JP2015066300A - 撮像ユニットおよび内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】挿入部先端の細径化を図ることができる撮像ユニットおよび内視鏡装置を提供する。【解決手段】本発明における撮像ユニット４０は、光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する固体撮像素子４４と、固体撮像素子４４の電極パッド４４ａに接続されるインナーリード４５ｆを有し、固体撮像素子４４の受光面と反対側から延出するフレキシブルプリント基板４５と、フレキシブルプリント基板４５の固体撮像素子４４寄りの面である第１面に実装される積層基板４６と、を備え、フレキシブルプリント基板４５は、絶縁性の基材４５ａと、基材４５ａの第１面側に形成される第１面側配線層４５ｂと、第１面側配線層４５ｂを絶縁する第１面側電気絶縁膜４５ｃと、を備え、インナーリード４５ｆは第１面側配線層４５ｂから形成されることを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、被検体内に挿入される内視鏡の挿入部の先端に設けられて被検体内を撮像する撮像ユニットおよび内視鏡装置に関する。

従来から、医療分野および工業分野において、各種検査のために内視鏡装置が広く用いられている。このうち、医療用の内視鏡装置は、患者等の被検体の体腔内に、先端に撮像素子が設けられた細長形状をなす可撓性の挿入部を挿入することによって、被検体を切開せずとも体腔内の体内画像を取得でき、さらに、必要に応じて挿入部先端から処置具を突出させて治療処置を行うことができるため、広く用いられている。

このような内視鏡装置の挿入部先端には、固体撮像素子と、該固体撮像素子の駆動回路を構成するコンデンサやＩＣチップ等の電子部品が実装されたＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）等のフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣ基板という）を含む撮像ユニットが嵌め込まれ、撮像ユニットのＦＰＣ基板には信号ケーブルが半田付けされている。ＦＰＣ基板の端面から露出するインナーリードは、固体撮像素子に形成された電極パッドに接続されるが、接続の際インナーリードは固体撮像素子の側面から受光面側に沿って折り曲げられて電極パッドに接続されている。

インナーリードと電極パッドを接続する技術として、絶縁性のキャリアテープ基材と、該キャリアテープ基材上に接着された銅箔等の金属箔から形成されたインナーリードを含む配線層とからなるフレキシブルプリント基板であって、キャリアテープ基材を固体撮像素子側に配置する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献１では、基材の両面に配線パターンが形成されたフレキシブルプリント基板であって、基材の裏面側（電子部品の実装面の裏面側）の配線パターンから延出するインナーリードを固体撮像素子の電極パッドに接続する技術も開示されている。

特開２００１−２５７９３７号公報

しかしながら、固体撮像素子の側面から受光面側に沿ってインナーリードを略９０°に折り曲げて接続する場合、特許文献１の技術では、基材がインナーリードの内側（折り曲げ方向）に形成されるため、基材の厚み分インナーリードの折り曲げ部が外側に膨らみ、撮像ユニットが大型化してしまうという問題を有している。また、インナーリードが形成される配線層と異なる層に電子部品が実装されると、配線層間の位置ずれによりインナーリード接続部と実装部品との相対的な位置ズレが大きくなる場合があり、撮像ユニットの許容寸法に収まらないことがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ユニットの大型化を防止することにより、挿入部先端の細径化を図ることができる撮像ユニットおよび内視鏡装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる撮像ユニットは、光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する固体撮像素子と、前記固体撮像素子の電極パッドに接続されるインナーリードを有し、前記固体撮像素子の受光面と反対側から延出するフレキシブルプリント基板と、前記フレキシブルプリント基板の前記固体撮像素子寄りの面である第１面に実装される１以上の電子部品と、を備えた撮像ユニットにおいて、前記フレキシブルプリント基板は、絶縁性の基材と、前記基材の前記第１面側に形成される第１面側配線層と、前記第１面側配線層を絶縁する第１面側電気絶縁膜と、を備え、前記インナーリードは前記第１面側配線層から延出し形成されることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記発明において、前記フレキシブルプリント基板は、前記基材の前記第１面の裏面である第２面側の反対側に形成される第２面側配線層と、前記第２面側配線層を絶縁する第２面側電気絶縁膜と、をさらに備えることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記発明において、前記インナーリードは、直方体状の前記固体撮像素子の側面から受光面側に沿って折り曲げられることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記発明において、前記固体撮像素子は、前記電極パッドを前記フレキシブルプリント基板側に露出する切り欠き部または開口部を有し、前記切り欠き部または前記開口部を介して前記電極パッドに接続される斜面電極が形成され、前記インナーリードは、前記斜面電極に接続されることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記発明において、前記インナーリードは、前記フレキシブル基板が前記固体撮像素子の光軸方向と平行になるよう折り曲げられることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記発明において、前記フレキシブルプリント基板および前記電子部品は、前記固体撮像素子の光軸方向と直交する面に投影した投影領域内に収容されることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記発明において、前記第１面側配線層に前記電子部品実装用の認識マークが形成されることを特徴とする。

