JP2000012875A

JP2000012875A - 光電変換装置

Info

Publication number: JP2000012875A
Application number: JP10175930A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Takami; 栄一高見
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-06-23
Filing date: 1998-06-23
Publication date: 2000-01-14

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で、放熱効率がよく、高性能な光電変換
装置を実現する。【解決手段】光電変換素子を搭載した光電変換素子基
板１と、前記基板の下部に配置された回路基板２とを、
フレキシブルな基板に集積回路を実装したテープキャリ
ヤーパッケージ（ＴＣＰ）３により接続した光電変換装
置であって、前記テープキャリヤーパッケージ（ＴＣ
Ｐ）３のフレキシブル基板部に、前記集積回路の放熱手
段固定用の穴を具備した、ことを特徴とする光電変換装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光電変換装置に係
わり、特に、大面積プロセスを用いて形成する光電変換
装置、例えばファクシミリ、デジタル複写機あるいはＸ
線撮像装置等の等倍読み取りを行う二次元の光電変換装
置に好適に用いられる光電変換装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ファクシミリや複写機、スキャナ
ー、あるいはＸ線撮像装置等の原稿読み取り装置とし
て、縮小光学系とＣＣＤ型センサを用いた読み取り系が
用いられていたが、近年、水素化アモルファスシリコン
（以下、ａ−Ｓｉと記す）に代表される光電変換半導体
材料を用いた光電変換素子及び信号処理部を大面積の基
板に形成し、情報源と等倍の光学系で読み取るいわゆる
密着型センサの開発がめざましい。

【０００３】特に、ａ−Ｓｉは、光電変換材料としてだ
けでなく、薄膜電界効果型トランジスタ（以下ＴＦＴと
記す）としても用いることが出来るので、光電変換半導
体層とＴＦＴの半導体層とを同時に形成することが出来
る利点を有している。

【０００４】また、同時に形成する薄膜電界効果トラン
ジスタ等のスイッチ素子および容量素子とはマッチング
が良く、同一膜構成のため、共通な膜として同時に形成
可能であり、さらに光電変換装置を高ＳＮ化、低コスト
化することが出来る効果がある。

【０００５】また、コンデンサも中間層に絶縁層を含ん
でおり、良好な特性で形成でき、複数の光電変換素子で
得られた光情報の積分値を、簡単な構成で出力出来る高
機能の光電変換装置が提供出来る。

【０００６】また、低コストで大面積、高機能、高特性
のファクシミリやＸ線レントゲン装置を提供出来る。

【０００７】これら光電変換素子基板を用い、高ＳＮ
化、高スピードで駆動する場合、周辺の駆動回路基板に
実装された集積回路の発熱を効率よく放熱させることが
必要である。

【０００８】また、これら光電変換素子基板は、ますま
す大型化され、光電変換素子有効エリアに対して製品外
形との差を少なくすることを必要としていた。

【０００９】しかしながら、上記大画面の光電変換素子
基板の有効画素エリアは、大面積化され、それに伴い、
装置外形も大型化されるが、有効画素エリアの面積と装
置外形の差、即ち、光電変換素子基板の額縁部の面積は
縮小する課題がある。これは、光電変換素子基板の有効
画素エリア以外のピッチ変換部や接続部等が縮小するこ
とである。

【００１０】このため、光電変換素子基板の下部に、フ
レキシブルな接続基板により接続した駆動回路基板を配
置することにより、外形寸法の拡大を抑えた光電変換装
置が作製されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記大画面の光電変換
素子基板の装置を、高ＳＮ、高スピードで駆動する場合
は、周辺の駆動回路基板に実装された集積回路の発熱を
低下させるため、放熱手段や、放熱材料の組み合わせが
必要である。

【００１２】特に、テープキャリヤーパッケージ（ＴＣ
Ｐ）に実装された駆動用集積回路の発熱を、フレーム等
の金属材料に放熱するために、高分子材料のゴム性のあ
る放熱部材を、両面テープ等で貼合せたり、ゲル状の高
分子材料を塗布して固定する方法が行なわれている。

