JPH0287633A

JPH0287633A - Mounting of multichip image sensor

Info

Publication number: JPH0287633A
Application number: JP63240351A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Kaneko; 豊金子
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1988-09-26
Filing date: 1988-09-26
Publication date: 1990-03-28

Abstract

PURPOSE:To glue and fix individual chips without being displaced mutually by a method wherein, a bonded part between adjacent chips is glued and fixed in advance in a lowtemperature state so as not to be displaced mutually, a thermosettype adhesive for die bonding use is heated and hardened and the chips are glued and fixed onto a substrate. CONSTITUTION:Individual IC image-sensor chips 2a, 2b whose size is (a) are arranged in a straight line on a substrate 4 by using a thermoset-type adhesive 3 for die bonding use; they are glued and fixed to be capable of reading out a size (l); before their heating and hardening operation, each bonded part 5 between the individual IC image-sensor chips 2a, 2b is glued and fixed by using an adhesive (a low-temperature hardening type adhesive or a UV-hardening type adhesive) 6 which is hardened at a temperature lower than the thermoset- type adhesive 3 for die bonding use; after that, the thermoset-type adhesive 3 for die bonding use on the substrate 4 is cured (hardened by heating); the individual chips 2 and the substrate 4 are glued and fixed.

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、等倍密着量イメージスキャナ等に用いられる
マルチチップ型イメージセンサの実装方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for mounting a multi-chip image sensor used in a 1x contact amount image scanner or the like.

従来の技術近年、イメージスキャナ等にあっては、光学系の小型化
を図るため、センサ自体を等倍構成する等倍密着量イメ
ージセンサの開発が活発化している。この場合、例えば
ＳｉウェハによるＩＣイメージセンサチップを用いるも
のでは、Ｓｉウェハサイズにより長さが制限されるため
、通常サイズの原稿についても読取り可能に長尺化する
ためには、複数個のＩＣイメージセンサチップを同一基
板上に配列する必要がある。このようなマルチチップ型
のものが、例えばＴＶ学会におけるｒＩＣ３８７−５５
ＪのｒＣＣＤ密着イメージセンサ」により知られている
。2. Description of the Related Art In recent years, in order to reduce the size of the optical system of image scanners and the like, there has been active development of 1x contact amount image sensors in which the sensor itself has a 1x magnification structure. In this case, for example, in the case of using an IC image sensor chip made of a Si wafer, the length is limited by the size of the Si wafer. It is necessary to arrange sensor chips on the same substrate. Such a multi-chip type is, for example, rIC387-55 at the TV Society.
It is known for its ``rCCD close-contact image sensor'' by J.

第５図はこのようなマルチチップ型イメージセンサの実
装例を示すもので、各々同一ピッチで形成された受光画
素部１を有する複数個のＩＣイメージセンサチップ２ａ
、２ｂ、〜を直線状（又は千鳥状）に配列し加熱硬化型
グイボンディング用接着剤３により同一の基板（例えば
アルミナ基板やセラミック基板）４上に接着固定してな
る。ここに、隣接チップ２ａ、２ｂ間の接合部５には、
各々のチップ２ａ、２ｂの端部の受光画素部１の間隔も
各々のチップ２ａ、２ｂ上の受光画素部１の間隔と同じ
となるようにわずかな隙間が設定されている。FIG. 5 shows an example of mounting such a multi-chip image sensor, in which a plurality of IC image sensor chips 2a each having a light-receiving pixel portion 1 formed at the same pitch are used.
, 2b, . Here, in the joint 5 between the adjacent chips 2a and 2b,
A slight gap is set so that the spacing between the light receiving pixel sections 1 at the ends of each chip 2a, 2b is also the same as the spacing between the light receiving pixel sections 1 on each chip 2a, 2b.

