一种可见光传感器的制作方法

本发明涉及可见光传感器技术领域，具体是指一种封装采用可透光高分子材料的可见光传感器。

背景技术：

可见光传感器是一直把可见光的强度变化转换成电压或者电压变化的元件。其主要应用于背光调节电视机、电脑显示器、LED背光、手机及数码相机等领域。

但目前可见光传感器的封装采用的材料，其材料的红外线及紫外线的衰减精度并不是很高，且所述材料的成本高。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出一种可见光传感器，其封装采用的是透光高分子材料，使得所述可见光传感器的灵敏度及精确度更好，且其封装成本底。

本发明通过以下技术方案实现的：

本发明提出了一种可见光传感器，包括晶圆和包覆在晶圆外围的封装，所述晶圆上加工有光敏电路；

所述封装采用的是可透光高分子材料；所述可透光高分子材料是由质量比为1%-5%的红外紫外截止染色剂、质量比为45%-49%的液态的双酚A型环氧树脂及质量比为50%液态的酸酐型固化剂在常温下搅拌均匀制成；所述光敏电路包括两个光电二极管、一个运算放大器及一个过滤器；

光经过所述可透光高分子材料过滤掉红外光及紫外光，透过可透光高分子材料的可见光照射于晶圆上的光电二极管上，光电二极管形成单方向的电压，电压经过运算放大器放大及过滤器的过滤形成稳定的电压输出。

进一步的，所述晶圆表面镀膜；所述可透光高分子材料的各成分的质量百分比分别为：红外紫外截止染色剂为1%，双酚A型环氧树脂为49%，酸酐型固化剂为50%。

进一步的，所述晶圆表面不镀膜；所述可透光高分子材料的各成分的质量百分比分别为：红外紫外截止染色剂为5%，双酚A型环氧树脂为45%，酸酐型固化剂为50%。

进一步的，所述红外紫外截止染色剂是由红外紫外截止粉和液态的双酚A型环氧树脂按一定的质量比例在常温下混合而成；其中，所述红外紫外截止粉在红外紫外截止染色剂中的质量比例为5%-6%。

进一步的，所述红外紫外截止粉就是在乙二醇中分散掺杂专有纳米粒子物质；其在有机载体中，对400nm波长以下的紫外波段截止，对700nm波长以上的红外波段截止。

进一步的，其中一个光电二极管的输出端连接于所述运算放大器的同相输入端，另一个光电二极管的输入端连接于所述运算放大器的反相输入端，所述运算放大器的输出端连接于所述过滤器。

进一步的，所述可见光传感器为数字输出式或同模拟输出式中的任一种。

进一步的，所述可见光传感器的封装形式是直插式的，可以是 DIP-2、DIP-3或DIP-4中的任一种；其直径是 3mm、5mm或8mm中的任一种。

进一步的，所述可见光传感器的封装形式是贴片式的，可以是EMC、SMC 3131或3939中的任一种。

本发明的有益效果：

1.本发明中的可见光传感器的封装采用的是可透光的高分子材料，其类似人眼的550nm中心响应曲线，达到实现400nm-700nm的可见光透过标准，对于700nm以上的红外线达到截止的功能，对于400nm以下的紫外线达到截止的功能。从而使得本发明中的可见光传感器的灵敏度及精确度更好。

2.本发明的可见光传感器在所述晶圆表面镀膜时，所述可透光高分子材料中的红外紫外截止染色剂的质量比为1%，液态的双酚A型环氧树脂的质量比为49%。本实施例通过晶圆表面镀膜，然后将所述可透光高分子材料中的红外紫外截止染色剂的质量比降为原来的五分之一，这样使得形成之后的可透光高分子材料与晶圆的共同作用的透光响应曲线精度更高，从而使得所述可见光传感器的灵敏度及精确度更高了。

