专利名称：模块以及电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及模块以及电子设备。
背景技术：
例如，作为用于检测物体的姿势等的传感器，公知有具有陀螺仪传感器的姿势角度检测装置(例如参照专利文献I)。专利文献I所记载的姿势角度检测装置在挠性基板上配置3个振子(陀螺仪传感器)，并且以使3个振子 的检测轴相互垂直的方式弯折挠性基板来构成。由此,能够检测相互垂直的3个轴的绕各轴的角速度。但是，在这种姿势角度检测装置中，在软质且具有挠性的挠性基板上配置各振子，因此产生这些问题(1)振子的安装比较困难；(2)难以使振子成为期望的姿势，具体而言，难以成为振子的检测轴相互垂直的状态，并且难以维持该状态。专利文献I日本特开平11-211481号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种传感器元件的安装简单、并且能够使传感器元件成为期望的姿势的模块以及电子设备。利用下述的本发明来达成这种目的。本发明的模块的特征在于，具有具有模拟电路的第I基板；具有数字电路的第2基板；具有第I传感器元件的第3基板；第I连结部，其以电连接所述模拟电路与所述数字电路的方式连结所述第I基板与所述第2基板，并且具有挠性；以及第2连结部，其以电连接所述模拟电路与所述第I传感器元件的方式连结所述第I基板与所述第3基板，并且具有挠性。由此，能够得到传感器元件的安装简单、且能够使传感器元件成为期望的姿势的模块。具体而言，能够通过使第2连结部弯曲变形，简单地改变传感器元件相对于第I基板的姿势，能够简单地恒定保持传感器元件的姿势。在本发明的模块中，优选具有具有第2传感器元件的第4基板；以及第3连结部，其以电连接所述模拟电路与所述第2传感器元件的方式连结所述第I基板与所述第4基板、或者所述第3基板与所述第4基板，所述第3连结部具有挠性。由此，能够分别独立改变第I传感器元件和第2传感器元件的姿势。 在本发明的模块中，优选在所述第I基板上具有与所述模拟电路电连接的第3传感器元件。由此，能够分别独立改变第I传感器元件、第2传感器元件和第3传感器元件的姿势。在本发明的模块中，优选所述第I基板、所述第3基板和所述第4基板配置为相互垂直。由此，能够使第I传感器元件、第2传感器元件和第3传感器元件成为相互垂直的姿势。在本发明的模块中，优选所述第I传感器元件、所述第2传感器元件和所述第3传感器元件分别为加速度传感器或角速度传感器。由此，能够检测角速度或加速度。在本发明的模块中，优选所述第I传感器元件、所述第2传感器元件和所述第3传感器元件的检测轴相互垂直。由此，能够检测相互垂直的3个轴的绕各轴的角速度。在本发明的模块中，优选所述第I基板与所述第2基板彼此彼此相对。由此，能够更有效地抑制噪声的产生。
在本发明的模块中，优选所述第3传感器元件位于所述第I基板的与所述第2基板相反侧的面上。由此，能够抑制来自数字电路的噪声给第3传感器元件带来不良影响。在本发明的模块中，优选具有具有接口用的连接器的第5基板；以及第4连结部，其以电连接所述数字电路与所述连接器的方式连结所述第2基板与所述第5基板。由此,信号的输入、输出变得容易。在本发明的模块中，优选所述第I基板和所述第2基板中的至少一方具有切口部，所述连结部从所述切口部延伸出。由此，能够容易地使各连结部弯曲变形。在本发明的模块中，优选所述模拟电路包含电源电路、放大电路和模拟/数字转换电路中的至少一个，所述数字电路包含微型控制器。由此，能够简单且正确地输出用传感器元件检测到的信号。在本发明的模块中，优选该模块具有具备多个固定面的支承部件，所述第I基板、所述第2基板和所述第3基板分别沿着所述固定面进行配置。由此，能够简单地维持传感器元件的姿态。本发明的电子设备的特征在于，该电子设备具有本发明的模块。由此，能够得到可靠性优异的电子设备。
图I是示出本发明的模块的第I实施方式的立体图。图2是图I所示的模块所具备的电路基板的展开图。图3是示出组装图2所示的电路基板后的状态的立体图。图4是示出图I所示的模块所具备的角速度传感器的一例的平面图。图5是示出图I所示的模块所具备的支承部件的立体图。图6是固定有电路基板的支承部件的横剖视图。图7是固定有电路基板的支承部件的立体图。图8是图I所示的模块所具备的底座的立体图。图9是图5所示的支承部件和图8所示的底座的平面图。图10是本发明的第2实施方式的模块具有的安装基板的平面图。图11是示出搭载有本发明的模块的电子设备的结构的一例的图。
标号说明I :模块;2、2A :安装基板；21 :第I刚性基板；211 :正面侧安装面；212 :背面侧安装面;21a、21b :孔部;21c、21d、21e :切口部；22 :第2刚性基板；221 :正面侧安装面；222 背面侧安装面；22a、22b :孔部；22c、22d :切口部；23 第3刚性基板；231 :正面侧安装面；23a、23b :孔部；24 :第4刚性基板；241 :正面侧安装面；24a、24b :孔部；25 :第5刚性基板；251 :正面侧安装面；252 :背面侧安装面；25a、25b :孔部;26、26A :挠性基板；261 :第I连结部；262 第2连结部；263、263A 第3连结部；264 第4连结部；3 :支承部件；31 :上表面；31a,31b :螺纹孔；32 :下表面;32a、32b :螺纹孔；33 :侧面；331 :凹部；332、333 :凸起；34 侧面；341 :凹部；342、343 :凸起；35 :侧面；352、353 :凸起；36 :侧面;37、381、382 :贯通孔；4 :电子部件；411、412、413 :角速度传感器；42 :加速度传感器；431 :第I电源电路；432 :第2电源电路；44 :放大电路；45 :模拟/数字转换电路；46 :微型控制器；47 :非易失性存储器；48 :方位传感器；49 :连接器；5 :振动片；51 :基部；52、53 :检测用振动臂；54、55 :连结臂；56、57、58、59 :驱动用振动臂；6 :壳体；7 :底座；711、712 :长孔；7c、7d :侧面；72 :凹部；741、742、743、744 :定位部;741a、742a、743a、744a :载置面；751、752 :凹部;761、762 :螺纹孔;81、82、83、84、85、86 :螺钉；9 :填充剂；10 :盖部件；101 :开口 ;500 :电子设备；510 传 感器模块；520 :处理部；530 :存储器；540 :操作部；550 :显示部；560 :总线；AU A2、A3 :检测轴。
具体实施例方式下面，根据附图所示的优选实施方式，对本发明的模块和电子设备进行详细说明。I.模块《第I实施方式》首先，说明本发明的模块的第I实施方式。图I是示出本发明的模块的第I实施方式的立体图，图2是图I所示的模块所具备的电路基板的展开图，图3是示出组装图2所示的电路基板后的状态的立体图，图4是示出图I所示的模块所具备的角速度传感器的一例的平面图，图5是示出图I所示的模块所具备的支承部件的立体图，图6是固定有电路基板的支承部件的横剖视图，图7是固定有电路基板的支承部件的立体图，图8是图I所示的模块所具备的底座的立体图，图9是图5所示的支承部件和图8所示的底座的平面图。此外，以下，为了方便说明，将图I中的附图上侧设为“上”、附图下侧设为“下”来进行说明。此外，如图I所示，将相互垂直的3个轴设为“X轴”、“y轴”和“z轴”。z轴是与底座7的法线方向平行的轴，X轴是在底座7的平面视图中与底座7的相对的I组边的延伸方向平行的轴，I轴是与底座7的相对的另I组边的延伸方向平行的轴。图I所示的模块I是具有角速度传感器411 413，并能够检测绕相互垂直的x轴、y轴、z轴的角速度的3轴陀螺仪传感器模块。这样的模块I在便利性方面良好，例如适合应用于运动搜索、运动跟踪、运动控制、PDR (步行者位置方位计测)等。如图I (a)、(b)所示，模块I具有电子部件4、安装电子部件4的安装基板2、支承并固定安装基板2的支承部件3以及保持支承部件3的壳体6。另外，图I (b)是省略该图(a)所示的模块I的盖部件10的图示后的图。
下面对这各个部件依次进行说明。<安装基板2>安装基板2是由硬质而难以变形的刚性基板和软质而容易变形的挠性基板组合而成的刚性挠性基板。作为这样的安装基板2，可采用公知的刚性挠性基板，例如在挠性基板两侧粘贴玻璃环氧基板等硬质层并将该部分用作刚性基板的基板等。图2 Ca)是从一面侧观察展开后的状态的安装基板2的平面图，图2 (b)是从与图2 (a)相反一面侧观察展开后的状态的安装基板2的平面图。如图2所示，安装基板2由相互隔开配置的第I刚性基板(第I基板)21、第2刚性基板(第2基板)22、第3刚性基板(第3基板)23、第4刚性基板(第4基板)24、第5刚性基板(第5基板)25以及对它们进行连结的挠性基板26构成。挠性基板26具有连结第I刚性基板21和第2刚性基板22的第I连结部261、连 结第I刚性基板21和第3刚性基板23的第2连结部262、连结第I刚性基板21和第4刚性基板24的第3连结部263以及连结第2刚性基板22和第5刚性基板25的第4连结部264。第I连结部261、第2连结部262、第3连结部263和第4连结部264分别具有挠性，且能够容易地进行朝面方向的弯曲变形。另外，在第I刚性基板21的两端部形成有孔部21a、21b，在第2刚性基板22的两端部形成有孔部22a、22b，在第3刚性基板23的两端部(处于对角关系的两个角部)形成有孔部23a、23b，在第4刚性基板24的两端部(处于对角关系的两个角部)形成有孔部24a、24b，在第5刚性基板25的两端部形成有孔部25a、25b。这些孔部21a 25b用于将第I 第5刚性基板21 25固定到支承部件3。另外，所谓孔部，包含从一个面贯通到另一个面的结构、和在一个面上具有开口而不贯通到另一个面的结构这两个结构。这种安装基板2能够通过使挠性基板26的各连结部261 264弯折(弯曲)而变形为图3所示的长方体形状。具体地说，可通过以使各刚性基板21 25的正面侧安装面211 251朝向内侧的方式弯折连结部261 264，来变形为相邻的刚性基板彼此垂直的长方体形状。在该状态下，第I刚性基板21构成下表面，第2刚性基板22构成上表面，第3、第4、第5刚性基板23、24、25构成侧面。如图I所示，安装基板2在这样变形后的状态下被支承部件3支承、固定。换言之，安装基板2被设计成能够变形为与支承部件3对应的形状。这样利用刚性挠性基板构成安装基板2，由此能够使安装基板2容易地变形，因此能够简单地将安装基板2固定到支承部件3上。此外，因为通过连结部261 264将各刚性基板21 25连结为一体，所以从这一点讲，也能够简单且顺利地将安装基板2固定到支撑部件3上。此外，通过具有多个刚性基板，电子部件4的配置自由度得以提高。另外，通过在硬质的刚性基板上安装电子部件4，可抑制电子部件4 (特别是角速度传感器411 413)的不必要的振动，模块I的检测精度得到提高。此外，容易在安装基板2上安装电子部件4。此外，容易获取电子部件4的平行度，特别是能够简单地使角速度传感器411 413成为期望的姿势，并且维持该姿势。此外，通过在刚性基板上安装电子部件4，还能够对电子部件4进行高密度安装。尤其是，在本实施方式中，第I刚性基板21具有在其缘部(外周)开放的第I切口部21c、第2切口部21d、第3切口部21e。第I切口部21c是对第I刚性基板21的图2(a)中的右侧的边附加台阶而形成的，第I连结部261从该第I切口部21c延伸出。同样，第2切口部21d是对第I刚性基板21的图2 (a)中的上侧的边附加台阶而形成的，第2连结部262从该第2切口部21d延伸出。此外，第3切口部21e是对第I刚性基板21的图2 (a)中的左侧的边附加台阶而形成的，第3连结部263从该第3切口部21e延伸出。通过在第I刚性基板21上形成第I切口部21c，能够使第I连结部261在与第I刚性基板21间的连接部附近(更靠近第I刚性基板21的一侧)简单地弯曲变形，并且，能够将弯曲变形后的曲率半径保持得较大。