JP2008168042A - 積層実装構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】高機能化のための電気部品を搭載したとき、配線ケーブル用のスペースを増やすことがない小型な実装構造体を提供すること。
【解決手段】表面に第１の電極１０２ａが形成された第１の基板１０１ａと、第１の基板１０１ａと対向する表面に第２の電極１０２ｂが形成された第２の基板１０１ｂとの少なくとも２つの部材と、第１の基板１０１ａと第２の基板１０１ｂとの間に設置され、第１の基板１０１ａと第２の基板１０１ｂとを所定の間隙をもって接続する中間基板１０３とを有し、第１の基板１０１ａと第２の基板１０１ｂとの間の間隙に実装部品である撮像素子１０４が配置されている積層実装構造体であって、第１の基板１０１ａと第２の基板１０１ｂと中間基板１０３とのうちの少なくともいずれか一つの部材が光学的機能領域を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層実装構造体、特に複数の部材を部材の厚さ方向に積層してできる３次元
的な積層実装構造体に関するものである。

従来、電子部品が実装されている基板を備える構造体に関しては、種々の構成が提案さ
れている。例えば、特許文献１には、例えば、図６に示すような、内視鏡１０の先端部に設けられている撮像ユニットに関する実装構造体が開示されている。ここでは、撮像素子１１と平行に実装基板を積層する技術が述べられている。この技術では、まず、撮像素子１１と平行に実装基板１２を配置する。そして、撮像素子１１が実装された実装基板１２と、その他の部品が実装されている実装基板１３とを、スペーサを介して実装する。これにより、スペーサの高さ分で得られた空間に実装基板上の実装部品を配置できる。従って、実装構造体の実装密度を向上できる。この結果、内視鏡の先端部に設けられている撮像ユニットの小型化を図ることができる。

特公平４-３８４１７号公報

しかし更に発光素子や駆動素子などを、光学系部分などの実装基板（回路基板）以外の部分に搭載する場合には、別途配線ケーブル等を用いる必要がある。このため配線ケーブル用のスペースが必要となり実装構造体の小型化を保つことができない。

特に、内視鏡のための撮像ユニットにおいても、先端照明のために発光素子を搭載すること、光学レンズを搭載すること、撮像素子を搭載すること、さらに駆動素子を搭載すること等が求められている。駆動素子は、例えば、高機能化のため、光学系に対してズーム機能、オートフォーカス（ＡＦ）機能のために用いられる。このような、発光素子、光学レンズ、撮像素子、駆動素子等を搭載するために、電気部品等の周辺回路が必要となる。

一方、内視鏡の直径は限られている。このため、内視鏡においては、撮像ユニットの積層方向へ、投影面積内において、はみだすことなく実装を行うことが望まれる。また、上述したように、高機能化のためには、積層方向への導通が必要となる。このように、発光素子、光学レンズ、駆動素子、撮像素子等の搭載のため、電源ラインや信号ラインなどの配線ケーブルが別途必要となる。そして、従来技術の構成では、配線ケーブルのスペースを確保するのが困難である。このため、電源ラインや信号ラインを形成することで、実装構造体が大型化してしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高機能化のための電気部品を搭載したとき、配線ケーブル用のスペースを増やすことがない小型な実装構造体を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、表面に第１の電極が形成された第１の部材と、第１の部材と対向する表面に第２の電極が形成された第２の部材との少なくとも２つの部材と、第１の部材と第２の部材との間に設置され、第１の部材と第２の部材とを所定の間隙をもって接続する中間部材とを有し、第１の部材と第２の部材との間の間隙に実装部品が配置されている積層実装構造体であって、第１の部材と第２の部材と中間部材とのうちの少なくともいずれか一つの部材が光学的機能領域を有することを特徴とする積層実装構造体を提供できる。

