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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Festkörper-Bildwandlers, wobei
ein Bildwandlerelement, wie ein CCD, auf einer Basis montiert wird.
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Festkörper-Bildwandler
finden weite Verbreitung für
Videokameras und Fotokameras und dergleichen, und sie stehen in
Form eine „Paketes" zur Verfügung, in
welchem das Bildwandlerelement, wie etwa ein CCD, auf einer Basis
aus Isoliermaterial montiert ist und sein lichtempfindlicher Bereich
mit einer transparenten Platte abgedeckt ist. Um den Wandler zu
miniaturisieren, wird das Wandlerelement unter Erhaltung eines „nackten" (baer) Chipzustandes
auf der Basis montiert (s. Beispiel 2
JP 2002-43554 A ). Ein übliches
Beispiel solcher Festkörper-Bildwandler
sei anhand von
9 erläutert.
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Gemäß 9 hat
eine Basis 31 eine Rahmenform ebener Gestalt mit einer Öffnung 32 in
ihrem Mittelteil und eine Querschnittsform insgesamt einheitlicher
Dicke. Eine Unterfläche
der Basis 31 ist mit einer Verdrahtung aus einer aufplatierten
Goldschicht versehen, die von der Nähe der Öffnung 32 zu einer äußeren Umfangsendfläche reicht.
Auf der Oberfläche
der Basis 31, auf welcher die Verdrahtung 33 ausgebildet
ist, ist ein Bildwandlerelement 4 wie ein CCD oder dergleichen
montiert, wobei ein Lichtempfangsbereich 4a des Bildwandlerelementes 4 dem Öffnungsteil 32 gegenüberliegt.
Auf der oberen Oberfläche
der Basis 31 ist eine durchsichtige Platte 5 aus
Glas befestigt, um die Öffnung 32 abzudecken. Der
Umfang des Bildwandlerelementes 4 ist mit einem Abdichtharz 6 aufgefüllt und
dichtet den Spalt zwischen dem Endabschnitt des Bildwandlerelementes 4 und
der Basis 31 hermetisch ab. Wie gesagt, ist der Lichtempfangsbereich 4a innerhalb
eines geschlossenen Raumes positioniert, welcher in der Öffnung 32 gebildet
wird.
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In
derselben Ebene wie der Lichtempfangsbereich 4a des Bildwandlerelementes 4 ist
eine (nicht dargestellte) Elektrodenfläche vorgesehen, welcher mit
einer Schaltung für
den Lichtempfangsbereich 4 verbunden ist, und diese Elektrodenfläche ist
mit einem Wall (Vorsprungelektrode) 7 versehen. Ein innerer
Endteil der Verdrahtung 33 neben der Öffnung 32 bildet einen
inneren Anschlussteil 33, der mit der Elektrodenfläche des
Bildwandlerelementes 4 über den
Wall 7 verbunden ist.
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Dieser
Festkörper-Bildwandler
ist auf einer Schaltungsplatine montiert, wobei die Seite der durchsichtigen
Platte 7 nach oben weist, wie in den Zeichnungen dargestellt.
Ein Teil der Verdrahtung 33, welcher sich auf der Bodenfläche des äußeren Umfangsendteils 31 der
Basis befindet, bildet einen externen Anschlussteil 33b,
der für
die Verbindung mit einer Elektrode der Schaltungsplatine benutzt
wird. Der externe Anschlussteil 33b jeder Verdrahtung 33 ist
mit einem Lötkügelchen 8 versehen,
welches der Verbindung mit einer Elektrode der Schaltungsplatine dient.
Weiterhin hat das Lötkügelchen 8 die
Aufgabe, die Basis 31 in der richtigen Höhe von der
Oberfläche der
Schaltungsplatine zu halten.
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Der
obere Teil der durchsichtigen Platte 5 ist mit einer (nicht
dargestellten) Linsenkrümmung
versehen, die ein optisches Abbildungssystem derart bildet, dass
eine Positionsbeziehung zu dem Lichtempfangsbereich 4a mit
vorbestimmter Genauigkeit eingestellt wird. Durch das optische Abbildungssystem, welches
die Linsenkrümmung
bildet, wird Licht von einem Gegenstand auf den Lichtempfangsbereich 4 gebündelt, und
es erfolgt eine fotoelektrische Umwandlung.
