(57)【要約】  小型化を図りながら、複数の電子部品を簡易かつ精度よく実装可能な撮像ユニット、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、半導体パッケージ２０と、接続ランドが形成された本体部３１と、本体部３１の裏面に突出し、突出する側面のうち少なくとも対向する２側面にケーブル接続電極が形成された取付け部３２と、を有する回路基板３０と、電子部品５１、５２と、複数のケーブル６０ａ〜６０ｃと、を備え、取付け部３１は、ケーブル接続電極が対向して形成された２側面の中心面ａ１が、半導体パッケージ２０の取付け部３２の２側面と平行な側面の中心面ａ２からシフトして本体部３１から突出し、少なくとも１側面は本体部３１の裏面と垂直、かつ階段状をなし、電子部品実装領域Ｒは、本体部３１の裏面に取付け部３２と並べて配置されることを特徴とする。
2017130886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
バンプを介し前記接続電極と電気的および機械的に接続される接続ランドが表面に形成された本体部と、前記本体部の裏面に突出し、突出する側面のうち少なくとも対向する２側面にケーブル接続電極が形成された取付け部と、を有する回路基板と、
前記回路基板の本体部の裏面の電子部品実装領域に実装される複数の電子部品と、
前記取付け部の前記ケーブル接続電極に電気的および機械的に接続される複数のケーブルと、
を備え、
前記取付け部は、前記ケーブル接続電極が対向して形成された２側面の中心面が、前記半導体パッケージの前記取付け部の２側面と平行な側面の中心面からシフトして前記本体部から突出するとともに、少なくとも１側面は前記本体部の裏面と垂直、かつ階段状をなし、
前記電子部品実装領域は、前記本体部の裏面に前記取付け部と並べて配置されることを特徴とする撮像ユニット。
【請求項２】
前記取付け部の前記ケーブル接続電極が形成される対向する２側面は、前記本体部側の第１の階段部と、前記撮像素子の光軸方向の基端側の第２の階段部と、を有し、
前記ケーブル接続電極は、前記第２の階段部の前記電子部品実装領域側の側面および前記電子部品実装領域側の側面と対向する側面、ならびに前記第１の階段部の前記電子部品実装領域の側面と対向する側面に形成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３】
前記第１の階段部に形成される前記ケーブル接続電極は、前記本体部から離間して形成されるとともに、前記第２の階段部に形成される前記ケーブル接続電極は、前記第１の階段部から離間して形成され、
前記前記第１の階段部に形成される前記ケーブル接続電極は、前記電子部品と光軸方向に重なるように配置されることを特徴とする請求項２に記載の撮像ユニット。
【請求項４】
前記本体部と前記第１の階段部との間、および前記第１の階段部と前記第２の階段部との間に溝部が形成されることを特徴とする請求項２に記載の撮像ユニット。
【請求項５】
前記取付け部の前記ケーブル接続電極が形成される前記電子部品実装領域側の側面と対向する側の側面は、前記本体部側の第１の階段部と、前記撮像素子の光軸方向の基端側の第２の階段部と、を有し、
前記ケーブル接続電極は、前記電子部品実装領域側の側面と対向する側の側面の第１の階段部および第２の階段部、ならびに前記電子部品実装領域側の側面に形成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６】
複数の前記ケーブルは外径の異なる複数種のケーブルであって、
外径が大きいケーブルは前記第２の階段部に形成された前記ケーブル接続電極に接続されることを特徴とする請求項２に記載の撮像ユニット。
【請求項７】
前記取付け部の前記ケーブル接続電極が形成される前記電子部品実装領域側の側面は、前記半導体パッケージの前記取付け部の２側面と平行な２側面の中心面を通る鉛直面内にあることを特徴とする請求項５に記載の撮像ユニット。
【請求項８】
前記取付け部の前記電子部品実装領域側の側面に形成された前記ケーブル接続電極に接続された前記ケーブルの中心軸は、前記半導体パッケージの前記取付け部の２側面と平行な側面の中心面を通る鉛直面内に位置することを特徴とする請求項５に記載の撮像ユニット。
【請求項９】
前記取付け部の裏面は前記半導体パッケージの裏面と平行であり、
前記取付け部の裏面には、前記半導体パッケージの中心位置を示すマーカが配置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１０】
前記回路基板、および前記ケーブル接続電極にそれぞれ接続された複数の前記ケーブルは、前記半導体パッケージの光軸方向の投影面内に収ま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１１】
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、
