JPWO2018021061A1 - Imaging unit and endoscope - Google Patents
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Abstract
細径化を図りながら、高画質の画像を得ることのできる撮像ユニットおよび内視鏡を提供する。本発明における撮像ユニット10は、撮像素子21を有し、裏面にセンサ電極23が形成された半導体パッケージ20と、第1接続電極31および第2接続電極32を有するとともに、電子部品35、36を内蔵し、第1接続電極31がセンサ電極23と接続される回路基板30と、表面に第3接続電極41、対向する2つの側面にケーブル接続電極42a、42bが形成され、第3接続電極41が第2接続電極32と接続される異形回路基板40と、ケーブル接続電極42a、42bに電気的および機械的に接続されるケーブル60と、を備え、回路基板30、異形回路基板40、ケーブル60は、半導体パッケージ20の光軸方向の投影面内に収まることを特徴とする。Provided are an imaging unit and an endoscope that can obtain a high-quality image while reducing the diameter. The imaging unit 10 according to the present invention includes an imaging element 21, a semiconductor package 20 having a sensor electrode 23 formed on the back surface, a first connection electrode 31 and a second connection electrode 32, and electronic components 35 and 36. Built-in circuit board 30 in which first connection electrode 31 is connected to sensor electrode 23, third connection electrode 41 is formed on the surface, and cable connection electrodes 42 a and 42 b are formed on two opposite side surfaces. Includes a deformed circuit board 40 connected to the second connection electrode 32, and a cable 60 electrically and mechanically connected to the cable connection electrodes 42a and 42b, and includes the circuit board 30, the deformed circuit board 40, and the cable 60. Is within the projection plane of the semiconductor package 20 in the optical axis direction.
Description
本発明は、撮像ユニットおよび内視鏡に関する。 The present invention relates to an imaging unit and an endoscope.
従来、医療分野および工業分野において、各種検査のために内視鏡装置が広く用いられている。このうち、医療用の内視鏡装置は、患者等の被検体の体腔内に、先端に撮像素子が設けられた細長形状をなす可撓性の挿入部を挿入することによって、被検体を切開せずとも体腔内の体内画像を取得でき、さらに、必要に応じて挿入部先端から処置具を突出させて治療処置を行うことができるため、広く用いられている。 Conventionally, endoscope apparatuses have been widely used for various examinations in the medical field and the industrial field. Among these, a medical endoscope apparatus incises a subject by inserting an elongated flexible insertion portion having an imaging element at the tip into the body cavity of the subject such as a patient. Without being able to acquire an in-vivo image inside the body cavity, and further, it is possible to perform a therapeutic treatment by projecting the treatment tool from the distal end of the insertion portion as necessary.
このような内視鏡装置の挿入部先端には、撮像素子と、該撮像素子の駆動回路を構成するコンデンサやICチップ等の電子部品が実装された回路基板とを含む撮像ユニットが嵌め込まれ、撮像ユニットの回路基板には信号ケーブルがはんだ付けされている。 An imaging unit including an imaging element and a circuit board on which electronic components such as a capacitor and an IC chip that constitute a driving circuit of the imaging element are mounted is fitted in the distal end of the insertion unit of such an endoscope apparatus, A signal cable is soldered to the circuit board of the imaging unit.