また、導電性を持つ加熱硬化型グイポンディング用接着
剤３としては、例えば、下記のような品名のものがある
。ここに、各品名の接着剤の特性につき、■・性状（配
合比）、■・・・溶剤の有無、■−・組成（充填剤／樹
脂）、■・・・キュア条件（温度／時間）、■・・・体
積抵抗率（Ω・釧）、■・・熱伝導率（ｃａｌ　／　ｃ
ｍ−ｓｅｅ・℃）、■・・・抽出不純物（Ｃ，Ｑ−：Ｎ
ａ”）の順に示すものとすると、Ａ。ケミタイトＣＴ２
１２（来夏ケミカル社製）■−液性、■有、■Ａｇ／エ
ポキシ、■２００’Ｃ／］、ｈｒ、■０，６Ｘ］−０−
’、■６Ｘ１０−’■５５Ｂ、ＥＮ−４０００（日立化成社製） ■−液性、■有、■Ａｇ／エポキシ、■１７５’Ｃ／ｌ
ｈｒ、■２Ｘ１０−’、■０．６Ｘ１０−’■１０１１
．０Ｃ，ＥＮ−４０７０Ｘ−１３（日立化成社製）■−液性
、■無、■Ａｇ／エポキシ、■１５０’Ｃ／　Ｌ　ｈｒ
”−２，５０℃／４０ｓｅｃ、■３．３×１ｏ−４、■
−１■１０ｊｔ。Further, as the conductive thermosetting adhesive 3 for bonding, there are, for example, those with the following product names. Here, regarding the characteristics of the adhesive of each product name, ■・Properties (mixture ratio), ■・Presence or absence of solvent, ■・Composition (filler/resin), ■・Cure conditions (temperature/time) ,■...Volume resistivity (Ω・Tsuboshi),■...Thermal conductivity (cal/c
m-see・℃), ■...extracted impurities (C, Q-:N
A. Chemitite CT2
12 (manufactured by Next Summer Chemical Company) ■-Liquid, ■Yes, ■Ag/Epoxy, ■200'C/], hr, ■0,6X]-0-
', ■6X10-'■55 B, EN-4000 (manufactured by Hitachi Chemical) ■-Liquid, ■Yes, ■Ag/epoxy, ■175'C/l
hr, ■2X10-', ■0.6X10-'■1011
．． 0 C, EN-4070X-13 (manufactured by Hitachi Chemical) ■-Liquid, ■None, ■Ag/Epoxy, ■150'C/L hr
”-2,50℃/40sec, ■3.3×1o-4, ■
-1■10jt.

