WO2016185554A1 - 撮像ユニットおよび内視鏡 - Google Patents

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WO2016185554A1
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heat
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conductive resin
imaging unit
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Inventor
誠一郎 岡村
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オリンパス株式会社
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures

Definitions

  • the present invention relates to an imaging unit in which a solid-state imaging device and an electronic component constituting a drive circuit of the solid-state imaging device are mounted on a circuit board, and an endoscope having an imaging unit.
  • imaging units solid-state imaging devices
  • endoscopes electronic endoscopes
  • the endoscope is provided with an illumination optical system and an imaging optical system having an imaging unit at the tip of the insertion portion.
  • the imaging unit is provided with a solid-state imaging device and a substrate to which the solid-state imaging device is connected, and an electronic component such as a capacitor or an IC chip is mounted on the substrate.
  • Some electronic components mounted on a substrate can generate heat and become a heat source, and the heat generated from the electronic components in the imaging unit causes the temperature of the solid-state imaging device to rise.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-50703 discloses an imaging device and an electronic endoscope device that efficiently dissipate the heat generated by the imaging head.
  • the imaging device includes a flexible cable connected to an imaging head having an imaging element, and the cable is connected to a flexible printed circuit board and a heat generation source of the imaging head or a heat generation source in the axial direction of the cable And a high thermal conductivity member for conducting.
  • the high thermal conductivity member is a fiber bundle configured by bundling a plurality of threadlike wires, and the fiber bundle is divided into a plurality of fiber bundles at an end on the imaging head side. Each end of the divided fiber bundle is connected to a different position of the imaging head (at or near the heat generating component).
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and efficiently dissipates heat generated from a solid-state imaging device and heat generated from an electronic component mounted on a substrate to prevent image quality deterioration due to the heat.
  • An object of the present invention is to provide an imaging unit and an endoscope including the imaging unit.
  • the imaging unit includes a substrate on which a solid-state imaging device is mounted, an electronic component mounted on the substrate, a high heat generating element that can be a heating element, a surface of the substrate, and the substrate.
  • An insulating member covering an outer surface of the solid-state imaging device, an outer surface of the high heating element mounted on the substrate, and an outer surface of an electronic component other than the high heating element;
  • a heat dissipating member disposed at the same position.
  • An endoscope according to an aspect of the present invention includes the imaging unit.
  • a diagram for explaining an endoscope incorporating an imaging unit of the present invention Diagram for explaining the imaging unit Diagram for explaining the imaging unit
  • An electronic endoscope system 1 shown in FIG. 1 includes an electronic endoscope (hereinafter abbreviated as an endoscope) 2 having an imaging unit (see reference numeral 50 in FIG. 2) of the present invention described later, a light source device 3 and , A video processor 4 and a monitor 5 which is a display device.
  • an electronic endoscope hereinafter abbreviated as an endoscope
  • an imaging unit see reference numeral 50 in FIG. 2
  • a video processor 4 and a monitor 5 which is a display device.
  • the endoscope 2 includes an insertion portion 5, an operation portion 6, and a universal cable 7 which is an electric cable.
  • the insertion portion 5 of the endoscope 2 is configured to have a distal end portion 8, a bending portion 9, and a flexible tube portion 10 in order from the distal end.
  • An imaging unit is incorporated in the distal end portion 8 of the insertion portion 5.
  • the operation unit 6 is continuously provided on the proximal end side of the flexible tube portion 10 constituting the insertion portion 5.
  • the operation portion 6 is provided with a bending operation knob 11 or the like for bending the bending portion 9 of the insertion portion 5.
  • a universal cable 7 is extended from the operation unit 6. At the end of the universal cable 7, an endoscope connector 12 which is detachable from the light source device 3 is provided.
  • a video connector 13A of a video cable 13 is detachably connected to the endoscope connector 12.
  • Reference numeral 13 B denotes a processor connector, which is provided at the other end of the video cable 13 and is detachable from the video processor 4.
  • the video processor 4 is electrically connected to a monitor 5 that displays an endoscopic image.
  • the imaging signal transmitted from the imaging unit of the endoscope 2 is processed into a video signal in the video processor 4 and output to the monitor 5.
  • Reference numeral 15 denotes an illumination window, which constitutes an illumination optical system.
