JPH0438416B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内視鏡先端部に設けた固体撮像素子
と、信号線との接続方法の改良に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする問題点］ 近年、電荷結合素子（CCD）等の固体撮像素
子を撮像手段として用いる電子内視鏡が種々提案
されている。

これらの固体撮像素子は、パツケージ内に収納
されて挿入部の先端部に組込まれ、後方に信号線
が接続されているが、挿入部の先端外径の細径化
をはかるとき、いかに小さなスペースで信号線を
接続するかが重要となる。

従来の接続方法としては、特開昭60−74880号
公報で開示されているように、固体撮像素子の裏
面に設けたフラツトランドにリード線をハンダ付
けし、信号線を接続するものや、固体撮像素子の
裏面に設けたスルーホールにリード線を挿入して
ハンダ付けし、信号線を接続するものがある。ま
た、固体撮像素子の裏面にピンを設けて信号線を
接続するものがある。

前記フラツトランドにリード線をハンダ付けす
る方法は、例えば固体撮像素子のイメージエリア
を縦横２mmとすると、チツプ側およびパツケージ
側のワイヤーボンデイングパツドスペース等のた
め、パツケージサイズは縦3.8mm、横2.5mm程度の
大きさになる。これに対して固体撮像素子に接続
する必要のある入出力ピン芯は、例えば４相駆動
CCDの時、14ピン程度必要であり、パツケージ
の裏面に７本づつ２列に接続しようとすると約
0.5mmピツチにしなくてはならない。なお、これ
に接続する内部導体の外径が0.1mm程度のシール
ド線が開発されている。

前記信号線の内部導体外径が0.1mm、内部絶縁
被覆の外径が0.2mmといつた極細シールド線の場
合、剛性が乏しいので信号線のコントロールが難
しく、隣接するフラツトランドまたは信号線とハ
ンダブリツジを生じやすい。また、ハンダ付け時
の加熱によつて隣接する信号線のハンダを溶かし
やすいという欠点がある。更に加熱しすぎて内部
絶縁被覆を溶かしやすい。

前記固体撮像素子の裏面にスルーホールを設け
る方法は、スルーホール径を0.2mm、スルーホー
ルランド径を0.6mmとすると、スルーホールピツ
チは0.8mmは必要である。それでもスルーホール
ランドの間隔は0.2mmしかなく前記の方法と同様
にハンダブリツジや隣接するリード線のハンダを
溶かしやすいという欠点がある。

また、前記固体撮像素子の裏面にピンを設ける
方法は、裏面にロウ付けするピンの外径が0.3mm
程度は必要であり、ピンピツチは１mm程度必要に
なる。そして、ピンを固体撮像素子の裏面のフラ
ツトランドに接続するには、複数本のピンを位置
決め治具の挿入穴に一旦セツトしてから、バーナ
ーによつてロウ付け固定される。しかしながら、
ピンの端面をフラツトランドに直接接続するの
で、ピンの長さや位置決め治具の挿入穴の深さが
異なると、複数のピンを同時にフラツトランドに
押し付けることができない。

また、ピンを一本ずつロウ付けする場合では、
ピンピツチが短いので、既にロウ付けされた隣り
のピンのロウが溶けてしまう。そこで、一本一本
のピンを、各々治具に同時セツトすると、ピン間
に２個の治具が入ることになりピンピツチが大き
くなる。また、バーナーの炎を直接ピンの根元に
当てることも難しい。

つまり、ピンを密に設けることができない。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであ
り、固体撮像素子の裏面に多数の信号線を高密度
に接続することにより、内視鏡の先端外径の細径
化をはかつた内視鏡を提供することを目的として
いる。

［問題点を解決するための手段及び作用］ 本発明は、フランジ状に形成された、複数の接
続部材を固体撮像素子の裏面側に接続し、各端部
に信号線を接続するようにした。これにより、各
接続部材を高密度に接続できると共に、多数の信
号線を容易、且つ、強固に接続することができ
る。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第１図ないし第７図は一実施例に係り、第１図
は内視鏡先端部の構成を示す断面図、第２図はパ
ツケージベースの斜視図、第３図及び第４図は接
続部材の接続状況を示す図、第５図は他の接続部
材の接続状況を示す図、第６図は固体撮像素子パ
ツケージの構成を示す説明図、第７図はシールド
線の接続状況を示す説明図である。

