(57)【要約】【課題】撮像装置のヘッド部の小型化を図る。【解決手段】実施の形態に係るケーブル接続方法は、表面に複数の素子を有し側面に接続パッドが形成された半導体チップに、複数の第１のケーブルを束ねて構成された第２のケーブルを接続するケーブル接続方法において、前記複数の第１のケーブルの先端部を前記第２のケーブルから分離する工程と、前記半導体チップの厚さ方向の向きと前記第２のケーブルの長手方向の向きとを揃えるようにして、前記分離させた複数の第１のケーブルの先端部を前記接続パッドに接続する工程と、を有している。【選択図】図１
2014110242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数の素子を有し側面に接続パッドが形成された半導体チップに、複数の第１のケーブルを束ねて構成された第２のケーブルを接続するケーブル接続方法において、
前記複数の第１のケーブルの先端部を前記第２のケーブルから分離する工程と、
前記半導体チップの厚さ方向の向きと前記第２のケーブルの長手方向の向きとを揃えるようにして、前記分離させた複数の第１のケーブルの先端部を前記接続パッドに接続する工程と、
を有するケーブル接続方法。
【請求項２】
前記複数の第１のケーブルの先端部は、前記半導体チップの裏面に垂直な方向から前記接続パッドに接続される請求項１記載のケーブル接続方法。
【請求項３】
前記素子は、撮像素子であり、
前記第２のケーブルは、カメラケーブルである請求項１記載のケーブル接続方法。
【請求項４】
前記接続パッドは、前記半導体チップの対向する側面に設けられており、
前記複数の第１のケーブルの先端部は、前記対向する側面に設けられた接続パッドに接続される請求項１記載のケーブル接続方法。
【請求項５】
前記半導体チップは、第１〜第４の側面を有する矩形であり、
前記接続パッドは、前記第１の側面と、前記第１の側面に対向する前記第２の側面とに形成されている請求項４記載のケーブル接続方法。
【請求項６】
前記半導体チップは、第１〜第４の側面を有する矩形であり、
前記接続パッドは、前記第１〜第４の各側面に形成されている請求項１記載のケーブル接続方法。
【請求項７】
前記接続パッドは、前記半導体チップの裏面にまで延伸し、
前記複数の第１のケーブルの先端部を前記半導体チップの裏面に延伸する前記接続パッドと接続する請求項１記載のケーブル接続方法。
【請求項８】
前記半導体チップは、一辺の長さが、それぞれ１ｍｍ以下である請求項１ないし７のいずれか１項に記載のケーブル接続方法。
【請求項９】
前記半導体チップは、厚さが０．５ｍｍ以下である請求項１ないし８のいずれか１項に記載のケーブル接続方法。
【請求項１０】
表面に複数の撮像素子を有し側面に接続パッドが形成された半導体チップと、
複数の第１のケーブルを束ねて構成された第２のケーブルと、
を備え、
前記第２のケーブルから分離させた前記複数の第１のケーブルの先端部が、前記半導体チップの厚さ方向の向きと前記第２のケーブルの長手方向の向きとを揃えるようにして、前記接続パッドと接続されているケーブル接続構造。
【請求項１１】
前記複数の第１のケーブルの先端部は、前記半導体チップの裏面に垂直な方向から前記接続パッドに接続されている請求項１０記載のケーブル接続構造。
【請求項１２】
前記素子は、撮像素子であり、
前記第２のケーブルは、カメラケーブルである請求項１０記載のケーブル接続構造。
【請求項１３】
前記接続パッドは、前記半導体チップの対向する側面に設けられており、
前記複数の第１のケーブルの先端部は、前記対向する側面に設けられた接続パッドと接続されている請求項１０記載のケーブル接続構造。
【請求項１４】
前記半導体チップは、第１〜第４の側面を有する矩形であり、
前記接続パッドは、前記第１の側面と、前記第１の側面に対向する前記第２の側面とに形成されている請求項１３記載のケーブル接続構造。
