JP5962230B2

JP5962230B2 - センサーユニットおよび電子機器および運動体並びに基板組立体の製造方法

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Publication number: JP5962230B2
Application number: JP2012129611A
Authority: JP
Inventors: 木下　裕介; 裕介木下; 祥宏小林; 佳邦齋藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2012-06-07
Filing date: 2012-06-07
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2032-06-07
Also published as: JP2013253863A

Description

本発明は、センサーユニットや、センサーユニットを利用する電子機器および運動体、並びに、センサーユニットに利用される基板組立体の製造方法等に関する。

特許文献１に記載されるように、加速度センサーといったセンサーチップは特定の方向に測定軸を有する。センサーチップの底面でセンサーチップが基板に実装されれば、測定軸は基板の表面に直交する。センサーチップの側面でセンサーチップが基板に実装されれば、測定軸は基板の表面に平行に設定されることができる。

米国特許第５５０３０１６号明細書特開２００５−１９７４９３号公報

特許文献１ではセンサーチップの側面でセンサーチップは基板に接合される。接合材は基板の板面とセンサーチップの側面とを相互に結合する。したがって、基板とセンサーチップとの間では最短距離で振動経路が確立される。振動の伝達長さは最小化される。振動経路と振動の伝達方向とは一致してしまう。その結果、基板とセンサーチップとの間で直接的に振動が行き来してしまう。

本発明の少なくとも１つの態様によれば、これまでに比べて振動の伝達は抑制されることができる。

（１）本発明の一態様は、第１導電線が設けられた第１板面を有する第１基板と、前記第１基板に実装されて、第１軸に測定軸を有する第１センサーと、第２導電線が設けられた第２板面および前記第２板面の側方にある端面を有し、前記端面の少なくとも一部が前記第１基板の前記第１板面と間隔を空けて向き合うように配置されている第２基板と、前記第２基板に実装されて、前記第１軸に交差する第２軸に測定軸を有する第２センサーと、前記第１導電線および前記第２導電線を接合する導電性の接合材と、を備えるセンサーユニットに関する。

接合材は第１導電線および第２導電線を相互に接合する。この接合で第１基板および第２基板は相互に連結される。接合材は、第１導電線および第２導電線の間で導通を確保すると同時に、第１基板および第２基板の間で物理的結合を確立する。こうした物理的結合に応じて第１基板と第２基板との間では平行姿勢以外の位置関係が確立されることができる。このとき、導電材は第１基板の板面と第２基板の端面とを相互に結合するのではなく、したがって、第１基板と第２基板との間では最短距離で振動経路が確立されるわけではない。接合材は２つの基板の板面同士を相互に結合することから、第１基板と第２基板との間の振動経路は最短経路を迂回する。振動の伝達長さは増大し、しかも、振動の伝達方向はそらされる。その結果、第１基板および第２基板の間で振動は減衰することができる。振動の伝達は抑制されることができる。

（２）前記第２導電線は前記第２板面の前記輪郭から離れた位置に設けられることができる。振動の伝達長さはさらに増大することができる。その結果、第１基板および第２基板の間で振動の伝達はさらに抑制されることができる。

（３）前記第２基板には、前記端面よりも前記第１基板の前記第１板面に向かって突き出る形状を有し、前記第１板面に接触するスペーサーが形成されることができる。第２基板に作用する外力は部分的にスペーサーで支持されることができる。したがって、第２基板から接合材に向かって外力の伝達は抑制されることができる。接合材の耐久性は向上することができる。

（４）前記第１基板の前記第１板面には窪みが設けられ、前記窪みの底面には前記第１導電線が設けられ、前記第２基板の前記端面の一部が前記窪みの周縁の前記第１板面に接触していてもよい。第２基板に作用する外力は第２基板の端面から支持面に伝達される。外力は支持面で支持される。したがって、第２基板から接合材に向かって外力の伝達は抑制されることができる。接合材の耐久性は向上することができる。

（５）前記第１導電線の一部は前記第１基端の厚み方向からの平面視で前記第２基板の前記端面に重なる位置に設けられることができる。第１導電線と第２基板との位置ずれは確実に吸収されることができる。位置ずれが生じても接合材は第１導電線および第２導電線を確実に相互に結合することができる。

（６）前記第１センサーは前記第１板面に実装され、前記第２センサーは前記第２板面に実装されることができる。こうして第１センサーは第１導電線に結合されることができる。第２センサーは第２導電線に結合されることができる。

（７）センサーユニットは電子機器に組み込まれて利用されることができる。電子機器はセンサーユニットを備えることができる。

（８）センサーユニットは運動体に組み込まれて利用されることができる。運動体はセンサーユニットを備えることができる。

（９）本発明のさらに他の態様は、第１導電線が設けられた第１板面を有する第１基板、および、第２導電線が設けられた第２板面と前記第２板面の側方にある端面とを有する第２基板を特定の位置関係で治具にセットする工程と、導電性の接合材で前記第１導電線および前記第２導電線を接合する工程と、を備え、前記治具にセットする工程は、前記第２基板の前記端面の少なくとも一部が前記第１基板の前記第１板面と間隔を空けて向き合う位置関係で前記第１基板および前記第２基板を治具にセットする、基板組立体の製造方法に関する。こうして基板組立体は製造されることができる。基板組立体はセンサーユニットで利用されることができる。

（１０）前記治具は、起立姿勢に前記第２基板の姿勢を保持する保持部を有する底板と、前記底板の表面から立ち上がり、前記第２基板の前記端面上に前記第１基板を水平姿勢に保持する支持部材と、を備えることができる。治具の働きで第２基板の端面と第１基板の第１板面との間には確実に間隔が確保されることができる。

（１１）基板組立体の製造方法は、前記第１導電線の表面に前記接合材を塗布する工程と、前記第２基板の前記端面上に前記第１板面を配置し前記接合材に前記第２導電線を接触させる工程と、前記接合材の自重で前記第２導電線に前記接合材を広がらせる工程と、を備えることができる。こうしてリフローは利用されることができる。

