JP6550342B2 - Light emitting element unit, exposure apparatus, image forming apparatus, and method of manufacturing light emitting element unit - Google Patents
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Description
本発明は、発光素子ユニット、露光装置、画像形成装置、及び発光素子ユニットの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a light emitting element unit, an exposure apparatus, an image forming apparatus, and a method of manufacturing the light emitting element unit.
電子写真方式の画像形成装置(例えば、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、複合機等)は、一様帯電された感光体ドラムに画像データに対応する光を照射して、感光体ドラム上に静電潜像を形成する露光装置を備えている。露光装置は、半導体複合装置がプリント配線基板上に実装された発光素子ユニットを有する。特許文献1には、プリント配線板と、該配線板上に備えられた複数の複合チップ(半導体複合装置)とを有するLEDユニット(発光素子ユニット)が記載されている。 An electrophotographic image forming apparatus (e.g., a printer, a copier, a facsimile machine, a multifunction machine, etc.) irradiates uniformly charged photosensitive drums with light corresponding to image data to print on the photosensitive drums. An exposure device for forming an electrostatic latent image is provided. The exposure apparatus has a light emitting element unit in which a semiconductor composite device is mounted on a printed wiring board. Patent Document 1 describes an LED unit (light emitting element unit) having a printed wiring board and a plurality of composite chips (semiconductor composite devices) provided on the wiring board.
しかしながら、上記従来の発光素子ユニットにおいては、半導体基板とプリント配線基板とを電気的に接続するため、半導体基板の側面にボンディングワイヤの一端を接続するボンディングパッドを形成していたため、製造コストが増加するという問題があった。 However, in the conventional light emitting element unit described above, since the bonding pad for connecting one end of the bonding wire is formed on the side surface of the semiconductor substrate to electrically connect the semiconductor substrate and the printed wiring board, the manufacturing cost increases. Had the problem of
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、製造コストを低減することのできる発光素子ユニット、露光装置、画像形成装置、及び発光素子ユニットの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and provides a light emitting element unit, an exposure apparatus, an image forming apparatus, and a method of manufacturing the light emitting element unit that can reduce the manufacturing cost. With the goal.
本発明に係る発光素子ユニットは、互いに隣接して交差する第1面及び第2面を有する半導体基板と、前記第1面に形成された接続部と、前記第1面に形成された発光素子と、終端ボールと前記終端ボールから延びるワイヤ部分とを有するボンディングワイヤと、を備え、前記終端ボールは、前記第2面上に形成された第1の部分と、前記第1の部分から交差する前記第1面及び前記第2面の端部上を介して前記第1面の前記接続部上まで延在する第2の部分とを含むことを特徴とする。 A light emitting element unit according to the present invention includes a semiconductor substrate having a first surface and a second surface adjacent to each other and intersecting each other, a connecting portion formed on the first surface, and a light emitting element formed on the first surface. And a bonding wire having an end ball and a wire portion extending from the end ball, wherein the end ball intersects a first portion formed on the second surface and the first portion . And a second portion extending over the connection portion of the first surface via the first surface and an end of the second surface .
本発明に係る発光素子ユニットの製造方法は、互いに隣接して交差する第1面及び第2面を有する半導体基板の前記第1面に接続部を形成するステップと、前記第1面に発光素子を配置するステップと、終端ボールと前記終端ボールから延びるワイヤ部分とを有するボンディングワイヤを、前記終端ボールが、前記第2面上に形成された第1の部分と、前記第1の部分から交差する前記第1面及び前記第2面の端部上を介して前記第1面の前記接続部上まで延在する第2の部分とを含むように、取り付けるステップと、を有することを特徴とする。 A method of manufacturing a light emitting device unit according to the present invention comprises the steps of: forming a connecting portion on the first surface of a semiconductor substrate having a first surface and a second surface adjacent to each other and intersecting ; and a light emitting device on the first surface Bonding the wire with the end ball and the wire portion extending from the end ball, the end ball crossing the first portion formed on the second surface and the first portion Attaching the first surface and the second portion extending over the end of the second surface to the connection portion of the first surface. Do.
本発明に係る発光素子ユニット、露光装置、画像形成装置、及び発光素子ユニットの製造方法によれば、製造コストを低減するという効果を奏する。 According to the light emitting element unit, the exposure apparatus, the image forming apparatus, and the method of manufacturing the light emitting element unit according to the present invention, the effect of reducing the manufacturing cost is achieved.
以下に、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。図には、xyz直交座標系の座標軸が示される。x軸は、LEDユニットの短手方向の座標軸である。y軸は、LEDユニットの長手方向の座標軸である。z軸は、LEDユニットの高さ方向の座標軸である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The figure shows the coordinate axes of the xyz Cartesian coordinate system. The x-axis is a coordinate axis in the lateral direction of the LED unit. The y-axis is the coordinate axis in the longitudinal direction of the LED unit. The z axis is a coordinate axis in the height direction of the LED unit.
《1》実施の形態1
《1−1》構成
本実施の形態に係るLEDユニット10(発光素子ユニット)の構成について図1を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係るLEDユニット10の概略的な構成を示す斜視図である。図1に示されるように、LEDユニット10は、互いに隣接する第1面20A及び第2面20Bを有する半導体基板20と、半導体基板20の第1面20Aに形成された接続部23及び発光素子22と、終端ボール31と終端ボール31から延びるワイヤ部分32とを有するボンディングワイヤ30と、を備える。LEDユニット10は、実装基板としてのプリント配線基板40を有していてもよい。半導体基板20の第1面20Aには、集積回路部21が形成されていてもよい。なお、以下の説明において半導体基板20に、集積回路部21、発光素子22、及び接続部23が形成されたものを複合チップ70という。また、「ボンディングワイヤ30の終端ボール31」(あるいは単に「終端ボール31」)と言うときは、ボンディングワイヤ30の半導体基板20側の端部である終端ボール31のことを指す。
<< 1 >> Embodiment 1
<< 1-1 >> Configuration The configuration of the LED unit 10 (light emitting element unit) according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an
LEDユニット10は、半導体基板20上に発光素子22が形成された複合チップ70をプリント配線基板40(実装基板)の上に実装した発光素子22を光源とする発光素子ユニットである。実施の形態1に係るLEDユニット10は、発光素子22が光を放出する方向とプリント配線基板40(実装基板)の実装面とが平行であることを特徴とする平行型のLEDユニットである。ただし、ここでいう「平行」とは、略平行であることを含む。
The
発光素子22は、例えば、LED(light emitting diode)である。プリント配線基板40は、例えば、ガラス、樹脂、及びセラミック等の絶縁体、金属、及び半導体の内のいずれかを主材料とする。プリント配線基板40の上には複合チップ70の他に、ボンディングワイヤ30の一端が接続される接続パッド(電極)であるPCB(printed circuit board)パッド41(図2(a)に示される)が設けられている。
The
プリント配線基板40上には、更に、外部からの信号及び電源を入力するためのコネクタ端子、信号ノイズや反射を低減するためのコンデンサー及び抵抗、駆動のための電流を決めるための分圧抵抗、レギュレータIC及び電流補正のためのデータを格納するメモリーなど、駆動に必要な部品が搭載されてもよい。図1にはそれらを記載していない。
Furthermore, on the printed
図1に示されるように、プリント配線基板40の上面(図1において+z方向を向いた面)には、長手方向(y方向)に向かって複数の複合チップ70が等間隔で一列に配列される。ただし、複数の複合チップ70は等間隔で配列されていなくてもよい。また、複数の複合チップ70の列数は1列には限定されない。プリント配線基板40上に設けられたPCBパッド41と複合チップ70との間には、ボンディングワイヤ30が架けられて電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, on the upper surface of the printed wiring board 40 (the surface facing the + z direction in FIG. 1), a plurality of
図1において、半導体基板20の側面であって+x方向を向いた面を第1面20Aという。半導体基板20の上面(図1において+z方向を向いた面)を第2面20Bという。半導体基板20の下面(図1において−z方向を向いた面)を第3面20Cという。半導体基板20は、第3面20Cがプリント配線基板40の上面(図1において+z方向を向いた面)に絶縁ペースト又は導電性ペースト等の接着剤によって接着されることによってプリント配線基板40上に実装される。
In FIG. 1, a side surface of the
半導体基板20の第1面20Aには、集積回路部21が形成されており、層間絶縁膜24を介して複数の発光素子22が接合されている。また、複合チップ70の第1面20Aの上端部にはボンディングワイヤ30と集積回路部21を電気的に接続する接続部23が形成されている。集積回路部21と発光素子22と接続部23との間には、図示しない電気的接続部材が施され、これらは電気的に接続している。
The
図2(a)は、LEDユニット10の上面拡大図(図1の−z方向に見た図)である。図2(a)に示されるように、ボンディングワイヤ30のプリント配線基板40側の端部は、プリント配線基板40上に設けられたPCBパッドに接続されている。一方、ボンディングワイヤ30の複合チップ70側の端部は、終端ボール31を介して半導体基板20の第2面20Bと接続されている。
FIG. 2A is an enlarged top view of the LED unit 10 (viewed in the −z direction in FIG. 1). As shown in FIG. 2A, the end of the
図2(b)は、図2(a)におけるIーI破線で示す部分の断面図である。図2(b)に示されるように、終端ボール31は、半導体基板20の第2面20B上に形成された第1の部分311と、第1の部分311から半導体基板20の第1面20Aの接続部23上まで延在する第2の部分312とを含む。このように、終端ボール31の一部である第2の部分312は、半導体基板20の第2面20Bの端部(第2面20Bと第1面20Aとが交差する辺)からx方向にはみ出すように形成されている。
FIG. 2 (b) is a cross-sectional view of a portion indicated by a broken line II in FIG. 2 (a). As shown in FIG. 2B, the
図2(c)は、図2(a)の−x方向に見た終端ボール31部分の拡大図である。図2(c)に示されるように、終端ボール31の第2の部分312は、半導体基板20の第1面20A上へはみ出しており、半導体基板20の第1面20A上の上端部に形成された接続部23の一部と接触している。これにより、ボンディングワイヤ30と接続部23とは電気的に接続されている。
FIG.2 (c) is an enlarged view of the termination |
《1−2》LEDユニットの製造方法
以下、LEDユニット10の製造方法(特に、ボンディングワイヤ30および終端ボール31の製造方法)の一例を、図3(a)から(c)を用いて説明する。発光素子ユニット10の製造方法は、互いに隣接する第1面及び第2面を有する半導体基板の第1面に接続部を形成するステップと、第1面に発光素子を配置するステップと、終端ボールと終端ボールから延びるワイヤ部分とを有するボンディングワイヤを、終端ボールが、第2面上に形成された第1の部分と、第1の部分から第1面の接続部上まで延在する第2の部分とを含むように、取り付けるステップと、を有する。
<< 1-2 >> Method of Manufacturing LED Unit Hereinafter, an example of a method of manufacturing the LED unit 10 (in particular, a method of manufacturing the
