JPH0254580A - イメージセンサ - 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〕 本発明はイメージセンサの構成に関する。さらにくわし
くは、２個以上の複数のイメージセンサ素子をつないで
用いるタイプのイメージセンサに関する。なお本明細書
では、発明の効果がもっとも大きく期待できるリニアイ
メージセンサ若しくはラインセンサを例に取り上げて記
述する。

〔従来の技術〕

イメージセンサ素子の構成は第２図に示したように、−
船釣にはガラス質（石英ガラス、ホウケイ酸ガラスなど
）の基板（１０）のいずれか一方の表面に受光素子（１
１）が形成されている。この受光素子への光の入り方に
よって２種類の方式が考えられている。すなわち、第３
図に示したように直接受光素子（１１）に光が入る方式
（以下、トップタイプと記す）及び第４図に示したよう
に、光が基板材質（１０）を通過して受光素子（１１）
に入る方式（以下、ボトムタイプと記す）である。

しかし、トップタイプにおいては素子及び接続部の保護
のために、平面性の良いガラス性のフタを封着する必要
があり、耐湿信頼性、コスト、作業性の面などで不利で
ある。したがって、本発明では、においては、ボトムタ
イプを取り上げる。

従来のイメージセンサの主な構造は、第５図に示したよ
うに、導体パターン（１２）が設けられた入射光を透過
できる透明な絶縁物基板（１３）の表面に複数のイメー
ジセンサ素子（１４）が−種または二種以上の接着剤（
１５）によって固定され、イメージセンサ素子のつなぎ
部の界面も上記の接着剤で充填されており、アルミニウ
ムまたは金のワイヤー（１６）でイメージセンサと基板
が接続されている。さらに、このイメージセンサ素子及
びワイヤーの保護のために様々な有機高分子材料（１７
）が素子表面及びワイヤーにボッティングされている。

（この際、有機高分子材料は初期的に液状であることが
ほとんどであるため、ボッティング時の流れ出し防止の
ために、ダムとなる構造物（１８）を基板上に設けてお
く必要がある）〔発明が解決しようとする課題点　　　
　　゛しかし、従来技術においては、以下に記すような
問題点が認められる。

（１）絶縁物基板の材質が制約される ・入射光の透過率 ・膨張係数、ヤング率：イメージセンサ素子基板との釣
り合い（応力発生防止） （２）接着剤の要求特性が厳しい ・熱応力の緩和が必要 ・接着信頼性 ・屈折率：複数の素子を連続的に並べて使用するため、
それぞれの隣接界面の光学的連続性の確保が必要 （３）イメージセンサ駆動回路、プリアンプ回路が別に
必要になる。

・透明な絶縁基板上への素子実装が困難（４）モールド
流れ防止用のダムとなる構造物及びその形成工程が必要
になる。

本発明は、この様な問題点を解決するもので、その目的
とするところは、 ■構成部品が少なく、アッセンブル工程が簡略化できる ■構造が単純で、薄型化できる ■絶縁物基板等の使用材料の自由度が大きい■センサ素
子にかかる応力が小さくできる■一種類の有機高分子材
料でイメージセンサ素子および電気的接続部の保護と、
複数のイメージセンサ素子の隣接界面の光学的−様性の
確保が可能になる ■接続点が１か所であるため信頼性向上というようなイ
メージセンサを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のイメージセンサは、片面に粘着剤層を有するプ
ラスチックフィルムの粘着面に、導体パターンおよびイ
メージセンサ素子を取り囲める大きさの穴を有する絶縁
物基板と、当該穴の中に連続性を持った２個以上のイメ
ージセンサ素子が固定され、この両者が電気的に接続さ
れ、イメージセンサ素子及びそれらの隣接界面ならびに
電気的接続部が有機高分子材料でおおわれている構造を
持つことを特徴とし、かつ上記の有機高分子材料の屈折
率ｎｍとイメージセンサ素子のサブストレートの屈折率
ｎ８の関係が、 ｎ８≦ｎａ≦ｎｔ　＋ｏ、０５ を満たすような有機高分子材料を用いたことを特徴とす
る。

