CN110081912A - 磁传感器装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够实现薄型化的磁传感器装置。在磁传感器装置中，柔性布线基板从配置于保持架的内部的传感器基板拉绕至保持架的外侧，因此能够实现磁传感器装置的薄型化。在柔性布线基板的中途存在一边弯曲一边折回的第三部分，但是第三部分的根部附近(第一部分与第三部分之间)通过第一粘接剂固定于保持架。覆盖保持架开口部的屏蔽部件在保持架内侧通过由与第一粘接剂相同的材料构成的第二粘接剂固定于保持架。第一粘接剂是橡胶系的软质粘接剂，所以即使环境温度变化而使第一粘接剂发生膨胀、收缩，该变形也会被第一粘接剂的弹性吸收。

Description

磁传感器装置

技术领域

本发明涉及一种磁传感器装置，其在保持架内配置有传感器基板。

背景技术

在线性编码器中，以与朝向一侧方向延伸的磁尺相向的方式配置有具有感磁元件的磁传感器装置。在磁传感器元件中，形成有感磁元件的传感器基板、电路板配置于保持架的内侧。并且，传感器基板与电路板通过柔性布线基板电连接，从电路板延伸的电缆向保持架的外侧引出(参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2006-84410号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

对于专利文献1等记载的磁传感器装置有薄型化的需求，但在专利文献1记载的结构中，因为需要从保持架的内侧向外侧引出电缆，所以难以实现薄型化。

鉴于以上的问题，本发明的技术问题在于提供一种能够实现薄型化的磁传感器装置。

用于解决技术问题的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的磁传感器装置具有：保持架，其具有第一侧壁以及在第一方向的一侧与所述第一侧壁相向的第二侧壁，并且所述保持架在高度方向的一端设有开口部；传感器基板，其以使一面朝向所述开口部的方式配置于所述保持架的内侧，且在与所述开口部重叠的区域设有感磁元件；以及柔性布线基板，其一端与所述传感器基板连接，且另一端向所述保持架的外侧引出，所述柔性布线基板具有：第一部分，其从所述一端向所述第一方向的另一侧延伸；第二部分，其以与所述传感器基板的另一面相向的方式从所述第一方向的另一侧朝向一侧延伸；以及第三部分，其以沿着所述第一侧壁的方式弯曲，并连接所述第一部分的另一侧端部与所述第二部分的另一侧端部，所述柔性布线基板的所述第一部分与所述第三部分之间通过第一粘接剂固定于所述保持架。

在本发明中，柔性布线基板从感磁元件拉绕至保持架的外侧，所以能够实现磁传感器装置的薄型化。并且，在柔性布线基板的中途存在一边弯曲一边折回的第三部分，但是第三部分的根部附近(第一部分与第三部分之间)通过第一粘接剂固定于保持架。因此，即使振动传递到磁传感器装置，也不易发生在保持架的内部柔性布线基板活动而与保持架摩擦从而断线的情况。因此，不仅能够使用柔性布线基板实现磁传感器装置的薄型化，还能够确保高可靠性。

在本发明中，能够采用以下实施方式：具有封堵所述开口部的板状或片状的屏蔽部件，所述屏蔽部件在所述保持架的内侧通过由与所述第一粘接剂相同的材料构成的第二粘接剂固定于所述保持架。根据该实施方式，即使在保持架的空余空间狭窄的情况下，第一粘接剂和第二粘接剂也不必区分使用粘接剂。

在本发明中，能够采用以下实施方式：所述保持架具有：第三侧壁，其设于所述第一侧壁与所述第二侧壁之间；以及第四侧壁，其在与所述第一方向正交的第二方向上与所述第三侧壁相向，所述屏蔽部件通过所述第二粘接剂在整周范围内被固定。根据该实施方式，不易在屏蔽部件与保持架之间产生间隙，所以灰尘等不易从开口部进入到保持架的内侧。

