EP2687006A1 - Bildsensor-modul und verfahren zum herstellen eines solchen - Google Patents

Bildsensor-modul und verfahren zum herstellen eines solchen

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EP2687006A1
EP2687006A1 EP12700398.6A EP12700398A EP2687006A1 EP 2687006 A1 EP2687006 A1 EP 2687006A1 EP 12700398 A EP12700398 A EP 12700398A EP 2687006 A1 EP2687006 A1 EP 2687006A1
Authority
EP
European Patent Office
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image sensor
sensor module
carrier
module according
sensor carrier
Prior art date
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Ceased
Application number
EP12700398.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Marc Zimmermann
Klaus Zeh
Hartmut Rohde
Thomas Kurzweil
Ulrich Seger
Uwe Apel
Anja Beckerle
Gerald Brinks
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R11/00—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for
    • B60R11/04—Mounting of cameras operative during drive; Arrangement of controls thereof relative to the vehicle
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/57—Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60R2011/0026—Windows, e.g. windscreen
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    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector

Definitions

  • Image sensor module and method of making such
  • the invention relates to an image sensor module and to a method for producing an image sensor module.
  • the invention also relates to a use of an image sensor module.
  • Image sensor or imager modules ie a combination of an image sensor with an imaging optics, a lens holder, a chip carrier and electrical connections have a variety of commercial applications.
  • Imager modules are used as a camera in mobile phones or in the automotive field in
  • Used vehicle assist systems for example as a high beam assistant or the like.
  • the individual parts of the imaging optics for example the lenses, the lens mountings, the lens holders for connecting the imaging optics to a support of the image sensor,
  • the imaging optics and the image sensor is actively operated in each case and then brought and fixed during operation in a desired position to each other.
  • Image recording device has become known.
  • a first wafer is produced which has image sensors on a first surface in active regions.
  • the active areas are separated by separation areas.
  • the active regions comprise metallic compounds which are perpendicular to the Extend active areas into the Waver.
  • On the first surface walls are then arranged substantially symmetrically to the metallic contacts in further steps perpendicular to the first surface. Between the walls is in the
  • a plate with a lens element is fixed by gluing.
  • the entire unit is glued to a circuit board, so that via a solder joint, the metallic contact of the active area is connected to electrical contacts of the board.
  • the image sensor chip has a carrier element, which is part of a housing of a camera, which also contains other integrated circuits in addition to the image sensor chip.
  • the interconnects of the carrier element are in the molded interconnect device technology, in particular by means of a hot stamping process, made.
  • the image sensor module comprises the side of the image sensor lens frames, which are designed as side walls. Likewise, the image sensor includes outside the lens frames
  • the image sensor module in this case comprises a lower glass layer, which is arranged on a circuit layer. Above the lower glass layer, a silicon core is arranged, which has an image sensor. On the silicon layer, an upper glass layer is arranged and above this a lens holder, which comprises an optical component.
  • an image sensor module comprising an image sensor carrier and an image sensor, wherein the image sensor carrier is formed as an injection-molded circuit carrier and wherein the image sensor is arranged on the image sensor carrier and wherein the image sensor carrier comprises at least one holding means which on the
  • Claim 10 defines a method for producing an image sensor module, in particular according to at least one of claims 1-9, comprising the steps: producing an image sensor carrier by means of injection molding and arranging an image sensor on the image sensor carrier, wherein a holding means on the Image sensor carrier is formed.
  • an image sensor module according to at least one of claims 1 to 9 is defined in a camera, in particular in a camera of a mobile phone or in a camera of a motor vehicle.
  • Position fixation of the imaging optics relative to the image sensor can be omitted, so the
  • Image sensor module lowered because the chain of manufacturing steps is shorter and less susceptible to interference.
  • the imaging optics comprises at least one lens.
  • At least two holding means are designed as a holder for one lens and the two holding means arranged in steps one above the other.
  • spacers and / or “retainer” rings.
  • the image sensor carrier comprises conductive, in particular metallized areas for contacting electrical components.
  • the advantage achieved here is that in a simple and reliable manner electrically passive and / or active components on the surface of the image sensor carrier, for example by Leitkleben, soldering, bonding or the like can be arranged.
  • Leitkleben, soldering, bonding or the like By means of the metallized regions, it is thus possible to achieve a conductive connection for the wiring of electronic components which are arranged on the surface of the image sensor carrier.
  • An image sensor carrier made by means of MID thus enables a simple and reliable possibility of arranging and electrically contacting electronic components on the image sensor carrier in order to provide an image sensor module.
  • the image sensor is connected to at least one metallized region of the image sensor carrier via at least one electrically conductive connection for electrical contacting.
  • the image sensor module comprises at least one seal for protection against dust and the like.
  • the seal can be produced by forming thermally deformable edges of the image sensor carrier. The thermally deformable edges then lie, for example, firmly on the thermally plastic deformation of the corresponding region of the image sensor
  • the at least one holder means and / or the seal by thermal and / or mechanical plastic Deformation can be produced. In this way, a cost-effective production of the
  • the image sensor module may also comprise a compensation element.
