JPWO2017130887A1 - 撮像ユニット、撮像モジュールおよび内視鏡 - Google Patents

撮像ユニット、撮像モジュールおよび内視鏡 Download PDF

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Abstract

細径化を図りながら、接続信頼性の優れる撮像ユニット、撮像モジュールおよび内視鏡を提供する。本発明における撮像ユニット10は、光を集光するプリズム40と、撮像素子21を有し、裏面に接続電極が形成された半導体パッケージ20と、複数のケーブル60a、60bと、複数の電子部品51、52と、矩形板状をなし、表面に第1の電極と、第2の電極とが並べて配置されるとともに、裏面f4に電子部品51、52が実装される第3の電極32a、32bが形成された積層基板30と、を備え、積層基板30は、裏面f4の少なくとも対向する2辺に壁部33−1、33−2を有し、半導体パッケージ20は、撮像素子21の受光面が水平に載置されることを特徴とする。

Description

本発明は、被検体内に挿入される内視鏡の挿入部の先端に設けられて被検体内を撮像する撮像ユニット、撮像モジュールおよび内視鏡に関する。
従来、医療分野および工業分野において、各種検査のために内視鏡装置が広く用いられている。このうち、医療用の内視鏡装置は、患者等の被検体の体腔内に、先端に撮像素子が設けられた細長形状をなす可撓性の挿入部を挿入することによって、被検体を切開せずとも体腔内の体内画像を取得でき、さらに、必要に応じて挿入部先端から処置具を突出させて治療処置を行うことができるため、広く用いられている。
このような内視鏡装置の挿入部先端には、撮像素子と、該撮像素子の駆動回路を構成するコンデンサやICチップ等の電子部品が実装された回路基板を含む撮像ユニットが嵌め込まれ、撮像ユニットの回路基板には信号ケーブルがハンダ付けされている。
近年、固体撮像素子の撮像部と周辺回路とを並べて表面上に配置することにより、固体撮像素子の行方向の長さを短縮して、撮像ユニットの細径化を図る技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2010−51538号公報
特許文献1では、固体撮像素子の端子およびTAB基板を介して、画像信号の出力、ならびに電源電圧、接地電圧の供給が行われるが、固体撮像素子とTAB基板の熱膨張率が大きく異なるため、接続部に剥離が生じやすく、接続信頼性が低下するという問題を有している。
この問題を解決するために、TAB基板に替えて、固体撮像素子と熱膨張率が近い材料からなる積層基板が使用されているが、細径化のために積層基板を薄くすると、積層基板に反りが生じ、これにより固体撮像素子と積層基板との間の接続信頼性が低下するおそれがあった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、細径化を図りながら、接続信頼性の優れる撮像ユニット、撮像モジュールおよび内視鏡を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる撮像ユニットは、光を集光する光学系と、前記光学系から入射された光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する撮像素子を有し、裏面に接続電極が形成された半導体パッケージと、複数のケーブルと、複数の電子部品と、矩形板状をなし、表面に前記撮像素子が実装される第1の電極と、複数の前記ケーブルが接続される第2の電極とが並べて配置されるとともに、裏面に複数の前記電子部品が実装される第3の電極が形成された積層基板と、を備え、前記積層基板は、裏面の少なくとも対向する2辺に壁部を有し、前記半導体パッケージは、前記撮像素子の受光面が水平に載置されることを特徴とする。
また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記発明において、前記壁部は、前記第3の電極に前記電子部品が実装された際に、前記積層基板の裏面から前記電子部品の上面が突出しない高さであることを特徴とする。
