CN212365973U - 一种红外接收器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种红外接收器，包括光敏二极管芯片、三极管芯片、电阻、芯片载体和封装体，光敏二极管芯片、三极管芯片和电阻固设于芯片载体顶部，封装体包围芯片载体顶部，芯片载体的底部伸出封装体并设有控制脚、集电极引脚和发射极引脚，光敏二极管芯片和三极管芯片电性连接，电阻跨接在光敏二极管芯片的两个电极之间，三极管芯片分别与控制脚、集电极引脚和发射极引脚电性连接。该红外接收器既保留了光敏二极管检测角度大、响应速度快，低温漂的特点，又可实现信号放大，便于控制，元器件间连线较短，抗干扰能力强，信噪比高。

Description

一种红外接收器

技术领域

本实用新型涉及光敏电子元器件技术领域，尤其涉及一种红外接收器。

背景技术

红外光敏二极管因其大接收角度、高响应速度、低温票等特点被广泛用做红外检测单元，但光敏二极管检测到信号时产生的是电流信号且幅值较小，所以需要把电流信号转换为电压信号并放大处理后才能提供给控制系统使用。

以红外触摸屏的红外检测单元为例，红外检测单元由光敏二极管、三极管和放大器等组成，光敏二极管接收红外发射信号并产生微弱的电流信号，被三极管放大后流过电阻转化为初级电压信号再被放大器将信号放大至足够的幅度，送给MCU等控制系统使用。

现有方案的光敏二极管、三极管和放大器为独立器件或电路，相互间的电气连接通过印制电路板(PCB，Printed Circuit Board)的走线实现，如图1所示，光敏二极管1、三极管3、运算放大器5、第一电阻2、第二电阻4等元器件通过PCB板走线实现电气连接，线路较长，容易受到干扰，导致信噪比低。

实用新型内容

为解决现有方案容易受到干扰以及信噪比低的问题，本实用新型提供一种红外接收器，既保留了光敏二极管检测角度大、响应速度快，低温漂的特点，又加入了三极管以实现信号放大和方便上位机对红外接收器的开启和关断；同时，元器件合封带来元器件间连线较短，抗干扰能力强，信噪比高。

为了达到上述技术目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种红外接收器，包括光敏二极管芯片、三极管芯片和电阻，还包括芯片载体和封装体，光敏二极管芯片、三极管芯片和电阻固设于芯片载体顶部，封装体包围芯片载体顶部，芯片载体的底部伸出封装体并设有控制脚、集电极引脚和发射极引脚，光敏二极管芯片和三极管芯片电性连接，电阻跨接在光敏二极管芯片的两个电极之间，三极管芯片分别与控制脚、集电极引脚和发射极引脚电性连接。

作为本实用新型的优选方案之一，芯片载体顶部设有安装光敏二极管芯片的PD基岛、安装三极管芯片的TR基岛和键合基岛。

作为本实用新型的优选方案之一，光敏二极管芯片通过装片胶固设于PD基岛；三极管芯片通过装片胶固设于TR基岛；

作为本实用新型的优选方案之一，所述电阻通过电阻粘接胶粘接、固定在芯片载体上，并通过电阻粘接胶实现与芯片载体的电性连接，所述电阻粘接胶为锡膏或银浆。

作为本实用新型的优选方案之一，所述光敏二极管芯片为PIN型光敏二极管，衬底型可为N型或P型；

作为本实用新型的优选方案之一，所述三极管芯片背面电极为集电极，正面设有集电极和基极，为NPN型三极管芯片或PNP型三极管芯片；当所述三极管芯片为NPN型三极管芯片时，所述光敏二极管芯片的阴极N和所述控制脚相连通，阳极P和所述三极管芯片的基极相连；当所述三极管芯片为PNP型三极管芯片时，所述光敏二极管芯片的阳极P和所述控制脚相连通，阴极N和所述三极管芯片的基极相连；

作为本实用新型的优选方案之一，所述芯片载体为基板，基板顶面还设有安装电阻的电阻基岛，所述键合基岛包括A键合基岛和B键合基岛，基板底部一侧设有控制脚、集电极引脚和发射极引脚。

