JP2002270805A

JP2002270805A - 素子実装構造体、固体撮像素子の実装構造体、その製造方法、画像読取ユニット及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2002270805A
Application number: JP2001072700A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Tsuyuki; 達也露木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2002-09-20

Abstract

(57)【要約】【課題】素子の使用時又は搬送中に外力が加わって
も、外力が直接素子に加わるのを防止でき、素子が物理
的破損を起こしにくい素子実装構造体を提供する。【解決手段】ガラス基板７１上にＣＣＤベアチップ７
５の表面が対向して実装する実装構造体において、少な
くともＣＣＤベアチップ７５の裏面と側面とを覆ってガ
ラス基板７１上に連結される弾性を有するカバー部材７
６を備えていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤ等の撮像素
子である固体撮像素子の実装構造体、その製造方法、画
像読取ユニット及び画像形成装置に関し、ＣＯＧ（チ
ップ・オン・ガラス）構造でできた素子（液晶素子）、
ＩＣ実装におけるフリップチップ型構造の実装素子等に
応用可能なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に固体撮像装置の製造方法と
しては、ＣＣＤを代表とした固体撮像素子をセラミック
を絶縁基体としたパッケージ（以下セラミックパッケー
ジと称す）に搭載する方法が主流であった。

【０００３】以下、従来の固体撮像装置について図面を
参照しながら説明する。図１３は従来の固体撮像装置を
示す断面図である。

【０００４】図１３に示す従来の固体撮像装置は、外部
に電気信号を出力する端子群８０１を有したセラミック
パッケージ８０２の上面の凹部８０２ａに固体撮像素子
８０３を受光部を上にした状態で搭載され、セラミック
パッケージ８０２の上面の凹部８０２ａの内周辺の電極
８０４と固体撮像素子８０３表面の周辺に形成された電
極とが、ワイヤーボンディング法でアルミニウム（Ａ
ｌ）または金（Ａｕ）などの金属細線８０５によって電
気的に接続され、そして固体撮像素子８０３の保護を目
的として、封止用の石英ガラス８０６でセラミックパッ
ケージ８０２の上部開口部分を蓋状に封止された構成と
なっている。

【０００５】以上のように構成された従来の固体撮像装
置について以下、その動作について説明する。

【０００６】図１３に示すように、被写体などを撮影し
た場合の入射光８０７は、セラミックパッケージ８０２
の上面に設けられた封止用の石英ガラス８０６を通り、
固体撮像素子８０３に入射する。固体撮像素子８０３表
面の受光エリアには、品種によって異なるが、２０万〜
４０万個のフォトダイオードと呼ばれる受光部（図示せ
ず）が形成されている。また最近では、受光部自体が微
細になっている関係上、受光感度が低下しており、受光
感度を上げるために受光部上に樹脂によるマイクロレン
ズが形成されている。つまり入射光８０７は石英ガラス
８０６を通り、固体撮像素子８０３の受光エリア表面の
マイクロレンズで集光されてから受光部に入射し、電気
信号に変換されて、画像データとして処理される。

【０００７】次に従来の固体撮像装置の製造方法につい
て、図面を参照しながら説明する。図１４（Ａ）〜図１
４（Ｃ）は従来の固体撮像装置の製造方法を示す断面図
である。

【０００８】図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）に示す従来の
固体撮像装置の製造方法は、外部に電気信号を出力する
端子群８０１を有したセラミックパッケージ８０２の上
面の凹部８０２ａに、固体撮像素子８０３を受光画を上
にした状態で搭載する第１工程と、セラミックパッケー
ジ８０２の上面の凹部８０２ａの内周辺の電極８０４と
固体撮像素子８０３表面の周辺に形成された電極とを、
ワイヤーボンディング法にて金属細線８０５で電気的に
接続をする第２工程と、固体撮像素子３の保護を目的と
して、封止用の石英ガラス８０６でセラミックパッケー
ジ８０２の上部開口部分を蓋状に封止する第３工程とで
構成されている。

【０００９】以上のように構成された従来の固体撮像装
置の製造方法について、以下その動作について説明す
る。

【００１０】まず、第１工程のダイスボンド工程につい
て、図１４（Ａ）を参照して説明する。セラミックパッ
ケージ８０２の上面の凹部８０２ａに、固体撮像素子８
０３をその受光部を上にした状態でダイスボンダーと呼
ばれる装置により搭載する。固体撮像素子８０３とセラ
ミックパッケージ８０２とは、熱硬化性の銀ペーストな
どの導電性接着剤を用いて固定する。導電性接着剤の硬
化は１５０℃程度の温度で加熱して行う。

【００１１】次に、第２工程のワイヤーボンド工程につ
いて、図１４（Ｂ）を参照して説明する。ダイスボンド
工程後に、セラミックパッケージ８０２の上面の凹部８
０２ａの内周辺の電極８０４と固体撮像素子８０３表面
の周辺に形成された電極とを、ワイヤーボンダーによ
り、金（Ａｕ）またはアルミニウム（Ａｌ）の金属細線
８０５で電気的に接続をする。なお、セラミックパッケ
ージ８０２の上面の凹部８０２ａの内周辺の電極８０４
と、セラミックパッケージ８０２の外部に電気信号を出
力する端子群８０１とは対応している。

【００１２】最後に、第３工程の封止工程について、図
１４（Ｃ）を参照して説明する。ワイヤーボンド後に、
固体撮像素子８０３の外部からの保護を目的として、封
止用の石英ガラス８０６でセラミックパッケージ８０２
の上部開口部分を蓋状に封止し、固体撮像装置が実現す
る。石英ガラス８０６により蓋状に封止する場合には、
封止後の固体撮像素子８０３と石英ガラス８０６との空
間を、高い信頼性を維持するために、真空に保つ必要が
あるので、真空状態で封止を行う。封止には熱硬化性の
接着剤を使用し、それにより石英ガラス８０６とセラミ
ックパッケージ８０２とを接着させる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の固
体撮像装置の構成では、固体撮像素子の電気的な接続方
法として、セラミックパッケージの電極と固体撮像素子
の電極とを金属細線で接続しているが、固体撮像素子の
周辺部にワイヤーを配線するための電極を形成する領域
が必要であり、固体撮像素子と封止用の石英ガラスとの
間に金属細線のループ形成に必要な間隙も設けなければ
ならない。このため、小型薄型軽量化が困難である。