近年、ケーブルの信号線の接続作業の簡易化や接続部分の信頼性の向上、または撮像ユニットの細径化を目的として、撮像素子と接続する回路基板を立体構造(T字状)とし、回路基板の側面に電子部品や、信号ケーブルを接続する撮像ユニットが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, the circuit board connected to the image sensor has a three-dimensional structure (T-shaped) for the purpose of simplifying the connection work of the cable signal lines, improving the reliability of the connection part, or reducing the diameter of the image pickup unit. An imaging unit that connects an electronic component or a signal cable to a side surface of a substrate has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1では、電子部品が撮像素子と離れた位置に実装されるため、インピーダンスが高くなりノイズが発生する。そのため、撮像素子を安定して駆動できないおそれがあり、画質低下の要因となっている。特に撮像素子が高速化した場合に顕著となる。
However, in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、細径化を図りながら、高画質の画像を得ることのできる撮像ユニットおよび内視鏡を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an imaging unit and an endoscope that can obtain a high-quality image while reducing the diameter.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる撮像ユニットは、撮像素子を有し、裏面にセンサ電極が形成された半導体パッケージと、表面および裏面に第1接続電極および第2接続電極がそれぞれ形成されるとともに、複数の電子部品を内蔵し、表面の第1接続電極が前記半導体パッケージのセンサ電極と電気的および機械的に接続される回路基板と、表面に第3接続電極が形成されるとともに、対向する2つの側面にケーブル接続電極が形成され、前記第3接続電極が前記回路基板の第2接続電極と電気的および機械的に接続される異形回路基板と、前記異形回路基板のケーブル接続電極に電気的および機械的に接続される複数のケーブルと、を備え、前記回路基板、前記異形回路基板、ならびに前記複数のケーブルは、前記半導体パッケージの光軸方向の投影面内に収まることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an imaging unit according to the present invention includes a semiconductor package having an imaging element and a sensor electrode formed on the back surface, a first connection electrode and a first connection electrode on the front surface and the back surface. 2 connection electrodes are formed, a plurality of electronic components are built in, a circuit board in which the first connection electrode on the surface is electrically and mechanically connected to the sensor electrode of the semiconductor package, and a third connection on the surface An odd circuit board in which an electrode is formed, a cable connection electrode is formed on two opposing side surfaces, and the third connection electrode is electrically and mechanically connected to the second connection electrode of the circuit board; A plurality of cables electrically and mechanically connected to the cable connection electrodes of the odd-shaped circuit board, and the circuit board, the odd-shaped circuit board, and the plurality of cables are Wherein the fit in the semiconductor package of the optical axis direction of the projection plane.
また、本発明の撮像ユニットは、上記発明において、前記回路基板の裏面にさらに電子部品が実装されるとともに、前記異形回路基板の表面に、前記回路基板の裏面に接続された電子部品を収容する凹部が形成されていることを特徴とする。 In the image pickup unit of the present invention, in the above invention, an electronic component is further mounted on the back surface of the circuit board, and the electronic component connected to the back surface of the circuit board is accommodated on the front surface of the irregular circuit board. A recess is formed.
また、本発明の撮像ユニットは、上記発明において、前記異形回路基板は、電子部品を内蔵することを特徴とする。 The imaging unit according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the odd-shaped circuit board contains an electronic component.
また、本発明の撮像ユニットは、上記発明において、表面および裏面に第4接続電極および第5接続電極がそれぞれ形成されるとともに、複数の電子部品を内蔵し、前記第4接続電極および前記第5接続電極は、前記回路基板の第2接続電極および前記異形回路基板の第3接続電極と電気的および機械的にそれぞれ接続される第2回路基板、を備えることを特徴とする。 In the image pickup unit of the present invention, in the above invention, the fourth connection electrode and the fifth connection electrode are formed on the front surface and the back surface, respectively, and a plurality of electronic components are built in. The fourth connection electrode and the fifth connection electrode The connection electrode includes a second circuit board electrically and mechanically connected to the second connection electrode of the circuit board and the third connection electrode of the deformed circuit board, respectively.
また、本発明の撮像ユニットは、上記発明において、前記異形回路基板の対向する側面は、前記撮像素子の光軸方向の基端側で近接するような勾配を有することを特徴とする。 The imaging unit according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the opposite side surfaces of the odd-shaped circuit board have a gradient so as to approach each other on the proximal end side in the optical axis direction of the imaging element.
