日本大同特殊钢近日宣布,成功开发出具备世界最高水平光输出功率的红外(波长940nm)与红色(波长650nm)高功率点光源LED芯片。同时,该公司还推出了采用透明树脂封装的表面贴装器件(SMD)版本。这一突破旨在解决制造业自动化升级中日益增长的精密传感需求。
随着日本制造业面临严峻的劳动力短缺问题,能够与人类在同一空间安全协作的协作机器人以及自动导引车(AGV)和自主移动机器人(AMR)正迅速普及。这些设备的广泛应用对高精度传感技术提出了更高要求,特别是在保障人员安全及防止设备碰撞方面。目前,光电传感器是距离检测的主流方案,其原理是通过投射光线并接收反射光,根据反射光在传感器上的落点位置变化来计算距离。因此,能够形成微小光斑、抑制光线发散的点光源LED,成为了提升光电传感器距离检测与位置检测精度的关键光源。
在协作机器人的防碰撞应用中,主要采用不可见的红外光(940nm),以避免强光刺伤周围作业人员。然而,要实现长距离检测、抑制太阳光或照明灯等环境光的干扰误报,并确保对透明物体或低反射率物体的稳定检测,LED芯片及SMD组件的高功率化已成为不可或缺的技术条件。
另一方面,在半导体制造设备中,光电传感器广泛用于晶圆的位置校准与对准等高精度定位任务,此类场景普遍采用易于进行光轴对准和安装调整的红色光(650nm)。为了稳定检测晶圆边缘等微小目标,同样需要更高功率的光源。大同特殊钢针对上述市场需求,率先开发出波长940nm的高功率点光源LED芯片及SMD,并新增波长650nm的高功率产品线。
新推出的高功率红外点光源LED芯片“MED9P2”,相较于公司现有产品“MED8P54”(波长855nm,发光窗口直径Φ160μm),实现了约3倍的光输出提升。这一性能飞跃将显著增强光电传感器在长距离检测、抗环境光干扰以及透明/低反射物体检测方面的稳定性。
同时,新发布的高功率红色点光源LED芯片“MED7P25”,相比现有产品“MED7P14C”(波长650nm,发光窗口直径Φ160μm),光输出提升了约1.5倍。鉴于红光在半导体制造设备高精度定位中的核心作用,此次功率提升有望大幅改善微小目标的检测性能。
在封装形式上,SMD产品将上述高功率点光源芯片集成至符合JIS标准的1608M小型封装中(尺寸1.6mm×0.8mm×0.7mm)。这种小型化设计不仅便于在空间受限的电路中安装,也极大地提高了设备设计的自由度。
随着光电传感器、协作机器人近接与测距传感器,以及AGV/AMR用LED-LiDAR等技术的未来需求增长,此次高功率LED的开发将为相关领域的高精度化提供强有力的技术支撑。
日本企业在精密光学元件与材料领域的深耕细作,往往能精准卡位高端制造的关键痛点。大同特殊钢此次通过提升光功率与小型化封装的双重突破,展示了其在细分领域的技术壁垒。对于中国同行而言,在自动化与半导体设备国产化加速的背景下,关注光源功率密度与封装集成度的协同优化,将是提升国产传感器性能、缩小与国际顶尖水平差距的重要路径。
