JP3408098B2 - 固体撮像装置及びx線撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置及びx線撮像装置Info
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Description
ジタル複写機あるいはX線撮像装置などの1次元もしく
は2次元の固体撮像装置に関するものである。
るいはX線撮像装置などの読み取り系は、縮小光学系と
CCD型センサーとを組み合わせたシステムであった。
ところが、近年になり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の
開発により、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密着型
センサーが実用化されつつある。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)の半導体材料としても用いる
ことができるので、同一基板上に光電変換半導体層とT
FTの半導体層とを同時に形成することができ、構造的
にも都合がよい。
終段階まで待たないと、良品、不良品の判別ができない
ので、製造歩留まりが低く、また、基板サイズに応じた
専用の、成膜およびフォトレジストなどのプロセス・ラ
インを新規に構築しなければならず、多大な設備投資を
要するといった観点から、経済性の優れた製品を得るこ
とが甚だ困難である。
化する方法の有用性が、製造歩留まりの向上を目的とし
て、注目をあびている。図13の(a)および(b)に
示されているのは、小型基板を複数個(ここでは、2×
2=4個)、配列させた固体撮像素子装置である。ここ
で、符号2001は回路基板、2002はフレキシブル
回路基板、2010はセンサー基板上にある引き出し電
極部、2011は封止材である。
ブル回路基板2002との接合部において、封止材20
11は、引き出し電極部2010の腐食を防止するため
に用いられており、一般には、シリコーン樹脂を使用す
る。また、ここで、2003〜2006は上面にセンサ
ー素子2007が形成されたセンサー基板、2008は
センサー基板2003〜2006を保持するための基
台、2009はセンサー基板2003〜2006と基台
2008を固定する接着剤である。センサー基板200
3〜2006は、二次元方向に画素ピッチが合うように
位置合わせされ、基台2008に固定されている。
配列させた固体撮像素子装置を作製するためのプロセス
を示したものである。ステップ(2101)において、
薄膜半導体プロセスによって作製された4枚のセンサー
基板2110〜2113を、回転式のダイヤモンドブレ
ード2114を用いて、要求されるサイズにスライスす
る。
当な接合手段2115を介して、規定サイズとなったセ
ンサー基板2110〜2113の引き出し電極部201
0に、フレキシブル回路基板2002を介して、回路基
板2001を取り付ける。そして、ステップ(210
3)において、引き出し電極部2010上にフレキシブ
ル回路基板2002が接合された状態で、ディスペンサ
ー2116で、接合部を包むように封止材2011を塗
布する。
止の終わった上述のセンサー基板を、画素ピッチが二次
元方向に合うように、位置合わせし、あらかじめ接着剤
2009の塗布された基台2008上に各基板を載せ、
固定する。
像素子装置を用いる場合は、蛍光板を用いて、X線を可
視光に変換し、これをセンサーで読み取る構成とする。
即ち、図15の(a)および(b)には、X線撮像装置
が示してあり、ここでは、符号2001は回路基板、2
002はフレキシブル回路基板、2010はセンサー基
板2110〜2113上にある引き出し電極部、201
1は封止材である。
路基板2002との接合部において、封止材2011
は、引き出し電極部2010の腐食を防止するために用
いられており、一般にはシリコーン樹脂を使用する。2
003〜2006は上面にセンサー素子2007が形成
されたセンサー基板、2008はセンサー基板2003
〜2006を保持するための基台、2009はセンサー
基板2003〜2006と基台2008とを固定する接
着剤である。センサー基板2003〜2006は、画素
ピッチが二次元方向に合うように、位置合わせされ、基
台2008に固定されている。なお、2201はX線を
可視光に変換する蛍光板、2202はセンサー基板20
03〜2006と蛍光板2201とを貼り合わせるため
の接着剤である。
るためのプロセスを示したものである。ステップ(23
01)において、薄膜半導体プロセスによって作製され