3.本发明中，在红外紫外截止染色剂中所述双酚A型环氧树脂充当溶剂的作用，双酚A型环氧树脂具有粘度高，固化速度快的特性，而红外紫外截止粉具有截止红外线和紫外线的功能，所述红外紫外截止粉在双酚A型环氧树脂的作用下融化、并掺杂在双酚A型环氧树脂中形成红外紫外截止染色剂中。因此红外紫外截止染色剂是一种具有红外光截止及紫外光截止功能的材料，其稳定性非常好，方便运输和保存。

4.本发明中的可透光高分子材料的成分少，配方简单，使得所述可见光传感器的成本底。

附图说明

图1为本发明可透光高分子材料中，红外紫外截止粉在可透光高分子材料的质量百分比不同时，所述可透光高分子材料对可见光的透过率的图表。

图2为本发明的可见光传感器的电路原理图。

图3为本发明的可见光传感器的外形示意图。

具体实施方式

为了更加清楚、完整的说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。

实施例一：

本实施例提出了一种可见光传感器，包括晶圆和包覆在晶圆外围的封装4，所述晶圆上加工有光敏电路。

在本实施例中，请参考图2，所述光敏电路包括两个光电二极管1、一个运算放大器2及一个过滤器3；具体的，其中一个光电二极管1的输出端连接于所述运算放大器2的同相输入端，另一个光电二极管1的输入端连接于所述运算放大器2的反相输入端，所述运算放大器2的输出端连接于所述过滤器3。

在本实施例中，所述晶圆表面不镀膜。

所述封装4采用的是可透光高分子材料；所述可透光高分子材料是由质量比为5%的红外紫外截止染色剂、质量比为45%的液态的双酚A型环氧树脂及质量比为50%液态的酸酐型固化剂在常温下搅拌均匀制成。

在本实施例中，所述双酚A型环氧树脂的规格是WL-800A-15，其是一种淡紫色粘稠体。

在本实施例中，所述酸酐型固化剂的规格是WL-800B-15，是一种无色透明液体。

在本实施例中，所述红外紫外截止染色剂是由红外紫外截止粉和液态的双酚A型环氧树脂按一定的质量比例在常温下混合而成；其中，所述红外紫外截止粉在红外紫外截止染色剂中的质量比例为6%。

在本实施例中，所述红外紫外截止粉就是在乙二醇中分散掺杂专有纳米粒子物质；其在有机载体中，对400nm波长以下的紫外波段截止，对700nm波长以上的红外波段截止。

在红外紫外截止染色剂中所述双酚A型环氧树脂充当溶剂的作用，双酚A型环氧树脂具有粘度高，固化速度快的特性，而红外紫外截止粉具有截止红外线和紫外线的功能，所述红外紫外截止粉在双酚A型环氧树脂的作用下融化、并掺杂在双酚A型环氧树脂中形成红外紫外截止染色剂中。因此红外紫外截止染色剂是一种具有红外光截止及紫外光截止功能的材料，其稳定性非常好，方便运输和保存。

众所周知，WL-800A/B-15环氧树脂是以WL-800A-15为主剂，WL-800B-15为固化剂，混合而成的。其具有混合粘度低，脱泡性好，常温可使用期长，中温固化速度快。固化物透光性均匀，不变色等特征，是发光二极管的专用封装材料。本发明利用WL-800A/B-15的特点，特别是固化物透光性均匀的特性，在双酚A型环氧树脂及酸酐型固化剂中加入红外紫外截止染色剂，从而得到本发明的可透光高分子材料，本发明的可透光高分子材料类似人眼的550nm中心响应曲线，达到实现400nm-700nm的可见光透过标准。

