所述光学元件(600)靠近所述激光组件(200)的一端。

2.根据权利要求1所述的激光模组，其特征在于，所述支撑体(300)包括可伐围坝(301)，所述可伐围坝(301)的一端与所述基板(100)连接，所述可伐围坝(301)的另一端与所述管帽(400)连接。

3.根据权利要求1所述的激光模组，其特征在于，所述支撑体(300)包括第一可伐电镀结构(302)，所述第一可伐电镀结构(302)的一端与所述基板(100)连接，所述第一可伐电镀结构(302)的另一端与所述管帽(400)连接。

4.根据权利要求1所述的激光模组，其特征在于，所述支撑体(300)包括陶瓷围坝(303)以及第二可伐电镀结构(304)，所述陶瓷围坝(303)的一端与所述基板(100)连接，所述陶瓷围坝(303)的另一端与所述第二可伐电镀结构(304)的一端连接，所述第二可伐电镀结构(304)的另一端与所述管帽(400)连接。

5.根据权利要求1所述的激光模组，其特征在于，所述激光组件(200)包括激光芯片(201)，所述激光芯片(201)设置在所述基板(100)的几何中心处。

6.根据权利要求5所述的激光模组，其特征在于，所述激光组件(200)还包括驱动芯片(202)，所述驱动芯片(202)设置在所述基板(100)上，所述驱动芯片(202)与所述激光芯片(201)连接，所述驱动芯片(202)用于为所述激光芯片(201)提供调制电流。

7.根据权利要求6所述的激光模组，其特征在于，所述激光组件(200)还包括PD管(203)，所述PD管(203)设置在所述基板(100)上，所述PD管(203)与所述激光芯片(201)电气连接。

8.根据权利要求1所述的激光模组，其特征在于，所述基板(100)设置有导电柱(101)。

9.根据权利要求8所述的激光模组，其特征在于，所述基板(100)设置有通孔(102)，所述导电柱(101)密封设置在所述通孔(102)内。

10.根据权利要求9所述的激光模组，其特征在于，所述基板(100)设置有焊盘(103)，所述焊盘(103)设置在所述通孔(102)靠近所述激光组件(200)的一侧，所述导电柱(101)与所述焊盘(103)连接。

Images