(57)【要約】  短小化を図りながら、簡易に接続を行うことができ、ショート等を防止することのできる電子回路ユニット、撮像ユニットおよび内視鏡を提供する。本発明における電子回路ユニットは、複数のケーブル４１からなる複合ケーブル４０と、ケーブル４１と電気的に接続される回路基板２０と、ケーブル４１の配置位置に対応する位置にケーブル４１の芯線４２の径より小さい径を有する貫通孔３１が形成され、複合ケーブル４０と回路基板２０との間に配置される中継基板３０と、を備え、貫通孔３１に供給された半田５０を介してケーブル４１は中継基板３０に端面接続されるとともに、回路基板２０とケーブル４１とが電気的に接続されていることを特徴とする。
2017203983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のケーブルを有する複合ケーブルと、
前記複合ケーブルと電気的に接続されている回路基板と、
前記ケーブルの配置位置に対応する位置に前記ケーブルの導体部の径より小さい径をそれぞれ有する複数の貫通孔が形成され、前記複合ケーブルと前記回路基板との間に位置する中継基板と、
を備え、
前記複数のケーブルは、前記貫通孔に供給された半田を介して前記中継基板に端面接続されており、
前記回路基板は、前記貫通孔に供給された半田を介し前記複数のケーブルと電気的に接続されていることを特徴とする電子回路ユニット。
【請求項２】
前記回路基板は、前記貫通孔の位置に対応する位置に接続ランドが形成されるとともに、前記中継基板の前記複合ケーブルが接続される面と対向する面に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電子回路ユニット。
【請求項３】
前記中継基板はフレキシブルプリント基板であり、前記フレキシブルプリント基板の中心から折り曲げられた一方の領域に前記複数のケーブルが接続されており、他方の領域に前記回路基板の前記接続ランドが接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電子回路ユニット。
【請求項４】
前記複合ケーブルは、少なくとも一部が径の異なる複数のケーブルを有し、
前記貫通孔の径は、対応する位置に配置されている前記ケーブルの導体部の径に応じた大きさであることを特徴とする請求項１に記載の電子回路ユニット。
【請求項５】
前記複合ケーブルは、少なくとも一部が径の異なる複数のケーブルを有し、
前記貫通孔の径は均一であって、前記ケーブルの導体部の径に対応する数の貫通孔が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子回路ユニット。
【請求項６】
前記複合ケーブルは、同軸ケーブルを含み、
前記貫通孔は、前記同軸ケーブルの芯線の径より小さい径を有し、前記同軸ケーブルのシールドに対応した位置にも形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子回路ユニット。
【請求項７】
前記中継基板と前記回路基板とを接続するフレキシブルプリント基板を備え、
前記複数のケーブルと前記回路基板とは、中心から折り曲げられた前記フレキシブルプリント基板の一方の領域が前記中継基板と接続され、他方の領域が前記回路基板の前記接続ランドと接続されることにより電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電子回路ユニット。
【請求項８】
請求項１に記載の電子回路ユニットと、
表面に撮像素子を有し、裏面にセンサ電極が形成された半導体パッケージと、
を備え、
前記回路基板の表面側に設けられた接続電極と、前記半導体パッケージのセンサ電極とが接合部材を介して接続されているとともに、
前記電子回路ユニットは、前記半導体パッケージの光軸方向の投影面内に位置することを特徴とする撮像ユニット。
【請求項９】
請求項８に記載の撮像ユニットが先端に設けられた挿入部を備えたことを特徴とする内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路ユニット、撮像ユニットおよび内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検体内に挿入されて被検部位の観察等を行う内視鏡が知られており、医療分野等で広く利用されている。この内視鏡は、可撓性を有する細長の挿入具の先端部に、撮像素子等の電子部品を実装した電子回路ユニットを含む撮像ユニットが内蔵されて構成されている。挿入部の先端部は、被験者の負担軽減のために、細径化、短小化が望まれている。【０００３】
内視鏡の挿入部の先端部にはＣＣＤなどの固体撮像素子が配設され、ＣＣＤが撮像した画像データは電気信号に光電変換され、信号ケーブルを通して情報処理装置に伝送される。ＣＣＤと情報処理装置との間の信号伝送は、ＣＣＤへの駆動電源の供給や、映像信号の伝送、あるいはクロック信号の伝送などのため、ＣＣＤと接続された回路基板に、複数のケーブルを接続することにより行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−９４９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、複合ケーブルの端部の総合被覆を除去し、複数のケーブルの外皮を除去して芯線を回路基板の端部に形成された接続電極に接続するが、回路基板に接続するための接続長が必要になるので、内視鏡の硬質部の短小化の妨げになっていた。また、細径であるケーブルの位置合わせに手間を要するとともに、回路基板の小型化に応じた接続ランドの配置間隔の短縮等によりショート等を生じるおそれが高くなっている。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、短小化を図りながら、簡易に接続を行うことができ、ショート等を防止することのできる電子回路ユニット、撮像ユニットおよび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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる電子回路ユニットは、複数のケーブルを有する複合ケーブルと、前記複合ケーブルと電気的に接続されている回路基板と、前記ケーブルの配置位置に対応する位置に前記ケーブルの導体部の径より小さい径をそれぞれ有する複数の貫通孔が形成され、前記複合ケーブルと前記回路基板との間に位置する中継基板と、を備え、前記複数のケーブルは、前記貫通孔に供給された半田を介して前記中継基板に端面接続されており、前記回路基板は、前記貫通孔に供給された半田を介し前記複数のケーブルと電気的に接続されていることを特徴とする。【０００８】
また、本発明にかかる電子回路ユニットは、上記発明において、前記回路基板は、前記貫通孔の位置に対応する位置に接続ランドが形成されるとともに、前記中継基板の前記複合ケーブルが接続される面と対向する面に接続されていることを特徴とする。【０００９】
また、本発明にかかる電子回路ユニットは、上記発明において、前記中継基板はフレキシブルプリント基板であり、前記フレキシブルプリント基板の中心から折り曲げられた一方の領域に前記複数のケーブルが接続されており、他方の領域に前記回路基板の前記接続ランドが接続されていることを特徴とする。【００１０】
また、本発明にかかる電子回路ユニットは、上記発明において、前記複合ケーブルは、少なくとも一部が径の異なる複数のケーブルを有し、前記貫通孔の径は、対応する位置に配置されている前記ケーブルの導体部の径に応じた大きさであることを特徴とする。【００１１】
また、本発明にかかる電子回路ユニットは、上記発明において、前記複合ケーブルは、少なくとも一部が径の異なる複数のケーブルを有し、前記貫通孔の径は均一であって、前記ケーブルの導体部の径に対応する数の貫通孔が配置されていることを特徴とする。【００１２】
また、本発明にかかる電子回路ユニットは、上記発明において、前記複合ケーブルは、同軸ケーブルを含み、前記貫通孔は、前記同軸ケーブルの芯線の径より小さい径を有し、前記同軸ケーブルのシールドに対応した位置にも形成されていることを特徴とする。【００１３】
また、本発明にかかる電子回路ユニットは、上記発明において、前記中継基板と前記回路基板とを接続するフレキシブルプリント基板を備え、前記複数のケーブルと前記回路基板とは、中心から折り曲げられた前記フレキシブルプリント基板の一方の領域が前記中継基板と接続され、他方の領域が前記回路基板の前記接続ランドと接続されることにより電気的に接続されていることを特徴とする。【００１４】
また、本発明にかかる撮像ユニットは、上記のいずれか一つに記載の電子回路ユニットと、表面に撮像素子を有し、裏面にセンサ電極が形成された半導体パッケージと、を備え、前記回路基板の表面側に設けられた接続電極と、前記半導体パッケージのセンサ電極とが接合部材を介して接続されているとともに、前記電子回路ユニットは、前記半導体パッケージの光軸方向の投影面内に位置することを特徴とする。【００１５】
また、本発明にかかる内視鏡は、上記に記載の撮像ユニットが先端に設けられた挿入部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、中継基板の貫通孔に供給された半田を介してケーブルが中継基板に端面接続されるとともに、回路基板の接続ランドと電気的に接続されるため、ケーブル延出方向の硬質部の長さを短縮できる。また、接続の際のケーブルの位置合わせが容易であるとともに、接続ランドの配置間隔を短縮した場合であっても、ショート等の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示す内視鏡先端部に配置される撮像ユニットの側面図である。
【図３】図３は、複合ケーブルと中継基板の接続を説明する図である。
【図４】図４は、図２に示す撮像ユニットの製造工程を説明する図である。
【図５】図５は、図２に示す撮像ユニットの製造工程を説明する図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１の変形例１にかかる複合ケーブルと中継基板の接続を説明する図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１の変形例２にかかる複合ケーブルと中継基板の接続を説明する図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２にかかる撮像ユニットの側面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態３にかかる撮像ユニットの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の説明では、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）として、撮像ユニットを備えた内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。さらにまた、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。図１に示すように、本実施の形態にかかる内視鏡システム１は、被検体内に導入され、被検体の体内を撮像して被検体内の画像信号を生成する内視鏡２と、内視鏡２が撮像した画像信号に所定の画像処理を施すとともに内視鏡システム１の各部を制御する情報処理装置３と、内視鏡２の照明光を生成する光源装置４と、情報処理装置３による画像処理後の画像信号を画像表示する表示装置５と、を備える。
【００２０】
内視鏡２は、被検体内に挿入される挿入部６と、挿入部６の基端部側であって術者が把持する操作部７と、操作部７より延伸する可撓性のユニバーサルコード８と、を備える。
【００２１】
挿入部６は、照明ファイバ（ライトガイドケーブル）、電気ケーブルおよび光ファイバ等を用いて実現される。挿入部６は、後述する撮像ユニットを内蔵した先端部６ａと、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部６ｂと、湾曲部６ｂの基端部側に設けられた可撓性を有する可撓管部６ｃと、を有する。先端部６ａには、照明レンズを介して被検体内を照明する照明部、被検体内を撮像する観察部、処置具用チャンネルを連通する開口部および送気・送水用ノズル（図示せず）が設けられている。
【００２２】
操作部７は、湾曲部６ｂを上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ７ａと、被検体の体腔内に生体鉗子、レーザメス等の処置具が挿入される処置具挿入部７ｂと、情報処理装置３、光源装置４、送気装置、送水装置および送ガス装置等の周辺機器の操作を行う複数のスイッチ部７ｃと、を有する。処置具挿入部７ｂから挿入された処置具は、内部に設けられた処置具用チャンネルを経て挿入部６先端の開口部から表出する。
【００２３】
ユニバーサルコード８は、照明ファイバ、ケーブル等を用いて構成される。ユニバーサルコード８は、基端で分岐しており、分岐した一方の端部がコネクタ８ａであり、他方の基端がコネクタ８ｂである。コネクタ８ａは、情報処理装置３のコネクタに対して着脱自在である。コネクタ８ｂは、光源装置４に対して着脱自在である。ユニバーサルコード８は、光源装置４から出射された照明光を、コネクタ８ｂ、および照明ファイバを介して先端部６ａに伝播する。また、ユニバーサルコード８は、後述する撮像ユニットが撮像した画像信号を、ケーブルおよびコネクタ８ａを介して情報処理装置３に伝送する。
【００２４】
情報処理装置３は、コネクタ８ａから出力される画像信号に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム１全体を制御する。
【００２５】
光源装置４は、光を発する光源や、集光レンズ等を用いて構成される。光源装置４は、情報処理装置３の制御のもと、光源から光を発し、コネクタ８ｂおよびユニバーサルコード８の照明ファイバを介して接続された内視鏡２へ、被写体である被検体内に対する照明光として供給する。
【００２６】
表示装置５は、液晶または有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を用いた表示ディスプレイ等を用いて構成される。表示装置５は、映像ケーブル５ａを介して情報処理装置３によって所定の画像処理が施された画像を含む各種情報を表示する。これにより、術者は、表示装置５が表示する画像（体内画像）を見ながら内視鏡２を操作することにより、被検体内の所望の位置の観察および性状を判定することができる。
【００２７】
次に、内視鏡システム１で使用する撮像ユニットについて詳細に説明する。図２は、図１に示す内視鏡先端部に配置される撮像ユニットの側面図である。図３は、複合ケーブルと中継基板の接続を説明する図であり、図３（ａ）は複合ケーブル４０の先端部側の端面、図３（ｂ）は中継基板３０のｆ５面側、図３（ｃ）は複合ケーブル４０を重ねた状態で中継基板３０のｆ５面側から見た図である。
【００２８】