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Es
ist jedoch schwierig, die Basis 31 bei der Konfiguration
des oben beschriebenen üblichen Festkörper-Bildwandlers
genügend
flach zu halten. Weil nämlich
die Basis 31 eine Rahmenform mit dem Öffnungsteil 32 hat,
können
bei der Durchführung des
Kunstharzgießens
Wellen und Verwerfungen in der Querschnittsform auftreten. Wenn
die Oberfläche,
auf welcher das Bildwandlerelement 4 montiert wird, nicht
genügend
flach ist, dann wird die Position des Bildwandlerelementes 4 unstabil.
Infolge dessen kann die Position der Linsenkrümmung bezüglich des Lichtempfangsbereich 4a nicht
genau bestimmt werden.
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Wenn
es auch in der
JP
2002-43554 A nicht beschrieben wird, ist der Prozess der
Aufbringung der Plattierung, welche ja die Verdrahtung
33 bildet auf
der Basis in üblichen
Fällen
kompliziert, was zu hohen Kosten führen kann, und außerdem neigt
die Verdrahtung
33 zu Schwankungen der Dimensionierungsgenauigkeit.
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In
der
JP 2002-43553 ist
eine durch Gießen herstellte
Rahmenbasis beschrieben, wobei ein TAB-Film benutzt wird, um die
elektrischen Verbindungen des Bildwandlers zu bilden. Die
US 20020125552 beschreibt
ein Verfahren zur Herstellung einer gegossenen „Packung" für
einen Bildwandlersensor, bei welchem ein in die gegossene Packung
eingebetteter Rahmen verwendet wird, um interne Beanspruchungen
zu reduzieren.
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Im
Lichte des Vorstehenden besteht eine Aufgabe der Erfindung in der
Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung einer Basis, auf welcher
ein Bildwandlerelement montiert ist: Mit diesem Verfahren soll sich
eine Mehrzahl von Basen gleichzeitig effizient mit praktisch ausreichender
Flachheit herstellen lassen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung
besteht in der Schaffung eines Verfahrens zur Erzeugung eines Festkörper-Bildwandlers,
der bei niedrigen Kosten Verdrahtungen mit geringeren Schwankungen der
Abmessungsgenauigkeit auszubilden erlaubt.
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Ein
Verfahren gemäß der Erfindung
dient der Herstellung eines Festkörper-Bildwandlers mit einer Basis aus einem
Isoliermaterial mit einem in einer ebenen Gestalt ausgebildeten
Rahmen, in dessen inneren Bereich eine Öffnung geformt ist und der
im Wesentlichen eine gleichförmige
Dicke aufweist; auf einer Oberfläche
der Basis ist eine Verdrahtung ausgebildet, die sich vom Umfangsteil
der Öffnung
nach außen
erstreckt; auf der mit der Verdrahtung versehenen Oberfläche der
Basis ist ein Bildwandlerelement so montiert, dass sein Lichtempfangsbereich der Öffnung gegenüber liegt.
Die Verdrahtung enthält einen
inneren Anschlussteil am Endteil der Öffnungsseite und einen äußeren Anschlussteil
am Endteil der Außenumfangsseite
der Basis, und die Elektrode des Bildwandlerelementes und der innere
Anschlussteil sind elektrisch miteinander verbunden.
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Zur
Lösung
des oben dargelegten Problems werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
ein Paar Gießformen
zur Bildung von Hohlräumen
für das
Kunstharzspritzen einer Mehrzahl von Basen sowie ein dünner Metallplattenleiter
für die
Bildung einer Mehrzahl von Verdrahtungssätzen entsprechend den jeweiligen
Basen tragendes Band verwendet. Die Gießform ist mit einer Mehrzahl
von Stiften versehen, welche eine Mehrzahl von Positionslöchern in Dickenrichtung
der Basis bilden. Das Band wird zwischen das Gießformpaar eingeführt, so
dass die dünnen
Metallplattenleiter in denjenigen Bereichen positioniert sind, welche
der Mehrzahl von Basen in den Hohlräumen entsprechen. In die Hohlräume wird
ein Dichtharz eingefüllt
und ausgehärtet;
aus den Gießformen
wird dann ein harzgespritztes Teil herausgenommen, in welchem die
dünnen
Metallplattenleiter eingebettet sind, und dann wird das Band von
dem Gießharzteil
entfernt. Das Gießharzteil
wird in eine Mehrzahl von Stücken
unterteilt, deren jedes der mit der Verdrahtung versehenen Basis
entspricht, und auf die mit der Verdrahtung versehene Fläche der Basis
wird das Bildwandlerelement montiert.
