JP3639384B2 - 内視鏡用撮像ユニット - Google Patents

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  • Endoscopes (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、挿入部先端に固体撮像素子を設けた内視鏡に用いる撮像ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
TAB(TAPE AUTOMATED BONDING)技術を利用して固体撮像素子をベースフィルム上に実装して電子内視鏡の撮像ユニットを形成した例として特開平4−34873に開示されたものがある。この特開平4−34873にはベースフィルム上に形成した導電部材である銅箔を外部リードとして、この外部リードに信号ケーブルのケーブル芯線が直接半田接続され、外部リードとは反対側の銅箔部分をベースフィルム上から延出してインナーリードとし、このインナーリードが固体撮像素子チップに設けた入出力端子であるバンプに接続された撮像ユニットが記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
特開平4−34873号公報に開示された例では外部リードに信号ケーブルの芯線を先に半田付けした後にインナーリードと固体撮像素子チップのバンプとを接合し、さらにその後に樹脂封止がされている。しかし、一般に固体撮像素子に設けられた入出力端子は、微小で狭いピッチ上に設けられているため、固体撮像素子チップのバンプとインナーリードとの接合は、高精度の位置決めを要する複雑な作業である。特開平4−34873号公報の撮像ユニットでは先に外部リードと信号ケーブルとが接続されてしまっているので、次のインナーリードと固体撮像素子チップのバンプとの接合の際に、長い外部リードが作業の邪魔をしてしまい、撮像ユニットの組立作業は、煩雑で困難なものであった。
【0004】
また、前述の組立作業工程を逆にして、先にインナーリードと固体撮像素子チップとのバンプ接合を行った後に、外部リードに信号ケーブルの芯線を半田付けすると、半田接合時の加熱による熱が伝導して、固体撮像素子チップを熱破壊するおそれがあった。さらに、固体撮像素子チップのすぐ近くで半田付けする作業自体が困難な作業であった。
【0005】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、その目的は、内視鏡の撮像ユニットに使用される固体撮像素子チップに接合された外部リードと信号線との接続作業における作業性の向上を図り、信頼性の優れた内視鏡の撮像ユニットを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、固体撮像素子の入出力端子とTABベースフィルム面上に設けられた導電部から延設したインナーリードとを接合し、前記導電部を前記ベースフィルムから導出して外部リードを形成し、この外部リードと前記固体撮像素子に信号を送受する信号線とを接続するための接続部を形成した基板を設け、前記信号線と前記接続部の一端とを予め半田接合によって接続した後に前記外部リードと前記接続部の他端とを異方性導電接着フィルムを介して接続したものである。
【0007】
従って、本発明では信号線と基板に形成された接続部を予め半田付けしておき、その後異方性導電接着フィルムによって固体撮像素子の外部リードを前記基板の接続部に接続することができる。すなわち、信号線は、基板の接続部の一端側、この接続部の他端側、異方性導電接着フィルム、TABベースフィルム面上の外部リード、同じくTAB上の導電部を順次介して固体撮像素子の入出力端子に接続される。
【0008】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について述べる。各実施の形態を通して、同じ構成要素には同一の符号を付して説明する。なお、各実施の形態に記載されている構成部品の形状・材質・その相対配置などは特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明のための形態に過ぎない。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1を参照して、本発明の第1の実施の形態を説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る内視鏡用撮像ユニットを示す図であり、この撮像ユニットの固体撮像素子の主要部は、CCDベアチップ1とTABテープ4と異方性導電接着フィルム13及び信号線9とから構成されている。
【0010】
CCDベアチップ1の有効撮像面上にはカバーガラス2が接着固定され、CCDベアチップ1上の撮像面側には各信号の入出力端子である図示しない複数のボンディングパッドが形成されている。
【0011】
TABテープ4は、ポリイミド樹脂からなるベースフィルム5とこのベースフィルム5上に形成された一端側がインナーリード7を他端側が外部リード8を構成する導電性薄膜からなる複数の導電部6とから構成されている。外部リード8は、ベースフィルム5の上面の導電部6から外方に延出されている。インナーリード7と、CCDベアチップ1のボンディングパッドが複数のAuバンプ3を介して接続されている。
【0012】
