[发明专利]一种采用PCB连接的内窥镜微型成像模组及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像传感器微型成像模组的结构设计、电气连接及制作方法，特别涉及一种采用PCB连接的内窥镜微型成像模组及其制作方法。 

背景技术

内窥镜是经人体自然孔道或手术形成的通道进入人体内，通过光学及实现光电信号转换的图像传感器将体内各被检查脏器或病变部位的图像传输到体外显示设备，供医生进行诊断、手术等操作，是微创外科不可或缺的设备。为了减小给患者带来的痛苦，内窥镜镜头的尺寸较小，外形为细长圆柱状（直径小于等于10mm），工作距离（长度）远大于其直径。内窥镜的结构特点要求成像模块能适合其镜头结构，由图像传感器等核心器件构成的成像模组的微型化对减小内窥镜镜头的尺寸和体积非常重要。而由于技术的发展及临床的需要，三维内窥镜及宽视野、高清晰、高分辨率实时视频的要求，使得在内窥镜镜头处实现光电转换的图像传感器的性能、工作频率、分辨率、数据带宽和信号传输通道的信号完整性要求提高，元器件数量增加，增大了成像模组设计加工难度。本发明的成像模组就是为了满足上述结构特点和要求而进行的设计。 

微型化的成像模组除内窥镜外，其应用范围广泛。 

发明内容

本发明所解决的问题是提供一种采用PCB连接的内窥镜微型成像模组及其制作方法，形成的图像传感器模组的结构紧凑，尺寸小，连接可靠，其结构具有抗电磁干扰和减小电磁辐射的特点，并适合于内窥镜的应用环境和结构要求。 

本发明的技术方案如下： 

采用PCB连接的内窥镜微型成像模组包括图像传感器、第一承载基板、第二承载基板、连接板、信号连接器和辅助电路，

所述图像传感器固定安装在第一承载基板的上表面上，所述连接板置于第一承载基板和第二承载基板之间，第一承载基板和第二承载基板通过连接板固定连接，第二承载基板的下表面与信号连接器固定连接，所述辅助电路固定安装在第一承载基板的下表面和/或第二承载基板的上表面上。

所述的第一承载基板和第二承载基板之间设有一个以上第三承载基板，相邻的第三承载基板之间通过连接板固定连接，第一承载基板与同其最邻近的第三承载基板之间通过连接板固定连接，第二承载基板与同其最邻近的第三承载基板之间通过连接板固定连接。 

所述第三承载基板的表面上安装有辅助电路。 

所述连接板呈环形，所述辅助电路位于连接板的环内，所述连接板有两个或两个以上，所述连接板位于辅助电路的外围。 

所述连接板与第一承载板、第二承载基板之间分别通过导电的粘接剂固定连接。 

所述第三承载基板上表面与第一承载基板下表面之间、第三承载基板下表面与第二承载基板上表面之间分别通过导电的粘接剂固定连接。 

所述导电的粘接剂为锡球。 

所述连接板为印制电路板。 

一种采用PCB连接的内窥镜微型成像模组的制作方法包括如下步骤： 

1）将图像传感器、辅助电路焊接到第一承载基板上，再将连接第一承载基板的连接板侧导电焊盘上热固锡球或锡层，然后将该连接板与第一承载基板下表面的对应焊盘焊接；再将连接板另一端的导电焊盘上热固锡球或锡层；完成后将此部分作为一个器件备用；

2）在第二承载基板的上下表面分别焊接辅助电路和信号连接器，再将步骤1）中完成器件的连接板焊接到第二承载基板上表面的对应焊盘，完成整个采用PCB连接的内窥镜微型成像模组的制作。

一种采用PCB连接的内窥镜微型成像模组的制作方法包括如下步骤： 

1）将图像传感器、辅助电路焊接到第一承载基板上，再将连接第一承载基板的连接板侧导电焊盘上热固锡球或锡层，然后将该连接板与第一承载基板下表面的对应焊盘焊接；再将连接板另一端的导电焊盘上热固锡球或锡层；完成后将此部分作为一个器件备用；

2）焊接与第一承载基板相邻的第三承载基板上的辅助电路，再将第三承载基板上表面与步骤1）中所得器件的连接板对应焊盘焊接，将连接此第三承载基板与相邻第三承载基板或第二承载基板的连接板侧导电焊盘上热固锡球或锡层，然后将连接板与此第三承载基板下表面的对应焊盘焊接，再将该连接板另一端的导电焊盘热固锡球或锡层，根据第三承载基板的数量进行重复操作，直到所有的第三承载基板均得以处理，完成后作为一个器件备用，

3）在第二承载基板的上下表面分别焊接辅助电路和信号连接器，再将步骤2）中所得器件的连接板对位焊接到第二承载基板的上表面，完成整个采用PCB连接的内窥镜微型成像模组的制作。

位于所述第一承载基板上且与所述第一承载基板上表面间采用表面焊接（SMT）实现电连接的图像传感器，图像传感器可以有多个