一种反射式测距传感器及其制备方法与流程
本发明涉及光电传感元器件，具体是一种反射式测距传感器及其制备方法。
背景技术：
1、随着工业自动化产线、智能机器人、小型智能家居设备快速普及，反射式测距传感器被广泛用于物体有无检测、近距离测距、设备避障场景。目前市面主流贴片式反射测距传感器多采用pcb平面固晶+单层透明环氧封装结构，平面pcb基板无定位槽，光电接收芯片、信号处理ic平铺在同一平面，芯片安装高度无统一基准，不同产品装配高度存在差异，批量测距一致性差；模压封装过程无溢胶阻挡结构，环氧树脂容易溢流污染外侧功能引脚，后期需人工修胶打磨，工序繁琐、生产良率偏低。传感器pcb仅简单连通各引脚线路，vagc增益控制线、osc高频调制信号线分居基板左右两侧，原生走线长度差值大，高频信号传输存在明显相位延时差，增益调节与发光调制时序错位，导致产品测距灵敏度波动大，工业复杂电磁环境下易出现误检测、输出跳变。连片基板封装后尺寸离散度大，公差远大于±0.02mm；固晶、封装、烘烤工序无分层管控，芯片易受热脱焊、装配位置发生偏移，成品光学参数离散明显。
2、传统传感器内部电路集成度低，大多仅能单一输出模拟或数字信号，需要搭配复杂外围电路才能同时实现测距与物体识别，设备集成调试繁琐。现有技术缺少集成pcb阶梯光路定位、外围溢胶限位、高频控制线等长补偿布线多重结构的一体化传感器，同时无配套高精度分层制备工艺，无法同时兼顾小型化、批量一致性、生产高效率，因此，本领域技术人员提供了一种反射式测距传感器及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种反射式测距传感器及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种反射式测距传感器，包括pcb基材、光电二极管芯片、光电信号处理集成电路芯片以及透明环氧树脂封装层；所述光电二极管芯片与光电信号处理集成电路芯片均通过银胶固晶设置在pcb基材上表面，且光电二极管芯片与光电信号处理集成电路芯片电性连接；所述光电信号处理集成电路芯片内部集成有led调制驱动电路、前置放大器、agc自动增益放大器、带通滤波器、峰值电平电路及施密特触发器；
4、所述pcb基材上端面通过控深铣一体成型阶梯定位槽，阶梯定位槽分为高位浅槽、低位深槽，光电二极管芯片嵌设于高位浅槽内，光电信号处理集成电路芯片嵌设于低位深槽，高位浅槽深度小于低位深槽；pcb基材上、阶梯定位槽外围环绕一体成型闭合式限位凸台；
5、所述透明环氧树脂封装层为单层一体式透光封装结构，填充于限位凸台围成的区域内部并完整包裹光电二极管芯片、光电信号处理集成电路芯片与pcb内侧走线，封装层整体厚度大于限位凸台高度，限位凸台阻挡封装树脂溢流至基板外侧；
6、所述pcb基材上连接osc引脚、vagc引脚的控制线采用蛇形等长补偿布线，两条控制线走线总长度误差≤0.1mm；pcb基材两侧分别嵌设四组功能引脚，左侧引脚依次为gnd引脚、sd引脚、vagc引脚、vdd引脚，右侧引脚依次为nc空脚、out1模拟输出引脚、out2数字输出引脚、osc引脚，全部功能引脚均与光电信号处理集成电路芯片电性连接，其中nc引脚为空脚，无内部电气连接；整体封装成型尺寸公差控制±0.02mm。
7、作为本发明进一步的方案：所述限位凸台沿芯片安装区域连续闭合环绕，阻挡封装树脂向外溢流，省去后道人工修胶工序。
8、作为本发明再进一步的方案：所述光电信号处理集成电路芯片设有两路输出端分别对应out1、out2引脚，out1输出正比于入射光电流的模拟电压用于精准测距，out2经施密特触发器整形输出数字开关电平用于判断物体有无。
9、作为本发明再进一步的方案：所述等长补偿布线通过蛇形弯折段补偿走线长度差，消除osc高频调制信号、vagc增益控制信号传输产生的相位偏移。
