JP3120948B2 - 実装基板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、実装基板に関し、特に
光電変換素子（光センサ）アレイを設けてなる光電変換
装置に適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】光電変換装置を小型化するとともに、歩
留りを向上して製造価格等の低廉化を図ったものとし
て、従来特開昭60-132452 号および特開昭62-97370号等
に開示されたものがある。これらにおいては、光センサ
を設けたセンサ基板を他の工程で作成した支持体（以下
実装基板という）上に担持させる構成が開示されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来例においては以下のような問題点が生じていた。

【０００４】まず、特開昭60-132452 号においては、実
装基板としての絶縁性セラミック基板上に駆動回路部と
しての厚膜回路を形成し、かつ光センサアレイ部を実装
基板上に固定し、厚膜回路と光センサアレイ部とをワイ
ヤボンディング法により接続した構成が示されている。
しかしながら、この構成では、実装基板が非透光性であ
るために光源の配置が制約を受け、充分な小型化を達成
しえないおそれが生じている。

【０００５】一方、特開昭62−97370 号では、透光性実
装基板と透光性センサ基板との間の全面に透明接着剤を
塗布することが開示されているが、この接着層内に気泡
が混入する場合があり、この気泡が光量ロスおよび迷光
成分の発生の原因となることもある。

【０００６】さらに、透光性実装基板と透光性センサ基
板との間の応力の緩和についても考慮する必要がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、これら問題点
を解決することを目的とし、光電変換素子が一方の面上
に形成された透光性を有する基板を支持するための該基
板より大きな面積を持ち、透光性を有する実装基板にお
いて、前記基板を前記実装基板の一方の面側に、光源を
該実装基板の他方の面側に配し、該光源から出射した光
が該基板と該実装基板とを介して通過する光路部分に空
隙部が配されるように該基板の他方の面と該実装基板の
該一方の面とを透光性の接着剤にて接着し、前記空隙部
を通じて原稿を照明し、該原稿からの反射光を前記光電
変換素子にて受光する構成の光電変換装置の実装基板を
提供する。

【０００８】

【作用】本発明では、基板および実装基板を照明光が透
過する構成であるので、照明光が透過する際の適度な光
量ロスおよび拡散によって照明光が各素子に悪影響を及
ぼすことがなく、均一な照明を行うことができる。

【０００９】さらに、透光性実装基板とセンサ基板との
間の光路部分は空隙部（空気層）としたことにより、両
基板接着時の接着剤の気泡排除の工程が不要となる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実装基板につ
いて詳細に説明する。

【００１１】図１(A) および(B) は、それぞれ本発明の
一実施例に係る光電変換装置の側面図および斜視図であ
る。ここで、透光性センサ基板１は石英ガラスや硼珪酸
ガラス等の透光性および絶縁性を有する基体上に半導体
プロセス等により形成された光センサアレイを有する。
透光性実装基板２は、石英ガラス，硼珪酸ガラス，ソー
ダガラス，あるいはアクリル（アルカリ元素の溶出や拡
散を防ぐSiO₂等の保護膜が設けられたものであってもよ
い）等の透光性および絶縁性を有する基体上に、厚膜印
刷法により形成されたAg, Ag-Pd. Ag-Pt，Au等、または
フォトリソグラフィにより形成された Aｌ,Cu,Mo,ITO等
の配線部４を有している。これら基板の基体には、熱膨
張係数が近似したものを用いる。

【００１２】配線部４はセンサ部と不図示の駆動回路部
とを接続する。そして、透光性実装基板２上に透光性セ
ンサ基板１を接着層５により接着する。

【００１３】透光性センサ基板１と透光性実装基板２と
を固着する接着層５はスクリーン印刷法やディスペンサ
によるライン塗布等により形成できる。そしてその接着
剤としては透光性のもの、例えばシリコン・ゴム系の室
温硬化型接着剤，光硬化型アクリル系接着剤等があげら
れる。透光性センサ基板１および透光性実装基板２の各
基体と熱膨張率が近似した材質のものが用いられ、セン
サ基板１の周縁部に対応した部位、例えば光電変換装置
の長手方向の両側部（さらには両端部）に配置されて基
板１，２の接着を行う。これにより、光源３からの照明
光の光路部には空隙（空気層）5Aが形成される。

