宽光谱接收范围的光电传感器的制作方法

文档序号:14921872发布日期:2018-07-11 04:24阅读:90来源:国知局

本实用新型涉及将物理量采集转换为电信号的器件,特别是涉及将光转换为电信号的光电传感器。



背景技术:

现有技术光电传感器受器件物理性质决定,能够接收的光谱的波长范围有限,适用工作环境因而受限制。另外,现有技术光电传感器当设置两个以上光电传感芯片时,芯片之间都设置有分隔芯片的挡板,造成光电传感器的视场变小。再者,现有技术光电传感器不能有效防止静电干扰,不具备抗电磁干扰的能力。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种具有宽光谱接收范围,封装尺寸薄,视场宽,且能够防静电干扰和电磁干扰的光电传感器。

本实用新型解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现:

设计、制造一种宽光谱接收范围的光电传感器,包括印刷电路基板,印制在印刷电路基板正面上的印刷导体,能够接收光谱的波长范围不小于350nm且不大于1100nm的第一光电传感芯片,能够接收光谱的波长范围不小于900nm且不大于1800nm的第二光电传感芯片,以及用透光绝缘材料制成的封装体。第一光电传感芯片和第二光电传感芯片分别电连接印制导体;封装体将第一光电传感芯片和第二光电传感芯片裹覆封装在印刷电路基板上。

一种实现方案,所述印制导体包括互相绝缘的第一导体和第二导体。第一导体电连接第一光电传感芯片和第二光电传感芯片的P极,第二导体电连接第一光电传感芯片和第二光电传感芯片的N极。或者,第一导体电连接第一光电传感芯片和第二光电传感芯片的N极,第二导体电连接第一光电传感芯片和第二光电传感芯片的P极。

另一种实现方案,所述印制导体包括互相绝缘的第三导体、第四导体、第五导体和第六导体。第一光电传感芯片的P极和N极中的一个电极电连接第三导体,另一个电极电连接第四导体;第二光电传感芯片的P极和N极中的一个电极电连接第五导体,另一个电极电连接第六导体。

为达到屏蔽效果,光电传感器还包括印制在印刷电路基板上的至少一屏蔽印制导体。印制导体和屏蔽印制导体互相绝缘。在印刷电路基板正面,屏蔽印制导体围绕印制导体设置。在印刷电路基板背面,屏蔽印制导体覆盖印刷电路基板背面。

具体地,借助金属导线,第一导体分别电连接第一光电传感芯片和第二光电传感芯片的P极,借助导电贴合工艺,第二导体分别电连接第一光电传感芯片和第二光电传感芯片的N极。或者,借助金属导线,第一导体电连接第一光电传感芯片和第二光电传感芯片的N极,借助导电贴合工艺,第二导体电连接第一光电传感芯片和第二光电传感芯片的P极。

为进一步优化屏蔽效果,在封装体的覆盖第一光电传感芯片和第二光电传感芯片的外表面上,还覆盖有一层用导体或者半导体材料制成的屏蔽体。该屏蔽体与屏蔽印制导体电连接。

具体而言,印制导体包括互相绝缘的第一导体和第二导体。所述第一导体呈细条状。所述第二导体包括电连接在一起的第一芯片导电基底面和第二芯片导电基底面。第一芯片导电基底面和第二芯片导电基底面都呈平面状。在印刷电路基板的正面的屏蔽印制导体呈弯折至少一次的折线条状。第一导体和第二导体位于屏蔽印制导体的折线所围成平面内。第一光电传感芯片设置平面状的第一平面电极,以及以引脚或者导电结点形式存在的第一端点电极。第一光电传感芯片的N极和P极中的一个作为第一平面电极,另一个作为第一端点电极。第二光电传感芯片设置平面状的第二平面电极,以及以引脚或者导电结点形式存在的第二端点电极。第二光电传感芯片的N极和P极中的一个作为第二平面电极,另一个作为第二端点电极。借助金属导线,第一端点电极和第二端点电极分别电连接第一导体。借助导电贴合工艺,第一平面电极贴合电连接第一芯片导电基底面,第二平面电极贴合电连接第二芯片导电基底面。从而第一光电传感芯片电连接第一导体和第二导体,第二光电传感芯片电连接第一导体和第二导体。

