JP2011113700A - Power generating module for mounting - Google Patents

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直毅 湯田
Toshiaki Nakamura
俊昭 中村
Kazuhiko Sueoka
一彦 末岡
Sanae Asayama
早苗 浅山
Motoyoshi Kitagawa
元祥 北川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power generating module for mounting capable of being mounted continuously for a long period of time. <P>SOLUTION: In the module for mounting provided with solar cells 6 with flexibility fitted on a top face of a flexible board 8, an electronic component 11 mounted on the top face of the flexible board 8, and a resin part 10 with rigidity with the electronic component 11 embedded, to be mounted on an object for mounting with a mounting member, the resin part 10 is formed at nearly a center part of the flexible board 8, and that, is made smaller than the flexible board 8. With this, suppleness of a solar cell 6 part is not damaged, and sense of incongruity at the mounting or hindrance to action can be lessened. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、装着対象へ装着されて使用される装着用発電モジュールに関するものである。   The present invention relates to a mounting power generation module that is used by being mounted on a mounting target.

以下、従来の装着用発電モジュールについて図面を用いて説明する。従来の装着用発電モジュールでは、両面のフレキシブル基板の一方の面上に、アンテナや太陽電池が形成される。一方フレキシブル基板の他方の面上には直接センサや複数の電子部品が搭載されて、信号処理回路が形成される。そしてこのように構成された装着用発電モジュールの全体が樹脂によってコーティングされる。この樹脂によるコーティングでは、フレキシブル基板に搭載された電子部品や太陽電池全てが完全に覆われるようにして設けられている。   Hereinafter, a conventional mounting power generation module will be described with reference to the drawings. In a conventional mounting power generation module, an antenna and a solar cell are formed on one surface of a double-sided flexible substrate. On the other hand, a sensor and a plurality of electronic components are directly mounted on the other surface of the flexible substrate to form a signal processing circuit. The entire mounting power generation module configured as described above is coated with resin. This coating with resin is provided so that all electronic components and solar cells mounted on the flexible substrate are completely covered.

このように構成された装着用発電モジュールは装着対象へと装着され、センサで検出した信号を信号処理回路で送信信号へと変換し、アンテナを介して外部の監視装置へと送信する。そしてこのとき信号処理回路は、太陽電池から供給される電源電圧によって駆動される。そしてこのような装着用発電モジュールは例えば、人体などに装着されて、長期にわたって継続的に生体情報などを検知する。   The mounting power generation module configured as described above is mounted on a mounting target, and a signal detected by the sensor is converted into a transmission signal by a signal processing circuit and transmitted to an external monitoring device via an antenna. At this time, the signal processing circuit is driven by the power supply voltage supplied from the solar battery. For example, such a power generation module for mounting is mounted on a human body or the like, and continuously detects biological information or the like over a long period of time.

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。   As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.

特開２００７−３６９８８号公報JP 2007-36988 A

しかしながら従来の装着用発電モジュールでは、汎用の実装機などによって電子部品を装着し易くするためには、フレキシブル基板の厚みを大きくする方が望ましい。また、樹脂はフレキシブル基板の上下に対し、電子部品や太陽電池を完全に埋設できる厚みで形成されるので、装着用発電モジュール全体の厚みが厚くなる。このように、人体へ装着するような場合に装着用発電モジュールの厚みが厚いと、装着時における装着者の違和感が大きくなり、長期間の継続使用に支障が生じる。   However, in the conventional mounting power generation module, it is desirable to increase the thickness of the flexible substrate in order to facilitate mounting of electronic components using a general-purpose mounting machine or the like. In addition, since the resin is formed with a thickness that allows the electronic component and the solar cell to be completely embedded with respect to the upper and lower sides of the flexible substrate, the entire thickness of the mounting power generation module is increased. Thus, when the power generation module for mounting is thick when it is mounted on a human body, the wearer feels uncomfortable at the time of mounting, and hinders long-term continuous use.

そこで本発明は、この問題を解決したもので、長期にわたり継続して装着使用することができる装着用発電モジュールを提供することを目的としたものである。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves this problem, and an object of the present invention is to provide a mounting power generation module that can be mounted and used continuously over a long period of time.

この目的を達成するために第１の可撓性基材と、この第１の可撓性基材の上面に設けられるとともに可撓性を有する発電手段と、前記可撓性基材の上面と下面のうちの少なくともいずれか一方に装着された電子部品と、前記電子部品が樹脂によって埋設されるとともに剛性を有した樹脂部とを備え、装着部材によって装着対象へ装着される装着用モジュールにおいて、前記樹脂部は前記可撓性基材のほぼ中央部に形成されるとともに、前記可撓性基材より小さくしたものである。これにより所期の目的を達成することができる。   In order to achieve this object, a first flexible substrate, a power generation means provided on the upper surface of the first flexible substrate and having flexibility, and an upper surface of the flexible substrate, In a mounting module that includes an electronic component mounted on at least one of the lower surfaces, and a resin portion in which the electronic component is embedded with resin and has rigidity, and is mounted on a mounting target by a mounting member. The resin portion is formed at substantially the center of the flexible base material and is smaller than the flexible base material. As a result, the intended purpose can be achieved.