また、本発明にかかる内視鏡装置は、上記のいずれか一つに記載の撮像ユニットが先端に設けられた挿入部を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、フレキシブルプリント基板の基材を外側に配置してインナーリードを電極パッドに接続するため、撮像ユニットおよび内視鏡装置の小型化が可能となる。

図１は、本発明の実施の形態にかかる内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。 図２は、図１に示す内視鏡先端の部分断面図である。 図３は、図２に示す撮像ユニットを積層方向で平面視した平面図である。 図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。 図５は、図４の撮像ユニットの一部拡大図である。 図６は、従来使用されるフレキシブルプリント基板の例を示す図である。 図７は、ＦＰＣ基板と積層基板との接続部を説明する断面図である。 図８は、ＦＰＣ基板と積層基板との接続部を説明する断面図である。 図９は、ＦＰＣ基板と積層基板との接続部を説明する断面図である。 図１０は、使用領域切り出し前のＦＰＣ基板を説明する図である。 図１１は、図１０のＦＰＣ基板の切断を説明する図である。 図１２は、図１０のＦＰＣ基板の切断を説明する図である。 図１３は、図１０のＦＰＣ基板の切断を説明する図である。 図１４は、実施の形態１の変形例にかかる撮像ユニットの側面図である。 図１５は、実施の形態２にかかる撮像ユニットの側面図である。 図１６は、図１５の撮像ユニットの固体撮像素子とＦＰＣ基板との接続部の拡大断面図である。 図１７は、実施の形態２にかかる撮像ユニットの製造方法の好ましくない例を説明する図である。 図１８は、インナーリードの斜面電極への接続を説明する断面図である。 図１９は、固体撮像素子の受光面の裏面側に形成される検査用パッドとボンディング用パッドを示す図である。 図２０は、図１９の固体撮像素子のＢ−Ｂ線断面図である。 図２１は、実施の形態２の変形例にかかる撮像ユニットの一部断面図である。

以下の説明では、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）として、撮像モジュールを備えた内視鏡装置について説明する。また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。さらにまた、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態にかかる内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。図１に示すように、内視鏡装置１は、内視鏡２と、ユニバーサルコード６と、コネクタ７と、光源装置９と、プロセッサ（制御装置）１０と、表示装置１３とを備える。

内視鏡２は、挿入部４を被検体の体腔内に挿入することによって、被検体の体内画像を撮像し撮像信号を出力する。ユニバーサルコード６内部の電気ケーブル束は、内視鏡２の挿入部４の先端まで延伸され、挿入部４の先端部３１に設けられる撮像装置に接続する。

コネクタ７は、ユニバーサルコード６の基端に設けられて、光源装置９およびプロセッサ１０に接続され、ユニバーサルコード６と接続する先端部３１の撮像装置が出力する撮像信号に所定の信号処理を施すとともに、撮像信号をアナログデジタル変換（Ａ／Ｄ変換）して画像信号として出力する。

光源装置９は、例えば、白色ＬＥＤを用いて構成される。光源装置９が点灯するパルス状の白色光は、コネクタ７、ユニバーサルコード６を経由して内視鏡２の挿入部４の先端から被写体へ向けて照射する照明光となる。

プロセッサ１０は、コネクタ７から出力される画像信号に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡装置１全体を制御する。表示装置１３は、プロセッサ１０が処理を施した画像信号を表示する。

内視鏡２の挿入部４の基端側には、内視鏡機能を操作する各種ボタン類やノブ類が設けられた操作部５が接続される。操作部５には、被検体の体腔内に生体鉗子、電気メスおよび検査プローブ等の処置具を挿入する処置具挿入口１７が設けられる。

挿入部４は、撮像装置が設けられる先端部３１と、先端部３１の基端側に連設された複数方向に湾曲自在な湾曲部３２と、この湾曲部３２の基端側に連設された可撓管部３３とによって構成される。湾曲部３２は、操作部５に設けられた湾曲操作用ノブの操作によって湾曲し、挿入部４内部に挿通された湾曲ワイヤの牽引弛緩にともない、たとえば上下左右の４方向に湾曲自在となっている。

内視鏡２には、光源装置９からの照明光を伝送するライトガイドバンドル（不図示）が配設され、ライトガイドバンドルによる照明光の出射端に照明レンズ（不図示）が配置される。この照明レンズは、挿入部４の先端部３１に設けられており、照明光が被検体に向けて照射される。

