JPH02210876A - 光センサアレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光センサアレイに関し、詳しくは、光センサ
チップを直線状に複数配列した光センサアレイに関する
。

［従来の技術］ 一般に、光センサを用い、ファクシミリ等における原稿
読取部を構成する場合、大ぎく分けて２つの構成が従来
より知られている。

その１つの構成では、第１１図に示すように、縮小光学
系２を原稿１と半導体イメージセンサ３との間に介在さ
せ、原稿照射用照明の原稿１からの読取りデータを含む
反射光を半導体イメージセンサ３に結像させて画像を読
取る。この場合、イメージセンサ３は複数の受光部（以
下、受光窓）からなる１つのセンサチップによって構成
されるものであり、例えば＾４サイズ原稿の横方向ｌラ
インを、１ｍ−あたり１２画素の分解能で読取る場合、
半導体イメージセンナは原稿の位置精度等を考え一般的
に２５９２画素を読取る構成でなければならない、この
画素に対応する受光窓のピッチを１２μｍとすると、半
導体イメージセンサの読取部（受光窓の全長）は約３１
ｍｍとなり、原稿を約１７７に縮小して読取ることにな
る。

このような縮小光学系を用いた構成では、センサチップ
を多数、あるいは大きなセンサチップを必要としない利
点を有する反面、縮小光学系が介在すること等により装
置が大形化してしまうという欠点を有している。

これに対し、第２の構成として、長手方向が数ミリない
し数１０ミリの半導体イメージセンサチップを複数個配
列し、センサアレイを読取る原稿と同一サイズとするも
のが知られている。この構成では、読取り画像を１対１
に結像させる光学系、例えば収束性光伝送体アレイを用
いることにより原稿とセンサアレイとを近接した構成と
したり、あるいは介在する光学系を排して密着した構成
とすることができ、この結果、読取装置を小形に構成す
ることが可能となる。

この場合、第１２図に示すように、半導体イメージセン
サ実装用基板４上に半導体イメージセンサチップＳｔｔ
〜５ＩＮＪ２１　”’ｊｓ２Ｎを千鳥状に配置する構成
と、第１５図に示すように半導体イメージセンサチップ
Ｓ、−ＳＮを直線状に配置する構成とがある。

千鳥状に配置した構成では、センサチップＳｌｌ〜５Ｉ
ＮＪ２１　”’５２Ｎとが第１２図に示すように距！１
ｍだけ間隔をおくため、第１３図に示すように、同図中
矢印８で示される方向に原稿が搬送される場合、原稿読
取りの同一ラインに関する画像をセンサチップ５１１　
”ＳＩＮの各々の受光窓で受光する位置とＳ２１　”’
５２Ｎの各々の受光窓で受光する位置とが図中９および
９′で示すようにずれる。このため、先に原稿を読むセ
ンサチップ５１１”’ＳＩＮの読取りデータと、後に原
稿を読むセンサチップ５２１〜５２Ｎの読取りデータと
を、メモリを用いることにより出力タイミングを合わせ
て出力する。

なお、第１３図において、６は原稿照明用ＬＥＤ、７は
収束性光伝送体アレイ、°５は原稿を示す。

また、第１３図に示した構成におけるメモリを排した構
成とするため、第１４図に示すように、センサチップ５
１１〜ＳＩＮおよびセンサチップ５２１〜５２Ｎとをそ
れぞれ半導体イメージセンサ実装用基板４＾および４Ｂ
に分けて配置し、それぞれに対応した収束性光伝送体ア
レイ７＾および７Ｂを用い、同一の位置で読取ることも
ある。

上述したような、メモリを有する構成もしくはメモリを
排するため２つの収束性光伝送体アレイを具えた構成は
、部品点数が多くなり装置が複雑になる。これに対して
第１５図に示すように各半導体イメージセンサチップ５
１〜ＳＮを直線状に並べ、読取りのためのメモリを不要
とし、また、収束性光伝送体アレイを複数必要としない
構成がある。

ところで、この構成では、第１５図中Ｂ部の拡大図を示
す第１６図に示すように、−膜内には半導体イメージセ
ンサチップＳ、−ＳＮの各々は、各センサチップ間を距
ｌｌｃだけあけて配設されることが多い。このため、各
半導体イメージセンサチップの隣接部における受光窓１
２のピッチは、同図中すで示すように他の受光窓ピッチ
ａより大となる。

従って、読取りの分解能によっても異なるが、正常な読
取装置を構成するにはｂ≦１．５ａ、最大でもｂ≦２８
と設定する必要があり、半導体イメージセンサチップの
基板上へのダイボンディングにおいては、Ｃを可能な限
り小さくしている。

