JPH0263166A - 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と材料に関する。

なお本明細書では、発明の効果が最も大きく期待できる
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３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４
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５図のように光
が基板材質（１０）を通過して受光素子（１］）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、本明細書においては、このボトムタ
イプに発明を適用する。

従来のイメージセンサの主な構造は、第６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
する絶縁物基板（１３）の表面にイメージセンサ素子（
２）が接着剤（１４）等によって固定され、アルミニウ
ムまたは金のワイヤー（７）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
ために有機高分子材料（１８、以下モールドと記す。）
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、ポツティング時の流れ出し防止のた
めにダムとなる構造物（１５）を基板上に設けておく必
要がある。）さらに、イメージ七ン±駆動回路、プリア
ンプ回路などの形成されたプリント基板（１６）をコネ
クタ（１７）で接続している。（以上を従来例−１とす
る） しかし、従来例−１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１３頼性 （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・接続点が２か
所あるため信頼性が不安（４）モールド流れ防止用のダ
ムとなる構造物及びその付加工程が必要になる。

そこで、この様な問題点を解決したものとして、第７図
に示したように、片面に接着剤層若しくは粘着剤層（５
）を有するプラスチックフィルム（６）の接着若しくは
粘着面に、導体パターン（４）およびイメージセンサ素
子（２）を取り囲める大きさの穴（３）を有する絶縁物
基板（１）と、当該穴の中にイメージセンサ素子が固定
され、この両者がアルミニウムまたは金のワイヤー（７
）で電気的に接続され、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有機高分子材料（１８、
以下モールドと記す。）が素子表面及びワイヤーにボッ
ティングされている構造を持つイメージセンサが発明さ
れた。（以上を、従来例−２とする。） 〔発明が解決しようとする課題〕 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。すなわち、従来例−２は、従来例−１に
比べて品質、コスト、納期などあらゆる面で優れている
が、モールド剤の使用において、 （１）耐食性の点から使用可能な材料が限定されてしま
う。

（２）耐食性の比較的優れたシリコーン系を用いると、
材料によっては製品の熱衝撃試験で絶縁物基板とイメー
ジセンサ素子を接続したアルミニウムもしくは金のワイ
ヤーが屈曲し、切断されてしまう。これは、従来例−２
における絶縁物基板とイメージセンサ素子の膨張係数の
差が極めて大きいく前者が後者の５０倍程度）場合に見
られるため、これらの組み合わせが限定されてしまう。

という点である。

そこで、本発明はこの様な問題点を解決したもので、そ
の目的は、従来例−２の特徴を生かしながら、使用でき
る絶縁物基板の範囲を広げてコスト的に有利な物を使用
可能にし、信頼性も十分確保されたイメージセンサを与
えることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のイメージセンサは、片面に接着剤層若しくは粘
着剤層を有するプラスチックフィルムの接着若しくは粘
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
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イメージセンサに
おいて、上記の有機高分子材料がシリコーン系の化合物
で、かつ硬化後の硬度がショアＡｌｉ！度で２０以下で
あることを特徴とする。

なお本発明で用いられる有機高分子材料は特許請求の範
囲を満たしていれば、着色されていたり、フィラーが含
まれていてもよい、また硬化物はゴム状ばかりでなくゲ
ル状でも良い。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、さらに、この絶縁物基板の表面にはＩＣや抵抗、コ
ンデンサなどの素子が実装されていてもよい。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の材質は、その光学的な
特性（光線透過率、屈＃ｙｒ率等）、物理的特性（耐熱
性、熱膨張係数、ヤング率等）、耐候性、耐食性等が、
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〕 本発明をセンサチップ２本をつないで使用するボトム方
式の密着型イメージセンサに通用した。

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
エポキシ項層板を用い、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、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。さらに、有機高分子材料として硬化後
の硬度がショアＡで５であるｆ寸前重合タイプのシリコ
ーン樹脂を用いてラインセンサ素子および接続部の保護
を行った。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、従来例−２における利点を持
ちながら、特に耐熱衝撃性の向上が可能になった。

以下に従来用いていた有機高分子材料と、本発明の高分
子材料との耐熱衝撃性、と耐湿性の比較を示す。

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、２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。その構造で２本のセン
サ素子は機械的に精度良く並べられており、つなぎ部に
紫外線硬化型のアクリル系接着剤を充填して光学的−様
性を確保した。他は実施例−１と同様であるので、この
構造においてはセンサチップおよびワイヤーにかかる熱
応力は極めて大きくなることが予想された。従って、有
機高分子材料としてショア硬度０のゲル状付加重合型シ
リコーンを用いた。これにより、極めて耐熱衝撃性の良
いラインセンサが得られた。

〔実施例−３〕 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、有機高分子材料としてショア硬度Ａ２０の１滴
型縮合型シリコーンを用いた。

〔実施例−４〕 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通用した。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によれば、従来例−２が有
する ■部品点数の削減 ■実装工程の削減と納期短縮 ■センサ素子への応力緩和および接続点の減少による接
続信頼性向上 ■モジュールの薄型化可能 といった利点に加え、 ■使用できる絶縁物基板の範囲を極めて広くまで広げて
コスト的に有利な物を使用可能にする ■熱応力に対する信頼性も充分確保できるといった効果
がイメージセンサにもたらされる。

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池のボトム
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。

（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・・・有機高分子材料 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因は、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 以上 （ｂ＞

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）片面に接着剤層若しくは粘着剤層を有するプラス
   チックフィルムの接着若しくは粘着面に、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
   いる構造を持つイメージセンサにおいて、上記の有機高
   分子材料がシリコーン系の化合物で、かつ硬化後の硬度
   がショアＡ硬度で２０以下であることを特徴とするイメ
   ージセンサ。