ここで、有機高分子材料の屈折率ｎｍとイメージセンサ
素子のサブストレートの屈折率ｎｍの関係が、 ｎｔ　　≦ｎｍ≦ｎｍ＋０．　０５ でなく”Ｃはならないのは、以下の理由による。

すなわち、複数のイメージセンサ素子の隣接界面おいて
、第６図に示したようにイメージセンサ素子（２）のサ
ブストレートＧ！Ｄの屈折率ｎ１に対して界面に存在す
る有機材料１２Ｉの屈折率ｎｍが変化すると、界面を透
過する入射光Ｉ０が界面で反射等■２を起こすため、界
面の透過光■８が減衰して隣接界面での出力低下がおこ
る。（光学的−様性の低下）特に、 ｎｍ＜ｎ。

の場合顕著であり、また ｎ　、　＋　０　、０５　＜　ｎ　ｗ＋の場合も隣接間
距離が大きい場合などに上記の現象が見られやすい。

なお本発明で用いられる絶縁物基板は有機、無機を問わ
ず選択できるが、穴加工等の面を考慮すると有機物の方
がより望ましく、半田付けなどの加熱工程を考慮して耐
熱性の良いもの（ガラエボ、超エンプラ等）を選定する
必要がある。絶縁物基板に設けられる穴の形状は、特許
請求の範囲に述べられた要件さえ満たしていれば、特に
制約はない。また、本発明′で用いられるプラスチック
フィルム材料およびそれが有する接着剤若しくは粘着剤
、さらにこのイメージセンサおよび電気的接続部をおお
う有機高分子材料の材質は、特許請求の範囲で述べられ
た屈折率を除く光学的な特性（光線透過率等）、物理的
特性（耐熱性、熱膨張係数、ヤング率等）、耐候性、耐
蝕性等が、適用されるイメージセンサの仕様を満たせる
ものであればその種類、組み合わせに制約を受けない。

以下、実施例にしたがって本発明をさらに詳しく説明す
る。

〔実施例−１〕 本発明を、２本のセンサチップ（石英製、屈折率１．４
６　”）をつないだ大型のボトムタイプのラインセンサ
に用いた。その構造は第１図（ａ）および（ｂ）に示し
たようなものである。すなわち、絶縁物基板（１）とし
てガラスエポキシ積層板を用い、その表面に導体パター
ン（４）および、ラインセンサ素子（２）を取り囲める
大きさの穴（３）を設けた。絶縁物基板およびラインセ
ンサ素子の固定用の材料として表面にシリコーン系の粘
着剤（５）が塗布されたポリエステル系（ＰＥＴ＝ポリ
エチレンテレフタレート）のフィルム（６）を用い、こ
の表面に２本のラインセンサ素子（２）を紫外線硬化型
の接着剤を塗布した石英ガラス捧（９）で１本につなぎ
あわせたラインセンサ用素子および上記の絶縁物基板を
粘着固定した。アルミニウムワイヤー（７）でラインセ
ンサ素子と絶縁物基板を接続し、導通をとった後、有機
高分子材料（８）として付加重合タイプのシリコーン樹
脂（屈折率１．４７　）によってラインセンサ素子およ
び接続部の保護を行った。この際、上記のシリコーン樹
脂はつなぎ合わせた２本のラインセンサ素子の隣接空間
にも充填された。

本実施例によって形成されたラインセンサは、従来のも
・のと比較して、 （１）主な部品点数　：２分の１（４点が２点）（２）
実装工程数　　：２分の１（６が３）（３）サイクルタ
イム＝３分の１　（４，５日が１．５日〉（４）モジュ
ール厚さ：２分の１（７ｍｍが３．５ｍｍ）というよう
な特徴が上げられ、トータルコスト面で、また製品設計
面で大きなメリットが得られた。

なお、以下の実施例においても同様のメリットが得られ
た。

〔実施例−２〕 本発明を、３本のセンサチップをつないだ大型のボトム
タイプのラインセンサに用いた。その構造は実施例−１
と同様である。絶縁物基板の材料として、三菱瓦斯化学
型のＢＴレジン−ガラス積層板を用い、絶縁物基板およ
びラインセンサ素子の固定は住友スリーエム製の粘着剤
骨のポリイミドテープをもちいた。