以上のように本発明によれば、第１の可撓性基材と、この第１の可撓性基材の上面に設けられるとともに可撓性を有する発電手段と、前記可撓性基材の上面と下面のうちの少なくともいずれか一方に装着された電子部品と、前記電子部品が樹脂によって埋設されるとともに剛性を有した樹脂部とを備え、装着部材によって装着対象へ装着される装着用モジュールにおいて、前記樹脂部は前記可撓性基材のほぼ中央部に形成されるとともに、前記可撓性基材より小さくした装着用発電モジュールである。   As described above, according to the present invention, the first flexible substrate, the power generating means provided on the upper surface of the first flexible substrate and having flexibility, and the flexible substrate The electronic component mounted on at least one of the upper surface and the lower surface of the substrate, and the electronic component embedded in the resin and having a rigid resin portion, and mounted on the mounting target by the mounting member In the module, the resin portion is a power generation module for mounting that is formed at a substantially central portion of the flexible base material and is smaller than the flexible base material.

これにより剛性を有する部分は樹脂部のみであり、その領域は基材の中央部でありかつ可撓性基材より小さく、発電手段は可撓性基材で形成されているので、柔軟性を損なうことがない。また、剛性を有した部分が小さいので、人体へ装着するような場合には、装着時の違和感や行動への妨げを少なくすることができる。従って、長期にわたり継続して装着使用することができるものである。さらに、このような装着用発電モジュールを粘着剤などによって人体へ装着する場合、基材の柔軟性が高く、人体から剥がれにくいので、強い粘着力の粘着剤を用いる必要がない。したがって、弱い粘着力の粘着剤を使用することや、粘着剤の塗布面積を小さくすることもできるので、カブレなども発生しにくくなる。   As a result, the rigid part is only the resin part, the area is the central part of the base material and smaller than the flexible base material, and the power generation means is formed of the flexible base material. There is no loss. In addition, since the portion having rigidity is small, when wearing on a human body, it is possible to reduce a sense of incongruity at the time of wearing and an obstacle to action. Therefore, it can be used continuously for a long time. Furthermore, when such a power generation module for mounting is mounted on a human body with an adhesive or the like, the base material has high flexibility and is difficult to peel off from the human body, so that it is not necessary to use a pressure-sensitive adhesive with strong adhesive strength. Accordingly, it is possible to use an adhesive having a weak adhesive force or to reduce the application area of the adhesive, so that fogging and the like hardly occur.

なお、発電手段は可撓性を有した基材上に形成されるので、装着対象の形状や、動きなどによらず、装着対象に対して装着用発電モジュールをしっかりと装着することができる。   Since the power generation means is formed on a flexible base material, the mounting power generation module can be securely mounted on the mounting target regardless of the shape or movement of the mounting target.

また、電子部品は樹脂に覆われることとなるので、電子部品で構成する回路への塵などの侵入をしにくくできる。特に、人体へ装着される場合、汗などが電子部品へ付着することを防ぐことが可能となり、長期間安定して使用することができる。   In addition, since the electronic component is covered with resin, it is difficult for dust and the like to enter the circuit formed by the electronic component. In particular, when worn on a human body, it becomes possible to prevent sweat and the like from adhering to an electronic component, and can be used stably for a long period of time.

（ａ）本実施の形態における装着用発電モジュールの断面図、（ｂ）同、発電モジュールの上面図(A) Sectional view of the mounting power generation module in the present embodiment, (b) Top view of the power generation module 同、発電モジュールの回路ブロック図The circuit block diagram of the power generation module （ａ）同、太陽電池の周縁部近傍の拡大断面図、（ｂ）同、太陽電池の接続部近傍の拡大断面図(A) Same as above, enlarged sectional view in the vicinity of the peripheral portion of the solar cell, (b) Same as above, enlarged sectional view in the vicinity of the connecting portion of the solar cell. （ａ）同、第２の例における発電モジュールの断面図、（ｂ）同、第２の例における発電モジュールの上面図(A) Sectional view of the power generation module in the second example, (b) Top view of the power generation module in the second example. 同、第３の例における発電モジュールの上面図The top view of the power generation module in the third example 同、第４の例における発電モジュールの下面図The bottom view of the power generation module in the fourth example

（実施の形態１）
以下、本実施の形態における装着用発電モジュール（以降モジュール１という）について図面を用いて説明する。図１（ａ）は、本実施の形態におけるモジュールの断面図であり、図１（ｂ）は、同上面図である。本実施の形態におけるモジュール１（装着用発電モジュールの一例として用いた）は、人体（測定対象の一例として用いた）に装着されて、発電手段で発電された電気を用いてセンサ５ａ（図２に示す）で規定の情報を検知し、その検知情報を親機（図示なし）へ送信するものである。そのためにモジュール１には、センサ５ａで検知した情報を送信するモジュール本体部と、このモジュール本体部を測定対象へ装着するための装着部材とを有した構成となっている。なお、本実施の形態におけるセンサ装置では、装着部材として、モジュール１の測定対象と面する側（図１における上面側）に粘着剤（図示せず）が塗布されている。なお、本実施の形態では、モジュール１の上面に粘着剤が設けられているが、これはモジュール１より大きなサイズであり、下面側に粘着剤が塗布された樹脂シートを用いても良い。そしてこの場合、樹脂シートはモジュール１を覆うようにして測定対象へ貼り付けられる。 (Embodiment 1)
Hereinafter, the power generation module for mounting (hereinafter referred to as module 1) in the present embodiment will be described with reference to the drawings. Fig.1 (a) is sectional drawing of the module in this Embodiment, FIG.1 (b) is the same top view. Module 1 in this embodiment (used as an example of a power generation module for mounting) is mounted on a human body (used as an example of a measurement target) and sensor 5a (FIG. 2) using electricity generated by power generation means. ) To detect prescribed information and transmit the detected information to a parent device (not shown). For this purpose, the module 1 has a module main body for transmitting information detected by the sensor 5a and a mounting member for mounting the module main body to a measurement target. In the sensor device in the present embodiment, an adhesive (not shown) is applied as a mounting member on the side facing the measurement target of the module 1 (upper surface side in FIG. 1). In the present embodiment, an adhesive is provided on the upper surface of the module 1, but this may be a larger size than the module 1, and a resin sheet having an adhesive applied on the lower surface side may be used. In this case, the resin sheet is attached to the measurement object so as to cover the module 1.