【請求項１５】
前記半導体チップは、第１〜第４の側面を有する矩形であり、
前記接続パッドは、前記第１〜第４の各側面に形成されている請求項１０記載のケーブル接続構造。
【請求項１６】
前記接続パッドは、前記半導体チップの裏面にまで延伸し、
前記複数の第１のケーブルの先端部は、前記半導体チップの裏面に延伸する前記接続パッドと接続されている請求項１０記載のケーブル接続構造。
【請求項１７】
前記半導体チップは、一辺の長さが、それぞれ１ｍｍ以下である請求項１０ないし１６のいずれか１項に記載のケーブル接続構造。
【請求項１８】
前記半導体チップは、厚さが０．５ｍｍ以下である請求項１０ないし１７のいずれか１項に記載のケーブル接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ケーブル接続方法及びケーブル接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置には、撮像素子（例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ）を有するヘッド部と、このヘッド部から送信される画像信号を処理する本体部とが分離したヘッド分離型の撮像装置がある。ヘッド分離型の撮像装置では、ヘッド部と本体部とがカメラケーブルで接続されている。従来は、ＴＡＢを介して、イメージセンサとケーブルとが接続されていた。近年では、ヘッド分離型の撮像装置のヘッド部のさらなる小型化が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２７９５３１号公報
【特許文献２】特開平８−２３６６９０号公報
【特許文献３】特開２０１２−８０１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、かかる従来の課題を解決するためになされたものであり、撮像装置のヘッド部を小型化できるケーブル接続方法及びケーブル接続構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施の形態に係るケーブル接続方法は、表面に複数の素子を有し側面に接続パッドが形成された半導体チップに、複数の第１のケーブルを束ねて構成された第２のケーブルを接続するケーブル接続方法において、前記複数の第１のケーブルの先端部を前記第２のケーブルから分離する工程と、前記半導体チップの厚さ方向の向きと前記第２のケーブルの長手方向の向きとを揃えるようにして、前記分離させた複数の第１のケーブルの先端部を前記接続パッドに接続する工程と、を有している。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態に係る撮像装置の構成図。
【図２】実施形態に係るヘッド部の構成図。
【図３】実施形態に係るイメージセンサの構成図。
【図４】実施形態に係るイメージセンサへのケーブルの実装方法の説明図。
【図５】実施形態に係るイメージセンサへのケーブルの実装方法の説明図。
【図６】実施形態の変形例１に係るヘッド部の構成図。
【図７】実施形態の変形例１に係るイメージセンサの構成図。
【図８】実施形態の変形例２に係るヘッド部の構成図。
【図９】実施形態の変形例２に係るイメージセンサの構成図。
【図１０】その他の実施形態に係るイメージセンサの構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。
（実施形態）
図１は、実施形態に係る撮像装置１００（以下、撮像装置１００と記載する）の構成図である。撮像装置１００は、例えば、内視鏡装置であり、ヘッド部２００と、ＣＣＵ（Camera Control Unit）３００（以下、本体部３００と記載する）と、ヘッド部２００と本体部３００とを接続するカメラケーブル４００とを備える。
