JP6506675B2 - Light emitting array unit, exposure apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は発光アレイユニット、露光装置及び画像形成装置に関し、例えば電子写真式プリンタ（以下、これを単にプリンタとも呼ぶ）に適用して好適なものである。 The present invention relates to a light emitting array unit, an exposure apparatus, and an image forming apparatus, and is suitably applied to, for example, an electrophotographic printer (hereinafter, also simply referred to as a printer).
従来のプリンタとしては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイ等の発光素子を備えた露光装置から、感光体ドラムの表面に光を照射して感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、さらにその静電潜像にトナーを付着させてトナー像を現像することにより、画像の印刷を行うものが広く普及している（例えば、特許文献１参照）。 As a conventional printer, the surface of the photosensitive drum is irradiated with light from an exposure device provided with light emitting elements such as an LED (Light Emitting Diode) array to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum, and further A printer that prints an image by causing a toner to adhere to the electrostatic latent image and developing the toner image is widely used (see, for example, Patent Document 1).
ところで露光装置は、例えば平板状に形成された基板の比較的広い平面部分である実装面に発光素子が実装されている。この発光素子は、プリント配線基板に対する取付面を当該プリント配線基板と対向させた状態で実装されており、実装面の法線方向に向けて光を発光する。従って露光装置は、基板の実装面を光の進行方向と直交する方向に向ける必要がある。 By the way, in the exposure apparatus, for example, a light emitting element is mounted on a mounting surface which is a relatively wide flat portion of a substrate formed in a flat plate shape. The light emitting element is mounted in a state where the mounting surface to the printed wiring board is opposed to the printed wiring board, and emits light in the normal direction of the mounting surface. Therefore, the exposure apparatus needs to orient the mounting surface of the substrate in a direction perpendicular to the traveling direction of light.
しかしながら基板の実装面には、複数の発光素子にそれぞれ電流を供給するための配線パターンを配置する必要がある。このため露光装置は、光の進行方向と直交する方向の幅がどうしても広くなり、小型化が困難である、という問題があった。 However, on the mounting surface of the substrate, it is necessary to dispose a wiring pattern for supplying current to each of the plurality of light emitting elements. For this reason, the exposure apparatus has a problem that the width in the direction orthogonal to the traveling direction of light is necessarily wide, and miniaturization is difficult.
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、小型に構成し得る発光アレイユニット、露光装置及び画像形成装置を提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and an object thereof is to propose a light emitting array unit, an exposure apparatus and an image forming apparatus which can be configured in a small size.
かかる課題を解決するため本発明の発光アレイユニットにおいては、基板及び発光アレイチップを有する発光アレイユニットであって、発光アレイチップは、所定の立体形状でなるチップ本体部と、チップ本体部における一面である発光面に設けられ、光を発射する発光素子と、チップ本体部における発光面に対し所定角度をなすパッド側面に設けられ、導電性を有する材料により形成され、発光素子と電気的に接続された複数の電極パッドとを設け、基板は、発光アレイチップを実装するべき実装面が形成された基板本体部と、基板本体部の実装面における少なくとも発光アレイチップを実装するべき実装範囲に、電極パッドと対応する箇所に配設された配線材と、実装面のうち実装範囲を除いた部分を覆う保護層とを設け、発光アレイチップは、基板に対し、電極パッドを配線材と電気的に接続させた状態で固定され、発光アレイチップの電極パッドは、パッド側面における電極パッド以外の部分であるパッド周辺部よりも窪んだ凹部に設けられているようにした。
また本発明の発光アレイユニットにおいては、基板及び発光アレイチップを有する発光アレイユニットであって、発光アレイチップは、所定の立体形状でなるチップ本体部と、チップ本体部における一面である発光面に設けられ、光を発射する発光素子と、チップ本体部における発光面に対し所定角度をなすパッド側面に設けられ、導電性を有する材料により形成され、発光素子と電気的に接続された複数の電極パッドとを設け、基板は、発光アレイチップを実装するべき実装面が形成された基板本体部と、基板本体部の実装面における少なくとも発光アレイチップを実装するべき実装範囲に、電極パッドと対応する箇所に配設された配線材と、実装面のうち実装範囲を除いた部分を覆う保護層とを設け、発光アレイチップは、基板に対し、電極パッドを配線材と電気的に接続させた状態で固定され、発光アレイチップのチップ本体部は、パッド側面と反対のパッド反対側面に、周囲部分よりも窪んだ反対面凹部が１以上形成されているようにした。
In order to solve such problems, the light emitting array unit of the present invention is a light emitting array unit having a substrate and a light emitting array chip, wherein the light emitting array chip comprises a chip body having a predetermined three-dimensional shape and one surface of the chip body. A light emitting element emitting light and a pad side surface provided at a predetermined angle with the light emitting surface of the chip main body, formed of a conductive material, and electrically connected to the light emitting element The substrate is provided with a plurality of electrode pads, and the substrate is provided at least on the mounting area for mounting the light emitting array chip on the mounting surface of the substrate main body, on which the mounting surface on which the light emitting array chip is to be mounted is formed. A light emitting array is provided by providing a wiring material disposed at a position corresponding to the electrode pad and a protective layer covering a portion of the mounting surface excluding the mounting range. Flop, relative to the substrate, is fixed in a state of being connected to the electrode pad and electrically wiring material, electrode pads of the light-emitting array chips, recessed from the pad peripheral portion is a portion other than the electrode pads in the pad side recess It was made to be provided in .
In the light emitting array unit according to the present invention, the light emitting array unit has a substrate and a light emitting array chip, and the light emitting array chip comprises a chip main body having a predetermined three-dimensional shape and a light emitting surface which is one surface of the chip main body. A light emitting element provided to emit light, and a plurality of electrodes provided on a side surface of the pad forming a predetermined angle with the light emitting surface of the chip body, formed of a conductive material, and electrically connected to the light emitting element A pad is provided, and the substrate corresponds to the electrode pad in at least a mounting range in which the light emitting array chip is to be mounted on the substrate main body portion on which the mounting surface on which the light emitting array chip is to be mounted is formed A wiring material disposed at a location and a protective layer covering a portion of the mounting surface excluding the mounting range are provided, and the light emitting array chip The electrode pad is fixed in a state of being electrically connected to the wiring member, and the chip body portion of the light emitting array chip is formed with one or more opposite surface recessed portions recessed from the peripheral portion on the pad opposite surface opposite to the pad side surface. It was made to be.
また本発明の露光装置においては、上述した発光アレイユニットと、発光アレイユニットの発光素子それぞれから出射された光を集光する複数のレンズを有するロッドレンズアレイとを設けるようにした。 Further, in the exposure apparatus of the present invention, the above-described light emitting array unit and a rod lens array having a plurality of lenses for condensing light emitted from each of the light emitting elements of the light emitting array unit are provided.
さらに本発明の画像形成装置においては、上述した発光アレイユニットが組み込まれた露光装置を設けるようにした。 Furthermore, in the image forming apparatus according to the present invention, an exposure device incorporating the above-mentioned light emitting array unit is provided.
本発明は、発光アレイチップの電極パッドを基板の実装範囲において配線材と対向させた状態で実装することにより、発光アレイチップを物理的に固定すると共に、互いに対向する各電極パッドと各配線材とをそれぞれ電気的に接続できる。このため本発明では、各発光素子から出射される光の進行方向に対し基板の実装面をほぼ平行に向けることができ、また発光アレイチップと基板とをボンディングワイヤ等により別途電気的に接続する必要が無い。さらに本発明では、電極パッドをパッド周辺部よりも窪んだ凹部に設けたため、発光アレイチップと基板側の配線材との間にＡＦＣを挟んで加熱及び加圧された場合に、該ＡＦＣの樹脂成分を周辺部との基板との間に貯留させることで、発光素子への這い上がりを効果的に抑制できる。 The present invention mounts the electrode pads of the light emitting array chip in a state of facing the wiring material in the mounting range of the substrate, thereby physically fixing the light emitting array chip as well as the electrode pads and the wiring materials facing each other. Can be electrically connected. Therefore, in the present invention, the mounting surface of the substrate can be directed substantially parallel to the traveling direction of the light emitted from each light emitting element, and the light emitting array chip and the substrate are separately electrically connected by bonding wires or the like. There is no need. Furthermore, in the present invention, since the electrode pad is provided in a recessed portion recessed from the pad peripheral portion, the resin of the AFC when heated and pressed while sandwiching the AFC between the light emitting array chip and the wiring material on the substrate side. By storing the components between the peripheral portion and the substrate, creeping of the light emitting element can be effectively suppressed.
本発明によれば、小型に構成し得る発光アレイユニット、露光装置及び画像形成装置を実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a light emitting array unit, an exposure apparatus and an image forming apparatus which can be configured in a small size.
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described using the drawings.
