EP2976880A1 - Stereokameramodul sowie verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Stereokameramodul sowie verfahren zu dessen herstellung

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EP2976880A1
EP2976880A1 EP13831851.4A EP13831851A EP2976880A1 EP 2976880 A1 EP2976880 A1 EP 2976880A1 EP 13831851 A EP13831851 A EP 13831851A EP 2976880 A1 EP2976880 A1 EP 2976880A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
image sensor
circuit board
camera module
stereo camera
carrier
Prior art date
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Ceased
Application number
EP13831851.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Müller
Sven Kujat
Marko ALEXOVSKI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Conti Temic Microelectronic GmbH
Original Assignee
Conti Temic Microelectronic GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2976880A1 publication Critical patent/EP2976880A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • H04N13/20—Image signal generators
    • H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
    • H04N13/239—Image signal generators using stereoscopic image cameras using two 2D image sensors having a relative position equal to or related to the interocular distance
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/301—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor by means of a mounting structure
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    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • Y10T29/4913—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
    • Y10T29/49133—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc. with component orienting
    • Y10T29/49135—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc. with component orienting and shaping, e.g., cutting or bending, etc.

Definitions

  • the invention relates to a stereo camera module according to Oberbe ⁇ handle of claim 1 and a method for the manufacture ⁇ ment of the stereo camera module according to the invention.
  • stereo camera modules are used in vehicles recording the vehicle environment in order to use the image data for a variety of functions, such. For example, for lane detection, traffic sign recognition, high-beam assistance, collision warning, pedestrian recognition, etc., based on the evaluated image data and interventions in vehicle control systems, eg. Braking or engine controls are performed.
  • These stereo camera modules are capable of creating a three-dimensional construction of the environment based on the offset between pixels of two captured images.
  • a stereo camera module which has a rectangular carrier, the end, each with a perpendicular to the support flange projecting with a reference surface as a mounting surface for a
  • each of the two arranged on this reference surface image sensors is through the reference surface with a behind the flange with contacted the carrier connected circuit board.
  • the two reference surfaces for the two image sensors are formed substantially in the same plane or substantially in parallel planes on the carrier.
  • a plurality of reference surfaces are provided for positioning on the housing of the image sensors, wherein the carrier further comprises at least one Positionin ⁇ approximate surface opposite to one of the reference surface position, so that the packaged image sensors pressed tion michs Colour each case by a retaining plate against the mounting surface and the positioning and be connected by means of an adhesive bond with the mounting surface.
  • the wearer of this known stereo camera module may also include markers or structures which serve as a reference for positioning the packaged image sensors on the mounting surfaces and which can be recognized by a video camera.
  • Such a stereo camera module which has a first and two ⁇ th image sensor, a support with substantially aligned in the same plane mounting surfaces for arranging the first and second image sensor on these mounting surfaces, a arranged on the support first Ob ective housing with an optical system for the
  • the first image sensor, a second object housing arranged on the support with an optical system for the second image sensor, and a printed circuit board arrangement for electrically contacting the first and second image sensor are distinguished by the fact that the first and second image sensor each comprise an image sensor chip Wire bonds are formed and the printed circuit board arrangement has wire bonding surfaces for contacting the wire bond connections of the first and second image sensor chips.
  • the carrier is plate-like, preferably formed of metal, wherein the mounting surfaces are provided on a first surface side of the carrier.
  • the circuit board assembly is formed in two parts with a first circuit board for contacting the first image sensor chip and a second circuit board for contacting the second image sensor chip. If such printed circuit boards are designed to be flexible, the carrier can be connected in a simple manner to a mainboard of the stereo camera module.
  • the printed circuit board assembly is designed as a one-piece printed circuit board for contacting the first image sensor chip and the second image sensor chips formed. Even such a one-piece conductor ⁇ plate can be made flexible, so that thereby reduces the connection to a main circuit board to a single connector.
  • a common circuit board for both image sensor chips and components for the signal processing can be arranged on this circuit board because of the larger area, whereby the motherboard can be made smaller and so ultimately the overall size of the stereo camera module according to the invention is reduced.
  • the first and second ektivgeophuse are each connected via an adhesive connection to the carrier.
  • the optical system of each of the two lens housing can be aligned with respect to the associated image sensor chip, whereby a total of a stereo camera module with minimal tolerances stands out clearly ⁇ the roll angle tolerances are available.
  • the carrier in the region of the mounting surfaces has openings for passing the Drahtbondeducationen the two image sensor chips on the circuit board assembly.
  • the second object is achieved by a method having the features of claim 8.
  • outer edges of the carrier or apertures in the carrier can be used to actively position the image sensor chips.
  • Figure 1 is an exploded perspective view of a
  • Stereo camera module according to the invention as an exemplary embodiment, and Figure 2 is a perspective sectional view of one of the two camera modules of the stereo camera module according Fi ⁇ gur 1.
