JPH0435474A - 固体撮像装置 - 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、固体撮像素子とＩＣチップとを有する固体撮
像装置に関する。

［従来の技術］ 近年、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、体
腔内臓器等を観察したり、必要に応じ処置具チャンネル
内に挿通した処置具を用いて各種治療処置のできる内視
鏡が広く利用されている。

また、特開昭６３−２７２１８０号公報等に示されるよ
うに、挿入部の先端部に固体撮像装置を設けた電子内視
鏡も使用されている。前記固体撮像装置は、ＣＣＤ等の
固体撮像素子と、この固体撮像素子の駆動や出力信号の
増幅等のためのＩＣチップ等で精成されることが多い。

ところで、内視鏡では患者の苦痛低減等の理由から挿入
部の細径化が望まれており、そのため、前記電子内視鏡
の挿入部先端部に設けられる固体撮像装置も小型化が望
まれる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来は、前記特開昭６３−２７２１８０
号公報に示されるように、ＩＣチップは、固体撮像素子
に接続された基板上に設けられており、撮像郡全体が大
型化してしまうという問題点がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであリ、固体
撮像素子とＩＣチップとを有すると共に、小型化が可能
な固体撮像装置を提供することを目的としている。

［課題を解法するための手段］ 本発明の固体撮像装置は、固体撮像素子と、前記固体撮
像素子に対してフェイスボンディングにより接続された
ＩＣチップと、前記固体撮像素子と前記ＩＣチップとの
間の電気的接続を行う第１の接続手段と、前記固体撮像
素子から前記ＩＣチップを介することなく延出された第
２の接続手段とを備えたものであって、前記第１の接続
手段と前記第２の接続手段とを、前記固体撮像素子及び
前記ＩＣチップにおける互いに異なる側部側に配置した
ものである。

［作用］ 本発明では、固体撮像素子とＩＣチップとをフェイスボ
ンディングによって接続することにより固体撮像装置の
小型化が図られ、更に、第１の接続手段と第２の接続手
段とを互いに異なる側部側に配置することにより、第１
及び第２の接続手段を同じ側に配置する場合に比べて固
体撮像装置の小型化が図られる。

［実施例コ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は固体撮像装置の断面図であって第２図のＡ−Ａ線断
面図、第２図は固体撮像装置の平面図、第３図は第２図
のＢ−Ｂ！断面図、第４図は内視鏡挿入部の先端側の断
面図、第５図は内視鏡システムの全体を示す説明図であ
る。

第５図に示すように、内視鏡１は、細長で可視性を有す
る挿入部２と、この挿入部２の後端に連設された太径の
操作部３とを備えている。前記操作部３からは、使方に
可撓性のユニバーサルコード４が延設され、このユニバ
ーサルコード４の端部にコネクタ５が設けられている。

このコネクタ５は、光源装置２１に接続されるようにな
っている。前記コネクタ５からは、信号コード２２が延
出され、この信号コード２２の端部にコネクタ２３が設
けられている。このコネクタ２３は、ビデオプロセッサ
２４に接続されるようになっている。

前記ビデオプロセッサ２４には、モニタ２５．ＶＴＲデ
ツキ２６．ビデオプリンタ２７．ビデオディスク２８等
が接続されるようになっている。

前記挿入部２は、先端側から順に、硬性の先端部７．湾
曲可能な湾曲部８．可視性を有する可撓管９からなる。

第４図に示すように、前記先端部７は、先端構成部材１
０を有し、この先端構成部材１０に、先端カバー４１が
取り付けられている。この先端構成部材１０及び先端カ
バー４１には、照明窓、観察窓、送気送水口及び鉗子チ
ャンネル口が設けられている。

前記照明窓の内側には、図示しない配光レンズが装着さ
れ、この配光レンズの後端には、ファイババンドルより
なる図示しないライトガイドが連設されている。このラ
イトガイドは、挿入部２゜操作部３及びユニバーサルコ
ード４内を挿通されてコネクタ５に接続されている。そ
して、このライトガイドの入射端に、前記光源装置２１
内の光源ランプから出射される照明光が入射するように
なっている。

また、前記観察窓の内側には、対物光学系４３及び固体
撮像装置６０を有する撮像部３０が設けられている。前
記固体撮像装Ｗ６０は、前記対物光学系４３の結像位置
に配置された第１図ないし第３図に示すようなＣＣＤチ
ップ６１及びＩＣチップ６６を有している。前記固体撮
像装置６０に基板４９を介して接続された信号線３２は
、挿入部２．操作部３．ユニバーサルコード４．コネク
タ５及び信号コード２２内を挿通されてコネクタ２３に
接続されている。そして、前記ＣＣＤチップ６１は、前
記コネクタ２３を介して接続されるビデオプロセッサ２
４によって駆動されると共に、このＣＣＤチップ６１の
出力信号は、前記ビデオプロセッサ２４によって映像信
号処理されるようになっている。このビデオプロセッサ
２４からの映像信号が、前記モニタ２５．ＶＴＲデツキ
２６゜ビデオプリンタ２７．ビデオディスク２８等に入
力されるようになっている。

