JP2006085003A - Semiconductor device, and, lens position adjustment method for semiconductor device, semiconductor device assembling method, image reading unit, and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device in which an optical functional element such as a line CCD is packaged, the semiconductor device being designed such that optical elements of different linear expansion coefficients, which are a lens disposed right in front of the package and a translucent substrate for the optical functional element, are fixed together without degrading their optical characteristics. <P>SOLUTION: The translucent substrate 4, such as glass, and the lens 2 are stuck together with fixing members 3a and 3b. The fixing member 3a at the middle of the lens 2 is a member that has high hardness after hardened. The fixing members 3b outside the fixing member 3a are members that have low hardness after hardened. The fixing members 3a and 3b are disposed on the periphery of the optical path of the lens 2 and optical functional element 1, and out of the optical path. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ＣＣＤやＬＥＤアレイ等の光学機能素子を備えた半導体装置、並びに、半導体装置のレンズ位置調整方法、半導体装置の組立方法、該半導体装置を用いた画像読取ユニット、及び、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device provided with optical functional elements such as a CCD and an LED array, a lens position adjusting method for the semiconductor device, a method for assembling the semiconductor device, an image reading unit using the semiconductor device, and a copying machine, The present invention relates to an image forming apparatus such as a facsimile.

従来、ＣＣＤなどの撮像素子（光学機能素子の一種）にレンズ等の光学素子をくみあわせた技術として、例えば特開平７−５６０８５号公報、特開２００２−８２２８２号公報、特開２００２−２９６４９９号公報に開示されたものがある。   Conventionally, as a technique in which an optical element such as a lens is combined with an imaging element such as a CCD (a kind of optical functional element), for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 7-56085, 2002-82282, and 2002-296499 are disclosed. Some are disclosed in the publication.

特開平７−５６０８５号公報のものは、２枚構成のレンズにより、ファクシミリやイメージスキャナ等の縮小結像を行うレンズに関し、安価でしかも高性能な縮小結像レンズを提供するものである。その構成は、２枚構成のレンズ系であり、物体側より光束を決定する絞り、両面非球面の正の第１レンズ、負の第２レンズから構成される。また、少なくとも一方をプラスチックとすることもできるものである。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-56085 relates to a lens that performs reduction imaging such as a facsimile or an image scanner by using a two-element lens, and provides an inexpensive and high-performance reduction imaging lens. Its configuration is a two-lens lens system, which includes a diaphragm for determining a light beam from the object side, a double-sided aspherical positive first lens, and a negative second lens. Further, at least one of them can be made of plastic.

特開２００２−８２２８２号公報のものは、３〜５枚構成というように、ガウス型のものに比してレンズ枚数が少なく、なおかつ、ガウス型と同等もしくはそれ以上の性能を有する原稿読取レンズを提供するというものである。その構成は、原稿画像を読取るためのレンズであって、物体側に前群、像側に後群を配してなり、前群は、１枚以上の正レンズを含む、２〜４枚のレンズで構成され、後群は、１枚の負レンズにより構成され、実使用状態におけるバックフォーカスが、レンズ全長の３０％以下であり、前群と後群との空気間隔が、レンズ全長の５０％以上である。   JP-A-2002-82282 discloses a document reading lens having a smaller number of lenses than a Gauss type lens and having a performance equal to or higher than that of a Gauss type, such as a three to five lens configuration. It is to provide. The configuration is a lens for reading a document image, and includes a front group on the object side and a rear group on the image side, and the front group includes two or four lenses including one or more positive lenses. The rear group is composed of a single negative lens, the back focus in actual use is 30% or less of the total lens length, and the air distance between the front group and the rear group is 50% of the total lens length. % Or more.

特開２００２−２９６４９９号公報のものは、従来の非回転対称（アナモフィック）の形状を有するレンズ面を用いた読取レンズを上回る機能、性能を有しながら、十分に低コストの読取レンズを得るものである。その構成は、物体側より順に、少なくとも１枚の正レンズを含む２枚以上のレンズからなる前群と、１枚の負レンズからなる後群を有し、実使用状態におけるバックフォーカスがレンズ全長の２５％以下であり、かつ、前群と後群との空気間隔がレンズ全長の半分以上であるとともに、後群レンズの少なくとも１面が非回転対称な形状を有する構成である。後群レンズの非回転対称な形状を有する面が光軸を含む平面と交わってできる曲線が、非円弧形状をなし、読取レンズによって形成される像をサンプリングし、光電変換するための受光素子アレイを有する読み取りレンズブロックを構成する。
特開平７−５６０８５号公報 特開２００２−８２２８２号公報 特開２００２−２９６４９９号公報 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-296499 obtains a sufficiently low-cost reading lens while having functions and performance exceeding those of a reading lens using a conventional non-rotationally symmetric (anamorphic) lens surface. It is. The structure has, in order from the object side, a front group consisting of two or more lenses including at least one positive lens and a rear group consisting of one negative lens. And the air gap between the front group and the rear group is more than half of the total lens length, and at least one surface of the rear group lens has a non-rotationally symmetric shape. A light-receiving element array for sampling and photoelectrically converting an image formed by a reading lens, wherein a curve formed by a surface having a non-rotationally symmetric shape of the rear group lens intersecting a plane including the optical axis has a non-arc shape. Is formed.
JP-A-7-56085 JP 2002-82282 A JP 2002-296499 A

このような従来の技術は、読取りレンズの低コスト化と高画質化の両方に対応するために、結像面（ＣＣＤ）の直前にレンズを配置するような光学系を提案しているものである。また、これらの技術では、レンズをガラスからプラスチックに置き換えるとさらなるコストダウンが図れることも開示している。   Such conventional technology has proposed an optical system in which a lens is arranged immediately in front of the imaging plane (CCD) in order to cope with both the cost reduction and high image quality of the reading lens. is there. These techniques also disclose that the cost can be further reduced by replacing the lens with glass from glass.

しかしながら、結像面（ＣＣＤ）の直前に置くレンズとＣＣＤとの固定方法は詳細には開示されていない。その固定方法として、単純にガラス製の透光窓を持つのＣＣＤに、プラスチックのレンズを接着剤などで固定することを考えると、両者の線膨張係数の違いから、レンズの変形が生じ、最悪の場合剥離に至ることが考えられる。また、剥離に至らなくとも、レンズの変形はレンズの特性を狂わせ、読取り画質の低下を招く怖れがある。また、近年、ＣＣＤの低コスト化の目的から、ＣＣＤの透光窓をプラスチック製にする動きが有るが、結像面（ＣＣＤ）の直前に置くレンズをガラスにした場合には、この両者も線膨張係数が異なるため、上記と同じ問題が発生する。   However, a method of fixing the lens and the CCD placed immediately before the image plane (CCD) is not disclosed in detail. As a fixing method, considering that a plastic lens is simply fixed to a CCD having a glass transparent window with an adhesive or the like, the deformation of the lens occurs due to the difference in linear expansion coefficient between the two, which is the worst. In this case, it is considered that peeling occurs. Even if peeling does not occur, deformation of the lens may disturb the characteristics of the lens, which may lead to deterioration in read image quality. In recent years, there has been a movement to make the transparent window of the CCD made of plastic for the purpose of reducing the cost of the CCD. However, if the lens placed just before the imaging plane (CCD) is made of glass, both of them are used. Since the linear expansion coefficients are different, the same problem as described above occurs.

また、従来の技術にあるレンズを適用する読み取りのための素子としては半導体素子であることがほとんどである。このような半導体素子は水分や不純物に非常に弱いため、構造には上記問題を解決するだけではなく、素子の機能面や接点の保護を考えた構造でなければならない。なお、特許文献１ではそのことには触れられていない。   In addition, as a reading element to which a conventional lens is applied, a semiconductor element is almost all. Since such a semiconductor element is very sensitive to moisture and impurities, the structure must not only solve the above-mentioned problems but also have a structure that considers the functional aspects of the element and the protection of contacts. In Patent Document 1, this is not mentioned.

そこで、本発明は上記の問題を解決すべく、結像面すなわちＣＣＤ等の光学機能素子の直前に置くレンズと、光学機能素子の前面の透光性基板との固定方法を改良し、線膨張係数の異なる光学素子同士（レンズと透光性基板）を、光学特性を落とさずに固定する方法を提供するとともに、光学機能素子の機能面や接点の保護ができる構造を提供することを課題とする。   In order to solve the above problems, the present invention has improved the method of fixing the imaging plane, that is, the lens placed immediately before the optical function element such as a CCD, and the translucent substrate in front of the optical function element, so that the linear expansion is achieved. It is an object to provide a method for fixing optical elements having different coefficients (lens and translucent substrate) without degrading optical characteristics, and to provide a structure capable of protecting the functional surface and contacts of the optical functional element. To do.

請求項１の発明は、光学機能素子を有するパッケージに該光学機能素子に対するレンズを固定する構造の半導体装置において、前記レンズを硬化後硬度の異なる複数の固定部材で固定するとともに、前記光学機能素子へ入出射する光路上の周囲に前記固定部材を配置したことを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, in a semiconductor device having a structure in which a lens for an optical function element is fixed to a package having the optical function element, the lens is fixed by a plurality of fixing members having different hardnesses after curing, and the optical function element The fixing member is arranged around the optical path for entering and exiting.

請求項２の発明は、請求項１に記載の半導体装置であって、前記パッケージに付けられた透光性基板が、前記光学機能素子の機能面から一定の距離にあり、前記レンズが該透光性基板に直接固定されていることを特徴とする。   A second aspect of the present invention is the semiconductor device according to the first aspect, wherein the translucent substrate attached to the package is at a certain distance from the functional surface of the optical functional element, and the lens is the translucent substrate. It is directly fixed to the optical substrate.

請求項３の発明は、請求項１に記載の半導体装置であって、前記パッケージを構成するフレーム上に前記光路の光軸方向に伸びる複数の凸部を有し、該凸部の先端が前記光学機能素子の機能面から光軸方向に一定距離を保持しており、該凸部の先端に前記レンズが突き当てられていることを特徴とする。   Invention of Claim 3 is a semiconductor device of Claim 1, Comprising: It has several convex part extended in the optical axis direction of the said optical path on the flame | frame which comprises the said package, The front-end | tip of this convex part is the said A fixed distance is maintained in the optical axis direction from the functional surface of the optical functional element, and the lens is abutted against the tip of the convex portion.

請求項４の発明は、請求項３に記載の半導体装置であって、前記先端が光学機能素子の機能面から光軸方向に一定距離を保持する前記凸部を第１の凸部とし、前記パッケージを構成するフレーム上に前記光路の光軸方向に伸びる第２の凸部を有し、該第２の凸部の側面が前記光学機能素子の基準位置から光軸の垂直方向に一定距離を保持しており、該第２の凸部の側面に前記レンズが突き当てられていることを特徴とする。   Invention of Claim 4 is the semiconductor device of Claim 3, Comprising: The said convex part which the said front-end | tip hold | maintains a fixed distance from the functional surface of an optical functional element in an optical axis direction is made into the 1st convex part, A second convex portion extending in the optical axis direction of the optical path is provided on a frame constituting the package, and a side surface of the second convex portion has a certain distance from a reference position of the optical function element in a direction perpendicular to the optical axis. And the lens is abutted against the side surface of the second convex portion.

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置であって、前記レンズが、該レンズの前記光路以外の部分にレンズ位置調整用突起を有することを特徴とする。   A fifth aspect of the present invention is the semiconductor device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the lens has a lens position adjusting protrusion in a portion other than the optical path of the lens. To do.

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体装置であって、前記レンズ上の長手方向の光学基準位置の部位を硬化後硬度が高い前記固定部材で固定したことを特徴とする。   Invention of Claim 6 is a semiconductor device as described in any one of Claims 1-5, Comprising: The site | part of the optical reference position of the longitudinal direction on the said lens was fixed with the said fixing member with high hardness after hardening It is characterized by that.