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1 zeigt
einen Querschnitt durch einen Festkörper-Bildwandler gemäß einer
ersten Ausführungsform.
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2A zeigt
eine Draufsicht auf eine den Festkörper-Bildwandler gemäß 1 darstellende Basis
von der Rückseite
gesehen, und 2B zeigt eine entsprechende
Seitenansicht.
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3A–3F sind
Querschnittsansichten zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Herstellung
des Festkörper-Bildwandlers
gemäß 1.
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4 zeigt
eine Querschnittsansicht einer durch die Verfahren nach den 3A–3F herstellten
Basis.
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5A–5F sind
Querschnitte zur Veranschaulichung der Prozesse eines Verfahrens
zur Bildung eines Festkörper-Bildwandlers
gemäß einer zweiten
Ausführungsform.
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6 zeigt
einen Querschnitt durch einen Festkörper-Bildwandler nach einer
dritten Ausführungsform.
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7A–7F sind
Querschnittsansichten zur Veranschaulichung der Prozesse bei der
Herstellung des Festkörper-Bildwandlers
nach 6.
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8 zeigt
einen Querschnitt durch eine mit Hilfe der Prozesse gemäß den 7A–7F hergestellten
Basis und
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9 zeigt
einen Querschnitt durch ein Beispiel eines übliches Festkörper-Bildwandlers.
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Bei
einem Verfahren zur Herstellung eines Festkörper-Bildwandlers gemäß der Erfindung
werden unter Benutzung eines Gießformpaares zur Bildung von
Hohlräumen
für das
Kunstharzgießen
eine Mehrzahl der Basen sowie eines dünnen Metallplattenleiter tragenden
Bandes zur Bildung einer Mehrzahl von Verdrahtungssätzen entsprechend
den jeweiligen Basen beim Gießen
der Basis dünne
Metallplattenleiter eingebettet. Die Steifheit der Basis wird durch
die für
die Verdrahtung benutzten dünnen
Metallplattenleiter erhöht,
und die Erzeugung einer Wellung oder Verwerfung der Basis wird unterdrückt.
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Das
aus der Gussform entnommene harzgegossene Teil kann zwischen den
beiden ein Paar parallele Flächen
bildenden flachen Gießformen
unter Hitze als Hilfsmittel beim Aushärten gepresst werden. Damit
kann die Flachheit der Basis weiter verbessert werden. Da die nach
diesem Verfahren hergestellte Basis praktisch keine konvex-konkave
Form hat, eignet sie sich für
diese Aushärtungsmaßnahme.
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Bei
dem oben erwähnten
Herstellungsverfahren können
die Hohlräume
unter Verwendung eines Paars von Gießformen und zwischen diesen
angeordneten Blöcken
für die
Bildung der Öffnung
der Basis geformt werden. Nach dem Einfüllen eines Abdichtharzes in
die Hohlräume
und dem Aushärten wird
ein Kunstharzspritzteil, in welchem die dünnen Metallplattenleiter eingebettet
sind und der Block gehalten ist, aus den Gießformen herausgenommen. Das
Band und die Blöcke
werden von dem Kunstharzspritzteil abgenommen und in eine Mehrzahl
von Stücken
unterteilt, deren jedes der mit der Verdrahtung versehenen Basis
entspricht. Vorzugsweise wird nach dem Herausnehmen des Kunstharzspritzteiles,
in welchem der Block ausgebildet ist, aus der Gießform das
Kunstharzspritzteil zwischen einem Paar paralleler flacher Gießformen
unter Erhitzung gepresst, so dass es einer Hilfsaushärtung unterworfen
wird.
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Bei
dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren können sowohl der Block als auch
der dünne
Metallplattenleiter auf dem Band getragen werden, und dieses wird
zwischen das Gießformpaar
zur Bildung der Hohlräume
aufeinander gelegt, wobei die dünnen
Metallplattenleiter sich in den Hohlräumen befinden. In diesem Falle
wird vorzugsweise die Endfläche
des Blocks derart verwunden, dass ein Winkel zwischen der Endfläche und
der Bodenfläche
des Blocks auf der Seite des Bandes kleiner als 90° ist. Auf
diese Weise kann die Endfläche
der Basis an der Seite der Öffnung
leicht gekippt werden, so dass die Reflektion des auf den Lichtempfangsbereich
auftreffenden Lichtes ohne Beeinträchtigung der Bildwandlerfunktion
in ihrem Bereich eingestellt werden kann.
