(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子の撮像面側端子に導体リードの一端を接続し、この導体リードを挟むようにして上記固体撮像素子の撮像面側にカバーガラスを接着し、上記導体リードの他端を回路基板に接続する固体撮像装置において、
上記固体撮像素子及びカバーガラスの外周４面を囲んだ状態で、このカバーガラスと上記回路基板を連結するための囲い気密部材を設け、この囲い気密部材を接着剤により上記カバーガラスと回路基板に接着することにより、上記の固体撮像素子とカバーガラスの間の気密を保つようにしたことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
上記囲い気密部材は、上記固体撮像素子及びカバーガラスの外周４面のうち上記導体リードが配置されている２面に対し独立した囲い部材を用いると共に、上記導体リードが配置されない２面の囲い部材を回路基板に一体に形成したことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
上記囲い気密部材として、上記固体撮像素子及びカバーガラスの外周４面を囲むように一体に形成した囲い部材を用いたことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項４】
上記囲い気密部材と上記カバーガラスにハンダ用めっきを形成すると共に、上記回路基板側にハンダ用導体パターンを形成し、この囲い気密部材を上記のカバーガラスと回路基板にハンダ付けしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項５】
固体撮像素子の撮像面側端子に導体リードの一端を接続し、この導体リードを挟むようにして上記固体撮像素子の撮像面側にカバーガラスを接着し、上記導体リードの他端を回路基板に接続する固体撮像装置において、
上記カバーガラスの代わりとなりかつ上記固体撮像素子の外周四方を囲む囲い気密部材として機能させるために、上記回路基板の固体撮像素子収納部と導体リード接続部を含む領域より大きい面積の拡張カバーガラスを設け、この拡張カバーガラスを上記回路基板にハンダ付けし、上記の固体撮像素子と拡張カバーガラスの間の気密を保つようにしたことを特徴とする固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は固体撮像装置、特に被観察体内に挿入される電子内視鏡の先端部に搭載される装置で、気密性維持のための構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子内視鏡装置では、照明光が照射された被観察体内を対物光学系を介して撮像するために固体撮像装置が用いられ、この固体撮像装置は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の固体撮像素子を回路基板に組み付けた構成とされる。即ち、回路素子を有する回路基板を介して供給された駆動信号によってＣＣＤは駆動され、このＣＣＤで得られた撮像信号は回路基板を介してプロセッサ装置へ供給され、この結果、被観察体の画像がモニタへ表示される。
【０００３】
図１０には、従来の固体撮像装置の構成が示されており、この図１０（Ｂ）に示されるように、ＣＣＤ１は導体リード（線）２によって回路基板３の配線パターンに接続されている。また、上記ＣＣＤ１の上側の撮像面側に、接着剤によってカバーガラス４が接着され（このカバーガラス４は透視状態で描いてある）、上記回路基板３には回路素子５が実装されると共に、図示していないがプロセッサ装置へ連結される信号線が接続される。なお、上記カバーガラス４には、対物光学系が光学的に接続される。
【０００４】
上述したＣＣＤ１、導体リード２及びカバーガラス４は、例えばＴＡＢ（Tape Automated Bonding）方式により一体のものとして製造される。即ち、このＴＡＢ方式は、搬送用テープに組み込まれて搬送されるＣＣＤ１の撮像面に、導体リード２を実装してカバーガラス４を接着すると共に、この状態で製品の検査等を流れ作業的に行うもので、量産性を高めた製造方法である。従って、このＴＡＢ方式のＣＣＤ組付け体の場合は、この導体リード２を回路基板３に接続すればよいことになる。
【０００５】
