WO2015141802A1 - 実装構造体の製造方法、実装用治具、実装構造体の製造装置、撮像装置および内視鏡装置 - Google Patents

実装構造体の製造方法、実装用治具、実装構造体の製造装置、撮像装置および内視鏡装置 Download PDF

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mounting structure
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孝典 関戸
七生 佐竹
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Definitions

  • the present invention relates to a mounting structure manufacturing method in which pins and electronic components are connected to the same surface of a substrate, a mounting jig, a mounting structure manufacturing apparatus, an imaging apparatus, and an endoscope apparatus.
  • endoscopes that are inserted into a subject's cavity to observe the subject's site are known and widely used in the medical field and the like.
  • This endoscope is configured by incorporating an electronic circuit module in which an electronic component such as an image sensor is mounted at the distal end of a flexible elongated insertion tool.
  • an electronic component such as an image sensor
  • the distal end portion of the insertion tool is desired to be reduced in diameter and shortened.
  • a method of manufacturing a rectangular parallelepiped electronic device in which electronic components are mounted on a substrate and sealed with a resin, with terminal electrodes exposed on the side or upper surface of the electronic device is disclosed (for example, see Patent Document 1).
  • the electronic device manufactured by the method has terminal electrodes on the side surface and the upper surface, and the connection position with the parent substrate and other electronic devices can be freely adjusted. Therefore, there is a possibility of downsizing.
  • Patent Document 1 since a cylindrical terminal electrode that can be placed on a substrate is used, the ratio of the terminal electrode occupied on the substrate increases, and the electronic device itself cannot be reduced in size. It was.
  • a pin can be used as an electrode, the electronic device itself can be miniaturized.
  • a thin pin with a small diameter cannot stand by itself, it is generally connected to a substrate using a jig as described in Patent Document 2.
  • the pins and the electronic components cannot be connected to the substrate at the same time. In order to mount the electronic components and the pins on the same surface of the substrate, it is necessary to mount them individually. There was a problem that the process became complicated.
  • the present invention has been made in view of the above, and a manufacturing method of a mounting structure, a mounting jig, and a mounting capable of easily manufacturing a mounting structure in which pins and other electronic components are mounted on the same surface It is an object of the present invention to provide a structure manufacturing apparatus, an imaging apparatus, and an endoscope apparatus.
  • a method for manufacturing a mounting structure according to the present invention includes a connection portion, a plurality of pins each having a shaft portion having a diameter smaller than the connection portion, and a height at the time of mounting.
  • a method for manufacturing a mounting structure in which a plurality of electronic components having a height equal to or less than the height of the pins are connected to the same surface of a substrate, wherein the plurality of pins and the plurality of electronic components are aligned and set.
  • the plurality of aligned pins and the plurality of electronic components are arranged on the stage of the mounting apparatus, the head portion of the mounting apparatus that sucks the substrate is lowered, and the solder and the pins previously applied to the land of the substrate And a connecting step of collectively connecting the pins and the electronic components to the substrate surface by heating and pressing in a state where the connecting portions are in contact with each other.
  • the setting step may include the step of inserting the pin into the pin insertion hole of a mounting jig having a plurality of pin insertion holes and a plurality of electronic component insertion holes.
  • the shaft portion is inserted, the electronic component is inserted into the electronic component insertion hole, and the pin and the electronic component are set in the mounting jig.
  • the connecting step the pin and the electronic component are inserted.
  • the mounting jig on which electronic components are set is arranged on a stage of a mounting apparatus.
  • the mounting structure manufacturing method of the present invention is the above invention, wherein the pin and the electronic component are set in the pin insertion hole and the electronic component insertion hole, respectively, and the upper surface of the connecting portion of the pin and the substrate.
  • the depth of the electronic component insertion hole and / or the thickness of the land surface is adjusted so that the distance from the land surface of the electronic component is shorter than the distance between the top surface of the electronic component and the land surface of the substrate. It is characterized by being.
  • the depth of the electronic component insertion hole is obtained by using a spacer that adjusts the position of the upper surface of the electronic component and the upper surface of the connection portion of the pin. It is characterized by adjusting.
  • the mounting structure manufacturing method of the present invention is the method of manufacturing a mounting structure according to the above invention, wherein, in the setting step, when the electronic component is set in the electronic component insertion hole via a spacer made of an elastic body. Is higher than the upper surface of the connecting portion of the pin.
  • the manufacturing method of the mounting structure of the present invention is the above invention, wherein the setting step includes a transfer step of transferring the pin set on the transfer jig to the transfer jig with the connection portion facing down, A first setting step of transferring the pin set on the transfer jig to the mounting jig; and a second setting step of setting the electronic component on the mounting jig.
  • the setting step includes a transfer step of transferring the pin set on the transfer jig to the transfer jig with the connection portion facing down, A first setting step of transferring the pin set on the transfer jig to the mounting jig; and a second setting step of setting the electronic component on the mounting jig.
  • the mounting jig according to the present invention includes a plurality of pins including a connecting portion and a shaft portion having a diameter smaller than the connecting portion, and a plurality of electronic components having a height during mounting equal to or less than the height of the pin.
  • a mounting jig for connecting to the same surface, and having a plurality of pin insertion holes for inserting the shaft portions of the pins, and a plurality of electronic component insertion holes for inserting the electronic components,
  • the pin and the electronic component are set in the pin insertion hole and the electronic component insertion hole, respectively, the upper surface of the connection portion of the pin and the upper surface of the electronic component are located above the upper surface of the mounting jig, The upper surface of the electronic component is lower than the upper surface of the connection portion of the pin.
  • the mounting jig of the present invention includes a spacer made of an elastic body that is inserted into the electronic component insertion hole in the above invention, and the electronic component is set in the electronic component insertion hole by inserting the spacer.
  • the upper surface of the electronic component is higher than the upper surface of the connection portion of the pin.
  • the mounting structure manufacturing apparatus of the present invention is a mounting structure manufacturing apparatus in which a plurality of pins and a plurality of electronic components having a height equal to or less than the height of the pins are connected to the same surface of the substrate.
  • the mounting jig described above a stage on which the mounting jig on which the pin and the electronic component are set, a holding unit that holds the substrate by suction, and solder that is applied in advance to the land of the substrate
  • a drive unit capable of moving the held substrate up and down so that the connection part of the pin contacts, and solder applied in advance to the land of the substrate is heated, and pressure is applied to the connection part of the pin in contact with the substrate
  • the imaging device of the present invention is an imaging device including an imaging element chip and a mounting structure, and the mounting structure is mounted on a substrate, a first surface of the substrate, and a first connection unit and A plurality of first pins each including a first shaft portion having a diameter smaller than that of the first connection portion and the first surface of the substrate are mounted, and the height at the time of mounting is equal to or less than the height of the first pins.
  • a first sealing resin that seals the first surface such that the at least one first electronic component and an end surface of the first shaft portion opposite to the first connection portion are exposed.
  • a plurality of second pins mounted on the second surface of the substrate and comprising a second connecting portion and a second shaft portion having a diameter smaller than that of the second connecting portion, and the second surface of the substrate And at least one second electronic component whose height when mounted is equal to or lower than the height of the second pin, and the second shaft portion of the second shaft portion.
  • a second sealing resin that seals the second surface so that the end surface opposite to the connecting portion side is exposed, and the imaging element chip photoelectrically converts an incident optical signal
  • a back electrode formed on a surface opposite to the surface on which the light receiving portion is formed by a through-wiring, and the first shaft portion and the back electrode exposed on the first sealing resin
  • the imaging element chip and the mounting structure are connected by connecting each other.
  • the imaging device of the present invention may further include a motherboard having a connection electrode in the above invention, and by connecting the second shaft portion exposed on the second sealing resin and the connection electrode, The mother board and the mounting structure are connected.
  • the imaging device further includes an aggregate cable in which a plurality of cables are fixed by a fixing member in the above invention, the second shaft portion exposed on the second sealing resin, and the aggregate cable.
  • the assembly cable and the mounting structure are connected by connecting a core wire exposed on the connection end surface of the assembly.
  • the imaging device of the present invention is characterized in that, in the above invention, the mounting structure is manufactured by the mounting structure manufacturing method according to any one of the above.
  • an endoscope apparatus is characterized in that the imaging apparatus according to any one of the above includes an insertion portion provided at a tip.
  • the mounting jig, the mounting structure manufacturing apparatus, the imaging apparatus, and the endoscope apparatus According to the mounting structure manufacturing method, the mounting jig, the mounting structure manufacturing apparatus, the imaging apparatus, and the endoscope apparatus according to the present invention, a plurality of pins and a plurality of electronic components are collectively placed on the same surface of the substrate. Thus, it is possible to manufacture the mounting structure efficiently.
