CN101123036A - 复合封装红外接收器 - Google Patents

Abstract

复合封装红外接收器是在内部两个芯片的外围预先用注塑的方法形成一个“盆”状体，该“盆”状体的材料采用非环氧类的不透明塑料，其光亮的内壁和底部对入射的红外遥控信号具有汇聚作用，可以明显增强接收二极管的光电流，从而提高红外接收器的灵敏度、拓宽其接收角度。“盆”状体上面可以加装电磁屏蔽盖，其内部用液态环氧树脂灌注并固化。为了进一步提高轴向灵敏度，还可以使用非环氧类塑料在固化后的环氧树脂封装基础上进行二次封装，用塑封的方法形成一个带有半球形透镜的外壳，该半球形透镜把入射的红外遥控信号聚焦在接收二极管芯片上，可以进一步提高轴线灵敏度。采用非环氧类的塑料替代固态饼状环氧树脂可以降低成本、提高生产效率。

Description

复合封装红外接收器

技术领域

本发明专利属于接收器，尤其涉及红外接收器。

背景技术

红外接收器是实现红外遥控功能的核心器件，被广泛应用于家电、汽车音响、遥控玩具等领域。随着技术的进步、社会的发展，人们对红外接收器的性价比有了越来越高的要求，如何用更低的成本制造出性能更好的红外接收器已经成为产业界共同关注的课题。

红外接收器最重要的性能是接收灵敏度和接收角度，显然，人们希望它的接收灵敏度越高越好、同时也希望接收角度越宽越好。实现上述期望的技术路线是：采用尺寸尽量大的光电接收二极管、性能更优良的放大器IC芯片、更精确、合理的几何光学结构。对于上述三个方案，人们总是把大部分精力集中在提高放大器IC芯片和光电接收二极管芯片的性能上，而忽略了几何光学结构对接收灵敏度和接收角度的影响。目前，产业界传统上普遍采用的红外接收器光学结构的设计方案是，在光电接收二极管芯片的正前方的特定位置上设置一个凸透镜，通过这个凸透镜把遥控器发射来的红外光信号聚焦到光电接收二极管芯片上，从而达到提高红外接收器轴向灵敏度的目的。上述设计方案的缺点是，在轴向灵敏度被提高的同时、接收器的接收角度也变窄了，同时，接收器的轴向尺寸也变厚了，这些缺点限制了红外接收器在一些特定条件、特殊场合下的应用，比如，在超小型、便携式产品上的应用；

当前，红外接收器普遍采用的封装材料是固态“饼状环氧树脂”(环氧树脂中已经预先加入了固化剂、染料，并加工成饼状)，该种封装材料的制造工艺复杂且需要低温储运，所以，价格十分昂贵。同时，该种封装材料在实际使用中的工艺过程也比较繁琐，工艺周期长，每个周期长达6～10分钟，且材料利用率低，相关生产设备也很昂贵、耗能也特别高，生产效率受到制约。不难看出，采用固态“饼状环氧树脂”为封装材料，不仅增加了红外接收器的材料成本，也增加了红外接收器的制造成本；

目前红外接收器制造中所采用的封装材料都是环氧树脂，而环氧树脂的Tg温度比较低，一般在摄氏120～150度，所以，在强制推行无铅锡的今天，红外接收器的耐高温特性正面临着严峻的挑战。

发明专利内容

本发明专利的目的在于克服上述技术方案中所存在的不足，提供一种结构合理、操作简单、节省成本、接收效果更好的红外接收器技术设计方案。

为了达到上述目的，本发明专利采用的技术方案是：

红外接收器内部设置有两个芯片，分别为光电接收二极管芯片和放大器IC芯片。

在红外接收器内部上述两个芯片的外围预先在引线框架(金属引线框架，或者PCB板、BT板、陶瓷、塑料等其他类型的引线框架)上注塑(或者其他方法，比如，粘接或者金属冲压成型)一个“盆”状体(该“盆”状体的形状可以是圆形、椭圆形、方形或者其他形状，可以有底部，也可以没有底部)，“盆”状体的材料采用非环氧类的不透明耐高温塑料或者其他不透明耐高温可成型材料(比如，陶瓷材料)，也可以采用红外接收器引线框架本身冲制形成(或者将金属屏蔽盖的窗口冲制成类似于“盆”状体的向中心位置反射的斜面)。“盆”状体的内壁(即对着芯片的一侧，也包括底部)表面应该尽量光亮。上述光学结构对入射光具有集聚作用，可以提高光电接收二极管的光电流，进而提高红外接收器的接收灵敏度和拓宽接收角度。由于采用了耐高温材料，所以，红外接收器的耐热能力也得到明显的提高，可以避免因为采用无铅锡工艺而对红外接收器可能造成的危害；

“盆”状体上面可以加装金属材料的电磁屏蔽盖(该屏蔽盖的窗口可以冲制成类似于“盆”状体的向中心位置反射的斜面)，电磁屏蔽盖与引线框架的地端相连接，以便提高红外接收器的抗电磁干扰能力；

“盆”状体内部用液态环氧树脂填充，形成自然的平面。该液态环氧树脂中已经提前加入了固化剂，在特定温度下维持一定的时间就可以固化，即，由液态转为固态。该液态环氧树脂中还可以预先加入染料，以便使其具有滤光特性，它可以让大部分红外光透过，而阻挡非红外光。上述封装结构可以提高红外接收器抗光干扰的能力，同时对红外接收器内部的芯片、内引线也具有保护作用。液态环氧树脂的价格仅为固态“饼状环氧树脂”价格的五分之一，并且其利用率几乎是100％，所以，上述方案也明显降低了材料成本；

红外接收器经过上述封装固化后，封装过程就基本完成了。如果设计者愿意，人们还可以使用非环氧类塑料(该塑料中可以加入滤光材料，也可以不加)再进行一次塑封，用注塑的方法给红外接收器的正面装置一个半球形透镜，该半球形透镜的光学中心与光电接收二极管芯片的几何中心在同一个轴线上，并且，光电接收二极管芯片在该轴线上的垂直位置应该就是半球形透镜焦点的位置，即，入射的红外遥控信号经过半球形透镜正好汇聚到光电接收二极管芯片表面，这样可以进一步提高红外接收器的轴向灵敏度。上述注塑过程的一个周期还不到一分钟的时间，比传统的固态“饼状环氧树脂”封装大大提高了生产效率。非环氧类塑料的价格仅仅是固态“饼状环氧树脂”价格的十分之一，大大降低了红外接收器封装材料的成本。

设置半球形透镜的方法还有：事先加工好半球形透镜，然后以某种方式装置在红外接收器的表面上；还可以将表面张力大的新型液态光学材料滴到红外接收器表面形成自然的半球型，然后，加以固化。

本发明专利的优点

(1)、“盆”状体光学结构对入射光具有集聚作用，可以提高光电接收二极管的光电流，进而提高红外接收器的接收灵敏度和拓宽接收角度；

(2)、液态环氧树脂的价格仅为固态“饼状环氧树脂”价格的五分之一，且利用率几乎是100％，而固态“饼状环氧树脂”的利用率仅为60％左右，所以，使用液态环氧树脂替代固态“饼状环氧树脂”也明显降低了红外接收器封装材料的成本；

(3)、非环氧类塑料的价格仅仅是固态“饼状环氧树脂”价格的十分之一，工艺周期仅仅是固态“饼状环氧树脂”工艺周期的五分之一，所以，采用非环氧类塑料替代固态“饼状环氧树脂”可以明显降低红外接收器封装材料的成本，同时，也提高了生产效率。

(4)、非环氧类塑料或者陶瓷材料的高温特性比环氧树脂的高温特性更好，所以，采用本专利还可以提高红外接收器的抗热冲击能力，可以有效地避免因为采用无铅锡焊接工艺而对红外接收器可能造成的危害。

附图说明

图1本发明专利复合封装红外接收器的芯片安装主视图

图2本发明专利复合封装红外接收器的芯片安装右视图

图3本发明专利复合封装红外接收器的芯片安装立体视图

图4本发明专利复合封装红外接收器的电磁屏蔽安装主视图

图5本发明专利复合封装红外接收器的电磁屏蔽安装右视图

图6本发明专利复合封装红外接收器的电磁屏蔽安装立体视图

图7本发明专利复合封装红外接收器的电磁屏蔽结构立体视图

图8本发明专利复合封装红外接收器的电磁屏蔽结构立体视图

图9本发明专利复合封装红外接收器的封装主视图

图10本发明专利复合封装红外接收器的封装右视图

图11本发明专利复合封装红外接收器的成品立体视图

具体实施方式

下面结合附图对本发明专利的实施作进一步详细描述。

结合图1至图3，本发明专利是在红外接收器内部芯片的外围预先在引线框架1(金属引线框架，或者PCB板、BT板、陶瓷、塑料等其他类型的引线框架)上注塑(或者其他方法，比如，粘接或者金属冲压成型)一个“盆”状体2(该“盆”状体的形状可以是圆形、椭圆形、方形或者其他形状，可以有底部，也可以没有底部)，“盆”状体2的材料采用非环氧类的不透明耐高温塑料或者其他不透明耐高温可成型材料(比如，陶瓷材料)，也可以采用红外接收器引线框架本身冲制形成(或者将金属屏蔽盖的窗口冲制成类似于“盆”状体的向中心位置反射的斜面)。“盆”状体2的内壁和底部构成反射壁3，引线框架1的下端有两个凹形槽6。接收二极管芯片4和IC芯片5粘接在引线框架1上。

结合图4至图8，在引线框架1上的凹形槽6处(或者其他位置)，安装屏蔽盖7，屏蔽盖7的窗口结构可以是简单的方形、圆形或者其他形状，窗口内可以呈网状、也可以没有网状结构，屏蔽盖7还可以冲制成向中心位置反射的斜面9。这种屏蔽盖可以改善电磁屏蔽效果、提高红外接收器的抗电磁干扰能力，还可以增强红外接收器的光电转换效率、提高接收灵敏度和拓宽接收角度。

结合图9至图11，本发明专利在“盆”状体2以及屏蔽盖7的外侧，还可以用非环氧类塑料(该塑料中可以加入滤光材料，也可以不加)再进行一次塑封，形成带有半球形透镜结构的塑封体8，该半球形透镜的光学中心与光电接收二极管芯片4的几何中心在同一个轴线上，并且，光电接收二极管芯片4在该轴线上的垂直位置应该就是半球形透镜焦点的位置，即，入射的红外遥控信号经过半球形透镜正好汇聚到光电接收二极管芯片4的表面，这样可以进一步提高红外接收器的轴向灵敏度。

Claims (7)

1.复合封装红外接收器主要由引线框架、放大器IC芯片、光电接收二极管芯片、内引线、屏蔽盖、塑料封装体和环氧树脂封装体组成。其特征在于：红外接收器内部上述两个芯片的外围预先在引线框架(1)(金属引线框架，或者PCB板、BT板、陶瓷、塑料等其他类型的引线框架)上注塑(或者其他方法，比如，粘接或者金属冲压成型)一个“盆”状体(2)(该“盆”状体的形状可以是圆形、椭圆形、方形或者其他形状，可以有底部，也可以没有底部)，“盆”状体(2)的材料采用非环氧类的不透明耐高温塑料或者其他不透明耐高温可成型材料(比如，陶瓷材料)，也可以采用红外接收器引线框架本身冲制形成(或者将金属屏蔽盖的窗口冲制成类似于“盆”状体的向中心位置反射的斜面)。“盆”状体(2)的内侧(即对着芯片的一侧，也包括底部)表面应该尽量光亮，形成反射壁(3)。上述光学结构对入射光具有集聚作用，可以提高光电接收二极管(4)的光电流，进而提高红外接收器的接收灵敏度和拓宽接收角度。耐高温材料的采用也大大提高了红外接收器的抗热冲击能力。

2.按照权利要求1所述的复合封装红外接收器，其特征在于：在引线框架(1)上的凹形槽(6)处(或者其他位置)，安装屏蔽盖(7)，屏蔽盖(7)的窗口结构可以是简单的方形、圆形或者其他形状，窗口内可以呈网状、也可以没有网状结构，还可以冲制成类似于“盆”状体的向中心位置反射的斜面(9)，斜面(9)可以是平面，也可以是凹面，这种屏蔽盖可以改善电磁屏蔽效果、提高红外接收器的抗电磁干扰能力，还可以增强红外接收器的光电转换效率、提高接收灵敏度和拓宽接收角度。

3.按照权利要求1所述的复合封装红外接收器，其特征在于：“盆”状体(2)的外侧可以再封装带有半球型透镜的壳体(8)，该半球形透镜的光学中心与光电接收二极管芯片(4)的几何中心在同一个轴线上，并且，光电接收二极管芯片(4)在该轴线上的垂直位置应该就是半球形透镜焦点的位置，半球形透镜对红外遥控信号能够起到汇聚作用，进而起到提高红外接收器轴向收灵敏度的作用。

4.按照权利要求1所述的复合封装红外接收器，其特征在于：“盆”状体(2)内部用液态环氧树脂填充，形成自然的平面。该液态环氧树脂中已经提前加入了固化剂，在特定温度下维持一定的时间就可以固化，即，由液态转为固态，起到保护内部芯片和内引线的作用。

5.按照权利要求1所述的复合封装红外接收器，其特征在于：“盆”状体(2)内部用液态环氧树脂填充，形成自然的平面。该液态环氧树脂中已经提前加入了染料，所以其具有滤光特性，它可以让大部分红外光透过，而阻挡非红外光，起到提高红外接收器抗光干扰能力的作用。

6.按照权利要求3所述的复合封装红外接收器，其特征在于：形成半球形透镜的方法还有：半球形透镜可以事先加工、成型，然后以某种方式装置在红外接收器的表面上。

7.按照权利要求3所述的复合封装红外接收器，其特征在于：制作半球形透镜的方法还有：将表面张力大的新型液态光学材料滴到红外接收器表面形成自然的半球型，然后，加以固化。

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