【００１４】また、透光性センサ基板１と透光性実装基
板２の配線部４とは、ワイヤボンディング，半田付等で
電気的に接続されている。

【００１５】而して、光源３からの照明光Ｌは透光性実
装基板２，空気層5Aおよび透光性センサ基板１内を透過
して原稿６に照射され、原稿６から反射した情報光が透
光性センサ基板１上の受光素子に入射して受光素子より
画像信号として出力される。

【００１６】本例によれば、情報光は実装基板２および
センサ基板１を介することなく光センサに受容されるの
で、光量ロスや迷光成分によるS/N 比の低下も生じな
い。また、本例によれば透光性センサ基板１と透光性実
装基板２とは各々独立した部品として取り扱うことがで
き、すなわち各別の工程で製作することが可能となり、
従って製造工程を統一化する必要がなくなるとともに各
別の検査工程で良品のみを使用するようにすることが可
能となり、総合的な歩留りが向上する。また、光センサ
部のみを基板１の基体上に配置することから、ある広が
りを有する基体素材について多数個の基板１を一括製造
することもでき、コストダウンが可能となる。さらに、
透光性実装基板２上には配線部４の他に駆動用ICチップ
や出力増幅用ICチップ等を搭載することも可能であり、
その場合にはさらなるコストダウンが可能となる。さら
に、光源３を透光性実装基板２の裏面側に配置すること
により、ユニット外形寸法がさらに小型化する。

【００１７】すなわち、本実施例によると、透光性を有
する実装基板内を照明光が透過する構成としたので、光
源の配置の自由度が向上し、すなわち光源を透光性実装
基板の裏面側に配置可能となり、光電変換装置を適用す
る装置の更なる小型化が達成できる。

【００１８】また、情報光は透光性実装基板内および透
光性センサ基板内を透過しない構成であるので、情報光
の光量ロスおよび拡散がなく、S/N 比が向上してセンサ
出力も良好なものとなる。

【００１９】さらに、透光性実装基板と透光性センサ基
板とに熱膨張係数が近似した材料の基体を用いることに
より、両者の接合により生じる応力の緩和が可能とな
り、基板の反りや割れが発生しにくい。

【００２０】加えて、透光性実装基板上に配線部を設け
たことにより、装置としての小型化が達成され、透光性
実装基板と透光性センサ基板の間に配線部を設ければ、
更なる小型化も可能となる。

【００２１】また、透光性実装基板２と透光性センサ基
板１との間の照明光の光路部に空気層5Aを設けてあるの
で、接着層５の気泡ぬきの工程が不要となって工程が簡
略化でき、コストダウンが達成できる。

【００２２】加えて、接着剤が空隙を設けるため部分的
に塗布されて硬化した状態であるので、透光性実装基板
２と透光性センサ基板１との熱膨張率に差があっても接
着剤の弾力性により応力を緩和することができる。

【００２３】図２(A) および(B) は、それぞれ、本発明
を適用可能な光電変換装置の他の実施例を示す分解斜視
図およびその主要部分の断面図である。なお、図２(A)
においては例えば両側付近に設けられる接着剤５を図示
していない。

【００２４】本例では、透光性実装基板２と透光性セン
サ基板１との間に遮光層７が設けてある。遮光層７は光
路Ｌに応じて適切に定めたスリット状窓部7Aの周囲に配
置されるもので、配線部４と同一プロセスかつ同一金属
材料を用いて形成することも可能であるし、スクリーン
印刷法やディスペンス法等による非透光性樹脂によって
形成してもよい。

