JP5265797B2

JP5265797B2 - 撮像モジュール

Info

Publication number: JP5265797B2
Application number: JP2012120126A
Authority: JP
Inventors: 寛幸本原; 芳郎西村
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2028-02-07
Also published as: JP2012209950A

Description

本発明は、撮像素子に可撓性基板が接続される撮像モジュールに関する。

撮像素子に可撓性基板が接続される従来の撮像モジュールとしては、例えば、特許文献１（特許第３４１７７７７号明細書）記載の電子内視鏡に搭載されたものが挙げられる。特許文献１に開示された撮像モジュールは、インナーリードの撮像素子に沿う側の面に電気絶縁部材を塗布あるいはシート状の電気絶縁部材をラミネートする。これにより撮像素子の側面とインナーリードとの間の電気絶縁を確保し、しかも撮像素子と可撓性基板のユニットの組み上がり外形寸法を小さくしている。

特許第３４１７７７７号明細書

しかしながら、特許文献１記載の撮像モジュールでは、特にインナーリードの折り曲げ部分の強度が十分に確保できているとは言い難かった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、予め両面に機械的強度を有する保護層を形成した可撓性基板、および、撮像素子へ可撓性基板を固定するとともに可撓性基板折り曲げ時のガイド機能を有するガイド部材を設ける。これにより、撮像モジュールの外形寸法を大きくすることなく、また、インナーリード折り曲げ時およびインナーリード固定の機械的強度を保ちつつ、簡易的な工程で形成できることを可能とする撮像モジュール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、本発明に係る撮像モジュールは、撮像面を有する撮像素子と、撮像面の後方に向かうように配置された可撓性基板と、撮像素子と可撓性基板とを固定する第１および第２のガイド部材とを有し、第１のガイド部材は、撮像素子の撮像面と反対側の面に沿って延出する第１のガイド面と、可撓性基板に沿って延出する第２のガイド面とを有し、第２のガイド部材は、第１のガイド部材における第１のガイド面と反対側の面に沿って延出する第１のガイド部分と、第２のガイド面と可撓性基板との間に沿って延出する第２のガイド部分とを有することを特徴とする。

本発明に係る撮像モジュールにおいては、第１のガイド部材の第１のガイド面は、撮像素子の撮像面と反対側の面の全面に沿って延出することが好ましい。

本発明に係る撮像モジュールにおいては、第１のガイド部材は、撮像素子の撮像面と反対側の面に、接着剤により固定された、有機基板、セラミック基板、ガラス基板、または、これら基板の複合基板であることが好ましい。

本発明にかかる撮像モジュールは、撮像面を有する撮像素子を備え、撮像面の後方に向かうように可撓性基板が引き出される撮像モジュールであって、撮像素子と可撓性基板とを固定するガイド部材が設けられ、ガイド部材は、撮像素子の裏面に沿って延出する部分と、撮像素子と可撓性基板との間に沿って延出する部分とを備えることから、簡易的な構造でより小型、かつ高い機械的強度を有する撮像モジュールを形成できる。

また、可撓性基板に電子部品が実装されるため、撮像モジュールの高機能化が可能となり、付加価値の高い撮像モジュールをユーザーに提供することが可能となる。

さらにまた、ガイド部材が複数の部材で構成されていることによって、撮像素子と可撓性基板との固定強度を増すように設計したり、撮像モジュールの歩留まりを向上させるように設計することができる。

また、ガイド部材において、撮像素子の裏面に沿って延出する部分を、撮像素子の裏面の全面に沿うように配置することにより、撮像素子と可撓性基板との固定強度を増すことができる。

さらに、ガイド部材において、撮像素子の裏面に沿って延出する部分を、少なくとも撮像素子と前記可撓性基板とがなす角部に沿うように配置すると、撮像モジュール中に占めるガイド部材の体積を小さくすることが可能となり、撮像モジュールの設計自由度が拡がる。

また、ガイド部材において、撮像素子から引き出される可撓性基板側の面に傾斜が設けられていることから、ガイド部材と可撓性基板との接触面積を小さくすることなく、撮像モジュール中に占めるガイド部材の体積を小さくすることが可能となり、これにより、撮像モジュールの小型化が可能となって、撮像モジュールの設計自由度が拡がる。

第１の実施形態に係る撮像モジュールの構成を示す側面図である。第１の実施形態に係る撮像モジュールの構成を示す斜視図である。第２の実施形態に係る撮像モジュールの構成を示す側面図である。第３の実施形態に係る撮像モジュールの構成を示す側面図である。第４の実施形態に係る撮像モジュールの構成を示す側面図である。第５の実施形態に係る撮像モジュールの構成を示す側面図である。第５の実施形態の変形例に係る撮像モジュールの構成を示す側面図である。第５の実施形態の別の変形例に係る撮像モジュールの構成を示す側面図である。第５の実施形態のさらに別の変形例に係る撮像モジュールの構成を示す側面図である。

以下に、本発明にかかる撮像モジュールの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１に第１の実施形態に係る撮像モジュール１０Ａを示す。また図１の斜視図を図２に示す。撮像モジュール１０Ａの構成は次のとおりである。

撮像素子１の撮像面２側には、撮像素子１を駆動するための電極（図示せず）および撮像素子１から映像信号を出力するための電極（図示せず）が設けられ、この電極にはバンプ３が形成されている。

可撓性基板８（例えばＴＡＢ配線部材）は、保護層７ａ、７ｂと、インナーリード４（例えばＴＡＢリード）によって構成される。インナーリード４は、予め上面及び下面の少なくとも一部を保護層７ａ、７ｂによってそれぞれ覆われ、これにより機械的強度を有している。保護層７ａ、７ｂは例えばポリイミドにより構成され、機械的強度、可撓性、耐熱性、絶縁性を有することが望ましい。また、これら部材を複合した複合基板でもよい。

ガイド部材６は、撮像素子１の撮像面２と反対側の面（撮像素子１の裏面１ａ）に沿って延出するガイド部分６ａと、撮像素子１と可撓性基板８との間に沿って延出するガイド部分６ｂと、を有する。ガイド部材６のうち撮像素子１の撮像面２と反対側の面に沿って延出するガイド部分６ａは、撮像素子１の裏面１ａと可撓性基板８（保護層７ａ）とがなす角部に沿うように配置される。

撮像モジュール１０Ａの製造工程は次の（１）、（２）、（３）のとおりである。
（１）ガイド部材６、撮像素子１、及び、インナーリード４が保護層７ａ、７ｂに覆われた可撓性基板８を、それぞれ撮像モジュール製造治具へセットする。
（２）ガイド部材６により撮像素子１と可撓性基板８とを固定する。
（３）ガイド部材６の一部の面に沿って可撓性基板８のインナーリード４を折り曲げて配置する。

ガイド部材６の材質は撮像素子１と可撓性基板８とを固定でき、かつ、可撓性基板８の一部がガイド部材６の面に沿って折り曲げられるものであることが好ましく、熱や紫外光などによる硬化が可能な接着剤５を用いることができる。
また、可撓性基板８はバンプ３により撮像素子１の各電極に接続され、撮像素子１を駆動する信号および撮像素子１から出力される映像信号はこのインナーリード４により伝達される。

尚、撮像素子１表面とバンプ３とインナーリード４とで囲まれた領域にさらに接着剤を塗布することにより、さらに撮像素子１と可撓性基板８との固定強度を増してもよい。

以上の構成によれば、撮像モジュール１０Ａの外形寸法を大きくすることなく、また、インナーリード４折り曲げ時およびインナーリード４固定の機械的強度を保ちつつ、簡易的な構造で撮像モジュール１０Ａを形成できる。したがって、より一層の撮像モジュール１０Ａの小型化を実現できる。

（第２の実施形態）
次に、図３を参照しつつ、第２の実施形態に係る撮像モジュール２０Ａについて説明する。ここで、図３は、第２の実施形態に係る撮像モジュール２０Ａの構成を示す側面図である。

