説明

内視鏡装置および基板

【課題】製造性を向上させた電子機器を提供する。
【解決手段】一つの実施の形態に係る内視鏡装置は、実装面を有する基板と、前記基板の実装面に対向した底面と、側縁と、を有する電子部品と、前記電子部品の底面の角部から前記側縁に亘って設けられた第1の電極と、前記第1の電極と隣り合い、前記電子部品の底面から前記側縁に亘って設けられた第2の電極と、前記基板の実装面に設けられて前記第1の電極に対向し、前記電子部品の側縁に沿う縁部が前記電子部品に覆われた前記実装面の第1の領域の外に存して前記第1の電極よりも面積が広く形成され、前記第1の電極に半田付けされた第3の電極と、前記基板の実装面に設けられて前記第2の電極に対向し、前記電子部品の側縁に沿う縁部が前記実装面の第1の領域の外に存し、前記第2の電極に半田付けされた第4の電極と、を具備する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、内視鏡装置および基板に関する。
【背景技術】
【0002】
LGA(land grid array)のような電子部品の底面に、複数の電極が設けられる。このような電子部品の電極は、プリント配線板に設けられた複数の電極に半田によって接続される。これにより、電子部品はプリント配線板に実装される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平7−45942号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
電子部品をプリント配線板に実装する際に、電子部品及びプリント配線板のパッドを接続する半田と、この半田と隣り合う他の半田とが短絡するおそれがある。このように、電子機器の製造性には、未だ改善の余地がある。
【0005】
本発明の目的は、製造性を向上させた内視鏡装置および基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
一つの実施の形態に係る電子機器は、実装面を有する基板と、前記基板の実装面に対向した底面と、側縁と、を有する電子部品と、前記電子部品の底面の角部から前記側縁に亘って設けられた第1の電極と、前記第1の電極と隣り合い、前記電子部品の底面から前記側縁に亘って設けられた第2の電極と、前記基板の実装面に設けられて前記第1の電極に対向し、前記電子部品の側縁に沿う縁部が前記電子部品に覆われた前記実装面の第1の領域の外に存して前記第1の電極よりも面積が広く形成され、前記第1の電極に半田付けされた第3の電極と、前記基板の実装面に設けられて前記第2の電極に対向し、前記電子部品の側縁に沿う縁部が前記実装面の第1の領域の外に存し、前記第2の電極に半田付けされた第4の電極と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第1の実施の形態に係る内視鏡装置を概略的に示す正面図。
【図2】第1の実施形態の第2の基板に実装された第2の電子部品を示す斜視図。
【図3】第1の実施形態の第2の基板に実装された第2の電子部品の断面を図2のF3−F3線に沿って示す斜視図。
【図4】第1の実施形態の第2の電子部品の底面を示す斜視図。
【図5】第1の実施形態の第2の基板を示す平面図。
【図6】第1の実施形態の第2の基板に実装された第2の電子部品を図2のF6−F6線に沿って示す断面図。
【図7】第1の実施形態のケースに収容された内視鏡を概略的に示す平面図。
【図8】第1の実施形態の製造工程における第2の基板および第2の電子部品を示す斜視図。
【図9】第1の実施形態の第3の外側電極を拡大して示す平面図。
【図10】第1の実施形態の第3の外側電極の変形例を示す平面図。
【図11】第1の実施形態の接合部材の変形例を示す斜視図。
【図12】第1の実施形態の接合部材の他の変形例を示す斜視図。
【図13】第2の実施の形態に係るポータブルコンピュータを示す斜視図。
【図14】第3の実施の形態に係る車両を概略的に示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下に、第1の実施の形態について、図1から図11を参照して説明する。図1は、内視鏡装置1を概略的に示す正面図である。内視鏡装置1は、電子機器の一例である。
【0009】
図1に示すように、内視鏡装置1は、装置本体部3と、内視鏡4とを有している。装置本体部3は、第1の部分の一例である。内視鏡4は、第2の部分の一例である。内視鏡4は、挿入部11と、操作部12と、接続部13とを有している。
【0010】
挿入部11は操作部12に連結されている。挿入部11は、管部16と、可動部17と、先端部18とを有している。管部16は、操作部12から伸びた可撓性の管である。可動部17は、可撓性を有し、管部16から連続して設けられている。
【0011】
先端部18は、可動部17の先端に取り付けられている。先端部18は、剛性を有するとともに円柱状に形成されている。先端部18に、撮影、照明、鉗子の挿通、および吸引に用いられる複数の孔が設けられる。
【0012】
操作部12は、撮像ユニット21と、操作ノブ23とを有している。操作部12に、鉗子を挿入するための挿入口が設けられている。撮像ユニット21は、操作部12に内蔵され、例えば管部16および可動部17を通るガラス繊維を介して、挿入部11の先端部18に接続されている。撮像ユニット21は、前記ガラス繊維が接続された先端部18の前記孔から見える映像を撮影する。操作ノブ23は、管部16を通るワイヤを介して挿入部11の可動部17を撓ませる。
【0013】
