JPH0318342A - 電子内視鏡の固体撮像素子アセンブリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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Ｊ 電子内視鏡における撮像手段としては、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或するが、この固体撮
像素子アセンツリは対物レンズの鏡胴に固着して設けら
れている。ここて、固体撮像素子か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
か形成されて、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。

［発明が解決しようとする課題１ ここて、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、集積度か大幅に向上したものか
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か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
てきることになる。

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ツリ
全体の形状をそれに見合ったたけ小型化することばてき
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層構造となっている
。また、固体撮像素子の電極は表面側に形成される関係
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しなければならず、この配線はアー
チ状に突出する状態にして取り付けられることから、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
リアランスか必要となる。このために、固体撮像素子ア
センブリ全体の厚み寸法が大きくなって、挿入部の先端
における硬質部分の長さ寸法の短縮を図ることがてきな
いという欠点かある。まか、ワイヤボンディンクは平面
方向にワイヤを延ばす距離をある程度確保しなければな
らないことから、基板の寸法も縮小することかてきず、
このために挿入部を細径化に対する障害となっている。

本発明は叙上の点に鑑みてなされたものてあって、その
目的とするところは、小型て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ツリを提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段１ 前述した目的を達威するために、本発明は、側面に配線
パターンを形成した基板に透孔を開設し、該配線パター
ン形戒面に、受光面を前記透孔に向けた状態にして固体
撮像素子を接合し、該固体撮像素子の受光面側の電極を
前記基板側の電極と接着すると共に、前記透孔には前記
固体撮像素子の受光面を保護する透明保護部材を嵌め込
む構或としたことをその特徴とするものである。

【作用１ このように構成することによって、固体撮像素子の表面
に形或される電極をワイヤボンディング手段によること
なく基板の電極に接続させることができるようになり、
しかも固体撮像素子の受光面を保護する透明保護部材は
基板に形成した透孔内に装着するようにしているから、
固体撮像素子アセンブリ全体の厚みを小さくすることか
てきるようになる。従って、この固体撮像素子アセンツ
リを挿入部に内装させたときに、その硬質部分の長さの
短縮を図ることかできるようになる。

【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郁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
本体て、該先端部本体１０には貫通孔１１か開設されて
おり、該貫通孔１ｌには対物レンズＬを支持する鏡胴内
筒１２と該鏡胴内筒ｌ２に嵌合した鏡胴外筒１３とから
なる光学装置か装着されている。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フリ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はセラミック等の絶
縁部材からなる基板を示し、この基板１５には、その中
央部に方形の透孔１６が設けられている。そして、基板
１５の裏面側には、第４図に示したように、複数の配線
パターン１７が形成されており、該配線パターン１７に
おける基板１５の外周側の部位には配線ケーツル■８か
接続され、また透孔１６の近傍部は電極郁１７ａとなっ
ている。

次に、前述した基板１５の裏面に固体撮像素子１９が取
り付けられるようになっている。この固体撮像素子１９
は、第５図から明らかなように、その中央部に受光面１
９ａが設けられており、該受光面１’ｌａの周囲には複
数の電極ＺＯが形或されてレ）る。

そして、該固体撮像素子１９はその受光面１９ａを透孔
１６に対面させると共に、電極２０を基板１５｛Ｉｌｌ
の配線パターン１７における電極部１７ａに直接接合さ
せるようにしている。

ここで、両電極２０．　１７ａ間を結着させるために、
固体撮像素子１９の電極２０または基板配線ｙ＜ターン
１７の電極部１７ａのいずれか一方に金，インジウム合
金，はんだ等からなるノ人ンプを形成し（本実施例にお
いては、電極２０側がノくンプ電極構造となっている）
、このハンプを設けた固体撮像素子１９と基板１５とを
、該バンプと基板電極１７ａとを位置合せし、加熱状態
下て加圧することによりハング部分を溶融させることに
より、電極２０と電極部１７ａ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ｌ９の受光面とは反対側の面にオーバフロー
トレイン電極が設けられており、この電極はワイヤボン
ディングにより基板１５と接続されている。また、基板
１５の裏面にはハッファアンプ２１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１５に固体撮像素子１９を装着した
状態で、該固体撮像素子１９の装着部にはエボキシ樹脂
等の封止樹脂２２により封止されるようになっている。

また、この固体撮像素子１９における受光面１９ａを保
護するために、透孔ｌ６内には平板ガラス，透明樹脂等
からなる透明保護部材２３が装着されており、この透明
保護部材２３の周辺部分にはシール材２４か充填されて
いる。これによって、固体撮像素子１９は密閉状態に保
持されることになる。

なお、透明基板１５は、略半円状に形成されており、そ
の両端部分は下方への延在部１５ａを設ける構造となっ
ている。これにより、処置具挿通チャしら ンネルＴやライトガイト■、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１７を形戒し
た基板１５の面積を可及的に広くなるように構威してい
る。

