JP2879773B2 - 画像装置及びその製造方法 - Google Patents
画像装置及びその製造方法Info
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
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-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/341—Surface mounted components
- H05K3/3431—Leadless components
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
- Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
- Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の利用分野】この発明は、ＬＥＤヘッドや密着型
イメージセンサ、液晶シャッタアレイヘッド等の、画像
アレイを用いた画像装置に関する。
イメージセンサ、液晶シャッタアレイヘッド等の、画像
アレイを用いた画像装置に関する。
【０００２】
【従来技術】ＬＥＤヘッドや液晶シャッタアレイヘッ
ド、密着型イメージセンサ等の画像装置では、ＬＥＤア
レイや液晶シャッタアレイ等の画像アレイを基板に搭載
し、基板配線に接続する。基板配線には通常Ａｌの蒸着
膜等が用いられ、基板には表面の平滑性に優れたガラス
基板が用いられる。
ド、密着型イメージセンサ等の画像装置では、ＬＥＤア
レイや液晶シャッタアレイ等の画像アレイを基板に搭載
し、基板配線に接続する。基板配線には通常Ａｌの蒸着
膜等が用いられ、基板には表面の平滑性に優れたガラス
基板が用いられる。
【０００３】しかし蒸着膜では基板への付着強度が低
く、かつ成膜に時間を要し量産性に乏しい。例えば蒸着
では成膜毎に真空引きをして真空度を得、次いで基板配
線を蒸着して取り出すことになる。これでは１回の成膜
に時間を要し、蒸着装置も大がかりなものが必要とな
る。
く、かつ成膜に時間を要し量産性に乏しい。例えば蒸着
では成膜毎に真空引きをして真空度を得、次いで基板配
線を蒸着して取り出すことになる。これでは１回の成膜
に時間を要し、蒸着装置も大がかりなものが必要とな
る。
【０００４】画像装置では単眼レンズを用いることが検
討されているが、この場合単眼レンズと基板との位置合
わせが決定的に重要となる。位置合わせの精度が低い
と、あるいは熱膨張等により位置合わせが狂うと、印画
像や読み取り画像に白筋や黒筋が発生する。そこで安価
にかつ確実に基板と単眼レンズとの位置合わせを行い、
しかも熱膨張などにより位置合わせが狂わないようにす
る必要がある。
討されているが、この場合単眼レンズと基板との位置合
わせが決定的に重要となる。位置合わせの精度が低い
と、あるいは熱膨張等により位置合わせが狂うと、印画
像や読み取り画像に白筋や黒筋が発生する。そこで安価
にかつ確実に基板と単眼レンズとの位置合わせを行い、
しかも熱膨張などにより位置合わせが狂わないようにす
る必要がある。
【０００５】さらに画像装置では画像アレイを基板配線
にフリップチップ接続することも公知であるが、Ａｌ配
線では半田付けができず、アレイに設けた電極バンプと
Ａｌ配線とを熱圧着することになる。熱圧着には大きな
加圧力を必要とし、脆弱な画像アレイを損傷することが
ある。
にフリップチップ接続することも公知であるが、Ａｌ配
線では半田付けができず、アレイに設けた電極バンプと
Ａｌ配線とを熱圧着することになる。熱圧着には大きな
加圧力を必要とし、脆弱な画像アレイを損傷することが
ある。
【０００６】
【発明の課題】この発明の基本的課題は、 １）基板と単眼レンズアレイとを安価に設け、 ２）基板と単眼レンズとを正確に位置決めし、かつ熱膨
張などによる位置決めの狂いをなくし、 ３）画像アレイと基板配線とのフリップチップ接続を容
易にし、 ４）基板に対する基板配線の被着強度と、画像アレイの
フリップチップ接続強度とを改善し、 ５）不要光を遮断して、画像品位を向上させる、ことに
ある（請求項１）。請求項２での課題はさらに、基板配
線の密度を低下させることにある。
張などによる位置決めの狂いをなくし、 ３）画像アレイと基板配線とのフリップチップ接続を容
易にし、 ４）基板に対する基板配線の被着強度と、画像アレイの
フリップチップ接続強度とを改善し、 ５）不要光を遮断して、画像品位を向上させる、ことに
ある（請求項１）。請求項２での課題はさらに、基板配
線の密度を低下させることにある。
【０００７】
【発明の構成と作用】この発明の画像装置は、透明プラ
スチック基板の第１の主面に、多数の受発光素子を設け
た画像アレイを列状に配置するとともに、他方の主面に
は基板と一体的に単眼レンズをアレイ状に設け、前記第
１の主面では受発光素子に対向した部分を平滑面とし、
これ以外の領域を粗面化した粗面化領域上に設けた基板
配線に対して前記画像アレイの電極バンプをフリップチ
ップ接続したことを特徴とする。
スチック基板の第１の主面に、多数の受発光素子を設け
た画像アレイを列状に配置するとともに、他方の主面に
