JP4445604B2 - 固体撮像装置及び固体撮像装置の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子内視鏡等に設けられる小型の固体撮像装置及び固体撮像装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、細長の挿入部を体腔内に挿入することにより、体腔内臓器等を観察したり、必要に応じて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行える医療用の内視鏡が広く利用されている。また、工業分野においても、ボイラ，タービン，エンジン，化学プラントなどの内部の傷や腐蝕などを観察したり検査することのできる工業用内視鏡が広く利用されている。
【０００３】
前記内視鏡としては、例えば挿入部の先端部に電荷結合素子（ＣＣＤと略記）などの固体撮像素子や電子部品を設けた固体撮像装置が内蔵され、この固体撮像装置で光電変換した信号を信号ケーブル伝送し、信号処理手段を介してモニタ装置にカラー表示するようにした電子内視鏡が用いられている。
【０００４】
内視鏡においては、狭く曲がりくねった管腔内に挿入されるため挿入部の細径化が望まれている。そして、電子内視鏡では、小回りがきき、操作性の良い内視鏡を実現するため固体撮像装置の小型、小径化が望まれていた。
【０００５】
例えば、電子内視鏡の先端部に配置される固体撮像装置として、特開平５−１１５４３６号公報には高密度化又は小型化を達成するため、外形サイズを大きくせずに可撓性基板の実装面積を拡大できるようにした固体撮像装置が示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平５−１１５４３６号公報に示されている固体撮像装置では、固体撮像素子の受光面上に透明部材が接着され、受光面の片側に形成されたパッド部に配置された突起電極を介して可撓性基板のインナーリードが接続され、その透明部材の周辺部及び固体撮像素子と可撓性基板のインナーリードとの接続部分を封止樹脂で封止して構成されている。このため、固体撮像素子と可撓性基板のインナーリードとの接続部及びインナーリードの屈曲部を覆う封止樹脂によって形成された封止固定部の範囲が広範になることによって、固体撮像装置の小型化が阻まれていた。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、全体の構成を小型にした固体撮像装置及び前記固体撮像装置の製造方法を提供することを目的にしている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様による固体撮像装置は、電気信号の授受を行うための電気接点部を備えた固体撮像素子と、この電気接点部に接続される箔状のリードを突出させた帯状のフレキシブル回路基板とを有し、前記リードと前記電気接点部との電気的接続部を封止樹脂によって封止して構成される固体撮像装置であって、
前記フレキシブル回路基板の少なくとも前記リード側の幅寸法を、前記固体撮像素子の幅寸法及び前記フレキシブル回路基板の基端側幅寸法より小さく形成するための切り欠き部を設けている。
この構成によれば、電気的接続部等を封止樹脂で覆う際、フレキシブル回路基板のリード側に設けた封止樹脂の範囲が狭まる。このことにより、封止樹脂で形成される封止固定部の大きさが小さくなる。
【０００９】
本発明の別の態様による固体撮像装置は、電気信号の授受を行うための電気接点部を備えた固体撮像素子と、この電気接点部に接続される箔状のリードを突出させた帯状のフレキシブル回路基板と、前記リードと前記電気接点部との電気的接続部を封止樹脂にて封止して構成される固体撮像装置において、前記フレキシブル回路基板端面より突出するリードが形成されている基板端面を、その周辺部より内側に落とし込んで形成している。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置の１構成例を説明する図である。なお、図１（ａ）は固体撮像装置を正面から見たときの図、図１（ｂ）は固体撮像装置を側面からみたときの図、図１（ｃ）は固体撮像装置を下方から見たときの図である。
【００１１】
図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように本実施形態の固体撮像装置１は、前面に受光部２ａを備え、この受光部２ａの図中下側に所定の間隔で配列されたボンディングパッド上に電気接点部としてＡｕ等で形成した突起電極２ｂを配置した固体撮像素子２と、この固体撮像素子２の受光部２ａを覆うように、例えば紫外線硬化型等の透明な接着剤によって貼り付けられた光学部材である略直方体形状のカバーガラス３と、前記突起電極２ｂに接続される箔状の接続リード４ａを端部から突出させたフレキシブル回路基板（以下ＦＰＣとも略記する）４と、前記突起電極２ｂと前記接続リード４ａとの電気的接続部等を覆うように塗布された封止樹脂５で形成される封止固定部６とで主に構成されている。
【００１２】
前記ＦＰＣ４は、電気絶縁性のポリイミドよりなるキャリアテープ基材４ｂ上に銅箔等の金属箔４ｃを接着し、この金属箔４ｃをフォトリソグラフィ技術により所望のリードパターンに形成したものであり、多数の接続リード４ａや図示しないランド、固体撮像装置検査用のテストパッド（不図示）が形成されている。なお、このＦＰＣ４上の実装される電子部品や信号線が接続されるリードやランドを除いた部分には、ショートを防止するためのオーバーコートが施されている。
【００１３】
前記ＦＰＣ４の先端部より突出している接続リード４ａは、前記固体撮像素子２に列状に配置されている突起電極２ｂに略同一ピッチであり、それぞれの接続リード４ａはＴＡＢ接続によって前記突起電極２ｂを介して固体撮像素子２に電気的に接続されている。
【００１４】