  • a compensation element is particularly expedient to form the pressure compensation element as a membrane and in particular to form the surface of the membrane as an image sensor module identification surface. This can be accomplished, for example, by placing a label on the back of the image sensor module to close a gap in the image sensor module
  • Image sensor module is placed opposite the environment.
  • the label can be provided with a data matrix code, for example for production reasons.
  • at least one region of the image sensor module is designed as an adjustment aid, in particular as a mandrel.
  • Adjustment aid is designed so that a three-point support the relative position of
  • the image sensor module in the holder defines the image sensor module in the holder without tilting. It is particularly expedient if the arrangement of at least two adjustment aids has the greatest possible distance in order to minimize tolerances in the position of the image sensor module in the holder.
  • Heating means in particular a thermoelectric layer, for tempering the
  • Image sensor module arranged. At cold temperatures, it is possible that moisture may be deposited on the image sensor module. When a heating means is arranged, it is possible to operate the image sensor module in a larger temperature range, since moisture precipitation is at least significantly reduced. For example, heating the image sensor module during cold starts, for example when using the image sensor module in a vehicle, will result in a reduced
  • the at least one heating element is formed on one, in particular inner, surface of the image sensor carrier. This reduces one Fog tilt at the image sensor module at low temperatures even further.
  • the image sensor carrier is produced in one piece. This allows an economical use of material as well as a high level of installation friendliness and robustness of the image sensor carrier.
  • further sensors can be arranged in the image sensor module.
  • Possible sensors are temperature, humidity and capacity sensors or the like.
  • the advantage achieved here is that it allows a precise detection of the temperature at the imaging optics and image sensor, as well as a capacitive coating on walls of the image sensor module or moisture in the imaging optics.
  • an efficient and cost-effective control of the heating means of the image sensor module is made possible.
  • Function monitoring of the image sensor module is made possible by correlated light stimuli and an evaluation of the corresponding stimuli are made possible by the image sensor.
  • Image sensor module and a board is enabled. Particularly advantageous are the bonding
  • the bond pads can also be oriented in a particularly expedient manner, alternatively or additionally, on chamfers of the image sensor module which are remote in a plurality of spatial directions.
  • a usually rectangular edge may be formed as a polygon-like and thus an orientation of bond pads in different Allow spatial directions. This further simplifies the contacting of the image sensor module.
  • test agent is arranged on the image sensor module. It is particularly advantageous if the test agent is arranged at an easily accessible location, in particular on a surface of the image sensor module.
  • the advantage achieved is that a simple and reliable verification of the function of the image sensor module is made possible. Flex or other cable connections, which require a high mechanical complexity, can be dispensed with.
  • the test agent can be carried out in a useful manner as a test point, so that, for example, a simple contact is made possible by a functional circuit tester.
  • FIG. 1 shows an image sensor module according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 1 View; and in schematic form a disk holder with an image sensor module according to FIG. 1.
  • FIG. 1 shows an image sensor module according to a first embodiment of the present invention schematically in cross section.
  • reference numeral 1 denotes an image sensor module.
  • the image sensor module 1 has an image sensor carrier 2, which has a gap 30 in cross-section in FIG. 1.
  • the inner walls of the intermediate space 30 are symmetrical to each other and substantially stepped.
  • an image sensor 3 is electrically contacted via contacts 4 on the left and right with a wiring layer 6 on the surface of the image sensor carrier.
  • a light source 5 is arranged, which in the
  • Interspace 30 radiates. Furthermore, above the image sensor 3 are in the
  • the respective lens seat 9 is connected to the image sensor carrier 2 and is integral with the
  • Image sensor carrier 2 is formed. In the area of the uppermost lens 10, a moisture sensor 8 is arranged on the image sensor support 2 on the left side. On the upper side of the image sensor carrier 2, an adjustment mandrel 14 is arranged on the left and on the right in FIG. 1, which is oriented vertically upwards. On the right inner side of the gap 30 on the image sensor carrier 2, a heating element in the form of a Wderstands Quilt 13 is arranged. It's not just on the right side of the inner surface of the
  • the image sensor carrier 2 has on its left side to the left and on its right side to the right in each case a board 2a.
  • the board 2a is substantially provided with the wiring layer 6 already mentioned, on the outside thereof as well as on the left inside of the gap 30, and contacts both the light source 5 and the pads 4 the image sensor 3.
  • a contacting point 7b is arranged, with which the image sensor module 1 can be contacted for test purposes.
  • a contact point 7a for bonds is arranged, which essentially serves to make contact with the image sensor module 1.
  • FIG. 2 shows an image sensor module according to FIG. 1 in a three-dimensional schematic view.
  • FIG. 2a an image sensor module 1 is shown in three-dimensional view from the front.
  • the lens 10 and the image sensor carrier 2 can be seen in FIG. 2. This is essentially cylindrical.
