JP2014068675A - 撮像装置及びこの撮像装置を用いた内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、細径の先端部の先端硬質部内への組立性を向上することができ、半導体素子により発した熱を放熱することができる小型の撮像装置及び内視鏡を実現する。
【解決手段】本発明に係る撮像装置１は、表面２Ａに受光面を有する撮像素子２と、撮像素子２に電気的に接続される複数の電子部品３、４と、複数の電子部品３、４を両面に搭載し、撮像素子２の裏面５Ｂから離間する方向に延出し撮像素子２の裏面側に配置される第１フレキシブル基板５と、撮像素子２の入出力端子に接続される第１の端子部および電子部品３の第１フレキシブル基板５との接合面と反対面の先端側に配設された第２の端子部を有する接続手段と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の電子部品を搭載するフレキシブル基板を有する撮像装置、及びこの撮像装置を用いた内視鏡に関する。

従来より、内視鏡は、医療分野及び工業分野において広く用いられている。被写体は、内視鏡の挿入部の先端部に設けられた撮像装置の撮像素子により撮像され、被写体像がモニタ装置に表示される。術者等は、そのモニタに映し出された被写体の画像を見て、観察等を行うことができる。

内視鏡の場合、先端部の小型化、特に先端部の主要構成部材である先端硬質部の細径化のために、撮像装置を構成する撮像ユニットにおいて、表面に設けられた受光面を挿入部の先端側に向け挿入部の先端部内に設けられる撮像素子は、ベアチップの撮像素子であり、撮像素子以外の複数の電子部品は撮像素子の裏面側に配設されている。撮像素子以外の複数の電子部品としては、例えば、撮像素子を駆動したり撮像素子からの信号を処理する信号処理ＩＣ等の半導体素子や、コンデンサ等の搭載部品などがある。

この種の撮像装置の一様態として、先端硬質部の長手方向の長さ（以下、先端硬質部長と称す）を小さくするために、撮像素子の裏面に、半導体素子等の電子部品を重ねて積層するように配置して小型化を図る構成が公知である。

ところが、前記したように撮像素子の裏面に電子部品を積層する構成では、電子部品からの熱が撮像素子に伝わってしまい、この熱により撮像素子の性能に影響を及ぼしてしまう虞がある。特に信号処理ＩＣ等の半導体素子は、撮像素子よりも消費電力が大きく、半導体素子からの熱による撮像素子の性能への影響は大きい。

そこで、従来技術では、撮像素子の裏面に半導体素子を積層せずに、撮像装置の小型化を図るものとして、ベアチップの撮像素子及び半導体素子等の電子部品が搭載されたフレキシブル基板を折り曲げて撮像素子の裏面側に配設し、挿入部の先端部内に収納して構成された撮像装置がある。

このような撮像装置には、例えば、特許文献１に示すように、フレキシブル基板が固体撮像素子の裏面（後方）側に配設されて電子部品の高さ程度のスペースを確保して第１の折り曲げ部分がＵ字状に折り曲げられて、固体撮像素子の受光面と直交する方向に第１層及びこれに平行な第２層が形成され、さらに、第２の折り曲げ部分が固体撮像素子の裏面付近でＵ字状に折り曲げられて固体撮像素子の裏面に仮固定され、固体撮像素子の裏面側に延出されて第３層が形成され、第１層と第２層の間にはチップコンデンサ等の電子部品が搭載され、第２及び第３層にケーブル接続用ランドが形成された構成の撮像装置がある。

特開平１０―１４８６８号公報

近年、内視鏡は、挿入部の先端部のさらなる細径化の要求があり、この先端部内に内蔵する撮像装置についても小型化が望まれている。
特許文献１に記載の体撮像装置に示すように、フレキシブル基板を折り曲げて構成することにより、先端部の径方向において、固体撮像素子の裏面からフレキシブル基板や電子部品が撮像素子の裏面から極力はみ出さない様にし、先端部の径方向における撮像装置の小型化を図ることができる。

しかしながら、特許文献１に記載の撮像装置では、細径の先端部の先端硬質部内に組み込もうとする場合に、フレキシブル基板を２度に亘ってＵ字状に折り曲げなくてはならない。特に近年の撮像素子は、例えば受光面が１ｍｍ四方以下の非常に小型のものがあり、先端部の径方向における撮像装置の小型化を図るためには、非常に狭い空間内でフレキシブル基板を正確な折り曲げ位置で２度に亘ってＵ字状に折り曲げる必要がある。しかし、撮像装置の組み立て時に、このフレキシブル基板を折り曲げようとしても、平面に戻ろうとするフレキシブル基板の弾性力が折り曲げ部に働き、フレキシブル基板が折り曲げにくく、組み立て作業性が悪い。

