(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに隣接して交差する第１面及び第２面を有する半導体基板と、
前記第１面に形成された接続部と、
前記第１面に形成された発光素子と、
終端ボールと前記終端ボールから延びるワイヤ部分とを有するボンディングワイヤと、
を備え、
前記終端ボールは、前記第２面上に形成された第１の部分と、前記第１の部分から交差する前記第１面及び前記第２面の端部上を介して前記第１面の前記接続部上まで延在する第２の部分とを含む
ことを特徴とする発光素子ユニット。
【請求項２】
前記半導体基板は、前記第２面に、前記終端ボールを保持する保持構造を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子ユニット。
【請求項３】
前記保持構造は、前記第１面まで達する凹部であり、
前記終端ボールは、前記凹部内に形成された前記第１の部分と、前記接続部上まで延在する前記第２の部分とを含む
ことを特徴とする請求項２に記載の発光素子ユニット。
【請求項４】
前記凹部の幅は、前記終端ボールの直径より小さい
ことを特徴とする請求項３に記載の発光素子ユニット。
【請求項５】
前記凹部の断面形状は、矩形溝形状である
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の発光素子ユニット。
【請求項６】
前記凹部の断面形状は、前記第２面から離れるほど広がる形状である
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の発光素子ユニット。
【請求項７】
前記半導体基板は、前記第２面に形成された側面マークを有する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の発光素子ユニット。
【請求項８】
前記側面マークの断面形状は、矩形凹形状である
ことを特徴とする請求項７に記載の発光素子ユニット。
【請求項９】
前記側面マークの断面形状は、矩形凸形状である
ことを特徴とする請求項７に記載の発光素子ユニット。
【請求項１０】
前記側面マークの断面形状は、Ｖ字凹形状である
ことを特徴とする請求項７に記載の発光素子ユニット。
【請求項１１】
前記側面マークの断面形状は、Ｖ字凸形状である
ことを特徴とする請求項７に記載の発光素子ユニット。
【請求項１２】
前記第１面上に配置された集積回路部をさらに有する
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の発光素子ユニット。
【請求項１３】
前記半導体基板が実装される実装基板をさらに有する
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の発光素子ユニット。
【請求項１４】
前記実装基板は、前記ボンディングワイヤの前記終端ボールと反対側の端部が接続される電極を有する
ことを特徴とする請求項１３に記載の発光素子ユニット。
【請求項１５】
前記半導体基板は、前記第２面とは反対側の面である第３面を有し、
前記半導体基板は、前記実装基板に前記第３面が接するように実装されている
ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の発光素子ユニット。
【請求項１６】
前記第１面と前記第２面は、互いに直交する面である
ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の発光素子ユニット。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の発光素子ユニットと、
前記発光素子ユニットを支持する支持体と、
前記発光素子からの光を導くロッドレンズアレイと、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の露光装置と、
前記露光装置によって、帯電された表面に光を照射されて静電潜像を形成する像担持体と、
前記静電潜像を現像する現像部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
互いに隣接して交差する第１面及び第２面を有する半導体基板の前記第１面に接続部を形成するステップと、
前記第１面に発光素子を配置するステップと、
終端ボールと前記終端ボールから延びるワイヤ部分とを有するボンディングワイヤを、前記終端ボールが、前記第２面上に形成された第１の部分と、前記第１の部分から交差する前記第１面及び前記第２面の端部上を介して前記第１面の前記接続部上まで延在する第２の部分とを含むように、取り付けるステップと、
を有することを特徴とする発光素子ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子ユニット、露光装置、画像形成装置、及び発光素子ユニットの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置（例えば、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、複合機等）は、一様帯電された感光体ドラムに画像データに対応する光を照射して、感光体ドラム上に静電潜像を形成する露光装置を備えている。露光装置は、半導体複合装置がプリント配線基板上に実装された発光素子ユニットを有する。特許文献１には、プリント配線板と、該配線板上に備えられた複数の複合チップ（半導体複合装置）とを有するＬＥＤユニット（発光素子ユニット）が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８１０８１号公報（例えば、段落００３１、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の発光素子ユニットにおいては、半導体基板とプリント配線基板とを電気的に接続するため、半導体基板の側面にボンディングワイヤの一端を接続するボンディングパッドを形成していたため、製造コストが増加するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、製造コストを低減することのできる発光素子ユニット、露光装置、画像形成装置、及び発光素子ユニットの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る発光素子ユニットは、互いに隣接して交差する第１面及び第２面を有する半導体基板と、前記第１面に形成された接続部と、前記第１面に形成された発光素子と、終端ボールと前記終端ボールから延びるワイヤ部分とを有するボンディングワイヤと、を備え、前記終端ボールは、前記第２面上に形成された第１の部分と、前記第１の部分から交差する前記第１面及び前記第２面の端部上を介して前記第１面の前記接続部上まで延在する第２の部分とを含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る発光素子ユニットの製造方法は、互いに隣接して交差する第１面及び第２面を有する半導体基板の前記第１面に接続部を形成するステップと、前記第１面に発光素子を配置するステップと、終端ボールと前記終端ボールから延びるワイヤ部分とを有するボンディングワイヤを、前記終端ボールが、前記第２面上に形成された第１の部分と、前記第１の部分から交差する前記第１面及び前記第２面の端部上を介して前記第１面の前記接続部上まで延在する第２の部分とを含むように、取り付けるステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る発光素子ユニット、露光装置、画像形成装置、及び発光素子ユニットの製造方法によれば、製造コストを低減するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＬＥＤユニットの概略的な構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、実施の形態１に係るＬＥＤユニットの上面拡大図（図１の−ｚ方向に見た図）であり、（ｂ）は、図２（ａ）におけるＩーＩ破線で示す部分の断面図であり、（ｃ）は、図２（ａ）の−ｘ方向に見た終端ボール部分の拡大図である。
【図３】（ａ）から（ｃ）は、実施の形態１に係るＬＥＤユニットの製造方法を示す断面図である。
【図４】実施の形態１の比較例に係るＬＥＤユニットの概略的な構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るＬＥＤユニットの概略的な構成を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は、実施の形態２に係るＬＥＤユニットの上面拡大図（図４の−ｚ方向に見た拡大図）であり、（ｂ）は、図６（ａ）におけるＩーＩ破線で示す部分の断面図であり、実施の形態２に係るＬＥＤユニットの基本例における側面マークの断面形状を示す。（ｃ）から（ｅ）は、実施の形態２に係るＬＥＤユニットの変形例の側面マークの断面形状を示すＩーＩ破線で示す部分の断面図である。
【図７】（ａ）から（ｆ）は、実施の形態２に係るＬＥＤユニットの製造工程を示す断面図である。（ａ）から（ｃ）は、ウェハ表面からみた平面図である。（ｄ）から（ｆ）は、図６（ａ）から（ｃ）のＩーＩ破線で示す部分の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係るＬＥＤユニットの概略的な構成を示す斜視図である。
【図９】（ａ）は、実施の形態３に係るＬＥＤユニットの上面拡大図（図７の−ｚ方向に見た拡大図）であり、（ｂ）は、図９（ａ）におけるＩーＩ破線で示す部分の断面図である。（ｃ）は、図９（ａ）の−ｘ方向に見た終端ボール部分の拡大図である。（ｄ）は、図９（ａ）におけるＩＩーＩＩ破線で示す部分の断面図であり、実施の形態３の基本例を示している。（ｅ）は、実施の形態３の変形例における図９（ａ）におけるＩＩーＩＩ破線で示す部分の断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る露光装置の概略的な構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態５に係る画像形成装置の概略的な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。図には、ｘｙｚ直交座標系の座標軸が示される。ｘ軸は、ＬＥＤユニットの短手方向の座標軸である。ｙ軸は、ＬＥＤユニットの長手方向の座標軸である。ｚ軸は、ＬＥＤユニットの高さ方向の座標軸である。
【００１１】
《１》実施の形態１
《１−１》構成
