CN218412889U

CN218412889U - 一种激光雷达测距模组

Info

Publication number: CN218412889U
Application number: CN202222023648.3U
Authority: CN
Inventors: 雷述宇
Original assignee: Ningbo Abax Sensing Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Ningbo Abax Sensing Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2022-07-29
Filing date: 2022-07-29
Publication date: 2023-01-31
Anticipated expiration: 2032-07-29

Abstract

一种激光雷达测距模组，其特征在于，包括：第一晶圆，其中，微光学透镜位于所述第一晶圆上；第二晶圆，其中，接收模块位于所述第二晶圆上；第三晶圆，其中，处理电路位于所述第三晶圆上；通过如此设计，可以解决在进行晶圆级光学封装时，微光学透镜晶圆可切割出的晶片数目太少，导致成本太高的问题。

Description

一种激光雷达测距模组

技术领域

本申请涉及探测技术领域，特别涉及一种激光雷达测距模组。

背景技术

距离探测尤其利用激光源实现的主动型探测系统，其原理为通过光源主动发射探测的发射光，例如近红外类型的探测光，其波长可以选择为800-1200nm范围内，此处并不限定于此，采用近红外类型的探测波也能够保证在视场内存在以人为对象时的安全性，因此近红外类型的主动探测系统越来越普遍地应用于各种场景中，例如后续的自动驾驶、智能门锁、安防摄像、手机三维摄像等等。

飞行时间(“TOF”)光检测和测距(“LIDAR”)是一种用于远程距离测量的技术。TOFLIDAR传感器通过测量激光脉冲在仪器和物体之间传播所需的时间来确定包括传感器和物体的仪器之间的距离。

目前应用较广泛的探测方法包含间接飞行时间(ITOF)测量方案和直接飞行时间(DTOF)测量方案。大部分的间接飞行时间测量方案都是采用了测相位偏移的方法，即发射波与接收波之间的相位差，发射和接收波的横坐标是时间t，纵坐标是光强，根据二者的相位差便可获得飞行时间t，从而根据D＝ct/2计算获得探测物体的距离。直接飞行时间测量方案一般通过皮秒级分辨率的测量系统(多采用SPAD+TDC)，直接获得发射与对应的接收端触发的时间差，即为飞行时间t，从而计算探测物体的距离。

飞行时间确定电路可以是设备中实现的许多电路之一。因此,飞行时间确定电路以及相关联的模块或壳体的大小是值得关注的问题。

微光学透镜在半导体晶圆代工厂内使用先进的光刻板在超表面上完成可调谐的衍射波前层。微光学透镜在半导体结晶室使用的制造技术与硅基集成电路一样。透镜的纳米结构是人类头发宽度的千分之一。这些纳米结构只需单层就能适当弯曲光线，从而实现复杂的多元折射透镜相同的功能。

与传统的模压和曲面透镜不同，微光学透镜的新型光学器件是完全平面的。这是微光学透镜在半导体前端工厂中与电子器件一起在硅晶片上制造。

一片晶圆到底可以切割出多少的晶片数目，这个要根据你的die的大小和wafer的大小以及良率来决定的。目前业界所谓的6寸，12寸还是18寸晶圆其实就是晶圆直径的简称，只不过这个吋是估算值。实际上的晶圆直径是分为150mm，300mm以及450mm这三种，而12寸约等于305mm，为了称呼方便所以称之为12寸晶圆。X为晶圆可切割晶片数。

X＝晶圆面积/晶片面积-晶圆直径/晶片对角线长 (1)

一片晶圆可以切割出的晶片数目关系到成本问题值得关注。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种激光雷达测距系统，以便解决相关技术中，现有微光学透镜晶圆在进行晶圆级光学封装时可切割出的晶片数目太少，导致成本太高的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

本发明实施例提供了一种激光雷达测距模组，其特征在于，包括：

第一晶圆，其中，微光学透镜位于所述第一晶圆上；第二晶圆，其中，接收模块位于所述第二晶圆上；第三晶圆，其中，处理电路位于所述第三晶圆上。

可选地，所述第一晶圆、第二晶圆以及第三晶圆之间通过打线键合、植球键合、硅通孔或晶圆级堆叠互联的任一形式连接。

可选地，还包括第四晶圆，其中光源模块位于所述第四晶圆上，光源模块为激光雷达探测光源，向待测物体发射探测光。

可选地，所述第一晶圆与所述第四晶圆之间通过打线方式连接。

可选地，所述接收模块为光电二极管。

可选地，所述接收模块为SPAD。

可选地，所述平面超表面透镜与电子器件一起在硅晶片上制造。

本发明的有益效果是：一种激光雷达测距模组，其特征在于，包括：

第一晶圆，其中，微光学透镜位于所述第一晶圆上；第二晶圆，其中，接收模块位于所述第二晶圆上；第三晶圆，其中，处理电路位于所述第三晶圆上。通过如此设计，可以解决在进行晶圆级光学封装时，微光学透镜晶圆可切割出的晶片数目太少，导致成本太高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1a为现有技术提供的一种芯片模组的示意图；

