JPH0287869A - 千鳥配列マルチチツプ型イメージセンサ - Google Patents
千鳥配列マルチチツプ型イメージセンサInfo
- Publication number
- JPH0287869A JPH0287869A JP63240353A JP24035388A JPH0287869A JP H0287869 A JPH0287869 A JP H0287869A JP 63240353 A JP63240353 A JP 63240353A JP 24035388 A JP24035388 A JP 24035388A JP H0287869 A JPH0287869 A JP H0287869A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image sensor
- chip
- temperature
- substrate
- die bonding
- Prior art date
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/50—Encapsulations or containers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/80—Constructional details of image sensors
- H10F39/804—Containers or encapsulations
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
Landscapes
- Facsimile Heads (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
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。
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、等倍密着型イメージスキャナ等に用いられる
千鳥配列マルチチップ型イメージセンサに関する。
千鳥配列マルチチップ型イメージセンサに関する。
従来の技術
近年、イメージスキャナ等にあっては、光学系の小型化
を図るため、センサ自体を等倍構成する等倍密着型イメ
ージセンサの開発が活発化している。この場合、例えば
ＳｉウェハによるＩＣイメージセンサチップを用いるも
のでは、Ｓｉウェハサイズにより長さが制限されるため
、通常サイズの原稿についても読取り可能に長尺化する
ためには、複数個のＩＣイメージセンサチップを同一基
板上に配列する必要がある。このようなマルチチップ型
のものが、例えばＴＶ学会におけるｒＩＣ９８７−５５
ＪのｒＣＣＤ密着イメージセンサ」により知られている
。
を図るため、センサ自体を等倍構成する等倍密着型イメ
ージセンサの開発が活発化している。この場合、例えば
ＳｉウェハによるＩＣイメージセンサチップを用いるも
のでは、Ｓｉウェハサイズにより長さが制限されるため
、通常サイズの原稿についても読取り可能に長尺化する
ためには、複数個のＩＣイメージセンサチップを同一基
板上に配列する必要がある。このようなマルチチップ型
のものが、例えばＴＶ学会におけるｒＩＣ９８７−５５
ＪのｒＣＣＤ密着イメージセンサ」により知られている
。
二のようなマルチチップ型イメージセンサとしては、各
々同一ピッチで形成された受光画素部を有する複数個の
シリコン製のＩＣイメージセンサチップを１直線状に配
列するものの他、隣接するもの同士を少しずつオーバラ
ップさせて千鳥状に配列させた千鳥配列型のものがある
。
々同一ピッチで形成された受光画素部を有する複数個の
シリコン製のＩＣイメージセンサチップを１直線状に配
列するものの他、隣接するもの同士を少しずつオーバラ
ップさせて千鳥状に配列させた千鳥配列型のものがある
。
何れにしても、このような複数個のＩＣイメージセンサ
チップは例えば同一のアルミナ基板上にダイボンディン
グされて固定される。このようなダイボンディング方式
としては、次のような各種方式がある。ここに、各種方
式の特徴につき、■・・・接合材料、■・・・ダイ裏面
のメタライゼーション、■・・・作業温度、■・・・作
業雰囲気、■・・・オーミック性、■・・・熱放散性、
■・・・ワイヤボンディング適応性、■・・・類シール
適応性、■・・量産性、［相］・・・コストの順に示す
ものとする。
チップは例えば同一のアルミナ基板上にダイボンディン
グされて固定される。このようなダイボンディング方式
としては、次のような各種方式がある。ここに、各種方
式の特徴につき、■・・・接合材料、■・・・ダイ裏面
のメタライゼーション、■・・・作業温度、■・・・作
業雰囲気、■・・・オーミック性、■・・・熱放散性、
■・・・ワイヤボンディング適応性、■・・・類シール