また、本発明の好ましい態様によれば、第２の部材は、光学的機能領域として撮像素子を有することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、第１の部材及び／または中間部材は、光学的機能領域として光学レンズを有することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、第１の部材と第２の部材との対向する表面には、それぞれ第１の電極と第２の電極が形成され、第１の電極及び第２の電極には、それぞれ突起電極が形成されており、突起電極どうしは、中間部材に設けられている貫通孔内で接続されていることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、第１の部材の第１の電極が形成されている面、または第２の部材の第２の電極が形成されている面に対して直交する中間部材の面に形成され、第１の電極及び第２の電極とを電気的に接続する導電部を有し、中間部材の少なくとも一部は、第１の部材の端面及び第２の部材の端面よりも内側になるように形成されることで、第１の電極及び第２の電極の一部がそれぞれ露出され、導電部の一方の端部は、第１の電極の露出部分に接続され、導電部の他方の端部は、第２の電極の露出部分に接続されていることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、第１の部材と第２の部材と中間部材とのうちの対向するいずれか一組の部材において少なくとも１つの部材の少なくとも一方の主面上に形成された接合部と、対向する部材上にそれぞれ形成された電極どうしの間隙に配置されている導電部材と、を有し、少なくとも１つの部材には貫通孔が設けられ、接合部によって部材同士が接合されることによって、導電部材が貫通孔において変形、埋没し、部材同士が電気的に接続されることが望ましい。

本発明によれば、高機能化のための電気部品を搭載したとき、配線ケーブル用のスペースを増やすことなく、小型の実装構造体を提供できる。

以下に、本発明にかかる積層実装構造体の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施例にかかる積層実装構造体の断面構成を示している。また、図２は、積層実装構造体１００を分解した斜視構成を示している。

第１の基板１０１ａの電気部品搭載領域には電極が設けられている。この電極には、ＬＥＤなどの発光素子１１２が接続されている。また、第２の基板１０１ｂの主面の電極にはＣＣＤなどの撮像素子１０４が接続されている。さらに、第２の基板１０１ｂには、発光素子１１２や撮像素子１０４のための駆動制御回路を形成しても良い。第１の基板１０１ａは、第１の部材に対応する。第２の基板１０１ｂは、第２の部材に対応する。

また、第１の基板１０１ａには撮像素子１０４へ入射する光が透過または通過する窓部１１１が設けられている。そして、第１の基板１０１ａと第２の基板１０１ｂは中間基板１０３で接続されている。

中間基板１０３の開口収納部１１４（電気部品収納領域）には、第１の基板１０１ａに搭載された撮像素子１０４が収納されている。さらに、中間基板１０３の開口収納部１１４には、撮像素子１０４へ光を結像させる光学レンズ１１３が設けられている。

また、中間基板１０３には貫通孔１０５が形成されている。貫通孔１０５は、電気的接続領域として機能する。後述するように、貫通孔１０５は、突起電極１０２ａ、１０２ｂを介して、第１の基板１０１ａの主面に設けられた電極と、第２の基板１０１ｂの電気部品搭載領域（撮像素子１０４の領域）に設けられた電極を電気的に接続する。これにより、例えば、発光素子１１２は、撮像素子１０４や駆動制御回路と電気的に接続される。本実施の形態では、中間基板１０３の４隅に貫通孔１０５を形成しているが、貫通孔１０５の数や場所は第１と第２の基板の設計に合わせて、例えば中間基板の４辺に設けても良い。

第１の基板１０１ａには、第１の突起電極１０２ａが形成されている。また、第２の基板１０１ｂには、第２の突起電極１０２ｂが形成されている。これら突起電極１０２ａ、１０２ｂは、スタッドバンピング、めっき、エッチング、導電性ペースト塗布・印刷などの工法で作成される。

第１の基板１０１ａの第１の突起電極１０２ａが形成されている面とは反対側の面には、発光素子１１２が形成されている。発光素子１１２は、物体（不図示）に対して照明光を照射する。

突起電極１０２ａ、１０２ｂの材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｂｉなどの金属材料、またはこれらの金属材料を複数種組み合わせた合金を用いることができる。