前記接続リード４ａを突起電極２ｂに接続したＦＰＣ４は、接続リード４ａに屈曲部を設けて、前記固体撮像素子２の基端面より後方側に延出されている。この固体撮像素子２の後方側に延出しているＦＰＣ４のキャリアテープ基材４ｂを有する先端部には、この先端部幅寸法Ｂを、前記ＦＰＣ４の基端側幅寸法Ｃ及び前記固体撮像素子２の幅寸法Ａよりも幅狭にする切り欠き部（以下、切欠部と記載）７が設けられている。
【００１５】
そして、前記ＦＰＣ４の屈曲部を折り曲げた状態で保持固定する目的及び前記突起電極２ｂと接続リード４ａとの電気的接続部を絶縁封止固定する目的で、前記電気的接続部及び屈曲部を含むように、前記カバーガラス３の下面から前記キャリアテープ基材４ｂの設けられているＦＰＣ４の先端部にかけて封止樹脂５として例えば、黒色のエポキシ系の接着剤を塗布して封止固定部６が形成されている。
【００１６】
この封止樹脂５をカバーガラス３の下面から前記ＦＰＣ４の先端部にかけて塗布した際、前記固体撮像素子２の突起電極２ｂに接続される接続リード４ａが突出しているＦＰＣ４の先端部の幅寸法（Ｂ寸法）が、ＦＰＣ４の基端側幅寸法（Ｃ寸法）及び固体撮像素子２の幅寸法（Ａ寸法）よりも小さく形成されているため、この部分に塗布する封止樹脂５の塗布範囲を幅狭にしてもＦＰＣ４の固体撮像素子２への固定を確実に行える。このため、このとき形成される封止固定部６の角部に実線で示すように大きな半径Ｒの曲面部を形成することによって、切欠部７が設けられていない幅広のＦＰＣ４の先端部に破線で示すように形成される小さな半径ｒの曲面部を設けた封止固定部に比べて小さな封止固定部６が形成される。
【００１７】
このように、インナーリードの突出しているＦＰＣの先端部の幅寸法を、ＦＰＣの基端側幅寸法及び固体撮像素子の幅寸法よりも小さくする切欠部を設けたことにより、電気的接続部及び屈曲部を含むカバーガラスの下面からＦＰＣの先端部にかけて封止樹脂を塗布して封止固定部を形成したとき、この封止固定部の大きさを切欠部を設けた分だけ小さくして固体撮像装置の小型化を図ることができる。
【００１８】
また、ＦＰＣのキャリアテープ基材を備えた先端部までを封止樹脂で覆ったことにより、リードの屈曲部が強固に固定されるので、ＦＰＣの基端側に負荷が加えられた時、前記接続部及びインナーリード屈曲部に直接負荷が掛かり難くなって、破損の少ない、耐久性の高い固体撮像装置を提供することができる。
【００１９】
なお、前記電気的接続部及び屈曲部を含むように封止樹脂５をカバーガラス３の下面から前記ＦＰＣ４の先端部にかけて塗布して封止固定部６を設けたとき、角部に半径Ｒの曲面部を形成する代わりに、封止固定部６の角部に直線状のカット面を形成したり、また、図２に示すような逃げ部８を形作ることによって固体撮像装置１の更なる小型化を図ることができる。
【００２０】
また、前記ＦＰＣ４を折り曲げることなく形成するため、図３（ａ），（ｂ）に示すように前記固体撮像素子２に対して平行にＦＰＣ４を延出させるように接続して封止固定部６を設けるようにしてもよい。
【００２１】
図４は本発明の第２実施形態に係る固体撮像装置の他の構成例を説明する図である。なお、図４（ａ）は固体撮像装置を正面から見たときの図、図４（ｂ）は固体撮像装置を側面からみたときの図、図４（ｃ）は固体撮像装置を下方から見たときの図である。
【００２２】
本実施形態においては、接続リード４ａが突出しているＦＰＣ４の先端部先端面４ｄを固体撮像素子から離間させることなく、図４（ｂ），（ｃ）に示すように固体撮像素子２と重なるように配置している。
【００２３】
つまり、ＦＰＣ４のキャリアテープ基材４ｂが設けられている先端部の一部が固体撮像素子２に重なった状態に配置され、この状態で、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すようにカバーガラス３の基端面から固体撮像素子２の基端面にかけて封止樹脂５を塗布して封止固定部６を設けて固体撮像装置１Ａを構成している。その他の構成は前記第１実施形態と同様であり、同部材には同符合を付して説明を省略する。
【００２４】
このように、ＦＰＣのキャリアテープ基材先端部の一部を固体撮像素子に重ねて配置し、この状態で封止樹脂を塗布して封止固定部を形成したことにより、固体撮像素子の後方側に延出するＦＰＣの長さ寸法の短縮を図って、固体撮像装置の全長の短縮化を図ることができる。
【００２５】
また、ＦＰＣのキャリアテープ基材先端部を固体撮像素子に重ね合わせた状態にして、封止樹脂によってＦＰＣの先端部を固体撮像素子に一体的に固定したことにより、フレキシブル回路基板のキャリアテープ基材を樹脂によって覆う範囲が大きくなり、ＦＰＣの固定強度を大幅に向上させることができる。
【００２６】
このことにより、例えば、ＦＰＣ４の基端側に負荷が加えられた場合でも、前記電気的接続部及び屈曲部等に直接負荷がかかることがなくなるので、負荷が原因の破損がなくなって、高耐久性の固体撮像装置が得られる。その他の作用及び効果は前記第１実施形態と同様である。
【００２７】
図５は本発明の第３実施形態に係る固体撮像装置の別の構成例を説明する図である。
【００２８】
本実施形態においては、図５に示すようにＦＰＣ４Ａは、キャリアテープ基材４ｂの一面側及び他面側の両面にそれぞれ金属箔が設けられ、リード１１、リード１２を形成している。
【００２９】
そして、前記リード１１が設けられている一面側にはＩＣ１３及びコンデンサ１４等の電子部品が搭載されており、前記リード１１、ＩＣ１３及びコンデンサ１４は前記リード１２とスルーホールやビアホールを介して電気的に接続されている。なお、ＦＰＣ４Ａ上にフリップチップ実装されたＩＣ１３は封止樹脂１５によって絶縁状態で封止固定される。
【００３０】
このＩＣ１３及びコンデンサ１４等の電子部品を搭載したＦＰＣ４Ａは、先端部から突出するリード１２を前記固体撮像素子２にＴＡＢ接続によって電気的に接続されている。そして、カバーガラス３の基端面から固体撮像素子２の基端面にかけて封止樹脂５を塗布して、電気的接続部及び屈曲部等を覆う封止固定部６が形成して固体撮像装置１Ｂを構成している。このとき、前記ＦＰＣ４Ａが角度θだけ傾くように封止固定部６が設けられている。その他の構成は上述した実施形態と同様であり、同部材には同符合を付して説明を省略する。
