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WO2019138440A1 - 撮像装置、内視鏡、および、撮像装置の製造方法 - Google Patents

撮像装置、内視鏡、および、撮像装置の製造方法 Download PDF

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WO2019138440A1
WO2019138440A1 PCT/JP2018/000179 JP2018000179W WO2019138440A1 WO 2019138440 A1 WO2019138440 A1 WO 2019138440A1 JP 2018000179 W JP2018000179 W JP 2018000179W WO 2019138440 A1 WO2019138440 A1 WO 2019138440A1
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WO
WIPO (PCT)
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imaging device
imaging
unit
mold
mold resin
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2018/000179
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English (en)
French (fr)
Inventor
山本　賢
考俊 五十嵐
拓郎 巣山
和洋 吉田
健介 須賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to PCT/JP2018/000179 priority Critical patent/WO2019138440A1/ja
Publication of WO2019138440A1 publication Critical patent/WO2019138440A1/ja
Priority to US16/924,280 priority patent/US11323598B2/en
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071—Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008—Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00096—Optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
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    • H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/05—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion
    • A61B1/051—Details of CCD assembly
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2476—Non-optical details, e.g. housings, mountings, supports
    • G02B23/2484—Arrangements in relation to a camera or imaging device
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
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    • H10F39/804—Containers or encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/806—Optical elements or arrangements associated with the image sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00112—Connection or coupling means
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/555—Constructional details for picking-up images in sites, inaccessible due to their dimensions or hazardous conditions, e.g. endoscopes or borescopes

Definitions

  • the present invention includes a stacked element in which a plurality of semiconductor elements are stacked, and an image pickup apparatus including an imaging device disposed at the tip of an endoscope and a stacked element in which a plurality of semiconductor elements are stacked.
  • the present invention relates to an endoscope disposed at a distal end, and a method of manufacturing an imaging device including a laminated element disposed at the distal end of the endoscope and having a plurality of semiconductor elements laminated.
  • An imaging signal output from an imaging element disposed at the tip of the endoscope is primarily processed by a plurality of electronic components.
  • Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2005-334509 discloses an endoscope including an imaging device for transmitting an imaging signal subjected to primary processing by a plurality of electronic components mounted on a wiring board through an electric cable. ing.
  • JP-A-2013-30593 in order to accommodate a plurality of semiconductor elements in a small space and to reduce parasitic capacitance due to the wiring, the plurality of semiconductor elements are stacked and joined via the through wiring.
  • a stacked element is disclosed.
  • An electrical cable for transmitting an imaging signal and supplying driving power is connected to the imaging device.
  • the laminated element and the electrical cable are electrically connected.
  • a laminated element in which a plurality of semiconductor elements are laminated has a high mechanical strength. For this reason, there existed a possibility that it might be damaged at the time of joining with an electric cable, or reliability might fall. If the reliability of the imaging device decreases, the reliability of the endoscope having the imaging device decreases.
  • Embodiments of the present invention aim to provide a method for manufacturing a compact and highly reliable imaging device, a minimally invasive and highly reliable endoscope, and a compact and highly reliable imaging device.
  • the image pickup apparatus is an image pickup apparatus disposed at a tip end portion of an endoscope, and an optical unit in which a plurality of optical members are stacked, an image pickup element and a plurality of semiconductor elements are stacked.
  • An imaging unit having an outer surface facing the front surface and the rear surface facing the front surface, the optical unit being adhered to the front surface, and an outer electrode being disposed on the rear surface;
  • the molding resin that covers and the wiring board or the electric cable joined to the external electrode are provided, and the outer peripheral surface of the molding resin has at least one of a concave portion and a convex portion.
  • an imaging device is disposed at a tip end portion, and the imaging device includes an optical unit in which a plurality of optical members are stacked, an imaging element and a plurality of semiconductor elements, An imaging unit having an outer surface facing the front surface and the rear surface facing the front surface, the optical unit being adhered to the front surface, and an outer electrode being disposed on the rear surface;
  • the molding resin that covers and the wiring board or the electric cable joined to the external electrode are provided, and the outer peripheral surface of the molding resin has at least one of a concave portion and a convex portion.
  • a bonding step of bonding a cable, and a step of removing the jig, the outer peripheral surface of the mold resin has at least one of a concave portion and a convex portion, and in the bonding step, At least one of the serial recess or the protrusion is fitted with the jig.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 2 of the imaging device of the first embodiment.
  • the endoscope 9 of the embodiment constitutes an endoscope system 6 with a processor 5A and a monitor 5B.
  • the endoscope has an imaging device 1 at the distal end portion 3A of the insertion portion 3.
  • the endoscope 9 includes the insertion portion 3, the grip portion 4 disposed on the proximal end side of the insertion portion 3, the universal cord 4B extended from the grip portion 4, and the proximal end side of the universal cord 4B. And a connector 4C disposed on the The insertion portion 3 includes a distal end portion 3A in which the imaging device 1 is disposed, a bendable portion 3B extending to the base end side of the distal end portion 3A, and a curved portion 3B for changing the direction of the distal end portion 3A And a flexible portion 3C extended on the proximal side of 3B.
  • the grip portion 4 is provided with a pivoting angle knob 4A which is an operation portion for a surgeon to operate the bending portion 3B.
  • the universal cord 4B is connected to the processor 5A via the connector 4C.
  • the processor 5A controls the entire endoscope system 6, performs signal processing on an imaging signal output from the imaging device 1, and outputs the signal as an image signal.
  • the monitor 5B displays the image signal output by the processor 5A as an endoscopic image.
  • the endoscope 9 is a flexible endoscope, the endoscope of the present invention may be a rigid endoscope, and its use may be medical or industrial.
  • the imaging device 1 of the present embodiment includes an optical unit 10, an imaging unit 20, a mold resin 50, a wiring board 30, and an electric cable 40.
  • the imaging device 1 receives the imaging light collected by the optical unit 10, converts the imaging light into an electrical signal by receiving the imaging unit 20, performs primary processing, and outputs the processed signal to the processor 5A through the wiring board 30 and the electrical cable 40. Do.
  • the optical unit 10 in which a plurality of optical members 11 to 17 are stacked has an incident surface 10SA on which light is incident and an exit surface 10SB opposite to the incident surface 10SA.
  • the optical members 11, 15 and 16 are lenses, the optical members 12 and 17 are spacers, the optical member 13 is a filter, and the optical member 14 is a stop.
  • the number and arrangement of the optical members are set according to the specifications of the optical unit.
  • the imaging unit 20 includes a laminated element in which a cover glass 21, an imaging element 22, and a plurality of semiconductor elements 23, 24, 25 are laminated.
  • the imaging device 22 and the like are parallel flat plate chips, and as described later, the imaging unit 20 manufactured by the wafer level method has a rear surface 20SB facing the front surface 20SA and the front surface 20SA and four side surfaces 20SS (20SS1 to 20SS4) It is a rectangular parallelepiped.
  • the imaging unit 20 is disposed such that the front surface 20SA faces the exit surface 10SB of the optical unit 10.