  • FIG. 1 is a top view schematically showing a mounting jig according to a first embodiment of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the mounting jig shown in FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart of the manufacturing process of the mounting structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating a manufacturing process of the mounting structure according to the first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a diagram illustrating a manufacturing process of the mounting structure according to the first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4C is a diagram illustrating a manufacturing process of the mounting structure according to the first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating a manufacturing process of the mounting structure according to the first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a diagram illustrating a manufacturing process of the mounting structure according to the first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4C is a
  • FIG. 4D is a diagram for explaining a manufacturing process for the mounting structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4E is a diagram illustrating a manufacturing process of the mounting structure according to the first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4F is a diagram for explaining a manufacturing process for the mounting structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4G is a diagram illustrating a manufacturing process of the mounting structure according to the first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4H is a diagram for explaining a manufacturing process for the mounting structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4I is a diagram for explaining a manufacturing process for the mounting structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4J is a diagram for explaining a manufacturing process for the mounting structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4K is a diagram for explaining a manufacturing process for the mounting structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4L is a diagram for explaining a manufacturing process for the mounting structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4M is a diagram for explaining a manufacturing process for the mounting structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4N is a diagram for explaining a manufacturing process for the mounting structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4O is a diagram for explaining a manufacturing process for the mounting structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4K is a diagram for explaining a manufacturing process for the mounting structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4L is a diagram for explaining a manufacturing process for the mounting structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4M is a diagram for explaining a manufacturing process
  • FIG. 4P is a diagram for explaining a manufacturing process for the mounting structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4Q is a diagram for explaining a manufacturing process for the mounting structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a mounting jig according to a modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a manufacturing process of the imaging device of FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of an imaging apparatus according to Modification 1 of Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a manufacturing process of the imaging device of FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of an imaging apparatus according to Modification 2 of Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram schematically illustrating an overall configuration of an endoscope system
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a mounting jig according to a first embodiment of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the mounting jig shown in FIG.
  • the mounting jig 100 includes a plurality of pin insertion holes 1 for inserting pins and electronic component insertion holes 2 for inserting electronic components.
  • the pin 3 set in the mounting jig 100 is composed of a disk-like connecting portion 3a and a shaft portion 3b having a diameter smaller than that of the connecting portion 3a.
  • the shaft portion 3b is a pin insertion hole. 1 is inserted.
  • the pin insertion hole 1 has a diameter into which the shaft portion 3b can be inserted, and has a depth h 1 shorter than the axial length of the shaft portion 3b.
  • the depth h 1 of the pin insertion hole 1 is preferably at least half of the length h 2 of the pin 3 (see FIG. 4G).
  • the pin 3 functions as a via in a mounting structure described later, and is made of a metal material having good conductivity.
  • the electronic component insertion hole 2 is formed so that a rectangular parallelepiped electronic component can be inserted.
  • the depth of the electronic component insertion hole 2 is formed to the same depth h 1 as that of the pin insertion hole 1, but the depth may be adjusted according to the height of the electronic component. .
  • the pin insertion hole 1 and the electronic component insertion hole 2 are formed corresponding to the arrangement of the pin 3 and the electronic component of the mounting structure to be manufactured. Even when the depth of the electronic component insertion hole 2 is changed to the depth of the pin insertion hole 1, it is preferable to adjust so that the upper surface of the electronic component is lower than the upper surface of the connection portion 3 a of the pin 3.
  • FIG. 3 is a flowchart of the manufacturing process of the mounting structure according to the first embodiment of the present invention.
  • 4A to 4Q are diagrams for explaining a manufacturing process of the mounting structure according to the first exemplary embodiment of the present invention.
  • 4I to 4J omit the holding unit 56, the driving unit 57, the heating / pressurizing unit 58, and the control unit 59 described in FIG. 4H.
  • step S1 the setting process (step S1) for setting the pins 3 and the electronic components on the mounting jig 100 will be described.
  • the pin 3 is once set on a transfer jig 10 as shown in FIG. 4A.
  • a through hole 11 having substantially the same diameter as the shaft portion 3b is formed in the transfer jig 10, and the pin 3 is placed on the transfer jig 10 and sucked by a vacuum pump or the like from the lower part of the transfer jig 10.
  • the shaft portion 3 b is inserted into the through hole 11 and the pin 3 is set in the transfer jig 10.
  • the pins 3 are transferred from the transfer jig 10 to the transfer jig 20.
  • the transfer jig 20 is formed with an insertion hole 21 having substantially the same diameter as the connection portion 3a.
  • the transfer jig 10 and the transfer jig 20 are connected as shown in FIG. 4C.
  • the pin 3 is transferred from the transfer jig 10 to the transfer jig 20 by reversing the position so as not to shift.
  • the pins 3 are transferred from the transfer jig 20 to the mounting jig 100.
  • the mounting jig 100 is placed from the side of the insertion hole 21 into which the pin 3 of the transfer jig 20 is inserted and positioned by the positioning pin 4, and as shown in FIG.
  • the tool 20 and the mounting jig 100 are reversed, and the pin 3 is transferred from the transfer jig 20 to the pin insertion hole 1 of the mounting jig 100.
  • the pin 3 By transferring the pin 3 by the transfer jig 20, as shown in FIG. 4F, the pin 3 is inserted into the pin insertion hole 1 of the mounting jig 100, and the empty electronic component insertion hole 2 is As shown in FIG. 4G, electronic components 5 such as capacitors are inserted by manual work or the like. It may be the electronic parts insertion hole 2 by inserting only the electronic component 5, when the height h 3 of the electronic component 5 is the electronic parts insertion hole 2 of the depth h 1 is less than, as shown in FIG.
  • the spacer 6 is inserted below the component 5 so that the upper surface of the electronic component 5 is positioned above the upper surface of the mounting jig 100 and the positions of the upper surface of the pin 3 and the upper surface of the electronic component 5 are adjusted. .
  • the height h 3 of the electronic component 5 mounted on the pin 3 at the same time as the substrate is generally not more than the height h 2 of the pin 3, the height h 3 of the electronic component 5 of the electronic parts insertion hole 2 depth h If it is smaller than 1 , the spacer 6 is used to adjust the height h 4 of the upper surface of the electronic component 5 to be larger than the depth h 1 of the electronic component insertion hole 2 and not more than the height h 2 of the pin 3.
  • the height of the upper surface of the electronic component 5 can be increased by making the mounting jig 100 so that the depth of the electronic component insertion hole 2 is shallower than the depth of the pin insertion hole 1 without using the spacer 6. May be adjusted.
  • the mounting surface of the electronic component 5 is defined, it is necessary to insert the electronic component 5 into the electronic component insertion hole 2 manually as described above. 3, the electronic component 5 may be inserted into the electronic component insertion hole 2 using a transfer jig, a transfer jig, or the like.
  • the mounting method from FIG. 4A to FIG. 4G corresponds to step S1 in FIG.
  • the mounting jig 100 on which the pin 3 and the electronic component 5 are set is placed on the stage of the mounting apparatus (step S2).
  • the pin 3 and the electronic component 5 are connected to the substrate by a mounting device.
  • the mounting apparatus includes a stage 55 on which a mounting jig 100 on which pins 3 and electronic components 5 are set, a holding unit 56 that holds the substrate 50 by suction, and a land 51 of the substrate 50.
  • the solder 52 preliminarily applied to the land 51 of the substrate 50 and the drive unit 57 capable of moving the held substrate 50 up and down, and the solder 52 preliminarily applied to the connecting portion 3a of the pin 3 are heated.
  • the head part 54 which has the heating and pressurizing part 58 which applies a pressure to the connection part 3a of the pin 3 which contacts 50, and the control part 59 which controls each part are provided.
  • the mounting jig 100 is placed on the stage 55 of the mounting apparatus, and the solder 52 is applied to the lands 51 that connect the pins 3 and the lands 53 that connect the electronic components 5. 50 is held by the holding portion 56 and the substrate 50 is set on the head portion 54 side.
  • the mounting method in FIG. 4H corresponds to step S2 in FIG.
  • step S3 After the mounting jig 100 is set on the stage 55 of the mounting apparatus (step S2), the head portion 54 of the mounting apparatus that has attracted the substrate 50 is lowered, and the solder 52 and pins previously applied to the lands 51 of the substrate 50 3 is brought into contact with the connecting portion 3a (step S3).
  • the head portion 54 that holds the substrate 50 is lowered by the drive portion 57 until the solder 52 and the connection portion 3a of the pin 3 come into contact with each other.
  • the solder 52 is in contact with the connecting portion 3a of the pin 3 and heated while applying pressure by the heating / pressurizing portion 58, the solder 52 is melted. In the state before heating and pressurization, as shown in FIG.
