(57)【要約】      （修正有）【課題】曲げ戻り、たわみ変形の発生を抑制でき、設計自由度の高いフレキシブル回路基板、及びこのフレキシブル回路基板を有する内視鏡を提供する。【解決手段】フレキシブル回路基板１０は、絶縁性の基材フィルム１２と、基材フィルム１２の片面又は両面に設けられた導電性の配線層１４と、配線層１４の上に形成された絶縁性の保護層１６と、基材フィルム１２の少なくとも片面の側の最表面に設けられた塑性変形層１８と、を有し、塑性変形層１８は、屈曲線を構成する線状に配置された複数の孔群２０を有する。【選択図】図１
2014170909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の基材フィルムと、
前記基材フィルムの片面又は両面に設けられた導電性の配線層と、
前記配線層の上に形成された絶縁性の保護層と、
前記基材フィルムの少なくとも片面の側の最表面に設けられた塑性変形層と、を有し、
前記塑性変形層は、屈曲線を構成する線状に配置された複数の孔群を有するフレキシブル回路基板。
【請求項２】
前記屈曲線で前記基材フィルムを屈曲した際、屈曲部の最外周層の曲率半径が５００μｍ以下である請求項１記載のフレキシブル回路基板。
【請求項３】
前記複数の孔群は、円、楕円、又は角丸長方形の形状を有する請求項１又は２記載のフレキシブル回路基板。
【請求項４】
前記複数の孔群は楕円又は角丸長方形の形状を有し、前記複数の孔群の長軸が前記屈曲線に対して直交する請求項１又は２記載のフレキシブル回路基板。
【請求項５】
前記複数の孔群は楕円又は角丸長方形の形状を有し、前記複数の孔群の長軸の長さが８００μｍ以下である請求項４記載のフレキシブル回路基板。
【請求項６】
前記屈曲線に平行な方向の前記複数の孔群の寸法の和の、前記屈曲線上での前記基材フィルムの寸法に対する比が３０〜７０％である請求項１から５のいずれか１項記載のフレキシブル回路基板。
【請求項７】
前記塑性変形層が金属で構成される請求項１から６のいずれか１項記載のフレキシブル回路基板。
【請求項８】
前記塑性変形層は、前記基材フィルムの厚さと前記保護層の厚さとの合計の１／２以上の厚さを有する請求項１から７のいずれか１項記載のフレキシブル回路基板。
【請求項９】
観察対象の内部に挿入される挿入部と、
前記挿入部の先端部に設けられる観察光学系と、
前記観察光学系よりも基端側に設けられる撮像素子と、
前記撮像素子及び前記撮像素子の駆動回路部品が実装され、屈曲線に沿って屈曲された状態の請求項１から８のいずれか１項記載のフレキシブル回路基板と、
を備える内視鏡。
【請求項１０】
前記フレキシブル回路基板を屈曲された形状に固定する封止樹脂を含む請求項９記載の内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面状態でパターン形成や部品実装を行った後で、屈曲させ、立体形状を維持した状態で使用されるフレキシブル回路基板、及びフレキシブル回路基板を有する内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の電子機器の回路において、電気機器サイズの小形化の要求に応えるため、フレキシブル回路基板が多用されるようになってきている。フレキシブル回路基板の最も汎用的な用途は、折り畳み携帯電話のヒンジ部位での使用が代表的である。このように使用される場合、当該部位での使用に必要な繰返し曲げ耐性の向上、及び省スペース化を実現するため、構成部材それぞれを薄型化する方針で開発が進められてきている。
【０００３】
また、フレキシブル回路基板は、配線パターン作成や電子部品実装を平面状態で行った後、これを屈曲させることで立体化構造を得ることができるため、従来からあるリジット基板を用いる場合に比べて、設置スペースを小さくできる。このため回路基板の設置スペースが小さい電子機器、例えば内視鏡の撮像ユニットにフレキシブル回路基板が使用されている。
【０００４】
このフレキシブル回路基板に対して、電子回路の高精度化に伴い、基板の配線幅が狭くなったり、導電層である銅の厚みが薄くなったりする傾向が顕著である。これに伴い、屈曲を初めとするハンドリングによる、銅の断線故障が非常に発生しやすくなっている。このような問題を改善するため、数多くの提案がなされている。
【０００５】
特許文献１では、フレキシブル回路基板の破損を防ぎ、部分的に硬度を持たせるため、フレキシブル回路基板の配線パターンを形成しない側に銅箔を残したフレキシブル回路基板が記載されている。この方法により、屈曲などのハンドリングによる断線リスクは回避できる。
【０００６】