【００３１】
このように、固体撮像素子の後方側に延出するように屈曲させたＦＰＣを角度θだけ傾けて配置させることによってさらに固体撮像装置の全長の短縮化を図ることができる。このことにより、固体撮像素子の後方スペースをより有効活用して固体撮像装置の小型化を図れる。
【００３２】
また、予めＩＣや電子部品を実装したＦＰＣを固体撮像素子に電気的に接続することで、電子部品等をキャリアテープ基材上に実装するときの半田付けやリフローによる熱によって固体撮像素子を劣化させることを防止することができる。このことによって、耐久性の高い固体撮像装置を提供することができる。
【００３３】
なお、図６に示すようにＩＣ１３が実装される部分のキャリアテープ基材４ｂに開口部１６を形成し、この開口部１６内にリード１１を接続リードとして突出させ、ボールバンプ１７を介してＴＡＢ実装し、実装後に電気的接続部を封止樹脂１８にて封止する構成にしてもよい。
【００３４】
ここで、図７及び図８を参照して上述のように構成した例えば固体撮像装置１Ｂを実際に配設した撮像ユニット３０の構成を簡単に説明する。
本実施形態で説明する撮像ユニットは、図７で示す内視鏡システムを構成する電子内視鏡２０の挿入部２１の先端部２２に配設されるものである。
【００３５】
図に示すように内視鏡システムは、電子内視鏡２０と、この電子内視鏡２０に照明光を供給する光源装置９１と、映像信号処理回路や駆動回路を内蔵したビデオプロセッサ９２と、このビデオプロセッサ９２に接続されて内視鏡画像を表示するモニタ９３、内視鏡画像を記録するＶＴＲデッキ９４、内視鏡画像をプリントアウトするビデオプリンタ９５やビデオディスク９６等の周辺機器とで構成されている。
【００３６】
前記電子内視鏡２０は、体腔内に挿入される細長な挿入部２１と、この挿入部２１の基端側に設けられた操作部２５と、この操作部２５の側部から延出するユニバーサルコード２６とで主に構成されている。
【００３７】
前記挿入部２１は、先端側に位置する硬質部材で形成された先端部２２と、複数の湾曲駒を連接した湾曲自在な湾曲部２３と、細長で可撓性を有する可撓管部２４とで形成されている。なお、前記ユニバーサルコード２６の基端部には前記光源装置９１に接続される照明用コネクタ９７が設けられており、この照明用コネクタ９７には前記ビデオプロセッサ９２に着脱自在なカメラケーブル９８が着脱自在に取り付けられるようになっている。
【００３８】
前記先端部２２には図示しない照明レンズユニット及び対物レンズユニットが配設されており、この照明レンズユニットには挿入部２１内を挿通するライトガイドファイバの先端面が臨まれ、前記対物レンズユニットには前記固体撮像装置１Ｂが後述するように構成された撮像ユニットが配設されている。
【００３９】
なお、光源装置９１から出射された照明光は、前記ライトガイドファイバを伝送されて、照明レンズユニットを通して観察部位に向かって照射されるようになっている。また、前記対物レンズユニットを通して固体撮像装置１の固体撮像素子２に結像されて光電変換された画像信号は前記ビデオプロセッサ９２に伝送され映像信号に変換される。さらに、前記先端部２２には、前記対物レンズユニットの最先端に配置されている第１レンズ（不図示）の外表面を洗浄するための水を送液するとともに、この第１レンズの外表面に付着した水滴を除去あるいは体腔内に送気するためのノズル（不図示）が設けられている。
【００４０】
図８（ａ），（ｂ）に示すように前記固体撮像装置１Ｂを構成するカバーガラス３の前面には保護ガラス３１が接着剤にて接着固定されている。この保護ガラス３１には光学絞り３２を介在させた固体撮像素子枠３３が接着固定されている。
【００４１】
そして、前記固体撮像装置１Ｂを構成するＦＰＣ４Ａのリード１２には前後２列に信号線接続ランド（図示せず）が形成されており、それぞれの信号線接続ランドには信号ケーブル４０を構成する複数の信号線４１が接続されている。
【００４２】
なお、後方側の信号線接続ランドに接続される信号線４１の芯線部分及びその近傍は絶縁テープ４６にて覆われている。このことにより、前方側の信号線接続ランドに接続される信号線４１と、前記後方側の信号線接続ランドに接続された信号線４１とのショートが防止される。また、前記信号線４１の内、前記固体撮像装置１Ｂ及びＩＣ１３を駆動動作させるための信号線４１はコンデンサ１４等の電子部品に直接接続されている。
【００４３】
また、前記信号ケーブル４０は、例えば同軸線と単純線とにより構成されており、同軸線に設けられているシールド線４２は一括してＦＰＣ４ＡのＧＮＤランド４ｅに接続されている。
【００４４】
さらに、これら複数の信号線４１，…，４１は、前記信号ケーブル４０の外皮４３及びシールド４４の先端部にて熱収縮性の結束チューブ４５で結束されている。このことにより、信号線４１が信号ケーブル４０の基端側に引き込まれることが防止されて、撮像ユニットの破損・画像不良の発生を防止する。符号４９は前記信号ケーブル４０を保護するための保護チューブである。
【００４５】
又、前記固体撮像装置１Ｂ及び信号線４１の接続部である電装部とを覆うように第１、第２、第３の補強樹脂５１、５２、５３を施すとともに、前記固体撮像素子枠３３の外形３面に内接するように補強枠５４を接着固定し、更にこの補強枠を絶縁チューブ５５によって被覆して撮像ユニット３０が構成されている。
【００４６】
なお、図９に示すように前記撮像ユニット３０の小型化に支障のない場合、カバーガラス３の下面から前記キャリアテープ基材４ｂの設けられているＦＰＣ４の先端部にかけて封止樹脂５を塗布して電気的接続部と屈曲部とを覆うとともに、この封止樹脂５を固体撮像素子２とこの固体撮像素子２上に貼り合わされたカバーガラス３との側部全周に施すことにより、固体撮像素子２及び固体撮像素子２の受光部２ａへの風塵・熱・湿気等の侵入を防止することができる。このことにより、画像不良の発生し難い、耐久性に優れた固体撮像装置が提供される。
