内窥镜的制作方法

本实用新型涉及一种内窥镜。

背景技术：

内窥镜可用于检查患者的体内。内窥镜具有插入到体内的插入管，并且在插入管的前端设置有用于容纳摄像元件的前端部。

以往，当将在其受光侧设有电极引出垫(键合垫)的摄像元件安装在内窥镜的前端部时，通过引线键合与tab引出配线，并在封装后连接缆线，将其插入屏蔽框内以确保电磁兼容性。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5377085号公报

专利文献2：日本特许第3875505号公报

技术实现要素：

实用新型所要解决的课题

然而，通过引线键合引出电极的传统方法具有以下缺点：芯片周围需要另外一个键合垫，并且封装尺寸增大。

另外，在通过tab引出配线的方法中，近年来为了应对键合垫的窄间距配置，减小了悬空引线的宽度，但是在这种情况下，存在抗弯曲性能降低的问题。

本实用新型是鉴于这样的情况而提出的，其目的在于提供一种无需使用引线键合和tab就能够从形成于摄像元件的受光侧上的键合垫引出配线的内窥镜。

用于解决课题的方案

本实用新型的一种形态所涉及的内窥镜，在具备设置于插入部的前端部的物镜、在该物镜的对面形成有受光区域的摄像元件、以及配置在该摄像元件的背面侧且安装有用于驱动该摄像元件的驱动电路的驱动电路板的内窥镜中，其具备用于收纳所述摄像元件和所述驱动电路板的电磁屏蔽罩，该电磁波屏蔽罩具备第1屏蔽构件以及外嵌在该第1屏蔽构件的后端侧的第2屏蔽构件，其中，第1屏蔽构件具备用于覆盖所述摄像元件侧部的圆筒体、配置在所述摄像元件与所述物镜之间且具备用于射入源自所述物镜的光线的开口部的结构体、以及形成于所述圆筒体与所述结构体的内周面上且用于电气连接所述摄像元件与所述驱动电路板的配线图案。

优选地，所述内窥镜具备与所述配线图案的一端相连接，并设置在与所述摄像元件相向的所述结构体部位上的凸块、以及与所述配线图案的另一端相连接，并用于确保与安装在所述驱动电路板上的驱动电路导通的焊盘。

优选地，在该驱动电路板前面与所述圆筒体后端面相向设置的状态下，将所述驱动电路板安装在所述圆筒体上。

优选地，所述驱动电路板具备缺口部，其中，缺口部沿所述驱动电路板厚度方向切除而成，以使得所述焊盘的一部分露出。

优选地，在该驱动电路板侧面与所述圆筒体内周面相向设置的状态下，将所述驱动电路板安装在所述圆筒体上。

优选地，所述圆筒体与所述结构体一体成形，并且具备由导电材料形成的基部、以及形成于该基部的内周面上的绝缘层。

优选地，所述圆筒体与所述结构体一体成形，并且具备由绝缘性材料形成的基部、以及形成于该基部的外周面上的导电层。

优选地，所述摄像元件经由所述凸块安装在所述电磁屏蔽罩内。

优选地，在所述第2屏蔽构件的内部空间内填充有具有绝缘性的填充剂。

实用新型效果

根据本申请，在不使用引线键合和tab的情况下就可以从形成于摄像元件的受光侧上的键合垫中引出配线。

附图说明

图1是示出本实施方式所涉及的内窥镜整体结构的示意图。

图2是说明前端部内部结构的截面示意图。

图3是摄像单元的外观立体图。

图4是摄像单元的放大截面图。

图5是说明实施方式2所涉及的驱动电路板结构的局部放大图。

图6是实施方式3所涉及的摄像单元的放大截面图。

图7是实施方式4所涉及的摄像单元的放大截面图。

具体实施方式

在下文中，将参考示出其实施方式的附图来具体说明本实用新型。

(实施方式1)