特許文献２には、フレキシブル回路基板の両面ないし内層に配線可能な導電層を設けると共に、屈曲する部分の導電層の銅の厚みを、屈曲しない部分のそれよりも薄くするフレキシブル回路基板が記述されている。これにより、屈曲する部分の銅が薄いことをきっかけとして、屈曲する位置を指定することが可能である。
【０００７】
特許文献３には、屈曲させる部分を、線状に並べられた所定の大きさの孔を基板に配置することで指定したフレキシブル回路基板が記載されている。これにより、導電層が薄い場合や、配線の密度が不均一な場合においても、屈曲線を基板自身が有する弾發性の大小により指定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３１５８４０号公報
【特許文献２】特開２００７−２５０８８４号公報
【特許文献３】特開２００５−２２３１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、平面状態でパターン形成や部品実装を行った後で、屈曲させ、立体形状を維持した状態のフレキシブル回路基板を限られた容積へ収容する用途の場合、フレキシブル回路基板を小半径で屈曲すること、屈曲位置や角度のバラツキを含めた安定性、屈曲部分以外は変形しないこと、配線、屈曲領域以外の面積を可能な限り小さくすることが求められる。
【００１０】
しかしながら、フレキシブル回路基板では、電子回路の高精度化に伴い、基板の配線幅が狭くなったり、導電層である銅の厚みが薄くなったりすることに伴い、屈曲位置や角度のバラツキを含めた安定性が欠け（いわゆる曲げ戻りの発生）、屈曲部分以外での変形の発生（いわゆるたわみ変形）の問題が顕在化してきている。
【００１１】
そのような問題は以下のことが原因で発生する。物質が外力を受けた際の変形には、大きく分けて弾性変形と塑性変形とがある。力が小さいうちは、物質には元の形状に戻ろうとする力(これを弾性力と呼ぶ)が働き、妨害する外力がなければ元の形状に戻ることが可能(これを弾性変形という)だが、ある大きさを超えると、その変形を維持する(これを塑性変形という)ようになる。フレキシブル回路基板を屈曲させた場合、導電層である銅配線は塑性変形され、基板や絶縁性保護層は弾性変形をする。
【００１２】
従来は、銅の厚み、配線幅とも大きく、屈曲部の銅の量が十分にあったため、基板や絶縁性保護層による弾性力が変形した銅配線を変形させるに足らないので、屈曲部のみが円弧を描いて変形後も、その周辺の平面性は保たれ、狙いどおりの角度で固定されていた。しかしながら前述したとおり、電子回路の高精度化に伴い、基板の配線幅が狭くなったり、銅箔の厚みが薄くなってきたために屈曲部の銅の量が少なくなると、基板や絶縁性保護層による弾性力が銅を変形させるのに必要な大きさを超え、狙い開き角度に対し大きい角度で開いてしまう、曲げ戻り現象が顕著になってくる。
【００１３】
また、屈曲加工時に、屈曲部以外へ拡散して加わる僅かな力でも銅配線が変形し、屈曲部周辺が緩やかな円弧状に変形するたわみという問題が顕著になる。
【００１４】
このように、基板の配線幅が狭くなったり、銅箔の厚みが薄くなってきたために屈曲部の銅の量が少なくなると、ハンドリングでの断線懸念、屈曲線の指定方法といった既知の問題に加え屈曲時の曲げ戻りやたわみという新たな問題が生じる。これらの問題のいずれかでも生じれば、小型電子機器内などの定められたスペースへ回路基板を収納することが困難となる。
【００１５】
しかしながら、特許文献１においては、パターンしない面に、銅箔を残しているので、屈曲部分以外は変形しないことを達成できるが、両面配線に比べ倍の面積が必要なため、立体化後の体積が増加し、限られた空間にフレキシブル回路基板を収容することが困難である。また、フレキシブル回路基板を小半径で屈曲すること、屈曲位置の安定性には考慮がなされていない。
【００１６】
特許文献２においては、屈曲部の銅厚みを薄くしているが、電子回路の高精度化に伴い屈曲部以外の領域での銅厚みが薄くなると、厚みの差を十分にとることができず、屈曲位置を安定化させる効果を得ることが困難となる。また、銅厚みが薄くなった場合に小半径で屈曲させること、屈曲部分以外を変形させないことは考慮されていない。さらに、ハンドリング時や立体化加工時などに、銅厚みの変化部で応力が集中しやすく断線の発生する場合もある。
【００１７】
特許文献３においては、屈折線に沿って、基板フィルム、保護層に孔を形成している。このため基板フィルムや保護層を薄くすると小半径で屈曲したり、屈曲位置や角度のバラツキを含めた安定性を実現したりすることが困難となる。配線部に孔を開けると絶縁が失われるため、孔開け部のための面積が必要となるため、立体化後の体積が増加し、限られた空間にフレキシブル回路基板を収容することが難しくなる。さらに、孔あけ部に応力が集中しやすく、ハンドリング時や立体化加工時などに破損の恐れもある。
