DE69933040T2 - Durch massenrückfluss montierter bildsensor - Google Patents

Durch massenrückfluss montierter bildsensor Download PDF

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Description

  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Einheiten bzw. Gehäusen von integrierten Schaltungen. Im Besonderen betrifft die Erfindung eine integrierte Schaltungseinheit, die durch ein Massenaufschmelzverfahren auf einer Leiterplatte angebracht werden kann.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Ein integriertes Schaltungsgehäuse mit Fenster wird in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, bei denen eine integrierte Schaltung durch Licht oder andere außerhalb der integrierten Schaltungseinheit angeordnete Licht- oder sonstige Strahlungsquellen beleuchtet bzw. bestrahlt werden. Ein Bildsensor ist ein möglicher Verwendungszweck für eine integrierte Schaltungseinheit mit Fenster.
  • Zum Beispiel kann eine Fotodiodenanordnung in einer integrierten Schaltungseinheit mit Fenster platziert werden. Die Fotodetektoranordnung stellt eine Bilddatenausgabe bereit auf der Basis des auf die Fotodetektoranordnung auftreffenden Lichts. Die Fotodetektoranordnung kann für die Bilderfassung oder für andere Bildreproduktionsanwendungen eingesetzt werden. Ein Farbfilteranordnungsmaterial (CFA als englische Abkürzung von Color Filter Array) wird in Verbindung mit dem Fotodetektor eingesetzt, um Licht zu filtern, das auf den Bildsensor auftrifft, um die Bildung von vollfarbfähigen Bildern zu ermöglichen. Jeder Filter ermöglicht es, dass eine vorbestimmte Lichtfarbe einen entsprechenden Fotodetektor erreicht, wodurch bestimmt wird, Licht in welcher Farbe von dem Fotodetektor erfasst wird. Durch die Zusammenfassung von Lichtsensoren in Gruppen können die Intensität und die Farbe des Lichts bestimmt werden, das einen Bereich erreicht.
  • Integrierte Schaltungseinheiten (IS-Einheiten) werden durch verschiedene Techniken an Leiterplatten angebracht. Dazu zählen das Massenaufschmelzen, das manuelle Löten und das HotBar- oder Barrenlöten der Einheit an die Leiterplatte. Das manuelle Löten und das HotBar-Löten sind jedoch verhältnismäßig langsame und teure Verfahren.
  • Die Anbringung auf der Leiterplatte mittels Massenaufschmelzung (Mass Reflow) ist ein schnelleres, automatisiertes Verfahren. Die Massenaufschmelzung betrifft eine von verschiedenen Techniken, welche die Temperatur der IS-Einheit bzw. des IS-Gehäuses auf ungefähr 215 bis 225 Grad Celsius erhöhen. Bei diesen erhöhten Temperaturen schmilzt sich auf den Anschlussflächen der integrierten Leiterplatte angeordnetes Lötmittel und haftet an den Zuleitungen auf der IS-Einheit. Nachdem die Lötmasse abgekühlt ist, bleibt die IS-Einheit fest mit den Lötanschlussflächen gekoppelt. Das Massenaufschmelzen umfasst Infrarot-, Konvektions- und Dampfphasentechniken.
  • Nicht-keramische Gehäuse, wie etwa Kunststoffgehäuse mit Fenster sind wünschenswerter als Keramikgehäuse, da die kostengünstiger sind als die entsprechenden Keramikeinheiten mit Fenster. Die verfügbaren bzw. erhältlichen Kunststoffgehäuse mit Fenster erfüllen jedoch nicht die thermischen Anforderungen für die Massenaufschmelmontage auf einer Leiterplatte. Die Kunststoffgehäuse mit Fenster werden unter Verwendung von Techniken auf Leiterplatten angebracht, wie etwa durch manuelles Löten, wobei diese Techniken es verhindern, dass die Masse des Gehäuses bzw. der Einheit die erhöhten Temperaturen des Massenaufschmelzverfahrens erreicht.
