JP7298373B2 - 光電変換装置、画像読取装置、及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
カラーフィルターを積んだ、入射光に応じて光電変換を行う光電変換素子を含む光電変換部が2次元に配置された光電変換ブロックと、
前記光電変換ブロックの出力を処理する信号処理ブロックと、
前記光電変換ブロック及び前記信号処理ブロックに給電する複数の電極パッドと、を備える光電変換装置であって、
前記信号処理ブロックは、交流を直流に変換するAD変換ブロックと、信号を増幅する増幅ブロックとを有しており、
当該光電変換装置は長方形形状のICチップで構成され、
前記光電変換ブロック、前記増幅ブロック、及び前記AD変換ブロックは、それぞれ前記ICチップの長手方向に延伸し、
前記ICチップの短手方向において、前記光電変換ブロック、前記増幅ブロック、前記AD変換ブロックの順に並んで設けられており、
前記複数の電極パッドは、前記信号処理ブロックの、前記AD変換ブロック内の前記増幅ブロックの近傍、または前記増幅ブロック内に配置され、
前記複数の電極パッドの各電極パッドは、前記ICチップの前記長手方向において異なる位置に設けられており、
前記複数の電極パッドは、前記ICチップの前記短手方向にそれぞれ給電し、
前記複数の電極パッドの給電において、前記AD変換ブロックへの給電方向は、前記光電変換ブロックへの給電方向及び前記増幅ブロックへの給電方向とは、逆方向であることを特徴とする
光電変換装置、を提供する。
まず、図2を用いて、本発明の概略構成について説明する。図2は、本発明の光電変換チップに係る電極パッドと電極配線を示す概略図である。
ここで、図3~図5を用いて、比較例での課題について説明する。
図6は、図2の本発明に係る光電変換チップを複数、ウェハ化した状態を示す図である。
本発明のように、信号処理ブロック20内に電極パッド40を設けた場合、ひとつのチップ内において、画素ブロック10から電極パッド40までの距離D1は十分確保されている。そして、ウェハWに複数のチップC1,C2が並んだ状態でも、隣接チップC2の画素ブロック10、即ちチップ端部から自チップC1の画素ブロック10までの距離D2は十分確保されている。
図8は、本発明の第1実施形態に係る光電変換チップ1Aにおける電極パッドと電極配線を示す図である。
図9は、本発明の第2実施形態に係る、電極パッドをADCブロック内及びADCブロック周辺に配置した光電変換チップ1Bの電極配線を示す図である。
図10は、本発明の第3実施形態に係る、ブロック毎に電極パッドをそれぞれ設ける光電変換チップ1Cの電極配線を示す図である。
図11は、本発明の第4実施形態に係る、電極パッドが回路ブロック付近に配置される光電変換チップ1Dの電極配線を示す図である。
図12は、本発明の第5実施形態に係る、電極パッドが周辺回路にも配置される光電変換チップ1Eの電極配線を示す図である。
図14は画素ブロックの代表的な回路図である。図14では、画素ブロック10において、6個の画素Pが配置されている例を示している。
図15は、下方に配置された信号処理ブロック20から画素ブロック10Fへ給電する電極配線の他の例を示す概略配線図である。図15における各色の読出回路は、図14のフロートディフュージョン領域FDに対応している。
図16は、本発明の第6実施形態に係る、画素ブロックの両側に信号処理ブロックが配置される光電変換チップ1Gの概略図である。
図18は、比較例に係る、電極パッドをチップ端部近傍に配置した光電変換チップが搭載されるパッケージにおけるボンディングを示す図である。
図19は、本発明の実施形態に係る電極パッドを信号処理ブロック内に配置したチップを示す図である。
図20は、光電変換チップが搭載される画像読取装置200の概略ブロック図の一例である。
図21は、光電変換チップが搭載される画像読取装置を含む画像形成装置300の概略ブロックの一例である。
10,10F,10G 画素ブロック(光電変換ブロック)
20,20A,20B,20C,20D,20G,20H 信号処理ブロック
21 消費電流の多い回路
22 増幅ブロック
23 ADCブロック(AD変換ブロック)
30,30E 周辺回路
40,40G,40H,60 電極パッド
100 パッケージ
101 パッケージの内部電極パッド
102 ワイヤー
200 画像読取装置
210 読取部
211 撮像デバイス(光電変換装置)
212 LEDドライバ
213 LED(光源)
220 CPU
230 画像処理部
300 画像形成装置
310 画像形成装置本体
320 制御部
330 プリンタエンジン
401 電極パッド(画素ブロック給電用)
402 電極パッド(増幅ブロック給電用)
