DE112016006871T5

DE112016006871T5 - Kabelverbindungssubstrat, Bildaufnahmevorrichtung, Endoskop und Verfahren zur Fertigung einer Bildaufnahmevorrichtung

Info

Publication number: DE112016006871T5
Application number: DE112016006871.9T
Authority: DE
Inventors: Masato Mikami; Takanori Sekido
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2016-05-19
Filing date: 2016-05-19
Publication date: 2019-02-14
Also published as: CN109195501A; JPWO2017199406A1; US20190069767A1; US11259693B2; CN109195501B; WO2017199406A1

Abstract

Ein Kabelverbindungssubstrat, eine Bildaufnahmevorrichtung, ein Endoskop und ein Verfahren zur Fertigung der Bildaufnahmevorrichtung werden bereitgestellt, die in der Lage sind, eine thermische Belastung eines Bilderfassungselements beim Verbinden eines Kabels mit einem Substrat zu reduzieren, während die von dem Bilderfassungselement erzeugte Wärme abgeleitet wird. Das Kabelverbindungssubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: ein erstes Substrat, das an einer Vorderfläche des ersten Substrats eine erste Verbindungselektrode zur Verbindung mit einer Sensorelektrode des Bilderfassungselements aufweist, und auf einer Rückflächenseite des ersten Substrats eine zweite Verbindungselektrode aufweist; und ein zweites Substrat, das auf einer Vorderfläche des zweiten Substrats eine dritte Verbindungselektrode zur Verbindung mit der zweiten Verbindungselektrode aufweist, und auf einer Seite einer oberen Oberfläche des zweiten Substrats eine Vielzahl von Kabelverbindungselektroden zur Verbindung mit einer Vielzahl von Kabeln aufweist, wobei die obere Oberfläche eine zur Vorderfläche des zweiten Substrats senkrechte Seitenfläche ist. Eine Summe von wirksamen Leiterflächen der Vielzahl der Kabelverbindungselektroden ist größer als eine Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektrode.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kabelverbindungssubstrat, eine Bildaufnahmevorrichtung, ein Endoskop und ein Verfahren zur Fertigung einer Bildaufnahmevorrichtung.
Hintergrund
Ein Endoskop, das in ein Subjekt eingeführt wird und einen Bereich eines Subjekts beobachtet, ist aus dem Stand der Technik bekannt und wird im medizinischen Bereich oder dergleichen weithin eingesetzt. Das Endoskop ist so aufgebaut, dass eine Bildaufnahmevorrichtung, die über eine elektronische Komponente wie z. B. ein Bilderfassungselement verfügt, in einen Spitzenabschnitt eines flexiblen, länglichen Einführinstruments integriert ist.
Es ist wünschenswert, dass bei dem Endoskop die durch den Betrieb des Bilderfassungselements erzeugte Wärme abgeleitet wird, um die elektrischen Eigenschaften des Bilderfassungselements sicherzustellen. Als eine Technologie zur schnellen Ableitung der von dem Bilderfassungselement erzeugten Wärme wurde eine Bildaufnahmevorrichtung vorgeschlagen, bei der ein Wärmeableitelement mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit so angeordnet ist, dass es mit dem Bilderfassungselement in Kontakt kommt (siehe beispielsweise Patentschrift 1).
Liste der Anführungen
Patentliteratur
Patentschrift 1: JP 2002-291693
Zusammenfassung
Technische Aufgabe
Bei der in Patentschrift 1 beschriebenen Technologie sind eine Vielzahl von Kabeln zur Energieversorgung des Bilderfassungselements oder zur Übertragung eines Signals von dem Bilderfassungselement über ein Substrat mit dem Bilderfassungselement verbunden. Die Kabel werden mit Hilfe eines Lötmittels mit einer Kabelverbindungselektrode des Substrats verbunden, nachdem das Bilderfassungselement und das Substrat miteinander verbunden wurden. Daher kann in manchen Fällen die zum Schmelzen des Lötmittels verwendete Wärme über das Wärmeableitelement auf das Bilderfassungselement übertragen werden, und das Bilderfassungselement kann beschädigt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde vor dem Hintergrund der oben beschriebenen Situation entwickelt, und es ist ein Ziel, ein Kabelverbindungssubstrat, eine Bildaufnahmevorrichtung, ein Endoskop und ein Verfahren zur Fertigung der Bildaufnahmevorrichtung zu schaffen, die in der Lage sind, eine thermische Belastung eines Bilderfassungselements beim Verbinden eines Kabels mit einem Substrat zu reduzieren, während die von dem Bilderfassungselement erzeugte Wärme abgeleitet wird.
Lösung der Aufgabe
Zum Lösen der oben beschriebenen Aufgabe und zum Erreichen des Ziels umfasst ein Kabelverbindungssubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung: ein erstes Substrat, das an einer Vorderfläche des ersten Substrats eine erste Verbindungselektrode zur Verbindung mit einer Sensorelektrode eines Bilderfassungselements aufweist, und auf einer Rückflächenseite des ersten Substrats eine zweite Verbindungselektrode aufweist; und ein zweites Substrat, das auf einer Vorderfläche des zweiten Substrats eine dritte Verbindungselektrode zur Verbindung mit der zweiten Verbindungselektrode aufweist, und auf einer Seite einer oberen Oberfläche des zweiten Substrats eine Vielzahl von Kabelverbindungselektroden zur Verbindung mit einer Vielzahl von Kabeln aufweist, wobei die obere Oberfläche eine zur Vorderfläche des zweiten Substrats senkrechte Seitenfläche ist. Eine Summe der wirksamen Leiterflächen der Vielzahl der Kabelverbindungselektroden ist größer als eine Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektrode.
In dem Kabelverbindungssubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung sind eine Summe der wirksamen Leiterflächen der zweiten Verbindungselektrode und die Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektrode ungefähr gleich, und die zweite Verbindungselektrode und die dritte Verbindungselektrode sind über eine Erhebung verbunden, und ein Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat ist durch ein Versiegelungsharz mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit versiegelt.
In dem Kabelverbindungssubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Kontaktfläche des zweiten Substrats und des Versiegelungsharzes an einer Verbindungsoberfläche des ersten Substrats und des zweiten Substrats größer als die Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektrode.
In dem Kabelverbindungssubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Summe der wirksamen Leiterflächen der zweiten Verbindungselektrode oder die Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektrode größer als eine Summe der wirksamen Leiterflächen der ersten Verbindungselektrode.
In dem Kabelverbindungssubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Vielzahl der Kabel mit entsprechenden Kabelverbindungselektroden verbunden, die auf einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche des zweiten Substrats angeordnet sind, wobei es sich bei der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche um Seitenflächen handelt, die einander gegenüberstehen.
In dem Kabelverbindungssubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das zweite Substrat zwei vertikal geteilte Substrate.
In dem Kabelverbindungssubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Vielzahl der Kabel um Koaxialkabel, die jeweils einen Kerndraht, einen Innenisolator, der ausgebildet ist, einen Außenumfang des Kerndrahts zu umhüllen, eine Abschirmung, die ausgebildet ist, einen Außenumfang des Innenisolators zu umhüllen, und einen Außenisolator, der ausgebildet ist, einen Außenumfang der Abschirmung zu umhüllen, enthalten, und das zweite Substrat umfasst einen ersten Hauptkörperabschnitt, der mit einer Vielzahl von Kerndraht-Verbindungselektroden versehen ist, und einen zweiten Hauptkörperabschnitt, der dünner als der erste Hauptkörperabschnitt und mit einer oder mehreren Abschirmungs-Verbindungselektroden versehen ist.
