DE19710958C1

DE19710958C1 - Strahlungsempfindlicher Wandler

Info

Publication number: DE19710958C1
Application number: DE19710958A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl Ing Sklebitz; Tom Dipl Ing Weidner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-03-17
Filing date: 1997-03-17
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2017-03-18
Also published as: US6080979A

Description

Die Erfindung betrifft einen strahlungsempfindlichen Wandler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Wandler ist aus der DE 195 46 423 C1 bekannt.

Einkristalline lichtempfindliche Sensoren (z. B. CCDs oder Photodiodenarrays) müssen oftmals großflächig ausgeführt wer den und auf einer Halteplatte befestigt werden. Von dort aus kann der elektrische Anschluß des Sensors und die mechanische Befestigung im System erfolgen. Dazu wird meist der Sensor mit der Halteplatte fest verbunden (z. B. verklebt). Bei Tem peraturvariationen bildet die Oberfläche des Sensors einen Bogen (bei einem eindimensionalen Sensor) oder eine Kugel oberfläche (bei einem zweidimensionalen Sensor). Dies kann die Ankopplung an ein optisches (z. B. fiberoptisches-) System oder an einen Bildkonverter (z. B. Szintillator) erschweren und zu Licht- oder Empfindlichkeitsverlust in den Gebieten eines vergrößerten Koppelspaltes führen.

Aus der DE-195 46 423 C1 ist nun bekannt, zur Vermeidung einer unerwünschten Ausbildung einer kugelförmigen CCD-Ober fläche beim Packaging den strahlungsempfindlichen Sensor großflächig mit der Vorderseite einer Halteplatte (eines Sub strats) und ebenfalls ein großflächiges Bauteil mit etwa gleicher Abmessung und thermisch bedingte Ausdehnungsänderung wie der Sensor auf der Rückseite zu verkleben. Durch diese Maßnahmen wird eine einwandfreie Ankopplung an eine ebene Fiberoptikplatte möglich.

Für die Herstellung eines derartigen CCD-Keramik-Si-Dummy- Sandwiches sind hierzu relativ großflächige Klebungen erforderlich, bei denen es jedoch nicht vermieden werden kann, daß bei der Klebung Gaseinschlüsse entstehen, die die Qualität der Klebung beeinträchtigen.

Um die für beide Seiten des Keramiksubstrats (ggf. auch andere Materialien) geforderte Symmetrie der beidseitig auf gebrachten Materialien zu erreichen, sind auch die auf der Keramik in der für Hybrid-Technologie in üblicher Weise auf gedruckten Leiterbahnen symmetrisch, d. h. in etwa gleicher Flächen- und Richtungsbelegung wie auf der Gegenseite auszu führen. Diese Leiterbahnen sind gegenüber dem Substrat erha ben (z. B.,10 Mikron). Da meist 2 Ebenen von Leiterbahnen rea lisiert werden, kommt es vor, daß in dieser Vertiefung des Keramiksubstrats von der Klebefolie beim zur Einleitung des Klebeprozesses erforderlichen thermischen Erweichen des folienartigen Klebers Gasvolumina eingeschlossen werden, die eine optimale Haftung des Klebers in diesem Gebiet unterbinden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen strahlungs empfindlichen Wandler der eingangs genannten Art derart aus zubilden, daß die geschilderten Gaseinschlüsse unterbunden oder zumindest auf ein tolerierbares Maß reduziert werden, so daß eine optimale Haftung des Klebers gegeben ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Leiterbahnen allenfalls im mittleren Bereich des Sensors untereinander Verbindungen aufweisen, ansonsten kreuzungsfrei verlegt sind. Durch die weitgehend kreuzungsfreie Verlegung der Leiterbahnen können die Gase entweichen, so daß der Kle ber auf der ganzen Fläche haftet.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Leiterbahnen stern förmig oder rechtwinklig zu verlegen, wobei Teilabschnitte der Leiterbahnen in den Hauptachsen andere Winkel aufweisen und die rechten Winkel der Leiterbahnen im wesentlichen im Bereich der Diagonalen des Substrats angeordnet sein können. Durch die sternförmige oder rechtwinklige Grundausrichtung der Leiterbahnen wird sichergestellt, daß keine Leiterbahn kreuzungen auftreten.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zei gen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Wandler und

Fig. 2 und 3 Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung der Leiterbahnen.