両面にパターンを有するフレキシブルなポリイミド基板10の裏面上には図示しないカメラコントロールユニット(CCU)等のCCDベアチップ1を駆動するための回路とCCDチップ1を接続する複数の信号線9に対応する複数のランド11が設けられている。ランド11が設けられたポリイミド基板10の表面側には複数のランド12が形成されている。ランド12は、ランド11と電気的に導通され、ランド11と略同様な形状に形成されている。そして、ランド12のピッチは、外部リード8のピッチと一致するように形成されている。
【0013】
信号線9とCCDベアチップ1との接続をするためには、先ず、信号線9をポリイミド基板10上のランド11に半田14による接合で接続する。次に、外部リード8とランド11との間に異方正導電接着フィルム13を挟み、外部リード8とランド11のピッチを合わせてからポリイミド基板10と外部リード8とを加圧することにより、導電接着固定される。このようにして、信号線9は、ポリイミド基板10の裏面上のランド11、ポリイミド基板10の表面上のランド12、異方性導電接着フィルム13、TABベースフィルム面上の外部リード8、同じくTAB上の導電部6、インナーリード7、Auバンプ3を順次介してCCDベアチップ1のボンディングパッドへの接続が完成される。
【0014】
本第1の実施の形態によれば、信号線9の半田14による接合時の熱がCCDベアチップ1に加わることが全くないので、CCDベアチップ1の熱破壊が発生することがない。また、異方性導電接着フィルム13によるランド12と外部リード8とに要する接続精度は、CCDベアチップ1の入出力端子と外部リード8との接続精度に比較してはるかに低い精度であるから、ランド12と外部リード8とを接続することは、簡単に実現することができる。
【0015】
次に、図2によって、本発明の第2の実施の形態を説明する。図2は、本発明の第2の実施の形態に係る内視鏡用撮像ユニットを示している。図2(b)は、図2(a)の矢印Aからセラミック基板16を見た図である。
【0016】
第2の実施の形態では第1の実施の形態と同様に、CCDベアチップ1の撮像面上にはカバーガラス2が接着固定され、CCDベアチップ1上の撮像面側には各信号の入出力端子である図示しない複数のボンディングパッドが設けられており、このボンディングパッドとTABテープ4のインナーリード7a,7bが接続されている。CCDベアチップ1の撮像面側とは反対の面がセラミック基板16の表面上に接着等により固定されている。
【0017】
セラミック基板16の側面には図示しない複数のランドが設けられていて、このランドとTABテープ4から延設された外部リード8a,8bが異方性導電接着フィルムか、または半田付けによって接続されている。そして、CCDベアチップ1とTABテープ4及びセラミック基板16は、封止樹脂19によって封止されている。
【0018】
セラミック基板16の裏面には複数の外部リード15a,15bが2列に設けられている。この外部リード15a,15bとセラミック基板16の側面に設けられたランドが電気的に導通している。従って、CCDチップ1のボンディングパッドと外部リード15a,15bとは、セラミック基板16を介して電気的に導通されていることになる。
【0019】
IC基板17にはCCDベアチップ1の出力バッファー用ICが搭載されている。また、IC基板17の一端側にはセラミック基板16の外部リード15aと対応して図示しない複数のランドが設けられ、IC基板17の他端側には信号線9と接続される図示しない複数のランドが設けられている。
【0020】
コンデンサ基板18には電源ライン等に接続されるコンデンサ、抵抗等が搭載されている。コンデンサ基板18の一端側にはセラミック基板16の外部リード15bと対応する位置に図示しない複数のランドが設けられ、コンデンサ基板18の他端側には信号線9と接続される図示しない複数のランドが設けられている。
【0021】
IC基板17とコンデンサ基板18の信号線9側のそれぞれのランドと信号線9は、半田14によって接合され、IC基板17の外部リード15a側のランドと外部リード15aは、異方性導電接着フィルム13aによって接合され、コンデンサ基板18の外部リード15b側のランドと外部リード15bは、異方性導電接着フィルム13bによって接合されている。この第2の実施の形態も第1の実施の形態と同様に、先ず信号線9が半田14によりランドに接合されてから、外部リード15a,15bが異方性導電接着フィルム13a,13bによって対応するランドに接合される。
【0022】
ICベアチップ1の電源(VDD)とグランド(GND)は、2列に設けられた外部リード15a,15bにそれぞれ配設され、セラミック基板16上に設けられた接続パターン20で電源(VDD)が、接続パターン21でグランド(GND)がそれぞれ導通されている。
【0023】
この第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様に、CCDベアチップ1に熱破壊が発生することがなく、外部リード15a,15bとIC基板17とコンデンサ基板18のランドとの接合は、異方性導電接着フィルム13a,13bによって簡単に行うことができる。加えて、IC基板17とコンデンサ基板18にそれぞれICやコンデンサ、抵抗等を搭載することができるから、CCDベアチップ1の後方のスペースを有効に使用することができる。従って、このような撮像ユニットは、全体として小型化することができるので、第2の実施の形態の撮像ユニットを有する内視鏡の外形も小型化でき、狭い部位を観察するために好都合な内視鏡を提供することができる。
