JP4346865B2

JP4346865B2 - Image input device, manufacturing method thereof, and radiation imaging system using image input device

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Publication number: JP4346865B2
Application number: JP2002134116A
Authority: JP
Inventors: 賢治梶原; 修浜本; 浩司佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2002-05-09
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2022-05-09
Also published as: JP2003060186A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イメージスキャナ、指紋読み取り装置、医療診断用または非破壊検査用の放射線撮影装置等の１次元もしくは２次元の画像入力装置に関し、剛性を有する基板と光電変換素子基板との接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像入力装置には、密着型イメージセンサー（例えば特開平５−６３８９９号）、指紋センサー（例えば、特開平１０−１０４４４４号や特開平１０−２４０９０６号）、放射線撮像センサー（例えば特開平１０−２８２２４３号や特開２０００−２４１５５１）等がある。
【０００３】
該センサーは、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサー等の単結晶シリコンやアモルファスシリコンで作られた光電変換素子等の基板と、透明ガラスや光ファイバープレート等の剛体で且つ透光性を有する基板で構成され、二つの基板は光電変換素子の受光面と、透明ガラスや光ファイバープレートの出力面が向き合い、その間を透明性の接着樹脂で両基板を接合している。
【０００４】
具体的な例として、特開２０００−２４１５５１に記された画像入力装置をあげて説明する。図４４は前記公報の代表的な画像入力装置である。１は光電変換素子が形成された光電変換素子基板、２は基板１に設けられた接続端子に形成されたスタッドバンプ、４は放射線を光電変換素子により検出可能な波長の光（例えば可視光）に変換するシンチレータ（蛍光体）、３は該可視光を分散することなく光電変換素子に導光する光ファイバープレート、５は透明接着剤、６はＦＰＣ（Flexible Printed Circuit：フレキシブルプリント基板）、７はシンチレータ保護樹脂、８は異方性導電接着剤、９は基板１とスタッドバンプ２を介して接続するための接続端子、１０はＦＰＣとの接続端子である。
【０００５】
図４５（ａ）〜（ｃ）は光ファイバープレート３と光電変換素子基板１が貼り合わされる工程を示す。接続端子１０、接続端子９および電極配線が形成された光ファイバープレート３に基板１が貼り合わさる部分の中央部に適量の接着剤５をディスペンサー１１で滴下し基板１のバンプ２が接続端子９及び接続端子１０に接続されるよう位置合わせし仮圧着させる。なお、該透明接着剤はいわゆるアンダーフィル剤であり硬化収縮が大きく熱膨張係数の小さい透光性エポキシ樹脂とシリカの混合物を使用した。この作業は基板を使用する数だけ繰り返し、実装する全ての基板を仮圧着させたところで、本圧着を行う。本圧着の加熱条件としては、樹脂成分が硬化する条件、例えば、温度条件は、１５０℃、８０ｓｅｃで、圧力条件は端子数によって異なるが、端子当たり７０〜１２０ｇになるように適宜装置側の荷重を設定する。
【０００６】
図４６は該画像入力装置を用いたＸ線診断システムの具体的な例を示す模式図である。Ｘ線チューブ１２で発生したＸ線１３は患者あるいは被験者１４の胸部１５を透過し、シンチレータを上部に実装した該画像入力装置１６に入射する。該入射したＸ線には被験者１４の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応してシンチレータが発光し、該光を光電変換素子基板で光電変換し、電気的情報を得る。該情報はディジタル変換されイメージプロセッサ１７により画像処理され制御室のディスプレイ１８で観察できる。
【０００７】
また、該情報は電話回線１９等の伝送手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなどに設置されたディスプレイ２０に表示もしくは光ディスク等の保存手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。またフィルムプロセッサ２１によりフィルム２２に記録することもできる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の貼り合わせ手法では、以下に示す欠点がある。図４７は、接着剤中に気泡を取り込む二つのメカニズムを説明したものである。
（ａ）光電変換素子基板と光ファイバープレートを近づけていくと、ある時点で光ファイバープレート上に塗られた接着剤が素子表面に接する。その際、素子に形成された配線２３の凹凸形状の影響を受けて、気泡２４を取り込んでしまう。
（ｂ）光ファイバープレート上に接着剤を滴下した時に、ファイバープレートの表面粗さや濡れ性の状態によって、接着剤の表面が凹凸形状になる場合がある。仮にこの状態で両基板を密着させると凹凸形状にそって気泡を取り込んでしまう可能性がある。
【０００９】
通常、貼り合わせ面積が小さいと、光電変換素子基板を加圧する際に、気泡は基板の外側へと移動して大気に抜けていく。しかし、近年の傾向をみると放射線撮像装置においては胸部を撮影するために広範囲なセンサー有効面積が求められており、従来の手法では気泡が抜けにくくなる。接着剤内に取り込まれた気泡は画像特性の観点からみると非常に悪影響を与えるものである。具体的には、接着材と空気との屈折率や透過率が異なるので気泡の輪郭が画像に顕著に現れ、さらに気泡の部分だけ出力が減少するといった画像欠陥を招く。
【００１０】
また、接着剤の製造ロット毎に粘度特性が微妙に異なり、両基板を加圧して仮圧着してもセンサーパネルの接着層の厚みは常に一定にならない。そのため光透過率が異なり、製品毎に出力値がばらつくので、出力補正処理を行う必要が生じる。
【００１１】
更に、貼り合わせ時に接着剤が基板の外側に大量にはみだすので、はみ出し分を除去する作業も必要になる。
【００１２】
そこで本発明は、接着層中の気泡による画像欠陥を低減して画像品位を向上し、製品毎の接着層厚みのばらつきを抑えて安定な品質を保証し、接着剤の除去作業をなくすことで工数を削減して低コスト化した画像入力装置を提供することを目的とする。
【００１３】
上述の課題を解決するための、本発明の画像入力装置は、第１の剛性を有する基板と、２次元に複数配置された光電変換素子基板と、第２の剛性を有する基板と、を備えた画像入力装置であって、第１の剛性を有する基板と、２次元に複数配置された光電変換素子基板と、第２の剛性を有する基板と、を備えた画像入力装置であって、前記光電変換素子基板の受光面と反対側の面は、該光電変換素子基板より大きい前記第２の剛性を有する基板に接合され、前記光電変換素子基板の受光面側に設けられた入出力端子とこれに対応するフレキシブル回路基板のリード線とが前記受光面側において互いに接続され、該リード線は前記受光面側において前記光電変換素子基板の端部で折り曲げられ、該フレキシブル回路基板は該端部の側方を通して前記光電変換素子基板の受光面側とは反対側の前記第２の剛性を有する基板の裏面側に延びるように配置され、第１の接着剤が第１の開口部とこれに対向する位置に第２の開口部を設けるように複数の前記光電変換素子基板の受光領域の外周を囲い、該第１の接着剤の内側には第２の接着剤を備え、第１及び第２の接着剤に対向するように前記第１の剛性を有する基板及び複数の前記光電変換素子基板を配置して複数の前記光電変換素子基板と前記第１の剛性を有する基板が接合され、前記第１の接着剤は複数の前記光電変換素子基板の受光領域の外周を囲い、前記第１の開口部と前記第２の開口部は、前記第１の剛性を有する基板の対向する２辺に設けられており、前記第１の剛性を有する基板の４隅に第３の開口部が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の放射線撮像システムは、被験者または被験物に放射線を照射するための放射線源と、この放射線を検出する上記画像入力装置と、この検出された信号をディジタル変換して画像処理する画像処理手段と、この処理された画像を表示する表示手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の画像入力装置の製造方法は、前記第１の開口部から前記第２の接着剤を注入し、前記第１の接着剤で囲われた領域を通過した余剰な前記第２の接着剤を前記第２の開口部から吸引した後、前記第２の接着剤を硬化させ前記第１の剛性を有する基板と前記光電変換素子基板を接合することを特徴とする。
【００１７】
前記第１の接着剤と第２の接着剤は、光電変換基板が感知する波長領域で屈折率が同じであるか、もしくは同一材料にすることが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
（実施形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態である画像入力装置を表し、（ａ）は構造断面図、（ｂ）は上面図である。
【００２２】
光電変換素子基板１はハウジング３０に備えられ、該光電変換素子基板の受光面２５に入射した光学像を光電変換作用により電気信号に変換する。この電気信号は外部に延びているリード端子２９を介して出力される。傾斜をもつ光ファイバープレート２６の出力面３７は該光電変換素子基板の受光面２５に対向しており、両基板間の受光領域の外周部にはスペーサービーズ２８を含んだシール接着剤２７があり、該接着剤で両基板を接合している。該接着剤は外周を全て囲うのではなく、第１の開口部３８とこれに対向した位置に第２の開口部３９が設けられている。本装置の製造方法を詳しく後述するが、第１の開口部３８を通じて透明接着剤５を入れて受光領域に充填させる。更に、該透明接着剤を硬化させ、より大きな接着強度をもたせて二つの基板を固定している。
【００２３】
該画像入力装置（受光デバイス３４）は、物体表面の凹凸パターン、例えば指紋を取得する装置に使用することができる。図２は該受光デバイス３４を用いた指紋取得装置の構成を示す概略図である。該指紋取得装置は、受光デバイス３４に加えて、光ファイバープレートの入力面３３を照明するための光源３１、受光デバイスのリード端子２９に電気的に接続された信号処理装置３５、信号処理装置３５に電気的に接続された表示装置３６を備えている。入力面３３に指３２を押して密着させる。その後、光源３１から光が指に照射されると、指の指紋パターン光学像が入力面から光ファイバープレートに入力される。このパターン像は光ファイバープレートの出力面３７まで伝送され、ここから出射して、光電変換素子基板の受光面に入射される。得られた指紋パターン像は、電気信号に変換されて信号処理装置３５に送られる。信号処理装置３５は光電変換素子からの出力信号をディジタル変換して画像処理を行い、得られた画像信号を表示装置３６に送り、表示装置の画面上に指紋パターン像を表示させる。
【００２４】
図３〜５は、受光デバイス３４を製作するためのプロセスを示したものである。以下、図３（ａ）から図５（ｇ）の工程に沿って説明する。
【００２５】
図３（ａ）では、薄膜半導体プロセスによって製作されたセンサーウェハー４１を所定のスライスラインに沿ってダイシングブレード４２で切断し、１チップの光電変換素子基板を形成する。該光電変換素子基板は代表的なものにＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサーやアモルファスシリコンセンサーが挙げられる。
【００２６】
図３（ｂ）においては、１チップ毎に形成された光電変換素子基板１の受光面２５の外周にスペーサービーズ２８を含んだシール接着剤２７をディスペンサー１１にて塗布する。その際、塗布パターンの形状は完全に受光面の外周を囲うのでなく、第１の開口部３８とこれに対向した位置に第２の開口部３９が設けている。該シール接着剤はエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などが挙げられ、光電変換素子基板上の配線が電食されることを考えるとＮａ，Ｋ，Ｃｌ等のイオン不純物の含有量が１０ｐｐｍ以下のものが好ましい。また、シールパターンを形成しやすいように、シール接着剤は１０Ｐａ・Ｓ以上の高粘度が適している。スペーサービーズについては、ガラスやプラスチックの材質で作られた球もしく棒の形状をしており、大きさは１〜１００μ程度のものを用いる。次に述べるが剛体である光電変換素子と光ファイバープレートとを圧力をかけながら貼り合わせるので、光電変換素子に機械的ダメージを与えないように、スペーサービーズに軟らかいプラスチックを用いるのが適している。
【００２７】
次に図３（ｃ）で、シール接着剤を塗布した光電変換素子基板上に光ファイバープレート２６を密着させる。
【００２８】
図３（ｄ）では、上下の基板に圧力をかけながら、シール接着剤を紫外線（ＵＶ）、加熱、湿気、硬化剤付与等の硬化反応を利用して硬化させて、両基板を固定する。
【００２９】
図４（ｅ）は透明接着剤を注入する様子を示した図である。加圧ユニット４３、吸引ユニット４４は、ステンレスで作られた中空ハウジング４９に開口部の大きい面側に軟らかいシリコーンゴム４８を備え、対向方向には配管５０が接続された構造である。該加圧ユニット４３及び吸引ユニット４４のシリコーンゴム部は、開口部３８、３９付近の光ファイバープレートの側面と光電変換素子基板の側面に接する。次に、ユニット押さえ板４６を突き当てネジ４７を締めていくことで該ユニットを密着させる。該ユニットのリークを極力抑えるには、（ｄ）の貼り合せプロセスにおいて、両基板を精密にアライメントし開口部側の光電変換素子基板と光ファイバープレートの端面を同位置にする必要がある。加圧ユニット４３には透明接着剤５が充填されたディスペンサー１１が、また吸引ユニット４４には真空ポンプ４５が配管に接続されている。該ユニットのセットが終了したら、吸引ユニットで真空引きする。一方、加圧ユニットからは、光電変換素子基板と光ファイバープレート間で、且つシール接着剤で囲われた領域（以後第１のセル４０と呼ぶ）に透明接着剤を押し込んで充填する。セルに透明接着剤を押し込む際に、シリンダー内や配管に残った気泡が侵入するが、吸引ユニットでこれらを取り除く。ここで用いられる透明接着剤はエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などが挙げられ、光電変換素子基板上の配線が電食されることを考えるとＮａ，Ｋ，Ｃｌ等のイオン不純物の含有量が１０ｐｐｍ以下のものが好ましい。当然のことながら可視光を光ファイバープレートから光電変換素子に伝送するため、透明接着剤は可視光に対して透明であることが必須である。更に、光電変換素子基板と光ファイバープレート間の隙間が１〜１００μと非常に狭いため、透明接着剤が入り込みやすいように２Ｐａ・ｓ以下の低粘度のものを使用することが好ましい。また、加圧ユニットを介し透明接着剤を注入する時、ディスペンサーの圧力値が高すぎると、セルが膨れ光ファイバープレートと光電変換素子基板とを固定していたシール接着剤が剥れてしまうことがある。注入時間は多少遅くはなるがデイスペンサーの圧力は大気圧（１０１３２５Ｐａ）であることが好ましい。
【００３０】
図５（ｆ）で、上下の基板に圧力をかけながら、透明接着剤をＵＶ、加熱、硬化剤付与等の硬化反応を利用して硬化させて両基板をさらに強固に接着し、且つ光電変換素子基板と光ファイバープレート間の隙間に光学的に均一な層を形成する。
【００３１】
最後に図５（ｇ）で、更にリード端子２９がついたハウジング３０を光電変換素子基板にワイヤーボンディングや半田付け等の電気的な接続を行う。
【００３２】
本実施形態では指紋取得装置について述べたが、光ファイバープレートの出力面にＸ線を可視光に変換する蛍光体をつければレントゲン検査や血管造影検査などの医療診断装置、半導体ＩＣパッケージの検査に用いる非破壊検査装置などに応用することができる。さらに光ファーバープレートを透明ガラスに置き換えればイメージスキャナー用の密着センサーとなる。
【００３３】
また、該レントゲン検査や血管造影検査などの医療診断装置では、第１の剛性を有する基板を導光体に仮定して説明したが、アモルファスカーボン、ＣＦＲＰに代表される放射線吸収係数が小さい基板でも良い。
【００３４】
（実施形態２）
図６は、本発明の第２の実施形態である画像入力装置を表し、（ａ）は構造断面図、（ｂ）は上面図である。
【００３５】
本実施形態では、複数枚（図中では６枚）の光電変換素子基板１が２次元に規則正しく配列され、基板保持用接着剤５１を介してベース基板５２にそれぞれ接着されている光電変換素子基板の受光面２５に入射した光学像は光電変換作用により電気信号に変換され、光電変換素子上にある引出し電極５３と電極上にあるバンプ５４を介してフレキシブル回路基板５５に転送される。該フレキシブル回路基板５５はベース基板に設けられた孔６２を通してベース基板裏側にある駆動あるいは演算処理用のＩＣ５８を備えたプリント回路基板５７にコネクター５６を介して接続されている。該フレキシブル回路基板５５に転送された電気信号はプリント回路基板５７で信号処理され外部に出力される。
【００３６】
３は光ファイバープレートで、入力面には放射線を光電変換素子により検出可能な波長の光（例えば可視光）に変換するシンチレータ（蛍光体）４が設けられ、更にシンチレータを覆うように保護樹脂７がある。該シンチレータは、主にＣｓｌ、ＣａＷＯ₄、ＣｄＷＯ₄、Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ、Ｌａ₂Ｏ₂Ｓ、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ、ＨｆＰ₂Ｏ₇、ＺｎＳ、ＺｎＣｄＳ等の化合物が使用され、真空蒸着や粉末状のシンチレータが混合された結合剤を塗布するなどして光ファイバープレート上に形成される。一方、出力面は光電変換素子の受光面２５に対向している。両基板間の外周部にはスペーサービーズ２８を含んだシール接着剤２７があり、この接着剤で両基板を接合している。シール接着剤は外周を全て囲うのではなく、第１の開口部３８とこれに対向した位置に第２の開口部３９が設けられている。第１の実施形態の製法と同様に、第１の開口部３８に透明接着剤５を入れ受光領域に充填する。その際、開口部３９を真空ポンプで吸引するので、光ファイバープレートと光電変換素子基板間が減圧され、基板同士が近づく。基板の外周部はスペーサービーズ２８入り接着剤２７で固定されているので、基板の中央部が一部密着する。この状態で充填処理を行うと密着部には透明接着剤が入らない。基板が大きくなれば密着面積が更に大きくなり透明接着剤のない領域がさらに増加する。これを解消するため、基板中央部にシール接着剤に混ぜないスペーサービーズ５９を配置して基板同士が近づかないようにしている。
【００３７】