は基板と一体的に単眼レンズをアレイ状に設け、前記第
１の主面では受発光素子に対向した部分を平滑面とし、
これ以外の領域を粗面化した粗面化領域上に設けた基板
配線に対して前記画像アレイの電極バンプをフリップチ
ップ接続したことを特徴とする。
【０００８】基板を透明プラスチック基板とし単眼レン
ズを一体成型すれば、安価に単眼レンズと基板とを構成
できる。しかも単眼レンズは最初から基板と一体なの
で、両者の位置合わせの必要がなく、また熱膨張などに
より位置合わせが狂うこともない。この結果、白筋や黒
筋の発生などの問題を最初から解消することができる。
基板配線との密着性を高めるためにサンドブラストやエ
ッチング等により基板を粗面化する。粗面化する領域
は、画像アレイの受発光素子を除いた部分で、この領域
を全面的にあるいは部分的に粗面化する。この結果、基
板配線をプラスチック基板の粗面化領域に強固に被着さ
せることができる。基板の裏面に単眼レンズがあるので
画像アレイはフリップチップ接続に限られ、また基板配
線に銅メッキ膜や半田メッキ膜などを用いれば容易にフ
リップチップ接続できる。ここで受発光素子に対向した
部分は平滑面としてあるので、受発光素子への光路が確
保され、これ以外の面は粗面なので不要光は粗面で散乱
されて、画像品位が向上する。さらに粗面を用いること
により、基板配線の基板への付着力やフリップチップ接
続の強度が向上する。
ズを一体成型すれば、安価に単眼レンズと基板とを構成
できる。しかも単眼レンズは最初から基板と一体なの
で、両者の位置合わせの必要がなく、また熱膨張などに
より位置合わせが狂うこともない。この結果、白筋や黒
筋の発生などの問題を最初から解消することができる。
基板配線との密着性を高めるためにサンドブラストやエ
ッチング等により基板を粗面化する。粗面化する領域
は、画像アレイの受発光素子を除いた部分で、この領域
を全面的にあるいは部分的に粗面化する。この結果、基
板配線をプラスチック基板の粗面化領域に強固に被着さ
せることができる。基板の裏面に単眼レンズがあるので
画像アレイはフリップチップ接続に限られ、また基板配
線に銅メッキ膜や半田メッキ膜などを用いれば容易にフ
リップチップ接続できる。ここで受発光素子に対向した
部分は平滑面としてあるので、受発光素子への光路が確
保され、これ以外の面は粗面なので不要光は粗面で散乱
されて、画像品位が向上する。さらに粗面を用いること
により、基板配線の基板への付着力やフリップチップ接
続の強度が向上する。
【０００９】好ましくは基板配線を金属下地のメッキ膜
上に導電体のメッキ膜を積層したものとし、金属下地膜
により基板との付着力を確保し、導電体膜により導電性
を確保する。金属下地膜には例えばＮｉ，Ｃｒ，Ｔｉ等
の無電解メッキ膜を用い、導電体のメッキ膜には例えば
銅膜や半田膜を用いる。さてフリップチップ接続部で基
板配線に半田メッキがあれば、画像アレイの電極バンプ
とのフリップチップ接続を半田付けで実現できる。この
結果、熱圧着時の圧力による画像アレイの損傷という問
題は解消し、かつ加圧しながら電気炉中で熱圧着するの
に比べて短時間で容易にフリップチップ接続できる。半
田メッキ膜は銅メッキ膜からなる導電体膜上にフリップ
チップ接続部のみをメッキして部分的に設けても良い
が、導電体膜全体を半田メッキ膜とすると工程数が減少
する。
上に導電体のメッキ膜を積層したものとし、金属下地膜
により基板との付着力を確保し、導電体膜により導電性
を確保する。金属下地膜には例えばＮｉ，Ｃｒ，Ｔｉ等
の無電解メッキ膜を用い、導電体のメッキ膜には例えば
銅膜や半田膜を用いる。さてフリップチップ接続部で基
板配線に半田メッキがあれば、画像アレイの電極バンプ
とのフリップチップ接続を半田付けで実現できる。この
結果、熱圧着時の圧力による画像アレイの損傷という問
題は解消し、かつ加圧しながら電気炉中で熱圧着するの
に比べて短時間で容易にフリップチップ接続できる。半
田メッキ膜は銅メッキ膜からなる導電体膜上にフリップ
チップ接続部のみをメッキして部分的に設けても良い
が、導電体膜全体を半田メッキ膜とすると工程数が減少
する。
【００１０】好ましくは、基板配線を、画像アレイの列
の一方の側に設けた第１の基板配線と前記列の他方の側
に設けた第２の基板配線とで構成し、各基板配線を画像
アレイ２個毎にほぼＵ字状に折り返して分断された配線
として、該分断された配線内で、２個の画像アレイの対
応する受発光素子同士を電気的に接続し、基板の裏面に
は、単眼レンズを設けた領域の両外側に、第１の裏面配
線と第２の裏面配線とを設けて、第１の基板配線と第１
の裏面配線とをスルーホールで接続することにより、分
断された第１の基板配線を所定の順序で相互に電気的に
接続し、かつ第２の基板配線と第２の裏面配線とをスル
ーホールで接続することにより、分断された第２の基板
配線を所定の順序で相互に電気的に接続する。このよう
にすれば基板配線の密度は１／２に低下し、メッキで多
数の個別配線からなる基板配線を設けるのが容易にな
る。メッキによる成膜では高密度配線には限界がある
が、基板配線を２つに分けると問題も解消する。
の一方の側に設けた第１の基板配線と前記列の他方の側
に設けた第２の基板配線とで構成し、各基板配線を画像