  • step S4 After the pins 3 and the electronic components 5 are collectively connected to the substrate 50 by heating and pressing (step S4), the substrate 50 and the mounting jig 100 are removed from the mounting apparatus, and the remaining flux is cleaned. As shown in 4K, the substrate 50 is separated from the mounting jig 100.
  • the mounting method shown in FIGS. 4J to 4K corresponds to step S4 in FIG. Even if the electronic component insertion hole 2 and the pin insertion hole 1 of the mounting jig 100 have the same depth, the land 51 to which the pin 3 is connected is thicker than the land 53 to which the electronic component 5 is connected.
  • the distance between the upper surface of the connection portion 3a of the pin 3 and the land 51 surface of the substrate 50 can be adjusted to be shorter than the distance between the upper surface of the electronic component 5 and the land 53 surface of the substrate 50. it can. Furthermore, by providing conductive protrusions (Au stud bumps, conductive paste, etc.) that are deformed by a load at the time of mounting on the lands 51 and 53 of the substrate 50, the load on the substrate 50 at the time of mounting can be reduced.
  • conductive protrusions Au stud bumps, conductive paste, etc.
  • the surface of the substrate 50 on which the pins 3 and the electronic components 5 are mounted is sealed with a sealing resin 60 and polished so that the end surfaces of the pins 3 are exposed on the surface of the sealing resin 60. (FIG. 4M).
  • Another electronic component 7 is connected to the land 62 via the solder 63 on the back surface of the mounting surface such as the pin 3 of the substrate 50 (FIG. 4N), and the mounting surface of the electronic component 7 is also sealed with the sealing resin 61. It is stopped (FIG. 4O).
  • the board 50 on which components are mounted on both sides is cut along a predetermined cut line indicated by a dotted line in FIG. 4P, and is separated into a mounting structure 70 (FIG. 4Q).
  • the pins and the electronic components can be connected to the substrate all at once, and the mounting structure can be easily manufactured.
  • the pins and electronic components are set on the mounting jig, it is possible to connect the electronic components without applying unnecessary pressure by adjusting the position of the top surfaces of the pins and the electronic components. Can be reduced.
  • a spacer made of an elastic body can be used as the spacer of the mounting jig 100.
  • the spacer 6A made of an elastic body it is preferable that the height h 5 of the upper surface of the electronic component 5 is higher than the height h 2 of the upper surface of the pin 3 as shown in FIG.
  • the solder 52 comes into contact with the electronic component 5 first, but the pressure is mainly applied to the pin 3 because the spacer 6 ⁇ / b> A made of an elastic body is used. Accordingly, the pins 3 can be easily mounted in an upright state, and the electronic components 5 can be reliably connected while reducing the stress on the electronic components 5.
  • the mounting method for aligning and setting the pins 3 and the electronic components 5 has been described by using the mounting jig 100, but the present invention is not limited thereto, and other methods may be used.
  • the pin 3 and the electronic component 5 may be aligned and fixed using a member obtained by patterning a temporary adhesive sheet or a temporary adhesive.
  • a method may be used in which a magnet is placed on a stage that is in contact with the back surface of the substrate 50 in accordance with the arrangement position of the pins 3 and the electronic components 5 and the pins and the electronic components are fixed using magnetic force.
  • the imaging apparatus according to the second embodiment includes a mounting structure manufactured by the method of the first embodiment and an imaging element chip.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the imaging apparatus according to the second embodiment.
  • the imaging apparatus 200 includes an imaging element chip 80, two mounting structures 71 ⁇ / b> A and 71 ⁇ / b> B, and a motherboard 90.
  • the image sensor chip 80 is composed of a CMOS element or the like, and includes a light receiving unit 82 that photoelectrically converts an incident optical signal, a peripheral circuit unit 83 formed in the vicinity of the light receiving unit 82, and a TSV (Through-Silicon Via) or the like.
  • the back surface electrode 85 formed in the back surface opposite to the surface in which the light-receiving part 82 was formed with the wiring 84 is provided.
  • a glass lid 81 that protects the light receiving part 82 through a bonding layer is attached to the surface side.
  • a wiring layer having a multilayer wiring structure is formed on the back surface of the imaging element chip 80.
  • the image pickup device chip 80 is a CSP (Chip Size Package) in which the image pickup device in the wafer state is subjected to wiring, electrode formation, resin sealing, and dicing, and finally the size of the image pickup device becomes the size of the image pickup device chip. ) Is preferable.
  • CSP Chip Size Package
  • the mounting structures 71A and 71B have the same structure, the board 50, the connection pins 3a and the two pins 3 each having a shaft portion 3b having a smaller diameter than the connection portions 3a, and the height when mounting is high. And the following electronic component 5 and a sealing resin 60 that seals the mounting surface of the substrate 50 so that the end surface of the shaft portion 3b opposite to the connection portion 3a side is exposed.
  • the mounting structures 71A and 71B are formed by the method described in the first embodiment. As shown in FIGS. 4A to 4M, the pins 3 mounted on the substrate 50 and the electronic component 5 are sealed with a sealing resin. After polishing so that the end surface of the shaft portion 3b of the pin 3 is exposed on the surface of the sealing resin 60, an electronic component is not mounted on the surface opposite to the mounting surface of the substrate 50 (FIG. 4N and FIG. 4O is omitted), and is cut into pieces by a predetermined cut line indicated by a dotted line in FIG. 4P.
  • the two mounting structures 71A and 71B are mechanically and electrically connected to each other on the surface opposite to the mounting surface (the surface on which the electronic component 5 or the like is not mounted). Vias (not shown) are formed in the substrate 50, and the two mounting structures 71A and 71B are electrically connected by connection.
  • the mother board 90 includes a connection electrode 91, is connected to the end surface of the shaft portion 3b exposed on the surface of the sealing resin 60 of the mounting structure 71B, and the periphery is sealed with the sealing resin 92. Further, bumps 86 made of solder are formed on the back electrode 85 of the image sensor chip 80, and are exposed to the surface of the sealing resin 60 of the mounting structure 71A via the bumps 86 as shown in FIG. It is connected to the end face of the shaft portion 3b. The periphery of the connection portion is sealed with a sealing resin 87.
  • the imaging apparatus 200 uses the mounting structures 71A and 71B having the same structure, but if the end surfaces of the shaft portions of a plurality of pins can be used for connection to the imaging element chip 80 and the motherboard 90, Mounting structures containing different types of pins and electronic components may be used. Further, the number of pins 3 incorporated in the mounting structures 71A and 71B is not limited to this as long as it is two or more, and the number of electronic components 5 incorporated is also the same.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing an imaging apparatus according to the first modification of the second embodiment.
  • the imaging device 200A includes an imaging element chip 80, a mounting structure 70A, and a motherboard 90.
  • the two pins 3 and the electronic component 5 are mounted on the first surface f1 of the substrate 50, and the two pins 3 are also formed on the second surface f2 opposite to the first surface f1 of the substrate 50. And the electronic component 5 is mounted.
  • the mounting structure 70A is formed by the method described in the first embodiment, and seals the pin 3 and the electronic component 5 mounted on the first surface f1 of the substrate 50 as shown in FIGS. 4A to 4M. After sealing with the stop resin 60 and polishing so that the end surface of the shaft portion 3b of the pin 3 is exposed to the surface of the sealing resin 60, the second surface f2 opposite to the first surface f1 of the substrate 50 is As shown in FIG. 9, the pin 3 and the electronic component 5 are mounted. Note that vias (not shown) are formed in the substrate 50, and the first surface f1 and the second surface f2 are electrically connected.
  • FIG. 9 a mounting jig 100 in which pins 3 and electronic components 5 are set is placed on the stage 55 of the mounting apparatus, and the mounting structure before separation shown in FIG. Is sucked and held by the holding portion 56.
  • Solder 52 is applied to the lands 51 that connect the pins 3 of the second surface f2 of the mounting structure before separation and the lands 53 that connect the electronic components 5, and the head unit 54 is lowered by the drive unit 57.
  • the pin 3 and the land 51 and the electronic component 5 and the land 53 are respectively connected. Connection is performed in the same manner as in FIGS. 4H to 4J of the first embodiment, and in the same manner as in FIGS.
  • the second surface f2 is sealed with the sealing resin 60, and the shaft portion 3b of the pin 3 is connected.
  • the mounting structure 70 ⁇ / b> A is manufactured by being cut into pieces by a predetermined cut line.
  • the same pin 3 and electronic component 5 are mounted on the first surface f1 and the second surface f2, but the end surfaces of the shaft portions of the plurality of pins Can be used for connection between the imaging element chip 80 and the mother board 90, different types of pins and electronic components may be incorporated in the first surface f1 and the second surface f2.
