WO2021250727A1 - 電子モジュール、電子モジュールの製造方法および内視鏡 - Google Patents

電子モジュール、電子モジュールの製造方法および内視鏡 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an electronic module having excellent high frequency characteristics, a method for manufacturing the electronic module, and an endoscope.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-86068 includes a wiring pattern formed on a substrate portion and its outer surface as a technique used for an image pickup apparatus, and has a recess formed on a mounting surface, and the substrate is a light emitting element. A technology for miniaturization that also serves as a reflector function is disclosed. In Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • a closed space is formed by mounting a flat circuit board in contact with the bottom of a concave portion of a three-dimensional circuit board (molded component) to secure a mounting space for the component. is doing.
  • the molded parts that also function as the substrate are formed by the so-called MID (Molded Interconnect Devices) technology.
  • MID is a three-dimensional molded circuit component in which wiring for an electric circuit is integrally formed on the surface of a three-dimensional molded product such as an injection-molded product.
  • MID technology By using MID technology, it is inclined unlike conventional two-dimensional circuits.
  • Circuit wiring can be formed on a surface, a vertical surface, a curved surface, a through hole inside a molded body, and the like. This makes it possible to extend the wiring not only in the two-dimensional direction as in a normal flat printed wiring board but also in the three-dimensional direction to supply power and communicate with the mounted electronic component. Further, since the MID can integrate the housing itself and the wiring board, it contributes to cost reduction by reducing the number of parts.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an electronic module, a method for manufacturing the electronic module, and an endoscope capable of obtaining good high frequency characteristics.
  • the electronic module of one aspect of the present invention is a wiring surface including a planar mounting surface on which an integrated circuit is mounted and a surface including a portion that changes in a direction perpendicular to the mounting surface, and is used in the integrated circuit.
  • a first structure including a wiring surface on which the connected wiring is extended, and a second structure provided with a metal pattern arranged with a dielectric region interposed therebetween with respect to the wiring surface of the first structure.
  • the structure is provided with at least one spacer member that defines the thickness of the dielectric region between the wiring and the metal pattern.
  • the method for manufacturing an electronic module according to one aspect of the present invention is a wiring surface including a planar mounting surface on which an integrated circuit is mounted and a surface including a portion that changes in a direction perpendicular to the mounting surface.
  • the wiring and the metal of the first structure including the wiring surface on which the wiring connected to the circuit is extended and the second structure provided with the metal pattern are provided by using at least one spacer member. Crimping is performed with a dielectric region of a specified thickness interposed between the pattern and the pattern.
  • the endoscope includes an insertion portion, a planar mounting surface provided on the insertion portion on which an integrated circuit is mounted, and a portion that changes in a direction perpendicular to the mounting surface.
  • a first structure including a wiring surface including the above and a wiring surface on which the wiring connected to the integrated circuit is extended, and a dielectric region interposed with the wiring surface of the first structure. It comprises a second structure provided with a metal pattern to be arranged, and at least one spacer member that defines the thickness of the dielectric region between the wiring and the metal pattern.
  • (First Embodiment) 1 and 2 are perspective views for explaining the configuration of the electronic module according to the first embodiment of the present invention.
  • the scale may be different for each component in order to make each component recognizable on the drawings. It is not limited to the number of components described, the shape of the components, the ratio of the sizes of the components, and the relative positional relationship of each component.
  • the high frequency characteristics of the molded part can be arranged by arranging the metal patterns facing each other at predetermined intervals with respect to the wiring layer formed on the surface of the MID which is the molded part (structure) by the MID technology. It is possible to improve.
  • the fine composite processing technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-159942 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-134777 can be used.
  • this fine composite processing technology fine patterning and bare chip mounting are possible by using molding surface activation processing technology, laser patterning method, etc. for MID technology for forming an electric circuit on the surface of an injection molded product. , So-called 3D mounting device can be realized.
  • a microstrip type in which a ground surface is installed on one side of a double-sided substrate and a signal line is arranged on the opposite surface across the insulating layer may be adopted.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-326505 describes the characteristics by selectively utilizing the electrodes on both sides of the core substrate when arranging the conductor strip in the laminated region on the core substrate by the build-up method. Proposals for adjusting impedance are disclosed.
  • the characteristic impedance in this case is the width of the wiring (wiring pattern), the thickness of the metal conductive part (wiring pattern), the distance between the ground (GND) layer serving as the reference layer and the wiring pattern, and the insulation between the GND layer and the wiring pattern. Determined by the relative permittivity of the body. That is, if the width orthogonal to the energization direction of the wiring pattern is widened, the thickness is increased, or the cross-sectional area of the wiring pattern is increased, the characteristic impedance is lowered. Further, even if the distance between the wiring pattern and the GND layer is short (the thickness of the insulator between them is thin), the characteristic impedance is lowered.
  • MID wiring when trying to form a single wire with the characteristic impedance Z0 set to 50 ⁇ (ohm) by forming MID electrodes, assuming that the relative permittivity of the MID material is about the same as that of general resin, MID wiring. As the width becomes finer, the resin thickness between the wiring pattern and the GND layer must be made extremely thin, which makes it difficult to process the MID resin. On the contrary, when the resin thickness is increased, for example, the wiring width must be widened, which is a restriction when it is desired to make the structure by MID (MID structure) small.
  • the characteristic impedance can be adjusted by setting the interlayer distance and the pattern size, but there are processing difficulties in optimizing the characteristic impedance.
  • the characteristic impedance In consideration of differential transmission, there is a similar problem when a differential line having a differential impedance of 100 ⁇ is formed in the MID.
  • a member having a GND layer is provided on the surface side of the MID on which the wiring is formed, and a member having a GND layer is provided on a surface that can be arranged facing each other at a distance of a predetermined distance, thereby optimizing the characteristic impedance. It makes it possible to improve the high frequency characteristics.
  • compositions 1 and 2 show an example in which the electronic module 1 is configured by the MID structures 2 and 3. Although the MID structure 3 is used, this member does not necessarily have to be composed of the MID. As shown in FIG. 3, the MID structures 2 and 3 are combined and crimped to form the electronic module 1, but FIGS. 1 and 2 show a state in which the MID structures 2 and 3 are not crimped. ..
  • the MID structure 2 has a three-dimensional structure having a predetermined shape.
  • the MID structure 2 is a substantially rectangular parallelepiped, and the upper surface has two surfaces 2a and 2c having steps and an inclined surface 2b provided between these surfaces 2a and 2c. ..
  • the shape of the MID structure 2 is an example, and may be any shape including a spherical surface.
  • the shape of the MID structure 2 may correspond to the shape of the electronic device in which the electronic module 1 is incorporated, or may be a shape suitable for realizing the functions of the electronic device and the electronic module 1.
  • the IC (integrated circuit) 4 is mounted on the surface 2a on the upper surface of the MID structure 2.
  • a pattern of wiring 2d is formed between the IC 4 and the outer edge of the surface 2c on the surface 2a (hereinafter, also referred to as the mounting surface 2a), the inclined surface 2b, and the surface 2c.
  • Wiring 2d allows electrical connection between the outside of the electronic module 1 and the IC 4.
  • FIGS. 1 and 2 2 only one wiring 2d is shown for the sake of simplification of the drawing, but usually, a plurality of wirings for power supply, GND (ground), and signals are provided as wiring 2d. Be done.
  • the direction parallel to one side of the mounting surface 2a is the Y direction
  • the direction orthogonal to the Y direction is the X direction
  • the vertical direction is the Z direction.
  • the definitions of the X, Y, and Z directions are the same. Since the MID structure 2 is manufactured by the MID technology, the wiring 2d can be routed in various directions along the surface shape of the MID structure 2 devised three-dimensionally. That is, the power supply and signal wiring 2d can be formed not only in the plane parallel to the mounting surface 2a but also in the portions having different heights changed in the Z direction from the mounting surface 2a.
  • the surfaces 2b and 2c are surfaces (hereinafter, also referred to as wiring surfaces) including a surface (inclined surface) inclined with respect to the mounting surface 2a.
  • the inclined surface of the surface 2b shows an example of a plane that is not orthogonal to the mounting surface 2a, but the inclined surface may include a surface orthogonal to the mounting surface 2a.
  • the inclined surface may be a curved surface. That is, the wiring surface may be said to be a surface including an inclined surface with respect to the mounting surface 2a, a surface including a portion that changes in a direction perpendicular to the mounting surface 2a, or a mounting surface.
  • the wiring surface may include a surface not orthogonal to the mounting surface 2a, a surface orthogonal to the mounting surface 2, a surface having a height different from the mounting surface 2a in the Z direction, and a curved surface.
  • the MID has a MID structure because it has a function of guiding signals and power to the outside of the electronic module and a fixing function when the electronic module is incorporated into the main body of the device, in addition to the function of mounting parts and providing electrical wiring.
  • the external shape and thickness of the body 2 there are design restrictions in addition to processing restrictions. Therefore, as described above, when the pattern of the GND layer serving as the reference layer is provided on the back surface of the MID structure 2, the design cannot be made in consideration of the characteristic impedance, and the characteristic impedance of the signal line is optimized. It is not possible.
  • there is also a method of widening the pattern of the wiring 2a but in that case, the dimension in the X direction becomes large and the size becomes large.
  • a GND layer as a reference layer in another layer such as the lower part of the wiring 2d layer, such as a multilayer substrate, but in MID, after forming a metal thin film on the molded resin, the metal thin film is formed.
  • unnecessary parts of the metal are removed, or laser irradiation is performed when forming a metal seed on an organic metal composite, so that the wiring layer on the surface can be easily formed into multiple layers. It is difficult.
  • the MID structure 3 having the GND layer as the reference layer.
  • the MID structure 3 has a three-dimensional structure having a predetermined shape having a surface shape corresponding to the surface shape of the MID structure 2 in part.
  • the MID structure 3 is a substantially rectangular parallelepiped, and the bottom surface has two surfaces 3a and 3c having steps and an inclined surface 3b provided between these surfaces 3a and 3c. ..
  • the surfaces 3a to 3c on the bottom surface of the MID structure 3 are formed in a shape corresponding to the surfaces 2a to 2c. Therefore, depending on the arrangement of the MID structures 2 and 3, the distances from the surfaces 3a to 3c can be made equal in the entire range of the surfaces 2a to 2c.
  • the shape of the MID structure 3 is an example, and may be any shape including a spherical surface except for the surface of the MID structure 2 facing the wiring on which the wiring 2d is arranged.
  • the shape of the MID structure 3 may correspond to the shape of the electronic device in which the electronic module 1 is incorporated, or may be a shape suitable for realizing the functions of the electronic device and the electronic module 1.
  • the MID structure 3 is a member molded from a non-conductive member such as a resin, and the surfaces 3a to 3c are provided with a metal (plain) pattern 3d serving as a GND layer in substantially the entire area. As shown by the arrow in FIG. 2, the MID structure 2 and the MID structure 3 are arranged so as to face each other with the surfaces 2a to 2c and the surfaces 3a to 3c separated from each other by a predetermined distance, so that the wiring 2d of the MID structure 2d is arranged.
  • the metal pattern 3d is designed to follow a specific distance for all of one or more wirings 2d according to the undulations in the Y direction.
  • the distances from the surfaces 3a to 3c do not necessarily have to be equal in the entire range of the surfaces 2a to 2c.
  • some of the surfaces 3a to 3c may not be evenly spaced, or the metal pattern 3d may not be formed in substantially the entire area of the surfaces 3a to 3c.
  • the MID structure It is possible to improve the degree of freedom in the design of 3.
  • the metal pattern 3d is electrically connected to the terminal 3e at the end edge of the surface 3c, and by setting the terminal 3e to, for example, a ground (GND) potential, the metal pattern 3d functions as a GND layer. ..
  • a protrusion-shaped spacer 2e is provided in order to define the distance between the wiring 2d of the MID structure 2 and the metal pattern 3d of the MID structure 3 at a specific distance.
  • the spacer 2e shows an example in which the spacer 2e is provided at six positions on the end sides of the surfaces 2a to 2c of the MID structure 2.
  • the arrangement position of the spacer 2e is not limited to FIGS. 1 and 2, and if it is possible to maintain the entire wiring 2d and the metal pattern 3d at a specific distance, the arrangement position of the spacer 2e, The shape, size, and the like can be appropriately set.
  • the spacer 2e may be provided on the surfaces 3a to 3c of the MID structure 3.
  • a dielectric region is formed in the gap between the wiring 2d and the metal pattern 3d so as not to short-circuit each other.
  • a groove is formed on the surfaces 2a to 2c to form the wiring 2d. It may be arranged so as to be embedded in the groove. For example, by embedding the wiring 2d by the thickness of the wiring 2d, it is possible to configure the wiring 2d so that only the surface of the wiring 2d is exposed from the surfaces 2a to 2c. Further, the wiring surface may be below the surface or may be raised.