そして、上記の導体リード２を接続した後には、封止剤（樹脂系接着剤）６をＣＣＤ１及びカバーガラス４と回路基板３との間に充填しており、このＣＣＤ１とカバーガラス４との間の隙間は、これら間に注入された接着剤と上記の封止剤６によって気密及び水密が確保されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の固体撮像装置では、樹脂系接着剤からなる封止剤６やカバーガラス４を接着する接着剤によって気密がとられているので、経年変化によって封止剤６や接着剤を通して水分が内部へ浸入し、水滴がカバーガラス４の内面Ｓに付着するという問題があった。この固体撮像装置では、被観察体像がカバーガラス４を介して上記ＣＣＤ１の撮像面に結像することから、このカバーガラス４の内面Ｓに付着する水滴によって画質が低下することになる。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、固体撮像素子とカバーガラスの間の気密性を向上させ、カバーガラス内面に水滴が付着することのない固体撮像装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、固体撮像素子の撮像面側端子に導体リードの一端を接続し、この導体リードを挟むようにして上記固体撮像素子の撮像面側にカバーガラスを接着し、上記導体リードの他端を回路基板に接続する固体撮像装置において、上記固体撮像素子及びカバーガラスの外周４面を囲んだ状態で、このカバーガラスと上記回路基板を連結するための囲い気密部材を設け、この囲い気密部材を接着剤により上記カバーガラスと回路基板に接着することにより、上記の固体撮像素子とカバーガラスの間の気密を保つようにしたことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、上記囲い気密部材が、上記固体撮像素子及びカバーガラスの外周４面のうち上記導体リードが配置されている２面に対し独立した囲い部材を用いると共に、上記導体リードが配置されない２面の囲い部材を回路基板に一体に形成したことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、上記囲い気密部材として、上記固体撮像素子及びカバーガラスの外周４面を囲むように一体に形成した囲い部材を用いたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、上記囲い気密部材と上記カバーガラスにハンダ用めっきを形成すると共に、上記回路基板側にハンダ用導体パターンを形成し、この囲い気密部材を上記のカバーガラスと回路基板にハンダ付けしたことを特徴とする。
請求項５に係る発明は、固体撮像素子の撮像面側端子に導体リードの一端を接続し、この導体リードを挟むようにして上記固体撮像素子の撮像面側にカバーガラスを接着し、上記導体リードの他端を回路基板に接続する固体撮像装置において、上記カバーガラスの代わりとなりかつ上記固体撮像素子の外周四方を囲む囲い気密部材として機能させるために、上記回路基板の固体撮像素子収納部と導体リード接続部を含む領域より大きい面積の拡張カバーガラスを設け、この拡張カバーガラスを上記回路基板にハンダ付けし、上記の固体撮像素子と拡張カバーガラスの間の気密を保つようにしたことを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、囲い気密部材として、水分を通さない例えばセラミック製材料で、固体撮像素子及びカバーガラスの外周４面を囲む部材が形成され、この囲い部材をカバーガラスと回路基板に接着することにより、固体撮像素子撮像面とカバーガラスとの間の気密性（及び水密性）を経年変化に耐え得るようにすることができる。
【００１１】
また、請求項５及び６の構成によれば、上記の囲い部材と回路基板及びカバーガラスとの接続をハンダ付けによって行うので、接着剤による接続よりも気密性を高くできるという利点がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３には、第１実施例に係る固体撮像装置の構成が示されており、この第１実施例は、外周四方に分離する囲い部材を用いたものである。図１において、固体撮像素子であるＣＣＤ１１、導体リード（線）１２及びカバーガラス１４は、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）方式によって一体の組付け体として形成されたものが使用される。また、このＣＣＤ１１においては画素単位で色フィルタ及びマイクロレンズが撮像面に形成される。
【００１３】
一方、上記ＣＣＤ１１を接続配置する回路基板１５が設けられており、この回路基板１５では、例えば２点鎖線で示すように４枚のセラミック薄板を重ねることによって、ＣＣＤ１１の厚みと略同一の深さの収納部１６が設けられ、その上面には端子Ｋ１が形成（パターニング）される。この端子Ｋ１は、図示されていないが、内部の配線を介して例えば底面部の端子まで接続され、この底面部の端子にプロセッサ装置へつながる信号線が接続される。