請求項７の発明は、請求項６に記載の半導体装置であって、前記硬化後硬度の一番高い固定部材が前記レンズの中央部であることを特徴とする。   A seventh aspect of the present invention is the semiconductor device according to the sixth aspect, wherein the fixing member having the highest post-curing hardness is a central portion of the lens.

請求項８の発明は、請求項７に記載の半導体装置であって、前記レンズまたは前記フレームの光路以外の中央部に該レンズまたは前記光学機能素子の光学基準から一定距離関係にある、半導体装置固定面を設けたことを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the semiconductor device according to claim 7, wherein the semiconductor device has a fixed distance relationship from the optical reference of the lens or the optical functional element at a central portion other than the optical path of the lens or the frame. A fixed surface is provided.

請求項９の発明は、請求項７に記載の半導体装置であって、前記レンズまたは前記フレームの光路以外の場所で、該レンズまたは前記光学機能素子の光学基準から、レンズまたは光学機能素子の長手方向に対称距離関係にある、２つの半導体装置固定面を設けたことを特徴とする。   A ninth aspect of the present invention is the semiconductor device according to the seventh aspect, wherein the longitudinal direction of the lens or the optical functional element is determined from the optical reference of the lens or the optical functional element at a place other than the optical path of the lens or the frame. Two semiconductor device fixing surfaces having a symmetrical distance relationship in the direction are provided.

請求項１０の発明は、請求項６に記載の半導体装置であって、前記硬化後硬度の一番高い固定部材が前記レンズの端部であることを特徴とする。   A tenth aspect of the present invention is the semiconductor device according to the sixth aspect, wherein the fixing member having the highest post-curing hardness is an end portion of the lens.

請求項１１の発明は、請求項１０に記載の半導体装置であって、前記レンズまたは前記フレームの光路以外の端部に該レンズまたは前記光学機能素子の光学基準から一定距離関係にある、半導体装置固定面を設けたことを特徴とする。   The invention according to claim 11 is the semiconductor device according to claim 10, wherein the end of the lens or the frame other than the optical path is in a fixed distance relationship from the optical reference of the lens or the optical functional element. A fixed surface is provided.

請求項１２の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の半導体装置であって、前記固定部材が黒色部材、または、黒色の処理を施した部材であることを特徴とする。   A twelfth aspect of the present invention is the semiconductor device according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the fixing member is a black member or a member subjected to black processing.

請求項１３の発明は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の半導体装置であって、前記レンズの側面部に黒色の処理を施したことを特徴とする。   A thirteenth aspect of the present invention is the semiconductor device according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the side surface portion of the lens is subjected to black processing.

請求項１４の発明は、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の半導体装置であって、前記固定部材は光硬化型接着剤であることを特徴とする。   A fourteenth aspect of the present invention is the semiconductor device according to any one of the first to thirteenth aspects, wherein the fixing member is a photo-curing adhesive.

請求項１５の発明は、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の半導体装置であって、前記硬化後硬度の柔らかい固定部材はシリコン系の接着剤とすることを特徴とする。   A fifteenth aspect of the invention is the semiconductor device according to any one of the first to fifteenth aspects, wherein the soft fixing member having a hardness after curing is a silicon-based adhesive.

請求項１６の発明は、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の半導体装置であって、前記固定部材は封止機能を持つ、または、封止用コーティングが施されていることを特徴とする。   A sixteenth aspect of the invention is the semiconductor device according to any one of the first to fifteenth aspects, wherein the fixing member has a sealing function or is provided with a sealing coating. And

請求項１７の発明は、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の半導体装置の前記レンズの位置を調整する半導体装置のレンズ位置調整方法であって、光学特性を計測しながら前記レンズの位置調整を行ない、所要の特性値が得られた位置で該レンズの位置を決めることを特徴とする。   The invention of claim 17 is a lens position adjustment method of a semiconductor device for adjusting the position of the lens of the semiconductor device according to any one of claims 1 to 16, wherein the lens of the lens is measured while measuring optical characteristics. Position adjustment is performed, and the position of the lens is determined at a position where a required characteristic value is obtained.

請求項１８の発明は、請求項３または４に記載の半導体装置の前記レンズの位置を調整する半導体装置のレンズ位置調整方法であって、前記フレームの凸部に前記レンズを押しつけた状態で光学特性を計測しながら前記レンズの位置調整を行ない、所要の特性値が得られた位置で該レンズの位置を決めることを特徴とする。   The invention of claim 18 is a lens position adjustment method of a semiconductor device for adjusting the position of the lens of the semiconductor device according to claim 3 or 4, wherein the lens is optically pressed against the convex portion of the frame. The position of the lens is adjusted while measuring the characteristic, and the position of the lens is determined at a position where a required characteristic value is obtained.

請求項１９の発明は、請求項１７または１８に記載の半導体装置のレンズ位置調整方法であって、硬化収縮分を加味した位置に前記レンズの位置を調整することを特徴とする。   According to a nineteenth aspect of the present invention, there is provided the lens position adjusting method for a semiconductor device according to the seventeenth or eighteenth aspect, wherein the position of the lens is adjusted to a position in consideration of curing shrinkage.

請求項２０の発明は、前記請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の半導体装置のレンズ位置調整方法によってレンズの位置を調整する半導体装置の組立方法であって、第一の工程で硬い固定部材を塗布し、第二の工程で柔らかい固定部材を塗布し、第三の工程でレンズの位置を調整し、第四の工程で第一、二の工程の固定部材を同時に硬化することを特徴とする。   A twentieth aspect of the invention is a method for assembling a semiconductor device in which the lens position is adjusted by the lens position adjusting method for a semiconductor device according to any one of the seventeenth to nineteenth aspects, and is hard in the first step. Apply the fixing member, apply the soft fixing member in the second step, adjust the position of the lens in the third step, and simultaneously cure the fixing members in the first and second steps in the fourth step. Features.

請求項２１の発明は、前記請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の半導体装置のレンズ位置調整方法によってレンズの位置を調整する半導体装置の組立方法であって、第一の工程で硬い固定部材を塗布し、第二の工程でレンズの位置を調整し、第三の工程で第一の工程の固定部材を硬化し、第四の工程で柔らかい固定部材を塗布し、第五の工程で第四の工程の固定部材を硬化することを特徴とする。   The invention of claim 21 is a semiconductor device assembly method for adjusting the position of a lens by the lens position adjustment method for a semiconductor device according to any one of claims 17 to 19, and is hard in the first step. Apply the fixing member, adjust the lens position in the second step, cure the fixing member in the first step in the third step, apply the soft fixing member in the fourth step, and the fifth step And the fixing member of the fourth step is cured.

請求項２２の発明は、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の半導体装置であって、前記光学機能素子が固体撮像素子であることを特徴とする。   A twenty-second aspect of the invention is the semiconductor device according to any one of the first to sixteenth aspects, wherein the optical functional element is a solid-state imaging element.

請求項２３の発明は、光学機能素子が固体撮像素子であり、前記請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の半導体装置のレンズ位置調整方法によりレンズの位置が調整されたことを特徴とする半導体装置である。   The invention of claim 23 is characterized in that the optical functional element is a solid-state image sensor, and the position of the lens is adjusted by the lens position adjustment method for a semiconductor device according to any one of claims 17 to 19. It is a semiconductor device.

請求項２４の発明は、光学機能素子が固体撮像素子であり、前記請求項２０または２１に記載の半導体装置の組立方法により組立られたことを特徴とする半導体装置である。   The invention of claim 24 is a semiconductor device characterized in that the optical functional element is a solid-state image sensor and is assembled by the method of assembling a semiconductor device according to claim 20 or 21.

請求項２５の発明は、前記請求項２２〜２４のいずれか一項に記載の半導体装置を備えたことを特徴とする画像読取ユニットである。   A twenty-fifth aspect of the present invention is an image reading unit comprising the semiconductor device according to any one of the twenty-second to twenty-fourth aspects.

請求項２６の発明は、請求項２５に記載の画像読取ユニットであって、画像読取ユニット全体の光学系の基準と前記光学機能素子とレンズでつくる光学的基準位置とが一致していることを特徴とする。   According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the image reading unit according to the twenty-fifth aspect, the reference of the optical system of the entire image reading unit matches the optical reference position formed by the optical functional element and the lens. Features.

請求項２７の発明は、請求項２５または２６に記載の画像読取ユニットであって、前記半導体装置のレンズの位置調整が画像読取ユニットの組立工程内で行なわれることを特徴とする。   A twenty-seventh aspect of the invention is the image reading unit according to the twenty-fifth or twenty-sixth aspect, wherein the position adjustment of the lens of the semiconductor device is performed in the assembly process of the image reading unit.

請求項２８の発明は、前記請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の画像読取ユニットを備えていることを特徴とする画像形成装置である。   A twenty-eighth aspect of the invention is an image forming apparatus comprising the image reading unit according to any one of the twenty-fifth to twenty-seventh aspects.

請求項１の発明によれば、光学機能素子を有するパッケージにレンズが固定される構造において、レンズは硬化後硬度の異なる複数の固定部材で固定され、光学機能素子へ入出射する光路上に固定部材が存在しないため、半導体装置全体が周囲の温度や自己発熱により熱を持った時、レンズとパッケージの線膨張係数の違いにより収縮量の違いが発生するが、硬化後硬度の高い固定部材でレンズとパッケージの位置を固定しながら、硬化後硬度の低い固定部材でレンズとパッケージの歪みを緩和することでひずみ応力を消すことができる。よって、熱による半導体装置上のレンズの変形が生じることが無く、狙いどおりのレンズの特性を発揮することができ、読取り画質の安定化を図ることができる。また同時に透光性基板が無い構成の場合、フレームとレンズと固定部材とで、光学機能素子を水分や不純物がある外気から遮断でき、素子の機能面や接点の保護をおこなうことができる。   According to the first aspect of the present invention, in the structure in which the lens is fixed to the package having the optical function element, the lens is fixed by a plurality of fixing members having different hardnesses after curing, and is fixed on the optical path entering and exiting the optical function element. Since there is no member, when the entire semiconductor device is heated by ambient temperature or self-heating, a difference in shrinkage occurs due to the difference in the linear expansion coefficient between the lens and the package. While fixing the position of the lens and the package, the strain stress can be eliminated by relaxing the distortion of the lens and the package with a fixing member having a low hardness after curing. Therefore, the lens on the semiconductor device is not deformed by heat, the lens characteristics as intended can be exhibited, and the read image quality can be stabilized. At the same time, in the case of a configuration without a translucent substrate, the optical function element can be shielded from the outside air containing moisture and impurities by the frame, the lens, and the fixing member, and the functional surface and contacts of the element can be protected.

請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加えて、パッケージに付いた透光性基板が、光学機能素子の機能面から距離が一定しており、透光性基板に直接レンズが固定されているため、パッケージに付いた透光性基板は、機能面からある決められた高さに収まっており、ここにレンズを直接固定することで、高さ方向の安定性を高くすることができる。また、市販されているパッケージ（ＣＣＤ搭載装置等）をそのまま本構成に使用することができ、品質が保証された半導体素子を使うことで、本半導体装置の信頼性を向上させることができる。   According to the invention of claim 2, in addition to the effect of claim 1, the translucent substrate attached to the package has a constant distance from the functional surface of the optical functional element, and the lens is directly attached to the translucent substrate. Because it is fixed, the translucent substrate attached to the package is kept at a certain height from the functional aspect, and by fixing the lens directly here, the stability in the height direction is increased. Can do. Further, a commercially available package (CCD mounting device or the like) can be used for this configuration as it is, and the reliability of the semiconductor device can be improved by using a semiconductor element with a guaranteed quality.

