(57)【要約】【課題】実装したコイル２１またはリードスイッチ３の機能を正常に維持でき、かつ、かつ、高密度実装が可能な部品内蔵基板１０を提供する。【解決手段】絶縁性樹脂からなる母材１０Ａと、母材１０Ａの中に埋め込まれた、可撓性部品であるコイル２１または脆性部品であるリードスイッチ３の少なくともいずれかを有する。【選択図】図２
2010258038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性樹脂からなる母材と、
前記母材の中に埋め込まれた、可撓性部品または脆性部品の少なくともいずれかを有することを特徴とする部品内蔵基板。
【請求項２】
前記脆性部品が、外装部に脆性部材、もしくは、内部に機械的駆動部を有することを特徴とする請求項１に記載の部品内蔵基板。
【請求項３】
前記脆性部品が、リードスイッチであることを特徴とする請求項１に記載の部品内蔵基板。
【請求項４】
前記可撓性部品が、変形により電気特性が変化する部品であることを特徴とする請求項１に記載の部品内蔵基板。
【請求項５】
前記可撓性部品が、コイルであることを特徴とする請求項１に記載の部品内蔵基板。
【請求項６】
絶縁性樹脂からなる母材と、
前記母材の中に埋め込まれた固体状部品と、
前記母材の中に埋め込まれた流体状部品と、を有することを特徴とする部品内蔵基板。
【請求項７】
前記母材に形成された空洞部を有し、
前記流体状部品が前記空洞部の内部に封止されていることを特徴とする請求項６に記載の部品内蔵基板。
【請求項８】
前記流体状部品が、冷却機能を有することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の部品内蔵基板。
【請求項９】
カプセル型内視鏡用の部品内蔵基板であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の部品内蔵基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品を内蔵した部品内蔵基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体の体内の体内情報を取得する体内観察装置として、体内の状態を画像情報として取得し観察するカプセル型内視鏡が実用化されている。カプセル型内視鏡は被検体の口から飲み込まれることで体内に導入され、自然排出されるまでの間、体腔内の臓器の内部を蠕動運動に従って移動し、順次撮像する機能を有する。体腔内を移動する間、カプセル型内視鏡によって体内で撮像された画像データは、内蔵されたアンテナを介して順次無線通信により外部に送信され、外部の受信機内に設けられたメモリに蓄積される。患者は受信機を携帯することにより、カプセル型内視鏡を飲み込んだ後、排出されるまでの間、自由に行動できる。
【０００３】
カプセル型内視鏡は、筐体に内蔵した電池から駆動電力を得るが、内部回路等が筐体内に密閉された構造のため筐体外面にスイッチ等をして操作者が起動／停止操作することができない。このため筐体内にリードスイッチを備えたカプセル型内視鏡が提案されている。リードスイッチを備えたカプセル型内視鏡では、筐体の外部から磁界を印加することにより、リードスイッチを動作し、操作者が起動／停止操作することができる。
【０００４】
ここで、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）は特開２００７−７５１６２号公報に開示されたカプセル型内視鏡１０１の構成を説明するための説明図である。図１（Ａ）に示すように、カプセル型内視鏡１０１は、小型化を達成するために、非常に多くの部品を狭い空間内に搭載している。図１（Ａ）は筐体本体部６と透明半球部６Ａとから構成されている筐体内部に、リードスイッチ３が実装された専用基板１０２と、コイル４と、バネ部材１１７で付勢して固定された電池５と、被検体の内部の画像を撮像する撮像部を構成するＣＣＤ７およびレンズ部８と、説明しない多数の部品とを搭載したカプセル型内視鏡１０１を示している。
【０００５】
そして、カプセル型内視鏡１０１に用いられる部品の中でも、リードスイッチ３は部品自体の体積が大きい。このため図１（Ｂ）および図１（Ｃ）に示すように、カプセル型内視鏡１０１では、リードスイッチ３を配線板に実装するために、リードスイッチ３の形状の、くりぬき部１０２Ａを形成した専用基板１０２を用いている。
【０００６】
しかし、カプセル型内視鏡１０１では、部品と部品との間隔が非常に狭い。このためカプセル型内視鏡１０１の製造時に近接した部品が接触すると、破損または変形するおそれがあった。また、すでに説明したように電池５は電気的接触を確保するために付勢し固定されているため、近接部品が破損または変形するおそれがあった。特にリードスイッチ３のような脆性部品では破損するおそれが高く、コイル４のような可撓性部品では、変形するおそれが高かった。