【0024】
図3を参照して、本発明の第3の実施の形態を説明する。図3(b)は、図3(a)の矢印Bから外部リード基板23を見た図である。CCDベアチップ1、カバーガラス2、TABテープ4が第1の実施の形態と同様に設けられている。また、第2の実施の形態と同様に、CCDベアチップ1とカバーガラス2とTABテープ4は、封止樹脂19によって樹脂封止されている。
【0025】
CCDベアチップ1の直後にはIC、コンデンサ、抵抗等が両面に実装されたIC・コンデンサ基板22をCCDベアチップ1と平行に配設する。またこの基板の直後には信号線9が接続される外部リード24a,24bを有する外部リード基板23がIC・コンデンサ基板22と平行に設けられている。IC・コンデンサ基板22と外部リード基板23のそれぞれの側面には図示しないランドが設けられている。IC・コンデンサ基板22の側面に設けられたランドは、IC・コンデンサ基板22に実装されたIC、コンデンサ、抵抗等に導通され、外部リード基板23の側面に設けられたランドは、外部リード24a,24bと導通がとられている。
【0026】
外部リード8a,8bとIC・コンデンサ基板22の側面に設けられたランドと外部リード基板23の側面に設けられたランドとは、異方性導電接着フィルム13a,13b,13c,13dを介して、それぞれ図3(a)のように接続されている。
【0027】
TABテープ4から延設された外部リード8a中にはCCDベアチップ1とは接合されていないダミーの外部リード25が設けられている。このダミー外部リード25は、外部リード8aと同様にIC・コンデンサ基板22の側面に設けられたランドと外部リード基板23の側面に設けられたランドとに異方性導電接着フィルム13a,13cによって接続されている。
【0028】
IC・コンデンサ基板22に実装されたICのVOUT端子とIC・コンデンサ基板22の一つの側面ランドが接続され、この側面ランドがさらに異方性導電接着フィルム13aを介してダミー外部リード25に接続されている。外部リード基板23上の外部リード24aの一つが側面ランドに接続され、この側面ランドとダミー外部リード25とが異方性導電接着フィルム13cを介して接続されている。結局、IC・コンデンサ基板22に実装されたICのVOUT端子とこれに対応する外部リード基板23上の外部リード24aの一つとの導通がされることになる。このようにダミー外部リード25を設ければ、単にIC・コンデンサ基板22と外部リード基板23とを外部リード8a,8bに接続することにより、ICのVOUT端子と信号線9とを接合することができるので、新たなジャンパー線等の接続手段を必要としない。
【0029】
この第3の実施の形態も第1の実施の形態と同様に、先ず信号線9が半田14によって外部リード24a,24bに接合されてから、外部リード8a,8bが異方性導電接着フィルム13a,13b,13c,13dによって対応するIC・コンデンサ基板22と外部リード基板23の側面に設けられたランドに接合される。
【0030】
本実施の形態によれば、第1、第2の実施の形態の作用効果に加えて、IC・コンデンサ基板22と外部リード基板23との間で接合すべき端子間が外部リード8a,8bを接合する作業と同時に、ダミー外部リード25によって接合されるので、新たにIC・コンデンサ基板22と外部リード基板23との間を接合する作業を行う必要がない。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の内視鏡用撮像ユニットによれば、信号線の接合作業は、基板に形成された接続部に対して半田付けすればよく、固体撮像素子のすぐ近くで半田付けする必要がないので、接合の作業性が向上する。また、固体撮像素子と信号線が接合された基板との接続作業は、異方性導電接着フィルムによって行うため、作業が容易で、しかも半田付けによる熱が固体撮像素子を破壊するおそれもないので信頼性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る内視鏡用撮像ユニットの構成を示す構成図
【図2】本発明の第2の実施の形態に係る内視鏡用撮像ユニットの構成を示す構成図
【図3】本発明の第3の実施の形態に係る内視鏡用撮像ユニットの構成を示す構成図
【符号の説明】
1 CCDベアチップ
4 TABテープ
7 インナーリード
8 外部リード
9 信号線
10 ポリイミド基板
13 異方性導電接着フィルム
15 外部リード
16 セラミック基板
17 IC基板
18 コンデンサ基板
22 IC・コンデンサ基板
23 外部リード基板
24 外部リード

Claims (1)

  1. 固体撮像素子の入出力端子とTABベースフィルム面上に設けられた導電部から延設したインナーリードとを接合し、前記導電部を前記ベースフィルムから導出して外部リードを形成し、この外部リードと前記固体撮像素子に信号を送受する信号線とを接続するための接続部を形成した基板を設け、前記信号線と前記接続部の一端とを予め半田接合によって接続した後に前記外部リードと前記接続部の他端とを異方性導電接着フィルムを介して接続したことを特徴とする内視鏡用撮像ユニット。
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