次に、内視鏡２の先端部３１の構成について詳細に説明する。図２は、内視鏡２先端の部分断面図である。図２は、内視鏡２の先端部３１に設けられた撮像ユニットの基板面に対して直交する面であって撮像ユニットの光軸方向と平行な面で切断した場合の断面図である。図２においては、内視鏡２の挿入部４の先端部３１と、湾曲部３２の一部を図示する。

図２に示すように、湾曲部３２は、後述する被覆管４２内側に配置する湾曲管８１内部に挿通された湾曲ワイヤ８２の牽引弛緩にともない、上下左右の４方向に湾曲自在である。この湾曲部３２の先端側に延設された先端部３１内部に、撮像装置３５が設けられる。

撮像装置３５は、レンズユニット４３と、レンズユニット４３の基端側に配置する撮像ユニット４０とを有し、接着剤４１ａで先端部本体４１の内側に接着される。先端部本体４１は、撮像装置３５を収容する内部空間を形成するための硬質部材で形成される。先端部本体４１の基端外周部は、柔軟な被覆管４２によって被覆される。先端部本体４１よりも基端側の部材は、湾曲部３２が湾曲可能なように、柔軟な部材で構成されている。先端部本体４１が配置される先端部３１が挿入部４の硬質部分となる。この「硬質部分の長さＬａは、挿入部４先端から先端部本体４１の基端までとなる。なお、長さＬｂは、挿入部４先端の外径に対応する。

レンズユニット４３は、複数の対物レンズ４３ａ−１〜４３ａ−４と、対物レンズ４３ａ−１〜４３ａ−４を保持するレンズホルダ４３ｂとを有し、このレンズホルダ４３ｂの先端が、先端部本体４１内部に挿嵌固定されることによって、先端部本体４１に固定される。

撮像ユニット４０は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳなどの光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する固体撮像素子４４、固体撮像素子４４から光軸方向に延出するフレキシブルプリント基板４５（以下「ＦＰＣ基板４５」という）、ＦＰＣ基板４５表面に形成された複数の導体層を有する積層基板４６、および固体撮像素子４４の受光面を覆った状態で固体撮像素子４４に接着するガラスリッド４９を備える。撮像ユニット４０の積層基板４６には、固体撮像素子４４の駆動回路を構成する電子部品５５〜５８が実装され、複数の導体層間を電気的に導通させるビア７１、７３が形成されている。また、積層基板４６の基端には、電気ケーブル束４７の各信号ケーブル４８の先端が接続する。なお、積層基板４６には、固体撮像素子４４の駆動回路を構成する電子部品以外の電子部品が実装されてもよい。

各信号ケーブル４８の基端は、挿入部４の基端方向に延伸する。電気ケーブル束４７は、挿入部４に挿通配置され、図１に示す操作部５およびユニバーサルコード６を介して、コネクタ７まで延設されている。

レンズユニット４３の対物レンズ４３ａ−１〜４３ａ−４によって結像された被写体像は、対物レンズ４３ａ−１〜４３ａ−４の結像位置に配設された固体撮像素子４４によって検出されて、撮像信号に変換される。撮像信号は、ＦＰＣ基板４５および積層基板４６に接続する信号ケーブル４８およびコネクタ７を経由して、プロセッサ１０に出力される。

固体撮像素子４４は、ＦＰＣ基板４５および積層基板４６と接着される。固体撮像素子４４と、固体撮像素子４４およびＦＰＣ基板４５の接続部とは、金属製の補強部材５２に覆われる。ＦＰＣ基板４５上の電子部品５５〜５８に対する外部静電気の影響を防止するため、補強部材５２は、固体撮像素子４４、ＦＰＣ基板４５および積層基板４６から離間して設置される。

撮像ユニット４０および電気ケーブル束４７の先端部は、耐性向上のために、熱収縮チューブ５０によって外周が被覆される。熱収縮チューブ５０内部は、接着樹脂５１によって部品間の隙間が埋められている。

固体撮像素子ホルダ５３は、固体撮像素子ホルダ５３の基端側内周面にガラスリッド４９の外周面が嵌め込まれることによって、ガラスリッド４９に接着する固体撮像素子４４を保持する。固体撮像素子ホルダ５３の基端側外周面は、補強部材５２の先端側内周面に嵌合する。固体撮像素子ホルダ５３の先端側内周面には、レンズホルダ４３ｂの基端側外周面が嵌合する。このように各部材同士が嵌合した状態で、レンズホルダ４３ｂの外周面、固体撮像素子ホルダ５３の外周面、ならびに、熱収縮チューブ５０の先端側外周面が、接着剤４１ａによって先端部本体４１の先端の内周面に固定される。

次に、撮像ユニット４０について説明する。図３は、撮像ユニット４０を積層方向で平面視した平面図である。図４は、図３のＡ−Ａ線断面図であり、撮像ユニット４０をＦＰＣ基板４５の面に対して鉛直、かつ、固体撮像素子４４の光軸方向と平行な面で切断した場合の断面図である。

