JP3046681B2 - 読取装置 - Google Patents

読取装置

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JP3046681B2
JP3046681B2 JP4232240A JP23224092A JP3046681B2 JP 3046681 B2 JP3046681 B2 JP 3046681B2 JP 4232240 A JP4232240 A JP 4232240A JP 23224092 A JP23224092 A JP 23224092A JP 3046681 B2 JP3046681 B2 JP 3046681B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ装置やコ
ンピュータの画像入力用イメージスキャナ装置などに用
いられる原稿密着型の読取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図6(a)は、従来の読取装置の一例の
構成を示す部分斜視図である。この読取装置は、原稿6
0を斜め方向から照明するための光源62と、原稿60
からの反射光を結像して原稿像を形成するためのロッド
レンズアレイ61と、該原稿像を受光するための多数の
光電変換素子から成る受光面71を有する複数の半導体
チップ70と、半導体チップ70が固定される回路基板
65などから構成されており、原稿60を1走査線ずつ
ステップ搬送しながら、各半導体チップ70の各光電変
換素子を順次走査することによって、読取信号が時系列
的に出力される。
【0003】図6(b)は、図6(a)に示した半導体
チップ70付近の部分断面図である。半導体チップ70
は、図7の部分断面図に示すように、回路基板65の配
線パターン66に対して、Au線、Al線などのボンデ
ィングワイヤ67によって電気的に接続されており、さ
らに半導体チップ70および回路基板65の表面には、
劣化防止や耐環境対策のために、膜厚約0.5mm〜約
1mm程度となるようにシリコーン樹脂などの光透過性
樹脂72が形成されている。なお、配線パターン66の
両側は、SiO2 、SiNなどの保護膜68が形成され
ているため、この部分の経時劣化は少なくなる。一方、
光透過性樹脂72が存在しない場合は、配線パターン6
6が腐食してボンディングワイヤ67がはずれ、接続不
良を招くおそれがある。
【0004】また、図6(a)に示す読取装置では、ロ
ッドレンズアレイ61を用いて原稿を結像しているた
め、その原稿像は正立等倍像となり、原稿像をもれなく
受光するためには、各半導体チップ70同士がほぼ密着
するように近接している。そのため、半導体チップ70
同士の隙間の影響が、光透過性樹脂72の表面に現れ
ず、光学的欠陥の少ない光透過性樹脂72を形成するこ
とが可能である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図6(a)に示す従来
の読取装置の低コスト化および高性能化を図るために、
ロッドレンズアレイ61の代わりに複数のレンズを用い
て、原稿を複数の領域に区分して結像し、その倒立縮小
像を複数の半導体チップで受光するようにした読取装置
が研究されている。このような読取装置においては、原
稿が縮小倍率で結像するため、図8の部分断面図に示す
ように、半導体チップ70の寸法が小さくなるため、半
導体チップ70および回路基板65の表面に厚さA0.
5mm〜1mm程度の光透過性樹脂72を形成する場
合、半導体チップ70間の隙間が従来と比べて大きくな
り、光透過性樹脂72の表面が平坦でなくなるという課
題がある。
【0006】そのため、光透過性樹脂72の表面での光
の散乱や減衰が多くなり、読取感度の低下およびMTF
(Modulation Transfer Function)に代表される画像分
解能の劣化を招くという課題がある。さらに、光透過性
樹脂72の表面の凹凸に起因して、そのレンズ効果によ
る光の収束や発散が生じて、画像歪みや感度ばらつきを
招くという課題がある。
【0007】本発明の目的は、前述した課題を解決する
ため、高品質の画像信号を得ることができ、しかも信頼
性の高い読取装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、原稿を照明す
るための光源と、前記原稿からの反射光を結像して原稿
像を形成するために、所定間隔で直線状に配列された複
数のレンズと、前記原稿像を受光するために、各レンズ