  • Fig. 2b is substantially in
  • the film 11 which serves as dust protection for the image sensor 3 and can be provided with a label for identifying the image sensor module 1, can be seen from below.
  • FIG. 3 shows, in a schematic form, a pane holder with an image sensor module according to FIG. 1.
  • a disc 21 is shown, which extends in Fig. 3 substantially from bottom left to top right at an angle of about 50 degrees.
  • the disk 21 may be formed, for example, as a windscreen of a motor vehicle.
  • On the right side of the disc 3 disc holders 20 are arranged. In the
  • Disk holders 20 is a camera housing 27 clipped on upper and lower snap-in connections 22a, 22b.
  • a main board 25 is arranged in the upper area.
  • the image sensor module 1 is arranged substantially 90 degrees counterclockwise to the illustration of Fig. 1 in the camera body 27 to be acted upon by the oblique disk 21 with light, for example by the light of headlamps of an oncoming motor vehicle.
  • the image sensor module 1 is pressed by a retaining spring 23 into correspondingly shaped recesses of the disk holder 20 for the adjustment pins 14, so that the image sensor module 1 by means of the spring 23 in the camera body 27 is determined.
  • Wire bonding 24 connect the motherboard 25 with contact points of the image sensor module 1 for electrical contact.
  • the camera body 27 via adhesive, clamping or
  • Orientation of the image sensor module 1 is determined here by a 3-point support. However, 4- or multi-point editions are also conceivable.
  • the image sensor module 1 not only in
  • the present invention has the advantages that the effort for the production of an image sensor module can be significantly reduced. At the same time the production is easier and the image sensor module robust against environmental influences, especially dust and temperature fluctuations. In addition, the manufacturing process is also shorter in time and the committee low.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bildsensor-Modul umfassend einen Bildsensorträger und einen Bildsensor, wobei der Bildsensorträger als spritzgegossener Schaltungsträger ausgebildet ist und wobei der Bildsensor auf dem Bildsensorträger angeordnet ist und wobei der Bildsensorträger zumindest ein Haltemittel umfasst, welche an dem Bildsensorträger angeformt ist. Die Erfindung betrifft ebenso ein Herstellungsverfahren für ein Bildsensor-Modul sowie eine Verwendung.

Description

Beschreibung Titel
Bildsensor-Modul und Verfahren zum Herstellen eines solchen
Die Erfindung betrifft ein Bildsensor-Modul sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Bildsensor-Moduls. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Verwendung eines Bildsensor- Moduls.
Stand der Technik
Bildsensor- oder Imager-Module, also eine Kombination eines Bildsensors mit einer Abbildungsoptik, einem Objektivhalter, einem Chipträger und elektrischen Anschlüssen haben vielfältige kommerzielle Anwendungen. Derartige Imager-Module werden als Kamera in Mobiltelefonen verwendet oder auch im Automobilbereich in
Fahrzeugassistenzsystemen eingesetzt, beispielsweise als Fernlichtassistent oder dergleichen.
Für die Herstellung eines oben genannten Imager-Moduls werden die Einzelteile der Abbildungsoptik, beispielsweise die Linsen, die Linsen-Fassungen, die Linsenhalterungen zur Verbindung der Abbildungsoptik mit einem Träger des Bildsensors,
Dichtungselemente, Träger für einen Bildsensor sowie ein entsprechendes Gehäuse mittels Löten, Kleben oder anderen Aufbau- und Verbindungstechniken (AVT) miteinander verbunden.
Um die relative Lage der Bauteile zueinander hinreichend genau festlegen zu können, wird die Abbildungsoptik und der Bildsensor aktiv jeweils betrieben und diese dann während des Betriebs in eine gewünschte Lage zueinander gebracht und fixiert.
Aus der US 2010/0297799 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer
Bildaufnahmevorrichtung bekannt geworden. Dabei wird zunächst ein erster Waver hergestellt, der Bildsensoren auf einer ersten Oberfläche in aktiven Bereichen aufweist. Die aktiven Bereiche sind durch Trennungsbereiche voneinander getrennt. Die aktiven Bereiche umfassen dabei metallische Verbindungen, welche senkrecht von den Aktivbereichen in den Waver hineinreichen. Auf die erste Oberfläche werden dann in weiteren Schritten senkrecht zur ersten Oberfläche Wände im Wesentlichen symmetrisch zu den metallischen Kontaktierungen angeordnet. Zwischen den Wänden ist im
Wesentlichen ein Freiraum vorgesehen. Auf der Oberseite der zwei benachbarten Wände wird durch Verkleben eine Platte mit einem Linsenelement festgelegt. Die gesamte Einheit wird mit einer Platine verklebt, so dass über eine Lötstelle die metallische Kontaktierung des aktiven Bereichs mit elektrischen Kontakten der Platine verbunden wird.