また、本発明の撮像ユニットは、上記発明において、前記異形回路基板は、前記ケーブル接続電極が形成された対向する2側面の中心面が、前記回路基板の前記異形回路基板の前記ケーブル接続電極が形成された対向する2側面と平行な側面の中心面からシフトして前記回路基板に接続され、前記回路基板の裏面であって、前記異形回路基板が接しない領域にさらに電子部品が接続されていることを特徴とする。 In the imaging unit according to the aspect of the invention, in the invention described above, the deformed circuit board may be configured such that a center surface of two opposing side surfaces on which the cable connection electrodes are formed has a cable connection electrode of the circuit board. Shifted from the center plane of the side surface parallel to the two opposing side surfaces formed, and connected to the circuit board, and further electronic components are connected to the back surface of the circuit board where the deformed circuit board does not contact It is characterized by being.
また、本発明の内視鏡は、上記に記載の撮像ユニットが先端に設けられた挿入部を備えたことを特徴とする。 An endoscope according to the present invention is characterized in that the imaging unit described above includes an insertion portion provided at a distal end.
本発明によれば、撮像素子に近接する回路基板を介して、撮像素子の直近に電子部品を配置することにより、撮像素子の高速駆動が可能となり、細径化を図りながら高画質の画像を得ることが可能となる。 According to the present invention, an electronic component is arranged in the immediate vicinity of an image sensor via a circuit board close to the image sensor, so that the image sensor can be driven at high speed, and a high-quality image can be obtained while reducing the diameter. Can be obtained.
以下の説明では、本発明を実施するための形態(以下、「実施の形態」という)として、撮像ユニットを備えた内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。さらにまた、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。 In the following description, an endoscope system including an imaging unit will be described as a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiment”). Moreover, this invention is not limited by this embodiment. Furthermore, the same code | symbol is attached | subjected to the same part in description of drawing. Furthermore, the drawings are schematic, and it should be noted that the relationship between the thickness and width of each member, the ratio of each member, and the like are different from the actual ones. Moreover, the part from which a mutual dimension and ratio differ also in between drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1にかかる内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。図1に示すように、本実施の形態にかかる内視鏡システム1は、被検体内に導入され、被検体の体内を撮像して被検体内の画像信号を生成する内視鏡2と、内視鏡2が撮像した画像信号に所定の画像処理を施すとともに内視鏡システム1の各部を制御する情報処理装置3と、内視鏡2の照明光を生成する光源装置4と、情報処理装置3による画像処理後の画像信号を画像表示する表示装置5と、を備える。(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the overall configuration of the endoscope system according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an