〔実施例−３〕 実施例−１において、有機高分子材料として紫外線硬化
型のウレタン変性アクリル樹脂（屈折率１．４８　）を
用いた。

〔実施例−４〕 実施例−１において、有機高分子材料として熱硬化型の
アクリル樹脂（屈折率１．５１　）を用いた。

〔実施例−５〕 実施例−１において、絶縁物基板およびラインセンサ素
子の固定用の材料として、表面にエポキシ系の接着剤が
塗布されたポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）フィルム
を用いた。

〔実施例−６〕 実施例−３において、絶縁物基板およびラインセンサ素
子の固定用の材料として、ここで用いた有機高分子材料
と同一の材料、すなわち紫外線硬化型のウレタン変性ア
クリル樹脂が表面に塗布されたポリエーテルサルフオン
（ＰＥＳ）フィルムを用いた。

〔実施例−７〕 実施例−２に準じたものを、ＣＯＤイメージセンサに適
用した。

〔実施例−８〕 実施例−２に準じたものを、３本のセンサ素子からなる
大型イメージセンサに適用した。なお、これらのセンサ
素子は機械的にはつながずにロボットによって精度良く
並べた。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によれば２個以上のイメー
ジセンサ素子を組み合わせて成るイメージセンサにおい
て、 ■部品点数の削減によるコストダウン ■実装工程の削減によるコストダウンと納期短縮 ■センサ素子への応力緩和および接続点の減少による信
頼性向上 ■使用できる材料の組み合わせの範囲拡大■モジュール
の薄型化可能 ■センサ素子の取り個数増加による歩留まり向上および
コストの低下 ■製品におけるイメージセンサの空間占有率の削減によ
り、設計の自由度が拡がる といった効果がもたらされる。

また、本明細書では、ボトムタイプのリニアイメージセ
ンサおよびラインセンサのみについて説明してきたが、
ボトムタイプのエリアイメージセンサなどの他のボトム
タイプのイメージセンサにも適用可能で、同様な効果も
期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の代表的な構造を示す断面図（ａ）お
よび平面図（ｂ）である。 １・・・絶縁物基板 ２・・・ラインセンサ素子 ３・・・穴 ４・・・導体パターン ５・・・粘着剤（または、接着剤） ６・・・フィルム ７・・・ワイヤー ８・・・ｎｍ≦ｎｍ≦ｎｍ＋ｏ、ｏｓをみたす有機高分
子９・・・石英ガラス棒 第２図は、ラインセンサ素子の構成の概略を示す斜視図
である。 １０・・・基板 １１・・・受光素子 第３図は、トップタイプ方式の概念を示す断面図である
。 １０・・・基板 １１・・・受光素子 第４図は、ボトムタイプ方式の概念を示す断面図である
。 １０・・・基板 １１・・・受光素子 第５図は、従来のボトムタイプのイメージセンサの構造
を示す断面図である。 １２・・・導体パターン １３・・・絶縁物基板 １４・・・イメージセンサ素子 １５・・・接着剤 １６・・・ワイヤー １７・・・有機高分子材料 １８・・・ダムとなる構造物 第６図は、複数のイメージセンサ素子の隣接界面におけ
る入射光の挙動を示す模式図である。 ２・・・イメージセンサ素子 １９・・・サブストレート ２０・・・有機材料 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士　上柳雅誉（他１名） （ａ−） 第 図 第 図 入射光 入射光 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）片面に粘着剤層を有するプラスチックフィルムの
   粘着面に、導体パターンおよびイメージセンサ素子を取
   り囲める大きさの穴を有する絶縁物基板と、当該穴の中
   に連続性を持った２個以上のイメージセンサ素子が固定
   され、この両者が電気的に接続され、イメージセンサ素
   子及びそれらの隣接界面ならびに電気的接続部が有機高
   分子材料でおおわれている構造を持つことを特徴とする
   イメージセンサ。
2. （２）上記の有機高分子材料の屈折率ｎ＿ｍとイメージ
   センサ素子のサブストレートの屈折率ｎ＿ｓの関係が、 ｎ＿ｓ≦ｎ＿ｍ≦ｎ＿ｓ＋０．０５ を満たすような有機高分子材料を用いたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のイメージセンサ。