ＦＰＣ基板４５は、固体撮像素子４４の光軸方向に向かって、固体撮像素子４４の受光面と反対側から延出する。このＦＰＣ基板４５の表面には、複数の層が積層した積層基板４６が形成され、ＦＰＣ基板４５と電気的および機械的に接続する。固体撮像素子４４の裏面と、積層基板４６の固体撮像素子側側面とは接着剤５４ｂによって接着されている。ＦＰＣ基板４５については、後に詳細に説明する。

積層基板４６には、固体撮像素子４４の駆動回路を構成する複数の電子部品５５〜５８のうち、上部表面に一以上の電子部品が実装され、内部にも一以上の電子部品が埋設されることによって実装される。図３および図４の例では、複数の電子部品５５〜５８のうち二つの電子部品５５、５６が積層基板４６の上部表面に実装される。そして、複数の電子部品５５〜５８のうち二つの電子部品５７、５８が積層基板４６の内部に埋設される。

積層基板４６には、電子部品５５が電気的に接続される二つの接続ランド６１と、電子部品５６が接続される二つの接続ランド６２と、信号ケーブル４８先端の導体が電気的かつ機械的に接続されるケーブル接続ランド６３が形成される。図３の例では、６箇所のケーブル接続ランド６３が設けられており、６本の信号ケーブル４８がはんだ等を介して接続可能となっている。積層基板４６の下部表面には、ＦＰＣ基板４５と電気的に接続される複数の接続ランド６４、６５Ａ、６５Ｂ、６６が形成される。

積層基板４６の内部には、複数の導体層が積層されている。図４に示す断面では、導体層６７、６８、６９が示されている。また、積層基板４６の内部には、複数のビア７１〜７６が形成される。導体層６７〜６９を含む複数の導体層は、複数のビア７１〜７６のいずれかと電気的に接続するように形成される。

図４において、積層基板４６の内部に埋設される電子部品５７、５８は、積層基板４６の底面である最外層から２層目の導体層６７、６８にそれぞれ実装されている。最外層（例えば、接続ランド６４、６５Ａ、６５Ｂ、６６と同じ高さの層や、接続ランド６１、６２と同じ高さの層）に形成された導体層に電子部品を実装・埋設した場合、積層基板４６の表面に電子部品５５、５６を実装したり、信号ケーブル４８を接続する際、またはＦＰＣ基板４５と積層基板４６を接続する際に発生する熱により、電子部品５７、５８の接続が外れるおそれがあるため、電子部品５７、５８を接続する導体層６７、６８は、最外層から２層目以降に形成することが好ましい。３層目以降とすると積層基板４６の厚さが厚くなるため、接続の信頼性と積層基板４６の厚さの低減のためには、最外層から２層目に導体層を形成することがさらに好ましい。

図５は、図４の撮像ユニット４０の固体撮像素子４４とＦＰＣ基板４５との接続部の拡大図である。ＦＰＣ基板４５は、絶縁性の基材４５ａと、基材４５ａの固体撮像素子４４寄りの面である第１面側に形成される第１面側配線層４５ｂと、第１面側配線層４５ｂを絶縁する第１面側電気絶縁膜４５ｃと、基材４５ａの固体撮像素子４４寄りの面である第１面の裏面である第２面側に形成される第２面側配線層４５ｄと、第２面側配線層４５ｄを絶縁する第２面側電気絶縁膜４５ｅと、を備える。また、ＦＰＣ基板４５は、固体撮像素子４４に形成される電極パッド（不図示）に接続されるインナーリード４５ｆを有し、インナーリード４５ｆは第１面側配線層４５ｂから形成されている。第１面側配線層４５ｂは、第１面側の配線パターンや、積層基板４６との接続用の接続ランドが形成されるほか、積層基板４６を接続する際の位置あわせ用認識マークを形成することが好ましい。第１面側配線層４５ｂに設けた認識マークを用いて積層基板接続時の位置あわせをすることにより、固体撮像素子４４とインナーリード４５ｆとの接続部に対する、積層基板の相対的な位置のばらつきを低減することができる。また、認識マーク上では第１面側電気絶縁膜４５ｃを開口させることにより、認識の精度を高めることができる。

インナーリード４５ｆは、直方体状の固体撮像素子４４の側面から受光面側に沿って、略９０°に折り曲げられ、固体撮像素子４４の受光面側に形成される電極パッド４４ａと、バンプ４４ｂ等を介して電気的に接続される。インナーリード４５ｆと電極パッド４４ａとの接続部周辺は、絶縁性の封止樹脂５４ａによって覆われている。