そして、突起電極１０２ａ、１０２ｂの材質には、これらの金属、または合金のうち、拡散による接合、金属結合による接合を起こし得る金属の組み合わせが用いられる。例えば、第１の突起電極１０２ａはＡｕ、第２の突起電極１０２ｂはＡｌである構成、第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂ共にＡｕである構成である。また、突起電極１０２ａ、１０２ｂとして、導電性樹脂などの機能性樹脂材料を用いる場合もある。

第１の基板１０１ａと第２の基板１０１ｂとの間には、中間基板１０３が設けられている。中間基板１０３としては、有機基板、セラミック基板、ガラス基板、Ｓｉ基板、メタル基板、フレキシブル基板などを用いることができる。また、上述した基板を複合した複合材料基板も用いることができる。

中間基板１０３には、上述のように、中間基板１０３の面方向と垂直な方向に開口収納部１１４が設けられている。開口収納部を設ける方法としては、ドリリング、パンチング、レーザ加工、エッチングなどが挙げられる。加工方法は、加工対象である中間基板１０３の材質や開口収納部の寸法などにより適切な方法が選択される。

開口収納部１１４の中央には、光学レンズ１１３が設けられている。第１の基板１０１ａの窓部１１１を通過した光は、光学レンズ１１３により、後述する撮像素子１０４の撮像面に結像されるように構成されている。また、開口収納部１１４は、撮像素子１０４を収納する機能も有している。

なお、防塵のため、窓部１１１には、光学的に透明な部材でカバーガラスを形成しておいても良い。

また、中間基板１０３には、中間基板１０３の面方向と垂直な方向に貫通孔１０５が設けられている。貫通孔１０５を設ける方法としては、ドリリング、パンチング、レーザ加工、エッチングなどが挙げられる。加工方法は、加工対象である中間基板１０３の材質や貫通孔１０５の寸法などにより適切な方法が選択される。

第２の基板１０１ｂ上には、撮像素子１０４が設けられている。撮像素子１０４として、ＣＣＤを用いることができる。撮像素子１０４は、実装部品に対応する。図１に示すように、第１の基板１０１ａと第２の基板１０１ｂとは、中間基板１０３を挟んで接合されている。そして、撮像素子１０４は、第１の基板１０１ａと第２の基板１０１ｂとの間の空間である開口収納部１１４、即ち電気部品収納領域に形成されている。

これにより、撮像素子１０４の撮像面には、発光素子１１２からの光で照明された物体の像が形成される。なお、中間基板１０３において光学レンズ１１３が形成されている領域、及び第２の基板１０１ｂ上において撮像素子１０４が形成されている領域は、それぞれ光学的機能領域に対応する。

撮像素子１０４は、図示しない基板上に形成されたパターン、実装基板と何らかの方法で電気的に接続されている他の基板上に実装された他の部品と合わせて、所定の機能を有する電子回路を構成する。また、その他の実装部品としては、チップ抵抗、ミニモールドトランジスタ、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）などが挙げられる。しかしながら、実装部品は、これらに限られるものではない。

また、図示しないが、第１の基板１０１ａと第１の突起電極１０２ａとの間、及び第２の基板１０１ｂと第２の突起電極１０２ｂとの間には、それぞれ突起電極１０２ａ、１０２ｂと電気的導通を取るため、及び基板１０１ａ、１０１ｂ上への突起電極１０２ａ、１０２ｂの形成を助けるための電極を形成することもできる。

次に、各々の構成要素の位置関係について説明する。第１の基板１０１ａと第２の基板１０１ｂとは、突起電極が形成された面を対向させて配置されている。また、図示しないが、基板１０１ａ、１０１ｂの両面に突起電極が設けられる場合もある。この場合も、接合させる突起電極どうしを対向させる方向で基板が配置される。