適応性、■・・量産性、［相］・・・コストの順に示す
ものとする。
ａ、共晶接合法
■Ａｕ−３ｉ、Ａｕ−Ｇｅ又はＡｕ−３ｎ。
■不要又はＡ ｕ蒸着、０３２０〜４５０℃、■不活性
雰囲気又は還元雰囲気、■良、■良、■適、■適、■良
、［相］高 す、はんだ接合法 ■Ｐｂ系はんだ又はＳｎ系はんだ、■Ｎｉ、Ｎｉ−Ａｕ
又はＣｒ−Ｎｉ−Ａｕ等、０２５０〜３５０℃、■不活
性雰囲気又は還元雰囲気、■良、■良、■熱圧着法のみ
不適、■適、■良、［相］中Ｃ１樹脂接着法 ■Ａｇ＋Ａｇ上シ、Ａｇ＋ポリイミド又はＡｇ十シリコ
ン、■不要、■常温（硬化は１５０〜２００℃）、■エ
ア又は不活性雰囲気、■不安定、■不要、■適、■ポリ
イミド系のみ適、■優、［相］低 ｄ、ガラス接着法 ■Ｐｂ０−Ｂ、０．系ガラス、■不要、０４２０〜６０
０℃、■エア、■不良、■不要、■適、■適、■やや不
良、［相］中 このようなダイボンディング方式は何れも高温の作業温
度を要するが、Ｃの樹脂接着法によれば、他のダイボン
ディング法（共晶接合法、はんだ接合法、ガラス接着法
）に比べて、現状では、その信頼性、作業性、量産性等
に優れている。この樹脂接着法では、常温下で基板上に
加熱硬化型のダイボンディング用接着剤をチップ幅相当
にてディスペンス法、スタンプ法、スクリーン印刷法な
どにより数１０μｍ程度の厚さで塗布し、その上に各チ
ップを位置合せしながら押付は配置し、その後で、オー
ブンによるバッチ処理で、１５０℃〜２００°Ｃの加熱
温度にて１〜２時間のキュア（硬化）を実施するもので
ある。
雰囲気又は還元雰囲気、■良、■良、■適、■適、■良
、［相］高 す、はんだ接合法 ■Ｐｂ系はんだ又はＳｎ系はんだ、■Ｎｉ、Ｎｉ−Ａｕ
又はＣｒ−Ｎｉ−Ａｕ等、０２５０〜３５０℃、■不活
性雰囲気又は還元雰囲気、■良、■良、■熱圧着法のみ
不適、■適、■良、［相］中Ｃ１樹脂接着法 ■Ａｇ＋Ａｇ上シ、Ａｇ＋ポリイミド又はＡｇ十シリコ
ン、■不要、■常温（硬化は１５０〜２００℃）、■エ
ア又は不活性雰囲気、■不安定、■不要、■適、■ポリ
イミド系のみ適、■優、［相］低 ｄ、ガラス接着法 ■Ｐｂ０−Ｂ、０．系ガラス、■不要、０４２０〜６０
０℃、■エア、■不良、■不要、■適、■適、■やや不
良、［相］中 このようなダイボンディング方式は何れも高温の作業温
度を要するが、Ｃの樹脂接着法によれば、他のダイボン
ディング法（共晶接合法、はんだ接合法、ガラス接着法
）に比べて、現状では、その信頼性、作業性、量産性等
に優れている。この樹脂接着法では、常温下で基板上に
加熱硬化型のダイボンディング用接着剤をチップ幅相当
にてディスペンス法、スタンプ法、スクリーン印刷法な
どにより数１０μｍ程度の厚さで塗布し、その上に各チ
ップを位置合せしながら押付は配置し、その後で、オー
ブンによるバッチ処理で、１５０℃〜２００°Ｃの加熱
温度にて１〜２時間のキュア（硬化）を実施するもので
ある。
ここに、導電性を持つダイボンディング用接着剤として
は、例えば、下記のような品名のものがある。ここに、
各品名の接着剤の特性につき、■・・・性状（配合比）
、■・・・溶剤の有無、■・・・組成（充填剤／樹脂）
、■・・キュア条件（温度／時間）、■・・体積抵抗率
（Ω・ｃｍ）、■・・・熱伝導率（ｃａｌ／ａｍ −ｓ
ｅｅ ・’Ｃ） 、■・・・抽出不純物（Ｃ１ｌ−Ｎａ
＋）の順に示すものとする。、 Ａ、ケミタイトＣＴ２１２（東芝ケミカル社製）■−液
性、■有、■Ａｇ／エポキシ、■２００°Ｃ／ｌｈｒ、
■０．６ Ｘ １０−’、■６ Ｘ １０−’、■５１
５Ｂ、ＥＮ−４０００（日立化成社製） ■−液性、■有、■Ａｇ／エポキシ、■１７５℃／ｌｈ
ｒ、■２ＸＩＯ−’、■０，６ Ｘ １０−’、Ｃ１０
１１０Ｃ，ＥＮ−４０７０Ｘ−１３（日立化成社製）■
−液性、■無、■Ａｇ／エポキシ、■１５０℃／１ｈｒ
〜２５０℃／４０ｓｅｃ、■３．３Ｘ １０−’、■−
■１０１０ Ｄ、ＣＲＭ−１０３８（住友ベークライト社製）■−液
性、■無、■Ａｇ／エポキシ、■２００℃／１ｈｒ〜１
７０℃／ ２０ｓｅｃ ＋３５０°Ｃ／ ２０ｓｅｃ、
■２×ｌ０−４、■３ＸＩＯ−３、Ｃ１０１０Ｅ、ＣＲ ■−液性、■有、■Ａｇ／ポリイミド、■１５０”Ｃ／
ｌ ｈｒ 〜２５０℃／ｌｈｒ、■２ Ｘ １０−’
、■−■１０２０ Ｆ、 Ａｂｌｅｂｏｎｄ ８４−Ｉ ＬＭＩ （
Ａｂｌｅｓｔｉｃ社製）■−液性、■無、■Ａｇ／エポ
キシ、■１５０℃／ｌｈｒ、■２ Ｘ １０−’、■４
，５ Ｘ １０−’、■１０１ ｔ。
は、例えば、下記のような品名のものがある。ここに、
各品名の接着剤の特性につき、■・・・性状（配合比）
、■・・・溶剤の有無、■・・・組成（充填剤／樹脂）
、■・・キュア条件（温度／時間）、■・・体積抵抗率
（Ω・ｃｍ）、■・・・熱伝導率（ｃａｌ／ａｍ −ｓ
ｅｅ ・’Ｃ） 、■・・・抽出不純物（Ｃ１ｌ−Ｎａ
＋）の順に示すものとする。、 Ａ、ケミタイトＣＴ２１２（東芝ケミカル社製）■−液
