JP2010133900A - Electronic device, method for manufacturing the same, and flowmeter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電子工学技術に関し、電子機器、電子機器の製造方法、及び流量計に関する。 The present invention relates to an electronic engineering technique, and relates to an electronic device, a method for manufacturing an electronic device, and a flow meter.
電子機器においては、チップを搭載した回路基板が、筐体に固定されている(例えば、特許文献1参照。)。回路基板は、例えば接着剤を用いて筐体へ固定される。そのため、電子機器を製造する際は、筐体に接着剤を塗布した後、回路基板を筐体に配置し、接着剤が硬化するまで、回路基板を筐体に押し付けている。
しかし、回路基板上に配置された精密なチップに圧力を加えると、チップが破損する場合がある。そのため、従来は、回路基板上にチップが搭載されていない空き領域を設け、筐体に回路基板を接着剤で固定する際には、専用の冶具を用いて空き領域に圧力を加えていた。しかし、空き領域を設けなければならないため、回路基板の小面積化が妨げられていた。また、専用の冶具が必要であるため、製造が煩雑になっていた。そこで本発明は、製造が容易な電子機器、電子機器の製造方法、及び流量計を提供することを目的の1つとする。 However, if pressure is applied to a precise chip disposed on the circuit board, the chip may be damaged. Therefore, conventionally, an empty area where no chip is mounted is provided on the circuit board, and when the circuit board is fixed to the housing with an adhesive, pressure is applied to the empty area using a dedicated jig. However, since an empty area has to be provided, it has been impeded to reduce the area of the circuit board. In addition, since a dedicated jig is required, manufacturing is complicated. Therefore, an object of the present invention is to provide an electronic device that is easy to manufacture, a method for manufacturing the electronic device, and a flow meter.
本発明の態様は、(イ)筐体と、(ロ)筐体上に固定され、筐体に対向する第1の面を有する基板と、(ハ)基板の第1の面の裏側の第2の面上に配置されたコネクタと、を備え、(ニ)コネクタの少なくとも一部が、基板の中心に位置する電子機器であることを要旨とする。 Aspects of the present invention include (a) a housing, (b) a substrate fixed on the housing and having a first surface facing the housing, and (c) a first side on the back side of the first surface of the substrate. And (d) at least a part of the connector is an electronic device located at the center of the substrate.
本発明に係る電子機器を製造する際には、少なくとも一部が基板の中心に位置するコネクタに圧力を加えることにより、基板全体に均等に力が加わる。そのため、筐体への基板の固定が容易となる。よって、本発明に係る電子機器は、容易に製造可能である。 When manufacturing an electronic apparatus according to the present invention, a force is applied evenly to the entire substrate by applying pressure to a connector at least partially located at the center of the substrate. Therefore, it becomes easy to fix the substrate to the housing. Therefore, the electronic device according to the present invention can be easily manufactured.
本発明の他の態様は、(イ)筐体上に、筐体に対向する第1の面を有する基板を、接着剤を介して配置するステップと、(ロ)接着剤が硬化するまで、基板の第1の面の裏側の第2の面上に配置されたコネクタに対して、筐体に向かう方向の圧力を加えるステップと、を含み、(ハ)コネクタの少なくとも一部が、基板の中心に位置する電子機器の製造方法であることを要旨とする。 In another aspect of the present invention, (b) a step of placing a substrate having a first surface facing the housing on the housing via an adhesive, and (b) until the adhesive is cured, Applying pressure in a direction toward the housing to the connector disposed on the second surface on the back side of the first surface of the substrate, (c) at least a portion of the connector being The gist of the present invention is a method for manufacturing an electronic device located at the center.
本発明に係る電子機器の製造方法によれば、コネクタの少なくとも一部が基板の中心に位置するため、コネクタに圧力を加えると、基板全体に均等に力が加わる。そのため、筐体への基板の固定が容易となる。 According to the electronic device manufacturing method of the present invention, since at least a part of the connector is located at the center of the board, when pressure is applied to the connector, force is evenly applied to the entire board. Therefore, it becomes easy to fix the substrate to the housing.
本発明のさらに他の態様は、(イ)流路が設けられた流路保持体と、(ロ)流路保持体に対向する第1の面を有する、流路を覆う基板と、(ハ)基板の第1の面上に配置された、流路を流れる流体の流量を検出するための流れセンサと、(ニ)基板の第1の面の裏側の第2の面上に配置され、流れセンサに電気的に接続されたコネクタと、を備え、(ホ)コネクタの少なくとも一部が、基板の中心に位置する流量計であることを要旨とする。 Still another embodiment of the present invention includes (a) a flow path holding body provided with a flow path, (b) a substrate covering the flow path having a first surface facing the flow path holding body, and (c) A) a flow sensor disposed on the first surface of the substrate for detecting a flow rate of the fluid flowing through the flow path; and (d) disposed on a second surface on the back side of the first surface of the substrate. And (e) at least a part of the connector is a flow meter located at the center of the substrate.
本発明に係る流量計を製造する際には、少なくとも一部が基板の中心に位置するコネクタに圧力を加えることにより、基板全体に均等に力が加わる。そのため、流路保持体への基板の固定が容易となる。よって、本発明に係る流量計は、容易に製造可能である。 When manufacturing the flowmeter according to the present invention, a force is evenly applied to the entire substrate by applying pressure to a connector at least partially located at the center of the substrate. Therefore, it becomes easy to fix the substrate to the flow path holder. Therefore, the flow meter according to the present invention can be easily manufactured.
本発明によれば、製造が容易な電子機器、電子機器の製造方法、及び流量計を提供可能である。 According to the present invention, it is possible to provide an electronic device that is easy to manufacture, a method for manufacturing the electronic device, and a flow meter.
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 Embodiments of the present invention will be described below. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic. Therefore, specific dimensions and the like should be determined in light of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
実施の形態に係る流量計は、斜視図である図1及び断面図である図2に示すように、気体又は液体等の流体が流れる流路15が設けられた流路保持体10、流路保持体10に対向する第1主面121を有する、流路15を覆う基板20、基板20の第1主面121上に配置された、流路15を流れる流体の流量を検出するための流れセンサ21、及び基板20の第1主面121の裏側の第2主面122上に配置され、流れセンサ21に電気的に接続されたコネクタ23を備える。ここで、コネクタ23の少なくとも一部が、基板20の中心に位置している。ここで、基板20の中心とは、四辺形の基板20の対角線の交点である。あるいは、基板20の幅寸法および奥行き寸法のそれぞれ二分の一に相当する位置である。
As shown in FIG. 1 which is a perspective view and FIG. 2 which is a cross-sectional view, the flow meter according to the embodiment includes a flow
流路保持体10は、図2に示すマニホールド体30に固定される。マニホールド体30には、流体が流れる導入路31及び排出路32が設けられている。導入路31及び排出路32のそれぞれには、流体を通す配管が挿入される。マニホールド体30は、例えばアルミニウム等からなる。図1に示すように、流路保持体10の外壁には溝19が設けられている。溝19には、溝19に勘合する部分を有する固定部材40が嵌め合わされる。固定部材40にはネジ孔41が設けられている。ネジ孔41を介して、ネジ42で固定部材40を図2に示すようにマニホールド体30に固定することにより、固定部材40に勘合された流路保持体10がマニホールド体30に固定される。
The flow
流路保持体10の下面には、注入口11及び排出口12が設けられている。流路保持体10をマニホールド体30上に配置した際、流路保持体10の流路15は、注入口11及び排出口12を介して、マニホールド体30の導入路31及び排出路32を連通する。注入口11及び排出口12を連通する流路15は、流路保持体10の上面、具体的には基板20に向かって迂回しており、図1及び図3に示すように、基板20が流路保持体10上に配置されていない場合に、流路15の一部が流路保持体10の上面から露出する。露出する流路15の周縁には、リブ51が設けられている。また、リブ51から一定間隔をおいて、流路保持体10の上面に突起52が設けられている。流路保持体10の上面に対するリブ51の高さと突起52の高さは同じである。さらに、流路保持体10の上面の周縁には、囲壁13が設けられている。流路保持体10は、例えば樹脂等からなる。
An
図1、図2、及び図4に示すように、囲壁13で囲まれた流路保持体10の上面に、露出していた流路15の一部を覆うように、基板20が接着剤53で固定される。接着剤53としては、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂等が使用可能である。基板20の第1主面121上の流れセンサ21は、斜視図である図5、及びVI-VI方向から見た断面図である図6に示すように、キャビティ66が設けられた基体60、基体60上にキャビティ66を覆うように配置された絶縁膜65、及び絶縁膜65に設けられたヒータ61を備える。また、流れセンサ21は、ヒータ61より図2に示す流路15の上流側に位置する図5及び図6に示す上流側測温抵抗素子62、ヒータ61より下流側に位置する下流側測温抵抗素子63、及び上流側測温抵抗素子62より上流側に設けられた周囲温度センサ64を備える。
As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the
絶縁膜65のキャビティ66を覆う部分は、断熱性のダイアフラムをなしている。周囲温度センサ64は、図2に示す流路15に流入してきた流体の温度を測定する。図5及び図6に示すヒータ61は、キャビティ66を覆う絶縁膜65の中心に配置されており、流路15に流れる流体を、周囲温度センサ64が計測した温度よりも一定温度、例えば10℃高くなるよう、加熱する。上流側測温抵抗素子62はヒータ61より上流側の温度を検出するために用いられ、下流側測温抵抗素子63はヒータ61より下流側の温度を検出するために用いられる。
A portion of the
ここで、図2に示す流路15中の流体が静止している場合、図5及び図6に示すヒータ61で加えられた熱は、上流方向と下流方向へ対称的に拡散する。したがって、上流側測温抵抗素子62及び下流側測温抵抗素子63の温度は等しくなり、上流側測温抵抗素子62及び下流側測温抵抗素子63の電気抵抗は等しくなる。これに対し、図2に示す流路15中の流体が上流から下流に流れている場合、図5及び図6に示すヒータ61で加えられた熱は、下流方向に運ばれる。したがって、上流側測温抵抗素子62の温度よりも、下流側測温抵抗素子63の温度が高くなる。そのため、上流側測温抵抗素子62の電気抵抗と、下流側測温抵抗素子63の電気抵抗に差が生じる。下流側測温抵抗素子63の電気抵抗と上流側測温抵抗素子62の電気抵抗の差は、図2に示す流路15中の流体の流速と相関関係がある。そのため、下流側測温抵抗素子63の電気抵抗と上流側測温抵抗素子62の電気抵抗の差から、流路15を流れる流体の流量を求めることができる。
Here, when the fluid in the
図5及び図6に示す基体60の材料としては、シリコン(Si)等が使用可能である。絶縁膜65の材料としては、酸化ケイ素(SiO2)等が使用可能である。キャビティ66は、異方性エッチング等により形成される。またヒータ61、上流側測温抵抗素子62、下流側測温抵抗素子63、及び周囲温度センサ64のそれぞれの材料には白金(Pt)等が使用可能であり、リソグラフィ法等により形成可能である。
As a material of the
図1及び図2に示すように、基板20の第2主面122上には、流れセンサ21の駆動回路22が配置されている。駆動回路22は、例えば複数の抵抗器及びトランジスタ等を含む抵抗ブリッジ回路、並びに流れセンサ21の出力から流路15を流れる流体の流量を算出するマイクロプロセッサ等を備える。コネクタ23は開口部を有する箱形を呈するものであり、少なくとも一部が基板20の中心に位置している。「少なくとも一部が基板20の中心に位置している」の意味は、図1または図2において、上側から基板20を見下ろした(平面視した)ときに、基板20の中心位置をコネクタ23の少なくとも一部が覆い隠しているということである。コネクタ23は、その内部に複数の導電ピン23aを有している。これらの導電ピン23aは概略L字形状を呈しており、その一端はコネクタ23の本体内の開口側に位置し、外部から挿入されるもう一方のコネクタとの電気的接触に用いられる。導電ピン23aの他端はコネクタ23本体の閉塞側から外部へ突出しており、コネクタ23を基板20に搭載したときに、基板20の表面に平行に接触するように設けられて基板20表面のプリント配線パターン(図示せず)に半田付けされる。これにより、導電ピン23aは駆動回路22に電気的に接続されている。コネクタ23には、外部から駆動回路22に電流を供給し、駆動回路22から電気信号を読み出すための図示しないケーブルを接続することができる。すなわち、ケーブルには、コネクタ23に装着され電気的に接続されるもう一方のコネクタ(図示せず)が形成されている。このもう一方のコネクタが基板20の第2主面122と平行な方向からコネクタ23に挿入される形式の組み合わせを用いてもよいし、基板20の第2主面122に垂直な方向からコネクタ23に挿入される形式の組み合わせを用いてもよい(図1、図2、及び図7は、いずれも基板20に垂直に挿入する形式の組み合わせを示している。)。なお、流れセンサ21及びコネクタ23は共に表面実装部品であるため、基板20を挟んで流れセンサ21の真上にコネクタ23を配置可能である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
以上示した実施の形態に係る流量計を製造する際には、図1に示す流路保持体10の囲壁13に囲まれた上面、又は基板20の第1主面121上に接着剤を塗布した後、流路保持体10の上面に基板20を配置する。次に、接着剤が硬化するまで、基板20の第2主面122の上方から、コネクタ23の上面23bに対して、流路保持体10に向かう方向の圧力を加え続ける。ここで、コネクタ23の少なくとも一部が基板20の中心に位置しているため、圧力が基板20全体にほぼ均等に伝わる。コネクタ23に加える力は、基板20に反りがあった場合にも基板20の第1主面121がリブ51および突起52に密着する程度の力で良い。逆に、コネクタ23に与える力が強すぎると、基板20に歪みを与え、基板20上に形成された電気回路の電気的特性に悪影響を及ぼすおそれがある。どの程度の力を与えるのが最良であるかは、実験によって定めるべきである。また、生産工程において効率の良い方法の一例としては、接着剤が硬化する前の状態の流量計を複数並置し、それらのコネクタの上面に共通の一枚の金属平板(適度な重さを有するもの)を載せて、接着剤が硬化するまで放置する方法である。一枚の金属平板は専用治具よりも安価であり、コネクタの上面に載置く際に精密な位置合わせ作業が不要だからである。
When manufacturing the flow meter according to the embodiment shown above, an adhesive is applied on the upper surface surrounded by the surrounding
図7に示すように、コネクタ123が基板20の中心に位置していない場合、コネクタ123に圧力を加えると、圧力が基板20に均等に伝わらず、基板20が流路保持体10に対して傾いたまま固定される場合がある。また、基板20に反りがあった場合、この反りを十分に修正することができず、基板20の第1主面121とリブ51との間に隙間が発生してしまう可能性がある。これに対し、実施の形態に係る流量計を製造する際には、図1に示すように、コネクタ23の少なくとも一部が基板20の中心に位置しているため、基板20が流路保持体10に対して傾かない。そのため、基板20を流路保持体10に対して精度よく固定することが可能となる。なお、コネクタ23の少なくとも一部が基板20の中心に位置する場合を説明したが、コネクタ23の中心と基板20の中心とが一致する場合、基板20を流路保持体10に対してさらに精度よく固定することが可能となる。
As shown in FIG. 7, when the
なお、図7において、基板20の中心付近に駆動回路22等が配置されているため、基板20の中心付近に圧力を加えると、コネクタ23と比較して耐圧性が低い駆動回路22が破損する恐れがある。また、基板20の中心付近に駆動回路22を配置しない空き領域を設け、空き領域に圧力を加える方法もある。しかし、基板20に意図的に空き領域を設けることは、基板20の小型化を妨げる要因となる。これに対し、実施の形態に係る流量計によれば、基板20に空き領域を設けることなく、基板20を流路保持体10に精度よく固定することが可能となる。
In FIG. 7, since the
(その他の実施の形態)
上記のように本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば上述した実施の形態では、流量計を例に説明したが、本発明は様々な電子機器に応用可能である。例えば、図1に示した流路保持体10の代わりに筐体を有する電子機器において、筐体に固定される基板の中心にコネクタを配置することにより、筐体に基板を精度よく固定することが可能となる。この様に、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。
(Other embodiments)
Although the present invention has been described by the embodiments as described above, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques should be apparent to those skilled in the art. For example, in the above-described embodiment, the flow meter has been described as an example, but the present invention can be applied to various electronic devices. For example, in an electronic device having a housing instead of the flow
10 流路保持体
13 囲壁
15 流路
20 基板
21 流れセンサ
22 駆動回路
23 コネクタ
60 基体
61 ヒータ
62 上流側測温抵抗素子
63 下流側測温抵抗素子
64 周囲温度センサ
65 絶縁膜
66 キャビティ
121 第1主面
122 第2主面
10 Channel holder
13 Enclosure
15 flow path
20 substrates
21 Flow sensor
22 Drive circuit
23 Connector
60 substrate
61 Heater
62 RTD resistance element
63 RTD resistance element
64 Ambient temperature sensor
65 Insulating film
66 cavity
121 Main surface
122 2nd surface
Claims (7)
前記筐体上に固定され、前記筐体に対向する第1の面を有する基板と、
前記基板の前記第1の面の裏側の第2の面上に配置されたコネクタと、
を備え、
前記コネクタの少なくとも一部が、前記基板の中心に位置することを特徴とする電子機器。 A housing,
A substrate fixed on the housing and having a first surface facing the housing;
A connector disposed on a second surface behind the first surface of the substrate;
With
At least a part of the connector is located at the center of the substrate.
前記接着剤が硬化するまで、前記基板の前記第1の面の裏側の第2の面上に配置されたコネクタに対して、前記筐体に向かう方向の圧力を加えるステップと、
を含み、
前記コネクタの少なくとも一部が、前記基板の中心に位置することを特徴とする電子機器の製造方法。 Placing a substrate having a first surface facing the housing on the housing via an adhesive;
Applying pressure in a direction toward the housing to the connector disposed on the second surface on the back side of the first surface of the substrate until the adhesive is cured;
Including
At least a part of the connector is located at the center of the substrate.
前記流路保持体に対向する第1の面を有する、前記流路を覆う基板と、
前記基板の前記第1の面上に配置された、前記流路を流れる流体の流量を検出するための流れセンサと、
前記基板の前記第1の面の裏側の第2の面上に配置され、前記流れセンサに電気的に接続されたコネクタと、
を備え、
前記コネクタの少なくとも一部が、前記基板の中心に位置することを特徴とする流量計。 A flow path holding body provided with a flow path;
A substrate covering the flow path, having a first surface facing the flow path holder;
A flow sensor disposed on the first surface of the substrate for detecting a flow rate of fluid flowing through the flow path;
A connector disposed on a second surface behind the first surface of the substrate and electrically connected to the flow sensor;
With
At least a part of the connector is located at the center of the substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008312460A JP2010133900A (en) | 2008-12-08 | 2008-12-08 | Electronic device, method for manufacturing the same, and flowmeter |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111189574A (en) * | 2018-11-15 | 2020-05-22 | 泰科电子连接解决方案有限责任公司 | Differential pressure sensor device |
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2008
- 2008-12-08 JP JP2008312460A patent/JP2010133900A/en active Pending
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