【０００７】
一方、カプセル型内視鏡１０１は信頼性向上のためには、部品から発生する熱の放熱対策等も重要であるが、特に有効な対策は講じられてはいなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−７５１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、実装した部品の機能を正常に維持でき、かつ高密度実装が可能な部品内蔵基板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】
【００１０】
上記目的を達成すべく、本発明の一形態の部品内蔵基板は、絶縁性樹脂からなる母材と、前記母材の中に埋め込まれた、可撓性部品または脆性部品の少なくともいずれかを有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の別の一形態の部品内蔵基板は、絶縁性樹脂からなる母材と、前記母材の中に埋め込まれた固体状部品と、前記母材の中に埋め込まれた流体状部品と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、実装した部品の機能を正常に維持でき、かつ、高密度実装が可能な部品内蔵基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】公知のカプセル型内視鏡の構成を説明するための構成図であり、図１（Ａ）は断面模式図であり、図１（Ｂ）は専用基板の上面図であり、図１（Ｃ）はリードスイッチを実装した専用基板の上面図である。
【図２】第１の実施の形態の部品内蔵基板を有するカプセル型内視鏡の構成を説明するための構成図であり、図２（Ａ）は断面模式図であり、図２（Ｂ）は部品内蔵基板の上面図であり、図２（Ｃ）は図２（Ｂ）の部品内蔵基板のＩＩＣ―ＩＩＣ線における断面模式図である。
【図３】第２の実施の形態の部品内蔵基板の構成を説明するための構成図であり、図３（Ａ）は部品内蔵基板の上面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の部品内蔵基板のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線における断面模式図である。
【図４】第３の実施の形態の部品内蔵基板の構成を説明するための構成図であり、図４（Ａ）は部品内蔵基板の上面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の部品内蔵基板のＩＶＢ−ＩＶＢ線における断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１の実施の形態＞  
以下、図２を用いて、本発明の第１の実施の形態の部品内蔵基板１０を有するカプセル型内視鏡１について説明する。
【００１５】
図２（Ａ）に示すように、すでに説明したカプセル型内視鏡１０１と同様に、本実施の形態のカプセル型内視鏡１の筐体内には多くの部品が高密度に配設されている。そして、カプセル型内視鏡１では、リードスイッチ３が内部に実装された部品内蔵基板１０を有している。
【００１６】
リードスイッチ３は、２本の強磁性体リードが一端に隙間を持って相対し、ガラス管の中に封入された構造を有している。すなわち、リードスイッチ３は外装部に脆性部材であるガラス管を有する脆性部品である。ここで、脆性部材とは、塑性のない、つまり永久ひずみを生じないうちに壊れる性質の材料からなる部材であり、たとえば、ガラス、シリコン、またはセラミックス等からなる部材である。以上の説明のように、本発明の脆性部品は外装部に脆性部材を有する部品であり、積層チップコンデンサのように主体がセラミックス等の脆性部材の部品は外力が作用しても、比較的破損し難いため、本発明の脆性部品には該当しない。
【００１７】
図２（Ｃ）に示すように、カプセル型内視鏡１の部品内蔵基板１０は母材１０Ａと、母材１０Ａの中に埋め込まれたリードスイッチ３とを有する。母材１０Ａは絶縁性樹脂、たとえば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、フッ素樹脂、ＰＰＥ樹脂またはＰＰＯ樹脂等からなる。また母材１０Ａの材料としてノボラック系フォトレジストを熱硬化したベークライト樹脂も用いることができる。
【００１８】
また、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、部品内蔵基板１０の表面には積層チップコンデンサ等のチップ部品１１Ａ、１１Ｂが表面実装されている。チップ部品１１Ａ、１１Ｂは、半田リフロー処理により部品内蔵基板１０内の配線（不図示）に接続されている。なお図２には図示しないが大型の集積回路部品（ＩＣ）などは、フリップチップ法またはボンディング法などの手段により、チップ部品１１Ａと同様に部品内蔵基板１０内の配線に接続されている。リードスイッチ３は、チップ部品１１Ａ等と干渉しないように部品内蔵基板１０に埋没配置され、その端子は部品内蔵基板１０内の配線に接続されている。