１つ、ＣＲＭ−１，０３８（住友ベークライト社製）■
−液性、■無、■Ａｇ／エポキシ、■２ｏ○’Ｃ／　１
　ｈｒ　〜１７０℃／２０ｓｅｃ＋　３５０℃／２０ｓ
ｅｃ：、■２Ｘ１．Ｏ−’、■３ＸＩＯ−、■１゜Ｅ、
ＣＲＭ−１０５８（住友ベークライト社製）■−液性、
■有、■Ａｇ／ポリイミド、■１５０℃／　ｔ　ｈｒ〜
２５０°Ｃ／ｌｈｒ、■２ＸＩＯ−’■−１■１０２０Ｆ、　　　Ａｂｌ、ｅｂｏｎｄ　　８４−Ｉ　　ＬＭ、
Ｆ　　　（ｌ＼ｂｌｅｓｔ、ｉｃ社製）■−液性、■無
、■Ａｇ／エポキシ、■１５０℃／ｌｈｒ、■２ＸＩＯ
−’、■−’＋、５Ｘ１０−’■１０１０Ｇ、　　Ａｂｌｅｂｏｎｄ　　７１　−　Ｉ　　ＬＭ　
　丁　　（Ａｂｌｅｓｔｉｃ　社製）■−液性、■有、
■Ａｇ／ポリイミド、■１５０°Ｃ／　３０ｍ１ｎ　〜
２７５°Ｃ／３０ｍ１ｎ、■２×１ｏ−’、■−２■１
０１５Ｈ，ＥＰＯ−ＴＥＫ　　Ｈ−２０ＥＬＣ（ＥｐｏｘｙＴ
　ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製） ■二液性（１：　ｌ）　、■無、■Ａｇ／エポキシ、■
１２０℃／１５ｍ１ｎ、■３ＸＩＯ−’、■４×】Ｏ−
３、■３０１、ＩＥＰ　　○　−ゴＥＫ　　　　Ｈ３５−１７５Ｍ
（Ｅ　ｐｏｘｙ　Ｔ　ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製）■−液
性、■無、■Ａｇ／エポキシ、■１．８０’Ｃ／　］、
　ｈｒ、■２Ｘ１０−’、■−１■１０１１０Ｊ　、　
　ＤＩＪ　Ｐｏｎｔ　４６２１　Ｄ　（ＤＩＪ　Ｐａｎ
ｔ社製）■−液性、Ｑ）右、■Ａｇ／エポキシ、■１７
５’Ｃ／　ｌ　ｔａｒ、■４ＸＬＯ−’、■−１■２（
］１０に、　Ｃ−９９０（Ａｍｉｃｏｎ社製）■−液性
、■無、■Ａｇ／エポキシ、■１５５’Ｃ／ｌｈｒ、■
６．５Ｘ］、Ｏ−’、■−１■１０Ｌ、　Ｃ−９４０−
ＡＸＬＣ（Ａｍｉｃｏｎ社製）■−液性、■有、■Ａｇ
／ポリイミド、０１７５°Ｃ／　３　０ｍ１ｎ　〜２　
７　５℃／３０ｍ１ｎ、　■−■−１■１０２０このようなチップ２ａ、２ｂ間の接合部５の間隔が適正
に維持されないと、受光画素部１の連続性が乱れ、読取
り品質が劣化してしまう。1, CRM-1,038 (manufactured by Sumitomo Bakelite) ■
-Liquid, ■None, ■Ag/Epoxy, ■2o○'C/1
hr ~170℃/20sec+350℃/20s
ec:, ■2X1. O-', ■3XIO-, ■1゜E,
CRM-1058 (manufactured by Sumitomo Bakelite) ■-Liquid,
■Yes, ■Ag/polyimide, ■150℃/t hr~
250°C/lhr, ■2XIO-'■-1■1020 F, Abl, ebond 84-I LM,
F (l\brest, manufactured by IC) ■-Liquid, ■None, ■Ag/epoxy, ■150℃/lhr, ■2XIO
-', ■-'+, 5X10-' ■1010 G, Ablebond 71 - I LM
Ding (manufactured by Ablestic) ■-Liquid, ■Yes,
■Ag/polyimide, ■150°C/30m1n ~
275°C/30m1n, ■2×1o-', ■-2■1
015 H, EPO-TEK H-20ELC (EpoxyT
(manufactured by technology) ■Two-component (1: l), ■None, ■Ag/epoxy, ■
120℃/15m1n, ■3XIO-', ■4×】O-
3, ■30 1, IEP ○ -Go EK H35-175M
(manufactured by E poxy technology) ■-liquid, ■no, ■Ag/epoxy, ■1.80'C/],
hr, ■2X10-', ■-1■10110J,
DIJ Pont 4621D (DIJ Pan
Manufactured by T company) ■-Liquid, Q) Right, ■Ag/epoxy, ■17
5'C/ l tar, ■4XLO-', ■-1■2(
] 10, C-990 (manufactured by Amicon) ■-Liquid, ■None, ■Ag/epoxy, ■155'C/lhr, ■
6.5X], O-', ■-1■10L, C-940-
AXLC (manufactured by Amicon) ■-Liquid, ■Yes, ■Ag
/Polyimide, 0175°C/ 30m1n ~2
7 5°C/30m1n, ■-■-1■1020 If the distance between the joints 5 between the chips 2a and 2b is not maintained properly, the continuity of the light-receiving pixel portion 1 will be disturbed and the reading quality will deteriorate. Put it away.

発明が解決しようとする問題点ところが、従来のようなダイボンディング用接着剤３に
よる実装方法の場合、前述した文献中の［４，２ダイボ
ンディング」の欄にも記載されているように、チップ２
ａ、２ｂ、〜のダイボンディング時にチップ、ずれを生
じてしまい、隣接チップ間の画素ピッチが変動してしま
う。これにより、上記のような読取り品質の劣化が生ず
る。Problems to be Solved by the Invention However, in the case of the conventional mounting method using adhesive 3 for die bonding, as described in the column [4, 2 die bonding] in the above-mentioned document, the chip 2
During die bonding of chips a, 2b, . This causes the deterioration in reading quality as described above.