バンプを介し前記接続電極と電気的および機械的に接続される接続ランドが表面に形成された本体部と、前記本体部の裏面に突出し、突出する側面のうち少なくとも対向する２側面にケーブル接続電極が形成された取付け部と、を有する回路基板と、
前記回路基板の本体部の裏面の電子部品実装領域に実装される複数の電子部品と、
を備え、
前記取付け部は、前記ケーブル接続電極が対向して形成された２側面の中心面が、前記半導体パッケージの前記取付け部の２側面と平行な側面の中心面からシフトして前記本体部から突出するとともに、前記側面は前記本体部の裏面と垂直、かつ階段状をなし、
前記電子部品実装領域は、前記本体部の裏面に前記取付け部と並べて配置されることを特徴とする撮像モジュール。
【請求項１２】
請求項１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はんだ付けされている。【０００４】
近年、ケーブルの信号線の接続作業の簡易化や接続部分の信頼性の向上、または小型化を目的として、撮像素子と接続する回路基板を立体構造とし、回路基板の裏面等に電子部品を実装するとともに、側面に信号ケーブルを接続する撮像ユニットが提案されている（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２０１４−３１４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、電子部品は回路基板の空いている部分、例えば、回路基板の裏面の外周や、信号ケーブルを接続しない側面部分に実装されている。しかしながら、回路基板の裏面の外周に実装する場合、スペース上の関係からディスペンサーニードル等ではんだを正確に供給することが困難である。また、回路基板の側面等、異なる面に電子部品を実装する場合、一度に電子部品の接続を行うことができず、工程が長くなる。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型化を図りながら、複数の電子部品を簡易かつ精度よく実装可能な撮像ユニット、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】
【０００８】
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、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、バンプを介し前記接続電極と電気的および機械的に接続される接続ランドが表面に形成された本体部と、前記本体部の裏面に突出し、突出する側面のうち少なくとも対向する２側面にケーブル接続電極が形成された取付け部と、を有する回路基板と、前記回路基板の本体部の裏面の電子部品実装領域に実装される複数の電子部品と、前記取付け部の前記ケーブル接続電極に電気的および機械的に接続される複数のケーブルと、を備え、前記取付け部は、前記ケーブル接続電極が対向して形成された２側面の中心面が、前記半導体パッケージの前記取付け部の２側面と平行な側面の中心面からシフトして前記本体部から突出するとともに、少なくとも１側面は前記本体部の裏面と垂直、かつ階段状をなし、前記電子部品実装領域は、前記本体部の裏面に前記取付け部と並べて配置されることを特徴とする。【０００９】
また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記発明において、前記取付け部の前記ケーブル接続電極が形成される対向する２側面は、前記本体部側の第１の階段部と、前記撮像素子の光軸方向の基端側の第２の階段部と、を有し、前記ケーブル接続電極は、前記第２の階段部の前記電子部品実装領域側の側面および前記電子部品実装領域側の側面と対向する側面、ならびに前記第１の階段部の前記電子部品実装領域の側面と対向する側面に形成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、前記第１の階段部に形成される前記ケーブル接続電極は、前記本体部から離間して形成されるとともに、前記第２の階段部に形成される前記ケーブル接続電極は、前記第１の階段部から離間して形成され、前記第１の階段部に形成される前記ケーブル接続電極は、前記電子部品と光軸方向に重なるように配置され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、前記本体部と前記第１の階段部との間、および前記第１の階段部と前記第２の階段部との間に溝部が形成され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、前記取付け部の前記ケーブル接続電極が形成される前記電子部品実装領域側の側面と対向する側の側面は、前記本体部側の第１の階段部と、前記撮像素子の光軸方向の基端側の第２の階段部と、を有し、前