WO2015194460A1 - ケーブル接続構造および内視鏡装置 - Google Patents

ケーブル接続構造および内視鏡装置 Download PDF

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三上　正人
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オリンパス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a cable connection structure and an endoscope apparatus.
  • medical endoscopes allow observation of a lesion by inserting the insertion part deeply into the body, and further enable medical examination and treatment in the body by using treatment tools in combination as necessary.
  • Such an endoscope incorporates an imaging device such as a CCD at the tip of the insertion portion, and outputs data from the imaging device to an external control device or the like through a cable connected to an electrode on a substrate.
  • the distal end portion of the endoscope is bendable in the vertical and horizontal directions by connecting curved portions that can be bent in a plurality of directions, but stress is applied to the connection portion between the electrode and the cable by the movement of the curved portion. Therefore, the connection portion is required to have high adhesion strength.
  • the electrode to which the cable is connected is peeled off from the substrate, so a technique for improving the connection strength between the electrode and the substrate is desired.
  • a solid solution consisting of copper and nickel is formed on the exposed surface of the high melting point metal via formed in the substrate to form a copper-based electrode.
  • a technique for improving adhesion strength is disclosed (see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 Although the adhesion strength between the electrode and the substrate can be improved, since the via is formed immediately below the center of the electrode, the cable is connected on the electrode and stress is applied to peel the cable. In this case, peeling of the electrode end may not be prevented.
  • This invention is made in view of the above, Comprising: It aims at providing the cable connection structure which can prevent peeling of the electrode from a board
  • a cable connection structure is a cable connection structure in which a cable having a core wire covered with a jacket made of an insulator is connected to a substrate, A base material made of an insulator, an external connection electrode for connecting the core wire formed on the surface of the base material, an end portion of the base material provided inside the base material and exposed to the mounting surface of the cable And at least two of the vias are provided at both ends of the external connection electrode which are perpendicular to the axial direction of the cable and on the proximal end side of the cable.
  • the solder resist layer is formed on the base material so as to cover both end portions of the external connection electrode perpendicular to the axial direction of the cable. It features.
  • the vias are both end portions of the external connection electrode perpendicular to the axial direction of the cable, and are respectively on the proximal end side and the other end side of the cable.
  • the vias may be provided on the proximal end side and the other end side of the cable, and may be symmetrically provided on a diagonal of the external connection electrode.
  • the substrate has a plurality of the external connection electrodes, and a plurality of the cables are respectively connected to the external connection electrodes.
  • the cable in the cable connection structure according to the present invention, includes a core wire made of a conductive material, an inner insulator covering the outer periphery of the core wire, and a shield covering the outer periphery of the inner insulator.
  • a shield connection electrode is provided, and the two vias are formed to be opposed to both ends of the shield connection electrode parallel to the axial direction of the coaxial cable.
  • an endoscope apparatus is an endoscope apparatus including an imaging apparatus which is inserted into a living body and images an inside of the living body, wherein the imaging apparatus is the cable connection structure according to any one of the above And the like.
  • the electrodes on the substrate and the cable are provided by providing at least the wiring vias and / or the reinforcing vias at both ends of the electrodes perpendicular to the cable axial direction and at the proximal end of the cable. In the case where stress is applied to the connection between the two, it is possible to prevent peeling of the electrode from the substrate.
  • FIG. 1 is a view schematically showing an entire configuration of an endoscope system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the tip of the endoscope shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view of the cable connection structure of the imaging device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a top view of the cable connection structure of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 6 is a top view of a cable connection structure according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a cable connection structure according to a modification of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view schematically showing an entire configuration of an endoscope system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the tip of the
  • FIG. 9 is a top view of a cable connection structure according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
  • FIG. 11 is a top view of a cable connection structure according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line DD of FIG.
  • FIG. 13 is a view showing a stacking relationship of vias, shield connection electrodes, and a solder resist layer.
  • FIG. 1 is a view schematically showing an entire configuration of an endoscope system according to an embodiment of the present invention.
  • the endoscope apparatus 1 includes an endoscope 2, a universal cord 6, a connector 7, a light source device 9, a processor (control device) 10, and a display device 13.
  • the endoscope 2 captures an in-vivo image of a subject by inserting the insertion unit 4 into a body cavity of the subject, and outputs an imaging signal.
  • the electric cable bundle inside the universal cord 6 is extended to the tip of the insertion portion 4 of the endoscope 2 and connected to the imaging device provided at the tip portion 31 of the insertion portion 4.
  • the connector 7 is provided at the base end of the universal cord 6, connected to the light source device 9 and the processor 10, and performs predetermined signal processing on the imaging signal output from the imaging device of the distal end 31 connected to the universal cord 6.
  • the image pickup signal is analog-digital converted (A / D converted) and output as an image signal.
  • the light source device 9 is configured using, for example, a white LED.
  • the pulsed white light that the light source device 9 lights up becomes illumination light that is emitted toward the subject from the tip of the insertion portion 4 of the endoscope 2 via the connector 7 and the universal cord 6.
  • the processor 10 performs predetermined image processing on the image signal output from the connector 7 and controls the entire endoscope apparatus 1.
  • the display device 13 displays an image signal processed by the processor 10.
  • the proximal end side of the insertion portion 4 of the endoscope 2 is connected to the operation unit 5 provided with various buttons and knobs for operating the endoscope function.
  • the operation unit 5 is provided with a treatment instrument insertion port 17 for inserting a treatment instrument such as a biological forceps, an electric knife, and a test probe into a body cavity of a subject.
  • the insertion portion 4 is connected to a distal end portion 31 provided with an imaging device, a bending portion 32 bendable in a plurality of directions continuously connected to the proximal end side of the distal end portion 31, and a proximal end side of the bending portion 32. And a flexible tube portion 33.