  • the number of pins 3 mounted on the first surface f1 and the second surface f2 of the mounting structure 70A is not limited to this as long as it is two or more, and the number of electronic components 5 to be mounted is also limited. It is the same.
  • the imaging apparatus may include a mounting structure manufactured by the method of Embodiment 1, an imaging element chip, and an aggregate cable.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing an imaging apparatus according to the second modification of the second embodiment.
  • the imaging device 250 includes an imaging element chip 80, two mounting structures 71 ⁇ / b> A and 71 ⁇ / b> B, and a collective cable 40.
  • the aggregate cable 40 is a cable in which the outer sheath 43 at the ends of a plurality of cables 41 is peeled to expose the core wire 42 and the exposed core wire 42 is fixed by a fixing member 45 made of an insulating material such as resin.
  • the core wire 42 is fixed at a predetermined interval by the fixing member 45, and the connection end face where the core wire 42 is exposed is polished.
  • the exposed core wire 42 of the connection end face is connected to the shaft portion 3b by a bump 46 made of solder or the like formed on the shaft portion 3b exposed on the surface of the sealing resin 60 of the mounting structure 71B.
  • the periphery of the connecting portion between the core wire 42 and the shaft portion 3 b is sealed with a sealing resin 47.
  • the mounting structure for connecting the aggregate cable 40 may be the mounting structure 70A of the first modification.
  • FIG. 11 is a diagram schematically illustrating an overall configuration of an endoscope system including an imaging device.
  • the endoscope system 300 includes an endoscope 301, a universal cord 305, a connector 306, a light source device 307, a processor (control device) 308, and a display device 310.
  • the endoscope 301 captures an in-vivo image of the subject and outputs an imaging signal by inserting the insertion unit 303 into the body cavity of the subject.
  • An imaging device 250 illustrated in FIG. 10 is disposed at the distal end portion 303 b and is connected to the light source device 307 and the processor 308 via the cable 41 inside the universal cord 305.
  • the connector 306 is provided at the base end of the universal cord 305, is connected to the light source device 307 and the processor 308, and has a predetermined imaging signal (output signal) output from the imaging device 250 of the distal end portion 303b connected to the universal cord 305.
  • the imaging signal is analog-digital converted (A / D converted) and output as an image signal.
  • the light source device 307 is configured using, for example, a white LED.
  • the pulsed white light that is turned on by the light source device 307 becomes illumination light that is emitted toward the subject from the distal end of the insertion portion 303 of the endoscope 301 via the connector 306 and the universal cord 305.
  • the processor 308 performs predetermined image processing on the image signal output from the connector 306 and controls the entire endoscope system 300.
  • the display device 310 displays the image signal processed by the processor 308.
  • An operation unit 304 provided with various buttons and knobs for operating the endoscope function is connected to the proximal end side of the insertion unit 303 of the endoscope 301.
  • the operation unit 304 is provided with a treatment instrument insertion port 304a for inserting a treatment instrument such as a biological forceps, an electric knife and an inspection probe into the body cavity of the subject.
  • the insertion portion 303 includes a distal end portion 303b where the imaging device 250 is provided, a bending portion 303a that is connected to the proximal end side of the distal end portion 303b and can be bent in the vertical direction, and is connected to the proximal end side of the bending portion 303a.
  • the bending portion 303a is bent in the vertical direction by operation of a bending operation knob provided in the operation portion 304, and can be bent in two directions, for example, up and down, as the bending wire inserted through the insertion portion 303 is pulled or loosened. It has become.
  • a light guide that transmits illumination light from the light source device 307 is disposed, and an illumination window is disposed at an exit end of illumination light from the light guide.