接続部13は連結管25を介して操作部12に接続されている。接続部13は、装置本体部3に接続される種々のコネクタを有している。種々のケーブルやチューブが、接続部13から、連結管25、操作部12、管部16、および可動部17を通って、先端部18に接続されている。
【0014】
装置本体部3は、筐体31と、第1の基板32と、第1の電子部品33と、モニタ34と、接続ケーブル35とを有している。第1の基板32は、第1の回路基板および第1の基板の一例である。第1の電子部品33は、第1の電子部品および第1の部品の一例である。
【0015】
筐体31は、第1の基板32と、第1の電子部品33と、モニタ34と、照明光を供給する光源のような種々の部品とを収容している。第1の基板32はプリント配線板である。第1の電子部品33は、撮像ユニット21を制御するプロセッサであり、撮像ユニット21が撮影した映像のデータを処理する。第1の電子部品33は、第1の半田36を介して第1の基板32と電気的に接続されている。図1において、第1の半田36は、太線によって模式的に示される。第1の半田36は、いわゆる鉛フリー半田であり、例えば錫、銀、および銅を含有している。なお、第1の半田36の組成はこれに限らない。
【0016】
モニタ34は、筐体31から露出され、第1の電子部品33が処理した撮像ユニット21の映像を表示する。接続ケーブル35は、筐体31から延ばされ、内視鏡4の接続部13のコネクタに接続される。装置本体部3は、接続ケーブル35が接続された接続部13を介して、操作部12に接続される。装置本体部3は、接続ケーブル35を介して、内視鏡4との間で信号の伝達や照明光の供給などを行なう。
【0017】
図1に示すように、撮像ユニット21は、三つの第2の基板41と、三つの第2の電子部品42と、プリズム43とを有している。第2の基板41は、第2の回路基板および第2の基板の一例である。第2の電子部品42は、第2の電子部品および第2の部品の一例である。
【0018】
図2は、一つの第2の基板41に実装された一つの第2の電子部品42を示す斜視図である。図3は、図2のF3−F3線に沿って第2の基板41に実装された第2の電子部品42の断面を示す斜視図である。
【0019】
三つの第2の基板41および三つの第2の電子部品42は、それぞれ同様の構成を有する。このため、以下では一つの第2の基板41および一つの第2の電子部品42について代表して説明する。
【0020】
図2に示すように、CMOSセンサである第2の電子部品42は、第2の基板41に実装されている。第2の電子部品42と第2の基板41に、接合部材44が接合されている。
【0021】
第2の電子部品42は、略矩形状に形成されたLGA(land grid array)パッケージである。図3に部分的に示すように、第2の電子部品42は、底面46と、四つの側縁47と、表面49とを有している。
【0022】
底面46は、第2の基板41に対向している。四つの側縁47は、底面46からそれぞれ立ち上がっている。隣り合う側縁47の間に、側縁47の一部である角縁47aが形成される。角縁47aは、側縁47から例えば45度傾斜した面である。角縁47aは面取りされた部分であるが、これに限らず隣り合う側縁47が形成する稜線であっても良い。表面49は、底面46の反対側に位置し、プリズム43に当接される。
【0023】
図3に示すように、第2の電子部品42は、基材51と、チップ52と、透光材53とを有している。
基材51は、例えばセラミックによって、一部が開放された箱型形状に形成されている。基材51は、第2の基板41よりも線膨張係数が低い。基材51は、第2の電子部品42の底面46と四つの側縁47とを形成する。
【0024】
チップ52は、基材51に収容され、例えば受光した光学情報をデータに変換する。透光材53は、例えば透明なガラス板であり、基材51の開口部を塞いでいる。透光材53は、第2の電子部品42の表面49を形成する。
【0025】
図4は、第2の電子部品42の底面46を示す斜視図である。図4に示すように、第2の電子部品42に、複数の第1の外側電極54と、複数の第2の外側電極55A,55B,55Cと、複数の第1の内側電極57とが設けられている。第1の外側電極54は、第1の電極および他の電極部の一例である。第2の外側電極55Aは、第2の電極の一例である。第2の外側電極55Bは、第5の電極の一例である。第1の外側電極54、第2の外側電極55A,55B,55C、および第1の内側電極57は、それぞれチップ52に電気的に接続されている。
【0026】
第1の外側電極54は、底面46の角部にそれぞれ設けられ、略矩形状に形成されている。底面46の角部は、二つの側縁47および一つの角縁47aと接している部分である。なお、第1の外側電極54は底面46の縁にそれぞれ接しているが、底面46の縁から離間していても良い。
【0027】
第1の外側電極54は、サイド電極54aを有している。サイド電極54aは、矩形状に形成され、角縁47aに延びている。すなわち、第1の外側電極54は、底面46の角部から角縁47aに亘って設けられている。
【0028】
第2の外側電極55A,55B,55Cは、底面46の縁に接してそれぞれ設けられている。底面46の縁は、側縁47と接している部分である。第2の外側電極55A,55B,55Cは、サイド電極55aをそれぞれ有している。サイド電極55aは、矩形状に形成され、側縁47に延びている。すなわち、第2の外側電極55A,55B,55Cは、底面46から側縁47に亘って設けられている。
【0029】
第2の外側電極55Aは、第1の外側電極54と隣り合って設けられている。第2の外側電極55Bは、第2の外側電極55Aと隣り合って設けられている。第2の外側電極55Cは、第2の外側電極55Bと他の第2の外側電極55Bとの間に並んで設けられている。
