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JPH04218136A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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Publication number
JPH04218136A
JPH04218136A JP3077964A JP7796491A JPH04218136A JP H04218136 A JPH04218136 A JP H04218136A JP 3077964 A JP3077964 A JP 3077964A JP 7796491 A JP7796491 A JP 7796491A JP H04218136 A JPH04218136 A JP H04218136A
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JP
Japan
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solid
chip
imaging device
state imaging
connection board
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JP3077964A
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Kiyoshi Tsuji
辻　潔
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Priority to US07/693,262 priority patent/US5220198A/en
Publication of JPH04218136A publication Critical patent/JPH04218136A/ja
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Publication of JP3216650B2 publication Critical patent/JP3216650B2/ja
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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、固体撮像素子チップと
基板とをフェイスボンディングした固体撮像装置に関す
る。
【０００２】
【従来技術】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、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。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。
【０００３】図１７は従来例の固体撮像装置の一例を示
す。この固体撮像装置は、イメージセンサとしてのＣＣ
Ｄチップ１０１を有し、このＣＣＤチップ１０１は、シ
リコン等の半導体から成り、セラミック製のパッケージ
１０２に実装される。前記チップ１０１は、このチップ
１０１に基準電位を与えるために、パッケージ１０２上
のコバール板電極１０３の上に、銀ろう１０４等により
ダイボンディングすることにより固定されている。
【０００４】前記コバール板電極１０３は、パッケージ
１０２内でリードフレーム１０５の一部に接続され、こ
のリードフレーム１０５を介して基準電位が与えられる
ようになっている。ＣＣＣＤチップ１０１上には、ＣＣ
Ｄチップ１０１に必要な駆動信号及びＣＣＤチップ１０
１からの出力信号を外部と入出力するためのボンディン
グパッド１０６が設けられている。このボンディングパ
ッド１０６は、ボンディングワイヤ１０７を介して、パ
ッケージ１０２上のボンディングパッド１０８に導通さ
れている。
【０００５】パッケージ１０２上のボンディングパッド
１０８は、パッケージ１０２内でリードフレーム１０５
に導通され、このリードフレーム１０５は、信号端子と
して外部に突出している。前記ＣＣＤチップ１０１は、
更に、湿度、ごみ等から保護するために、主にガラス製
のフェイスプレート１０９によって気密シーリングされ
ている。
【０００６】また、カラーチップＣＣＤ等の場合は、Ｃ
ＣＤチップ１０１の撮像表面上にカラーフィルタアレイ
１１０を貼着する。このカラーフィルタアレイ１１０は
、ガラス上に画素密度の色フィルタを形成したものであ
り、ＣＣＤチップ１０１上に光学用接着剤で直に貼着す
る場合と、図示のフェイスプレート１０９と同様にパッ
ケージ１０２の段差を利用してパッケージ１０２に固定
する場合とがある。ここで、図１８を用いて、ＣＣＤチ
ップ１０１とパッケージ１０２の間のボンディングに必
要な寸法について説明する。
【０００７】例えば、ＣＣＤチップ１０１側のボンディ
ングパッド１０６の大きさは、１００μｍ×１００μｍ
、ピッチは１５０〜２００μｍである。また、ボンディ
ングワイヤ１０７によって導通されるボンディングパッ
ド１０６，１０８間の距離ｌは、０．７〜１．０ｍｍで
、自動ボンディングマシーンを用いてボンディングする
場合には１．０ｍｍ必要であり、０．７ｍｍは手動によ
る場合である。また、ボンディングワイヤ１０７のたわ
み高さｈは、０．４〜０．６ｍｍである。
【０００８】ここで、パッケージ１０２を含む固体撮像
装置の寸法において、極限まで縮小しようとした場合、
ＣＣＤチップ１０１の平面方向には前記距離ｌ、高さ方
向には前記ｈの必要寸法が主要因となり、電気的接続を
ボンディングワイヤ１０７にたよる限り、縮小限界寸法
は前記ｌ，ｈの必要寸法に支配されてしまう。また、特
開昭６２−６７８６３号公報には、パッケージの材料を
モールド樹脂にすることによって、パッケージング状態
での固体撮像装置のみの小型化を図った技術が開示され
ているが、前述のようにワイヤ−ボンディングによる必
要寸法はまぬがれない。
【０００９】ここで、挿入部先端部に固体撮像装置を設
けた電子内視鏡の構造について考える。電子内視鏡では
、挿入部を極力細径化することが望まれているため、先
端部に実装される電子部品は必要最小限にとどめられる
。この電子部品を含む先端部における電気的な構成は、
例えば特開昭６２−２０９８３６号公報とかうＳ　　パ
テント４８６８６４６に示されるようになっている。 図１９を用いて、その構成を説明する。
【００１０】ＣＣＤチップ１０１には、電源電圧ＶＤＤ
、接地ＧＮＤ、駆動信号用の各ケーブルが接続される。 また、ＣＣＤチップ１０１には、電源電圧ＶＤＤの他に
、何種類かのバイアス電圧を必要とするが、電子内視鏡
の細径化のためにケーブル本数を少なくしようとすると
、図１９に示すように、前記電源電圧ＶＤＤから、各種
バイアス電圧発生用ＩＣ１１１によって各種バイアス電
圧を発生させるのが望ましい。また、このバイアス電圧
は、個々のＣＣＤチップ１０１によって最適値が異なる
ので、このように構成すれば、個々の電子内視鏡の挿入
部先端部にて、それぞれの最適電圧を発生させることが
できるので、電子内視鏡としては、共通の電源電圧ＶＤ
Ｄのみを供給すれば良く、互換性が得られる。
【００１１】また、電子内視鏡では、図１９に示すよう
に、先端部での電源電圧ＶＤＤの安定化のためのバイパ
スコンデンサ１１２、及びＣＣＤ出力信号をケーブル伝
送させるためのケーブル駆動用バッファＩＣ１１３等が
最小限必要となる。これらの相互間の接続は、図２０に
示すようになる。すなわち、ＣＣＤチップ１０１と、先
端部における電子部品が搭載された基板１１４と、この
基板１１４と内視鏡外部の信号処理装置との電気的接続
を行うスコープケーブル１１５の３つが、縦列接続され
ることになる。
【００１２】このような挿入部先端部における固体撮像
装置の構成について、特開平２−１４１７８８号公報に
は、図２１に示すような構成が開示されている。固体撮
像素子としてのＣＣＤは、現在主流であるインターライ
ン転送方式、フレーム転送方式の場合、駆動パルスの本
数がライン転送方式に比べると多く、前記各種バイアス
電圧供給の必要本数等全てを合せると端子が１０数本に
及ぶため、図２１に示すように、ＣＣＤチップ１０１が
装着されたパッケージ１０２から延出されたＣＣＤ外部
リード端子１１７としては、２列配列が一般的且つ理想
的である。
【００１３】従って、電子内視鏡の挿入部先端部の構造
としては、図２１に示すように、パッケージ１０２に接
続される接続基板を、第１の接続基板１２１と第２の接
続基板１２２の２枚用意し、各接続基板１２１，１２２
を、それぞれパッケージ１０２のリード端子１１７の各
列に半田１２３にて接続し、更に、各接続基板１２１，
１２２のそれぞれにケーブル１１５，１１５を接続する
のが合理的である。
【００１４】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、この
場合でも、基板を含む固体撮像装置を更に小型化するた
めには問題が２つある。１つは、外部リード端子１１７
と第１，第２の接続基板１２１，１２２との半田接続の
スペースの無駄及び半田付けの際の発熱による悪影響で
あり、２つ目は、第１の接続基板１２１と第２の接続基
板１２２はそれぞれ独立しているので、ＣＣＤ外部リー
ド端子１１７及びケーブル１１５と接続できるのみで、
両接続基板間での電気信号のやりとりが不可能であるこ
とである。
【００１５】すなわち、図１９における駆動信号のよう
に、ＩＣを介さない信号を伝送するケーブル１１５は、
第２の接続基板１２２を介してＣＣＤチップ１０１と導
通され、電源電圧や各ＩＣ１１１，１１３を必要とする
信号群は第１の接続基板１２１に与えられる。基板部を
更に縮小しようとするならば、第１の接続基板１２１、
第２の接続基板１２２に、効率良く、ＩＣ１１１，１１
３やコンデンサ１１２等の電子部品を実装すべきである
が、前述のように両接続基板間での電気信号のやりとり
が不可能であることから、電子部品が一方の接続基板１