403 電極パッド(ADCブロック給電用)
404 電極パッド(増幅ブロック給電用)
500 基板
501 配線層
502 絶縁膜
503 パッシベーション膜
504,505 平坦化膜
510 電極パッド層
520 周辺回路内の電極パッド層
C1 自チップ(ICチップ)
C2 隣接チップ(ICチップ)
CE チップ端部
CL カラーフィルター
D1 画素ブロックから電極パッドまでの距離
D2 チップ端から電極パッドまでの距離
FT 膜厚
LP 電極パッドから画素ブロックまでの電極配線
LS 電極パッドから信号処理ブロックまでの電極配線
LS1 電極パッドから消費電流の大きいブロックまでの電極配線
LS2,LS4 電極パッドから増幅ブロックまでの電極配線
LS3 電極パッドからADCブロックまでの電極配線
PD 受光素子(光電変換素子)
PO パッド開口部
W ウェハ
Claims (8)
- カラーフィルターを積んだ、入射光に応じて光電変換を行う光電変換素子を含む光電変換部が2次元に配置された光電変換ブロックと、
前記光電変換ブロックの出力を処理する信号処理ブロックと、
前記光電変換ブロック及び前記信号処理ブロックに給電する複数の電極パッドと、を備える光電変換装置であって、
前記信号処理ブロックは、交流を直流に変換するAD変換ブロックと、信号を増幅する増幅ブロックとを有しており、
当該光電変換装置は長方形形状のICチップで構成され、
前記光電変換ブロック、前記増幅ブロック、及び前記AD変換ブロックは、それぞれ前記ICチップの長手方向に延伸し、
前記ICチップの短手方向において、前記光電変換ブロック、前記増幅ブロック、前記AD変換ブロックの順に並んで設けられており、
前記複数の電極パッドは、前記信号処理ブロックの、前記AD変換ブロック内の前記増幅ブロックの近傍、または前記増幅ブロック内に配置され、
前記複数の電極パッドの各電極パッドは、前記ICチップの前記長手方向において異なる位置に設けられており、
前記複数の電極パッドは、前記ICチップの前記短手方向にそれぞれ給電し、
前記複数の電極パッドの給電において、前記AD変換ブロックへの給電方向は、前記光電変換ブロックへの給電方向及び前記増幅ブロックへの給電方向とは、逆方向であることを特徴とする
光電変換装置。 - 前記複数の電極パッドにおいて、前記AD変換ブロックに給電する電極パッドと、前記増幅ブロックに給電する電極パッドと、前記光電変換ブロックに給電する電極パッドとは共用せず、専用の電極パッドをそれぞれ設けることを特徴とする
請求項1に記載の光電変換装置。 - 前記複数の電極パッドの全ての電極パッドは、前記AD変換ブロック内の前記増幅ブロックの近傍に配置されることを特徴とする
請求項2に記載の光電変換装置。 - 前記複数の電極パッドにおいて、
前記AD変換ブロックへ給電する電極パッドと、前記光電変換ブロックに給電する電極パッドは、前記AD変換ブロック内の前記増幅ブロックの近傍に配置され、
前記増幅ブロックへ給電する電極パッドは、前記増幅ブロック内に配置されることを特徴とする
請求項2に記載の光電変換装置。 - 前記複数の電極パッドは、前記光電変換ブロックの前記増幅ブロック側の前記短手方向の端部から、前記短手方向において、第1の所定距離以上、離れた位置に形成され、
前記電極パッドは、前記信号処理ブロック及び前記光電変換ブロックを構成する膜積層部に対して凹んで形成されており、
前記短手方向における前記第1の所定距離は、前記電極パッドの上面から前記光電変換ブロックの前記膜積層部の上端までの高さに相当する膜厚の100倍であることを特徴とする
請求項1乃至4の何れか一項に記載の光電変換装置。 - 前記複数の電極パッドは、前記ICチップの前記AD変換ブロック側の前記短手方向の端部から、前記短手方向において、第2の所定距離以上、離れた位置に形成されており、
前記電極パッドは、前記信号処理ブロック及び前記光電変換ブロックを構成する膜積層部に対して凹んで形成されており、
前記短手方向における前記第2の所定距離は、前記電極パッドの上面から前記光電変換ブロックの前記膜積層部の上端までの高さに相当する膜厚の100倍であることを特徴とする
請求項1乃至5の何れか一項に記載の光電変換装置。 - 原稿に光を照射する光源と、
前記原稿からの反射光を光電変換する、請求項1乃至6の何れか一項に記載の光電変換装置と、を備えることを特徴とする
画像読取装置。 - 原稿に光を照射する光源と、
前記原稿からの反射光を光電変換する、請求項1乃至6の何れか一項に記載の光電変換装置と、
画像形成動作を駆動するプリンタエンジンと、を備えることを特徴とする
画像形成装置。
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