KR101521384B1

KR101521384B1 - 실장 기판

Info

Publication number: KR101521384B1
Application number: KR1020140035196A
Authority: KR
Inventors: 도루 에비네; 히로카츠 오쿠무라; 히데유키 오다기리; 하루히로 츠네타
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2015-05-18
Also published as: CN104080325A; JP2014192393A; TW201503770A; KR20140118851A; TWI602475B; JP6081258B2

Abstract

과제
신호 생성용 소자의 주위에 복수의 전기 부품이 실장된 기판을 나사로 고정시킨 경우라도, 소자에 응력이 가해지는 것을 억제할 수 있는 실장 기판을 제공하는 것.
해결 수단
실장 기판의 기판에서는, 감자 소자 및 전기 부품이 실장된 내측 실장 영역과, 실장 기판을 나사에 의해 고정시키기 위한 구멍 사이에 슬릿이 연장되어 있다. 슬릿은, 내측 실장 영역을 둘러싸는 둘레 방향의 일부에 띠상의 연결부를 남기고 내측 실장 영역을 둘러싸도록 연장되고, 2 개의 구멍은, 구멍끼리를 연결하는 가상선이 연결부의 연장 방향과 비스듬하게 교차하는 위치에 형성되어 있다. 내측 실장 영역에서는, 일부의 전기 부품이 X 방향에 있어서 감자 소자를 사이에 두는 양측에 실장되고, 다른 일부의 전기 부품이 Y 방향에 있어서 감자 소자를 사이에 두는 양측에 실장되어 있다.

Description

실장 기판{MOUNTING SUBSTRATE}

본 발명은 기판에 소자가 실장된 실장 기판에 관한 것이다.

센서 장치 등에서는 기판에 센서 소자가 실장된 실장 기판이 사용되고 있고, 이러한 실장 기판은 나사에 의해 각종 기기에 고정된다. 그 때, 나사에 의한 고정 지점으로부터 실장 기판에 응력이 가해지는 결과, 실장 기판에는, 도 7 에 시뮬레이션 결과를 나타내는 바와 같은 변형이 발생한다. 도 7 의 (a) 는, 나사 (88a, 88b) 에 의한 고정을 실시한 경우의 실장 기판 (500) 의 평면 내에 있어서의 변형량의 분포를 나타내는 설명도이고, 도 7 의 (b), (c) 는, 도 7 의 (a) 의 화살표 Fa 에서 보았을 때의 실장 기판의 변형량을 나타내는 설명도, 및 도 7 의 (a) 의 화살표 Fb 에서 보았을 때의 실장 기판의 변형량을 나타내는 설명도이다. 도 7 로부터 알 수 있는 바와 같이, 실장 기판을 나사 (88a, 88b) 에 의해 고정시키면, 실장 기판에 응력이 가해지는 결과, 나사 (88a, 88b) 를 고정시킨 위치를 연결하는 가상선에 대해 직교하는 방향에 위치하는 부분이 들뜨려고 하는 변형이 발생한다. 그 결과, 실장 기판에 실장한 센서 소자 등으로부터의 출력이 불균일하다는 문제점이 있다.

예를 들어, 자기 센서 장치에서는, 감자 (感磁) 소자를 기판에 실장한 실장 기판 구조가 채용되고 있다. 이러한 감자 소자는, 소자 기판의 일방의 면에 자기 저항막으로 이루어지는 복수의 감자막 (感磁膜) 이 형성되어 있고, 복수의 감자막에 의해 구성한 2 상 (A 상 및 B 상) 의 브리지 회로로부터 출력된 출력에 기초하여, 회전체의 각도 속도나 각도 위치 등을 검출한다. 그 때, 실장 기판의 변형에 수반하여, 감자 소자에 응력이 가해지면, 감자막에 응력이 가해진다. 여기에서, 감자막에 의해 브리지 회로를 구성한 경우, 각 감자막에 응력이 가해져 저항 변화가 발생해도, 이러한 변화는 상쇄될 것이다. 그러나, 감자막을 이용한 자기 센서 장치에서는, 비록 감자막에 의해 브리지 회로를 구성한 경우라도, 복수의 감자막에 가해지는 응력이 상이하면, 출력이 변동되어 버린다.