２１に偏り、電子部品を搭載した接続基板１２１が長く
なってしまう。
【００１６】電子内視鏡の挿入部先端部の小型縮小化を
考えた場合の先行技術の欠点をまとめると、次のように
なる。１つ目は、固体撮像素子チップとパッケージとの
ワイヤ−ボンディング部における撮像面に平行な方向（
水平方向）での寸法の制約、及び撮像面に対して垂直な
方向（高さ方向）での寸法の制約であり、２つ目は、固
体撮像素子チップとスコープケーブル間の、電子部品を
搭載した接続基板の長さ方向の短縮化における悪条件で
ある。
【００１７】さらに特開昭６１ー５０５４４では固体撮
像素子をパッケージに取付、このパッケージの裏面にフ
レキシブルなプリント基板を接続したものを開示してい
る。この先行例は固体撮像素子を直接基板に接続しない
で、パッケージを介して接続しているので、サイズが大
きくなってしまう欠点がある。
【００１８】これに対し、特開昭６０ー２２１７１９公
報では固体撮像素子チップの電極に、フレキシブルなプ
リント基板に設けたスルーホールを臨ませ、このスルー
ホールに半田を流し込むようにして、固体撮像素子チッ
プの電極とプリント基板とを導通させるものを開示して
いる。この従来例は上述の先行例に比べて、小型化に適
する。しかし、プリント基板が撮像面に平行な方向に引
き出されるので、この方向のサイズが大きくなってしま
う。
【００１９】本発明は上述した点にかんがみてなされた
もので、固体撮像素子チップの水平方向及び垂直方向の
寸法の縮小と、固体撮像素子チップに接続される基板の
縮小とを可能にする固体撮像装置を提供することを目的
とする。
【００２０】
【発明が解決しようとする手段及び作用】本発明の固体
撮像装置は、一方の面に形成され、光電変換する機能を
有する光電変換部と、該光電変換部の近傍に形成された
パッド電極とを備えた固体撮像素子チップと、前記固体
撮像素子チップと同一平面上にない複数の面が形成され
るように屈曲され、前記固体撮像素子チップの前記パッ
ド電極とバンプ材を介してフェイスボンディング接続さ
れる一体の接続基板と、前記接続基板上に実装され、前
記固体撮像素子チップに機能的に接続される電子部品と
を備えることにより、固体撮像素子チップ及び電子部品
を高密度で実装し、水平方向及び垂直方向の寸法の縮小
して小型化できるようにしている。
【００２１】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を具体
的に説明する。図１ないし図５は本発明の第１実施例に
係り、図１は固体撮像装置の断面図、図２は屈曲前の接
続基板上に電子部品を実装した状態を示す断面図、図３
は内視鏡挿入部の先端側の断面図、図４は内視鏡システ
ムの全体を示す説明図、図５は固体撮像装置の斜視図で
ある。
【００２２】図４に示すように、電子内視鏡システム１
は、撮像手段を内蔵した電子内視鏡２と、この電子内視
鏡２に照明光を供給する光源装置３と、撮像手段に対す
る信号処理を行うビデオプロセッサ４と、このビデオプ
ロセッサ４から出力される映像信号を表示するモニタ５
と、動画を記録するＶＴＲデッキ６と、プリントアウト
するビデオプリンタ７と、静止画を記録するビデオディ
スク８とから構成される。
【００２３】上記電子内視鏡２は、細長で可撓性を有す
る挿入部９と、この挿入部９の後端に連設された太径の
操作部１１とを備えている。前記操作部１１からは、側
方に可撓性のユニバーサルコード１２が延設され、この
ユニバーサルコード１２の端部にコネクタ１３が設けら
れている。このコネクタ１３は、光源装置３に接続され
るようになっている。前記コネクタ１３からは、信号コ
ード１４が延出され、この信号コード１４の端部にコネ
クタ１５が設けられている。このコネクタ１５は、ビデ
オプロセッサ４に接続されるようになっている。前記ビ
デオプロセッサ４には、モニタ５、ＶＴＲデッキ６、ビ
デオプリンタ７、ビデオディスク８等が接続されるよう
になっている。
【００２４】上記挿入部２は、先端側から順に、硬性の
先端部１７、湾曲可能な湾曲部１８、可撓性を有する可
撓管１９からなる。図３に示すように、前記先端部１７
は、硬性の先端構成部材２０を有し、この先端構成部材
２０に、先端カバー２１が取り付けられている。この先
端構成部材２０及び先端カバー２１には、照明窓２２、
観察窓２３、図示しない送気送水口及び鉗子チャンネル
口が設けられている。
【００２５】上記照明窓２２の内側には、配光レンズ系
２４が装着され、この配光レンズ系２４の後端には、フ
ァイババンドルよりなるいライトガイド２５が連設され
ている。このライトガイド２５は、挿入部９、操作部１
１及びユニバーサルコード１２内を挿通されてコネクタ
１３に接続されている。そして、このライトガイド２５
の入射端に、上記光源装置３内の光源ランプ２６から出
射される照明光が入射されると、この照明光を伝送し、
先端面からさらに配光レンズ系２４を経て前方に出射す
るようになっている。
【００２６】また、上記観察窓２３の内側には、対物光
学系２７及び第１実施例の固体撮像装置２８を有する撮