６０は端面封止部である。該端面封止部は光電変換素子基板の外周を囲うように配置され、光ファイバープレートとベース板の間隙に充填されている。但し、第１、第２の開口部がある光ファイバープレートの辺の端面封止部には、透明接着剤を注入及び吸引するために第４の開口部８４及び第５の開口部８５を設けている。さらに、端面封止部がシール接着剤に設けられた第１の開口部３８及び第２の開口部３９を塞がないように、端面封止部と光電変換素子基板の間に空隙を設ける。６１はＴＡＢ穴埋め封止部である。
【００３８】
該画像入力装置は放射線画像を取得する装置に使用することができ、図７は該画像入力装置を用いたＸ線診断システムの構成を示す概略図である。Ｘ線チューブ１２で発生したＸ線１３は患者あるいは被験者１４の胸部１５を透過し、シンチレータを上部に実装した本発明による画像入力装置（図中では受光デバイス６４に相当する）に入射する。該入射Ｘ線には被験者１４の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応してシンチレータが発光し、この光を光電変換素子が光電変換して、電気的情報を得る。該情報はディジタル変換されイメージプロセッサ１７により画像処理され制御室のディスプレイ１８で観察できる。
【００３９】
また、該情報は電話回線１９等の伝送手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなどに設置されたディスプレイ２０に表示もしくは光ディスク等の保存手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。またフィルムプロセッサ２１によりフィルム２２に記録することもできる。
【００４０】
次に受光デバイス６４を製作するプロセスを説明する。図８は光電変換素子基板１の概略構成を示す平面図である。２次元配列した複数の通常画素６５と、駆動回路６６の外側に設けられた複数の周辺画素６７と、各通常画素６５及び各周辺画素６７を順次駆動する駆動回路６６と、光電変換素子基板１の入出力用の引出し電極５３と、電極上にあるバンプ５４を示している。通常画素６５は、ほぼ光電変換素子基板１の全面に配されており、通常画素６５のピッチは、後述するように、たとえば１６０μｍとしている。通常画素６５間には駆動回路６６を分割して分散配置している。なお、周辺画素６７は、通常画素６５に比べて面積が小さいため、画素信号を補正処理することによって、面積の相違を補正している。
【００４１】
図９は、光電変換素子基板にある引出し電極部と外部回路との接続の様子を示した図である。バンプ５４及びフレキシブル回路基板５５付近を示した概略的断面図（ａ）と上面図（ｂ）である。バンプ５４に接続されるフレキシブル基板５５のインナーリード６８と、固体撮像素子基板１の端部とインナーリード６８とのショートの防止及び光電変換素子基板１の端部欠損を防止するポリイミド樹脂層などの有機絶縁層６９とを示している。
【００４２】
はじめに、有機絶縁層６９としてたとえばポリイミド樹脂層を２５μｍの厚さとなるように形成する。次に、バンプ５４とフレキシブル回路基板５５との電気的接続を行うために、まず、光電変換素子基板１の入出力用の引出し電極５３に、スタッドバンプ方式やメッキなどによりバンプ５４を形成する。そして、バンプ５４とインナーリード６８とを、たとえば超音波により金属間接合する。ちなみに、インナーリード６８は、銅箔などをエッチングすることによって形成し、ニッケル及び金を用いてメッキを施して、１８μｍ程度の厚さとし、またフレキシブル回路基板の総厚は、５０μｍ程度としている。
【００４３】
次に、図１０に示すように光電変換素子基板１を保持台７０，７１によって保持した状態で、治具７２を保持台７０，７１の方向に移動させる。こうして、光電変換素子基板１の端部でインナーリード６８を図面下側に向けて９０°程度曲げる。
【００４４】
図１１は、隣接する光電変換素子基板間のつなぎ部付近を示した構造断面図（ａ）と上面図（ｂ）である。図中、周辺画素６７の幅が通常画素６５の幅より小さくなっており（Ｓ1＜Ｓ2）、各周辺画素６７間のピッチＰ2及び各通常画素６５と各周辺画素６７との間のピッチＰ1が一定となるように配置されている。さらに、各通常画素６５間のピッチも同ピッチ（Ｐ）となるように配置されている（Ｐ1＝Ｐ2＝Ｐ）。このことから、画素ピッチはすべて等ピッチとなり、画像品位は劣らない。
【００４５】
図１２は光電変換素子基板１とベース基板５２との接着工程を示す図である。まず、図１１を用いて説明したように、フレキシブル回路基板５５を備えた複数の光電変換素子基板１を、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向及びθ（回転）方向に可動するアライメントヘッド７３とアライメントカメラ７４を用いて位置合わせしながらステージ７５上に載置する。このとき、（ａ）のように各光電変換素子基板は、ステージ７５に形成されている孔からバキューム装置などで吸引されることによってステージ上に固定される。
【００４６】
次に（ｂ）において、各光電変換素子基板が所要の動作を行うかどうかの検査を行う。該検査では、検査治具７６をフレキシブル回路基板と接続して、たとえば静電気などによって光電変換素子が破壊されているかなどを調べる。そして（ｃ）では、検査の結果、光電変換素子に欠陥が発見されれば、その光電変換素子基板の下方のバキューム装置をオフして、アライメントヘッドを用いて不良チップ７７を交換する。
【００４７】
続いて（ｄ）において、光電変換素子基板上に、紫外線、湿気、硬化剤付与で硬化するシリコーン、アクリル、エポキシ樹脂等の基板保持用の接着剤５１を塗布する。ベース基板５２に設けられた長孔６２にフレキシブル基板５５を挿入し、それから光電変換素子基板１とベース基板５２とを密着させた後に、紫外線を照射する、あるいは加圧するなどして接着する（ｅ）。なお、ここでは、ベース基板５２には、光電変換素子基板１との間における熱膨張率などを考量して、ガラス又はパーマアロイ（鉄＋ニッケル）合金を用いている。
【００４８】
最後に（ｆ）では、光電変換素子基板１とベース基板５２とを接着した後、ステージ上からベース基板５２に接着した光電変換素子基板１を取り外す。
【００４９】
図１３は、光電変換素子基板１及びベース基板５２とシンチレータ付き光ファイバープレート３とを貼り合わせる工程の説明図である。なお、図１３（ａ）及び図１３（ｃ）は構造断面図、図１３（ｂ）は平面図としている。
【００５０】
ベース基板５２と接着した複数の光電変換素子基板１上に、該光電変換素子基板１とファイバープレート３との間隔を一定にできるように、スペーサービーズ５９を配置する。図１３（ａ）は該スペーサービーズが散布された後の画像入力装置の構造断面図である。スペーサービーズ５９はアルコール、ケトン等の揮発性の液体に混合され、更にその溶液をディスペンサーやスプレー等を用いて光電変換素子基板上に散布する。つぎに図１３（ｂ）において、スペーサービーズ２８を含有したシール接着剤２７を複数枚で形成された光電変換素子基板１上に、撮像エリアを囲うように塗布する。そして、図１３（ｃ）のように、該シール接着剤上に、光ファイバープレートを貼り合わせる。光ファイバープレート上から加圧、加熱して、光電変換素子基板１と光ファイバープレート３の間隔を均一にしながら、シール接着剤を硬化させる。ここで光ファイバープレートと光電変換素子基板の間で、且つシール接着剤で囲われた領域を第２のセル６３とする。
【００５１】
シール接着剤２７の塗布形状には、第１の開口部３８と相対する位置に第２の開口部３９が設けられている。他に図１４に示すタイプでも良い。図１４はシール接着剤の塗布パターンを表したものであり、（ａ）は本実施形態にもある第１の開口部と第２の開口部が向き合っているタイプ、（ｂ）は第１の開口部と第２の開口部が対角位置にあるタイプ、（ｃ）は第１，２の開口部が１辺全てを開口にしており、お互いに相対している。
【００５２】
該シール形状を有する理由は注入方向とリード線の配列方向に関係がある。図１５は図１４（ａ）の塗布パターン時に透明接着剤がセル内に侵入していく様子を表している。（１）において、第１の開口部３８からセル６３に侵入した透明接着剤５は第２の開口部３９に向けて流れ始める。該透明接着剤が光電変換素子基板に接続されたリード線６８付近にさしかかると、（２）のようにリード線に沿って平行に流れていく。（３）と（４）で、更に透明接着剤の侵入は進み、最終的には第２の開口部に到達し充填を終える。このように第１、２の開口部はリード線の配列方向に対して垂直なセル外枠辺上に設けられているので、リード線の配列に沿って接着剤が均一に侵入できる。仮に、第１、２の開口部をリード線の配列に平行なセル外枠辺上に設けると次のような不具合が生じる。
【００５３】
図１６は、第１、２の開口部をリード線の配列に平行なセル外枠辺上に設けたセルに透明接着剤が充填されていく様子を表したものである。透明接着剤はリード線の配列方向に垂直に侵入していく。その際、リード線間に透明接着剤が回り込む前に、隣のリード線に到達してしまう。そのため接着剤が充填されない領域が発生し、これが気泡２４となる。接着剤の侵入速度が大きいほどこの現象は顕著に現れる。従って、第１、２の開口部はリード線の配列方向に対して垂直なセル外枠辺上に設けなければならない。
【００５４】
また、シール接着剤が受光エリア上に塗布される場合、透明接着剤とシール接着剤間の界面が画像に現れないよう、二つの接着剤は屈折率や蛍光体の発光波長域における光透過率が同一であるもの、あるいは同一の材料にすることが望ましい。
【００５５】
図１７〜１９は、セル内に透明接着剤を充填する工程を説明する図である。図１７は、端面封止工程とＴＡＢ挿入孔封止の工程を終えた装置の構造断面図（ａ１）及び上面図（ａ２）である。第１の開口部３８から透明接着剤５を充填する時、セルの密閉性を保つように、フレキシブル回路基板を引き出すベース基板内の孔と、ベース基板と光ファイバープレート間の端面の隙間に、封止剤をディスペンサーで埋める。その際、第１、第２の開口部がある光ファイバープレートの辺の端面封止部には、透明接着剤を注入及び吸引するために第４の開口部８４及び第５の開口部８５を設ける。さらに、端面封止部がシール接着剤で作られた第１の開口部及び第２の開口部３９を塞がないように、端面封止部と光電変換素子基板の間に空隙８９を設ける。封止剤には、粘度が高く、更に硬化時間の短いものが最適であり、例えば湿気硬化型のシリコーン樹脂、ＵＶ硬化型のアクリル樹脂、硬化剤付与により室温で硬化するエポキシ樹脂などがある。
【００５６】
図１８は、セル内に透明接着剤が注入される様子を示した画像入力装置の構造断面図である。加圧ユニット４３、吸引ユニット４４は、ステンレスで作られた中空ハウジング４９に、開口部の大きい面に軟らかいシリコーンゴム４８を備え、対向方向には配管５０が接続された構造である。該加圧ユニット４３と吸引ユニット４４のゴム部を開口部３８、３９付近にある光ファイバープレートとベース基板の側面に接触させる。そして、ユニット押さえ板４６をユニットに突き当て、ネジ４７を締めていくことでユニットを開口部側面に密着させる。更に加圧ユニット４３には透明接着剤５が充填されたディスペンサー１１を、吸引ユニット４４には真空ポンプ４５を配管側に接続する。ユニットを準備した後に、吸引ユニットで真空引きしながら、一方で加圧ユニットから透明接着剤を光電変換素子基板と光ファイバープレート間の隙間に充填させていく。透明接着剤を注入する際に、シリンダー内や配管に残った気泡が隙間に侵入するが、吸引ユニットで気泡を引き抜く事ができる。ここで用いられる透明接着剤はエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などが挙げられ、光電変換素子基板上の配線が電食されることを考えるとＮａ，Ｋ，Ｃｌ等のイオン不純物の含有量が１０ｐｐｍ以下のものが好ましい。当然のことながら可視光を光ファイバープレートから光電変換素子に伝送するため光学的には透明であることが必須である。更に、光電変換素子基板と光ファイバープレート間の隙間が１〜１００μと非常に狭いため、透明接着剤が入り込みやすいように、２Ｐａ・ｓ以下の低粘度のものを使用することが好ましい。
【００５７】
図１９（ｃ）では、上下の基板に圧力をかけながら、透明接着剤をＵＶ、加熱、硬化剤付与等の硬化反応を利用して硬化させて両基板をさらに強固に接着し、且つ光電変換素子基板と光ファイバープレート間の隙間に光学的に均一な層を形成する。
【００５８】
さらに図１９（ｄ）では、ベース基板の孔から出ているフレキシブル回路基板を、ベース基板裏側にある、駆動あるいは演算処理用のＩＣ５８を備えたプリント回路基板５７にコネクター５６を介して電気的な接続を行う。
【００５９】
本実施形態では放射線撮像装置について述べたが、光ファイバープレートの入力面のシンチレータを除けば実施形態１に示した指紋取得装置に、また光ファーバープレートを透明ガラスに置き換えればイメージスキャナー用の密着センサーに応用できる。
【００６０】
（実施形態３）
図２０は、本発明の第３の実施形態である画像入力装置の構造断面図である。本実施形態では、少なくとも透明接着剤を加圧及び吸引する開口部が設けられた箇所は、光ファイバープレートに対し光電変換素子基板のほうが長く、その断面形状は階段状となっている。
【００６１】
図２１は、透明接着剤を注入するプロセスを示した第３の実施形態である画像入力装置の構造断面図である。７８と７９は本実施形態に用いる加圧ユニット及び吸引ユニットである。該ユニットは、直方形状でステンレス製の中空ハウジング８０、該ハウジングに直角状に取り付けられたゴム部８１、配管５０からなる。該ユニットは、ゴムを取り付けた２辺を、一辺は光ファイバープレートの側面、もう一辺は光電変換素子基板の表面に接触させる。透明接着剤は、配管５０から中空ハウジングに入り、ゴム部角に設けられたスリット孔８２を通じて第３のセル８８内へ流れ込む。
【００６２】
以上のように、開口部がある箇所では光ファイバープレートに対し光電変換素子基板を長くして階段状にし、且つ直方形状したユニットを使用することで、開口部側の光ファイバープレートと光電変換素子基板の貼り合せ位置が多少ずれても、ユニットを光ファイバープレートの側面方向と平行に調整することで真空リークすることなく容易に密着させることが可能となる。これより、光ファイバープレートと光電変換素子基板との精密なアライメント作業が不要になり、スペックダウンによる装置の低価格化や、作業時間の低減で製品自体の価格を下げることができる。本実施形態では、開口部が設けられた箇所は光ファイバープレートに対し光電変換素子基板が長いものに限定しているが、光ファイバープレートが長くても良い。
【００６３】
（実施形態４）
図２２は、本発明の第４の実施形態である画像入力装置の構造断面図ある。８６は本実施形態である画像入力装置である、該装置は、光電変換素子基板１が基板保持用接着剤５１を介してベース基板５２に接着されている。光電変換素子基板の受光面２５に入射した光学像は光電変換作用により電気信号に変換され、光電変換素子上にある引出し電極５３と電極上にあるバンプ５４を介してフレキシブル回路基板５５に転送される。フレキシブル回路基板５５はベース基板に設けられた孔６２を通してベース基板裏側にある駆動あるいは演算処理用のＩＣ５８を備えたプリント回路基板５７にコネクター５６を介して接続されている。フレキシブル回路基板５５に転送された電気信号はプリント回路基板５７で信号処理をされ外部に出力される。
【００６４】
光ファイバープレート３は出力面が光電変換素子の受光面２５に対向しており、両基板間の外周部にはスペーサービーズ２８を含んだシール接着剤２７で両基板を接合している。光電変換素子基板上に形成されたシール接着剤の塗布パターンは点形状もしくは直線形状で構成され、光電変換素子基板外周を全て囲うのではなく、第１の開口部３８、これに対向した位置に第２の開口部３９、光電変換素子基板の４隅に第３の開口部９２〜９５を設けている。該シール接着剤で囲われた領域を第４のセル９６と称す。
【００６５】
６０は端面封止部を示す。端面封止材は光電変換素子基板の外周にあり、光ファイバープレートとベース板の間隙に充填されている。第１、第２の開口部がある光ファイバープレートの辺では、透明接着剤を注入及び吸引するための第４の開口部８４及び第５の開口部８５を除いて、端面封止材を光ファイバープレートの端面から光電変換素子基板に向け、端面封止材と光電変換素子基板の間に空隙が存在するように充填する。以後、この空隙は接着溜め９１と称する。一方、シール接着剤の開口部が設けられていない２辺では、端面封止材は光ファイバープレートの端面から光電変換素子基板間に空隙をもたずに充填されている。６１はＴＡＢ穴埋め封止材である。後述する透明接着剤を注入するプロセスにおいて、いずれの封止材も、加圧ユニット７８、セル９６、吸引ユニット７９でつながれた経路で真空リークさせないために施されているものである。
【００６６】
第３の実施形態で記述された加圧ユニット７８を第４の開口部８４に押し付け、透明接着剤５をセル内に流し込む。一方では、同じく第３の実施形態で記述された吸引ユニット７９を第５の開口部８５に接触させ、該ユニット内を真空ポンプで引き、セル内の透明接着剤５を吸引させる。その際、開口部８５を真空ポンプで吸引するので、光ファイバープレートと固体撮像素子基板間の中空部であるセル９６が減圧されて基板同士が近づこうとする。但し、基板の外周部はスペーサービーズ２８入り接着剤２７で固定されているので、基板中央部の一部が密着する。この状態で注入を行うと密着部には透明接着剤が入らない。基板が大きくなれば密着面積が更に大きくなり透明接着剤のない領域がさらに増加する。そこで、これを解消するために基板全面にスペーサービーズ５９を配置して基板同士が近づかないようにしている。
【００６７】
また、開口部での光ファイバープレート、光電変換素子基板、ベース基板の３者の位置関係は、光ファイバープレートに対しベース基板は外側に張り出し、且つ、光電変換素子基板は光ファイバープレートの内側に位置している。
【００６８】
第３の実施形態で前述したように、加圧、吸引ユニットとセルとの密閉を簡単に行うには、光ファイバープレートとベース基板の端面を同位置にするよりは、どちらかの基板が外側に張り出しているほうが良い。本実施形態では、ベース板のほうが長く記載されているが、光ファイバープレートが長くても良い。
【００６９】
第３の実施形態にあげられた加圧及び吸引ユニット７８，７９を用い、光ファイバープレートの端面とベース板上面に該ユニットのゴムを押し付ける。その際、ゴム部には密閉性を上げるため約３ＭＰａの高い圧力がかかる。仮に、光電変換素子基板が光ファイバープレートより大きいとゴム部に接触してしまい、光電変換素子基板表面にある半導体素子や配線が破壊されてしまう。また、光電変換素子基板が光ファイバープレートより小さくても、本実施形態のように開口部８４近傍にＴＡＢ配線がある場合は、ＴＡＢ配線も光ファイバープレートの内側に入れなければならない。
【００７０】
次に図２３から図３７をもとに画像入力装置８６を製作するためのプロセスを説明する。
【００７１】
図２３はダイシング工程を表した図で、薄膜半導体プロセスによって製作されたセンサーウェハー４１を所定のスライスラインに沿ってダイシングブレード４２で切断し、１チップの光電変換素子基板１にする。該光電変換素子基板には入出力用の引出し電極５３が設けられ、図２４のように電極上にはスタッドバンプ方式やメッキなどでバンプ５４が形成されている。更に図２５において、バンプ５４とフレキシブル回路基板５５のインナーリード６８とを超音波により金属間接合する。そして、固体撮像素子基板１の端部でインナーリード６８を図面下側に向けて９０°程度曲げる。