性、■有、■Ａｇ／エポキシ、■２００°Ｃ／ｌｈｒ、
■０．６ Ｘ １０−’、■６ Ｘ １０−’、■５１
５Ｂ、ＥＮ−４０００（日立化成社製） ■−液性、■有、■Ａｇ／エポキシ、■１７５℃／ｌｈ
ｒ、■２ＸＩＯ−’、■０，６ Ｘ １０−’、Ｃ１０
１１０Ｃ，ＥＮ−４０７０Ｘ−１３（日立化成社製）■
−液性、■無、■Ａｇ／エポキシ、■１５０℃／１ｈｒ
〜２５０℃／４０ｓｅｃ、■３．３Ｘ １０−’、■−
■１０１０ Ｄ、ＣＲＭ−１０３８（住友ベークライト社製）■−液
性、■無、■Ａｇ／エポキシ、■２００℃／１ｈｒ〜１
７０℃／ ２０ｓｅｃ ＋３５０°Ｃ／ ２０ｓｅｃ、
■２×ｌ０−４、■３ＸＩＯ−３、Ｃ１０１０Ｅ、ＣＲ ■−液性、■有、■Ａｇ／ポリイミド、■１５０”Ｃ／
ｌ ｈｒ 〜２５０℃／ｌｈｒ、■２ Ｘ １０−’
、■−■１０２０ Ｆ、 Ａｂｌｅｂｏｎｄ ８４−Ｉ ＬＭＩ （
Ａｂｌｅｓｔｉｃ社製）■−液性、■無、■Ａｇ／エポ
キシ、■１５０℃／ｌｈｒ、■２ Ｘ １０−’、■４
，５ Ｘ １０−’、■１０１ ｔ。
Ｇ、 Ａｂｌｅｂｏｎｄ ７１− Ｉ ＬＭ Ｉ
（Ａｂｌｅｓｔｉｃ社製）■−液性、■有、■Ａｇ／
ポリイミド、■１５０”Ｃ／ ３０ｍ ｉ ｎ 〜２７
５°Ｃ／３０ｍ１ｎ、■２ Ｘ １０−’、■−■１０
５ Ｈ，ＥＰＯ−ＴＥＫ Ｈ−２０ＥＬＣ（ＥｐｏｘｙＴ
ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製） ■二液性（１： ｌ） 、■無、■Ａｇ／エポキシ、■
１２０℃／１５ｍ１ｎ、■３ＸＬＯ−’、■４ＸＩＯ−
’■３０１− １、ＥＰＯ−ＴＥＫ Ｈ３５−１７５Ｍ（Ｅ ｐｏｘ
ｙ Ｔ ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製）■−液性、■無、■
Ａｇ／エポキシ、■１８０℃／ｌｈｒ、■２ Ｘ ｔｏ
−’、■−１■１０ ｌ ｔ。
（Ａｂｌｅｓｔｉｃ社製）■−液性、■有、■Ａｇ／
ポリイミド、■１５０”Ｃ／ ３０ｍ ｉ ｎ 〜２７
５°Ｃ／３０ｍ１ｎ、■２ Ｘ １０−’、■−■１０
５ Ｈ，ＥＰＯ−ＴＥＫ Ｈ−２０ＥＬＣ（ＥｐｏｘｙＴ
ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製） ■二液性（１： ｌ） 、■無、■Ａｇ／エポキシ、■
１２０℃／１５ｍ１ｎ、■３ＸＬＯ−’、■４ＸＩＯ−
’■３０１− １、ＥＰＯ−ＴＥＫ Ｈ３５−１７５Ｍ（Ｅ ｐｏｘ
ｙ Ｔ ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製）■−液性、■無、■
Ａｇ／エポキシ、■１８０℃／ｌｈｒ、■２ Ｘ ｔｏ
−’、■−１■１０ ｌ ｔ。
Ｊ、 Ｄｕ Ｐｏｎｔ ４６２１ Ｄ （Ｄｕ Ｐｏ
ｎｔ社製）■−液性、■有、■Ａｇ／エポキシ、■１７
５℃／ｌｈｒ、 ■４ＸＩＯ−’、■−１■２０１０
に、Ｃ−９９０（Ａｌｉｃｏｎ社製） ■−液性、■無、■Ａｇ／エポキシ、■１５５℃／ｌｈ
ｒ、■６．５ Ｘ １０−’、■−１■１０１５Ｌ、
Ｃ−９４０−ＡＸＬＣ（Ａｍｉｃｏｎ社製）■−液性、
■有、■Ａｇ／ポリイミド、■１７５’Ｃ／３昨ｉｎ〜
２７５℃／３０＋ｎｉｎ、■−１■−１■１０発明が解
決しようとする問題点 このようなマルチチップ型イメージセンサにあっては、
各１Ｃイメ一ジセンサチツプ間でもその受光画素部の間
隔がチップ内の受光画素部の間隔と同じとなるように適
正に維持される必要がある。
ｎｔ社製）■−液性、■有、■Ａｇ／エポキシ、■１７
５℃／ｌｈｒ、 ■４ＸＩＯ−’、■−１■２０１０
に、Ｃ−９９０（Ａｌｉｃｏｎ社製） ■−液性、■無、■Ａｇ／エポキシ、■１５５℃／ｌｈ
ｒ、■６．５ Ｘ １０−’、■−１■１０１５Ｌ、
Ｃ−９４０−ＡＸＬＣ（Ａｍｉｃｏｎ社製）■−液性、
■有、■Ａｇ／ポリイミド、■１７５’Ｃ／３昨ｉｎ〜
２７５℃／３０＋ｎｉｎ、■−１■−１■１０発明が解
決しようとする問題点 このようなマルチチップ型イメージセンサにあっては、
各１Ｃイメ一ジセンサチツプ間でもその受光画素部の間
隔がチップ内の受光画素部の間隔と同じとなるように適
正に維持される必要がある。
この間隔が適正に維持されないと、受光画素部の連続性
が乱れるため、読取り品質が劣化してしまうためである
。
が乱れるため、読取り品質が劣化してしまうためである
。
ところが、従来のようなダイボンディング用接着剤によ
る実装方法の場合、前述した文献中の「４．２ ダイボ
ンディング」の欄にも記載されているように、各チップ
のキュア時にチップずれを生じてしまい、隣接チップ間
の画素ピッチが変動してしまう。これにより、上記のよ
うな読取り品質の劣化が生ずる。このようなダイボンデ
ィング時のチップずれは、前述したダイボンディング用
接着剤のキュア温度（硬化温度）が何れの場合でも１０
０℃以上であるため、Ｓｉによるチップの熱膨張係数ａ
