投射器、三维感测模块以及投射器的制造方法

技术领域

本发明关于一种投射器、三维感测模块以及投射器的制造方法。

背景技术

三维(3D)立体影像技术已广泛地应用于各种领域，例如：广播、游戏、动画、虚拟实境等等。为了获得物体的三维立体影像，需要具有三维感测技术的三维感测模块，例如飞时测距(Time of Flight；TOF)技术或结构光技术。然而，三维感测模块的制造流程过于复杂，使得三维感测模块具有很高的制造成本。

发明内容

本发明的实施例提供一种投射器。此投射器包含电路板、电子元件、座体以及镜片模块。电路板具有多个第一接合垫以及多个第二接合垫，第一接合垫和第二接合垫位于电路板的上表面上。电子元件系接合于第一接合垫上。座体具有槽孔以及多个第三接合垫，第三接合垫位于座体的下表面上，其中第三接合垫系接合且电连接至第二接合垫，借此来将座体固定于电路板上。镜片模块系设置于座体的槽孔中。

在一些实施例中，座体的下表面具有凹陷部，用以容置前述电子元件的一个。

在一些实施例中，前述的投射器更包含电磁干扰(electromagneticinterference；EMI)屏蔽片，其设置于座体的下表面的凹陷部上。

在一些实施例中，电磁干扰屏蔽片电连接至第三接合垫的至少一个。

在一些实施例中，第二接合垫系电接地，以使得电磁干扰屏蔽片透过第三接合垫的至少一个电接地。

在一些实施例中，前述电子元件的前述至少一个为垂直共振腔面射型激光(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser；VCSEL)的驱动器晶片。

在一些实施例中，第二接合垫系邻设于电路板的上表面的边缘，且第二接合垫环绕第一接合垫。

在一些实施例中，第三接合垫系邻设于座体的下表面的边缘。

在另一方面，本发明的实施例提供一种三维(3D)感测模块。此三维感测模块包含投射器和接收器。投射器系配置以投射光束至一物体。此投射器包含含电路板、电子元件、座体以及镜片模块。电路板具有多个第一接合垫以及多个第二接合垫，第一接合垫和第二接合垫位于电路板的上表面上。电子元件系接合于第一接合垫上。座体具有槽孔以及多个第三接合垫，第三接合垫位于座体的下表面上，其中第三接合垫系接合且电连接至第二接合垫，借此来将座体固定于电路板上。镜片模块系设置于座体的槽孔中。接收器系用以接收从物体反射的光束。

在一些实施例中，座体的下表面具有凹陷部，用以容置前述电子元件的一个。

在一些实施例中，前述的投射器更包含电磁干扰(electromagneticinterference；EMI)屏蔽片，其设置于座体的下表面的凹陷部上。

在一些实施例中，电磁干扰屏蔽片电连接至第三接合垫的至少一个。

在一些实施例中，第二接合垫系电接地，以使得电磁干扰屏蔽片透过第三接合垫的至少一个电接地。

在一些实施例中，前述电子元件的前述至少一个为垂直共振腔面射型激光(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser；VCSEL)的驱动器晶片。

在一些实施例中，第二接合垫系邻设于电路板的上表面的边缘，且第二接合垫环绕第一接合垫。

在一些实施例中，第三接合垫系邻设于座体的下表面的边缘。

在又一方面，本发明的实施例提供一种投射器的制造方法。在此制造方法中，首先提供电路板、多个电子元件以及座体，其中电路板具有多个第一接合垫以及多个第二接合垫，第一接合垫和第二接合垫位于电路板的上表面上，而座体具有槽孔以及多个第三接合垫，第三接合垫位于座体的下表面上。接着，利用表面粘着技术(Surface-mounttechnology；SMT)来进行接合制程，以将电子元件接合至第一接合垫上，以及将座体的第三接合垫接合至电路板的第二接合垫上，借此来将座体固定于电路板上。

在一些实施例中，接合制程包含：置放焊料于电路板的第一接合垫以及第二接合垫上；置放电子元件于第一接合垫上；置放座体于电路板上，其中座体的第三接合垫系位于电路板的第二接合垫上；以及加热焊料来使电子元件接合于第一接合垫上，以及使座体的第三接合垫接合于电路板的第二接合垫上。

在一些实施例中，焊料的材料为锡铅合金或无铅且以锡为基础(Tin-based)的合金。

在一些实施例中，前述的投射器的制造方法更包含置放镜片模块于座体的槽孔中。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的详细说明如下：

图1绘示根据本发明实施例的三维(3D)感测模块；

图2a绘示根据本发明实施例的投射器的结构分解图；

图2b绘示根据本发明实施例的座体下表面的结构示意图；

图3绘示根据本发明实施例的投射器的结构示意图；以及

图4绘示根据本发明实施例的制造投射器的方法的流程示意图。

具体实施方式

下文是以实施方式配合附图作详细说明，但所提供的实施方式并非用以限制本发明所涵盖的范围，而结构运作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。此外，附图以说明为目的，并未依照原尺寸作图。

关于本文中所使用的『第一』、『第二』、…等，并非特别指次序或顺位的意思，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

请参照图1，其系绘示根据本发明实施例的三维(3D)感测模块100。三维感测模块100包含处理器110、投射器120以及接收器130，投射器120系配置以投射光束LB至物体，而接收器130则配置以接收从物体反射的光束LB。在本实施例中，三维感测模块100采用飞时测距(Time of Flight；TOF)技术来进行三维感测，而处理器110控制投射器120和接收器130的时序来实现其同步侦测。