【００１４】また、その製造において、これらを解決す
る方法として半導体素子の電極端子に突起を設けること
により、回路基板に直接フェースダウンで接合する、い
わゆるフリップチップ方法を応用して、固体撮像素子の
電極に突起を設け、ガラス基板に回路を形成し、固体撮
像素子をフェースダウンで接合するという方法が考えら
れる。

【００１５】また、ＣＯＧ（chip on glass）構造とし
て、固体撮像素子であるＣＣＤチップをパッケージで封
止しない、いわゆるベアチップの状態で、回路パターン
を形成したガラス基板上に直接搭載した実装形態が考え
られる。

【００１６】しかしながら、ＣＣＤチップを実装した後
に実装工程とは別工程となるレンズブロックへの取付工
程に搬送したり、治具にセットする際にもＣＣＤチップ
の裏面に外力が作用してＣＣＤチップの裏面が傷付き、
最悪の場合はＣＣＤチップが折れたり、裏面に作用した
外力による応力が表面の画素に作用して画素の破壊等が
発生する虞があった。

【００１７】そこで、本発明は、素子の使用時又は搬送
中に外力が加わっても、外力が直接素子に加わるのを防
止でき、素子が物理的破損を起こしにくい素子実装構造
体、固体撮像素子の実装構造体、この固体撮像素子の実
装構造体を備えた画像読取ユニット及びこの画像読取ユ
ニットを備えた画像形成装置を提供することを目的とす
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、透明基板上に素子の表面が対向し
て実装する実装構造体において、少なくとも前記素子の
裏面と側面とを覆って透明基板上に連結される弾性を有
するカバー部材を備えていることを特徴とする素子実装
構造体である。また、請求項２の発明は、透明基板上に
固体撮像素子の表面の受光面が対向している実装する固
体撮像素子実装構造体において、少なくとも前記固体撮
像素子の裏面と側面とを覆って透明基板上に連結される
弾性を有するカバー部材を備えていることを特徴とする
固体撮像素子の実装構造体である。また、請求項３の発
明は、前記透明基板と固体撮像素子の受光面との間に透
明接着剤が充填されていることを特徴とする請求項２に
記載の固体撮像素子の実装構造体である。また、請求項
４の発明は、前記カバー部材と前記固体撮像素子の裏面
との間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項
２又は３に記載の固体撮像素子の実装構造体である。ま
た、請求項５の発明は、前記カバー部材と前記固体撮像
素子の側面との間に隙間が形成されていることを特徴と
する請求項４に記載の固体撮像素子の実装構造体であ
る。また、請求項６の発明は、前記固体撮像素子の側面
が前記カバー部材と接触していることを特徴とする請求
項２又は３に記載の固体撮像素子の実装構造体である。
また、請求項７の発明は、透明基板上に固体撮像素子の
表面の受光面を対向させて実装する固体撮像素子実装構
造体の製造方法において、前記透明基板上に固体撮像素
子の表面の受光面を対向させた状態で透明基板と固体撮
像素子の受光面との間に透明接着剤を充填し、次いで硬
化時に弾性を有するカバー材料を前記透明基板上から前
記固体撮像素子の長手方向に沿って徐々に往復させなが
ら上方に向けて塗布し、前記カバー材料を前記固体撮像
素子に非接触のトンネル状に形成した後、両端の開口を
閉塞して弾性を有するカバー部材を形成することを特徴
とする固体撮像素子実装構造体の製造方法である。ま
た、請求項８の発明は、前記透明接着剤として高粘性紫
外線硬化型樹脂を用いることを特徴とする請求項７に記
載の固体撮像素子実装構造体の製造方法である。また、
請求項９の発明は、前記請求項２〜６の何れかに記載の
固体撮像素子実装構造体を備えている画像読取ユニット
である。また、請求項１０の発明は、前記請求項９に記
載の画像読取ユニットを備えている画像形成装置であ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明に係る第１実施形態
の固体撮像素子実装構造体の一例として固体撮像装置の
断面図であり、（Ａ）は外力が作用する前の状態、
（Ｂ）は外力が作用している状態をそれぞれ示す。

【００２０】図１に示すように、この固体撮像装置７
は、ラインＣＣＤ、エリアＣＣＤ等の光情報を電気信号
に変換する集積回路を備え、固体撮像素子であるＣＣＤ
ベアチップ７５と、ＣＣＤベアチップ７５の回路形成面
に電気接続用の配線パターン７３が対向して配置され
る、即ちフェースダウン状態で配置される透明部材であ
るガラス基板７１と、ＣＣＤベアチップ７５とガラス基
板７１との間にＣＣＤベアチップ７５の受光面である画
素有効領域７５ａを被覆して充填されている透明な接着
剤Ｓ１と、ＣＣＤベアチップ７５とガラス基板７１の配
線パターン７３との間を導通するバンプ７４と、接着剤
Ｓ１、バンプ７４及びＣＣＤベアチップ７５をカバーす
る弾性を有するカバー部材である被覆層７６Ａとを備え
ている。前記画素有効領域７５ａとは、フォトセルアレ
イ（撮像素子の画像を読み取る回路の部分）が設けられ
た撮像素子上の領域である。

【００２１】前記ＣＣＤベアチップ７５は、シリコンウ
エハに回路を形成し、必要な大きさに切り取ったもので
あり、実装されたときに画素部分の平面度が要求される
ので、要求される平面度に形成されている。また、この
ＣＣＤベアチップ７５の画素有効領域７５ａは、外部雰
囲気により埃、結露等の悪影響を受けるので、外部雰囲
気から遮断されている必要がある。