Ｂ１＝３．５Ｘ１０−’（１／ ℃ｌ とアルミナＡＱ
２０．による基板４の熱膨張係数αＢ＝α（ＡＱ、Ｏ，
）＝６．５Ｘ１０’−”（１／’Ｃ）とに差があるため
、キュア時の温度により膨張した時点（膨張量は基板〉
センサチップとなっている）で、基板と各センサチップ
とが固定されるため、本来の使用状態である常温におい
ては、キュア時からの温度低下に際してα（ＡＱ、Ｏ，
）＞αｓ１ であるため、イメージセンサとしての寸法
がチップ製造時に比べて圧縮され、短くなってしまう。
る実装方法の場合、前述した文献中の「４．２ ダイボ
ンディング」の欄にも記載されているように、各チップ
のキュア時にチップずれを生じてしまい、隣接チップ間
の画素ピッチが変動してしまう。これにより、上記のよ
うな読取り品質の劣化が生ずる。このようなダイボンデ
ィング時のチップずれは、前述したダイボンディング用
接着剤のキュア温度（硬化温度）が何れの場合でも１０
０℃以上であるため、Ｓｉによるチップの熱膨張係数ａ
Ｂ１＝３．５Ｘ１０−’（１／ ℃ｌ とアルミナＡＱ
２０．による基板４の熱膨張係数αＢ＝α（ＡＱ、Ｏ，
）＝６．５Ｘ１０’−”（１／’Ｃ）とに差があるため
、キュア時の温度により膨張した時点（膨張量は基板〉
センサチップとなっている）で、基板と各センサチップ
とが固定されるため、本来の使用状態である常温におい
ては、キュア時からの温度低下に際してα（ＡＱ、Ｏ，
）＞αｓ１ であるため、イメージセンサとしての寸法
がチップ製造時に比べて圧縮され、短くなってしまう。
このため、全体で見れば、各センサチップが短くなり、
各チップ間の接合部の画素間隔は広くなってしまい（各
チップ内の画素間隔は短くなる）、前述したような読取
り品質の劣化を生じている。特に、等倍密蓋イメージセ
ンサのチップは細長いため、基板とチップとの熱膨張係
数の差による寸法ずれは顕著に現れる。そして、等倍密
蓋カラーセンサの場合であれば、各センサチップの接合
部で色調ずれを生じ、著しい画像劣化となる。
各チップ間の接合部の画素間隔は広くなってしまい（各
チップ内の画素間隔は短くなる）、前述したような読取
り品質の劣化を生じている。特に、等倍密蓋イメージセ
ンサのチップは細長いため、基板とチップとの熱膨張係
数の差による寸法ずれは顕著に現れる。そして、等倍密
蓋カラーセンサの場合であれば、各センサチップの接合
部で色調ずれを生じ、著しい画像劣化となる。
ちなみに、接着剤や接着硬化温度について最適条件を見
出している前述した文献にあっても、その図９中に示さ
れるように、±１５μｍ程度の配列誤差を生じており、
例えばＡ３サイズ用の４００ｄｐｉなる高密度センサ等
の仕様には対応できない不十分なものである。
出している前述した文献にあっても、その図９中に示さ
れるように、±１５μｍ程度の配列誤差を生じており、
例えばＡ３サイズ用の４００ｄｐｉなる高密度センサ等
の仕様には対応できない不十分なものである。
問題点を解決するための手段
複数個のＩＣイメージセンサチップを千鳥配列させてダ
イボンディング用接着剤により同一基板上に固定させた
千鳥配列マルチチップ型イメージセンサにおいて、前記
ダイボンディング用接着剤のキュア温度をＴＣ〔℃〕、
イメージセンサ使用時の環境温度を常温Ｔａ［’Ｃ）、
シリコン製のＩＣイメージセンサチップの熱膨張係数を
αＳ１、基板の熱膨張係数をαＢ、イメージセンサの所
望の画素ピッチをＰｄとした時、各ＩＣイメージセンサ
チップ製造時の画素ピッチＰｃを、Ｐｃ＝ＰｄＸ （１
＋（Ｔｃ−Ｔａ）（αＢ ａｓｔ）） とする。
イボンディング用接着剤により同一基板上に固定させた
千鳥配列マルチチップ型イメージセンサにおいて、前記
ダイボンディング用接着剤のキュア温度をＴＣ〔℃〕、
イメージセンサ使用時の環境温度を常温Ｔａ［’Ｃ）、
シリコン製のＩＣイメージセンサチップの熱膨張係数を
αＳ１、基板の熱膨張係数をαＢ、イメージセンサの所
望の画素ピッチをＰｄとした時、各ＩＣイメージセンサ
チップ製造時の画素ピッチＰｃを、Ｐｃ＝ＰｄＸ （１
＋（Ｔｃ−Ｔａ）（αＢ ａｓｔ）） とする。
作用
各ＩＣイメージセンサチップは基板に対してダイボンデ
ィング用接着剤のキュア時に固定される。
ィング用接着剤のキュア時に固定される。
この点に着目すれば、ＩＣイメージセンサの製造時の画
素ピッチＰｃ、従ってチップ長をこのキュア温度を考慮
して予め所定長さに長めに形成しておくことにより、常
温Ｔａによる使用時には、イメージセンサとしての画素
ピッチが所望の画素ピッチＰｄとして正確になる。これ
は、千鳥配列の各チップ間の接合部における画素ピッチ
についても同様に正確なピッチを得ることができ、全長
に渡って読取り品質を向上させることができる。
素ピッチＰｃ、従ってチップ長をこのキュア温度を考慮
して予め所定長さに長めに形成しておくことにより、常
温Ｔａによる使用時には、イメージセンサとしての画素
ピッチが所望の画素ピッチＰｄとして正確になる。これ
は、千鳥配列の各チップ間の接合部における画素ピッチ
についても同様に正確なピッチを得ることができ、全長
に渡って読取り品質を向上させることができる。
実施例
本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
基本構造自体は従来方式に準するものであり、最初に従
来方式を含めて説明する。まず、第２図は千鳥配列マル
チチップ型イメージセンサ１全体の構成を示し、長尺状
の基板２の読取りライン上に位置させて複数個、例えば
５個のＩＣイメージセンサチップ３ａ〜３ｄを少しずつ
オーバラップさせて千鳥状に配列してなる。これらのＩ
Ｃイメージセンサチップ３ａ〜３ｅの読取り有効長Ｑは
何れも同一であり、これらの千鳥配列による和により必
要な読取り有効長Ｌ（＝５Ｑ＝例えば３０４ 、８価）
、が確保されることになる。４はカバーガラス、５はピ
ンである。
来方式を含めて説明する。まず、第２図は千鳥配列マル
チチップ型イメージセンサ１全体の構成を示し、長尺状
の基板２の読取りライン上に位置させて複数個、例えば
５個のＩＣイメージセンサチップ３ａ〜３ｄを少しずつ
オーバラップさせて千鳥状に配列してなる。これらのＩ
Ｃイメージセンサチップ３ａ〜３ｅの読取り有効長Ｑは
何れも同一であり、これらの千鳥配列による和により必
要な読取り有効長Ｌ（＝５Ｑ＝例えば３０４ 、８価）
、が確保されることになる。４はカバーガラス、５はピ
ンである。
ここに、各ＩＣイメージセンサチップ３は第１図に示す
ように、所定等ピッチＰの多数（Ｎ個）の読取り画素５
ｌ１３２１〜ＳＮを有し、かつ、隣接チップ間、例えば
、チップ３ａの最終画素ＳＮと次のチップ３ｂの先頭画
素Ｓ１ とも同一のピッチＰ（長手方向に見て）とな
る必要がある。例えば、チップ３ｂの最終画素ＳＮとチ
ップ３Ｃの先頭画素Ｓ１ との場合も同様である。こ
れらのチップ３は第１図（ｂ）に示すように何れもダイ
ボンディング用接着剤６により基板２上に接着固定され
る。
ように、所定等ピッチＰの多数（Ｎ個）の読取り画素５
ｌ１３２１〜ＳＮを有し、かつ、隣接チップ間、例えば
、チップ３ａの最終画素ＳＮと次のチップ３ｂの先頭画
素Ｓ１ とも同一のピッチＰ（長手方向に見て）とな
る必要がある。例えば、チップ３ｂの最終画素ＳＮとチ
ップ３Ｃの先頭画素Ｓ１ との場合も同様である。こ
れらのチップ３は第１図（ｂ）に示すように何れもダイ
ボンディング用接着剤６により基板２上に接着固定され
る。
二二に、基板２はアルミナ基板であり、ＩＣイメージセ
ンサチップ３はシリコン製である。
ンサチップ３はシリコン製である。
この場合のアルミナの特性を示すと、■主成分・・・Ａ
Ｑ２０．９２〜９４％、ＳｉＯ□、ＭｇＯほか、■抵抗
値・・・１０” ［Ω・訓〕、■熱膨張係数（０〜ｔｏ
０’ｃ）・・６．０〜６，５Ｘ１０−“（’Ｃ−”〕、
■熱伝導伝導度０．０：３〜０．０４ （ｃａｌ／Ｃｍ
−ｓ ・”Ｃ） 、■誘′市率（ＩＭＨ２）・・・８
．５〜９．５．■誘電正接（ＬＭＨｚ）・・０．００１
、■耐熱温度・・・１０００（’Ｃ）以上、■縦弾性係
数−３，７〜４．ｌＸｌ０’ （ｋｇ／ｍｍ”） 、■
曲げ強さ（引張り強さ） ・３０〜３５ （ｋｇ／ｍｍ
”） 、（Ｄアルファ線発生率・・０．０３〜０．５〔
個／時・−〕である。
Ｑ２０．９２〜９４％、ＳｉＯ□、ＭｇＯほか、■抵抗
値・・・１０” ［Ω・訓〕、■熱膨張係数（０〜ｔｏ
０’ｃ）・・６．０〜６，５Ｘ１０−“（’Ｃ−”〕、
■熱伝導伝導度０．０：３〜０．０４ （ｃａｌ／Ｃｍ
−ｓ ・”Ｃ） 、■誘′市率（ＩＭＨ２）・・・８
．５〜９．５．■誘電正接（ＬＭＨｚ）・・０．００１
、■耐熱温度・・・１０００（’Ｃ）以上、■縦弾性係
数−３，７〜４．ｌＸｌ０’ （ｋｇ／ｍｍ”） 、■
曲げ強さ（引張り強さ） ・３０〜３５ （ｋｇ／ｍｍ
”） 、（Ｄアルファ線発生率・・０．０３〜０．５〔
個／時・−〕である。
また、シリコンの特性は、■主成分・・・Ｓｉ、■抵抗
値・・・２，３Ｘ１０’ ［Ω・■〕、■熱膨張係数（
０〜１００℃）・・・３．５ＸｌＯ−’ （’Ｃ−”〕
、■熱伝導伝導度・０．２〜０．３５ （ｃａｌ／ｃｍ
−ｓ ・”Ｃ） 、■誘電率（ＬＭＨｚ）・・・１２
、■誘電正接（ＬＭＨｚ）・・・なし、■耐熱温度・・
・１４１４ （’Ｃ） 、■縦弾性係数・・・Ｃ，１，
７゜Ｃ，，０，７，Ｃ，４０，８、ｘｌＯ’ （ｋｇ／
ａｍ”） 、■曲げ強さ（引張り強さ） ＝・３０ （
ｋｇ／ｍｍ”） ／１０ｍ１ｎ、 ＠）アルファ線発生
率・・・０．０１ ［個／時・酬］である。
値・・・２，３Ｘ１０’ ［Ω・■〕、■熱膨張係数（
０〜１００℃）・・・３．５ＸｌＯ−’ （’Ｃ−”〕
、■熱伝導伝導度・０．２〜０．３５ （ｃａｌ／ｃｍ
−ｓ ・”Ｃ） 、■誘電率（ＬＭＨｚ）・・・１２
、■誘電正接（ＬＭＨｚ）・・・なし、■耐熱温度・・