图1是示出本实施方式所涉及的内窥镜整体结构的示意图。本实施方式所涉及的内窥镜具有由操作者手持的操作部1和从该操作部1延伸出的插入部2。

插入部2具备采用柔性护套(外皮)进行外包装的柔性管23，在柔性管23的前端连接有采用硬质树脂外壳进行外包装的前端部21。位于柔性管23与前端部21的连接处的弯曲部22的结构为：通过操作部1的操作，朝向与内窥镜的光轴方向相交叉的方向弯曲。该弯曲机构是一种内置于普通内窥镜中的众所周知的机构，其结构为：通过牵引用于与操作部1的操作(具体而言，是弯曲操作旋钮的旋转操作)相联动的操作线来使弯曲部22弯曲。其结构为：前端部21的方向随着上述操作的弯曲动作进行改变，从而使得内窥镜的摄像区域移动。

除用于使弯曲部22弯曲的弯曲操作旋钮之外，操作部1还设有用于从前端部21喷射气体和液体的送气/送水按钮、用于将观察图像切换为动态图像显示或静态图像显示的冻结按钮、用于指示观察图像的放大/缩小的缩放按钮、以及用于在普通光线与治疗光线之间切换的切换按钮等。

另外，连接器部9经由通用软线8连接于操作部1上。内窥镜经由连接器部9电气且光学地连接到处理器装置(图中未示出)中。处理器装置是一种一体化地具备用于处理来自内窥镜的图像信号的信号处理装置、以及通过内窥镜照射自然光无法到达的体腔内的光源装置的装置。在其他实施方式中，可以分开配置信号处理装置和光源装置。处理器装置通过将处理后的图像信号输出到外部监视器装置(图中未示出)而在监视器装置上显示观察图像。

图2是说明前端部21内部结构的截面示意图。图2示出了沿着透镜单元3和摄像单元5的光轴切割前端部21后的截面。此外，在下面的说明中，也将插入部2的前端侧记载为内窥镜的“前方”，将插入部2的基端侧(操作部1侧)记载为内窥镜的“后方”。

前端部21具备由硬质且导热性良好的金属或树脂形成的圆筒形前端部主体210、以及嵌入到前端部主体210的前方的前端部盖子211。在前端部主体210的后方的外周面上配置有构成前述弯曲部22的弯曲橡胶212。弯曲橡胶212通过伸缩性小的绑线213固定在前端部主体210上，并进一步地通过粘接剂进行固定，从而确保插入部2的水密性。

前端部主体210中设置有收纳空间214，其中，该收纳空间用于收纳包括多个物镜的透镜单元3、以及具备摄像元件51(参照图4)等电子部件的摄像单元5。该收纳空间214具有例如矩形的截面。透镜单元3经由用于将每个物镜配置在预定位置处的透镜框架31，配置于收纳空间214内。另外，摄像单元5在透镜单元3后方的位置处通过使用导热性良好的粘合剂等，固定于收纳空间214内。

另外，前端部21设置有收纳空间215，其中，该收纳空间与收纳空间214平行设置，用于收纳光导71。该收纳空间215具有例如圆形的截面。在收纳空间215内固定有由多根光纤构成的光导71的前端部。另外，光导71的前方布置有照明用光学透镜组72，其中，该照明用光学透镜组用于从光导71引导的光源装置中射出照明光。

在下文中，将对摄像单元5的结构进行说明。

图3是摄像单元5的外观立体图，图4是摄像单元5的放大截面图。摄像单元5具备摄像元件51、配置于摄像元件51的后方且安装有用于驱动摄像元件51的驱动电路520的驱动电路板52、用于收纳摄像元件51以及驱动电路板52的电磁屏蔽罩53、带通滤光器62、以及盖玻片63，其中摄像元件51在包括物镜的透镜单元3的对面具有由光电二极管构成的受光区域510。此外，在图3中未示出带通滤光器62和盖玻片63。

摄像元件51具有适当的厚度，并且配置在电磁屏蔽罩53内以使得受光区域510与透镜单元3的光轴方向大致正交。键合垫(图中未示出)与受光区域510和多个电路一起形成于摄像元件51的前面。摄像元件51，例如是cmos(complementarymetaloxidesemiconductor)图像传感器或ccd(chargecoupleddevice)等光电转换元件。摄像元件51提取出根据在受光区域510中成像的光学图像光量而累积的电荷，将其转换为摄像信号(电信号)后通过键合垫将其输出到外部。

