Das Projekt pCAM hatte die Integration eines extrem miniaturisierten Kamerasystems für die Automotive-Umfelderfassung zum Ziel. Neben der Entwicklung von komplexen Algorithmen zur Objekterkennung und deren Implementierung in einem Rechnersystem von der Größe eines Zuckerwürfels waren Aufgaben bezüglich dessen Entwärmung zu lösen, die an die Grenzen des physikalisch Möglichen reichten. Bei einer Verlustleistung von 4 W in bis zu 105 Grad C Umgebungstemperatur bleibt kaum eine Möglichkeit, die Wärme ohne aktive Elemente abzuführen Ein besonderer Schwerpunkt wurde daher auf die Anbindung der Bauelemente an die Gehäusewand und auf die thermische Entkopplung des Kamerakopfes von dem Rechnercore gelegt. Simulationen zu diesen Problemen wurden von ISIT mit der Software Flotherm durchgeführt und experimentell überprüft. - Die wesentlichen Aufgaben des ISIT-Teilprojekts jedoch bezogen sich auf die Aufbau- und Verbindungstechnologie, mit der ein Bildsensor flächensparend auf einer Leiterplatte untergebracht werden kann. Der Hauptansatz, eine auf CMOS-kompatiblen Prozessen basierende Lösung mit Siliziumdurchführungen, konnte nur in Teilen entwickelt werden. Besonderes Augenmerk kam dabei dem limitierten Temperaturbereich von organischen Elementen (Mikrolinsen, Farbfilterschichten) zu. Im Nebenansatz wurde eine Lösung entwickelt, bei der der Bildsensor als Flip-Chip auf einen Glaswafer platziert wird. Eine lithographisch hergestellte Umverdrahtungsebene spreizt die engen Kontakte des Chips zu einer außen liegenden Anordnung von Lotkugeln. die vom Rastermaß her mit der Leiterplattentechnologie kompatibel sind.
The target of the pCAM project was the integration of an extremely miniaturized camera system for automotive driver assistance systems. Beneath the development of complex algorithms for the object recognition and their implementation in a processor system of the size of a sugar cube, solutions for the heat management were required that merely reached the physical limits. With a power dissipation of 4 W in an environment of 105 deg. C temperature, almost no solution exists to dissipate the heat without active elements. A particular focus was therefore laid an the thermal connection of components to the camera housing ant an the thermal decoupling of camera head and processor core. Simulations of these problems were performed by ISIT using the software Flotherm and an experimental verification of the results. The main part of ISIT's sub-project, however, was related to the assembly and interconnect problems of an area-efficient image sensor mounting an a printed circuit board. The primary approach, a CMOS-compliant process for through-silicon via generation, could only partially be developed. Especially the limitation of the permitted process temperature range due to organic elements (micro lenses, sometimes color filter layers) an most image sensors. The secondary approach was therefore a die-level solution using a glass substrate wafer with a lithographically structured redistribution layer. The image sensor is mounted as a flip-chip and the small-pitch contacts are spreaded to a larger solder ball array that surrounds the sensor die, thus adapting it to a measure that is compatible to printed circuit board technology.
Aufbau- und Verbindungstechnologie Chip-Stacking. Teilprojekt. Verbundprojekt: microCAM: Automotive-Mikrokamerasystem für Fahrzeugumfelderfassung. Rahmenprogramm 'Mikrosysteme 2004 - 2009. Abschlussbericht. Projektlaufzeit: 1.8.2005 - 31.3.2009
Mounting and connecting technology chip-stacking. microCAM: Automotive microcamera system for the acquisition of the vehicle surrounding
2009
42 Seiten, 34 Bilder, 3 Tabellen, 4 Quellen
Report
Deutsch