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Bei
dem Herstellungsverfahren wird vorzugsweise beim Entfernen des Bandes
von dem Kunstharzspritzteil Grat vom Kunstharzspritzteil zusammen
mit dem an ihm anhaftenden Band entfernt. Zu diesem Zweck werden
vorzugsweise die Abmessungen der Gießformen, der Mehrzahl der Stifte,
des Blocks und des Bandes so gewählt,
dass dann, wenn das Band zwischen den Gießharzformen liegt, der Vorderteil
des Vorsprungs der Gießform
zur Bildung einer Öffnung
der Basis und zumindest einer der Vorderteile der mehreren Stifte
oder des Blockes in das Band eindringt.
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Im
Folgenden sei eine Ausführungsform
der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen im Einzelnen erläutert.
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(1. Ausführungsform)
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung eines Festkörper-Bildwandlers
sei nun anhand der 1–3 erläutert. Das
Herstellungsverfahren gemäß dieser
Ausführungsform
kann auf einen Festkörperbildwandler
mit einer in 1 gezeigten Struktur angewendet
werden. Der Festkörper-Bildwandler
gemäß 1 ist ähnlich wie
derjenige nach 9 aufgebaut, und dieselben Bauelemente
haben die gleichen Bezugsziffern, um die Erläuterung zu erleichtern.
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Der
Festkörper-Bildwandler
gemäß der ersten
Ausführungsform
unterscheidet sich von dem üblichen
Beispiel im Aufbau der auf der Basis 1 vorgesehenen Verdrahtung 3.
Die Basis 1 besteht aus einem Isoliermaterial, wie etwa
einem plastischen Kunstharz, beispielsweise Epoxiharz etc., und
hat die gleiche Rahmenform in ebener Gestalt mit einer rechteckigen Öffnung 2 im
mittleren Teil. Die Basis 1 ist im Querschnitt eine flache
Platte von insgesamt im Wesentlichen gleichförmiger Dicke. Die untere Oberfläche der
Basis ist mit einer Mehrzahl von Verdrahtungen 3 versehen,
die aus dünnen
Metallplattenleitern bestehen, welche vom Umfangsteil der Öffnung 2 zu
einem äußeren Umfangsende
der Basis 1 verlaufen. Als der dünne Metallplattenleiter kann
beispielsweise eine Kupferlegierung, 42-Legierung (Fe-Ni 42 Legierung)
oder dergleichen, verwendet werden, ähnlich den Materialien, welche
für einen normalen
Leiterrahmen benutzt werden, und ihre Dicke beträgt etwa 2–3 μm.
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Auf
der Seite der Basis 1, auf welcher die Verdrahtung 3 ausgebildet
ist, wird ein Bildwandlerelement 4, wie ein CCD oder dergleichen,
auf Siliziumbasis ausgebildet und fixiert, und seine Elektrode 4b wird
mit der Verdrahtung 3 verbunden. Der innere Endteil neben
der Öffnung 2 jeder
Verdrahtung 3 bildet einen inneren Anschlussteil 3A,
der mit einer Elektrodenfläche
des Bildwandlerelementes 4 über den Wall 7 verbunden
ist. Der äußere Endteil
jeder der Verdrahtungen 3 bildet einen äußeren Anschlussteil 3b,
welcher der Verbindung mit der Elektrode der Schaltungsplatine dient.
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Die
Basis 1 wird gebildet durch Einbetten einer Mehrzahl dünner Metallplattenleiter,
welche die jeweilige Verdrahtung 3 bilden, in ein Harz.
Eine Struktur der Basis 1, in welche die Verdrahtung 3 bildende
dünne Metallplattenleiter
eingebettet sind, sei anhand der 2A und 2B erläutert. 2A zeigt
eine Draufsicht auf die Basis 1 vor dem Aufmontieren des
Bildwandlerelementes 4, wenn man 1 von der
Seite sieht, und 2B zeigt eine Seitenansicht
davon.
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Wie 2A zeigt,
liegt die gesamt Bodenunterseite der Verdrahtung 3 frei.
Gemäß 2B sind dagegen
die Seitenkantenflächen
der Verdrahtung 3 in das die Basis 1 bildende
Kunstharz eingebettet. Somit wird die Rahmenform der Basis durch
einen dünnen
Metallplattenleiter verstärkt,
so dass die Flachheit der Ober- und
Unterflächen
ausgezeichnet ist. Weil also der dünne Metallplattenleiter eingebettet
ist, wird die Starrheit gegen innere Beanspruchung, welche eine
Wellung oder Verwerfung erzeugt, verbessert, und die Flachheit der
Rahmenform kann erhalten bleiben. Damit wird die Position des auf
der Oberfläche
der Basis 1 montierten Bildwandlerelementes 4 stabiler,
und die Position der Linsenwölbung
bezüglich
des Lichtempfangsbereiches 4a kann leicht bestimmt werden.
