Der Bildsensor passt mit seinen kompakten Maßen problemlos in tragbare Elektronikgeräte.

Bild: Werner Krug, AT&S

Miniaturisierung in der Mikroelektronik Mini-Bildsensor für die kleinste Digicam der Welt

06.07.2021

Er ist kleiner als ein Reiskorn und leichter als eine Briefmarke: Der Mini-Bildsensor von zwei österreichischen Unternehmen kann in mobilen Anwendungen wie Smartphones und VR-Brillen zum Einsatz kommen, sorgt aber auch in der Medizintechnik für scharfe Bilder. Eines der ersten Produkte mit der Lösung ist NanEye: die kleinste Digitalkamera der Welt.

Der Bildsensor ist gerade mal 1 mm2 groß und 1 g schwer – trotzdem soll er leistungsfähiger sein als alle bisherigen Entwicklungen seiner Art. Hergestellt wurde er in einer Zusammenarbeit der österreichischen Unternehmen AT&S sowie AMS Osram. Wegen seiner Größe lässt er sich in Wearables oder im medizinischen Bereich anwenden, wo Miniaturisierung immer wichtiger wird.

„Der Bildsensor schafft nicht nur aufgrund seiner Auflösung von 100.000 Pixeln scharfe Bilder, sondern hat durch unsere smarte Verbindungsarchitektur auch einen geringen Stromverbrauch“, sagt Markus Maier, Global Account Manager bei AT&S. Das Unternehmen war in der Zusammenarbeit für die Leiterplatte zuständig, der Sensor selbst kam von AMS Osram. Beide Firmen haben bereits in der Vergangenheit kooperiert.

Bauteile in statt auf der Leiterplatte

Der Digicam-Sensor, der einen digitalen Video-Output bietet, ist für jede Art von Visual Sensing in mobilen Anwendungen geeignet. Eines der ersten Produkte, in dem die Lösung integriert wird, ist die NanEye von AMS Osram, eine der kleinsten Digitalkameras auf dem Markt. Sie kann unter anderem für das Eye-Tracking in VR-Brillen oder im medizinischen Bereich eingesetzt werden. Der Sensor ist dabei etwa in einen Kamerakopf für endoskopische Untersuchungen integriert.

Für AT&S ist das Produkt speziell: zum einen, weil das AT&S-Hardware-Design-Team von AISS (Advanced Interconnect Solution Services) das Layout erstellt hat, zum anderen, weil das Verbindungsdesign mithilfe der ECP-Technologie (Embedded Component Packaging) realisiert worden ist. Letztere ermöglicht es, sowohl aktive als auch passive Komponenten in laminatbasierte Substrate, also Hightech-Leiterplatten, auf kleinstem Raum zu integrieren.

„Statt die Bauteile auf der Leiterplatte zu platzieren, werden sie in die Leiterplatte integriert“, erklärt Maier. „Sie ,verschwinden‘ im Inneren der Leiterplatte.“

Beispielhaft für zukünftige Produkte

Möglich wird die ECP-Technologie durch ein spezielles Herstellungsverfahren. Nachdem die jeweiligen Bauteile in speziellen Fertigungsschritten in eine Harzschicht integriert worden sind, werden sie durch kupfergefüllte, lasergebohrte Microvias verbunden. Für das eingebettete Bauteil sind dadurch keine Lötstellen mehr notwendig; gleichzeitig lassen sich feinere Designs auf der Außenschicht und ein besserer Bauteilschutz gegen äußere Einflüsse umsetzen.

Auf diese Weise sind bei gleichbleibender Größe des Endgeräts mehr Komponenten in die Leiterplatte integrierbar. Das erhöht einerseits die Funktionalität, andererseits kann bei gleichbleibendem Funktionsumfang die Leiterplatte schrumpfen, was wiederum kompaktere Endgeräte ermöglicht.

Das NanEye-Projekt steht bei AT&S stellvertretend für zukünftige Entwicklungen des Unternehmens. Günter Köle, Director Advanced Interconnect Solution Service bei AT&S, erklärt: „Das Produkt passt perfekt in unsere Strategie und zeigt auch auf, wohin unsere Reise gehen wird. Wir entwickeln künftig nicht nur Verbindungslösungen, sondern wir werden zu einem Anbieter von Komplettlösungen.“

Köle sei stolz darauf, dass AT&S mit seinen Lösungen zu Produktentwicklungen beiträgt, „die nicht nur neue Maßstäbe setzen, sondern mit denen die Herausforderungen und Probleme der Gesellschaft gelöst werden können.“

Bildergalerie

  • Trotz der geringen Abmessungen schafft der Sensor eine Auflösung von 100.000 Pixeln.

    Trotz der geringen Abmessungen schafft der Sensor eine Auflösung von 100.000 Pixeln.

    Bild: Werner Krug, AT&S

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