第１実施形態に係る基板組立体の外観を概略的に示す部分斜視図である。図１と異なる角度から基板組立体の外観を概略的に示す部分斜視図である。基板組立体の部分平面図である。第１接合材（第２接合材）の拡大側面図である。図４に対応し、変形例に係る第１接合材（第２接合材）の拡大側面図である。基板組立体の製造にあたって利用される治具の一具体例を概略的に示す斜視図である。治具にセットされた第１および第２側板を概略的に示す治具の正面図である。底板を概略的に示す側面図である。治具にセットされた底板を概略的に示す治具の正面図である。第１および第２側板に接合された底板を概略的に示す治具の正面図である。第２実施形態に係る基板組立体に組み込まれる第１および第２側板および底板を概略的に示す拡大部分正面図である。基板組立体の製造にあたって利用される治具の一具体例を概略的に示す斜視図である。第３実施形態に係る基板組立体に組み込まれる第１および第２側板および底板を概略的に示す拡大部分正面図である。一実施形態に係るセンサーユニットの外観を概略的に示す斜視図である。裏からセンサーユニットの外観を概略的に示す斜視図である。基板組立体の全体構造を概略的に示す基板組立体の透視図である。基板組立体の外観を概略的に示す基板組立体の斜視図である。基板組立体の構成を概略的に示す収納空間の側面図である。基板組立体の構成を概略的に示す収納空間の平面図である。一実施形態に係る電子機器の構成を概略的に示すブロック図である。一実施形態に係る運動体の構成を概略的に示すブロック図である。一実施形態に係る機械の構成を概略的に示すブロック図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

（１）第１実施形態に係る基板組立体
図１は第１実施形態に係る基板組立体１１を概略的に示す。基板組立体１１は底板（第１基板）１２と第１側板（第２基板）１３および第２側板(第２基板)１４とを備える。底板１２並びに第１および第２側板１３、１４はリジッド基板で構成される。リジッド基板の基体は例えば樹脂板やセラミック板といった絶縁体で形成されることができる。樹脂板は例えばガラス繊維に含浸された樹脂材で形成されることができる。

第１および第２側板１３、１４は底板１２の板面（第１板面）１５に結合される。第１および第２側板１３、１４は底板１２の板面１５に対して起立姿勢を確立する。第１側板１３は底板１２の板面１５に向き合わせられる端面１６を有する。第１側板１３では端面１６は外向きの第１板面（第２板面）１７および内向きの第２板面１８を相互に接続する。第１板面１７および第２板面１８は表裏の関係を有する。第１側板１３は第２板面１８で収納空間を仕切る。端面１６は第１板面１７および第２板面１８の輪郭をそれぞれ規定する。第１側板１３の第１板面１７を含む垂直仮想平面（第１仮想平面）２１は底板１２の板面１５を含む水平仮想平面（第２仮想平面）２２に交差する。交差角は任意に設定されることができる。ここでは、交差角は直角に設定される。

同様に、第２側板１４は底板１２の板面１５に向き合わせられる端面２３を有する。第２側板１４では端面２３は外向きの第１板面（第２板面）２４および内向きの第２板面２５を相互に接続する。第１板面２４および第２板面２５は表裏の関係を有する。第２側板１４は第２板面２５で収納空間を仕切る。端面２３は第１板面２４および第２板面２５の輪郭を規定する。第２側板１４の第１板面２４を含む垂直仮想平面２６は底板１２の板面１５を含む水平仮想平面２２に交差する。交差角は任意に設定されることができる。ここでは、交差角は直角に設定される。

底板１２は第１導電配線（第１導電線）２８を有する。第１導電配線２８は導電材から形成される。導電材には例えば銅といった金属材料が用いられることができる。第１導電配線２８は第１導電パッド２８ａおよび第２導電パッド２８ｂを有する。第１導電パッド２８ａおよび第２導電パッド２８ｂは底板１２の板面１５に形成される。第１導電パッド２８ａおよび第２導電パッド２８ｂは基体の表面に広がる薄膜として形成されることができる。

第１側板１３および第２側板１４は第２導電配線２９を有する。第２導電配線２９は導電材から形成される。導電材には例えば銅といった金属材料が用いられることができる。第２導電配線２９は接続端子２９ａを有する。接続端子２９ａは各側板１３、１４の第１板面１７、２４に形成される。接続端子２９ａは基体の端面１６、２３に進入せずに基体の板面に広がる薄膜として形成されることができる。各側板１３、１４の端面１６、２３には基体の絶縁体が露出する。各側板１３、１４の端面１６、２３は絶縁体で形成される。

基板組立体１１は第１接合材（接合材）３１を備える。第１接合材３１は第１導電配線２８および第２導電配線２９に接合される。第１接合材３１は個々に第１導電パッド２８ａおよび第１側板１３の対応の接続端子２９ａに同時に固着される。第１導電パッド２８ａは接続端子２９ａに１対１で接続される。同様に、第１接合材３１は個々に第２導電パッド２８ｂおよび第２側板１４の対応の接続端子２９ａに同時に固着される。第２導電パッド２８ｂは接続端子２９ａに１対１で接続される。第１接合材３１は導電性を有する。第１接合材３１は例えばはんだ材で形成される。はんだ材に代えて例えば導電接着剤が用いられてもよい。第１接合材３１で底板１２および第１側板１３は相互に連結される。同様に第１接合材３１で底板１２および第２側板１４は相互に連結される。ここでは、第１接合材３１以外で第１および第２側板１３、１４と底板１２との接合は確立されない。

第１側板１３および第２側板１４では第１板面１７、２４に電子部品３２が実装される。電子部品３２は例えば第２導電配線２９に電気的に接続されることができる。電子部品３２はポケット空間３３内に収容される。ポケット空間３３は第１側板１３または第２側板１４の第１板面１７、２４と底板１２の張り出し域１２ａ、１２ｂで区画される。張り出し域１２ａ、１２ｂは、収納空間から外側に向かって第１側板１３または第２側板１４の第１板面１７、２４から張り出す底板１２で形成される。