［１．第１の実施の形態］
［１−１．画像形成装置の構成］
図１に示すように、第１の実施の形態による画像形成装置１は、電子写真式のプリンタとして構成されており、例えばＡ３サイズやＡ４サイズ等の大きさでなる用紙Ｐに対し、所望のカラー画像を印刷するようになっている。
[1. First embodiment]
[1-1. Configuration of image forming apparatus]
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 according to the first embodiment is configured as an electrophotographic printer, and a desired sheet P having a size such as A3 size or A4 size, for example, is desired. It is designed to print color images.
画像形成装置１は、略箱型に形成されたプリンタ筐体２の内部に種々の部品が配置されている。因みに以下では、図１における右端部分を画像形成装置１の正面とし、この正面と対峙して見た場合の上下方向、左右方向及び前後方向をそれぞれ定義した上で説明する。
In the image forming apparatus 1, various components are disposed inside a
画像形成装置１は、制御部３により全体を統括制御するようになっている。この制御部３は、図示しない通信処理部を介して、パーソナルコンピュータのような上位装置（図示せず）と無線又は有線により接続されている。制御部３は、上位装置から印刷対象のカラー画像を表す画像データが与えられると共に当該カラー画像の印刷が指示されると、用紙Ｐの表面に印刷画像を形成する印刷処理を実行する。
The image forming apparatus 1 is generally controlled by the
プリンタ筐体２内の最下部には、用紙Ｐを収容する用紙収容カセット４と、用紙収容カセット４に集積された状態で収容されている用紙Ｐを１枚ずつ分離して給紙する給紙部５とが設けられている。給紙部５は、用紙収容カセット４の前端上側に位置しており、一点鎖線で示す搬送路Ｗに沿って用紙Ｐを進行させる。この給紙部５には、用紙収容カセット４の前端上側に設けられ中心軸を左右方向に向けたホッピングローラ６や、互いに対向するレジストローラ７及びピンチローラ８のような複数のローラに加え、用紙Ｐを案内するガイド等が設けられている。
A
給紙部５は、制御部３の制御によりホッピングローラ６等を回転させ、用紙収容カセット４に収容されている用紙Ｐを１枚ずつに分離して取り込むと共に、取り込んだ用紙Ｐを搬送路Ｗに沿って前上方へ進行させた後、プリンタ筐体２内の前端近傍における上下ほぼ中央となる位置において、後方へ折り返すように進行させる。
The
用紙Ｐは、給紙部５を経た後、プリンタ筐体２内を前側から後側へ大きく横切るように形成された中搬送部１０により、搬送路Ｗに沿って前側から後側へ向けて搬送される。この中搬送部１０の上側、すなわちプリンタ筐体２における中央よりも上寄りには、４個の画像形成ユニット１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ及び１１Ｋが後側から前側へ向かって順に配置されている。
The sheet P is conveyed along the conveyance path W from the front side to the rear side by the
画像形成ユニット１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ及び１１Ｋは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）の各色にそれぞれ対応している。画像形成ユニット１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ及び１１Ｋ（以下これらをまとめて画像形成ユニット１１とも呼ぶ）は、色のみが相違しており、何れも同様に構成されている。また画像形成ユニット１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ及び１１Ｋの下側における搬送路Ｗを挟んだ位置には、転写ローラ１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ及び１３Ｋがそれぞれ配置されている。
The
画像形成ユニット１１は、図２に示すように、画像形成部２１、トナーカートリッジ２２及びＬＥＤ（Light Emitting Diode）ヘッド２３により構成されている。トナーカートリッジ２２は、現像剤としてのトナーを収容しており、画像形成部２１の上側に配置され、当該画像形成部２１の上方に取り付けられている。このトナーカートリッジ２２は、収容しているトナーを画像形成部２１のトナー収容部３１へ供給する。
As shown in FIG. 2, the image forming unit 11 includes an
画像形成部２１には、トナー収容部３１の他、供給ローラ３２、現像ローラ３３、現像ブレード３４、感光体ドラム３５及び帯電ローラ３６が組み込まれている。また画像形成部２１は、図示しないモータから駆動力が供給されることにより、供給ローラ３２、現像ローラ３３及び帯電ローラ３６を矢印Ｒ２方向（図中の反時計回り）へ回転させると共に、感光体ドラム３５を矢印Ｒ１方向（図中の時計回り）へ回転させる。
In the
供給ローラ３２は、所定のバイアス電圧が印加されており、トナー収容部３１内のトナーを周側面に付着させ、回転することによりこのトナーを現像ローラ３３の周側面に付着させる。現像ローラ３３は、やはり所定のバイアス電圧が印加されており、現像ブレード３４によって周側面から余分なトナーが除去された後、この周側面を感光体ドラム３５の周側面に当接させる。
A predetermined bias voltage is applied to the
一方、帯電ローラ３６は、所定のバイアス電圧が印加された状態で感光体ドラム３５と当接することにより、当該感光体ドラム３５の周側面を一様に帯電させる。露光装置としてのＬＥＤヘッド２３は、複数のＬＥＤチップが左右方向に沿って直線状に配置されており（詳しくは後述する）、制御部３（図１）から供給される画像データに基づいた発光パターンで、所定の時間間隔毎に発光することにより、感光体ドラム３５を露光する。これにより感光体ドラム３５は、その上端近傍において周側面に静電潜像が形成される。
On the other hand, the charging
続いて感光体ドラム３５は、矢印Ｒ１方向へ回転することにより、この静電潜像を形成した箇所を現像ローラ３３と当接させる。これにより感光体ドラム３５の周側面には、静電潜像に基づいてトナーが付着し、画像データに基づいたトナー画像が現像される。
Subsequently, the
転写ローラ１３は、感光体ドラム３５の下側に位置しており、搬送路Ｗ上において、その周側面における上端近傍を当該感光体ドラム３５の下端近傍と当接させている。また転写ローラ１３は、所定のバイアス電圧が印加され、図示しないモータから駆動力が供給されて矢印Ｒ２方向へ回転する。このため転写ローラ１３は、搬送路Ｗに沿って用紙Ｐが搬送されていた場合、感光体ドラム３５の周側面に現像されたトナー画像をこの用紙Ｐに転写することができる。
The
このようにして画像形成ユニット１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ及び１１Ｃは、搬送されてくる用紙Ｐに対し、それぞれの色によるトナー画像を順次転写し、重ねていく。
In this manner, the
中搬送部１０（図１）の後端近傍には、定着ユニット１５が設けられている。定着ユニット１５は、加熱ローラ１６及び加圧ローラ１７により構成されている。加熱ローラ１６は、中心軸を左右方向に向けた円筒状に形成されており、内部にヒータが設けられている。加圧ローラ１７は、加熱ローラ１６と同様の円筒状に形成されており、上側の表面を加熱ローラ１６における下側の表面に所定の押圧力で押し付けている。
A fixing
この定着ユニット１５は、制御部３の制御に基づき、加熱ローラ１６を加熱すると共に当該加熱ローラ１６及び加圧ローラ１７をそれぞれ所定方向へ回転させる。これにより定着ユニット１５は、画像形成ユニット１１から受け渡された用紙Ｐ、すなわち４色のトナー画像が重ねられた用紙Ｐに対して熱及び圧力を加えてトナーを定着させ、さらに後上方へ受け渡す。
The fixing
定着ユニット１５の後上方には、排紙部１８が配置されている。排紙部１８は、複数の排出ローラや用紙を案内するガイド等の組み合わせにより構成されている。この排紙部１８は、制御部３の制御に従って各排出ローラを適宜回転させることにより、定着ユニット１５から受け渡される用紙Ｐを後上方へ搬送してから前方へ向けて折り返し、プリンタ筐体２の上面に形成された排出トレイ２Ｔへ排出する。
In the upper rear of the fixing
このように画像形成装置１は、印刷処理を実行する際、各色の画像形成ユニット１１において、ＬＥＤヘッド２３（図２）をそれぞれ発光させることによりトナー画像をそれぞれ形成し、これを用紙Ｐに順次転写するようになっている。 As described above, when the image forming apparatus 1 executes the printing process, the image forming unit 11 of each color causes the LED heads 23 (FIG. 2) to emit light to respectively form toner images, which are sequentially formed on the sheet P It is supposed to transcribe.