  • the stereo camera module 1 according to Figure 1 for a vehicle assistants ⁇ assistance system of a vehicle comprises a support 4, on wel ⁇ chem a first image sensor chip 2.1 and a second image sensor Chip 2.2 as "bare die” and each one of these first and second image sensor chip 2.1 and 2.2 associated lens housing 5.1 and 5.2 are arranged, wherein the two Ob ⁇ jektivgephinuse 5.1 and 5.2 each have an optical system 6.1 and 6.2.
  • the support 4 is designed as a rectangular metal support plate which extends in the x-direction and whose angled edges are angled in the longitudinal direction (x-direction) so that a Z-shaped cross-section is formed.
  • a quartz crystal support plate 4 which extends in the x-direction and whose angled edges are angled in the longitudinal direction (x-direction) so that a Z-shaped cross-section is formed.
  • a quartz crystal support plate 4 On this support plate 4, ahexmo ⁇ dul 1.1 and 1.2 of the stereo camera module 1 is arranged at the ends, which are formed by the first image sensor chip 2.1 with the associated lens housing 5.1 and the second image sensor chip 2.2 with the associated lens housing 5.2.
  • the first image sensor chip 2.1 by means of an adhesive connection (in Figure 2 designated by reference numeral 11) on a mounting surface 4.1 of the support plate 4 and the second image ⁇ sensor chip 2.2 by means of a further adhesive connection to a further mounting surface 4.2 of the carrier plate 4 angeord ⁇ net, with these mounting surfaces 4.1 and 4.2 on a first, front surface side 4.3 of the support plate 4 be ⁇ find. Since the support plate 4 is made of metal, there is a good thermal connection of the two image ⁇ sensor chips 2.1 and 2.2 to the support plate 4, since the chips ( "Bare die") on the metallic surface of the carrier plate Trä ⁇ rest. 4
  • the back of the support plate 4 is a ver ⁇ affiliated with the support plate 4 circuit board assembly 7, which has wire bonding surfaces 8 for electrically contacting the two image sensor chips 2.1 and 2.2.
  • the wire bonds 3.1 and 3.2 of the first and second image sensor chips 2.1 and 2.2 are arranged in the region of these mounting surfaces 4.1 and 4.2 apertures 10.1 and 10.2 on the back 4.4 of the support plate 4 on the circuit board assembly 7 and there with the Wire bonding surfaces 8 of the printed circuit board assembly 7 contacted.
  • the circuit board assembly 7 consists of two individual flexible printed circuit boards 7.1 and 7.2, respectively Drahtbond vom 8.1 and 8.2 for contacting the through openings 10.1 and 10.2 in the region of the mounting surface 4.1 and 4.2 of the support plate 4 passed through wire bonds 3.1 and 3.2 of the image sensor chip 2.1 and 2.2 aufwei ⁇ sen, as shown in the sectional view of Figure 2 for the image sensor chip 2.1 of the camera module 1.1, which is connected via an adhesive connection 11 with the support plate 4.
  • the two flexible printed circuit boards 7.1 and 7.2 may additionally have a contact zone for connection to a zero force plug.
  • circuit board assembly 7 consists only of a single flexible circuit board (not shown in the figures), alternatively from a single rigid circuit board of an FR4 material, only a single connection to a main ⁇ circuit board of the stereo camera module 1 is required.
  • a common circuit board for the two image sensor chips 2.1 and 2.2 and components for signal processing can be arranged on this common circuit board because of the larger area, so that the ⁇ se no longer need to be placed on the main circuit board and therefore this Main circuit board can be smaller dimensioned.
  • a flexible common printed circuit board for the two image sensor chips 2.1 and 2.2 may also have a contact zone for connection to a zero force plug.
  • this has a flexible region with a contact zone; Instead of the flexible area can also be used a plug connection.
  • the following method steps are carried out: First, the two image sensor chips 2.1 and 2.2 are positioned on the carrier plate 4 and aligned parallel to one another with minimal lateral displacement. There is an ak ⁇ tive positioning of these two image sensor chips 2.1 and 2.2 relative to features of the support plate 4th
  • the carrier plate 4 is fixed in a receptacle of this operating system and thereby ensured by the same that the two image sensor chips 2.1 and 2.2 are stuck with the same roll angle adjustment.
  • the Hal ⁇ sion for the support plate 4 in this operating system so staltet be that it allows a displacement of the support plate only in a longitudinal direction.
  • an adhesive is used which is hardened after the positioning and alignment of the two image sensor chips 2.1 and 2.2.
  • the wire bonding connections 3.1 and 3.2 of the two image sensor chips 2.1 and 2.2 are contacted with the wire bonding surfaces 8 of the common printed circuit board 7 or the wire bonding surfaces 8.1 and 8.2 of the two printed circuit boards 7.1 and 7.2.
  • the finished manufactured ektivgeophuse 5.1 and 5.2 with ⁇ each case an optical system 6.1 and 6.2 for the first and second image sensor chip 2.1 and 2.2 are connected by adhesive to the support plate 4 according to Figure 2, fixed and focus adjusted and then for production a Kle ⁇ betagen 9.1 or 9.2 cured with the support plate 4.