In Fig. 1 ist ein Halbleiter-Sensor 1 dargestellt, der auf der Vorderseite eines Substrats 2 als Halteplatte aufgebracht ist. Zusätzlich zum Halbleiter-Sensor 1 ist auf der Rückseite des Substrats 2, das beispielsweise aus einem Keramikmaterial bestehen kann, in der gleichen Lage ein gleich großes, etwa gleich dickes Bauteil 3 gleichen Materials wie der Halbleiter-Sensor 1 angeordnet und mit dem gleichen Kleber mit dem Substrat 2 verbunden.

Die entstandene Sandwich-Anordnung macht bei Temperaturände rungen eine Verformung unmöglich, weil Zug- bzw. Druckkräfte, die durch den Halbleiter-Sensor 1 auf das Substrat 2 ausgeübt werden, durch exakt gleiche Kräfte des Bauteiles 3 von der Rückseite des Substrates 2 kompensiert werden.

In der Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem Leiterbahnen 4 sternförmig von der Mitte des Substrats 2 nach außen verlaufen. Dadurch ist sichergestellt, daß die Leiterbahnen 4 kreuzungsfrei verlegt sind. Da jedoch die Leiterbahnen 4 auf der anderen Seite des Substrats 2 im allgemeinen rechtwinklig verlegt werden und nicht unter beliebigen Winkel verlaufen, ist eine derartige Anordnung zwar in Bezug auf die Verhinderung von Gaseinschlüssen hervorragend, jedoch ist die Kompensation der thermischen Spannungen durch die Leiterbahnen hier nicht optimal.

In der Fig. 3 ist eine weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Leiterbahnen 5 derart rechtwinklig verlegt sind, daß die Leiterbahnen 5 senkrecht auf die Außenkanten treffen. Dies wird dadurch erreicht, daß die rechten Winkel im wesentlichen im Bereich der Diagonalen des Substrats 2 angeordnet sind. In den Hauptachsen jedoch können Teilabschnitte der Leiterbahnen 5 andere Winkel aufweisen. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß das Substrat 2 sowohl die gleiche Flächenbelegung wie die Gegenseite, als auch die gleichen Leiterbahn-Richtungen wie auf der Gegenseite haben kann. Dieses Design wird bessere Ebenheit über Temperatur-Schwankungen aufweisen.

Durch die Vermeidung jeglicher einen Gaseinschluß verursachenden Leiterbahnkreuzungen beim Design der Leiterbahnenzüge erhält man sowohl horizontal als auch vertikal gleiche oder ähnliche Flächenbelegungen und gleiche Belegung mit Leiterbahnen 4 und 5 bestimmter Ausrichtung wie auf der anderen Seite des Keramiksubstrats 2. Durch das Fehlen von Leiterbahnkreuzungen kann das Gas ungehindert aus dem Sandwich entweichen, so daß sich aufgrund der Entlüftung der Klebefläche einwandfreie Klebungen ergeben.

Claims

1. Strahlungsempfindlicher Wandler bestehend aus einem Sub strat (2) mit beidseitig symmetrisch zueinander angeordneten Leiterbahnen (4, 5), aus einem großflächig mit der Vorder seite des Substrats (2) verklebten strahlungsempfindlichen Sensor (1) und aus einem ebenfalls großflächig mit der Rück seite des Substrats (2) verklebten Bauteil (3), das etwa gleiche Abmessungen und thermisch bedingte Ausdehnungsände rungen aufweist wie der Sensor (1), dadurch ge kennzeichnet, daß die Leiterbahnen (4, 5) allenfalls im mittleren Bereich des Sensors (1) untereinander Verbindungen aufweisen, ansonsten kreuzungsfrei verlegt sind.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß beide Seiten des Substrats (2) mit Leiterbahnen (4, 5) ohne jegliche Leiterbahnkreuzungen ausgebildet sind.

3. Wandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (4) sternförmig verlegt sind.

4. Wandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (5) rechtwinklig verlegt sind.

5. Wandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (5) rechtwinklig verlegt sind, wobei Teilabschnitte der Leiter bahnen (5) in den Hauptachsen andere Winkel aufweisen.

6. Wandler nach Anspruch 4 oder 5 mit einem rechteckigen Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß die rechten Winkel der Leiterbahnen (5) im wesentlichen im Bereich der Diagonalen des Substrats (2) angeordnet sind.