第２の実施形態に係る撮像モジュール２０Ａは、第１の実施形態に係る撮像モジュール１０Ａと比較して、可撓性基板８上に電子部品１１ａ、１２ａ、ケーブル１２が実装されている点が異なる。第２の実施形態に係る撮像モジュール２０Ａにおいては、撮像素子１表面とバンプ３とインナーリード４とで囲まれた領域にさらに接着剤を塗布することにより、さらに撮像素子１と可撓性基板８との固定強度を増すことができる。また、電子部品１１ａ、１２ａとしては、例えば抵抗、コンデンサ、トランジスタなどが集積されたＩＣなどが挙げられる。

第２の実施形態に係る撮像モジュール２０Ａによれば、撮像モジュールの高機能化が可能となることから、付加価値の高い撮像モジュールをユーザーに提供することが可能となる。

（第３の実施形態）
次に、図４を参照しつつ、第３の実施形態に係る撮像モジュール３０Ａについて説明する。ここで、図４は、第３の実施形態に係る撮像モジュール３０Ａの構成を示す側面図である。

第３の実施形態に係る撮像モジュール３０Ａは、第１、第２の実施形態に係る撮像モジュール１０Ａ、２０Ａと比較して、ガイド部材が２つの部材、すなわち、ガイド部材３６１とガイド部材３６２により構成されている点が異なる。ガイド部材３６１は、撮像素子１の裏面１ａ（撮像素子１の撮像面２と反対側の面）の全面に沿って延出するガイド面３６１ａと、可撓性基板８（保護層７ａ）に沿って延出するガイド面３６１ｂと、を有する。また、ガイド部材３６２は、ガイド部材３６１のガイド面３６１ａと反対側の面に沿って延出するガイド部分３６２ａと、撮像素子１及びガイド部材３６１のガイド面３６１ｂと可撓性基板８（保護層７ａ）との間に沿って延出するガイド部分３６２ｂと、を有する。

また、第３の実施形態に係る撮像モジュール３０Ａでは、まず撮像素子１の撮像面２と反対側の面１ａに、接着剤３０によりガイド部材３６１が固定される。ガイド部材３６１は、有機基板、セラミック基板、ガラス基板、また、これら基板の複合基板で構成することができる。また、ガイド部材３６１は正確な位置決め搭載が可能なボンディング装置などにより搭載されることが望ましい。それ以外の構成、製造工程は第１の実施形態に係る撮像モジュール１０Ａと同様である。

尚、撮像素子１表面とバンプ３とインナーリード４とで囲まれた領域にさらに接着剤を塗布することにより、さらに撮像素子１と可撓性基板８との固定強度を増してもよい。また、可撓性基板８上に電子部品１１ａ、１２ａ、ケーブル１２が実装されてもよい。

第３の実施形態に係る撮像モジュール３０Ａによれば、撮像素子と可撓性基板との固定強度を増すことが可能となり、撮像モジュールの歩留まりが向上し、安価な撮像モジュールをユーザーに提供することが可能となる。

（第４の実施形態）
次に、図５を参照して、第４の実施形態に係る撮像モジュール４０Ａについて説明する。ここで、図５は、第４の実施形態に係る撮像モジュール４０Ａの構成を示す側面図である。

第４の実施形態に係る撮像モジュール４０Ａは、第１、第２、第３の実施形態に係る撮像モジュール１０Ａ、２０Ａ、３０Ａと比較して、撮像素子１の撮像面と反対の面に沿って延出するガイド部材が、撮像素子１の裏面１ａと可撓性基板８（保護層７ａ）とがなす角部に沿うように設けられている点が異なる。