  • Reference numeral 42 denotes an observation window, which constitutes an imaging optical system.
  • the imaging unit 30 is configured to include an observation optical unit 40 and an imaging unit 50.
  • the observation optical unit 40 is configured by fixing an observation window 42, which is an optical member, one or more optical lenses 43, a filter 44, and a diaphragm 45 in a lens frame 41 made of stainless steel.
  • the imaging unit 50 mainly includes a solid-state imaging device (hereinafter, abbreviated as an imaging device) 51, a circuit board 52, and a signal cable 53.
  • the imaging device 51 is a CCD, a CMOS or the like.
  • a glass lid 54 is adhered and fixed to the light receiving surface 51 a side which is the front surface of the imaging device 51. Further, the connection portions 51 b are arranged on the light receiving surface 51 a side.
  • a cover glass 55 centered on the center of the light receiving surface 51a is bonded and fixed.
  • the cover glass 55 is integrally fixed at a predetermined position on the inner surface of the imaging holder 56 by adhesion or bonding.
  • the imaging holder 56 is made of ceramic.
  • the proximal end of the lens frame 41 constituting the objective lens unit 40 is disposed on the inner surface of the distal end of the imaging holder 56.
  • the lens frame 41 and the imaging holder 56 are integrally fixed by, for example, an adhesive 46 after the positional adjustment such as focusing is completed.
  • the circuit board 52 has a first circuit board 57 and a second circuit board 58.
  • the circuit board 52 composed of the first circuit board 57 and the second circuit board 58 will be described with reference to FIGS. 3A and 3B.
  • the first circuit board 57 shown in FIG. 3A is a flexible printed circuit board having flexibility
  • the second circuit board 58 is a laminated board.
  • the second circuit board 58 includes a first mounting board 58a, a second mounting board 58b, a ground board 58c, a distal leg board 58d constituting a first leg, a proximal leg 58dr, and a cable.
  • a connecting portion 58e and the like are provided.
  • One surface of the first circuit board 57 is provided with a plurality of imaging element connection portions (not shown), a wiring pattern (not shown), and a plurality of second substrate connection portions (not shown).
  • the imaging element connection portion is provided on the front end side of the one surface, and the second substrate connection portion is provided on the base end side of the one surface.
  • the wiring pattern electrically connects the imaging element connection portion and the second substrate connection portion.
  • the imaging element connection portion is electrically connected to the connection land 51 b on the light receiving surface 51 a side via the first pump 61.
  • the first circuit board 57 is bent and extended to the back side of the imaging device 51.
  • the second substrate connection portion (not shown) is electrically connected to the first substrate connection portion (not shown) provided on the tip end side leg substrate portion 58d1 via the second pump 62.
  • the first circuit board 57 includes an electrical connection portion between the connection land 51b and the imaging element connection land of the first circuit board 57, and an electrical connection portion between the second substrate connection portion and the first board connection portion. , And sealed by the sealing resin 63.
  • the second circuit board 58 will be described with reference to FIGS. 3A and 3B. As shown in FIG. 3A, the front surface of the second circuit board 58 is disposed on the rear surface of the imaging element 51.
  • the first mounting substrate portion 58a includes a first electronic component wiring layer 58w1 which is a wiring portion on one surface side of the substrate which is the upper direction in the drawing.
  • the second mounting substrate portion 58b is provided with a second electronic component wiring layer 58w2 on the other surface side in the lower direction in the drawing, which is the opposite surface to the entire surface of the substrate.
  • the ground substrate portion 58c is provided with a first ground layer 58g1 on one side of the substrate and a second ground layer 58g2 on the other side of the substrate.
  • the front end side leg substrate portion 58d is provided with the above-described first substrate connection portion on the other surface side of the substrate.
  • the cable connection portion 58e is a convex portion that protrudes from the proximal end surface of the proximal end leg portion 58dr to the distal side of the imaging device.
  • the one surface side and the other surface side of the cable connection portion 58e which is a convex portion are the wiring layers 58l1 and 58l2, and the line connection portion 64 shown in FIG. 3B is provided.
  • an electronic component connection portion (not shown) is provided in the first electronic component wiring layer 58w1 of the first mounting substrate portion 58a, and chip components 71, 72, which are electronic components, are provided. 73 has been implemented.