  • Standardmäßige Kunststoffgehäuse mit Fenster, die in Bezug auf das Massenaufschmelzverfahren getestet worden sind, weisen Probleme auf, wie zum Beispiel Deckel bzw. Abdeckungen mit Rissbildungen, eine Separation zwischen Deckel und Dichtungsmittel durch fehlende Übereinstimmung der thermischen Ausdehnung zwischen dem Kunststoff und dem Glasfenster und Delaminierung der Halbleiterscheibe (Die) von dem Die Attach.
  • Ein weiteres Problem in Bezug auf den Einsatz der, Massenaufschmelzung auf Bildsensoren ist es, dass das CFA-Material bei hohen Temperaturen nicht stabil ist. Zum Beispiel wird häufig CFA-Material in Bildsensoren eingesetzt, das mit molekularen Farbstoffen hergestellt wird. Gefärbtes bzw. farbiges CFA-Material, wie etwa gefärbtes Polyimid, kann sich gelb färben, wenn es den hohen Temperaturen der Massenaufschmelzung ausgesetzt wird. Dies beeinflusst die Farbleistung des Bildsensors.
  • Das U.S. Patent US-A-5.536.908 offenbart eine Vorrichtung, bei der Elektronikkomponenten, wie zum Beispiel Chips und Bilddarstellungseinrichtungen, an einer Leiterplatte unter Verwendung der Massenaufschmelzung angebracht werden können. Eine ähnliche Offenbarung ist vorgesehen in dem U.S. Patent US-A-5.471.310.
  • Das U.S. Patent US-A-4.893.171 offenbart eine Vorrichtung, bei der eine mit Farbfiltern versehene Bilddarstellungsvorrichtung an einem Träger mittels Bonding bei niedriger Temperatur wie zum Beispiel unter Verwendung eines Harzes angebracht wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein bilddarstellendes System weist einen Bildsensor auf, mit einer Farbfilteranordnung (CFA) und einer Leiterplatte, wobei der Bildsensor zur Erfassung von Bilddaten und zur Bereitstellung der Bilddaten an einem Ausgang vorgesehen ist, wobei die Einheit aus Bildsensor und die Leiterplatte durch ein Massenaufschmelzverfahren erhalten werden kann.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigen:
  • 1 ein Querschnittsblockdiagramm eines QFP-Gehäuses 10 mit Fenster gemäß einer Modifizierung durch die Anmelder;
  • 2 eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels eines Gehäusedeckels, mit dem Keramikrahmen und Glasfenster;
  • 3 eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels des ganzen IS-Gehäuses;
  • 4 ein Ausführungsbeispiel des eingesetzten Verfahrens zur Anbringung einer Halbleiterscheibe in einer nicht-keramischen Einheit mit Fenster;
  • 5 ein Ausführungsbeispiel des Farfilterprozesses; und
  • 6 ein bilddarstellendes System, das einen Bildsensor umfasst, der durch ein Massenaufschmelzverfahren an einer Leiterplatte angebracht ist.
  • GENAUE BESCHREIBUNG
  • Offenbart wird ein Bildsensor, der mittels eines Massenaufschmelzverfahrens angebracht werden kann. Die Anmelder haben festgestellt, dass eine Modifikation einer QFP-Kunststoffeinheit mit Fenster, die von der Kyocera Corporation, Kyoto, Japan, erhältlich ist, es ermöglicht, fass die Kunststoffeinheit bzw. das Kunststoffgehäuse dem Massenaufschmelzverfahren standhält, ohne dass sich der Deckel von der geformten Einheit löst oder die Halbleiterscheibe von dem geformten Gehäuse ablöst. Darüber hinaus ermöglicht es der Einsatz eines CFA-Materials mit hoher Temperaturbeständigkeit, dass der Bildsensor seine Farbleistung auch dann beibehält, wenn er einem Massenaufschmelzverfahren ausgesetzt wird.