  • the characteristic impedance of the wiring 2d is the width and thickness of the wiring 2d, the distance between the wiring 2d and the metal pattern 3d, and the relative permittivity of the insulator between the wiring 2d and the metal pattern 3d. Determined by rate. Therefore, the characteristic impedance can be optimized by appropriately setting the distance between the wiring 2d and the metal pattern 3d, that is, the thickness of the dielectric region by the spacer 2e.
  • a member having a GND layer is provided on a surface that can be arranged opposite to the wiring provided on the surface of the MID by a predetermined distance.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example in this case.
  • the configurations of the MID structure 2 and the MID structure 3 are the same as those in FIGS. 1 and 2.
  • the wiring 2d on the structure 2 and the metal pattern 3d on the surfaces 3a to 3c of the structure 3 are separated by an appropriate distance by a plurality of protruding spacers 2e.
  • the cross section in the state of being in contact with each other is shown when viewed from the side surface side of the two structures 2 and 3.
  • an adhesive (dielectric) 5 having a predetermined relative permittivity is formed in a gap (dielectric region) between the surfaces 2a to 2c of the MID structure 2 and the surfaces 3a to 3c of the MID structure 3.
  • the injection nozzle portion 6 injects the adhesive 5 into the dielectric region between the surfaces 2a to 2c of the MID structure 2 and the surfaces 3a to 3c of the MID structure 3. That is, in this case, the adhesive 5 is interposed between the wiring 2d and the metal pattern 3d instead of air, and the characteristic impedance of the wiring 2d can be defined by the relative permittivity of the adhesive 5. It will be possible. This increases the degree of freedom in design when optimizing the characteristic impedance.
  • the electronic module 1 is arranged so that the Y direction is the gravity direction, and the adhesive 5 is injected to use the gravity to apply the adhesive. It can be spread over the entire dielectric region including the wiring direction.
  • the adhesive 5 is injected into the dielectric region by the injection nozzle portion 6 in a state where the MID structure 2 and the MID structure 3 are crimped to fill the dielectric region.
  • the MID structure 3 may be pressure-bonded to the MID structure 2.
  • a dielectric film having a predetermined relative permittivity may be attached to the dielectric region.
  • the wiring 2d forms a wiring pattern extended in at least the Z direction and the Y direction with respect to the mounting surface 2a extending in the X direction and the Y direction, and the wiring pattern is in the Y direction.
  • the electrode surface of the metal pattern 3d changes so as to follow the Y direction with respect to the change of, and the pattern of the wiring 2d and the metal pattern 3d have a constant gap (dielectric region) with respect to the change direction.
  • a plurality of spacers 2e are provided so as to maintain the above.
  • the dielectric region can be visually confirmed from the gap between the spacers 2e, and it is easy to check at the time of module manufacturing and inspection. Further, when the resin is filled in the dielectric region as shown in FIG. 3, the gap between the spacers 2e may be appropriately filled with the resin. That is, the gap between the spacers 2e is useful for absorbing an error in the filling amount.
  • the GND potential is applied to the metal pattern 3d by the terminal 3e, but the method of applying the GND potential may be another method.
  • a method may be adopted in which one of the plurality of spacers 2e is made of a conductive material.
  • FIG. 1 shows an example in which the spacer 2f is made of a conductive material and is arranged at a position facing the metal pattern 3d. Further, a wiring pattern 2g electrically connected to the spacer 2f is also formed on the surface 2c of the MID structure 2.
  • the metal pattern 3d comes into contact with the spacer 2f, and the wiring pattern 2g and the metal pattern 3d are electrically connected. Thereby, by setting the wiring pattern 2g to the GND potential, the metal pattern 3d can be made into the GND layer. It is sufficient that only one of the terminal 3e and the wiring pattern 2g is formed.
  • the thickness of the dielectric region can be made extremely narrow due to the space.
  • the wiring 2d connected to the IC can be made thin and arranged in large numbers.
  • the thickness of the dielectric region by the spacer can be narrowed to the order of several tens of ⁇ m, and the wiring 2d optimizes the characteristic impedance in the small module within the range where fine wire processing by the wiring formation process is possible. Multiple wirings are possible. Therefore, the electronic module 1 is compact but has excellent high frequency characteristics, and by using the electronic module 1, it is possible to construct a high-performance and high-performance electronic device.
  • NTD patterns constant voltage patterns
  • the thickness of the dielectric region can be adjusted according to the three-dimensional change of the MID structure 2 in which the stretching direction of the pattern changes three-dimensionally. It is possible to easily form the structure 3 in which the GND patterns are arranged so as to be constant.
  • a spacer which is a protrusion, is used here.
  • the MID structure 2 has a protrusion on which the signal wiring is formed and the distance between the signal wiring and the metal plane surface of the reference potential can be controlled by guaranteeing a specific distance from the wiring.
  • the space created by these protrusions can be filled with an adhesive material (epoxy resin, etc.) with a predetermined dielectric constant, and the metal pattern is separated by a controlled dielectric constant, so the characteristic impedance of the wiring is guaranteed and stable performance is achieved. Satisfied high-performance IC control becomes possible.
  • an adhesive By filling with an adhesive, the two structures can be fixed while maintaining a constant distance, and dust or the like enters the gap and adheres to the structure or the like, deteriorating the electrical characteristics of the wiring. There is no such thing.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a modified example.
  • the MID structure 8 of FIG. 4 has the same configuration as the MID structure 2 of FIG. 1, and is different from the MID structure 2 in that a shielding wall 8e is used instead of the spacer 2e.
  • FIG. 4 shows an example in which an image sensor is used as the IC 4.
  • a laminated lens 4a is mounted on the image pickup surface of the IC 4 that constitutes an image pickup element such as a CMOS sensor. The light incident on the laminated lens is guided to the image pickup surface of the IC4, and an image captured image is obtained by photoelectric conversion of the IC4. That is, in FIG. 4, an image pickup device (imaging module) is configured by the IC 4 and the laminated lens 4a.
  • the shielding wall 8e has the same height as the spacer 2e in the Z direction instead of the plurality of protrusion-shaped spacers 2e shown in FIGS. 1 to 3, and is continuous along the edges of the surfaces 2a to 2c. It is constructed like a wall. By crimping the upper surface of the shielding wall 8e and the bottom surface (surfaces 3a to 3c) of the MID structure 3, it is possible to specify the thickness of the dielectric region between the wiring 2d and the metal pattern 3d. 1 to 3 are the same. That is, also in the example of FIG. 4, the characteristic impedance of the wiring 2d is guaranteed to be an appropriate value by keeping the wiring 2d of the structure 8 and the metal pattern 3d of the structure 3 at the optimum distance.
  • the shielding wall 8e closes the dielectric region in substantially the entire side surface of the MID structures 8 and 3, when the dielectric region is filled with the adhesive 5, the flow starts from the side surface of the adhesive 5. Can be prevented.
  • the MID structure 3 may be provided with a wall structure portion 3f at the end edge of the surface 3c.
  • the wall structure portion 3f has a function of optimizing the filling amount when filling the adhesive 5 to be filled in the dielectric region.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining this function, and shows a state in which the MID structures 8 and 3 are crimped and filled with the adhesive 5 when viewed from the Y direction.
  • the length of the wall structure portion 3f is slightly shorter than the distance between the shielding walls 8e.
  • an opening 9 is formed between the wall structure portion 3f and the shielding wall 8e in the X direction.
  • the wall structure portion 3f partially closes the openings at the ends of the surfaces 2c and 3c to form an opening 9 having an appropriate size.
  • the adhesive 5 can be prevented from spilling out of the dielectric region, and can be filled with an appropriate amount of resin. That is, when the adhesive 5 is filled, the adhesive 5 may reach the opening 9 so that the opening 9 is appropriately filled with the adhesive 5.
  • the filling amount error is absorbed by the space between the tunnel-shaped portions of the opening 9.
  • the MID structure 8 has a protrusion (wall structure portion) on which the signal wiring is formed and the distance between the signal wiring and the metal plane surface of the reference potential can be controlled by guaranteeing a specific distance from the wiring. .. Since the electronic module using the MID structures 8 and 3 can fill the space created by the protrusions with an adhesive material (urea resin or the like) having a predetermined dielectric constant, the characteristic impedance of the wiring can be guaranteed. In this way, it is possible to provide a small electronic module that has good workability, shortens work man-hours, is highly reliable, guarantees appropriate characteristic impedance, and enables high-performance IC control that stably satisfies performance. ..
  • FIG. 4 as an example of an electronic module that can be configured by the MID structures 8 and 3, an example in which an IC4 and a laminated lens 4a are mounted and an image pickup module is configured as a whole is shown.
  • the laminated lens a subject optical image is incident from a direction (Z direction) orthogonal to the mounting surface of the IC 4, and the IC 4 can extend the wiring in the Y direction. Therefore, the image pickup module composed of the electronic modules shown in FIGS. 1 to 4 is incorporated into, for example, the tip of the side-viewing endoscope, and the control signal and the image pickup signal are guided to the opposite side in the direction of inserting the endoscope. It is also possible.
  • the method of connecting the wiring 2d and the metal pattern 3d to the external device is omitted, but for example, a method of electrically connecting by soldering may be adopted.
  • a method of electrically connecting by soldering may be adopted.
  • an electronic module composed of the two structures described with reference to FIGS. 1 to 5 is incorporated into an external device such as an endoscope, a cable from an external device having a control unit for controlling the electronic module is used. , Solder to the wiring 2d and the metal pattern 3d.
  • An electrode may be provided on the wiring 2d and the metal pattern 3d, and a connector or a socket may be used for the electrode to connect to an external device.
  • 6 and 7 are explanatory views showing an example of connecting to an external device by soldering.
  • 6 and 7 show an example in which the electronic module is composed of the MID structures 10 and 3, and the MID structure 10 has a surface 11 extending in the Y direction from the MID structure 3. The point is different from MID structure 2.
  • FIG. 6 schematically shows a cross section cut along the ZY plane of the VI-VI line of FIG. 7, and FIG. 7 schematically shows a state seen from the upper surface.
  • the surface 11 is a plane continuous with the surface 2c, and the wiring 2d is connected to the wide soldering electrode 12a on the surface 11. Further, the wiring pattern 2g of FIG. 1 is connected to the wide soldering electrode 12b on the surface 11.
  • a shielded wire shielded cable
  • a shielded cable is a cable for telecommunications that uses metal conductors, in which the conductor (core wire) is covered with a metal foil or braid to prevent interference from external electromagnetic noise and also to prevent interference from external electromagnetic noise. When there are a plurality of conductors inside, it is possible to reduce the interference between the conductors. In FIG.
  • the cable wire 21 has a core wire 22a and a shielded conductor 22b made of a metal foil or a braid that covers the periphery of the core wire 22a.
  • the core wire 22a is soldered to the soldering electrode 12a, and the shield conductor 22b is soldered to the soldering electrode 12b.
  • a signal is transmitted to the wiring 2d via the core wire 22a, and a reference potential can be supplied to the metal pattern 3d from the shield portion conductor 22b via the soldering electrode 12b and the wiring pattern 2g.
  • the length of the MID structure 10 slightly longer than that of the MID structure 2, it is possible to secure an area for solder connection.
  • the number of soldering electrodes 12a is the same as the number of wirings 2d.
  • soldering electrodes 12a and 12b are provided in the structure 10
  • the soldering electrodes 12a and 12b may be provided separately in the structures 2 and 3.
  • the terminal 3e of FIG. 1 may be provided, and the shield conductor 22b may be soldered to the terminal 3e.
  • FIGS. 6 and 7 show an example in which the electronic module is composed of the MID structures 13 and 14, and in the MID structure 13, the planar shape of the surface 15 connected to the surface 2c is the MID of FIGS. 6 and 7. Unlike the structure 10, the MID structure 14 differs from the MID structure 3 in that it has a surface 16 connected to the surface 3c.
  • the surface 2c here indicates the surface 2c in FIG. FIG. 8 schematically shows a cross section cut along the ZY plane of the line VIII-VIII of FIG. 9, and FIG. 9 schematically shows a state seen from the upper surface.
  • the MID structure 14 is formed with a surface 16 extending in the Y direction from the end edge of the surface 3c, and the surface 16 has a dimension in the X direction more than the surface 3c. It is short and there is no region facing the soldering electrode 12a of the MID structure 13.
  • a soldering electrode 12c connected to the metal pattern 3d is formed on the surface 16.
  • the surface 15 of the MID structure 13 has a dimension in the X direction shorter than the surface 11 of the MID structure 10, and there is no region corresponding to the soldering electrode 12c of the MID structure 14. Therefore, the soldering electrodes 12a and 12c are open in the Z direction, respectively, and a space for soldering is secured.
  • the cable wire 23a has a core wire 24a, and the core wire 24a is soldered to the soldering electrode 12a by the solder 25a.
