JP3105795B2 - Complete contact image sensor and method of manufacturing the same - Google Patents
Complete contact image sensor and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリ、コ
ピー、スキャナ等の原稿読み取り装置として使用される
完全密着型イメージセンサおよびその製造方法に関す
る。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a perfect contact type image sensor used as a document reading apparatus such as a facsimile, a copy, and a scanner, and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の完全密着型イメージセンサは、例
えば特開平7−111557号公報に開示されており、
図6にその概略構造図を示す。光ガイドとしては、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65
をガラス基板の間に融着した構造の光ファイバアレイプ
レート64を用いている。半導体イメージセンサ素子6
1は光ファイバアレイプレート64の一端の上に、受光
素子アレイ62が光ファイバアレイ65に対向するよう
に、光硬化樹脂66で接着されている。光ファイバアレ
イプレート64の他端側には原稿68が密着して置かれ
ている。光源67から出た照明光は斜めに入射され、光
ファイバアレイプレート64を通過して原稿68を照明
する。原稿68で反射された光は光ファイバアレイ65
を進行して受光素子アレイ62に導かれ、画像信号へ変
換される。2. Description of the Related Art A conventional perfect contact type image sensor is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H7-111557.
FIG. 6 shows a schematic structural diagram thereof. As a light guide, an optical fiber array 65 formed by aligning a plurality of optical fibers is used.
Is fused between glass substrates using an optical fiber array plate 64 having a structure. Semiconductor image sensor element 6
Reference numeral 1 denotes a light-curing resin 66 attached to one end of an optical fiber array plate 64 such that the light receiving element array 62 faces the optical fiber array 65. A document 68 is placed in close contact with the other end of the optical fiber array plate 64. The illumination light emitted from the light source 67 is obliquely incident, passes through the optical fiber array plate 64, and illuminates the original 68. The light reflected by the original 68 is transmitted to the optical fiber array 65.
And is guided to the light receiving element array 62 to be converted into an image signal.
【0003】さらに、特開平6−291935号公報に
開示されているように、半導体イメージセンサ素子の直
上に光源を配置し、受光素子は少なくとも一つ以上の導
光口を有し、光源が放射する照明光を受光素子の導光口
を通して光ガイドの一方の面に入射させ、光ガイドの他
方の面に密着して配置されている原稿に導き、原稿で反
射した光を光ガイドの他方の面から一方の面に導いて受
光素子に入射させるように構成した、高解像度で低コス
トの完全密着型イメージセンサも提案されている。Further, as disclosed in JP-A-6-291935 , a light source is disposed directly above a semiconductor image sensor element, the light receiving element has at least one light guide port, and the light source emits light. The illumination light to be incident on one surface of the light guide through the light guide opening of the light receiving element, is guided to a document placed in close contact with the other surface of the light guide, and the light reflected by the document is reflected on the other side of the light guide. There has been proposed a high-resolution, low-cost, fully-contact image sensor configured to guide light from one surface to one surface and make the light incident on a light receiving element.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術においては、長期信頼性に欠けるという問題点
がある。半導体イメージセンサ素子の受光素子アレイ面
と光ガイドは光硬化樹脂により強固に接着されるが、光
硬化樹脂は硬化時に収縮する。例えば紫外光(UV)硬
化樹脂の場合、体積収縮率は8〜16%にも達する。こ
のとき、受光素子アレイ面では光硬化樹脂の収縮により
歪みが生じ、応力が発生する。さらに原稿読み取り時に
は、光ガイドを原稿に密着させるための圧縮力および走
査時の光ガイドの摩擦抵抗に伴う応力が、光硬化樹脂を
介して半導体イメージセンサ素子の受光素子アレイ面に
伝わる。従って、半導体イメージセンサ素子の受光素子
および配線等には繰り返し、多大な応力が加えられるこ
とになる。このときの応力は、受光素子や配線材料の破
壊応力値を越えるときはもちろんのこと、また破壊応力
値を越えることが無くとも、繰り返し加わることにより
受光素子や配線に疲労現象が起こり、受光素子や配線の
破壊をもたらす。その結果、完全密着型イメージセンサ
の寿命は読み取り時間にして5000時間程度の低い値
に留まっていた。以上説明したように、従来の完全密着
型イメージセンサには、長期信頼性に欠けるという問題
点があった。However, the above-mentioned prior art has a problem that it lacks long-term reliability. The light receiving element array surface of the semiconductor image sensor element and the light guide are firmly adhered to each other by a photocurable resin, but the photocurable resin contracts when cured. For example, in the case of an ultraviolet (UV) curable resin, the volume shrinkage reaches as high as 8 to 16%. At this time, distortion occurs on the light receiving element array surface due to shrinkage of the photocurable resin, and stress is generated. Further, at the time of reading a document, a compressive force for bringing the light guide into close contact with the document and a stress associated with frictional resistance of the light guide during scanning are transmitted to the light receiving element array surface of the semiconductor image sensor element via the photocurable resin. Therefore, a large amount of stress is repeatedly applied to the light receiving element and the wiring of the semiconductor image sensor element. The stress at this time is not only when the stress exceeds the breaking stress value of the light-receiving element or the wiring material, but even if the stress does not exceed the breaking stress value, the light-receiving element or the wiring causes a fatigue phenomenon due to repeated application. And the destruction of wiring. As a result, the life of the complete contact type image sensor was as low as about 5000 hours in reading time. As described above, the conventional perfect contact type image sensor has a problem that it lacks long-term reliability.