請求項３の発明によれば、請求項１の効果に加えて、パッケージを構成するフレーム上に光軸方向に伸びる複数の凸部があり、凸部は光学機能素子の機能面から光軸方向に一定距離を保持していて、凸部にレンズが突き当ててあるため、容易にレンズを光学機能素子の機能面から一定の距離（光軸方向）に置くことができ、狙いどおりのレンズの特性を発揮することができ、読取り画質の安定化を図ることができる。   According to the invention of claim 3, in addition to the effect of claim 1, there are a plurality of convex portions extending in the optical axis direction on the frame constituting the package, and the convex portions extend from the functional surface of the optical functional element in the optical axis direction. Since the lens is in contact with the convex part, the lens can be easily placed at a certain distance (in the optical axis direction) from the functional surface of the optical functional element. The characteristics can be exhibited, and the read image quality can be stabilized.

請求項４の発明によれば、請求項３の効果に加えて、パッケージを構成するフレーム上に光軸方向に伸びる複数の第１の凸部と第２の凸部があり、第１の凸部は光学機能素子の機能面から光軸方向に、第２の凸部は光学機能素子の基準位置から光軸の垂直方向に一定距離を保持していて、第１及び第２の凸部にレンズが突き当ててあるため、第１の凸部にレンズを突き当てることで、容易にレンズを光学機能素子の機能面から一定の距離（光軸方向）に置くことができ、第２の凸部にレンズを突き当てることで、容易にレンズを光学機能素子の基準位置から一定の距離（光軸の垂直方向）に置くことができ、狙いどおりのレンズ２の特性を発揮することができ、読取り画質の安定化を図ることができる。   According to the invention of claim 4, in addition to the effect of claim 3, there are a plurality of first and second protrusions extending in the optical axis direction on the frame constituting the package, and the first protrusion The unit holds a certain distance from the functional surface of the optical functional element in the optical axis direction, and the second convex part maintains a certain distance from the reference position of the optical functional element in the direction perpendicular to the optical axis, and the first and second convex parts Since the lens is abutted, the lens can be easily placed at a certain distance (in the optical axis direction) from the functional surface of the optical functional element by abutting the lens against the first convex portion. By abutting the lens against the part, the lens can be easily placed at a certain distance (perpendicular to the optical axis) from the reference position of the optical functional element, and the characteristics of the lens 2 as intended can be exhibited. The reading image quality can be stabilized.

請求項５の発明によれば、請求項１の効果に加えて、レンズにはこの光路以外の部分にレンズ位置調整用突起が付いているため、レンズの位置調整時に光路を邪魔すること無しにレンズを把持でき、把持がしやくすくなる。よって、安定してレンズを位置調整、位置決めすることができる。   According to the fifth aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, since the lens has a lens position adjusting protrusion at a portion other than the optical path, the optical path is not obstructed when adjusting the position of the lens. The lens can be gripped, making gripping easier. Therefore, it is possible to stably adjust and position the lens.

請求項６の発明によれば、請求項１の効果に加えて、レンズ上の左右方向の光学基準位置の部位を硬化後の硬度が高い固定部材で固定したため、熱によるレンズと光学機能素子との変形が生じる時でも、硬度が高い接着剤の位置は相対的に動かない。そこを基準としておくことで両者の基準位置はずれることが無いため、狙いどおりのレンズの特性を発揮することができ、読取り画質の安定化を図ることができる。   According to the sixth aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, since the portion of the optical reference position in the left-right direction on the lens is fixed by the fixing member having high hardness after curing, the lens and the optical functional element by heat Even when deformation occurs, the position of the adhesive with high hardness does not move relatively. By using this as a reference, the reference positions of the two do not deviate, so that the lens characteristics can be exhibited as intended, and the read image quality can be stabilized.

請求項７の発明によれば、請求項１の効果に加えて、硬化後の硬度の一番高い固定部材がレンズの中央部であるため、中心基準の光学系のレイアウト時に熱によるレンズのずれを抑えることができ、読取り画質の安定化を図ることができる。また、中心を固定しているため、レンズが位置ずれした場合、端部を固定した場合、逆の端部でのズレ量が１だとしても、中央固定であると端部のズレは０．５づつになる（幅としては１）。よって、中心に基準がある場合、ズレ量は端部にある場合の半分になり、ズレによる影響を少なくすることができ、画質に与える影響を小さくすることができる。   According to the seventh aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, since the fixing member having the highest hardness after curing is the central portion of the lens, the lens shifts due to heat during the layout of the central reference optical system. Can be suppressed, and the read image quality can be stabilized. In addition, since the center is fixed, when the lens is displaced, when the end is fixed, even if the shift amount at the opposite end is 1, the shift at the end is 0. 5 (1 as the width). Therefore, when there is a reference at the center, the amount of misalignment is half that at the end, so that the effect of the misalignment can be reduced and the effect on the image quality can be reduced.

請求項８の発明によれば、請求項１の効果に加えて、レンズまたはフレームの光路以外の中央部にレンズまたは光学機能素子の光学基準から一定距離関係にある、半導体装置固定面を設けたため、本半導体装置を外部の構造体に固定する場合、外部との半導体装置の固定箇所を半導体装置固定面にすれば、レンズまたは光学機能素子の光学基準から一定距離関係を保ったまま、外部との固定をすることができる。また、外部の光学レイアウトの基準が中心部であった場合、固定部と基準位置が近いため（共に中央部）、熱による影響（変形）を受けることが少なくなり、読取り画質の安定化を図ることができる。   According to the eighth aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, the semiconductor device fixing surface that is in a fixed distance relationship from the optical reference of the lens or the optical functional element is provided in the central portion other than the optical path of the lens or the frame. When fixing the semiconductor device to an external structure, if the fixing position of the semiconductor device to the outside is the semiconductor device fixing surface, the external distance between the lens and the optical functional element is maintained while maintaining a certain distance from the optical reference. Can be fixed. Further, when the reference of the external optical layout is the central portion, the fixed portion and the reference position are close (both in the central portion), so that the influence (deformation) due to heat is reduced, and the reading image quality is stabilized. be able to.

請求項９の発明によれば、請求項１の効果に加えて、レンズまたはフレーム上の光路以外の場所で、レンズまたは光学機能素子の光学基準から、レンズまたは光学機能素子の長手方向に対称距離関係である、２つの半導体装置固定面を設けたため、本半導体装置を外部の構造体に固定する場合、外部との半導体装置の固定箇所を半導体装置固定面にすれば、レンズまたは光学機能素子の光学基準から一定距離関係を保ったまま、外部との固定をすることができる。また、固定部が基準から対称の位置に有るため、固定する際の力がかる中心点は基準の位置と同じになるため（共に中央部）、熱による影響（変形）を受けることが少なくなり、読取り画質の安定化を図ることができる。   According to the invention of claim 9, in addition to the effect of claim 1, a symmetrical distance in the longitudinal direction of the lens or optical function element from the optical reference of the lens or optical function element at a place other than the optical path on the lens or frame. Since the two semiconductor device fixing surfaces, which are related, are provided, when fixing the semiconductor device to an external structure, if the fixing position of the semiconductor device to the outside is the semiconductor device fixing surface, the lens or the optical functional element It can be fixed to the outside while maintaining a certain distance from the optical reference. In addition, since the fixed part is in a symmetric position from the reference, the center point where the force when fixing is the same as the reference position (both in the central part) is less affected by heat (deformation), The reading image quality can be stabilized.

請求項１０の発明によれば、請求項１の効果に加えて、硬化後の硬度の一番高い固定部材がレンズの端部であるため、端部基準の光学系のレイアウト時に熱によるレンズのずれを抑えることができ、読取り画質の安定化を図ることができる。また、端部を固定しているため、本半導体装置を読み取り装置に適用した場合、原稿を載せる時に端部に原稿を突き当てる場合などには、その位置とレンズを介した固定位置を合わせることで、原稿位置が常に端部に来ることになり、読み取り時に熱によるレンズの移動が起きても原稿の端部（基準）位置は変わることが無い。   According to the invention of claim 10, in addition to the effect of claim 1, the fixing member having the highest hardness after curing is the end of the lens. The deviation can be suppressed, and the read image quality can be stabilized. Also, since the edge is fixed, when this semiconductor device is applied to a reading device, when placing a document against the edge when placing the document, the position should be matched with the fixed position via the lens. Thus, the document position always comes to the end, and the end (reference) position of the document does not change even if the lens moves due to heat during reading.

請求項１１の発明によれば、請求項１の効果に加えて、レンズまたはフレームの光路以外の端部にレンズまたは光学機能素子の光学基準から一定距離関係にある、半導体装置固定面を設けたため、本半導体装置を外部の構造体に固定する場合、外部との半導体装置の固定箇所を半導体装置固定面にすれば、レンズまたは光学機能素子の光学基準から一定距離関係を保ったまま、外部との固定をすることができる。また、外部の光学レイアウトの基準が端部であった場合、固定部と基準位置が近いため（共に端部）、熱による影響（変形）を受けることが少なくなり、読取り画質の安定化を図ることができる。   According to the invention of claim 11, in addition to the effect of claim 1, the semiconductor device fixing surface that is in a fixed distance relationship from the optical reference of the lens or optical functional element is provided at the end other than the optical path of the lens or frame. When fixing the semiconductor device to an external structure, if the fixing position of the semiconductor device to the outside is the semiconductor device fixing surface, the external distance between the lens and the optical functional element is maintained while maintaining a certain distance from the optical reference. Can be fixed. Further, when the reference of the external optical layout is the end, the fixed position and the reference position are close to each other (both ends), so that the influence (deformation) due to heat is reduced, and the reading image quality is stabilized. be able to.

請求項１２の発明によれば、請求項１の効果に加えて、固定部材が黒色の部材、または、黒色の処理を施した部材であるため、固定部材に反射して出入りする光が無くなり、フレアーの発生を抑えることができる。   According to the invention of claim 12, in addition to the effect of claim 1, since the fixing member is a black member or a member subjected to a black treatment, there is no light reflected in and out of the fixing member, Generation of flare can be suppressed.

請求項１３の発明によれば、請求項１の効果に加えて、レンズ側面部に黒色の処理を施したため、レンズに入出する光が側面に反射してフレアーになることが無くなる。また、レンズの側面部から外乱光が入光することが無くなり、フレアーの発生を抑えることができる。   According to the thirteenth aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, since the lens side surface portion is subjected to black processing, the light entering and exiting the lens is not reflected on the side surface and becomes flare. Further, disturbance light does not enter from the side surface portion of the lens, and the occurrence of flare can be suppressed.

請求項１４の発明によれば、請求項１の効果に加えて、固定部材は光硬化型接着剤であるため、固定部材を硬化させるときに熱を発生することが無く、狙いの位置にレンズ２を固定でき、読取り画質の安定化を図ることができる。   According to the fourteenth aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, the fixing member is a photo-curing type adhesive, and therefore, no heat is generated when the fixing member is cured, and the lens is positioned at the target position. 2 can be fixed, and the reading image quality can be stabilized.

請求項１５の発明によれば、請求項１の効果に加えて、硬化後の硬度が柔らかい固定部材はシリコン系の接着剤とするため、シリコン系は柔らかく伸びが良いので、熱によるひずみを良くとることができ、熱による半導体装置上のレンズ２の変形が生じることが無く、狙いどおりのレンズの特性を発揮することができ、読取り画質の安定化を図ることができる。   According to the fifteenth aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, since the fixing member having a soft hardness after hardening is made of a silicon-based adhesive, the silicon-based adhesive is soft and has a good elongation. Therefore, the lens 2 on the semiconductor device is not deformed by heat, the desired lens characteristics can be exhibited, and the read image quality can be stabilized.

請求項１６の発明によれば、請求項１の効果に加えて、固定部材は封止機能を持つ、または、封止用コーティングが施されているため、透光性基板が無い構成の場合、フレームとレンズと固定部材とで、光学機能素子を水分や不純物がある外気から遮断でき、素子の機能面や接点の保護をおこなうことができる。この構造を安易に構成できる。   According to the invention of claim 16, in addition to the effect of claim 1, since the fixing member has a sealing function or is provided with a sealing coating, in the case of a configuration without a translucent substrate, With the frame, the lens, and the fixing member, the optical functional element can be shielded from the outside air containing moisture and impurities, and the functional surface and contacts of the element can be protected. This structure can be easily configured.