  • a signal is transmitted between the external device and the IC 4 by the core wire 24a of the cable wire 23a, the soldering electrode 12a, and the wiring 2d.
  • the cable wire 23b has a core wire 24b, and the core wire 24b is soldered to the soldering electrode 12c by the solder 25b.
  • the GND potential is supplied to the metal pattern 3d from an external device by the core wire 24b of the cable wire 23b and the soldering electrode 12c.
  • the core wires 24a and 24b of the cables 23a and 23b can be arranged on the soldering electrodes 12a and 12c, respectively, without causing unnecessary stress, and the soldering electrodes 12a can be arranged. , 12c peeling and other defects are unlikely to occur.
  • FIG. 10 shows an example in which the electronic module is composed of the MID structures 10 and 17, and the MID structure 17 extends to the region facing the surface 11 of the MID structure 10 with respect to the MID structure 3. It has a region 18.
  • FIG. 10 schematically shows a cross section of the MID structures 10 and 17 cut at positions corresponding to the ZY plane of the line VIII-VIII of FIG.
  • a recess 18a is formed in the region corresponding to the soldering electrode 12a. Further, although not shown in FIG. 10, a recess is formed on the bottom surface of the region 18 in a region corresponding to the soldering electrode 12b.
  • the recess 18a presses the core wire 22a soldered to the soldering electrode 12a from above the solder 25c. Further, with respect to the recess (not shown) formed in the region corresponding to the soldering electrode 12b, when the MID structure 10 and the MID structure 17 are crimped, the shield conductor 22b soldered to the soldering electrode 12b is provided.
  • the recesses and the recesses 18a are formed in the X and Y directions to a size substantially corresponding to the sizes of the solder in the X and Y directions, and press the solder in the X, Y, and Z directions.
  • solder 25c for fixing the core wire 22a to the soldering electrode 12a and the solder for fixing the shielded conductor 22b to the soldering electrode 12b are pressed and fixed by the recesses 18a and the recesses (not shown), respectively.
  • the electronic module may be configured by using the wiring 2d in each of the above figures as a pair of differential wirings. Further, it is also possible to configure an electronic module in which wiring 2d, which is a single wire, and differential wiring are mixed.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing an electronic module in which such a single wire and differential wiring are mixed.
  • FIG. 11 shows an example in which the electronic module is configured by the MID structures 19 and 20.
  • the electronic module of FIG. 11 has the same characteristics as the electronic module shown in each of the above figures, and
  • FIG. 11 shows a cross section of a wiring surface position cut at a position corresponding to the XZ plane of FIG. ..
  • the MID structure 19 is a wiring including a planar mounting surface 2a on which the IC4 is mounted and an inclined surface 2b inclined with respect to the mounting surface 2a.
  • the surface 19c includes a wiring surface 19c on which the wirings 19d1, 19d2P, 19d2N (hereinafter, also referred to as wiring 19d on behalf of these wirings) connected to the IC 4 are extended.
  • the MID structure 19 may also have any shape including a spherical shape.
  • the wiring 19d1 is a single wire, and the wirings 19d2P and 19d2N are a pair of differential wirings.
  • the MID structure 20 has a metal pattern 31 formed on the wiring surface 19c of the MID structure 19 with the dielectric region 32 interposed therebetween. It has a surface 31c.
  • the shape of the MID structure 20 may be any shape except for the shape of the surface 31c facing the wiring surface 19c.
  • the shape of the surface 31c corresponds to the shape of the wiring surface 19c in the extending direction of the wiring 19d.
  • the shape according to the shape of the wiring surface 19c and the distinction between the wiring 19d being a single wire or a differential wiring. Will be.
  • the thickness of the dielectric region 32 on the wiring 19d1 and the thickness of the dielectric region 32 on the wirings 19d2P and 19d2N are different from each other.
  • a spacer 19e1 is formed at one end of the MID structure 19 in the X direction, that is, in the direction orthogonal to the extending direction of the wiring 19d.
  • Spacer 19e2 is formed at the other end.
  • the height of the spacer 19e1 in the Z direction and the height of the spacer 19e2 in the Z direction are different from each other, and the thickness of the dielectric region 32 on the wiring 19d1 and the thickness of the dielectric region 32 on the wirings 19d2P and 19d2N are maintained at a predetermined thickness. It has become like.
  • differential transmission balanced transmission
  • signals of opposite polarities are applied to the pair of differential wirings.
  • the uniformity and symmetry of the paired differential wiring are also important. Not only does it suffice to make only the characteristic impedance of the wiring line uniform, but if it does not match the load impedance, reflected waves will be generated, wasteful transmission will occur, and adverse effects such as waveform distortion will occur. Therefore, in high-speed signal transmission, reflected waves are prevented from being generated by matching the characteristic impedance of the device input / output and signal pattern with the load impedance.
  • an impedance matching circuit is used to improve the characteristics by setting 50 ⁇ , which is often used in coaxial cables in single transmission, as the characteristic impedance.
  • 50 ⁇ which is often used in coaxial cables in single transmission
  • differential transmission it is necessary to use a differential impedance of 90 to 110 ⁇ in order to improve the characteristics, and there is also a configuration in which circuits for single transmission and differential transmission coexist on the same substrate.
  • the impedance of the wiring board is determined based on the width and thickness of the wiring, the distance from the GND layer serving as the reference layer, and the relative permittivity of the insulator between them. In the example of FIG. 11, these settings can be changed with a high degree of freedom.
  • the characteristic impedance of the wiring 19d1 is optimized to 50 ⁇
  • the optimum value of the differential impedance of the differential wirings 19d2P and 19d2N is 100 ⁇ . Therefore, assuming that the width and thickness of the wiring 19d1 and the wirings 19d2P and 19d2N and the relative dielectric constant of the dielectric region 32 are uniform, the thickness of the dielectric region on the wiring 19d1 and the wirings 19d2P and 19d2N is 1: 2. If it is related, the characteristic impedance of the wiring 19d1 and the differential impedance of the differential wirings 19d2P and 19d2N can be optimized.
  • the thickness of the dielectric region on the wiring 19d1 and the wirings 19d2P and 19d2N is determined. The same effect can be obtained even when the thickness of the upper dielectric region is made uniform and the widths of the wiring 19d1 and the wirings 19d2P and 19d2N are changed. Both the thickness, the thickness of the wiring 19d1 and the thickness of the dielectric region 32 on the wirings 19d2P, 19d2N may be changed to optimize the characteristic impedance and the differential impedance.
  • FIG. 12 is a diagram showing a second embodiment.
  • each of the above electronic modules is applied to an endoscope system.
  • the endoscope system 40 includes an endoscope 41, a video processor 51, a light source device 52, and a monitor 57.
  • the endoscope 41 includes an insertion portion 42 that can be inserted into the body cavity of the subject.
  • the tip portion 42A of the insertion portion 42 is provided with an imaging unit 50 (not shown in FIG. 12) for capturing an in-vivo image of the subject.
  • the image pickup unit 50 takes an image of the inside of the subject and outputs an image pickup signal.
  • the operation unit 43 On the base end side of the insertion portion 42 of the endoscope 41, an operation portion 43 provided with various buttons for operating the endoscope 41 is arranged.
  • the operation unit 43 has a treatment tool insertion port 43A of a channel for inserting a treatment tool such as a biological forceps, an electric knife, and an inspection probe in the body cavity of the subject.
  • a channel opening is provided at the tip of the insertion portion 42.
  • the insertion portion 42 is connected to the tip portion 42A in which the image pickup apparatus 1 is arranged, the bendable bending portion 42B connected to the base end side of the tip end portion 42A, and the base end side of the bending portion 42B. It is composed of the flexible tube portion 42C.
  • the curved portion 42B is curved by the operation of the operating portion 43.
  • a signal cable 46 connected to the image pickup unit 50 provided at the tip end portion 42A is inserted into the universal cord 45 arranged on the base end portion side of the operation portion 43.
  • the universal cord 45 is connected to the video processor 51 and the light source device 52 via the connector 45A.
  • the video processor 51 controls the entire endoscope system 40, performs signal processing on the image pickup signal output by the image pickup unit 50, and outputs an image signal.
  • the monitor 57 receives an image signal from the video processor 51 and displays an endoscopic image.
  • the light source device 52 has, for example, a white LED and emits white light.
  • the white light emitted by the light source device 52 is guided to the illumination optical system (not shown) of the tip portion 42A via a light guide (not shown) through which the universal cord 45 is inserted, and irradiates the subject.
  • the electronic module in the above embodiment can be adopted as the image pickup unit 50.
  • FIG. 13 is a perspective view showing an example in which an imaging unit 60 corresponding to a side-viewing endoscope is adopted as the imaging unit 50.
  • FIG. 13 shows an example of a specific configuration of the side-view type tip portion 61 that can be adopted as the tip portion 42A of FIG. 12, and the image pickup unit 60 in FIG. 13 corresponds to FIG. be.
  • the image pickup unit 60 is composed of various electronic modules 60A (broken line portion in FIG. 13) of the above embodiment, an IC 4 (not shown in FIG. 13) constituting an image pickup element, and a laminated lens 4a.
  • the tip portion 61 of FIG. 13 is provided at the tip of the insertion portion 42 with the base end side connected to the curved portion 42B.
  • the tip portion 61 is a hard tip in which a portion for accommodating the image pickup unit 60 and a portion for forming a channel opening 62 for inserting and removing the tip of the treatment tool inserted from the treatment tool insertion port 43A are arranged side by side. It has a frame portion 61a.
  • a raising table 63 for the treatment tool is disposed in front of the channel opening 62 (on the tip end side of the tip frame portion 61a), and the treatment tool inserted into the treatment tool insertion channel and exiting from the channel opening 62 is
  • the orientation of the tip can be changed by the operation of the riser 63. It is also possible to project a small endoscope from the channel opening 62 via the treatment tool insertion channel.
  • Such an insertion channel is composed of a member made of a hard material such as metal or resin in order to allow a highly operable treatment tool to enter and exit, or to prevent deformation when turning on the riser 63. Will be done.
  • An illumination optical system 64 is arranged in front of the image pickup unit 60.
  • a light guide (not shown) inserted through the universal cord 45 and the insertion portion 42 from the light source device 52 is guided to the illumination optical system 64, and the illumination light is emitted from the illumination optical system 64 to the subject.
  • the longitudinal direction of the tip portion 61 is orthogonal to the Y direction in FIG. 4, and the lateral direction of the distal end portion 61 is orthogonal to the X direction, the longitudinal direction, and the lateral direction of FIG. It is arranged so as to be in the Z direction of FIG. That is, in the image pickup unit 60, the image pickup direction by the IC 4 and the laminated lens 4a is a direction orthogonal to the insertion direction of the insertion portion 42 (tip portion 61). That is, the image pickup unit 60, which is an electronic module, is arranged so as to image the side surface when the endoscope is inserted.
  • a laminated lens 4a is provided on the IC4 of the image pickup unit 60, and the wiring of the electronic module 60A (single wire such as wiring 2d or differential wiring such as wiring 19d2P, 19d2N) is connected to the IC4.
  • This wiring is connected to the signal cable 46 inserted in the insertion portion 42.
  • the IC 4 is driven by the video processor 51, photoelectrically converts the subject optical image, and outputs the image pickup signal to the video processor 51 via the wiring and the signal cable 46.
  • the characteristic impedance of the wiring is optimized, and the high frequency characteristic of the electronic module 60A is excellent. Therefore, it is possible to acquire a high-quality captured image by the IC4.
  • the electronic module 60A can provide wiring between the two MID structures and extend the wiring not only in the X direction and the Y direction but also in the Z direction, the outer shape of the electronic module 60A can be arbitrary.
  • the electronic module 60A can be arranged at an appropriate position in the tip portion 61 regardless of the arrangement of the IC4 and the laminated lens 4a. Therefore, the image pickup unit 60 can be arranged at an appropriate position with an optimum shape according to the shape of the tip portion 61. For example, as shown in FIG. 13, the IC4 and the laminated lens 4a are placed in the recess 65 of the tip portion 61. By arranging it, the tip portion 61 can be miniaturized.
  • the endoscope includes an imaging unit using the electronic module of the above embodiment.
  • the electronic module has a configuration in which wiring and a metal pattern are arranged to face each other with a dielectric region having a specified thickness interposed therebetween, and is excellent in high frequency characteristics. Therefore, a high-quality image can be obtained by the image pickup unit. Further, since the electronic module can extend the wiring in the three-dimensional direction and the outer shape can be appropriately set, the wiring can be extended in any direction regardless of the arrangement of the imaging unit. However, it can be easily arranged at the tip of the insertion portion whose diameter has been reduced.
  • the side-viewing type endoscope can be miniaturized, and the treatment tool control and the image sensor control are reliable, and the use is highly reliable. It will be possible to provide easy-to-use endoscope products.