【0005】そこで本発明の目的は、上述の従来技術の
問題点に鑑み、長期信頼性を有する完全密着型イメージ
センサの構造およびその製造方法を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a structure of a full contact type image sensor having long-term reliability and a method of manufacturing the same in view of the above-mentioned problems of the prior art.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、複数個の受光素子アレイを有する半導体イ
メージセンサ素子と、該受光素子アレイと読み取るべき
原稿との間に設けられ一方の面から入射した光を他方の
面に導く光ガイドとを備え、該光ガイドの一方の面に密
着して置かれた該原稿の光学的な画像情報を、前記光ガ
イドの他方の面に導いて前記受光素子アレイの受光面に
入射する完全密着型イメージセンサにおいて、前記半導
体イメージセンサ素子と前記光ガイドとの間に10μm
以上の厚さとなる応力緩和層が配されていることを特徴
とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor image sensor having a plurality of light receiving element arrays and one of a plurality of light receiving element arrays provided between the light receiving element arrays and a document to be read. A light guide that guides light incident from the surface to the other surface, and guides optical image information of the document placed in close contact with one surface of the light guide to the other surface of the light guide. In a perfect contact type image sensor that is incident on the light receiving surface of the light receiving element array, the distance between the semiconductor image sensor element and the light guide is 10 μm.
A stress relaxation layer having the above thickness is provided.
【0007】前記応力緩和層はエラストマーもしくはゲ
ルの粘弾性体であり、また、シリコーン化合物を主な成
分としていることが好ましい。[0007] The stress relaxation layer is made of an elastomer or a gel.
A viscoelastic body Le, also preferably has a silicone compound as a main component.
【0008】前記光ガイドは、中心部のコア、該コアの
外表面に設けたクラッドおよび該クラッドの外表面に設
けた光吸収層により構成された光ファイバを整列させて
形成した光ファイバアレイをガラス基板の間に挟んで融
着した光ファイバアレイプレートであることが好まし
い。The light guide comprises an optical fiber array formed by aligning an optical fiber composed of a central core, a clad provided on the outer surface of the core, and a light absorbing layer provided on the outer surface of the clad. It is preferable that the optical fiber array plate is an optical fiber array plate sandwiched and fused between glass substrates.
【0009】前記半導体イメージセンサ素子は、透明絶
縁基板と該透明絶縁基板上に形成された薄膜半導体受光
素子のアレイとから構成されており、前記透明絶縁基板
上に前記薄膜半導体受光素子を駆動する薄膜半導体回路
が併せて形成されていることが好ましい。The semiconductor image sensor element comprises a transparent insulating substrate and an array of thin film semiconductor light receiving elements formed on the transparent insulating substrate, and drives the thin film semiconductor light receiving element on the transparent insulating substrate. It is preferable that a thin film semiconductor circuit is formed together.
【0010】この場合、完全密着型イメージセンサは、
前記半導体イメージセンサ素子の直上に光源を配置し、
前記薄膜半導体受光素子は少なくとも一つ以上の導光口
を有し、前記光源が放射する照明光を前記薄膜半導体受
光素子の導光口を通して前記光ガイドの他方の面に入射
させ、前記光ガイドの一方の面内に送られてくる原稿の
面に導き、該原稿の面で反射した光を前記光ガイドの一
方の面から前記光ガイドの他方の面に導いて前記薄膜半
導体受光素子に入射させるように構成したことを特徴と
する。In this case, the complete contact type image sensor is
A light source is disposed immediately above the semiconductor image sensor element,
The thin-film semiconductor light-receiving element has at least one or more light-guiding ports, and the illumination light emitted by the light source is made incident on the other surface of the light guide through the light-guiding port of the thin-film semiconductor light-receiving element. The light reflected on the surface of the document is guided from one surface of the light guide to the other surface of the light guide, and is incident on the thin film semiconductor light receiving element. It is characterized in that it is configured to be.
【0011】また本発明は、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素子と、該受光素子アレイ
と読み取るべき原稿との間に設けられて、一方の面に密
着して置かれた原稿の光学的な画像情報を他方の面に導
いて前記受光素子アレイの受光面に入射させる光ガイド
とを、応力緩和層として働く接着剤を用いて、接着層の
厚さが10μm以上となるように接着する完全密着型イ
メージセンサの製造方法も含む。According to the present invention, there is provided a semiconductor image sensor having a plurality of light-receiving element arrays and a document which is provided between the light-receiving element array and a document to be read and which is placed in close contact with one surface. A light guide that guides optical image information to the other surface and enters the light receiving surface of the light receiving element array, using an adhesive that acts as a stress relaxation layer,
The method also includes a method of manufacturing a perfect contact type image sensor that is adhered so as to have a thickness of 10 μm or more .
