WO2018221075A1 - 撮像モジュール - Google Patents

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WO2018221075A1
WO2018221075A1 PCT/JP2018/016518 JP2018016518W WO2018221075A1 WO 2018221075 A1 WO2018221075 A1 WO 2018221075A1 JP 2018016518 W JP2018016518 W JP 2018016518W WO 2018221075 A1 WO2018221075 A1 WO 2018221075A1
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WO
WIPO (PCT)
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solid
substrate
imaging module
imaging device
light receiving
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/016518
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English (en)
French (fr)
Inventor
小林　正人
義樹 高山
毅 川端
光 佐野
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックＩｐマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Publication of WO2018221075A1 publication Critical patent/WO2018221075A1/ja

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices 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
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/05—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion

Definitions

  • This disclosure relates to an imaging module.
  • an endoscope In the medical field, an endoscope is used to be inserted into a patient's body and observe the patient's body. In recent years, in order to reduce the physical burden on the patient when the endoscope is inserted into the patient's body, there is a demand for downsizing the distal end portion of the endoscope.
  • Patent Document 1 proposes a technique for reducing the diameter of the imaging module mounted on the distal end portion of the endoscope.
  • This imaging module includes a solid-state imaging device and a flexible substrate.
  • the solid-state imaging device has a light receiving surface on which a light receiving unit is disposed.
  • An electrode is disposed on the surface opposite to the light receiving surface of the solid-state imaging device.
  • the flexible substrate is formed in a long shape and is bent at an angle of 90 ° or less at the bent portion.
  • One end side of the flexible substrate is electrically connected to the electrode described above.
  • the other end side of the flexible substrate is extended in a direction away from the solid-state imaging device.
  • a plurality of electronic components are mounted on the other end side of the bent portion of the flexible substrate, and a wiring cable is electrically connected.
  • the other end side of the flexible substrate is extended away from the solid-state imaging device, so that a space for arranging a plurality of electronic components and wiring cables is a solid-state imaging device. It spreads away from the direction. Therefore, when the imaging module is mounted on the distal end portion of the endoscope, the length of the unbent portion of the endoscope distal end portion (hereinafter referred to as “hard length”) becomes longer. As a result, when observing the patient's body with an endoscope, it becomes difficult to approach the distal end of the endoscope to a desired observation site in the patient's body, resulting in a problem that the observation accuracy is lowered.
  • the present disclosure aims to provide an imaging module that can be effectively downsized.
  • an imaging module is disposed on a solid-state imaging device having a light-receiving surface on which a light-receiving unit is disposed, and on a surface opposite to the light-receiving surface of the solid-state imaging device. And a first electrode disposed opposite to the surface of the solid-state imaging device and electrically connected to the first electrode, the first electrode being parallel to the light receiving surface.
  • a substrate having a mounting surface and a side surface formed in a direction normal to the light receiving surface, a first electronic component mounted on the first mounting surface of the substrate, and the substrate A second electrode disposed on the side surface for electrically connecting the wiring cable.
  • the imaging module according to one aspect of the present disclosure, it is possible to effectively reduce the size.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an imaging module according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the imaging module according to Embodiment 1 taken along line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing a sensor chip of the solid-state imaging device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view showing a signal processing chip of the solid-state imaging device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the imaging module according to Embodiment 1 taken along line VV in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the effect when the imaging module according to Embodiment 1 is mounted on the distal end portion of the endoscope.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an imaging module according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the imaging module according to Embodiment 1 taken along line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing a sensor chip of the
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the imaging module according to the second embodiment taken along a cutting line corresponding to the line VV in FIG.
  • FIG. 8 is a perspective view showing an imaging module according to Embodiment 3.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the imaging module according to Embodiment 3 along the line IX-IX in FIG.
  • FIG. 10 is a plan view showing a signal processing chip of the solid-state imaging device according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a plan view showing the first main surface side of the hard substrate according to the third embodiment.
  • FIG. 12 is a plan view showing a second main surface side of the hard substrate according to the third embodiment.
  • An imaging module includes a solid-state imaging device having a light-receiving surface on which a light-receiving unit is disposed, and a first surface disposed on a surface opposite to the light-receiving surface of the solid-state imaging device.
  • An electrode and a first mounting surface disposed opposite to the surface of the solid-state imaging device and electrically connected to the first electrode, wherein the first mounting surface is parallel to the light receiving surface;
  • a substrate having a side surface formed in a normal direction with respect to the light receiving surface, a first electronic component mounted on the first mounting surface of the substrate, and disposed on the side surface of the substrate.
  • a second electrode for electrically connecting the wiring cable.
  • the first mounting surface for mounting the first electronic component is parallel to the light receiving surface of the solid-state imaging device.
  • the 2nd electrode for electrically connecting a wiring cable is arrange
  • the solid-state imaging device is configured to have a stacked structure in which a first chip including the light receiving unit and a second chip including a circuit unit for driving the light receiving unit are stacked. May be.
  • each element of the circuit can be separated into a plurality of semiconductor elements, so that the imaging module can be reduced in diameter.
  • the substrate further includes a first main surface disposed to face the surface of the solid-state imaging device, a second main surface disposed on the opposite side of the first main surface, A first electronic component recess formed on at least one of the first main surface and the second main surface, wherein the first mounting surface is formed, and the first electronic component is: You may comprise so that it may mount in the said 1st mounting surface in the state accommodated in the said 1st recessed part for electronic components.
  • the first electronic component is accommodated in the first electronic component recess formed on the first main surface and / or the second main surface of the substrate, and the first mounting is performed. Since it is mounted on the surface, the space for arranging the first electronic component can be further reduced in size.
  • the substrate further includes a second electronic component recess formed on the side surface and formed with a second mounting surface
  • the imaging module further includes the second electronic component recess. You may comprise so that the 2nd electronic component mounted in the said 2nd mounting surface may be provided in the accommodated state.
  • the second electronic component is mounted on the second mounting surface while being accommodated in the second electronic component recess formed on the side surface of the substrate, the second electronic component is mounted on the imaging module.
  • the number of electronic parts to be processed can be increased, and high performance such as high speed driving or low noise can be realized.
  • the substrate is further disposed at a central portion of the first main surface, and a substrate electrode electrically connected to the first electrode of the solid-state imaging device disposed in an elongated shape;
  • a first step portion formed in a region other than the substrate electrode and formed with the first mounting surface, wherein the first electronic component is housed in the first step portion.
  • the first mounting surface may be configured to be mounted.
  • the substrate further includes a second step portion formed on the side surface and scraped in a stepped manner in the thickness direction, and the second electrode is formed on the second step portion. It may be configured as described.
  • the degree of freedom in circuit layout can be increased in order to realize a higher-performance solid-state imaging device by reducing thermal influence or random noise. Furthermore, since the connection area of the wiring cable can be kept compact, a small and high-performance imaging module can be realized.
  • the substrate further includes an electrode recess formed on the side surface and in which the second electrode is disposed, and the wiring cable is accommodated in the electrode recess, You may comprise so that it may be electrically connected with the electrode.
  • the wiring cable is electrically connected to the second electrode while being accommodated in the electrode recess formed on the side surface of the substrate, there is no space for arranging the wiring cable. It can be kept more compact.
  • the imaging module can be reduced in diameter.
  • the imaging module can be reduced in diameter.
  • the substrate may be configured to be formed of ceramic.
  • the substrate is formed of ceramic, the strength of the substrate can be increased, and workability when electrically connecting the wiring cable to the second electrode can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an imaging module 2 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the imaging module 2 according to Embodiment 1 along the line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing the sensor chip 28 of the solid-state imaging device 4 according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view showing the signal processing chip 30 of the solid-state imaging device 4 according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the imaging module 2 according to the first embodiment, taken along line VV in FIG. For convenience of explanation, illustration of a plurality of wiring cables 20 is omitted in FIG.
  • the imaging module 2 is mounted, for example, at the distal end portion of a medical endoscope.
  • the imaging module 2 includes a solid-state imaging device 4, a cover glass 6, a plurality of back electrodes 8 (an example of a first electrode), and a hard substrate 10 (an example of a substrate).
  • a length L in the Y-axis direction of the imaging module 2 (that is, a length from the surface of the cover glass 6 to the second main surface 48 of the hard substrate 10) is, for example, about 3 mm.