Aus der DE 196 51 260 A1 ist ein Bildsensor-Chip und ein entsprechendes Trägerelement bekannt geworden. Der Bildsensor-Chip weist ein Trägerelement auf, welches Bestandteil eines Gehäuses einer Kamera ist, die außer dem Bildsensor-Chip auch weitere integrierte Schaltungen enthält. Die Leiterbahnen des Trägerelementes sind dabei in der Moulded Interconnect Device-Technik, insbesondere mittels eines Heißprägeverfahrens, hergestellt.
Aus der US 7,795,577 B2 ist ein Bildsensor-Modul bekannt geworden. Das Bildsensor- Modul umfasst dabei seitlich des Bildsensors Linsenfassungen, die als Seitenwände ausgebildet sind. Ebenso umfasst der Bildsensor außerhalb der Linsenfassungen
Kontaktstellen zu seiner elektrischen Kontaktierung. Insgesamt sind drei Linsen oberhalb des Bildsensors in der Linsenhalterung angeordnet.
Aus der US 2009/0095893 A1 ist ein weiteres Bildsensor-Modul bekannt geworden. Das Bildsensor-Modul umfasst dabei eine untere Glasschicht, die auf einer Schaltungsschicht angeordnet ist. Oberhalb der unteren Glasschicht ist ein Siliziumkern angeordnet, welcher einen Bildsensor aufweist. Auf der Siliziumschicht ist eine obere Glasschicht angeordnet und oberhalb dieser eine Linsenhalterung, welche eine optische Komponente umfasst.
Offenbarung der Erfindung In Anspruch 1 ist ein Bildsensor-Modul definiert umfassend einen Bildsensorträger und einen Bildsensor, wobei der Bildsensorträger als spritzgegossener Schaltungsträger ausgebildet ist und wobei der Bildsensor auf dem Bildsensorträger angeordnet ist und wobei der Bildsensorträger zumindest ein Haltemittel umfasst, welche an dem
Bildsensorträger angeformt ist. In Anspruch 10 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Bildsensor-Moduls definiert, insbesondere gemäß zumindest einem der Ansprüche 1-9, umfassend die Schritte: Herstellen eines Bildsensor-Trägers mittels Spritzgießen und Anordnen eines Bildsensors auf dem Bildsensor-Träger, wobei ein Haltemittel an dem Bildsensor-Träger angeformt wird.
In Anspruch 12 ist eine Verwendung eines Bildsensor-Moduls gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9 in einer Kamera definiert, insbesondere in einer Kamera eines Mobiltelefons oder in einer Kamera eines Kraftfahrzeugs.
Vorteile der Erfindung
Einer der mit der Erfindung erzielten Vorteile ist, dass damit eine aufwändige
Lagefixierung der Abbildungsoptik relativ zum Bildsensor entfallen kann, also die
Erfindung ein selbstjustierendes Verhalten aufweist. Dies erleichtert erheblich die
Herstellung eines derartigen Bildsensor-Moduls. Gleichzeitig wird auch die Zeit für eine Herstellung eines derartigen Bildsensor-Moduls gesenkt, da zeitraubende und teure "Active-Alignmenf'-Prozesse entfallen können, die die Toleranzen von Einzelbausteinen aus vorherigen Fertigungsschritten ausgleichen müssen. Darüber hinaus wird auch der Materialeinsatz beispielsweise von Hilfsmedien, wie Kleber oder dergleichen reduziert. Insgesamt wird damit auch der Ausschuss bei der Herstellung eines derartigen
Bildsensor-Moduls gesenkt, da die Kette von Herstellungsschritten kürzer und weniger störanfällig ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Abbildungsoptik zumindest eine Linse. Der wesentliche Vorteil dabei ist, dass eine einfache Montage sowie eine einfache Fokussierung von Licht auf dem Bildsensor ermöglicht wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind zumindest zwei Haltemittel als Halterung für jeweils eine Linse ausgebildet und die zwei Haltemittel treppenförmig übereinander angeordnet. Der erzielte Vorteil dabei ist, dass damit die Linsen auf einfache Weise, beispielsweise seitlich in die Haltemittel eingebracht werden können. Sofern die Linsen nicht bereits so geformt sind, dass ein direktes Einbringen beziehungsweise Übereinanderstapeln der Linsen möglich ist, können zweckmäßigerweise Abstandshalter zwischen den Linsen angeordnet werden,
insbesondere sogenannte "Spacer" und/oder "Retainer"-Ringe. Diese können
