CN220693511U - 一种用于封装电子元器件的管壳及激光雷达 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种用于封装电子元器件的管壳及激光雷达，包括：所述管壳；以及加工于所述管壳表面的参考标记；其中，所述参考标记用于在向所述管壳预设位置贴装电子元器件的过程中，为所述电子元器件的贴装位置提供参考。与现有技术中采用管壳边缘位置为贴装位置提供参考相比，提高了电子元器件贴装位置的准确性。

Description

一种用于封装电子元器件的管壳及激光雷达

技术领域

本实用新型涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种用于封装电子元器件的管壳及激光雷达。

背景技术

电子元器件(如芯片)贴装是封装工艺中的关键步骤，如果参数设置不当或者其他错误导致贴装的电子元器件出现位置偏移，会直接导致贴装产品出现批量不良现象。

相关技术中电子元器件贴装流程主要包括：贴装设备抓取待贴装电子元器件，并安置在用于封装该电子元器件管壳的预设位置。在贴装设备确定该预设位置的过程中，会以管壳边缘位置坐标作为参考。但是，由于管壳材料的原因(尤其是金属材料)，在生产加工过程中经常使得管壳边缘存在毛刺、崩边、不规整，这就使得管壳边缘位置坐标出现偏差，最终导致以该边缘位置为参考进行贴装的电子元器件贴装位置不准确。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种用于封装电子元器件的管壳及激光雷达，用以解决现有的以管壳边缘位置为参考进行电子元器件贴装时贴装位置不准确问题。

基于上述问题，第一方面，本实用新型实施例提供的一种用于封装电子元器件的管壳，包括：

所述管壳；以及

加工于所述管壳表面的参考标记；

其中，所述参考标记用于在向所述管壳预设位置贴装电子元器件的过程中，为所述电子元器件的贴装位置提供参考。

在第一方面的一种可能的实施方式中，所述参考标记至少包括两个；其中，所述至少两个参考标记中的第一参考标记用于为电子元器件位置的第一维度坐标提供参考；所述至少两个参考标记中的第二参考标记用于为电子元器件位置的第二维度坐标提供参考。

在第一方面的一种可能的实施方式中，所述管壳包括：电子元器件贴装部；所述贴装部用于安装衬底，所述电子元器件贴装于所述衬底；所述参考标记加工于所述管壳除所述衬底覆盖区域之外、且能够被贴装设备扫描到的区域。

在第一方面的一种可能的实施方式中，所述管壳包括：管壳壁；所述参考标记加工于所述管壳壁顶表面。

在第一方面的一种可能的实施方式中，所述管壳还包括：光窗；所述光窗为在第一管壳壁上设置的镂空结构；其中，所述第一管壳壁为距离所述电子元器件安装位置最近的管壳壁；所述第一参考标记加工于所述第一管壳壁顶表面所述光窗上方；所述第二参考标记加工于所述第一管壳壁任一相邻管壳壁顶表面。

在第一方面的一种可能的实施方式中，电子元器件在所述管壳内贴装覆盖区域呈四边形；所述电子元器件位置的第一维度坐标包括所述四边形的第一边坐标；所述电子元器件位置的第二维度坐标包括所述四边形中与所述第一边相邻的任一第二边坐标；所述第一参考标记与所述第一边坐标之间的距离满足第一预设距离；所述第二参考标记与所述第二边坐标之间的距离满足第二预设距离。

在第一方面的一种可能的实施方式中，所述参考标记用于所述贴装设备在为管壳贴装电子元器件的过程中，采用预设模式识别算法，对待贴装管壳的参考标记进行识别；根据识别结果，确定电子元器件的贴装位置并进行贴装；其中，预先为贴装设备提供带有参考标记的管壳进行模式识别，以便贴装设备预先获得参考标记的样式以及参考标记与电子元器件贴装位置之间的位置关系。

在第一方面的一种可能的实施方式中，所述参考标记的形状为一个单独的图形，或者由多个子图组成；和/或所述单独的图形或所述子图包括：平行四边形、梯形、圆形、椭圆形、三角、多边形。

在一种可能的实施方式中，所述参考标记的加工方式包括激光镭雕或者计算机数字化控制CNC加工。

第二方面，本实用新型提供的一种激光雷达，包括第一方面以及第一方面的任一可能的实施例所述的管壳。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型实施例提供的用于封装电子元器件的管壳，包括：所述管壳；以及加工于所述管壳表面的参考标记；其中，所述参考标记用于在向所述管壳预设位置贴装电子元器件的过程中，为所述电子元器件的贴装位置提供参考。与现有技术中采用管壳边缘位置为贴装位置提供参考相比，在管壳上加工的参考标记形状规整、坐标位置准确，不会出现管壳边缘的毛刺、崩边、不规整等情况，以参考标记为基准进行电子元器件贴装，提高了电子元器件贴装位置的准确性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的管壳结构示意图之一；

图2为本实用新型实施例提供的管壳结构示意图之二；

图3为本实用新型实施例提供的管壳结构示意图之三；

图4为本实用新型实施例提供的管壳结构示意图之四；

图5a为本实用新型实施例提供的管壳结构示意图之五；

图5b为本实用新型实施例提供的管壳立体结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的管壳结构示意图之六。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种用于封装电子元器件的管壳及激光雷达，以下结合说明书附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型实施例提供一种用于封装电子元器件的管壳，如图1所示，包括：

管壳100；以及

加工于管壳表面的参考标记101；

其中，所述参考标记101用于在向管壳100预设位置贴装电子元器件200的过程中，为该电子元器件的贴装位置提供参考。

电子产品通常由多种电子器件组装而成，或者经过层层封装才能供用户使用。本申请实施例中的管壳100可以为一种电子器件，其用于封装电子元器件200，完成电子元器件200封装的管壳100可以与其他产品部件组合成为最终产品。因此，相关技术中需要进行贴装的电子元器件均适用本申请所述的电子元器件，例如：表面贴装元器件(SMT，SurfaceMount Components)(又称贴片元器件或片式元器件，包括但不限于电阻器、电容器、电感器、各种类型的半导体器件(例如：芯片)等)，作为贴装电子元器件载体的管壳均可适用本申请技术方案。

下面结合附图，用实施例对本实用新型提供的方法及相关设备进行详细描述。

在本实用新型一实施例中，如图2所示，参考标记101至少包括两个；其中，该至少两个参考标记中的第一参考标记1011用于为电子元器件200位置的第一维度坐标提供参考；该至少两个参考标记中的第二参考标记1012用于为电子元器件200位置的第二维度坐标提供参考。

在本实施例中，为了保证电子元器件贴装位置的准确性，可以通过多个坐标维度为电子元器件的位置坐标提供参考。电子元器件在通常情况下的贴装面为二维平面，因此，至少可以通过两个维度坐标确定电子元器件在该二维平面中的位置坐标，即x轴坐标和y轴坐标，这里对坐标系建立方式不做限定，示例性地可以以待贴装电子元器件中心点在该二维平面的坐标位置为坐标原点。另外，每一个维度的参考标记(Mark)可以为一个或者多个。

如图2所示，第一参考标记1011可以为电子元器件在x轴位置提供参考，第二参考标记1012可以为电子元器件在y轴位置提供参考。示例性地，图2中第一参考标记1011和参考标记1012各设置为一个，具体实施时可以根据对贴装精确度的需求设置为多个，这里并不限定设置数量。

进一步的，在电子元器件贴装需要参考两个以上维度坐标的情况下，例如表征电子器件的贴装高度的第三维度，也可以提供多于两个维度的坐标参考，在每个坐标维度可以至少设置一个参考标记。这里不再赘述。

在本实用新型的又一个实施例中，如图3所示，管壳100包括：电子元器件贴装部102；

贴装部102用于安装衬底，电子元器件200贴装于衬底；

参考标记101加工于管壳100除衬底覆盖区域之外、且能够被贴装设备扫描到的区域。

在本实施例中，管壳100可以被划分为不同的功能区域，在不同的功能区域安装不同的电子器件。电子元器件贴装的区域可以为电子元器件贴装部102。首先在该贴装部102安装衬底，再将电子元器件贴装于衬底，衬底会覆盖电子元器件贴装部的平面区域。根据管壳100的封装工序，如果在贴装电子元器件之前尚未进行管壳100中其他器件的安装，即此时管壳100中除上述衬底覆盖区域之外的区域均是裸露的，则可以在除衬底覆盖区域之外的任意区域加工参考标记101，图3中以第一参考标记1011和第二参考标记1012为例，图中仅是实例，不对参考标记的位置进行限制。当然，该任意区域需满足能够被贴装设备扫描到。通常管壳100俯视效果呈现的区域可认为能被贴装设备扫描到。