撮像ユニット１００は、撮像素子を有し、裏面であるｆ２面にセンサ電極１３が形成された半導体パッケージ１０と、表面であるｆ３面に接続電極２１、裏面であるｆ４面に接続ランド２２がそれぞれ形成され、ｆ３面の接続電極２１が半導体パッケージ１０のセンサ電極１３と電気的および機械的に接続されている回路基板２０と、光軸方向に貫通する複数の貫通孔３１を有する中継基板３０と、複数のケーブル４１からなる複合ケーブル４０と、を備える。
【００２９】
半導体パッケージ１０は、ガラス１２が撮像素子１１に貼り付けられた構造となっている。レンズユニットが集光した光はガラス１２の表面であるｆ１面を介して、受光部を備える撮像素子１１の受光面に入射する。撮像素子１１のｆ２面（裏面）にはセンサ電極１３、および、はんだボール等からなる接合部材１４が形成されている。接合部材１４は、はんだボールのほか、金属コアはんだボール、樹脂コアはんだボール、Ａｕバンプ等でもよい。半導体パッケージ１０は、ウエハ状態の撮像素子チップに、配線、電極形成、樹脂封止、およびダイシングをして、最終的に撮像素子チップの大きさがそのまま半導体パッケージの大きさとなるＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）であることが好ましい。
【００３０】
回路基板２０は、配線が形成された複数の基板が積層されて板状をなしている（ｆ３面およびｆ４面に平行な基板が複数積層）。積層される基板は、セラミックス基板、ガラエポ基板、フレキシブルプリント基板、ガラス基板、シリコン基板等が用いられる。回路基板２０の内部には、積層される基板上の配線を導通させる複数のビアが形成されている。回路基板２０のｆ３面には接続電極２１が形成され、半導体パッケージ１０のセンサ電極１３と接合部材１４を介して電気的、および機械的にそれぞれ接続されている。ｆ３面の接続電極２１とｆ２面のセンサ電極１３との接続部は、封止樹脂により封止されていてもよい。
【００３１】
複合ケーブル４０は、複数のケーブル４１が総合被覆４４で覆われてなり、中継基板３０に接続される端部側は、総合被覆４４、およびケーブル４１の外皮４３が一部除去されて、芯線４２が露出している。露出する芯線４２の端面ｆ７は、後述する中継基板３０の裏面であるｆ６面に半田５０を介して端面接続されている。
【００３２】
中継基板３０は、セラミックス基板、ガラエポ基板、ガラス基板、シリコン基板等が用いられる。中継基板３０は、複合ケーブル４０の総合被覆４４で固定されたケーブル４１の芯線４２の配置位置に対応する位置に、芯線４２の径ｒ３より小さい径ｒ２を有する貫通孔３１が形成されている。貫通孔３１の配置位置は、芯線４２の光軸方向の投影面内で完全に重なるか、大部分、たとえば、貫通孔３１の断面積の６０％以上で重なるものであれば、重ならない部分があってもよい。中継基板３０と複数のケーブル４１とを接続する際、中継基板３０のｆ５面側から視認により位置合わせでできる観点から、中継基板３０は透明な材料、例えば、ガラス基板とすることが好ましい。中継基板３０の材料として不透明な材料を使用する場合には、接続に利用する貫通孔３１に加え中継基板３０に貫通孔を形成し、この貫通孔を介して位置合わせを行うようにしてもよい。中継基板３０とケーブル４１との接続部の周辺は、封止樹脂６０により封止されている。
【００３３】
回路基板２０のｆ４面の接続ランド２２は、貫通孔３１の配置位置に対応する位置に形成され、半田５１を介して貫通孔３１内の半田５０と接続されている。回路基板２０の接続ランド２２は、半田５１、ならびに貫通孔３１内および芯線４２を中継基板３０の端面接続する半田５０を介して、ケーブル４１と電気的に接続されている。回路基板２０と中継基板３０との接続部の周辺は、封止樹脂６０により封止されている。
【００３４】
また、撮像ユニット１００において、回路基板２０、中継基板３０、および複合ケーブル４０は、半導体パッケージ１０の光軸方向の投影面内に収まる大きさである。
【００３５】
次に、図を参照して、撮像ユニット１００の製造方法について説明する。図４および図５は、図２に示す撮像ユニット１００の製造工程を説明する図である。
【００３６】
まず、中継基板３０の所定の位置に貫通孔３１を形成し（図４（ａ））、この貫通孔３１に半田５０を充填する（図４（ｂ））。貫通孔３１に半田５０を充填後、ケーブル４１を接続する中継基板３０のｆ６面の貫通孔３１上にさらに半田５０を載置する（図４（ｃ））。
【００３７】
ケーブル４１の露出する芯線４２を貫通孔３１上の半田５０と位置合わせ後、芯線４２の端面ｆ７を貫通孔３１上に凸状に載置された半田５０上に押し当て（図４（ｄ））、中継基板３０のｆ５面側から溶融する半田５０を供給して、貫通孔３１内および貫通孔３１上の半田５０を溶解させて、溶融した半田５０を芯線４２上に吸い上げさせる（図４（ｅ））。
【００３８】
半田５０を冷却した後、中継基板３０のｆ５面側の半田５０を除去した後（図５（ａ））、回路基板２０を接続する中継基板３０のｆ５面の貫通孔３１上に半田５１を載置し、中継基板３０とケーブル４１との接続部の周辺を、封止樹脂６０により封止する（図５（ｂ））。
【００３９】
回路基板２０の接続ランド２２を貫通孔３１上の半田５１に位置合わせし、接触させた後、加熱して半田５１を溶融して、回路基板２０を半田５０および５１を介して中継基板３０およびケーブル４１と接続し、回路基板２０と中継基板３０との接続部の周辺を、封止樹脂６０により封止する（図５（ｃ））。
【００４０】
実施の形態１にかかる撮像ユニット１００において、中継基板３０の貫通孔３１は接続部材である半田５０の供給部、および位置合わせ用マーカとして機能する。また、貫通孔３１の径ｒ２を、芯線４２の径ｒ３よりも小さくし、芯線４２の端面ｆ７を中継基板３０のｆ６面に端面接続している。貫通孔３１は、ケーブル４１の芯線４２の配置位置に対応する位置に形成されるため、総合被覆４４を除去してケーブル４１（芯線４２）を再配置する必要はない。また、ケーブル４１の芯線４２は、芯線４２の断面積の大部分が貫通孔３１上に重なるように位置すればよく、貫通孔３１上に完全に一致させるように位置合わせする必要はないため、接続作業が容易となる。さらに、溶融する半田５０を供給して芯線４２上に半田５０を吸い上げさせるため、中継基板３０とケーブル４１との十分な接続強度を確保することができる。
【００４１】
撮像ユニット１００では、ケーブル４１と中継基板３０との接続と、中継基板３０と回路基板２０との接続の２つの工程で接続を行う。ケーブル４１の芯線４２を回路基板２０の接続ランド２２に直接接続する場合、多量の半田５０を使用し、長時間加熱して接続する必要があるため、ショートが発生しやすいが、本実施の形態１では、中継基板３０と回路基板２０との接続は、少量の半田５１を使用し、短時間の加熱で接続できるため、ショートの発生を抑制することができる。また、半導体パッケージ１０への熱の影響を低減することができる。さらに、芯線４２を端面接続するため、撮像ユニット１００の硬質長を短縮できるとともに、回路基板２０、中継基板３０、および複合ケーブル４０は、半導体パッケージ１０の光軸方向の投影面内に収まる大きさであるため、撮像ユニット１００の細径化も可能となる。
【００４２】
なお、上記の実施の形態１では、複合ケーブル４０は、同種のケーブル４１から構成されているが、径が異なるケーブルからなる複合ケーブルを使用することもできる。図６は、実施の形態１の変形例１にかかる複合ケーブル４０Ａと中継基板３０Ａの接続を説明する図であり、図６（ａ）は複合ケーブル４０Ａの先端部側の端面、図６（ｂ）は中継基板３０Ａのｆ５面側、図６（ｃ）は複合ケーブル４０Ａを重ねた状態で中継基板３０Ａのｆ５面側から見た図である。
【００４３】
複合ケーブル４０Ａは、径が中程度の大きさのケーブル４１ａと、大径のケーブル４１ｂと、小径のケーブル４１ｃとからなる。中継基板３０Ａは、ケーブル４１ａの芯線４２ａの配置位置に対応する位置に、芯線４２ａの径より小さい径を有する貫通孔３１ａ、ケーブル４１ｂの芯線４２ｂの配置位置に対応する位置に、芯線４２ｂの径より小さい径を有する貫通孔３１ｂ、ケーブル４１ｃの芯線４２ｃの配置位置に対応する位置に、芯線４２ｃの径より小さい径を有する貫通孔３１ｃがそれぞれ形成されている。
【００４４】
変形例１にかかる撮像ユニットにおいて、中継基板３０Ａの貫通孔３１ａ、３１ｂ、３１ｃは接続部材である半田５０の供給部、および位置合わせ用マーカとして機能し、貫通孔３１ａ、３１ｂ、３１ｃの径を、芯線４２ａ、４２ｂ、４２ｃの径よりも小さくし、芯線４２ａ、４２ｂ、４２ｃの端面ｆ７を中継基板３０Ａのｆ６面に端面接続している。貫通孔３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、芯線４２ａ、４２ｂ、４２ｃの配置位置に対応する位置に形成されるため、ケーブル４１ａ、４１ｂ、４１ｃを再配置する必要はない。また、ケーブル４１ａ、４１ｂ、４１ｃの芯線４２ａ、４２ｂ、４２ｃは、芯線４２ａ、４２ｂ、４２ｃの断面積の大部分が貫通孔３１ａ、３１ｂ、３１ｃ上にそれぞれ重なるように位置すればよく、貫通孔３１ａ、３１ｂ、３１ｃ上に完全に一致させるように位置合わせする必要はないため、接続作業が容易となる。さらに、溶融する半田５０を供給して芯線４２ａ、４２ｂ、４２ｃ上に半田５０を吸い上げさせるため、中継基板３０Ａとケーブル４１ａ、４１ｂ、４１ｃとの十分な接続強度を確保することができる。
【００４５】
変形例１では、実施の形態１と同様に、ケーブル４１ａ、４１ｂ、４１ｃと中継基板３０Ａとの接続と、中継基板３０Ａと回路基板２０との接続の２つの工程で接続を行うため、中継基板３０Ａと回路基板２０との接続は、少量の半田５１を使用し、短時間の加熱で接続できるため、ショートの発生を抑制することができる。また、半導体パッケージ１０への熱の影響を低減することができる。さらに、芯線４２ａ、４２ｂ、４２ｃを端面接続するため、撮像ユニットの硬質長を短縮することができるとともに、回路基板２０、中継基板３０Ａ、および複合ケーブル４０Ａは、半導体パッケージ１０の光軸方向の投影面内に収まる大きさとするため、撮像ユニットの細径化も可能となる。
【００４６】
上記の変形例１では、ケーブル４１ａ、４１ｂ、４１ｃの径の大きさに対応するように、貫通孔３１ａ、３１ｂ、３１ｃの径の大きさを変えているが、少なくとも芯線の径より小さい径を有する貫通孔とすれば、すべての貫通孔を同一な貫通孔としてもよい。図７は、実施の形態１の変形例２にかかる複合ケーブル４０Ｂと中継基板３０Ｂの接続を説明する図であり、図７（ａ）は複合ケーブル４０Ｂの先端部側の端面、図７（ｂ）は中継基板３０Ｂのｆ５面側、図７（ｃ）は複合ケーブル４０Ｂを重ねた状態で中継基板３０Ｂのｆ５面側から見た図である。
【００４７】
複合ケーブル４０Ｂは、単線ケーブル４１ｄと、同軸ケーブル４５と、集合ケーブル６０Ａ、６０Ｂからなる。集合ケーブル６０Ａは、単線ケーブル４１ｅ、４１ｆと、同軸ケーブル４５Ａと、を備え、集合ケーブル６０Ｂは、単線ケーブル４１ｇと、同軸ケーブル４５Ｂと、を備える。同軸ケーブル４５は、芯線４６と、芯線４６の外周を被覆する内部絶縁体４７と、内部絶縁体４７の外周を被覆するシールド４８と、シールド４８の外周を被覆する外部絶縁体４９と、を有する。同軸ケーブル４５の中継基板３０Ｂの接続側の端部は、総合被覆４４および外部絶縁体４９が一部除去されて、シールド４８が露出している。また、露出するシールド４８と芯線４６との間の内部絶縁体４７は、レーザ等により除去されている。
【００４８】
中継基板３０Ｂは、複合ケーブル４０Ｂ内の単線ケーブル４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇおよび同軸ケーブル４５、４５Ａ、４５Ｂの芯線のうち、最も径が小さい同軸ケーブル４５Ａの芯線４６ａより小径の貫通孔３１Ｂが、単線ケーブル４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇおよび同軸ケーブル４５、４５ａ、４５ｂの配置位置に対応する位置に形成されている。変形例２では、大径の芯線４２ｄの配置位置に４つの貫通孔３１Ｂを形成することにより、芯線４２ｄの周囲に多量の溶融する半田５０を供給し、接続強度を向上している。また、シールド４８、４８ａ、４８ｂの配置位置に対応する位置にも、貫通孔３１Ｂが形成されている。
【００４９】
単線ケーブル４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇおよび同軸ケーブル４５、４５Ａ、４５Ｂの芯線４２ｄ、４２ｅ、４２ｆ、４６、４６ａ、４６ｂの配置位置、ならびに同軸ケーブル４５、４５Ａ、４５Ｂのシールド４７、４７ａ、４７ｂの配置位置に対応する位置に形成された貫通孔３１Ｂから溶融する半田５０を供給して、単線ケーブル４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇおよび同軸ケーブル４５、４５Ａ、４５Ｂの芯線４２ｄ、４２ｅ、４２ｆ、４６、４６ａ、４６ｂ、ならびに同軸ケーブル４５、４５Ａ、４５Ｂのシールド４７、４７ａ、４７ｂを、中継基板３０Ｂのｆ６面に端面接続している。
【００５０】
貫通孔３１Ｂは、芯線４２ｄ、４２ｅ、４２ｆ、４６、４６ａ、４６ｂ、およびシールド４７、４７ａ、４７ｂの配置位置に対応する位置に形成されるため、単線ケーブル４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、および同軸ケーブル４５、４５Ａ、４５Ｂを再配置する必要はない。また、溶融する半田５０を供給して、芯線４２ｄ、４２ｅ、４２ｆ、４６、４６ａ、４６ｂ、およびシールド４７、４７ａ、４７ｂ上に半田５０を吸い上げさせるため、中継基板３０Ｂと単線ケーブル４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、および同軸ケーブル４５、４５Ａ、４５Ｂとの十分な接続強度を確保することができる。
【００５１】
変形例２では、実施の形態１と同様に、単線ケーブル４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇおよび同軸ケーブル４５、４５Ａ、４５Ｂと中継基板３０Ｂとの接続と、中継基板３０Ｂと回路基板２０との接続の２つの工程で接続を行うため、中継基板３０Ｂと回路基板２０との接続は、少量の半田５１を使用し、短時間の加熱で接続できるため、ショートの発生を抑制することができる。また、半導体パッケージ１０への熱の影響を低減することができる。さらに、芯線４２ｄ、４２ｅ、４２ｆ、４６、４６Ａ、４６Ｂ、およびシールド４７、４７Ａ、４７Ｂを端面接続するため、撮像ユニットの硬質長を短縮することができるとともに、回路基板２０、中継基板３０Ｂ、および複合ケーブル４０Ｂは、半導体パッケージ１０の光軸方向の投影面内に収まる大きさとするため、撮像ユニットの細径化も可能となる。
【００５２】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２にかかる撮像ユニットの側面図である。実施の形態２にかかる撮像ユニット１００Ｄは、半導体パッケージ１０（図８に図示しない）と、回路基板２０と、中継基板３０と、複数のケーブル４１からなる複合ケーブル４０と、回路基板２０と中継基板３０との間に配置されるフレキシブルプリント基板７０と、を備える。
【００５３】
フレキシブルプリント基板７０（以下「ＦＰＣ基板７０」という）は、絶縁性の基材７１と、配線パターン７２と、回路基板２０の接続ランド２２と接合部材５３を介して接続される第１の接続パッド７３と、半田５２および中継基板３０等を介してケーブル４１と接続される第２の接続パッド７４と、を備える。ＦＰＣ基板７０は、配線面が外部となるように中心から折り曲げられている。第１の接続パッド７３および第２の接続パッド７４は、回路基板２０の接続ランド２２および中継基板３０の貫通孔３１の配置位置に対応する位置に配置されている。
【００５４】
撮像ユニット１００Ｄにおいて、実施の形態１と同様に、貫通孔３１の径を、芯線４２の径よりも小さくし、芯線４２の端面ｆ７を中継基板３０のｆ６面に端面接続している。貫通孔３１は、芯線４２の配置位置に対応する位置に形成されるため、ケーブル４１を再配置する必要はない。また、ケーブル４１の芯線４２は、芯線４２の断面積の大部分が貫通孔３１上にそれぞれ重なるように位置すればよく、貫通孔３１上に完全に一致させるように位置合わせする必要はないため、接続作業が容易となる。さらに、溶融する半田５０を供給して芯線４２上に半田５０を吸い上げさせるため、中継基板３０とケーブル４１との十分な接続強度を確保することができる。
【００５５】
また、回路基板２０とＦＰＣ基板７０との接続は、少量の接合部材５３を使用し、短時間の加熱で接続できるため、ショートの発生を抑制できるとともに、半導体パッケージ１０への熱の影響を低減することができる。さらに、芯線４２を端面接続するため、撮像ユニット１００Ｄの硬質長を短縮することができるとともに、回路基板２０、中継基板３０、複合ケーブル４０およびＦＰＣ基板７０は、半導体パッケージ１０の光軸方向の投影面内に収まる大きさとするため、撮像ユニット１００Ｄの細径化も可能となる。
【００５６】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３にかかる撮像ユニットの側面図である。実施の形態３にかかる撮像ユニット１００Ｅは、半導体パッケージ１０（図９に図示しない）と、回路基板２０と、複数のケーブル４１からなる複合ケーブル４０と、中継基板として機能するフレキシブルプリント基板７０Ｅと、を備える。
【００５７】
ＦＰＣ基板７０Ｅは、絶縁性の基材７１により配線パターン７２および第２の接続パッド７４を積層してなり、回路基板２０の接続ランド２２と接続部材５３を介して接続される第１の接続パッド７３と、半田５０を供給する貫通孔７５が形成されている。ＦＰＣ基板７０Ｅは、第１の接続パッド７３が外部となるように中心から折り曲げられている。貫通孔７５の径は、ケーブル４１の芯線４２の径よりも小さい。第１の接続パッド７３および貫通孔７５（第２の接続パッド７４）は、回路基板２０の接続ランド２２およびケーブル４１の配置位置に対応する位置に配置されている。
【００５８】
ＦＰＣ基板７０Ｅとケーブル４１との接続は、実施の形態１と同様に、ＦＰＣ基板７０Ｅの貫通孔７５には半田５０が充填され、ケーブル４１を接続するＦＰＣ基板７０Ｅの貫通孔７５上にさらに半田５０を載置した後、芯線４２の端面ｆ７を貫通孔７５上に凸状に載置された半田５０上に押し当て、ＦＰＣ基板７０Ｅの裏面側から溶融する半田５０を供給して、貫通孔７５内および貫通孔７５上の半田５０を溶解させて、溶融した半田５０を芯線４２上に吸い上げさせて接続する。
【００５９】
回路基板２０の接続ランド２２とＦＰＣ基板７０Ｅの第１の接続パッド７３は、接続部材５３により接続される。
【００６０】
撮像ユニット１００Ｅにおいて、実施の形態１と同様に、貫通孔７５の径を、芯線４２の径よりも小さくし、芯線４２の端面ｆ７をＦＰＣ基板７０Ｅに端面接続している。貫通孔７５は、芯線４２の配置位置に対応する位置に形成されるため、ケーブル４１を再配置する必要はない。また、ケーブル４１の芯線４２は、芯線４２の断面積の大部分が貫通孔７５上にそれぞれ重なるように位置すればよく、貫通孔７５上に完全に一致させるように位置合わせする必要はないため、接続作業が容易となる。さらに、溶融する半田５０を供給して芯線４２上に半田５０を吸い上げさせるため、ＦＰＣ基板７０Ｅとケーブル４１との十分な接続強度を確保することができる。
【００６１】
また、回路基板２０とＦＰＣ基板７０Ｅとの接続は、少量の接続部材５３を使用し、短時間の加熱で接続できるため、ショートの発生を抑制できるとともに、半導体パッケージ１０への熱の影響を低減することができる。さらに、芯線４２を端面接続するため、撮像ユニット１００Ｅの硬質長を短縮することができるとともに、回路基板２０、複合ケーブル４０およびＦＰＣ基板７０Ｅは、半導体パッケージ１０の光軸方向の投影面内に収まる大きさとするため、撮像ユニット１００Ｅの細径化も可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の電子回路ユニット、撮像ユニットおよび内視鏡は、高画質な画像、および先端部の細径化および短小化が要求される内視鏡システムに有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１  内視鏡システム
２  内視鏡
３  情報処理装置
４  光源装置
５  表示装置
６  挿入部
６ａ  先端部
６ｂ  湾曲部
６ｃ  可撓管部
７  操作部
７ａ  湾曲ノブ