  • the bending portion 32 is bent by the operation of a bending operation knob provided on the operation portion 5 and can be bent, for example, in four directions, up, down, left, and right, along with pulling and relaxing of a bending wire inserted into the insertion portion 4. There is.
  • the endoscope 2 is provided with a light guide bundle (not shown) for transmitting the illumination light from the light source device 9, and an illumination lens (not shown) is disposed at the emission end of the illumination light by the light guide bundle.
  • the illumination lens is provided at the distal end portion 31 of the insertion portion 4 and the illumination light is emitted toward the subject.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the tip of the endoscope 2.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the imaging device provided at the distal end portion 31 of the endoscope 2 taken along a plane perpendicular to the substrate surface of the imaging device and parallel to the optical axis direction of incident light of the imaging device. It is.
  • the distal end portion 31 of the insertion portion 4 of the endoscope 2 and a part of the bending portion 32 are illustrated.
  • the bending portion 32 is bendable in four directions, up, down, left, and right, along with the pulling and relaxing of the bending wire 82 inserted inside a bending tube 81 disposed inside a cladding tube 42 described later.
  • An imaging device is provided inside the distal end portion 31 extended to the distal end side of the curved portion 32.
  • the imaging device has a lens unit 43 and an imaging unit 40 disposed on the proximal end side of the lens unit 43, and is adhered to the inside of the tip end main body 41 with an adhesive 41a.
  • the tip portion main body 41 is formed of a hard member for forming an internal space for housing the imaging device.
  • the proximal outer periphery of the tip body 41 is covered by a flexible cladding 42.
  • the member closer to the proximal end than the distal end main body 41 is formed of a flexible member so that the bending portion 32 can be bent.
  • the distal end portion 31 in which the distal end portion main body 41 is disposed is a hard portion of the insertion portion 4.
  • the length La of the hard portion is from the distal end of the insertion portion 4 to the proximal end of the distal end main body 41.
  • the length Lb corresponds to the outer diameter of the distal end of the insertion portion 4.
  • the lens unit 43 includes a plurality of objective lenses 43a-1 to 43a-4, spacers 44-1 to 44-3 disposed between the plurality of objective lenses 43a-1 to 43a-4, and the objective lens 43a-1
  • the distal end of the optical member holder 36 is fixed to the distal end portion main body 41 by being inserted into and fixed to the inside of the distal end portion main body 41.
  • the imaging unit 40 receives light reflected by the prism 37 as an optical member for reflecting light emitted from the objective lenses 43a-1 to 43a-4 of the lens unit 43, and performs photoelectric conversion by receiving the light.
  • the imaging device 38 for generating an electrical signal, and the substrate 39 electrically connected to the imaging device 38 are provided.
  • the imaging device 38 is bonded to the prism 37 and the substrate 39.
  • an electronic component 45 constituting a drive circuit of the imaging element 38 is mounted on a substrate 39 of the imaging unit 40.
  • an electronic component 45 constituting a drive circuit of the imaging element 38 is mounted on a substrate 39 of the imaging unit 40.
  • the tip end of each signal cable 48 of the electric cable bundle 47 is connected to the base end of the substrate 39.
  • electronic components other than the electronic component 45 which comprises the drive circuit of the image pick-up element 38 may be mounted in the board
  • each signal cable 48 extends in the proximal direction of the insertion portion 4.
  • the electric cable bundle 47 is inserted through the insertion portion 4 and extends to the connector 7 via the operation portion 5 and the universal cord 6 shown in FIG.
  • the light incident from one end of the optical member holder 36 is condensed by the objective lenses 43a-1 to 43a-4 and is incident on the prism 37.
  • An imaging element 38 selected from a CCD or a CMOS image sensor or the like is connected to a position capable of receiving the light emitted from the prism 37, and converts the received light into an imaging signal.
  • the imaging signal is output to the processor 10 via the signal cable 48 connected to the substrate 39 and the connector 7.
  • the substrate 39 is a flexible printed circuit board, and is bent along the prism 37 and the imaging device 38. By making the substrate 39 bendable as a flexible printed circuit, the length La of the hard portion can be shortened. A connection portion of the electronic component 45 mounted on the substrate 39 and the signal cable 48 is sealed by a sealing resin 46.
  • the distal ends of the imaging unit 40 and the electric cable bundle 47 are coated at the outer periphery with a heat shrinkable tube 49 in order to improve resistance. Inside the heat-shrinkable tube 49, the gap between the components is filled with the adhesive resin 54b.
  • the outer peripheral surface of the optical member holder 36 and the outer peripheral surface on the tip end side of the heat shrinkable tube 49 are fixed to the inner peripheral surface of the tip of the tip portion main body 41 by an adhesive 41a.
  • FIG. 3 is a perspective view of the cable connection structure of the imaging device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a top view of the cable connection structure of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. In FIG. 3 and FIG. 4, the solder for connecting the signal cable 48 and the electrodes is omitted.
  • the core wire 60 is covered with a jacket 61 made of an insulator, and the jacket 61 is peeled off so that the core wire 60 is exposed at the end.
  • the substrate 39 has a base 50 made of an insulating material such as polyimide, an external connection electrode 51 for connecting the core wire 60, and a via 52.
  • the substrate 39 is a laminated substrate, and the vias 52 are formed in the uppermost layer.
  • the via 52 is a via for wiring, and is connected to the via 54 of the next layer by the wiring pattern 53, and the via 54 is connected to a wiring pattern (not shown) by the wiring pattern 55.
  • the via 52 provided at both ends of the external connection electrode 51 perpendicular to the axial direction of the signal cable 48 and provided on the base end side of the signal cable 48 is the end of the external connection electrode 51
  • the adhesion strength of the end portion of the external connection electrode 51 where the stress is concentrated can be improved, even when the external load, particularly the stress in the peeling direction shown by the arrow in FIG. Peeling of the electrode 51 from the substrate 39 can be prevented.