記ケーブル接続電極は、前記電子部品実装領域側の側面と対向する側の側面の第１の階段部および第２の階段部、ならびに前記電子部品実装領域側の側面に形成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、複数の前記ケーブルは外径の異なる複数種のケーブルであって、外径が大きいケーブルは前記第２の階段部に形成された前記ケーブル接続電極に接続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、前記取付け部の前記ケーブル接続電極が形成される前記電子部品実装領域側の側面は、前記半導体パッケージの前記取付け部の２側面と平行な２側面の中心面を通る鉛直面内にあ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、前記取付け部の前記電子部品実装領域側の側面に形成された前記ケーブル接続電極に接続された前記ケーブルの中心軸は、前記半導体パッケージの前記取付け部の２側面と平行な側面の中心面を通る鉛直面内に位置す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、前記取付け部の裏面は前記半導体パッケージの裏面と平行であり、前記取付け部の裏面には、前記半導体パッケージの中心位置を示すマーカが配置されていることを特徴とする。【００１７】
また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記発明において、前記回路基板、および前記ケーブル接続電極にそれぞれ接続された複数の前記ケーブルは、前記半導体パッケージの光軸方向の投影面内に収まることを特徴とする。【００１８】
また、本発明にかかる撮像モジュールは、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、バンプを介し前記接続電極と電気的および機械的に接続される接続ランドが表面に形成された本体部と、前記本体部の裏面に突出し、突出する側面のうち少なくとも対向する２側面にケーブル接続電極が形成された取付け部と、を有する回路基板と、前記回路基板の本体部の裏面の電子部品実装領域に実装される複数の電子部品と、を備え、前記取付け部は、前記ケーブル接続電極が対向して形成された２側面の中心面が、前記半導体パッケージの前記取付け部の２側面と平行な側面の中心面からシフトして前記本体部から突出するとともに、前記側面は前記本体部の裏面と垂直、かつ階段状をなし、前記電子部品実装領域は、前記本体部の裏面に前記取付け部と並べて配置されることを特徴とする。【００１９】
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】
【００２０】
本発明によれば、ケーブルを接続する取付け部を回路基板の本体部の中心からシフトさせて配置し、空いたスペースを電子部品実装領域とし、該電子部品実装領域上からはんだを正確に供給できるため、撮像ユニットの小型化を図りながら、複数の電子部品を簡易かつ精度よく実装することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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側面図である。
【図４】図４は、図２に示す撮像ユニットのケーブル未接続の状態での側面図である。
【図５】図５は、図２に示す撮像ユニットのケーブル未接続の状態での側面図（図４の反対側）である。
【図６】図６は、図２に示す撮像ユニットのケーブル未接続の状態での上面図である。
【図７】図７は、回路基板へのディスペンサーニードルを使用したハンダの供給を説明する図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１の変形例１にかかる撮像ユニットのケーブル未接続の状態での上面図である。
【図９】図９は、図８に示す撮像ユニットの側面図である。
【図１０】図１０は、マーカの他の形状を示す図である。
【図１１】図１１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１２】図１２は、図１１に示す撮像ユニットの側面図である。
【図１３】図１３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１４】図１４は、図１３に示す撮像ユニットの側面図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態３の変形例１にかかる撮像ユニットの側面図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態３の変形例２にかかる撮像ユニットの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