【００２２】前記接着剤Ｓ１はＣＣＤベアチップ７５を
固定するとともに、画素有効領域７５ａを封止してい
る。前記接着剤Ｓ１は、本実施形態では弾性の低い紫外
線硬化型接着剤を用いている。これによりＣＣＤベアチ
ップ７５とガラス基板７１とを剛的な連結状態で保持す
ることができる。前記画素有効領域７５ａとは、フォト
セルアレイ（撮像素子の画像を読み取る回路の部分）が
設けられた撮像素子上の領域である。

【００２３】前記ガラス基板７１は、光透過率の高い部
材からなり、ＣＣＤベアチップ７５の画素と接触、固定
する部分の平面度は必要な平面度に形成されている。前
記ガラス基板７１はＣＣＤベアチップ７５を実装する側
の面に電気回路としての配線パターン７３が形成されて
いる。

【００２４】前記バンプ７４は、ＣＣＤベアチップ７５
とガラス基板７１の配線パターン７３との導通をとるた
めの突起形状を有している。これにより、ＣＣＤベアチ
ップ７５とガラス基板７１の電気回路との間の導通をと
ることができる。

【００２５】前記被覆層７６Ａは、シリコンゴム、弾性
の高い紫外線硬化樹脂等の高弾性を有する材料からな
り、ＣＣＤベアチップ７５に対し、十分な肉厚及び柔ら
かさを有し、ガラス基板７１上にＣＣＤベアチップ７５
とバンプ７４とに密着して覆うように構成されている。
前記被覆層７６Ａは、ＣＣＤベアチップ７５の裏面に密
着する基板保護部７６ａと基板保護部７６ａに作用する
応力を分散させる応力分散部７６ｂとから構成されてい
る。

【００２６】この被覆層７６Ａにより、図１（Ｂ）に示
すように、ＣＣＤベアチップ７５に向かってある外力Ｆ
が発生しても、被覆層７６Ａの弾性により外力Ｆが吸収
されるので、直接ＣＣＤベアチップ７５に外力Ｆが加わ
ることがなく、ＣＣＤベアチップ７５の物理的破損を起
こしにくくすることができる。さらに、被覆層７６Ａに
よりバンプ７４も封止することができ、バンプ７４及び
ＣＣＤベアチップ７５に対する、温度、湿度、振動等の
耐環境性に優れるという効果もある。なお、ここで、外
力とは、ＣＣＤベアチップ７５に傷や衝撃を与える力の
ことである。

【００２７】図２は本発明に係る第２実施形態の固体撮
像素子実装構造体の断面図である。図２に示すように、
この固体撮像装置７は、ＣＣＤベアチップ７５と、ＣＣ
Ｄベアチップ７５がフェースダウン状態で配置されるガ
ラス基板７１と、ＣＣＤベアチップ７５とガラス基板７
１との間にＣＣＤベアチップ７５の画素有効領域７５ａ
を被覆し薄層化して充填されている透明な接着剤Ｓ１
と、ＣＣＤベアチップ７５とガラス基板７１の配線パタ
ーン７３との間を導通するバンプ７４と、全てのバンプ
７４の周囲を封止する封止用樹脂Ｓ２と、バンプ７４、
ＣＣＤベアチップ７５及び封止用樹脂Ｓ２をカバーする
弾性を有する被覆層７６Ａとを備えている。

【００２８】前記ガラス基板７１は、ＣＣＤベアチップ
７５に対向する側、即ち電気接続用の配線パターン７３
側に高さＣの突起部７１ａが形成されている。この突起
部７１ａはＣＣＤベアチップ７５の画素有効領域７５ａ
に対応するガラス基板７１側の画素有効領域７５ａを含
むように形成されている。即ち、ＣＣＤベアチップ７５
画素有効領域７５ａに入射する光束を妨げない広さに形
成されている。

【００２９】前記バンプ７４はＣＣＤベアチップ７５と
ガラス基板７１の配線パターン７３との導通をとるため
の突起形状を有し、その高さは、薄層化された接着剤Ｓ
１の厚さＢと接着剤Ｓ１から配線パターン７３までの厚
み方向の距離、即ち突起部７１ａの高さＣとの和よりも
高く形成されている。これにより、ＣＣＤベアチップ７
５とガラス基板７１の電気回路との間の導通を確実にと
ることができ、かつ、ＣＣＤベアチップ７５の平面度を
保持することができる。

【００３０】前記バンプ７４の周囲は、接着剤Ｓ１とは
異なる封止用樹脂Ｓ２により封止されている。したがっ
て、バンプ７４も封止された状態となる。前記封止用樹
脂Ｓ２は接着剤Ｓ１と同一のものを使用しても良い。こ
のように封止用樹脂Ｓ２は透明でも良いが、透明である
必要はなく、本実施形態では不透明な樹脂を用いてい
る。このように不透明な樹脂を用いることによりＣＣＤ
ベアチップ７５の画素有効領域７５ａに不要光が入射す
るのを防止できるので、画像品質が向上する。さらに、
高価な透明樹脂を用いる必要がないので、透明樹脂を用
いた場合と比べてコスト上有利である。この封止用樹脂
は、熱膨張率の低いものが望ましい。

【００３１】前記接着剤Ｓ１はＣＣＤベアチップ７５を
固定するとともに、画素有効領域７５ａを封止してい
る。前記接着剤Ｓ１の充填量は、ＣＣＤベアチップ７５
の画素有効領域７５ａと薄層化された接着剤Ｓ１層の厚
みとの積より多くすることによって、画素有効領域７５
ａ全体が透明接着剤Ｓ１で均一に被覆されるので、気泡
の混入等を防ぐことができ各画素の透明接着剤Ｓ１によ
る影響が一定となる。

【００３２】前記被覆層７６Ａは、第１実施形態と同様
に、シリコンゴム、弾性を有する紫外線硬化樹脂等の弾
性を有する材料からなり、ＣＣＤベアチップ７５に対
し、十分な肉厚及び柔らかさを有し、ガラス基板７１上
にＣＣＤベアチップ７５、バンプ７４及び封止用樹脂Ｓ
２に密着して覆うように構成されている。