［１−２．ＬＥＤヘッドの構成］
次に、ＬＥＤヘッド２３の構成について説明する。ＬＥＤヘッド２３は、図３（Ａ）に模式的に示すように、全体として概ね直方体状に形成されている。因みに図３（Ａ）は、作図の都合上、ＬＥＤヘッド２３における下方向を紙面の上側に向けた状態を表している。
[1-2. LED head configuration]
Next, the configuration of the
ＬＥＤヘッド２３は、板状の後側板４１及び前側板４２により前後から挟まれたような構成となっている。後側板４１及び前側板４２は、何れも透明かつ十分な強度を有するガラス材料でなり、左右方向に長く前後方向に薄い直方体状ないし薄板状に形成されている。また前側板４２は、後側板４１と比較して、左右方向及び上下方向にそれぞれ短くなっている。
The
説明の都合上、以下では、ＬＥＤヘッド２３から前側板４２等を省略した状態を図３（Ｂ）に示し、またそのＡ１−Ａ２断面図を図３（Ｃ）に示す。この図３（Ｃ）は、図１及び図２と比較して、ＬＥＤヘッド２３を紙面上で半回転させた姿勢を表すことになる。
In the following, the state where the
後側板４１の前面には、基板４３が取り付けられている。基板４３は、左右方向に長く前後方向に薄い直方体状ないし薄板状に形成され、左右方向及び上下方向の長さが、何れも後側板４１よりも短くなっている。この基板４３は、いわゆるプリント配線基板であり、その後面等に配線パターンが形成されている（詳しくは後述する）。
A
基板４３の前面における下端近傍には、例えば２６個のように複数のＬＥＤアレイチップ４４が、左右方向沿って一直線状に整列された状態で取り付けられている。各ＬＥＤアレイチップ４４は、全体として左右方向に細長い直方体状に形成されており、その下面に、下方へ向けて光を発光する複数のＬＥＤ素子が設置されている（詳しくは後述する）。
In the vicinity of the lower end of the front surface of the
また基板４３の前面における左端近傍には、コネクタ４５が取り付けられている。このコネクタ４５は、電気接続用の端子が複数組み込まれており、基板４３に形成された配線パターンと電気的に接続されている。
In the vicinity of the left end of the front surface of the
後側板４１の前面における上端近傍であって、ＬＥＤアレイチップ４４の下側には、ロッドレンズアレイ４６が取り付けられている。ロッドレンズアレイ４６は、全体として左右方向に長い直方体状に形成されており、光軸を上下方向に沿わせたレンズを、左右方向に沿って多数整列配置した構成となっている。このロッドレンズアレイ４６は、後面が後側板４１の前面に当接し、且つ前面が前側板４２の後面に当接している。
A
また、前側板４２の後面側における上端、左端及び右端の近傍には、シリコン等でなる充填剤４７により、後側板４１又は基板４３との隙間が充填されている。すなわちＬＥＤヘッド２３は、ＬＥＤアレイチップ４４の周囲の空間を、後側板４１及び前側板４２により前後から挟み、且つロッドレンズアレイ４６及び充填剤４７により上下左右を閉塞した構成となっている。
In the vicinity of the upper end, the left end, and the right end on the rear surface side of the
［１−３．ＬＥＤアレイチップの構成及び製造］
次に、ＬＥＤアレイチップ４４の構成について説明する。ＬＥＤアレイチップ４４は、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、チップ本体部５１を中心に構成されている。チップ本体部５１は、例えば半導体素子と同様のシリコンで構成されており、左右方向に細長い直方体状となっている。因みにチップ本体部５１における左右方向の長さは、約８［ｍｍ］である。
[1-3. Configuration and Production of LED Array Chip]
Next, the configuration of the
チップ本体部５１の下面５１Ｌには、導電性の金属材料により、所定の配線パターン（図示せず）が形成されている。また下面５１Ｌには、１９２個のＬＥＤ素子５２が左右方向に沿って並んで等間隔に設置されている。各ＬＥＤ素子５２は、光軸を下方向に向けた発光素子として構成されると共に、下面５１Ｌの配線パターンと電気的に接続されている。このＬＥＤ素子５２は、下面５１Ｌの配線パターンを介して電流が供給されることにより、下方へ向けて光を発射することができる。説明の都合上、以下では下面５１Ｌを発光面とも呼ぶ。因みにチップ本体部５１の前面５１Ｆは、平坦に形成されている。
A predetermined wiring pattern (not shown) is formed on the
チップ本体部５１の後面５１Ｂは、その周辺よりも前方へ窪んだ凹部５３と、当該凹部５３以外の部分であり当該凹部５３よりも後方へ突出した周辺部５４とが、左右方向に沿って交互に出現するような段差状に形成されている。この後面５１Ｂは、下面５１Ｌに対し９０度の角度をなしている。
The
さらに各凹部５３には、その全範囲を覆うようにして、電極パッド５５がそれぞれ形成されている。すなわち凹部５３及び電極パッド５５は、後面５１Ｂ側から見て、チップ本体部５１の下面５１Ｌから上面５１Ｕまでに渡る範囲に形成されている（図４（Ｂ））。電極パッド５５は、例えば金（Ａｕ）等の導電性を有する金属材料でなり、下面５１Ｌの配線パターンとそれぞれ電気的に接続されている。
Furthermore,
因みにＬＥＤアレイチップ４４では、電極パッド５５における左右方向の長さを表す距離ＤＣ１が約１２０［μｍ］であり、また該電極パッド５５の後面と周辺部５４の後面との間隔、すなわち段差の深さである距離ＤＣ２が約２０［μｍ］である。またチップ本体部５１における上下方向の長さである距離ＤＣ３は、約３００［μｍ］となっている。
Incidentally, in the
次に、ＬＥＤアレイチップ４４の製造について説明する。具体的には、図５（Ａ）及びそのＢ１−Ｂ２断面である図５（Ｂ）に示すように、シリコンウェハ６０に対し、複数のＬＥＤアレイチップ４４が前後方向に沿って複数並んだ状態で製造され、これらが切断線ＬＣに沿って切断されるようになっている。因みにシリコンウェハ６０の厚さ、すなわち上下方向の長さは、例えば６００〜７００［μｍ］程度である。
Next, the manufacture of the
まずシリコンウェハ６０は、その下面６０Ｌに、周知の成膜工程やエッチング工程等により、複数のＬＥＤ素子５２が左右方向に沿って等間隔に、且つ複数列に渡って構成される。またシリコンウェハ６０の下面６０Ｌには、電極パッド５５（図４）を形成すべき位置に、スパッタリング等により形成された金属薄膜でなる表面電極６１が複数形成される。各表面電極６１は、左右方向に沿って、且つ複数列となるように整列されており、下面６０Ｌに形成される配線パターン（図示せず）により、各ＬＥＤ素子５２のアノードやカソードと電気的に接続される。
First, on the
さらにシリコンウェハ６０における下面６０Ｌ側には、凹部５３に相当する位置であって、各表面電極６１と隣接する位置に、フォトグラフィ及びエッチング等により、複数の孔部６２が形成される。各孔部６２は、下方から見て長方形状に形成され、左右方向に沿って複数個が並び、且つ複数列を形成するように配置される。この孔部６２のうち前側面の部分が、ＬＥＤアレイチップ４４における凹部５３（図４）となる。さらに各孔部６２の深さは、約３００［μｍ］となる。
Further, on the
続いて、図５（Ｂ）と対応する図６（Ａ）に示すように、層間絶縁膜（図示せず）が形成された後、スパッタリングや真空蒸着により（すなわちフォトリソグラフィ法により）、各表面電極６１の露出部分及び各孔部６２の内側面に対し、金属膜６３がそれぞれ形成される。金属膜６３は、例えば金（Ａｕ）でなり、その厚さが約１［μｍ］となる。この金属膜６３のうち、孔部６２の前側面に形成された部分が、ＬＥＤアレイチップ４４における電極パッド５５（図４）となる。
Subsequently, as shown in FIG. 6 (A) corresponding to FIG. 5 (B), after an interlayer insulating film (not shown) is formed, each surface is formed by sputtering or vacuum evaporation (ie by photolithography). A
次にシリコンウェハ６０は、図６（Ｂ）に示すように、下面６０Ｌからの深さが約３００［μｍ］の範囲でダイシングにより切断線ＬＣに沿って切断処理が行われ、切断溝が形成される。このためシリコンウェハ６０は、上側約半分の部分であるシリコンウェハ上部６０Ｔにより、下側の各ＬＥＤアレイチップ４４をそれぞれ繋ぎ止めた状態となる。
Next, as shown in FIG. 6B, the
ところでダイシングでは、刃の厚さ等に応じて、例えば数［μｍ］程度の幅で切断対象（すなわちシリコンウェハ６０）が削り落とされる。またシリコンウェハ６０では、左右方向に沿った切断線ＬＣが、各孔部６２における後側面の近傍を通過している（図５（Ａ））。このためシリコンウェハ６０では、切断線ＬＣに沿ってダイシングが行われる際に、孔部６２の後側面に形成された金属膜６３を削り落とし、各ＬＥＤアレイチップ４４の前面５１Ｆを一様に平坦な形状とする。
By the way, in dicing, the object to be cut (that is, the silicon wafer 60) is scraped off with a width of, for example, several [μm] according to the thickness of the blade or the like. In the