内視鏡2は、被検体内に挿入される挿入部6と、挿入部6の基端部側であって術者が把持する操作部7と、操作部7より延伸する可撓性のユニバーサルコード8と、を備える。
The
挿入部6は、照明ファイバ(ライトガイドケーブル)、電気ケーブルおよび光ファイバ等を用いて実現される。挿入部6は、後述する撮像ユニットを内蔵した先端部6aと、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部6bと、湾曲部6bの基端部側に設けられた可撓性を有する可撓管部6cと、を有する。先端部6aには、照明レンズを介して被検体内を照明する照明部、被検体内を撮像する観察部、処置具用チャンネルを連通する開口部および送気・送水用ノズル(図示せず)が設けられている。
The insertion portion 6 is realized using an illumination fiber (light guide cable), an electric cable, an optical fiber, and the like. The insertion portion 6 has a
操作部7は、湾曲部6bを上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ7aと、被検体の体腔内に生体鉗子、レーザメス等の処置具が挿入される処置具挿入部7bと、情報処理装置3、光源装置4、送気装置、送水装置および送ガス装置等の周辺機器の操作を行う複数のスイッチ部7cと、を有する。処置具挿入部7bから挿入された処置具は、内部に設けられた処置具用チャンネルを経て挿入部6先端の開口部から表出する。
The
ユニバーサルコード8は、照明ファイバ、ケーブル等を用いて構成される。ユニバーサルコード8は、基端で分岐しており、分岐した一方の端部がコネクタ8aであり、他方の基端がコネクタ8bである。コネクタ8aは、情報処理装置3のコネクタに対して着脱自在である。コネクタ8bは、光源装置4に対して着脱自在である。ユニバーサルコード8は、光源装置4から出射された照明光を、コネクタ8b、および照明ファイバを介して先端部6aに伝播する。また、ユニバーサルコード8は、後述する撮像ユニットが撮像した画像信号を、ケーブルおよびコネクタ8aを介して情報処理装置3に伝送する。
The
情報処理装置3は、コネクタ8aから出力される画像信号に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム1全体を制御する。
The
光源装置4は、光を発する光源や、集光レンズ等を用いて構成される。光源装置4は、情報処理装置3の制御のもと、光源から光を発し、コネクタ8bおよびユニバーサルコード8の照明ファイバを介して接続された内視鏡2へ、被写体である被検体内に対する照明光として供給する。
The light source device 4 is configured using a light source that emits light, a condensing lens, and the like. The light source device 4 emits light from the light source under the control of the
表示装置5は、液晶または有機EL(Electro Luminescence)を用いた表示ディスプレイ等を用いて構成される。表示装置5は、映像ケーブル5aを介して情報処理装置3によって所定の画像処理が施された画像を含む各種情報を表示する。これにより、術者は、表示装置5が表示する画像(体内画像)を見ながら内視鏡2を操作することにより、被検体内の所望の位置の観察および性状を判定することができる。
The
次に、内視鏡システム1で使用する撮像ユニットについて詳細に説明する。図2は、図1に示す内視鏡先端部に配置される撮像ユニット10の斜視図である。図3は、図2に示す撮像ユニット10の側面図である。
Next, the imaging unit used in the
撮像ユニット10は、撮像素子21を有し、裏面であるf2面にセンサ電極23が形成された半導体パッケージ20と、表面であるf3面および裏面であるf4面に第1接続電極31および第2接続電極32がそれぞれ形成されるとともに、電子部品35、36を内蔵する回路基板30と、表面であるf5面に第3接続電極41が形成されるとともに、対向する側面であるf6面およびf7面にケーブル接続電極42a、42bがそれぞれ形成されている異形回路基板40と、異形回路基板40のケーブル接続電極42a、42bに電気的および機械的に接続される複数のケーブル60と、を備える。
The
撮像ユニット10において、回路基板30、異形回路基板40、ならびに異形回路基板40に接続された複数のケーブル60は、半導体パッケージ20の光軸方向の投影面内に収まる大きさである。
In the
