DE20301346U1 - Bildsensor - Google Patents

Description

TERMEER STEINMEISTER & PARTNER GbR

PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dr. Nicolaus ter Meer, Dipl.-Chem. Helmut Steinmeister, Dipl.-Ing.

Peter Urner, Dipl.-Phys. Manfred Wiebusch

Gebhard Merkle, Dipl.-Ing. (FH)

Bernhard P. Wagner, Dipl.-Phys.

Mauerkircherstrasse 45 Artur-Ladebeck-Strasse 51

D-81679 MÜNCHEN D-3361 7 BIELEFELD

2 9. Jan, 2003

Case: KT090G Wa/Js/ho

KINGPAK TECHNOLOGY INC.

No. 84, Taiho Rd., Chupei,
Hsinchu Hsien, Taiwan, Rep. China

Bildsensor Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Bildsensor.

Sensoren werden zum Erfassen von Signalen verwendet, die dungsgemäße Sensor wird zum Empfangen von Bildsignalen oder 5 optischen Signalen verwendet. Nachdem der Bildsensor Bildsignale empfangen hat, setzt er diese in elektrische Signale um, die dann über ein Substrat an eine gedruckte Leiterplatte übertragen werden.

Die Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines bekannten Bildsensors zum Veranschaulichen eines herkömmlichen Verfahrens zur Gehäuseherstellung für den Bildsensor, das die folgenden Schritte beinhaltet:
- Bereitstellen eines Substrats 10 mit einer mit Signaleingangsanschlüssen 18 versehenen Oberseite 11 und einer mit Signalausgangsanschlüssen 24 versehenen Unterseite 13;

Kingpak Technology Inc.; KT090G

- Anbringen einer Rahmenschicht 12 auf dem Substrat 10 zum Herstellen eines Hohlraums 11 gemeinsam mit dem Substrat 10;

- Anbringen eines fotoempfindlichen Chips 14 auf dem Substrat 10 innerhalb des Hohlraums 11, wobei der fotoempfindliehe Chip 14 mit mehreren Bondflecken 20 versehen ist;

- Anbringen mehrerer Drähte 16 zum elektrischen Verbinden der Bondflecken 20 des fotoempfindlichen Chips 14 mit den Signaleingangsanschlüssen 18 des Substrats 10; und

- Anbringen einer transparenten Schicht 22, die mit einer Kleberschicht 23 auf der Rahmenschicht 12 überzogen wird, um den fotoempfindlichen Chip 14 zu bedecken und einzuschließen.

Der gemäß diesem Verfahren hergestellte Bildsensor zeigt die folgenden Nachteile:

1. Er muss individuell hergestellt werden, kann also nicht durch Massenherstellung hergestellt werden, so dass seine Kosten nicht gesenkt werden können.

2. Während des Gehäuseherstellprozesses muss für jeden Gehäusekörper ein Substrat 10 bereitgestellt werden, und dann

muss eine Rahmenschicht 12 am Substrat 10 befestigt werden. Daher sind die Herstellprozesse unzweckmäßig und die Materialkosten sind erhöht. Außerdem kann übergelaufener Kleber den Drahtbondprozess beeinflussen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bildsensor zu schaffen, der in Massen hergestellt werden kann und dessen Herstellkosten effektiv gesenkt werden können.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bildsensor zu schaffen, bei dem kein überlaufender Kleber den Drahtbondprozess beeinflussen kann.

Um die oben genannten Aufgaben zu lösen, ist ein spritzgegossener Bildsensor geschaffen, der elektrisch mit einer ge-

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druckten Leiterplatte verbunden werden kann. Aufgrund der Herstellung durch Spritzgießen kann kein überlaufender Kleber den Drahtbondprozess beeinflussen. Vorzugsweise werden Metallbleche als Substrat und Leiterbahnen verwendet, so dass die Herstellkosten effektiv gesenkt werden können.

Der Bildsensor verfügt über mehrere in einer Matrix angeordnete Metallbleche, eine spritzgegossene Struktur, einen fotoempfindlichen Chip, mehrere Bondflecke, mehrere Drähte und eine transparente Schicht. Jedes Metallblech verfügt über eine erste Platte, eine zweite Platte und eine dritte Platte, um eine C-förmige Struktur zu bilden. Die spritzgegossene Struktur kapselt die Metallbleche durch Spritzgießen ein, und sie verfügt über einen ersten und einen zweiten Formkörper. Die spritzgegossene Struktur 32 verfügt über U-förmige Struktur, und sie ist mit einem Hohlraum ausgebildet. Ein Teil jeder der ersten Platten der Metallbleche befindet sich innerhalb des ersten Formkörpers, während ein anderer Teil jeder der ersten Platten gegenüber dem ersten Formkörper frei liegt, um Signaleingangsanschlüsse zu bilden, die zweiten Platten liegen gegenüber der Unterseite des ersten Formkörpers frei, um Signalausgangsanschlüsse zu bilden, die mit der gedruckten Leiterplatte zu verbinden sind, und die dritten Platten liegen gegenüber einer Seitenfläche des ersten Formkörpers frei. Die Bondflecke sind auf dem fotoempfindlichen Chip ausgebildet. Die Drähte verbinden die Bondflecke elektrisch mit den Signaleingangsanschlüssen. Die transparente Schicht bedeckt den ersten Formkörper, um den fotoempfindlichen Chip einzuschließen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen herkömmlichen Bildsensor.
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Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines spritzgegossenen Bildsensors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 3 bis 5 sind schematische Darstellungen zum Veranschauliehen einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen des Bildsensors gemäß der Sensorausführungsform.

