JP3971087B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子を用いて光学像を読み取る画像読取装置等の固体撮像装置に関し、例えば複写機、イメージスキャナ、ファクシミリ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、胃カメラ等に応用することができる半導体の実装技術に関する。
【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６は従来の固体撮像装置を示す断面図である。
【０００４】
図６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（Ａｌ）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６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８０２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７（Ａ）〜図７（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７（Ａ）〜図７（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７（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８０３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７（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７（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】
そこで、本発明は、固体撮像素子をガラス基板にフェースダウンにて実装し、さらに固体撮像素子とガラス基板とを固定して、固体撮像素子表面への水分の到達を防止するために、固体撮像素子周辺部のみの封止を行い、小型薄型軽量化した固体撮像装置、その製造方法、読取ユニット及び画像走査装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【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、撮像素子がフェースダウンの状態で透明部材に設けられた配線パターンと対向して設けられている固体撮像装置において、前記透明部材と前記撮像素子との間に、前記撮像素子に設けられた画素有効領域を被覆するように薄層化して充填されている透明な接着剤を備え、前記撮像素子に前記撮像素子の基板部材と同一の材料で一体に形成された突起部を備え、前記突起部の表面に前記透明部材と対向して設けられた前記画素有効領域を備え、そして、前記撮像素子と前記透明部材の配線パターンとの間を導通するバンプを前記突起部の外側に備えている、ことを特徴とする固体撮像装置である。
【００１７】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の固体撮像装置において、前記バンプが、前記撮像素子又は前記配線パターン側に設けられていることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の固体撮像装置において、前記接着剤の塗布量が、前記撮像素子の画素有効領域と接着剤厚さとの積より多いことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項４の発明は、請求項１〜３いずれか一項に記載の固体撮像素子において、前記接着剤とは異なる封止用樹脂にてバンプ周囲も封止されていることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項５の発明は請求項４に記載の固体撮像装置において、前記封止用樹脂が不透明な樹脂であることを特徴とする。
【００２１】
【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は本発明の第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す図である。図１（Ｃ）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とを備えている。なお、このバンプ７４は本実施形態では、ＣＣＤベアチップ７５側に設けたが、ガラス基板７１側に設けても良いのはもちろんである。
【００２２】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。
【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。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。
【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、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。
【００２５】
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。
【００２６】
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の塗布量は、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。これにより、画素有効領域全体が透明接着剤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による影響が一定となる。
【００２７】
前記接着剤Ｓ１は、本実施形態では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。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。
【００２８】
以上のような固体撮像装置を製造するには、先ず、図１（Ａ）に示すように、ＣＣＤベアチップ７５をフェースダウンの状態でガラス基板７１に設けられた配線パターン側の面と対向させ、ガラス基板７１の突起部７１ａ上に所定量の接着剤Ｓ１を塗布する。この接着剤Ｓ１の塗布量は、ＣＣＤベアチップ７５の画素有効領域７５ａを被覆できる量である。即ち、ＣＣＤベアチップ７５の画素有効領域７５ａ側の面とガラス基板７１の突起部７１ａとの間の容積より若干多い量を接近前に予め塗布しておく。この若干多い量とは、接着剤Ｓ１がバンプ７４と配線パターン７３との接続部と、薄層化された接着剤Ｓ１との間に空間Ｓができる程度の量である。なお、図１（Ｃ）の一点鎖線に示すように、ガラス基板７１の突起部７１ａとバンプ７４の導通部との間に突起部７１ａの周囲を囲繞するように環状の溝を形成することにより、この溝が接着剤溜まりとなり確実に空間を形成することができる。
【００２９】
次に、図１（Ｂ）に示すように、ＣＣＤベアチップ７５とガラス基板７１の配線パターンとがバンプ７４により導通するように、ＣＣＤベアチップ７５とガラス基板７１とを所定間隔まで接近させ、接着剤を薄層化して画素領域を被覆する。ＣＣＤベアチップ７５とガラス基板７１とを接近させる際に、接着剤Ｓ１が画素有効領域に均一に分散するよう圧力をかける。
【００３０】
その後、図１（Ｃ）に示すように、接着剤Ｓ１に紫外線を照射して硬化させる。更に、本実施形態では、バンプ７４の外側、即ちガラス基板７１の外周寄りを封止用樹脂Ｓ２で覆ってバンプ７４及びバンプ７４の内側を封止する。即ち、導通状態となったバンプ７４を含めた画素有効領域の全周囲に封止用樹脂Ｓ２を充填して硬化させる。
【００３１】
図３は図１の固体撮像装置の斜視図であり、以上のようにして、図３に示すような固体撮像装置が作製される。なお、図３中、符号７７は配線パターンに接続する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。
【００３２】
図２は本発明の第２実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す図である。図２（Ｃ）に示すように、この固体撮像装置は、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とを備えている。なお、このバンプ７４は本実施形態では、ＣＣＤベアチップ７５側に設けたが、ガラス基板７１側に設けても良いのはもちろんである。
【００３３】