図3(a)から(c)は、実施の形態1に係るLEDユニット10の製造方法を示す断面図である。図3(a)に示されるように、ボンディングワイヤ30をキャピラリ201に挿通し、その先端に図示しない電気トーチを対向させ、ボンディングワイヤ30との間で放電させることにより、ボンディングワイヤ30の先端を加熱、溶融してイニシャルボール203を形成する。
FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views showing a method of manufacturing the
次に、図3(b)に示されるように、キャピラリ201を下降させてイニシャルボール203が、半導体基板20の第2面20Bからx方向にはみ出るように第2面20B上に押圧接合する。この時、超音波振動がキャピラリ201を通して付加されると共に、LEDユニット10および複合チップ70は図示しないヒーターブロックで加熱されるためイニシャルボール203は熱圧着され変形し、第2面20Bおよび半導体基板20の角部(第1面20Aと第2面20Bとが交差する辺)及び第1面20A上の接続部23上に接触するように変形する。
Next, as shown in FIG. 3B, the capillary 201 is lowered to press and bond the
次に、図3(c)に示されるように、キャピラリ201は、所定の軌跡を描いて、PCBパッド41の上に移動し、超音波振動がキャピラリ201を通して付加され、PCBパッド41はヒーターブロックで加熱されるためボンディングワイヤ30がステッチ接合される。さらに、カットクランプ202はボンディングワイヤ30をクランプしたまま上昇することにより、ボンディングワイヤ30が切断され配線が完了する。
Next, as shown in FIG. 3C, the capillary 201 draws a predetermined trajectory and moves onto the
《1−3》比較例
図4は、実施の形態1の比較例に係るLEDユニット(発光素子ユニット)400の概略的な構成を示す斜視図である。図4に示されるように、比較例に係るLEDユニット400は、半導体基板401の第2面402にボンディングパッド403が形成されている。しかしながら、比較例に係るLEDユニット400では、ボンディングパッド403の製造工程が必要であったため、製造コストの低減が困難である。
<< 1-3 >> Comparative Example FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of an LED unit (light emitting element unit) 400 according to a comparative example of the first embodiment. As shown in FIG. 4, in the
《1−4》効果
実施の形態1に係るLEDユニット10によれば、ボンディングワイヤ30の終端ボール31は、半導体基板20の第2面20B上に形成された第1の部分311と、第1の部分311から半導体基板20の第1面20Aの接続部23上まで延在する第2の部分312とを含み、ボンディングワイヤ30の終端ボール31によって第1面20Aの接続部23とボンディングワイヤ30のワイヤ部分32とが電気的に接続している。これにより、半導体基板20の第2面20Bにボンディングパッドを設けることなく、半導体基板20とプリント配線基板40とを電気的に接続することができる。したがって、ボンディングパッドの製造工程を不要とすることができ、比較例に係るLEDユニット400に比べてLEDユニット10の製造コストを低減することができる。
<< 1-4 >> Effects According to the
具体的には、ボンディングパッドを形成する場合、半導体基板20の製造工程において、半導体基板20の表面側から孔を形成し、この孔に対してメタル膜を形成しパターンニングを行う擬似スルーホールの形成工程が必要であったが、これを不要とすることができる。
Specifically, in the case of forming a bonding pad, a hole is formed from the surface side of
また、ボンディングパッドを形成する場合、チップ化の際にブレードダイシングを行う必要があったが、これを不要とすることができる。したがって、ブレードダイシングの切りしろの面積分だけシリコンウエハー1枚当たりの複合チップ70の取れ個数が減少することを抑制することができる。
Moreover, when forming a bonding pad, although it was necessary to perform blade dicing at the time of chip formation, this can be made unnecessary. Therefore, it is possible to suppress the decrease in the number of
《2》実施の形態2
《2−1》構成
図5は、本発明の実施の形態2に係るLEDユニット10Aの概略的な構成を示す斜視図である。図5に示されるように、実施の形態2に係るLEDユニット10Aは、半導体基板20の第2面20Bの両端部に側面マーク50が形成されている。この点を除いて、実施の形態2は、実施の形態1と同じである。したがって、実施の形態2の説明に際しては、実施の形態1との相違点を中心に説明する。図5において、図1に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図1における符号と同じ符号が付される。
<< 2 >> Second Embodiment
<< 2-1 >> Configuration FIG. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of an
図6(a)は、実施の形態2に係るLEDユニット10Aの上面拡大図(図5の−z方向に見た拡大図)である。図6(a)に示されるように、LEDユニット10Aのプリント配線基板40に実装された半導体基板20の第2面20Bには、側面マーク50が形成されている。側面マーク50は、半導体基板20をプリント配線基板40にダイボンディングする際に用いるアライメントマークである。図6(b)は、図6(a)におけるIーI破線で示す部分の断面図であり、実施の形態2に係るLEDユニット10Aの基本例における側面マークの断面形状を示す。図6(b)に示されるように、側面マークの断面形状は矩形凹形状である。
FIG. 6A is an enlarged top view of the
図6(c)、(d)、(e)は、実施の形態2の変形例の側面マーク51,52,53の断面形状を示すIーI破線で示す部分の断面図である。実施の形態2の基本例では、側面マークの断面形状を矩形凹形状としたが、側面マークの断面形状は、例えば、図6(c)、(d)、(e)に示される形状とすることができる。図6(c)では、側面マーク51の断面形状は矩形凸形状である。図6(d)では、側面マーク52の断面形状はV字凹形状である。図6(e)では、側面マーク53の断面形状はV字凸形状である。なお、側面マークの断面形状は図6(b)から(e)までの形状に限定されず、アライメントマークとして認識可能であれば他の形状であってもよい。