  • a stereo camera module 1 produced in this way has only a short tolerance chain between the two image sensor chips 2.1 and 2.2, which has only the two roll angle tolerances of the image sensor chip 2.1 and the image sensor chip 2.2 relative to the carrier plate 4, for example to an edge thereof ,
  • the image sensor chip can prepare 2.1 and 2.2 on the carrier plate from ⁇ alternatively one on the carrier plate 4 arranged stop edge are provided. It would be possible also, each a resilient element for the two image sensor chips 2.1 and 2.2 in the carrier plate 4 devisbrin ⁇ gen, the 2.1 and 2.2 pushes each of the two image sensor chips against such a stop edge.
  • an auxiliary device with speech smerkma ⁇ len can be used, which mechanically positions the positioning of the two image sensor chips 3.1 and 2.2 relative to these reference ⁇ features on the support plate 4.
  • Such auxiliary device may also have resilient elements that press the two image sensor chips 2.1 and 2.2 and the carrier ⁇ plate 4 against the reference features on the auxiliary device.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stereokameramodul (1), welches einen ersten und zweiten Bildsensor, einen Träger (4) mit im Wesentlichen in der gleichen Ebene ausgerichteten Montageflächen (4.1, 4.2) zur Anordnung des ersten und zweiten Bildsensors (2.1, 2.2) auf diesen Montageflächen (4.1, 4.2), ein auf dem Träger (4) angeordnetes erstes Objektivgehäuse (5.1) mit einem Optiksystem (6.1) für den ersten Bildsensor (2.1), ein auf dem Träger (4) angeordnetes zweites Objektivgehäuse (5.2) mit einem Optiksystem (6.2) für den zweiten Bildsensor (2.2), und eine Leiterplattenanordnung (7) zum elektrischen Kontaktieren des ersten und zweiten Bildsensors durch den Träger (4) hindurch. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der erste und zweite Bildsensor jeweils als Bildsensor-Chip (2.1, 2.2) mit Drahtbondverbindungen (3.1, 3.2) ausgebildet sind und die Leiterplattenanordnung (7) Drahtbondflächen (8) zum Kontaktieren der Drahtbondverbindungen (3.1, 3.2) des ersten und zweiten Bildsensor-Chips (2.1, 2.2) aufweist.

Description

STEREOKAMERAMODUL SOWIE VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG
Die Erfindung betrifft ein Stereokameramodul gemäß Oberbe¬ griff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstel¬ lung des erfindungsgemäßen Stereokameramoduls.
Solche Stereokameramodule dienen in Fahrzeugen der Aufnahme der Fahrzeugumgebung, um die Bilddaten für vielfältige Funktionen verwenden zu können, wie z. Bsp. für Spurerkennung, Verkehrszeichenerkennung, Fernlichtassistenz, Kollisionswarnung, Fußgängererkennung usw., wobei auf Basis der ausgewerteten Bilddaten auch Eingriffe in Fahrzeug-Regelsysteme, bspw. Brems- oder Motorregelungen durchgeführt werden. Diese Stereokameramodule sind in der Lage auf Basis des Versatzes zwischen Bildpunkten von zwei aufgenommenen Bildern eine dreidimensionale Konstruktion der Umgebung zu erstellen.
Um eine hohe Güte eines solchen Stereokameramoduls zu errei¬ chen, ist es erforderlich, dass die beiden Kameramodule eines solchen Stereokameramoduls gegeneinander ausgerichtet sind, insbesondere bezüglich des Rollwinkels (Verdrehung um die op¬ tische Achse) . Idealerweise sind die Bildzeilen beider Kame¬ ramodule des Stereokameramoduls parallel zueinander ausge¬ richtet und haben keinen lateralen Versatz.
Aus der EP 1 816 514 Bl ist ein Stereokameramodul bekannt, welches einen rechteckförmigen Träger aufweist, der endseitig mit jeweils einem senkrecht zum Träger abstehenden Flansch mit einer Referenzfläche als Montagefläche für einen
gehäusten Bildsensor ausgebildet ist. Jeder der beiden auf dieser Referenzfläche angeordneten Bildsensoren wird durch die Referenzfläche hindurch mit einer hinter dem Flansch mit dem Träger verbundenen Leiterplatte kontaktiert. Die beiden Referenzflächen für die beiden Bildsensoren sind im Wesentlichen in der gleichen Ebene oder im Wesentlichen in parallelen Ebenen auf dem Träger ausgebildet. An dem Gehäuse der Bild- sensoren sind mehrere Bezugsflächen zum Positionieren vorgesehen, wobei der Träger ferner wenigstens eine Positionie¬ rungsfläche in einer der Bezugsfläche gegenüberliegenden Position umfasst, so dass die gehäusten Bildsensoren jeweils durch eine Halteplatte gegen die Montagefläche und die Posi- tionierungsfläche gedrückt und mittels einer Klebeverbindung mit der Montagefläche verbunden werden. Schließlich kann der Träger dieses bekannten Stereokameramoduls auch Markierungen oder Strukturen umfassen, die als Referenz zum Positionieren der gehäusten Bildsensoren auf den Montageflächen dienen und die von einer Videokamera erkannt werden können.