ここで、本実施の形態のセンサ装置における測定対象は人体であり、人体に貼り付けてさまざまな人体情報を検知するものである。そこで、人体や衣服などへ直接貼り付ける場合には、粘着剤の表面にあらかじめ設けられた剥離紙を剥がし、この粘着剤によってモジュール１を直接貼り付ける。また、例えば皮膚が弱く粘着剤によるカブレなどがあるように、人体や衣服へ直接貼り付けられないような場合、剥離紙は剥がさず（あるいはあらかじめ粘着剤のないセンサ装置を準備し）、センサ装置に帯状（あるいは紐状など）の装着具を装着し、この装着具によってセンサ装置を装着する。   Here, the measurement object in the sensor device of the present embodiment is a human body, and is affixed to the human body to detect various human body information. Therefore, when directly attaching to a human body or clothes, the release paper provided in advance on the surface of the adhesive is peeled off, and the module 1 is directly attached using this adhesive. Also, for example, if the skin is weak and there is a rash due to adhesive, it cannot be attached directly to the human body or clothing. Do not remove the release paper (or prepare a sensor device without adhesive beforehand). A band-shaped (or string-shaped) mounting tool is mounted on the sensor device, and the sensor device is mounted with the mounting tool.

図２は、本実施の形態におけるモジュール１の回路ブロック図である。図２において、図１と同じものには、同じ番号を用いており、その説明は簡略化している。では図２を用いて、本実施の形態におけるモジュール１の回路について詳細に説明する。モジュール１には、信号処理部５と、この信号処理部５へ電源電圧を供給する太陽電池６（発電手段の一例として用いた）と、信号処理部５の出力（あるいは入出力、または入力）に接続されたアンテナ７とを有している。ここで信号処理部５には、人体の人体情報を検知するセンサ５ａと、このセンサで検出された情報を送信信号へと変換する信号処理回路５ｂと、これらのセンサ５ａや信号処理回路５ｂを駆動制御するための駆動回路５ｃとを有している。   FIG. 2 is a circuit block diagram of the module 1 in the present embodiment. In FIG. 2, the same reference numerals are used for the same components as those in FIG. 1, and the description thereof is simplified. Then, the circuit of the module 1 in this Embodiment is demonstrated in detail using FIG. The module 1 includes a signal processing unit 5, a solar battery 6 (used as an example of power generation means) that supplies a power supply voltage to the signal processing unit 5, and an output (or input / output or input) of the signal processing unit 5. And an antenna 7 connected to the. Here, the signal processing unit 5 includes a sensor 5a that detects human body information, a signal processing circuit 5b that converts information detected by the sensor into a transmission signal, and the sensor 5a and the signal processing circuit 5b. And a drive circuit 5c for drive control.

本実施の形態におけるセンサ５ａは人体の体温を測定する温度センサとしているが、これに限られるものではなく、脈拍や動作など他の生体情報を検知するセンサなどであっても良い。また、本実施の形態では人体に装着して、人体情報を検知しているが、これに限らず人体以外を測定対象としても良い。この場合、それぞれの測定対象に応じ、種々の情報を検知するためのセンサが適宜設けられる。   The sensor 5a in the present embodiment is a temperature sensor that measures the body temperature of the human body, but is not limited thereto, and may be a sensor that detects other biological information such as a pulse or an action. Further, in the present embodiment, the human body information is detected by being attached to the human body, but the present invention is not limited to this, and other than the human body may be the measurement target. In this case, a sensor for detecting various information is appropriately provided according to each measurement object.

次に、図１、図２を用いて、本実施の形態におけるモジュール１の構成を具体的に説明する。フレキシブル基板８（可撓性を有した基材の一例として用いた）は、薄いベースフィルムの両面に導体層が形成された両面基板であり、その上面側には可撓性を有する太陽電池６が形成されている。本実施の形態では、フレキシブル基板８の上面側の中央部に信号処理部５が形成され、その両側に太陽電池６が形成される構成としている。このように信号処理部５や太陽電池６がフレキシブル基板８の片面側に形成されるので、片面のフレキシブル基板８を用いることができ、低価格なモジュール１を得ることができる。   Next, the configuration of the module 1 in the present embodiment will be specifically described with reference to FIGS. The flexible substrate 8 (used as an example of a flexible base material) is a double-sided substrate in which a conductor layer is formed on both sides of a thin base film, and a flexible solar cell 6 on the upper surface side. Is formed. In the present embodiment, the signal processing unit 5 is formed in the central portion on the upper surface side of the flexible substrate 8, and the solar cells 6 are formed on both sides thereof. Since the signal processing unit 5 and the solar cell 6 are formed on one side of the flexible substrate 8 in this way, the single-sided flexible substrate 8 can be used, and the inexpensive module 1 can be obtained.

