Voidarme und zuverlässige Lötverbindung CMOS-Sensoren – Herausforderung in der Kamera-Fertigung

Ein Blick in die Baugruppenfertigung von Weptech
Ein Blick in die Baugruppenfertigung von Weptech

Die CMOS-Sensoren mit Global-Shutter-Technologie von Sony setzen neue Maßstäbe in der industriellen Bildverarbeitung. Fertigungstechnisch stellen sie allerdings besondere Anforderungen an den Lötprozess. Weptech elektronik hat sie mit einem Konvektions-Verfahren gelöst.

So attraktiv die Sensoren von ihren aufnahmetechnischen Eigenschaften her auch sind, so sehr stellen sie aufgrund ihres Land-Grid-Array-Gehäuses (LGA-Gehäuse) und dessen geringem Abstand zur Leiterplattenoberfläche eine Herausforderung bei der Herstellung einer qualitativ hochwertigen Lötverbindung dar. Bereits seit 2011 setzt Weptech ein Konvektions-Verfahren ein, mit dem sich auch die Sony-CMOS-Sensoren voidarm und langzeitstabil auf Leiterplatten auflöten lassen. Weptech elektronik ist es gelungen, das Reflow-Verfahren im Konvektionsofen für Bauteile im LGA-Gehäuse zu optimieren. Das Verfahren liefert auch bei den CMOS-Sensoren reproduzierbar stabile Lötverbindungen mit einem extrem geringen Anteil an sehr kleinen Poren.

»Durch eine spezielle Vorbehandlung und eine neue Abstimmung der Prozessparameter können die Sensoren nun unter strikter Einhaltung der Hersteller-Empfehlung thermisch schonend und nahezu porenfrei in Linie gelötet werden. Der Prozess ist absolut reproduzierbar und robust. Das haben die von uns in vielen unterschiedlichen Losen gefertigten Kameras bei intensiven Stresstests mit Klimakammer, Langzeitbetrieb und On/Off-Betrieb bewiesen«, erklärt Walter Quinttus, Technologie-Ingenieur von Weptech.

Bildsensoren auf Basis der CMOS-Technik gehört die Zukunft. Dieser Trend zeichnete sich bereits in den letzten Jahren ab, wurde aber erst jüngst von Markt- und Technologieführer Sony durch die Abkündigung seiner traditionellen CCD-Sensoren besiegelt. Seither sind die Flaggschiff-CMOS-Sensoren IMX174 und IMX249 mit 2,3 Megapixel und bis zu 165 Bildern pro Sekunde die neue Referenz bei Sensitivität, Rauscharmut und Geschwindigkeit.  Sony hat bereits zahlreiche Varianten mit unterschiedlichen Auflösungen, Funktionen und Preiskategorien angekündigt, so dass mittlerweile jeder große Hersteller von Industriekameras und bereits auch viele neue Systemdesigns auf diese Sensorlinie setzen.