JPH07120314A - Sunshine sensor - Google Patents

Sunshine sensor

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Publication number
JPH07120314A
JPH07120314A JP26897093A JP26897093A JPH07120314A JP H07120314 A JPH07120314 A JP H07120314A JP 26897093 A JP26897093 A JP 26897093A JP 26897093 A JP26897093 A JP 26897093A JP H07120314 A JPH07120314 A JP H07120314A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photodiode chip
light
lead frame
solar radiation
photodiode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP26897093A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasutoshi Suzuki
康利 鈴木
好 ▲吉▼野
Yoshi Yoshino
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP26897093A priority Critical patent/JPH07120314A/en
Publication of JPH07120314A publication Critical patent/JPH07120314A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/4228Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors arrangements with two or more detectors, e.g. for sensitivity compensation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
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    • GPHYSICS
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    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J2001/4266Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors for measuring solar light

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To achieve curtailing of the number of parts and upgrading of positioning accuracy. CONSTITUTION:A photodiode chip 23 etched to be diaphragm-like is die-mounted on the undersurface of a lead frame 22. An electrode formed on the undersurface of the photodiode chip 23 and the lead frame 22 are wire-bonded on the lead frame 22 and the work is molded as a whole with a transparent mold body 25 made of an epoxy resin or the like. A light introduction hole 26 is formed at the center of the lead frame 22 and positioned right above the photodiode chip 23. In this case, the photodiode chip 23 is set with a PN junction part as photodetecting part facing down while it 23 is formed into a diagram-shape. This can reduce the thickness of an Si layer on the PN junction part to be photodetecting part, thereby allowing light to reach the PN junction part sufficiently even from the Si layer on the PN junction part.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、日射光をフォトダイオ
ードにより検出するようにした日射センサに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar radiation sensor in which solar radiation is detected by a photodiode.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の日射センサは、例えば図12に示
すように、リードフレーム11上にフォトダイオードチ
ップ12を受光部(PN接合部)が上向きとなるように
ダイマウントし、これら両者をワイヤボンディングによ
り電気的に接続して、これら全体をエポキシ等の透明モ
ールド体13でモールドした構成となっている。この日
射センサは、例えば自動車の空調制御を日射熱負荷に応
じて補正するセンサとして利用されている。
2. Description of the Related Art In a conventional solar radiation sensor, for example, as shown in FIG. 12, a photodiode chip 12 is die-mounted on a lead frame 11 so that a light receiving portion (PN junction portion) faces upward, and both of them are wire-mounted. The structure is such that they are electrically connected by bonding and are entirely molded with a transparent mold body 13 such as epoxy. This solar radiation sensor is used, for example, as a sensor that corrects the air conditioning control of an automobile in accordance with the solar heat load.

【0003】ここで、車室内に入射する日射量は、日射
方向(日射方位・日射高度)に応じて変化するので、日
射センサも日射方向に依存させた出力特性をもたせるこ
とが好ましい。この観点から、例えば特開平2−998
35号公報に記載されているように、フォトダイオード
の上方に特種形状のレンズを装着し、このレンズの形状
によってセンサ出力特性に日射方向依存性をもたせたも
のがある。この他、特開平2−216402号公報に記
載されているように、受光素子の上方にディフューザ,
光変調手段,遮光手段を設けたものもある。
Here, since the amount of solar radiation entering the passenger compartment changes according to the solar radiation direction (solar radiation azimuth / solar altitude), it is preferable that the solar radiation sensor also have output characteristics depending on the solar radiation direction. From this point of view, for example, JP-A-2-998
As described in Japanese Patent Laid-Open No. 35-35, there is a type in which a specially shaped lens is mounted above a photodiode and the sensor output characteristic is dependent on the direction of the solar radiation depending on the shape of this lens. In addition, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-216402, a diffuser above the light receiving element,
There is also a device provided with a light modulator and a light shield.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、日射センサ
に用いられるフォトダイオードチップは、数mm角程度
の小さなものであるため、フォトダイオードチップ(受
光素子)に対するレンズ等の別部品の位置決め精度を相
当に高めなければ、所望の出力特性を得られない。この
ため、レンズ等の別部品の位置決め精度を高めるための
工程管理が非常に面倒なものとなり、特種形状のレンズ
等の別部品が必要なことと相俟って、製造コストが高く
なる欠点がある。
By the way, since the photodiode chip used in the solar radiation sensor is as small as several mm square, the positioning accuracy of another component such as a lens with respect to the photodiode chip (light receiving element) is equivalent. If it is not raised to the desired value, the desired output characteristics cannot be obtained. For this reason, the process control for increasing the positioning accuracy of another component such as a lens becomes very troublesome, and in combination with the need for another component such as a lens having a special shape, the manufacturing cost becomes high. is there.

【0005】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、部品点数の削減、位置決め容易
化を実現できて、生産性向上、低コスト化を達成できる
日射センサを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a solar radiation sensor capable of reducing the number of parts and facilitating positioning, and improving productivity and cost. To do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の日射センサは、日射光を検出するフォトダ
イオードチップと、このフォトダイオードチップを支持
する台座とを備えたものにおいて、前記フォトダイオー
ドチップをダイヤフラム状に形成すると共に、前記台座
側から日射光が前記フォトダイオードチップの受光部に
入射可能に構成したものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the solar radiation sensor of the present invention comprises a photodiode chip for detecting solar radiation and a pedestal supporting the photodiode chip. The photodiode chip is formed in a diaphragm shape, and the solar light can be incident on the light receiving portion of the photodiode chip from the pedestal side.

【0007】[0007]

【作用】上記構成によれば、フォトダイオードチップを
ダイヤフラム状に形成することにより、受光部となるP
N接合部の裏面側のSi層の肉厚を薄くできて、フォト
ダイオードチップの表裏いずれの側からでも受光部(P
N接合部)に光が到達できるようになる。従って、この
フォトダイオードチップを支持する台座の一部に光導入
用の孔や切欠等を形成したり、台座の少なくとも一部に
透明材料を用いれば、台座側(裏面側)から光がフォト
ダイオードチップの受光部に入射可能になるので、この
台座を通過する光の範囲を光導入用の孔の形状等により
限定すれば、所望の出力特性が得られる。
According to the above construction, the photodiode chip is formed in the shape of a diaphragm, so that the light receiving portion P can be formed.
The thickness of the Si layer on the back surface side of the N-junction portion can be reduced, and the light receiving portion (P
Light can reach the N-junction). Therefore, if a hole or a notch for introducing light is formed in a part of the pedestal that supports the photodiode chip, or if a transparent material is used for at least a part of the pedestal, the light is emitted from the pedestal side (back side). Since the light can be incident on the light receiving portion of the chip, desired output characteristics can be obtained by limiting the range of light passing through this pedestal by the shape of the hole for introducing light.

【0008】この場合、フォトダイオードチップの表裏
いずれの側からでも光を検出できるので、フォトダイオ
ードチップを立てて設置して、フォトダイオードチップ
の表面と裏面を左右方向に向ければ、日射方向も検出す
ることができる。
In this case, light can be detected from either the front side or the back side of the photodiode chip. Therefore, if the photodiode chip is set upright and the front and back surfaces of the photodiode chip are oriented in the left-right direction, the direction of solar radiation can also be detected. can do.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の第1実施例を図1乃至図6に
基づいて説明する。まず、図1に基づいて光センサ素子
21の構造を説明する。リードフレーム22の下面に、
後述する工程によりダイヤフラム状にエッチングされた
フォトダイオードチップ23が実装されている。このフ
ォトダイオードチップ23は、図2に示すように、受光
部となるPN接合部18が下向きになり、従って、外周
厚肉部23aが上向きになるように固定されている。こ
のフォトダイオードチップ23の下面に形成された電極
27(GND),28(Vcc)とリードフレーム22と
がボンディングワイヤ24によって電気的に接続され、
これら全体がエポキシ樹脂等の透明モールド体25によ
ってモールドされている。尚、フォトダイオードチップ
23の下面は酸化絶縁膜20(SiO膜)によって覆
われ、電極27(GND)はフォトダイオードチップ2
3の下面に形成されたN層に導通し、電極28(Vc
c)はPN接合部18のP層に導通している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, the structure of the optical sensor element 21 will be described with reference to FIG. On the lower surface of the lead frame 22,
A photodiode chip 23 etched in a diaphragm shape is mounted by a process described later. As shown in FIG. 2, the photodiode chip 23 is fixed such that the PN junction portion 18 serving as a light receiving portion faces downward, and therefore the outer peripheral thick portion 23a faces upward. The electrodes 27 (GND) and 28 (Vcc) formed on the lower surface of the photodiode chip 23 and the lead frame 22 are electrically connected by a bonding wire 24,
All of them are molded by a transparent mold body 25 such as an epoxy resin. The lower surface of the photodiode chip 23 is covered with the oxide insulating film 20 (SiO 2 film), and the electrode 27 (GND) is the photodiode chip 2.
3 is conducted to the N + layer formed on the lower surface of the electrode 3, and the electrode 28 (Vc
c) is electrically connected to the P layer of the PN junction 18.