図２に示されるように、第１側板１３は第１金属パッド３４を有する。第１金属パッド３４は第１側板１３の第２板面１８に形成される。第１金属パッド３４は収納空間の外側で第１側板１３の張り出し域１３ａに配置される。張り出し域１３ａは、収納空間から外側に向かって第２側板１４の第１板面２４から張り出す第１側板１３で形成される。第１金属パッド３４は基体の表面に広がる薄膜として形成されることができる。第１金属パッド３４は導電性を有してもよく、第１金属パッド３４は第２導電配線２９に接続されてもよい。第１金属パッド３４は第２導電配線２９と同一材料で形成されることができる。

第２側板１４は第２金属パッド３５を有する。第２金属パッド３５は第２側板１４の第１板面２４に形成される。第２金属パッド３５は基体の端面に進入せずに基体の板面に広がる薄膜として形成されることができる。

基板組立体１１は第２接合材（接合材）３６を備える。第２接合材３６は第１金属パッド３４および第２金属パッド３５に接合される。第２接合材３６は第１金属パッド３４および対応の第２金属パッド３５に同時に固着される。第１金属パッド３４は第２金属パッド３５に１対１で接続される。第２接合材３６は導電性を有することができる。第２接合材３６は例えばはんだ材で形成される。はんだ材に代えて例えば導電接着剤が用いられてもよい。第２接合材３６は第１接合材３１と同一材料で形成されることができる。こうして第１側板１３および第２側板１４は相互に連結される。ここでは、第２接合材３６以外で第１および第２側板１３、１４の接合は確立されない。

図３に示されるように、底板１２の板面１５には第１電子部品３７が実装される。第１電子部品３７は第１導電配線２８に電気的に接続される。第１側板１３の第２板面１８には第２電子部品３８が実装される。第２電子部品３８は第２導電配線２９に電気的に接続される。第２側板１４の第２板面２５には第３電子部品３９が実装される。第３電子部品３９は第２導電配線２９に電気的に接続される。第１電子部品３７と第２電子部品３８とは第１導電パッド２８ａ、第１接合材３１および接続端子２９ａで電気的に接続される。第１電子部品３７と第３電子部品３９とは第２導電パッド２８ｂ、第１接合材３１および接続端子２９ａで電気的に接続される。

第１接合材３１は第１導電配線２８および第２導電配線２９を相互に接合する。この接合で第１および第２側板１３、１４および底板１２は相互に連結される。第１接合材３１は、第１導電配線２８および第２導電配線２９の間で導通を確保すると同時に、第１および第２側板１３、１４および底板１２の間で物理的結合を確立する。こうした物理的結合に応じて底板１２と第１および第２側板１３、１４との間では平行姿勢以外の位置関係が確立されることができる。

同様に、第２接合材３６は第１金属パッド３４に第２金属パッド３５を接合する。この接合で第１側板１３および第２側板１４は相互に連結される。第２接合材３６は、第１金属パッド３４および第２金属パッド３５の間で導通を確保すると同時に、第１側板１３および第２側板１４の間で物理的結合を確立する。こうした物理的結合に応じて第１側板１３と第２側板１４との間では平行姿勢以外の位置関係が確立されることができる。

基板組立体１１では第１および第２側板１３、１４の第１板面１７、２４は外向きに配置される。第２導電配線２９は外向きの板面１７、２４に形成される。したがって、第１および第２導電パッド２８ａ、２８ｂと接続端子２９ａとの結合にあたって第１接合材３１は基板組立体１１の外側から供給されることができる。第１接合材３１の供給位置まで第１接合材３１の供給経路は簡単に確保されることができる。基板組立体１１の組み立てにあたって作業効率は向上する。同様に、第１金属パッド３４および第２金属パッド３５は収納空間の外側に配置されることから、第２接合材３６の供給位置まで第２接合材３６の供給経路は簡単に確保されることができる。

図４に示されるように、第１および第２側板１３、１４の端面１６、２３と底板１２の板面１５との間には間隔Ｃが形成される。第１接合材３１は第１および第２側板１３、１４の接続端子２９ａから底板１２の第１および第２導電パッド２８ａ、２８ｂに延びる。第１接合材３１は端面１６、２３で規定される第１板面１７、２４の輪郭４１に交差する。第１接合材３１は底板１２の板面１５と第１および第２側板１３、１４の端面１６、２３とを相互に結合するのではなく、底板１２と第１および第２側板１３、１４との間で最短距離で振動経路が確立されるわけではない。第１接合材３１は底板１２の板面１５と第１および第２側板１３、１４の第１板面１７、２４とを相互に結合することから、底板１２と第１および第２側板１３、１４との間の振動経路は最短経路を迂回する。振動の伝達長さは増大し、しかも、振動の伝達方向はそらされる。その結果、底板１２および第１および第２側板１３、１４の間で振動は減衰することができる。振動の伝達は抑制されることができる。特に、第２導電配線２９は第１および第２側板１３、１４の第１板面１７、２４の輪郭４１から離れて配置される。その結果、振動の伝達長さはさらに増大することができる。底板１２と第１および第２側板１３、１４との間で振動の伝達はさらに抑制されることができる。

加えて、第１導電配線２８は底板１２の板面１５および第１および第２側板１３、１４の端面１６、２３に挟まれる空間４２に進入することができる。すなわち、底板１２の板面１５に直交する方向からの平面視で第１導電配線２８の一部は端面１６、２３に重なる。このとき、第１導電配線２８と第１および第２側板１３、１４との位置ずれは確実に吸収されることができる。位置ずれが生じても第１接合材３１は第１導電配線２８および第２導電配線２９を確実に相互に結合することができる。ここでは、第１金属パッド３４、第２金属パッド３５および第２接合材３６は第１導電配線２８、第２導電配線２９および第１接合材３１と同様に構成されることができる。

図５に示されるように、第１および第２側板１３、１４の端面１６、２３は底板１２の板面１５に受け止められてもよい。ただし、第１および第２側板１３、１４の端面１６、２３は底板１２の板面１５に接触するものの第１接合材３１以外で接合は確立されない。こういった場合でも、振動経路は最短経路を迂回することができ、その結果、底板１２および第１および第２側板１３、１４の間で振動は減衰することができる。振動の伝達は抑制されることができる。

（２）基板組立体の製造方法
次に、基板組立体１１の製造方法を簡単に説明する。製造にあたって治具４３が用意される。図６に示されるように、治具４３は底板４４を備える。底板４４には溝４５ａ、４５ｂが刻まれる。溝４５ａ、４５ｂは第１側板１３および第２側板１４の端面（端面１６、２３の反対側の端面）の輪郭を反映した輪郭を有する。溝４５ａ、４５ｂにはそれぞれ第１および第２側板１３、１４が差し込まれることができる。溝４５ａ、４５ｂは第１側板１３および第２側板１４の姿勢を起立姿勢に保持する。ここでは、第１および第２側板１３、１４の第１板面１７、２４は重力方向に平行になる。第１および第２側板１３、１４の端面１６、２３は重力方向の逆向き（上向き）に面することができる。

治具４３は支持部材４６を備える。支持部材４６は４本の柱４６ａから構成される。個々の柱４６ａは底板４４の表面から立ち上がる。柱４６ａの上端には底板１２の輪郭を象った窪み４７が形成される。窪み４７の高さは溝４５ａ、４５ｂに差し込まれる第１および第２側板１３、１４の高さよりも高く設定される。窪み４７には底板１２が嵌め込まれることができる。

図７に示されるように、治具４３に第１および第２側板１３、１４がセットされる。第１および第２側板１３、１４には予め接続端子２９ａを含む第２導電配線２９が形成される。第１および第２側板１３、１４は溝４５ａ、４５ｂに差し込まれる。第１および第２側板１３、１４は直立姿勢に保持される。

図８に示されるように、底板１２が準備される。底板１２の板面１５には予め第１および第２導電パッド２８ａ、２８ｂを含む第１導電配線２８が形成される。第１および第２導電パッド２８ａ、２８ｂの表面には例えばはんだペーストといった導電材４８が塗布される。

図９に示されるように、底板１２は治具４３にセットされる。底板１２は支持部材４６の窪み４７に嵌め込まれる。治具４３では第１および第２側板１３、１４と底板１２との間に所定の位置関係が確立される。底板１２は第１および第２側板１３、１４の端面１６、２３に覆い被さる。ここでは、支持部材４６の働きで底板１２は水平姿勢に保持される。第１および第２側板１３、１４の第１板面１７、２４を含む垂直仮想平面２１、２６は底板１２の板面１５を含む水平仮想平面に直交する。第１および第２側板１３、１４の端面１６、２３に底板１２の板面１５は間隔Ｃを空けて向き合わせられる。底板１２の板面１５は第１および第２側板１３、１４の端面１６、２３から重力方向の逆向きに離れた位置に配置される。このとき、第１および第２導電パッド２８ａ、２８ｂ上の導電材４８は接続端子２９ａに接触することが望まれる。

図１０に示されるように、導電材４８の自重で接続端子２９ａに沿って導電材４８は濡れ広がる。導電材４８に熱エネルギーが付与されると、導電材４８は溶融する。こうした熱エネルギーの付与にあたってリフローが実施されることができる。その後、導電材４８は冷却される。こうして第１接合材３１は接続端子２９ａに第１および第２導電パッド２８ａ、２８ｂを接合する。冷却後、第１および第２側板１３、１４および底板１２は治具４３から取り外されればよい。

（３）第２実施形態に係る基板組立体
図１１は第２実施形態に係る基板組立体１１ａを概略的に示す。この基板組立体１１ａでは、第１および第２側板１３、１４で、端面１６、２３よりも底板１２の板面１５に向かって突き出るスペーサー４９が形成される。スペーサー４９は底板１２の板面１５に接触することができる。スペーサー４９の働きで端面１６、２３と底板１２の板面１５との間に確実に間隔Ｃは確保されることができる。この基板組立体１１ａでは底板１２の板面１５に直交する方向から第１および第２側板１３、１４に作用する外力は部分的にスペーサー４９で支持されることができる。したがって、第１および第２側板１３、１４から第１接合材３１に向かって外力の伝達は抑制されることができる。第１接合材３１の耐久性は向上することができる。その他の構造は第１実施形態のそれと同様である。

基板組立体１１ａの製造にあたって、前述と同様に、治具４３ａは利用されることができる。図１２に示されるように、治具４３ａは底板４４および案内部材５１を備える。案内部材５１は４本の柱５１ａから構成される。個々の柱５１ａは底板４４の表面から立ち上がる。個々の柱５１ａには底板１２の４角を象った水平断面を有する案内路５２が形成される。而して案内部材５１は鉛直方向に底板１２の変位を許容しつつ底板１２の水平姿勢を保持することができる。案内部材５１に底板１２が案内されると、スペーサー４９は第１および第２側板１３、１４の端面１６、２３から上方に突き出る。スペーサー４９は底板１２の板面１５を受け止める。こうして第１および第２側板１３、１４の端面１６、２３と底板１２の板面１５との間には確実に間隔Ｃが確保されることができる。スペーサー４９は第１および第２側板１３、１４側ではなく底板１２の板面１５に形成されてもよい。

（４）第３実施形態に係る基板組立体
図１３は第３実施形態に係る基板組立体１１ｂを概略的に示す。この基板組立体１１ｂでは、底板１２の板面１５に支持面５３が区画される。支持面５３は第１および第２側板１３、１４の端面１６、２３を支持する。底板１２の板面１５には窪み５４が区画される。窪み５４は、第１および第２側板１３、１４の端面１６、２３から離れた位置に接続面５５を規定する。接続面５５に第１導電配線２８の第１および第２導電パッド２８ａ、２８ｂが配置される。窪み５４の働きで第１および第２側板１３、１４の端面１６、２３と第１および第２導電パッド２８ａ、２８ｂとの間には確実に間隔Ｃが確保されることができる。第１および第２側板１３、１４に作用する外力は第１および第２側板１３、１４から支持面５３に伝達される。外力は支持面５３で支持される。したがって、第１および第２側板１３、１４から第１接合材３１に向かって外力の伝達は抑制されることができる。第１接合材３１の耐久性は向上することができる。その他の構造は第１実施形態と同様である。