Eine Bildaufnahmevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Bilderfassungselement, das eine Lichtempfangseinheit, die ausgelegt ist, zur Erzeugung eines elektrischen Signals eine fotoelektrische Umwandlung von einfallendem Licht durchzuführen, und eine Vielzahl von Sensorelektroden umfasst, die auf einer Rückfläche, die einer Oberfläche, auf welcher die Lichtempfangseinheit angeordnet ist, gegenüberliegt, angeordnet sind; ein beliebiges der oben beschriebenen Kabelverbindungssubstrate; und eine Vielzahl von Kabeln. Das Kabelverbindungssubstrat und die Kabel sind innerhalb einer Projektionsfläche (bzw. Projektion oder Projektionsebene) einer Lichtempfangsfläche des Bilderfassungselements positioniert.
In der Bildaufnahmevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind Umfänge von Verbindungsabschnitten zwischen den Kabelverbindungselektroden und den Kabeln mit Hilfe eines Versiegelungsharzes mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit versiegelt, und das Versiegelungsharz ist innerhalb einer Projektionsfläche der Lichtempfangsfläche des Bilderfassungselements positioniert.
Ein Endoskop gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Einführabschnitt, der an einem distalen Ende des Einführabschnitts die oben beschriebene Bildaufnahmevorrichtung aufweist.
Ein Verfahren zur Fertigung der Bildaufnahmevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Fertigung der oben beschriebenen Bildaufnahmevorrichtung. Das Verfahren umfasst: einen Kabelverbindungsschritt des Verbindens einer Vielzahl von Kabeln mit einer Vielzahl von Kabelverbindungselektroden eines zweiten Substrats, das auf einer Vorderfläche des zweiten Substrats eine dritte Verbindungselektrode zur Verbindung mit der zweiten Verbindungselektrode aufweist, und auf einer Seite einer oberen Oberfläche des zweiten Substrats die Vielzahl der Kabelverbindungselektroden zur Verbindung mit einer Vielzahl von Kabeln aufweist, wobei die obere Oberfläche eine zur Vorderfläche des zweiten Substrats senkrechte Seitenfläche ist; und nach dem Kabelverbindungsschritt einen Substratverbindungschritt des Verbindens des zweiten Substrats mit einem ersten Substrat, das mit dem Bilderfassungselement verbunden wurde.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Ein Kabelverbindungssubstrat, eine Bildaufnahmevorrichtung, ein Endoskop und ein Verfahren zur Fertigung der Bildaufnahmevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind in der Lage, eine Wärmemenge, die auf ein Bilderfassungselement übertragen wird, zu reduzieren, während von dem Bilderfassungselement erzeugte Wärme abgeleitet wird, da das Kabelverbindungssubstrat ein erstes Substrat, das mit dem Bilderfassungselement verbunden ist, und ein zweites Substrat, das mit einem Kabel verbunden ist, umfasst, und so ausgebildet ist, dass eine Summe der wirksamen Leiterflächen der Kabelverbindungselektrode größer ist als eine Summe der wirksamen Leiterflächen einer dritten Verbindungselektrode, die zur Verbindung mit dem ersten Substrat verwendet wird.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das einen Gesamtaufbau eines Endoskopsystems gemäß einer Ausführungsform schematisch darstellt.
2 ist eine Schnittansicht einer Bildaufnahmevorrichtung, die in dem in 1 dargestellten Endoskop verwendet wird.
3 ist eine perspektivische Ansicht der in 2 dargestellten Bildaufnahmevorrichtung.
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht der in 2 dargestellten Bildaufnahmevorrichtung.
5A ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Fertigungsprozesses der in 2 dargestellten Bildaufnahmevorrichtung.
5B ist ein Diagramm zur Erläuterung des Fertigungsprozesses der in 2 dargestellten Bildaufnahmevorrichtung.
5C ist ein Diagramm zur Erläuterung des Fertigungsprozesses der in 2 dargestellten Bildaufnahmevorrichtung.
5D ist ein Diagramm zur Erläuterung des Fertigungsprozesses der in 2 dargestellten Bildaufnahmevorrichtung.
6 ist eine Schnittansicht einer Bildaufnahmevorrichtung gemäß einer ersten Modifikation der vorliegenden Ausführungsform.
7 ist eine perspektivische Ansicht einer Bildaufnahmevorrichtung gemäß einer zweiten Modifikation der vorliegenden Ausführungsform.
8 ist eine Seitenansicht der in 7 dargestellten Bildaufnahmevorrichtung.
9A ist eine perspektivische Ansicht eines zweiten Substrats gemäß einer dritten Modifikation der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9B ist eine perspektivische Ansicht eines zweiten Substrats gemäß einer vierten Modifikation der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9C ist eine perspektivische Ansicht eines zweiten Substrats gemäß einer fünften Modifikation der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9D ist eine perspektivische Ansicht eines zweiten Substrats gemäß einer sechsten Modifikation der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9E ist eine Seitenansicht, die eine Verbindung zwischen dem zweiten Substrat, das in 9D dargestellt ist, und dem ersten Substrat darstellt.

Beschreibung von Ausführungsformen
In den folgenden Beschreibungen ist ein Endoskopsystem, das eine Bildaufnahmevorrichtung umfasst, als Ausführungsweisen der vorliegenden Erfindung beschrieben (nachfolgend als „Ausführungsformen“ bezeichnet). Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf die nachstehenden Ausführungsformen beschränkt. Weiterhin werden bei der Beschreibung der Zeichnung gleiche Komponenten jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Darüber hinaus ist anzumerken, dass die Zeichnung schematisch ist, und Beziehungen zwischen der Dicke und Breite eines jeweiligen Elements, die Proportionen eines jeweiligen Elements und dergleichen von den tatsächlichen Verhältnissen abweichen. Überdies enthält die Zeichnung Bereiche mit unterschiedlichen Abmessungen und Proportionen.
1 ist ein Diagramm, das einen Gesamtaufbau eines Endoskopsystems gemäß einer Ausführungsform schematisch darstellt. Wie in 1 dargestellt, umfasst ein Endoskopsystem 1 gemäß der Ausführungsform ein Endoskop 2, das in das Subjekt eingeführt wird und ein Bild vom Inneren eines Subjekts aufnimmt, und im Inneren des Subjekts ein Bildsignal erzeugt, eine Informationsverarbeitungsvorrichtung 3 (externer Prozessor), der eine vorgegebene Bildverarbeitung an dem von dem Endoskop 2 aufgenommenen Bildsignal durchführt und jede der Einheiten des Endoskopsystems 1 steuert, eine Lichtquellenvorrichtung 4, die Beleuchtungslicht für das Endoskop 2 erzeugt, und eine Anzeigevorrichtung 5, die ein Bild des Bildsignals anzeigt, das der Bildverarbeitung durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung 3 unterzogen wurde.
Das Endoskop 2 umfasst einen Einführabschnitt 6, der in das Subjekt eingeführt wird, eine Bedieneinheit 7, die an einem proximalen Endabschnitt des Einführabschnitts 6 angeordnet ist und von einer Bedienperson gehalten wird, und ein flexibles Universalkabel 8, das sich von der Bedieneinheit 7 aus erstreckt.
Der Einführabschnitt 6 ist unter Verwendung einer Beleuchtungsfaser (Lichtleiterkabel), eines elektrischen Kabels, einer optischen Faser und dergleichen ausgestaltet. Der Einführabschnitt 6 umfasst einen Spitzenabschnitt 6a, innerhalb dessen eine unten beschriebene Bilderfassungseinheit angeordnet ist, einen Biegeabschnitt 6b, der aus einer Vielzahl von Biegestücken besteht und frei gebogen werden kann, und einen flexiblen Röhrenabschnitt 6c, der an einem proximalen Endabschnitt des Biegeabschnitts 6b angeordnet ist und Flexibilität aufweist. In dem Spitzenabschnitt 6a sind eine Beleuchtungseinheit, die das Innere des Subjekts über eine Beleuchtungslinse beleuchtet, eine Beobachtungseinheit, die im Inneren des Subjekts ein Bild aufnimmt, ein Öffnungsabschnitt zur Verbindung mit einem Behandlungsinstrumentkanal und eine Luft-/Wasser-Zufuhrdüse (nicht dargestellt) angeordnet.
Die Bedieneinheit 7 umfasst einen Biegeknopf 7a, um den Biegeabschnitt 6b zum Biegen in einer vertikalen Richtung und einer horizontalen Richtung zu veranlassen, einen Behandlungsinstrument-Einführabschnitt 7b zum Einführen eines Behandlungsinstruments wie einer Biopsiezange oder eines Laserskalpells in einen Körperhohlraum eines Subjekts und eine Vielzahl von Schaltern 7c zur Bedienung der Informationsverarbeitungsvorrichtung 3, der Lichtquellenvorrichtung 4 und von Peripheriegeräten wie einer Luftzuführeinrichtung, einer Wasserzuführeinrichtung und einer Gaszuführeinrichtung. Das Behandlungsinstrument, das über den Behandlungsinstrument-Einführabschnitt 7b eingeführt wird, tritt über einen intern angeordneten Behandlungsinstrumentkanal an einem Öffnungsabschnitt 6d an einem distalen Ende des Einführabschnitts 6 aus.
Das Universalkabel 8 ist unter Verwendung einer Beleuchtungsfaser, eines Kabels und dergleichen umgesetzt. Das Universalkabel 8 verzweigt sich an einem proximalen Ende, und ein Endabschnitt eines der Zweige dient als ein Anschluss 8a, und ein Endabschnitt des anderen der Zweige dient als ein Anschluss 8b. Der Anschluss 8a ist lösbar an einem Anschluss der Informationsverarbeitungsvorrichtung 3 angebracht. Der Anschluss 8b ist lösbar an der Lichtquellenvorrichtung 4 angebracht. Das Universalkabel 8 transportiert von der Lichtquellenvorrichtung 4 emittiertes Beleuchtungslicht über den Anschluss 8b und die Beleuchtungsfaser zum Spitzenabschnitt 6a. Weiterhin überträgt das Universalkabel 8 ein Bildsignal, das von einer unten beschriebenen Bildaufnahmevorrichtung erfasst wird, über ein Kabel und den Anschluss 8a zur Informationsverarbeitungsvorrichtung 3.
Die Informationsverarbeitungsvorrichtung 3 führt an dem Bildsignal, das über den Anschluss 8a ausgegeben wird, eine vorgegebene Bildverarbeitung durch und steuert das gesamte Endoskopsystem 1.
Die Lichtquellenvorrichtung 4 ist unter Verwendung einer Lichtquelle, die Licht emittiert, einer Sammellinse und dergleichen umgesetzt. Die Lichtquellenvorrichtung 4 emittiert unter der Steuerung durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung 3 Licht von der Lichtquelle und stellt das dem Endoskop 2, das über den Anschluss 8b und die Beleuchtungsfaser des Universalkabels 8 angebunden ist, Licht bereit als Beleuchtungslicht für das Innere des Subjekts, das als ein Objekt gewählt wird.
Die Anzeigevorrichtung 5 ist unter Verwendung einer Flüssigkristallanzeige, organischen Elektrolumineszenzanzeige (EL-Anzeige) oder dergleichen ausgebildet. Die Anzeigevorrichtung 5 zeigt über ein Videokabel 5a verschiedene Arten von Informationen an, einschließlich eines Bilds, das durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung 3 der vorgegebenen Bildverarbeitung unterzogen wird. Durch diesen Aufbau kann eine Bedienperson durch die Bedienung des Endoskops 2 das Verhalten einer gewünschten Position im Inneren des Subjekts beobachten und bestimmen, während er ein Bild (In-vivo-Bild) betrachtet, das von der Anzeigevorrichtung 5 angezeigt wird.
Als Nächstes wird ein Aufbau der Bildaufnahmevorrichtung ausführlich beschrieben. 2 ist eine Schnittansicht der Bildaufnahmevorrichtung, die in dem in 1 dargestellten Endoskop verwendet wird. 3 ist eine perspektivische Ansicht der in 2 dargestellten Bildaufnahmevorrichtung. 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht der in 2 dargestellten Bildaufnahmevorrichtung.
Wie in 2 bis 4 dargestellt, umfasst eine Bildaufnahmevorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform ein Bilderfassungselement 10, ein erstes Substrat 20, ein zweites Substrat 30 und eine Vielzahl von Koaxialkabeln 40. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Kabelverbindungssubstrat mit Hilfe des ersten Substrats 20 und des zweiten Substrats 30 umgesetzt.
Ein Glas 11 ist an einer Lichtempfangsfläche f1 angebracht, bei der es sich um eine Vorderfläche des Bilderfassungselements 10 handelt. Von einer Linseneinheit gesammeltes Licht tritt über das Glas 11 in die Lichtempfangsfläche f1 des Bilderfassungselements 10 ein, das eine Lichtempfangseinheit 10a umfasst. Sensorelektroden 12 sind an vier entsprechenden Ecken auf einer Seite einer Rückfläche f2 angeordnet, die der Lichtempfangsfläche f1 des Bilderfassungselements 10 gegenüberliegt.
Das erste Substrat 20 hat ungefähr die gleiche Plattenform wie das Bilderfassungselement 10. Auf einer Seite einer Vorderfläche f3, die mit dem Bilderfassungselement 10 in Kontakt kommt, sind erste Verbindungselektroden 21 an Positionen angeordnet, die den Sensorelektroden 12 gegenüberliegen, und über Erhebungen 13 elektrisch und mechanisch mit den Sensorelektroden 12 verbunden. Auf einer Seite einer Rückfläche f4 des ersten Substrats 20 sind zweite Verbindungselektroden 22 an Verbindungspositionen des zweiten Substrats 30 angeordnet.
Das zweite Substrat 30 umfasst einen ersten Hauptkörperabschnitt 31 und einen zweiten Hauptkörperabschnitt 32. In dem ersten Hauptkörperabschnitt 31 sind dritte Verbindungselektroden 33 auf einer Seite einer Vorderfläche f5 angeordnet, die in Kontakt mit dem ersten Substrat 20 kommt, und über Erhebungen 23 elektrisch und mechanisch mit den zweiten Verbindungselektroden 22 des ersten Substrats 20 verbunden. Dabei ist eine Summe der wirksamen Leiterflächen der zweiten Verbindungselektroden 22 ungefähr gleich derjenigen der dritten Verbindungselektroden 33. Mit der wirksamen Leiterfläche ist hierbei eine Fläche der jeweiligen Verbindungselektrodenoberfläche gemeint, die der elektrischen und mechanischen Verbindung dient. Auf einer oberen Oberfläche f6 und einer unteren Oberfläche f7, die als zur Vorderfläche f5 des ersten Hauptkörperabschnitts 31 senkrechte Seitenflächen dienen, sind Kerndraht-Verbindungselektroden 34 angeordnet, und Kerndrähte 41 der Koaxialkabel 40, die weiter unten beschrieben sind, sind über Lötmittel 51 verbunden. Weiterhin sind auf der oberen Oberfläche f6 und der unteren Oberfläche f7, die als zur Vorderfläche f5 des zweiten Hauptkörperabschnitts 32 senkrechte Seitenflächen dienen, Abschirmungs-Verbindungselektroden 35 angeordnet, und Abschirmungen 43 der Koaxialkabel 40, die weiter unten beschrieben sind, sind über die Lötmittel 51 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform besteht eine Kabelverbindungselektrode aus der Kerndraht-Verbindungselektrode 34 und der Abschirmungs-Verbindungselektrode 35.
Der zweite Hauptkörperabschnitt 32 ist dünner als der erste Hauptkörperabschnitt 31, das heißt, eine Höhe H₁ des ersten Hauptkörperabschnitts 31 (die Länge der oberen Oberfläche f6 und der unteren Oberfläche f7) ist größer als eine Höhe H₂ des zweiten Hauptkörperabschnitts 32 (die Länge der Seitenflächen f6 und f7). Mit anderen Worten ist das zweite Substrat 30 innerhalb einer Projektionsfläche der Vorderfläche f3 des ersten Substrats 20 positioniert. Darüber hinaus ist eine Höhe H₃ eines gestuften Abschnitts zwischen dem ersten Hauptkörperabschnitt 31 und dem zweiten Hauptkörperabschnitt 32 bevorzugt so gewählt, dass sie ungefähr gleich einer Summe der Dicken eines Innenisolators 42 und der Abschirmung 43 ist. Mit diesem Aufbau ist es möglich, die Kerndrähte 41 mit den Kerndraht-Verbindungselektroden 34 zu verbinden, ohne die Kerndrähte 41 umzufalten.
Das Koaxialkabel 40 umfasst den Kerndraht 41, der aus einem leitenden Material besteht, den Innenisolator 42, der einen Außenumfang des Kerndrahts 41 umhüllt, die Abschirmung 43, die einen Außenumfang des Innenisolators 42 umhüllt, und einen Außenisolator 44, der einen Außenumfang der Abschirmung 43 umhüllt. Ein Endabschnitt des Koaxialkabels 40 auf der mit dem zweiten Substrat 30 verbundenen Seite ist so bearbeitet, dass der Kerndraht 41, und der Innenisolator 42 die Abschirmung 43 vom Spitzenabschnitt aus gestuft freigelegt werden. Der freiliegende Kerndraht 41 und die Abschirmung 43 sind mit der Kerndraht-Verbindungselektrode 34 bzw. der Abschirmungs-Verbindungselektrode 35 verbunden.
Ein Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Substrat 20 und dem zweiten Substrat 30 ist mit Hilfe eines Versiegelungsharzes 50 versiegelt. Bevorzugt wird als das Versiegelungsharz 50 ein Isoliermaterial mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit von 0,2 mW/m/K oder höher verwendet. Darüber hinaus sind ein Umfang der Verbindungsabschnitte zwischen den Koaxialkabeln 40 und jeder der Kerndraht-Verbindungselektroden 34 und der Abschirmungs-Verbindungselektroden 35 mit Hilfe des Versiegelungsharzes 50 mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit versiegelt. Wärme, die von dem Bilderfassungselement 10 abgegeben wird, wird hauptsächlich über die Elektrodenabschnitte mit hohen Wärmeleitfähigkeiten abgeführt, das heißt über die Sensorelektroden 12, die Erhebungen 13, die ersten Verbindungselektroden 21, die Verdrahtungsabschnitte (nicht dargestellt) innerhalb des ersten Substrats 20, die zweiten Verbindungselektroden 22, die Erhebungen 23, die dritten Verbindungselektroden 33, die Verdrahtungsabschnitte (nicht dargestellt) innerhalb des zweiten Substrats 30 und die Koaxialkabel 40; durch Versiegelung des Verbindungsabschnitts zwischen dem ersten Substrat 20 und dem zweiten Substrat 30 und Versiegelung der Umfänge der Verbindungsabschnitte zwischen den Kabelverbindungselektroden und den Koaxialkabeln 40 mit Hilfe des Versiegelungsharzes 50 mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit wird es jedoch möglich, über das Versiegelungsharz 50 eine größere Wärmemenge abzuführen, zusätzlich zu den oben beschriebenen Elektrodenabschnitten.
In der Bildaufnahmevorrichtung 100 ist eine Summe der wirksamen Leiterflächen der zweiten Verbindungselektroden 22 größer gewählt als eine Summe der wirksamen Leiterflächen der ersten Verbindungselektroden 21. Weiterhin ist eine Summe der wirksamen Leiterflächen der Kerndraht-Verbindungselektroden 34 und der Abschirmungs-Verbindungselektroden 35 größer gewählt als eine Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektroden 33. Durch Vergrößerung der Flächen der Elektrodenabschnitte mit hohen Wärmeleitfähigkeiten an einem proximalen Endabschnitt (auf der mit den Koaxialkabeln 40 verbundenen Seite) wird von dem Bilderfassungselement 10 erzeugte Wärme mit hoher Wahrscheinlichkeit zur Seite des proximalen Endabschnitts abgeführt, während die Wärme von der Seite des proximalen Endabschnitts mit geringerer Wahrscheinlichkeit übertragen wird; so ist es möglich, einen thermischen Einfluss auf das Bilderfassungselement 10 zu reduzieren. Weiterhin ist die Summe der wirksamen Leiterflächen der Kerndraht-Verbindungselektroden 34 und der Abschirmungs-Verbindungselektroden 35 größer als die Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektroden 33 (die Summe der wirksamen Leiterflächen der zweiten Verbindungselektroden 22), und die Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektroden 33 (die Summe der wirksamen Leiterflächen der zweiten Verbindungselektroden 22) ist größer als die Summe der wirksamen Leiterflächen der ersten Verbindungselektroden 21, und dieser Aufbau wird für die Übertragung elektrischer Signale bevorzugt.
Weiterhin ist eine Kontaktfläche des zweiten Substrats 30 und des Versiegelungsharzes 50 auf der Vorderfläche f5 des zweiten Substrats 30 bevorzugt größer als die Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektroden 33. Indem die Kontaktfläche des zweiten Substrats 30 und des Versiegelungsharzes 50 größer als die Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektroden 33 gewählt wird, ist es möglich, eine Verbindungsfestigkeit zwischen dem ersten Substrat 20 und dem zweiten Substrat 30 zu verbessern und eine Wärmeübertragungsfläche zu vergrößern, sodass eine große Wärmemenge abgeführt werden kann.
In der Bildaufnahmevorrichtung 100 sind das erste Substrat 20, das zweite Substrat 30, die Koaxialkabel 40 und das Versiegelungsharz 50 innerhalb einer Projektionsfläche der Lichtempfangsfläche f1 des Bilderfassungselements 10 positioniert. Mit anderen Worten besitzen das erste Substrat 20, das zweite Substrat 30, die Koaxialkabel 40 und das Versiegelungsharz 50 jeweils eine Größe, die in die Projektionsfläche der Lichtempfangsfläche f1 des Bilderfassungselements 10 fällt. Mit diesem Aufbau ist es möglich, einen Durchmesser der Bildaufnahmevorrichtung 100 zu reduzieren.
Als Nächstes wird ein Verfahren zur Fertigung der Bildaufnahmevorrichtung 100 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 5A bis 5D sind Diagramme zur Erläuterung des Fertigungsprozesses der Bildaufnahmevorrichtung 100.
Wie in 5A dargestellt, werden die Sensorelektroden 12, die auf der Rückfläche f2 des Bilderfassungselements 10 angeordnet sind, bei dem das Glas 11 an der Lichtempfangsfläche f1 angebracht ist, über die Erhebungen 13 mit den ersten Verbindungselektroden 21 der Vorderfläche f3 des ersten Substrats 20 verbunden. Nach dem Verbinden werden die Erhebungen 23 auf den zweiten Verbindungselektroden 22 auf der Rückfläche f4 des ersten Substrats 20 ausgebildet.
Wie in 5B dargestellt, werden die Positionen der Koaxialkabel 40 auf der oberen Oberfläche f6 und der unteren Oberfläche f7 des zweiten Substrats 30 festgelegt, und anschließend werden die Kerndrähte 41 und die Abschirmungen 43 über die Verlötungen 51 mit den Kerndraht-Verbindungselektroden 34 und den Abschirmungs-Verbindungselektroden 35 verbunden.
Wie in 5C dargestellt, wird das erste Substrat 20, das mit dem Bilderfassungselement 10 verbunden wurde, mit dem zweiten Substrat 30 verbunden, das mit den Koaxialkabeln 40 verbunden wurde. Das erste Substrat 20 und das zweite Substrat 30 werden über die Erhebungen 23 verbunden, nachdem die Positionen der zweiten Verbindungselektroden 22 und der dritten Verbindungselektroden 33 aufeinander ausgerichtet wurden.
Wie in 5D dargestellt, werden der Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Substrat 20 und dem zweiten Substrat 30 und die Umgebungen der Verbindungsabschnitte zwischen den Koaxialkabeln 40 und jeder der Kerndraht-Verbindungselektroden 34 und der Abschirmungs-Verbindungselektroden 35 mit Hilfe des Versiegelungsharzes 50 versiegelt, nachdem das erste Substrat 20 und das zweite Substrat 30 miteinander verbunden wurden.
Die vorliegende Ausführungsform umfasst drei Verbindungsprozesse zur Herstellung einer (1) Verbindung zwischen dem Bilderfassungselement 10 und dem ersten Substrat 20, einer (2) Verbindung zwischen dem ersten Substrat 20 und dem zweiten Substrat 30 und einer (3) Verbindung zwischen dem zweiten Substrat 30 und den Koaxialkabeln 40. Unter diesen Prozessen benötigt die (3) Verbindung zwischen dem zweiten Substrat 30 und den Koaxialkabeln 40 eine lange Erwärmungszeit zum Schmelzen der Lötmittel, sodass dieser Prozess zu einem starken thermischen Einfluss auf das Bilderfassungselement 10 führt. Durch Verbinden des ersten Substrats 20, das mit dem Bilderfassungselement 10 verbunden wurde, und des zweiten Substrats 30, das mit den Koaxialkabeln 40 verbunden wurde, nach der Herstellung der (3) Verbindung zwischen dem zweiten Substrat 30 und den Koaxialkabeln 40 ist es möglich, einen thermischen Einfluss auf das Bilderfassungselement 10 zu reduzieren.
Obwohl das Bilderfassungselement 10 aufgrund der Erwärmung, wenn das erste Substrat 20, das mit dem Bilderfassungselement 10 verbunden wurde, mit dem zweiten Substrat 30, das mit den Koaxialkabeln 40 verbunden wurde, verbunden wird, einem thermischen Einfluss ausgesetzt ist, wird die beim Verbinden des ersten Substrats 20 und des zweiten Substrats 30 einwirkende Wärme weiterhin zur Seite des proximalen Endes übertragen, das heißt zur Seite der Koaxialkabel 40, sodass es möglich ist, einen thermischen Einfluss auf das Bilderfassungselement 10 zu reduzieren, da die Summe der wirksamen Leiterflächen der zweiten Verbindungselektroden 22 größer ist als die Summe der wirksamen Leiterflächen der ersten Verbindungselektroden 21 und da die Summe der wirksamen Leiterflächen der Kerndraht-Verbindungselektroden 34 und der Abschirmungs-Verbindungselektroden 35 größer ist als die Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektroden 33,.
Die Bildaufnahmevorrichtung 100 kann ihrerseits durch Herstellen einer (2) Verbindung zwischen dem ersten Substrat 20 und dem zweiten Substrat 30, einer (3) Verbindung zwischen dem zweiten Substrat 30 und den Koaxialkabeln 40 und einer (1) Verbindung zwischen dem Bilderfassungselement 10 und dem ersten Substrat 20 in dieser Reihenfolge gefertigt werden. Auch durch die oben beschriebenen Prozesse ist es möglich, einen thermischen Einfluss auf das Bilderfassungselement 10 zu reduzieren.
(Erste Modifikation)
6 ist eine Schnittansicht einer Bildaufnahmevorrichtung gemäß einer ersten Modifikation der vorliegenden Ausführungsform. In einer Bildaufnahmevorrichtung 100A gemäß der ersten Modifikation umfasst ein zweites Substrat 30A ein Substrat 30A-1 und ein Substrat 30A-2. Das Substrat 30A-1 und das Substrat 30A-2 sind Substrate, die durch vertikales Teilen des zweiten Substrats 30 der Ausführungsform erhalten werden.
Das Substrat 30A-1 umfasst einen ersten Hauptkörperabschnitt 31A-1 und einen zweiten Hauptkörperabschnitt 32A-1, und das Substrat 30A-2 umfasst einen ersten Hauptkörperabschnitt 31A-2 und einen zweiten Hauptkörperabschnitt 32A-2. In den ersten Hauptkörperabschnitten 31A-1 und 31A-2 sind die dritten Verbindungselektroden 33 auf der Seite der Vorderfläche f5 angeordnet, und die Kerndraht-Verbindungselektroden 34 sind auf der oberen Oberfläche f6 oder der unteren Oberfläche f7 angeordnet. Weiterhin sind die Abschirmungs-Verbindungselektroden 35 auf der oberen Oberfläche f6 oder der unteren Oberfläche f7 der zweiten Hauptkörperabschnitte 32A-1 und 32A-2 angeordnet. Ein Raum zwischen dem Substrat 30A-1 und dem Substrat 30A-2 wird mit dem Versiegelungsharz 50 gefüllt.
Die Bildaufnahmevorrichtung 100A gemäß der ersten Modifikation ist so aufgebaut, dass, ähnlich wie bei der Ausführungsform, die Summe der wirksamen Leiterflächen der zweiten Verbindungselektroden 22 größer ist als die Summe der wirksamen Leiterflächen der ersten Verbindungselektroden 21 und die Summe der wirksamen Leiterflächen der Kerndraht-Verbindungselektroden 34 und der Abschirmungs-Verbindungselektroden 35 größer ist als die Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektroden 33. Daher wird von dem Bilderfassungselement 10 erzeugte Wärme mit hoher Wahrscheinlichkeit zur Seite des proximalen Endabschnitt abgeführt, während die Wärme von der Seite des proximalen Endabschnitts mit geringerer Wahrscheinlichkeit übertragen wird, sodass es möglich ist, einen thermischen Einfluss auf das Bilderfassungselement 10 zu reduzieren.
Überdies sind in der Bildaufnahmevorrichtung 100A das erste Substrat 20, das zweite Substrat 30A, die Koaxialkabel 40 und das Versiegelungsharz 50 innerhalb einer Projektionsfläche (bzw. Projektion oder Projektionsebene) der Lichtempfangsfläche f1 des Bilderfassungselements 10 positioniert. Mit anderen Worten besitzen das erste Substrat 20, das zweite Substrat 30A, die Koaxialkabel 40 und das Versiegelungsharz 50 jeweils eine Größe, die in die Projektionsfläche (bzw. Projektion oder Projektionsebene) der Lichtempfangsfläche f1 des Bilderfassungselements 10 fällt. Mit diesem Aufbau ist es möglich, einen Durchmesser der Bildaufnahmevorrichtung 100A zu reduzieren. In der Bildaufnahmevorrichtung 100A sind das Substrat 30A-1 und das Substrat 30A-2 jeweils mit dem Bilderfassungselement 10 verbunden, das mit dem ersten Substrat 20 verbunden wurde. Indem das Substrat 30A-1 und das Substrat 30A-2, die das zweite Substrat 30A bilden, durch zwei separate Prozesse verbunden werden, ist es möglich, eine maximale Belastung durch die auf das Bilderfassungselement 10 einwirkende Wärmemenge zu reduzieren.
(Zweite Modifikation)
7 ist eine perspektivische Ansicht einer Bildaufnahmevorrichtung gemäß einer zweiten Modifikation der vorliegenden Ausführungsform. 8 ist eine Seitenansicht einer Bildaufnahmevorrichtung gemäß der zweiten Modifikation der vorliegenden Ausführungsform. In 7 und 8 ist eine Darstellung des Versiegelungsharzes ausgelassen. Bei einer Bildaufnahmevorrichtung 100B gemäß der zweiten Modifikation umfasst ein Kabelverbindungssubstrat ein erstes Substrat 20B, ein zweites Substrat 30B und ein Teilmontagesubstrat 60.
Das erste Substrat 20B hat ungefähr die gleiche Plattenform wie das Bilderfassungselement 10. Die ersten Verbindungselektroden 21 auf der Seite der Vorderfläche f3 sind über die Erhebungen 13 elektrisch und mechanisch mit den Sensorelektroden 12 verbunden. Auf der Seite der Rückfläche f4 des ersten Substrats 20B sind die zweiten Verbindungselektroden 22 an Verbindungspositionen des zweiten Substrats 30B angeordnet.
Das Teilmontagesubstrat 60 weist eine rechteckige Säulenform auf, und vierte Verbindungselektroden 62 auf einer Seite einer Vorderfläche f8 sind über die Erhebungen 23 elektrisch und mechanisch mit den zweiten Verbindungselektroden 22 des ersten Substrats 20B verbunden. Dabei sind die Summe der wirksamen Leiterflächen der zweiten Verbindungselektroden 22 und eine Summe der wirksamen Leiterflächen der vierten Verbindungselektroden 62 ungefähr gleich. Fünfte Verbindungselektroden 65 sind auf einer Seite einer Rückfläche f9 des Teilmontagesubstrats 60 angeordnet. Auf einer oberen Oberfläche f10 und einer unteren Oberfläche f11, die als zur Vorderfläche f8 des Teilmontagesubstrats 60 senkrechte Seitenflächen dienen, sind Teilverbindungselektroden 63 angeordnet und über Lötverbindungen 64 mit elektronischen Komponenten 61 verbunden.
Die dritten Verbindungselektroden 33 sind auf der Seite der Vorderfläche f5 des ersten Hauptkörperabschnitts 31 des zweiten Substrats 30B angeordnet und über Erhebungen 66 elektrisch und mechanisch mit den fünften Verbindungselektroden 65 des Teilmontagesubstrats 60 verbunden. Dabei ist eine Summe der wirksamen Leiterflächen der fünften Verbindungselektroden 65 ungefähr gleich der Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektroden 33. Auf der oberen Oberfläche f6 und der unteren Oberfläche f7, die als zur Vorderfläche f5 des ersten Hauptkörperabschnitts 31 senkrechte Seitenflächen dienen, sind die Kerndraht-Verbindungselektroden 34 angeordnet und über die Lötverbindungen 51 mit den Kerndrähten 41 der Koaxialkabel 40, die weiter unten beschrieben sind, verbunden. Darüber hinaus sind auf der oberen Oberfläche f6 und der unteren Oberfläche f7 des zweiten Hauptkörperabschnitts 32 die Abschirmungs-Verbindungselektroden 35 angeordnet und über die Lötverbindungen 51 mit den Abstimmungen 43 der Koaxialkabel 40 verbunden.
In der Bildaufnahmevorrichtung 100B gemäß der zweiten Modifikation ist die Summe der wirksamen Leiterflächen der zweiten Verbindungselektroden 22 größer gewählt als die Summe der wirksamen Leiterflächen der ersten Verbindungselektroden 21. Weiterhin ist die Summe der wirksamen Leiterflächen der fünften Verbindungselektroden 65 größer gewählt als die Summe der wirksamen Leiterflächen der vierten Verbindungselektroden 62. Darüber hinaus ist die Summe der wirksamen Leiterflächen der Kerndraht-Verbindungselektroden 34 und der Abschirmungs-Verbindungselektroden 35 größer gewählt als die Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektroden 33. Mit diesem Aufbau wird von dem Bilderfassungselement 10 erzeugte Wärme mit hoher Wahrscheinlichkeit zur Seite des proximalen Endabschnitt abgeführt, während Wärme von der Seite des proximalen Endabschnitts mit geringerer Wahrscheinlichkeit übertragen wird; so ist es möglich, einen thermischen Einfluss auf das Bilderfassungselement 10 zu reduzieren.
Bei der Fertigung der Bildaufnahmevorrichtung 100B gemäß der zweiten Modifikation ist es bevorzugt, das erste Substrat 20, das mit einem Bilderfassungselement 10B verbunden wurde, und das Teilmontagesubstrat 60 miteinander zu verbinden, das mit dem zweiten Substrat 30, mit dem Koaxialkabel 40B verbunden sind, verbunden wurde. Durch das Verbinden des ersten Substrats 20B und des Teilmontagesubstrats 60 in einer abschließenden Phase ist es möglich, einen thermischen Einfluss auf das Bilderfassungselement 10 zu reduzieren. Alternativ ist es möglich, den thermischen Einfluss auf das Bilderfassungselement 10 zu reduzieren, indem erst das erste Substrat 20B, das Teilmontagesubstrat 60 und das zweite Substrat 30B verbunden werden, dann die Kabel 40 mit dem zweiten Substrat 30B verbunden werden und zuletzt das erste Substrat und das Bilderfassungselement 10 verbunden werden.
Weiterhin sind in der Bildaufnahmevorrichtung 100B das erste Substrat 20B, das Teilmontagesubstrat 60, die elektronischen Komponenten 61, das zweite Substrat 30B, die Koaxialkabel 40 und das Versiegelungsharz 50 (nicht dargestellt) innerhalb der Projektionsfläche (bzw. Projektion oder Projektionsebene) der Lichtempfangsfläche f1 des Bilderfassungselements 10 positioniert. Mit anderen Worten besitzen das erste Substrat 20B, das Teilmontagesubstrat 60, die elektronischen Komponenten 61, das zweite Substrat 30B, die Koaxialkabel 40 und das Versiegelungsharz 50 jeweils eine Größe, die in die Projektionsfläche der Lichtempfangsfläche f1 des Bilderfassungselements 10 fällt. Mit diesem Aufbau ist es möglich, einen Durchmesser der Bildaufnahmevorrichtung 100B zu reduzieren.
(Dritte Modifikation)
9A ist eine perspektivische Ansicht eines zweiten Substrats gemäß einer dritten Modifikation der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein zweites Substrat 30D gemäß der dritten Modifikation ist ein Substrat zum Verbinden eines einadrigen Kabels. Das zweite Substrat 30D weist eine rechteckige Säulenform auf und ist auf der Seite der Vorderfläche f5 mit den dritten Verbindungselektroden 33, die mit zweiten Verbindungselektroden verbunden werden, und auf der Seite der oberen Oberfläche f6 mit Kerndraht-Verbindungselektroden 34D, die mit Kerndrähten von einadrigen Kabeln verbunden werden, versehen. In der dritten Modifikation ist eine Summe der wirksamen Leiterflächen der Kerndraht-Verbindungselektroden 34D größer als die Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektroden 33. Mit diesem Aufbau wird von dem Bilderfassungselement 10 erzeugte Wärme leicht zur Seite des proximalen Endabschnitts abgeführt und Wärme von der Seite des proximalen Endabschnitts wird mit geringerer Wahrscheinlichkeit übertragen; so ist es möglich, einen thermischen Einfluss auf das Bilderfassungselement 10 zu reduzieren. Während die Kerndraht-Verbindungselektroden 34D in der dritten Modifikation auf der oberen Oberfläche f6 angeordnet sind, können die Kerndraht-Verbindungselektroden 34D nicht nur auf der oberen Oberfläche f6, sondern zusätzlich auf der unteren Oberfläche f7 angeordnet sein, um einadrige Kabel zu verbinden.
(Vierte Modifikation)
9B ist eine perspektivische Ansicht eines zweiten Substrats gemäß einer vierten Modifikation der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein zweites Substrat 30E gemäß der vierten Modifikation weist eine rechteckige Säulenform auf und ist auf der Seite der Vorderfläche f5 mit den dritten Verbindungselektroden 33, die mit den zweiten Verbindungselektroden 22 verbunden werden, und auf der Seite der oberen Oberfläche f6 mit den Kerndraht-Verbindungselektroden 34 und der Abschirmungs-Verbindungselektrode 35 versehen. Bei der vierten Modifikation ist die Summe der wirksamen Leiterflächen der Kerndraht-Verbindungselektroden 34 und der Abschirmungs-Verbindungselektroden 35 größer als die Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektroden 33. Mit diesem Aufbau wird von dem Bilderfassungselement 10 erzeugte Wärme leicht zur Seite des proximalen Endabschnitts abgeführt und Wärme von der Seite des proximalen Endabschnitts wird mit geringerer Wahrscheinlichkeit übertragen; so ist es möglich, einen thermischen Einfluss auf das Bilderfassungselement 10 zu reduzieren. Während die Kerndraht-Verbindungselektroden 34 und die Abschirmungs-Verbindungselektroden 35 bei der vierten Modifikation auf der oberen Oberfläche f6 angeordnet sind, können die Kerndraht-Verbindungselektroden 34 und die Abschirmungs-Verbindungselektroden 35 nicht nur auf der oberen Oberfläche f6, sondern zusätzlich auf der unteren Oberfläche f7 angeordnet sein, um Koaxialkabel zu verbinden.
(Fünfte Modifikation)
9C ist eine perspektivische Ansicht eines zweiten Substrats gemäß einer fünften Modifikation der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein zweites Substrat 30F gemäß der fünften Modifikation umfasst einen ersten Hauptkörperabschnitt 31F und einen zweiten Hauptkörperabschnitt 32F. Nur auf der oberen Oberfläche f6 ist eine Stufe vorhanden. In dem ersten Hauptkörperabschnitt 31F sind die dritten Verbindungselektroden 34, die mit den zweiten Verbindungselektroden 22 verbunden werden, auf der Seite der Vorderfläche f5 angeordnet, und die Kerndraht-Verbindungselektroden 34 sind auf der Seite der oberen Oberfläche f6 angeordnet. Weiterhin sind die Abschirmungs-Verbindungselektroden 35 auf der Seite der oberen Oberfläche f6 des zweiten Hauptkörperabschnitts 32F angeordnet. Bei der fünften Modifikation ist die Summe der wirksamen Leiterflächen der Kerndraht-Verbindungselektroden 34 und der Abschirmungs-Verbindungselektroden 35 größer als die Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektroden 33. Mit diesem Aufbau wird von dem Bilderfassungselement 10 erzeugte Wärme leicht zur Seite des proximalen Endabschnitts abgeführt und Wärme von der Seite des proximalen Endabschnitts wird mit geringerer Wahrscheinlichkeit übertragen; so ist es möglich, einen thermischen Einfluss auf das Bilderfassungselement 10 zu reduzieren.
(Sechste Modifikation)
9D ist eine perspektivische Ansicht eines zweiten Substrats gemäß einer sechsten Modifikation der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 9E ist eine Seitenansicht, die eine Verbindung zwischen dem zweiten Substrat, das in 9D dargestellt ist, und dem ersten Substrat darstellt. In 9E ist die Darstellung eines Versiegelungsharzes, das einen Verbindungsabschnitt zwischen einem ersten Substrat 20G und einem zweiten Substrat 30G ausfüllt, ausgelassen. Das zweite Substrat 30G gemäß der sechsten Modifikation umfasst einen ersten Hauptkörperabschnitt 31G, einen zweiten Hauptkörperabschnitt 32G und einen dritten Hauptkörperabschnitt 36. Der dritte Hauptkörperabschnitt 36 ist auf der Seite der Vorderfläche f5 des ersten Hauptkörperabschnitts 31G positioniert, und die dritten Verbindungselektroden 34, die mit den zweiten Verbindungselektroden 22 verbunden werden, sind auf der Seite der oberen Oberfläche f6 des dritten Hauptkörpers 36 angeordnet.
Das erste Substrat 20G umfasst einen ersten Hauptkörperabschnitt 24 und einen zweiten Hauptkörperabschnitt 25, der dünner als der erste Hauptkörperabschnitt 24 ist. Zweite Verbindungselektroden 22G sind auf einer Seite einer unteren Oberfläche f12 des zweiten Hauptkörperabschnitts 24 angeordnet und über die Erhebungen 23 elektrisch und mechanisch mit den dritten Verbindungselektroden 33G des zweiten Substrats 30 verbunden.
In der sechsten Modifikation ist eine Summe der wirksamen Leiterflächen der zweiten Verbindungselektroden 22G größer gewählt als die Summe der wirksamen Leiterflächen der ersten Verbindungselektroden 21. Darüber hinaus ist die Summe der wirksamen Leiterflächen der Kerndraht-Verbindungselektroden 34 und der Abschirmungs-Verbindungselektroden 35 größer gewählt als eine Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektroden 33G. Mit diesem Aufbau wird von dem Bilderfassungselement 10 erzeugte Wärme leicht zur Seite des proximalen Endabschnitts abgeführt und Wärme von der Seite des proximalen Endabschnitts wird mit geringerer Wahrscheinlichkeit übertragen; so ist es möglich, einen thermischen Einfluss auf das Bilderfassungselement 10 zu reduzieren. Weiterhin ist in der sechsten Modifikation die Fläche eines Verbindungsabschnitts zwischen dem ersten Substrat 20G und dem zweiten Substrat 30G vergrößert, sodass es möglich ist, eine Verbindungsfestigkeit zu erhöhen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben, ist eine Kabelverbindungselektrode gemäß der vorliegenden Erfindung für eine Bildaufnahmevorrichtung, in welcher eine Vielzahl von Kabeln mit einem Substrat verbunden sind, nützlich, und insbesondere für ein Endoskop, bei dem eine Reduzierung der Größe gefordert wird.
Bezugszeichenliste

1: Endoskopsystem
2: Endoskop
3: Informationsverarbeitungsvorrichtung
4: Lichtquellenvorrichtung
5: Anzeigevorrichtung
6: Einführabschnitt
6a: Spitzenabschnitt
6b: Biegeabschnitt
6c: Flexibler Röhrenabschnitt
6d: Öffnungsabschnitt
7: Bedieneinheit
7a: Biegeknopf
7b: Behandlungsinstrument-Einführabschnitt
7c: Schalter
8: Universalkabel
8a, 8b: Anschluss
10: Bilderfassungselement
11: Glass
12: Sensorelektrode
13, 23: Erhebung
20: Erstes Substrat
21: Erste Verbindungselektrode
22: Zweite Verbindungselektrode
30: Zweites Substrat
31: Erster Hauptkörperabschnitt
32: Zweiter Hauptkörperabschnitt
33: Dritte Verbindungselektrode
34: Kerndraht-Verbindungselektrode
35: Abschirmungs-Verbindungselektrode
36: Dritter Hauptkörperabschnitt
40: Koaxialkabel
41: Kerndraht
42: Innenisolator
43: Abschirmung
44: Außenisolator
50: Versiegelungsharz
51: Lot
100: Bildaufnahmevorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2002291693 [0004]

Claims

Kabelverbindungssubstrat, umfassend: ein erstes Substrat, das an einer Vorderfläche des ersten Substrats eine erste Verbindungselektrode aufweist, zur Verbindung mit einer Sensorelektrode eines Bilderfassungselements, und auf einer Rückflächenseite des ersten Substrats eine zweite Verbindungselektrode aufweist; und ein zweites Substrat, das auf einer Vorderfläche des zweiten Substrats eine dritte Verbindungselektrode zur Verbindung mit der zweiten Verbindungselektrode aufweist, und auf einer Seite einer oberen Oberfläche des zweiten Substrats eine Vielzahl von Kabelverbindungselektroden zur Verbindung mit einer Vielzahl von Kabeln aufweist, wobei die obere Oberfläche eine zur Vorderfläche des zweiten Substrats senkrechte Seitenfläche ist, wobei eine Summe der wirksamen Leiterflächen der Vielzahl der Kabelverbindungselektroden größer ist als eine Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektrode.
Kabelverbindungssubstrat nach Anspruch 1, wobei eine Summe der wirksamen Leiterflächen der zweiten Verbindungselektrode und die Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektrode ungefähr gleich zueinander sind und die zweite Verbindungselektrode und die dritte Verbindungselektrode über eine Erhebung verbunden sind, und ein Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat mit Hilfe eines Versiegelungsharzes mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit versiegelt ist.
Kabelverbindungssubstrat nach Anspruch 1 oder 2, wobei auf einer Verbindungsoberfläche des ersten Substrats und des zweiten Substrats eine Kontaktfläche des zweiten Substrats und des Versiegelungsharzes größer ist als die Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektrode.
Kabelverbindungssubstrat nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Summe der wirksamen Leiterflächen der zweiten Verbindungselektrode oder die Summe der wirksamen Leiterflächen der dritten Verbindungselektrode größer ist als eine Summe der wirksamen Leiterflächen der ersten Verbindungselektrode.
Kabelverbindungssubstrat nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Vielzahl der Kabel mit entsprechenden Kabelverbindungselektroden verbunden ist, die auf einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche des zweiten Substrats angeordnet sind, wobei es sich bei der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche um Seitenflächen handelt, die einander gegenüberstehen.
Kabelverbindungssubstrat nach Anspruch 5, wobei das zweite Substrat zwei vertikal geteilte Substrate umfasst.
Kabelverbindungssubstrat nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Vielzahl der Kabel Koaxialkabel sind, die jeweils einen Kerndraht, einen Innenisolator, der ausgelegt ist, einen Außenumfang des Kerndrahts zu umhüllen, eine Abschirmung, die ausgelegt ist einen Außenumfang des Innenisolators zu umhüllen, und einen Außenisolator, der ausgelegt ist, einen Außenumfang der Abschirmung zu umhüllen, enthalten, und das zweite Substrat einen ersten Hauptkörperabschnitt, der mit einer Vielzahl von Kerndraht-Verbindungselektroden versehen ist, und einen zweiten Hauptkörperabschnitt, der dünner als der erste Hauptkörperabschnitt und mit einer oder mehreren Abschirmungs-Verbindungselektroden versehen ist, umfasst.
Bildaufnahmevorrichtung, umfassend: ein Bilderfassungselement, das eine Lichtempfangseinheit, die ausgelegt ist, eine fotoelektrische Umwandlung von einfallendem Licht durchzuführen, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, und eine Vielzahl von Sensorelektroden, die auf einer Rückfläche angeordnet ist, die einer Oberfläche, auf der die Lichtempfangseinheit angeordnet ist, gegenüberliegt, umfasst; das Kabelverbindungssubstrat nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7; und eine Vielzahl von Kabeln, wobei das Kabelverbindungssubstrat und die Kabel innerhalb einer Projektionsfläche einer Lichtempfangsfläche des Bilderfassungselements positioniert sind.
Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 8, wobei Umfänge von Verbindungsabschnitten zwischen den Kabelverbindungselektroden und den Kabeln mit Hilfe eines Versiegelungsharzes mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit versiegelt sind, und das Versiegelungsharz innerhalb einer Projektionsfläche der Lichtempfangsfläche des Bilderfassungselements positioniert ist.
Endoskop, umfassend einen Einführabschnitt, der an einem distalen Ende des Einführabschnitts die Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 8 oder 9 aufweist.
Verfahren zur Fertigung der Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Verfahren umfasst: einen Kabelverbindungsschritt des Verbindens einer Vielzahl von Kabeln mit einer Vielzahl von Kabelverbindungselektroden eines zweiten Substrats, das auf einer Vorderfläche des zweiten Substrats eine dritte Verbindungselektrode zur Verbindung mit der zweiten Verbindungselektrode aufweist, und auf einer Seite einer oberen Oberfläche des zweiten Substrats die Vielzahl der Kabelverbindungselektroden zur Verbindung mit einer Vielzahl von Kabeln aufweist, wobei die obere Oberfläche eine zur Vorderfläche des zweiten Substrats senkrechte Seitenfläche ist; und nach dem Kabelverbindungsschritt einen Substratverbindungsschritt des Verbindens des zweiten Substrats mit einem ersten Substrat, das mit dem Bilderfassungselement verbunden wurde.