CN115039519A - 电子设备及接近传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够在确保硬质基板的零件安装空间的同时使整体小型化的电子设备及接近传感器。本发明的一实施例的电子设备包括硬质基板以及挠性基板，所述硬质基板具有设置有第一配线层的端子的第一面、位于第一面的背侧的第二面、以及设置有第二配线层的端子且与第一面及第二面连续的端面；所述挠性基板具有设置有第三配线层的端子且与硬质基板的第一面相向的第三面、以及设置有第四配线层的端子且位于第三面的背侧的第四面，设置于硬质基板的第一面的第一配线层的端子与设置于挠性基板的第四面的第四配线层的端子通过焊料而电连接，设置于硬质基板的端面的第二配线层的端子与设置于挠性基板的第三面的第三配线层的端子通过焊料而电连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子设备及接近传感器。
背景技术
以往，在电子设备中，将设置于硬质基板的配线层与设置于挠性基板的配线层进行连接。例如，在专利文献1中记载了挠性配线基板的连接方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2006-245108号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，随着配线层彼此的连接点数增加，硬质基板的表面上的焊接所需的空间也增大，因此电子设备的小型化变得困难。
因此，本发明的目的在于提供一种能够在确保硬质基板的零件安装空间的同时使整体小型化的电子设备及接近传感器。
解决问题的技术手段
本发明的一实施例的电子设备包括硬质基板以及挠性基板，所述硬质基板具有设置有第一配线层的端子的第一面、位于第一面的背侧的第二面、以及设置有第二配线层的端子且与第一面及第二面连续的端面；所述挠性基板具有设置有第三配线层的端子且与硬质基板的第一面相向的第三面、以及设置有第四配线层的端子且位于第三面的背侧的第四面，设置于硬质基板的第一面的第一配线层的端子与设置于挠性基板的第四面的第四配线层的端子通过焊料而电连接，设置于硬质基板的端面的第二配线层的端子与设置于挠性基板的第三面的第三配线层的端子通过焊料而电连接。
根据所述实施例，对于电子设备，能够在确保硬质基板的零件安装空间的同时使整体小型化。
在所述实施例中，挠性基板可以第三面对硬质基板的第一面施加恢复力的方式弯曲。
根据所述实施例，挠性基板以经由第三面而对硬质基板的第一面施加恢复力的方式被固定，因此挠性基板的第三面更牢固地固定于硬质基板的第一面。
在所述实施例中，挠性基板可具有第三面配置于外侧且第四面配置于内侧的弯曲部。
根据所述实施例，挠性基板以经由第三面而对硬质基板的第一面施加恢复力的方式被固定，因此挠性基板的第三面更牢固地固定于硬质基板的第一面。
在所述实施例中，第二配线层的端子可设置于端面所具有的凹部。
根据所述实施例，例如在基材上形成通孔(through hole)之后，利用所述通孔来分割基材，由此能够制造硬质基板，且能够简化电子设备的制造方法。
在所述实施例中，凹部可构成以与第一面及第二面大致垂直的方向为轴向的大致圆筒形状的面。
根据所述实施例，例如在基材上形成通孔之后，利用所述通孔来分割基材，由此能够制造硬质基板，且能够简化电子设备的制造方法。
在所述实施例中，第二配线层可设置于硬质基板的第二面上和/或硬质基板的内部。
根据所述实施例，可将第二配线层设置于硬质基板的表面和/或内部，从而配线的自由度增加。
在所述实施例中，相互电连接的第二配线层的端子与第三配线层的数量可比相互电连接的第一配线层的端子与第四配线层的端子的数量多。
根据所述实施例，能够以少量的焊料将硬质基板30与挠性基板50连接。
发明的效果
根据本发明，可提供一种能够抑制零件件数、减小用于连接配线层的空间的电子设备及接近传感器。
附图说明
图1是本发明的实施方式的传感器1的分解立体图。
图2是组装了图1所示的传感器1的状态下的II-II线的剖面图。
图3是表示将挠性基板50的一端载置于硬质基板30的一端的部分的图。
图4A是从斜向观察硬质基板30的第一面31及挠性基板50的第四面52的立体图。
图4B是从斜向观察硬质基板30的第二面32及挠性基板50的第三面51的立体图。
图5是本发明的另一实施方式的传感器1'的对应于图2的剖面图。
图6是用于说明本发明的实施方式的硬质基板30与挠性基板50的连接方法的图。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在各图中，标注相同符号的部分具有相同或同样的结构。