（５）センサーユニット
図１４は一実施形態に係るセンサーユニット６１を概略的に示す。センサーユニット６１は筐体６２を備える。筐体６２は例えば直方体の箱形に形成される。筐体６２は直方体の内部空間を区画する。筐体６２は箱体６２ａおよびベース６２ｂに分割されることができる。箱体６２ａは内部空間の天面および４つの側面を覆う。ベース６２ｂは内部空間の底面を覆う。箱体６２ａおよびベース６２ｂは例えばアルミニウム材から成形されることができる。箱体６２ａおよびベース６２ｂの表面は例えばニッケルのめっき膜で覆われることができる。

図１５に示されるように、ベース６２ｂは箱体６２ａの開放面を塞ぐ。ベース６２ｂの輪郭に沿ってベース６２ｂおよび箱体６２ａの隙間には封止材６３が詰められる。ベース６２ｂには開口６４が形成される。開口６４内にはコネクター６５が配置される。コネクター６５は受け側のコネクター（図示されず）に受け止められることができる。コネクター６５はセンサーユニット６１の外部端子を構成する。コネクター６５の輪郭に沿ってコネクター６５およびベース６２ｂの隙間には封止材６６が詰められる。こうして筐体６２の内部空間は気密に密閉される。

箱体６２ａの内部空間には基板組立体６８が収容される。図１６に示されるように、基板組立体６８はインターフェイス基板（第１基板）６９、天板（第１基板）７１および第１〜第４側板（第２基板）７２、７３、７４、７５を備える。インターフェイス基板６９、天板７１および側板７２〜７５で６面体の箱体が形成される。インターフェイス基板６９の外向きの板面（インターフェイス基板の裏面に相当）にコネクター６５が実装される。インターフェイス基板６９、天板７１および第１〜第４側板７２〜７５はリジッド基板で構成される。リジッド基板の基体は例えば樹脂板やセラミック板で形成されることができる。樹脂板は例えばガラス繊維に含浸された樹脂材で形成されることができる。

基板組立体６８では第１〜第４側板７２〜７５で枠組み７６が形成される。第１〜第４側板７２〜７５は相互に連結される。枠組み７６は収納空間７７を囲む。枠組み７６は６面体の収納空間７７の４側面を塞ぐ。第１〜第４側板７２〜７５にはそれぞれ外向きの第１板面（第２板面）７２ａ、７３ａ、７４ａ、７５ａが規定される。第１板面７２ａ〜７５ａの裏側に内向きの第２板面７２ｂ、７３ｂ、７４ｂ、７５ｂが規定される。第１〜第４側板７２〜７５は第１板面７２ａ〜７５ａの裏側すなわち第２板面７２ｂ〜７５ｂで収納空間７７を仕切る。

インターフェイス基板６９および天板７１の輪郭は長方形に接する４辺を有する。収納空間７７および枠組み７６はインターフェイス基板６９および天板７１の間に挟まれる。インターフェイス基板６９および天板７１は板面６９ａ、７１ａ同士で向き合う。したがって、第１〜第４側板７２〜７５の端面はインターフェイス基板６９の板面（第１板面）６９ａおよび天板７１の板面（第１板面）７１ａに間隔を空けて向き合わせられる。第１〜第４側板７２〜７５の第２板面７２ｂ〜７５ｂをそれぞれ含む垂直仮想平面はインターフェイス基板６９の板面６９ａを含む水平仮想平面、および、天板７１の板面７１ａを含む水平仮想平面に交差する。交差角は任意に設定されることができる。ここでは、交差角は直角に設定される。

枠組み７６の形成にあたって第１側板７２および第３側板７４は第２側板７３および第４側板７５の間に挟まれる。その結果、第１側板７２および第３側板７４の端面は第２側板７３および第４側板７５の第２板面７３ｂ、７５ｂに間隔を空けて向き合わせられる。第１および第３側板７２、７４の第２板面７２ｂ、７４ｂをそれぞれ含む垂直仮想平面は第２側板７３の第２板面７３ｂおよび第４側板７５の第２板面７５ｂをそれぞれ含む垂直仮想平面に交差する。交差角は任意に設定されることができる。ここでは、交差角は直角に設定される。

図１７に示されるように、インターフェイス基板６９は第１導電配線（第１導電線）７８を有する。第１導電配線７８は導電材から形成される。導電材には例えば銅といった金属材料が用いられることができる。第１導電配線７８は第１導電パッド７８ａおよび第２導電パッド７８ｂを有する。第１導電パッド７８ａおよび第２導電パッド７８ｂは枠組み７６の外側でインターフェイス基板６９の板面６９ａに形成される。第１導電パッド７８ａはインターフェイス基板６９の輪郭の一辺と第１側板７２の第１板面７２ａとの間に一列に配置される。当該一辺は第１板面７２ａに平行に延びる。第２導電パッド７８ｂはインターフェイス基板６９の輪郭の一辺と第２側板７３の第２板面７３ａとの間に一列に配置される。当該一辺は第１板面７３ａに平行に延びる。第１導電パッド７８ａおよび第２導電パッド７８ｂは基体の表面に広がる薄膜として形成されることができる。

第１〜第４側板７２〜７５は第２導電配線（第２導電線）７９を有する。第２導電配線７９は導電材から形成される。導電材には例えば銅といった金属材料が用いられることができる。第２導電配線７９は第１接続端子７９ａおよび第２接続端子７９ｂを有する。第１接続端子７９ａは第１側板７２の第１板面７２ａに形成される。第２接続端子７９ｂは第２側板７３の第１板面７３ａに形成される。第１接続端子７９ａおよび第２接続端子７９ｂはそれぞれ基体の端面に進入せずに基体の板面に広がる薄膜として形成されることができる。各側板７２〜７５の端面には基体の絶縁体が露出する。各側板７２〜７５の端面は絶縁体で形成される。

基板組立体６８は接合材８１を備える。接合材８１は第１導電配線７８および第２導電配線７９に接合される。接合材８１は個々に第１導電パッド７８ａおよび第１側板７２の対応の第１接続端子７９ａに同時に固着される。第１導電パッド７８ａは第１接続端子７９ａに１対１で接続される。同様に、接合材８１は個々に第２導電パッド７８ｂおよび第２側板７３の対応の第２接続端子７９ｂに同時に固着される。第２導電パッド７８ｂは第２接続端子７９ｂに１対１で接続される。接合材８１は導電性を有する。接合材８１は例えばはんだ材で形成される。はんだ材に代えて例えば導電接着剤が用いられてもよい。接合材８１でインターフェイス基板６９および第１側板７２は相互に連結される。同様に接合材８１でインターフェイス基板６９および第２側板７３は相互に連結される。

第１側板７２および第２側板７３では第１板面７２ａ、７３ａに電子部品８２が実装される。電子部品８２は例えば第２導電配線７９に電気的に接続されることができる。前述の電子部品３２と同様に、電子部品８２はポケット空間ＰＫ１、ＰＫ２内に収容される。ポケット空間ＰＫ１、ＰＫ２はインターフェイス基板６９の張り出し域および天板７１の張り出し域で挟まれる。ポケット空間ＰＫ１は第２側板７３および第４側板７５で挟まれる。張り出し域は、収納空間７７から外側に向かって第１側板７２または第２側板７３の第１板面７２ａ、７３ａから張り出すインターフェイス基板６９および天板７１で形成される。張り出し域の張り出し量は電子部品８２の最大高さよりも大きく設定される。

図１８に示されるように、収納空間７７には電子部品群が収容される。電子部品群はマイクロプロセッサーユニット（ＭＰＵ）８４、発振器８５、第１センサー８６、第２センサー８７および第３センサー８８を含む。ＭＰＵ８４はインターフェイス基板６９の板面６９ａに実装される。ＭＰＵ８４は第１導電配線７８に電気的に接続される。ＭＰＵ８４には第１導電配線７８を通じてコネクター６５に接続されることができる。こうした接続にあたってインターフェイス基板６９の基体内には導通ビアや配線パターンが形成されることができる。ＭＰＵ８４はコネクター６５を通じて外部と信号をやりとりすることができる。

発振器８５は例えば第４側板７５の第２板面７５ｂに実装される。発振器８５は少なくとも第２導電配線７９に電気的に接続される。第２導電配線７９の第２接続端子７９ｂは第１導電配線７８の第２導電パッド７８ｂに接続されることから、発振器８５は第２導電配線７９および第１導電配線７８経由でＭＰＵ８４に電気的に接続されることができる。こうした接続にあたって第４側板７５の基体内には導通ビアや配線パターンが形成されることができる。発振器８５はＭＰＵ８４にクロック信号を供給することができる。

第１センサー８６は天板７１の板面７１ａに実装される。第１センサー８６は例えば一軸ジャイロセンサーで構成される。一軸ジャイロセンサーは振動型に構成される。すなわち、振動片の振動に伴う検出片の振動から角速度が検出される。一軸ジャイロセンサーは天板７１の板面７１ａに直交する垂直軸に測定軸を有する。第１センサー８６は第２導電配線７９に接続され、第２導電配線７９の第１接続端子７９ａおよび（または）第２接続端子７９ｂは第１導電配線７８の第１導電パッド７８ａおよび（または）第２導電パッド７８ｂに接続されることから、第１センサー８６の検出信号は第２導電配線７９および第１導電配線７８経由でＭＰＵ８４に供給されることができる。ＭＰＵ８４は第１センサー８６に制御信号を供給することができる。こうした接続にあたって天板７１の基体内には導通ビアや配線パターンが形成されることができる。

第２センサー８７は第２側板７３の第２板面７３ｂに実装される。第２センサー８７は例えば一軸ジャイロセンサーで構成される。一軸ジャイロセンサーは振動型に構成される。一軸ジャイロセンサーは第２側板７３の第２板面７３ｂに直交する垂直軸に測定軸を有する。第２センサー８７は少なくとも第２導電配線７９に電気的に接続される。第２導電配線７９の第２接続端子７９ｂは第１導電配線７８の第２導電パッド７８ｂに接続されることから、第２センサー８７の検出信号は第２導電配線７９および第１導電配線７８経由でＭＰＵ８４に供給されることができる。ＭＰＵ８４は第２センサー８７に制御信号を供給することができる。こうした接続にあたって第２側板７３の基体内には導通ビアや配線パターンが形成されることができる。

図１９から明らかなように、第３センサー８８は第３側板７４の第２板面７４ｂに実装される。第３センサー８８は例えば一軸ジャイロセンサーで構成される。一軸ジャイロセンサーは振動型に構成される。一軸ジャイロセンサーは第３側板７４の第２板面７４ｂに直交する垂直軸に測定軸を有する。第３センサー８８は少なくとも第２導電配線７９に電気的に接続される。第２導電配線７９の第１接続端子７９ａは第１導電配線７８の第１導電パッド７８ａに接続されることから、第３センサー８８の検出信号は第２導電配線７９および第１導電配線７８経由でＭＰＵ８４に供給されることができる。ＭＰＵ８４は第３センサー８８に制御信号を供給することができる。こうした接続にあたって第３側板７４の基体内には導通ビアや配線パターンが形成されることができる。

電子部品群は第４センサー８９をさらに含む。第４センサー８９は第１側板７２の第２板面７２ｂに実装される。第４センサー８９は例えば三軸加速度センサーで構成される。三軸加速度センサーは、天板７１の板面７１ａに直交する垂直軸、第２側板７３の第２板面７３ｂに直交する垂直軸、および、第３側板７４の第２板面７４ｂに直交する垂直軸の方向に加速度を検出することができる。第４センサー８９は少なくとも第２導電配線７９に電気的に接続される。第２導電配線７９の第１接続端子７９ａは第１導電配線７８の第１導電パッド７８ａに接続されることから、第４センサー８９の検出信号は第２導電配線７９および第１導電配線７８経由でＭＰＵ８４に供給されることができる。ＭＰＵ８４は第４センサー８９に制御信号を供給することができる。こうした接続にあたって第１側板７２の基体内には導通ビアや配線パターンが形成されることができる。

センサーユニット６１では、直交三軸の軸方向に第４センサー８９で加速度が検出され、各軸回りに第１センサー８６、第２センサー８７および第３センサー８８で角速度が検出される。第１〜第４センサー８６〜８９の検出信号はＭＰＵ８４に供給される。ＭＰＵ８４は検出信号に基づき加速度および角速度を算出する。算出結果はコネクター６５から外部に出力されることができる。センサーユニット６１は慣性計測ユニット（ＩＭＵ）として機能することができる。

接合材８１は、第１導電配線７８および第２導電配線７９の間で導通を形成すると同時に、インターフェイス基板６９および各側板７２〜７５の間で物理的結合を確立する。このとき、前述の基板組立体１１、１１ａ、１１ｂと同様に、各側板７２〜７５の端面とインターフェイス基板６９および天板７１の板面６９ａ、７１ａとの間には間隔Ｃが形成される。接合材８１は各側板７２〜７５の接続端子７９ａ、７９ｂからインターフェイス基板６９や天板７１の第１および第２導電パッド７８ａ、７８ｂに延びる。接合材８１は端面で規定される第１板面７２ａ〜７５ａの輪郭に交差する。接合材８１はインターフェイス基板６９および天板７１の板面６９ａ、７１ａと各側板７２〜７５の端面とを相互に結合するのではなく、インターフェイス基板６９および天板７１と各側板７２〜７５との間で最短距離で振動経路が確立されるわけではない。接合材８１はインターフェイス基板６９および天板７１の板面６９ａ、７１ａと側板７２〜７５の第１板面７２ａ〜７５ａとを相互に結合することから、インターフェイス基板６９および天板７１と側板７２〜７５との間の振動経路は最短経路を迂回する。振動の伝達長さは増大し、しかも、振動の伝達方向はそらされる。その結果、インターフェイス基板６９および天板７１および側板７２〜７５の間で振動は減衰することができる。振動の伝達は抑制されることができる。特に、第２導電配線７９は側板７２〜７５の第１板面７２ａ〜７５ａの輪郭から離れて配置される。その結果、振動の伝達長さはさらに増大することができる。インターフェイス基板６９および天板７１と側板７２〜７５との間で振動の伝達はさらに抑制されることができる。

センサーユニット６１では基板組立体６８の組み立てに先立って第１〜第４センサー８６〜８９は天板７１および個々の側板７２〜７５上で単体ごとに検査されることができる。したがって、検査の結果、実装後のいずれかのセンサー８６〜８９に不良が検出されても、天板７１および個々の側板７２〜７５は単体で交換されることができる。その一方で、第１〜第４センサー８６〜８９が単一の基板に実装されると、いずれかの不良であっても第１〜第４センサー８６〜８９は同時に交換されなければならない。

各側板７２〜７５の端面は絶縁体で形成される。各側板７２〜７５の端面は基体の絶縁体がそのまま露出することができる。接合材８１の利用にあたって側板７２〜７５に特別な処理は必要とされない。端面に例えば配線パターンが形成される必要はない。その結果、製造工程の複雑化は回避されることができる。

基板組立体６８では、各側板７２〜７５は第１板面７２ａ〜７５ａの裏側すなわち第２板面７２ｂ〜７５ｂで収納空間７７を仕切る。第１板面７２ａ〜７５ａは外向きに面する。したがって、インターフェイス基板６９および側板７２〜７５の結合や、天板７１および側板７２〜７５の結合にあたって、接合材８１は外向きの板面に供給されれば済む。したがって、収納空間７７は完全に閉じた空間として形成されることができる。収納空間７７が側板７２〜７５の枠組み７６で囲まれても、側板７２〜７５に邪魔されずに接合材は側板７２〜７５の第１板面７２ａ〜７５ａに供給されることができる。基板組立体６８の組み立てにあたって作業効率は損なわれない。こうして基板組立体６８が６面体の箱形に形成されると、基板組立体６８の構造強度は高められることができる。その一方で、内向きの第２板面７２ｂ〜７５ｂは収納空間７７に面することから、内向きの第２板面７２ｂ〜７５ｂに接合材が供給される場合には、収納空間７７が完全に閉ざされることはできない。

センサーユニット６１ではインターフェイス基板６９の張り出し域と天板７１の張り出し域で挟まれてポケット空間ＰＫ１、ＰＫ２が区画される。電子部品８２はポケット空間ＰＫ１、ＰＫ２内に収容されることから、インターフェイス基板６９および天板７１の張り出し域は電子部品８２へのアクセスを制限することができる。電子部品８２はポケット空間ＰＫ１、ＰＫ２内で保護されることができる。ポケット空間ＰＫ１、ＰＫ２は有効活用されることができる。

（６）センサーユニットの適用例
以上のような基板組立体１１、１１ａ、１１ｂおよびセンサーユニット６１は、例えば図２０に示されるように、電子機器１０１に組み込まれて利用されることができる。電子機器１０１では例えばメインボード１０２に演算処理回路１０３およびコネクター１０４が実装される。コネクター１０４には例えばセンサーユニット６１のコネクター６５が結合されることができる。演算処理回路１０３にはセンサーユニット６１から検出信号が供給されることができる。演算処理回路１０３はセンサーユニット６１からの検出信号を処理し処理結果を出力する。電子機器１０１には例えばモーションセンシングユニットや民生用ゲーム機器、運動解析装置、外科手術ナビゲーションシステム、自動車のナビゲーションシステムなどが例示されることができる。

基板組立体１１、１１ａ、１１ｂおよびセンサーユニット６１は、例えば図２１に示されるように、運動体１０５に組み込まれて利用されることができる。運動体１０５では例えば制御ボード１０６に制御回路１０７およびコネクター１０８が実装される。コネクター１０８には例えばセンサーユニット６１のコネクター６５が結合されることができる。制御回路１０７にはセンサーユニット６１から検出信号が供給されることができる。制御回路１０７はセンサーユニット６１からの検出信号を処理し処理結果に応じて運動体１０５の運動を制御することができる。こういった制御には、運動体の挙動制御、自動車のナビゲーション制御、自動車用エアバッグの起動制御、飛行機や船舶の慣性航法制御、誘導制御などが例示されることができる。