本実施の形態では信号処理部５はフレキシブル基板８の上面側に設けられているが、下面側に形成しても構わない。なお本実施の形態におけるフレキシブル基板８には、たとえば５０μｍ程度の厚みのポリイミド樹脂製のベースフィルムが用いられ、導体層の厚みはそれぞれ約２０μｍ程度としている。   In the present embodiment, the signal processing unit 5 is provided on the upper surface side of the flexible substrate 8, but may be formed on the lower surface side. For example, a base film made of polyimide resin having a thickness of about 50 μm is used for flexible substrate 8 in the present embodiment, and the thickness of each conductor layer is about 20 μm.

図３（ａ）は、本実施の形態における太陽電池の周縁部近傍の拡大断面図であり、図３（ｂ）は同、太陽電池６の接続部近傍の断面図である。図１、図３を用いて、太陽電池６について詳細に説明する。本実施の形態における太陽電池６は、色素増感型の太陽電池である。この太陽電池６は、フレキシブル基板８の上面側の導体膜で形成された電極６ａと、この電極６ａの上方に隙間６ｄを設けて対向するように形成された透明電極６ｂと、フレキシブル基板８と透明電極６ｂとの間に設けられた絶縁性のスペーサ６ｃと、電極６ａと透明電極６ｂとスペーサ６ｃとで囲まれた隙間６ｄに充填された電解液とから形成されている。なお、本実施の形態では電解液を用いたが、これは電子のプラス極からマイナス極への移動を仲介するものであれば、他のものでもかまわない。   3A is an enlarged cross-sectional view in the vicinity of the peripheral portion of the solar cell in the present embodiment, and FIG. 3B is a cross-sectional view in the vicinity of the connecting portion of the solar cell 6. The solar cell 6 will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 3. The solar cell 6 in the present embodiment is a dye-sensitized solar cell. This solar cell 6 includes an electrode 6a formed of a conductive film on the upper surface side of a flexible substrate 8, a transparent electrode 6b formed so as to face the electrode 6a with a gap 6d, and a flexible substrate 8 An insulating spacer 6c provided between the transparent electrode 6b and an electrolyte filled in a gap 6d surrounded by the electrode 6a, the transparent electrode 6b, and the spacer 6c. In the present embodiment, an electrolytic solution is used. However, any electrolyte may be used as long as it mediates the movement of electrons from the positive electrode to the negative electrode.

ここで透明電極６ｂは、ＰＥＴ製などの可撓性を有した樹脂フィルム６ｅ上に、スパッタリングや蒸着などの方法によって、透明な導電膜｛ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）、酸化亜鉛、あるいは酸化スズなど｝が形成されたものである。本実施の形態における樹脂フィルム６ｅの厚みは５０μｍとしている。そして以上のように、太陽電池６は可撓性を有した薄いフレキシブル基板８と、可撓性を有した薄い樹脂フィルム６ｅとによって形成されるので、太陽電池６自身可撓性を有し、その柔軟性は非常に高くなる。本実施の形態においてフレキシブル基板８には片面基板を用い、電極６ａは銅箔によって形成したが、両面や多層基板を用いても構わない。   Here, the transparent electrode 6b is made of a transparent conductive film {ITO (indium tin oxide), zinc oxide, or tin oxide on a flexible resin film 6e made of PET or the like by a method such as sputtering or vapor deposition. Etc.} are formed. The thickness of the resin film 6e in the present embodiment is 50 μm. As described above, the solar cell 6 is formed of the flexible thin flexible substrate 8 and the flexible thin resin film 6e. Therefore, the solar cell 6 itself has flexibility, Its flexibility is very high. In the present embodiment, the flexible substrate 8 is a single-sided substrate and the electrode 6a is formed of a copper foil. However, a double-sided or multilayer substrate may be used.

フレキシブル基板８の上面には、信号処理部５と接続された接続パターン９ａが形成される。一方樹脂フィルム６ｅには、接続パターン９ａに対向する位置に接続部９ｂが形成され、この接続部９ｂの下面側にも透明電極６ｂが形成されている。ここで連結部９ｃは、接続部９ｂにおける透明電極６ｂと接続パターン９ａとの間を電気的に接続するものであり、導電性接着剤などの導電部材によって形成されている。本実施の形態では、樹脂フィルム６ｅに凹の字型の孔を形成することにより、孔へ出っ張った箇所を形成し、この突出した箇所を接続部９ｂとして用いている。   A connection pattern 9 a connected to the signal processing unit 5 is formed on the upper surface of the flexible substrate 8. On the other hand, on the resin film 6e, a connection portion 9b is formed at a position facing the connection pattern 9a, and a transparent electrode 6b is also formed on the lower surface side of the connection portion 9b. Here, the connecting portion 9c electrically connects the transparent electrode 6b and the connection pattern 9a in the connecting portion 9b, and is formed by a conductive member such as a conductive adhesive. In the present embodiment, by forming a concave-shaped hole in the resin film 6e, a protruding portion is formed, and this protruding portion is used as the connecting portion 9b.

ここでスペーサ６ｃは熱硬化性の樹脂であり、電解液が充填される箇所に孔が形成されている。また、連結部９ｃが形成される箇所にも孔が形成され、この孔内に導電性樹脂などが充填されることによって、接続部９ｂの透明電極６ｂと接続パターン９ａとが接続されることとなる。なお本実施の形態において外周部におけるスペーサ６ｃの幅は、フレキシブル基板８の外周に沿って約５ｍｍの幅で形成される。また本実施の形態では、色素増感型の太陽電池６を構成したが、これは他の方式の太陽電池や燃料電池などでも構わない。   Here, the spacer 6c is a thermosetting resin, and a hole is formed at a location where the electrolytic solution is filled. Further, a hole is also formed at a place where the connecting portion 9c is formed, and the transparent electrode 6b of the connecting portion 9b and the connecting pattern 9a are connected by filling the hole with a conductive resin or the like. Become. In the present embodiment, the width of the spacer 6 c in the outer peripheral portion is formed with a width of about 5 mm along the outer periphery of the flexible substrate 8. In the present embodiment, the dye-sensitized solar cell 6 is configured, but other types of solar cells and fuel cells may be used.

信号処理部５は、センサ５ａを含む複数個の電子部品１１がフレキシブル基板８の上面中央部に装着されて形成されている。つまり、樹脂フィルム６ｅの中央部に設けられた凹字型の孔に対応する位置に装着されている。そしてフレキシブル基板８の上面中央部の凹字型の孔に対応する位置には、電子部品１１が埋設された樹脂部１０が形成される。このとき、剛性を有した樹脂部１０の大きさは、可撓性を有したフレキシブル基板８より小さくしておく。本実施の形態において樹脂部は、熱硬化性の樹脂により形成されている。   The signal processing unit 5 is formed by mounting a plurality of electronic components 11 including the sensor 5 a on the center of the upper surface of the flexible substrate 8. That is, it is mounted at a position corresponding to a concave hole provided in the center of the resin film 6e. A resin portion 10 in which the electronic component 11 is embedded is formed at a position corresponding to the concave hole in the center of the upper surface of the flexible substrate 8. At this time, the size of the resin portion 10 having rigidity is set smaller than that of the flexible substrate 8 having flexibility. In the present embodiment, the resin portion is formed of a thermosetting resin.

以上の構成により、剛性を有する部分は樹脂部１０のみであり、その領域はフレキシブル基板８の中央部となり、かつフレキシブル基板８の大きさより小さい。さらに、太陽電池６は可撓性を有するフレキシブル基板８や樹脂フィルム６ｅによって形成されているので、柔軟性を損なうことがない。また、剛性を有した部分が小さいので、人体へ装着するような場合には、装着時の違和感や行動への妨げを少なくすることができる。従って、長期にわたり継続して装着使用することができるものである。さらに、このようなモジュール１を粘着剤などによって人体へ装着する場合、基材の柔軟性が高く、人体から剥がれにくいので、強い粘着力の粘着剤を用いる必要がない。したがって、弱い粘着力の粘着剤の使用することや、粘着剤の塗布面積を小さくすることもできるので、カブレなども発生しにくくなる。   With the above configuration, the resin portion 10 is the only portion having rigidity, and the region is the central portion of the flexible substrate 8 and is smaller than the size of the flexible substrate 8. Furthermore, since the solar cell 6 is formed of the flexible substrate 8 and the resin film 6e having flexibility, the flexibility is not impaired. In addition, since the portion having rigidity is small, when wearing on a human body, it is possible to reduce a sense of incongruity at the time of wearing and an obstacle to action. Therefore, it can be used continuously for a long time. Furthermore, when such a module 1 is attached to a human body with an adhesive or the like, the base material has high flexibility and is difficult to peel off from the human body, so that it is not necessary to use an adhesive with strong adhesive strength. Therefore, it is possible to use a pressure-sensitive adhesive having a weak adhesive force and to reduce the application area of the pressure-sensitive adhesive.

なお、太陽電池６は可撓性を有したフレキシブル基板８上に形成されているので、装着対象の形状や、動きなどによらず、装着対象に対してモジュール１をしっかりと装着することができる。   Since the solar cell 6 is formed on the flexible substrate 8 having flexibility, the module 1 can be securely attached to the attachment target regardless of the shape or movement of the attachment target. .

また、樹脂部１０において電子部品１１は周囲を樹脂で完全に覆われることとなるので、電子部品１１で構成する回路への塵などの侵入をしにくくできる。特に、人体へ装着される場合、汗などが電子部品１１へ付着することを防ぐことが可能となり、長期間安定して使用することができる。   In addition, since the periphery of the electronic component 11 is completely covered with resin in the resin portion 10, it is difficult for dust and the like to enter the circuit configured by the electronic component 11. In particular, when worn on the human body, it becomes possible to prevent sweat and the like from adhering to the electronic component 11 and can be used stably for a long period of time.