請求項１７の発明によれば、請求項１の効果に加えて、光学特性を計測しながらレンズの位置調整を行ない、所要の特性値が得られた位置でレンズ位置を決めるため、レンズや光学機能素子の、個々に持つ形状バラツキにあわせた高精度な位置調整ができる（決められた位置に持っていくだけでは精度が足りない場合に有効。）。   According to the invention of claim 17, in addition to the effect of claim 1, the lens position is adjusted while measuring the optical characteristics, and the lens position is determined at the position where the required characteristic value is obtained. High-accuracy position adjustment can be performed according to the shape variations of individual functional elements (effective when the accuracy is not enough to bring it to a predetermined position).

請求項１８の発明によれば、請求項３または４の効果に加えて、フレームの凸部にレンズを押しつけた状態で光学特性を計測しながらレンズの位置調整を行ない、所要の特性値が得られた位置でレンズ位置を決めるため、凸部は光軸方向に光学機能素子の機能面と距離が定まっているため、レンズの光軸方向の位置合わせは不要となり、調整時の時間短縮となる（調整精度がある程度緩い場合に有効。）。   According to the invention of claim 18, in addition to the effect of claim 3 or 4, the position of the lens is adjusted while measuring the optical characteristics in a state where the lens is pressed against the convex portion of the frame, and a required characteristic value is obtained. Since the lens position is determined at the determined position, the distance between the convex portion and the functional surface of the optical functional element is determined in the optical axis direction, so that it is not necessary to align the lens in the optical axis direction, and time for adjustment is shortened. (Effective when the adjustment accuracy is somewhat loose.)

請求項１９の発明によれば、請求項１７または１８の効果に加えて、硬化収縮分を加味した位置にレンズを調整するため、硬化時に接着剤の収縮の影響でレンズが動いても、硬化終了後は狙いの位置にレンズが来るため、狙いどおりのレンズの特性を発揮することができ、読取り画質の安定化を図ることができる。また、請求項１８にあるフレームに凸部がある場合、硬化収縮の影響があっても凸部に動きを阻まれ光軸の方向にはレンズは動かないが、光軸の垂直方向に動く。この動きをあらかじめ加味して位置決めを行なうので、上記と同様の効果が得られる。   According to the nineteenth aspect of the invention, in addition to the effect of the seventeenth or eighteenth aspect, the lens is adjusted to a position that takes into account the amount of cure shrinkage. After completion, the lens comes to the target position, so that the characteristics of the lens can be exhibited as intended, and the read image quality can be stabilized. Further, when the frame according to claim 18 has a convex portion, even if it is affected by curing shrinkage, the convex portion is prevented from moving and the lens does not move in the direction of the optical axis, but moves in the direction perpendicular to the optical axis. Since the positioning is performed in consideration of this movement in advance, the same effect as described above can be obtained.

請求項２０の発明によれば、請求項１７〜１９のいずれか一項の効果に加えて、第一の工程で硬い固定部材を塗布し、第二の工程で柔らかい固定部材を塗布し、第三の工程でレンズの位置を調整し、第四の工程で第一、二の工程の固定部材を同時に硬化するため、固定部材を複数種類使うにもかかわらず硬化工程が１度で済み、組立時間の短縮を図ることができる。   According to the invention of claim 20, in addition to the effect of any one of claims 17 to 19, a hard fixing member is applied in the first step, a soft fixing member is applied in the second step, The lens position is adjusted in the three steps, and the fixing members in the first and second steps are simultaneously cured in the fourth step, so that only one curing step is required regardless of the use of multiple types of fixing members. Time can be shortened.

請求項２１の発明によれば、請求項１７〜１９のいずれか一項の効果に加えて、第一の工程で硬い固定部材を塗布し、第二の工程でレンズの位置を調整し、第三の工程で第一の工程の固定部材を硬化し、第四の工程で柔らかい固定部材を塗布し、第五の工程で第四の工程の固定部材を硬化するため、硬化前に固定部材が混合することなく組立ができ、種類の全く異なった成分の固定部材でも混じることが無く、固定後の部材の特性を安定して出すことができ、レンズの位置を安定して固定することができる。   According to the invention of claim 21, in addition to the effect of any one of claims 17 to 19, a hard fixing member is applied in the first step, the position of the lens is adjusted in the second step, The fixing member of the first step is cured in the third step, the soft fixing member is applied in the fourth step, and the fixing member of the fourth step is cured in the fifth step. It can be assembled without mixing, it can be mixed even with fixing members of completely different types of components, the characteristics of the fixed member can be brought out stably, and the lens position can be fixed stably .

請求項２２の発明によれば、請求項１〜１６のいずれか一項の効果に加えて、前記半導体素子が固体撮像素子であるため、熱によるそりが発生しない半導体装置を作ることができ、また、外気からの封止もできるので、固体撮像素子の光学的機能部品としての性能を十分発揮することができる。   According to the invention of claim 22, in addition to the effect of any one of claims 1 to 16, since the semiconductor element is a solid-state imaging element, a semiconductor device that does not generate warpage due to heat can be produced. Moreover, since sealing from the outside air is possible, the performance as an optical functional component of the solid-state imaging device can be sufficiently exhibited.

請求項２３の発明によれば、請求項１７〜１９のいずれか一項の効果がえられる。   According to the invention of claim 23, the effect of any one of claims 17 to 19 can be obtained.

請求項２４の発明によれば、請求項２０または２１の効果がえられる。   According to the invention of claim 24, the effect of claim 20 or 21 can be obtained.

請求項２５の発明によれば、光学機能素子が固体撮像素子である画像読取ユニットであるため、固体撮像素子が十分に性能を発揮することができるので、画像の読取エラーを生じることがなく、高信頼性の画像読み取りユニットが得られる。   According to the invention of claim 25, since the optical functional element is an image reading unit that is a solid-state image pickup element, the solid-state image pickup element can sufficiently exhibit performance, so that an image reading error does not occur. A highly reliable image reading unit is obtained.

請求項２６の発明によれば、請求項２５の効果に加えて、画像読取ユニット全体の光学系の基準と光学機能素子とレンズでつくる光学的基準位置とが一致しているため、光学機能素子とレンズの固定位置が、画像読取ユニット全体の光学系の基準と一致し、熱により各素子の位置にひずみが生じても画像読取ユニット全体の光学系の中心に狂いが生じず、固体撮像素子が十分に性能を発揮することができるので、画像の読取エラーを生じることがなく、高信頼性の画像読み取りユニットが得られる。   According to the twenty-sixth aspect of the invention, in addition to the effect of the twenty-fifth aspect, since the reference of the optical system of the entire image reading unit matches the optical reference position formed by the optical functional element and the lens, the optical functional element The fixed position of the lens matches the standard of the optical system of the entire image reading unit, and even if the position of each element is distorted by heat, the center of the optical system of the entire image reading unit does not get out of order, and the solid-state image sensor Can sufficiently exhibit performance, so that an image reading error does not occur and a highly reliable image reading unit can be obtained.

請求項２７の発明によれば、請求項２５または２６の効果に加えて、半導体装置のレンズ位置調整が画像読取ユニットの組立工程内で行なわれるため、画像読取ユニットのレンズが個々に持つ特性に合わせてレンズと光学機能素子の位置、姿勢を合わせることができ、画像読取ユニットの狙いの光学特性を出すことができる。よって、固体撮像素子が十分に性能を発揮することができるので、画像の読取エラーを生じることがなく、高信頼性の画像読み取りユニットが得られる。   According to the twenty-seventh aspect of the invention, in addition to the effect of the twenty-fifth or twenty-sixth aspect, since the lens position of the semiconductor device is adjusted in the assembly process of the image reading unit, the characteristics of the lenses of the image reading unit are individually provided. In addition, the position and orientation of the lens and the optical functional element can be matched, and the target optical characteristics of the image reading unit can be obtained. Therefore, since the solid-state imaging device can sufficiently exhibit performance, an image reading error does not occur and a highly reliable image reading unit can be obtained.

請求項２８の発明によれば、請求項２５〜２７のいずれか一項の効果に加えて、熱による光学機能素子とレンズの変形が起こらず、また、固体撮像素子の機能面につく水分やゴミによる画質劣化もなく、固体撮像素子が十分に性能を発揮することができるので、画像の読取エラーを生じることがなく、高信頼性の画像読み取りユニットが得られ、その画像読み取りユニットを備えているので、原稿読み取りエラーを生じることがなく、感光体上に高精度な静電潜像を形成することができる。   According to the invention of Claim 28, in addition to the effect of any one of Claims 25 to 27, the optical functional element and the lens are not deformed by heat, and moisture on the functional surface of the solid-state image sensor There is no image quality degradation due to dust, and the solid-state imaging device can sufficiently perform, so that no image reading error occurs, and a highly reliable image reading unit is obtained. Therefore, a document reading error does not occur, and a highly accurate electrostatic latent image can be formed on the photoreceptor.

以下、本発明の実施形態について説明する。図１は第１実施形態の半導体装置の斜視図、図２(A) は同半導体装置のレンズ側から見た正面図、図２(B) は図２(A) のＡ−Ａ断面図である。この第１実施形態は請求項１、２、５に対応する実施形態である。なお、図の断面図等において、見易くするために、部品の積層方向の縮尺を部品ごとに変えて図示し、断面を示す斜線（ハッチング）は適宜省略してある。また、図では固定部材３ａ，３ｂの厚さが大きく描かれているが、これは説明のためであり、実際には１ｍｍ以下の薄さとなり、隙間も非常に小さくなる。以下同様である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. 1 is a perspective view of the semiconductor device of the first embodiment, FIG. 2A is a front view of the semiconductor device as viewed from the lens side, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. is there. The first embodiment corresponds to claims 1, 2, and 5. In the cross-sectional views of the drawings, for the sake of easy understanding, the scale in the stacking direction of the components is illustrated for each component, and hatched lines (hatching) indicating the cross-section are omitted as appropriate. Moreover, although the thickness of the fixing members 3a and 3b is drawn large in the figure, this is for explanation, and the thickness is actually 1 mm or less, and the gap is very small. The same applies hereinafter.

パッケージＰは光学機能素子１と透光性基板４とフレーム５からなり、光学機能素子１はフレーム５と透光性基板４により外気から遮断されている。透光性基板４には、レンズ２が固定部材３ａ，３ｂを介して固定されており、レンズ２の中央部には硬化後硬度の高い固定部材３ａが、それ以外の場所は硬化後硬度の低い固定部材３ｂが配置され、レンズ２を透光性基板４（すなわちパッケージＰ）に固定している。なお、「硬化後硬度」とは硬化した後の硬さのことである。レンズ２の上部面にはレンズ位置調整用の突起８が形成されており、この突起８は光路を遮っていない。すなわち、光路はレンズ２の湾曲した表面２Ａの範囲内で、かつ、光学機能素子１に対応する領域にある。また、図２(A) に示したように、固定部材３ａ，３ｂは光学機能素子１の周囲のみに配置されている。すなわち、光学機能素子１へ入出射する光路上は空間になっており、この光路上には固定部材３ａ，３ｂは存在しない。なお、各部品の詳細例は後述の実施例の項で説明する。   The package P includes an optical functional element 1, a translucent substrate 4 and a frame 5, and the optical functional element 1 is shielded from the outside air by the frame 5 and the translucent substrate 4. The lens 2 is fixed to the translucent substrate 4 through fixing members 3a and 3b. A fixing member 3a having high post-curing hardness is provided at the center of the lens 2, and the post-curing hardness is obtained at other locations. A low fixing member 3b is arranged to fix the lens 2 to the translucent substrate 4 (that is, the package P). “Hardness after curing” refers to the hardness after curing. A projection 8 for adjusting the lens position is formed on the upper surface of the lens 2, and this projection 8 does not block the optical path. That is, the optical path is within the range of the curved surface 2 </ b> A of the lens 2 and is in a region corresponding to the optical function element 1. Further, as shown in FIG. 2A, the fixing members 3a and 3b are arranged only around the optical function element 1. That is, the optical path entering and exiting the optical functional element 1 is a space, and the fixing members 3a and 3b do not exist on this optical path. A detailed example of each component will be described in the section of the embodiment described later.

図３(A) は第２実施形態の半導体装置のレンズ側から見た正面図、図３(B) は図３(A) のＡ−Ａ断面図である。この実施形態は請求項３に対応している。なお、この第２実施形態の半導体装置の斜視図は、第１実施形態よりもレンズが大きく形成されている点と、後述の凸部６が形成されている点以外は図１と同様である。フレーム５には、中央部の光軸Ｌに対して対称な位置に該光軸Ｌ方向に伸びる複数（この例では４つ）の凸部６が形成されている。この凸部６の先端６１がは光学機能素子１の機能面１ａから光軸Ｌ方向に一定距離を保持していて、凸部６（その先端６１）にレンズ２が突き当てられた状態となっている。なお、この実施形態では凸部６はフレーム５に形成されているが、フレーム５でなくレンズ２に形成されていてもよい。   FIG. 3A is a front view seen from the lens side of the semiconductor device of the second embodiment, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. This embodiment corresponds to claim 3. The perspective view of the semiconductor device of the second embodiment is the same as that of FIG. 1 except that the lens is formed larger than that of the first embodiment and the convex portion 6 described later is formed. . The frame 5 is formed with a plurality of (four in this example) convex portions 6 extending in the direction of the optical axis L at positions symmetrical to the optical axis L at the center. The tip 61 of the convex portion 6 is kept at a certain distance in the optical axis L direction from the functional surface 1a of the optical functional element 1, and the lens 2 is in contact with the convex portion 6 (the tip 61). ing. In this embodiment, the convex portion 6 is formed on the frame 5, but may be formed on the lens 2 instead of the frame 5.

図４(A) は第３実施形態の半導体装置のレンズ側から見た正面図、図４(B) は図４(A) のＡ−Ａ断面図である。この実施形態は請求項４に対応している。なお、この第３実施形態の半導体装置の斜視図は、第１実施形態よりもレンズが大きく形成されている点と、後述の第１の凸部６と第２の凸部７が形成されている点以外は図１と同様である。フレーム５には、第２実施形態の凸部６と同じ第１の凸部６が形成されている。また、フレーム５には、第１の凸部６よりもフレーム５の周辺近傍に光軸Ｌ方向に伸びる複数の第２の凸部７ａ，７ｂ，７ｃが形成されている。この第２の凸部７ａ，７ｂ，７ｃのうち、凸部７ａ，７ｂはレンズ２の長手方向の片に当接する位置で、第１の凸部６よりもレンズ２の両端部寄りに形成されている。また、凸部７ｃはレンズ２の片側端部に当接する位置に１つ形成されている。   4A is a front view seen from the lens side of the semiconductor device according to the third embodiment, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. This embodiment corresponds to claim 4. In the perspective view of the semiconductor device of the third embodiment, a lens is formed larger than the first embodiment, and a first convex portion 6 and a second convex portion 7 described later are formed. Except for this point, it is the same as FIG. The frame 5 is formed with the same first convex portion 6 as the convex portion 6 of the second embodiment. Further, the frame 5 is formed with a plurality of second convex portions 7 a, 7 b, 7 c extending in the optical axis L direction near the periphery of the frame 5 rather than the first convex portion 6. Of the second convex portions 7a, 7b, and 7c, the convex portions 7a and 7b are formed in positions closer to both ends of the lens 2 than the first convex portion 6 at positions where the convex portions 7a and 7b are in contact with the longitudinal pieces of the lens 2. ing. Further, one convex portion 7 c is formed at a position where it abuts on one end of the lens 2.

第２実施形態と同様に、第１の凸部６の先端６１は光学機能素子１の機能面１ａから光軸Ｌ方向に一定距離を保持していて、凸部６（その先端６１）にレンズ２が突き当てられた状態となっている。また、第２の凸部７ａ，７ｂの側面７１ａ，７１ｂと、第２凸部７ｃの側面７１ｃは、光学機能素子１の基準位置から光軸Ｌの垂直方向に一定距離をそれぞれ保持していて、第２の凸部７ａ，７ｂ，７ｃ（その側面７１ａ，７１ｂ，７１ｃ）にレンズ２が突き当てられた状態となっている。なお、この実施形態でも凸部６はフレーム５に形成されているが、フレーム５でなくレンズ２に形成されていてもよい。   Similar to the second embodiment, the tip 61 of the first convex portion 6 holds a certain distance from the functional surface 1a of the optical functional element 1 in the optical axis L direction, and the convex portion 6 (the tip 61) has a lens. 2 is abutted. Further, the side surfaces 71a and 71b of the second convex portions 7a and 7b and the side surface 71c of the second convex portion 7c hold a certain distance in the direction perpendicular to the optical axis L from the reference position of the optical function element 1, respectively. The lens 2 is abutted against the second convex portions 7a, 7b, 7c (side surfaces 71a, 71b, 71c). In this embodiment, the convex portion 6 is formed on the frame 5, but may be formed on the lens 2 instead of the frame 5.

図５は第４実施形態の半導体装置の斜視図である。この第４実施形態は請求項６、７、８、９に対応する実施形態である。この第４実施形態は、レンズ２を複数の硬化後硬度が異なる固定部材３ａ，３ｂにてパッケージＰに固定し、レンズ２にある左右方向の光学基準位置９の位置を硬化後硬度が高い固定部材３ａで固定し、硬化後硬度の一番高い固定部材３ａがレンズ２の中央部となるようにしたものである。   FIG. 5 is a perspective view of the semiconductor device of the fourth embodiment. The fourth embodiment is an embodiment corresponding to claims 6, 7, 8, and 9. In the fourth embodiment, the lens 2 is fixed to the package P by a plurality of fixing members 3a and 3b having different post-curing hardnesses, and the position of the optical reference position 9 in the left-right direction on the lens 2 is fixed with high post-curing hardness. The fixing member 3a, which is fixed by the member 3a and has the highest hardness after curing, is the central part of the lens 2.

このとき光学機能素子１の基準Ｏ１と、レンズ２上の左右方向の光学基準位置９と、硬化後硬度の高い固定部材３ａとは、光軸Ｌ方向に同一線上に配置してある。これは、当該半導体装置を含む読み取り装置（例えば後述の画像形成装置の読み取り部）の光学的な基準を全て中心におくことで、レンズが位置ずれした場合でも、端部を固定した場合に逆の端部でのズレ量が１だとすると、このような場合でも、中央固定であると両端部のズレは０．５づつになる（幅としては１）からであり、中心に基準がある場合、ズレ量は端部にある場合の半分になる。よって、ズレによる影響を少なくすることができ、画質に与える影響を小さくすることができる。   At this time, the reference O1 of the optical function element 1, the optical reference position 9 in the horizontal direction on the lens 2, and the fixing member 3a having high post-curing hardness are arranged on the same line in the optical axis L direction. This is because when all the optical references of a reading apparatus including the semiconductor device (for example, a reading unit of an image forming apparatus described later) are placed at the center, even when the lens is displaced, the end is fixed. If the amount of deviation at the end of 1 is 1, even in such a case, if the center is fixed, the deviation at both ends will be 0.5 (1 as the width), and if there is a reference at the center, The amount of deviation is half that at the end. Therefore, the influence of the shift can be reduced and the influence on the image quality can be reduced.

また、レンズ２の中央にある基準面９の短手方向の上下面には半導体装置固定面１０ａがあり、フレーム５の中央で基準面９が通る短手方向の上下面には半導体装置固定面１０ｂがあり、当該半導体装置を外部の筐体等に固定する際の面となっている。また、レンズ２の両端部には、基準面９から等距離の位置にある面である半導体装置固定面１１ａがあり、フレーム５の両端部には、基準面９から等距離の位置にある面である半導体装置固定面１１ｂがあり、当該半導体装置を外部の筐体等に固定する際の面となっている。   Further, there are semiconductor device fixing surfaces 10a on the upper and lower surfaces in the short direction of the reference surface 9 at the center of the lens 2, and semiconductor device fixing surfaces on the upper and lower surfaces in the short direction through which the reference surface 9 passes in the center of the frame 5. 10b, which serves as a surface for fixing the semiconductor device to an external housing or the like. Further, both ends of the lens 2 have semiconductor device fixing surfaces 11 a that are equidistant from the reference plane 9, and both ends of the frame 5 are equidistant from the reference plane 9. The semiconductor device fixing surface 11b is a surface for fixing the semiconductor device to an external housing or the like.

当該半導体装置を外部に固定する際には、半導体装置固定面１０ａ，１０ｂまたは半導体装置固定面１１ａ，１１ｂのどちらか一方（一組）のみを使用する。半導体装置固定面１０ａまたは１１ａは、レンズ２を外部と固定する時に使い、半導体装置固定面１０ｂまたは１１ｂは、フレーム５を外部と固定する時に使う。すなわち、このように固定面を使い分け、レンズ２又はフレーム５の重い方を固定する方が耐振動性の面で良い。また、半導体装置固定面１１ａ1 ，１１ａ2 、１１ｂ1 ，１１ｂ2 のうち、半導体装置固定面１１ａ1 または１１ａ2 のどちらを使うか、あるいは半導体装置固定面１１ｂ1 または１１ｂ2 のどちらを使うかは、当該半導体装置を固定する相手側の形状に対応して、どちらを使っても良い。 When fixing the semiconductor device to the outside, only one (a set) of the semiconductor device fixing surfaces 10a and 10b or the semiconductor device fixing surfaces 11a and 11b is used. The semiconductor device fixing surface 10a or 11a is used when the lens 2 is fixed to the outside, and the semiconductor device fixing surface 10b or 11b is used when the frame 5 is fixed to the outside. That is, it is better in terms of vibration resistance that the fixing surface is properly used and the heavier lens 2 or frame 5 is fixed. Of the semiconductor device fixing surfaces 11a 1 , 11a 2 , 11b 1 , 11b 2 , which one of the semiconductor device fixing surfaces 11a 1 or 11a 2 is used, or which of the semiconductor device fixing surfaces 11b 1 or 11b 2 is used? Either of these may be used in accordance with the shape of the other side to which the semiconductor device is fixed.

図６は第５実施形態の半導体装置の斜視図である。この第５実施形態は請求項６、１０、１１に対応する実施形態である。この第５実施形態は、レンズ２を複数の硬化後硬度が異なる固定部材３ａ，３ｂにてパッケージＰに固定し、レンズ２にある左右方向の光学基準位置１２の位置を硬化後硬度が高い固定部材３ａで固定し、硬化後硬度の一番高い固定部材３ａがレンズ２の端部となるようにしたものである。   FIG. 6 is a perspective view of the semiconductor device of the fifth embodiment. This fifth embodiment is an embodiment corresponding to claims 6, 10 and 11. In the fifth embodiment, the lens 2 is fixed to the package P by a plurality of fixing members 3a and 3b having different post-curing hardness, and the position of the optical reference position 12 in the left-right direction on the lens 2 is fixed with high post-curing hardness. The fixing member 3 a fixed with the member 3 a and having the highest hardness after curing is the end of the lens 2.