また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記発明において、前記壁部の幅は、前記壁部が配置される辺に隣接する前記接続電極と前記壁部の少なくとも一部が、鉛直方向に重なる長さであることを特徴とする。
また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記発明において、前記第3の電極は、前記第2の電極と鉛直方向に重ならないように配置されることを特徴とする。
また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記発明において、前記第3の電極の配置領域は、前記第2の電極の配置領域と鉛直方向に重ならないように配置されることを特徴とする。
また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記発明において、前記壁部は、前記積層基板の裏面の4辺に形成されていることを特徴とする。
また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記発明において、前記第3の電極の配置領域は、前記半導体パッケージの鉛直方向の投影面内であることを特徴とする。
また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記発明において、前記壁部は、少なくとも前記積層基板の前記ケーブルが延出する側の辺および該辺と対向する辺に形成され、前記積層基板の前記第2の電極の配置領域の裏面側をなし、前記第2の電極の配置領域の裏面側の壁部上には、前記撮像ユニットの検査用の検査端子が設けられることを特徴とする。
また、本発明にかかる撮像モジュールは、光を集光する光学系と、前記光学系から入射された光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する撮像素子を有し、裏面に接続電極が形成された半導体パッケージと、複数の電子部品と、矩形板状をなし、表面に前記撮像素子が実装される第1の電極と、複数のケーブルが接続される第2の電極とが並べて配置されるとともに、裏面に複数の前記電子部品が実装される第3の電極が形成された積層基板と、を備え、前記積層基板は、裏面の対向する少なくとも2辺に壁部を有し、前記半導体パッケージは、前記撮像素子の受光面が水平に載置されることを特徴とする。
また、本発明にかかる内視鏡は、上記のいずれか一つに記載の撮像ユニットが先端に設けられた挿入部を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、積層基板の裏面の対向する2辺に壁部を設けることにより、積層基板のそりを防止できるため、小型であるとともに、信頼性に優れる撮像ユニット、撮像モジュールおよび内視鏡を製造することができる。
図1は、本発明の実施の形態1にかかる内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。 図2は、図1に示す内視鏡先端部に配置される撮像ユニットの斜視図である。 図3は、図2に示す撮像ユニットの他の方向からの斜視図である。 図4は、図2に示す撮像ユニットの底面図である。 図5は、図2の撮像ユニットの積層基板近傍の一部拡大側面図である。 図6は、図2の積層基板の壁部とバンプ(半導体パッケージの接続電極)の位置関係を説明する図である。 図7は、本発明の実施の形態2にかかる撮像ユニットの斜視図である。 図8は、図7に示す撮像ユニットの側面図である。 図9は、図7に示す撮像ユニットの底面図である。 図10は、図7の積層基板の壁部とバンプ(半導体パッケージの接続電極)の位置関係を説明する図である。 図11は、本発明の実施の形態3にかかる撮像ユニットの斜視図である。 図12は、図11に示す撮像ユニットの底面図である。 図13は、本発明の実施の形態4にかかる撮像ユニットの斜視図である。 図14は、図13に示す撮像ユニットの底面図である。 図15は、図13の積層基板の壁部とバンプ(半導体パッケージの接続電極)の位置関係を説明する図である。 図16は、本発明の実施の形態4の変形例1にかかる撮像ユニットの底面図である。 図17は、本発明の実施の形態4の変形例2にかかる撮像ユニットの底面図である。 図18は、本発明の実施の形態4の変形例3にかかる撮像ユニットの底面図である。 図19は、本発明の実施の形態5にかかる撮像ユニットの斜視図である。 図20は、図19に示す撮像ユニットの底面図である。