【００７２】
図２６は光電変換素子基板１とベース基板５２との接着工程を示す図である。ベース基板５２上に、紫外線、湿気、硬化剤付与で硬化するシリコーン、アクリル、エポキシ、ポリウレタン樹脂等の基板保持用の接着剤５１を塗布する。そして、ベース基板５２に設けられた長孔６２にフレキシブル回路基板５５を挿入し、それから光電変換素子基板１とベース基板５２とを密着させた後に、紫外線を照射する、あるいは加圧するなどして接着する。なお、ここでは、ベース基板５２には、光電変換素子基板１との間における熱膨張率などを考量して、ガラス又はパーマアロイ（鉄＋ニッケル）合金を用いるのが好ましい。
【００７３】
次に、図２７では、ベース基板の長孔６２が設けられた箇所に、光電変換素子基板１のある面から孔を塞ぐようにマスキングテープ８３を貼る。孔の塞ってない面からディスペンサーで接着剤を塗布し、孔に充填させて孔埋め封止部６１を形成する。ここで用いる封止材にはエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。但し、加熱硬化する樹脂は、温度を上げると粘度が低下し、マスキングテープとベース基板の隙間から流れ出すために適さない。縮合型液状シリコーンゴムや硬化剤付加型のエポキシ、シリコーン、アクリル接着剤のように温度を上げなくても硬化する樹脂や紫外線硬化型のエポキシ、シリコーン、アクリル接着剤などが好ましい。また、信頼性試験の観点から、該封止材は固体撮像素子基板に接触するので、配線が電食されることを考慮に入れ、Ｎａ，Ｋ，Ｃｌ等のイオン不純物の含有量が１０ｐｐｍ以下のものが好ましい。以上のことを考慮し、本実施形態では、粘度が６０〜８０Ｐａ・Ｓ程度で、１成分系の縮合型液状シリコーンゴムを採用している。
【００７４】
前述したように、ベース基板５２と接着した光電変換素子基板１上に、該撮像素子基板１と光ファイバープレート３との間隔を保持できるように、スペーサービーズ５９を配置する。図２８にスペーサービーズを配置するプロセスを示す。シリンジ内にスペーサービーズ５９を少量入れ、均一に配置されるようシリンジの先端部に複数分岐したニードル８７を取り付ける。シリンジ内に圧力をかけ、スペーサービーズがニードルから噴射する。ここでは乾式で散布したが、スペーサービーズをアルコール、ケトン等の揮発性の高い液体に混合し、これをシリンジ内にいれて噴射させる、いわゆる湿式散布でも良い。
【００７５】
図２９と図３０は、ベース基板５２上の光電変換素子基板１及び光ファイバープレート３とを貼り合わせる工程の説明図である。図２９は、シール接着剤塗布の工程図、図３０は貼り合せ工程を示す。図２９では、スペーサービーズ２８を含有したシール接着剤２７を光ファイバープレート３上に、撮像エリアを囲うように塗布する。シール接着剤は点形状もしくは直線形状で構成され、光ファイバープレート３外周を全て囲うのではなく、第１の開口部３８、これに対向した位置に第２の開口部３９、光ファイバープレート３の４隅に第３の開口部９２〜９５を設けている。図３０において、光ファイバープレートのシール塗布面と光電変換素子基板の受光面とを対向させながら、光ファイバープレートを光電変換素子基板上にゆっくりと置く。その後、光ファイバープレート上から加圧しながら、光電変換素子基板１と光ファイバープレート３の間隔を均一にし、シール接着剤を硬化させてセル９６を形成する。
【００７６】
更に、該セルだけでは密閉度が不十分なので、図３１のように端面封止処理を行う。まず、第１、第２の開口部がある光ファイバープレートの辺では、ニードルの先端をベース基板と光ファイバープレートの間に挿入して封止材を塗布する。但し、透明接着剤を注入及び吸引するための第４の開口部８４及び第５の開口部８５を設ける。該封止材は光電変換素子基板の間に空隙を設けて、接着溜め９１を形成する。一方、シール接着剤の開口部が設けられていない２辺では、封止材は光ファイバープレートの端面から光電変換素子基板間に空隙をもたずに充填されている。以上、該封止材が存在する部分を端面封止部６０と呼ぶ。
【００７７】
第２の実施形態では、図１７のように光電変換素子基板間と端面封止部６０の間には隙間８９があった。この構造にすると光電変換素子基板と光ファイバープレートとの間隔よりも、ベース基板と光ファイバープレートとの間隔のほうが大きくなり、注入される透明接着剤は優先的に光電変換素子基板の外側にある隙間８９に流れていく。そのため、光電変換素子基板上に接着剤が完全に注入するまでに多くの時間を要してしまう。したがって、工数時間を短縮するためにも、シール接着剤の開口部が設けられていない辺での端面封止材部は、光ファイバープレートの端面から光電変換素子基板間に空隙をもたず充填されているほうが好ましい。封止材にはエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。但し、これらの中で加熱硬化する樹脂は、温度を上げると粘度が低下し封止形状を維持できなくなるため好ましくない。縮合型液状シリコーンゴムや硬化剤付加型のエポキシ、シリコーン、アクリル接着剤のように温度を上げなくても硬化する樹脂のほうが良い。また、光ファイバープレートのように透光性のある材料であるなら、紫外線硬化型のエポキシ、シリコーン、アクリル接着剤なども有効である。信頼性試験の観点から、封止材は光電変換素子基板に接触するので、配線が電食されることを考慮に入れ、Ｎａ，Ｋ，Ｃｌ等のイオン不純物の含有量が１０ｐｐｍ以下のものが好ましい。本実施形態では、粘度が３０〜８０Ｐａ・Ｓ程度で、１成分系の縮合型液状シリコーンゴムを採用している。
【００７８】
次に透明接着剤をセル内に注入するプロセスを図３２〜図３６に示す。図３２は準備段階で、第４の開口部８４近傍にある光ファイバープレートの端面とベース板上面に、加圧ユニット７８のゴム部を約３ＭＰａの圧力で押して密着させる。同様に、吸引ユニット７９を第５の開口部８５に押し当てる。加圧ユニットの配管部には透明接着剤を入れるためのシリンジ９７、吸引ユニットの配管部には透明接着剤が真空ポンプに入らないようにするためのシリンジ９８とその先に真空ポンプ４５が繋がっている。
【００７９】
準備段階が整ったところで、図３３で加圧ユニットと注入ユニット間にあるバルブ９０を閉め、脱泡処理が済んだ透明接着剤をシリンジ９７に入れる。次に図３４では、真空ポンプを稼動しセル内を真空にする。所定の真空度に達したら、バルブ９０を開けることでセル内へ透明接着剤５を吸引する。第４の開口部に入った透明接着剤は端面封止部と光電変換素子基板間にある接着溜め９１に充填される。接着溜めの充填が終えたら、図３５で第１の開口部３８と第３の開口部９２、９３を通過して光電変換素子基板上に侵入する。最初、シリンダー内や配管に残った気泡２４がセル内へ侵入するが、第５の開口部から真空ポンプでセル内を吸引しているので、図３６のように第２の開口部３９や第３の開口部９４、９５から抜けていく。第５の開口部８５にある接着溜めに透明接着剤が到達し、光電変換素子基板上に気泡がなくなったら、真空ポンプの稼動を終了する。粘度が１Ｐａ・Ｓ程度の透明接着剤、真空度が１０Ｐａの条件で、３０ｃｍ×３０ｃｍの大きさをもつ光電変換素子基板であるならば、約１時間程度で注入される。
【００８０】
図３７で、該画像入力装置８６の上下面から約０．１ＭＰａの圧力、８０℃の温度雰囲気にし、透明接着剤を硬化して光ファイバープレートと光電変換素子基板をより強固に接着する。また、セル内にはスペーサービーズが多数存在するので、光電変換素子基板と光ファイバープレート間の隙間に光学的に均一な接着層を形成される。透明接着剤は他にＵＶや硬化剤付与等の硬化反応のものを使用しても良い。
【００８１】
最後に、図３８で、ベース基板の孔から出ているフレキシブル回路基板５５を、ベース基板裏側にある、駆動あるいは演算処理用のＩＣ５８を備えたプリント回路基板５７にコネクター５６を介して電気的に接続をする。
【００８２】
本実施形態を用いると、大面積の光電変換素子基板の接着剤注入に適しており、接着溜めと光電変換素子基板上に４隅の開口部を設けることで、セル内に気泡なく、しかも短時間で処理することが可能となる。その理由を実施形態２と比較して述べる。実施形態２では、透明接着剤が侵入する開口部は第１の開口部である１箇所しかなく、しかも光電変換素子基板の４隅には開口部が設けられていない。この構造であると、透明接着剤を注入するとシリンダー内や配管に残った気泡が４隅に溜まりやすくなる。光電変換素子基板が１５ｃｍ×１５ｃｍ程度の大きさの時には、１０Ｐａ程度の真空度であれば、６ｃｍ幅ある第２の開口部からセル内に残った気泡を取り出すことができた。しかし、光電変換素子基板が３０ｃｍ×３０ｃｍ程度の大きさになると、同じ幅の開口部を用いても、４隅に溜まる気泡が取り難くなる。
【００８３】
これを解消するには、単純に第１及び第２の開口部の幅を広げれば良い。極端に言うと、３０ｃｍ×３０ｃｍの大きさである光電変換素子基板の場合、開口部のない辺のシール幅を５ｍｍと仮定したならば、２９ｃｍ幅の開口部を設ける。そうすれば、４隅に角形状のシール部がなくなるので、気泡は抜けやすくなる。
【００８４】
反面、あまり開口幅が大きいと、それに伴い、加圧及び注入ユニットもそれ以上に大きくなる。セルの開口部との密閉性を維持するためには、２９ｃｍ以上もある長尺のユニットに均等な荷重をかけるように調整しなければならない。
【００８５】
本実施形態のように、光電変換素子基板をベース基板に貼り合せ、その上に光ファイバープレートをシール接着剤で貼り合せる。その時、シール接着剤は光電変換素子基板の受光エリアを囲うように点形状もしくは直線形状で構成し、第１の開口部３８、これに対向した位置に第２の開口部３９、受光エリアの４隅に第３の開口部９２〜９５を設ける。第１及び第２の開口部近傍での光ファイバープレート、光電変換素子基板、ベース基板の３者の位置関係は、光ファイバープレートに対しベース基板は外側に張り出し、且つ、光電変換素子基板は光ファイバープレートの内側に位置している。光ファイバープレートとベース板の間隙には端面封止部がある。第１及び第２の開口部がある光ファイバープレートの辺では、第４の開口部８４及び第５の開口部８５をもうけ、それ以外の箇所は光電変換素子基板の間に空隙が存在するように充填して、接着溜めを形成する。一方、第１及び第２の開口部が設けられていない２辺では、端面封止部は光ファイバープレートの端面から光電変換素子基板間に空隙をもたずに充填される。以上のように第４及び第５の開口部は小さい幅で足り、簡単に加圧及び吸引ユニットとセルとの密着性を維持することができる。また、接着溜めの形成、受光エリアの４隅にある第３の開口部を配置、且つ直角形状のシール部をなくすことで、気泡のたまりを解消できる。
【００８６】
本実施形態を用いたシステムとして、図２のような指紋取得装置が挙げられる。また、光ファイバープレートの入力面にＸ線を可視光に変換する蛍光体をつければレントゲン検査や血管造影検査などの医療診断装置、半導体ＩＣパッケージの検査に用いる非破壊検査装置などに応用することができる。さらに光ファイバープレートを透明ガラスに置き換えればイメージスキャナー用の密着センサーにもなる。
【００８７】
（実施形態５）
図３９は、第５の実施形態である画像入力装置の構造断面図と上面図である。該画像入力装置は第４の実施形態と比較して、端面封止材部の構造が異なる。そこで、該端面封止部の構造と製造方法のみを記述し、他の説明は省略する。
【００８８】
９９はダム封止部である。該封止部は、ベース基板の４隅に位置し、直角に曲がったＬ字あるいは逆Ｌ字の形状をしている。該ダム封止部は直角部分が光電変換素子基板隅の端面に接触し、一方、該ダム封止部の２つの端点は光ファイバープレートの端面に達する。また、厚み方向においては、直角形状を維持したまま、ベース基板と光ファイバープレートの間を充填している。該ダム封止部は光電変換素子基板に接するため、受光エリアに入らないように高粘度（約８０Ｐａ・Ｓ）の１成分系の縮合型液状シリコーンゴムを使用する。該封止材を設けることで、第１の端面封止部１００と第２の端面封止部１０１とに分離される。第１の端面封止部は、シール接着剤の開口部がある辺で、第４の開口部及び第５開口部と、接着溜めなる空隙を設けている。また、第２の端面封止部は、シール接着剤の開口部がない辺に光ファイバープレートの端面から光電変換素子基板間に空隙なく充填される。
【００８９】
第２の端面封止部は、低粘度（約１Ｐａ・Ｓ）の１成分系の縮合型液状シリコーンゴムを採用し、ベース基板と光ファイバープレート間の充填処理を短時間に行っている。該ダム封止部があることで、第２の端面封止部が第３の開口部へ侵入することを妨げている。一方、第１の端面封止部は実施形態４と同様に３０〜８０Ｐａ・Ｓの１成分系の縮合型液状シリコーンゴムを用いる。
【００９０】
図４０はダム封止部の形成工程、図４１は光ファイバープレートとの貼り合せ工程、図４２は端面封止封止工程の製造方法を表す。まず、図４０で、光電変換素子基板４隅のベース基板上に、ディスペンサーを用いて１成分系の縮合型液状シリコーンゴムを直角形状に塗布し、ダム封止部９９を形成する。該ダム封止部の直角部分は光電変換素子基板隅の側面に接触し、封止高さは光電変換素子基板より高くなるように塗布する。そして、図４１において、シール接着剤が塗布された光ファイバープレートと該ダム封止部のある光電変換素子基板とを貼り合せる。図４２で、ダム封止部を境に、第１、第２の開口部がある光ファイバープレートの辺では、ニードルの先端をベース基板と光ファイバープレートの間に挿入して封止材を塗布し、第１の端面封止部１００を形成する。該第１の端面封止部は、透明接着剤を注入及び吸引するための第４の開口部８４及び第５の開口部８５と、第３の開口部につながる接着溜め９１を形成する。一方、シール接着剤の開口部が設けられていない２辺では、封止材は光ファイバープレートの端面から光電変換素子基板間に空隙なく充填し、第２の端面封止部１０１を作る。封止処理が全て終えたところで、後は第４の実施形態と同様な注入プロセス、接着剤硬化プロセスを経て、本実施形態の画像入力装置を作製する。
【００９１】
本実施形態を用いたシステムとして、図２のような指紋取得装置が挙げられる。また、光ファイバープレートの入力面にＸ線を可視光に変換する蛍光体をつければレントゲン検査や血管造影検査などの医療診断装置、半導体ＩＣパッケージの検査に用いる非破壊検査装置などに応用することができる。さらに光ファイバープレートを透明ガラスに置き換えればイメージスキャナー用の密着センサーにもなる。
【００９２】
（実施形態６）
図４３は放射線撮像システムに用いられる第６の実施形態である画像入力装置であり、該画像入力装置の上面図（ａ）、光電変換素子基板の中央段面図（ｂ）とＴＡＢを挿入する孔近傍の断面図（ｃ）を示す。
【００９３】
本実施形態では、複数枚（図中では１０枚）の光電変換素子基板１が２次元に規則正しく配列され、基板保持用接着剤５１を介してベース基板５２にそれぞれ接着されている。光電変換素子基板の受光面２５に入射した光学像は光電変換作用により電気信号に変換され、光電変換素子上にある引出し電極５３と電極上にあるバンプ５４を介してフレキシブル回路基板５５に転送される。フレキシブル回路基板５５はベース基板５２に設けられた孔６２を通してベース基板裏側にある駆動あるいは演算処理用のＩＣ５８を備えたプリント回路基板５７にコネクター５６を介して接続されている。フレキシブル回路基板５５に転送された電気信号はプリント回路基板５７で信号処理をされ外部に出力される。
【００９４】
３は光ファイバープレートで入力面側には放射線を光電変換素子により検出可能な波長の光（例えば可視光）に変換するシンチレータ（蛍光体）４が設けられ、更にシンチレータを覆うように保護樹脂７がある。一方、出力面側は光電変換素子の受光面２５に対向している。
【００９５】
両基板間の外周部にはスペーサービーズ２８を含んだシール接着剤２７があり、該シール接着剤で両基板を接合している。光電変換素子基板上に形成されたシール接着剤の塗布パターンは点形状もしくは直線形状で構成され、光電変換素子基板外周を全て囲うのではなく、第１の開口部３８、これに対向した位置に第２の開口部３９、光電変換素子基板の４隅に第３の開口部９２〜９５を設けている。さらに、両基板間は透明接着剤５で全面接合され、該透明接着剤の中には、接着厚みを均一にするため、スペーサービーズ５９が分散されている。
【００９６】
また、該シール接着剤は受光エリア上に塗布するので、透明接着剤とシール接着剤間の界面が画像に現れないよう、二つの接着剤は屈折率や蛍光体の発光波長域における光透過率が同一であるもの、あるいは同一の材料にすることが望ましい。
【００９７】
９９はダム封止部である。該封止部は、ベース基板の４隅に位置し、直角に曲がったＬ字あるいは逆Ｌ字の形状をしている。該ダム封止部の直角部分が光電変換素子基板の隅に接触し、一方、該ダム封止部の２つの端点はそれぞれ光ファイバープレートの端面まで達する。また、該ダム封止部は直角形状を維持したまま、ベース基板と光ファイバープレートの間を充填している。該ダム封止部は光電変換素子基板に接するため、受光エリアに該ダム封止部が入らないように高粘度（約８０Ｐａ・Ｓ）の１成分系の縮合型液状シリコーンゴムを使用する。該封止部を設けることで、端面封止部は第１の端面封止部１００と第２の端面封止部１０１とに分離される。第１の端面封止部は、シール接着剤の開口部がある側の光ファイバープレートの辺上で第４の開口部及び第５開口部とを、また該端面封止部と光電変換素子基板の間に接着溜め９１なる空隙を設けている。第２の端面封止部は、シール接着剤の開口部がない辺に光ファイバープレートの端面から光電変換素子基板間に空隙なく充填される。第２の端面封止部は、低粘度（約１Ｐａ・Ｓ）の１成分系の縮合型液状シリコーンゴムを採用し、ベース基板と光ファイバープレート間の充填処理を短時間で行っている。一方、第１の端面封止部は実施形態４と同様に３０〜８０Ｐａ・Ｓの１成分系の縮合型液状シリコーンゴムを用いる。６１は穴埋め封止部である。
【００９８】
開口部での光ファイバープレート、光電変換素子基板、ベース基板の３者の位置関係は、光ファイバープレートに対しベース基板は外側に張り出し、且つ、光電変換素子基板は光ファイバープレートの内側に位置している。あるいは、ベース基板に対し、光ファイバープレートは外側に張り出し、光電変換素子基板はベース基板の内側に位置していても良い。但し、放射線撮像装置では、前者の構造が適している。なぜならば、シンチレータ付光ファイバープレートはベース基板に比べかなりの高価格になるため、コスト面を考慮し、光ファイバープレートの面積が小さい方が有利である。
【００９９】
該画像入力装置を用いた放射線画像を取得するシステムについて図７を参照して説明する。Ｘ線チューブ１２で発生したＸ線１３は患者あるいは被験者１４の胸部１５を透過し、シンチレータを上部に実装した本発明による画像入力装置（図中では受光デバイス６４に相当する）に入射する。この入射したＸ線には被験者１４の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応してシンチレータが発光し、この光を光電変換して、電気的情報を得る。この情報はディジタル変換されイメージプロセッサ１７により画像処理され制御室のディスプレイ１８で観察できる。
【０１００】
また、この情報は電話回線１９等の伝送手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなどに設置されたディスプレイ２０に表示もしくは光ディスク等の保存手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。またフィルムプロセッサ２１によりフィルム２２に記録することもできる。