【００１３】図６は、このような従来例の構成を示す模
式的断面図である。図６において、１は光電変換素子基
板、２は駆動用回路基板、３はテープキャリアーパッケ
ージ（ＴＣＰ）、５は駆動用集積回路素子、７は高分子
材料からなる放熱部材、８は外部フレームであり、テー
プキャリヤーパッケージ（ＴＣＰ）３に実装された駆動
用集積回路５の発熱を、フレーム８等の金属材料に放熱
するために、高分子材料のゴム性のある放熱部材７を、
両面テープやゲル状の高分子材料の塗布等によって、駆
動用集積回路素子５表面及び外部フレーム８に固定して
ある。

【００１４】しかしながら、両面テープ等で固定した組
立方法の場合、両面テープの固定状態や、ゲル状の高分
子材料の塗布状態によっては、接触ばらつきによる熱電
導率のばらつきが発生するという問題がある。

【００１５】また、発熱部の高温による、両面テープ等
の経時変化により、熱電導率のばらつきが発生するとい
う問題もある。

【００１６】よって、大画面の光電変換装置において、
高ＳＮや高スピードを優先した高速製品では、発熱する
駆動回路基板の放熱を効率良くすることが必要である。

【００１７】また、本発明が解決すべきもう一つの課題
は、光電変換素子基板の四辺方向下部に配置された駆動
回路等の回路基板が、光電変換素子基板の角部で互いに
重なる場合は、装置外形の厚みが大きくなるという問題
である。

【００１８】また、駆動回路基板を重ならないように配
置した場合は、それぞれの駆動回路基板を分散して配置
する必要があるため、装置全体が大きくなるとともに、
光電変換素子基板の有効画素エリア以外のピッチ変換部
が拡大し、有効画素エリアの面積と装置外形の差が拡大
してしまうという問題が生じる。

【００１９】図１３は、従来例の光電変換装置の平面模
式図である。図１３に示すように、有効画素エリア２２
を持つ光電変換素子基板２１の四辺の下部に、フレキシ
ブルな基板２３を用いて接続された駆動回路基板２４を
配置してある。このような構成で、装置の高さを同じに
するためには、図１３のように、駆動用回路基板２４の
角部での重なり部分を無くすため、各回路基板２４を分
散して配置する必要がある。このため、装置の縦又は横
方向の寸法が増大し、装置外形は拡大する。

【００２０】図１４及び図１５は、他の従来例の光電変
換装置の模式的断面図である。同図に示すように、光電
変換素子基板２１の四辺方向下部に配置された駆動回路
基板２４，２４’の端部は、重ねて配置され、この重な
り部を格納するため、装置の高さ寸法を拡大してある。
このため、高さ寸法即ち装置外形の厚みが大きくなると
いう問題が生じる。

【００２１】上述したように、小型で、放熱効率がよ
く、高性能な光電変換装置を実現することに関しては、
解決すべき課題点があった。

【００２２】［発明の目的］本発明の目的は、小型で、
放熱効率がよく、高性能な光電変換装置を実現すること
にある。

【００２３】このため、本発明の第１の目的は、テープ
キャリアーパッケージ（ＴＣＰ）に実装された駆動用集
積回路の放熱効率を向上することにある。

【００２４】また、本発明の第２の目的は、有効画素エ
リアの面積と装置外形の差を縮小した、小型で大面積の
光電変換装置を実現することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するための手段として、光電変換素子を搭載した
光電変換素子基板と、前記基板の下部に配置された回路
基板とを、フレキシブルな基板に集積回路を実装したテ
ープキャリヤーパッケージ（ＴＣＰ）により接続した光
電変換装置であって、前記テープキャリヤーパッケージ
（ＴＣＰ）のフレキシブル基板部に、前記集積回路の放
熱手段固定用の穴を具備した、ことを特徴とする光電変
換装置を提供するものである。

【００２６】また、前記集積回路は、前記光電変換素子
の駆動用集積回路であり、放熱手段として、光電変換装
置の金属フレームに、前記固定用の穴を通した固定手段
により固定されて、熱的に接続されたことを特徴とする
光電変換装置でもある。