第１の基板１０１ａ、第２の基板１０１ｂのｘ−ｙ面内（図２参照）方向の位置関係は、接合させる突起電極１０２ａ、１０２ｂどうしの位置関係に関連して決められる。接合させる突起電極１０２ａ、１０２ｂの位置関係は、突起電極１０２ａ、１０２ｂを上方向または下方向、つまりｚ軸（図２参照）の方向から見た投影図の中心位置を、対応する突起電極１０２ａ、１０２ｂどうしで一致させる。このとき許容される配置誤差は、ｘ−ｙ方向共に、相互の第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂの形成位置精度、及び各々の基板１０１a、１０１ｂをハンドリングする装置の位置合わせ精度を合計したものである。

中間基板１０３と第１の基板１０１ａと第２の基板１０１ｂとの位置関係は、中間基板１０３に形成されている貫通孔１０５と第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂとの位置関係に関連して決められる。

第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂ、及び中間基板１０３の貫通孔１０５を上方向または下方向、つまりｚ軸の方向から見た投影図の中心位置を、対応する突起電極１０２ａ、１０２ｂ及び貫通孔１０５で一致させる。このとき許容される位置精度は、ｘ−ｙ方向共に、第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂ、及び中間基板１０３の貫通孔１０５の位置精度、第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂの形状誤差、中間基板１０３の貫通孔１０５の形状誤差、第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂが形成されている基板をハンドリングする装置の位置合わせ精度、中間基板１０３をハンドリングする装置の位置合わせ精度を合計したものである。

第１の基板１０１ａの第１の突起電極１０２ａを有する面、及び第２の基板１０１ｂの第２の突起電極１０２ｂを有する面は、それぞれ中間基板１０３の各基板１０１ａ、１０１ｂに対応する面と接触する位置に配置される。

また、図示しないが、接合の為の材料を中間基板１０３と各基板１０１ａ、１０１ｂと間に設けるときは、中間基板１０３と各基板１０１ａ、１０１ｂとの間に接合の為の材料層が入る場合がある。

次に、上述の手順で各部材の位置あわせをした後、第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂを接触させ、加熱・加圧する。これにより、第１の突起電極１０２ａと第２の突起電極１０２ｂとを接合する。

この際、加熱する方法は以下の（１）、（２）、（３）がある。
（１）第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂまたは第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂ近傍の部材に直接ヒータを接触させて、第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂを加熱する直接加熱方法
（２）第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂまたは第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂ近傍の部材をレーザや温風吹き付けにより加熱する間接加熱方法
（３）周辺雰囲気温度を上昇させて第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂを含む実装構造体全体を加熱する全体加熱方法

そして、これらの加熱方法のうちから、積層実装構造体の仕様などにより、適切な方法を選択する。なお、第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂどうしを接触させる前に、プラズマや活性剤により第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂの表面を活性化させることが望ましい。これにより、第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂどうしが接合しやすくなる。さらに、加熱加圧と同時に第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂに超音波を印加することが望ましい。これにより、第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂどうしが接合しやすくなる。

このような構成により、第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂを介して、発光素子１１２や撮像素子１０４と、他の電気部品、例えば駆動制御回路（不図示）との間で電源供給や信号通信を行うことができる。また、小型化を維持したまま、光学レンズ１１３のズーミングやオートフォーカスのために、さらに駆動素子を設けることも容易である。

次に、本実施例の作用を説明する。例えば、従来技術では、積層して配置した基板間の電気的導通はリード線により確保されていた。このため、基板接合の自動化が難しく、作業難度が高い該技術では、実装コストの増加や生産能力の低下を招いている。また、この従来技術の構成では、実装構造の小型化も困難である。

これに対し、本実施例では、積層して配置した第１の基板１０１ａと第２の基板１０１ｂとの間の電気的導通を、第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂどうしの接合及び接触により確保する。そして、第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂの形成は、自動機を用いる作業が可能である。その作業内容は特別な技能を必要とするものではない。

また、第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂは、例えばスタッドバンプの場合、直径が１００μｍ程度の寸法である。このため、リード線よりも接合部を小さくすることが可能である。