さらに、特許文献１に記載の撮像装置では、フレキシブル基板の第２の折り曲げ部分と第１の折り曲げ部分との間に電子部品を搭載するスペースを確保しつつフレキシブル基板を折り曲げている。ここで、フレキシブル基板の弾性力に加え、電子部品を搭載するために第１の折り曲げ部分と第２の折り曲げ部分との間に距離があることにより、フレキシブル基板の第１層の長さと第２層の長さに長さが略均一になる様に、第１の折り曲げ部分と第２の折り曲げ部分を正確な折り曲げ位置で折り曲げることは困難である。

フレキシブル基板の第１層の長さと第２層の長さに長さの不均一が生じると、第１層及び／または第２層が、固体撮像装置の裏面に対し鉛直に延出せず傾き延出し、特に第１層が固体撮像素子の側面から離間する側に傾き延出すると、先端部の径方向における、第１層の固体撮像素子の裏面からのはみ出し量が大きくなり、先端部の径方向における撮像装置の大型化に繋がる虞がある。

また、フレキシブル基板の折り曲げ部分における折り曲げ時に、折り曲げ部が正確な位置で折り曲げられず、フレキシブル基板の歪みにより、折り曲げ部分に近接する電子部品の端子部のフレキシブル基板からの剥がれが生じる虞があり、組立性を改善することが必要である。

また、特許文献１に記載の撮像装置は、電子部品により発した熱の撮像素子への伝達を軽減するための放熱機能における構成についてはなんら述べられてはいない。すなわち、この特許文献１に記載の撮像装置は、半導体素子により発した熱を放熱することができない虞があり、この熱の撮像素子への伝達による撮像素子の性能への影響を軽減することができない。

そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、細径の先端部の先端硬質部内への組立性を向上することができ、半導体素子により発した熱を放熱することができる小型化の撮像装置及びこの撮像装置を用いた内視鏡を提供することを目的とする。

本発明の一態様の撮像装置は、表面に受光面を有する撮像素子と、前記撮像素子の裏面側に該裏面から離間する方向に延出し配置され、前記撮像素子と電気的に接続される主基板と、接合面が前記主基板の搭載部に接合されることにより前記主基板に搭載され、前記撮像素子と電気的に接続される電子部品と、一端に設けられ、前記撮像素子の入出力端子部に接続される第１の端子部と、他端に設けられ、前記電子部品の前記接合面の反対面に対向し、該反対面の中央より前記撮像素子側に偏り配設された第２の端子部と、を有し、前記主基板とは異なる、前記撮像素子と前記主基板とに電気的に接続される接続手段と、を有する。

また、本発明の一様態の内視鏡は、本発明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。

本発明によれば、簡単な構成で、細径の先端部の先端硬質部内への組立性を向上することができ、半導体素子により発した熱を放熱することができる小型化の撮像装置及びこの撮像装置を用いた内視鏡を実現することができる。

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１の撮像装置の側面図 図２の撮像装置をＡ矢印方向から見た場合の撮像装置の底面図 本発明の第２の実施形態に係わる撮像装置の側面図 本発明の第３の実施形態に係わる撮像装置の側面図 本発明の第４の実施形態に係わる撮像装置の全体構成を示す斜視図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
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。

（第１の実施形態）
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の撮像装置の側面図、図３は、図２の撮像装置をＡ矢印方向から見た場合の撮像装置の底面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る撮像装置１は、撮像素子２、電子部品である信号処理ＩＣ等の半導体素子３、及びコンデンサ等の周辺電子部品４と、主基板である第１フレキシブル基板５と、接続手段である第２フレキシブル基板６と、カバーガラス７と、を有して構成される。なお、説明を解りやすくするために、半導体素子３及び周辺電子部品４と第１フレキシブル基板５とを有する構成部を主基板ユニット１ａとして説明する。また、撮像装置１の長手方向におけるカバーガラス７が設けられる側を先端側、反対側を基端側と称す。

まず、第１フレキシブル基板５を有する主基板ユニット１ａの構成について、図１〜図３を用いて説明する。
図１〜図３に示すように、撮像装置１の主基板ユニット１ａを構成する主基板である第１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り、撮像素子２の受光面と直交する軸Ｏに平行となるように、撮像素子２の裏面２Ｂから離間する方向に延出し撮像素子２の裏面２Ｂ側に配置される。
なお、本実施形態においては、第１フレキシブル基板を軸Ｏに平行となるように配置しているが、これに限らず、軸Ｏに対し傾き、像素子２の裏面２Ｂから離間する方向に延出し配置しても良い。

第１フレキシブル基板５は、表面５Ａの先端側にコンデンサ等の周辺電子部品４を搭載する搭載部５Ａ１を、裏面５Ｂの先端側に信号処理ＩＣ等の半導体素子３を搭載する搭載部５Ｂ１を、各々有する。