【００１８】
本発明は係る実情に鑑み、基板屈曲での半径、ハンドリングでの断線懸念、屈曲線の指定方法といった既知の問題に加え、曲げ戻り、たわみ変形といった新たな問題の発生をも抑制できる、設計自由度の高いフレキシブル回路基板、及びこのフレキシブル回路基板を有する内視鏡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】
【００１９】
本発明者は、特に、定められた設置スペースに収納できるフレキシブル回路基板の構造について鋭意検討した。フレキシブル回路基板の最も汎用的な用途は、折り畳み携帯電話のヒンジ部位での使用が代表的である。当該部位での使用に必要な繰返し屈曲耐性の向上、及び省スペース化を実現するため、構成部材それぞれを薄型化する方針で開発が進められてきた。そのため、基材フィルムや絶縁保護層の薄層化と合わせ、導電層である銅が、薄くなってきた。このように開発されてきたフレキシブル回路基板に、立体化構造を得るための屈曲を行った結果、屈曲時に非屈曲部に加わる力や、屈曲後の基材フィルムや絶縁保護層からの弾性力に対し、銅の量が不十分であることが、曲げ戻りやたわみという新たな問題の原因となっていることが分かった。しかしながら、配線の微細化という、小型で立体化できるフレキシブル回路基板を実現するもうひとつの要件を実現するためには、配線層の銅の厚みは薄いままを保つ必要がある。
【００２０】
そこで、従来の薄型化という考えに反し、配線層の銅の厚みは維持しつつ、屈曲部を指定するための複数の孔を有する塑性変形層を基材フィルムの最表面へ付与することで、塑性変形を維持するに必要な塑性変形物質の量の確保と、配線の微細化に必要な導電層の薄さとを両立できることを見出し、本発明に至った。
【００２１】
本発明の一の形態に係るフレキシブル回路基板は、絶縁性の基材フィルムと、基材フィルムの片面又は両面に設けられた導電性の配線層と、配線層の上に形成された絶縁性の保護層と、基材フィルムの少なくとも片面の側の最表面に設けられた塑性変形層と、を有し、塑性変形層は、屈曲線を構成する線状に配置された複数の孔群を有する。
【００２２】
好ましくは、屈曲線で基材フィルムを屈曲した際、屈曲部の最外周層の曲率半径が５００μｍ以下である。
【００２３】
好ましくは、複数の孔群は、円、楕円、又は角丸長方形の形状を有する。
【００２４】
好ましくは、複数の孔群は楕円又は角丸長方形の形状を有し、複数の孔群の長軸が屈曲線に対して直交する。
【００２５】
好ましくは、複数の孔群は楕円又は角丸長方形の形状を有し、複数の孔群の長軸の長さが８００μｍ以下である。
【００２６】
好ましくは、屈曲線に平行な方向の複数の孔群の寸法の和の、屈曲線上での基材フィルムの寸法に対する比が３０〜７０％である。
【００２７】
好ましくは、塑性変形層が金属で構成される。
【００２８】
好ましくは、塑性変形層は、基材フィルムの厚さと保護層の厚さとの合計の１／２以上の厚さを有する。
【００２９】
本発明の別の形態に係る内視鏡は、観察対象の内部に挿入される挿入部と、挿入部の先端部に設けられる観察光学系と、観察光学系よりも基端側に設けられる撮像素子と、撮像素子及び撮像素子の駆動回路部品が実装され、屈曲線に沿って屈曲された状態の上記のフレキシブル回路基板と、を備える。
【００３０】
好ましくは、フレキシブル回路基板を屈曲された形状に固定する封止樹脂を含む。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、ハンドリングでの断線懸念、屈曲線の指定方法といった既知の問題解決に加え、曲げ戻り、たわみ変形の発生をも抑制でき、設計自由度の高いフレキシブル回路基板、及びこのフレキシブル回路基板を有する内視鏡を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１の実施形態のフレキシブル回路基板の構成を示す斜視図。
【図２】第２の実施形態のフレキシブル回路基板の構成を示す斜視図。
【図３】第３の実施形態のフレキシブル回路基板の構成を示す斜視図。
【図４】本実施形態のフレキシブル回路基板の構成を示す平面図。
【図５】電子部品を実装したフレキシブル回路基板の構成を示す斜視図。
【図６】フレキシブル回路基板を屈曲した状態の部分拡大図。
【図７】塑性変形層に形成される孔の形状を示す平面図。
【図８】内視鏡の全体構成図。
【図９】内視鏡の先端部の外観図。
【図１０】図７のＡ―Ａ線断面図。