【００２７】また、前記集積回路は、放熱部材を介して
前記光電変換装置の金属フレームに熱的に接続されたこ
とを特徴とする光電変換装置でもある。

【００２８】また、前記放熱部材は、高分子材料からな
る弾性体であることを特徴とする光電変換装置でもあ
る。

【００２９】また、前記放熱部材は、発熱体に嵌合して
具備されたことを特徴とする光電変換装置でもある。

【００３０】更にまた、本発明は、上述した課題を解決
するための手段として、二次元的に配列された光電変換
素子を搭載した光電変換素子基板と、前記基板の下部の
該基板の四辺方向に配置された回路基板と、をフレキシ
ブルな接続用基板を用いて接続した光電変換装置であっ
て、前記回路基板は、その外形を台形とし、該台形の底
辺を前記光電変換素子基板の外方向に向けて配置し、角
部で互いに重ならないように、具備したことを特徴とす
る光電変換装置を提供するものである。

【００３１】また、二次元的に配列された光電変換素子
を搭載した光電変換素子基板と、前記基板の下部の該基
板の四辺方向に配置された回路基板と、をフレキシブル
な接続用基板を用いて接続した光電変換装置であって、
前記回路基板は、その端部が互いに重ならないように、
多角形の組み合わせ形状とされたことを特徴とする光電
変換装置でもある。

【００３２】また、前記回路基板は、その端部が、互い
に重ならないように、一方がＬ字型、他方がＩ字型の組
み合わせ形状であることを特徴とする光電変換装置でも
ある。

【００３３】また、前記光電変換素子の上部に蛍光体を
配置し、Ｘ線レントゲン装置を構成した光電変換装置で
もある。

【００３４】［作用］本発明によれば、テープキャリヤ
ーパッケージ（ＴＣＰ）のフレキシブル基板部に、放熱
手段固定用の穴を配置したため、発熱源としての駆動用
集積回路素子等の集積回路を、この穴を介したネジ等の
固定手段により外部フレーム等の金属材料からなる放熱
手段へ密着固定することが出来る。

【００３５】これにより、従来例のような両面テープ等
による固定方法に比較して、確実な密着固定ができるた
め、熱的ばらつきがなく、放熱することができるととも
に、両面テープ等の経年変化による影響を無くすことが
できる。

【００３６】従って、本発明によれば、周辺の駆動回路
基板に実装された集積回路の発熱を低下させ、二次元的
に配列された光電変換素子を搭載した大画面の光電変換
素子基板の装置を、高ＳＮ、高スピードで駆動すること
ができる。

【００３７】また、本発明によれば、光電変換素子基板
下部にフレキシブルな基板を用いて接続配置された駆動
回路基板等の回路基板の外形を、台形や、多角形の、端
部で互いに重ならずに組み合わせ可能な形状に変形させ
て配置することにより、角部で隣合った駆動回路基板ど
うしの重なり部を無くし、かつ、駆動回路基板を分散配
置せずに、密接して配置し、小型化することができる。
このため、大画面の光電変換素子基板の有効画素エリア
と装置外形の差、即ち光電変換素子基板の額縁部の面積
を縮小することができる。

【００３８】また、駆動回路基板に限ることはなく、他
の回路基板にも応用可能である。

【００３９】

【実施例】［実施例１］図１は、本発明による光電変換
装置の全体平面図である。また、図２は、図１のＡ部の
ＴＣＰの平面拡大図であり、図３は、図２のＢ−Ｂ’の
断面図である。また、図４は、図１のＡ−Ａ’部の断面
図である。

【００４０】図１に示すように、本実施例の光電変換装
置は、基板の上に構成されている光電変換素子基板１
と、その下部に配置された駆動用回路基板２とを、発熱
する駆動用集積素子を実装したテープキャリヤーパッケ
ージ（ＴＣＰ）のフレキシブル基板部３により接続した
構成の光電変換装置である。

【００４１】光電変換素子基板１は、ａ−Ｓｉに代表さ
れる光電変換半導体材料の開発により、光電変換素子及
び薄膜電界効果型トランジスタを大面積の基板に形成
し、情報源と等倍の光学系で読み取るいわゆる密着型セ
ンサとして、複数の素子を二次元的に等間隔で配置し、
光電変換半導体層とＴＦＴの半導体層とを同時に形成し
た基板である。