【0030】
第1の内側電極57は、それぞれ円形状に形成されている。第1の内側電極57は、第1の外側電極54および第2の外側電極55A,55B,55Cに囲まれて設けられている。第1の内側電極57は、第2の外側電極55A,55B,55Cに沿って2列に並んでいる。
【0031】
図5は、第2の基板41を示す平面図である。第2の基板41は、プリント配線板であり、例えば耐燃性ガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板(FR−4)によって形成されている。第2の基板41は、第2の電子部品42に対向する実装面61を有している。実装面61は、第2の電子部品42に覆われた第1の領域D1と、第1の外側電極54と対向する第2の領域D2とを有している。複数の図面において、第1の領域D1および第2の領域D2は、それぞれ二点鎖線によって示される。
【0032】
図5に示すように、実装面61に、複数の第3の外側電極63と、複数の第4の外側電極64A,64B,64Cと、複数の第2の内側電極65と、複数の部品66とが設けられている。第3の外側電極63は、第3の電極および電極部の一例である。第4の外側電極64Aは、第4の電極の一例である。第4の外側電極64Bは、第6の電極の一例である。
【0033】
第3の外側電極63は、第2の電子部品42の第1の外側電極54に対応して設けられている。第3の外側電極63は、第1の電極部分63aと、第2の電極部分63bとを有している。
【0034】
第1の電極部分63aは、第2の電子部品42の第1の外側電極54に対向し、略矩形状に形成されている。第1の電極部分63aは、対応する第1の外側電極54よりも面積が広く形成されている。第1の電極部分63aは、第2の電子部品42の側縁47にそれぞれ沿う一対の縁部63cを有している。当該縁部63cは、第1の領域D1の外に存している。さらに、第1の電極部分63aの一部は、第1の領域D1において、第2の領域D2の外に存している。当該第1の電極部分63aの一部は、第4の外側電極64Aに面する部分である。第3の外側電極63と第4の外側電極64Aとの間の距離は、第2の電子部品42の第1の外側電極54と第2の外側電極55Aとの間の距離よりも狭い。
【0035】
第2の電極部分63bは、第1の電極部分63aに連続して形成されている。第2の電極部分63bは、第2の電子部品42の角縁47aに対応する位置から、第1の外側電極54のサイド電極54aが向く方向に延びている。例えば、第2の電極部分63bは、角縁47aと直交する方向に延びている。第2の電極部分63bの幅は、第1の外側電極54のサイド電極54aの幅よりも広い。
【0036】
第4の外側電極64Aは、第2の電子部品42の第2の外側電極55Aに対向している。第4の外側電極64Aは、第3の外側電極63と隣り合って設けられている。第4の外側電極64Bは、第2の外側電極55Bに対向している。第4の外側電極64Bは、第4の外側電極64Aと隣り合って設けられている。第4の外側電極64Cは、第2の外側電極55Cに対向している。第4の外側電極64Cは、第4の外側電極64Bと他の第4の外側電極64Bとの間に並んで設けられている。
【0037】
第4の外側電極64A,64B,64Cは、それぞれほぼ同じ矩形状に形成されている。第4の外側電極64A,64B,64Cは、対応する第2の外側電極55A,55B,55Cよりも面積が広く形成されている。第4の外側電極64A,64B,64Cは、第2の電子部品42の側縁47に沿う縁部64aをそれぞれ有している。当該縁部64aは、第1の領域D1の外に存している。図5に示すように、第3の外側電極63と第2の外側電極64Aとの間の距離L1は、第2の外側電極64Aと第2の外側電極64Bとの間の距離L2以上である。
【0038】
第2の内側電極65は、それぞれ第2の電子部品42の第1の内側電極57に対応し、円形状に形成されている。第2の内側電極65は、第3の外側電極63および第4の外側電極64A,64B,64Cに囲まれて設けられている。第2の内側電極65は、第4の外側電極64A,64B,65Cに沿って2列に並んでいる。
【0039】
図6は、図2のF6−F6線に沿って第2の基板41に実装された第2の電子部品42を示す断面図である。図6は、説明の便宜上、第2の半田71などを大きく示している。
【0040】
図6に示すように、第2の基板41の第3の外側電極63は、第2の電子部品42の第1の外側電極54に半田付けされている。すなわち、第3の外側電極63は、第2の半田71によって第1の外側電極54に電気的に接続されている。第2の半田71は、サイド電極54aを含む第1の外側電極54と、第3の外側電極63とに付着している。
【0041】
第2の半田71は、第1の外側電極54のサイド電極54aから、第3の外側電極63の第2の電極部分63bに亘って半田フィレットを形成する。また、第2の半田71は、第1の外側電極54の外側の縁から、第1の領域D1の外に存する第3の外側電極63の縁部63cに亘って半田フィレットを形成する。さらに、第2の半田71は、第1の外側電極54の内側の縁から、第2の領域D2の外に存する第3の外側電極63の内側の縁に亘って半田フィレットを形成する。なお、第1の外側電極54の内側の縁は、第2の外側電極55Aに面している。第3の外側電極63の内側の縁は、第4の外側電極64Aに面している。
【0042】
図3に一部示すように、第4の外側電極64A,64B,64Cは、第2の外側電極55A,55B,55Cに半田付けされている。すなわち、第4の外側電極64A,64B,64Cは、第2の半田71によって第2の外側電極55A,55B,55Cに電気的に接続されている。第2の半田71は、サイド電極55aを含む第2の外側電極55A,55B,55Cと、第4の外側電極64A,64B,64Cとに付着している。