図６に従来使用されるＦＰＣ基板の断面図を示す。従来使用されるＦＰＣ基板４５’は、インナーリード４５ｆは第２面側配線層４５ｄから形成され、基材４５ａはインナーリード４５ｆが折り曲げる方向に存在する。積層構造をなすＦＰＣ基板４５およびＦＰＣ基板４５’において、各層の厚さｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、およびｄ５には厚さのばらつきがある。インナーリード４５ｆの長さは、インナーリード４５ｆから固体撮像素子４４の側面までの距離、ＦＰＣ基板４５、４５’と固体撮像素子４４との接続位置、および固体撮像素子４４の電極パッド４４ａの位置（高さ）を考慮して決定されるが、インナーリード４５ｆから固体撮像素子４４の側面までの距離のばらつきが大きいと、インナーリード４５ｆが所定より短い、または長くなるため、電極パッド４４ａとの接続の際の信頼性が低下することがある。実施の形態１では、インナーリード４５ｆから固体撮像素子４４の側面までの距離のばらつきは、第１面側電気絶縁膜４５ｃの厚さｄ１のみに起因するが、従来例では、基材４５ａ、第１面側配線層４５ｂおよび第１面側電気絶縁膜４５ｃの合計厚さｄ１+ｄ２+ｄ３に起因するため、ばらつきが大きくなり、接続の信頼性が低下するおそれがあった。実施の形態１では、インナーリード４５ｆから固体撮像素子４４の側面までの距離のばらつきを小さくできるため、接続の信頼性を保持することができる。

また、実施の形態１では、インナーリード４５ｆを、固体撮像素子４４の側面から受光面側に沿って略９０°に折り曲げて電極パッド４４ａに接続するが、折り曲げの際に外側に膨らみ難いため、撮像ユニット４０の大型化を防止することができる。また、積層基板４６は、インナーリード４５ｆが延出する第１面側配線層４５ｂの接続ランドに接続されるため、インナーリード４５ｆの電極パッド４４ａとの接続部と積層基板４６との相対位置のばらつきを小さくでき、結果として、撮像ユニット４０の幅を狭く、硬質長を短くすることが可能となり、撮像ユニット４０を小型化することが可能となる。逆に、従来のようにインナーリード４５ｆが第２面側配線層４５ｄの延出したもので形成されると、第１面側配線層４５ｂと第２面側配線層４５ｄとの層間の位置ずれに起因して、インナーリード４５ｆと電極パッド４４ａとの接続部と積層基板４６との相対位置のばらつきが大きくなってしまう。

なお、実施の形態１において、ＦＰＣ基板４５と積層基板４６とはバンプにより接続される。図７は、積層基板４６の接続ランド６５Ａと、ＦＰＣ基板４５の接続ランド４５ｇとの接続部を説明する拡大断面図である。積層基板４６の接続ランド６５Ａと、ＦＰＣ基板４５の接続ランド４５ｇとは、Ａｕスタッドバンプやはんだバンプ等のバンプ４５ｈ−１により電気的に接続される。積層基板４６の接続ランド６５Ａの接続部を除く表面は、ソルダレジスト等の絶縁被膜４６ａによって被覆され、ＦＰＣ基板４５の接続ランド４５ｇの接続部を除く表面は、ソルダレジスト等の第１面側電気絶縁膜４５ｃによって被覆されている。接続部の接続の信頼性を向上するために、第１面側電気絶縁膜４５ｃの厚みｒ１と絶縁被膜４６ａの厚みｒ２の合計は、接続ランド４５ｇの厚みｒ３と、バンプ４５ｈ−１の高さｒ４と、接続ランド６５Ａの厚みｒ５との合計より小さくすることが好ましい。

また、接続に使用するバンプは、図８および図９に示すように、高さが小さいバンプ４５ｈ−２を２個重ねて使用してもよく、高さが小さいバンプ４５ｈ−２を、接続ランド４５ｇと接続ランド６５Ａとにそれぞれ配置してもよい。図８および図９に示すバンプ４５ｈ−２を使用する場合でも、第１面側電気絶縁膜４５ｃの厚みと絶縁被膜４６ａの厚みの合計は、接続ランド４５ｇの厚みと、バンプ４５ｈ−２の合計高さと、接続ランド６５Ａの厚みとの合計より小さくすることが好ましい。

実施の形態１において、ＦＰＣ基板４５と固体撮像素子４４との接続、およびＦＰＣ基板４５と積層基板４６との接続の際の電気特性の検査のために、切り出し前のＦＰＣ基板４５Ａ（図１０参照）には、検査用のコネクタ端子３７が形成されている。コネクタ端子３７は、インナーリード４５ｆの数に対応して設けられ、コネクタ端子３７に検査装置の端子を接触させて、電気特性の検査を行なう。コネタク端子３７は、図１０の点線で示す製品領域外に形成され、積層基板４６に実装する電子部品の出力信号を取り出すようにすることもできる。撮像ユニット４０の製造工程において、ＦＰＣ基板４５のインナーリード４５ｆと固体撮像素子４４の電極パッドとの接続（ＩＮＮＥＲ ＬＥＡＤ ＢＯＮＤＩＮＧ：ＩＬＢ）後、コネクタ端子３７を使用して工程毎に接続の良否を検査することができるため、不良品の早期発見が可能となり、製造コストを低減することができる。