  • This illumination window is provided at the distal end portion 303b of the insertion portion 303, and the illumination light is irradiated toward the subject.
  • the imaging device 250 is provided at the distal end of the insertion portion 303, and an image of an organ or the like obtained by inserting the insertion portion 303 into the body of the subject is displayed on the display device 310.
  • the display device 310 By displaying on the display unit, it is possible to observe and diagnose the diagnosis target.

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Abstract

　ピンと他の電子部品とが同一面に実装された実装構造体を簡易に製造可能な実装構造体の製造方法、実装用治具、実装構造体の製造装置、撮像装置および内視鏡装置を提供する。本発明の実装構造体の製造方法は、複数のピンと複数の電子部品とが基板の同一面に接続された実装構造体の製造方法であって、前記複数のピンと複数の電子部品とを整列させてセットするセット工程（ステップＳ１）と、前記整列させた複数のピンおよび複数の電子部品を実装装置のステージに配置し、前記基板を吸着した実装装置のヘッド部を降下して、基板のランドに予め塗布された半田と前記ピンの接続部が接した状態で、加熱および加圧して前記ピンおよび前記電子部品とを前記基板表面に一括して接続する接続工程（ステップＳ４）と、を含むことを特徴とする。

Description

実装構造体の製造方法、実装用治具、実装構造体の製造装置、撮像装置および内視鏡装置
　本発明は、ピンと電子部品とが基板の同一面に接続された実装構造体の製造方法、実装用治具、実装構造体の製造装置、撮像装置および内視鏡装置に関する。
　従来から、被検体の腔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モジュールが内蔵されて構成されている。挿入具の先端部は、患者への導入のしやすさを考慮し、細径化、短小化が望まれている。
　ところで、基板上に電子部品が実装され、樹脂により封止された直方体状の電子装置であって、電子装置の側面または上面に端子電極が露出しているパッケージの製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。該方法によって製造された電子装置は、側面や上面に端子電極を有し、親基板や他の電子装置との接続位置を自由に調整できるため、小型化の可能性を有している。
特開２００１－２４３１２号公報 特開２０００－３０７２３８号公報
　しかしながら、特許文献１では基板に載置可能な円柱形状の端子電極を使用するため、端子電極が占有する基板上の割合が大きくなり、電子装置自体の小型化が図れないという問題を有していた。
　電極としてピンを使用できれば、電子装置自体の小型化が可能であるが、細径で細長いピンは自立できないため、一般に特許文献２に記載のような治具を使用して基板に接続されている。しかしながら、特許文献２の治具では、ピンと電子部品とを同時に基板に接続することはできず、電子部品とピンとを基板の同一の面に実装するためには、個別に実装する必要があり、工程が複雑になるという問題を有していた。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ピンと他の電子部品とが同一面に実装された実装構造体を簡易に製造可能な実装構造体の製造方法、実装用治具、実装構造体の製造装置、撮像装置および内視鏡装置を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる実装構造体の製造方法は、接続部および該接続部より細径の軸部からなる複数のピンと、実装時の高さが前記ピンの高さ以下の複数の電子部品とが基板の同一面に接続された実装構造体の製造方法であって、前記複数のピンと前記複数の電子部品とを整列させてセットするセット工程と、前記整列させた複数のピンおよび複数の電子部品を実装装置のステージに配置し、前記基板を吸着した実装装置のヘッド部を降下して、前記基板のランドに予め塗布された半田と前記ピンの接続部が接した状態で、加熱および加圧して前記ピンおよび前記電子部品とを前記基板表面に一括して接続する接続工程と、を含むことを特徴とする。
　また、本発明の実装構造体の製造方法は、上記発明において、前記セット工程は、複数のピン挿入穴と複数の電子部品挿入穴とを備える実装用治具の前記ピン挿入穴に前記ピンの軸部をそれぞれ挿入するとともに、前記電子部品挿入穴に前記電子部品をそれぞれ挿入して、前記ピンと前記電子部品とを前記実装用治具にセットするものであり、前記接続工程では、前記ピンと前記電子部品とがセットされた前記実装用治具を実装装置のステージに配置することを特徴とする。
　また、本発明の実装構造体の製造方法は、上記発明において、前記ピンと前記電子部品とを前記ピン挿入穴と前記電子部品挿入穴にそれぞれセットした際、前記ピンの接続部の上面と前記基板のランド面との距離の方が、前記電子部品の上面と前記基板のランド面との距離よりも短くなるように、前記電子部品挿入穴の深さ、および／または前記ランド面の厚みが調整されていることを特徴とする。
　また、本発明の実装構造体の製造方法は、上記発明において、前記電子部品の上面と前記ピンの接続部の上面との位置を調整するスペーサを使用することで前記電子部品挿入穴の深さを調節することを特徴とする。
　また、本発明の実装構造体の製造方法は、上記発明において、前記セット工程において、前記電子部品を、弾性体からなるスペーサを介して前記電子部品挿入穴にセットした際、前記電子部品の上面を前記ピンの接続部の上面より高くすることを特徴とする。
　また、本発明の実装構造体の製造方法は、上記発明において、前記セット工程は、振込治具にセットされた前記ピンを、前記接続部を下にして転写治具に移し替える転写工程と、前記転写治具にセットされた前記ピンを前記実装用治具に移し替える第１のセット工程と、前記電子部品を前記実装用治具にセットする第２のセット工程と、を含むことを特徴とする。
　また、本発明の実装用治具は、接続部および該接続部より細径の軸部からなる複数のピンと、実装時の高さが前記ピンの高さ以下の複数の電子部品とを基板の同一面に接続するための実装用治具であって、前記ピンの軸部をそれぞれ挿入する複数のピン挿入穴と、前記電子部品をそれぞれ挿入する複数の電子部品挿入穴と、を有し、前記ピンと前記電子部品とを前記ピン挿入穴と前記電子部品挿入穴にそれぞれセットした際、前記ピンの接続部の上面と前記電子部品の上面は実装用治具の上面より上部に位置するとともに、前記電子部品の上面は前記ピンの接続部の上面より低くなることを特徴とする。
　また、本発明の実装用治具は、上記発明において、前記電子部品挿入穴に挿入する弾性体からなるスペーサを備え、前記スペーサの挿入により、前記電子部品を前記電子部品挿入穴にセットした際、前記電子部品の上面が前記ピンの接続部の上面より高くなることを特徴とする。
　また、本発明の実装構造体の製造装置は、複数のピンと、前記ピンの高さ以下の複数の電子部品とが基板の同一面に接続された実装構造体の製造装置であって、上記に記載の実装用治具と、前記ピンと前記電子部品とがセットされた前記実装用治具を載置するステージと、前記基板を吸着保持する保持部と、前記基板のランドに予め塗布された半田と前記ピンの接続部が接するように、保持した前記基板を上下動可能な駆動部と、前記基板のランドに予め塗布された半田を加熱し、前記基板と接する前記ピンの接続部に圧力を加える加熱・加圧部とを有するヘッド部と、を備えることを特徴とする。
　また、本発明の撮像装置は、撮像素子チップと実装構造体とを備えた撮像装置において、前記実装構造体は、基板と、前記基板の第１の面に実装され、第１の接続部および該第１の接続部より細径の第１の軸部からなる複数の第１のピンと、前記基板の第１の面に実装され、実装時の高さが前記第１のピンの高さ以下の少なくとも１つの第１の電子部品と、前記第１の軸部の前記第１の接続部側と反対側の端面が露出するように前記第１の面を封止する第１の封止樹脂と、前記基板の第２の面に実装され、第２の接続部および該第２の接続部より細径の第２の軸部からなる複数の第２のピンと、前記基板の第２の面に実装され、実装時の高さが前記第２のピンの高さ以下の少なくとも１つの第２の電子部品と、前記第２の軸部の前記第２の接続部側と反対側の端面が露出するように前記第２の面を封止する第２の封止樹脂と、を有し、前記撮像素子チップは、入射した光信号を光電変換する受光部と、貫通配線により前記受光部が形成された面と対向する面に形成された裏面電極と、を有し、前記第１の封止樹脂上に露出した前記第１の軸部と前記裏面電極とを接続することにより、前記撮像素子チップと前記実装構造体とを接続することを特徴とする。
　また、本発明の撮像装置は、上記発明において、接続電極を有するマザーボードを更に備え、前記第２の封止樹脂上に露出した前記第２の軸部と前記接続電極とを接続することにより、前記マザーボードと前記実装構造体とを接続することを特徴とする。
　また、本発明の撮像装置は、上記発明において、複数のケーブルを固定部材により固定した集合ケーブルを更に備え、前記第２の封止樹脂上に露出した前記第２の軸部と、前記集合ケーブルの接続端面に露出した芯線とを接続することにより、前記集合ケーブルと前記実装構造体とを接続することを特徴とする。
　また、本発明の撮像装置は、上記発明において、前記実装構造体は、上記のいずれか一つに記載の実装構造体の製造方法により製造されたことを特徴とする。
　また、本発明の内視鏡装置は、上記のいずれか一つに記載の撮像装置が先端に設けられた挿入部を備えたことを特徴とする。