【図１１】評価方法を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について説明する。本発明は以下の好ましい実施の形態により説明されるが、本発明の範囲を逸脱することなく、多くの手法により変更を行うことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。したがって、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。
【００３４】
ここで、図中、同一の記号で示される部分は、同様の機能を有する同様の要素である。また、本明細書中で、数値範囲を“  〜  ”を用いて表す場合は、“  〜  ”で示される上限、下限の数値も数値範囲に含むものとする。
【００３５】
図１は、第１の実施形態に係るフレキシブル回路基板の斜視図である。フレキシブル回路基板１０は、第１面１２Ａと第２面１２Ｂとを有する基材フィルム１２と、基材フィルム１２の第１面１２Ａに形成された導電性の配線層１４と、配線層１４の上に形成された絶縁性の保護層１６と、基材フィルム１２の第２面１２Ｂの上に形成された、屈曲線Ｌに沿って複数の孔群２０を有する塑性変形層１８と、を備える。
【００３６】
基材フィルム１２は、ポリイミド樹脂、ＬＣＰ（液晶ポリマー：Liquid Crystal Polymer）等での絶縁材料で構成される。基材フィルム１２は、５〜５０μｍの厚さを有している。
【００３７】
配線層１４は、一般的に電解銅箔、圧延銅箔等が使用され、配線パターンをエッチングなどで作成することで形成される。配線層１４は、２〜２５μｍの厚さを有している。なお、高密度な実装を行うため、これ以下の配線層１４の厚みを用いることもありうる。
【００３８】
保護層１６は、絶縁性のソルダーレジストで構成される。ソルダーレジストとしては、フレキシブル回路基板用途の、伸び率が大きいものを選定することが好ましい。また、ソルダーレジストの代わりに、各種カバーレイフィルムを用いることもできる。保護層１６にソルダーレジストを用いる場合には、保護層１６は１０〜３０μｍの厚さを有している。
【００３９】
塑性変形層１８は、銅、銀、金、すず、アルミニウム等の金属で構成される。本実施形態においては、フレキシブル回路基板１０の片面のみに配線層を設けるため、作成手順の簡素化のため、予め基材フィルム１２の両面に銅箔が貼り合わせられている両面銅張積層板を用い、配線層１４として用いない面に存在する銅箔層を、塑性変形層１８として用いることができる。基材フィルム１２に配線層１４と塑性変形層１８となる銅箔層を一体的に作製することができる。
【００４０】
塑性変形層１８として、基材フィルム１２とは別体の、各種金属箔を接着材などで貼り合わせても良く、さらには各種金属箔の裏面に粘着・接着材が塗布された金属シート材を貼り合わせても良い。塑性変形層１８は、２５〜５０μｍの厚さを有している。
【００４１】
図２は、第２の実施形態に係るフレキシブル回路基板の斜視図である。フレキシブル回路基板１０は、第１面１２Ａと第２面１２Ｂとを有する基材フィルム１２と、基材フィルム１２の第１面１２Ａに形成された導電性の配線層１４と、配線層１４の上に形成された絶縁性の保護層１６と、保護層１６の上に形成された、屈曲線Ｌに沿って複数の孔群２０を有する塑性変形層１８と、を備える。
【００４２】
基材フィルム１２、配線層１４、保護層１６、及び塑性変形層１８の組成と厚さとは、第１の実施形態と同様である。
【００４３】
図３は、第３の実施形態に係るフレキシブル回路基板の斜視図である。フレキシブル回路基板１０は、第１面１２Ａと第２面１２Ｂとを有する基材フィルム１２と、基材フィルム１２の第１面１２Ａに形成された導電性の配線層１４と、配線層１４の上に形成された絶縁性の保護層１６と、基材フィルム１２の第１面１２Ａに形成された導電性の配線層１４と、配線層１４の上に形成された絶縁性の保護層１６と、第１面１２Ａ側の保護層１６の上に形成された、屈曲線Ｌに沿って複数の孔群２０を有する塑性変形層１８と、を備える。
【００４４】
基材フィルム１２、配線層１４、保護層１６、及び塑性変形層１８の組成と厚さとは、第１の実施形態と同様である。
【００４５】
図１の第１の実施形態、図２の第２の実施形態、及び図３の第３の実施形態では、基材フィルム１２の片面の最表面に塑性変形層１８を形成する例を示した。しかし、これに限定されず、基材フィルム１２の両面の最表面に塑性変形層１８を形成することもできる。両面に塑性変形層１８を形成することで、平坦部をより強固にすることができる。
【００４６】