同现有技术相比较,本实用新型“宽光谱接收范围的光电传感器”的技术效果在于:

第一光电传感芯片和第二光电传感芯片具有不同的光谱接收范围,从而拓宽了光电传感器的光谱接收范围;光电传感器采用绝缘透光材料直接封装,芯片间没有分隔结构,使光电传感器以较薄尺寸封装,并且视场损失小;屏蔽印制导体在基板上能够屏蔽静电干扰和电磁干扰,并且通过覆盖封装体的屏蔽体进一步优化抗静电干扰和抗电磁干扰的效果。

附图说明

图1是本实用新型“宽光谱接收范围的光电传感器”优选实施例的正面轴测投影示意图;

图2是所述优选实施例的背面轴测投影示意图;

图3是所述优选实施例的印刷电路基板1的正投影示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示优选实施例作进一步详述。

本实用新型提出一种宽光谱接收范围的光电传感器,如图1至图3所示,包括印刷电路基板1,印制在印刷电路基板1正面上的印制导体,能够接收光谱的波长范围不小于350nm且不大于1100nm的第一光电传感芯片21,能够接收光谱的波长范围不小于900nm且不大于1800nm的第二光电传感芯片22,以及用透光绝缘材料制成的封装体3。本实用新型第一光电传感芯片21可以是作为光敏元器件的硅芯片,第二光电传感芯片22可以是用铟镓砷制成的近红外传感器。第一光电传感芯片21和第二光电传感芯片22分别电连接印制导体。借助滴灌成型工艺或者模具注塑成型工艺,封装体3将第一光电传感芯片21和第二光电传感芯片22裹覆封装在印刷电路基板1上。第一光电传感芯片21与第二光电传感芯片22的能够接收光谱的波长范围不同且互为补充,拓宽了光电传感器能够接收光谱的波长范围,达到不小于350nm且不大于1800nm的范围。另外,本实用新型在第一光电传感芯片21和第二光电传感芯片22之间没有设置任何分隔结构,使光电传感器能够以尽可能薄的尺寸完成封装,用绝缘透光材料制成的封装体已经完成两芯片之间的分隔固定;并且两光电传感芯片21、22之间也没有阻隔光线和光波传播的结构,光电传感器的视场损失小,从而具有较宽的视场范围。

本实用新型优选实施例,如图1至图3所示,所述印制导体包括互相绝缘的第一导体11和第二导体12。第一导体11电连接第一光电传感芯片21和第二光电传感芯片22的P极,第二导体12电连接第一光电传感芯片21和第二光电传感芯片22的N极。或者,第一导体11电连接第一光电传感芯片21和第二光电传感芯片22的N极,第二导体12电连接第一光电传感芯片21和第二光电传感芯片22的P极。第一光电传感芯片21和第二光电传感芯片22采用并联电连接。

本实用新型还提出另一种印制导体的电连接方案,印制导体包括互相绝缘的第三导体、第四导体、第五导体和第六导体。第三导体和第四导体为电连接第一光电传感芯片配置,第一光电传感芯片的P极和N极中的一个电极电连接第三导体,另一个电极电连接第四导体。第五导体和第六导体为电连接第二光电传感芯片配置,第二光电传感芯片的P极和N极中的一个电极电连接第五导体,另一个电极电连接第六导体。

为防止静电干扰和达到抗电磁干扰的效果,本实用新型优选实施例,如图2和图3所示,光电传感器还包括印制在印刷电路基板1上的至少一屏蔽印制导体13。印制导体和屏蔽印制导体13互相绝缘。在印刷电路基板1正面,屏蔽印制导体13围绕印制导体设置。在印刷电路基板1背面,屏蔽印制导体13覆盖印刷电路基板1背面。本实用新型优选实施例,封装体3将第一光电传感芯片21、第二光电传感芯片22、第一导体11、第二导体12和屏蔽印制导体13裹覆封装在印刷电路基板1上。屏蔽印制导体13围绕印制导体可以是全包围的结构,也可以是半包围的结构。全包围的结构就是屏蔽印制导体13封闭呈环状,而将印制导体置入屏蔽印制导体13的封闭环内。半包围的结构是屏蔽印制导体13沿印制导体的周边设置,使印制导体纳入屏蔽印制导体13的围绕范围内。本实用新型优选实施例,如图3所示,屏蔽印制导体13采用半包围结构,屏蔽印制导体13通过至少两次弯折而形成由直线PQ和QR所限定的平面,作为印制导体的第一导体11和第二导体12设置在平面PQR的范围之内,从而通过在屏蔽印制导体13上施加电信号而屏蔽光电传感器外的静电干扰和电磁干扰。

光电传感器封装之后,还需要设置用于电连接外部器件的引出线。本实用新型优选实施例,如图1和图3所示,在印刷电路基板1上印制与第一导体11电连接的第一引出导体14,与第二导体12电连接的第二引出导体15,与屏蔽印制导体13电连接的屏蔽引出导体16,作为光电传感器的引出线。本实用新型优选实施例,借助印刷电路印制工艺将第一引出导体14与第一导体11,第二引出导体15与第二导体12,以及屏蔽引出导体16与屏蔽印制导体13分别一体印制而成。第一引出导体14、第二引出导体15和屏蔽引出导体16既可以理解为是独立于第一导体11、第二导体12和屏蔽印制导体13的器件,也可以理解为第一导体11、第二导体12和屏蔽印制导体13各自伸出封装体3的延长器件。

从电连接方式角度,本实用新型优选实施例借助金属导线,第一导体11分别电连接第一光电传感芯片21和第二光电传感芯片22的P极,借助导电贴合工艺,第二导体12分别电连接第一光电传感芯片21和第二光电传感芯片22的N极。也可以采用的方案是,借助金属导线,第一导体11电连接第一光电传感芯片21和第二光电传感芯片22的N极,借助导电贴合工艺,第二导体12电连接第一光电传感芯片21和第二光电传感芯片22的P极。以上两种方案视两芯片21、22的N极和P极采用平面电极形式还是端点电极形式。

为进一步实现更佳的屏蔽效果和静电防护效果,本实用新型优选实施例,在封装体3的覆盖第一光电传感芯片21和第二光电传感芯片22的外表面上,还覆盖有一层用导体或者半导体材料制成的屏蔽体。该屏蔽体与屏蔽印制导体13电连接。所述屏蔽体可以采用如铜箔、铝箔、金箔等的金属箔,或者碳带,或者导电碳油墨,或者银胶,或者铟锡氧化半导体ITO镀膜等。

本实用新型优选实施例,如图1至图3所示,所述印制导体包括互相绝缘的第一导体11和第二导体12。第一导体11呈细条状。第二导体12包括电连接在一起的第一芯片导电基底面121和第二芯片导电基底面122。第一芯片导电基底面121和第二芯片导电基底面122都呈平面状,类似矩形。

在印刷电路基板1的正面的屏蔽印制导体13呈弯折至少一次的折线条状,本实用新型优选实施例,屏蔽印制导体13弯折两次。第一导体11和第二导体12位于屏蔽印制导体13的折线所围成平面PQR内。第一光电传感芯片21设置平面状的第一平面电极,以及以引脚或者导电结点形式存在的第一端点电极211。第一光电传感芯片21的N极和P极中的一个作为第一平面电极,另一个作为第一端点电极211。本实用新型优选实施例,第一光电传感芯片21的N极作为第一平面电极,P极作为第一端点电极211。第二光电传感芯片22设置平面状的第二平面电极,以及以引脚或者导电结点形式存在的第二端点电极221。第二光电传感芯片22的N极和P极中的一个作为第二平面电极,另一个作为第二端点电极221。本实用新型优选实施例,第二光电传感芯片22的N极作为第二平面电极,P极作为第二端点电极221。借助金属导线4,第一端点电极211和第二端点电极221分别电连接第一导体11。借助导电贴合工艺,第一平面电极贴合电连接第一芯片导电基底面121,第二平面电极贴合电连接第二芯片导电基底面122,从而第一光电传感芯片21电连接第一导体11和第二导体12,第二光电传感芯片22电连接第一导体11和第二导体12。

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