  • FIG. 14 is a perspective view showing an example in which an imaging unit 70 corresponding to a direct-view endoscope is used as the imaging unit 50.
  • FIG. 14 shows an example of a specific configuration of the direct-view type tip portion 71 that can be adopted as the tip portion 42A of FIG. 12, with a part thereof cut off, and the image pickup unit 70 in FIG. 14 is described above. It is composed of an electronic module 70A having the characteristics of the embodiment, an IC4 as an image pickup device, and a laminated lens 4a.
  • the tip end portion 71 of FIG. 14 is provided at the tip end of the insertion portion 42 with the base end side connected to the curved portion 42B.
  • the tip portion 71 is illuminated from a portion for accommodating the image pickup unit 70, a channel opening 72 for allowing the tip of the treatment tool inserted from the treatment tool insertion port 43A to enter and exit from the tip end side of the tip frame portion 71a, and a light guide. It has a hard tip frame portion 71a in which a portion provided with an illumination optical system 73 for irradiating a subject with light is provided side by side.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing an example of a specific configuration of the image pickup unit 70.
  • the electronic module 70A is composed of MID structures 82 and 83.
  • the MID structure 82 is a housing provided with a cavity portion 81. Although the MID structure 83 is used, this member does not necessarily have to be composed of the MID.
  • the bottom surface of the cavity 81 constitutes a mounting surface 82a on which the IC4 is mounted.
  • a laminated lens 4a is mounted on the IC4.
  • a wiring surface 82c composed of a wall surface of the cavity 81, an upper surface and a side surface of the MID structure 82 is formed adjacent to the mounting surface 82a.
  • Wiring 82d by a single wire or differential wiring connected to the IC 4 is extended on the wiring surface 82c.
  • the wiring 82d is connected to the core wire 92a of the cable 91a by the solder 93a at the lower end of the side surface of the MID structure 82.
  • a plurality of wirings 82d are extended on the wiring surface 82c.
  • the MID structure 83 faces the wiring surface 82c of the MID structure 82, and a surface 83c having a shape that changes according to the shape of the wiring surface 82c is formed.
  • a metal pattern 83d is formed on the surface of the surface 83c.
  • the metal pattern 83d may be formed on substantially the entire surface of the surface 83c. That is, by arranging the MID structure 82 and the MID structure 83 so as to face each other with the wiring surface 82c and the surface 83c separated from each other by a predetermined distance, the wiring 82d of the MID structure 82 is wired according to the undulations in the Y and Z directions. For all of the 82d, the metal pattern 83d is designed to follow a certain distance.
  • the cables 91a and 91b are inserted into the insertion portion 42 and connected to the video processor 51.
  • the video processor 51 supplies a signal for driving the IC 4 via the cable 91a and the wiring 82d, and supplies a reference potential to the metal pattern 83d via the cable 91b.
  • the metal pattern 83d functions as a GND layer.
  • the characteristic impedance and the differential impedance of the wiring 82d can be set to the optimum values regardless of the outer shape of the MID structures 82 and 83. It is possible.
  • the dielectric region between the MID structure 82 and the MID structure 83 may be filled with an adhesive having a predetermined relative permittivity.
  • a spacer 82e is provided in order to specify a specific distance between the wiring 82d of the MID structure 82 and the metal pattern 83d of the MID structure 83.
  • the spacer 82e has an L-shaped cross section, and the distance between the MID structure 82 and the MID structure 83 in the Z and Y directions can be kept constant.
  • the dimensions of the spacer 82e and the dimensions of the cross section orthogonal to the extending direction of the wiring 82d are determined so that the characteristic impedance (or differential impedance) of the wiring 82d is optimized. Further, the example of FIG. 15 shows the position of the spacer 82e in a simplified manner, and is not limited to this.
  • the image pickup unit 70 configured in this way is housed in the tip portion 71 as shown in FIG.
  • the cavity 81 is provided in the MID structure 82, the IC4 and the laminated lens 4a are mounted on the mounting surface 82a on the bottom surface thereof, and the wiring 82d connected to the IC 4 exceeds the wall of the cavity 81. It is adapted to extend to the side surface of the MID structure 82. That is, the example of FIG. 15 has a structure in which the wiring 82d is easily extended in the direction opposite to the imaging direction of the IC4 and the laminated lens 4a mounted on the mounting surface 82a. Finally, the wiring 82d is connected to the cable 91a inserted through the insertion portion 42. That is, the example of FIG. 15 is suitable for a direct-view type endoscope in which the insertion direction of the insertion portion 42 and the imaging direction coincide with the Z direction, as shown in FIG.
  • the image pickup unit 70 adopts the electronic module 70A having the characteristics of the above-described embodiment, and it is possible to acquire a high-quality endoscopic image with good high-frequency characteristics. At the same time, it contributes to reducing the diameter of the tip portion 71.
  • the MID structure 82 also has a function of protecting the IC4 and the laminated lens 4a by the cavity portion 81 and preventing the influence of harmful light incident on the laminated lens 4a on the wall portion.
  • the surface 83c of the MID structure 83 and the metal pattern 83d are not formed on the portion of the wiring 82d on the wall surface of the cavity portion 81, but the wiring 82d is also defined in this portion.
  • the metal pattern 83d may be arranged so as to interpose the dielectric region having the thickness of the above.
  • FIG. 16 is a perspective view showing a third embodiment.
  • the same components as those in FIG. 15 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the electronic module of each of the above embodiments employs a protrusion-shaped or wall-shaped spacer member in order to maintain the thickness of the dielectric region between the two structures at a predetermined thickness.
  • the arm-shaped support member is adopted as the spacer member in place of or in combination with these spacer members.
  • the MID structure 92 is different from the MID structure 82 in FIG. 15 in that it has a locking portion 85 on the side surface.
  • the locking portions 85 are provided at two locations, one side surface and the other side surface in the X direction of the MID structure 92.
  • the MID structure 93 is provided with a pair of arm-shaped support members 95 extending downward (toward the MID structure 92 side) at both ends of the upper surface end side in the X direction. At the lower ends of the pair of support members 95, locking portions 95a projecting so as to face each other are provided.