続いてシリコンウェハ６０は、バックグラインディングプロセスにより、シリコンウェハ上部６０Ｔが上面側から徐々に研削され、切断溝及び孔部６２の底面（すなわち上側面）に到達することにより、各ＬＥＤアレイチップ４４を分離させることができる。この結果、複数のＬＥＤアレイチップ４４（図４）が完成する。
Subsequently, the
［１−４．基板の構成］
次に、基板４３の構成について説明する。図７（Ａ）に部分的な前面図を示すと共に図７（Ｂ）に部分的な下面図を示すように、基板４３は、基材７１、配線材７２及び保護層７３により構成されており、さらに前面（以下これを実装面とも呼ぶ）の外縁である下端近傍に、ＬＥＤアレイチップ４４を実装するための実装領域７４が形成されている。
[1-4. Board Configuration]
Next, the configuration of the
基材７１は、ガラス繊維にエポキシ樹脂を染み込ませて熱硬化処理を施した、いわゆるガラスエポキシ材であり、絶縁性を有すると共に、十分な強度を有している。配線材７２は、銅（Ｃｕ）材料でなり、基材７１の前面上に所定の配線パターンを形成する。この配線材７２は、実装領域７４において、上下方向に沿った直線状に形成されており、左右方向に沿って適宜間隔を空けながら、複数配置されている。以下では、配線材７２のうち実装領域７４内に配線された部分を、露出配線材７２Ｃ（図中斜線で示す）とも呼ぶ。
The
保護層７３は、いわゆるソルダーレジストであり、基材７１及び配線材７２の前面に塗布され、該配線材７２の絶縁及び保護を行っている。この保護層７３は、配線材７２により形成された配線パターンのうち、コネクタ４５の端子を取り付けるための電極（図示せず）や実装領域７４等を除いた部分に形成されている。このため実装領域７４では、配線材７２の露出配線材７２Ｃが保護層７３により保護されておらず、他の電極等と同様に、前方に露出している。
The
因みに配線材７２は、エッチング処理等を経て形成されるため、図７（Ｂ）に示すように、断面若しくは側面から見た形状が概ね台形となる。また配線材７２は、保護層７３により保護されていない部分、すなわち電極（図示せず）や実装領域７４内の露出配線材７２Ｃにおいて、金（Ａｕ）によるメッキ処理が施され、銅（Ｃｕ）材料の酸化を防いでいる。この露出配線材７２Ｃは、メッキ処理後の状態で、基材７１側における左右方向長さである距離ＤＢ１が約１００［μｍ］であり、前後方向長さ、すなわち基材７１の前面からの突出量である距離ＤＢ２が約３５［μｍ］である。
Incidentally, since the
実装領域７４は、ＬＥＤアレイチップ４４（図４）をそれぞれ実装すべき複数の実装予定領域７４Ａを囲むように、左右方向に長く上下方向に短い領域として形成されている。各実装予定領域７４Ａは、実装領域７４内において、長手方向を左右方向に沿わせ、且つ左右方向に互いに隣接するように配置されている。
The mounting
［１−５．ＬＥＤヘッドの製造］
ＬＥＤヘッド２３は、その製造工程において、基板４３にＬＥＤアレイチップ４４を実装した後、他の部品と組み合わせられる。
[1-5. LED head manufacturing]
The
すなわち基板４３（図７）は、その前面を上方へ向けた姿勢で所定の治具に設置され、実装領域７４に対し、まず異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film、図示せず）が貼り付けられる。続いて基板４３は、フリップチップボンダ（図示せず）等の装置により、図８（Ａ）に示すように、実装領域７４の各実装予定領域７４Ａに合わせて、複数のＬＥＤアレイチップ４４が順次仮圧着される。このとき各ＬＥＤアレイチップ４４は、後面５１Ｂにおける各電極パッド５５の表面（後面）と、実装領域７４の各露出配線材７２Ｃ（図７）における前面とを、ＡＣＦを介して互いに接合させた状態となる。
That is, the substrate 43 (FIG. 7) is placed on a predetermined jig with its front surface facing upward, and an anisotropic conductive film (ACF: not shown) is first attached to the mounting
因みにＬＥＤアレイチップ４４は、基板４３の実装面を基準とした各ＬＥＤ素子５２における上下方向及び前後方向の位置を揃え、且つ左右方向に沿って一直線状に整列するように、それぞれ位置決めされる。
Incidentally, the LED array chips 44 are respectively positioned so as to align the positions in the vertical direction and the longitudinal direction in the
基板４３は、全てのＬＥＤアレイチップ４４が仮圧着されると、これらが一括して加圧及び加熱されることにより、本圧着される。この結果、ＬＥＤアレイチップ４４は、基板４３に対し物理的に固定され、且つ各電極パッド５５を各露出配線材７２Ｃに対し電気的に接続した状態、すなわち当該基板４３に対し適切な位置に実装された状態となる（図８（Ｂ））。以下、全てのＬＥＤアレイチップ４４が実装された基板４３を、発光アレイユニット４８とも呼ぶ。
When all the LED array chips 44 are temporarily pressure-bonded, the
次に、この発光アレイユニット４８及びロッドレンズアレイ４６（図３）は、それぞれの後面にＵＶ（Ultra Violet）硬化樹脂でなる接着剤が塗布された上で、図３（Ｂ）及び（Ｃ）に示したように、後側板４１の前面に貼り付けられる。このとき発光アレイユニット４８及びロッドレンズアレイ４６は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等のイメージセンサを用いて、その像やＭＴＦ（Modulation Transfer Function）等が観測されることにより、精密に位置決めが行われる。
Next, the light emitting
具体的に発光アレイユニット４８及びロッドレンズアレイ４６は、該ロッドレンズアレイ４６の上下方向に関する中心線４６Ｃから見て、感光体ドラム３５（図２）の想定位置３５Ｓまでの距離ＤＡ１と、ＬＥＤ素子５２の発光表面までの距離ＤＡ２とが同等となるように、後側板４１に対してそれぞれ位置決めされ、機械的に仮固定される。その後、後側板４１は、後側からＵＶ光が照射されることにより、接着剤が硬化され、発光アレイユニット４８及びロッドレンズアレイ４６が固定される。
Specifically, when the light emitting
次に、ロッドレンズアレイ４６の前面にＵＶ硬化樹脂でなる接着剤が塗布された上で、当該前面に対し前側板４２が貼り付けられ、機械的に仮固定される。その後、前側板４２は、前側からＵＶ光が照射されることにより、接着剤が硬化され、ロッドレンズアレイ４６に対して固定される。
Next, after an adhesive made of a UV curing resin is applied to the front surface of the
最後に、後側板４１及び前側板４２の隙間、すなわち前側板４２の右辺、上辺及び左辺沿った部分に充填剤４７を充填することにより（図３（Ａ））、ＬＥＤアレイチップ４４の周囲の空間を閉塞し、防塵や物理的な保護を行う。この結果、ＬＥＤヘッド２３が完成する。
Finally, the space between the
ところでＬＥＤヘッド２３では、各部における前後方向の長さがそれぞれ適切に定められることにより、上述した製造工程に従って製造することにより、ＬＥＤ素子５２の光軸ＬＸがロッドレンズアレイ４６における前後方向の中心を通過させるようになっている。
具体的にＬＥＤヘッド２３では、ＬＥＤ素子５２の光軸ＬＸから基板４３の後面までの距離ＤＡ４と、該光軸ＬＸからロッドレンズアレイ４６の前面までの距離ＤＡ５とが同等であり、これらがロッドレンズアレイ４６の厚さに相当する距離ＤＡ６の１／２となっている。
By the way, in the
Specifically, in the
［１−６．効果等］
以上の構成において、第１の実施の形態による画像形成装置１のＬＥＤヘッド２３は、基板４３にＬＥＤアレイチップ４４を実装した発光アレイユニット４８を中心に構成した。このうちＬＥＤアレイチップ４４は、チップ本体部５１の下面５１ＬにＬＥＤ素子５２を設けると共に、その側面である後面５１Ｂに、該ＬＥＤ素子５２等と電気的に接続された電極パッド５５を設けた。また基板４３には、保護層７３を省略することにより配線材７２の露出配線材７２Ｃを露出させた実装領域７４を形成した。
[1-6. Effect etc]
In the above configuration, the
そして発光アレイユニット４８は、基板４３の実装領域７４において、露出配線材７２Ｃとの間にＡＣＦを挟んでチップ本体部５１の電極パッド５５を対向させて加熱・加圧することにより、ＬＥＤアレイチップ４４を固定すると共に導通させた。
Then, in the mounting
ここで、比較用に図９に示す従来のＬＥＤヘッド１２３では、後側板４１及び前側板４２に相当するホルダ１４１に対し、基板１４３が実装面を上下方向に向けた姿勢で取り付けられ、下面に配線パターンが形成されると共にＬＥＤアレイチップ１４４が実装されていた。このＬＥＤアレイチップ１４４は、基板１４３に対し、接着剤等で固定された上、ワイヤボンディングにより該基板１４３上の電極と電気的に接続されていた。このため従来のＬＥＤヘッド１２３では、電極や配線パターンを形成するための領域を確保する観点から、基板１４３における前後方向の長さである距離ＤＪ１をある程度長く形成する必要があった。また図９から分かるように、ＬＥＤヘッド１２３では、全体の前後長が基板１４３における前後長に依存しているため、距離ＤＪ１が比較的長いことに応じて、全体の前後長である距離ＤＪ２も長くなっていた。
Here, in the