たセンサー基板2110〜2113を、回転式のダイヤ
モンドブレード2114を用いて、要求されるサイズに
スライスする。次に、ステップ(2302)において、
適当な接合手段2115を介して、規定サイズとなった
4枚のセンサー基板2110〜2113の引き出し電極
部2010に、フレキシブル回路基板2002を介し
て、回路基板2001を取り付ける。
き出し電極部2010上にフレキシブル回路基板200
2が接合された状態で、ディスペンサー2116で、接
合部を包むように、封止材を塗布する。次に、ステップ
(2304)において、封止の終わった上述のセンサー
基板2110〜2113を、画素ピッチが二次元方向に
合うように、位置合わせし、あらかじめ接着剤の塗布さ
れた基台2008上に各基板を載せ、固定する。その
後、センサー基板2110〜2113上に、スプレーな
どの手段で接着剤2202を全面塗布した蛍光板220
1を載せる。そして、ステップ(2305)において、
その上から、ローラー2203を用いて一定圧力を加え
ながら貼り合わせる。
を複数個、配列させた固体撮像素子装置では、二次元方
向に画素ピッチを合わせて、擬似的に一枚基板の撮像素
子を構成する。従って、小型基板が構成された段階で、
電気的な特性を検査し、その個々について、良品、不良
品の判断ができ、次のアッセンブリでの歩留まり向上を
図ることができるが、一方では、図14におけるカット
工程、即ち、ステップ(2101)において、寸法精度
や切断時に生じたバリによる位置精度ずれの他に、切断
部の欠けによる素子破壊・腐食といった事柄に注意を払
わなくてはならない。
示したものである。2401はセンサー画素部、240
2は薄膜トランジスタ部、2403はゲート線、240
5は信号線である。ゲート線および信号線の間隔は画素
ピッチに相当し、ピッチ間隔はαで示されている。図1
7のように、隣接した基板と画素ピッチを合わせてつな
ぐには、基板端からゲート線までの距離βがβ<α/2
でなくてはならない。近年、画像の高精細化への要求と
半導体微細技術の進歩により、固体撮像素子の画素ピッ
チは、数10〜数100μmオーダーとなっている。こ
のように画素の微細化が進むと、基板端からゲート線ま
での距離βは小さくなり、切断部の欠けの大きさが、構
造上に悪影響を及ぼすことになる。
ついて、そこに欠けを生じた場合を示している。250
1は欠け、2502は絶縁膜(窒化シリコン膜)、25
03は保護膜(ポリイミド膜)、2505は透明絶縁基
板である。絶縁膜2502や保護膜2503は通常、セ
ンサー画素部2401、薄膜トランジスタ部2402、
ゲート線2403、信号線2405を覆うことにより、
水分や、ナトリウム、カリウム、塩素といった不純物イ
オンの侵入を妨げて、金属配線に腐食を生じさせない。
ところが、図のように、ゲート線近傍まで欠けがある
と、絶縁膜2502と透明絶縁基板2505との界面
で、水分や不純物イオンが侵入し、配線腐食を引き起こ
し、結果的に断線する。これは、画像についてライン欠
陥となり、著しい画質低下を招く。
は、センサー基板の引き出し電極部上にフレキシブル回
路基板が接合された状態で、ディスペンサーで、接合部
を包むように封止材を塗布する。封止の終わった4枚の
センサー基板を、画素ピッチが合うように、二次元方向
に位置合わせを行い、あらかじめ、接着剤の塗布された
基台上に各基板を載せ、固定する。その後、スプレーな
どの手段で接着剤を全面塗布した蛍光板を、前記センサ
ー基板上に載せ、その上から、ローラーによって一定圧
力を加えながら、貼り合わせる。その際、蛍光板の端か
ら余剰な接着剤がはみだし、封止剤に包まれた引き出し
電極部上をさらに覆う。結果的に、引き出し電極部は二
重封止されたことになる。
おり、水分やナトリウム、カリウム、塩素といった不純
物イオンに対する防食がなされてない。そのため、上記
と同様に、不純物イオンの含有量が小さい有機樹脂、例
えば、シリコーン樹脂あるいはエポキシ樹脂で、引き出
し電極部を封止している。このような樹脂は、その初期
においては液状で加熱、湿気、紫外線、硬化剤の添加な
どによる化学反応により固体状になるもので、少なから
ず、接着性を持っている。また、センサー基板と蛍光板
間にも接着剤を使用しており、以下の特性が求められて
いる。
と。
低粘度であること。
慮し、常温で硬化すること。
にも存在し、同一の材料を用いることが可能である。
配線腐食の問題点を解決する点にあり、高信頼性をもっ
た、画像欠陥のない、接続部が1次元もしくは2次元配
列の固体撮像装置を提供することにある。
を解決する点にあり、低コストの、接続部が1次元もし
くは2次元配列の固体撮像装置を提供することにある。