  • the first chip component 71 is a high heating element.
  • An electronic component connection portion (not shown) is provided in the second electronic component wiring layer 58w2 of the second mounting substrate portion 58b, and chip components 74 and 75 which are electronic components are mounted.
  • the signal cable 53 includes, for example, a first composite cable 53a and a second composite cable 53b.
  • Various wires 53c such as signal wires and electric wires are inserted into the first composite cable 53a and the second composite cable 53b.
  • the signal lines and the electric wires of the first composite cable 53a are connected to the corresponding line connection portions 64 provided in the line wiring layer 58l1 of the cable connection portion 58e.
  • the signal wire and the electric wire of the second composite cable 53b are connected to corresponding wire connection parts (not shown) provided in the wire wiring layer 58l2, respectively.
  • symbol 59 is a cable for thermal radiation, and is arrange
  • symbol 59a is a high thermal conductivity member, for example, is a copper wire 59a whose heat conductivity is higher than the electroconductive heat conductive resin member 77 with which the metal filler was filled.
  • the copper wire 59 a is inserted into the heat dissipation cable 59, and the tip end portion is exposed from the tip end surface of the heat dissipation cable 59.
  • illustration is omitted, through vias, wirings, and the like for electrically connecting predetermined connection parts are provided in the substrate parts 58a, 58b, 58c, and 58d.
  • insulating members having insulating properties on the surfaces of the electronic components 71, 72, 73 mounted on the first electronic component wiring layer 58w1 and the surfaces of the electronic components 74, 75 mounted on the second electronic component wiring layer 58w2. It is uniformly covered by 76.
  • the insulating member 76 of the present embodiment is an electrical insulator (1.0 ⁇ 10 16 j ⁇ m) having a large electrical resistivity, and is an insulating thin film.
  • the insulating thin film covers a predetermined surface including the above-described portion and the like by vacuum evaporation.
  • the surface of the wire connection portion of the cable connection portion 58e and the surface of the signal wire and the electric wire connected to the wire connection portion are insulated by an insulating thin film or a sealing resin.
  • a conductive heat conductive resin member 77 is provided on the insulating thin film which is the insulating member 76.
  • the conductive heat conductive resin member 77 is a resin member having flexibility and a metal filler having a small electric resistivity such as silver (1.59 ⁇ 10 -8 j ⁇ m) gold (2.21 ⁇ 10 -8 j ⁇ m) or the like. It is applied onto the insulating thin film and filled in a predetermined portion including the surface which is not desired to short-circuit the electronic components 71-75.
  • the conductive heat conductive resin member 77 has a thermal conductivity higher than that of the insulating high heat conductive member.
  • the conductive heat conductive resin member 77 is an anisotropic conductive heat conductive resin member.
  • the anisotropic conductive heat conductive resin member positions the heat generated from the electronic components 71-75 mounted on the first mounting substrate portion 58 a and the second mounting substrate portion 58 b to the outside of the conductive heat conductive resin member 77. Move toward the copper wire 59a.
  • the copper wire 59 a is a single wire having a predetermined outer diameter, and the base end portion of the copper wire 59 a is provided in a state of being exposed in, for example, the operation unit 6 separated from the imaging device 51.
  • the heat moved outward of the conductive heat conductive resin member 77 is conducted to the distal end portion of the copper wire 59a, then moved toward the proximal end portion and dissipated.
  • the insulating thin film serving as the insulating member 76 is the outer surface of the imaging device 51, the surface of the first electronic component wiring layer 58w1 and the surface of the electronic components 71, 72, 73 mounted on the wiring layer 58w1, the second electron
  • the conductive heat conductive resin member 77 is filled on the insulating thin film after being provided on the surface of the component wiring layer 58w2 and the surfaces of the electronic components 74 and 75 mounted on the wiring layer 58w2.
  • the member 77 is in close contact with the insulating thin film.
  • the insulation between the conductive heat conductive resin member 77, the electronic component wiring layers 58w1 and 58w2, and the electronic components 71 to 75 can be secured by the insulating thin film.
  • the electronic components 71-75 mounted on the mounting substrate portions 58a and 58b and the conductive heat conductive resin member 77 are insulated by the insulating thin film, heat generated from the electronic components 71-75 can be reduced. It can be efficiently transmitted to the conductive heat conductive resin member 77 through the insulating thin film. The thinner the insulating thin film, the more efficiently the heat generated from the electronic components 71-75 is transmitted to the conductive heat conductive resin member 77.
  • the copper wire positioned outside the conductive heat conductive resin member 77 is the heat generated from the electronic components 71-75. It can be moved toward 59a. In other words, the heat generated from the electronic components 71-75 is prevented from moving toward the imaging device 51 by the anisotropic conductive heat conductive resin member.
  • the heat generated from the electronic components 71 to 75 is conducted to the conductive heat conductive resin member 77, and then conducted to the copper wire 59a of the heat radiation cable 59 to be dissipated. Therefore, the heat generated from the electronic components 71-75 can be conducted to the image pickup device 51, and the temperature of the image pickup device 51 can be more reliably prevented from rising due to the heat generated from the electronic components 71-75.
  • the tip of the copper wire 59a which is a single wire having a predetermined outer diameter is disposed inside the conductive heat conductive resin member 77.
  • the copper wire 59a disposed inside the conductive heat conductive resin member 77 is not limited to a single wire, and a plurality of strands 59c may be disposed as shown in FIG. 4A. .
  • the heat dissipation cable 59 of the present embodiment has a stranded wire 59b, and one stranded wire 59b is configured by putting together a plurality of strands 59c which are copper wires. Then, inside the conductive heat conductive resin member 77, a plurality of strands 59c obtained by loosening the strand 59b are disposed in a dispersed manner.
  • the plurality of strands 59c are dispersed at predetermined intervals inside the conductive heat conductive resin member 77, and are generated from the electronic components 71-75 and conducted to the conductive heat conductive resin member 77.
  • the heat thus generated can be conducted to the plurality of strands 59c, so that the heat dissipation cable 59 can dissipate heat more efficiently.
  • a plate-like member 59d which is a high heat-conductive member, for example, a copper plate, is formed in a predetermined shape inside the conductive heat-conductive resin member 77.
  • a plurality of strands 59c may be distributed and arranged at predetermined intervals on the surface.
  • the copper wire 59a (or the twisted wire 59b) may be electrically connected to, for example, the connection portion 58j of the through via 58h electrically connected to the first ground layer 58g1. Good.
  • the conductive heat conductive resin member 77 becomes a ground level, and an electrically independent ground is provided at the distal end portion 8 of the endoscope 2 so that the image quality can be improved without preventing the diameter reduction of the distal end portion 8 .

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Abstract

撮像ユニットは、固体撮像素子が実装される基板と、基板に実装される電子部品であって発熱体と成り得る高発熱素子と、基板の表面、該基板に実装された固体撮像素子の外表面、当該基板に実装される高発熱素子の外表面、及び該高発熱素子以外の電子部品の外表面を覆う絶縁部材と、絶縁部材に密着して設けられる導電性熱伝導樹脂部材と、一端部と他端部とを有し、一端部が導電性熱伝導樹脂部材内に配設され、他端部が基板から予め定めた距離離間した位置に配置される放熱部材と、具備する。

Description

撮像ユニットおよび内視鏡
 本発明は、固体撮像素子と固体撮像素子の駆動回路を構成する電子部品とを回路基板に実装した撮像ユニット、および、撮像ユニットを有する内視鏡に関する。
 近年、ビデオカメラ、電子スチルカメラ、電子内視鏡(以下、内視鏡と略記する)には固体撮像装置(以下、撮像ユニットと略記する)が使用されている。 
 内視鏡は、挿入部の先端部に照明光学系と撮像ユニットを有する撮像光学系とを設けている。撮像ユニットには、固体撮像素子と、固体撮像素子が接続される基板と、が設けられ、基板にはコンデンサやICチップ等の電子部品が実装されている。
 内視鏡においては、固体撮像素子の温度が自己発熱によって上昇すると暗電流の増加に起因する画質の劣化が生ずる。このため、固体撮像素子の放熱と熱的安定性を確保することが重要である。
 なお、基板に実装された電子部品の中には熱を発生して熱源と成り得るものがあり、撮像ユニットにおいて電子部品から発生する熱は、固体撮像素子の温度を上昇させる要因になる。
 このため、基板に実装された電子部品から発生する熱を放熱体に伝導させ、この放熱体により熱を外部に放熱するための提案が数多くなされている。
 例えば、日本国特開2012-50703号公報には撮像ヘッドで発生した熱を効率よく放熱する撮像装置及び電子内視鏡装置が示されている。撮像装置は、撮像素子を有する撮像ヘッドに接続された可撓性のケーブルを備え、ケーブルは、フレキシブルプリント基板と、撮像ヘッドの発熱源又は発熱源の近傍に接続されてケーブルの軸方向に熱を伝導する高熱電導性部材と、を含んで構成されている。
 上述の発明において、高熱電導性部材は、複数の糸状線材を束にして構成した繊維束であり、この繊維束は撮像ヘット側の端部にて複数の繊維束に分割されている。分割された繊維束のそれぞれの端部は、撮像ヘッドの異なる位置(発熱部品又はその近傍)に接続されている。
 この構成によれば、繊維束を介して撮像ヘッドで発生した熱をケーブル軸方向に放熱することが可能になる。
 しかしながら、繊維束の端部を複数の繊維束に分割する作業、分割した繊維束のそれぞれの端部を異なる位置に電気的に接触すること無く接続する作業は、手間、時間がかかる煩雑な作業であった。
 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、固体撮像素子から発生する熱、および、基板に実装された電子部品から発生する熱を、さらに効率よく放熱して熱による画質劣化を防止した撮像ユニット、及びこの撮像ユニット有する内視鏡を提供することを目的にしている。
 本発明の一態様の撮像ユニットは、固体撮像素子が実装される基板と、前記基板に実装される電子部品であって発熱体と成り得る高発熱素子と、前記基板の表面、該基板に実装された前記固体撮像素子の外表面、当該基板に実装される前記高発熱素子の外表面、及び該高発熱素子以外の電子部品の外表面を覆う絶縁部材と、前記絶縁部材に密着して設けられる導電性熱伝導樹脂部材と、一端部と他端部とを有し、前記一端部が前記導電性熱伝導樹脂部材内に配設され、前記他端部が前記基板から予め定めた距離離間した位置に配置される放熱部材と、を具備している。
 本発明の一態様の内視鏡は、上記撮像ユニットを有している。
本発明の撮像ユニットを内蔵した内視鏡を説明する図 撮像部を説明する図 撮像ユニットを説明する図 図3Aの矢印Y3B方向から見た撮像ユニットを示す図 放熱用ケーブルの撚り線を素線にほぐして導電性熱伝導樹脂部材内に分散配置させた状態を説明する図 放熱用ケーブルのほぐした素線を導電性熱伝導樹脂部材内に設けた高熱伝導部材に分散配置した構成を説明する図 放熱用ケーブルの単線である銅線を第1グランド層に電気的に接続する構成例を説明する図
 以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 
 なお、以下の説明に用いる各図において、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものもある。本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
 図1に示す電子内視鏡システム1は、後述する本発明の撮像ユニット(図2の符号50参照)を有する電子内視鏡(以下、内視鏡と略記する)2と、光源装置3と、ビデオプロセッサ4と、表示装置であるモニタ5と、を備えている。
 内視鏡2は、挿入部5と、操作部6と、電気ケーブルであるユニバーサルケーブル7と、を備えて構成されている。内視鏡2の挿入部5は、先端から順に、先端部8、湾曲部9、可撓管部10を有して構成されている。 
 挿入部5の先端部8内には撮像ユニットが内蔵されている。
 操作部6は、挿入部5を構成する可撓管部10の基端側に連設されている。操作部6には、挿入部5の湾曲部9を湾曲操作するための湾曲操作ノブ11等が設けられている。
 操作部6からはユニバーサルケーブル7が延出されている。ユニバーサルケーブル7の端部には、光源装置3に着脱自在な、内視鏡コネクタ12が設けられている。内視鏡コネクタ12には映像用ケーブル13の映像用コネクタ13Aが着脱自在に接続される。 
 符号13Bは、プロセッサ用コネクタであり、映像用ケーブル13の他端部に設けられ、ビデオプロセッサ4に着脱自在である。
 ビデオプロセッサ4は、内視鏡画像を表示するモニタ5と電気的に接続される。内視鏡2の撮像ユニットから伝送された撮像信号は、ビデオプロセッサ4において映像信号に処理されてモニタ5に出力される。 
 符号15は照明窓であり、照明光学系を構成する。符号42は観察窓であり、撮像光学系を構成する。
 図2に示すように撮像部30は、観察光学部40と、撮像ユニット50と、を備えて構成されている。 
 観察光学部40は、ステンレス製のレンズ枠41内には光学部材である、観察窓42と、単数又は複数の光学レンズ43、フィルタ44および絞り45と、を固設して構成されている。
 撮像ユニット50は、固体撮像素子(以下、撮像素子と略記する)51と、回路基板52と、信号ケーブル53と、で主に構成されている。 
 撮像素子51は、CCD、CMOS等である。撮像素子51の前面である受光面51a側にはガラスリッド54が接着固定されている。また、受光面51a側には接続部51bが配列されている。
 ガラスリッド54の前面には更に受光面51aの中心に対して芯出しされたカバーガラス55が接着固定されている。カバーガラス55は、撮像ホルダ56の内面所定位置に接着あるいは接合によって一体に固定される。撮像ホルダ56は、セラミック製である。
 撮像ホルダ56の先端部内面には、対物レンズユニット40を構成するレンズ枠41の基端部が配置される。レンズ枠41と撮像ホルダ56とは、ピント等の位置調整を完了した後、例えば、接着剤46によって一体に固定される。
 回路基板52は、第1回路基板57と第2回路基板58とを有する。 
 図3A、図3Bを参照して第1回路基板57と第2回路基板58とで構成された回路基板52を説明する。 
 図3Aに示す第1回路基板57は、柔軟性を有するフレキシブルプリント基板であり、第2回路基板58は積層基板である。第2回路基板58は、第1搭載基板部58a、第2搭載基板部58b、グランド用基板部58c、第1脚部を構成する先端側脚部基板部58d、基端側脚部58dr、ケーブル接続部58e等を設けて構成されている。
 第1回路基板57の一面には、複数の撮像素子接続部(不図示)、配線パターン(不図示)、及び複数の第2基板接続部(不図示)を備えている。 