これに対し、本実施の形態によるＬＥＤヘッド２３（図３）は、基板４３の板面を前後方向に向け、その前面に配線パターンを形成すると共にＬＥＤアレイチップ４４を実装し、ＬＥＤ素子５２から下方向へ光を発光させるようにした。換言すれば、ＬＥＤヘッド２３における前後方向の長さである距離ＤＡ７は、ロッドレンズアレイ４６における前後方向の長さである距離ＤＡ６に、後側板４１及び前側板４２の厚さを加算した距離となっている。このためＬＥＤヘッド２３は、従来のＬＥＤヘッド１２３における距離ＤＪ２と比較して、前後方向の長さである距離ＤＡ７を格段に小さく抑えることができる。
On the other hand, in the LED head 23 (FIG. 3) according to this embodiment, the plate surface of the
従ってＬＥＤヘッド２３では、ＬＥＤ素子５２の光軸ＬＸをロッドレンズアレイ４６における前後方向の中心に一致させるように、ＬＥＤアレイチップ４４及び基板４３における前後方向の長さ（すなわち厚さ）やＬＥＤ素子５２の位置等を、それぞれ適切に設計すれば良い。また基板４３は、配線パターンを形成するために十分な面積が必要であったとしても、上下方向に延長すれば良いため、該基板４３における前後方向の長さ（すなわち厚さ）を変更する必要が無く、上述した距離ＤＡ３（図３（Ｃ））に維持できる。
Therefore, in the
またＬＥＤアレイチップ４４（図４）は、基板４３に対する取付面である後面５１Ｂに、電極パッド５５を形成し、これを該基板４３の露出配線材７２Ｃ（図７）と対向させ、ＡＣＦを介して導通及び固定するようにした。このためＬＥＤヘッド２３では、従来のＬＥＤヘッド１２３等において必要であった、ＬＥＤアレイチップと基板とを電気的に接続するワイヤボンディングが不要となるため、そのための電極を形成する必要が無く、またワイヤのための空間を確保する必要も無く、さらには製造工程を簡素化することができる。
Further, in the LED array chip 44 (FIG. 4), an
ところでＡＣＦには、導電成分や樹脂成分等が含まれている。このうち樹脂成分は、加熱された際に溶解して液状となり、物体の表面に沿って展開しようとする、いわゆる「這い上がり」を発生させる場合がある。仮にこの這い上がりがＬＥＤ素子５２に到達した場合、該ＬＥＤ素子５２から発光した光を遮ってしまう恐れがある。
By the way, ACF contains a conductive component, a resin component and the like. Among them, the resin component may be melted to become liquid when heated, and may cause so-called "rolling up" which tends to spread along the surface of the object. If this crawling reaches the
この点においてＬＥＤアレイチップ４４（図４）は、チップ本体部５１における後面５１Ｂを平坦では無く、電極パッド５５が形成された凹部５３を周辺部５４に対し前方へ窪ませ、該後面５１Ｂを段差状に形成した。また基板４３（図７）は、実装領域７４において、平坦な基材７１の前面に対し、配線材７２（露出配線材７２Ｃ）が形成された箇所のみ前方へ突出した形状、すなわち左右方向に沿って段差状に形成した。
At this point, the LED array chip 44 (FIG. 4) is not flat on the
さらに、ＬＥＤアレイチップ４４の電極パッド５５における左右方向の長さである距離ＤＣ１（図４、約１２０［μｍ］）は、基板４３の露出配線材７２Ｃにおける左右方向の長さである距離ＤＢ１（図７、約１００［μｍ］）よりも長い。また、ＬＥＤアレイチップ４４のチップ本体部５１における後面５１Ｂに形成された段差の深さである距離ＤＣ２（図４、約２０［μｍ］）は、基板４３の露出配線材７２Ｃにおける前後方向の長さである距離ＤＢ２（図７、約３５［μｍ］）よりも短い。
Furthermore, a distance DB1 (FIG. 4, about 120 [μm]), which is the length in the left-right direction of the
このため発光アレイユニット４８では、基板４３の実装領域７４にＬＥＤアレイチップ４４を取り付ける場合に、ＬＥＤアレイチップ４４におけるチップ本体部５１の後面５１Ｂを露出配線材７２Ｃの前面と対向させたときに、露出配線材７２Ｃと周辺部５４との間に空間４８Ｓを形成することができる（図８（Ｂ））。
Therefore, in the light emitting
これにより発光アレイユニット４８は、その製造工程において基板４３及びＬＥＤアレイチップ４４の間にＡＣＦを間に挟んで加熱及び加圧し、ＡＣＦに含まれる樹脂成分が溶解した場合に、この樹脂成分を空間４８Ｓに貯留させることができ、ＬＥＤ素子５２への這い上がりを効果的に抑制できる。
Accordingly, the light emitting
またＬＥＤアレイチップ４４（図４）は、電極パッド５５をＬＥＤ素子５２が形成された下面５１Ｌとは異なる他の側面である後面５１Ｂに設けた。このためＬＥＤアレイチップ４４は、下面５１Ｌに電極パッドを設ける必要が無く、従来のＬＥＤアレイチップ１４４（図９）と比較して、該下面５１Ｌの面積を小さく抑えることができる。
The LED array chip 44 (FIG. 4) is provided with the
実際上、ＬＥＤアレイチップ４４では、ＬＥＤ素子５２を左右方向に沿って配置するため、左右方向の長さを短縮することが困難であるものの、下面５１Ｌの必要面積が小さくなることにより、前後方向の長さを短縮することが可能となる。これに伴いＬＥＤアレイチップ４４は、１枚のシリコンウェハ６０（図５（Ａ））から製造可能な数量を増加させることができ、製造コストの削減等にも寄与することができる。
Actually, in the
またＬＥＤヘッド２３は、後側板４１及び前側板４２を透明なガラス材料により構成したことにより、その製造工程において接着により各部品を固定する場合に、ＵＶ硬化樹脂を接着剤として利用することができる。これによりＬＥＤヘッド２３は、一般的な接着剤を利用する場合と比較して、短時間で硬化させることができるので、製造に要する時間を短縮でき、またロッドレンズアレイ４６や発光アレイユニット４８を高精度に位置決めして仮固定した状態から短時間で固定できるため、時間の経過に伴う位置のずれを回避できる。
Moreover, the
以上の構成によれば、第１の実施の形態による画像形成装置１のＬＥＤヘッド２３では、ＬＥＤアレイチップ４４の電極パッド５５を基板４３の露出配線材７２Ｃと対向させてＬＥＤアレイチップ４４を基板４３の実装領域７４に実装し、発光アレイユニット４８を構成した。このためＬＥＤヘッド２３では、基板４３の板面がＬＥＤ素子５２の光軸ＬＸと平行となるために前後方向の長さである距離ＤＡ７を短く抑えることができ（図３）、またワイヤボンディング等による基板４３とＬＥＤアレイチップ４４との電気的な接続を不要として構成を簡素化できる。
According to the above configuration, in the
［２．第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と比較して、ＬＥＤアレイチップ４４に代わるＬＥＤアレイチップ２４４が用いられる点のみ相違し、他の点については同様に構成されている。
[2. Second embodiment]
The second embodiment is different from the first embodiment only in that an
図４（Ａ）と対応する図１０（Ａ）に示すように、ＬＥＤアレイチップ２４４は、チップ本体部５１と対応するチップ本体部２５１において、後面５１Ｂが第１の実施の形態と同様に構成されている。その一方でＬＥＤアレイチップ２４４は、前面２５１Ｆが平坦では無く、後面５１Ｂと概ね前後対称な段差状に形成されている。なお図１０（Ｂ）は、ＬＥＤアレイチップ２４４の前面図を示している。
As shown in FIG. 10 (A) corresponding to FIG. 4 (A), in the
具体的に前面２５１Ｆには、後面５１Ｂにおける凹部５３、周辺部５４及び電極パッド５５とそれぞれ対応する凹部２５３、周辺部２５４及び電極パッド２５５が設けられている。また、前面２５１Ｆにおける凹部２５３、周辺部２５４及び電極パッド２５５は、何れも後面５１Ｂにおける凹部５３、周辺部５４及び電極パッド５５と前後対称な位置に設けられている。また電極パッド２５５は、下面２５１Ｌに設けられる配線パターン（図示せず）により、ＬＥＤ素子５２等と電気的に接続されている。
Specifically, on the
このＬＥＤアレイチップ２４４は、第１の実施の形態と同様、周知の半導体素子の製造技術を利用して製造される。具体的には、図５（Ａ）及び（Ｂ）と対応する図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、シリコンウェハ２６０に対し、複数のＬＥＤアレイチップ２４４が前後方向に沿って複数並んだ状態で製造され、これらが切断線ＬＣに沿って切断される。因みに図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）におけるＣ１−Ｃ２断面図である。
The
このシリコンウェハ２６０は、シリコンウェハ６０の場合と同様の製造工程により、その下面２６０Ｌに複数のＬＥＤ素子５２や表面電極６１等が形成され、さらに凹部５３及び２５３に相当する位置に、複数の孔部２６２が形成される。各孔部２６２は、第１の実施の形態による各孔部６２をそれぞれ後方へ拡張したような形状となっている。またシリコンウェハ２６０では、左右方向に沿った切断線ＬＣが、各孔部２６２における前後方向の中央近傍を横切るような位置に設定されている。その後、シリコンウェハ２６０は、第１の実施の形態と同様の製造工程が順次行われる。この結果、複数のＬＥＤアレイチップ２４４（図１０）が完成する。
In the