【0012】(作用)上記のとおりの発明では、半導体
イメージセンサ素子と光ガイドであるファイバアレイプ
レートとの間に粘弾性体からなる応力緩和層を設けるこ
とにより、硬化時の樹脂収縮に伴う応力、原稿読み取り
時の、光ファイバアレイプレートを原稿に密着させた時
の圧縮力および走査時の光ファイバアレイプレートの摩
擦抵抗に伴う応力は半導体イメージセンサ素子の受光素
子アレイ面に伝わることなく、応力緩和層内部で散逸さ
れる。これにより、半導体イメージセンサ素子の受光素
子と配線の破壊を抑制することができ、その結果、装置
寿命が10000時間以上となり、完全密着型イメージ
センサの長期信頼性が今まで以上に向上する。(Function) In the invention described above, the stress caused by resin shrinkage during curing is provided by providing a stress relaxation layer made of a viscoelastic material between the semiconductor image sensor element and the fiber array plate as the light guide. When reading an original, the compressive force caused when the optical fiber array plate is brought into close contact with the original and the stress caused by the frictional resistance of the optical fiber array plate during scanning are not transmitted to the light receiving element array surface of the semiconductor image sensor element. Dissipated inside the relaxation layer. Thereby, the destruction of the light receiving element and the wiring of the semiconductor image sensor element can be suppressed, and as a result, the life of the device becomes 10,000 hours or more, and the long-term reliability of the complete contact image sensor is improved more than ever.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0014】(第1の実施形態)図1は本発明の完全密
着型イメージセンサの第1の実施の形態を模式的に示す
構造図である。(First Embodiment) FIG. 1 is a structural view schematically showing a first embodiment of a complete contact image sensor according to the present invention.
【0015】本形態の完全密着型イメージセンサは図1
に示すように、プリント基板13に実装された、受光素
子アレイ12を持つ半導体イメージセンサ素子11を備
えている。この半導体イメージセンサ素子11は、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15
を2枚のガラス基板の間に挟んで融着した構造の光ガイ
ドである光ファイバアレイプレート14の一面側に応力
緩和層16を介して、受光素子アレイ12が光ファイバ
アレイ15に対向するように配置されている。FIG. 1 shows a completely close contact type image sensor of this embodiment.
As shown in FIG. 1, a semiconductor image sensor element 11 having a light receiving element array 12 mounted on a printed circuit board 13 is provided. This semiconductor image sensor element 11 has an optical fiber array 15 formed by aligning a plurality of optical fibers.
The light receiving element array 12 is opposed to the optical fiber array 15 via a stress relaxation layer 16 on one surface side of an optical fiber array plate 14 which is a light guide having a structure in which is fused between two glass substrates. Are located in
【0016】応力緩和層16はエラストマー、ゲル等の
粘弾性体であり、シリコーン化合物を主成分とする透過
性のシリコーン系接着剤を硬化させたものである。The stress relieving layer 16 is a viscoelastic material such as an elastomer or a gel , and is obtained by curing a permeable silicone-based adhesive containing a silicone compound as a main component.
【0017】各光ファイバは、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
に設けた光吸収層とからなる。Each optical fiber comprises a central core, a clad provided on the outer surface of the core, and a light absorbing layer provided on the outer surface of the clad.
【0018】その他の構成については従来技術と同様
で、光ファイバアレイプレート14の他面側には原稿1
8が密着して置かれている。そして光ファイバアレイプ
レート14に向けて照明光を斜めに入射して原稿18を
照明する光源17が配置されていて、原稿18で反射さ
れた光は光ファイバアレイ15を介して受光素子アレイ
12に導かれる。The rest of the configuration is the same as that of the prior art.
8 are placed closely together. A light source 17 for illuminating the original 18 by illuminating the illumination light obliquely toward the optical fiber array plate 14 is arranged, and the light reflected by the original 18 is transmitted to the light receiving element array 12 via the optical fiber array 15. Be guided.
【0019】上記のように本形態では半導体イメージセ
ンサ素子11と光ファイバアレイプレート14がシリコ
ーン系接着剤で接着されることにより、シリコーン系接
着剤は硬化時に収縮が見られるものの、粘弾性体である
ため、半導体イメージセンサ素子11の受光素子アレイ
面に応力は発生しない。As described above, in the present embodiment, the semiconductor image sensor element 11 and the optical fiber array plate 14 are bonded with a silicone-based adhesive. Therefore, no stress is generated on the light receiving element array surface of the semiconductor image sensor element 11.
【0020】また、原稿読み取り時の、光ファイバアレ
イプレート14を原稿18に密着させた時の圧縮力およ
び走査時の光ファイバアレイプレート14の摩擦抵抗に
伴う応力は応力緩和層16内で散逸するため、半導体イ
メージセンサ素子11の受光素子アレイ面に応力は伝達
されない。In reading the original, the compressive force when the optical fiber array plate 14 is brought into close contact with the original 18 and the stress caused by the frictional resistance of the optical fiber array plate 14 during scanning are dissipated in the stress relaxation layer 16. Therefore, no stress is transmitted to the light receiving element array surface of the semiconductor image sensor element 11.