この結果、本実施例では、積層実装構造体において、従来技術では困難であったような作業の自動化及び実装構造体の小型化を実現することが可能である。

また、他の従来技術の構成では、例えば、導電性スペーサ（本実施例における中間基板１０３に対応する）と異方性導電フィルムとの接合の為に、スペーサ上に設けたスルーホール（本実施例における中間基板１０３の貫通孔１０５に対応する）上に電極を設けていた。このような、従来技術の構成では、実装構造体の上部からの投影面積を小さくすることが困難である。

これに対し、本実施例では、第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂどうしを直接接合している。このため、中間基板１０３には貫通孔１０５だけ設ければ良い。これにより、接合部の狭ピッチ化が可能となる。この結果、積層実装構造体１００上部からの投影面積の縮小化が可能となる。

このように、本実施例では、接合部材及び接合部を中間基板１０３の貫通孔１０５内に格納できるため、基板厚さ方向の寸法を小さくすることが可能となる。また、接合部近傍に電極を設けることなく実装が可能となるため、この電極を省いた分だけ、積層実装構造体の高密度化が可能となる。また、一般的に入手が容易な自動機を用いて実装作業が可能となる。

本実施例によれば、基板平面方向の投影面積を減少させるように小型化が可能な積層実装構造体を提供することが可能となる。また、製造工程を自動化し生産性を向上させた積層実装構造体を提供することが可能になる。

また、撮像素子１０４、発光素子１１２等と、他の電気部品、例えば駆動制御回路とを配線ケーブル用のスペースを増やすことなく接続できる。このため、小型の実装構造体を実現することができる。さらに、製造工程を少なくしたことで歩留まり向上、及び製造コストの低減、製造時間の短縮化も実現できる。

以上説明したように、本実施例では、第１の突起電極１０２ａ、第２の突起電極１０２ｂどうしを直接接合している。このため、中間基板１０３には貫通孔１０５だけ設ければ良い。これにより、接合部の狭ピッチ化が可能となる。この結果、積層実装構造体１００上部からの投影面積の縮小化が可能となる。

次に、本発明の実施例２にかかる積層実装構造体について説明する。実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図３に示すように、本実施例では、中間基板１０３の側面に凹部２０６が形成されている。これにより、第１の基板１０１ａの第１の接続端子２０４ａ及び第２の基板１０１ｂの第２の接続端子２０４ｂが露出される構成となっている。凹部２０６は、中間基板１０３の周囲にわたって形成されている。また、凹部２０６は、一定の深さで連続して形成されている。

中間基板１０３の少なくとも一部は、第１の基板１０１ａの端面及び第２の基板１０１ｂの端面よりも内側になるように形成されている。これにより、第１の接続端子（第１の電極）２０４ａ及び第２の接続端子（第２の電極）２０４ｂの一部がそれぞれ露出される。そして、配線部（導電部）２０５の一方の端部は、第１の接続端子２０４ａの露出部分に接続され、配線部２０５の他方の端部は、第２の接続端子２０４ｂの露出部分に接続されている。

本実施例によれば、中間基板１０３の側面の少なくとも一部に凹部２０６が形成されている。このため、第１の接続端子２０４ａ及び第２の接続端子２０４ｂの一部がそれぞれ基板の主面方向に露出される。これにより、第１の基板１０１ａと中間基板１０３、及び第２の基板１０１ｂと中間基板１０３の接続端子の接合面積を大きくすることができる。

また、凹部２０６には、印刷法、薄膜配線法、インクジェット法、ディスペンス法などによって、配線２０５が形成される。なお、配線の補強などのために、半田ボール、Ａｕボールなどの導電性粒子やナノペーストなどを用いて形成してもよい。配線２０５により、第１の基板１０１ａに形成された第１の接続端子２０４ａと第２の基板１０１ｂに形成された第２の接続端子２０４ｂとが接続される。これにより、互いに隣接する配線２０５同士が干渉することを防ぐことが可能となる。

また、例えば、第２の基板１０１ｂの電気部品搭載領域に搭載した電気部品、撮像素子１０４と、第１の基板１０１ａの主面の第１の接続端子（電極）２０４ａとを配線ケーブル用のスペースを増やすことなく接続できる。このため、小型の実装構造体を実現することができる。