このように、第２の実施の形態によるＬＥＤアレイチップ２４４は、第１の実施の形態と同様に後面５１Ｂに凹部５３、周辺部５４及び電極パッド５５を設けたことに加えて、前面２５１Ｆに凹部２５３、周辺部２５４及び電極パッド２５５を設け、段差状とした。
Thus, the
ところで第１の実施の形態によるＬＥＤアレイチップ４４は、チップ本体部５１の前面５１Ｆが、切断線ＬＣ（図５（Ａ））に沿ったダイシングによる切断面として形成される。このためＬＥＤアレイチップ４４では、ＬＥＤ素子５２等の位置に対応した位置合わせ用の基準マーク等を前面５１Ｆに形成できなかった。
By the way, in the
このためＬＥＤアレイチップ４４は、フリップチップボンダ等により基板４３に実装される場合に、その様子を撮像した画像において、エッジ検出のような画像処理等を利用して、前面５１Ｆの外周を表す線を検出し、この線を用いて位置合わせが行われる。しかしながらこの手法では、ダイシングやバックグラインドにおける切断面の位置精度が比較的低いために、位置合わせの精度が必ずしも高くなかった。
For this reason, when the
この点においてＬＥＤアレイチップ２４４は、前面２５１Ｆに周辺部２５４及び電極パッド２５５を設け、これらの境界線を段差状とした（図１０）。この境界線は、シリコンウェハ２６０（図１１）に対するフォトグラフィ及びエッチング等により形成されるものであるため、ＬＥＤ素子５２に対する位置精度が極めて高く、例えば基準マークを形成する場合と同程度となる。このためＬＥＤアレイチップ２４４は、基板４３への実装時にこの境界線が利用されることにより、第１の実施の形態よりも位置精度を高めることができる。
At this point, the
またＬＥＤアレイチップ２４４は、前面２５１Ｆにおいて周辺部２５４がシリコンであるのに対し、電極パッド２５５が金であるため、映像において、材料の差異に起因した映像上の差異が生じ、境界線を容易に特定することができる。さらにＬＥＤアレイチップ２４４は、例えば斜め方向から光を照射することにより、撮像した画像において段差によるコントラスト差を生じさせ、段差部分を明確に映し出すことができるので、境界線をさらに容易に検出させることもできる。
In addition, since the
そのうえＬＥＤアレイチップ２４４は、前面２５１Ｆの電極パッド２５５を、下面２５１ＬのＬＥＤ素子５２等と電気的に接続させた。またＬＥＤアレイチップ２４４は、後面５１Ｂを基板４３の前面と対向させて該基板４３に実装されるため、実装後に前面２５１Ｆを該基板４３の前面と同一の方向に向けることになる。これによりＬＥＤアレイチップ２４４は、例えば基板４３への実装後に行われる動作試験等において、電極パッド２５５を動作試験用の電極として機能させることができ、基板４３の実装面と同様に、プローブ等を当てる作業を容易に行わせることができる。
In addition, the
その他の点においても、第２の実施の形態によるＬＥＤアレイチップ２４４は、第１の実施の形態によるＬＥＤアレイチップ４４と同様の作用効果を得ることができる。
Also in the other points, the
［３．第３の実施の形態］
第３の実施の形態では、第１の実施の形態と比較して、ＬＥＤアレイチップ４４に代わるＬＥＤアレイチップ３４４が用いられる点のみ相違し、他の点については同様に構成されている。
[3. Third embodiment]
The third embodiment is different from the first embodiment only in that an
ＬＥＤアレイチップ３４４は、図４（Ａ）及び図１０（Ａ）と対応する図１２（Ａ）に示すように、チップ本体部５１と対応するチップ本体部３５１において、後面５１Ｂが第１の実施の形態と同様に構成されている。その一方でＬＥＤアレイチップ３４４は、第２の実施の形態によるＬＥＤアレイチップ２４４と同様、前面３５１Ｆが段差状に形成されている。
As shown in FIG. 12A corresponding to FIG. 4A and FIG. 10A, the
ただし前面３５１Ｆには、電極パッド２５５が省略されており、左右方向に沿って凹部３５３及び周辺部３５４が交互に設けられている。また前面３５１Ｆの凹部３５３及び周辺部３５４は、ＬＥＤアレイチップ２４４の前面２５１Ｆと異なり、後面５１Ｂにおける凹部５３及び周辺部５４とそれぞれ前後非対称な位置に設けられている。すなわち凹部３５３は、後面５１Ｂにおける周辺部５４と概ね前後対称な位置に設けられている。また周辺部３５４は、後面５１Ｂにおける凹部５３と概ね前後対称な位置に設けられている。
However, on the
このＬＥＤアレイチップ３４４は、第１及び第２の実施の形態と同様、周知の半導体素子の製造技術を利用して製造される。具体的には、図５（Ａ）及び（Ｂ）並びに図１１（Ａ）及び（Ｂ）とそれぞれ対応する図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、シリコンウェハ３６０に対し、複数のＬＥＤアレイチップ３４４が前後方向に沿って複数並んだ状態で製造され、これらが切断線ＬＣに沿って切断される。因みに図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）におけるＤ１−Ｄ２断面図である。
The
このシリコンウェハ３６０は、まずシリコンウェハ６０（図５（Ａ））の場合と同様の製造工程により、その下面３６０Ｌに複数のＬＥＤ素子５２、表面電極６１及び孔部６２が形成される。次にシリコンウェハ３６０は、フォトグラフィにより、左右方向に沿って矩形波を描くような形状の溝３６５が形成される（図１３（Ａ））。この溝３６５は、第１の実施の形態における切断線ＬＣに沿ったダイシングに代わるものであり、各ＬＥＤアレイチップ２４４における後面５１Ｂの周辺部５４を形成すると共に、前面３５１Ｆの凹部３５３及び周辺部３５４を形成する。因みに溝３６５は、第１の実施の形態におけるダイシングの場合と同様、下面３６０Ｌから約３００［μｍ］の範囲で形成される。
In the
さらにシリコンウェハ３６０は、前後方向に関し、第１の実施の形態と同様に、切断線ＬＣに沿ってダイシングによる切断溝が形成される。その後、シリコンウェハ３６０は、第１の実施の形態と同様、バックグラインドプロセスが行われる。この結果、複数のＬＥＤアレイチップ３４４（図１２）が完成する。
Further, in the
このように、第３の実施の形態によるＬＥＤアレイチップ３４４は、第１の実施の形態と同様に後面５１Ｂに凹部５３、周辺部５４及び電極パッド５５を設けたことに加えて、前面３５１Ｆに凹部３５３及び周辺部３５４を設け、段差状とした。これによりＬＥＤアレイチップ３４４は、第２の実施の形態と同様、基板４３への実装時に、前面３５１Ｆにおける凹部３５３及び周辺部３５４の境界線が利用されることにより、第１の実施の形態よりも位置精度を高めることができる。
As described above, the
またＬＥＤアレイチップ３４４の前面３５１Ｆにおいて、凹部３５３及び周辺部３５４を、後面５１Ｂにおける凹部５３及び周辺部５４とそれぞれ前後方向に非対称な位置に形成した。このためＬＥＤアレイチップ３４４の前面３５１Ｆでは、後面５１Ｂ側における電極パッド５５の位置に影響されること無く、左右方向に関する所望の位置、例えば位置合わせに適した位置に、凹部３５３及び周辺部３５４の境界線、すなわち段差を配置することができる。
Further, in the
その他の点においても、第３の実施の形態によるＬＥＤアレイチップ３４４は、第１の実施の形態によるＬＥＤアレイチップ４４と同様の作用効果を得ることができる。
Also in the other points, the
［４．他の実施の形態］
なお上述した第１の実施の形態においては、ＬＥＤアレイチップ４４のチップ本体部５１における後面５１Ｂに設ける各電極パッド５５について、左右方向の長さを距離ＤＣ１（約１２０［μｍ］）に統一する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば多くの電流を供給する箇所やグランド（接地）の箇所を他よりも延長する等、各電極パッド５５における左右方向の長さを互いに相違させても良い。この場合、基板４３側における各露出配線材７２Ｃの左右方向に関する長さも、対向する電極パッド５５に合わせて、互いに相違させても良い。或いは、例えば１箇所の電極パッド５５に対して、複数の露出配線材７２Ｃを対向させても良い。第２及び第３の実施の形態についても同様である。
[4. Other embodiments]
In the first embodiment described above, the length in the left-right direction of each of the
また上述した第１の実施の形態においては、ＬＥＤアレイチップ４４のチップ本体部５１における後面５１Ｂに設ける各凹部５３及び各電極パッド５５を、該後面５１Ｂにおける下端から上端までの全範囲に形成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば凹部５３及び各電極パッド５５を後面５１Ｂにおける下端から中程までの範囲に形成する等、後面における上下方向の一部の範囲にのみ形成しても良い。また、電極パッド５５毎にその範囲を相違させても良い。これらの場合、基板４３側の各露出配線材７２Ｃについては、各電極パッド５５と対向する範囲に形成すれば良い。第２及び第３の実施の形態についても同様である。
In the first embodiment described above, each
さらに上述した第１の実施の形態においては、ＬＥＤアレイチップ４４のチップ本体部５１における後面５１Ｂに対し、周辺部５４よりも前方向へ、すなわちチップ本体部５１の中心に向けて窪んだ凹部５３を形成し、この凹部５３に電極パッド５５を設ける場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば凹部５３を形成することなく、平坦な後面５１Ｂに各電極パッド５５を設けても良い。第２及び第３の実施の形態についても同様である。