【０１０１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、次の効果を得ることができる。第１の開口部で透明接着剤を加圧して注入し、第２の開口部で接着剤を吸引することで、接着層中に発生した気泡を除去することができる。これにより気泡による画像欠陥が低減し、画像品位が向上する。
【０１０２】
さらに、第１及び第２の開口部に第１の剛性を有する基板あるいは光電変換基板を外側に長くして段差部を備え、開口部付近の段差部に、段差部に接する部分にゴム部を有する直方形状の中空体であり、開口部に近い角に該中空体とゴム部にスリット孔を備えた注入及び吸引治具を装着して、第１の開口部から第２の接着剤を注入し、第１の接着剤で囲われた領域を通過した余剰な第２の接着剤を第２の開口部から吸引した後、第２の接着剤を硬化させ第１の剛性を有する基板と光電変換基板を接合する製造方法にすることで、第１の剛性を有する基板と光電変換素子基板の貼り合せ位置が多少ずれても、治具を第１の剛性を有する基板の側面方向と平行に調整することで真空リークすることなく容易に密着させることが可能となる。これより、第１の剛性を有する基板と光電変換素子基板との精密なアライメント作業が不要になり、スペックダウンによる装置の低価格化や、作業時間の低減で製品自体の価格を下げることができる。
【０１０３】
また、第１の剛性を有する基板は光電変換基板よりも大きく、該光電変換基板は該基板よりも大きい第２の剛性を有する基板に接合され、該光電変換基板の電気信号の入出力部は光電変換基板の受光面側に設けられた入出力端子とこれに対応するフレキシブル回路基板から延長したリード線を互いに接続し、該リード線を折り曲げ、該フレキシブル回路基板を第２の剛性を有する基板に設けられた貫通孔を通して、光電変換基板の受光面とは反対側に引き出されている画像入力装置であって、第１の接着剤は直線形状で該光電変換基板の受光領域の外周を囲い、第１の開口部と該第１の開口部に対向する位置にある第２の開口部と該第１の接着剤の４隅に第３の開口部を備え、且つ第１の剛性を有する基板と第２の剛性を有する基板間の外周を囲うように封止材を備え、該封止材は第１の開口部と第２の開口部がある辺に夫々第４の開口部と第５の開口部を備え、該第４の開口部と第５の開口部から光電変換基板上にある開口部との間には第２の接着剤を溜める空間を設け、一方、第１の開口部と第２の開口部がない辺では光電変換基板と接触する構造をもつ画像入力装置において、接着溜めと光電変換基板の４隅にある第３の開口部と直線形状のシール部とすることで、気泡のたまりを解消でき、さらに第４の開口部と第５の開口部の幅を小さくしても、大面積の光電変換基板に気泡なく注入することが可能となる。これより、気泡による画像欠陥が低減し、画像品位が向上する。
【０１０４】
さらに、複数の光電変換基板を２次元的に配置して大面積光電変換基板とし、第１の剛性を有する基板は該大面積光電変換基板よりも大きく、該大面積光電変換基板はこれよりも大きい第２の剛性を有する基板に接合され、各光電変換基板の電気信号の入出力部は光電変換基板の受光面側に設けられた入出力端子と、各光電変換基板の縁部で、これに対応するフレキシブル回路基板から延長したリード線を互いに接続し、該リード線を折り曲げて光電変換基板相互の隙間を通して、該フレキシブル回路基板を第２の剛性を有する基板に設けられた貫通孔を通して、光電変換基板の受光面とは反対側に引き出されている画像入力装置であって、第１の接着剤は該大面積光電変換基板の受光領域の外周を囲い、第１の開口部と該第１の開口部に対向する位置にある第２の開口部と該第１の接着剤の４隅に第３の開口部を設け、該第１と２の開口部が入出力用のリード線の配列方向と延長線上に備え、また、第１の剛性を有する基板と第２の剛性を有する基板間の外周を囲うように封止材を備え、該封止材は第１の開口部と第２の開口部がある辺に夫々第４の開口部と第５の開口部を備え、該第４の開口部と第５の開口部から光電変換基板上にある開口部との間には第２の接着剤を溜める空間を設け、一方、第１の開口部と第２の開口部がない辺では光電変換基板と接触していることを特徴とする画像入力装置にすることで、第１、２の開口部を入出力のリード線の配列方向と接着剤の侵入方向とが平行に近い状態となって気泡の発生を防ぎ、画像品位が向上する。
【０１０５】
また、第１の接着剤及び第２の接着剤中にスペーサービーズを配置することで、製品毎の接着層厚みのばらつきを抑えて安定な品質を保証する。
【０１０６】
また、第１の接着剤と第２の接着剤を光電変換基板が感知する波長領域で屈折率が同じであるかもしくは同一材料にすることで、屈折率差による境界線を見えなくすることが可能となり、画像欠陥のない良質な画像を得ることができる。
【０１０７】
また、接着剤は第１、２の開口部あるいは第４，５の開口部以外には、はみ出さないため、接着剤の除去部分は開口部のみとなる。そのため、除去作業が簡便になり工数を削減できる。その結果、画像入力装置のコストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態を示す画像入力装置の構造断面図及び上面図
【図２】第１の実施形態である画像入力装置を用いた指紋取得システムの模式図
【図３】第１の実施形態である画像入力装置における、ダイシング工程から光ファイバープレート貼り合せ工程までのプロセス図
【図４】第１の実施形態である画像入力装置における、透明接着剤注入工程のプロセス図
【図５】第１の実施形態である画像入力装置における、接着剤硬化工程から電気実装工程までのプロセス図
【図６】第２の実施形態を示す画像入力装置の構造断面図及び上面図
【図７】第２の実施形態である画像入力装置を用いたＸ線診断システムの模式図
【図８】第２の実施形態である画像入力装置の光電変換素子基板の平面図
【図９】第２の実施形態である光電変換素子基板の入出力端子部と外部回路との接合部位を示す構造断面図及び上面図
【図１０】第２の実施形態である光電変換素子基板に接続されたインナーリードを曲げる様子を示す構造断面図
【図１１】第２の実施形態である画像入力装置において、隣接した光電変換素子基板のつなぎ目を表す構造断面図及び上面図
【図１２】第２の実施形態である画像入力装置における、ベース基板と光電変換素子基板とを貼り合せるプロセスを示す図
【図１３】第２の実施形態である画像入力装置における、光電変換素子基板と光ファイバープレートとを貼り合せる図
【図１４】第２の実施形態である画像入力装置における、数種類のシール接着剤の塗布パターンを示した図
【図１５】図１４で示された塗布パターン（ａ）のセルに、透明接着剤を注入する過程を示した図
【図１６】第１、２の開口部をリード線の配列に平行なセル外枠辺上に設けた場合での、透明接着剤をセル内に注入する過程を示した図
【図１７】端面封止工程とＴＡＢ挿入孔封止の工程を終えた第２の実施形態である画像入力装置の構造断面図
【図１８】セル内に透明接着剤が注入される様子を示した第２の実施形態である画像入力装置の構造断面図
【図１９】接着剤硬化工程から電気実装組み立て工程を示した第２の実施形態である画像入力装置の構造断面図
【図２０】第３の実施形態を示す画像入力装置の構造断面図及び上面図
【図２１】セル内に透明接着剤が注入される様子を示した第３の実施形態である画像入力装置の構造断面図
【図２２】本発明の第４の実施形態である画像入力装置の構造断面図及び上面図
【図２３】本発明の第４の実施形態である画像入力装置の製造方法（ダイシング工程）の説明図
【図２４】本発明の第４の実施形態である画像入力装置の製造方法（バンプ形成工程）の説明図
【図２５】本発明の第４の実施形態である画像入力装置の製造方法（インナーリード接続及び曲げ工程）の説明図
【図２６】本発明の第４の実施形態である画像入力装置の製造方法（ベース板接着工程）の説明図
【図２７】本発明の第４の実施形態である画像入力装置の製造方法（孔埋め封止工程）の説明図
【図２８】本発明の第４の実施形態である画像入力装置の製造方法（スペーサー散布工程）の説明図
【図２９】本発明の第４の実施形態である画像入力装置の製造方法（シール塗布工程）の説明図
【図３０】本発明の第４の実施形態である画像入力装置の製造方法（光ファイバープレート貼り合せ工程）の説明図
【図３１】本発明の第４の実施形態である画像入力装置の製造方法（端面封止工程）の説明図
【図３２】本発明の第４の実施形態である画像入力装置の製造方法（注入工程）の説明図
【図３３】本発明の第４の実施形態である画像入力装置の製造方法（注入工程）の説明図
【図３４】本発明の第４の実施形態である画像入力装置の製造方法（注入工程）の説明図
【図３５】本発明の第４の実施形態である画像入力装置の製造方法（注入工程）の説明図
【図３６】本発明の第４の実施形態である画像入力装置の製造方法（注入工程）の説明図
【図３７】本発明の第４の実施形態である画像入力装置の製造方法（接着剤硬化工程）の説明図
【図３８】本発明の第４の実施形態である画像入力装置の製造方法（電気実装工程）の説明図
【図３９】本発明の第５の実施形態である画像入力装置の構造断面図及び上面図
【図４０】本発明の第５の実施形態である画像入力装置の製造方法（ダム封止部形成工程）の説明図
【図４１】本発明の第５の実施形態である画像入力装置の製造方法（光ファイバープレート貼り合せ工程）の説明図
【図４２】本発明の第５の実施形態である画像入力装置の製造方法（端面封止工程）の説明図
【図４３】本発明の第６の実施形態である画像入力装置の構造断面図及び上面図
【図４４】従来の画像入力装置の構造断面図
【図４５】従来の画像入力装置での、透光性基板と光電変換基板との貼り合せを示したプロセス図
【図４６】従来の画像入力装置を用いたＸ線診断システムの模式図
【図４７】従来の貼り合せプロセスで気泡が発生するメカニズムを示した図
【符号の説明】
１光電変換素子基板
２スタッドバンプ
３光ファイバープレート
４シンチレータ
５透明接着剤
６フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）
７保護樹脂
８異方性導電接着剤
９基板１上の接続端子
１０ＦＰＣ上の接続端子
１１ディスペンサー
１２Ｘ線チューブ
１３Ｘ線
１４被験者
１５胸部
１６従来の画像入力装置
１７イメージプロセッサ
１８制御室のディスプレイ
１９電話回線
２０ドクタールームのディスプレイ
２１フィルムプロセッサ
２２フィルム
２３光電変換素子基板上の配線
２４気泡
２５光電変換素子基板の受光面
２６傾斜をもった光ファイバープレート
２７シール接着剤
２８スペーサービーズ
２９リード端子
３０ハウジング
３１光源
３２指
３３（受光デバイス）光ファイバープレートの入力面
３４受光デバイス
３５信号処理装置
３６表示装置
３７光ファイバープレートの出力面
３８第１の開口部
３９第２の開口部
４０第１のセル
４１センサーウェハー
４２ダイシングブレード
４３加圧ユニット
４４吸引ユニット
４５真空ポンプ
４６ユニット押さえ板
４７突き当てネジ
４８ゴム
４９中空ハウジング
５０配管
５１基板保持用接着剤
５２ベース基板
５３引き出し電極
５４バンプ
５５フレキシブル回路基板
５６コネクター
５７プリント回路基板
５８駆動及び演算処理用のＩＣ
５９シール接着剤に混合しないスペーサービーズ
６０端面封止部
６１孔埋め封止部
６２孔
６３第２のセル
６４受光デバイス
６５通常画素
６６駆動回路
６７周辺画素
６８インナーリード
６９有機絶縁層
７０，７１保持台
７２治具
７３アライメントヘッド
７４アライメントカメラ
７５ステージ
７６検査治具
７７不良チップ
７８直方形状した加圧ユニット
７９直方形状した吸引ユニット
８０直方形状した中空ハウジング
８１直角状のゴム部
８２スリット孔
８３マスキングテープ
８４第４の開口部
８５第５の開口部
８６画像入力装置
８７分岐したニードル
８８第３のセル
８９光電変換素子基板と端面封止部との隙間
９０バルブ
９１接着溜め
９２〜９５第３の開口部
９６第４のセル
９７，９８シリンジ
９９ダム封止部
１００第１の端面封止部
１０１第２の端面封止部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a one-dimensional or two-dimensional image input device such as an image scanner, a fingerprint reading device, a radiographic apparatus for medical diagnosis or nondestructive inspection, and a method for joining a rigid substrate and a photoelectric conversion element substrate. .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an image input device includes a contact image sensor (for example, JP-A-5-63899), a fingerprint sensor (for example, JP-A-10-104444 and JP-A-10-240906), and a radiation imaging sensor (for example, JP-A-10-104). -282243 and JP-A-2000-241551).
[0003]
The sensor is composed of a substrate such as a photoelectric conversion element made of single crystal silicon or amorphous silicon such as a CCD or CMOS sensor, and a rigid and translucent substrate such as a transparent glass or an optical fiber plate. As for the substrate, the light receiving surface of the photoelectric conversion element and the output surface of the transparent glass or optical fiber plate face each other, and the two substrates are bonded with a transparent adhesive resin therebetween.
[0004]
As a specific example, an image input apparatus described in JP-A-2000-241551 will be described. FIG. 44 shows a typical image input apparatus disclosed in the publication. 1 is a photoelectric conversion element substrate on which a photoelectric conversion element is formed, 2 is a stud bump formed on a connection terminal provided on the substrate 1, and 4 is a light having a wavelength capable of detecting radiation by the photoelectric conversion element (for example, visible light). A scintillator (phosphor) that converts the light into an optical fiber plate that guides the visible light to the photoelectric conversion element without dispersing the light, 5 is a transparent adhesive, 6 is an FPC (Flexible Printed Circuit), 7 is A scintillator protective resin, 8 is an anisotropic conductive adhesive, 9 is a connection terminal for connection via the substrate 1 and the stud bump 2, and 10 is a connection terminal for the FPC.
[0005]
45A to 45C show a process in which the optical fiber plate 3 and the photoelectric conversion element substrate 1 are bonded together. An appropriate amount of adhesive 5 is dropped by a dispenser 11 at the center of the portion where the substrate 1 is bonded to the optical fiber plate 3 on which the connection terminal 10, the connection terminal 9 and the electrode wiring are formed, and the bump 2 of the substrate 1 is connected to the connection terminal 9 and the connection. Position and temporarily press-fit to be connected to the terminal 10. The transparent adhesive was a so-called underfill agent, and a mixture of translucent epoxy resin and silica having a large cure shrinkage and a small thermal expansion coefficient was used. This operation is repeated as many times as the number of substrates used, and final bonding is performed when all the substrates to be mounted are temporarily bonded. As the heating conditions for the main pressure bonding, the resin component is cured, for example, the temperature condition is 150 ° C. and 80 seconds, and the pressure condition varies depending on the number of terminals. Set.