本実施の形態に係るＬＥＤユニット１０（発光素子ユニット）の構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係るＬＥＤユニット１０の概略的な構成を示す斜視図である。図１に示されるように、ＬＥＤユニット１０は、互いに隣接する第１面２０Ａ及び第２面２０Ｂを有する半導体基板２０と、半導体基板２０の第１面２０Ａに形成された接続部２３及び発光素子２２と、終端ボール３１と終端ボール３１から延びるワイヤ部分３２とを有するボンディングワイヤ３０と、を備える。ＬＥＤユニット１０は、実装基板としてのプリント配線基板４０を有していてもよい。半導体基板２０の第１面２０Ａには、集積回路部２１が形成されていてもよい。なお、以下の説明において半導体基板２０に、集積回路部２１、発光素子２２、及び接続部２３が形成されたものを複合チップ７０という。また、「ボンディングワイヤ３０の終端ボール３１」（あるいは単に「終端ボール３１」）と言うときは、ボンディングワイヤ３０の半導体基板２０側の端部である終端ボール３１のことを指す。
【００１２】
ＬＥＤユニット１０は、半導体基板２０上に発光素子２２が形成された複合チップ７０をプリント配線基板４０（実装基板）の上に実装した発光素子２２を光源とする発光素子ユニットである。実施の形態１に係るＬＥＤユニット１０は、発光素子２２が光を放出する方向とプリント配線基板４０（実装基板）の実装面とが平行であることを特徴とする平行型のＬＥＤユニットである。ただし、ここでいう「平行」とは、略平行であることを含む。
【００１３】
発光素子２２は、例えば、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）である。プリント配線基板４０は、例えば、ガラス、樹脂、及びセラミック等の絶縁体、金属、及び半導体の内のいずれかを主材料とする。プリント配線基板４０の上には複合チップ７０の他に、ボンディングワイヤ３０の一端が接続される接続パッド（電極）であるＰＣＢ（ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｂｏａｒｄ）パッド４１（図２（ａ）に示される）が設けられている。
【００１４】
プリント配線基板４０上には、更に、外部からの信号及び電源を入力するためのコネクタ端子、信号ノイズや反射を低減するためのコンデンサー及び抵抗、駆動のための電流を決めるための分圧抵抗、レギュレータＩＣ及び電流補正のためのデータを格納するメモリーなど、駆動に必要な部品が搭載されてもよい。図１にはそれらを記載していない。
【００１５】
図１に示されるように、プリント配線基板４０の上面（図１において＋ｚ方向を向いた面）には、長手方向（ｙ方向）に向かって複数の複合チップ７０が等間隔で一列に配列される。ただし、複数の複合チップ７０は等間隔で配列されていなくてもよい。また、複数の複合チップ７０の列数は１列には限定されない。プリント配線基板４０上に設けられたＰＣＢパッド４１と複合チップ７０との間には、ボンディングワイヤ３０が架けられて電気的に接続されている。
【００１６】
図１において、半導体基板２０の側面であって＋ｘ方向を向いた面を第１面２０Ａという。半導体基板２０の上面（図１において＋ｚ方向を向いた面）を第２面２０Ｂという。半導体基板２０の下面（図１において−ｚ方向を向いた面）を第３面２０Ｃという。半導体基板２０は、第３面２０Ｃがプリント配線基板４０の上面（図１において＋ｚ方向を向いた面）に絶縁ペースト又は導電性ペースト等の接着剤によって接着されることによってプリント配線基板４０上に実装される。
【００１７】
半導体基板２０の第１面２０Ａには、集積回路部２１が形成されており、層間絶縁膜２４を介して複数の発光素子２２が接合されている。また、複合チップ７０の第１面２０Ａの上端部にはボンディングワイヤ３０と集積回路部２１を電気的に接続する接続部２３が形成されている。集積回路部２１と発光素子２２と接続部２３との間には、図示しない電気的接続部材が施され、これらは電気的に接続している。
【００１８】
図２（ａ）は、ＬＥＤユニット１０の上面拡大図（図１の−ｚ方向に見た図）である。図２（ａ）に示されるように、ボンディングワイヤ３０のプリント配線基板４０側の端部は、プリント配線基板４０上に設けられたＰＣＢパッドに接続されている。一方、ボンディングワイヤ３０の複合チップ７０側の端部は、終端ボール３１を介して半導体基板２０の第２面２０Ｂと接続されている。
【００１９】
図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＩーＩ破線で示す部分の断面図である。図２（ｂ）に示されるように、終端ボール３１は、半導体基板２０の第２面２０Ｂ上に形成された第１の部分３１１と、第１の部分３１１から半導体基板２０の第１面２０Ａの接続部２３上まで延在する第２の部分３１２とを含む。このように、終端ボール３１の一部である第２の部分３１２は、半導体基板２０の第２面２０Ｂの端部（第２面２０Ｂと第１面２０Ａとが交差する辺）からｘ方向にはみ出すように形成されている。
【００２０】
図２（ｃ）は、図２（ａ）の−ｘ方向に見た終端ボール３１部分の拡大図である。図２（ｃ）に示されるように、終端ボール３１の第２の部分３１２は、半導体基板２０の第１面２０Ａ上へはみ出しており、半導体基板２０の第１面２０Ａ上の上端部に形成された接続部２３の一部と接触している。これにより、ボンディングワイヤ３０と接続部２３とは電気的に接続されている。
【００２１】
《１−２》ＬＥＤユニットの製造方法
以下、ＬＥＤユニット１０の製造方法（特に、ボンディングワイヤ３０および終端ボール３１の製造方法）の一例を、図３（ａ）から（ｃ）を用いて説明する。発光素子ユニット１０の製造方法は、互いに隣接する第１面及び第２面を有する半導体基板の第１面に接続部を形成するステップと、第１面に発光素子を配置するステップと、終端ボールと終端ボールから延びるワイヤ部分とを有するボンディングワイヤを、終端ボールが、第２面上に形成された第１の部分と、第１の部分から第１面の接続部上まで延在する第２の部分とを含むように、取り付けるステップと、を有する。
【００２２】
図３（ａ）から（ｃ）は、実施の形態１に係るＬＥＤユニット１０の製造方法を示す断面図である。図３（ａ）に示されるように、ボンディングワイヤ３０をキャピラリ２０１に挿通し、その先端に図示しない電気トーチを対向させ、ボンディングワイヤ３０との間で放電させることにより、ボンディングワイヤ３０の先端を加熱、溶融してイニシャルボール２０３を形成する。
【００２３】
次に、図３（ｂ）に示されるように、キャピラリ２０１を下降させてイニシャルボール２０３が、半導体基板２０の第２面２０Ｂからｘ方向にはみ出るように第２面２０Ｂ上に押圧接合する。この時、超音波振動がキャピラリ２０１を通して付加されると共に、ＬＥＤユニット１０および複合チップ７０は図示しないヒーターブロックで加熱されるためイニシャルボール２０３は熱圧着され変形し、第２面２０Ｂおよび半導体基板２０の角部（第１面２０Ａと第２面２０Ｂとが交差する辺）及び第１面２０Ａ上の接続部２３上に接触するように変形する。
【００２４】
次に、図３（ｃ）に示されるように、キャピラリ２０１は、所定の軌跡を描いて、ＰＣＢパッド４１の上に移動し、超音波振動がキャピラリ２０１を通して付加され、ＰＣＢパッド４１はヒーターブロックで加熱されるためボンディングワイヤ３０がステッチ接合される。さらに、カットクランプ２０２はボンディングワイヤ３０をクランプしたまま上昇することにより、ボンディングワイヤ３０が切断され配線が完了する。
【００２５】
《１−３》比較例
図４は、実施の形態１の比較例に係るＬＥＤユニット（発光素子ユニット）４００の概略的な構成を示す斜視図である。図４に示されるように、比較例に係るＬＥＤユニット４００は、半導体基板４０１の第２面４０２にボンディングパッド４０３が形成されている。しかしながら、比較例に係るＬＥＤユニット４００では、ボンディングパッド４０３の製造工程が必要であったため、製造コストの低減が困難である。
【００２６】
《１−４》効果
実施の形態１に係るＬＥＤユニット１０によれば、ボンディングワイヤ３０の終端ボール３１は、半導体基板２０の第２面２０Ｂ上に形成された第１の部分３１１と、第１の部分３１１から半導体基板２０の第１面２０Ａの接続部２３上まで延在する第２の部分３１２とを含み、ボンディングワイヤ３０の終端ボール３１によって第１面２０Ａの接続部２３とボンディングワイヤ３０のワイヤ部分３２とが電気的に接続している。これにより、半導体基板２０の第２面２０Ｂにボンディングパッドを設けることなく、半導体基板２０とプリント配線基板４０とを電気的に接続することができる。したがって、ボンディングパッドの製造工程を不要とすることができ、比較例に係るＬＥＤユニット４００に比べてＬＥＤユニット１０の製造コストを低減することができる。
【００２７】
具体的には、ボンディングパッドを形成する場合、半導体基板２０の製造工程において、半導体基板２０の表面側から孔を形成し、この孔に対してメタル膜を形成しパターンニングを行う擬似スルーホールの形成工程が必要であったが、これを不要とすることができる。
【００２８】
また、ボンディングパッドを形成する場合、チップ化の際にブレードダイシングを行う必要があったが、これを不要とすることができる。したがって、ブレードダイシングの切りしろの面積分だけシリコンウエハー１枚当たりの複合チップ７０の取れ個数が減少することを抑制することができる。
【００２９】
《２》実施の形態２
《２−１》構成
図５は、本発明の実施の形態２に係るＬＥＤユニット１０Ａの概略的な構成を示す斜視図である。図５に示されるように、実施の形態２に係るＬＥＤユニット１０Ａは、半導体基板２０の第２面２０Ｂの両端部に側面マーク５０が形成されている。この点を除いて、実施の形態２は、実施の形態１と同じである。したがって、実施の形態２の説明に際しては、実施の形態１との相違点を中心に説明する。図５において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１における符号と同じ符号が付される。
【００３０】
図６（ａ）は、実施の形態２に係るＬＥＤユニット１０Ａの上面拡大図（図５の−ｚ方向に見た拡大図）である。図６（ａ）に示されるように、ＬＥＤユニット１０Ａのプリント配線基板４０に実装された半導体基板２０の第２面２０Ｂには、側面マーク５０が形成されている。側面マーク５０は、半導体基板２０をプリント配線基板４０にダイボンディングする際に用いるアライメントマークである。図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＩーＩ破線で示す部分の断面図であり、実施の形態２に係るＬＥＤユニット１０Ａの基本例における側面マークの断面形状を示す。図６（ｂ）に示されるように、側面マークの断面形状は矩形凹形状である。
【００３１】
図６（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、実施の形態２の変形例の側面マーク５１，５２，５３の断面形状を示すＩーＩ破線で示す部分の断面図である。実施の形態２の基本例では、側面マークの断面形状を矩形凹形状としたが、側面マークの断面形状は、例えば、図６（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示される形状とすることができる。図６（ｃ）では、側面マーク５１の断面形状は矩形凸形状である。図６（ｄ）では、側面マーク５２の断面形状はＶ字凹形状である。図６（ｅ）では、側面マーク５３の断面形状はＶ字凸形状である。なお、側面マークの断面形状は図６（ｂ）から（ｅ）までの形状に限定されず、アライメントマークとして認識可能であれば他の形状であってもよい。