在本实用新型的又一个实施例中，如图4所示，管壳100包括：管壳壁103；

参考标记101加工于管壳壁103顶表面。

本实施例中，管壳壁103可以为管壳100四周凸起的部分(图4中标注了相邻两个管壳壁，剩余两个相邻管壳壁未标注)，在后续的工序中可以和管壳盖配合完成封装。本实施例中，可以将参考标记101加工于管壳壁103的顶表面，图3中以第一参考标记1011和第二参考标记1012为例，图中仅是实例，不对参考标记的位置进行限制。由于管壳壁103的顶表面通常不会安装电子器件，即在电子元器件贴装过程中管壳壁103的顶表面均保持裸露，即使贴装电子元器件200的工序比较靠后，管壳100除衬底区域之外的区域在贴装电子元器件之前均已完成安装，即均已被印制电路板(PCB，Printed Circuit Board)等电子器件覆盖，也可以从管壳壁103顶表面获取到参考标记101的位置，完成电子元器件200的贴装。

在本实用新型的又一个实施例中，如图5a～图5b所示(图5a为管壳100平面示意图，图5b为管壳100立体示意图)，管壳100还包括：光窗104；

光窗104为在第一管壳壁1031上设置的镂空结构；其中，第一管壳壁1031为距离电子元器件200安装位置最近的管壳壁；

第一参考标记1011加工于所述第一管壳壁1031顶表面光窗104上方；

第二参考标记1012加工于所述第一管壳壁1031任一相邻管壳壁顶表面。

本实施例以激光雷达光模块管壳为例，光模块是激光雷达中的核心部件之一，其通过光电元件实现光信号的发射、接收、信号处理等功能。光电元件可以包括光芯片(相当于本申请中电子元器件200)，光芯片是指使用光子集成技术制成的芯片，通过在光模块管壳中贴装光芯片及安装其他部件完成光模块硬件制作。光芯片贴片的位置的准确性决定了光学镜头201的耦合效率，贴片位置准确性越高，光学镜头201的耦合效率越高。光模块通过管壳在管壳上设置镂空的光窗与光学镜头201进行光信号传输。

如图5a所示为激光雷达光模块管壳100，管壳100包括光窗104，其为设置于第一管壳壁1031的镂空结构，以便光信号通过该镂空结构到达光学镜头201，或者从光学镜头接收光信号。其中，第一管壳壁1031为与电子元器件贴装部102邻接的管壳壁，其距离电子元器件200安装位置最近。为了确保光芯片贴装位置的准确性，以及参考标记的参考便利性，可以将第一参考标记1011加工于所述第一管壳壁1031顶表面的光窗104上方；将第二参考标记1012加工于第一管壳壁1031任一相邻管壳壁顶表面(图5中与第一管壳壁1031相邻的管壳壁包括管壳壁1032和管壳壁1033，将第二参考标记1012加工于管壳壁1032顶表面或者管壳壁1033顶表面均可，此处不再赘述)。这样相邻两个管壳壁从不同的坐标维度为贴装位置提供参考。

在本实用新型的再一实施例中，电子元器件200在管壳100内贴装覆盖区域呈四边形；电子元器件200位置的第一维度坐标包括该四边形的第一边坐标；该电子元器件位置的第二维度坐标包括该四边形中与第一边相邻的任一第二边坐标；

第一参考标记1011与该第一边坐标之间的距离满足第一预设距离；

第二参考标记1012与该第二边坐标之间的距离满足第二预设距离。

在本实施例中，第一参考标记1011可以通过自身的位置坐标为电子元器件200位置的第一维度坐标提供参考，同理，第二参考标记1012可以通过自身的位置坐标为电子元器件200位置的第二维度坐标提供参考。

实施时，可以预先确定电子元器件200的贴装位置，即确定该预设贴装位置在各个维度的坐标。以完成贴装的电子元器件200在管壳100上述预设位置的俯视效果呈四边形(例如：矩形、正方形等)为例，可以将表征预设贴装位置左边缘的坐标作为第一边坐标，即作为x轴坐标，将表征预设贴装位置下边缘的坐标作为第二边坐标，即作为y轴坐标(这里也可以选取左边缘坐标和上边缘坐标的组合，或者右边缘坐标分别和上下边缘坐标的组合等，图中仅是示例)；或者将表征预设贴装区域竖中线的坐标作为第一边坐标，即作为x轴坐标，将表征预设贴装区域横中线的坐标作为第二边坐标，即作为y轴坐标，这里对预设贴装位置每个维度坐标的选取方式不做限制，只要能表征电子元器件200位置的不同维度坐标即可。