[0006]
FIG. 46 is a schematic diagram showing a specific example of an X-ray diagnostic system using the image input apparatus. X-rays 13 generated in the X-ray tube 12 pass through the chest 15 of the patient or subject 14 and enter the image input device 16 having a scintillator mounted on the top. The incident X-ray includes information inside the body of the subject 14. The scintillator emits light in response to the incidence of X-rays, and the light is photoelectrically converted by the photoelectric conversion element substrate to obtain electrical information. The information is digitally converted, image-processed by the image processor 17, and can be observed on the display 18 in the control room.
[0007]
Further, the information can be transferred to a remote place by a transmission means such as a telephone line 19 and can be displayed on a display 20 installed in a doctor room at another place or stored in a storage means such as an optical disk. It is also possible for a doctor to make a diagnosis. It can also be recorded on the film 22 by the film processor 21.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional bonding method has the following drawbacks. FIG. 47 illustrates two mechanisms for taking bubbles into the adhesive.
(A) When the photoelectric conversion element substrate and the optical fiber plate are brought closer to each other, the adhesive applied on the optical fiber plate comes into contact with the element surface at a certain time. At that time, bubbles 24 are taken in under the influence of the uneven shape of the wiring 23 formed in the element.
(B) When the adhesive is dropped on the optical fiber plate, the surface of the adhesive may be uneven depending on the surface roughness and wettability of the fiber plate. If the two substrates are brought into close contact with each other in this state, bubbles may be taken in along the uneven shape.
[0009]
Normally, when the bonding area is small, when the photoelectric conversion element substrate is pressurized, the bubbles move to the outside of the substrate and escape to the atmosphere. However, looking at recent trends, radiation imaging devices require a wide sensor effective area for imaging the chest, and bubbles are difficult to escape with conventional techniques. Bubbles taken into the adhesive have a very bad influence from the viewpoint of image characteristics. Specifically, since the refractive index and transmittance of the adhesive and air are different, the outline of the bubble appears remarkably in the image, and an image defect such that the output is reduced only for the bubble portion is caused.
[0010]
In addition, the viscosity characteristics are slightly different for each production lot of the adhesive, and the thickness of the adhesive layer of the sensor panel is not always constant even when both substrates are pressurized and temporarily bonded. For this reason, the light transmittance is different, and the output value varies from product to product. Therefore, it is necessary to perform output correction processing.
[0011]
Furthermore, since a large amount of the adhesive protrudes outside the substrate at the time of bonding, it is necessary to remove the protrusion.
[0012]
Therefore, the present invention improves image quality by reducing image defects due to bubbles in the adhesive layer, suppresses variations in the adhesive layer thickness from product to product, guarantees stable quality, and eliminates adhesive removal work. An object of the present invention is to provide an image input apparatus that reduces the number of steps and reduces the cost.
[0013]
In order to solve the above-described problems, an image input apparatus according to the present invention includes a first rigid substrate, a plurality of two-dimensionally arranged photoelectric conversion element substrates, and a second rigid substrate. An image input apparatus comprising: a substrate having a first rigidity; a plurality of two-dimensionally arranged photoelectric conversion element substrates; and a substrate having a second rigidity. A surface opposite to the light receiving surface of the photoelectric conversion element substrate is bonded to the substrate having the second rigidity larger than the photoelectric conversion element substrate, and input / output terminals provided on the light receiving surface side of the photoelectric conversion element substrate; The corresponding flexible circuit board lead wire On the light receiving surface side Connected to each other, the lead wires On the light receiving surface side The flexible circuit board is bent at the end of the photoelectric conversion element substrate. Through the side of the end Light receiving surface of the photoelectric conversion element substrate What is the side Opposite side The back side of the substrate having the second rigidity In Arranged to extend Enclosing the outer periphery of the light receiving regions of the plurality of photoelectric conversion element substrates so that the first adhesive provides the first opening and the second opening at a position facing the first opening, A plurality of the photoelectric conversion elements are provided by providing a second adhesive on the inside, and arranging the first rigid substrate and the plurality of photoelectric conversion element substrates so as to face the first and second adhesives. The substrate and the substrate having the first rigidity are joined. The first adhesive surrounds the outer peripheries of the light receiving regions of the plurality of photoelectric conversion element substrates, and the first opening and the second opening are opposed to the substrate having the first rigidity 2. A third opening is provided at each of the four corners of the first rigid substrate. It is characterized by.
[0014]
Also, Of the present invention The radiation imaging system includes a radiation source for irradiating a subject or a subject with radiation, the image input device that detects the radiation, an image processing unit that digitally converts the detected signal, and performs image processing. And a display means for displaying the processed image. .
[0015]
In the image input device manufacturing method of the present invention, the second adhesive is injected from the first opening, and the surplus second second that has passed through the region surrounded by the first adhesive. After the adhesive is sucked from the second opening, the second adhesive is cured and the substrate having the first rigidity and the photoelectric conversion element substrate are joined. .
[0017]
It is preferable that the first adhesive and the second adhesive have the same refractive index or the same material in the wavelength region sensed by the photoelectric conversion substrate.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
(Embodiment 1)
1A and 1B show an image input apparatus according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a structural sectional view and FIG. 1B is a top view.
[0022]
The photoelectric conversion element substrate 1 is provided in the housing 30 and converts an optical image incident on the light receiving surface 25 of the photoelectric conversion element substrate into an electric signal by a photoelectric conversion action. This electrical signal is output via a lead terminal 29 extending to the outside. An output surface 37 of the inclined optical fiber plate 26 faces the light receiving surface 25 of the photoelectric conversion element substrate, and a seal adhesive 27 including spacer beads 28 is provided on the outer periphery of the light receiving region between the two substrates. Both substrates are joined with the adhesive. The adhesive does not surround the entire outer periphery, but a second opening 39 is provided at a position opposite to the first opening 38. Although the manufacturing method of this apparatus will be described later in detail, the transparent adhesive 5 is put through the first opening 38 to fill the light receiving area. Further, the transparent adhesive is cured, and the two substrates are fixed with higher adhesive strength.
[0023]
The image input device (light receiving device 34) can be used for an apparatus that acquires an uneven pattern on an object surface, for example, a fingerprint. FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a fingerprint acquisition apparatus using the light receiving device 34. In addition to the light receiving device 34, the fingerprint acquisition device includes a light source 31 for illuminating the input surface 33 of the optical fiber plate, a signal processing device 35 electrically connected to the lead terminal 29 of the light receiving device, and a signal processing device 35. An electrically connected display device 36 is provided. The finger 32 is pressed and brought into close contact with the input surface 33. Thereafter, when light is emitted from the light source 31 to the finger, a fingerprint pattern optical image of the finger is input from the input surface to the optical fiber plate. This pattern image is transmitted to the output surface 37 of the optical fiber plate, exits from this, and enters the light receiving surface of the photoelectric conversion element substrate. The obtained fingerprint pattern image is converted into an electric signal and sent to the signal processing device 35. The signal processing device 35 digitally converts the output signal from the photoelectric conversion element to perform image processing, sends the obtained image signal to the display device 36, and displays a fingerprint pattern image on the screen of the display device.
[0024]
3 to 5 show a process for manufacturing the light receiving device 34. Hereinafter, a description will be given along the steps from FIG. 3A to FIG.
[0025]
In FIG. 3A, a sensor wafer 41 manufactured by a thin film semiconductor process is cut along a predetermined slice line by a dicing blade 42 to form a one-chip photoelectric conversion element substrate. Typical examples of the photoelectric conversion element substrate include a CCD, a CMOS sensor, and an amorphous silicon sensor.
[0026]
In FIG. 3B, a seal adhesive 27 including spacer beads 28 is applied to the outer periphery of the light receiving surface 25 of the photoelectric conversion element substrate 1 formed for each chip by the dispenser 11. At this time, the shape of the coating pattern does not completely surround the outer periphery of the light receiving surface, but the second opening 39 is provided at a position facing the first opening 38. Examples of the sealing adhesive include epoxy resin, silicone resin, acrylic resin, and the like, and considering that the wiring on the photoelectric conversion element substrate is eroded, the content of ionic impurities such as Na, K, and Cl is 10 ppm or less. Those are preferred. Further, a high viscosity of 10 Pa · S or higher is suitable for the seal adhesive so that a seal pattern can be easily formed. The spacer beads are in the shape of a sphere or rod made of glass or plastic material, and have a size of about 1 to 100 μm. As will be described below, since the photoelectric conversion element, which is a rigid body, and the optical fiber plate are bonded together while applying pressure, it is suitable to use a soft plastic for the spacer beads so as not to cause mechanical damage to the photoelectric conversion element.
[0027]
Next, in FIG.3 (c), the optical fiber plate 26 is stuck on the photoelectric conversion element substrate which apply | coated the sealing adhesive agent.
[0028]
In FIG. 3D, while applying pressure to the upper and lower substrates, the seal adhesive is cured using a curing reaction such as ultraviolet (UV), heating, moisture, and application of a curing agent to fix both substrates.
[0029]
FIG. 4E is a view showing a state where a transparent adhesive is injected. The pressurizing unit 43 and the suction unit 44 have a structure in which a hollow housing 49 made of stainless steel is provided with a soft silicone rubber 48 on the surface side having a large opening, and a pipe 50 is connected in the facing direction. The silicone rubber portions of the pressure unit 43 and the suction unit 44 are in contact with the side surface of the optical fiber plate near the openings 38 and 39 and the side surface of the photoelectric conversion element substrate. Next, the unit pressing plate 46 is abutted and the screw 47 is tightened to bring the unit into close contact. In order to suppress the leakage of the unit as much as possible, in the bonding process of (d), it is necessary to precisely align both substrates and make the end surface of the photoelectric conversion element substrate on the opening side and the optical fiber plate the same position. The pressure unit 43 is connected to a dispenser 11 filled with the transparent adhesive 5, and the suction unit 44 is connected to a vacuum pump 45. When the unit has been set, the suction unit is evacuated. On the other hand, from the pressurizing unit, the transparent adhesive is pushed and filled between the photoelectric conversion element substrate and the optical fiber plate and into a region surrounded by the seal adhesive (hereinafter referred to as the first cell 40). When the transparent adhesive is pushed into the cell, bubbles remaining in the cylinder and the pipe enter, but these are removed with a suction unit. Examples of the transparent adhesive used here include an epoxy resin, a silicone resin, and an acrylic resin, and considering that the wiring on the photoelectric conversion element substrate is eroded, the content of ionic impurities such as Na, K, and Cl is low. The thing of 10 ppm or less is preferable. As a matter of course, in order to transmit visible light from the optical fiber plate to the photoelectric conversion element, it is essential that the transparent adhesive is transparent to visible light. Furthermore, since the gap between the photoelectric conversion element substrate and the optical fiber plate is as narrow as 1 to 100 μm, it is preferable to use a material having a low viscosity of 2 Pa · s or less so that the transparent adhesive can easily enter. In addition, when the transparent adhesive is injected through the pressurizing unit, if the pressure value of the dispenser is too high, the cell may swell and the sealing adhesive that fixes the optical fiber plate and the photoelectric conversion element substrate may peel off. is there. Although the injection time is somewhat delayed, the pressure of the dispenser is preferably atmospheric pressure (101325 Pa).
[0030]
In FIG. 5 (f), while applying pressure to the upper and lower substrates, the transparent adhesive is cured using a curing reaction such as UV, heating, and application of a curing agent to further firmly bond both substrates and photoelectrically convert them. An optically uniform layer is formed in the gap between the element substrate and the optical fiber plate.
[0031]
Finally, in FIG. 5G, the housing 30 with the lead terminals 29 is electrically connected to the photoelectric conversion element substrate by wire bonding or soldering.
[0032]
In this embodiment, the fingerprint acquisition device has been described. However, if a phosphor that converts X-rays into visible light is attached to the output surface of the optical fiber plate, it is used for medical diagnostic devices such as X-ray examination and angiography examination, and inspection of semiconductor IC packages. It can be applied to non-destructive inspection equipment. Furthermore, if the optical fiber plate is replaced with transparent glass, it becomes an adhesion sensor for an image scanner.
[0033]
In the medical diagnostic apparatus such as the X-ray examination and the angiography examination, the first rigid substrate is assumed to be the light guide, but even a substrate having a small radiation absorption coefficient typified by amorphous carbon and CFRP is used. good.
[0034]
(Embodiment 2)
6A and 6B show an image input apparatus according to a second embodiment of the present invention, in which FIG. 6A is a structural sectional view and FIG. 6B is a top view.
[0035]
In the present embodiment, a plurality of photoelectric conversion element substrates 1 (six in the figure) are regularly arranged two-dimensionally and bonded to a base substrate 52 via a substrate holding adhesive 51, respectively. The optical image incident on the light receiving surface 25 is converted into an electric signal by a photoelectric conversion action, and transferred to the flexible circuit board 55 via the extraction electrode 53 on the photoelectric conversion element and the bump 54 on the electrode. The flexible circuit board 55 is connected through a connector 56 to a printed circuit board 57 provided with an IC 58 for driving or arithmetic processing on the back side of the base board through a hole 62 provided in the base board. The electric signal transferred to the flexible circuit board 55 is processed by the printed circuit board 57 and output to the outside.
[0036]
An optical fiber plate 3 is provided with a scintillator (phosphor) 4 that converts radiation into light (for example, visible light) having a wavelength that can be detected by a photoelectric conversion element, and a protective resin 7 is provided on the input surface to cover the scintillator. is there. The scintillators are mainly Csl, CaWO _Four , CdWO _Four , Gd ₂ O ₂ S, La ₂ O ₂ S, Y ₂ O ₂ S, HfP ₂ O ₇ A compound such as ZnS or ZnCdS is used and is formed on the optical fiber plate by vacuum deposition or applying a binder mixed with a powdered scintillator. On the other hand, the output surface faces the light receiving surface 25 of the photoelectric conversion element. A seal adhesive 27 including spacer beads 28 is provided on the outer peripheral portion between the two substrates, and the two substrates are bonded with this adhesive. The seal adhesive does not surround the entire outer periphery, but a second opening 39 is provided at a position facing the first opening 38. Similar to the manufacturing method of the first embodiment, the transparent adhesive 5 is put into the first opening 38 to fill the light receiving area. At that time, since the opening 39 is sucked by the vacuum pump, the pressure between the optical fiber plate and the photoelectric conversion element substrate is reduced, and the substrates come closer to each other. Since the outer peripheral portion of the substrate is fixed by the adhesive 27 containing the spacer beads 28, the central portion of the substrate is partly adhered. If the filling process is performed in this state, the transparent adhesive does not enter the contact portion. As the substrate becomes larger, the contact area becomes larger and the area without the transparent adhesive further increases. In order to solve this problem, spacer beads 59 that are not mixed with the seal adhesive are arranged at the center of the substrate so that the substrates do not approach each other.
[0037]
Reference numeral 60 denotes an end face sealing portion. The end surface sealing portion is disposed so as to surround the outer periphery of the photoelectric conversion element substrate, and is filled in a gap between the optical fiber plate and the base plate. However, the end face sealing portion of the side of the optical fiber plate having the first and second openings is provided with a fourth opening 84 and a fifth opening 85 for injecting and sucking the transparent adhesive. Yes. Further, a gap is provided between the end face sealing portion and the photoelectric conversion element substrate so that the end face sealing portion does not block the first opening 38 and the second opening 39 provided in the seal adhesive. Reference numeral 61 denotes a TAB hole sealing portion.
[0038]
The image input apparatus can be used as an apparatus for acquiring a radiographic image, and FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of an X-ray diagnostic system using the image input apparatus. X-rays 13 generated in the X-ray tube 12 pass through the chest 15 of the patient or subject 14 and enter an image input device (corresponding to the light receiving device 64 in the figure) according to the present invention on which a scintillator is mounted. The incident X-ray includes information inside the body of the subject 14. The scintillator emits light in response to the incidence of X-rays, and this light is photoelectrically converted by the photoelectric conversion element to obtain electrical information. The information is digitally converted, image-processed by the image processor 17, and can be observed on the display 18 in the control room.
[0039]
Further, the information can be transferred to a remote place by a transmission means such as a telephone line 19 and can be displayed on a display 20 installed in a doctor room at another place or stored in a storage means such as an optical disk. It is also possible for a doctor to make a diagnosis. It can also be recorded on the film 22 by the film processor 21.
[0040]
Next, a process for manufacturing the light receiving device 64 will be described. FIG. 8 is a plan view showing a schematic configuration of the photoelectric conversion element substrate 1. A plurality of normal pixels 65 arranged two-dimensionally, a plurality of peripheral pixels 67 provided outside the drive circuit 66, a drive circuit 66 for sequentially driving each normal pixel 65 and each peripheral pixel 67, and the photoelectric conversion element substrate 1 The lead-out electrode 53 for the input / output, and the bump 54 on the electrode are shown. The normal pixels 65 are disposed almost on the entire surface of the photoelectric conversion element substrate 1, and the pitch of the normal pixels 65 is set to 160 μm, for example, as will be described later. The drive circuits 66 are divided and distributed between the normal pixels 65. Since the peripheral pixel 67 has a smaller area than the normal pixel 65, the difference in area is corrected by correcting the pixel signal.
[0041]
FIG. 9 is a diagram showing a state of connection between the extraction electrode portion on the photoelectric conversion element substrate and an external circuit. They are the schematic sectional drawing (a) and the top view (b) which showed the bump 54 and the flexible circuit board 55 vicinity. Inner leads 68 of the flexible substrate 55 connected to the bumps 54, a polyimide resin layer that prevents short-circuits between the end portions of the solid-state image pickup device substrate 1 and the inner leads 68 and the end portions of the photoelectric conversion element substrate 1 are prevented. An organic insulating layer 69 is shown.
[0042]
First, as the organic insulating layer 69, for example, a polyimide resin layer is formed to a thickness of 25 μm. Next, in order to electrically connect the bump 54 and the flexible circuit board 55, first, the bump 54 is formed on the input / output lead electrode 53 of the photoelectric conversion element substrate 1 by a stud bump method or plating. Then, the bump 54 and the inner lead 68 are bonded to each other by ultrasonic waves, for example. Incidentally, the inner lead 68 is formed by etching a copper foil or the like, plated with nickel and gold to a thickness of about 18 μm, and the total thickness of the flexible circuit board is about 50 μm.