このとき光学機能素子１の基準Ｏ２と、レンズ２上の左右方向の光学基準位置１２と、硬化後硬度の高い固定部材３ａとは、光軸Ｌ方向に同一線上に配置してある。これは、当該半導体装置を読み取り装置に適用した場合、原稿を載せる時に端部に原稿を突き当てる場合などには、当該半導体装置を含む読み取り装置（例えば後述の画像形成装置の読み取り部）の光学的な基準を全て原稿の突き当て部に取り、その位置とレンズを介した光学機能素子の端部と固定位置を合わせることで、原稿位置が常に端部に来ることになり、読み取り時に熱によるレンズの移動が起きても原稿の端部（基準）位置は変わることを無くすことができるからである。   At this time, the reference O2 of the optical functional element 1, the optical reference position 12 in the horizontal direction on the lens 2, and the fixing member 3a having high post-curing hardness are arranged on the same line in the optical axis L direction. This is because, when the semiconductor device is applied to a reading device, when the document is abutted against an end when placing the document, the optical of a reading device (for example, a reading unit of an image forming apparatus described later) including the semiconductor device is used. All the standard is taken at the abutting part of the document, and the position of the optical function element through the lens is aligned with the fixed position. This is because the end (reference) position of the document can be prevented from changing even if the lens moves.

また、レンズ２の端部にある基準面１２の短手方向の上下面には半導体装置固定面１３ａがあり、フレーム５の端部で基準面１２が通る短手方向の上下面には半導体装置固定面１３ｂがあり、当該半導体装置を外部の筐体等に固定する際の面となっている。そして、当該半導体装置を外部に固定する際には、半導体装置固定面１３ａまたは１３ｂを使用する。半導体装置固定面１３ａまたは１３ｂの違いは、レンズ２を外部と固定する時は半導体装置固定面１３ａを使い、フレーム５を外部と固定する時は半導体装置固定面１３ｂを使う点であり、レンズ２又はフレーム５の重い方を固定する方が耐振動性の面で良い。   Further, there are semiconductor device fixing surfaces 13a on the upper and lower surfaces in the short direction of the reference surface 12 at the end of the lens 2, and the semiconductor devices on the upper and lower surfaces in the short direction through which the reference surface 12 passes at the end of the frame 5. There is a fixing surface 13b, which is a surface for fixing the semiconductor device to an external housing or the like. When the semiconductor device is fixed to the outside, the semiconductor device fixing surface 13a or 13b is used. The difference between the semiconductor device fixing surface 13a or 13b is that when the lens 2 is fixed to the outside, the semiconductor device fixing surface 13a is used, and when the frame 5 is fixed to the outside, the semiconductor device fixing surface 13b is used. Alternatively, it is better in terms of vibration resistance to fix the heavier frame 5.

図７は第６実施形態の半導体装置の斜視図である。この第６実施形態は請求項１２、１３に対応する実施形態である。この第６実施形態は、固定部材３ａ，３ｂ、レンズ２の端面ともに、黒色の処理を施したものである。なお、図では黒色の処理の部分を斜線で図示してある。この処理は黒色の塗装を施すことで容易に処理できるが、固定部材３ａ，３ｂは初めから黒い色をした部材を用いても良い。   FIG. 7 is a perspective view of the semiconductor device of the sixth embodiment. This sixth embodiment is an embodiment corresponding to claims 12 and 13. In the sixth embodiment, both the fixing members 3a and 3b and the end surface of the lens 2 are subjected to black processing. In the figure, the black processing portion is indicated by hatching. This process can be easily performed by applying a black paint, but the fixing members 3a and 3b may be black members from the beginning.

図８は第７実施形態の半導体装置の斜視図、図９(A) は同半導体装置のレンズ側から見た正面図、図９(B) は図８(A) のＡ−Ａ断面図である。この第７実施形態は請求項１４〜１６に対応する実施形態である。固定部材３ａ，３ｂは、光硬化型接着剤である（請求項１４）。また、硬化後硬度が柔らかい固定部材３ｂはシリコン系の接着剤である（請求項１５）。また、固定部材３ａ，３ｂとして、封止機能を持たせてもよいし、この固定部材３ａ，３ｂに封止用コーティングを施すようにしてもよい（請求項１６）。この実施形態では、前記各実施形態のような透光性基板４を備えていない。しかし、透光性基板４がなくても、フレーム５とレンズ２及び固定部材３ａ，３ｂとで、光学機能素子１を水分や不純物がある外気から遮断でき、素子の機能面や接点の保護をおこなうことができる。また、この構造を安易に構成できる。   8 is a perspective view of the semiconductor device of the seventh embodiment, FIG. 9A is a front view of the semiconductor device as viewed from the lens side, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. is there. The seventh embodiment is an embodiment corresponding to claims 14 to 16. The fixing members 3a and 3b are photo-curing adhesives (claim 14). The fixing member 3b having a soft hardness after curing is a silicon-based adhesive. The fixing members 3a and 3b may have a sealing function, or the fixing members 3a and 3b may be provided with a sealing coating. In this embodiment, the translucent board | substrate 4 like said each embodiment is not provided. However, even without the translucent substrate 4, the optical function element 1 can be shielded from the outside air containing moisture and impurities by the frame 5, the lens 2, and the fixing members 3 a and 3 b, thereby protecting the functional surface and contacts of the element. Can be done. In addition, this structure can be easily configured.

図１０は本発明のレンズの位置調整方法及び画像読取ユニット１００の実施形態を説明する図である。位置調整方法の第１例である第８実施形態は請求項１７に対応する。なお、光学機能素子１が受光素子の場合を説明する。レンズ２の光学機能素子１に対する位置は光学特性を計測しながらレンズ２の位置調整を行ない、所要の特性値が得られた位置でレンズ位置を決める。この際、原稿Ｓの像をレンズ２０１を通じて半導体装置に入射させ、像を計測しながらレンズ２の光学機能素子１に対する位置を決める。この時レンズ２０１は高精度の物で、光学設計の狙いの特性が出ている物とする。また、レンズ２０１は光学レイアウト上の狙いの位置に固定してある。この状態で、図示しない調整装置がレンズ２の突起８と、パッケージＰをチャックし、レンズ２の光学機能素子１に対する位置・姿勢を調整する。この時レンズ２と透明基板４やフレーム５は接することも固定もされていないので、相対的に動くことができる。また、光学機能素子１が発光素子の場合、光の向きが逆になり、図１０に図示した原稿Ｓは像面になり、特性調整用の像を写し出す。この場合も同様の上記同様の位置決めを行うことができる。   FIG. 10 is a diagram illustrating an embodiment of a lens position adjusting method and an image reading unit 100 according to the present invention. The eighth embodiment, which is a first example of the position adjustment method, corresponds to claim 17. The case where the optical functional element 1 is a light receiving element will be described. The position of the lens 2 with respect to the optical functional element 1 is adjusted while the optical characteristic is measured, and the lens position is determined at a position where a required characteristic value is obtained. At this time, the image of the document S is made incident on the semiconductor device through the lens 201, and the position of the lens 2 with respect to the optical function element 1 is determined while measuring the image. At this time, it is assumed that the lens 201 is a highly accurate object and has the characteristics aimed at by optical design. The lens 201 is fixed at a target position on the optical layout. In this state, an adjusting device (not shown) chucks the projection 8 of the lens 2 and the package P, and adjusts the position / posture of the lens 2 with respect to the optical function element 1. At this time, since the lens 2 and the transparent substrate 4 and the frame 5 are not in contact with each other and are not fixed, they can move relatively. When the optical function element 1 is a light emitting element, the direction of light is reversed, and the document S shown in FIG. 10 becomes an image plane, and an image for characteristic adjustment is projected. In this case, the same positioning as described above can be performed.

また、本発明のレンズの位置調整方法の第２例である第９実施形態は請求項１８に対応する。この第９実施形態は、前掲の図３の半導体装置を例に説明する。上記第８実施形態では、レンズ２と透明基板４やフレーム５は接することなく位置と姿勢を決めたが、この第９実施形態では、フレーム５の前記凸部６にレンズ２を押しつけた状態で調整を行なっている（図３(A) 、図３(B) で固定部材３ａ，３ｂが硬化する前の状態）。この時、レンズ２は、透光性基板４よりも大きく、フレーム５から伸びる凸部６にの先端６１に接している。   The ninth embodiment which is a second example of the lens position adjusting method of the invention corresponds to claim 18. In the ninth embodiment, the semiconductor device shown in FIG. 3 will be described as an example. In the eighth embodiment, the position and orientation of the lens 2 and the transparent substrate 4 and the frame 5 are determined without contacting each other. However, in the ninth embodiment, the lens 2 is pressed against the convex portion 6 of the frame 5. Adjustment is performed (the state before the fixing members 3a and 3b are cured in FIGS. 3A and 3B). At this time, the lens 2 is larger than the translucent substrate 4 and is in contact with the tip 61 of the convex portion 6 extending from the frame 5.

また、本発明のレンズの位置調整方法の第３例である第１０実施形態は請求項１９に対応する。この第１０実施形態は、固定部材３ａ，３ｂを接着剤とした場合、特に固定部材３ｂの硬化時に硬化収縮が発生する。その時に硬化前後の収縮分を加味した位置にレンズ２を調整することで、硬化後のレンズ２の光学機能素子１に対する位置を狙いの位置に持って行く調整を行なう。   The tenth embodiment which is a third example of the lens position adjusting method of the invention corresponds to claim 19. In the tenth embodiment, when the fixing members 3a and 3b are adhesives, curing shrinkage occurs particularly when the fixing member 3b is cured. At this time, the lens 2 is adjusted to a position that takes into account the shrinkage before and after curing, thereby adjusting the position of the cured lens 2 relative to the optical function element 1 to a target position.

図１１は本発明の半導体装置の組立方法の第１例である第１１実施形態を説明する図であり、この第１１実施形態は請求項２０に対応する。この第１１実施形態は、図１１(A) の状態から、図１１(B) の第一の工程で硬化後硬度が硬い固定部材３ａを透光性基板４に塗布し、図１１(C) の第二の工程で硬化後硬度が柔らかい固定部材３ｂを透光性基板４に塗布し、図１１(D) の第三の工程でレンズの位置を調整し、図１１(D) の第四の工程で、第一、二の工程の固定部材３ａ，３ｂを同時に硬化する。この時、光学機能素子１へ入出射する光路上には固定部材３ａ，３ｂは存在しない。なお、固定部材３ａ，３ｂの硬化方法は固定部材の種類によって異なるが、光硬化型であれば光を照射し、熱硬化型であれば熱をかける。   FIG. 11 is a view for explaining an eleventh embodiment which is a first example of an assembling method of a semiconductor device according to the present invention, and the eleventh embodiment corresponds to claim 20. In the eleventh embodiment, from the state of FIG. 11 (A), the fixing member 3a having a hard post-curing hardness is applied to the translucent substrate 4 in the first step of FIG. 11 (B). The fixing member 3b having a soft hardness after curing in the second step is applied to the light-transmitting substrate 4, and the position of the lens is adjusted in the third step in FIG. 11D, and the fourth in FIG. 11D. In this step, the fixing members 3a and 3b in the first and second steps are simultaneously cured. At this time, the fixing members 3 a and 3 b do not exist on the optical path that enters and exits the optical function element 1. In addition, although the hardening method of fixing member 3a, 3b changes with kinds of fixing member, light will be irradiated if it is a photocurable type, and heat will be applied if it is a thermosetting type.

図１２は本発明の半導体装置の組立方法の第２例である第１２実施形態を説明する図であり、この第１２実施形態は請求項２１に対応する。この第１２実施形態は、図１２(A) の状態から、図１２(B) の第一の工程で硬化後硬度が硬い固定部材３ａを透光性基板４に塗布し、図１２(C) の第二の工程でレンズ２の位置を調整し、図１２(C) の第三の工程で第一の工程の固定部材３ａを硬化し、図１２(C) の第四の工程で硬化後硬度が柔らかい固定部材３ｂを透光性基板４とレンズ２との間に塗布し、図１２(C) の第五の工程で第四の工程の固定部材３ｂを硬化する。この時、光学機能素子１へ入出射する光路上には固定部材３ａ，３ｂは存在しない。なお、固定部材３ａ，３ｂの硬化方法は固定部材の種類によって異なるが、光硬化型であれば光を照射し、熱硬化型であれば熱をかける。   FIG. 12 is a view for explaining a twelfth embodiment which is a second example of the method for assembling a semiconductor device of the present invention. This twelfth embodiment corresponds to claim 21. In the twelfth embodiment, from the state of FIG. 12 (A), the fixing member 3a having a hard post-curing hardness is applied to the translucent substrate 4 in the first step of FIG. 12 (B). In the second step, the position of the lens 2 is adjusted, the fixing member 3a of the first step is cured in the third step of FIG. 12 (C), and after the curing in the fourth step of FIG. 12 (C). The fixing member 3b having a soft hardness is applied between the translucent substrate 4 and the lens 2, and the fixing member 3b in the fourth step is cured in the fifth step of FIG. At this time, the fixing members 3 a and 3 b do not exist on the optical path that enters and exits the optical function element 1. In addition, although the hardening method of fixing member 3a, 3b changes with kinds of fixing member, light will be irradiated if it is a photocurable type, and heat will be applied if it is a thermosetting type.