【0021】(第2の実施形態)図2は本発明の完全密
着型イメージセンサの第2の実施の形態を模式的に示す
構造図である。ここでは第1の実施形態と同一の構成部
品には同一符号を用い、その説明は省略する。(Second Embodiment) FIG. 2 is a structural view schematically showing a second embodiment of the complete contact type image sensor of the present invention. Here, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0022】本形態では第1の実施形態に代えて図2に
示すように、半導体イメージセンサ素子11の受光素子
アレイ12は、応力緩和層29となる透光性を有するゴ
ム薄帯と密着している。そして、応力緩和層29ごと半
導体イメージセンサ素子11は光ガイドである光ファイ
バアレイプレート14と、光硬化樹脂(例えば紫外光硬
化樹脂)26により接着されている。In the present embodiment, as shown in FIG. 2 instead of the first embodiment, the light receiving element array 12 of the semiconductor image sensor element 11 is in close contact with a light-transmitting rubber ribbon serving as a stress relaxation layer 29. ing. The semiconductor image sensor element 11 together with the stress relieving layer 29 is adhered to the optical fiber array plate 14 as a light guide by a photo-curable resin (for example, an ultraviolet-curable resin) 26.
【0023】このように形態においても、光硬化樹脂2
6の収縮による応力、および完全密着型イメージセンサ
の走査時に光ファイバアレイプレート24に発生する応
力は応力緩和層29内で散逸するので、半導体イメージ
センサ素子11の受光素子アレイ面に応力は伝達されな
い。In this embodiment, the photocurable resin 2
6 and the stress generated in the optical fiber array plate 24 at the time of scanning by the complete contact type image sensor are dissipated in the stress relaxation layer 29, so that the stress is not transmitted to the light receiving element array surface of the semiconductor image sensor element 11. .
【0024】[0024]
【実施例】次に、本発明の実施の形態に基づく実施例に
ついて説明する。Next, an example based on the embodiment of the present invention will be described.
【0025】(第1実施例)図3は本発明の完全密着型
イメージセンサの第1の実施の形態に基づく第1実施例
を模式的に示す構造図である。(First Embodiment) FIG. 3 is a structural diagram schematically showing a first embodiment based on the first embodiment of the complete contact type image sensor of the present invention.
【0026】ここでは、第1の実施形態における完全密
着型イメージセンサに基づく第1実施例について構成部
品を具体的に記すと共に、その製造方法を述べる。Here, the components of the first embodiment based on the complete contact type image sensor in the first embodiment will be specifically described, and the manufacturing method thereof will be described.
【0027】まず図3に示すように、透明絶縁基板であ
る無アルカリガラス基板31上に、通常の薄膜プロセス
を用いて、アモルファスシリコン薄膜ダイオードによる
薄膜受光素子33と、これを駆動するポリシリコン薄膜
トランジスタによる薄膜駆動回路32とを一次元アレイ
状に形成して、図1中符号11で示した半導体イメージ
センサ素子を作製した。First, as shown in FIG. 3, a thin film light receiving element 33 of an amorphous silicon thin film diode and a polysilicon thin film transistor for driving the thin film light receiving element 33 on a non-alkali glass substrate 31 which is a transparent insulating substrate by using a normal thin film process. And a thin film drive circuit 32 formed in a one-dimensional array, thereby producing a semiconductor image sensor element indicated by reference numeral 11 in FIG.
【0028】次に、上記のような半導体イメージセンサ
素子をプリント基板34に実装した後、受光素子アレイ
面と光ファイバアレイプレート35の一面を、硬化後に
応力緩和層37となる接着剤により接着した。Next, after the semiconductor image sensor element as described above is mounted on the printed circuit board 34, the light receiving element array surface and one surface of the optical fiber array plate 35 are adhered by an adhesive which becomes the stress relaxation layer 37 after curing. .
【0029】光ファイバアレイプレート35は、複数本
の、開口数が0.9で焦点深度が70μmの光ファイバ
を一次元アレイ状に配列してなる光ファイバアレイ36
を用いている。The optical fiber array plate 35 has a one-dimensional array of a plurality of optical fibers having a numerical aperture of 0.9 and a depth of focus of 70 μm.
Is used.
【0030】硬化後に応力緩和層37となる接着剤はエ
ラストマータイプのシリコーン系接着剤であり、硬化条
件は、25℃で72時間放置である。応力緩和層37の
厚さは光ファイバアレイ36の焦点深度内となるよう
に、10μmとした。The adhesive which becomes the stress relaxation layer 37 after curing is an elastomer type silicone adhesive, and the curing condition is left at 25 ° C. for 72 hours. The thickness of the stress relaxation layer 37 was set to 10 μm so as to be within the depth of focus of the optical fiber array 36.
【0031】最後にLEDアレイによる光源38を設け
て、完全密着型イメージセンサを作製した。Finally, a light source 38 using an LED array was provided, and a complete contact type image sensor was manufactured.
