ROHMs branchenweit kleinste Klasse* von kurzwelligen Infrarot-Bauelementen (SWIR) – ideal für neue Sensoranwendungen in tragbaren Geräten

Willich-Münchheide, 20. April 2023 – ROHM hat eine Technologie zur Serienfertigung von kurzwelligen Infrarot-Bauelementen (Short-Wavelength Infrared, SWIR) in der branchenweit kleinsten Größenklasse 1608 (1,6 mm x 0,8 mm) entwickelt. Die Bauelemente eignen sich ideal für Sensoranwendungen in tragbaren Geräten, Wearables und Hearables. (Bild 1) SWIR zeichnet sich durch eine längere Wellenlänge als NIR (Near Infrared) aus und bietet eine größere Durchlässigkeit für verschiedene Materialien. Gleichzeitig ist SWIR weniger anfällig für Sonnenlicht, Rauch und andere Partikel. Es wird erwartet, dass diese Technologie das Spektrum der zu untersuchenden Substanzen wie Wasser, Gas und Glukose erweitern wird. Andererseits verfügten die meisten SWIR-Bauelemente bisher über Durchsteckgehäuse für große Anwendungen wie Kommunikationsgeräte und industrielle Analysegeräte. Bislang gibt es auf dem Markt nur sehr wenige oberflächenmontierbare Produkte, die für kompakte Anwendungen geeignet sind. SWIR wird zum Nachweis von Substanzen und deren Bestandteilen verwendet. Dazu werden die Eigenschaften von Wasser, Eis, Gasen etc. genutzt, die bestimmte Wellenlängen absorbieren. Zu den Hauptanwendungen gehören Lichtquellen für Geräte zur Bestimmung der Sauerstoffsättigung im Blut und des Blutzuckerspiegels im medizinischen Bereich sowie zur Ermittlung des Wasser- und Zuckergehalts von Obst und Gemüse in der Lebensmittelindustrie. Darüber hinaus wird damit gerechnet, dass OLED-Panels für Sensoranwendungen in tragbaren Geräten und Wearables zur Gesundheitsüberwachung und für andere neuartige Funktionen eingesetzt werden. ROHM hat nun eine Technologie zur Serienfertigung von kompakten oberflächenmontierbaren SWIR-Produkten (Lichtsender/-empfänger) in 1608-Größe entwickelt. Dazu nutzte das Unternehmen eine Fertigungstechnologie aus der Massenproduktion von Verbindungshalbleitern wie sichtbaren und NIR-LEDs. Für die Licht emittierende Seite ist eine Reihe von zehn LEDs in verschiedenen Gehäuseformen (gegossen/linsenförmig) und Wellenlängen (1.050 nm bis 1.550 nm) geplant. Auf der Lichtempfängerseite sollen vier Fotodioden-Modelle in verschiedenen Gehäusen (1608-/20125-Größe (2,0 mm x 1,25 mm)) und Fotodetektorblockgrößen angeboten werden. Muster von SWIR-Produkten (Lichtsender/-empfänger), die auf dieser Technologie basieren, sind seit März 2023 erhältlich. In Zukunft wird ROHM eine noch breitere Palette von Materialdetektionen in kompakten Anwendungen unterstützen und damit neue Bereiche für die Sensorik erschließen. (Bild 2) Infrarot-Bauelemente mit kurzer Wellenlänge (SWIR) SWIR-Bauelemente (Lichtsender/-empfänger) sind jetzt in einem marktführenden kompakten Gehäuse für die Oberflächenmontage erhältlich. Die Kombination aus kleinen Lichtempfängern und -sendern trägt nicht nur zur Platzersparnis durch Verringerung der Montagefläche bei, sondern eröffnet auch neue Möglichkeiten für die Sensorik in kompakten Anwendungen. • SWIR LED (Licht emittierende Seite) Um den Eigenschaften verschiedener Materialien gerecht zu werden, werden SWIR LEDs in fünf Wellenlängen (1.050 nm, 1.200 nm, 1.300 nm, 1.450 nm und 1.550 nm) angeboten sowie in zwei Arten von oberflächenmontierbaren Gehäusen. Dies sind ein allgemeiner gegossener Typ und eine Linsenvariante, die sich durch eine engere Abstrahlcharakteristik und eine höhere Strahlungsintensität auszeichnet. Damit stehen insgesamt zehn Modelle in verschiedenen Kombinationen zur Verfügung, die ein breites Spektrum an Materialnach-weisen und Inhaltsstoffanalysen von Substanzen wie Wasser, Gasen und Glukose ermöglichen. (Bild 3) • SWIR Fotodiode (Lichtempfangsseite) SWIR Fotodioden zeichnen sich durch ein Kompromissverhältnis aus: Je kleiner die Fläche zur Lichterfassung, desto schneller die Reaktions-geschwindigkeit. Eine größere Fläche bietet jedoch eine höhere Empfindlichkeit. Aus diesem Grund plant ROHM, vier Modelle mit zwei unterschiedlichen Durchmessern des Lichtempfängers und zwei Gehäusetypen anzubieten. Dies ermöglicht die Auswahl des idealen Produkts je nach den Anforderungen der Anwendung, zum Beispiel wenn eine schnellere Reaktion oder Erfassung bei schlechten Lichtverhältnissen erforderlich ist. (Bild 4) Hauptanwendungen • Sensorik durch OLED-Panels in tragbaren Geräten • Gesundheitsüberwachung durch Wearables/Hörsysteme • Verschiedene Prüfgeräte, zum Beispiel für die pharmazeutische Analyse und die Prüfung des Feuchtigkeitsgehalts von Lebensmitteln/des menschlichen Körpers *ROHM-Studie vom 20. April 2023

Über ROHM Semiconductor ROHM Semiconductor, ein weltweit aktives Unternehmen, das per 31. März 2022 einen Umsatz von 452,1 Milliarden Yen (3,3 Milliarden Euro) erwirtschaftete und über 23.000 Mitarbeiter beschäftigt, entwickelt und produziert eine umfangreiche Produktpalette, die von SiC-Dioden und MOSFETs, analogen ICs wie Gate-Treibern und Power-Management-ICs über Leistungstransistoren und Dioden bis hin zu passiven Bauelementen reicht. Die Produktion erfolgt in modernsten Fertigungsstätten in Japan, Deutschland, Korea, Malaysia, Thailand, den Philippinen und China. ROHM Semiconductor Europe mit seiner Zentrale nahe Düsseldorf betreut die EMEA-Region (Europe, Middle East, Africa). Für weitere Informationen besuchen Sie bitte www.rohm.de