CN104151776B - 可见光传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗红外的光敏接收器件封装材料及可见光传感器，涉及电子封装材料及可见光传感器技术领域。所述封装材料其包括环氧树脂和固化剂，该抗红外的光敏接收器件封装材料还包括金属氧化物以及色剂；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所述固化剂为甲基六氢苯二甲酸酐，所述金属氧化物为WO3，所述色剂为黄色环氧树脂色剂或橙色环氧树脂色剂。以双酚A型环氧树脂的份数为基准：所述双酚A型环氧树脂的份数为80～95份；所述甲基六氢苯二甲酸酐的份数为90～99份；所述WO3的份数为0～20份；所述色剂的份数为0～20份。本技术的抗红外效果好，线性度高、原材料简单、成本低廉。

Description

可见光传感器
技术领域
本发明涉及电子封装材料及可见光传感器技术领域，具体来说涉及抗红外线的光敏接收器的封装材料及使用该封装材料的可见光传感器。
背景技术
现有技术中的可见光传感器是一种可以探测类似于人眼范围内光谱的传感器。此类传感器主要利用硅光电二极管、硅光电三极管、等直接作为探测器。属于属于单一的光电传感器，入射光谱通常对应的是一个较大的带宽(可见光到近红外)。例如：硅光电二极管，三极管产品，入射波长从300nm到1100nm，在这个范围内都有光电转换效应(见图A)。而且多数没有增益放大三极管。CdS光敏电阻是最好的可见光探测器，但是产品生产工艺复杂，含有硫化镉成分高，已被欧盟例如非环保类产品，对出口以及国家长远的环保政策不符。采用烧结工艺的硫化镉材料制成的光敏电阻和现有硅材料制成感光芯片的光敏二极管、光敏三极管，对红外线有很高的响应灵敏度。对于下游红外抑制增强类工业产品/民用产品，在使用过程中无法完全过滤红外线困扰。
例如目前国内比较最为通用的光电半导体元器件：光敏二极管/光敏电阻/光敏三极管来说。依照硫化镉和硅的光电特性，均为可见光到近红外接收的范围。目前，抗干扰强的红外线接收头多部分采用***的屏蔽材料；例如：陶瓷/金属壳体/蓝玻璃。实际效果远不如反射镀膜工艺。但如果选用反射镀膜工艺，则需要从半导体芯片生产工艺入手，而且，会改善其半导体光电转换效率、光谱特性。但是，若采用此类工艺生产出来的产品，工艺档次参差不齐、成本高，不能满足实际的生产需求。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种抗红外的光敏接收器件封装材料及可见光传感器，其目的是解决现有光敏接收器件抗红外干扰能力不强的问题。
为了解决上述的技术问题，本发明所提出的基本方案一方面涉及封装材料，其具体的方案如下：一种抗红外的光敏接收器件封装材料，其包括环氧树脂、固化剂、金属氧化物和色剂；
所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所述固化剂为甲基六氢苯二甲酸酐，所述金属氧化物为WO3，所述色剂为黄色环氧树脂色剂或橙色环氧树脂色剂。
以双酚A型环氧树脂的份数为基准：
所述双酚A型环氧树脂的份数为80～95份；
所述甲基六氢苯二甲酸酐的份数为90～99份；
所述WO3的份数为0～20份；
所述色剂的份数为0～20份。
优选的，所述的抗红外的光敏接收器件封装材料，以双酚A型环氧树脂的份数为基准：
所述双酚A型环氧树脂的份数为85～90份；
所述甲基六氢苯二甲酸酐的份数为95～97份；
所述WO3的份数为5～10份；
所述色剂的份数为5～10份。
优选的，所述的抗红外的光敏接收器件封装材料，以双酚A型环氧树脂的份数为基准：
所述双酚A型环氧树脂的份数为90份；
所述甲基六氢苯二甲酸酐的份数为95份；
所述WO3的份数为10份；
所述色剂的份数为10份。
本发明所提出的基本技术方案所涉及的另外一个方面：一种抗红外的可见光传感器，其使用上面所述的任意一种抗红外的光敏接收器件封装材料作为其红外屏蔽层。
优选的，所述抗红外的可见光传感器包括阴极和阳极，所述阳极的顶端设计成平台状，所述阳极顶端设置有相互电连接的硅制光敏晶体管芯片和硅外延平面型NPN三极管芯片，所述硅外延平面型NPN三极管芯片电连接所述的阴极，所述阴极和阳极的上端、硅制光敏晶体管芯片和硅外延平面型NPN三极管芯片被封闭在红外屏蔽层内。
优选的，所述硅制光敏晶体管芯片为光敏二极管芯片或者光敏三极管芯片。
优选的，所述阴极和所述阳极的下部固定于一支架上。
本发明的有益效果是：
1、本发明所述的抗红外的光敏接收器件封装材料通过环氧树脂的种类及配比，提供一种能够维持稳定的近红外屏蔽、可见光透过率以及宽波段和透明性的抗红外的光敏接收器件封装材料，是一种优秀的半导体封装用近红外屏蔽环氧树脂组合物，特别适合于光电接收元件光谱特性的转换。
2、本发明采用光敏三极管放大原理，将两颗芯片同时绑定在一个支架上，***电路简单，节约成本。放大光电流和硫化镉(CdS)光敏电阻完全对照，无需修改***电路，弥补普通光敏二、三极管芯片光谱带宽高的不足，解决传统CdS(硫化镉)光敏电阻不环保的问题。在此基础上采用了抗红外的光敏接收器件封装材料作为光窗口，优于通过金属或氧化物镀膜可见光传感器芯片的红外抑制效果，将普通的光敏二、三极管直接转变成一个抗干扰性强，线性度好的可见光传感器，极大的满足了生产和使用要求。
附图说明
图1为本发明所述的抗红外的可见光传感器结构示意图；
图2为本发明所述的抗红外的可见光传感器的光谱曲线图。
具体实施方式
以下将结合附图1和附图2对本发明做进一步的说明，但不应以此来限制本发明的保护范围。
本发明抗红外的光敏接收器件封装材料，其包括环氧树脂、固化剂、金属氧化物和色剂；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所述固化剂为甲基六氢苯二甲酸酐，所述金属氧_化物为WO3，所述色剂为黄色环氧树脂色剂或橙色环氧树脂色剂。以双酚A型环氧树脂的份数为基准：所述双酚A型环氧树脂的份数为80～95份；所述甲基六氢苯二甲酸酐的份数为90～99份；所述WO3的份数为0～20份；所述色剂的份数为0～20份。
所述双酚A型环氧树脂、甲基六氢苯二甲酸酐、WO3和黄色环氧树脂色剂以及橙色环氧树脂色剂的具体技术指标为公知知识，此处不做赘述。在本发明中，优选为所述双酚A型环氧树脂的份数为85～90份；所述甲基六氢苯二甲酸酐的份数为95～97份；所述WO3的份数为5～10份；所述色剂的份数为5～10份。具体的，以双酚A型环氧树脂的份数为基准：所述双酚A型环氧树脂的份数为90份；所述甲基六氢苯二甲酸酐的份数为95份；所述WO3的份数为10份；所述色剂的份数为10份。
对照图1和图2：
抗红外的可见光传感器包括阴极10和阳极20，所述阳极20的顶端设计成平台状，所述阳极20顶端设置有相互电连接的硅制光敏晶体管芯片30和硅外延平面型NPN三极管芯片40，所述硅外延平面型NPN三极管芯片405通过金线50电连接所述的阴极10；所述阴极10和所述阳极20的下部固定于一支架60上，该支架60由绝缘材料制成。其中，所述阴极10和阳极20的上端、硅制光敏晶体管芯片30和硅外延平面型NPN三极管芯片40被封闭在红外屏蔽层70内。优选的，所述硅制光敏晶体管芯片30为光敏二极管芯片或者光敏三极管芯片。
本发明结合抗红外的光敏接收器件封装材料技术和增益放大电路，可以直接在抗红外的可见光传感器内部进行增益放大，不需要另外的放大电路。其中，所述的增益放大电路为硅制光敏晶体管芯片30和硅外延平面型NPN三极管芯片40的组合。另外，本发明所述抗红外的光敏接收器件封装材料利用甲基六氢苯二甲酸酐、WO3和黄色环氧树脂色剂或橙色环氧树脂色剂的合理配比，其中所述双酚A型环氧树脂的份数为90份；所述甲基六氢苯二甲酸酐的份数为95份；所述WO3的份数为10份；所述黄色环氧树脂色剂的份数为10份，通过该组分可以模拟出接近人们视觉函数曲线的光谱范围，其抗红外效果好，线性度高、原材料简单、成本低廉。其具体的光谱曲线如图2所示，由此可知，本发明的光谱与人们的视觉光谱曲线吻合性很好；图中，A为本发明所述的抗红外的可见光传感器的光谱曲线；B为人眼视觉的光谱曲线图；C为传统可见光传感器的光谱曲线图；D为硅光电池的光谱曲线图。
具体的，优选：
双酚A型环氧树脂的份数为100份，外观为淡紫色透明粘稠体；
甲基六氢苯二甲酸酐的份数为100份，为无色透明液体；
WO3的份数为10.7份，深蓝色透明液体；
橙色环氧树脂色剂的份数为1.5份，为粘稠体；
抗红外的光敏接收器件封装材料的固化流程：
固化条件：初期固化120℃～135℃×60min
后期固化130℃×8小时或140℃×5小时
固化后特性：
通过以上配比和加工后，此款产品与玻璃的硬度和特性接近。外观为墨绿色至深褐色。此时金属氧化物通过先天对红外线的屏蔽性。配色对650后红色色温的降低。是的效果更为突出。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (3)