【００４２】図２は、図１のＡ部のＴＣＰの平面拡大図
である。図２のように、テープキャリヤーパッケージ
（ＴＣＰ）３のフレキシブル基板部に金属材料等へ密着
固定することが出来る穴４を配置した。また、図３は、
図２のＢ−Ｂ′の断面図である。

【００４３】本実施例では、図２に示すように、テープ
キャリヤーパッケージ（ＴＣＰ）３のフレキシブル基板
部に、発熱源である駆動用集積回路５を、穴４を介し
て、フレーム８等の金属材料へネジ等の固定手段で密着
固定することにより、確実に放熱することが出来るよう
にした。

【００４４】図４の断面模式図に示すように、本実施例
では、フレキシブル基板部に穴４を配置したことによ
り、テープキャリヤーパッケージ（ＴＣＰ）３に実装さ
れた駆動用集積回路素子５を、外部フレーム８等の金属
材料に、ネジ６等の固定手段で密着固定させることがで
きる。

【００４５】これにより、従来の高分子材料の弾性のあ
る放熱部材を、両面テープ等で固定した場合の接触ばら
つきによる熱電導率のばらつきや、発熱部の高温による
経時変化による熱電導率のばらつきによる放熱問題を改
善出来る。

【００４６】［実施例２］図５は、本発明の実施例２の
構成を示す断面模式図である。前述した実施例１では、
駆動用集積回路素子５の表面を、直接、外部フレーム８
に密着させたが、本実施例２では、放熱部材７を介し
て、駆動用集積回路素子表面を、外部フレーム８に密着
させる点が異なる。

【００４７】この放熱部材７は、シリコンゴム等の、弾
性（ゴム性）を有する高分子材料により形成され、駆動
用集積回路素子等の発熱体の外周部に嵌合して表面を覆
うようにして装着するものである。

【００４８】図５は、本発明によるフレキシブル基板部
に穴４を配置し、高分子材料のゴム性のある放熱部材７
を、駆動用集積回路素子５の外周部に嵌合させ、外部フ
レーム８等の金属材料にネジ６等の固定手段で密着固定
させた組立断面図である。

【００４９】駆動用集積回路素子５から発熱した熱は、
この弾性のある放熱部材７を介して、外部フレーム８等
の金属材料へ、より確実に放熱される。

【００５０】また、ネジ６等の固定手段で密着固定させ
ることにより、従来の高分子材料のゴム性のある放熱部
材を両面テープ等で固定した場合の接触ばらつきによる
熱電導率のばらつきや、発熱部の高温による経時変化に
よる熱電導率のばらつきによる放熱問題を改善出来る。

【００５１】また、弾性がある放熱部材により回路素子
を覆うことにより、対衝撃性も向上する。

【００５２】［実施例３］図７は、本発明による光電変
換装置の実施例の全体平面図である。

【００５３】図７に示すように、本実施例の構成は、光
電変換素子基板２１と、その下部に配置された駆動用回
路基板２４とを、フレキシブル基板２３で接続した光電
変換装置である。

【００５４】光電変換素子基板２１は、光電変換有効部
２２として、ａ−Ｓｉに代表される光電変換半導体材料
により同時に形成された光電変換半導体層とＴＦＴの半
導体層からなる光電変換素子及び薄膜電界効果型トラン
ジスタ（ＴＦＴ）を有し、複数の素子を二次元的に等間
隔で配置して、情報源と等倍の光学系で読み取るいわゆ
る密着型センサが構成されている。

【００５５】図９は、図７のＡ−Ａ′部の断面図であ
る。また、図１０は、図７のＢ−Ｂ′部の断面図であ
る。

【００５６】図９及び図１０のように、光電変換有効部
２２を含む光電変換素子基板２１と、その下部の四辺に
配置された駆動用回路基板２４とが、フレキシブル基板
２３により、接続されている。フレキシブル基板２３に
はテープキャリアーパッケージ（ＴＣＰ）に実装された
駆動用集積回路素子２５が実装され、製品外形のフレー
ム２６に格納されている。