め、本発明では、複数の撮像素子を形成した基板を保持
基板上に、平面的に複数配列した固体撮像装置におい
て、配列した該基板間に有機または無機材を充填してな
り、該有機または無機材は、塩素含有量、あるいは、ナ
トリウム及びカリウムが200ppm以下であることを
特徴とする。
薄膜トランジスタを有するセンサー基板上に、X線を可
視光に変換する蛍光体を接着剤あるいは粘着剤を用いて
貼り合わせた構造を取るX線撮像装置において、センサ
ー基板上に設けられた走査駆動及び画像信号出力の引き
出し電極部と集積回路基板との電気接続部を、該接着剤
あるいは粘着剤で封止してなり、該接着剤あるいは粘着
剤は、塩素含有量、あるいは、ナトリウム及びカリウム
が200ppm以下であることを特徴とする。
像装置を示したものであり、図2は該装置の断面図であ
る。ここで、101は回路基板、102はフレキシブル
回路基板、110はセンサー基板上にある引き出し電極
部、111は封止材である。引き出し電極部110とフ
レキシブル回路基板102の接合部において、封止材1
11は引き出し電極部110の腐食を防止するために用
いられており、一般には、シリコーン樹脂を使用する。
103〜106は、その上面にセンサー素子107が形
成された4枚のセンサー基板、108はセンサー基板1
03〜106を保持するための基台、109はセンサー
基板103〜106と基台108とを固定する接着剤で
ある。センサー基板103〜106は、画素ピッチが二
次元方向に合うように位置合わせされ、基台108に固
定されている。また、112はセンサー基板103〜1
06の接続箇所を埋める充填剤である。なお、この実施
の形態では、充填剤112は、その塩素含有量が200
ppm以下の有機樹脂である。
めのプロセスを示したものである。ステップ(301)
において、薄膜半導体プロセスによって作製されたセン
サー基板310〜313を、回転式のダイヤモンドブレ
ード314を用いて、要求されるサイズにスライスす
る。ステップ(302)においては、適当な接合手段3
15を介して、規定サイズとなったセンサー基板103
〜106の引き出し電極部110に、フレキシブル回路
基板102を介して、回路基板101を取り付ける。
出し電極部110上にフレキシブル回路基板102が接
合された状態で、ディスペンサー316によって、その
接合部を包むように封止材111を塗布する。ステップ
(304)においては、封止の終わったセンサー基板3
10ないし313を、画素ピッチが二次元方向に合うよ
うに、位置合わせされる。ステップ(304)では、セ
ンサー基板固定用の接着剤109とセンサー基板の接続
部とが基台108に接触する箇所で、基台108上に有
機樹脂112を塗布する。そして、ステップ(305)
において、位置合わせされたセンサー基板310〜31
3を基台108の上に載せ、固定する。その際、有機樹
脂は毛細管現象で、その接続部に導かれ、充填される。
を表す別の固体撮像装置を示しており、図5は該装置の
断面図である。ここで、101は回路基板、102はフ
レキシブル回路基板、103〜106は上面にセンサー
素子107が形成されたセンサー基板、110はセンサ
ー基板上にある引き出し電極部、また、111は封止材
である。引き出し電極部110とフレキシブル回路基板
102の接合部において、封止材111は引き出し電極
部110の腐食を防止するために用いられており、一般
にはシリコーン樹脂を使用する。また、108はセンサ
ー基板103〜106を保持するための基台、更に、1
09はセンサー基板103〜106と基台108を固定
する接着剤である。センサー基板103〜106は、画
素ピッチが二次元方向に合うように、位置合わせされ、
基台108に固定されている。なお、112は4枚のセ
ンサー基板の接続箇所を埋める充填剤である。充填剤は
ナトリウム及びカリウムの各含有量が200ppm以下
の有機樹脂である。
るためのプロセスを示したものである。ここでは、ステ
ップ(401)において、薄膜半導体プロセスによって
作製されたセンサー基板310〜313を、回転式のダ
イヤモンドブレード314を用いて、要求されるサイズ
にスライスする。ステップ(402)においては、適当
な接合手段315を介して、規定サイズとなったセンサ
ー基板103〜106の引き出し電極部110に、フレ
キシブル回路基板102を介して、回路基板101を取
り付ける。
出し電極部110上にフレキシブル回路基板102が接
合された状態で、ディスペンサー316によって、その
接合部を包むように、封止材111を塗布する。ステッ
プ(404)においては、封止の終わった4枚のセンサ