  • the surface 83c of the MID structure 93 is brought close to the wiring surface 82c of the MID structure 92 so as to engage the locking portion 95a of the support member 95 and the locking portion 85 of the MID structure 92.
  • the MID structure 92 and the MID structure 93 are fixed to each other in the X direction, the Y direction, and the Z direction.
  • the support member 95 is bridged over the side surfaces of the MID structures 92 and 93 and fixed by the locking portions 95a and 85, so that the MID structure 92 and the MID structure 93 are mutually fixed. ..
  • a dielectric region having a predetermined thickness can be formed between the metal pattern 83d of the MID structure 93 and the wiring 82d of the MID structure 92.
  • An adhesive having a predetermined relative permittivity may be interposed in the dielectric region.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes, modifications, and the like can be made without changing the gist of the present invention.
  • the part described as an endoscope can be replaced with other consumer cameras, industrial cameras, in-vehicle cameras, surveillance cameras, and the like.
  • the electronic module in the present invention has good high-frequency characteristics, and can be applied not only to an image pickup device but also to various electronic devices that handle high-frequency signals to improve the characteristics of the electronic devices.
  • the electronic module in the present invention is configured by an MID structure and can be easily incorporated into an electronic device.
  • mobile terminals that are required to be smaller and lighter due to their portability, Internet terminals such as AI (artificial intelligence) speakers that want to be placed in a smaller space, IoT (Internet of Things) home appliances, and the safety of the target while watching daily life. It can be applied to a watching camera that guarantees. Furthermore, since the movement function is important, it is easy to make it smaller and lighter, and to incorporate it into mobile objects such as robots (including vacuum cleaners) and drones where the center of gravity and balance of the equipment are also important.
  • AI artificial intelligence
  • IoT Internet of Things
  • the three-dimensional wiring board having the cavity portion of the electronic module and the image pickup unit described above is not limited to the one created by the MID technique by injection molding, and is created by, for example, processing with a 3D printer or cutting. May be good.
  • the material is not limited to resin, and ceramic or glass epoxy may be used.

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Abstract

電子モジュールは、集積回路が実装される平面状の実装面と、上記実装面に対して垂直な方向に変化する部分を含む面を含む配線面であって上記集積回路に接続された配線が延伸される配線面とを具備する第1の構造体と、上記第1の構造体の配線面に対して誘電体領域を介在させて配置される金属パターンを設けた第2の構造体と、上記配線と上記金属パターンとの間の上記誘電体領域の厚みを規定する少なくとも1つのスペーサ部材と、を具備する。

Description

電子モジュール、電子モジュールの製造方法および内視鏡
 本発明は、高周波特性に優れた電子モジュール、電子モジュールの製造方法および内視鏡に関する。
 近年、携帯端末の普及に伴って電子部品の小型化の流れが加速しており、これらを実装する基板(成形部品)に所定の機能を持たせて小型化を追求する技術の提案が活発になっている。例えば、日本国特開2016-86068号公報には、撮像装置に利用する技術として、基体部とその外面に形成された配線パターンを備え、かつ、実装面に凹所形成し、基板が発光素子のリフレクタ機能を兼用して小型化する技術が開示されている。この日本国特開2016-86068号公報においては、立体回路基板(成形部品)の凹部の底部に平面回路基板を当接させて実装することで閉空間を形成して、部品の実装スペースを確保している。ここで基板の機能を兼ねる成形部品は、いわゆるMID(Molded Interconnect Devices)技術によって形成されている。
 MIDとは、射出成形品等の立体成形品の表面に電気回路用の配線を一体形成した3次元成形回路部品のことで、MID技術を用いることで、従来の2次元回路とは異なり、傾斜面、垂直面、曲面、成形体内部の貫通孔等にも回路用配線を形成することができるようになる。これによって、通常の平面のプリント配線基板のように二次元方向のみならず、三次元方向に配線を延伸して実装電子部品との間で給電や通信を行うことが可能となる。また、MIDは、筐体そのものと配線基板を一体化できるため、部品点数の削減によるコストダウン等に寄与する。
 しかしながら、MIDを用いた成形部品においては、良好な高周波特性を得ることが困難な場合があるという欠点がある。
 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、良好な高周波特性を得ることができる電子モジュール、電子モジュールの製造方法および内視鏡を提供することを目的とする。
 本発明の一態様の電子モジュールは、集積回路が実装される平面状の実装面と、上記実装面に対して垂直な方向に変化する部分を含む面を含む配線面であって上記集積回路に接続された配線が延伸される配線面とを具備する第1の構造体と、上記第1の構造体の配線面に対して誘電体領域を介在させて配置される金属パターンを設けた第2の構造体と、上記配線と上記金属パターンとの間の上記誘電体領域の厚みを規定する少なくとも1つのスペーサ部材と、を具備する。
 本発明の一態様の電子モジュールの製造方法は、集積回路が実装される平面状の実装面と上記実装面に対して垂直な方向に変化する部分を含む面を含む配線面であって上記集積回路に接続された配線が延伸される配線面とを具備する第1の構造体と、金属パターンを設けた第2の構造体とを、少なくとも1つのスペーサ部材を用いて、上記配線と上記金属パターンとの間に規定の厚みの誘電体領域を介在させた状態で圧着する。
 本発明の一態様の内視鏡は、挿入部と、上記挿入部に設けられ、集積回路が実装される平面状の実装面と上記実装面に対して垂直な方向に変化する部分を含む面を含む配線面であって上記集積回路に接続された配線が延伸される配線面とを具備する第1の構造体と、上記第1の構造体の配線面に対して誘電体領域を介在させて配置される金属パターンを設けた第2の構造体と、上記配線と上記金属パターンとの間の上記誘電体領域の厚みを規定する少なくとも1つのスペーサ部材と、を具備する。
本発明の第1の実施形態に係るMIDモジュールを示した斜視図である。 本発明の第1の実施形態に係る電子モジュールの構成を説明するための斜視図である。 電子モジュールの模式的断面図である。 変形例を示す斜視図である。 電子モジュールを説明するための説明図である。 半田付けによって外部機器との接続を行う例を示す説明図である。 半田付けによって外部機器との接続を行う例を示す説明図である。 半田付け方法を説明するための説明図である。 半田付け方法を説明するための説明図である。 半田付け方法を説明するための説明図である。 単線と差動配線とが混在する電子モジュールを示す説明図である。 第2の実施の形態を示す図である。 撮像ユニット50として、側視型内視鏡に対応した撮像ユニット60を採用した例を示す斜視図である。 撮像ユニット50として、直視型内視鏡に対応した撮像ユニット70を採用した例を示す斜視図である。 撮像ユニット70の具体的な構成の一例を示す模式的に示す断面図である。 第3の実施の形態を示す斜視図である。
 以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
(第1の実施形態)
 図1及び図2は本発明の第1の実施形態に係る電子モジュールの構成を説明するための斜視図である。
 なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするために、構成要素毎に縮尺を異ならせることがあり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、および各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
 本実施の形態においては、MID技術による成形部品(構造体)であるMIDの表面に形成された配線層に対して所定間隔で対向する金属パターンを配置可能とすることにより、成形部品の高周波特性を改善することを可能にするものである。
 なお、このMIDとしては、特に日本国特開2008-159942号公報、日本国特開2011-134777号公報に開示されている微細複合加工技術を用いることができる。この微細複合加工技術によれば、射出成形品の表面に電気回路を形成するMID技術に、成形表面活性化処理技術とレーザーパターニング工法等を用いることで、微細パターニング、かつ、ベアチップ実装が可能な、いわゆる3D実装デバイスを実現することができる。
(高周波特性改善の困難性)
 ところで、高周波の信号が基板配線に流れる場合には、低周波の信号では無視できていたインピーダンス特性の影響が現れる。配線の線路に信号が伝わるとき、電圧と電流がペアになって,「進行波」として伝わるが、このときの電圧と電流の比が特性インピーダンスである。
 伝送路のモデルとして、両面基板の一方にグランド面を設置し、絶縁層を挟んだ反対面に信号線を配したマイクロストリップ型を採用することがある。このマイクロストリップ型について、日本国特開2001-326505号公報では、ビルドアップ工法によるコア基板上の積層領域に導体ストリップを配置する際に、コア基板の両面の電極を選択的に利用して特性インピーダンスを調整する提案が開示されている。
 この場合の特性インピーダンスは、配線(配線パターン)の幅、金属導電部(配線パターン)の厚み、基準層となるグランド(GND)層と配線パターンの距離、GND層と配線パターンとの間の絶縁体の比誘電率により決定される。すなわち、配線パターンの通電方向に直交する幅を広くしたり厚みを厚くしたり、配線パターン断面積を大きくすると特性インピーダンスは低下する。また、配線パターンとGND層との距離を近く(その間の絶縁体の厚みを薄く)しても特性インピーダンスが低下する。
 例えば、MIDの電極形成によって、特性インピーダンスZ0を50Ω(オーム)に設定した単線を形成しようとした場合、MID材料の比誘電率が一般的な樹脂と同等程度であるものとすると、MIDの配線幅を微細化していくと、配線パターンとGND層との間の樹脂厚みをきわめて薄くしなければならず、MIDの樹脂の加工が困難となる。逆に、樹脂厚みを大きくした場合には、例えば配線幅を広くとらなければならず、MIDによる構造体(MID構造体)を小さく構成したい場合の制約となる。
 つまり、特性インピーダンスは層間距離とパターンサイズとの設定により調整可能であるが、特性インピーダンスの最適化には、加工上の困難性が存在する。なお、差動伝送を考慮して、MIDに差動インピーダンスを100Ωとする差動線路を形成する場合においても同様の問題がある。
 なお、伝送路のモデルとしては、マイクロストリップ型だけでなく、多層基板化し、絶縁層を介し信号線の表裏をグランド面で挟むストリップ型も知られている。しかしながら、MIDは、樹脂成形した後その樹脂表面への配線形成を行うことから、FPC(Flexible Printed Circuits)やプリント配線板のような多層配線を形成することはできない。従って、従来、MIDの高周波特性を改善することは困難であった。
 そこで、本実施の形態においては、配線が形成されるMIDの表面側に、所定距離だけ離間して対向配置可能な面にGND層を有する部材を設けて、特性インピーダンスを最適化することにより、高周波特性を改善することを可能にする。
(構成)
 図1及び図2は電子モジュール1をMID構造体2,3により構成した例を示している。なお、MID構造体3としたが、この部材は必ずしもMIDにより構成する必要はない。MID構造体2,3は、図3に示すように、組み合わされ圧着されて電子モジュール1を構成するが、図1及び図2ではMID構造体2,3が圧着されていない状態を示している。
 MID構造体2は、所定形状の3次元構造を有する。図1及び図2の例では、MID構造体2は略直方体で、上面は、段差を有する2つの面2a,2cとこれらの面2a,2c相互間に設けられる傾斜面2bを有している。なお、MID構造体2の形状は一例であり、球面を含むどのような形状であってもよい。例えば、MID構造体2の形状は、電子モジュール1が組込まれる電子機器の形状に対応したものであってもよく、電子機器や電子モジュール1の機能の実現に適した形状であってもよい。
 図1及び図2の例では、MID構造体2の上面の面2aには、IC(集積回路)4が搭載される。面2a(以下、実装面2aともいう)、傾斜面2b及び面2c上には、IC4と面2cの外側端辺との間に、配線2dのパターンが形成されている。配線2dによって、電子モジュール1の外部とIC4との間で電気的な接続が可能である。なお、図1及び図2では、図面の簡略化のために、1本の配線2dのみを示したが、通常、配線2dとして電源用、GND(グランド)用や信号用の複数の配線が設けられる。