　本発明にかかる実装構造体の製造方法、実装用治具、実装構造体の製造装置、撮像装置および内視鏡装置によれば、複数のピンと、複数の電子部品を、基板の同一面に一括して接続することができるため、効率よく実装構造体を製造することが可能となる。
図１は、本発明の実施の形態１にかかる実装用治具を模式的に示す上面図である。 図２は、図１に示す実装用治具のＡ－Ａ線断面図である。 図３は、本発明の実施の形態１にかかる実装構造体の製造工程のフローチャートである。 図４Ａは、本発明の実施の形態１にかかる実装構造体の製造工程を説明する図である。 図４Ｂは、本発明の実施の形態１にかかる実装構造体の製造工程を説明する図である。 図４Ｃは、本発明の実施の形態１にかかる実装構造体の製造工程を説明する図である。 図４Ｄは、本発明の実施の形態１にかかる実装構造体の製造工程を説明する図である。 図４Ｅは、本発明の実施の形態１にかかる実装構造体の製造工程を説明する図である。 図４Ｆは、本発明の実施の形態１にかかる実装構造体の製造工程を説明する図である。 図４Ｇは、本発明の実施の形態１にかかる実装構造体の製造工程を説明する図である。 図４Ｈは、本発明の実施の形態１にかかる実装構造体の製造工程を説明する図である。 図４Ｉは、本発明の実施の形態１にかかる実装構造体の製造工程を説明する図である。 図４Ｊは、本発明の実施の形態１にかかる実装構造体の製造工程を説明する図である。 図４Ｋは、本発明の実施の形態１にかかる実装構造体の製造工程を説明する図である。 図４Ｌは、本発明の実施の形態１にかかる実装構造体の製造工程を説明する図である。 図４Ｍは、本発明の実施の形態１にかかる実装構造体の製造工程を説明する図である。 図４Ｎは、本発明の実施の形態１にかかる実装構造体の製造工程を説明する図である。 図４Ｏは、本発明の実施の形態１にかかる実装構造体の製造工程を説明する図である。 図４Ｐは、本発明の実施の形態１にかかる実装構造体の製造工程を説明する図である。 図４Ｑは、本発明の実施の形態１にかかる実装構造体の製造工程を説明する図である。 図５は、本発明の実施の形態１の変形例にかかる実装用治具を模式的に示す断面図である。 図６は、本発明の実施の形態２にかかる撮像装置の断面図である。 図７は、図６の撮像装置の製造工程を説明する図である。 図８は、本発明の実施の形態２の変形例１にかかる撮像装置の断面図である。 図９は、図８の撮像装置の製造工程を説明する図である。 図１０は、本発明の実施の形態２の変形例２にかかる撮像装置の断面図である。 図１１は、撮像装置を使用した内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。
　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、実装用治具および実装構造体の製造方法について説明する。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。
（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１にかかる実装用治具を模式的に示す図である。図２は、図１に示す実装用治具のＡ－Ａ線断面図である。図１に示すように、実装用治具１００には、ピンを挿入するピン挿入穴１と、電子部品を挿入する電子部品挿入穴２と、を複数備える。
　実装用治具１００にセットされるピン３は、図４Ａ等に示すように、円板状の接続部３ａと、接続部３ａより細径の軸部３ｂからなり、軸部３ｂがピン挿入穴１に挿入される。ピン挿入穴１は、軸部３ｂが挿入可能な径で、その深さｈ1は軸部３ｂの軸方向の長さより短く形成される。ピン挿入穴１の深さｈ1は、ピン３の長さｈ2の半分以上であることが好ましい（図４Ｇ参照）。ピン３は、後述する実装構造体においてビアとして機能するものであり、導電性のよい金属材料からなる。
　電子部品挿入穴２は、直方体状の電子部品が挿入可能に形成される。実装用治具１００では、電子部品挿入穴２の深さは、ピン挿入穴１と同じ深さｈ1に形成されるが、電子部品の高さに合わせて、深さを調整してもよい。ピン挿入穴１と電子部品挿入穴２は、製造する実装構造体のピン３と電子部品の配置に対応して形成される。電子部品挿入穴２の深さをピン挿入穴１の深さと変えた場合であっても、電子部品の上面がピン３の接続部３ａの上面より低くなるように調整することが好ましい。
　次に実装用治具１００を使用した実装構造体の製造方法について説明する。図３は、本発明の実施の形態１にかかる実装構造体の製造工程のフローチャートである。図４Ａ～図４Ｑは、本発明の実施の形態１にかかる実装構造体の製造工程を説明する図である。なお、図４Ｉ～図４Ｊは、図４Ｈに記載した保持部５６、駆動部５７、加熱・加圧部５８、制御部５９を省略している。
　まず、実装用治具１００にピン３と電子部品とをセットするセット工程（ステップＳ１）について説明する。細径のピン３は、実装用治具１００に挿入する前に、一旦、図４Ａに示すような振込治具１０にセットされる。振込治具１０には、軸部３ｂと略同径の貫通穴１１が形成され、振込治具１０上にピン３を載置した状態で、振込治具１０の下部から真空ポンプ等により吸引しながら振るいがけすることにより、軸部３ｂが貫通穴１１に挿入され、振込治具１０にピン３がセットされる。
　振込治具１０にピン３がセットされた後、ピン３を振込治具１０から転写治具２０に移し替える。転写治具２０には、図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、接続部３ａと略同径の挿入穴２１が形成されている。図４Ｂに示すように、転写治具２０を、振込治具１０の接続部３ａが突出している側からかぶせ合わせた後、図４Ｃに示すように、振込治具１０と転写治具２０との位置がずれないように反転して、ピン３を振込治具１０から転写治具２０に移し替える。
　転写治具２０にピン３を移し替えた後、ピン３を転写治具２０から実装用治具１００に移し替える。図４Ｄに示すように、実装用治具１００を、転写治具２０のピン３が挿入される挿入穴２１側からかぶせ合わせ、位置決めピン４により位置決めした後、図４Ｅに示すように、転写治具２０と実装用治具１００とを反転して、ピン３を転写治具２０から実装用治具１００のピン挿入穴１に移し替える。
　転写治具２０によるピン３の移し替えにより、図４Ｆに示すように、実装用治具１００のピン挿入穴１にはピン３がそれぞれ挿入され、空の状態の電子部品挿入穴２には、図４Ｇに示すように、手作業等によりコンデンサ等の電子部品５がそれぞれ挿入される。電子部品挿入穴２には電子部品５のみを挿入してもよいが、電子部品５の高さｈ3が電子部品挿入穴２の深さｈ1より小さい場合、図４Ｇに示すように、電子部品５の下部にスペーサ６を挿入して、電子部品５の上面を実装用治具１００の上面より上部に位置させるとともに、ピン３の上面と電子部品５の上面の位置を調整することが好ましい。ピン３と同時に基板に実装される電子部品５の高さｈ3は、通常、ピン３の高さｈ2以下であり、電子部品５の高さｈ3が電子部品挿入穴２の深さｈ1より小さい場合、スペーサ６を使用して、電子部品５の上面の高さｈ4が、電子部品挿入穴２の深さｈ1より大きく、ピン３の高さｈ2以下となるように調整することが好ましい。あるいは、スペーサ６を使用することなく、電子部品挿入穴２の深さがピン挿入穴１の深さよりも浅くなるように実装用治具１００を作製することにより、電子部品５の上面の高さを調整してもよい。
　なお、電子部品５の実装面が規定される場合は、上記のように手作業で電子部品挿入穴２に挿入することが必要となるが、電子部品５の実装面が制限されない場合は、ピン３と同様に、振込治具や転写治具等を使用して電子部品５を電子部品挿入穴２に挿入してもよい。以上、図４Ａから図４Ｇまでの実装方法が図３のステップＳ１に該当する。
　実装用治具１００にピン３および電子部品５をセットした後（ステップＳ１）、ピン３および電子部品５をセットした実装用治具１００を実装装置のステージに配置する（ステップＳ２）。基板へのピン３および電子部品５の接続は、実装装置により行われる。実装装置は、図４Ｈに示すように、ピン３と電子部品５とがセットされた実装用治具１００を載置するステージ５５と、基板５０を吸着保持する保持部５６、基板５０のランド５１に予め塗布された半田５２とピン３の接続部３ａが接するように、保持した基板５０を上下動可能な駆動部５７、および基板５０のランド５１に予め塗布された半田５２を加熱し、基板５０と接するピン３の接続部３ａに圧力を加える加熱・加圧部５８とを有するヘッド部５４と、各部を制御する制御部５９と、を備える。
　まず、図４Ｈに示すように、実装装置のステージ５５に実装用治具１００が載置され、ピン３を接続するランド５１、および電子部品５を接続するランド５３に半田５２が塗布された基板５０を保持部５６により保持して、基板５０をヘッド部５４側にセットする。この図４Ｈの実装方法が図３のステップＳ２に該当する。
　実装用治具１００を実装装置のステージ５５にセットした後（ステップＳ２）、基板５０を吸着した実装装置のヘッド部５４を降下して、基板５０のランド５１に予め塗布された半田５２とピン３の接続部３ａとを接する状態とする（ステップＳ３）。図４Ｉに示すように、駆動部５７により、半田５２とピン３の接続部３ａが接するまで基板５０を保持するヘッド部５４が降下される。ピン３の接続部３ａに半田５２が接した状態で、加熱・加圧部５８により圧力を加えながら加熱することにより、半田５２が溶融する。加熱・加圧前の状態では、図４Ｉに示すように、電子部品５の上面をピン３の上面より低くなるように調整した場合、ヘッド部５４を降下してもランド５３上の半田５２と電子部品５とは接していない。この図４Ｉの実装方法が図３のステップＳ３に該当する。しかしながら、図４Ｊに示すように、加熱・加圧により、ランド５３上の半田５２を溶融した後、さらにピン３の高さｈ2と電子部品５の上面の高さｈ4の差分だけヘッド部５４を降下させることで、溶融した半田５２が電子部品５の上面に接触し、電子部品５は吸い上げられてピン３とともに基板５０上に実装することができる。このように、電子部品５の上面をピン３の上面より低くなるように調整した場合、電子部品５に不要な圧力を加えることなく、確実に基板５０に実装することができる。