  • Die Einheit
  • Im folgenden Abschnitt wird ein Ausführungsbeispiel einer Einheit bzw. eines Gehäuses (englisch: Package) beschrieben, die als Gehäuse für den Bildsensor eingesetzt wird. Die Einheit ist auch in der gleichzeitig anhängigen U.S. Patentanmeldung mit dem Titel „Mass Reflowable Windowed Non-Ceramic Package" beschrieben, die auf die Intel Corporation und die Kyocera Corporation übertragen worden ist. Die Kunststoffeinheit wird aufgrund ihrer niedrigeren Kosten bevorzugt. Das Massenaufschmelzverfahren kann jedoch auch in Bezug auf eine Einheit mit Fenster angewandt werden, die an Stelle von Kunststoff aus Keramik besteht.
  • Kunststoffeinheiten mit Fenster können als Gehäuse für einen Bildsensor eingesetzt werden. In einem Ausführungsbeispiel weist eine Bildsensor-Halbleiterscheibe Abmessungen von mehr als 6 × 6 mm (290 × 290 Milliinch) auf. Eine direkte Glas- Kunststoff-Dichtung wird für die Einheit, die ein Gehäuse für eine so große Halbleiterscheibe bildet, nicht erreicht. Stattdessen wird ein Keramikrahmen eingesetzt, der eine Keramik-Kunststoff-Kopplung und eine Keramik-Glas-Kopplung ermöglicht, wie dies nachstehend im Text beschrieben ist.
  • Die Abbildung aus 1 zeigt ein Querschnittsblockdiagramm eines QFP-Gehäuses 10 mit Fenster, das durch Massenaufschmelzung hergestellt werden kann. Eine nicht-keramische Formeinheit 12 bildet das Gehäuse der Einheit. In einem Ausführungsbeispiel wird die nicht-keramische Formeinheit aus einem Kunststoff mit geringer Feuchtigkeit hergestellt, wie etwa einer Formverbindung mit geringer Feuchtigkeit aus Ortho-Kresol-Novolak, entwickelt von der Kyocera Corporation. In einem Ausführungsbeispiel zeigen Vertiefungen 22 an, wo Drückstifte eingesetzt worden sind, um die Formeinheit nach der Formung zu entfernen. Anhang 1 enthält ein Beispiel für die Materialeigenschaften einer Formzusammensetzung mit geringer Feuchtigkeit der Kyocera Corporation.
  • Die Attach 14 wird eingesetzt, um die Halbleiterscheibe 16 an der Verwendungsposition zu halten. In einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Die Attach 14 um ein Epoxidharz mit geringer Steifheit, wie etwa mit Silber gefülltes Epoxidharz von Ablestik Electronic Materials and Adhesives, Rancho Dominguez, Kalifornien, USA.
  • Drahtanschlüsse 18 bringen die Halbleiterscheibe 16 an eine Lead Frame (Anschlussrahmen) 20 an. Das Die Attach 14 wird so ausgewählt, dass es den erhöhten Temperaturen des Massenaufschmelzverfahrens standhält. Die Delaminierung der Halbleiterscheibe 16 von dem Die Attach 14 oder der Formeinheit 12 kann beim Mass Reflow bzw. Massenaufschmelzen ein Problem darstellen. Die Anmelder haben festgestellt, dass ein Härtungsverfahren aus zwei Schritten für das Die Attach, das nachstehend im Text in Bezug auf die Abbildung aus 3 näher beschrieben wird, das Problem löst.
  • Ein Deckel 30 verschließt die Formeinheit dicht. In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Deckel 30 einen Keramikrahmen 32 aus Aluminiumoxid. Der Keramikrahmen 32 hält ein transparentes Fenster. In einem Ausführungsbeispiel weist der Keramikrahmen 32 eine ausgesparte Leiste bzw. Fensterbank auf, in der sich ein Gasfenster 34 befindet. In einem Ausführungsbeispiel werden die Formeinheit 12 und der Keramikrahmen 32 unter Verwendung eines Bisphenol A Epoxidharzes abgedichtet. Die Epoxidharzdichtung kann auch zur Abdichtung zwischen dem Keramikrahmen 32 und dem Glasfenster 34 eingesetzt werden. In Anhang 2 sind die Eigenschaften des Dichtungsmittels Bisphenol A zusammengefasst, das sich zur Verwendung in Bezug auf die vorliegende Erfindung eignet.