【００２５】いずれにしても、図２のような構成によれ
ば、図１について述べた基本的な効果に加え、遮光層７
により光源からの照明光の内、信号出力の雑音となるよ
うな迷光、例えば透光性実装基板２での乱反射成分を遮
断することにより、出力信号の解像度を向上することが
できる。

【００２６】図１において接着剤５は不透光性のものも
選択できるが、本発明においては、接着剤５の圧接・硬
化時の変形やはみ出しによる空隙５Ａの変形が生じても
悪影響が少ないように、接着剤５として透光性のものを
用いている。

【００２７】図３は図１または図２の実施例に係る光電
変換装置のより詳細な断面構造を示す。

【００２８】ここで、透光性を有するガラス等で形成し
た基体１′上には、マトリクス配線部９、照明窓10、受
光素子11、電荷蓄積部（コンデンサ部）12、および蓄積
された電荷を適宜のタイミングで転送するためのスイッ
チング用の薄膜トランジスタ(TFT)13 を含む光センサが
一体形成されている。そして、このように構成された透
光性センサ基板１が接着層５（光路部は空気層5A) を介
して透光性実装基板２上に支持されている。これら各部
は、すべて同一の製造プロセスて形成することが可能で
ある。そして各部の層構成は、例えばCrで基体上に形成
され、センサ部の遮光層下電極15、その上部に配置され
た水素化窒化シリコン(SiNx:H)の絶縁層、その上部の水
素化アモルファスシリコン(a-Si:H)の半導体層、その上
部のn⁺a-Si:Hのオーミック層、さらにその上部に配置し
た Aｌ等の上電極から成るものである。

【００２９】このような構成の光センサ部は、パシベー
ション層19によって覆われ、さらにこのパシベーション
層19上に接着層20を介して例えば50μm 厚の薄板ガラス
14が設けられる。そしてこの薄板ガラス14上を原稿が摺
動するものであり、薄板ガラス14は受光素子11と原稿６
との距離を一定に保つスペーサ層として機能するととも
に、耐摩耗層としても機能する。

【００３０】かかる構成において、透光性実装基板２の
裏側から照射された照明光Ｌは、透光性実装基板２と透
光性センサ基板１とを透過し、照明窓10を通って薄板ガ
ラス14上の原稿６を照明する。そして、原稿６で反射さ
れた情報光Ｌ′は受光素子11に入射する。

【００３１】図４は以上のような基本的構成を有する光
電変換装置をユニット化した構成の一例を示す分解斜視
図である。また、図５はそのセンサユニットの平面図、
図６は同じくその側面図、図７は同じくその裏面図、図
８は同じくその D-D′線断面図、図９は同じくその E-
E′線断面図である。図示の例では、透光性センサ基板
１を透光性実装基板２上へ接着固定し、この透光性実装
基板２をベースプレート22へ固定し、さらにICカバー23
で押える。つぎにベースプレート22の下面に光源３を固
定する。そして、ユニットからはフレキシブル配線24お
よびコネクタ25を経由して画像信号を出力することがで
きる。

【００３２】さらに、このようにして構成されたセンサ
ユニット100 を用いて、ファクシミリ装置，イメージリ
ーダその他の種々の装置を構成することができる。

【００３３】図１０は本例に係るセンサユニット100 を
用いて構成した画像処理装置（例えばファクシミリ）の
一例を示す。

【００３４】ここで、102 は原稿６を読取り位置に向け
て給送するための給送ローラ、104は原稿６を一枚ずつ
確実に分離給送するための分離片である。106 はセンサ
ユニット100 に対向して読取り位置に設けられて原稿６
の被読取り面を規制するとともに原稿６を搬送するプラ
テンローラである。

【００３５】Ｐは図示の例ではロール紙形態とした記録
媒体であり、センサユニット100 により読取られた画像
情報、あるいはファクシミリ装置等の場合には外部から
送信された画像情報が形成される。110 は当該画像形成
を行うための記録ヘッドであり、サーマルヘッド，イン
クジェット記録ヘッド等種々のものを用いることができ
る。また、この記録ヘッドは、シリアルタイプのもので
も、ラインタイプのものでもよい。112 は記録ヘッド11
0 による記録位置に対して記録媒体Ｐを搬送するととも
にその被記録面を規制するプラテンローラである。