使用領域切り出し前のＦＰＣ基板４５Ａを、積層基板４６や、固体撮像素子４４と接続後、図１０に点線で示す接続領域で切断する。ＦＰＣ基板４５Ａは、従来はＦＰＣ基板４５Ａ上に予め定められた切断位置で切断されていたが、ＦＰＣ基板４５Ａと積層基板４６との接続位置のズレが大きい場合に、予め定められた切断位置で切断できない、または予め定められた切断位置で切断すると撮像ユニット４０の外形が大型化してしまうことがあった。

そこで、図１１〜図１３に示すように、ＦＰＣ基板４５Ａを、積層基板４６の外形を基準に切断することにより切断することが好ましい。ＦＰＣ基板４５Ａを、積層基板４６側から積層基板４６に刃物３８を沿わせて切断したり（図１１参照）、ＦＰＣ基板４５Ａの側からＦＰＣ基板を投下して見える積層基板４６の外形に刃物３８を合わせて切断したり（図１２参照）、積層基板４６の下面に面取り部４６ｂを形成し、面取り部４６ｂに沿わせて刃物３８をあてて、積層基板４６の外形より内側の位置でＦＰＣ基板４５を切断してもよい（図１３参照）。

実施の形態１において、ＦＰＣ基板４５に電子部品５７、５８を内蔵した積層基板４６を接続した撮像ユニット４０について説明したが、ＦＰＣ基板４５に１以上の電子部品をそのまま実装する場合や、電子部品を実装する凹部（キャビティ）を有するキャビティ付き硬質基板６０を接続した場合も、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

図１４は、実施の形態１の変形例にかかる撮像ユニットの側面図である。変形例にかかる撮像ユニット４０Ａは、ＦＰＣ基板４５にキャビティ付き硬質基板６０を接続する。キャビティ付き硬質基板６０の凹部６０ａには、電子部品５７、５８が実装されている。変形例にかかる撮像ユニット４０Ａにおいて、キャビティ付き硬質基板６０の上面に信号ケーブル４８を接続する際の作業性を向上するために、凹部６０ａはキャビティ付き硬質基板６０の後端部（信号ケーブル４８が接続される端部）ではなく、中央部に形成されることが好ましい。さらに、キャビティ付き硬質基板６０の後端部の高さｈ１は、前端部の高さｈ２とＦＰＣ基板４５の厚さｈ３との合計と略等しくすることが好ましいが、ＦＰＣ基板４５の厚さｈ３が小さい場合は、キャビティ付き硬質基板６０の後端部の高さｈ１を、前端部の高さｈ２と等しく形成しても良い。このような構成により、ケーブル４８の半田付け作業の際に、撮像ユニット４０を平坦な面で受けて固定することができるため、半田付け作業を容易にすることができる。実施の形態１のように撮像ユニット４０の下面側が平坦な場合も同様の効果が得られる。

（実施の形態２）
実施の形態２にかかる撮像ユニットは、固体撮像素子が斜面電極を有し、ＦＰＣ基板のインナーリードが斜面電極に接続される点で実施の形態１と異なる。図１５は、実施の形態２にかかる撮像ユニットの側面図である。図１６は、図１５の撮像ユニットの固体撮像素子とＦＰＣ基板との接続部の拡大断面図である。

実施の形態２にかかる撮像ユニット１４０において、固体撮像素子１４４は、電極パッド１４４ａをＦＰＣ基板４５側に露出する切り欠き部１４５を有する。切り欠き部１４５は、固体撮像素子１４４のＦＰＣ基板４５側の面を横断するように形成され、複数形成される電極パッド１４４ａが、すべてＦＰＣ基板４５側に露出している。切り欠き部１４５は、化学的または物理的エッチングや、機械的な切削等によって、受光部１４４ｄに対し所定の角度を有する斜面を形成する。

固体撮像素子１４４とガラスリッド１４９は、透明な接着剤等からなる接合層５４ｄにより貼着されている。また、本体部１４４ｃの受光部１４４ｄの裏面の表面には、保護膜１４４ｅが形成されている。