以下の説明では、本発明を実施するための形態(以下、「実施の形態」という)として、撮像ユニットを備えた内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。さらにまた、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1にかかる内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。図1に示すように、本実施の形態1にかかる内視鏡システム1は、被検体内に導入され、被検体の体内を撮像して被検体内の画像信号を生成する内視鏡2と、内視鏡2が撮像した画像信号に所定の画像処理を施すとともに内視鏡システム1の各部を制御する情報処理装置3と、内視鏡2の照明光を生成する光源装置4と、情報処理装置3による画像処理後の画像信号を画像表示する表示装置5と、を備える。
内視鏡2は、被検体内に挿入される挿入部6と、挿入部6の基端部側であって術者が把持する操作部7と、操作部7より延伸する可撓性のユニバーサルコード8と、を備える。
挿入部6は、照明ファイバ(ライトガイドケーブル)、電気ケーブルおよび光ファイバ等を用いて実現される。挿入部6は、後述する撮像ユニットを内蔵した先端部6aと、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部6bと、湾曲部6bの基端部側に設けられた可撓性を有する可撓管部6cと、を有する。先端部6aには、照明レンズを介して被検体内を照明する照明部、被検体内を撮像する観察部、処置具用チャンネルを連通する開口部および送気・送水用ノズル(図示せず)が設けられている。
操作部7は、湾曲部6bを上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ7aと、被検体の体腔内に生体鉗子、レーザメス等の処置具が挿入される処置具挿入部7bと、情報処理装置3、光源装置4、送気装置、送水装置および送ガス装置等の周辺機器の操作を行う複数のスイッチ部7cと、を有する。処置具挿入部7bから挿入された処置具は、内部に設けられた処置具用チャンネルを経て挿入部6先端の開口部6dから表出する。
ユニバーサルコード8は、照明ファイバ、ケーブル等を用いて構成される。ユニバーサルコード8は、基端で分岐しており、分岐した一方の端部がコネクタ8aであり、他方の端部がコネクタ8bである。コネクタ8aは、情報処理装置3のコネクタに対して着脱自在である。コネクタ8bは、光源装置4に対して着脱自在である。ユニバーサルコード8は、光源装置4から出射された照明光を、コネクタ8b、および照明ファイバを介して先端部6aに伝播する。また、ユニバーサルコード8は、後述する撮像ユニットが撮像した画像信号を、ケーブルおよびコネクタ8aを介して情報処理装置3に伝送する。
情報処理装置3は、コネクタ8aから出力される画像信号に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム1全体を制御する。
光源装置4は、光を発する光源や、集光レンズ等を用いて構成される。光源装置4は、情報処理装置3の制御のもと、光源から光を発し、コネクタ8bおよびユニバーサルコード8の照明ファイバを介して接続された内視鏡2へ、被写体である被検体内に対する照明光として供給する。
表示装置5は、液晶または有機EL(Electro Luminescence)を用いた表示ディスプレイ等を用いて構成される。表示装置5は、映像ケーブル5aを介して情報処理装置3によって所定の画像処理が施された画像を含む各種情報を表示する。これにより、術者は、表示装置5が表示する画像(体内画像)を見ながら内視鏡2を操作することにより、被検体内の所望の位置の観察および性状を判定することができる。
