智能手機(jī)等電子設(shè)備掀起了一場(chǎng)人類溝通模式的革命。未來(lái)的電子設(shè)備在改善用戶體驗(yàn)和功能的同時(shí)，將更趨向于實(shí)現(xiàn)人與世界的無(wú)縫銜接。對(duì)于智能手機(jī)、平板電腦、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人及安保系統(tǒng)等電子設(shè)備而言，傳感器無(wú)疑是滿足日益顯著的溝通需求的關(guān)鍵因素。
目前廣泛使用的傳感器主要為光學(xué)傳感器，更確切地說(shuō)是接近傳感器。接近傳感器能夠在無(wú)需物理接觸的情況下，通過(guò)發(fā)射電磁場(chǎng)或電磁輻射束（例如紅外線）并且尋找場(chǎng)或返回信號(hào)的變化來(lái)檢測(cè)周圍是否有物體存在。近期，部分傳感器公司發(fā)明了名為“飛行時(shí)間”(Time of Flight)的接近傳感器，可通過(guò)測(cè)量從發(fā)射器到接收器所花費(fèi)的時(shí)間來(lái)精準(zhǔn)計(jì)算距離，而這一切在幾納秒內(nèi)即可完成。
高溫耐受性
由于接近傳感器非常小，且需要在邏輯微控制器上使用，因此需要印刷電路板級(jí)的焊接技術(shù)。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(wú)鉛焊膏的情況下，最高溫度可達(dá)260℃。一般而言，用于校準(zhǔn)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?yàn)閹缀鯖](méi)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)的全球領(lǐng)導(dǎo)者SABIC日前推出了EXTEMTM樹(shù)脂。該樹(shù)脂的玻璃轉(zhuǎn)移溫度為267℃/513?F，可承受無(wú)鉛回流焊接工藝溫度，從而以低廉的成本實(shí)現(xiàn)微米級(jí)傳感器透鏡組件的高效組裝。
EXTEM TPI聚酰亞胺樹(shù)脂具有低霧度、紅外透明性及高折射率等優(yōu)勢(shì)，吸濕性較低，且適用于自由形狀光學(xué)元件的精密注塑成型，因而成為制造光學(xué)傳感器透鏡的理想材料。
實(shí)現(xiàn)高成本效益的大規(guī)模生產(chǎn)
使用熱固性聚合物和光學(xué)玻璃的一個(gè)主要缺點(diǎn)是量產(chǎn)成本較高，因其需要耗時(shí)的固化流程，且對(duì)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?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)注塑成型制成極薄的精密光學(xué)透鏡，每周產(chǎn)量可達(dá)百萬(wàn)級(jí)。
瑞士模塑公司SOPROD SA日前已將EXTEM樹(shù)脂用于試生產(chǎn)中，這也是該公司首次使用熱塑性樹(shù)脂進(jìn)行微成型。憑借這一創(chuàng)新材料的卓越性能，該項(xiàng)目取得了巨大成功。EXTEM樹(shù)脂的高流動(dòng)性和低收縮率使其非常適合批量生產(chǎn)小型精密零件，這也賦予了SOPROD公司強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
SABIC在為光電子行業(yè)提供熱塑性聚合物方面擁有數(shù)十年的豐富經(jīng)驗(yàn)，主要產(chǎn)品包括ULTEM™樹(shù)脂和LEXANTM共聚物樹(shù)脂。這些產(chǎn)品廣泛用于生產(chǎn)可插拔收發(fā)器中的光纖元件，能夠在不降低信號(hào)質(zhì)量的情況下實(shí)現(xiàn)紅外線光傳輸?shù)膲K構(gòu)建。EXTEMTM聚酰亞胺樹(shù)脂擁有眾多與ULTEM系列相同的特性，且具有更高的玻璃轉(zhuǎn)移溫度。在機(jī)械性能方面，它具有比其它熱塑性樹(shù)脂更卓越的尺寸穩(wěn)定性和更優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度和高模量。與市場(chǎng)上大部分聚酰亞胺不同的是，PEI是熱塑性塑料，一旦被加熱到高于其玻璃轉(zhuǎn)移溫度時(shí)就可注塑成型，并且由于其無(wú)定形特性，在整個(gè)注塑過(guò)程中都能保持透明性。它還可用于模塑特殊形狀的鏡片，無(wú)論是球形和非球形，還是光學(xué)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的自由形狀光學(xué)器件均能勝任，而基于環(huán)氧樹(shù)脂的解決方案往往有幾何形狀方面的局限。
3D感應(yīng)技術(shù)的發(fā)展方向
作為傳感器市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)之一，衍射光學(xué)元件（DOE）通過(guò)3D面部識(shí)別和虛擬現(xiàn)實(shí)可廣泛用于消費(fèi)電子領(lǐng)域。DOE利用元件表面的復(fù)雜微結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)其光學(xué)功能。微結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的表面高低起伏，一般具有兩個(gè)或更多個(gè)平面。 目前，表面結(jié)構(gòu)一般在熔融石英中蝕刻。然而，通過(guò)使用SABIC的樹(shù)脂，客戶能在熱塑性材料上對(duì)表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行微模塑，同時(shí)依然耐受元件組裝時(shí)的高熱回流焊接工藝。 這也令大規(guī)模生產(chǎn)消費(fèi)電子產(chǎn)品所用的衍射光學(xué)元件成為了可能。
SABIC與SOPROD SA的合作證明了EXTEM樹(shù)脂微量射出成型在紅外光學(xué)鏡片應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)和可行性。 通過(guò)這種新方法，電子行業(yè)的客戶可以快速生產(chǎn)下一代設(shè)備所需的組件。（文件來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）
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