JP2010258038A - Substrate with built-in component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、部品を内蔵した部品内蔵基板に関する。 The present invention relates to a component-embedded substrate that incorporates components.
被検体の体内の体内情報を取得する体内観察装置として、体内の状態を画像情報として取得し観察するカプセル型内視鏡が実用化されている。カプセル型内視鏡は被検体の口から飲み込まれることで体内に導入され、自然排出されるまでの間、体腔内の臓器の内部を蠕動運動に従って移動し、順次撮像する機能を有する。体腔内を移動する間、カプセル型内視鏡によって体内で撮像された画像データは、内蔵されたアンテナを介して順次無線通信により外部に送信され、外部の受信機内に設けられたメモリに蓄積される。患者は受信機を携帯することにより、カプセル型内視鏡を飲み込んだ後、排出されるまでの間、自由に行動できる。 As an in-vivo observation device that acquires in-vivo information in a subject's body, a capsule endoscope that acquires and observes the internal state as image information has been put into practical use. Capsule endoscopes have the function of moving through the internal organs of body cavities in accordance with peristaltic motion and sequentially capturing images until they are introduced into the body by being swallowed from the mouth of the subject and are naturally discharged. While moving inside the body cavity, the image data captured inside the body by the capsule endoscope is sequentially transmitted to the outside by wireless communication via the built-in antenna and stored in a memory provided in the external receiver. The By carrying the receiver, the patient can act freely after swallowing the capsule endoscope until it is discharged.
カプセル型内視鏡は、筐体に内蔵した電池から駆動電力を得るが、内部回路等が筐体内に密閉された構造のため筐体外面にスイッチ等をして操作者が起動/停止操作することができない。このため筐体内にリードスイッチを備えたカプセル型内視鏡が提案されている。リードスイッチを備えたカプセル型内視鏡では、筐体の外部から磁界を印加することにより、リードスイッチを動作し、操作者が起動/停止操作することができる。 The capsule endoscope obtains driving power from the battery built in the housing, but the operator operates the start / stop operation with a switch or the like on the outer surface of the housing because the internal circuit is sealed inside the housing. I can't. For this reason, a capsule endoscope having a reed switch in the housing has been proposed. In a capsule endoscope provided with a reed switch, by applying a magnetic field from the outside of the housing, the reed switch can be operated and an operator can start / stop the operation.
ここで、図1(A)〜図1(C)は特開2007−75162号公報に開示されたカプセル型内視鏡101の構成を説明するための説明図である。図1(A)に示すように、カプセル型内視鏡101は、小型化を達成するために、非常に多くの部品を狭い空間内に搭載している。図1(A)は筐体本体部6と透明半球部6Aとから構成されている筐体内部に、リードスイッチ3が実装された専用基板102と、コイル4と、バネ部材117で付勢して固定された電池5と、被検体の内部の画像を撮像する撮像部を構成するCCD7およびレンズ部8と、説明しない多数の部品とを搭載したカプセル型内視鏡101を示している。
Here, FIGS. 1A to 1C are explanatory views for explaining the configuration of the
そして、カプセル型内視鏡101に用いられる部品の中でも、リードスイッチ3は部品自体の体積が大きい。このため図1(B)および図1(C)に示すように、カプセル型内視鏡101では、リードスイッチ3を配線板に実装するために、リードスイッチ3の形状の、くりぬき部102Aを形成した専用基板102を用いている。
Of the components used in the
しかし、カプセル型内視鏡101では、部品と部品との間隔が非常に狭い。このためカプセル型内視鏡101の製造時に近接した部品が接触すると、破損または変形するおそれがあった。また、すでに説明したように電池5は電気的接触を確保するために付勢し固定されているため、近接部品が破損または変形するおそれがあった。特にリードスイッチ3のような脆性部品では破損するおそれが高く、コイル4のような可撓性部品では、変形するおそれが高かった。
However, in the
一方、カプセル型内視鏡101は信頼性向上のためには、部品から発生する熱の放熱対策等も重要であるが、特に有効な対策は講じられてはいなかった。
On the other hand, in order to improve the reliability of the
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、実装した部品の機能を正常に維持でき、かつ高密度実装が可能な部品内蔵基板を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a component-embedded substrate that can normally maintain the function of the mounted component and can be mounted at high density.
上記目的を達成すべく、本発明の一形態の部品内蔵基板は、絶縁性樹脂からなる母材と、前記母材の中に埋め込まれた、可撓性部品または脆性部品の少なくともいずれかを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a component-embedded substrate according to an embodiment of the present invention includes a base material made of an insulating resin and at least one of a flexible component and a brittle component embedded in the base material. It is characterized by that.
また、本発明の別の一形態の部品内蔵基板は、絶縁性樹脂からなる母材と、前記母材の中に埋め込まれた固体状部品と、前記母材の中に埋め込まれた流体状部品と、を有することを特徴とする。 The component-embedded substrate according to another aspect of the present invention includes a base material made of an insulating resin, a solid component embedded in the base material, and a fluid component embedded in the base material. It is characterized by having.
本発明によれば、実装した部品の機能を正常に維持でき、かつ、高密度実装が可能な部品内蔵基板を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the component built-in board which can maintain the function of the mounted components normally and can be mounted in high density can be provided.
<第1の実施の形態>
以下、図2を用いて、本発明の第1の実施の形態の部品内蔵基板10を有するカプセル型内視鏡1について説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, the capsule endoscope 1 having the component built-in
図2(A)に示すように、すでに説明したカプセル型内視鏡101と同様に、本実施の形態のカプセル型内視鏡1の筐体内には多くの部品が高密度に配設されている。そして、カプセル型内視鏡1では、リードスイッチ3が内部に実装された部品内蔵基板10を有している。
As shown in FIG. 2A, in the same manner as the
リードスイッチ3は、2本の強磁性体リードが一端に隙間を持って相対し、ガラス管の中に封入された構造を有している。すなわち、リードスイッチ3は外装部に脆性部材であるガラス管を有する脆性部品である。ここで、脆性部材とは、塑性のない、つまり永久ひずみを生じないうちに壊れる性質の材料からなる部材であり、たとえば、ガラス、シリコン、またはセラミックス等からなる部材である。以上の説明のように、本発明の脆性部品は外装部に脆性部材を有する部品であり、積層チップコンデンサのように主体がセラミックス等の脆性部材の部品は外力が作用しても、比較的破損し難いため、本発明の脆性部品には該当しない。
The
図2(C)に示すように、カプセル型内視鏡1の部品内蔵基板10は母材10Aと、母材10Aの中に埋め込まれたリードスイッチ3とを有する。母材10Aは絶縁性樹脂、たとえば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、フッ素樹脂、PPE樹脂またはPPO樹脂等からなる。また母材10Aの材料としてノボラック系フォトレジストを熱硬化したベークライト樹脂も用いることができる。
As shown in FIG. 2C, the component-embedded
また、図2(A)および図2(B)に示すように、部品内蔵基板10の表面には積層チップコンデンサ等のチップ部品11A、11Bが表面実装されている。チップ部品11A、11Bは、半田リフロー処理により部品内蔵基板10内の配線(不図示)に接続されている。なお図2には図示しないが大型の集積回路部品(IC)などは、フリップチップ法またはボンディング法などの手段により、チップ部品11Aと同様に部品内蔵基板10内の配線に接続されている。リードスイッチ3は、チップ部品11A等と干渉しないように部品内蔵基板10に埋没配置され、その端子は部品内蔵基板10内の配線に接続されている。
2A and 2B,
部品内蔵基板10では、脆性部品であるリードスイッチ3は、絶縁性樹脂からなる母材10Aに埋没した状態であるため、バネ部材17等からの外力が作用しても破損が発生し難くなるため、部品の信頼性が高い。また、部品内蔵基板10としても信頼性および取り扱い上の作業性等が高い。また、部品内蔵基板10では、部品を3次元的に配置できるため、高密度実装が実現できる。
In the component-embedded
すなわち、本実施の形態の部品内蔵基板10は、外力が作用しても、実装した脆性部品の機能を正常に維持でき、かつ、高密度実装が可能である。
That is, the component-embedded
なお、脆性部品としては、リードスイッチ3に限られるものではなく、シリコン基板をベースにMEMS技術により作成された加速度センサまたは振動子等のように内部に機械的駆動部を有する、いわゆるMEMS部品であっても、上記説明と同様の効果を得ることができる。
The brittle part is not limited to the
また以上の説明のように、被検体の内部に導入するカプセル型内視鏡1は、絶縁性樹脂からなる母材10Aと、母材10Aの中に埋め込まれた脆性部品である、外部磁界を検知するリードスイッチ3とを有する部品内蔵基板10と、被検体の内部の画像を撮像する撮像部と、前記撮像部の駆動に用いられる電力を供給する電力供給源であり、リードスイッチ3の動作により電源供給が制御される電池5と、を具備する。
Further, as described above, the capsule endoscope 1 introduced into the subject has a
カプセル型内視鏡1は、部品内蔵基板10が脆性部品であるリードスイッチ3を絶縁性樹脂からなる母材10Aに埋没した状態であるため、リードスイッチ3の破損を防止できる。このためカプセル型内視鏡1は信頼性が高い。またカプセル型内視鏡1は、部品を3次元的に配置できるため、高密度実装が実現できる。
In the capsule endoscope 1, the
<第2の実施の形態>
次に、図3を用いて、本発明の第2の実施の形態の部品内蔵基板20について説明する。本実施の形態の部品内蔵基板20は、第1の実施の形態の部品内蔵基板10と類似しているため同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
<Second Embodiment>
Next, the component built-in
図3に示すように、本実施の形態のカプセル型内視鏡1Aの部品内蔵基板20は、母材10Aと、母材10Aの中に埋め込まれた可撓性部品であるコイル21とを有する。巻線コイルであるコイル21は母材10Aに形成された空洞部21Aの内部に配設されている。コイル21は導線を螺旋状に巻いた構造であり、外部からの電磁波を効率良く受信するためには、その磁路断面積、すなわちコイル21の径を大きくすることが好ましい。しかし、コイル21は外力により変形しやすい可撓性部品であり、変形により電気特性であるインダクタンスが変化する。特に、送受信回路が共振回路を構成している場合には、コイル21のインダクタンスが僅かに変化しただけでも共振周波数が所定の共振周波数から外れてしまうため、送受信効率が急激に低下してしまう。
As shown in FIG. 3, the component-embedded
しかし、部品内蔵基板20では、可撓性部品であるコイル21は、絶縁性樹脂からなる母材10Aに埋没した状態であるため、バネ部材17等からの外力が作用しても変形が発生し難く、部品の信頼性が高い。また、部品内蔵基板20としても信頼性および取り扱い上の作業性等が高い。また、部品内蔵基板2では、部品を3次元的に配置できるため、高密度実装が実現できる。
However, in the component-embedded
また、図3(B)に示すように、部品内蔵基板20ではコイル21だけでなく、チップ部品22A、22B等も、母材10Aの中に埋め込まれている。すなわち、部品内蔵基板20では外周部領域に、コイル21を配置することにより、部品を搭載しにくい配線板の外周部領域を有効に利用するだけでなく、大きな径のコイル21を実現している。さらに部品内蔵基板20では、コイル21の内部にもチップ部品22A、22Bを配設することにより、高密度実装を実現している。
すなわち、コイル21は少なくともその磁路内に他の部品が配設可能な径を有するコイルである。
As shown in FIG. 3B, in the component-embedded
That is, the
また、図3(A)および図3(B)に示すように、部品内蔵基板20の表面にはチップ部品28A〜28Dおよび大型の集積回路部品29が表面実装されている。
3A and 3B,
すなわち、本実施の形態の部品内蔵基板20は、外力が作用しても、実装した可撓性部品の機能を正常に維持でき、かつ、高密度実装が可能である。
That is, the component-embedded
なお、上記の説明のように、可撓性部品とは、外力によって、その形状が変化する部品であり、特に変形により特性が変化する部品である。可撓性部品としては、コイル21に限られるものではなく、冷陰極管(Cold Cathode Fluorescent Lamp/CCFL)またはプラズマチューブ等のように可撓性と脆性とを有する照明部品などであっても、上記説明と同様の効果を得ることができる。
なお、照明部品を部品内蔵基板20内部に配設する場合は、少なくとも、照明部品と接する母材10Aの一部がガラスまたは透光性樹脂等から構成されており、光が部品内蔵基板20内部を透過して外部に導光できる構造になっている。すなわち、母材10Aは絶縁性樹脂だけでなく、絶縁性樹脂に加えて別の材料を有していてもよい。
As described above, a flexible part is a part whose shape changes due to an external force, and particularly a part whose characteristics change due to deformation. The flexible component is not limited to the
When the lighting component is disposed inside the component built-in
また以上の説明のように、被検体の内部に導入するカプセル型内視鏡1Aは、被検体の内部の画像を撮像し撮像信号を出力する撮像部と、絶縁性樹脂からなる母材10Aと、母材10Aの中に埋め込まれた可撓性部品である撮像信号等を送受信するコイル21とを有する部品内蔵基板20と、を具備する。
Further, as described above, the
カプセル型内視鏡1Aは、部品内蔵基板20が可撓性部品であるコイル21を絶縁性樹脂からなる母材10Aに埋没した状態であるため、信頼性が高い。またカプセル型内視鏡1Aは、部品を3次元的に配置できるため、高密度実装が実現できる。
The
<第3の実施の形態>
次に、図4を用いて、本発明の第3の実施の形態の部品内蔵基板30について説明する。本実施の形態の部品内蔵基板30は、第1の実施の形態の部品内蔵基板10と類似しているため同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
<Third Embodiment>
Next, a component built-in
図4に示すように、本実施の形態のカプセル型内視鏡1Bの部品内蔵基板30は、母材10Aと、母材10Aの中に埋め込まれた固体状部品であるチップ部品32A等と、母材10Aの中に埋め込まれた流体状部品である冷却機能を有する冷却材31と、を有する。なお冷却材31は母材10Aに形成された空洞部31Aの内部に封止されている。
As shown in FIG. 4, the component-embedded
カプセル型内視鏡1Bはすでに説明したように気密封止された筐体内に全ての部品が搭載されているため、部品から発生する熱の放熱対策は重要である。
部品内蔵基板30は、空洞部31Aの内部に冷却材31である液体が適量封入されている。このため、空洞部31Aの直上表面に実装された、特に熱を発生しやすい発熱部品である集積回路部品29が発熱したとき、冷却材31が気化することで、気化熱により集積回路部品29を冷却することができる。なお、空洞部31Aの形状等は想定温度から推定される内部圧力をもとに耐圧構造となるように設計される。
Since the capsule endoscope 1B has all components mounted in a hermetically sealed casing as described above, it is important to take measures to dissipate heat generated from the components.