像部２９が設けられている。この固体撮像装置２８に接
続された信号線３２は、挿入部９、操作部１１、ユニバ
ーサルコード１２、コネクタ１３及び信号コード１４内
を挿通されてコネクタ１５に接続されている。そして、
この固体撮像装置２８は、前記コネクタ１５を介して接
続されるビデオプロセッサ４によって駆動されると共に
、この固体撮像装置２８の出力信号は、このビデオプロ
セッサ４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４からの映像信号が、前記モニ
タ５、ＶＴＲデッキ６、ビデオプリンタ７、ビデオディ
スク８等に入力されるようになっている。
【００２７】また、前記送気送水口には、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９、操作部１１及びユニバーサルコード１
２内を挿通されてコネクタ１３に接続されている。また
、前記鉗子チャンネル口には、図示しないチャンネル接
続パイプを介して、鉗子チャンネルチューブが接続され
ている。この鉗子チャンネルチューブは、挿入部９内を
挿通されて、操作部１１に設けられた図示しない鉗子挿
入口に接続されている。
【００２８】上記湾曲部１８は、多数の略円筒状の関節
駒３３，３４，…を関節軸３５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３６によって被覆されている。また、最後端の関節駒
の後端部には、可撓管１９が接続されている。
【００２９】上記挿入部９内には、湾曲操作用の例えば
４本のアングルワイヤ（図示せず）が挿通され、このア
ングルワイヤの先端部は、最先端の関節駒３３に、図示
しないワイヤガイド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３４以降の関節駒の内周部には
、所定の間隔で、ワイヤ受け（図示せず）が設けられ、
このワイヤ受け内に、前記アングルワイヤが挿通されて
いる。前記アングルワイヤは、操作部１１に設けられた
アングル操作ノブの回動によって押し引きされ、これに
よって、湾曲部１８が上下／左右方向に湾曲されるよう
になっている。次に、上記撮像部２９について詳しく説
明する。
【００３０】上記先端構成部材２０と先端カバー２１と
に形成された観察用透孔には、第１のレンズ枠３７が撮
像部固定ビス３８によって固定されている。前記第１の
レンズ枠３７には、対物光学系２７を構成する対物前玉
２７ａが装着されている。この第１のレンズ枠３７の内
側には、第２のレンズ枠３９が固定され、この第２のレ
ンズ枠３９に対物光学系２７の他のレンズ系が装着され
ている。この第２のレンズ枠３９の後端部には、素子枠
４１が接続され、この素子枠４１に、固体撮像装置２８
が固定されている。
【００３１】この固体撮像装置２８のＵ字状の接続基板
５１の末端には、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４３が
前記接続基板５１に接続され、シールド線４４は、前記
固体撮像装置２８を覆うシールド部材４５に網線（また
は導電性接着剤等）４６により電気的に接続されている
。尚、前記ケーブル芯線４３、シールド線４４は、それ
ぞれ、絶縁チューブ４７、被覆チューブ４８で被覆され
ている。
【００３２】また、上記シールド部材４５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４９に
よって被覆されている。また、固体撮像装置２８におけ
る樹脂６７で封止された部分の後方の接続基盤５１を絶
縁するために絶縁性の熱収縮チューブ４９ａで覆うよう
にしている。次に、図１及び図５を用いて、上記固体撮
像装置２８の構成について説明する。
【００３３】固体撮像装置２８は、同一平面上にない複
数の面が形成されるように屈曲された一体の基板として
、Ｕ字状に屈曲されたフレキシブル回路基板よりなる接
続基板５１を有している。この接続基板５１は、中央の
平面部（以下、中央平面部と記す）５１ａと、この中央
平面部５１ａの両側から、この中央平面部５１ａに対し
て垂直方向に延出された延出平面部５１ｂ，５１ｃとで
構成されている。
【００３４】また、前記接続基板５１は、両面パターン
構造になっている。この中央平面部５１ａの外側の面上
には、固体撮像素子チップ（ＳＩＤチップと略記する）
用ダイボンド面電極５２が形成されている。このダイボ
ンド面電極５２上に、銀ろう５３等により板形状のＳＩ
Ｄチップ５４がダイボンディングされ、このＳＩＤチッ
プ５４は、前記ダイボンド面電極５３から基準電位が供
給されるようになっている。
【００３５】上記ＳＩＤチップ５４の一方の面、つまり
受光面には、光電変換部５５（図５参照）とこの光電変
換部５５に近接して該光電変換部５５と導通するパッド
電極５６が設けられ、各パッド電極５６上には金または
半田または導電粒子等からなるバンプ材５７が設けられ
ている。また、前記各パッド電極５６に対応する位置の
延出平面部５１ｃの電極パターン５８上にも、金または
半田または導電粒子等からなるバンプ材５９が設けられ