【０００８】
ヘッド部２００は、イメージセンサ２１０と、イメージセンサ２１０を支持・収容する筐体２２０とを備える。イメージセンサ２１０は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサなどの固体撮像素子である。この実施形態では、イメージセンサ２１０上に撮像素子や駆動回路等が形成されている。また、イメージセンサ２１０には、ケーブル４００が直接接続されている。
【０００９】
本体部３００は、ＩＦ回路３０１と、メモリ３０２と、プロセッサ３０３と、ドライバ３０４と、コントローラ３０５と、電源回路３０６とを備える。
【００１０】
ＩＦ回路３０１は、ヘッド部２００との間で制御信号やデータの送受信を行うためのインタフェースである。
【００１１】
メモリ３０２は、不揮発性メモリであり、例えば、シリアルＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）である。メモリ３０２には、ヘッド部２００の設定データ（動作モード）や補正データが記憶されている。
【００１２】
プロセッサ３０３は、画像処理用のプロセッサである。プロセッサ３０３は、ヘッド部２００から送信される画像信号に種々の補正（例えば、ノイズ補正、ホワイトバランス、γ補正等）を行う。プロセッサ３０３は、補正後の画像信号を外部の表示装置５００（例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や液晶モニタ）へ出力する。
【００１３】
ドライバ３０４は、イメージセンサ２１０の駆動回路である。ドライバ３０４は、コントローラ３０５からの制御に基づいてイメージセンサ２１０の駆動方式やフレームレートを変更する。また、ドライバ３０４は、イメージセンサ２１０へパルス信号（例えば、垂直同期や水平同期（転送パルス信号、リセットゲートパルス信号）のためのパルス信号）を出力する。
【００１４】
コントローラ３０５は、メモリ３０２から補正データや設定データを読み出す。コントローラ３０５は、読み出した補正データや設定データに基づいて、プロセッサ３０３及びドライバ３０４を制御する。
【００１５】
電源回路３０６は、外部電源に接続される。電源回路３０６は、外部電源からの電力を所定の電圧に変換して本体部３００の構成回路（ＩＦ回路３０１、メモリ３０２、プロセッサ３０３、ドライバ３０４、コントローラ３０５）へ供給する。また、電源回路３０６からの電力は、カメラケーブル４００を介してヘッド部２００にも供給される。
【００１６】
カメラケーブル４００は、４本のケーブル４１０〜４４０を備える。各ケーブル４１０〜４４０は、例えば、データ（画像）の差動信号伝送用（ケーブル４１０，４２０）、電力供給用（ケーブル４３０）、ＧＮＤ用（ケーブル４４０）等として使用される。なお、データの差動信号伝送用のケーブル４１０，４２０には、同軸ケーブルを用いることが好ましい。
【００１７】
（ヘッド部２００の詳細）
図２は、イメージセンサ２１０の構成図である。図２（ａ）は、イメージセンサ２１０を裏面側から見た俯瞰図、図２（ｂ）は、イメージセンサ２１０の裏面側の平面図である。また、図３は、イメージセンサ２１０にカメラケーブル４００を実装した構成図である。図３（ａ）は、イメージセンサ２１０を表面側から見た俯瞰図、図３（ｂ）は、イメージセンサ２１０を裏面側から見た俯瞰図である。以下、図２，図３を参照して、イメージセンサ２１０及びカメラケーブル４００の構成について説明する。なお、図２，図３では、ヘッド部２００の筐体２２０の図示を省略している。
【００１８】