Gemäß der Fig. 2 verfügt ein spritzgegossener Bildsensor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung über mehrere in einer Matrix angeordnete Metallbleche 30, eine spritzgegossene Struktur 32, einen fotoempfindlichen Chip 34, mehrere Drähte 36 und eine transparente Schicht 38.

Jedes Metallblech 3 0 verfügt über eine erste Platte 40, eine zweite Platte 42 und eine dritte Platte 44, die die erste Platte 40 mit der zweiten Platte 42 verbindet.

Die spritzgegossene Struktur 32 wird dazu hergestellt, die Metallbleche 30 mittels eines Spritzgießvorgangs zu umschließen, um einen ersten Formkörper 50 und einen zweiten Formkörper 52 zu bilden. Die spritzgegossene Struktur 32 ist eine U-förmige Struktur mit einem Hohlraum 54. Die ersten Platten 4 0 liegen gegenüber dem ersten Formkörper 50 frei, um Signaleingangsanschlüsse zu bilden. Die zweiten Platten 42 liegen gegenüber der Unterseite des ersten Formkörpers 50 frei, um Signalausgangsanschlüsse zu bilden, die durch Lötzinn 53 unter Verwendung der Oberflächenmontagetechnik (SMT) elektrisch mit einer gedruckten Leiterplatte 51 verbunden werden. Die dritten Platten 44 liegen gegenüber der Seite des ersten Formkörpers 50 frei, so dass das Lötzinn 53 während des SMT-Prozesses an der dritten Platte 44 hochsteigen kann, um die Metallbleche 30 stabil mit der gedruckten Leiterplatte 51 zu verbinden. Außerdem ist am zweiten Formkörper 52 eine mittlere Platte 49 angebracht.

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Der innerhalb des Hohlraums 54 der spritzgegossenen Struktur 32 angeordnete und an der mittleren Platte 49 befestigte fotoempfindliche Chip 34 verfügt über mehrere Bondflecke 56.

Die Drähte 36 verbinden die Bondflecke 56 des fotoempfindlichen Chips 34 jeweils elektrisch mit den Signaleingangsanschlüssen, die an den ersten Platten 40 des Metallblechs 30 ausgebildet sind.

Die transparente Schicht 38 ist am ersten Formkörper 50 angebracht, um den fotoempfindlichen Chip 34 einzuschließen.

Nun wird auf die Fig. 3 und 2 Bezug genommen, um ein Verfahren zum Herstellen des spritzgegossenen Bildsensors mit den folgenden Schritten zu erläutern. Als Erstes werden mehrere Metallbleche 30 bereitgestellt. Jedes Metallblech 30 verfügt über eine erste Platte 40, eine zweite Platte 42 und eine dritte Platte 44, die insgesamt eine "C-förmige" Struktur bilden.

Als Nächstes wird ein erster Spritzgießprozess ausgeführt, um jedes Metallblech 30 einzuschließen, um einen ersten Formkörper 50 zu bilden. Erste Angriffsabschnitte 58, die Vorsprünge sein können, werden an Rändern des ersten Formkörpers 50 ausgebildet. Dabei liegen die ersten Platten 40 der Metallbleche 30 gegenüber dem ersten Formkörper 50 frei, um Signaleingangsanschlüsse zu bilden, und die zweiten Platten 42 liegen gegenüber dem ersten Formkörper 50 frei, um Signalausgangsanschlüsse zu bilden, und die dritten Platten 44, die die erste Platte 40 elektrisch mit der zweiten Platte 42 verbinden, liegen gegenüber der Seitenfläche des ersten Formkörpers 50 frei.

Dann wird, wie es durch die Fig. 2 und 4 veranschaulicht ist, eine Verbindungsplatte 48 angebracht. Zweite Angriffs-

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abschnitte 60, die Schlitze sein können, werden an Positionen ausgebildet, die den ersten Angriffsabschnitten 58 des ersten Formkörpers 50 entsprechen, um mit diesem in Eingriff zu treten. Außerdem ist die Verbindungsplatte 48 mit einer mittleren Platte 49 ausgebildet.