本実施例によれば、第１の基板１０１ａと中間基板１０３、及び第２の基板１０１ｂと中間基板１０３の接続端子の接合面積を大きくすることができる。このため、接合抵抗を小さくすることが可能となる。従って、電気的に信頼性の高い積層実装構造体を提供することが可能となる。さらに、製造工程を少なくしたことで歩留まり向上、及び製造コストの低減、製造時間の短縮化も実現できる。

次に、本発明の実施例３にかかる積層実装構造体について説明する。実施例１及び実施例２と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図４は、第１の基板１０１ａと、中間基板１０３と、第２の基板１０１ｂとを接合する前の状態における側面の断面構成を示している。また、図５は、第１の基板１０１ａと、第２の基板１０１ｂと、中間基板１０３とを接合した後の状態における側面の断面構成を示している。

第１の基板１０１ａの第２の基板１０１ｂと対向する面には、第１の接続端子２０４ａに対応して電極３０７ａが形成されている。同様に、第２の基板１０１ｂの第１の基板１０１ａと対向する面には、第２の接続端子２０４ｂに対応して電極３０７ｂが形成されている。また、第１の基板１０１ａと中間基板１０３とが接合される部分には、それぞれ接合部３０５ａ、３０６ａが形成されている。同様に、第２の基板１０１ｂと中間基板１０３とが接合される部分には、それぞれ接合部３０５ｂ、３０６ｂが形成されている。

電極３０７ａ、３０７ｂに対応する中間基板１０３の位置には、貫通孔１０５が形成されている。そして、貫通孔１０５の深さ及び／または直径よりも大きな寸法の弾性導電ボール３１０が配置されている。弾性導電ボール３１０は、球状である。また、弾性導電ボール３１０は、導電部材に対応する。

弾性導電ボール３１０を球形状とすることで、貫通孔１０５内に姿勢に関わらず配置することができる。このため、貫通孔１０５に弾性導電ボール３１０を容易に配置した上で、高密度実装を実現でき、かつ電気的接続の信頼性向上が実現できる。

貫通孔１０５は、パンチング加工や機械加工、レーザ加工等により形成できる。また、弾性導電ボール３１０は、樹脂ボールに導電性材料を被覆して形成できる。この導電性材料として、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｂｉなどの金属材料、またはこれらの金属材料を複数種組み合わせた合金を用いることができる。

さらに、弾性導電ボール３１０は、貫通孔１０５近傍で、かつ電極３０７ａ、３０７ｂとの間隙に配置されている。そして、図５に示すように、接合部３０５ａ、３０６ａ同士、接合部３０５ｂ、３０６ｂ同士を接合する。接合部３０５ａ、３０５ｂ、３０６ａ、３０６ｂは、例えば接着剤層である。接合部３０５ａ、３０５ｂ、３０６ａ、３０６ｂは、接合手段に対応する。

貫通孔１０５の深さは弾性導電ボール３１０の直径より小さく設定されている。このため、第１の基板１０１ａと第２の基板１０１ｂと中間基板１０３とが接合されると、弾性導電ボール３１０は弾性変形する。この結果、弾性導電ボール３１０は、貫通孔１０５内に埋没する。

そして、弾性導電ボール３１０が復元しようとする力により弾性導電ボール３１０は、
電極３０７ａと電極３０７ｂとに対して押圧接触状態が保たれる。これにより、第１の基板１０１ａと第２の基板１０１ｂとは、中間基板１０３を介して電気的に接続される。

また、例えば、第２の基板１０１ｂの電気部品搭載領域に搭載した電気部品、撮像素子１０４と、第１の基板１０１ａの主面の電極２０４ａとを配線ケーブル用のスペースを増やすことなく接続できる。このため、小型の実装構造体を実現することができる。

このように、本実施例では、機械的な接続と、電気的な接続を行う場所が異なっている。そして、電気的接続部の面積を最小化したうえで、高い機械的接続強度を得ることができる。このため、高密度実装の実現、及び電気的接続の信頼性向上が実現できる。さらに、製造工程を少なくしたことで歩留まり向上、及び製造コストの低減、製造時間の短縮化も実現できる。