图1b为现有技术提供的一种阵列芯片模组的示意图；

图2a为本申请实施例提供的一种芯片模组的示意图；

图2b为本申请实施例提供的一种晶圆的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1a为现有技术提供的一种芯片模组的示意图；如图所示目前的芯片10包括光源模块101，接收部分102，其中接收部分102包括处理电路1021以及接收模块1022。其中接收模块可以为SPAD、PD等光电探测器，本申请不做具体限制。微光学透镜覆盖在图1所示的接收模块1022上。处理电路模块可以包括驱动电路、电源管理电路等。

图1b为现有技术提供的一种阵列芯片模组的示意图。如图1b所示因为微光学透镜芯片覆盖在图1所示的接收模块1022上，其中光源模块上可以覆盖有微光学透镜芯片也可以不覆盖微光学透镜芯片，本申请不做具体限制。一个微光学透镜晶圆只能在如图1b所示的201的部分切割出晶片。导致微光学透镜晶圆的可切割出晶片的数量很低，微光学透镜的晶片成本很高。现有技术中如果晶圆直径为200mm仅可以切割出5623个微光学透镜的晶片，如果晶圆的直径为300mm仅可以切割出13274个微光学透镜的晶片，导致微光学透镜晶圆的可切割出晶片的数量很低，这个问题亟需解决。

图2a为本申请实施例提供的一种芯片模组的示意图。如图所示的芯片结构包括光源模块301，接收模块302以及处理电路303。其中接收模块可以为SPAD、PD等光电探测器，本申请不做具体限制。微光学透镜覆盖在图2所示的接收模块302上。在图2所示的芯片结构中，处理电路303处于一个单独的晶圆上，光源模块301与接收模块302分别处于另外的一个晶圆上，微光学透镜的芯片同上述实施例只需要覆盖在接收模块302上，微光学透镜的晶圆也是独立的。其中为光学透镜晶圆，接收模块晶圆，处理电路晶圆之间可以通过TSV或者stacking等工艺连接、倒扣等方式连接，其中光源模块晶圆与接收模块晶圆之间可以通过打线，hub等方式连接本申请不做具体限制。

图2b为本申请实施例提供的一种晶圆的示意图。如图2b所示包括微光学透镜的晶圆401，接收模块的晶圆402、处理电路的模块晶圆403以及光学模块晶圆404。与上述实施例类似微光学透镜芯片覆盖在接收模块上，光学模块上可以覆盖微光学透镜芯片也可以不覆盖。如图2b所示的结构中微光学透镜芯片与接收模块芯片可一一对应，这样可以提升微光学透镜晶圆的可切割的晶片数目。如图2b所述的实施例中微光学透镜晶圆的可切割的芯片数量可以大幅度的提升，降低微光学透镜芯片的成本。在图2b所述的实施例中如果晶圆直径为200mm可以切割出10139个微光学透镜的晶片，如果晶圆的直径为300mm可以切割出23890个微光学透镜的晶片，可以看出图2b所述实施例中微光学透镜晶圆的可切割的芯片数量相对于现有技术得到了大幅度的提升。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种激光雷达测距模组，其特征在于，包括：第一晶圆，其中，微光学透镜位于所述第一晶圆上；第二晶圆，其中，接收模块位于所述第二晶圆上；第三晶圆，其中，处理电路位于所述第三晶圆上。

2.根据权利要求1所述的激光雷达测距模组，其特征在于，所述第一晶圆、第二晶圆以及第三晶圆之间通过打线键合、植球键合、硅通孔或晶圆级堆叠互联的任一形式连接。

3.根据权利要求1所述的激光雷达测距模组，其特征在于，所述微光学透镜覆盖在所述接收模块上。

4.根据权利要求1所述的激光雷达测距模组，其特征在于，还包括第四晶圆，其中光源模块位于所述第四晶圆上，光源模块为激光雷达探测光源，向待测物体发射探测光。

5.根据权利要求4所述的激光雷达测距模组，其特征在于，所述第一晶圆与所述第四晶圆之间通过打线方式连接。

6.根据权利要求1所述的激光雷达测距模组，其特征在于，所述接收模块为光电二极管。

7.根据权利要求1所述的激光雷达测距模组，其特征在于，所述接收模块为SPAD。