半導体パッケージ20は、ガラス22が撮像素子21に貼り付けられた構造となっている。レンズユニットが集光した光はガラス22の表面であるf1面を介して、受光部を備える撮像素子21の受光面に入射する。撮像素子21のf2面(裏面)にはセンサ電極23、および、第1はんだボール24が形成されている。第1はんだボール24は、金属コアはんだボール、樹脂コアはんだボール、Auバンプ、等でもよい。半導体パッケージ20は、ウエハ状態の撮像素子チップに、配線、電極形成、樹脂封止、およびダイシングをして、最終的に撮像素子チップの大きさがそのまま半導体パッケージの大きさとなるCSP(Chip Size Package)であることが好ましい。
The
回路基板30は、配線が形成された複数の基板が積層されて板状をなしている(f3面およびf4面に平行な基板が複数積層)。積層される基板は、セラミックス基板、ガラエポ基板、フレキシブル基板、ガラス基板、シリコン基板等が用いられる。回路基板30の内部には、電子部品35、36が内蔵され、積層される基板上の配線を導通させる複数のビアが形成されている。電子部品35、36は、コンデンサ、抵抗コイル等の受動部品、ドライバIC等の能動部品である。本実施の形態1では、回路基板30内に電子部品35、36を内蔵することにより、撮像素子21と電子部品35、36との距離を短くできるため、インピーダンスを小さくでき、撮像素子21の安定的な駆動が可能となることで高画質の画像を得ることができる。
The
回路基板30のf3面には第1接続電極31が形成され、半導体パッケージ20のセンサ電極23と第1はんだボール24を介して電気的、および機械的にそれぞれ接続されている。f3面の第1接続電極31とf2面のセンサ電極23との接続部は、図示しない封止樹脂により封止されている。
A
また、回路基板30のf4面の対向する2辺には、第2接続電極32が形成され、後述する異形回路基板40のf5面の第3接続電極41と第2はんだボール33を介して電気的、および機械的に接続されている。第2はんだボール33は、金属コアはんだボール、樹脂コアはんだボール、Auバンプ、等でもよい。本実施の形態1では、第2接続電極32は、対向する2辺に沿って配置されているが、これに限定するものではなく、f4面の全体に均等に配置してもよい。
Further, the
異形回路基板40は、セラミックス基板、ガラエポ基板、ガラス基板、シリコン基板等からなり、配線が形成された複数の基板が積層されて、対向するf6面およびf7面が、半導体パッケージ20の光軸方向の基端側で近接する(基端側でf6面とf7面の距離が短くなる)、すなわち、f6面およびf7面には、階段部S1、S2、およびS3が形成されている。
The odd-shaped
異形回路基板40のf5面には第3接続電極41が形成され、回路基板30の第2接続電極32と第2はんだボール33を介して電気的、および機械的にそれぞれ接続されている。f4面の第2接続電極32とf5面の第3接続電極41との接続部は、図示しない封止樹脂により封止されている。
A
f6面の階段部S3には、溝状のケーブル接続電極42aが形成され、この溝部にケーブル60の外皮62を剥離して露出した芯線61が図示しないはんだ等により電気的および機械的に接続している。ケーブル接続電極42aを溝状とし、ケーブル60の芯線61を収容させて接続することにより、ケーブル60が大径である場合でも、ケーブル60を半導体パッケージ20の光軸方向の投影面内に収めることができ、撮像ユニット10の細径化が可能となる。また、ケーブル接続電極42aを溝状とすることにより、異形回路基板40を構成する積層された基板内層で、ケーブル接続用のはんだがアンカーされるため、ケーブルの接続強度が向上し、大径のケーブルでもケーブル外れが発生しにくい。また、f7面の階段部S3には、平坦なケーブル接続電極42bが形成され、ケーブル60の外皮62を剥離して露出した芯線61が電気的および機械的に接続されている。本実施の形態1では、f6面のケーブル接続電極42aのみ溝状としているが、異形回路基板40の階段部の幅、使用するケーブル60の径、半導体パッケージ20の大きさ等に応じて、f6面およびf7面の両方のケーブル接続電極を溝状としてもよく、また、どちらも平坦な構造としてもよい。また、使用するケーブル60の本数が多い場合は、階段部S2にケーブル接続電極を形成することができる。階段部S2およびS3にケーブル接続電極を形成する場合には、千鳥格子状(ジグザグ状)に配置することが好ましい。
A groove-like
本実施の形態1では、異形回路基板40のf6面およびf7面を、半導体パッケージ20の光軸方向の基端側で近接するような階段状としているため、接続するケーブル60が太径である場合にも、基端側の階段部S3にケーブル60を接続すれば、ケーブル60を半導体パッケージ20の光軸方向の投影面内に収めることができ、撮像ユニット10の細径化が可能となる。
In the first embodiment, since the f6 surface and the f7 surface of the odd-shaped
また、本実施の形態1では、回路部品30内に電子部品35、36を内蔵することにより、撮像素子21と電子部品35、36との距離を短くできるため、インピーダンスを小さくでき、撮像素子21の安定的な駆動が可能となることで高画質の画像を得ることができる。電子部品35、36は回路基板30に実装されることが好ましいが、実装する電子部品数が多い場合は、異形回路基板40の裏面であるf8面に実装することができる。例えば、撮像素子21と近接させてインピーダンスを抑えたいデカップリングコンデンサ等は回路基板30に内蔵し、撮像素子21と近接させてインピーダンスを抑える必要のないカップリングコンデンサ等はf8面に実装することができる。