【0043】
第2の半田71は、第2の外側電極55A,55B,55Cのサイド電極55aから、第1の領域D1の外に存する第4の外側電極64A,64B,64Cの縁部64aに亘って半田フィレットを形成する。
【0044】
第1の内側電極57は、第2の内側電極65に半田付けされている。すなわち、第1の内側電極57は、第2の半田71によって第2の内側電極65に電気的に接続されている。第2の半田71は、第1の内側電極57の縁から、第2の内側電極65の縁に亘って半田フィレットを形成する。
以上のように、第2の電子部品42は、第2の半田71によって、第2の基板41と電気的に接続されている。
第2の半田71は、いわゆる高信頼性半田である。第2の半田71は、例えば錫、銀、銅、ビスマス、アンチモン、およびニッケルを含有している。なお、第2の半田71の組成はこれに限らない。このような第2の半田71は、第1の半田36よりも耐ストレス性が高い。例えば、第2の半田71は、第1の半田36よりも硬く、延び難く、かつ変形し難く、クリープ寿命が長い。また、第2の半田71は、第1の半田36よりも融点が高く、粘性も高い。
【0045】
ビスマスおよびアンチモンは、V族元素の一例である。ビスマスが添加された半田は、流動性が上がるとともに融点が下がる。アンチモンが添加された半田は、硬くなるとともに融点が上がる。ニッケルが添加された半田は、金属間の結合を強くし、凝固割れを抑制する。
【0046】
図2に示すように、接合部材44は、第2の電子部品42の側縁47と、第2の基板41の実装面61とに付着している。なお、図2において、接合部材44は一部切り欠かれて示される。接合部材44は、側縁47の全周に亘って第2の電子部品42に付着している。
【0047】
接合部材44は、例えば、シリカのようなフィラーが配合された熱硬化性のエポキシ樹脂である。フィラーは、接合部材44に、例えば75重量パーセント配合されている。接合部材44は、例えば120℃で硬化する。接合部材44は、線膨張係数が低く、高温時の物性変化が少ない。
【0048】
接合部材44は、第2の基板41よりも高いガラス転移点を有している。例えば、接合部材44のガラス転移点は160℃であり、第2の基板41のガラス転移点は140℃である。
【0049】
接合部材44は、粘性が高く広がり難い。このため、接合部材44は、第2の電子部品42の表面49に近接する位置まで、側縁47に付着される。
図7は、ケース75に収容された内視鏡4を概略的に示す平面図である。内視鏡4は、オートクレーブ装置による煮沸消毒を受け、滅菌される。以下に、上記構成の内視鏡4の煮沸消毒の手順を概略的に説明する。
【0050】
まず、接続ケーブル35を内視鏡4の接続部13から取り外し、接続部13のコネクタに、例えばキャップを被せる。次に、内視鏡4をケース75に収容する。ケース75は、内視鏡4を載置するトレイと、このトレイを覆うカバーとを有している。ケース75に、高圧蒸気を導く複数の通気口76が設けられている。
【0051】
次に、ケース75をオートクレーブ装置の滅菌室に配置し、この滅菌室を密封する。オートクレーブ装置は、まず滅菌室の圧力を大気圧より低くする。次に、オートクレーブ装置は、滅菌室に高圧蒸気を供給する。この高圧蒸気が通気口76からケース75の内部に入ることで、ケース75の内部が加圧および加熱される。滅菌室は高圧蒸気によって、例えば5分間、138℃かつ2気圧の状態となる。これにより、ケース75に収容された内視鏡4が煮沸消毒される。
【0052】
また、高圧蒸気の供給と排気を繰返す煮沸消毒方法も知られる。例えば、滅菌室を上記のように高温高圧状態にした後、滅菌室から蒸気を抜く。これにより、滅菌室の温度は室温に下がり、滅菌室の圧力も大気圧に下がる。このような高圧蒸気の供給と排気を、例えば3回繰返すことで、内視鏡4が通常の方法より確実に消毒される。言い換えると、内視鏡4は、第1の温度である138℃と、第2の温度である室温との間で温度上昇および降下を繰り返すことで消毒される。なお、第1の温度および第2の温度はこれに限らない。
【0053】
複数の部品66は、コンデンサのような種々の電子部品である。複数の部品66は、それぞれ第2の基板41に実装されている。複数の部品66は、第2の電子部品42および接合部材44が設けられる位置から離間して配置されている。
【0054】
図8は、製造工程における第2の基板41および第2の電子部品42を示す斜視図である。図9は、第3の外側電極63を拡大して示す平面図である。図8および図9を参照して、上記構成の内視鏡装置1の製造方法の一部である第2の電子部品42の実装方法の一例について概略的に説明する。
【0055】
まず、図8に示すように、第2の電子部品42が実装される前の第3の外側電極63と、第4の外側電極64A,64B,64Cと、第2の内側電極65とに、ペースト状の第2の半田71が塗布される。第2の半田71は、各電極63,64A,64B,64C,65に例えばメタルマスクを用いた印刷によって塗布される。各電極63,64A,64B,64C,65の面積当たりの第2の半田71の塗布量は、装置本体部3の第1の基板32と第1の電子部品33とを接続する第1の半田36の電極面積当たりの塗布量よりも少ない。
【0056】
図9に示すように、第2の半田71は、第3の外側電極63の一部63dが露出するように、第3の外側電極63に塗布されている。第3の外側電極63の露出された一部63dは、第3の外側電極63の内側の縁に沿った略L字形状の部分である。露出された一部63dは、第2の半田71と、第4の外側電極64Aとの間に挟まれて位置している。