Die gesamten Seitenkantenflächen
der Verdrahtung 3 sind nicht notwendigerweise eingebettet,
wie es der Zeichnung zu entnehmen ist. Der Grad der Einbettung kann
in Abhängigkeit
von anderen Bedingungen gewählt
werden, solange er ausreicht, um die oben genannten Wirkungen zu
erhalten.
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Ferner
können
die dünnen
Metallplattenleiter mit hoher Dimensionierungsgenauigkeit und geringen
Schwankungen bei niedrigen Kosten durch ein Verfahren des Schneidens
von Metallplatten hergestellt werden.
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Auf
der Basis 1 wird eine Mehrzahl von Positionslöchern 9 (in
den Zeichnungen sind zwei Löcher gezeigt)
ausgebildet. Die Positionslöcher 2 haben
einen großen
Durchmesserteil 9a auf der Oberfläche und einen kleinen Durchmesserteil 9b auf
der Unterfläche,
welche konzentrisch ausgebildet werden. Gemäß 2A sind
die Positionslöcher 9 so
angeordnet, dass sie sich nicht mit der Verdrahtung 3 überlappen,
und der kleine Durchmesserteil 9b liegt an der Rückfläche frei.
Die Position des kleinen Durchmesserteils 9b wird durch
eine Bilderkennungsvorrichtung oder dergleichen ermittelt, und dann
kann die Position des Bildwandlerelementes 4 bezüglich der
Position des kleinen Durchmesserteils 9b bei der Montage
des Bildwandlerelementes 4 bestimmt werden. Wenn die ebene
Position der Linsenkrümmung bezüglich des
Bildwandlerelementes bestimmt wird, kann außerdem die Positionierung mit
hoher Genauigkeit anhand des großen Durchmesserteils 9a durchgeführt werden.
Die Position der Linsenkrümmung
lasst sich einfach bestimmen, beispielsweise durch Einpassen eines
am unteren Teil der Linsenkrümmung
vorgesehenen Stiftes in den großen Durchmesserteil 9a.
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Wie
den Zeichnungen zu entnehmen ist, ist vorzugsweise eine Mehrzahl
von Positionslöchern 9 asymmetrisch
in der ebenen Form der Basis angeordnet. Auf diese Weise können die
Positionslöcher zur
Erkennung der Orientierung der Basis benutzt werden. Die gleichen
Effekte lassen sich weiterhin durch Anordnen einer Mehrzahl von
Positionslöchern unterschiedlicher
Durchmesser erreichen.
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Weil
die Basis 1 wie oben gesagt flach ausgebildet wird, lassen
sich die folgenden Vorteile zusätzlich
zur Einfachheit des Kunstharzgießens erhalten. Nach dem Kunstharzspritzen
kann somit ein Verfahren zum Beseitigen der Verformung der Basis leicht
durchgeführt
werden, um die Flachheit der Basis 1 zu verbessern.
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Das
Verfahren zur Herstellung eines Festkörper-Bildwandlers gemäß dieser
Ausführungsform umfasst
einen Prozess zur gleichzeitigen Herstellung einer Mehrzahl von
Basen ausgezeichneter Flachheit bei der Produktion von Festkörper-Bildwandlern
der oben erläuterten
Konfiguration. Dieses Herstellungsverfahren wird mit Bezug auf die 3 und 4 erläutert.
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Zunächst wird
gemäß 3A ein
Band 11 vorbereitet, auf welchem dünne Metallplattenleiter 10 getragen
werden. Diese sind in einem Leiterrahmen konfiguriert. Anzahl, Abmessung
und Anordnung der dünnen
Metallplattenleiter 10 sind so gewählt, dass sie sich eignen zur
Bildung der Verdrahtung 3 des oben genannten Festkörper-Bildwandlers.
Weiterhin ist eine Anzahl dünner
Metallplattenleiter 10 so angeordnet, dass sie einer Mehrzahl
von Basen entsprechen, um eine Mehrzahl von Festkörper-Bildwandlern
zu bilden.
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Gemäß 3B wird
als nächstes
eine untere Gießform 2 und
eine obere Gießform 3 einander gegenüber liegend
angeordnet, und zwischen sie wird das Band 11 eingelegt.
