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Photodioden für Regensensoren mit hohem MSL

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Ein SMT-Package für großflächige Photodioden-Chips hat Osram Opto Semiconductors entwickelt, die nach erstem Luftkontakt bis zu ein Jahr ohne Schäden verlötet werden können.

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Eine neue Generation von Photodioden mit verbessertem MSL hat Osram Opto Semiconductors entwickelt. Eingesetzt werden sie als Regensensoren in Autos.
Eine neue Generation von Photodioden mit verbessertem MSL hat Osram Opto Semiconductors entwickelt. Eingesetzt werden sie als Regensensoren in Autos.
(Bild: Osram)

Den Entwicklern von Osram Opto Semiconductors gelang bei einer Generation neuer Photodioden, den sogenannten Moisture Sensitivity Level (MSL) zu verbessern. Dieser Index gibt Auskunft darüber, wann im Bauteil ein Grad an Feuchtigkeitssättigung erreicht ist, der beim Löten Schäden verursachen kann.

Nach dem ersten Luftkontakt beim Entpacken bleibt den Anwender mehr Zeit für das Verlöten der Photodioden des Typs SFH 2200 A01 und SFH 2200 FA A01 auf eine Platine.

Das gilt bei der Lagerung des Bauteils nach dem Öffnen der Trockenverpackung unter definierten Bedingungen bei Temperaturen von ≤ 30 °C und 60 Prozent Luftfeuchtigkeit.

Ein Jahr ohne Schäden lagern

Auf der MSL-Skala entspricht das einem Wert von zwei, mit dem der Anwender die Sicherheit hat, dass er die Produkte noch bis zu einem Jahr ohne mögliche Schäden im Bauteil verlöten kann. Vergleichbare Produkte liegen bei einem MSL-Wert von vier, bei dem beispielsweise bereits nach 72 Stunden nicht mehr sichergestellt ist, dass das Bauteil schadlos verlötet werden kann. Darüber hinaus sind die neu entwickelten Breitband-Dioden oberflächenmontierbar, sie werden im Reflow-Verfahren gelötet.

Um einen MSL-Level zwei zu erreichen, haben die Entwickler bei Osram Opto Semiconductors unter anderem auf silikonhaltiges Vergussmaterial zurückgegriffen. Somit entweichen Feuchtigkeit und Gase beim Löten schneller. Dank der Flexibilität des Silikons zusammen mit dem stabilen Kunststoffgehäuse werden die Photodioden robuster.

Regensensoren im Auto

Eine weiter Besonderheit der Photodioden sind ihre Abmessungen: Der Footprint ihres Packages gibt der Hersteller mit 4,0 mm x 5,1 mm x 0,85 mm an. Damit sind sie kleiner als ihre Vorgänger des Typs BPW34S und BPW34FAS, die auf 4,0 mm x 6,5 mm x 1,15 mm Platz fanden. Sie erfüllen die strengen Anforderungen im Auto mit einer maximalen Betriebstemperatur von 125 °C.

Hauptanwendungsgebiet der gemäß AEC-Q101-C qualifizierten Photodioden sind Regensensoren im Auto, wo sie hinter der Frontscheibe des Fahrzeugs verbaut sind. Fällt ein Regentropfen auf die Scheibe, erkennen die Dioden den veränderten Lichteinfall. Eine Änderung wird vom System in eine entsprechende Regulierung des Scheibenwischers bzw. der genauen Wischfrequenz übersetzt. Bei der SFH 2200 A01 und der SFH 2200 FA A01 handelt es sich um nahezu baugleiche Silizium-Photodioden. Sie unterscheiden sich lediglich dadurch, dass die SFH 2200 FA A01 im Gegensatz zur SFH 2200 A01 über einen Tageslichtsperrfilter verfügt.

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