JPH0318343A - 電子内視鏡の固体撮像素子アセンブリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】 本発明は、医療用，工業用等として用いられる電子内視
鏡の固体撮像素子アセンブリに関するものである。 ［従来の技術Ｊ 電子内視鏡における撮像手段としては、ＣＣＤ等の固体
撮像素子が用いられる。この固体撮像素子は、体内に挿
入される挿入部の先端に設けられている。而して、固体
撮像素子は基板上に装着して、保護ガラスを装着した光
入射用の透明窓を備えたパッケージに内装することによ
り、固体撮像素子アセンブリを構戊するが、この固体撮
像素子アセンブリは対物レンズの鏡胴に固着して設けら
れている。ここで、固体撮像素子が装着される基板はフ
ラットなものを用い、この基板上に所定の配線パターン
が形成されて、この配線部と固体撮像素子の表面の電極
部との間をワイヤボンディング手段によって配線するよ
うにしている。 ［発明が解決しようとする課題］ ここで、気管支の内部に挿入される気管支鏡等にあって
は、その挿入部を可及的に小径化すると共に、硬質部の
長さ寸法を短縮する必要がある。 このためには、該挿入部の内蔵物である固体撮像素子ア
センブリを小型化しなければならない。近年においては
、固体撮像素子として、集積度か大幅に向上したものが
開発され、１〜２ｍｍ程度の極めて小さなチップ上に、
例えば数万画素を形成したものか用いられるようになっ
てきている。従って、このようなサイズの小さい素子を
用いれば、固体撮像素子アセンブリを小型化することか
できることになる。 ところが、前述したように、サイズの小さい固体撮像素
子を用いたとしても、必ずしも固体撮像素子アセンツリ
全体の形状をそれに見合ったたけ小型化することばてき
ない。即ち、固体撮像素子アセンブリは、固体撮像素子
を基板上に装着し、さらに該固体撮像素子の受光面を覆
うように保護ガラスを設けてなる３層構造となっており
、しかも固体撮像素子の電極は表面側に形成されている
関係から、この電極と基板側の電極との間はワイヤボン
ディング手段により接続するようにしている。ここで、
ワイヤボンディンタ手段によれば、配線はアーチ状に突
出する状態にして取り付けられることになるために、固
体撮像素子の受光面と保護ガラスとの間にある程度のク
リアランスを設ける必要がある。この結果、固体撮像素
子アセンツリ全体の厚み寸法が大きくなり、このために
挿入部の先端における硬質部分の長さの短縮を図ること
かてきないという欠点かある。また、ワイヤボンディン
グ手段により基板と固体撮像素子とを接続するように構
威した場合には、基板にワイヤボンディンクを可能なら
しめるスペースを確保しなければならす、このために基
板を必要以上広い面積に形成しなければならず、このた
めに内視鏡の挿入部の細径化を図る上で不利となる欠点
等がある。 本発明は叙上の点に鑑みてなされたものてあって、その
目的とするところは、小型てコンパクトな形状にした電
子内視鏡用固体撮像素子アセンブリを提供することにあ
る。 ［課題を解決するための手段］ 前述した目的を達戒するために、本発明は、透明支持板
と、該透明支持板面に貼着した薄膜基板と、固体撮像素
子とからなり、前記薄膜基板には透孔及び電極を形或し
、前記固体撮像素子を、その受光面を前記透孔に対応さ
せると共に、該固体撮像素子の表面に設けた電極を前記
薄膜基板の電極と直接接着させる構戒としたことをその
特徴とするものである。 ［作用１ ここて、薄膜基板は、その表面に配線パターンを形戒す
ることができるものてあれば良く、従ってその厚みを殆
ど無視し得る程度のものを用いることができるのて、固
体撮像素子アセンブリ全体の厚みは、ほぼ透明支持板の
厚みと固体撮像素子の厚みとを合せたものとなる。また
、固体撮像素子の表面に形成した電極をワイヤボンディ
ンク手段によることなく基板の電極に直接接続させるこ
とかてきる。従って、固体撮像素子アセンブリ全体の厚
み寸法を大幅に短縮することかてきるようになり、この
固体撮像素子アセンブリを挿入部に内装させたときに、
その硬質部分を短くすることかできる。また、薄膜基板
に設けた配線パターンをケーブルに接続する必要がある
が、このように薄膜基板に配線パターンを設けることに
より、そのケーブルへの接続が極めて容易になる。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。 まず、第ｌ図に電子内視鏡の挿入部における先端部分の