  • the side surface of the imaging module 2 is covered with a cylindrical cover member (not shown).
  • the solid-state imaging device 4 is a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor for imaging an object.
  • the solid-state imaging device 4 is formed in a rectangular plate shape in plan view.
  • a light receiving surface 26 on which the light receiving unit 24 is disposed is formed on the first main surface 22 of the solid-state imaging device 4.
  • the light receiving surface 26 is formed over the entire area of the first main surface 22 and is disposed substantially parallel to the XZ plane.
  • a device in which at least the light receiving unit 24 is formed is defined as the solid-state imaging device 4.
  • the solid-state imaging device 4 has a laminated structure in which a sensor chip 28 (an example of a first chip) and a signal processing chip 30 (an example of a second chip) are laminated.
  • the sensor chip 28 is arranged on the first main surface 22 side of the solid-state image sensor 4, and the signal processing chip 30 is on the second main surface 32 side opposite to the first main surface 22 of the solid-state image sensor 4.
  • the configurations of the sensor chip 28 and the signal processing chip 30 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
  • the sensor chip 28 includes a light receiving unit 24 and a plurality of first connection units 34.
  • the light receiving unit 24 is a pixel array in which a plurality of pixels are arranged in a matrix.
  • Each of the plurality of first connection portions 34 is disposed along the four sides of the sensor chip 28 in a region outside the light receiving portion 24.
  • Each of the plurality of first connection portions 34 has a plurality of first connection electrodes (not shown) electrically connected to the light receiving portion 24.
  • Each of the plurality of first connection electrodes is made of, for example, TSV (Through Silicon Via).
  • the signal processing chip 30 includes a circuit unit 36 and a plurality of second connection units 38.
  • the circuit unit 36 is for driving the light receiving unit 24.
  • the circuit unit 36 includes, for example, a vertical scanning unit, an AD conversion unit, a memory unit, a peripheral circuit unit, and a pad unit.
  • the vertical scanning unit outputs an analog signal indicating pixel data of the light receiving unit 24 for each pixel column of the light receiving unit 24.
  • the AD converter converts an analog signal output for each pixel column into a digital signal.
  • the memory unit stores the digital signal converted by the AD conversion unit as data.
  • the peripheral circuit unit converts the data stored in the memory unit into optimum data and outputs it to the outside at the optimum timing.
  • the pad portion has a plurality of pad electrodes for electrical connection with the outside.
  • Each of the plurality of second connection portions 38 is arranged along the four sides of the signal processing chip 30 in a region outside the circuit portion 36.
  • Each of the plurality of second connection portions 38 includes a plurality of second connection electrodes (not shown) that are electrically connected to the circuit portion 36.
  • Each of the plurality of second connection electrodes is made of, for example, TSV.
  • the cover glass 6 is a transparent glass plate for protecting the light receiving surface 26 of the solid-state imaging device 4.
  • the cover glass 6 is disposed so as to cover the light receiving surface 26 of the solid-state imaging device 4.
  • the plurality of back surface electrodes 8 are arranged on the second main surface 32 of the solid-state imaging device 4. Each of the plurality of back surface electrodes 8 is electrically connected to the circuit unit 36 of the signal processing chip 30.
  • the hard board 10 is a wiring board for mounting a plurality of electronic components 14 and 16.
  • the hard substrate 10 is formed of an inorganic material such as ceramic, and is formed in a rectangular plate shape in plan view. Specifically, the hard substrate 10 is configured by laminating a plurality of thin plates having a thickness of 0.05 to 0.2 mm made of ceramic, for example.
  • the thickness D (size in the Y-axis direction) of the hard substrate 10 is about 1.5 mm, for example.
  • the first main surface 40 of the hard substrate 10 is disposed to face the second main surface 32 of the solid-state imaging device 4, that is, the signal processing chip 30.
  • a plurality of substrate electrodes 12 are arranged on the first main surface 40 of the hard substrate 10.
  • Each of the plurality of substrate electrodes 12 is electrically connected to the plurality of back surface electrodes 8 by, for example, soldering.
  • Each of the plurality of substrate electrodes 12 is electrically connected to wiring patterns 46 and 54 (described later) formed on the rigid substrate 10 and a plurality of extraction electrodes 18.
  • the first main surface 40 of the hard substrate 10 is formed with a recess 42 (an example of a first electronic component recess) that is recessed in the thickness direction (Y-axis direction) of the hard substrate 10. ing.
  • the recess 42 is formed in a rectangular shape in plan view.
  • a mounting surface 44 (an example of a first mounting surface) parallel to the light receiving surface 26 of the solid-state imaging device 4 is formed on the bottom surface of the recess 42.
  • “parallel” is not only the case where the mounting surface 44 is completely parallel to the light receiving surface 26, but the mounting surface 44 is slightly inclined with respect to the light receiving surface 26 due to an error or tolerance. Cases are also included.
  • a wiring pattern 46 for mounting the electronic component 14 is formed on the mounting surface 44.
  • the second main surface 48 of the hard substrate 10 is formed with a recess 50 (an example of a first recess for an electronic component) that is recessed in the thickness direction of the hard substrate 10.
  • the recess 50 is formed in a rectangular shape in plan view.
  • a mounting surface 52 (an example of a first mounting surface) parallel to the light receiving surface 26 of the solid-state imaging device 4 is formed on the bottom surface of the recess 50.
  • “parallel” means not only when the mounting surface 52 is completely parallel to the light receiving surface 26 but also the mounting surface 52 is slightly inclined with respect to the light receiving surface 26 due to an error or tolerance. Cases are also included.
  • a wiring pattern 54 for mounting the electronic component 16 is formed on the mounting surface 52.
  • a plurality of recesses 58 are formed on each of the four side surfaces 56 a, 56 b, 56 c, and 56 d of the hard substrate 10.
  • Each of the plurality of recesses 58 extends linearly along the thickness direction of the hard substrate 10 and is arranged in parallel to each other.
  • Each one end of the plurality of recesses 58 is disposed in the vicinity of the first main surface 40 of the hard substrate 10, and each other end of the plurality of recesses 58 is exposed on the second main surface 48 of the hard substrate 10.
  • each of the plurality of recesses 58 is formed in a semicircular shape in plan view.
  • a semi-cylindrical extraction electrode 18 is formed on each concave surface of the plurality of concave portions 58.
  • the side surfaces 56 a, 56 b, 56 c and 56 d of the hard substrate 10 are formed outside the mounting surfaces 44 and 52 when viewed from the thickness direction of the hard substrate 10. That is, the side surfaces 56 a, 56 b, 56 c and 56 d of the hard substrate 10 are formed in the normal direction (Y-axis direction) with respect to the light receiving surface 26 of the solid-state imaging device 4. As shown in FIG. 2, the hard substrate 10 is disposed on the inner side of the outer peripheral edge of the light receiving surface 26 of the solid-state imaging device 4 as viewed from the thickness direction of the hard substrate 10.
  • Each of the plurality of electronic components 14 and 16 is for configuring an impedance adjustment circuit, for example, and includes a plurality of passive elements such as capacitors and resistors.
  • the electronic component 14 is mounted on the mounting surface 44 by, for example, soldering while being accommodated in the recess 42. At this time, in order to avoid contact between the electronic component 14 and the solid-state imaging device 4, it is preferable that the electronic component 14 does not protrude from the opening of the recess 42 to the solid-state imaging device 4 side.
  • the electronic component 16 is mounted on the mounting surface 52 by, for example, soldering while being accommodated in the recess 50.
  • the height in the Y-axis direction of each of the plurality of electronic components 14 and 16 is, for example, about 0.4 mm.
  • Each of the plurality of wiring cables 20 is for transmitting signals, power, and the like between the imaging module 2 and an external device (for example, an endoscope controller).
  • Each of the plurality of wiring cables 20 includes a core wire 60 and a covering portion 62 that covers the core wire 60. At each front end portion of the plurality of wiring cables 20, the core wire 60 protruding from the end portion of the covering portion 62 is exposed.
  • the respective distal end portions of the plurality of wiring cables 20 are electrically connected to the lead-out electrodes 18 by, for example, soldering while being accommodated in the plurality of recesses 58. .
