JP2014000208A - 撮像装置及びこの撮像装置を用いた内視鏡 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る撮像装置1は、撮像素子2と半導体素子3とを電気的に接続するボンディングワイヤ10と、ボンディングワイヤ10の一端が接続される撮像素子2の表面2Aまたは裏2B面に設けられた複数のランド2aと、他端が接続される半導体素子3の表面3Aまたは裏面3Bの少なくとも1つの第1の側面3C1寄りに偏り設けられた複数のランド3aと、を有する第1の接続部と、半導体素子3の表面3Aまたは裏面3Bの、前記第1の側面3C1とは異なる側面の第2の側面3C2寄りに偏り設けられ、フレキシブル基板5が接続される複数の第2の接続部であるフレキシブル基板接続用ランド3bと、を有する。
【選択図】図1
Description
この特許文献1に記載の固体撮像装置は、展開状態では十字状をなす基板部に半導体素子や電子部品を実装し、折り曲げ部に沿って十字に突出した部分を各々が対向するように基板部を折り曲げて筒状の可撓性基板を形成し、基板部の一端に設けられているインナーリードを、受光領域にカバーガラスなどの透明部材を接着した固体撮像素子のパッド部に接着し、他の基板部の一端を固体撮像素子の側面に接着剤で接着して構成している。この構成とすることにより、先端硬質部の外径サイズを大きくせずに可撓性基板の実装面積を拡大できるようにして、高密度化又は小型化を達成し得る固体撮像装置を実現している。
しかしながら、この特許文献2に記載の固体撮像装置は、TABテープ及びその他の基板を含む複数の基板を用いて構成されているので、コストが高価になってしまう虞がある。
さらに、可撓性を有する複数のTABテープ同士を接続して、固体撮像素子と半導体素子との電気的な接続を行っているため、TABテープの歪み等により、TABテープ同士を接続する接点部に断線や接触不良等の接続不良が生じてしまう虞がある。よって、フレキシブル基板と、固体撮像素子、半導体素子及び電子部品との電気的な接続部における接続信頼性を低下させる。
このように非常に小型の撮像素子を前記特許文献1に記載の固体撮像装置に用いた場合、十字状をなす基板部を精度よく筒状に形成することが困難であり、固体撮像装置の外形寸法にばらつきが生じてしまい、撮像装置の小型化の妨げとなる虞がある。
なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものもあり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
図1は、本発明の第1の実施形態に係わる撮像装置の全体構成を示す一部破断した斜視図、図2は、図1のフレキシブル基板の配線パターンにおける折り曲げ部の構成を説明するためのA−A線断面図、図3は、図1に示す撮像装置の上面図、図4は、図1に示す撮像装置の側面図である。
図1、図3及び図4に示すように、撮像装置1を構成するフレキシブル基板5は、例えば、長方形に形成された基板である。このフレキシブル基板5の表面5Aは、半導体素子3や、周辺電子部品4を実装するための実装面である。
すなわち、フレキシブル基板5は、フレキシブル基板5に形成された複数の配線パターン8により、周辺電子部品用ランド7A及び外部用ランド7Bを含むランドや半導体素子用接続部7Cが、電気的に接続されている。
折り曲げ部9は、外部用ランド7Bが偏り設けられたフレキシブル基板5の一端5C1が、半導体素子3の裏面3Bに対し離間するように、フレキシブル基板5を延出し設けるためのものである。
なお、本実施形態においては、半導体素子3のランド3bとフレキシブル基板5の半導体素子用接続部7Cとを接続した後、フレキシブル基板5の折り曲げ部9を折り曲げているが、これに限らず、フレキシブル基板5の表面5Aを、半導体素子3の第2の側面3C2に固定した後、折り曲げ部9を折り曲げ、その後、ランド3bと半導体素子用接続部7Cとを接続してもよい。
なお、撮像素子2の厚さL3は、例えば、0.5mmであり、カバーガラス6の厚さL4は、例えば0.5mmである(図4参照)。また、撮像素子2の受光面は、例えば1mm四方である。
フレキシブル基板5の表面5Aの第2の実装面5A2に実装される周辺電子部品4は、例えば、コンデンサや抵抗である。これらの周辺電子部品4は、例えば信号処理IC等の半導体素子3における信号処理する際の信号のノイズ低減等を行う機能を有し、フレキシブル基板5の表面5A上の対応する周辺電子部品用ランド7Aと、例えば、半田部材を介して電気的に接続される。
このように、本実施形態においては、ワイヤボンディングのワイヤ10により、撮像素子2と半導体素子3とが電気的に接続される。
まず、図3および図4に示した、半導体素子3及び周辺電子部品4が実装されたフレキシブル基板5を作成する。その作成は、従来の、所定の配線パターン8が形成された平板状のフレキシブル基板5上に、クリーム半田を印刷し、マウンタ(図示せず)により複数の周辺電子部品4を搭載し、その後半田リフローにより、複数の周辺電子部品4をフレキシブル基板5の表面5Aの周辺電子部品用ランド7A上に実装することによって、行われる。
また、半導体素子3のランド3bと、フレキシブル基板5の表面5Aの半導体素子用接続部7Cとの接合は、半田部材に限らず、例えばランド3bと半導体素子用接続部7Cとの間に金等のバンプを用いた接合でもよい。
この時、半導体素子3の第2の側面3C2上に、接着剤や接着テープを設け、半導体素子3をフレキシブル基板5の表面5A上に固定して実装する(図4参照)。
こうして、図1に示すような撮像装置1が構成される。
図5は、本発明の実施形態の変形例1に係る撮像装置の側面図である。なお、図5は、第1の実施形態と同様な構成要素については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
なお、本変形例1では、フレキシブル基板5に周辺電子部品4は実装されていないが、実装されても良い。
その他の構成は、第1の実施形態と同様である。
このような構成によれば、撮像装置1の径方向の長さは僅かに大きくなるが、2つの半導体素子3、30を有することにより、信号処理能力等の機能を拡大することが可能となり、撮像装置1Bの機能性向上に大きく寄与できる。
図6は、本発明の実施形態の変形例2に係る撮像装置の斜視図である。なお、図6は、第1の実施形態と同様な構成要素については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
また、半導体素子3と図示しないフレキシブル基板5との接続は、図示はしないが前記第1の実施形態と同様に接続される。
図7は、本発明の実施形態の変形例3に係る、撮像素子の表面から見た場合の撮像装置の正面図である。なお、図7は、第1の実施形態と同様な構成要素については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
図8は、本発明の第2の実施形態に係わる撮像装置の全体構成を示す斜視図である。なお、図8は、第1の実施形態と同様な構成要素については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
つまり、半導体素子31のランド31b及びフレキシブル基板5の半導体素子用接続部7Cからなる第2の接続部は、半導体素子31の第2の側面31C2側寄りに偏り設けられている。
2…撮像素子
2A…表面
2B…裏面
2C1…第1の側面
2a…撮像素子ランド
3…半導体素子
3A…表面
3B…裏面
3C1、3C3、3C4…第1の側面
3C2…第2の側面
3a…撮像素子接続用ランド
3b…フレキシブル基板接続用ランド
4…周辺電子部品
5…フレキシブル基板
5A…表面
6…カバーガラス
7A…周辺電子部品用ランド
7B…外部用ランド
7C…半導体素子用接続部
8…配線パターン
9…折り曲げ部
Claims (7)
- 表面に受光面を有する撮像素子と、
表面が前記撮像素子の裏面に対向するように前記撮像素子の裏面側に積層して設けられた半導体素子と、
前記半導体素子と外部信号線とを直接または電子部品を介して電気的に接続するための外部信号線用接続部を一端寄りに偏り有し、前記一端が前記半導体素子の裏面に対し離間するように延出し設けられたフレキシブル基板と、
前記撮像素子と前記半導体素子とを電気的に接続するボンディングワイヤと、前記ボンディングワイヤの一端が接続される前記撮像素子の前記表面または前記裏面に設けられた撮像素子側接続部と、前記ボンディングワイヤの他端が接続される前記半導体素子の前記表面または前記裏面に設けられた半導体素子側接続部と、を有し、前記半導体素子の第1の側面寄りに偏り設けられた第1の接続部と、
前記半導体素子の前記表面または前記裏面に設けられたフレキシブル基板用接続部と、前記フレキシブル基板用接続部と電気的に接続される前記フレキシブル基板の他端寄りに偏り設けられた半導体素子用接続部と、を有し、前記半導体素子の前記第1の側面とは異なる側面である第2の側面寄りに偏り設けられた第2の接続部と、
を具備したことを特徴とする撮像装置。 - 前記フレキシブル基板用接続部は前記半導体素子の前記表面に設けられ、
前記フレキシブル基板は、前記半導体素子用接続部から前記半導体素子の前記第2の側面に沿うように折り曲げ部で折り曲げられ、前記一端が前記半導体素子の裏面に対し離間するように延出し設けられることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記フレキシブル基板用接続部は前記半導体素子の前記裏面に設けられ、
前記フレキシブル基板は、前記半導体素子用接続部から前記半導体素子の前記フレキシブル基板用接続部より前記第2の側面寄りに設けられた折り曲げ部で折り曲げられ、前記一端が前記半導体素子の裏面に対し離間するように延出し設けられることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記フレキシブル基板の表裏面のうち前記折り曲げ部の内側となる面に、前記外部信号線用接続部が設けられ、外部信号線用接続部が前記半導体素子の前記裏面側に位置付けられることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の撮像装置。
- 前記フレキシブル基板の表裏面のうち前記折り曲げ部の内側となる面に、前記電子部品が実装され、前記電子部品が前記半導体素子の前記裏面側に位置付けられることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1つに記載の撮像装置。
- 前記半導体素子と前記電子部品と前記外部信号線は、1つの前記フレキシブル基板に直接接続されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1つに記載の撮像装置。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の撮像装置を挿入部の先端部内に備えたことを特徴とする内視鏡。
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