ON Semiconductor ArrayJ系列硅光电倍增管（SiPM）高填充因子阵列产品解析

在现代电子和光学领域，硅光电倍增管（SiPM）作为一种高性能的光探测器，正发挥着越来越重要的作用。ON Semiconductor的ArrayJ系列SiPM传感器，通过创新的设计和先进的制造工艺，打造出了具有高填充因子的可扩展阵列，为众多应用场景提供了强大的支持。

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一、ArrayJ系列概述

ON Semiconductor的J - 系列SiPM传感器被用于创建高填充因子、可扩展的阵列。这些传感器被安装在PCB板上，死区空间极小，形成了行业领先的填充因子高达90%的阵列。每个ArrayJ产品的背面都有一个或多个多路连接器，或者是BGA（球栅阵列）。这些接口允许访问阵列中每个像素的快速输出和标准I/O，以及像素求和基板的公共I/O。

二、主要产品介绍

1. ARRAYJ - 60035 - 64P - PCB

这是一个8×8的6mm像素阵列，由64个单独的6mm J - 系列传感器组成。其性能和偏置细节可在J - 系列数据手册中找到。该阵列通过两个Samtec 80 - 路连接器提供连接，这些连接器可与Samtec QSE - 040 - 01 - F - D - A板对板连接器和Samtec EQCD高速电缆组件配合使用。64个SiPM像素的基板连接（阴极）相加以形成公共I/O。

2. ARRAYX - BOB6 - 64P

这是ARRAYJ - 60035 - 64P的评估板，方便访问所有信号。它具有两个Samtec 80 - 路连接器，与阵列上的Samtec QTE - 040 - 03 - F - D - A板对板连接器配合。所有信号通过连接器路由到引脚，这些引脚由四个50 - 路（25×2行）2.54mm间距的引脚头组成。

3. ARRAYX - BOB6 - 64S

这是一个求和评估板，除了所有单个快速输出信号外，还允许轻松访问ON Semiconductor ARRAYJ - 60035 - 64P的所有标准像素信号的总和。其布局与ARRAYX - BOB6 - 64P类似，但在信号处理上有所不同。

4. ARRAYJ - 60035 - 4P - BGA

这是一个2×2的6mm像素阵列，由4个单独的6mm J - 系列传感器组成。通过BGA（球栅阵列）提供连接，可回流焊接到用户的读出板上。该阵列没有快速输出。

5. ARRAYJ - 300XX - 16P - PCB

这是一个4×4的3mm像素阵列，有两种类型：ARRAYJ - 30035 - 16P的像素由35μm微单元组成，ARRAYJ - 30020 - 16P的像素由20μm微单元组成。通过两个20 - 路Hirose插头型板对板连接器提供连接。

6. ARRAYJ - 300XX - 64P - PCB

这是一个8×8的3mm像素阵列，同样有两种类型。通过两个Hirose 80 - 路连接器提供连接，与ARRAYJ - 40035 - 64P - PCB的连接器类型相同。

三、输入输出及信号连接

每个阵列中的SiPM传感器都有三个电气连接：快速输出、标准输出和公共端。所有传感器的基板（阴极）相加形成公共I/O，每个单独的快速输出和标准I/O（阳极）被路由到其自己的输出引脚。像素级性能可在J - 系列数据手册中找到。

四、使用注意事项

1. 断开连接

在将ArrayJ PCB从匹配连接器上断开时，无论是在BOB板上还是用户自己的板上，都要格外小心。应轻轻撬动板，逐步围绕板的四周，使PCB从连接器上稍微抬起，然后重复此过程，直到连接器彼此分离。

2. 闪烁体的使用

使用闪烁体与ArrayJ产品配合时，请参考关于TSV阵列使用闪烁体的应用笔记。

3. 电磁干扰（EMI）

在BOB板的非屏蔽线上可能会拾取到EMI。建议遇到过多EMI的客户在实验室中尽量减少EMI，理想情况下从源头上解决。如果无法做到，则应使用更好的屏蔽措施。在所有情况下，SiPM传感器的测试都应在完全黑暗的环境中进行。

五、评估板使用示例

1. 读取快速信号

以ARRAYX - BOB6 - 64P为例，SMA1用于提供偏置电压，SMA2用于读取像素49的快速输出。通过将SMA1的内部（“I”）连接到S49引脚，将阴极连接到SMA1的外部（“O”），并将F49引脚连接到SMA2的Fin，经过巴伦变压器进行阻抗匹配后，可从SMA2读取快速输出信号。

2. 读取标准信号

同样以ARRAYX - BOB6 - 64P为例，SMA1用于提供偏置电压，SMA2用于读取像素49的标准输出。通过将SMA1的内部（“I”）通过50Ω负载电阻连接到S49引脚，将阴极连接到SMA1的外部（“O”），并将S49引脚通过10nF去耦电容连接到SMA2的内部（“I”），可从SMA2读取标准信号。

3. 读取求和信号

对于ARRAYX - BOB6 - 64S，SMA1用于提供偏置电压，SMA2用于读取ARRAYJ - 60035 - 64P中所有像素的求和标准输出。通过将SMA1的内部（“I”）通过50Ω负载电阻连接到SM（求和阳极）引脚，将阴极连接到SMA1的外部（“O”），并将第二个SM引脚通过10nF去耦电容连接到SMA2的内部（“I”），可从SMA2读取求和信号。

六、总结

ON Semiconductor的ArrayJ系列SiPM高填充因子阵列产品，凭借其高填充因子、可扩展性和多样化的配置，为光探测应用提供了丰富的选择。在使用这些产品时，工程师们需要注意连接、电磁干扰等问题，并根据具体需求选择合适的评估板和使用方法。你在实际使用中遇到过哪些与SiPM阵列相关的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。