한편, 실장 기판에 있어서, 소자의 실장 영역의 주위를 슬릿으로 둘러싼 구성이 제안되어 있다 (특허문헌 1 참조). 또, 실장 기판에 있어서 나사를 고정시키는 위치와 실장 영역 사이에 슬릿을 형성한 구성이 제안되어 있다 (특허문헌 2, 3 참조).

일본 공개특허공보 평9-148687호 일본 공개특허공보 2002-158407호 일본 공개특허공보 2007-305921호

그러나, 특허문헌 1 ∼ 3 과 같이, 외부로부터 실장 영역으로의 응력의 전달을 슬릿에 의해 완화시키는 구성의 경우에는, 실장 영역이 좁아지기 때문에, 센서 소자의 근방에 커패시터나 저항 등의 전기 부품이 배치되게 된다. 그 결과, 환경 온도가 변화했을 때, 전기 부품의 실장에 사용한 핸더와 기판의 열팽창 계수의 차이에서 기인하여 내측 실장 영역에 응력이 발생하고, 이러한 응력이 센서 소자에 가해져 출력이 변동된다는 새로운 문제가 발생한다.

이상의 문제점을 감안하여, 본 발명의 과제는, 신호 생성용 소자의 주위에 복수의 전기 부품이 실장된 기판을 나사로 고정시킨 경우라도, 소자에 응력이 가해지는 것을 억제할 수 있는 실장 기판을 제공하는 것에 있다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관련된 실장 기판은, 기판과, 그 기판의 내측 실장 영역에 실장된 신호 생성용 소자와, 상기 내측 실장 영역에서 상기 소자의 주위에 실장된 복수의 전기 부품을 갖고, 그 기판에는, 상기 기판을 나사에 의해 고정시키기 위한 복수의 구멍과, 상기 내측 실장 영역과 상기 구멍 사이에서 상기 내측 실장 영역과 상기 구멍을 연결하는 가상선과 교차하는 방향으로 연장되는 슬릿이 형성되어 있고, 평면에서 볼 때, 상기 복수의 전기 부품의 일부 또는 전부가 상기 기판의 면내 방향의 제 1 방향에 있어서 상기 소자를 사이에 두는 양측에 실장되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 소자 및 전기 부품이 실장된 내측 실장 영역과, 기판을 나사에 의해 고정시키기 위한 구멍 사이에 슬릿이 형성되어 있기 때문에, 구멍을 이용하여 기판을 나사에 의해 고정시켰을 때의 응력은, 슬릿에 의해 흡수된다. 그 때문에, 나사에 의해 고정시켰을 때의 응력은, 내측 실장 영역에 잘 전달되지 않는다. 또, 내측 실장 영역에서는, 복수의 전기 부품의 일부 또는 전부가 제 1 방향에 있어서 소자를 사이에 두는 양측에 실장되어 있기 때문에, 환경 온도가 변화했을 때, 전기 부품의 실장에 사용한 핸더와 기판의 열팽창 계수의 차이에서 기인하여 내측 실장 영역에 응력이 발생해도, 제 1 방향에 있어서 소자에는 응력이 등방적으로 가해지게 된다. 그 때문에, 응력에 의해 소자로부터의 출력이 변동되는 것을 억제할 수 있다.

본 발명에서는, 평면에서 볼 때, 상기 복수의 전기 부품은, 일부가 상기 제 1 방향에 있어서 상기 소자를 사이에 두는 양측에 실장되고, 다른 일부가 상기 기판의 면내 방향의 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향에 있어서 상기 소자를 사이에 두는 양측에 실장되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 환경 온도가 변화했을 때, 전기 부품의 실장에 사용한 핸더와 기판의 열팽창 계수의 차이에서 기인하여 내측 실장 영역에 응력이 발생해도, 제 2 방향에서도 소자에는 응력이 등방적으로 가해지게 된다. 그 때문에, 응력에 의해 소자로부터의 출력이 변동되는 것을 억제할 수 있다.

