JP2004261512A - Solid-state image pickup element and electronic endoscope - Google Patents

Solid-state image pickup element and electronic endoscope Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To sufficiently secure the strength of a lead connected to a bonding pad even in the case that the interval of the bonding pads disposed on a solid-state image pickup element is small. <P>SOLUTION: In the solid-state image pickup element having a plurality of pad parts for bonding the leads on a semiconductor substrate at a predetermined interval, the plurality of leads fixed on the semiconductor substrate and provided with a width wider than the predetermined interval and a plurality of wiring materials narrower than the predetermined interval are provided. Each of the leads is connected to corresponding each of the plurality of pad parts by each of the plurality of wiring materials. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のリードがボンディングされた固体撮像素子と、該固体撮像素子を備えた電子内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子内視鏡に備えられる固体撮像素子のサイズは、その電子内視鏡先端の径を決定する重要な要因となっている。すなわち、固体撮像素子のサイズが大きい場合、電子内視鏡先端の径は大きくなり、固体撮像素子のサイズが小さい場合、電子内視鏡先端の径は小さくなるものである。体腔内に挿入される電子内視鏡の部位は、可撓性を有する細い管と固体撮像素子が設けられた先端部から構成されている。電子内視鏡が挿入される被験者体内にある種々の管は非常に細くできているため、体腔内に挿入される電子内視鏡のこれらの部位を小型化することによって、患者の負担を少しでも軽減することが望まれている。従来より、この課題を解決するためにさまざまな技術が提案されており、また、実用に供している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上述の特許文献１に記載されているように、固体撮像素子に接続されているリードは、電子内視鏡先端の径を小さくするために、固体撮像素子の形状に沿って折り曲げられ、受光面と反対方向に引き出されている。固体撮像素子とリードとの間には、接着剤や絶縁シートなどが介在されているため、固体撮像素子とリードとが絶縁され、ノイズや混信などの発生を防止する構成となっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１９２２３６号公報（第２、３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、小型化された固体撮像素子の開発によって、電子内視鏡先端の径のさらなる小径化が実現可能となっている。しかしながら、このような固体撮像素子は、小型化すると同時に機能及び性能の向上も求められているため、固体撮像素子から引き出されるリードの本数は、従来のものと同等、若しくは増える傾向にある。すなわち、受光面の反対方向に引き出されるリードを接続するボンディングパッドを配設するための固体撮像素子上のスペースは狭くなる。従って、この固体撮像素子の小型化に伴って、ボンディングパッドの各々を配設する間隔を狭めなければならない。この間隔を狭めるためには、リード同士の間隔を狭めたり、リード自体を細くしたりすることによって対処することができる。言い換えると、リード同士の間隔、及びリードの幅は、ボンディングパッドの各々が配設されている間隔によって決定されるものである。
【０００６】
一般に、固体撮像素子のような小型のチップから引き出されるリードには、可撓性を有し、さらに、電気的特性の優れている（例えば、ローインピーダンス）金が使用される。しかしながら、金は柔らかいため、折り曲げられることによって、容易に破断してしまう。また、リードを細くすることによって曲げに対する強度は低下するため、リードを細くした場合に、上述の特許文献１に記載されているようにリードを折り曲げると、リードは容易に断線してしまう。例えば、このリードが３５μｍの厚みで、１ｍｍの幅を有するものである場合、このリードを、固体撮像素子に沿って９０度折り曲げると、細くしたことによる強度低下が原因で、リードは容易に断線してしまう。
【０００７】
また、体腔内に挿入される部位は可撓性を有する可撓管を含んでいるため、固体撮像素子から引き出されている上記リードは、この可撓管が湾曲することによって引っ張られることがある。上述したようにリードを細くすると、リードの絶対的な強度が低下してしまう。すなわち、リードの引っ張り強度も低下するため、可撓管が湾曲した際にリードは容易に断線してしまう。つまりリードを細くすることは、固体撮像素子の動作不良を引き起こす原因となってしまう。
【０００８】
また、上述の特許文献１に記載されているように、リードと固体撮像素子との間に接着剤を塗布した場合、固体撮像素子の受光面と側面とが成す端面は、エッジ形状となっているため、他の塗布領域と均一な厚さに塗布し難い。すなわち、塗布ムラができ易いため、接着剤硬化時に接着剤がヒケてしまったり、塗布した接着層に気泡が入ったりすることによって、リードと固体撮像素子とが接触することがあり、ノイズや混信などを引き起こす原因となっている。また、他の塗布領域と比較して接着層が厚くなることもあるため、固体撮像素子とリードのユニットの組み上がり外形寸法が大きくなり、電子内視鏡先端の径が大きくなってしまうこともある。
【０００９】
そこで、本発明は上記の事情に鑑み、固体撮像素子に配設されたボンディングパッドの間隔が狭い場合においても、そのボンディングパッドに接続されるリードの強度を十分に確保でき、さらに、固体撮像素子とリードとの間に接着剤を塗布した場合、その接着剤の塗布ムラ、及びヒケが発生し難い固体撮像素子、及び該固体撮像素子を備えた電子内視鏡を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の一態様に係る固体撮像素子は、半導体基板上にリードをボンディングするための複数のパッド部を所定の間隔で備えているものである。この固体撮像素子は、半導体基板上に固定された、所定の間隔より広い幅を有する、複数のリードと、所定の間隔より細い幅を有する複数の配線材と、を有している。これらのリードの各々は、複数の配線材の各々によって、対応する複数のパッド部の各々に接続されている。すなわち、所定の間隔よりも広い幅のリードは、所定の間隔より細い幅を有する配線材を介してパッド部に接続されている。従って、所定の間隔よりも広い幅のリードを、互いに接触させることなく、固体撮像素子から引き出すことが可能となるため、狭い間隔でパッド部が配設されている固体撮像素子においても、リードの強度を確保することができる。その結果、リードに対してストレスが掛かった場合に、リードが容易に断線しない構成となっている。また、リードが固体撮像素子に固定されているため、配線材にストレスが掛かることがない。従って、所定の間隔より細い幅を有する配線材が容易に断線しない構成となっている。
【００１１】
また、上記固体撮像素子において、複数のリードの各々は積層されて、半導体基板上に固定されている。すなわち、複数のリードを積層することによって、所定の間隔より広い幅を有するリードを容易に引き出すことが可能となる。
【００１２】
上記の課題を解決するため、本発明の別の態様に係る固体撮像素子は、半導体基板上にリードをボンディングするための複数のパッド部を所定の間隔で備えているものである。この固体撮像素子は、所定の間隔より広い幅を有する複数のリードと、所定の間隔より細い幅を有する複数の配線材と、を有している。これらのリードの各々は、複数の配線材の各々によって、対応する複数のパッド部の各々に接続されており、さらに、積層されている。すなわち、所定の間隔よりも広い幅の複数のリードは、積層されており、所定の間隔より細い幅を有する配線材を介してパッド部に接続されている。従って、所定の間隔よりも広い幅のリードを、互いに接触させることなく、固体撮像素子から引き出すことが可能となるため、狭い間隔でパッド部が配設されている固体撮像素子においても、リードの強度を確保することができる。その結果、リードに対してストレスが掛かった場合に、リードが容易に断線しない構成となっている。また、リードが固体撮像素子に固定されているため、配線材にストレスが掛かることがない。従って、所定の間隔より細い幅を有する配線材が容易に断線しない構成となっている。
【００１３】
また、上記固体撮像素子において、複数のリードの各々の間には、絶縁材が介在されている。このようにリードの各々の間に絶縁材を介在させることによって、リード同士を絶縁すると共に、リードの補強となる。
【００１４】