次に、内視鏡システム1で使用する撮像ユニット10について詳細に説明する。図2は、図1に示す内視鏡2の先端部に配置される撮像ユニット10の斜視図である。図3は、図2に示す撮像ユニット10の他の方向からの斜視図である。図4は、図2に示す撮像ユニット10の底面図である。図5は、図2の撮像ユニット10の積層基板30近傍の一部拡大側面図である。図6は、図2の積層基板30の壁部33−1、33−2とバンプ23(半導体パッケージの接続電極)の位置関係を説明する図である。なお、図2〜図6において、半導体パッケージ20と積層基板30との間に充填されるアンダーフィル剤、およびケーブル60aおよび60b、電子部品51、52の接続に使用するハンダの図示を省略している。
撮像ユニット10は、入射光を集光し反射するプリズム40と、プリズム40から入射された光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する撮像素子21を有し、裏面に接続電極が形成された半導体パッケージ20と、撮像素子21からの画像信号の送信、または電源電圧を供給する複数のケーブル60a、60bと、複数の電子部品51、52と、矩形板状をなし、表面f3に撮像素子21が実装される第1の電極と、ケーブル60a、60bが接続される第2の電極31a、31bとが並べて配置されるとともに、裏面f4に電子部品51、52が実装される第3の電極32a、32bが形成された積層基板30と、を備える。
半導体パッケージ20は、ガラス22が撮像素子21に貼り付けられた構造となっている。プリズム40のf1面から入射し、f2面で反射された光はガラス22を介して、受光部を備える撮像素子21のf0面(受光面)に入射する。撮像素子21の受光面の裏面には図示しない接続電極、および、はんだ等からなるバンプ23が形成されている。半導体パッケージ20は、ウエハ状態の撮像素子チップに、配線、電極形成、樹脂封止、およびダイシングをして、最終的に撮像素子チップの大きさがそのまま半導体パッケージの大きさとなるCSP(Chip Size Package)であることが好ましい。また、半導体パッケージ20は、撮像素子21の受光面であるf0面が水平に載置される、いわゆる横置き型である。
積層基板30の表面f3には、撮像素子21が実装される第1の電極と、ケーブル60a、60bが接続される第2の電極31a、31bとが、ケーブル60a、60bが延出する方向(以後、光軸方向という)に並べて配置されている。積層基板30の基端側に配置される第2の電極31aには、太径のケーブル60aが実装され、第2の電極31bには、細形のケーブル60bが実装されている。ケーブル60aおよび60bは、導体61と、導体61を被覆する絶縁体からなる外皮62と、を有し、端部で外皮62が剥離されて導体61が露出している。この露出した導体61が、第2の電極31aおよび31bにそれぞれ接続される。第2の電極31aと第2の電極31bは、ケーブル60a、60bの実装密度を向上しながら撮像ユニット10を細径化するために、千鳥格子状(ジグザグ状)に配置されている。
積層基板30は、セラミックス基板、ガラエポ基板、ガラス基板、シリコン基板等が用いられる。半導体パッケージ20との接続の信頼性を向上する観点から、半導体パッケージ20の材料と熱膨張率が同程度の材料から形成されるもの、例えば、シリコン基板やセラミックス基板が好ましい。
積層基板30は、裏面f4の対向する2辺、図4に示す光軸方向に平行であって、対向する辺S1とS2に、壁部33−1、33−2を有する。また、裏面f4には、電子部品51、52が実装される第3の電極32a、32bが形成されている。第3の電極32aは、壁部33−1、33−2と平行に3組ずつ2列に配置され、第3の電極32bは、2組が1列に配置されている。実装される電子部品51、52としては、コンデンサ、抵抗コイル等の受動部品、ドライバIC等の能動部品が例示される。電子部品51、52は、図4に矢印で示すように、配線距離が短くなるように半導体パッケージ20の接続電極(バンプ23)と接続される。
壁部33−1、33−2は、辺S1およびS2の全長にわたって形成されている。壁部33−1、33−2の積層基板30の裏面f4からの高さr2は、図5に示すように、第3の電極32a、32bに電子部品51、52が実装された際に、積層基板30の裏面f4から電子部品51、52の上面が突出しない高さ、すなわち、電子部品51、52の積層基板30の裏面f4からの高さr3より高くなるように形成されている。壁部33−1、33−2の高さr2は、積層基板30の厚さが0.4〜0.5mm程度である場合、0.2〜0.3mm程度、すなわち、積層基板30の厚さの半分程度とすることが好ましい。