FIGS. 6C, 6D, and 6E are cross-sectional views of a portion indicated by a broken line I-I showing the cross-sectional shapes of the side surface marks 51, 52, 53 of the modification of the second embodiment. In the basic example of the second embodiment, the cross-sectional shape of the side surface mark is a rectangular concave shape, but the cross-sectional shape of the side surface mark is, for example, the shape shown in FIG. 6 (c), (d), (e). be able to. In FIG. 6C, the cross-sectional shape of the
《2−2》製造方法
図7(a)から(f)を参照して、本発明の実施の形態2に係るLEDユニット10Aの側面マーク50の製造工程を説明する。図7(a)から(f)は、実施の形態2に係るLEDユニット10Aの製造工程を示す断面図である。図7(a)から(c)は、ウェハ表面からみた平面図である。図7(a)から(c)のIーI破線で示す部分の断面図を、図7(d)から(f)に示す。
<< 2-2 >> Manufacturing Method A manufacturing process of the
図7(a)及び(d)は、実施の形態2に係るLEDユニット10Aにおける、集積回路部21および発光素子22の形成工程を示すものである。図7(a)及び(d)に示されるように、半導体基板20(例えば、シリコンを素材とする)上に集積回路部21を形成したのち、発光素子22を所定の位置に接合し、層間絶縁膜24およびメタル膜を、公知の成膜技術およびフォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術によりパターンニングすることにより、接続部23を形成し、集積回路部21と発光素子22と接続部23とを電気的に接続する。
FIGS. 7A and 7D show steps of forming the
図7(b)及び(e)は、実施の形態2に係るLEDユニット10Aにおける、側面マーク50及び分割溝80の形成工程を示すものである。図7(b)及び(e)に示されるように、集積回路部21および発光素子22を形成した後に、公知のフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術により、半導体基板20に分割溝80および側面マーク50を形成する。本工程により、分割溝80および側面マーク50は、同時に形成することができる。
FIGS. 7B and 7E show a process of forming the
図7(c)及び(f)は、実施の形態2に係るLEDユニット10Aにおける、チップ分割を行う工程を示すものである。図7(c)及び(f)に示されるように、ウェハ裏面から公知のグラインダーにより研磨してチップ分割を行うことにより、ウェハ内に複数の側面マーク50付き複合チップ70が得られる。図7(c)及び(f)において、側面マーク付き複合チップ70におけるウェハ表面が第1面20Aであり、接続部23側の側面が第2面20Bであり、その反対側の側面が第3面20Cである。
FIGS. 7C and 7F show steps of chip division in the
図7(a)から(f)では、代表的な例として、図6(b)に示す矩形凹形状の側面マーク50の製造工程を説明したが、図7(b)及び(e)の工程において、パターンニングの形状を変えることで、図6(c)から(e)の形状とすることができる。
In FIGS. 7A to 7F, the manufacturing process of the
《2−3》効果
実施の形態2に係るLEDユニット10Aによれば、上記実施の形態1における効果と同様の効果を得ることができる。
<< 2-3 >> Effects The
実施の形態2に係るLEDユニット10Aによれば、側面マーク50,51,52,53を形成したことで、第2面20B側からの認識によるアライメントが容易になるため、複合チップ70のダイボンディング精度が向上する。
According to the
実施の形態2に係るLEDユニット10Aによれば、側面マーク50,51,52,53は、公知のフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術により分割溝80の形成と同時に形成可能であり、側面マーク50,51,52,53を設けるための工程追加を行う必要がない。これにより、LEDユニット10Aの製造コストの増加を抑制することができる。
According to the
実施の形態2に係るLEDユニット10Aによれば、側面マーク50,51,52,53は、公知のフォトリソグラフィとエッチングにより形成可能であるため、形状設計の自由度が高い。
According to the
実施の形態2に係るLEDユニット10Aの変形例によれば、側面マーク52の断面形状はV字凹形状であり、側面マーク53の断面形状はV字凸形状である。これにより、側面マークの中央にラインを形成することができるため、画像認識の精度を向上させることができる。
According to the modification of the
《3》実施の形態3
《3−1》構成
図8は、本発明の実施の形態3に係るLEDユニット10Bの概略的な構成を示す斜視図である。図8に示されるように、実施の形態3に係るLEDユニット10Bは、半導体基板20の第2面20Bの複数箇所に終端ボール31を保持する保持構造60が形成されている。この点を除いて、実施の形態3は、実施の形態1と同じである。したがって、実施の形態3の説明に際しては、実施の形態1との相違点を中心に説明する。図8において、図1に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図1における符号と同じ符号が付される。
<< 3 >> Third Embodiment
<< 3-1 >> Configuration FIG. 8 is a perspective view showing a schematic configuration of an
図9(a)は、図8で示した実施の形態3に係るLEDユニット10Bの上面拡大図(図8の−z方向に見た拡大図)である。図9(a)に示されるように、保持構造60は半導体基板20の第2面20B上に終端ボール31の位置に対応して複数箇所形成されている。保持構造60は、半導体基板20の第2面20Bの一部を切り欠いて形成された凹部であり、第1面まで達している。
FIG. 9A is an enlarged top view (enlarged view seen in the −z direction of FIG. 8) of the
保持構造60は、終端ボール31の保持力を向上させるために形成される。保持構造60は、公知のフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術により分割溝80の形成工程と同時に形成可能である。図9(a)に示されるように、保持構造60のy方向の長さL1(保持構造60の幅)は、終端ボール31のy方向の長さL2(終端ボール31の直径)よりも短い。
