JPH04233376A - 固体撮像装置のカメラヘッド及びその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＦＡ用テレビカメラなど
に使われる固体撮像チップを利用した固体撮像装置のカ
メラヘッドとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の固体撮像装置を使用した概
略システム構成図である。

【０００３】一般にＦＡ用などに使用されている固体撮
像装置は、レンズを含むカメラヘッド部と、カメラコン
トロールユニット部に別れ、撮像部であるカメラヘッド
部をできるかぎり小さいものにするようにしていた。

【０００４】図４において、５はレンズ、６はカメラヘ
ッド、９はカメラコントロールユニットであり、カメラ
ヘッド６とカメラコントロールユニット９を接続するプ
ラグ７、カメラケーブル８より構成されている。また、
カメラヘッド６は、さらに分解すると光学フィルタ１、
固体撮像素子２１、回路基板２２、レセプタクル２３を
外装シャーシ２でカバーするように構成するものである
。具体的には固体撮像素子２１の受光面前面におかれる
光学フィルタ１と、固体撮像素子２１の受光面の反対面
に配置された外部端子ピン２１ａを回路基板２２のスル
ホール２２ａに半田付けし、この回路基板２２のもう一
方のスルホール２２ｂをレセプタクル２３の接続ピン２
３ａと半田付けするものである。さらにカメラヘッド６
の光学フィルタ１の前面にはレンズ５が取り付けられ、
カメラヘッド６のレセプタクル２３の接続ピン２２ｂは
プラグ７と接続されるものである。したがってレンズ５
を通した映像は固体撮像素子２１に受光されると、回路
基板２２で映像信号の増幅処理がなされ、カメラケーブ
ル８を介しカメラコントロールユニット９に送られる。 カメラコントロールユニット９ではさらに映像信号処理
をおこなった後、映像信号コネクタ９ａを一般モニター
などに接続することにより映像を見ることができる。

【０００５】図５は固体撮像素子の一部切り欠きにて示
す斜視図である。固体撮像素子２１は固体撮像半導体デ
バイスである固体撮像チップ１１とインナーリード１２
とアウターリード１３と外部端子ピン２１ａとを光学ガ
ラスとセラミックパッケージで封着したものであり、具
体的には固体撮像チップ１１の電極はセラミックパッケ
ージを台とする銅パターンを形成するアウターリード１
３とをインナーリード１２によって結び、さらにアウタ
ーリード１３は外部端子ピン２１ａにつながるものであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の固体撮像装置のカメラヘッド６をなるべく小型にし
ようとした場合、固体撮像チップ１１の周囲に勘合させ
たり、引き回しのための部材を必要とし、これを納める
固体撮像素子はかなり固体撮像チップに比べ大きくなっ
てしまい、固体撮像素子の大きさがカメラヘッドの大き
さを決定させる大きな要因となっていた。つまり、固体
撮像チップがもっと小さいものであるにもかかわらず、
カメラヘッドの大きさを固体撮像チップほど小さくでき
ないという問題があった。実際には、１／３インチ固体
撮像チップをセラミックパッケージに封入した固体撮像
素子を使用した場合、固体撮像チップの対角長プラス約
３ｍｍの寸法が必要であり、さらにこれを取り付ける回
路基板や回路基板を取り付けるレセプタクルなどを考慮
すると固体撮像チップ対角長プラス７ｍｍの寸法を必要
としていた。したがって、従来の固体撮像装置のカメラ
ヘッドの外径は１／３インチ固体撮像チップを採用した
場合には、約１５ｍｍとなりパイプ内、精密機械の内部
などの狭小部を撮像したい場合にカメラヘッドを挿入す
ることが困難になり、撮像できないという問題があった
。また、固体撮像チップはホコリや湿度に対して弱いの
で、必ずセラミックパッケージと光学ガラスによって内
部を密封する必要があり、信号のやりとりには外部端子
ピンを必要としていた。このため、外部端子ピンを取り
付けるスルホール基板を必要としていた。

【０００７】本発明はこのような従来の問題を解決する
ものであり、カメラヘッドの外径がより固体撮像チップ
の対角長に近い優れた固体撮像装置のカメラヘッドを提
供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために固体撮像チップを固定させるとともに電気回
路を含む素子チップ接合基板と、カメラヘッド外部との
やりとりをおこなう外部リードピンを有するコネクタ基
板に、これら基板の入出力信号の電極端子を端辺側面に
形成し、固体撮像チップの電極にインナーリードを接続
しアウターリードによってこれらの電極端子と直接接続
するようにし、さらに固体撮像チップの受光面に光学ガ
ラスを封着してなる撮像ユニットをカメラヘッドの外装
シャーシに挿入し、この外装シャーシの両開口端を光学
フィルタと封止板により封じることにより、固体撮像チ
ップを含む電気回路部品を含む基板ごと内部を密封する
ようにしたものである。