  • Die modifizierte Einheit mit Fenster eignet sich im Besonderen, ohne darauf beschränkt zu sein, für CMOS-Bildsensoren (Komplementäre Metalloxid-Halbleiter-Bildsensoren), da ihre Halbleiterscheibengröße größer sein kann als 6 × 6 mm (240 × 240 Milliinch). In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die sich für einen Bildsensor eignende Einheit ein Fenster auf, mit einer geringfügig größeren Fläche als der Fläche des lichtempfindlichen Abschnitts der Halbleiterscheibe bzw. des Chips.
  • In einem Ausführungsbeispiel entspricht die Fläche des Fensters ungefähr dem 1,2-fachen der Fläche des lichtempfindlichen Abschnitts der Halbleiterscheibe. Die Fenstergröße variiert jedoch abhängig von ihrem Abstand zu der Halbleiterscheibe. Die Abbildungen der 2 und 3 zeigen Prinzipskizzen eines Ausführungsbeispiels des Deckels und der Formeinheit.
  • Die Abbildung aus 2 zeigt eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels des Deckels 30 der Einheit, mit einem Keramikrahmen 32 und einem Glasfenster 34. Die erste Abmessung ist in Milliinch gegeben, während die Abmessungen in Klammern in Millimetern angegeben sind. In einem Ausführungsbeispiel wird das Glasfenster 34 in eine ausgesparte Leiste 40 in dem Keramikrahmen 32 gesetzt.
  • Die Abbildung aus 3 zeigt eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels der ganzen IS-Einheit 50 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die erste Abmessung für ein Element ist in Inch bzw. Zoll angegeben, wobei die zweite Abmessungen (in Klammern) in Millimetern angegeben ist. Das abgebildete Ausführungsbeispiel weist zwar eine bestimmte Art von Lead Frame (Quad Flat Pack – QFP) auf, wobei aber auch andersartige Lead Frames eingesetzt werden können. Ferner können auch andere Einheiten bzw. Gehäuse eingesetzt werden, wie zum Beispiel Einheiten ohne Drahtanschlüsse, wie etwa eine Micro Ball Grid Array (Mikro-BGA), ein Chipträger ohne Drahtanschlüsse (LCC), ein Doppelreihengehäuse (DIP) und so weiter.
  • Die Abbildung aus 4 zeigt die Verfahrensschritte aus einem Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Aufbringung bzw. Anbringung einer Halbleiterscheibe in einer nicht-keramischen Einheit mit Fenster. In dem Schritt 202 wird Die Attach auf die Formeinheit abgegeben. In einem Ausführungsbeispiel umfasst das Die Attach ein Epoxidharz mit geringer Steifheit bzw. Elastizität, wie etwa mit Silber gefülltes Epoxidharz, wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist.
  • Das Verfahren fährt mit dem Block 204 fort, indem die Halbleiterscheibe geschrubbt oder vor und zurück bewegt wird, während Druck ausgeübt wird, um die Halbleiterscheibe fest an dem Die Attach aufzubringen. Eine gute Haftung bzw. Adhäsion der Halbleiterscheibe an einer glatten Oberfläche der Formeinheit wird ohne Plattierung der Rückseite der Halbleiterscheibe mit Gold erreicht.
  • Das Die Attach wird in dem Block 206 gehärtet. Wichtig ist es, Lücken in dem Die Attach zu eliminieren, die Probleme in Bezug auf Delaminierung bewirken können. Es konnte festgestellt werden, dass ein zweistufiges Aushärtungsverfahren bessere Ergebnisse liefert als ein einstufiges Aushärtungsverfahren, um Lücken in dem Die Attach zu verhindern. In einem Ausführungsbeispiel wird das Die Attach bei ungefähr 100 Grad Celsius ungefähr eine Stunde lang gebrannt, wobei das Die Attach danach bei ungefähr 150 Grad Celsius ungefähr eine weitere Stunde gebrannt wird.