【0032】このように作製された完全密着型イメージ
センサは、半導体イメージセンサ素子の受光素子アレイ
面と光ファイバアレイプレート35の一面との間に応力
緩和層37を有するため、受光素子や配線の疲労破壊が
抑制され、長期信頼性が向上した。The complete contact type image sensor manufactured as described above has the stress relaxation layer 37 between the light receiving element array surface of the semiconductor image sensor element and one surface of the optical fiber array plate 35. Fatigue fracture was suppressed, and long-term reliability was improved.
【0033】(第2実施例)図4は本発明の完全密着型
イメージセンサの第1の実施の形態に基づく第2実施例
を模式的に示す構造図である。(Second Embodiment) FIG. 4 is a structural diagram schematically showing a second embodiment based on the first embodiment of the complete contact type image sensor of the present invention.
【0034】ここでは、第1の実施形態における完全密
着型イメージセンサに基づく第2実施例について構成部
品を具体的に記すと共に、その製造方法を述べる。Here, the components of the second embodiment based on the complete contact type image sensor in the first embodiment will be specifically described, and the manufacturing method thereof will be described.
【0035】まず図4に示すように、無アルカリガラス
基板41上に、通常の薄膜プロセスを用いて、アモルフ
ァスシリコン薄膜ダイオードによる、少なくとも1つ以
上のスリット状の導光口(不図示)を有する薄膜受光素
子43と、これを駆動するポリシリコン薄膜トランジス
タによる薄膜駆動回路42とを一次元アレイ状に形成
し、半導体イメージセンサ素子を作製した。First, as shown in FIG. 4, on a non-alkali glass substrate 41, at least one or more slit-shaped light guide ports (not shown) made of an amorphous silicon thin film diode are formed by a normal thin film process. A thin film light receiving element 43 and a thin film driving circuit 42 of a polysilicon thin film transistor for driving the thin film light receiving element 43 were formed in a one-dimensional array to produce a semiconductor image sensor.
【0036】次に、上記のような半導体イメージセンサ
素子をプリント基板44に実装した後、開口数0.9の
光ファイバアレイ46を用いた光ファイバアレイプレー
ト45の一面と半導体イメージセンサ素子の受光素子ア
レイ面とを、硬化後に応力緩和層47となる接着剤によ
り接着した。Next, after mounting the semiconductor image sensor element as described above on the printed circuit board 44, one surface of an optical fiber array plate 45 using an optical fiber array 46 having a numerical aperture of 0.9 and light reception of the semiconductor image sensor element are performed. The element array surface was bonded with an adhesive that became a stress relaxation layer 47 after curing.
【0037】硬化後に応力緩和層47となる接着剤はゲ
ルタイプの2液混合型シリコーン系接着剤であり、応力
緩和層47の厚さは10μmである。The adhesive that becomes the stress relaxation layer 47 after curing is a gel-type two-component mixed silicone adhesive, and the thickness of the stress relaxation layer 47 is 10 μm.
【0038】最後にLEDアレイによる光源48を、ス
リット状の導光口(不図示)を有する薄膜受光素子43
の直上に位置するように配置して、完全密着型イメージ
センサを作製した。Finally, the light source 48 of the LED array is connected to the thin film light receiving element 43 having a slit-like light guide port (not shown).
And a complete contact type image sensor was fabricated.
【0039】このように作製された完全密着型イメージ
センサは、半導体イメージセンサ素子の直上に配置され
た光源48からの照明光を、半導体イメージセンサ素子
の受光素子の少なくとも一つ以上の導光口(不図示)を
通して光ファイバアレイ46に入射させて原稿49の面
に導き、原稿49の面で反射された光を光ファイバアレ
イ46によって半導体イメージセンサ素子の受光素子に
導くものである。The complete contact type image sensor manufactured as described above uses the illumination light from the light source 48 disposed immediately above the semiconductor image sensor element to transmit the illumination light from at least one light guide port of at least one light receiving element of the semiconductor image sensor element. The light reflected from the surface of the document 49 is guided to the light receiving element of the semiconductor image sensor device by the optical fiber array 46.
【0040】そして、この完全密着型イメージセンサは
半導体イメージセンサ素子の受光素子アレイ面と光ファ
イバアレイプレート45の一面との間に応力緩和層47
を有するため、受光素子や配線の疲労破壊が抑制され、
長期信頼性が向上した。The stress relief layer 47 is provided between the light receiving element array surface of the semiconductor image sensor element and one surface of the optical fiber array plate 45.
Therefore, fatigue destruction of light receiving elements and wiring is suppressed,
Long-term reliability has improved.
【0041】(第3実施例)図5は本発明の完全密着型
イメージセンサの第2の実施の形態に基づく第3実施例
を説明するための断面図である。(Third Embodiment) FIG. 5 is a sectional view for explaining a third embodiment based on the second embodiment of the complete contact type image sensor of the present invention.
【0042】ここでは、第2の実施形態における完全密
着型イメージセンサに基づく第3実施例について構成部
品を具体的に記すと共に、その製造方法を述べる。Here, the components of the third embodiment based on the complete contact type image sensor in the second embodiment will be specifically described, and the manufacturing method thereof will be described.