  • the imaging device 22 has a light receiving unit 22A made of a CCD or a CMOS, and the light receiving unit 22A is connected to the through wiring.
  • the imaging device 22 may be any of a front side illumination type image sensor and a rear side illumination type image sensor.
  • a cover glass 21 is adhered to the imaging element 22 via an adhesive (not shown).
  • the cover glass 21 protects the light receiving unit 22A in the manufacturing process, but is not an essential component of the imaging unit 20. Further, the cover glass 21 is not limited to a parallel flat plate made of glass, and may be a resin plate or a ceramic plate having a high light transmittance of imaging light.
  • the semiconductor elements 23 to 25 of the imaging unit 20 each have through wiring and are electrically connected to each other.
  • the imaging device 22 and the semiconductor devices 23 to 25 are connected via, for example, a solder bump formed by electroplating, or a solder joint portion formed of a solder paste film formed by printing or the like.
  • a sealing resin is disposed between the imaging device 22 and the semiconductor devices 23 to 25.
  • the imaging unit 20 performs primary processing of an imaging signal output from the imaging device 22 and processes a control signal for controlling the imaging device 22.
  • the semiconductor elements 23 to 25 include an AD conversion circuit, a memory, a transmission output circuit, a filter circuit, a thin film capacitor, a thin film inductor, and the like.
  • the number of elements included in the imaging unit 20 is, for example, 3 or more and 10 or less, including the imaging element 22.
  • the imaging device 1 having a laminated element is compact and has high performance.
  • a plurality of external electrodes 29 are disposed on the rear surface 20SB of the imaging unit 20 (the rear surface of the semiconductor element 25 stacked at the rearmost portion).
  • the external electrode 29 is electrically connected to the light receiving portion 22A through the through wiring, and the external electrode 29 includes, for example, a barrier Ni layer and an Au layer disposed on a wiring pattern made of Cu.
  • the external electrode 29 is joined to the first electrode 31 of the wiring board 30.
  • the electric cable 40 is joined to the 1st electrode 31 and the 2nd electrode connected via the wiring pattern (not shown).
  • the electric cable 40 may be joined to the external electrode 29 of the imaging unit 20.
  • the mold resin 50 covers the outer peripheral surface of the optical unit 10 and the imaging unit 20.
  • the flowable mold resin 50 is filled in a mold 60 (see FIGS. 5 to 7) and solidified.
  • mold resin means a resin whose outer shape is molded by a mold, and the molding method includes not only molding of sheet resin but also injection molding by injection of fluidized resin.
  • Mold resin is a component which specifies that it manufactured by the metal mold molding method. However, it is not possible to find a word to specify as a finished product, and furthermore, it is possible to specify the manufacturing method of the resin covering the outer peripheral surface of the optical unit 10 and the imaging unit 20 by structural analysis or surface shape analysis. , Very difficult and impractical.
  • the imaging device 1 includes a laminated element whose mechanical strength is not high, but the outer peripheral surfaces of the optical unit 10 and the imaging unit 20 are covered and protected by the mold resin 50.
  • the mold resin 50 has a recess H50. For this reason, the imaging unit 20 is stably and safely held by the jig by using the jig having the convex portion to be fitted to the concave portion H50. Therefore, as described later, since the imaging unit 20 is stably held, the imaging device 1 can easily perform the bonding operation of the wiring board 30, and there is no possibility that the wiring board 30 may be damaged or its reliability may be deteriorated.
  • the optical unit 10 and the imaging unit 20 are manufactured by the wafer level method.
  • the wafer level method a plurality of units are efficiently manufactured by cutting a bonded wafer obtained by bonding a plurality of wafers.
  • a plurality of optical wafers are manufactured, each including a plurality of optical members 21-27.
  • the curing process is performed in a state where the transparent resin is disposed on the glass wafer and the outer surface shape is defined by the lens mold.
  • the resin wafer may be held between two lens molds and molded while applying heat to produce an optical wafer.
  • the optically bonded wafer to which a plurality of optical wafers are bonded is cut and separated into a plurality of rectangular optical units 10.
  • the four side surfaces of the optical unit 10 manufactured by the wafer level method are cut surfaces.
  • the cutting is generally blade dicing, but may be laser dicing or plasma dicing.
  • an imaging wafer including a plurality of imaging elements 22 and a plurality of semiconductor wafers each including a plurality of semiconductor elements 23 to 25 are manufactured.
  • the imaging wafer a plurality of light receiving portions 22A and the like are disposed on a silicon wafer or the like using a known semiconductor manufacturing technology.
  • the imaging wafer may be provided with a peripheral circuit that performs primary processing of the output signal of the light receiving unit 22A and processes a drive control signal. It is preferable that a cover glass wafer for protecting the light receiving unit 22A be adhered to the imaging wafer via an adhesive layer (not shown) before forming the through wiring from the rear surface.
  • the sealing resin may be injected from the side surface of the bonded wafer after bonding, or may be disposed in a stacked arrangement.
  • the sealing resin preferably has excellent moisture resistance, and preferably has a thermal expansion coefficient substantially the same as that of the semiconductor element 23 and the like.
  • the semiconductor bonding wafer is cut so that the four sides of the substantially rectangular light receiving portion 22A of the imaging element 22 are parallel to the four sides of the rectangular cross section orthogonal to the optical axis O of the stacked element, and a plurality of rectangular parallelepipeds
  • the imaging unit 20 of FIG. The four side surfaces of the imaging unit 20 manufactured by the wafer level method are cut surfaces.
  • the corner parallel to the optical axis O may be chamfered to make the cross section orthogonal to the optical axis hexagonal or the corner may be curved.
  • the unit manufactured by the wafer level method is a rectangular solid
  • the “rectangular solid” in the description of the present invention includes a substantially rectangular solid whose corner is chamfered or curved.
  • the optical unit 10 is bonded to the front of the imaging unit 20.
  • the optical unit 10 and the imaging unit 20 may be simultaneously manufactured by the wafer level method. That is, an imaging unit with an optical unit is manufactured by laminating and cutting a plurality of optical wafers each including a plurality of optical members and a plurality of semiconductor wafers each including a plurality of semiconductor elements.
  • the optical unit 10 manufactured by the above method and the imaging unit 20 have the same size (dimension in the direction perpendicular to the optical axis).
  • ⁇ Step S12> Process of Placing Unit in Die As shown in FIG. 5, an imaging unit 20 with an optical unit 10 (hereinafter referred to as “composite unit 19”) is placed in the internal space of the die 60. In the mold 60, two molds 60A and 60B are combined to form an internal space in which the composite unit 19 is accommodated. The mold 60 has convex portions C60A and C60B on the opposite wall surfaces.
  • the material of the mold 60 is not limited to metal, and may be, for example, silicon or the like as described later.
  • the mold resin 50 is filled in the mold 60.
  • the mold resin 50 may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin.
  • a fluidized thermoplastic resin heated to a temperature above the melting point is injected from the injection hole of the mold.
  • a thermosetting resin is injected into the heated mold and cured in the mold.