【００１９】
部品内蔵基板１０では、脆性部品であるリードスイッチ３は、絶縁性樹脂からなる母材１０Ａに埋没した状態であるため、バネ部材１７等からの外力が作用しても破損が発生し難くなるため、部品の信頼性が高い。また、部品内蔵基板１０としても信頼性および取り扱い上の作業性等が高い。また、部品内蔵基板１０では、部品を３次元的に配置できるため、高密度実装が実現できる。
【００２０】
すなわち、本実施の形態の部品内蔵基板１０は、外力が作用しても、実装した脆性部品の機能を正常に維持でき、かつ、高密度実装が可能である。
【００２１】
なお、脆性部品としては、リードスイッチ３に限られるものではなく、シリコン基板をベースにＭＥＭＳ技術により作成された加速度センサまたは振動子等のように内部に機械的駆動部を有する、いわゆるＭＥＭＳ部品であっても、上記説明と同様の効果を得ることができる。
【００２２】
また以上の説明のように、被検体の内部に導入するカプセル型内視鏡１は、絶縁性樹脂からなる母材１０Ａと、母材１０Ａの中に埋め込まれた脆性部品である、外部磁界を検知するリードスイッチ３とを有する部品内蔵基板１０と、被検体の内部の画像を撮像する撮像部と、前記撮像部の駆動に用いられる電力を供給する電力供給源であり、リードスイッチ３の動作により電源供給が制御される電池５と、を具備する。
【００２３】
カプセル型内視鏡１は、部品内蔵基板１０が脆性部品であるリードスイッチ３を絶縁性樹脂からなる母材１０Ａに埋没した状態であるため、リードスイッチ３の破損を防止できる。このためカプセル型内視鏡１は信頼性が高い。またカプセル型内視鏡１は、部品を３次元的に配置できるため、高密度実装が実現できる。
【００２４】
＜第２の実施の形態＞
次に、図３を用いて、本発明の第２の実施の形態の部品内蔵基板２０について説明する。本実施の形態の部品内蔵基板２０は、第１の実施の形態の部品内蔵基板１０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。  
【００２５】
図３に示すように、本実施の形態のカプセル型内視鏡１Ａの部品内蔵基板２０は、母材１０Ａと、母材１０Ａの中に埋め込まれた可撓性部品であるコイル２１とを有する。巻線コイルであるコイル２１は母材１０Ａに形成された空洞部２１Ａの内部に配設されている。コイル２１は導線を螺旋状に巻いた構造であり、外部からの電磁波を効率良く受信するためには、その磁路断面積、すなわちコイル２１の径を大きくすることが好ましい。しかし、コイル２１は外力により変形しやすい可撓性部品であり、変形により電気特性であるインダクタンスが変化する。特に、送受信回路が共振回路を構成している場合には、コイル２１のインダクタンスが僅かに変化しただけでも共振周波数が所定の共振周波数から外れてしまうため、送受信効率が急激に低下してしまう。
【００２６】
しかし、部品内蔵基板２０では、可撓性部品であるコイル２１は、絶縁性樹脂からなる母材１０Ａに埋没した状態であるため、バネ部材１７等からの外力が作用しても変形が発生し難く、部品の信頼性が高い。また、部品内蔵基板２０としても信頼性および取り扱い上の作業性等が高い。また、部品内蔵基板２では、部品を３次元的に配置できるため、高密度実装が実現できる。
【００２７】
また、図３（Ｂ）に示すように、部品内蔵基板２０ではコイル２１だけでなく、チップ部品２２Ａ、２２Ｂ等も、母材１０Ａの中に埋め込まれている。すなわち、部品内蔵基板２０では外周部領域に、コイル２１を配置することにより、部品を搭載しにくい配線板の外周部領域を有効に利用するだけでなく、大きな径のコイル２１を実現している。さらに部品内蔵基板２０では、コイル２１の内部にもチップ部品２２Ａ、２２Ｂを配設することにより、高密度実装を実現している。
すなわち、コイル２１は少なくともその磁路内に他の部品が配設可能な径を有するコイルである。
【００２８】
また、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、部品内蔵基板２０の表面にはチップ部品２８Ａ〜２８Ｄおよび大型の集積回路部品２９が表面実装されている。
【００２９】
すなわち、本実施の形態の部品内蔵基板２０は、外力が作用しても、実装した可撓性部品の機能を正常に維持でき、かつ、高密度実装が可能である。
【００３０】