驱动电路板52是具有适当厚度的矩形基板，并且在电磁屏蔽罩53内配置于摄像元件51的后方，以使得基板表面大致平行于摄像元件51的基板表面。在驱动电路板52的前面安装有由ic(integratedcircuit)、电容器、电阻器等电子电路部件、以及电气连接这些电子电路部件的配线图案构成的驱动电路520，在驱动电路板52的后面分别连接有作为复合缆线610进行收束的各条缆线61的一端。复合缆线610的各条缆线61例如通过贯穿驱动电路板52的贯穿式电极(图中未示出)与前面的驱动电路520以及后述的三维配线层543所具有的焊盘545的一部分连接。复合缆线610的结构为：通过弯曲部22、柔性管23和操作部1的内部连接到连接器部9，并且将从摄像元件51输出的图像信号等经由连接器部9传输到处理器装置的同时，将从处理器装置经由连接器部9输入的控制信号传输至驱动电路板52和摄像元件51中。

电磁屏蔽罩53具备位于前方(前端侧)的前屏蔽构件54、以及外嵌在前屏蔽构件54的后端部上的后屏蔽构件55。电磁屏蔽罩53在由前屏蔽构件54和后屏蔽构件55形成的内部空间中收纳摄像元件51和驱动电路板52，并确保电磁兼容性。此外，优选地，电磁屏蔽罩53通过图中未示出的配线进行接地。

前屏蔽构件54具备具有矩形截面且用于覆盖摄像元件51的侧部的圆筒体54a、以及与该圆筒体54a的前端部相连且设置于透镜单元3和摄像元件51之间的结构体54b。在结构体54b中设置有矩形开口部54c，该矩形开口部使得形成于摄像元件51的前面上的受光区域510露出，并且射入源自透镜单元3的光线。

此外，在前屏蔽构件54的前方设置有带通滤光器62和盖玻片63。带通滤光器62透射特定波长区域中的光线，并且阻挡其他波长区域中的光线的透射。在本实施方式中，设置有带通滤光器62以用于去除内窥镜检查中不必要的红外光。另外，盖玻片63是具有高透光率的光学构件，并且为防止受光区域510被污染而安装为覆盖位于带通滤光器62与前屏蔽构件54的结构体54b之间的开口部54c。

构成前屏蔽构件54的圆筒体54a和结构体54b由金属制基部541和配置在基部541的内周面上的绝缘层542一体成形。基部541由不锈钢、黄铜等导电材料形成，并且具有例如0.05～0.1mm左右的厚度。另一方面，绝缘层542是通过在基部541的内周面涂布绝缘性树脂而形成的，并且具有例如0.2～0.5mm左右的厚度。此外，涂布至基部541的绝缘树脂，优选为与后述的三维配线层543(金属配线)之间具有高粘着性的材料。

在结构体54b部位设有与摄像元件51的键合垫相对的凸块544。摄像元件51通过安装经由该凸块544的倒装芯片而安装于前屏蔽构件54的内部空间中。此外，凸块544也可以设置在摄像元件51的键合垫上。另外，在圆筒体54a的后端面上形成有焊盘545，以使其与形成于驱动电路板52的前面上的配线图案(图中未示出)的预定部位相向设置。驱动电路板52通过焊接等方式安装在圆筒体54a的后端面上，以使配线图案的预定部位与焊盘545互相导通。

在本实施方式中，通过在前屏蔽构件54(绝缘层542)的内周面上设置三维配线层543，以确保摄像元件51侧的凸块544与驱动电路板52侧的焊盘545之间互相导通。利用与激光加工相结合的选择性电镀方法或抗蚀图案的选择性电镀方法，通过在前屏蔽构件54的内周面上选择性地沉积金属来形成三维配线层543。