【００３６】120 は操作入力を受容するスイッチや、メ
ッセージその他装置の状態を報知するための表示部等を
配したオペレーションパネルである。130 はシステムコ
ントロール基板であり、各部の制御を行う制御部や、光
センサの駆動回路部，画像情報の処理部，送受信部等が
設けられる。140 は装置の電源である。

【００３７】以上の実施例においては、光電変換装置と
原稿６との間に光学系を介在させずに、原稿が密着また
は近接して読取りが行われる構成について述べたが、情
報光（原稿面からの反射光）を光学系を介して受光素子
上に結像させる構成に対しても本発明は有効に適用でき
る。

【００３８】すなわち、図１１に示すように、透光性セ
ンサ基板１と原稿６との間に集束性光伝送体アレイまた
はファイバプレートのような光学系部材８を用いた構成
であっても、本発明を容易に適用可能である。

【００３９】また、上例では透光性実装基板上に配線部
を形成したが、他の部材に設けられていてもよい。この
場合、例えば透光性センサ基板からフレキシブル配線等
により直接配線を引出してもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
透光性を有する実装基板内を照明光が透過する構成とし
たので、光源の配置の自由度が向上し、すなわち光源を
透光性実装基板の裏面側に配置可能となり、実装基板を
適用する装置の更なる小型化が達成できる。

【００４１】さらに、透光性実装基板と透光性センサ基
板との間の照明光の光路部に空気層を設けてあるので、
接着層の気泡ぬきの工程が不要となって工程が簡略化で
き、コストダウンが達成できる。

【００４２】さらに、接着剤の透過率に関わりなく、例
えば着色接着剤も使用できるようになり、接着剤の選択
の自由度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】(A) および(B) は、それぞれ本発明の一実施例
に係る実装基板をもつ光電変換装置の側面図および斜視
図である。

【図２】(A) および(B) は、それぞれ、本発明の他の実
施例に係る実装基板をもつ光電変換装置の分解斜視図お
よび模式的断面図である。

【図３】図１(A),(B) または図２(A),(B) の実施例に係
る実装基板をもつ光電変換装置のより詳細な断面図であ
る。

【図４】実装基板をもつ光電変換装置を用いて構成した
センサユニットの一例を示す分解斜視図である。

【図５】図４のセンサユニットの平面図である。

【図６】図４のセンサユニットの側面図である。

【図７】図４のセンサユニットの裏面図である。

【図８】図５のセンサユニットのD-D′ 線断面図であ
る。

【図９】図５のセンサユニットの E-E′線断面図であ
る。

【図１０】本発明を適用可能な画像処理装置の一例を示
す断面図である。

【図１１】本発明のさらに他の実施例を示す模式的断面
図である。

【符号の説明】

１ 透光性センサ基板 ２ 透光性実装基板（支持体） ３ 光源 ４ 配線部 ５ 接着層 5A 空気層 ６ 原稿 ７ 遮光層 ８ 光学系部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜本 修 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−36961（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−242056（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−109357（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−102361（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/028 H01L 27/14 H01L 27/146

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光電変換素子が一方の面上に形成された
   透光性を有する基板を支持するための該基板より大きな
   面積を持ち、透光性を有する実装基板において、 前記基板を前記実装基板の一方の面側に、光源を該実装
   基板の他方の面側に配し、該光源から出射した光が該基
   板と該実装基板とを介して通過する光路部分に空隙部が
   配されるように該基板の他方の面と該実装基板の該一方
   の面とを透光性の接着剤にて接着し、前記空隙部を通じ
   て原稿を照明し、該原稿からの反射光を前記光電変換素
   子にて受光する構成の光電変換装置の実装基板。