概略構成を示す。同図において、１０は挿入部の先端部
本体て、該先端部本体１０には貫通孔ｌ１か開設されて
おり、該貫通孔１１には対物レンズＬを支持ずる鏡胴内
筒１２及び鏡胴外筒１３が装着せしめられている。そし
て、この鏡胴外筒１３の端部には撮像手段としての固体
撮像素子アセンブリ１４か固着して設けられている。 固体撮像素子アセンブリ１４は、第２図及び第３図に示
したように構威される。即ち、１５は平板ガラスからな
る透明支持板を示し、この透明支持板１５の一側面には
、第４図に示したように樹脂フィルム等の可撓性を有す
る薄膜基板ｌ６か貼着されている。該薄膜基板１６の中
央部は方形の透孔１７か形或されており、との透孔ｌ７
以外の部分は遮光されるようになっている。また、この
薄膜基板１６は、透明支持板１５の外周縁部から外方に
突出せしめられて、折り返された複数のフラップ部１８
を備えている。そして、薄膜基板１６の表面には、配線
パターン１９が形成されており、この配線パターン１９
はフラップ部ｌ８にまて延在せしめられるようになって
いる。そして、この配線パターン１９はフラップ郁Ｉ８
にまで延在せしめられて、該フラップ部１８にケーブル
２０が接続されている。また、配線パターンｌ９には電
極部２１か形成されている。 次に、薄膜基板１６には固体撮像素子２２が取り付けら
れている。この固体撮像素子２２は、第５図から明らか
なように、その中央部に受光面２２ａが形成されており
、該受光面２２ａの周囲には複数の電極２３が形成され
ている。そして、該固体撮像素子２２はその受光面２２
ａを透孔１７に対面させると共に、電極２３を基板１６
例の配線パターン１９における電極部２１に直接接合さ
せるようにしている。 ここで、両電極２３．　２１間を結着させるために、固
体撮像素子２２の電極２３または配線パターン１９の電
極部２ｌのいずれか一方に金，インシウム合金，はんた
等のバンプを形成し（本実施例においては、電極２３側
かハング電極構造となっている）、このバンプを形或し
た固体撮像素子２２の電極２３を薄膜基板１６の電極２
１とを位置合せして、このバンプ部を加熱状態下で加圧
して溶融させることにより、電極２３と電極部２１とを
結着させるようにした、所謂ハング接着されるようにな
っている。なお、固体撮像素子１９の受光面とは反対側
にはオーハフロートレイン電極が設けられているが、こ
の電極と薄膜基板ｌ６とはワイヤボンディングにより接
続される。また、この基板１６における固体撮像素子２
２の装着側にはバッファアンプ２６が取り付けられるよ
うになっている。 このようにして基板１６に固体撮像素子２２を装着した
状態で、該固体撮像素子２２の装着部及びハッファアン
プ２６の装着部の全体を覆うようにして、エボキシ樹脂
等による封止樹脂２５により封止されて、固体撮像素子
２２や電極２１．　２３の接続部等を保護する構成とな
っている。 なお、透明支持板１５及びこれに貼着される薄膜基板１
６は、略半円状に形成されており、各々その両端郁分は
下方への延在部１５ａ　，　１５ａ、１６ａ，１６ａを
設ける構造となっている。これにより、処置具挿通チャ
ンネルＴやライトガイドδ審、挿入都内に挿通される他
の内蔵物と干渉することな〈、配線パターン１９を形成
した基板１６の面積を可及的に広くなるように構威して
いる。 本実施例は前述のように構成されるもので、この固体撮
像素子アセンブリ１４を形或するには、まず透明支持板
１５に配線パターン１９を形成した薄膜基板１６を接着
することにより一体化する。そして、この薄膜基板１６
に固体撮像素子２２を、その受光面２２ａか透孔ｌ６に
対面し、かつ各電極２３が配線パターン１９の電極部２
１と対面する状態にして位置合せを行って、電極部分を
加熱・加圧することによって、バンプ電極を構成する電
極２３を溶融させることにより該電極２３と電極部２１
とを接着させる。 ここて、固体撮像素子２２には通常その表面側に電極２
３か形成されているので、基板ｌ６にはその裏面側に配
線パターン１９を設けることによって、ワイヤボンディ
ンク手段によらず、電極２３．　２１間を直接接続させ
ることかできるようになる。 ９ １　０ これと共に、薄膜基板１６のフラップ部１８にケーブル
２０を接続して、このフラップ部１８を折り返すように
なす。而して、このように透明支持板ｌ５から外部に延
在させたフラップ部１８においてケーブル２０との接続
