JPH04345066A - 一次元イメージセンサ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学画像を電気信号に変
換するイメージセンサに関し、ファクシミリ、イメージ
リーダ、ディジタル複写機等に好適な原稿の幅方向に対
応された一次元イメージセンサ関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、イメージ情報を電気信号に変換す
るイメージセンサには、一次元ＣＣＤ素子を用いた縮小
型と、等倍の長尺センサを用いた一次元イメージセンサ
が商品化されている。このうち後者の長尺センサを用い
た一次元イメージセンサは光の利用率が高く、高速な読
み取りが可能で、光学系が小さく設計できる等優れた特
長を有する。このようなイメージセンサには等倍光学レ
ンズである集束性ロッドレンズアレイを用いた密着型イ
メージセンサと光学レンズを用いない完全密着型イメー
ジセンサがある。後者の完全密着型イメージセンサは、
集束性ロッドレンズアレイが不要であることから安価で
、装置の小型化が更に容易であることからファクシミリ
において実用化されるに至っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな長尺センサを用いた一次元イメージセンサでは、完
全密着型イメージセンサにおいては、被検知体（読み取
り原稿）と受光素子間が概ね５０μｍ程度であるため、
ロッドレンズアレイを用いた密着型イメージセンサとは
個別にイメージセンサを設計製造する必要があった。こ
のため、別個の生産設備と頻繁な機種切り替え等複雑な
管理が必要であり、多くの設備投資を必要としていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は、表面上に回路導体層を形成した透光性シ
ート基板と、この透光性シート基板の表面上に、光硬化
型絶縁樹脂を介して実装した受光素子を有する半導体素
子とを備え、上記半導体素子はフェイスダウンで、その
素子上に形成された取り出し電極が上記回路導体層に当
接する構造をし、上記透光性シート基板上の回路導体層
の少なくとも１部が回路基板と接続され且つ透光性シー
ト基板が回路基板に保持された構造とする。

【０００５】

【作用】このようにして、本発明の上記した構成によっ
て、密着型、完全密着型と問わずに少しの加工のみで対
応できるイメージセンサを提供できるため、イメージセ
ンサの製造設備は１種のみで共用できるため設備投資を
軽減できる。

【０００６】たとえば、完全密着型イメージセンサを得
る場合には、透光性シート基板の受光素子を有する半導
体素子がフェイスダウンで回路導体層と当接する面とは
異なる面、いわゆる原稿と当接する面に例えば保護層と
帯電防止層を兼ねた耐摩耗性に優れた光硬化型透明樹脂
あるいは熱硬化あるいは常温硬化型透明樹脂に低分子化
合物である電荷移動媒体を分散させ塗布し硬化させた層
を形成することにより、容易にＳ／Ｎ比の優れた、高い
出力均一性の完全密着型イメージセンサが得られる。

【０００７】また、ファイバアレイを埋め込んだガラス
基板（ファイバアレイプレート）を用いた完全密着型イ
メージセンサを得る場合には、ファイバ部分と受光素子
とが一致するように張り合わせるだけで完全密着型イメ
ージセンサが得られる。

【０００８】さらに、ロッドレンズアレイを用いた密着
型イメージセンサを得る場合には原稿と受光素子がレッ
ドレンズの焦点位置と合うような位置に固定できるシャ
ーシを設計することのみで密着型イメージセンサが得ら
れる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の一実施例の一次元イメージセン
サについて、図面を参照しながら説明する。

【００１０】図１は本発明の一実施例におけるイメージ
センサの正面断面図を示したものである。１３は複数の
受光素子を構成するイメージセンサ半導体素子、１１は
半導体素子搭載用基板として用いる透光性シート基板、
１２は透光性シート基板１１の表面上に形成された回路
導体層、１４はイメージセンサ半導体素子１３に設けら
れている電極、１５はイメージセンサ半導体素子１３を
、透光性シート基板１１の基板へ実装するための透明光
硬化型絶縁樹脂、１７はイメージセンサ半導体素子１３
に設けられている受光素子、１６透光性シート基板等を
保持する回路部品が実装された回路基板であり、半導体
素子のためのスリット状の溝あるいは穴を設けてある。 １９は回路基板に設けられた回路導体層、１８は透光性
シート基板を回路基板に固定するための透明樹脂である
。

【００１１】次に、上記のように構成されたイメージセ
ンサの製造方法を説明する。まず半導体プロセスを用い
て単結晶シリコン基板（ウエハ）上に、フォトトランジ
スタまたはフォトダイオード等の受光素子１７とＣＣＤ
やＭＯＳ、バイポーラＩＣ等のアクセス回路（図示せず
）を設けたものを作る。本実施例ではバイポーラＩＣを
用いて受光素子を形成したものを用いる。電極１４につ
いては、２層Ａｌ配線のプロセスを用い、スパッタリン
グ方法により数μｍ程度ウエハ表面より突出した構造に
なっている。その後このウエハを高精度ダイシング技術
により切断し、イメージセンサ半導体素子１３を作る。 次にポリアリレート（ＰＡ）、ポリエーテルサルフォン
（ＰＥＳ）またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥ
Ｋ）等の透光性シート基板１１上に、銅等の金属を、蒸
着法やスパッタリング法、または箔等を用いて形成し、
後にフォトリソ法によって回路導体層１２を形成する。 この透光性シート基板１１の所定に位置に、アクリレー
ト系の透明光硬化型絶縁樹脂１５をスタンピング法やス
クリーン印刷法等で所定量塗布し、その上にイメージセ
ンサ半導体素子１３を電極１４が所定の回路導体層１２
に当接するようにフェイスダウンで配置する。その後、
このイメージセンサ半導体素子１３の上方から圧力を加
えながら、透明光硬化型絶縁樹脂１５に透光性シート基
板１１を通して紫外線照射をし、硬化させ、実装を完了
する。この実装済みの透光性シート基板を、半導体素子
が入る穴が開けられた回路基板１６の接続すべき回路導
体層１９と透光性シート基板上の回路導体層１２とを合
わせ熱圧着法等により半田づけ等により接続する。この
回路基板は多層配線によってセンサの駆動回路あるいは
信号処理回路を含んだ回路部品を実装すればよい。その
後、透光性シート基板１１を固定するため透明な光硬化
型あるいは常温または熱硬化型のシリコーン樹脂１８等
を注入し固化することにより回路基板に固定する。

【００１２】透明光硬化型絶縁樹脂１５としては、光照
射によって硬化するウレタンアクリレート系、あるいは
エポキシアクリレート系の紫外線硬化樹脂が接着性、光
感度、電気的な接続性の点から好適である。

【００１３】上記図１の構成のイメージセンサを作成す
る際に、透光性シート基板１１にポリアリレートフィル
ムを用い、またその上に８〜１７．５μｍの銅箔を貼り
、フォトリソ法により回路導体層を形成した。センサ半
導体素子と当接する部分に金メッキ処理を施せばさらに
好適である。

【００１４】図２は本発明の第１の実施例における完全
密着型イメージセンサの正面断面図である。１３は複数
の受光素子を構成するイメージセンサ半導体素子、１１
は少なくとも半導体素子搭載部近傍が透光する構造の透
光性シート基板、１２は透光性シート基板１１の表面上
に形成された回路導体層、１４はイメージセンサ半導体
素子１３に設けられている電極、１５はイメージセンサ
半導体素子１３を、透光性シート基板１１へ実装するた
めの透明光硬化型絶縁樹脂、２０は電荷移動媒体を含有
しイメージセンサ半導体素子１３を電気的・機械的に保
護するための耐摩耗性を有する保護層、１７はイメージ
センサ半導体素子１３に設けられている受光素子、２１
は保護層の電位を一定に保ち且つセンサ保持を兼ねたシ
ャーシ、１６は透光性シート基板等を保持する回路基板
、１８は回路基板に固定するためのシリコーン透明樹脂
、１９は回路基板上の回路導体層である。ここで受光素
子と対向して配置する被検知体２２である読み取り原稿
は保護層２０を介して接する。

【００１５】ここで、電荷移動媒体としてはオキサジア
ゾール、オキサゾール等の複素環化合物、ピラゾリン誘
導体、トリフェニルメタン、ヒドラゾン、トリアリール
アミン、Ｎ−フェニルカルバゾール、スチルベン等電子
写真感光体に応用される低分子化合物が有用である。

【００１６】この本実施例では表面を粗面化したポリエ
ーテルサルフォン（ＰＥＳ）の透光性シート基板１１上
に、銅箔を紫外線硬化型透明絶縁樹脂等を用いて貼合わ
せて形成し、後にフォトリソ法によって回路導体層１２
を形成する。この時、エッチングにより除去された銅箔
部には中心線平均粗さＲａ＝〜０．５ａ、最大高さＲｍ
ａｘ＝〜１．２ｓ程度に粗面化されている。イメージセ
ンサ半導体素子１３を実装後、反対面の透光性シート基
板１１に例えば、スクリーン印刷等によりエポキシアク
リレート系等の光硬化型透明樹脂中に低分子化合物電荷
移動媒体としてスチルベンを樹脂に対して０．５〜２重
量比、好適には０．９〜１．２重量比を充分に分散させ
た溶液を塗布し、ＵＶ照射により硬化させ５〜１５μｍ
の保護層１６を形成した。最後にシャーシ２１をこの保
護層に圧接・固定し完全密着型イメージセンサを得る。

【００１７】このイメージセンサについては、透光性シ
ート基板１１及び透明光硬化型絶縁樹脂１５、透明シリ
コーン樹脂１８を通してイメージセンサ半導体素子１３
近傍の開口部上方からＬＥＤアレイ等で保護層２０と接
する原稿２２を投光し、反射してきた光情報を受光素子
１７が検知し、これを電気信号に変換するようになって
いる。

【００１８】このようにして得られたバイポーラＩＣを
用いた完全密着型イメージセンサは摩擦帯電による電界
強度が４Ｖ／μｍ以下では出力特性に影響が無いことか
ら、本実施例のイメージセンサは摩擦帯電により数十ボ
ルト程度の帯電電位を示すが、放電によるノイズ発生も
なくまた、電界強度も１Ｖ／μｍ以下のため特性には影
響はなく安定した出力特性が得られた。

【００１９】図３に第２の実施例について述べる。第１
の実施例と同様に、回路導体層１２上にイメージセンサ
半導体素子１３を電極１４が所定の回路導体層１２に当
接するようにフェイスダウンで実装を完了し、回路基板
１６に固定された後、レッドレンズアレイ２３とＬＥＤ
アレイ２４を配置し、被検知体である読み取り原稿２２
と受光素子がレンズの焦点に位置するようにシャーシ２
１を設計し密着型イメージセンサを得たものである。

【００２０】本実施例のイメージセンサは従来のガラス
基板あるいはアルミナ基板にワイヤボンドされて得られ
た従来のセンサと何等変わることなく優れた特性を示し
た。

【００２１】図４に第３の実施例であるファイバアレイ
プレートを用いた完全密着型イメージセンサの例を示す
。

【００２２】第１の実施例と同様に、回路導体層１２上
にイメージセンサ半導体素子１３を電極１４が所定の回
路導体層１２に当接するようにフェイスダウンで実装を
完了した後、回路基板１６に固定する。さらに、ファイ
バアレイプレート２５上に透明な光硬化あるいは熱また
は常温硬化の樹脂を塗布した後、受光素子とファイバア
レイ２６が一致するように配置し樹脂を固化することに
よって完全密着型イメージセンサを得たものである。

【００２３】本実施例の完全密着型イメージセンサは比
較的焦点深度の深く、摩擦による静電気あるいは摩耗に
よるきずによる画像劣化も少なく製造工程も簡素で安価
な完全密着型イメージセンサを提供することが出来る。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、密着型、
完全密着型と問わずに少しの加工のみで対応できるイメ
ージセンサを提供できるため、イメージセンサの製造設
備は１種のみで共用できるため設備投資を軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における一次元イメージセン
サの断面図である。

【図２】本発明の第１の実施例における完全密着型イメ
ージセンサの断面図である。

【図３】本発明の第２の実施例における密着型イメージ
センサの断面図である。

【図４】本発明の第３の実施例における完全密着型イメ
ージセンサの断面図である。

【符号の説明】

１１　　透光性シート基板 １２　　回路導体層 １３　　イメージセンサ半導体素子 １４　　電極 １５　　透明光硬化型絶縁樹脂 １６　　回路基板 １７　　受光素子 １８　　透明樹脂 １９　　回路導体層 ２０　　保護層 ２１　　シャーシ ２２　　被検知体（読み取り原稿） ２３　　ロッドレンズアレイ ２４　　ＬＥＤアレイ ２５　　ファイバアレイプレート ２６　　ファイバアレイ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　表面上に回路導体層を形成した透光性
   シート基板と、この透光性シート基板の表面上に、光硬
   化型絶縁樹脂を介して実装した受光素子を有する半導体
   素子とを備え、上記半導体素子はフェイスダウンで、そ
   の素子上に形成された取り出し電極が上記回路導体層に
   当接する構造をし、上記透光性シート基板上の回路導体
   層の少なくとも１部が、回路基板と接続され且つ透光性
   シート基板が回路基板に保持された構造を有する一次元
   イメージセンサ。