第１フレキシブル基板５の表面５Ａおよび裏面５Ｂには、搭載される半導体素子３や周辺電子部品４、接続される外部信号線やグランド信号線等との電気的な導通をとるための複数のランド電極（以下、ランドという）と、各ランド間の電気的な接続を行う配線パターン１２が設けられている。そして、各ランド以外の領域は、絶縁性のレジストで覆われている。

図１及び図２に示すように、表面５Ａの搭載部５Ａ１には、周辺電子部品であるコンデンサ４が搭載されたときに電気的な導通をとるための複数（ここでは２個）のコンデンサ用ランド８が、搭載部５Ａ１に形成されている。そして第１フレキシブル基板５は、コンデンサ４に設けられた端子とコンデンサ用ランド８とが接合されることにより、コンデンサ４と電気的に接続され、コンデンサ４を搭載する。
なお、本実施形態においては、周辺電子部品であるコンデンサ４を第１フレキシブル基板５の表面５Ａに搭載しているが、これに限らず、裏面５Ｂに搭載しても良い。

また、裏面５Ｂの搭載部５Ｂ１には、信号処理ＩＣ等の半導体素子３の接合面である裏面３Ｂが接着材や粘着テープ等により接合されることにより、半導体素子３を搭載する。そして、裏面５Ｂの搭載部５Ｂ１より基端側には、ボンディングワイヤ１１との接続により半導体素子３に設けられたフレキシブル基板接続用ランド３ｂ（以下、単にランド３ｂと称す）との電気的な導通をとるための複数（ここでは５個）のランド５ａが形成されている。
半導体素子３に設けられたランド３ｂは、複数（ここでは５個）の端子であり、半導体素子３の接合面３Ｂ反対面である表面３Ａに、基端側寄りに偏って設けられている。

半導体素子３のランド３ｂは、ボンディングワイヤ１１の一方の端部１１ａと、例えば、超音波熱圧着接合により電気的に接続される。このボンディングワイヤ１１の他方の端部１１ｂは、第１フレキシブル基板５の裏面５Ｂに形成されたランド５ａと、例えば、超音波熱圧着接合により電気的に接続される。したがって、半導体素子３のランド３ｂは、ボンディングワイヤ１１によって、第１フレキシブル基板５のランド５ａと電気的に接続される。

第１フレキシブル基板５には、例えば、図示しないグランド信号線などの放熱用のケーブルと接続されることにより、該ケーブルに半導体素子３からの熱を伝導し放熱するための複数（ここでは２個）の放熱用の端子であるランド９が形成されている。ランド９は、駆動時に発熱量の多い信号処理ＩＣ等の半導体素子３が搭載される搭載部５Ｂ１の裏側である表面５Ａに、搭載部５Ｂ１と少なくとも一部が対向する様に表面５Ａに設けられることにより、半導体素子３からの熱を効率よく伝導する。

また、第１フレキシブル基板５には、撮像素子２と図示しない外部信号線と接続されることにより、撮像素子２と外部信号線との電気的な接続を行うための複数（ここでは表面５Ａに４個、裏面５Ｂに４個の計８個）ランド１０が形成されている。本実施形態においては、ランド１０は第１フレキシブル基板５の表面５Ａと裏面５Ｂとに設けられているが、これに限らず表面５Ａまたは裏面５Ｂのいずれか一方の面に設けても良い。

次に、接続手段である第２フレキシブル基板６の構成について説明する。
図１〜図３に示すように、第２フレキシブル基板６は、撮像素子２と、この撮像素子２の裏面側に配置される主基板である第１フレキシブル基板５及び搭載された電子部品３、４を含む主基板ユニット１ａとを電気的に接続するための接続手段を構成している。

この第２フレキシブル基板６は、例えば、長方形に形成された基板である。この第２フレキシブル基板６は、撮像素子２の入出力端子に接続される第１の端子部である複数のインナーリード６ａを一方の端部に、主基板ユニット１ａとの電気的な接続部を構成する第２の端子部である複数のランド６ｂを他方の端部に有する。

主基板ユニット１ａの前方側に配置される撮像素子２は、例えば、CMOSイメージセンサやCCDである。受光面（撮像面）が設けられた撮像素子２の表面２Ａの、受光面ではない領域には、複数（ここでは５個）の入出力端子部を構成するランド２ａが形成されている。撮像素子２の表面２Ａ側には、受光面を覆うようにカバーガラス７が設けられている。