図４は、本実施形態に係るフレキシブル回路基板１０の平面図である。基材フィルム１２の第１面１２Ａの上にパターン化された配線層１４が形成されている。パターンの形状は実装される駆動回路部品の配置等に適宜変更される。配線層１４の上に保護層（不図示）と塑性変形層１８とが形成される。塑性変形層１８には屈曲線Ｌに沿って複数の孔群２０が形成されている。
【００４７】
本実施の形態では、基材フィルム１２の最表面に、基材フィルム１２、保護層１６等の高分子部材よりも弾性率が高く、かつ屈曲した際に塑性変形しうる塑性変形層１８が形成される。そのため基材フィルム１２、保護層１６等の高分子部材の変形に起因する弾性力は、塑性変形層１８を変形させるには足りない力にとどまるため、曲げ戻りが生じるのを抑制できる。また、屈曲時の荷重を屈曲線Ｌの領域のみで吸収しきれず、その両側の領域にまで作用する場合であっても、その荷重は塑性変形層１８を塑性変形するには足りない力にとどまるため、複数の孔群２０で形成された帯状の領域の両側の領域に、たわみ変形が生じるのを抑制できる。
【００４８】
本実施の形態では、基材フィルム１２の最表面に、基材フィルム１２、保護層１６等の高分子部材よりも弾性率が高く、かつ屈曲した際に塑性変形しうる塑性変形層１８が形成されると共に、塑性変形層１８には屈曲線Ｌに沿って複数の孔群２０が形成されている。塑性変形層１８において、屈曲線Ｌの領域と、その両側の領域とには弾性率の差が生じている。その結果、屈曲時に加えられた荷重は、屈曲線Ｌの領域において吸収することができる。これにより、フレキシブル回路基板１０を曲率半径５００μｍ以下に屈曲することができる。ここで、曲率半径とは、屈曲時のフレキシブル回路基板１０の断面から見た最外周の円弧半径をいう。また、屈曲工程においてフレキシブル回路基板１０のセット位置に誤差が生じ、荷重を最も受ける部分が孔群２０内の屈曲線Ｌと直交する方向の中心からずれた場合にも、その荷重を複数の孔群２０内の屈曲線Ｌと直交する方向に分散することで、変形の頂点を、孔群２０内の屈曲線Ｌと直交する方向の中心へ近づけようとする作用が働き、屈曲後の半径や形状のばらつきを非常に小さく抑えることができる。
【００４９】
本実施形態のフレキシブル回路基板１０では、基材フィルム１２、配線層１４、及び保護層１６に対して、孔あけ加工や、薄層化の加工等を施さない。このことによりフレキシブル回路基板１０のハンドリング時、立体化加工時における強度を維持する効果も発揮する。
【００５０】
本実施形態のフレキシブル回路基板１０では、実質的な回路基板を構成する基材フィルム１２、配線層１４、及び保護層１６とは独立した塑性変形層１８を形成し、この塑性変形層１８に孔群２０を形成している。これにより、回路基板に加工を施す必要がないので、配線層１４に対して設計自由度の高いフレキシブル回路基板１０を実現することができる。塑性変形層１８は配線層１４と別の部材であるので、配線層１４を基材フィルム１２の第１面１２Ａ側と第２面１２Ｂ側の両方に形成できる。その結果、駆動回路部品をフレキシブル回路基板１０に効率よく実装できる。
【００５１】
屈曲線Ｌに平行な方向の複数の孔群２０の寸法の和Ｎ・β（Ｎ：孔の数、β：孔の縦長さ）の、屈曲線Ｌに平行な方向のフレキシブル回路基板１０の屈曲部での寸法Ｗに対する比（Ｎ・β／Ｗ）は、３０〜７０％であることが好ましい。比が３０％の場合、塑性変形層１８の孔を開けず残す領域が孔群２０の領域より大きいことを示し、逆に比が７０％の場合、塑性変形層１８の孔を開けず残す領域が孔群２０の領域より小さいことを示す。
【００５２】
（Ｎ・β／Ｗ）を３０〜７０％とすることで、必要な塑性変形の量を確保できる。また、屈曲工程においてフレキシブル回路基板１０のセット位置に誤差が生じ、荷重を最も受ける部分が孔群２０内の屈曲線Ｌと直交する方向の中心からずれる場合がある。その状況下で、その荷重を孔群２０内の屈曲線Ｌと直交する方向に分散することで、変形の頂点を、孔群２０内の屈曲線Ｌと直交する方向の中心へ近づけようとする作用が働く。したがって、屈曲後の曲率半径や形状のばらつきを非常に小さくすることができる。
【００５３】
図５は電子部品を実装したフレキシブル回路基板の構成を示す斜視図である。図５に示すように、配線層１４の上に塑性変形層１８を形成する際、配線層１４の上に電子部品を実装する場合には、塑性変形層１８内の電子部品３０が重なる位置に、電子部品３０を貫通させるための打ち抜き穴２４を設ける。これにより、電子部品３０の実装の前あるいは後でも、塑性変形層１８を形成することができる。電子部品３０が実装される位置は硬く、屈曲することは実質的に難しい。よって、屈曲線Ｌに沿った複数の孔群２０と打ち抜き穴２４とが重なることはない。つまり、電子部品３０が実装される位置でフレキシブル回路基板１０を屈曲させることはない。したがって、打ち抜き穴２４を開けたとしても、屈曲線Ｌに沿った複数の孔群２０を開けることができる。このように、電子部品３０の実装の有無に関わらず、精度良く屈曲可能なフレキシブル回路基板１０を得ることができる。