第４の実施形態に係る撮像モジュール４０Ａにおけるガイド部材は、ガイド部材４６１とガイド部材４６２により構成されている。ガイド部材４６１は、撮像素子１の裏面１ａ（撮像素子１の撮像面２と反対側の面）と可撓性基板８（保護層７ａ）とがなす角部において、撮像素子１の裏面１ａに沿って延出するガイド面４６１ａと、可撓性基板８に沿って延出するガイド面４６１ｂと、を有する。また、ガイド部材４６２は、ガイド部材４６１のガイド面４６１ａと反対側の面に沿って延出するガイド部分４６２ａと、撮像素子１及びガイド部材４６１のガイド面４６１ｂと可撓性基板８（保護層７ａ）との間に沿って延出するガイド部分４６２ｂと、を有する。

第４の実施形態に係る撮像モジュール４０Ａにおいては、まず撮像素子１の撮像面２と反対側の面に、接着剤４０により撮像素子１より小さなガイド部材４６１が固定される。それ以外の構成、製造工程は第１、第２の実施形態と同様である。

第４の実施形態に係る撮像モジュール４０Ａによれば、撮像モジュール中に占めるガイド部材４６の体積を小さくすることが可能となり、これによって、撮像モジュールの小型化が可能となり、撮像モジュールの設計自由度が拡がる。

（第５の実施形態）
次に、図６を参照しつつ、第５の実施形態に係る撮像モジュール５０Ａについて説明する。第５の実施形態に係る撮像モジュール５０Ａは、第１〜４の実施形態に係る撮像モジュール１０Ａ、２０Ａ、３０Ａ、４０Ａと比較して、ガイド部分５６ａに傾斜面が設けられている点が異なる。言い換えると、第１〜４の実施形態に係る撮像モジュール１０Ａ、２０Ａ、３０Ａ、４０Ａにおいて、可撓性基板８が構成する平面が撮像素子１の裏面１ａに対して略直交するように配置されていたのに対して、第５の実施形態に係る撮像モジュールでは、可撓性基板８が構成する平面と撮像素子１の裏面１ａとのなす角が９０度未満となっている。

図６に示すように、第５の実施形態に係るガイド部材５６は、撮像素子１の裏面１ａに沿って延出するガイド部分５６ａと、撮像素子１と可撓性基板８との間に沿って延出するガイド部分５６ｂと、を備える。ガイド部材５６のうち、撮像素子１の裏面１ａに沿って延在するガイド部分５６ａは、可撓性基板８が撮像素子１の裏面１ａに対して９０度未満となるように支持可能な形状となっている。ここで、図６は、第５の実施形態に係る撮像モジュールの構成を示す側面図である。

これに対して、ガイド部材５６に代えて、図７に示す撮像モジュール６０Ａのようなガイド部材を用いることもできる。このガイド部材は、ガイド部材６６１とガイド部材６６２により構成されている。ガイド部材６６１は、撮像素子１の裏面１ａ（撮像素子１の撮像面２と反対側の面）に沿って延出するガイド面６６１ａと、可撓性基板８（保護層７ａ）に沿って延出するガイド面６６１ｂと、を有する。また、ガイド部材６６２は、ガイド部材６６１のガイド面６６１ａと反対側の面に沿って延出するガイド部分６６２ａと、撮像素子１及びガイド部材６６１のガイド面６６１ｂと可撓性基板８（保護層７ａ）との間に沿って延出するガイド部分６６２ｂと、を有する。ここで、図７は、第５の実施形態の変形例に係る撮像モジュール６０Ａの構成を示す側面図である。

また、ガイド部材５６に代えて、図８に示す撮像モジュール７０Ａのようなガイド部材を用いることもできる。このガイド部材は、ガイド部材７６１とガイド部材７６２により構成されている。ガイド部材７６１は、撮像素子１の裏面１ａ（撮像素子１の撮像面２と反対側の面）と可撓性基板８（保護層７ａ）とがなす角部において、撮像素子１の裏面１ａに沿って延出するガイド面７６１ａと、可撓性基板８に沿って延出するガイド面７６１ｂと、を有する。また、ガイド部材７６２は、ガイド部材７６１のガイド面７６１ａと反対側の面に沿って延出するガイド部分７６２ａと、撮像素子１及びガイド部材７６１のガイド面７６１ｂと可撓性基板８（保護層７ａ）との間に沿って延出するガイド部分７６２ｂと、を有する。なお、図８は、第５の実施形態の別の変形例に係る撮像モジュール７０Ａの構成を示す側面図である。