【００４７】
ところで、特開平８−３０６８９８号公報にはテープキャリア基材に固体撮像素子と光学ガラスとを取り付けた後、所定の位置にてテープキャリア基材を切断・切除して構成される固体撮像装置が示されている。また、特開平５−１１５４３６号公報にはテープキャリア基材上に電子部品やリード線を接続する技術が示されている。
【００４８】
しかしながら、前記特開平８−３０６８９８号公報に示されているキャリアテープ基材を所定の位置にて切断・切除した固体撮像装置を撮像ユニット内に組み込む際、この固体撮像装置の周囲には例えば補強部材が配設されたり、電子部品や信号線が接続されるようになっている。また、この固体撮像装置では固体撮像素子とは反対側に延出されているキャリアテープ基材の基端部には検査装置のプローブ等が接続されるテスト端子が設けられていた。このキャリアテープ基材は、固体撮像素子幅と略同一幅で、リードが基材上に一方向に配列されていた。このため、このキャリアテープ基材を切断する位置をリードが存在しない領域にすることによって、切断端面にリードが露出・突出することはなかったが、一方向にのみリードを延出させていたのでキャリアテープ基材の幅寸法が必要以上に幅広になって固体撮像装置を小型化することを妨げていた。
【００４９】
一方、前記特開平５−１１５４３６号公報に示すように電子部品を実装した可撓性基板を折り曲げ形成した場合、可撓性基板端に露出しているリードが固体撮像素子に接触することや、周囲に配置されている補強部材や電子部品、あるいは信号線に接触するおそれがあり、万一接触すると画像不良を引き起こしてしまう。
【００５０】
このため、基板端に設けられているリードが周囲の部材に電気的に接触することを確実に防止してかつ小型化を可能にしたＦＰＣを備えて、画像不良を引き起こすことを防止した小型の固体撮像装置が望まれていた。
【００５１】
図１０及び図１１はＦＰＣの構成例に係り、図１０はＦＰＣのキャリアテープ基材上に形成されたリード、ランド部及びテスト端子の構成を示す説明図、図１１は所定形状に切断したＦＰＣを撮像ユニット内に配置した状態を示す図である。
【００５２】
図１０に示すように本実施形態の固体撮像装置１００を構成するＦＰＣ４Ｂのキャリアテープ基材４ｂ上に形成されるリード１０１は、固体撮像素子２に接続される先端部先端面４ｄより突出する複数の接続リード４ａと、信号線や電子部品の接点部が接続される例えば長方形状に形成された複数の接続ランド部１０２とを有し、さらに、各接続ランド部１０２から基端部に一方向に配列されている固体撮像装置１００のテスト端子１０３，…，１０３に向けて延長リード１０４が導出されている。
【００５３】
また、このＦＰＣ４Ｂを構成するキャリアテープ基材４ｂには、検査終了後に、このキャリアテープ基材４ｂを容易に切断することを可能にする切断ガイド溝１０５が形成されており、キャリアテープ基材４ｂを破線で示すように切断することによって図１１に示す所定形状のＦＰＣ４Ｂを備えた固体撮像装置１００が得られるようになっている。
【００５４】
つまり、本実施形態においては固体撮像装置１００の小型化を図るため、ＦＰＣ４Ｂの所定形状は予め設定されており、この形状に対応するように、前記リード１０１及び接続ランド部１０２を形成するとともに、前記一方向に配列されているテスト端子１０３へ導かれる延長リード１０４をこのキャリアテープ基材４ｂを所望の形状に切断したときの基端面にあたる部分及び側面にあたる部分を通過するように配置している。
【００５５】
そして、前記側面に当たる部分より延出される延長リード１０４が配置されている部分には、破線に示したキャリアテープ基材切断端面よりも内側に一面部１０６を有する開口部１０７を設けている。
【００５６】
このため、前記固体撮像装置１００のキャリアテープ基材４ｂを破線及び切断ガイド溝１０５に沿って切断して所定形状のＦＰＣ４Ｂを形成したとき、この基材切断面より突出した突出リード１０８が形成される。そして、これら突出リード１０８を、開口部１０７の基材切断面より内側に位置する一面部１０６に沿って切断及び切除する。このことによって、このキャリアテープ基材４ｂ上に形成されている延長リード１０４の端部がキャリアテープ基材切断端面より突出することなく、即ち前記延長リード１０４が形成されていないキャリアテープ基材切断端面より内側に位置する。
【００５７】
このように構成された固体撮像装置１００を、図１１に示すように金属製の補強枠１０９を配設した撮像ユニット１１０内に配置する。このとき、たとえ、前記キャリアテープ基材切断端面が前記補強枠１０９に内接するように配置した場合でも前記テスト端子１０３側に延出された前記延長リード１０４の基端部がキャリアテープ基材切断端面より凹んだ位置に形成されている一面部１０６に位置しているので補強枠１０９に電気的に接触することはない。
【００５８】
このように、ＦＰＣを構成するキャリアテープ基材を所定形状に切断処理することによって、キャリアテープ基材端面からリードが露出或いは突出しない構成にしたことによって、封止樹脂で覆うことなく他部材との電気的接触を防止することができる。
【００５９】
このことにより、固体撮像装置を構成するキャリアテープ基材を補強枠に当接させて配置することによって小型化を図った、画像不良の発生し難い撮像ユニットを提供することが可能になる。
【００６０】
ところで、特開平５−１１５４３５号公報には固体撮像素子の後方側に延出されたＦＰＣ上に電子部品を実装する技術が示されている。しかし、この技術では、固体撮像素子とＦＰＣ上に形成されているリードとの電気的接触を防止するために絶縁板を設けていた。したがって、絶縁板の分だけ固体撮像装置が大きくなるという不具合があった。
【００６１】
