特許 7549103 撮像ユニットおよび内視鏡

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-02

(45)【発行日】2024-09-10

(54)【発明の名称】撮像ユニットおよび内視鏡

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/04 20060101AFI20240903BHJP

   G02B 23/26 20060101ALI20240903BHJP

   G02B 23/24 20060101ALI20240903BHJP

【ＦＩ】

A61B1/04 530

G02B23/26 D

G02B23/24 B

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2023160429

(22)【出願日】2023-09-25

【審査請求日】2023-10-12

(31)【優先権主張番号】63/524,368

(32)【優先日】2023-06-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】304050923

【氏名又は名称】オリンパスメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】110002907

【氏名又は名称】弁理士法人イトーシン国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】滝江 秀一

【審査官】渡戸 正義

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２２／２３４６２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２２／２５４５７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１１０８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１９９４０６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ １／００ － １／３２

Ｇ０２Ｂ ２３／２４ － ２３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

イメージャーを含む半導体パッケージと、
前面と前記前面の反対側の第１の面とを有し、前記前面は前記半導体パッケージと接合され、前記第１の面に複数の第１のパッドおよび複数の第２のパッドが配設されている平面配線板と、
前記第１の面と接合された第２の面を有する立体配線板と、を具備し、
前記立体配線板は、前記第２の面は、切り欠きをはさんで対称形の第１の領域および第２の領域を有し、前記第１の領域に複数の第１のランドが配設されており、前記立体配線板は、前記第２の領域に複数の第２のランドが配設されており、
前記複数の第１のランドのそれぞれは前記複数の第１のパッドのそれぞれと半田接合されており、前記複数の第２のランドのそれぞれは前記複数の第２のパッドのそれぞれと半田接合されており、
前記複数の第１のパッドの面積の総和である第１の面積と、前記複数の第２のパッドの面積の総和である第２の面積と、が略同じであり、
前記複数の第１のパッドの第１のパッド数と、前記複数の第２のパッドの第２のパッド数とは、異なり、
前記複数の第１のパッドのそれぞれと前記複数の第１のランドのそれぞれとを、それぞれが接合している複数の第１の半田の体積の総和である第１の体積と、前記複数の第２のパッドのそれぞれと前記複数の第２のランドのそれぞれとを、それぞれが接合している複数の第２の半田の体積の総和である第２の体積と、が略同じであることを特徴とする撮像ユニット。

【請求項2】

前記平面配線板は、前記複数の第１のパッドと前記複数の第２のパッドとの間に、複数の第３のパッドが配設されており、
前記複数の第３のパッドに半田接合されている複数の電子部品を具備し、
前記複数の電子部品は、前記立体配線板の前記切り欠きに収容されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。

【請求項3】

前記複数の第１のランドの面積の総和である第３の面積と、前記複数の第２のランドの面積の総和とである第４の面積と、が略同じであることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。

【請求項4】

前記複数の第１のパッドと前記複数の第１のランドとの第１の間隔と、前記複数の第２のパッドと前記複数の第２のランドとの第２の間隔と、が略同じであることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。

【請求項5】

前記複数の第１のパッド、前記複数の第２のパッド、前記複数の第１のランド、および、前記複数の第２のランドの、それぞれの外側に位置する複数の電極の外側端面が同一平面上に位置することを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。

【請求項6】

前記複数の第１のパッド、前記複数の第２のパッド、前記複数の第１のランドおよび、前記複数の第２のランド、のそれぞれの重心点が、同一平面上に位置することを特徴とする請求項４に記載の撮像ユニット。

【請求項7】

前記立体配線板の外側面の光軸までの第１の距離と、前記複数の第１のパッドおよび前記複数の第２のパッドのそれぞれと近接する前記切り欠きの壁面から前記光軸までの第２の距離との差が、０．２ｍｍ超１ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。

【請求項8】

前記複数の第１のランドは、前記第１の領域と前記切り欠きの第１の壁面との間の第１の面取り領域まで延設されておらず、
前記複数の第２のランドは、前記第２の領域と前記切り欠きの第２の壁面との間の第２の面取り領域まで延設されていないことを特徴とする請求項５に記載の撮像ユニット。

【請求項9】

光軸に直交し、かつ、前記切り欠きの壁面に平行な断面において、
前記複数の第１のパッドおよび前記複数の第２のパッドのそれぞれのパッド内側端の前記光軸からの第３の距離は、前記複数の第１のパッドおよび前記複数の第２のパッドのそれぞれと近接する前記切り欠きの壁面から前記光軸の第２の距離と、前記複数の第１のランドおよび前記複数の第２のランドのそれぞれのランド内側端の前記光軸からの第４の距離と、の間にあることを特徴とする請求項２に記載の撮像ユニット。