以上説明したように、本発明の積層実装構造体によれば、例えば内視鏡の直径を大きくすることなく、先端撮像ユニットの高機能化を実現できる。この結果、例えば、高機能、高集積化された撮像ユニットを実現できる。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。

以上のように、本発明にかかる積層実装構造体は、例えば内視鏡に有用であり、特に、高機能化、高集積化された撮像ユニットに適している。

本発明の実施例１に係る積層実装構造体の断面構成を示す図である。 実施例１に係る積層実装構造体の分解した斜視構成を示す図である。 本発明の実施例２に係る積層実装構造体の部分の分解した斜視構成を示す図である。 本発明の実施例３に係る積層実装構造体の接合前の断面構成を示す図である。 実施例３に係る積層実装構造体の接合後の断面構成を示す図である。 従来技術の実装構造体の断面構成を示す図である。

符号の説明

１００ 積層実装構造体
１０１ａ 第１の基板
１０１ｂ 第２の基板
１０２ａ 第１の突起電極
１０２ｂ 第２の突起電極
１０３ 中間基板
１０４ 撮像素子
１０５ 貫通孔
１１１ 窓部
１１２ 発光素子
１１３ 光学レンズ
２０５ 配線
２０６ 凹部
２０４ａ 第１の接続端子
２０４ｂ 第２の接続端子
３０５ａ、３０５ｂ、３０６ａ、３０６ｂ 接合部
３０７ａ、３０７ｂ 電極
３１０ 弾性導電ボール

Claims (6)

1. 表面に第１の電極が形成された第１の部材と、前記第１の部材と対向する表面に第２の電極が形成された第２の部材との少なくとも２つの部材と、
   前記第１の部材と前記第２の部材との間に設置され、前記第１の部材と前記第２の部材とを所定の間隙をもって接続する中間部材とを有し、
   前記第１の部材と前記第２の部材との間の間隙に実装部品が配置されている積層実装構造体であって、
   前記第１の部材と前記第２の部材と前記中間部材とのうちの少なくともいずれか一つの部材が光学的機能領域を有することを特徴とする積層実装構造体。
2. 前記第２の部材は、前記光学的機能領域として撮像素子を有することを特徴とする請求項１に記載の積層実装構造体。
3. 前記第１の部材及び／または前記中間部材は、前記光学的機能領域として光学レンズを有することを特徴とする請求項１または２に記載の積層実装構造体。
4. 前記第１の部材と前記第２の部材との対向する表面には、それぞれ第１の電極と第２の電極が形成され、
   前記第１の電極及び前記第２の電極には、それぞれ突起電極が形成されており、
   前記突起電極どうしは、前記中間部材に設けられている貫通孔内で接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層実装構造体。
5. 前記第１の部材の前記第１の電極が形成されている面、または前記第２の部材の前記第２の電極が形成されている面に対して直交する前記中間部材の面に形成され、前記第１の電極及び前記第２の電極とを電気的に接続する導電部を有し、
   前記中間部材の少なくとも一部は、前記第１の部材の端面及び前記第２の部材の端面よりも内側になるように形成されることで、前記第１の電極及び前記第２の電極の一部がそれぞれ露出され、
   前記導電部の一方の端部は、前記第１の電極の露出部分に接続され、前記導電部の他方の端部は、前記第２の電極の露出部分に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層実装構造体。
6. 前記第１の部材と前記第２の部材と前記中間部材とのうちの対向するいずれか一組の部材において少なくとも１つの部材の少なくとも一方の主面上に形成された接合部と、
   対向する前記部材上にそれぞれ形成された電極どうしの間隙に配置されている導電部材と、を有し、
   少なくとも１つの前記部材には貫通孔が設けられ、
   前記接合部によって前記部材同士が接合されることによって、前記導電部材が前記貫通孔において変形、埋没し、前記部材同士が電気的に接続されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層実装構造体。
   
   
   

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