在本发明中，能够采用以下实施方式：所述第一粘接剂是橡胶系的软质粘接剂。根据该实施方式，即使环境温度变化而使第一粘接剂发生膨胀、收缩，该变形也会被第一粘接剂的弹性吸收。因此，能够抑制第一粘接剂的膨胀、收缩的应力传递到传感器基板而使感磁元件的磁特性变化。

在本发明中，能够采用以下实施方式：所述第一粘接剂为热固性粘接剂。根据该实施方式，如果第一粘接剂为热固性粘接剂，由于粘度比较低，所以容易在狭窄的间隙涂抹第一粘接剂。

在本发明中，能够采用以下实施方式：所述传感器基板通过紫外固化性的第三粘接剂以及热固性的第四粘接剂固定于所述保持架。根据该实施方式，通过第三粘接剂在短时间内暂时固定传感器基板后，在第三粘接剂完全固化前进行传感器基板的位置调整等，之后，能够通过第四粘接剂固定传感器基板。在这种情况下，能够采用以下实施方式：所述保持架具有与所述传感器基板重叠的支承板部，所述传感器基板通过所述第三粘接剂以及所述第四粘接剂固定于所述保持架中的所述支承板部。

在本发明中，能够采用以下实施方式：在所述传感器基板与所述第二部分之间配置有与所述柔性布线基板连接的刚性的电路板，所述电路板通过速干性的第五粘接剂固定于所述保持架。根据该实施方式，能够在维持柔性布线基板弯曲的状态下将电路板固定于支承板部。在这种情况下，能够采用以下实施方式：所述保持架具有与所述电路板重叠的支承板部，所述电路板通过所述第五粘接剂固定于所述保持架中的所述支承板部。

在本发明中，能够采用以下实施方式：在相对于所述第二部分与所述传感器基板相反的一侧具有通过第六粘接剂固定于所述保持架的罩，所述柔性布线基板的所述第二部分穿过所述罩与所述第二侧壁之间向外部引出，所述柔性布线基板通过软质的第七粘接剂固定于所述第二侧壁。根据该实施方式，即使从外部对柔性布线基板的从保持架引出的部分施加力，也不易发生柔性布线基板摩擦而断线的情况。

在本发明中，能够采用以下实施方式：在所述第二部分粘贴有柔性片。根据该实施方式，能够提高柔性布线基板的沿直线延伸的第二部分的刚性。

(发明效果)

在本发明中，柔性布线基板从感磁元件拉绕至保持架的外侧，所以能够实现磁传感器装置的薄型化。并且，在柔性布线基板的中途存在一边弯曲一边折回的第三部分，但是第三部分的根部附近(第一部分与第三部分之间)通过第一粘接剂固定于保持架。因此，即使振动传递到磁传感器装置，也不易发生在保持架的内部柔性布线基板活动而与保持架摩擦从而发生断线的情况。因此，不仅能够使用柔性布线基板实现磁传感器装置的薄型化，还能够确保高可靠性。

附图说明

图1是从高度方向的另一侧观察到的应用了本发明的磁传感器装置的立体图。

图2是从高度方向的一侧观察到的图1所示的磁传感器装置的立体图。

图3是图1所示的磁传感器装置的剖视图。

图4是从高度方向的另一侧观察到的图1所示的磁传感器装置的分解立体图。

图5是从高度方向的一侧观察到的图1所示的磁传感器装置的分解立体图。

图6是从图4所示的状态将柔性布线基板和传感器基板等分离后的分解立体图。

图7是从图5所示的状态将柔性布线基板与传感器基板等分离后的分解立体图。

图8是表示图1所示的磁传感器装置中的粘接剂配置的说明图。

(符号说明)

1…线性编码器，10…磁传感器装置，20…保持架，21…第一侧壁，22…第二侧壁，23…第三侧壁，24…第四侧壁，25…底壁，26…支承板部，27…开口部，30…传感器基板，36、65…端子，38…感磁元件，40…柔性布线基板，41…一端，42…另一端，45、49…电极，46…第一部分，47…第二部分，48…第三部分，50…罩，51…端板部，52、53…侧板部，60…电路板，66…电路元件，70…屏蔽部件，90…磁尺，91…第一粘接剂，92…第二粘接剂，93…第三粘接剂，94…第四粘接剂，95…第五粘接剂，96…第六粘接剂，97…第七粘接剂，222…间隙，380…磁阻元件，471、472…柔性片，X…第一方向，Y…第二方向，H…高度方向

具体实施方式

参照附图，对应用了本发明的磁传感器装置进行说明。另外，在以下参照的附图中，以保持架20的长度方向为第一方向X，以与长度方向(第一方向X)正交的宽度方向为第二方向Y，以与长度方向(第一方向X)以及宽度方向(第二方向Y)正交的方向为高度方向H。

(磁传感器装置10的整体结构)

图1是从高度方向H的另一侧H2观察到的应用了本发明的磁传感器装置10的立体图。图2是从高度方向H的一侧H1观察到的图1所示的磁传感器装置10的立体图。图3是图1所示的磁传感器装置10的剖视图。图4是从高度方向H的另一侧H2观察到的图1所示的磁传感器装置10的分解立体图。图5是从高度方向H的一侧H1观察到的图1所示的磁传感器装置10的分解立体图。图6是从图4所示的状态将柔性布线基板40和传感器基板30等分离后的分解立体图。图7是从图5所示的状态将柔性布线基板40和传感器基板30等分离后的分解立体图。

图1所示的磁传感器装置10与磁尺90一起作为用于检测机床、装配装置的工作台移动距离、位置的线性编码器1使用。在磁尺90中，N极和S极以规定的间距交替排列。在该线性编码器1中，磁传感器装置10和磁尺90中的一方装设于固定体，另一方装设于移动体。在本实施方式中，磁尺90装设于固定体，磁传感器装置10装设于移动体。

如图2至图7所示，磁传感器装置10具有保持架20、配置于保持架20的内侧的传感器基板30、与传感器基板30连接的柔性布线基板40、以从高度方向H的另一侧H2覆盖传感器基板30的方式固定于保持架20的罩50、配置于罩50与传感器基板30之间的刚性的电路板60、以及以封堵保持架20的开口部27的方式固定的屏蔽部件70。

保持架20由铝或不锈钢等非磁性金属部件等构成，并具有第一侧壁21、在第一方向X的一侧X1与第一侧壁21相向的第二侧壁22、以及在高度方向H的一侧H1设于第一侧壁21与第二侧壁22之间的底壁25。在保持架20的第一方向X的一侧X1形成有开口部27。

并且，保持架20具有：在第二方向Y的一侧Y1将第一侧壁21与第二侧壁22相连的第三侧壁23；以及在第二方向Y的另一侧Y2与第三侧壁23相向的第四侧壁24。第四侧壁24将第一侧壁21与第二侧壁22相连。第三侧壁23以及第四侧壁24的高度方向H的尺寸比第一侧壁21以及第二侧壁22的高度方向H的尺寸短。在第三侧壁23与第一侧壁21之间形成有大致三角形的连结部230，在第四侧壁24与第一侧壁21之间形成有大致三角形的连结部240。在第二侧壁22的高度方向H的另一侧H2的端部的第二侧壁22的延伸方向的中央部分形成有凹部221。

在保持架20的内部的罩50与传感器基板30之间形成有将第三侧壁23与第四侧壁24相连的支承板部26，支承板部26与电路板60相向。

底壁25仅形成于第一方向X的一侧X1，第一侧壁21、第三侧壁23以及第四侧壁24的高度方向H的一侧H1的端部为开口部27的开口缘。在底壁25的外表面侧形成有使开口部27的周围凹陷的凹部28，开口部27整周被凹部28包围。

传感器基板30以在开口部27与支承板部26之间使一面31朝向开口部27的方式配置，在一面31侧形成有感磁元件38以及端子36，感磁元件38形成于与开口部27重叠的区域。在本实施方式中，感磁元件38是磁阻元件380，磁阻元件380包括输出90°相位不同的两个信号的A相磁阻图案和B相磁阻图案。

电路板60以一面61与传感器基板30的另一面32相向的方式配置于支承板部26与罩50之间。在一面61装配有多个电路元件66，在另一面62形成有端子65。

罩50具有：与传感器基板30的另一面32以及电路板60的另一面62相向的端板部51；以及从端板部51的第二方向Y的两端部向高度方向H的一侧H1突出的侧板部52、53。端板部51固定于第一侧壁21、第二侧壁22、第三侧壁23以及第四侧壁24的高度方向H的另一侧H2的端部。在该状态下，在罩50与第二侧壁22之间通过凹部221形成有间隙222。

柔性布线基板40处于一端41与传感器基板30连接、另一端42引出到保持架20的外侧的状态。更具体地说，柔性布线基板40具有：从一端41向第一方向X的另一侧X2延伸的第一部分46；以在罩50的端板部51与电路板60之间与传感器基板30的另一面32以及电路板60的另一面62相向的方式从第一方向X的另一侧X2向一侧X1延伸的第二部分47；以及以沿着第一侧壁21的方式弯曲并将第一部分46的第一方向X的另一侧X2的端部与第二部分47的第一方向X的另一侧X2的端部相连的第三部分48。在本实施方式中，柔性布线基板40由从一端41至另一端42的一张基板构成。

柔性布线基板40是单面基板，在位于第三部分48的内侧的面43上，在第一部分46形成有与传感器基板30的端子36连接的电极49，在第二部分47形成有与电路板60的端子65连接的电极45。在柔性布线基板40的第二部分47的延伸方向上的形成有电极45的一侧的两侧粘贴有加强用的柔性片471、472。因此，能够提高柔性布线基板40中的沿第一方向X直线地延伸的第二部分47的刚性。

屏蔽部件70是铝、铜等非磁性的板状部件或片状部件，在底壁25的外表面侧配置于凹部28从而封堵开口部27。

(磁传感器装置10的粘接结构)

图8是表示图1所示的磁传感器装置10的粘接剂配置的说明图，示出了在比第三侧壁23靠内侧的位置剖切后的样子。

在本实施方式中，在制造磁传感器装置10时，在展开柔性布线基板40的状态下，将电路板60的端子65以及传感器基板30的端子36与柔性布线基板40的电极45、49连接。此时，例如，在柔性布线基板40的电极45与电路板60的端子65之间以及柔性布线基板40的电极49与传感器基板30的端子36之间配置使导电粒子分散至热固性树脂的各向异性导电材料，在此状态下进行热冲压，使热固性树脂固化后进行冷却。在本实施方式中，在电极45、49以及端子65、36的表面形成有焊锡层，导电粒子是熔点低于焊锡层的多个焊锡粒子。因此，热冲压时焊锡层不会熔融，焊锡粒子熔融从而进行电连接。树脂材料采用环氧系等热固化树脂。焊锡粒子含有：锡，以及铜、银、铋、锑和铟中的任意金属，例如，焊锡粒子由熔点为200℃以下的低熔点焊锡材料构成。焊锡层例如由锡－铜系的焊锡材料构成，熔点约为230℃。焊锡层也可以是除了锡－铜系的焊锡材料之外的锡－银－铜系、锡－铋系的焊锡材料。

接下来，一边弯曲柔性布线基板40，一边如图8所示将柔性布线基板40配置于保持架20的内侧。并且，以在底壁25的外表面侧封堵开口部27的方式将屏蔽部件70配置于凹部28的内侧。

在该状态下，柔性布线基板40中的第一部分46与第三部分48之间的部分通过第一粘接剂91固定于保持架20的第一侧壁21。并且，在保持架20的内侧通过由与第一粘接剂91相同的材料构成的第二粘接剂92在保持架20的开口部27的边缘将屏蔽部件70固定。在本实施方式中，屏蔽部件通过第二粘接剂92在整周范围内被固定。

在此，第一粘接剂91以及第二粘接剂92是橡胶系的软质粘接剂。并且，第一粘接剂91以及第二粘接剂92为热固性。例如，第一粘接剂91以及第二粘接剂92的固化后的硬度例如在邵氏D30至邵氏D60的范围内。

并且，通过UV(紫外)固化性的第三粘接剂93将传感器基板30暂时固定于保持架20后，进行传感器基板30的位置调整，之后，通过热固性的第四粘接剂94将传感器基板30固定于保持架20。在本实施方式中，通过第三粘接剂93将传感器基板30暂时固定于保持架20的支承板部26后，进行传感器基板30的位置调整，之后，通过第四粘接剂94将传感器基板30固定于保持架20的支承板部26。第四粘接剂94的固化后的硬度例如在邵氏D60至邵氏D90的范围内。

并且，通过速干性的第五粘接剂95将电路板60固定于保持架20。在本实施方式中，通过第五粘接剂95将电路板60固定于支承板部26。

接下来，在保持架20覆盖罩50。此时，柔性布线基板40的第二部分47是从保持架20的第二侧壁22与罩50之间的间隙222引出的状态。在本实施方式中，通过第六粘接剂96将罩50固定于保持架20。并且，通过软质的第七粘接剂97将柔性布线基板40的第二部分47与第二侧壁22固定在一起。第六粘接剂96的固化后的硬度例如在邵氏D60至邵氏D90的范围内。第七粘接剂97是橡胶系的软质粘接剂，比第六粘接剂96的硬度低。第七粘接剂97的固化后的硬度例如在邵氏D30至邵氏D60的范围内。该第七粘接剂97例如采用通过空气中的水分固化的常温固化性的粘接剂。

(本实施方式的主要效果)

如以上说明，在本实施方式中，柔性布线基板40从配置于保持架20的内部的传感器基板30拉绕至保持架20的外侧，所以能够实现磁传感器装置10的薄型化。并且，在柔性布线基板40的中途存在一边弯曲一边折回的第三部分48，但是第三部分48的根部附近(第一部分46与第三部分48之间)通过第一粘接剂91固定于保持架20。因此，即使振动传递到磁传感器装置10，也不易发生在保持架20的内部柔性布线基板40活动而与保持架20摩擦从而发生断线的情况。因此，不仅能够采用柔性布线基板40实现磁传感器装置10的薄型化，还能够确保高可靠性。

并且，屏蔽部件70在保持架20的内侧通过由与第一粘接剂91相同的材料构成的第二粘接剂92固定于保持架20。因此，即使在保持架20内的空余空间狭窄的情况下，第一粘接剂和第二粘接剂也不必区分使用粘接剂。并且，屏蔽部件70通过第二粘接剂92在整周范围内被固定。因此，在屏蔽部件70与保持架20之间不易产生间隙，所以灰尘等不易从开口部27进入到保持架20的内侧。

在此，因为第一粘接剂91是橡胶系的软质粘接剂，所以即使环境温度变化而使第一粘接剂91发生膨胀、收缩，该变形也会被第一粘接剂91的弹性吸收。因此，能够抑制第一粘接剂91的膨胀、收缩的应力传递到传感器基板30从而导致感磁元件38的磁特性发生变化。并且，第一粘接剂91以及第二粘接剂92为热固性，所以粘度比较低。因此，容易在狭窄的间隙涂抹第一粘接剂91以及第二粘接剂92。

并且，因为传感器基板30通过UV固化性的第三粘接剂93以及热固性的第四粘接剂94固定于保持架20的支承板部26，所以能够通过第三粘接剂93将传感器基板30在短时间内暂时固定于保持架20的支承板部26后进行传感器基板30的位置调整等，之后，通过第四粘接剂94将传感器基板30固定于保持架20。

并且，电路板60通过速干性的第五粘接剂95固定于保持架20的支承板部26，所以能够在维持柔性布线基板40在第三部分48弯曲的状态下将电路板60固定于保持架20。

并且，通过第六粘接剂96将罩50固定于保持架20，而柔性布线基板40的第二部分47通过软质的第七粘接剂97固定于第二侧壁22。因此，即使从外部向柔性布线基板40的从保持架20引出的部分施加力，也不易发生柔性布线基板40摩擦而断线的情况。

Claims (14)

1.一种磁传感器装置，其特征在于，具有：

保持架，其具有第一侧壁以及在第一方向的一侧与所述第一侧壁相向的第二侧壁，并且所述保持架在高度方向的一端设有开口部；

传感器基板，其以使一面朝向所述开口部的方式配置于所述保持架的内侧，且在与所述开口部重叠的区域设有感磁元件；以及

柔性布线基板，其一端与所述传感器基板连接，且另一端向所述保持架的外侧引出，

所述柔性布线基板具有：

第一部分，其从所述一端向所述第一方向的另一侧延伸；

第二部分，其以与所述传感器基板的另一面相向的方式从所述第一方向的另一侧朝向一侧延伸；以及

第三部分，其以沿着所述第一侧壁的方式弯曲，并连接所述第一部分的另一侧端部与所述第二部分的另一侧端部分，

所述柔性布线基板的所述第一部分与所述第三部分之间通过第一粘接剂固定于所述保持架。

2.根据权利要求1所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述磁传感器装置具有封堵所述开口部的板状或片状的屏蔽部件，

所述屏蔽部件在所述保持架的内侧通过由与所述第一粘接剂相同的材料构成的第二粘接剂固定于所述保持架。

3.根据权利要求2所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述保持架具有：

第三侧壁，其设于所述第一侧壁与所述第二侧壁之间；以及

第四侧壁，其在与所述第一方向正交的第二方向上与所述第三侧壁相向，

所述屏蔽部件通过所述第二粘接剂在整周范围内被固定。

4.根据权利要求3所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述第一粘接剂是橡胶系的软质粘接剂。

5.根据权利要求4所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述第一粘接剂为热固性粘接剂。

6.根据权利要求5所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述传感器基板通过紫外固化性的第三粘接剂以及热固性的第四粘接剂固定于所述保持架。

7.根据权利要求6所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述保持架具有与所述传感器基板重叠的支承板部，

所述传感器基板通过所述第三粘接剂以及所述第四粘接剂固定于所述保持架中的所述支承板部。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的磁传感器装置，其特征在于，在所述传感器基板与所述第二部分之间配置有与所述柔性布线基板连接的刚性的电路板，

所述电路板通过速干性的第五粘接剂固定于所述保持架。

9.根据权利要求8所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述保持架具有与所述电路板重叠的支承板部，

所述电路板通过所述第五粘接剂固定于所述保持架中的所述支承板部。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的磁传感器装置，其特征在于，

在相对于所述第二部分与所述传感器基板相反的一侧具有通过第六粘接剂固定于所述保持架的罩，

所述柔性布线基板的所述第二部分穿过所述罩与所述第二侧壁之间向外部引出，

所述柔性布线基板通过软质的第七粘接剂固定于所述第二侧壁。

11.根据权利要求10所述的磁传感器装置，其特征在于，

在所述第二部分粘贴有柔性片。

12.根据权利要求1所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述第一粘接剂是橡胶系的软质粘接剂。

13.根据权利要求1所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述传感器基板通过紫外固化性的第三粘接剂以及热固性的第四粘接剂固定于所述保持架。

14.根据权利要求1所述的磁传感器装置，其特征在于，

在所述第二部分粘贴有柔性板。