また、固体撮像装置を小型化するため、ＦＰＣ両面にリードを配線し、両面に電子部品を実装するようにしたものがある。しかし、リードを回路基板両面に形成することによりその分ＦＰＣが厚くなり固体撮像装置が大きくなってしまう。そして、ＦＰＣ上には電子部品を実装するための接続用ランドが形成されているので、両面に形成したそれぞれのリードとリードとを電気的に接続するためにスルーホール等を設ける必要があるのでその分ＦＰＣが高価になるという問題があった。
このため、小型化し、かつ画像不良の発生し難い安価な固体撮像装置が望まれていた。
【００６２】
図１２及び図１３は固体撮像装置の他の構成に係り、図１２は固体撮像素子に２つのＦＰＣを配置した構成例を説明する図、図１３は撮像ユニットの他の構成例を示す図である。なお、図１２（ａ）は２つのＦＰＣの配置構成を示す図、図１２（ｂ）は第１ＦＰＣの構成を説明する図、図１２（ｃ）は第２ＦＰＣの構成を説明する図である。
【００６３】
図１２（ａ）に示すように本実施形態の固体撮像装置１２０は、固体撮像素子２と、この固体撮像素子２の前面に形成されている受光部２ａを覆うカバーガラス３と、前記受光部２ａの上下側に列状に形成された図示しないボンディングパッドに接続された第１ＦＰＣ１２１及び第２ＦＰＣ１２２と、前記カバーガラス３上下側面から固体撮像素子２及びＦＰＣ１２１、１２２との接続部及びＦＰＣ１２１、１２２の先端部を覆う封止樹脂１２３とにより構成されている。
【００６４】
前記第１ＦＰＣ１２１及び第２ＦＰＣ１２２は、キャリアテープ基材４ｂの一面側に銅箔等の金属箔４ｃを接着し、フォトリソグラフィ技術により所望のリードパターンを形成して、多数のリード１２４やランド１２５，１２６、そして固体撮像装置検査用のテスト端子（図示せず）等で構成されている。
【００６５】
図１２（ｂ）に示すように前記第１ＦＰＣ１２１に形成されているリード１２４は、実装される電子部品の接続電極に対応しており、この第１ＦＰＣ１２１を構成するキャリアテープ基材４ｂには前記電子部品の接続電極が他面側から前記リード１２４に電気的に接触することを可能にする略長方形形状の開口１２７が形成されている。この開口１２７の基端側から延出するリード１２４は信号線を接続する信号線接続ランド１２５として使用される。
【００６６】
一方、図１２（ｃ）に示すように前記第２ＦＰＣ１２２には信号線が接続される信号線接続ランド１２６がキャリアテープ基材４ｂの一面側長手方向に複数形成されている。
【００６７】
図１３に示すようにこの固体撮像装置１２０のカバーガラス３には保護ガラス１２８が接合され光学絞り１２９とともに、固体撮像素子枠１３０に接着固定されている。なお、前記保護ガラス１２８から第１ＦＰＣ１２１、第２ＦＰＣ１２２の先端部にかけては第１の補強樹脂１３１が施されている。
【００６８】
前記第１ＦＰＣ１２１の開口１２７によって他面側からも露出した状態になっているリード１２４には電子部品１３２が半田等により電気的に接合されている。
【００６９】
なお、本実施形態において、この電子部品１３２は、予めＩＣ１３３が実装されたセラミックやガラスエポキシ製の回路基板１３４上に実装されたものである。
【００７０】
また、前記第１ＦＰＣ１２１の信号線接続ランド１２５には複数の信号線１３５が接続され、第２ＦＰＣ１２２の信号線接続ランド１２６にも信号線１３５が接続される。そして、これら信号線１３５及び回路基板１３４が接続された前記固体撮像装置１２０は、第２、３の補強樹脂１３６、１３７にて覆われ、さらにその周囲を絶縁チューブ１３８にて被覆されている。
【００７１】
上述したように、第１ＦＰＣ１２１を構成するキャリアテープ基材４ｂの一面（表面）に形成されたリード１２４は、このキャリアテープ基材４ｂに設けられた開口１２７によって他面（裏面）からも露出して構成される。このため、キャリアテープ基材４ｂの一面に形成されたリード１２４に対して電子部品１３２をリード１２４が形成されていない他面側から実装することが可能にしている。
【００７２】
また、他面側から実装される電子部品に対して一面側から半田こて等を用いて実装作業を行える。
【００７３】
なお、図１２（ｂ）に示すように、電子部品の接続電極に対応しない位置に配線されているリード１２４ａは、キャリアテープ基材４ｂによって覆われている。つまり、開口の開口面積を最小限に抑えることで、開口の形成されていないキャリアテープ基材上にリードを配線することが可能になっている。
【００７４】
このように、フレキシブル回路基板を構成するキャリアテープ基材の一面側に形成されているリードに対して、このキャリアテープ基材の他面側から電気的接触を可能にする、即ち他面側からリードを露出させるようにキャリアテープ基材に開口部を形成したことにより、キャリアテープ基材の他面側から一面側に形成されているリードに電子部品や回路基板を直接実装することができる。
【００７５】
このことにより、キャリアテープ基材の他面側にリードを形成する必要がなくなるので、フレキシブル回路基板を薄く形成することができる。よって、固体撮像装置の小型化を図れる。また、一面側のリードと他面側のリードとを接続するためのスルーホール等及び他面側に設けていた接続用ランドが不要になるので安価なフレキシブル回路基板を提供して固体撮像装置の低価格化を図れる。
【００７６】
また、キャリアテープ基材の他面側に実装する電子部品に対して、一面側から半田こて等を用いて実装作業を行えるので、組立作業性を大幅に向上させることができる。
【００７７】
さらに、開口部の面積を最小限に抑えることで、開口部以外のキャリアテープ基材上にリードを効率よく配線することができる。このことによって、リード配線を高密度化することが可能になり、フレキシブル回路基板の小型化を図れる。
なお、開口に配線されるリードをキャリアテープ基材で覆うことで、前記ワードが他のリード若しくは電子部品の接続電極とショートすることを防止することができる。
【００７８】
また、絶縁部材より形成されるキャリアテープ基材を、固体撮像素子とリードとの間に配置することによって、キャリアテープ基材が絶縁材となることにより、新たにリードと固体撮像素子との間に絶縁部材を設ける必要がなくなり、固体撮像装置の小型化を図ることができるとともに、画像不良の発生を防止することができる。
