[发明专利]具有多层印刷电路板的图像传感器及制造方法

说明书

本发明涉及一种具有印刷电路板的图像传感器，该印刷电路板上带有增大的平行极板电容，它能够稳定并减小传感器板的空载电压，并且本发明的图像传感器能使相邻光电转换器件上的空载电压相等。

相关技术1：

图18是由“MITSUBISHI图像传感器”(Mitsubishi DenkiKabushki Kaisha,1987年6月)出版的小册子中表示的常规接触型图像传感器(以下称为CIS)的剖视图。

图18的常规CIS包括发光二极管阵列1(称为LED阵列)，玻璃盖2，放在玻璃盖2上或在玻璃盖2上通过的原文件3，杆状透镜阵列4，传感器板5，信号处理电路板6和外壳7。外壳7包围其中的LED阵列1、玻璃盖2、杆状透镜阵列4、传感器板5和信号处理电路板6。

图19是常规CIS的框图。

在图19中，多个光电转换器件9a至9n和信号电路5A放在传感器板5上。

信号电路5A由移位寄存器和模拟开关组成，并接收来自多个光电转换器件9a至9n的并行信号。多个光电转换器件9a至9n根据原文件的阴影输出并行信号。信号电路5A将并行信号转换成串行信号。

图20中的时序图说明图19所示的CIS的运作。

在图18中，LED阵列1的光源产生光，并且光照射到与玻璃盖2接触的原文件上。

反射的光取决于原文件的阴影。如果原文件的一幅图像是暗的或黑的，那么光被该图像吸收，于是没有反射光到达杆状透镜阵列4。

假如原文件的图像是亮的或白的，那么反射光很强，并聚集在杆状透镜阵列4上，进入传感器板5中的光电转换器件9a至9n，以一对一的比率成为一幅真实像。

然后有光电流流过。该输出到达信号处理电路板6的端子SIG。

当原文件是白的时，输出信号的电压大约为2V。当原文件是黑的时，输出信号的电压大约为50mV。因此，s/n(信号/噪声)比大约为30dB。

在图19中，n个光电转换器件9a至9n并排排列。在每个光电转换器件9a至9n上产生电荷。积累的电荷在每个光电转换器件9a至9n上转换成光电流。根据光电流的幅度可以检测输出电压。下面参照图19和20描述如何检测输出电压。从端子SI输入起始脉冲，而从端子CLK输入时钟脉冲。在起始脉冲的过渡时序点，每个光电转换器件9a至9n的电荷作为信号线6a中的光电流顺序流动。该光电流在信号处理电路板6的电容器6b上积累，并产生输出电压。通过放大器6c将该输出电压放大10至20倍左右。被放大的电压输出至端子SIG。端子SIG的这一输出电压与时钟脉冲同步。

于是通过输出电压就能够识别原文件上的图像。

图21是带有传感器芯片的传感器板5的连接图。传感器芯片90a至90n包括光电转换器件9a至9n。每个传感器芯片90a至90n具有时钟脉冲的端子CLK和起始脉冲的端子SI，以及电源端子V_DD、模拟地端子A_GND和信号输出端子SIG。传感器板5是一块印刷电路板，在板的一侧具有一条CLK线、一条SI线、一条V_DD线(电源线)、一条模拟地线12和一条信号线11。传感器芯片90a至90n的端子与这些相应的线相连，如图21所示。

图22是传感器芯片90a的电路图。

传感器芯片90a具有光电转换器件9a至9n，模拟开关11a至11n，模拟开关10a至10n，模拟开关12，触发器13a至13n，以及与门G1至Gn。

在图22中，每个光电转换器件9a至9n包括一个用于电流放大的晶体管和表示为电容器的一个电荷积累部分。电荷积累部分把从光转换来的电荷进行积累。

模拟开关11a至11n将光电转换器件9a至9n的信号切换到与端子SIG相连的信号线L1。模拟开关10a至10n对光电转换器件9a至9n的不必要的电荷进行放电。模拟开关12在时钟脉冲正跳变边缘变为“导通”。触发器13a至13n用时钟脉冲控制每个模拟开关10a至10n和11a至11n。

下面参照图23的时序图说明图22电路的运作。

来自端子SI的起始脉冲被输入至触发器13a。起始脉冲与时钟脉冲同步。从端子CLK(CLOCK)将时钟脉冲送至所有的触发器13a至13n。起始脉冲从触发器13a移向触发器13b、13c、……、13n。在将起始脉冲从触发器13a移向13n的每个时序点，每个光电转换器件9a至9n的电荷都作为光电流在信号线L1中流动。该电流的电压对应于电荷量。