  • the composite unit 19 may be sandwiched between two resin sheets for molding.
  • the mold resin 50 may be, for example, epoxy, PA (polyamide), PC (polycarbonate), LCP (liquid crystal polymer), PEEK (polyether ether ketone), nylon, PPA (polyphthalamide), or ABS (acrylonitrile / butadiene / It consists of the said resin etc. which mix
  • Step S14 Mold Removal Step As shown in FIG. 7, when the mold resin 50 is solidified, the mold 60 is divided into a mold 60A and a mold 60B, and the mold is removed from the composite unit 19.
  • the opposite side surfaces 50SS1 and 50SS3 of the mold resin 50 to which the shape of the wall surface of the internal space of the mold 60 has been transferred have concave portions H50, respectively.
  • the internal space of the recess H50 is a cylinder, but it may be a conical or a prism if the mold resin 50 can be removed from the mold 60. However, as described later, in order to be stably held by the jig 70 (see FIG. 8), it is preferable that at least one concave portion is formed on each of the opposite side surfaces.
  • the plurality of recesses H50 may be different in shape and size. Also, a plurality of recesses H50 may be formed on one side surface.
  • convex portions may be formed instead of the concave portions H50 or together with the concave portions H50. That is, at least one of the concave portion and the convex portion may be provided on the outer peripheral surface of the mold resin 50.
  • the depth of the concave portion H50 is set according to the specification, and for example, preferably 50% or more and less than 90% of the thickness of the mold resin 50. Further, the cross section of the recess or the protrusion may be circular, rectangular, polygonal or the like as long as the jig 70 is fitted.
  • the concave portion H50 of the mold resin 50 has a shorter distance between the concave portion H50 and the rear surface 20SB of the imaging unit 20 than the distance between the concave portion H50 and the emission surface 10SB of the optical unit 10, that is, covers the imaging unit 20. It is preferable to be on the side of the For example, when the size of the imaging unit 20 (the size in the direction orthogonal to the optical axis) is smaller than the size of the optical unit 10, the mold resin 50 is thick, so a recess H50 of a predetermined depth necessary for holding is formed. It's easy to do. Further, as described later, when ultrasonic bonding is performed, ultrasonic energy can be efficiently applied to the bonding portion.
  • a jig 70 for fixing is attached to the composite unit 19 whose outer peripheral surface is covered with the mold resin 50.
  • the shape of the jig 70 is not limited as long as the jig 70 has a convex portion fitted to the concave portion H50.
  • the flat surface portion of the jig 70 having a convex portion whose height is lower than the depth of the concave portion H50 may be in contact with the outer peripheral surface of the mold resin 50.
  • the first electrode 31 of the wiring board 30 is bonded to the external electrode 29 of the imaging unit 20.
  • the bonding method is solder bonding, ultrasonic bonding or the like.
  • the mold resin 50 covers the incident surface 10SA of the optical unit 10 or the rear surface 20SB of the imaging unit 20, the mold resin 50 that is covered is removed before bonding.
  • the composite unit 19 is reinforced by covering the outer peripheral surface with the molding resin 50. Furthermore, the recess H50 of the mold resin 50 and the jig 70 are fitted. For this reason, the composite unit 19 is stably held by the jig 70, and there is no risk of breakage due to the holding.
  • the composite unit 19 can be firmly held at a position close to the bonding portion. Therefore, when ultrasonic bonding is performed, ultrasonic power can be efficiently applied to the bonding portion.
  • the wiring board 30 to which the electric cable 40 is joined is joined to the imaging unit 20, but after the wiring board 30 is joined to the imaging unit 20, the electric cable 40 is joined to the wiring board 30 May be
  • the electric cable 40 may be bonded directly to the external electrode 29 of the imaging unit 20 without the wiring board. That is, the wiring board 30 or the electric cable 40 is joined to the external electrode 29.
  • the composite unit 19 covered with the mold resin 50 is a substantially rectangular parallelepiped.
  • the composite unit 19 covered with the mold resin 50 may be substantially cylindrical or substantially polygonal (for example, hexagonal).
  • the imaging device, the endoscope, and the manufacturing method (imaging device etc.) of the imaging device of the modification are similar to the imaging device 1 etc. of the first embodiment described above and have the same effects, so The same reference numerals are given to the elements and the description is omitted.
  • FIG. 11 there is a convex portion C61 on the inner surface of a mold 61 for molding the mold resin 50A of the imaging device 1A.
  • the convex portion C61 is extended to the rear end, and the size of the cross section in the optical axis orthogonal direction is the same.
  • the process of removing the mold 61 is a process of extracting the optical unit 10 and the imaging unit 20 covered with the mold resin 50A, which are disposed in the hole H61 of the mold 61.
  • the bottom face part 61B is isolate
  • the bottom portion 61 B does not have to be separated integrally with the mold 61. That is, the mold 61 is an integral body having the hole H61.
  • the concave portion H50A may have a shape in which a part thereof fits with the jig.
  • the imaging device 1A is easy to manufacture because it can be removed without disassembling the mold 61.
  • the imaging apparatus and the like according to the present embodiment are similar to the imaging apparatus 1 and the like according to the first embodiment described above, and have the same effect.
  • the imaging device 1 ⁇ / b> B of the present embodiment includes a cylindrical casing 80 and an adhesive resin 85.
  • the composite unit 19 whose outer peripheral surface is covered with the mold resin 50B is inserted into the cylindrical casing 80.
  • the adhesive resin 85 is disposed between the housing 80 and the mold resin 50B.
  • external surface 50SS of mold resin 50B is a concavo-convex surface with a level difference periodically.
  • the adhesion of the mold resin 50B to the adhesive resin 85 is improved because of the anchoring effect of the uneven surface.
  • the shape of the outer surface 50SS of the mold resin 50B transfers the inner surface shape of the mold. That is, mold resin 50B of an uneven surface is produced by making the inner surface of a metal mold into an uneven surface.
  • a silicon substrate 62 having holes H62 formed by the Bosch process is used as a mold.
  • the hole H62 into which the composite unit 19 is inserted is closed by the mold 62A having a resin injection hole, thereby forming a space into which the mold resin is injected.
  • Bosch process which is a type of reactive ion etching (RIE) method
  • isotropic etching and protective film deposition are repeated.
  • RIE reactive ion etching
  • scallop On the wall surface of the hole H62 formed by the Bosch process, a number of irregularities called scallop are formed according to the number of times of switching between etching and protective film deposition. Since the switching period between etching and protective film deposition is constant, asperities with a predetermined period are formed on the inner surface of the hole.
  • the periodic stepped surface formed by transfer of the wall surface shape of the hole H62 formed by the Bosch process has, for example, a maximum height (Rz: JIS B 0601 2001) of more than 0.001 ⁇ m and 0.1 ⁇ m.
  • the distance (period) between the projections and the projections is less than 0.1 ⁇ m and less than 10 ⁇ m, which is precisely defined.
  • the uneven surface of the mold resin 50B is preferably a surface having periodic steps formed by transfer of the wall surface shape of the hole H62 manufactured by the Bosch process.