此外，能够抑制弯折部分的、从第I刚性基板21的外周的过度突出，从而实现模块I的小型化。另外，关于第2切口部21d和第3切口部21e也能够得到同样的效果。此外，在本实施方式中，第2刚性基板22具有在其缘部(外周)开放的第4切口部22c和第5切口部22d。第4切口部22c是对第2刚性基板22的图2 (a)中的左侧的边附加台阶而形成的，第I连结部261从该第4切口部22c延伸出。同样，第5切口部22d是对第2刚性基板22的图2 (a)中的下侧的边附加台阶而形成的，第4连结部264从该第5切 口部22d延伸出。通过在第2刚性基板22上形成第4切口部22c，能够使第I连结部261在与第2刚性基板22的连接部附近(更靠近第2刚性基板22的一侧)简单地弯曲变形，并且，能够将弯曲变形后的曲率半径保持得较大。此外，能够抑制弯折部分的从第2刚性基板22的外周的过度突出，从而实现模块I的小型化。另外，关于第5切口部22d也能够得到同样的效
果O以上说明了安装基板2。另外，在安装基板2的各刚性基板21 25和挠性基板26上形成有未图示的导体图案，多个电子部件4经由该导体图案而适当地电连接。以下，为了便于说明，将各刚性基板21 25的在图2 (a)中图示的面称作“正面侧安装面”，将在图2(b)中图示的面称作“背面侧安装面”。此外，在安装基板2上形成有未图示的接地层，该接地层发挥阻断外部磁场的功能。因此，可以在图3所示的状态下，对于处于安装基板2内侧的电子部件4(即，安装在正面侧安装面211 251上的电子部件4)，能够排除来自模块I外部的外部磁场(外来噪声)造成的影响。<电子部件4>如图2 (a)、(b)所示，在安装基板2上安装有多个电子部件4。另外，在安装基板2上安装有如下部件作为电子部件4:单轴检测型的三个角速度传感器411 413 ;3轴检测型的加速度传感器42 ;用于驱动各种电子部件的第I电源电路431和第2电源电路432 ;对来自传感器(411 413、42)的输出信号进行放大的放大电路44 ;将由放大电路44放大后的模拟信号转换为数字信号的模拟/数字转换电路45 ;进行期望的控制的微型控制器46 ；EEPROM等非易失性存储器47 ;检测方位的方位传感器(磁传感器)48 ;以及接口用的连接器49。另外，此处，加速度传感器42采用以I个元件进行3轴检测的结构，但是也可以与角速度传感器同样地采用3个单轴检测的加速度传感器。以下，对这些电子部件4的配置进行详细说明。(第I刚性基板21)在第I刚性基板21的正面侧安装面211上安装有第I电源电路431、放大电路44和模拟/数字转换电路45，在背面侧安装面212上安装有检测绕z轴的角速度的角速度传感器(第I传感器元件)411和加速度传感器42。另外，也可以在正面侧安装面211安装角速度传感器411和加速度传感器42，在背面侧安装面212安装第I电源电路431、放大电路44和模拟/数字转换电路45。模拟/数字转换电路45相对于安装在正面侧安装面211上的其它电子部件4(第I电源电路431和放大电路44)尺寸较大。因此，优选将模拟/数字转换电路45配置在正面侧安装面211的中央部。由此，能够将模拟/数字转换电路45有效地用作增强第I刚性基板21的强度的增强部件。因此，可抑制第I刚性基板21的挠曲变形所引起的不希望的振动，不会向角速度传感器411 413传递不必要的振动，从而使角速度传感器411 413(特别是安装在第I刚性基板21上的角速度传感器411)的角速度的检测精度提高。此外，优选将角速度传感器411和加速度传感器42配置在背面侧安装面212的缘部(尤其是孔部21a、21b中的任意一方的附近)。如后所述，第I刚性基板21借助孔部21a、21b通过螺钉紧固方式固定于支承部件3。因此，孔部21a、21b的附近(第3刚性基板23的缘部)不容易变形，不容易产生不必要的振动。由此，通过在这样的场所配置角速度传感 器411以及加速度传感器42，能够以更高的精度检测角速度以及加速度。此外，通过将角速度传感器411和加速度传感器42安装到背面侧安装面212，能够进一步增大在安装基板2被固定于支承部件3的状态下与微控制器46之间的距离。并且，可使第I刚性基板21的接地层位于角速度传感器411以及加速度传感器42与微控制器46之间。因此，能够防止从微控制器46产生的辐射噪声给角速度传感器411以及加速度传感器42带来不良影响，能够提高角速度传感器411以及加速度传感器42的检测精度。(第2刚性基板22)在第2刚性基板22的正面侧安装面221上安装有微型控制器46，在背面侧安装面222上安装有启动微型控制器46的第2电源电路432、保存数据的非易失性存储器47和方位传感器48。微型控制器46相对于安装在第2刚性基板22上的其它电子部件(非易失性存储器47和方位传感器48)尺寸较大。因此，优选将微型控制器46配置在正面侧安装面221的中央部。由此，能够将微型控制器46有效地用作增强第2刚性基板22的强度的增强部件。因此，可抑制第2刚性基板22的挠曲变形引起的不必要的振动，不会向角速度传感器411 413传递不必要的振动，从而使角速度传感器411 413的角速度的检测精度提高。此外，可利用第2刚性基板22的所述接地层阻断从微型控制器46产生的辐射噪声，因此可通过将方位传感器48安装到与微型控制器46相反的安装面上，有效地防止辐射噪声(磁场)到达方位传感器48而给方位传感器48带来不良影响。因此，能够提高方位传感器48的检测精度。(第3刚性基板23)在第3刚性基板23的正面侧安装面231上安装有检测绕x轴的角速度的角速度传感器(第2传感器元件)412。(第4刚性基板24)在第4刚性基板24的正面侧安装面241上安装有检测绕y轴的角速度的角速度传感器(第3传感器元件)413。