ー基板103〜106を、画素ピッチが二次元方向に合
うように、位置合わせされる。
基板固定用の接着剤とセンサー基板の接続部とが基台1
08に接触する箇所で、基台108上に有機樹脂112
を塗布する。ステップ(405)においては、位置合わ
せされたセンサー基板を基台の上に載せ、固定する。そ
の際、有機樹脂112は、毛細管現象で接続部に導か
れ、充填される。
徴を表すX線撮像装置を示しており、図8は該装置の断
面図である。ここでは、101は回路基板、102はフ
レキシブル回路基板、110はセンサー基板上にある引
き出し電極部である。103〜106は上面にセンサー
素子107が形成されたセンサー基板、108はセンサ
ー基板103〜106を保持するための基台、109
は、センサー基板103〜106および基台108を固
定する接着剤である。センサー基板103〜106は画
素ピッチが二次元方向に合うように、位置合わせされ、
基台108に固定されている。なお、701はX線を可
視光に変換する蛍光板、702はセンサー基板103〜
106と蛍光板701を貼り合わせるための接着剤であ
り、引き出し電極部110の封止も兼ねている。なお、
この実施の形態では、接着剤はその塩素含有量が200
ppm以下の有機樹脂である。
めのプロセスを示したものである。ここでは、ステップ
(901)において、薄膜半導体プロセスによって作製
されたセンサー基板310〜313を、回転式のダイヤ
モンドブレード314を用いて、要求されるサイズにス
ライスする。ステップ(902)においては、適当な接
合手段315を介して、規定サイズとなったセンサー基
板103〜106の引き出し電極部110に、フレキシ
ブル回路基板102を介して、回路基板101を取り付
ける。
サー基板を、画素ピッチが二次元方向に合うように、位
置合わせして、あらかじめ接着剤の塗布された基台10
8上に各センサー基板103〜106を載せ、固定す
る。また、ステップ(904)においては、フレキシブ
ル回路基板102の封止を必要としないエリアに、ポリ
イミドテープ911によりマスキングを施す。その後、
スプレーなどにより接着剤を全面塗布した蛍光板701
を、4枚のセンサー基板上に載せる。
上からローラー912によって一定圧力を加えながら、
貼り合わせる。また、ステップ(906)においては、
貼り合わせ後、はみ出した接着剤のかかったマスキング
テープ911を取り外す。
特徴を表す別のX線撮像装置であり、図11は該装置の
断面図である。ここで、101は回路基板、102はフ
レキシブル回路基板、110はセンサー基板上にある引
き出し電極部、111は封止材である。引き出し電極部
110とフレキシブル回路基板102の接合部におい
て、封止材111は引き出し電極部110の腐食を防止
するために用いてられており、一般にはシリコーン樹脂
を使用する。103〜106は上面にセンサー素子10
7が形成されたセンサー基板、108はセンサー基板1
03〜106を保持するための基台、109はセンサー
基板と基台とを固定する接着剤である。
チが二次元方向に合うように、位置合わせされ、基台1
08に固定されている。この実施の形態では、701は
X線を可視光に変換する蛍光板、702は該センサー基
板と蛍光板を貼り合わせるための接着剤であり、4枚の
センサー基板の接続箇所を埋める充填剤の役割も果た
す。なお、接着剤は塩素含有量が200ppm以下であ
る。あるいは、接着剤はナトリウム及びカリウムの各含
有量が200ppm以下である。
るためのプロセスを示したものである。ここで、ステッ
プ(1201)において、薄膜半導体プロセスによって
作製されたセンサー基板310〜313を、回転式のダ
イヤモンドブレード314を用いて、要求されるサイズ
にスライスする。ステップ(1202)においては、適
当な接合手段315を介して、規定サイズとなったセン
サー基板103〜106の引き出し電極部110に、フ
レキシブル回路基板102を介して、回路基板101を
取り付ける。
枚のセンサー基板を、画素ピッチが二次元方向に合うよ
うに位置合わせし、あらかじめ接着剤の塗布された基台
上に各センサー基板を載せ、固定する。また、ステップ
(1204)において、フレキシブル回路基板102の
封止を必要としないエリアにポリイミドテープ911で
マスキングを施す。また、スプレーなどで接着剤702
を全面塗布した蛍光板701を4枚のセンサー基板上に
載せる。
の上からローラー912により一定圧力を加えながら、
貼り合わせる。その際、接着剤は4枚のセンサー基板の
接続箇所に充填される。ステップ(1206)において
は、貼り合わせ後、はみ出した接着剤のかかったマスキ
ングテープ911を取り外す。