Bei diesem bekannten Stereokameramodul wird wohl eine Roll¬ winkel ustierung zwischen dem Träger und dem gehäusten Bildsensor erreicht, jedoch bleiben die Rollwinkeltoleranzen in- nerhalb des gehäusten Bildsensors, also zwischen dem Bildsen¬ sor-Chip und dem Bildsensorgehäuse bestehen. Diese Toleranzen werden auch dadurch nicht ausgeglichen, wenn auf der Oberfläche des Bildsensorgehäuses Bezugsflächen vorhanden sind, die an zugehörigen Positionierungsflächen des Trägers ausgerich- tet werden. In der Regel überschreiten diese Toleranzen innerhalb des gehäusten Bildsensors die zulässige Gesamttole¬ ranz des Stereokameramoduls. Ferner ist es bei diesem bekann¬ ten Stereokameramodul auch nachteilig, dass jeder der beiden Bildsensoren an einer Positionierungsfläche des Trägers aus- gerichtet wird. Denn dies setzt eine geringe Toleranz der den beiden Bildsensoren zugeordneten Positionierungsflächen hinsichtlich deren Ausrichtung voraus. Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Er¬ findung ein Stereokameramodul der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Rollwinkel ustierung erreicht wird und dennoch einen konstruktiv einfachen Aufbau aufweist. Ferner ist es Aufgabe ein Verfahren zur Herstellung eines solchen erfindungsgemäßen Kameramoduls anzugeben. Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Stereokamera¬ modul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Ein solches Stereokameramodul, welches einen ersten und zwei¬ ten Bildsensor, einen Träger mit im Wesentlichen in der glei- chen Ebene ausgerichteten Montageflächen zur Anordnung des ersten und zweiten Bildsensors auf diesen Montageflächen, ein auf dem Träger angeordnetes erstes Ob ektivgehäuse mit einem Optiksystem für den ersten Bildsensor, ein auf dem Träger angeordnetes zweites Ob ektivgehäuse mit einem Optiksystem für den zweiten Bildsensor, und eine Leiterplattenanordnung zum elektrischen Kontaktieren des ersten und zweiten Bildsensors umfasst, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass der erste und zweite Bildsensor jeweils als Bildsensor-Chip mit Drahtbondverbindungen ausgebildet sind und die Leiterplatten- anordnung Drahtbondflächen zum Kontaktieren der Drahtbondverbindungen des ersten und zweiten Bildsensor-Chips aufweist.
Dadurch dass anstelle von gehäusten Bildsensoren nur die Bildsensor-Chips verwendet werden, verkürzt sich maßgeblich die Toleranzkante zwischen den beiden Bildsensor-Chips. Diese Toleranzkette enthält nur noch zweimal die Rollwinkeltoleranz zwischen einem Bildsensor-Chip und dem Träger. Damit sind mechanische Referenzflächen, wie sie entsprechend dem Stand der Technik gemäß der EP 186 514 Bl vorgesehen sind, nicht erforderlich. Die beiden Bildsensor-Chips werden relativ zu Merkmalen des Trägers aktiv positioniert. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Träger plattenartig, vorzugsweise aus Metall ausgebildet, wobei die Montageflächen auf einer ersten Oberflächenseite des Trägers vorgesehen sind. Damit lässt sich ein konstruktiv einfacher Aufbau des erfindungsgemäßen Stereokameramoduls er- reichen. Vorzugsweise ist dabei in einfacher Weise gesehen, dass auf einer der ersten Oberflächenseite gegenüberliegende zweite Oberflächenseite die Leiterplattenanordnung angeordnet ist. Durch die Verwendung einer Metallplatte als Träger kann eine gute thermische Anbindung der Bildsensor-Chips reali- siert werden. Wird ferner ein Ob ektivgehäuse aus Metall ver¬ wendet und erfolgt die Verbindung des Ob ektivgehäuses mit dem metallischen Träger über eine Klebeverbindung, so wird die Kleberauswahl aufgrund der zu verbindenden ähnlichen Materialien vereinfacht. Die Toleranzkette zwischen einem Bild- sensor-Chip und dem zugehörigen Objektivgehäuse wird dadurch minimiert .