Furthermore, in the first embodiment described above, the recessed
さらに上述した第１の実施の形態においては、ＬＥＤアレイチップ４４において、下面５１Ｌに対し後面５１Ｂが９０度の角度をなす場合について述べた（図４、図５）。しかしながら本発明はこれに限らず、下面５１Ｌに対し後面５１Ｂが種々の角度をなしていても良い。要は、ＬＥＤアレイチップ４４が基板４３に取り付けられた上でＬＥＤヘッド２３として組み立てられた場合に、各ＬＥＤ素子５２の光軸ＬＸをロッドレンズアレイ４６の光軸と重ねる（すなわち一致させる）ことができれば良い。第２及び第３の実施の形態についても同様である。
Furthermore, in the first embodiment described above, the case where the
さらに上述した第１の実施の形態においては、電極パッド５５を金（Ａｕ）の金属膜として形成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、他の種々の金属や合金により電極パッド５５を形成しても良い。第２及び第３の実施の形態についても同様である。
Furthermore, in the first embodiment described above, the case where the
さらに上述した第１の実施の形態においては、ＬＥＤアレイチップ４４の製造時に、シリコンウェハ６０に対するダイシングによって各ＬＥＤアレイチップ４４を前後方向に分離する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばエッチング、具体的には液体を用いるウェットエッチングや反応性の気体（ガス）を用いるドライエッチングにより、各ＬＥＤアレイチップ４４を前後方向に分離しても良い。この場合、例えばエッチングによりシリコンを除去する幅を狭く設定することにより、１枚のシリコンウェハ６０から製造し得るＬＥＤアレイチップ４４の数量を増加させることが可能となる。第２の実施の形態についても同様である。
Furthermore, in the first embodiment described above, the case where the LED array chips 44 are separated in the front-rear direction by dicing with respect to the
さらに上述した第２の実施の形態においては、前面２５１Ｆ（図１０）の凹部２５３に電極パッド２５５を形成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば凹部２５３から電極パッド２５５を省略しても良い。この場合、その製造工程において、例えばシリコンウェハ２６０（図１１）の孔部２６２における後側部分にマスク処理を施した上で金属膜を形成すれば良い。
Furthermore, in the second embodiment described above, the case where the
さらに上述した第３の実施の形態においては、前面３５１Ｆ（図１２）の凹部３５３に電極パッドを形成しない場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば第２の実施の形態における前面２５１Ｆ（図１０）と同様に、凹部２５３に電極パッドを形成しても良い。この場合、その製造工程において、例えばシリコンウェハ３６０（図１３）において孔部６２の他に各凹部３５３と対応する箇所に孔部を形成し、該孔部６２と同時に金属膜を形成して、適宜マスク処理を施した上でエッチングにより切断溝を形成すれば良い。
Furthermore, in the third embodiment described above, the case where the electrode pad is not formed in the
さらに上述した第１の実施の形態においては、基板４３の上面における下端に接する位置に実装領域７４を形成する場合について述べた（図７）。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば基板４３の上面における下端からやや離れた箇所に実装領域７４を形成しても良い。この場合、実装領域７４の下側部分は保護層７３を設けても良く、或いは省略しても良い。第２及び第３の実施の形態についても同様である。
Furthermore, in the first embodiment described above, the case where the mounting
さらに上述した第１の実施の形態においては、基板４３における配線材７２のうち保護層７３により覆われていない部分に対し金（Ａｕ）によりメッキ処理を施す場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、このメッキ処理を省略しても良い。第２及び第３の実施の形態についても同様である。
Furthermore, in the first embodiment described above, the case where the plating process is performed with gold (Au) on the portion of the
さらに上述した第１の実施の形態においては、基板４３の実装領域７４において、各露出配線材７２Ｃを上下方向に沿った直線状とし、前方から見て互いに平行に配置する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば各露出配線材７２Ｃを前方から見て斜め方向に沿った直線状や曲線状、或いは折れ線状等、種々の形状としても良く、また互いに平行としなくても良い。第２及び第３の実施の形態についても同様である。
Furthermore, in the first embodiment described above, the case where the exposed wiring members 72C in the mounting
さらに上述した第１の実施の形態においては、基板４３にＬＥＤアレイチップ４４を実装する際に、ＡＣＦを用いる場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばペーストを用いる等、種々の手法により実装しても良い。要は、基板４３に対しＬＥＤアレイチップ４４を仮固定した位置から変位させることなく、物理的に固定すると共に各電極パッド５５と各露出配線材７２Ｃとを電気的に接続できれば良い。第２及び第３の実施の形態についても同様である。
Furthermore, in the first embodiment described above, the case of using the ACF when mounting the
さらに上述した第１の実施の形態においては、基板４３にＬＥＤアレイチップ４４を２６個実装し、また各ＬＥＤアレイチップ４４におけるチップ本体部５１の下面５１Ｌに１９２個のＬＥＤ素子５２を形成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、基板４３に任意数のＬＥＤアレイチップ４４を実装しても良く、また各ＬＥＤアレイチップ４４に任意数のＬＥＤ素子５２を形成しても良い。第２及び第３の実施の形態についても同様である。
Further, in the first embodiment described above, 26 LED array chips 44 are mounted on the
さらに上述した実施の形態においては、後側板４１及び前側板４２をいずれも透明なガラス板とする場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、後側板４１及び前側板４２の少なくとも一方を各種金属や各種樹脂材料等により構成しても良い。この場合、接着剤としてＵＶ硬化樹脂を使用することができないため、その構成材料に適した接着剤を適宜使用すれば良い。第２及び第３の実施の形態についても同様である。
Furthermore, in the embodiment described above, the case has been described in which both the
さらに上述した第１の実施の形態においては、電子写真式のプリンタである画像形成装置１の画像形成ユニット１１におけるＬＥＤヘッド２３に本発明を適用する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば複写機やファクシミリ装置、或いはこれらを組み合わせたＭＦＰ（Multi Function Printer）等、ＬＥＤヘッドを用いて用紙に画像を形成する種々の装置に適用しても良い。
Further, in the first embodiment described above, the case where the present invention is applied to the
さらに本発明は、上述した各実施の形態及び他の実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した各実施の形態と上述した他の実施の形態の一部又は全部を任意に組み合わせた実施の形態や、一部を抽出した実施の形態にもその適用範囲が及ぶものである。 Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments and other embodiments. That is, the present invention can be applied to an embodiment in which any or all of the above-described embodiments and any of the other embodiments described above are arbitrarily combined or an embodiment in which a part is extracted. It is.