【0043】まず図5において、第1実施例と同様に無
アルカリガラス基板51上に薄膜受光素子53とこれを
駆動する薄膜駆動回路52とを一次元アレイ状に形成
し、半導体イメージセンサ素子を作製した。First, in FIG. 5, a thin film light receiving element 53 and a thin film driving circuit 52 for driving the thin film light receiving element 53 are formed in a one-dimensional array on a non-alkali glass substrate 51 as in the first embodiment. Produced.
【0044】次に、このような半導体イメージセンサ素
子を一対のモールド型55、56内に配置し、半導体イ
メージセンサ素子の受光素子アレイ面上に、液体シリコ
ーンゴム54を射出成形して、応力緩和層を厚さ10μ
mとなるように形成した。Next, such a semiconductor image sensor element is disposed in a pair of molds 55 and 56, and a liquid silicone rubber 54 is injection-molded on the light receiving element array surface of the semiconductor image sensor element to reduce stress. Layer thickness 10μ
m.
【0045】射出成形温度および硬化時間は150℃お
よび5分であり、半導体イメージセンサ素子には何ら影
響を与えない温度および時間範囲内で射出成形は完了す
る。また、半導体イメージセンサ素子の受光素子面は液
体シリコーンゴム54で覆われているので、半導体イメ
ージセンサ素子の受光素子面には圧縮応力はかからな
い。The injection molding temperature and curing time are 150 ° C. and 5 minutes, and the injection molding is completed within a temperature and time range that does not affect the semiconductor image sensor element. Further, since the light receiving element surface of the semiconductor image sensor element is covered with the liquid silicone rubber 54, no compressive stress is applied to the light receiving element surface of the semiconductor image sensor element.
【0046】次に、上記のような応力緩和層付き半導体
イメージセンサ素子をプリント基板に実装した後、光フ
ァイバアレイプレートと半導体イメージセンサ素子の受
光素子アレイ面とを、応力緩和層を挟み込むようにして
光硬化樹脂(例えば紫外線硬化樹脂)で接着した。紫外
線硬化樹脂の厚さは6μmであった。Next, after mounting the above-described semiconductor image sensor element with the stress relaxation layer on a printed circuit board, the optical fiber array plate and the light receiving element array surface of the semiconductor image sensor element are sandwiched by the stress relaxation layer. And bonded with a photocurable resin (for example, an ultraviolet curable resin). The thickness of the ultraviolet curable resin was 6 μm.
【0047】最後に第1実施例と同様に光源を設けて、
完全密着型イメージセンサを作製した。Finally, a light source is provided similarly to the first embodiment.
A complete contact image sensor was manufactured.
【0048】このように作製された完全密着型イメージ
センサは半導体イメージセンサ素子の受光素子アレイ面
に応力緩和層を有するため、受光素子や配線の疲労破壊
が抑制され、長期信頼性が向上した。Since the complete contact type image sensor thus manufactured has a stress relaxation layer on the light receiving element array surface of the semiconductor image sensor element, fatigue damage of the light receiving element and wiring is suppressed, and long-term reliability is improved.
【0049】(第4実施例)ここでは、第2の実施形態
における完全密着型イメージセンサに基づく第4実施例
について構成部品を具体的に記すと共に、その製造方法
を述べる。(Fourth Embodiment) Here, the components of the fourth embodiment based on the complete contact type image sensor according to the second embodiment will be specifically described, and a manufacturing method thereof will be described.
【0050】第1実施例と同様に無アルカリガラス基板
上に薄膜受光素子アレイとこれを駆動する薄膜駆動回路
とを形成して、半導体イメージセンサを作製した。そし
て、この半導体イメージセンサ素子をプリント基板に実
装した後、半導体イメージセンサ素子の受光素子アレイ
面上に、厚さ10μmのシリコーンゴムを密着させて、
応力緩和層を形成した。このとき半導体イメージセンサ
素子とシリコーンゴムとの間に空気が入らないように、
シリコーンゴムにわずかな張力を与えながら、シリコー
ンゴムを半導体イメージセンサ素子に押し付けると良
い。シリコーンゴム表面の粘性と加えられた張力とが原
因で、新たに特別な力を加えることなしに、半導体イメ
ージセンサ素子からシリコーンゴムが剥がれることはな
い。In the same manner as in the first embodiment, a thin film light receiving element array and a thin film driving circuit for driving the same were formed on an alkali-free glass substrate to produce a semiconductor image sensor. Then, after mounting the semiconductor image sensor element on a printed circuit board, a 10 μm thick silicone rubber is brought into close contact with the light receiving element array surface of the semiconductor image sensor element,
A stress relaxation layer was formed. At this time, to prevent air from entering between the semiconductor image sensor element and the silicone rubber,
It is preferable to press the silicone rubber against the semiconductor image sensor element while applying a slight tension to the silicone rubber. Due to the viscosity of the silicone rubber surface and the applied tension, the silicone rubber does not peel off from the semiconductor image sensor element without applying a new special force.
【0051】次に、光ファイバアレイプレートと半導体
イメージセンサ素子の受光素子アレイ面とを、応力緩和
層を挟み込むようにして光硬化樹脂(例えば紫外線硬化
樹脂)で接着した。Next, the optical fiber array plate and the light receiving element array surface of the semiconductor image sensor were bonded with a photocurable resin (for example, an ultraviolet curable resin) so as to sandwich the stress relaxation layer.