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Leiterplattenanordnung zweiteilig mit einer ersten Leiterplatte zur Kontaktierung des ersten Bildsensor-Chips und einer zweiten Leiterplatte zur Kontaktierung des zweiten Bildsensor-Chips ausgebildet. Werden solche Leiterplatten flexibel ausgebildet, kann der Träger in einfacher Weise mit einer Hauptplatine des Stereokameramoduls verbunden werden.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Leiterplattenanordnung als einteilige Leiterplatte zur Kon- taktierung des ersten Bildsensor-Chips und des zweiten Bild- sensor-Chips ausgebildet. Auch eine solche einteilige Leiter¬ platte kann flexibel ausgebildet werden, so dass sich dadurch die Anbindung zu einer Hauptleiterplatte auf einen einzigen Verbinder reduziert. Bei Verwendung einer gemeinsamen Leiterplatte für beide Bildsensor-Chips können wegen der größeren Fläche auch Komponenten für die Signalverarbeitung auf dieser Leiterplatte angeordnet werden, wodurch die Hauptplatine kleiner ausgelegt werden kann und so letztendlich die Gesamtgröße des erfindungsgemäßen Stereokameramoduls verringert wird .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das erste und zweite Ob ektivgehäuse jeweils über eine Klebeverbindung mit dem Träger verbunden. So kann das Optiksystem jedes der beiden Objektivgehäuse gegenüber dem zugehörigen Bildsensor-Chip ausgerichtet werden, wodurch insgesamt ein Stereokameramodul mit minimalen Toleranzen hin¬ sichtlich der Rollwinkeltoleranzen zur Verfügung steht.
Ferner ist es weiterbildungsgemäß vorgesehen, dass der Träger im Bereich der Montageflächen Durchbrüche zum Hindurchführen der Drahtbondverbindungen der beiden Bildsensor-Chips auf die Leiterplattenanordnung aufweist.
Die zweitgenannte Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 8 gelöst.
Dieses Verfahren zum Herstellen eines Stereokameramoduls zeichnet sich durch mindestens folgende Verfahrensschritte aus :
- Positionieren und paralleles Ausrichten mit minimalen lateralen Versatz des ersten und zweiten Bildsensor-Chips auf dem Träger, - Fixieren der ausgerichteten Bildsensor-Chips mittels eines Fixiermittels ,
- Kontaktierung der Drahtbondverbindungen mit den Drahtbondflächen der Leiterplattenanordnung,
- Ausbilden jeweils eines ersten und zweiten Ob ektivgehäuses mit einem Optiksystem für den ersten und zweiten Bildsensor- Chip, und
- kraft- oder formschlüssiges Verbinden des ersten und zwei¬ ten Objektivgehäuses mit dem Träger.
Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Stereokameramoduls sind keine mechanischen Referenzflächen entsprechend dem Stand der Technik gemäß der EP 1 816 514 Bl erforderlich. Vielmehr werden die ungehäusten Bildsensor- Chips relativ zu Merkmalen des Trägers auf demselben aktiv positioniert .
Vorzugsweise können zur aktiven Positionierung der Bildsensor-Chips Außenkanten des Trägers oder Durchbrüche in dem Träger verwendet werden.
Es kann auch vorteilhaft sein, zur Ausrichtung der Bildsensor-Chips Anschlagkanten des Trägers zu verwenden. Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die bei¬ gefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines
Stereokameramoduls gemäß der Erfindung als Ausfüh- rungsbeispiel , und Figur 2 eine perspektivische Schnittdarstellung eines der beiden Kameramodule des Stereokameramoduls nach Fi¬ gur 1. Das Stereokameramodul 1 nach Figur 1 für ein Fahrzeugassis¬ tenzsystem eines Fahrzeugs umfasst einen Träger 4, auf wel¬ chem ein erster Bildsensor-Chip 2.1 und ein zweiter Bildsensor-Chip 2.2 als „bare die" sowie jeweils ein diesem ersten und zweiten Bildsensor-Chip 2.1 und 2.2 zugeordneten Objek- tivgehäuse 5.1 und 5.2 angeordnet sind, wobei die beiden Ob¬ jektivgehäuse 5.1 und 5.2 jeweils ein Optiksystem 6.1 und 6.2 aufweisen .
Der Träger 4 ist als eine in x-Richtung verlaufende rechteck- förmige, aus Metall hergestellte Trägerplatte ausgebildet, deren in Längsrichtung (x-Richtung) verlaufenden Kanten abgewinkelt sind, so dass ein Z-förmiger Querschnitt entsteht. Auf dieser Trägerplatte 4 ist endseitig jeweils ein Kameramo¬ dul 1.1 und 1.2 des Stereokameramoduls 1 angeordnet, welche von dem ersten Bildsensor-Chip 2.1 mit dem zugehörigen Objektivgehäuse 5.1 und dem zweiten Bildsensor-Chip 2.2 mit dem zugehörigen Objektivgehäuse 5.2 gebildet werden.
