JPH0263167A - 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、発明の効果がもつ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、−
ａ的にはガラス質（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、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（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〕 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（特に隣接界面）にかかる応力が小さくできる（特に
高温にさらされた場合）■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として
反応性高分子材料が用いられ、その硬化時の雰囲気を４
０″Ｃ以上の温度にすることを特徴とする。

ここで、有機高分子材料が反応性高分子材料で、その硬
化時の雰囲気が４０℃以上の温度でなくてはならないの
は、以下の理由による。すなわち、本発明のイメージセ
ンサに用いられる材料の組み合わせは自由度が高いこと
を述べたが、熱膨張係数が大きな材料を用いた場合、６
０〜７０℃程度の高温時においてイメージセンサ素子が
外から引っ張られ、それらの隣接界面に極めて大きな引
っ張り応力が働くことになる。そこで応力に耐えられる
ためには隣接界面で強固な接着性が要求される、従って
隣接界面に存在する有機高分子材料は反応性高分子材料
である必要がある。また、上記の材料の硬化雰囲気が４
０　’Ｃより高い場合、その雰囲気温度において相対的
に膨張した状態で硬化が進むので、上記高温時での引っ
張り応力が緩和されやすく、その温度以下では隣接界面
に圧縮応力が働くため界面が安定する方向になる。

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
反応性高分子材料で光学的な特性（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。

上記の有機高分子材料の硬化方法は、雰囲気を４０℃以
上にすることができれば、熱硬化、紫外線硬化、湿気硬
化など周知の方法あるいはそれらの組み合わせのいずれ
でも良い。

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、石英製のラインセンサ素子（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棒（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）として熱硬化付加重合タイプのシリコー
ン樹脂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本のう、インセンサ素子の隣接空間にも充填され、
硬化条件は、８０　’０２時間で硬化させた。

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８２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。

また、高温放置試験（７０″Ｃ）においても１５００時
間以上良好な特性を維持し続けた。

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ｆＮ−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人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を用いた。

硬化の際は、紫外線照射機の雰囲気温度を５０’Ｃｌ：
設定して紫外線照射を行なった。

〔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
アクリル樹脂を用いた。硬化条件は、７０″Ｃ５時間硬
化の後、９０℃２時間硬化の２段階硬化とした。

〔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。

有機高分子材料として熱硬化併用の紫外線硬化型のウレ
タン変性アクリル樹脂を用い、６０　’Ｃ雰囲気で紫外
線照射後、２時間かけて硬化を完結させた。

〔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、ＣＣＤイメージセンサに適
用した。なお、高分子材料として、湿気硬化型の縮合型
シリコーン材料を用い５０℃９０％１２時間で硬化させ
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（特に高温）及び接続点の減
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】

（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 以上 第 Ｚ 図 繍り 第 図 図面の浄書（内容に変更なしｙ 第 図 （ｂ） 手続補正書 （方式） ％式％ 事件の表示 昭和６３年　特許願 第２１４４５２号 ２゜ 発明の名称 イメージセンサ ３、補正する者 事件との関係　　出願人 東京都新宿区西新宿２丁目４番１号 （２３６）セイコーエプソン株式会社 代表取締役　　中　村　恒　也 ４、代理人 ５゜ 補正命令の日付 昭和６３年１１月２９日

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として反応性高分子材料が
   用いられ、その硬化時の雰囲気を４０℃以上の温度にす
   る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。