【0010】この第1実施例では、リードフレーム22
がフォトダイオードチップ23を支持する“台座”に相
当し、このリードフレーム22側から光がフォトダイオ
ードチップ23のPN接合部18に入射できるようにす
るために、リードフレーム22の中央部には光導入孔2
6が形成され、この光導入孔26がフォトダイオードチ
ップ23の真上に位置し、両者間の間隔がフォトダイオ
ードチップ23の外周厚肉部23aの厚さ(例えば40
0μm程度)によって確保されている。この光導入孔2
6の形状を、図3(a),(b)に示すように、複数の
環状領域に分割するように形成したり、その他の特定の
形状に形成することによって、出力特性に日射方向依存
性をもたせることができる。
In the first embodiment, the lead frame 22
Corresponds to a “pedestal” that supports the photodiode chip 23, and in order to allow light to enter the PN junction 18 of the photodiode chip 23 from the lead frame 22 side, the center portion of the lead frame 22 has a light source. Introduction hole 2
6 is formed, the light introducing hole 26 is located right above the photodiode chip 23, and the distance between the two is equal to the thickness of the outer peripheral thick portion 23a of the photodiode chip 23 (for example, 40 mm).
About 0 μm). This light introduction hole 2
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the shape of No. 6 is formed so as to be divided into a plurality of annular regions, or is formed into another specific shape, so that the output characteristic is dependent on the solar radiation direction. Can have

【0011】この場合、フォトダイオードチップ23
は、受光部となるPN接合部18が下向きとなるように
設置されるが、フォトダイオードチップ23をダイヤフ
ラム状に形成しているので、受光部となるPN接合部1
8の裏面側(上側)のSi層の肉厚を例えば10μm程
度まで薄くすることができ、PN接合部18の裏面側の
Si層からでも十分に光がPN接合部18に到達できる
ようになっている。
In this case, the photodiode chip 23
Is installed so that the PN junction portion 18 serving as a light receiving portion faces downward, but since the photodiode chip 23 is formed in a diaphragm shape, the PN junction portion 1 serving as a light receiving portion is formed.
The thickness of the Si layer on the back surface side (upper side) of 8 can be reduced to about 10 μm, for example, and light can sufficiently reach the PN junction portion 18 even from the Si layer on the back surface side of the PN junction portion 18. ing.

【0012】次に、フォトダイオードチップ23の製造
方法を図4に基づいて説明する。まず、Siウェーハの
表面に熱酸化によって熱酸化膜(SiO膜)を形成
し、この熱酸化膜にフォトエッチングによりNチャン
ネルストッパ層形成用の孔を開けて、この孔から不純物
を拡散してNチャンネルストッパ層を形成する。次い
で、P層形成のためのフォトエッチングを行い、イオ
ン注入によりP層を形成する。この後、再度、熱酸化
により酸化絶縁膜20を形成した上で、リン処理してそ
の表面にPSG膜を形成し、この酸化絶縁膜20にフォ
トエッチングにより電極形成用の孔を開けて、アルミニ
ウム等で電極27(GND),28(Vcc)を形成して
アルミニウム配線を行い、電極シンタを行って電気的接
続を確実なものにする。
Next, a method of manufacturing the photodiode chip 23 will be described with reference to FIG. First, a thermal oxide film (SiO 2 film) is formed on the surface of a Si wafer by thermal oxidation, a hole for forming an N + channel stopper layer is opened in this thermal oxide film by photoetching, and impurities are diffused from this hole. Forming an N + channel stopper layer. Next, photo etching for forming a P + layer is performed, and a P + layer is formed by ion implantation. After that, the oxide insulating film 20 is formed again by thermal oxidation, and then a phosphorus treatment is performed to form a PSG film on the surface thereof. A hole for forming an electrode is formed in this oxide insulating film 20 by photoetching, and aluminum is formed. Electrodes 27 (GND) and 28 (Vcc) are formed by the above, aluminum wiring is performed, and electrode sintering is performed to ensure electrical connection.