(第5刚性基板25)在第5刚性基板25的背面侧安装面252上安装有接口用的连接器49。由此，能够简单地进行信号的输出、和温度校正系数等信号的输入。以上，对电子部件4的配置进行了详细说明。在安装基板2中，在第I刚性基板21上形成有包含第I电源电路431、放大电路44和模拟/数字转换电路45的模拟电路，在第2刚性基板22上形成有包含微型控制器46的数字电路。这样，通过在不同的基板上形成模拟电路和数字电路，能够抑制从数字电路产生的高频噪声传播到模拟电路，能够发挥优异的可靠性和检测精度。此外，在本实施方式中，分别准备了模拟电路用的电源和数字电路用的电源。即，作为模拟电路用电源而具有第I电源电路431，作为数字电路用电源而具有第2电源电路432。此外，关于所述接地层，也分别准备了模拟电路用的接地层和数字电路用的接地层。通 过采用这种结构，能够更有效地抑制噪声的产生，从而模块I的检测精度进一步提高。作为角速度传感器411 413，只要能够检测角速度则没有特别限定，可使用公知的单轴检测型的角速度传感器。作为这种角速度传感器411 413，例如可使用具有图4所示的振动片5的传感器。振动片5由石英(压电材料)构成。此外，振动片5具有基部51 ;从基部51的两侧向纸面纵向延伸的一对检测用振动臂52、53 ;从基部51的两侧向纸面横向延伸的一对连结臂54、55 ;以及从各连结臂54、55前端部的两侧向纸面纵向延伸的各一对驱动用振动臂56、57、58、59。另外，在各检测用振动臂52、53的表面上形成有检测用电极(未图示)，在驱动用振动臂56、57、58、59的表面上形成有驱动用电极(未图示)。在这种振动片5中，对驱动用电极施加电压，由此在使驱动用振动臂56、58和驱动用振动臂57、59以彼此反复接近/分离的方式进行振动的状态下，施加振动片5的绕法线A的角速度ω时，哥氏力被施加给振动片5，由此激励出检测用振动臂52、53的振动。然后，利用检测用电极来检测由于检测用振动臂52、53的振动而产生的检测用振动臂52、53的变形，由此能够求出施加到振动片5的角速度。[支承部件]如图5和图6所示，支承部件3呈大致长方体形状，具有相对配置的上表面31和下表面32、以及对它们进行连接的4个侧面33、34、35、36。在这种支承部件3中，至少相邻的两个侧面与上表面31或下表面32以相互垂直的方式高精度地形成。另外，在本实施方式中，相邻的面全部以相互垂直的方式高精度地形成。如后所述，下表面32、侧面33以及侧面34是对安装有角速度传感器411 413的第I、第3、第4刚性基板21、23、24进行固定的面。因此，通过相互垂直地形成这3个面，能够以检测轴Al A3相互垂直的姿势正确地配置角速度传感器411 413。因此，根据模块I，可高精度地检测绕各轴(X轴、y轴和z轴)的角速度。(侧面33)侧面33构成对第3刚性基板23进行固定的固定面。第3刚性基板23在其正面侧安装面231朝向支承部件3侧(内侧)的状态下固定于侧面33。具体地说，支承部件3具有从侧面33的两端部突出两个凸起332、333，在第3刚性基板23上形成的孔部23a、23b与该凸起332、333卡合。由此，如图7所示，第3刚性基板23固定于侧面33。
这样通过采用2个凸起332、333，可进行第3刚性基板23相对于侧面33的定位，同时将第3刚性基板23固定于侧面33。尤其是，通过在侧面33的两端部形成凸起332、333，使凸起332、333的间隔距离变长，由此能够更高精度地进行第3刚性基板23的定位。第3刚性基板23在侧面33上的固定进一步优选同时使用基于粘接剂的粘接。由此，能够将第3刚性基板23更牢固地固定于侧面33。该情况对于后述的其它刚性基板21、22、24、25也同样如此。此外，支承部件3在侧面33具有开放的凹部331。该凹部331是与角速度传感器412的位置以及外形对应地形成的，在将第3刚性基板23固定到侧面33的状态下，角速度传感器412被收容到凹部331内。即，凹部331构成了用于防止支承部件3与角速度传感器411之间的接触的避让部。通过形成这样的凹部331，能够有效利用支承部件3的内部空间，实现模块I的小型化。另外，也可以利用粘接剂等将角速度传感器412的顶面(与安装于第I刚性基板21上的面相反侧的面)与支承部件的凹部331的表面接合。通过采用这样的结构，能够加 强传感器元件与支承部件的接合。(侧面34)侧面34构成对第4刚性基板24进行固定的固定面。第4刚性基板24以其正面侧安装面241朝向支承部件3侧(内侧)的状态固定于侧面34。具体地说，支承部件3具有从侧面34的两端部凸出的2个凸起342、343，在第4刚性基板24上形成的孔部24a、24b与该凸起342、343卡合。由此，如图7所示，将第4刚性基板24固定于侧面34。另外，支承部件3在侧面34具有开放的凹部341。该凹部341是与角速度传感器413的位置以及外形对应地形成的，在将第4刚性基板24固定到侧面34的状态下，角速度传感器413被收容到凹部341内。S卩，凹部341构成了用于防止支承部件3与角速度传感器413的接触的避让部。通过形成这样的凹部341，能够有效利用支承部件3的内部空间，能够实现模块I的小型化。另外，也可以利用粘接剂等将角速度传感器413的顶面(与安装于第2刚性基板22上的面相反侧的面)与支承部件的凹部341的表面接合。通过构成这样的结构，能够加强传感器元件与支承部件的接合。(侧面35)侧面35构成对第5刚性基板25进行固定的固定面。第5刚性基板25在其正面侧安装面251朝向支承部件3侧(内侧)的状态下被固定到侧面35。即，在使连接器49露出到模块I的外侧的状态下，第5刚性基板25固定到侧面35。具体地说，支承部件3具有从侧面35的两端部突出的两个凸起352、353，在第5刚性基板25上形成的孔部25a、25b与该凸起352、353卡合。由此，如图7所示，第5刚性基板25固定到侧面35。(下表面32)下表面32构成对第I刚性基板21进行固定的固定面。第I刚性基板21在其正面侧安装面211朝向支承部件3侧(内侧)的状态下被固定到下表面32。具体地说，支承部件3具有在下表面32的处于对角关系的两个角部形成的两个螺纹孔32a、32b。将在第I刚性基板21上形成的孔部21a、21b对准于该螺纹孔32a、32b，并利用螺钉81、82进行螺钉紧固，由此,如图7所示，第I刚性基板21固定于下表面32。