【0057】
露出された一部63dは、前記メタルマスクに設けられた開口を、第3の外側電極63よりも小さくすることで形成される。すなわち、このメタルマスクが露出される一部63dを覆った状態で、第2の半田71が印刷される。
【0058】
次に、図8に示すように、第2の基板41の上に、第2の電子部品42を載置する。この際、各第2の半田71は、第3の外側電極63と、第4の外側電極64A,64B,64Cと、第2の内側電極65とにそれぞれ付着する。
【0059】
板ばねのような治具によって、載置された第2の電子部品42を第2の基板41に向かって押圧する。この状態で、第2の電子部品42および第2の基板41をリフロー炉に入れ加熱する。これにより第2の半田が溶融し、第2の電子部品42の各電極54,55A,55B,55C,57が、第2の基板41の各電極63,64A,64B,64C,65に半田付けされる。
【0060】
上記のリフロー工程において、第2の電子部品42が第2のプリント配線板に向かって押圧されることで、第2の半田71が押し潰される。押し潰された第2の半田71は側方に向かって広がる。
【0061】
第3の外側電極63に塗布された第2の半田71は、押圧力により流動し、第3の外側電極の露出された一部63dを覆う。第2の半田71は押圧力によりさらに広がる。第2の半田71と第3の外側電極63との付着面積が大きいため、第2の半田71の広がりすぎが抑制され、第2の半田71から半田ボールが分離することが抑制される。
【0062】
塗布される第2の半田71の量が多い第3の外側電極63は、第4の外側電極64Aから、第4の外側電極64A,64Bの間の距離よりも大きく離間している。このため、広がった第2の半田71によって、第3の外側電極63と第4の外側電極64Aとが短絡することが抑制される。
【0063】
次に、第2の半田71が硬化された第2の電子部品42および第2の基板41に、接合部材44が塗布される。未硬化の接合部材44は、ディスペンサによって、第2の電子部品42の側縁47から第2の基板41の実装面61に亘って塗布される。接合部材44は、第2の電子部品42の側縁47の全周に亘って塗布される。接合部材44によって、第2の電子部品42と第2の基板41との間の隙間が密封される。
【0064】
次に、第2の電子部品42および第2の基板41を硬化炉に入れる。この硬化炉は、例えば120℃で30分の間、接合部材44を加熱する。これにより、接合部材44が硬化する。
以上の工程により、第2の電子部品42が第2の基板41に実装される。
上記構成の内視鏡装置1によれば、第2の基板41の各電極63,64A,64B,64C,65は、第2の半田71によって、第2の電子部品42の各電極54,55A,55B,55C,57に電気的に接続されている。第2の電子部品42の基材51と、第2の基板41との線膨張係数が異なるため、第2の半田71に負荷が生じ得る。しかし、第2の半田71は、装置本体部3で用いられる第1の半田36よりも耐ストレス性が高い。このため、内視鏡4がオートクレーブ装置によって加熱されたとしても、第2の半田71の劣化を抑制することができる。
【0065】
接合部材44は、第2の電子部品42と第2の基板41とに接合され、第2の電子部品42を第2の基板41に固定している。接合部材44は、第2の基板41よりもガラス転移点が高い。このため、内視鏡4がオートクレーブ装置によって加熱されたとしても、接合部材44の特性変化が微小に留まり、第2の電子部品42を第2の基板41に強固に固定する。したがって、第2の電子部品42の基材51と第2の基板41との線膨張差によって生じる負荷を低減し、第2の半田71の劣化を抑制することができる。例えば、第2の半田71に亀裂が発生することを遅らせることができる。
上記のように、耐ストレス性が高い第2の半田71と、接合部材44とを用いることにより、第2の半田71の煮沸消毒による劣化を抑制できる。
第2の基板41の各電極63,64A,64B,64C,65は、第2の電子部品42の各電極54,55A,55B,55C,57よりも面積が大きく形成される。このため、第2の半田71の半田フィレットが綺麗に形成される。さらに、第2の半田71の断面積が大きくなるため、第2の半田71の耐ストレス性が向上し、第2の半田71の劣化を抑制することができる。さらに、第2の半田71の塗布量が調整し易くなり、第2の半田71の塗布し易くなる。
【0066】
第2の半田71の電極面積当たりの塗布量は、第1の半田36の電極面積当たりの塗布量よりも少ない。このため、第2の半田71は、第1の半田36よりも加熱による体積変化量が少ない。このため、温度上昇および降下に伴う体積変化により第2の半田71に負荷が生じることを抑制でき、第2の半田71の劣化を抑制できる。
【0067】
なお、第2の半田71の電極面積当たりの塗布量が、第1の半田36の電極面積当たりの塗布量より多くても良い。この場合、第2の半田71が伸び縮みすることで、温度上昇および降下に伴う負荷が緩和される。これにより、第2の半田71の劣化を抑制できる。
【0068】
LGAパッケージである第2の電子部品42は、第2の基板41との間の隙間が小さく、フラックスによってアンダーフィルを施すことが難しい。一方、接合部材44は、第2の電子部品42の側縁47に付着している。このように、第2の電子部品42と第2の基板41との間の隙間が狭い場合であっても、第2の電子部品42を第2の基板41に強固に固定できる。
【0069】
接合部材44が、第2の電子部品42の側縁47の全周に亘って塗布され、第2の電子部品42と第2の基板41との間の隙間を密封している。これにより、第2の電子部品42と第2の基板41の間の隙間からフラックスが出ることを防止できる。
【0070】
複数の部品66は、第2の電子部品42および接合部材44が設けられる位置から離間して配置される。これにより、ディスペンサによって接合部材44を塗布する作業が容易になり、内視鏡4の製造性が向上する。
【0071】
第3の外側電極63の縁部63cは、第1の領域D1の外に存して第1の外側電極54よりも面積が広く形成されている。このため、第2の半田71が付着可能で第2の半田71の流動を吸収する領域が、広く設けられる。これにより、実装時の第2の半田71の広がりすぎが抑制され、第2の半田71から半田ボールが分離することが抑制される。これにより、半田ボールによる短絡が抑制される。
【0072】
第3の外側電極63の縁部63cは、第1の領域D1の外に存している。言い換えると、第3の外側電極63は第1の領域D1の外に張り出している。このため、第3の外側電極63の面積を第1の外側電極54よりも広くしたとしても、第3の外側電極63と近傍の第4の外側電極64Aとの短絡を抑制できる。短絡が抑制されることで、内視鏡装置1の製造性が向上する。
【0073】
第3の外側電極63に塗布された第2の半田71の量は、第4の外側電極64A,64B,64Cにそれぞれ塗布された第2の半田71の量よりも多い。第3の外側電極63と第4の外側電極64Aとの間の距離L1は、第4の外側電極64A,64Bの間の距離L2以上である。これにより、実装時に第3の外側電極63に塗布された第2の半田71が、押圧により広がって第4の外側電極64に塗布された第2の半田71と短絡することを抑制できる。
【0074】
第3の外側電極63の第2の電極部分63bの幅は、第1の外側電極54のサイド電極54aの幅よりも広い。これにより、実装時に第2の電極部分63bに塗布された第2の半田71の広がりすぎが抑制され、半田ボールによる短絡が抑制される。
【0075】
第3の外側電極63の第1の電極部分63aの一部は、第2の領域D2の外に存している。このため、第2の半田71は、第1の外側電極54の内側の縁から、第3の外側電極63の内側の縁に亘って半田フィレットを形成する。これにより、第2の半田71の断面積が大きくなるため、第2の半田71の劣化を抑制することができる。
【0076】
第2の電子部品42が実装される前の第2の半田71は、第3の外側電極63の一部63dが露出するように、第3の外側電極63に塗布される。実装時に、第3の外側電極63に塗布された第2の半田71は、押圧力により流動し、第3の外側電極の露出された一部63dを覆う。これにより、第3の外側電極63に塗布された第2の半田71の広がりすぎが抑制され、半田ボールによる短絡が抑制される。
【0077】
なお、上記の第1の実施形態は、内視鏡装置1の一例であり、種々の要素を変更し得る。以下に、幾つかの変形例を説明する。
上記実施形態では操作部12に撮像ユニット21が収容されていたが、例えば、挿入部11の先端部18に、撮像ユニットが設けられていても良い。
上記実施形態において、第2の電子部品42はLGAパッケージであったが、QFN(quad flat non−leaded)パッケージのような他の種類の電子部品であっても良い。
【0078】
上記実施形態において、第2の半田71は、錫、銀、銅、ビスマス、アンチモン、およびニッケルを含有している。しかし、第2の半田71は、例えばゲルマニウム、インジウム、他のV族元素の少なくともいずれか一つをも含有した半田であっても良い。ゲルマニウムおよびインジウムの少なくともいずれか一方が含有された半田は、例えば割れ難くなり、耐ストレス性が高くなり得る。
【0079】
上記実施形態において第2の基板41は、FR−4によって形成されていたが、第2の電子部品42の基材51と同種の材料であるセラミックによって形成されても良い。これにより、第2の基板41と第2の電子部品42との線膨張差が小さくなり、第2の半田71の劣化を抑制することができる。
【0080】
第2の基板41は、第1の基板32よりも薄く形成されても良い。第2の基板41が薄く形成されることで、第2の基板41が変形し易くなり、第2の半田71にかかる負荷が軽減される。これにより、第2の半田71の劣化を抑制することができる。
【0081】
図10は、第3の外側電極63の変形例を示す斜視図である。図10に示すように、上記実施形態よりも第3の外側電極63の縁部63cを第1の領域D1から離しても良い。また、第3の外側電極63の第1の電極部分63aと第2の電極部分63bとが一体であっても良い。
【0082】
図11は、接合部材44の変形例を示す斜視図である。図11に示すように、接合部材44は、複数の第1の塗布部44aと、複数の第2の塗布部44bとを有しても良い。第1の塗布部44aは、第2の電子部品42の表面49の近くまで、側縁47に付着した部分である。第2の塗布部44bは、高さ方向の中程まで、側縁47に付着した部分である。言い換えると、第1の塗布部44aの樹脂の塗布量は、第2の塗布部44bの樹脂の塗布量よりも多い。
【0083】
第1の塗布部44aは、第2の電子部品42の角縁47aと、角縁47aの近傍の側縁47に付着している。言い換えると、第1の塗布部44aは、第2の電子部品42の角に付着している。第2の塗布部44bは、第1の塗布部44aに挟まれて設けられている。
【0084】
第2の電子部品42の角部分には応力が集中し易い。このため、第2の電子部品42の角に樹脂の塗布量が多い第1の塗布部44aを設けることで、第2の電子部品42が第2の基板41に強固に固定される。したがって、第2の半田71の劣化を抑制することができる。さらに、応力が集中し難い部分に塗布する樹脂を低減させることができるため、内視鏡装置1の製造コストを低減できる。
【0085】
図12は、接合部材44の他の変形例を示す斜視図である。図12に示すように、第1の塗布部44aが第2の電子部品42の長辺に沿って設けられ、第2の塗布部44bが第2の電子部品42の短辺に沿って設けられても良い。すなわち、第2の電子部品42の長辺と短辺とで、接合部材44の塗布量が異なっても良い。言い換えると、第2の電子部品42の長辺と短辺とで、接合部材44の断面形状が異なっていても良い。
【0086】
第2の電子部品42の長辺には応力が集中し易い。このため、第2の電子部品42の長辺に樹脂の塗布量が多い第1の塗布部44aを設けることで、第2の電子部品42が第2の基板41に強固に固定される。したがって、第2の半田71の劣化を抑制することができる。さらに、応力が集中し難い部分に塗布する樹脂を低減させることができるため、内視鏡装置1の製造コストを低減できる。
【0087】
次に、図12を参照して、第2の実施の形態について説明する。なお、以下に開示する複数の実施形態において、第1の実施形態の内視鏡装置1と同一の機能を有する構成部分には同一の参照符号を付す。さらに、当該構成部分については、その説明を一部または全て省略することがある。
【0088】
図13は、第2の実施形態のポータブルコンピュータ80を一部切り書いて示す斜視図である。図13に示すように、ポータブルコンピュータ80は、ベース81と、モニタ82とを有している。
【0089】
モニタ82は、画像を表示するディスプレイモジュール84を収容している。モニタ82は、ベース81の後端に設けられたヒンジ部85に回動可能に取り付けられている。モニタ82は、ベース81の上に横たわる閉じ位置と、ベース81から起立する開き位置との間で回動する。
【0090】
ベース81は、キーボードモジュール86と、タッチパッドモジュール87とを有している。キーボードモジュール86およびタッチパッドモジュール87は、ベース81の上面に設けられている。
【0091】
ベース81に、第1の基板32と、第2の基板41とが収容されている。第1の基板32は、例えばドーターボードである。第2の基板41は、例えばマザーボードである。第1の基板32に、第1の電子部品33が実装されている。第2の基板41に、第2の電子部品42が実装されている。
【0092】
第1の電子部品33は、例えばグラフィックチップである。第1の電子部品33は、第1の実施形態と同様に第1の半田36によって第1の基板32に電気的に接続されている。
【0093】
第2の電子部品42は、例えばCPUである。第2の電子部品42は、第1の電子部品33よりも発熱量が高い。第2の電子部品42に、ヒートシンク91が取り付けられている。第2の電子部品42は、第1の実施形態と同様に第2の半田71によって第2の基板41に電気的に接続されている。第2の電子部品42は、接合部材44によって、第2の基板41に固定されている。第2の電子部品42は、第1の電子部品33から離れて配置されている。
【0094】
第2の電子部品42の発熱量が高いため、当該第2の電子部品42の周辺は、第1の電子部品33の周辺よりも高い熱ストレスに晒される。しかし、第2の半田71は、装置本体部3で用いられる第1の半田36よりも耐ストレス性が高い。このため、第2の半田71の劣化が抑制される。
【0095】
以上のように、ポータブルコンピュータ80は実施の形態となり得る。これに限らず、デスクトップコンピュータ、スレート型コンピュータ、およびスマートフォンのような他の電子機器も、実施の形態となり得る。
【0096】
次に、図14を参照して、第3の実施形態について説明する。図14は、第3の実施形態の車両95を概略的に示す側面図である。車両100は、例えば自動車であり、電子機器の一例である。
【0097】
図14に示すように、車両100は、電算部101と、バッテリー102と、複数のブレーキユニット103とを備えている。
電算部101は、車両100を制御する。電算部101は、プリント配線板とCPUとを有している。当該プリント配線板は、第1の基板の一例である。当該CPUは、第1の電子部品の一例である。当該CPUは、第1の実施形態の第1の電子部品33と同様に、第1の半田36によってプリント配線板に電気的に接続されている。電算部101は、比較的温度変化が少ない場所に配置される。
【0098】
バッテリー102は、例えば車両100の後部に配置される。バッテリー102は、プリント配線板とチップとを有している。当該プリント配線板は第2の基板の一例である。当該チップは、第2の電子部品の一例である。当該チップは、第1の実施形態と同様に第2の半田71によってプリント配線板に電気的に接続されている。当該チップは、接合部材44によって、プリント配線板に固定されている。
【0099】
例えばバッテリー102が電力供給時に発熱するため、バッテリー102の周辺は、電算部101よりも高い熱ストレスに晒される。しかし、第2の半田71は、第1の半田36よりも耐ストレス性が高い。このため、第2の半田71の劣化が抑制される。
【0100】
ブレーキユニット103は、ホイールの内側にそれぞれ配置される。ブレーキユニット103は、プリント配線板とアクチュエータとを有している。当該プリント配線板は第2の基板の一例である。当該アクチュエータは、第2の電子部品の一例であり、ブレーキパッドを駆動させてブレーキディスクに当接させる。当該アクチュエータは、第1の実施形態と同様に第2の半田71によってプリント配線板に電気的に接続されている。当該アクチュエータは、接合部材44によって、プリント配線板に固定されている。
【0101】