（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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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先端の開口部から表出する。
【００２７】
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、他方の基端がコネクタ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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
次に、内視鏡システム１で使用する撮像ユニット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の斜視図である。図３は、図２に示す撮像ユニットの側面図である。図４は、図２に示す撮像ユニットのケーブル未接続の状態での側面図である。図５は、図２に示す撮像ユニットのケーブル未接続の状態での側面図（図４の反対側）である。図６は、図２に示す撮像ユニットのケーブル未接続の状態での上面図である。図７は、回路基板へのディスペンサーニードルを使用したハンダの供給を説明する図である。なお、図２〜図７において、半導体パッケージ２０と回路基板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〜６０ｃ、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。
【００３２】
撮像ユニット１０は、撮像素子２１を有し、裏面ｆ２に接続電極が形成された半導体パッケージ２０と、バンプ２３を介し接続電極と電気的および機械的に接続される接続ランドが表面ｆ３に形成された本体部３１と、本体部３１の裏面ｆ４に突出し、突出する側面のうち対向する側面ｆ５およびｆ６にケーブル接続電極３５ａ、３５ｂおよび３５ｃが形成された取付け部３２と、を有する回路基板３０と、回路基板３０の本体部３１の裏面ｆ４の電子部品実装領域Ｒに実装される複数の電子部品５１および５２と、取付け部３２のケーブル接続電極３５ａ、３５ｂおよび３５ｃに電気的および機械的に接続される複数のケーブル６０ａ、６０ｂおよび６０ｃと、を備える。
【００３３】
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。レンズユニットが集光した光はガラス２２の表面であるｆ１面を介して、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ｆ２面（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。
【００３４】
回路基板３０は、配線が形成された複数の基板が積層された積層基板であって（表面ｆ３および裏面ｆ４に平行な基板が複数積層）、板状の本体部３１と、階段状に突出した取付け部３２とを有している。積層される基板は、セラミックス基板、ガラエポ基板、フレキシブル基板、ガラス基板、シリコン基板等が用いられる。本体部３１と取付け部３２とは一体形成された基板であっても、個別で作製した基板を組み合わせたものであってもよい。本体部３１の裏面ｆ４には、取付け部３２と電子部品実装領域Ｒとが並べて配置されている。電子部品実装領域Ｒは、本体部３１の一辺側に片寄せされて配置され、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。実施の形態１では、図５、６に示すように、３つの電子部品５１と２つの電子部品５２が実装されているが、実装される電子部品５１、５２の種類および個数はこれに限定されるものではない。
【００３５】
取付け部３２は、側面ｆ５およびｆ６に、本体部３１側から、第１の階段部３４ａおよび第２の階段部３４ｂが形成されている。第１の階段部３４ａの電子部品実装領域Ｒ側の側面ｆ６と対向する側面ｆ５に、ケーブル６０ｃを接続するケーブル接続電極３５ｃが形成され、第２の階段部３４ｂの側面ｆ５、ｆ６に、ケーブル６０ａ、および６０ｂをそれぞれ接続するケーブル接続電極３５ａ、３５ｂが形成されている。
【００３６】
図４および６に示すように、側面ｆ５側に形成されるケーブル接続電極３５ｂ、３５ｃは、千鳥格子状（ジグザグ状）に配置される。また、第２の階段部３４ｂに対向して形成されるケーブル接続電極３５ａ、３５ｂも、千鳥格子状（ジグザグ状）に配置される。ケーブル接続電極３５ａ〜３５ｃを千鳥格子状（ジグザグ状）に配置することにより、ケーブル６０ａ〜６０ｃの実装密度を向上することができる。
【００３７】