に1対1に対応して直線状に配列された、多数の光電変
換素子を有する複数の半導体チップと、前記半導体チッ
プが固定される回路基板とを備えた読取装置において、
各半導体チップおよび回路基板の表面に、約100μm
以下の膜厚を有する光透過性樹脂が形成されていること
を特徴とする読取装置である。
【0009】
【作用】本発明に従えば、原稿像を受光する各半導体チ
ップおよび回路基板の表面に、約100μm以下の膜厚
を有する光透過性樹脂が形成されていることによって、
各半導体チップの上に形成された光透過性樹脂の表面が
平坦になり、画質劣化の要因となる光学的欠陥がきわめ
て少なくなる。
【0010】
【実施例】図1は、本発明の一実施例である読取装置の
部分斜視図であり、図2はその光軸に沿った部分断面図
である。読取装置は、原稿10を照明するためのLED
(発光ダイオード)や蛍光灯などの光源12と、原稿1
0からの反射光を結像して原稿像を形成するために、所
定間隔で直線状に配列された複数のレンズ11と、該原
稿像を受光するために、各レンズ11に1対1に対応す
るように直線状に配列された、多数の光電変換素子から
成る受光面21を有する複数の半導体チップ20と、半
導体チップ20が固定された回路基板15などから構成
されている。
【0011】光源12から射出された光は、原稿10に
対して斜め方向から照明するとともに、原稿10からの
反射光は各レンズ11によってその複数のブロックA〜
E毎に結像され、各ブロックA〜Eに対応して半導体チ
ップ20に設けられた複数の光電変換素子を順次走査す
ることによって、原稿10の画像情報に対応した読取信
号が時系列的に出力される。なお、レンズ11を保持す
る筐体13には、迷光や外乱光を防止するため、各レン
ズ11の間に遮光板13aが形成されている。
【0012】図3は、半導体チップ20が回路基板15
に固定された状態を示す部分平面図である。半導体チッ
プ20は、フォトダイオードやフォトトランジスタなど
の64個の光電変換素子P1〜P64から成る受光面2
1と、走査開始信号が入力される端子SI、走査クロッ
ク信号が入力される端子CLK、電源が接続される端子
VDD、グランド端子GND、読取信号を出力する端子
SIG、アナログ回路用のグランド端子AGND、およ
び走査終了信号を出力する端子SOを有し、これらの各
端子は、回路基板15に形成された配線パターン16に
対してボンディングワイヤ17で電気的に接続されてい
る。
【0013】図4は、半導体チップ20付近の部分断面
図である。高さBが約0.4mmである半導体チップ2
0および回路基板15の表面には、劣化防止や耐環境対
策のために、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエー
テルアミドなどの光透過性樹脂22が、約100μm以
下の膜厚Tで形成されている。その結果、半導体チップ
20間の隙間の影響を受けることなく、光透過性樹脂2
2の表面が平坦になり、特に、半導体チップ20の上の
光透過性樹脂22に光学的欠陥が発生しなくなる。した
がって、光透過性樹脂22での光の散乱や減衰が少なく
なって、読取感度の向上およびMTFなどの画像分解能
が向上する。また、表面の凹凸が少なくなるため、画像
歪みや感度ばらつきを抑制することができる。
【0014】次に、例としてシリコーン樹脂を用いて、
半導体チップ20および回路基板15の表面に光透過性
樹脂22を形成する方法について具体的に説明する。ま
ず、溶媒としてn−ヘプタンを用いて、シリコーン樹脂
を7重量%の濃度になるよう溶解したところ、粘度が
1.3センチストークス(室温25℃)になった。次
に、溶解したシリコーン樹脂をディスペンサなどで半導
体チップ20の上方から1滴落下させて点滴塗布した
後、加熱槽に投入し温度150℃で約1時間加熱して硬
化させたところ、硬度18(JIS−A)、絶縁破壊電
圧20kV/mmの光透過性樹脂22を形成することが
できた。
【0015】得られた光透過性樹脂22の膜厚を干渉膜
厚計で測定したところ、サンプル数n=16で平均膜厚
値x=13.6μm、標準偏差σ=2.1μmという値
が得られ、その透過率は波長λ=550μmで92.7
%となった。
【0016】同様に、膜厚1μmおよび5μm光透過性
樹脂22を形成する場合、シリコーン樹脂の濃度を3重
量%にして、上述と同一条件で点滴塗布し、硬化させ
た。また、膜厚50μmおよび100μmものについて
は、濃度7重量%のシリコーン樹脂を多数回点滴塗布し
た後、硬化させた。なお、比較例として、膜厚0.5m
m、0.8mm、1.0mmのものを形成するために、
溶媒に希釈しない濃度100重量%のシリコーン樹脂を
点滴塗布し、硬化させた。
【0017】このようにして得られた、膜厚1μm、5
μm、10μm、50μm、100μm、0.5mm、
0.8mm、1mmの光透過性樹脂22が形成された半
導体チップ20について、空間分解能を表すMTF(Mo
dulation Transfer Function)、および感度ばらつきを
表すPRNU(Photo Response Non-Uniformity)を測
定し、さらに信頼性試験を行った。
【0018】なお、MTFは、図5に示すように、矩形
波の白黒の組が、1mm当り4組存在する4LP/mm
の空間周波数における振幅Vを、白地を読取ったときの
振幅Wで除算して100倍した値、すなわち、
【0019】
【数1】
【0020】という定義式を用いて算出した。なお、M
TFの数値が大きい程、解像度が良いことを示す。
【0021】また、PRNUは、半導体チップ20の1
個内の感度ばらつきを示す値であり、VMAXを光学濃
度OD値が0.07のコート紙を読取ったときの出力の
最大値とし、VMINを光学濃度OD値が0.07のコ
ート紙を読取ったときの出力の最小値とすると、
【0022】
【数2】
【0023】という定義式を用いて算出した。なお、P
RNUの数値が小さい程、感度ばらつきが少ないことを
示す。
【0024】また、信頼性試験は、温度85℃、湿度8
5%の雰囲気に500時間放置して加速劣化させ、電極
腐食などの異常発生の有無を調べた。
【0025】これらの試験結果を次の表1に示す。
【0026】
【表1】
【0027】以上の結果から、ファクシミリ装置やイメ
ージスキャナ装置に要求される特性が、MTF60%以
上、PRNU10%以下であることを考慮すると、半導
体チップ20の表面に形成する光透過性樹脂22の膜厚
は、約100μm以下が好ましいことが理解される。ま
た、あまり薄いと信頼性が低くなるためその膜厚は約5
μm以上が好ましい。
【0028】
【発明の効果】以上詳説したように、本発明によれば、
(1)光透過性樹脂の存在によって、半導体チップの耐
環境性が向上し、特にAl腐食を防止することができ
る。(2)光透過性樹脂の膜厚が従来より薄くなるた
め、光の減衰が少なくなり、読取感度を向上させること
ができる。(3)膜厚の薄い光透過性樹脂を形成する際
には、低粘度の樹脂溶解液を用いるため、半導体チップ
表面での凹凸が自ずと少なくなり、感度ばらつき(PR
NU)が良好となる。(4)光透過性樹脂の膜厚が従来
より薄くなるため、光の散乱による迷光が発生し難くな
り、画像分解能(MTF)が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である読取装置の部分斜視図
である。
【図2】図1の光軸に沿った部分断面図である。
【図3】半導体チップ20が回路基板15に固定された
状態を示す部分平面図である。
【図4】半導体チップ20付近の部分断面図である。
【図5】MTFの定義を示すグラフである。
【図6】図6(a)は従来の読取装置の一例を示す部分
斜視図であり、図6(b)は半導体チップ70付近の部
分断面図である。
【図7】回路基板65の配線パターン66に対するボン
ディングワイヤ67を示す部分断面図である。
【図8】従来の読取装置における半導体チップ70上の
光透過性樹脂72を示す部分断面図である。
【符号の説明】
10 原稿 11 レンズ 12 光源 13 筐体 13a 遮光板 15 回路基板 16 配線パターン 17 ボンディングワイヤ 20 半導体チップ 21 受光面

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原稿を照明するための光源と、 前記原稿からの反射光を結像して原稿像を形成するため
    に、所定間隔で直線状に配列された複数のレンズと、 前記原稿像を受光するために、各レンズに1対1に対応
    して直線状に配列された、多数の光電変換素子を有する
    複数の半導体チップと、 前記半導体チップが固定される回路基板とを備えた読取
    装置において、 各半導体チップおよび回路基板の表面に、約100μm
    以下の膜厚を有する光透過性樹脂が形成されていること
    を特徴とする読取装置。
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