切り欠き部１４５の斜面には、電極パッド１４４ａに接続される斜面電極１４４ｆが形成され、ＦＰＣ基板４５のインナーリード４５ｆは、バンプ１４４ｂを介して斜面電極１４４ｆと電気的に接続される。インナーリード４５ｆと斜面電極１４４ｆの接続部は、封止樹脂５４ａにより封止される。切り欠き部１４５を形成することにより、封止樹脂５４ａを切り欠き部１４５内に収容させることが可能であり、封止樹脂５４ａのはみ出しによる撮像ユニットの大型化を防ぐことができる。また、ＦＰＣ基板４５と積層基板４６との界面を補強するための接着剤５４ｃをインナーリード側に染み出させることにより、インナーリードの根元が補強され、インナーリードの変形を防ぐことができる。

ＦＰＣ基板４５から延出するインナーリード４５ｆをそのまま斜面電極１４４ｆと平行に接続すると、図１７に示すように積層基板４６の角Ｃ２と固体撮像素子１４４の角Ｃ１との干渉を防ぐためにＦＰＣ基板４５の長さを長くする必要がある。かかる場合、積層基板４６や電子部品５５、５６等が固体撮像素子１４４の光軸方向に直交する面に投影した投影領域からはみ出し、撮像ユニット１４０の細径化を妨げる。

撮像ユニット１４０の細径化のためには、インナーリード４５ｆを折り曲げることにより、積層基板４６や電子部品５５、５６を固体撮像素子１４４の光軸方向に投影した投影領域に納めることもできるが、図１７に示すように、ＦＰＣ基板４５と固体撮像素子１４４とを接続した後、インナーリード４５ｆを折り曲げると、撮像ユニット１４０の硬質長（ガラスリット１４９から積層基板４６の後端部まで）の長さが長くなってしまう。

したがって、インナーリード４５ｆを所定の角度に折り曲げた後、斜面電極１４４ｆと接続することにより、固体撮像素子１４４と積層基板４６との干渉を防止しながら、撮像ユニット１４０の硬質長を短くすることができる。インナーリード４５ｆの折り曲げ角度は、インナーリード４５ｆと斜面電極１４４ｆとの接続後、ＦＰＣ基板４５が固体撮像素子１４４の光軸方向と平行となる角度に調整する。

なお、インナーリード４５ｆの折り曲げ角度θ１は、接続後の折り曲げ角度θ２より大きく設定することが好ましい。図１８は、インナーリード４５ｆの斜面電極１４４ｆへの接続を説明する断面図である。

インナーリード４５ｆを斜面電極１４４ｆに接続する際、ＦＰＣ基板４５を治具により固定し、ボンディングツール１４６により接続部に圧力を加えて接続するが、折り曲げ角度θ１を接続後の折り曲げ角度θ２以下に設定すると（図１８の点線で示すインナーリード）、折り曲げ角度θ１を接続後の折り曲げ角度θ２より大きくした場合（図１８の実線で示すインナーリード）より、接続時にリード折り曲げ部Ｃ３に大きな引張り応力が加わるため、断線のおそれがあるためである。

また、固体撮像素子１４４の受光部１４４ｄ側の裏面には、固体撮像素子１４４の検査パッドが形成されている。図１９は、固体撮像素子１４４の受光面の裏面側に形成される検査用パッドを示す図であり、図２０は、図１９の固体撮像素子１４４のＢ−Ｂ線断面図である。

検査用パッド１４４ｇは、固体撮像素子１４４の裏面に形成されている。検査用パッド１４４ｇを形成しないで、斜面電極１４４ｆに検査プローブを接触させて検査を行うと、斜面電極上に検査時のプローブ痕が残る場合がある。プローブ痕が残った斜面電極にバンプ１４４ｂを形成すると、プローブ痕の影響で表面の平坦性が悪化し、接合の信頼性が低下するおそれがある。したがって、図１９および図２０に示すように、検査用パッド１４４ｇを斜面電極とは別に形成することが好ましい。なお、斜面電極とは異なるボンディング用パッドを、固体撮像素子１４４の裏面に設けても良い。

実施の形態２では、実施の形態１と同様に、インナーリードが形成される第１面側配線層に積層基板を実装する接続ランドが形成されるため、インナーリードの接続部と積層基板の接続位置との位置のばらつきを低減でき、硬質長が長くなることを防止することができる。また、ＦＰＣ基板の基材はインナーリードの裏面側に配置されるため、撮像ユニットのインナーリードより上部の高さを基材の厚み分小さくできるため、固体撮像素子の光軸方向に投影した投影領域内でより大きい（背の高い）電子部品を実装することができる。すなわち、背の高い電子部品を実装しても撮像ユニットの大型化を防止することが可能となる。

実施の形態２では、固体撮像素子１４４に電極パッド１４４ａをＦＰＣ基板４５側に露出する切り欠き部１４５を形成し、切り欠き部１４５に電極パッド１４４ａに導通する斜面電極１４４ｆを形成しているが、切り欠き部１４５にかえて溝状の開口部を形成し、該開口部に電極パッド１４４ａに導通する斜面電極１４４ｆを形成してもよい。図２１は、実施の形態２の変形例にかかる撮像ユニットの一部断面図である。