取付け部３２は、図３に示すように、ケーブル接続電極３５ａ、３５ｂが対向して形成される側面ｆ５およびｆ６の中心面ａ１が、半導体パッケージ２０の取付け部３２の側面ｆ５、ｆ６と平行な側面の中心面ａ２からシフト（図３では左側にシフト）して本体部３１から突出するように、本体部３１と一体的に形成されている。これにより、本体部３１の裏面ｆ４の一辺側を、電子部品実装領域Ｒとして使用することができる。電子部品５１、５２を本体部３１の実装ランド３６ａに実装する際、図７に示すように、ディスペンサーニードル７０で実装ランド３６ａにハンダを供給する。本実施の形態１では、電子部品実装領域Ｒを、本体部３１の裏面ｆ４の一辺側に、取付け部３２と並べて配置するため、ディスペンサーニードル７０でハンダを供給する際、ディスペンサーニードル７０と取付け部３２、特に、第１の階段部３４ａや第２の階段部３４ｂと干渉することなく、上方から正確にハンダを供給することができ、電子部品５１、５２を簡易かつ精度よく実装することができる。
【００３８】
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、撮像素子２１に近接する本体部３１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。
【００３９】
本体部３１と第１の階段部３４ａとの間、および第１の階段部３４ａと第２の階段部３４ｂとの間には、溝部３３ａ、３３ｂが設けられている。溝部３３ａ、３３ｂを設けることにより、ケーブル６０ａ〜６０ｃをケーブル接続電極３５ａ〜３５ｃにそれぞれ接続する際のはんだ流れを防止でき、ショート等のリスクを低減できる。
【００４０】
ケーブル６０ａ、６０ｂおよび６０ｃ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、ケーブル接続電極３５ａ、３５ｂ、３５ｃに接続される。
【００４１】
ケーブル６０ａ〜６０ｃのうち、ケーブル６０ａが最も太径であって、ケーブル６０ｃが最も細径であるが、細径のケーブル６０ｃを第１の階段部３４ａに形成されたケーブル接続電極３５ｃに接続することが好ましく、太径のケーブル６０ａを第２の階段部３４ｂに形成されるケーブル接続電極３５ａ、３５ｂに接続することが好ましい。これにより、回路基板３０およびケーブル接続電極３５ａ〜３５ｃに接続されたケーブル６０ａ〜６０ｃを、半導体パッケージ２０の光軸方向の投影面内に収めやすくなる。
【００４２】
太径のケーブル６０ａは、第２の階段部３４ｂに形成されるケーブル接続電極３５ａ、３５ｂのいずれに接続してもよいが、本実施の形態１ではケーブル接続電極３５ａに接続する。太径のケーブル６０ａを、撮像ユニット１０の光軸方向の中心面に近いケーブル接続電極３５ａに接続することにより、ケーブル６０ａ〜６０ｃをケーブル接続電極３５ａ〜３５ｃに接続することにより発生する、撮像ユニット１０に加わる力を低減することができる。
【００４３】
本実施の形態１にかかる撮像ユニット１０は、ケーブル６０ａ〜６０ｃを接続する取付け部３２を、本体部３１の中心からシフトさせて配置し、シフトさせることにより空いたスペースを電子部品実装領域Ｒとする。これにより、電子部品実装領域Ｒ上からハンダを正確に供給できるため、電子部品５１、５２を簡易かつ精度よく実装することができる。また、取付け部３２の側面ｆ５、ｆ６に第１の階段部３４ａ、第２の階段部３４ｂを設けることにより、ケーブル６０ａ〜６０ｃの実装密度を向上することができる。さらに、太径のケーブル６０ａを、撮像ユニット１０の光軸方向の中心面に近いケーブル接続電極３５ａに接続するため、ケーブル６０ａ〜６０ｃをケーブル接続電極３５ａ〜３５ｃに接続することにより発生する、撮像ユニット１０に加わる力を低減することができる。
【００４４】
なお、取付け部３２の裏面ｆ９に、マーカ３７を設けることもできる。図８は、本発明の実施の形態１の変形例１にかかる撮像ユニット１０Ａのケーブル未接続の状態での上面図である。図９は、図８に示す撮像ユニット１０Ａの側面図である。
【００４５】
変形例１にかかる撮像ユニット１０Ａにおいて、取付け部３２Ａの裏面ｆ９には、半導体パッケージ２０の中心位置を示すマーカ３７が設けられている。撮像ユニット１０Ａは、半導体パッケージ２０と、回路基板３０Ａとを位置合わせした後、バンプ２３を介して電気的および機械的に接続される。取付け部３２Ａの裏面ｆ９に、半導体パッケージ２０の中心位置を示すマーカ３７を配置することにより、半導体パッケージ２０との位置合わせが容易となり、接続精度を向上することができる。変形例１のマーカ３７は、十字の形状を採用するが、半導体パッケージ２０の中心位置を形状により視認できれば、これに限定されるものではない。例えば、図１０に示す、マーカ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、３７ｅ、３７ｆ、３７ｇ、３７ｈのような形状も採用することができる。
【００４６】
（実施の形態２）
