TWI646939B - 微內視鏡裝置 - Google Patents

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TWI646939B TW106138980A TW106138980A TWI646939B TW I646939 B TWI646939 B TW I646939B TW 106138980 A TW106138980 A TW 106138980A TW 106138980 A TW106138980 A TW 106138980A TW I646939 B TWI646939 B TW I646939B
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Abstract

一種微內視鏡裝置包括一晶圓級影像擷取模組、一第一載板、一第二載板及一微電纜。晶圓級影像擷取模組包括一收光端及一訊號輸出入端，訊號輸出入端包括複數個電性接點，收光端接收一光束，使晶圓級影像擷取模組產生一影像訊號，再將此影像訊號轉換成相對應的複數個電訊號由此等電性接點輸出。第一載板包括一第一基板及複數個電性接點，第一基板包括複數個洞孔。第二載板包括一第二基板及複數個電性接點，第二基板包括複數個洞孔。微電纜包括複數條微導線。晶圓級影像擷取模組與第一載板連接，第一載板與第二載板連接，第二載板與微電纜連接。

Description

微內視鏡裝置
本發明係有關於一種微內視鏡裝置。
醫療用內視鏡一直是重要的醫療器材，微內視鏡裝置因為具有微小化的優點，被廣泛使用於微創手術，但也因為體積很小，使得微內視鏡裝置在製造上具有高難度。習知架構的微內視鏡裝置體積較大且無法有效大量生產，已無法滿足目前市場需求，所以需要有另一種新架構的微內視鏡裝置，才能同時滿足微小化及有效大量生產的需求。
有鑑於此，本發明為了解決上述問題而提供一種微內視鏡裝置，可同時滿足微小化及有效大量生產的需求。
本發明之微內視鏡裝置包括一晶圓級影像擷取模組、一第一載板、一第二載板及一微電纜。晶圓級影像擷取模組包括一收光端及一訊號輸出入端，訊號輸出入端包括複數個電性接點，收光端接收一光束，使晶圓級影像擷取模組產生一影像訊號，再將此影像訊號轉換成相對應的複數個電訊號由此等電性接點輸出。第一載板包括一第一基板及複數個電性接點，第一基板包括複數個洞孔。第二載板包括一第二基板及複數個電性接點，第二基板包括複數個洞孔。微電纜包括複數條微導線。晶圓級影像 擷取模組與第一載板連接，第一載板與第二載板連接，第二載板與微電纜連接。
其中晶圓級影像擷取模組與第一載板電性連結，第一載板與第二載板電性連結，第二載板與微電纜電性連結。
本發明之微內視鏡裝置可更包括一中空管，此中空管包括一容置空間，晶圓級影像擷取模組、第一載板、第二載板及部份的微電纜置於此容置空間。
其中晶圓級影像擷取模組之訊號輸出入端之電性接點分別包括一錫球。
其中第一載板之電性接點分別包括一錫球。
其中第二載板之電性接點分別包括一錫球。
其中第一載板可為一玻璃，或可為一陶瓷，或可為一矽基板。
其中中空管可為一中空鋼管，或可為一中空塑膠管。
100‧‧‧微內視鏡裝置
10‧‧‧晶圓級影像擷取模組
101‧‧‧收光端
102‧‧‧訊號輸出入端
103、104、105、106‧‧‧錫球
20‧‧‧第一載板
201‧‧‧第一基板
202、203、204、205‧‧‧電性接點
206、207、208、209‧‧‧電性接點
2011‧‧‧第一輸入端
2012‧‧‧第一輸出端
2013、2014、2015、2016‧‧‧洞孔
30‧‧‧第二載板
301‧‧‧第二基板
302、303、304、305‧‧‧電性接點
306、307、308、309‧‧‧電性接點
3011‧‧‧第二輸入端
3012‧‧‧第二輸出端
3013、3014、3015、3016‧‧‧洞孔
40‧‧‧微電纜
401、402、403、404‧‧‧微導線
50‧‧‧中空管
501‧‧‧容置空間
第1圖係依據本發明之微內視鏡裝置之一實施例之側面示意圖。
第2A圖係依據本發明之微內視鏡裝置之晶圓級影像擷取模組之側面示意圖。
第2B圖係依據本發明之微內視鏡裝置之晶圓級影像擷取模組之訊號輸出入端示意圖。
第3A圖係依據本發明之微內視鏡裝置之第一載板之側面示意圖。
第3B圖係依據本發明之微內視鏡裝置之第一載板之第一輸入端示意圖。
第3C圖係依據本發明之微內視鏡裝置之第一載板之第一輸出端示意圖。
第4A圖係依據本發明之微內視鏡裝置之第二載板之側面示意圖。
第4B圖係依據本發明之微內視鏡裝置之第二載板之第二輸入端示意圖。
第4C圖係依據本發明之微內視鏡裝置之第二載板之第二輸出端示意圖。
第5圖係依據本發明之微內視鏡裝置之微電纜之示意圖。
請參閱第1圖，第1圖係依據本發明之微內視鏡裝置之一實施例之側面示意圖。微內視鏡裝置100包括一晶圓級影像擷取模組(Wafer-Level Image Capturing Module)10、一第一載板(Interposer)20、一第二載板(Interposer)30、一微電纜(Micro-Coaxial Cable)40及一中空管50。晶圓級影像擷取模組10與第一載板20連接且電性連接，第一載板20再與第二載板30連接且電性連接，第二載板30再與微電纜40連接且電性連接。上述晶圓級影像擷取模組10、第一載板20、第二載板30及部份的微電纜40再置於中空管50之一容置空間501，容置空間501再灌入矽膠(未圖式)以防止水氣入侵及防震。晶圓級影像擷取模組10包括一收光端101、一晶圓級鏡頭模組(Wafer-Level Camera Module)(未圖示)、一互補式金屬氧化物半導體(CMOS,Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)(未圖示)、錫球103、錫球104、錫球105及錫球106(其中錫球105及錫球106被遮住)。微電纜40包括4條微導線401、402、403及404(其中微導線403及微導線404被遮住)。上述中空管50可為中空鋼管或中空塑膠管。上述互補式金屬氧化物半導體(未圖示)可為電荷耦合元件(CCD,Charged-Coupled Device)。