  • each of the plurality of wiring cables 20 is disposed on the inner side of the outer peripheral edge of the light receiving surface 26 of the solid-state imaging device 4 when viewed from the thickness direction of the hard substrate 10.
  • the length L in the Y-axis direction of the imaging module 2 can be shortened, and the imaging module 2 can be effectively downsized.
  • the rigid length of the endoscope can be shortened, and the observation accuracy by the endoscope can be increased.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an effect when the imaging module 2 according to Embodiment 1 is mounted on the distal end portion of the endoscope 64.
  • 6A is a diagram illustrating an example of use of the endoscope 102 in which the imaging module 100 according to the comparative example is mounted
  • FIG. 6B is a diagram in which the imaging module 2 according to Embodiment 1 is mounted. It is a figure which shows the usage example of the endoscope 64 which was made.
  • the imaging module 100 according to the comparative example has the configuration described in the background art section, for example. Therefore, when the imaging module 100 is mounted on the distal end portion of the endoscope 102, the rigid length L1 of the endoscope 102 is relatively long. Therefore, for example, when observing an organ 66 in a patient's body with the endoscope 102, when the inside of the organ 66 is narrow, the distal end portion of the endoscope 102 may be approached to a desired observation site 66a of the organ 66. It becomes difficult. As a result, the observation accuracy by the endoscope 102 decreases.
  • the rigid length L2 of the endoscope 64 is relatively short. Therefore, for example, when observing the internal organ 66 of the patient with the endoscope 64, even if the inside of the organ 66 is narrow, the distal end portion of the endoscope 64 can be easily placed on the desired observation site 66a of the organ 66. Can approach. As a result, the observation accuracy by the endoscope 64 can be increased.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the imaging module 2A according to the second embodiment taken along a cutting line corresponding to the line VV in FIG.
  • the plurality of recesses 58 are formed on each of the side surfaces 56a and 56c of the hard substrate 10A, and are formed on each of the side surfaces 56b and 56d. Not.
  • a concave portion 68 (an example of a second concave portion for an electronic component) that is recessed in a direction perpendicular to the thickness direction of the hard substrate 10A is formed on each of the side surfaces 56b and 56d of the hard substrate 10A.
  • the recess 68 is formed in a rectangular shape in plan view.
  • a mounting surface 70 (an example of a second mounting surface) perpendicular to the light receiving surface 26 of the solid-state imaging device 4 (see FIG. 2) is formed on the bottom surface of the recess 68.
  • a wiring pattern 74 for mounting an electronic component 72 (an example of a second electronic component) is formed on the mounting surface 70.
  • Each of the plurality of electronic components 72 is, for example, for configuring a circuit for adjusting impedance, and includes a plurality of passive elements such as capacitors and resistors.
  • Each of the plurality of electronic components 72 is mounted on the mounting surface 70 by, for example, soldering while being accommodated in the recess 68. At this time, in order to reduce the diameter of the imaging module 2 ⁇ / b> A, it is preferable that the electronic component 72 does not protrude outward from the opening of the recess 68.
  • the electronic component 72 is disposed not only in the plurality of electronic components 14 and 16 (see FIG. 2) but also in the recesses 68 formed in the side surfaces 56b and 56d of the hard substrate 10A. Has been. Therefore, the number of electronic components mounted on the imaging module 2A can be increased, and high performance such as high speed driving or low noise can be realized.
  • FIG. 8 is a perspective view showing an imaging module 2B according to the third embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the imaging module 2B according to Embodiment 3 along the line IX-IX in FIG.
  • FIG. 10 is a plan view showing a signal processing chip 30B of the solid-state imaging device 4B according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a plan view showing the first main surface 40B side of the hard substrate 10B according to the third embodiment.
  • FIG. 12 is a plan view showing the second main surface 48B side of the hard substrate 10B according to the third embodiment.
  • illustration of the plurality of wiring cables 20 is omitted in FIGS. 8 and 12.
  • each of the plurality of back surface electrodes 8B is in the first width direction of the second main surface 32 of the solid-state imaging device 4B. In the central portion in the (Z-axis direction), it is arranged so as to extend in a long shape in the second width direction (X-axis direction) orthogonal to the first width direction. As shown in FIG. 10, each of the plurality of back surface electrodes 8B is electrically connected to the circuit section 36 of the signal processing chip 30B. In FIG. 10, a region where the plurality of back surface electrodes 8B are arranged is indicated by a broken line.
  • a plurality of substrate electrodes 12B are arranged in a staggered manner at the center of the first main surface 40B of the hard substrate 10B.
  • the plurality of substrate electrodes 12B are arranged so as to face the plurality of back surface electrodes 8B of the solid-state imaging device 4B.
  • a reinforcing resin 76 for reinforcing the connection strength between the plurality of back surface electrodes 8B and the plurality of substrate electrodes 12B is provided between the solid-state imaging device 4B and the hard substrate 10B. Filled.
  • the reinforcing resin 76 is made of, for example, an underfill material.
  • the reinforcing resin 76 may be provided as necessary, and may be omitted when the above connection strength can be secured sufficiently.
  • both ends of the first main surface 40B of the hard substrate 10B in the Z-axis direction are respectively formed on the hard substrate 10B.
  • Stepped portions 78 and 80 (an example of a first concave portion for electronic parts and a first stepped portion) that are scraped off stepwise in the thickness direction (Y-axis direction) are formed.
  • each of the stepped portions 78 and 80 is formed so as to cross the hard substrate 10B from the end surface 56Bb to the end surface 56Bd along the X axis in a plan view. As shown in FIG.
  • a mounting surface 44B parallel to the light receiving surface 26 of the solid-state imaging device 4B is formed on each bottom surface of the stepped portions 78 and 80.
  • a wiring pattern 46B for mounting the electronic components 14 and 16 is formed on each mounting surface 44B of the stepped portions 78 and 80, respectively.
  • the electronic components 14 and 16 are mounted on the mounting surface 44B while being accommodated in the stepped portions 78 and 80, respectively.
  • the outer peripheral surfaces of the electronic components 14 and 16 are sealed with sealing resins 82 and 84 for protecting the electronic components 14 and 16, respectively.
  • Each of the sealing resins 82 and 84 is formed so as not to protrude beyond the outer peripheral edge of the hard substrate 10B when viewed from the thickness direction of the hard substrate 10B.
  • the sealing resins 82 and 84 may be provided as necessary, and may be omitted when the mounting strength of the electronic components 14 and 16 can be sufficiently ensured.
  • stepped portions 86 are scraped off stepwise in the thickness direction of the hard substrate 10 ⁇ / b> B at both ends in the Z-axis direction of the second main surface 48 ⁇ / b> B of the hard substrate 10 ⁇ / b> B.
  • And 88 (an example of the second stepped portion). As shown in FIG. 12, each of the stepped portions 86 and 88 is formed so as to cross the hard substrate 10B from the end surface 56Bb to the end surface 56Bd along the X axis in plan view.
  • the side surface 90 (an example of the side surface of the hard substrate 10 ⁇ / b> B) of the stepped portion 86 and the side surface 92 (an example of the side surface of the hard substrate 10 ⁇ / b> B) of the stepped portion 88 A recess 58B is formed.
  • the plurality of recesses 58B extend linearly along the thickness direction of the hard substrate 10B and are arranged in parallel to each other. One end of each of the plurality of recesses 58B is exposed on the second main surface 48B.
  • a plurality of recesses 58B are formed on the side surfaces 56Ba and 56Bc of the hard substrate 10B.
  • the plurality of recesses 58B extend linearly along the thickness direction of the hard substrate 10B and are arranged in parallel to each other.
  • One end portions of the plurality of recesses 58B are exposed on the bottom surfaces of the step portions 86 and 88, respectively.
  • a semi-cylindrical extraction electrode 18B is formed on each concave surface of the plurality of concave portions 58B formed on the side surfaces 56Ba, 56Bc, 90 and 92, respectively.
  • One or a plurality of recesses 58B may be formed on each of the side surfaces 56Bb and 56Bd of the hard substrate 10B.
  • a mounting surface 94 (an example of a first mounting surface) parallel to the light receiving surface 26 of the solid-state imaging device 4B is formed on the second main surface 48B of the hard substrate 10B.
  • a wiring pattern 96 is formed on the mounting surface 94.
  • An electronic component 98 (an example of a first electronic component) is mounted on the wiring pattern 96 by, for example, soldering. Note that the electronic component 98 may be omitted, for example, when the imaging module 2B has a higher performance or when the rigid length L2 of the endoscope 64 (see FIG. 6) is further shortened.
  • the hard substrate 10B is disposed inside the outer peripheral edge of the light receiving surface 26 of the solid-state imaging device 4B when viewed from the thickness direction of the hard substrate 10B.
  • the degree of freedom in circuit layout can be increased in order to realize a higher-performance solid-state imaging device 4B by reducing thermal influence or random noise. Furthermore, since the connection area of the wiring cable 20 can be kept compact, a small and high-performance imaging module 2B can be realized.
  • the imaging module of this indication has been explained based on each above-mentioned embodiment, the imaging module concerning this indication is not limited to each above-mentioned embodiment. It is possible to obtain another embodiment realized by combining arbitrary constituent elements in each of the above embodiments, and various modifications that a person skilled in the art can conceive to the above embodiments without departing from the gist of the present disclosure.
  • the present disclosure also includes various modified examples and various devices incorporating the imaging module according to the present disclosure.
  • the solid-state imaging device 4 (4B) is configured with a stacked structure in which two chips are stacked.
  • the present invention is not limited thereto, and may be configured with a single-layer structure having only one chip.
  • a circuit unit for driving the light receiving unit 24 is disposed around the light receiving unit 24 of the solid-state imaging device 4 (4B).
  • the ceramic hard substrate 10 (10A, 10B) is used as a substrate to be mounted on the imaging module 2 (2A, 2B).
  • the present invention is not limited to this.
  • a resin substrate or a flexible substrate is used. It may be used.
  • the concave portions 42 and 50 are formed on the first main surface 40 and the second main surface 48 of the hard substrate 10 (10A), respectively. Only one may be formed. Alternatively, both the recesses 42 and 50 may be omitted, and the mounting surface may be directly formed on the first main surface 40 and / or the second main surface 48 of the hard substrate 10 (10A).
  • the solid-state imaging device 4 (4B) is configured with a CMOS image sensor, but is not limited thereto, and may be configured with, for example, a CCD (Charge Coupled Devices) image sensor.
  • CMOS image sensor but is not limited thereto, and may be configured with, for example, a CCD (Charge Coupled Devices) image sensor.
  • CCD Charge Coupled Devices
  • the imaging module 2 (2A, 2B) is mounted on a medical endoscope.
  • the present invention is not limited to this, and may be mounted on, for example, an industrial endoscope. .
  • an imaging module including a solid-state imaging device has been described.
  • the present invention is not limited to this.
  • various semiconductor devices such as an LED (Light Emitting Diode) or a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) are used. It is good also as a comprised semiconductor module.
  • the imaging module of the present disclosure the size can be effectively reduced, and the imaging module can be used as a tool that enables various controls such as illumination, sensing, and actuation in a minute space.
  • the present disclosure is useful, for example, as an imaging module mounted on a medical endoscope.
  • Imaging module 4 4B Solid imaging device 6 Cover glass 8, 8B Back electrode 10, 10A, 10B Hard substrate 12, 12B Substrate electrode 14, 16, 72, 98 Electronic component 18, 18B Drawer electrode 20 Wiring cables 22, 40, 40B First main surface 24 Light receiving portion 26 Light receiving surface 28 Sensor chips 30, 30B Signal processing chips 32, 48, 48B Second main surface 34 First connection portion 36 Circuit portion 38 Second Connection part 42, 50, 58, 58B, 68 Recess 44, 44B, 52, 70, 94 Mounting surface 46, 46B, 54, 74, 96 Wiring patterns 56a, 56b, 56c, 56d, 56Ba, 56Bb, 56Bc, 56Bd , 90, 92 Side surface 60 Core wire 62 Cover portion 64, 102 Endoscope 66 Organ 66a Observation site 76 Reinforcement resin 78, 80, 8 6,88 Stepped portion 82 Sealing resin

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Abstract

撮像モジュール（２）は、受光部（２４）が配置された受光面（２６）を有する固体撮像素子（４）と、固体撮像素子（４）の受光面（２６）と反対側の第２の主面（３２）に配置された裏面電極（８）と、固体撮像素子（４）の第２の主面（３２）に対向して配置され、且つ、裏面電極（８）と電気的に接続された硬質基板（１０）であって、受光面（２６）に対して平行な実装面（４４）と、受光面（２６）に対して法線方向に形成された側面（５６ａ）とを有する硬質基板（１０）と、硬質基板（１０）の実装面（４４）に実装された電子部品（１４）と、硬質基板（１０）の側面（５６ａ）に配置され、配線ケーブル（２０）を電気的に接続するための引き出し用電極（１８）とを備える。

Description

撮像モジュール
　本開示は、撮像モジュールに関する。
　医療分野において、患者の体内に挿入して、患者の体内を観察するための内視鏡が用いられている。近年では、内視鏡を患者の体内に挿入する際の患者の身体的な負担を軽減するために、内視鏡の先端部の小型化が要望されている。
　そのため、例えば特許文献１には、内視鏡の先端部に搭載された撮像モジュールの細径化を図る技術が提案されている。この撮像モジュールは、固体撮像素子と、フレキシブル基板とを備えている。固体撮像素子は、受光部が配置された受光面を有している。固体撮像素子の受光面と反対側の面には、電極が配置されている。フレキシブル基板は、長尺状に形成され、折り曲げ部において９０°以下の角度で折り曲げられている。フレキシブル基板の折り曲げ部よりも一端部側は、上述した電極に電気的に接続されている。フレキシブル基板の折り曲げ部よりも他端部側は、固体撮像素子から離れる方向に延びている。フレキシブル基板の折り曲げ部よりも他端部側には、複数の電子部品が実装され、且つ、配線ケーブルが電気的に接続されている。
特開２０１３－２２５８１２号公報
　しかしながら、上述した従来の撮像モジュールでは、フレキシブル基板の折り曲げ部よりも他端部側が固体撮像素子から離れる方向に延びているため、複数の電子部品及び配線ケーブルを配置するためのスペースが固体撮像素子から離れる方向に広がってしまう。そのため、撮像モジュールを内視鏡の先端部に搭載した場合に、内視鏡の先端部の曲げられない部分の長さ（以下、「硬質長」という）が長くなる。その結果、内視鏡により患者の体内を観察する際に、内視鏡の先端部を患者の体内の所望の観察部位にアプローチすることが難しくなり、観察精度が低下するという課題が生じる。
　そこで、本開示は、上記の課題に鑑みて、効果的に小型化を図ることができる撮像モジュールを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る撮像モジュールは、受光部が配置された受光面を有する固体撮像素子と、前記固体撮像素子の前記受光面と反対側の面に配置された第１の電極と、前記固体撮像素子の前記面に対向して配置され、且つ、前記第１の電極と電気的に接続された基板であって、前記受光面に対して平行な第１の実装面と、前記受光面に対して法線方向に形成された側面と、を有する基板と、前記基板の前記第１の実装面に実装された第１の電子部品と、前記基板の前記側面に配置され、配線ケーブルを電気的に接続するための第２の電極と、を備える。
　本開示の一態様に係る撮像モジュールによれば、効果的に小型化を図ることができる。
図１は、実施の形態１に係る撮像モジュールを示す斜視図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線による、実施の形態１に係る撮像モジュールの断面図である。 図３は、実施の形態１に係る固体撮像素子のセンサチップを示す平面図である。 図４は、実施の形態１に係る固体撮像素子の信号処理チップを示す平面図である。 図５は、図２のＶ－Ｖ線による、実施の形態１に係る撮像モジュールの断面図である。 図６は、実施の形態１に係る撮像モジュールを内視鏡の先端部に搭載した場合の効果を説明するための図である。 図７は、図２のＶ－Ｖ線に相当する切断線による、実施の形態２に係る撮像モジュールの断面図である。 図８は、実施の形態３に係る撮像モジュールを示す斜視図である。 図９は、図８のＩＸ－ＩＸ線による、実施の形態３に係る撮像モジュールの断面図である。 図１０は、実施の形態３に係る固体撮像素子の信号処理チップを示す平面図である。 図１１は、実施の形態３に係る硬質基板の第１の主面側を示す平面図である。 図１２は、実施の形態３に係る硬質基板の第２の主面側を示す平面図である。
　本開示の一態様に係る撮像モジュール（半導体モジュール）は、受光部が配置された受光面を有する固体撮像素子と、前記固体撮像素子の前記受光面と反対側の面に配置された第１の電極と、前記固体撮像素子の前記面に対向して配置され、且つ、前記第１の電極と電気的に接続された基板であって、前記受光面に対して平行な第１の実装面と、前記受光面に対して法線方向に形成された側面と、を有する基板と、前記基板の前記第１の実装面に実装された第１の電子部品と、前記基板の前記側面に配置され、配線ケーブルを電気的に接続するための第２の電極と、を備える。
　本態様によれば、第１の電子部品を実装するための第１の実装面は、固体撮像素子の受光面に対して平行である。また、配線ケーブルを電気的に接続するための第２の電極は、基板の側面に配置されている。これにより、第１の電子部品及び配線ケーブルを配置するためのスペースを固体撮像素子側に集約してコンパクトに抑えることができ、効果的に撮像モジュールの小型化を図ることができる。その結果、例えば撮像モジュールを内視鏡の先端部に搭載した場合には、内視鏡の硬質長を短くすることができ、内視鏡による観察精度を高めることができる。但し、上記の「側面」は、本開示の一態様に係る撮像モジュールの特性に影響が出ない程度に、法線方向からずれていてもよい。すなわち、「前記受光面に対して略法線方向に形成された側面」であってもよい。
　例えば、前記固体撮像素子は、前記受光部を含む第１のチップと、前記受光部を駆動するための回路部を含む第２のチップとが積層された積層構造で構成されているように構成してもよい。
　本態様によれば、固体撮像素子を積層構造で構成することにより、回路の各要素を複数の半導体素子に分離して構成することができるので、撮像モジュールの細径化を図ることができる。
　例えば、前記基板は、さらに、前記固体撮像素子の前記面に対向して配置された第１の主面と、前記第１の主面と反対側に配置された第２の主面と、前記第１の主面及び前記第２の主面の少なくとも一方に形成され、前記第１の実装面が形成された第１の電子部品用凹部と、を有し、前記第１の電子部品は、前記第１の電子部品用凹部に収容された状態で、前記第１の実装面に実装されているように構成してもよい。
　本態様によれば、第１の電子部品は、基板の第１の主面及び／又は第２の主面に形成された第１の電子部品用凹部に収容された状態で、第１の実装面に実装されているので、第１の電子部品を配置するためのスペースをより一層コンパクトに抑えることができる。
　例えば、前記基板は、さらに、前記側面に形成され、第２の実装面が形成された第２の電子部品用凹部を有し、前記撮像モジュールは、さらに、前記第２の電子部品用凹部に収容された状態で、前記第２の実装面に実装された第２の電子部品を備えるように構成してもよい。
　本態様によれば、第２の電子部品は、基板の側面に形成された第２の電子部品用凹部に収容された状態で、第２の実装面に実装されているので、撮像モジュールに搭載される電子部品の点数を増やすことができ、高速駆動又は低ノイズ化等の高性能化を実現することができる。
　例えば、前記基板は、さらに、前記第１の主面の中央部に配置され、長尺状に配置された前記固体撮像素子の前記第１の電極と電気的に接続された基板電極と、前記基板電極以外の領域に形成され、前記第１の実装面が形成された第１の段差部と、を有し、前記第１の電子部品は、前記第１の段差部に収容された状態で、前記第１の実装面に実装されているように構成してもよい。
　本態様によれば、基板の限られたスペースで効率良く電子部品類を搭載することができ、さらには、搭載する電子部品の点数を増やすことができるとともに、より大きい電子部品を搭載することができる。さらに、熱影響又はランダムノイズ等を低減してより高性能な固体撮像素子を実現するために、回路レイアウトの自由度を高めることができる。
　例えば、前記基板は、さらに、前記側面に形成され、厚み方向に向かって階段状に削り取られた第２の段差部を有し、前記第２の段差部には、前記第２の電極が形成されているように構成してもよい。
　本態様によれば、熱影響又はランダムノイズ等を低減してより高性能な固体撮像素子を実現するために、回路レイアウトの自由度を高めることができる。さらに、配線ケーブルの接続エリアをコンパクトに抑えることができるので、小型且つ高性能な撮像モジュールを実現することができる。
　例えば、前記基板は、さらに、前記側面に形成され、前記第２の電極が配置された電極用凹部を有し、前記配線ケーブルは、前記電極用凹部に収容された状態で、前記第２の電極と電気的に接続されているように構成してもよい。
　本態様によれば、配線ケーブルは、基板の側面に形成された電極用凹部に収容された状態で、第２の電極と電気的に接続されているので、配線ケーブルを配置するためのスペースをより一層コンパクトに抑えることができる。
　例えば、前記基板は、前記厚み方向から見て、前記固体撮像素子の前記受光面の外周縁よりも内側に配置されているように構成してもよい。
　本態様によれば、基板が固体撮像素子の受光面の外周縁よりも外側にはみ出さないので、撮像モジュールの細径化を図ることができる。
　例えば、前記配線ケーブルは、前記厚み方向から見て、前記固体撮像素子の前記受光面の前記外周縁よりも内側に配置されているように構成してもよい。
　本態様によれば、配線ケーブルが固体撮像素子の受光面の外周縁よりも外側にはみ出さないので、撮像モジュールの細径化を図ることができる。
　例えば、前記基板は、セラミックで形成されているように構成してもよい。
　本態様によれば、基板がセラミックで形成されているので、基板の強度を高めることができ、配線ケーブルを第２の電極に電気的に接続する際の作業性を高めることができる。
　以下、各実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。但し、説明が不必要に冗長になるのを避け且つ当業者の理解を容易にするため、例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明等については、詳細な説明を省略する場合がある。
　なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するための一例を提示するものであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定するものではない。
　（実施の形態１）
　［１－１．撮像モジュールの構成］
　まず、図１～図５を参照しながら、実施の形態１に係る撮像モジュール２の構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る撮像モジュール２を示す斜視図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線による、実施の形態１に係る撮像モジュール２の断面図である。図３は、実施の形態１に係る固体撮像素子４のセンサチップ２８を示す平面図である。図４は、実施の形態１に係る固体撮像素子４の信号処理チップ３０を示す平面図である。図５は、図２のＶ－Ｖ線による、実施の形態１に係る撮像モジュール２の断面図である。なお、説明の都合上、図１では、複数の配線ケーブル２０の図示を省略してある。
　実施の形態１に係る撮像モジュール２は、例えば、医療用の内視鏡の先端部に搭載される。図１及び図２に示すように、撮像モジュール２は、固体撮像素子４と、カバーガラス６と、複数の裏面電極８（第１の電極の一例）と、硬質基板１０（基板の一例）と、複数の基板電極１２と、複数の電子部品１４及び１６（第１の電子部品の一例）と、複数の引き出し用電極１８（第２の電極の一例）と、複数の配線ケーブル２０とを備えている。撮像モジュール２のＹ軸方向における長さＬ（すなわち、カバーガラス６の表面から硬質基板１０の第２の主面４８までの長さ）は、例えば約３ｍｍである。なお、撮像モジュール２を内視鏡の先端部に搭載する場合には、撮像モジュール２の側面は円筒形状のカバー部材（図示せず）により覆われる。
　固体撮像素子４は、対象物を撮像するためのＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサである。固体撮像素子４は、平面視で矩形状の板状に形成されている。固体撮像素子４の第１の主面２２には、受光部２４が配置された受光面２６が形成されている。受光面２６は、第１の主面２２の全域に形成されており、ＸＺ平面に対して略平行に配置されている。なお、本明細書では、少なくとも受光部２４が形成されているものを固体撮像素子４と定義する。
　また、固体撮像素子４は、センサチップ２８（第１のチップの一例）と信号処理チップ３０（第２のチップの一例）とが積層された積層構造で構成されている。センサチップ２８は、固体撮像素子４の第１の主面２２側に配置され、信号処理チップ３０は、固体撮像素子４の第１の主面２２と反対側の第２の主面３２側に配置されている。ここで、図３及び図４を参照しながら、センサチップ２８及び信号処理チップ３０の各構成について説明する。
　図３に示すように、センサチップ２８は、受光部２４と、複数の第１の接続部３４とを有している。受光部２４は、複数の画素が行列状に配置された画素アレイである。複数の第１の接続部３４はそれぞれ、受光部２４よりも外側の領域において、センサチップ２８の４辺に沿って配置されている。複数の第１の接続部３４の各々は、受光部２４と電気的に接続された複数の第１の接続電極（図示せず）を有している。複数の第１の接続電極の各々は、例えばＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ　Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｖｉａ）で構成されている。
　図４に示すように、信号処理チップ３０は、回路部３６と、複数の第２の接続部３８とを有している。回路部３６は、受光部２４を駆動するためのものである。回路部３６は、例えば、垂直走査部と、ＡＤ変換部と、メモリ部と、周辺回路部と、パッド部とを有している。垂直走査部は、受光部２４の画素列毎に、受光部２４の画素のデータを示すアナログ信号を出力する。ＡＤ変換部は、画素列毎に出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。メモリ部は、ＡＤ変換部で変換されたデジタル信号をデータとして格納する。周辺回路部は、メモリ部に格納されたデータを最適なデータに変換し、最適なタイミングで外部へ出力する。パッド部は、外部と電気的に接続するための複数のパッド電極を有している。複数の第２の接続部３８はそれぞれ、回路部３６よりも外側の領域において、信号処理チップ３０の４辺に沿って配置されている。複数の第２の接続部３８の各々は、回路部３６と電気的に接続された複数の第２の接続電極（図示せず）を有している。複数の第２の接続電極の各々は、例えばＴＳＶで構成されている。センサチップ２８と信号処理チップ３０とが積層されることにより、複数の第１の接続部３４はそれぞれ、複数の第２の接続部３８と電気的に接続される。
　図１及び図２に示すように、カバーガラス６は、固体撮像素子４の受光面２６を保護するための透明のガラス板である。カバーガラス６は、固体撮像素子４の受光面２６を覆うように配置されている。
　複数の裏面電極８は、固体撮像素子４の第２の主面３２に配置されている。複数の裏面電極８の各々は、信号処理チップ３０の回路部３６と電気的に接続されている。
　硬質基板１０は、複数の電子部品１４及び１６を実装するための配線基板である。硬質基板１０は、例えばセラミック等の無機材料で形成されており、平面視で矩形状の板状に形成されている。具体的には、硬質基板１０は、例えばセラミックで形成された厚み０．０５～０．２ｍｍの薄板を多数枚積層することにより構成されている。硬質基板１０の厚みＤ（Ｙ軸方向における大きさ）は、例えば約１．５ｍｍである。
　硬質基板１０の第１の主面４０は、固体撮像素子４の第２の主面３２、すなわち、信号処理チップ３０に対向して配置されている。硬質基板１０の第１の主面４０には、複数の基板電極１２が配置されている。複数の基板電極１２はそれぞれ、複数の裏面電極８と例えばはんだ付け等により電気的に接続されている。複数の基板電極１２の各々は、硬質基板１０に形成された配線パターン４６及び５４（後述する）と複数の引き出し用電極１８とに電気的に接続されている。
　図２に示すように、硬質基板１０の第１の主面４０には、硬質基板１０の厚み方向（Ｙ軸方向）に陥没する凹部４２（第１の電子部品用凹部の一例）が形成されている。図５に示すように、凹部４２は、平面視で矩形状に形成されている。凹部４２の底面には、固体撮像素子４の受光面２６に対して平行な実装面４４（第１の実装面の一例）が形成されている。ここで、「平行」とは、実装面４４が受光面２６に対して完全に平行である場合だけでなく、実装面４４が受光面２６に対して誤差又は公差等により僅かに傾斜している場合も含まれる。実装面４４には、電子部品１４を実装するための配線パターン４６が形成されている。
　図２に示すように、硬質基板１０の第２の主面４８には、硬質基板１０の厚み方向に陥没する凹部５０（第１の電子部品用凹部の一例）が形成されている。凹部５０は、平面視で矩形状に形成されている。凹部５０の底面には、固体撮像素子４の受光面２６に対して平行な実装面５２（第１の実装面の一例）が形成されている。ここで、「平行」とは、実装面５２が受光面２６に対して完全に平行である場合だけでなく、実装面５２が受光面２６に対して誤差又は公差等により僅かに傾斜している場合も含まれる。実装面５２には、電子部品１６を実装するための配線パターン５４が形成されている。
　図１、図２及び図５に示すように、硬質基板１０の４つの側面５６ａ，５６ｂ，５６ｃ及び５６ｄの各々には、複数の凹部５８（電極用凹部の一例）が形成されている。複数の凹部５８の各々は、硬質基板１０の厚み方向に沿って直線状に延び、且つ、互いに平行に配置されている。複数の凹部５８の各一端部は、硬質基板１０の第１の主面４０の近傍に配置され、複数の凹部５８の各他端部は、硬質基板１０の第２の主面４８上に露出されている。また、図５に示すように、複数の凹部５８の各々は、平面視で半円形状に形成されている。複数の凹部５８の各々の凹面には、半円筒形状の引き出し用電極１８が形成されている。