Die obere Gießform 13 ist
mit Ausnehmungen 13a zur Bildung von Räumen entsprechend einer Mehrzahl
von Basen 1 versehen. In den Ausnehmungen 13a ist
eine Mehrzahl von Vorsprüngen 13b vorgesehen,
welche den Öffnungen 2 der
Basis 1 entsprechen. Somit bilden die Ausnehmungen 13a und
die Vorsprünge 13b einen
Hohlraum entsprechend der Form der Basis 1 mit der Öffnung 2.
Die obere Gießform 13 ist
mit einem Stift 14 versehen zur Bildung des Positionierungsloches 9 in der
Basis 1. Das Band 11 ist so positioniert, dass
jeder der von ihm getragenen dünnen
Metallplattenleiter 10 in jeder Öffnung richtig positioniert
ist. In diesem Zustand können
die Abmessung der Gießformen 12 und 13,
des Stiftes 14 und des Bandes 11 so gewählt werden,
dass der Vorsprung 13b der oberen Gießform 13 und der Vorderteil
des Stiftes 14 in das Band 11 eindringen. Wenn
das Band 11 nach dem Kunstharzspritzen entfernt wird, kann
dabei beim Gießen
gebildeter Grat des Gießharzteils
mit dem anhaftenden Bandteil entfernt werden.
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Die
zwischen der unteren Gießform 12 und der
oberen Gießform 13 gebildeten
Hohlräume
werden mit Harz ausgefüllt,
welches man aushärten lässt, und
danach werden die untere Gießform 12 und
die obere Gießform 13 geöffnet, so
dass das Gießharzteil 15 gemäß 3C herausgenommen werden
kann. In der Unterfläche
des Gießharzteils 15 ist
ein dünner
Metallplattenleiter 10 eingebettet.
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Wie 3D zeigt,
wird in diesem Zustand das Gießharzteil 15 mit
dem eingebetteten dünnen Metallplattenleiter 10 unter
Verwendung eines Paares paralleler flacher Gießformen 16 und 17 unter
Hitze gepresst. Auf diese Weise wird eine Hilfsmaßnahme zur
Reduzierung einer Verwerfung des Spritzgussteils 15 vermieden.
In Abhängigkeit
von verschiedenen anderen Bedingungen lassen sich bei einer Erhitzungstemperatur
von 100–200° C und einem Druck
von 1–30
kg ausgezeichnete Ergebnisse erhalten.
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Als
nächstes
wird gemäß 3E das
Band abgezogen, und das Spritzgussteil 15 wird unter Verwendung
einer Trennsäge 18 gemäß 3F in
einzelne Stücke
unterteilt, wobei man eine Basis gemäß 4 erhalten
kann. Auf dieser Basis wird das Bildwandlerelement 4 montiert,
wie es 1 zeigt, und es wird eine durchsichtige Platte 5 befestigt.
Auf diese Weise wird ein Festkörper-Bildwandler
erzeugt.
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Bei
dem oben erwähnten
Spritzgussverfahren wird es durch Einbetten des dünnen Metallplattenleiters 10 von
Leiterrahmenform in das Spritzgussteil 15 möglich, die
Erzeugung einer Wellung oder Verwerfung der Basis 1 zu
unterdrücken.
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Jegliche
restliche Wellung oder Verwerfung wird durch das Verfahren der Zusatzaushärtung gemäß 3D reduziert,
so dass man die Basis 1 mit weiterhin verbesserter Flachheit
erhalten kann. Wenn das spritzgegossene Teil 15 mit geringerer Wellung
und Verwerfung und praktisch genügendem Flachheitsgrad
erhalten werden kann, ist das Verfahren der Hilfsaushärtung nicht
notwendig.
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(2. Ausführungsform)
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Ein
Verfahren zur Herstellung eines Festkörper-Bildwandlers gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung sei nun anhand von 5 erläutert. Dieses
Verfahren unterscheidet sich von demjenigen der ersten Ausführungsform
in der Ausbildung der Gießform
für die
Basis.
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Zunächst wird
gemäß 5A ein
Band 11, welches dünne
Metallplattenleiter 10 trägt, vorbereitet. Die dünnen Metallplattenleiter 10 sind
in Form eines Leiterrahmens konfiguriert. Bei dieser Ausführungsform
werden sowohl ein Block 19 wie auch der dünne Metallplattenleiter 10 von
dem Band getragen. Der Block 19 kann aus einem Material
auf Cu-Basis, Fe-Basis, Al-Basis und dergleichen bestehen und wird
für die
Bildung der Öffnungen 2 der
Basis 1 benutzt.