ところで、第１５図に示すように複数のセンサチップを
所望の回路網を有するセラミックやガラスなどよりなる
基板４上に直線状に配設する場合、まず、半導体イメー
ジセンサチップを配設する領域にダイボンディング用接
着剤転写ピンによってセンサチップと同じ幅および長さ
で接着剤を転写するか、または、印刷により接着剤を塗
布する。その後、複数の半導体イメージセンサチップを
順次ダイボンディング用コレットを用いて基板４上にダ
イボンディングする。

ところが、この場合、上述したように距離Ｃを極めて小
さくシ、ｌＯμｍ〜３０μ田程度とするため、各センサ
チップの間、すなわち第１１図中距離Ｃで示される間隙
に第１７図に示すように接着剤１３が入り込み、センサ
チップ上に接着剤１３が盛り上がってしまう場合がある
− この場合、接着剤が＾ｇペーストのような導電性のもの
であればイメージセンサチップＳｋおよび５ｋ−１の表
面に配設される回路パターンにおいて短絡を生じさせる
ことがある。たとえ接着剤が導電性でなくとも、各セン
サチップの最端の受光窓１２に接着剤が達し、その光電
変換特性に悪影響を与える場合もある。

これを避ける一般的な方法としては、例えば特開昭６１
−２３１７５７号に示される方法、すなわち、第１３図
に示すように各センサチップ５ｋｊｋ−１の互いに隣接
する端面の角度θ１を９０°以下にすることにより、接
着剤１３のセンサチップ上への盛り上がりを防ぐ方法が
提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、この方法では、半導体イメージセンサチ
ップをクエへからチップ状に切り出す時点で特別な構成
を用いなくてはならない。

すなわち、−膜内に半導体ウェハからチップを切り出す
場合には、ダイシングソーを用いるものであり、角度を
有した切削を行うには、ダイシングソーのダイヤモンド
・ブレードを毎分３万〜３万５千回転で回転させるスピ
ンドルの位置に関する改造、または専用のスピンドルが
必要になる。

つまり、ダイヤモンドブレードが装着されたスピンドル
を半導体ウェハを載置した切断用テーブルに対して所定
の角度だけ傾け、ダイシングソー本体に取り付けるとい
った改造が必要になる。また、専用のダイシングソー装
置を必要とする場合もある。

この結果、精度が要求されるダイシングソーを改造した
り、専用のダイシングソーを用いることによりチップを
製造するコストが上昇したり、また、１度改造したダイ
シングソーは、その精度を保持する上で通常のウェハ切
断に用いることができなくなるということがあった。

本発明は、上述した従来の問題点を解消する光センサア
レイの製造方法に最適な形態の光センサアレイを提供す
ることを目的とする。

［課題を解決しようとする手段］ そのために本発明では、電気配線の設けられた支持体に
接着され、配線に電気的に接続され光情報に伴なう電気
信号を供給するための電極部を配した光センサチップを
複数配列して形成される光センサアレイにおいて、接着
のための接着剤を塗布する領域を、配列方向において、
複数の光センサチップの各々の、配列方向の長さより短
くなし、かつ電極部の配される位置の下方における光セ
ンサチップと支持体との間に接着剤が介在していること
を特徴とする。

［作　用］ 以上の構成によれば、隣接するセンサチップの隙間から
接着剤がはみ出しセンサチップ上に盛り上がることを防
止できると共に、光センサチップの、支持体との間に接
着剤が介在しない部分に電極部を配さないことにより電
極部とセンサチップとの接続不良を解消することが可能
となる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示し、光センサアレイを配
設する支持体としての基板の上面図である。図において
、２１は半導体センサチップを配設するためのセラミッ
ク基板である。Ｐ、〜ＰＮはそれぞれセラミック基板２
１上にセンサチップをダイボンディングによって接着す
る際の接着剤を塗布する領域であり、領域ＰＩ−ＰＮの
各々の長手方向の長さＩＩは、配設される各センサチッ
プの長手方向の長さに第１１図に示した隙間距ｌＩＣを
加えた長さＬより短くなフている。また、第１図で１２
はｊ２２−（Ｌ−１１＋）／２で定義されるものであり
、この長さＡ２は長さしおよび用いる接着剤の特性に応
じて定められる。

本実施例ではダイボンディング用接着剤を第４図に示す
スタンピングビン２２により基！ｆｉ、４に転写する。

このスタンピング より０．１〜０．２ｍｍ程度短く設計することにより、
転写時の接着剤の広がりが塗布領域の長さｌ、を越える
ことを防ぐことが可能となる。また、スタンピングビン
２２の幅はセンサチップの幅より０．２ｍ＋ａ程度短く
し、さらに、スタンピングビン２２によって転写される
接着剤厚さは３０〜７０μｍとし、最大でも１００μ日
を越えないようにする。