  • In dem Block 208 werden Drahtanschlüsse zwischen der Halbleiterscheibe (Die) und dem Lead Frame der Formeinheit angebracht.
  • In dem Block 212 wird der Deckel an der Formeinheit angebracht. In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Deckel das Glasfenster 34, das an dem Keramikrahmen 32 über ein Bisphenol A Epoxidharz angebracht wird. Das Epoxidharz wird durch Brennen ausgehärtet. In einem Ausführungsbeispiel wird die Aushärtung ausgeführt durch Erhöhen der Temperatur auf ungefähr 150 Grad Celsius für die Dauer von ungefähr 70 Minuten. In einem Ausführungsbeispiel wird der Deckel an der Formeinheit unter Verwendung des gleichen Epoxidharzes angebracht, das auch für die Anbringung des Glasfensters 34 an dem Keramikrahmen 32 verwendet worden ist, und wobei das Epoxidharz ebenfalls durch Erhöhen der Temperatur auf ungefähr 150 Grad Celsius für die Dauer von ungefähr 70 Minuten ausgehärtet wird.
  • In einem Ausführungsbeispiel werden die oben genannten Schritte unter Verwendung von Laminarströmungshauben in einem Reinraum ausgeführt, der Level Class Sub 100 erfüllt, wobei weniger als 100 Partikel bzw. Teilchen an Verunreinigungen eines Mikron oder weniger pro Kubikmeter vorhanden sind. Dies unterstützt es zu verhindern, dass eine Partikelkontamination der Halbleiterscheibe während der Montage auftritt.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist das Fenster eine Oberflächeneigenschaft (Scratch/Dig) von 20 Mikron auf. Die Oberflächeneigenschaft (Scratch/Dig) bezeichnet den größten zulässigen Fehler in dem Glas. Ein größerer Fehler kann die Bilddarstellungsleistung des Bildsensors beeinträchtigen.
  • Zur Reduzierung der Feuchtigkeit in der dicht abgeschlossenen Einheit vor der Durchführung des Massenaufschmelzverfahrens wird unmittelbar vor der Verpackung ein verlängerter Brennzyklus eingesetzt. In einem Ausführungsbeispiel wird die dicht abgeschlossene Einheit bei 125 Grad Celsius 48 Stunden lang gebrannt, danach vakuumverschlossen in einer Feuchtigkeit abweisenden Verpackung zur Lagerung oder für den Versand. Dies ermöglicht es, dass die dicht abgeschlossene Einheit die Anforderungen für die IPC Level 4 Oberflächenmontage des Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits (IPC) erfüllt. (IPC ist ein Fachverband, der weltweit mehr als 2.300 unternehmen im Bereich der elektronischen Querverbindungsbranche vertritt.)
  • Wenn die dicht abgeschlossene Einheit für die Aufbringung bzw. Anbringung bereit ist, wird sie aus dem Beutel bzw. der Verpackung entfernt und unter Verwendung eines Massenaufschmelzverfahrens auf einer Leiterplatte aufgebracht, wie dies in dem Block 214 dargestellt ist. Es gibt verschiedenartige Massenaufschmelzverfahren. in einem Ausführungsbeispiel wird ein Infrarot-/Konvektions-Massenaufschmelzverfahren eingesetzt, das folgende Bedingungen erfüllt:.
    • 1) die Spitzengehäusetemperatur der Einheit entspricht ungefähr 225 Grad Celsius;
    • 2) die Zeit oberhalb von 215 °C beträgt ungefähr 30 Sekunden;
    • 3) die Zeit oberhalb von 183 °C beträgt ungefähr 140 Sekunden.
  • Die nicht-keramische Einheit mit Fenster kann dem oben genannten Massenaufschmelzverfahren standhalten, ohne dass der Deckel von der Formeinheit getrennt wird oder die Halbleiterscheibe von der Formeinheit gelöst wird.