作为本实用新型的优选方案之一，所述芯片载体为引线框架，所述键合基岛包括C键合基岛和D键合基岛，PD基岛延伸至封装体外成为控制脚，TR基岛延伸至封装体外成为集电极引脚，C键合基岛延伸至封装体外成为发射极引脚。

作为本实用新型的优选方案之一，所述三极管芯片的表面覆有黑胶。

作为本实用新型的优选方案之一，所述封装体为带有半球形的凸透镜结构，由树脂制成，可透过红外光、阻断可见光。

作为本实用新型的优选方案之一，用于手势检测系统、红外开关系统、人行通道系统、红外触摸屏对管检测系统中。

本实用新型与现有技术相比，有益效果是：

(1)保留了光敏二极管检测角度大、响应速度快，低温漂的特点，又加入了三极管放大了光敏二极管所产生电流信号，提高了输出幅值，提升了信噪比。

(2)提供了三极管的集电极C、三极管发射极E以及和三极管基极B相连的控制脚三个外部引脚，可很方便地与外部电路相连，实现电流电压转换以及对所述红外接收模块的开启和关断。

(3)元器件合封在一个封装体内，电气连接通过键合线连接，缩短了元器件间连线，提高了抗干扰能力和信噪比。

附图说明

图1是现有技术的红外接收模块的一种器件连接示意图。

图2是实施例1所述红外接收器封装结构示意图。

图3是实施例1所述红外接收器的等效电路原理图。

图4是实施例2所述红外接收器封装结构示意图。

图5是实施例2所述红外接收器的等效电路原理图；

图中:1-光敏二极管；2-电阻；3-三极管；4-运算放大器；5-PCB板；6-光敏二极管芯片； 7-三极管芯片；8-基板；9-铜箔线；10-键合线；11-装片胶；12-PD基岛；13-TR基岛；14-封装体；15-A键合基岛；16-B键合基岛；17-集电极引脚；18-发射极引脚；19-控制脚；20- 黑胶；21-电阻粘接胶；22-电阻基岛；23-引线框架；24-C键合基岛；25-D键合基岛。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

如图2和图3所示，本实施例提供一种红外接收器，其包括光敏二极管芯片6、三极管芯片7和电阻2，还包括基板8和封装体14，封装体14包围基板8的顶部，封装体将设于基板8顶部的光敏二极管芯片6、三极管芯片7和电阻2合封在一起，基板8的底部设于封装体14外，基板8的底部一侧设有控制脚19、集电极引脚17和发射极引脚18三个外部引脚，光敏二极管芯片6和三极管芯片7电性连接，电阻2跨接在光敏二极管芯片6 的两个电极之间，三极管芯片7分别与控制脚19、集电极引脚17和发射极引脚18电性连接。

所述基板8上披覆有铜箔线9，所述铜箔线9被配置为与键合线10一起实现光敏二极管芯片6、三极管芯片7、电阻2和控制脚19、集电极引脚17和发射极引脚18三个外部引脚间的连通，并形成控制脚19、集电极引脚17和发射极引脚18三个外部引脚。

所述铜箔线9依据连通需求配置有用于安装光敏二极管的PD基岛12、安装三极管芯片的TR基岛13、安装电阻的电阻基岛22和键合用的A键合基岛15、B键合基岛16；

本实施例采用的所述光敏二极管芯片为P衬底PIN型光敏二极管芯片或N衬底型PIN 型光敏二极管芯片；所述三极管芯片为NPN型三极管芯片或PNP型三极管芯片，光敏二极管芯片和三极管芯片的类型可随机组合，只需相应配置电气连接关系；当所述三极管芯片为NPN型三极管芯片时，所述光敏二极管芯片的阴极N和所述控制脚相连通，阳极P和所述三极管芯片的基极相连；当所述三极管芯片为PNP型三极管芯片时，所述光敏二极管芯片的阳极P和所述控制脚相连通，阴极N和所述三极管芯片的基极相连。

下面以N衬底型光敏二极管和NPN型三极管为例，介绍本实施例中的电性连接方式：

光敏二极管芯片6为N衬底PIN型光敏二极管，背部电极为阴极N，正面电极为阳极P；三极管芯片7为NPN型三极管，背部电极为集电极C，正面有基极B和发射极E两个电极压点。