  • Imaging devices and the like according to the third embodiment and the modification of the third embodiment are similar to the imaging device 1 and the like described above, and thus the components having the same functions are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • the wiring board 30 is joined to the composite unit 19 protected by the mold resin 50.
  • the method of protecting the composite unit 19 whose mechanical strength is not high at the time of bonding of the wiring board is not limited to the coating with the mold resin 50.
  • the wiring board 30 is joined after the imaging device 1C of the third embodiment is inserted into the through hole H90A of the distal end member (front frame) 90 of the distal end portion 3A of the endoscope 9C. .
  • the distal end member 90 made of stainless steel has a through hole H90A into which the imaging device 1C is inserted and a through hole H90B through which the treatment instrument channel is inserted.
  • the optical unit 10 is inserted from the front opening of the through hole H90A, the imaging unit 20 is inserted from the rear opening, and fixed with an adhesive or the like (not shown).
  • the wiring board 30 is joined to the imaging unit 20 inserted into the tip member 90 and protected.
  • the holding surfaces by the jig may be the opposite side surfaces 10SS1 and 10SS3 of the optical unit 10.
  • the composite unit 19 which is not high in mechanical strength is not likely to be damaged if it is protected by another member in the bonding process.
  • the mold resin 50E covers not only the side surface of the composite unit 19 but also the joint of the external electrode 29 and the wiring board 30, and the joint of the wiring board 30 and the electric cable 40.
  • the composite unit 19 protected by the mold resin 50E has a cylindrical shape whose cross section in the direction orthogonal to the optical axis is circular.
  • the mold resin 50E is disposed by injection from the resin injection portion at the rear of the mold.
  • the resin injection portion has a convex portion 50EA filled with the mold resin 50E.
  • the convex portion 50EA is located in the space extending in the optical axis direction the incident surface 10SA of the optical unit 10, the outer diameter of the imaging device does not increase.

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Abstract

内視鏡９の先端部３Ａに配設される撮像装置１は、複数の光学部材が積層されている光学ユニット１０と、前面２０ＳＡに光学ユニット１０が接着されており、後面２０ＳＢに外部電極２９が配設されている撮像ユニット２０と、光学ユニット１０および撮像ユニット２０の外周面を覆っているモールド樹脂５０と、外部電極２９と接合された配線板３０と、を具備し、モールド樹脂５０の外周面には、凹部Ｈ５０がある。

Description

撮像装置、内視鏡、および、撮像装置の製造方法
　本発明は、複数の半導体素子が積層されている積層素子を具備し、内視鏡の先端部に配設される撮像装置、複数の半導体素子が積層されている積層素子を具備する撮像装置が先端部に配設されている内視鏡、および、内視鏡の先端部に配設される、複数の半導体素子が積層されている積層素子を具備する撮像装置の製造方法に関する。
　内視鏡の先端部に配設される撮像素子が出力する撮像信号は、複数の電子部品により１次処理される。
　例えば、日本国特開２００５－３３４５０９号公報には、配線板に実装された複数の電子部品で１次処理された撮像信号を電気ケーブルを介して伝送する撮像装置を含む内視鏡が開示されている。
　日本国特開２０１３－３０５９３号公報には、複数の半導体素子を小さい空間に収容するため、かつ、配線による寄生容量を小さくするために、貫通配線を介して複数の半導体素子を積層し接合した積層素子が開示されている。
　国際公開第２０１７／０７３４４０号には、積層素子を用いることで、撮像装置の大幅な小型化および高機能化を実現した内視鏡が開示されている。
　撮像装置には、撮像信号を伝送したり駆動電力を供給したりする電気ケーブルが接続される。積層素子を具備する撮像装置では、積層素子と電気ケーブルとが電気的に接続される。
　しかし、複数の半導体素子が積層された積層素子は、機械的強度が高くはない。このため、電気ケーブルとの接合時に破損したり、信頼性が低下したりするおそれがあった。撮像装置の信頼性が低下すると、撮像装置を有する内視鏡の信頼性は低下する。
特開２００５－３３４５０９号公報 特開２０１３－３０５９３号公報 国際公開第２０１７／０７３４４０号
　本発明の実施形態は、小型で信頼性の高い撮像装置、低侵襲で信頼性の高い内視鏡、および、小型で信頼性の高い撮像装置の製造方法を提供することを目的とする。