【００３２】
《２−２》製造方法
図７（ａ）から（ｆ）を参照して、本発明の実施の形態２に係るＬＥＤユニット１０Ａの側面マーク５０の製造工程を説明する。図７（ａ）から（ｆ）は、実施の形態２に係るＬＥＤユニット１０Ａの製造工程を示す断面図である。図７（ａ）から（ｃ）は、ウェハ表面からみた平面図である。図７（ａ）から（ｃ）のＩーＩ破線で示す部分の断面図を、図７（ｄ）から（ｆ）に示す。
【００３３】
図７（ａ）及び（ｄ）は、実施の形態２に係るＬＥＤユニット１０Ａにおける、集積回路部２１および発光素子２２の形成工程を示すものである。図７（ａ）及び（ｄ）に示されるように、半導体基板２０（例えば、シリコンを素材とする）上に集積回路部２１を形成したのち、発光素子２２を所定の位置に接合し、層間絶縁膜２４およびメタル膜を、公知の成膜技術およびフォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術によりパターンニングすることにより、接続部２３を形成し、集積回路部２１と発光素子２２と接続部２３とを電気的に接続する。
【００３４】
図７（ｂ）及び（ｅ）は、実施の形態２に係るＬＥＤユニット１０Ａにおける、側面マーク５０及び分割溝８０の形成工程を示すものである。図７（ｂ）及び（ｅ）に示されるように、集積回路部２１および発光素子２２を形成した後に、公知のフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術により、半導体基板２０に分割溝８０および側面マーク５０を形成する。本工程により、分割溝８０および側面マーク５０は、同時に形成することができる。
【００３５】
図７（ｃ）及び（ｆ）は、実施の形態２に係るＬＥＤユニット１０Ａにおける、チップ分割を行う工程を示すものである。図７（ｃ）及び（ｆ）に示されるように、ウェハ裏面から公知のグラインダーにより研磨してチップ分割を行うことにより、ウェハ内に複数の側面マーク５０付き複合チップ７０が得られる。図７（ｃ）及び（ｆ）において、側面マーク付き複合チップ７０におけるウェハ表面が第１面２０Ａであり、接続部２３側の側面が第２面２０Ｂであり、その反対側の側面が第３面２０Ｃである。
【００３６】
図７（ａ）から（ｆ）では、代表的な例として、図６（ｂ）に示す矩形凹形状の側面マーク５０の製造工程を説明したが、図７（ｂ）及び（ｅ）の工程において、パターンニングの形状を変えることで、図６（ｃ）から（ｅ）の形状とすることができる。
【００３７】
《２−３》効果
実施の形態２に係るＬＥＤユニット１０Ａによれば、上記実施の形態１における効果と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
実施の形態２に係るＬＥＤユニット１０Ａによれば、側面マーク５０，５１，５２，５３を形成したことで、第２面２０Ｂ側からの認識によるアライメントが容易になるため、複合チップ７０のダイボンディング精度が向上する。
【００３９】
実施の形態２に係るＬＥＤユニット１０Ａによれば、側面マーク５０，５１，５２，５３は、公知のフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術により分割溝８０の形成と同時に形成可能であり、側面マーク５０，５１，５２，５３を設けるための工程追加を行う必要がない。これにより、ＬＥＤユニット１０Ａの製造コストの増加を抑制することができる。
【００４０】
実施の形態２に係るＬＥＤユニット１０Ａによれば、側面マーク５０，５１，５２，５３は、公知のフォトリソグラフィとエッチングにより形成可能であるため、形状設計の自由度が高い。
【００４１】
実施の形態２に係るＬＥＤユニット１０Ａの変形例によれば、側面マーク５２の断面形状はＶ字凹形状であり、側面マーク５３の断面形状はＶ字凸形状である。これにより、側面マークの中央にラインを形成することができるため、画像認識の精度を向上させることができる。
【００４２】
《３》実施の形態３
《３−１》構成
図８は、本発明の実施の形態３に係るＬＥＤユニット１０Ｂの概略的な構成を示す斜視図である。図８に示されるように、実施の形態３に係るＬＥＤユニット１０Ｂは、半導体基板２０の第２面２０Ｂの複数箇所に終端ボール３１を保持する保持構造６０が形成されている。この点を除いて、実施の形態３は、実施の形態１と同じである。したがって、実施の形態３の説明に際しては、実施の形態１との相違点を中心に説明する。図８において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１における符号と同じ符号が付される。
【００４３】
図９（ａ）は、図８で示した実施の形態３に係るＬＥＤユニット１０Ｂの上面拡大図（図８の−ｚ方向に見た拡大図）である。図９（ａ）に示されるように、保持構造６０は半導体基板２０の第２面２０Ｂ上に終端ボール３１の位置に対応して複数箇所形成されている。保持構造６０は、半導体基板２０の第２面２０Ｂの一部を切り欠いて形成された凹部であり、第１面まで達している。
【００４４】
保持構造６０は、終端ボール３１の保持力を向上させるために形成される。保持構造６０は、公知のフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術により分割溝８０の形成工程と同時に形成可能である。図９（ａ）に示されるように、保持構造６０のｙ方向の長さＬ１（保持構造６０の幅）は、終端ボール３１のｙ方向の長さＬ２（終端ボール３１の直径）よりも短い。
【００４５】