【００５４】
塑性変形層１８の厚さは、基材フィルム１２と保護層１６との合計厚さの１／２以上であることが好ましい。フレキシブル回路基板１０を折り曲げた後の、曲げ戻りは基材フィルム１２と保護層１６との弾性力に起因する。この弾性力に抗するには、塑性変形層１８の厚さを上述の範囲とすることが好ましい。
【００５５】
図６は、屈曲線Ｌでフレキシブル回路基板１０を屈曲した状態の部分拡大図である。本実施形態では、複数の孔群２０を有する塑性変形層１８を屈曲線Ｌで折り曲げているので、曲率半径Ｒを５００μｍ以下とすることができる。限られた空間に収容可能な立体構造を得るうえでは、曲率半径Ｒは４００μｍ以下が好ましく、３００μｍ以下がより好ましい。また、フレキシブル回路基板１０の平面領域２２においても、たわみ変形や曲げ戻りが生じるのが抑制される。つまり、フレキシブル回路基板１０の屈曲形状のバラツキを抑制できる。
【００５６】
複数の孔群２０は、例えば、図７（Ａ）に示すように円、図７（Ｂ）に示すように楕円、図７（Ｃ）に示す角丸長方形であることが好ましい。曲線部を有することで割れ等が生じるのを防止することができる。図７（Ａ）に示すように孔群２０が円形状である場合、半径Ｒの長さは５００μｍ以下であることが好ましく、３００μｍ以下であることがより好ましい。また、図７（Ｂ）の孔群２０が楕円形状である場合、長軸αの長さが８００μｍ以下であることが好ましく、５００μｍ以下であることがより好ましい。また短軸βの４００μｍ以下であることが好ましく、２００μｍ以下であることがより好ましい。また、孔群２０が楕円形状である場合、長軸αが屈曲線Ｌに対して直交するように複数の孔群２０を配置することが好ましい。屈曲線Ｌが細くなると、屈曲時にパンチを当てる際に、高精度の位置決めが必要となるため、冶具作成にコストが生じるからである。
【００５７】
次に、本実施形態に係るフレキシブル回路基板を内蔵した内視鏡について説明する。
【００５８】
図８は本発明の実施形態に係る内視鏡の全体構成図である。内視鏡１００は、本体操作部１１１と、この本体操作部１１１に連設され患者等の体腔内に挿入される挿入部１１３とを備える。なお、本実施形態では、挿入部先端に軟性部を有する、いわゆる軟性鏡を図示する。しかし、これに限らず、観察対象の内部に挿入される挿入部を有し、体腔内や物体内を観察する内視鏡全般に、本実施形態に係るフレキシブル回路基板を適用することができる。
【００５９】
本体操作部１１１には、ユニバーサルケーブル１１５が接続される。ユニバーサルケーブル１１５の先端に不図示のコネクタが設けられる。このコネクタは不図示の光源装置に着脱自在に連結される。これによって挿入部１１３の先端部１１７に内蔵された照明光学系に上記の光源装置から照明光が送られる。また、このコネクタには、ビデオコネクタも接続される。ビデオコネクタが画像信号処理等を行う不図示のプロセッサに着脱自在に連結される。
【００６０】
挿入部１１３は、本体操作部１１１側、つまり基端側から順に、軟性部１１９と、湾曲部１２１と、先端部１１７とを備える。湾曲部１２１は、本体操作部１１１のアングルノブ１２３，１２５を回動することによって遠隔的に湾曲操作される。これにより、先端部１１７は、所望の方向に向けられる。
【００６１】
本体操作部１１１には、前述のアングルノブ１２３，１２５の他、送気・送水ボタン，吸引ボタン，シャッターボタン等の各種ボタン１２７が並設されている。また、本体操作部１１１から挿入部１１３側へ延長された連設部１２９には、鉗子挿入部１３１が設けられる。鉗子挿入部１３１から挿入された鉗子等の処置具（図示省略）は、挿入部１１３の先端部１１７に形成された鉗子口１３３（図９参照）から導出される。
【００６２】
図９は、上述した先端部１１７の概略外観図であり、図１０は、図９のＡ−Ａ断面図である。図９に示すように、挿入部１１３（図８参照）の先端部位である先端部（以降、内視鏡先端部とも呼称する）１１７は、その先端面１３５に、撮像光学系の観察窓１３７と、観察窓１３７の両脇に配置された照明光学系の照射口１３９Ａ，１３９Ｂと、その近傍に配置された鉗子口１３３とを備える。さらに、観察窓１３７に送気・送水するノズル１４１が、噴出口を観察窓１３７に向けて配置されている。
【００６３】