アレイ２個毎にほぼＵ字状に折り返して分断された配線
として、該分断された配線内で、２個の画像アレイの対
応する受発光素子同士を電気的に接続し、基板の裏面に
は、単眼レンズを設けた領域の両外側に、第１の裏面配
線と第２の裏面配線とを設けて、第１の基板配線と第１
の裏面配線とをスルーホールで接続することにより、分
断された第１の基板配線を所定の順序で相互に電気的に
接続し、かつ第２の基板配線と第２の裏面配線とをスル
ーホールで接続することにより、分断された第２の基板
配線を所定の順序で相互に電気的に接続する。このよう
にすれば基板配線の密度は１／２に低下し、メッキで多
数の個別配線からなる基板配線を設けるのが容易にな
る。メッキによる成膜では高密度配線には限界がある
が、基板配線を２つに分けると問題も解消する。
【００１１】例えば個別配線の総数が６４本の場合、例
えば３２本ずつの２つの基板配線を画像アレイの列の両
側に設ける。基板配線はほぼＵ字状の形状とし、その両
端を画像アレイの電極バンプにフリップチップ接続する
ので、両端が他の部分に接続されず孤立してしまう。そ
こでプラスチック基板にスルーホールを設け、スルーホ
ール，基板の裏面配線，次のＵ字状の基板配線の順に接
続せ、分断した基板配線を相互に接続する。基板の加工
上で最も大きな面積を占め、実装の限界となるのはスル
ーホールである。そして請求項４の発明では、画像アレ
イの両側に基板配線を施し、アレイ２個単位で裏面配線
を行うので、画像アレイの列の片側のみに基板配線を設
けて裏面配線とマトリックス接続する場合と比べ、スル
ーホール密度を１／４にできる。このためスルーホール
加工が極めて容易になる。
えば３２本ずつの２つの基板配線を画像アレイの列の両
側に設ける。基板配線はほぼＵ字状の形状とし、その両
端を画像アレイの電極バンプにフリップチップ接続する
ので、両端が他の部分に接続されず孤立してしまう。そ
こでプラスチック基板にスルーホールを設け、スルーホ
ール，基板の裏面配線，次のＵ字状の基板配線の順に接
続せ、分断した基板配線を相互に接続する。基板の加工
上で最も大きな面積を占め、実装の限界となるのはスル
ーホールである。そして請求項４の発明では、画像アレ
イの両側に基板配線を施し、アレイ２個単位で裏面配線
を行うので、画像アレイの列の片側のみに基板配線を設
けて裏面配線とマトリックス接続する場合と比べ、スル
ーホール密度を１／４にできる。このためスルーホール
加工が極めて容易になる。
【００１２】このような画像装置は例えば、プラスチッ
クで基板と単眼レンズとを一体成型する工程と、基板の
単眼レンズを設けた側の反対側の主面を部分的に粗面化
する工程と、粗面化した基板の主面上に金属下地膜をメ
ッキする工程と、金属下地膜土に導電体膜をメッキする
工程と、導電体膜上に画像アレイをフリップチップ接続
する工程とで製造する。ここで好ましくはフリップチッ
プ接続部で導電体膜を半田メッキ膜とし、レンズ側から
レーザー光や赤外線等で電極バンプの付近を局所的に加
熱し半田付けする。このようにすれば例えばレーザーで
走査するだけで、あるいは赤外線で加熱するだけで、フ
リップチップ接続ができる。
クで基板と単眼レンズとを一体成型する工程と、基板の
単眼レンズを設けた側の反対側の主面を部分的に粗面化
する工程と、粗面化した基板の主面上に金属下地膜をメ
ッキする工程と、金属下地膜土に導電体膜をメッキする
工程と、導電体膜上に画像アレイをフリップチップ接続
する工程とで製造する。ここで好ましくはフリップチッ
プ接続部で導電体膜を半田メッキ膜とし、レンズ側から
レーザー光や赤外線等で電極バンプの付近を局所的に加
熱し半田付けする。このようにすれば例えばレーザーで
走査するだけで、あるいは赤外線で加熱するだけで、フ
リップチップ接続ができる。
【００１３】
【実施例】図１〜図５に実施例を示す。図１において、
２はプラスチック基板で、エポキシやアクリルあるいは
ポリカーボネイト等の透明プラスチック基板を用いる。
４は単眼レンズでアレイ状に形成し、例えばＬＥＤアレ
イ６の１個毎に設ける。単眼レンズ４はプラスチック基
板２と一体成型する。６はＬＥＤアレイで、基板２の第
１の主面に沿って例えば直線状に４０個程度配置し、Ｌ
ＥＤアレイ６の他にＭＯＳＣＣＤアレイ等を用いても良
い。基板２の第１の主面には基板配線８を施し、ＬＥＤ
アレイ６の電極に接続した電極バンプ１０とフリップチ
ップ接続する。１２はクリップ端子で、ＬＥＤアレイ６
の共通電極に接続し、例えば基板２の反対側の主面へ接
続する。ＬＥＤアレイ６の共通電極の接続方法は、クリ
ップ端子１２を用いるものの他、任意のものを用いるこ
とができる。
２はプラスチック基板で、エポキシやアクリルあるいは
ポリカーボネイト等の透明プラスチック基板を用いる。
４は単眼レンズでアレイ状に形成し、例えばＬＥＤアレ
イ６の１個毎に設ける。単眼レンズ４はプラスチック基
板２と一体成型する。６はＬＥＤアレイで、基板２の第
１の主面に沿って例えば直線状に４０個程度配置し、Ｌ
ＥＤアレイ６の他にＭＯＳＣＣＤアレイ等を用いても良
い。基板２の第１の主面には基板配線８を施し、ＬＥＤ
アレイ６の電極に接続した電極バンプ１０とフリップチ
ップ接続する。１２はクリップ端子で、ＬＥＤアレイ６
の共通電極に接続し、例えば基板２の反対側の主面へ接
続する。ＬＥＤアレイ６の共通電極の接続方法は、クリ
ップ端子１２を用いるものの他、任意のものを用いるこ
とができる。
【００１４】図２に、単眼レンズ４の側から見た基板２
の配置を示す。ＬＥＤアレイ６の発光体の数を６４個と
すると、基板配線８は６４本の個別配線８−１〜８−６
４からなり、個別配線８−１〜８−３２は図での上側
に、個別配線８−３３〜８−６４は図での下側に配置す
る。各個別配線８−１〜８−６４はほぼＵ字状をなし、
ＬＥＤアレイ６の２個毎に分断して設ける。基板配線８
は個別配線８−１〜８−３２からなる第１の基板配線
と、個別配線８−３３〜８−６４からなる第２の基板配
線とに分割して配置し、ＬＥＤアレイ６の列の両方に設
ける。個別配線８−１〜８−６４は２つの電極バンプ１
０，１０の間をＵ字状に折り返して第１の主面では他に
はつながらないので、スルーホール１４を設けて基板２
の裏面を介して相互に接続する。１６はスルーホール１
４の列で、スルーホール１４の配列ピッチには０．８ｍ
ｍ程度が必要なので、スルーホールの列１６は２列にし
かも基板２の長手方向に対して斜めに配置する。プラス
チック基板２の裏面（単眼レンズ４側の主面）には裏面
配線２０を設け、スルーホール１４を介して基板配線８
と接続する。このようにＬＥＤアレイ６の２個毎に分断
した基板配線８を、スルーホールの列１６と裏面配線２
０並びに次のスルーホールの列１６を通じて相互に接続
する。
の配置を示す。ＬＥＤアレイ６の発光体の数を６４個と
すると、基板配線８は６４本の個別配線８−１〜８−６
４からなり、個別配線８−１〜８−３２は図での上側
に、個別配線８−３３〜８−６４は図での下側に配置す
る。各個別配線８−１〜８−６４はほぼＵ字状をなし、
ＬＥＤアレイ６の２個毎に分断して設ける。基板配線８
は個別配線８−１〜８−３２からなる第１の基板配線
と、個別配線８−３３〜８−６４からなる第２の基板配
線とに分割して配置し、ＬＥＤアレイ６の列の両方に設
ける。個別配線８−１〜８−６４は２つの電極バンプ１
０，１０の間をＵ字状に折り返して第１の主面では他に
はつながらないので、スルーホール１４を設けて基板２
の裏面を介して相互に接続する。１６はスルーホール１
４の列で、スルーホール１４の配列ピッチには０．８ｍ
ｍ程度が必要なので、スルーホールの列１６は２列にし
かも基板２の長手方向に対して斜めに配置する。プラス
チック基板２の裏面（単眼レンズ４側の主面）には裏面
配線２０を設け、スルーホール１４を介して基板配線８
と接続する。このようにＬＥＤアレイ６の２個毎に分断
した基板配線８を、スルーホールの列１６と裏面配線２
０並びに次のスルーホールの列１６を通じて相互に接続
する。
【００１５】図３にフリップチップ接続部を示し、図４
に接続直前の状態を側面から見て示す。ＬＥＤアレイ６
はＧａＡｓ等の半導体基板からなり、図の２２は個別の
発光体でＬＥＤアレイ６に例えば６４個設ける。２４は
ＬＥＤアレイ６の電極で例えばＡｌ膜をエッチングして
設け、フリップチップ接続部ではＡｌ電極２４の上に電
極バンプ１０を積層する。図４に移ると、電極バンプ１
０はＮｉやＣｒあるいはＴｉ等の金属下地膜上にＡｕや
Ａｕ−Ｐｄ，Ｐｄ等の膜を積層したもので、ここでは金
属下地膜としてＮｉメッキ層２６を用い、その土部にＡ
ｕメッキ層２８を積層した。
に接続直前の状態を側面から見て示す。ＬＥＤアレイ６
はＧａＡｓ等の半導体基板からなり、図の２２は個別の
発光体でＬＥＤアレイ６に例えば６４個設ける。２４は
ＬＥＤアレイ６の電極で例えばＡｌ膜をエッチングして
設け、フリップチップ接続部ではＡｌ電極２４の上に電
極バンプ１０を積層する。図４に移ると、電極バンプ１
０はＮｉやＣｒあるいはＴｉ等の金属下地膜上にＡｕや
Ａｕ−Ｐｄ，Ｐｄ等の膜を積層したもので、ここでは金
属下地膜としてＮｉメッキ層２６を用い、その土部にＡ
ｕメッキ層２８を積層した。
【００１６】プラスチック基板２側ではＮｉやＣｒ，Ｔ
ｉ等の金属下地膜３０上に、半田メッキ層３２を積層
し、個別配線８−１〜８−６４とした。金属下地膜３０
は例えばＮｉの無電解メッキにより形成し、不要部をエ
ッチングやリフトオフ等により除去する。金属下地膜３
０の膜厚は例えば２〜３μｍ程度が好ましい。半田メッ
キ層３２は基板２を半田浴に浸すことで形成し、膜厚は
例えば１〜１００μｍ、好ましくは５〜２０μｍ程度と
する。膜厚がこれよりも大きいと基板２への付着力が低
下し、薄すぎると電極バンプ１０との半田付けが難しく
なる。３４は粗面化部で、発光体２２に向き合った部分
と単眼レンズ４の表面部とを除いて、基板２の表裏をサ
ンドブラストやエッチング等により粗面化して形成す
る。粗面化の程度は表面粗さ計で測定した平均表面粗さ
として例えば０．１〜５μｍ程度、好ましくは０．３〜
３μｍ程度とし、粗さをこれ以上大きくするとＬＥＤア
レイ６の搭載精度に影響し、これ以下では金属下地膜３
０の付着強度が低下する。図４には特に示さなかった
が、裏面配線２０も基板２の表面を粗面化した上に金属
下地膜３０と半田メッキ層３２とを積層して形成する。
半田メッキ層３２を用いる理由は、電極バンプ１０との
半田付けを容易にすることである。そこで半田メッキ層
