JPH06121112A - 密着型イメージセンサの製造方法およびイメージセンサユニット - Google Patents

密着型イメージセンサの製造方法およびイメージセンサユニット

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JPH06121112A
JPH06121112A JP4264511A JP26451192A JPH06121112A JP H06121112 A JPH06121112 A JP H06121112A JP 4264511 A JP4264511 A JP 4264511A JP 26451192 A JP26451192 A JP 26451192A JP H06121112 A JPH06121112 A JP H06121112A
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JP
Japan
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optical fiber
fiber array
light
image sensor
array plate
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Application number
JP4264511A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Nakagawa
雅浩 中川
Tetsuro Nakamura
哲朗 中村
Eiichiro Tanaka
栄一郎 田中
Shinji Fujiwara
慎司 藤原
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 光ファイバアレイに回路導体層や、受光素子
を実装する際にも加熱の必要がなく、均質な透過特性の
光ファイバアレイによる密着型イメージセンサを得る。 【構成】 光ファイバアレイ9が透明基板1の間に融接
された構造の光ファイバアレイプレート上に回路導体層
を有するフレキシブルプリント基板2を透明絶縁樹脂を
用いて張り付けた後、光ファイバアレイプレート上に半
導体受光素子7を透明光硬化型絶縁樹脂5を用いてフェ
イスダウンで実装した密着型イメージセンサの光ファイ
バアレイプレート表面の上方に光源12を設け、光ファ
イバアレイプレート表面に光源からの光が通るようにス
リットを設け、光ファイバアレイおよび受光素子以外の
場所及びプレートの全側面にも遮光層8を設け、さらに
光ファイバアレイプレートの裏面全面に透明樹脂10を
塗布し、光源からの光を光ファイバアレイおよび透明樹
脂を透して原稿を照明する構成にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、原稿等の画像を検出し
て画像信号を得る密着型イメージセンサの製造方法及び
イメージセンサユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバアレイは、光ファイバ束を2
枚のガラス基板により挟み加熱圧着しさらに切断、研磨
することにより得られる。従来、回路導体層を形成する
方法として、厚膜印刷により形成する方法とフレキシブ
ルプリント基板により形成する方法とがある。
【0003】イメージセンサユニットは、この光ファイ
バアレイプレート上に厚膜印刷により回路導体層を形成
し、受光素子を有する回路基板上に形成された電気配線
とを対向して配置しこれらの回路導体層と受光素子の電
気配線とを半田バンプ等を用いて接続していた。これに
より図3に示す様に受光素子37が設けられた光ファイ
バアレイ39の一端側に光源42を設け、光ファイバア
レイ39の他端側に近接して置かれた原稿41を照明
し、その原稿41からの反射光を他端側の光ファイバア
レイ39内に入射させて、この光を受光素子37に導く
ものである。
【0004】また、光ファイバアレイ39に原稿41か
らの反射光を互いにクロストークなく読みとるために
は、図2で光ファイバのクラッド22の外表面に吸光体
23を設けることが望ましい。しかし、吸光体23の吸
光により光ファイバアレイ他端側に近接して置かれた原
稿に照明光が十分に届かず、吸光体の1部を除いた光フ
ァイバアレイあるいは吸光体を外表面に設けない光ファ
イバアレイを積層する必要があった。
【0005】さらに、回路導体層を形成する方法とし
て、フレキシブルプリント基板により形成する方法とが
ある。まず、回路導体層を有するフレキシブルプリント
基板を半導体素子の接続端子に、テープオートメーテッ
ドボンディング(TAB)実装を用いて、接続を行う。
次に、フレキシブルプリント基板をファイバーアレイプ
レートに、光硬化型接着剤を用いて接着させる必要があ
った。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、光ファイバアレイの一端側にイメージセ
ンサチップに形成した受光素子が相対面するように半田
バンプ等により実装する際の半田溶融時の熱によって、
あるいは回路導体層をスクリーン印刷による厚膜形成時
の焼成熱により光ファイバアレイが変質または光ファイ
バ自身の断線により、光ファイバアレイを構成する各々
の光ファイバ間で光透過率が著しく低下する部分が発生
し画像読み取りが均一に出来ない問題があった。
【0007】また吸光体の1部を除いた光ファイバアレ
イあるいは吸光体23をクラッド22の外表面に設けな
い光ファイバアレイを積層する場合、光のクロストーク
が幾分増加し、解像度の低下が生じていた。
【0008】さらに、フレキシブルプリント基板に半導
体素子の接続端子に、テープオートメーテッドボンディ
ング(TAB)実装を用いて、接続を行った後で、光学
面でフレキシブルプリント基板と半導体素子との間に、
樹脂を満たす必要が生じる。次に、フレキシブルプリン
ト基板をファイバーアレイプレートに、光硬化型接着剤
を用いて接着させるとき、半導体素子を実装したフレキ
シブルプリント基板は長手方向の直線性が悪く、光硬化
型接着剤を用いて接着させるとき、加圧がかけずらく、
フレキシブルプリント基板の電極の高さばらつきが生じ
やすく、半導体素子への光量ばらつきが生じていた。
【0009】本発明は上記問題点に鑑み、高解像度で、
また感度のばらつきの少ない高画質な画像読み取りを可
能とすることを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の密着型イメージセンサは少なくとも複数の
光ファイバを整列して形成した光ファイバアレイと、こ
の光ファイバアレイの一端側に複数個の受光素子を密接
して設けた密着型イメージセンサにおいて、前記光ファ
イバは中心部のコアと、このコアの外表面に設けたクラ
ッドと、このクラッドの外表面に設けた吸光体を備え、
さらに前記複数個の受光素子が回路導体層を有するフレ
キシブルプリント基板を張り付けた透明基板に形成さ
せ、受光素子が透明基板を介して光ファイバアレイの一
端面と接するよう構成される。
【0011】また、吸光体をクラッド外表面に有する光
ファイバを整列して形成した光ファイバアレイがガラス
基板の間あるいは端面に融接された構造を有し、この光
ファイバアレイの一端側に複数個の受光素子を密接して
設けた密着型イメージセンサにおいて、光ファイバアレ
イの一端側の斜め上方に光源を設け、この光ファイバア
レイの他端側に密接して置かれた原稿をガラス基板を介
して照明し原稿からの反射光を光ファイバアレイを通し
て受光素子に導く構成としたものである。
【0012】
【作用】本発明は上記した構成によって光ファイバアレ
イに回路導体層あるいは、受光素子を実装する際にも加
熱の必要がなく、光ファイバの切断あるいは変質のない
均質な透過特性の光ファイバアレイを得ることができ
る。これにより、光感度のばらつきの少ない密着型イメ
ージセンサを得ることができる。
【0013】光ファイバアレイに密接した原稿への光照
明効率がセルフォックレンズアレイを用いた密着型イメ
ージセンサと同等あるいはそれ以上で行なうことがで
き、原稿からの光情報を光ファイバアレイを用いて受光
素子に導く際に、イメージセンサの受光素子に対して光
ファイバアレイをより近接した位置に高精度に配置でき
ることにより、一対一の対応でよりよく導くことが可能
になり、画像読み取りの解像度、光の利用効率がいまま
で以上に向上する。
【0014】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
【0015】図1は本発明の実施例における密着型イメ
ージセンサの正断面図である。1は透明基板、2は透明
基板1の表面上に張り付けた回路導体層を有するフレキ
シブルプリント基板、3は受光素子7を有する半導体イ
メージセンサチップ、4は半導体イメージセンサチップ
3に設けられている電極、5は半導体イメージセンサチ
ップ3を、透明基板1へ実装するための透明光硬化型絶
縁樹脂、6は半導体イメージセンサチップ3を保護する
ための透明保護層、7は半導体イメージセンサチップ3
に設けられている受光素子、8は透明基板1の裏面(原
稿密着面)の受光素子、光ファイバアレイ該当部以外の
場所には遮光層があり、および透明基板1の表面(半導
体イメージセンサチップ3実装面)の受光素子、光ファ
イバアレイ該当部以外の場所には遮光層があり、さらに
光ファイバアレイプレートの全側面にも遮光層があり、
9は透明基板1に透明な接着剤や光硬化性樹脂(紫外線
硬化性樹脂)等により接着させた光ファイバアレイで、
10は透明基板の裏面全面に透明樹脂である。11は読
み取るべき原稿で、12は原稿11を照明する光源(L
EDアレイ)で、13は原稿を読み取り部の読み取り位
置に搬送する搬送ローラーである。
【0016】また、図2は光ファイバアレイ9の平面図
であり、各光ファイバは中心部のコア21とその外表面
のクラッド22と、このクラッド22の外表面に設けら
れた吸光体23で構成されている。
【0017】次に以上のように構成した密着型イメージ
センサの詳部についてさらに詳細に説明する。
【0018】図2に示す様に、直径がおよそ25μmの
光ファイバのクラッド22の外表面に厚さ2〜3μmの
吸光体23を形成し、この光ファイバ多数本を、2枚の
透明基板(ガラス基板等)1に挟み込んで、両側から圧
力を加えながら、ガラスの融点程度の熱を加え融着す
る。さらに、約1mm厚に切断した後表面を平滑に研磨
し光ファイバアレイ9を作成する。次に、フレキシブル
プリント基板2は、AuやAgーPtやCu等の貴金属
を用いて薄膜形成法とフォトリソ法により35μm以下
の回路導体層を2層配線で形成し、厚さ200μm以下
好ましくは30〜100μmの高分子フィルムが好適で
ある。ここではベースフィルムおよびカバーフィルムと
して12.5〜25μmのポリイミドあるいはポリエス
テル等の高分子フィルムを用いて作成する。また、フレ
キシブルプリント基板2の電極はAuやAgーPtやC
uやSnや共晶半田やSn−In、Sn−Pb−Bi、
Sn−Pb−In等の低温半田等を用いてソルダーコー
トまたは電解メッキ等で、高さ50μm以下好ましくは
2〜20μmの電極を形成させる。透明基板(ガラス基
板)1に黒色系遮光膜8をスクリーン印刷法で形成す
る。ただし、光ファイバアレイ9を接着する部分と光源
12から照明光が通る部分は除く。光ファイバアレイプ
レートの裏面全面(原稿密着面全面)に耐摩耗性を有す
るようなフェノール樹脂やエポキシ樹脂やウレタンアク
リレートやシリコンレジン等の透明樹脂10を塗布す
る。前記光ファイバアレイが透明基板の間あるいは端面
に融接されたる光ファイバアレイプレートを製造した
後、前記フレキシブルプリント基板は、前記光ファイバ
アレイプレートの透明基板部上にフェノールエポキシ樹
脂やエポキシ樹脂等の透明絶縁樹脂を用いてプレス機等
でフラットに湾曲の無いように張り付ける。この透明絶
縁樹脂は、硬化後の厚みは50μm以下好ましくは10
〜25μmが好適である。フレキシブルプリント基板
は、前記光ファイバアレイプレート上にフラットに張り
付ける後、前記半導体イメージセンサチップの電極(金
または半田のボールバンプ)をフレキシブルプリント基
板2の回路導体層の電極の所定の位置に接続するように
透明光硬化型絶縁樹脂を用いてフェイスダウンで実装す
る。そして、半田が溶けて確実に接続するように170
〜200℃の温度で熱処理する。さらに、上記光ファイ
バアレイプレート上に大きさ50〜100μm角の受光
素子7を一定間隔(62.5または125μm)で多数
並列に形成している前記半導体イメージセンサチップ3
を保護するためにシリコーン樹脂等の透明保護膜6によ
りコーティングする。
【0019】この密着型イメージセンサを用いて、光フ
ァイバアレイ9の裏面側に原稿11を密着させ、光源
(LEDアレイ)12からの光を、透明基板1の上面側
から入射させ透明基板を通り、光ファイバ、透明樹脂を
通じて原稿11を照射させる。原稿からの光情報は、吸
光体23を設けた多数の光ファイバにより、光の交錯
(クロストーク)なしに、一対一の対応で、受光素子7
に導かれる。また外部からの不要な光は、黒色系遮光膜
8によって100%遮断されている。
【0020】この様にして、高解像度(MTF値が4l
p/mmで約70%)で画像を読み取ることを可能にし
た。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明は、耐摩耗性を向上
させ、画像読み取りのS/N比、分解能、光の転送効率
を高水準で維持でき、非常にシンプル、コンパクト、か
つ低コストで原稿を読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるイメージセンサ
の正断面図
【図2】同実施例における同光ファイバの上面図
【図3】従来のイメージセンサの正断面図
【符号の説明】
1 透明基板 2 フレキシブルプリント基板 3 半導体イメージセンサチップ 4 電極 5 透明光硬化型絶縁樹脂 6 透明保護層 7 受光素子 8 遮光層 9 光ファイバアレイ 10 透明樹脂 11 原稿 12 光源(LEDアレイ) 13 搬送ローラ 21 コア 22 クラッド 23 吸光体 31 透明基板 32 回路導体層 33 半導体イメージセンサチップ 34 電極 35 透明光硬化型絶縁樹脂 36 透明保護層 37 受光素子 38 遮光層 39 光ファイバイアレイ 41 原稿 42 光源(LEDアレイ) 43 搬送ローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 慎司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも複数の光ファイバを整列して形
    成した光ファイバアレイと、複数個の受光素子アレイを
    有する半導体イメージセンサチップとを備え、前記光フ
    ァイバは中心部のコアと、このコアの外表面に設けたク
    ラッドと、このクラッドの外表面に設けた吸光体により
    構成されており、上記光ファイバアレイが透明基板の間
    あるいは端面に融接された構造を有する光ファイバアレ
    イプレートと、回路導体層を有するフレキシブルプリン
    ト基板とを備えた密着型イメージセンサにおいて、上記
    フレキシブルプリント基板を上記光ファイバアレイプレ
    ート上に、透明絶縁樹脂を用いて張り付けた後、上記光
    ファイバアレイプレート上に前記半導体イメージセンサ
    チップを透明光硬化型絶縁樹脂を用いてフェイスダウン
    で実装することにより、上記受光素子アレイが上記光フ
    ァイバアレイプレートを介して光ファイバアレイの表面
    と光学的に当接し、上記半導体イメージセンサチップと
    上記フレキシブルプリント基板の両電極配線同士が電気
    的に接続されるよう構成されたことを特徴とする密着型
    イメージセンサの製造方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載の密着型イメージセンサにお
    いて、前記光ファイバアレイプレート表面(半導体イメ
    ージセンサチップ実装面)の上方に光源を設け、上記光
    源からの光を光ファイバアレイプレートを透して原稿を
    照明する構成にし、前記光ファイバアレイプレートの裏
    面(原稿密着面)の光ファイバアレイおよび受光素子該
    当部以外の場所には遮光層を設け、さらに上記光ファイ
    バアレイプレートの表面(半導体イメージセンサチップ
    実装面)に上記光源からの光が通るようにスリットを設
    け、上記光ファイバアレイプレート表面の光ファイバア
    レイ、スリットおよび受光素子部以外の場所には遮光層
    を設け、上記光ファイバアレイプレートの全側面にも遮
    光層を設け、さらに上記光ファイバアレイプレートの裏
    面全面(原稿密着面全面)に透明樹脂を塗布し、光源か
    らの光を光ファイバアレイおよび透明樹脂を透して原稿
    を照明する構成にしたことを特徴とする請求項1記載の
    密着型イメージセンサユニット。
  3. 【請求項3】請求項1記載の前記フレキシブルプリント
    基板の取り出し電極の高さ100μm以下とする構成に
    したことを特徴とする密着型イメージセンサユニット。
JP4264511A 1992-02-04 1992-10-02 密着型イメージセンサの製造方法およびイメージセンサユニット Pending JPH06121112A (ja)

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JP4264511A JPH06121112A (ja) 1992-10-02 1992-10-02 密着型イメージセンサの製造方法およびイメージセンサユニット
EP93101546A EP0554825B1 (en) 1992-02-04 1993-02-02 Direct contact type image sensor and its production method
DE69321745T DE69321745T2 (de) 1992-02-04 1993-02-02 Direktkontakt-Bildsensor und Herstellungsverfahren dafür
KR93001461A KR970011025B1 (en) 1992-02-04 1993-02-04 Direct contact type image sensor and its production method
US08/487,971 US5835142A (en) 1992-02-04 1995-06-07 Direct contact type image sensor and its production method

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