【請求項10】

前記複数の第３のパッドの、それぞれのパッド外側端の前記光軸からの第５の距離は、前記第２の距離よりも短いことを特徴とする請求項９に記載の撮像ユニット。

【請求項11】

前記複数の電子部品の最も外側の面の前記光軸からの第６の距離は、前記第２の距離よりも短いことを特徴とする請求項１０に記載の撮像ユニット。

【請求項12】

前記複数の第１のパッド、前記複数の第２のパッド、および、前記複数の第３のパッドのうち、複数の接地されている接地パッドの面積の総和である第５の面積が、接地されていない複数の非接地パッドのうちの最大面積の非接地パッドの面積よりも、大きいことを特徴とする請求項１１に記載の撮像ユニット。

【請求項13】

前記複数の第２のパッドおよび前記複数の第３のパッドのうち、前記平面配線板の内層で直接接続されている第２の接続パッドと第３の接続パッドとの接続パッド間隔が、直接接続されていない第２の非接続パッドと第３の非接続パッドとの非接続パッド間隔よりも、短いことを特徴とする請求項２に記載の撮像ユニット。

【請求項14】

前記平面配線板および前記立体配線板は、前記イメージャーを光軸方向に延長した仮想空間内に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。

【請求項15】

前記立体配線板は、成形回路デバイスであることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。

【請求項16】

挿入部の先端部に撮像ユニットを有する内視鏡であって、
前記撮像ユニットは、
イメージャーを含む半導体パッケージと、
前面と前記前面の反対側の第１の面とを有し、前記前面は前記半導体パッケージと接合され、前記第１の面に複数の第１のパッドおよび複数の第２のパッドが配設されている平面配線板と、
前記第１の面と接合された第２の面を有する立体配線板と、を具備し、
前記立体配線板は、前記第２の面は、切り欠きをはさんで対称形の第１の領域および第２の領域を有し、前記第１の領域に複数の第１のランドが配設されており、前記立体配線板は、前記第２の領域に複数の第２のランドが配設されており、
前記複数の第１のランドのそれぞれは前記複数の第１のパッドのそれぞれと半田接合されており、前記複数の第２のランドのそれぞれは前記複数の第２のパッドのそれぞれと半田接合されており、
前記複数の第１のパッドの面積の総和である第１の面積と、前記複数の第２のパッドの面積の総和である第２の面積と、が略同じであり、
前記複数の第１のパッドの第１のパッド数と、前記複数の第２のパッドの第２のパッド数とは、異なり、前記複数の第１のパッドのそれぞれと前記複数の第１のランドのそれぞれとを、それぞれが接合している複数の第１の半田の体積の総和である第１の体積と、前記複数の第２のパッドのそれぞれと前記複数の第２のランドのそれぞれとを、それぞれが接合している複数の第２の半田の体積の総和である第２の体積と、が略同じである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、平面配線板と立体配線板とが半田接合されている撮像ユニット、および、平面配線板と立体配線板とが半田接合されている撮像ユニットを有する内視鏡に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電子デバイスの小型化、高機能化のために立体回路デバイス、例えば、Molded Interconnect Device（ＭＩＤ）が用いられている。

【0003】

日本国特開２０１７－２３２３４号公報には、立体回路デバイスである異形回路基板を用いた内視鏡の撮像ユニットが開示されている。撮像ユニットは、イメージャーと、コンデンサやＩＣチップ等の電子部品が実装された平板配線板と、異形回路基板（立体配線板）と、を具備している。
平面配線板と立体配線板とを半田を用いて正確に接合することは容易ではない。特に、超小型の撮像ユニットでは、溶融した半田の界面張力による配線板の移動が発生するおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－２３２３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

溶融した半田の界面張力による意図しない配線板の移動を防止できる撮像ユニット、および、溶融した半田の界面張力による意図しない配線板の移動を防止できる撮像ユニット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】

【0006】

本発明の実施形態の撮像ユニットは、イメージャーを含む半導体パッケージと、前面と前記前面の反対側の第１の面とを有し、前記前面は前記半導体パッケージと接合され、前記第１の面に複数の第１のパッドおよび複数の第２のパッドが配設されている平面配線板と、前記第１の面と接合された第２の面を有する立体配線板と、を具備し、前記立体配線板は、前記第２の面は、切り欠きをはさんで対称形の第１の領域および第２の領域を有し、前記第１の領域に複数の第１のランドが配設されており、前記立体配線板は、前記第２の領域に複数の第２のランドが配設されており、前記複数の第１のランドのそれぞれは前記複数の第１のパッドのそれぞれと半田接合されており、前記複数の第２のランドのそれぞれは前記複数の第２のパッドのそれぞれと半田接合されており、前記複数の第１のパッドの面積の総和である第１の面積と、前記複数の第２のパッドの面積の総和である第２の面積と、が略同じであり、前記複数の第１のパッドの第１のパッド数と、前記複数の第２のパッドの第２のパッド数とは、異なり、前記複数の第１のパッドのそれぞれと前記複数の第１のランドのそれぞれとを、それぞれが接合している複数の第１の半田の体積の総和である第１の体積と、前記複数の第２のパッドのそれぞれと前記複数の第２のランドのそれぞれとを、それぞれが接合している複数の第２の半田の体積の総和である第２の体積と、が略同じである。