【0013】この後、Siウェーハ裏面をダイヤフラム
形状にフォトエッチングする工程に移行する前に、フォ
トエッチングしない部分の表面をワックス等で保護(マ
スク)し、このSiウェーハ裏面をフォトエッチングし
てダイヤフラム形状に形成する。このフォトエッチング
時に、PN接合部18に逆方向の電界を印加すると、空
乏層が広がったところで、エッチングがストップし(ス
トップエッチング法)、例えば10μm程度の肉厚のダ
イヤフラムが形成される。このようにして、1枚のSi
ウェーハに多数のダイヤフラムを形成した後、このSi
ウェーハをダイシングカットして、例えば2〜3mm各
程度のフォトダイオードチップ23に分割する。
Thereafter, before moving to the step of photoetching the back surface of the Si wafer into a diaphragm shape, the surface of the portion not to be photoetched is protected (masked) with wax or the like, and the back surface of this Si wafer is photoetched to form the diaphragm shape. To form. When an electric field in the opposite direction is applied to the PN junction 18 during this photoetching, the etching stops when the depletion layer spreads (stop etching method), and a diaphragm with a thickness of, for example, about 10 μm is formed. In this way, one Si
After forming many diaphragms on the wafer,
The wafer is diced and cut into, for example, photodiode chips 23 each having a size of 2 to 3 mm.

【0014】このようにして製造されたフォトダイオー
ドチップ23は、リードフレーム22にダイマウントさ
れ、ワイヤボンディング工程、エポキシモールド工程、
カット・ホーミング工程(リードフレーム22を切断し
てリード22aを曲げ成形する工程)を経て、光センサ
素子21が製造される。
The photodiode chip 23 thus manufactured is die-mounted on the lead frame 22, and is subjected to a wire bonding process, an epoxy molding process,
The optical sensor element 21 is manufactured through a cutting and homing step (a step of cutting the lead frame 22 and bending the leads 22a).

【0015】この光センサ素子21を組み込んだ日射セ
ンサ全体の構造を図5に基づいて説明する。センサケー
ス30内には、2本のターミナル31をインサート成形
した絶縁樹脂製のセンサホルダ32が設けられ、このセ
ンサホルダ32上に光センサ素子21が載置されてい
る。この光センサ素子21の各リード22aが各ターミ
ナル31に溶接等により電気的に接続されている。上記
センサケース30の上部には、透明カバー29が装着さ
れている。一方、センサケース30の下部にはコネクタ
ハウジング33が設けられ、このコネクタハウジング3
3内のコネクタピン34にターミナル31が電気的に接
続されている。
The structure of the entire solar radiation sensor incorporating this optical sensor element 21 will be described with reference to FIG. Inside the sensor case 30, a sensor holder 32 made of an insulating resin in which two terminals 31 are insert-molded is provided, and the optical sensor element 21 is mounted on the sensor holder 32. Each lead 22a of the optical sensor element 21 is electrically connected to each terminal 31 by welding or the like. A transparent cover 29 is mounted on the sensor case 30. On the other hand, a connector housing 33 is provided below the sensor case 30.
The terminal 31 is electrically connected to the connector pin 34 in the terminal 3.

【0016】以上のように構成された日射センサは、図
示はしないが、例えば自動車のダッシュボード上のフロ
ントガラス近傍に光センサ素子21を上向きにするよう
に取り付けられる。この光センサ素子21の出力を検出
するために、図6に示すように、光センサ素子21の出
力電圧Vs (分圧回路35の2つの抵抗Ra,Rb で分圧
された電圧)が空調制御用のマイクロコンピュータ36
に入力される。このマイクロコンピュータ36は、光セ
ンサ素子21の出力電圧Vs に基づいて日射熱負荷を判
定し、この日射熱負荷に応じて空調制御を補正する日射
補正制御を実行する。尚、光センサ素子21は分圧回路
35の抵抗Ra と並列に接続され、受光量が増加するに
従って、PN接合部18で発生する光電流が増加して、
出力電圧Vs が上昇するようになっている。
Although not shown, the solar radiation sensor constructed as described above is attached, for example, in the vicinity of the windshield on the dashboard of an automobile so that the optical sensor element 21 faces upward. In order to detect the output of the optical sensor element 21, as shown in FIG. 6, the output voltage Vs of the optical sensor element 21 (voltage divided by the two resistors Ra and Rb of the voltage dividing circuit 35) is controlled by air conditioning. Microcomputer 36 for
Entered in. The microcomputer 36 determines the solar heat load based on the output voltage Vs of the optical sensor element 21, and executes the solar radiation correction control for correcting the air conditioning control according to the solar heat load. The optical sensor element 21 is connected in parallel with the resistor Ra of the voltage dividing circuit 35, and as the amount of received light increases, the photocurrent generated at the PN junction 18 increases,
The output voltage Vs rises.