また、上記固体撮像素子において、複数のリードの各々は、パッド部側の端部に、複数の配線材の各々を接続するための領域が得られるように、階段状にずれるように積層されている。このようにリードを積層することによって、リードの各々に、配線材の各々を容易に接続することが可能となる。
【００１５】
また、上記固体撮像素子において、複数のパッド部は、半導体基板上に設けられた撮像素子と同一面上に設けられている。複数のリードは、半導体基板の側面に沿って、撮像素子の後方に引き出されている。複数のリードと半導体基板との間には、接着剤が介在されている。半導体基板は、接着剤が均一な厚みに塗布される形状を有している。このように半導体基板を構成することによって、接着剤の塗布ムラやヒケをなくし、半導体基板とリードとの接触を防止することが可能となる。また、接着剤が均一な厚みに塗布される形状とは、接着剤が塗布される半導体基板のエッジ部をテーパーカットした形状である。
【００１６】
また、上記の課題を解決するため、本発明の一態様に係る電子内視鏡は、半導体基板上にリードをボンディングするための複数のパッド部を所定の間隔で備えた固体撮像素子が設けられたものである。この固体撮像素子は、半導体基板上に固定された、所定の間隔より広い幅を有する、複数のリードと、所定の間隔より細い幅を有する複数の配線材と、を有している。これらのリードの各々は、複数の配線材の各々によって、対応する複数のパッド部の各々に接続されている。すなわち、所定の間隔よりも広い幅の第１のリードは、所定の間隔より細い幅を有する配線材を介してパッド部に接続されている。従って、所定の間隔よりも広い幅のリードを、互いに接触させることなく、固体撮像素子から引き出すことが可能となるため、狭い間隔でパッド部が配設されている固体撮像素子においても、リードの強度を確保することができる。その結果、リードに対してストレスが掛かった場合に、リードが容易に断線しない構成となっている。また、リードが固体撮像素子に固定されているため、配線材にストレスが掛かることがない。従って、所定の間隔より細い幅を有する配線材が容易に断線しない構成となっている。
【００１７】
また、上記電子内視鏡において、複数のリードの各々は積層されて、半導体基板上に固定されている。すなわち、複数のリードを積層することによって、所定の間隔より広い幅を有するリードを容易に引き出すことが可能となる。
【００１８】
また、上記電子内視鏡において、複数のリードの各々の間には、絶縁材が介在されている。このようにリードの各々の間に絶縁材を介在させることによって、リード同士を絶縁すると共に、リードの補強となる。
【００１９】
また、上記電子内視鏡において、複数のリードの各々は、パッド部側の端部に、複数の配線材の各々を接続するための領域が得られるように、階段状にずれるように積層されている。このようにリードを積層することによって、リードの各々に、配線材の各々を容易に接続することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態の電子内視鏡１００の外観を表す図である。この電子内視鏡１００は、挿入部可撓管１０と、鉗子差込口２０と、操作部３０と、コネクタ部４０と、ユニバーサルコード５０と、先端部６０から構成されている。
【００２１】
電子内視鏡１００が備える挿入部可撓管１０は、体腔内に挿入される管であり、可撓性を有している。この挿入部可撓管１０の先端側には、先端部６０が設けられている。この先端部６０には、体腔内の生体組織を観察するための後述する対物光学系や固体撮像素子などが配設されている。挿入部可撓管１０内部には、固体撮像素子によって受光され、光電変換された画像信号を送信する信号線や、観察対象に光を当てるライトガイドなどが配設されている。
【００２２】
鉗子差込口２０は、生体組織の止血や採取など、さまざまな処置を行うための鉗子を挿入する部位である。ユーザーは、手術内容に応じてさまざまな鉗子を、この鉗子差込口２０にセットする。
【００２３】
コネクタ部４０は、電子内視鏡１００を、プロセッサなどの画像処理を行う画像処理装置に接続する部位である。このコネクタ部４０は、主に、固体撮像素子から伝送される画像信号を伝送する信号線と、画像処理を行うプロセッサ側の信号線と、を接続しており、さらに、ライトガイドと、プロセッサ側の光源部と、を接続している。また、このコネクタ部４０は、ユニバーサルコード５０を介して、操作部３０と接続されている。
【００２４】
操作部３０は、ユーザーが電子内視鏡１００を操作するための部位であり、先端部６０を上下や左右に移動させて観察領域を自在に変更したり、鉗子差込口２０にセットされた鉗子を起上させたりするなどの操作機能を有している。この操作部３０に組み込まれている種々のノブを操作することによって、先端部６０近傍の挿入部可撓管１０が湾曲して先端部６０が上下や左右に移動したり、鉗子が起上したりする。
【００２５】
図２は、本発明の第１の実施形態の先端部６０の側断面を示す図である。この先端部６０は、主に、体腔内の生体組織を観察するための対物レンズ群６２を含む対物光学系と、対物レンズ群６２から射出された光を受光して光電変換する固体撮像素子７１を含むプロセッサ側に電気信号を送信するための回路部から構成されている。
【００２６】
先端部６０の先端面には、ガラスやプラスチックなどで生成された透明な板である観察窓６１が設けられており、この観察窓６１の電子内視鏡１００の内部側に接するように対物レンズ群６２が設けられている。さらに、対物レンズ群６２の像側には、光路周辺の不要な光を遮光するための遮光マスク６３が設けられている。
【００２７】
プロセッサ側の光源装置から照射された光束は、ライトガイドによって先端部６０に導光され、先端部６０の先端面の正面を照明する。この光束によって照明された観察対象からの反射光は、観察窓６１を透過し、対物レンズ群６２に入射する。そして、対物レンズ群６２を射出した光は、遮光マスク６３によって、観察像を生成するために必要な光のみに絞られて、固体撮像素子７１側に導かれる。
【００２８】
図３は、本発明の第１の実施形態に用いられる固体撮像素子７１と、固体撮像素子７１から引き出されたリード部８０が折り曲げられた状態を示す側断面図である。また、図４は、固体撮像素子７１と、固体撮像素子７１から引き出されたリード部８０が折り曲げられる前の状態を示す正面図である。
【００２９】
この固体撮像素子７１は、シリコン基板上に、マトリクス状に整列した複数の受光素子から成る受光面７２と、受光素子の各々に受光されて光電変換された画像信号を伝送するためのリードをボンディングするためのパッド部８３と、が設けられたものである。このパッド部８３は、受光面７２と同一面上の非受光領域に、受光面７２と同一の半導体プロセスで形成される電極であって、所定の間隔で複数配設されている。すなわち、この固体撮像素子７１は、パッケージングされていないダイから構成されている。また、固体撮像素子７１から引き出されているリード部８０は、後述する実装基板６５に画像信号を伝送するリード８１と、リード８１の各々の絶縁を行うために備えられている絶縁材８２と、リード８１とパッド部８３とを接続するための金線８４から構成されている。
【００３０】
図２に示すように、この受光面７２の前面には、受光面７２を保護するためのカバーガラス７３が接着されている。さらに、このカバーガラス７３の前面には、偽色やモアレの発生を低減させる赤外線カットローパスフィルタ７４が接着されている。
【００３１】
また、先端部６０の小径化を図るために、固体撮像素子７１に入出力される信号を処理するための種々の電気部品６４が実装された実装基板６５は、固体撮像素子７１を挟んだ受光面７２と反対側のスペースに配設されている。さらに、固体撮像素子７１によって得られた画像信号をプロセッサ側に送信するための信号線６６が、実装基板６５の実装面と反対側に引き出されている。また、固体撮像素子７１と実装基板６５とを接続しているリード部８０は、上述した種々の部品の配置によって、受光面７２側から実装基板６５側に、固体撮像素子７１に沿って折り曲げられて引き出されている。
【００３２】
図５は、本発明の第１の実施形態に用いられる固体撮像素子７１とリード部８０との接続部近傍を拡大した斜視図である。このリード部８０が有するリード８１には、可撓性を有し、ローインピーダンスなどの優れた電気的特性を有する金が使用されている。このリード８１は、強度を確保するために、パッド部８３が配設されている所定の間隔よりも広い幅を有したリードとなっている。なお、ここでいう強度とは、曲げや延伸に対する強度を示している。また、このリード８１には、電子内視鏡１００のような精密機器で広く利用されている３５μｍ厚のものが用いられている。
【００３３】
固体撮像素子７１とリード８１との間には、絶縁材８２が介在されている。また、リード８１同士の間にも、同様の絶縁材８２が介在されている。この絶縁材８２は、例えば、シリコンゴムやポリイミドから構成されたシート状の電気絶縁部材を、上記の間に、ラミネートしたものであったり、絶縁性の優れたシリコン接着剤を塗布したものであったりする。これらの絶縁材は、容易に折り曲げることができる材料であり、また、先端部６０の小径化を図るために、厚さ０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲で構成されている。また、このように、固体撮像素子７１とリード８１との間などに絶縁材８２を介在させることによって、リード部８０の強度が増す。言い換えると、この絶縁材８２は、リード８１の補強板としても機能するものである。
【００３４】
図５に示すようにリード部８０において、固体撮像素子７１に沿って折り曲げられている部材は、リード８１及び絶縁材８２となっている。絶縁材８２は上述したように補強板の機能を有している。また、リード８１は、パッド部８３が配設されている所定の間隔よりも広い幅を有しており、９０度折れ曲がった場合に断線しない程度の強度が確保されている。すなわち、リード部８０を上述した構成にすることによって、上記所定の間隔が狭い固体撮像素子７１においても、リードの曲げ部における強度を確保することが可能となり、容易に断線することがなくなる。また、リード８１の幅を広くすることによって、延伸に対する強度も上がっている。
【００３５】
また、上述したようにリード８１は、パッド部８３が配設されている所定の間隔よりも広い幅を有しているため、図４中のパッド部８３が配設されている方向にリード８１を並べて接続させた場合、リード８１の各々が接触してしまい、固体撮像素子７１の動作不良を引き起こしてしまう。そこで、第１の実施形態において、パッド部８３に対応して接続されるリード８１の各々は、リード８１同士の間に絶縁材８２を介在し、リード８１と絶縁材８２とを交互に積層した状態となっている。すなわち、強度を十分に確保できる程度の幅を有するリード８１が、固体撮像素子７１から引き出されている構成となっている。なお、図４において、固体撮像素子７１から引き出されているリード８１が積層されている本数は２〜４本であるが、これは説明を分かり易くするために簡略化して図示したものであり、積層されるリードの本数は、この実施形態に図示するものに限定されることはない。
【００３６】
リード８１とパッド部８３は、金線８４によって接続されている。この金線８４は、パッド部８３が配設されている所定の間隔よりも狭い、すなわち、細いワイヤ状の線から構成されている。この金線８４の一端はリード８１にボンディングされ、もう一端はパッド部８３にボンディングされている。また、リード８１の各々に金線８４をボンディングする領域を確保するため、リード８１の端部は階段状にずれるように積層されている。
【００３７】
図６は、本発明の第２の実施形態の電子内視鏡に用いられる固体撮像素子７１ｚと、固体撮像素子７１ｚから引き出されたリード部８０が折り曲げられた状態を示す側断面図である。なお、第２の実施形態の電子内視鏡において、図２で示す第１の実施形態の電子内視鏡１００と同一の構成には、同一の符号を付してここでの詳細な説明は省略する。
【００３８】
この第２の実施形態の固体撮像素子７１ｚにおいて、リード部８０が接している固体撮像素子７１ｚの側面と、受光面７２と、が成す端面７１ｙは、テーパーカットされた形状となっている。この端面７１ｙは、固体撮像素子７１ｚの光軸に対して３０〜６０度の範囲のテーパーとなっている。また、固体撮像素子７１とリード８１との間に介在されている絶縁材８２は、絶縁性の優れたシリコン接着剤となっている。すなわち、リード８１を固体撮像素子７１に接着する工程において、端面７１ｙを含む領域に絶縁材８２を塗布する場合、エッジ形状となっている塗布領域がないため、絶縁材８２の塗布ムラが発生し難くなる。また、均一に絶縁材８２を塗布し易くなるため、絶縁材８２のヒケがなくなり、絶縁材８２が硬化した後も、均一な絶縁層を保つことができる。
【００３９】
図７は、本発明の第３の実施形態の電子内視鏡に用いられる固体撮像素子７１と、カバーガラス７３ｚと、固体撮像素子７１から引き出されたリード部８０ｚの断面形状を示す斜視図である。また、図８は、本発明の第３の実施形態の電子内視鏡に用いられる固体撮像素子７１にカバーガラス７３ｚを接着させた状態のパッド部８３近傍のリード部８０ｚの側断面図である。なお、本発明の第３の実施形態の電子内視鏡において、図２から図５に示す本発明の第１の実施形態の実施形態の電子内視鏡１００と同一の構成には、同一の符号を付してここでの詳細な説明は省略する。
【００４０】
第３の実施形態において、固体撮像素子７１から引き出されているリード部８０ｚは、実装基板６５に画像信号を伝送するリード８１ｚと、リード８１ｚの各々の絶縁を行うために備えられている絶縁材８２ｚと、リード８１ｚとパッド部８３とを接続するための金線８４から構成されている。また、このリード部８０ｚは、第１の実施形態と同様に、受光面７２側から実装基板６５側に、固体撮像素子７１に沿って折り曲げられて引き出されている。
【００４１】
リード部８０ｚが有するリード８１ｚには、可撓性を有し、ローインピーダンスなどの優れた電気的特性を有する金が使用されている。このリード８１ｚは、強度を確保するために、パッド部８３が配設されている所定の間隔よりも広い幅を有したリードとなっている。また、このリード８１ｚは、その長手方向と直交する断面が左右対称な台形となる形状を有している。なお、ここでいう強度とは、曲げや延伸に対する強度を示している。また、このリード８１ｚには、電子内視鏡１００のような精密機器で広く利用されている３５μｍ厚のものが用いられている。このリード８１ｚは、第１の実施形態と同様に金線８４によってパッド部８３の各々と接続されている。
【００４２】
固体撮像素子７１とリード８１ｚとの間には、絶縁材８２ｚが介在されている。また、リード８１ｚ同士の間にも、同様の絶縁材８２ｚが介在されている。この絶縁材８２ｚは、例えば、シリコンゴムやポリイミドから構成されたシート状の電気絶縁部材を、上記の間に、ラミネートしたものであったり、絶縁性の優れたシリコン接着剤を塗布したものであったりする。これらの絶縁材は、容易に折り曲げることができる材料であり、また、先端部６０の小径化を図るために、厚さ０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲で構成されている。さらに、この絶縁材８２ｚは、その長手方向と直交する断面が左右対称な台形となる形状を有している。また、このように、固体撮像素子７１とリード８１ｚとの間などに絶縁材８２ｚを介在させることによって、リード部８０ｚの強度が増す。言い換えると、この絶縁材８２ｚは、リード８１ｚの補強板としても機能するものである。
【００４３】
また、上述したようにリード８１ｚは、パッド部８３が配設されている所定の間隔よりも広い幅を有しているため、図７中のパッド部８３が配設されている方向にリード８１ｚを並べて接続させた場合、リード８１ｚの各々が接触してしまい、固体撮像素子７１の動作不良を引き起こしてしまう。そこで、第３の実施形態において、パッド部８３に対応して接続されるリード８１ｚの各々は、リード８１ｚ同士の間に絶縁材８２ｚを介在し、リード８１ｚと絶縁材８２ｚとを交互に積層した状態となっている。すなわち、強度を十分に確保できる程度の幅を有するリード８１ｚが、固体撮像素子７１から引き出されている構成となっている。なお、図７において、固体撮像素子７１から引き出されているリード８１ｚが積層されている本数は４本であるが、これは説明を分かり易くするために簡略化して図示したものであり、積層されるリードの本数は、この実施形態に図示するものに限定されることはない。
【００４４】
リード８１ｚ及び絶縁材８２ｚの各々は、上述した台形の断面形状における長辺が固体撮像素子７１側となり、上述した台形の断面形状における短辺がカバーガラス７３ｚ側となるように重ねられ、固体撮像素子７１に接続される。リード８１ｚ及び絶縁材８２ｚは、積層される順番に応じて幅がそれぞれ異なっている。具体的には、固体撮像素子７１側のリード８１ｚ及び絶縁材８２ｚが最も幅が広く、カバーガラス７３ｚ側のこれらの部材ほど幅が狭くなったものが積層されている。
【００４５】
受光面７２を保護するためのカバーガラス７３ｚは、ニゲ部７５ｚと、保護面７６ｚと、接着面７７ｚを有している。保護面７６ｚは受光面７２より多少大きく形成されている面である。また、接着面７７ｚはリード部８０ｚの長手方向と直交する方向に細長く形成され、カバーガラス７３ｚを保護面７６ｚより削った方向に形成されている面である。このカバーガラス７３ｚを受光面７２上に積載すると、保護面７６ｚが受光面７２と隙間なく合わさり、接着面７７ｚがリード部８０ｚの長手方向と直交する方向に形成されている固体撮像素子７１の非受光領域と多少の隙間を有した状態となる。
【００４６】
カバーガラス７３ｚを受光面７２上に積載すると、ニゲ部７５ｚ及び接着面７７ｚと固体撮像素子７１との間に隙間が生じる。このカバーガラス７３ｚは、上記隙間に接着剤を充填させることによって形成される接着層８６により、固体撮像素子７１に接着されている。このニゲ部７５ｚは、保護面７６ｚと受光面７２とが隙間なく合わせた状態でリード部８０ｚとカバーガラス７３ｚとが接しないように備えられたものであり、カバーガラス７３ｚの両端部に備えられた左右対称な台形の切欠き形状である。
【００４７】
上述したように、カバーガラス７３ｚはニゲ部７５ｚを有しているため、受光面７２とカバーガラス７３ｚとの間を、受光面７２と同一面上にあるリード部８０ｚの光軸方向の高さ以下にし、接着層８６によって、互いを固定することが可能となる。従って、固体撮像素子７１からカバーガラス７３ｚまでの光軸方向の構造を小型にし、電子内視鏡先端部を小型にすることが可能となる。また、リード８１ｚ、絶縁材８２ｚ、及びニゲ部７５ｚの各々を、断面形状が台形となるように構成することによって、接着層８６を形成するスペースに鋭角となる箇所がなくなる。そのため、接着剤が充填し難い箇所がなくなり、さらに、硬化後のヒケが発生し難くなる。
【００４８】
以上が本発明の実施形態である。本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく様々な範囲で変形が可能である。
【００４９】
なお、本発明の実施形態において、リード８１は固体撮像素子７１に固定されているが、電子内視鏡１００内の別の部材に固定されるように構成してもよい。
【００５０】
また、本発明の第２の実施形態において、端面７１ｙはテーパーカットされた形状となっているが、丸面取りされた形状であってもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように本発明の固体撮像素子、及び電子内視鏡は、半導体基板上にリードをボンディングするための複数のパッド部を所定の間隔で備えているものである。この固体撮像素子は、半導体基板上に固定された、所定の間隔より広い幅を有する、複数のリードと、所定の間隔より細い幅を有する複数の配線材と、を有している。これらのリードの各々は、複数の配線材の各々によって、対応する複数のパッド部の各々に接続されている。すなわち、所定の間隔よりも広い幅のリードは、所定の間隔より細い幅を有する配線材を介してパッド部に接続されている。従って、所定の間隔よりも広い幅のリードを、互いに接触させることなく、固体撮像素子から引き出すことが可能となるため、狭い間隔でパッド部が配設されている固体撮像素子においても、リードの強度を確保することができる。その結果、リードに対してストレスが掛かった場合に、リードが容易に断線しない構成となっている。また、リードが固体撮像素子に固定されているため、配線材にストレスが掛かることがない。従って、所定の間隔より細い幅を有する配線材が容易に断線しない構成となっている。
【００５２】
また、本発明の別の形態の固体撮像素子は、半導体基板上にリードをボンディングするための複数のパッド部を所定の間隔で備えているものである。この固体撮像素子は、所定の間隔より広い幅を有する複数のリードと、所定の間隔より細い幅を有する複数の配線材と、を有している。これらのリードの各々は、複数の配線材の各々によって、対応する複数のパッド部の各々に接続されており、さらに、積層されている。すなわち、所定の間隔よりも広い幅の複数のリードは、積層されており、所定の間隔より細い幅を有する配線材を介してパッド部に接続されている。従って、所定の間隔よりも広い幅のリードを、互いに接触させることなく、固体撮像素子から引き出すことが可能となるため、狭い間隔でパッド部が配設されている固体撮像素子においても、リードの強度を確保することができる。その結果、リードに対してストレスが掛かった場合に、リードが容易に断線しない構成となっている。また、リードが固体撮像素子に固定されているため、配線材にストレスが掛かることがない。従って、所定の間隔より細い幅を有する配線材が容易に断線しない構成となっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の電子内視鏡の外観を表す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の先端部の側断面を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に用いられる固体撮像素子と、固体撮像素子から引き出されたリード部が折り曲げられた状態を示す側断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に用いられる固体撮像素子と、固体撮像素子から引き出されたリード部が折り曲げられる前の状態を示す正面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の固体撮像素子とリードとの接続部近傍を拡大した斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に用いられる固体撮像素子と、固体撮像素子から引き出されたリード部が折り曲げられた状態を示す側断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の固体撮像素子と、カバーガラスと、固体撮像素子から引き出されたリード部の断面形状を示す斜視図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の固体撮像素子にカバーガラスを接着させた状態のパッド部近傍のリード部の側断面図である。
【符号の説明】
７１ 固体撮像素子
７３ カバーガラス
８０ リード部
８１ リード
８２ 絶縁材
８３ パッド部
８４ 金線
１００ 電子内視鏡[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solid-state image pickup device in which a plurality of leads are bonded, and an electronic endoscope including the solid-state image pickup device.
[0002]
[Prior art]
The size of the solid-state imaging device provided in the electronic endoscope is an important factor that determines the diameter of the tip of the electronic endoscope. That is, when the size of the solid-state imaging device is large, the diameter of the tip of the electronic endoscope is large, and when the size of the solid-state imaging device is small, the diameter of the tip of the electronic endoscope is small. The part of the electronic endoscope inserted into the body cavity is composed of a flexible thin tube and a distal end portion provided with a solid-state imaging device. The various tubes in the subject's body into which the electronic endoscope is inserted are very thin. By miniaturizing these parts of the electronic endoscope inserted into the body cavity, the burden on the patient is slightly reduced. But it is hoped to reduce it. Conventionally, various techniques have been proposed to solve this problem, and are being put to practical use (for example, see Patent Document 1).
[0003]
As described in Patent Document 1 described above, the lead connected to the solid-state imaging device is bent along the shape of the solid-state imaging device to reduce the diameter of the tip of the electronic endoscope, and the light receiving surface It is pulled out in the opposite direction. Since an adhesive, an insulating sheet, or the like is interposed between the solid-state image sensor and the lead, the solid-state image sensor and the lead are insulated from each other to prevent noise and interference.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-192236 (pages 2, 3 and 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, the diameter of the tip of an electronic endoscope can be further reduced by developing a miniaturized solid-state imaging device. However, since such a solid-state imaging device is required to be reduced in size and improved in function and performance, the number of leads drawn from the solid-state imaging device tends to be the same as or increased from the conventional one. That is, the space on the solid-state image sensor for arranging the bonding pads for connecting the leads drawn in the direction opposite to the light receiving surface is reduced. Therefore, as the size of the solid-state imaging device is reduced, the interval between the bonding pads must be reduced. In order to reduce this interval, it is possible to deal with it by reducing the interval between leads or making the leads themselves thinner. In other words, the distance between the leads and the width of the leads are determined by the distance at which the bonding pads are disposed.
[0006]
In general, a lead that is drawn from a small chip such as a solid-state imaging device is made of gold having flexibility and excellent electrical characteristics (for example, low impedance). However, since gold is soft, it is easily broken when bent. Further, since the strength against bending is reduced by thinning the lead, when the lead is thinned, if the lead is bent as described in Patent Document 1 described above, the lead is easily disconnected. For example, if the lead has a thickness of 35 μm and a width of 1 mm, when the lead is bent 90 degrees along the solid-state imaging device, the lead is easily disconnected due to a decrease in strength due to thinning. Resulting in.
[0007]
Moreover, since the site | part inserted in a body cavity contains the flexible tube which has flexibility, the said lead pulled out from the solid-state image sensor may be pulled when this flexible tube curves. . As described above, when the lead is thinned, the absolute strength of the lead is lowered. That is, since the tensile strength of the lead is also reduced, the lead is easily disconnected when the flexible tube is bent. In other words, making the lead thinner will cause a malfunction of the solid-state imaging device.
[0008]
Further, as described in Patent Document 1 described above, when an adhesive is applied between the lead and the solid-state imaging device, the end surface formed by the light-receiving surface and the side surface of the solid-state imaging device has an edge shape. Therefore, it is difficult to apply a uniform thickness to other application areas. In other words, uneven coating tends to occur, and the adhesive may sink when the adhesive is cured, or air bubbles may enter the applied adhesive layer, causing the lead and the solid-state imaging device to come in contact with each other, causing noise and interference. It is a cause that causes. In addition, since the adhesive layer may be thicker than other application areas, the assembled external dimensions of the solid-state imaging device and the lead unit are increased, and the diameter of the tip of the electronic endoscope may be increased. is there.
[0009]
Therefore, in view of the above circumstances, the present invention can sufficiently secure the strength of the leads connected to the bonding pads even when the interval between the bonding pads arranged in the solid-state imaging element is narrow. An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device in which uneven application of the adhesive and sink marks are difficult to occur when an adhesive is applied between a lead and a lead, and an electronic endoscope including the solid-state imaging device. .
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a solid-state imaging device according to one embodiment of the present invention includes a plurality of pad portions for bonding leads on a semiconductor substrate at predetermined intervals. This solid-state imaging device has a plurality of leads fixed on a semiconductor substrate and having a width wider than a predetermined interval, and a plurality of wiring members having a width narrower than the predetermined interval. Each of these leads is connected to each of a plurality of corresponding pad portions by each of a plurality of wiring members. That is, the lead having a width wider than the predetermined interval is connected to the pad portion via the wiring material having a width narrower than the predetermined interval. Accordingly, since leads having a width wider than a predetermined interval can be pulled out from the solid-state image sensor without contacting each other, even in the solid-state image sensor in which the pad portions are arranged at a narrow interval, Strength can be secured. As a result, when a stress is applied to the lead, the lead is not easily disconnected. Moreover, since the lead is fixed to the solid-state imaging device, the wiring material is not stressed. Accordingly, the wiring material having a width smaller than the predetermined interval is not easily disconnected.
[0011]
In the solid-state imaging device, each of the plurality of leads is stacked and fixed on the semiconductor substrate. That is, by laminating a plurality of leads, it is possible to easily pull out leads having a width wider than a predetermined interval.
[0012]
In order to solve the above-described problem, a solid-state imaging device according to another aspect of the present invention includes a plurality of pad portions for bonding leads on a semiconductor substrate at a predetermined interval. This solid-state imaging device has a plurality of leads having a width wider than a predetermined interval, and a plurality of wiring members having a width narrower than the predetermined interval. Each of these leads is connected to each of a plurality of corresponding pad portions by a plurality of wiring members, and is further laminated. That is, a plurality of leads having a width wider than a predetermined interval are stacked and connected to the pad portion via a wiring material having a width narrower than the predetermined interval. Accordingly, since leads having a width wider than a predetermined interval can be pulled out from the solid-state image sensor without contacting each other, even in the solid-state image sensor in which the pad portions are arranged at a narrow interval, Strength can be secured. As a result, when a stress is applied to the lead, the lead is not easily disconnected. Moreover, since the lead is fixed to the solid-state imaging device, the wiring material is not stressed. Accordingly, the wiring material having a width smaller than the predetermined interval is not easily disconnected.
[0013]
In the solid-state imaging device, an insulating material is interposed between each of the plurality of leads. Thus, by interposing an insulating material between each of the leads, the leads are insulated and the leads are reinforced.
[0014]
Further, in the solid-state imaging device, each of the plurality of leads is laminated so as to be shifted stepwise so that an area for connecting each of the plurality of wiring members is obtained at the end on the pad portion side. Yes. By laminating the leads in this manner, each of the wiring materials can be easily connected to each of the leads.
[0015]
In the solid-state imaging device, the plurality of pad portions are provided on the same plane as the imaging device provided on the semiconductor substrate. The plurality of leads are led out behind the imaging device along the side surface of the semiconductor substrate. An adhesive is interposed between the plurality of leads and the semiconductor substrate. The semiconductor substrate has a shape in which an adhesive is applied to a uniform thickness. By configuring the semiconductor substrate in this manner, it is possible to eliminate uneven application and sink of the adhesive and prevent contact between the semiconductor substrate and the leads. The shape in which the adhesive is applied to a uniform thickness is a shape in which the edge portion of the semiconductor substrate to which the adhesive is applied is tapered.
[0016]
In order to solve the above problems, an electronic endoscope according to one embodiment of the present invention includes a solid-state imaging device including a plurality of pad portions for bonding leads on a semiconductor substrate at predetermined intervals. It is a thing. This solid-state imaging device has a plurality of leads fixed on a semiconductor substrate and having a width wider than a predetermined interval, and a plurality of wiring members having a width narrower than the predetermined interval. Each of these leads is connected to each of a plurality of corresponding pad portions by each of a plurality of wiring members. That is, the first lead having a width wider than the predetermined interval is connected to the pad portion via the wiring material having a width narrower than the predetermined interval. Accordingly, since leads having a width wider than a predetermined interval can be pulled out from the solid-state image sensor without contacting each other, even in the solid-state image sensor in which the pad portions are arranged at a narrow interval, Strength can be secured. As a result, when a stress is applied to the lead, the lead is not easily disconnected. Moreover, since the lead is fixed to the solid-state imaging device, the wiring material is not stressed. Accordingly, the wiring material having a width smaller than the predetermined interval is not easily disconnected.
[0017]
In the electronic endoscope, each of the plurality of leads is stacked and fixed on the semiconductor substrate. That is, by laminating a plurality of leads, it is possible to easily pull out leads having a width wider than a predetermined interval.
[0018]
In the electronic endoscope, an insulating material is interposed between each of the plurality of leads. Thus, by interposing an insulating material between each of the leads, the leads are insulated and the leads are reinforced.
[0019]
Further, in the electronic endoscope, each of the plurality of leads is laminated so as to be shifted stepwise so that an area for connecting each of the plurality of wiring members is obtained at an end portion on the pad portion side. ing. By laminating the leads in this manner, each of the wiring materials can be easily connected to each of the leads.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram illustrating an appearance of an electronic endoscope 100 according to the first embodiment of the present invention. The electronic endoscope 100 includes an insertion portion flexible tube 10, a forceps insertion port 20, an operation portion 30, a connector portion 40, a universal cord 50, and a distal end portion 60.
[0021]
The insertion portion flexible tube 10 provided in the electronic endoscope 100 is a tube inserted into a body cavity and has flexibility. A distal end portion 60 is provided on the distal end side of the insertion portion flexible tube 10. The distal end portion 60 is provided with an objective optical system and a solid-state imaging device, which will be described later, for observing a living tissue in the body cavity. Inside the insertion portion flexible tube 10, a signal line for transmitting an image signal received by a solid-state imaging device and subjected to photoelectric conversion, a light guide for applying light to an observation target, and the like are disposed.
[0022]
The forceps insertion port 20 is a part into which forceps for performing various treatments such as hemostasis and collection of a living tissue are inserted. The user sets various forceps in the forceps insertion port 20 according to the contents of the operation.
[0023]
The connector unit 40 is a part that connects the electronic endoscope 100 to an image processing apparatus that performs image processing such as a processor. The connector unit 40 mainly connects a signal line for transmitting an image signal transmitted from the solid-state imaging device and a signal line on the processor side for performing image processing. Are connected to the light source unit. The connector unit 40 is connected to the operation unit 30 via the universal cord 50.
[0024]
The operation unit 30 is a part for the user to operate the electronic endoscope 100. The observation unit can be freely changed by moving the tip 60 up and down or left and right, or set in the forceps insertion port 20. It has operation functions such as raising forceps. By operating various knobs incorporated in the operation unit 30, the insertion portion flexible tube 10 in the vicinity of the distal end portion 60 is bent and the distal end portion 60 moves up and down, left and right, or forceps rises. Or
[0025]
FIG. 2 is a diagram illustrating a side cross-section of the distal end portion 60 according to the first embodiment of the present invention. The distal end portion 60 mainly includes an objective optical system including an objective lens group 62 for observing a living tissue in the body cavity, and a solid-state imaging device 71 that receives light emitted from the objective lens group 62 and photoelectrically converts the light. It is comprised from the circuit part for transmitting an electrical signal to the processor side containing.
[0026]
The distal end surface of the distal end portion 60 is provided with an observation window 61 that is a transparent plate made of glass or plastic, and the objective lens is in contact with the inside of the electronic endoscope 100 of the observation window 61. A group 62 is provided. Further, a light shielding mask 63 for shielding unnecessary light around the optical path is provided on the image side of the objective lens group 62.
[0027]
The light beam emitted from the light source device on the processor side is guided to the tip portion 60 by the light guide, and illuminates the front surface of the tip surface of the tip portion 60. The reflected light from the observation target illuminated by this light beam passes through the observation window 61 and enters the objective lens group 62. Then, the light emitted from the objective lens group 62 is narrowed down to only light necessary for generating an observation image by the light shielding mask 63 and guided to the solid-state imaging device 71 side.
[0028]
FIG. 3 is a side sectional view showing a state in which the solid-state imaging device 71 used in the first embodiment of the present invention and the lead portion 80 drawn from the solid-state imaging device 71 are bent. FIG. 4 is a front view showing a state before the solid-state image sensor 71 and the lead portion 80 drawn from the solid-state image sensor 71 are bent.
[0029]
The solid-state image sensor 71 has a light receiving surface 72 composed of a plurality of light receiving elements arranged in a matrix on a silicon substrate, and a lead for transmitting an image signal received and photoelectrically converted by each of the light receiving elements. A pad portion 83 is provided. The pad portion 83 is an electrode formed by the same semiconductor process as the light receiving surface 72 in a non-light receiving region on the same surface as the light receiving surface 72, and a plurality of pads 83 are arranged at predetermined intervals. That is, the solid-state image sensor 71 is composed of an unpackaged die. In addition, the lead portion 80 drawn from the solid-state image sensor 71 includes a lead 81 that transmits an image signal to a mounting board 65 described later, an insulating material 82 that is provided to insulate each of the leads 81, It is composed of a gold wire 84 for connecting the lead 81 and the pad portion 83.
[0030]
As shown in FIG. 2, a cover glass 73 for protecting the light receiving surface 72 is bonded to the front surface of the light receiving surface 72. Further, an infrared cut low-pass filter 74 that reduces the occurrence of false colors and moire is bonded to the front surface of the cover glass 73.
[0031]
Further, in order to reduce the diameter of the distal end portion 60, the mounting board 65 on which various electrical components 64 for processing signals input to and output from the solid-state image sensor 71 are mounted. It is disposed in a space opposite to the surface 72. Furthermore, a signal line 66 for transmitting an image signal obtained by the solid-state imaging device 71 to the processor side is drawn out to the side opposite to the mounting surface of the mounting substrate 65. Further, the lead portion 80 connecting the solid-state image sensor 71 and the mounting board 65 is bent along the solid-state image sensor 71 from the light receiving surface 72 side to the mounting board 65 side due to the arrangement of the various components described above. It has been pulled out.
[0032]
FIG. 5 is an enlarged perspective view of the vicinity of the connecting portion between the solid-state imaging device 71 and the lead portion 80 used in the first embodiment of the present invention. The lead 81 included in the lead portion 80 is made of gold having flexibility and excellent electrical characteristics such as low impedance. The lead 81 is a lead having a width wider than a predetermined interval in which the pad portions 83 are disposed in order to ensure strength. In addition, the intensity | strength here has shown the intensity | strength with respect to bending and extending | stretching. The lead 81 is 35 μm thick and is widely used in precision instruments such as the electronic endoscope 100.
[0033]
An insulating material 82 is interposed between the solid-state imaging device 71 and the lead 81. A similar insulating material 82 is interposed between the leads 81. The insulating material 82 is obtained by, for example, laminating a sheet-like electrical insulating member made of silicon rubber or polyimide between the above, or by applying a silicon adhesive having an excellent insulating property. Or These insulating materials are materials that can be easily bent, and are formed in a thickness range of 0.01 mm to 0.1 mm in order to reduce the diameter of the distal end portion 60. In addition, the strength of the lead portion 80 is increased by interposing the insulating material 82 between the solid-state imaging device 71 and the lead 81 as described above. In other words, the insulating material 82 also functions as a reinforcing plate for the lead 81.
[0034]
As shown in FIG. 5, the members bent along the solid-state imaging device 71 in the lead portion 80 are a lead 81 and an insulating material 82. As described above, the insulating material 82 functions as a reinforcing plate. Further, the lead 81 has a width wider than a predetermined interval in which the pad portions 83 are disposed, and a strength sufficient to prevent disconnection when the lead 81 is bent 90 degrees is secured. That is, by configuring the lead portion 80 as described above, it is possible to ensure the strength at the bent portion of the lead even in the solid-state imaging device 71 having the narrow predetermined interval, and the wire is not easily disconnected. Further, by increasing the width of the lead 81, the strength against stretching is also increased.
[0035]
Further, as described above, since the lead 81 has a width wider than a predetermined interval in which the pad portions 83 are disposed, the leads 81 in the direction in which the pad portions 83 in FIG. 4 are disposed. Are connected side by side, the leads 81 come into contact with each other, causing a malfunction of the solid-state imaging device 71. Therefore, in the first embodiment, each of the leads 81 connected corresponding to the pad portion 83 has the insulating material 82 interposed between the leads 81, and the leads 81 and the insulating material 82 are alternately stacked. It is in a state. That is, the lead 81 having a width that can secure sufficient strength is drawn from the solid-state image sensor 71. In FIG. 4, the number of the leads 81 drawn from the solid-state image sensor 71 is 2 to 4, but this is illustrated in a simplified manner for easy understanding. The number of stacked leads is not limited to that shown in this embodiment.
[0036]
The lead 81 and the pad portion 83 are connected by a gold wire 84. The gold wire 84 is formed of a thin wire-like wire that is narrower than a predetermined interval where the pad portion 83 is disposed. One end of the gold wire 84 is bonded to the lead 81, and the other end is bonded to the pad portion 83. Further, in order to secure a region where the gold wire 84 is bonded to each of the leads 81, the end portions of the leads 81 are laminated so as to be displaced stepwise.
[0037]
FIG. 6 is a side sectional view showing a state in which the solid-state imaging device 71z used in the electronic endoscope according to the second embodiment of the present invention and the lead portion 80 drawn from the solid-state imaging device 71z are bent. In the electronic endoscope of the second embodiment, the same components as those of the electronic endoscope 100 of the first embodiment shown in FIG. Omitted.
[0038]
In the solid-state imaging device 71z of the second embodiment, an end surface 71y formed by the side surface of the solid-state imaging device 71z that is in contact with the lead portion 80 and the light receiving surface 72 has a tapered shape. The end surface 71y has a taper in the range of 30 to 60 degrees with respect to the optical axis of the solid-state image sensor 71z. Further, the insulating material 82 interposed between the solid-state imaging device 71 and the lead 81 is a silicon adhesive having excellent insulating properties. That is, in the process of bonding the lead 81 to the solid-state imaging device 71, when the insulating material 82 is applied to the region including the end surface 71y, there is no application region having an edge shape, and thus uneven application of the insulating material 82 occurs. It becomes difficult. Further, since it becomes easy to apply the insulating material 82 uniformly, the sink of the insulating material 82 is eliminated, and a uniform insulating layer can be maintained even after the insulating material 82 is cured.
[0039]
FIG. 7 is a perspective view showing a cross-sectional shape of a solid-state imaging device 71 used in the electronic endoscope of the third embodiment of the present invention, a cover glass 73z, and a lead portion 80z drawn from the solid-state imaging device 71. is there. FIG. 8 is a side sectional view of the lead portion 80z in the vicinity of the pad portion 83 in a state where the cover glass 73z is bonded to the solid-state imaging device 71 used in the electronic endoscope according to the third embodiment of the present invention. . In the electronic endoscope according to the third embodiment of the present invention, the same configuration as that of the electronic endoscope 100 according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS. Reference numerals are assigned and detailed description thereof is omitted.
[0040]
In the third embodiment, the lead portion 80z pulled out from the solid-state imaging device 71 is provided with an insulating material provided to insulate each of the lead 81z that transmits an image signal to the mounting substrate 65 and the lead 81z. 82z, and a gold wire 84 for connecting the lead 81z and the pad portion 83. Further, as in the first embodiment, the lead portion 80z is bent and drawn along the solid-state imaging element 71 from the light receiving surface 72 side to the mounting substrate 65 side.
[0041]
The lead 81z included in the lead portion 80z is made of gold having flexibility and excellent electrical characteristics such as low impedance. The lead 81z is a lead having a width wider than a predetermined interval in which the pad portion 83 is disposed in order to ensure strength. The lead 81z has a trapezoidal shape in which a cross section perpendicular to the longitudinal direction is symmetrical. In addition, the intensity | strength here has shown the intensity | strength with respect to bending and extending | stretching. The lead 81z has a thickness of 35 μm and is widely used in precision instruments such as the electronic endoscope 100. The lead 81z is connected to each of the pad portions 83 by a gold wire 84 as in the first embodiment.
[0042]
An insulating material 82z is interposed between the solid-state imaging device 71 and the lead 81z. A similar insulating material 82z is interposed between the leads 81z. The insulating material 82z is obtained by, for example, laminating a sheet-like electrical insulating member made of silicon rubber or polyimide between the above, or by applying a silicon adhesive having excellent insulating properties. Or These insulating materials are materials that can be easily bent, and are formed in a thickness range of 0.01 mm to 0.1 mm in order to reduce the diameter of the distal end portion 60. In addition, the insulating material 82z has a trapezoidal shape in which a cross section perpendicular to the longitudinal direction is symmetrical. In addition, the strength of the lead portion 80z is increased by interposing the insulating material 82z between the solid-state imaging device 71 and the lead 81z as described above. In other words, the insulating material 82z also functions as a reinforcing plate for the lead 81z.
[0043]
Further, as described above, since the lead 81z has a width wider than a predetermined interval in which the pad portion 83 is disposed, the lead 81z is formed in the direction in which the pad portion 83 is disposed in FIG. Are connected side by side, the leads 81z come into contact with each other, causing a malfunction of the solid-state imaging device 71. Therefore, in the third embodiment, each of the leads 81z connected corresponding to the pad portion 83 has the insulating material 82z interposed between the leads 81z, and the leads 81z and the insulating materials 82z are alternately stacked. It is in a state. That is, the lead 81 z having a width that can secure sufficient strength is drawn from the solid-state image sensor 71. In FIG. 7, the number of the leads 81z drawn from the solid-state image sensor 71 is four, but this is shown in a simplified manner for easy understanding of the explanation. The number of leads to be used is not limited to that shown in this embodiment.
[0044]
Each of the lead 81z and the insulating material 82z is overlapped so that the long side in the trapezoidal cross-sectional shape described above is on the solid-state imaging element 71 side, and the short side in the above-described trapezoidal cross-sectional shape is on the cover glass 73z side. Connected to the element 71. The lead 81z and the insulating material 82z have different widths depending on the order of lamination. Specifically, the lead 81z and the insulating material 82z on the solid-state imaging device 71 side have the widest width, and these members on the cover glass 73z side have a smaller width.
[0045]
The cover glass 73z for protecting the light receiving surface 72 has a dented portion 75z, a protective surface 76z, and an adhesive surface 77z. The protective surface 76z is a surface formed slightly larger than the light receiving surface 72. Further, the adhesive surface 77z is elongated in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the lead portion 80z, and is a surface formed in a direction in which the cover glass 73z is scraped from the protective surface 76z. When the cover glass 73z is stacked on the light receiving surface 72, the protective surface 76z is joined to the light receiving surface 72 without a gap, and the adhesive surface 77z is formed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the lead portion 80z. It will be in the state which has some clearance gap with the light-receiving region.
[0046]
When the cover glass 73z is stacked on the light receiving surface 72, a gap is generated between the dent portion 75z and the adhesive surface 77z and the solid-state image sensor 71. The cover glass 73z is adhered to the solid-state image sensor 71 by an adhesive layer 86 formed by filling the gap with an adhesive. The dented portion 75z is provided so that the lead portion 80z and the cover glass 73z are not in contact with each other with the protective surface 76z and the light receiving surface 72 aligned with each other, and is provided at both ends of the cover glass 73z. It has a symmetrical trapezoidal notch shape.
[0047]
As described above, since the cover glass 73z has the dented portion 75z, the height in the optical axis direction of the lead portion 80z that is on the same plane as the light receiving surface 72 is between the light receiving surface 72 and the cover glass 73z. In the following, the adhesive layers 86 can fix each other. Therefore, the structure in the optical axis direction from the solid-state image sensor 71 to the cover glass 73z can be reduced in size, and the distal end portion of the electronic endoscope can be reduced in size. Further, by configuring each of the lead 81z, the insulating material 82z, and the dented portion 75z so as to have a trapezoidal cross-sectional shape, there is no portion having an acute angle in the space for forming the adhesive layer 86. For this reason, there are no places where it is difficult to fill the adhesive, and further, sink marks after curing hardly occur.
[0048]
The above is the embodiment of the present invention. The present invention is not limited to these embodiments and can be modified in various ranges.
[0049]
In the embodiment of the present invention, the lead 81 is fixed to the solid-state imaging device 71, but may be configured to be fixed to another member in the electronic endoscope 100.
[0050]
Further, in the second embodiment of the present invention, the end surface 71y has a tapered shape, but may have a rounded shape.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, the solid-state imaging device and the electronic endoscope of the present invention include a plurality of pad portions for bonding leads on a semiconductor substrate at predetermined intervals. The solid-state imaging device has a plurality of leads fixed on a semiconductor substrate and having a width wider than a predetermined interval, and a plurality of wiring members having a width narrower than the predetermined interval. Each of these leads is connected to each of a plurality of corresponding pad portions by each of a plurality of wiring members. That is, the lead having a width wider than the predetermined interval is connected to the pad portion via the wiring material having a width narrower than the predetermined interval. Accordingly, leads having a width wider than a predetermined interval can be pulled out from the solid-state image sensor without contacting each other. Strength can be secured. As a result, the lead is not easily disconnected when stress is applied to the lead. Moreover, since the lead is fixed to the solid-state imaging device, the wiring material is not stressed. Accordingly, the wiring material having a width smaller than the predetermined interval is not easily disconnected.
[0052]
A solid-state imaging device according to another aspect of the present invention includes a plurality of pad portions for bonding leads on a semiconductor substrate at a predetermined interval. This solid-state imaging device has a plurality of leads having a width wider than a predetermined interval, and a plurality of wiring members having a width narrower than the predetermined interval. Each of these leads is connected to each of a plurality of corresponding pad portions by a plurality of wiring members, and is further laminated. That is, a plurality of leads having a width wider than a predetermined interval are stacked and connected to the pad portion via a wiring material having a width narrower than the predetermined interval. Accordingly, since leads having a width wider than a predetermined interval can be pulled out from the solid-state image sensor without contacting each other, even in the solid-state image sensor in which the pad portions are arranged at a narrow interval, Strength can be secured. As a result, when a stress is applied to the lead, the lead is not easily disconnected. Moreover, since the lead is fixed to the solid-state imaging device, the wiring material is not stressed. Accordingly, the wiring material having a width smaller than the predetermined interval is not easily disconnected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an appearance of an electronic endoscope according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a side cross section of a tip portion according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side cross-sectional view showing a state in which a solid-state imaging device used in the first embodiment of the present invention and a lead portion pulled out from the solid-state imaging device are bent.
FIG. 4 is a front view showing the solid-state imaging device used in the first embodiment of the present invention and a state before a lead portion pulled out from the solid-state imaging device is bent.
FIG. 5 is an enlarged perspective view of the vicinity of a connection portion between the solid-state imaging device and the lead according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a side cross-sectional view showing a state where a solid-state imaging device used in a second embodiment of the present invention and a lead portion pulled out from the solid-state imaging device are bent.
FIG. 7 is a perspective view showing a cross-sectional shape of a solid-state imaging device, a cover glass, and a lead portion drawn out from the solid-state imaging device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a side cross-sectional view of a lead portion in the vicinity of a pad portion in a state where a cover glass is bonded to a solid-state imaging device according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
71 Solid-state image sensor
73 Cover glass
80 Lead part
81 lead
82 Insulation
83 Pad part
84 Gold wire
100 Electronic endoscope

Claims (11)

半導体基板上にリードをボンディングするための複数のパッド部を所定の間隔で備えている固体撮像素子において、
前記半導体基板上に固定された、前記所定の間隔より広い幅を有する、複数のリードと、
前記所定の間隔より細い幅を有する複数の配線材と、を有し、
前記複数のリードの各々は、前記複数の配線材の各々によって、対応する前記複数のパッド部の各々に接続されていること、を特徴とする固体撮像素子。In a solid-state imaging device having a plurality of pad portions for bonding leads on a semiconductor substrate at a predetermined interval,
A plurality of leads fixed on the semiconductor substrate and having a width wider than the predetermined interval;
A plurality of wiring members having a width smaller than the predetermined interval,
Each of the plurality of leads is connected to each of the plurality of corresponding pad portions by each of the plurality of wiring members. 前記複数のリードの各々は積層されて、前記半導体基板上に固定されていること、を特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein each of the plurality of leads is stacked and fixed on the semiconductor substrate. 半導体基板上にリードをボンディングするための複数のパッド部を所定の間隔で備えている固体撮像素子において、
前記所定の間隔より広い幅を有する複数のリードと、
前記所定の間隔より細い幅を有する複数の配線材と、を有し、
前記複数のリードの各々は、前記複数の配線材の各々によって、対応する前記複数のパッド部の各々に接続され、
さらに、前記複数のリードの各々は、積層されていること、を特徴とする固体撮像素子。In a solid-state imaging device having a plurality of pad portions for bonding leads on a semiconductor substrate at a predetermined interval,
A plurality of leads having a width wider than the predetermined interval;
A plurality of wiring members having a width smaller than the predetermined interval,
Each of the plurality of leads is connected to each of the corresponding plurality of pad portions by each of the plurality of wiring members,
Further, each of the plurality of leads is laminated. 前記複数のリードの各々の間には、絶縁材が介在されていること、を特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載の固体撮像素子。4. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein an insulating material is interposed between each of the plurality of leads. 5. 前記複数のリードの各々は、前記パッド部側の端部に、前記複数の配線材の各々を接続するための領域が得られるように、階段状にずれるように積層されていること、を特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の固体撮像素子。Each of the plurality of leads is laminated so as to be shifted in a stepped manner so that an area for connecting each of the plurality of wiring members is obtained at an end portion on the pad portion side. The solid-state imaging device according to any one of claims 2 to 4. 前記複数のパッド部は、前記半導体基板上に設けられた撮像素子と同一面上に設けられ、
前記複数のリードは、前記半導体基板の側面に沿って、前記撮像素子の後方に引き出され、
前記複数のリードと前記半導体基板との間には、接着剤が介在され、
前記半導体基板は、前記接着剤が均一な厚みに塗布される形状を有していること、を特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の固体撮像素子。The plurality of pad portions are provided on the same surface as an image sensor provided on the semiconductor substrate,
The plurality of leads are led out behind the imaging element along the side surface of the semiconductor substrate,
An adhesive is interposed between the plurality of leads and the semiconductor substrate,
The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 5, wherein the semiconductor substrate has a shape in which the adhesive is applied to a uniform thickness. 前記接着剤が均一な厚みに塗布される形状とは、前記接着剤が塗布される前記半導体基板のエッジ部をテーパーカットした形状であること、を特徴とする請求項６に記載の固体撮像素子。The solid-state imaging device according to claim 6, wherein the shape in which the adhesive is applied to a uniform thickness is a shape in which an edge portion of the semiconductor substrate to which the adhesive is applied is tapered. . 半導体基板上にリードをボンディングするための複数のパッド部を所定の間隔で備えている固体撮像素子が設けられた電子内視鏡において、
前記半導体基板と相対的に移動しないように固定された、前記所定の間隔より広い幅を有する、複数のリードと、
前記所定の間隔より細い幅を有する複数の配線材と、を有し、
前記複数のリードの各々は、前記複数の配線材の各々によって、対応する前記複数のパッド部の各々に接続されていること、を特徴とする電子内視鏡。In an electronic endoscope provided with a solid-state imaging device having a plurality of pad portions for bonding leads on a semiconductor substrate at a predetermined interval,
A plurality of leads fixed so as not to move relative to the semiconductor substrate and having a width wider than the predetermined interval;
A plurality of wiring members having a width smaller than the predetermined interval,
Each of the plurality of leads is connected to each of the corresponding plurality of pad portions by each of the plurality of wiring members. 前記複数のリードの各々は積層されて、前記半導体基板上に固定されていること、を特徴とする請求項８に記載の電子内視鏡。The electronic endoscope according to claim 8, wherein each of the plurality of leads is stacked and fixed on the semiconductor substrate. 前記複数のリードの各々の間には、絶縁材が介在されていること、を特徴とする請求項８または請求項９のいずれかに記載の電子内視鏡。The electronic endoscope according to claim 8, wherein an insulating material is interposed between each of the plurality of leads. 前記複数のリードの各々は、前記パッド部側の端部に、前記複数の配線材の各々を接続するための領域が得られるように、階段状にずれるように積層されていること、を特徴とする請求項８から請求項１０のいずれかに記載の電子内視鏡。Each of the plurality of leads is laminated so as to be shifted in a stepped manner so that an area for connecting each of the plurality of wiring members is obtained at an end portion on the pad portion side. The electronic endoscope according to any one of claims 8 to 10.
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