実施の形態２にかかる撮像ユニット１０Ｂは、本体部３１と第１の階段部３４ａとの間、および第１の階段部３４ａと第２の階段部３４ｂとの間に溝部を有しない点で実施の形態１と異なる。図１１は、本発明の実施の形態２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の側面図である。なお、図１１および図１２において、半導体パッケージ２０と回路基板３０Ｂ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〜６０ｃ、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。
【００４７】
撮像ユニット１０Ｂにおいて、本体部３１と第１の階段部３４ａとの間、および第１の階段部３４ａと第２の階段部３４ｂとの間には溝部が形成されていない。溝部を形成しないため、取付け部３２Ｂの光軸方向の長さが短くなり、撮像ユニット１０Ｂの硬質部長を短くすることができる。また、溝部を形成しないため、回路基板３０Ｂの作製に要する金型数を減らすことができる。これにより、撮像ユニット１０Ｂを内視鏡に使用する際、先端部の湾曲Ｒが小さく、安価な内視鏡を提供することができる。
【００４８】
また、第１の階段部３４ａに形成されるケーブル接続電極３５ｃは、本体部３１から離間して形成されるとともに、第２の階段部３４ｂに形成されるケーブル接続電極３５ａ、３５ｂは、第１の階段部３４ａから離間して形成され、第１の階段部３４ａに形成されるケーブル接続電極３５ｃは、電子部品５１、５２と光軸方向に重なるように配置される。電子部品５１、５２と光軸方向に重なるとは、ケーブル接続電極３５ｃの本体部３１側の端部から本体部３１までの長さｈ１が、電子部品５１の高さｈ２より短いことを意味する。ケーブル接続電極３５ａ〜３５ｃを、本体部３１または第１の階段部３４ａから離間して形成することにより、はんだ流れによるショート等のリスクを低減できる。また、ケーブル接続電極３５ｃを電子部品５１、５２と光軸方向に重なるように配置することにより、取付け部３２Ｂの光軸方向の長さが短くなる。
【００４９】
また、本実施の形態１と同様に、撮像ユニット１０Ｂは、ケーブル６０ａ〜６０ｃを接続する取付け部３２Ｂを、本体部３１の中心からシフトさせて電子部品実装領域Ｒと並べて配置するため、電子部品実装領域Ｒ上からハンダを正確に供給でき、電子部品５１、５２を簡易かつ精度よく実装することができる。また、取付け部３２Ｂの側面ｆ５、ｆ６に第１の階段部３４ａ、第２の階段部３４ｂを設けているため、ケーブル６０ａ〜６０ｃの実装密度を向上することができる。さらに、太径のケーブル６０ａを、撮像ユニット１０Ｂの光軸方向の中心面に近いケーブル接続電極３５ａに接続するため、ケーブル６０ａ〜６０ｃをケーブル接続電極３５ａ〜３５ｃに接続することにより発生する、撮像ユニット１０Ｂに加わる力を低減することができる。
【００５０】
（実施の形態３）
実施の形態３にかかる撮像ユニット１０Ｃは、取付け部３２Ｃの電子部品実装領域Ｒ側の側面には、階段部が形成されていない点で実施の形態１と異なる。図１３は、本発明の実施の形態３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の側面図である。なお、図１３および図１４において、半導体パッケージ２０と回路基板３０Ｃ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〜６０ｃ、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。
【００５１】
撮像ユニット１０Ｃにおいて、取付け部３２Ｃは、側面ｆ５のみに、本体部３１側から、第１の階段部３４ａおよび第２の階段部３４ｂが形成されている。取付け部３２Ｃの側面ｆ６は、本体部３１の裏面ｆ４と垂直な面である。側面ｆ５側の第１の階段部３４ａおよび第２の階段部３４ｂに、ケーブル６０ｃおよびケーブル６０ｂをそれぞれ接続するケーブル接続電極３５ｃおよび３５ｂが形成され、側面ｆ６のケーブル接続電極３５ｂと対向する位置に、ケーブル６０ａを接続するケーブル接続電極３５ａが形成されている。
【００５２】
撮像ユニット１０Ｃでは、取付け部３２Ｃは、ケーブル接続電極３５ａと３５ｂが形成される側面ｆ５、ｆ６の中心面ａ１が、半導体パッケージ２０の取付け部３２Ｃの側面ｆ５、ｆ６と平行な側面の中心面ａ２からシフトするように配置され、かつ電子部品実装領域Ｒ側である側面ｆ６に階段部を設けないため、電子部品実装領域Ｒを広くすることができる。これにより、より多くの電子部品５１、５２を実装できるため、高機能な撮像ユニット１０Ｃを提供することができる。また、取付け部３２Ｃの側面ｆ５には第１の階段部３４ａ、第２の階段部３４ｂを設けているため、ケーブル６０ａ〜６０ｃの実装密度を向上することができ、さらに、太径のケーブル６０ａを、撮像ユニット１０Ｃの光軸方向の中心面に近いケーブル接続電極３５ａに接続するため、ケーブル６０ａ〜６０ｃをケーブル接続電極３５ａ〜３５ｃに接続することにより発生する、撮像ユニット１０Ｃに加わる力を低減することができる。