由于摄像元件51侧的凸块544和驱动电路板52侧的焊盘545经由三维配线层543连接，因此摄像元件51输出的摄像信号通过三维配线层543传送到驱动电路板52中，并且进一步地经由连接到驱动电路板52的缆线61传送到处理器装置中。另外，从处理器装置经由缆线61输入的控制信号通过图中未示出的贯穿式电极，传输至在驱动电路板52的前面所形成的配线图案中，并经由与配线图案的预定部位相连接的三维配线层543将其传输到摄像元件51中。

此外，在本实施方式中，前屏蔽构件54的基部541由金属制成，但也可以使用注塑成型的树脂基部或陶瓷基部。在这种情况下，可以在树脂基部或陶瓷基部的外周面上设置填实gnd图案(导电层)以确保屏蔽功能。

另外，在本实施方式中，圆筒体54a和结构体54b是一体成形的，但圆筒体54a和结构体54b也可以是单独的个体。

后屏蔽构件55是具有矩形截面的圆筒体，并且具有能够嵌入到前屏蔽构件54的后端部的尺寸。后屏蔽构件55的圆筒壁由不锈钢、黄铜等导电材料形成，并且具有例如0.05～0.1mm左右的厚度。摄像元件51与驱动电路板52安装于前屏蔽构件54，构成复合缆线610的各条缆线61连接到驱动电路板52的后面后，后屏蔽构件55外嵌至前屏蔽构件54的后端部以使其在前后方向上仅仅以适当的宽度重叠，并且通过粘合或焊接等方式进行固定。

此外，在从驱动电路板52的侧面和后面到后屏蔽构件55的开口端的后屏蔽构件55的内部空间中，填充有具有绝缘性、且导热性良好的树脂剂551(填充剂)。由此，构成驱动电路板52与构成复合缆线610的各条缆线61固定于后屏蔽构件55的内部。

由此，在本实施方式中，与采用引线键合的传统封装相比，可以缩小与光轴方向正交的方向(平面方向)上的尺寸。另外，由于在电磁屏蔽罩53的内周面设有三维配线层543，因此不需要像tab结构那样弯曲铜箔电路，还可以降低断线的风险。

(实施方式2)

在实施方式2中，将对在驱动电路板52的一部分上设置的沿平面方向切除的缺口部(半通孔)的结构进行说明。

图5是说明实施方式2所涉及的驱动电路板52结构的局部放大图。如上所述，在前屏蔽构件54的后端面上设置有用于与摄像元件51电气连接的焊盘545。实施方式2中的驱动电路板52具备半通孔546，半通孔沿厚度方向切除基板周边而成，以使得形成于前屏蔽构件54的后端面上的焊盘545的一部分露出。

在实施方式2中，在将驱动电路板52安装于前屏蔽构件54的状态下，由于可以使得形成于前屏蔽构件54的后端面上的焊盘545的一部分露出，因此在焊盘545上可以连接用于构成复合缆线610的缆线61的一部分。由此，在实施方式2中，可以直接从不需要穿过驱动电路板52的摄像元件51的端子(例如，接地端子)中引出配线。另外，可以采用以下结构：将焊料涂到半通孔546，并且焊接驱动电路板52和前屏蔽构件54。

(实施方式3)

在实施方式3中，将对驱动电路板52的另一安装示例进行说明。

图6是实施方式3所涉及的摄像单元5的放大截面图。实施方式3所涉及的摄像单元5具备在包括物镜的透镜单元3的对面形成有受光区域510的摄像元件51、配置于摄像元件51的后方且安装有用于驱动摄像元件51的驱动电路520的驱动电路板52、用于收纳摄像元件51以及驱动电路板52的电磁屏蔽罩53、带通滤光器62、以及盖玻片63。

与实施方式1相同，电磁屏蔽罩53具备前屏蔽构件54和后屏蔽构件55。前屏蔽构件54的圆筒体54a的内径尺寸略大于驱动电路板52在平面方向上的尺寸。在实施方式3中，在驱动电路板52侧面与靠近圆筒体54a后端部附近的内周面相向设置的状态下，将驱动电路板52安装在圆筒体54a上。具体而言，通过焊接驱动电路板52的后面和圆筒体54a的后端面，将驱动电路板52安装在圆筒体54a上。