なお、上記の説明のように、可撓性部品とは、外力によって、その形状が変化する部品であり、特に変形により特性が変化する部品である。可撓性部品としては、コイル２１に限られるものではなく、冷陰極管（Cold Cathode Fluorescent Lamp／ＣＣＦＬ）またはプラズマチューブ等のように可撓性と脆性とを有する照明部品などであっても、上記説明と同様の効果を得ることができる。
なお、照明部品を部品内蔵基板２０内部に配設する場合は、少なくとも、照明部品と接する母材１０Ａの一部がガラスまたは透光性樹脂等から構成されており、光が部品内蔵基板２０内部を透過して外部に導光できる構造になっている。すなわち、母材１０Ａは絶縁性樹脂だけでなく、絶縁性樹脂に加えて別の材料を有していてもよい。
【００３１】
また以上の説明のように、被検体の内部に導入するカプセル型内視鏡１Ａは、被検体の内部の画像を撮像し撮像信号を出力する撮像部と、絶縁性樹脂からなる母材１０Ａと、母材１０Ａの中に埋め込まれた可撓性部品である撮像信号等を送受信するコイル２１とを有する部品内蔵基板２０と、を具備する。
【００３２】
カプセル型内視鏡１Ａは、部品内蔵基板２０が可撓性部品であるコイル２１を絶縁性樹脂からなる母材１０Ａに埋没した状態であるため、信頼性が高い。またカプセル型内視鏡１Ａは、部品を３次元的に配置できるため、高密度実装が実現できる。
【００３３】
＜第３の実施の形態＞
次に、図４を用いて、本発明の第３の実施の形態の部品内蔵基板３０について説明する。本実施の形態の部品内蔵基板３０は、第１の実施の形態の部品内蔵基板１０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。  
【００３４】
図４に示すように、本実施の形態のカプセル型内視鏡１Ｂの部品内蔵基板３０は、母材１０Ａと、母材１０Ａの中に埋め込まれた固体状部品であるチップ部品３２Ａ等と、母材１０Ａの中に埋め込まれた流体状部品である冷却機能を有する冷却材３１と、を有する。なお冷却材３１は母材１０Ａに形成された空洞部３１Ａの内部に封止されている。
【００３５】
カプセル型内視鏡１Ｂはすでに説明したように気密封止された筐体内に全ての部品が搭載されているため、部品から発生する熱の放熱対策は重要である。
部品内蔵基板３０は、空洞部３１Ａの内部に冷却材３１である液体が適量封入されている。このため、空洞部３１Ａの直上表面に実装された、特に熱を発生しやすい発熱部品である集積回路部品２９が発熱したとき、冷却材３１が気化することで、気化熱により集積回路部品２９を冷却することができる。なお、空洞部３１Ａの形状等は想定温度から推定される内部圧力をもとに耐圧構造となるように設計される。
【００３６】
部品内蔵基板３０は、発熱部品から発生する熱を吸収し冷却する効果のある冷却材３１が、絶縁性樹脂からなる母材１０Ａの空洞部３１Ａに封止されている。このため発熱部品の温度が上昇しすぎて、いわゆる熱暴走することがなく、部品の信頼性が高い。また、部品内蔵基板２０としても信頼性が高い。また、部品内蔵基板３０は、部品を３次元的に配置できるため、高密度実装が実現できる。
【００３７】
また以上の説明のように、被検体の内部に導入するカプセル型内視鏡１Ｂは、絶縁性樹脂からなる母材１０Ａと、母材１０Ａの中に形成された空洞部３１Ａと、空洞部３１Ａの内部に封止された冷却機能を有する流体状部品である冷却材３１等と、母材１０Ａの中に埋め込まれた固体状部品であるチップ部品３２Ａとを有する部品内蔵基板２０と、部品内蔵基板２０に表面実装された発熱部品である集積回路部品２９と、被検体の内部の画像を撮像する撮像部と、を具備する。
【００３８】
カプセル型内視鏡１Ａは、部品内蔵基板３０が発熱部品が発生する熱を吸収し冷却する効果のある冷却材３１が、絶縁性樹脂からなる母材１０Ａの空洞部３１Ａに封止されているため、部品の温度が上昇しすぎて、いわゆる熱暴走することがなく、信頼性が高い。また、部品内蔵基板３０は、部品を３次元的に配置できるため、カプセル型内視鏡１Ａは高密度実装が実現できる。
【００３９】
本発明は、上述した実施の形態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。
【符号の説明】
【００４０】
１、１Ａ、１Ｂ…カプセル型内視鏡、３…リードスイッチ、４…コイル、５…電池、６…筐体本体部、６Ａ…透明半球部、８…レンズ部、１０…部品内蔵基板、１０Ａ…母材、１１Ａ…チップ部品、１７…バネ部材、２０…部品内蔵基板、２１…コイル、２１Ａ…空洞部、２２Ａ、２２Ｂ…チップ部品、２８Ａ〜２８Ｄ…チップ部品、２９…集積回路部品、３０…部品内蔵基板、３１…冷却材、３１Ａ…空洞部、３２Ａ…チップ部品、１０１…カプセル型内視鏡、１０２…専用基板、１０２Ａ…くりぬき部、１１７…バネ部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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