　加熱および加圧により基板５０にピン３と電子部品５とを一括して接続した後（ステップＳ４）、基板５０と実装用治具１００とを実装装置から取り外し、残存するフラックスが洗浄され、図４Ｋに示すように、基板５０は実装用治具１００と分離される。以上、図４Ｊから図４Ｋの実装方法が図３のステップＳ４に該当する。なお、実装用治具１００の電子部品挿入穴２とピン挿入穴１の深さを同じにしても、ピン３が接続するランド５１の方が、電子部品５が接続するランド５３よりも厚みがあれば、ピン３の接続部３ａの上面と基板５０のランド５１面との距離の方が、電子部品５の上面と基板５０のランド５３面との距離よりも短くなるように調整することができる。さらに、実装時の荷重で変形する導電性突起（Ａｕスタッドバンプや導電性ペーストなど）を基板５０のランド５１、５３面に設けることで、実装時に基板５０にかかる負荷を軽減することができる。
　基板５０のピン３および電子部品５が実装された面は、図４Ｌに示すように、封止樹脂６０により封止され、ピン３の端面が封止樹脂６０面に露出するように研磨される（図４Ｍ）。
　基板５０のピン３等の実装面の裏面には、他の電子部品７が、半田６３を介してランド６２に接続され（図４Ｎ）、電子部品７の実装面も、封止樹脂６１により封止される（図４Ｏ）。
　両面に部品が実装された基板５０は、図４Ｐに点線で示す既定のカットラインで切り分けられて、個片化されて実装構造体７０とされる（図４Ｑ）。
　本実施の形態によれば、ピンと電子部品とを一括して基板に接続可能となり、簡易に実装構造体を製造することができる。また、実装用治具にピンと電子部品をセットした際、ピンと電子部品の上面の位置を調整することにより、電子部品に不要な圧力をかけることなく接続可能となるため、電子部品にかかるストレスを軽減することができる。
　また、実装用治具１００のスペーサとして、弾性体からなるスペーサを使用することもできる。弾性体からなるスペーサ６Ａを使用する場合、図５に示すように、電子部品５の上面の高さｈ5をピン３の上面の高さｈ2より高くすることが好ましい。電子部品５の上面がピン３の上面より高い場合、半田５２は電子部品５に先に接することになるが、弾性体からなるスペーサ６Ａを使用しているため、圧力は主としてピン３に加わる。これにより、ピン３は直立した状態で実装しやすくなるとともに、電子部品５へのストレスを軽減しながら電子部品５の接続も確実に行うことができる。
　また、ピン３と電子部品５を整列させてセットする実装方法として、実装用治具１００を用いる方法で説明したが、これに限るものではなく、他の方法で整列させても良い。例えば、仮接着シートや仮接着剤をパターニングした部材を用いて、ピン３と電子部品５を整列させ固定しても良い。あるいは、ピン３と電子部品５の配列位置に応じて、基板５０裏面に当接するステージに磁石を置き、磁力を用いてピンと電子部品を固定する方法を用いても良い。
（実施の形態２）
　実施の形態２にかかる撮像装置は、実施の形態１の方法により製造した実装構造体と、撮像素子チップとを備える。図６は、本実施の形態２にかかる撮像装置を模式的に示す断面図である。
　図６に示すように、撮像装置２００は、撮像素子チップ８０と、２つの実装構造体７１Ａおよび７１Ｂと、マザーボード９０とを備える。
　撮像素子チップ８０は、ＣＭＯＳ素子等からなり、入射した光信号を光電変換する受光部８２と、受光部８２の近傍に形成された周辺回路部８３と、ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ－Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｖｉａ）等による貫通配線８４により受光部８２が形成された表面と対向する裏面に形成された裏面電極８５とを備える。また、表面側には、接合層を介して受光部８２を保護するガラスリッド８１が貼り付けられている。さらに、図示しないが、撮像素子チップ８０の裏面には、多層配線構造を有する配線層が形成されている。撮像素子チップ８０は、ウエハ状態の撮像素子に、配線、電極形成、樹脂封止、およびダイシングをして、最終的に撮像素子の大きさがそのまま撮像素子チップの大きさとなるＣＳＰ（Ｃｈｉｐ　Ｓｉｚｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）であることが好ましい。
　実装構造体７１Ａおよび７１Ｂは、同一の構造をなし、基板５０と、接続部３ａおよび接続部３ａより細径の軸部３ｂからなる２つのピン３と、実装時の高さがピン３の高さ以下の電子部品５と、軸部３ｂの接続部３ａ側と反対側の端面が露出するように基板５０の実装面を封止する封止樹脂６０と、をそれぞれ備える。
　実装構造体７１Ａおよび７１Ｂは、実施の形態１に記載の方法で形成され、図４Ａ～図４Ｍに示すようにして、基板５０に実装されたピン３と電子部品５とを封止樹脂により封止し、ピン３の軸部３ｂの端面が封止樹脂６０面に露出するように研磨された後、基板５０の実装面の反対側の面に電子部品を実装せずに（図４Ｎおよび図４Ｏを省略）、図４Ｐに点線で示す既定のカットラインで切り分けられて、個片化されたものである。
　２つの実装構造体７１Ａおよび７１Ｂは、実装面と反対側の面（電子部品５等が実装されない面）で互いに機械的および電気的に接続される。基板５０には、図示しないビアが形成されており、接続により、２つの実装構造体７１Ａおよび７１Ｂは導通されている。
　マザーボード９０は、接続電極９１を備え、実装構造体７１Ｂの封止樹脂６０面に露出する軸部３ｂの端面と接続され、周囲は封止樹脂９２で封止されている。また、撮像素子チップ８０の裏面電極８５上には、はんだからなるバンプ８６が形成されており、図７に示すように、バンプ８６を介して実装構造体７１Ａの封止樹脂６０面に露出する軸部３ｂの端面と接続される。なお、接続部の周囲は封止樹脂８７で封止されている。
　実施の形態２にかかる撮像装置２００は、同一の構造を有する実装構造体７１Ａおよび７１Ｂを使用するが、複数のピンの軸部の端面を撮像素子チップ８０およびマザーボード９０との接続に利用できれば、異なる種類のピンおよび電子部品を内蔵する実装構造体を使用してもよい。また、実装構造体７１Ａおよび７１Ｂに内蔵されるピン３の数は、２以上であればこれに限定するものではなく、内蔵される電子部品５の数も同様である。
　さらに、実装構造体は１つの基板の両面にピンおよび電子部品を実装したものであってもよい。図８は、本実施の形態２の変形例１にかかる撮像装置を模式的に示す断面図である。
　撮像装置２００Ａは、撮像素子チップ８０と、実装構造体７０Ａと、マザーボード９０とを備える。
　実装構造体７０Ａは、基板５０の第１の面ｆ１に２つのピン３および電子部品５が実装され、基板５０の第１の面ｆ１と反対側の第２の面ｆ２にも２つのピン３および電子部品５が実装されている。
　実装構造体７０Ａは、実施の形態１に記載の方法で形成され、図４Ａ～図４Ｍに示すようにして、基板５０の第１の面ｆ１に実装されたピン３と電子部品５とを封止樹脂６０により封止し、ピン３の軸部３ｂの端面が封止樹脂６０面に露出するように研磨した後、基板５０の第１の面ｆ１の反対側の第２の面ｆ２に、図９に示すようにしてピン３と電子部品５とを実装する。なお、基板５０には、図示しないビアが形成されており、第１の面ｆ１と第２の面ｆ２は導通されている。
　図９では、実装装置のステージ５５にはピン３と電子部品５とがセットされた実装用治具１００が載置され、ヘッド部５４には、図４Ｍに示す個片化前の実装構造体が保持部５６により吸引保持される。個片化前の実装構造体の第２の面ｆ２のピン３を接続するランド５１、および電子部品５を接続するランド５３には半田５２が塗布され、駆動部５７によりヘッド部５４が降下されて、ピン３とランド５１、および電子部品５とランド５３がそれぞれ接続される。接続は、実施の形態１の図４Ｈ～図４Ｊと同様にして行い、図４Ｌおよび図４Ｍと同様にして、第２の面ｆ２を封止樹脂６０で封止し、ピン３の軸部３ｂの端面が封止樹脂６０面に露出するように研磨した後、既定のカットラインで切り分けられて、個片化することにより実装構造体７０Ａを作製する。
　実施の形態２の変形例１にかかる撮像装置２００Ａは、第１の面ｆ１と第２の面ｆ２に同一のピン３および電子部品５が実装されているが、複数のピンの軸部の端面を撮像素子チップ８０およびマザーボード９０との接続に利用できれば、第１の面ｆ１と第２の面ｆ２に異なる種類のピンおよび電子部品を内蔵してもよい。また、実装構造体７０Ａの第１の面ｆ１および第２の面ｆ２に実装されるピン３の数は、２以上であればこれに限定するものではなく、実装される電子部品５の数も同様である。
　また、撮像装置は、実施の形態１の方法により製造した実装構造体と、撮像素子チップと、集合ケーブルとを備えるものであってもよい。図１０は、本実施の形態２の変形例２にかかる撮像装置を模式的に示す断面図である。
　図１０に示すように、撮像装置２５０は、撮像素子チップ８０と、２つの実装構造体７１Ａおよび７１Ｂと、集合ケーブル４０とを備える。
　集合ケーブル４０は、複数のケーブル４１の端部の外皮４３を剥離して芯線４２を露出させ、露出した芯線４２を樹脂などの絶縁性材料からなる固定部材４５により固定したものである。固定部材４５により芯線４２は所定の間隔となるよう固定され、芯線４２が露出する接続端面は、研磨処理がなされている。
　接続端面の露出する芯線４２は、実装構造体７１Ｂの封止樹脂６０面に露出する軸部３ｂ上に形成されたはんだ等からなるバンプ４６により軸部３ｂと接続される。芯線４２と軸部３ｂとの接続部の周囲は封止樹脂４７で封止されている。
　なお、集合ケーブル４０を接続する実装構造体は、変形例１の実装構造体７０Ａであってもよい。
　上述した実施の形態２の変形例２にかかる撮像装置２５０は、内視鏡装置に好ましく適用することができる。図１１は、撮像装置を備え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１１に示すように、内視鏡システム３００は、内視鏡３０１と、ユニバーサルコード３０５と、コネクタ３０６と、光源装置３０７と、プロセッサ（制御装置）３０８と、表示装置３１０とを備える。
