SABIC特材部首席科學家 Gabrie Hoogland

 

目前智能手機廣泛使用的傳感器主要為光學傳感器，更確切地說是接近傳感器。接近傳感器能夠在無需物理接觸的情況下，通過發(fā)射電磁場或電磁輻射束(例如紅外線)，并且尋找場或返回信號的變化來檢測周圍是否有物體存在。近年來，部分傳感器公司發(fā)明了名為“飛行時間”(Time of Flight，ToF)的接近傳感器，可通過測量從發(fā)射器到接收器所花費的時間來精準計算距離，而這一切在幾納秒內即可完成。

 

由于接近傳感器非常小，且需要在微控制器(MCU)上使用，因此需要印刷電路板級的焊接技術。這也意味著所有傳感器組件都需要耐受極高的焊接溫度，在使用無鉛焊膏的情況下，最高溫度可達260?C。一般而言，用于校準發(fā)射器和接收器光線的透鏡等部件由熱固性聚合物或玻璃制成，因為幾乎沒有塑料能耐受如此之高的焊接溫度。為了滿足耐高溫需求，化工行業(yè)的領導者SABIC日前推出了EXTEMTM樹脂。該樹脂的玻璃轉移溫度為267?C，可承受無鉛回流焊接工藝溫度，從而以低廉的成本實現微米級傳感器透鏡組件的高效組裝。

 

EXTEM TPI聚酰亞胺樹脂具有低霧度、紅外透明性及高折射率等優(yōu)勢，吸濕性較低，且適用于自由形狀光學元件的精密注塑成型，因而成為制造光學傳感器透鏡的理想材料。

 

而且它非常適合大規(guī)模生產。因為過去所使用的熱固性聚合物和光學玻璃的一個主要缺點是量產成本較高，因其需要耗時的固化流程，且對于玻璃而言，更是需要研磨和拋光等工序。熱塑性聚合物具有極高的成本效益，因為它可以通過注塑成型制成極薄的精密光學透鏡，每周產量可達百萬級。

 

作為傳感器市場的發(fā)展趨勢之一，衍射光學元件(DOE)通過3D面部識別和虛擬現實(VR)，可廣泛用于消費電子領域。DOE利用元件表面的復雜微結構來實現其光學功能。微結構化設計的表面高低起伏，一般具有兩個或更多個平面。目前，表面結構一般在熔融石英中蝕刻。然而，通過使用SABIC的樹脂，客戶能在熱塑性材料上對表面結構進行微模塑，同時依然耐受元件組裝時的高熱回流焊接工藝。 這也令大規(guī)模生產消費電子產品所用的衍射光學元件成為了可能。