JP2653174B2 - 電子内視鏡の固体撮像素子アセンブリ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、医療用，工業用等として用いられる電子内
視鏡の固体撮像素子アセンブリに関するものである。

［従来の技術］ 電子内視鏡における撮像手段とては、CCD等の固体撮
像素子が用いられる。この固体撮像素子は、体内に挿入
される挿入部の先端に設けられている。而して、固体撮
像素子は基板上に装着して、保護ガラスを装着した光入
射用の透明窓を備えたパッケージに内装することによ
り、固体撮像素子アセンブリを構成するが、この固体撮
像素子アセンブリは対物レンズの鏡胴に固着して設けら
れている。ここで、固体撮像素子が装着される基板はフ
ラットなものを用い、この基板上に所定の配線パターン
が形成されて、この配線部と固体撮像素子の表面の電極
部との間をワイヤボンディング手段によって配線するよ
うにしている。

［発明が解決しようする課題］ ここで、気管支の内部に挿入される気管支鏡等にあっ
ては、その挿入部を可及的に小径化すると共に、硬質部
の長さ寸法を短縮する必要がある。このためには、該挿
入部の内蔵物である固体撮像素子アセンブリを小型化し
なければならない。近年においては、固体撮像素子とし
て、集積度が大幅に向上したものが開発され、１〜2mm
程度の極めて小さなチップ上に、例えば数万画素を形成
したものが用いられるようになってきている。従って、
このようなサイズの小さい素子を用いれば、固体撮像素
子アセンブリを小型化することができることになる。

ところが、前述したように、サイズの小さい固体撮像
素子を用いたとしても、必ずしも固体撮像素子アセンブ
リ全体の形状をそれに見合っただけ小型化することはで
きない。即ち、固体撮像素子アセンブリは、固体撮像素
子を基板上に装着し、さらに該固体撮像素子の受光面を
覆うように保護ガラスを設けてなる３層構造となってお
り、しかも固体撮像素子の電極は表面側に形成されてい
る関係から、この電極と基板側の電極との間はワイヤボ
ンディング手段により接続するようにしている。ここ
で、ワイヤボンディング手段によれば、配線はアーチ状
に突出する状態にして取り付けられることになるため
に、固体撮像素子の受光面と保護ガラスとの間にある程
度のクリアランスを設ける必要がある。この結果、固体
撮像素子アセンブリ全体の厚み寸法が大きくなり、この
ために挿入部の先端における硬質部分の長さの短縮を図
ることができないという欠点がある。また、ワイヤボン
ディング手段により基板と固体撮像素子とを接続するよ
うに構成した場合には、基板にワイヤボンディングを可
能ならしめるスペースを確保しなければならず、このた
めに基板を必要以上広い面積に形成しなければならず、
このために内視鏡の挿入部の細径化を図る上で不利とな
る欠点等がある。

本発明は叙上の点に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とするところは、小型でコンパクトな形状にした
電子内視鏡用固体撮像素子アセンブリを提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 前述した目的を達成するために、本発明は、透明支持
板と、該透明支持板面に貼着した薄膜基板と、固体撮像
素子とからなり、前記薄膜基板には透孔及び電極を形成
し、前記固体撮像素子を、その受光面を前記透孔に対応
させると共に、該固体撮像素子の表面に設けた電極を前
記薄膜基板の電極と直接接着させる構成としたことをそ
の特徴とするものである。

［作用］ ここで、薄膜基板は、その表面に配線パターンを形成
することができるものであれば良く、従ってその厚みを
殆ど無視し得る程度のものを用いることができるので、
固体撮像素子アセンブリ全体の厚みは、ほぼ透明支持板
の厚みと固体撮像素子の厚みとを合せたものとなる。ま
た、固体撮像素子の表面に形成した電極をワイヤボンデ
ィング手段によることなく基板の電極に直接接続させる
ことができる。従って、固体撮像素子アセンブリ全体の
厚み寸法を大幅に短縮することができるようになり、こ
の固体撮像素子アセンブリを挿入部に内装させたとき
に、その硬質部分を短くすることができる。また、薄膜
基板に設けた配線パターンをケーブルに接続する必要が
あるが、このように薄膜基板に配線パターンを設けるこ
とにより、そのケーブルへの接続が極めて容易になる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