図１０に示すように、内視鏡先端部１１７は、ステンレス鋼材などの金属材料からなる先端硬質部１４３と、先端硬質部１４３に形成された穿設孔１４３ａに鏡筒１４５を嵌挿して固定される撮像部１４７と、他の穿設孔１４３ｂに配設された金属製の鉗子パイプ１４９とを備える他、ノズル１４１に接続される送気・送水管１５１、さらに照明光学系に接続される不図示の導光用ライトガイド等の各種の部材が収容されている。
【００６４】
撮像部１４７は、鏡筒１４５に収容された複数の対物レンズで構成される対物レンズ群１５３と、この対物レンズ群１５３を通して取り込まれる被写体からの入射光（観察光）の光路ＯＰを直角に変更する三角プリズム１５５と、直角に光路ＯＰが変更された入射光を受光する撮像素子１５９とを備える。
【００６５】
撮像素子１５９は、フレキシブル回路基板１０に実装されている。撮像素子１５９に取り込まれた被写体の画像情報に基づく画像信号は、フレキシブル回路基板１０を通じて出力される。
【００６６】
対物レンズ群１５３、三角プリズム１５５、及び撮像素子１５９を含む撮像光学系は、内視鏡先端部１１７に内蔵され、撮像装置として機能する。対物レンズ群１５３が観察光学系を構成する。撮像素子１５９はその観察光学系より基端側に設けられている。また、照射口１３９Ａ，１３９Ｂ（図９参照）に配置されるレンズ等の光学部材及びこの光学部材に接続されるライトガイドは、照明光学系を構成する。これらも内視鏡先端部１１７内に内蔵される。撮像素子１５９から出力される画像情報は、信号ケーブル１６１を通じて不図示の上記プロセッサに送信され、表示用画像に処理される。
【００６７】
先端硬質部１４３の外周には不図示の金属スリーブが接続され、この金属スリーブには、湾曲部１２１（図８参照）に配設される不図示の節輪が湾曲自在に接続されている。金属スリーブの外周は外皮チューブ１５０で覆われている。先端硬質部１４３の先端側は先端カバー１６３で覆われている。外皮チューブ１５０と先端カバー１６３とは、内部への浸水がないように互いに密着して接合されている。
【００６８】
対物レンズ群１５３は三角プリズム１５５の入射側端面１５５ａに接続されている。三角プリズム１５５の出射側端面１５５ｂには透光性保護基板であるカバーガラス１６５が接合されている。カバーガラス１６５の三角プリズム１５５とは反対側には、エアーギャップ１６７を介して撮像素子１５９が配置されている。エアーギャップ１６７は、撮像素子１５９の周囲に配置された枠体１６０によって予め定めた容積に設定される。
【００６９】
撮像素子１５９が実装されたフレキシブル回路基板１０は、図１０中の第１屈曲線Ｌ１で屈曲させられ、さらに、第２屈曲線Ｌ２で屈曲させられている。フレキシブル回路基板１０は、第３屈曲線Ｌ３で三角プリズム１５５の全反射面となるプリズム外面の全反射斜面に沿って図中の水平面から上方へ湾曲状態で折り曲げられている。これにより、フレキシブル回路基板１０は三角プリズム１５５の全反射斜面を押圧する。
【００７０】
ここでは、撮像素子１５９へ光を導く光学部材として三角プリズム１５５を例示しているが、これに限らず、他の形状、他の方式の光路変更部材であってもよい。また、カバーガラス１６５は、観察光に対する透光性を有していればよく、ガラス材に限らず透明樹脂等の他の材料であってもよい。
【００７１】
フレキシブル回路基板１０には、撮像素子１５９を駆動・制御するための駆動回路部品１７９が実装されている。さらにフレキシブル回路基板１０には、レギュレータ１７７が実装されている。
【００７２】
本実施形態の内視鏡１００では、撮像素子モジュールで発生した熱の放熱特性を高めるために、放熱用のフレキシブル回路基板１８８が設けられている。このフレキシブル回路基板１８８は、一端側表面が撮像素子１５９の裏面全面に接着材等で貼り合わされている。さらに、フレキシブル回路基板１８８は、フレキシブル回路基板１０の平面領域２２で熱接触され、そして信号ケーブル１６１の外皮に所定以上の広い面積で接着される。
【００７３】
ケーブル接続部１７３はランド１８１を備えている。信号ケーブル１６１の各リード線１６１ａが半田付け等により接続されている。
【００７４】
フレキシブル回路基板１０を屈曲し、立体化することにより、フレキシブル回路基板１０で囲まれた空間が形成される。この空間に内を封止樹脂（不図示）により充填固化してよい。封止樹脂によりフレキシブル回路基板１０の形状の維持や、駆動回路部品１７９の保護が可能となる。その際、フレキシブル回路基板１０が弾性力の高い塑性変形層１８を有することで、樹脂の充填時から加熱硬化が完了するまでの間も、外力による変形やひずみを抑制することができる。
【００７５】