３２に替えて例えば銅メッキ層を用い、電極バンプ１０
とフリップチップ接続する部分に、クリーム半田等を塗
布しても良い。しかし実施例のようにすればクリーム半
田の塗布が不要になるし、また塗布したクリーム半田に
よって個別配線８−１〜８−６４がショートする危険性
もなくなる。
ｉ等の金属下地膜３０上に、半田メッキ層３２を積層
し、個別配線８−１〜８−６４とした。金属下地膜３０
は例えばＮｉの無電解メッキにより形成し、不要部をエ
ッチングやリフトオフ等により除去する。金属下地膜３
０の膜厚は例えば２〜３μｍ程度が好ましい。半田メッ
キ層３２は基板２を半田浴に浸すことで形成し、膜厚は
例えば１〜１００μｍ、好ましくは５〜２０μｍ程度と
する。膜厚がこれよりも大きいと基板２への付着力が低
下し、薄すぎると電極バンプ１０との半田付けが難しく
なる。３４は粗面化部で、発光体２２に向き合った部分
と単眼レンズ４の表面部とを除いて、基板２の表裏をサ
ンドブラストやエッチング等により粗面化して形成す
る。粗面化の程度は表面粗さ計で測定した平均表面粗さ
として例えば０．１〜５μｍ程度、好ましくは０．３〜
３μｍ程度とし、粗さをこれ以上大きくするとＬＥＤア
レイ６の搭載精度に影響し、これ以下では金属下地膜３
０の付着強度が低下する。図４には特に示さなかった
が、裏面配線２０も基板２の表面を粗面化した上に金属
下地膜３０と半田メッキ層３２とを積層して形成する。
半田メッキ層３２を用いる理由は、電極バンプ１０との
半田付けを容易にすることである。そこで半田メッキ層
３２に替えて例えば銅メッキ層を用い、電極バンプ１０
とフリップチップ接続する部分に、クリーム半田等を塗
布しても良い。しかし実施例のようにすればクリーム半
田の塗布が不要になるし、また塗布したクリーム半田に
よって個別配線８−１〜８−６４がショートする危険性
もなくなる。
【００１７】図５に、ＬＥＤアレイ６のフリップチップ
接続までの工程を示す。ポリカーボネイトやエポキシあ
るいはアクリル等のプラスチックを用いて、基板２と単
眼レンズ４を一体成型する。次に発光体２２に向き合う
ことになる部分と単眼レンズ４の表面とをマスクして、
サンドブラストやエッチング等により基板を粗面化す
る。これによって粗面化領域３４を形成する。粗面化領
域３４を形成する前後に基板２に穴開け加工を施し、次
いでＮｉのメッキ液中に基板２を浸して、無電解メッキ
によりＮｉメッキを行う。続いて不要部をエッチング
し、金属下地膜３０を形成する。この後基板２を溶融半
田に浸して半田を金属下地膜３０の上にのみ付着させ、
特にパターンニングを行わずに半田メッキ層３２を得
る。これらの後にスルーホール加工を施し、裏面配線２
０と基板配線８とを接続する。
接続までの工程を示す。ポリカーボネイトやエポキシあ
るいはアクリル等のプラスチックを用いて、基板２と単
眼レンズ４を一体成型する。次に発光体２２に向き合う
ことになる部分と単眼レンズ４の表面とをマスクして、
サンドブラストやエッチング等により基板を粗面化す
る。これによって粗面化領域３４を形成する。粗面化領
域３４を形成する前後に基板２に穴開け加工を施し、次
いでＮｉのメッキ液中に基板２を浸して、無電解メッキ
によりＮｉメッキを行う。続いて不要部をエッチング
し、金属下地膜３０を形成する。この後基板２を溶融半
田に浸して半田を金属下地膜３０の上にのみ付着させ、
特にパターンニングを行わずに半田メッキ層３２を得
る。これらの後にスルーホール加工を施し、裏面配線２
０と基板配線８とを接続する。
【００１８】配線８，２０の形成後にＬＥＤアレイ６を
搭載し、クリップ端子１２を用いて仮止めする。クリッ
プ端子１２には仮止めができる程度の弾性があるものが
好ましい。次に図５の半導体レーザー４０，４０等を用
い、単眼レンズ４の側から可視光や赤外線等を照射し
て、半田メッキ層３２を溶かし、電極バンプ１０に半田
付けする。半田はプラスチック基板２の表面には直接付
着せず、金属下地膜３０がある部分にのみ付着するの
で、半田メッキ層３２を溶融させても個別配線８−１〜
８−６４がショートする恐れはない。
搭載し、クリップ端子１２を用いて仮止めする。クリッ
プ端子１２には仮止めができる程度の弾性があるものが
好ましい。次に図５の半導体レーザー４０，４０等を用
い、単眼レンズ４の側から可視光や赤外線等を照射し
て、半田メッキ層３２を溶かし、電極バンプ１０に半田
付けする。半田はプラスチック基板２の表面には直接付
着せず、金属下地膜３０がある部分にのみ付着するの
で、半田メッキ層３２を溶融させても個別配線８−１〜
８−６４がショートする恐れはない。
【００１９】このようにすればフリップチップ接続を半
田付けで行うことができ、レーザー４０，４０で基板２
の裏面を走査するだけでフリップチップ接続を行うこと
ができる。また半田付けはＡｌの基板配線への熱圧着と
異なりクリップ端子１２からの小さな圧力で位置決めす
るだけでよく、ＬＥＤアレイ６の脆弱なＧａＡｓ基板を
破壊する恐れがない。さらに光による局所的な加熱なの
でプラスチック基板２や単眼レンズ４を変形させたり、
フリップチップ接続部以外の半田メッキ層３２を溶かし
たりすることもない。このため耐熱性の低いプラスチッ
