- TDK和SEL公布业界最小照度传感器的秘诀
- 2012-04-16 13:50:28
- TDK开始量产业界最小的照度传感器（可视光传感器）——1.2mm×1.0mm（1210尺寸）的“BCS1210A1L”和“BCS1210A1H”。与此前市面上其它公司的小型产品（1.6mm×1.6mm，1616尺寸）相比，封装面积还不到一半。内置有放大器电路，用照度100lx的荧光灯的灯光照射时的输出电流方面，BCS1210A1L为标准3μA、BCS1210A1H为标准24μA。与未内置放大器电路的TDK原产品的0.1μA输出电流相比，要高出1～2个数量级。尽管尺寸小，但输出与内置放大器电路的其它公司产品相比，处于同等水平。在开发过程中，TDK在照度传感器上施加了许多技巧与改进。 光电二级管的面积一气减至1/4 TDK与半导体能源研究所（SEL）共同开发了此次的照度传感器。此前两公司一直在合作开发照度传感器。TDK此前销售的产品是在玻璃底板上形成非晶硅的照度传感器，“与使用硅底板的其它公司的产品相比，价格竞争力比较高”（TDK Head Business部门 薄膜器件统括部 PV器件室 营业推进组组长 篠原久人）。 但是，最近价格方面的优势已经不明显了。原因就是与竞争对手间的价格竞争趋势激烈。在手机领域，为降低耗电量，配备亮度随外部光线强度自动调整的液晶面板和键盘的机型越来越多。因此，检测外部光线强度的照度传感器成了不可缺少的部件。由于需求扩大了，所以涉足照度传感器市场的厂商也增加了，自然厂商间的竞争也越来越激烈。 在这一状况下，为了提高产品的竞争力，TDK与SEL开始了此次的照度传感器的开发。切入点就是相对其它公司产品较差的外形尺寸大（原产品为2.0mm×1.5mm）和输出电流小。由于将原产品中占芯片面积一半（1.25mm×1.2mm）的光电二极管的面积减小到了1/4左右，所以减小了芯片尺寸。另外，还通过追加放大器电路（作用是放大接收可视光时二极管的输出电流），提高了输出电流。暗电流等输出电流以外的电气特性与原来一样。放大器电路的放大率没有公布。 仅放大器电路采用低温多晶硅 追加放大器电路说起来简单，其实TDK和SEL必须在所制造的照度传感器上下一番功夫, 这是因为现有传感器没有使用硅底板，而是使用了玻璃底板上的非晶硅。由于非晶硅的载流子迁移率低，所以晶体管的电流驱动能力低、无法组成所期望的放大器电路。因此，两公司采用局部处理的方法，将非晶硅改换为低温多晶硅，从而提高了载流子的迁移率。在低温多晶硅部分嵌入晶体管（这里是TFT）、组成了放大器电路。光电二极管的形成区域，非晶硅仍保持原样。关于转换为低温多晶硅的方法，没有公布具体细节。 如果使用硅底板的话，芯片尺寸还可以比此次的照度传感器更小。因为处理硅底板的生产线的加工尺寸比处理玻璃底板的生产线小一个数量级、载流子迁移率比低温多晶硅高。但是，如果不对封装照度传感器芯片的封装进行改进的话，外形尺寸会比TDK和SEL此次开发的产品要大。此次产品的芯片面积和封装的面积一样。因为相比之下，使用硅底板的其它公司的产品使用带引线框架的封装，芯片和引线框架采用导线焊接（Wire Bonding）来连接。这样就无法减小封装面积，需要采用晶圆极的CSP方法。 计划扩充产品线、减小尺寸、开发彩色传感器 据TDK介绍，今后将大致在三个方向上展开照度传感器开发。第1，扩充产品线。此次准备的2个品种都是相对于照度电流呈线性变化的模拟线性输出。今后还将考虑支持对数输出和数字输出等。 第2，进一步减小尺寸。还将减小光电二极管区域、提高放大器电路的放大率。另外，还计划减小玻璃底板的厚度，或者利用塑料底板，挑战照度传感器的超薄化。 第3，开发彩色传感器。比如，正在考虑将此次的照度传感器与彩色过滤器相组合,以开发彩色传感器。
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