【0017】以上説明した第1実施例によれば、“台
座”となるリードフレーム22の下面に、ダイヤフラム
形状のフォトダイオードチップ23を取り付けると共
に、リードフレーム22に日射光を導入する光導入孔2
6を形成したので、リードフレーム22を光の通過範囲
を限定する遮光手段として有効に利用できると共に、こ
のリードフレーム22の光導入孔26の形状を図3
(a),(b)に示すように特定の形状にすることによ
って、所望の出力特性を得ることができる。しかも、リ
ードフレーム22の光導入孔26とフォトダイオードチ
ップ23との間の位置決め精度を、通常の半導体製造プ
ロセスによって十分に高めることができるので、従来の
問題点である位置決めの困難性を解消できて、量産性を
向上でき、従来の特種形状のレンズ等の別部品が不要な
ことと相俟って、低コスト化の要求を満たすことができ
る。
According to the first embodiment described above, the diaphragm-shaped photodiode chip 23 is attached to the lower surface of the lead frame 22 which is the "pedestal", and the light introducing hole 2 for introducing the solar radiation into the lead frame 22 is provided.
6 is formed, the lead frame 22 can be effectively used as a light shielding means for limiting the light passage range, and the shape of the light introducing hole 26 of the lead frame 22 is shown in FIG.
Desired output characteristics can be obtained by forming a specific shape as shown in (a) and (b). Moreover, since the positioning accuracy between the light introducing hole 26 of the lead frame 22 and the photodiode chip 23 can be sufficiently increased by the normal semiconductor manufacturing process, the difficulty of positioning which is a conventional problem can be solved. Therefore, mass productivity can be improved, and in combination with the fact that a separate component such as a conventional lens having a special shape is not required, it is possible to satisfy the demand for cost reduction.

【0018】一方、図7乃至図9は、本発明の第2実施
例を示したものである。この第2実施例は、フォトダイ
オードチップ23を立てて設置することで、フォトダイ
オードチップ23の表面と裏面を左右方向に向けて、日
射方向も検出できるようにしたものである。
On the other hand, FIGS. 7 to 9 show a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the photodiode chip 23 is set upright so that the front surface and the back surface of the photodiode chip 23 are oriented in the left-right direction and the solar radiation direction can be detected.

【0019】この第2実施例では、パイレックスガラス
41を、フォトダイオードチップ23を支持する“台
座”として用い、このパイレックスガラス41にフォト
ダイオードチップ23の外周厚肉部23aを陽極接合し
た構造となっている。この第2実施例においても、リー
ドフレーム42(図8参照)は、第1実施例と同じく、
光導入孔(図示せず)が形成されたものを用い、この光
導入孔の部分にパイレックスガラス41を位置合わせし
て接着し、フォトダイオードチップ23とリードフレー
ム42とをワイヤボンディングして、全体を透明なエポ
キシでモールドした後、カット・ホーミング工程(リー
ドフレーム42を切断してリード42aを曲げ成形する
工程)を行って、光センサ素子43を製造するものであ
る。
In the second embodiment, the Pyrex glass 41 is used as a "pedestal" for supporting the photodiode chip 23, and the thick peripheral portion 23a of the photodiode chip 23 is anodically bonded to the Pyrex glass 41. ing. Also in this second embodiment, the lead frame 42 (see FIG. 8) is the same as in the first embodiment.
Using a light guide hole (not shown) formed, the Pyrex glass 41 is aligned and bonded to the part of the light guide hole, and the photodiode chip 23 and the lead frame 42 are wire-bonded to form the whole. After molding with a transparent epoxy, a cutting and homing process (a process of cutting the lead frame 42 and bending the leads 42a) is performed to manufacture the optical sensor element 43.