まず、第１図に電子内視鏡の挿入部における先端部分
の概略構成を示す。同図において、10は挿入部の先端部
本体で、該先端部本体10には貫通孔11が開設されてお
り、該貫通孔11には対物レンズＬを支持する鏡胴内筒12
及び鏡胴外筒13が装着せしめられている。そして、この
鏡胴外筒13の端部には撮像手段としての固体撮像素子ア
センブリ14が固着して設けられている。

固体撮像素子アセンブリ14は、第２図及び第３図に示
したように構成される。即ち、15は平板ガラスからなる
透明支持板を示し、この透明支持板15の一側面には、第
４図に示したように樹脂フィルム等の可撓性を有する薄
膜基板16が貼着されている。該薄膜基板16の中央部は方
形の透孔17が形成されており、この透孔17以外の部分は
遮光されるようになっている。また、この薄膜基板16
は、透明支持板15の外周縁部から外方に突出せしめられ
て、折り返された複数のフラップ部18を備えている。そ
して、薄膜基板16の表面には、配線パターン19が形成さ
れており、この配線パターン19はフラップ部18にまで延
在せしめられるようになっている。そして、この配線パ
ターン19はフラップ部18にまで延在せしめられて、該フ
ラップ部18にケーブル20が接続されている。また、配線
パターン19には電極部21が形成されている。

次に、薄膜基板16には固体撮像素子22が取り付けられ
ている。この固体撮像素子22は、第５図から明らかなよ
うに、その中央部に受光面22aが形成されており、該受
光面22aの周囲には複数の電極23が形成されている。そ
して、該固体撮像素子22はその受光面22aを透孔17に対
面させると共に、電極23を基板16側の配線パターン19に
おける電極部21に直接接合させるようにしている。

ここで、両電極23,21間を結着させるために、固体撮
像素子22の電極23または配線パターン19の電極部21のい
ずれか一方に金，インジウム合金，はんだ等のバンプを
形成し（本実施例においては、電極23側がバンプ電極構
造となっている）、このバンプを形成した固体撮像素子
22の電極23を薄膜基板16の電極21とを位置合せして、こ
のバンプ部を加熱状態下で加圧して溶融させることによ
り、電極23と電極部21とを結着させるようにした、所謂
バンプ接着されるようになっている。なお、固体撮像素
子19の受光面とは反対側にはオーバフロードレイン電極
が設けられているが、この電極と薄膜基板16とはワイヤ
ボンディングにより接続される。また、この基板16にお
ける固体撮像素子22の装着側にはバッフアンプ26が取り
付けられるようになっている。

このようにして基板16に固体撮像素子22を装着した状
態で、該固体撮像素子22の装着部及びバッファアンプ26
の装着部の全体を覆うようにして、エポキシ樹脂等によ
る封止樹脂25により封止されて、固体撮像素子22や電極
21,23の接続部等を保護する構成となっている。

なお、透明支持板15及びこれに貼着される薄膜基板16
は、略半円状に形成されており、各々その両端部分は下
方への延在部15a,15a,16a,16aを設ける構造となってい
る。これにより、処置具挿通チャンネルＴやライトガイ
ドLG等、挿入部内に挿通される他の内蔵物と干渉するこ
となく、配線パターン19を形成した基板16の面積を可及
的に広くなるように構成している。

本実施例は前述のように構成されるもので、この固体
撮像素子アセンブリ14を形成するには、まず透明支持板
15に配線パターン19を形成した薄膜基板16を接着するこ
とにより一体化する。そして、この薄膜基板16に固体撮
像素子22を、その受光面22aが透孔16に対面し、かつ各
電極23が配線パターン19の電極部21と対面する状態にし
て位置合せを行って、電極部分を加熱・加圧することに
よって、バンプ電極を構成する電極23を溶融させること
により該電極23と電極部21とを接着させる。

ここで、固体撮像素子22には通常その表面側に電極23
が形成されているので、基板16にはその裏面側に配線パ
ターン19を設けることによって、ワイヤボンディング手
段によらず、電極23,21間を直接接続させることができ
るようになる。