Der erste Bildsensor-Chip 2.1 ist mittels einer Klebeverbin- dung (in Figur 2 mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet) auf einer Montagefläche 4.1 der Trägerplatte 4 und der zweite Bild¬ sensor-Chip 2.2 mittels einer weiteren Klebeverbindung auf einer weiteren Montagefläche 4.2 der Trägerplatte 4 angeord¬ net, wobei sich diese Montageflächen 4.1 und 4.2 auf einer ersten, vorderen Oberflächenseite 4.3 der Trägerplatte 4 be¬ finden. Da die Trägerplatte 4 aus Metall hergestellt ist, ergibt sich eine gute thermische Anbindung der beiden Bild¬ sensor-Chips 2.1 und 2.2 an die Trägerplatte 4, da die Chips („ bare die") direkt auf der metallischen Oberfläche der Trä¬ gerplatte 4 aufliegen.
Auf der zweiten Oberflächenseite 4.4, also der Rückseite der Trägerplatte 4 befindet sich eine mit der Trägerplatte 4 ver¬ bundene Leiterplattenanordnung 7, welche Drahtbondflächen 8 zur elektrischen Kontaktierung der beiden Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2 aufweist. Hierzu sind die Drahtbondverbindungen 3.1 bzw. 3.2 des ersten bzw. zweiten Bildsensor-Chips 2.1 bzw. 2.2 durch im Bereich dieser Montageflächen 4.1 und 4.2 angeordneten Durchbrüche 10.1 bzw. 10.2 auf die Rückseite 4.4 der Trägerplatte 4 auf die Leiterplattenanordnung 7 geführt und dort mit den Draht- bondflächen 8 der Leiterplattenanordnung 7 kontaktiert.
Nach Figur 1 besteht die Leiterplattenanordnung 7 aus zwei einzelnen flexiblen Leiterplatten 7.1 und 7.2, die jeweils Drahtbondflächen 8.1 und 8.2 zur Kontaktierung der durch die Durchbrüche 10.1 und 10.2 im Bereich der Montagefläche 4.1 und 4.2 der Trägerplatte 4 hindurchgeführten Drahtbondverbindungen 3.1 und 3.2 des Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2 aufwei¬ sen, wie dies in der Schnittdarstellung nach Figur 2 für den Bildsensor-Chip 2.1 des Kameramoduls 1.1 gezeigt ist, der über eine Klebeverbindung 11 mit der Trägerplatte 4 verbunden ist. Die beiden flexiblen Leiterplatten 7.1 und 7.2 können zusätzlich eine Kontaktzone für die Verbindung mit einem NullkraftStecker aufweisen. Anstelle der flexiblen Leiterplatten 7.1 und 7.2 können auch steife Leiterplatten aus einem FR4-Material verwendet werden, die einen flexiblen Bereich mit einer Kontaktzone aufweisen. Alternativ zum flexiblen Bereich solcher Leiterplatten 7.1 und 7.2 kann ein Steckverbinder verwendet werden.
Besteht die Leiterplattenanordnung 7 nur aus einer einzigen flexiblen Leiterplatte ( in den Figuren nicht dargestellt), alternativ aus einer einzigen steifen Leiterplatte aus einem FR4-Material , ist nur eine einzige Anbindung an eine Haupt¬ leiterplatte des Stereokameramoduls 1 erforderlich. Bei einer solchen Verwendung einer gemeinsamen Leiterplatte für die beiden Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2 können wegen der größeren Fläche auch Komponenten für die Signalverarbeitung mit auf diese gemeinsame Leiterplatte angeordnet werden, so dass die¬ se nicht mehr auf der Hauptleiterplatte angeordnet werden müssen und daher diese Hauptleiterplatte kleiner dimensio- niert werden kann. Da in der Regel die Hauptleiterplatte zu¬ sammen mit der Trägerplatte 4 und der gemeinsamen Leiterplat¬ te für die beiden Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2 sich in einem gemeinsamen Kameragehäuse befinden, führt dies zu einer Redu¬ zierung der Gesamtgröße einer mit dem erfindungsgemäßen Ste- reokameramodul 1 aufgebauten Stereokamera.
Zusätzlich kann eine flexible gemeinsame Leiterplatte für die beiden Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2 auch eine Kontaktzone für die Verbindung mit einem NullkraftStecker aufweisen. Bei ei- ner alternativen Verwendung einer steifen gemeinsamen Leiterplatte für die beiden Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2 aus einem FR4-Material weist diese einen flexiblen Bereich mit einer Kontaktzone auf; anstelle des flexiblen Bereichs kann auch eine Steckverbindung verwendet werden. Das O ektivgehäuse 5.1 des ersten Bildsensor-Chips 2.1 sowie das Ob ektivgehäuse 5.2 des zweiten Bildsensor-Chips 2.2 wer¬ den über eine Klebeverbindung 9.1 bzw. 9.2 mit der ersten Oberflächenseite 4.3 der Trägerplatte 4 verbunden, wobei zu¬ erst eine Fokus justierung durchgeführt wird, bevor eine Aus¬ härtung des Klebestoffes zur Fixierung des Objektivgehäuse
5.1 bzw. 5.2 auf der Trägerplatte 4 erfolgt. Damit wird die Toleranzkette zwischen den Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2 mini- miert, wodurch eine geringe Rollwinkeltoleranz der beiden Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2 jeweils gegenüber der Träger¬ platte 4 erzielt wird. Falls die beiden Objektivgehäuse 5.1
5.2 aus Metall hergestellt sind, so erfolgt die Verklebung mittels der Klebeverbindung 11 zwischen ähnlichen Materia- lien, wodurch die Kleberauswahl vereinfacht wird.