【0007】

本発明の別の実施形態の内視鏡は、挿入部の先端部に撮像ユニットを有し、前記撮像ユニットは、イメージャーを含む半導体パッケージと、前面と前記前面の反対側の第１の面とを有し、前記前面は前記半導体パッケージと接合され、前記第１の面に複数の第１のパッドおよび複数の第２のパッドが配設されている平面配線板と、前記第１の面と接合された第２の面を有する立体配線板と、を具備し、前記立体配線板は、前記第２の面は、切り欠きをはさんで対称形の第１の領域および第２の領域を有し、前記第１の領域に複数の第１のランドが配設されており、前記立体配線板は、前記第２の領域に複数の第２のランドが配設されており、前記複数の第１のランドのそれぞれは前記複数の第１のパッドのそれぞれと半田接合されており、前記複数の第２のランドのそれぞれは前記複数の第２のパッドのそれぞれと半田接合されており、前記複数の第１のパッドの面積の総和である第１の面積と、前記複数の第２のパッドの面積の総和である第２の面積と、が略同じであり、前記複数の第１のパッドの第１のパッド数と、前記複数の第２のパッドの第２のパッド数とは、異なり、前記複数の第１のパッドのそれぞれと前記複数の第１のランドのそれぞれとを、それぞれが接合している複数の第１の半田の体積の総和である第１の体積と、前記複数の第２のパッドのそれぞれと前記複数の第２のランドのそれぞれとを、それぞれが接合している複数の第２の半田の体積の総和である第２の体積と、が略同じである。

【発明の効果】

【0008】

溶融した半田の界面張力による意図しない配線板の移動を防止できる撮像ユニット、および、溶融した半田の界面張力による意図しない配線板の移動を防止できる撮像ユニットを有する内視鏡を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１実施形態の撮像ユニットの斜視図である。

【図2】図２は、第１実施形態の撮像ユニットの側面図である。

【図3】図３は、第１実施形態の撮像ユニットの分解図である。

【図4】図４は、第１実施形態の撮像ユニットの平面配線板の平面図である。

【図5】図５は、第１実施形態の撮像ユニットの立体配線板の平面図である。

【図6】図６は、第１実施形態の撮像ユニットの部分断面図である。

【図7A】図７Ａは、第１実施形態の撮像ユニットの平面配線板の平面図である。

【図7B】図７Ｂは、第１実施形態の撮像ユニットの立体配線板の平面図である。

【図8】図８は、第２実施形態の内視鏡の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

＜第１実施形態＞
以下、図面を用いて本発明の第１実施形態の撮像ユニット１を説明する。なお、実施形態に基づく図面は、模式的なものである。図面の各部分の厚みと幅との関係、それぞれ部分の厚みの比率などは現実のものとは異なる。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。一部の構成要素の図示、符号の付与を省略する。

【0011】

図１－図５に示すように、撮像ユニット１は、半導体パッケージ４０と、平面配線板１０と、立体配線板２０と、電子部品３０と、ケーブル５０と、を具備する。

【0012】

撮像ユニット１の光軸Ｏの方向をＸ軸とする３軸直交座標系を用いて説明することがある。また、Ｘ軸の値が増加する方向（図１、左方向）を、「前」または「先端側」という。Ｘ軸の値が減少する方向（図１、右方向）を、「後」または「基端側」という。Ｙ軸の値が増加する方向を、「上」といい、Ｙ軸の値が減少する方向を、「下」という。光軸Ｏに近い方向を「内側」といい、光軸Ｏから遠い方向を「外側」という。

【0013】

半導体パッケージ４０は、イメージャー４１と、イメージャー４１の受光面に接着されたカバーガラス４２と、を有する。イメージャー４１は、被写体像を撮像信号に変換するＣＣＤ、ＣＭＯＳ等である。半導体パッケージ４０は、複数のイメージャー４１が形成された半導体ウエハに、ガラスウエハが接着されてから、切断されることによって作製されるＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）である。半導体パッケージ４０のサイズは、例えば、１ｍｍ角－３ｍｍ角である。半導体パッケージ４０は、イメージャー４１の背面に、さらに、撮像信号を処理する半導体チップが接合されていてもよい。

【0014】

平面配線板１０は、前面１０ＳＡと、前面１０ＳＡの反対側の第１の面１０ＳＢとを、有する。平面配線板１０は、例えば、複数の配線層のそれぞれに配線が形成されている多層配線板である。前面１０ＳＡの複数の前面パッド（不図示）のそれぞれは、半導体パッケージ４０（イメージャー４１）の後面４０ＳＢの複数の外部端子（不図示）のそれぞれと、半田６１を用いて接合されている。

【0015】

第１の面１０ＳＢには、複数の第１のパッド１１（１１Ａ－１１Ｃ）、複数の第２のパッド１２（１２Ａ－１２Ｄ）が配設されている。複数の第１のパッド１１と複数の第２のパッド１２との間には、複数の第３のパッド１３（１３Ａ－１３Ｆ）が配設されている。