另外，也可以替代螺纹孔32a、32b设置凸起部，并对该凸起部与孔部21a、21b卡合来进行固定。另外，支承部件3具有贯通上表面31与下表面32的贯通孔37。在将第I刚性基板21固定到下表面32的状态下，在贯通孔37内收纳有安装在正面侧安装面211的第I电源电路431、放大电路44和模拟/数字转换电路45。S卩，贯通孔37成为角速度传感器413和加速度传感器42的收纳空间，从而有助于模块的小型化、薄型化。此外，贯通孔37构成了用于防止支承部件3与第I电源电路431、放大电路44以及模拟/数字转换电路45的接触的避让部。通过形成这种贯通孔37，能够有效地应用支承部件3的内部空间，能够实现模块I的小型化(薄型化)。(上表面31)上表面31构成对第2刚性基板22进行固定的固定面。第2刚性基板22在其正面侧安装面221朝向支承部件3侧(内侧)的状态下被固定到上表面31。具体地说，支承部件3具有在上表面31的处于对角关系的两个角部形成的两个螺纹孔31a、31b。这些螺纹孔3la、3Ib与形成在下表面32上的螺纹孔32a、32b相对形成。将在第2刚性基板22上形 成的孔部22a、22b对准于该螺纹孔31a、31b，并利用螺钉83、84进行螺钉紧固，由此，如图7所示，第2刚性基板22固定到上表面31。此外，如上所述，支承部件3具有贯通孔37。在将第2刚性基板22固定到上表面31的状态下，在贯通孔37内收纳有安装在正面侧安装面221上的微型控制器46。S卩，贯通孔37构成了用于防止支承部件3与微型控制器46的接触的避让部。通过形成这种贯通孔37，能够有效地应用支承部件3的内部空间，能够实现模块I的小型化(薄型化)。此外，在支承部件3上，形成有在上表面31和下表面32的缘部对这两个面进行贯通的两个贯通孔381、382。这2个贯通孔381、382形成为贯通上表面31的处于对角关系的2个角部即未形成螺纹孔31a、31b的2个角部、以及与这2个角部对应的下表面32的角部。如后所述，这样的贯通孔381、382是通过螺钉紧固方式将支撑部件3固定于底座7时用于插入螺钉的螺纹孔。此外，作为支承部件3的构成材料，没有特别限定，但例如优选是硬质的材料，以在从外部施加压力时防止变形。由此，能够更可靠地维持下表面32、侧面33和侧面34相互垂直的状态，能够较高地维持模块I的检测精度。对这样的材料没有特别限定，例如可举出铁、镍、铜、铝等各种金属、或者包含它们中的至少I种的合金或金属间化合物、以及这些金属的氧化物等。其中，作为合金，例如可举出不锈钢、铬镍铁合金(inconel)以及其它合金，例如硬铝合金等各种铝系列合金。这样，通过用金属材料构成支承部件3，能够发挥如下的效果。即，当用金属材料那样的具有高导电率的材料构成支承部件3时，可利用支承部件3阻断从微型控制器46等产生的辐射噪声。因此，能够防止这种辐射噪声到达凹部331、341内的角速度传感器412、413而对这些传感器带来不良影响。其结果，可利用角速度传感器412、413高精度地检测角速度。另外，作为上述硬质材料，除了上述金属材料之外，例如还可以举出聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚(4-甲基戊烯-I)、离聚物、丙烯酸类树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)、丁二烯-苯乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯、聚醚、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺、聚缩醛(POM)、聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚芳酯、芳香族聚酯(液晶聚合物)、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、其他氟类树脂、环氧树脂、酚树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、硅树脂、聚氨酯等、或者以这些材料为主的共聚物、混合体、聚合物合金等，还可以组合这些材料中的I种或2种以上进行使用。另外，作为支承部件3的构成材料，优选的是能够发挥吸收不必要振动的防振、隔振功能的弹性材料。作为这样的材料，例如可以举出天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丙烯酸类橡胶、乙烯-丙烯橡胶、硅橡胶、氟橡胶这样的各种橡胶材料(特别是经硫化处理的橡胶材料)、或者苯乙烯类、聚烯烃类、聚氯乙烯类、聚氨酯类、聚酯类、聚酰胺类、聚丁二烯类、反式聚异戊二烯类、氟橡胶类、氯化聚乙烯类等各种热塑性弹性体，还可以混合这些材料中的I种或2种以上进行使用。另外，作为支承部件3的构成材料，为了同时实现不易变形和防振、隔振功能，优选采用隔振钢。 这样的支承部件3具有相互垂直的3个面即下表面32、侧面33以及侧面34，所以，只需在下表面32上固定安装有角速度传感器411的第I刚性基板21、在侧面33上固定安装有角速度传感器412的第3刚性基板23、在侧面34上固定安装有角速度传感器413的第4刚性基板24，即可简单且可靠地相互垂直地配置3个角速度传感器411 413。S卩，能够将角速度传感器411的检测轴Al、角速度传感器412的检测轴A2和角速度传感器413的检测轴A3配置成相互垂直。因此，能够简单地提高模块I的角速度的检测精度。另外，角速度传感器412、413比安装基板2更靠支承部件3侧。因此，利用第3刚性基板23防止角速度传感器412露出于模块I的外部，利用第4刚性基板24防止角速度传感器413露出于模块I的外部。根据这样的配置，例如在模块I的制造时或将模块I组装于其它电子设备时，角速度传感器412、413不会与作业人员或制造设备等接触，能够有效防止这些传感器类部件的损坏。另外，如上所述，可利用安装基板2所具有的接地层来阻断外部磁场，所以角速度传感器412、413不会受到上述磁场的影响，能够利用这些传感器类部件高精度地检测角速度。