第２フレキシブル基板６は、この撮像素子２のランド２ａに半田部材等の導電部材を介して接続される、第２フレキシブル基板６の配線パターン（図示せず）から延出した複数のインナーリード６ａを、一方の端部に有する。この場合、第２フレキシブル基板６は、撮像素子２の側面２Ｃに沿い、必要に応じ撮像素子２の側面２Ｃに接着材や粘着テープ等により接合し設けられ、インナーリード６ａは、撮像素子２の表面２Ａの受光面と直交する軸Ｏ方向に折り曲げられてランド２ａに接合した状態で電気的に接続される。
これらのインナーリード６ａは、図示はしないが第２フレキシブル基板６の配線パターンを介してランド６ｂに電気的に接続されている。

また、第２フレキシブル基板６の他方の端部に形成された複数（ここでは５個）のランド６ｂは、第２の端子部を構成するものであって、半導体素子３の表面３Ａに先端側に偏り設けられたランド３ａと半田部材等の導電部材を介して接続される。
したがって、撮像素子２と主基板ユニット１ａとは、接続手段である第２フレキシブル基板６によって、電気的に接続されることになる。

なお、本実施形態では、撮像素子２と、この撮像素子２の裏面側に配置される主基板ユニット１ａとの電気的な接続を行う接続手段として、第２フレキシブル基板６を用いた構成について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、接続手段として、ワイヤボンディングによるボンディングワイヤを用いて電気的に接続してもよい。

本実施形態において、撮像装置１は、撮像素子２に接続される接続手段である第２フレキシブル基板６を有し、この第２フレキシブル基板６の第２の端子部であるランド６ｂは、電子部品である半導体素子３の第１フレキシブル基板５側とは反対側の先端側に配置されている。
また、第２フレキシブル基板６の第１の接続部であるインナーリード６ａは、撮像素子２の表面側に配置されている。

そして、図１〜図３に示すように、複数の電子部品の内の一つである半導体素子３は、第１フレキシブル基板５の一方の面である裏面５Ｂに搭載され、この裏面５Ｂに搭載された半導体素子３の裏面５Ｂと対向する面（裏面３Ｂ）とは反対側の面（表面３Ａ）に、先端側に偏り第２フレキシブル基板６の第２の端子部であるランド６ｂを配置して構成される。

このような構成の撮像装置１では、該撮像装置１を細径の先端部内に組み込む場合に、半導体素子３及びコンデンサ４等の電子部品が搭載される第１フレキシブル基板５を折り曲げることなく、先端部の先端硬質部内に組み込むことができる。主基板である第１フレキシブル基板が曲げ部分を有さないことにより、第１フレキシブル基板の弾性力による折り曲げ部分の組立性の悪化を起こすことがなく、また、撮像装置１の先端硬質部内への組立時に、第１フレキシブル基板５のランドからの電子部品の端子の剥がれが生じることはない。

また、撮像素子２に接続される接続手段である第２のフレキシブル基板の第２の端子部であるランド６ｂは、半導体素子３の第１フレキシブル基板５側である裏面３Ｂとは反対側である表面３Ａの先端側に配置されたランド３ａと接続される。つまり、ランド６ａ、６ｂを含む接続手段である第２フレキシブル基板６を、撮像素子２の同一側面側である側面２Ｃ側に偏り配設している。このため、撮像装置１を構成する主基板ユニット１ａと、撮像素子２と、撮像素子２と主基板ユニット１ａとを電気的に接続する接続手段である第２フレキシブル基板６と、の接続作業を容易に行うことができる。

このような理由により、本実施形態の撮像装置１は、細径の先端部の先端硬質部内への組立性を向上することができる。勿論、撮像装置１は、主要部である第１フレキシブル基板５、半導体素子３及びコンデンサ４等の主基板ユニット１ａを、撮像素子２の裏面側で、かつ、先端部の径方向における撮像素子２の裏面２Ｂからはみ出ることなく、撮像素子２の断面のサイズの範囲内に配置することができるので、この撮像装置１の小型化を図ることが可能となり、この撮像装置１を内蔵する内視鏡先端部の細径化にも寄与する。

また、本実施形態の撮像装置１は、半導体素子３やコンデンサ４の電子部品を両面に搭載する第１フレキシブル基板５と、撮像素子２の接続用の第２フレキシブル基板６とを有して該撮像素子２と外部信号線との間の電気経路を形成している。

このため、本実施形態の撮像装置１は、フレキシブル基板を２回に亘って折り曲げる構成の電気経路が長い従来技術と比較して、電子部品間や撮像素子２と外部信号線との間の電気経路を短くすることができる。これにより、撮像装置１における寄生容量を小さくすることができるので、ノイズを低減し、半導体素子３における信号処理や駆動制御の安定化が図れる。