【0016】

なお、本明細書においては、「パッド」と「ランド」とは、ともに半田接合のための導電体パターンからなる「電極」である。すなわち、「パッド」と「ランド」と「電極」とは、同じ機能の構成であるが、説明の都合上、異なる名称を用いる。なお、電極の形状は、角が面取りされた四角形、多角形、円、楕円等でもよい。

【0017】

第３のパッド１３には、電子部品３０（３０Ａ－３０Ｃ）が半田６３を用いて接合されている。電子部品３０は、立体配線板２０の切り欠きＣ２０に収容されているため、撮像ユニット１の長さ（光軸方向寸法）は短い。また、イメージャー４１と接合されている平面配線板１０に電子部品３０が実装されている撮像ユニット１は、イメージャー４１と電子部品３０との距離が短い。イメージャー４１と電子部品３０との間の配線インピーダンスが小さいため、撮像ユニット１は高画質の画像を得ることができる。

【0018】

撮像ユニット１では、電子部品３０は、３個のチップコンデンサである。電子部品３０の種類は、インダクタ、コイル、ドライバＩＣ等でもよい。電子部品３０の数も、３個に限定されない。

【0019】

立体配線板２０は、射出成形により作製され、表面に配線等が配設された成形回路デバイス（ＭＩＤ：Ｍｏｌｄｅｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｄｅｖｉｃｅ）である。ＭＩＤの基材としては、エポキシ、液晶ポリマー、ポリイミド、ポリカーボーネート等である。ＭＩＤである立体配線板２０は、複雑な形状を容易に製造できる。

【0020】

立体配線板２０は、平面配線板１０の第１の面１０ＳＢと対向配置されている第２の面２０ＳＡを有する。第２の面２０ＳＡは、両側面に至る切り欠きＣ２０を有する。言い替えれば、立体配線板２０は、前方に突き出している２本の腕部２９（２９Ａ、２９Ｂ）を有する。後述するように、超小型の撮像ユニット１では、腕部２９の厚さＴ３は、例えば、僅か、０．３ｍｍである。

【0021】

２本の腕部２９Ａ、２９Ｂの間が、切り欠きＣ２０である。図３に示すように、切り欠きＣ２０の壁面Ｃ２０ＳＳ（Ｃ２０ＳＳＡ、Ｃ２０ＳＳＢ）は、第１の面１０ＳＢに対して直交している。

【0022】

第２の面２０ＳＡは、切り欠きＣ２０の中心線をはさんで線対称形の第１の領域２０ＳＡ１と第２の領域２０ＳＡ２とに分割されている。なお、図５、図６に示すように、略矩形の第１の領域２０ＳＡ１と、切り欠きＣ２０の第１の壁面Ｃ２０ＳＳＡとの間には、面取り領域Ｃ２０Ｃ（Ｃ２０ＣＡ）が存在する。第１の領域２０ＳＡ１と、立体配線板２０の上側面との間には、面取り領域Ｃ２０ＣＣが存在する。第１の領域２０ＳＡ１と対称形の第２の領域２０ＳＡ２にも、第２の壁面Ｃ２０ＳＳＢとの間に、第２の面取り領域Ｃ２０ＣＢが存在する。第２の領域２０ＳＡ２と、立体配線板２０の下側面との間には、面取り領域Ｃ２０ＣＤが存在する。面取り領域Ｃ２０Ｃは、曲面でも、平面でもよい。

【0023】

第１の領域２０ＳＡ１には、複数の第１のランド２１（２１Ａ－２１Ｃ）が配設されている。第２の領域２０ＳＡ２には、複数の第２のランド２２（２２Ａ－２２Ｄ）が配設されている。なお、第１のランド２１は、第１のパッド１１よりも小さく、第２のランド２２は、第２のパッド１２よりも小さい。

【0024】

第１のランド２１は、第１のパッド１１と、第１の半田６２Ａを用いて接合されている。第２のランド２２は、第２のパッド１２と、第２の半田６２Ｂを用いて接合されている。後述するように、第１の半田６２Ａと第２の半田６２Ｂとは、例えば、同じ組成の半田ペーストが硬化した同じ厚さの半田６２である。

【0025】

立体配線板２０の第１のランド２１は、基端側まで延長され配線２１Ｗを構成している。立体配線板２０の基端部２８の配線２１Ｗの端部には、ケーブル５０が半田６４を用いて接合されている。第２のランド２２は、配線２２Ｗと接続され、配線２２Ｗの端部には、ケーブル５０が半田６４を用いて接合されている。複数のケーブル５０は、基端側においては、束ねられて、外皮シールドおよび外皮で覆われた複合ケーブルを構成している。なお、基端部２８は、第２の面２０ＳＡに対して、配線２１Ｗ、２２Ｗが近接する方向に傾斜していてもよい。

【0026】

撮像ユニット１の製造時には、例えば、平面配線板１０に電子部品３０が接合され、半導体パッケージ４０と平面配線板１０とが接合され、平面配線板１０と立体配線板２０とが接合され、立体配線板２０にケーブル５０が接合される。