beispielsweise eingelegt, thermisch angeformt, geklebt oder geschraubt werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst der Bildsensor- Träger leitfähige, insbesondere metallisierte Bereiche zur Kontaktierung von elektrischen Bauteilen. Der erzielte Vorteil dabei ist, dass auf einfache und zuverlässige Weise elektrisch passive und/oder aktive Bauelemente auf der Oberfläche des Bildsensor- Trägers, beispielsweise mittels Leitkleben, Löten, Bonden oder dergleichen angeordnet werden können. Mittels der metallisierten Bereiche kann somit eine leitfähige Verbindung zur Verdrahtung von elektronischen Komponenten, welche auf der Oberfläche des Bildsensor-Trägers angeordnet sind, erreicht werden. Ein mittels MID hergestellter Bildsensor-Träger ermöglicht somit eine einfache und zuverlässige Möglichkeit, elektronische Komponenten auf dem Bildsensor-Träger anzuordnen und elektrisch zu kontaktieren, um ein Bildsensor-Modul bereitzustellen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Bildsensor mit zumindest einem metallisierten Bereich des Bildsensorträgers über zumindest eine elektrisch leitende Verbindung zur elektrischen Kontaktierung verbunden. Der erzielte Vorteil dabei ist, dass damit eine platzsparende und zuverlässige Kontaktierung des Bildsensors ermöglicht wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst das Bildsensor-Modul zumindest eine Dichtung zum Schutz vor Staub und dergleichen. Der erzielte Vorteil dabei ist, dass dabei eine Beeinflussung der Bildqualität durch Staubpartikel in gegebenenfalls vorhandenen Zwischenräumen der Abbildungsoptik und auch im Zwischenraum zwischen Abbildungsoptik und Bildsensor vermieden wird. Zweckmäßigerweise ist die Dichtung durch Ausbildung von thermisch umformbaren Rändern des Bildsensor-Trägers herstellbar. Die thermisch umformbaren Ränder liegen dann nach thermisch plastischer Verformung des entsprechenden Bereichs des Bildsensors beispielsweise fest auf dem
Rand der Linsen an und übernehmen damit die Funktion sowohl einer Halterung der Linse als auch einer entsprechenden Abdichtung von Zwischenräumen zum Schutz vor Staub und dergleichen. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das zumindest eine Haltermittel und/oder die Dichtung durch thermische und/oder mechanische plastische Verformung herstellbar. Auf diese Weise ist eine kostengünstige Herstellung des
Haltemittels und/oder der Dichtung möglich.
Zweckmäßigerweise kann das Bildsensor-Modul auch ein Ausgleichselement umfassen. Der Vorteil dabei ist, dass das Bildsensor-Modul auf Grund des in dem Bildsensor-Modul eingeschlossenen Luftvolumens auch bei Druckschwankungen, beispielsweise durch thermische Belastung des Bildsensor-Moduls, nicht mechanisch belastet wird. Besonders zweckmäßig ist es dabei, das Druckausgleichselement als Membran auszubilden und insbesondere die Oberfläche der Membran als Bildsensor-Modul-Kennzeichnungsfläche auszubilden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, indem ein Etikett an der Rückseite des Bildsensor-Moduls zum Verschließen eines Zwischenraumes des
Bildsensor-Moduls gegenüber der Umgebung angeordnet wird. Das Etikett kann dabei mit einem Data Matrix Code versehen sein, beispielsweise aus Fertigungsgründen. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zumindest ein Bereich des Bildsensor-Moduls als Justagehilfe, insbesondere als Dorn, ausgebildet. Der erzielte Vorteil damit ist, dass damit die Relativposition von dem Bildsensor-Modul in einer aufzunehmenden Halterung, beispielsweise einer Scheibenhalterung, besonders einfach und genau festgelegt werden kann. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die
Justagehilfe so ausgebildet ist, dass damit eine Drei-Punkt-Auflage die relative Lage des
Bildsensor-Moduls in der Halterung kippfrei festlegt. Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn die Anordnung zumindest zweier Justagehilfen einen größtmöglichen Abstand aufweist, um Toleranzen in der Lage des Bildsensor-Moduls in der Halterung zu minimieren.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zumindest ein
Heizmittel, insbesondere eine thermoelektrische Schicht, zum Temperieren des
Bildsensor-Moduls angeordnet. Bei kalten Temperaturen ist es möglich, dass sich Feuchtigkeit auf dem Bildsensor-Modul niederschlagen kann. Wrd ein Heizmittel angeordnet, ist es möglich, das Bildsensor-Modul in einem größeren Temperaturbereich zu betreiben., da eine Feuchtigkeitsniederschlag zumindest deutlich reduziert wird. Wird das Bildsensor-Modul beispielsweise bei Kaltstarts, zum Beispiel bei Verwendung des Bildsensor-Moduls in einem Fahrzeug erwärmt, führt dies zu einer verringerten
Kondensationsneigung auf den Flächen der Abbildungsoptik des Bildsensor-Moduls. Zweckmäßigerweise ist dabei das zumindest eine Heizelement auf einer, insbesondere inneren, Oberfläche des Bildsensor-Trägers ausgeformt. Dies reduziert eine Beschlagsneigung beim Bildsensor-Modul bei tiefen Temperaturen noch weiter.