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。
【００３４】
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。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。
【００３５】
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。
【００３６】
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(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。
【００３７】
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。
【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の塗布量は、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との積より多くすることによって、画素有効領域全体が透明接着剤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による影響が一定となる。
【００３９】
前記接着剤は、本実施形態では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。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。
【００４０】
以上のような固体撮像装置を製造するには、先ず、図２（Ａ）に示すように、ＣＣＤベアチップ７５をフェースダウンの状態でガラス基板７１に設けられた配線パターン７３側の面と対向させ、ガラス基板７１上に所定量の接着剤Ｓ１を塗布する。この接着剤Ｓ１の塗布量は、ＣＣＤベアチップ７５の画素有効領域７５ａを被覆できる量である。即ち、ＣＣＤベアチップ７５の画素有効領域７５ａを含む突起部７５ｂの面とガラス基板７１の対応する部分との間の容積より若干多い量を接近前に予め塗布しておく。この若干多い量とは、接着剤Ｓ１がバンプ７４と配線パターン７３との接続部と、薄層化された接着剤Ｓ１との間に空間Ｓができる程度の量である。なお、図２（Ｃ）の一点鎖線に示すように、ＣＣＤベアチップ７５の突起部７５ａに対応する部分とバンプ７４の導通部との間に突起部７５ａに対応する部分の周囲を囲繞するように環状の溝を形成することにより、この溝が接着剤溜まりとなり確実に空間を形成することができる。
【００４１】
次に、図２（Ｂ）に示すように、ＣＣＤベアチップ７５とガラス基板７１の配線パターン７３とがバンプ７４により導通するように、ＣＣＤベアチップ７５とガラス基板７１とを所定間隔まで接近させ、接着剤Ｓ１を薄層化して画素領域を被覆する。ＣＣＤベアチップ７５とガラス基板７１とを接近させる際に、接着剤Ｓ１が画素有効領域に均一に分散するよう圧力をかける。
【００４２】
その後、図２（Ｃ）に示すように、接着剤Ｓ１に紫外線を照射して硬化させる。更に、バンプ７４の外側、即ちガラス基板７１の外周寄りを封止用樹脂Ｓ２で覆ってバンプ７４及びバンプ７４の内側を封止する。即ち、導通状態となったバンプ７４を含めた画素有効領域７５ａの全周囲に封止用樹脂Ｓ２を充填して硬化させる。
【００４３】
図４は本発明の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４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３ａ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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
図４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。
【００４９】
図４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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
図５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５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１５０、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。
【００５４】
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１５２、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。
【００５５】
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１５４を図５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１５４の図において左右方向の位置が設定される。
【００５６】
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。
【００５７】
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ＭＳＵ６０６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。
【００５８】
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。
【００５９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態ではガラス基板側のみに突起部を設けた場合と、ＣＣＤベアチップ側のみに突起部を設けた場合について説明したが、ガラス基板及びＣＣＤベアチップの両方に突起部を設けるようにしてもよい。また、上記実施形態では、図４に示した筐体及び結像レンズを用いた場合について説明したが、鏡筒に組み込まれた結像レンズ系を鏡筒に形成したＶブロック上に設置して結像レンズ系全体と固体撮像装置との位 置関係を調整する従来公知の画像読取ユニットに本発明の固体撮像装置を用いることもできる。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。
【００６０】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、固体撮像素子をガラス基板にフェースダウンにて実装し、さらに固体撮像素子とガラス基板とを固定して、固体撮像素子表面への水分の到達を防止できるとともに、樹脂層を薄層化して良好な画像を得ることができる。さらに、固体撮像装置を小型薄型軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図である。
【図２】 本発明の第２実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図である。
【図３】 図１の固体撮像装置の斜視図である。
【図４】 本発明の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５】 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形成装置の概略図である。
【図６】 従来の固体撮像装置を示す断面図である。
【図７】 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（透明部材）
７１ａ 突起部
７３ 配線パターン
７４ バンプ
７５ａ 画素有効領域
７５ｂ 突起部
Ｓ１ 接着剤
Ｓ２ 封止用樹脂
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子を用いて光学像を読み取る画像読取装置等の固体撮像装置に関し、例えば複写機、イメージスキャナ、ファクシミリ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、胃カメラ等に応用することができる半導体の実装技術に関する。
【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６は従来の固体撮像装置を示す断面図である。
【０００４】
