JPH0423469A

JPH0423469A - 固体撮像素子モジュール

Info

Publication number: JPH0423469A
Application number: JP2126902A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Muranaka; 村中　勇一
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-05-18
Filing date: 1990-05-18
Publication date: 1992-01-27

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、例えば電子内視鏡装置等に設けられＣＣＤ等
の固体撮像素子により撮像を行う固体撮像素子モジュー
ルに係り、特に機密性を品めることかてきる固体撮像素
子モジュールに関する。

（従来の技術）従来、この種の固体撮像素子モジュールとして、例えば
第９図に示すようなものかある。図において］００は固
体撮像素子モジュールであり、１１キシプルプリント基
板（Ｆ　Ｐ　Ｃ）等のＷ板１０］に固体撮像素子として
のＣＣＤ１．．０２がセラミック等から成るチップキャ
リア１０３を介して取り例けられ、ＣＣＤ　１．０２の
撮像面側の光学的な有効画素領域上に光学部材としての
光学ガラス１０４が接着されている。光学ガラス１．０
４端面及びＣＣＤ　］、　０２は、保護や気密のために
エポキン樹脂等の封止樹脂１０５により被覆されている
。

また、この基板１０１には回路素子］−０６が配設され
、」二記と同様に封止樹脂１．０５により被覆されて、
バッファアンプ等の電気回路が構成されており、基板１
０］には本体との間で信号の人出力を行うケーブル］０
７が接続されている。図中１０８はボンディングワイヤ
である。

この固体撮像素子モジュール１．００が例えば電子内視
鏡装置に設けられる場合には、第１０図に示すように、
スコープ部先端に固体撮像素子モジュール１００が組み
込まれ、対物光学系１］０により結像された光像がミラ
ー１１１を介してｃｃＤ　１．０２に入射すると、ＣＣ
Ｄ　］、　０２は本体がらの駆動信号を基に映像信号と
しての電気信号を出力する。本体側ではこの電気信号に
基いて＋Ｍ成した画像を表示する。

尚、固体撮像素子に用いられるフォトダイオドは赤外領
域にも感度を有するので、人の１１の感度と同じに補正
して良好な画像を得るために、固体撮像素子と光学ガラ
スとの間に視感度補正フィルタを挾持して設けることが
多い。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら上記した従来技術の場合には、光学ガラス
１０４と封止樹脂１０５は線熱膨張係数が異なるため、
ヒートショックがりえられると封止樹脂１０５の接着面
が剥れて、光学ガラス１０４と封止樹脂］０５との間に
隙間が生しることが多かった。そのため、このような隙
間がら浸入した空気中の水分によりＣＣＤ　１０２が腐
食したり、視感度補正フィルタを設けた場合には、一般
に視感度補正フィルタは耐湿性が低いリン酸系のガラス
から成るので、フィルタが吸湿して曇りゃ潮解を生し、
その結果表示画像上にシミが生じることが多いという問
題があった。

このような問題を解決するために、光学ガラスの厚さを
厚くして固体撮像素子と外気とのシールパスを大きくす
ることが行われているが、この場合には光学ガラスが厚
くなるために固体撮像素子モジュールの厚みか厚くなり
、モジュールの小型化の妨げになるという欠点があった
。

本発明は」１記従来技術の課題を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、大型化することな
く気密性を高め、それにより固定撮像素子の腐食を防止
して使用寿命を延長し、また光学フィルタの曇りや潮解
を防止して、画像を表示する際には表示画像の画質劣化
を防止することがてきる固体撮像素子モジュールを提供
することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明にあっては、括仮に
取り（＝１けられた固体撮像素子の撮像面側に板状の光
学部材を積載し、気密のために該光学部利端面及び前記
固体撮像素子を封止樹脂により被覆して成る固体撮像素
子モジュールにおいて、前記光学部材が前記封止樹脂と
接触する面積を、該光学部材の受光面に対して垂直方向
の切断面の面積より大きくして成ることを特徴とする。

上記固体撮像素子モジュールとして、光学部材か封止樹
脂と接触する面を粗面としたもの、光学部材端面を受光
面に垂直な方向に対して傾斜させて成るもの、光学部材
端面を階段状としたもの、または光学部材端面に凹凸を
設けて成るものが使用可能である。

また、上記光学部材端面を階段状としたものにおいては
、第１の光学部材と固体撮像素子との間に第２の光学部
材としての光学フィルタを挾持し、第１の光学部材の受
光面方向の大きさを該光学フィルタの受光面方向の大き
さより大きくして成るものが好適である。

