侵权投诉
当前位置:

OFweek传感器网

视觉/图像传感

正文

解剖iPhone X 3D感测元件 DPC陶瓷基板前途无限

导读: 并且由于iPhone X的成功,苹果预期在2018年将前置3D感测导入iPad及全部新款iPhone产品中。在此趋势下,全球安卓阵营手机厂商必将加快跟进采用3D感测技术,使得3D感测在未来5年内极可能成为智能手机的标配。

2017年9月苹果公司推出十周年纪念版新机型iPhone X,其搭载的3D感测人脸识别成为业界热捧的智能手机新功能。iPhone X一经推出后,尽管此前多次被曝出销量不佳,但近期苹果发布的2018财年第二季度财报消除了市场疑虑,财报显示共售出5220万部,高于去年同期水平。并且由于iPhone X的成功,苹果预期在2018年将前置3D感测导入iPad及全部新款iPhone产品中。在此趋势下,全球安卓阵营手机厂商必将加快跟进采用3D感测技术,使得3D感测在未来5年内极可能成为智能手机的标配。

iPhone X采用的3D感测核心元件包括点阵投影器、接近传感器和泛光照明器等。如图1所示,iPhone X正面屏幕上方的“刘海”部分,也就是安装3D感测系统与前置相机的地方,由左往右依次是NIR摄像头传感器、接近传感器&泛光照明器、光谱传感器、RGB摄像头以及点阵投影器等。

解剖iPhone X 3D感测元件 DPC陶瓷基板前途无限

图1 iPhone X采用的3D感测元件布局图

iPhone X红外点阵投影器通过采用VCSEL(垂直腔面发射激光器)二极管配合主动式衍射光学元件和折叠光学元件得以实现。图2即展示了这款点阵投影器的封装结构:其中VCSEL芯片安装在一块氮化铝材质的DPC陶瓷基板上,氮化铝基板又贴装于一个HTCC陶瓷基座底部。主动式衍射光学元件的电极和陶瓷基板中的IC通过组件侧方的金属连接器相连。系统工作时,由VCSEL芯片发出红外光束,经过折叠光学元件引导至主动式衍射光学元件,再由主动式衍射光学元件将光束分成30000个点光束发射而出。这种非常独特的装配方案获得了最优化的热管理性能,并能为所有的光学元件提供更高的对准精度。

解剖iPhone X 3D感测元件 DPC陶瓷基板前途无限

图2 iPhone X红外点阵投影器封装结构图

苹果iPhone X泛光照明器和ToF接近传感器则位于主扬声器上方,采用光学式LGA封装,如图3所示。泛光照明器采用了近红外VCSEL芯片,亦贴装于一块氮化铝材质的DPC陶瓷基板上,通过发射辅助红外光,确保系统在暗光甚至黑暗环境中正常运行。ToF接近传感器则负责探测用户和手机直接的距离,当用户离手机太近,例如当用户在接听电话时,会自动关闭屏幕。

解剖iPhone X 3D感测元件 DPC陶瓷基板前途无限

图3 iPhone X泛光照明器及接近传感器封装结构图

通过解剖iPhone X 3D感测核心元件,我们发现其2颗大功率VCSEL芯片均封装在高导热氮化铝材质的DPC陶瓷基板上,以实现机械支撑、垂直电连接(绝缘)、高效散热、辅助发光等功能。

我们认为采用这种独特的封装形式是基于以下两点:其一,3D感测用VCSEL芯片是垂直结构,功率均在1W以上,但光电转化效率只有大约30%,大部分变成了热,需要尽快发散出去;其次,VCSEL芯片功率密度很高,需要考虑芯片和基板热膨胀失配导致的应力问题。因此,实现高效散热、热电分离及热膨胀系数匹配成为VCSEL元件封装基板选择的重要考量。

1  2  下一页>  
声明: 本文系OFweek根据授权转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们。

我来说两句

(共0条评论,0人参与)

请输入评论

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码: