JP2005062170A - Electrical connection structure of three dimensional body and integrated body using the same - Google Patents

Electrical connection structure of three dimensional body and integrated body using the same Download PDF

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長生 宮崎
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義彦 鈴木
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  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable to connect electrically a plurality of three dimensional bodies each other easily for sure and with high accuracy. <P>SOLUTION: A connection structure is provided which connects with the connection surface of the three dimensional body 10 in an opposite state. A strain gage 30 and a wiring pattern 40 which is connected electrically are formed at a functional element formation surface 22 on the three dimensional body 10. The wiring pattern 40 is introduced to a ridge line 21 which is formed by the functional element forming surface 22 and a wiring surface 23 as the connection surface having an adjoining relation, to form a first land 42. A second land 43 which extends with a predetermined dimension from the ridge line 21 is formed at a position corresponding to the first land 42 of the wiring surface 23. A cross linkage is performed on a conductive connection pad 50 which demonstrates a connection property by being pressurized mutually, when both lands 42, 43 are a connected state over the first and second lands 42, 43. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、直方体状を呈し、かつ、適所に歪みゲージで代表される応力検出素子や各種の集積回路などの電気的機能素子が付設されてなる三次元体の電気的接続構造およびこの構造を用いた集積体に関するものである。   The present invention has a rectangular parallelepiped shape, and an electrical connection structure of a three-dimensional body in which an electrical functional element such as a stress detection element represented by a strain gauge and various integrated circuits is attached at an appropriate place, and this structure. It relates to the aggregate used.

従来、特許文献1に記載されているような構造体の応力検出センサが知られている。この応力検出センサは、直方体状を呈した少なくとも表面が非導電性材料からなる三次元体と、この三次元体の各面に付設された金属抵抗箔あるいは半導体素子からなる歪みゲージとを備えて構成されている。かかる応力検出センサは、内部応力を測定しようとする構造体、例えば車両の車軸などに埋設される。そして、各歪みゲージから引き出された信号線を介して出力される歪み信号を所定の演算回路で演算させることにより、構造体の内部で発生した応力を正確に検出することができる。かかる応力検出センサを用いることにより、構造体の表面に歪みゲージを貼り付ける従来の応力検出方式に比べて飛躍的に検出精度が向上するため、例えば車両の車軸に当該応力検出センサを適用した場合、極めて精度の高いABS(アンチロックブレーキングシステム)制御が実現するとして注目されている。   Conventionally, a stress detection sensor of a structure as described in Patent Document 1 is known. This stress detection sensor includes a three-dimensional body having at least a rectangular parallelepiped shape made of a non-conductive material, and a strain gauge made of a metal resistance foil or a semiconductor element attached to each surface of the three-dimensional body. It is configured. Such a stress detection sensor is embedded in a structure for measuring internal stress, such as an axle of a vehicle. Then, by causing a predetermined arithmetic circuit to calculate a strain signal output via a signal line drawn from each strain gauge, it is possible to accurately detect the stress generated inside the structure. By using such a stress detection sensor, the detection accuracy is dramatically improved compared to the conventional stress detection method in which a strain gauge is attached to the surface of the structure. For example, when the stress detection sensor is applied to the axle of a vehicle Attention has been focused on the realization of highly accurate ABS (anti-lock braking system) control.

ところで、このような三次元体の各面に歪みゲージが付設された応力検出センサは、1つでも充分にその機能を発揮することができるが、この応力検出センサの複数個を一次元的に接続して長尺の線状のものにしたり、二次元的に接続して平面的に広がりのあるものにしたり、あるいは三次元的に接続して空間的に広がりのあるものにすることにより、得られた応力検出センサの集積体は、測定対象の構造体の形状に対応してより適切に内部応力を検出し得るものになるとともに、幾何級数的に検出力が向上するという利点が得られる。かかる応力検出センサの集積体については、特許文献2に開示されている。
特許第2736395号公報 特許第3131642号公報
By the way, even if one stress detection sensor having a strain gauge attached to each surface of such a three-dimensional body can sufficiently perform its function, a plurality of stress detection sensors can be one-dimensionally arranged. By connecting to a long linear shape, connecting two-dimensionally and expanding in a plane, or connecting three-dimensionally and expanding in space, The obtained integrated body of stress detection sensors can detect internal stress more appropriately in accordance with the shape of the structure to be measured, and has the advantage that the detection power is improved geometrically. . An assembly of such stress detection sensors is disclosed in Patent Document 2.
Japanese Patent No. 2736395 Japanese Patent No. 3131642

ところで、特許文献1には、応力検出センサの集積体における各三次元体の電気的接続については、各三次元体を一体化するとのみ記述され、具体的な接続方法に関する記述は存在しないが、その当時の技術レベルに基づく公知の方法によって接続されていたのである。公知の接続方法においては、まず、三次元体の各角部(稜線部)に各面の配線パターンのランド部を形成し、このランド部に例えば金からなる接続パッドを積層することが行われる。ついで、互いに接続する三次元体の接続パッド同士を互いに当接させた状態でこれらに高温加熱処理を施すことで両者が互いに接続されるのである。   By the way, in Patent Document 1, the electrical connection of each three-dimensional body in the integrated body of stress detection sensors is described only as integrating the three-dimensional bodies, and there is no description regarding a specific connection method, They were connected by a known method based on the technology level at that time. In the known connection method, first, land portions of the wiring pattern on each surface are formed at each corner (ridge line portion) of the three-dimensional body, and a connection pad made of, for example, gold is laminated on the land portion. . Then, the three-dimensional connection pads connected to each other are connected to each other by subjecting them to high-temperature heat treatment in a state where they are in contact with each other.

しかしながら、このような従来の三次元体の接続方法にあっては、互いに当接された複数の応力検出センサが高温に加熱されるため、接続パッドを構成する金と配線パターンのランド部を構成するアルミニウムとの合金の生成およびその成長によって三次元体を構成する合成樹脂材料にボイド(孔)が形成されたり、加熱された合成樹脂製の三次元体が熱腐食を起こして劣化したり、さらには、三次元体にマウントされている電気的機能素子に悪影響を与えることがある等の不都合が生じるという問題点が存在する。   However, in such a conventional method for connecting a three-dimensional body, a plurality of stress detection sensors that are in contact with each other are heated to a high temperature, so that the gold constituting the connection pad and the land portion of the wiring pattern are formed. The formation and growth of an alloy with aluminum forms voids (holes) in the synthetic resin material constituting the three-dimensional body, the heated synthetic resin three-dimensional body deteriorates due to thermal corrosion, Furthermore, there is a problem that inconveniences such as an adverse effect on the electrical functional element mounted on the three-dimensional body occur.

本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、三次元体に対するボイドの形成や熱腐食の発生を抑制し、かつ三次元体にマウントされた電気的機能素子への悪影響を可及的に阻止して複数の三次元体を確実に高精度で容易に電気的に互いに接続することができる三次元体の電気的接続構造およびこの構造を用いた集積体を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and suppresses the formation of voids and thermal corrosion on a three-dimensional body, and an electrical functional element mounted on the three-dimensional body. Provided is a three-dimensional body electrical connection structure that can easily and securely connect a plurality of three-dimensional bodies to each other with high precision by preventing as much as possible the adverse effects of the structure, and an integrated body using this structure The purpose is to do.

請求項1記載の三次元体の電気的接続構造は、略直方体を有し適所に電気的機能素子を備えた少なくとも表面が非導電性材料からなる三次元体と同他の三次元体とを互いに接合する接合面にて対向状態で電気的に接続する三次元体の電気的接続構造であって、前記三次元体のうちの第1の面に前記電気的機能素子と電気的に接続された導電性の配線パターンが形成され、この配線パターンが、前記第1の面と隣接する関係にある前記接合面としての第2の面とで形成される稜線まで導かれて第1のランドが形成されてなるとともに、前記第2の面の、前記第1のランドと対応する位置に前記稜線から所定寸法分だけ延設された第2のランドが形成されてなり、かつ第1および第2のランドに亘って両ランドと密着した状態で、互いに加圧されることにより接合性能を発揮する接続層が架橋されていることを特徴とするものである。   The electrical connection structure for a three-dimensional body according to claim 1 includes a three-dimensional body having a substantially rectangular parallelepiped and having an electrical functional element in place at least on a surface made of a non-conductive material and another three-dimensional body. An electrical connection structure of a three-dimensional body that is electrically connected in an opposing state at joint surfaces that are joined to each other, and is electrically connected to the electrical functional element on a first surface of the three-dimensional body. A conductive wiring pattern is formed, and the wiring pattern is led to a ridge formed by the second surface as the bonding surface adjacent to the first surface, and the first land is formed. A second land extending from the ridge line by a predetermined dimension at a position corresponding to the first land on the second surface, and the first and second lands. Are pressed against each other in close contact with both lands. Connection layer that serves the bonding performance by is characterized in that it is crosslinked.

請求項2記載の三次元体の電気的接続構造は、請求項1記載の三次元体の電気的接続構造において、前記第1の面に隣接する前記第2の面を除く他の3つの面の少なくとも1つの面である第3の面に、前記第1のランドに相当する第3のランドが形成され、前記第1の面に前記第2のランドに相当する第4のランドが形成され、前記第3および第4のランドに亘って前記接続層と同一の材料からなる接続層が設けられていることを特徴とするものである。   The three-dimensional body electrical connection structure according to claim 2 is the three-dimensional body electrical connection structure according to claim 1, wherein the other three surfaces excluding the second surface adjacent to the first surface. A third land corresponding to the first land is formed on a third surface which is at least one surface of the first land, and a fourth land corresponding to the second land is formed on the first surface. A connection layer made of the same material as that of the connection layer is provided across the third and fourth lands.

請求項3記載の三次元体の電気的接続構造は、請求項1または2記載の三次元体の電気的接続構造において、前記接続層は、厚み寸法が少なくとも前記電気的機能素子の厚み寸法より厚く寸法設定されていることを特徴とするものである。   The electrical connection structure for a three-dimensional body according to claim 3 is the electrical connection structure for a three-dimensional body according to claim 1 or 2, wherein the connection layer has at least a thickness dimension of the electrical functional element. It is characterized by being thickly dimensioned.

請求項4記載の三次元体の電気的接続構造は、請求項1乃至3のいずれかに記載の三次元体の電気的接続構造において、前記配線パターンは、アルミニウム、ニッケルおよび銅のいずれかによって形成され、前記接続層は、金またはインジウム−錫合金によって形成されていることを特徴とするものである。   The three-dimensional body electrical connection structure according to claim 4 is the three-dimensional body electrical connection structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the wiring pattern is made of any of aluminum, nickel, and copper. The connecting layer is formed of gold or an indium-tin alloy.

請求項5記載の三次元体の電気的接続構造は、請求項1乃至4のいずれかに記載の三次元体の電気的接続構造において、前記三次元体の各面には、絶縁材料からなる保護層が積層されていることを特徴とするものである。   The electrical connection structure for a three-dimensional body according to claim 5 is the electrical connection structure for a three-dimensional body according to any one of claims 1 to 4, wherein each surface of the three-dimensional body is made of an insulating material. The protective layer is laminated.

請求項6記載の三次元体の電気的接続構造は、請求項5記載の三次元体の電気的接続構造において、前記保護層は、酸化ケイ素または窒化ケイ素によって形成されていることを特徴とするものである。   The three-dimensional body electrical connection structure according to claim 6 is the three-dimensional body electrical connection structure according to claim 5, wherein the protective layer is formed of silicon oxide or silicon nitride. Is.

請求項7記載の発明は、請求項1乃至6のいずれかに記載の三次元体の電気的接続構造において、前記接続層には、導電性接着剤層が積層されていることを特徴とするものである。   The invention according to claim 7 is the electrical connection structure of the three-dimensional body according to any one of claims 1 to 6, wherein a conductive adhesive layer is laminated on the connection layer. Is.

請求項8記載の三次元体の電気的接続構造は、請求項1乃至7のいずれかに記載の三次元体の電気的接続構造において、前記接続層の表面には、導電性接着剤を内包する微粒子状の接着剤保持球体が転写または印刷されていることを特徴とするものである。   The electrical connection structure for a three-dimensional body according to claim 8 is the electrical connection structure for a three-dimensional body according to any one of claims 1 to 7, wherein a conductive adhesive is included on a surface of the connection layer. The particulate adhesive holding spheres to be transferred are printed or printed.

請求項9記載の三次元体の電気的接続構造は、請求項8記載の三次元体の電気的接続構造において、前記接着剤保持球体は、加圧または振動付与により破砕するものであることを特徴とするものである。   The electrical connection structure of the three-dimensional body according to claim 9 is the electrical connection structure of the three-dimensional body according to claim 8, wherein the adhesive holding sphere is crushed by applying pressure or vibration. It is a feature.

請求項10記載の三次元体の電気的接続構造は、略直方体を有し適所に電気的機能素子を備えた少なくとも表面が非導電性材料からなる三次元体と同他の三次元体とを互いに接合する接合面にて対向状態で電気的に接続する三次元体の電気的接続構造であって、前記三次元体のうちの第1の面に前記電気的機能素子と電気的に接続された導電性の配線パターンが形成され、この配線パターンが、前記第1の面と隣接する関係にある前記接合面としての第2の面とで形成される稜線まで導かれて第1のランドが形成されてなるとともに、前記第2の面の、前記第1のランドと対応する位置に前記稜線から所定寸法分だけ延設された第2のランドが形成されてなり、かつ第1および第2のランドに亘って両ランドと密着した状態で、互いに加圧されることにより接合性能を発揮する接続層が架橋され、この接続層の表面には、導電性接着剤を内包する微粒子状の接着剤保持球体が転写または印刷され、この接着剤保持球体は、加圧または振動付与により破砕するものであることを特徴とするものである。   The electrical connection structure for a three-dimensional body according to claim 10 includes a three-dimensional body having a substantially rectangular parallelepiped and having an electrical functional element in place at least on a surface made of a non-conductive material and another three-dimensional body. An electrical connection structure of a three-dimensional body that is electrically connected in an opposing state at joint surfaces that are joined to each other, and is electrically connected to the electrical functional element on a first surface of the three-dimensional body. A conductive wiring pattern is formed, and the wiring pattern is led to a ridge formed by the second surface as the bonding surface adjacent to the first surface, and the first land is formed. A second land extending from the ridge line by a predetermined dimension at a position corresponding to the first land on the second surface, and the first and second lands. Are pressed against each other in close contact with both lands. As a result, the connection layer exhibiting the bonding performance is cross-linked, and fine particles of the adhesive holding spheres containing the conductive adhesive are transferred or printed on the surface of the connection layer. It is characterized by being crushed by applying pressure or vibration.

請求項11記載の集積体は、請求項1乃至10のいずれかに記載の電気的接続構造を用いて複数の前記三次元体を集積することにより得られる集積体であって、前記一の三次元体の接続層に他の三次元体の接続層が当接されて互いに圧着されることにより複数の三次元体が少なくとも二次元方向に集積されて形成していることを特徴とするものである。   An integrated body according to claim 11 is an integrated body obtained by integrating a plurality of the three-dimensional bodies using the electrical connection structure according to any one of claims 1 to 10, wherein the first tertiary A connection layer of another three-dimensional body is brought into contact with the connection layer of the original body and pressed together so that a plurality of three-dimensional bodies are integrated and formed in at least a two-dimensional direction. is there.

請求項12記載の三次元体の電気的接続構造を用いた集積体は、請求項11記載の三次元体の電気的接続構造を用いた集積体において、前記一の三次元体の接続層と、他の三次元体の接続層との間に導電性接着剤層が介設されていることを特徴とするものである。   An integrated body using the electrical connection structure of a three-dimensional body according to claim 12, wherein the integrated body using the electrical connection structure of the three-dimensional body according to claim 11, Further, a conductive adhesive layer is interposed between the connection layer of another three-dimensional body.

請求項13記載の三次元体の電気的接続構造を用いた集積体は、請求項12記載の三次元体の電気的接続構造を用いた集積体において、前記導電性接着剤層は、微粒子状の接着剤保持球体に内包されたものであり、この接着剤保持球体が接続層に転写または印刷された状態で加圧または振動付与による破砕によって得られたものであることを特徴とするものである。   An assembly using the three-dimensional body electrical connection structure according to claim 13 is an assembly using the three-dimensional body electrical connection structure according to claim 12, wherein the conductive adhesive layer is in the form of fine particles. The adhesive holding sphere is included in the adhesive holding sphere, and the adhesive holding sphere is obtained by crushing by applying pressure or vibration while being transferred or printed on the connection layer. is there.

請求項14記載の三次元体の電気的接続構造を用いた集積体は、請求項11乃至13のいずれかに記載の三次元体の電気的接続構造を用いた集積体において、互いに接合された前記一の三次元体と他の三次元体との間に絶縁材が充填されていることを特徴とするものである。   The integrated body using the three-dimensional body electrical connection structure according to claim 14 is joined to each other in the integrated body using the three-dimensional body electrical connection structure according to any one of claims 11 to 13. An insulating material is filled between the one three-dimensional body and the other three-dimensional body.

請求項15記載の三次元体の電気的接続構造を用いた集積体は、請求項14記載の三次元体の電気的接続構造を用いた集積体において、前記電気的機能素子は、所定の構造体に作用する応力または歪みを検出する応力検出素子であり、前記絶縁材は、前記三次元体と同等の機械的強度を有するものであることを特徴とするものである。   The integrated body using the three-dimensional body electrical connection structure according to claim 15 is an integrated body using the three-dimensional body electrical connection structure according to claim 14, wherein the electrical functional element has a predetermined structure. A stress detecting element for detecting stress or strain acting on a body, wherein the insulating material has a mechanical strength equivalent to that of the three-dimensional body.

請求項16記載の三次元体の電気的接続構造を用いた集積体は、請求項14記載の三次元体の電気的接続構造を用いた集積体において、前記電気的機能素子は、所定の構造体に作用する応力または歪みを検出する応力検出素子であり、前記絶縁材は、前記所定の構造体に作用する応力を伝達し得る剛性を備えたものであることを特徴とするものである。   An integrated body using the three-dimensional body electrical connection structure according to claim 16 is an integrated body using the three-dimensional body electrical connection structure according to claim 14, wherein the electrical functional element has a predetermined structure. A stress detection element for detecting stress or strain acting on a body, wherein the insulating material has rigidity capable of transmitting stress acting on the predetermined structure.

請求項1記載の三次元体の電気的接続構造によれば、一の三次元体の接合面である第2の面と、他の三次元体の同第2の面とを対向させ、両者それぞれの対向した接続層を互いに当接させた状態で、各三次元体に互いに接近する方向に向けて圧力を加えれば、接続層は、加圧されることにより接合性能を発揮する材料によって形成されていることにより、当接している接続層は互いに接合し、これによって各三次元体は接続層を介して互いに電気的に接続されるとともに、構造的にも接続されて一体化する。   According to the electrical connection structure of a three-dimensional body according to claim 1, the second surface which is a joint surface of one three-dimensional body and the second surface of another three-dimensional body are opposed to each other, When pressure is applied in the direction in which the three-dimensional bodies approach each other in a state where the respective facing connection layers are in contact with each other, the connection layer is formed of a material that exhibits bonding performance by being pressurized. By doing so, the contact layers that are in contact with each other are joined together, whereby the three-dimensional bodies are electrically connected to each other via the connection layers and are also structurally connected and integrated.

また、隣接した三次元体が一体化した状態では、一の三次元体の第1の面に設けられた電気的機能素子から出力される信号は、配線パターン、その先端の第1のランドおよび接続層を介して他の三次元体に伝達されるなど、一および他の三次元体は、それらの間で互いに信号の授受が行われ得るようになり、また、これらを介して信号が伝達され、所定の出力端位置まで信号を導くことが可能になる。   In the state where the adjacent three-dimensional bodies are integrated, the signal output from the electrical functional element provided on the first surface of the one three-dimensional body is the wiring pattern, the first land at the tip thereof, and One and other three-dimensional bodies can communicate with each other, such as being transmitted to other three-dimensional bodies via a connection layer, and signals can be transmitted via these. Thus, the signal can be guided to a predetermined output end position.

そして、複数の三次元体が、従来のような加熱処理によらずに、例えば常温近辺の温度で互いに接近する方向に加圧されることによる当接した各接続層同士が容易に接合して互いに一体化されるため、三次元体に加熱処理を施すことにより発生していたボイドや熱腐食が生じることはなく、しかも三次元体にマウントされた電気的機能素子に悪影響を与えることのないようにした上で、複数の三次元体が確実に高精度で電気的に互いに接続される。   Then, the contact layers that are brought into contact with each other when the plurality of three-dimensional bodies are pressed in directions approaching each other at a temperature near room temperature, for example, are easily joined without using the conventional heat treatment. Because they are integrated with each other, there is no void or thermal corrosion caused by heat treatment of the three-dimensional body, and there is no adverse effect on the electrical functional elements mounted on the three-dimensional body. In doing so, the plurality of three-dimensional bodies are reliably electrically connected to each other with high accuracy.

なお、請求項1においては、三次元体の接合面である第2の面における電気的機能素子の存否を特に規定していないが、このことは、第2の面に電気的機能素子が存在しないことを特定しているわけではなく、第1の面と同様に第2の面にも電気的機能素子が存在することを否定するものではない。すなわち、第2の面に電気的機能素子が設けられたものも、請求項1の技術的範囲に属するものである。そして、このことを積極的に規定したのが請求項2の発明である。   In claim 1, the presence or absence of an electrical functional element on the second surface, which is a joint surface of the three-dimensional body, is not particularly defined. This means that there is an electrical functional element on the second surface. This is not to specify that no electrical functional element is present on the second surface as well as the first surface. In other words, those provided with an electrical functional element on the second surface also belong to the technical scope of claim 1. The invention of claim 2 positively defines this.

請求項2記載の三次元体の電気的接続構造によれば、電気的機能素子が設けられた三次元体の第1の面が接合面として機能し、これによって互いに隣接された三次元体の対向面が電気的機能素子のマウント空間として利用されるため、各三次元体当りの電気的機能素子のマウント率が向上し、三次元体を多機能で利用することが可能になる。   According to the electrical connection structure of the three-dimensional body according to claim 2, the first surface of the three-dimensional body provided with the electrical functional element functions as a joint surface, and thereby the three-dimensional bodies adjacent to each other. Since the facing surface is used as a mounting space for the electrical functional element, the mounting ratio of the electrical functional element for each three-dimensional body is improved, and the three-dimensional body can be used with multiple functions.

請求項3記載の三次元体の電気的接続構造によれば、互いに接合した三次元体間で各対向面にマウントされた電気的機能素子の互いの干渉が防止されるため、互いに干渉し合うことによる悪影響を回避することができる。   According to the electrical connection structure for a three-dimensional body according to claim 3, since the mutual interference of the electrical functional elements mounted on the opposing surfaces is prevented between the three-dimensional bodies joined to each other, they interfere with each other. It is possible to avoid the adverse effects caused by this.

請求項4記載の三次元体の電気的接続構造によれば、アルミニウム、ニッケルおよび銅は、いずれも配線パターンの材料として好適であり、三次元体の表面に容易に且つ確実に配線パターンを形成させることができる。また、金およびインジウム−鈴合金は、それ程高温雰囲気中に置かれなくても、圧接されることによりこれら自体で互いに接合する性質を有しているため、略常温の温度雰囲気中で並設された複数の三次元体に対し、それぞれが密着する方向に向けて加圧されることにより、各三次元体は、隣設されたもの同士が接続層同士を介して容易に接合し、これによって三次元体の接続作業の作業性を向上させることができる。   According to the electrical connection structure of the three-dimensional body according to claim 4, aluminum, nickel, and copper are all suitable as a material for the wiring pattern, and the wiring pattern can be easily and reliably formed on the surface of the three-dimensional body. Can be made. In addition, even if gold and indium-bell alloys are not placed in such a high temperature atmosphere, they have the property of being bonded to each other by being pressed together, so they are arranged side by side in a substantially normal temperature atmosphere. By pressurizing each of the three-dimensional bodies toward each other, the three-dimensional bodies can be easily joined to each other through the connection layers. The workability of the connection work of the three-dimensional body can be improved.

請求項5記載の三次元体の電気的接続構造によれば、三次元体は、各面に絶縁材料からなる保護層が積層されているため、表面にマウントされた電気的機能素子や配線パターン等が外部から加わる力に対して保護され、擦過等による損傷を確実に防止することができる。   According to the electrical connection structure of the three-dimensional body according to claim 5, since the protective layer made of an insulating material is laminated on each surface of the three-dimensional body, the electrical functional element mounted on the surface and the wiring pattern And the like are protected against a force applied from the outside, and damage due to abrasion or the like can be reliably prevented.

請求項6記載の発明によれば、酸化ケイ素および窒化ケイ素は、いずれも化学的な結合によって丈夫な網目構造の被膜を形成し得るものであるため、これらからなる保護層は、三次元体の表面に形成された電気的機能素子を確実に保護することができる。   According to the invention described in claim 6, since both silicon oxide and silicon nitride can form a strong network-structured film by chemical bonding, the protective layer made of these has a three-dimensional body. The electrical functional element formed on the surface can be reliably protected.

請求項7記載の三次元体の電気的接続構造によれば、三次元体が隣設された状態で、互いに当接した各接続層は、導電性接着剤によって互いに接着されるため、各三次元体はより強固に一体化する。しかも、互いに対向した接続層間は、導電性接着剤により導通性を確保することができる。   According to the electrical connection structure of the three-dimensional body according to claim 7, each connection layer that is in contact with each other in a state where the three-dimensional body is adjacent is bonded to each other by the conductive adhesive. The original body is more firmly integrated. In addition, it is possible to ensure conductivity between the connection layers facing each other with a conductive adhesive.

請求項8記載の三次元体の電気的接続構造によれば、隣設された三次元体の各接続層間に挟持された状態の接着剤保持球体に当該接着剤保持球体を破砕させるための操作を施すことにより、接着剤保持球体に内包された導電性接着剤が流出して互いに対向した接続層間に介設された状態になるため、これによる接着で互いに対向した接続層を一体化することができる。しかも、互いに対向した接続層間は、導電性接着剤により導通性を確保することができる。   According to the electrical connection structure of the three-dimensional body according to claim 8, the operation for causing the adhesive-holding sphere to be crushed by the adhesive-holding sphere sandwiched between the connection layers of the adjacent three-dimensional bodies. Since the conductive adhesive contained in the adhesive-holding sphere flows out and is interposed between the connection layers facing each other, the connection layers facing each other can be integrated by bonding. Can do. In addition, it is possible to ensure conductivity between the connection layers facing each other with a conductive adhesive.

請求項9記載の三次元体の電気的接続構造によれば、隣設された三次元体の各接続層間に挟持された状態の接着剤保持球体に、各接続層を介して加圧または振動処理を施すことにより、接着剤保持球体は容易に破砕し、これによって内包された導電性接着剤を容易に流出させることができる。   According to the electrical connection structure of the three-dimensional body according to claim 9, pressure or vibration is applied to the adhesive holding sphere sandwiched between the connection layers of the adjacent three-dimensional body via the connection layers. By performing the treatment, the adhesive-holding sphere can be easily crushed, and the conductive adhesive contained therein can be easily discharged.

請求項10記載の三次元体の電気的接続構造によれば、上記請求項1、請求項8および請求項9に記載の発明と同一の作用効果を得ることができる。   According to the three-dimensional body electrical connection structure of the tenth aspect, the same effects as the first, eighth, and ninth aspects of the invention can be obtained.

請求項11記載の集積体によれば、当該集積体は、複数の三次元体が少なくとも二次元方向に集積されることによって形成されるため、三次元体を測定対象となる構造体の形状に合わせて平面的あるいは立体的に組み合わせてその構造体に合った集積体を構築することが可能であり、これによって1つの三次元体では得ることのできなかった検出精度の幾何級数的な向上を図ることが可能になるとともに、検出項目あるいは検出範囲の拡大をも図ることが可能になる。   According to the integrated body of claim 11, since the integrated body is formed by stacking a plurality of three-dimensional bodies in at least a two-dimensional direction, the three-dimensional body is shaped into the structure to be measured. In addition, it is possible to construct an aggregate that matches the structure by combining two-dimensionally or three-dimensionally, and this improves the geometric accuracy of detection accuracy that could not be obtained with a single three-dimensional body. As a result, the detection item or the detection range can be expanded.

請求項12記載の集積体によれば、互いに対向した三次元体間に介設された導電性接着剤層によって、隣接した三次元体同士のより確実な接合状態を実現した上で、三次元体間の電気的な接続状態をも確保することができる。   According to the integrated body of claim 12, the conductive adhesive layer interposed between the three-dimensional bodies facing each other realizes a more reliable bonding state between the adjacent three-dimensional bodies, and the three-dimensional body. An electrical connection between the bodies can be ensured.

請求項13記載の集積体によれば、隣設された三次元体の各接続層間に挟持された状態の接着剤保持球体に当該接着剤保持球体を破砕させるための操作、すなわち加圧処理や振動付与処理を施すことにより、接着剤保持球体に内包された導電性接着剤が流出して互いに対向した接続層間に介設された状態になるため、これによる接着で互いに対向した接続層を一体化することができる。しかも、互いに対向した接続層間は、導電性接着剤により導通性を確保することができる。   According to the integrated body according to claim 13, an operation for crushing the adhesive holding sphere in the adhesive holding sphere held between adjacent connection layers of the adjacent three-dimensional body, that is, pressure treatment or By applying the vibration applying treatment, the conductive adhesive contained in the adhesive holding sphere flows out and is interposed between the connection layers facing each other. Can be In addition, it is possible to ensure conductivity between the connection layers facing each other with a conductive adhesive.

請求項14記載の集積体によれば、互いに隣設された三次元体間に存在する絶縁材によって三次元体間での電気的短絡を防止することができる。   According to the integrated body of the fourteenth aspect, an electrical short circuit between the three-dimensional bodies can be prevented by the insulating material existing between the three-dimensional bodies adjacent to each other.

請求項15記載の集積体によれば、三次元体の表面に電気的機能素子の一種である応力検出素子をマウントすることにより、三次元体を集積して得られた集積体は、それを応力測定対象物である構造体に埋設することで応力検出センサとして機能するものになる。そして、三次元体間に介設される絶縁材として、例えばエポキシ樹脂のような、三次元体と同等の機械的強度を備えたものを採用することにより、集積体は、複数の三次元体が強度的にも一体化するため、過酷な条件で使用される応力検出センサとして好適なものになる。   According to the integrated body according to claim 15, the integrated body obtained by integrating the three-dimensional body by mounting a stress detecting element which is a kind of electrical functional element on the surface of the three-dimensional body, By embedding in a structure which is a stress measurement object, it functions as a stress detection sensor. Then, as an insulating material interposed between the three-dimensional bodies, for example, an epoxy resin such as an epoxy resin having mechanical strength equivalent to that of the three-dimensional body is used, so that the integrated body has a plurality of three-dimensional bodies. However, it is suitable as a stress detection sensor used under severe conditions.

請求項16記載の集積体によれば、三次元体の表面に形成される電気的機能素子若しくはその一部として歪みゲージで代表される応力検出素子をマウントすることにより、三次元体を集積して得られた集積体は、それを応力測定対象物である構造体に埋設することで応力検出センサとして機能するものになる。そして、三次元体間に介設される絶縁材として、例えばエポキシ樹脂のような、三次元体あるいは所定の構造体(応力測定対象物)と同等の機械的特性(剛性)を備えたものを採用することにより、互いに隣接された三次元体間の電気的短絡を防止することができるとともに、複数の三次元体への物理的応力を安定的に、且つ残留応力が生じることなく伝達することが可能になり、その検出精度を大幅に向上させることができる。また、複数の応力検出センサとしての三次元体は、同等の剛性を備える絶縁材を介して連結することによって互いに一体化されるので、その検出精度が向上するとともに、各応力検出センサの検出値が積算化され、検出能力を大幅に強化することができる。   According to the integrated body of the sixteenth aspect, the three-dimensional body is integrated by mounting an electrical functional element formed on the surface of the three-dimensional body or a stress detecting element represented by a strain gauge as a part thereof. The integrated body obtained in this way functions as a stress detection sensor by embedding it in a structure which is a stress measurement object. As an insulating material interposed between the three-dimensional bodies, for example, an epoxy resin having a mechanical characteristic (rigidity) equivalent to that of the three-dimensional body or a predetermined structure (stress measurement object) By adopting, it is possible to prevent electrical short circuit between three-dimensional bodies adjacent to each other, and to transmit physical stress to multiple three-dimensional bodies stably and without generating residual stress. The detection accuracy can be greatly improved. In addition, the three-dimensional bodies as a plurality of stress detection sensors are integrated with each other by connecting via an insulating material having the same rigidity, so that the detection accuracy is improved and the detection value of each stress detection sensor Can be integrated and the detection capability can be greatly enhanced.

図1および図2は、本発明に係る三次元体の一実施形態を示す斜視図であり、図1は、2つの三次元体10が接続される前の状態、図2は、2つの三次元体10が接続された状態をそれぞれ示している。本実施形態においては、三次元体10として応力検出センサ用のいわゆるキュービックセンサを例として挙げている。図1に示すように、三次元体10は、直方体状を呈した三次元体本体20と、この三次元体本体20の所定の面に付設された歪みゲージ(応力検出素子(電気的機能素子))30と、三次元体本体20の表面で歪みゲージ30から引き出された配線パターン40と、三次元体本体20の稜線部21に跨るように形成された、前記配線パターン40と導通状態とされる導電接続パッド(接続層)50とを備えた基本構成を有している。   1 and 2 are perspective views showing an embodiment of a three-dimensional body according to the present invention. FIG. 1 is a state before two three-dimensional bodies 10 are connected, and FIG. The state where the original body 10 is connected is shown. In the present embodiment, a so-called cubic sensor for a stress detection sensor is exemplified as the three-dimensional body 10. As shown in FIG. 1, a three-dimensional body 10 includes a three-dimensional body main body 20 having a rectangular parallelepiped shape, and a strain gauge (stress detecting element (electrical functional element) attached to a predetermined surface of the three-dimensional body main body 20. 30), the wiring pattern 40 drawn from the strain gauge 30 on the surface of the three-dimensional body main body 20, and the conductive state connected to the wiring pattern 40 formed so as to straddle the ridge line portion 21 of the three-dimensional body main body 20. And a conductive connection pad (connection layer) 50.

前記三次元体本体20は、本実施形態においては、例えばポリエチレンテレフタレートやポリビニルクロライド等の硬質の合成樹脂からなる非導電性材料によって形成された小形体であって、本実施形態では一辺の長さが1mm〜5mmに設定された立方体状のものが採用されている。なお、本発明は、三次元体本体20が立方体状であることに限定されるものではなく、扁平な直方体状のものなど各種の形状のものを採用することができる。   In the present embodiment, the three-dimensional body 20 is a small body formed of a non-conductive material made of a hard synthetic resin such as polyethylene terephthalate or polyvinyl chloride. In the present embodiment, the three-dimensional body body 20 has a length of one side. A cubic shape in which is set to 1 mm to 5 mm is employed. The present invention is not limited to the three-dimensional body 20 having a cubic shape, and various shapes such as a flat rectangular parallelepiped shape can be employed.

また、本発明は、三次元体本体20が非導電性材料製であることに限定されるものではなく、ステンレススチールなどの金属材料製とし、表面を非導電性材料からなる被膜で覆ったものであってもよい。被膜としては、酸化ケイ素からなる被膜あるいは窒化ケイ素からなる被膜が好適に使用される。   In addition, the present invention is not limited to the three-dimensional body 20 being made of a non-conductive material, but is made of a metal material such as stainless steel and the surface is covered with a coating made of a non-conductive material. It may be. As the coating, a coating made of silicon oxide or a coating made of silicon nitride is preferably used.

また、本発明は、小形態である三次元体本体20の一辺の長さが前記の寸法に設定されることに限定されるものではなく、用途および状況に応じて種々の寸法を設定することができる。   Further, the present invention is not limited to the fact that the length of one side of the three-dimensional body main body 20 which is a small form is set to the above-mentioned dimensions, and various dimensions are set according to the use and situation. Can do.

かかる装置内搬送ユニット20は、6面の内で歪みゲージ30が設けられた機能素子形成面22と、歪みゲージ30が設けられない、他の三次元体本体20との接続にのみ供される、配線パターン40のみが設けられた(ときには配線パターン40が設けられない場合もある)配線面23とが設定されている。図1に示す例では、左側に示す三次元体本体20については、視認し得る互いに直交した3つの面に機能素子形成面22がそれぞれ形成され、図1において裏に隠れた残りの3つの面に配線面23がそれぞれ設定されている。なお、図1において右側に示す三次元体10にあっては、視認し得る左側面に配線面23が設定されている。   The in-device transport unit 20 is provided only for connection between the functional element forming surface 22 provided with the strain gauges 30 among the six surfaces and the other three-dimensional body main body 20 provided with no strain gauges 30. A wiring surface 23 provided with only the wiring pattern 40 (sometimes the wiring pattern 40 may not be provided) is set. In the example shown in FIG. 1, for the three-dimensional body 20 shown on the left side, functional element forming surfaces 22 are formed on three mutually orthogonal surfaces that can be visually recognized, and the remaining three surfaces hidden behind in FIG. The wiring surface 23 is set for each. In the three-dimensional body 10 shown on the right side in FIG. 1, the wiring surface 23 is set on the left side surface that can be visually recognized.

なお、本発明は、配線面23に電気的機能素子を設けないようにすることに限定されるものではなく、状況に応じて種々の電気的機能素子を設けてもよい。かかる電気的機能素子としては、例えば、半導体からなるノイズ除去回路や、検出信号を増幅する増幅回路等を挙げることができる。   In addition, this invention is not limited to not providing an electrical functional element in the wiring surface 23, You may provide a various electrical functional element according to a condition. Examples of such an electrical functional element include a noise removal circuit made of a semiconductor and an amplification circuit that amplifies a detection signal.

前記歪みゲージ30は、三次元体10が所定の構造体に埋設された状態で、当該構造体の応力の変化に応じた三次元体本体20の僅かな変形を検出し、電気信号として出力するものであり、金属製の抵抗箔あるいは半導体からなるものが採用されている。かかる歪みゲージ30は、本実施形態においては、機能素子形成面22の一の頂角点と、この頂角点に対向した頂角点とを結ぶ直線上に配された第1歪みゲージ31と、この第1歪みゲージ31と直交し、かつ機能素子形成面22の中心位置を通る直線上に配された第2歪みゲージ32とからなっている。歪みゲージ30をこのような十字形状にすることにより、被測定構造体における機能素子形成面22と平行な方向に生じる応力を高精度で検出することが可能になる。   The strain gauge 30 detects a slight deformation of the three-dimensional body main body 20 in response to a change in stress of the three-dimensional body 10 in a state where the three-dimensional body 10 is embedded in a predetermined structure, and outputs it as an electrical signal. It is made of a metal resistive foil or a semiconductor. In this embodiment, the strain gauge 30 includes a first strain gauge 31 arranged on a straight line connecting one vertex angle point of the functional element forming surface 22 and the vertex angle point facing the vertex angle point. The second strain gauge 32 is arranged on a straight line orthogonal to the first strain gauge 31 and passing through the center position of the functional element forming surface 22. By forming the strain gauge 30 in such a cross shape, it is possible to detect the stress generated in the direction parallel to the functional element formation surface 22 in the structure to be measured with high accuracy.

前記配線パターン40は、第1および第2歪みゲージ31,32の各先端部と導電接続パッド50との間を電気的に接続したり、あるいは一の導電接続パッド50と他の導電接続パッド50との間を歪みゲージ30を介することなく電気的に接続するためのものであり、導電性材料である例えばアルミニウム、ニッケルあるいは銅によって形成されている。   The wiring pattern 40 electrically connects the tip portions of the first and second strain gauges 31 and 32 and the conductive connection pad 50, or one conductive connection pad 50 and another conductive connection pad 50. Are electrically connected without passing through the strain gauge 30, and are formed of a conductive material such as aluminum, nickel or copper.

かかる配線パターン40の稜線部21に臨む位置にはランド41(接点としての第1ランド42)が形成されているとともに、この第1ランド42が形成されている機能素子形成面22に隣接した機能素子形成面22にも、稜線部21を挟んで第1ランド42と対応したランド41(配線パターン40との接続がない第2ランド42)が形成されている(図3参照)。   A land 41 (a first land 42 as a contact) is formed at a position facing the ridge line portion 21 of the wiring pattern 40, and a function adjacent to the functional element forming surface 22 on which the first land 42 is formed. Lands 41 corresponding to the first lands 42 (second lands 42 not connected to the wiring pattern 40) are also formed on the element forming surface 22 with the ridge line portion 21 in between (see FIG. 3).

図1に示す例では、第1および第2ランド41,42は、1つの稜線部21当り4つずつが設けられているが、第1および第2ランド41,42が1つの稜線部21当り4つずつ設けられることに限定されるものではなく、三次元体10の用途や状況に応じて1つ乃至複数個、例えば2つ、3つあるいは5つ以上にしてもよい。さらには、第1および第2ランド41,42のいずれもが設けられない稜線部21が存在してもよい。因みに、本実施形態においては、全ての稜線部21位置の各面に、第1ランド42または第2ランド42が設けられている。かかるランド41は、本実施形態においては、配線パターン40と同一の材料によって配線パターン40より幅広に形成されている。   In the example shown in FIG. 1, four first and second lands 41 and 42 are provided per one ridge line portion 21, but each first and second land 41 and 42 per one ridge line portion 21. The number is not limited to four, but may be one or more, for example, two, three, or five or more, depending on the use and situation of the three-dimensional body 10. Furthermore, there may be a ridge line portion 21 in which neither of the first and second lands 41 and 42 is provided. Incidentally, in this embodiment, the 1st land 42 or the 2nd land 42 is provided in each surface of all the ridgeline part 21 positions. In this embodiment, the land 41 is formed wider than the wiring pattern 40 by using the same material as the wiring pattern 40.

前記導電接続パッド50は、三次元体10同士を互いに電気的および構造的に接続するに際し使用されるものであり、稜線部21を境にして三次元体本体20の一方の面に形成されたランド41と、同他方の面に形成されたランド41とに跨るように側面視でL字状を呈して形成されている。   The conductive connection pad 50 is used when the three-dimensional bodies 10 are electrically and structurally connected to each other, and is formed on one surface of the three-dimensional body 20 with the ridge line portion 21 as a boundary. It is formed in an L shape in a side view so as to straddle the land 41 and the land 41 formed on the other surface.

かかる導電接続パッド50は、本実施形態においては、金またはインジウム−錫合金によって形成されているが、本発明は、導電接続パッド50が金またはインジウム−錫合金であることに限定されるものではなく、適度な圧力で互いに押圧されることにより容易に一体化する各種の金属材料を採用することができる。   In the present embodiment, the conductive connection pad 50 is made of gold or indium-tin alloy. However, the present invention is not limited to the conductive connection pad 50 being gold or indium-tin alloy. In addition, various metal materials that are easily integrated by being pressed against each other with an appropriate pressure can be employed.

そして、このような金属材料を原料とし、各ランド41をターゲットとした公知の蒸着あるいは鍍金処理を三次元体本体20に施すことによって導電接続パッド50を形成するようにしている。   Then, the conductive connection pad 50 is formed by using the metal material as a raw material and subjecting the three-dimensional body 20 to a known vapor deposition or plating process using each land 41 as a target.

図3は、導電接続パッド50の一実施形態を示す一部切欠き拡大斜視図であり、図4は、導電接続パッド50の表面に付与される接着剤保持球体60の一実施形態を示す断面図である。まず、図3に示すように、導電接続パッド50の表面には、微粒子状の接着剤保持球体60が積層状態で一面に付与されている。この接着剤保持球体60は、粒径が数μm〜数10μm(本実施形態では略5μm)と非常に小さいものであり、図4に示すように、球形を呈した所定の材料(例えばシリカ粒子)からなる微小中空球体61と、この微小中空球体61内に密封された公知の導電性接着剤62(例えば銀ペースト、カーボンペースト)とからなっている。なお、図3では、材料の厚みは誇張して表現している。   FIG. 3 is a partially cutaway enlarged perspective view showing an embodiment of the conductive connection pad 50, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing an embodiment of the adhesive holding sphere 60 applied to the surface of the conductive connection pad 50. FIG. First, as shown in FIG. 3, particulate adhesive holding spheres 60 are provided on one surface in a laminated state on the surface of the conductive connection pad 50. The adhesive holding sphere 60 has a very small particle size of several μm to several tens of μm (approximately 5 μm in the present embodiment). As shown in FIG. 4, a predetermined material (for example, silica particles) having a spherical shape is used. ) And a known conductive adhesive 62 (for example, silver paste or carbon paste) sealed in the micro hollow sphere 61. In FIG. 3, the thickness of the material is exaggerated.

かかる接着剤保持球体60は、芯物質(本実施形態では導電性接着剤62)の界面への壁材物質(本実施形態では、微小中空球体61を構成する所定の材料(通常、シリカ粒子))の沈積を利用する界面沈積法や、芯物質の界面での化学反応を利用して皮膜を形成させる界面反応法などによって製造される。   The adhesive-holding sphere 60 is a predetermined material (usually silica particles) that constitutes the wall material (in this embodiment, the micro-hollow sphere 61) to the interface of the core material (in this embodiment, the conductive adhesive 62). ), And an interfacial reaction method in which a film is formed using a chemical reaction at the interface of the core material.

因みに、接着剤保持球体60の導電接続パッド50表面への付与については、通常の印刷処理(インクジェット方式他)若しくは転写によって行われたり、予め接着剤を付与した接着剤保持球体60の表面に向けて接着剤保持球体60を噴射乃至は塗布する方法などによって行われる。   Incidentally, the application of the adhesive holding sphere 60 to the surface of the conductive connection pad 50 is performed by a normal printing process (inkjet method, etc.) or transfer, or the adhesive holding sphere 60 is directed toward the surface of the adhesive holding sphere 60 to which an adhesive has been applied in advance. The adhesive holding sphere 60 is sprayed or applied.

かかる接着剤保持球体60は、所定の圧力で加圧されたり、振動が付与されることにより容易に破砕し、内部の導電性接着剤62が漏出することになる。振動の付与については、所定のバイブレータにより行ってもよいが、超音波を三次元体10に供給して行うのが極めて有効である。   The adhesive holding sphere 60 is easily crushed by being pressurized at a predetermined pressure or given vibration, and the conductive adhesive 62 inside leaks out. The application of vibration may be performed by a predetermined vibrator, but it is very effective to supply ultrasonic waves to the three-dimensional body 10.

図5は、接着剤保持球体60の作用を説明するための三次元体10の要部の拡大説明図であり、(イ)は、一方の三次元体10が他方の三次元体10に向けて接近しつつある状態、(ロ)は、各三次元体10の導電接続パッド50が破砕した接着剤保持球体60を介して互いに当接した状態をそれぞれ示している。なお、図5においては、説明の都合上、接着剤保持球体60の大きさは誇張して描いている。   FIG. 5 is an enlarged explanatory view of a main part of the three-dimensional body 10 for explaining the operation of the adhesive holding sphere 60. FIG. 5A shows that one three-dimensional body 10 faces the other three-dimensional body 10. (B) shows a state in which the conductive connection pads 50 of the three-dimensional bodies 10 are in contact with each other via the crushed adhesive holding spheres 60. In FIG. 5, the size of the adhesive holding sphere 60 is exaggerated for convenience of explanation.

まず、図5の(イ)に示すように、一方の三次元体10を他方の三次元体10に対向させた状態で、他方の三次元体10に向けて押圧することにより(ときには押圧しながら振動を付与することにより)、接着剤保持球体60の微小中空球体61が破砕し、内部の導電性接着剤62が漏出するため、この漏出した導電性接着剤62によって、互いに対向した導電接続パッド50は、図5の(ロ)に示すように互いに接着され、これによって隣設された各三次元体10は、互いに電気的に接続されるとともに、導電性接着剤62の接着力によって構造的にも一体化することになる。   First, as shown in FIG. 5A, with one three-dimensional body 10 opposed to the other three-dimensional body 10, by pressing toward the other three-dimensional body 10 (sometimes pressing). However, since the hollow hollow sphere 61 of the adhesive holding sphere 60 is crushed and the conductive adhesive 62 in the inside leaks out, the electrically conductive connection opposite to each other is caused by the leaked conductive adhesive 62. The pads 50 are bonded to each other as shown in FIG. 5B, and the adjacent three-dimensional bodies 10 are thereby electrically connected to each other and structured by the adhesive force of the conductive adhesive 62. Will be integrated.

このような三次元体10の表面には、図5に示すように、保護層70が積層されることがある。保護層70としては、酸化ケイ素または窒化ケイ素の被膜が採用される。なお、導電接続パッド50には、導電性を確保するために保護層70は形成されない。かかる保護層70の存在によって、三次元体10の製造過程での取り扱い中や後述する集積体80の組み立て作業中に、三次元体本体20の表面に形成された歪みゲージ30や配線パターン40が外力から保護される。   A protective layer 70 may be laminated on the surface of the three-dimensional body 10 as shown in FIG. As the protective layer 70, a silicon oxide or silicon nitride film is employed. Note that the protective layer 70 is not formed on the conductive connection pad 50 in order to ensure conductivity. Due to the presence of the protective layer 70, the strain gauge 30 and the wiring pattern 40 formed on the surface of the three-dimensional body 20 are handled during the manufacturing process of the three-dimensional body 10 and during the assembly operation of the assembly 80 described later. Protected from external forces.

そして、本実施形態においては、図5の(ロ)に示すように、互いに対向した導電接続パッド50同士が互いに接着されることにより、隣接した各三次元体10が互いに接続された状態で、各保護層70間に絶縁材71が充填される。絶縁材71としては、例えばエポキシ樹脂が好適に使用される。具体的には、粘液状のエポキシ樹脂が対向した三次元体本体20間の隙間に注入される。そして、注入後のエポキシ樹脂の硬化によって、各三次元体10は、強固に一体化して応力伝達が可能な剛性を備えたものになるため、得られた後述の集積体80は、応力検出センサとして好適なものになる。   And in this embodiment, as shown in (b) of FIG. 5, the conductive connection pads 50 facing each other are bonded to each other, so that the adjacent three-dimensional bodies 10 are connected to each other, An insulating material 71 is filled between the protective layers 70. As the insulating material 71, for example, an epoxy resin is preferably used. Specifically, a viscous epoxy resin is injected into the gap between the opposing three-dimensional body bodies 20. Since the three-dimensional body 10 is rigidly integrated and rigid enough to transmit stress by curing the epoxy resin after the injection, the obtained integrated body 80 described later is a stress detection sensor. It becomes suitable as.

図6は、本発明にかかる集積体80の4つの形態を示す斜視図であり、(イ)は、三次元体10が1×4個の直線配列集積体81、(ロ)は、三次元体10が2×4個の平面配列集積体82、(ハ)は、三次元体10が2×2個の平面配列集積体83、(ニ)は、三次元体10が2×2×2個の立体配列集積体84をそれぞれ示している。   6A and 6B are perspective views showing four forms of the assembly 80 according to the present invention. FIG. 6A is a linear array assembly 81 in which the three-dimensional body 10 is 1 × 4, and FIG. The body 10 has 2 × 4 planar array assemblies 82, (c) the 3D body 10 has 2 × 2 plane array assemblies 83, and (d) the 3D body 10 has 2 × 2 × 2 Each three-dimensional array assembly 84 is shown.

まず、図6の(イ)に示す直線配列集積体81は、4つの三次元体10が直列に並べられた状態で長手方向の両端部からこれら4つの三次元体10に所定の超音波発振器から発振される超音波振動によって機械的微振動が付与されつつ所定の圧力による加圧処理が施されることによって形成されている。かかる直線配列集積体81は、被測定構造体が長尺な棒状のものである場合の内部応力検出用として適している。   First, a linear array integrated body 81 shown in FIG. 6 (a) has a predetermined ultrasonic oscillator from four ends in the longitudinal direction to the four three-dimensional bodies 10 in a state where the four three-dimensional bodies 10 are arranged in series. It is formed by applying a pressurizing process with a predetermined pressure while applying mechanical fine vibrations by ultrasonic vibrations oscillated from. Such a linear array assembly 81 is suitable for internal stress detection when the structure to be measured is a long rod-like structure.

ついで、図6の(ロ)に示す平面配列集積体82は、前記図6の(イ)の直線配列集積体81の2本が幅方向に並設されることによって形成されている。かかる平面配列集積体82は、被測定構造体が幅広の長尺材である場合の内部応力検出用として適している。   Next, the planar array assembly 82 shown in FIG. 6B is formed by arranging two of the linear array assemblies 81 of FIG. 6A in the width direction. Such a planar array assembly 82 is suitable for detecting internal stress when the structure to be measured is a wide long material.

ついで、図6の(ハ)に示す平面配列集積体83は、4つの三次元体10が平面視で正方形になるように組み合わされることによって形成されている。かかる平面配列集積体83は、被測定構造体が板状体である場合の内部応力検出用として好適である。   Next, the planar array assembly 83 shown in FIG. 6C is formed by combining the four three-dimensional bodies 10 so as to form a square in plan view. The planar array assembly 83 is suitable for internal stress detection when the structure to be measured is a plate-like body.

さらに、図6の(ニ)に示す立体配列集積体84は、図6の(ハ)の平面配列集積体83が積み重ねられることによって形成されている。このような立体配列集積体84は、被測定構造体が塊状体である場合の内部応力検出用として好適である。   Further, the three-dimensional array assembly 84 shown in FIG. 6D is formed by stacking the planar array assembly 83 shown in FIG. Such a three-dimensional array assembly 84 is suitable for internal stress detection when the structure to be measured is a massive body.

なお、図6には、集積体80の4例を示しただけであり、被測定構造体の形状や使用状況、大きさ等に応じて適宜最適の集積体80を組み立てることが可能である。   FIG. 6 shows only four examples of the integrated body 80, and it is possible to assemble the optimal integrated body 80 as appropriate according to the shape, usage status, size, and the like of the structure to be measured.

以上詳述したように、本発明に係る三次元体10の電気的接続は、略直方体状を呈し、適所に電気的機能素子としての歪みゲージ30を備えた少なくとも表面が非導電性材料からなる三次元体10と同他の三次元体10とを互いに接合する接合面にて対向状態で電気的に接続するためのものであり、三次元体10のうちの機能素子形成面22に歪みゲージ30と電気的に接続された配線パターン40が形成され、この配線パターン40が、機能素子形成面22と隣接する関係にある接合面としての配線面23とで形成される稜線部21まで導かれて第1ランド42が形成されるとともに、配線面23の、第1ランド42と対応する位置に稜線部21から所定寸法分だけ延設された第2ランド43が形成されてなり、かつ第1および第2ランド42,43に亘って両ランド42,43と密着した状態で、互いに加圧されることにより接合性能を発揮する導電接続パッド50が架橋されてなるものである。   As described above in detail, the electrical connection of the three-dimensional body 10 according to the present invention has a substantially rectangular parallelepiped shape, and at least a surface provided with a strain gauge 30 as an electrical functional element at an appropriate position is made of a non-conductive material. This is for electrically connecting the three-dimensional body 10 and the other three-dimensional body 10 in an opposing state at a joint surface that joins the three-dimensional body 10 to each other. 30 is formed, and the wiring pattern 40 is led to the ridge line portion 21 formed by the wiring surface 23 as a bonding surface adjacent to the functional element formation surface 22. The first land 42 is formed, the second land 43 extending from the ridge line portion 21 by a predetermined dimension is formed at a position corresponding to the first land 42 on the wiring surface 23, and the first land 42 is formed. And second land In close contact with both the lands 42 and 43 over a 2, 43, in which the conductive connection pads 50 which exhibits a bonding performance by being pressed together become crosslinked.

したがって、一の三次元体10の接合面である機能素子形成面22または配線面23と、他の三次元体10の接合面である機能素子形成面22または配線面23とを対向させ、両者それぞれの対向した導電接続パッド50を互いに当接させた状態で、各三次元体10に互いに接近する方向に向けて圧力を加えれば、導電接続パッド50は、加圧されることにより接合性能を発揮する材料によって形成されていることにより、当接している接続層は互いに接合し、これによって各三次元体10は接続層を介して互いに電気的に接続されるとともに、構造的にも接続させることができる。   Therefore, the functional element forming surface 22 or the wiring surface 23 that is a bonding surface of one three-dimensional body 10 and the functional element forming surface 22 or the wiring surface 23 that is a bonding surface of another three-dimensional body 10 are opposed to each other. When pressure is applied toward the three-dimensional bodies 10 toward each other in a state where the opposing conductive connection pads 50 are in contact with each other, the conductive connection pads 50 are bonded to each other by being pressurized. By being formed of the material to be exhibited, the contact layers that are in contact with each other are bonded to each other, whereby the three-dimensional bodies 10 are electrically connected to each other via the connection layers and are also structurally connected. be able to.

また、隣接した三次元体10が一体化した状態では、一の三次元体10の機能素子形成面22に設けられた歪みゲージ30から出力される信号は、配線パターン40、その先端の第1ランド42および導電接続パッド50を介して他の三次元体10に伝達され、一および他の三次元体10を、それらの間で互いに信号の授受が行われ得るようにすることができる。   Further, in a state where the adjacent three-dimensional bodies 10 are integrated, a signal output from the strain gauge 30 provided on the functional element forming surface 22 of the one three-dimensional body 10 is the wiring pattern 40, the first of the tip thereof. It is transmitted to the other three-dimensional body 10 via the land 42 and the conductive connection pad 50, and the one and the other three-dimensional body 10 can exchange signals with each other.

そして、複数の三次元体10が、従来のような加熱処理によらずに、例えば常温近辺の温度で互いに接近する方向に加圧されることによる当接した各導電接続パッド50同士が容易に接合して互いに一体化されるため、三次元体10に加熱処理を施すことにより発生していたボイドや熱腐食が生じることはなく、しかも三次元体10にマウントされた歪みゲージ30に悪影響を与えることのないようにした上で、複数の三次元体10を確実に高精度で電気的に互いに接続することができる。   Then, the contacted conductive connection pads 50 can be easily made by pressing the plurality of three-dimensional bodies 10 in a direction approaching each other at a temperature near room temperature, for example, without using the conventional heat treatment. Since the three-dimensional body 10 is joined and integrated with each other, voids and thermal corrosion generated by performing the heat treatment on the three-dimensional body 10 do not occur, and the strain gauge 30 mounted on the three-dimensional body 10 is adversely affected. In addition, the plurality of three-dimensional bodies 10 can be electrically connected to each other with high accuracy.

また、導電接続パッド50は、厚み寸法が少なくとも電気的機能素子の厚み寸法より厚く寸法設定されているため、互いに接合した三次元体10間で各対向面にマウントされた歪みゲージ30の互いの干渉が防止され、互いに干渉し合うことによる悪影響を回避することができる。   Further, since the thickness of the conductive connection pad 50 is set to be at least larger than the thickness of the electrical functional element, the strain gauges 30 mounted on the opposing surfaces between the three-dimensional bodies 10 joined to each other are mutually connected. Interference is prevented and adverse effects due to interference with each other can be avoided.

また、配線パターン40は、アルミニウム、ニッケルおよび銅のいずれかによって形成されているため、アルミニウム、ニッケルおよび銅は、いずれも配線パターン40の材料として好適であり、三次元体10の表面に容易に且つ確実に配線パターン40を形成させることができる。また、導電接続パッド50は、金またはインジウム−錫合金によって形成されているため、金やインジウム−鈴合金は、それ程高温雰囲気中に置かれなくても、圧接されることによりこれら自体で互いに接合する性質を有しており、略常温の温度雰囲気中で並設された複数の三次元体10がそれぞれが密着する方向に向けて加圧されることにより、各三次元体10は、隣設されたもの同士が導電接続パッド50同士を介して容易に接合し、これによって三次元体10の接続作業の作業性を向上させることができる。   In addition, since the wiring pattern 40 is formed of any one of aluminum, nickel, and copper, aluminum, nickel, and copper are all suitable as the material of the wiring pattern 40 and can be easily formed on the surface of the three-dimensional body 10. And the wiring pattern 40 can be formed reliably. Further, since the conductive connection pad 50 is made of gold or an indium-tin alloy, the gold and the indium-tin alloy are bonded to each other by being pressed even if they are not placed in such a high temperature atmosphere. The plurality of three-dimensional bodies 10 arranged side by side in a substantially normal temperature atmosphere are pressurized toward each other so that each three-dimensional body 10 is adjacent to each other. The joined ones can be easily joined to each other via the conductive connection pads 50, thereby improving the workability of the connection work of the three-dimensional body 10.

また、三次元体10の各面には、絶縁材料からなる保護層70が積層されているため、三次元体本体20の表面にマウントされた歪みゲージ30や配線パターン40等が外部から加わる力に対して保護され、擦過等による損傷を確実に防止することができる。   In addition, since the protective layer 70 made of an insulating material is laminated on each surface of the three-dimensional body 10, the force applied from the outside by the strain gauge 30, the wiring pattern 40, etc. mounted on the surface of the three-dimensional body 20 is provided. It is protected against damage and can be reliably prevented from being damaged by scratching.

また、保護層70は、酸化ケイ素または窒化ケイ素によって形成されているため、酸化ケイ素および窒化ケイ素は、いずれも化学的な結合によって丈夫な網目構造の被膜を形成し得るものであり、これらからなる保護層70は、三次元体10の表面に形成された歪みゲージ30を確実に保護することができる。   In addition, since the protective layer 70 is formed of silicon oxide or silicon nitride, both silicon oxide and silicon nitride can form a strong network-structured film by chemical bonding. The protective layer 70 can reliably protect the strain gauge 30 formed on the surface of the three-dimensional body 10.

そして、導電接続パッド50の表面に導電性接着剤62を内包する微粒子状の接着剤保持球体60を付与すれば、隣設された三次元体10の各導電接続パッド50間に挟持された状態の接着剤保持球体60に当該接着剤保持球体60を破砕させるための操作を施すことにより、接着剤保持球体60に内包された導電性接着剤62が流出して互いに対向した導電接続パッド50間に介設された状態になるため、これによる接着で互いに対向した導電接続パッド50を容易に一体化することができる。しかも、互いに対向した導電接続パッド50間は、導電性接着剤62により導通性が確保される。   And if the particulate adhesive holding sphere 60 containing the conductive adhesive 62 is applied to the surface of the conductive connection pad 50, the state is sandwiched between the conductive connection pads 50 of the adjacent three-dimensional body 10 When the adhesive holding sphere 60 is subjected to an operation for crushing the adhesive holding sphere 60, the conductive adhesive 62 contained in the adhesive holding sphere 60 flows out and the conductive connecting pads 50 are opposed to each other. Therefore, the conductive connection pads 50 opposed to each other can be easily integrated by bonding. In addition, the conductive adhesive pad 62 ensures electrical conductivity between the conductive connection pads 50 facing each other.

このような接着剤保持球体60として、加圧または振動付与により容易に破砕する仕様のものを採用すれば、隣設された三次元体10の各導電接続パッド50間に挟持された状態の接着剤保持球体60に、各導電接続パッド50を介して加圧または振動処理を施すことにより、接着剤保持球体60は容易に破砕し、これによって内包された導電性接着剤62を容易に流出させることができる。   If such an adhesive-holding sphere 60 is used that is easily crushed by applying pressure or vibration, adhesion in a state of being sandwiched between the conductive connection pads 50 of the adjacent three-dimensional body 10. By applying pressure or vibration treatment to the agent holding sphere 60 via the respective conductive connection pads 50, the adhesive holding sphere 60 is easily crushed, and thereby the conductive adhesive 62 contained therein is easily discharged. be able to.

また、本発明に係る集積体80は、上記のような三次元体10の複数個を集積することにより得られるものであり、一の三次元体10の導電接続パッド50に他の三次元体10の導電接続パッド50が当接されて互いに圧着されることにより複数の三次元体10が少なくとも二次元方向に集積されて形成されているため、三次元体10を測定対象となる構造体の形状に合わせて直線的や平面的さらには立体的に組み合わせてその構造体に合った集積体80を構築することが可能であり、これによって1つの三次元体10では得ることのできなかった検出精度の幾何級数的な向上を図ることが可能になるとともに、検出項目あるいは検出範囲の拡大をも図ることが可能になる。   The integrated body 80 according to the present invention is obtained by integrating a plurality of the three-dimensional bodies 10 as described above, and another three-dimensional body is formed on the conductive connection pad 50 of the one three-dimensional body 10. Since the plurality of three-dimensional bodies 10 are integrated in at least a two-dimensional direction by abutting the ten conductive connection pads 50 and being pressed against each other, the three-dimensional body 10 is formed of the structure to be measured. It is possible to construct an integrated body 80 suitable for the structure by combining linearly, planarly, or three-dimensionally according to the shape, thereby detecting that could not be obtained with one three-dimensional body 10. It is possible to improve the accuracy of the geometrical series and to increase the detection items or the detection range.

そして、このような集積体80において、一の三次元体10の導電接続パッド50と、他の三次元体10の導電接続パッド50との間に接着剤保持球体60の破砕によって得られた導電性接着剤62が介設されているため、導電性接着剤62による接着で互いに対向した導電接続パッド50が一体化した状態になっており、しかも、互いに対向した導電接続パッド50間は、導電性接着剤62により導通性が確保された状態になっている。   In such an integrated body 80, the conductive material obtained by crushing the adhesive holding sphere 60 between the conductive connection pad 50 of one three-dimensional body 10 and the conductive connection pad 50 of another three-dimensional body 10. Since the conductive adhesive 62 is interposed, the conductive connection pads 50 opposed to each other by the adhesion by the conductive adhesive 62 are integrated, and the conductive connection pads 50 opposed to each other are electrically conductive. The conductive adhesive 62 ensures the electrical conductivity.

また、このような集積体80において、互いに接合された一の三次元体10と他の三次元体10との間に、強力な接着性能を備えているとともに、固化した状態で構造的に極めて丈夫な、例えばエポキシ樹脂などからなる絶縁材71が充填されているため、集積体80は、各三次元体10を確実に一体化した状態にすることができる。   Further, in such an integrated body 80, a strong bonding performance is provided between one three-dimensional body 10 and another three-dimensional body 10 joined to each other, and the structural body is extremely solid in a solidified state. Since the strong insulating material 71 made of, for example, epoxy resin or the like is filled, the integrated body 80 can reliably bring the three-dimensional bodies 10 into an integrated state.

そして、本実施形態においては、電気的機能素子として応力検出素子の一種である歪みゲージ30を採用し、三次元体10を応力検出センサとして利用するようにしているため、単体の三次元体10自体を応力検出センサとして使用することができるばかりか、それを集積して得られた集積体80は、より広範囲に各所の被測定構造体に対応することが可能になる。すなわち、応力検出センサとしての集積体80は、応力測定対象物と同等の機械的特性(剛性)備えたものになるため、集積体80を構成する各三次元体10への物理的応力を安定的に且つ残留応力が生じない状態で伝達することが可能になるという顕著な作用効果を得ることができ、異なる応力測定対象物間において残留応力が発生した場合には、各応力測定対象物に伝達される応力が阻害されるという不都合を解消することができる。   In the present embodiment, the strain gauge 30 which is a kind of stress detection element is employed as the electrical functional element, and the three-dimensional body 10 is used as a stress detection sensor. Not only can the sensor itself be used as a stress detection sensor, but the integrated body 80 obtained by integrating the sensor can correspond to the structures under measurement in a wider range. That is, the integrated body 80 as a stress detection sensor has mechanical characteristics (rigidity) equivalent to that of the stress measurement object, so that the physical stress to each three-dimensional body 10 constituting the integrated body 80 is stabilized. If the residual stress occurs between different stress measurement objects, it is possible to obtain a remarkable effect that it is possible to transmit in a state where no residual stress is generated. The disadvantage that the transmitted stress is hindered can be solved.

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。   The present invention is not limited to the above embodiment, and includes the following contents.

(1)上記の実施形態においては、三次元体本体20の3面に機能素子形成面22が形成され、残りの3面に歪みゲージ30が存在しない配線面23が形成されているが、本発明は、このような面設定(配置)に限定されるものではなく、各種の面設定を施すことができる。上記の実施形態のものも含めて全ての面設定を列挙すると以下のようになる。   (1) In the above embodiment, the functional element forming surface 22 is formed on the three surfaces of the three-dimensional body 20 and the wiring surface 23 without the strain gauge 30 is formed on the remaining three surfaces. The invention is not limited to such surface setting (arrangement), and various surface settings can be made. It is as follows when enumerating all surface settings including those of the above embodiment.

a)1面が機能素子形成面22で残りの5面が配線面23
b)2面が機能素子形成面22で残りの4面が配線面23
c)3面が機能素子形成面22で残りの3面が配線面23
d)4面が機能素子形成面22で残りの2面が配線面23
e)5面が機能素子形成面22で残りの1面が配線面23
f)全ての面が機能素子形成面22
g)全ての面が配線面23
なお、三次元体本体20の全ての面が配線面23であるg)のものは、三次元体10自体がセンサとしての役割を果たすものではなく、単に導通部材として機能するものである。
a) One surface is a functional element forming surface 22 and the remaining five surfaces are wiring surfaces 23
b) Two surfaces are functional element formation surfaces 22 and the remaining four surfaces are wiring surfaces 23.
c) Three surfaces are functional element formation surfaces 22 and the remaining three surfaces are wiring surfaces 23.
d) Four surfaces are functional element formation surfaces 22 and the remaining two surfaces are wiring surfaces 23.
e) Five surfaces are functional element formation surfaces 22 and the remaining one surface is a wiring surface 23.
f) All surfaces are functional element forming surfaces 22
g) All surfaces are wiring surfaces 23
In the case of g) in which all the surfaces of the three-dimensional body 20 are the wiring surfaces 23, the three-dimensional body 10 itself does not serve as a sensor, but simply functions as a conducting member.

(2)上記の実施形態においては、導電接続パッド50の表面に接着剤保持球体60を付与するようにしているが、本発明は、導電接続パッド50の表面に接着剤保持球体60の層を形成させることに限定されるものではなく、導電性接着剤を導電接続パッド50に直に塗布してもよい。   (2) In the above embodiment, the adhesive holding sphere 60 is applied to the surface of the conductive connection pad 50. However, in the present invention, the layer of the adhesive holding sphere 60 is provided on the surface of the conductive connection pad 50. The conductive adhesive is not limited to being formed, but may be applied directly to the conductive connection pad 50.

(3)本発明に係る三次元体が、図7に示すような片面または両面に電気的機能素子がマウントされた扁平な基板11である場合、導電接続パッドとして基板11の縁部でその表裏面を挟むようにコ字状に形成されたコ字状パッド50′を採用することができる。かかるコ字状パッド50′を採用することにより、複数の基板11を積み重ねたり、あるいは縁部同士の接続で二次元的に広げた状態で一体化した集積体を容易に得ることができる。   (3) When the three-dimensional body according to the present invention is a flat substrate 11 having electrical functional elements mounted on one side or both sides as shown in FIG. A U-shaped pad 50 ′ formed in a U shape so as to sandwich the back surface can be employed. By adopting such a U-shaped pad 50 ′, it is possible to easily obtain an integrated body in which a plurality of substrates 11 are stacked or integrated in a two-dimensionally expanded state by connecting edges.

なお、図7に示すコ字状パッド50′を備えた基板11は、本発明の技術的範囲に含まれる。その理由は、まず、基板11そのものが直方体状を呈した三次元体であり、しかも図7における基板11の上面および下面を本発明に係る第1の面とし、基板11の縁面を本発明に係る第2の面とした場合、コ字状パッド50′は、各第1の面から第2の面に向けて全体的にL字状を呈するようにそれぞれ延設され、たまたま縁面で各延設されたものの先端部分同士が一体化されたものであるとみなすことができるからである。   In addition, the board | substrate 11 provided with the U-shaped pad 50 'shown in FIG. 7 is contained in the technical scope of this invention. The reason is that the substrate 11 itself is a three-dimensional body having a rectangular parallelepiped shape, and the upper surface and the lower surface of the substrate 11 in FIG. 7 are the first surfaces according to the present invention, and the edge surface of the substrate 11 is the present invention. In this case, the U-shaped pad 50 'extends from the first surface to the second surface so as to exhibit an L shape as a whole. It is because it can be considered that the front-end | tip parts of each extended thing are integrated.

本発明に係る三次元体の一実施形態を示す斜視図であり、2つの三次元体が接続される前の状態を示している。It is a perspective view which shows one Embodiment of the three-dimensional body which concerns on this invention, and has shown the state before two three-dimensional bodies are connected. 本発明に係る三次元体の一実施形態を示す斜視図であり、2つの三次元体が互いに接続された状態を示している。It is a perspective view showing one embodiment of a three-dimensional body concerning the present invention, and shows the state where two three-dimensional bodies were connected to each other. 導電接続パッドの一実施形態を示す一部切欠き拡大斜視図である。It is a partially cutaway enlarged perspective view showing an embodiment of a conductive connection pad. 導電接続パッドの表面に付与される接着剤保持球体の一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the adhesive agent holding | maintenance sphere provided on the surface of an electroconductive connection pad. 接着剤保持球体の作用を説明するための三次元体の要部の拡大説明図であり、(イ)は、一方の三次元体が他方の三次元体に向けて接近しつつある状態、(ロ)は、各三次元体の導電接続パッドが破砕した接着剤保持球体を介して互いに当接した状態をそれぞれ示している。(A) is a state where one three-dimensional body is approaching toward the other three-dimensional body, (B) shows a state in which the conductive connection pads of the three-dimensional bodies are in contact with each other via the crushed adhesive holding spheres. 本発明にかかる集積体の4つの形態を示す斜視図であり、(イ)は、三次元体が1×4個の直線配列集積体、(ロ)は、三次元体が2×4個の平面配列集積体、(ハ)は、三次元体が2×2個の平面配列集積体、(ニ)は、三次元体が2×2×2個の立体配列集積体をそれぞれ示している。It is a perspective view which shows four forms of the integration | stacking body concerning this invention, (A) is a linear array integration body of 1x4 three-dimensional bodies, (b) is a 2x4 three-dimensional body. The planar array assembly (c) shows a 2 × 2 planar array assembly with a three-dimensional body, and (d) shows a 3 × 2 × 2 three-dimensional array assembly. コ字状パッドが適用された基板の一実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one Embodiment of the board | substrate with which the U-shaped pad was applied.

符号の説明Explanation of symbols

10 三次元体
11 基板
20 三次元体本体
21 稜線部
22 機能素子形成面
23 配線面
30 歪みゲージ(応力検出素子(電気的機能素子))
31 第1歪みゲージ
32 第2歪みゲージ
40 配線パターン
41 ランド
42 第1ランド
43 第2ランド
50 導電接続パッド(接続層)
50′ コ字状パッド(接続層)
60 接着剤保持球体
61 微小中空球体
62 導電性接着剤
70 保護層
71 絶縁材
80 集積体
81 直線配列集積体
82,83 平面配列集積体
84 立体配列集積体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Three-dimensional body 11 Board | substrate 20 Three-dimensional body main body 21 Edge line part 22 Functional element formation surface 23 Wiring surface 30 Strain gauge (Stress detection element (electrical functional element))
31 First strain gauge 32 Second strain gauge 40 Wiring pattern 41 Land 42 First land 43 Second land 50 Conductive connection pad (connection layer)
50 'U-shaped pad (connection layer)
60 Adhesive-holding sphere 61 Micro hollow sphere 62 Conductive adhesive 70 Protective layer 71 Insulating material 80 Accumulation body 81 Linear arrangement accumulation body 82, 83 Planar arrangement accumulation body 84 Three-dimensional arrangement accumulation body

Claims (16)

略直方体を有し適所に電気的機能素子を備えた少なくとも表面が非導電性材料からなる三次元体と同他の三次元体とを互いに接合する接合面にて対向状態で電気的に接続する三次元体の電気的接続構造であって、前記三次元体のうちの第1の面に前記電気的機能素子と電気的に接続された導電性の配線パターンが形成され、この配線パターンが、前記第1の面と隣接する関係にある前記接合面としての第2の面とで形成される稜線まで導かれて第1のランドが形成されてなるとともに、前記第2の面の、前記第1のランドと対応する位置に前記稜線から所定寸法分だけ延設された第2のランドが形成されてなり、かつ第1および第2のランドに亘って両ランドと密着した状態で、互いに加圧されることにより接合性能を発揮する接続層が架橋されていることを特徴とする三次元体の電気的接続構造。   Electrically connected in an opposing state at a joint surface that joins a three-dimensional body having an approximately rectangular parallelepiped and having an electrical functional element in place at least on the surface and made of a non-conductive material and the other three-dimensional body. An electrical connection structure of a three-dimensional body, wherein a conductive wiring pattern electrically connected to the electrical functional element is formed on a first surface of the three-dimensional body, and the wiring pattern is A first land is formed by being led to a ridge line formed by the second surface as the joint surface adjacent to the first surface, and the second surface of the second surface is formed by the first surface. A second land extending from the ridge line by a predetermined dimension is formed at a position corresponding to the first land, and is added to each other in a state of being in close contact with both lands across the first and second lands. Connecting layer that exhibits bonding performance when pressed is crosslinked Electrical connection structure of a three-dimensional body, characterized in that they are. 前記第1の面に隣接する前記第2の面を除く他の3つの面の少なくとも1つの面である第3の面に、前記第1のランドに相当する第3のランドが形成され、前記第1の面に前記第2のランドに相当する第4のランドが形成され、前記第3および第4のランドに亘って前記接続層と同一の材料からなる接続層が設けられていることを特徴とする請求項1記載の三次元体の電気的接続構造。   A third land corresponding to the first land is formed on a third surface which is at least one of the other three surfaces excluding the second surface adjacent to the first surface; A fourth land corresponding to the second land is formed on the first surface, and a connection layer made of the same material as the connection layer is provided across the third and fourth lands. The three-dimensional body electrical connection structure according to claim 1, wherein the three-dimensional body is electrically connected. 前記接続層は、厚み寸法が少なくとも前記電気的機能素子の厚み寸法より厚く寸法設定されていることを特徴とする請求項1または2記載の三次元体の電気的接続構造。   The electrical connection structure of a three-dimensional body according to claim 1 or 2, wherein the connection layer has a thickness dimension set to be at least thicker than a thickness dimension of the electrical functional element. 前記配線パターンは、アルミニウム、ニッケルおよび銅のいずれかによって形成され、前記接続層は、金またはインジウム−錫合金によって形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の三次元体の電気的接続構造。   The tertiary according to any one of claims 1 to 3, wherein the wiring pattern is formed of any one of aluminum, nickel, and copper, and the connection layer is formed of gold or an indium-tin alloy. Original electrical connection structure. 前記三次元体の各面には、絶縁材料からなる保護層が積層されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の三次元体の電気的接続構造。   The electrical connection structure for a three-dimensional body according to any one of claims 1 to 4, wherein a protective layer made of an insulating material is laminated on each surface of the three-dimensional body. 前記保護層は、酸化ケイ素または窒化ケイ素によって形成されていることを特徴とする請求項5記載の三次元体の電気的接続構造。   6. The three-dimensional electrical connection structure according to claim 5, wherein the protective layer is made of silicon oxide or silicon nitride. 前記接続層には、導電性接着剤層が積層されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の三次元体の電気的接続構造。   The three-dimensional body electrical connection structure according to claim 1, wherein a conductive adhesive layer is laminated on the connection layer. 前記接続層の表面には、導電性接着剤を内包する微粒子状の接着剤保持球体が転写または印刷されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の三次元体の電気的接続構造。   The three-dimensional body electricity according to any one of claims 1 to 7, wherein fine particles of adhesive holding spheres containing conductive adhesive are transferred or printed on the surface of the connection layer. Connection structure. 前記接着剤保持球体は、加圧または振動付与により破砕するものであることを特徴とする請求項8記載の三次元体の電気的接続構造。   9. The electrical connection structure of a three-dimensional body according to claim 8, wherein the adhesive holding sphere is crushed by pressurization or application of vibration. 略直方体を有し適所に電気的機能素子を備えた少なくとも表面が非導電性材料からなる三次元体と同他の三次元体とを互いに接合する接合面にて対向状態で電気的に接続する三次元体の電気的接続構造であって、前記三次元体のうちの第1の面に前記電気的機能素子と電気的に接続された導電性の配線パターンが形成され、この配線パターンが、前記第1の面と隣接する関係にある前記接合面としての第2の面とで形成される稜線まで導かれて第1のランドが形成されてなるとともに、前記第2の面の、前記第1のランドと対応する位置に前記稜線から所定寸法分だけ延設された第2のランドが形成されてなり、かつ第1および第2のランドに亘って両ランドと密着した状態で、互いに加圧されることにより接合性能を発揮する接続層が架橋され、この接続層の表面には、導電性接着剤を内包する微粒子状の接着剤保持球体が転写または印刷され、この接着剤保持球体は、加圧または振動付与により破砕するものであることを特徴とする三次元体の電気的接続構造。   Electrically connected in an opposing state at a joint surface that joins a three-dimensional body having an approximately rectangular parallelepiped and having an electrical functional element in place at least on the surface and made of a non-conductive material and the other three-dimensional body. An electrical connection structure of a three-dimensional body, wherein a conductive wiring pattern electrically connected to the electrical functional element is formed on a first surface of the three-dimensional body, and the wiring pattern is A first land is formed by being led to a ridge line formed by the second surface as the joint surface adjacent to the first surface, and the second surface of the second surface is formed by the first surface. A second land extending from the ridge line by a predetermined dimension is formed at a position corresponding to the first land, and is added to each other in a state of being in close contact with both lands across the first and second lands. Connecting layer that exhibits bonding performance when pressed is crosslinked The surface of the connection layer is transferred or printed with fine-particle adhesive holding spheres containing conductive adhesive, and the adhesive holding spheres are to be crushed by applying pressure or vibration. Characteristic three-dimensional body electrical connection structure. 請求項1乃至10のいずれかに記載の電気的接続構造を用いて複数の前記三次元体を集積することにより得られる集積体であって、
前記一の三次元体の接続層に他の三次元体の接続層が当接されて互いに圧着されることにより複数の三次元体が少なくとも二次元方向に集積されて形成していることを特徴とする三次元体の電気的接続構造を用いた集積体。
An integrated body obtained by integrating a plurality of the three-dimensional bodies using the electrical connection structure according to any one of claims 1 to 10,
A connection layer of another three-dimensional body is brought into contact with the connection layer of the one three-dimensional body and pressed together to form a plurality of three-dimensional bodies integrated in at least a two-dimensional direction. An integrated body using a three-dimensional electrical connection structure.
前記一の三次元体の接続層と、他の三次元体の接続層との間に導電性接着剤層が介設されていることを特徴とする請求項11記載の三次元体の電気的接続構造を用いた集積体。   The electrical connection of the three-dimensional body according to claim 11, wherein a conductive adhesive layer is interposed between the connection layer of the one three-dimensional body and the connection layer of the other three-dimensional body. An integrated body using a connection structure. 前記導電性接着剤層は、微粒子状の接着剤保持球体に内包されたものであり、この接着剤保持球体が接続層に転写または印刷された状態で加圧または振動付与による破砕によって得られたものであることを特徴とする請求項12記載の三次元体の電気的接続構造を用いた集積体。   The conductive adhesive layer is encapsulated in a particulate adhesive holding sphere, and obtained by crushing by applying pressure or vibration while the adhesive holding sphere is transferred or printed on the connection layer. 13. The integrated body using the three-dimensional electrical connection structure according to claim 12, wherein the integrated body is a structure. 互いに接合された前記一の三次元体と他の三次元体との間に絶縁材が充填されていることを特徴とする請求項11乃至13のいずれかに記載の三次元体の電気的接続構造を用いた集積体。   The electrical connection of a three-dimensional body according to any one of claims 11 to 13, wherein an insulating material is filled between the one-dimensional body and the other three-dimensional body joined to each other. Aggregate using structure. 前記電気的機能素子は、所定の構造体に作用する応力または歪みを検出する応力検出素子であり、前記絶縁材は、前記三次元体と同等の機械的強度を有するものであることを特徴とする請求項14記載の三次元体の電気的接続構造を用いた集積体。   The electrical functional element is a stress detection element that detects stress or strain acting on a predetermined structure, and the insulating material has mechanical strength equivalent to that of the three-dimensional body. 15. An integrated body using the three-dimensional electrical connection structure according to claim 14. 前記電気的機能素子は、所定の構造体に作用する応力または歪みを検出する応力検出素子であり、前記絶縁材は、前記所定の構造体に作用する応力を伝達し得る剛性を備えたものであることを特徴とする請求項14記載の三次元体の電気的接続構造を用いた集積体。   The electrical functional element is a stress detection element that detects stress or strain acting on a predetermined structure, and the insulating material has rigidity capable of transmitting stress acting on the predetermined structure. The integrated body using the three-dimensional body electrical connection structure according to claim 14.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012255715A (en) * 2011-06-09 2012-12-27 Osao Miyazaki Stress sensor

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02207562A (en) * 1989-02-08 1990-08-17 Hitachi Ltd Mounting structure of module
JPH0373718U (en) * 1989-11-24 1991-07-24
JPH046427A (en) * 1990-04-24 1992-01-10 Jii K Tec:Kk Visual stress sensing apparatus
JPH04320040A (en) * 1991-04-18 1992-11-10 Mitsubishi Electric Corp Manufacture of semiconductor device
JPH05266933A (en) * 1992-03-23 1993-10-15 Japan Aviation Electron Ind Ltd Connector and connecting method thereof
JPH0778932A (en) * 1993-09-07 1995-03-20 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device
JPH0886707A (en) * 1994-09-14 1996-04-02 Nippon Denshi Kogyo Kk Stress compounding sensor and stress measuring device of structural body by using this
JPH08136576A (en) * 1994-11-08 1996-05-31 Omron Corp Semiconductor physical-quantity sensor
JPH08288340A (en) * 1995-04-17 1996-11-01 Nippon Steel Corp High density semiconductor device and integrated circuit chip therefor
JPH10318862A (en) * 1997-05-21 1998-12-04 Nippon Denshi Kogyo Kk Method and apparatus for measurement of action force of structure
JPH11135161A (en) * 1997-10-29 1999-05-21 Yazaki Corp Electrical connector
JP2003035506A (en) * 2001-07-19 2003-02-07 Honda Motor Co Ltd Strain gauge with reduced pressure and temperature sensitivities and its design method

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02207562A (en) * 1989-02-08 1990-08-17 Hitachi Ltd Mounting structure of module
JPH0373718U (en) * 1989-11-24 1991-07-24
JPH046427A (en) * 1990-04-24 1992-01-10 Jii K Tec:Kk Visual stress sensing apparatus
JPH04320040A (en) * 1991-04-18 1992-11-10 Mitsubishi Electric Corp Manufacture of semiconductor device
JPH05266933A (en) * 1992-03-23 1993-10-15 Japan Aviation Electron Ind Ltd Connector and connecting method thereof
JPH0778932A (en) * 1993-09-07 1995-03-20 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device
JPH0886707A (en) * 1994-09-14 1996-04-02 Nippon Denshi Kogyo Kk Stress compounding sensor and stress measuring device of structural body by using this
JPH08136576A (en) * 1994-11-08 1996-05-31 Omron Corp Semiconductor physical-quantity sensor
JPH08288340A (en) * 1995-04-17 1996-11-01 Nippon Steel Corp High density semiconductor device and integrated circuit chip therefor
JPH10318862A (en) * 1997-05-21 1998-12-04 Nippon Denshi Kogyo Kk Method and apparatus for measurement of action force of structure
JPH11135161A (en) * 1997-10-29 1999-05-21 Yazaki Corp Electrical connector
JP2003035506A (en) * 2001-07-19 2003-02-07 Honda Motor Co Ltd Strain gauge with reduced pressure and temperature sensitivities and its design method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012255715A (en) * 2011-06-09 2012-12-27 Osao Miyazaki Stress sensor

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