Bildsensoren
Sicher verpackt für ein scharfes Bild
Bildsysteme werden immer kompakter, dieser Entwicklung müssen auch Bildsensoren Rechnung tragen.
Bildsensoren sind aus der Medizintechnik nicht mehr wegzudenken. Sie kommen beispielsweise in Endoskopen zum Einsatz, die Ärzte zur Diagnose oder bei minimal-invasiven Eingriffen verwenden. Weitere Anwendungsfelder sind bildgebende Verfahren wie die Computertomographie (CT) und Magnetresonanz-Tomographie (MRT) sowie photometrische Verfahren in der Labordiagnostik. Der Trend bei solchen Systemen geht in Richtung kompakter, und stromsparender Komponenten. Dieser Entwicklung müssen auch Bildsensoren und Sensor-Arrays Rechnung tragen. Eine Konsequenz ist, dass neue Packaging-Verfahren erforderlich sind. Dies ist durch den Stand der aktuellen Halbleiter-Technologien und den Einsatz von kleineren und größeren Chips bedingt. Für die Hersteller bedeuten diese Vorgaben einen höheren materiellen und personellen Aufwand.
Zu berücksichtigen sind in erster Linie fünf Faktoren:
- die präzise Platzierung der Komponenten
- eine plane Ausrichtung der Chips im Bereich 5 bis 100 µm
- die Verarbeitung unter Reinraumbedingungen
- das Handling der Materialien und des Produkts
- die Verbindung der Elemente eines Sensor-Arrays
Zum ersten Punkt, der exakten Ausrichtung der Komponenten auf der Oberfläche des Die: Sie ist für die Qualität eines Sensorsystems von entscheidender Bedeutung. Die optischen Elemente, die am Halbleiter befestigt sind, etwa Prismen, Blenden und Rahmen, müssen mit einer Genauigkeit von wenigen µm platziert werden. Die Dies von Imagern erfordern häufig eine Ausrichtung mit maximalen Abweichungen von 5 bis 10 µm in der X- und Y-Achse. Bei Systemen wie Endoskopen wird zudem ein Prisma häufig direkt auf der Oberseite des Imagers angebracht. In diesem Fall ist eine Präzision von 5 und 15 µm erforderlich. Sensorhersteller sollten daher über hoch präzise Bestückungsautomaten sowie über Personal mit entsprechender Erfahrung verfügen, um die Programme zu erstellen und zu bedienen. Zudem muss der Hersteller über ein profundes Know-how auf mehreren Gebieten verfügen, etwa Klebemitteln, Abdeckmaterialien und Die-Bonding.
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Den vollständigen Artikel lesen Sie in der Printausgabe der medical design (5/2020) sowie hier im kostenfreien ePaper.
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