  • the vias 52 are formed in such a way that part of the vias 52 exposed on the substrate 39 is not in contact with the external connection electrodes 51, that is, the signal cable 48 side end of the external connection electrodes 51 is on the substrate 39. It is preferable to form it on the exposed via 52 surface.
  • the vias 52 are formed in such a way that approximately half of the surface of the vias 52 exposed on the substrate 39 is not in contact with the external connection electrodes 51, that is, the signal cable 48 side end of the external connection electrodes 51 is exposed on the substrate 39 It is particularly preferable that the vias 52 be formed on the approximate center of the vias 52.
  • the surface of the via 52 exposed on the base 50 not in contact with the external connection electrode 51 is bonded to the solder 62 connecting the external connection electrode 51 and the core wire 60, so the adhesion strength can be further improved.
  • the cable connection structure included in the imaging device used in the endoscope apparatus is described as an example, so the plurality of external connection electrodes 51 are formed on the substrate 39, and the plurality of signal cables 48 are provided.
  • the vias 52 are both end portions perpendicular to the axial direction of the external connection electrode 51, although the cable connection structure having only one external connection electrode 51 is individually connected to the external connection electrode 51, If provided on the base end side of the signal cable 48, the adhesion strength of the end portion of the external connection electrode 51 can be improved, and peeling of the external connection electrode 51 when stress is applied can be prevented.
  • the via 52 may not be a wiring via, but may be a reinforcing via formed for reinforcement.
  • FIG. 6 is a top view of a cable connection structure according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
  • the solder which connects a signal cable and an electrode is abbreviate
  • solder resist layer 70 is formed on the base material 50A so as to cover both end portions of the external connection electrode 51 perpendicular to the axial direction of the signal cable 48, thereby forming an over resist structure. ing.
  • vias 52A are formed on both ends of the external connection electrode 51 perpendicular to the axial direction of the signal cable 48 and on the base end side of the signal cable 48.
  • the via 52A is a reinforcing via formed to penetrate the base 50A.
  • the via 52A is a reinforcing via only for the purpose of reinforcing the external connection electrode 51.
  • the via 52A may be a wiring via electrically connected to another member, and may be formed in only one layer of the laminated substrate. It may be a via.
  • the vias 52A are provided at both ends of the proximal end side perpendicular to the axial direction of the signal cable 48 of the external connection electrode 51, and both ends perpendicular to the axial direction of the signal cable 48 of the external connection electrode 51. Since the solder resist layer 70 is formed so as to cover the above, the adhesion strength of the end portion of the external connection electrode 51 where stress is concentrated can be improved, and peeling of the external connection electrode 51 can be prevented.
  • the end of the external connection electrode 51 is a via 52A exposed on the base 50A, and is formed at a position where approximately half of the exposed surface of the via 52A is not in contact with the external connection electrode 51.
  • the surface of the via 52A exposed on the base 50A not in contact with the substrate 51 is bonded to the solder resist layer 70 covering the end of the external connection electrode 51, so that the adhesion strength can be further improved.
  • the solder resist layer 70 is formed so as to cover both end portions of the external connection electrode 51 perpendicular to the axial direction of the signal cable 48, but four sides of the external connection electrode 51 are covered.
  • a solder resist layer may be formed.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a cable connection structure according to a modification of the second embodiment of the present invention.
  • a solder resist layer 70B is formed on the base material 50B so as to cover both end portions of the external connection electrode 51B perpendicular to the axial direction of the signal cable 48.
  • the via 52B is formed on the base end side perpendicular to the axial direction of the signal cable 48 of the external connection electrode 51B, and in the lower part of the opening end of the solder resist layer 70B.
  • the solder resist layer 70B covers both ends of the external connection electrode 51B perpendicular to the axial direction of the signal cable 48 from the end to be longer than the second embodiment, and the via 52B is externally connected.
  • the adhesion strength of the end portion of the external connection electrode 51B can be improved by forming the electrode 51B at the base end side perpendicular to the axial direction of the signal cable 48 and at the lower part of the opening end of the solder resist layer 70B.
  • FIG. 9 is a top view of a cable connection structure according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
  • the solder which connects a signal cable and an electrode is abbreviate
  • a solder resist layer 70C is formed on the base material 50C so as to cover both end portions of the external connection electrode 51 perpendicular to the axial direction of the signal cable 48, thereby forming an over resist structure. ing.
  • via 52C-1 and via 52C-2 are provided at both ends of the external connection electrode 51 perpendicular to the axial direction of the signal cable 48 and at the base end and the other end of the signal cable 48. . It is preferable that the vias 52C-1 and the vias 52C-2 formed on the base end side and the other end side of the signal cable 48 be provided symmetrically on the diagonal of the external connection electrode 51. By providing the via 52C-1 and the via 52C-2 symmetrically on the diagonal of the external connection electrode 51, peeling of the external connection electrode 51 can be prevented even when a shear stress is applied to the connection portion.
  • the via 52C-1 and the via 52C-2 are provided symmetrically on the diagonal of the external connection electrode 51 in FIG. 9, the present invention is not limited to this, and the external connection electrode 51 perpendicular to the axial direction of the signal cable 48 is provided. It may be provided symmetrically on the center line.
  • the via 52C-1 and the via 52C-2 are provided at both ends of the external connection electrode 51 perpendicular to the axial direction of the signal cable 48, and the axial direction of the signal cable 48 of the external connection electrode 51 is Since the solder resist layer 70C is formed to cover the vertical both end portions, the adhesion strength of the end portion of the external connection electrode 51 where stress is concentrated can be improved, and the peeling of the external connection electrode 51 can be prevented. Further, both end portions perpendicular to the axial direction of the signal cable 48 of the external connection electrode 51 are formed to be positioned on the via 52C-1 and the via 52C-2 exposed on the base 50C. Since the via 52C-1 or via 52C-2 surface exposed on the base 50C not in contact with is bonded to the solder resist layer 70C covering the end of the external connection electrode 51, the adhesion strength can be further improved. .