[0043]
Next, the jig 72 is moved in the direction of the holding bases 70 and 71 in a state where the photoelectric conversion element substrate 1 is held by the holding bases 70 and 71 as shown in FIG. In this way, the inner lead 68 is bent about 90 ° toward the lower side of the drawing at the end of the photoelectric conversion element substrate 1.
[0044]
11A and 11B are a structural cross-sectional view (a) and a top view (b) showing the vicinity of a connecting portion between adjacent photoelectric conversion element substrates. In the figure, the width of the peripheral pixel 67 is smaller than the width of the normal pixel 65 (S1 <S2), and the pitch P2 between the peripheral pixels 67 and the pitch P1 between the normal pixels 65 and the peripheral pixels 67 are the same. It is arranged to be constant. Furthermore, the pitch between the respective normal pixels 65 is also arranged to be the same pitch (P) (P1 = P2 = P). For this reason, the pixel pitches are all equal and the image quality is not inferior.
[0045]
FIG. 12 is a diagram illustrating an adhesion process between the photoelectric conversion element substrate 1 and the base substrate 52. First, as described with reference to FIG. 11, the alignment head 73 and the alignment camera 74 that move the plurality of photoelectric conversion element substrates 1 including the flexible circuit board 55 in the X, Y, Z directions and θ (rotation) directions. It is mounted on the stage 75 while aligning using. At this time, as shown in (a), each photoelectric conversion element substrate is fixed on the stage by being sucked by a vacuum device or the like from a hole formed in the stage 75.
[0046]
Next, in (b), it is inspected whether each photoelectric conversion element substrate performs a required operation. In the inspection, the inspection jig 76 is connected to the flexible circuit board to check whether the photoelectric conversion element is destroyed by static electricity or the like. In (c), if a defect is found in the photoelectric conversion element as a result of the inspection, the vacuum device below the photoelectric conversion element substrate is turned off, and the defective chip 77 is replaced using the alignment head.
[0047]
Subsequently, in (d), an adhesive 51 for holding the substrate, such as ultraviolet rays, moisture, and silicone, acrylic, and epoxy resin that is cured by applying a curing agent, is applied onto the photoelectric conversion element substrate. A flexible substrate 55 is inserted into the elongated hole 62 provided in the base substrate 52, and then the photoelectric conversion element substrate 1 and the base substrate 52 are brought into close contact with each other, and then bonded by irradiating ultraviolet rays or applying pressure (e) ). Here, glass or a permalloy (iron + nickel) alloy is used for the base substrate 52 in consideration of the coefficient of thermal expansion between the photoelectric conversion element substrate 1 and the like.
[0048]
Finally, in (f), after the photoelectric conversion element substrate 1 and the base substrate 52 are bonded, the photoelectric conversion element substrate 1 bonded to the base substrate 52 is removed from the stage.
[0049]
FIG. 13 is an explanatory diagram of a process of bonding the photoelectric conversion element substrate 1 and the base substrate 52 to the scintillator-attached optical fiber plate 3. 13A and 13C are structural sectional views, and FIG. 13B is a plan view.
[0050]
Spacer beads 59 are arranged on the plurality of photoelectric conversion element substrates 1 bonded to the base substrate 52 so that the distance between the photoelectric conversion element substrate 1 and the fiber plate 3 can be made constant. FIG. 13A is a structural cross-sectional view of the image input device after the spacer beads are dispersed. The spacer beads 59 are mixed in a volatile liquid such as alcohol or ketone, and the solution is further spread on the photoelectric conversion element substrate using a dispenser, a spray, or the like. Next, in FIG.13 (b), the sealing adhesive 27 containing the spacer bead 28 is apply | coated so that an imaging area may be enclosed on the photoelectric conversion element substrate 1 formed in multiple sheets. Then, as shown in FIG. 13C, an optical fiber plate is bonded onto the seal adhesive. The sealing adhesive is cured while pressurizing and heating from above the optical fiber plate to make the distance between the photoelectric conversion element substrate 1 and the optical fiber plate 3 uniform. Here, a region surrounded by the seal adhesive between the optical fiber plate and the photoelectric conversion element substrate is defined as a second cell 63.
[0051]
The application shape of the seal adhesive 27 is provided with a second opening 39 at a position facing the first opening 38. Alternatively, the type shown in FIG. 14 may be used. FIG. 14 shows an application pattern of the seal adhesive, where (a) is a type in which the first opening and the second opening also face each other in this embodiment, and (b) is the first In the type in which the opening and the second opening are in a diagonal position, (c) is such that the first and second openings are all open on one side and are opposed to each other.
[0052]
The reason for having the seal shape is related to the injection direction and the arrangement direction of the lead wires. FIG. 15 shows a state in which the transparent adhesive penetrates into the cell during the application pattern of FIG. In (1), the transparent adhesive 5 that has entered the cell 63 from the first opening 38 starts to flow toward the second opening 39. When the transparent adhesive reaches the vicinity of the lead wire 68 connected to the photoelectric conversion element substrate, it flows in parallel along the lead wire as shown in (2). In (3) and (4), the penetration of the transparent adhesive further proceeds and finally reaches the second opening and finishes the filling. As described above, the first and second openings are provided on the cell outer frame side perpendicular to the arrangement direction of the lead wires, so that the adhesive can uniformly penetrate along the arrangement of the lead wires. If the first and second openings are provided on the cell outer frame side parallel to the lead wire arrangement, the following problems occur.
[0053]
FIG. 16 shows a state in which the transparent adhesive is filled in the cell in which the first and second openings are provided on the cell outer frame side parallel to the lead wire arrangement. The transparent adhesive penetrates perpendicularly to the arrangement direction of the lead wires. At that time, the adjacent lead wire is reached before the transparent adhesive wraps around between the lead wires. For this reason, a region not filled with the adhesive is generated, and this becomes a bubble 24. This phenomenon becomes more prominent as the penetration rate of the adhesive increases. Therefore, the first and second openings must be provided on the cell outer frame side perpendicular to the arrangement direction of the lead wires.
[0054]
In addition, when seal adhesive is applied on the light receiving area, the two adhesives have a refractive index and light transmittance in the emission wavelength region of the phosphor so that the interface between the transparent adhesive and the seal adhesive does not appear in the image. Are the same or the same material.
[0055]
FIGS. 17-19 is a figure explaining the process of filling a transparent adhesive in a cell. FIG. 17 is a structural cross-sectional view (a1) and a top view (a2) of the apparatus after finishing the end surface sealing step and the TAB insertion hole sealing step. When the transparent adhesive 5 is filled from the first opening 38, sealing is performed in the hole in the base substrate from which the flexible circuit board is drawn out and in the gap between the end surface between the base substrate and the optical fiber plate so as to keep the cell tight. Fill the stopper with a dispenser. At that time, a fourth opening 84 and a fifth opening 85 are provided in the end face sealing portion of the side of the optical fiber plate having the first and second openings in order to inject and suck the transparent adhesive. . Further, a gap 89 is provided between the end face sealing portion and the photoelectric conversion element substrate so that the end face sealing portion does not block the first opening and the second opening 39 made of the seal adhesive. As the sealant, one having a high viscosity and a short curing time is optimal, and examples thereof include a moisture curable silicone resin, a UV curable acrylic resin, and an epoxy resin that cures at room temperature by applying a curing agent.
[0056]
FIG. 18 is a structural cross-sectional view of the image input apparatus showing a state in which the transparent adhesive is injected into the cell. The pressurizing unit 43 and the suction unit 44 are structured such that a hollow housing 49 made of stainless steel is provided with a soft silicone rubber 48 on a surface having a large opening, and a pipe 50 is connected in an opposing direction. The rubber portions of the pressure unit 43 and the suction unit 44 are brought into contact with the optical fiber plate near the openings 38 and 39 and the side surface of the base substrate. Then, the unit pressing plate 46 is abutted against the unit and the screw 47 is tightened to bring the unit into close contact with the side surface of the opening. Furthermore, the pressure unit 43 is connected to the dispenser 11 filled with the transparent adhesive 5, and the suction unit 44 is connected to the vacuum pump 45 on the pipe side. After preparing the unit, while vacuuming with a suction unit, a transparent adhesive is filled in the gap between the photoelectric conversion element substrate and the optical fiber plate from the pressure unit. When injecting the transparent adhesive, bubbles remaining in the cylinder or in the pipe enter the gap, but the bubbles can be pulled out by the suction unit. Examples of the transparent adhesive used here include an epoxy resin, a silicone resin, and an acrylic resin, and considering that the wiring on the photoelectric conversion element substrate is eroded, the content of ionic impurities such as Na, K, and Cl is low. The thing of 10 ppm or less is preferable. As a matter of course, in order to transmit visible light from the optical fiber plate to the photoelectric conversion element, it is essential to be optically transparent. Further, since the gap between the photoelectric conversion element substrate and the optical fiber plate is as very narrow as 1 to 100 μm, it is preferable to use a material having a low viscosity of 2 Pa · s or less so that the transparent adhesive can easily enter.
[0057]
In FIG. 19 (c), while applying pressure to the upper and lower substrates, the transparent adhesive is cured using a curing reaction such as UV, heating, and applying a curing agent to bond both substrates more firmly, and photoelectric conversion is performed. An optically uniform layer is formed in the gap between the element substrate and the optical fiber plate.
[0058]
Further, in FIG. 19D, the flexible circuit board protruding from the hole of the base board is electrically connected to the printed circuit board 57 provided with the driving or arithmetic processing IC 58 on the back side of the base board via the connector 56. Connect.
[0059]
Although the radiation imaging apparatus has been described in the present embodiment, the fingerprint acquisition apparatus shown in the first embodiment is removed except for the scintillator on the input surface of the optical fiber plate, and the contact sensor for the image scanner is obtained by replacing the optical fiber plate with transparent glass. Can be applied.
[0060]
(Embodiment 3)
FIG. 20 is a structural sectional view of an image input apparatus according to the third embodiment of the present invention. In this embodiment, the photoelectric conversion element substrate is longer than the optical fiber plate at a location where at least an opening for pressing and sucking the transparent adhesive is provided, and its cross-sectional shape is stepped.
[0061]
FIG. 21 is a structural cross-sectional view of an image input apparatus according to a third embodiment showing a process for injecting a transparent adhesive. Reference numerals 78 and 79 denote a pressure unit and a suction unit used in this embodiment. The unit includes a rectangular hollow stainless steel housing 80, a rubber part 81 attached to the housing at a right angle, and a pipe 50. In this unit, two sides to which rubber is attached are brought into contact with the side of the optical fiber plate on one side and the surface of the photoelectric conversion element substrate on the other side. The transparent adhesive enters the hollow housing from the pipe 50 and flows into the third cell 88 through the slit hole 82 provided at the corner of the rubber part.
[0062]
As described above, the photoelectric conversion element substrate is made long and stepped with respect to the optical fiber plate at the position where the opening is present, and by using a rectangular unit, the optical fiber plate on the opening side and the photoelectric conversion element substrate Even if the bonding position is slightly deviated, the unit can be easily brought into close contact without causing a vacuum leak by adjusting the unit in parallel with the side surface direction of the optical fiber plate. As a result, precise alignment work between the optical fiber plate and the photoelectric conversion element substrate becomes unnecessary, and the price of the product itself can be reduced by reducing the cost of the apparatus by reducing the specifications and reducing the work time. In this embodiment, the locations where the openings are provided are limited to those where the photoelectric conversion element substrate is longer than the optical fiber plate, but the optical fiber plate may be longer.
[0063]
(Embodiment 4)
FIG. 22 is a structural sectional view of an image input apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. Reference numeral 86 denotes an image input apparatus according to this embodiment. In this apparatus, the photoelectric conversion element substrate 1 is bonded to the base substrate 52 via the substrate holding adhesive 51. The optical image incident on the light receiving surface 25 of the photoelectric conversion element substrate is converted into an electric signal by a photoelectric conversion action, and is transferred to the flexible circuit board 55 via the extraction electrode 53 on the photoelectric conversion element and the bump 54 on the electrode. The The flexible circuit board 55 is connected through a connector 56 to a printed circuit board 57 provided with an IC 58 for driving or arithmetic processing on the back side of the base board through a hole 62 provided in the base board. The electrical signal transferred to the flexible circuit board 55 is subjected to signal processing by the printed circuit board 57 and output to the outside.
[0064]
The output surface of the optical fiber plate 3 is opposed to the light receiving surface 25 of the photoelectric conversion element, and both substrates are joined to each other by a sealing adhesive 27 including spacer beads 28 at the outer peripheral portion between both substrates. The application pattern of the sealing adhesive formed on the photoelectric conversion element substrate is configured in a dot shape or a linear shape, and does not surround the entire outer periphery of the photoelectric conversion element substrate, but at the first opening 38, a position facing this. Third openings 92 to 95 are provided at the four corners of the second opening 39 and the photoelectric conversion element substrate. A region surrounded by the seal adhesive is referred to as a fourth cell 96.
[0065]
Reference numeral 60 denotes an end face sealing portion. The end face sealing material is on the outer periphery of the photoelectric conversion element substrate, and is filled in the gap between the optical fiber plate and the base plate. At the side of the optical fiber plate having the first and second openings, the end face sealing material is used for the optical fiber plate except for the fourth opening 84 and the fifth opening 85 for injecting and sucking the transparent adhesive. From the end face to the photoelectric conversion element substrate, filling is performed so that a gap exists between the end face sealing material and the photoelectric conversion element substrate. Hereinafter, this gap is referred to as an adhesion reservoir 91. On the other hand, on the two sides where the opening portion of the sealing adhesive is not provided, the end surface sealing material is filled with no gap between the end surface of the optical fiber plate and the photoelectric conversion element substrate. 61 is a TAB hole-sealing sealing material. In the process of injecting a transparent adhesive, which will be described later, any sealing material is applied so as not to cause a vacuum leak in a path connected by the pressurizing unit 78, the cell 96, and the suction unit 79.
[0066]
The pressure unit 78 described in the third embodiment is pressed against the fourth opening 84, and the transparent adhesive 5 is poured into the cell. On the other hand, the suction unit 79 described in the third embodiment is brought into contact with the fifth opening 85, and the inside of the unit is pulled with a vacuum pump to suck the transparent adhesive 5 in the cell. At that time, since the opening 85 is sucked by the vacuum pump, the cell 96 which is a hollow portion between the optical fiber plate and the solid-state imaging device substrate is decompressed, and the substrates try to approach each other. However, since the outer peripheral portion of the substrate is fixed by the adhesive 27 containing the spacer beads 28, a part of the central portion of the substrate is in close contact. If injection is performed in this state, the transparent adhesive does not enter the contact portion. As the substrate becomes larger, the contact area becomes larger and the area without the transparent adhesive further increases. In order to solve this problem, spacer beads 59 are arranged on the entire surface of the substrate so that the substrates do not approach each other.
[0067]
In addition, the positional relationship between the optical fiber plate, the photoelectric conversion element substrate, and the base substrate at the opening is such that the base substrate projects outward with respect to the optical fiber plate, and the photoelectric conversion element substrate is positioned inside the optical fiber plate. Yes.
[0068]
As described above in the third embodiment, in order to easily seal the pressurizing / suction unit and the cell, either one of the substrates is placed outside the end face of the optical fiber plate and the base substrate. It is better to overhang. In this embodiment, the base plate is described to be longer, but the optical fiber plate may be longer.
[0069]
Using the pressurization and suction units 78 and 79 mentioned in the third embodiment, the rubber of the unit is pressed against the end surface of the optical fiber plate and the upper surface of the base plate. At that time, a high pressure of about 3 MPa is applied to the rubber portion in order to improve the sealing performance. If the photoelectric conversion element substrate is larger than the optical fiber plate, the rubber part comes into contact with the semiconductor element and wiring on the surface of the photoelectric conversion element substrate. Even if the photoelectric conversion element substrate is smaller than the optical fiber plate, if there is a TAB wiring near the opening 84 as in the present embodiment, the TAB wiring must also be placed inside the optical fiber plate.
[0070]
Next, a process for manufacturing the image input device 86 will be described with reference to FIGS.
[0071]
FIG. 23 is a diagram showing a dicing process. A sensor wafer 41 manufactured by a thin film semiconductor process is cut along a predetermined slice line by a dicing blade 42 to form a one-chip photoelectric conversion element substrate 1. The photoelectric conversion element substrate is provided with an input / output lead electrode 53, and bumps 54 are formed on the electrodes by a stud bump method or plating as shown in FIG. Further, in FIG. 25, the bump 54 and the inner lead 68 of the flexible circuit board 55 are bonded to each other by ultrasonic waves. Then, the inner lead 68 is bent about 90 ° toward the lower side of the drawing at the end of the solid-state imaging device substrate 1.
[0072]
FIG. 26 is a diagram showing an adhesion process between the photoelectric conversion element substrate 1 and the base substrate 52. On the base substrate 52, an adhesive 51 for holding the substrate such as ultraviolet rays, moisture, silicone cured by applying a curing agent, acrylic, epoxy, polyurethane resin or the like is applied. Then, the flexible circuit board 55 is inserted into the long hole 62 provided in the base substrate 52, and then the photoelectric conversion element substrate 1 and the base substrate 52 are brought into close contact with each other, and then bonded by irradiating ultraviolet rays or applying pressure. To do. Here, it is preferable to use glass or a permalloy (iron + nickel) alloy for the base substrate 52 in consideration of the coefficient of thermal expansion between the photoelectric conversion element substrate 1 and the like.