ク基板２や融点の低い半田メッキ層３２でも問題は生じ
ず、リフロー炉を通す必要がないので半田付けに必要な
時間も短く、半田中のフラックスがリフロー炉でＬＥＤ
アレイ６に付着する等の問題もない。
田付けで行うことができ、レーザー４０，４０で基板２
の裏面を走査するだけでフリップチップ接続を行うこと
ができる。また半田付けはＡｌの基板配線への熱圧着と
異なりクリップ端子１２からの小さな圧力で位置決めす
るだけでよく、ＬＥＤアレイ６の脆弱なＧａＡｓ基板を
破壊する恐れがない。さらに光による局所的な加熱なの
でプラスチック基板２や単眼レンズ４を変形させたり、
フリップチップ接続部以外の半田メッキ層３２を溶かし
たりすることもない。このため耐熱性の低いプラスチッ
ク基板２や融点の低い半田メッキ層３２でも問題は生じ
ず、リフロー炉を通す必要がないので半田付けに必要な
時間も短く、半田中のフラックスがリフロー炉でＬＥＤ
アレイ６に付着する等の問題もない。
【００２０】フリップチップ接続部のみを局所的に加熱
するためレーザー４０を用いることが好ましいが、リフ
ロー炉による全体的加熱やフラックスによる汚染を避け
るだけであれば通常の光源を用いた赤外線加熱でも良
い。このような例を図６に示す。図の４２は赤外線ラン
プで、４４は断面が放物線形の反射鏡であり、赤外線ラ
ンプ４２からの光を反射鏡４４で平行光線に変え、ＬＥ
Ｄアレイ６の裏面のみを局所的に加熱する。
するためレーザー４０を用いることが好ましいが、リフ
ロー炉による全体的加熱やフラックスによる汚染を避け
るだけであれば通常の光源を用いた赤外線加熱でも良
い。このような例を図６に示す。図の４２は赤外線ラン
プで、４４は断面が放物線形の反射鏡であり、赤外線ラ
ンプ４２からの光を反射鏡４４で平行光線に変え、ＬＥ
Ｄアレイ６の裏面のみを局所的に加熱する。
【００２１】実施例の作用を示す。実施例の基本的概念
は基板２と単眼レンズ４とを一体にすることである。こ
れはプラスチック基板２を用い一体成型を行うことで達
成される。この結果、基板２と単眼レンズ４との位置合
わせは成型時に行われ、周囲温度の変動による熱膨張等
で位置合わせが狂うとの問題も解消する。ＬＥＤアレイ
６は基板配線８に位置合わせされており、単眼レンズ４
が基板２と一体なので、ＬＥＤアレイ６は基板配線８を
介して単眼レンズ４に位置合わせされる。
は基板２と単眼レンズ４とを一体にすることである。こ
れはプラスチック基板２を用い一体成型を行うことで達
成される。この結果、基板２と単眼レンズ４との位置合
わせは成型時に行われ、周囲温度の変動による熱膨張等
で位置合わせが狂うとの問題も解消する。ＬＥＤアレイ
６は基板配線８に位置合わせされており、単眼レンズ４
が基板２と一体なので、ＬＥＤアレイ６は基板配線８を
介して単眼レンズ４に位置合わせされる。
【００２２】実施例の次の概念は、基板配線８にメッキ
膜を用い、Ａｌの真空蒸着等を不要にすることである。
そしてこれによって画像装置の量産性が大幅に向上す
る。プラスチック基板２はガラス基板よりも金属下地膜
３０との馴染みが良く、基板配線８や裏面配線２０を設
ける部分を粗面化することにより配線８，２０と基板２
との付着力をさらに向上させる。半田メッキ層３２は単
独では基板２に付着しないが、中間に金属下地膜３０を
設けることにより半田メッキ層３２を容易に形成するこ
とができる。
膜を用い、Ａｌの真空蒸着等を不要にすることである。
そしてこれによって画像装置の量産性が大幅に向上す
る。プラスチック基板２はガラス基板よりも金属下地膜
３０との馴染みが良く、基板配線８や裏面配線２０を設
ける部分を粗面化することにより配線８，２０と基板２
との付着力をさらに向上させる。半田メッキ層３２は単
独では基板２に付着しないが、中間に金属下地膜３０を
設けることにより半田メッキ層３２を容易に形成するこ
とができる。
【００２３】メッキによる基板配線８は真空蒸着による
Ａｌ配線に比べて、高密度化には適していない。そこで
基板配線８をＬＥＤアレイ６の上側に設けた個別配線８
−１〜８−３２からなる第１の基板配線と下側に設けた
個別配線８−３３〜８−６４からなる第２の基板配線と
に分割し、配線の密度を１／２に低下させる。個別配線
８−１〜８−６４をほぼＵ字状の形状とし、両端をＬＥ
Ｄアレイ６の電極バンプ１０にフリップチップ接続し
た。これはフリップチップ接続に適した形状である。こ
のようにすると各個別配線８−１〜８−６４はＬＥＤア
レイ６の２個毎に孤立するので、スルーホール１４と裏
面配線２０とを用いて相互に接続した。そしてプラスチ
ック基板２ではスルーホール１４を設けるのが容易で、
裏面配線２０は基板配線８と同じプロセスにより同時に
形成することができる。
Ａｌ配線に比べて、高密度化には適していない。そこで
基板配線８をＬＥＤアレイ６の上側に設けた個別配線８
−１〜８−３２からなる第１の基板配線と下側に設けた
個別配線８−３３〜８−６４からなる第２の基板配線と
に分割し、配線の密度を１／２に低下させる。個別配線
８−１〜８−６４をほぼＵ字状の形状とし、両端をＬＥ
Ｄアレイ６の電極バンプ１０にフリップチップ接続し
た。これはフリップチップ接続に適した形状である。こ
のようにすると各個別配線８−１〜８−６４はＬＥＤア
レイ６の２個毎に孤立するので、スルーホール１４と裏