Zur Herstellung eines Stereokameramoduls 1 gemäß den Figuren 1 und 2 werden folgende Verfahrensschritte ausgeführt: Auf der Trägerplatte 4 werden zunächst die beiden Bildsensor- Chips 2.1 und 2.2 positioniert und mit minimalem lateralem Versatz parallel zueinander ausgerichtet. Es erfolgt eine ak¬ tive Positionierung dieser beiden Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2 relativ zu Merkmalen der Trägerplatte 4.
So kann die Rollwinkel justierung der beiden Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2 über eine entsprechende Betriebsanlage für die Positionierung der Chips (dies) sichergestellt werden. Hierzu wird die Trägerplatte 4 in einer Aufnahme dieser Betriebsan- läge fixiert und dabei von derselben sichergestellt, dass die beiden Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2 mit der gleichen Rollwinkeljustierung aufgeklebt werden. Gegebenenfalls kann die Hal¬ terung für die Trägerplatte 4 in dieser Betriebsanlage so ge- staltet sein, dass sie eine Verschiebung der Trägerplatte nur in einer Längsrichtung zulässt. Damit würde die Position zum Aufbringen der beiden Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2 relativ zur Betriebsanlage immer an der gleichen Stelle bleiben, d.h. die Trägerplatte 4 würde sich nur verschieben.
Als Fixiermittel für die beiden Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2 wird ein Klebstoff verwendet, der nach dem Positionieren und dem Ausrichten der beiden Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2 ausge- härtet wird.
Anschließend erfolgt eine Kontaktierung der Drahtbondverbindungen 3.1 und 3.2 der beiden Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2 mit den Drahtbondflächen 8 der gemeinsamen Leiterplatte 7 oder den Drahtbondflächen 8.1 und 8.2 der beiden Leiterplatten 7.1 und 7.2.
Die fertig hergestellten Ob ektivgehäuse 5.1 und 5.2 mit je¬ weils einem Optiksystem 6.1 und 6.2 für den ersten und zwei- ten Bildsensor-Chip 2.1 und 2.2 werden mittels Klebstoff mit der Trägerplatte 4 entsprechend Figur 2 verbunden, fixiert und fokus justiert und anschließend zur Herstellung einer Kle¬ beverbindung 9.1 bzw. 9.2 mit der Trägerplatte 4 ausgehärtet. Ein derart hergestelltes Stereokameramodul 1 weist nur eine kurze Toleranzkette zwischen den beiden Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2 auf, die nur die beiden Rollwinkeltoleranzen des Bildsensor-Chips 2.1 und des Bildsensor-Chips 2.2 relativ zur Trägerplatte 4, beispielsweise zu einer Kante derselben auf- weist.
Um die Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2 auf der Trägerplatte aus¬ zurichten kann alternativ jeweils eine auf der Trägerplatte 4 angeordnete Anschlagkante vorgesehen werden. Ebenfalls wäre es möglich, jeweils ein federndes Element für die beiden Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2 in die Trägerplatte 4 einzubrin¬ gen, die jeden der beiden Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2 gegen eine solche Anschlagkante drückt.
Anstelle einer solchen in die Trägerplatte 4 integrierten Anschlagkante kann auch eine Hilfsvorrichtung mit Bezugsmerkma¬ len verwendet werden, die mechanisch die Positionierung der beiden Bildsensor-Chips 3.1 und 2.2 relativ zu diesen Bezugs¬ merkmalen an der Trägerplatte 4 positioniert. Eine solche Hilfsvorrichtung kann ebenso über federnde Elemente verfügen, die die beiden Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2 und die Träger¬ platte 4 gegen die Bezugsmerkmale an der Hilfsvorrichtung drücken.
Schließlich können auch andere Positionierungsverfahren, die zum Beispiel eine optische Vermessung und entsprechende Mik- ropositionierung verwenden, eingesetzt werden.