[0073]
Next, in FIG. 27, a masking tape 83 is attached to a portion of the base substrate where the long hole 62 is provided so as to close the hole from a certain surface of the photoelectric conversion element substrate 1. An adhesive is applied with a dispenser from the surface where the hole is not closed, and the hole is filled to form the hole-filled sealing portion 61. Examples of the sealing material used here include an epoxy resin, a silicone resin, an acrylic resin, and a polyurethane resin. However, the resin that is heat-cured is not suitable because the viscosity decreases when the temperature is raised and the resin flows out from the gap between the masking tape and the base substrate. Resins that can be cured without raising the temperature, such as condensation-type liquid silicone rubber, curing agent-added epoxy, silicone, and acrylic adhesive, and ultraviolet curing epoxy, silicone, and acrylic adhesive are preferable. Also, from the viewpoint of reliability testing, the sealing material contacts the solid-state imaging device substrate, so that the content of ionic impurities such as Na, K, Cl, etc. is 10 ppm or less, taking into consideration that the wiring is eroded. Are preferred. In consideration of the above, in this embodiment, a one-component condensed liquid silicone rubber having a viscosity of about 60 to 80 Pa · S is employed.
[0074]
As described above, the spacer beads 59 are arranged on the photoelectric conversion element substrate 1 bonded to the base substrate 52 so that the distance between the imaging element substrate 1 and the optical fiber plate 3 can be maintained. FIG. 28 shows a process for arranging spacer beads. A small amount of spacer beads 59 is placed in the syringe, and a plurality of branched needles 87 are attached to the tip of the syringe so that they are uniformly arranged. Pressure is applied in the syringe and spacer beads are ejected from the needle. Although spraying here is dry, so-called wet spraying may be used in which spacer beads are mixed with a highly volatile liquid such as alcohol or ketone and the mixture is placed in a syringe and sprayed.
[0075]
29 and 30 are explanatory diagrams of a process of bonding the photoelectric conversion element substrate 1 and the optical fiber plate 3 on the base substrate 52 together. FIG. 29 is a process diagram of applying a seal adhesive, and FIG. 30 shows a bonding process. In FIG. 29, a sealing adhesive 27 containing spacer beads 28 is applied on the optical fiber plate 3 so as to surround the imaging area. The seal adhesive is configured in a dot shape or a linear shape, and does not surround the entire outer periphery of the optical fiber plate 3, but the first opening 38, the second opening 39 at a position facing the first opening 38, and the four corners of the optical fiber plate 3. Are provided with third openings 92 to 95. In FIG. 30, the optical fiber plate is slowly placed on the photoelectric conversion element substrate while the seal application surface of the optical fiber plate and the light receiving surface of the photoelectric conversion element substrate face each other. Thereafter, while pressurizing from above the optical fiber plate, the gap between the photoelectric conversion element substrate 1 and the optical fiber plate 3 is made uniform, and the seal adhesive is cured to form the cell 96.
[0076]
Further, since the sealing degree is insufficient with the cell alone, end face sealing treatment is performed as shown in FIG. First, on the side of the optical fiber plate having the first and second openings, the tip of the needle is inserted between the base substrate and the optical fiber plate to apply the sealing material. However, a fourth opening 84 and a fifth opening 85 for injecting and sucking the transparent adhesive are provided. The sealing material provides a gap between the photoelectric conversion element substrates to form an adhesion reservoir 91. On the other hand, on the two sides where the opening of the sealing adhesive is not provided, the sealing material is filled from the end face of the optical fiber plate without a gap between the photoelectric conversion element substrates. The portion where the sealing material is present is referred to as the end surface sealing portion 60.
[0077]
In the second embodiment, there is a gap 89 between the photoelectric conversion element substrates and between the end surface sealing portions 60 as shown in FIG. With this structure, the distance between the base substrate and the optical fiber plate is larger than the distance between the photoelectric conversion element substrate and the optical fiber plate, and the transparent adhesive to be injected is preferentially the gap 89 outside the photoelectric conversion element substrate. To flow. Therefore, much time is required until the adhesive is completely injected onto the photoelectric conversion element substrate. Therefore, in order to shorten the man-hour, the end surface sealing material portion on the side where the opening portion of the seal adhesive is not provided is filled without a gap between the end surface of the optical fiber plate and the photoelectric conversion element substrate. Is preferable. Examples of the sealing material include an epoxy resin, a silicone resin, an acrylic resin, and a polyurethane resin. However, a resin that is heat-cured among these is not preferable because the viscosity decreases and the sealed shape cannot be maintained when the temperature is raised. Resins that cure without increasing the temperature, such as condensed liquid silicone rubber and hardener-added epoxy, silicone, and acrylic adhesives, are better. Further, if the material is translucent like an optical fiber plate, an ultraviolet curable epoxy, silicone, acrylic adhesive, etc. are also effective. From the viewpoint of reliability testing, the encapsulant is in contact with the photoelectric conversion element substrate, so that the content of ionic impurities such as Na, K, Cl, etc. is 10 ppm or less, taking into consideration that the wiring is eroded. preferable. In this embodiment, a one-component condensation type liquid silicone rubber having a viscosity of about 30 to 80 Pa · S is employed.
[0078]
Next, the process of injecting the transparent adhesive into the cell is shown in FIGS. FIG. 32 shows a preparatory stage in which the rubber portion of the pressurizing unit 78 is brought into close contact with the end face of the optical fiber plate near the fourth opening 84 and the upper surface of the base plate with a pressure of about 3 MPa. Similarly, the suction unit 79 is pressed against the fifth opening 85. A syringe 97 for inserting a transparent adhesive into the piping part of the pressurizing unit, a syringe 98 for preventing the transparent adhesive from entering the vacuum pump and a vacuum pump 45 are connected to the end of the piping part of the suction unit. ing.
[0079]
When the preparation stage is completed, the valve 90 between the pressurizing unit and the injection unit in FIG. 33 is closed, and the transparent adhesive after the defoaming process is put into the syringe 97. Next, in FIG. 34, the vacuum pump is operated to evacuate the cell. When the predetermined degree of vacuum is reached, the transparent adhesive 5 is sucked into the cell by opening the valve 90. The transparent adhesive that has entered the fourth opening is filled in the adhesive reservoir 91 between the end surface sealing portion and the photoelectric conversion element substrate. When the filling of the adhesion reservoir is completed, it passes through the first opening 38 and the third openings 92 and 93 in FIG. 35 and enters the photoelectric conversion element substrate. At first, the air bubbles 24 remaining in the cylinder and the pipe enter the cell, but the inside of the cell is sucked from the fifth opening by the vacuum pump, so that the second opening 39 and the second opening as shown in FIG. 3 through the three openings 94 and 95. When the transparent adhesive reaches the adhesion reservoir in the fifth opening 85 and there are no bubbles on the photoelectric conversion element substrate, the operation of the vacuum pump is terminated. A transparent adhesive having a viscosity of about 1 Pa · S and a photoelectric conversion element substrate having a size of 30 cm × 30 cm under the condition of a vacuum degree of 10 Pa are injected in about one hour.
[0080]
In FIG. 37, a pressure of about 0.1 MPa and a temperature atmosphere of 80 ° C. are applied from the upper and lower surfaces of the image input device 86, the transparent adhesive is cured, and the optical fiber plate and the photoelectric conversion element substrate are bonded more firmly. Further, since there are many spacer beads in the cell, an optically uniform adhesive layer is formed in the gap between the photoelectric conversion element substrate and the optical fiber plate. In addition, a transparent adhesive having a curing reaction such as UV or a curing agent may be used.
[0081]
Finally, in FIG. 38, the flexible circuit board 55 protruding from the hole of the base board is electrically connected to the printed circuit board 57 provided with the driving or arithmetic processing IC 58 on the back side of the base board via the connector 56. Connect.
[0082]
When this embodiment is used, it is suitable for injection of an adhesive for a large-area photoelectric conversion element substrate. By providing four corner openings on the adhesive reservoir and the photoelectric conversion element substrate, there are no bubbles in the cell, and the short It becomes possible to process in time. The reason will be described in comparison with the second embodiment. In Embodiment 2, there is only one opening, which is the first opening, into which the transparent adhesive enters, and no opening is provided at the four corners of the photoelectric conversion element substrate. With this structure, when a transparent adhesive is injected, bubbles remaining in the cylinder or in the pipe are likely to accumulate in the four corners. When the photoelectric conversion element substrate had a size of about 15 cm × 15 cm, if the degree of vacuum was about 10 Pa, bubbles remaining in the cell could be taken out from the second opening having a width of 6 cm. However, when the photoelectric conversion element substrate has a size of about 30 cm × 30 cm, it is difficult to remove bubbles accumulated at the four corners even if the openings having the same width are used.
[0083]
In order to solve this problem, the widths of the first and second openings are simply increased. Extremely speaking, in the case of a photoelectric conversion element substrate having a size of 30 cm × 30 cm, assuming that the seal width of the side having no opening is 5 mm, an opening having a width of 29 cm is provided. If it does so, since a square-shaped seal part will be lost in four corners, it will become easy to escape a bubble.
[0084]
On the other hand, if the opening width is too large, the pressurizing and injecting unit also becomes larger. In order to maintain hermeticity with the opening of the cell, adjustment must be made so that an even load is applied to a long unit of 29 cm or more.
[0085]
As in this embodiment, the photoelectric conversion element substrate is bonded to the base substrate, and the optical fiber plate is bonded to the base substrate with a seal adhesive. At that time, the seal adhesive is configured in a dot shape or a linear shape so as to surround the light receiving area of the photoelectric conversion element substrate, and the first opening 38, the second opening 39 at a position opposite to the first opening 38, and 4 of the light receiving area. Third openings 92 to 95 are provided at the corners. The positional relationship between the optical fiber plate, the photoelectric conversion element substrate, and the base substrate in the vicinity of the first and second openings is such that the base substrate projects outward from the optical fiber plate, and the photoelectric conversion element substrate is the optical fiber plate. Located inside. There is an end face sealing portion in the gap between the optical fiber plate and the base plate. In the side of the optical fiber plate having the first and second openings, a fourth opening 84 and a fifth opening 85 are provided, and a gap exists between the photoelectric conversion element substrates in other portions. Fill to form a bond reservoir. On the other hand, on the two sides where the first and second openings are not provided, the end face sealing portion is filled without a gap between the end face of the optical fiber plate and the photoelectric conversion element substrate. As described above, the fourth and fifth openings need only have a small width, and the adhesion between the pressurizing and suction unit and the cell can be easily maintained. Moreover, the accumulation of bubbles can be eliminated by forming an adhesion reservoir, arranging the third openings at the four corners of the light receiving area, and eliminating the right-angled seal.
[0086]
As a system using this embodiment, there is a fingerprint acquisition apparatus as shown in FIG. In addition, if a phosphor that converts X-rays into visible light is attached to the input surface of the optical fiber plate, it can be applied to medical diagnostic equipment such as X-ray examination and angiography examination, non-destructive examination equipment used for inspection of semiconductor IC packages, etc. it can. Furthermore, if the optical fiber plate is replaced with transparent glass, it can also be a contact sensor for an image scanner.
[0087]
(Embodiment 5)
FIG. 39 is a structural cross-sectional view and a top view of the image input apparatus according to the fifth embodiment. The image input device is different from the fourth embodiment in the structure of the end surface sealing material portion. Therefore, only the structure and manufacturing method of the end face sealing portion will be described, and the other description will be omitted.
[0088]
Reference numeral 99 denotes a dam sealing portion. The sealing portions are located at the four corners of the base substrate and have an L shape or an inverted L shape bent at a right angle. The dam sealing portion has a right-angled portion in contact with the end surface of the corner of the photoelectric conversion element substrate, while the two end points of the dam sealing portion reach the end surface of the optical fiber plate. In the thickness direction, the space between the base substrate and the optical fiber plate is filled while maintaining a right-angled shape. Since the dam sealing portion is in contact with the photoelectric conversion element substrate, a one-component condensed liquid silicone rubber having a high viscosity (about 80 Pa · S) is used so as not to enter the light receiving area. By providing the sealing material, the first end surface sealing portion 100 and the second end surface sealing portion 101 are separated. The first end face sealing portion is a side where the opening portion of the seal adhesive is provided, and a fourth opening portion and a fifth opening portion, and a gap serving as an adhesive pool are provided. Further, the second end surface sealing portion is filled with no gap between the end surface of the optical fiber plate and the photoelectric conversion element substrate on the side where there is no opening of the seal adhesive.
[0089]
The second end face sealing portion employs a one-component condensed liquid silicone rubber having a low viscosity (about 1 Pa · S), and performs a filling process between the base substrate and the optical fiber plate in a short time. The presence of the dam sealing portion prevents the second end surface sealing portion from entering the third opening. On the other hand, the first end face sealing portion uses a one-component condensed liquid silicone rubber of 30 to 80 Pa · S as in the fourth embodiment.
[0090]
40 shows a dam sealing portion forming process, FIG. 41 shows a bonding process with an optical fiber plate, and FIG. 42 shows a manufacturing method of an end face sealing sealing process. First, in FIG. 40, a dam sealing portion 99 is formed on a base substrate at the four corners of the photoelectric conversion element substrate by applying a one-component condensed liquid silicone rubber in a right-angle shape using a dispenser. The right angle portion of the dam sealing portion is in contact with the side surface of the corner of the photoelectric conversion element substrate, and the sealing height is higher than that of the photoelectric conversion element substrate. Then, in FIG. 41, the optical fiber plate coated with the sealing adhesive and the photoelectric conversion element substrate having the dam sealing portion are bonded together. In FIG. 42, on the side of the optical fiber plate having the first and second openings with the dam sealing part as a boundary, the tip of the needle is inserted between the base substrate and the optical fiber plate, and the sealing material is applied. The first end surface sealing portion 100 is formed. The first end face sealing portion forms a fourth opening 84 and a fifth opening 85 for injecting and sucking the transparent adhesive, and an adhesive reservoir 91 connected to the third opening. On the other hand, on the two sides where the opening portion of the sealing adhesive is not provided, the sealing material is filled from the end face of the optical fiber plate without a gap between the photoelectric conversion element substrates, thereby forming the second end face sealing portion 101. When all the sealing processes have been completed, the image input apparatus of this embodiment is manufactured through an injection process and an adhesive curing process similar to those of the fourth embodiment.
[0091]
As a system using this embodiment, there is a fingerprint acquisition apparatus as shown in FIG. In addition, if a phosphor that converts X-rays into visible light is attached to the input surface of the optical fiber plate, it can be applied to medical diagnostic equipment such as X-ray examination and angiography examination, non-destructive examination equipment used for inspection of semiconductor IC packages, etc. it can. Furthermore, if the optical fiber plate is replaced with transparent glass, it can also be a contact sensor for an image scanner.
[0092]
(Embodiment 6)
FIG. 43 shows an image input apparatus according to a sixth embodiment used in the radiation imaging system. A top view (a) of the image input apparatus, a central step view (b) of the photoelectric conversion element substrate, and a TAB are inserted. Sectional drawing (c) of the hole vicinity is shown.
[0093]
In this embodiment, a plurality of (10 in the drawing) photoelectric conversion element substrates 1 are regularly arranged two-dimensionally and bonded to the base substrate 52 via the substrate holding adhesive 51. The optical image incident on the light receiving surface 25 of the photoelectric conversion element substrate is converted into an electric signal by a photoelectric conversion action, and is transferred to the flexible circuit board 55 via the extraction electrode 53 on the photoelectric conversion element and the bump 54 on the electrode. The The flexible circuit board 55 is connected via a connector 56 to a printed circuit board 57 provided with an IC 58 for driving or arithmetic processing on the back side of the base board through a hole 62 provided in the base board 52. The electrical signal transferred to the flexible circuit board 55 is subjected to signal processing by the printed circuit board 57 and output to the outside.
[0094]
Reference numeral 3 denotes an optical fiber plate. On the input surface side, a scintillator (phosphor) 4 that converts radiation into light (for example, visible light) having a wavelength that can be detected by a photoelectric conversion element is provided, and a protective resin 7 is provided so as to cover the scintillator. is there. On the other hand, the output surface side faces the light receiving surface 25 of the photoelectric conversion element.
[0095]
A seal adhesive 27 including spacer beads 28 is provided on the outer peripheral portion between the two substrates, and the two substrates are joined together with the seal adhesive. The application pattern of the sealing adhesive formed on the photoelectric conversion element substrate is configured in a dot shape or a linear shape, and does not surround the entire outer periphery of the photoelectric conversion element substrate, but at the first opening 38, a position facing this. Third openings 92 to 95 are provided at the four corners of the second opening 39 and the photoelectric conversion element substrate. Further, the two substrates are joined together with a transparent adhesive 5, and spacer beads 59 are dispersed in the transparent adhesive in order to make the adhesive thickness uniform.
[0096]
In addition, since the seal adhesive is applied on the light receiving area, the two adhesives have a refractive index and light transmittance in the emission wavelength region of the phosphor so that the interface between the transparent adhesive and the seal adhesive does not appear in the image. Are the same or the same material.
[0097]
Reference numeral 99 denotes a dam sealing portion. The sealing portions are located at the four corners of the base substrate and have an L shape or an inverted L shape bent at a right angle. The right angle portion of the dam sealing portion contacts the corner of the photoelectric conversion element substrate, while the two end points of the dam sealing portion reach the end face of the optical fiber plate, respectively. The dam sealing portion fills the space between the base substrate and the optical fiber plate while maintaining a right-angle shape. Since the dam sealing portion is in contact with the photoelectric conversion element substrate, a one-component condensed liquid silicone rubber having a high viscosity (about 80 Pa · S) is used so that the dam sealing portion does not enter the light receiving area. By providing the sealing portion, the end surface sealing portion is separated into the first end surface sealing portion 100 and the second end surface sealing portion 101. The first end face sealing portion includes the fourth opening portion and the fifth opening portion on the side of the optical fiber plate on the side where the opening portion of the seal adhesive is provided, and the end face sealing portion and the photoelectric conversion element substrate. There is a gap as an adhesion reservoir 91 between them. The second end face sealing portion is filled without gaps from the end face of the optical fiber plate to the side where there is no opening of the seal adhesive. The second end face sealing portion employs a one-component condensed liquid silicone rubber having a low viscosity (about 1 Pa · S), and performs a filling process between the base substrate and the optical fiber plate in a short time. On the other hand, the first end face sealing portion uses a one-component condensed liquid silicone rubber of 30 to 80 Pa · S as in the fourth embodiment. 61 is a hole-filling sealing part.