また、本実施形態の撮像装置１は、第１フレキシブル基板５の表面５Ａに放熱用のランド９を発熱する半導体素子３の搭載部と反対の面に有し、このランド９に図示しない放熱用のケーブルを接続することにより、半導体素子３により発した熱を放熱する放熱機能を有している。さらに、撮像装置１は、図２に示すように、発熱する電子部品である半導体素子３を、撮像素子２の裏面２Ｂから所定の距離Ｌ１だけ離間させた位置に配置している。すなわち、半導体素子３からの熱が撮像素子２に伝わりにくい構成である。

このような構成により、本実施形態の撮像装置１は、細径の先端部の先端硬質部内への組立性を向上することが出来る他に、半導体素子３からの熱を放熱する放熱機能を有し、さらに半導体素子３からの熱を撮像素子２に伝わりにくい構成とすることで、半導体素子３からの熱の伝達による撮像素子２の性能への影響を軽減することができる。

次に、本実施形態の撮像装置１を製造する手順について図１〜図３を用いて説明する。
まず、図２及び図３に示した、電子部品である半導体素子３及びコンデンサ４が搭載された第１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１２が形成された第１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）によりコンデンサ４を搭載部５Ａ１に搭載し、その後半田リフローにより、コンデンサ４の端子を第１フレキシブル基板５のコンデンサ用ランド８上に接合することによって、行われる。

そして、コンデンサ４が搭載された第１フレキシブル基板５の裏面５Ｂが表となるように該第１フレキシブル基板５を裏返し、搭載部５Ｂ１に半導体素子３を、接着剤や粘着テープ等により接合固定し、その後、ボンディングワイヤ１１を用いて、半導体素子３のランド３ｂと、第１フレキシブル基板５のランド５ａとの電気的な接続を行う。

このときのワイヤボンディングを用いた電気的接続作業は、周知の方法を用いればよく、例えば、図示しないワイヤクランプと接続治具（キャピラリ）を用いてボンディングワイヤ１１を保持し、かつ荷重した状態で、ボンディングワイヤ１１の両側端部１１ａ、１１ｂを各ランド３ｂ、５ａにそれぞれ超音波熱圧着接合することにより、ボール接合部等が形成されて確実に接合される。

次に、第１フレキシブル基板５に搭載された半導体素子３のランド３ａと、撮像素子２を搭載した第２フレキシブル基板６との電気的な接続を行う。
この場合、予め、第２フレキシブル基板６上に、カバーガラス７が設けられた撮像素子２を接着剤や粘着テープ等により固定しておき、さらに、該第２フレキシブル基板６のインナーリード６ａと、撮像素子２のランド２ａとを、例えば、半田部材を用いて電気的に接続しておく。

そして、撮像素子２が搭載された第２フレキシブル基板６のランド６ｂと、半導体素子３のランド３ａとを、例えば、半田部材を用いて、電気的に接合する。この場合、ランド６ａ及びランド３ａは、半導体素子３の第１フレキシブル基板５側とは反対側であり撮像素子２の同一側面側である側面２Ｃに配置されているため、電気的な接続作業を容易に行うことができる。
このようにして、図１に示すような撮像装置１が構成される。

なお、図１に示すような撮像装置１は、その後、図示しないレンズ枠等に嵌装後、芯だし治具等を用いて撮像素子２の受光面の光軸の位置調整を行い、レンズ枠（図示せず）の内部に充填剤等を充填して封止することによって、内視鏡挿入部の先端部内に装着される。

以上、説明したように本実施形態の撮像装置１によれば、簡単な構成で、フレキシブル基板からの端子部の剥がれを生じることなく、細径の先端部の先端硬質部内への組立性を向上することができ、半導体素子により発した熱を放熱することができる小型化の撮像装置１及びこの撮像装置１を用いた内視鏡を実現できる。

なお、本実施形態の撮像装置１は、第１フレキシブル基板５を折り曲げない構成として説明したが、これに限定されるものではなく、第１フレキシブル基板５を撮像素子２側で折り曲げるように構成しても良い。このような第２、第３の実施形態を図４、図５を用いて説明する。

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係わる撮像装置の側面図である。なお、図４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。

上述した実施形態に係る撮像装置１は、図１〜図３に示すように、折り曲げてない第１フレキシブル基板５を用いた構成であるが、第２の実施形態では、この第１のフレキシブル基板５を、撮像素子２の裏面２Ｂ側で折り曲げて構成したものである。

すなわち、図４に示すように、半導体素子３は、第１フレキシブル基板５の裏面５Ｂの搭載部５Ｂ１に搭載される。この場合、第１フレキシブル基板の搭載部５Ｂ１には、配線パターン１２に接続される１０個のランド５ａが形成されており、これら１０個のランド５ａは、半導体素子３のランド３ａ、３ｂの位置に合わせて、５個ずつ対向して配置されている。そして、半導体素子３のランド３ａ、３ｂが、それぞれ対応するランド５ａに半田等により接続されることにより、半導体素子３は第１フレキシブル基板５に搭載される。