Besonders vorteilhaft kann es dabei sein, das Bildsensor-Modul nur geringfügig über die Umgebungstemperatur aufzuheizen, was energieeffizient ist. Darüber hinaus verlängert dies die Lebensdauer des Bildsensor-Moduls, da bei einer Heizung des Bildsensor- Moduls bei tiefen Temperaturen größere maximale Temperaturdifferenzen und damit von temperaturbedingten Toleranzen vermieden werden und insbesondere eine Verringerung des Temperaturstresses im laufenden Betrieb ermöglicht wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird der Bildsensor- Träger einstückig hergestellt. Dies ermöglicht einen sparsamen Einsatz von Material sowie eine hohe Montagefreundlichkeit und Robustheit des Bildsensor-Trägers.
In vorteilhafter Weise können weitere Sensoren in dem Bildsensor-Modul angeordnet werden. Mögliche Sensoren sind dabei Temperatur-, Feuchte- und Kapazitätssensoren oder dergleichen. Der erzielte Vorteil dabei ist, dass damit eine präzise Erfassung der Temperatur an Abbildungsoptik und Bildsensor, ebenso wie ein kapazitiven Belag an Wänden des Bildsensor-Moduls oder ein Feuchte in der Abbildungsoptik ermöglicht wird. Darüber hinaus wird auch eine effiziente und kostengünstige Steuerung der Heizmittel des Bildsensor-Moduls ermöglicht.
Darüber hinaus kann auch in vorteilhafter Weise zumindest eine Lichtquelle,
insbesondere in Form einer Leuchtdiode, im Bildsensor-Modul angeordnet werden. Der erzielte Vorteil dabei ist, dass damit eine einfache und kostengünstige
Funktionsüberwachung des Bildsensor-Moduls ermöglicht wird, indem korrelierte Licht- Stimuli und eine Auswertung der entsprechenden Stimuli durch den Bildsensor ermöglicht werden.
Weiter ist es zweckmäßig, Bond-Pads am Bildsensor-Modul anzuordnen. Der erzielte Vorteil dabei ist, dass damit eine platzsparende Drahtverbindung zwischen dem
Bildsensor-Modul und einer Platine ermöglicht wird. Besonders vorteilhaft sind die Bond-
Pads auf einer Stirnseite des Bildsensor-Moduls angeordnet. Darüber hinaus können die Bond-Pads auch in besonders zweckmäßiger Weise alternativ oder zusätzlich an in mehreren Raumrichtungen abgesetzten Fasen des Bildsensor-Moduls orientiert sein. So kann beispielsweise eine üblicherweise rechteckförmige Kante als polygonartig ausgeformt sein und so eine Orientierung von Bond-Pads in unterschiedliche Raumrichtungen ermöglichen. Dies vereinfacht die Kontaktierung des Bildsensor-Moduls weiter.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, dass zumindest ein Testmittel am Bildsensor-Modul angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das Testmittel an einer einfach zugänglichen Stelle, insbesondere auf einer Oberfläche des Bildsensor-Moduls angeordnet ist. Der erzielte Vorteil dabei ist, dass eine einfache und zuverlässige Überprüfung der Funktion des Bildsensor-Moduls ermöglicht wird. Flex- oder andere Kabelanschlüsse, welche einen hohen mechanischen Aufwand bedingen, können damit entfallen. Das Testmittel kann dabei in zweckmäßiger Weise als Testpunkt ausgeführt sein, sodass beispielsweise eine einfache Kontaktierung durch einen Functional-Circuit- Tester ermöglicht wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Bildsensor-Modul gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung schematisch im Querschnitt;
Fig. 2a, 2b ein Bildsensor-Modul gemäß Fig. 1 in dreidimensionaler schematischer
Ansicht; sowie in schematischer Form eine Scheibenhalterung mit einem Bildsensor- Modul gemäß Fig. 1.
Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen dieselben beziehungsweise funktionsgleiche Elemente. Fig. 1 zeigt ein Bildsensor-Modul gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch im Querschnitt. In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 ein Bildsensor-Modul. Das Bildsensor-Modul 1 weist einen Bildsensorträger 2 auf, der im Querschnitt in Fig. 1 einen Zwischenraum 30 aufweist. Die innen liegenden Wände des Zwischenraums 30 sind dabei symmetrisch zueinander und im Wesentlichen treppenförmig ausgebildet. Im unteren Bereich des Bildsensorträgers 2 ist über Kontakte 4 links und rechts ein Bildsensor 3 elektrisch mit einer Verdrahtungsschicht 6 auf der Oberfläche des Bildsensorträgers kontaktiert.