The holding
図9(b)は、図9(a)におけるIーI破線で示す部分の断面図であり、図9(c)は、図9(a)の−x方向に見た終端ボール31部分の拡大図である。また、図9(d)は、図9(a)におけるIIーII破線で示す部分の断面図であり、実施の形態3の基本例を示している。図9(e)は、実施の形態3の変形例における図9(a)におけるIIーII破線で示す部分の断面図である。
FIG. 9 (b) is a cross-sectional view of a portion indicated by a broken line I-I in FIG. 9 (a), and FIG. 9 (c) is a portion of the
図9(b)及び(c)に示されるように、ボンディングワイヤ30の終端ボール31は、保持構造60の内部形状に沿って変形し、一部が保持構造60に嵌まった状態で保持されている。終端ボールは、保持構造60の凹部内に形成された第1の部分311と、接続部23上まで延在する第2の部分312とを含む。図9(d)に示されるように、保持構造60の凹部の断面形状は、矩形溝形状とすることができる。実施の形態3に係るLEDユニット10Bの終端ボール31は、その一部が保持構造60の凹部の形状に沿うようにして変形している。保持構造60、接続部23、及び終端ボール31は、それぞれ電気的接続が取れる位置に位置決めされ、電気的に接続している。
As shown in FIGS. 9B and 9C, the
図9(e)は、本実施の形態の変形例の保持構造61の凹部の断面形状を示すIーI破線で示す部分の断面図である。実施の形態3の基本例では、保持構造60の凹部の断面形状を図9(d)に示される矩形溝形状としたが、保持構造61の凹部の断面形状は、例えば、図9(e)に示されるように、半導体基板20の第2面20Bから離れるほど広がる形状とすることができる。なお、保持構造60,61の断面形状は図9(d)及び(e)の形状に限定されず、終端ボール31の保持力を向上させることができるものであれば他の形状であってもよい。
FIG. 9E is a cross-sectional view of a portion indicated by a broken line I-I showing the cross-sectional shape of the recess of the holding
《3−2》効果
実施の形態3に係るLEDユニット10Bによれば、上記実施の形態1における効果と同様の効果を得ることができる。
<<3-2> Effects The
実施の形態3に係るLEDユニット10Bによれば、半導体基板20の第2面20Bに保持構造60,61が形成されている。これにより、終端ボール31の一部が保持構造60,61の内部の形状に沿うように変形しながら保持構造60.61により保持される。したがって、終端ボール31の保持力が向上する。
According to the
実施の形態3に係るLEDユニット10Bによれば、保持構造60のy方向の長さL1(保持構造60の幅)は、終端ボール31のy方向の長さL2(終端ボール31の直径)よりも短い。これにより、終端ボール31の一部が保持構造60,61の内部に嵌まり込んだ状態で保持構造60,61により保持される。したがって、終端ボール31の保持力が向上する。
According to the
実施の形態3に係るLEDユニット10Bによれば、半導体基板20の第2面20Bに終端ボール31を保持する保持構造60,61が形成されている。保持構造60,61は、複合チップ70をプリント配線基板40にダイボンディングする際のアライメントマークとして用いることができる。また、保持構造60,61は、半導体基板20の第2面20Bにボンディングワイヤ30をワイヤボンディングする際のアライメントマークとしても用いることができる。これにより、複合チップ70のダイボンディングの精度及びボンディングワイヤ30のワイヤボンディングの精度を向上させることができる。
According to the
実施の形態3に係るLEDユニット10Bによれば、保持構造60,61は、公知のフォトリソグラフィとエッチングにより分割構形成工程と同時に形成可能であり、保持構造60,61を設けるための工程追加を行う必要がない。これにより、LEDユニット10Bの製造コストの増加を抑制することができる。
According to the
実施の形態3に係るLEDユニット10Bによれば、保持構造60,61は、公知のフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術により形成可能であるため、形状設計の自由度が高い。例えば、保持構造60,61の断面形状を半導体基板20の第2面20Bから離れるほど広がる形状とすることにより、終端ボールの保持力を向上させることができる。
According to the
《4》実施の形態4
《4−1》構成
図10は実施の形態1から3に係るLEDユニット10,10A,10Bを含む露光装置(LEDヘッド)90の概略的な構成を示す図である。図10に示されるように、露光装置90は、LEDユニット10,10A,10Bと、LEDユニット10,10A,10Bを支持する支持体であるフレーム部材91と、ロッドレンズアレイ92と、ロッドレンズアレイ92を保持するホルダ部材93とを備え、フレーム部材91によりロッドレンズアレイ92とホルダ部材93とが挟持される。
<< 4 >> Fourth Embodiment
<< 4-1 >> Configuration FIG. 10 is a view showing a schematic configuration of an exposure apparatus (LED head) 90 including the
LEDユニット10,10A,10Bから出射された光は、ロッドレンズアレイ92により収束され、図示しない画像形成装置の帯電した感光体ドラム上に露光することにより静電潜像を形成する。
The light emitted from the
《4−2》効果
実施の形態4に係る露光装置90によれば、製造コストを低減したLEDユニット10,10A,10Bを搭載するため、露光装置90の製造コストを低減することができる。
<4-2> Effects The
《5》実施の形態5
《5−1》構成
図11は、実施の形態1から3のLEDユニット10,10A,10Bを搭載した露光装置90を有する画像形成装置100の概略的な構成を示す図である。本実施の形態に係る画像形成装置100の構成について図11を用いて説明する。この画像形成装置100は、例えば、電子写真カラープリンタである。画像形成装置100には、4つの独立した画像形成ユニット110K,110Y,110M,110Cが、記録媒体としての用紙101の進行方向(挿入側から排出側に向かう方向)に沿って配設されている。
<< 5 >> Fifth Embodiment
<< 5-1 >> Configuration FIG. 11 is a view showing a schematic configuration of an
画像形成ユニット110K,110Y,110M,110Cは、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各色の画像をそれぞれ形成する。なお、記録媒体として、OHP用紙、封筒、複写紙、特殊紙等を使用することもできる。
The