内視鏡の細長な挿入部１の先端部２は、金属等
の硬性の材料からなる略円柱状の先端部本体３を
備えている。前記先端部本体３には、挿入部１に
対して長手方向に平行に貫通する観察用透孔４、
照明用透孔６、図示しない鉗子チヤンネル用透孔
及び図示しない送気送水チヤンネル用透孔が形成
されている。

前記観察用透孔４には対物レンズ７が内嵌固定
され、先端部本体３とは絶縁されている。そし
て、対物レンズ枠７に対物レンズ系８が段部９に
よつて位置決めされて装着されている。

前記対物レンズ系８の後端には、対物レンズ系
８を兼ねるカバーガラス１１が内嵌固定され、そ
の後方には、固体撮像素子としての固体撮像チツ
プ１２が対物光学系の光路中心と一致するように
してパツケージベース１３の前端面に固定されて
設けられている。

固体撮像チツプ１２のイメージエリア周辺にお
ける若干広くした一辺と、パツケージベース１３
の一辺とには、図示しないボンデイングパツドが
設けてありチツプ側とベース側とをボンデイング
ワイヤ１４で接続されている。

前記パツケージベース１３の後端面には、例え
ばピツチ0.5mm、幅0.25mm、長さ0.8mmで各々７個
からなる２列のフラツトランド１６が前記ボンデ
イングパツド部と導通されて設けられている。

パツケージベース１３の後方には、信号線と比
べはるかに剛性が高い。例えば銅合金に金メツキ
を施した材料で形成され、0.25mm四角の角柱１５
の一方の端部にフランジ部１７を有し、他方の端
部に挿入部１内を挿通された信号線１９の芯線２
０を接続した接続部材１８が、前記フラツトラン
ド１６上に前記フランジ部１７を各々銀ロウ付け
されている。この２列の接続部材１８の間には、
信号線１９のハンダ付けのレーザビームが一方の
列の接続部材１８に照射されないように、例えば
セラミツク等で形成された第１の絶縁部材２１が
介装されている。更にそれぞれの列において、接
続部材１８の間には、信号線１９の接続部が短絡
しないように、例えばテフロン、シリコンシー
ト、またはセラミツク等のような第２の絶縁部材
２２が介装されている。

前記信号線１９は、シールド線２３を束ねたも
のの外側に、更にシールド網及び外部絶縁を施し
たものであつて、シールド線２３は、固体撮像チ
ツプ１２、パツケージベース１３及び接続部材１
８等の外周を覆うシールド壁２４の内面に接続さ
れている。またパツケージベース１３の後方のシ
ールド壁２４内には、例えばエポキシ樹脂等の絶
縁性の充填剤２６により充填され、固体撮像チツ
プ１２及びボンデイングワイヤ１４の周囲は、封
止剤２７で封止されている。

一方、前記照明用透孔６には、配光レンズ系２
８が装着され、この配光レンズ系２８の後方には
ライトガイド２９が接続されている。

また、図示しない鉗子チヤンネル用透孔には、
図示しない鉗子チヤンネルチユーブが挿入部１内
を挿通して接続されている。更に、図示しない送
気送水チヤンネル用透孔には、図示しない送気送
水ノズルが装着され、この送気送水ノズルには、
図示しない送気送水チユーブが接続されている。

先端部本体３の後端部には、例えばゴム等の可
撓性のチユーブ３１が外嵌固定されている。

ところで、接続部材１８は第２図ないし第４図
に示されるような方法によつて、パツケージベー
ス１３に固定される。

初めに接続部材１８の角柱１５を位置決め治具
３３の挿入穴３４に挿入する。この位置決め治具
３３はセラミツクで形成され、接続部材１８の角
柱１５に対応する挿入穴３４がパツケージベース
１３のフラツトランド１６の片側の一列と対応す
るように設けられている。挿入穴３４の深さは角
柱１５の長さより深いので角柱１５の長さが異な
つても、接続部材１８のフランジ部１７は位置決
め治具３３の当接部３６に確実に当接する。さら
に、位置決め治具３３には接続部材１８の回転方
向角度を規制する壁部３５が設けられている。こ
の壁部３５の高さは、接続部材１８を挿入穴３４
に挿入したとき、壁部３５が突出しない程度の高
さである。このように、位置決め治具３３にセツ
トされた各７個の接続部材１８は間隔および角度
が一義的に決定される。