図２，図３に示すように、イメージセンサ２１０は、矩形状であり、表面２１０Ａ、裏面２１０Ｂ及び側面２１０ａ〜２１０ｄを有する。イメージセンサ２１０の側面２１０ａには、カメラケーブル４００との接続用パッドＰ１，Ｐ２（以下、接続パッドＰ１，Ｐ２と記載する）が形成されている。また、イメージセンサ２１０の側面２１０ａに対向する側面２１０ｃには、カメラケーブル４００との接続用パッドＰ３，Ｐ４（以下、接続パッドＰ３，Ｐ４と記載する）が形成されている。
【００１９】
なお、接続パッドＰ１〜Ｐ４は、イメージセンサ２１０の周囲（接続パッドＰ１〜Ｐ４の位置）にビアを形成し、該ビアの側面が露出するように基板（例えば、半導体ウェハ）からイメージセンサ２１０を切り分ける（ダイシングする）ことで形成することができる。また、該実施形態のように一つの側面に複数の接続パットが形成されている場合、各接続パッド間の距離は離れていることが好ましい。
【００２０】
図２，図３に示すように、イメージセンサ２１０の側面２１０ａ及び側面２１０ｃに形成されている各接続パッドＰ１〜Ｐ４は、イメージセンサ２１０の裏面２１０Ｂにまで延伸している。さらに、イメージセンサ２１０の厚みｄは、０．５ｍｍ以下であり、各辺の長さＬは、１ｍｍ以下となっている。
【００２１】
また、イメージセンサ２１０の表面２１０Ａには、複数の撮像素子及び周辺回路が形成されている。複数の撮像素子で撮像されるイメージ（画像）は、カメラケーブル４００を介して本体部３００へ転送される。
【００２２】
カメラケーブル４００を構成する各ケーブル４１０〜４４０は、それぞれイメージセンサ２１０の側面２１０ａ，２１０ｃに形成されている接続パッドＰ１〜Ｐ４にはんだ付け等により実装（接続）されている。上述したように、各接続パッドＰ１〜Ｐ４は、イメージセンサ２１０の裏面２１０Ｂにまで延伸している。そして、各ケーブル４１０〜４４０は、イメージセンサ２１０の裏面２１０Ｂにおいても、接続パッドＰ１〜Ｐ４とそれぞれ接続されている。
【００２３】
（イメージセンサ２１０へのカメラケーブル４００の実装）
図４，図５は、イメージセンサ２１０へカメラケーブル４００を実装（接続）する手順を示す図である。以下、図４，図５を参照して、イメージセンサ２１０へカメラケーブル４００を実装（接続）する際の手順（方法）について説明する。
【００２４】
初めに、側面２１０ａ及び側面２１０ｄに、裏面２１０Ｂにまで延伸する接続パッドＰ１〜ｐ４が形成されているイメージセンサ２１０と、カメラケーブル４００を用意する。なお、カメラケーブル４００のケーブル４１０〜４４０の先端部の被覆を予め剥がし、内部の導線を露出させておくと作業効率の点から好ましい。
【００２５】
次に、接続パッドＰ１，Ｐ２が形成されている側面２１０ａ又は接続パッドＰ３，Ｐ４が形成されている側面２１０ｃが見えるようにイメージセンサ２１０を固定する（図４（ａ）参照）。なお、図４（ａ）では、接続パッドＰ１，Ｐ２が形成されている側面２１０ａを上側にしてイメージセンサ２１０を固定している。
【００２６】
次に、カメラケール４００のケーブル４１０〜４４０のうち、ケーブル４１０，４２０をそれぞれ接続パッドＰ１，Ｐ２に接続する（図４（ｂ）参照）。なお、図３（ｂ）で示したように、カメラケーブル４１０，４２０は、接続パッドＰ１，Ｐ２のイメージセンサ２１０の裏面２１０Ｂまで延伸した部分にまで接続することが好ましい。
【００２７】
次に、カメラケーブル４００を接続していない側の側面２１０ｃが見えるように、イメージセンサ２１０を回転させた後、イメージセンサ２１０を固定する（図５（ａ）参照）。次に、カメラケール４００ケーブル４３０，４４０をそれぞれ接続パッドＰ３，Ｐ４に接続する（図５（ｂ）参照）。なお、ケーブル４１０，４２０の時と同様に、カメラケーブル４３０，４４０は、接続パッドＰ３，Ｐ４のイメージセンサ２１０の裏面２１０Ｂまで延伸した部分にまで接続することが好ましい。なお、接続パッドＰ１〜Ｐ４へのケーブル４１０〜４４０の接続は、はんだや導電性のペーストを用いるとよい。
【００２８】
以上のように、本実施形態では、イメージセンサ２１０の表面２１０Ａではなく、側面２１０ａ，２１０ｃに接続パッドＰ１〜Ｐ４が形成されている。このため、イメージセンサ２１０を小型化することができる。また、接続パッドＰ１〜Ｐ４がイメージセンサ２１０の側面２１０ａ，２１０ｃに形成されているので、カメラケーブル４００を接続パッドＰ１〜Ｐ４に実装する際に、イメージセンサ２１０の側面側からカメラケーブル４００の各ケーブル４１０〜４４０を実装することができるので作業性が向上する。このため、小さなイメージセンサ２１０、特に、厚みｄが０．５ｍｍ以下であり、各辺の長さＬが１ｍｍ以下であるイメージセンサへカメラケーブルを実装する際の作業性が向上する。
【００２９】
また、各接続パッドＰ１〜Ｐ４は、イメージセンサ２１０の裏面２１０Ｂにまで延伸しており、各ケーブル４１０〜４４０は、この裏面２１０Ｂに延伸した部分にも接続されている。このため、接続パッドＰ１〜Ｐ４と、カメラケーブル４００のケーブル４１０〜４４０との接続信頼性が向上する。以上のように、本実施形態に係るケーブルの実装構造及びケーブルの実装方法では、ケーブルの接続信頼性を確保した状態で、イメージセンサを小型化することができる。このため、各辺の長さが１ｍｍ以下で厚みが０．５ｍｍ以下のイメージセンサへのケーブルの接続に好適である。
【００３０】
（実施形態の変形例１）
上記実施形態では、図２，図３に示すように、側面２１０ａに接続パッドＰ１、Ｐ２が形成され、側面２１０ｃに接続パッドＰ３、Ｐ４が形成されているイメージセンサ２１０へのカメラケーブル４００の実装について説明した。この実施形態の変形例１では、イメージセンサの各側面に、それぞれ接続パッドＰ１〜Ｐ４が一つずつ形成されている例について説明する。
【００３１】
図６は、変形例１に係るイメージセンサ６１０の構成図である。図６（ａ）は、イメージセンサ６１０を裏面側から見た俯瞰図、図６（ｂ）は、イメージセンサ６１０の裏面図である。また、図７は、イメージセンサ６１０にカメラケーブル４００を実装した構成図である。図７（ａ）は、イメージセンサ６１０を表面側から見た俯瞰図、図７（ｂ）は、イメージセンサ６１０を裏面側から見た俯瞰図である。以下、図６，図７を参照して、イメージセンサ６１０及びカメラケーブル４００の構成について説明する。なお、図６，図７では、ヘッド部２００の筐体２２０の図示を省略している。
【００３２】
図６，図７に示すように、イメージセンサ６１０は、矩形状であり、表面６１０Ａ、裏面６１０Ｂ及び側面６１０ａ〜６１０ｄを有する。イメージセンサ６１０の各側面６１０ａ〜６１０ｄには、カメラケーブル４００との接続用パッドＰ１〜Ｐ４（以下、接続パッドＰ１〜Ｐ４と記載する）がそれぞれ形成されている。
【００３３】
図６，図７に示すように、イメージセンサ６１０の側面６１０ａ〜６１０ｄに形成されている各接続パッドＰ１〜Ｐ４は、それぞれイメージセンサ６１０の裏面６１０Ｂにまで延伸している。さらに、イメージセンサ６１０の厚みｄは、０．５ｍｍ以下であり、各辺の長さＬは、１ｍｍ以下となっている。
【００３４】
また、イメージセンサ６１０の表面６１０Ａには、複数の撮像素子及び周辺回路が形成されている。複数の撮像素子で撮像されるイメージ（画像）は、カメラケーブル４００を介して本体部３００へ転送される。
【００３５】
以上のように、本実施形態の変形例１では、イメージセンサ６１０の各側面６１０ａ〜６１０ｄに、それぞれ接続パッドＰ１〜Ｐ４が形成されている。このため、各接続パッドＰ１〜Ｐ４間の距離が広くなるので、カメラケーブル４００を接続パッドＰ１〜Ｐ４に実装する際の作業性がさらに向上する。その他の効果は、実施形態に係るケーブルの実装構造及びケーブルの実装方法と同じである。
【００３６】
（実施形態の変形例２）
上記実施形態の変形例１では、図６，図７に示すように、イメージセンサ６１０の各側面６１０ａ〜６１０ｄの偏った位置にそれぞれ接続パッドＰ１〜Ｐ４が一つずつ形成されている例について説明したが、この実施形態の変形例２では、イメージセンサの各側面の略中央にそれぞれ接続パッドＰ１〜Ｐ４が一つずつ形成されている例について説明する。
【００３７】
図８は、変形例２に係るイメージセンサ７１０の構成図である。図８（ａ）は、イメージセンサ７１０を裏面側から見た俯瞰図、図８（ｂ）は、イメージセンサ７１０の裏面図である。また、図９は、イメージセンサ７１０にカメラケーブル４００を実装した構成図である。図９（ａ）は、イメージセンサ７１０を表面側から見た俯瞰図、図９（ｂ）は、イメージセンサ７１０を裏面側から見た俯瞰図である。以下、図８，図９を参照して、イメージセンサ７１０及びカメラケーブル４００の構成について説明する。なお、図８，図９では、ヘッド部２００の筐体２２０の図示を省略している。
【００３８】
図８，図９に示すように、イメージセンサ７１０は、矩形状であり、表面７１０Ａ、裏面７１０Ｂ及び側面７１０ａ〜７１０ｄを有する。イメージセンサ７１０の各側面７１０ａ〜７１０ｄの略中央には、カメラケーブル４００との接続用パッドＰ１〜Ｐ４（以下、接続パッドＰ１〜Ｐ４と記載する）がそれぞれ形成されている。
【００３９】
図８，図９に示すように、イメージセンサ７１０の側面７１０ａ〜７１０ｄに形成されている各接続パッドＰ１〜Ｐ４は、それぞれイメージセンサ７１０の裏面７１０Ｂにまで延伸している。さらに、イメージセンサ７１０の厚みｄは、０．５ｍｍ以下であり、各辺の長さＬは、１ｍｍ以下となっている。
【００４０】
また、イメージセンサ７１０の表面７１０Ａには、複数の撮像素子及び周辺回路が形成されている。複数の撮像素子で撮像されるイメージ（画像）は、カメラケーブル４００を介して本体部３００へ転送される。
【００４１】
以上のように、本実施形態の変形例２では、イメージセンサ７１０の各側面７１０ａ〜７１０ｄの略中央に、それぞれ接続パッドＰ１〜Ｐ４が形成されている。効果については、実施形態の変形例１に係るケーブルの実装構造及びケーブルの実装方法と同じである。
【００４２】
（その他の実施形態）
以上のように、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図するものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を変更しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。例えば、図２，図６，図８を参照して説明したイメージセンサ２１０，６１０，７１０の接続パッドＰ１〜Ｐ４の形状は、上面視にて矩形状であるが、図１０（ａ），図１０（ｂ），図１０（ｃ）に示すように、半円形状としてもよい。また、イメージセンサに接続するケーブル数も４本に限られない。
【符号の説明】
【００４３】
１００…撮像装置、２００…ヘッド部、２１０，６１０，７１０…イメージセンサ、２２０…筐体、３００…本体部、３０１…ＩＦ回路、３０２…メモリ、３０３…プロセッサ、３０４…ドライバ、３０５…コントローラ、３０６…電源回路、４００…カメラケーブル。
【図１】
2014110242.tif 000003
【図２】
2014110242.tif 000004
【図３】
2014110242.tif 000005
【図４】
2014110242.tif 000006
【図５】
2014110242.tif 000007
【図６】
2014110242.tif 000008
【図７】
2014110242.tif 000009
【図８】
2014110242.tif 000010
【図９】
2014110242.tif 000011
【図１０】
2014110242.tif 000012