 いま、IC4の実装面2aに平行な面上において、実装面2aの一辺に平行な方向をY方向、Y方向に直交する方向をX方向とし、IC4の実装面2aに平行な面に対して垂直な方向をZ方向とする。なお、以下の説明においても、X,Y,Z方向の定義は同様とする。MID構造体2はMIDの技術で製作されるので、立体的に工夫されたMID構造体2の表面形状に沿って、配線2dを様々な方向に引き回すことができる。即ち、実装面2aに平行な面内だけでなく、実装面2aからZ方向に変化した異なる高さの部分において電源や信号の配線2dを形成することができる。
 即ち、面2b,2cは、実装面2aに対して傾斜する面(傾斜面)を含む面(以下、配線面ともいう)である。なお、図1及び図2では、面2bの傾斜面は、実装面2aに対して直交していない平面の例を示しているが、傾斜面としては、実装面2aに直交する面を含んでもよく、また、傾斜面は曲面であってもよい。即ち、配線面は、実装面2aに対して傾斜面を含む面と言ってもよいし、実装面2aに対して、垂直な方向に変化する部分を含む面と言ってよいし、あるいは、実装面2aに対して平行で無い面を含む面ということもできる。いずれにしても、配線面は、実装面2aに直交していない面、直交する面、実装面2aとは異なるZ方向の高さの面、曲面を含んでもよい。
 MIDは、部品を実装したり電気配線を設けたりする機能の他に、電子モジュール外に信号や電源を導く機能や、電子モジュールを機器本体に組み込む時の固定機能等を有することから、MID構造体2の外部形状や厚さ等について、加工上の制約の他に設計上の制約も存在する。従って、上述したように、MID構造体2の裏面に基準層となるGND層のパターンを設ける場合には、特性インピーダンスを考慮した設計にすることはできず、信号線の特性インピーダンスを最適化することはできない。なお、前述のように、配線2aのパターンを広くする方法もあるが、その場合、X方向の寸法が大きくなって大型化してしまう。
 また、多層基板のように、基準層となるGND層を配線2dの層の下部などの他の層に形成することも考えられるが、MIDは、成型した樹脂に金属薄膜を形成してから、あるいは金属メッキを施してから、その金属の不要部を除去したり、有機金属複合体に金属シード形成したりする際にレーザ照射を行って作成するため、表面の配線層形成は容易でも多層化は困難である。
 そこで、本実施の形態においては、基準層となるGND層を有するMID構造体3を設ける。MID構造体3は、MID構造体2の表面形状に対応した表面形状を一部に有する所定形状の3次元構造を有する。図1及び図2の例では、MID構造体3は略直方体で、底面は、段差を有する2つの面3a,3cとこれらの面3a,3c相互間に設けられる傾斜面3bを有している。MID構造体3の底面の面3a~3cは、面2a~2cに対応した形状に形成される。従って、MID構造体2及び3の配置によっては、面2a~2cの全範囲において面3a~3cとの距離を等間隔とすることができる。
 なお、MID構造体3の形状は一例であり、MID構造体2の配線2dが配設される配線に対向する面を除き、球面を含むどのような形状であってもよい。例えば、MID構造体3の形状は、電子モジュール1が組込まれる電子機器の形状に対応したものであってもよく、電子機器や電子モジュール1の機能の実現に適した形状であってもよい。
 MID構造体3は、樹脂等の非導電部材で成型された部材であり、面3a~3cには、GND層となる金属(プレーン)パターン3dが略全域に設けられている。図2の矢印に示すように、MID構造体2とMID構造体3とを、面2a~2cと面3a~3cとを所定距離離間させて対向配置することで、MID構造体2の配線2dのY方向の起伏に従って、1本又は複数本の配線2dの全てに対して、それぞれ金属パターン3dが特定の距離を隔てて沿うように設計されている。
 なお、配線2dの特性インピーダンスを最適化できれば、必ずしも面2a~2cの全範囲において面3a~3cとの距離を等間隔にしなくてもよい。例えば、面3a~3cの一部は等間隔でなくてもよい場合や、金属パターン3dを面3a~3cの略全域に形成しなくてもよい場合もあり、この場合には、MID構造体3の設計の自由度を向上させることが可能である。金属パターン3dは、面3cの端辺において端子3eに電気的に接続されており、端子3eを例えばグランド(GND)電位とすることで、金属パターン3dはGND層として機能するようになっている。
 本実施の形態においては、MID構造体2の配線2dとMID構造体3の金属パターン3dとの距離を特定の距離に規定するために、突形状のスペーサ2eが設けられている。図1及び図2の例では、スペーサ2eは、MID構造体2の面2a~2cの端辺の6箇所に設けた例を示している。MID構造体2とMID構造体3とをスペーサ2eを介在させて対向させて密着させることで、全配線2dと金属パターン3dとは特定の距離に規定される。
 なお、スペーサ2eの配置位置は、図1及び図2に限定されるものではなく、全配線2dと金属パターン3dとを特定の距離に維持することが可能であれば、スペーサ2eの配置位置、形状、サイズ等は適宜設定可能であり、例えば、スペーサ2eをMID構造体3の面3a~3cに設けてもよい。
 スペーサ2eを設けることで、配線2dと金属パターン3dとの間に隙間に誘電体領域が形成され、相互間でショートしないようになっている。
 なお、図1及び図2では、配線2dは面2a~2cの表面に配置する例を説明したが、配線2dの厚みを考慮すると、面2a~2cに溝を形成して、配線2dをこの溝に埋め込むように配置してもよい。例えば、配線2dの厚み分だけ配線2dを埋め込むことにより、配線2dの表面のみが面2a~2cから露出するように構成することも可能である。また、配線表面が面から下になってもよく、盛り上がってもよい。
 このよう構成された実施の形態においては、配線2dの特性インピーダンスは、配線2dの幅と厚み、配線2dと金属パターン3dとの距離、配線2dと金属パターン3dとの間の絶縁体の比誘電率により決定される。従って、配線2dと金属パターン3dとの間の距離、即ち誘電体領域の厚みをスペーサ2eによって適宜設定することで、特性インピーダンスを最適化することが可能である。
 このように本実施の形態においては、MIDの表面に設けた配線に対して、所定距離だけ離間して対向配置可能な面にGND層を有する部材を設ける。この部材とMID表面との距離をスペーサによって規定することで、MID構造体2の厚みに拘わらず、特性インピーダンスを最適化することを可能にしている。これにより、MIDの加工上及び設計上の制約を満足して必要な機能の達成を可能にしつつ、高周波特性を改善することが可能である。
(誘電体)
 上記説明では、配線2dと金属パターン3dとの間の誘電体領域に充填する材料については言及していないが、誘電体領域には空気が充填されていてもよい。また、誘電体領域に、所定の比誘電率の誘電体を設けてもよい。図3はこの場合の例を示す模式的断面図である。図3においてMID構造体2及びMID構造体3の構成は図1及び図2と同様である。図3は、構造体2,3の圧接時に、構造体2上の配線2dと構造体3の表面3a~3c上の金属パターン3dとが、複数の突起状のスペーサ2eによって適切な距離を隔てて接している状態の断面を、二つの構造体2,3の側面側から見て示している。
 図3の例は、MID構造体2の面2a~2cとMID構造体3の面3a~3cとの間の隙間(誘電体領域)に、所定の比誘電率の接着剤(誘電体)5を設けたものである。例えば、注入ノズル部6により、MID構造体2の面2a~2cとMID構造体3の面3a~3cとの間の誘電体領域に接着剤5を注入する。即ち、この場合には、配線2dと金属パターン3dとの間に、空気ではなく接着剤5が介在することになり、接着剤5の比誘電率によっても配線2dの特性インピーダンスを規定することが可能となる。これにより、特性インピーダンスを適正化する場合の設計の自由度が増大する。
 なお、図3では、Y方向を水平にして図示したが、Y方向が重力方向となるように電子モジュール1を配置して接着剤5の注入を行うことで、重力を利用して接着剤を配線方向を含む誘電体領域の全域に行き渡らせることができる。
 また、上記説明では、MID構造体2とMID構造体3とを圧着した状態で、注入ノズル部6により、接着剤5を誘電体領域に注入して充填するものとしたが、MID構造体2のスペーサ2eを除く上面に接着剤5を塗布した後、MID構造体3をMID構造体2に圧着するようにしてもよい。また、接着剤5の充填に代えて、誘電体領域に、所定の比誘電率の誘電体フィルムを貼付するようになっていてもよい。
 図1~図3の電子モジュール1は、X方向、Y方向に広がる実装面2aに対して、配線2dは少なくともZ方向及びY方向に延伸された配線パターンを形成し、この配線パターンのY方向の変化に対して金属パターン3dの電極面がY方向に追従するように変化しており、かつ、配線2dのパターンと金属パターン3dとがその変化方向に対して一定の隙間(誘電体領域)を保つように、複数のスペーサ2eが設けられている。スペーサ2eを複数の突起形状にすることにより、スペーサ2e相互間の隙間から誘電体領域を目視等で確認できるようになっており、モジュール製造時、検査時のチェックが容易である。また、図3のように樹脂を誘電体領域に充填する場合には、スペーサ2e同士の隙間に樹脂が適度に満たされるようにしてもよい。即ち、スペーサ2e同士の隙間は、充填量の誤差を吸収することに役立つ。
(GND電位との接続)
 上記説明では、金属パターン3dには、端子3eによりGND電位を与えるものとしたが、GND電位の与え方は他の方法でもよい。例えば、複数のスペーサ2eのうちの一つを導電材料により構成する方法を採用してもよい。図1において、スペーサ2fは、導電材料によって構成し金属パターン3dに対向した位置に配置した例を示している。また、MID構造体2の面2c上には、スペーサ2fに電気的に接続された配線パターン2gも形成されている。MID構造体2とMID構造体3とをスペーサ2e,2fを介在させて圧着することで、金属パターン3dはスペーサ2fと接触し、配線パターン2gと金属パターン3dとが電気的に接続される。これにより、配線パターン2gをGND電位にすることで、金属パターン3dをGND層にすることが可能である。なお、端子3eと配線パターン2gとは、いずれか一方のみが形成されていればよい。
 このように、本実施の形態によれば、誘電体領域の厚さは、スペースにより極めて狭くすることが可能である。また、ICに接続される配線2dを細くして多数並べることができる。例えば、スペーサによる誘電体領域の厚さは、数十μmオーダーまで狭くまですることが可能であり、配線2dは、配線形成工程による細線加工が可能な範囲で小型モジュール内に特性インピーダンスを適正化した複数本の配線が可能となる。従って、電子モジュール1は、小型でありながら高周波特性に優れており、電子モジュール1を用いることで高性能で高機能な電子機器の構築が可能になる。
 即ち、延伸方向が立体的に変化する配線パターンに対して、定電圧パターン(GNDパターン)を一定の間隔に保って配置可能とすることで、小型でありながら高性能のICに対して高速での情報伝送を安定して行う電子モジュールを構成することができる。
 また、構造体3もMIDで製作することにより、パターンの延伸方向が立体的に変化するMID構造体2に対して、この立体的な変化に追従して、即ち、誘電体領域の厚さを一定にして、GNDパターンを対向配置させる構造体3を容易に形成することができる。
 また、GNDパターンと配線の間隙を一定に保つ部材として、ここでは、突起物であるスペーサを採用した。これによって、以下の特徴を持つMID構造体2,3が提供できる。
 つまり、MID構造体2は、信号配線が形成され、信号配線とその配線に対して特定の間隔を保証して基準電位の金属のプレーン面との間隔を制御できる突起を持つ。この突起の作り出す空間には、所定の誘電率の接着材(エポキシ樹脂等)を充填でき、管理された誘電率で金属パターンが隔てられるので、配線の特性インピーダンスを保証し、安定的に性能を満足した高性能なIC制御が可能となる。なお、接着剤を充填することにより、二つの構造体の間隔を一定に維持しつつ固定することができ、間隙にゴミなどが入って構造体等に付着して配線の電気的特性を劣化させることもない。
(変形例)
 図4は変形例を示す斜視図である。図4において、図1及び図2と同一の構成要素には同一符号を付してある。図4のMID構造体8は、図1のMID構造体2と同様の構成であり、スペーサ2eに代えて遮蔽壁8eを採用した点がMID構造体2と異なる。なお、図4では、IC4として撮像素子を採用した例を示している。CMOSセンサ等の撮像素子を構成するIC4の撮像面には、積層型レンズ4aが搭載される。積層型レンズに入射した光はIC4の撮像面に導かれ、IC4の光電変換により撮像画像を得る。即ち、図4ではIC4及び積層型レンズ4aとにより撮像装置(撮像モジュール)が構成される。
 遮蔽壁8eは、図1~図3に示した突起形状の複数のスペーサ2e代えて、Z方向の高さはスペーサ2eと同じ高さを有し、面2a~2cの縁辺に沿って連続的に壁状に構成されたものである。遮蔽壁8eの上面とMID構造体3の底面(面3a~3c)とを圧着することで、配線2dと金属パターン3dとの間の誘電体領域の厚さを規定することができることは、図1~図3と同様である。即ち、図4の例においても、構造体8の配線2dと構造体3の金属パターン3dとを最適な間隔に保って配線2dの特性インピーダンスを適正値に保証する。
 また、遮蔽壁8eはMID構造体8,3の側面の略全域において、誘電体領域を閉塞することから、誘電体領域に接着剤5を充填する場合において、接着剤5の側面からの流れだしを防止することができる。
 MID構造体3は、面3cの端辺に壁構造部3fが設けられていてもよい。この壁構造部3fは、誘電体領域に充填する接着剤5の充填に際して、充填量を適正化する機能を有する。
 図5はこの機能を説明するための説明図であり、MID構造体8,3を圧着して接着剤5を充填した状態を、Y方向からみて示したものである。X方向には、遮蔽壁8e相互間の距離よりも壁構造部3fの長さは、若干短く構成される。これにより、図5に示すように、MID構造体8とMID構造体3とを圧着した状態において、X方向には壁構造部3fと遮蔽壁8eとの間に開口部9が生じる。
 壁構造部3fは、誘電体領域への接着剤5の充填時には、面2c,3c端辺の開口を一部塞いで、適宜の寸法の開口部9を形成する。これにより、接着剤5を誘電体領域外にこぼれるにくくすることができると共に、適量の樹脂充填量での充填を可能にする。即ち、接着剤5の充填時には、開口部9にまで接着剤5が達して、開口部9が接着剤5で適度に満たされるようにすればよい。充填量の誤差をこの開口部9のトンネル状部分の間のスペースで吸収するのである。
 このように、以下の特徴を持つMID構造体8,3が提供できる。つまり、MID構造体8は、信号配線が形成され、信号配線とその配線に対して特定の間隔を保証して基準電位の金属のプレーン面との間隔を制御できる突起(壁構造部)を持つ。MID構造体8,3による電子モジュールは、突起の作り出す空間に、所定の誘電率の接着材(ユリア樹脂等)を充填できるので、配線の特性インピーダンスを保証することができる。このように作業性が良く、作業の工数を短くし、信頼性が高く、適切な特性インピーダンスを保証し、安定的に性能を満足した高性能なIC制御が可能となる小型電子モジュールが提供できる。
 また、図4ではMID構造体8,3により構成可能な電子モジュールの例として、IC4及び積層型レンズ4aを搭載して、全体として撮像モジュールを構成する例を示した。積層型レンズは、IC4の実装面に直交した方向(Z方向)からの被写体光学像が入射され、IC4は配線をY方向に延伸させることができる。従って、図1~図4に示す電子モジュールにより構成した撮像モジュールを、例えば、側視型内視鏡先端部に組み込み、その制御信号や撮像信号を、内視鏡挿入の方向の反対側に導くことも可能である。
(外部機器との接続)
 上記説明では、配線2d及び金属パターン3dと外部機器との接続の仕方については省略したが、例えば、半田付けによって電気的な接続を行う方法を採用してもよい。例えば、図1から図5で説明した2つの構造体からなる電子モジュールを、例えば内視鏡等の外部機器に組み込む場合には、この電子モジュールを制御する制御部を有する外部機器からのケーブルを、配線2d及び金属パターン3dに半田付けする。なお、配線2d及び金属パターン3dに電極を設け、この電極にコネクタやソケットを利用して、外部機器との接続を行うようになっていてもよい。
 図6及び図7は半田付けによって外部機器との接続を行う例を示す説明図である。図6及び図7は、電子モジュールをMID構造体10,3により構成した例を示しており、MID構造体10は、MID構造体3よりもY方向に延長された面11を有している点がMID構造体2と異なる。図6は図7のVIーVI線のZY平面で切断して断面を模式的に示し、図7は上面から見た状態を模式的に示している。