본 발명에 있어서, n 을 2 이상의 정수로 했을 때, 상기 복수의 전기 부품의 각 실장 위치는, 상기 소자를 중심으로 하는 n 회 대칭의 회전 대칭성을 갖는 관계에 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 환경 온도가 변화했을 때, 전기 부품의 실장에 사용한 핸더와 기판의 열팽창 계수의 차이에서 기인하여 내측 실장 영역에 응력이 발생해도, 소자에는 응력이 등방적으로 가해지게 된다. 그 때문에, 응력에 의해 소자로부터의 출력이 변동되는 것을 억제할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 복수의 전기 부품 중, 동일 종류의 전기 부품의 각 실장 위치는, 상기 소자를 중심으로 하는 n 회 대칭의 회전 대칭성을 갖는 관계에 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 환경 온도가 변화했을 때, 전기 부품의 실장에 사용한 핸더와 기판의 열팽창 계수의 차이에서 기인하여 내측 실장 영역에 응력이 발생해도, 소자에는 응력이 등방적으로 가해지게 된다. 그 때문에, 응력에 의해 소자로부터의 출력이 변동되는 것을 억제할 수 있다. 본 발명에 있어서의「종류가 동일」이란, 서로 저항이거나 혹은 서로 커패시터이거나 하여 기능이 동일하고, 또한 사이즈가 동일한 것을 의미하고, 용량 등의 정격은 상이해도 동일한 종류에 해당한다.

본 발명에 있어서, 상기 슬릿은, 상기 내측 실장 영역을 둘러싸는 둘레 방향의 일부에 띠상의 연결부를 남기고 상기 내측 실장 영역을 둘러싸도록 연장되어 있고, 상기 복수의 구멍은, 당해 구멍끼리를 연결하는 가상선이 상기 연결부의 연장 방향과 비스듬하게 교차하는 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 구멍을 이용하여 기판을 나사에 의해 고정시켰을 때의 응력이 연결부를 통해 내측 실장 영역에 잘 전달되지 않는다.

본 발명에 있어서, 상기 구멍끼리를 연결하는 가상선은, 상기 연결부의 연장 방향에 대해 45°± 15°의 각도로 교차하고 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 구멍을 이용하여 기판을 나사에 의해 고정시켰을 때의 응력이 연결부를 통해 내측 실장 영역에 잘 전달되지 않는다.

본 발명에 있어서, 상기 복수의 구멍은, 상기 내측 실장 영역을 사이에 두는 양측에 배치된 2 개의 구멍인 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 나사에 의한 고정 지점을 필요 최소한으로 고정시킬 수 있기 때문에, 구멍을 이용하여 기판을 나사에 의해 고정시켰을 때의 응력이 작다.

본 발명에 있어서, 상기 소자 및 상기 전기 부품은, 상기 기판의 일방의 면에 실장되어 있는 구성을 채용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 기판의 타방의 면에는, 상기 소자와 겹치는 위치에, 다른 전기 부품이 실장되어 있는 구성을 채용할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 내측 실장 영역의 양면에서 응력을 없앨 수 있기 때문에, 소자에 응력이 잘 가해지지 않는다.

본 발명에 있어서, 상기 기판은, 상기 슬릿에 대해 상기 내측 실장 영역과는 반대측에, 다른 전기 부품이 실장된 외측 실장 영역을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 소자의 근방에 배치하면 소자에 응력을 가하는 전기 부품을 슬릿의 외측 (외측 실장 영역) 에 실장할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 소자는 센서 소자인 구성을 채용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 센서 소자는, 브리지 회로를 구성하는 감자막을 구비한 감자 소자인 구성을 채용할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 실장 기판을 구비한 자기 센서 장치, 및 로터리 인코더의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 2 는 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 실장 기판을 구비한 자기 센서 장치의 검출 원리를 나타내는 설명도이다.
도 3 은 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 실장 기판의 평면도이다.
도 4 는 본 발명의 실시형태 2 에 관련된 실장 기판의 평면도이다.
도 5 는 본 발명의 실시형태 3 에 관련된 실장 기판의 단면도이다.
도 6 은 본 발명의 실시형태 4 에 관련된 실장 기판의 평면도이다.
도 7 은 기판에 가해지는 응력에 수반하는 변형의 시뮬레이션 결과를 나타내는 설명도이다.

이하에, 도면을 참조하여, 본 발명을 적용한 실장 기판을 설명한다. 이하의 설명에서는, 실장 기판으로서, 자기 센서 장치용 실장 기판을 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 기판 (50) 의 면내 방향에서 교차하는 X 방향 및 Y 방향 중 일방이「제 1 방향」에 상당하고, 타방이「제 2 방향」에 상당한다.

[실시형태 1]

도 1 은, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 실장 기판을 구비한 자기 센서 장치 (10), 및 로터리 인코더 (1) 의 구성을 나타내는 설명도로서, 도 1 의 (a), (b) 는, 감자 소자 (4) 등에 대한 신호 처리계의 설명도, 및 감자 소자 (4) 등이 실장된 실장 기판을 고정체측에 고정시키기 위한 홀더의 설명도이다. 도 2 는, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 실장 기판을 구비한 자기 센서 장치 (10) 의 검출 원리를 나타내는 설명도로서, 도 2 의 (a), (b), (c), (d) 는, A 상용 감자막의 전기적인 접속 구조를 나타내는 설명도, B 상용 감자막의 전기적인 접속 구조를 나타내는 설명도, 감자 소자 (4) 로부터 출력되는 신호의 설명도, 및 이러한 신호와 회전체 (2) 의 각도 위치 (전기각) 의 관계를 나타내는 설명도이다.

도 1 의 (a) 에 나타내는 로터리 인코더 (1) 는, 고정체 (도시 생략) 에 대한 회전체 (2) 의 축선 둘레 (회전 축선 둘레) 의 회전을 자기 센서 장치 (10) 에 의해 자기적으로 검출하는 장치이고, 고정체는, 도 1 의 (b) 에 나타내는 홀더 (8) 등을 개재하여 모터 장치의 프레임 등에 고정되고, 회전체 (2) 는, 모터 장치의 회전 출력축 등에 연결된 상태로 사용된다. 회전체 (2) 측에는, N 극와 S 극이 둘레 방향에 있어서 1 극씩 착자 (着磁) 된 착자면 (21) 을 회전 축선 방향 (L) 의 일방측을 향하는 마그넷 (20) 이 유지되어 있고, 마그넷 (20) 은 회전체 (2) 와 일체로 회전 축선 둘레로 회전한다.

고정체측에는, 마그넷 (20) 의 착자면 (21) 에 대해 회전 축선 방향 (L) 의 일방측에서 대향하는 감자 소자 (4), 및 후술하는 처리를 실시하는 제어부 (90) 등을 구비한 자기 센서 장치 (10) 가 형성되어 있다. 또, 자기 센서 장치 (10) 는, 마그넷 (20) 에 대향하는 위치에, 제 1 홀 소자 (61) 와, 제 1 홀 소자 (61) 에 대해 둘레 방향에 있어서 기계각으로 90°어긋난 지점에 위치하는 제 2 홀 소자 (62) 를 구비하고 있다.

감자 소자 (4) 는, 소자 기판 (40) 과, 마그넷 (20) 의 위상에 대해 서로 90°의 위상차를 갖는 2 상의 감자막 (A 상 (SIN) 의 감자막 및 B 상 (COS) 의 감자막) 을 구비한 자기 저항 소자이다. 이러한 감자 소자 (4) 에 있어서, A 상의 감자막은, 180°의 위상차를 가지고 회전체 (2) 의 이동 검출을 실시하는 +A 상 (SIN+) 의 감자막 (43) 및 -A 상 (SIN-) 의 감자막 (41) 을 구비하고 있고, B 상의 감자막은, 180°의 위상차를 가지고 회전체 (2) 의 이동 검출을 실시하는 +B 상 (COS+) 의 감자막 (44) 및 -B 상 (COS-) 의 감자막 (42) 을 구비하고 있다.

+A 상의 감자막 (43) 및 -A 상의 감자막 (41) 은, 도 2 의 (a) 에 나타내는 브리지 회로를 구성하고 있고, 일방의 단이 A 상용 전원 단자 Vcc A 에 접속되고, 타방의 단이 A 상용 그라운드 단자 GND A 에 접속되어 있다. +A 상의 감자막 (43) 의 중점 위치에는, +A 상이 출력되는 출력 단자 +A 가 형성되고, -A 상의 감자막 (41) 의 중점 위치에는, -A 상이 출력되는 출력 단자 -A 가 형성되어 있다. 또, +B 상의 감자막 (44) 및 -B 상의 감자막 (42) 도, +A 상의 감자막 (44) 및 -A 상의 감자막 (41) 과 마찬가지로, 도 2 의 (b) 에 나타내는 브리지 회로를 구성하고 있고, 일방의 단이 B 상용 전원 단자 Vcc B 에 접속되고, 타방의 단이 B 상용 그라운드 단자 GND B 에 접속되어 있다. +B 상의 감자막 (44) 의 중점 위치에는, +B 상이 출력되는 출력 단자 +B 가 형성되고, -B 상의 감자막 (42) 의 중점 위치에는, -B 상이 출력되는 출력 단자 -B 가 형성되어 있다. 또한, 도 2 에서는, 편의상, A 상용 전원 단자 Vcc A 및 B 상용 전원 단자 Vcc B 의 각각을 기재하였지만, A 상용 전원 단자 Vcc A 와 B 상용 전원 단자 Vcc B 가 공통으로 되어 있어도 된다. 또, 도 2 에서는, 편의상, A 상용 그라운드 단자 GND A 및 B 상용 그라운드 단자 GND B 의 각각을 기재하였지만, A 상용 그라운드 단자 GND A 와 B 상용 그라운드 단자 GND B 가 공통으로 되어 있어도 된다.

이러한 구성의 감자 소자 (4) 는, 도 1 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 마그넷 (20) 에 있어서 착자 경계 부분에 회전 축선 방향 (L) 에서 겹치는 위치에 배치되어 있다. 이 때문에, 감자 소자 (4) 의 감자막 (41 ∼ 44) 은, 각 감자막 (41 ∼ 44) 의 저항값의 포화 감도 영역 이상의 자계 강도로, 착자면 (21) 의 면내 방향에서 방향이 변화하는 회전 자계를 검출할 수 있다. 즉, 착자 경계선 부분에서는, 각 감자막 (41 ∼ 44) 의 저항값의 포화 감도 영역 이상의 자계 강도로 면내 방향의 방향이 변화하는 회전 자계가 발생한다. 여기에서, 포화 감도 영역이란, 일반적으로, 저항값 변화량 k 가, 자계 강도 H 와 근사적으로「k∝H²」의 식으로 나타낼 수 있는 영역 이외의 영역을 말한다. 또, 포화 감도 영역 이상의 자계 강도로 회전 자계 (자기 벡터의 회전) 의 방향을 검출할 때의 원리는, 감자막 (41 ∼ 44) 에 통전한 상태에서, 저항값이 포화되는 자계 강도를 인가했을 때, 자계와 전류 방향이 이루는 각도 θ 와 감자막 (41 ∼ 44) 의 저항값 R 사이에는, 하기 식

R ＝ R0 － k × sin2θ

R0：무(無)자계 중에서의 저항값

k ：저항값 변화량 (포화 감도 영역 이상일 때에는 정수 (定數))

으로 나타내는 관계가 있는 것을 이용하는 것이다. 이와 같은 원리에 기초하여 회전 자계를 검출하면, 각도 θ 가 변화하면 저항값 R 이 정현파를 따라 변화하기 때문에, 파형 품질이 높은 A 상 출력 및 B 상 출력을 얻을 수 있다.