[0098]
Regarding the positional relationship between the optical fiber plate, the photoelectric conversion element substrate, and the base substrate at the opening, the base substrate projects outward with respect to the optical fiber plate, and the photoelectric conversion element substrate is positioned inside the optical fiber plate. Alternatively, the optical fiber plate may protrude outward from the base substrate, and the photoelectric conversion element substrate may be located inside the base substrate. However, the former structure is suitable for the radiation imaging apparatus. This is because the optical fiber plate with a scintillator is considerably more expensive than the base substrate, so that it is advantageous that the area of the optical fiber plate is small in consideration of cost.
[0099]
A system for acquiring a radiation image using the image input apparatus will be described with reference to FIG. X-rays 13 generated in the X-ray tube 12 pass through the chest 15 of the patient or subject 14 and enter an image input device (corresponding to the light receiving device 64 in the figure) according to the present invention on which a scintillator is mounted. The incident X-ray includes information inside the body of the subject 14. The scintillator emits light in response to the incidence of X-rays, and this light is photoelectrically converted to obtain electrical information. This information is digitally converted, image-processed by the image processor 17, and can be observed on the display 18 in the control room.
[0100]
Further, this information can be transferred to a remote location by a transmission means such as a telephone line 19 and can be displayed on a display 20 installed in a doctor room at another location or stored in a storage means such as an optical disc. It is also possible for a doctor to make a diagnosis. It can also be recorded on the film 22 by the film processor 21.
[0101]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. Air bubbles generated in the adhesive layer can be removed by pressurizing and injecting the transparent adhesive through the first opening and sucking the adhesive through the second opening. This reduces image defects due to bubbles and improves image quality.
[0102]
Further, the first and second openings are provided with a stepped portion by extending the first rigid substrate or photoelectric conversion substrate outward, and a rubber portion is provided at a portion in contact with the stepped portion near the opening. A rectangular hollow body having an injection and suction jig provided with slit holes in the hollow body and the rubber part at a corner close to the opening, and injecting the second adhesive from the first opening Then, after the second adhesive that has passed through the region surrounded by the first adhesive is sucked from the second opening, the second adhesive is cured and the substrate having the first rigidity and the photoelectric By adopting the manufacturing method for joining the conversion substrates, the jig is parallel to the side surface direction of the first rigid substrate even if the bonding position of the first rigid substrate and the photoelectric conversion element substrate is slightly shifted. By adjusting, it becomes possible to make it adhere easily without causing a vacuum leak. This eliminates the need for precise alignment work between the substrate having the first rigidity and the photoelectric conversion element substrate, thereby reducing the price of the device by reducing the specifications and reducing the work time, thereby reducing the price of the product itself. .
[0103]
In addition, the substrate having the first rigidity is larger than the photoelectric conversion substrate, the photoelectric conversion substrate is bonded to the second rigidity substrate larger than the substrate, and the input / output unit of the electrical signal of the photoelectric conversion substrate is An input / output terminal provided on the light-receiving surface side of the photoelectric conversion substrate and a lead wire extended from the corresponding flexible circuit substrate are connected to each other, the lead wire is bent, and the flexible circuit substrate has a second rigidity. The image input device is pulled out to the side opposite to the light receiving surface of the photoelectric conversion substrate through a through hole provided in the first conversion agent, and the first adhesive has a linear shape and surrounds the outer periphery of the light receiving region of the photoelectric conversion substrate. And a first opening, a second opening at a position facing the first opening, and a third opening at four corners of the first adhesive, and having a first rigidity. Perimeter between substrate and second rigid substrate A sealing material is provided so as to surround the sealing material, and the sealing material has a fourth opening and a fifth opening on the sides where the first opening and the second opening are provided, and the fourth opening. A space for storing the second adhesive is provided between the first opening and the fifth opening on the photoelectric conversion substrate, while photoelectric conversion is performed on the side where the first opening and the second opening are not provided. In the image input device having a structure in contact with the substrate, the accumulation of bubbles, the third opening at the four corners of the photoelectric conversion substrate, and the linear seal portion can eliminate the accumulation of bubbles. Even if the width of the opening and the fifth opening is reduced, it is possible to inject into the photoelectric conversion substrate having a large area without bubbles. Thereby, image defects due to bubbles are reduced and image quality is improved.
[0104]
Furthermore, a plurality of photoelectric conversion substrates are two-dimensionally arranged to form a large area photoelectric conversion substrate, and the first rigid substrate is larger than the large area photoelectric conversion substrate, and the large area photoelectric conversion substrate is larger than this. It is joined to a substrate having a large second rigidity, and the input / output portion of the electric signal of each photoelectric conversion substrate is an input / output terminal provided on the light receiving surface side of the photoelectric conversion substrate and an edge portion of each photoelectric conversion substrate. Connecting the lead wires extended from the flexible circuit board corresponding to each other, bending the lead wires through the gap between the photoelectric conversion boards, and passing the flexible circuit board through the through-hole provided in the second rigid board, The image input device is pulled out to the opposite side of the light receiving surface of the photoelectric conversion substrate, wherein the first adhesive surrounds the outer periphery of the light receiving region of the large area photoelectric conversion substrate, and the first opening and the first Pair with 1 opening A third opening is provided at the four corners of the first adhesive and the second opening at the position where the first and second openings are located, and the first and second openings are on the arrangement direction and the extension line of the input / output lead wires And a sealing material is provided so as to surround an outer periphery between the substrate having the first rigidity and the substrate having the second rigidity, and the sealing material has a first opening and a second opening. Each side has a fourth opening and a fifth opening, and a second adhesive is accumulated between the fourth opening and the opening on the photoelectric conversion substrate from the fifth opening. On the other hand, by providing an image input device characterized in that a space is provided and the photoelectric conversion substrate is in contact with a side where the first opening and the second opening are not provided, the first and second openings are formed. The arrangement direction of the input / output lead wires and the intrusion direction of the adhesive become nearly parallel to prevent the generation of bubbles and improve the image quality.
[0105]
In addition, by arranging spacer beads in the first adhesive and the second adhesive, variations in the adhesive layer thickness of each product are suppressed, and stable quality is ensured.
[0106]
Further, by making the first adhesive and the second adhesive have the same refractive index or the same material in the wavelength region sensed by the photoelectric conversion substrate, the boundary line due to the refractive index difference may be invisible. This makes it possible to obtain a high-quality image free from image defects.
[0107]
Further, since the adhesive does not protrude beyond the first and second openings or the fourth and fifth openings, the removed portion of the adhesive is only the opening. Therefore, the removal work becomes simple and the man-hour can be reduced. As a result, the cost of the image input device can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are a cross-sectional view and a top view of a structure of an image input apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic diagram of a fingerprint acquisition system using the image input apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is a process diagram from a dicing process to an optical fiber plate bonding process in the image input apparatus according to the first embodiment.
FIG. 4 is a process diagram of a transparent adhesive injection step in the image input apparatus according to the first embodiment.
FIG. 5 is a process diagram from an adhesive curing process to an electrical mounting process in the image input apparatus according to the first embodiment.
FIGS. 6A and 6B are a cross-sectional view and a top view of a structure of an image input apparatus according to a second embodiment.
FIG. 7 is a schematic diagram of an X-ray diagnostic system using an image input apparatus according to a second embodiment.
FIG. 8 is a plan view of a photoelectric conversion element substrate of an image input apparatus according to a second embodiment.
FIGS. 9A and 9B are a cross-sectional view and a top view of a structure showing a joint portion between an input / output terminal portion and an external circuit of a photoelectric conversion element substrate according to a second embodiment
FIG. 10 is a structural cross-sectional view showing a state of bending an inner lead connected to a photoelectric conversion element substrate according to a second embodiment.
FIGS. 11A and 11B are a cross-sectional view and a top view illustrating a joint between adjacent photoelectric conversion element substrates in the image input apparatus according to the second embodiment. FIGS.
FIG. 12 is a diagram showing a process of bonding a base substrate and a photoelectric conversion element substrate in the image input apparatus according to the second embodiment.
FIG. 13 is a diagram in which a photoelectric conversion element substrate and an optical fiber plate are bonded to each other in the image input apparatus according to the second embodiment.
FIG. 14 is a view showing application patterns of several types of seal adhesives in the image input apparatus according to the second embodiment.
15 is a diagram showing a process of injecting a transparent adhesive into the cell of the coating pattern (a) shown in FIG.
FIG. 16 is a diagram showing a process of injecting a transparent adhesive into a cell when the first and second openings are provided on the cell outer frame side parallel to the lead wire arrangement;
FIG. 17 is a structural cross-sectional view of an image input apparatus according to a second embodiment after finishing the end face sealing process and the TAB insertion hole sealing process;
FIG. 18 is a structural cross-sectional view of an image input apparatus according to a second embodiment showing a state where a transparent adhesive is injected into a cell.
FIG. 19 is a structural cross-sectional view of an image input apparatus according to a second embodiment, showing an electrical packaging assembly process from an adhesive curing process.
FIGS. 20A and 20B are a cross-sectional view and a top view of a structure of an image input apparatus according to a third embodiment.
FIG. 21 is a structural cross-sectional view of an image input apparatus according to a third embodiment showing a state where a transparent adhesive is injected into a cell.
FIGS. 22A and 22B are a sectional view and a top view of a structure of an image input apparatus according to a fourth embodiment of the invention. FIGS.
FIG. 23 is an explanatory diagram of a manufacturing method (dicing process) of an image input device according to a fourth embodiment of the invention.
FIG. 24 is an explanatory diagram of a manufacturing method (bump forming step) of an image input device according to a fourth embodiment of the invention.
FIG. 25 is an explanatory diagram of a manufacturing method (inner lead connection and bending step) of an image input device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 26 is an explanatory diagram of an image input apparatus manufacturing method (base plate bonding step) according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 27 is an explanatory diagram of a method for manufacturing an image input apparatus (hole filling sealing step) according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 28 is an explanatory diagram of an image input apparatus manufacturing method (spacer spraying step) according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 29 is an explanatory diagram of a manufacturing method (seal application step) of an image input device according to a fourth embodiment of the invention.
FIG. 30 is an explanatory diagram of an image input device manufacturing method (optical fiber plate bonding step) according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 31 is an explanatory diagram of an image input device manufacturing method (end surface sealing step) according to a fourth embodiment of the present invention;
FIG. 32 is an explanatory diagram of a manufacturing method (injection process) of an image input device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 33 is an explanatory diagram of an image input apparatus manufacturing method (injection process) according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 34 is an explanatory diagram of a manufacturing method (injection process) of an image input device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 35 is an explanatory diagram of a manufacturing method (injection process) of an image input device according to a fourth embodiment of the invention.
FIG. 36 is an explanatory diagram of a manufacturing method (injection process) of an image input device according to a fourth embodiment of the invention.
FIG. 37 is an explanatory diagram of an image input apparatus manufacturing method (adhesive curing step) according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 38 is an explanatory diagram of an image input device manufacturing method (electric mounting process) according to a fourth embodiment of the present invention;
FIG. 39 is a structural cross-sectional view and top view of an image input apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 40 is an explanatory diagram of an image input device manufacturing method (dam sealing portion forming step) according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 41 is an explanatory diagram of an image input device manufacturing method (optical fiber plate bonding step) according to the fifth embodiment of the present invention;
FIG. 42 is an explanatory diagram of an image input device manufacturing method (end surface sealing step) according to a fifth embodiment of the present invention;
FIG. 43 is a structural cross-sectional view and top view of an image input apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 44 is a structural cross-sectional view of a conventional image input device.
FIG. 45 is a process diagram showing bonding of a translucent substrate and a photoelectric conversion substrate in a conventional image input device.
FIG. 46 is a schematic diagram of an X-ray diagnostic system using a conventional image input apparatus.
FIG. 47 is a diagram showing a mechanism for generating bubbles in a conventional bonding process.
[Explanation of symbols]
1 Photoelectric conversion element substrate
2 Stud bump
3 Optical fiber plate
4 Scintillator
5 Transparent adhesive
6 Flexible Printed Circuit Board (FPC)
7 Protective resin
8 Anisotropic conductive adhesive
9 Connection terminal on board 1
10 Connection terminal on FPC
11 Dispenser
12 X-ray tube
13 X-ray
14 subjects
15 chest
16 Conventional image input device
17 Image processor
18 Control room display
19 Telephone line
20 Doctor room display
21 Film processor
22 films
23 Wiring on photoelectric conversion element substrate
24 bubbles
25 Light-receiving surface of photoelectric conversion element substrate
26 Optical fiber plate with inclination
27 Sealing adhesive
28 Spacer beads
29 Lead terminal
30 Housing
31 Light source
32 fingers
33 (Light receiving device) Input surface of optical fiber plate
34 Light receiving device
35 Signal processor
36 Display device
37 Output surface of optical fiber plate
38 First opening
39 Second opening
40 First cell
41 Sensor wafer
42 Dicing blade
43 Pressure unit
44 Suction unit
45 Vacuum pump
46 Unit holding plate
47 Butting screw
48 Rubber
49 Hollow housing
50 piping
51 Adhesive for substrate holding
52 Base substrate
53 Lead electrode
54 Bump
55 Flexible circuit board
56 connector
57 Printed Circuit Board
58 ICs for driving and processing
59 Spacer beads not mixed with seal adhesive
60 End face sealing part
61 Hole filling and sealing part
62 holes
63 Second cell
64 Light receiving device
65 normal pixels
66 Drive circuit
67 peripheral pixels
68 Inner Lead
69 Organic insulation layer
70, 71 holding stand
72 Jig
73 Alignment head
74 alignment camera
75 stages
76 Inspection jig
77 Bad chip
78 Rectangular shaped pressure unit
79 Rectangular shaped suction unit
80 Hollow housing with rectangular shape
81 Right angle rubber part
82 Slit hole
83 Masking tape
84 Fourth opening
85 fifth opening
86 Image input device
87 Branched needle
88 3rd cell
89 Gap between the photoelectric conversion element substrate and the end face sealing portion
90 valve
91 Adhesive sump
92-95 third opening
96 4th cell
97, 98 syringe
99 Dam seal
100 1st end surface sealing part
101 2nd end surface sealing part

Claims

An image input device comprising: a substrate having a first rigidity; a plurality of two-dimensionally arranged photoelectric conversion element substrates; and a substrate having a second rigidity.
The surface opposite to the light receiving surface of the photoelectric conversion element substrate is bonded to the substrate having the second rigidity larger than the photoelectric conversion element substrate,
Input / output terminals provided on the light receiving surface side of the photoelectric conversion element substrate and lead wires of the corresponding flexible circuit board are connected to each other on the light receiving surface side , and the lead wires are connected to the photoelectric conversion on the light receiving surface side. The flexible circuit board is bent at an end portion of the element substrate, and extends to the back surface side of the substrate having the second rigidity opposite to the light receiving surface side of the photoelectric conversion element substrate through the side of the end portion. Arranged ,
The first adhesive surrounds the outer peripheries of the light receiving regions of the plurality of photoelectric conversion element substrates so that the first opening and the second opening are provided at a position opposite to the first opening, and the inside of the first adhesive Has a second adhesive,
A substrate having the first rigidity and a plurality of the photoelectric conversion element substrates are disposed so as to face the first and second adhesives, and a plurality of the photoelectric conversion element substrates and the first rigidity substrate are provided. Joined and
The first adhesive surrounds an outer periphery of a light receiving region of the plurality of photoelectric conversion element substrates, and the first opening and the second opening are two opposite sides of the substrate having the first rigidity. And a third opening is provided at each of the four corners of the substrate having the first rigidity .

Image input apparatus according to claim 1, characterized in that spacer beads are distributed in the first adhesive.

A sealing material is provided so as to surround an outer periphery between the substrate having the first rigidity and the substrate having the second rigidity, and the sealing material includes the first opening and the second opening. Each side has a fourth opening and a fifth opening,
A space for storing the second adhesive is provided between the first opening and the second opening from the fourth opening and the fifth opening, respectively, while the first opening and the second opening are provided. an image input apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that in contact with the photoelectric conversion element substrate is at the opening and the second opening is no sides.

The sealing material is a first sealing material on a side having the first opening and the second opening, and a second sealing on a side without the first opening and the second opening. The image input device according to claim 3 , wherein the image input device is divided into materials and provided with sealing materials for isolation for separating the sealing materials at four corners of the photoelectric conversion element substrate.

In the image input device, either the first and second openings, of 4 claim 1, characterized in that provided on the extension of the wiring direction in the photoelectric conversion element substrate of the lead wire An image input device according to claim 1.

It said substrate having a first stiffness, the image input device as claimed in claim 1, wherein in any one of 5 to be a light guide.

Said first adhesive and the second adhesive, wherein a photoelectric conversion element substrate refractive index in the wavelength region of sensing the same, or any one of claims 1 to 6, characterized in that the same material The image input device described in item 1.

It said substrate having a first stiffness, radiographic image input apparatus according to any one of claims 1, characterized in that it comprises a scintillator for converting the visible light 7.

A radiation source for irradiating a subject or a subject with radiation, an image input device according to claim 8 for detecting the radiation, an image processing means for digitally converting the detected signal and image processing, and A radiation imaging system comprising: display means for displaying the processed image.

A manufacturing method of an image input device according to claim 1,
After injecting the second adhesive from the first opening and sucking excess second adhesive that has passed through the region surrounded by the first adhesive from the second opening A method of manufacturing an image input device, comprising: curing the second adhesive and bonding the substrate having the first rigidity and the photoelectric conversion element substrate.

4. The method of manufacturing an image input device according to claim 3 , wherein the second adhesive is injected from the fourth opening, and through the space for storing the adhesive near the fourth opening. The first opening and the third opening on the first opening side are filled into the region surrounded by the first adhesive, and are on the second opening and the second opening side. The second adhesive passes through the third opening, and the excess second adhesive is sucked from the space for storing the adhesive near the fifth opening, and then cured and the A method for manufacturing an image input device, comprising: bonding a substrate having first rigidity and the photoelectric conversion element substrate.