ここで、人体の動作などへの妨げにならないようにするためには、フレキシブル基板８や樹脂フィルム６ｅの厚みは薄い方が望ましい。ところが、これらの厚みを薄くすると、人体の動作などに伴い連結部９ｃに曲げ応力（あるいは繰り返し応力など）がかかり易くなる。これにより、連結部９ｃにクラックなどの破損が生じ、透明電極６ｂと接続パターン９ａとの間の電気的接続が損なわれる可能性がある。そこで、本実施の形態では、接続部９ｂの先端を樹脂部１０内へ潜り込ませ、連結部９ｃが樹脂部１０内に形成されるようにする。これにより連結部９ｃが剛性を有することとなるので、人体の動作などによっても連結部９ｃへの応力がかかりにくくでき、透明電極６ｂと接続パターン９ａとの間の接続信頼性を高くできる。したがって、フレキシブル基板８や樹脂フィルム６ｅの厚みを薄くできるので、長期間の装着に際しても違和感の小さなモジュール１を実現できることとなる。   Here, the thickness of the flexible substrate 8 or the resin film 6e is preferably thin so as not to hinder the movement of the human body. However, when these thicknesses are reduced, bending stress (or repetitive stress or the like) is likely to be applied to the connecting portion 9c with the movement of the human body. Thereby, damages, such as a crack, arise in the connection part 9c, and the electrical connection between the transparent electrode 6b and the connection pattern 9a may be impaired. Therefore, in the present embodiment, the tip of the connecting portion 9b is inserted into the resin portion 10 so that the connecting portion 9c is formed in the resin portion 10. Accordingly, since the connecting portion 9c has rigidity, it is difficult to apply stress to the connecting portion 9c even by the action of the human body, and the connection reliability between the transparent electrode 6b and the connection pattern 9a can be increased. Therefore, since the thickness of the flexible substrate 8 or the resin film 6e can be reduced, the module 1 having a small discomfort can be realized even during long-term mounting.

なお、樹脂部１０は樹脂フィルム６ｅに設けられた凹字型の孔より小さくしている。これにより樹脂部１０の周囲では、フレキシブル基板８のみが形成されることとなり、柔軟性が高い。したがって剛性を有した樹脂部１０が形成されていても、装着時の違和感をさらに小さくできる。   In addition, the resin part 10 is made smaller than the concave-shaped hole provided in the resin film 6e. As a result, only the flexible substrate 8 is formed around the resin portion 10, and the flexibility is high. Therefore, even when the resin portion 10 having rigidity is formed, the uncomfortable feeling at the time of mounting can be further reduced.

本実施の形態では、粘着剤が樹脂フィルムやフレキシブル基板８の下面側に塗布され、樹脂部１０が人体へ接触するようにして装着される。これにより、樹脂部１０の突起が肌へ直接当接することを防ぐことができるので、さらに装着感を良好にすることができる。また、センサ５ａを人体に近接させるか、あるいは密着させることが必要な場合、センサ５ａを含む電子部品１１をフレキシブル基板８の下面中央部に装着し、樹脂部１０はこれらの電子部品１１を覆うようにフレキシブル基板８の下面側に形成される。これにより、センサ５ａを人体へ近接あるいは密着させることができ、精度よく温度などの人体情報を検知することができる。なお、この場合、フレキシブル基板８の上全面に太陽電池を形成することもできるので、大きな発電量を得ることができるとともに、小型のモジュール１を実現できる。ただし、この場合にはフレキシブル基板８の上面側にも樹脂部１０を形成し、接続部９ｂを覆うようにすると良い。   In the present embodiment, the adhesive is applied to the lower surface side of the resin film or the flexible substrate 8, and the resin part 10 is mounted so as to contact the human body. Thereby, since it can prevent that the protrusion of the resin part 10 contact | abuts directly on skin, a feeling of mounting | wearing can be made further favorable. When it is necessary to bring the sensor 5a close to or close to the human body, the electronic component 11 including the sensor 5a is attached to the center of the lower surface of the flexible substrate 8, and the resin portion 10 covers these electronic components 11. In this way, it is formed on the lower surface side of the flexible substrate 8. Thereby, the sensor 5a can be brought close to or in close contact with the human body, and human body information such as temperature can be detected with high accuracy. In this case, since a solar cell can be formed on the entire upper surface of the flexible substrate 8, a large amount of power can be obtained and the small module 1 can be realized. However, in this case, the resin portion 10 may be formed also on the upper surface side of the flexible substrate 8 so as to cover the connection portion 9b.

次にこのようなモジュール１の製造方法について説明する。最初に複数枚のフレキシブル基板８が連結された親基板を準備する。なお、それぞれのフレキシブル基板８の上面には、電極６ａや接続パターン９ａなどが形成されている。このように形成された親基板の上面に未硬化のスペーサ６ｃを塗布する。なお、このスペーサ６ｃの中央部には隙間６ｄを形成するための孔が設けられ、接続パターン９ａと接続部９ｂとに対応した位置に形成されている。   Next, a method for manufacturing such a module 1 will be described. First, a parent substrate to which a plurality of flexible substrates 8 are connected is prepared. An electrode 6a, a connection pattern 9a, and the like are formed on the upper surface of each flexible substrate 8. An uncured spacer 6c is applied to the upper surface of the parent substrate thus formed. A hole for forming a gap 6d is provided at the center of the spacer 6c, and is formed at a position corresponding to the connection pattern 9a and the connection portion 9b.

未硬化のスペーサ６ｃを積層した後で、樹脂フィルム６ｅが積層された状態で隙間６ｄとなるスペーサ６ｃの孔内に電解質を注入する。さらに連結部９ｃを形成するための孔内には、ペースト状の導電性部材が充填される。この導電性部材としては、導電性ペーストや導電性樹脂などが用いられるが、いずれにしても後の加熱によって硬化・接続可能な材料を用いる。   After the uncured spacer 6c is laminated, an electrolyte is injected into the hole of the spacer 6c that becomes the gap 6d in a state where the resin film 6e is laminated. Furthermore, the hole for forming the connection part 9c is filled with a paste-like conductive member. As the conductive member, a conductive paste, a conductive resin, or the like is used. In any case, a material that can be cured and connected by subsequent heating is used.

電解質とペースト状の導電性部材を充填した後に、スペーサ６ｃの上から樹脂フィルム６ｅが積層される。この樹脂フィルム６ｅの積層の後で、スペーサ６ｃや導電性部材が硬化する温度にまで加熱して、未硬化のスペーサ６ｃや導電性部材を硬化させる。これにより、フレキシブル基板８と樹脂フィルム６ｅとが接着され、電解液はスペーサ６ｃによって隙間６ｄ内に封印され、太陽電池６が完成する。また、同時に導電性部材が硬化して連結部９ｃが形成されることにより、接続部９ｂ下面の透明電極６ｂと接続パターン９ａとの間が電気的に接続される。   After filling the electrolyte and the paste-like conductive member, the resin film 6e is laminated on the spacer 6c. After the resin film 6e is laminated, the uncured spacer 6c and the conductive member are cured by heating to a temperature at which the spacer 6c and the conductive member are cured. Thereby, the flexible substrate 8 and the resin film 6e are adhered, and the electrolytic solution is sealed in the gap 6d by the spacer 6c, whereby the solar cell 6 is completed. At the same time, the conductive member is cured to form the connecting portion 9c, whereby the transparent electrode 6b on the lower surface of the connecting portion 9b is electrically connected to the connecting pattern 9a.

この後で電子部品１１が、はんだなどによってフレキシブル基板８の上面に実装される。なお、電子部品１１には半導体なども含み、このような半導体についてはフレキシブル基板８上へフリップチップ実装される。このときこれら電子部品１１は、フレキシブル基板８の中央部に固まって配置する。つまりスペーサ６ｃの中央部に設けられた凹字型の孔に対応する位置に実装される。このようにして所定の位置に電子部品１１を実装した後に、圧縮成形などの方法によってこれら電子部品１１と連結部９ｃおよび接続部９ｂの先端とが、樹脂によって埋設される。このようにして樹脂部１０を形成した後に、フレキシブル基板８同士を連結する部位を切断する。そしてこのフレキシブル基板８の下面と樹脂フィルム６ｅの上面とのうちのいずれか一方に粘着剤が塗布され、さらにこの粘着剤が粘着性を失わないように粘着剤の上に剥離紙を貼り付けて完成する。   Thereafter, the electronic component 11 is mounted on the upper surface of the flexible substrate 8 with solder or the like. The electronic component 11 includes a semiconductor and the like, and such a semiconductor is flip-chip mounted on the flexible substrate 8. At this time, these electronic components 11 are arranged in the center of the flexible substrate 8. That is, it is mounted at a position corresponding to the concave hole provided in the central portion of the spacer 6c. After mounting the electronic component 11 in a predetermined position in this way, the electronic component 11 and the tips of the connecting portion 9c and the connecting portion 9b are embedded with resin by a method such as compression molding. Thus, after forming the resin part 10, the site | part which connects flexible board | substrates 8 is cut | disconnected. And an adhesive is apply | coated to any one of the lower surface of this flexible substrate 8, and the upper surface of the resin film 6e, Furthermore, release paper is affixed on an adhesive so that this adhesive may not lose adhesiveness. Complete.

図４（ａ）は本実施の形態における第２の例のモジュールの断面図であり、図４（ｂ）は、同上面図である。図４（ａ）、図４（ｂ）において、図１から図３と同じものには同じ番号を用いており、その説明は簡略化している。この例において、樹脂部１０は、樹脂フィルム６ｅに形成された凹字型の孔全体を覆うように設けられている。このようにすることで、人体の動作などで凹字型の孔の周縁部においてスペーサ６ｃとフレキシブル基板８との界面での剥離などを生じにくくできる。したがって、電解液の漏れなどが生じにくくなり、長期間発電を維持できるので、長期間使用できるモジュール１を得ることができる。また、スペーサ６ｃの幅１２を短くしても電解液の漏れなどが生じにくくなるので、小型のモジュール１を実現することもできる。   FIG. 4A is a cross-sectional view of the module of the second example in the present embodiment, and FIG. 4B is a top view thereof. 4 (a) and 4 (b), the same reference numerals are used for the same components as in FIGS. 1 to 3, and the description thereof is simplified. In this example, the resin portion 10 is provided so as to cover the entire concave hole formed in the resin film 6e. By doing in this way, it is hard to produce the peeling | exfoliation etc. in the interface of the spacer 6c and the flexible substrate 8 in the peripheral part of a concave-shaped hole by operation | movement of a human body. Accordingly, leakage of the electrolytic solution is less likely to occur, and power generation can be maintained for a long time, so that the module 1 that can be used for a long time can be obtained. Further, even if the width 12 of the spacer 6c is shortened, it is difficult for the electrolyte to leak and the like, so that the small module 1 can be realized.

図５は本実施の形態における第３の例のモジュールの上面図である。この例においては、樹脂部１０の周囲全体に太陽電池６が形成されている。このような場合、樹脂部１０が肌に接触する方向で装着すると良い。これは、貼り付けた状態において、フレキシブル基板８が樹脂部１０上方を完全に覆うようになり、樹脂部１０への水の浸入を防ぐことができる。したがってモジュール１を装着した状態で入浴することもできるので、装着者の入浴などによる状態の変化を検知することも可能となる。   FIG. 5 is a top view of the module of the third example in the present embodiment. In this example, the solar cell 6 is formed all around the resin portion 10. In such a case, it is good to mount | wear with the direction in which the resin part 10 contacts skin. This is because the flexible substrate 8 completely covers the upper part of the resin part 10 in the attached state, and water can be prevented from entering the resin part 10. Therefore, since it is possible to take a bath in a state where the module 1 is worn, it is possible to detect a change in the state due to the wearer's bathing or the like.