  • Die Halbleiterscheibe und das CFA-Material
  • In einem Ausführungsbeispiel wird ein pigmentiertes CFA-Material (Farbfilteranordnungsmaterial) auf die Oberseite jedes Fotodetektors abgeschieden. Für gewöhnlich wird eine der Farben rot, grün oder blau in einem Mosaikmuster abgeschieden. Die Pigmente werden als die Farbstoffe gegenüber molekularen Farbstoffen ausgewählt aufgrund ihrer besseren Licht-, Hitze- und chemischen Stabilität bzw. Beständigkeit. Die Tabelle 1 zeigt ein Beispiel für die Zusammensetzung von Pigmenten, die von den Anmeldern verwendet wird. Der Anmelder hat festgestellt, dass das CFA-Material über verschiedene Temperaturen außerordentlich stabil ist. Das CFA-Material wurde vorher auf dem Gebiet der Flüssigkristalltechnologie (LCD-Technologie) eingesetzt, jedoch nicht als ein Farbfilter bei der Bilderfassung.
  • Die Abbildung aus 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Farbfilterverfahrens. Das Flussdiagramm beginnt mit dem Block 300, auf welchen der Block 310 folgt, in dem das pigmentierte CFA-Material durch ein Spin-Coating- bzw. Rotationsschleuderverfahren abgeschieden wird. In einem Ausführungsbeispiel wird das Spin-Coating mit 4.000 U/Min. über einen Zeitraum von ungefähr 30 Sekunden ausgeführt. In dem Block 312 wird das CFA einer weichen Brennphase ausgesetzt, in der das Bauteil bei ungefähr 90 Grad Celsius etwa eine Minute lang gebrannt wird. In dem Block 314 wird das CFA exponiert. In einem Ausführungsbeispiel wird eine Quecksilberlampe mit 500 W (I-Line) eingesetzt.
  • In dem Block 316 wird ein Brennen nach der Exposition bei ungefähr 180 °C etwa drei Minuten lang ausgeführt. In dem Block 318 wird das CFA entwickelt. In einem Ausführungsbeispiel wird die Entwicklung bei etwa 27 °C ungefähr eine Minute lang ausgeführt, um eine kritische Dimension von 20% zu erreichen. Das Bauteil wird danach in dem Block 320 gespült, danach in dem Block 322 ausgehärtet. Die Aushärtung erfolgt bei ungefähr 180 °C über etwa drei Minuten.
  • In einem Ausführungsbeispiel wird ein Lösemittel mit ungefähr 76 Gewichtsprozent Propylenglykolmonomethyletheracetat (PGMEA) und ungefähr 5 Gewichtsprozent Cyclohexanon verwendet, um das CFA-Material in dem Schritt des Spin-Coating zu dispergieren (Block 310), und ein Entwickler mit zwischen ungefähr 0,13 bis 0,14 Gewichtsprozent Tetramethylammoniumhydroxid wird in dem Entwicklungsschritt eingesetzt (Block 318).
  • Die Schritte des Flussdiagramms werden für jedes unterschiedliche pigmentierte CFA-Material wiederholt. In einem Ausführungsbeispiel werden die Schritte des Flussdiagramms zum Beispiel ausgeführt, um ein rotes, grünes und danach blau pigmentiertes CFA-Material aufzubringen. Es können jedoch verschiedene Anordnungen bzw. Reihenfolgen des Auftragens bzw. Anwendens unterschiedlicher Farben von CFA-Materialien verwendet werden. Darüber hinaus können auch andere Farbpigmente verwendet werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel gilt das CFA-Material nach dem Massenaufschmelzverfahren als stabil, wenn dessen Farbeigenschaften innerhalb eines Bereichs bleiben, der es ermöglicht, dass der Bildsensor eine Bildausgabe mit für einen menschlichen Beobachter akzeptabler Qualität bereitstellt. Zum Beispiel können a) sich die Farbeigenschaften des Bildsensors während dem Massenaufschmelzen leicht verändern, wobei die Veränderung der Bildausgabe jedoch so geringfügig ist, dass sie vom Menschen nicht wahrgenommen werden kann; oder b) sich die Farbeigenschaften des Bildsensors während dem Massenaufschmelzen verändern, wobei die Veränderung der Bildausgabe jedoch kompensiert werden kann, so dass ein Bild bereitgestellt wird, das für einen menschlichen Beobachter akzeptabel ist.