このようなダイボンディング時のチップずれは、前述し
たようなダイボンディング用接着剤３のキュア温度（硬
化温度）が何れの場合でもｌ　ＯＯ’Ｃ以上であるため
、Ｓｉによるチップ２の熱膨張係数（α（Ｓｉ）＝　２
．　３３　Ｘ　Ｉ　Ｏ−’　（１／’Ｃ〕）とセラミッ
クによる基板４の熱膨張係数（α（Ｓｅ）＝６５　Ｘ　
Ｉ　Ｏ−’　［１／’Ｃ）　）との差、及び、加熱硬化
型の一液性エポキシ接着剤において顕著に現れる硬化時
の粘度の低下による液だれ（チキン性）により生じる。Such chip misalignment during die bonding is caused by the coefficient of thermal expansion of the chip 2 due to Si, since the curing temperature (hardening temperature) of the die bonding adhesive 3 as described above is equal to or higher than lOO'C in any case. (α(Si)=2
．． 33
This is caused by the difference from I O-'[1/'C)) and dripping (chickenness) due to a decrease in viscosity during curing, which is noticeable in heat-curable one-component epoxy adhesives.

問題点を解決するための手段複数個のＩＣイメージセンサチップを同一基板上に順次
隣接させて配列するマルチチップ型イメージセンサの実
装方法において、ＩＣイメージセンサチップを基板に固
定させる加熱硬化型ダイボンディング用接着剤に比して
低温で硬化する低温硬化型接着剤又は紫外線硬化型接着
剤により前記ＩＣイメージセンサチップ間の接合部を接
着固定した後、前記加熱硬化型ダイボンディング用接着
剤を硬化させて各ＩＣイメージセンサチップを基板上に
接着固定する。Means for Solving the Problems In a mounting method for a multi-chip image sensor in which a plurality of IC image sensor chips are sequentially arranged adjacent to each other on the same substrate, heat-curing die bonding is used to fix the IC image sensor chips to the substrate. After adhering and fixing the joint between the IC image sensor chips with a low-temperature curing adhesive or an ultraviolet curing adhesive that cures at a lower temperature than the adhesive used for die bonding, the heat-curing adhesive for die bonding is cured. Each IC image sensor chip is adhesively fixed onto the substrate.

作用隣接チップ間の接合部を予め低温硬化型接着剤又は紫外
線硬化型接着剤により低温状態で接着固定してから、加
熱硬化型ダイボンディング用接着剤を加熱により硬化さ
せてチップを基板上に接着固定するので、チップと基板
との熱膨張係数に差があったり、チキン性があっても、
各チップ相互間のずれのない接着固定が可能となり、セ
ンサ配列精度の高いものとなる。Function: The joints between adjacent chips are bonded and fixed in advance at a low temperature using a low-temperature curing adhesive or an ultraviolet curing adhesive, and then the chips are bonded to the substrate by curing the heat-curing die bonding adhesive by heating. Because it is fixed, even if there is a difference in the coefficient of thermal expansion between the chip and the board, or there is a tendency to
It becomes possible to bond and fix each chip without any displacement between the chips, and the sensor arrangement becomes highly accurate.