また、壁部33−1、33−2の幅r1は、図6に示すように、壁部33−1、33−2が配置される辺S1とS2に隣接する半導体パッケージ20の接続電極(バンプ23)と壁部33−1、33−2が、鉛直方向に重なる程度の長さを有している。
接続電極(バンプ23)がマトリックス状に配置された半導体パッケージ20の場合、接続電極(バンプ23)の外周部や接続電極(バンプ23)の4つの角部が積層基板30の反りに与える影響が大きいが、壁部33−1、33−2の幅r1を半導体パッケージ20の辺S1とS2に隣接する接続電極(バンプ23)に重なる程度の長さとすることにより、接続電極(バンプ23)の外周部や接続電極(バンプ23)の4つの角部の積層基板30の厚みを厚くできるため、積層基板30の反りを効果的に低減できる。
なお、図2〜6では図示していないが、半導体パッケージ20と積層基板30との間のバンプ23周辺の接続部には、アンダーフィル剤が充填されていることが好ましい。また、積層基板30の裏面f4に実装される電子部品51、52と、第3の電極32a、32bとの間の接続部の近傍には、封止樹脂が充填されることが好ましい。アンダーフィル剤および封止樹脂の種類および充填量は積層基板30の反りに影響するため、反りが最小となるよう種類、充填量、配置を決定することが好ましい。同程度の熱膨張係数を有するアンダーフィル剤および封止樹脂を、同程度使用することが好ましい。
実施の形態1では、壁部33−1、33−2は矩形柱状をなしているが、これに限定されるものではなく、上部が波形や、ジグザグ(鋸歯)状であってもよい。また、壁部33−1、33−2は、必ずしも辺S1、S2の全長にわたって配置する必要はなく、辺S1、S2の主たる部分、たとえば、辺S1、S2の50%以上の長さ、好ましくは80%以上の長さであって、積層基板30の角部に配置されるものであれば、壁部33−1、33−2の途中にスリットを有していてもよい。
実施の形態1では、積層基板30の裏面f4の対向する辺S1およびS2に壁部33−1、33−2を設けることにより、積層基板30の反りを低減できるので、半導体パッケージ20と積層基板30との接続の信頼性を向上することができる。また、電子部品51、52にコンデンサ(デカップリングコンデンサ)が含まれていた場合、半導体パッケージ20が実装される積層基板30を介して、撮像素子21直近にデカップリングコンデンサを配置することが可能となる。そのため、撮像素子21とデカップリングコンデンサとの間のインピーダンスを低減することができ、撮像素子21の安定駆動、撮像素子21の高速化が可能となる。
実施の形態1では、光学系としてプリズム40を使用しているが、一般的な対物レンズを使用した側視タイプの内視鏡にも適用可能である。
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2にかかる撮像ユニット10Aは、光軸方向に垂直な辺S3、S4に壁部33A−3、33A−4が配置されている。図7は、本発明の実施の形態2にかかる撮像ユニット10Aの斜視図である。図8は、図7に示す撮像ユニット10Aの側面図である。図9は、図7に示す撮像ユニット10Aの底面図である。図10は、図7の積層基板30Aの壁部33A−3、33A−4とバンプ23(半導体パッケージの接続電極)の位置関係を説明する図である。
撮像ユニット10Aにおいて、積層基板30Aの裏面f4の対向する2辺、図7〜9に示す光軸方向に垂直であって、対向する辺S3とS4に、壁部33A−3、33A−4を有する。
壁部33A−3、33A−4は、辺S3およびS4の全長にわたって形成されている。壁部33A−3、33A−4の積層基板30Aの裏面f4からの高さr2は、電子部品51、52の積層基板30Aの裏面f4からの高さr3より高くなるように形成されている。また、壁部33A−3の幅r1’は、図10に示すように、壁部33A−3が配置される辺S3に隣接する半導体パッケージ20の接続電極(バンプ23)を覆う長さを有している。
本実施の形態2では、積層基板30Aの裏面f4の対向する辺S3およびS4に壁部33A−3、33A−4を設けることにより、積層基板30Aの反りを低減できるので、半導体パッケージ20と積層基板30Aとの接続の信頼性を向上することができる。
(実施の形態3)
実施の形態3にかかる撮像ユニット10Bは、光軸方向に平行な辺S1、S2、および垂直な辺S4に壁部33B−1、33B−2、33B−4が配置されている。図11は、本発明の実施の形態3にかかる撮像ユニット10Bの斜視図である。図12は、図11に示す撮像ユニット10Bの底面図である。
撮像ユニット10Bにおいて、積層基板30Bの裏面f4の対向する2辺、図11および12に示す光軸方向に平行であって、対向する辺S1、S2、および光軸方向に垂直な辺S4に、壁部33B−1、33B−2、33B−4を有する。
壁部33B−1、33B−2、33B−4は、辺S1、S2およびS4の全長にわたって形成されている。壁部33B−1、33B−2、33B−4の積層基板30Bの裏面f4からの高さは、電子部品51、52の積層基板30Bの裏面f4からの高さより高くなるように形成されている。また、壁部33B−1、33B−2の幅は、実施の形態1と同様に、壁部33B−1、33B−2が配置される辺S1、S2に隣接する半導体パッケージ20の接続電極(バンプ23)に重なる程度の長さを有している。
本実施の形態3では、積層基板30Bの裏面f4の辺S1、S2およびS4に壁部33B−1、33B−2、33B−4を設けることにより、積層基板30Bの反りを低減できるので、半導体パッケージ20と積層基板30Bとの接続の信頼性を向上することができる。
(実施の形態4)
実施の形態4にかかる撮像ユニット10Cは、積層基板30Cの裏面f4の全周、すなわち辺S1、S2、S3および辺S4に壁部33C−1、33C−2、33C−3、33C−4が配置されている。図13は、本発明の実施の形態4にかかる撮像ユニット10Cの斜視図である。図14は、図13に示す撮像ユニット10Cの底面図である。図15は、図13の積層基板30Cの壁部33C−1、33C−2、33C−3とバンプ23(半導体パッケージの接続電極)の位置関係を説明する図である。
撮像ユニット10Cにおいて、積層基板30Cの裏面f4の対向する辺S1、S2、S3およびS4に、壁部33C−1、33C−2、33C−3、33C−4を有する。
壁部33C−1、33C−2、33C−3、33C−4は、辺S1、S2、S3およびS4の全長にわたって形成され、電子部品51、52を接続する第3の電極32a、32bの配置領域A1は壁部33C−1、33C−2、33C−3、33C−4により周囲が囲われている。壁部33C−1、33C−2、33C−3、33C−4の積層基板30Cの裏面f4からの高さは、電子部品51、52の積層基板30Cの裏面f4からの高さより高くなるように形成されている。
壁部33C−1、33C−2の幅は、実施の形態1と同様に、壁部33C−1、33C−2が配置される辺S1、S2に隣接する半導体パッケージ20の接続電極(バンプ23)に重なる程度の長さを有している。また、壁部33C−3の幅は、壁部33C−3が配置される辺S3に隣接する半導体パッケージ20の接続電極(バンプ23)を覆う長さを有している。
実施の形態4では、積層基板30Cの裏面f4の全周に壁部33C−1、33C−2、33C−3、33C−4を設けることにより、積層基板30Cの反りを低減できるので、半導体パッケージ20と積層基板30Cとの接続の信頼性を向上することができる。
上記の実施の形態4では、電子部品51を接続する第3の電極32aと、ケーブル60bを接続する第2の電極31bが鉛直方向に重なるように配置されるが、積層基板に実装する電子部品の種類および個数によっては、第3の電極32a、32bと、ケーブル60bを接続する第2の電極31bが重ならないように配置することが好ましい。
図16は、本発明の実施の形態4の変形例1にかかる撮像ユニット10Dの底面図である。撮像ユニット10Dは、実施の形態4と同様に、積層基板30Dの裏面f4の対向する辺S1、S2、S3およびS4に、壁部33D−1、33D−2、33D−3、33D−4を有する。壁部33D−1、33D−2、33D−3、33D−4の積層基板30Dの裏面f4からの高さは、電子部品51、52の積層基板30Dの裏面f4からの高さより高くなるように形成されている。
積層基板30Dの裏面f4には、辺S3側に、電子部品51を接続する第3の電極32aが壁部33D−1、33D−2と平行に2組ずつ2列に配置されている。電子部品52を接続する第3の電極32bは、辺S4側に2組ずつ3列に配置されている。
辺S4側に配置される電子部品52を接続する第3の電極32bは、積層基板30Dの表面f4の中央側に配置される第2の電極31bと、鉛直方向に重ならないように配置されている。すなわち、第3の電極32bと第2の電極31bとは、光軸方向に垂直な方向からは重なる位置であるが、光軸方向からみて重なり合わない位置に配置されている。また、第3の電極32bは、第2の電極31aと、鉛直方向に重ならない位置である。同様に、第3の電極32aは、第2の電極31a、31bと、鉛直方向に重ならない位置である。
第3の電極32aおよび32bと、第2の電極31a、31bとが鉛直方向に重ならないように配置することにより、ケーブル60a、60bを第2の電極31a、31bに接続する際の電子部品51、52への熱ダメージを低減できる。また、電子部品51、52のはんだ実装部の再溶融を防ぐことができる。さらに、上記の効果により撮像ユニット10Dの歩留りを向上することができる。
また、積層基板に実装する電子部品の種類および個数によっては、第3の電極32a、32bの配置領域が第2の電極31a、31bの配置領域と重ならないように配置することが好ましい。
図17は、本発明の実施の形態4の変形例2にかかる撮像ユニット10Eの底面図である。撮像ユニット10Eにおいて、第3の電極32a、32bの配置領域A1は、ケーブル60a、60bを接続する第2の電極31a、31bの配置領域A2と、鉛直方向に重ならないように配置される。これにより、ケーブル60a、60bを第2の電極32a、32bに接続する際の電子部品51、52への熱ダメージをさらに低減できる。
さらに、積層基板に実装する電子部品の種類および個数によっては、第3の電極31a、31bの配置領域が、半導体パッケージ30の鉛直方向の投影面内であることが好ましい。
図18は、本発明の実施の形態4の変形例3にかかる撮像ユニット10Fの底面図である。撮像ユニット10Fにおいて、第3の電極32a、32bの配置領域A1は、半導体パッケージ20の鉛直方向の投影面内に配置される。これにより、電子部品51、52は、接続電極の近傍に配置されるため、撮像素子21の駆動をより安定化させることができる。また、ケーブル60a、60bを第2の電極31a、31bに接続する際の電子部品51、52への熱ダメージをさらに低減できる。
(実施の形態5)
実施の形態5にかかる撮像ユニット10Gは、辺S4に壁部が設けられるとともに、辺S4側の壁部33G−4上に、撮像ユニット10Gの検査用の検査端子34が形成されている。図19は、本発明の実施の形態5にかかる撮像ユニット10Gの斜視図である。図20は、図19に示す撮像ユニット10Gの底面図である。
撮像ユニット10Gは、積層基板30Gの裏面f4の対向する辺S1、S2、S3およびS4に、壁部33G−1、33G−2、33G−3、33G−4を有する。壁部33G−1、33G−2、33G−3、33G−4の積層基板30Gの裏面f4からの高さは、電子部品51、52の積層基板30Dの裏面f4からの高さより高くなるように形成されている。
辺S4側の壁部33G−4の幅は、積層基板30Gの表面f3側に形成される第2の電極31a、31bの配置領域の裏面f4側を覆うような長さを有し、壁部33G−4上に、撮像ユニット10Gの検査用の検査端子34が、辺S1、S2に平行に3個ずつ5列形成されている。
実施の形態5では、積層基板30Gの裏面f4の辺S1、S2、S3およびS4に壁部33G−1、33G−2、33G−3、33G−4を設けることにより、積層基板30Gの反りを低減できるので、半導体パッケージ20と積層基板30Gとの接続の信頼性を向上することができる。また、積層基板30Gの裏面f4の壁部33G−4上に検査端子34を配置するので、撮像ユニット10Gの検査が可能となる。
本発明の撮像ユニット、および撮像モジュールは、高画質な画像、先端部の細径化および短小化が要求される内視鏡システムに有用である。
1 内視鏡システム
2 内視鏡
3 情報処理装置
4 光源装置
5 表示装置
6 挿入部
6a 先端部
6b 湾曲部
6c 可撓管部
6d 開口部
7 操作部
7a 湾曲ノブ
7b 処置具挿入部
7c スイッチ部
8 ユニバーサルコード
8a、8b コネクタ
10、10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G 撮像ユニット
20 半導体パッケージ
21 撮像素子
22 ガラス
23 バンプ
30、30A、30B、30C、30D、30E、30F、30G 積層基板
31a、31b 第2の電極
32a、32b 第3の電極
33−1、33−2、33A−3、33A−4、33B−1、33B−2、33B−4、33C−1、33C−2、33C−3、33C−4、33D−1、33D−2、33D−3、33D−4、33E−1、33E−2、33E−3、33E−4、33F−1、33F−2、33F−3、33F−4、33G−1、33G−2、33G−3、33G−4 壁部
34 検査端子
40 プリズム
51、52 電子部品
60a、60b ケーブル
61 導体
62 外皮

Claims (10)

  1. 光を集光する光学系と、
    前記光学系から入射された光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する撮像素子を有し、裏面に接続電極が形成された半導体パッケージと、
    複数のケーブルと、
    複数の電子部品と、
    矩形板状をなし、表面に前記撮像素子が実装される第1の電極と、複数の前記ケーブルが接続される第2の電極とが並べて配置されるとともに、裏面に複数の前記電子部品が実装される第3の電極が形成された積層基板と、
    を備え、
    前記積層基板は、裏面の少なくとも対向する2辺に壁部を有し、
    前記半導体パッケージは、前記撮像素子の受光面が水平に載置されることを特徴とする撮像ユニット。
  2. 前記壁部は、前記第3の電極に前記電子部品が実装された際に、前記積層基板の裏面から前記電子部品の上面が突出しない高さであることを特徴とする請求項1に記載の撮像ユニット。
  3. 前記壁部の幅は、前記壁部が配置される辺に隣接する前記接続電極と前記壁部の少なくとも一部が、鉛直方向に重なる長さであることを特徴とする請求項1または2に記載の撮像ユニット。
  4. 前記第3の電極は、前記第2の電極と鉛直方向に重ならないように配置されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の撮像ユニット。
  5. 前記第3の電極の配置領域は、前記第2の電極の配置領域と鉛直方向に重ならないように配置されることを特徴とする請求項4に記載の撮像ユニット。
  6. 前記壁部は、前記積層基板の裏面の4辺に形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の撮像ユニット。
  7. 前記第3の電極の配置領域は、前記半導体パッケージの鉛直方向の投影面内であることを特徴とする請求項1〜3、および6のいずれか一つに記載の撮像ユニット。
  8. 前記壁部は、少なくとも前記積層基板の前記ケーブルが延出する側の辺および該辺と対向する辺に形成され、前記積層基板の前記第2の電極の配置領域の裏面側をなし、
    前記第2の電極の配置領域の裏面側の壁部上には、当該撮像ユニットの検査用の検査端子が設けられることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の撮像ユニット。
  9. 光を集光する光学系と、
    前記光学系から入射された光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する撮像素子を有し、裏面に接続電極が形成された半導体パッケージと、
    複数の電子部品と、
    矩形板状をなし、表面に前記撮像素子が実装される第1の電極と、複数のケーブルが接続される第2の電極とが並べて配置されるとともに、裏面に複数の前記電子部品が実装される第3の電極が形成された積層基板と、
    を備え、
    前記積層基板は、裏面の対向する少なくとも2辺に壁部を有し、
    前記半導体パッケージは、前記撮像素子の受光面が水平に載置されることを特徴とする撮像モジュール。
  10. 請求項1〜8のいずれか一つに記載の撮像ユニットが先端に設けられた挿入部を備えたことを特徴とする内視鏡。
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