JP6385740B2 - 電子装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
<ワイヤレスセンサネットワーク>
以下に説明する実施の形態1では、無線通信システムの一例として、ワイヤレスセンサネットワークを取り挙げて説明するが、実施の形態1における技術的思想は、これに限らず、センサを利用した無線通信システムに幅広く適用できるものである。
続いて、ワイヤレスセンサネットワークを構成するノードについて説明する。図2は、ノードの構成を示すブロック図である。図2に示すように、ワイヤレスセンサネットワークの構成要素であるノードは、例えば、センサSR、データ処理部DPU、無線通信部RFU、および、アンテナANTを備えている。
さらに、ノードの詳細な構成の一例について説明する。図3は、主に、ノードに含まれるデータ処理部DPUの詳細な構成例を示すブロック図である。図3に示すように、ノードに含まれるデータ処理部DPUは、アナログデータ処理部ADPUとデジタルデータ処理部DDPUから構成されている。そして、アナログデータ処理部ADPUは、センシング部SUとAD変換部ADUを含むように構成され、デジタルデータ処理部DDPUは、数値解析部NAUと判断部JUを含むように構成されている。
上述したワイヤレスセンサネットワークの一利用形態として、ノードを構成する電子装置を動物の体内にインプラントし、動物の行動や状態についての有効なデータを収集することが検討されている。この点に関し、本発明者は、ワイヤレスセンサネットワークの構成要素となるノードを動物の体内にインプラントすることを前提として、動物の行動や状態についての有効なデータを収集するためには、どのようなノードの構成が望ましい構成であるかについて検討している。
図6は、本実施の形態1における電子装置の構成要素が収納されるケースCSの外観構成を示す斜視図である。また、図7(a)は、本実施の形態1におけるケースCSを示す上面図であり、図7(b)は、本実施の形態1におけるケースCSを示す側面図である。
以下では、ケースCSの内部に収納される電子装置の構成要素の実装構成について説明する。まず、図8は、本実施の形態1における電子装置(ノード)の機能構成と電子装置の実装部品との間の対応関係を示す図である。図8において、本実施の形態1では、センサSRとセンシング部SUとAD変換部ADUとが一体的にセンサモジュールSMを構成している。一方、数値解析部NAUおよび判断部JUがMCUを構成する半導体装置SA1に形成されている。そして、センサモジュールSMおよび半導体装置SA1は、共通する配線基板WB1に搭載されることになる。
図11は、本実施の形態1におけるモジュール部MJU1の実装構成を示す図である。具体的に、図11(a)は、本実施の形態1におけるモジュール部MJU1の実装構成を示す斜視図であり、図11(b)は、本実施の形態1におけるモジュール部MJU1の実装構成を示す側面図である。
続いて、ケースCSに収納された電子装置EA1全体の実装構成について説明する。図12は、本実施の形態1における電子装置EA1の実装構成を示す模式的な透視上面図である。また、図13は、本実施の形態1における電子装置EA1の実装構成を示す模式的な透視側面図である。図12および図13において、ケースCSの一部を構成する容積部CP1の内部の第1空間には、配線基板WB1と配線基板WB2との積層構造からなるモジュール部MJU1が収納されている。一方、容積部CP1と離間して配置された容積部CP2の内部の第2空間には、電池BATが収納されている。この容積部CP2に収納されている電池BATは、容積部CP1に収納されているモジュール部MJU1に電力を供給する機能を有し、例えば、リチウムイオン電池から構成することができる。
本実施の形態1における電子装置EA1は、上記のように構成されており、以下に、本実施の形態1における電子装置EA1の特徴点について説明する。
続いて、本変形例1における電子装置EA2について説明する。図21は、本変形例1における電子装置EA2の一部を拡大して示す図である。図21に示す本変形例1における電子装置EA2の構成は、図14に示す実施の形態1における電子装置EA1の構成とほぼ同様の構成をしていることから、相違点を中心に説明する。
次に、本変形例2における電子装置EA3について説明する。図22は、本変形例2における電子装置EA3の模式的な実装構成を示す透視平面図である。図22において、本変形例2における電子装置EA3の特徴点は、例えば、ケースCSの一部を構成する容積部CP1の角部を曲線形状(ラウンド形状)にし、かつ、容積部CP2の角部も曲線形状(ラウンド形状)としている点にある。これにより、本変形例2における電子装置EA3を対象動物の体内にインプラントした場合、上述した曲線形状により、対象動物の体内組織に与えるダメージを低減することができる。そして、対象動物の体内組織へのダメージを低減できるということは、それだけ、対象動物に与えるストレスが低減されることを意味し、これによって、対象動物の自然な行動や状態が維持されやすくなる。この結果、本変形例2における電子装置EA3によれば、対象動物の自然な行動や状態に対応した意味のあるデータを取得することが容易となる利点を得ることができる。
続いて、本変形例3における電子装置EA4について説明する。図24は、本変形例3における電子装置EA4の一部を拡大して示す図である。図24に示す本変形例3における電子装置EA4の特徴は、モジュール部MJU2が1つの配線基板WBを有し、この配線基板WBの両面にモジュール部MJU2を構成する電子部品が搭載されている点にある。すなわち、図14に示す実施の形態1におけるモジュール部MJU1は、電子部品の搭載された配線基板WB1と、電子部品の搭載された配線基板WB2との積層構造から構成されている。これに対し、図24に示す本変形例3におけるモジュール部MJU2は、電子部品が搭載された配線基板WBから構成され、積層構造とはなっていない。
次に、本実施の形態1における電子装置EA1の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図25は、本実施の形態1における電子装置EA1の製造工程の流れを示すフローチャートである。
<電子装置の実装構成>
次に、本実施の形態2における電子装置EA5について説明する。
続いて、本実施の形態2における電子装置EA5の製造方法について説明する。図33は、本実施の形態2における電子装置EA5の製造工程の流れを示すフローチャートである。図33において、まず、第1凹部が形成された下パーツBPRT1と、第2凹部が形成された下パーツBPRT2とを準備する(S201)。また、下パーツBPRT1の第1凹部を密閉するための上パーツUPRT1と、下パーツBPRT2の第2凹部を密閉するための上パーツUPRT2とを準備する(S202)。
CP1 容積部
CP2 容積部
CS ケース
EA1 電子装置
MJU1 モジュール部
Claims (33)
- 無線通信システムの構成要素となる電子装置であって、
前記電子装置は、密閉されたケースを含み、
前記ケースは、
第1空間を有する第1容積部、
前記第1容積部とは離間して設けられ、かつ、第2空間を有する第2容積部、
前記第1容積部と前記第2容積部とを接続する接続部、
を有し、
前記第1容積部の前記第1空間には、モジュール部が収納され、
前記第2容積部の前記第2空間には、電池が収納され、
前記接続部は、前記モジュール部と前記電池とを電気的に接続する配線を含み、
前記モジュール部は、
物理量を検出するセンサ、
前記センサからの出力信号に基づくデータを送信する無線通信部、
を有し、
前記ケースは、生体親和材料から形成され、
前記第1容積部と前記第2容積部は、生体親和材料から形成され、
前記接続部は、第3空間を有する第3容積部を含み、
前記第3容積部は、生体親和材料から形成され、
前記第3容積部の前記第3空間には、前記配線が収納され、
前記第3容積部には、前記第3空間に向かって相対して突出する一対の突起部が設けられ、
前記一対の突起部で前記配線が挟み込まれている、電子装置。 - 請求項1に記載の電子装置において、
前記接続部は、生体親和材料で被覆された前記配線から形成されている、電子装置。 - 請求項2に記載の電子装置において、
前記第1容積部と前記接続部との接続部位には、生体親和材料から形成された補強用接着材が設けられている、電子装置。 - 請求項1に記載の電子装置において、
前記第1容積部と前記第3容積部との接続部位には、曲線形状が形成されている、電子装置。 - 請求項1に記載の電子装置において、
前記電子装置は、さらに、前記モジュール部と電気的に接続される温度センサを含み、
前記温度センサは、生体親和材料で被覆されている、電子装置。 - 請求項5に記載の電子装置において、
前記第1容積部と前記温度センサとの接続部位には、生体親和材料から形成された補強用接着材が設けられている、電子装置。 - 請求項1に記載の電子装置において、
前記電子装置は、さらに、前記モジュール部と電気的に接続される温度センサを含み、
前記ケースは、さらに、第4空間を有する第4容積部を有し、
前記第4容積部は、生体親和材料から形成され、
前記第4容積部の前記第4空間には、前記温度センサが収納されている、電子装置。 - 請求項7に記載の電子装置において、
前記第4容積部には、前記第4空間に向かって相対して突出する一対の突起部が設けられ、
前記一対の突起部で前記温度センサが挟み込まれている、電子装置。 - 請求項7に記載の電子装置において、
前記第1容積部と前記第4容積部との接続部位には、曲線形状が形成されている、電子装置。 - 請求項1に記載の電子装置において、
前記ケースの表面には、生体親和材料からなる被膜が形成されている、電子装置。 - 請求項1に記載の電子装置において、
前記センサは、前記第1容積部に固定されている、電子装置。 - 請求項1に記載の電子装置において、
前記電子装置は、アンテナ部を含み、
平面視において、前記アンテナ部は、前記センサと重ならない位置に設けられている、電子装置。 - 請求項1に記載の電子装置において、
前記ケースは、前記第1容積部と前記接続部と前記第2容積部とにわたって平坦な平坦面を有する、電子装置。 - 請求項1に記載の電子装置において、
前記センサは、加速度センサである、電子装置。 - 請求項1に記載の電子装置において、
前記ケースは、シリコーン樹脂から形成されている、電子装置。 - 無線通信システムの構成要素となる電子装置であって、
前記電子装置は、密閉されたケースを含み、
前記ケースは、
第1空間を有する第1容積部、
前記第1容積部とは離間して設けられ、かつ、第2空間を有する第2容積部、
前記第1容積部と前記第2容積部とを接続する接続部、
を有し、
前記第1容積部の前記第1空間には、モジュール部が収納され、
前記第2容積部の前記第2空間には、電池が収納され、
前記接続部は、前記モジュール部と前記電池とを電気的に接続する配線を含み、
前記モジュール部は、
物理量を検出するセンサ、
前記センサからの出力信号に基づくデータを送信する無線通信部、
を有し、
前記電子装置は、さらに、前記モジュール部と電気的に接続される温度センサを含み、
前記ケースは、さらに、第4空間を有する第4容積部を有し、
前記第4容積部は、生体親和材料から形成され、
前記第4容積部の前記第4空間には、前記温度センサが収納され、
前記第4容積部には、前記第4空間に向かって相対して突出する一対の突起部が設けられ、
前記一対の突起部で前記温度センサが挟み込まれている、電子装置。 - 請求項16に記載の電子装置において、
前記ケースは、生体親和材料から形成されている、電子装置。 - 請求項17に記載の電子装置において、
前記第1容積部と前記第2容積部は、生体親和材料から形成され、
前記接続部は、生体親和材料で被覆された前記配線から形成されている、電子装置。 - 請求項18に記載の電子装置において、
前記第1容積部と前記接続部との接続部位には、生体親和材料から形成された補強用接着材が設けられている、電子装置。 - 請求項17に記載の電子装置において、
前記第1容積部と前記第2容積部は、生体親和材料から形成され、
前記接続部は、第3空間を有する第3容積部を含み、
前記第3容積部は、生体親和材料から形成され、
前記第3容積部の前記第3空間には、前記配線が収納されている、電子装置。 - 請求項20に記載の電子装置において、
前記第3容積部には、前記第3空間に向かって相対して突出する一対の突起部が設けられ、
前記一対の突起部で前記配線が挟み込まれている、電子装置。 - 請求項20に記載の電子装置において、
前記第1容積部と前記第3容積部との接続部位には、曲線形状が形成されている、電子装置。 - 請求項16に記載の電子装置において、
前記電子装置は、さらに、前記モジュール部と電気的に接続される温度センサを含み、
前記温度センサは、生体親和材料で被覆されている、電子装置。 - 請求項23に記載の電子装置において、
前記第1容積部と前記温度センサとの接続部位には、生体親和材料から形成された補強用接着材が設けられている、電子装置。 - 請求項16に記載の電子装置において、
前記第1容積部と前記第4容積部との接続部位には、曲線形状が形成されている、電子装置。 - 請求項16に記載の電子装置において、
前記ケースの表面には、生体親和材料からなる被膜が形成されている、電子装置。 - 請求項16に記載の電子装置において、
前記センサは、前記第1容積部に固定されている、電子装置。 - 請求項16に記載の電子装置において、
前記電子装置は、アンテナ部を含み、
平面視において、前記アンテナ部は、前記センサと重ならない位置に設けられている、電子装置。 - 請求項16に記載の電子装置において、
前記ケースは、前記第1容積部と前記接続部と前記第2容積部とにわたって平坦な平坦面を有する、電子装置。 - 請求項16に記載の電子装置において、
前記センサは、加速度センサである、電子装置。 - 請求項17に記載の電子装置において、
前記ケースは、シリコーン樹脂から形成されている、電子装置。 - 無線通信システムの構成要素となる電子装置の製造方法であって、
(a)第1凹部と、前記第1凹部とは離間した第2凹部と、前記第1凹部と前記第2凹部とを接続する第3凹部とが形成された下パーツを準備する工程、
(b)前記下パーツに形成されている前記第1凹部と前記第2凹部と前記第3凹部とを密閉するための上パーツを準備する工程、
(c)物理量を検出するセンサと、前記センサからの出力信号に基づくデータを送信する無線通信部と、を有するモジュール部を準備する工程、
(d)前記モジュール部に電力を供給するための電池を準備する工程、
(e)前記モジュール部と前記電池とを配線で接続する工程、
(f)前記(e)工程後、前記下パーツの前記第1凹部に前記モジュール部を配置し、かつ、前記下パーツの前記第2凹部に前記電池を配置し、かつ、前記下パーツの前記第3凹部に前記配線を配置する工程、
(g)前記(f)工程後、前記下パーツと前記上パーツとを接着することにより、前記第1凹部と前記第2凹部と前記第3凹部とを密閉する工程、
を備える、電子装置の製造方法。 - 無線通信システムの構成要素となる電子装置の製造方法であって、
(a)第1凹部が形成された第1下パーツと、第2凹部が形成された第2下パーツとを準備する工程、
(b)前記第1凹部を密閉するための第1上パーツと、前記第2凹部を密閉するための第2上パーツとを準備する工程、
(c)物理量を検出するセンサと、前記センサからの出力信号に基づくデータを送信する無線通信部と、を有するモジュール部を準備する工程、
(d)前記モジュール部に電力を供給するための電池を準備する工程、
(e)被覆された配線を準備する工程、
(f)前記モジュール部と前記電池とを前記配線で接続する工程、
(g)前記(f)工程後、前記第1下パーツの前記第1凹部に前記モジュール部を配置し、かつ、前記第2下パーツの前記第2凹部に前記電池を配置する工程、
(h)前記(g)工程後、前記第1下パーツと前記第1上パーツとを接着し、かつ、前記第2下パーツと前記第2上パーツとを接着することにより、前記第1凹部と前記第2凹部とを密閉する工程、
を備える、電子装置の製造方法。
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