- TDK和SEL公布業(yè)界最小照度傳感器的秘訣
- 2012-04-16 13:50:28
- TDK開始量產(chǎn)業(yè)界最小的照度傳感器（可視光傳感器）——1.2mm×1.0mm（1210尺寸）的“BCS1210A1L”和“BCS1210A1H”。與此前市面上其它公司的小型產(chǎn)品（1.6mm×1.6mm，1616尺寸）相比，封裝面積還不到一半。內(nèi)置有放大器電路，用照度100lx的熒光燈的燈光照射時的輸出電流方面，BCS1210A1L為標準3μA、BCS1210A1H為標準24μA。與未內(nèi)置放大器電路的TDK原產(chǎn)品的0.1μA輸出電流相比，要高出1～2個數(shù)量級。盡管尺寸小，但輸出與內(nèi)置放大器電路的其它公司產(chǎn)品相比，處于同等水平。在開發(fā)過程中，TDK在照度傳感器上施加了許多技巧與改進。 光電二級管的面積一氣減至1/4 TDK與半導體能源研究所（SEL）共同開發(fā)了此次的照度傳感器。此前兩公司一直在合作開發(fā)照度傳感器。TDK此前銷售的產(chǎn)品是在玻璃底板上形成非晶硅的照度傳感器，“與使用硅底板的其它公司的產(chǎn)品相比，價格競爭力比較高”（TDK Head Business部門 薄膜器件統(tǒng)括部 PV器件室 營業(yè)推進組組長 篠原久人）。 但是，最近價格方面的優(yōu)勢已經(jīng)不明顯了。原因就是與競爭對手間的價格競爭趨勢激烈。在手機領(lǐng)域，為降低耗電量，配備亮度隨外部光線強度自動調(diào)整的液晶面板和鍵盤的機型越來越多。因此，檢測外部光線強度的照度傳感器成了不可缺少的部件。由于需求擴大了，所以涉足照度傳感器市場的廠商也增加了，自然廠商間的競爭也越來越激烈。 在這一狀況下，為了提高產(chǎn)品的競爭力，TDK與SEL開始了此次的照度傳感器的開發(fā)。切入點就是相對其它公司產(chǎn)品較差的外形尺寸大（原產(chǎn)品為2.0mm×1.5mm）和輸出電流小。由于將原產(chǎn)品中占芯片面積一半（1.25mm×1.2mm）的光電二極管的面積減小到了1/4左右，所以減小了芯片尺寸。另外，還通過追加放大器電路（作用是放大接收可視光時二極管的輸出電流），提高了輸出電流。暗電流等輸出電流以外的電氣特性與原來一樣。放大器電路的放大率沒有公布。 僅放大器電路采用低溫多晶硅 追加放大器電路說起來簡單，其實TDK和SEL必須在所制造的照度傳感器上下一番功夫, 這是因為現(xiàn)有傳感器沒有使用硅底板，而是使用了玻璃底板上的非晶硅。由于非晶硅的載流子遷移率低，所以晶體管的電流驅(qū)動能力低、無法組成所期望的放大器電路。因此，兩公司采用局部處理的方法，將非晶硅改換為低溫多晶硅，從而提高了載流子的遷移率。在低溫多晶硅部分嵌入晶體管（這里是TFT）、組成了放大器電路。光電二極管的形成區(qū)域，非晶硅仍保持原樣。關(guān)于轉(zhuǎn)換為低溫多晶硅的方法，沒有公布具體細節(jié)。 如果使用硅底板的話，芯片尺寸還可以比此次的照度傳感器更小。因為處理硅底板的生產(chǎn)線的加工尺寸比處理玻璃底板的生產(chǎn)線小一個數(shù)量級、載流子遷移率比低溫多晶硅高。但是，如果不對封裝照度傳感器芯片的封裝進行改進的話，外形尺寸會比TDK和SEL此次開發(fā)的產(chǎn)品要大。此次產(chǎn)品的芯片面積和封裝的面積一樣。因為相比之下，使用硅底板的其它公司的產(chǎn)品使用帶引線框架的封裝，芯片和引線框架采用導線焊接（Wire Bonding）來連接。這樣就無法減小封裝面積，需要采用晶圓極的CSP方法。 計劃擴充產(chǎn)品線、減小尺寸、開發(fā)彩色傳感器 據(jù)TDK介紹，今后將大致在三個方向上展開照度傳感器開發(fā)。第1，擴充產(chǎn)品線。此次準備的2個品種都是相對于照度電流呈線性變化的模擬線性輸出。今后還將考慮支持對數(shù)輸出和數(shù)字輸出等。 第2，進一步減小尺寸。還將減小光電二極管區(qū)域、提高放大器電路的放大率。另外，還計劃減小玻璃底板的厚度，或者利用塑料底板，挑戰(zhàn)照度傳感器的超薄化。 第3，開發(fā)彩色傳感器。比如，正在考慮將此次的照度傳感器與彩色過濾器相組合,以開發(fā)彩色傳感器。
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