（作用）」１記構成を有する本発明の固体撮像素子モジュールに
おいては、光学部キイが封止樹脂と接触する面積が光学
部材の受光面に対して垂直方向のψＪ断面の面積より大
きいので、光学部材の厚さを厚くすることなく接着強度
か向上し、光学部材と封１に樹脂との間に隙間が生しに
くい。また、固体撮像素子と外気とのシールパスが増加
するので、固体撮像素子の気密性を高めることができる
。従って、湿気による固体撮像素子の腐食か防止される
。

また、固体撮像素子と光学部材との間に光学フィルタを
挾持して設ける場合には、上記と同様の作用により光学
フィルタの気密性も高められるので、吸湿による光学フ
ィルタの曇りや潮解の発生を防止することかできる。特
に、この場合には、光学フィルタを第２の光学部材とし
て、第１の光学部材と固体撮像素子との間に挾持し、第
１の光学部材の受光面方向の大きさを光学フィルタの受
光面方向の大きさより大きくすることにより、光学フィ
ルタと外気とのシールパスを増加させるとともに、光学
フィルタを第２の光学部材として兼用しているので、比
較的薄い光学部材を用いて固体撮像素子の気密性を高め
ることができる。

さらに、光学部材端面を傾斜させることにより、温度変
化時に光学部材と封止樹脂の線熱膨張係数の差により両
者の境界面で生じる力を分散し、光学部材が封止樹脂か
ら受ける力を低減して、光学部材の破損を防止すること
ができる。

（実施例）以下に、本発明の実施例を図に基いて説明する。

第１図は本発明の第１実施例の固体撮像素子モジュール
の構成を示す縦断面図である。図において、１は固体撮
像素子モジュールを示しており、ＦＰＣ等の基板２にセ
ラミック等から成るチップキャリア３がハンダ付等によ
り電気的に接続され、チップキャリア３上に固体撮像素
子としてのＣＣＤ４かダイボンディングされ、ボンディ
ングワイヤ５により電気的に接続されている。ＣＣＤ４
の撮像画（受光面）の光学的な有効画素領域」二には光
学部材としての光学ガラス６が接着されている。

そして、光学ガラス６の受光面を露出させた状態で、保
護や気密のために光学ガラス６の端面及びＣＣＤ４がエ
ポキシ樹脂等の封止樹脂７により被覆されている。

光学ガラス６は、粒子の粗い研磨剤により研磨したり、
あるいは化学処理を行って、端面か滑らかではない粗面
とされた後、紫外線硬化型接着剤等によりＣＣＤ４表面
に接着される。この後、封止樹脂７によりＣＣＤ４．ボ
ンディングワイヤ５゜光学ガラス６端面をモールドする
。

本第１実施例においては、光学ガラス６端面は粗面とさ
れているのて光学ガラス６と封止樹脂７との接触面積は
、光学ガラス６端面か滑らかな場合の接触面積、すなわ
ち光学ガラス６の受光面に垂直方向の切断面の面積より
大きくなり、光学ガラス６の厚さを厚くすることなく接
着強度を向上させ、またＣＣＤ４と外気とのシールパス
を増加させることができる。従って、モジュールの厚さ
を厚くすることなく、ＣＣＤ４の気密性を高めて湿気に
よるＣＣＤ４の腐食を防止し、使用寿命の延長化を図る
ことができる。

上記第１実施例において、第２図に示すように、光学フ
ィルタとして視感度補正フィルタ８をＣＣＤ４と光学ガ
ラス６との間に挾持し、視感度補ｉ］ニフィルタ８の端
面を上記と同様にして粗面としてもよい。この場合には
、ＣＣＤ４の気密性がさらに高められるだけではなく、
視感度補正フィルタ８の気密性も高められるので、視感
度補正フィルタ８が吸湿により曇りや潮解を生じること
を防止して、画像を表示する際には表示画像の画質劣化
を防止することができるという効果も得られる。

第３図は本発明の第２実施例の固体撮像素子モジュール
の構成を示す縦断面図である。図において、上記第１実
施例と同一部分については同７１号をイζｊし説明を省
略する。この固体撮像索子モシュル１０は、光学ガラス
］６端面がカットまたは研磨により、光学ガラス１６の
受光面に垂直な方向に対して傾斜面とされている。すな
わち、光学ガラス］６の受光面方向の切断面積がＣＣＤ
４がら遠ざかる程小さくなるように、光学ガラス１６の
端面が傾斜している。

本第２実施例においては、光学ガラス］６端而が傾斜し
ているため、光学ガラス１６と封止樹脂７との接触面積
は光学ガラス］６の受光面に垂直方向の切断面積より大
きいので、上記第１実施例と同様に、光学ガラス］６を
厚くすることなくＣＣＤ４の気密性を高めることかでき
る。従って、モジュールを厚くすることなく使用寿命を
延長し、また、視感度補正フィルタ等の光学フィルタを
ＣＣＤ４と光学カラス１６との間に挾持して設ける場合
には、光学フィルタの気密性も高められるので、吸湿に
よるフィルタの曇りや潮解を防止して、表示画像の画質
劣化を防止することができる。

さらに、本第２実施例においては、光学ガラス］６端面
か傾斜しているため、光学ガラス１６と１・ｋ　１１＝
樹脂７の線熱膨張係数の差により温度変化時に両者の境
界面で生じる力を分散させ、光学ガラス］６が封止樹脂
７から受ける力を低減することかできる。従って、光学
ガラス１６の破損を防１１−し、モジュールの使用寿命
をより延長することができる。

尚、上記第２実施例において、光学ガラス１６１　］端面を傾斜さぜた上に粗面とすることにより、光学ガラ
ス］６と封止樹脂７との接着面積をさらに増加させ、」
二連した効果を高めることができる。

第４図は本発明の第３実施例の固体撮像素子モジュール
の構成を示す縦断面図である。図において」−記第１．
第２実施例と同一部分には同？］号をイーｊし説明を省
略する。

この固体撮像素子モジュール２０においては、光学ガラ
ス２６端面か１段階の階段状とされており、光学ガラス
２６の受光面方向の＋’、ＪＪ断面積がＣＣＤ４から遠
ざかる程大きくなるような階段か）１ａ成されている。

この階段は本第３実施例では１段階としたが、２段階以
」二としてもよい。また、１枚の光学ガラス端面を加工
して階段を形成してもよいか、大きさの異なる複数枚の
光学ガラスを張り合せて端面に階段を形成してもよい。

後者の方が簡単に製造することかできる。

本第３実施例においては、光学ガラス２６端而が階段状
とされているため、光学ガラス２６と封止樹脂７との接
触面積は光学ガラス２６の受光面］　２に垂直方向の切断面積より大きいので、」二記第１゜第
２実施例と同様に、光学ガラス２６を厚くすることなく
ＣＣＤ４の気密性を高めることかできる。

従って、モジュールを厚くすることなく使用寿命を延長
し、また、視感度補正フィルタ等の光学フィルタをＣＣ
Ｄ４と光学ガラス２６との間に設ける場合には、吸湿に
よるフィルタの曇りや潮解を防止して、表示画像の画質
劣化を防止することができる。光学ガラス２６端面を粗
面とすれば、」−記効果をさらに品めることがてきる。

上記第３実施例において、視感度補正フィルタを第２の
光学部材として用いて第５図に示ず構成としてもよい。

第５図において、第１の光学部月としての光学ガラス３
６の受光面方向の大きさは第２の光学部材としての視感
度補正フィルタ３７の受光面方向の大きさより大きくさ
れており、両者を張り合せて端面か階段状とされ、視感
度補正フィルタ３７かＣＣＤ４と光学ガラス３６との間
に位置するように設けられている。

この場合には、視感度補正フィルタ３７を別の位置に設
けることなく端面に階段を形成するだめの第２の光学部
材として兼用して用いることにより、光学ガラス３６を
厚くすることなく、すなわちモジュールを厚くすること
なく　ＣＣＩ）　４の気密性を高め、かつ視感度補正フ
ィルタ３７がこれより大きい光学ガラス３６により覆わ
れているため、視感度補正フィルタ３７と外気とのンー
ルバスか増加し、視感度補正フィルタ３７の気密性も高
められるという効果が得られる。

第６図は本発明の第４実施例の固体撮像素子モジュール
の構成を示す縦断面図である。図において上記第１〜第
３実施例と同一部分には同符号を利し説明を省略する。

この固体撮像素子モジュール４０においては、光学ガラ
ス４６外周面にリング状の凸部４６ａ及び凹部４６ｂが
交互に複数個形成されて、光学ガラス４６端面に凹凸が
設けられている。この場合にも上記第３実施例と同様に
、１枚の光学ガラス端面を加工して凹凸を形成してもよ
いか、第７図に示すように、大きさの異なる複数枚の光
２ｙガラスを張り合せて端面に凹凸を形成してもよい。