【００７９】
ところで、撮像ユニットは、故障或いは破損した際、分解、修理する必要がある。前記撮像ユニットの故障原因の多くは信号線の断線であり、固体撮像装置自体が故障の主原因となるケースは少ない。
【００８０】
つまり、撮像ユニットを分解・修理する場合は、固体撮像装置以外の部品を取り替えることになるが、その際固体撮像装置を破損させないように取り出す必要があり、特に強度の最も弱いＦＰＣのリードに傷をつけないよう作業を行う必要がある。
【００８１】
このため、分解修理作業時等にＦＰＣのリードに傷をつけないように作業を行え、かつ小型化を可能にする固体撮像装置が望まれていた。
【００８２】
図１４ないし図１６は固体撮像装置の別の構成に係り、図１４は固体撮像素子に２つのＦＰＣを配置した他の構成例を説明する図、図１５は固体撮像素子のまた他の構成例を説明する図、図１６は撮像ユニットの他の構成例を示す図である。図１４（ａ）は上面図、図１４（ｂ）は側面図、図１５（ａ）は側面図、図１５（ｂ）は背面図である。
【００８３】
図１４（ａ）、（ｂ）に示すように固体撮像装置１４０は、一組のＦＰＣ１４１を備え、このＦＰＣ１４１には他面側からリード１４２全体を露出させる開口１４３が形成されている。
【００８４】
そして、図１５（ａ），（ｂ）に示すように前記固体撮像装置１４０を構成する前記ＦＰＣ１４１のリード１４２は前記開口１４３の基端側で切断されている。このため、複数のリード１４２が１本ずつ突出した状態になっている。また、前記ＦＰＣ１４１の先端部と固体撮像素子２とには封止樹脂１２３が施され、この後例えばシリコン系の接合樹脂１４４によって固体撮像素子２の裏面側に接続基板１４５が接合されている。
【００８５】
このとき、１本ずつ突出したリード１４２は、前記接続基板１４５の側面に形成されている溝形状の端面スルーホール１４６内に半田によって接合固定されている。
【００８６】
また、この接続基板１４５には、前記端面スルーホール１４６と電気的に接続されたスルーホール１４７が形成されており、このスルーホール１４７内には予めリードピン１４８が配置され、半田より溶融温度の高いろう材を用いたロー付によって接合固定されている。
【００８７】
そして、図１６に示すように前記リードピン１４８にはそれぞれ電子部品１５１やＩＣ１５２が搭載され、信号線１５３が接続された回路基板１５０或いは信号線１５４が接続されており、前記固体撮像装置１４０、前記接続基板１４５及び前記回路基板１５０を覆うように封止樹脂１５５が補強枠１５６内に充填され、絶縁チューブ１５７に被覆されて撮像ユニット１５８を構成している。
【００８８】
上述のように構成された撮像ユニット１５８を分解修理する場合、まず、絶縁チューブ１５７及び補強枠１５６を取り除く。次に、封止樹脂１５５を刃物や治工具等を使用して取り除く。このとき、たとえ作業者が力加減を誤ったとしてもリード１４２は接続基板１４５の端面スルーホール１４６内に半田によって固定されて配置されているので、治工具の先端がリード１４２に直接接触して破損することが防止される。
【００８９】
そして、前記リード１４２は、封止樹脂１５５を取り除いた後、端面スルーホール１４６内の半田を溶融させることによって容易に接続基板１４５から取り外すことができる。そして、固体撮像装置１４０と接続基板１４５は、シリコン系の接合樹脂１４４により接合されているので、各々を容易に剥がすことができる。
【００９０】
図１７ないし図１９を参照して固体撮像装置の小型化のさらに他の構成例を説明する図であり、図１７は撮像ユニット別の構成例を示す図、図１８は固体撮像装置を説明する図、図１９は回路基板ユニットを説明する図である。なお、図１８（ａ）は側面図、図１８（ｂ）は上面図、図１９（ａ）は上面図、図１９（ｂ）は側面図である。
図１７に示すように本実施形態の本実施形態の撮像ユニット１６０は、固体撮像装置１６１に回路基板ユニット１７０を接続する構成になっている。
【００９１】
図１８（ａ），（ｂ）に示すように固体撮像装置１６１は、カバーガラス３を接合した固体撮像素子２と、この固体撮像素子２に接続されて複数のリード１６２を配列したＦＰＣ１６３と、封止樹脂１６６で主に構成されており、このリード１６２が形成されているキャリアテープ基材１６４の中途部には前記リード１６２が他端側からも露出するように開口１６５が設けられている。
【００９２】
一方、図１９（ａ），（ｂ）に示すように回路基板ユニット１７０は、コンデンサ１７３等の電子部品を搭載した第１回路基板１７１と、ＩＣ１７４を搭載した第２回路基板１７２とを一体にして構成されている。
【００９３】
前記第１回路基板１７１及び第２回路基板１７２の一面側端面には一体に構成されたとき、同一方向に突出するリードピン１７５が複数配置されている。また、第１回路基板１７１及び第２回路基板１７２の他端面には端面スルーホール１７６が複数形成されている。この端面スルーホール１７６には接続ピン１７７が配置されるようになっており、この接続ピン１７７を両回路基板１７１，１７２に接続固定することによって、両回路基板１７１，１７２を同一投影面積内に配置できるようになっている。
【００９４】
前記第１回路基板１７１の反実装面側には前記開口１６５に配置されているリード１６２に接続される接続ランド１７８が列状に配列されていて、この接続ランド１７８の基端側に前記リードピン１７５がロー付固定されている。
【００９５】
なお、前記第２の回路基板１７２にも同様にリードピン１７５がロー付固定されて突出している。また、前記第２の回路基板１７２に搭載されているＩＣ１７４の上には電気的接触を防止する絶縁テープ１７９が配置されている。
【００９６】
前記第１、第２の回路基板１７１，１７２とは搭載した電子部品同士を向かい合わせて配置されるようになっており、前記接続ピン１７７及び回路基板１７１，１７２との間には接合樹脂１８１や補強樹脂１８０が充填されて一体的な回路基板ユニット１７０を構成している。