基板組立体１１、１１ａ、１１ｂおよびセンサーユニット６１は、例えば図２２に示されるように、機械１０９に組み込まれて利用されることができる。機械１０９では例えば制御ボード１１１に制御回路１１２およびコネクター１１３が実装される。コネクター１１３には例えばセンサーユニット６１のコネクター６５が結合されることができる。制御回路１１２にはセンサーユニット６１から検出信号が供給されることができる。制御回路１１２はセンサーユニット６１からの検出信号を処理し処理結果に応じて機械１０９の動作を制御することができる。こういった制御には、産業用機械の振動制御および動作制御やロボットの運動制御などが例示されることができる。

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれる。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えられることができる。また、基板組立体１１、１１ａ、１１ｂやセンサーユニット６１、電子機器１０１、運動体１０５、機械１０９等の構成および動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形が可能である。

１１基板組立体、１１ａ基板組立体、１１ｂ基板組立体、１２第１基板（底板）、１３第２基板および第１基板（第１側板）、１４第２基板（第２側板）、１５第１板面（板面）、１６端面、１７第２板面（第１板面）、２３端面、２４第２板面（第１板面）、２８第１導電線（第１導電配線）、２９第２導電線（第２導電配線）、３１接合材（第１接合材）、３６接合材（第２接合材）、４１輪郭、４３治具、４３ａ治具、４４底板、４７窪み、４８接合材（導電材）、４９スペーサー、５４窪み、６１センサーユニット、６８基板組立体、６９第１基板（インターフェース基板）、７１第１基板（天板）、７２第２基板（第１側板）、７２ａ第２板面（第１板面）、７３第２基板（第２側板）、７３ａ第２板面（第１板面）、７４第２基板（第３側板）、７４ａ第２板面（第１板面）、７５第２基板（第４側板）、７５ａ第２板面（第１板面）、８１接合材、８６第１センサー、８７第２センサー、８８第３センサー、１０１電子機器、１０５運動体。

Claims

第１導電線が設けられた第１板面を有する第１基板と、
前記第１基板に実装されて、第１軸に測定軸を有する第１センサーと、
第２導電線が設けられた第２板面および前記第２板面の側方にある端面を有し、前記端面の少なくとも一部が前記第１基板の前記第１板面と間隔を空けて向き合うように配置されている第２基板と、
前記第２基板に実装されて、前記第１軸に交差する第２軸に測定軸を有する第２センサーと、
前記第１導電線および前記第２導電線を接合する導電性の接合材と、
を備え、
前記第２基板には、前記端面から前記第１基板の前記第１板面に向かって突き出る形状を有し、前記第１板面に接触するスペーサーが設けられていることを特徴とするセンサーユニット。
第１導電線が設けられた第１板面を有する第１基板と、
前記第１基板に実装されて、第１軸に測定軸を有する第１センサーと、
第２導電線が設けられた第２板面および前記第２板面の側方にある端面を有し、前記端面の少なくとも一部が前記第１基板の前記第１板面と間隔を空けて向き合うように配置されている第２基板と、
前記第２基板に実装されて、前記第１軸に交差する第２軸に測定軸を有する第２センサーと、
前記第１導電線および前記第２導電線を接合する導電性の接合材と、
を備え、
前記第１基板の前記第１板面には窪みが設けられ、前記窪みの底面には前記第１導電線が設けられ、前記第２基板の前記端面の一部が前記窪みの周縁の前記第１板面に接触していることを特徴とするセンサーユニット。
請求項１または２に記載のセンサーユニットにおいて、前記第２導電線は前記第２板面の輪郭から離れた位置に設けられていることを特徴とするセンサーユニット。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のセンサーユニットにおいて、前記第１導電線の一部は前記第１基板の厚み方向からの平面視で前記第２基板の前記端面に重なる位置に設けられていることを特徴とするセンサーユニット。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のセンサーユニットにおいて、前記第１センサーは前記第１板面に実装され、前記第２センサーは前記第２板面に実装されていることを特徴とするセンサーユニット。
請求項１〜５のいずれか１項に記載のセンサーユニットを備えることを特徴とする電子機器。
請求項１〜５のいずれか１項に記載のセンサーユニットを備えることを特徴とする運動体。
第１導電線が設けられた第１板面を有する第１基板、および、
第２導電線が設けられた第２板面と前記第２板面の側方にある端面とを有する第２基板を特定の位置関係で治具にセットする工程と、
導電性の接合材で前記第１導電線および前記第２導電線を接合する工程と、を備え、
前記治具にセットする工程は、前記第２基板の前記端面から前記第１基板の前記第１板面に向かって突き出る前記第２基板のスペーサーを、前記第１基板の前記第１板面に接触させて、前記第２基板の前記端面の少なくとも一部が前記第１基板の前記第１板面と間隔を空けて向き合う位置関係で前記第１基板および前記第２基板を治具にセットする、ことを特徴とする基板組立体の製造方法。
第１板面に設けられた窪みの底面に第１導電線が設けられた第１基板、および、
第２導電線が設けられた第２板面と前記第２板面の側方にある端面とを有する第２基板を特定の位置関係で治具にセットする工程と、
導電性の接合材で前記第１導電線および前記第２導電線を接合する工程と、を備え、
前記治具にセットする工程は、前記第２基板の前記端面の一部が前記窪みの周縁の前記第１板面に接触させて、前記第２基板の前記端面の少なくとも一部が前記第１基板の前記第１板面と間隔を空けて向き合う位置関係で前記第１基板および前記第２基板を治具にセットする、ことを特徴とする基板組立体の製造方法。
請求項８または９に記載の基板組立体の製造方法において、前記治具は、
起立姿勢に前記第２基板の姿勢を保持する保持部を有する底板と、
前記底板の表面から立ち上がり、前記第２基板の前記端面上に前記第１基板を水平姿勢に保持する支持部材と、を備える
ことを特徴とする基板組立体の製造方法。
請求項８〜１０のいずれか１項に記載の基板組立体の製造方法において、
前記第１導電線の表面に前記接合材を塗布する工程と、
前記第２基板の前記端面上に前記第１板面を配置し前記接合材に前記第２導電線を接触させる工程と、
前記接合材の自重で前記第２導電線に前記接合材を広がらせる工程と、
を備えることを特徴とする基板組立体の製造方法。