ている。そして、前記バンプ材５７，５９を介して、例
えばテープ自動ボンディング（Ｔａｐｅ　Ａｕｔｏｍａ
ｔｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ：以下、ＴＡＢと記す。）フィ
ルム基板上に形成されたリードフレーム６０によって各
パッド電極５６と電極パターン５８とが導通接続されて
いる。
【００３６】また、ＳＩＤチップ５４の裏面側に接続基
板５１をＵ字状に屈曲することにより、このＵ字の内側
に空間が形成され、この空間内電子部品が実装される。 例えば、ＳＩＤチップ５４の厚み方向に延出される一方
の延出平面部５１ｂの内側の面（以下、第１面と記す。 ）６１上には、ＳＩＤチップ５４に機能的に接続される
電子部品としてのコンデンサ６２が例えば半田付けによ
って実装され、電極パターンに電気的に接続されている
。
【００３７】また、他方の延出平面部５１ｃの内側の面
（以下、第２面と記す。）６３上には、ＳＩＤチップ５
４に機能的に接続される電子部品としての先端部ＩＣチ
ップ６４が、例えばバンプ材６５を介したダイレクトボ
ンディングによって実装され、電極パターンに電気的に
接続されている。尚、ＩＣチップ６４と電極パターンと
の電気的接続は、寸法が許せば、普通のワイヤ−ボンデ
ィングでも良い。いずれの場合も、絶縁性の封止樹脂６
６でコーティングされている。
【００３８】尚、前記第１面６１及び第２面６３は、接
続基板５１における、ＳＩＤチップ用ダイボンド面電極
５２とは反対側の面になる。従って、前記リードフレー
ム６０の面と電極パターン５８とが接続される面上には
、電子部品が実装されないので、リードフレーム６０と
電極パターン５８の接続は、バンプ材５９による接続に
限らず、通常の半田付け等の手法を用いても良い。
【００３９】また、ＳＩＤチップ５４も、前記ＩＣチッ
プ６４と同様に、封止の必要があり、絶縁性の樹脂６７
（図３参照。図１では一点鎖線で示す。）によって封止
され、樹脂６７により封止された各部材を保護している
。この樹脂６７は、光電変換部５５の前は光を透す透明
であり、その他は黒色にするなどして遮光している。 次に、図２を参照して固体撮像装置２８の製造手順につ
いて説明する。
【００４０】初めに、接続基板５１は、図２に示すよう
に、中央平面部５１ａ及び延出平面部５１ｂ，５１ｃが
平行な状態、すなわち平板状態にしておき、この状態で
、コンデンサ６２及びＩＣチップ６４を実装し、ＳＩＤ
チップ５４をダイボンディングする。次に、図１及び図
５に示すように、前記接続基板５１を折り曲げる。次に
、例えばＴＡＢフィルム基板上に形成されたリードフレ
ーム６０によってＳＩＤチップ５４のパット電極５７と
接続基板５１上の電極パターン５８とを導通接続させる
。
【００４１】尚、前記ＴＡＢフィルム基板を用いた場合
、リードフレーム６０を接続後、フィルムのみを除去し
ても良いし、フィルムをそのまま残しても良い。このよ
うに、本実施例の固体撮像装置２８では、同一平面上に
ない複数の面を有する一体の接続基板５１に対してＳＩ
Ｄチップ５４を接続し、ＳＩＤチップ５４を長方形とし
たとき、その４辺のうちの２辺に対応する位置に、ＳＩ
Ｄチップ５４の平面に対して垂直な方向に延出された延
出平面部５１ｂ，５１ｃが配置される。これら延出平面
部５１ｂ，５１ｃ上には電子部品が実装される。
【００４２】前記延出平面部５１ｂ，５１ｃは、もとも
と１枚の接続基板を折り曲げて形成したものなので、両
者間で電極パターンによる信号の受け渡しが可能である
。従って、ＳＩＤチップ５４上のパット電極５６が例え
片側のみに配列されている場合でも、両方の延出平面部
５１ｂ，５１ｃを用いて電子部品を効率良く配置でき、
接続基板５１の縮小が可能となる。また、両方の延出平
面部５１ｂ，５１ｃに均等にケーブルを接続することも
可能である。
【００４３】また、パッケージを介することなく、固体
撮像素子チップ５４を直接、接続基板５１に機械的、電
気的に接続したので、固体撮像素子チップ５４と接続基
板５１とを極短距離にて接続できるので、固体撮像素子
チップ５４の水平方向及び垂直方向の寸法を大幅に縮小
することが可能となる。
【００４４】以上のことから、電子内視鏡２の挿入部９
の先端部１７に設けられた固体撮像装置２８の径方向及
び長手方向の寸法を縮小することができる。近年、盛ん
に用いられるようになった医療用電子内視鏡では、被検
者の体腔内に、固体撮像装置を有する挿入部を挿入する
ため、固体撮像装置の径方向の縮小により挿入部の径方
向の寸法が縮小されることは、被検者の検査時の苦痛軽
減に貢献できる。
【００４５】また、上記電子内視鏡２では、接続基板５
１、ＳＩＤチップ５４を含む固体撮像装置２８は挿入部
９において屈曲不可能な硬質部となり、この固体撮像装
置２８に接続されたケーブル部において屈曲させること
によって体腔内をまんべんなく観察できる構造になって
いる。本実施例によれば、特に挿入部の長手方向につい
ての固体撮像装置６０の寸法を大幅に縮小できるので、
従来よりも、硬質部を短くでき、より径の小さい管腔内