Oberhalb des linken Kontaktes 4 ist eine Lichtquelle 5 angeordnet, die in den
Zwischenraum 30 einstrahlt. Weiterhin oberhalb des Bildsensors 3 sind in den
Treppenstufen drei Linsen 10 übereinander und parallel zueinander angeordnet, die jeweils in einem entsprechenden Linsensitz 9 angeordnet sind. Der jeweilige Linsensitz 9 ist dabei mit dem Bildsensorträger 2 verbunden ist und einstückig mit dem
Bildsensorträger 2 ausgebildet ist. Im Bereich der obersten Linse 10 ist auf der linken Seite am Bildsensorträger 2 ein Feuchtigkeitssensor 8 angeordnet. Auf der Oberseite des Bildsensor-Trägers 2 ist in Fig. 1 links und rechts jeweils ein Justagedorn 14 angeordnet, welcher senkrecht nach oben orientiert ist. Auf der rechten Innenseite des Zwischenraums 30 auf dem Bildsensorträger 2 ist ein Heizelement in Form einer Wderstandsstruktur 13 angeordnet. Es ist nicht nur auf der rechten Seite der inneren Oberfläche des
Zwischenraums 30 auf dem Bildsensorträger 2 angeordnet, sondern ebenfalls auf der rechten Seite im unteren Bereich des Bildsensor-Trägers 2.
Der Bildsensor-Träger 2 weist auf seiner linken Seite nach links und auf seiner rechten Seite nach rechts jeweils einen Vorstand 2a auf. Der Vorstand 2a ist im Wesentlichen mit der bereits genannten Verdrahtungsschicht 6 versehen, auf dessen Außenseite sowie auf der linken Innenseite des Zwischenraums 30 und kontaktiert sowohl die Lichtquelle 5 als auch über die Kontaktstellen 4 den Bildsensor 3. Weiterhin ist auf der linken Außenseite der Verdrahtungsschicht 6 im Bereich des linken Vorsprunges 2a eine Kontaktierstelle 7b angeordnet, mit der das Bildsensor-Modul 1 zu Testzwecken kontaktiert werden kann. Senkrecht hierzu auf der Oberseite des Vorsprungs 2a ist eine Kontaktierstelle 7a für Bonds angeordnet, die im Wesentlichen zur Kontaktierung des Bildsensor-Moduls 1 dient.
Unterhalb der Kontaktierstelle 7b ist die Unterkante des linken Vorsprungs 2a im
Querschnitt polygonartig ausgeformt; der Übergang zwischen der in Fig. 1 senkrechten Kante des Vorsprungs 2a mit der Kontaktierstelle 7b und der benachbarten horizontal angeordneten Bodenfläche des Vorsprungs 2a erfolgt nicht in einem Innenwinkel 50, 51 , 52 von 90 Grad, sondern mittels Wnkeln mit jeweils mehr als 90 Grad, so dass zusätzlich weitere Kontaktierstellen 7c, 7d jeweils auf einem Oberflächenabschnitt gebildet werden. Dadurch wird die Kontaktierung des Bildsensor-Moduls 1 erheblich vereinfacht. Auf der Oberseite des rechten Vorsprunges 2a ist auf der Verdrahtungsschicht 6 ein elektrisches Bauelement 26 angeordnet. Der Bildsensor 3 wird im oberen Bereich durch die jeweiligen Linsensitze 10a jeweils luftdicht verschlossen. Im unteren Bereich ist zum Staubschutz eine Folie 11 , insbesondere eine DAE-Folie, angeordnet, welche mit einem Label zur Identifikation des Bildsensor-Moduls 1 versehen werden kann.
Fig. 2 zeigt ein Bildsensor-Modul gemäß Fig. 1 in dreidimensionaler schematischer Ansicht.
In Fig. 2a ist in dreidimensionaler Ansicht von vorne ein Bildsensor-Modul 1 gezeigt. In Fig. 2 zu erkennen sind insbesondere die Linse 10 sowie der Bildsensor-Träger 2. Dieser ist im Wesentlichen zylinderförmig ausgeführt. In Fig. 2b ist im Wesentlichen in
dreidimensionaler Ansicht die Rückseite des Bildsensor-Moduls 1 gezeigt. Zu erkennen ist von unten die Folie 11 , welche als Staubschutz für den Bildsensor 3 dient und mit einem Label zur Identifizierung des Bildsensor-Moduls 1 versehen werden kann.
Fig. 3 zeigt in schematischer Form eine Scheibenhalterung mit einem Bildsensor-Modul gemäß Fig. 1.
In Fig. 3 ist eine Scheibe 21 gezeigt, welche in Fig. 3 im Wesentlichen von links unten nach rechts oben in einem Winkel von ca. 50 Grad verläuft. Die Scheibe 21 kann dabei beispielsweise als Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Auf der rechten Seite der Scheibe 3 sind Scheibenhalterungen 20 angeordnet. In die
Scheibenhalterungen 20 wird über obere und untere Rastverbindungen 22a, 22b ein Kameragehäuse 27 angeclipst. In dem Kameragehäuse 27 ist im oberen Bereich eine Hauptplatine 25 angeordnet. Das Bildsensor-Modul 1 ist im Wesentlichen um 90 Grad gegen den Uhrzeigersinn gegenüber der Darstellung der Fig. 1 im Kameragehäuse 27 angeordnet, um durch die schräge Scheibe 21 mit Licht beaufschlagt zu werden, beispielsweise durch Licht von Scheinwerfern eines entgegenkommenden Kraftfahrzeugs. Auf der Rückseite des Bildsensor-Moduls 1 , also im Bereich der Folie 11 , wird das Bildsensor-Modul 1 über eine Haltefeder 23 in entsprechend geformte Ausnehmungen der Scheibenhalterung 20 für die Justagedorne 14 gedrückt, sodass das Bildsensor-Modul 1 mittels der Feder 23 in dem Kameragehäuse 27 festgelegt wird. Drahtbonden 24 verbinden die Hauptplatine 25 mit Kontaktierstellen des Bildsensor-Moduls 1 zur elektrischen Kontaktierung.