実施の形態２の変形例２では、固体撮像素子１４４に電極パッド１４４ａをＦＰＣ基板４５側に露出する溝状の開口部１４７が形成され、開口部１４７に電極パッド１４４ａに導通する斜面電極１４４ｆが形成される。開口部１４７は、切り欠き部１４５と同様に、複数形成される電極パッド１４４ａが、すべてＦＰＣ基板４５側に露出するように、固体撮像素子１４４のＦＰＣ基板４５側の面を横断するように形成される。

開口部１４７は溝状であるため、インナーリード４５ｆと斜面電極１４４ｆとの接続部を封止する接着剤５４ｂが、開口部１４７内に収容され、固体撮像素子１４４の外部に漏れ出すおそれが少ないため、撮像ユニットの大型化を防止することができる。

１ 内視鏡装置
２ 内視鏡
４ 挿入部
５ 操作部
６ ユニバーサルコード
７ コネクタ
９ 光源装置
１０ プロセッサ
１３ 表示装置
１７ 処置具挿入口
３１ 先端部
３２ 湾曲部
３３ 可撓管部
３５ 撮像装置
３７ コネクタ端子
３８ 刃物
４０、４０Ａ、１４０ 撮像ユニット
４１ 先端部本体
４１ａ 接着剤
４２ 被覆管
４３ レンズユニット
４３ａ−１〜４３ａ−４ 対物レンズ
４３ｂ レンズホルダ
４４ 固体撮像素子
４４ａ、１４４ａ 電極パッド
４４ｂ、１４４ｂ バンプ
４５ フレキシブルプリント基板
４５ａ 基材
４５ｂ 第１面側配線層
４５ｃ 第１面側電気絶縁膜
４５ｄ 第２面側配線層
４５ｅ 第２面側電気絶縁膜
４５ｆ インナーリード
４６、４６Ｃ、１４６ 積層基板
４７ 電気ケーブル束
４８ 信号ケーブル
４９ ガラスリッド
５０ 熱収縮チューブ
５１ 接着樹脂
５２ 補強部材
５３ 固体撮像素子ホルダ
５４ａ 封止樹脂
５４ｂ 接着剤
５４ｄ 接合層
５５〜５８ 電子部品
６０ キャビティ付き硬質基板
６１〜６４、６５Ａ、６５Ｂ、６６ 接続ランド
６７〜６９ 導体層
７１〜７６ ビア
８１ 湾曲管
８２ 湾曲ワイヤ
１４４ｃ 本体部
１４４ｄ 受光部
１４４ｅ 保護膜
１４４ｆ 斜面電極
１４５ 切り欠き部

Claims (8)

1. 光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子の電極パッドに接続されるインナーリードを有し、前記固体撮像素子の受光面と反対側から延出するフレキシブルプリント基板と、
   前記フレキシブルプリント基板の前記固体撮像素子寄りの面である第１面に実装される１以上の電子部品と、
   を備えた撮像ユニットにおいて、
   前記フレキシブルプリント基板は、絶縁性の基材と、前記基材の前記第１面側に形成される第１面側配線層と、前記第１面側配線層を絶縁する第１面側電気絶縁膜と、を備え、
   前記インナーリードは前記第１面側配線層から延出し形成されることを特徴とする撮像ユニット。
2. 前記フレキシブルプリント基板は、前記基材の前記第１面の裏面である第２面側に形成される第２面側配線層と、前記第２面側配線層を絶縁する第２面側電気絶縁膜と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
3. 前記インナーリードは、直方体状の前記固体撮像素子の側面から受光面側に沿って折り曲げられることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像ユニット。
4. 前記固体撮像素子は、前記電極パッドを前記フレキシブルプリント基板側に露出する切り欠き部または開口部を有し、前記切り欠き部または前記開口部を介して前記電極パッドに接続される斜面電極が形成され、
   前記インナーリードは、前記斜面電極に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像ユニット。
5. 前記インナーリードは、前記フレキシブル基板が前記固体撮像素子の光軸方向と平行になるよう折り曲げられることを特徴とする請求項４に記載の撮像ユニット。
6. 前記フレキシブルプリント基板および前記電子部品は、前記固体撮像素子の光軸方向と直交する面に投影した投影領域内に収容されることを特徴とする請求項４または５に記載の撮像ユニット。
7. 前記第１面側配線層に前記電子部品実装用の認識マークが形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の撮像ユニット。
8. 請求項１〜７のいずれか一つに記載の撮像ユニットが先端に設けられた挿入部を備えたことを特徴とする内視鏡装置。

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