画像形成ユニット110K,110Y,110M,110Cは、露光装置であるLEDヘッド111K,111Y,111M,111Cと、像担持体(例えば、感光体ドラム)112K,112Y,112M,112Cと、この感光体ドラム112K,112Y,112M,112Cの表面を一様に(均一に)帯電させる帯電器(例えば、帯電ローラ)113K,113Y,113M,113Cとをそれぞれ備えている。また、画像形成ユニット110K,110Y,110M,110Cは、感光体ドラム112K,112Y,112M,112Cの表面に形成された静電潜像に現像剤(例えば、トナー)を付着させ、可視像である各色のトナー像を形成する現像部である現像器118K,118Y,118M,118Cをそれぞれ備えている。現像器118K,118Y,118M,118Cは、例えば、現像剤担持体としての現像ローラ114K,114Y,114M,114Cと、この現像ローラ114K,114Y,114M,114Cに現像剤を供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ115K,115Y,115M,115Cとをそれぞれ備えている。
The
トナー供給ローラ115K,115Y,115M,115Cは、トナーカートリッジから供給されたトナーを現像ローラ114K,114Y,114M,114Cに供給するローラである。現像ローラ114K,114Y,114M,114Cには、現像ブレード116K,116Y,116M,116Cが接触している。現像ブレード116K,116Y,116M,116Cは、現像ローラ114K,114Y,114M,114C上において、トナー供給ローラ115K,115Y,115M,115Cから供給されたトナーを薄層化(トナー層の厚さを規制)する規制部材である。
The
画像形成ユニット110K,110Y,110M,110Cにおける、感光体ドラム112K,112Y,112M,112Cに向かい合う位置(図1においては上方)には、露光装置であるLEDヘッド111K,111Y,111M,111Cが、感光体ドラム112K,112Y,112M,112Cと対向する位置に配設されている。以下、露光装置をLEDヘッドとも呼ぶ。
LED heads 111K, 111Y, 111M and 111C, which are exposure devices, are disposed at positions (upper in FIG. 1) facing the
LEDヘッド111K,111Y,111M,111Cは、黒、イエロー、マゼンタ、及びシアンの画像データに従った光を用いて、感光体ドラム112K,112Y,112M,112Cをそれぞれ露光し、感光体ドラム112K,112Y,112M,112Cに静電潜像をそれぞれ形成する。搬送ベルト130を挟んで、感光体ドラム112K,112Y,112M,112Cに向かい合う位置(図1において、感光体ドラム112K,112Y,112M,112Cより下方)には、転写装置としての転写ローラ117K,117Y,117M,117Cがそれぞれ備えられている。
The LED heads 111K, 111Y, 111M and 111C expose the
転写ユニットは、転写装置としての転写ローラ117K,117Y,117M,117Cと、搬送部材としての搬送ベルト130とを備えている。転写ローラ117K,117Y,117M,117Cは、搬送ベルト130を介して感光体ドラム112K,112Y,112M,112Cと対向して配置され、用紙をトナーと逆の極性に帯電させ、感光体ドラム112K,112Y,112M,112C上のトナー像を用紙に転写する。
The transfer unit includes
また、画像形成装置100には、搬送ベルト130に用紙を供給するための給紙機構120が配設されている。給紙機構120は、ホッピングローラ121、レジストローラ122、及び媒体収容部としての用紙収容カセット123を備えている。また、画像形成装置100は、この用紙収容カセット123内の用紙の色を測色する用紙色測色部124を備えてもよい。
Further, the
更に、搬送ベルト130の排出側には、定着器150が設けられている。定着器150は、加熱ローラ151及びバックアップローラ152を有する。定着器150は、用紙上に転写されたトナーを加熱、加圧することによって定着させる装置であり、この排出側に、排出ローラ160及び用紙スタッカ等が設けられている。
Further, a fixing
《5−2》動作
本実施の形態に係る画像形成装置100の動作について図11を用いて説明する。先ず、用紙収容カセット123内の用紙101は、ホッピングローラ121によって1枚ずつ繰り出され、レジストローラ122へ送られる。続いて、繰り出された用紙101はレジストローラ122から搬送ベルト130に送られ、この搬送ベルト130の走行に伴って、画像形成ユニット110K,110Y,110M,110Cへと搬送される。
<< 5-2 >> Operation The operation of the
画像形成ユニット110K,110Y,110M,110Cにおいて、感光体ドラム112K,112Y,112M,112Cの表面は、帯電ローラ113K,113Y,113M,113Cによって帯電され、LEDヘッド111K,111Y,111M,111Cによって露光され、静電潜像が形成される。静電潜像には、現像ローラ114K,114Y,114M,114C上で薄層化されたトナーが静電的に付着されて各色のトナー像が形成される。
In the
各色のトナー像は、転写ローラ117K,117Y,117M,117Cによって用紙に転写され、用紙上にカラーのトナー像が形成される。転写後に、感光体ドラム112K,112Y,112M,112Cに残留したトナーは、図示しないクリーニング装置によって除去される。カラーのトナー像が形成された用紙は、定着器150に送られる。
The toner images of the respective colors are transferred onto the sheet by the
この定着器150において、カラーのトナー像が用紙に定着され、カラー画像が形成される。トナー像が形成された用紙は、図示しない排出ローラ及びピンチローラに挟持され、用紙スタッカへ排出される。このような過程を経て、カラー画像が用紙上に形成される。
In the fixing
《5−3》効果
実施の形態5に係る画像形成装置100によれば、製造コストを低減したLEDユニット10,10A,10Bを有する露光装置90を搭載するため、画像形成装置100の製造コストを低減することができる。
<< 5-3 >> Effects In the
《6》変形例
以上、本発明に係る発光素子ユニット、露光装置、及び画像形成装置を実施の形態1から実施の形態5により説明したが、本発明の範囲内において、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形したりすることが可能である。
<< 6 >> Modifications Although the light emitting element unit, the exposure apparatus, and the image forming apparatus according to the present invention have been described in the first to fifth embodiments, the embodiments are combined within the scope of the present invention. In addition, each embodiment can be modified as appropriate.