また、前配送気送水口には、図示しない送気送水チュー
ブが接続されている。この送気送水チューブは、挿入部
２．操作部３及びユニバーサルコード４内を挿通されて
コネクタ５に接続されている。また、前記鉗子チャンネ
ル口には、チャンネル接続パイプ５９を介して、鉗子チ
ャンネルチューブ３５が接続されている。この鉗子チャ
ンネルチューブ３５は、挿入部２内を挿通されて、操作
部３に設けられた図示しない鉗子挿入口に接続されてい
る。

前記湾曲部８は、多数の略円筒状の関節駒１１゜１２、
・・・を関節軸１３で回動自在に連結して構成された湾
曲管を有し、この湾曲管の外周部は、湾曲ゴム１４によ
って被覆されている。址な、最後端の関節駒の後端部に
は、可視管９が接続されている。

前記挿入部２内には、湾曲操作用の例えば４本のアング
ルワイヤ１７が挿通され、このアングルワイヤ１７の先
端部は、最先端の関節駒１１に、ワイヤガイド１５によ
って固定されている。また、先端側より２番目の関節駒
１２以降の関節駒の内周部には、所定の間隔で、ワイヤ
受け１８が設けられ、このワイヤ受け１８内に、前記ア
ングルワイヤ１７が挿通されている。前記アングルワイ
ヤ１７は、操作部３に設けられたアングル操作ノブによ
って押し引きされ、これによって、湾曲部８が上下／左
右方向に湾曲されるようになっている。

次に、前記撮像部３０について詳しく説明する。

前記先端構成部材１０と先端カバー４１とに形成された
観察用透孔には、第１のレンズ枠４２が撮像部固定ビス
３３によって固定されている。前記第１のレンズ枠４２
には、対物光学系４３を構成する対物前玉４４が装着さ
れている。前記第１のレンズ枠４２の内側には、第２の
レンズ枠４５が固定され、この第２のレンズ枠４５に対
物光学系４３の他のレンズ系が装着されている。前記第
２のレンズ枠４５の後端部には、素子枠４７が接続され
、この素子枠４７に、固体撮像装ｆ６０が固定されてい
る。この固体撮像装置６０の外部リード６０ａには、電
子部品５０が実装された基板４９が接続されている。前
記基板４９には、ケーブル固定部材５１を介して、信号
線３２が接続されている。この信号線３２は、同軸ケー
ブルであり、ケーブル芯線５２が前記基板４９に接続さ
れ、シールド線５４は、前記固体撮像装ｆｆ１６０及び
基板４９を覆うシールド部材５６に導電性接着剤により
電気的に接続されている。尚、前記ケーブル芯線５２．
シールド線５４は、それぞれ、絶縁チューブ５３．被覆
チューブ５５で被覆されている。

また、前記シールド部材５６の外周及びケーブル３２の
接続部は、絶縁性の熱収縮チューブ５７によって被覆さ
れている。

次に、第１図ないし第３図を用いて、前記固体撮像装置
６０の構成について説明する。

固体撮像装置６０は、前記ＣＣＤチップ６１を有し、こ
のＣＣＤチップ６１の裏面には絶縁材６９が張付けられ
ている。前記絶縁材６９の裏側にＩＣチップ６６が設け
られている。第１図に示すように、前記ＣＣＤチップ６
１のイメージエリアの周囲には、外部との信号の入出力
を行うための複数のバンプ（突起電極）６３が設けられ
ている。

これらのパン１６３は、第２図におけるＣＣＤチップ６
１のイメージエリアの上側、右側及び左側に設けられて
いる。これらのバンプ６３のうち右側及び左側のバンプ
は前記ＩＣチップ６６との間で信号の入出力を行うため
のものであり、上側のバンプはＩＣチップ６６を介する
ことなく外部との信号の入出力を行うためのものである
。前記右側及び左側のバンプ６３には、インナーリード
６２の一端部がボンディングされている。このインナー
リード６２は、第１図に示すように、ＣＣＤチップ６１
の第２図における左右の側部を通りＣＣＤチップ６１の
裏面側に延出され、他端部はＣＣＤチップ６１の裏面と
平行になるように折り曲げられている。また、前記上側
のパン７６３には、インナーリード兼外部リード６８が
ボンディングされている。このインナーリード兼外部リ
ード６８は、第３図に示すように、ＣＣＤチップ６１及
びＩＣチップの第２図における上側の側部を通りＩＣチ
ップ６６の裏面側に延出されている。このリード６８の
延出部分が外部リード６０ａになっている。