実施例本発明の第一の実施例を第１図及び第２図に基づいて説
明する。第５図で示した部分と同一部分は同一符号を用
いて示す。本実施例でも、基本的には、・加熱硬化型ダ
イボンディング用接着剤３により寸法がａなる各ＩＣイ
メージセンサチップ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを基板４上
に１直線上に配列して寸法Ωなる読取り可能に接着固定
するが、その加熱硬化に先立ち、各ＩＣイメージセンサ
チップ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ間の各接合部５を加熱硬
化型ダイボンディング用接着剤３よりも低温で硬化する
接着剤（低温硬化型接着剤又は紫外線硬化型接着剤）６
により接着固定した後で、基板４」二の加熱硬化型ダイ
ボンディング用接着剤３をキュア（加熱硬化）させて、
各チップ２と基板４とを接着固定するようにしたもので
ある。Embodiment A first embodiment of the present invention will be explained based on FIGS. 1 and 2. The same parts as those shown in FIG. 5 are indicated using the same reference numerals. In this embodiment, basically, each IC image sensor chip 2a, 2b, 2c, 2d having a dimension a is arranged in a straight line on a substrate 4 using a heat-curable die bonding adhesive 3. Ω, but prior to heat curing, each joint 5 between each IC image sensor chip 2a, 2b, 2c, and 2d is cured at a lower temperature than the heat-curable die bonding adhesive 3. Adhesive (low temperature curing adhesive or ultraviolet curing adhesive) 6
After adhesion and fixation, the heat-curable die bonding adhesive 3 on the substrate 4'' is cured (heat-cured).
Each chip 2 and a substrate 4 are adhesively fixed.

二二に、接着剤６としては、低温硬化型接着剤であれば
、例えばエポキシ・テクノロジー社製の耐熱用接着剤３
００シリーズ３９ｏ（硬化条件：常温３０分）又は同社
製の光学用接着剤である同シリーズ３０１　（硬化条件
：６５°Ｃで１時間）や、紫外線硬化型接着剤であれば
、例えばノーランド゛・プロダクツ社製のＮ０Ａ６０が
用いられる。また、加熱硬化型ダイボンディング用接着
剤３としては前述したＡ　−Ｌのような接着剤が用いら
れる。22. As the adhesive 6, if it is a low-temperature curing adhesive, for example, heat-resistant adhesive 3 manufactured by Epoxy Technology Co., Ltd.
00 series 39o (curing conditions: 30 minutes at room temperature), the same series 301 (curing conditions: 65°C for 1 hour), an optical adhesive made by the same company, or UV-curable adhesives such as Norland. N0A60 manufactured by Products Co., Ltd. is used. Further, as the thermosetting die bonding adhesive 3, an adhesive such as A-L mentioned above is used.

このように本実施例方法によれば、各チップ２間の接合
部５を低温条件下に接着剤６により予め接着固定し、相
互間の位置ずれを抑えた状態で、最終的に加熱硬化型ダ
イボンディング用接着剤３を加熱硬化させて基板４上に
固定するので、ダイボンディングに際しての熱膨張係数
差などの影響によるずれを抑制できる。この結果、各チ
ップ間の接合部５においても受光画素部１間の配列精度
をほぼチップ設置精度（＝アライメントー例えば５μｍ
以下）に抑えることができる。よって、チップ間接合部
付近で読取り品質が低下することはない。これは、現状
の４００ｄｐｉ　レベル対応の高密度のマルチチップセ
ンサでも対応できるものである。In this way, according to the method of this embodiment, the bonding portions 5 between the chips 2 are bonded and fixed in advance with the adhesive 6 under low temperature conditions, and the heat-curable Since the die bonding adhesive 3 is heat-cured and fixed onto the substrate 4, it is possible to suppress deviations due to effects such as differences in thermal expansion coefficients during die bonding. As a result, even at the joint 5 between each chip, the arrangement accuracy between the light-receiving pixel parts 1 is approximately equal to the chip installation accuracy (=alignment - for example, 5 μm).
below). Therefore, reading quality does not deteriorate near the inter-chip junction. This can be achieved even with the current high-density multi-chip sensor that supports the 400 dpi level.

つづいて、本発明の第二の実施例を第３図により説明す
る。本実施例は、セラミック基板４上に接合部５を除く
チップ下面に加熱硬化型グイボンディング用接着剤３を
スクリーン印刷塗布した後、接合部に位置させて接着剤
６をディスペンスし、この状態で各チップ２を基板４上
にアライメントし、接着剤６の硬化により各チップ２間
の接合部５を接着固定した後で、最後に加熱硬化型ダイ
ボンディング用接着剤３をキュアするようにしたもので
ある。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this example, after applying a heat-curing adhesive 3 for bonding by screen printing to the lower surface of the chip excluding the joint part 5 on a ceramic substrate 4, the adhesive 6 is dispensed after being positioned at the joint part. After aligning each chip 2 on the substrate 4 and adhesively fixing the joint 5 between each chip 2 by curing the adhesive 6, the heat-curable die bonding adhesive 3 is finally cured. It is.