【0020】この光センサ素子43は、図8に示すよう
に、フォトダイオードチップ23を立ててオードチップ
23の表面と裏面を左右方向に向けた状態で、センサホ
ルダ32上に載置され、各リード42aが各ターミナル
31に溶接等により電気的に接続されている。この第2
実施例では、フォトダイオードチップ23は、裏面にも
電極Vcc(図示せず)が形成され、表裏両面側からバイ
アス電圧を印加して、表裏両面をそれぞれ受光部として
機能させ、その出力電圧Vs1,Vs2を、図9に示すよう
に、マイクロコンピュータ36に入力するようになって
いる。このマイクロコンピュータ36は、出力電圧Vs
1,Vs2の大小関係を判定して、日射方向の左右を判定
し、出力電圧Vs1,Vs2の合計値によって日射熱負荷を
判定するものである。尚、各出力電圧Vs1,Vs2の検出
回路は、第1実施例と同じ構成である。
As shown in FIG. 8, the optical sensor element 43 is placed on the sensor holder 32 in a state where the photodiode chip 23 is erected and the front and back surfaces of the odd chip 23 are oriented in the left-right direction. The lead 42a is electrically connected to each terminal 31 by welding or the like. This second
In the embodiment, the photodiode chip 23 also has an electrode Vcc (not shown) formed on the back surface thereof, and a bias voltage is applied from both front and back surfaces to cause both the front and back surfaces to function as light receiving portions, and output voltage Vs1, As shown in FIG. 9, Vs2 is input to the microcomputer 36. This microcomputer 36 has an output voltage Vs
The magnitude relationship between 1 and Vs2 is determined to determine the left and right of the solar radiation direction, and the solar heat load is determined based on the total value of the output voltages Vs1 and Vs2. The detection circuit for the output voltages Vs1 and Vs2 has the same configuration as that of the first embodiment.

【0021】この第2実施例では、フォトダイオードチ
ップ23の裏面にも電極Vcc(図示せず)を形成して、
表裏両面をそれぞれ受光部として機能させるようにした
が、第1実施例と同じく、表面側にのみ電極GND,V
ccを形成して、表面側のみを受光部として機能させるよ
うにしても良い。この場合でも、フォトダイオードチッ
プ23をダイヤフラム状に形成することで、受光部とな
るPN接合部18の裏面側のSi層の肉厚を薄くできる
ので、PN接合部18の裏面側のSi層からでも十分に
光がPN接合部18に到達できるようになる。この際、
光が裏面側のSi層を通過する過程で減衰するので、光
が表面側と裏面側のいずれの側から入射するかによっ
て、出力電圧が異なってくる。この性質を利用すれば、
表面側のみを受光部としたフォトダイオードチップを用
いても、これを立てて使用することで、出力電圧の大小
によって日射方向を検出できる。
In the second embodiment, an electrode Vcc (not shown) is also formed on the back surface of the photodiode chip 23,
Both the front and back surfaces are made to function as light receiving portions, but the electrodes GND and V are provided only on the front surface side as in the first embodiment.
cc may be formed so that only the front surface side functions as a light receiving portion. Even in this case, by forming the photodiode chip 23 in a diaphragm shape, the thickness of the Si layer on the back surface side of the PN junction portion 18 serving as the light receiving portion can be reduced, so that the Si layer on the back surface side of the PN junction portion 18 can be thinned. However, sufficient light can reach the PN junction portion 18. On this occasion,
Since the light attenuates in the process of passing through the Si layer on the back surface side, the output voltage varies depending on which side the light enters, the front surface side or the back surface side. If you take advantage of this property,
Even when a photodiode chip having only the front surface side as a light receiving portion is used, the solar radiation direction can be detected based on the magnitude of the output voltage by using the photodiode chip upright.

【0022】ところで、従来、日射方向を検出する場
合、特開平1−136811号公報に記載されているよ
うに、2つの光センサ素子を互いに左右反対方向に傾斜
させるように設置したり、或は、実開平4−38532
号公報に記載されているように、複数の光センサ素子上
に遮光手段を設けて日射方向に応じて各光センサ素子の
受光領域が変化するように構成されていた。しかし、こ
れらいずれの構成のものでも、複数の光センサ素子が必
要になったり、遮光手段が必要になったりするので、部
品点数増大や位置決め精度の問題があり、低コスト化の
要求を満たすことができない。
By the way, conventionally, when detecting the direction of solar radiation, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 1-136811, two optical sensor elements are installed so as to be inclined in opposite directions to each other, or , Actual Kaihei 4-38532
As described in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2004-242242, a light-shielding means is provided on a plurality of optical sensor elements so that the light receiving area of each optical sensor element changes in accordance with the direction of sunlight. However, in any of these configurations, a plurality of optical sensor elements are required or a light shielding means is required, so that there is a problem of an increase in the number of parts and positioning accuracy, and it is necessary to meet the demand for cost reduction. I can't.