一方、ＩＣチップ６６のＣＣＤチップ６６側の面の周部
には、前記インナーリード６２に対応する位置、すなわ
ち第２図における右側及び左側には、バンブ６３が設け
られている。このパン１６３には、インナーリード兼外
部リード６４の一端部がボンディングされている。この
インナーリード兼外部リード６４は、第１図に示すよう
に、ＩＣチップの第２図における左右の側部を通りＩＣ
チップ６６の裏面側に延出されている。このり一ド６４
の延出部分も外部リード６０ａになっている。

また、前記ＣＣＤチップ６１側のインナーリード６２と
ＩＣチップ６６側のインナーリード兼外部リード６４の
互いに対向する部分のうちの一方には、パン７６３が設
けられ、このバンブ６３を介してリード６２とリード６
４とが電気的に接続されている。

また、ＣＣＤチップ６１のイメージエリア上には、この
イメージエリアを上回る範囲にてカバーガラス６５が固
定されている。そして、以上の構成要素のうち、前記カ
バーガラス６５の表面及びリード６４．６８の外部リー
ド６０ａとなる部分を除き、全体が遮光性封止樹脂６７
にて封止されている。

前記リード６２．６４は、銅箔等の金属箔で構成されて
おり、ＣＣＤチップ６１からの信号をＩＣチップ６６に
て信号処理するラインになっている。尚、リード６２の
中には実際には信号のやりとりをしないダミーのものも
あり、それと接続されなり−ド６４は、ＩＣチップ６６
に対する信号の入出力を行うようになっている０才な、
リード６８は、ＩＣチップ６１を介さずに直接ＣＣＤチ
ップ６１を駆動するためのラインである。

尚、ＣＣＤチップ６１．ＩＣチップ６６に接続されるラ
インの数は、図示したものに限らず、増減しても良い。

次に、前記固体撮像装置６０の組み立て方法について説
明する。

まず、ＣＣＤチップ６１にインナーリード６２をバンブ
６３にてボンディングする。尚、絶縁材６９は、予めＣ
ＣＤチップ６１に付けておく。次に、ＩＣチップ６６に
インナーリード兼外部り一ド６４をバンブ６３にてボン
ディングする。次に、ＣＣＤチップ６１とＩＣチップ６
６とをバンブ６３にてフェイスボンディングする。この
とき、インナーリード６２とインナーリード兼外部リー
ド６４とがパン１６３にて接続される０次に、カバーガ
ラス６５をＣＣＤチップ６１のイメージエリアを上回る
範囲に固定する０次に、ここまでの工程で組み立てられ
たものを、全体に封止樹脂６７にて封止する。

このように、本実施例によれば、ＣＣＤチップ６１とＩ
Ｃチップ６６とをフェイスボンディングによって接続す
ることにより固体撮像装置６０が小型化される。更に、
ＣＣＤチップ６１とＩＣチップ６６との間の電気的接続
を行うインナーリード６２と、ＣＣＤチップ６１からＩ
Ｃチップ６６を介することなく延出されたインナーリー
ド兼外部リード６８とを、ＣＣＤチップ６１及びＩＣチ
ップ６６における互いに異なる側部側に配置したので、
前記リード６２とリード６８とを同じ側に配置する場合
に比べて固体撮像装置６０の小型化が可能となる。リー
ド６２とリード６８とを同じ側に配置すると、これらの
リード６２．６８が配置された側部が長くなってしまう
。

第６図及び第７図は本発明の第２実施例に係り、第６図
は固体撮像装置の断面図、第７図は固体撮像装置の平面
図である。

第６図に示すように、本実施例の固体撮像装置６０は、
セラミックやガラスエポキシ等で構成されたベース部材
７２上に接着固定されたＣＣ，Ｄチップ６１を有してい
る。このＣＣＤチップ６１のイメージエリアの第７図に
おける右側及び左側には、複数のバンブ７０が設けられ
ている。このバンブ７０に、インナーリード７１がボン
ディングされている。また、前記ベース部材６２の第７
図の左右の側部には、接続リード７３がロウ付は等によ
り固定されている。このリード７３の第６図における上
端部と前記インナーリード７１とが半田、導電性接着剤
等の接合剤７４により電気的に接続されている。また、
前記接続リード７３は、ベース部材７２の裏面側に延出
され、ベース部材７２の裏面と平行になるように折り曲
げられている。