  • Embodiment 4 is a cable connection structure in which a coaxial cable is connected to a substrate.
  • FIG. 11 is a top view of a cable connection structure according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line DD of FIG.
  • FIG. 13 is a view showing a stacking relationship of vias, shield connection electrodes, and a solder resist layer.
  • the solder which connects a signal cable and an electrode is abbreviate
  • the cable connection structure according to the fourth embodiment includes a core wire 60D made of a conductive material, an inner insulator 63 covering the outer periphery of the core wire 60D, a shield 64 covering the outer periphery of the inner insulator 63, and an outer periphery of the shield 64. And a coaxial cable 48D having a jacket 61D which is an external insulator covering the substrate 39D. Each end of the coaxial cable 48D is removed so that the core wire 60D, the internal insulator 63, and the shield 64 are exposed.
  • the substrate 39D is provided with a plurality of core connection electrodes 51D for connecting the cores 60D of the plurality of coaxial cables 48D and a shield connection electrode 56 for connecting the plurality of shields 64.
  • the vias for improving the adhesion strength of the electrodes are provided only at both ends of the shield connection electrode 56.
  • solder resist layer 70D is formed covering the proximal end side of the coaxial cable 48D among the portions and covering both ends of the shield connection electrode 56 parallel to the axial direction of the coaxial cable 48D.
  • the via 52D-1 and the via 52D-2 are provided to face both ends of the shield connection electrode 56 parallel to the axial direction of the coaxial cable 48D.
  • the via 52D-1 and the via 52D-2 at least a part of the via 52D-1 exposed to the base 50D and the via 52D-2 is not in contact with the shield connection electrode 56, for example, as shown in FIG.
  • the via 52D-1 is formed at a position shifted from immediately below the shield connection electrode 56 to the proximal end side of the coaxial cable 48D and the outside of the side of the shield connection electrode 56 parallel to the axial direction of the coaxial cable 48D.
  • a via 52D-1 and a via 52D- are formed on the substrate 50D which is formed at a position where the exposed surfaces of the via 52D-1 and the via 52D-2 do not contact the shield connection electrode 56 and does not contact the shield connection electrode 56.
  • the two surfaces are adhered to the solder resist layer 70D covering the end of the shield connection electrode 56, so the adhesion strength can be further improved.

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Abstract

　基板からの電極の剥離を防止しうるケーブル接続構造および内視鏡装置を提供する。本発明のケーブル接続構造は、芯線６０を絶縁体からなるジャケット６１で被覆した信号ケーブル４８を基板３９に接続したケーブル接続構造であって、基板３９は、絶縁体からなる基材５０と、芯線６０を接続する外部接続電極５１と、信号ケーブル４８の実装面に端部が露出するビア５２を有し、ビア５２は、外部接続電極５１の信号ケーブル４８の軸方向と垂直な両端部であって、信号ケーブル４８の基端側に少なくとも設けられることを特徴とする。

Description

ケーブル接続構造および内視鏡装置
　本発明は、ケーブル接続構造および内視鏡装置に関する。
　従来、医療用の内視鏡は、挿入部が体内に深く挿入されることによって、病変部の観察を可能とし、さらに必要に応じて処置具が併用されることによって体内の検査、治療を可能としている。このような内視鏡は、挿入部の先端にＣＣＤ等の撮像素子を内蔵し、撮像素子からのデータを基板上の電極に接続されたケーブルを介して、外部の制御装置等に出力する。内視鏡の先端部は、複数方向に湾曲可能な湾曲部が連接されることにより、上下左右方向に湾曲自在となっているが、湾曲部の動きにより電極とケーブルの接続部に応力が加わるため、接続部には高い密着強度が要求される。一般に、接続部に大きな負荷が加わった場合、ケーブルが接続された電極が基板から剥離してしまうため、電極と基板との接続強度を向上する技術が希求されている。
　電極と基板の密着強度を向上する技術として、基板内に形成された高融点金属からなるビアの露出面上に、銅とニッケルからなる固溶体を形成して、銅を主成分とする電極との密着強度を向上する技術が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００９－１５８６６８号公報
　しかしながら、特許文献１においては、電極と基板の密着強度を向上できるものの、ビアは電極の中央部の直下に形成されるため、電極上にケーブルを接続し、ケーブルを剥離するような応力が加わった場合、電極端部の剥離を防止できない恐れがある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、基板からの電極の剥離を防止しうるケーブル接続構造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、本発明にかかるケーブル接続構造は、芯線を絶縁体からなるジャケットで被覆したケーブルを基板に接続したケーブル接続構造であって、前記基板は、絶縁体からなる基材と、前記基材表面に形成される前記芯線を接続する外部接続電極と、前記基材内部に設けられ前記ケーブルの実装面に端部が露出するとともに、前記外部接続電極と接続するビアとを有し、前記ビアは、前記外部接続電極の前記ケーブルの軸方向と垂直な両端部であって、前記ケーブルの基端側に少なくとも設けられることを特徴とする。
　また、本発明にかかるケーブル接続構造は、上記発明において、前記基材上には、前記外部接続電極の前記ケーブルの軸方向と垂直な両端部を覆うようにソルダーレジスト層が形成されることを特徴とする。
　また、本発明にかかるケーブル接続構造は、上記発明において、前記ビアは、前記外部接続電極の前記ケーブルの軸方向と垂直な両端部であって、前記ケーブルの基端側と他端側にそれぞれ設けられ、前記ケーブルの基端側と他端側に形成される前記ビアは、前記外部接続電極の対角線上に対称に設けられることを特徴とする。
　また、本発明にかかるケーブル接続構造は、上記発明において、前記基板は、複数の前記外部接続電極を有し、複数の前記ケーブルが前記外部接続電極にそれぞれ接続されることを特徴とする。
　また、本発明にかかるケーブル接続構造は、上記発明において、前記ケーブルは、導電性材料からなる芯線と、前記芯線の外周を被覆する内部絶縁体と、前記内部絶縁体の外周を被覆するシールドと、前記シールドの外周を被覆する外部絶縁体とを有する同軸ケーブルであり、前記基板は、複数の前記同軸ケーブルの前記芯線を接続する複数の芯線接続電極と、複数の前記シールドを接続する１つのシールド接続電極が設けられ、前記ビアは、前記シールド接続電極の前記同軸ケーブルの軸方向と平行な両端部に対向するように２つ形成されることを特徴とする。
　また、本発明の内視鏡装置は、生体内に挿入され、生体内部を撮像する撮像装置を備えた内視鏡装置において、前記撮像装置は、上記のいずれか一つに記載のケーブル接続構造を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、配線用のビアおよび／または補強用のビアを、電極のケーブル軸方向と垂直な両端部であって、ケーブルの基端側に少なくとも設けることにより、基板上の電極とケーブルとの接続部に応力が加えられた場合にも、基板からの電極の剥離を防止しうる。
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は、図１に示す内視鏡先端の部分断面図である。 図３は、本実施の形態１に係る撮像装置のケーブル接続構造の斜視図である。 図４は、図３のケーブル接続構造の上面図である。 図５は、図４のＡ－Ａ線断面図である。 図６は、本発明の実施の形態２に係るケーブル接続構造の上面図である。 図７は、図６のＢ－Ｂ線断面図である。 図８は、本発明の実施の形態２の変形例に係るケーブル接続構造の断面図である。 図９は、本発明の実施の形態３に係るケーブル接続構造の上面図である。 図１０は、図９のＣ－Ｃ線断面図である。 図１１は、本発明の実施の形態４に係るケーブル接続構造の上面図である。 図１２は、図１１のＤ－Ｄ線断面図である。 図１３は、ビア、シールド接続電極、およびソルダーレジスト層の積層関係を示す図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。なお、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。また、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。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、各部材の比率などは、現実と異なることに留意する必要がある。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。
（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態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、内視鏡装置１は、内視鏡２と、ユニバーサルコード６と、コネクタ７と、光源装置９と、プロセッサ（制御装置）１０と、表示装置１３とを備える。
　内視鏡２は、挿入部４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。ユニバーサルコード６内部の電気ケーブル束は、内視鏡２の挿入部４の先端まで延伸され、挿入部４の先端部３１に設けられる撮像装置に接続する。
　コネクタ７は、ユニバーサルコード６の基端に設けられて、光源装置９およびプロセッサ１０に接続され、ユニバーサルコード６と接続する先端部３１の撮像装置が出力する撮像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９は、例えば、白色ＬＥＤを用いて構成される。光源装置９が点灯するパルス状の白色光は、コネクタ７、ユニバーサルコード６を経由して内視鏡２の挿入部４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１０は、コネクタ７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、内視鏡装置１全体を制御する。表示装置１３は、プロセッサ１０が処理を施した画像信号を表示する。
　内視鏡２の挿入部４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５が接続される。操作部５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１７が設けられる。
　挿入部４は、撮像装置が設けられる先端部３１と、先端部３１の基端側に連設された複数方向に湾曲自在な湾曲部３２と、この湾曲部３２の基端側に連設された可撓管部３３とによって構成される。湾曲部３２は、操作部５に設けられた湾曲操作用ノブの操作によって湾曲し、挿入部４内部に挿通された湾曲ワイヤの牽引弛緩にともない、たとえば上下左右の４方向に湾曲自在となっている。
　内視鏡２には、光源装置９からの照明光を伝送するライトガイドバンドル（不図示）が配設され、ライトガイドバンドルによる照明光の出射端に照明レンズ（不図示）が配置される。この照明レンズは、挿入部４の先端部３１に設けられており、照明光が被検体に向けて照射される。
　次に、内視鏡２の先端部３１の構成について詳細に説明する。図２は、内視鏡２先端の部分断面図である。図２は、内視鏡２の先端部３１に設けられた撮像装置の基板面に対して直交する面であって撮像装置の入射光の光軸方向と平行な面で切断した場合の断面図である。図２においては、内視鏡２の挿入部４の先端部３１と、湾曲部３２の一部を図示する。
　図２に示すように、湾曲部３２は、後述する被覆管４２内側に配置する湾曲管８１内部に挿通された湾曲ワイヤ８２の牽引弛緩にともない、上下左右の４方向に湾曲自在である。この湾曲部３２の先端側に延設された先端部３１内部に、撮像装置が設けられる。
　撮像装置は、レンズユニット４３と、レンズユニット４３の基端側に配置する撮像ユニット４０とを有し、接着剤４１ａで先端部本体４１の内側に接着される。先端部本体４１は、撮像装置を収容する内部空間を形成するための硬質部材で形成される。先端部本体４１の基端外周部は、柔軟な被覆管４２によって被覆される。先端部本体４１よりも基端側の部材は、湾曲部３２が湾曲可能なように、柔軟な部材で構成されている。先端部本体４１が配置される先端部３１が挿入部４の硬質部分となる。この硬質部分の長さＬａは、挿入部４先端から先端部本体４１の基端までとなる。なお、長さＬｂは、挿入部４先端の外径に対応する。
　レンズユニット４３は、複数の対物レンズ４３ａ－１～４３ａ－４と、複数の対物レンズ４３ａ－１～４３ａ－４の間に配置されるスペーサ４４－１～４４－３と、対物レンズ４３ａ－１～４３ａ－４を保持する光学部材ホルダ３６とを有し、この光学部材ホルダ３６の先端が、先端部本体４１内部に挿嵌固定されることによって、先端部本体４１に固定される。
　撮像ユニット４０は、レンズユニット４３の対物レンズ４３ａ－１～４３ａ－４から出射された光を反射させる光学部材としてのプリズム３７、プリズム３７により反射された光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する撮像素子３８、撮像素子３８に電気的に接続される基板３９を備える。撮像素子３８は、プリズム３７および基板３９と接着されている。撮像ユニット４０の基板３９には、撮像素子３８の駆動回路を構成する電子部品４５が実装されている。また、基板３９の基端には、電気ケーブル束４７の各信号ケーブル４８の先端が接続する。なお、基板３９には、撮像素子３８の駆動回路を構成する電子部品４５以外の電子部品が実装されてもよい。
　各信号ケーブル４８の基端は、挿入部４の基端方向に延伸する。電気ケーブル束４７は、挿入部４に挿通配置され、図１に示す操作部５およびユニバーサルコード６を介して、コネクタ７まで延設されている。
　光学部材ホルダ３６の一端から入射した光は、対物レンズ４３ａ－１～４３ａ－４によって集光され、プリズム３７に入射する。ＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサ等から選択される撮像素子３８は、プリズム３７から照射された光を受光できる位置に接続され、受光した光を撮像信号に変換する。撮像信号は、基板３９に接続される信号ケーブル４８およびコネクタ７を経由して、プロセッサ１０に出力される。
　基板３９は、フレキシブルプリント基板であり、プリズム３７および撮像素子３８に沿うよう折り曲げられている。基板３９を、フレキシブルプリント基板として、折り曲げ可能とすることにより、硬質部分の長さＬａを短くすることができる。基板３９上に実装された電子部品４５、および信号ケーブル４８の接続部は、封止樹脂４６により封止されている。
　撮像ユニット４０および電気ケーブル束４７の先端部は、耐性向上のために、熱収縮チューブ４９によって外周が被覆される。熱収縮チューブ４９内部は、接着樹脂５４ｂによって部品間の隙間が埋められている。撮像装置は、光学部材ホルダ３６の外周面、および熱収縮チューブ４９の先端側外周面が、接着剤４１ａによって先端部本体４１の先端の内周面に固定される。
　次に、実施の形態１に係る撮像装置のケーブル接続構造について、図を参照して説明する。図３は、実施の形態１に係る撮像装置のケーブル接続構造の斜視図である。図４は、図３のケーブル接続構造の上面図である。図５は、図４のＡ－Ａ線断面図である。なお、図３および図４においては、信号ケーブル４８と電極を接続するハンダを省略している。
　信号ケーブル４８は、芯線６０が絶縁体からなるジャケット６１で被覆され、端部は芯線６０が露出するように、ジャケット６１が剥離されている。基板３９は、ポリイミド等の絶縁材料からなる基材５０と、芯線６０を接続する外部接続電極５１と、ビア５２とを有する。