面配線２０とを用いて相互に接続した。そしてプラスチ
ック基板２ではスルーホール１４を設けるのが容易で、
裏面配線２０は基板配線８と同じプロセスにより同時に
形成することができる。
【００２４】実施例ではＬＥＤヘッドを示したが、これ
に限らず例えばイメージセンサ等でも同様に画像装置を
構成することができる。
に限らず例えばイメージセンサ等でも同様に画像装置を
構成することができる。
【００２５】
【発明の効果】請求項１の発明では、 １）基板と単眼レンズアレイとをプラスチックで安価に
設け、 ２）一体成型により、基板と単眼レンズとを正確に位置
決めし、かつ熱膨張などによる位置決めの狂いをなく
し、 ３）画像アレイと基板配線とのフリップチップ接続を容
易にし、 ４）基板に対する基板配線の被着強度と、画像アレイの
フリップチップ接続強度とを改善し、 ５）不要光を遮断して、画像品位を向上させる。請求項
２の発明ではさらに、 ６）基板配線の密度を低下させて基板配線の形成を容易
にし、高解像度の画像装置への対応を容易にする。また
プラスチック基板を用いるためスルーホールを設けるの
が容易で、裏面配線を用いて分断した基板配線を接続す
る。
設け、 ２）一体成型により、基板と単眼レンズとを正確に位置
決めし、かつ熱膨張などによる位置決めの狂いをなく
し、 ３）画像アレイと基板配線とのフリップチップ接続を容
易にし、 ４）基板に対する基板配線の被着強度と、画像アレイの
フリップチップ接続強度とを改善し、 ５）不要光を遮断して、画像品位を向上させる。請求項
２の発明ではさらに、 ６）基板配線の密度を低下させて基板配線の形成を容易
にし、高解像度の画像装置への対応を容易にする。また
プラスチック基板を用いるためスルーホールを設けるの
が容易で、裏面配線を用いて分断した基板配線を接続す
る。
【図１】 実施例の画像装置の要部断面図
【図２】 実施例の画像装置の要部背面図
【図３】 実施例で画像装置のフリップチップ接続部
を示す図
を示す図
【図４】 実施例で画像装置のフリップチップ接続部
を示す要部断面図
を示す要部断面図
【図５】 実施例の画像装置でのレーザー光によるフ
リップチップ接続を示す要部断面図
リップチップ接続を示す要部断面図
【図６】 変形例での赤外線光源を示す図
２ プラスチック基板 ４ 単眼レンズ ６ ＬＥＤアレイ ８ 基板配線 ８−１〜８−６４ 個別配線 １０ 電極バンプ １２ クリップ端子 １４ スルーホール １６ スルーホールの列 ２０ 裏面配線 ２２ 発光体 ２４ 電極 ２６ Ｎｉメッキ層 ２８ Ａｕメッキ層 ３０ 金属下地膜 ３２ 半田メッキ層 ３４ 粗面化領域 ４０ 半導体レーザー ４２ 赤外線ランプ ４４ 反射鏡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｈ０４Ｎ 5/335 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41J 2/44 B41J 2/45 B41J 2/455 G02B 27/00 H01L 33/00 H04N 5/335
Claims (2)
- 【請求項１】 透明プラスチック基板の第１の主面に、
多数の受発光素子を設けた画像アレイを列状に配置する
とともに、他方の主面には基板と一体的に単眼レンズを
アレイ状に設け、 前記第１の主面では受発光素子に対向した部分を平滑面
とし、これ以外の領域を粗面化した粗面化領域上に設け
た基板配線に対して前記画像アレイに設けた電極バンプ
をフリップチップ接続したことを特徴とする、画像装
置。 - 【請求項２】 前記基板配線を、画像アレイの列の一方
の側に設けた第１の基板配線と前記列の他方の側に設け
た第２の基板配線とで構成し、 各基板配線を画像アレイ２個毎にほぼＵ字状に折り返し
て分断された配線として、該分断された配線内で、２個
の画像アレイの対応する受発光素子同士を電気的に接続
し、 基板の裏面には、単眼レンズを設けた領域の両外側に、
第１の裏面配線と第２の裏面配線とを設けて、 第１の基板配線と第１の裏面配線とをスルーホールで接
続することにより、分断された第１の基板配線を所定の
順序で相互に電気的に接続し、かつ第２の基板配線と第
２の裏面配線とをスルーホールで接続することにより、
分断された第２の基板配線を所定の順序で相互に電気的
に接続したことを特徴とする、請求項１の画像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5154187A JP2879773B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 画像装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5154187A JP2879773B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 画像装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06340118A JPH06340118A (ja) | 1994-12-13 |