【０００９】

【作用】本発明は、上記のような構成により次のような
効果を有する。すなわち、素子チップ接合基板とコネク
タ基板の端辺側面に入出力信号の電極端子を形成し、固
体撮像チップの電極をインナーリードを介してつながる
アウターリードを利用して、これらの電極端子と直接接
続することにより従来固体撮像チップから電気回路部品
を含む基板および外部リードピンまでの信号接続に必要
としていた間接部材を減らすことができる。また、カメ
ラヘッドの外装シャーシの両開口端を光学フィルタと封
止板で封じ、電気回路部品を含む基板を密封するので回
路の安定化、信頼性の向上を図ることができる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例における分解斜視図
、図２はその一実施例の断面図を示すものである。

【００１１】図１において、１は光学フィルタ、２は外
装シャーシ、３は固体撮像半導体デバイスである固体撮
像チップ、光学ガラス、回路基板を含む撮像ユニット、
４は封止板である。光学フィルタ１、撮像ユニット３、
封止板４は外装シャーシ２に収納できる大きさとなって
おり、図２のとおり、外装シャーシ２に対して内部に撮
像ユニット３が収納され、外装シャーシ２の両開口端を
光学フィルタ１と封止板４で封じ、さらに接着剤をすき
まに充填し封着している。図２において、固体撮像チッ
プ１１は固体撮像素子のうち収納体であるセラミックパ
ッケージと接続部材であるインナーリードやアウターリ
ードを除いた固体撮像半導体デバイス自身であり、その
電極は、インナーリード１２を介しアウターリード１３
に接続される。固体撮像チップ１１の受光面には光学ガ
ラス１４が接着剤により封着されている。この素子チッ
プ接合基板１５と回路基板１６とコネクタ基板１７は固
体撮像チップ１１を駆動させる回路及び固体撮像チップ
１１より出力された映像信号の増幅などをおこなう回路
を含むものでそれぞれの基板間の信号は連結ピン１８に
より接続されるほか、アウターリード１３と各側面電極
１５ａ、１６ａ、１７ａとの接続により信号のやりとり
がおこなわれている。またコネクタ基板１７には、外部
リードピン１７ｂを有しており、カメラコントロールユ
ニットへ信号を送るためのプラグと接続している。

【００１２】図３は、本発明のカメラヘッドの撮像ユニ
ットの製造方法である。この製造方法は、以下の（イ）
〜（ホ）の５工程からなる。 （イ）第１工程（図３（ａ）） 固体撮像チップ１１の電極にインナーリード１２を接続
し、さらにアウターリード１３を接続させる。 （ロ）第２工程（図３（ｂ）） 固体撮像チップ１１の受光面に光学ガラス１４を置き、
周囲を接着剤１０ａにより封着し、受光面の防塵対策を
おこなう。 （ハ）第３工程（図３（ｃ）） 素子チップ接合基板１５、回路基板１６、コネクタ基板
１７を各基板の側面電極１５ａ、１６ａ、１７ａを揃え
、連結ピン１８によって結合した回路モジュール５を準
備した後、固体撮像チップ１１の受光面の反対側と素子
チップ接合基板１５とを接着剤１０ｂにより固着させる
。 （ニ）第４工程（図３（ｄ）） アウターリード１３を素子チップの近傍で概９０゜に折
り曲げ、各基板の側面電極１５ａ、１６ａ、１７ａを半
田付けし、電気的に結合させる。

【００１３】以上により、撮像ユニットとしては完成す
るがこれをカメラヘッドとして完成させるには、図２の
ように第５工程を経る。 （ホ）第５工程（図２） 撮像ユニットを外装シャーシ２に収納し、光学ガラス１
４の周囲を接着剤１０ｃで固着させた後、光学フィルタ
１を収納しすきまに接着剤１０ｄを充填させる。さらに
、他の開口端である外部リードピン１７ｂ側に封止板４
を収納し、すきまに接着剤１０ｅを充填させる。以上に
より、カメラヘッドは完成する。