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Als
nächstes
werden gemäß 5B eine untere
Gießform 12 und
eine obere Gießform 13 einander
gegenüber
liegend mit dem dazwischen befindlichen Band 11 angeordnet.
Die obere Gießform 13 ist
mit einer Ausnehmung 13c zur Bildung eines rechteckförmigen Raumes
versehen. In der Ausnehmung 13c wird eine Mehrzahl von
Blocks 19 platziert, so dass in der Ausnehmung 13 eine
Mehrzahl von Hohlräumen
entsprechend der Form der Basis 1 einschließlich der Öffnungen 2 gebildet
werden. Das Band 11 ist so positioniert, dass die von ihm
getragenen dünnen
Metallplattenleiter 10 sich richtig in der Öffnung befinden.
Die Position der dünnen
Metallplattenleiter bezüglich
der Blocks 19 in der Ausnehmung 13c wird durch
das Band 11 bestimmt.
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Die
durch die Ausnehmungen 13c und Blocks 19 gebildeten
Hohlräume
werden mit Harz gefüllt,
welches man aushärten
lässt,
und anschließend werden
die untere Gießform 12 und
die obere Gießform 13 voneinander
getrennt, worauf man ein Spritzgussteil 15 gemäß 5C herausnehmen
kann. Auf der Unterseite des Spritzgussteils 15 ist der
dünne Metallplattenleiter 10 eingebettet.
In diesem Zustand befindet sich der Block 19 noch in der
Position entsprechend der Öffnung 2.
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Wie 5D zeigt,
wird nun das Spritzgussteil 15 mit dem eingebetteten dünnen Metallplattenleiter 10 mit
Hilfe eines Paares paralleler flacher Formen 16 und 17 unter
Hitzeeinwirkung gepresst. Auf diese Weise wird die Zusatzaushärtung zur
Reduzierung einer Verwerfung des Spritzgussteils 15 durchgeführt.
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Nun
wird gemäß 5E das
Band abgezogen und der Block 19 herausgezogen, und anschließend wird
das Spritzgussteil 15 mit Hilfe einer Trennsäge 18 in
Stücke
geschnitten, wie es 5F zeigt. Auf diese Weise kann
man eine Basis 1 nach 4 erhalten.
Auf dieser Basis wird das Bildwandlerelement 4 gemäß 1 montiert,
und es wird eine durchsichtige Scheibe 5 befestigt. Damit
ist das Festkörper-Bildwandlerelement
fertig.
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Bei
dem oben erwähnten
Spritzgussverfahren ist es durch das Einbetten des dünnen Metallplattenleiters 10 in
Form eines Leiterrahmens in das Spritzgussteil möglich, die Erzeugung einer
Wellung oder Verwerfung der Basis zu unterdrücken. Jegliche verbleibende
Wellung oder Verwerfung wird durch das Verfahren der Hilfsaushärtung gemäß 5B reduziert,
so dass man eine Basis 1 mit weiterhin verbesserter Flachheit
erhalten kann. Wenn das so gegossene Spritzgussteil 15 geringere
Wellungen und Verwerfungen hat und man einen praktisch ausreichenden
Flachheitsgrad erhalten kann, ist das Verfahren der Hilfsaushärtung nicht
notwendigerweise erforderlich.
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(3. Ausführungsform)
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Ein
Verfahren zur Herstellung eines Festkörper-Bildwandlers gemäß der dritten
Ausführungsform der
Erfindung sei nun anhand der 6–8 beschrieben.
Das Herstellungsverfahren für
diese Ausführungsform
wird bei einem Festkörper-Bildwandler mit einem
Aufbau gemäß 6 angewandt.
Diese Struktur ist im Wesentlichen die gleiche wie bei der ersten
Ausführungsform
nach 1. Diese Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten in der Querschnittsform der inneren
Endfläche 21a des Substrats 21,
welche der Öffnung 22 gegenüber liegt. Die
innere Endfläche 21a verläuft nicht
rechtwinklig zu den oberen und unteren Oberflächen der Basis 21,
sondern ist um einen vorbestimmten Winkel verdreht. Speziell ist
die innere Endfläche 21a derart verdreht,
dass sie einen Winkel von mehr als 90° bezüglich einer Oberfläche der
Basis 21 bildet, auf welcher das Bildwandlerelement 4 montiert
ist. Weil die innere Endfläche 21a eine
solche verdrehte Form hat, werden unerwünschte Reflektionen auftreffenden
Lichtes bezüglich
des Lichtempfangsbereichs 4 aufgrund der inneren Endfläche 21a reduziert.