【0023】この点、前述した第2実施例によれば、ダ
イヤフラム形状のフォトダイオードチップ23を立てて
設置することにより、1つのフォトダイオードチップ2
3によって、日射方向も検出することができるので、部
品点数が少なくて済むと共に、従来の問題点である位置
決めの困難性を解消できて、生産性を向上でき、低コス
ト化の要求を満たすことができる。
In this respect, according to the above-described second embodiment, one photodiode chip 2 is provided by vertically installing the diaphragm-shaped photodiode chip 23.
3, the solar radiation direction can also be detected, so that the number of parts can be reduced, and the conventional problem of positioning difficulty can be solved, productivity can be improved, and cost reduction can be satisfied. You can

【0024】一方、図10は本発明の第3実施例であ
る。この第3実施例では、フォトダイオードチップ23
をダイヤフラム状にフォトエッチングする際に、外周厚
肉部23aの内側に、リブ状若しくは環状の遮光部23
bを形成し、この遮光部23bがパイレックスガラス4
1を透過した光の入射範囲を限定する遮光手段として機
能するようになっている。これ以外の構成は、前述した
第2実施例と同じである。この場合、遮光部23bをフ
ォトエッチングによりフォトダイオードチップ23に一
体に形成できるので、別体の遮光手段を設ける場合と比
較して、遮光部23bの位置精度を格段に高くすること
ができる。
On the other hand, FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the photodiode chip 23
When photoetching the diaphragm into a diaphragm shape, the rib-shaped or annular light-shielding portion 23 is formed inside the outer peripheral thick portion 23a.
b is formed, and this light-shielding portion 23b is the Pyrex glass 4
1 functions as a light blocking unit that limits the incident range of the light that has passed through 1. The configuration other than this is the same as that of the second embodiment described above. In this case, since the light-shielding portion 23b can be integrally formed with the photodiode chip 23 by photoetching, the positional accuracy of the light-shielding portion 23b can be remarkably increased as compared with the case where a separate light-shielding means is provided.

【0025】以上説明した第2及び第3実施例では、パ
イレックスガラス41をフォトダイオードチップ23の
裏面側の外周厚肉部23aに陽極接合しているが、図1
1に示す本発明の第4実施例のように、パイレックスガ
ラス41をフォトダイオードチップ23の表面側に陽極
接合する構成としても良い。この場合、パイレックスガ
ラス30を陽極接合する前に、フォトダイオードチップ
23の表面の外周部にポリSi層42を形成して、フォ
トダイオードチップ23の表面とパイレックスガラス4
1との間にギャップを確保している。
In the second and third embodiments described above, the Pyrex glass 41 is anodically bonded to the outer peripheral thick portion 23a on the back surface side of the photodiode chip 23.
As in the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the Pyrex glass 41 may be anodically bonded to the front surface side of the photodiode chip 23. In this case, before the anodic bonding of the Pyrex glass 30, a poly-Si layer 42 is formed on the outer peripheral portion of the surface of the photodiode chip 23, and the surface of the photodiode chip 23 and the Pyrex glass 4 are formed.
It secures a gap with 1.

【0026】この第4実施例においても、フォトダイオ
ードチップ23をダイヤフラム状にフォトエッチングす
る際に、外周厚肉部23aの内側に、リブ状若しくは環
状の遮光部23bを形成しているが、この遮光部23b
を形成しない構成としても良いことは言うまでもない。
Also in the fourth embodiment, when the photodiode chip 23 is photoetched into a diaphragm shape, the rib-shaped or annular light-shielding portion 23b is formed inside the thick outer peripheral portion 23a. Light-shielding portion 23b
It goes without saying that it is also possible to adopt a configuration in which the above is not formed.