これと共に、薄膜基板16のフラップ部18にケーブル20
を接続して、このフラップ部18を折り返すようになす。
而して、このように透明支持板15から外部に延在させた
フラップ部18においてケーブル20との接続を行うように
すると、このケーブル20の接続を極めて容易に行うこと
ができるようになる。さらに、バッファアンプ26を基板
16に装着して、固体撮像素子22の部分を封止樹脂25によ
り封止する。然る後において、この透明支持板15の薄膜
基板16を貼着した側とは反対側の面を対物レンズＬの鏡
胴外筒13の端部に固着することによって、この固体撮像
素子アセンブリ14を内視鏡の挿入部の先端部分に装着す
ることができる。

而して、このように固体撮像素子22を透明支持板15に
貼着した薄膜基板16と、間に配線を介することなく、直
接バンプ接合させるようにしているので、固体撮像素子
アセンブリ14の肉厚は、ほぼ透明支持板15と固体撮像素
子22との厚み分に相当するだけのものとなる。従って、
基板，固体撮像素子及び保護ガラスの３層構造で、しか
もワイヤボンディングにより配線部分が突出する分だけ
固体撮像素子と保護ガラスとの間にクリアランスを設け
る従来技術のものと比較して、その厚み寸法を大幅に短
縮することができるようになる。また、固体撮像素子22
と薄膜基板16との接続をバンプ接合により行わせている
ので、薄膜基板16及び透明支持板15は配線パターン19を
形成するのに必要最小限の広さを持たせればよく、ワイ
ヤボンディングを行う場合のように、余分なスペースを
設ける必要がないので、これら薄膜基板16及び透明支持
板15の面積を短縮することができるようになり、挿入部
を細径化する際に有利となる。

ここで、内視鏡における挿入部の先端部本体10は、こ
の先端部本体10には、周知の如く、アングル部及び軟性
部が順次連設されるが、この先端部本体10における硬質
部分、即ち挿入経路に沿うように曲げることができない
リジッド部Ｒは、先端部本体10から、固体撮像素子アセ
ンブリ14を保護するために、該固体撮像素子アセンブリ
14を囲繞するように設けられる硬質の筒体10aの端部ま
での間である。従って、この固体撮像素子アセンブリ14
を薄肉化することにより、筒体10aの軸線方向の長さを
短くすることができ、リジッド部Ｒの寸法の短縮化を図
ることができる。特に、内視鏡にあっては、このリジッ
ド部Ｒの寸法の短縮は、たとえ1mm以下というように極
めて僅かなものであったとしても、それを患者の体内に
挿入したときに患者観察が容易となり、電子内視鏡とし
てその操作性の観点から極めて重要な効果がある。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、固体撮像素子を基板
に装着するに当って、基板を透孔を備えた薄膜状に形成
して、この薄膜基板を透明支持板に貼着し、これに固体
撮像素子を、その受光面を透孔に合せた状態で基板に接
合させて、当該受光面側に形成した電極を基板側の電極
とを接着させる構成としたので、固体撮像素子アセンブ
リを透明支持板の厚みと固体撮像素子の厚みとの合計寸
法とほぼ同じ程度に極めて薄型化することができ、内視
鏡の先端部分における硬質部の軸線方向の寸法の短縮化
を図ることができるようになり、またワイヤボンディン
グ手段におけるワイヤリング距離を確保する必要がない
ので、薄膜基板及び透明支持板を配線パターンを形成す
るに必要最小限の面積を持たせれば良くなるので、その
面積の短縮化を図ることができ、挿入部の細径化が可能
となる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は内視鏡
の挿入部の先端部分の断面図、第２図は固体撮像素子ア
センブリの分解斜視図、第３図はその側面図、第４図は
薄膜基板の外観図、第５図は固体撮像素子の外観図であ
る。 10:先端部本体、12:鏡胴内筒、13:鏡胴外筒、14:固体撮
像素子アセンブリ、15:透明支持板、16:薄膜基板、17:
透孔、19:配線パターン、20:ケーブル、21:電極部、22:
固体撮像素子、22a:受光面、23:電極。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明支持板と、該透明支持板面に貼着した
   薄膜基板と、固体撮像素子とからなり、前記薄膜基板に
   は透孔及び電極を形成し、前記固体撮像素子を、その受
   光面を前記透孔に対応させると共に、該固体撮像素子の
   表面に設けた電極を前記薄膜基板の電極と直接接着させ
   る構成としたことを特徴とする電子内視鏡の固体撮像素
   子アセンブリ。