参照图1及图2，对传感器1的内部结构进行说明。图1是本发明的实施方式的传感器1的分解立体图。图2是组装了图1所示的传感器1的状态下的II-II线的剖面图。如图1的箭头所示，沿着传感器1的轴向，将从夹具20朝向框体10的方向设为前方，将从框体10朝向夹具20的方向设为后方。
本实施方式的传感器1是能够以非接触的方式检测出检测对象靠近的接近传感器，包括：框体10、夹具20、连接器23、O形环24、硬质基板30、检测部40、挠性基板50、及加强板60等。框体10形成为筒形状，在内部收容硬质基板30及检测部40等电子零件。框体10在后方侧具有开口部，从所述开口部插入硬质基板30及检测部40等电子零件。框体10可由金属或树脂等形成。传感器1的外形形成为圆柱形状，但也可为框体10或夹具20的外周为多边形的棱柱形状。
夹具20具有呈大致圆筒形状的外侧构件21、以及呈大致圆筒形状的内侧构件22。在外侧构件21的内部，从前方侧嵌入内侧构件22之后，将内侧构件22的端部连接于框体10的开口部。另外，在外侧构件21的内部，从后方侧经由O形环24而嵌入连接器23。在连接器23的前方侧的端部，连接设置于挠性基板50的一端的端子。
硬质基板30是搭载对检测部40进行控制的控制电路(未图示)、及向检测部40供给电流的电流供给电路(未图示)的基板，且其一部分收容于框体10。如图2所示，在硬质基板30的前方侧的端部安装有检测部40。硬质基板30例如利用在基材中利用了玻璃-环氧树脂系的材料的刚性配线基板。检测部40以非接触方式检测有无检测对象。检测部40包括收容线圈42的芯部41、以及卷绕成环状的线圈42。另一方面，如后所述，在硬质基板30的后方侧的端部设置有端子，所述端子与设置于挠性基板50的一端的端子电连接。
对利用传感器1的检测对象的检测方法进行说明。首先，从搭载于硬质基板30的电流供给电路向线圈42供给励磁电流。线圈42基于所供给的励磁电流而产生磁场。在所述状态下，若金属等检测对象接近线圈42，则根据电磁感应法则，在检测对象内部产生涡电流。由于所述涡电流产生磁场，因此穿过线圈42的磁通量、进而线圈42的阻抗发生变化。连接于检测部40的控制电路对线圈42的阻抗的变化进行测定，检测有无检测对象。
如图2所示，挠性基板50具有第三面51及第四面52，在剖面图观察下弯曲成大致S字状。挠性基板50的端部以使第四面52与硬质基板30的第一面31接触(除了直接接触的情况以外，还包括经由配线层等而接触的情况、或在一部分中包含空隙的情况等)的方式载置于硬质基板30。挠性基板50的另一端与连接器23电连接。作为挠性基板50，例如利用在基材中利用了作为耐热性树脂的聚酰亚胺树脂系的材料的配线基板。传感器1中的设置有挠性基板50的空间可通过规定的树脂而密封。在挠性基板50的第四面52上，载置加强板60。若挠性基板50歪曲，则在焊接部分产生应力，所述部分也要歪曲，但通过所述加强板60能够抑制焊接部分的歪曲。
连接器23可将来自外部电源的电力供给至搭载于硬质基板30及挠性基板50的电路。另外，连接器23可将来自搭载于硬质基板30及挠性基板50的控制电路的输出信号传递至放大器等外部设备。
继而，参照图3对硬质基板30与挠性基板50的连接结构进行说明。图3中示出挠性基板50的一端载置于硬质基板30的一端的部分。如图3所示，硬质基板30具有第一面31、第二面32、以及端面33。第一面31配置于与挠性基板50相向的一侧。第二面32配置于不与挠性基板50相向的一侧，即，第一面31的背侧。端面33配置成在硬质基板30的端部与第一面31及第二面32连续。
在硬质基板30的第一面31的至少一部分设置配线层W1(第一配线层W1)。在配线层W1的一部分设置有作为焊料接合区域的端子W1t。跨越硬质基板30的第二面32的至少一部分及端面33的至少一部分，设置配线层W2(第二配线层W2)。在配线层W2的配置于端面33上的一部分，设置有作为焊料接合区域的端子W2t。配线层W1及配线层W2等例如通过对利用接着剂粘贴于基材的主表面的铜进行图案化等而形成。
挠性基板50具有第三面51以及第四面52。第三面51配置于与硬质基板30相向的一侧。第四面52配置于不与硬质基板30相向的一侧，即，第三面51的背侧。在第三面51的至少一部分设置配线层W3(第三配线层W3)。在第四面52的至少一部分设置配线层W4(第四配线层W4)。配线层W3及配线层W4等例如通过在使用接着剂粘贴于基材的主表面的铜箔的表面实施镀锡等而形成。
挠性基板50的第三面51的端部配置于硬质基板30的第一面31的至少一部分上。焊料S1跨越设置于硬质基板30的第一面31的配线层W1的端子W1t与设置于挠性基板50的第四面52的配线层W4的端子W4t而延伸。由此，焊料S1将端子W1t与端子W4t电连接。
焊料S2跨越设置于硬质基板30的端面33的配线层W2的端子W2t与设置于挠性基板50的第三面51的配线层W3的端子W3t而延伸。由此，焊料S2将端子W2t与端子W3t电连接。
继而，参照图4A及图4B，对硬质基板30及挠性基板50的连接结构中的端子的数量进行说明。图4A是从斜向观察硬质基板30的第一面31及挠性基板50的第四面52的立体图。图4B是从斜向观察硬质基板30的第二面32及挠性基板50的第三面51的立体图。
如图4A所示，在硬质基板30的第一面31设置有配线层W1的三个端子W1ta、W1tb、及W1tc。另外，在挠性基板50的第四面52设置有配线层W4的三个端子W4ta、W4tb、及W4tc。而且，如使用图3说明的那样，端子W1ta与端子W4ta电连接，端子W1tb与端子W4tb电连接，端子W1tc与端子W4tc电连接。即，硬质基板30的配线层W1与挠性基板50的配线层W4通过三个端子而电连接。
如图4B所示，在硬质基板30的第二面32设置有配线层W2的四个端子W2ta、W2tb、W2tc、及W2td。另外，在挠性基板50的第三面51设置有配线层W3的四个端子W3ta、W3tb、W3tc、及W3td。而且，如使用图3说明的那样，端子W2ta与端子W3ta电连接，端子W2tb与端子W3tb电连接，端子W2tc与端子W3tc电连接，端子W2td与端子W3td电连接。即，硬质基板30的配线层W2与挠性基板50的配线层W4通过四个端子而电连接。
设置焊料S1的硬质基板30的第一面31与挠性基板50的第四面52相互大致平行地配置。另一方面，设置焊料S2的硬质基板30的端面33与挠性基板50的第三面51相互大致垂直地配置。因此，焊料S2与焊料S1相比，能够将扩散抑制得小。而且，如上所述，通过焊料S2而连接的端子的数量(四个)比通过焊料S1而连接的端子的数量(三个)多。由此，能够以少量的焊料将硬质基板30与挠性基板50连接。
此外，设置于硬质基板30的端面33的配线层W2的各端子W2ta、W2tb、W2tc、及W2td等例如可通过将通孔形成于硬质基板30的基材，利用所述通孔的部分来分割基材等而生成。
图5是本发明的另一实施方式的传感器1'的对应于图2的剖面图。在传感器1'中，挠性基板50以对硬质基板30施加恢复力的方式弯曲。即，挠性基板50具有第三面51配置于外侧且第四面52配置于内侧的弯曲部。由此，欲使所述弯曲部的弯曲复原的恢复力作用于挠性基板50。而且，从挠性基板50的第三面51对与所述第三面51相向的硬质基板30的第一面31施加所述恢复力。由此，硬质基板30与挠性基板50的连接变得更牢固。
图6是用于说明本发明的实施方式的硬质基板30与挠性基板50的连接方法的图。此外，需要注意图3是为了说明本发明的实施方式的硬质基板30与挠性基板50的连接结构而描绘的图，在下述程序(1)～程序(4)中，相对于图3的状态成为上下翻转的状态。
(1)首先，如图6(a)所示，将挠性基板50以第三面51朝上的状态载置于平坦的台D上。
(2)继而，如图6(b)所示，将硬质基板30以第一面31与挠性基板50相向地朝下的状态载置于挠性基板50上。
(3)进而，如图6(b)所示，调整硬质基板30的位置，使得设置于硬质基板30的端面33的配线层W2的端子W2t与设置于挠性基板50的第三面51的配线层W3的端子W3t成为能够进行焊接的位置关系。
(4)继而，如图6(c)所示，以覆盖设置于硬质基板30的端面33的配线层W2的端子W2t与设置于挠性基板50的第三面51的配线层W3的端子W3t的方式形成焊料S2，通过焊料S2将这些端子W2t与端子W3t电连接。理想的是在进行焊接时，向下按压硬质基板30而使配线层W2与配线层W3密接。
(5)继而，将配线层W2的端子W2t与配线层W3的端子W3t通过焊料S2而连接的硬质基板30和挠性基板50上下翻转，使得硬质基板30的第一面31朝上。
(6)继而，以覆盖设置于硬质基板30的第一面31的配线层W1的端子W1t与设置于挠性基板50的第四面52的配线层W4的端子W4t的方式形成焊料S1，通过焊料S1将这些端子W1t与端子W4t电连接。