　なお、硬質基板１０の側面５６ａ，５６ｂ，５６ｃ及び５６ｄは、硬質基板１０の厚み方向から見て、実装面４４及び５２よりも外側に形成されている。すなわち、硬質基板１０の側面５６ａ，５６ｂ，５６ｃ及び５６ｄは、固体撮像素子４の受光面２６に対して法線方向（Ｙ軸方向）に形成されている。また、図２に示すように、硬質基板１０は、硬質基板１０の厚み方向から見て、固体撮像素子４の受光面２６の外周縁よりも内側に配置されている。
　複数の電子部品１４及び１６の各々は、例えばインピーダンスの調整用回路を構成するためのものであり、コンデンサ及び抵抗等の複数の受動素子を含んでいる。図２及び図５に示すように、電子部品１４は、凹部４２に収容された状態で、実装面４４に例えばはんだ付け等により実装されている。このとき、電子部品１４と固体撮像素子４との接触を避けるために、電子部品１４は、凹部４２の開口部から固体撮像素子４側にはみ出さないことが好ましい。また、電子部品１６は、凹部５０に収容された状態で、実装面５２に例えばはんだ付け等により実装されている。なお、複数の電子部品１４及び１６の各々のＹ軸方向における高さは、例えば約０．４ｍｍである。
　複数の配線ケーブル２０の各々は、撮像モジュール２と外部機器（例えば、内視鏡のコントローラ等）との間で信号及び電力等を伝送するためのものである。複数の配線ケーブル２０の各々は、芯線６０と、芯線６０を被覆する被覆部６２とを有している。複数の配線ケーブル２０の各先端部においては、被覆部６２の端部から突出した芯線６０が露出されている。図２及び図５に示すように、複数の配線ケーブル２０の各先端部はそれぞれ、複数の凹部５８に収容された状態で、引き出し用電極１８と例えばはんだ付け等により電気的に接続されている。なお、複数の配線ケーブル２０の各々は、硬質基板１０の厚み方向から見て、固体撮像素子４の受光面２６の外周縁よりも内側に配置されている。
　［１－２．効果］
　次に、実施の形態１に係る撮像モジュール２により得られる効果について説明する。上述したように、硬質基板１０の実装面４４及び５２の各々は、固体撮像素子４の受光面２６に対して平行であるので、複数の電子部品１４及び１６を配置するためのスペースを固体撮像素子４側に集約してコンパクトに抑えることができる。また、配線ケーブル２０を電気的に接続するための引き出し用電極１８が硬質基板１０の側面５６ａ，５６ｂ，５６ｃ及び５６ｄに配置されているので、引き出し用電極１８を配置するためのスペースを固体撮像素子４側に集約してコンパクトに抑えることができる。これにより、撮像モジュール２のＹ軸方向における長さＬを短くすることができ、効果的に撮像モジュール２の小型化を図ることができる。その結果、撮像モジュール２を内視鏡の先端部に搭載した場合に、内視鏡の硬質長を短くすることができ、内視鏡による観察精度を高めることができる。
　ここで、図６を参照しながら、実施の形態１に係る撮像モジュール２を内視鏡６４の先端部に搭載した場合の効果について説明する。図６は、実施の形態１に係る撮像モジュール２を内視鏡６４の先端部に搭載した場合の効果を説明するための図である。図６の（ａ）は、比較例に係る撮像モジュール１００を搭載した内視鏡１０２の使用例を示す図であり、図６の（ｂ）は、実施の形態１に係る撮像モジュール２を搭載した内視鏡６４の使用例を示す図である。
　図６の（ａ）に示すように、比較例に係る撮像モジュール１００は、例えば背景技術の欄で説明した構成を備えている。そのため、撮像モジュール１００を内視鏡１０２の先端部に搭載した場合に、内視鏡１０２の硬質長Ｌ１は比較的長くなる。そのため、例えば内視鏡１０２により患者の体内の臓器６６を観察する際において、臓器６６の内部が狭い場合に、内視鏡１０２の先端部を臓器６６の所望の観察部位６６ａにアプローチすることが難しくなる。その結果、内視鏡１０２による観察精度が低下する。
　一方、図６の（ｂ）に示すように、実施の形態１に係る撮像モジュール２を内視鏡６４の先端部に搭載した場合に、内視鏡６４の硬質長Ｌ２は比較的短くなる。そのため、例えば内視鏡６４により患者の体内の臓器６６を観察する際において、臓器６６の内部が狭い場合であっても、内視鏡６４の先端部を臓器６６の所望の観察部位６６ａに容易にアプローチすることができる。その結果、内視鏡６４による観察精度を高めることができる。
　（実施の形態２）
　［２－１．撮像モジュールの構成］
　次に、図７を参照しながら、実施の形態２に係る撮像モジュール２Ａについて説明する。図７は、図２のＶ－Ｖ線に相当する切断線による、実施の形態２に係る撮像モジュール２Ａの断面図である。
　図７に示すように、実施の形態２に係る撮像モジュール２Ａでは、複数の凹部５８は、硬質基板１０Ａの側面５６ａ及び５６ｃの各々に形成されており、側面５６ｂ及び５６ｄの各々には形成されていない。
　また、硬質基板１０Ａの側面５６ｂ及び５６ｄの各々には、硬質基板１０Ａの厚み方向に対して垂直な方向に陥没する凹部６８（第２の電子部品用凹部の一例）が形成されている。凹部６８は、平面視で矩形状に形成されている。凹部６８の底面には、固体撮像素子４（図２参照）の受光面２６に対して垂直な実装面７０（第２の実装面の一例）が形成されている。実装面７０には、電子部品７２（第２の電子部品の一例）を実装するための配線パターン７４が形成されている。
　複数の電子部品７２の各々は、例えばインピーダンスの調整用回路を構成するためのものであり、コンデンサ及び抵抗等の複数の受動素子を含んでいる。複数の電子部品７２の各々は、凹部６８に収容された状態で、実装面７０に例えばはんだ付け等により実装されている。このとき、撮像モジュール２Ａの細径化を図るために、電子部品７２は、凹部６８の開口部から外側にはみ出さないことが好ましい。
　［２－２．効果］
　実施の形態２に係る撮像モジュール２Ａでは、複数の電子部品１４及び１６（図２参照）だけでなく、硬質基板１０Ａの側面５６ｂ及び５６ｄの各々に形成された凹部６８にも電子部品７２が配置されている。そのため、撮像モジュール２Ａに搭載される電子部品の点数を増やすことができ、高速駆動又は低ノイズ化等の高性能化を実現することができる。
　（実施の形態３）
　［３－１．撮像モジュールの構成］
　次に、図８～図１２を参照しながら、実施の形態３に係る撮像モジュール２Ｂについて説明する。図８は、実施の形態３に係る撮像モジュール２Ｂを示す斜視図である。図９は、図８のＩＸ－ＩＸ線による、実施の形態３に係る撮像モジュール２Ｂの断面図である。図１０は、実施の形態３に係る固体撮像素子４Ｂの信号処理チップ３０Ｂを示す平面図である。図１１は、実施の形態３に係る硬質基板１０Ｂの第１の主面４０Ｂ側を示す平面図である。図１２は、実施の形態３に係る硬質基板１０Ｂの第２の主面４８Ｂ側を示す平面図である。なお、説明の都合上、図８及び図１２では、複数の配線ケーブル２０の図示を省略してある。
　図８、図９及び図１０に示すように、実施の形態３に係る撮像モジュール２Ｂでは、複数の裏面電極８Ｂの各々は、固体撮像素子４Ｂの第２の主面３２の第１の幅方向（Ｚ軸方向）における中央部において、第１の幅方向に直交する第２の幅方向（Ｘ軸方向）に長尺状に延びるように配置されている。図１０に示すように、複数の裏面電極８Ｂの各々は、信号処理チップ３０Ｂの回路部３６と電気的に接続されている。なお、図１０においては、複数の裏面電極８Ｂが配置される領域を破線で示している。
　図９及び図１１に示すように、硬質基板１０Ｂの第１の主面４０Ｂの中央部には、複数の基板電極１２Ｂが千鳥状に配置されている。複数の基板電極１２Ｂは、固体撮像素子４Ｂの複数の裏面電極８Ｂに対向するように配置されている。
　また、図８及び図９に示すように、固体撮像素子４Ｂと硬質基板１０Ｂとの間には、複数の裏面電極８Ｂと複数の基板電極１２Ｂとの接続強度を補強するための補強樹脂７６が充填されている。補強樹脂７６は、例えばアンダーフィル材等で形成されている。なお、補強樹脂７６は、必要に応じて設ければよく、上記の接続強度を十分に確保できる場合には省略してもよい。
　図８、図９及び図１１に示すように、硬質基板１０Ｂの第１の主面４０ＢのＺ軸方向における両端部（すなわち、複数の基板電極１２Ｂ以外の領域）にはそれぞれ、硬質基板１０Ｂの厚み方向（Ｙ軸方向）に階段状に削り取られた段差部７８及び８０（第１の電子部品用凹部及び第１の段差部の一例）が形成されている。図１１に示すように、段差部７８及び８０の各々は、平面視でＸ軸に沿って硬質基板１０Ｂを端面５６Ｂｂから端面５６Ｂｄまで横断するように形成されている。図９に示すように、段差部７８及び８０の各底面には、固体撮像素子４Ｂの受光面２６に対して平行な実装面４４Ｂが形成されている。段差部７８及び８０の各実装面４４Ｂにはそれぞれ、電子部品１４及び１６を実装するための配線パターン４６Ｂが形成されている。電子部品１４及び１６は、段差部７８及び８０にそれぞれ収容された状態で、実装面４４Ｂに実装されている。
　図８、図９及び図１１に示すように、電子部品１４及び１６の各外周面はそれぞれ、電子部品１４及び１６を保護するための封止樹脂８２及び８４により封止されている。封止樹脂８２及び８４の各々は、硬質基板１０Ｂの厚み方向から見て、硬質基板１０Ｂの外周縁よりも外側にはみ出さないように形成されている。なお、封止樹脂８２及び８４は、必要に応じて設ければよく、電子部品１４及び１６の各実装強度を十分に確保できる場合には省略してもよい。