【0027】

図１に示すように、平面配線板１０および立体配線板２０は、イメージャー４１を光軸方向に延長した仮想空間４０Ｓ内に収容されている。このため、撮像ユニット１は、光軸Ｏに直交する寸法が小さい。

【0028】

なお、複数の半田接合部のそれぞれの周囲は、図示しない封止樹脂により封止されている。

【0029】

平面配線板１０と立体配線板２０とを半田６２を用いて正確に接合することは容易ではない。特に、超小型の撮像ユニット１では、溶融した半田６２の界面張力による移動が発生するおそれがある。平面配線板１０と立体配線板２０との相対位置が所定位置からずれていると、外部から応力が印加されたときに、接合部に応力が集中するため、接合信頼性が低下する。溶融した半田６２が、すでに実装されている電子部品３０を接合している半田６３と短絡するおそれがある。第２の面２０ＳＡが第１の面１０ＳＢに対して、平行ではなく、まがっていると、撮像ユニット１の外寸が大きくなる。

【0030】

＜サイズ、および、配置＞
溶融した半田６２の界面張力による移動を防止するだけでなく、セルフアライメント効果によって、平面配線板１０と立体配線板２０とを半田６２を用いて正確に接合するには、複数の電極（パッドおよびランド）のそれぞれのサイズ、および、配置が重要である。

【0031】

撮像ユニット１では、第１のパッド１１のサイズは、例えば、０．１６ｍｍ×０．２５ｍｍである。第２のパッド１２のサイズは、例えば、０．１１ｍｍ×０．２５ｍｍである。複数の第１のパッド１１の第１のパッド数Ｎ１は、「３」であり、複数の第２のパッド１２の第２のパッド数Ｎ２は、「４」である。すなわち、第１のパッド数Ｎ１と第２のパッド数Ｎ２は異なる。しかし、複数の第１のパッド１１の面積の総和（第１の面積Ｓ１１＝０．１２ｍｍ^２）と、複数の第２のパッド１２の面積の総和（第２の面積Ｓ１２＝０．１１ｍｍ^２）と、は、略同じである。

【0032】

撮像ユニット１の平面配線板１０の複数の第１のパッド１１と複数の第２のパッド１２とは、切り欠きＣ２０をはさんで、対称領域に配置されている。溶融した半田６２の界面張力は、接合面積に略比例する。溶融した第１の半田６２Ａの界面張力と溶融した第２の半田６２Ｂの界面張力は、略同じである。

【0033】

なお、本明細書において、「Ａ値とＢ値とが略同じ」とは、Ａ値がＢ値の８５％超１１５％未満（１００％を含む）であることを意味する。

【0034】

第１の面積Ｓ１１と第２の面積Ｓ１２とが略同じであれば、複数の第１のパッド１１および複数の第２のパッド１２の少なくともいずれかが、面積の異なる複数のパッドを有していてもよい。

【0035】

さらに、撮像ユニット１では、第１のランド２１のサイズは、例えば、０．１６ｍｍ×０．１６ｍｍである。第２のランド２２のサイズは、例えば、０．１１ｍｍ×０．１６ｍｍである。すなわち、第１のランド２１および第２のランド２２は、第１のパッド１１および第２のパッド１２よりも小さい。第１のランド２１の第１のランド数は、第１のパッド数Ｎ１と同じである。第２のランド２２の第２のランド数は、第２のパッド数Ｎ２と同じである。

【0036】

複数の第１のランド２１の数Ｎ１と複数の第２のランド２２の数Ｎ２は異なる。しかし、複数の第１のランド２１の面積の総和（第３の面積Ｓ２１＝０．０７６８ｍｍ^２）と、複数の第２のランド２２の面積の総和（第４の面積Ｓ２２＝０．０７０４ｍｍ^２）と、は略同じである。

【0037】

第１のパッド１１および第２のパッド１２に広がる半田６２の影響があっても、接合時に溶融した半田６２の界面張力は、切り欠きＣ２０をはさんで、対称に作用する。このため、平面配線板１０と立体配線板２０とは、半田６２を用いて正確に接合されている。

【0038】

第１のパッド１１と第１のランド２１との第１の間隔と、第２のパッド１２と第２のランド２２との第２の間隔と、は、略同じである。言い替えれば、第１のパッド１１と第１のランド２１と、を接合している第１の半田６２Ａの厚さＴ６２Ａと、第２のパッド１２と第２のランド２２とを接合している第２の半田６２Ｂの厚さＴ６２Ｂとは、同じ厚さＴ２（図６参照）である。半田６２の厚さＴ２は、例えば、２０μｍ－３０μｍである。なお、電極（パッド、ランド）の厚さＴ１（図６参照）は、例えば、５μｍ－１０μｍである。

【0039】

このため、複数の第１の半田６２Ａの体積の総和である第１の体積Ｖ６２Ａ（第３の面積Ｓ２１×Ｔ６２）と、複数の第２の半田６２Ｂの体積の総和である第２の体積Ｖ６２Ｂ（第４の面積Ｓ２２×Ｔ６２）と、が略同じである。複数の第１の半田６２Ａは、複数の第１のパッド１１のそれぞれと複数の第１のランド２１のそれぞれとを、それぞれが接合している。複数の第２の半田６２Ｂは、複数の第２のパッド１２のそれぞれと複数の第２のランド２２のそれぞれとを、それぞれが接合している。