Wie es in der Fig. 5 veranschaulicht ist, werden vier erste Formkörper 50 am Umfang der Verbindungsplatte 4 8 angeordnet, um U-förmige Abschnitte zu bilden.

Nun ist erneut auf die Fig. 2 Bezug zu nehmen. Es wird ein zweiter Spritzgießprozess ausgeführt, um die Verbindungsplatte 48 und die ersten Formkörper 50 zu einem zweiten Formkörper 52 zu vergießen, der mit einem Hohlraum 54 versehen ist und mit den ersten Formkörpern 50 kombiniert ist. Die Verbindungsplatte 48 liegt gegenüber dem zweiten Formkörper 52 frei, und sie ist über diesen positioniert.

Dann wird ein fotoempfindlicher Chip 34, auf dem mehrere Bondflecke 56 ausgebildet sind, innerhalb des Hohlraums 54 platziert und an der mittleren Platte 49 angebracht.

Als Nächstes werden mehrere Drähte 36 zum elektrischen Verbinden der Bondflecke 56 des fotoempfindlichen Chips 34 mit den Signaleingangsanschlüssen der ersten Platten 40 der Metallbleche 30 angebracht, um Signale vom fotoempfindlichen Chip 34 zum Metallblech 30 zu übertragen.

Dann wird durch eine Kleberschicht 55 eine transparente Schicht 38 angebracht an den vier ersten Formkörpern 50 angebracht, so dass der fotoempfindliche Chip 34 eingeschlossen ist.

Gemäß den oben genannten Verfahren kann, wenn der Bildsensor durch Oberflächenmontage auf der gedruckten Leiterplatte 51

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angebracht wird, das Lotzinn 53 entlang den zweiten Platten 42 der Metallbleche 30 zu den dritten Platten 44 hochsteigen, so dass der Bildsensor schließlich mit der gedruckten Leiterplatte 51 kombiniert und verbunden ist.

Gemäß der oben genannten Struktur weisen ein spritzgegossener Bildsensor und ein Verfahren gemäß der Erfindung die folgenden Vorteile auf:

1. In jedem Metallblech 30 ist eine dritte Platte 44 vorhanden, um die erste Platte 40 mit der zweiten Platte 42 zu verbinden und sie ist an der Seitenfläche des ersten Formkörpers 50 ausgebildet.

2. Da die Bildsensoren durch Spritzgießen hergestellt werden können, können ihre Herstellkosten unter Verwendung eines Massenherstellverfahrens effektiv gesenkt werden.

3. Da die Rahmenschicht durch Spritzgießen ausgebildet wird, ist es möglich zu verhindern, dass Kleber überläuft.

4. Da die Metallbleche 30 als herkömmliches Substrat mit Leiterbahnen darauf dienen können, können die Material- und die Herstellkosten effektiv gesenkt werden.

Claims (3)

1. Bildsensor für elektrische Verbindung mit einer gedruckten Leiterplatte, der Folgendes aufweist:

- mehrere in einer Matrix angeordnete Metallbleche, von denen jedes über eine erste Platte, eine zweite Platte und eine dritte Platte zum Erzeugen einer C-förmigen Struktur verfügt;

- eine spritzgegossene Struktur zum Einschließen der Metall- bleche durch Spritzgießen, wobei diese spritzgegossene Struktur über einen ersten und einen zweiten Formkörper verfügt und sie eine U-förmige Struktur mit einem Hohlraum aufweist, wobei ein Teil jeder der ersten Platten der Metallbleche innerhalb des ersten Formkörpers liegt, während ein anderer Teil jeder der ersten Platten gegenüber dem ersten Formkörper frei liegt, um Signaleingangsanschlüsse zu bilden, die zweiten Platten gegenüber der Unterseite des ersten Formkörpers frei liegen, um Signalausgangsanschlüsse zu bilden, die elektrisch mit der gedruckten Leiterplatte zu verbinden sind, und die dritten Platten gegenüber einer Seitenfläche des ersten Formkörpers frei liegen;

- einen fotoempfindlichen Chip, der innerhalb des Hohlraums der spritzgegossenen Struktur untergebracht ist;

- mehrere am fotoempfindlichen Chip ausgebildete Bondflecke;

- mehrere Drähte zum elektrischen Verbinden der Bondflecke mit den Signaleingangsanschlüssen; und

- eine transparente Schicht, die den ersten Formkörper bedeckt, um den fotoempfindlichen Chip einzuschließen.

2. Bildsensor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mittlere Platte, die am zweiten Formkörper angebracht ist, wobei der fotoempfindliche Chip auf der mittleren Platte platziert ist.

3. Bildsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Platten der Metallbleche über eine Oberflächenmontagetechnik elektrisch mit der gedruckten Leiterplatte verbunden sind, so dass Lötzinn zu den dritten Platten der Metallbleche hochgestiegen ist.