 撮像素子接続部は、一面の先端側に設けられ、第2基板接続部は一面の基端側に設けられている。配線パターンは、撮像素子接続部と第2基板接続部とを電気的に接続する。
 撮像素子接続部は、受光面51a側の接続ランド51bに第1パンプ61を介して電気的に接続される。第1回路基板57は、折り曲げられて撮像素子51の背面側に延出されている。第2基板接続部(不図示)は、先端側脚部基板部58d1に設けられた第1基板接続部(不図示)に第2パンプ62を介して電気的に接続される。
 そして、接続ランド51bと第1回路基板57の撮像素子接続ランドとの電気的接続部、および、第2基板接続部と第1基板接続部との電気的接続部を含む第1回路基板57は、封止樹脂63によって絶縁封止されている。
 図3A、図3Bを参照して第2回路基板58を説明する。 
 図3Aに示すように第2回路基板58の前面は、撮像素子51の後面に配置されている。第1搭載基板部58aは、図中上方向である基板一面側に配線部である第1電子部品配線層58w1を備えている。
 第2搭載基板部58bは、基板一面の反対面である図中下方向の基板他面側に第2電子部品配線層58w2を備えている。グランド用基板部58cは、基板一面側に第1グランド層58g1を備え、基板他面側に第2グランド層58g2を備えている、
 先端側脚部基板部58dは、上述した第1基板接続部を基板他面側に設けている。ケーブル接続部58eは、基端側脚部58drの基端面より撮像素子遠位側に突出した凸部である。凸部であるケーブル接続部58eの基板一面側、および、基板他面側は、線配線層58l1、58l2であって、図3Bに示す線接続部64が設けられている。
 図3A、図3Bに示すように第1搭載基板部58aの第1電子部品配線層58w1には、電子部品接続部(不図示)が設けられており、電子部品であるチップ部品71、72、73が実装されている。例えば、第1チップ部品71が高発熱素子である。
 第2搭載基板部58bの第2電子部品配線層58w2には、電子部品接続部(不図示)が設けられており、電子部品であるチップ部品74、75が実装されている。
 図2に示すように信号ケーブル53は、例えば、第1の複合ケーブル53aと、第2の複合ケーブル53bと、を有する。第1の複合ケーブル53a内および第2の複合ケーブル53b内には信号線、電線等の各種線53cが挿通されている。
 第1の複合ケーブル53aの信号線、電線は、それぞれケーブル接続部58eの線配線層58l1に設けられた対応する線接続部64に接続されている。一方、第2の複合ケーブル53bの信号線、電線は、それぞれ線配線層58l2に設けられた対応する線接続部(不図示)に接続されている。
 符号59は、放熱用ケーブルであり、例えば信号ケーブル53に沿って配設されている。符号59aは、高熱伝導性部材であって金属フィラーが充填された導電性熱伝導樹脂部材77より熱伝導率の高い例えば銅線59aである。銅線59aは、放熱用ケーブル59内に挿通されており、先端部が放熱用ケーブル59の先端面から露出されている。 
 なお、図示は省略しているが、基板部58a、58b、58c、58dには予め定めた接続部同士を電気的に接続するための貫通ビア、配線等が設けられている。
 本実施形態において、ガラスリッド55の外表面、撮像素子51の外表面、第1搭載基板部58aの第1電子部品配線層58w1表面、第2搭載基板部58bの第2電子部品配線層58f2表面、第1電子部品配線層58w1に実装された電子部品71、72、73の表面、及び、第2電子部品配線層58w2に実装された電子部品74、75の表面を、絶縁性を有する絶縁部材76によって均一に被覆している。
 本実施形態の絶縁部材76は、電気抵抗率の大きい電気絶縁体(1.0x1016j Ωm)であって、絶縁薄膜である。絶縁薄膜は、真空蒸着によって上述した部分等を含む予め定めた表面を被覆している。
 なお、ケーブル接続部58eの線接続部、および、線接続部に接続された信号線、電線の表面は、絶縁薄膜、あるいは、封止樹脂によって絶縁される。
 そして、本実施形態において、絶縁部材76である絶縁薄膜上には、導電性熱伝導樹脂部材77が設けてある。導電性熱伝導樹脂部材77は、柔軟性を有する樹脂部材に、銀(1.59x10-8j Ωm)金(2.21x10-8j Ωm)等、電気抵抗率の小さい金属フィラーが充填された樹脂であり、絶縁薄膜上に塗布されて電子部品71-75の短絡させたくない表面を含む予め定めた部分に充填される。 
 導電性熱伝導樹脂部材77は、絶縁性高熱伝導部材に比べて熱伝導率が高い。本実施形態において、導電性熱伝導樹脂部材77は、異方性導電性熱伝導樹脂部材である。
 異方性導電性熱伝導樹脂部材は、第1搭載基板部58a、第2搭載基板部58bに実装された電子部品71-75から発生する熱を導電性熱伝導樹脂部材77の外方に位置する銅線59aに向けて移動させる。
 そして、導電性熱伝導樹脂部材77の内部には高熱伝導性部材である銅線59aの先端部が配設してある。銅線59aは、予め定めた外径の単線であり、その基端部が撮像素子51から離間した例えば操作部6内において露出された状態で設けられている。
 この結果、導電性熱伝導樹脂部材77の外方に向けて移動された熱は、銅線59aの先端部に伝導された後、基端部方向に移動されて、放熱される。