通过使用这样的程序形成硬质基板30与挠性基板50的连接结构，能够在设置于硬质基板30的端面33的配线层W2的端子W2t与设置于挠性基板50的第三面51的配线层W3的端子W3t密接的状态下进行焊接。由此，可容易且正确地进行设置于硬质基板30的端面33的配线层W2的端子W2t与设置于挠性基板50的第三面51的配线层W3的端子W3t的焊接，从而能够可靠地进行这些端子的电连接。
另外，如图4A、图4B所示，利用焊料S2连接的端子的数量比利用焊料S1连接的端子的数量多。因此，利用焊料S2连接的配线层W2的各端子W2ta、W2tb、W2tc、及W2td与利用焊料S1连接的设置于硬质基板30的第一面31的配线层W1的三个端子W1ta、W1tb、及W1tc相比面积变小。端子的面积越小，在要利用焊料连接的端子彼此的对位中要求越精密。因此，根据所述程序，通过在焊料S1之前形成对位更困难的焊料S2，可减少硬质基板30及挠性基板50的端子彼此的位置偏移，从而能够可靠地进行硬质基板30与挠性基板50的电连接。
以上说明的实施方式是用于容易理解本发明的实施方式，并不是用于限定解释本发明的实施方式。实施方式所具备的各要素以及其配置、材料、条件、形状及尺寸等并不限定于例示的内容，可适当变更。另外，能够对不同实施方式所示的结构彼此进行部分替换或组合。
符号的说明
1、1'：传感器
10：框体
20：夹具
21：外侧构件
22：内侧构件
23：连接器
24：O形环
30：硬质基板
31：第一面
32：第二面
33：端面
40：检测部
41：芯部
42：线圈
50：挠性基板
51：第三面
52：第四面
60：加强板
Claims (9)
1.一种电子设备，包括：
硬质基板，具有第一面、第二面、以及端面，所述第一面设置有第一配线层的端子，所述第二面位于所述第一面的背侧，所述端面设置有第二配线层的端子且与所述第一面及所述第二面连续；以及
挠性基板，具有第三面以及第四面，所述第三面设置有第三配线层的端子且与所述硬质基板的所述第一面相向，所述第四面设置有第四配线层的端子且位于所述第三面的背侧，
设置于所述硬质基板的所述第一面的所述第一配线层的端子与设置于所述挠性基板的所述第四面的所述第四配线层的端子通过焊料而电连接，
设置于所述硬质基板的所述端面的所述第二配线层的端子与设置于所述挠性基板的所述第三面的所述第三配线层的端子通过焊料而电连接。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述挠性基板以所述第三面对所述硬质基板的所述第一面施加恢复力的方式弯曲。
3.根据权利要求2所述的电子设备，其中，所述挠性基板具有所述第三面配置于外侧且所述第四面配置于内侧的弯曲部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子设备，其中，所述第二配线层的端子设置于所述端面所具有的凹部。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其中，所述凹部构成以与所述第一面及所述第二面大致垂直的方向为轴向的大致圆筒形状的面。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电子设备，其中，所述第二配线层设置于所述硬质基板的所述第二面上和/或所述硬质基板的内部。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电子设备，其中，相互电连接的所述第二配线层的端子与所述第三配线层的端子的数量比相互电连接的所述第一配线层的端子与所述第四配线层的端子的数量多。
8.一种接近传感器，包括：
框体；
如权利要求1至7中任一项所述的电子设备，配置于所述框体的内部；以及
检测部，连接于所述硬质基板。
9.一种连接方法，是将硬质基板与挠性基板连接的方法，其中，
所述硬质基板具有第一面、第二面、以及端面，所述第一面设置有第一配线层的端子，所述第二面位于所述第一面的背侧，所述端面设置有第二配线层的端子且与所述第一面及所述第二面连续；
所述挠性基板具有第三面以及第四面，所述第三面设置有第三配线层的端子且与所述硬质基板的所述第一面相向，所述第四面设置有第四配线层的端子且位于所述第三面的背侧，且所述方法包括：
将设置于所述硬质基板的所述端面的所述第二配线层的端子与设置于所述挠性基板的所述第三面的所述第三配线层的端子通过焊料而电连接的步骤；以及
将设置于所述硬质基板的所述第一面的所述第一配线层的端子与设置于所述挠性基板的所述第四面的所述第四配线层的端子通过焊料而电连接的步骤。
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