・１４１４ （’Ｃ） 、■縦弾性係数・・・Ｃ，１，
７゜Ｃ，，０，７，Ｃ，４０，８、ｘｌＯ’ （ｋｇ／
ａｍ”） 、■曲げ強さ（引張り強さ） ＝・３０ （
ｋｇ／ｍｍ”） ／１０ｍ１ｎ、 ＠）アルファ線発生
率・・・０．０１ ［個／時・酬］である。
さらに、ダイボンディング用接着剤６としては、０１１
述したＡ−Ｌなる各種のものの内、ト１のＥＰＯ−ＴＥ
Ｋ Ｈ−２０Ｅ ＬＣ（Ｅｐｏｘｙ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ社製）を用い、キュア温度Ｔｃ＝１２０°Ｃ
で硬化させる。
述したＡ−Ｌなる各種のものの内、ト１のＥＰＯ−ＴＥ
Ｋ Ｈ−２０Ｅ ＬＣ（Ｅｐｏｘｙ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ社製）を用い、キュア温度Ｔｃ＝１２０°Ｃ
で硬化させる。
また、チップ製造時（特に、マスク合せ露光時）及びイ
メージセンサ１の使用時の環境温度Ｔａを常温なるＴａ
＝２０℃とする。
メージセンサ１の使用時の環境温度Ｔａを常温なるＴａ
＝２０℃とする。
このような条件下に、アルミナ基板２の長さをＱ （Ａ
Ｑ、０３）、 シリコンチップ３の長さ（チップ有効長
）をＱＳＩ、アルミナ基板２の熱膨張係数をα（ＡＱ、
Ｏ，）、 シリコンチップ３の熱膨張係数をａｓｉとす
ると、キュア温度Ｔｃでの膨張差（寸法差）δＱは、 δＱ＝ΔＱ （Ａｍ、０． ）−ΔＱＳ１＝（α（ＡＱ
、Ｏ，） ａｓｉ）（Ｔｃ−Ｔａ）Ｑとなり、この状
態で各チップ３は基板２上に固定される。一方、使用温
度Ｔａではアルミナ基板２、チップ３ともキュア温度Ｔ
ｃからの温度低下に伴い、収縮する。ところが、熱膨張
係数の違い、即ち、ａ （ＡＬＯ−）＝６．５ Ｘ １
０−’、α５１＝３．５Ｘ１０−”であるので、アルミ
ナ基板２のほうの収縮率が大となる。
Ｑ、０３）、 シリコンチップ３の長さ（チップ有効長
）をＱＳＩ、アルミナ基板２の熱膨張係数をα（ＡＱ、
Ｏ，）、 シリコンチップ３の熱膨張係数をａｓｉとす
ると、キュア温度Ｔｃでの膨張差（寸法差）δＱは、 δＱ＝ΔＱ （Ａｍ、０． ）−ΔＱＳ１＝（α（ＡＱ
、Ｏ，） ａｓｉ）（Ｔｃ−Ｔａ）Ｑとなり、この状
態で各チップ３は基板２上に固定される。一方、使用温
度Ｔａではアルミナ基板２、チップ３ともキュア温度Ｔ
ｃからの温度低下に伴い、収縮する。ところが、熱膨張
係数の違い、即ち、ａ （ＡＬＯ−）＝６．５ Ｘ １
０−’、α５１＝３．５Ｘ１０−”であるので、アルミ
ナ基板２のほうの収縮率が大となる。
ここに、収縮の仕方は、各チップ３と基板２とが互いに
接着固定されており、チップ３と基板２との互いの力Ｐ
が均衡するような歪εを発生して安定することになる。
接着固定されており、チップ３と基板２との互いの力Ｐ
が均衡するような歪εを発生して安定することになる。
ここに、応力をσ、縦弾性係数なＥ、断面積をＡとする
と、歪εはε＝σ／Ｅ σ＝ Ｐ／Ａ として表される。よって、均衡条件は Ｐ ＝ Ａ （ＡＱｌｏ、 ）・ε（ＡＱ、０．）・Ｅ
（ＡＱ、Ｏ，）＝ＡＳ１＋εＳｌ′ＥＳｌ であり、 である。例えば、Ａｓ□＝幅０．７ｍｍＸ厚さ０．５ｍ
ｍ＝０．３５ｍｍ”、Ａ（ＡＣ，Ｏ，）＝幅２０Ｍ×厚
さ１．６ｍｍ＝３２ｍｍ”であり、また、ＥＳｌ、Ｅ
（ＡＱ２０． ）は前述した通りである。よって、応力
σによるアルミナ基板２の歪εは殆どない。即ち、アル
ミナ基板２は熱膨張係数α（Ａｆｉ２０．）に従い収縮
し、チップ３はアルミナ基板２とチップ３との熱膨張係
数の差α（ＡＣ，Ｏ，）−αｓ１に相当する歪を生じて
圧縮される。例えば、Ｑ ＝６１ｍｍで、（Ｔｃ−Ｔａ
）＝９５℃の時、チップの歪量δＱは δＱ＝Ｑ （Ｔｃ−Ｔａ）（α（ＡＱ２０．） −α３
１）＝６１ Ｘ （１２０−２０）（６，５Ｘ １０−
“−３，５Ｘ １０−” ）＝ １８．３μｍ となる。これが、従来例におけるチップ間接合部での画
素配置ずれどなるものである。
と、歪εはε＝σ／Ｅ σ＝ Ｐ／Ａ として表される。よって、均衡条件は Ｐ ＝ Ａ （ＡＱｌｏ、 ）・ε（ＡＱ、０．）・Ｅ
（ＡＱ、Ｏ，）＝ＡＳ１＋εＳｌ′ＥＳｌ であり、 である。例えば、Ａｓ□＝幅０．７ｍｍＸ厚さ０．５ｍ
ｍ＝０．３５ｍｍ”、Ａ（ＡＣ，Ｏ，）＝幅２０Ｍ×厚
さ１．６ｍｍ＝３２ｍｍ”であり、また、ＥＳｌ、Ｅ
（ＡＱ２０． ）は前述した通りである。よって、応力
σによるアルミナ基板２の歪εは殆どない。即ち、アル
ミナ基板２は熱膨張係数α（Ａｆｉ２０．）に従い収縮
し、チップ３はアルミナ基板２とチップ３との熱膨張係
数の差α（ＡＣ，Ｏ，）−αｓ１に相当する歪を生じて
圧縮される。例えば、Ｑ ＝６１ｍｍで、（Ｔｃ−Ｔａ
）＝９５℃の時、チップの歪量δＱは δＱ＝Ｑ （Ｔｃ−Ｔａ）（α（ＡＱ２０．） −α３
１）＝６１ Ｘ （１２０−２０）（６，５Ｘ １０−
“−３，５Ｘ １０−” ）＝ １８．３μｍ となる。これが、従来例におけるチップ間接合部での画
素配置ずれどなるものである。
しかして、本実施例ではダイボンディング用接着剤６を
キュア（加熱硬化）させる時に各チップ３と基板２とが
接着固定される点に着目し、チップ３製造時の画素ピッ
チＰ＝Ｐｃを、キュアに伴う熱膨張収縮を考慮し、予め
所定画素ピッチＰ＝Ｐｄより大とすることで、キュア温
度Ｔｃによる固定後で使用する環境温度Ｔａに戻された
際のセンサチップの圧縮歪を補正しておくものである。
キュア（加熱硬化）させる時に各チップ３と基板２とが
接着固定される点に着目し、チップ３製造時の画素ピッ
チＰ＝Ｐｃを、キュアに伴う熱膨張収縮を考慮し、予め
所定画素ピッチＰ＝Ｐｄより大とすることで、キュア温
度Ｔｃによる固定後で使用する環境温度Ｔａに戻された
際のセンサチップの圧縮歪を補正しておくものである。
具体的には、前述したように、ダイポンディング用接着
剤６のキュア温度をＴｃ（Ｃ〕、イメージセンサ１の使
用時の環境温度を常温Ｔａ（’Ｃ〕、シリコン製のＩＣ
イメージセンサチップ３の熱膨張係数をαＢ工、アルミ
ナによる基板２の熱膨張係数をα（ＡＨ，Ｏ，） 、イ
メージセンサ１の所望の画素ピッチをＰ＝Ｐｄとした時
、各ＩＣイメージセンサチップ３の製造時の画素ピッチ
Ｐ＝Ｐｃが、Ｐｃ＝ＰｄＸ （１＋（Ｔｃ−Ｔａ）（α
（ＡＱ２０．） −αＳ□）） となるように製造すれ
ばよい。
剤６のキュア温度をＴｃ（Ｃ〕、イメージセンサ１の使
用時の環境温度を常温Ｔａ（’Ｃ〕、シリコン製のＩＣ
イメージセンサチップ３の熱膨張係数をαＢ工、アルミ
ナによる基板２の熱膨張係数をα（ＡＨ，Ｏ，） 、イ
メージセンサ１の所望の画素ピッチをＰ＝Ｐｄとした時
、各ＩＣイメージセンサチップ３の製造時の画素ピッチ
Ｐ＝Ｐｃが、Ｐｃ＝ＰｄＸ （１＋（Ｔｃ−Ｔａ）（α
（ＡＱ２０．） −αＳ□）） となるように製造すれ
ばよい。
より一般的に、基板２の熱膨張係数をαＢとすれば、
Ｐｃ＝ＰｄＸ （Ｌ＋ （Ｔｃ Ｔａ）（αＢ Ｃ
！５Ｌ））となるようにＩＣイメージセンサチップ３を
製造すればよい。
！５Ｌ））となるようにＩＣイメージセンサチップ３を
製造すればよい。
このようにＩＣイメージセンサチップ３の画素ピッチＰ
につき、Ｐ ｃ ） Ｐ ｄとなるように製造するのが
特に効果的な場合は、δＱ≧Ｐｄ／４なる場合である。
につき、Ｐ ｃ ） Ｐ ｄとなるように製造するのが
特に効果的な場合は、δＱ≧Ｐｄ／４なる場合である。
これは、ＣＣＩＴＴ規格にあるように、読取り誤差が正
規ピッチＰｄの±２５％であるための条件であり、画像
読取り品質上でも必要な値である。
規ピッチＰｄの±２５％であるための条件であり、画像
読取り品質上でも必要な値である。
また、ＩＣイメージセンサチップ３における画素配列方
向にカラーフィルタが施されているカラーセンサチップ
の場合であれば、色調変化を低減させるため、δＱ≧Ｐ
ｄ／１２であることが必要である。
向にカラーフィルタが施されているカラーセンサチップ
の場合であれば、色調変化を低減させるため、δＱ≧Ｐ
ｄ／１２であることが必要である。
また、本実施例では、樹脂接着法によるダイボンディン
グ用接着剤（導電性）６を用いたグイボンディング法に
よる場合で説明したが、非導電性のダイボンディング用
接着剤や樹脂接着法以外のダイボンディング法によるダ
イボンディング用接着剤を用いる場合でも同様に適用で
きる。この場合、共晶接合法、はんだ接合法或いはガラ
ス接着法においては、使用接着剤の材料の固体化温度が
、樹脂接着法でのキュア温度に等価となる。
グ用接着剤（導電性）６を用いたグイボンディング法に
よる場合で説明したが、非導電性のダイボンディング用
接着剤や樹脂接着法以外のダイボンディング法によるダ
イボンディング用接着剤を用いる場合でも同様に適用で
きる。この場合、共晶接合法、はんだ接合法或いはガラ
ス接着法においては、使用接着剤の材料の固体化温度が
、樹脂接着法でのキュア温度に等価となる。
発明の効果
本発明は、上述したように各ＩＣイメージセンサチップ
は基板に対してダイボンディング用接着剤のキュア時に
固定される点に着目し、ダイボンディング用接着剤のキ
ュア温度をＴｃ［’Ｃ］、イメージセンサ使用時の環境
温度を常温Ｔａ［Ｃ］、シリコン製のＩＣイメージセン
サチップの熱膨張係数をαｓｉ、基板の熱膨張係数をα
Ｂ、イメージセンサの所望の画素ピッチをＰｄとした時
、各ＩＣイメージセンサチップ製造時の画素ピッチＰｃ
を、Ｐｃ＝ＰｄＸ （１＋ （Ｔｃ−Ｔａ）（αａα５
１）） とし、ＩＣイメージセンサチップの製造時の
画素ピッチＰｃ、従ってチップ長をこのキュア温度を考
慮して予め所定長さに長めに形成しておくことで、常温
Ｔａによる使用時には、イメージセンサとしての画素ピ
ッチが所望の画素ピッチＰｄとして正確になり、千鳥配
列の各チップ間の接合部における画素ピッチについても
同様に正確な画素ピッチを得ることができ、よって、イ
メージセンサ全長に渡って読取り品質を向上させること
ができる。
は基板に対してダイボンディング用接着剤のキュア時に
固定される点に着目し、ダイボンディング用接着剤のキ
ュア温度をＴｃ［’Ｃ］、イメージセンサ使用時の環境
温度を常温Ｔａ［Ｃ］、シリコン製のＩＣイメージセン
サチップの熱膨張係数をαｓｉ、基板の熱膨張係数をα
Ｂ、イメージセンサの所望の画素ピッチをＰｄとした時
、各ＩＣイメージセンサチップ製造時の画素ピッチＰｃ
を、Ｐｃ＝ＰｄＸ （１＋ （Ｔｃ−Ｔａ）（αａα５
１）） とし、ＩＣイメージセンサチップの製造時の
画素ピッチＰｃ、従ってチップ長をこのキュア温度を考
慮して予め所定長さに長めに形成しておくことで、常温
Ｔａによる使用時には、イメージセンサとしての画素ピ
ッチが所望の画素ピッチＰｄとして正確になり、千鳥配
列の各チップ間の接合部における画素ピッチについても
同様に正確な画素ピッチを得ることができ、よって、イ
メージセンサ全長に渡って読取り品質を向上させること
ができる。
第１図（ａ）は本発明の一実施例を示す概略平面図、同
図（ｂ）はその縦断正面図、第２図（ａ）はイメージセ
ンサ全体の平面図、同図（ｂ）はその縦断正面図、同図
（Ｃ）は縦断側面図である。 ２・・基板、３・・・ＩＣイメージセンサチップ、６・
・ダイボンディング用接着剤
図（ｂ）はその縦断正面図、第２図（ａ）はイメージセ
ンサ全体の平面図、同図（ｂ）はその縦断正面図、同図
（Ｃ）は縦断側面図である。 ２・・基板、３・・・ＩＣイメージセンサチップ、６・
・ダイボンディング用接着剤
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 複数個のＩＣイメージセンサチップを千鳥配列させてダ
イボンディング用接着剤により同一基板上に固定させた
千鳥配列マルチチップ型イメージセンサにおいて、前記
ダイボンディング用接着剤のキユア温度をＴｃ〔℃〕、
イメージセンサ使用時の環境温度を常温Ｔａ〔℃〕、シ
リコン製のＩＣイメージセンサチップの熱膨張係数をα
＿Ｓ＿ｉ、基板の熱膨張係数をα＿Ｂ、イメージセンサ
の所望の画素ピッチをＰｄとした時、各ＩＣイメージセ
ンサチップ製造時の画素ピッチＰｃを、Ｐｃ＝Ｐｄ×｛
１＋（Ｔｃ−Ｔａ）（α＿Ｂ−α＿Ｓ＿ｉ）｝としたこ
とを特徴とする千鳥配列マルチチップ型イメージセンサ
。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63240353A JPH0287869A (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | 千鳥配列マルチチツプ型イメージセンサ |
| US07/410,848 US4999484A (en) | 1988-09-26 | 1989-09-22 | Multi-chip type image sensor |
| US07/628,005 US5063286A (en) | 1988-09-26 | 1990-12-17 | Line image sensor with plural elements arranged at a predetermined pitch according to thermal expansion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63240353A JPH0287869A (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | 千鳥配列マルチチツプ型イメージセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0287869A true JPH0287869A (ja) | 1990-03-28 |
Family
ID=17058228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63240353A Pending JPH0287869A (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | 千鳥配列マルチチツプ型イメージセンサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4999484A (ja) |
| JP (1) | JPH0287869A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011104771A1 (ja) | 2010-02-24 | 2011-09-01 | 三菱電機株式会社 | イメージセンサ用ｉｃ及びそれを用いた密着型イメージセンサ |
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