【0052】最後に第1実施例と同様に光源を設けて、
完全密着型イメージセンサを作製した。Finally, a light source is provided in the same manner as in the first embodiment.
A complete contact image sensor was manufactured.
【0053】このように作製された完全密着型イメージ
センサは半導体イメージセンサ素子の受光素子アレイ面
に応力緩和層を有するため、受光素子や配線の疲労破壊
が抑制され、長期信頼性が向上した。Since the complete contact type image sensor thus manufactured has a stress relaxation layer on the light receiving element array surface of the semiconductor image sensor element, fatigue damage of the light receiving element and wiring is suppressed, and long-term reliability is improved.
【0054】以上の実施例では、無アルカリガラス基板
上に薄膜駆動回路と薄膜受光素子アレイを有してなる半
導体イメージセンサ素子を用いているが、石英基板やプ
ラスチック基板などの他の透明絶縁基板上に薄膜駆動回
路と薄膜受光素子アレイを有してなる半導体イメージセ
ンサ素子や、シリコン基板上に電荷結合素子(CCD)
アレイを有してなる半導体イメージセンサ素子など、他
の半導体イメージセンサ素子を用いても同様の効果があ
った。また、光ガイドとして光ファイバアレイプレート
を用いているが、とりわけアレイ状に配列していない光
ファイバや薄板ガラスなど、他の光ガイドを用いても同
様の効果があった。In the above embodiment, the semiconductor image sensor element having the thin film drive circuit and the thin film light receiving element array on the alkali-free glass substrate is used, but other transparent insulating substrates such as a quartz substrate and a plastic substrate are used. A semiconductor image sensor device having a thin-film drive circuit and a thin-film light-receiving element array on top, and a charge-coupled device (CCD) on a silicon substrate
Similar effects were obtained by using another semiconductor image sensor element such as a semiconductor image sensor element having an array. Further, although the optical fiber array plate is used as the light guide, similar effects can be obtained by using other light guides such as optical fibers and thin glass which are not arranged in an array.
【0055】[0055]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、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素子と、
該受光素子アレイと読み取るべき原稿との間に設けられ
一方の面から入射した光を他方の面に導く光ガイドとを
備え、該光ガイドの一方の面に密着して置かれた該原稿
の光学的な画像情報を、前記光ガイドの他方の面に導い
て前記受光素子アレイの受光面に入射する完全密着型イ
メージセンサにおいて、前記半導体イメージセンサ素子
と前記光ガイドとの間に応力緩和層を有することによ
り、半導体イメージセンサ素子の受光素子や配線の破壊
が抑制され、その結果、装置寿命は従来の5000時間
程度から10000時間以上となり、長期信頼性が向上
した。As described above, the present invention provides a semiconductor image sensor having a plurality of light receiving element arrays,
A light guide provided between the light receiving element array and the document to be read, and guiding light incident from one surface to the other surface, the light guide of the document placed in close contact with one surface of the light guide. In a complete contact type image sensor in which optical image information is guided to the other surface of the light guide and is incident on a light receiving surface of the light receiving element array, a stress relaxation layer is provided between the semiconductor image sensor element and the light guide. In this way, the destruction of the light receiving element and the wiring of the semiconductor image sensor element is suppressed, and as a result, the device life is increased from about 5000 hours to 10,000 hours or more, and the long-term reliability is improved.
【図1】本発明の完全密着型イメージセンサの第1の実
施の形態を模式的に示す構造図である。FIG. 1 is a structural diagram schematically showing a first embodiment of a complete contact image sensor according to the present invention.
【図2】本発明の完全密着型イメージセンサの第2の実
施の形態を模式的に示す構造図である。FIG. 2 is a structural diagram schematically illustrating a second embodiment of the complete contact image sensor according to the present invention.
【図3】本発明の完全密着型イメージセンサの第1の実
施の形態に基づく第1実施例を模式的に示す構造図であ
る。FIG. 3 is a structural view schematically showing a first example based on the first embodiment of the complete contact type image sensor of the present invention.
【図4】本発明の完全密着型イメージセンサの第1の実
施の形態に基づく第2実施例を模式的に示す構造図であ
る。FIG. 4 is a structural view schematically showing a second example based on the first embodiment of the complete contact image sensor of the present invention.
【図5】本発明の完全密着型イメージセンサの第2の実
施の形態に基づく第3実施例を説明するための示す断面
図である。FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a third example based on the second embodiment of the complete contact image sensor of the present invention.
【図6】従来技術の完全密着型イメージセンサを模式的
に示す構造図である。FIG. 6 is a structural diagram schematically showing a conventional complete contact image sensor.