In the first embodiment, since the distance between the
上記の実施の形態1では、電子部品35、36は、回路基板30に内蔵されているが、実装する電子部品35、36の個数が多い場合は、回路基板30の裏面f4に電子部品を実装してもよい。図4は、本発明の実施の形態1の変形例1にかかる撮像ユニット10Aの側面図である。
In the first embodiment, the
撮像ユニット10Aにおいて、電子部品35、36は、回路基板30Aに内蔵されるとともに、回路基板30Aの裏面であるf4面に実装されている。異形回路基板40Aのf5面には、回路基板30Aのf4面に実装された電子部品35、36を収容する凹部43が形成されている。変形例1では、回路基板30Aに電子部品35、36を内蔵、およびf4面に電子部品35、36を実装することにより、撮像素子21と電子部品35、36との距離を短くできるため、インピーダンスを小さくでき、撮像素子21の安定的な駆動が可能となることで高画質の画像を得ることができる。また、異形回路基板40Aのf5面に凹部43を設け、電子部品35、36を収容するので、硬質部長(撮像ユニット10Aの光軸方向の硬質部分の長さ)を短くすることができる。
In the
さらにまた、電子部品35、36を内蔵する回路基板を複数有していてもよい。図5は、本発明の実施の形態1の変形例2にかかる撮像ユニット10Eの側面図である。
Furthermore, you may have multiple circuit boards which incorporate the
撮像ユニット10Eは、表面f3−1および裏面f4−1に第1接続電極31−1および第2接続電極32−1がそれぞれ形成されるとともに、電子部品35、36を内蔵し、第1接続電極31−1が半導体パッケージ20のセンサ電極23と電気的および機械的に接続される第1回路基板30E−1と、表面f3−2および裏面f4−2に第4接続電極31−2および第5接続電極32−2がそれぞれ形成されるとともに、電子部品35、36を内蔵し、第4接続電極31−2および第5接続電極32−2は、第1回路基板30E−1の第2接続電極32−1および異形回路基板40の第3接続電極41と電気的および機械的にそれぞれ接続される第2回路基板30E−2と、を有する。変形例4では、同一形状の第1回路基板30E−1と第2回路基板30E−2とを光軸方向に重ねて接続することにより、多くの電子部品35、36を実装する撮像ユニット10Eを得ることができる。同一形状の第1回路基板30E−1と第2回路基板30E−2を使用することにより、製造工程を簡素化することができる。
The
また、第2回路基板30E−2に換えて、裏面f10側に電子部品35、36を収容する凹部54が形成された第3回路基板を使用することもできる。図6は、本発明の実施の形態1の変形例3にかかる撮像ユニット10Fの側面図である。
Moreover, it can replace with the
撮像ユニット10Fは、表面f9および裏面f10に第4接続電極51および第5接続電極52がそれぞれ形成されるとともに、裏面f10側に電子部品35、36を収容する凹部54が形成され、第4接続電極51および第5接続電極52は、回路基板30の第2接続電極32および異形回路基板40の第3接続電極41と電気的および機械的にそれぞれ接続される第3回路基板50を備える。
In the
第3回路基板50は、回路基板30と異形回路基板40との間に接続されるが、半導体パッケージ20と、回路基板30との間に接続してもよい。図7は、本発明の実施の形態1の変形例4にかかる撮像ユニット10Gの側面図である。
The
撮像ユニット10Gにおいて、第3回路基板50は、表面f9および裏面f10に第4接続電極51および第5接続電極52がそれぞれ形成されるとともに、裏面f10側に電子部品35、36を収容する凹部54が形成され、第4接続電極51および第5接続電極52は、半導体パッケージ20のセンサ電極23および回路基板30の第1接続電極31と電気的および機械的にそれぞれ接続されている。
In the imaging unit 10G, the
(実施の形態2)
実施の形態2において、電子部品は、回路基板に加え異形回路基板に内蔵されている。図8は、本発明の実施の形態2にかかる撮像ユニット10Hの側面図である。(Embodiment 2)
In the second embodiment, the electronic component is built in the irregular circuit board in addition to the circuit board. FIG. 8 is a side view of the
撮像ユニット10Hにおいて、異形回路基板40Hは、電子部品35、36を内蔵する。撮像ユニット10Hは、回路基板30に加え、異形回路基板40Hにも電子部品35、36を内蔵するので、電子部品35、36の実装密度を向上し、かつ硬質部長(撮像ユニット10Hの光軸方向の硬質部分の長さ)を短くすることができる。
In the
また、異形回路基板内により多くの電子部品35、36を内蔵させ、半導体パッケージ20と異形回路基板とを直接接続してもよい。図9は、本発明の実施の形態2の変形例1にかかる撮像ユニット10Jの側面図である。