においても屈曲が可能となるため、観察時の実用範囲を
大幅に拡大することができる。
【００４６】尚、ＳＩＤチップ５４の４辺のうちの３辺
以上に対応する位置に、ＳＩＤチップ５４の平面に対し
て垂直な方向に延出された接続基板５１の延出平面部が
配置されるようにしても良い。図６は、原形としてＴ字
状の接続基板５１を折り曲げ、中央平面部５１ａと３つ
の延出平面部５１ｂ，５１ｃ，５１ｄとを形成した例を
示す。前記中央平面部５１ａにはＳＩＤチップ５４が接
続される。この例によれば、３つの延出平面部５１ｂ，
５１ｃ，５１ｄに電子部品を実装することが可能となり
、第１実施例よりも更に電子部品の実装の自由度が増加
する。
【００４７】次に本発明の第２実施例の固体撮像装置を
図７の斜視図を参照して説明する。本実施例の固体撮像
装置６８は、フレキシブル基板を用いた接続基板５１の
代りに、アルミニウム等の金属を用いた金属接続基板７
１を用いている。この金属接続基板７１は、一体であり
、３つの平面部７１ａ，７１ｂ，７１ｃが形成されるよ
うにＵ字状に屈曲されている。この金属接続基板７１の
内側の面は、一旦、金属表面上に絶縁性コーティング層
６９を施し、このコーティング層６９の上に更に電極パ
ターン７２を形成したものになっている。
【００４８】また、前記金属接続基板７１の３つの平面
部７１ａ，７１ｂ，７１ｃの内側であって、各平面部の
一方の端部側に、ＳＩＤチップ７３が配設され、このＳ
ＩＤチップ７３の４辺のうちの３辺が各平面部の内側の
面に当接するように固定されている。本実施例では、金
属接続基板７１には、ＳＩＤチップ７３の裏面に基準電
位を与える接合面が存在しないので、この金属接続基板
７１とは別にダイボンド用基板７３を設け、このダイボ
ンド用基板７４上に銀ろう５３等によってＳＩＤチップ
７３をダイボンディングし、このダイボンド用基板７４
の裏面の面電極を用いて金属接続基板７１と導通させて
いる。
【００４９】また、ＳＩＤチップ７３のパッド電極７５
は、例えば半田７６によって、金属接続基板７１上の電
極パターン７２に導電接続されている。前記パッド電極
７５と電極パターン７２とが直角に接しているので、超
音波やレーザビームを用いれば、このような微細な半田
付けも可能である。また、３つの平面部７１ａ，７１ｂ
，７１ｃの内側の面の適宜の位置に、コンデンサ６２や
先端部ＩＣチップ６４等の電子部品が実装されると共に
、図示しないケーブルが接続されている。
【００５０】尚、図示しないが、封止樹脂や封止プレー
ト等によって、ＳＩＤチップ７３の受光面側が第１実施
例と同様に封止され、保護されている。本実施例によれ
ば、金属接続基板７１を用いたことにより、フレキシブ
ル基板を用いた場合に比べて固体撮像装置６８のユニッ
ト自体を強固にできるため後からユニットを補強する必
要がなく、また、シールドする必要もなくなる。その他
の構成、作用及び効果は第１実施例と同様である。
【００５１】図８は本発明の第３実施例の固体撮像装置
７８の斜視図である。本実施例の固体撮像装置７８は、
図７に示す金属接続基板７１の１つの平面部７１ｃのＳ
ＩＤチップ７９の受光面の端部に対向するように、他の
平面部７１ａ，７１ｂの端部よりも突出する延出部７１
ｄを形成した金属接続基板７１′がもちいてある。この
延出部７１ｄをＳＩＤチップ７９の平面と平行になるよ
うに折り曲げ、この延出部７１ｄに形成された電極パタ
ーンとＳＩＤチップ７９のパット電極８０とを、バンプ
材８１によって直ちに導電接続している。
【００５２】尚、図８では、金属接続基板７１′上の電
極パターンや電子部品、金属接続基板７１に接続される
ケーブル、ＳＩＤチップ７９を封止する部材等の図示を
省略している。その他の構成、作用及び効果は第２実施
例と同様である。
【００５３】次に、第４実施例の固体撮像装置を図１４
を参照して説明する。この固体撮像装置８３は、図１３
の金属接続基板７１′において、延出部７１ｄを設けて
いない金属接続基板７１、つまり、図７に示すものと同
様の形状であり、同一の符号７１で示す。一方、ＳＩＤ
チップ８４は、例えば平面部７１ｃの上端に対向する側
面にパッド電極８５が形成され、各パッド電極８５はバ
ンプ材８６を介して金属接続基板７１にコーティング層
を介して形成された電極パターンと導通されるようにな
っている。
【００５４】図９に示すように側面にパッド電極８５が
形成されたＳＩＤチップ８４の場合、図１０に示す第４
実施例の変形例のような構成にしても良い。このＳＩＤ
チップ８４の裏面には、第１実施例におけるフレキシブ
ルなプリント基板からなる接続基板５１の中央平面部５
１ａが銀ろう等で固着され、一方の延出平面部５１ｃに
おける中央平面部５１ａとの境界近くに形成した各電極
パターン５８はリードフレーム６０を介してそれぞれ各
パッド電極８５に接続される。
【００５５】なお、第１実施例のようにバンプ材を介し
て各電極パターン５８と各パッド電極８５接続しても良
い。この他の変形例として、図示しないが、図７でのパ
ッド電極７５をＳＩＤチップの裏面に形成し、延出部７
１ａの電極パターン７２を半田７６などで接続する方法