また、本発明の第三の実施例を第４図により説明する。Further, a third embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG.

本実施例は、複数個のチップ２を順次千鳥状配列させる
場合に適用したものであり、この場合にも短手方向の隣
接接合部５が先に接着剤６により接着固定される。千鳥
状配列にあっても、長手方向に見た場合の隣接チップ間
の受光画素部１間のピッチが等間隔とされる。This embodiment is applied to a case where a plurality of chips 2 are sequentially arranged in a staggered manner, and in this case as well, the adjacent joint portions 5 in the transverse direction are adhesively fixed with the adhesive 6 first. Even in the staggered arrangement, the pitches between the light-receiving pixel portions 1 between adjacent chips are equal when viewed in the longitudinal direction.

発明の効果本発明は、上述したように隣接チップ間の接合部を予め
低温硬化型接着剤又は紫外線硬化型接着剤により低温状
態で接着固定し相互ずれのない状態にしてから、加熱硬
化型ダイボンディング用接着剤を加熱により硬化させて
チップを基板上に接着固定するようにしたので、チップ
と基板との熱膨張係数に差があったり、チキン性があっ
ても。Effects of the Invention As described above, the present invention is capable of bonding and fixing the joints between adjacent chips at a low temperature with a low-temperature curing adhesive or an ultraviolet curing adhesive in advance so that there is no mutual displacement, and then attaching the heat-curable die. Since the bonding adhesive is cured by heating and the chip is bonded and fixed to the substrate, it can be used even if there is a difference in the coefficient of thermal expansion between the chip and the substrate, or if there is a tendency to change.

各チップ相互間のずれのない接着固定が可能となり、セ
ンサ配列精度の高いものとな（ｊ、高品位の読取りを可
能とすることができる。It becomes possible to adhesively fix each chip without any displacement between them, and the sensor arrangement becomes highly accurate (j, high quality reading becomes possible).

[Brief explanation of the drawing]

第１図（ａ）は本発明の第一の実施例を示す平面図、同
図（ｂ）はその縦断正面図、第２図はセンサ全体の概略
平面図、第３図（ａ）は本発明の第二の実施例を示す平
面図、同図（ｂ）はその縦断正面図、第４図（ａ）は本
発明の第三の実施例を示す平面図、同図（ｂ）はその縦
断正面図、第５図（ａ）は従来例を示す平面図、同図（
ｂ）はその縦断正面図である。２・・ＩＣイメージセンサチップ、３・・・加熱硬化型
グイボンディング用接着剤、４・・基板、５・・・接合
部、６・・低温硬化型接着剤又は紫外線硬化型接着剤３．１　図 −第Ｚ図 −〇FIG. 1(a) is a plan view showing a first embodiment of the present invention, FIG. 1(b) is a vertical front view thereof, FIG. 2 is a schematic plan view of the entire sensor, and FIG. 3(a) is a main FIG. 4(b) is a plan view showing the second embodiment of the invention, FIG. 4(b) is a longitudinal sectional front view thereof, FIG. 5(a) is a plan view showing a conventional example;
b) is a longitudinal sectional front view thereof. 2... IC image sensor chip, 3... Heat-curing type bonding adhesive, 4... Substrate, 5... Joint portion, 6... Low-temperature curing adhesive or ultraviolet curing adhesive 3.1 Figure - Figure Z - 〇

Claims

[Claims]

In a mounting method for a multi-chip image sensor in which multiple IC image sensor chips are arranged adjacent to each other on the same substrate, the temperature is lower than that of a thermosetting die bonding adhesive that fixes the IC image sensor chips to the substrate. After bonding and fixing the joints between the IC image sensor chips using a low-temperature curing adhesive or an ultraviolet ray curing adhesive, the heat-curing die bonding adhesive is cured to attach each IC image sensor chip to the substrate. A method for mounting a multi-chip image sensor characterized by adhesively fixing the sensor to the top.