Bezugs zeichen
1 Stereokameramodul
1.1 Kameramodul des Stereokameramoduls 1
1.2 Kameramodul des Stereokameramoduls 1
2.1 erster Bildsensor-Chip
2.2 zweiter Bildsensor-Chip
3.1 Drahtbondverbindungen des ersten Bildsensor-Chips 2.1
3.2 Drahtbondverbindungen des zweiten Bildsensor-Chips 2.2 4 Träger
4.1 Montagefläche des ersten Bildsensor-Chips 2.1
4.2 Montagefläche des zweiten Bildsensor-Chips 2.2
4.3 erste Oberflächenseite des Trägers 4, Vorderseite
4.4 zweite Oberflächenseite des Trägers 4, Rückseite
5.1 Ob ektivgehäuse des ersten Bildsensor-Chips 2.1
5.2 Ob ektivgehäuse des zweiten Bildsensor-Chips 2.2
6.1 Optiksystem des Objektivgehäuses 5.1
6.2 Optiksystem des Objektivgehäuses 5.2
7 Leiterplattenanordnung
7.1 Leiterplatte des ersten Bildsensor-Chips 2.1
7.2 Leiterplatte des zweiten Bildsensor-Chips 2.2
8 Drahtbondflächen der Leiterplattenanordnung 7
8.1 Drahtbondflächen der Leiterplatte 7.1
8.2 Drahtbondflächen der Leiterplatte 7.2
9.1 Klebeverbindung
9.2 Klebeverbindung
10.1 Durchbrüche für Drahtbondverbindungen 3.1
10.2 Durchbrüche für Drahtbondverbindungen 3.2
11 Klebeverbindung der Bildsensor-Chips 2.1 und 2.2

Claims

Patentansprüche
Stereokameramodul (1), umfassend
- einen ersten und zweiten Bildsensor,
- einen Träger (4) mit im Wesentlichen in der gleichen Ebene ausgerichteten Montageflächen (4.1, 4.2) zur Anordnung des ersten und zweiten Bildsensors (2.1, 2.2) auf diesen Montageflächen (4.1, 4.2),
- ein auf dem Träger (4) angeordnetes erstes Objektivge¬ häuse (5.1) mit einem Optiksystem (6.1) für den ersten Bildsensor (2.1),
- ein auf dem Träger (4) angeordnetes zweites Objektivge¬ häuse (5.2) mit einem Optiksystem (6.2) für den zweiten Bildsensor (2.2),
und
- eine Leiterplattenanordnung (7) zum elektrischen Kontaktieren des ersten und zweiten Bildsensors,
dadurch gekennzeichnet, dass
- der erste und zweite Bildsensor jeweils als Bildsensor- Chip (2.1, 2.2) mit Drahtbondverbindungen (3.1, 3.2) ausgebildet sind, und
- die Leiterplattenanordnung (7) Drahtbondflächen (8) zum Kontaktieren der Drahtbondverbindungen (3.1, 3.2) des ersten und zweiten Bildsensor-Chips (2.1, 2.2 aufweist.
Stereokameramodul (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) plattenartig, vorzugsweise aus Metall ausgebildet ist und die Montage¬ flächen (4.1, 4.2) auf einer ersten Oberflächenseite (4.3) des Trägers (4) vorgesehen sind. Stereokameramodul (1) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass auf einer der ersten Oberflä chenseite (4.3) gegenüberliegenden zweiten Oberflächensei te (4.4) die Leiterplattenanordnung (7) angeordnet ist.
Stereokameramodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplattenanordnung (7) zweiteilig mit einer ersten Leiterplatte (7.1) zur Kontaktierung des ersten Bildsensor-Chips (2.1) und einer zweiten Leiterplatte (7.2) zur Kontaktierung des zweiten Bildsensor-Chips (2.2) ausgebildet ist.
Stereokameramodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplattenanordnung (7) als einteilige Leiterplatte zur Kontaktierung des ers ten Bildsensor-Chips (2.1) und des zweiten Bildsensor- Chips (2.2) ausgebildet ist
Stereokameramodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Objek¬ tivgehäuse (5.1, 5.2) jeweils über eine Klebeverbindung (9.1, 9.2) mit dem Träger (4) verbunden sind.
Stereokameramodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) im Bereich der Montageflächen (4.1, 4.2) Durchbrüche (10.1, 10.2) zum Hindurchführen der Drahtbondverbindungen (3.1, 3.2) der beiden Bildsensor-Chips (2.1, 2.2 auf die Leiterplattenanordnung (7) aufweist. Verfahren zum Herstellen eines Stereokameramoduls (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit mindestens folgenden Schritten:
- Positionieren und paralleles Ausrichten mit minimalen lateralen Versatz des ersten und zweiten Bildsensor-Chips (2.1, 2.2) auf dem Träger (4),
- Fixieren der ausgerichteten Bildsensor-Chips (2.1, 2.2) mittels eines Fixiermittels (11),
- Kontaktierung der Drahtbondverbindungen (3.1, 3.2) mit den Drahtbondflächen (8, 8.1) der Leiterplattenanordnung (7) ,
- Ausbilden jeweils eines ersten und zweiten Objektivge¬ häuses (5.1, 5 2) mit einem Optiksystem (6.1, 6.2) für den ersten und zweiten Bildsensor-Chip (2.1, 2.2), und
- kraft- oder formschlüssiges Verbinden des ersten und zweiten Objektivgehäuses (5.1, 5.2) mit dem Träger (4).
Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausrichtung der Bildsensor-Chips (2.1, 2.2) Außenkanten des Trägers oder Durchbrüche verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausrichtung der Bildsensor-Chips (2.1, 2.2) Anschlagkanten des Trägers (4) verwendet wird.
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