以上の各実施形態の半導体装置は光学機能素子１が固体撮像素子（ラインＣＣＤ）である。前記の図１０はこのような固体撮像素子を用いた半導体装置５０を備えた画像読取ユニット１００の実施形態を示す斜視図であり、請求項２５〜２７に対応する実施形態である。半導体装置５０は例えば図５の半導体装置であり、この半導体装置５０は前記半導体装置固定面１１ｂ2 と、固定部材２２を介して受台２３（半導体装置を固定する構造体）に接着固定されている。また、受台２３には固定部材２４を介して結像素子（レンズ）２０１も固定されており、読み取り原稿Ｓと、結像素子（レンズ）２０１と、光学機能素子（固体撮像素子）１との光学的位置関係を形成している。そして、結像素子２０１により原稿からの反射光を受光して半導体装置５０の前記光学機能素子１上に画像を写しだし、その画像が光学機能素子１により読み取られて画像信号に変換される。また、この画像読取ユニット１００全体の光学系の基準と光学機能素子１とレンズ２でつくる光学的基準位置とが一致している画像読取ユニット１００である。 In the semiconductor devices of the above embodiments, the optical function element 1 is a solid-state image sensor (line CCD). FIG. 10 is a perspective view showing an embodiment of the image reading unit 100 including the semiconductor device 50 using such a solid-state imaging device, and corresponds to claims 25 to 27. The semiconductor device 50 is, for example, the semiconductor device of FIG. 5, and the semiconductor device 50 is bonded and fixed to the pedestal 23 (structure for fixing the semiconductor device) via the semiconductor device fixing surface 11 b 2 and the fixing member 22. Yes. An imaging element (lens) 201 is also fixed to the cradle 23 via a fixing member 24, and the reading document S, the imaging element (lens) 201, the optical function element (solid-state imaging element) 1, and the like. The optical positional relationship is formed. Then, the imaging element 201 receives reflected light from the original and copies an image onto the optical functional element 1 of the semiconductor device 50. The optical functional element 1 reads the image and converts it into an image signal. Further, the image reading unit 100 in which the optical system reference of the entire image reading unit 100 and the optical reference position formed by the optical functional element 1 and the lens 2 coincide with each other.

図１３は実施形態の画像読取ユニット１００を備えた画像形成装置２００の実施形態を示す図であり、請求項２８に対応する実施形態である。この画像形成装置２００は多機能型デジタル画像形成装置であり、図１３に示すように、画像読取ユニット１００を備えた画像形成装置は、自動原稿送り装置１０１、読み取りユニット１５０、書込ユニット１５７、給紙ユニット１３０及び後処理ユニット１４０とを備えて構成されている。自動原稿送り装置１０１は、原稿を読み取りユニット１５０のコンタクトガラス１０６上に自動的に給送し、読み取りが終了した原稿を自動的に排出する。読み取りユニット１５０は、原稿を載置するコンタクトガラス１０６と光学走査系で構成され、光学走査系は露光ランプ１５１、第１ミラー１５２、画像読取ユニット１００、第２ミラー１５５および第３ミラー１５６などからなっている。そして、読み取りユニット１５０はコンタクトガラス１０６上にセットされた原稿を照明して画像読取ユニット１００によって読み取り、書込ユニット１５７は読み取られた原稿の画像信号に応じて感光体１１５上に画像を形成し、給紙ユニット１３０から給紙された転写紙上に画像を転写して定着する。定着が完了した転写紙は後処理ユニット１４０に排紙され、ソートやステープルなどの所望の後処理が行われる。   FIG. 13 is a diagram illustrating an embodiment of an image forming apparatus 200 including the image reading unit 100 according to the embodiment, and corresponds to an embodiment of the twenty-eighth aspect. The image forming apparatus 200 is a multifunction digital image forming apparatus. As shown in FIG. 13, the image forming apparatus including the image reading unit 100 includes an automatic document feeder 101, a reading unit 150, a writing unit 157, A sheet feeding unit 130 and a post-processing unit 140 are provided. The automatic document feeder 101 automatically feeds a document onto the contact glass 106 of the reading unit 150, and automatically discharges the document that has been read. The reading unit 150 includes a contact glass 106 on which an original is placed and an optical scanning system. The optical scanning system includes an exposure lamp 151, a first mirror 152, an image reading unit 100, a second mirror 155, a third mirror 156, and the like. It has become. The reading unit 150 illuminates the original set on the contact glass 106 and reads it by the image reading unit 100, and the writing unit 157 forms an image on the photoconductor 115 according to the image signal of the read original. Then, the image is transferred and fixed on the transfer sheet fed from the sheet feeding unit 130. After the fixing is completed, the transfer paper is discharged to the post-processing unit 140, and desired post-processing such as sorting and stapling is performed.

（実施例１）図１，図２を例にすると、パッケージ（半導体パッケージ）Ｐは、光学機能素子１としてカラーラインＣＣＤを内蔵したライン型のＣＣＤセンサーのカバーガラスを取った物であり、Ａ３、６００ｄｐｉ対応等の物である。１画素の大きさを１０μｍとすると全長は１００ｍｍ近く、１画素の大きさを４．７μｍとすると全長は５０ｍｍ近い大きさの物である。例えば、ＴＣＤ２７０５（東芝製）、μＰＤ３７８８（ＮＥＣ製）である。 (Embodiment 1) Taking FIG. 1 and FIG. 2 as an example, a package (semiconductor package) P is a product obtained by removing a cover glass of a line type CCD sensor incorporating a color line CCD as the optical functional element 1, and A3 , 600 dpi compatible. If the size of one pixel is 10 μm, the total length is close to 100 mm, and if the size of one pixel is 4.7 μm, the total length is close to 50 mm. For example, TCD2705 (manufactured by Toshiba) and μPD3788 (manufactured by NEC).

レンズ２は、像面湾曲補正用レンズ（プラスチックレンズ）であり、固定部材３ａは、硬化後硬度の高いＵＶ接着剤であり、例えば、ＯＰ−２０７０（電気化学工業製）、硬化後硬度Ｄ７０等である。また、固定部材３ｂは、硬化後硬度の低い高いＵＶ接着剤であり、例えば、ＣＲＴ−１（電気化学工業製）、硬化後硬度Ａ２０等である。透光性基板４は前記ライン型のＣＣＤセンサーに付いているガラスである。突起８は、レンズ２の一部に形成した成形品である。なお、この例では、レンズ２は、ＵＶ透過性の物質でできている。これは固定部材３ａ、３ｂにＵＶ照射し、硬化させるためである。なお、図８，図９の例では、透光性基板４は存在しない。   The lens 2 is a field curvature correcting lens (plastic lens), and the fixing member 3a is a UV adhesive having high post-curing hardness, such as OP-2070 (manufactured by Denki Kagaku Kogyo), post-curing hardness D70, and the like. It is. The fixing member 3b is a UV adhesive having a low hardness after curing, such as CRT-1 (manufactured by Denki Kagaku Kogyo), a hardness after curing A20, and the like. The translucent substrate 4 is glass attached to the line type CCD sensor. The protrusion 8 is a molded product formed on a part of the lens 2. In this example, the lens 2 is made of a UV transparent substance. This is because the fixing members 3a and 3b are irradiated with UV to be cured. In the example of FIGS. 8 and 9, the translucent substrate 4 does not exist.

（実施例２）実施例１の構成部品の中で、以下の部品を変更したものとする。固定部材３ｂは、硬化後硬度の低い高いシリコン系熱硬化型接着剤であり、例えば、ＪＣＲ６２２４（東レダウコーニング製）、硬化後硬度Ａ５５（色は黒色）等である。なおこの時、固定部材３ａはＵＶ硬化であるが、固定部材３ｂは熱硬化であるため、硬化時には熱をかける。 (Embodiment 2) Among the components of Embodiment 1, the following parts are changed. The fixing member 3b is a silicon-based thermosetting adhesive with low hardness after curing, such as JCR6224 (manufactured by Toray Dow Corning), hardness after curing A55 (color is black), and the like. At this time, the fixing member 3a is UV-cured, but the fixing member 3b is heat-cured, so heat is applied at the time of curing.

（実施例３）実施例１の構成部品を請求項２０の組立工法で組みたてた物である。この時固定部材３ａ、３ｂは、両者エポキシ系の似通った成分のＵＶ接着剤であり、塗布時に多少混合しても硬化や、特性に影響はない。固定部材の硬化工程はＵＶ照射工程である。 (Example 3) A component obtained by assembling the components of Example 1 by the assembling method of claim 20. At this time, the fixing members 3a and 3b are UV adhesives having similar components of both epoxy systems, and even if they are mixed slightly during application, there is no effect on curing or characteristics. The fixing member curing process is a UV irradiation process.

（実施例４）実施例２の構成部品を請求項２１の組立工法で組みたてた物。この時、固定部材３ａはエポキシ系のＵＶ接着剤であり、固定部材３ｂはシリコン系の熱硬化型接着剤である。第三の工程での固定部材３ａの硬化にはＵＶ照射を行ない、第五の工程での固定部材３ｂの硬化にはオーブンによる加熱を行なう。 (Embodiment 4) A product obtained by assembling the components of Embodiment 2 by the assembling method of claim 21. At this time, the fixing member 3a is an epoxy UV adhesive, and the fixing member 3b is a silicon thermosetting adhesive. The fixing member 3a is cured by UV irradiation in the third step, and the fixing member 3b is cured by an oven in the fifth step.

これまでの実施形態及び実施例の説明では、光学機能素子１はＣＣＤとしてきたが、これに限定するのではなく、光学機能素子が受光体でも発光体でもよく、受光体であればＰＤやＣＭＯＳセンサー等のアレイや、発光体であればＬＥＤアレイ等のものでもよく、主に効果を発揮するのは長細い形状の素子が対象の時である（目的にある熱ひずみの影響が出やすいため。）。また、レンズ２は球面だけではなく、非球面をもつレンズでも対応することができる。また、透光性基板４の材質はガラスだけでなくプラスチックでもよい。
さらに、固定部材は接着剤を例として説明したが、熱可塑性の部材等でも良く、例えば部材がやらかいうちにレンズの位置調整を行い、冷却により固定するのでも良い。 In the description of the embodiments and examples so far, the optical function element 1 has been a CCD. However, the present invention is not limited to this, and the optical function element may be a light receiver or a light emitter. An array such as a sensor or an LED array may be used as long as it is a light-emitting body, and the effect is mainly exerted when an element having a long and thin shape is targeted (because it is easily affected by the intended thermal strain). .) Further, the lens 2 can be a lens having not only a spherical surface but also an aspherical surface. Further, the material of the translucent substrate 4 may be plastic as well as glass.
Furthermore, although the fixing member has been described by taking an adhesive as an example, a thermoplastic member or the like may be used. For example, the position of the lens may be adjusted while the member is soft, and the fixing member may be fixed by cooling.