も考えられる。この場合、ＳＩＤチップ７３のパッド電
極をこのＳＩＤチップ７３の側面に形成しても良いし、
裏面に形成しるようにしても良い。
【００５６】図１１は本発明の第５実施例を示す。この
実施例の固体撮像装置８８は、ＳＩＤチップ８９の各パ
ッド電極９０と導通するにスルーホール９１をＳＩＤチ
ップ８９に設け、該スルーホール９１を介して各パッド
電極９０と接続基板９２の中央平面部９２ａにもうけた
電極パターン９３と電気的に接続している。ＳＩＤチッ
プ８９の受光面には光電変換部９４の両側にそれぞれパ
ッド電極９０、９０が形成され、各パッド電極９０には
図１７に示すようにＳＩＤチップ８９のウェハを貫通す
るスルーホール９１が設けてある。各スルーホール９１
は絶縁材９５により外側のウェハのチャンネル構造と導
通しないようにしている。パッド電極９０はパターン９
０ａを介して光電変換部側と接続される。
【００５７】この実施例では、受光面の各パッド電極９
０はスルーホール９１を介して裏面のパッド電極９６に
導通し、各パッド電極９６はさらにバンプ材９７を介し
て接続基板９２の電極パターン９３と導通する。また各
電極パターン９３は接続基板９２に設けたスルーホール
９８を介して、この接続基板９２の第１面側の電極パタ
ーン９９と導通するようになっている。第１面側の電極
パターン９９は、この接続基板９２の平面延出部９２ｂ
に実装されるコンデンサ６２とは他方の平面延出部９２
ｃに実装したＩＣ６４などの電子部品などと該電極パタ
ーン９９により直接、あるいはバンプ材６５を介して接
続される。この実施例の効果は第１実施例とほぼ同様で
ある。
【００５８】図１３は本発明の第６実施例を示す。この
実施例の固体撮像装置２０１の接続基板５１′は、第１
実施例の接続基板５１とほぼ同様に中央平面部５１ａと
その両端からほぼ直角に近い方向に延出される２つの延
出平面部５１ｂ，５１ｃとからなるＵ字形状にされるが
、２つの延出平面部５１ｂ，５１ｃの端部がＳＩＤチッ
プ５４側に固定されるようになっており、中央平面部５
１ａ側の境界端部がケーブル接続部となる電極パターン
２０２が形成されてこの接続基板５１′の末端となって
いる。
【００５９】さらに、２つの延出平面部５１ｂ，５１ｃ
におけるＳＩＤチップ５４側端部の間の距離に対し、ケ
ーブル接続部側となる端部側の距離、この場合には中央
平面部５１ａの（受光面と平行な方向に関する）長さが
小さくなるテーパ形状にしてある。つまり、接続基板５
１′は、ＳＩＤチップ５４から、その厚み方向に延出さ
れる延出先端側程、対向する延出平面部５１ｂ，５１ｃ
間の間隔が狭くなる先細り形状になっている。
【００６０】この実施例では、ＳＩＤチップ５４は、該
ＳＩＤチップ５４の補強のためにセラミック、ガラスな
どで形成された台座２０３に銀ろう５３などで固定され
ている。また、延出平面部５１ｃの端部からインナーリ
ードフレーム２０４が延出され、各インナーリードフレ
ーム２０４の先端は、ＳＩＤチップ５４のパッド電極５
６にバンプ材５７を介して接続される。（第１実施例な
どのようにリードフレーム６０を別体で接続するのでは
なく、ポリイミドなどの屈曲可能なフィルム基板上のリ
ードのみを突出させたインナーリードフレーム２０４を
用いて接続している。）さらに、この実施例では、延出
平面部５１ｃに実装されたＩＣチップ６４は、このＩＣ
チップ６４より若干大きい開口内側に延出されたインナ
ーリードフレーム２０５により、バンプ材５７を介して
接続されている。また、中央平面部５１ａの内側には、
この接続基板５１′を屈曲させるための固定部材２０６
が取り付けてある。
【００６１】この実施例では、対向する延出平面部５１
ｂ，５１ｃを先細り形状としているので、２つの延出平
面部５１ｂ，５１ｃの中央平面部５１ａ側の各端部の各
第２面（外側の面）に設けた電極パターン２０２に、ケ
ーブル４８のケーブル芯線４３を半田付けなど接続でき
るようになっている。
【００６２】図１４は、この固体撮像装置２０１を電子
内視鏡２の先端部１７に収納した様子を示す。この図か
ら分かるように、撮像部２９を収納した場合、その外形
がケーブル接続部側が細くなる形状になっているので、
湾曲部１８の最先端の関節駒３３を撮像部２９側により
近接して固定できることになり、その結果挿入部９の硬
質部の長さ、つまり先端部１７の先端から最先端の関節
駒３３の後端までの距離を短くできる。
【００６３】なお、インナーリードフレーム２０５を用
いることなく、フレキシブル基板などにより、接続基板
５１′とＳＩＤチップ５４のパッド電極５６とを接続し
ても良い。
【００６４】図１５は本発明の第７実施例を示す。この
実施例の固体撮像装置２１１は、例えば第１実施例の固
体撮像装置２８において、Ｕ字状の接続基板５１の２つ
の延出平面部５１ｂ，５１ｃの末端側を、ＳＩＤチップ
５４側の基端より狭く（細く）している。
【００６５】つまり、２つの延出平面部５１ｂ，５１ｃ
はＳＩＤチップ５４に固定される中央平面部５１ａと直
角となる厚み方向からずれて、それらの末端間の距離が
小さくなる方向に延出され、テーパ状にしている。（第