本実施例に使用した接着剤は８４−ＩＬＭＩ−５１（商
品名二日本エイプルスティック株式会社）であるが、特
に接着剤の粘度が８０００〜１２０００ｃｐｓ程度であ
れば、この接着剤に限定されるものではない。また、転
写された接着剤上へ各イメージセンサチップをダイボン
ディングする際の圧力は、ダイボンディング後の接着層
の厚さが１０〜２０μｍになるよう設定する。

さらに、本実施例で使用した半導体イメージセンサチッ
プのサイズは、７．８Ｉｌａ＋　８０．７ｍｍ　〜３５
．０ｍｍｘ　１．５ｍｍとした。

以上の条件下で接着剤盛り上がりのない安定したダイボ
ンディングを行う構成は、前述の長さぶ２を約１ｍｍと
することで得られた。

第２図は複数の半導体イメージセンサチップを本実施例
の方法でダイボンディングして構成されるイメージセン
サアレイの断面図を示す。Ｓ、〜ＳＮはそれぞれ読取っ
た画像の画素に対応する受光窓を有した半導体イメージ
センサチップ、Ｐ、〜ｐ　Ｈｌ　は接着剤である。第２
図中Ａ部を拡大した図が第３図であり、同図から明らか
なようにセンサチップ上への接着剤の盛り上がりは発生
していない。

上述の実施例ではスタンピングビンを用いた転写による
接着剤塗布を行ったが、印刷によって接着剤塗布を行う
方法もある。

第５図は、この方法における印刷用マスク２３ヲ示して
おり、同図において、Ｌは上述の実施例と同様に各半導
体イメージセンサチップの長さにチップ間距離を加えた
長さであり、Ｍ、〜ＭＮはそれぞれ接着剤を印刷するた
めのメツシュである。図中Ａ４は上記実施例の接着剤塗
布領域の長さと同じサイズに設計されているが、マスク
２３の両端に位置する塗布領域の長さである１５はＡ４
より長くなっている。これは、長さｊｌｓが両端のセン
サチップダイボンディング用の領域の長さであるため、
外側部分は接着剤塗布領域を短くする必要がないことに
よるものである。

この実施例は、スタンピングビンを用いていないため、
接着剤塗布における領Ｘ等を前記実施例よりも正確にコ
ントロールすることが可能となる。特に、接着剤の塗布
厚さのコントロールを正確に行えるため、ダイボンディ
ング時の加圧による接着剤はみ出しがさらに少なくなり
、結果的に前記実施例によるよりも選択可能な接着剤が
多様になる。

以上説明した方法により、センサチップを接着すること
によって派生する従来の問題を解消することができるも
のの、次工程のワイヤボンディング工程、すなわち各半
導体イメージセンサチップ上の電極パッドと、各半導体
イメージセンサを実装する基板上の所定の回路パターン
の電極パッドとを金属ワイヤで接続する工程において、
半導体イメージセンサチップ上の電極パッドに金属ワイ
ヤを接続する場合に不都合が発生する恐れがある。

すなわち、第６図に示すように、所定の回路網を具えた
半導体イメージセンサチップ実装用基板ｚｌ上に接着剤
２３を用い、上述の方法によって半導体イメージセンサ
チップＳ　ｋ　＋　Ｓ　ｋ　＋　１・・・が接着され、
これらセンサチップ上には電極パッド１８．１９が配設
される。この場合、電極パッド１８が配設される下方に
位置するセンサチップと基板２１との間には接着剤２３
が存在しないが、電極パッド１９の下方においてはチッ
プＳｋ、Ｓｋ＊１　”・と基板２３との間に接着剤２３
が存在する。

第６図中Ｅ部を拡大した図を第７図に示す、第７図にお
いて、チップＳ、と基板２１との間の隙間をｔとすると
、ｔは通常１０〜２０μｍになる。

このような電極パッド１８に、熱圧着ワイヤボンディン
グ法あるいは超音波ウェッジボンディング法によって＾
Ｕワイヤあるいは＋ｌワイヤ等を接続しようとする場合
、隙間ｔが存在するために電極パッド１９を接着する場
合に比べてワイヤの接着性が低下する。すなわち、セン
サチップの電極パッド１８が接続される位置が片持ちば
り形態を呈する等の理由でワイヤボンディングを行って
も電極パッドにワイヤが接合されないことや、あるいは
接合されても接合強度が極めて弱くなる場合がある。

最悪の場合、第８図に示すようにワイヤボンディングツ
ール３１でワイヤを電極に接合するときに、接着剤２３
の塗布エリアと塗布されていないエリアの界目近くでセ
ンサチップの割れ２２が発生する場合もある。