[壳体]如图I所示，壳体(保持部件)6具有固定支承部件3的底座7、和覆盖固定在底座7上的支承部件3的盖部件(盖)10。以下，依次说明底座7和盖部件10。(底座7)如图8所示，底座7呈板状并具有大致矩形的平面视图形状。这样，使底座7成为大致矩形的平面视图形状，由此容易从模块I的外部确认X轴、y轴、z轴(角速度传感器411 413的检测轴Al A3)的各轴，并在将模块I搭载到未图示的对象物(例如电子设备侧的电路基板)等上时，容易进行其搭载(定位)。此外，底座7的下表面与xy平面(由X轴和y轴形成的平面)平行。由此，在将模块I安装到对象物上时，对象物的安装面与xy平面平行。因此例如，在后述的电子设备500等中，能够简单地进行对象物的配设，能够利用模块I更正确地检测绕各轴的角速度。此外，在位于底座7的对角上的2个角部中分别形成有朝外周(外缘)开放的长孔711、712。这些长孔711、712相互朝相同的方向延伸。这种长孔711、712是用于将模块I固定到所述对象物的螺纹孔。即，长孔711、712构成用于将模块I固定到对象物的固定部。通过采用该长孔711、712利用螺钉将模块I紧固于对象物，能够简单且可靠地将模块I固定于对象物。这里，在利用螺钉将长孔711、712中的一方临时固定于对象物的状态下，能够以该螺钉为转动中心，使模块I在对象物上绕z轴转动。因此，首先利用一个长孔来临时固定(螺钉紧固)模块1，然后进行模块I的绕Z轴的定位，接着对另一个长孔进行螺钉紧固，最后正式拧紧两个螺钉，由此能够使模块I在绕Z轴进行高精度定位后的状态下固定到对象物上。另外，在利用各个长孔711、712将模块I临时固定于对象物的状态下，能够使模块I相对于对象物在长孔711、712的延伸方向上滑动。因此，能够微细地调整模块I相对于对象物在X轴方向以及I轴方向上的位置。由此，能够更高精度地进行模块I相对于对象物
的定位。另外，在底座7上形成有将上表面的缘部排除在外而在中央部开放的凹部72。凹部72作为收纳部发挥功能，在将支承部件3固定于底座7上的状态下，该收纳部收纳第I刚性基板21的背面侧安装面212上安装的角速度传感器411以及加速度传感器42。换言之，凹部72构成了用于防止底座7与角速度传感器411以及加速度传感器42的接触的避让部。通过形成这样的凹部72，能够有效利用底座7的空间，能够实现模块I的小型化(薄型化)。另外，在底座7上形成有4个定位部741、742、743、744。这些定位部741 744具有进行支承部件3在底座7上的绕X轴、y轴以及z轴这各个轴的定位的功能。具体地说，定位部741 744具有如下功能将支承部件3相对于底座7定位成，由角速度传感器412的检测轴A2和角速度传感器413的检测轴A3形成的平面、与xy平面平行，而且角速度传感器411的检测轴Al与z轴平行。这4个定位部741 744设置在凹部72的4个角部，并从凹部72的底面突出形成。此外，定位部741、742、743、744具有由与xy平面平行的平面构成的载置面741a、742a、743a、744a，这4个载置面741a 744a位于与xy平面相互平行的同一平面上。因此，当在这些载置面741a 744a上以支承部件3的下表面32与载置面相对的方式载置支承部件3时，角速度传感器411的检测轴Al与z轴平行。这样，仅通过在4个定位部741 744上载置支承部件3，就能够简单且高精度地进行角速度传感器411相对于底座7的绕X轴和y轴的定位。尤其是，如本实施方式那样，能够通过在凹部72的各角部设置4个定位部741 744，即通过在凹部72的缘部隔开间隔设置4个定位部741 744，使这些定位部741 744相互隔开较大距离，从而能够将支承部件3更稳定地载置到定位部741 744。这种定位部741 744中的处于对角关系的2个定位部742、744具有螺纹孔761、762。螺纹孔761、762是用于将载置到在底座7 (载置面741a 744a)的支承部件3固定到底座7的螺纹孔。即，螺纹孔761、762构成用于将支承部件3固定到底座7的固定部。螺纹孔761形成为朝载置面742a开放，同样，螺纹孔762形成为朝载置面744a开放。此外，如图9所示，在xy平面视图中，螺纹孔761、762的中心间距离D与支承部件3的贯通孔381、382的中心间距离D’大体一致。此外，连接螺纹孔761、762的中心彼此的直线L与X轴所成的角Θ1大致等于连接贯通孔381、382的中心(中心轴)彼此的直线L’与平行于侧面34的面所成的角Θ 1’，直线1^与7轴所成的角Θ 2大致等于直线L’与平行于侧面33的面所成的角Θ 2’。因此，在以螺纹孔761与贯通孔381相对(连通)、并且螺纹孔762与贯通孔382相对(连通)的方式，将支承部件3载置于底座7 (载置面741a 744a)时，固定于支承部件3的侧面33的角速度传感器412的检测轴A2与x轴大致平行，并且，固定于侧面34的角速度传感器413的检测轴A3与y轴大致平行。并且，使螺钉85，86经由贯通孔381、382紧固于螺纹孔761,762,由此，在保持角速度传感器411、412、413的检测轴Al、A2、A3与z轴、X轴、y轴平行的状态下，支承部件3完全固定于保持部件7 (参照图I (b))。这样，根据底座7，只需进行贯通孔381、382与螺纹孔761、762的对位并进行固定就能够简单且高精度地进行支承部件3相对于底座7的绕z轴的定位。换言之，如果未处于角速度传感器411、412、413的检测轴Al、A2、A3与z轴、X轴、y轴平行的状态，则无法将支承部件3固定到底座7上，所以，能够更可靠地进行支承部件3相对于底座7的定位。这样，把螺纹孔761、762用作将支承部件3固定于底座7的固定部，并且用作进行支承部件3 的绕z轴的定位的定位部，由此能够更准确地进行支承部件3相对于底座7的定位。此外，关于支承部件3在底座7上的固定，也可以与螺钉紧固一起，同时利用粘接剂进行接合。由此，因为在底座7与支承部件3之间夹有粘接剂层，所以能够抑制支承部件3的不必要振动。