基于VCSEL的发光装置及其制备方法与流程

基于vcsel的发光装置及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及半导体技术领域，尤其是一种基于vcsel的发光装置及其制备方法。


背景技术：

2.vcsel(vertical-cavity surface-emitting laser，垂直腔面发射激光器)最初用于光通信领域，如应用于光模块等；之后逐步应用于消费电子领域的3d感测方面，如人脸识别等。2017年某手机品牌厂商将其用在人脸识别模组，自此开始受到消费电子领域的大规模关注，开始进入手机、智能门锁、扫地机器人、无人驾驶、ar/vr等领域市场。
3.目前，在对产品进行封装中，一般需要在vcsel芯片表面进一步配置扩散板(diffuser)，保证封装产品发出面型投射光的同时增加可探测空间范围。工艺流程一般为：vcsel芯片和扩散板独立制备完成后，封装中先将vcsel芯片固定在支架内部，之后将扩散板固定于支架表面得到封装产品。存下的问题主要体现在：一方面，工艺相对复杂，尤其是扩散板的制备工艺复杂、成本高；另一方面，将扩散板贴于支架上时不易控制，难度较大。


技术实现要素：

4.为了克服以上不足，本发明提供了一种基于vcsel的发光装置及其制备方法，有效解决现有发光装置工艺复杂、成本高、难度大等问题。
5.本发明提供的技术方案为：
6.一方面，本发明提供了一种基于vcsel的发光装置的制备方法，包括：
7.使用混合好的胶水涂覆于预先配置的扩散板模板表面并烘烤成型，得到具备一定粘性处于半固化状态的扩散板，所述扩散板模型底部包括扩散图形；
8.将半固化状态的扩散板与扩散板模板分离并放置于支撑膜表面，且扩散图形一侧朝下与支撑膜接触；
9.将vcsel芯片置于所述扩散板表面，且芯片的发光侧表面对应扩散板上的扩散图形放置；
10.完全固化所述扩散板；
11.对vcsel芯片之间的扩散板进行切割，得到单颗带有扩散板的发光装置。
12.另一方面，本发明提供了一种基于vcsel的发光装置，所述发光装置采用上述制备方法制备而成，所述发光装置中包括vcsel芯片及固化于所述vcsel芯片发光侧表面的扩散板。
13.本发明提供的基于vcsel的发光装置及其制备方法，在芯片端直接将扩散板与vcsel芯片结合，便于对扩散板的封装，大大节约了制造及封装成本，节约了流程。
附图说明
14.图1为本发明中发光装置结构示意图。
具体实施方式
15.为了更清楚地说明本发明实施案例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图，并获得其他的实施方式。
16.本发明的一种实施例，一种基于vcsel的发光装置的制备方法，包括：
17.s10使用混合好的胶水涂覆于预先配置的扩散板模板表面并烘烤成型，得到具备一定粘性处于半固化状态的扩散板，扩散板模型底部包括扩散图形；
18.s20将半固化状态的扩散板与扩散板模板分离并放置于支撑膜表面，且扩散图形一侧朝下与支撑膜接触；
19.s30将vcsel芯片置于扩散板表面，且芯片的发光侧表面对应扩散板上的扩散图形放置；
20.s40完全固化扩散板；
21.s50对vcsel芯片之间的扩散板进行切割，得到单颗带有扩散板的发光装置。
22.在本实施例中，预先根据需求对扩散板模型进行制备，制备过程包括：根据客户需求，通过模拟软件对扩散板模型进行设计，将玻璃片等载体放入雕刻机等设备平台上，并将扩散板模型导入设备中，调节好参数进行加工，得到表面配置有扩散图形的扩散板模板。
23.完成扩散板模板的制备之后，将扩散板模板置于制膜机平台上，并将混合好的胶倒入制膜机胶筒内，在散板模板表面进行涂覆，并将涂覆完成的扩散板模板放到烤箱进行半固化操作，得到具备一定粘性处于半固化状态的扩散板。实际应用中，扩散板的制备材料可以为：硅树脂、ppa、pet、亚克力等树脂材料制备而成(可根据实际需求选定，甚至可以将其中的多种混合使用)，半固化完成后其粘性为100～500000cps。扩散图形、扩散图形的厚度及整个扩散板的厚度均根据实际需求确定，如一实例中，扩散图形为半球形，半径为10μm，整个扩散板的厚度为150μm。应当注意，本实例中制备的扩散板为一整板，表面的扩散图形可对应制备相应数量的发光装置，对应各发光装置的扩散图形是否相互独立，由扩散图形确定，例如，一实例中，扩散图形由多个同心圆组成，则扩散模板表面对应不同vcsel芯片的扩散图形相互独立，且扩散图形之间设置一定的间隔，便于切割；另一实例中，扩散图形由多条波浪线条组成，则同一排的扩散图形可相互独立也可不相互独立。