前記ベース部材７２の裏面側には、ＩＣチップ６６が設
けられている。このＩＣチップ６６のＣＣＤチップ６６
側の面上には、第７図における左右に複数のバンブ７５
が設けられ、第７図における上下に複数のバンプ７６が
設けられている。前記バンプ７５には、前記接続リード
７３がボンディングされている。また、前記バンブ７６
には、インナーリード兼外部リード６４の一端部がボン
ディングされている。このインナーリード兼外部リード
６４は、ＩＣチップの第７図における上下の側部を通り
ＩＣチップ６６の裏面側に延出されている。このリード
６４の延出部分が外部リード６０ａになっている。

また、ＣＣＤチップ６１のイメージエリア上には、この
イメージエリアを上回る範囲にてカバーガラス６５が接
着固定されている。そして、以上の構成要素のうち、前
記カバーガラス６５の表面及びリード６４の外部リード
６０ａとなる部分を除き、全体が遮光性封止樹脂６７に
て封止されている。

尚、接続リード７３は、インナーリード兼外部リード６
４よりも肉厚が厚くなっている。また、前記バンブ７０
，７５．７６は、半田、銅、アルミニウムあるいは金等
で構成されている。また、前記リード６４，７１．７３
は、銅、金あるいはコバール等で構成されている。

次に、前記固体撮像装置６０の組み立て方法について説
明する。

まず、ＣＣＤチップ６１にバンプ７０を形成する０次に
、前記バンプ７０にインナーリード７１をボンディング
する。次に、ＣＣＤチップ６１のイメージエリア上にカ
バーガラス６５を接着固定する。次に、ベース部材７２
に接続リード７３をロウ付は等により固定する０次に、
ＣＣＤチップ６１をベース部材７２上に接着固定する。

次に、インナーリード７１と接続リード７３とを接合剤
７４にて接合する。次に、ＩＣチップ６６上にバンブ７
５，７６を同時に設ける。尚、バンプ７５とバンプ７６
は、同じ種類のもので、設けられる位置が異なるのみで
ある０次に、前記バンブ７６にインナーリード兼外部リ
ード６４をボンディングする。この時点で、前記リード
６４は、ＩＣチップ６６の側方に延びている。次に、前
記バンプ７６に接続リード７３をボンディングする。次
に、前記インナーリード兼外部リード６４をＩＣチップ
６６の裏面側に折り曲げる。次に、ここまでの工程で組
み立てられたものを、全体に封止樹脂６７にて封止する
。

その他の構成１作用及び効果は第１実施例と同様である
。

ここで、第８図を用いて、固体撮像装置の製造方法の一
例を説明する。

第８図（ａ）に示すように、この例における固体撮像素
子としてのＣＣＤ８１は、上面における側方、例えば右
側に、ポンディングパッド８２を有し、裏面及び右側面
に絶縁材８３が接着固定されている６一方、前記ポンデ
ィングパッド８２に接続されるインナーリード８４は、
補強材（ベースフィルム）８５上に設けられていると共
にこの補強材８６から延出されている。このインナーリ
ード８４の延出部の一方の面の端部には、バンブ８６が
設けられている。また、このインナーリード８４の延出
部の他方の面には、コバール等によって形成された外部
リード８７が取り付けられている。

そして、第８図（ｂ）に示すように、前記インナーリー
ド８４のバンブ８６を、ＣＣＤ８１のポンディングパッ
ド８２にボンディングした後、符号８９の位置にてイン
ナーリード８４を切断して補強材８５を取り除く。次に
、第８図（ｃ）に示すように、ＣＣＤ８１の右側面及び
裏面側にインナーリード８４を折り曲げて、アウターリ
ード８７をＣＣＤ８１の裏面に位置させる。そして、最
後に、第８図（ｄ）に示すように、前記アウターリード
８７のうちリード足となる部分を除き、封止樹脂８８に
て封止する。