Alternatively, a larger number of
撮像ユニット10Jにおいて、異形回路基板40Jは、回路基板30内に内蔵される電子部品35、36を含む電子部品35、36を内蔵し、表面であるf5面側に形成された第3接続電極41が、半導体パッケージ20の裏面であるf2面に形成されたセンサ電極23と、電気的および機械的に接続されている。撮像ユニット10Jは、異形回路基板40Jにより多くの電子部品35、36を内蔵するので、電子部品35、36の実装密度を向上しながら、硬質部長(撮像ユニット10Jの光軸方向の硬質部分の長さ)をさらに短くすることができる。
In the
(実施の形態3)
実施の形態3において、異形回路基板の光軸方向の大きさは、回路基板(半導体パッケージ)の光軸方向の大きさより小さく形成され、回路基板の裏面には電子部品実装領域が設けられている。図10は、本発明の実施の形態3にかかる撮像ユニット10Lの斜視図である。図11は、図10に示す撮像ユニット10Lの側面図である。(Embodiment 3)
In the third embodiment, the size of the odd-shaped circuit board in the optical axis direction is smaller than the size of the circuit board (semiconductor package) in the optical axis direction, and an electronic component mounting region is provided on the back surface of the circuit board. . FIG. 10 is a perspective view of an
撮像ユニット10Lにおいて、異形回路基板40Lは、光軸方向の大きさが回路基板30Lおよび半導体パッケージ20の光軸方向の大きさより小さく形成されている。異形回路基板40Lは、対向するf6面およびf7面が、半導体パッケージ20の光軸方向の基端側で近接するような階段状、すなわち、f6面およびf7面には、階段部S1、S2、およびS3が形成されている。
In the
異形回路基板40Lは、ケーブル接続電極42a、42bが形成された対向するf6面、f7面の中心面a1が、異形回路基板40Lのケーブル接続電極42bがそれぞれ形成された対向するf6面、f7面と平行な回路基板30Lの側面の中心面a2からシフトして回路基板30Lに接続される。
The
回路基板30Lの裏面f4には、異形回路基板実装領域A1と、電子部品実装領域A2が設けられている。異形回路基板40Lの第3接続電極41と接続される第2接続電極32は、異形回路基板実装領域A1に配置され、電子部品実装領域A2には電子部品35が実装されている。図11に示すように、異形回路基板40Lのf6面およびf6面の中心面a1が、回路基板30Lの中心面a2からシフト(図11では左側にシフト)するよう接続されている。これにより、回路基板30Lの裏面f4の一辺側を、電子部品実装領域S2として使用することができる。
An odd-shaped circuit board mounting area A1 and an electronic component mounting area A2 are provided on the back surface f4 of the
また、撮像ユニット10Lは、回路基板30L、異形回路基板40L、ならびに複数のケーブル60が、半導体パッケージ20の光軸方向の投影面内に収まる大きさに位置するため、細径化が可能となる。
In addition, the
なお、異形回路基板は、半導体パッケージの光軸方向の基端側で近接するような勾配を有していればよく、対向するf6面およびf7面の両側に階段部を設けていなくてもよい。図12は、本発明の実施の形態3の変形例1にかかる撮像ユニット10Mの側面図である。
The odd-shaped circuit board only needs to have a gradient that is close to the base end side in the optical axis direction of the semiconductor package, and the stepped portions may not be provided on both sides of the opposing f6 surface and f7 surface. . FIG. 12 is a side view of the
撮像ユニット10Mにおいて、異形回路基板40Mは、f6面のみに階段部S1、S2、S3が設けられ、f6面、f7面の中心面a1が、異形回路基板40Mのケーブル接続電極42a、42bが形成された対向する回路基板30Mのf6面、f7面と平行な側面の中心面a2からシフトして回路基板30Mに接続される。
In the
本発明の撮像ユニット、および内視鏡は、高画質な画像、および先端部の細径化が要求される内視鏡システムに有用である。 The imaging unit and the endoscope of the present invention are useful for an endoscope system that requires a high-quality image and a reduced diameter of the distal end portion.
