JPH0318344A - 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ツ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ツリを構成するが、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
か形或されて、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。

［発明か解決しようとする課題］ 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かある。

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か
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た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。ここて、
ワイヤボンディンク手段によれば、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か大きくなり、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
がてきないという欠点がある。また、ワイヤボンディン
ク手段により固体撮像素子と基板との間を接続するよう
にした場合には、基板にこのワイヤボンディングを行う
ためのスペースを確保しなければならず、このために基
板の面積を必要以上大きくしなければならず、このため
に挿入部の細径化を図る上で大きな制約となるという欠
点もある。

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、透明基板の
一側面に配線パターンを形成して、この側面に受光面を
向け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の配線パターンに設けた電極に接着
させる構威としたことをその特徴とするものである。

［作用】 このように構戒することによって、透明基板を固体撮像
素子を搭載するというその本来の機能としてたけでなく
、固体撮像素子における受光面の保護部材としての機能
をも兼ねることになり、しかも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
とかできるようになり、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。

［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
概略構威を示す。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が設けられて
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
したように構威される。即ち、１５は平板ガラスからな
る透明基板を示し、この透明基板１５の一側面には、第
４図に斜線て示したように遮光領域を形戒するマスク層
１６が形成されており、その中央部は光が入射可能な方
形の窓１７となっている。これにより、後述の固体撮像
素子２２に余分な光が入射されることかないようになっ
ている。また、基板１５の他側面には、第５図に示した
ように、複数の配線パターン１８が形成されており、こ
の配線パターン１８は、マスク層１６によって遮光され
ている領域に形或されている。そして、この配線パター
ン１８には配線を外部に導き出すためのフレキシブル基
板１９と接続されており、このフレキシブル基板１９の
他端にケーブル２ロか接続されている。また、配線パタ
ーン１８には電極部２１が形成されている。

次に、透明基板１５には固体撮像素子２２か取り付けら
れている。この固体撮像素子２２は、第６図から明らか
なように、その中央部に受光面２２ａか形成されており
、該受光面２２ａの周囲には複数の電極２３か形成され
ている。そして、該固体撮像素子２２はその受光面２２
ａを窓１７に対面させると共に、電極２３を基板１５側
の配線パターン１８における電極部２１に直接接合させ
るようにしている。

ここて、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■８の電
極剖２１のいずれか一方に金，インシウム合金，はんた
等からなるバンプを形成し（本実施例においては、透明
基板１５側の電極部２１にハンブを形或する構造となっ
ている）、固体撮像素子２２の電極２３を透明基板１５
の配線パターン■８における電極部２１と位置合せを行
った状態で、バンプ部を加熱状態下で加圧することによ
り溶融させて、電極２３と電極部２１とを結着させるよ
うにした、所謂バンブ接着されるようになっている。な
お、固体撮像素子２２にはオーバフロートレイン電極か
設けられているが、この電極は透明基板１５にワイヤボ
ンディンタ手段により接続されるようになっている。ま
た、この基板１５における固体撮像素子２２の装着側に
はバッファアンプ２６が取り付けられている。

このようにして基板１５に固体撮像素子２２を装着した
状態て、該固体撮像素子２２の装着部からフレキシブル
基板１９の接続部及びバッファアンプ２６の装着部はエ
ボ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、基板ｌ５は略半円状に形成されており、その両端
部分には下方への延在部１５ａ　，　１５ａを設ける構
造となっている。これにより、処置具挿通チャンネルＴ
やライトガイドｔ警、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ｌ８を形成した基板
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、透明基板１５の
配線パターン１８を形成した側に固体撮像素子２２を、
その受光面２２ａが透孔１６に対面し、かつ各電極２３
か配線パターン１８の電極部２１と対面する状態にして
位置合せを行い、バンプパターン電極部分を加熱・加圧
して、バンプ電極部を構威するパターン電極部２１を溶
融させることにより該電極２３と電極部２ｌ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２
３か形成されているので、基板１５にはその裏面側に配
線パターン１８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２３．　２１間を直接接続させ
ることかできるようになる。

これと共に、透明基板１５における配線パターン１８に
フレキシブル基板１９を接続し、さらにバッファアンプ
２６を装着して、固体撮像素子２２と共にこれらの部分
を封止樹脂２５により封止する。然る後において、この
透明基板１５の固体撮像素子２２を装着した側とは反対
側の面を対物レンズＬの鏡胴外筒１３の端部に固着する
と共に、フレキシブル基板１９にケーブル２０を接続す
ることによって、固体撮像素子アセンツリｌ４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を透明基板ｑ １　０ １５に、間に配線を介することなく、直接ハング接合さ
せるようにしているのて、固体撮像素子アセンブリ■４
の肉厚は、ほぼ基板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か突出する分たけ固体撮像素子と
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かで
きるようになる。しかも、固体撮像素子２２と基板１５
との接続をハング接合により行うようにしているのて、
基板１５はその表面に配線パターン１８を形成するに必
要最小限の面積を持たせれば良く、ワイヤボンディンク
を可能ならしめるための余分なスペース等を設ける必要
かなくなるのて、該基板１５の面積を小さくすることか
できるようになり、挿入部の細径化を図る上で有利であ
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
性部か順次連設されるが、この先端部本体１０における
硬質部分、即ち挿入経路に泊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た硬質の筒部１０ａ
の端部まての間てある。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、筒部１０ａの軸線
方向の長さを短くすることがてきるようになり、リジッ
ド部Ｒの寸法の短縮化を図ることがてきる。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の疾患観察が
容易となり、電子内視鏡としての操作性の観点から極め
て重要な効果かある。

なお、前述の実施例においては、透明基板１５に１１ １　２ 形成した配線パターン１８をフレキシブル基板１９を介
してケーブル２０に接続するように構威したか、このよ
うな構戊を採用することにより、ケーツル２０と固体撮
像素子２２及びバッファアンプ２６との接続か極めて容
易になるが、ケーブル２０を直接透明基板ｌ５に設けた
配線パターン１８に接続するように構成してもよい。ま
た、マスク層１６を透明基板１５における固体撮像素子
２２の装着側とは反対側の面に形成する構威としたか、
該マスク層ｌ６は固体撮像素子２２の装着側に形或する
こともてきる。

［発明の効果１ 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、基板を透明なものとなし、この透明
基板に固体撮像素子を、その受光面を基板に接合させて
、当該受光面側に形成した電極を基板側の電極とを接着
させる構戒としたので、固体撮像素子アセンブリを透明
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
し程度に極めて薄型化することかでき、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、さらに基板と固体撮像素子との間
をバンプ接合させるようにしているのて、ワイヤボンデ
ィング手段のようにワイヤリング距離を確保する必要か
なくなり、基板の面積を配線パターンを描くに必要最小
限の大きさとすることかできるようになり、この結果挿
入部の細径化を図ることかできるようになる等の効果を
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て、第１図は内視鏡
の挿入部の先端部分の断面図、第２図は固休撮像素子ア
センブリの分解斜視図、第３図はその側面図、第４図は
透明基板の一側面を示す図、第５図は透明基板の他側面
を示す外観図、第６図は固体撮像素子の表面図である。 １０．先端部本体、１２：鏡胴内筒、１３：鏡胴外１　
３ １　４ １４　　固体撮像素子アセンブリ、１５：透明基１６：
マスク層、１７，窓、１８：配線パターン、フレキシブ
ル基板、２０：ケーツル、２１：電極２２：固体撮像素
子、２２ａ：受光面、２３：電１ ５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透明基板の一側面に配線パターンを形成して、この側面
   に受光面を向け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の配線パターンに設けた
   電極に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。