【００１４】
そして、第１実施例では、上記のＣＣＤ１１とカバーガラス１４の外周４面を囲むように、前方体１８Ａ、後方体１８Ｂ（これら１８Ａ，１８Ｂは、透視した状態で示している）、側面体１８Ｃ，１８Ｄからなる囲い部材が設けられる。これらの囲い部材（１８Ａ〜１８Ｄ）は、水分を通さない材質、例えばセラミック等で製作され、またそれぞれの部材には隙間なく組み合わされるように段差部Ｅが作られている。
【００１５】
上記第１実施例によれば、図２及び図３に示されるように、前方体１８Ａ、後方体１８Ｂ、側面体１８Ｃ，１８Ｄが接着剤を用いて組み付けられながら、カバーガラス１４の側面と収納部１６上面を含む回路基板１５の上面に接着される。この結果、図３に示されるように、ＣＣＤ１１とカバーガラス１４と囲い部材１８Ａ〜１８Ｄと回路基板１５で囲まれる隙間、そしてＣＣＤ１１とカバーガラス１４との間の隙間が気密状態となる。従って、この隙間に水分が侵入し、カバーガラス１４の内面Ｓに水滴が付着することが良好に防止される。
【００１６】
図４及び図５には、第２実施例の構成が示されており、この第２実施例は、囲い部材の側面体を回路基板に一体に形成したものである。図４において、回路基板２０には、第１実施例と同様にＣＣＤ１１の厚みと略同一の深さの収納部が設けられ、その上面には端子Ｋ１が形成されると共に、囲い部材である両側の側面体２１Ｃ，２１Ｄが一体に形成される。また、これに加えて、前方体１８Ａと後方体１８Ｂが配置され、ＣＣＤ１１、導体リード１２及びカバーガラス１４の構成は、第１実施例と同様となる。
【００１７】
この第２実施例によれば、図５に示されるように、前方体１８Ａ、後方体１８Ｂが側面体２１Ｃ，２１Ｄ、カバーガラス１４及び回路基板１５に接着剤で接着される。この結果、図３で説明したように、ＣＣＤ１１とカバーガラス１４との間の隙間が高い気密状態に維持される。
【００１８】
図６には、第３実施例の構成が示されており、この第３実施例は四方の全ての囲い部材を一体に形成したものである。図６において、囲い部材１８は、図１の前方体１８Ａ、後方体１８Ｂ、側面体１８Ｃ，１８Ｄを一体に形成したものであり、この囲い部材１８以外の構成は、第１実施例と同一となっている。この第３実施例によっても、図３に示されるように、ＣＣＤ１１とカバーガラス１４との間の隙間を高い気密状態に維持することでき、この第３実施例によれば、囲い部材１８の組付けが容易になる利点がある。
【００１９】
図７には、第４実施例の構成が示されており、この第４実施例は囲い部材をハンダ付けしたものである。図７において、回路基板２３は第１実施例と同様であり、収納部１６が形成され、かつ端子Ｋ１が形成されるが、この端子Ｋ１と共に、ハンダ付けのための導体パターン２４（斜線部）を形成する。即ち、この導体パターン２４は、図示されるように、ＣＣＤ１１と端子Ｋ１を含む領域を囲むように形成される。また、上記カバーガラス１４の前後面及び両側面（外周全域）には、帯状の金属めっき２５が形成される。
【００２０】
一方、第１実施例と同様に、前方体２６Ａ、後方体２６Ｂ、側面体２６Ｃ，２６Ｄからなる囲い部材が設けられ、これらの囲い部材２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄには、ハンダ付けのための金属めっき２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄが施される。そして、これらの金属めっき２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄは、囲い部材を組み付けたとき、上記の導体パターン２４に接触する位置に設けられる。
【００２１】
このような第４実施例によれば、カバーガラス１４の金属めっき２５及び回路基板２３の導体パターン２４と、前方体２６Ａ、後方体２６Ｂ、側面体２６Ｃ，２６Ｄの金属めっき２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄとを合わせてハンダ付けしながら、図７（Ｃ）に示されるように、側面体２６Ｃ（２６Ｄ）を取り付け、その後に前方体２６Ａと後方体２６Ｂを取り付けることによって、囲い部材を強固に接着配置することができる。この結果、図３に示したように、ＣＣＤ１１とカバーガラス１４との隙間が気密状態に維持されることになり、この第４実施例の場合は、ハンダ付けによって長期間、高い気密性が得られるという利点がある。
【００２２】
なお、この第４実施例では、囲い部材を四方で別体にした構成としたが、上記第２実施例のように、囲い部材の一部を回路基板２３に一体形成したり、第３実施例のように、四方の部材を一体にした一つの囲い部材（１８）を用いたりすることができる。