10、同时，本发明还提供上述任意一项所述反射式测距传感器的制备方法，包含如下步骤：
11、s1pcb成型处理：裁切连片pcb基材，采用控深铣工艺一体加工高位浅槽、低位深槽与外围闭合限位凸台，对焊盘区域等离子清洁；
12、s2第一次固晶烘烤：在高位浅槽点银胶固晶光电二极管芯片，恒温烘烤固化；
13、s3第二次固晶烘烤：在低位深槽点银胶固晶光电信号处理集成电路芯片，二次烘烤提升银胶粘接强度；
14、s4金线焊线：将光电二极管芯片、光电信号处理集成电路芯片与各引脚焊盘电性连通；
15、s5单层一体模压封装：一次性灌注单层透明环氧树脂，依靠限位凸台限制树脂填充范围，完成一体化封装；
16、s6长时应力烘烤：恒温长时间烘烤消除封装层内应力；
17、s7分切成型：连片pcb裁切为独立单颗传感器；
18、s8光电全检：对整机电气、光学性能全面检测；
19、s9编带包装得到成品。
20、作为本发明再进一步的方案：模压封装成型后单颗传感器外形尺寸公差稳定控制在±0.02mm；pcb采用连片整版同步加工，统一完成铣槽、固晶、封装工序，提升批量生产效率。
21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22、pcb设置两级阶梯定位槽，分层嵌装光电二极管芯片与信号处理芯片，统一芯片装配高度基准，无需人工调校光路，批量产品测距一致性大幅提升；外围闭合限位凸台阻挡封装树脂溢流污染外侧引脚，省去后道修胶工序，提升生产良率、简化加工流程。
23、osc、vagc高频控制线采用蛇形等长补偿布线，消除高频信号传输相位偏差，增益调节与led调制时序同步匹配，复杂电磁环境下抗干扰能力更强，产品灵敏度离散度显著降低。
24、双路信号同步输出设计，out1输出模拟电压实现精准测距，out2输出整形数字电平快速识别物体有无，无需额外外部整形电路，适配各类mcu系统，外围配套电路简洁。
25、配套一体化分层制备工艺，控深铣同步成型pcb阶梯槽与限位凸台、分层固晶烘烤、分区限位模压成型，连片整版同步加工，大幅提升贴片、封装生产效率，成品光电检测合格率高。
1.一种反射式测距传感器及其制备方法，包括pcb基材、光电二极管芯片（2）、光电信号处理集成电路芯片（3）、透明环氧树脂封装层（4），其特征在于，所述pcb基材两侧布设多组功能引脚（5），所述光电信号处理集成电路芯片（3）内部集成led调制驱动电路、前置放大器、agc自动增益放大器、带通滤波器、峰值电平电路、施密特触发器，所述光电二极管芯片（2）与光电信号处理集成电路芯片（3）通过银胶固晶设于pcb基材表面并电性连接；
2.根据权利要求1所述的一种反射式测距传感器及其制备方法，其特征在于，所述限位凸台（6）沿芯片安装区域连续闭合环绕，阻挡封装树脂向外溢流。
3.根据权利要求2所述的一种反射式测距传感器及其制备方法，其特征在于，所述光电信号处理集成电路芯片（3）设有两路输出端分别对应out1、out2引脚，out1输出正比于入射光强的模拟电压，out2输出经施密特整形后的数字电平。
4.根据权利要求1所述的一种反射式测距传感器及其制备方法，其特征在于，所述等长补偿布线设有蛇形弯折段补偿走线长度差，消除osc、vagc信号传输相位偏移。
5.一种权利要求1-4任意一项所述反射式测距传感器的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种反射式测距传感器及其制备方法，其特征在于，模压封装成型后单颗传感器外形尺寸公差稳定控制在±0.02mm。
7.根据权利要求5所述的一种反射式测距传感器及其制备方法，其特征在于，pcb采用连片整版同步加工，统一完成铣槽、固晶、封装工序，提升批量贴片生产效率。