このような方法で固体撮像装置を製造することにより、
固体撮像装置の小型化が可能になると共に組立性が向上
する。

次に、第９図及び第１０図を用いて、固体撮像素子とＩ
Ｃチップとを有し、小型化した固体撮像装置の例につい
て説明する。

第９図は固体撮像装置の平面図、第１０図は固体撮像装
置の断面図である。

この例では、絶縁材９９上にＣＣＤチップ９１が接着固
定され、このＣＣＤチップ９１のイメージエリア１０１
の側方に複数のパン１９３が設けられている。このパン
１９３には、インナーリード９２の一端部がボンディン
グされている。このインナーリード９２は、ＣＣＤチッ
プ６１の第９図における左右の側部を通りＣＣＤチップ
６１の裏面側に延出され、他端部はＣＣＤチップ６１の
裏面と平行になるように折り曲げられている。前記ＣＣ
Ｄチップ９１の裏面側には、ＣＣＤチ・ンプ９１よりも
小さいＩＣチップ９６が配設されている。このＩＣチッ
プ９６は、前記インナーリード９２の他端部に、パン７
９３を介してボンディングされている。また、前記ＩＣ
チップ９６の側方におけるＣＣＤチップ９１の底面には
、ビングリッド１００が電気的及び機械的に接続され、
このビングリッド１００によって外部リードを構成して
いる。また、ＣＣＤチップ９１のイメージエリア１０１
上には、このイメージエリア１０１を上回る範囲にてカ
バーガラス９５が固定されている。

そして、以上の構成要素のうち、前記カバーガラス９５
の表面及びビングリッド１００のうちのリード足となる
部分を除き、全体が遮光性封止樹脂９７にて封止されて
いる。

このような構成により、固体撮像装置が小型化される。

次に、第１１図及び第１２図を用いて、ＣＣＤの画素信
号の転送方向を識別できるようにした固体撮像装置の例
について説明する。

第１１図は固体撮像装置の平面図、第１２図は固体撮像
装置の断面図である。

この例の固体撮像装置は、第９図及び第１０図に示す例
と略同様の構成であるが、封止樹脂９７が、ＣＣＤ９１
における上下方向で色分けされているところが異なって
いる。この例では、第１１図における左右方向が、ＣＣ
Ｄ９１における上下方向であり、画素信号の転送方向は
第１１図において矢印１０３で示す方向である。この例
では、ＣＣＤ９１における上下方向の中央で封止樹脂９
７を色分けし、ＣＣＤ９１における上側を黒色封止樹脂
９７Ａとし、下側を青色封止樹脂９７Ｂとしている。尚
、第１２図における符号１０４は、ウェルドライン（色
違いの樹脂のあわせ目）を示している。

このように、封止樹脂をＣＣＤ９１における上下方向で
色分けすることにより、ＣＣＤ９１の画素信号の転送方
向１０３を、外観上目視で容易に識別することができる
ようになる。

尚、本発明は、電子内視鏡に限らず種々の撮像装置に適
用することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、固体撮像素子とＩ
Ｃチップとをフェイスボンディングによって接続し、更
に、固体撮像素子とＩＣチップとの間の電気的接続を行
う第１の接続手段と固体撮像素子からＩＣチップを介す
ることなく延出された第２の接続手段とを互いに異なる
側部側に配置したので、固体撮像素子とＩＣチップとを
有する固体撮像装置の小型化が可能になるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は固体撮像装置の断面図であって第２図のＡ−Ａ線断
面図、第２図は固体撮像装置の平面図、第３図は第２図
のＢ−Ｂ線断面図、第４図は内視鏡挿入部の先端側の断
面図、第５図は内視鏡システムの全体を示す説明図、第
６図及び第７図は本発明の第２実施例に係り、第６図は
固体撮像装置の断面図、第７図は固体撮像装置の平面図
、第８図（ａ）ないしくｄ）は固体撮像装置の製造方法
の一例を示す説明図、第９図及び第１０図は固体撮像素
子とＩＣチップとを有し小型化した固体撮像装置の例に
係り、第９図は固体撮像装置の平面図、第１０図は固体
撮像装置の断面図、第１１図及び第１２図はＣＣＤの画
素信号の転送方向を識別できるようにした固体撮像装置
の例に係り、第１１図は固体撮像装置の平面図、第１２
図は固体撮像装置の断面図である。 １・・・内視鏡　　　　　６０・・・固体撮像装置６１
・・・ＣＣＤチップ　６２・・・インナーリード６３・
・・バンプ　　　　６６・・・ＩＣチップ６８・・・イ
ンナーリード兼外部す−ド第８ 図（０） 第８ 図（Ｃ） 第８ 図（ｄ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　固体撮像素子と、前記固体撮像素子に対してフェイス
   ボンディングにより接続されたＩＣチップと、前記固体
   撮像素子と前記ＩＣチップとの間の電気的接続を行う第
   １の接続手段と、前記固体撮像素子から前記ＩＣチップ
   を介することなく延出された第２の接続手段とを備え、
   前記第１の接続手段と前記第２の接続手段とは、前記固
   体撮像素子及び前記ＩＣチップにおける互いに異なる側
   部側に配置されていることを特徴とする固体撮像装置。