図６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（Ａｌ）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６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８０２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７（Ａ）〜図７（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７（Ａ）〜図７（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７（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８０３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７（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７（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】
そこで、本発明は、固体撮像素子をガラス基板にフェースダウンにて実装し、さらに固体撮像素子とガラス基板とを固定して、固体撮像素子表面への水分の到達を防止するために、固体撮像素子周辺部のみの封止を行い、小型薄型軽量化した固体撮像装置、その製造方法、読取ユニット及び画像走査装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【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、撮像素子がフェースダウンの状態で透明部材に設けられた配線パターンと対向して設けられている固体撮像装置において、前記透明部材と前記撮像素子との間に、前記撮像素子に設けられた画素有効領域を被覆するように薄層化して充填されている透明な接着剤を備え、前記撮像素子に前記撮像素子の基板部材と同一の材料で一体に形成された突起部を備え、前記突起部の表面に前記透明部材と対向して設けられた前記画素有効領域を備え、そして、前記撮像素子と前記透明部材の配線パターンとの間を導通するバンプを前記突起部の外側に備えている、ことを特徴とする固体撮像装置である。
【００１７】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の固体撮像装置において、前記バンプが、前記撮像素子又は前記配線パターン側に設けられていることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の固体撮像装置において、前記接着剤の塗布量が、前記撮像素子の画素有効領域と接着剤厚さとの積より多いことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項４の発明は、請求項１〜３いずれか一項に記載の固体撮像素子において、前記接着剤とは異なる封止用樹脂にてバンプ周囲も封止されていることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項５の発明は請求項４に記載の固体撮像装置において、前記封止用樹脂が不透明な樹脂であることを特徴とする。
【００２１】
【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は本発明の第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す図である。図１（Ｃ）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とを備えている。なお、このバンプ７４は本実施形態では、ＣＣＤベアチップ７５側に設けたが、ガラス基板７１側に設けても良いのはもちろんである。
【００２２】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。
【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。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。
【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、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。
【００２５】
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。
【００２６】
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の塗布量は、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。これにより、画素有効領域全体が透明接着剤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による影響が一定となる。
【００２７】
前記接着剤Ｓ１は、本実施形態では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。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。
【００２８】
以上のような固体撮像装置を製造するには、先ず、図１（Ａ）に示すように、ＣＣＤベアチップ７５をフェースダウンの状態でガラス基板７１に設けられた配線パターン側の面と対向させ、ガラス基板７１の突起部７１ａ上に所定量の接着剤Ｓ１を塗布する。この接着剤Ｓ１の塗布量は、ＣＣＤベアチップ７５の画素有効領域７５ａを被覆できる量である。即ち、ＣＣＤベアチップ７５の画素有効領域７５ａ側の面とガラス基板７１の突起部７１ａとの間の容積より若干多い量を接近前に予め塗布しておく。この若干多い量とは、接着剤Ｓ１がバンプ７４と配線パターン７３との接続部と、薄層化された接着剤Ｓ１との間に空間Ｓができる程度の量である。なお、図１（Ｃ）の一点鎖線に示すように、ガラス基板７１の突起部７１ａとバンプ７４の導通部との間に突起部７１ａの周囲を囲繞するように環状の溝を形成することにより、この溝が接着剤溜まりとなり確実に空間を形成することができる。
【００２９】
次に、図１（Ｂ）に示すように、ＣＣＤベアチップ７５とガラス基板７１の配線パターンとがバンプ７４により導通するように、ＣＣＤベアチップ７５とガラス基板７１とを所定間隔まで接近させ、接着剤を薄層化して画素領域を被覆する。ＣＣＤベアチップ７５とガラス基板７１とを接近させる際に、接着剤Ｓ１が画素有効領域に均一に分散するよう圧力をかける。
【００３０】
その後、図１（Ｃ）に示すように、接着剤Ｓ１に紫外線を照射して硬化させる。更に、本実施形態では、バンプ７４の外側、即ちガラス基板７１の外周寄りを封止用樹脂Ｓ２で覆ってバンプ７４及びバンプ７４の内側を封止する。即ち、導通状態となったバンプ７４を含めた画素有効領域の全周囲に封止用樹脂Ｓ２を充填して硬化させる。
【００３１】
図３は図１の固体撮像装置の斜視図であり、以上のようにして、図３に示すような固体撮像装置が作製される。なお、図３中、符号７７は配線パターンに接続する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。
【００３２】
図２は本発明の第２実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す図である。図２（Ｃ）に示すように、この固体撮像装置は、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とを備えている。なお、このバンプ７４は本実施形態では、ＣＣＤベアチップ７５側に設けたが、ガラス基板７１側に設けても良いのはもちろんである。
【００３３】
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。
【００３４】
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。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。
【００３５】
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。
【００３６】
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(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。
【００３７】