　図８、図９及び図１２に示すように、硬質基板１０Ｂの第２の主面４８ＢのＺ軸方向における両端部にはそれぞれ、硬質基板１０Ｂの厚み方向に階段状に削り取られた段差部８６及び８８（第２の段差部の一例）が形成されている。図１２に示すように、段差部８６及び８８の各々は、平面視でＸ軸に沿って硬質基板１０Ｂを端面５６Ｂｂから端面５６Ｂｄまで横断するように形成されている。
　図８、図９及び図１２に示すように、段差部８６の側面９０（硬質基板１０Ｂの側面の一例）及び段差部８８の側面９２（硬質基板１０Ｂの側面の一例）にはそれぞれ、複数の凹部５８Ｂが形成されている。これらの複数の凹部５８Ｂは、硬質基板１０Ｂの厚み方向に沿って直線状に延び、且つ、互いに平行に配置されている。これらの複数の凹部５８Ｂの各一端部は、第２の主面４８Ｂ上に露出されている。
　また、図８、図９及び図１２に示すように、硬質基板１０Ｂの側面５６Ｂａ及び５６Ｂｃにはそれぞれ、複数の凹部５８Ｂが形成されている。これらの複数の凹部５８Ｂは、硬質基板１０Ｂの厚み方向に沿って直線状に延び、且つ、互いに平行に配置されている。これらの複数の凹部５８Ｂの各一端部は、段差部８６及び８８の各底面上に露出されている。
　図８、図９及び図１２に示すように、側面５６Ｂａ，５６Ｂｃ，９０及び９２にそれぞれ形成された複数の凹部５８Ｂの各凹面には、半円筒形状の引き出し用電極１８Ｂが形成されている。なお、硬質基板１０Ｂの側面５６Ｂｂ及び５６Ｂｄの各々にも１又は複数の凹部５８Ｂを形成してもよい。
　図９及び図１２に示すように、硬質基板１０Ｂの第２の主面４８Ｂには、固体撮像素子４Ｂの受光面２６に対して平行な実装面９４（第１の実装面の一例）が形成されている。実装面９４には、配線パターン９６が形成されている。配線パターン９６には、電子部品９８（第１の電子部品の一例）が例えばはんだ付け等により実装されている。なお、電子部品９８は、例えば撮像モジュール２Ｂをより高性能化する、又は、内視鏡６４（図６参照）の硬質長Ｌ２をより短縮化する場合には、省略してもよい。
　なお、図９に示すように、硬質基板１０Ｂは、硬質基板１０Ｂの厚み方向から見て、固体撮像素子４Ｂの受光面２６の外周縁よりも内側に配置されている。
　［３－２．効果］
　実施の形態３に係る撮像モジュール２Ｂでは、熱影響又はランダムノイズ等を低減してより高性能な固体撮像素子４Ｂを実現するために、回路レイアウトの自由度を高めることができる。さらに、配線ケーブル２０の接続エリアをコンパクトに抑えることができるので、小型且つ高性能な撮像モジュール２Ｂを実現することができる。
　（変形例等）
　以上、本開示の撮像モジュールについて、上記各実施の形態に基づいて説明してきたが、本開示に係る撮像モジュールは、上記各実施の形態に限定されるものではない。上記各実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記各実施の形態に対して本開示の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思い付く各種変形を施して得られる変形例や、本開示に係る撮像モジュールを内蔵した各種機器も本開示に含まれる。
　上記各実施の形態では、固体撮像素子４（４Ｂ）を、２つのチップを積層した積層構造で構成したが、これに限定されず、１つのチップのみを有する単層構造で構成してもよい。この場合、固体撮像素子４（４Ｂ）の受光部２４の周囲には、受光部２４を駆動するための回路部が配置される。
　上記各実施の形態では、撮像モジュール２（２Ａ，２Ｂ）に搭載する基板としてセラミック製の硬質基板１０（１０Ａ，１０Ｂ）を用いたが、これに限定されず、例えば樹脂基板又はフレキシブル基板等を用いてもよい。
　上記各実施の形態では、硬質基板１０（１０Ａ）の第１の主面４０及び第２の主面４８にそれぞれ凹部４２及び５０を形成したが、これに限定されず、凹部４２及び５０のうち一方のみを形成してもよい。あるいは、凹部４２及び５０をともに省略して、硬質基板１０（１０Ａ）の第１の主面４０及び／又は第２の主面４８に実装面を直接形成してもよい。
　上記各実施の形態では、固体撮像素子４（４Ｂ）をＣＭＯＳイメージセンサで構成したが、これに限定されず、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅｓ）イメージセンサで構成してもよい。
　上記各実施の形態では、撮像モジュール２（２Ａ，２Ｂ）を医療用の内視鏡に搭載する場合について説明したが、これに限定されず、例えば工業用の内視鏡に搭載してもよい。
　上記各実施の形態では、固体撮像素子で構成される撮像モジュールの場合について説明したが、これに限定されず、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）又はＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）等の各種半導体デバイスで構成される半導体モジュールとしてもよい。本開示の撮像モジュールによれば、効果的に小型化を図ることができ、微小な空間での照明やセンシング、アクチュエーション等の各種制御を可能とするツールとして用いることができる。
　本開示は、例えば医療用の内視鏡に搭載される撮像モジュール等として有用である。
２，２Ａ，２Ｂ，１００　撮像モジュール
４，４Ｂ　固体撮像素子
６　カバーガラス
８，８Ｂ　裏面電極
１０，１０Ａ，１０Ｂ　硬質基板
１２，１２Ｂ　基板電極
１４，１６，７２，９８　電子部品
１８，１８Ｂ　引き出し用電極
２０　配線ケーブル
２２，４０，４０Ｂ　第１の主面
２４　受光部
２６　受光面
２８　センサチップ
３０，３０Ｂ　信号処理チップ
３２，４８，４８Ｂ　第２の主面
３４　第１の接続部
３６　回路部
３８　第２の接続部
４２，５０，５８，５８Ｂ，６８　凹部
４４，４４Ｂ，５２，７０，９４　実装面
４６，４６Ｂ，５４，７４，９６　配線パターン
５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄ，５６Ｂａ，５６Ｂｂ，５６Ｂｃ，５６Ｂｄ，９０，９２　側面
６０　芯線
６２　被覆部
６４，１０２　内視鏡
６６　臓器
６６ａ　観察部位
７６　補強樹脂
７８，８０，８６，８８　段差部
８２　封止樹脂

Claims (10)

  1. 　受光部が配置された受光面を有する固体撮像素子と、
    　前記固体撮像素子の前記受光面と反対側の面に配置された第１の電極と、
    　前記固体撮像素子の前記面に対向して配置され、且つ、前記第１の電極と電気的に接続された基板であって、前記受光面に対して平行な第１の実装面と、前記受光面に対して法線方向に形成された側面と、を有する基板と、
    　前記基板の前記第１の実装面に実装された第１の電子部品と、
    　前記基板の前記側面に配置され、配線ケーブルを電気的に接続するための第２の電極と、を備える
    　撮像モジュール。
  2. 　前記固体撮像素子は、前記受光部を含む第１のチップと、前記受光部を駆動するための回路部を含む第２のチップとが積層された積層構造で構成されている
    　請求項１に記載の撮像モジュール。
  3. 　前記基板は、さらに、
    　前記固体撮像素子の前記面に対向して配置された第１の主面と、
    　前記第１の主面と反対側に配置された第２の主面と、
    　前記第１の主面及び前記第２の主面の少なくとも一方に形成され、前記第１の実装面が形成された第１の電子部品用凹部と、を有し、
    　前記第１の電子部品は、前記第１の電子部品用凹部に収容された状態で、前記第１の実装面に実装されている
    　請求項１又は２に記載の撮像モジュール。
  4. 　前記基板は、さらに、前記側面に形成され、第２の実装面が形成された第２の電子部品用凹部を有し、
    　前記撮像モジュールは、さらに、前記第２の電子部品用凹部に収容された状態で、前記第２の実装面に実装された第２の電子部品を備える
    　請求項３に記載の撮像モジュール。
  5. 　前記基板は、さらに、
    　前記第１の主面の中央部に配置され、長尺状に配置された前記固体撮像素子の前記第１の電極と電気的に接続された基板電極と、
    　前記基板電極以外の領域に形成され、前記第１の実装面が形成された第１の段差部と、を有し、
    　前記第１の電子部品は、前記第１の段差部に収容された状態で、前記第１の実装面に実装されている
    　請求項１又は２に記載の撮像モジュール。
  6. 　前記基板は、さらに、前記側面に形成され、厚み方向に向かって階段状に削り取られた第２の段差部を有し、
    　前記第２の段差部には、前記第２の電極が形成されている
    　請求項５に記載の撮像モジュール。
  7. 　前記基板は、さらに、前記側面に形成され、前記第２の電極が配置された電極用凹部を有し、
    　前記配線ケーブルは、前記電極用凹部に収容された状態で、前記第２の電極と電気的に接続されている
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の撮像モジュール。
  8. 　前記基板は、前記厚み方向から見て、前記固体撮像素子の前記受光面の外周縁よりも内側に配置されている
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の撮像モジュール。
  9. 　前記配線ケーブルは、前記厚み方向から見て、前記固体撮像素子の前記受光面の前記外周縁よりも内側に配置されている
    　請求項８に記載の撮像モジュール。
  10. 　前記基板は、セラミックで形成されている
    　請求項１～９のいずれか１項に記載の撮像モジュール。
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