1 内視鏡システム
2 内視鏡
3 情報処理装置
4 光源装置
5 表示装置
6 挿入部
6a 先端部
6b 湾曲部
6c 可撓管部
7 操作部
7a 湾曲ノブ
7b 処置具挿入部
7c スイッチ部
8 ユニバーサルコード
8a、8b コネクタ
10、10A、10E、10F、10G、10H、10J、10L、10M 撮像ユニット
20 半導体パッケージ
21 撮像素子
22 ガラス
23 センサ電極
24 第1はんだボール
30、30A 回路基板
31 第1接続電極
32 第2接続電極
33 第2はんだボール
35、36 電子部品
40、40A、40L 異形回路基板
41 第3接続電極
42a、42b ケーブル接続電極
43 凹部
50 第3回路基板
60 ケーブル
61 芯線
62 外皮DESCRIPTION OF
Claims (7)
表面および裏面に第1接続電極および第2接続電極がそれぞれ形成されるとともに、複数の電子部品を内蔵し、表面の第1接続電極が前記半導体パッケージのセンサ電極と電気的および機械的に接続される回路基板と、
表面に第3接続電極が形成されるとともに、対向する2つの側面にケーブル接続電極が形成され、前記第3接続電極が前記回路基板の第2接続電極と電気的および機械的に接続される異形回路基板と、
前記異形回路基板のケーブル接続電極に電気的および機械的に接続される複数のケーブルと、
を備え、
前記回路基板、前記異形回路基板、ならびに前記複数のケーブルは、前記半導体パッケージの光軸方向の投影面内に収まることを特徴とする撮像ユニット。A semiconductor package having an image sensor and having a sensor electrode formed on the back surface;
A first connection electrode and a second connection electrode are formed on the front surface and the back surface, respectively, and a plurality of electronic components are incorporated, and the first connection electrode on the front surface is electrically and mechanically connected to the sensor electrode of the semiconductor package. A circuit board,
A variant in which a third connection electrode is formed on the surface, a cable connection electrode is formed on two opposing side surfaces, and the third connection electrode is electrically and mechanically connected to the second connection electrode of the circuit board. A circuit board;
A plurality of cables electrically and mechanically connected to the cable connection electrodes of the odd circuit board;
With
The imaging unit, wherein the circuit board, the odd-shaped circuit board, and the plurality of cables are within a projection plane in the optical axis direction of the semiconductor package.
前記回路基板の裏面であって、前記異形回路基板が接しない領域にさらに電子部品が接続されていることを特徴とする請求項5に記載の撮像ユニット。The deformed circuit board has a center surface of two side surfaces facing each other on which the cable connection electrode is formed, and a center surface of a side surface of the circuit board parallel to the two facing side surfaces on which the cable connection electrode is formed. Connected to the circuit board shifted from the surface,
6. The imaging unit according to claim 5, wherein an electronic component is further connected to a region of the back surface of the circuit board that is not in contact with the odd circuit board.
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