上記実施の形態においては、発光素子をLEDとして記載したが、発光素子はLEDに限らず、有機ELや無機ELなどでもよい。発光素子は、発光サイリスタや発光トランジスタなどのようにスイッチング機能を付加したものでもよい。 Although the light emitting element is described as an LED in the above embodiment, the light emitting element is not limited to an LED, and may be an organic EL, an inorganic EL, or the like. The light emitting element may be one to which a switching function is added, such as a light emitting thyristor or a light emitting transistor.
上記実施の形態においては、LEDユニットに搭載された光学素子を発光素子として説明したが、発光素子を受光素子に置き換えることで、スキャナユニットにおけるラインセンサにも適応可能とすることができる。 In the above embodiment, the optical element mounted on the LED unit has been described as a light emitting element. However, by replacing the light emitting element with a light receiving element, it can be adapted to a line sensor in a scanner unit.
10,10A,10B LEDユニット、 20 半導体基板、 20A 第1面、 20B 第2面、 20C 第3面、 21 集積回路部、 22 発光素子、 23 接続部、 24 層間絶縁膜、 30 ボンディングワイヤ、 31 終端ボール、 32 ワイヤ部分、 40 プリント配線基板、 41 PCBパッド、 50,51,52,53 側面マーク、 60,61 保持構造、 70 複合チップ、 80 分割溝、 90 露光装置(LEDヘッド)、 91 フレーム部材、 92 ロッドレンズアレイ、 93 ホルダ部材、 100 画像形成装置、 101 記録媒体(用紙)、 110K,110Y,110M,110C 画像形成ユニット、 111K,111Y,111M,111C 露光装置、 112K,112Y,112M,112C 感光体ドラム(像担持体)、 113K,113Y,113M,113C 帯電ローラ、 114K,114Y,114M,114C 現像ローラ(現像剤担持体)、 115K,115Y,115M,115C 供給ローラ(現像剤供給部材)、 116K,116Y,116M,116C 現像ブレード、 117K,117Y,117M,117C 転写ローラ、 120 給紙機構、 121 ホッピングローラ、 122 レジストローラ、 123 用紙収容カセット、 124 用紙色測色部、 130 搬送ベルト、 150 定着器、 151 加熱ローラ、 152 バックアップローラ、 160 排出ローラ、 201 キャピラリ、 202 カットクランプ、 203 イニシャルボール、 311 第1の部分、 312 第2の部分、 400 LEDユニット、 401 半導体基板、 402 第2面、 403 ボンディングパッド、 L1 保持構造の幅、 L2 終端ボールの直径、 L3 底面部分の長さ、 L4 先端部分(開口部分)の長さ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10A, 10B LED unit, 20 semiconductor substrate, 20A 1st surface, 20B 2nd surface, 20C 3rd surface, 21 integrated circuit part, 22 light emitting element, 23 connection part, 24 interlayer insulation film, 30 bonding wire, 31 End ball, 32 wires, 40 printed circuit boards, 41 PCB pads, 50, 51, 52, 53 side marks, 60, 61 holding structure, 70 composite chips, 80 split grooves, 90 exposure device (LED head), 91 frame Members, 92 rod lens array, 93 holder members, 100 image forming apparatus, 101 recording medium (sheet), 110 K, 110 Y, 110 M, 110 C image forming unit, 111 K, 111 Y, 111 M, 111 C exposure device, 112 K, 112 Y, 112 M, 12C Photosensitive drum (image carrier), 113K, 113Y, 113M, 113C charging roller, 114K, 114Y, 114M, 114C Developer roller (developer carrier), 115K, 115Y, 115M, 115C Supply roller (developer supply member , 116K, 116Y, 116M, 116C developing blade, 117K, 117Y, 117M, 117C transfer roller, 120 sheet feeding mechanism, 121 hopping roller, 122 registration roller, 123 sheet storage cassette, 124 sheet color measuring unit, 130 transport belt , 150 fuser, 151 heating roller, 152 backup roller, 160 discharge roller, 201 capillary, 202 cut clamp, 203 initial ball, 311 first portion, 312 second Portion, 400 LED unit, 401 a semiconductor substrate, 402 a second surface, 403 bonding pad, L1 width of the holding structure, the L2 termination ball diameter, the length of L3 bottom portion, L4 tip portion length of (the opening portion).