　内視鏡３０１は、挿入部３０３を被検体の体腔内に挿入することによって、被検体の体内画像を撮像し撮像信号を出力する。図１０に示す撮像装置２５０は、先端部３０３ｂに配置され、ユニバーサルコード３０５内部のケーブル４１を介して光源装置３０７およびプロセッサ３０８と接続される。
　コネクタ３０６は、ユニバーサルコード３０５の基端に設けられて、光源装置３０７及びプロセッサ３０８に接続され、ユニバーサルコード３０５と接続する先端部３０３ｂの撮像装置２５０が出力する撮像信号（出力信号）に所定の信号処理を施すとともに、撮像信号をアナログデジタル変換（Ａ／Ｄ変換）して画像信号として出力する。
　光源装置３０７は、例えば、白色ＬＥＤを用いて構成される。光源装置３０７が点灯するパルス状の白色光は、コネクタ３０６、ユニバーサルコード３０５を経由して内視鏡３０１の挿入部３０３の先端から被写体へ向けて照射する照明光となる。
　プロセッサ３０８は、コネクタ３０６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３００全体を制御する。表示装置３１０は、プロセッサ３０８が処理を施した画像信号を表示する。
　内視鏡３０１の挿入部３０３の基端側には、内視鏡機能を操作する各種ボタン類やノブ類が設けられた操作部３０４が接続される。操作部３０４には、被検体の体腔内に生体鉗子、電気メスおよび検査プローブ等の処置具を挿入する処置具挿入口３０４ａが設けられる。
　挿入部３０３は、撮像装置２５０が設けられる先端部３０３ｂと、先端部３０３ｂの基端側に連設された上下方向に湾曲自在な湾曲部３０３ａと、この湾曲部３０３ａの基端側に連設された可撓管部３０３ｃとを備える。湾曲部３０３ａは、操作部３０４に設けられた湾曲操作用ノブの操作によって上下方向に湾曲し、挿入部３０３内部に挿通された湾曲ワイヤの牽引弛緩にともない、たとえば上下の２方向に湾曲自在となっている。
　内視鏡３０１には、光源装置３０７からの照明光を伝送するライトガイドが配設され、ライトガイドによる照明光の出射端に照明窓が配置される。この照明窓は、挿入部３０３の先端部３０３ｂに設けられており、照明光が被検体に向けて照射される。
　上述したように構成された内視鏡システム３００によって、挿入部３０３の先端に撮像装置２５０を設け、この挿入部３０３を被検体の体内に挿入して得られる臓器等の画像を表示装置３１０の表示部に表示することで、診断対象の観察・診断等を行なうことが可能となる。
　１　ピン挿入穴
　２　電子部品挿入穴
　３　ピン
　３ａ　接続部
　３ｂ　軸部
　４　位置決めピン
　５、７　電子部品
　６、６Ａ　スペーサ
　１０　振込治具
　１１　貫通穴
　２０　転写治具
　２１　挿入穴
　４０　集合ケーブル
　４１　ケーブル
　４２　芯線
　４３　外皮
　４５　固定部材
　５０　基板
　５１、５３、６２　ランド
　５２、６３　半田
　５４　ヘッド部
　５５　ステージ
　５６　保持部
　５７　駆動部
　５８　加熱・加圧部
　５９　制御部
　４７、６０、６１、８７、９２　封止樹脂
　７０、７０Ａ、７１Ａ、７１Ｂ　実装構造体
　８０　撮像素子チップ
　８１　ガラスリッド
　８２　受光部
　８３　周辺回路部
　８４　貫通配線
　８５　裏面電極
　４６、８６　バンプ
　９０　マザーボード
　９１　接続電極
　１００　実装用治具
　２００、２００Ａ、２５０　撮像装置
　３００　内視鏡システム
　３０１　内視鏡
　３０３　挿入部
　３０４　操作部
　３０５　ユニバーサルコード
　３０６　コネクタ
　３０７　光源装置
　３０８　プロセッサ
　３１０　表示装置

Claims (14)

  1. 　接続部および該接続部より細径の軸部からなる複数のピンと、実装時の高さが前記ピンの高さ以下の複数の電子部品とが基板の同一面に接続された実装構造体の製造方法であって、
    　前記複数のピンと前記複数の電子部品とを整列させてセットするセット工程と、
    　前記整列させた複数のピンおよび複数の電子部品を実装装置のステージに配置し、前記基板を吸着した実装装置のヘッド部を降下して、前記基板のランドに予め塗布された半田と前記ピンの接続部が接した状態で、加熱および加圧して前記ピンおよび前記電子部品とを前記基板表面に一括して接続する接続工程と、
    　を含むことを特徴とする実装構造体の製造方法。
  2. 　前記セット工程は、
    　複数のピン挿入穴と複数の電子部品挿入穴とを備える実装用治具の前記ピン挿入穴に前記ピンの軸部をそれぞれ挿入するとともに、前記電子部品挿入穴に前記電子部品をそれぞれ挿入して、前記ピンと前記電子部品とを前記実装用治具にセットするものであり、
    　前記接続工程では、
    　前記ピンと前記電子部品とがセットされた前記実装用治具を実装装置のステージに配置することを特徴とする請求項１に記載の実装構造体の製造方法。
  3. 　前記ピンと前記電子部品とを前記ピン挿入穴と前記電子部品挿入穴にそれぞれセットした際、前記ピンの接続部の上面と前記基板のランド面との距離の方が、前記電子部品の上面と前記基板のランド面との距離よりも短くなるように、前記電子部品挿入穴の深さ、および／または前記ランド面の厚みが調整されていることを特徴とする請求項２に記載の実装構造体の製造方法。
  4. 　前記電子部品の上面と前記ピンの接続部の上面との位置を調整するスペーサを使用することで前記電子部品挿入穴の深さを調節することを特徴とする請求項３に記載の実装構造体の製造方法。
  5. 　前記セット工程において、前記電子部品を、弾性体からなるスペーサを介して前記電子部品挿入穴にセットした際、前記電子部品の上面を前記ピンの接続部の上面より高くすることを特徴とする請求項２に記載の実装構造体の製造方法。
  6. 　前記セット工程は、
    　振込治具にセットされた前記ピンを、前記接続部を下にして転写治具に移し替える転写工程と、
    　前記転写治具にセットされた前記ピンを前記実装用治具に移し替える第１のセット工程と、
    　前記電子部品を前記実装用治具にセットする第２のセット工程と、
    を含むことを特徴とする請求項２～４のいずれか一つに記載の実装構造体の製造方法。
  7. 　接続部および該接続部より細径の軸部からなる複数のピンと、実装時の高さが前記ピンの高さ以下の複数の電子部品とを基板の同一面に接続するための実装用治具であって、
    　前記ピンの軸部をそれぞれ挿入する複数のピン挿入穴と、
    　前記電子部品をそれぞれ挿入する複数の電子部品挿入穴と、
    　を有し、
    　前記ピンと前記電子部品とを前記ピン挿入穴と前記電子部品挿入穴にそれぞれセットした際、前記ピンの接続部の上面と前記電子部品の上面は実装用治具の上面より上部に位置するとともに、前記電子部品の上面は前記ピンの接続部の上面より低くなることを特徴とする実装用治具。
  8. 　前記電子部品挿入穴に挿入する弾性体からなるスペーサを備え、
    　前記スペーサの挿入により、前記電子部品を前記電子部品挿入穴にセットした際、前記電子部品の上面が前記ピンの接続部の上面より高くなることを特徴とする請求項７に記載の実装用治具。
  9. 　複数のピンと、前記ピンの高さ以下の複数の電子部品とが基板の同一面に接続された実装構造体の製造装置であって、
    　請求項７または８に記載の実装用治具と、
    　前記ピンと前記電子部品とがセットされた前記実装用治具を載置するステージと、
    　前記基板を吸着保持する保持部と、前記基板のランドに予め塗布された半田と前記ピンの接続部が接するように、保持した前記基板を上下動可能な駆動部と、前記基板のランドに予め塗布された半田を加熱し、前記基板と接する前記ピンの接続部に圧力を加える加熱・加圧部とを有するヘッド部と、
    　を備えることを特徴とする実装構造体の製造装置。
  10. 　撮像素子チップと実装構造体とを備えた撮像装置において、
    　前記実装構造体は、
    　基板と、
    　前記基板の第１の面に実装され、第１の接続部および該第１の接続部より細径の第１の軸部からなる複数の第１のピンと、
    　前記基板の第１の面に実装され、実装時の高さが前記第１のピンの高さ以下の少なくとも１つの第１の電子部品と、
    　前記第１の軸部の前記第１の接続部側と反対側の端面が露出するように前記第１の面を封止する第１の封止樹脂と、
    　前記基板の第２の面に実装され、第２の接続部および該第２の接続部より細径の第２の軸部からなる複数の第２のピンと、
    　前記基板の第２の面に実装され、実装時の高さが前記第２のピンの高さ以下の少なくとも１つの第２の電子部品と、
    　前記第２の軸部の前記第２の接続部側と反対側の端面が露出するように前記第２の面を封止する第２の封止樹脂と、を有し、
    　前記撮像素子チップは、
    　入射した光信号を光電変換する受光部と、
    　貫通配線により前記受光部が形成された面と対向する面に形成された裏面電極と、を有し、
    　前記第１の封止樹脂上に露出した前記第１の軸部と前記裏面電極とを接続することにより、前記撮像素子チップと前記実装構造体とを接続することを特徴とする撮像装置。
  11. 　接続電極を有するマザーボードを更に備え、
    　前記第２の封止樹脂上に露出した前記第２の軸部と前記接続電極とを接続することにより、前記マザーボードと前記実装構造体とを接続することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
  12. 　複数のケーブルを固定部材により固定した集合ケーブルを更に備え、
    　前記第２の封止樹脂上に露出した前記第２の軸部と、前記集合ケーブルの接続端面に露出した芯線とを接続することにより、前記集合ケーブルと前記実装構造体とを接続することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
  13. 　前記実装構造体は、請求項１～６のいずれか一つに記載の実装構造体の製造方法により製造されたことを特徴とする請求項１０～１２のいずれか一つに記載の撮像装置。
  14. 　請求項１０～１３のいずれか一つに記載の撮像装置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装置。
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