| JP2879773B2 true JP2879773B2 (ja) | 1999-04-05 |
Family
ID=15578744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5154187A Expired - Fee Related JP2879773B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 画像装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2879773B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW347596B (en) * | 1995-11-13 | 1998-12-11 | Motorola Inc | Integrated electro-optical package |
| DE10034865B4 (de) * | 2000-07-18 | 2006-06-01 | Infineon Technologies Ag | Optoelektronisches oberflächenmontierbares Modul |
| US6759687B1 (en) * | 2000-10-13 | 2004-07-06 | Agilent Technologies, Inc. | Aligning an optical device system with an optical lens system |
| JP2004031508A (ja) | 2002-06-24 | 2004-01-29 | Nec Corp | 光電気複合モジュールおよびそのモジュールを構成要素とする光入出力装置 |
| JP4492219B2 (ja) * | 2004-06-11 | 2010-06-30 | 日亜化学工業株式会社 | 支持基板およびその支持基板を用いた半導体装置の形成方法並びに半導体装置 |
| JP2007035881A (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Matsushita Electric Works Ltd | 表面実装型の電子部品の実装構造及び照明器具 |
| WO2008004302A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-10 | Fujitsu Microelectronics Limited | Solid-state imaging device and method of controlling the same |
| JP4718504B2 (ja) * | 2007-03-07 | 2011-07-06 | 株式会社沖データ | 表示装置 |
| KR101616027B1 (ko) * | 2009-10-07 | 2016-04-27 | 삼성전자주식회사 | 렌즈가 집적된 발광다이오드 어레이, 이를 이용한 라인 프린터 헤드 및 발광다이오드 어레이의 제조방법 |
| WO2011118109A1 (ja) * | 2010-03-23 | 2011-09-29 | 株式会社朝日ラバー | 可撓性反射基材、その製造方法及びその反射基材に用いる原材料組成物 |
| US8952402B2 (en) * | 2011-08-26 | 2015-02-10 | Micron Technology, Inc. | Solid-state radiation transducer devices having flip-chip mounted solid-state radiation transducers and associated systems and methods |
| US8987892B2 (en) * | 2013-05-10 | 2015-03-24 | Raytheon Company | Method for creating a selective solder seal interface for an integrated circuit cooling system |
| JP6823893B2 (ja) * | 2014-12-19 | 2021-02-03 | グロ アーベーＧｌｏ Ａｂ | バックプレーン上に発光ダイオードアレイを生成する方法 |
| JP2017059742A (ja) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | 株式会社デンソー | 発光装置 |
| JP2019511838A (ja) | 2016-04-04 | 2019-04-25 | グロ アーベーＧｌｏ Ａｂ | ダイ移送用のバックプレーン通過レーザ照射 |
-
1993
- 1993-05-31 JP JP5154187A patent/JP2879773B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06340118A (ja) | 1994-12-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |