摄像单元、胶囊型内窥镜和胶囊型内窥镜的制造方法与流程

本发明涉及经由第1中继布线板和第2中继布线板将安装有摄像元件的第1基板和安装有电子部件的第2基板电连接的摄像单元、具有所述摄像单元的胶囊型内窥镜和所述胶囊型内窥镜的制造方法。

背景技术：

具有拍摄功能和无线发送功能的胶囊型内窥镜处于普及阶段。胶囊型内窥镜从被被检者吞下后到自然排出期间，伴随蠕动运动在胃、小肠等消化管的内部移动，使用拍摄功能来拍摄脏器的内部。

在消化管内移动期间，通过无线发送功能将由胶囊型内窥镜拍摄的图像作为图像信号发送到设置于被检体的外部的外部装置中，并存储于其存储器中。被检者通过携带具有无线接收功能和存储器功能的外部装置，在吞下胶囊型内窥镜以后，能够自由行动。在利用胶囊型内窥镜的观察后，使显示器等显示存储于外部装置的存储器中的图像，进行诊断等。这里，为了实现低侵袭化，胶囊型内窥镜的小型化(短小化和细径化)是重要的课题。

在日本特开2013-48826号公报中公开了将摄像单元收纳在壳体内的胶囊型内窥镜，该摄像单元包含经由挠性基板部将多个大致圆形的基板部相连的布线板。

但是，由于多个基板部在该布线板中相连并成为一体，因此即使在仅任意一个基板部存在异常的情况下，也无法使用该布线板。

在日本特开2004-14235号公报中公开了能够在将导体和导体紧贴并电连接的状态下将其临时固定以后进行固定的连接部件。使用了该连接部件的摄像单元通过以临时固定状态进行动作确认，能够仅更换存在异常的基板部来使用布线板，所以生产性优异。

但是，在使用了该连接部件的情况下，存在摄像单元的外径增大的问题。

技术实现要素：

发明所要解决的课题

本发明涉及生产性高且细径的摄像单元、具有所述摄像单元的胶囊型内窥镜和所述胶囊型内窥镜的制造方法。

用于解决问题的手段

本发明的实施方式的摄像单元具有：第1基板，其安装有摄像元件；第1中继布线板，其包含第1布线，该第1布线的一端与所述第1基板电连接，另一端具有第1电极焊盘；第2基板，其安装有电子部件；以及第2中继布线板，其包含第2布线，该第2布线的一端与所述第2基板电连接，另一端具有第2电极焊盘，在通过紧贴而电连接的状态下被固定的所述第1电极焊盘和所述第2电极焊盘弯曲变形。

此外，其他实施方式的胶囊型内窥镜具有：第1基板，其安装有摄像元件，并具有与所述摄像元件电连接的外部电极；挠性的第1中继布线板，其包含第1布线，该第1布线的一端与所述外部电极电连接，另一端具有第1电极焊盘；第2基板，其安装有电子部件，并具有与所述电子部件电连接的连接电极；挠性的第2中继布线板，其包含第2布线，该第2布线的一端与所述连接电极电连接，另一端具有第2电极焊盘，该第2电极焊盘在通过与所述第1电极焊盘紧贴而电连接的状态下被固定；以及壳体，其收纳有所述第1基板、所述第2基板、所述第1中继布线板和所述第2中继布线板，是以长度方向的中心轴为旋转对称轴的旋转对称形状的胶囊，所述第1基板的主面和所述第2基板的主面被平行地配置，所述第1电极焊盘和第2电极焊盘弯曲变形，并插入于所述第1基板与所述第2基板之间。

并且，其他实施方式的胶囊型内窥镜的制造方法，该胶囊型内窥镜在壳体内收纳有具有第1基板、第2基板、第1中继布线板和第2中继布线板的摄像单元，所述第1基板和所述第2基板经由所述第1中继布线板和所述第2中继布线板而电连接，其中，该胶囊型内窥镜的制造方法具有以下工序：在具有外部电极的所述第1基板上安装摄像元件，将所述摄像元件和所述外部电极电连接；在具有连接电极的所述第2基板上安装电子部件，将所述电子部件和所述连接电极电连接；制作第1中继布线板和第2中继布线板，该第1中继布线板包含第1布线，该第1布线的一端与所述外部电极电连接，另一端具有第1电极焊盘，该第2中继布线板包含第2布线，该第2布线的一端与所述连接电极电连接，另一端具有第2电极焊盘；在将所述第1电极焊盘和所述第2电极焊盘通过紧贴而电连接的状态下，利用所述第1电极焊盘的周围的粘贴层图案进行临时固定；经由所述第2基板向所述摄像元件供给驱动电力并确认动作；使所述第1电极焊盘的周围的粘接层硬化而将所述第1电极焊盘和所述第2电极焊盘固定；平行地配置所述第1基板的主面和所述第2基板的主面；使被固定的所述第1电极焊盘和所述第2电极焊盘弯曲变形并插入到所述第1基板和所述第2基板之间；以及在所述壳体中收纳包含所述第1基板、所述第2基板、所述第1中继布线板和所述第2中继布线板的摄像单元。

发明效果

根据本发明，能够提供生产性高且细径的摄像单元、具有所述摄像单元的胶囊型内窥镜和所述胶囊型内窥镜的制造方法。

附图说明

图1是第1实施方式的胶囊型内窥镜的立体图。

图2是第1实施方式的胶囊型内窥镜的剖视图。

图3A是第1实施方式的摄像单元的俯视图。

图3B是第1实施方式的摄像单元的沿着图3A的IIIB－IIIB线的剖视图。

图4是第1实施方式的摄像单元的中继布线板的立体图。

图5A是用于说明第1实施方式的摄像单元的连接方法的剖视图。

图5B是用于说明第1实施方式的摄像单元的连接方法的剖视图。

图6是第1实施方式的胶囊型内窥镜的制造方法的流程图。

图7A是第1实施方式的摄像单元的中继布线板的顶视图。

图7B是第1实施方式的变形例1的摄像单元的中继布线板的顶视图。

图7C是第1实施方式的变形例2的摄像单元的中继布线板的剖视图。

图8是第1实施方式的摄像单元的连接部的剖视图。

图9是第2实施方式的摄像单元的剖视图。

图10是第2实施方式的变形例的摄像单元的剖视图。

具体实施方式

<第1实施方式>

如图1和图2所示，本实施方式的胶囊型内窥镜(以下称作“内窥镜”)1在胶囊型的壳体5中收纳有摄像单元2。另外，图3A和图3B是收纳到壳体5内以前的摄像单元2的一部分的俯视图和剖视图。

在以下的说明中，根据实施方式的附图是示意性的，应该留意到各个部分的厚度与宽度的关系、各个部分的厚度的比率等与现实不同，在附图相互之间，有时也包含彼此的尺寸关系和比率不同的部分。此外，有时省略一部分的结构要素的图示。

壳体5由圆筒形的主体部5A、主体部5A的两端的大致半球状的端部盖部5B、5C构成。端部盖部5B由透明材料构成，主体部5A和端部盖部5C由一体的不透明材料构成。

细长的壳体5是以长度方向的中心轴O为旋转对称轴的旋转对称形状。而且，例如，壳体5的长度L、即中心轴O的方向的长度为25mm～35mm，中心轴O的垂直方向的直径D5为5mm～15mm。

如图2和图3A所示，收纳在壳体5的内部的摄像单元2均包含：俯视时为大致圆形的第1基板10、第2基板20、第3基板30、电池40、50和第4基板60。

在第1基板10上安装有摄像元件11和发光元件12。通过摄像元件11取得由发光元件12照明的前方的体内图像。第1基板10具有多个外部电极19，该多个外部电极19与摄像元件11或发光元件12电连接。第2基板20是安装有进行摄像单元2的控制等的CPU等电子部件21的电路基板。第2基板20具有与电子部件21电连接的多个连接电极27、28、29。电池40、50是供给驱动电力的纽扣型电池。

第3基板30是具有连接电极39并安装有电子部件的发送基板，该电子部件对图像数据进行无线发送。而且，第4基板60是安装有将来自电池40、50的电力转换为驱动信号的电子部件的电源基板，并具有连接电极69。另外，第1基板10的外部电极19、第2基板20的连接电极27、28、29和第3基板的连接电极39是大致相同的结构。另外，除了已经说明的部件以外，在各个基板上还可以安装有各种电子部件，例如芯片电容器、二极管、芯片电阻和芯片电感器等。

此外，摄像单元2的基板不限于上述说明的基板。例如，可以替代第1基板10而使用安装有发光元件的照明基板、和安装有摄像元件的摄像基板。在该情况下，将摄像基板视作第1基板。此外，电池可以是1个，也可以具有用于进行配置位置的调整的间隔件。

而且，第1基板10、第2基板20、第3基板30、电池40、50和第4基板60在各自的主面平行且各自的中心沿着中心轴O配置的状态下被收纳在壳体5的内部。

第1基板10与挠性的第1中继布线板70电连接。另外，以下将“电连接”简称作“连接”。

第2基板20与挠性的第2中继布线板80、第3中继布线板35和第4中继布线板45均连接。第4基板60与挠性的第5中继布线板55连接。

电池40、50的外径D40比第1基板10、第2基板20、第3基板30和第4基板60的外径大。并且如后所述，第1中继布线板70和第2中继布线板80等也配置在使电池40的外周沿中心轴方向延长后的空间内。即，电池40、50的外径D40成为摄像单元2的最大外径。

如图3A和图3B所示，第1基板10、第1中继布线板70、第2中继布线板80、第2基板20和第4中继布线板45在配置在直线上的状态下被连接。并且，在第4中继布线板45上连接有成为与电池40的接点的导体板45A。第3基板30经由第3中继布线板35而与第2基板20连接，该第3中继布线板35在配置在与第2中继布线板80垂直的方向上的状态下与第2中继布线板80相连。此外，在与第4基板60连接的第5中继布线板55上还连接有成为与电池50的接点的导体板55A。

以下，详细说明第1中继布线板70与第2中继布线板80之间的连接。

如图4所示，第1中继布线板70包含：挠性的基板71；粘附层72，其配设在基板71的单面的整个面上；以及多个布线73，它们配设在粘附层72上。布线73具有：第1电极焊盘73A、布线部73B和第3电极焊盘73C。另外，第2中继布线板80为与第1中继布线板70大致相同的结构，包含基板81、粘附层82和第2布线83，该第2布线83具有：第2电极焊盘83A、布线部83B和第4电极焊盘83C。在中继布线板70、80上还配设有用于进行临时固定的粘贴层图案74、84。

另外，在说明书中，“粘附(adhere)”是指经由硬化并成为固体的粘接层而被“固定(fixing)”的状态。与此相对，“粘贴(stick)”是指经由包含凝胶成分并富有柔软性的粘贴层而被“临时固定(temporaryfixing)”的状态。在“临时固定”中，能够进行剥离或者进行再次粘贴。此外“紧贴(closelycontact)”是指进行面接触的状态。

如图5A所示，第1中继布线板70和第2中继布线板80将第1电极焊盘73A和第2电极焊盘83A配置成对向。而且，如图5B所示，第1电极焊盘73A和第2电极焊盘83A通过按压并紧贴而被连接。而且，利用粘附层72、82将第1中继布线板70和第2中继布线板80粘附起来而固定。

接着，由于收纳在壳体5的内部，所以将相连的第1基板10、第2基板20和第3基板30的主面配置为平行。为了低侵袭化而强烈要求胶囊型内窥镜1的小型化。为了缩短长度，例如，第1基板10与第2基板20之间的间隔D1(参照图2)窄至0.5mm以上3mm以下。与此相对，将第1基板10和第2基板20连接起来的第1中继布线板70和第2中继布线板80的实质长度D2(参照图3A)考虑到制造时的偏差而设定为比D1长。

但是，第1电极焊盘73A和第2电极焊盘83A是挠性的，且未使用焊锡等非挠性部件进行接合。因此，如图2所示，第1电极焊盘73A和第2电极焊盘83A的连接部J能够弯曲变形成凹状态。

D2优选为D1的110％以上200％以下。如果是上述范围以上，则能够以规定间隔D1平行配置第1基板10和第2基板20，如果是上述范围以下，则能够通过弯曲变形而插入到第1基板10与第2基板20之间。

另外，第3中继布线板35、第4中继布线板45和第5中继布线板55的一部分也弯折并弯曲变形成凹状态。而且，通过与第4中继布线板45连接的导体板45A和与第5中继布线板55连接的导体板55A夹持着电池40、50。

第1中继布线板70和第2中继布线板80通过弯曲变形而配置在使电池40、50的外周沿中心轴方向延长后的空间内。此外，第3中继布线板35、第4中继布线板45和第5中继布线板55也配置在使电池40、50的外周沿中心轴方向延长后的空间内。因此，摄像单元2是细径的。

另外，如后所述，第1中继布线板70和第2中继布线板80经由粘贴层图案74、84被临时固定，在进行了动作确认以后，经由粘附层72、82被固定。因此，在第1基板10或第2基板20中的任意一个存在异常的情况下，能够仅更换存在异常的基板。

因此，摄像单元2和内窥镜1细径且生产性高。

另外，第3中继布线板35、第4中继布线板45和第5中继布线板55可以由与第1中继布线板70和第2中继布线板80类似结构的2个中继布线板构成。

接着，沿着图6的流程图，对实施方式的胶囊型内窥镜和摄像单元的制造方法进行说明。

<步骤S11>第1基板制作、第2基板制作

在大致圆形的非挠性的例如以玻璃环氧树脂为基材的第1基板10的钉头凸块等上安装有CCD或CMOS图像传感器等摄像元件11、以及LED等发光元件12。通过安装，使摄像元件11和发光元件12与各个外部电极19连接。

此外，在大致圆形的非挠性的第2基板20上安装电子部件21。而且，通过安装，使电子部件21与各个连接电极29连接。

<步骤S12>第1中继布线板制作、第2中继布线板制作

制作第1中继布线板70使其与第1基板10连接，制作第2中继布线板80使其与第2基板20连接。

而且，第1中继布线板70的第3电极焊盘73C与第1基板10的外部电极19连接。另外，虽然各个基板是挠性基板，但也可以粘附到非挠性基板。例如，第1基板10是安装有摄像元件11等的聚酰亚胺基板，但也可以粘附到非挠性基板。此外，外部电极19和第3电极焊盘73C也可以不临时固定而是立即固定。如后所述，在固定时使用紫外线照射。

并且，在第2基板20的连接电极27上连接并固定有第3中继布线板35，在连接电极28上连接并固定有第4中继布线板45。

另外，还另行制作第3基板30和第4基板60。在第4基板60的连接电极69上连接并固定有第4中继布线板55。

另外，步骤S12中的连接可以是焊锡接合，但是优选以250℃以下的温度连接。

例如，优选的是，第1中继布线板70的第1布线73在一端具有第3电极焊盘73C，第1基板10的所述外部电极19在通过与第3电极焊盘73C紧贴而电连接的状态下被粘附层72固定，第2中继布线板80的第2布线83在一端具有第4电极焊盘83C，第2基板20的所述连接电极27在通过与第4电极焊盘83C紧贴而电连接的状态下被粘附层72固定。

<步骤S13>临时固定

如图5A所示，第1中继布线板70和第2中继布线板80将第1电极焊盘73A和第2电极焊盘83A配置成对向。而且，第1电极焊盘73A和第2电极焊盘83A在通过按压并紧贴而连接的状态下，经由粘贴层图案74、84被临时固定。另外，在被临时固定后，粘附层72、82也紧贴，但是由于未硬化，所以粘附层72、82对剥离强度的影响非常小，能够忽略。

另外，第1中继布线板70的粘贴层图案74的厚度优选为10μm以上500μm以下。例如，粘贴层图案74由凝胶分率为30重量％以上70重量％以下的凝胶状的粘接剂构成。凝胶分率是将粘接剂浸渍到甲苯中，测量在放置24小时以后残留的不溶物的干燥后的质量，利用相对于原来的质量的百分比来表示。

如图7A所示，粘贴层图案74作为圆点图案配设在布线73的周围的粘附层72上。第1中继布线板70能够通过粘贴层图案74被临时固定。即，经由粘贴层图案74、84被粘贴的第2中继布线板80的剥离强度(180度剥离试验ISO29862 2007)为例如0.05N/10mm以下，能够较容易地剥离，并能够再次粘贴。另外，与此相对，硬化处理后的粘附层72的剥离强度为例如0.5N/10mm以上。

另一方面，图7B所示的变形例1的中继布线板70的粘贴层图案74以镜框状仅配置在第1电极焊盘73A的周围。此外，在图7C所示的变形例2的中继布线板70中，被图案化的粘附层72、粘贴层图案74和布线73分别配设在基板71上。即、粘附层72未配设在中继布线板70的整个面上。此外，中继布线板70不经由粘附层72地配设于中继布线板70。

此外，虽然未图示，但是中继布线板中，粘接层在硬化处理以前可以具有剥离强度小的粘贴层图案的功能。即，粘贴层图案可以通过硬化处理而作为剥离强度大的粘接层发挥作用。并且，中继布线板的基板71可以具有粘附层72的功能。

并且，与第2基板20连接的第3中继布线板35与第3基板30连接并被临时固定。此外，在第4中继布线板45上连接有导体板45A。此外，在与第4基板60连接的第5中继布线板55上连接有导体板55A。当然，任何一个连接都可以是经由粘贴层图案的临时固定。

<步骤S14>动作确认

在被临时固定的状态下，对与第4中继布线板45连接的导体板45A和与第5中继布线板55连接的导体板55A之间施加与电池40、50相同电压的直流电压。于是，摄像单元2成为驱动状态并进行规定的动作。例如，摄像元件11依据发光元件12的发光时机而拍摄图像，对图像数据进行无线发送。

在图像数据被配置在附近的接收装置正常接收的情况下(S14：是)，进行步骤15的处理。在未能接收到的情况下(S14：否)，由于在其中任意的结构要素或连接中存在问题，所以返回到S11～S13的任意工序，再次进行动作确认检查。

在该制造方法中，由于第1中继布线板70和第2中继布线板80被临时固定，所以能够容易地剥离。此外，例如，能够将连接有第1中继布线板70的第1基板10更换为连接有其他第1中继布线板的第1基板。因此，在胶囊型内窥镜1的制造方法和摄像单元2的制造方法中，即使一部分的部件发生不良情况，浪费也少，能够大幅度降低成本，所以生产性高。

<步骤S15>固定(硬化)

进行粘附层72、82的硬化处理，将第1中继布线板70和第2中继布线板80固定。硬化处理根据粘附层的材料来选择，例如，照射在基板71中透过的紫外线等活性能量线，或者进行250℃以下的热处理。

<步骤S16>变形为规定的形态

第1基板10、第2基板20、第3基板30和导体板45A以各自的主面平行且各自的中心沿着中心轴O的方式被配置。即，将被连接的第1中继布线板70和第2中继布线板80的连接部J、第3中继布线板35和第4中继布线板45弯折。

另行将与第4基板60连接的导体板55A的主面和第4基板60的主面平行地配置。即，将第5中继布线板55弯折。

而且，利用与第4中继布线板45连接的导体板45A和与第5中继布线板55连接的导体板55A夹持着电池40、50。

<步骤S17>连接部的弯曲变形

如图8所示，第1中继布线板70和第2中继布线板80的连接部J、即在紧贴状态下被固定的第1电极焊盘73A和第2电极焊盘83A弯曲变形成凹状态，并插入到第1基板10与第2基板20之间。因此，第1中继布线板70和第2中继布线板80也配置在使电池40、50的外周沿中心轴方向延长后的空间内。

<步骤S18>收纳在壳体中

将摄像单元2收纳在壳体5的内部。即，壳体5的内径D5是比摄像单元2的最大外径D40稍大的程度。因此，胶囊型内窥镜1是细径的。

如以上所说明那样，实施方式的胶囊型内窥镜的制造方法和摄像单元的制造方法的生产性高。

另外，上述说明是以胶囊型内窥镜1为例进行了说明，但是在如消化液收集用胶囊型医疗设备、吞咽型的pH传感器或给药系统的各种胶囊型医疗设备中也具有相同效果。

<第2实施方式>

接着，说明第2实施方式的摄像单元2A。由于摄像单元2A与摄像单元2类似，因此，对相同功能的结构要素赋予相同符号并省略说明。

即，如图9所示，连接部JA的结构与摄像单元2的连接部J的结构类似，另外，在图9中未显示有粘附层等。

如图9所示，摄像单元2A具有：玻璃盖18；相当于第1基板的摄像元件10A；作为第1中继布线板的挠性基板70A；和作为第2中继布线板的挠性基板80A。利用粘附树脂将玻璃盖18粘附到形成于摄像元件10A的受光部11A上。由透明玻璃构成的玻璃盖18保护受光部11A。与摄像元件10A连接的外部电极19是配设有钉头凸块的接合焊盘。

挠性基板70A的第1布线73的一端构成内部引线75，另一端具有第1电极焊盘73C。挠性基板80A的第2布线83的一端具有第2电极焊盘83C。

挠性基板70A和挠性基板80A具有与第1中继布线板70等相同的结构。因此，挠性基板70A能够在与挠性基板80A连接并临时固定以后进行固定。

在摄像单元2A的制造方法中，在挠性基板70A、80A上安装了未图示的电子部件以后，连接并临时固定挠性基板的电极焊盘。因此，即使任意的部件发生了不良情况，只要仅仅更换不良部件即可，所以能够大幅度降低成本。

并且，在连接挠性基板时，不进行高温处理或施加大负荷，所以能够抑制对搭载于各个基板上的部件或摄像元件的损伤。

另外，关于图10所示的第2实施方式的变形例的摄像单元2B，在挠性基板70B的第1布线73的表面露出的部分与外部电极19连接。

摄像单元2B具有与摄像单元2A相同的效果。即，由于在通过紧贴而电连接的状态下被固定的第1电极焊盘73A和第2电极焊盘83A弯曲变形，所以是细径的。

本发明不限于上述实施方式等，能够在不改变本发明主旨的范围内进行各种变更、改变等。

本申请以2014年7月16日在日本申请的日本特愿2014-146197号为优先权主张的基础进行申请，上述公开内容被引用到本申请说明书、权利要求书、附图中。