CN219457620U - 一种光电二极管封装结构和激光雷达 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种光电二极管封装结构和激光雷达，涉及光电二极管技术领域。光电二极管封装结构包括至少两个光电二极管，相邻的两个光电二极管的电流方向的夹角为90度至180度。只需要简单的调整光电二极管阵列的封装方向，无需较大的新增成本，而且几乎消除了光电二极管阵列的电串扰，使光电二极管在几乎相同的封装成本下，极大的降低了光电二极管后端的电路开发难度并降低了开发成本，并使光电二极管阵列的各个光电二极管可以同时工作，相应的提高了产品的动态性能。

Description

一种光电二极管封装结构和激光雷达

技术领域

本申请涉及光电二极管技术领域，尤其涉及光电二极管封装结构和激光雷达。

背景技术

目前公知的光电二极管阵列的封装设计方法大都采用阴阳极同向分类排列的方式如图1，并根据供电的方式在金属线或导线绑定时采用共阴极或共阳极的封装方式，就是把所有的阴极或阳极都连接一起，这种方式的优势是简化了封装工艺。

申请人发现，传统的光电二极管阵列的封装设计方法由于按相同极性排列，电流方向也是一致的，基本上都存在较大的电串扰，即在某个光电二极管上有电流产生时，相邻的光电二极管由于电流方向一致，也会产生感应电流，导致所有的光电二极管不能同时工作。

如果同时工作就会因为光电二极管是同极性排列，相邻的光电二极管上产生的电路信号可以互相耦合，在激光雷达或光电二极管其他应用的产品上产生一系列的虚假信号，给光电二极管后端的电路带来非常大的设计难度，或是光电二极管的各个光电二极管只能采用分时工作。

即使采用妥协的办法，结果也是大大降低了产品的动态性能或需要较大的成本去解决这个电串扰问题。

因此，如何低成本地防止相邻光电二极管耦合，是需要解决的技术问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种光电二极管封装结构和激光雷达，以解决现有技术中如何低成本地防止相邻光电二极管耦合的技术问题。

为实现上述目的，本申请实施例采取了如下技术方案。

第一方面，本申请实施例提供一种光电二极管封装结构，包括至少两个光电二极管，相邻的两个光电二极管的电流方向的夹角为90度至180度。

可选地，每个所述光电二极管包括激光探测芯片、正极端子和负极端子；每个所述光电二极管中，所述激光探测芯片分别与所述正极端子和所述负极端子电连接；

每个光电二极管的正极端子到负极端子的方向，与相邻的光电二极管的正极端子到负极端子的方向相反。

可选地，每个所述光电二极管还包括引线、正极焊盘和负极焊盘；

每个所述光电二极管中，所述正极焊盘与所述正极端子连接，所述负极焊盘与所述负极端子连接；所述引线连接所述激光探测芯片和正极焊盘，所述激光探测芯片位于负极焊盘上。

可选地，每个所述光电二极管中，所述正极焊盘与所述正极端子连接，所述负极焊盘与所述负极端子连接；所述引线连接所述激光探测芯片和负极焊盘，所述激光探测芯片位于正极焊盘上。

可选地，每个所述光电二极管的激光探测芯片位于同一直线。

可选地，所述光电二极管封装结构为长方形，每个所述光电二极管的激光探测芯片排列的直线为封装的长度方向，每个光电二极管的正极端子到负极端子的方向为封装的宽度方向。

可选地，所述正极端子和所述负极端子的形状不同。

可选地，所述正极端子和所述负极端子中的其中一种端子为长方形，另一种为长方形切去一个角。

所述光电二极管的数量可以为偶数，也可以为奇数。

第二方面，本申请实施例提供一种激光雷达，包括第一方面的光电二极管封装结构。

相对于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请实施例提供的光电二极管封装结构和激光雷达，只需要简单的调整光电二极管阵列的封装方向，无需较大的新增成本，而且几乎消除了光电二极管阵列的电串扰，使光电二极管在几乎相同的封装成本下，极大的降低了光电二极管后端的电路开发难度并降低了开发成本，并使光电二极管阵列的各个光电二极管可以同时工作，相应的提高了产品的动态性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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1为现有技术中光电二极管封装结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种光电二极管封装结构中的电流方向示意图；

图3为本申请实施例提供的一种光电二极管封装结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种带有焊盘的光电二极管封装结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，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。通常在此处附图中描述的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要说明的是，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。术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。

