JP7265974B2 - 電子機器 - Google Patents
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Description
なお、添付図面は、便宜上、特徴を分かりやすくするために特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが各図面で異なる場合がある。また、断面図では、各部材の断面構造を分かりやすくするために、一部の部材のハッチングを梨地模様に代えて示し、一部の部材のハッチングを省略している。ここで、本明細書における「平行」、「直交」や「水平」は、厳密に平行、直交や水平の場合のみでなく、本実施形態における作用効果を奏する範囲内で概ね平行、直交や水平の場合も含まれる。
図1に示すように、電子機器10は、例えば、支持体11と、支持体11に取り付けられた半導体装置12とを有している。半導体装置12は、例えば、支持体11に取り付けられた配線基板13と、配線基板13に実装された複数の電子部品14とを有している。電子機器10は、例えば、被検者の身体に装着され、その被検者の生体情報を取得するように構成された生体情報測定器(センサデバイス)である。電子機器10は、取得した生体情報を無線通信によって送信するように構成されている。生体情報としては、例えば、生体電位、体温、血中酸素飽和度、脈拍や血糖値などが挙げられる。ここで、生体電位とは、生体情報の電位の変化を捉えるものであればよく、例えば、心電図、インピーダンス呼吸、サーミスタ呼吸、心拍、心拍出量などが含まれる。なお、本実施形態の電子機器10は、被検者の血中酸素飽和度を測定するように構成されている。
まず、支持体11について説明する。
支持体11は、例えば、配線基板13よりも機械的強度(剛性や硬度等)が高く設定されている。支持体11は、例えば、配線基板13を支持する機能を有している。支持体11は、例えば、弾性を有している。支持体11の材料としては、例えば、誘電率が既知の材料であることが好ましい。支持体11の材料としては、例えば、誘電率が1~5程度の誘電体材料であることが好ましい。支持体11の材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネートやABS樹脂などを用いることができる。支持体11は、例えば、遮光性を有している。支持体11の材料としては、例えば、黒色等に着色された樹脂材料を用いることができる。
板状部21は、例えば、平板状に形成されている。板状部21は、例えば、高さ方向Zに所定の厚みを有し、前後方向X及び幅方向Yに広がるように形成されている。板状部21は、例えば、前後方向Xの一端部(ここでは、前端部)が接続部24の上面に接続されている。板状部21は、例えば、前後方向Xに沿って直線状に延びるように形成されている。板状部21は、例えば、前後方向Xに沿って水平に延びるように形成されている。板状部21は、例えば、接続部24と接続された前端部を固定端とし、前端部とは前後方向Xにおいて反対側の後端部を自由端とする片持ち状に形成されている。
図2に示すように、板状部22は、例えば、平板状に形成されている。板状部22は、例えば、高さ方向Zに所定の厚みを有し、前後方向X及び幅方向Yに広がるように形成されている。板状部22は、例えば、前後方向Xの一端部(ここでは、前端部)が接続部24の下面に接続され、前後方向Xの他端部(ここでは、後端部)が接続部25の上面に接続されている。板状部22は、例えば、前後方向Xに沿って直線状に延びるように形成されている。板状部22は、例えば、前後方向Xに沿って水平に延びるように形成されている。板状部22は、例えば、板状部21と平行に延びるように形成されている。板状部22は、例えば、板状部21と高さ方向Zに対向するように設けられている。板状部22の前端部は、例えば、平面視において板状部21の前端部と重なるように形成されている。板状部22は、例えば、前後方向Xに沿って延びる長さが板状部21よりも長く形成されている。板状部22の後端部は、例えば、板状部21の後端面よりも後方に突出して形成されている。すなわち、板状部22の後端部は、板状部21の後端面よりも後方に突出し、平面視において板状部21から露出するように形成された突出部22Aを有している。換言すると、板状部22の後端部は突出部22Aにより構成されている。
接続部24は、例えば、板状部21の前端部(第1端部)と板状部22の前端部(第1端部)とを接続するように形成されている。接続部24は、例えば、板状部21の前端部の下面から板状部22の前端部の上面まで延びるように形成されている。接続部24は、例えば、前後方向Xに所定の厚みを有し、幅方向Y及び高さ方向Zに広がるように形成されている。接続部24の厚みは、例えば、板状部21,22よりも厚く形成されている。接続部24は、例えば、円弧状や楕円弧状に湾曲するように形成されている。接続部24は、例えば、前端面及び後端面が円弧状の湾曲面に形成されている。
板状部23は、例えば、平板状に形成されている。板状部23は、例えば、高さ方向Zに所定の厚みを有し、前後方向X及び幅方向Yに広がるように形成されている。板状部23は、例えば、前後方向Xの一端部(ここでは、後端部)が接続部25の下面に接続されている。板状部23は、例えば、接続部25と接続された後端部を固定端とし、後端部とは前後方向Xにおいて反対側の前端部を自由端とする片持ち状に形成されている。板状部23は、例えば、板状部21,22,23が並ぶ方向(ここでは、高さ方向Z)に弾性変形可能に構成されている。板状部23は、例えば、弾性変形による高さ方向Zへの撓みが可能に構成されている。板状部23は、例えば、前後方向Xに沿って直線状に延びるように形成されている。板状部23は、例えば、前後方向Xに沿って水平に延びるように形成されている。板状部23は、例えば、板状部22と平行に延びるように形成されている。板状部23は、例えば、板状部22と高さ方向Zに対向するように設けられている。板状部23の後端部は、例えば、平面視において板状部22の後端部と重なるように形成されている。板状部23は、例えば、前後方向Xに沿って延びる長さが板状部22よりも短く形成されている。
接続部25は、例えば、板状部22の後端部(第2端部)と板状部23の後端部(第2端部)とを接続するように形成されている。接続部25は、例えば、板状部22の後端部の下面から板状部23の後端部の上面まで延びるように形成されている。接続部25は、例えば、突出部22Aの下面から板状部23の後端部の上面まで延びるように形成されている。接続部25は、例えば、前後方向Xに所定の厚みを有し、幅方向Y及び高さ方向Zに広がるように形成されている。
次に、配線基板13の構造について説明する。配線基板13は、可撓性を有するフレキシブル基板である。ここで、可撓性とは、曲げや撓みを持たせることができる性質をいう。
配線基板13は、支持体11の表面に沿って支持体11に取り付けられている。配線基板13は、例えば、接着剤(図示略)などにより支持体11の表面に接着されている。
次に、図4に従って、配線基板13の積層構造について説明する。図4では、実装部13Cと屈曲部13Dと実装部13E,13Fとにおける積層構造を図示している。図3に示した実装部13A、非実装部13G及び実装部13Hは、実装部13C,13E,13Fと同様の積層構造を有しているため、ここでは詳細な説明を省略する。また、図3に示した屈曲部13Bは、屈曲部13Dと同様の積層構造を有しているため、ここでは詳細な説明を省略する。
シールドパターン30B,32B,34B,36Bは、実装部13C,13E,13F及び屈曲部13Dのいずれに配置してもよい。本例の配線基板13では、例えば、シールドパターン32B,34B,36Bが実装部13C,13E,13F及び屈曲部13Dに形成されている。
次に、屈曲部13Dに配置されたシールドパターン32B,34B,36Bの構造について説明する。ここでは、屈曲部13Dに配置されたシールドパターン32Bの構造について説明する。なお、屈曲部13Dに配置されたシールドパターン34B,36Bは、屈曲部13Dに配置されたシールドパターン32Bと同様の構造を有しているため、ここでは説明を省略する。
次に、図6に従って、電子機器10の電気的構成について説明する。
図6に示すように、電子機器10は、例えば、情報管理装置60と協働して、生体情報測定システムを構成している。
電池50は、例えば、センサ部51と制御部52と通信部56とに対して、それらセンサ部51と制御部52と通信部56とが動作するために必要な電力を供給するように構成されている。
制御部52は、例えば、発光素子14Bを駆動する駆動回路53と、アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路54と、制御装置55とを有している。駆動回路53は、例えば、所定のサンプリング周期に基づいて、発光素子14Bを発光させる制御を行うように構成されている。発光素子14Bから発せられた光は、例えば、収容部27(図2参照)に挿入された測定対象物T1を経由した上で、受光素子14Cにて受光される。A/D変換回路54は、例えば、受光素子14Cから出力される生体情報(アナログ信号)を発光素子14Bの発光に同期して取得し、取得したアナログ信号をデジタル信号に変換する。制御装置55は、例えば、制御部52に含まれる各回路の動作を統括制御するように構成されている。制御装置55は、例えば、A/D変換回路54で生成されたデジタル信号(つまり、生体情報)に対して所定の解析処理を施して解析結果情報を生成する。制御装置55は、例えば、A/D変換回路54で生成されたデジタル信号(つまり、生体情報)又は解析結果情報を通信部56に出力する。
次に、図7~図12に従って、半導体装置12の製造方法について説明する。本実施形態では、支持基板上に1個ずつ半導体装置を作製した後に支持基板を除去する工程の例を示すが、支持基板上に複数の半導体装置となる部分を作製して支持基板を除去した後に個片化して各半導体装置とする工程としてもよい。なお、説明の便宜上、最終的に半導体装置12の各構成要素となる部分には、最終的な構成要素の符号を付して説明する。ここでは、実装部13C,13E,13F及び屈曲部13Dにおける構造体を図示して説明する。
次に、図8(b)に示す工程では、導電層73をエッチングマスクとして、不要なシード層71をエッチングにより除去する。これにより、シード層71と導電層73とからなる配線層30が形成される。この配線層30は、配線パターン30Aと、シールドパターン30Bとを有している。配線層30は、屈曲部13Dには形成されていない。なお、これ以降の図9~図12では、シード層71と導電層73との図示を省略し、配線層30(配線パターン30A及びシールドパターン30B)として図示する。
(1)収容部26の内面に取り付けられた配線基板13の実装部13Eの第2面S2に発光素子14Bが実装され、突出部22Aの上面に取り付けられた配線基板13の実装部13Fの第1面S1にアンテナ14Dが実装される。ここで、突出部22Aは、収容部26の外方に突出し、平面視において板状部21から露出するように設けられている。このため、突出部22A上に設けられたアンテナ14Dは、収容部26に設けられた実装部13Eに実装された発光素子14Bと離れて設けることができる。また、アンテナ14Dは、収容部26内に設けられた電子部品14E,14Fと離れて設けることができる。これにより、発光素子14Bや電子部品14E,14Fがアンテナ14Dの近くに配置されることに起因して、それら発光素子14Bや電子部品14E,14Fの影響により、アンテナ14Dのアンテナ特性が低下することを抑制できる。
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態の電子機器10から電池モジュール14Aを省略してもよい。この場合には、例えば、電子機器10の外部に設けられた電源装置から電子機器10に対して電力が供給され、その電力に基づいて電子機器10を動作させるようにしてもよい。
・上記実施形態では、シールドパターン32Bの支持部44を、屈曲方向と直交する方向に沿って延びるように形成したが、これに限定されない。
11 支持体
12 半導体装置
13 配線基板
13A,13C,13E,13F,13H 実装部
13B,13D 屈曲部
S1 第1面(対向面)
S2 第2面(反対面)
14 電子部品
14A 電池モジュール
14B 発光素子(第1センサ素子)
14C 受光素子(第2センサ素子)
14D アンテナ
14E,14F 電子部品
14G センサ素子
21 板状部(第1板状部)
22 板状部(第2板状部)
22X 貫通孔(第1貫通孔)
22A 突出部
23 板状部(第3板状部)
23X 貫通孔(第2貫通孔)
24 接続部(第1接続部)
25 接続部(第2接続部)
26 収容部(第1収容部)
27 収容部(第2収容部)
30,32,34,36 配線層
31,33,35 絶縁層
30A,32A,34A,36A 配線パターン
30B,32B,34B,36B シールドパターン
32X,32Y,34X,36X 貫通孔
44,84 支持部
45,85 連結部
C1,C2,C5 屈折部
C3,C4,C6 屈折部
T1 測定対象物
Claims (10)
- 互いに対向して設けられた第1板状部及び第2板状部と、前記第1板状部の第1端部と前記第2板状部の第1端部とを接続する第1接続部とを有し、前記第1板状部と前記第1接続部と前記第2板状部とによって囲まれた第1収容部を有する支持体と、
前記第2板状部の一部であり、前記第1収容部の外方に突出し、平面視において前記第1板状部から露出するように形成された突出部と、
前記支持体と対向する対向面と前記対向面の反対側に設けられた反対面とを有し、前記第1収容部の内面に沿って折り返されて取り付けられるとともに、前記第1収容部の内面と連続して形成された前記突出部の第1面に沿って取り付けられた配線基板と、
前記第1収容部の内面に取り付けられた部分における前記配線基板の前記対向面に実装されたセンサ素子と、
前記突出部の第1面に取り付けられた部分における前記配線基板の前記反対面に実装されたアンテナと、を有する電子機器。 - 前記支持体は、
前記第2板状部と対向して設けられた第3板状部と、
前記突出部により構成される前記第2板状部の第2端部と前記第3板状部の第2端部とを接続する第2接続部と、
前記第2板状部と前記第3板状部と前記第2接続部とによって囲まれた空間であり、測定対象物が挿入される第2収容部と、
を有する請求項1に記載の電子機器。 - 前記突出部における前記第2収容部の内面と前記第2収容部の外面との間の距離は、前記突出部を除いた前記第2板状部における前記第2収容部の内面と前記第2収容部の外面との間の距離よりも長く形成されている請求項2に記載の電子機器。
- 前記第2収容部の外面を構成する前記第2接続部の端面は、前記第2板状部と前記第3板状部とが並ぶ第1方向に沿って平面状に延びるように形成されており、
前記第2収容部の内面を構成する前記第2接続部の端面は、前記第2板状部の第1端部側から前記第2収容部の外面を構成する前記第2接続部の端面側に凹むように湾曲して形成されており、前記第2板状部側から前記第2接続部の前記第1方向の中央部に向かうに連れて凹み量が大きくなるように湾曲して形成されている請求項3に記載の電子機器。 - 前記センサ素子を第1センサ素子とした場合に、
前記配線基板は、前記第2収容部の外面を構成する前記第3板状部の端面を被覆する実装部を有しており、
前記実装部に、前記第1センサ素子と対向するように実装された第2センサ素子を更に有する請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の電子機器。 - 前記第2板状部には、前記第1センサ素子と平面視で重なる位置に、前記第2板状部を貫通する第1貫通孔が形成されており、
前記第3板状部には、前記第2センサ素子と平面視で重なる位置に、前記第3板状部を貫通する第2貫通孔が形成されている請求項5に記載の電子機器。 - 前記第1センサ素子は、前記第1貫通孔内に収容されており、
前記第2センサ素子は、前記第2貫通孔内に収容されている請求項6に記載の電子機器。 - 前記配線基板は、前記第1収容部の内面を構成する前記第1板状部の端面に沿って取り付けられるとともに、前記第1板状部の第2端部において前記第1収容部の外面側に折り返されて前記第1収容部の外面を構成する前記第1板状部の端面に沿って取り付けられており、
前記第1収容部の外面を構成する前記第1板状部の端面に取り付けられた部分における前記配線基板の前記反対面に実装された電池モジュールを更に有する請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の電子機器。 - 前記配線基板は、前記第1収容部の内面を構成する前記第1接続部の端面において屈曲された屈曲部を有し、
前記配線基板は、複数の配線層と複数の絶縁層とが交互に積層された構造を有し、
前記複数の配線層のうち少なくとも1つの配線層は、シールドパターンを有し、
前記屈曲部に配置された前記シールドパターンには、複数の貫通孔が所定間隔で配列されており、
前記各貫通孔の平面形状は、少なくとも1つの屈折部を有する形状に形成されている請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の電子機器。 - 前記屈曲部に配置されたシールドパターンは、
前記屈曲部が屈曲される屈曲方向と直交する方向に沿って延びるとともに互いに平行に形成された複数の支持部と、
隣り合う前記支持部の間に形成され、隣り合う前記支持部を接続するように形成された連結部とを有し、
前記連結部の平面形状は、2つの屈折部を有するクランク状に形成されている請求項9に記載の電子機器。
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