この半導体素子３を搭載した第１フレキシブル基板５は、撮像素子２の裏面２Ｂ側で半導体素子３の外形の一部を包囲するように、かつその断面がコの字状となるように折り曲げられている。

そして、第１フレキシブル基板５の折り曲げられた先端部に、半導体素子３の表面３Ａ側の先端側に位置するように、主基板端子部１３を配置している。
なお、主基板端子部１３は、半導体素子３の表面３Ａに、接着材や粘着テープ等により接合し固定する。

すなわち、この主基板端子部１３は、第１フレキシブル基板５の表面５Ａに設けられたランド１３ａを有し、第１フレキシブル基板５が半導体素子３の先端側の側面３Ｃを包囲するように、コの字状となる様に折り曲げられることにより、ランド１３ａは半導体素子３の表面３Ａから離間する方向に向き配設される。

そして、第１フレキシブル基板５をコの字状に折り曲げ、半導体素子３の表面３Ａに主基板端子部１３を固定した後、コの字状の曲げ部の先端側を、撮像素子２の裏面２Ｂに接着剤や粘着テープ等により接合し固定する。この際、主基板ユニット１ａの主基板端子部１３のランド６ｂが、撮像素子２の側面２Ｃと略同一面となるように、さらには、先端部の径方向における、撮像素子２の裏面２Ｂから主基板ユニット１ａがはみ出ないように、第１フレキシブル基板５の曲げ部の先端側を撮像素子２の裏面２Ｂに固定する。
これにより、主基板ユニット１ａが撮像素子２の裏面２Ｂに固定される。

なお、主基板ユニット１ａと撮像素子２とが固定された際に、半導体素子３の先端側の側面３Ｃと、撮像素子２の裏面２Ｂとの距離（間隔）がＬ１だけ離間するように、第１フレキシブル基板５と半導体素子３との固定の際、予め定められた位置で主基板端子部１３を半導体素子３の表面３Ａに固定する。

そして、ランド１３ａと、第１の実施形態と同様に設けられた第２フレキシブル基板６のランド６ｂと、が半田部材等の導電部材により接続されることにより、撮像素子２と主基板ユニット１ａとの電気的な接続がなされる。

したがって、本実施形態においても、接続手段である第２フレキシブル基板６の第２の端子部であるランド６ｂに接続される、主基板ユニット１ａ側の主基板端子部１３のランド６ａは、電子部品である半導体素子３の第１フレキシブル基板５への接合面である裏面３Ｂの反対面である表面３Ａ側の先端側に配設される。そして、接続手段である第２フレキシブル基板６の第２の端子部であるランド６ｂは、電子部品である半導体素子３の第１フレキシブル基板５への接合面である裏面３Ｂの反対面である表面３Ａ側の先端側に配設され、ランド６ａ、６ｂを含む接続手段である第２フレキシブル基板６は、撮像素子２の同一側面側である側面２Ｃ側に偏り配置される。

また、半導体素子３と第１フレキシブル基板５との電気的接続は、第１フレキシブル基板５の裏面５Ｂ側に形成されたランド５ａと、ランド３ａ、３ｂとの接続によって行われることになる。
その他の構成は第１の実施形態と同様である。

従って、第２の実施形態の撮像装置１Ａは、第１フレキシブル基板５の先端側部分が撮像素子２の裏面２Ｂ側で曲げられた構成ではあるが、曲げ部分を一度の曲げ動作で形成でき、さらに、半導体素子３の先端側の側面３Ｃと第１フレキシブル基板５との間にＬ１の距離だけ離間する様に、第１フレキシブル基板５をコの字状に折り曲げ固定することにより、半導体素子３のランド３ａと第１フレキシブル基板５のランド５ａとの接続部と、曲げ部と、の間に所望の距離を確保することができるとともに、接続手段である第２フレキシブル基板６のランド６ｂと第１フレキシブル基板５のランド１３ａとの接続部と、曲げ部、との間は、第１フレキシブル基板５が半導体素子３の表面３Ａに固定されるので、第１フレキシブル基板５からのランド３ａ、６ｂａの剥がれを生じることなく、前記第１の実施形態と同様に先端硬質部内に組み込むことができる。

また、第１フレキシブル基板５をコの字状に折り曲げる際、第１フレキシブル基板５は既に半導体素子３のランド３ａにランド５ａが固定されており、折り曲げる際に第１フレキシブル基板５の弾性力が働いても、折り曲げながら主基板端子部１３を半導体素子３の表面３Ａに接着剤や粘着テープ等により固定するため、組立性が良い。

さらに、第１フレキシブル基板５の、コの字状の曲げ部と、半導体素子３と固定されるランド５ａ及び主基板端子部１３との間は、距離Ｌ１だけ離間し、第１フレキシブル基板５がコの字状に折り曲げられ、この間の第１フレキシブル基板５上には電子部品は搭載されない。よって、主基板ユニット１ａの曲げ部と撮像素子２の裏面２Ｂとの固定の際、第１フレキシブル基板５からのランド３ａ、６ｂａの剥がれを生じることなく、先端部の径方向における、撮像素子２の裏面２Ｂから主基板ユニット１ａがはみ出ないように、第１フレキシブル基板５の曲げ部の先端側を撮像素子２の裏面２Ｂに容易に固定することができ、先端部の径方向における撮像装置の大型化を招くことなく、また組立性が良い。

また、主基板ユニット１ａの主基板端子部１３が、第１の実施形態と同様に、半導体素子３の表面３Ａの先端側に設けられ、ランド１３ａが第２フレキシブル基板６のランド６ｂに対向する向きに配置されているので、接続手段である第２フレキシブル基板６と主基板ユニット１ａとの電気的接続作業を容易に行うことができる。

従って第２の実施形態によれば、第１フレキシブル基板５を折り曲げた場合でも、前記第１の実施形態と同様の効果が得られる。

（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係わ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。

上述した実施形態に係る撮像装置１は、図１〜図３に示すように、折り曲げてない第１フレキシブル基板５を用いた構成であるが、第３の実施形態では、第１のフレキシブル基板５を、撮像素子２の裏面２Ｂ側で折り曲げて構成し、さらに前記第２実施形態における半導体素子３とコンデンサ４との搭載位置を逆側となるように変えて構成したものである。

すなわち、図５に示すように、半導体素子３は、第１フレキシブル基板５の表面５Ａの搭載部５Ａ１に搭載され、複数の電子部品の内の一つであるコンデンサ４は、第１フレキシブル基板５の裏面５Ｂの搭載部５Ｂ１に搭載される。

この場合、第１フレキシブル基板５の表面５Ａの搭載部５Ａ１には、配線パターン１２に接続される１０個のランド５ａが形成されており、これら１０個のランド５ａは、半導体素子３のランド３ａ、３ｂの位置に合わせて、５個ずつ対向して配置されている。そして、半導体素子３のランド３ａ、３ｂが、それぞれ対応するランド５ａに電気的に接続されることにより、半導体素子３は第１フレキシブル基板５に搭載される。

また、第１フレキシブル基板５の裏面５Ｂの搭載部５Ｂ１には、配線パターン１２に接続されるコンデンサ用ランド８が設けられており、このコンデンサ用ランド８にコンデンサ４のランドが接合され、コンデンサ４の裏面４Ｂが第１フレキシブル基板５の裏面５Ｂに対向するように搭載される。

このように半導体素子３及びコンデンサ４を搭載した第１フレキシブル基板５は、撮像素子２の裏面２Ｂ側でコンデンサ４の外形の一部を包囲するように、かつその断面がコの字状となるように折り曲げられている。

そして、第１フレキシブル基板５の折り曲げられた先端部に、コンデンサ４の表面４Ａ側の先端側位置するように、第２の実施形態と同様の主基板端子部１３を配置している。

また、例えば、図示しないグランド信号線などの放熱用のケーブルと接続されることにより、該ケーブルに半導体素子３からの熱を伝導し放熱するための複数（ここでは２個）の放熱用の端子であるランド９が、第１の実施形態においては第１フレキシブル基板５の表面５Ａに設けられていたが、本実施形態においては、駆動時に発熱量の多い信号処理ＩＣ等の半導体素子３が搭載される搭載部５Ａ１の裏側である裏面５Ｂに、搭載部５Ａ１と少なくとも一部が対向する様に裏面５Ｂに設けられている。
その他の構成は第２の実施形態と同様である。

第３の実施形態によれば、前記第２の実施形態と同様の効果が得られる。

（第４の実施形態）
図６は、本発明の第４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。

上述した第１の実施形態に係る撮像装置１は、図１に示すように、撮像素子２の表面２Ａにランド２ａが設けられた前面端子形成型の撮像素子２を用いた構成であるが、第４の実施形態では、裏面２０Ｂ（背面）に入出力端子部を備える裏面型の撮像素子２０を設け、この撮像素子２０の裏面２Ｂ側に、複数の電子部品である半導体素子３、コンデンサ４が両面搭載された第１フレキシブル基板５を有する主基板ユニット１ａを配置して構成している。

具体的には、図６に示すように、撮像装置１Ｃは、前記第１の実施形態にて用いた第２フレキシブル基板６を削除して構成されたもので、表面５Ａに半導体素子３が搭載され、裏面５Ｂにコンデンサ４が搭載された第１フレキシブル基板５を有する主基板ユニット１ａが、撮像素子２０の裏面２０Ｂ側に配置されている。

