原创 氧化铝陶瓷电路板应用——CMOS图像传感器

2021-3-3 10:29 1004 3 4 分类: PCB

氧化铝陶瓷电路板对于很多人来说可能是一个完全陌生的概念,但是人们不知道的是,他其实广泛的应用于我们的日常中,并致力于改善人们的生活,今天我们就来讨论一下氧化铝陶瓷电路板诸多应用之一 ——CMOS图像传感器(互补金属氧化物半导体图像传感器Complementary Metal-Oxide Semiconductor Image Sensor)

智能手机的摄像头就像它的眼睛,我们日常生活中拍照,录制视频,扫描二维码,面部识别等等都离不开他。而图像传感器对于智能手机的摄像头来说,就像是它的视网膜一样,通过利用光电器件的光电转换功能。将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号。与光敏二极管,光敏三极管等“点”光源的光敏元件相比,图像传感器是将其受光面上的光像,分成许多小单元,将其转换成可用的电信号的一种功能器件。

图像传感器主要有分为CCD(电荷耦合)、CMOS(互补金属氧化物半导体)俩种。CCD可以提供更好的图像质量、抗噪能力和相机设计时的灵活性。尽管由于增加了外部电路使得系统的尺寸变大,复杂性提高,但在电路设计时可更加灵活。CCD更适合于对相机性能要求非常高而对成本控制不太严格的应用领域,如天文,高清晰度的医疗X光影像、和其他需要长时间曝光,对图像噪声要求严格的科学应用。

CMOS是能应用当代大规模半导体集成电路生产工艺来生产的图像传感器,具有成品率高、集成度高、功耗小、价格低等特点。CMOS技术是世界上许多图像传感器半导体研发企业试图用来替代CCD的技术。经过多年的努力,作为图像传感器,CMOS已经克服早期的许多缺点,发展到了在图像品质方面可以与CCD技术较量的水平。与CCD相比,CMOS具有体积小,耗电量不到CCD的1/10,售价也比CCD便宜1/3的优点。使它们更适合应用于要求空间小、体积小、功耗低而对图像噪声和质量要求不是特别高的场合。如大部分有辅助光照明的工业检测应用、安防保安应用、绝大多数手机摄像头应用、和大多数消费型商业数码相机应用。

CCD与CMOS在不同的应用场景下各有优势,但随着CMOS工艺和技术的不断提升,CCD成本高、功耗大的缺点难以改善,以及高端CMOS价格的不断下降,相信未来的发展中,CMOS将占据越来越重要的地位。

拍照成为智能手机差异化的关键,推动CMOS图像传感器增长

在智能手机这个日趋饱和的市场,制造商早已已经将摄像头创新作为一种与竞争对手实现差异化的关键组件,三摄,四摄,早已屡见不鲜,一台手机的摄影质量如何,是绝大多数消费者在购买的时候会优先考虑的问题。摄像头功能的新型化,多样化,更加先进的生物识别,都需要更先进的成像技术。消费者的需求,进一步推动了图像传感器市场的增长。根据IC Insights统计,2017年全球CMOS图像传感器销售额为125亿美元,同比增长19%。预计2017-2022年出货量CAGR达11.7%,销售额的CAGR为8.8%。至2022年,CMOS传感器的全球销售额将达到190亿美金。

CMOS图像传感器凭借其成本效益、快速处理速度和低功耗等特性,快速占领着图像传感器市场。但CMOS真的没办法更进一步了吗?散热、灵敏等仍然是CMOS的“痛点”。这个时候就需要氧化铝陶瓷电路板出手了。

散热管理,提高CMOS图像传感器寿命

CMOS图像传感器光信号采集方式是主动式,感光二极管所产生的电荷会直接由晶体管放大输出。其在处理快速变化的影像时,电流会频繁变化并且流量增大从而导致其过热。影响了CMOS图像传感器的寿命和可靠性。由于CMOS图像传感器体积小的特点,大部分的热量无法从表面散热,想要做到更好的散热就只能从电路板下手。传统板材FR-4和FE-3是无法满足CMOS图像传感器的需求的。斯利通氧化铝陶瓷电路板,凭借本身高导热系数的特性(20~27W/m.K),可以满足CMOS图像传感器高散热的需求,且陶瓷材料本身强度、硬度高,耐热冲击,绝缘性、化学稳定性、与金属附着性良好,能有进一步延长 产品的使用周期。