The component-embedded
部品内蔵基板30は、発熱部品から発生する熱を吸収し冷却する効果のある冷却材31が、絶縁性樹脂からなる母材10Aの空洞部31Aに封止されている。このため発熱部品の温度が上昇しすぎて、いわゆる熱暴走することがなく、部品の信頼性が高い。また、部品内蔵基板20としても信頼性が高い。また、部品内蔵基板30は、部品を3次元的に配置できるため、高密度実装が実現できる。
In the component-embedded
また以上の説明のように、被検体の内部に導入するカプセル型内視鏡1Bは、絶縁性樹脂からなる母材10Aと、母材10Aの中に形成された空洞部31Aと、空洞部31Aの内部に封止された冷却機能を有する流体状部品である冷却材31等と、母材10Aの中に埋め込まれた固体状部品であるチップ部品32Aとを有する部品内蔵基板20と、部品内蔵基板20に表面実装された発熱部品である集積回路部品29と、被検体の内部の画像を撮像する撮像部と、を具備する。
As described above, the capsule endoscope 1B introduced into the subject includes the
カプセル型内視鏡1Aは、部品内蔵基板30が発熱部品が発生する熱を吸収し冷却する効果のある冷却材31が、絶縁性樹脂からなる母材10Aの空洞部31Aに封止されているため、部品の温度が上昇しすぎて、いわゆる熱暴走することがなく、信頼性が高い。また、部品内蔵基板30は、部品を3次元的に配置できるため、カプセル型内視鏡1Aは高密度実装が実現できる。
In the
本発明は、上述した実施の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、改変等ができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1、1A、1B…カプセル型内視鏡、3…リードスイッチ、4…コイル、5…電池、6…筐体本体部、6A…透明半球部、8…レンズ部、10…部品内蔵基板、10A…母材、11A…チップ部品、17…バネ部材、20…部品内蔵基板、21…コイル、21A…空洞部、22A、22B…チップ部品、28A〜28D…チップ部品、29…集積回路部品、30…部品内蔵基板、31…冷却材、31A…空洞部、32A…チップ部品、101…カプセル型内視鏡、102…専用基板、102A…くりぬき部、117…バネ部材
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記母材の中に埋め込まれた、可撓性部品または脆性部品の少なくともいずれかを有することを特徴とする部品内蔵基板。 A base material made of insulating resin;
A component-embedded substrate having at least one of a flexible component and a brittle component embedded in the base material.
前記母材の中に埋め込まれた固体状部品と、
前記母材の中に埋め込まれた流体状部品と、を有することを特徴とする部品内蔵基板。 A base material made of insulating resin;
A solid part embedded in the base material;
A component-embedded substrate comprising: a fluid component embedded in the base material.
前記流体状部品が前記空洞部の内部に封止されていることを特徴とする請求項6に記載の部品内蔵基板。 Having a cavity formed in the base material,
The component built-in substrate according to claim 6, wherein the fluid component is sealed inside the cavity.
Priority Applications (1)
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JP2009103255A JP2010258038A (en) | 2009-04-21 | 2009-04-21 | Substrate with built-in component |
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WO2016035364A1 (en) * | 2014-09-05 | 2016-03-10 | オリンパス株式会社 | Endoscope |
CN108010905A (en) * | 2016-10-27 | 2018-05-08 | 美国亚德诺半导体公司 | Compact integrated device encapsulation |
US11628275B2 (en) | 2018-01-31 | 2023-04-18 | Analog Devices, Inc. | Electronic devices |
US11647678B2 (en) | 2016-08-23 | 2023-05-09 | Analog Devices International Unlimited Company | Compact integrated device packages |
-
2009
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