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。
【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の塗布量は、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との積より多くすることによって、画素有効領域全体が透明接着剤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による影響が一定となる。
【００３９】
前記接着剤は、本実施形態では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。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。
【００４０】
以上のような固体撮像装置を製造するには、先ず、図２（Ａ）に示すように、ＣＣＤベアチップ７５をフェースダウンの状態でガラス基板７１に設けられた配線パターン７３側の面と対向させ、ガラス基板７１上に所定量の接着剤Ｓ１を塗布する。この接着剤Ｓ１の塗布量は、ＣＣＤベアチップ７５の画素有効領域７５ａを被覆できる量である。即ち、ＣＣＤベアチップ７５の画素有効領域７５ａを含む突起部７５ｂの面とガラス基板７１の対応する部分との間の容積より若干多い量を接近前に予め塗布しておく。この若干多い量とは、接着剤Ｓ１がバンプ７４と配線パターン７３との接続部と、薄層化された接着剤Ｓ１との間に空間Ｓができる程度の量である。なお、図２（Ｃ）の一点鎖線に示すように、ＣＣＤベアチップ７５の突起部７５ａに対応する部分とバンプ７４の導通部との間に突起部７５ａに対応する部分の周囲を囲繞するように環状の溝を形成することにより、この溝が接着剤溜まりとなり確実に空間を形成することができる。
【００４１】
次に、図２（Ｂ）に示すように、ＣＣＤベアチップ７５とガラス基板７１の配線パターン７３とがバンプ７４により導通するように、ＣＣＤベアチップ７５とガラス基板７１とを所定間隔まで接近させ、接着剤Ｓ１を薄層化して画素領域を被覆する。ＣＣＤベアチップ７５とガラス基板７１とを接近させる際に、接着剤Ｓ１が画素有効領域に均一に分散するよう圧力をかける。
【００４２】
その後、図２（Ｃ）に示すように、接着剤Ｓ１に紫外線を照射して硬化させる。更に、バンプ７４の外側、即ちガラス基板７１の外周寄りを封止用樹脂Ｓ２で覆ってバンプ７４及びバンプ７４の内側を封止する。即ち、導通状態となったバンプ７４を含めた画素有効領域７５ａの全周囲に封止用樹脂Ｓ２を充填して硬化させる。
【００４３】
図４は本発明の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４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３ａ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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
図４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。
【００４９】
図４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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
図５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５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１５０、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。
【００５４】
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１５２、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。
【００５５】
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１５４を図５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１５４の図において左右方向の位置が設定される。
【００５６】
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。
【００５７】
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ＭＳＵ６０６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。
【００５８】
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。
【００５９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態ではガラス基板側のみに突起部を設けた場合と、ＣＣＤベアチップ側のみに突起部を設けた場合について説明したが、ガラス基板及びＣＣＤベアチップの両方に突起部を設けるようにしてもよい。また、上記実施形態では、図４に示した筐体及び結像レンズを用いた場合について説明したが、鏡筒に組み込まれた結像レンズ系を鏡筒に形成したＶブロック上に設置して結像レンズ系全体と固体撮像装置との位 置関係を調整する従来公知の画像読取ユニットに本発明の固体撮像装置を用いることもできる。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。
【００６０】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、固体撮像素子をガラス基板にフェースダウンにて実装し、さらに固体撮像素子とガラス基板とを固定して、固体撮像素子表面への水分の到達を防止できるとともに、樹脂層を薄層化して良好な画像を得ることができる。さらに、固体撮像装置を小型薄型軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図である。
【図２】 本発明の第２実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図である。
【図３】 図１の固体撮像装置の斜視図である。
【図４】 本発明の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５】 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形成装置の概略図である。
【図６】 従来の固体撮像装置を示す断面図である。
【図７】 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（透明部材）
７１ａ 突起部
７３ 配線パターン
７４ バンプ
７５ａ 画素有効領域
７５ｂ 突起部
Ｓ１ 接着剤
Ｓ２ 封止用樹脂
Claims (5)
- 撮像素子がフェースダウンの状態で透明部材に設けられた配線パターンと対向して設けられている固体撮像装置において、
前記透明部材と前記撮像素子との間に、前記撮像素子に設けられた画素有効領域を被覆するように薄層化して充填されている透明な接着剤を備え、
前記撮像素子に前記撮像素子の基板部材と同一の材料で一体に形成された突起部を備え、
前記突起部の表面に前記透明部材と対向して設けられた前記画素有効領域を備え、そして、
前記撮像素子と前記透明部材の配線パターンとの間を導通するバンプを前記突起部の外側に備えている、
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記バンプが、前記撮像素子又は前記配線パターン側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
- 前記接着剤の塗布量が、前記撮像素子の画素有効領域と接着剤厚さとの積より多いことを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置。
- 前記接着剤とは異なる封止用樹脂にてバンプ周囲も封止されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載の固体撮像素子。
- 前記封止用樹脂が不透明な樹脂であることを特徴とする請求項４に記載の固体撮像装置。
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