 面11は、面2cに連続する平面であり、配線2dは面11上において、広幅の半田付け電極12aに接続されている。また、図1の配線パターン2gは、面11上において、広幅の半田付け電極12bに接続されている。ケーブル線21としては、例えばシールド線(シールドケーブル)を採用してもよい。なお、シールドケーブルとは、金属導線を用いた電気通信用ケーブルのうち、導線(芯線)を金属製の箔や組み紐などで覆ったケーブルであり、外部からの電磁ノイズの干渉を防ぎ、また、内部に複数の導線がある場合は各導線相互の干渉を低減することができる。図7ではケーブル線21は芯線22aと芯線22aの周囲を覆う金属製の箔や組み紐により構成されたシールド部導体22bとを有する。芯線22aは、半田付け電極12aに半田付けされ、シールド部導体22bは半田付け電極12bに半田付けされる。これにより、配線2dには芯線22aを介して信号が伝送され、金属パターン3dにはシールド部導体22bから半田付け電極12b、配線パターン2gを介して基準電位が供給可能である。
 このように、図6及び図7の例では、MID構造体10の長さをMID構造体2よりも若干長くすることで、半田接続のための領域を確保することができる。なお、半田付け電極12aは、配線2dの数だけ設けられる。
 図6及び図7の例では、半田付け電極12a,12bを構造体10に設ける例を説明したが、半田付け電極12a,12bを構造体2,3に分けて設けてもよい。例えば、図1の端子3eを設けて、シールド部導体22bについては、この端子3eに半田付けするようになっていてもよい。
 図8から図10は他の半田付け方法を説明するための説明図である。
 図8及び図9は、電子モジュールをMID構造体13,14により構成した例を示しており、MID構造体13は、面2cに接続された面15の平面形状が図6及び図7のMID構造体10と異なり、MID構造体14は、面3cに接続された面16を有する点がMID構造体3と異なる。なお、ここでの面2cは図1での面2cを示す。図8は図9のVIIIーVIII線のZY平面で切断して断面を模式的に示し、図9は上面から見た状態を模式的に示している。
 図6及び図7の半田付け方法では、1本のケーブル21から分岐した芯線22aとシールド部導体22bとを半田付け電極12a,12bに接続するようになっていることから、芯線22a及びシールド部導体22bのコシに応じた応力により、半田付け電極12a,12bに剥離等の不良が生じる虞がある。そこで、図8及び図9では、配線2dに接続される信号伝送用と、金属パターン3dにGND電位を供給するGND用とで別々のケーブルを用いる。
 図8及び図9に示すように、MID構造体14には、面3cの端辺からY方向に延出された面16が形成されており、面16はX方向の寸法が面3cよりも短く、MID構造体13の半田付け電極12aに対向する領域が存在しない。面16には金属パターン3dに接続された半田付け電極12cが形成されている。また、MID構造体13の面15は、X方向の寸法がMID構造体10の面11よりも短く、MID構造体14の半田付け電極12cに対応する領域が存在しない。従って、半田付け電極12a,12cは、それぞれZ方向には開放されており、半田付けのスペースが確保されている。
 ケーブル線23aは、芯線24aを有し、芯線24aが半田付け電極12aに半田25aにより半田付けされる。ケーブル線23aの芯線24a、半田付け電極12a及び配線2dにより、外部機器とIC4との信号伝送が行われる。また、ケーブル線23bは芯線24bを有し、芯線24bが半田付け電極12cに半田25bにより半田付けされる。ケーブル線23bの芯線24b及び半田付け電極12cにより、外部機器からGND電位が金属パターン3dに供給される。
 このように、図8及び図9の例では、、ケーブル23a及び23bの芯線24a,24bをそれぞれ半田付け電極12a,12c部分に不要な応力を生じることなく配置することができ、半田付け電極12a,12cの剥離等の不良は生じにくい。
 図10は、電子モジュールをMID構造体10,17により構成した例を示しており、MID構造体17はMID構造体3に対してMID構造体10の面11に対向する領域まで延設された領域18を有する。図10は図7のVIIIーVIII線のZY平面に対応する位置でMID構造体10,17を切断して断面を模式的に示している。
 領域18の底面には、半田付け電極12aに対応する領域に凹部18aが形成される。また、図10では図示していないが、領域18の底面には、半田付け電極12bに対応する領域にも凹部が形成される。凹部18aは、MID構造体10とMID構造体17とを圧着した場合に、半田付け電極12aに半田付けされた芯線22aを半田25c上から押圧するようになっている。また、半田付け電極12bに対応する領域に形成された図示しない凹部についても、MID構造体10とMID構造体17とを圧着した場合に、半田付け電極12bに半田付けされたシールド部導体22bを図示しない半田上から押圧するようになっている。また、図示しない凹部及び凹部18aは、X方向及びY方向には、おおよそ半田のX方向及びY方向のサイズに対応するサイズに形成されて、半田をX,Y,Z方向に押圧する。
 このように、芯線22aを半田付け電極12aに固定する半田25c及びシールド部導体22bを半田付け電極12bに固定する半田がそれぞれ凹部18a及び図示しない凹部により押圧固定される。この結果、ケーブル23a及び23bの芯線22a,シールド部導体22bの応力によって、半田付け電極12a,12bに剥離等の不良が生じることを防止することができる。
(差動伝送)
 上記説明では、配線2dは、単線である例を示したが、本実施の形態は、一対の配線(差動配線)により互いに逆相の信号を流す差動伝送に適用することも可能である。差動伝送は、差動配線により伝送された信号同士の差分を用いることから、外部ノイズがキャンセルされるので、誤動作を抑制することができ、高速の信号伝送に好適である。また、互いに逆向きに電流が流れ、信号により生じる磁束が打ち消されるので、信号の高調波によるEMI(Electro Magnetic Interference)ノイズが低減される利点もある。
 従って、上記各図における配線2dを1対の差動配線として、電子モジュールを構成してもよい。更に、単線である配線2dと、差動配線とが混在した電子モジュールを構成することも可能である。
 図11はこのような単線と差動配線とが混在する電子モジュールを示す説明図である。図11は電子モジュールをMID構造体19,20により構成した例を示している。図11の電子モジュールは、上記各図で示した電子モジュールと同様の特徴を備えたものであり、図11は図1のXZ平面に相当する位置で切断した配線面位置の断面を示している。
 MID構造体19は、上述したMID構造体2,8,10,13と同様に、IC4が実装される平面状の実装面2aと、上記実装面2aに対して傾斜する傾斜面2bを含む配線面19cであって、IC4に接続された配線19d1,19d2P,19d2N(以下、これらの配線を代表して配線19dともいう)が延伸される配線面19cを具備する。なお、MID構造体19においても、球状を含むどのような形状に構成してもよい。配線19d1は、単線であり、配線19d2P,19d2Nは、一対の差動配線である。
 なお、図11では、図面の簡略化のために、1本の配線19d1と一対の差動配線19d2P,19d2Nのみを示したが、複数の単線及び複数対の差動配線が延伸されていてもよい。
 MID構造体20は、上述したMID構造体3,14,17と同様に、MID構造体19の配線面19cに対して、誘電体領域32を介在させて配置される金属パターン31が形成された面31cを有する。MID構造体20の形状についても、配線面19cに対向する面31cの形状を除き、どのような形状に構成してもよい。
 本実施の形態においては、面31cの形状は、配線19dの延伸方向については、配線面19cの形状に対応する。一方、延伸方向に直交する方向、即ち、複数の配線19dが配列されるX方向については、配線面19cの形状と配線19dが単線であるか差動配線であるかの区別とに応じた形状となる。図11に示すように、配線19d1上の誘電体領域32の厚みと配線19d2P,19d2N上の誘電体領域32の厚みとは相互に異なる。
 このような誘電体領域32の厚みを維持するために、図11の例では、MID構造体19のX方向、即ち、配線19dの延伸方向に直交する方向の一端部にはスペーサ19e1が形成され、他端部にはスペーサ19e2が形成される。スペーサ19e1のZ方向高さとスペーサ19e2のZ方向高さとは相互に異なり、配線19d1上の誘電体領域32の厚みと配線19d2P,19d2N上の誘電体領域32の厚みとを所定の厚みに維持するようになっている。
 差動伝送(平衡伝送)においては、一対の差動配線には相互に逆極性の信号が加えられることから、差動インピーダンスを最適化する必要がある。なお、対となる差動配線の均一性や対称性も重要である。配線線路の特性インピーダンスだけを均一にすれば良いだけでなく、負荷インピーダンスに一致させなければ、反射波が生じて伝送に無駄が生じ、波形が乱れるなどの弊害が起こる。そこで、高速信号伝送ではデバイス入出力や信号パターンの特性インピーダンスと負荷インピーダンスとを一致させることで反射波が生じないようにしている。
 通常、インピーダンス整合回路によって、シングル伝送では同軸ケーブルで多く用いられている50Ωを特性インピーダンスに設定して特性を改善する。しかし、差動伝送では 特性改善のために、差動インピーダンス90~110Ωを用いる必要があり、同一基板上にシングル伝送と差動伝送とのための回路を併存させる構成も存在する。
 これについて、図11の例では、特性インピーダンス及び差動インピーダンスの最適化が可能である。上述したように、配線基板のインピーダンスは、配線の幅及び厚み、基準層となるGND層との距離、その間にある絶縁体の比誘電率に基づいて決定される。図11の例では、これらの設定を、高い自由度で変更可能である。
 例えば、配線19d1の特性インピーダンスを50Ωに最適化した場合には、差動配線19d2P,19d2Nの差動インピーダンスの最適値は100Ωである。従って、配線19d1と配線19d2P,19d2Nの幅と厚み、誘電体領域32の比誘電率が一様であるものとすると、配線19d1と配線19d2P,19d2N上の誘電体領域の厚みが1対2の関係であれば、配線19d1の特性インピーダンス及び差動配線19d2P,19d2Nの差動インピーダンスを最適化することができる。
 このように、図11の例では、単線及び差動配線が混在する電子モジュールにおいても、簡単な構成で特性インピーダンス及び差動インピーダンスを最適化することが可能である。
 なお、図11では、配線19d1と配線19d2P,19d2Nの幅と厚みが同一であるものとして、配線19d1と配線19d2P,19d2N上の誘電体領域の厚みを決定したが、配線19d1と配線19d2P,19d2N上の誘電体領域の厚みを一様にして、配線19d1と配線19d2P,19d2Nの幅を変化させた場合でも、同様の効果を得ることができ、また、配線19d1と配線19d2P,19d2Nの幅と厚み、配線19d1と配線19d2P,19d2N上の誘電体領域32の厚みの両方を変化させて、特性インピーダンス及び差動インピーダンスを最適化するようにしてもよい。
(第2の実施の形態)
 図12は第2の実施の形態を示す図である。本実施の形態は上記各電子モジュールを内視鏡システムに適用したものである。
 図12に示すように、内視鏡システム40は、内視鏡41と、ビデオプロセッサ51と、光源装置52と、モニタ57と、を具備する。内視鏡41は、被検体の体腔内に挿入可能な挿入部42を具備する。挿入部42の先端部42Aには、被検体の体内画像を撮像するための撮像ユニット50(図12では図示省略)を具備する。撮像ユニット50は、被検体内を撮像し、撮像信号を出力する。
 内視鏡41の挿入部42の基端側には、内視鏡41を操作する各種ボタン類が設けられた操作部43が配設されている。操作部43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チャンネルの処置具挿入口43Aを有する。なお、挿入部42の先端には、チャンネル開口部が設けられる。
 挿入部42は、撮像装置1が配設されている先端部42Aと、先端部42Aの基端側に連設された湾曲自在な湾曲部42Bと、この湾曲部42Bの基端側に連設された可撓管部42Cとによって構成される。湾曲部42Bは、操作部43の操作によって湾曲する。
 操作部43の基端部側に配設されたユニバーサルコード45には、先端部42Aに設けた撮像ユニット50に接続された信号ケーブル46が挿通されている。ユニバーサルコード45は、コネクタ45Aを介してビデオプロセッサ51および光源装置52に接続される。ビデオプロセッサ51は内視鏡システム40の全体を制御するとともに、撮像ユニット50が出力する撮像信号に対する信号処理を行い、画像信号を出力する。モニタ57は、ビデオプロセッサ51から画像信号が与えられて、内視鏡画像を表示する。
 光源装置52は、例えば、白色LEDを有して、白色光を出射する。光源装置52が出射した白色光は、ユニバーサルコード45を挿通するライトガイド(不図示)を経由して先端部42Aの照明光学系(不図示)に導光されて、被写体に照射される。
 本実施の形態においては、撮像ユニット50としては、上記実施の形態における電子モジュールを採用することができる。
 図13は撮像ユニット50として、側視型内視鏡に対応した撮像ユニット60を採用した例を示す斜視図である。なお、図13は図12の先端部42Aとして採用可能な側視型の先端部61の具体的な構成の一例を示しており、図13中の撮像ユニット60は、図4に対応するものである。なお、撮像ユニット60は、上記実施の形態の各種の電子モジュール60A(図13の破線部)、撮像素子を構成するIC4(図13では不図示)及び積層型レンズ4aにより構成される。
 図13の先端部61は、基端側が湾曲部42Bに連設されて、挿入部42の先端に設けられる。先端部61は、撮像ユニット60を収納する部分と、処置具挿入口43Aから挿入された処置具の先端を出入させるためのチャンネル開口部62が形成される部分とが並設された硬質の先枠部61aを有する。
 チャンネル開口部62の前方(先枠部61aの先端側)には、処置具の起上台63が配設されており、処置具挿通チャンネルに挿通されてチャンネル開口部62から出た処置具は、起上台63の動作により、先端部の向きが変更可能となっている。なお、処置具挿通チャンネルを経由してチャンネル開口部62から小型の内視鏡を突出させることもできる。このような挿通チャンネルは、操作性に富む処置具が出入りするため、あるいは起上台63の上で向きを変える時の変形を防止するため、金属または樹脂などの硬質の材料を採用した部材により構成される。
 撮像ユニット60の前方には照明光学系64が配設されている。光源装置52からユニバーサルコード45及び挿入部42内を挿通された図示しないライトガイドは照明光学系64に導かれ、照明光学系64から照明光が被写体に出射されるようになっている。
 先端部61における電子モジュール60Aは、先端部61の長手方向が図4のY方向、先端部61の短手方向が図4のX方向、長手方向及び短手方向に広がる面に直交する方向が図4のZ方向となるように配置されている。即ち、撮像ユニット60は、IC4及び積層型レンズ4aによる撮像方向が、挿入部42(先端部61)の挿入方向に対して直交する方向である。即ち、電子モジュールである撮像ユニット60は、内視鏡の挿入時に側面を撮像するように配置されている。
 撮像ユニット60のIC4上には積層型レンズ4aが設けられており、IC4には電子モジュール60Aの配線(配線2d等の単線や配線19d2P,19d2N等の差動配線)が接続される。この配線は挿入部42内を挿通された信号ケーブル46に接続される。これにより、IC4は、ビデオプロセッサ51により駆動され、被写体光学像を光電変換し、撮像信号を配線及び信号ケーブル46を経由してビデオプロセッサ51に出力する。上述したように、配線の特性インピーダンスは最適化されており、電子モジュール60Aの高周波特性は優れている。従って、IC4により高画質の撮像画像の取得が可能である。
 挿入部42及び先端部61は、被検体の体腔内に挿入されることから、被検体の苦痛を減らすために、小径化する必要がある。電子モジュール60Aは、2つのMID構造体相互間に配線を設けて、配線をX方向及びY方向だけでなく、Z方向にも延伸させることが可能であることから、電子モジュール60Aの外形を任意の形状に設計することが可能であると共に、IC4及び積層型レンズ4aの配置に拘わらず、電子モジュール60Aを先端部61内の適宜の位置に配置することができる。従って、撮像ユニット60を先端部61の形状に応じた最適な形状で適宜の位置に配置することができ、例えば、図13のように、IC4及び積層型レンズ4aを先端部61の凹部65に配置して、先端部61を小型化することができる。