1.一种抗红外的可见光传感器，其特征在于：该抗红外的可见光传感器包括阴极和阳极，所述阳极的顶端设计成平台状，所述阳极顶端设置有相互电连接的硅制光敏晶体管芯片和硅外延平面型NPN三极管芯片，所述硅外延平面型NPN三极管芯片电连接，所述阴极和阳极的上端、硅制光敏晶体管芯片和硅外延平面型NPN三极管芯片被封闭在红外屏蔽层内；
该抗红外的可见光传感器使用抗红外的光敏接收器件封装材料作为其红外屏蔽层；
所述抗红外的光敏接收器件封装材料，其包括环氧树脂和固化剂，
该抗红外的光敏接收器件封装材料还包括金属氧化物以及色剂；
所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所述固化剂为甲基六氢苯二甲酸酐，所述金属氧化物为WO3，所述色剂为黄色环氧树脂色剂或橙色环氧树脂色剂；以双酚A型环氧树脂的份数为基准：
所述双酚A型环氧树脂的份数为80～95份；
所述甲基六氢苯二甲酸酐的份数为90～99份；
所述WO3的份数为0～20份；
所述色剂的份数为0～20份。
2.如权利要求1所述的抗红外的可见光传感器，其特征在于：所述硅制光敏晶体管芯片为光敏二极管芯片或者光敏三极管芯片。
3.如权利要求1所述的抗红外的可见光传感器，其特征在于：所述阴极和所述阳极的下部固定于一支架上。
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