(57)【要約】  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。
2017130887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−５１５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。【０００７】
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。【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。【００１０】
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。【００１１】
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。【００１２】
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。【００１３】
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。【００１４】
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。【００１５】
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。【００１６】
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。【００１７】
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。【００１８】
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。
【発明の効果】
【００１９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図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２】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】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】図４は、図２に示す撮像ユニットの底面図である。
【図５】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】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】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】図８は、図７に示す撮像ユニットの側面図である。
【図９】図９は、図７に示す撮像ユニットの底面図である。
【図１０】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】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】図１２は、図１１に示す撮像ユニットの底面図である。
【図１３】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】図１４は、図１３に示す撮像ユニットの底面図である。
【図１５】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】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】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】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】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】図２０は、図１９に示す撮像ユニットの底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
（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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
（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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
（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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
（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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。  
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
（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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
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。
【符号の説明】
【００７０】
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
【図１】
2017130887.tif 000003
【図２】
2017130887.tif 000004
【図３】
2017130887.tif 000005
【図４】
2017130887.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2017130887.tif 000016
【図１５】
2017130887.tif 000017
【図１６】
2017130887.tif 000018
【図１７】
2017130887.tif 000019
【図１８】
2017130887.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年4月14日(2017.4.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
ケーブルと、
電子部品と、
矩形板状をなし、表面に前記半導体パッケージが実装される第１の電極と、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前記積層基板に対し水平に載置されることを特徴とする撮像ユニット。
【請求項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。
【請求項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に記載の撮像ユニット。
【請求項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に記載の撮像ユニット。
【請求項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。
【請求項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に記載の撮像ユニット。
【請求項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に記載の撮像ユニット。
【請求項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に記載の撮像ユニット。
【請求項９】
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、
電子部品と、
矩形板状をなし、表面に前記半導体パッケージが実装される第１の電極と、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前記積層基板に対し水平に載置されることを特徴とする撮像モジュール。
【請求項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。
【国際調査報告】
2017130887.tif 000023
2017130887.tif 000024