  • Eine Möglichkeit für die quantitative Messung der CFA-Stabilität ist die Bestimmung einer Farbdifferenz
    Figure 00130001
    In einem Ausführungsbeispiel basiert ein Schwellenwert für ein positives oder negatives Ergebnis auf
    Figure 00130002
    Zum Beispiel kann das CFA-Material nur dann als im Wesentlichen stabil gelten, wenn sich dessen Farbdifferenz um weniger als ein
    Figure 00130003
    von 5 nach der Exposition des Massenaufschmelzverfahrens verändert.
  • Natürlich können als positive oder negative Schwellenwerte auch andere Werte für
    Figure 00140001
    implementiert werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel wird die durchschnittliche bzw. mittlere Farbe für jeden der Kanäle rot, grün und blau durch den Bildsensor vor und nach dem Massenaufschmelzverfahren gemessen. Die Farbdifferenz
    Figure 00140002
    wird auf allgemein bekannte Art und Weise bestimmt. Zum Beispiel wird die Farbdifferenz
    Figure 00140003
    eschrieben in „Color Science: Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae, 2nd Edition, Gunter Wyszecki, W.S. Stiles (John Wiley & Sons, 1982).
  • Das CFA-Material kann auch eingesetzt werden, um eine Schutzschicht gegen Verkratzen bereitzustellen, wie dies in der gleichzeitig anhängigen U.S. Patentanmeldung mit der Anmeldungsnummer 08/986.501 mit dem Titel „Passivation Protection On Sensor Devices During Electronic Assembly", übertragen auf den gleichen gewerblichen Zessionar, beschrieben wird. In einem Ausführungsbeispiel werdeen eine rote Pigmentschicht und eine grüne Pigmentschicht CFA-Material mit einer Dicke von ungefähr 600 Mikron auf den Perimeter einer Halbleiterscheibe aufgetragen, um die darunter liegende Schaltkreisanordnung während der Handhabung der Halbleiterschreibe vor Kratzern zu schützen.
  • Bilddarstellungssystem
  • Die Abbildung aus 6 zeigt ein Bilddarstellungssystem 400, das einen Bildsensor umfasst, der durch ein Massenaufschmelzverfahren auf eine Leiterplatte aufgebracht wird. Der Bildsensor 410 wird als Teil einer Kamera, eines Silicon Eye oder einer anderen bilddarstellenden Vorrichtung eingesetzt. Der Bildsensor ist für gewöhnlich elektrisch mit einem Bildprozessor 420 und einem Speicher 430 gekoppelt. Das Bilddarstellungssystem kann auch eine Querverbindungsschaltkreisanordnung 440 für die Kommunikation mit anderen Systemen aufweisen, wie etwa einem Host-Computersystem oder einer anderen Ausgabevorrichtung. Das Bilddarstellungssystem kann ferner ein Objektivsystem (nicht abgebildet) aufweisen, um das Licht auf den Bildsensor zu fokussieren, wie dies im Fach allgemein bekannt ist.
  • Die Fähigkeit, den Bildsensor über ein Massenaufschmelzverfahren anzubringen, senkt Kosten und beschleunigt das Fertigungsverfahren. Dadurch kann ferner eine zuverlässigere Verbindung als durch manuelle Lötverfahren vorgesehen werden.