て、その具体例を以下に示す。ここでは、塩素含有量の
異なる5種類の有機樹脂を用いた固体撮像装置につい
て、40℃、90%RH、1000Hrの環境試験を行
い、配線腐食に関しての調査を行った。その結果、以下
の表1で示すように、塩素含有量が200ppm以下の
有機樹脂には配線腐食が見られなかった。なお、実施例
では、有機樹脂の場合のみに関して記載したが、塩素含
有量が200ppm以下のものであれば、有機材でも無
機材でもかまわない。
の具体例を以下に示す。ここでは、ナトリウム及びカリ
ウムの各含有量の異なる5種類の有機樹脂を用いた固体
撮像装置について、40℃、90%RH、1000Hr
の環境試験を行い、配線腐食に関しての調査を行った。
その結果、以下の表2で示すように、ナトリウム及びカ
リウムの各含有量が200ppm以下の有機樹脂には配
線腐食が見られなかった。なお、この実施例では、有機
樹脂の場合のみに関して記載したが、ナトリウム及びカ
リウムの各含有量が200ppm以下のものであれば、
有機材でも無機材でもかまわない。
複数個の撮像素子を形成した基板を、該基板を保持する
ことを目的とした保持基板上に、平面的に複数個配列し
た固体撮像装置において、配列した該基板間のつなぎ部
に有機または無機材を充填してなり、該有機または無機
材は、その塩素含有量、あるいは、そのナトリウム及び
カリウムの各含有量を200ppm以下であることよ
り、チップ欠けから発生する配線腐食を解消し、高信頼
性のある無欠陥のパネルを提供することができる。
素子と薄膜トランジスタを有するセンサー基板上に、X
線を可視光に変換する蛍光体を接着剤あるいは粘着剤を
用いて貼り合わせた構造を取るX線撮像装置において、
センサー基板上に設けられた走査駆動及び画像信号出力
の引き出し電極部と集積回路基板との電気接続部を、該
接着剤あるいは粘着剤で封止してなり、該接着剤あるい
は粘着剤は、その塩素含有量、あるいは、そのナトリウ
ム及びカリウムの各含有量が200ppm以下であるこ
とより、プロセスの簡素化をはかり、低コストのパネル
を提供することが可能となる。
係わる固体撮像装置の構成図である。
係わる固体撮像装置の構成図である。
係わるX線撮像装置の構成図である。
に係わるX線撮像装置の構成図である。
る。
る。
ある。
Claims (7)
- 【請求項1】 複数の撮像素子を形成した基板を保持基
板上に、平面的に複数配列した固体撮像装置において、
配列した該基板間に有機または無機材を充填してなり、
該有機または無機材は、塩素含有量が200ppm以下
であることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項2】 複数の撮像素子を形成した基板を保持基
板上に、平面的に複数配列した固体撮像装置において、
配列した該基板間に有機または無機材を充填してなり、
該有機または無機材は、ナトリウム及びカリウムの各含
有量が200ppm以下であることを特徴とする固体撮
像装置。 - 【請求項3】 複数の光電変換素子と薄膜トランジスタ
を有するセンサー基板上に、X線を可視光に変換する蛍
光体を接着剤あるいは粘着剤を用いて貼り合わせた構造
を取るX線撮像装置において、センサー基板上に設けら
れた走査駆動及び画像信号出力の引き出し電極部と集積
回路基板との電気接続部を、該接着剤あるいは粘着剤で
封止してなり、該接着剤あるいは粘着剤は、塩素含有量
が200ppm以下であることを特徴とするX線撮像装
置。 - 【請求項4】 複数の光電変換素子と薄膜トランジスタ
を有するセンサー基板上に、X線を可視光に変換する蛍
光体を接着剤あるいは粘着剤を用いて貼り合わせた構造
を取るX線撮像装置において、センサー基板上に設けら
れた走査駆動及び画像信号出力の引き出し電極部と集積
回路基板との電気接続部を、該接着剤あるいは粘着剤で
封止してなり、該接着剤あるいは粘着剤は、ナトリウム
及びカリウムの各含有量が200ppm以下であること
を特徴とするX線撮像装置。 - 【請求項5】 前記センサー基板は保持基板上に複数配
され、隣接する該センサー基板間に充填材を有すること
を特徴とする請求項3又は4記載のX線撮像装置。 - 【請求項6】 前記充填材は前記蛍光体と前記センサー
基板とを貼り合わせる接着剤または粘着剤であることを
特徴とする請求項5記載の固体撮像装置。 - 【請求項7】 前記充填材は、塩素またはナトリウムま
たはカリウムからなる群から選ばれる元素の、それぞれ
の含有量が200ppm以下であることを特徴とする請
求項6記載の固体撮像装置。
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