さらに上述した第１の実施の形態においては、基板としての基板４３と、発光アレイチップとしてのＬＥＤアレイチップ４４とにより発光アレイユニットとしての発光アレイユニット４８を構成し、発光アレイチップを、チップ本体部としてのチップ本体部５１と、発光素子としてのＬＥＤ素子５２と、電極パッドとしての電極パッド５５とにより構成し、基板を、基板本体部としての基材７１と、配線材としての配線材７２と、保護層としての保護層７３とにより構成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる基板と、発光アレイチップとにより発光アレイユニットを構成し、発光アレイチップを、その他種々の構成でなるチップ本体部と、発光素子と、電極パッドとにより構成し、基板を、その他種々の構成でなる基板本体部と、配線材と、保護層とにより構成しても良い。
Furthermore, in the first embodiment described above, the light emitting
本発明は、例えば電子写真式のプリンタに搭載する露光装置のＬＥＤヘッドで利用できる。 The present invention can be used, for example, in an LED head of an exposure apparatus mounted on an electrophotographic printer.
１……画像形成装置、１１……画像形成ユニット、２１……画像形成部、２２……トナーカートリッジ、２３、１２３……ＬＥＤヘッド、４１……後側板、４２……前側板、４３、１４３……基板、４４、１４４、２４４、３４４……ＬＥＤアレイチップ、４５……コネクタ、４６……ロッドレンズアレイ、４７……充填剤、４８……発光アレイユニット、４８Ｓ……空間、５１、２５１、３５１……チップ本体部、５１Ｂ……後面、５１Ｆ、２５１Ｆ、３５１Ｆ……前面、５１Ｌ、２５１Ｌ……下面、５１Ｕ……上面、５２……ＬＥＤ素子、５３、２５３、３５３……凹部、５４、２５４、３５４……周辺部、５５、２５５、……電極パッド、６０、２６０、３６０……シリコンウェハ、６０Ｌ、２６０Ｌ、３６０Ｌ……下面、６０Ｔ……シリコンウェハ上部、６１……表面電極、６２、２６２……孔部、６３……金属膜、７１……基材、７２……配線材、７２Ｃ……露出配線材、７３……保護層、７４……実装領域、７４Ａ……実装予定領域、３６５……溝、ＬＣ……切断線、ＬＸ……光軸。
1 ... image forming apparatus, 11 ... image forming unit, 21 ... image forming unit, 22 ... toner cartridge, 23, 123 ... LED head, 41 ... rear side plate, 42 ... front side plate, 43, 143 ...... Substrate, 44, 144, 244, 344: LED array chip, 45: connector, 46: rod lens array, 47: filler, 48: light emitting array unit, 48S: space, 51, 251 , 351: chip body portion, 51B: rear surface, 51F, 251F, 351F: front surface, 51L, 251L: lower surface, 51U: upper surface, 52: LED element, 53, 253, 353: recessed portion, 54 , 254, 354 ...... peripheral part, 55, 255, ...... electrode pad, 60, 260, 360 ...... silicon wafer, 60L, 260L, 360L ...... lower surface, 60T ...... Recon wafer upper part 61:
Claims (10)
前記発光アレイチップは、
所定の立体形状でなるチップ本体部と、
前記チップ本体部における一面である発光面に設けられ、光を発射する発光素子と、
前記チップ本体部における前記発光面に対し所定角度をなすパッド側面に設けられ、導電性を有する材料により形成され、前記発光素子と電気的に接続された複数の電極パッドと
を具え、
前記基板は、
前記発光アレイチップを実装するべき実装面が形成された基板本体部と、
前記基板本体部の前記実装面における少なくとも前記発光アレイチップを実装するべき実装範囲に、前記電極パッドと対応する箇所に配設された配線材と、
前記実装面のうち前記実装範囲を除いた部分を覆う保護層と
を具え、
前記発光アレイチップは、前記基板に対し、前記電極パッドを前記配線材と電気的に接続させた状態で固定され、
前記発光アレイチップの前記電極パッドは、前記パッド側面における前記電極パッド以外の部分であるパッド周辺部よりも窪んだ凹部に設けられている
ことを特徴とする発光アレイユニット。 A light emitting array unit comprising a substrate and a light emitting array chip, comprising:
The light emitting array chip is
A chip body having a predetermined three-dimensional shape;
A light emitting element provided on a light emitting surface which is one surface of the chip body and emitting light;
And a plurality of electrode pads provided on a side surface of the pad at a predetermined angle with respect to the light emitting surface of the chip body, formed of a conductive material, and electrically connected to the light emitting element.
The substrate is
A substrate body portion on which a mounting surface on which the light emitting array chip is to be mounted is formed;
A wiring member disposed at a position corresponding to the electrode pad in a mounting range in which at least the light emitting array chip is to be mounted on the mounting surface of the substrate main body portion;
A protective layer covering a portion of the mounting surface excluding the mounting range;
The light emitting array chip is fixed to the substrate in a state where the electrode pad is electrically connected to the wiring material .
A light emitting array unit characterized in that the electrode pad of the light emitting array chip is provided in a recessed portion recessed from a pad peripheral portion which is a portion other than the electrode pad on the side surface of the pad .
ことを特徴とする請求項１に記載の発光アレイユニット。 The light emitting array unit according to claim 1, wherein the concave portion on the side surface of the pad extends from the light emitting surface of the chip main body to a light emitting opposite surface opposite to the light emitting surface.
前記発光アレイチップは、前記発光面を前記外縁側に向けて前記基板の前記実装範囲に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の発光アレイユニット。 The mounting range is formed at an outer edge of the mounting surface of the substrate,
The light emitting array unit according to claim 1, wherein the light emitting array chip is attached to the mounting area of the substrate with the light emitting surface facing the outer edge side.
前記発光アレイチップは、
所定の立体形状でなるチップ本体部と、
前記チップ本体部における一面である発光面に設けられ、光を発射する発光素子と、
前記チップ本体部における前記発光面に対し所定角度をなすパッド側面に設けられ、導電性を有する材料により形成され、前記発光素子と電気的に接続された複数の電極パッドと
を具え、
前記基板は、
前記発光アレイチップを実装するべき実装面が形成された基板本体部と、
前記基板本体部の前記実装面における少なくとも前記発光アレイチップを実装するべき実装範囲に、前記電極パッドと対応する箇所に配設された配線材と、
前記実装面のうち前記実装範囲を除いた部分を覆う保護層と
を具え、
前記発光アレイチップは、前記基板に対し、前記電極パッドを前記配線材と電気的に接続させた状態で固定され、
前記発光アレイチップの前記チップ本体部は、前記パッド側面と反対のパッド反対側面に、周囲部分よりも窪んだ反対面凹部が１以上形成されている
ことを特徴とする発光アレイユニット。 A light emitting array unit comprising a substrate and a light emitting array chip, comprising:
The light emitting array chip is
A chip body having a predetermined three-dimensional shape;
A light emitting element provided on a light emitting surface which is one surface of the chip body and emitting light;
A plurality of electrode pads provided on pad side surfaces forming a predetermined angle with respect to the light emitting surface in the chip main body, formed of a conductive material, and electrically connected to the light emitting element;
Equipped
The substrate is
A substrate body portion on which a mounting surface on which the light emitting array chip is to be mounted is formed;
A wiring member disposed at a position corresponding to the electrode pad in a mounting range in which at least the light emitting array chip is to be mounted on the mounting surface of the substrate main body portion;
A protective layer covering a portion of the mounting surface excluding the mounting range;
Equipped
The light emitting array chip is fixed to the substrate in a state where the electrode pad is electrically connected to the wiring material.
The chip body portion of the light-emitting array chips, to pad opposite side opposite to the pad side, the light emitting array unit, characterized in that the opposite surface concave recessed than the peripheral portion is formed of one or more.
ことを特徴とする請求項４に記載の発光アレイユニット。 The light emitting array unit according to claim 4 , wherein a boundary between the opposite surface concave portion and the peripheral portion is formed in a straight line parallel to the light emitting surface.
ことを特徴とする請求項４に記載の発光アレイユニット。 The light emitting array unit according to claim 4 , wherein the opposite surface of the pad has a conductive material attached to the recess on the opposite surface while the conductive material is not attached to the peripheral portion.
ことを特徴とする請求項４に記載の発光アレイユニット。 The light emitting array unit according to claim 4 , wherein the opposite surface concave portion on the opposite surface of the pad is electrically connected to the light emitting element or the electrode pad on the side surface of the pad.
ことを特徴とする請求項４に記載の発光アレイユニット。 The light emitting array unit according to claim 4 , wherein the opposite surface concave portion is formed on the side opposite to the electrode pad on the side surface of the pad.
前記発光アレイユニットの前記発光素子それぞれから出射された光を集光する複数のレンズを有するロッドレンズアレイと
を具えることを特徴とする露光装置。 A light emitting array unit according to any one of claims 1 to 8 ;
And a rod lens array having a plurality of lenses for condensing light emitted from each of the light emitting elements of the light emitting array unit.
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