本実施例は前述のように構威されるもので、この固体撮
像素子アセンブリ１４を形戒するには、まず、第６図に
示したように、リードフレーム２５を用い、このリード
フレーム２５のリム部２５ａに放射状に設けた複数のリ
ード部２５ｂを基板１５の各配線パターンｌ７に接着さ
せる。これによって、基板１５に配線ケーツル１８を接
続させた状態となすことができる。ここで、このように
リードフレーム２５を用いることによって、基板１５に
形或する配線パターン１７を単純化することかできて、
基板１５の表面面積の縮小が可能となり、固体撮像素子
アセンブリ１４の外径寸法の小型化も図ることかできる
と共に、基板１５のケーツルへの接続も極めて容易にな
る。

次に、この基板１５の裏面から、固体撮像素子１９を、
その受光面１９ａが透孔ｌ６に対面し、かつ各電極２０
が配線パターン１７の電極部１７ａと対面する状態に位
置合せを行い、電極部分を加熱・加圧することによって
、バンプ電極部分を構或する側を溶融させることにより
電極２０と電極部１７ａとの接合を行う。ここて、固体
撮像素子１９には通常その表面側に電極２０が形成され
ているのて、基板１５にはその裏面側に配線パターン１
７を設けることによって、ワイヤボンディンク手段によ
らず、電極２０．１７ａ間を直接接続させることかでき
るようになる。

このようにして基板１５と固体撮像素子１９との接合か
完了すると、基板１５の裏面側には固体撮像素９ １　０ 子１９を覆うようにして樹脂封止２２を行い、また透孔
１６には透明保護部材２３を嵌め込んで、シール材２４
をその周囲に供給することにより、固体撮像素子１９を
密封状態にして、この固体撮像素子１９の保護と、電極
２０．　１７ａ間との間が電気的に遮断されることがな
いように保持する。

さらに、リードフレーム２５の外周のリム部２５ａを切
断して、リード部２５ｂを折り曲げる。このようにして
固体撮像素子アセンブリ１４が形成されるが、この固体
撮像素子アセンブリ１４は、その基板１５の表面を対物
レンズＬの鏡胴外筒ｌ３の端部に接着等の手段により固
着すると共に、リード部２５ｂの端部にケーブルを接続
することによって、先端部本体１０の内部に装着するこ
とかできる。

而して、このように固体撮像素子１９を透孔１６を有す
る基板１５に、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、ほぼ基板１５と固体撮像素子１９との
厚み分に相当するたけのものとなる。従って、基板，固
体撮像素子及び透明保護部材の３層構造て、しかもワイ
ヤボンディンクにより配線部分か突出する分だけ固体撮
像素子と透明保護部材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、ワイヤボンディング
を行うには基板にある程度のスペースを必要とするが、
基板１５と固体撮像素子ｌ９とをバンプ接合させるよう
にすると、基板１５を配線パターン１７を描くに必要最
小限のものとすることができるのて、平面方向における
寸法の短縮も図ることかできるようになる。この結果、
内視鏡の挿入部の内蔵物の径方向の寸法を短くすること
がてき、その細径化を図ることが可能となる。

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１１ １　２ 木体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、先端郁本体１０
から固体撮像素子アセンブリ１４を保護するために、そ
れを囲繞するように設けられる硬質の筒体１０ａの端部
までであるか、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
することができるので、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
ッド部凡の寸法の短縮は、たとえＩｎ＋ｍ以下というよ
うに極めて僅かなものであったとしても、それを例えば
細い気管支に挿入したとき等に疾患観察が容易となり、
電子内視鏡の操作上で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、基板に透孔を設け、固体撮像素子を
、この透孔に受光面を向けると共に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、固体撮像素子の
受光面を保護する透明保護部材を透孔に装着する構成と
したので、固体撮像素子アセンブリを、基板の厚みと固
体撮像素子の厚みとの合計寸法とほぼ同し程度となるよ
う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を図ることかでき
、またワイヤボンディンタ手段を用いて基板と固体撮像
素子とを接続する場合のようにワイヤリング距離を確保
する必要がないので、基板の面積を短縮することができ
、挿入部の細径化が図られ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
基板の裏面図、第５図は固体撮像素子の表面図、第６図
は固体撮像素子アセ１　３ ｌ　４ ンツリの形戒工程を示す説明図である。 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、ｌ５：基板、１６：透
孔、ｌ７：配線パターン、１７ａ：電極部、１９：固体
撮像素子、１９ａ：受光面、２０：電極、２３：透明保
護部材。 １ ５ 第 ４ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一側面に配線パターンを形成した基板に透孔を開設し、
   該配線パターン形成面に、受光面を前記透孔に向けた状
   態にして固体撮像素子を接合し、該固体撮像素子の受光
   面側の電極を前記基板側の電極と接着すると共に、前記
   透孔には前記固体撮像素子の受光面を保護する透明保護
   部材を嵌め込む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。