  • Offenbart wird somit ein Bildsensor, der durch ein Massenaufschmelzverfahren an einer Leiterplatte angebracht werden kann. Die speziellen Anordnungen und Verfahren, die hierin beschrieben werden, dienen ausschließlich der Veranschaulichung der Grundsätze der vorliegenden Erfindung. Zahlreiche Modifikationen in Bezug auf die Ausführung bzw. Form und die Einzelheiten sind möglich, ohne dabei vom Umfang der beschriebenen Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Erfindung wurde zwar in Bezug auf ein besonderes Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei sie darauf jedoch nicht beschränkt ist. Vielmehr ist die beschriebene Erfindung ist ausschließlich durch den Umfang der anhängigen Ansprüche beschränkt. TABELLE 1 Tabelle – 1. Zusammensetzung Pigment-dispergierter Fotopolymere
    Figure 00160001
    ANHANG 1 KYOCERA MATERIALEIGENSCHAFTEN (ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN VON EO1B)
    Figure 00170001
    Vorgeformt Juli Rev.B © 1996 Kyocera Corporation
    ANHANG 2
    Figure 00180001

Claims (17)

  1. Bilddarstellendes System (400), das einen Bildsensor (16, 410) umfasst, mit einer Farbfilteranordnung und einer Leiterplatte, wobei der Bildsensor (16, 410) zur Erfassung von Bilddaten und zur Bereitstellung der Bilddaten an einem Ausgang vorgesehen ist, wobei der Bildsensor (16, 410) an der Leiterplatte angebracht ist, wobei der Bildsensor (16, 410) und die Leiterplatteneinheit durch ein Massenaufschmelzverfahren erhalten werden kann.
  2. Bilddarstellendes System (400) nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Bildsensor (16, 410) um einen CCD-Sensor handelt.
  3. Bilddarstellendes System (400) nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Bildsensor (16, 910) um einen CMOS-Sensor handelt.
  4. Bilddarstellendes System (900) nach Anspruch 3, wobei die Farbfilteranordnung bis auf eine Temperatur von über 200 °C stabil ist.
  5. Bilddarstellendes System (400) nach Anspruch 4, wobei die Farbfilteranordnung aus einem pigmentierten Polymer hergestellt wird.
  6. Bilddarstellendes System (400) nach Anspruch 1, wobei der Bildsensor (16, 410) eine Halbleiterscheibe umfasst, die größer ist als 6 mal 6 mm (290 mal 240 Milliinch).
  7. Kamera, die einen Farbbildsensor (16, 410) umfasst und eine Linse zum Fokussieren von Licht auf den Farbbildsensor (16, 410), wobei der Farbbildsensor (16, 410) an der Leiterplatte angebracht ist, wobei der Farbbildsensor (16, 410) und die Leiterplatteneinheit durch ein Massenaufschmelzverfahren erhalten werden kann.
  8. Kamera nach Anspruch 7, wobei der Farbbildsensor (16, 410) ein Farbfilteranordnungsmaterial (CEA) umfasst, das auf Temperaturen stabil ist, die bei der Anbringung des Farbbildsensors (16, 410) während dem Massenaufschmelzverfahren stabil ist.
  9. Kamera nach Anspruch 9, wobei der Farbbildsensor (16, 410) ein pigmentiertes Farbfilteranordnungsmaterial (CFA) umfasst.
  10. Bilddarstellendes System (400) nach Anspruch 1, wobei der Bildsensor (16, 410) in einer Keramikeinheit (10, 50) mit einem Fenster (39) untergebracht ist.
  11. Verfahren zur Anbringung eines Bildsensors (16, 910) an einer Leiterplatte, wobei das Verfahren folgendes umfasst: das Anbringen eines Farbfiltermaterials (CFA) an einer Halbleiterschheibe, wobei die Halbleiterscheibe an einer Einheit (10, 50) angebracht ist; das Anbringen der Einheit an einer Leiterplatte; wobei die Einheit über ein Massenaufschmelzverfahren an der Leiterplatte angebracht wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Anbringen folgendes umfasst: das Anbringen eines pigmentierten CFA-Material an der Halbleiterscheibe.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Anbringen folgendes umfasst: das Erhitzen der Einheit auf eine Temperatur von über 200 °C.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Anbringen folgendes umfasst: das Erhitzen der Einheit auf ungefähr 215 °C.
  15. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Verfahren ferner folgendes umfasst: das Brennen der Einheit über eine längere Zeit vor der Anbringung.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Brennen für länger als 24 Stunden auf über 125 Grad Celsius vorgenommen wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Brennen die Einhaltung der Anforderungen für die IPC Level 4 Oberflächenmontage ermöglicht.
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