　実施形態の撮像装置は、内視鏡の先端部に配設される撮像装置であって、複数の光学部材が積層されている光学ユニットと、撮像素子と複数の半導体素子とが積層され、前面と前記前面と対向する後面とを有し、前記前面に前記光学ユニットが接着されており、前記後面に外部電極が配設されている撮像ユニットと、前記光学ユニットおよび前記撮像ユニットの外周面を覆っているモールド樹脂と、前記外部電極と接合された、配線板または電気ケーブルと、を具備し、前記モールド樹脂の外周面には、凹部または凸部の少なくともいずれかがある。
　実施形態の内視鏡は先端部に撮像装置が配設されており、前記撮像装置は、複数の光学部材が積層されている光学ユニットと、撮像素子と複数の半導体素子とが積層され、前面と前記前面と対向する後面とを有し、前記前面に前記光学ユニットが接着されており、前記後面に外部電極が配設されている撮像ユニットと、前記光学ユニットおよび前記撮像ユニットの外周面を覆っているモールド樹脂と、前記外部電極と接合された、配線板または電気ケーブルと、を具備し、前記モールド樹脂の外周面には、凹部または凸部の少なくともいずれかがある。
　実施形態の内視鏡の先端部に配設される撮像装置の製造方法は、複数の光学部材が積層されている光学ユニット、および、撮像素子と複数の半導体素子とが積層され、前面と前記前面と対向する後面とを有し、前記後面に外部電極が配設されている撮像ユニット、を作製する作製工程と、前記光学ユニットが前記前面に接着された前記撮像ユニットを、金型に配置する工程と、前記金型にモールド樹脂を充填する工程と、前記金型を取り外す工程と、治具により、前記モールド樹脂を固定する工程と、前記撮像ユニットの前記外部電極と、配線板または電気ケーブルと、を接合する接合工程と、前記治具を取り外す工程と、を具備し、前記モールド樹脂の外周面には、凹部または凸部の少なくともいずれかがあり、前記接合工程において、前記凹部または前記凸部の少なくともいずれかが、前記治具と嵌合している。
　本発明の実施形態によれば、小型で信頼性の高い撮像装置、および、低侵襲で信頼性の高い内視鏡を提供できる。
第１実施形態の内視鏡の斜視図である。 第１実施形態の撮像装置の斜視図である。 第１実施形態の撮像装置の図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。 第１実施形態の撮像装置の製造方法のフローチャートである。 第１実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための上面図である。 第１実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための上面図である。 第１実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。 第１実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための斜視図である。 第１実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための斜視図である。 第１実施形態の変形例１の撮像装置の斜視図である。 第１実施形態の変形例１の撮像装置の製造方法を説明するための斜視図である。 第２実施形態の変形例２の撮像装置の断面図である。 第２実施形態の変形例２の撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。 第３実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。 第３実施形態の変形例１の撮像装置の製造方法を説明するための斜視図である。 第３実施形態の変形例２の撮像装置の製造方法を説明するための斜視図である。 第３実施形態の変形例３の撮像装置の製造方法を説明するための斜視図である。
＜実施形態の内視鏡の構成＞
　図１に示すように、実施形態の内視鏡９は、プロセッサ５Ａおよびモニタ５Ｂと、内視鏡システム６を構成している。内視鏡は、挿入部３の先端部３Ａに撮像装置１を有する。
　内視鏡９は、挿入部３と、挿入部３の基端部側に配設された把持部４と、把持部４から延設されたユニバーサルコード４Ｂと、ユニバーサルコード４Ｂの基端部側に配設されたコネクタ４Ｃと、を具備する。挿入部３は、撮像装置１が配設されている先端部３Ａと、先端部３Ａの基端側に延設された湾曲自在で先端部３Ａの方向を変えるための湾曲部３Ｂと、湾曲部３Ｂの基端側に延設された軟性部３Ｃとを含む。把持部４には術者が湾曲部３Ｂを操作するための操作部である回動するアングルノブ４Ａが配設されている。
　ユニバーサルコード４Ｂは、コネクタ４Ｃを介してプロセッサ５Ａに接続される。プロセッサ５Ａは内視鏡システム６の全体を制御するとともに、撮像装置１が出力する撮像信号に信号処理を行い画像信号として出力する。モニタ５Ｂは、プロセッサ５Ａが出力する画像信号を内視鏡画像として表示する。なお、内視鏡９は軟性内視鏡であるが、本発明の内視鏡は硬性内視鏡でもよいし、その用途は医療用でも工業用でもよい。
＜第１実施形態＞
　図２～図４に示すように、本実施形態の撮像装置１は、光学ユニット１０と、撮像ユニット２０と、モールド樹脂５０と、配線板３０と、電気ケーブル４０と、を具備する。撮像装置１は、光学ユニット１０が集光した撮像光を、撮像ユニット２０が受光し電気信号に変換し、更に１次処理して、配線板３０および電気ケーブル４０を介して、プロセッサ５Ａに出力する。
　なお、以下の説明において、各実施の形態に基づく図面は、模式的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、夫々の部分の厚さの比率および相対角度などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、一部の構成要素の図示および符号の付与を省略する場合がある。また、被写体方向を前方向という。
　複数の光学部材１１～１７が積層されている光学ユニット１０は、光が入射する入射面１０ＳＡと入射面１０ＳＡと対向する出射面１０ＳＢとを有する。
　光学部材１１、１５、１６はレンズであり、光学部材１２、１７はスペーサであり、光学部材１３はフィルタであり、光学部材１４は絞りである。光学部材の数および配置等は、光学ユニットの仕様に応じて設定される。
　撮像ユニット２０は、カバーガラス２１と、撮像素子２２と、複数の半導体素子２３、２４、２５が積層された積層素子からなる。撮像素子２２等は平行平板チップであり、後述するように、ウエハレベル法で作製された撮像ユニット２０は、前面２０ＳＡと前面２０ＳＡと対向する後面２０ＳＢと４側面２０ＳＳ（２０ＳＳ１～２０ＳＳ４）とを有する直方体である。撮像ユニット２０は、前面２０ＳＡが光学ユニット１０の出射面１０ＳＢと対向するように配置されている。
　撮像素子２２は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳからなる受光部２２Ａを有し、受光部２２Ａは、貫通配線と接続されている。撮像素子２２は、表面照射型イメージセンサおよび裏面照射型イメージセンサのいずれでもよい。
　撮像素子２２には、カバーガラス２１が接着剤（不図示）を介して接着されている。なお、カバーガラス２１は、製造工程において受光部２２Ａを保護するが、撮像ユニット２０の必須構成要素ではない。また、カバーガラス２１は、ガラスからなる平行平板に限られるものではなく、撮像光の光透過率が高い樹脂板またはセラミック板等でもよい。
　撮像ユニット２０の半導体素子２３～２５は、それぞれが貫通配線を有し、互いに電気的に接続されている。撮像素子２２および半導体素子２３～２５は、例えば、電気めっき法による半田バンプ、または、印刷等による半田ペースト膜からなる半田接合部を介して接続されている。