所述光敏二极管芯片6通过装片胶11安装、固定在所述PD基岛12上；所述光敏二极管芯片6的背部电极N通过所述装片胶11与所述PD基岛12相连通，并通过铜箔线9连接至所述控制脚19；所述光敏二极管芯片6的正面电极P通过键合线10连接至A键合基岛 15；所述三极管芯片7通过所述装片胶11安装、固定在所述TR基岛13上；所述三极管芯片7的背部集电极C通过所述装片胶11与所述TR基岛13相连通，并通过所述铜箔线9连接至所述集电极引脚17；所述三极管芯片7的基极B通过键合线10连接至A键合基岛15；所述三极管芯片7的发射极E通过键合线10连接至B键合基岛16，并通过铜箔线9连接至发射极引脚18；

所述电阻2通过所述电阻粘接胶21安装、固定在电阻基岛22上，所述电阻2一端通过铜箔线9与所述A键合基岛15、所述光敏二极管芯片6的正面电极P、所述三极管芯片 7的基极B相连通，另一端通过铜箔线9与所述PD基岛12、所述光敏二极管芯片6的背部电极N、所述控制脚19相连通。

所述装片胶11为导电胶，所述电阻粘接胶21为锡膏，经回流焊后在所述电阻2和所述电阻基岛22间形成可靠的连通；

所述键合线10优选为金线，可以使产品可靠性更好。

所述三极管芯片7用黑胶20覆盖以减少光线对所述三极管芯片的影响；

所述封装体14为红外光透过、可见光阻断的树脂固化后形成，以实现接收红外线、去除干扰光的作用；所述封装体14为带有半球形的凸透镜结构，以更好的实现入射红外信号的汇聚，从而提高产品的探测率。

实施例1把所述光敏二极管芯片6、三极管芯片7、电阻2、键合线10、装片胶11、电阻粘接胶21和黑胶20等包封在所述基板8上，成为一种可应用于手势检测系统、红外开关系统、人行通道系统或红外触摸屏对管检测系统中的贴片红外接收器，缩短了元器件间连线，实现抗干扰能力和信噪比的提高，且具有控制脚，方便对其开启或关断。

实施例2

如图4和图5所示，本实施例采用引线框架23作为芯片载体，光敏二极管芯片6、三极管芯片7和电阻2固设于引线框23的顶部，引线框架23的顶部还固设有安装光敏二极管的PD基岛12、安装三极管芯片的TR基岛13、键合用的C键合基岛24和D键合基岛25；封装体14包围引线框架23的顶部，将顶部的芯片、基岛以及键合线均合封在一起。所述 PD基岛12延伸至所述封装体14外成为所述控制脚19，所述TR基岛13延伸至所述封装体 14外成为所述集电极引脚17，所述C键合基岛24延伸至所述封装体14外成为所述发射极引脚18。

本实施例可采用的所述光敏二极管芯片为P衬底型光敏二极管芯片或N衬底型光敏二极管芯片；所述三极管芯片为或NPN型三极管芯片或PNP型三极管芯片，光敏二极管芯片和三极管芯片的类型可随机组合，只需相应配置电气连接关系；当所述三极管芯片为NPN型三极管芯片时，所述光敏二极管芯片的阴极N和所述控制脚相连通，阳极P和所述三极管芯片的基极相连；当所述三极管芯片为PNP型三极管芯片时，所述光敏二极管芯片的阳极P和所述控制脚相连通，阴极N和所述三极管芯片的基极相连。

下面以P衬底型光敏二极管和PNP型三极管为例，介绍本实施例中的电性连接方式：

所述光敏二极管芯片6为P衬底型光敏二极管，背部电极为阳极P，正面电极为阴极N；

所述三极管芯片7为PNP型三极管，背部电极为集电极C，正面有基极B和发射极E两个电极压点；

所述光敏二极管芯片6通过所述装片胶11安装、固定在所述PD基岛12上；所述光敏二极管芯片的阳极P通过所述装片胶11与所述PD基岛12连通，所述光敏二极管芯片的阴极N通过键合线10连接至D键合基岛25。

所述三极管芯片7通过所述装片胶11安装、固定在所述TR基岛13上，所述三极管芯片7的背部集电极C通过所述装片胶11与所述TR基岛13相连通；所述三极管芯片7的基极B通过键合线10连接至D键合基岛25；所述三极管芯片7发射极E通过键合线10连接至C键合基岛24。