进一步地，可以确定第一参考标记与第一边坐标之间的距离为第一预设距离，确定第二参考标记与第二边坐标之间的距离为第二预设距离，由此，根据第一预设距离以及电子元器件200贴装位置的第一边坐标可以确定第一参考标记的坐标，同理，根据第二预设距离以及电子元器件200贴装位置的第二边坐标可以确定第二参考标记的坐标。在确定两边距离的过程中，对每个边使用坐标的数量不做限制，可以根据实际情况进行设置。

由此，可以确定出参考标记的位置坐标。在后续贴装过程中，贴装设备可以根据参考标记的位置以及参考标记与电子元器件贴装覆盖区域对应边之间的预设距离，确定电子元器件的贴装位置。

另外，参考标记可以覆盖任意形状的区域，这里确定的参考标记的位置坐标可以为该区域的预设位置坐标，例如：参考标记为矩形，其坐标可以为矩形的某边的坐标，参考标记为圆形，其坐标可以为圆形的某直径或切线的坐标，参考标记为椭圆形，参考标记可以为某对称轴的坐标，等，这里对参考标记的形状以及形状区域内的预设位置不做限定。

在本实用新型的再一实施例中，参考标记101用于贴装设备在为管壳100贴装电子元器件200的过程中，采用预设模式识别算法，对待贴装管壳100的参考标记101进行识别；根据识别结果，确定电子元器件200的贴装位置并进行贴装；

其中，预先为贴装设备提供带有参考标记101的管壳100、参考标记的样式、以及电子元器件200的贴装位置，以便贴装设备预先通过模式识别算法获得参考标记101与电子元器件200贴装位置之间的位置关系。

在本实施例中，可以预先确定参考标记101的样式(这里样式可以包括但不限于形状、大小、位置等任意方面)、电子元器件200的贴装位置、以及带有参考标记101的管壳100，贴装设备基于带有参考标记101的管壳100获取管壳100的图像，并根据获取的图像、参考标记101的样式、电子元器件200的贴装位置，采用自身的模式识别算法进行模式识别，得到参考标记101与电子元器件200贴装位置之间的位置关系。

在后续为管壳100进行贴装的过程中，可以采用预设模式识别方法，对待贴装管壳100上的参考标记101进行识别，并且根据识别结果确定电子元器件200的贴装位置。在此过程中可以辅助以手动调整。该预设模式识别方法可以采用贴装设备采用的现有的模式识别算法实现，这里不做限制。

在本实用新型的还一实施例中，参考标记101的形状为一个单独的图形，或者由多个子图组成。在本实用新型提供的附图中示例性的以矩形为参考标记，该矩形为一个单独的图形。如图6所示，还可以通过多个子图构成参考标记，即通过多个圆点构成参考标记。

本实用新型中，不限定构成参考标记101的单独的图形的形状和大小，只要在贴装过程中能够被贴装设备识别并为电子元器件200的贴装位置提供参考即可。构成参考标记101的子图的形状和大小这里也不限定，只要子图构成的参考标记101能够被贴装设备识别并为电子元器件200的贴装位置提供参考即可。

该单独的图形或该子图形分别可以包括：平行四边形(包括矩形、正方形、菱形等)、梯形、圆形、椭圆形、三角、多边形等任意图形。

本实用新型中，参考标记101可以加工在管壳100表面，加工方式包括但不限于激光镭雕或者计算机数字化控制(CNC，Computerized Numerical Control)。

对于激光雷达的加工方式，加工的参考标记图案可以根据需求进行编辑定制。对于CNC的加工方式，通常宽度在0.3mm以上，内圆角R0.15以上均可以实现。这两种加工方式的优势在于加工深度可控，不易磨损，加工时间短，并且精度都可以达到±0.1mm。进一步地，还可以采用粘贴参考标记等方式实现加工，这里不再赘述。采用本实用新型提供的加工方式，得到的参考标记边缘整齐，无明显毛刺，提高了电子元器件的贴装精度。