　撮像素子２２および半導体素子２３～２５の間には封止樹脂が配設されている。撮像ユニット２０は、撮像素子２２が出力する撮像信号を１次処理したり、撮像素子２２を制御する制御信号を処理したりする。例えば、半導体素子２３～２５は、ＡＤ変換回路、メモリ、伝送出力回路、フィルタ回路、薄膜コンデンサ、および、薄膜インダクタ等を含んでいる。撮像ユニット２０が含む素子の数は、撮像素子２２を含めて、例えば、３以上１０以下である。積層素子を有する撮像装置１は、小型で高機能である。
　撮像ユニット２０の後面２０ＳＢ（最後部に積層されている半導体素子２５の後面）には複数の外部電極２９が配設されている。外部電極２９は、貫通配線を介して受光部２２Ａと電気的に接続されている外部電極２９は、例えば、Ｃｕからなる配線パターンの上に配設されたバリアＮｉ層およびＡｕ層からなる。
　外部電極２９は、配線板３０の第１の電極３１と接合されている。そして、第１の電極３１と配線パターン（不図示）を介して接続されている第２の電極に、電気ケーブル４０が接合されている。なお、撮像ユニット２０の外部電極２９に、電気ケーブル４０が接合されていてもよい。
　モールド樹脂５０は、光学ユニット１０および撮像ユニット２０の外周面を覆っている。例えば、流動性のあるモールド樹脂５０は、金型６０（図５～図７参照）に充填され、固体化する。
　なお、本明細書において「モールド樹脂」は、金型により外形が成形された樹脂を意味し、成形方法は、シート樹脂の成形だけでなく、流動化樹脂の注入による射出成形も含まれる。「モールド樹脂」は、金型成形法により製造されたことを規定している構成要素である。しかし、完成品として、特定する文言を見いだすことはできず、さらに、光学ユニット１０および撮像ユニット２０の外周面を覆っている樹脂の製造方法を、構造解析または表面形状解析等により特定することは、非常に困難で非実際的である。
　そして、撮像装置１は、モールド樹脂５０の、光軸をはさんで対向する位置に、それぞれ凹部Ｈ５０がある。後述するように、凹部Ｈ５０は、配線板３０を接合する接合工程において治具７０（図８、図９参照）と嵌合する。
　撮像装置１は、機械的強度が高くはない積層素子を含むが、光学ユニット１０および撮像ユニット２０の外周面がモールド樹脂５０で覆われ保護されている。そして、モールド樹脂５０には凹部Ｈ５０がある。このため、凹部Ｈ５０と嵌合する凸部のある治具を用いることにより、撮像ユニット２０は安定して、かつ、安全に治具に保持される。このため、後述するように、撮像装置１は、撮像ユニット２０が安定に保持されるため、配線板３０の接合作業が容易で、かつ、破損したり信頼性が低下したりするおそれがない。
＜撮像装置の製造方法＞
　図４のフローチャートに沿って、撮像装置１の製造方法について簡単に説明する。
＜ステップＳ１１＞光学ユニットおよび撮像ユニットの作製工程
　光学ユニット１０と撮像ユニット２０とが、ウエハレベル法により作製される。ウエハレベル法では複数のウエハを接合した接合ウエハの切断により効率的に複数のユニットが作製される。
　それぞれが複数の光学部材２１～２７を含む複数の光学ウエハが作製される。例えば、光学部材１１は、ガラスウエハに透明樹脂が配設されレンズ型枠で外面形状が規定された状態で硬化処理が行われる。樹脂ウエハを２つのレンズ型枠で挟持し、熱を印加しながら成形し光学ウエハを作製してもよい。
　複数の光学ウエハが接着された光学接合ウエハが切断され、複数の直方体の光学ユニット１０に個片化される。ウエハレベル法で作製された光学ユニット１０の４側面は切断面である。切断はブレードダイシングが一般的であるが、レーザーダイシングまたはプラズマダイシングでもよい。
　一方、複数の撮像素子２２を含む撮像ウエハ、および、それぞれが複数の半導体素子２３～２５を含む複数の半導体ウエハが作製される。
　例えば、撮像ウエハは、シリコンウエハ等に公知の半導体製造技術を用いて、複数の受光部２２Ａ等が配設される。撮像ウエハには、受光部２２Ａの出力信号を１次処理したり、駆動制御信号を処理したりする周辺回路が形成されていてもよい。撮像ウエハには、後面から貫通配線を形成する前に、受光部２２Ａを保護するカバーガラスウエハが接着層（不図示）を介して接着されることが好ましい。
　そして、カバーガラスウエハが接着されている撮像ウエハ、および、それぞれが半導体素子２３～２５を含む複数の半導体ウエハが封止樹脂を介して積層され半導体接合ウエハが作製される。封止樹脂は、接合後に接合ウエハの側面から注入されてもよいし、積層配置に配設されていてもよい。封止樹脂は、耐湿性に優れ、かつ、熱膨張係数が半導体素子２３等と略同じであることが好ましい。
　半導体接合ウエハは、撮像素子２２の略矩形の受光部２２Ａの４つの辺が、積層素子の光軸Ｏに直交する矩形の断面の４つの辺とそれぞれ平行になるように切断され、複数の直方体の撮像ユニット２０に個片化される。ウエハレベル法で作製された撮像ユニット２０の４側面は切断面である。
　なお、光学ユニット１０、撮像ユニット２０を切断後に光軸Ｏに平行な角部を面取りし、光軸直交方向の断面を六角形としたり、角部を曲面化したりしてもよい。
　すなわち、ウエハレベル法で作製されたユニットは直方体であるが、本発明の説明における「直方体」には、角部が面取りされていたり、曲面化されていたりする略直方体も含まれる。
　撮像ユニット２０の前面に光学ユニット１０が接着される。
　なお、光学ユニット１０と撮像ユニット２０とが、同時にウエハレベル法で作製されてもよい。すなわち、それぞれが複数の光学部材を含む複数の光学ウエハと、それぞれが複数の半導体素子を含む複数の半導体ウエハと、を積層し、切断することで、光学ユニット付き撮像ユニットが作製される。上記方法で作製された光学ユニット１０と撮像ユニット２０とは大きさ（光軸直交方向の寸法）が同じである。
＜ステップＳ１２＞ユニットの金型への配置工程
　図５に示すように、光学ユニット１０付き撮像ユニット２０（以下、「複合ユニット１９」という。）が、金型６０の内部空間に配置される。金型６０は、２つの金型６０Ａ、６０Ｂが組み合わされ、内部に複合ユニット１９が収容される内部空間が形成されている。そして、金型６０は、対向する壁面に、凸部Ｃ６０Ａ、Ｃ６０Ｂがある。
　金型６０の材料は、金属に限られるものではなく、例えば、後述するように、シリコン等でもよい。
＜ステップＳ１３＞モールド樹脂充填工程
　図６に示すように、金型６０にモールド樹脂５０が充填される。モールド樹脂５０は、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよい。例えば、融点より高温に加熱され流動化した熱可塑性樹脂が、金型の注入孔から注入される。または、熱硬化性樹脂が、加熱された金型に注入され、金型内で硬化される。また、２枚の樹脂シートで複合ユニット１９を挟み込んで成形してもよい。
　モールド樹脂５０は、例えば、エポキシ、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ナイロン、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、もしくは、ＡＢＳ（アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン樹脂）、または、無機充填剤を配合した前記樹脂等からなる。
＜ステップＳ１４＞金型取り外し工程
　図７に示すように、モールド樹脂５０が固体化すると、金型６０は、金型６０Ａと金型６０Ｂとに分割され、複合ユニット１９から金型が取り外される。金型６０の内部空間の壁面の形状が転写されたモールド樹脂５０の対向する側面５０ＳＳ１、５０ＳＳ３には、それぞれ凹部Ｈ５０がある。