申请人发现，现有的光电二极管封装结构由于按相同极性排列，电流方向也是一致的，基本上都存在较大的电串扰，即在某个光电二极管上有电流产生时，相邻的光电二极管由于电流方向一致，也会产生感应电流，导致所有的光电二极管不能同时工作。

如果同时工作就会因为光电二极管是同极性排列，相邻的光电二极管上产生的电路信号可以互相耦合，在激光雷达或光电二极管其他应用的产品上产生一系列的虚假信号，给光电二极管后端的电路带来非常大的设计难度，或是光电二极管的各个光电二极管只能采用分时工作。

为了克服以上问题，可参阅图2，本申请实施例提供了一种封装结构，包括至少两个光电二极管，相邻的两个光电二极管的电流方向的夹角为90度至180度。

图2中电流方向是带箭头的直线，将其视为矢量，通过平移，将相邻的两个光电二极管的电流方向矢量的起点合并到一起，两个矢量的夹角为钝角。

这个夹角有以下规律：

小于90度时，即电流的夹角为锐角时，存在相邻的光电二极管由于电流方向一致而产生感应电流的现象；

在0度时，即电流的方向相同，相邻的光电二极管由于电流方向一致而产生感应电流的现象最明显；

90度至180度都可以减弱光电二极管电流产生的电串扰；

180度时减弱光电二极管电流产生的电串扰效果最明显。

图3展示了每个光电二极管包括激光探测芯片、正极端子和负极端子的示意图。

接下来说明图中各个形状所表示的器件。

1、最外侧的大长方形为载板。

2、粗线正方形其中包括两个粗线圆，一个粗线圆较大，位于中间，另一个粗线圆较小，位于一个角落，粗线正方形为激光探测芯片，两个粗线圆分别代表芯片的阴极和阳极，具体可以分为两种不同的情况：

①位于中间的大粗线圆代表芯片的阴极，位于一个角落的小粗线圆代表芯片的阳极；

②位于中间的大粗线圆代表芯片的阳极，位于一个角落的小粗线圆代表芯片的阴极。

3、细线小长方形、细线小长方形切去一个角的图形，代表不同的端子，具体可以分为两种不同的情况：

①细线小长方形为正极端子，细线小长方形切去一个角的图形为负极端子；

②细线小长方形为负极端子，细线小长方形切去一个角的图形为正极端子。

图3中的形状为示意，真实器件的形状、尺寸和比例都可以与图中有所不同，灵活设置即可。

图中的光电二极管数量为8，每个光电二极管包括一个激光探测芯片、一个正极端子和一个负极端子。即每一列的粗线正方形、细线小长方形、细线小长方形切去一个角的图形组成了一个光电二极管，一共8列即8个光电二极管。

每个激光探测芯片都包括一个阳极和一个阴极，与一个正极端子和一个负极端子。

即可以使激光探测芯片的阳极与正极端子电连接，阴极与负极端子电连接。

根据这种连接关系，就会形成一个从正极端子，到激光探测芯片的阳极，再到激光探测芯片的阴极，再到负极端子的电流。总的电流方向是从正极端子到负极端子。

可以将光电二极管设置为长方形阵列，当然也可以是其他形状阵列，参照图3：设置有长方形的正极端子、长方形的负极端子，将长方形的正极端子的两条长边记为第一方向，让第一方向与长方形的负极端子的两条长边对齐，第一方向为整体长方形阵列的宽度方向。在正极端子、负极端子上方，可以设置一排激光探测芯片，一排激光探测芯片的方向沿整体长方形阵列的长度方向，即垂直于第一方向，可以布设更多的光电二极管。

在这种排列方式下，无论哪个光电二极管在工作，由于它相邻的光电二极管极性与它是相反的，电流方向也是相反的，不会存在电串扰。因此，即使整个光电二极管阵列同时工作，也不会产生电串扰信号，极大地提高了动态性能，并相应地降低这类电路的开发难度和成本。

关于不同的端子用不同的形状，这个值得说明的是，在同一个实施例里，一种形状代表一极的端子，这样便于区分和接线。不可以形状与其代表的端子交叉，这样反而更容易导致错误。

具体地，可以分为以下四种情况：

①若第一列的细线小长方形为正极端子，细线小长方形切去一个角的图形为负极端子，那么第二列也应该是细线小长方形为正极端子，细线小长方形切去一个角的图形为负极端子。

②若第一列的细线小长方形为负极端子，细线小长方形切去一个角的图形为正极端子，那么第二列也应该是细线小长方形为负极端子，细线小长方形切去一个角的图形为正极端子。

③若第一列的细线小长方形为正极端子，细线小长方形切去一个角的图形为负极端子，第二列细线小长方形为负极端子，细线小长方形切去一个角的图形为正极端子，则容易导致接线错误。