次にパツケージベース１３のフラツトランド１
６に銀ロウなどの接着剤を塗布し、このフラツト
ランド１６に位置決め治具３３にセツトされた接
続部材１８のフランジ部１７を押し付ける。この
時、各フランジ部１７は位置決め治具３３の当接
部３６に当接されているので、各フランジ部１７
は確実にフラツトランド１６に押し付けられる。
そして、この状態において、バーナー３７などで
フランジ部１７を加熱しロウ付けをする。その
際、フランジ部１７の先端は位置決め治具３３か
ら露出しているので効率よく加熱することができ
る。また、位置決め治具３３はセラミツクで形成
されているので耐熱性が良好であり、さらに、位
置決め治具３３は接続部材１８をセツトした時、
接続部材１８のフランジ部１７の高さより低いの
で、この接続部材１８と接合してしまうことがな
い。このように、接続部材１８は一方向にフラン
ジ部１７を設けたので、フラツトランド１６間の
ピツチを大きくすることなく、接続部材を固定す
ることができる。

なお、位置決め治具３３はフラツトランド１６
に片側一列分の挿入穴３４を設けたが、二列分の
挿入穴を設けてもよい。

また、第５図に示すように、接続部材１８のフ
ランジ部１７をＴ字形にして、パツケージベース
１３との固定強度を増すようにしてよい。フラン
ジ部１７は一方向なのでフラツトランドのピツチ
が大きくなることがない。

パツケージベース１３に固定された接続部材１
８は、中央の角柱１５を最も長く、隣接する角柱
１５を順次短くなるようにしている。

上記のように接続部材１８の長さを変えること
により内視鏡先端部２の硬質部長を短くできる。

信号線１９の接続は、最も長い接続部材１８の
切断された端部にクリームハンダをデイスペンサ
で塗布し、芯線２０を内部導体をのせ、レーザハ
ンダ付け装置で加熱溶融して接続する。以下順次
短い接続部材１８について同様に接続を行う。

なお、２本目以降のハンダ付けは、接続部材１
８の間にセパレータ２５を介装することにより溶
融ハンダが隣接する接続部材１８に接触したり、
飛散つたりするのを防止する。同時に、熱の伝達
を極力防止するようにセパレータ２５の色は白な
どの反射率の高い色がよい。

更に、セパレータ２５を使用することにより、
レーザハンダ付け装置のレーザビームのスポツト
径を0.4mm程度に大きくでき作業が容易になる。

このように接続部材１８の長さを順次変化させ
ることにより、芯線２０を接続部材１８に接続す
る際の自由な空間が広く取れ、作業が容易に行え
る。

片側１列の接続部材１８の接続が完了した後、
接続を完了した接続部材１８の列にレーザビーム
が照射されるのを防止するために第１の絶縁部材
２１を接続部材１８の間に介装固定し、同様の作
業を行う。

すべての接続作業が完了した後、第２の絶縁部
材２２を接続部材１８間に挿入し、シールド壁２
４で覆い、シールド線２３を接続した後、充填剤
２６を流し込み、信号線１９及びシールド壁２４
を固定する。

本実施例では、接続部材１８の長いものから芯
線２０を接続するようにしたが、接続部材１８の
ピツチによつては、短いものからでも良い。ま
た、接続部材１８の長さは、すべて均一にしても
良いし、片側の列を長くし、他方の列を短くして
もよい。

また、固体撮像チツプ１２の近傍に増幅回路等
を配設する場合は、フラツトランド１６の列を回
路基板側と接続部材１８側とに分け、回路基板側
は直接回路基板を接続してもよい。

［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
素子の裏面に接続部材を高密度に接続できるの
で、内視鏡先端部外径の細径化が図れる。また、
接続部材に信号線する際、フラツトランドやスル
ーホールランドに接続する方法に比べ作業スペー
スを広くすることができるので、多数の信号を容
易かつ強固に接続でき、さらに組立て作業性およ
び品質の向上を図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は一実施例に係り、第１図
は内視鏡先端部の構成を示す断面図、第２図はパ
ツケージベースの斜視図、第３図および第４図は
接続部材の接続状況を示す図、第５図は他の接続
部材の接続方法を示す図、第６図は固体撮像素子
パツケージの構成を示す説明図、第７図はシール
ド線の接続状況を示す説明図である。 １……挿入部、２……先端部、１２……固体撮
像チツプ、１３……パツケージベース、１７……
フランジ部、１８……接続部材、１９……信号
線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内視鏡の先端に固体撮像素子を設けると共
   に、固体撮像素子の裏面に信号線を接続するよう
   にした内視鏡において、固体撮像素子の裏面に一
   方の端部に一方向に延出されたフランジ部を有
   し、他方の端部に信号線が接続される接続部材を
   設けたことを特徴とする内視鏡。