所述电阻2通过所述电阻粘接胶21一端安装、固定在所述D键合基岛25上，另一端安装、固定在所述PD基岛12上；所述电阻2一端与所述PD基岛12、所述光敏二极管芯片6的背面电极P相连通；另一端通过所述键合线10与所述的光敏二极管芯片6正面电极 N、所述三极管芯片7的基极B相连通。

所述装片胶11为导电胶；所述电阻粘接胶21为锡膏，经回流焊后在所述电阻2和所述电阻基岛22间形成可靠的连通。

所述键合线10优选为金线，可以使产品可靠性更好。

所述三极管芯片7用黑胶20覆盖以减少光线对所述三极管芯片的影响。

所述封装体14为红外光透过、可见光阻断的树脂固化后形成，以实现接收红外线、去除干扰光的作用；所述封装体14为带有半球形的凸透镜结构，以更好的实现入射红外信号的汇聚，从而提高产品的探测率。

实施例2采用所述封装体14把所述光敏二极管芯片6、三极管芯片7、电阻2、键合线10、装片胶11、电阻粘接胶21、黑胶20、引线框架23等包封在一起，成为另一种可应用于手势检测系统、红外开关系统、人行通道系统或红外触摸屏对管检测系统中的贴片红外接收模块，缩短了元器件间连线，实现抗干扰能力和信噪比的提高，且具有控制脚，方便对其开启或关断。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种红外接收器，包括光敏二极管芯片、三极管芯片和电阻，其特征在于，还包括芯片载体和封装体，光敏二极管芯片、三极管芯片和电阻固设于芯片载体顶部，封装体包围芯片载体顶部，芯片载体的底部伸出封装体并设有控制脚、集电极引脚和发射极引脚，光敏二极管芯片和三极管芯片电性相连，电阻跨接在光敏二极管芯片的两个电极之间，三极管芯片分别与控制脚、集电极引脚和发射极引脚电性连接。

2.根据权利要求1所述的红外接收器，其特征在于，所述光敏二极管芯片为PIN型光敏二极管，衬底可为N型或P型。

3.根据权利要求1所述的红外接收器，其特征在于，所述三极管芯片背面电极为集电极，正面设有集电极和基极，为NPN型三极管芯片或PNP型三极管芯片；当所述三极管芯片为NPN型三极管芯片时，所述光敏二极管芯片的阴极N和所述控制脚相连通，阳极P和所述三极管芯片的基极相连；当所述三极管芯片为PNP型三极管芯片时，所述光敏二极管芯片的阳极P和所述控制脚相连通，阴极N和所述三极管芯片的基极相连。

4.根据权利要求1所述的红外接收器，其特征在于，芯片载体顶部设有安装光敏二极管芯片的PD基岛、安装三极管芯片的TR基岛和键合基岛。

5.根据权利要求4所述的红外接收器，其特征在于，光敏二极管芯片通过装片胶固设于PD基岛；三极管芯片通过装片胶固设于TR基岛所述电阻通过电阻粘接胶粘接、固定在芯片载体上，并通过电阻粘接胶实现与芯片载体的电性连接；所述电阻粘接胶为锡膏或银浆。

6.根据权利要求5所述的红外接收器，其特征在于，所述芯片载体为基板，基板顶面还设有安装电阻的电阻基岛，所述键合基岛包括A键合基岛和B键合基岛，基板底部一侧设有控制脚、集电极引脚和发射极引脚。

7.根据权利要求5所述的红外接收器，其特征在于，所述芯片载体为引线框架，所述键合基岛包括C键合基岛和D键合基岛，PD基岛延伸至封装体外成为控制脚，TR基岛延伸至封装体外成为集电极引脚，C键合基岛延伸至封装体外成为发射极引脚。

8.根据权利要求1所述的红外接收器，其特征在于，所述三极管芯片的表面覆有黑胶。

9.根据权利要求1所述的红外接收器，其特征在于，所述封装体为带有半球形的凸透镜结构，由树脂制成，可透过红外光、阻断可见光。

10.根据权利要求1所述的红外接收器，其特征在于，用于手势检测系统、红外开关系统、人行通道系统、红外触摸屏对管检测系统中。

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