【0040】

なお、複数の第１のパッドの第１のパッド数Ｎ１と、複数の第２のパッドの第２のパッド数Ｎ２とが、同じであってもよいことは言うまでも無い。

【0041】

接合時に溶融した半田６２の界面張力が、切り欠きＣ２０と直交する方向（図２では左右方向：Ｚ軸方向）にも、対称に作用することが好ましい。光軸Ｏに直交する方向から仮想視したとき、すなわち、ＹＺ平面（図４および図５）において、溶融した半田６２の界面張力が、第１の面１０ＳＢおよび第２の面２０ＳＡの、それぞれの左右方向の中心軸１０Ｘ、２０Ｘに対して対称に作用することが好ましい。

【0042】

このためには、さらに、平面配線板１０の中心軸１０Ｘと、立体配線板２０の中心軸２０Ｘとは、同一平面上に位置する。さらに、複数の第１のパッド１１、複数の第２のパッド１２、複数の第１のランド２１、および、複数の第２のランド２２の、それぞれの外側に位置し、接合されている複数の電極のそれぞれの外側端面が同一平面上に位置することが好ましい。

【0043】

すなわち、第１のパッド１１Ａの外側端面１１ＡＦ、第２のパッド１２Ａの外側端面１２ＡＦ、第１のランド２１Ａの外側端面２１ＡＦ、第２のランド２２Ａの外側端面２２ＡＦが、平面Ｆ１上に位置する。また第１のパッド１１Ｃの外側端面１１ＣＦ、第２のパッド１２Ｄの外側端面１２ＣＦ、第２のランド２１Ｃの外側端面１２ＤＦ、第２のランド２２Ｄの外側端面２２ＤＦが、平面Ｆ２上に位置する。

【0044】

また、複数の第１のパッド１１、複数の第２のパッド１２、複数の第１のランド２１および、複数の第２のランド２２、のそれぞれの電極群の重心点Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ２１、Ｇ２２は、同一の平面ＦＧ上に位置することが好ましい。平面ＦＧは、中心軸１０Ｘおよび中心軸２０Ｘを含んでいる。

【0045】

撮像ユニット１は、溶融した半田６２の界面張力による意図しない立体配線板２０の移動を防止できる。さらに、接合前に平面配線板１０と立体配線板２０とが正しい位置に配置されていない場合であっても、溶融した半田６２の界面張力によるセルフアライメント効果によって、立体配線板２０を正しい位置に移動し、接合できる。

【0046】

＜ランド内側端の位置＞
すでに説明したように、立体配線板２０の腕部２９の厚さＴ３は、０．３ｍｍである。厚さＴ３の下限は、例えば０．２ｍｍである。厚さＴ３の下限が、前記下限未満では、機械的強度が担保できないだけでなく、射出成形が困難である。厚さＴ３の上限は、小型化のため、例えば、１ｍｍ未満である。なお、腕部２９の厚さＴ３は、立体配線板２０の外側面２０ＳＳの光軸Ｏまでの第１の距離Ｌ１と、複数の第１のパッド１１および複数の第２のパッド１２のそれぞれと近接する切り欠きＣ２０の壁面Ｃ２０ＳＳＡ、Ｃ２０ＳＳＢから光軸までの第２の距離Ｌ２との差である（図６）。すなわち、撮像ユニット１は、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２との差が、０．２ｍｍ超１ｍｍ未満である。

【0047】

接合信頼性のためには、第１のランド２１のランド内側端２１Ｔは、切り欠きＣ２０の壁面Ｃ２０ＳＳ（Ｃ２０ＳＳＡ）まで延設されていることが好ましい。しかし、超小型の撮像ユニット１では、第１のランド２１のランド内側端２１Ｔが延設されていると、半田６２が半田６３と短絡するおそれがある。

【0048】

腕部２９の厚さＴ３を、薄くすれば、第１のランド２１を、第１の面取り領域Ｃ２０ＣＡまたは切り欠きＣ２０の第１の壁面Ｃ２０ＳＳＡまで延設しても、半田６２が半田６３と短絡するおそれはない。しかし、厚さＴ３を薄くすると、機械的強度が担保できないだけでなく、射出成形が困難である。厚さＴ３を所定値未満には薄くできない撮像ユニット１では、第１のランド２１の大きさ、および、第２のランド２２の大きさを限定している。

