PRONTO KonKaMis. Ausführung von Sensordesign und MID

Transkript

1 PRONTO KonKaMis Ausführung von Sensordesign und MID Steffen Beyer Stuttgart,

2 Inhalt Ziele Projektstand Ausblick

3 Ziele Konfigurierbare Kamera für Mikrosysteme Anwender Beleuchtung Optik MID-Gehäuse Imager-Chip DV & Kontaktierung ADC, PCB, Flachbandkabel ADC, PCB, Flachbandkabel ADC, PCB, Flachbandkabel

4 Technische Realisierung: D1 Fa. Schunk Beleuchtung LEDs 0603 Optik 11,6mm CMOS Imager-Chip KonKaMis-Mittel ADC Einheit AD Converter Steckverbinder Glättungskondensator

5 KonKaMis Wafer Sonderprozesse Bildsensorfamilie 30µm dicker und 50µm breiter Fotolack Damm gegen das Auslaufen des Underfills auf die Sensorfläche KonKaMis_medium 490 x 420 Pixel Identische Funktion aller Sensorgrößen Auflösung 83lp/mm, 6µm Pixel High Dynamic Range - logarithmisch Pixel Reset Funktion (kein Nachziehen) Rolling & Global Shutter Mode KonKaMis_large Trigger mit einstellbarer Verzögerung 1024 Teilfenster x 990 Pixel Auslesung und Unterabtastung Interface - analog oder seriell digital Farbe und NIR möglich ADC & LVDS T e s t ADC & LVDS KonKaMis_small 300 x 230 Pixel Au-Stud-Bumps auf dem Wafer gefertigt vor dem Sägen und Vereinzeln 1 mm

6 Serielle Schaltung von Bildsensor und ADC Test der Bildsensoren Erstes Bild Charakterisierung in Arbeit Testboard

7 Flip Chip für Bildsensoren auf MID KonKaMis_large 6,85 mm

8 Flip Chip für Bildsensoren auf MID No Flow Underfill MID-Gehäuse CMOS Gold Stud Bump auf LB Folienlack auf Chip

9 Flip Chip für Bildsensoren auf MID No Flow Underfill MID-Gehäuse CMOS Gold Stud Bump auf LB Folienlack auf Chip Bestückung auf MID-Substrat (LCP) inkl. Entsprechendem Layout Bestückung und thermische Aushärtung unter definierter Kraft am Bestückwerkzeug Schematische Darstellung Kontaktbereich

10 Voruntersuchung Zuverlässigkeit im Temperaturschocktest Temperaturschocktest -30 C / +80 C Erste Versuche ohne Prozessoptimierung <10% fehlerhafte Kontakte nach 400 Zyklen Röntgenaufnahme Flip-Chip Bildsensor auf MID Weitere TSTs mit optimierter Klebstoffmenge und optimierten Bestückprozess Flip-Chip: Bildsensorchip auf MID Testsubstrat

11 Produktion MID-Gehäuse Fertigung auf babyplast SGM Schieberloses Spritzgusswerkzeug

12 Ergebnisse LDS & Metallisierung Laserdirektstrukturierung Metallisierung

13 Ergebnisse Bestückung & Montage Bestückung LEDs Montage Optik

14 Folgeelektronik Flachband FPGA - Board ca. 40mm x 25mm 26 Pol Flachband FPGA Board leitet Daten von CMOS Chip parallel weiter (10 Bit) Zusätzlich wird SPI Schnittstelle zum Sensorkopf durchgereicht Flachband VISOR Kamera Ca. 45 x 45 x 65 mm³ ArmAM3703, 1GHz 128MB Ram FPGA-Board integriert Seriell (RS42/RS232) 24V: 2 In, 8 Out 100 Mbit Ethernet Export der Bilder via Ethernet Auswertung am PC Leistungsfähiger Arm Prozessor ermöglicht auch interne Bildverarbeitung

15 Cluster-Fertigungskonzept Portotypen und Ramp-up Herstellung PCB Cluster- Partner: Würth Bestückung PCB IMAT / 2E Herstellung Optik Bestückung Optik Leitkleben PCB Verguß QM IMIT IMAT / 2E IMAT / 2E IMAT / 2E IMAT / 2E Vorbereitung KoKaMis- Chips IMS-Chips Herstellung MID Bestückung LEDs Flip Chip Bildsensor IMAT / 2E IMAT / 2E IMAT / 2E

16 Cluster-Fertigungskonzept Serienproduktion Herstellung PCB Cluster- Partner: Würth Bestückung PCB 2E Herstellung Optik Bestückung Optik Leitkleben PCB Verguß QM IMIT 2E 2E 2E 2E Vorbereitung KoKaMis- Chips IMS-Chips Herstellung MID Bestückung LEDs Flip Chip Bildsensor 2E 2E 2E

17 Ausblick funktionsfähige Prototypen Integration bei Anwendern Optimierungen und weitere Miniaturisierung durch Stapellösung (TSV) Weitere Kundenvarianten möglich

18 Danke

19 Kontaktdaten Steffen Beyer Forschung & Entwicklung 2E mechatronic GmbH & Co. KG Maria-Merian-Straße Kirchheim unter Teck Fon: +49 (07021) Fax: +49 (07021) Web: