JP4388447B2 - Wiring board and tilt sensor device - Google Patents
Wiring board and tilt sensor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4388447B2 JP4388447B2 JP2004280134A JP2004280134A JP4388447B2 JP 4388447 B2 JP4388447 B2 JP 4388447B2 JP 2004280134 A JP2004280134 A JP 2004280134A JP 2004280134 A JP2004280134 A JP 2004280134A JP 4388447 B2 JP4388447 B2 JP 4388447B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating substrate
- sphere
- insulating
- wiring board
- insulating frame
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
本発明は、傾斜の方向を検知する傾斜センサー装置を形成するための配線基板およびその配線基板を用いて成る傾斜センサー装置に関する。 The present invention relates to a wiring board for forming a tilt sensor device for detecting a tilt direction and a tilt sensor device using the wiring board.
従来、傾斜を検知するための傾斜センサー装置は、一般に、樹脂等の電気的な絶縁体から成る筐体と、線状の金属材料等から成り、筐体の内側から外側に貫通するようにして配設され、互いに電気的に独立した複数の導電ピンと、筐体の内部に封入された導電性の球体とを具備した構造である。筐体は、通常、上板と下板とから構成され、導電ピンは、上板と下板との間に挟みこまれるようにして、または上板や下板を厚み方向に貫通するようにして取着される。また、上板と下板とを接合するときに、その間に球体を入れておくことにより、上板と下板とから成る筐体内に球体が封入される(特許文献1,2参照)。
Conventionally, an inclination sensor device for detecting inclination is generally made of a casing made of an electrical insulator such as a resin and a linear metal material, and penetrates from the inside to the outside of the casing. The structure includes a plurality of conductive pins arranged and electrically independent from each other, and conductive spheres enclosed in a housing. The housing is usually composed of an upper plate and a lower plate, and the conductive pins are sandwiched between the upper plate and the lower plate, or penetrate the upper plate and the lower plate in the thickness direction. Is attached. In addition, when the upper plate and the lower plate are joined, a sphere is enclosed between the upper plate and the lower plate by inserting a sphere between them (see
このような傾斜センサー装置は、導電ピンのうち筐体の外側に露出している部分を外部電気回路基板の電気回路に半田等を介して電気的に接続している。導電ピンが接続される外部の電気回路は、電流計等の検知器やブザー等を含む検知器等に電気的に接続されている。 In such an inclination sensor device, a portion of the conductive pin exposed to the outside of the housing is electrically connected to an electric circuit of the external electric circuit board via solder or the like. An external electric circuit to which the conductive pin is connected is electrically connected to a detector such as an ammeter or a detector including a buzzer.
そして、傾斜センサー装置の傾きに応じて筐体内で球体が転がって移動し、隣り合う2本の導電ピンの間が導電性の球体で電気的に接続され、この電気的な接続を導電ピンに接続されて外部に配置された電流計等の検知器で検知することにより、導電性の球体が移動した方向、つまり傾きの方向を検知することができる。 Then, the sphere rolls and moves in the housing according to the inclination of the inclination sensor device, and the two adjacent conductive pins are electrically connected by the conductive sphere, and this electrical connection is connected to the conductive pin. The direction in which the conductive sphere has moved, that is, the direction of inclination, can be detected by detecting with a detector such as an ammeter that is connected and arranged outside.
この傾斜センサー装置を、携帯電話やデジタルカメラ等の電子機器や、トラクター等の不整地での作業用の車両の転倒防止装置、自動車の盗難防止装置等の機器を構成する外部電気回路基板に部品として搭載することにより、この傾斜センサー装置が搭載された各種機器の傾きの方向を検知することができる。 This tilt sensor device is a component on an external electric circuit board that constitutes equipment such as electronic devices such as mobile phones and digital cameras, anti-theft devices for vehicles working on rough terrain, etc., and anti-theft devices for automobiles. As a result, it is possible to detect the direction of inclination of various devices equipped with this inclination sensor device.
例えば、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話に部品として搭載して用いると、カメラの向き(いわゆる縦位置や横位置)に応じて画像の写しこまれる向きを変え、常に撮影時の上方向を保存されている画像の上方向と一致させるようにして撮像,保存することができる。 For example, when used as a component in a digital camera or a mobile phone with a camera, the direction in which the image is captured is changed according to the direction of the camera (so-called vertical position or horizontal position), and the upward direction at the time of shooting is always saved. The image can be captured and stored so as to coincide with the upward direction of the current image.
また、デジタルカメラや携帯電話、PDA(Personal Digital Assistant)等で画像を見る時も、デジタルカメラや携帯電話等の画像表示機の方向がどうであれ、常に写真の上側が地球の重力の反対側に表示されるように、つまり画像表示機を見ている利用者が写真等の画像を見やすいようにして表示することができる。
しかしながら、従来の傾斜センサー装置においては、導電ピンを筐体の内側から外側に貫通するようにして配設し、この導電ピンを外部電気回路基板上に検知装置等に電気的に接続されるようにして実装する必要があるため、表面実装が可能な形態とすることが難しく、また薄型化や小型化が難しいという問題があった。 However, in the conventional tilt sensor device, the conductive pin is disposed so as to penetrate from the inside to the outside of the housing, and the conductive pin is electrically connected to the detection device or the like on the external electric circuit board. Therefore, there is a problem that it is difficult to achieve a surface mountable form, and it is difficult to reduce the thickness and size.
また、例えば、筐体を構成する上板と下板、導電ピンおよび導電性の球体を準備し、上板および下板を導電ピンが貫通するようにし、かつ導電性の球体が封入されるようにして接合する必要があるため、部品の個数が多く、製作工程も煩雑で生産性が低いという問題があった。 In addition, for example, an upper plate and a lower plate, a conductive pin and a conductive sphere constituting the casing are prepared, the conductive pin penetrates the upper plate and the lower plate, and the conductive sphere is enclosed. Therefore, there is a problem that the number of parts is large, the manufacturing process is complicated, and the productivity is low.
また、筐体内部に外気の湿気等が侵入すると誤動作する危険性があるので筐体内の気密性を高くする必要があるが、導電ピンが筐体を貫通する部分で気密性が劣化する危険性があり、長期信頼性が低いという問題があった。 In addition, since there is a risk of malfunction if moisture in the outside air enters inside the housing, it is necessary to increase the airtightness in the housing, but there is a risk that the airtightness will deteriorate at the part where the conductive pin penetrates the housing There was a problem that long-term reliability was low.
また、激しい振動が生じるような環境で使用した場合、球体が導電ピンに当たって導電ピンを変形させたり、隣り合う2本の導電ピンの間に球体が挟みこまれたりして、正常に傾きを検知することができなくなるという問題もあった。 In addition, when used in an environment where intense vibration occurs, the sphere touches the conductive pin and deforms the conductive pin, or the sphere is sandwiched between two adjacent conductive pins, and the tilt is detected normally. There was also a problem that it was impossible to do.
従って、本発明はかかる上述の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、表面実装が容易で、傾斜センサー装置の生産性に優れ、球体が封入された容器の気密性が良好で、長期にわたって誤作動することなく傾きを検知することが可能な傾斜センサー装置を形成するための配線基板、およびその配線基板を用いて成る傾斜センサー装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been completed in view of the above-mentioned problems, and its purpose is that surface mounting is easy, the productivity of the tilt sensor device is excellent, and the airtightness of the container enclosing the sphere is good. An object of the present invention is to provide a wiring board for forming a tilt sensor device capable of detecting tilt without malfunctioning for a long period of time, and a tilt sensor device using the wiring board.
本発明の配線基板は、外形形状が四角形以上の多角形状である絶縁基板と、該絶縁基板の上面の外周部に取着された外形形状が前記絶縁基板と同形状の絶縁枠体と、前記絶縁枠体の各辺部の内面から前記絶縁基板の側面および下面の少なくとも一方に導出された配線導体と、前記絶縁基板の上面の前記絶縁枠体の内側に前記配線導体に対して電気的に独立して形成された電極パッドとを具備しており、前記絶縁基板の上面の前記絶縁枠体の内側に導電性の球体が自由に転がることができる状態で収容されているとともに、前記配線導体は互いに電気的に独立しており、前記電極パッドは前記絶縁枠体の内側の前記絶縁基板の上面の端に、前記球体の半径の分だけの幅の非形成部が設けられていることを特徴とする。 The wiring board according to the present invention includes an insulating substrate having a polygonal shape having an outer shape of a quadrangle or more, an insulating frame having the same outer shape attached to the outer peripheral portion of the upper surface of the insulating substrate as the insulating substrate, A wiring conductor led out from an inner surface of each side of the insulating frame to at least one of a side surface and a lower surface of the insulating substrate; and electrically connected to the wiring conductor inside the insulating frame on the upper surface of the insulating substrate An electrode pad formed independently, and a conductive sphere can be freely rolled inside the insulating frame on the upper surface of the insulating substrate, and the wiring conductor Are electrically independent from each other, and the electrode pad is provided with a non-forming portion having a width corresponding to the radius of the sphere at the end of the upper surface of the insulating substrate inside the insulating frame. Features.
また、本発明の配線基板は好ましくは、前記絶縁枠体は、上面と内面との間に全周にわたって段差が形成されており、前記配線導体は、前記段差よりも下側の前記内面から前記段差の上面を経て前記絶縁基板の側面および下面の少なくとも一方に導出されていることを特徴とする。 In the wiring board of the present invention, preferably, the insulating frame has a step formed on the entire circumference between the upper surface and the inner surface, and the wiring conductor extends from the inner surface below the step. It is led out to at least one of the side surface and the lower surface of the insulating substrate through the upper surface of the step.
また、本発明の配線基板は好ましくは、前記絶縁基板および前記絶縁枠体は、外形形状が正六角形または正八角形であることを特徴とする。 The wiring board of the present invention is preferably characterized in that the outer shape of the insulating substrate and the insulating frame is a regular hexagon or a regular octagon.
また、本発明の配線基板は好ましくは、前記絶縁基板は、その上面に全体形状が前記上面の中央部を取り囲む形状であるとともに深さが前記球体が部分的に入り込む深さである溝が設けられていることを特徴とする。 In the wiring board of the present invention, preferably, the insulating board is provided with a groove having an overall shape surrounding the central portion of the upper surface and a depth at which the sphere partially enters. It is characterized by being.
また、本発明の配線基板は好ましくは、前記絶縁基板は、その上面の中央部に深さが前記球体が部分的に入り込む深さである凹部が設けられていることを特徴とする。 The wiring board according to the present invention is preferably characterized in that the insulating substrate is provided with a concave portion whose depth is such that the sphere partially enters the central portion of the upper surface thereof.
また、本発明の傾斜センサー装置は、上記本発明の配線基板と、前記絶縁基板の上面の前記絶縁枠体の内側に自由に転がることができる状態で収容された導電性の球体と、前記絶縁枠体の上面に取着された蓋体とを具備しており、前記配線基板が傾いたときに前記球体が接触している前記配線導体を検知することによって前記配線基板の傾斜方向を特定することを特徴とする。 In addition, the tilt sensor device of the present invention includes the wiring board of the present invention, a conductive sphere accommodated in a state of being freely rollable inside the insulating frame on the upper surface of the insulating substrate, and the insulating A lid attached to the upper surface of the frame, and the inclination direction of the wiring board is specified by detecting the wiring conductor in contact with the sphere when the wiring board is inclined. It is characterized by that.
本発明の配線基板によれば、外形形状が四角形以上の多角形状である絶縁基板と、絶縁基板の上面の外周部に取着された外形形状が絶縁基板と同形状の絶縁枠体と、絶縁枠体の各辺部の内面から絶縁基板の側面および下面の少なくとも一方に導出された配線導体とを具備しており、絶縁基板の上面の絶縁枠体の内側に導電性の球体が自由に転がることができる状態で収容されているとともに、配線導体は互いに電気的に独立していることから、導電性の球体が転がって移動した方向で配線導体と接して隣り合う配線導体の間が導電性の球体を介して電気的に接続され、この電気的な接続を検知することにより導電性の球体が転がった方向、つまり配線基板の傾きの方向を検知することができる。 According to the wiring board of the present invention, an insulating substrate whose outer shape is a polygonal shape of a quadrangle or more, an insulating frame having the same outer shape attached to the outer peripheral portion of the upper surface of the insulating substrate as the insulating substrate, and insulation Wiring conductors led out from the inner surface of each side of the frame to at least one of the side surface and the lower surface of the insulating substrate, and the conductive sphere freely rolls inside the insulating frame on the upper surface of the insulating substrate. Since the wiring conductors are electrically independent from each other, the conductive spheres roll and move in the direction in which the conductive conductors are in contact with the wiring conductor in the moving direction. By detecting the electrical connection, the direction in which the conductive sphere rolls, that is, the direction of the inclination of the wiring board can be detected.
この場合、絶縁基板の側面や下面に導出された配線導体の導出部分を外部電気回路に電気的に接続するだけで外部電気回路基板に実装できるので、表面実装を容易に行なうことができる。 In this case, it is possible to mount on the external electric circuit board simply by electrically connecting the lead-out portion of the wiring conductor led to the side surface and the lower surface of the insulating substrate to the external electric circuit, so that surface mounting can be easily performed.
また、導電ピン等を配設する必要がないので、薄型化、小型化が容易である。 In addition, since there is no need to dispose conductive pins or the like, it is easy to reduce the thickness and size.
また、絶縁基板と絶縁枠体とで形成される凹状の収納部に導電性の球体を入れて、蓋体等で収納部を塞ぐだけで傾斜センサー装置を形成することができ、製造が簡単であるため、生産性を良好として傾斜センサー装置を製造することができる。 In addition, the tilt sensor device can be formed simply by inserting a conductive sphere into the concave storage part formed by the insulating substrate and the insulating frame and closing the storage part with a lid or the like. Therefore, the tilt sensor device can be manufactured with good productivity.
また、絶縁基板と絶縁枠体とを、例えば一体焼成された焼結体(セラミックス)の形態で一体的に形成することができるとともに、導電ピン等が貫通する部分がないので、蓋体によって球体を入れた収納部を塞ぐことにより、球体を気密性に優れた状態で封入することができ、長期信頼性を優れたものとすることができる。 In addition, the insulating substrate and the insulating frame can be integrally formed, for example, in the form of an integrally fired sintered body (ceramics), and there is no portion through which the conductive pin or the like penetrates. By closing the storage portion containing the sphere, it is possible to enclose the sphere in an excellent airtight state, and to improve the long-term reliability.
また、導電性の球体が接触するのが、絶縁枠体の表面(内面)に形成されている平面状の配線導体であるため、配線基板に激しい振動が加わり、球体が繰り返し当たったとしても配線導体に変形等が生じたり、隣り合う配線導体の間に球体が挟まったりするようなことは効果的に抑制され、長期にわたって正常に傾きを検知することが可能な傾斜センサー装置を作製することができる。 In addition, since the conductive sphere contacts the planar wiring conductor formed on the surface (inner surface) of the insulating frame, even if the circuit board is subjected to severe vibration and the sphere repeatedly hits the wiring, It is possible to effectively prevent the conductor from being deformed or the like and a sphere from being sandwiched between adjacent wiring conductors, and to produce a tilt sensor device that can detect tilt normally over a long period of time. it can.
また、本発明の配線基板は、絶縁基板の上面の絶縁枠体の内側に配線導体に対して電気的に独立した電極パッドが形成されており、電極パッドは絶縁枠体の内側の絶縁基板の上面の端に、球体の半径の分だけの幅の非形成部が設けられていることから、電極パッドも外部の電気回路に電気的に接続することにより、球体が配線導体の一つのみに接した場合でも、配線導体と電極パッドとの間の電気的接続を検知することにより傾きの方向を検知することができ、傾きの有無の検知、および傾きの方向の検知の精度を高くすることができる。また、電極パッドは絶縁枠体の内側の絶縁基板の上面の端に、球体の半径の分だけの幅の非形成部が設けられていることから、電極パッドは球体の下端の接点を含むことになり、配線導体と電極パッドとの間の電気的接続を確実に行なわせることができるとともに、電極パッドの面積を小さくして配線導体等の他の導体との間で短絡が生じるのを防ぐことができる。 In the wiring board of the present invention, an electrode pad electrically independent of the wiring conductor is formed inside the insulating frame on the upper surface of the insulating substrate, and the electrode pad is formed on the insulating board inside the insulating frame. Since the non-formed portion having a width corresponding to the radius of the sphere is provided at the end of the upper surface , the sphere can be connected to only one of the wiring conductors by electrically connecting the electrode pad to an external electric circuit. even when in contact, it is possible to detect the direction of tilt by detecting the electrical connection between the wiring conductor and the electrode pads, the detection of the presence or absence of tilt, and the accuracy of the direction detection of the inclination high Kusuru be able to. In addition, since the electrode pad is provided with a non-forming portion having a width corresponding to the radius of the sphere at the end of the upper surface of the insulating substrate inside the insulating frame, the electrode pad includes a contact at the lower end of the sphere. Thus, the electrical connection between the wiring conductor and the electrode pad can be reliably performed, and the area of the electrode pad can be reduced to prevent a short circuit from occurring with other conductors such as the wiring conductor. be able to.
また、本発明の配線基板は好ましくは、絶縁枠体は、上面と内面との間に全周にわたって段差が形成されており、配線導体は、段差よりも下側の内面から段差の上面を経て絶縁基板の側面および下面の少なくとも一方に導出されていることから、段差の長さを調節することにより、傾き易い方向(例えばデジタルカメラにおける上下方向等)で段差の長さを長くして球体が配線導体に接触し易くして検知の感度を高くし、より一層用途に的確に応じた傾斜センサー装置を容易に形成することができる。 In the wiring board of the present invention, preferably, the insulating frame has a step formed on the entire circumference between the upper surface and the inner surface, and the wiring conductor passes from the inner surface below the step to the upper surface of the step. Since it is led out to at least one of the side surface and the lower surface of the insulating substrate, by adjusting the length of the step, the length of the step is increased in a direction that is easy to tilt (for example, the vertical direction in a digital camera). It is easy to make contact with the wiring conductor to increase the detection sensitivity, and it is possible to easily form a tilt sensor device that is more appropriate for the application.
また、本発明の配線基板は好ましくは、絶縁基板および絶縁枠体は、外形形状が正六角形または正八角形であることから、傾きの生じる方向をより多くかつ正確に検知することができるため、傾きの方向の検知の精度をより一層優れたものとすることができる。例えば、絶縁基板および絶縁枠体の外形形状が正六角形の場合、平面視において上下、斜め上左右、斜め下左右の6方向を精度良く検知することができ、正八角形の場合、平面視において上下、左右、斜め上左右、斜め下左右の8方向を精度良く検知することができる。 In addition, the wiring board of the present invention preferably has an outer shape of a regular hexagon or a regular octagon, so that the direction in which the inclination occurs can be detected more and more accurately. It is possible to further improve the accuracy of detection of the direction. For example, when the outer shape of the insulating substrate and the insulating frame is a regular hexagon, it is possible to accurately detect the six directions of top and bottom, diagonally upper left and right, and diagonally lower left and right in plan view. , Right and left, diagonally upper left and right, diagonally lower left and right can be detected with high accuracy.
また、本発明の配線基板は好ましくは、絶縁基板は、その上面に全体形状が上面の中央部を取り囲む形状であるとともに深さが球体が部分的に入り込む深さである溝が設けられていることから、いったん溝の中に入り込んだ球体は、少し傾いた程度では溝の中から出てこず、ある程度の角度以上に傾いたときにはじめて溝から出て来るため、その角度を、例えば溝の深さや幅、断面形状等で調整することにより、わずかな傾斜や振動に起因する誤作動を防止することができるとともに、検知したい傾斜角度を設定できる。 In the wiring board of the present invention, preferably, the insulating substrate is provided with a groove having an overall shape that surrounds the central portion of the upper surface and a depth at which the sphere is partially inserted. Therefore, once the sphere has entered the groove, it does not come out of the groove when it is slightly tilted, but it comes out of the groove only when it is tilted more than a certain angle. By adjusting the depth, width, cross-sectional shape, etc., it is possible to prevent malfunction caused by slight inclination and vibration, and to set an inclination angle to be detected.
また、本発明の配線基板は好ましくは、絶縁基板は、その上面の中央部に深さが球体が部分的に入り込む深さである凹部が設けられていることから、水平な状態では凹部の中に入っている球体は、少し傾いた程度では凹部の中から出てこず、ある程度の角度以上に傾いたときにはじめて凹部から出て来るため、その角度を、例えば凹部の深さや断面形状等で調整することにより、わずかな傾斜や振動に起因する誤作動を防止することができるとともに、検知したい傾斜角度を設定できる。 The wiring board according to the present invention is preferably provided with a recess having a depth at which the sphere partially enters the central portion of the upper surface of the insulating substrate. The sphere contained in the sphere does not come out of the recess when it is slightly tilted, but it comes out of the recess only when it is tilted more than a certain angle. By adjusting, it is possible to prevent malfunction caused by slight inclination and vibration, and to set an inclination angle to be detected.
また、本発明の傾斜センサー装置は、上記本発明の配線基板と、絶縁基板の上面の絶縁枠体の内側に自由に転がることができる状態で収容された導電性の球体と、絶縁枠体の上面に取着された蓋体とを具備しており、配線基板が傾いたときに球体が接触している配線導体を検知することによって配線基板の傾斜方向を特定するものであることから、表面実装が容易で、生産性に優れ、球体が封入された容器の気密性が良好で、長期にわたって誤作動することなく傾きを精度よく検知することが可能な傾斜センサー装置となる。 In addition, the tilt sensor device of the present invention includes the wiring board of the present invention, a conductive sphere accommodated in a state where it can freely roll inside the insulating frame on the upper surface of the insulating substrate, and an insulating frame. A lid attached to the upper surface, and when the wiring board is tilted, it detects the wiring conductor in contact with the sphere to identify the direction of inclination of the wiring board. An inclination sensor device that is easy to mount, excellent in productivity, has good airtightness in a container in which a sphere is enclosed, and can accurately detect inclination without malfunctioning over a long period of time.
本発明の配線基板および傾斜センサー装置を添付の図面に基づいて詳細に説明する。 A wiring board and a tilt sensor device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1(a)は、本発明の配線基板および傾斜センサー装置の実施の形態の一例を示す平面図であり、図1(b)はその断面図である。図1において、1は絶縁基板、2は絶縁枠体、3は配線導体、4は導電性の球体、9は配線基板である。 Fig.1 (a) is a top view which shows an example of embodiment of the wiring board and inclination sensor apparatus of this invention, FIG.1 (b) is the sectional drawing. In FIG. 1, 1 is an insulating substrate, 2 is an insulating frame, 3 is a wiring conductor, 4 is a conductive sphere, and 9 is a wiring substrate.
絶縁基板1および絶縁枠体2は、外形形状が同形状であり、絶縁基板1の上面の外周部に絶縁枠体2が取着されていることにより、絶縁基板1の上面と絶縁枠体2の内側との間に、導電性の球体4を収容するための凹状の収納部が形成される。
The insulating
絶縁基板1および絶縁枠体2は、酸化アルミニウム質焼結体(酸化アルミニウム質セラミックス)や窒化アルミニウム質焼結体,ムライト質焼結体,炭化珪素質焼結体,窒化珪素質焼結体,ガラスセラミックス等の電気絶縁材料から成る。
The insulating
絶縁基板1および絶縁枠体2は、例えば同じセラミック材料から成り、一体焼成することにより絶縁枠体2の絶縁基板1に対する取着が行なわれている。この場合、絶縁基板1と絶縁枠体2との外形形状を同じにしておくと、互いの外側面が上下方向で位置ずれしないように合わせるだけで、絶縁基板1に絶縁枠体2を容易に位置合わせして取着することができる。
The insulating
絶縁基板1および絶縁枠体2は、例えば、ともに酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、酸化アルミニウムや酸化珪素,酸化マグネシウム,酸化カルシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダ,溶剤,可塑剤および分散剤を添加混合して泥漿状となし、これを従来周知のドクターブレード法等によりシート状に成形することで複数枚のセラミックグリーンシート(以下、グリーンシートともいう)を得、しかる後、これらのグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施して絶縁基板となる板状のグリーンシートと枠状のグリーンシートとを形成し、板状のグリーンシートの上に枠状のグリーンシートを積層して、約1600℃の温度で焼成することにより製作される。
For example, when both the insulating
絶縁基板1および絶縁枠体2は、上述の収納部内に導電性の球体4を収容するための容器の基体であり、その球体4の移動した方向により配線基板9の傾きの方向を精度良く検知するために四角形以上の多角形状に形成される。この場合、絶縁基板1および絶縁枠体2が例えば三角形であると、配線導体3を三方向にしか形成できないため、平面視で上下左右の四方向の傾きを検知することができない。従って、絶縁基板1および絶縁枠体2は、四角形以上の多角形状とする必要がある。
The insulating
絶縁枠体2の各辺部の内面から絶縁基板1の側面および下面の少なくとも一方に配線導体3が導出され、各配線導体3は電気的に独立している。また、絶縁基板1の上面の絶縁枠体2の内側に導電性の球体4が自由に転がることができる状態で収容されている。
The
また、配線導体3のうち絶縁基板1の側面および下面の少なくとも一方に導出された部分が、外部電気回路基板の電気回路に半田等を介して電気的に接続される。配線導体3が接続される外部の電気回路は、電流計等の検知器やブザー等を含む検知器等に電気的に接続されている。この場合、絶縁基板1の側面や下面に導出された配線導体3の導出部分を外部の電気回路に電気的に接続するだけで実装できるので、表面実装を容易に行なうことができる。また、従来のように導電ピン等を配設する必要がないので、薄型化、小型化が容易である。
Further, a portion of the
そして、配線基板9が傾いたときに、その傾いた方向に球体4が絶縁基板1の上面を転がって移動し、その方向で隣り合う配線導体3の間が導電性の球体4を介して電気的に接続され、この電気的な接続を、各配線導体3に電気的に接続されている検知器で検知することにより、球体4が転がった方向、つまり配線基板9の傾きの方向を検知することができる。この場合、球体4が接触するのが平面状の配線導体3であるため、球体4が繰り返し当たったとしても配線導体3に変形等が生じることは効果的に抑制され、また、配線導体3の間に球体4が挟まれてしまうこともなく、長期にわたって正常に傾きを検知することができる。
When the
なお、配線導体3は、タングステンやモリブデン,マンガン,銅,銀,パラジウム,白金,金等の金属粉末メタライズから成り、例えば、タングステンの粉末に適当な有機バインダ,溶剤,可塑剤および分散剤等を添加混合して得たメタライズペーストを従来周知のスクリーン印刷法により絶縁基板1および絶縁枠体2用の各グリーンシートに所定のパターンに印刷塗布し、これをグリーンシートの積層体とともに焼成することによって形成される。
The
配線導体3は、図1(a)の例では、絶縁枠体2の各辺部の両端から一定の距離をあけて形成されており、絶縁枠体2の内面の角部に球体4が止まったときに隣り合う配線導体3の間が球体4で接続されるようになっている。この場合、球体4が絶縁枠体2の内面に接するときの接点を含むような幅で各配線導体3を形成する。即ち、配線導体3を正面視した場合に、その上下方向および左右方向の幅が上記接点を含むようにする。
In the example of FIG. 1A, the
なお、配線導体3の露出表面には、配線導体3が酸化腐食するのを防止するとともに配線導体3と導電性の球体4とが接触したときの電気的接続の感度を向上させるために、厚みが1〜10μm程度のニッケルめっき層と厚みが0.1〜5μm程度の金めっき層とが順次被着されていることが好ましい。
The exposed surface of the
また、導電性の球体4が繰り返し配線導体3に接触したときのめっき層の磨耗を効果的に防止するために、白金やパラジウム等の耐食性が良好で金よりも硬い金属層を最表層のめっき層として被着させてもよい。また、ニッケルめっき層にホウ素成分等を混在させニッケルめっき層の硬度を高くするようにしてもよい。
Further, in order to effectively prevent wear of the plating layer when the
また、クロム等の硬質めっき層を被着させてもよい。 Moreover, you may deposit hard plating layers, such as chromium.
球体4は、銅や鉄、ステンレス鋼(JIS規格SUS304等)、タングステン等の金属材料を研磨加工等で球状に加工したものや、球状に成型した樹脂の表面にニッケル、銅等の導電性の被膜を被着させたものを用いることができる。また、球体4は、表面に光沢のあるニッケルめっき層等のめっき層を被着させて、表面をより滑らかにして転がり易くさせたり、酸化腐食をより有効に防止するようにしたものでもよい。
The
球体4の大きさは、平面視で絶縁枠体2の内側の向かい合う辺の間の距離の約80%程度、たとえば直径約0.4mm程度がよい。
The size of the
本発明の配線基板9は、絶縁基板1と絶縁枠体2とで形成される収納部に球体4を収容し、例えば後述するように蓋体5(図1(b))で収納部を塞ぐことにより傾斜センサー装置を構成することができ、製作が簡単であるため、傾斜センサー装置の生産性を良好とすることができる。
The
また、上述のように、絶縁基板1および絶縁枠体2を同じセラミック材料から成るものとして一体焼成することにより絶縁基板1と絶縁枠体2とを一体的に形成することができるとともに、導電ピン等が貫通する部分がないので、収納部を蓋体5で塞ぐことにより、球体4を気密性に優れた状態で封入することができ、長期信頼性を優れたものとすることができる。
Further, as described above, the insulating
本発明の配線基板9は、絶縁基板1の上面の絶縁枠体2の内側に配線導体3に対して電気的に独立した電極パッド6が形成されている。このことから、電極パッド6を絶縁基板1の下面または側面に導出し、この導出部分を、配線導体3と同様の外部の電気回路に電気的に接続しておくことにより、球体4が絶縁枠体2の辺部で止まり、配線導体3の一つのみに接した場合でも、配線導体3と電極パッド6との間の電気的接続により傾きの方向を検知することができるため、傾きの有無や傾きの方向の検知の精度を高くすることができる。
電極パッド6は、絶縁枠体2の内側の絶縁基板1の上面の略全面に形成されていることが好ましい。この場合、配線導体3と電極パッド6との間の電気的接続を確実に行なわせることができる。また、電極パッド6は、絶縁枠体2の内側の絶縁基板1の上面の端に、球体4の半径の分だけの幅の非形成部が設けられている。このことから、電極パッド6は球体4の下端の接点を含むことになり、配線導体3と電極パッド6との間の電気的接続を確実に行なわせることができるとともに、電極パッド6の面積を小さくして配線導体3等の他の導体との間で短絡が生じるのを防ぐことができる。
The
また、本発明の配線基板9は、絶縁枠体2は、上面と内面との間に全周にわたって段差が形成されており、配線導体3は、段差よりも下側の内面から段差の上面を経て絶縁基板1の側面および下面の少なくとも一方に導出されていることが好ましい。この場合、段差の長さ(段差の下側の絶縁枠体2内側への突出長さ)を調節することにより、配線基板9の用途に応じた傾き易い方向(例えばデジタルカメラにおける上下方向等)で球体4の移動距離を短くし、球体4が配線導体3に接触し易いようにして検知の感度を高くする等、用途に応じた傾斜センサー装置を形成することが可能な配線基板9を提供することができる。
Further, in the
絶縁枠体2の段差は、例えば、絶縁枠体2を2層のグリーンシートを積層することにより形成するとともに、下層の枠状のグリーンシートの開口寸法を上層のものよりも小さくしておき、上層のグリーンシートの内側に下層のグリーンシートの内周部が露出するようにしておくこと等の方法を用いることができる。なお、グリーンシートは2層に限らず、3層以上でもよい。
The step of the insulating
また、本発明の配線基板9は、絶縁基板1および絶縁枠体2は、外形形状が正六角形または正八角形であることが好ましい。これにより、傾きの方向を平面視で60度刻みまたは45度刻みで精度良く検知することができ、傾きの検知精度をより一層優れたものとすることができる。
Moreover, as for the
なお、八角形を超える多角形状では、円形状に近くなるので、導電性の球体4が絶縁枠体2の辺部や角部に留まらずに不安定に移動し易くなり過ぎる傾向があり、傾きを検知する精度が低くなるおそれがある。
In addition, since the polygonal shape exceeding the octagon is close to a circular shape, the
そして、上記構成の配線基板9を用いて、絶縁基板1の上面の絶縁枠体2の内側に自由に転がることができる状態で導電性の球体4を収容するとともに、絶縁枠体2の上面に蓋体5を取着することにより、配線基板1が傾いたときに導電性の球体4が接触している配線導体3を検知することによって配線基板1の傾斜方向を特定するようにした本発明の傾斜センサー装置が構成される。
And using the
本発明の傾斜センサー装置によれば、上記の構成により、表面実装が容易で、生産性に優れ、導電性の球体4が封入された容器の気密性が良好で、長期にわたって誤作動することなく傾きを検知することが可能な傾斜センサー装置とすることができる。
According to the inclination sensor device of the present invention, with the above configuration, the surface mounting is easy, the productivity is excellent, the airtightness of the container in which the
なお、蓋体5は、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体,ムライト質焼結体,炭化珪素質焼結体,窒化珪素質焼結体,ガラスセラミックス等のセラミック材料や鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料から成る。
The
蓋体5は、絶縁枠体2の上面に取着して収納部を気密に封止することができるものであれば、特に形状、寸法等に制約はないが、例えば、取り扱いや絶縁枠体2の上面に取着する作業を容易とすること等を考慮して、絶縁枠体2と外形形状が同形状の板状に形成されるのがよい。
The
蓋体5は、酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、絶縁基板1や絶縁枠体2と同様にしてグリーンシートを作製し、これを所定の寸法に切断加工して焼成することにより製作することができる。また、傾斜センサー装置の内部に異常が発生していないか常時確認できるように、蓋体5をガラス,透明樹脂等の透光性材料によって作製してもよい。
When the
蓋体5の絶縁枠体2に対する取着は、ガラスやろう材、樹脂接着剤等の接合材を介して接合すること等の方法により行なうことができる。
Attachment of the
本発明の傾斜センサー装置において、球体4の上端と蓋体5の下面との間の距離は50μm以上が好ましい。これにより、球体4が蓋体5の下面に頻繁に接触することを効果的に防止し、球体4の移動をより滑らかにして傾きの検知の精度をより確実に高く確保することができる。また、球体4と蓋体5との間の距離が広くなりすぎることを防ぎ、球体4を自由に移動できるものとするとともに、球体4が蓋体5に強く衝突するようなことを効果的に防止し、気密封止の信頼性をより優れたものとすること等のために、50μm乃至300μmとすることがより好ましい。
In the tilt sensor device of the present invention, the distance between the upper end of the
また、本発明の傾斜センサー装置は、絶縁基板1の上面の絶縁枠体2の内側に、絶縁枠体2の内面から一定の距離をおいて環状の突出部(図示せず)を、球体4の転がりを止めることができるとともに、傾斜センサー装置が一定の角度以上に傾いたときに球体4が乗り越えられるような高さで設けておいてもよい。このような突出部を設けておくと、突出部で球体4の転がりを止めることができ、わずかな傾きで球体4が転がって絶縁枠体2の内面に接するようなことを防止することができるため、誤作動が有効に防止され、かつ一定の角度以上に傾いたときには確実に傾きを検知することが可能な傾斜センサー装置とすることができる。
In addition, the inclination sensor device of the present invention has an annular protrusion (not shown) on the inner side of the insulating
また、本発明の傾斜センサー装置は、図2(a)(b)に示すように、絶縁基板1は、その上面に全体形状が上面の中央部を取り囲む形状であるとともに深さが球体4が部分的に入り込む深さである溝7が設けられていることが好ましい。なお、図2(a)は、本発明の実施の形態の他の例を示す平面図であり、図2(b)はその断面図である。図2において図1と同じ部位には同じ符号を付している。
In addition, as shown in FIGS. 2A and 2B, the inclination sensor device of the present invention has an insulating
このように溝7を設けておくと、いったん溝7の中に入り込んだ球体4は、少し傾いた程度では溝7の中から出てこず、ある程度の角度以上に傾いたときにはじめて溝7から出て来るため、その角度を、例えば溝7の深さや幅、断面形状等で調整することにより、わずかな傾斜や振動に起因する誤作動を防止することができるとともに、検知したい傾斜角度を設定できる。
If the
例えば、携帯電話やデジタルカメラ等の電子機器として、カメラの向き(いわゆる縦位置や横位置)に応じて画像の写しこまれる向きを変え、常に撮影時の上方向を保存されている画像の上方向と一致させるようにして撮像、保存する目的で搭載された場合、手ぶれ等の少し程度の傾斜では画面が変わること無く、使いやすい電子機器とすることができる。 For example, as an electronic device such as a mobile phone or a digital camera, the direction in which the image is captured is changed according to the direction of the camera (so-called vertical position or horizontal position), and the upward direction at the time of shooting is always preserved. When mounted for the purpose of capturing and storing images so as to match the direction, the screen does not change with a slight inclination such as camera shake, and the electronic device can be easily used.
また、トラクター等の不整地での作業用の車両の転倒防止装置に使用された場合、通常の作業では転倒防止装置は作動しないように設定できる。 In addition, when used in a vehicle overturn prevention device for work on rough terrain such as a tractor, the overturn prevention device can be set not to operate during normal work.
また、自動車の盗難防止装置等の機器として使用した場合、風あるいは他の自動車が近くを通った時に起きる振動で警報が鳴ることの無い、盗難防止装置とすることができる。 Further, when used as a device such as an anti-theft device for automobiles, an anti-theft device can be provided in which an alarm does not sound due to wind or vibration caused when another automobile passes nearby.
図2の構成において、溝7の全体形状は、円形、絶縁基板1や絶縁枠体2と相似の4角形、6角形等の多角形とすることができる。溝7の全体形状が多角形である場合、その角が絶縁枠体2の内面に対向するように溝7が形成されていてもよい。その場合、傾斜センサー装置が傾斜して絶縁枠体2の内面に対向する角に球体4があると、ある程度の傾斜では角に球体4が引っ掛かっているが、より傾斜すると球体4が溝7から出てきて、傾斜方向にあるかまたは最も傾斜方向に近い配線導体3に球体4が接することとなる。したがって、傾斜方向にあるかまたは最も傾斜方向に近い配線導体3に球体4を導くことが容易になる。
In the configuration of FIG. 2, the overall shape of the
また、溝7の深さは、球体4の直径の0.8%〜3%であることが好ましい。0.8%未満では、球体4が溝7に部分的に入り込んでもすぐに飛び出しやすくなり、ある程度の傾斜角度の範囲内で球体4を溝7に留めておくことが困難になる。3%を超えると、球体4が一旦溝7に部分的に入り込んだら飛び出しにくくなり、ある程度の傾斜角度の範囲内で球体4を溝7に留めておくことが困難になる。
The depth of the
溝7の幅は、球体4の直径の18%〜35%であることが好ましい。18%未満では、球体4が溝7に部分的に入り込んでもすぐに飛び出しやすくなり、ある程度の傾斜角度の範囲内で球体4を溝7に留めておくことが困難になる。35%を超えると、傾斜センサー装置が大型になりやすくなる。
The width of the
また、本発明の傾斜センサー装置(配線基板9)は、図3(a),(b)に示すように、絶縁基板1は、その上面の中央部に深さが球体4が部分的に入り込む深さである凹部8が設けられていることが好ましい。なお、図3(a)は、本発明の実施の形態の他の例を示す平面図であり、図3(b)はその断面図である。図3において図1と同じ部位には同じ符号を付している。
In addition, as shown in FIGS. 3A and 3B, the tilt sensor device (wiring board 9) of the present invention is such that the insulating
このように凹部8を設けておくと、水平な状態では凹部8の中に入っている球体4は、少し傾いた程度では凹部8の中から出てこず、ある程度の角度以上に傾いたときにはじめて凹部8から出て来るため、その角度を、例えば凹部8の深さや断面形状等で調整することにより、わずかな傾斜や振動に起因する誤作動を防止することができるとともに、検知したい傾斜角度を設定できる。
When the
図3の構成において、凹部8の全体形状は、円形、絶縁基板1や絶縁枠体2と相似の4角形、6角形等の多角形とすることができる。凹部8の全体形状が多角形である場合、その角が絶縁枠体2の内面に対向するように凹部8が形成されていてもよい。その場合、傾斜センサー装置が傾斜して絶縁枠体2の内面に対向する角に球体4があると、ある程度の傾斜では角に球体4が引っ掛かっているが、より傾斜すると球体4が凹部8から出てきて、傾斜方向にあるかまたは最も傾斜方向に近い配線導体3に球体4が接することとなる。したがって、傾斜方向にあるかまたは最も傾斜方向に近い配線導体3に球体4を導くことが容易になる。
In the configuration of FIG. 3, the overall shape of the
また、凹部8の深さは、球体4の直径の0.8%〜3%であることが好ましい。0.8%未満では、球体4が凹部8の中からすぐに飛び出しやすくなり、ある程度の傾斜角度の範囲内で球体4を凹部8に留めておくことが困難になる。3%を超えると、球体4が凹部8の中から飛び出しにくくなり、ある程度の傾斜角度の範囲内で球体4を凹部8に留めておくことが困難になる。
Further, the depth of the
なお、本発明は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1・・・絶縁基板
2・・・絶縁枠体
3・・・配線導体
4・・・球体
5・・・蓋体
6・・・電極パッド
7・・・溝
8・・・凹部
9・・・配線基板
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004280134A JP4388447B2 (en) | 2004-05-26 | 2004-09-27 | Wiring board and tilt sensor device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004156650 | 2004-05-26 | ||
JP2004221194 | 2004-07-29 | ||
JP2004280134A JP4388447B2 (en) | 2004-05-26 | 2004-09-27 | Wiring board and tilt sensor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006064685A JP2006064685A (en) | 2006-03-09 |
JP4388447B2 true JP4388447B2 (en) | 2009-12-24 |
Family
ID=36111283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004280134A Expired - Fee Related JP4388447B2 (en) | 2004-05-26 | 2004-09-27 | Wiring board and tilt sensor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4388447B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4291858B2 (en) * | 2007-03-27 | 2009-07-08 | Okiセミコンダクタ株式会社 | Tilt position sensor and method of manufacturing tilt position sensor |
JP6021799B2 (en) * | 2013-12-27 | 2016-11-09 | 京セラ株式会社 | Vibration detector |
-
2004
- 2004-09-27 JP JP2004280134A patent/JP4388447B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006064685A (en) | 2006-03-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4702586B2 (en) | Fingerprint sensor, fingerprint sensor mounting structure, and fingerprint detector having the fingerprint sensor | |
JP6169947B2 (en) | Vibration sensor | |
JP4388447B2 (en) | Wiring board and tilt sensor device | |
JP5165459B2 (en) | Tilt sensor | |
JP4388424B2 (en) | Wiring board and tilt sensor device | |
JP2009031244A (en) | Inclination sensor device | |
JP2006012692A (en) | Inclination sensor apparatus | |
JP5069981B2 (en) | Tilt sensor | |
JP6021799B2 (en) | Vibration detector | |
JP2006308348A (en) | Package for tilt sensor, and tilt sensor device using the same | |
JP2009079967A (en) | Tilt sensor device | |
JP6553308B2 (en) | Vibration sensor | |
JP7336600B2 (en) | Sensor communication device | |
JP4326378B2 (en) | Tilting switch and manufacturing method thereof | |
JP2004177388A (en) | Inclination sensor and its manufacturing method | |
JP2008268115A (en) | Inclination sensor device | |
JP2009175116A (en) | Tilt sensor device | |
JP4822624B2 (en) | Package for pressure detection device | |
JP2019129189A (en) | Wiring board, package, and electronic device | |
JP4769092B2 (en) | Tilt sensor | |
JP5295071B2 (en) | Base for pressure detection device and pressure detection device | |
WO2018154936A1 (en) | Vibration sensor | |
WO2018173527A1 (en) | Vibration sensor | |
JP2005191044A (en) | Optical semiconductor device | |
JP4974424B2 (en) | Package for pressure detection device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070820 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090526 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090715 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090908 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091002 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4388447 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121009 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121009 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131009 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |