JPH07121045B2 - 小型の走査アレイを組み合せて長尺のアレイを形成する方法 - Google Patents

小型の走査アレイを組み合せて長尺のアレイを形成する方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、画像センサアレイの製作方法に関するもので
あり、より詳しくは、小型のチップを端面と端面と突き
合わせて一体に接合し、画像品質を損なうことなく、長
い画像センサアレイを形成する改良された製作方法に関
するものである。
文書画像を走査するための電荷結合素子(CCD)のよう
な画像センサアレイは、典型的には、シリコン上に集積
した適当な支持回路と組み合わせた列状のすなわち直線
的に並べた光感受点を有する。通常、この種のアレイ
は、文書の幅方向に1ラインごとに走査し、その間、こ
れに同調して文書が長さ方向に移動すなわち小刻みに動
くという使い方をする。
上記の用途において、アレイの画像解像力は、走査幅と
光感受点の数の比に比例する。長いアレイを経済的に設
計し製作するのが難しいことから、現在市場で入手でき
る標準的なアレイの画像解像力は、アレイが全幅を走査
するときには比較的低いものとなる。解像力は、追加の
画像信号を内挿したり、走査がラインに沿って進むにし
たがって一つのアレイから次のアレイへと重複しながら
移るように幾つかの小さなアレイを一直線でなくインタ
ーレースさせることにより、電気的に改善することがで
きるが、この種の電子的な操作は、システムの複雑化と
コスト高を招く。また、上に述べたような単一又は多重
アレイの組み合わせでは、通常、より複雑で高価な光学
系が必要となる。
文書の幅以上の長さで一直線に密着配置した多数の光感
受点を有し高解像力を与える全幅アレイは、従来から強
く望まれているものであるが、これまでのところ、この
目的は達成されていない。ここでチップと呼ぶことにす
る幾つかの小型アレイを、端面と端面を突き合わせて組
み合わせて全幅アレイを形成することが要求されてき
た。しかし、画像データの損傷や歪を起こさないよう、
長いアレイを構成する小型のチップがチップの端面を互
いに密着させ精密かつ正確な配列状態にあるようにこの
複合体をうまく製作するには問題があった。
従来の技術としては、それぞれカズフミ(Kazufumi)
他、オガワ(Ogawa)他、及びカミオ(Kamio)他による
米国特許第4,523,102号,第4,4,388,128号及び第4,661,
191号に、画像センサチップにカラーフィルタを接着す
る方法の記述があって、そこでは、チップにカラーフィ
ルタを接着するのに紫外線硬化性熱活性化接着剤を使用
している。これらの従来の技術による方法では、初めに
接着剤を紫外線に露光して接着剤を部分的に硬化させ、
次いで熱を加えることによって硬化を完了させる。これ
らの従来の技術による方法は、フィルタが透明で、紫外
線がフィルタを透過して接着剤に照射されるので可能と
なる。別の従来の技術、オガワ(Ogawa)の米国特許第
4,698,113号には、レンズ素子の固着方法の記述があ
り、そこには、カラーフィルムの吸収帯によって紫外線
の到達が妨げられる場合の、接着剤の硬化を確実に行う
ように設計された種々の光硬化性熱活性化接着剤の組み
合わせの記述がある。
これに対して、本発明は、予め定めた数の小型のチップ
で長尺のアレイを製作する改良された方法であって、各
チップが少なくとも1列の走査要素を備えた一つの側面
と、少なくとも1本の導電帯を備えた反対側の側面を有
するものであり、下記のステップからなる方法を提供す
るものである。上記チップを取りつけるため、透明な支
持体の一つの側面に少なくとも1本の透明な光硬化性接
着剤のビード状の帯を付与すること;上記チップの上記
一つの側面を上記透明な支持体の表面に当て且つ上記接
着剤に接触させた状態で、上記予め定めた数のチップを
互いに端面と端面を突き合わせて上記透明な支持体上に
配列して置くこと;上記透明な支持体を通して上記接着
剤を露光して上記接着剤を硬化させ、上記チップを上記
透明な支持体に接着し、上記予め定めた数のチップが端
面と端面を突き合わせた状態で取りつけられた上記透明
な支持体から成るサブアセンブリを用意すること;上記
サブアセンブリを裏返し、上記チップの反対側の側面を
少なくとも1本の熱硬化性導電性接着剤の帯を有する導
電性支持体に当てて、上記チップ上の導電帯と上記導電
性支持体とを結合させること;上記導電性接着剤を硬化
させ、上記サブアセンブリを上記導電性支持体に接着
し、上記チップの導電帯と上記導電性支持体の間に導電
経路を生成させること。
特に第1図を参照すると、端面と端面を突き合わせた状
態で細長い長方形の透明な支持体10に取りつけた小型の
センサチップすなわちアレイ5(個々のチップは、参照
番号5A,5B,・・,5Nで示す)によるサブアセンブリ4か
らなり、サブアセンブリ4が、また、同様の形であるが
やや幅の広い基材6に取りつけてある、長いすなわち全
幅の走査アレイ3を示している。支持体10は、たとえ
ば、ガラス等の適当などのような透明材料から成っても
よく、支持体10は、後で説明するように、もちろん、紫
外線等の光が透過できるように十分透明でなければなら
ない。基材6は、セラミック又はガラス等の適当などの
ような材料から成ってもよく、サブアセンブリ4が取り
つけてある表面8上に、銅等の導電性金属被覆すなわち
被膜を有する。当然ながら、金属被膜8は、実質的に不
透明で、薄い被膜(すなわち10μm以下)又は厚い被膜
(すなわち約11μm〜約50μm)のいずれかから成る。
当業者には自明のことであるが、アレイ3は、通常、原
稿文書を1ラインごとに読み取りすなわち走査し、画像
イメージを電気信号に変換するのに用いられる。アレイ
3は、その全長が、走査すべき最大の文書の幅と同じか
それよりも少し大きい全幅アレイであることが望まし
い。
第2図に示すように、チップ5は、たとえば、電荷結合
素子(CCD)でもよいが、一般に長方形の比較的薄いシ
リコン型板11から成る。光感受点12の列14は、チップの
縦軸と平行になっている。光感受点12の1本の列14が図
示してあるが、複数の光感受点列も考えられる。シフト
レジスタ、ゲート、ピクセルクロック等のその他の作動
素子は、型板11に集積して形成するのが望ましい。チッ
プ5は、ここに接合パッド16として示した適当な外部コ
ネクタや、底面18に沿った銅帯17(第5図に示す)のよ
うな一つ以上の導電部を有し、後者はチップ5を電気的
に接地するのに使われる。当然ながら、チップ5は不透
明である。
チップ5は、歪を生じたり他の加工を必要としたりせず
に互いに正確に突き合わせられるように設計された、実
質的に平坦な四角形の端面15,15′を備えている。この
目的に適するチップは、たとえば、ジョゼフ・イー・ジ
ェドリッカー(Josef E.Jedlicka)他の名前で1989年3
月21日に発行された米国特許第4,814,296号に述べられ
た方法で形成することができる。
1個のチップ5が走査のために使用される場合、得られ
る画像解像力は、チップの上に製作できる光感受点12の
数を走査ラインの幅で割った値の関数である。一つのチ
ップ上に詰め込むことができる光感受点12の数は限られ
るので、長いアレイには複数のチップを組み合わせる方
が有利であり、走査幅が走査ラインと同等に広幅の、全
幅すなわち全寸アレイを形成することが望ましい。本発
明では、複数のチップ5A,5B,・・・5Nを、端面と端面を
突き合わせた状態に固定し、実質的に均等な間隔を持つ
連続的で切れ目のない光感受点の列を形成する。
次に、第3図〜第6図を参照すると、本発明の方法にお
いては、硬化及び走査のための光に対し十分透明なもの
である適当な光硬化性接着剤21のビード20を、支持体10
の表面22上に敷く。接着剤21は透明であるから、この接
着剤が光感受点12の光学的特性を乱したり損なったりす
ることはない。ビード20状の接着剤21のサイズと量は、
チップ5を支持体10に取りつけるに当たって、接着剤
が、チップ5を支持体10に対し位置決めし配列する配列
設定具28の方に絞り出されたり滲み出ることがないよう
に調節する。なお、本明細書においては、ビードとは、
第3図、第4図及び第6図に示されるように、流動性を
有する物質が紐状に形成されたものを意味し、また、ビ
ード状とは、このように紐状になっている状態を意味す
るものとする。
製作過程において、支持体10を適当な保持器具(図示せ
ず)により一定の位置に保持し、接着剤ビード20に対向
する部分の支持体10の透明性が影響を受けたり遮られた
りしないようにする。チップ5を支持体10の表面22上の
所定の位置に置き、位置決めし易くするために、位置決
め用エッジ30,31を有する配列設定具28を用いる。配列
設定具28の位置決め用エッジ30,31は、双方でL型の位
置決めガイドを構成し、支持体10と配列設定具28は、位
置決め用エッジ30とチップ5の一つの側面33との突き合
わせでチップを軸方向に位置決めして方向を合わせ、ま
た、第1のチップ5Aの端面15と位置決め用エッジ31との
突き合わせで支持体10の末端に対するチップの位置を決
めるような形に相互に配置される。
製作に当たっては、チップ5を、先ず第1のチップ5Aの
端面15と側面33を、それぞれ位置決め用エッジ30,31に
ぴったりと突き合わせた状態で、支持体10の表面22に下
向きに置く。チップ5Aに、適切な圧力(矢印40で示す)
を加え、チップ5Aの上面37を支持体10の表面22にぴった
りと接着させ、接着剤21を適切に均一化し一面に広げ
る。
支持体10上に第1のチップ5Aを置いたら、次のチップ5B
を、チップ5Bの端面15をチップ5Aの空いている側の端面
15′に突き合わせ、チップ5Bの側面33を位置決め用エッ
ジ30にぴったりと突き合わせて、支持体10の表面22に下
向きに置く。アレイ3を構成する残りのチップ5を、ア
レイ3を構成する最後のチップ5Nに至るまで、同様に支
持体10上の適切な位置に置く。
支持体10上に最後のチップ5Nを置いたら、接着剤21を透
明な支持体10を介して適当な紫外線源44に露光させ、接
着剤21を硬化させ、チップ5と支持体10を永久的に固着
する。紫外線44は、たとえば、紫外線ランプ又は走査紫
外線レーザから成る。上記と異なり、各チップ5を支持
体10上の適切な位置に置くごとに接着剤21を硬化させた
い場合には、集光型紫外線レーザを用いることができ
る。
チップ5を支持体10に接着したら、サブアセンブリ4を
配列設定具28から外して裏返し、取りつけたチップ5A〜
5Nの底面18を基材の表面8に合わせて、基材6上の予め
定めた位置決め位置に置く。このために、たとえば、エ
ポキシ型接着剤である適当な熱活性化型導電性接着剤68
のビード66を、基材6の表面8に予め付与しておき、接
着剤のビード66が、組み合わせたチップの背面18上の1
本又は複数の導電帯17に沿ってこれらに対応する位置に
あるようにする。適当な掴み器具(図示せず)でサブア
センブリ4を基材6に対する正確な位置関係に移動し、
接着剤68を活性化する間、両者を接触状態に保つ。接着
剤68の活性化は、サブアセンブリをオーブン(図示せ
ず)で加熱して行うことができる。
ここに示す構造を参照して本発明を説明したが、本発明
は、記述した詳細部分に限定されるものではなく、前記
の特許請求の範囲に入る修正又は変更を含むものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明により教示される方法に従って端面と
端面を突き合わせた関係に組み合わせ一体に接着した複
数の小型チップから成る全幅アレイを示す等角投影図で
ある。第2図は、第1図に示す全幅アレイを製作するの
に用いる形式の小型チップを示す図である。第3図は、
第2図に示すチップを透明な支持体上に端面と端面を突
き合わせて配列して置き、光硬化性接着剤を用いてこれ
に接着する本発明の方法の第1の段階を説明する図であ
る。第4図は、光硬化性接着剤を紫外線(UV)源により
活性化し、チップを支持体に接着する本発明の方法の第
2段階を説明する図である。第5図は、組み合わせたチ
ップの背面と導電帯を示すために第4図で得られたサブ
アセンブリを裏返した図である。第6図は、裏返したサ
ブアセンブリを導電性の第2の支持部材に乗せ、熱活性
化導電性接着剤によってこれに接着する本発明の組み合
わせ方法の第3段階を説明する図である。 3:走査アレイ、4:サブアセンブリ 5,5a〜5N:チップ、6:基材 8:金属被膜(表面)、10:支持体 11:シリコン型板、12:光感受点 14:列、15,15′:端面 16:接合パッド、17:導電帯 18:底面、20,66:ビード 21:光硬化性接着剤、22:表面 28:配列設定具、30,31:位置決め用エッジ 33:側面、37:上面 40:圧力、44:紫外線源 68:熱活性化型導電性接着剤

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】予め定めた数の小型のチップで長尺のアレ
    イを製作する方法であって、各チップが少なくとも1列
    の走査要素を備えた一つの側面と、少なくとも1本の導
    電帯を備えた反対側の側面を有するものであり、下記の
    ステップからなるもの: a)上記チップを取りつけるため、透明な支持体の一つ
    の側面に少なくとも1本の透明な光硬化性接着剤のビー
    ド状の帯を付与すること; b)上記チップの上記一つの側面を上記透明な支持体の
    表面に当て且つ上記接着剤に接触させた状態で、上記予
    め定めた数のチップを互いに端面と端面を突き合わせて
    上記透明な支持体上に配列して置くこと; c)上記透明な支持体を通して上記接着剤を露光して上
    記接着剤を硬化させ、上記チップを上記透明な支持体に
    接着し、上記予め定めた数のチップが端面と端面を突き
    合わせた状態で取りつけられた上記透明な支持体から成
    るサブアセンブリを用意すること; d)上記サブアセンブリを裏返し、上記チップの反対側
    の側面を少なくとも1本の熱硬化性導電性接着剤の帯を
    有する導電性支持体に当てて、上記チップ上の導電帯と
    上記導電性支持体とを結合させること; e)上記導電性接着剤を硬化させ、上記サブアセンブリ
    を上記導電性支持体に接着し、上記チップの導電帯と上
    記導電性支持体の間に導電経路を生成させること。
  2. 【請求項2】請求項1記載の方法において、上記ステッ
    プb)が下記のステップを含むもの: 上記チップを上記透明な支持体上で、一時的に用いる位
    置決め用エッジに合わせて置き、上記チップが互いに端
    面と端面を突き合わせて配列されるように位置決めする
    こと。
JP2272049A 1989-10-16 1990-10-09 小型の走査アレイを組み合せて長尺のアレイを形成する方法 Expired - Fee Related JPH07121045B2 (ja)

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