【００９７】
また、前記補強樹脂１８０が接続ピン１７７や基板側面或いは基端側からはみ出ることを防止するため、型等を利用して充填形成されている。符号１６６は封止固定部である
このように構成された固体撮像装置１６１は、前記図１７に示すように固体撮像装置１６１の前面に接合した保護ガラス１８１を固体撮像素子枠１８２内に接着固定して配置される。
【００９８】
一方、前記固体撮像装置１６１と回路基板ユニット１７０とは前記リード１６２と接続ランド１７８とを半田等で電気的に接合する。また、前記リードピン１７５には信号線１８３を半田等で電気的に接続し、その後、この固体撮像装置１６１と回路基板ユニット１７０とを第１の補強樹脂１８４で封止した後、第１の絶縁チューブ１８５で被覆し、更に第２の補強樹脂１８６で封止して、補強枠１８７及び第２の絶縁チューブ１８８で被覆している。
【００９９】
一方、前記固体撮像素子枠１８２の先端側には、対物レンズユニット１９０が配置され、この対物レンズユニット１９０の第１、第２対物レンズ１９１、１９２はＹＡＧレーザー等の特定波長域分光を吸収カットする吸入カットフィルタによって構成されている。このことにより、レーザー光を吸収して熱エネルギーが高くなることよって、第１、第２対物レンズ１９１、１９２間の空間が対物レンズユニット外界の温度変化に影響され難くして結露の発生を防止することがでる。このことによって、画像不良が発生しにくい撮像ユニット１６０を提供することができる。
【０１００】
このように、第１、第２回路基板の端面に形成した端面スルーホールに接続ピンを配置することによって、双方の回路基板の位置出しを容易かつ正確に行うことができるので、組立性が大幅に向上するばかりでなく、双方の回路基板を確実に一方の回路基板の略投影面積内に収めて回路基板ユニットの小型化を図ることができる。
【０１０１】
また、撮像ユニットを分解・修理する際、信号線をリードピンから取り外す必要がある。このとき、信号線は、リードピンに半田固定されているのに対し、リードピンは第１、第２の回路基板に半田よりも高温で溶融するろう材によってロー付固定されている。このため、信号線を取り外すためにリードピンを加熱した場合、半田がろう材より速やかに溶融してリードピンが第１、第２の回路基板から脱落することを防止することができる。
【０１０２】
このことによって、撮像ユニットの故障原因が信号線の断線の場合、固体撮像装置と回路基板ユニットとの周囲の補強樹脂を取り除くことなく、信号線を接続し直すことで撮像ユニットを再生させることが可能になるので、リペア性に優れた撮像ユニットを提供することができる。
【０１０３】
なお、前記回路基板ユニット１７０を図２０に示すように、第１、第２回路基板１７１，１７２を前記固体撮像素子２に対して略平行に接続して固体撮像装置１６１Ａを構成するようにしてもよい。このとき、リードピン１７５は、前記第１の回路基板の裏面にロー付によって固定する。
【０１０４】
また、図２１に示すように回路基板２０１の両面にコンデンサ１７３やＩＣ１７４等の電子部品をそれぞれ配置する一方、前記回路基板２０１の側面にリードピン１７５をロー付固定して固体撮像装置２００を構成するようにしてもよい。なお、このとき、固体撮像素子２の裏面には、コンデンサ１７３とのショートを防止する絶縁テープ２０２を貼付しておく。
【０１０５】
このように、１枚の回路基板の両面に電子部品を実装して、固体撮像装置を構成することによって、接続される回路基板ユニットの長さを短縮して撮像ユニットの小型化を図ることができる。
【０１０６】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【０１０７】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【０１０８】
（１）電気信号の授受を行うための電気接点部を備えた固体撮像素子と、この電気接点部に接続される箔状のリードを突出させた帯状のフレキシブル回路基板とを有し、
前記リードと前記電気接点部との電気的接続部を封止樹脂によって封止して構成される固体撮像装置において、
前記電気的接続部を設ける際、前記フレキシブル回路基板の少なくとも前記リード側の幅寸法を、前記固体撮像素子の幅寸法及び前記フレキシブル回路基板の基端側幅寸法より小さく形成するための切り欠き部を設けたことを特徴とする固体撮像装置。
【０１０９】
（２）電気信号の授受を行うための電気接点部を備えた固体撮像素子と、箔状のリードが少なくとも一面側に形成されたキャリアテープ基材からなるフレキシブル回路基板と、このフレキシブル回路基板先端部より突出したリードと前記固体撮像素子の電気接点部を覆う封止樹脂とで構成される固体撮像装置において、
前記フレキシブル回路基板の先端部の幅寸法を、前記固体撮像素子の幅寸法及び前記フレキシブル回路基板の基端側幅寸法よりも幅狭である固体撮像装置。
【０１１０】
（３）前記切欠部は、前記固体撮像素子近傍に位置するフレキシブル回路基板の先端部又は前記固体撮像素子に重なって配置される先端部の幅寸法を幅狭にする付記１又は付記２記載の固体撮像装置。
【０１１１】
（４）前記フレキシブル回路基板に、予め電子部品が実装されている付記１又は付記２記載の固体撮像装置。
【０１１２】
（５） 電気信号の授受を行うための電気接点部を備えた固体撮像素子と、この電気接点部に接続される箔状のリードを突出させた帯状のフレキシブル回路基板とを有し、
前記リードと前記電気接点部との電気的接続部を封止樹脂によって封止して構成される固体撮像装置において、
前記フレキシブル回路基板に形成したリードの先端部を、この回路基板端面より突出することを防止するとき、
前記リードが形成されている基板端面を、その周辺基板端面より内側に落とし込んで形成した固体撮像装置。
【０１１３】
（６） 電気信号の授受を行うための電気接点部を備えた固体撮像素子と、この電気接点部に接続される箔状のリードを突出させた帯状のフレキシブル回路基板とを有し、
前記リードと前記電気接点部との電気的接続部を封止樹脂によって封止して構成される固体撮像装置において、
前記フレキシブル回路基板に形成したリードの先端部を、この回路基板端面より突出することを防止するとき、
一面部がその周辺基板端面より内側に位置する凹部を形成し、この凹部の一面部に回路基板端面より突出することを防止するリードの端面部を配置した固体撮像装置。
【０１１４】
（７）電気信号の授受を行うための電気接点部を備えた固体撮像素子と、この電気接点部に接続される箔状のリードを突出させた帯状のフレキシブル回路基板とを有し、
前記リードと前記電気接点部との電気的接続部を封止樹脂によって封止して構成される固体撮像装置において、
前記箔状のリードがフレキシブル回路基板を構成するキャリアテープ基材の一面側に形成し、
このキャリアテープ基材に、前記リードに他面側から電気的に接触することを可能にする開口部を設けた固体撮像装置。
【０１１５】
（８）前記開口部の形成位置を、搭載される電子部品若しくは回路基板に形成された接続電極部に一致させて設けた付記７記載の固体撮像装置。
【０１１６】
（９）前記固体撮像素子と前記箔状のリードとの間に、キャリアテープ基材を配置した付記７記載の固体撮像装置。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、封止樹脂によって形成される封止固定部をできるだけ小さくして全体の構成を小型にした固体撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置の１構成例を説明する図
【図２】封止固定部の他の構成例を示す図
【図３】固体撮像素子とＦＰＣとの他の接続例を示す図
【図４】本発明の第２実施形態に係る固体撮像装置の他の構成例を説明する図
【図５】本発明の第３実施形態に係る固体撮像装置の別の構成例を説明する図
【図６】ＩＣとキャリアテープ基材に形成されているリードとの実装例を示す図
【図７】内視鏡システムの構成を説明する図
【図８】撮像ユニットの構成例を説明する図
【図９】固体撮像素子のまた別の構成例を説明する図
【図１０】図１０及び図１１はＦＰＣの構成例に係り、図１０はＦＰＣのキャリアテープ基材上に形成されたリード、ランド部及びテスト端子の構成を示す説明図
【図１１】所定形状に切断したＦＰＣを撮像ユニット内に配置した状態を示す図
【図１２】図１２及び図１３は固体撮像装置の他の構成に係り、図１２は固体撮像素子に２つのＦＰＣを配置した構成例を説明する図
【図１３】撮像ユニットの他の構成例を示す図
【図１４】図１４ないし図１６は固体撮像装置の別の構成に係り、図１４は固体撮像素子に２つのＦＰＣを配置した他の構成例を説明する図
【図１５】固体撮像素子のまた他の構成例を説明する図
【図１６】撮像ユニットの他の構成例を示す図
【図１７】１７ないし図１９を参照して固体撮像装置の小型化のさらに他の構成例を説明する図であり、図１７は撮像ユニット別の構成例を示す図
【図１８】固体撮像装置を説明する図
【図１９】回路基板ユニットを説明する図
【図２０】固体撮像装置と回路基板ユニットの位置関係が異なるときの構成例を示す図
【図２１】固体撮像装置に回路基板を１つだけ設けた回路基板ユニットを設けた構成を示す図
【符号の説明】
１…固体撮像装置
２…固体撮像素子
２ｂ…突起電極
４…フレキシブル回路基板（ＦＰＣ）
４ａ…接続リード
５…封止樹脂
６…封止固定部

Claims (5)

1. 電気信号の授受を行うための電気接点部を備えた固体撮像素子と、キャリアテープ基材の一面側に形成されている箔状のリードを端面から突出した接続リードが折り曲げられて前記電気接点部と接続された帯状のフレキシブル回路基板と、前記接続リードと前記電気接点部との電気的接続部を封止する封止樹脂と、を有する固体撮像装置において、
   前記キャリアテープ基材の他面側から前記リードに電気的に接触することを可能にする前記キャリアテープ基材に設けた開口と、を有することを特徴とする固体撮像装置。
2. 電子部品を搭載した回路基板をさらに有し、
   前記キャリアテープ基材に設けた開口内の前記リードと、前記回路基板の接続部とが、接続されていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記キャリアテープ基材に設けた開口の位置が、前記回路基板に搭載された前記電子部品または前記回路基板の接続部と一致していることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
4. 前記電気接点部と接続されない端面から突出したリードが形成されていた前記キャリアテープ基材の端面が、その周辺部よりも凹んだ位置に形成されており、前記接続されない接続リードが前記端面に沿って切除されていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
5. 電気信号の授受を行うための電気接点部を備えた固体撮像素子と、キャリアテープ基材の一面側に形成されている箔状のリードを端面から突出した接続リードが折り曲げられて前記電気接点部と接続された帯状のフレキシブル回路基板と、前記接続リードと前記電気接点部との電気的接続部を封止する封止樹脂と、を有する固体撮像装置の製造方法において、
   前記固体撮像素子の検査を行うためのテスト端子が基端部側に形成された延設リードと、を有する前記フレキシブル回路基板の前記テスト端子に検査装置を接続し前記固体撮像素子の検査を行う検査工程と、
   前記キャリアテープ基材に設けられた開口部において前記延設リードを切断する切断工程と、
   前記開口部の端面から突出した前記延設リードを前記端面に沿って切除する切除工程と、を具備することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。

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