図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＩーＩ破線で示す部分の断面図であり、図９（ｃ）は、図９（ａ）の−ｘ方向に見た終端ボール３１部分の拡大図である。また、図９（ｄ）は、図９（ａ）におけるＩＩーＩＩ破線で示す部分の断面図であり、実施の形態３の基本例を示している。図９（ｅ）は、実施の形態３の変形例における図９（ａ）におけるＩＩーＩＩ破線で示す部分の断面図である。
【００４６】
図９（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、ボンディングワイヤ３０の終端ボール３１は、保持構造６０の内部形状に沿って変形し、一部が保持構造６０に嵌まった状態で保持されている。終端ボールは、保持構造６０の凹部内に形成された第１の部分３１１と、接続部２３上まで延在する第２の部分３１２とを含む。図９（ｄ）に示されるように、保持構造６０の凹部の断面形状は、矩形溝形状とすることができる。実施の形態３に係るＬＥＤユニット１０Ｂの終端ボール３１は、その一部が保持構造６０の凹部の形状に沿うようにして変形している。保持構造６０、接続部２３、及び終端ボール３１は、それぞれ電気的接続が取れる位置に位置決めされ、電気的に接続している。
【００４７】
図９（ｅ）は、本実施の形態の変形例の保持構造６１の凹部の断面形状を示すＩーＩ破線で示す部分の断面図である。実施の形態３の基本例では、保持構造６０の凹部の断面形状を図９（ｄ）に示される矩形溝形状としたが、保持構造６１の凹部の断面形状は、例えば、図９（ｅ）に示されるように、半導体基板２０の第２面２０Ｂから離れるほど広がる形状とすることができる。なお、保持構造６０，６１の断面形状は図９（ｄ）及び（ｅ）の形状に限定されず、終端ボール３１の保持力を向上させることができるものであれば他の形状であってもよい。
【００４８】
《３−２》効果
実施の形態３に係るＬＥＤユニット１０Ｂによれば、上記実施の形態１における効果と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
実施の形態３に係るＬＥＤユニット１０Ｂによれば、半導体基板２０の第２面２０Ｂに保持構造６０，６１が形成されている。これにより、終端ボール３１の一部が保持構造６０，６１の内部の形状に沿うように変形しながら保持構造６０．６１により保持される。したがって、終端ボール３１の保持力が向上する。
【００５０】
実施の形態３に係るＬＥＤユニット１０Ｂによれば、保持構造６０のｙ方向の長さＬ１（保持構造６０の幅）は、終端ボール３１のｙ方向の長さＬ２（終端ボール３１の直径）よりも短い。これにより、終端ボール３１の一部が保持構造６０，６１の内部に嵌まり込んだ状態で保持構造６０，６１により保持される。したがって、終端ボール３１の保持力が向上する。
【００５１】
実施の形態３に係るＬＥＤユニット１０Ｂによれば、半導体基板２０の第２面２０Ｂに終端ボール３１を保持する保持構造６０，６１が形成されている。保持構造６０，６１は、複合チップ７０をプリント配線基板４０にダイボンディングする際のアライメントマークとして用いることができる。また、保持構造６０，６１は、半導体基板２０の第２面２０Ｂにボンディングワイヤ３０をワイヤボンディングする際のアライメントマークとしても用いることができる。これにより、複合チップ７０のダイボンディングの精度及びボンディングワイヤ３０のワイヤボンディングの精度を向上させることができる。
【００５２】
実施の形態３に係るＬＥＤユニット１０Ｂによれば、保持構造６０，６１は、公知のフォトリソグラフィとエッチングにより分割構形成工程と同時に形成可能であり、保持構造６０，６１を設けるための工程追加を行う必要がない。これにより、ＬＥＤユニット１０Ｂの製造コストの増加を抑制することができる。
【００５３】
実施の形態３に係るＬＥＤユニット１０Ｂによれば、保持構造６０，６１は、公知のフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術により形成可能であるため、形状設計の自由度が高い。例えば、保持構造６０，６１の断面形状を半導体基板２０の第２面２０Ｂから離れるほど広がる形状とすることにより、終端ボールの保持力を向上させることができる。
【００５４】
《４》実施の形態４
《４−１》構成
図１０は実施の形態１から３に係るＬＥＤユニット１０，１０Ａ，１０Ｂを含む露光装置（ＬＥＤヘッド）９０の概略的な構成を示す図である。図１０に示されるように、露光装置９０は、ＬＥＤユニット１０，１０Ａ，１０Ｂと、ＬＥＤユニット１０，１０Ａ，１０Ｂを支持する支持体であるフレーム部材９１と、ロッドレンズアレイ９２と、ロッドレンズアレイ９２を保持するホルダ部材９３とを備え、フレーム部材９１によりロッドレンズアレイ９２とホルダ部材９３とが挟持される。
【００５５】
ＬＥＤユニット１０，１０Ａ，１０Ｂから出射された光は、ロッドレンズアレイ９２により収束され、図示しない画像形成装置の帯電した感光体ドラム上に露光することにより静電潜像を形成する。
【００５６】
《４−２》効果
実施の形態４に係る露光装置９０によれば、製造コストを低減したＬＥＤユニット１０，１０Ａ，１０Ｂを搭載するため、露光装置９０の製造コストを低減することができる。
【００５７】
《５》実施の形態５
《５−１》構成
図１１は、実施の形態１から３のＬＥＤユニット１０，１０Ａ，１０Ｂを搭載した露光装置９０を有する画像形成装置１００の概略的な構成を示す図である。本実施の形態に係る画像形成装置１００の構成について図１１を用いて説明する。この画像形成装置１００は、例えば、電子写真カラープリンタである。画像形成装置１００には、４つの独立した画像形成ユニット１１０Ｋ，１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃが、記録媒体としての用紙１０１の進行方向（挿入側から排出側に向かう方向）に沿って配設されている。