请参照图2a和图2b，图2a系绘示投射器120的结构分解图，而图2b系绘示座体122的下表面的结构示意图。投射器120包含镜片模块121、座体122、多个电子元件123-127以及电路板128。电路板128具有多个第一接合垫FP以及多个第二接合垫SP1-SP4，第一接合垫FP以及第二接合垫SP1-SP4位于电路板128的上表面128t。电子元件123-127系配置以接合于第一接合垫FP上。例如，电子元件123系配置以接合于多个圆形的第一接合垫FP上。在本实施例中，电子元件127为垂直共振腔面射型激光(Vertical-Cavity Surface-EmittingLaser；VCSEL)，而电子元件123为垂直共振腔面射型激光的驱动器晶片。

座体122系配置来设置于电路板128的上表面128t上，以保护电子元件123-127，进而避免电子元件123-127受到损伤。座体122具有槽孔122c，其用以容纳镜片模块121。在本实施例中，镜片模块121包含绕射光学元件(diffraction optical element；DOE)以及侦测绕射光学元件破裂的电路。绕射光学元件系配置以设置于电子元件127上，以扩散电子元件127的激光。

如图2b所示，座体122具有多个第三接合垫TP1-TP4，其系位于座体122的下表面122b上。第三接合垫TP1-TP4系配置以接合且电连接至电路板128的第二接合垫SP1-SP4，借此来使得座体122固定于电路板128的上表面128t上。例如，第三接合垫TP1系配置以接合至第二接合垫SP1；第三接合垫TP2系配置以接合至第二接合垫SP2；第三接合垫TP3系配置以接合至第二接合垫SP3；第三接合垫TP4系配置以接合至第二接合垫SP4。再者，在本实施例中，第二接合垫SP1-SP4系电接地，如此第三接合垫TP1-TP4也会透过第二接合垫SP1-SP4来电接地。

请同时参照图2a和图2b，座体122更具有多个连接片GP1和GP2，其系位于座体122的侧壁122s上。连接片GP1和GP2系从下表面122b延伸至上表面122t，借此达成镜片模块121与第三接合垫TP1和TP2之间的电连接。例如，连接片GP1系连接至第三接合垫TP1，如此镜片模块121可透过连接片GP1、第三接合垫TP1以及第二接合垫SP1电接地。又例如，连接片GP2系连接至第三接合垫TP2，如此镜片模块121可透过连接片GP2、第三接合垫TP2以及第二接合垫SP2电接地。

另外，电磁干扰屏蔽片(electromagnetic interference；EMI)EMIS设置于座体122的下表面122b的凹陷部122d上。在本实施例中，电磁干扰屏蔽片EMIS覆盖凹陷部122d且电连接至第三接合垫TP3和TP4，借此使得电磁干扰屏蔽片EMIS透过第三接合垫TP3和TP4以及第二接合垫SP3和SP4来电接地。在其他的实施例中，电磁干扰屏蔽片EMIS系电连接至第三接合垫TP1-TP4的至少一个，以使得电磁干扰屏蔽片EMIS电接地。

其次，第二接合垫SP1-SP4系邻设于电路板128的上表面128t的边缘且环绕第一接合垫FP。第三接合垫TP1-TP4系邻设于座体122的下表面122b。如此，当座体122固定于电路板128上，所有接合于第一接合垫FP的电子元件123-127都会被座体122所保护，如图3所示。在本实施例中，电路板128的上表面128t为矩形，且第二接合垫SP1-SP4系对应矩形的顶点来设置。类似地，座体122的下表面122b为矩形，且第三接合垫TP1-TP4系对应矩形的顶点来设置。然而，本发明的实施例并不受限于此。再者，在本实施例中，每一第二接合垫SP1-SP4的尺寸稍微大于每一第三接合垫TP1-TP4的尺寸，以利第三接合垫TP1-TP4的接合。

请参照图4，其系绘示制造投射器120的方法400的流程示意图。在方法400中，首先进行步骤410来提供座体122、电子元件123-127以及电路板128。然后，进行步骤420，以利用表面粘着技术(Surface-mount technology；SMT)来将电子元件123-127以及座体122接合至电路板128。在步骤420中，首先将焊料置放于电路板128的第一接合垫FP和第二接合垫SP1-SP4上。然后，将电子元件123-127置放于第一接合垫FP上。接着，将座体122置放于电路板128上，其中座体122的第三接合垫TP1-TP4系位于电路板128的第二接合垫SP1-SP4上方。然后，加热焊料，以使得电子元件123-127接合于第一接合垫FP上以及使得座体122的第三接合垫TP1-TP4接合于电路板128的第二接合垫SP1-SP4上。在本实施例中，焊料的材料为锡铅合金，或无铅且以锡为基础(Tin-based)的合金。再者，镜片模块121可于步骤420的前/后来设置于座体122的槽孔122c中。

虽然本发明已以数个实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明，在本发明所属技术领域中任何技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以权利要求书所界定的为准。

附图标记列表

100：三维感测模块

110：处理器

120：投射器

121：镜片模块

122：座体

122c：槽孔

122d：凹陷部

122s：侧壁

122t：上表面

122b：下表面

123-127：电子元件

128：电路板

128t：上表面

130：接收器

400：制造投射器的方法

410、420：步骤

GP1、GP2：连接片

EMIS：电磁干扰屏蔽片

FP：第一接合垫

LB：光束

SP1-SP4：第二接合垫

TP1-TP4：第三接合垫。