【００１４】このように上記実施例によれば固体撮像チ
ップ１１の電極をインナーリード１２を介したアウター
リードによって素子チップ接合基板と回路基板とコネク
タ基板の各基板電極と直接接続するものであり、従来固
体撮像チップから回路基板および外部リードピンまでの
信号接続に必要としていた間接部材を減らすことができ
る。また、カメラヘッドの外装シャーシの両開口端を光
学フィルタと防湿板で封じ、さらに接着剤をすきまに充
填させ内部部品を密封させることにより、電気回路基板
等を含め密封できるので回路の安定化、信頼性の向上を
図ることができる。また、本実施例によれば、１／３イ
ンチ固体撮像チップを採用した場合、カメラヘッドの外
径は概１０ｍｍとなり従来例に比べて約５ｍｍカメラヘ
ッドの外径を小型にすることができる。

【００１５】なお上記実施例では、固体撮像チップの受
光面を光学ガラスで保護させたが、光学ガラスの代わり
に光学フィルタを用いても良く。また、封止板の代わり
に接着剤を密封効果のある強力な接着剤にして外部リー
ドピンを除く開口端全体を接着剤によって封着しても良
い。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、上記実施例より明らかなよう
に固体撮像チップの電極をインナーリードを介した後ア
ウターリードによって各回路基板の側面電極と直接接続
するので、セラミックパッケージや、セラミックパッケ
ージを固定するための間接部材を必要とせず、さらにカ
メラヘッドの外装シャーシの両開口端を光学フィルタと
封止板にて封じ、さらに接着剤によりすきまに充填させ
内部を密封させることにより、固体撮像チップだけでな
く電気回路部品を含む基板ごと密封できるので、回路の
安定化、信頼性の向上が図れるという利点を有する。

【００１７】また、本発明は上記実施例の製造方法によ
り非常に弱い固体撮像チップの電極を光学ガラスで補強
した後、アウターリードの折り曲げ工程がおこなわれる
ので電極剥離などの製造不良を少なくすることができる
という利点を有する。さらに、事前に各基板の電極を揃
えた状態で、極細アウターリードとの配線作業がおこな
われるので、アウターリードを無理なく側面電極と接続
させることができるという利点を有する。

【００１８】以上により、カメラヘッドの外径を固体撮
像チップの対角長に近い小型のカメラヘッドにできる利
点を有する。またこれにより、今までには使用できなか
ったパイプ内や精密機械の内部など狭小部を撮像できる
という利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるカメラヘッドの分解
斜視図

【図２】同実施例におけるカメラヘッドの断面図

【図３
】同実施例のカメラヘッドの撮像ユニットの製造方法

【図４】従来の固体撮像装置を使用した概略システム構
成図

【図５】固体撮像素子の一部切り欠きにて示す斜視図

【符号の説明】

１　　光学フィルタ ２　　外装シャーシ ３　　撮像ユニット ４　　封止板 ５　　回路モジュール １０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ　　接着剤１
１　　固体撮像チップ １２　　インナーリード １３　　アウターリード １４　　光学ガラス １５　　素子チップ接合基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固体撮像半導体デバイスである固体撮像チ
   ップと、この固体撮像チップに隣接しかつ電気回路を装
   着した素子チップ接合基板と、外部リードピンを有する
   コネクタ基板と、これら素子チップ接合基板、コネクタ
   基板の基板端部側面に設けた電極と前記固体撮像チップ
   の電極をそれぞれ接続するインナーリードおよびアウタ
   ーリードと、前記固体撮像チップの受光面を封着する光
   学ガラスとによって撮像ユニットを構成し、この撮像ユ
   ニットを両開口端を有する外装シャーシに収納し、この
   外装シャーシの一端を光学フィルタ、他端を封止板によ
   って内部を密封してなる固体撮像装置のカメラヘッド。
2. 【請求項２】固体撮像半導体デバイスである固体撮像チ
   ップの電極にインナーリードを接続してアウターリード
   を結合した後、前記固体撮像チップの受光面に光学ガラ
   スを封着し、前記固体撮像チップの受光面反対側に電気
   回路部品を装着した素子チップ接合基板と、外部リード
   ピンを有するコネクタ基板を重ね合わせるように配置し
   て互いに結合し、しかるのち前記アウターリードを前記
   素子チップ接合基板、前記コネクタ基板の端部側面に設
   けた電極に接するように折り曲げ、互いに接続し、これ
   らを両開口端の外装シャーシに挿入し、両開口端をそれ
   ぞれ光学フィルタ、封止板により内部を密封することを
   特徴とする固体撮像装置のカメラヘッドの製造方法。