図６は本実施の形態における第４の例のモジュールの下面図である。この例においては、フレキシブル基板８の下面に補強板１３が接着されている。これにより、電子部品１１にベアチップ（あるいはチップサイズパッケージ）などのような半導体をフェイスダウンでフリップチップ実装することができる。これにより樹脂部１０の厚みの薄いモジュール１を実現できるので、違和感が少なく長期間装着できるモジュール１を実現できる。なお、補強板の幅１４はフレキシブル基板８の幅１５より大きくしている。このとき、複数のフレキシブル基板８を補強板で連結した状態で電子部品１１を実装する。そして電子部品１１を実装した後に、連結された補強板が分離されて、各々のモジュール１へと分離される。このとき、複数のフレキシブル基板８を補強板で連結した状態で電子部品１１を実装するので、汎用の実装機で容易に電子部品１１の実装が可能となるので、非常に生産性が良好である。   FIG. 6 is a bottom view of the module of the fourth example in the present embodiment. In this example, the reinforcing plate 13 is bonded to the lower surface of the flexible substrate 8. As a result, a semiconductor such as a bare chip (or chip size package) can be flip-chip mounted on the electronic component 11 face down. As a result, the module 1 having a thin resin portion 10 can be realized, so that the module 1 that can be mounted for a long time with little discomfort can be realized. The width 14 of the reinforcing plate is larger than the width 15 of the flexible substrate 8. At this time, the electronic component 11 is mounted in a state where the plurality of flexible boards 8 are connected by the reinforcing plate. Then, after mounting the electronic component 11, the connected reinforcing plates are separated and separated into the respective modules 1. At this time, since the electronic component 11 is mounted in a state where the plurality of flexible boards 8 are connected by the reinforcing plate, the electronic component 11 can be easily mounted by a general-purpose mounting machine, and thus the productivity is very good. .

本発明にかかる装着用発電モジュールは、長期にわたり継続して装着使用することができるという効果を有し、人体などに貼り付けて人体情報を検知するセンサモジュール等に用いると有用である。   The power generation module for mounting according to the present invention has an effect that it can be mounted and used continuously for a long time, and is useful when used for a sensor module or the like that is attached to a human body or the like to detect human body information.

６ 太陽電池
８ フレキシブル基板
１０ 樹脂部
１１ 電子部品 6 Solar cell 8 Flexible substrate 10 Resin part 11 Electronic component

Claims (5)

第１の可撓性基材と、この第１の可撓性基材の上面に設けられるとともに可撓性を有する発電手段と、前記可撓性基材の上面に装着された電子部品と、前記電子部品が埋設されるとともに剛性を有した樹脂部とを備え、装着部材によって装着対象へ装着される装着用モジュールにおいて、前記樹脂部は前記可撓性基材のほぼ中央部に形成されるとともに、前記可撓性基材より小さくした装着用発電モジュール。 A first flexible substrate, a power generating means provided on the upper surface of the first flexible substrate and having flexibility, and an electronic component mounted on the upper surface of the flexible substrate; In a mounting module that includes a resin portion having rigidity and a resin portion embedded in the electronic component and is mounted on a mounting target by a mounting member, the resin portion is formed at a substantially central portion of the flexible base material. A mounting power generation module that is smaller than the flexible substrate. 発電手段は色素増感型の太陽電池とし、前記太陽電池は第１の可撓性基材の上面に形成された第１の電極と、この第１の電極の上方に対向して設けられた第２の可撓性基材と、この第２の可撓性基材の下面に設けられた第２の電極とを有し、前記第１の可撓性基材の上面に設けられるとともに、電子部品と接続された接続パターンと、この接続パターンと対向する位置に設けられた接続部とを設け、この接続部の下面には前記第２の電極が延在して形成され、この接続部において前記第２の電極と前記接続パターンとの間が接続部材によって電気的に接続される連結部を設け、前記連結部は樹脂部内に設けられた請求項１に記載の装着用発電モジュール。 The power generation means is a dye-sensitized solar cell, and the solar cell is provided so as to face the first electrode formed on the upper surface of the first flexible substrate and above the first electrode. A second flexible substrate and a second electrode provided on the lower surface of the second flexible substrate; provided on the upper surface of the first flexible substrate; A connection pattern connected to the electronic component and a connection portion provided at a position facing the connection pattern are provided, and the second electrode is formed to extend on the lower surface of the connection portion. 2. The mounting power generation module according to claim 1, wherein a connecting portion that electrically connects the second electrode and the connection pattern by a connecting member is provided, and the connecting portion is provided in the resin portion. 樹脂部が上方を向く方向で装着対象へ装着される請求項２に記載の装着用発電モジュール。 The mounting power generation module according to claim 2, wherein the mounting portion is mounted on the mounting target in a direction in which the resin portion faces upward. 樹脂部が下方を向く方向で装着対象へ装着される請求項２に記載の装着用発電モジュール。 The mounting power generation module according to claim 2, wherein the mounting portion is mounted on the mounting target in a direction in which the resin portion faces downward. 樹脂部の下面と側面とが交わる角には面取りもしくは丸みが設けられた請求項４に記載の装着用発電モジュール。 The mounting power generation module according to claim 4, wherein chamfering or rounding is provided at a corner where the lower surface and the side surface of the resin portion intersect.
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