【0049】

例えば、図６に示すように、第１のランド２１のランド内側端２１Ｔは、切り欠きＣ２０の壁面Ｃ２０ＳＳ（第１の壁面Ｃ２０ＳＳＡ）まで延設されていない。第１の壁面Ｃ２０ＳＳＡは、第１のパッド１１と近接している壁面Ｃ２０ＳＳである。第１のランド２１のランド内側端２１Ｔは、撮像ユニット１のように、面取り領域Ｃ２０Ｃ（第１の面取り領域Ｃ２０ＣＡ）まで延設されていないことが、より好ましい。同様に、図示しないが、第２のランド２２は、切り欠きＣ２０の壁面Ｃ２０ＳＳ（第２の壁面Ｃ２０ＳＳＢ）まで延設されていない。第２の壁面Ｃ２０ＳＳＢは、第２のパッド１２と近接している壁面Ｃ２０ＳＳである。第２のランド２２は、面取り領域Ｃ２０Ｃ（第２の面取り領域Ｃ２０ＣＢ）まで延設されていないことが、より好ましい。

【0050】

＜接合部の位置関係＞
超小型の撮像ユニット１においては、機械的強度を担保しながら、溶融した半田６２が、実装されている電子部品３０の接合部（第３のパッド１３、半田６３）と短絡するのを防止する必要がある。このため、平面配線板１０と立体配線板２０と電子部品３０との複数の接合部の位置関係が重要である。

【0051】

複数の接合部の位置関係については、第１の領域２０ＳＡ１を含む部分と、第２の領域２０ＳＡ２を含む部分とは光軸Ｏをはさんで対称である。このため、以下では、図６に示す第１の領域２０ＳＡ１を含む上部分を例に説明する。図６は、撮像ユニット１の光軸Ｏに直交し、かつ、切り欠きＣ２０の壁面Ｃ２０ＳＳに平行な断面の部分断面図である。

【0052】

図６に示すように、第３の距離Ｌ３は、第２の距離Ｌ２と第４の距離Ｌ４と、の間にあることが好ましい。第３の距離Ｌ３は、第１のパッド１１のパッド内側端１１Ｔの光軸Ｏからの距離である。第２の距離Ｌ２は、第１のパッド１１に近接する第１の壁面Ｃ２０ＳＳＡの光軸Ｏからの距離である。第４の距離Ｌ４は、第１のランド２１のランド内側端２１Ｔの光軸Ｏからの距離である。

【0053】

すなわち、第３の距離Ｌ３が、第２の距離Ｌ２よりも大きいと、半田６２と半田６３とが短絡するおそれがある。第４の距離Ｌ４を第３の距離Ｌ３よりも小さくすると接合部の面積が小さくなるため、接合信頼性が低下する。

【0054】

同様に、第２のパッド１２のパッド内側端の光軸Ｏからの距離（第３の距離Ｌ３と同じ）は、第２のパッド１２と近接している壁面Ｃ２０ＳＳである第２の壁面Ｃ２０ＳＳＢの光軸Ｏからの距離（第２の距離Ｌ２と同じ）と、第２のランド２２のランド内側端（不図示）の光軸Ｏからの距離（第４の距離Ｌ４と同じ）と、の間にあることが好ましい。

【0055】

さらに、第３のパッド１３のパッド外側端１３Ｔの光軸Ｏからの第５の距離Ｌ５は、前記第２の距離Ｌ２よりも短いことが好ましい。前記構成によれば、半田６２と半田６３との短絡を防止できる。

【0056】

上記構成を、図７Ａおよび図７Ｂに示す平面図で更に説明する。図７Ａに示すように、複数の第１のパッド１１によって形成される稜線の内、内側の稜線を稜線Ａ１とし、複数の第２のパッド１２によって形成される稜線の内、内側の稜線を稜線Ａ２とする。複数の第３のパッド１３によって形成される稜線の内、第１のパッド１１と最も近い稜線を稜線Ｂ１とし、第２のパッド１２と最も近い稜線を稜線Ｂ２とする。

【0057】

図７Ｂに示すように、複数の第１のランド２１によって形成される稜線の内、内側の稜線を稜線Ｃ１とし、複数の第２のランド２２によって形成される稜線の内、内側の稜線を稜線Ｃ２とする。第１のランド２１と近接している壁面Ｃ２０ＳＳである第１の壁面Ｃ２０ＳＳＡの稜線を稜線Ｄ１とし、第２のランド２２と近接している壁面Ｃ２０ＳＳである第２の壁面Ｃ２０ＳＳＢの稜線を稜線Ｄ２とする。

【0058】

稜線Ａ１は、稜線Ｃ１と稜線Ｄ１との間に位置し、稜線Ａ２は、稜線Ｃ２と稜線Ｄ２との間に位置することが好ましい。

【0059】

稜線Ｂ１は、稜線Ｄ１よりも内側（光軸側）に位置し、稜線Ｂ２は、稜線Ｄ２よりも内側（光軸側）に位置することが好ましい。

【0060】

なお、複数の電子部品３０の最も外側の面３０ＳＡの光軸Ｏからの第６の距離Ｌ６は、第２の距離Ｌ２よりも短いことが好ましい。前記構成によれば、電子部品３０を切り欠きＣ２０に容易に収容できる。また、平面配線板１０上の複数の第１のパッド１１（１１Ａ－１１Ｃ）および複数の第２のパッド１２（１２Ａ－１２Ｄ）と複数の第３のパッド１３（１３Ａ－１３Ｆ）とが接触することを防止できる。各パッドに塗布するはんだ同士が接触することを防止できる。