Es ist ebenso möglich, das Kameragehäuse 27 über Klebe-, Klemm- oder
Schraubverbindungen mit der Scheibenhalterung 20 zu verbinden. Die Lage und
Ausrichtung des Bildsensor-Moduls 1 wird hier durch eine 3- Punkt-Auflage bestimmt. Es sind jedoch auch 4- oder Mehr-Punkt-Auflagen denkbar.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
So ist es beispielsweise möglich, das Bildsensor-Modul 1 nicht nur in
Fahrerassistenzsystemen, sondern auch in Consumer-Produkten, wie Mobiltelefonen, etc. zu verwenden.
Zusammenfassend weist die vorliegende Erfindung die Vorteile auf, dass damit der Aufwand für die Herstellung eines Bildsensor-Moduls erheblich gesenkt werden kann. Gleichzeitig ist die Herstellung einfacher und das Bildsensor-Modul robust gegenüber Umwelteinflüssen, insbesondere Staub und Temperaturschwankungen. Darüber hinaus ist der Herstellungsprozess auch zeitlich kürzer und der Ausschuss niedrig.

Claims

Ansprüche 1. Bildsensor-Modul (1), umfassend
einen Bildsensorträger (2), einen Bildsensor (3) und eine Abbildungsoptik (10), wobei
der Bildsensorträger (2) als spritzgegossener Schaltungsträger ausgebildet ist und wobei der Bildsensor (3) auf dem Bildsensorträger (2) angeordnet ist und wobei der Bildsensorträger (2) zumindest ein Haltemittel (10a) für die Abbildungsoptik
(10) umfasst, welche an dem Bildsensorträger (2) angeformt ist.
2. Bildsensor-Modul gemäß Anspruch 1 , wobei
die Abbildungsoptik (10) zumindest eine Linse umfasst.
3. Bildsensor-Modul gemäß Anspruch 2, wobei
zumindest zwei Haltemittel (10a) als Halterung für jeweils eine Linse (10) ausgebildet sind und die zwei Haltemittel (10a) treppenförmig übereinander angeordnet sind.
4. Bildsensor-Modul gemäß zumindest einem der Ansprüche 1-3, wobei
der Bildsensorträger (2) leitfähige, insbesondere metallisierte Bereiche (6, 7a, 7b) zur Kontaktierung von elektrischen Bauteilen (26) umfasst.
5. Bildsensor-Modul gemäß zumindest Anspruch 4, wobei
der Bildsensor (3) mit den metallisierten Bereichen (6, 7a, 7b) des
Bildsensorträgers (2) über zumindest eine elektrisch leitende Verbindung (4) zur elektrischen Kontaktierung verbunden ist.
6. Bildsensor-Modul gemäß zumindest einem der Ansprüche 1-5, wobei
das Bildsensor-Modul (1) zumindest eine Dichtung (1 1 , 10a) zum Schutz vor Staub und dergleichen umfasst.
7. Bildsensor-Modul gemäß Anspruch 2 und/oder 6, wobei
das zumindest eine Haltemittel (10a) und/oder die Dichtung (1 1 , 10a) durch thermische und/oder mechanische plastische Verformung des Bildsensorträgers (2) herstellbar ist.
8. Bildsensor-Modul gemäß zumindest einem der Ansprüche 1-7, wobei
zumindest ein Bereich des Bildsensor-Moduls (1) als Justagehilfe (14), insbesondere als Dorn, ausgebildet ist.
9. Bildsensor-Modul gemäß zumindest einem der Ansprüche 1-8, wobei
zumindest ein Heizmittel (13), insbesondere eine thermoelektrische Schicht, zum Temperieren des Bildsensor-Moduls (1) angeordnet ist.
10. Verfahren zum Herstellen eines Bildsensor-Moduls (1), insbesondere gemäß zumindest einem der Ansprüche 1-8, umfassend die Schritte
Herstellen eines Bildsensorträgers (2) mittels Spritzgießen und
Anordnen eines Bildsensors (3) auf dem Bildsensorträger (2), wobei
ein Haltemittel (10a) an dem Bildsensorträger (2) angeformt wird.
1 1. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei
der Bildsensorträger (2) einstückig hergestellt wird.
12. Verwendung eines Bildsensor-Moduls (1) gemäß zumindest einem der Ansprüche 1-9 in einer Kamera (27), insbesondere in einer Kamera (27) eines Mobiltelefons oder in einer Kamera (27) eines Kraftfahrzeugs.
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