 このように、絶縁部材76である絶縁薄膜を撮像素子51の外表面、第1電子部品配線層58w1の表面及び該配線層58w1に実装された電子部品71、72、73の表面、第2電子部品配線層58w2の表面及び該配線層58w2に実装された電子部品74、75の表面等に設けた上で、絶縁薄膜上に導電性熱伝導樹脂部材77を充填して該導電性熱伝導樹脂部材77を絶縁薄膜に密着させている。
 この結果、導電性熱伝導樹脂部材77と、電子部品配線層58w1、58w2、電子部品71-75と、の絶縁を絶縁薄膜によって確保することができる。
 また、搭載基板部58a、58bに実装された電子部品71-75と、導電性熱伝導樹脂部材77と、が絶縁薄膜によって絶縁されていることによって、該電子部品71-75から発生する熱を絶縁薄膜を介して効率良く導電性熱伝導樹脂部材77に伝達することができる。 
 絶縁薄膜は、薄ければ薄いほど電子部品71-75から発生した熱を効率良く導電性熱伝導樹脂部材77に伝達する。
 また、導電性熱伝導樹脂部材77を異方性導電性熱伝導樹脂部材としたことにより、電子部品71-75から発生する熱を、導電性熱伝導樹脂部材77の外方に位置する銅線59aに向けて移動させることができる。言い替えれば、電子部品71-75から発生する熱は、異方性導電性熱伝導樹脂部材によって撮像素子51に向かって移動することが防止されている。
 これらの結果、電子部品71-75から発生する熱は、導電性熱伝導樹脂部材77に伝導された後、放熱用ケーブル59の銅線59aに伝導されて放熱されていく。したがって、電子部品71-75から発生する熱が撮像素子51に伝導されて、該撮像素子51の温度が電子部品71-75から発生する熱によって上昇することをより確実に防止することができる。
 なお、上述した実施形態において、導電性熱伝導樹脂部材77の内部に予め定めた外径の単線である銅線59aの先端部を配設する、としている。しかし、導電性熱伝導樹脂部材77の内部に配設される銅線59aは、単線に限定されるものでは無く、図4Aに示すように複数の素線59cを配設するようにしてもよい。
 本実施形態の放熱用ケーブル59は、撚り線59bを有し、1本の撚り線59bは、複数の銅線である素線59cを一纏めにして構成されている。そして、導電性熱伝導樹脂部材77の内部には、撚り線59bをほぐした複数の素線59cが分散して配設されている。
 この構成によれば、導電性熱伝導樹脂部材77の内部に複数の素線59cを予め定めた間隔で分散配置させて、電子部品71-75から発生して導電性熱伝導樹脂部材77に伝導された熱を複数の素線59cに伝導させて、より効率良く放熱用ケーブル59による放熱を行うことができる。
 なお、図4Bに示すように導電性熱伝導樹脂部材77の内部に高熱伝導部材である例えば銅板を予め定めた形状に形作った板状部材59dを配置し、該板状部材59dの一面または他面に複数の素線59cを予め定めた間隔で分散配置させるようにしてもよい。
 この構成によれば、電子部品71-75から発生して導電性熱伝導樹脂部材77に伝導された熱を、板部材59dに伝導させた後、複数の素線59cに伝導させて、より効率的な放熱を実現することができる。
 また、図5に示すように銅線59a(あるいは撚り線59b)を、例えば、第1グランド層58g1に電気的に接続された貫通ビア58hの接続部58jに電気的に接続させるようにしてもよい。 
 この結果、導電性熱伝導樹脂部材77がグランドレベルになり、内視鏡2の先端部8に電気的に独立したグランドを設けて先端部8の細径化を妨げること無く画質向上を実現できる。
 尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

Claims (6)

  1.  固体撮像素子が実装される基板と、
     前記基板に実装される電子部品であって発熱体と成り得る高発熱素子と、
     前記基板の表面、該基板に実装された前記固体撮像素子の外表面、当該基板に実装される前記高発熱素子の外表面、及び該高発熱素子以外の電子部品の外表面を覆う絶縁部材と、
     前記絶縁部材に密着して設けられる導電性熱伝導樹脂部材と、
     一端部と他端部とを有し、前記一端部が前記導電性熱伝導樹脂部材内に配設され、前記他端部が前記基板から予め定めた距離離間した位置に配置される放熱部材と、
      を具備することを特徴とする撮像ユニット。
  2.  前記導電性熱伝導樹脂部材は、金属フィラーが充填されていることを特徴とする請求項1に記載の撮像ユニット。
  3.  前記導電性熱伝導樹脂部材は、前記発熱体から発生する熱を予め定めた方向に移動させる異方性導電性熱伝導樹脂部材であることを特徴とする請求項2に記載の撮像ユニット。
  4.  前記絶縁部材は、絶縁薄膜であることを特徴とする請求項1に記載の撮像ユニット。
  5.  前記放熱部材は、ケーブル部材であって、外皮内に挿通して配設された銅線を有することを特徴とする請求項1に記載の撮像ユニット。
  6.  前記請求項1-請求項5の何れか一項に記載の撮像ユニットを具備する内視鏡。
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