【００２３】
図８及び図９には、第５実施例の構成が示されており、この第５実施例は、囲い気密手段として拡張カバーガラスを用い、この拡張カバーガラスをハンダ付けしたものである。図８（Ｄ）に示されるように、回路基板２８は複数のセラミック薄板を重ねることにより収納部２９を形成し、また図８（Ｃ）に示されるように、上面にＣＣＤ１１の導体リード１２を接続するための端子Ｋ１を形成すると共に、プロセッサ装置へつながる信号線を接続するための端子Ｋ２を形成する。そして、この回路基板２８において、上記収納部２９と端子Ｋ１を囲むようにハンダ付けのための導体パターン３０が形成される。なお、この回路基板２８の裏面側には回路素子５が実装される。
【００２４】
一方、図８（Ａ），（Ｂ）に示されるように、ＣＣＤ１１と導体リード１２を含む領域よりも大きな面積の拡張カバーガラス３２が設けられ、この拡張カバーガラス３２の撮像素子側の面の外周側には、上記導体パターン３０に一致するハンダ付けのための金属めっき３３が形成される。
【００２５】
このような第５実施例によれば、図９（Ｂ）に示されるように、上記の回路基板２８の導体パターン３０と拡張カバーガラス３２の金属めっき３３をハンダ３４で接合しながら、拡張カバーガラス３２を回路基板２８に接着配置する。この結果、図９のように、ＣＣＤ１１と拡張カバーガラス３２との隙間が気密状態に維持され、この第５実施例の場合も、ハンダ付けによって長期間、高い気密性が得られるという利点がある。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、固体撮像素子の撮像面に導体リードを挟むようにしてカバーガラスを接着し、この固体撮像素子を上記導体リードで回路基板に接続する構成において、固体撮像素子及びカバーガラスの外周４面を囲んだ状態で、このカバーガラスと回路基板を連結するための囲い気密部材を設け、この囲い気密部材を接着剤によりカバーガラスと回路基板に接着することにより、固体撮像素子とカバーガラスの間の気密を保つようにしたので、この固体撮像素子とカバーガラスの間の気密性が従来に比較して格段に向上し、経年変化によってカバーガラスの内面に水滴が付着することも良好に防止される。
【００２７】
また、請求項４及び５の発明によれば、囲い部材等をカバーガラス及び回路基板にハンダ付けするので、囲い部材の強固な接続が達成され、高い気密性が得られるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る固体撮像装置の構成を示す分解斜視図である。
【図２】第１実施例において囲い部材を組み付けた状態を示す斜視図である。
【図３】実施例の囲い部材の組付け状態を示す断面図である。
【図４】第２実施例に係る固体撮像装置の構成を示す分解斜視図である。
【図５】第２実施例において囲い部材を組み付けた状態を示す斜視図である。
【図６】第３実施例に係る固体撮像装置の構成を示す分解斜視図である。
【図７】第４実施例に係る固体撮像装置の構成を示し、図（Ａ）は上面図、図（Ｂ）は囲い部材がない状態で前側から見た図、図（Ｃ）は側面図である。
【図８】第５実施例に係る固体撮像装置の構成を示し、図（Ａ）はＣＣＤ及びカバーガラスをＣＣＤ側（下側）から見た図、図（Ｂ）は図（Ａ）の側面図、図（Ｃ）は回路基板の上面図、図（Ｄ）は図（Ｃ）の側面断面図である。
【図９】第５実施例において拡張カバーガラスを接着したときの状態を示し、図（Ａ）は上面図、図（Ｂ）は側面断面図である。
【図１０】従来の固体撮像装置を示し、図（Ａ）は上面図（カバーガラスは透視状態）、図（Ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１，１１…ＣＣＤ、      ２，１２…導体リード、
３，１５，２０，２３，２８…回路基板、
４，１４…カバーガラス、
１８，１８Ａ〜１８Ｄ，２１Ｃ，２１Ｄ，２６Ａ〜２６Ｄ…囲い部材、
３２…拡張カバーガラス、
２４，３０…導体パターン、
２５，２７Ａ〜２７Ｄ，３３…金属めっき、
３４…ハンダ。
【図１】
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【図２】
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【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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