JPH09304127A - 多機能センサー部品 - Google Patents

多機能センサー部品

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JPH09304127A
JPH09304127A JP14823696A JP14823696A JPH09304127A JP H09304127 A JPH09304127 A JP H09304127A JP 14823696 A JP14823696 A JP 14823696A JP 14823696 A JP14823696 A JP 14823696A JP H09304127 A JPH09304127 A JP H09304127A
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JP
Japan
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sensor
sensors
laminated body
circuit
component
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JP14823696A
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English (en)
Inventor
Minoru Takatani
稔 高谷
Nobunori Mochizuki
宣典 望月
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/141One or more single auxiliary printed circuits mounted on a main printed circuit, e.g. modules, adapters
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/16Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor

Abstract

(57)【要約】 【課題】センサー機能を有する部品を構成する場合、小
型化、薄型化が図れ、配線構造を簡単化することがで
き、1つのブロックをしての部品の機能が拡大された多
機能センサー部品を提供する。 【解決手段】複数種類のセンサー1〜5を積層する。ま
た、積層体7上にこれらのセンサーの補助回路を構成す
る半導体集積回路8を結合する。1つ以上の種類のセン
サーを、インダクタまたはコンデンサの少なくともいず
れかを構成する積層体上に結合する。また、その積層体
上に半導体集積回路を結合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光センサー等のセ
ンサーを半導体集積回路と一体化することにより、機能
を拡大させた多機能センサー部品に関する。
【0002】
【従来の技術】光センサー等のセンサーを含んで制御系
を構成する場合、従来は、プリント基板上に光センサー
を搭載するか、あるいは特公平2−28912号公報に
記載のように、蒸着やスパッタリング等の乾式法により
形成すると共に、プリント基板に関連する回路を構成す
るためのコンデンサ、インダクタ、抵抗等の素子を搭載
して構成している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、プリ
ント基板にセンサーや素子を搭載した構造においては、
形状が大きくなり、しかも配線が複雑化するという問題
点があり、多種のセンサーを設けて検知機能を多種化す
ればさらに形状が大型化し、配線もさらに複雑化すると
いう問題点がある。
【0004】本発明は、上記した問題点に鑑み、センサ
ー機能を有する部品を構成する場合、小型化、薄型化が
図れ、配線構造を簡単化することができ、1つのブロッ
クをしての部品の機能が拡大された多機能センサー部品
を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、感温センサー、湿度センサー、圧力セン
サー、光センサー、磁気センサーまたは熱センサーのう
ちの2つ以上の種類のセンサーを積層してなることを特
徴とする(請求項1)。
【0006】また本発明は、請求項1の複数種類のセン
サーを積層してなる積層体上にこれらのセンサーの補助
回路を構成する半導体集積回路を結合してなることを特
徴とする(請求項2)。
【0007】また本発明は、感温センサー、湿度センサ
ー、圧力センサー、光センサー、磁気センサーまたは熱
センサーのうちの1つ以上の種類のセンサーを、インダ
クタまたはコンデンサの少なくともいずれかを構成する
積層体上に結合したことを特徴とする(請求項3)。
【0008】また本発明は、請求項3において、インダ
クタまたはコンデンサの少なくともいずれかを構成する
積層体上に更にこれらのセンサーの補助回路を構成する
半導体集積回路を結合してなることを特徴とする(請求
項4)。
【0009】さらに本発明は、上述した多機能センサー
部品において、センサーを構成する積層体上、またはイ
ンダクタあるいはコンデンサの少なくともいずれかを構
成する積層体上に有機センサーを形成したことを特徴と
する(請求項5)。
【0010】
【作用】請求項1においては、多種類のセンサーを積層
構造により1部品としたので、各種センサーをプリント
基板上に横並びに配設する場合に比較し、占有面積が減
少し、小型化でき、しかも積層構造であるため、薄型化
が図れる。
【0011】請求項2においては、各種センサーでなる
積層体上に集積回路を搭載することにより、センサー機
能のみならず、信号処理機能も備えることが可能とな
る。
【0012】請求項3においては、コンデンサやインダ
クタ等の受動素子を構成する積層体上にセンサーを搭載
したことにより、センサーとその周辺回路が1つの部品
として構成される。
【0013】請求項4においては、コンデンサやインダ
クタ等の受動素子を構成する積層体上にセンサーのみな
らず、集積回路を搭載したことにより、さらに機能が拡
大された多機能センサー部品が構成される。
【0014】請求項5においては、センサーを有機セン
サーとしたことにより、積層体形成後の積層体上へのセ
ンサーの薄膜形成技術、塗布あるいは電着による形成が
可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】図1(A)は本発明による多機能
センサー部品の一実施例を示す断面図、図1(B)はそ
の分解斜視図、図2は該実施例の機能ブロック図であ
る。図1(A)、(B)において、1はショックセンサ
ー、2は磁気センサー、3は湿度センサー、4は光セン
サー、5は感温センサー、6は絶縁層であり、センサー
1〜3は、各センサー1〜5毎に製造されたシートを重
ねて接着するか、あるいはこれらをシート法や印刷法あ
るいは薄膜形成法によって、連続して積層して積層体7
を構成する。光センサー4や感温センサー5は、ショッ
クセンサー1の裏面(主表面)側に一体に積層構造で形
成される。
【0016】8は積層体7として構成されるセンサー1
〜5の制御回路等の補助回路を構成する半導体集積回路
(IC)であり、該半導体集積回路8は、側面に設けた
端子9を積層体7上の導体パターンに半田あるいは導電
性接着剤等により接続して結合(搭載)する。10は各
センサー1〜5の端子にそれぞれ接続する外部端子であ
り、該外部端子10は積層体7の側面に導電性接着剤や
導体ペーストの焼き付けによって設けられる。
【0017】前記ショックセンサー1は例えば圧電素子
1aと電極1b、1cとからなるものであり、振動や衝
撃による変形を電圧として出力するものである。磁気セ
ンサー2は例えばコイル導体2aに流れる電流の磁気に
よる変化を検出するものである。湿度センサー3は例え
ば湿度によって変化する素材3a上に対をなす電極3
b、3cを形成し、電極3b、3c間に流す電流によっ
て生じる電圧降下を検出することにより、湿度を検出す
るものである。光センサー4や感温センサー5はセラミ
ックあるいは有機質の媒体からなるものであり、光セン
サー4は例えば光量によって変化する電圧を検出するも
のである。また、感温センサー5は例えば温度によって
変化する電流値を検出するものである。光センサー4や
感温センサー5は有機質材料により有機センサーとして
構成することにより、積層体7形成後に蒸着あるいは塗
布(有機バインダーにこれらの材料を混合したものを塗
布する)、あるいは電着により、センサー1〜3の積層
体形成後、あるいはショックセンサー1に形成すること
ができる。
【0018】図2において、1〜5は図1(A)、
(B)に示したセンサー、8は半導体集積回路であり、
半導体集積回路8は、各センサー1〜5ごとに設けら
れ、レベル調整、雑音除去等を行う出力制御回路11
と、各出力を記憶する記憶回路12と、持続時間の監視
を行うため、記憶回路12に記憶された前データあるい
は基準値データと検出されたデータとを比較して警報等
を発生する比較回路13と、比較結果あるいは記憶され
た記憶値に基づいてセンサー1〜5を駆動制御する回路
14と、これらの回路11〜14に電源を供給するため
の蓄電・電力変換回路15とからなり、出力制御回路1
1の出力信号および比較回路13の出力信号は外部に出
力される。
【0019】このように、複数種類のセンサー1〜5を
積層構造によって実現することにより、プリント基板に
各センサー1〜5に搭載する場合に比較し、はるかに占
有面積を小さくすることができ、小型化、薄型化が可能
となり、取付けが容易となる。また、制御回路等の補助
回路を構成する半導体集積回路8を積層体7に搭載する
ことにより、単なるセンサー機能ではなく、多種センサ
ー機能のみならず、検知信号を処理して例えば警報を発
する機能も備えた多機能センサー部品として機能する。
また、センサー1〜5、積層体7、半導体集積回路8を
1つのブロックとしてまとめることにより、配線が短か
くなり、変換効率が大幅に向上する。なお、光センサー
4または感温センサー5の代わりに熱センサーを設ける
か、あるいは光センサー4および感温センサー5に加え
て熱センサーを積層体7の表面に設けてもよい。
【0020】このセンサー部品を装備する装置、機器の
種類に応じて必要な2種類以上のセンサー1〜5が選択
され、積層される。例えばショックセンサー1は地震時
の機器、装置の対処動作を始動させる信号として利用さ
れ、磁気センサー2は磁気を避けるための警報発生等に
使用され、湿度センサー3、感温センサー5は湿度や温
度の制御あるいは報知のために使用され、光センサー4
は例えば出力を制御するため、出力信号に応じた光信号
を発生する発光素子からの信号を受けて出力を制御する
ための信号を発生させる場合等に使用される。
【0021】図3(A)は本発明の他の実施例を示す断
面図であり、磁性フェライト等からなる磁性体層16と
コイル導体17とを積層して1個以上のインダクタ18
を形成した部分と、誘電体層19と内部電極20とを積
層して1個以上のコンデンサ21を形成した部分と、表
面層に積層した抵抗22とからなる受動素子の焼結体で
なる積層体23を構成し、該積層体23上に、絶縁層2
4を介して半導体集積回路25を結合(搭載)すると共
に、光センサー26を結合(搭載)し、これらを焼き付
けやメッキによって設けた外部端子27あるいはスルー
ホール(図示せず)を通して接続したものである。28
は積層体23の表面上の導体と光センサー26あるいは
半導体集積回路25とを接続するボンディングワイヤで
ある。
【0022】図3(B)はこの部品の機能ブロック図で
あり、光信号を電気信号に変換する回路29、増幅・等
化回路30、識別再生回路31、タイミング抽出回路3
2、符号逆変換回路33、D/A変換回路34は、前記
半導体集積回路25と、前記積層体23により構成され
る。
【0023】このような構成とすれば、形状の小型化、
薄型化が可能となることは勿論のこと、センサー機能と
の処理機能が1つのブロックとしてまとまるため、信頼
性が向上する。また、光センサー26が数百MHzの高
周波数信号を扱う場合であっても、信号処理部となる積
層体23、半導体集積回路25との距離が極めて短かい
ため、このブロック状の部品から輻射するノイズが小さ
くなる。また、積層体23が半導体集積回路25や光セ
ンサー26のヒートシンクとなり、これらの温度上昇が
押えられる。また、光センサー26、積層体23、半導
体集積回路25が1つのブロックとしてまとまることに
より、配線が短かくなり、変換効率が大幅に向上する。
また、これらを分散配置する場合に比較し、プリント基
板への取付けが容易となる。
【0024】図3の実施例において、積層体23上に搭
載するセンサーとして複数種類のセンサーを備えたり、
積層体23に搭載するセンサーとして図1(A)で示し
たような積層体でなるセンサーを用いる等、本発明を実
施するに当たり、種々の変更、付加が可能である。
【0025】
【発明の効果】請求項1によれば、2つ以上の種類のセ
ンサーを積層して1つのセンサー部品を構成したので、
多機能センサー部品を占有面積を狭く実現でき、小型
化、薄型化が図れ、配線が簡単化され、分散配置する場
合に比較し、プリント基板への取付けが容易となる。
【0026】請求項2によれば、請求項1の複数種類の
センサーを積層してなる積層体上にこれらのセンサーの
補助回路を構成する半導体集積回路を結合してなるた
め、1つのブロック状部品が多種類のセンサー機能を有
する上、信号処理機能も備えさせることができ、請求項
1に比較し、さらに小型化、薄型化、信頼性の向上、配
線の簡単化、プリント基板への取付けの容易化が達成で
きる。
【0027】請求項3によれば、1つ以上の種類のセン
サーを、インダクタまたはコンデンサの少なくともいず
れかを構成する積層体上に結合したので、形状の小型
化、薄型化、信頼性の向上が図れる。また、センサーが
高周波数信号を扱う場合であっても、信号処理部となる
積層体と極めて短かいため、このブロック状の部品から
輻射するノイズが小さくなる。また、センサーが発熱体
である場合においても、積層体がセンサーのヒートシン
クとなり、これらの温度上昇が押えられる。また、セン
サー、積層体が1つのブロックとしてまとまることによ
り、配線が短かくなり、変換効率が大幅に向上する。ま
た、これらを分散配置する場合に比較し、プリント基板
への取付けが容易となる。
【0028】請求項4において、インダクタまたはコン
デンサの少なくともいずれかを構成する積層体上にセン
サー以外に更にこれらのセンサーの補助回路を構成する
半導体集積回路を搭載したので、センサーや半導体集積
回路の熱を積層体によって放熱することができ、請求項
3と同様の輻射防止と、請求項3以上の小型薄型化、変
換効率の向上、取付けの容易化、信頼性の向上が達成で
きる。
【0029】請求項5によれば、センサーを構成する積
層体またはインダクタまたはコンデンサの少なくともい
ずれかを構成する積層体上に有機センサーを形成したの
で、センサーを蒸着やスパッタリング等の薄膜形成技
術、あるいは塗布、電着によりセンサーを形成すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明による多機能センサー部品の一
実施例を示す断面図、(B)はその分解斜視図である。
【図2】本実施例の機能ブロック図である。
【図3】(A)は本発明の他の実施例を示す断面図、
(B)はその機能ブロック図である。
【符号の説明】
1:ショックセンサー、2:磁気センサー、3:湿度セ
ンサー、4:光センサー、5:感温センサー、6:絶縁
層、7:積層体、8:半導体集積回路、9:端子、1
0:外部端子、11:出力制御回路、12:記憶回路、
13:比較回路、14:駆動制御回路、15:蓄電・電
力変換回路、16:磁性体層、17:コイル導体、1
8:インダクタ、19:誘電体層、20:内部電極、2
1:コンデンサ、22:抵抗、23:積層体、24:絶
縁層、25:半導体集積回路、26:光センサー、2
7:外部端子、28:ボンディングワイヤ、29:光電
気変換回路、30:増幅・等化回路、31:識別再生回
路、32:タイミング抽出回路、33:符号逆変換回
路、34:D/A変換回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】感温センサー、湿度センサー、圧力センサ
    ー、光センサー、磁気センサーまたは熱センサーのうち
    の2つ以上の種類のセンサーを積層してなることを特徴
    とする多機能センサー部品。
  2. 【請求項2】請求項1の複数種類のセンサーを積層して
    なる積層体上にこれらのセンサーの補助回路を構成する
    半導体集積回路を結合してなることを特徴とする多機能
    センサー部品。
  3. 【請求項3】感温センサー、湿度センサー、圧力センサ
    ー、光センサー、磁気センサーまたは熱センサーのうち
    の1つ以上の種類のセンサーを、インダクタまたはコン
    デンサの少なくともいずれかを構成する積層体上に結合
    したことを特徴とする多機能センサー部品。
  4. 【請求項4】請求項3において、インダクタまたはコン
    デンサの少なくともいずれかを構成する積層体上に更に
    これらのセンサーの補助回路を構成する半導体集積回路
    を結合してなることを特徴とする多機能センサー部品。
  5. 【請求項5】請求項1から4までのいずれかにおいて、 センサーを構成する積層体上、またはインダクタあるい
    はコンデンサの少なくともいずれかを構成する積層体上
    に有機センサーを形成したことを特徴とする多機能セン
    サー部品。
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