如下所示，表1为采用现有技术进行贴装时的贴装测试数据，表2为采用本实用新型提供的参考标记进行贴装时的贴装测试数据。

表1

表2

如表1和表2所示，第一行第二列表项表征贴装位置的x轴坐标标准值(0.738)以及允许的误差(±0.02mm)，第一行第三列表项表征贴装位置的y轴坐标标准值(4.2)以及允许的误差(±0.02mm)，第一行第四列表项表征贴装区域某边缘与对应坐标轴之间的偏转角度标准0°以及允许的误差(±1°)。这里可以以贴装区域的中心为坐标原点。其他表项数据表征对应表项的测试数据。可以看出，表1中未采用本实用新型提供的参考标记作为贴装位置的参考，测试数据中x轴向、y轴向、以及偏转角度(Angle)均超出标准值10％以上，而表2中采用本实用新型提供的参考标记作为贴装位置的参考，测试数据中的x轴向、y轴向、以及偏转角度均在标准允许的误差范围内。

可见，现有技术中根据管壳边缘位置作为贴装位置的参考，由于管壳边缘出存在的毛刺、崩边、不规整使得确定出的贴装位置具有偏差，贴装产生旋转角度。而采用了本实用新型提供的技术方案，为管壳增加参考标记，参考标记边缘规整，位置规定，使用参考标记进行待贴装电子元器件的定位，解决了贴装良率低，产能低，浪费物料的问题，定位通过率达95％以上。

本实用新型还提供一种激光雷达，包括上述任意实施例所示的管壳100。

在将本实用新型应用在激光雷达中时，贴装位置的准确性决定了与镜头耦合的效率，现有技术的方案由于贴装位置不准确使得镜头耦合效率低。对于激光雷达来说，使用参考标记进行待贴装电子元器件的定位，可以增加镜头的耦合效率。因此，激光雷达可以采用本实用新型提供的技术方案，对光芯片进行封装。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的部件并不一定是实施本实用新型所必须的。

上述本实用新型实施例顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于封装电子元器件的管壳，其特征在于，包括：

所述管壳；以及

加工于所述管壳表面的参考标记；

其中，所述参考标记用于在向所述管壳预设位置贴装电子元器件的过程中，为所述电子元器件的贴装位置提供参考。

2.如权利要求1所述的管壳，其特征在于，所述参考标记至少包括两个；

其中，所述至少两个参考标记中的第一参考标记用于为电子元器件位置的第一维度坐标提供参考；所述至少两个参考标记中的第二参考标记用于为电子元器件位置的第二维度坐标提供参考。

3.如权利要求1所述的管壳，其特征在于，所述管壳包括：电子元器件贴装部；

所述贴装部用于安装衬底，所述电子元器件贴装于所述衬底；

所述参考标记加工于所述管壳除所述衬底覆盖区域之外、且能够被贴装设备扫描到的区域。

4.如权利要求2所述的管壳，其特征在于，所述管壳包括：管壳壁；

所述参考标记加工于所述管壳壁顶表面。

5.如权利要求4所述的管壳，其特征在于，所述管壳还包括：光窗；

所述光窗为在第一管壳壁上设置的镂空结构；其中，所述第一管壳壁为距离所述电子元器件安装位置最近的管壳壁；

所述第一参考标记加工于所述第一管壳壁顶表面所述光窗上方；

所述第二参考标记加工于所述第一管壳壁任一相邻管壳壁顶表面。

6.如权利要求2、4-5任一项所述的管壳，其特征在于，电子元器件在所述管壳内贴装覆盖区域呈四边形；所述电子元器件位置的第一维度坐标包括所述四边形的第一边坐标；所述电子元器件位置的第二维度坐标包括所述四边形中与所述第一边相邻的任一第二边坐标；

所述第一参考标记与所述第一边坐标之间的距离满足第一预设距离；

所述第二参考标记与所述第二边坐标之间的距离满足第二预设距离。

7.如权利要求1-5任一项所述的管壳，其特征在于，所述参考标记用于贴装设备在为管壳贴装电子元器件的过程中，采用预设模式识别算法，对待贴装管壳的参考标记进行识别；根据识别结果，确定电子元器件的贴装位置并进行贴装；

其中，预先为贴装设备提供带有参考标记的管壳、参考标记的样式、以及所述电子元器件的贴装位置，以便贴装设备预先通过模式识别算法获得参考标记与电子元器件贴装位置之间的位置关系。

8.如权利要求1-5任一项所述的管壳，其特征在于，所述参考标记的形状为一个单独的图形，或者由多个子图组成；和/或

所述单独的图形或所述子图包括：平行四边形、梯形、圆形、椭圆形、三角、多边形。

9.如权利要求1-5任一项所述的管壳，其特征在于，所述参考标记的加工方式包括激光镭雕或者计算机数字化控制CNC加工。

10.一种激光雷达，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的管壳。