　基板３９は、積層基板であり、ビア５２は最上層に形成されている。ビア５２は、配線用ビアであり、次層のビア５４と配線パターン５３により接続され、ビア５４は配線パターン５５により図示しない配線パターンと接続されている。図４および図５に示すように、外部接続電極５１の信号ケーブル４８の軸方向と垂直な両端部であって、信号ケーブル４８の基端側に設けられるビア５２を、外部接続電極５１端部の直下に形成することにより、外部負荷、特に図５中の矢印で示す剥離方向の応力が加えられた際にも、応力が集中する外部接続電極５１端部の密着強度を向上でき、外部接続電極５１の基板３９からの剥離を防止できる。また、ビア５２は、基板３９上に露出するビア５２面の一部が外部接続電極５１と接しないようにずらして形成、すなわち、外部接続電極５１の信号ケーブル４８側端部が基板３９上に露出するビア５２面上に位置するように形成することが好ましい。ビア５２は、基板３９上に露出するビア５２面の略半分が外部接続電極５１と接しないようにずらして形成、すなわち、外部接続電極５１の信号ケーブル４８側端部が基板３９上に露出するビア５２の略中心上に位置するように形成することが特に好ましい。外部接続電極５１と接しない基材５０上に露出するビア５２面は、外部接続電極５１と芯線６０とを接続するハンダ６２と接着されるため、密着強度をさらに向上することができる。
　実施の形態１では、内視鏡装置で使用される撮像装置が備えるケーブル接続構造を例として説明しているため、基板３９には複数の外部接続電極５１が形成され、複数の信号ケーブル４８が外部接続電極５１に個々に接続されているが、１つの外部接続電極５１のみを有するケーブル接続構造であっても、ビア５２が、外部接続電極５１の軸方向と垂直な両端部であって、信号ケーブル４８の基端側に設けられていれば、外部接続電極５１端部の密着強度を向上でき、応力が加えられた際の外部接続電極５１の剥離を防止することができる。また、ビア５２は配線用ビアでなく、補強用に形成される補強用ビアであってよい。
（実施の形態２）
　実施の形態２に係るケーブル接続構造では、基材上に、外部接続電極の信号ケーブルの軸方向と垂直な両端部を覆うようにソルダーレジスト層が形成されている。図６は、本発明の実施の形態２に係るケーブル接続構造の上面図である。図７は、図６のＢ－Ｂ線断面図である。なお、図６においては、信号ケーブルと電極を接続するハンダを省略している。
　図６および図７に示すように、基材５０Ａ上には、外部接続電極５１の信号ケーブル４８の軸方向と垂直な両端部を覆うようにソルダーレジスト層７０が形成され、オーバーレジスト構造をなしている。
　また、外部接続電極５１の信号ケーブル４８の軸方向と垂直な両端部であって、信号ケーブル４８の基端側にビア５２Ａが形成されている。ビア５２Ａは、基材５０Ａを貫通するように形成される補強用ビアである。ビア５２Ａは、外部接続電極５１の補強のみを目的とする補強用ビアであるが、他の部材と電気的に接続される配線用ビアであってもよく、また積層基板の１層のみに形成されるビアでもよい。
　実施の形態２では、ビア５２Ａを、外部接続電極５１の信号ケーブル４８の軸方向と垂直な基端側の両端部に設けるとともに、外部接続電極５１の信号ケーブル４８の軸方向と垂直な両端部を覆うようにソルダーレジスト層７０を形成するため、応力が集中する外部接続電極５１の端部の密着強度を向上でき、外部接続電極５１の剥離を防止することができる。また、外部接続電極５１の端部は、基材５０Ａ上に露出するビア５２Ａであって、ビア５２Ａの露出面のうちの略半分が外部接続電極５１と接しない位置に形成され、外部接続電極５１と接しない基材５０Ａ上に露出するビア５２Ａ面は、外部接続電極５１の端部を覆うソルダーレジスト層７０と接着されるため、密着強度をさらに向上することができる。
　なお、実施の形態２では、外部接続電極５１の信号ケーブル４８の軸方向と垂直な両端部を覆うようにソルダーレジスト層７０を形成しているが、外部接続電極５１の４辺を覆うようにソルダーレジスト層を形成してもよい。
　また、ビアは、外部接続電極５１の信号ケーブル４８の軸方向と垂直な両端部であれば、ソルダーレジスト層の開口端の下部に形成されていてもよい。図８は、本発明の実施の形態２の変形例に係るケーブル接続構造の断面図である。実施の形態２の変形例では、基材５０Ｂ上に、外部接続電極５１Ｂの信号ケーブル４８の軸方向と垂直な両端部を覆うようにソルダーレジスト層７０Ｂが形成されている。ビア５２Ｂは、外部接続電極５１Ｂの信号ケーブル４８の軸方向と垂直な基端側であって、ソルダーレジスト層７０Ｂの開口端の下部に形成されている。
　実施の形態２の変形例では、ソルダーレジスト層７０Ｂにより、外部接続電極５１Ｂの信号ケーブル４８の軸方向と垂直な両端部を端部から実施の形態２より長めに覆い、ビア５２Ｂを、外部接続電極５１Ｂの信号ケーブル４８の軸方向と垂直な基端側であって、ソルダーレジスト層７０Ｂの開口端の下部に形成することにより、外部接続電極５１Ｂ端部の密着強度を向上することができる。
（実施の形態３）
　実施の形態３に係るケーブル接続構造では、ビアは、外部接続電極５１の信号ケーブル４８の軸方向と垂直な両端部にそれぞれ設けられている。図９は、本発明の実施の形態３に係るケーブル接続構造の上面図である。図１０は、図９のＣ－Ｃ線断面図である。なお、図９においては、信号ケーブルと電極を接続するハンダを省略している。
　図９および図１０に示すように、基材５０Ｃ上には、外部接続電極５１の信号ケーブル４８の軸方向と垂直な両端部を覆うようにソルダーレジスト層７０Ｃが形成され、オーバーレジスト構造をなしている。
　また、外部接続電極５１の信号ケーブル４８の軸方向と垂直な両端部であって、信号ケーブル４８の基端側と他端側に、ビア５２Ｃ－１とビア５２Ｃ－２がそれぞれ設けられている。信号ケーブル４８の基端側と他端側に形成されるビア５２Ｃ－１とビア５２Ｃ－２は、外部接続電極５１の対角線上に対称に設けられることが好ましい。ビア５２Ｃ－１とビア５２Ｃ－２とを外部接続電極５１の対角線上に対称に設けることにより、接続部に剪断応力が加わった場合にも、外部接続電極５１の剥離を防止することができる。なお図９では、ビア５２Ｃ－１とビア５２Ｃ－２は外部接続電極５１の対角線上に対称に設けられているが、これに限らず、信号ケーブル４８の軸方向と垂直な外部接続電極５１の中心線に対称に設けられていても良い。
　実施の形態３では、ビア５２Ｃ－１およびビア５２Ｃ－２を、外部接続電極５１の信号ケーブル４８の軸方向と垂直な両端部にそれぞれ設けるとともに、外部接続電極５１の信号ケーブル４８の軸方向と垂直な両端部を覆うようにソルダーレジスト層７０Ｃを形成するため、応力が集中する外部接続電極５１の端部の密着強度を向上でき、外部接続電極５１の剥離を防止することができる。また、外部接続電極５１の信号ケーブル４８の軸方向に垂直な両端部が、基材５０Ｃ上に露出するビア５２Ｃ－１およびビア５２Ｃ－２面上に位置するように形成され、外部接続電極５１と接しない基材５０Ｃ上に露出するビア５２Ｃ－１またはビア５２Ｃ－２面は、外部接続電極５１の端部を覆うソルダーレジスト層７０Ｃと接着されるため、密着強度をさらに向上することができる。
（実施の形態４）
　実施の形態４は、同軸ケーブルを基板に接続してなるケーブル接続構造である。図１１は、本発明の実施の形態４に係るケーブル接続構造の上面図である。図１２は、図１１のＤ－Ｄ線断面図である。図１３は、ビア、シールド接続電極、およびソルダーレジスト層の積層関係を示す図である。なお、図１１においては、信号ケーブルと電極を接続するハンダを省略している。
　実施の形態４にかかるケーブル接続構造は、導電性材料からなる芯線６０Ｄと、芯線６０Ｄの外周を被覆する内部絶縁体６３と、内部絶縁体６３の外周を被覆するシールド６４と、シールド６４の外周を被覆する外部絶縁体であるジャケット６１Ｄとを有する同軸ケーブル４８Ｄを基板３９Ｄに接続する。同軸ケーブル４８Ｄの端部は、芯線６０Ｄ、内部絶縁体６３、およびシールド６４がそれぞれ露出するように各層が除去されている。
　基板３９Ｄには、複数の同軸ケーブル４８Ｄの芯線６０Ｄを接続する複数の芯線接続電極５１Ｄと、複数のシールド６４を接続する１つのシールド接続電極５６が設けられる。実施の形態４では、電極の密着強度を向上させるビアは、シールド接続電極５６の両端部のみに設けられている。
　基材５０Ｄ上には、芯線接続電極５１Ｄの同軸ケーブル４８Ｄの軸方向と垂直な両端部のうちの同軸ケーブル４８Ｄの端部側、およびシールド接続電極５６の同軸ケーブル４８Ｄの軸方向と垂直な両端部のうちの同軸ケーブル４８Ｄの基端側を覆うとともに、シールド接続電極５６の同軸ケーブル４８Ｄの軸方向と平行な両端部を覆うソルダーレジスト層７０Ｄが形成される。
　ビア５２Ｄ－１およびビア５２Ｄ－２は、シールド接続電極５６の同軸ケーブル４８Ｄの軸方向と平行な両端部に対向するように設けられる。ビア５２Ｄ－１およびビア５２Ｄ－２は、基材５０Ｄに露出するビア５２Ｄ－１面およびビア５２Ｄ－２面の少なくとも一部がシールド接続電極５６と接しない位置、例えば、図１３に示すように、ビア５２Ｄ－１は、シールド接続電極５６の真下から同軸ケーブル４８Ｄの基端側、およびシールド接続電極５６の同軸ケーブル４８Ｄの軸方向と平行な辺の外側にずれた位置に形成される。ビア５２Ｄ－１およびビア５２Ｄ－２の露出面の一部がシールド接続電極５６と接しない位置に形成され、シールド接続電極５６と接しない基材５０Ｄ上に露出するビア５２Ｄ－１およびビア５２Ｄ－２面は、シールド接続電極５６の端部を覆うソルダーレジスト層７０Ｄと接着されるため、密着強度をさらに向上することができる。
　１　内視鏡装置
　２　内視鏡
　４　挿入部
　５　操作部
　６　ユニバーサルコード
　７　コネクタ
　９　光源装置
　１０　プロセッサ
　１３　表示装置
　１７　処置具挿入口
　３１　先端部
　３２　湾曲部
　３３　可撓管部
　３６　光学部材ホルダ
　３７　プリズム
　３８　撮像素子
　３９　基板
　４０　撮像ユニット
　４１　先端部本体
　４１ａ　接着剤
　４２　被覆管
　４３　レンズユニット
　４３ａ－１～４３ａ－４　対物レンズ
　４４－１～４４－３　スペーサ
　４５　電子部品
　４６　封止樹脂
　４７　電気ケーブル束
　４８　信号ケーブル
　４８Ｄ　同軸ケーブル
　４９　熱収縮チューブ
　５０　基材
　５１　外部接続電極
　５１Ｄ　芯線接続電極
　５２、５４　ビア
　５３、５５　配線パターン
　５４ｂ　接着樹脂
　５６　シールド接続電極
　６０、６０Ｄ　芯線
　６１、６１Ｄ　ジャケット
　６２　ハンダ
　６３　内部絶縁体
　６４　シールド
　７０　ソルダーレジスト層

Claims (6)

  1. 　芯線を絶縁体からなるジャケットで被覆したケーブルを基板に接続したケーブル接続構造であって、
    　前記基板は、絶縁体からなる基材と、前記基材表面に形成される前記芯線を接続する外部接続電極と、前記基材内部に設けられ前記ケーブルの実装面に端部が露出するとともに、前記外部接続電極と接続するビアとを有し、
    　前記ビアは、前記外部接続電極の前記ケーブルの軸方向と垂直な両端部であって、前記ケーブルの基端側に少なくとも設けられることを特徴とするケーブル接続構造。
  2. 　前記基材上には、前記外部接続電極の前記ケーブルの軸方向と垂直な両端部を覆うようにソルダーレジスト層が形成されることを特徴とする請求項１に記載のケーブル接続構造。
  3. 　前記ビアは、前記外部接続電極の前記ケーブルの軸方向と垂直な両端部であって、前記ケーブルの基端側と他端側にそれぞれ設けられ、前記ケーブルの基端側と他端側に形成される前記ビアは、前記外部接続電極の対角線上に対称に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のケーブル接続構造。
  4. 　前記基板は、複数の前記外部接続電極を有し、複数の前記ケーブルが前記外部接続電極にそれぞれ接続されることを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載のケーブル接続構造。
  5. 　前記ケーブルは、導電性材料からなる芯線と、前記芯線の外周を被覆する内部絶縁体と、前記内部絶縁体の外周を被覆するシールドと、前記シールドの外周を被覆する外部絶縁体とを有する同軸ケーブルであり、
    　前記基板は、複数の前記同軸ケーブルの前記芯線を接続する複数の芯線接続電極と、複数の前記シールドを接続する１つのシールド接続電極が設けられ、
    　前記ビアは、前記シールド接続電極の前記同軸ケーブルの軸方向と平行な両端部に対向するように２つ形成されることを特徴とする請求項４に記載のケーブル接続構造。
  6. 　生体内に挿入され、生体内部を撮像する撮像装置を備えた内視鏡装置において、
    　前記撮像装置は、請求項１～５のいずれか一つに記載のケーブル接続構造を備えることを特徴とする内視鏡装置。
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