本実施形態の内視鏡１００において、フレキシブル回路基板１０は複数の孔群２０を有する塑性変形層１８（不図示）を備えているので、小さな曲率半径Ｒで寸法精度よくフレキシブル回路基板１０を立体化加工することができる。つまり、フレキシブル回路基板１０を定められた設置スペースに収容することができる。
【実施例１】
【００７６】
以下に、本発明の実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。なお、以下の実施例に示される材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【００７７】
（試料１）
縦２０ｍｍ、横５０ｍｍの長さを有する銅張り積層板（Ｐａｎａｓｏｎｉｃ電工、ＲＦ７５８）を準備した。銅張り積層板は、ポリイミド製の１２μｍの厚さを有する基材フィルムと、基材フィルムの上に形成された電解銅で形成された１２μｍの厚さを有する配線層とで構成されている。エッチングにより、Ｌ（ライン幅）／Ｓ（スペース幅）＝１００μｍ／１００μｍで、図３で示す横方向に並行して伸びる３組６本の配線パターンの配線層を基材フィルムの上に形成した。配線層の上に、ソルダーレジストで、約１０μｍの厚さの保護層を形成した。
【００７８】
銅張積層板と同じ寸法を有する１８μｍの厚さを有する銅箔に、５００μｍの横軸の長さと、２００μｍの縦軸の長さとを有する複数の楕円形打ち抜き孔を、２００μｍ間隔で、横方向の中央付近に縦軸方向に並ぶように形成した。この銅箔を、銅張積層板の保護層の上に接着剤で張り合わせた。フレキシブル回路基板の層構成は図１と同じである。
【００７９】
（試料２）
試料１と同様に、銅張積層板の配線層に図３で示す配線パターンを作成し、その上に保護層を作成した。試料１と同様の打ち抜き孔を設けた銅箔を、基材フィルムの配線層形成面とは反対面の上に貼り合わせ、フレキシブル回路基板を作製した。フレキシブル回路基板の層構成は図２と同じである。
【００８０】
（試料３）
試料１と同様に、銅張積層板の配線層に図３で示す配線パターンを作成した。５００μｍの横軸の長さと、２００μｍの縦軸の長さとを有する複数の楕円径打ち抜き孔を、２００μｍ間隔で、横方向の中央付近に縦軸方向に並ぶように、配線がある部分を避けて形成した。その上に保護層を作成した。
【００８１】
（試料４）
試料１と同様に、銅張積層板の配線層に図３で示す配線パターンを作成し、配線層の上に保護層としてソルダーレジストを形成した。この保護層に、５００μｍの横軸の長さと、２００μｍの縦軸の長さとを有する複数の楕円径の孔を、２００μｍ間隔で、横方向の中央付近に縦軸方向に並ぶように、配線がある部分を避けて、エッチングプロセスにより形成した。
【００８２】
＜加工と評価方法＞
平行な隙間が空いたダイ上に、この隙間と孔の並んだ列とが一致するように試料を置き、屈曲線にパンチを当て、断面方向から見たときに、試料の開き角度が９０°になるまで荷重を負荷し（図９（Ａ））、その後荷重を除去した（図９（Ｂ））。各試料に対してサンプル数ｎ＝１０ずつ行った。加工後の試料を横から光学顕微鏡で観察し、屈曲時の外周層の変形曲線を円弧近似した際の半径（曲率半径）と、屈曲線の外側の辺で形成される開き角度、そして屈曲線の外側（平面領域）のたわみの有無を目視で確認した。試料１、２については、塑性変形層を山折り、谷折した。試料３は基材フィルムを山折し、試料４は保護層を山折りした。
【００８３】
＜評価＞
表１は、評価結果をまとめた表である。試料１、２は、ほぼ同じ結果となった。塑性変形層を形成する面や、折り方向(山折り/谷折り)が影響しないことを示している。試料３、４では、断線こそ生じなかったものの、曲率半径、開き角度とも値が大きかった。また、ばらつく範囲も大きくなり、平面領域にたわみが発生した
【００８４】
【表１】
2014170909.tif 000003
【符号の説明】
【００８５】
１０、１８８…フレキシブル回路基板、１２…基材フィルム、１…配線層、１６…保護層、１８…塑性変形層、２０…孔群、２２…平面領域、２４…穴
【図１】
2014170909.tif 000004
【図２】
2014170909.tif 000005
【図３】
2014170909.tif 000006
【図４】
2014170909.tif 000007
【図５】
2014170909.tif 000008
【図６】
2014170909.tif 000009
【図７】
2014170909.tif 000010
【図８】
2014170909.tif 000011
【図９】
2014170909.tif 000012
【図１０】
2014170909.tif 000013
【図１１】
2014170909.tif 000014