操作時由一標的物(未圖示)反射出的一光束(未圖示)由收光 端101入射晶圓級影像擷取模組10，此光束(未圖示)經由晶圓級鏡頭模組(未圖示)聚焦後成像於互補式金屬氧化物半導體(未圖示)，互補式金屬氧化物半導體(未圖示)將擷取一影像訊號(未圖示)，此影像訊號(未圖示)將被轉換成相對應的一電訊號(未圖示)，最後由訊號輸出入端之錫球輸出此電訊號(未圖示)至第一載板(Interposer)20，第一載板(Interposer)20再將此電訊號(未圖示)輸出至第二載板(Interposer)30，第二載板(Interposer)30再將此電訊號(未圖示)輸出至微電纜40，最後由微電纜40中的微導線輸出此電訊號。上述互補式金屬氧化物半導體(未圖示)也可為電荷耦合元件(CCD,Charged-Coupled Device)。
底下將更進一步詳細說明晶圓級影像擷取模組10、第一載板20、第二載板30、微電纜40之結構及電性連接方式。
請同時參閱第2A圖及第2B圖，第2A圖係依據本發明之微內視鏡裝置之晶圓級影像擷取模組之側面示意圖，第2B圖係依據本發明之微內視鏡裝置之晶圓級影像擷取模組之訊號輸出入端示意圖。晶圓級影像擷取模組10包括收光端101、一訊號輸出入端102、一錫球103、一錫球104、一錫球105及一錫球106。訊號輸出入端102包括4電性接點(被錫球遮住未圖示)，錫球103、錫球104、錫球105及錫球106分別附著在訊號輸出入端102之4電性接點上。
請同時參閱第3A圖、第3B圖及第3C圖，第3A圖係依據本發明之微內視鏡裝置之第一載板之側面示意圖，第3B圖係依據本發明之微內視鏡裝置之第一載板之第一輸入端示意圖，第3C圖係依據本發明之微內視鏡裝置之第一載板之第一輸出端示意圖。第一載板20包括一第一基板 201、一電性接點202、一電性接點203、一電性接點204、一電性接點205、一電性接點206、一電性接點207、一電性接點208及一電性接點209，第一基板201包括一洞孔2013、一洞孔2014、一洞孔2015及一洞孔2016，洞孔2013、洞孔2014、洞孔2015及洞孔2016分別由一第一輸入端2011至一第一輸出端2012貫穿第一基板201，電性接點202、電性接點203、電性接點204及電性接點205設置於第一基板201之第一輸入端2011上，電性接點206、電性接點207、電性接點208及電性接點209設置於第一基板201之第一輸出端2012上。上述第一基板201可為玻璃、或可為陶瓷或可為矽基板。
請同時參閱第4A圖、第4B圖及第4C圖，第4A圖係依據本發明之微內視鏡裝置之第二載板之側面示意圖，第4B圖係依據本發明之微內視鏡裝置之第二載板之第二輸入端示意圖，第4C圖係依據本發明之微內視鏡裝置之第二載板之第二輸出端示意圖。第二載板30包括一第二基板301、一電性接點302、一電性接點303、一電性接點304、一電性接點305、一電性接點306、一電性接點307、一電性接點308及一電性接點309，第二基板301包括一洞孔3013、一洞孔3014、一洞孔3015及一洞孔3016，洞孔3013、洞孔3014、洞孔3015及洞孔3016分別由一第二輸入端3011至一第二輸出端3012貫穿第二基板301，電性接點302、電性接點303、電性接點304及電性接點305設置於第二基板301之第二輸入端3011上，電性接點306、電性接點307、電性接點308及電性接點309設置於第二基板301之第二輸出端3012上。上述第二基板301可為玻璃、或可為陶瓷或可為矽基板。
請參閱第5圖，第5圖係依據本發明之微內視鏡裝置之微電纜之示意圖。微電纜40包括一微導線401、一微導線402、一微導線403(被 微導線401遮住)、一微導線404(被微導線402遮住)及一包覆層405。
組裝時先將第一載板20之第一輸入端2011(參考第3B圖)與晶圓級影像擷取模組10之訊號輸出入端102(參考第2B圖)接觸，使得錫球103、錫球104、錫球105及錫球106(參考第2B圖)分別與電性接點202、電性接點203、電性接點204及電性接點205(參考第3B圖)接觸，接著加熱使錫球熔化，部份熔化的錫填滿洞孔2013、洞孔2014、洞孔2015及洞孔2016(參考第3B圖、第3C圖)且滲出到電性接點206、電性接點207、電性接點208及電性接點209(參考第3C圖)，當錫固化後，晶圓級影像擷取模組10將與第一載板20連接，錫球103、錫球104、錫球105及錫球106也將分別與電性接點206、電性接點207、電性接點208及電性接點209電性連接。
接著先將微電纜40之微導線401、402、403及404(參考第5圖)由第二載板30之第二輸出端3012(參考第4C圖)分別插入洞孔3013、洞孔3014、洞孔3015及洞孔3016(參考第4C圖)，再將錫球置於第一載板20之第一輸出端2012之電性接點206、電性接點207、電性接點208及電性接點209(參考第3C圖)之上，再將第二載板30之第二輸入端3011之電性接點302、電性接點303、電性接點304及電性接點305(參考第4B圖)分別與第一載板20之第一輸出端2012之電性接點206、電性接點207、電性接點208及電性接點209(參考第3C圖)之上的錫球接觸，接著加熱使錫球熔化，部份熔化的錫填滿洞孔3013、洞孔3014、洞孔3015及洞孔3016(參考第4B圖、第4C圖)且滲出到電性接點306、電性接點307、電性接點308及電性接點309(參考第4C圖)，當錫固化後，第二載板30將分別與第一載板20及微電纜40連接，電性接點206、電性接點207、電性接點208及電性接點209也 將先分別與電性接點302、電性接點303、電性接點304及電性接點305電性連接，再分別與電性接點306、電性接點307、電性接點308及電性接點309電性連接，最後再分別與微導線401、402、403及404電性連接。至此完成晶圓級影像擷取模組10與微電纜40之電性連接，晶圓級影像擷取模組10之錫球103、錫球104、錫球105及錫球106將分別與微電纜40之微導線401、402、403及404電性連接。
上述實施例中第一載板及第二載板之電性接點未先附著錫球，然而可以了解到，若第一載板及第二載板之電性接點先附著錫球，亦應屬本發明之範疇。
上述實施例中晶圓級影像擷取模組之訊號輸出入端之4電性接點已先附著錫球，然而可以了解到，若晶圓級影像擷取模組之訊號輸出入端之4電性接點未先附著錫球，亦應屬本發明之範疇。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (8)