结果，角速度传感器411 413等的检测精度提高。此外，定位部741 744中的处于对角关系的2个定位部741、743具有凹部751、752。凹部751形成为朝载置面741a开放，同样，凹部752形成为朝载置面743a开放。这些凹部751、752构成避让部(收纳部)，该避让部用于在将支承部件3固定到底座7时防止底座7与螺钉82、81的头部(头)的接触。因此，凹部751、752具有可收纳螺钉82、81的头部的形状和大小。能够通过设置这种凹部751、752，防止支承部件3、底座7的损坏和支承部件3的变形等，从而模块I的可靠性提高。此外，这种凹部751、752还作为进行支承部件3相对于底座7的绕z轴的定位的临时定位部发挥功能。即，能够通过以在凹部751、752中收纳螺钉82、81的头部的方式将支承部件3载置到底座7，粗略地进行支承部件3相对于底座7的绕z轴的定位。此外，在此状态下，限制了支承部件3的绕z轴的过度转动，因此能够简单地进行螺纹孔761、762与贯通孔381、382的对位。为了更有效地发挥作为临时定位部的功能，凹部751优选设为可在该凹部751内限制螺钉81的头部在xy平面方向上移动的形状。关于凹部752也同样如此。由此，能够在凹部751、752内收纳有螺钉81、82的头部的状态下，进一步抑制支承部件3的晃动(绕z轴的转动)，能够更有效地进行上述支承部件3的临时定位。对底座7的构成材料没有特别限定，但优选为具有减振特性的材料。由此，可抑制支承部件3的不必要的振动，从而角速度传感器411 413等的检测精度提高。作为这种材料例如可举出镁合金、铁系合金、铜合金、猛合金、Ni-Ti系合金等各种减振合金。以上，对底座7的结构进行了详细说明。根据这种底座7，能够简单地固定支承部件3，并且能够简单且高精度地进行支承部件3相对于底座7的绕X轴、y轴、z轴的各轴的定位。因此，可获得能够发挥优异的检测精度的模块I。此外，如上所述，在将模块I安装到对象物的情况下，以底座7的垂直的2个侧面7c、7d为基准，进行相对于对象物的绕z轴的定位，由此能够简单地使角速度传感器412、413的检测轴A2、A3朝向期望的方向。具体地说，侧面7c是与检测轴A3平行的面，侧面7d是与检测轴A2平行的面。因此，能够通过以这些侧面7c、7d为基准进行定位，简单地使角速度传感器412、413的检测轴A2、A3朝向期望的方向。此外，在这些侧面7c、7d之间没有形成有长孔711、712，而彼此相交，因此通过以这些侧面7c、7d的连接部附近为基准进行定位，能够更简单且正确地进行如上所述的定位。(盖部件)
盖部件10以覆盖支承部件3的方式固定在底座7上。由此，能够保护电子部件4。此外，在盖部件10的侧面上形成有开口 101，在底座7上固定有盖部件10的状态下，连接器49从该开口 101露出到外部。由此，能够容易地进行外部设备与连接器49的电连接。对底座7与盖部件10的固定方法没有特别限定，可使用嵌合、旋合、利用粘接剂的接合。此外，盖部件10以在xy平面视图中不与形成在底座7上的长孔711、712重叠的方式切出了两个角部。由此，能够容易地将模块I固定到对象物(对象物)上。作为这种盖部件10的构成材料，没有特别限定，例如可以举出聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚(4-甲基戊烯-I)、离聚物、丙烯酸系树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)、丁二烯-苯乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯、聚醚、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺、聚缩醛(Ρ0Μ)、聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚芳酯、芳香族聚酯(液晶聚合物)、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、其它氟类树脂、环氧树脂、酚树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、硅树月旨、聚氨酯等、或者以上述材料为主的共聚物、混合体、聚合物合金等，还可以组合这些材料中的I种或2种以上进行使用。以上说明了壳体6。在模块I中，在底座7的凹部72内填充有未图示的填充剂(模塑材料)，并利用填充剂填埋凹部72与第I刚性基板21之间的间隙。利用这种填充剂固定第I刚性基板21的背面侧安装面212 (角速度传感器411、加速度传感器42)及从第I刚性基板21延伸出的连结部261、262、263，由此能够有效地防止在第I刚性基板21上产生不必要的振动，因此角速度传感器411 413和加速度传感器42的检测精度提高。作为填充剂的构成材料，优选具有绝缘性。作为这种材料，没有特别限定，例如可以举出聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚(4-甲基戊烯-I)、离聚物、丙烯酸系树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)、丁二烯-苯乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯、聚醚、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺、聚缩醛(Ρ0Μ)、聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚芳酯、芳香族聚酯(液晶聚合物)、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、其它氟类树脂、环氧树脂、酚树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、硅树脂、聚氨酯等、或者以上述材料为主的共聚物、混合体、聚合物合金等，还可以组合这些材料中的I种或2种以上进行使用。