【００５７】光電変換素子基板の有効画素エリア２２以
外には、フレキシブル基板２３と接続するため、配線幅
及び間隔を変更するピッチ変換部やフレキシブル基板２
３と異方性導電フイルム等で接合する接続部等があり、
光電変換素子を形成している基板自体が拡大されてい
る。

【００５８】本実施例では、隣り合った駆動回路基板２
４の端部の重なりを無くすため、駆動回路基板２４の外
形を、少なくとも１つの角を鋭角にした台形として、図
７の平面図の点線部で示す駆動用回路基板２４のよう
に、台形の底辺部を外方向に向けて配置した。

【００５９】図１１は、図７のＣ部の駆動回路基板２４
の拡大図である。図１１に示すように、駆動回路基板２
４を、その外形の少なくとも１つの角を鋭角にした台形
として、異形の回路基板として配置したことにより、隣
り合った回路基板に対して重なる部分を解消しつつ、密
接して配置可能としている。

【００６０】これにより、隣り合う基板どうしが重なる
ことがなく、かつ、分散配置する必要もなく、必要最小
限の面積で配置することが可能となり、大画面の光電変
換素子基板の有効画素エリアと装置外形の差、即ち光電
変換素子基板の額縁部の面積は縮小する。

【００６１】［実施例４］図８は、本発明による他の実
施例の光電変換装置の全体平面図である。本実施例も、
光電変換素子基板２１とその下部に配置された駆動用回
路基板２４とを、フレキシブル基板部２３で接続した構
成の光電変換装置である。

【００６２】本実施例では、駆動回路基板２４は、隣り
合った駆動回路基板の端部の重なりを無くすため、隣り
合った駆動回路基板に対して、重なる部分において、ど
ちらかの基板の一部を削除し、多角形の異形の回路基板
として、互いに重ならずに組み合わされる形状にされて
いる。

【００６３】これにより、光電変換素子基板の有効画素
エリアと装置外形の差、即ち光電変換素子基板の額縁部
の面積を縮小するとともに、装置の厚みも小さくするこ
とができる。

【００６４】図１２は、図８のＤ部の駆動用回路基板２
４の拡大図である。図１２に示すように、本実施例では
多角形の異形の回路基板２４を配置したことにより、
隣合った回路基板に対して重なる部分を解消している。
また、互いに組み合わされる形状として、一方の基板を
Ｌ字型とし、他方の基板をＩ字型とした。

【００６５】なお、基板の形状は、これに限ることはな
く、互いに端部が重ならずに組み合わされて、密接に配
置可能で、かつ、基板どうしを接続するための配線が可
能であれば良い。

【００６６】また、本発明は、駆動回路基板に限ること
はなく、他の回路基板にも応用可能であることは明白で
ある。

【００６７】［実施例５］また、前述した各実施例の光
電変換素子の上部に蛍光体を配置し、Ｘ線レントゲン装
置を構成することにより、より小型で、放熱効率が良
く、高性能の装置を実現することができる。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発熱体である駆動用集積回路素子を搭載したテープキャ
リヤーパッケージ（ＴＣＰ）のフレキシブル基板部に、
放熱手段の固定用の穴を配置し、外部フレーム等の金属
材料にネジ等の固定材料で密着固定させることにより、
従来のように、両面テープ等で固定した場合の接触ばら
つきによる熱電導率のばらつきや、発熱部の高温による
経時変化による熱電導率のばらつきによる放熱問題を改
善出来る。

【００６９】また、さらに、高分子材料のゴム性のある
放熱部材を、集積回路等の発熱体に嵌合させて取り付
け、前述した固定用の穴を通して、ネジ等により、固定
することにより、従来の両面テープ等による取り付け方
法に比べて、より確実で、信頼性の向上した放熱を行な
うことができる。

【００７０】また、以上説明したように、本発明によれ
ば、光電変換素子基板下部にフレキシブルな基板を用い
て接続配置された駆動回路基板等において、その回路基
板を、台形や、互いに重ならずに組み合わされる多角形
の形状にして配置したことにより、隣り合った回路基板
の端部の重なり部を無くし、装置の厚みを増加すること
なく、小型化でき、かつ、駆動回路基板を分散配置する
こともなく、密接して配置することができるため、装置
面積も小型化することができる。