灵敏增加,提高CMOS图像传感器像素。

CMOS图像传感器的每个像素包含了放大器与A/D转换电路,过多的额外设备压缩单一像素的感光区域的表面积,以致于CMOS图像传感器的灵敏度较低,CMOS图像传感器供应商一直在为减小像素间距而努力。斯利通氧化铝陶瓷电路板可进行高密度组装(线/间距(L/S)分辨率可以达到20μm)是实现设备集成化、微型化的好帮手。

陶瓷金属化技术包括HTCC、LTCC、DBC、DPC等工艺方法,但唯有DPC薄膜技术是利用磁控溅射的方法将铜与陶瓷基板牢牢地结合起来,所以陶瓷电路板的金属结晶性能好,平整度好、线路不易脱落,并具有可靠稳定的性能,从而有效提升芯片与基板的结合强度,有利于CMOS图像传感器的品质管控。采用DPC薄膜工艺的陶瓷电路板除上述优势外更可以做到三维基板、三维布线,抗腐蚀性好,保持电路处于恒温状态等,更助于CMOS图像传感器的性能、特点巩固加强。

斯利通陶瓷电路板不仅能满足CMOS图像传感器的散热,使用周期,实现设备集成化、微型化等性能需求,还能将CMOS图像传感器优势更好地发挥出来,也保证其弊端能最大限度地减少。

目前,CMOS图像传感器正朝着高分辨率、高灵敏度、集成化、智能化的方向发展。并逐步取代CCD,毋庸置疑,CMOS图像传感器市场不会止步于此,将会拥有更良好的发展前景。


作者: 斯利通, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-3876914.html

版权声明:本文为博主原创,未经本人允许,禁止转载!

文章评论1条评论)

登录后参与讨论

curton 2021-3-7 01:24

学习了
本科就是做这个的


面包板工业电子版块3月份活动,免费送20BB,欢迎留言!
https://mbb.eet-china.com/forum/topic/86917_1_1.html
相关推荐阅读
斯利通 2021-04-15 11:36
半导体芯片闹“芯”荒,陶瓷基板填补市场空缺
封装需求的激增正在影响半导体供应链,各种封装类型、关键部件和设备的短缺。造成了芯片方面的现货短缺。自2020年下半年以来,全球半导体供应链掀起了一股愈演愈烈的“芯片荒”。近期,关于芯片短缺的消息一个接...
斯利通 2021-04-14 11:37
氮化铝陶瓷基板PK氧化铝陶瓷基板,封装的未来在哪?
随着芯片输入功率的不断提高,芯片体积不断地缩小,这给封装材料提出了更新、更高的要求。众所周知,芯片对热量是十分敏感的。在设备散热通道中,基板是连接内外散热通路的关键环节,兼有散热通道、电路连接和对芯片...
斯利通 2021-04-12 11:51
辅助驾驶到智能驾驶的进化需要陶瓷基板
从传统燃油汽车到新能源汽车再到智能汽车,从以人为主导的“手动”驾驶模式到汽车自己行驶的“自动”模式,这个跨度之间有着一条巨大的鸿沟。经过各方不懈的努力,如今的汽车逐渐变得更加智能化。而车企对产品的侧重...
斯利通 2021-04-09 11:26
陶瓷覆铜板助力传感器发展
传感器技术的发展正在不断地为智能设备注入活力,带来各式各样的新功能。在这个自动化、电气化、互联化程度越来越高的世界里,这些传感器设备已经成为关键的连接技术。随着科学技术的发展,现如今的传感器功能更为强...
斯利通 2021-04-08 11:01
UV LED打开健康领域新蓝海,陶瓷电路板解决痛点
2020 年初,新冠疫情爆发,UV LED尤其是UV LED 市场迎来井喷式增长,此次疫情提高人们对健康消毒的意识,各类UV消毒产品供不应求,在环境空气消毒、饮用水及污水消毒、衣物和餐具表面消毒等领域...
斯利通 2021-04-02 11:53
陶瓷金属化工艺,陶瓷和金属的强强联合
科学的发展自然离不开硬件的支持,进入21世纪,智能设备持续向数字化、小型化、柔性化、低能耗化、多功能化、高可靠性化等方向发展,与之密切相关的电子封装技术也进入了超高速发展时期。常用的电子封装基板材料包...
广告
我要评论
1
3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
广告
关闭 热点推荐上一条 /5 下一条