④若第一列的细线小长方形为负极端子，细线小长方形切去一个角的图形为正极端子，第二列细线小长方形为正极端子，细线小长方形切去一个角的图形为负极端子，则容易导致接线错误。

为了便于接线，还可以设置焊盘，通过引线键合的方式连接焊盘和激光探测芯片，如图4，图4将探测芯片、正极端子和负极端子画为虚线，实线为正极焊盘和负极焊盘。

图4中，焊盘位于正极端子和负极端子上方，并且图中每个焊盘与一个正极端子或者负极端子重叠，即可以设置焊盘与端子接触，形成电连接。

可以将正极焊盘设置在激光探测芯片正下方，使正极焊盘与激光探测芯片的阳极直接接触，由引线连接激光探测芯片的阴极和负极焊盘。

也可以将负极焊盘设置在激光探测芯片正下方，使负极焊盘与激光探测芯片的阴极直接接触，由引线连接激光探测芯片的阳极和正极焊盘。

也可以使激光探测芯片的阴极不与负极焊盘直接接触，同时使激光探测芯片的阳极不与正极焊盘直接接触，设置一根引线连接激光探测芯片的阴极与负极焊盘，设置另一引线连接激光探测芯片的阳极与正极焊盘。

图4的实施例形成了一个1乘8的阵列，也可以是2乘8的阵列或多乘多的阵列，此处并不限制探测芯片的排布数量和形式。

基于上述实施例，本申请实施例还提供一种光电二极管封装方法，包括将相邻的两个光电二极管按照电流方向的夹角为90度至180度的位置封装。同样地，180度时减弱光电二极管电流产生的电串扰效果最明显。

基于上述实施例，本申请实施例还提供一种激光雷达，包括上述光电二极管封装结构。

总体来说，本申请提出了一种光电二极管封装结构和激光雷达。光电二极管封装结构包括至少两个光电二极管，相邻的两个光电二极管的电流方向的夹角为90度至180度。只需要简单的调整光电二极管阵列的封装方向，无需较大的新增成本，而且几乎消除了光电二极管阵列的电串扰，使光电二极管在几乎相同的封装成本下，极大的降低了光电二极管后端的电路开发难度并降低了开发成本，并使光电二极管阵列的各个光电二极管可以同时工作，相应的提高了产品的动态性能。

以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

上述仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种光电二极管封装结构，其特征在于，包括至少两个光电二极管，相邻的两个光电二极管的电流方向的夹角为90度至180度。

2.如权利要求1所述的光电二极管封装结构，其特征在于，每个所述光电二极管包括激光探测芯片、正极端子和负极端子；每个所述光电二极管中，所述激光探测芯片分别与所述正极端子和所述负极端子电连接；

每个光电二极管的正极端子到负极端子的方向，与相邻的光电二极管的正极端子到负极端子的方向相反。

3.如权利要求2所述的光电二极管封装结构，其特征在于，每个所述光电二极管还包括引线、正极焊盘和负极焊盘；

每个所述光电二极管中，所述正极焊盘与所述正极端子连接，所述负极焊盘与所述负极端子连接；所述引线连接所述激光探测芯片和正极焊盘，所述激光探测芯片位于负极焊盘上。

4.如权利要求2所述的光电二极管封装结构，其特征在于，每个所述光电二极管还包括引线、正极焊盘和负极焊盘；

每个所述光电二极管中，所述正极焊盘与所述正极端子连接，所述负极焊盘与所述负极端子连接；所述引线连接所述激光探测芯片和负极焊盘，所述激光探测芯片位于正极焊盘上。

5.如权利要求2所述的光电二极管封装结构，其特征在于，每个所述光电二极管的激光探测芯片位于同一直线。

6.如权利要求5所述的光电二极管封装结构，其特征在于，所述光电二极管封装结构为长方形，每个所述光电二极管的激光探测芯片排列的直线为封装的长度方向，每个光电二极管的正极端子到负极端子的方向为封装的宽度方向。

7.如权利要求2所述的光电二极管封装结构，其特征在于，所述正极端子和所述负极端子的形状不同。

8.如权利要求7所述的光电二极管封装结构，其特征在于，所述正极端子和所述负极端子中的其中一种端子的形状为长方形，另一种端子的形状为长方形切去一个角。

9.一种激光雷达，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的光电二极管封装结构。