６実施例のように先細り形状となっている。）そして、
２つの延出平面部５１ｂ，５１ｃの末端の各第２面（外
側の面）に設けた電極パターンに、ケーブル４８のケー
ブル芯線４３を半田付けなど接続できるようになってい
る。
【００６６】このようにケーブル４８のケーブル芯線４
３と接続される２つの延出平面部５１ｂ，５１ｃの端部
側の間隔をＳＩＤチップ５４側より狭くしたので、これ
らの端部側の外側の面でケーブル芯線４３と半田付けを
行っても、半田付けによって末端が基端より（受光面と
平行な方向に）飛び出さないようにでき、ケーブル芯線
４３との接続作業が容易になると共に、外形寸法を小さ
くできる。この実施例の効果は第６実施例とほぼ同様で
ある。
【００６７】尚、例えば、図１６（ａ）に示すように接
続基板２２１を中央平面部２２１ａと、この中央平面部
２２１ａと直交する方向に延出した延出平面部２２１ｂ
とからなるＬ字形状にしたものでも良い。この場合、例
え電子部品として例えばコンデンサ６２を延出平面部２
２１ｂに実装しても良いし、図１６（ｂ）に示すように
中央平面部２２１ａの裏面、つまりＳＩＤチップ５４に
対向する面と反対側の面に実装しても良い。
【００６８】さらに、本発明は上記各実施例に限定され
ず、接続基板を、直交する２面を有するＬ字状に形成し
、この接続基板の各面にＳＩＤチップの隣りあう２辺が
当接するように、ＣＣＤチップを接続しても良い。さら
に、上述した実施例を部分的に組み合わせて異なる実施
例を構成することもでき、それらも本発明に属する。 また、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。
【００６９】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、固体
撮像素子チップにおける光電変換する機能を有する光電
変換部の近傍に形成されたパッド電極を、この固体撮像
素子チップと同一平面上にない複数の面が形成されるよ
うに屈曲された接続基板のバンプ材を介してフェイスボ
ンディング接続し、前記接続基板上に、前記固体撮像素
子チップに機能的に接続される電子部品を実装するよう
にしているので、固体撮像素子チップ及び電子部品を高
密度で実装し、水平方向及び垂直方向の寸法の縮小して
小型化できるようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の固体撮像装置の断面図。
【図２】屈曲前の接続基板上に電子部品を実装した状態
を示す断面図。
【図３】内視鏡挿入部の先端側の断面図。
【図４】内視鏡システムの全体を示す説明図。
【図５】第１実施例の固体撮像装置の斜視図。
【図６】第１実施例の変形例の固体撮像装置の斜視図。
【図７】本発明の第２実施例の固体撮像装置の斜視図。
【図８】本発明の第３実施例の固体撮像装置の斜視図。
【図９】本発明の第４実施例の固体撮像装置の主要部の
斜視図。
【図１０】第４実施例の変形例の固体撮像装置の主要部
の斜視図。
【図１１】本発明の第５実施例の固体撮像装置の断面図
。
【図１２】第５実施例におけるチップ内のスルーホール
を示す断面図。
【図１３】本発明の第６実施例の固体撮像装置の断面図
。
【図１４】第６実施例の固体撮像装置図を内蔵した電子
内視鏡の先端部の構造を示す断面図。
【図１５】本発明の第７実施例の固体撮像装置の断面図
。
【図１６】本発明の第８実施例の一部を示す側面図。
【図１７】従来例の固体撮像装置の断面図。
【図１８】図１７の固体撮像装置における固体撮像素子
チップとパッケージの間のボンディングに必要な寸法を
説明するための説明図。
【図１９】従来例における電子内視鏡の先端部における
電気的な構成を示すブロック図。
【図２０】固体撮像素子チップと基板とケーブルの配置
を示す説明図。
【図２１】電子内視鏡の先端部に設けられる固体撮像装
置の断面図。
【符号の説明】
１…電子内視鏡システム ２…電子内視鏡 ３…高原装置 ４…ビデオプロセッサ ５…モニタ ９…挿入部 １７…先端部 ２８…固体撮像装置 ２９…撮像部 ３２…信号線 ５１…接続基板 ５４…ＳＩＤチップ ５５…光電変換部 ５６…パッド電極 ５７…バンプ材 ５８…電極パターン ６０…リードフレーム ６２…コンデンサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　一方の面に形成され、光電変換する機
    能を有する光電変換部と、該光電変換部の近傍に形成さ
    れたパッド電極とを備えた固体撮像素子チップと、前記
    固体撮像素子チップと同一平面上にない複数の面が形成
    されるように屈曲され、前記固体撮像素子チップの前記
    パッド電極とバンプ材を介してフェイスボンディング接
    続される一体の接続基板と、前記接続基板上に実装され
    、前記固体撮像素子チップに機能的に接続される電子部
    品と、を備えたことを特徴とする固体撮像装置。
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