在本实施例中，请参考图1，当所述可透光高分子材料按照上述组成和配比配成，即所述红外紫外截止粉占所述可透光高分子材料的总质量的质量百分比为5%×6%=0.3%时,所述可透光高分子材料对光的透光率如曲线1所示，所述可透光高分子材料对波长为400nm-700nm的可见光透过率是大于0的，而对于波长小于400nm的紫外光是处于截止状态的，同时对波长大于700nm的红外光也是处于截止状态的。由此可见，本实施例中的可见光传感器的封装的可透光的高分子材料，其类似人眼的550nm中心响应曲线，达到实现400nm-700nm的可见光透过标准，对于700nm以上的红外线达到截止的功能，对于400nm以下的紫外线达到截止的功能。从而使得本发明中的可见光传感器的灵敏度及精确度更好。

本发明的可见光传感器工作时，光经过所述可透光高分子材料过滤掉红外光及紫外光，透过可透光高分子材料的可见光照射于晶圆上的光电二极管1上，光电二极管1形成单方向的电压，电压经过运算放大器2放大及过滤器3的过滤形成稳定的电压输出。

请参考图3，本实施例的可见光传感器封装成DIP2的形式，其从外形来看包括外壳封装4、电源PIN脚5及电压输出PIN脚6。所述封装4包括大圆柱41和小圆柱42，所述小圆柱42自所述大圆柱41的底端向下垂直向下延伸，所述大圆柱41和小圆柱42的中心线重合；所述大圆柱41的直径和高度均为3mm，所述小圆柱42的直径为3.9mm，高为1mm；所述小圆柱42的一个侧边被所述大圆柱41的一个母线所在的面切除。

所述晶圆及晶圆上的光敏电路均设于所述封装4的内部。所述电源PIN脚5及电压输出PIN脚6均为一端与封装4内的电路连接，另一端自所述小圆柱42的下端垂直向下延伸。其中，所述电压PIN脚5的长度长于所述电压输出PIN脚6的长度。

在本实施例中，所述可见光传感器的制作工艺是按照如下方法制作的：

步骤1：先按LED的制作工艺将光敏电路加工在晶圆上；

步骤2：将质量比为5%的红外紫外截止染色剂、质量比为45%的液态的双酚A型环氧树脂及质量比为50%液态的酸酐型固化剂在常温下搅拌均匀；

步骤3：在模具中固定所述晶圆，然后把混合后的可透光高分子材料灌入模具中，固晶；

步骤4：焊线，再灌胶。

在本实施例中，所述可见光传感器为数字输出式。在其他实施例中所述可见光传感器可以是同模拟输出式的。

在本实施例中，所述可见光传感器的封装形式是 DIP-2形式的，其直径为3mm。在其他实施例中，所述所述可见光传感器的封装形式可以是 DIP-2、DIP-3或DIP-4中的任一种；其直径也可以是3mm、5mm或8mm中的任一种。

在其他实施例中，所述可见光传感器的封装形式也可以是贴片式的，可以是EMC、SMC 3131或3939中的任一种。根据设计的具体情况而定。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，其不同之处在于：

其中，所述红外紫外截止粉在红外紫外截止染色剂中的质量比例为5%，则所述红外紫外截止粉占所述可透光高分子材料的总质量的质量百分比为5%×5%=0.25%，所述可透光高分子材料对光的透光率如图1中的曲线2所示。

实施例三：

本实施例与实施例一或实施例二基本相同，其不同之处在于：

其中，所述红外紫外截止粉在红外紫外截止染色剂中的质量比例为5.5%，则所述红外紫外截止粉占所述可透光高分子材料的总质量的质量百分比为5%×5.5%=0.275%，所述可透光高分子材料对光的透光率位于图1中的曲线2和曲线1之间。

实施例四：

本实施例与实施例一基本相同，其不同之处在于：

所述晶圆表面镀膜。所述可透光高分子材料中的红外紫外截止染色剂的质量比为1%，液态的双酚A型环氧树脂的质量比为49%。本实施例通过晶圆表面镀膜，然后将所述可透光高分子材料中的红外紫外截止染色剂的质量比降为原来的五分之一，这样使得形成之后的可透光高分子材料与晶圆的共同作用的透光响应曲线精度更高，从而使得所述可见光传感器的灵敏度及精确度更高了。

当然，本发明还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。