を行うようにすると、このケーブル２０の接続を極めて
容易に行うことかできるようになる。さらにＪバッファ
アンプ２６を基板１６に装着して、固体撮像素子２２の
部分を封止樹脂２５により封止する。然る後において、
この透明支持板１５の薄膜基板１６を貼着した側とは反
対側の面を対物レンズＬの鏡胴外筒１３の端部に固着す
ることによって、この固体撮像素子アセンブリ１４を内
視鏡の挿入部の先端部分に装着することができる。 而して、このように固体撮像素子２２を透明支持板１５
に貼着した薄膜基板１６と、間に配線を介することなく
、直接バンプ接合させるようにしているので、固体撮像
素子アセンブリ１４の肉厚は、ほぼ透明支持板１５と固
体撮像素子２２との厚み分，に相当するだけのものとな
る。従って、基板，固体撮像素子及び保護ガラスの３層
構造で、しかもワイヤボンディングにより配線郁分が突
出する分だけ固体撮像素子と保護ガラスとの間にクリア
ランスを設ける従来技術のものと比較して、その厚み寸
法を大幅に短縮することかてきるようになる。また、固
体撮像素子２２と薄膜基板ｌ６との接続をバンプ接合に
より行わせているのて、薄膜基板１６及び透明支持板１
５は配線パターン１９を形成するのに必要最小限の広さ
を持たせればよく、ワイヤボンディンタを行う場合のよ
うに、余分なスペースを設ける必要がないので、これら
薄膜基板１６及び透明支持板１５の面積を短縮すること
ができるようになり、挿入部を細径化する際に有利とな
る。 ここで、内視鏡における挿入部の先端部本体１０は、こ
の先端部本体１０には、周知の如く、アングル部及び軟
性部か順次連設されるが、この先端部本体１０における
硬質部分、即ち挿入経路に泊うよｌ１ １　２ うに曲げることがてきないリジッド部Ｒは、先端部本体
１０から、固体撮像素子アセンブリ１４を保護するため
に、該固体撮像素子アセンブリ１４を囲繞するように設
けられる硬質の筒体１０ａの端部までの間である。従っ
て、この固体撮像素子アセンブリ１４を薄肉化すること
により、筒体１０ａの軸線方向の長さを短くすることが
でき、リジッ゛ド部Ｒの寸法の短縮化を図ることができ
る。特に、内視鏡にあっては、このリジッド部Ｒの寸法
の短縮は、たとえ１■以下というように極めて僅かなも
のであったとしても、それを患者の体内に挿入したとき
に疾患観察が容易となり、電子内視鏡としてその操作性
の観点から極めて重要な効果がある。 【発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、固体操像素子を基板に
装着するに当って、基板を透孔な備えた薄膜状に形成し
て、この薄膜基板を透明支持板に貼着し、これに固体撮
像素子を、その受光面な透孔に合せた状態で基板に接合
させて、当該受光面側に形成した電極を基板側の電極と
を接着させる構戒としたので、固体撮像素子アセンブリ
を透明支持板の厚みと固体撮像素子の厚みとの合計寸法
とほぼ同じ程度に極めて薄型化することがてき、内視鏡
の先端部分における硬質部の軸線方向の寸法の短縮化を
図ることかできるようになり、またワイヤボンディング
手段におけるワイヤリング距離を確保する必要がないの
で、薄膜基板及び透明支持板を配線パターンを形成する
に必要最小限の面積を持たせれば良くなるのて、その面
積の短縮化を図ることができ、挿入部の細径化が可能と
なる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は内視鏡
の挿入部の先端部分の断面図、第２図は固体撮像素子ア
センブリの分解斜視図、第３図はその側面図、第４図は
薄膜基板の外観図、第５図１　３ １　４ は固体撮像素子の外観図である。 １０：先端部本体、１２：鏡胴内筒、１３：鏡胴外筒、
１４：固体撮像素子アセンブリ、１５：透明支持板、１
６・薄膜基板、１７：透孔、１９：配線パターン、２０
：ケーツル、２１：電極部、２２：固体撮像素子、２２
ａ：受光面、２３：電極。 １ ５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透明支持板と、該透明支持板面に貼着した薄膜基板と、
   固体撮像素子とからなり、前記薄膜基板には透孔及び電
   極を形成し、前記固体撮像素子を、その受光面を前記透
   孔に対応させると共に、該固体撮像素子の表面に設けた
   電極を前記薄膜基板の電極と直接接着させる構成とした
   ことを特徴とする電子内視鏡の固体撮像素子アセンブリ
   。