24.制备得到处于半固化状态的扩散板之后，随即使用支撑膜将扩散板与扩散板模板分离，使得扩散图形一侧朝下与支撑膜接触；之后将vcsel芯片固于半固化的扩散板上，并在高温下进行完成固化。这里支撑膜可以为高温膜、uv膜等。
25.接着，将固化完成后的vcsel芯片和扩散板一并转移至uv膜表面，并置于切割机中进行切割得到单颗带有扩散板的发光装置。
26.最后，对发光装置进行光电参数测试进行分类，并对此进行外观检测，挑出异常，最后包装入库。
27.基于此，本发明的另一实施例中还提供了一种基于vcsel的发光装置，如图1所示，包括vcsel芯片10及固化于vcsel芯片发光侧表面的扩散板20。
28.应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提
下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种基于vcsel的发光装置的制备方法，其特征在于，包括：使用混合好的胶水涂覆于预先配置的扩散板模板表面并烘烤成型，得到具备一定粘性处于半固化状态的扩散板，所述扩散板模型底部包括扩散图形；将半固化状态的扩散板与扩散板模板分离并放置于支撑膜表面，且扩散图形一侧朝下与支撑膜接触；将vcsel芯片置于所述扩散板表面，且芯片的发光侧表面对应扩散板上的扩散图形放置；完全固化所述扩散板；对vcsel芯片之间的扩散板进行切割，得到单颗带有扩散板的发光装置。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述处于半固化状态的扩散板，其粘性为100～500000cps。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述扩散板由树脂材料制备而成。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述扩散板由硅树脂、ppa、pet、亚克力中的一种或多种制备而成。5.如权利要求1或2或3或4所述的制备方法，其特征在于，所述将半固化状态的扩散板与扩散板模板分离并放置于支撑膜表面中，所述支撑膜为高温膜；完全固化所述扩散板之后，还包括将表面固化有vcsel芯片的扩散板从支撑膜表面转移至uv膜表面；对vcsel芯片之间的扩散板进行切割之后，还包括解uv得到单颗带有扩散板的发光装置。6.如权利要求1或2或3或4所述的制备方法，其特征在于，所述使用混合好的胶水涂覆于预先配置的扩散板模板表面并烘烤成型，得到具备一定粘性处于半固化状态的扩散板之前，还包括：根据需求设计扩散板模型；根据所述扩散板模型加工得到扩散板模板。7.一种基于vcsel的发光装置，其特征在于，所述发光装置采用如权利要求1-6任意一项所述制备方法制备而成，所述发光装置中包括vcsel芯片及固化于所述vcsel芯片发光侧表面的扩散板。

技术总结
本发明提供了一种基于VCSEL的发光装置及其制备方法，其中，制备方法中包括：使用混合好的胶水涂覆于预先配置的扩散板模板表面并烘烤成型，得到具备一定粘性处于半固化状态的扩散板，扩散板模型底部包括扩散图形；将半固化状态的扩散板与扩散板模板分离并放置于支撑膜表面，且扩散图形一侧朝下与支撑膜接触；将VCSEL芯片置于扩散板表面，且芯片的发光侧表面对应扩散板上的扩散图形放置；完全固化扩散板；对VCSEL芯片之间的扩散板进行切割，得到单颗带有扩散板的发光装置。有效解决现有发光装置工艺复杂、成本高、难度大等问题。难度大等问题。难度大等问题。


技术研发人员：江柳杨
受保护的技术使用者：江西省晶能半导体有限公司
技术研发日：2021.11.12
技术公布日：2022/3/4