11 半導体イメージセンサ素子 12 受光素子アレイ 13、34、44 プリント基板 14、35、45 光ファイバアレイプレート 15、36、46 光ファイバアレイ 16、29、37 応力緩和層 17、38、48 光源 18、39、49 原稿 26 光硬化樹脂 31、41、51 無アルカリガラス基板 32、42、52 薄膜駆動回路 33、43、53 薄膜受光素子 54 液体シリコーンゴム 55、56 モールド型 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Semiconductor image sensor element 12 Light receiving element array 13, 34, 44 Printed circuit board 14, 35, 45 Optical fiber array plate 15, 36, 46 Optical fiber array 16, 29, 37 Stress relaxation layer 17, 38, 48 Light source 18, 39 , 49 Document 26 Photo-curable resin 31, 41, 51 Alkali-free glass substrate 32, 42, 52 Thin film drive circuit 33, 43, 53 Thin film light receiving element 54 Liquid silicone rubber 55, 56 Mold
Claims (7)
イメージセンサ素子と、該受光素子アレイと読み取るべ
き原稿との間に設けられ一方の面から入射した光を他方
の面に導く光ガイドとを備え、該光ガイドの一方の面に
密着して置かれた該原稿の光学的な画像情報を、前記光
ガイドの他方の面に導いて前記受光素子アレイの受光面
に入射する完全密着型イメージセンサにおいて、 前記半導体イメージセンサ素子と前記光ガイドとの間に
応力緩和層が配されていることを特徴とする完全密着型
イメージセンサ。1. A semiconductor image sensor device having a plurality of light receiving element arrays, and a light guide provided between the light receiving element array and a document to be read, for guiding light incident from one surface to the other surface. A perfect contact image in which optical image information of the document placed in close contact with one surface of the light guide is guided to the other surface of the light guide and is incident on the light receiving surface of the light receiving element array. in the sensor, between the light guide and the semiconductor image sensor element
Complete contact type image sensor, wherein a stress relaxation layer is disposed.
ゲルの粘弾性体である請求項1に記載の完全密着型イメ
ージセンサ。2. The method according to claim 1, wherein the stress relaxation layer is an elastomer or
2. The perfect contact type image sensor according to claim 1, wherein the image sensor is a viscoelastic body of gel .
な成分としている請求項1に記載の完全密着型イメージ
センサ。3. The perfect contact type image sensor according to claim 1, wherein the stress relaxation layer contains a silicone compound as a main component.
の外表面に設けたクラッドおよび該クラッドの外表面に
設けた光吸収層により構成された光ファイバを整列させ
て形成した光ファイバアレイをガラス基板の間に挟んで
融着した光ファイバアレイプレートである請求項1に記
載の完全密着型イメージセンサ。4. An optical fiber formed by aligning an optical fiber composed of a central core, a cladding provided on an outer surface of the core, and a light absorbing layer provided on an outer surface of the cladding. The image sensor according to claim 1, wherein the image sensor is an optical fiber array plate in which the array is sandwiched and fused between glass substrates.
絶縁基板と該透明絶縁基板上に形成された薄膜半導体受
光素子のアレイとから構成されており、前記透明絶縁基
板上に前記薄膜半導体受光素子を駆動する薄膜半導体回
路が併せて形成されている請求項1に記載の完全密着型
イメージセンサ。5. The semiconductor image sensor device comprises a transparent insulating substrate and an array of thin-film semiconductor light-receiving devices formed on the transparent insulating substrate. The thin-film semiconductor light-receiving device is provided on the transparent insulating substrate. 2. The complete contact type image sensor according to claim 1, wherein a driving thin film semiconductor circuit is also formed.
ンサにおいて、前記半導体イメージセンサ素子の直上に
光源を配置し、前記薄膜半導体受光素子は少なくとも一
つ以上の導光口を有し、前記光源が放射する照明光を前
記薄膜半導体受光素子の導光口を通して前記光ガイドの
他方の面に入射させ、前記光ガイドの一方の面内に送ら
れてくる原稿の面に導き、該原稿の面で反射した光を前
記光ガイドの一方の面から前記光ガイドの他方の面に導
いて前記薄膜半導体受光素子に入射させるように構成し
たことを特徴とする完全密着型イメージセンサ。6. The complete contact type image sensor according to claim 5, wherein a light source is disposed immediately above the semiconductor image sensor element, wherein the thin-film semiconductor light receiving element has at least one light guide port, The illumination light emitted by the light source is made incident on the other surface of the light guide through the light guide opening of the thin film semiconductor light receiving element, and is guided to the surface of the document sent into one surface of the light guide, and A completely-contact image sensor, wherein light reflected by a surface is guided from one surface of the light guide to the other surface of the light guide and is incident on the thin-film semiconductor light receiving element.
イメージセンサ素子と、該受光素子アレイと読み取るべ
き原稿との間に設けられて、一方の面に密着して置かれ
た原稿の光学的な画像情報を他方の面に導いて前記受光
素子アレイの受光面に入射させる光ガイドとを、応力緩
和層として働く接着剤を用いて接着する完全密着型イメ
ージセンサの製造方法。7. An optical system for a document which is provided between a semiconductor image sensor device having a plurality of light receiving element arrays and a document to be read and which is placed in close contact with one surface. A method for manufacturing a complete contact type image sensor, wherein an image guide for guiding image information to the other surface and incident on the light receiving surface of the light receiving element array is bonded using an adhesive acting as a stress relaxation layer.
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