本発明の第１実施形態の半導体装置の斜視図である。1 is a perspective view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 同第１実施形態の半導体装置のレンズ側から見た正面図及びＡ−Ａ断面図である。It is the front view and AA sectional view seen from the lens side of the semiconductor device of the 1st embodiment. 本発明の第２実施形態の半導体装置のレンズ側から見た正面図、及びＡ−Ａ断面図である。It is the front view seen from the lens side of the semiconductor device of 2nd Embodiment of this invention, and AA sectional drawing. 本発明の第３実施形態の半導体装置のレンズ側から見た正面図、及びＡ−Ａ断面図である。It is the front view seen from the lens side of the semiconductor device of 3rd Embodiment of this invention, and AA sectional drawing. 本発明の第４実施形態の半導体装置の斜視図である。It is a perspective view of the semiconductor device of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態の半導体装置の斜視図である。It is a perspective view of the semiconductor device of 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６実施形態の半導体装置の斜視図である。It is a perspective view of the semiconductor device of 6th Embodiment of this invention. 本発明の第７実施形態の半導体装置の斜視図である。It is a perspective view of the semiconductor device of 7th Embodiment of this invention. 同第７実施形態の半導体装置のレンズ側から見た正面図、及びＡ−Ａ断面図である。It is the front view seen from the lens side of the semiconductor device of the said 7th Embodiment, and AA sectional drawing. 本発明のレンズの位置調整方法及び画像読取ユニットの実施形態を説明する図である。It is a figure explaining embodiment of the lens position adjustment method and image reading unit of the present invention. 本発明の半導体装置の組立方法の第１例である第１１実施形態を説明する図である。It is a figure explaining 11th Embodiment which is a 1st example of the assembly method of the semiconductor device of this invention. 本発明の半導体装置の組立方法の第２例である第１２実施形態を説明する図である。It is a figure explaining 12th Embodiment which is the 2nd example of the assembly method of the semiconductor device of this invention. 本発明の画像形成装置の実施形態を示す図である。1 is a diagram showing an embodiment of an image forming apparatus of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

Ｐ パッケージ
１ 光学機能素子
２ レンズ
３ａ，３ｂ 固定部材
４ 透光性基板
５ フレーム
６，７ａ，７ｂ，７ｃ 凸部
８ 突起
５０ 半導体装置
１００ 画像読取ユニット
２００ 画像形成装置 P Package 1 Optical functional element 2 Lens 3a, 3b Fixing member 4 Translucent substrate 5 Frame 6, 7a, 7b, 7c Convex part 8 Protrusion 50 Semiconductor device 100 Image reading unit 200 Image forming apparatus

Claims (28)

光学機能素子を有するパッケージに該光学機能素子に対するレンズを固定する構造の半導体装置において、
前記レンズを硬化後硬度の異なる複数の固定部材で固定するとともに、前記光学機能素子へ入出射する光路上の周囲に前記固定部材を配置したことを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device having a structure in which a lens for an optical functional element is fixed to a package having the optical functional element.
A semiconductor device, wherein the lens is fixed by a plurality of fixing members having different hardnesses after curing, and the fixing member is disposed around an optical path that enters and exits the optical function element. 前記パッケージに付けられた透光性基板が、前記光学機能素子の機能面から一定の距離にあり、前記レンズが該透光性基板に直接固定されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。   The translucent substrate attached to the package is at a certain distance from the functional surface of the optical functional element, and the lens is directly fixed to the translucent substrate. Semiconductor device. 前記パッケージを構成するフレーム上に前記光路の光軸方向に伸びる複数の凸部を有し、該凸部の先端が前記光学機能素子の機能面から光軸方向に一定距離を保持しており、該凸部の先端に前記レンズが突き当てられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。   A plurality of convex portions extending in the optical axis direction of the optical path on the frame constituting the package, and the tips of the convex portions hold a certain distance from the functional surface of the optical functional element in the optical axis direction; The semiconductor device according to claim 1, wherein the lens is abutted against a tip of the convex portion. 前記先端が光学機能素子の機能面から光軸方向に一定距離を保持する前記凸部を第１の凸部とし、前記パッケージを構成するフレーム上に前記光路の光軸方向に伸びる第２の凸部を有し、該第２の凸部の側面が前記光学機能素子の基準位置から光軸の垂直方向に一定距離を保持しており、該第２の凸部の側面に前記レンズが突き当てられていることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。   The convex portion whose front end holds a certain distance in the optical axis direction from the functional surface of the optical functional element is defined as a first convex portion, and the second convex portion extends in the optical axis direction of the optical path on the frame constituting the package. And the side surface of the second convex portion holds a constant distance from the reference position of the optical functional element in the direction perpendicular to the optical axis, and the lens abuts the side surface of the second convex portion. The semiconductor device according to claim 3, wherein the semiconductor device is provided. 前記レンズが、該レンズの前記光路以外の部分にレンズ位置調整用突起を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置。   5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the lens has a lens position adjustment protrusion at a portion other than the optical path of the lens. 前記レンズ上の長手方向の光学基準位置の部位を硬化後硬度が高い前記固定部材で固定したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein a portion of the optical reference position in the longitudinal direction on the lens is fixed by the fixing member having high hardness after curing. 前記硬化後硬度の一番高い固定部材が前記レンズの中央部であることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 6, wherein the fixing member having the highest hardness after curing is a central portion of the lens. 前記レンズまたは前記フレームの光路以外の中央部に該レンズまたは前記光学機能素子の光学基準から一定距離関係にある、半導体装置固定面を設けたことを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 7, wherein a semiconductor device fixing surface having a fixed distance relationship from an optical reference of the lens or the optical functional element is provided in a central portion other than the optical path of the lens or the frame. 前記レンズまたは前記フレームの光路以外の場所で、該レンズまたは前記光学機能素子の光学基準から、レンズまたは光学機能素子の長手方向に対称距離関係にある、２つの半導体装置固定面を設けたことを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。   Two semiconductor device fixing surfaces having a symmetrical distance relationship in the longitudinal direction of the lens or the optical functional element from the optical reference of the lens or the optical functional element are provided at a place other than the optical path of the lens or the frame. The semiconductor device according to claim 7, characterized in that: 前記硬化後硬度の一番高い固定部材が前記レンズの端部であることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 6, wherein the fixing member having the highest hardness after curing is an end portion of the lens. 前記レンズまたは前記フレームの光路以外の端部に該レンズまたは前記光学機能素子の光学基準から一定距離関係にある、半導体装置固定面を設けたことを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置。   11. The semiconductor device according to claim 10, wherein a fixed surface of the semiconductor device is provided at an end of the lens or the frame other than the optical path, which is in a fixed distance relationship from the optical reference of the lens or the optical functional element. 前記固定部材が黒色部材、または、黒色の処理を施した部材であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the fixing member is a black member or a member subjected to black processing. 前記レンズの側面部に黒色の処理を施したことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the side surface portion of the lens is subjected to black processing. 前記固定部材は光硬化型接着剤であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the fixing member is a photocurable adhesive. 前記硬化後硬度の柔らかい固定部材はシリコン系の接着剤とすることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the fixing member having a soft hardness after curing is a silicon-based adhesive. 前記固定部材は封止機能を持つ、または、封止用コーティングが施されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the fixing member has a sealing function or is provided with a sealing coating. 請求項１〜１６のいずれか一項に記載の半導体装置の前記レンズの位置を調整する半導体装置のレンズ位置調整方法であって、
光学特性を計測しながら前記レンズの位置調整を行ない、所要の特性値が得られた位置で該レンズの位置を決めることを特徴とする半導体装置のレンズ位置調整方法。 A method for adjusting a lens position of a semiconductor device for adjusting a position of the lens of the semiconductor device according to claim 1,
A lens position adjustment method for a semiconductor device, wherein the position of the lens is adjusted while measuring optical characteristics, and the position of the lens is determined at a position where a required characteristic value is obtained. 請求項３または４に記載の半導体装置の前記レンズの位置を調整する半導体装置のレンズ位置調整方法であって、
前記フレームの凸部に前記レンズを押しつけた状態で光学特性を計測しながら前記レンズの位置調整を行ない、所要の特性値が得られた位置で該レンズの位置を決めることを特徴とする半導体装置のレンズ位置調整方法。 A method for adjusting a lens position of a semiconductor device, wherein the lens position of the semiconductor device according to claim 3 is adjusted.
The position of the lens is determined at a position where a required characteristic value is obtained by adjusting the position of the lens while measuring the optical characteristics with the lens pressed against the convex portion of the frame. Lens position adjustment method. 硬化収縮分を加味した位置に前記レンズの位置を調整することを特徴とする請求項１７または１８に記載の半導体装置のレンズ位置調整方法。   19. The method for adjusting the lens position of a semiconductor device according to claim 17, wherein the position of the lens is adjusted to a position that takes into account the amount of curing shrinkage. 前記請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の半導体装置のレンズ位置調整方法によってレンズの位置を調整する半導体装置の組立方法であって、
第一の工程で硬い固定部材を塗布し、第二の工程で柔らかい固定部材を塗布し、第三の工程でレンズの位置を調整し、第四の工程で第一、二の工程の固定部材を同時に硬化することを特徴とする半導体装置の組立方法。 A method for assembling a semiconductor device, wherein the position of the lens is adjusted by the lens position adjustment method for a semiconductor device according to any one of claims 17 to 19.
Applying a hard fixing member in the first step, applying a soft fixing member in the second step, adjusting the lens position in the third step, and fixing members in the first and second steps in the fourth step A method for assembling a semiconductor device, comprising: curing at the same time. 前記請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の半導体装置のレンズ位置調整方法によってレンズの位置を調整する半導体装置の組立方法であって、
第一の工程で硬い固定部材を塗布し、第二の工程でレンズの位置を調整し、第三の工程で第一の工程の固定部材を硬化し、第四の工程で柔らかい固定部材を塗布し、第五の工程で第四の工程の固定部材を硬化することを特徴とする半導体装置の組立方法。 A method for assembling a semiconductor device, wherein the position of the lens is adjusted by the lens position adjustment method for a semiconductor device according to any one of claims 17 to 19.
Apply a hard fixing member in the first step, adjust the lens position in the second step, cure the fixing member in the first step in the third step, and apply a soft fixing member in the fourth step And the fixing method of the 4th process is hardened in the 5th process, The assembly method of the semiconductor device characterized by the above-mentioned. 前記光学機能素子が固体撮像素子であることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the optical functional element is a solid-state imaging element. 前記光学機能素子が固体撮像素子であり、前記請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の半導体装置のレンズ位置調整方法によりレンズの位置が調整されたことを特徴とする半導体装置。   20. The semiconductor device, wherein the optical functional element is a solid-state image sensor, and the lens position is adjusted by the lens position adjusting method for a semiconductor device according to any one of claims 17 to 19. 前記光学機能素子が固体撮像素子であり、前記請求項２０または２１に記載の半導体装置の組立方法により組立られたことを特徴とする半導体装置。   The semiconductor device characterized in that the optical functional element is a solid-state image sensor and is assembled by the method of assembling a semiconductor device according to claim 20 or 21. 前記請求項２２〜２４のいずれか一項に記載の半導体装置を備えたことを特徴とする画像読取ユニット。   25. An image reading unit comprising the semiconductor device according to any one of claims 22 to 24. 画像読取ユニット全体の光学系の基準と前記光学機能素子とレンズでつくる光学的基準位置とが一致していることを特徴とする請求項２５に記載の画像読取ユニット。   26. The image reading unit according to claim 25, wherein a reference of the optical system of the entire image reading unit and an optical reference position formed by the optical functional element and the lens coincide with each other. 前記半導体装置のレンズの位置調整が画像読取ユニットの組立工程内で行なわれることを特徴とする請求項２５または２６に記載の画像読取ユニット。   27. The image reading unit according to claim 25 or 26, wherein the position adjustment of the lens of the semiconductor device is performed in an assembly process of the image reading unit. 前記請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の画像読取ユニットを備えていることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the image reading unit according to any one of claims 25 to 27.
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