なお、半導体素子３の第１フレキシブル基板５への搭載、及びコンデンサ４の第１フレキシブル基板５への搭載は、第３の実施形態と同様の構成である。また、第３の実施形態と同様に、コンデンサ４が搭載された第１フレキシブル基板５の基端側の裏面５Ｂ上にはランド９とランド１０が、半導体素子３が搭載された第１フレキシブル基板５の基端側の表面５Ａ上にはランド１０が、配設されている。

本実施形態の撮像装置１Ｃでは、撮像素子２０と主基板ユニット１ａとの電気的な接続は、ワイヤボンディングによる接続手段であるボンディングワイヤ２１によって行われるようになっている。すなわち、半導体素子３の表面３Ａの、撮像素子２０側の端部には、ランド３ａが、複数（例えば５個）形成されている。

これらのランド３ａは、接続手段であるボンディングワイヤ２１の第２の端子部である一方の端部２１ｂと、例えば、超音波熱圧着接合により電気的に接続される。このボンディングワイヤ２１の第１の端子部である他方の端部２１ａは、撮像素子２０の裏面２０Ｂに形成されたランド２０ａと、例えば、超音波熱圧着接合により電気的に接続される。したがって、半導体素子３のランド３ａは、ボンディングワイヤ２１によって、撮像素子２０のランド２０ａと電気的に接続される。

また、撮像装置１Ｃは、前記第１の実施形態と同様に、端部２１ｂである第２の端子部が、電子部品である半導体素子３の第１フレキシブル基板５側とは反対側の面の先端側に配置されている。

また、撮像装置１Ｃは、端部２１ａ、２１ｂを含む接続手段であるボンディングワイヤ２１が、撮像素子２の同一側面側である側面２Ｃ側に偏り配置されている。

このような構成により、本実施形態の撮像装置１Ｃは、前記第１の実施形態と同様に、細径の先端部の先端硬質部内への組立性を向上することが出来るとともに、半導体素子３からの熱を放熱する放熱機能を有し、さらに半導体素子３からの熱を撮像素子２０に伝わりにくい構成とすることで、半導体素子３からの熱の伝達による撮像素子２の性能への影響を軽減することができる。

従って、第４の実施形態によれば、裏面２０Ｂに入出力端子（ランド２０ａ）を有する裏面型の撮像素子２０を用いて撮像装置１Ｃを構成した場合でも、前記第１の実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

本発明は、上述した実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

１、１Ａ〜１Ｃ…撮像装置
１ａ…主基板ユニット
２…撮像素子
２Ａ…表面
２Ｂ…裏面
２ａ…ランド
３…半導体素子
３Ａ…表面
３ａ、３ｂ…ランド
４…コンデンサ
５…第１フレキシブル基板
５Ａ…表面
５Ｂ…裏面
５ａ…ランド
６…第２フレキシブル基板
６ａ…インナーリード
６ｂ…ランド
７…カバーガラス
８…ランド
９…ランド
１０…ランド
１１…ボンディングワイヤ
１２…配線パターン
２０…撮像素子
２０Ｂ…裏面
２１…ボンディングワイヤ

Claims (11)

1. 表面に受光面を有する撮像素子と、
   前記撮像素子の裏面側に該裏面から離間する方向に延出し配置され、前記撮像素子と電気的に接続される主基板と、
   接合面が前記主基板の搭載部に接合されることにより前記主基板に搭載され、前記撮像素子と電気的に接続される電子部品と、
   一端に設けられ、前記撮像素子の入出力端子部に接続される第１の端子部と、他端に設けられ、前記電子部品の前記接合面の反対面に対向し、該反対面の中央より前記撮像素子側に偏り配設された第２の端子部と、を有し、前記主基板とは異なる、前記撮像素子と前記主基板とに電気的に接続される接続手段と、
   を具備することを特徴とする撮像装置。
2. 前記接続手段はボンディングワイヤからなることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記接続手段は、フレキシブル基板からなる接続基板であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置
4. 前記電子部品の前記反対面に、前記第２の端子部が接続される電子部品端子部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記主基板はフレキシブル基板からなり、前記電子部品の前記反対面に接合されると共に前記第２の端子部が接続される電子部品端子部が配設された主基板端子部を有し、前記搭載部と前記主基板端子部との間を介する曲げ部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記接続手段は、前記撮像素子の同一側面側に偏り配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記撮像素子は前記裏面に前記入出力端子を有することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
8. 前記撮像素子は前記表面に前記入出力端子を有することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
9. 前記電子部品は、前記撮像素子からの信号を処理する半導体素子であることを特徴とする特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 前記主基板は、放熱用のケーブルが接続される放熱用端子部を有して構成したことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像装置。
11. 請求項１乃至１０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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