また、第８図に示すように、光学ガラス４６外周面にリ
ンク状ではなくスパイラル状の凹凸を設けてもよい。

本第４実施例においては、光学ガラス４６端而に凹凸か
設けられているため、光学ガラス４６と封止樹脂７との
接触面積が光学ガラス４６の受光面に垂直方向の切断面
積より大きくなるので、光学カラス４６を厚くすること
なくＣＣＤ４の気密性を高めることかできる。従って、
モジュールを厚くすることなく使用寿命を延長し、また
、視感度補止フィルタ等の光学フィルタをＣＣＤ４と光
学ガラス４６との間に設ける場合には、吸湿によるフィ
ルタの曇りや潮解を防Ｉ卜シて、表示画像の画質劣化を
防止することができる。

尚、視感度補正フィルタ等の光学フィルタをＣＣＤ４と
光学ガラス４６との間に設ける場合には、この光学フィ
ルタの端面に凹凸を設ければ、ＣＣＤ４の気密性をさら
に高めることかできる。

［発明の効果］及び作用を有するもので、光学部材を厚くすることなく
光学部材が封＋ｌ樹脂と接触する面積を人きくすること
により、モジュールを大型化することなく、気密性を高
めることができる。従って、湿気による固体撮像素子の
腐食を防止して、使用寿命を延長し、吸湿による光学フ
ィルタの曇りや潮解を防止して、画像を表示する際には
表示画像の画質劣化を防止することができる。

さらに、光学部祠端面を傾斜させることにより、温度変
化時に光学部材か封止樹脂から受ける力を低減して、光
学部材の破損を防止し、使用寿命をより延長することか
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の固体撮像素子モジュール
の構成を示す縦断面図、第２図は同第１実施例において
視感度補正フィルタを設けた例を示す縦断面図、第３図
は本発明の第２実施例の固体撮像素子モジュールの構成
を示す縦断面図、第４図は本発明の第３実施例の固体撮
像素子モジュルの構成を示す縦断面図、第５図は同第３
実施例において視感度補正フィルタを第２の光学部材と
して用いた例を示す縦断面図、第６図は本発明の第４実
施例の固体撮像素子モジュールの構成を示す縦断面図、
第７図は同第４実施例における光学ガラスの製造方法の
一例を説明するための縦断面図、第８図は同第４実施例
における光学ガラスの変形例を示す説明図、第９図は従
来の固体撮像素子モジュールの構成を示す縦断面図、第
１０図は同従来例のモジュールが電子内視鏡装置のスコ
ープ部先端に組み込まれた状態を示す説明図である。１、　１０　２０．４０・・・固体撮像素子モジュル２　基板　４・・ＣＣＤ　（固体撮像素子）６．１．６
．２６．４６・・光学ガラス（光学部材）７　封止樹脂８・視感度補正フィルタ（光学フィルタ）３６・光学ガ
ラス（第１の光学部月）３７・硯感度補ｉＥフィルタ（第２の光学部材光学フィ
ルタ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板に取り付けられた固体撮像素子の撮像面側に
板状の光学部材を積載し、気密のために該光学部材端面
及び前記固体撮像素子を封止樹脂により被覆して成る固
体撮像素子モジュールにおいて、前記光学部材が前記封止樹脂と接触する面積を、該光学
部剤の受光面に対して垂直方向の切断面の面積より大き
くして成ることを特徴とする固体撮像素子モジュール。
（２）光学部材が封止樹脂と接触する面を粗面としたこ
とを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子モジュール
。
（３）光学部材端面を受光面に垂直な方向に対して傾斜
させて成ることを特徴とする請求項１記載の固体撮像素
子モジュール。
（４）光学部材端面を階段状としたことを特徴とする請
求項１記載の固体撮像素子モジュール。
（５）第１の光学部材と固体撮像素子との間に第２の光
学部材としての光学フィルタを挾持し、第１の光学部材
の受光面方向の大きさを該光学フィルタの受光面方向の
大きさより大きくして成ることを特徴とする請求項４記
載の固体撮像素子モジュール。
（６）光学部材端面に凹凸を設けて成ることを特徴とす
る請求項１記載の固体撮像素子モジュール。