【００５３】
なお、取付け部３２Ｃの側面ｆ６が、半導体パッケージ２０の取付け部３２Ｃの側面ｆ５、ｆ６と平行な側面の中心面ａ２に重なるように配置し、さらに電子部品実装領域Ｒを広げることもできる。図１５は、本発明の実施の形態３の変形例１にかかる撮像ユニット１０Ｄの側面図である。
【００５４】
撮像ユニット１０Ｄでは、取付け部３２Ｄを、側面ｆ６が半導体パッケージ２０の取付け部３２Ｄの側面ｆ５、ｆ６と平行な側面の中心面ａ２に重なるように配置する。これにより、電子部品実装領域Ｒが広がり、より多くの電子部品５１、５２を実装でき、高機能な撮像ユニット１０Ｄを提供することができる。また、取付け部３２Ｄの側面ｆ５には第１の階段部３４ａ、第２の階段部３４ｂを設けているため、ケーブル６０ａ〜６０ｃの実装密度を向上することができ、さらに、太径のケーブル６０ａを、撮像ユニット１０Ｄの光軸方向の中心面に近いケーブル接続電極３５ａに接続するため、ケーブル６０ａ〜６０ｃをケーブル接続電極３５ａ〜３５ｃに接続することにより発生する、撮像ユニット１０Ｄに加わる力を低減することができる。
【００５５】
さらに、取付け部３２Ｃの側面ｆ６に接続されるケーブル６０ａの中心軸ａ３が、半導体パッケージ２０の取付け部３２Ｃの側面ｆ５、ｆ６と平行な側面の中心面ａ２に重なるまで取付け部３２Ｃをシフトさせてもよい。図１６は、本発明の実施の形態３の変形例２にかかる撮像ユニット１０Ｅの側面図である。
【００５６】
撮像ユニット１０Ｅでは、取付け部３２Ｅを、取付け部３２Ｅの側面ｆ６に形成されたケーブル接続電極３５ａに接続されるケーブル６０ａの中心軸ａ３が、半導体パッケージ２０の取付け部３２Ｅの側面ｆ５、ｆ６と平行な側面の中心面ａ２に重なるように配置している。これにより、電子部品実装領域Ｒがさらに広がり、電子部品５１、５２に加え、より大きな電子部品５３を実装でき、高機能な撮像ユニット１０Ｅを提供することができる。また、取付け部３２Ｅの側面ｆ５には第１の階段部３４ａ、第２の階段部３４ｂを設けているため、ケーブル６０ａ〜６０ｃの実装密度を向上することができる。さらに、太径のケーブル６０ａの中心軸ａ３は、半導体パッケージ２０の中心面ａ２に重なるため、ケーブル６０ａ〜６０ｃをケーブル接続電極３５ａ〜３５ｃに接続することにより発生する、撮像ユニット１０Ｅに加わる力をより低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
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】
【００５８】
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
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  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  回路基板
３１  本体部
３２、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅ  取付け部
３３ａ、３３ｂ  溝部
３４ａ  第１の階段部
３４ｂ  第２の階段部
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ  ケーブル接続電極
３６ａ  実装ランド
３７、３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、３７ｅ、３７ｆ、３７ｇ、３７ｈ  マーカ
５１、５２、５３  電子部品
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ  ケーブル
６１  導体
６２  外皮
【図１】
2017130886.tif 000003
【図２】
2017130886.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【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】
2017130886.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2017130886.tif 000017
【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年4月27日(2017.4.27)
【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】
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、