 このように本実施の形態においては、内視鏡は、上記実施の形態の電子モジュールを利用した撮像ユニットを備える。電子モジュールは、配線と金属パターンとが規定の厚みの誘電体領域を介在させて対向配置される構成となっており、高周波特性に優れている。従って、撮像ユニットにより高画質の撮像画像を得ることができる。また、電子モジュールは、配線を3次元方向に延伸することが可能であると共、外形を適宜設定することが可能であることから、撮像部の配置に拘わらず任意の方向に配線を延伸しながら、細径化された挿入部の先端部に、容易に配置することが可能である。このように、本発明の特徴である電子モジュールを採用することによって、側視型の内視鏡を小型化することができ、確実な処置具制御や撮像素子制御で、信頼性の高い、使いやすい内視鏡製品を提供可能となる。
(変形例)
 図14は撮像ユニット50として、直視型内視鏡に対応した撮像ユニット70を採用した例を示す斜視図である。なお、図14は図12の先端部42Aとして採用可能な直視型の先端部71の具体的な構成の一例を、一部を破断して示しており、図14中の撮像ユニット70は、上記実施の形態の特徴を具備する電子モジュール70A、撮像素子であるIC4及び積層型レンズ4aにより構成される。
 図14の先端部71は、基端側が湾曲部42Bに連設されて、挿入部42の先端に設けられる。先端部71は、撮像ユニット70を収納する部分と、処置具挿入口43Aから挿入された処置具の先端を先枠部71aの先端側から出入させるためのチャンネル開口部72やライトガイドからの照明光を被写体に照射する照明光学系73が設けられる部分とが並設された硬質の先枠部71aを有する。
 図15は、撮像ユニット70の具体的な構成の一例を模式的に示す断面図である。
 電子モジュール70Aは、MID構造体82,83によって構成される。MID構造体82は、キャビティ(くぼみ)部81を備えた筐体である。なお、MID構造体83としたが、この部材は必ずしもMIDにより構成する必要はない。キャビティ部81の底面は、IC4が実装される実装面82aを構成する。IC4上には積層型レンズ4aが搭載される。
 MID構造体82の表面には、実装面82aに隣接して、キャビティ部81の壁面、MID構造体82の上面及び側面により構成される配線面82cが形成される。この配線面82c上に、IC4に接続される単線や差動配線による配線82dが延設されている。配線82dは、MID構造体82の側面下端において、ケーブル91aの芯線92aに半田93aにより接続される。なお、通常、配線面82cには、複数系統の配線82dが延設される。
 MID構造体83は、MID構造体82の配線面82cに対向し、配線面82cの形状に応じて変化する形状を有する面83cが形成されている。面83cの表面には、金属パターン83dが形成される。なお、金属パターン83dは、面83cの略全面に形成されていてもよい。即ち、MID構造体82とMID構造体83とを、配線面82cと面83cとを所定距離離間させて対向配置することで、MID構造体82の配線82dのY,Z方向の起伏に従って、配線82dの全てに対して、それぞれ金属パターン83dが特定の距離を隔てて沿うように設計されている。
 ケーブル91a,91bは、挿入部42内に挿通されて、ビデオプロセッサ51に接続される。これにより、ビデオプロセッサ51は、ケーブル91a及び配線82dを経由してIC4を駆動するための信号を供給し、ケーブル91bを経由して基準電位を金属パターン83dに供給する。これにより、金属パターン83dは、GND層として機能する。
 配線82dと金属パターン83dとが特定の距離を保って対向配置されるので、配線82dの特性インピーダンスや差動インピーダンスを、MID構造体82,83の外形状に拘わらず、最適値とすることが可能である。なお、MID構造体82とMID構造体83との間の誘電体領域には、所定の比誘電率の接着剤を充填してもよい。
 MID構造体82の配線82dとMID構造体83の金属パターン83dとの距離を特定の距離に規定するために、スペーサ82eが設けられている。図15の例では、スペーサ82eは、断面がL字状であり、MID構造体82とMID構造体83との間のZ及びY方向の間隔を一定に維持することができる。
 なお、配線82dの特性インピーダンス(あるいは差動インピーダンス)が最適化されるように、スペーサ82eの寸法、配線82dの延伸方向に直交する断面の寸法が決められている。また、図15の例は、スペーサ82eの位置を単純化して示したものであり、これに限るものではない。
 このよう構成された撮像ユニット70が、図14に示すように、先端部71に収納される。
 図15の例は、MID構造体82にキャビティ部81を設け、その底面の実装面82aにIC4及び積層型レンズ4aを実装し、IC4に接続される配線82dをキャビティ部81の壁部を超えてMID構造体82の側面に延伸させるようになっている。即ち、図15の例は、実装面82aに実装されたIC4及び積層型レンズ4aの撮像方向に対して、反対側の方向に配線82dを延伸させやすい構造となっている。最終的には、配線82dは、挿入部42に挿通されたケーブル91aに接続される。即ち、図15の例は、図14に示したように、挿入部42の挿入方向と撮像方向がZ方向に一致する直視型の内視鏡に好適なものとなる。
 このように、この変形例においても、撮像ユニット70は、上記実施の形態の特徴を備えた電子モジュール70Aを採用しており、良好な高周波特性によって高画質の内視鏡画像の取得を可能にすると共に、先端部71の細径化に寄与する。
 なお、MID構造体82は、キャビティ部81により、IC4及び積層型レンズ4aを保護すると共に、積層型レンズ4aに入射する有害光の影響を壁部で防止する機能も有している。
 また、上記図15の例では、キャビティ部81の壁面上の配線82dの部分には、MID構造体83の面83c及び金属パターン83dが形成されていないが、この部分においても、配線82dと所定の厚みの誘電体領域を介在させて金属パターン83dを配設するように構成してもよい。
(第3の実施の形態)
 図16は第3の実施の形態を示す斜視図である。図16において図15と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
 上記各実施の形態の電子モジュールは、2つの構造体との間の誘電体領域の厚みを所定の厚みに維持するために、突起状又は壁状のスペーサ部材を採用した。これに対し、本実施の形態は、これらのスペーサ部材に代えてあるいはこれらのスペーサ部材と併用して腕形状の支持部材をスペーサ部材として採用するものである。
 MID構造体92は、側面に係止部85を有する点が図15のMID構造体82と異なる。係止部85は、MID構造体92のX方向の一方の側面と他方の側面との2箇所に設けられる。MID構造体93には、上面端辺のX方向の両端部に、下方(MID構造体92側)に向かって延設された腕形状の一対の支持部材95が設けられる。一対の支持部材95の下端には互いに向き合う向きに突出した係止部95aが設けられる。
 支持部材95の係止部95aと、MID構造体92の係止部85とを係合させるように、MID構造体93の面83cをMID構造体92の配線面82cに対向させながら近接させる。係止部95aと係止部85とが係合することで、MID構造体92とMID構造体93とがX方向、Y方向及びZ方向に互いに固定される。
 このように、支持部材95がMID構造体92,93の側面に架け渡されて係止部95a,85により固定されることで、MID構造体92とMID構造体93とが相互に固定される。これにより、MID構造体93の金属パターン83dとMID構造体92の配線82dとの間に規定の厚みの誘電体領域を形成させることができる。なお、誘電体領域には所定の比誘電率の接着剤を介在させるようになっていてもよい。
 このように本実施の形態においては、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができるとともに、接着時の保持等の工程を簡易化することが可能となる。
 なお、図16では図15の電子モジュール適用した例を説明したが、上記各実施の形態における各電子モジュールに適用可能である。
 本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。例えば、内視鏡として説明した部分は、その他コンシューマ用カメラ、産業用カメラ、車載カメラ、監視カメラなどに置き換えた応用が可能である。本発明における電子モジュールは、高周波特性が良好であり、撮像装置に限らず、高周波信号を扱う各種電子機器に適用することで、当該電子機器の特性を向上させることが可能となる。また、本発明における電子モジュールは、MID構造体により構成しており、電子機器への組み込みが容易である。従って、携帯性ゆえに小型軽量化が求められる携帯端末、あるいは置き場所を小さくしたいAI(人工知能)スピーカーをはじめとするネット端末、IoT(Internet of Things)家電や、日常を見守って対象の安全を保障する見守り用カメラに応用することが出来る。さらに、移動機能が重要なため小型化、軽量化、さらに機器の重心やバランスも重要なロボット(掃除機なども含む)、ドローンなど移動体への組み込みも容易である。
 また、上記記載の電子モジュール、撮像ユニットのキャビティ部を有する立体配線基板は、射出成形によるMID技術で作成されたものに限定する必要はなく、例えば、3Dプリンタによる加工または切削加工によって作成してもよい。材質も樹脂には限定されず、セラミックまたはガラスエポキシを用いても良い。

Claims (14)

  1.  集積回路が実装される平面状の実装面と、上記実装面に対して垂直な方向に変化する部分を含む面を含む配線面であって上記集積回路に接続された配線が延伸される配線面とを具備する第1の構造体と、
     上記第1の構造体の配線面に対して誘電体領域を介在させて配置される金属パターンを設けた第2の構造体と、
     上記配線と上記金属パターンとの間の上記誘電体領域の厚みを規定する少なくとも1つのスペーサ部材と、
    を具備することを特徴とする電子モジュール。
  2.  上記誘電体領域に充填されて上記第1及び第2の構造体を接着する接着剤、
    を具備することを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。
  3.  上記配線面には、上記集積回路に接続された複数の配線が延伸され、
     上記誘電体領域は、上記複数の配線のうちの少なくとも1つの配線上の厚みと他の配線上の厚みとが異なり、且つ同一配線上の厚みは一定である、
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。
  4.  前記少なくとも1つのスペーサ部材のうちの少なくとも1つは、金属材料で形成され、前記金属パターンに接続されて前記金属材料に電位を与える配線に接続される、
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。
  5.  上記集積回路は、撮像機能を有し
     上記第1の構造体は、キャビティ部を有し、
     上記キャビティ部は、底面に上記集積回路を配置し、上記集積回路の撮像方向と略同じ方向に壁構造を有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。
  6.  上記第1の構造体は、上記配線延伸方向の端部にケーブルを半田付けするための半田付けパターンが設けられ、
     上記第2の構造体は、上記半田付け部における半田の寸法に応じた回避スペースを有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。
  7.  上記誘電体領域の厚みは、上記配線の断面の寸法及び上記誘電体領域の比誘電率に応じて決定する、
    ことを特徴とする請求項1又は3に記載の電子モジュール。
  8.  上記誘電体領域の厚みは、均一である、
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。
  9.  上記配線面には、単線及び差動配線の少なくとも一方の配線が延伸される、
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。
  10.  上記スペーサ部材は、上記第1の構造体と第2の構造体との間に配置される突起形状の少なくとも1つの部材により構成される、
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。
  11.  上記スペーサ部材は、上記第1の構造体と第2の構造体との間に配置される壁形状の少なくとも1つの部材により構成される、
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。
  12.  上記スペーサ部材は、上記第1の構造体と第2の構造体とに架け渡されて第1の構造体と第2の構造体とを相互に支持する少なくとも1つの部材により構成される、
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。
  13.  集積回路が実装される平面状の実装面と上記実装面に対して垂直な方向に変化する部分を含む面を含む配線面であって上記集積回路に接続された配線が延伸される配線面とを具備する第1の構造体と、金属パターンを設けた第2の構造体とを、少なくとも1つのスペーサ部材を用いて、上記配線と上記金属パターンとの間に規定の厚みの誘電体領域を介在させた状態で圧着する、
    ことを特徴とする電子モジュールの製造方法。
  14.  挿入部と、
     上記挿入部に設けられ、集積回路が実装される平面状の実装面と上記実装面に対して垂直な方向に変化する部分を含む面を含む配線面であって上記集積回路に接続された配線が延伸される配線面とを具備する第1の構造体と、上記第1の構造体の配線面に対して誘電体領域を介在させて配置される金属パターンを設けた第2の構造体と、上記配線と上記金属パターンとの間の上記誘電体領域の厚みを規定する少なくとも1つのスペーサ部材と、を具備する電子モジュールと、
     上記集積回路上に搭載される撮像装置と、
    を具備することを特徴とする内視鏡。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008130601A (ja) * 2006-11-16 2008-06-05 Mitsubishi Electric Corp 基板間接続構造の製造方法、基板間接続構造およびパッケージ
WO2016203797A1 (ja) * 2015-06-16 2016-12-22 オリンパス株式会社 撮像モジュール、内視鏡システムおよび撮像モジュールの製造方法
WO2017006614A1 (ja) * 2015-07-08 2017-01-12 アルプス電気株式会社 高周波モジュール
WO2018092234A1 (ja) * 2016-11-17 2018-05-24 オリンパス株式会社 光モジュール、撮像モジュールおよび内視鏡
JP2019016678A (ja) * 2017-07-06 2019-01-31 株式会社フジクラ 基板モジュール及び基板モジュールの製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008130601A (ja) * 2006-11-16 2008-06-05 Mitsubishi Electric Corp 基板間接続構造の製造方法、基板間接続構造およびパッケージ
WO2016203797A1 (ja) * 2015-06-16 2016-12-22 オリンパス株式会社 撮像モジュール、内視鏡システムおよび撮像モジュールの製造方法
WO2017006614A1 (ja) * 2015-07-08 2017-01-12 アルプス電気株式会社 高周波モジュール
WO2018092234A1 (ja) * 2016-11-17 2018-05-24 オリンパス株式会社 光モジュール、撮像モジュールおよび内視鏡
JP2019016678A (ja) * 2017-07-06 2019-01-31 株式会社フジクラ 基板モジュール及び基板モジュールの製造方法

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