例えばブレーキパッドがブレーキディスクに当接した際に摩擦熱が生じるため、ブレーキユニット103の周辺は、電算部101よりも高い熱ストレスに晒される。しかし、第2の半田71は、第1の半田36よりも耐ストレス性が高い。このため、第2の半田71の劣化が抑制される。
【0102】
なお、上記実施の形態において、電算部101は、比較的温度変化が少ない場所に配置されるが、CPUの発熱によって高い熱ストレスに晒される場合もある。このため、電算部101のCPUが、第2の半田71によってプリント配線板に電気的に接続されても良い。この場合、例えば、温度変化が少ないインパネに設けられた電子部品が、第1の半田36によって基板に電気的に接続される。
【0103】
以上のように、車両100は実施の形態となり得る。これに限らず、電気自動車、二輪車、電車のような他の車両も、実施の形態となり得る。
以上述べた少なくとも一つの実施形態の電子機器によれば、電子部品の角部に設けられた電極部に面し、前記電極部よりも面積が広く形成され、前記電極部と半田を介して電気的に接続された他の電極部が基板に設けられる。これにより、電子機器の製造性を向上させることが可能となる。
【0104】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0105】
1…内視鏡装置、3…装置本体部、4…内視鏡、11…挿入部、12…操作部、21…撮像ユニット、31…筐体、32…第1の基板、33…第1の電子部品、36…第1の半田、41…第2の基板、42…第2の電子部品、44…接合部材、46…底面、47…側縁、47a…角縁、54…第1の外側電極、55A,55B,55C…第2の外側電極、61…実装面、63…第3の外側電極、63a…第1の電極部分、63b…第2の電極部分、63c…縁部、63d…露出された一部、64A,64B,64C…第4の外側電極、64a…縁部、71…第2の半田、80…ポータブルコンピュータ、100…車両、101…電算部、102…バッテリー、103…ブレーキユニット。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
実装面を有する基板と、
前記基板の実装面に対向した底面と、側縁と、を有する電子部品と、
前記電子部品の底面の角部から前記側縁に亘って設けられた第1の電極と、
前記第1の電極と隣り合い、前記電子部品の底面から前記側縁に亘って設けられた第2の電極と、
前記基板の実装面に設けられて前記第1の電極に対向し、前記電子部品の側縁に沿う縁部が前記電子部品に覆われた前記実装面の第1の領域の外に存して前記第1の電極よりも面積が広く形成され、前記第1の電極に半田付けされた第3の電極と、
前記基板の実装面に設けられて前記第2の電極に対向し、前記電子部品の側縁に沿う縁部が前記実装面の第1の領域の外に存し、前記第2の電極に半田付けされた第4の電極と、
を具備した内視鏡装置。
【請求項2】
前記第2の電極と隣り合い、前記電子部品の底面から前記側縁に亘って設けられた第5の電極と、
前記基板の実装面に設けられ、前記第5の電極に対向し、前記第5の電極に半田付けされた第6の電極と、
をさらに具備し、
前記第3の電極と前記第4の電極との間の距離が、前記第4の電極と前記第6の電極との間の距離以上である請求項1に記載の内視鏡装置。
【請求項3】
前記第3の電極は、前記第1の電極に対向する第1の電極部分と、前記第1の電極部分に連続するとともに前記電子部品の側縁に設けられた前記第1の電極が向く方向に延びた第2の電極部分と、を有した請求項1または2に記載の内視鏡装置。
【請求項4】
前記第3の電極の第2の電極部分の幅は、前記側縁に設けられた前記第1の電極の幅よりも大きい請求項3に記載の内視鏡装置。
【請求項5】
前記第3の電極の第1の電極部分の一部は、前記実装面の第1の領域において、前記電子部品の底面に設けられた前記第1の電極と対向する前記実装面の第2の領域の外に存した請求項1または2に記載の内視鏡装置。
【請求項6】
底面の角部に形成される第1の電極と前記第1の電極に隣り合う第2の電極とが設けられる電子部品が実装される実装面と、
前記実装面に設けられて前記第1の電極に対応し、前記電子部品の側縁に沿う縁部が前記電子部品に覆われる前記実装面の第1の領域の外に存して前記第1の電極よりも面積が広く形成された第3の電極と、
前記実装面に設けられて前記第2の電極に対応し、前記電子部品の側縁に沿う縁部が前記実装面の第1の領域の外に存した第4の電極と、
を具備した基板。
【請求項7】
前記第3の電極の一部が露出するように前記第3の電極に塗布された半田をさらに具備した請求項6に記載の基板。
【請求項8】
前記第3の電極の露出された一部は、前記半田と前記第4の電極との間に挟まれた請求項7に記載の基板。
【請求項9】
角部に電極部が設けられた電子部品と、
前記電子部品が実装される基板であって、前記電極部に面し、前記電極部よりも面積が広く形成され、前記電極部と半田を介して電気的に接続された他の電極部が設けられた基板と、
を具備した内視鏡装置。
【請求項10】
前記電子部品の側縁に沿う前記他の電極部の縁部は、前記基板の前記電子部品に対向する領域の外に存した請求項9に記載の内視鏡装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【公開番号】特開2013−360(P2013−360A)
【公開日】平成25年1月7日(2013.1.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−134660(P2011−134660)
【出願日】平成23年6月16日(2011.6.16)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】