光学传感模组及其加工方法、电子设备与流程

1.本技术属于电子技术领域，具体涉及一种光学传感模组及其加工方法、电子设备。


背景技术：

2.光学距离传感器(optical proximity sensor)是一种能够在没有任何物理接触的情况下，借助于电磁辐射来检测附近物体存在的传感器。距离传感器发射连续的或脉冲式的电磁场、例如红外线，可见光，紫外光等，并且检测场或反馈信号的变化。光学距离传感器广泛应用于电子设备，如手机、个人数字助理、平板电脑，笔记本电脑等。
3.在先技术中，现有的光学距离传感器包括印刷电路板、发光元器件、感光元器件和挡光罩，发光元器件和感光元器件之间需要用挡光罩罩住，避免光线相互干扰。挡光罩一般用胶水黏贴在pcb板上，连接不牢靠。
4.但是，现有的光学距离传感器中的挡光罩增加了器件的高度和宽度，且挡光罩与发光元器件和感光元器件的配合不紧密，使光学距离传感器的占用空间较大。再者，挡光罩的连接强度不高，容易受到外力掉落。


技术实现要素：

5.本技术旨在提供一种光学传感模组及其加工方法、电子设备，能够解决目前的光学距离传感器占用空间较大且挡光罩容易脱落的问题。
6.为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
7.第一方面，本技术实施例提出了一种光学传感模组，包括：基板和封装组件；
8.所述基板包括基板本体、线路层和导电结构，所述线路层和所述导电结构均处于所述基板本体的一侧，所述线路层和所述导电结构电连接；
9.所述封装组件包括发光元件、感光元件和封装主体，所述发光元件和所述感光元件分别与所述线路层电连接，所述发光元件和所述感光元件均处于所述封装主体内侧；
10.其中，所述基板本体上设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔与所述发光元件对应设置，所述第二通孔与所述感光元件对应设置。
11.根据本技术实施例提出的一种光学传感模组，所述导电结构设置有至少两个，且背离所述基板本体的一端设置有连接部。
12.根据本技术实施例提出的一种光学传感模组，所述导电结构设置有三个，三个所述导电结构围合形成有两个容置腔体，所述发光元件和所述感光元件分别设于两个所述容置腔体。
13.根据本技术实施例提出的一种光学传感模组，三个所述导电结构为一体式结构，以形成相互独立的两个所述容置腔体。
14.根据本技术实施例提出的一种光学传感模组，所述封装主体包括第一封装主体和第二封装主体，所述第一封装主体和所述第二封装主体之间具有间隙，三个所述导电结构中的一个所述导电结构位于所述间隙处。
15.根据本技术实施例提出的一种光学传感模组，所述发光元件和所述感光元件中的至少一者通过铜柱与所述线路层电连接。
16.第二方面，本技术实施例提出了一种光学传感模组的加工方法，包括：
17.在基板上开设第一通孔和第二通孔；
18.将发光元件和感光元件分别与所述基板电连接，所述第一通孔与所述发光元件对应设置，所述第二通孔与所述感光元件对应设置；
19.封装所述发光元件和所述感光元件。
20.根据本技术实施例提出的一种光学传感模组的加工方法，所述将发光元件和感光元件分别与所述基板电连接的步骤包括：
21.分别将所述发光元件和所述感光元件上的焊点，通过铜柱分别与所述基板抵接。
22.根据本技术实施例提出的一种光学传感模组的加工方法，所述基板包括基板本体、线路层和三个导电结构，所述线路层和三个所述导电结构均处于所述基板本体的一侧；
23.所述封装所述发光元件和所述感光元件的步骤之后还包括：
24.将三个所述导电结构与所述线路层电连接，三个所述导电结构围合形成有两个容置腔体，所述发光元件和所述感光元件分别设于两个所述容置腔体。
25.第三方面，本技术实施例提出了一种电子设备，包括：主板结构和上述的光学传感模组，所述主板结构和所述光学传感模组电连接。
26.在本技术的实施例中，发光元件发射连续的或脉冲式的光线或电磁场能够经过第一通孔后到达物体，经物体反射后的光线或电磁场能够通过第二通孔到达感光元件，相较于现有技术，取消了挡光罩，将发光元件和感光元件倒装在基板上，利用开孔缝隙的来实现光线或电磁场能的发射和接收，能够实现光学传感模组的小型化目的。
27.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
28.本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
29.图1是本技术实施例中基板安装发光元件和感光元件后的结构示意图；
30.图2是根据本技术实施例的光学传感模组的结构示意图；
31.图3是根据本技术实施例的电子设备的结构示意图；
32.图4是图2的俯视图之一；
33.图5是图2的俯视图之二；
34.图6是根据本技术实施例的光学传感模组的加工方法的流程图；
35.附图标记：
36.1、基板；11、基板本体；12、线路层；13、导电结构；131、第一导电结构；132、第二导电结构；133、第三导电结构；2、封装组件；21、发光元件；22、感光元件；23、封装主体；231、第一封装主体；232、第二封装主体；3、第一通孔；4、第二通孔；5、锡膏；6、第二半圆形结构；7、第一半圆形结构；8、主板结构；9、焊盘；10、铜柱。
具体实施方式
37.下面将详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
38.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
39.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
40.如图2所示，本技术实施例提供一种光学传感模组，包括：基板1和封装组件2。
41.基板1包括基板本体11、线路层12和导电结构13，线路层12和导电结构13均处于基板本体11的一侧，线路层12和导电结构13电连接。
42.封装组件2包括发光元件21、感光元件22和封装主体23，发光元件21和感光元件22分别与线路层12电连接，发光元件21和感光元件22均处于封装主体23内侧。
43.发光元件21的设置用于发射连续的或脉冲式的光线或电磁场，例如红外线，可见光，紫外光等光线，感光元件22的设置用于感应反射后的光线或电磁场，发光元件21和感光元件22配合后，可以对物体的靠近或远离进行感应。
44.其中，为了便于发光元件21发射连续的或脉冲式的光线或电磁场，感光元件22感应反射后的光线或电磁场，基板本体11上设置有第一通孔3和第二通孔4，第一通孔3与发光元件21对应设置，第二通孔4与感光元件22对应设置。
45.需要说明的是，本技术实施例中的光学传感模组是与对应电子设备的主板结构8连接的，其中，线路层12用于将各元件与主板结构8电连接，线路层12具体通过导电结构13与主板结构8电连接。线路层12可以包括刻蚀在基板本体11上的线路沟槽以及填充于沟槽上的导电物质，导电物质根据需要设置，可以为类似于导电胶的物质。也可以不用在基板本体11上刻蚀线路沟槽，之间将导电物质粘接并布局在基板本体11表面。
46.发光元件21和感光元件22的连接并不一定采用传统的锡焊连接，也可以通过具有粘性的导电物质进行连接，比如导电胶等。在采用锡焊连接时需要采用回流焊高温加热的方式焊接。
47.发光元件21为发光二极管(light emitting diode，led)，感光元件22为光电二极管(photo-diode，pd)。上述结构中发光二极管可以保证发光效果，并且可以更加省电。光灯二极管的设置可以更好地接收外界光线。其中，发光元件21和感光元件22均为倒装结构。
48.在本技术实施例中，发光元件21发射连续的或脉冲式的光线或电磁场能够经过第一通孔3后到达物体，经物体反射后的光线或电磁场能够通过第二通孔4到达感光元件22，相较于现有技术，取消了挡光罩，将发光元件21和感光元件22倒装在基板1上，利用开孔缝隙的来实现光线或电磁场能的发射和接收，能够实现光学传感模组的小型化目的。
49.在可选的实施例中，发光元件21和感光元件22能够位于同一封装主体23内，此时，发光元件21的发光侧朝向第一通孔3，感光元件22的感光侧朝向第二通孔4，封装主体23可以为遮光结构。
50.在可选的实施例中，导电结构13设置有至少两个，且背离基板本体11的一端设置有连接部。
51.在本技术的实施例中，线路层12可以将发光元件21、感光元件22及导电结构13连接在一起，并通过导电结构13与主板结构8连接，具体连接根据实际需要连接。连接部的设置用于将导电结构13与主板结构8连接在一起，连接部可以通过锡焊或者导电胶与主板结构8电连接。
52.如图4和图5所示，为了便于连接，导电结构13朝向基板本体11的一端设置有焊盘9，导电结构13背离基板本体11的一端设置有焊盘9。
53.在可选的实施例中，如图4所示，导电结构13设置有三个，三个导电结构13分别为第一导电结构131、第二导电结构132以及第三导电结构133，第一导电结构131和第二导电结构132围合形成有第一容置腔体，第二导电结构132和第三导电结构133形成有第二容置腔体，发光元件21位于第一容置腔体，感光元件22位于第二容置腔体。
54.需要说明的是，第二导电结构132位于发光元件21和感光元件22之间，能够防止发光元件21和感光元件22之间的相互干扰，保证光学传感模组工作的稳定可靠。
55.其中，在发光元件21和感光元件22能够位于同一封装主体23内的情况下，第二导电结构132穿设于封装主体23。
56.在可选的实施例中，如图5所示，为了进一步提升光学传感模组工作的稳定可靠性，第一导电结构131、第二导电结构132以及第三导电结构133为一体式结构，第一导电结构131和第二导电结构132围合形成有第一容置腔体，第一容置腔体为一环形结构，第二导电结构132和第三导电结构133形成有第二容置腔体，第二容置腔体为一环形结构，第一容置腔体和第二容置腔体完全隔绝，发光元件21位于第一容置腔体，感光元件22位于第二容置腔体。
57.在可选的实施例中，封装主体23包括第一封装主体231和第二封装主体232，第一封装主体231和第二封装主体232之间具有间隙，第二导电结构132位于间隙处。
58.此时，第一导电结构131和第二导电结构132围合形成有第一容置腔体，第二导电结构132和第三导电结构133形成有第二容置腔体，发光元件21位于第一容置腔体，感光元件22位于第二容置腔体。
59.或者，第一导电结构131、第二导电结构132以及第三导电结构133一体成型，第一导电结构131和第二导电结构132围合形成有第一容置腔体，第一容置腔体为一环形结构，第二导电结构132和第三导电结构133形成有第二容置腔体，第二容置腔体为一环形结构，第一容置腔体和第二容置腔体完全隔绝，发光元件21位于第一容置腔体，感光元件22位于第二容置腔体。
60.在可选的实施例中，发光元件21和感光元件22中的至少一者通过铜柱10与线路层12电连接。
61.例如，发光元件21和感光元件22均通过对应的铜柱10与线路层12电连接。
62.以下以发光元件21通过铜柱10与线路层12电连接为例进行说明，铜柱10的一端与
发光元件21连接，铜柱10的另一端通过锡膏5与线路层12连接。其中，第一封装主体231包覆于发光元件21，铜柱10位于第一封装主体231内。
63.第一封装主体231朝向第一通孔3的一侧形成有第一半圆形结构7，至少部分第一半圆形结构7位于第一通孔3内，第二封装主体232朝向第二通孔4的一侧形成有第二半圆形结构6，至少部分第二半圆形结构6位于第二通孔4内，半圆形结构有利于光线的聚集。
64.此外，如图6所示，本技术实施例还提供一种光学传感模组的加工方法，包括：
65.s100，如图1所示，在基板1上开设第一通孔3和第二通孔4。
66.基板1包括基板本体11，通过刻蚀等方式在基板本体11上开设第一通孔3和第二通孔4，第一通孔3和第二通孔4间隔设置，第一通孔3和第二通孔4均贯穿基板本体11相对的两侧。
67.s200，如图1所示，将发光元件21和感光元件22分别与基板1电连接，第一通孔3与发光元件21对应设置，第二通孔4与感光元件22对应设置。
68.基板本体11上设置有线路层12，线路层12上设置有对应的焊点，焊点的位置明确后，可以通过自动化生产设备将发光元件21和感光元件22连接于对应的位置。连接方式可以通过导电胶等方式粘接，或者特定焊膏和对应焊接方式焊接，比如焊膏为锡膏5时，通过回流焊高温加热的方式进行焊接。
69.基板本体11的耐热性一般较低，不一定采用传统的锡焊连接，也可以通过具有粘性的导电物质进行连接，比如导电胶等。
70.发光元件21的发光侧朝向第一通孔3，感光元件22的感光侧朝向第二通孔4。
71.s300，如图1所示，封装发光元件21和感光元件22。