Der oben genannte Winkel liegt vorzugsweise im Bereich von 90° bis 120°.
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Das
Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Bildwandlers mit dieser
Konfiguration sei anhand der 7 erläutert. Bei
diesem Herstellungsverfahren ist die Gestalt des für die zweite
Ausführungsform benutzten
Blocks 19 abgewandelt.
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Zunächst wird
gemäß 7A ein
dünner Metallplattenleiter 10 und
Blocks 23 tragendes Band 11 vorbereitet. Die dünnen Metallplattenleiter 10 sind in
Rahmenform konfiguriert. Der Block 23 besteht aus dem Material ähnlich wie
bei der ersten Ausführungsform
und dient zur Bildung der Öffnung 22 der Basis 21.
Die Endfläche
des Blockes 23 ist so geneigt, dass der Winkel zwischen
ihr und der Bodenfläche
des Blocks am Band 11 kleiner als 90° ist.
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Wie 7B zeigt,
wird nun eine untere Gießform 24 und
eine obere Gießform 25 einander
gegenüberliegend
mit dem dazwischen liegenden Band 11 bereitet. Die obere
Gießform 25 ist
mit einer Ausnehmung 25a zur Bildung eines rechteckig geformten Raumes
versehen. In der Ausnehmung 25a ist der Block 23 platziert.
Auf diese Weise können
in der Ausnehmung 25a Hohlräume entsprechend der Form der
Basis 21 einschließlich
der Öffnungen 22 gebildet
werden. Die Position jedes der dünnen
Metallplattenleiter 10 bezüglich des Blocks 23 in
der Ausnehmung 25a wird auf dem Band 11 festgelegt.
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Die
von der Ausnehmung 25a gebildeten Hohlräume werden mit einem Harz ausgefüllt, welches
man aushärten
lässt,
und danach wird die untere Gießform 24 von
der oberen Gießform 25 abgenommen,
so dass das Kunstharzspritzteil 26 gemäß 3C herausgenommen
werden kann. In der Bodenfläche
des Spritzgussteils 26 ist ein dünner Metallplattenleiter 10 eingebettet.
In diesem Stadium befindet sich der Block 23 noch in der
Position entsprechend der Öffnung 22.
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Wie 7D zeigt,
wird jetzt das Spritzgussteil 26 mit dem eingebetteten
dünnen
Metallplattenleiter unter Verwendung eines Paares paralleler flacher
Formen 27 und 28 unter Hitzeeinwirkung gepresst.
Auf diese Weise wird eine Hilfsaushärtung zur Verringerung einer
Verwerfung des Kunstharzspritzteils 26 ausgeführt. Als
nächstes
wird gemäß 7E das
Band 11 abgezogen, und der Block 23 herausgezogen,
wonach das Spritzgussteil 26 unter Verwendung einer Trennsäge 18 in
Stücke
unterteilt wird, wie es 7F zeigt.
Dadurch lässt
sich eine Basis 21 gemäß 8 erhalten.
Auf dieser Basis 21 wird das Bildwandlerelement 4 gemäß 6 montiert
und die durchsichtige Platte 5 befestigt. Damit ist ein
Festkörper-Bildwandler
fertiggestellt.
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Bei
dem oben beschriebenen Spritzgussverfahren ist es durch Einbetten
eines dünnen
Metallplattenleiters 10 in das Spritzgussteil 26 und
Ausführen
des Verfahrens der Hilfsaushärtung
gemäß 7D möglich, eine
Wellung oder Verwerfung der Basis 21 zu reduzieren und
die Basis 21 mit einem höheren Grad von Flachheit in
gleicher Weise wie bei der Ausführungsform 1 zu
erhalten. Außerdem
ist es bei dieser Ausführungsform,
wie sie 6 zeigt, leicht, die innere
Endfläche 21a der
Basis 21 zu kippen.
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Es
sei hier bemerkt, dass bei den obigen Erläuterungen das Beispiel eines
gleichzeitigen Spritzens von mehreren Basen beschrieben wurde. Jedoch
lässt sich
jede Ausführung
auch einfach gleichermaßen
im Falle anwenden, wo nur eine einzige Basis gegossen wird.