  1. 一種微內視鏡裝置，包括：一晶圓級影像擷取模組，該晶圓級影像擷取模組包括一收光端以及一訊號輸出入端，該訊號輸出入端包括複數個電性接點，該收光端接收一光束，使該晶圓級影像擷取模組產生一影像訊號再將該影像訊號轉換成相對應的複數個電訊號，該等電訊號由該等電性接點輸出；一第一載板，該第一載板包括一第一基板以及複數個電性接點，該第一基板包括複數個洞孔；一第二載板，該第二載板包括一第二基板以及複數個電性接點，該第二基板包括複數個洞孔；以及一微電纜，該微電纜包括複數條微導線；其中該晶圓級影像擷取模組與該第一載板連結，該第一載板與該第二載板連結，該第二載板與該微電纜連結。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之微內視鏡裝置，其中該晶圓級影像擷取模組與該第一載板電性連結，該第一載板與該第二載板電性連結，該第二載板與該微電纜電性連結。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之微內視鏡裝置，其更包括一中空管，該中空管包括一容置空間，該晶圓級影像擷取模組、該第一載板、該第二載板以及部份的該微電纜置於該容置空間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之微內視鏡裝置，其中該晶圓級影像擷取模組之訊號輸出入端之電性接點分別包括一錫球。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之微內視鏡裝置，其中該第一載板之電性接點分別包括一錫球。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之微內視鏡裝置，其中該第二載板之電性接點分別包括一錫球。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之微內視鏡裝置，其中該第一載板為一玻璃，或為一陶瓷，或為一矽基板。
  8. 如申請專利範圍第3項所述之微內視鏡裝置，其中該中空管為一中空鋼管，或為一中空塑膠管。
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