７ｂ  処置具挿入部
７ｃ  スイッチ部
８  ユニバーサルコード
８ａ、８ｂ  コネクタ
１０  半導体パッケージ
１１  撮像素子
１２  ガラス
１３  センサ電極
１４、５３  接合部材
２０  回路基板
２１  接続電極
２２  接続ランド
３０  中継基板
３１  貫通孔
４０  複合ケーブル
４１  ケーブル
４２  芯線
４３  外皮
４４  総合被覆
５０、５１  半田
６０  封止樹脂
１００  撮像ユニット
【図１】
2017203983.tif 000003
【図２】
2017203983.tif 000004
【図３】
2017203983.tif 000005
【図４】
2017203983.tif 000006
【図５】
2017203983.tif 000007
【図６】
2017203983.tif 000008
【図７】
2017203983.tif 000009
【図８】
2017203983.tif 000010
【図９】
2017203983.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月16日(2017.11.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のケーブルを有する複合ケーブルと、
前記複合ケーブルと電気的に接続されている回路基板と、
前記ケーブルの配置位置に対応する位置に前記ケーブルの導体部の径より小さい径をそれぞれ有する複数の貫通孔が形成され、前記複合ケーブルと前記回路基板との間に位置する中継基板と、
を備え、
前記複数のケーブルは、前記貫通孔に供給された半田を介して前記中継基板に端面接続されており、
前記回路基板は、前記貫通孔に供給された半田を介し前記複数のケーブルと電気的に接続されており、
前記複合ケーブルは、少なくとも一部が径の異なる複数のケーブルを有し、
前記貫通孔の径は、対応する位置に配置されている前記ケーブルの導体部の径に応じた大きさであることを特徴とする電子回路ユニット。
【請求項２】
複数のケーブルを有する複合ケーブルと、
前記複合ケーブルと電気的に接続されている回路基板と、
前記ケーブルの配置位置に対応する位置に前記ケーブルの導体部の径より小さい径をそれぞれ有する複数の貫通孔が形成され、前記複合ケーブルと前記回路基板との間に位置する中継基板と、
を備え、
前記複数のケーブルは、前記貫通孔に供給された半田を介して前記中継基板に端面接続されており、
前記回路基板は、前記貫通孔に供給された半田を介し前記複数のケーブルと電気的に接続されており、
前記複合ケーブルは、少なくとも一部が径の異なる複数のケーブルを有し、
前記貫通孔の径は均一であって、前記ケーブルの導体部の径に対応する数の貫通孔が配置されていることを特徴とする電子回路ユニット。
【請求項３】
前記回路基板は、前記貫通孔の位置に対応する位置に接続ランドが形成されるとともに、前記中継基板の前記複合ケーブルが接続される面と対向する面に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子回路ユニット。
【請求項４】
前記中継基板はフレキシブルプリント基板であり、前記フレキシブルプリント基板の中心から折り曲げられた一方の領域に前記複数のケーブルが接続されており、他方の領域に前記回路基板の前記接続ランドが接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子回路ユニット。
【請求項５】
前記複合ケーブルは、同軸ケーブルを含み、
前記貫通孔は、前記同軸ケーブルの芯線の径より小さい径を有し、前記同軸ケーブルのシールドに対応した位置にも形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子回路ユニット。
【請求項６】
前記中継基板と前記回路基板とを接続するフレキシブルプリント基板を備え、
前記複数のケーブルと前記回路基板とは、中心から折り曲げられた前記フレキシブルプリント基板の一方の領域が前記中継基板と接続され、他方の領域が前記回路基板の前記接続ランドと接続されることにより電気的に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子回路ユニット。
【請求項７】
請求項１または２に記載の電子回路ユニットと、
表面に撮像素子を有し、裏面にセンサ電極が形成された半導体パッケージと、
を備え、
前記回路基板の表面側に設けられた接続電極と、前記半導体パッケージのセンサ電極とが接合部材を介して接続されているとともに、
前記電子回路ユニットは、前記半導体パッケージの光軸方向の投影面内に位置することを特徴とする撮像ユニット。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像ユニットが先端に設けられた挿入部を備えたことを特徴とする内視鏡。
【国際調査報告】
2017203983.tif 000012
2017203983.tif 000013
2017203983.tif 000014
2017203983.tif 000015