72.模封材料在封装时需要转换为流体，待将发光元件21和感光元件22封装并凝固后将形成本技术中的封装主体。
73.其中，发光元件21和感光元件22可以共同封装或者单独封装。
74.在本技术实施例中，发光元件21发射连续的或脉冲式的光线或电磁场能够经过第一通孔3后到达物体，经物体反射后的光线或电磁场能够通过第二通孔4到达感光元件22，相较于现有技术，取消了挡光罩，将发光元件21和感光元件22倒装在基板1上，利用开孔缝隙的来实现光线或电磁场能的发射和接收，能够实现光学传感模组的小型化目的。
75.需要说明的是，基板1本身没有正反，在加工完成后倒置基板1，并将基板1作为类似与遮光罩的结构，这样可以使基板1的位置更加稳定，方便发光元件21和感光元件22的安装。可以通过特定的夹具对基板1进行固定并定位，以便于自动化生产。
76.在可选的实施例中，将发光元件21和感光元件22分别与基板1电连接的步骤包括：
77.分别将发光元件21和感光元件22上的焊点，通过铜柱10分别与基板1抵接。
78.以下以发光元件21通过铜柱10与线路层12电连接为例进行说明，铜柱10的一端与发光元件21连接，铜柱10的另一端通过锡膏5与线路层12连接。其中，第一封装主体231包覆于发光元件21，铜柱10位于第一封装主体231内。
79.第一封装主体231朝向第一通孔3的一侧形成有第一半圆形结构7，至少部分第一半圆形结构7位于第一通孔3内，第二封装主体232朝向第二通孔4的一侧形成有第二半圆形结构6，至少部分第二半圆形结构6位于第二通孔4内，半圆形结构有利于光线的聚集。
80.在可选的实施例中，如图2所示，基板1包括基板本体11、线路层12和三个导电结构
13，线路层12和三个导电结构13均处于基板本体11的一侧；
81.封装发光元件21和感光元件22的步骤之后还包括：
82.将三个导电结构与线路层12电连接，三个导电结构13围合形成有两个容置腔体，发光元件21和感光元件22分别与两个容置腔体一一对应布置。
83.其中，发光元件21和感光元件22可以单独封装，此时的封装主体23包括第一封装主体231和第二封装主体232，第一封装主体231和第二封装主体232之间具有间隙，第二导电结构132位于间隙处。
84.此时，第一导电结构131和第二导电结构132围合形成有第一容置腔体，第二导电结构132和第三导电结构133形成有第二容置腔体，发光元件21位于第一容置腔体，感光元件22位于第二容置腔体。
85.或者，第一导电结构131、第二导电结构132以及第三导电结构133为一体式结构，第一导电结构131和第二导电结构132围合形成有第一容置腔体，第一容置腔体为一环形结构，第二导电结构132和第三导电结构133形成有第二容置腔体，第二容置腔体为一环形结构，第一容置腔体和第二容置腔体完全隔绝，发光元件21位于第一容置腔体，感光元件22位于第二容置腔体。
86.此外，如图3所示，本技术实施例还提供一种电子设备，包括：主板结构8和上述的光学传感模组，主板结构8和光学传感模组电连接。
87.其中，第一导电结构131、第二导电结构132以及第三导电结构133背离基板本体11的一端均与主板结构8连接。
88.第一导电结构131、第二导电结构132以及第三导电结构133均通过连接部与主板结构8连接，具体连接根据实际需要连接。连接部的设置用于将导电结构与主板结构8连接在一起，连接部可以通过锡焊或者导电胶与主板结构8电连接。
89.具体地，由于电子设备包括如上所述的光学传感模组，光学传感模组的具体结构参照上述实施例，则本实施例所示的电子设备包括了上述实施例的全部技术方案，因此至少具有上述全部技术方案所取得的所有有益效果，在此不再一一赘述。
90.当然，在本技术实施例中，电子设备包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载终端、可穿戴设备、以及计步器等。本技术实施例对电子设备的具体类型不做具体限定。
91.在本说明书的描述中，参考术语“可选的实施”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
92.尽管已经示出和描述了本技术的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。