【００５８】
画像形成ユニット１１０Ｋ，１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃは、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各色の画像をそれぞれ形成する。なお、記録媒体として、ＯＨＰ用紙、封筒、複写紙、特殊紙等を使用することもできる。
【００５９】
画像形成ユニット１１０Ｋ，１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃは、露光装置であるＬＥＤヘッド１１１Ｋ，１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃと、像担持体（例えば、感光体ドラム）１１２Ｋ，１１２Ｙ，１１２Ｍ，１１２Ｃと、この感光体ドラム１１２Ｋ，１１２Ｙ，１１２Ｍ，１１２Ｃの表面を一様に（均一に）帯電させる帯電器（例えば、帯電ローラ）１１３Ｋ，１１３Ｙ，１１３Ｍ，１１３Ｃとをそれぞれ備えている。また、画像形成ユニット１１０Ｋ，１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃは、感光体ドラム１１２Ｋ，１１２Ｙ，１１２Ｍ，１１２Ｃの表面に形成された静電潜像に現像剤（例えば、トナー）を付着させ、可視像である各色のトナー像を形成する現像部である現像器１１８Ｋ，１１８Ｙ，１１８Ｍ，１１８Ｃをそれぞれ備えている。現像器１１８Ｋ，１１８Ｙ，１１８Ｍ，１１８Ｃは、例えば、現像剤担持体としての現像ローラ１１４Ｋ，１１４Ｙ，１１４Ｍ，１１４Ｃと、この現像ローラ１１４Ｋ，１１４Ｙ，１１４Ｍ，１１４Ｃに現像剤を供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１１５Ｋ，１１５Ｙ，１１５Ｍ，１１５Ｃとをそれぞれ備えている。
【００６０】
トナー供給ローラ１１５Ｋ，１１５Ｙ，１１５Ｍ，１１５Ｃは、トナーカートリッジから供給されたトナーを現像ローラ１１４Ｋ，１１４Ｙ，１１４Ｍ，１１４Ｃに供給するローラである。現像ローラ１１４Ｋ，１１４Ｙ，１１４Ｍ，１１４Ｃには、現像ブレード１１６Ｋ，１１６Ｙ，１１６Ｍ，１１６Ｃが接触している。現像ブレード１１６Ｋ，１１６Ｙ，１１６Ｍ，１１６Ｃは、現像ローラ１１４Ｋ，１１４Ｙ，１１４Ｍ，１１４Ｃ上において、トナー供給ローラ１１５Ｋ，１１５Ｙ，１１５Ｍ，１１５Ｃから供給されたトナーを薄層化（トナー層の厚さを規制）する規制部材である。
【００６１】
画像形成ユニット１１０Ｋ，１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃにおける、感光体ドラム１１２Ｋ，１１２Ｙ，１１２Ｍ，１１２Ｃに向かい合う位置（図１においては上方）には、露光装置であるＬＥＤヘッド１１１Ｋ，１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃが、感光体ドラム１１２Ｋ，１１２Ｙ，１１２Ｍ，１１２Ｃと対向する位置に配設されている。以下、露光装置をＬＥＤヘッドとも呼ぶ。
【００６２】
ＬＥＤヘッド１１１Ｋ，１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃは、黒、イエロー、マゼンタ、及びシアンの画像データに従った光を用いて、感光体ドラム１１２Ｋ，１１２Ｙ，１１２Ｍ，１１２Ｃをそれぞれ露光し、感光体ドラム１１２Ｋ，１１２Ｙ，１１２Ｍ，１１２Ｃに静電潜像をそれぞれ形成する。搬送ベルト１３０を挟んで、感光体ドラム１１２Ｋ，１１２Ｙ，１１２Ｍ，１１２Ｃに向かい合う位置（図１において、感光体ドラム１１２Ｋ，１１２Ｙ，１１２Ｍ，１１２Ｃより下方）には、転写装置としての転写ローラ１１７Ｋ，１１７Ｙ，１１７Ｍ，１１７Ｃがそれぞれ備えられている。
【００６３】
転写ユニットは、転写装置としての転写ローラ１１７Ｋ，１１７Ｙ，１１７Ｍ，１１７Ｃと、搬送部材としての搬送ベルト１３０とを備えている。転写ローラ１１７Ｋ，１１７Ｙ，１１７Ｍ，１１７Ｃは、搬送ベルト１３０を介して感光体ドラム１１２Ｋ，１１２Ｙ，１１２Ｍ，１１２Ｃと対向して配置され、用紙をトナーと逆の極性に帯電させ、感光体ドラム１１２Ｋ，１１２Ｙ，１１２Ｍ，１１２Ｃ上のトナー像を用紙に転写する。
【００６４】
また、画像形成装置１００には、搬送ベルト１３０に用紙を供給するための給紙機構１２０が配設されている。給紙機構１２０は、ホッピングローラ１２１、レジストローラ１２２、及び媒体収容部としての用紙収容カセット１２３を備えている。また、画像形成装置１００は、この用紙収容カセット１２３内の用紙の色を測色する用紙色測色部１２４を備えてもよい。
【００６５】
更に、搬送ベルト１３０の排出側には、定着器１５０が設けられている。定着器１５０は、加熱ローラ１５１及びバックアップローラ１５２を有する。定着器１５０は、用紙上に転写されたトナーを加熱、加圧することによって定着させる装置であり、この排出側に、排出ローラ１６０及び用紙スタッカ等が設けられている。
【００６６】
《５−２》動作
本実施の形態に係る画像形成装置１００の動作について図１１を用いて説明する。先ず、用紙収容カセット１２３内の用紙１０１は、ホッピングローラ１２１によって１枚ずつ繰り出され、レジストローラ１２２へ送られる。続いて、繰り出された用紙１０１はレジストローラ１２２から搬送ベルト１３０に送られ、この搬送ベルト１３０の走行に伴って、画像形成ユニット１１０Ｋ，１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃへと搬送される。
【００６７】
画像形成ユニット１１０Ｋ，１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃにおいて、感光体ドラム１１２Ｋ，１１２Ｙ，１１２Ｍ，１１２Ｃの表面は、帯電ローラ１１３Ｋ，１１３Ｙ，１１３Ｍ，１１３Ｃによって帯電され、ＬＥＤヘッド１１１Ｋ，１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃによって露光され、静電潜像が形成される。静電潜像には、現像ローラ１１４Ｋ，１１４Ｙ，１１４Ｍ，１１４Ｃ上で薄層化されたトナーが静電的に付着されて各色のトナー像が形成される。
【００６８】
各色のトナー像は、転写ローラ１１７Ｋ，１１７Ｙ，１１７Ｍ，１１７Ｃによって用紙に転写され、用紙上にカラーのトナー像が形成される。転写後に、感光体ドラム１１２Ｋ，１１２Ｙ，１１２Ｍ，１１２Ｃに残留したトナーは、図示しないクリーニング装置によって除去される。カラーのトナー像が形成された用紙は、定着器１５０に送られる。
【００６９】
この定着器１５０において、カラーのトナー像が用紙に定着され、カラー画像が形成される。トナー像が形成された用紙は、図示しない排出ローラ及びピンチローラに挟持され、用紙スタッカへ排出される。このような過程を経て、カラー画像が用紙上に形成される。
【００７０】
《５−３》効果
実施の形態５に係る画像形成装置１００によれば、製造コストを低減したＬＥＤユニット１０，１０Ａ，１０Ｂを有する露光装置９０を搭載するため、画像形成装置１００の製造コストを低減することができる。
【００７１】
《６》変形例
以上、本発明に係る発光素子ユニット、露光装置、及び画像形成装置を実施の形態１から実施の形態５により説明したが、本発明の範囲内において、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形したりすることが可能である。
【００７２】
上記実施の形態においては、発光素子をＬＥＤとして記載したが、発光素子はＬＥＤに限らず、有機ＥＬや無機ＥＬなどでもよい。発光素子は、発光サイリスタや発光トランジスタなどのようにスイッチング機能を付加したものでもよい。
【００７３】
上記実施の形態においては、ＬＥＤユニットに搭載された光学素子を発光素子として説明したが、発光素子を受光素子に置き換えることで、スキャナユニットにおけるラインセンサにも適応可能とすることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１０，１０Ａ，１０Ｂ  ＬＥＤユニット、  ２０  半導体基板、  ２０Ａ  第１面、  ２０Ｂ  第２面、  ２０Ｃ  第３面、  ２１  集積回路部、  ２２  発光素子、  ２３  接続部、  ２４  層間絶縁膜、  ３０  ボンディングワイヤ、  ３１  終端ボール、  ３２  ワイヤ部分、  ４０  プリント配線基板、  ４１  ＰＣＢパッド、  ５０，５１，５２，５３  側面マーク、  ６０，６１  保持構造、  ７０  複合チップ、  ８０  分割溝、  ９０  露光装置（ＬＥＤヘッド）、  ９１  フレーム部材、  ９２  ロッドレンズアレイ、  ９３  ホルダ部材、  １００  画像形成装置、  １０１  記録媒体（用紙）、  １１０Ｋ，１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ  画像形成ユニット、  １１１Ｋ，１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ  露光装置、  １１２Ｋ，１１２Ｙ，１１２Ｍ，１１２Ｃ  感光体ドラム（像担持体）、  １１３Ｋ，１１３Ｙ，１１３Ｍ，１１３Ｃ  帯電ローラ、  １１４Ｋ，１１４Ｙ，１１４Ｍ，１１４Ｃ  現像ローラ（現像剤担持体）、  １１５Ｋ，１１５Ｙ，１１５Ｍ，１１５Ｃ  供給ローラ（現像剤供給部材）、  １１６Ｋ，１１６Ｙ，１１６Ｍ，１１６Ｃ  現像ブレード、  １１７Ｋ，１１７Ｙ，１１７Ｍ，１１７Ｃ  転写ローラ、  １２０  給紙機構、  １２１  ホッピングローラ、  １２２  レジストローラ、  １２３  用紙収容カセット、  １２４  用紙色測色部、  １３０  搬送ベルト、  １５０  定着器、  １５１  加熱ローラ、  １５２  バックアップローラ、  １６０  排出ローラ、  ２０１  キャピラリ、  ２０２  カットクランプ、  ２０３  イニシャルボール、  ３１１  第１の部分、  ３１２  第２の部分、  ４００  ＬＥＤユニット、  ４０１  半導体基板、  ４０２  第２面、  ４０３  ボンディングパッド、  Ｌ１  保持構造の幅、  Ｌ２  終端ボールの直径、  Ｌ３  底面部分の長さ、  Ｌ４  先端部分（開口部分）の長さ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006550342.tif 000008
【図８】
0006550342.tif 000009
【図９】
0006550342.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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