【0061】

なお、接合部がフィレットを形成していると、接合信頼性が向上する。このため、複数の第１のパッド１１および複数の第２のパッド１２のそれぞれのパッド外側端の光軸Ｏからの第７の距離Ｌ７は、立体配線板２０の外側面２０ＳＳと光軸Ｏとの第１の距離Ｌ１よりも、長いことが好ましい。また、複数の第３のパッド１３のパッド外側端１３Ｔの光軸Ｏからの第５の距離Ｌ５は、複数の電子部品３０の最も外側の面３０ＳＡの光軸Ｏからの第６の距離Ｌ６よりも、長いことが好ましい。

【0062】

＜パッドおよびランドの種類＞
複数の第１のパッド１１、複数の第２のパッド１２、および、複数の第３のパッド１３のうち、接地されている複数の接地パッドの面積の総和である第５の面積Ｓ５が、複数の接地されていない非接地パッドのうち最大面積の非接地パッドの面積よりも、大きいことが好ましい。

【0063】

例えば、第１のパッド１１Ａ、第２のパッド１２Ｄは接地パッドである。第１のパッド１１Ｂ、１１Ｃは、電源に接続される非接地パッドである。第２のパッド１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、信号が流れる非接地パッドである。複数の接地パッドの面積の総和である第５の面積Ｓ５（０．０６７５ｍｍ^２）は、非接地パッドのうち、最大面積の第１のパッド１１Ｂの面積（０．０４ｍｍ^２）よりも、大きい。

【0064】

前記構成によれば、インピーダンス増大による撮像ユニット１の電気特性の劣化が防止できる。

【0065】

また、複数の第２のパッド１２および複数の第３のパッド１３のうち、平面配線板１０の内層において直接接続されている第２のパッド１２（第２の接続パッド）と第３のパッド１３（第３の接続パッド）との接続パッド間隔が、配線板の内層において直接接続されていない第２のパッド１２（第２の非接続パッド）と第３のパッド１３（第３の非接続パッド）の間隔よりも、短いことが好ましい。

【0066】

例えば、第２のパッド１２Ａ、第３のパッド１３Ｂは、直接接続されている第２の接続パッド、第３の接続パッドである。第２のパッド１２Ａ、第３のパッド１３Ａは、直接接続されていない、第２の非接続パッド、第３の非接続パッドである。第２のパッド１２Ａと第３のパッド１３Ｂとの接続パッド間隔Ｄ１０は、第２のパッド１２Ａと第３のパッド１３Ａとの非接続パッド間隔Ｄ１１よりも、短い。

【0067】

前記構成によれば、平面配線板１０における配線が短いため、撮像ユニット１は良好な電気特性が得られる。

【0068】

＜第２実施形態＞
図８に示すように本実施形態の内視鏡９は、撮像ユニット１が配設されている先端部９Ａと、先端部９Ａの基端に連設された湾曲自在な湾曲部９Ｂと、湾曲部９Ｂの基端に連設された細長い軟性部９Ｃとを有する。湾曲部９Ｂは、使用者による操作部９Ｄの操作によって湾曲する。先端部９Ａ、湾曲部９Ｂおよび軟性部９Ｃは、体内に挿入される挿入部である。操作部９Ｄから延設されているユニバーサルコード９Ｅは、図示しないプロセッサ等に接続される。

【0069】

内視鏡９は、撮像ユニット１を有するため、信頼性が高く、小型、かつ、高性能である。

【0070】

なお、内視鏡９は医療用の軟性鏡であるが、別の実施形態の内視鏡は、工業用の内視鏡であってもよいし、軟性部９Ｃに替えて硬性の直管を有する硬性鏡であってもよい。また、撮像ユニット１は、被写体方向が先端方向の直視型内視鏡に用いられてもよい。

【0071】

立体配線板２０は、成形回路デバイス（ＭＩＤ）に限定されることはない。例えば、立体配線板２０は、３Ｄプリンタによる加工または切削加工によって作製されてもよい。立体配線板２０の材質も樹脂には限定されず、セラミックまたはガラスエポキシを用いてもよい。

【0072】

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。

【要約】

【課題】
意図しない配線板の移動を防止できる撮像ユニットを提供する。
【解決手段】
撮像ユニットは、半導体パッケージと、複数の第１のパッドおよび複数の第２のパッドが配設されている平面配線板と、第２の面が切り欠きをはさんで対称形の第１の領域および第２の領域を有し、前記第１の領域に複数の第１のランドが配設されており、前記第２の領域に複数の第２のランドが配設されている立体配線板と、を具備し、前記複数の第１のランドは前記複数の第１のパッドと半田接合されており、前記複数の第２のランドは前記複数の第２のパッドと半田接合されており、前記複数の第１のパッドの面積の総和である第１の面積と、前記複数の第２のパッドの面積の総和である第２の面積と、が略同じである。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】