　凹部Ｈ５０の内部空間は、円柱であるが、金型６０からモールド樹脂５０が取り外し可能であれば、円錐でも角柱等でもよい。ただし、後述するように、治具７０（図８参照）により安定して保持するためには、対向する側面に、それぞれ少なくとも１つの凹部が形成されていることが好ましい。複数の凹部Ｈ５０は、形状および大きさが異なっていてもよい。また、１つの側面に複数の凹部Ｈ５０が形成されていてもよい。
　さらに、モールド樹脂５０には、凹部Ｈ５０に替えて、または、凹部Ｈ５０とともに、凸部が形成されていてもよい。すなわち、モールド樹脂５０の外周面に、凹部または凸部の少なくともいずれかがあればよい。
　凹部Ｈ５０の深さは仕様により設定されるが、例えば、モールド樹脂５０の厚さの５０％超９０％未満が好ましい。また、凹部または凸部の断面は、治具７０が嵌合すれば、円形でも矩形でも多角形等でもよい。
　なお、モールド樹脂５０の凹部Ｈ５０は、凹部Ｈ５０と光学ユニット１０の出射面１０ＳＢとの距離よりも、凹部Ｈ５０と撮像ユニット２０の後面２０ＳＢとの距離が短いこと、すなわち、撮像ユニット２０を覆っている領域の側面にあることが好ましい。例えば、撮像ユニット２０の大きさ（光軸直交方向の寸法）が、光学ユニット１０の大きさよりも小さい場合には、モールド樹脂５０が厚いため、保持に必要な所定の深さの凹部Ｈ５０を形成しやすい。また、後述するように、超音波接合する場合には、超音波エネルギーを接合部に効率的に印加できる。
＜ステップＳ１５＞治具取り付け工程
　図８に示すように、モールド樹脂５０で外周面が覆われた複合ユニット１９に、固定のための治具７０が取り付けられる。
　治具７０は、凹部Ｈ５０と嵌合する凸部を有していれば、その形状は限られるものではない。例えば、凹部Ｈ５０の深さよりも、高さが低い凸部のある治具７０の平面部が、モールド樹脂５０の外周面と当接していてもよい。
＜ステップＳ１６＞接合工程
　図９に示すように、撮像ユニット２０の外部電極２９に、配線板３０の第１の電極３１が接合される。接合方法は、半田接合または超音波接合等である。なお、モールド樹脂５０が、光学ユニット１０の入射面１０ＳＡ、または、撮像ユニット２０の後面２０ＳＢを覆っている場合には、接合前に、覆っているモールド樹脂５０が除去される。
　複合ユニット１９はモールド樹脂５０に外周面が覆われ補強されている。さらに、モールド樹脂５０の凹部Ｈ５０と治具７０とが嵌合している。このため、複合ユニット１９は、治具７０により安定に保持され、かつ、保持により破損するおそれがない。
　モールド樹脂５０の凹部Ｈ５０を、撮像ユニット２０を覆っている領域の側面に形成することで、接合部に近い位置で複合ユニット１９を強固に保持できる。このため、超音波接合する場合には超音波パワーを効率良く接合部に印加できる。
　なお、図９では、電気ケーブル４０が接合された配線板３０が、撮像ユニット２０に接合されているが、配線板３０を撮像ユニット２０に接合した後に、電気ケーブル４０を配線板３０に接合してもよい。
　さらに、配線板を介さないで、撮像ユニット２０の外部電極２９に、直接、電気ケーブル４０を接合してもよい。すなわち、配線板３０または電気ケーブル４０が外部電極２９に接合される。
＜ステップＳ１７＞治具取り外し工程
　治具７０が取り外されて、モールド樹脂５０で覆われた撮像ユニット２０が、内視鏡９の挿入部３の先端部材（先枠）の貫通孔に挿入され、固定される。
　なお、以上の説明では、モールド樹脂５０で覆われた複合ユニット１９は略直方体であった。しかし、モールド樹脂５０で覆われた複合ユニット１９は、略円柱状でも、略多角柱状（例えば、六角形）でもよい。
＜第１実施形態の変形例＞
　変形例の撮像装置、内視鏡、および、撮像装置の製造方法（撮像装置等）は、すでに説明した第１実施形態の撮像装置１等と類似し、同じ効果を有するため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
＜変形例１＞
　図１０に示すように、変形例１の撮像装置１Ａのモールド樹脂５０Ａの凹部Ｈ５０Ａは、後端まで延設されており、光軸直交方向の断面の大きさが後端に向かって同じである。
　図１１に示すように、撮像装置１Ａのモールド樹脂５０Ａを成形するための金型６１の内面には、凸部Ｃ６１がある。凸部Ｃ６１は、後端まで延設されており、光軸直交方向の断面の大きさが同じである。
　このため、金型６１を取り外す工程が、金型６１の穴Ｈ６１に配設されている、モールド樹脂５０Ａで覆われた光学ユニット１０および撮像ユニット２０を、引き抜く工程である。
　なお、図１１では、金型の構造を明示するため、金型６１から底面部６１Ｂが分離されている。しかし、底面部６１Ｂは金型６１と一体で分離される必要はない。すなわち、金型６１は、穴Ｈ６１がある一体物である。
　凹部Ｈ５０Ａは、一部が治具と嵌合する形状であればよい。
　凸部のあるモールド樹脂を金型から取り外すためには、２つの金型を組み合わせて用い、樹脂充填後に、組み合わされた金型を分解する必要がある。
　撮像装置１Ａは、金型６１を分解することなく取り外すことができるために、製造が容易である。
＜第２実施形態＞
　本実施形態の撮像装置等は、すでに説明した第１実施形態の撮像装置１等と類似し、同じ効果を有するため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
　図１１に示すように、本実施形態の撮像装置１Ｂは、撮像装置１の構成に加えて、筒状の筐体８０と接着樹脂８５とを具備する。筒状の筐体８０には、モールド樹脂５０Ｂで外周面が覆われた複合ユニット１９が挿入されている。接着樹脂８５は、筐体８０とモールド樹脂５０Ｂとの間に配設されている。
　そして、撮像装置１Ｂでは、モールド樹脂５０Ｂの外面５０ＳＳは周期的な段差のある凹凸面である。凹凸面によるアンカー効果のため、モールド樹脂５０Ｂは接着樹脂８５に対する密着性が改善している。
　モールド樹脂５０Ｂの外面５０ＳＳの形状は、金型の内面形状を転写している。すなわち、金型の内面を凹凸面とすることで、凹凸面のモールド樹脂５０Ｂは作製される。
　例えば、図１３に示すように、ボッシュプロセスで形成された穴Ｈ６２のあるシリコン基板６２を金型として用いる。複合ユニット１９が挿入された穴Ｈ６２が、樹脂注入孔のある金型６２Ａにより塞がれて、モールド樹脂が注入される空間が形成される。
　反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法の一種であるボッシュプロセスでは、等方性エッチングと保護膜の堆積とが繰り返し行われる。ボッシュプロセスで形成された穴Ｈ６２の壁面には、スキャロップと呼ばれる、エッチングと保護膜堆積との切替回数に応じた数の凹凸が形成される。エッチングと保護膜堆積との切替周期は一定のため、所定周期の凹凸が穴の内面に形成される。
　ボッシュプロセスで形成された穴Ｈ６２の壁面形状の転写により形成されている、周期的な段差のある面は、例えば、最大高さ（Ｒｚ：ＪＩＳ　Ｂ　０６０１　２００１）が、０．００１μｍ超０．１μｍ未満で、凸部と凸部との間隔（周期）が、０．１μｍ超１０μｍ未満であり、正確に規定されている。
　モールド樹脂５０Ｂの凹凸面は、ボッシュプロセスで作製された穴Ｈ６２の壁面形状の転写により形成されている、周期的な段差のある面であることが好ましい。
　なお、周期的な凹凸面がボッシュプロセスで形成された金型を用いて作製されたことを解析等により特定することは、非常に困難で非実際的である。
＜第３実施形態＞
　第３実施形態および第３実施形態の変形例の撮像装置等は、すでに説明した撮像装置１等と類似しているため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
　第１実施形態の撮像装置等では、モールド樹脂５０で保護された複合ユニット１９に、配線板３０が接合された。しかし、機械的強度が高くはない複合ユニット１９を、配線板の接合時に保護する方法は、モールド樹脂５０による被覆に限られるものではない。
　図１４に示すように、第３実施形態の撮像装置１Ｃは、内視鏡９Ｃの先端部３Ａの先端部材（先枠）９０の貫通孔Ｈ９０Ａに挿入されてから、配線板３０が接合される。
　例えば、ステンレス鋼からなる先端部材９０には、撮像装置１Ｃが挿入される貫通孔Ｈ９０Ａと、処置具チャンネルと挿通している貫通孔Ｈ９０Ｂと、がある。
　貫通孔Ｈ９０Ａの前開口から光学ユニット１０が挿入され、後開口から撮像ユニット２０が挿入され、それぞれ接着剤等（不図示）で固定される。先端部材９０に挿入され保護された撮像ユニット２０に、配線板３０が接合される。
＜第３実施形態の変形例１＞
　図１５に示すように、本変形例の撮像装置１Ｄは、接合工程において、撮像ユニット２０の対向する側面２０ＳＳ１、２０ＳＳ３が、治具７１（７１Ａ、７１Ｂ）の２つの保持面７１ＳＡにより、挟持される。
　なお、複合ユニット１９は少なくとも対向する２面が治具により保持されていれば、配線板の接合時に破損するおそれがない。すなわち、治具による被保持面は、光学ユニット１０の対向側面１０ＳＳ１、１０ＳＳ３でもよい。
＜第３実施形態の変形例２＞
　図１６に示すように、本変形例の撮像装置１Ｅは、接合工程において、撮像ユニット２０の４側面２０ＳＳだけでなく、光学ユニット１０の入射面１０ＳＡおよび４側面１０ＳＳが、治具７２（７２Ａ、７２Ｂ）の凹部Ｈ７２Ａ、Ｈ７２Ｂにより形成される空間に収容され、空間の壁面に当接している。
　なお、治具により形成される空間に、撮像ユニット２０の４側面２０ＳＳ１～２０ＳＳ４だけが保持されていてもよい。
　機械的強度が高くはない複合ユニット１９は、接合工程において、他部材により保護されていれば、破損するおそれはない。
＜第３実施形態の変形例３＞
　図１７に示すように、本変形例の撮像装置１Ｆは、接合工程において複合ユニット１９が他部材により保護されて、配線板３０が接合される。そして、接合工程の後で、複合ユニット１９を保護するモールド樹脂５０Ｅが配設される。
　モールド樹脂５０Ｅは、複合ユニット１９の側面だけでなく、外部電極２９と配線板３０との接合部、および配線板３０と電気ケーブル４０との接合部を、覆っている。また、モールド樹脂５０Ｅで保護された複合ユニット１９は、光軸直交方向の断面が円形の円柱形である。
　モールド樹脂５０Ｅは、金型の後部の樹脂注入部からの注入により配設される。樹脂注入部には、モールド樹脂５０Ｅが充填された凸部５０ＥＡがある。しかし、凸部５０ＥＡは、光学ユニット１０の入射面１０ＳＡを光軸方向に延長した空間内に位置するため、撮像装置の外径が大きくなることはない。
　本発明は上述した実施形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等ができる。
１、１Ａ～１Ｆ・・・撮像装置
３・・・挿入部
３Ａ・・・先端部
９、９Ａ～９Ｆ・・・内視鏡
１０・・・光学ユニット
１０ＳＡ・・・入射面
１０ＳＢ・・・出射面
１０ＳＳ・・・側面
１１～１７・・・光学部材
１９・・・複合ユニット
２０・・・撮像ユニット
２０ＳＡ・・・前面
２０ＳＢ・・・後面
２０ＳＳ・・・側面
２１・・・カバーガラス
２２・・・撮像素子
２２Ａ・・・受光部
２３、２４、２５・・・半導体素子
２９・・・外部電極
３０・・・配線板
４０・・・電気ケーブル
５０ＥＡ・・・凸部
５０ＳＳ・・・外面
６０・・・金型
７０～７２・・・治具
８０・・・筐体
８５・・・接着樹脂
９０・・・先端部材

Claims (9)

  1. 　内視鏡の先端部に配設される撮像装置であって、
    　複数の光学部材が積層されている光学ユニットと、
    　撮像素子と複数の半導体素子とが積層され、前面と前記前面と対向する後面とを有し、前記前面に前記光学ユニットが接着されており、前記後面に外部電極が配設されている撮像ユニットと、
    　前記光学ユニットおよび前記撮像ユニットの外周面を覆っているモールド樹脂と、
    　前記外部電極と接合された、配線板または電気ケーブルと、を具備し、
    　前記モールド樹脂の外周面には、凹部または凸部の少なくともいずれかがあることを特徴とする撮像装置。
  2. 　前記凹部または前記凸部の少なくともいずれかは、前記撮像ユニットを覆っている領域の前記外周面にあることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  3. 　前記凹部または前記凸部の少なくともいずれかは、後端まで延設されており、光軸直交方向の断面の大きさが前記後端に向かって広がっているか、または同じであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
  4. 　前記モールド樹脂は、光軸をはさんで対向する位置に、それぞれ、前記凹部または前記凸部の少なくともいずれかがあることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
  5. 　内視鏡の先端部に配設される撮像装置であって、
    　複数の光学部材が積層されている光学ユニットと、
    　撮像素子と複数の半導体素子とが積層され、前面と前記前面と対向する後面とを有し、前記前面に前記光学ユニットが接着されており、前記後面に外部電極が配設されている撮像ユニットと、
    　前記光学ユニットおよび前記撮像ユニットの外周面を覆っているモールド樹脂と、
    　前記外部電極と接合された、配線板または電気ケーブルと、
    　前記モールド樹脂で覆われた、前記光学ユニットおよび前記撮像ユニットが、挿入されている筒状の筐体と、
    　前記筐体と前記モールド樹脂との間に配設されている接着樹脂と、を具備し、
    　前記モールド樹脂の外面は、凹凸面であることを特徴とする撮像装置。
  6. 　前記凹凸面が、等方性エッチングと保護膜の堆積とを繰り返すボッシュプロセスで作製された穴の壁面形状の転写により形成されている、周期的な段差のある面であることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
  7. 　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置を有することを特徴とする内視鏡。
  8. 　内視鏡の先端部に配設される撮像装置の製造方法であって、
    　複数の光学部材が積層されている光学ユニット、および、撮像素子と複数の半導体素子とが積層され、前面と前記前面と対向する後面とを有し、前記後面に外部電極が配設されている撮像ユニット、を作製する作製工程と、
    　前記光学ユニットが前記前面に接着された前記撮像ユニットを、金型に配置する工程と、
    　前記金型にモールド樹脂を充填する工程と、
    　前記金型を取り外す工程と、
    　治具により、前記モールド樹脂を固定する工程と、
    　前記撮像ユニットの前記外部電極と、配線板または電気ケーブルと、を接合する接合工程と、
    　前記治具を取り外す工程と、を具備し、
    　前記モールド樹脂の外周面には、凹部または凸部の少なくともいずれかがあり、前記接合工程において、前記凹部または前記凸部の少なくともいずれかが、前記治具と嵌合していることを特徴とする撮像装置の製造方法。
  9. 　　前記凹部または前記凸部の少なくともいずれかは、後端まで延設されており、光軸直交方向の断面の大きさが前記後端に向かって広がっているか、または同じであり、前記金型を取り外す工程が、前記金型を分解することなく、前記金型から、前記モールド樹脂で覆われた、前記光学ユニットおよび前記撮像ユニットを、引き抜く工程であることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置の製造方法。
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