Claims (19)
前記第1面に形成された接続部と、
前記第1面に形成された発光素子と、
終端ボールと前記終端ボールから延びるワイヤ部分とを有するボンディングワイヤと、
を備え、
前記終端ボールは、前記第2面上に形成された第1の部分と、前記第1の部分から交差する前記第1面及び前記第2面の端部上を介して前記第1面の前記接続部上まで延在する第2の部分とを含む
ことを特徴とする発光素子ユニット。 A semiconductor substrate having a first surface and a second surface adjacent to and intersecting with each other;
A connection formed on the first surface;
A light emitting element formed on the first surface;
A bonding wire having a termination ball and a wire portion extending from the termination ball;
Equipped with
The end ball has a first portion formed on the second surface, the first surface intersecting from the first portion, and an end portion of the second surface. What is claimed is: 1. A light emitting element unit comprising: a second portion extending onto a connection portion.
ことを特徴とする請求項1に記載の発光素子ユニット。 The light emitting element unit according to claim 1, wherein the semiconductor substrate has a holding structure for holding the terminal ball on the second surface.
前記終端ボールは、前記凹部内に形成された前記第1の部分と、前記接続部上まで延在する前記第2の部分とを含む
ことを特徴とする請求項2に記載の発光素子ユニット。 The holding structure is a recess reaching the first surface,
The light emitting element unit according to claim 2, wherein the end ball includes the first portion formed in the recess and the second portion extending onto the connection portion.
ことを特徴とする請求項3に記載の発光素子ユニット。 The light emitting element unit according to claim 3, wherein a width of the recess is smaller than a diameter of the end ball.
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の発光素子ユニット。 The cross-sectional shape of the said recessed part is a rectangular groove shape. The light emitting element unit of Claim 3 or 4 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の発光素子ユニット。 The cross-sectional shape of the said recessed part is a shape which spreads so that it leaves | separates from the said 2nd surface. The light emitting element unit of Claim 3 or 4 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の発光素子ユニット。 The light emitting element unit according to any one of claims 1 to 6, wherein the semiconductor substrate has a side surface mark formed on the second surface.
ことを特徴とする請求項7に記載の発光素子ユニット。 The light emitting element unit according to claim 7, wherein a cross-sectional shape of the side surface mark is a rectangular concave shape.
ことを特徴とする請求項7に記載の発光素子ユニット。 The light emitting element unit according to claim 7, wherein a cross-sectional shape of the side surface mark is a rectangular convex shape.
ことを特徴とする請求項7に記載の発光素子ユニット。 The light emitting element unit according to claim 7, wherein a cross-sectional shape of the side surface mark is a V-shaped concave shape.
ことを特徴とする請求項7に記載の発光素子ユニット。 The light emitting element unit according to claim 7, wherein a cross-sectional shape of the side surface mark is a V-shaped convex shape.
ことを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の発光素子ユニット。 The light emitting element unit according to any one of claims 1 to 11, further comprising an integrated circuit unit disposed on the first surface.
ことを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の発光素子ユニット。 The light emitting element unit according to any one of claims 1 to 12, further comprising a mounting substrate on which the semiconductor substrate is mounted.
ことを特徴とする請求項13に記載の発光素子ユニット。 The light emitting element unit according to claim 13, wherein the mounting substrate has an electrode to which an end of the bonding wire opposite to the end ball is connected.
前記半導体基板は、前記実装基板に前記第3面が接するように実装されている
ことを特徴とする請求項13又は14に記載の発光素子ユニット。 The semiconductor substrate has a third surface which is a surface opposite to the second surface,
The light emitting element unit according to claim 13, wherein the semiconductor substrate is mounted such that the third surface is in contact with the mounting substrate.
ことを特徴とする請求項1から15のいずれか1項に記載の発光素子ユニット。 The light emitting element unit according to any one of claims 1 to 15, wherein the first surface and the second surface are surfaces orthogonal to each other.
前記発光素子ユニットを支持する支持体と、
前記発光素子からの光を導くロッドレンズアレイと、
を有することを特徴とする露光装置。 The light emitting element unit according to any one of claims 1 to 16;
A support for supporting the light emitting element unit;
A rod lens array for guiding light from the light emitting element;
An exposure apparatus comprising:
前記露光装置によって、帯電された表面に光を照射されて静電潜像を形成する像担持体と、
前記静電潜像を現像する現像部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 An exposure apparatus according to claim 17;
An image carrier for irradiating the charged surface with light by the exposure device to form an electrostatic latent image;
A developing unit for developing the electrostatic latent image;
An image forming apparatus comprising:
前記第1面に発光素子を配置するステップと、
終端ボールと前記終端ボールから延びるワイヤ部分とを有するボンディングワイヤを、前記終端ボールが、前記第2面上に形成された第1の部分と、前記第1の部分から交差する前記第1面及び前記第2面の端部上を介して前記第1面の前記接続部上まで延在する第2の部分とを含むように、取り付けるステップと、
を有することを特徴とする発光素子ユニットの製造方法。 Forming a connecting portion on the first surface of the semiconductor substrate having a first surface and a second surface adjacent to and crossing each other;
Disposing a light emitting element on the first surface;
A bonding wire having an end ball and a wire portion extending from the end ball, a first portion formed on the second surface by the end ball, the first surface intersecting from the first portion, and Attaching to include a second portion extending over the end of the second surface and onto the connection of the first surface;
A method of manufacturing a light emitting element unit, comprising:
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