上述した問題を回避するために、本発明の実施例は第９
図および第１０図に示される構成をとる。

第９図において、２４は本発明の一実施例を示すイメー
ジセンサチップであり、接着剤２３により半導体イメー
ジセンサチップ実装用基板２１に接着されている。

第１Ｏ図は第９図中Ｆ部の拡大図である。同図から明ら
かなように電極パッド２５は、第６図に示した電極パッ
ド１８の配設位置とは異なり、接着剤２３が塗布された
領域の上方に佐賀する。すなわち、同図中Ｊ２２は、先
に第１図において示した、センサチップ上への接着剤の
盛り上がりをふせぐために接着剤を塗布しない領域の長
さであり、センサチップの配列方向におけるチップ端か
ら電極パッド２５の端部までの距離をｊ２３とすれば、
ぶｓ＞Ｉ１２　　　　　　　　　　・−（１）とする。

本実施例で使用した半導体イメージセンサチップは配列
される方向の長さが１８．２８＋ａｍで、受光窓が２１
６個所に配設されており、従がって１ｍｍあたり約１２
個の受光窓を有するものである。また、実装用基板ｚ、
ｌ上のセンサチップをダイボンディングするための接着
剤塗布領域のチップ配列方向の長さは、約１６ｍｍであ
り、従って前述したように１２１８．２８−１６ ｕ　２　＝　　　　　　　＝　１．１４ｍｍ　　　　　
　　　−（２）となる。本実施例では、′（１）式を満
たすためにセンサチップの配列方向におけるチップ端か
ら電極パッド２５の端部までの距離、すなわち２．をｔ
、ｓｍｍとして電極パッド２５を配設しである。

ここで、β２はセンサチップの接着強度および、先に示
したセンサチップ上への接着剤の盛り上がりをふせぐた
めに決定される値であるので、１３はセンサチップのサ
イズおよび上記により決定されたＡ、により定められる
。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、隣接
するセンサチップの隙間から接着剤がはみ出しセンサチ
ップ上に盛り上がることを防止できると共に、センサチ
ップの、支持体との間に接着剤が介在しない部分に電極
部を配さないことにより電極部とセンサチップとの接続
不良を解消することが可能となる。

この結果、ワイヤボンディング工程で発生するワイヤボ
ンダビリティ低下、チップわれ等をふせぐことが可能と
なり、さらに、半導体センサチップの長手方向の長さよ
り短いエリアにダイボンディング用接着剤を塗布すると
いう、センサチップ上への接着剤の盛り上がりをふせぐ
技術もそのまま使用することが可能となる。

４、図面の１１ＪＪＩＬな説明 第１図は本発明の一実施例を示し基板上に配列するセン
サチップの接着剤塗布領域を示す模式的上面図、 第２図および第３図は第１図に示した基板およびこれに
配列されるセンサチップの縦断面図、第４図は第１図に
示した実施例に用いたスタンピングビンの模式的上面図
、 第５図は本発明の他の実施例に用いたマスクの模式的上
面図、 第６図および第７図は従来の電極パッド配置によるセン
サチップを基板に接着したときの側断面図、 第８図は第６図または第７図に示される構成の問題点を
説明するための側断面図、 第９図および第１θ図は本発明の一実施例にかかるセン
サチップの接着構成を示す側断面図、第１１図は画像読
取装置の一構成例を示す模式的斜視図、 第１２図はセンサチップ配列の一例を示す上面図、 第１３図および第１４図は第１２図に示した配列に対応
した光学系を下す模式的側面図、 第１５図はセンサチップ配列の一例を示す上面図、 第１６図は第１５図の部分拡大図、 第１７図は第１６図に示した配列の問題点を説明するた
めの側面図である。

２１・・・基板、 ２３・・・接着剤、 ２４・・・センサチップ、 １９．２５−・・電極パッド。

第１図 第２図 第３図 第５図 Ｅ 第６図 第 図 第 図 第１２図 第 １３図 ＳＬ１〜ＳＩＮ 第 １４図 Ｎ−１ 第 １６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電気配線の設けられた支持体に接着され、前記配線
   に電気的に接続され光情報に伴なう電気信号を供給する
   ための電極部を配した光センサチップを複数配列して形
   成される光センサアレイにおいて、 前記接着のための接着剤を塗布する領域を、前記配列方
   向において、前記複数の光センサチップの各々の、前記
   配列方向の長さより短くなし、かつ前記電極部の配され
   る位置の下方における前記光センサチップと前記支持体
   との間に前記接着剤が介在していることを特徴とする光
   センサアレイ。 ２）前記光センサチップと、該光センサチップに対応し
   た前記接着剤の塗布領域とは、互いの前記配列方向にお
   ける中心が合致するよう接着されたことを特徴とする請
   求項１に記載の光センサアレイ。 ３）前記複数の光センサチップのうち、前記配列におい
   て両端に位置する光センサチップ以外のセンサチップと
   、該センサチップの各々に対応した前記接着剤の塗布領
   域とは、互いの前記配列方向における中心が合致するよ
   う接着されたことを特徴とする請求項１に記載の光セン
   サアレイ。