【００３３】この被覆層７６Ａにより、ＣＣＤベアチッ
プ７５に向かってある外力が発生しても、被覆層７６Ａ
の弾性により外力が吸収されるので、直接ＣＣＤベアチ
ップ７５に外力Ｆが加わる事がなく、ＣＣＤベアチップ
７５の物理的破損を起こしにくくすることができる。さ
らに、封止用樹脂Ｓ２として硬質な材料を用いた場合で
も封止用樹脂Ｓ２及びバンプ７４を被覆層７６Ａにより
保護することができる。

【００３４】さらに、前記被覆層７６Ａは、バンプ７
４、ＣＣＤベアチップ７５及び接着剤Ｓ１をカバーして
いるので、バンプ７４、ＣＣＤベアチップ７５及び接着
剤Ｓ１に対する、温度、湿度、振動等の耐環境性が向上
する。

【００３５】図３は本発明に係る第３実施形態の固体撮
像素子実装構造体の断面図である。図３に示すように、
この固体撮像装置７は、ＣＣＤベアチップ７５と、ＣＣ
Ｄベアチップ７５がフェースダウン状態で配置されるガ
ラス基板７１と、ＣＣＤベアチップ７５とガラス基板７
１との間にＣＣＤベアチップ７５の画素有効領域７５ａ
を被覆し薄層化して充填されている透明な接着剤Ｓ１
と、ＣＣＤベアチップ７５とガラス基板７１の配線パタ
ーン７３との間を導通するバンプ７４と、全てのバンプ
７４の周囲を封止する封止用樹脂Ｓ２と、バンプ７４、
ＣＣＤベアチップ７５及び封止用樹脂Ｓ２をカバーする
弾性を有する被覆層７６Ａとを備えている。

【００３６】前記ＣＣＤベアチップ７５は、ガラス基板
７１に対向する側、即ち画素有効領域７５ａ側に高さＣ
の突起部７５ｂが形成されている。この突起部７５ｂは
ＣＣＤベアチップ７５の画素有効領域７５ａを含むよう
に形成されている。

【００３７】前記バンプ７４はＣＣＤベアチップ７５と
ガラス基板７１の配線パターン７３との導通をとるため
の突起形状を有し、その高さＡは、薄層化された接着剤
Ｓ１の厚さＢと接着剤Ｓ１から配線パターン７３までの
厚み方向の距離、即ち突起部７５ｂの高さＣとの和より
も高く形成されている。これにより、ＣＣＤベアチップ
７５とガラス基板７１の電気回路との間の導通を確実に
とることができ、かつ、ＣＣＤベアチップ７５の平面度
を保持することができる。

【００３８】前記接着剤Ｓ１はＣＣＤベアチップ７５を
固定するとともに、画素有効領域７５ａを封止してい
る。前記接着剤Ｓ１の充填量は、ＣＣＤベアチップ７５
の画素有効領域７５ａと薄層化された接着剤層の厚みＢ
との積より多くすることによって、画素有効領域７５ａ
全体が透明接着剤Ｓ１で均一に被覆されるので、気泡の
混入等を防ぐことができ各画素の透明接着剤Ｓ１による
影響が一定となる。

【００３９】前記被覆層７６Ａは、第１実施形態と同様
に、シリコンゴム、弾性を有する紫外線硬化樹脂等の弾
性を有する材料からなり、ＣＣＤベアチップ７５に対
し、十分な肉厚及び柔らかさを有し、ガラス基板７１上
にＣＣＤベアチップ７５とバンプ７４とに密着して覆う
ように構成されている。

【００４０】この被覆層７６Ａにより、ＣＣＤベアチッ
プ７５に向かってある外力が発生しても、被覆層７６Ａ
の弾性により外力が吸収されるので、直接ＣＣＤベアチ
ップ７５に外力Ｆが加わる事がなく、ＣＣＤベアチップ
７５の物理的破損を起こしにくくすることができる。さ
らに、封止用樹脂Ｓ２として硬質な材料を用いた場合で
も封止用樹脂Ｓ２及びバンプ７４を被覆層７６Ａにより
保護することができる。

【００４１】さらに、前記被覆層７６Ａは、バンプ７
４、ＣＣＤベアチップ７５及び封止用樹脂Ｓ２をカバー
しているので、バンプ７４、ＣＣＤベアチップ７５及び
封止用樹脂Ｓ２に対する、温度、湿度、振動等の耐環境
性が向上する。

【００４２】図４は本発明に係る第４実施形態の固体撮
像素子実装構造体の断面図である。図４に示すように、
この固体撮像装置７は、ＣＣＤベアチップ７５と、ＣＣ
Ｄベアチップ７５がフェースダウン状態で配置されるガ
ラス基板７１と、ＣＣＤベアチップ７５の画素有効領域
７５ａとガラス基板７１とを接着層を介在させずに密着
させるガラス基板７１の突起部７１ａと、ＣＣＤベアチ
ップ７５とガラス基板７１の配線パターン７３との間を
導通するバンプ７４と、全てのバンプ７４の周囲を封止
する封止用樹脂Ｓ２と、バンプ７４、ＣＣＤベアチップ
７５及び封止用樹脂Ｓ２をカバーする弾性を有する被覆
層７６Ａとを備えている。

【００４３】前記ガラス基板７１は、上述したように、
ＣＣＤベアチップ７５に対向する側、即ち電気接続用の
配線パターン７３側に高さＣの突起部７１ａが形成され
ている。この突起部７１ａはＣＣＤベアチップ７５の画
素有効領域７５ａに対応するガラス基板７１側の画素有
効領域を含むように形成されている。即ち、ＣＣＤベア
チップ７５の画素有効領域７５ａに入射する光束を妨げ
ない広さに形成されている。

【００４４】前記バンプ７４はＣＣＤベアチップ７５と
ガラス基板７１の配線パターン７３との導通をとるため
の突起形状を有し、その高さＡは突起部７１ａの高さＣ
にほぼ等しく形成されている。これにより、ＣＣＤベア
チップ７５とガラス基板７１の電気回路との間の導通を
確実にとることができ、かつ、ＣＣＤベアチップ７５の
平面度を保持することができる。

【００４５】前記バンプ７４の周囲は、封止用樹脂Ｓ２
により封止されている。したがって、バンプ７４も封止
された状態となる。このとき、バンプ７４の内側には空
間Ｓが形成されている。

【００４６】前記被覆層７６Ａは、第１実施形態と同様
に、シリコンゴム、弾性を有する紫外線硬化樹脂等の弾
性を有する材料からなり、ＣＣＤベアチップ７５に対
し、十分な肉厚及び柔らかさを有し、ガラス基板７１上
にＣＣＤベアチップ７５とバンプ７４とに密着して覆う
ように構成されている。

【００４７】この被覆層７６Ａにより、ＣＣＤベアチッ
プ７５に向かってある外力が発生しても、被覆層７６Ａ
の弾性により外力が吸収されるので、直接ＣＣＤベアチ
ップ７５に外力が加わる事がなく、ＣＣＤベアチップ７
５の物理的破損を起こしにくくすることができる。さら
に、封止用樹脂Ｓ２として硬質な材料を用いた場合でも
封止用樹脂Ｓ２及びバンプ７４を被覆層７６Ａにより保
護することができる。

【００４８】ＣＣＤベアチップ７５をガラス基板７１に
フェースダウンにて実装し、ＣＣＤベアチップ７５の画
素有効領域７５ａとガラス基板とを接着層を介在させず
に密着させたので、画素有効領域７５ａが樹脂層で覆わ
れていないため良好な画像を得ることができる。さら
に、固体撮像装置７を小型薄型軽量化することができ
る。

【００４９】図５は本発明に係る第５実施形態の固体撮
像素子実装構造体の断面図である。図５に示すように、
この固体撮像装置７は、ＣＣＤベアチップ７５と、ＣＣ
Ｄベアチップ７５がフェースダウン状態で配置されるガ
ラス基板７１と、ＣＣＤベアチップ７５の画素有効領域
７５ａとガラス基板７１とを接着層を介在させずに密着
させるＣＣＤベアチップ７５の画素有効領域７５ａを含
む突起部７５ｂと、ＣＣＤベアチップ７５とガラス基板
７１の配線パターン７３との間を導通するバンプ７４
と、全てのバンプ７４の周囲を封止する封止用樹脂Ｓ２
と、バンプ７４、ＣＣＤベアチップ７５及び封止用樹脂
Ｓ２をカバーする弾性を有する被覆層７６Ａとを備えて
いる。

【００５０】前記ＣＣＤベアチップ７５は、上述したよ
うに、ガラス基板７１に対向する側、即ち画素有効領域
７５ａ側に高さＣの突起部７５ｂが形成されている。こ
の突起部７５ｂはＣＣＤベアチップ７５の画素有効領域
７５ａを含むように形成されている。

【００５１】前記ガラス基板７１は、光透過率の高い部
材からなり、ＣＣＤベアチップ７５の画素と接触、固定
する部分の平面度は必要な平面度に形成されている。前
記ガラス基板７１はＣＣＤベアチップ７５を実装する側
の面に電気回路としての配線パターン７３が形成されて
いる。本実施形態では、透明部材としてガラス基板７１
を用いたが、ガラス基板７１以外にもレンズ用プラスチ
ック等の光透過率の高い部材から構成してもよい。

【００５２】前記バンプ７４はＣＣＤベアチップ７５と
ガラス基板７１の配線パターン７３との導通をとるため
の突起形状を有し、その高さＡは突起部７５ｂの高さＣ
にほぼ等しく形成されている。これにより、ＣＣＤベア
チップ７５とガラス基板７１の電気回路との間の導通を
確実にとることができ、かつ、ＣＣＤベアチップ７５の
平面度を保持することができる。

【００５３】前記バンプ７４の周囲は、封止用樹脂Ｓ２
により封止されている。したがって、バンプ７４も封止
された状態となる。前記封止用樹脂Ｓ２は透明でも良い
が、透明である必要はなく、本実施形態では不透明な樹
脂を用いている。このように不透明な樹脂を用いること
によりＣＣＤベアチップ７５の画素有効領域７５ａに不
要光が入射するのを防止できるので、画像品質が向上す
る。さらに、高価な透明樹脂を用いる必要がないので、
透明樹脂を用いた場合と比べてコスト上有利である。こ
の封止用樹脂Ｓ２は、熱膨張率の低いものが望ましい。

【００５４】前記封止用樹脂Ｓ２は本実施形態では不透
明な樹脂を用いているが、紫外線硬化型接着剤でも良
く、他の光硬化型接着剤でも良く、また、他の透明な接
着剤でもよい。例えば、光学的特性の高い接着剤、例え
ば、バルサム、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂、シリコ
ン等を使用することができる。

【００５５】図６は本発明に係る第６実施形態の固体撮
像素子実装構造体の断面図である。この第６実施形態で
は、図４の第４実施形態と比べて、ガラス基板７１の突
起部７１ａの周囲が溝状に形成され、突起部７１ａの先
端面がガラス基板７１の外周部と面一に形成されている
点のみ異なり他の構成は同様である。

【００５６】図７は本発明に係る第７実施形態の固体撮
像素子実装構造体の断面図である。この第７実施形態で
は、図５の第５実施形態と比べて、ＣＣＤベアチップ７
５の突起部７５ｂに対応するガラス基板７１の部分に凹
状部を形成した点のみ異なり他の構成は同様である。

【００５７】図８は本発明に係る第８実施形態の固体撮
像素子実装構造体の断面図であり、（Ａ）は外力が作用
する前の状態、（Ｂ）は外力が作用している状態をそれ
ぞれ示す。図８に示すように、この固体撮像装置７は、
図１の第１実施形態の固体撮像装置７と比べて、カバー
部材として、ＣＣＤベアチップ７５とバンプ７４とに密
着して覆う被覆層７６Ａの代わりに、ＣＣＤベアチップ
７５及びバンプ７４との間に空間ＳＰを形成する覆い部
材７６Ｂとした点のみ異なり、他の構成は第１実施形態
と同様である。なお、第８実施形態の固体撮像素子実装
構造体において、第１実施形態との共通部分を第２〜７
実施形態の対応する部分に置き換えてもよい。

【００５８】前記覆い部材７６Ｂは、シリコンゴム等の
弾性部材を予めキャップ状に成形したものをガラス基板
７１上に接着することにより設けることができる。ま
た、次の図９に示すようにして設けてもよい。図９は図
８の第８実施形態の固体撮像素子実装構造体の覆い部材
の製造方法を示す図であり、（Ａ）は概略正面図、
（Ｂ）はノズル走査の概念図、（Ｃ）はノズル走査の変
形例を示す概念図である。

【００５９】図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、ＣＣＤ
ベアチップ７５の側辺から所定間隔離間したガラス基板
７１上の位置から、先ず、ＣＣＤベアチップ７５の長手
方向である主方向に沿って、図示しない吐出ノズルの第
１走査７６−１（往路走査）を行い、次に主方向と直交
する副方向に少しずつずらしながら主方向に第２走査７
６−２（復路走査）を行い、次に主方向と直交する副方
向に少しずつずらしながら主方向に第３走査７６−３
（往路走査）を行うというように繰り返して、ＣＣＤベ
アチップ１５の反対側のガラス基板７１上まで高粘性弾
性材料を塗布する。このようにして高粘性材料をトンネ
ル状に塗布した後、両端の開口を副走査方向のみの往復
走査で高粘性弾性材料を塗布することにより閉塞する。
このようにして覆い部材７６Ｂを形成する。また、この
塗布方法の変形例として、塗布材料の粘性に応じて、図
９（Ｃ）に示すように、一対の吐出ノズルをＣＣＤベア
チップ７５の両側から同時にスタートさせて塗布しても
よい。

【００６０】この固体撮像装置７によれば、図８（Ｂ）
に示すように、ＣＣＤベアチップ７５に向かって、ある
外力Ｆが発生しても、覆い部材７６Ｂの変形を空間ＳＰ
内で吸収することができ、直接、ＣＣＤベアチップ７５
に、外力Ｆが加わる事がなくＣＣＤベアチップ７５が物
理的破損をおこしにくくできる。さらに、ＣＣＤベアチ
ップ７５の使用時の発熱に対する膨張に対し、ＣＣＤベ
アチップ７５が弾性作用を有する覆い部材７６Ｂに接触
していないため、ＣＣＤベアチップ７５の熱膨張に対し
ストレスを与えないことがない。したがって、第１実施
形態の場合と比べて、よりＣＣＤベアチップ７５の物理
的破損をおきにくくする事ができる。

【００６１】図１０は固体撮像素子実装構造体の一例と
しての固体撮像装置の斜視図である。図１０は図１の固
体撮像装置の斜視図であり、図１０中、符号７７は配線
パターン７３に接続するＦＰＣ（フレキシブル配線板）
であり、符号Ｌは結像レンズからの入射光である。

【００６２】図１１は本発明に係る固体撮像装置を用い
た画像読取ユニットの斜視図である。図１１に示すよう
に、画像読取ユニット１は、原稿面からの画像光として
の光線が透過する透過面の周囲に側面であるコバ面３ａ
を有する、光学エレメントであるレンズ３と、コバ面３
ａに対向する第１の取付面５ａと第１の取付面５ａとは
異なる角度、本実施形態では第１の取付面５ａに対して
９０度に形成されている第２の取付面５ｂとを有し、レ
ンズ３と筐体２とを接合する中間保持部材５と、第２の
取付面５ｂに対向する取付面２ｃを有するベース部材で
ある筐体２とを備えている。この画像読取ユニット１で
は、筐体２と筐体２に対して位置調整されたレンズ３と
が中間保持部材５を介して接着固定されている。

【００６３】前記レンズ３は、そのコバ面３ａに同一直
径上に配置される平坦面３ｂを備えている。この平坦面
３ｂは切削、研削等により形成され、必要に応じて研磨
されている。このように平坦面３ｂを形成することによ
り、中間保持部材５の第１取付面５ａとの接着面積を拡
大することができ、固定強度を高めることができる。

【００６４】前記筐体２は、レンズ３と固体撮像装置７
とを調整後に調整された配置関係で固定する。この筐体
２は、円弧状溝部２ｂと、円弧状溝部２ｂに隣接する平
面状の取付面２ｃと、固体撮像装置７を取り付ける取付
面２ｄと、レンズ３，６等から構成される結像レンズ系
と固体撮像装置７との間を遮光する遮光用カバー２ａと
を備えている。この遮光用カバー２ａを設けることによ
って、外乱光等の影響を防ぐことができ良好な画像を得
られる。この筐体２は後述する複写機等の画像走査装置
の所定位置にねじ締め、カシメ、接着、溶着等の固定手
段により固定される。

【００６５】前記中間保持部材５に用いる材質は、光
（紫外線）透過率の高い部材、例えば、アートン、ゼオ
ネックス、ポリカーボネイト等が用いられる。前記中間
保持部材５は接着剤の表面張力により、レンズ調整によ
るレンズ位置の移動に対して、両接着面がすべるように
して動き、レンズ３の移動に追従することができる。

【００６６】前記中間保持部材５の第１取付面５ａ及び
第２取付面５ｂ、即ち両接着面を直交させることによっ
て、レンズ３の位置調整が６軸可能となり各軸が独立し
て調整することができる。

【００６７】図１１に示すように、２個の中間保持部材
５を用いて光学エレメント側接着面であるレンズ３のコ
バ３ａの平坦面３ｂが対向するように配置することによ
って、接着剤が硬化するときの硬化収縮による影響を少
なくすることができる。

【００６８】図１１に示すように、中間保持部材５の両
接着面間に透光性のリブ５ｃを設けることによって、光
硬化型接着剤を硬化させるときの光のロスを増加するこ
となく、中間保持部材５の強度を高めることができる。

【００６９】前記中間保持部材５のレンズ側固定面であ
る第１取付面５ａと保持部材側固定面である第２取付面
５ｂとは互いに垂直であるので、レンズのＸ、Ｙ、Ｚ、
α、β、γ各位置調整方向への移動に対して互いに独立
して調整することができる。

【００７０】中間保持部材５が紫外線硬化型の接着剤に
よって調整レンズ３と筐体２とに接続されている場合に
ついて考えてみると、まずＸ、Ｚ方向の調整の場合、レ
ンズ３と中間保持部材５とが筐体２の保持部材側固定面
である筐体取付面２ｃを介して筐体上をすべる動きをし
て調整される。また、Ｙ方向の調整の場合、移動レンズ
３が中間保持部材５のレンズ側固定面である第１取付面
５ａをすべる動きをして調整される。

【００７１】以下α、β、γも同様にして調整される。
さらに、光学エレメントがレンズの場合光軸を中心とし
た球面形状をしているため、光軸（γ軸）周りに回転さ
せてもレンズの加工誤差等で発生した光軸倒れを補正す
ることはできない（光軸が回転するのみ）。したがって
γ軸周りの調整は不要となる。

【００７２】図１２は本発明に係る画像読取ユニットを
用いた画像形成装置の概略図である。図１２は本発明の
固体撮像装置を用いた画像読取ユニットを備えた画像走
査装置の一例として多機能型デジタル画像形成装置の概
略構成図である。図１２に示すように、この画像形成装
置は、自動原稿送り装置１０１、読み取りユニット１５
０、書込ユニット１５７、給紙ユニット１３０及び後処
理ユニット１４０とを備えて構成されている。自動原稿
送り装置１０１は、原稿を読取ユニット１５０のコンタ
クトガラス１０６上に自動的に給送し、読み取りが終了
した原稿を自動的に排出する。読み取りユニット１５０
はコンタクトガラス１０６上にセットされた原稿を照明
して光電変換装置であるＣＣＤ１５４によって読み取
り、書込ユニット１５７は読み取られた原稿の画像信号
に応じて感光体１１５上に画像を形成し、給紙ユニット
１３０から給紙された転写紙上に画像を転写して定着す
る。定着が完了した転写紙は後処理ユニット１４０に排
紙され、ソートやステープルなどの所望の後処理が行わ
れる。

【００７３】まず、読み取りユニット１５０は、原稿を
載置するコンタクトガラス１０６と光学走査系で構成さ
れ、光学走査系は露光ランプ１５１、第１ミラー１５
２、レンズ１５３、ＣＣＤイメージセンサ１５４、第２
ミラー１５５および第３ミラー１５６などからなってい
る。露光ランプ１５１および第１ミラー１５２は図示し
ない第１キャリッジ上に固定され、第２ミラー１５５お
よび第３ミラー１５６は図示しない第２キャリッジ上に
固定されている。原稿を読み取る際には、光路長が変化
しないように第１キャリッジと第２キャリッジとは２対
１の相対速度で機械的に走査される。この光学走査系は
図示しないスキャナ駆動モータによって駆動される。

【００７４】原稿画像はＣＣＤイメージセンサ１５４に
よって読み取られ、光信号から電気信号に変換されて処
理される。レンズ１５３およびＣＣＤイメージセンサ１
５４を図１２において左右方向に移動させると画像倍率
を変化させることができる。すなわち、指定された倍率
に対応してレンズ１５３およびＣＣＤイメージセンサ１
５４の図において左右方向の位置が設定される。

【００７５】書き込みユニット１５７はレーザ出力ユニ
ット１５８、結像レンズ１５９およびミラー１６０によ
って構成され、レーザ出力ユニット１５８の内部には、
レーザ光源であるレーザダイオードおよびモータによっ
て高速で定速回転するポリゴンミラーが設けられてい
る。

【００７６】レーザ出力ユニット１５８から照射される
レーザ光は、前記定速回転するポリゴンミラーによって
偏向され、結像レンズ１５９を通ってミラー１６０で折
り返され、感光体面上に集光されて結像する。偏向され
たレーザ光は感光体１１５が回転する方向と直交する所
謂主走査方向に露光走査され、後述する画像処理部のＭ
ＳＵ６０６によって出力された画像信号のライン単位の
記録を行う。そして、感光体１１５の回転速度と記録密
度に対応した所定の周期で主走査を繰り返すことによっ
て感光体面上に画像、すなわち静電潜像が形成される。

【００７７】このように書き込みユニット１５７から出
力されるレーザ光が、画像作像系の感光体１１５に照射
されるが、感光体１１５の一端近傍のレーザ光の照射位
置に主走査同期信号を発生する図示しないビームセンサ
が配されている。このビームセンサから出力される主走
査同期信号に基づいて主走査方向の画像記録タイミング
の制御、および後述する画像信号の入出力用の制御信号
の生成が行われる。

【００７８】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、上記実施形態では、バンプ７４
を、ＣＣＤベアチップ７５側に設けたが、ガラス基板７
１側に設けても良いのはもちろんである。また、上記実
施形態では、透明部材としてガラス基板７１を用いた
が、ガラス基板７１以外にもレンズ用プラスチック等の
光透過率の高い部材から構成してもよい。また、上記実
施形態では、接着剤Ｓ１として、紫外線硬化型接着剤を
用いているが、他の光硬化型接着剤でも良く、また、硬
化後に透明性を有するものであれば他の接着剤でもよ
い。例えば、光学的特性の高い接着剤、例えば、バルサ
ム、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂、シリコン等を使用
することができる。また、上記実施形態では、ＣＣＤベ
アチップ７５とガラス基板７１との連結を接着剤Ｓ１又
は封止用樹脂Ｓ２でも行っているが、長手方向両側に連
結用のバンプを設けることにより接着剤Ｓ１又は封止用
樹脂Ｓ２を省略することができる。即ち、本発明の骨子
を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができ
る。

【００７９】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１の本発
明によれば、素子の使用時又は搬送中に外力が加わって
も、外力が直接素子に加わるのを防止でき、素子が物理
的破損を起こしにくい素子実装構造体を得ることができ
る。また、請求項２の発明によれば、ＣＣＤベアチップ
等の固体撮像素子の使用時又は搬送中に外力が加わって
も、外力が直接固体撮像素子に加わるのを防止でき、固
体撮像素子が物理的破損を起こしにくい素子実装構造体
を得ることができる。また、請求項３の発明によれば、
さらに、透明接着剤により受光面を封止することができ
るとともに、固体撮像素子と透明基板とを透明接着剤に
より剛的に連結することができる。また、請求項４の発
明によれば、さらに、隙間によりカバー部材の変形を吸
収することができ、固体撮像素子の裏面に外力が加わる
ことがない。また、請求項５の発明によれば、さらに、
隙間によりカバー部材の変形を吸収することができ、固
体撮像素子の側面に外力が加わることがない。また、請
求項６の発明によれば、さらに、製造が容易であるとい
う効果を有することができる。また、請求項７の発明に
よれば、請求項４〜６の固体撮像素子の実装構造体を製
造することができる。また、請求項８の発明によれば、
請求項４〜６の固体撮像素子の実装構造体を容易に製造
することができる。また、請求項９の発明によれば、請
求項２〜６の何れかの効果を有する画像読取ユニットを
得ることができる。また、請求項１０の発明によれば、
請求項９の効果を有する画像形成装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態の固体撮像素子実装
構造体の一例として固体撮像装置の断面図であり、
（Ａ）は外力が作用する前の状態、（Ｂ）は外力が作用
している状態をそれぞれ示す。

【図２】本発明に係る第２実施形態の固体撮像素子実装
構造体の断面図である。

【図３】本発明に係る第３実施形態の固体撮像素子実装
構造体の断面図である。

【図４】本発明に係る第４実施形態の固体撮像素子実装
構造体の断面図である。

【図５】本発明に係る第５実施形態の固体撮像素子実装
構造体の断面図である。

【図６】本発明に係る第６実施形態の固体撮像素子実装
構造体の断面図である。

【図７】本発明に係る第７実施形態の固体撮像素子実装
構造体の断面図である。

【図８】本発明に係る第８実施形態の固体撮像素子実装
構造体の断面図であり、（Ａ）は外力が作用する前の状
態、（Ｂ）は外力が作用している状態をそれぞれ示す。

【図９】図８の第８実施形態の固体撮像素子実装構造体
の覆い部材の製造方法を示す図であり、（Ａ）は概略正
面図、（Ｂ）はノズル走査の概念図、（Ｃ）はノズル走
査の変形例を示す概念図である。

【図１０】固体撮像素子実装構造体の一例としての固体
撮像装置の斜視図である。

【図１１】本発明に係る固体撮像装置を用いた画像読取
ユニットの斜視図である。

【図１２】本発明に係る画像読取ユニットを用いた画像
形成装置の概略図である。

【図１３】従来の固体撮像装置を示す断面図である。

【図１４】（Ａ）〜（Ｃ）は従来の固体撮像装置の製造
方法を示す断面図である。

【符号の説明】

７固体撮像装置７１ガラス基板７３配線パターン７４バンプ７５ＣＣＤベアチップ７６、７６Ａ，７６Ｂカバー部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4M118 AA10 AB01 BA11 FA06 FA08 HA01 HA03 HA11 HA24 HA26 HA31 5B047 BB02 BC01 5C024 CY48 EX01 EX22 EX24 GY01 5C051 AA02 BA02 DA03 DB01 DB04 DB05 DB06 DC01 DC07 DD02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に素子の表面が対向して実装
する実装構造体において、少なくとも前記素子の裏面と
側面とを覆って透明基板上に連結される弾性を有するカ
バー部材を備えていることを特徴とする素子実装構造
体。
【請求項２】透明基板上に固体撮像素子の表面の受光
面が対向して実装する固体撮像素子の実装構造体におい
て、少なくとも前記固体撮像素子の裏面と側面とを覆っ
て透明基板上に連結される弾性を有するカバー部材を備
えていることを特徴とする固体撮像素子の実装構造体。
【請求項３】前記透明基板と固体撮像素子の受光面と
の間に透明接着剤が充填されていることを特徴とする請
求項２に記載の固体撮像素子の実装構造体。
【請求項４】前記カバー部材と前記固体撮像素子の裏
面との間に隙間が形成されていることを特徴とする請求
項２又は３に記載の固体撮像素子の実装構造体。
【請求項５】前記カバー部材と前記固体撮像素子の側
面との間に隙間が形成されていることを特徴とする請求
項４に記載の固体撮像素子の実装構造体。
【請求項６】前記固体撮像素子の側面が前記カバー部
材と接触していることを特徴とする請求項２又は３に記
載の固体撮像素子の実装構造体。
【請求項７】透明基板上に固体撮像素子の表面の受光
面を対向させて実装する固体撮像素子の実装構造体の製
造方法において、前記透明基板上に固体撮像素子の表面の受光面を対向さ
せた状態で透明基板と固体撮像素子の受光面との間に透
明接着剤を充填し、次いで硬化時に弾性を有するカバー
材料を前記透明基板上から前記固体撮像素子の長手方向
に沿って徐々に往復させながら上方に向けて塗布し、前
記カバー材料を前記固体撮像素子に非接触のトンネル状
に形成した後、両端の開口を閉塞して弾性を有するカバ
ー部材を形成することを特徴とする固体撮像素子実装構
造体の製造方法。
【請求項８】前記透明接着剤として高粘性紫外線硬化
型樹脂を用いることを特徴とする請求項７に記載の固体
撮像素子実装構造体の製造方法。
【請求項９】前記請求項２〜６の何れかに記載の固体
撮像素子の実装構造体を備えている画像読取ユニット。
【請求項１０】前記請求項９に記載の画像読取ユニッ
トを備えている画像形成装置。