また、可撓性基板８上には、電子部品１１ａ、１２ａ、ケーブル１２を実装することができる。さらに、撮像モジュールの体積を小さくするために可撓性基板８の表裏面に分けて電子部品１１ａ、１２ａ、ケーブル１２が実装されてもよい。ここで、図９は、第５の実施形態のさらに別の変形例に係る撮像モジュールの構成を示す側面図である。なお、ガイド部材８６は、撮像素子１の裏面１ａに沿って延出するガイド部分８６ａと、撮像素子１と可撓性基板８との間に沿って延出するガイド部分８６ｂと、を備える。ガイド部材８６のうち、撮像素子１の裏面１ａに沿って延在するガイド部分８６ａは、可撓性基板８が撮像素子１の裏面１ａに対して９０度未満となるように支持可能な形状となっている。

第５の実施形態及びその変形例に係る撮像モジュールによれば、可撓性基板８に傾斜を設けることが可能となることから、ガイド部材と可撓性基板８との接触面積を小さくすることなく、撮像モジュール中に占めるガイド部材６の体積を小さくすることが可能となる。これにより、撮像モジュールの小型化を実現することができ、撮像モジュールの設計自由度が拡がる。

以上のように、本発明にかかる撮像モジュールは、小型装置に内蔵する撮像モジュールに有用であって、特に内視鏡装置に内蔵する撮像モジュールに好適である。

１撮像素子
１ａ裏面
２撮像面
３バンプ
４インナーリード
５接着剤
６ガイド部材
６ａガイド部分
６ｂガイド部分
７ａ保護層
７ｂ保護層
８可撓性基板
１０接着剤
１０Ａ撮像モジュール
１１ａ電子部品
１２ケーブル
１２ａ電子部品
２０Ａ撮像モジュール
３０Ａ撮像モジュール
３６１ガイド部材
３６１ａガイド面
３６１ｂガイド面
３６２ガイド部材
３６２ａガイド部分
３６２ｂガイド部分
４０Ａ撮像モジュール
４６１ガイド部材
４６１ａガイド面
４６１ｂガイド面
４６２ガイド部材
４６２ａガイド部分
４６２ｂガイド部分
５０Ａ撮像モジュール
５６ガイド部材
５６ａガイド部分
５６ｂガイド部分
６０Ａ撮像モジュール
６６１ガイド部材
６６１ａガイド面
６６１ｂガイド面
６６２ガイド部材
６６２ａガイド部分
６６２ｂガイド部分
７０Ａ撮像モジュール
７６１ガイド部材
７６１ａガイド面
７６１ｂガイド面
７６２ガイド部材
７６２ａガイド部分
７６２ｂガイド部分
８０Ａ撮像モジュール
８６ガイド部材
８６ａガイド部分
８６ｂガイド部分

Claims

撮像面を有する撮像素子と、
前記撮像面の後方に向かうように配置された可撓性基板と、
前記撮像素子と前記可撓性基板とを固定する第１および第２のガイド部材とを有し、
前記第１のガイド部材は、前記撮像素子の撮像面と反対側の面に沿って延出する第１のガイド面と、前記可撓性基板に沿って延出する第２のガイド面とを有し、
前記第２のガイド部材は、前記第１のガイド部材における前記第１のガイド面と反対側の面に沿って延出する第１のガイド部分と、前記第２のガイド面と前記可撓性基板との間に沿って延出する第２のガイド部分とを有することを特徴とする撮像モジュール。
前記第１のガイド部材の第１のガイド面は、前記撮像素子の撮像面と反対側の面の全面に沿って延出することを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
前記第１のガイド部材は、前記撮像素子の撮像面と反対側の面に、接着剤により固定された、有機基板、セラミック基板、ガラス基板、または、これら基板の複合基板であることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。