バンプを介し前記接続電極と電気的および機械的に接続される接続ランドが表面に形成された本体部と、前記本体部の裏面に突出し、突出する側面のうち少なくとも対向する２側面にケーブル接続電極が形成された取付け部と、を有する回路基板と、
前記回路基板の本体部の裏面の電子部品実装領域に実装される複数の電子部品と、
前記取付け部の前記ケーブル接続電極に電気的および機械的に接続される複数のケーブルと、
を備え、
前記取付け部は、前記ケーブル接続電極が対向して形成された２側面の中心面が、前記半導体パッケージの前記取付け部の２側面と平行な側面の中心面からシフトして前記本体部から突出するとともに、少なくとも１側面は前記本体部の裏面と垂直であり、
前記電子部品実装領域は、前記本体部の裏面に前記取付け部と並べて配置されることを特徴とする撮像ユニット。
【請求項２】
前記取付け部の前記ケーブル接続電極が形成される対向する２側面は、前記本体部側の第１の階段部と、前記撮像素子の光軸方向の基端側の第２の階段部と、を有し、
前記ケーブル接続電極は、前記第２の階段部の前記電子部品実装領域側の側面および前記電子部品実装領域側の側面と対向する側面、ならびに前記第１の階段部の前記電子部品実装領域の側面と対向する側面に形成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３】
前記第１の階段部に形成される前記ケーブル接続電極は、前記本体部から離間して形成されるとともに、前記第２の階段部に形成される前記ケーブル接続電極は、前記第１の階段部から離間して形成され、
前記前記第１の階段部に形成される前記ケーブル接続電極は、前記電子部品と光軸方向に重なるように配置されることを特徴とする請求項２に記載の撮像ユニット。
【請求項４】
前記本体部と前記第１の階段部との間、および前記第１の階段部と前記第２の階段部との間に溝部が形成されることを特徴とする請求項２に記載の撮像ユニット。
【請求項５】
前記取付け部の前記ケーブル接続電極が形成される前記電子部品実装領域側の側面と対向する側の側面は、前記本体部側の第１の階段部と、前記撮像素子の光軸方向の基端側の第２の階段部と、を有し、
前記ケーブル接続電極は、前記電子部品実装領域側の側面と対向する側の側面の第１の階段部および第２の階段部、ならびに前記電子部品実装領域側の側面に形成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６】
複数の前記ケーブルは外径の異なる複数種のケーブルであって、
外径が大きいケーブルは前記第２の階段部に形成された前記ケーブル接続電極に接続されることを特徴とする請求項２に記載の撮像ユニット。
【請求項７】
前記取付け部の前記ケーブル接続電極が形成される前記電子部品実装領域側の側面は、前記半導体パッケージの前記取付け部の２側面と平行な２側面の中心面を通る鉛直面内にあることを特徴とする請求項５に記載の撮像ユニット。
【請求項８】
前記取付け部の前記電子部品実装領域側の側面に形成された前記ケーブル接続電極に接続された前記ケーブルの中心軸は、前記半導体パッケージの前記取付け部の２側面と平行な側面の中心面を通る鉛直面内に位置することを特徴とする請求項５に記載の撮像ユニット。
【請求項９】
前記取付け部の裏面は前記半導体パッケージの裏面と平行であり、
前記取付け部の裏面には、前記半導体パッケージの中心位置を示すマーカが配置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１０】
前記回路基板、および前記ケーブル接続電極にそれぞれ接続された複数の前記ケーブルは、前記半導体パッケージの光軸方向の投影面内に収ま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１１】
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、
バンプを介し前記接続電極と電気的および機械的に接続される接続ランドが表面に形成された本体部と、前記本体部の裏面に突出し、突出する側面のうち少なくとも対向する２側面にケーブル接続電極が形成された取付け部と、を有する回路基板と、
前記回路基板の本体部の裏面の電子部品実装領域に実装される複数の電子部品と、
を備え、
前記取付け部は、前記ケーブル接続電極が対向して形成された２側面の中心面が、前記半導体パッケージの前記取付け部の２側面と平行な側面の中心面からシフトして前記本体部から突出するとともに、前記側面は前記本体部の裏面と垂直であり、
前記電子部品実装領域は、前記本体部の裏面に前記取付け部と並べて配置されることを特徴とする撮像モジュール。
【請求項１２】
請求項１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】
2017130886.tif 000019
2017130886.tif 000020
2017130886.tif 000021
2017130886.tif 000022