【0027】また、上述したいずれの実施例において
も、日射センサを設置する場所の事情に応じて、各部の
形状や寸法を適宜変更することで、所望の出力特性を得
ることができる。その他、本発明の日射センサは、自動
車用空調装置に使用するものに限定されず、種々の場所
で、日射方向、日射強度を検出する日射センサとして広
く利用できる等、種々変更して実施できることは言うま
でもない。
Further, in any of the above-described embodiments, desired output characteristics can be obtained by appropriately changing the shape and size of each part according to the circumstances of the place where the solar radiation sensor is installed. In addition, the solar radiation sensor of the present invention is not limited to the one used in the air conditioning system for automobiles, and can be widely modified as a solar radiation sensor for detecting the solar radiation direction and the solar radiation intensity in various places. Needless to say.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、フォトダイオードチップをダイヤフラム状に
形成すると共に、台座側から日射光がフォトダイオード
チップの受光部に入射できるように構成したので、特種
形状のレンズや遮光部材等の別部品を用いなくても、セ
ンサ出力特性に方位依存性をもたせることができ、部品
点数が少なくて済むと共に、従来の問題点である位置決
めの困難性を解消できて、生産性を向上でき、低コスト
化の要求を満たすことができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the photodiode chip is formed in a diaphragm shape, and the solar radiation can be incident on the light receiving portion of the photodiode chip from the pedestal side. Therefore, the sensor output characteristics can have azimuth dependence without using special parts such as lenses and light-shielding members, and the number of parts can be reduced, and the difficulty of positioning, which is a problem in the past, can be achieved. Can be solved, productivity can be improved, and cost reduction requirements can be satisfied.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例を示す光センサ素子の縦断
面図
FIG. 1 is a vertical sectional view of an optical sensor element showing a first embodiment of the present invention.

【図2】フォトダイオードチップの縦断面図FIG. 2 is a vertical sectional view of a photodiode chip.

【図3】リードフレームの光導入孔の2種類のパターン
を示す図
FIG. 3 is a diagram showing two types of patterns of light introduction holes of a lead frame.

【図4】フォトダイオードチップの製造工程を示す図FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of a photodiode chip.

【図5】日射センサ全体の組立構造を示す縦断面図FIG. 5 is a vertical sectional view showing the assembly structure of the entire solar radiation sensor.

【図6】光検出回路を示す電気回路図FIG. 6 is an electric circuit diagram showing a photodetector circuit.

【図7】本発明の第2実施例を示す光センサ素子(モー
ルド前)の縦断面図
FIG. 7 is a vertical sectional view of an optical sensor element (before molding) showing a second embodiment of the present invention.

【図8】日射センサ全体の組立構造を示す縦断面図FIG. 8 is a vertical sectional view showing the assembly structure of the entire solar radiation sensor.

【図9】光検出回路を示す電気回路図FIG. 9 is an electric circuit diagram showing a photodetector circuit.

【図10】本発明の第3実施例を示す光センサ素子(モ
ールド前)の縦断面図
FIG. 10 is a vertical sectional view of an optical sensor element (before molding) showing a third embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第4実施例を示す光センサ素子(モ
ールド前)の縦断面図
FIG. 11 is a vertical sectional view of an optical sensor element (before molding) showing a fourth embodiment of the present invention.

【図12】従来の光センサ素子の縦断面図FIG. 12 is a vertical sectional view of a conventional optical sensor element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

18…PN接合部、21…光センサ素子、22…リード
フレーム(台座)、23…フォトダイオードチップ、2
3b…遮光部、25…透明モールド体、26…光導入
孔、32…センサ台、41…パイレックスガラス(台
座)、43…光センサ素子。
18 ... PN junction part, 21 ... Photosensor element, 22 ... Lead frame (base), 23 ... Photodiode chip, 2
3b ... Light-shielding part, 25 ... Transparent mold body, 26 ... Light introduction hole, 32 ... Sensor base, 41 ... Pyrex glass (base), 43 ... Photosensor element.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 日射光を検出するフォトダイオードチッ
プと、このフォトダイオードチップを支持する台座とを
備えた日射センサにおいて、 前記フォトダイオードチップをダイヤフラム状に形成す
ると共に、前記台座側から日射光が前記フォトダイオー
ドチップの受光部に入射可能に構成したことを特徴とす
る日射センサ。
1. A solar radiation sensor comprising a photodiode chip for detecting solar light and a pedestal supporting the photodiode chip, wherein the photodiode chip is formed in a diaphragm shape, and the solar light is emitted from the pedestal side. A solar radiation sensor, wherein the solar radiation sensor is configured to be able to enter the light receiving portion of the photodiode chip.
JP26897093A 1993-10-27 1993-10-27 Sunshine sensor Pending JPH07120314A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2414791A (en) * 2004-06-04 2005-12-07 Bosch Gmbh Robert A spectroscopic gas sensor with its optical components integrated in the sensor housing

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GB2414791B (en) * 2004-06-04 2006-07-26 Bosch Gmbh Robert Spectroscopic gas sensor with integrated optical components and method for producing such a spectroscopic gas sensor
US7382459B2 (en) 2004-06-04 2008-06-03 Robert Bosch Gmbh Spectroscopic gas sensor, in particular for detecting at least one gas component in the ambient air, and method for manufacturing a spectroscopic gas sensor of this type

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