【００７１】従って、大画面の光電変換素子基板の有効
画素エリアと装置外形の差、即ち光電変換素子基板の額
縁部の面積を縮小し、かつ、薄型の装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例１の光電変換装置の全体平
面図である。

【図２】図１のＡ部のテープキャリヤーパッケージ（Ｔ
ＣＰ）の平面拡大図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ′の断面図である。

【図４】図１のＡ−Ａ’部の模式的断面図である。

【図５】本発明の実施例２の模式的断面図である。

【図６】従来例の基板接続部の模式的断面図である。

【図７】本発明による光電変換装置の実施例３の全体平
面図である。

【図８】本発明による光電変換装置の実施例４の全体平
面図である。

【図９】図７のＡ−Ａ′部の断面図である。

【図１０】図７のＢ−Ｂ′部の断面図である。

【図１１】図７のＣ部の駆動回路基板２４の拡大平面図
である。

【図１２】図８のＤ部の駆動回路基板２４の拡大平面図
である。

【図１３】従来例の光電変換装置の平面図である。

【図１４】従来例の光電変換装置の模式的断面図であ
る。

【図１５】従来例の光電変換装置の模式的断面図であ
る。

【符号の説明】

１光電変換素子基板２駆動用回路基板３テープキャリヤーパッケージ（ＴＣＰ）のフレキ
シブル基板部４固定用の穴５駆動用集積回路素子６ネジ等の固定手段７高分子材料のゴム性のある放熱部材８外部フレーム２１光電変換素子基板２２光電変換有効部２３フレキシブル基板部２４駆動用回路基板２５フレキシブル基板２３のテープキャリヤーパッ
ケージ（ＴＣＰ）に実装された駆動用集積回路素子２６製品外形のフレーム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光電変換素子を搭載した光電変換素子基
板と、前記基板の下部に配置された回路基板とを、フレ
キシブルな基板に集積回路を実装したテープキャリヤー
パッケージ（ＴＣＰ）により接続した光電変換装置であ
って、前記テープキャリヤーパッケージ（ＴＣＰ）のフレキシ
ブル基板部に、前記集積回路の放熱手段固定用の穴を具
備した、ことを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】前記集積回路は、前記光電変換素子の駆
動用集積回路であり、放熱手段として、光電変換装置の
金属フレームに、前記固定用の穴を通した固定手段によ
り固定されて、熱的に接続されたことを特徴とする請求
項１記載の光電変換装置。
【請求項３】前記集積回路は、放熱部材を介して前記
光電変換装置の金属フレームに熱的に接続されたことを
特徴とする請求項１記載の光電変換装置。
【請求項４】前記放熱部材は、高分子材料からなる弾
性体であることを特徴とする請求項１又は２記載の光電
変換装置。
【請求項５】前記放熱部材は、発熱体に嵌合して具備
されたことを特徴とする請求項４記載の光電変換装置。
【請求項６】二次元的に配列された光電変換素子を搭
載した光電変換素子基板と、前記基板の下部の該基板の
四辺方向に配置された回路基板と、をフレキシブルな接
続用基板を用いて接続した光電変換装置であって、前記回路基板は、その外形を台形とし、該台形の底辺を
前記光電変換素子基板の外方向に向けて配置し、角部で
互いに重ならないように、具備したことを特徴とする光
電変換装置。
【請求項７】二次元的に配列された光電変換素子を搭
載した光電変換素子基板と、前記基板の下部の該基板の
四辺方向に配置された回路基板と、をフレキシブルな接
続用基板を用いて接続した光電変換装置であって、前記回路基板は、その端部が互いに重ならないように、
多角形の組み合わせ形状とされたことを特徴とする光電
変換装置。
【請求項８】前記回路基板は、その端部が、互いに重
ならないように、一方がＬ字型、他方がＩ字型の組み合
わせ形状であることを特徴とする請求項７記載の光電変
換装置。
【請求項９】前記光電変換素子の上部に蛍光体を配置
し、Ｘ線レントゲン装置を構成した請求項１〜８のいず
れかに記載の光電変換装置。