此外，在本实施方式中，将驱动电路520用配线图案的一部分形成在驱动电路板52的后面，该配线图案经由图中未示出的贯穿式电极与驱动电路520相连接的同时，形成在驱动电路板52后面上的配线图案可以连接到圆筒体后端面的焊盘545上。在这种情况下，在安装于驱动电路板52上的驱动电路520和摄像元件51之间，确保穿过形成于驱动电路板52的前面的配线图案、贯穿式电极、形成于驱动电路板52的后面上的配线图案、焊盘545、三维配线层543和凸块544的导通路径，并且可以通过该导通路径发送和接收信号。

如上所述，在实施方式3中，在驱动电路板52侧面和靠近圆筒体54a后端部附近的内周面相向设置的状态下，将驱动电路板52安装在圆筒体54a上，因此，在驱动电路板52的侧面上能够承受从电磁屏蔽罩53的外侧沿平面内方向作用的外力，从而能够提高电磁屏蔽罩53的强度。

(实施方式4)

在实施方式4中，将对安装于驱动电路板52的后面的驱动电路的结构进行说明。

图7是实施方式4所涉及的摄像单元5的放大截面图。实施方式4所涉及的摄像单元5具备在包括物镜的透镜单元3的对面形成有受光区域510的摄像元件51、配置于摄像元件51的后方且安装有用于驱动摄像元件51的驱动电路520的驱动电路板52、用于收纳摄像元件51以及驱动电路板52的电磁屏蔽罩53、带通滤光器62、以及盖玻片63。

与实施方式1相同，电磁屏蔽罩53具备前屏蔽构件54和后屏蔽构件55。前屏蔽构件54的圆筒体54a的内径尺寸略大于驱动电路板52在平面方向上的尺寸。在实施方式3中，在驱动电路板52侧面与靠近圆筒体54a后端部附近的内周面相接的状态下，将驱动电路板52安装在圆筒体54a上。具体而言，通过焊接驱动电路板52的后面和圆筒体54a的后端面，将驱动电路板52安装在圆筒体54a上。

在本实施方式中，将包括配线图案的驱动电路520形成于驱动电路板52的后面，并且可以将该配线图案连接到圆筒体后端面的焊盘545上。在这种情况下，在安装于驱动电路板52上的驱动电路520和摄像元件51之间，确保穿过形成于驱动电路板52的后面上的配线图案、焊盘545、三维配线层543和凸块544的导通路径，并且可以通过该导通路径发送和接收信号。

如上所述，在实施方式4中，在驱动电路板52侧面和靠近圆筒体54a后端部附近的内周面相接的状态下，将驱动电路板52安装在圆筒体54a上，因此，在驱动电路板52的侧面上能够承受从电磁屏蔽罩53的外侧沿平面内方向作用的外力，从而能够提高电磁屏蔽罩53的强度。

另外，在实施方式4中，由于将驱动电路520安装在驱动电路板52的后面侧上，因此可以使作为热源的驱动电路520远离摄像元件51，同时通过填充在后屏蔽构件55的内部空间内的树脂剂551，可以有效地散发驱动电路520中所产生的热量。

应该理解的是，本次公开的实施方式在所有方面均为例示性的，而非限制性的。本实用新型的范围不是上述含义，而是由权利要求示出，并且旨在包括与权利要求等同的含义和范围内的所有修改。

符号说明

1操作部

2插入部

3透镜单元

5摄像单元

8通用软线

9连接器部

21前端部

22弯曲部

23柔性管

51摄像元件

52驱动电路板

53电磁屏蔽罩

54前屏蔽构件

54a圆筒体

54b结构体

61缆线

62带通滤光器

63盖玻片

510受光区域

520驱动电路

541基部

542绝缘层

543三维配线层

544凸块

545焊盘

546半通孔

551树脂剂

610复合缆线。