《第2实施方式》接着，说明本发明的模块的第2实施方式。图10是本发明的第2实施方式的模块具有的安装基板的平面图。以下，关于第2实施方式，以与上述实施方式的不同之处为中心进行说明，省略相同事项的说明。本申请发明的第2实施方式的模块除了安装基板的结构不同以外，其它与上述第I实施方式相同。 如图10所示，安装基板2A由相互隔开配置的第I刚性基板21、第2刚性基板22、第3刚性基板23、第4刚性基板24、第5刚性基板25以及对它们进行连结的挠性基板26A构成。此外，挠性基板26A具有连结第I刚性基板21和第2刚性基板22的第I连结部261、连结第I刚性基板21和第3刚性基板23的第2连结部262、连结第3刚性基板23和第4刚性基板24的第3连结部263A以及连结第2刚性基板22和第5刚性基板25的第4连结部264。第I连结部261、第2连结部262、第3连结部263A和第4连结部264分别具有挠性，且能够容易地进行朝面方向的弯曲变形。这种结构的安装基板2也与上述第I实施方式所述那样，以第I刚性基板21构成下表面、第2刚性基板22构成上表面、第3 第5刚性基板23 25构成侧面的方式，并且以相邻的刚性基板彼此垂直的方式使安装基板2变形为长方体形状。利用这种第2实施方式，也能够与第I实施方式起到同样效果。2.电子设备以上这种模块I可组装到各种电子设备中。以下，对搭载有模块I的本发明的电子设备进行说明。图11是示出搭载有模块I的电子设备500的结构的一例的图。对电子设备500没有特别限定，例如可举出数字照相机、摄像机、汽车导航系统、移动电话、移动PC、机器人、游戏机、游戏控制器等。图11所不的电子设备500具有包含模块I的传感器模块510、处理部520、存储器530、操作部540和显示部550。它们利用总线560进行连接。处理部(CPU、MPU等)520进行传感器模块510等的控制及电子设备500的整体控制。并且，处理部520根据由传感器模块510检测到的角速度信息进行处理。例如，根据角速度信息进行手抖校正、姿势控制、用于GPS自主导航等的处理。存储器530存储控制程序和各种数据，另外还作为工作区域和数据存储区域发挥功能。操作部540是供用户操作电子设备500的部件。显示部550向用户显示各种信息。以上，根据图示的实施方式对本发明的模块以及电子设备进行了说明，但是，本发明不限于此，各个部分的结构可置换为具有相同功能的任意结构。此外，在上述实施方式中，对在安装基板上安装有3个角速度传感器的结构进行了说明，但是角速度传感器的数量不限于此，可以是I个、也可以是2个。此外，刚性基板的数量也可以根据角速度传感器的数量进行变更。此外，在上述实施方式中，针对使用刚性挠性基板作为安装基板的结构进行了说明，但是也可以使用挠性基板作为安装基板。
权利要求
1.一种模块，其特征在于，该模块具有 具有模拟电路的第I基板； 具有数字电路的第2基板； 具有第I传感器元件的第3基板； 第I连结部，其以电连接所述模拟电路与所述数字电路的方式连结所述第I基板与所述第2基板，并且具有挠性；以及 第2连结部，其以电连接所述模拟电路与所述第I传感器元件的方式连结所述第I基板与所述第3基板，并且具有挠性。
2.根据权利要求I所述的模块，其中，该模块具有 具有第2传感器元件的第4基板；以及 第3连结部，其以电连接所述模拟电路与所述第2传感器元件的方式连结所述第I基板与所述第4基板、或者所述第3基板与所述第4基板， 所述第3连结部具有挠性。
3.根据权利要求I所述的模块,其中， 在所述第I基板上具有与所述模拟电路电连接的第3传感器元件。
4.根据权利要求2所述的模块，其中， 所述第I基板、所述第3基板和所述第4基板配置为相互垂直。
5.根据权利要求3所述的模块，其中， 所述第I传感器元件、所述第2传感器元件和所述第3传感器元件分别为加速度传感器或角速度传感器。
6.根据权利要求5所述的模块，其中， 所述第I传感器元件、所述第2传感器元件和所述第3传感器元件的检测轴相互垂直。
7.根据权利要求3所述的模块，其中， 所述第I基板与所述第2基板彼此相对。
8.根据权利要求7所述的模块，其中， 所述第3传感器元件位于所述第I基板的与所述第2基板相反侧的面上。
9.根据权利要求I所述的模块，其中，该模块具有 具有接口用的连接器的第5基板；以及 第4连结部，其以电连接所述数字电路与所述连接器的方式连结所述第2基板与所述第5基板。
10.根据权利要求I所述的模块,其中， 所述第I基板和所述第2基板中的至少一方具有切口部， 所述连结部从所述切口部延伸出。
11.根据权利要求I所述的模块，其中， 所述模拟电路包含电源电路、放大电路和模拟/数字转换电路中的至少一个， 所述数字电路包含微型控制器。
12.根据权利要求I所述的模块,其中， 该模块具有具备多个固定面的支承部件， 所述第I基板、所述第2基板和所述第3基板分别沿着所述固定面进行配置。
13.一种电子设备，其特征在于，该电子设备具有权利要求I所述的模块。
全文摘要
本发明提供模块以及电子设备，通过抑制噪声的产生而发挥优异的可靠性，并且传感器元件的配置自由度较高。模块(1)具有具有模拟电路的第1刚性基板(21)；具有数字电路的第2刚性基板(22)；具有角速度传感器(412)的第3刚性基板(23)；第1连结部(261)，其以电连接模拟电路与数字电路的方式连结第1刚性基板(21)与第2刚性基板(22)，并且具有挠性；以及第2连结部(262)，其以电连接模拟电路与角速度传感器(412)的方式连结第1刚性基板(21)与第3刚性基板(23)，并且具有挠性。
文档编号G01C19/5719GK102809373SQ201210175260
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月30日 优先权日2011年5月31日
发明者佐久间正泰, 小林祥宏, 北村昇二郎, 茅野岳人, 小神通治 申请人:精工爱普生株式会社