본 형태의 자기 센서 장치 (10) 및 로터리 인코더 (1) 에 있어서, 감자 소자 (4), 제 1 홀 소자 (61) 및 제 2 홀 소자 (62) 에는, 증폭 회로 (91, 92, 95, 96) 나, 이들 증폭 회로 (91, 92, 95, 96) 로부터 출력되는 정현파 신호 sin, cos 에 보간 처리나 각종 연산 처리를 실시하는 CPU (연산 회로) 등을 구비한 제어부 (90) 가 구성되어 있고, 감자 소자 (4), 제 1 홀 소자 (61) 및 제 2 홀 소자 (62) 로부터의 출력에 기초하여, 고정체에 대한 회전체 (2) 의 회전 각도 위치가 구해진다.

보다 구체적으로는, 로터리 인코더 (1) 에 있어서, 회전체 (2) 가 1 회전하면, 감자 소자 (4) (자기 저항 소자) 로부터는, 도 2 의 (c) 에 나타내는 정현파 신호 sin, cos 이 2 주기분이 출력된다. 따라서, 정현파 신호 sin, cos 을 증폭 회로 (91, 92) 에 의해 증폭시킨 후, 제어부 (90) 에 있어서, 도 2 의 (d) 에 나타내는 리사쥬도를 구하고, 정현파 신호 sin, cos 으로부터 θ ＝ tan^-1(sin/cos) 을 구하면, 회전 출력축의 각도 위치 θ 를 알 수 있다. 또, 본 형태에서는, 마그넷 (20) 의 중심에서 볼 때 90°어긋난 위치에 제 1 홀 소자 (61) 및 제 2 홀 소자 (62) 가 배치되어 있다. 이 때문에, 제 1 홀 소자 (61) 및 제 2 홀 소자 (62) 의 출력의 조합에 의해, 현재 위치가 정현파 신호 sin, cos 의 어느 구간에 위치하는지를 알 수 있다. 따라서, 로터리 인코더 (1) 는, 감자 소자 (4) 에서의 검출 결과, 제 1 홀 소자 (61) 에서의 검출 결과, 및 제 2 홀 소자 (62) 에서의 검출 결과에 기초하여 회전체 (2) 의 절대 각도 위치 정보를 생성할 수 있고, 앱설루트 동작을 실시할 수 있다.

(실장 기판 (5) 의 고정 구조)

도 1 의 (a) 에 나타내는 감자 소자 (4) 를 고정체에 고정시킬 때에 있어서는, 예를 들어, 도 1 의 (b) 에 나타내는 홀더 (8) 가 사용된다. 홀더 (8) 는, 원고리형의 플랜지부 (81) 와, 플랜지부 (81) 의 내주 가장자리로부터 돌출되는 원통부 (82) 를 가지고 있다. 플랜지부 (81) 에는, 홀더 (8) 를 고정체에 고정시키기 위한 원통상의 시트부 (84a, 84b, 84c) 가 형성되어 있다. 원통부 (82) 의 단판부 (端板部) (820) 에는, 2 개의 나사구멍 (85a, 85b) 이 형성되어 있다.

또, 감자 소자 (4) 는, 후술하는 전기 부품과 함께, 기판 (50) 에 실장된 실장 기판 (5) 의 상태로 홀더 (8) 의 원통부 (82) 의 단판부 (820) 에 2 개의 나사 (88a, 88b) 에 의해 고정된다. 이 때문에, 실장 기판 (5) 에 있어서, 기판 (50) 에는, 나사 (88a, 88b) 를 고정시키기 위한 2 개의 구멍 (59a, 59b) 이 형성되어 있다.

(실장 기판 (5) 의 상세 구성)

도 3 은, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 실장 기판 (5) 의 평면도이다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 실장 기판 (5) 은, 기판 (50) 과, 기판 (50) 의 내측 실장 영역 (51) 에 실장된 감자 소자 (4) (신호 생성용 소자) 와, 내측 실장 영역 (51) 에서 감자 소자 (4) 의 주위에 실장된 복수의 전기 부품 (71, 72, 73) 을 가지고 있다. 전기 부품 (71) 으로는 종류가 동일한 부품이 4 개 실장되고, 전기 부품 (72) 으로는 종류가 동일한 부품이 4 개 실장되고, 전기 부품 (73) 으로는 종류가 동일한 부품이 2 개 실장되어 있다. 이러한 전기 부품 (71, 72, 73) 에 있어서,「종류가 동일」이란, 서로 저항이거나 혹은 서로 커패시터이거나 하여 기능이 동일하고, 또한 사이즈가 동일한 것을 의미하고, 용량 등의 정격은 상이해도 동일한 종류에 해당한다. 본 형태에 있어서, 감자 소자 (4) 및 전기 부품 (71, 72, 73) 은, 기판 (50) 의 일방의 면 (501) 에 실장되어 있다.

기판 (50) 은, 페놀 기판이나 유리-에폭시 기판 등에 배선이 형성된 프린트 배선 기판이고, 본 형태에 있어서, 기판 (50) 은, 기판 (50) 의 면내 방향에서 서로 직각으로 교차하는 X 방향 및 Y 방향으로 연장되는 4 개의 변 (50a, 50b, 50c, 50d) 을 구비한 사각형의 평면 형상을 가지고 있다. 기판 (50) 에는, 기판 (50) 을 나사 (88a, 88b) 에 의해 고정시키기 위한 2 개의 구멍 (59a, 59b) 이 형성되어 있다. 본 형태에 있어서, 구멍 (59a, 59b) 은, 기판 (50) 의 대각에 위치하는 각 (변 (50a) 과 변 (50b) 사이의 각, 및 변 (50c) 과 변 (50d) 사이의 각) 부근에 형성되어 있다.

기판 (50) 에는, 내측 실장 영역 (51) 의 주위에 슬릿 (52) 이 형성되어 있고, 슬릿 (52) 은, 내측 실장 영역 (51) 과 구멍 (59a, 59b) 사이에서, 내측 실장 영역 (51) 과 구멍 (59a, 59b) 을 연결하는 가상선과 교차하는 방향으로 연장되어 있다. 보다 구체적으로는, 슬릿 (52) 은, 서로 대향하여 X 방향으로 연장되는 2 개의 변 부분 (52a, 52e) 과, 서로 대향하여 Y 방향으로 연장되는 2 개의 변 부분 (52c, 52g) 과, 비스듬하게 연장되는 4 개의 변 부분 (52b, 52d, 52f, 52h) 을 구비한 팔각형이다. 이 때문에, 슬릿 (52) 의 변 부분 (52b) 은, 내측 실장 영역 (51) 과 구멍 (59a) 사이에서, 내측 실장 영역 (51) 과 구멍 (59a) 을 연결하는 가상선과 교차하는 방향으로 연장되고, 슬릿 (52) 의 변 부분 (52f) 은, 내측 실장 영역 (51) 과 구멍 (59b) 사이에서, 내측 실장 영역 (51) 과 구멍 (59b) 을 연결하는 가상선과 교차하는 방향으로 연장되어 있다.

또, 슬릿 (52) 은, 내측 실장 영역 (51) 을 둘러싸는 둘레 방향의 일부에 띠상의 연결부 (53) 를 남기고 내측 실장 영역 (51) 을 둘러싸도록 연장되어 있고, 내측 실장 영역 (51) 으로부터는, 연결부 (53) 를 통해 배선이 슬릿 (52) 으로부터 외측까지 연장되어 있다.

본 형태에 있어서, 슬릿 (52) 은, X 방향으로 연장되는 변 부분 (52a) 에, Y 방향으로 연장되는 띠상의 연결부 (53) 를 남기고 있다. 이 때문에, 2 개의 구멍 (59a, 59b) 은, 구멍 (59a, 59b) 끼리를 연결하는 가상선이 연결부 (53) 의 연장 방향 (Y 방향) 과 비스듬하게 교차하는 위치에 배치되어 있게 된다. 본 형태에 있어서, 구멍 (59a, 59b) 끼리를 연결하는 가상선은, 연결부 (53) 의 연장 방향에 대해 45°± 15°의 각도로 교차하고 있다.

(전기 부품 (71, 72, 73) 의 실장 위치)

본 형태에서는, 복수의 전기 부품 (71, 72, 73) 은, 일부 (전기 부품 (71, 72)) 가 X 방향에 있어서 감자 소자 (4) 를 사이에 두는 양측에 실장되고, 다른 일부 (전기 부품 (73)) 가 Y 방향에 있어서 감자 소자 (4) 를 사이에 두는 양측에 실장되어 있다.

또, n 을 2 이상의 정수로 했을 때, 복수의 전기 부품 (71, 72, 73) 은, 감자 소자 (4) 를 중심으로 하는 n 회 대칭의 회전 대칭성을 갖는 관계에 있다. 즉, 복수의 전기 부품 (71, 72, 73) 은, (360/n)°회전시키면 스스로 겹치는 위치에 배치되어 있다. 본 형태에 있어서, 복수의 전기 부품 (71, 72, 73) 은, 감자 소자 (4) 를 통과하여 X 방향으로 연장되는 축, 및 감자 소자 (4) 를 통과하여 Y 방향으로 연장되는 축에 대해 대칭으로 배치되어 있는 점에서, 180°회전시키면 스스로 겹치는, 2 회 대칭의 회전 대칭성을 갖는 관계에 있다.

또, 복수의 전기 부품 (71, 72, 73) 중, 동일 종류의 전기 부품의 각 실장 위치는, 감자 소자 (4) 를 중심으로 하는 n 회 대칭의 회전 대칭성을 갖는 관계에 있다. 보다 구체적으로는, 동일 종류의 전기 부품 (71) 끼리는, 감자 소자 (4) 를 통과하여 X 방향으로 연장되는 축, 및 감자 소자 (4) 를 통과하여 Y 방향으로 연장되는 축에 대해 대칭으로 배치되어 있는 점에서, 180°회전시키면 스스로 겹치는, 2 회 대칭의 회전 대칭성을 갖는 관계에 있다. 또, 동일 종류의 전기 부품 (72) 끼리는, 감자 소자 (4) 를 통과하여 X 방향으로 연장되는 축, 및 감자 소자 (4) 를 통과하여 Y 방향으로 연장되는 축에 대해 대칭으로 배치되어 있는 점에서, 180°회전시키면 스스로 겹치는, 2 회 대칭의 회전 대칭성을 갖는 관계에 있다. 또한, 동일 종류의 전기 부품 (73) 끼리는, 감자 소자 (4) 를 통과하여 X 방향으로 연장되는 축, 및 감자 소자 (4) 를 통과하여 Y 방향으로 연장되는 축에 대해 대칭으로 배치되어 있는 점에서, 180°회전시키면 스스로 겹치는, 2 회 대칭의 회전 대칭성을 갖는 관계에 있다.

(본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태의 실장 기판 (5) 에서는, 감자 소자 (4) 및 전기 부품 (71, 72, 73) 이 실장된 내측 실장 영역 (51) 과, 실장 기판 (5) 을 나사에 의해 고정시키기 위한 구멍 (59a, 59b) 사이에 슬릿 (52) 이 형성되어 있기 때문에, 구멍 (59a, 59b) 을 이용하여 실장 기판 (5) 을 나사 (88a, 88b) 에 의해 고정시켰을 때의 장력 등의 응력은, 슬릿 (52) 에 의해 흡수된다. 또, 구멍 (59a, 59b) 은, 내측 실장 영역 (51) 을 사이에 두는 양측에 배치된 2 개의 구멍이고, 나사 (88a, 88b) 에 의한 고정 지점이 필요 최소한이다. 이 때문에, 구멍 (59a, 59b) 을 이용하여 실장 기판 (5) 을 나사 (88a, 88b) 에 의해 고정시켰을 때의 응력이 작다. 그 때문에, 나사 (88a, 88b) 에 의해 고정시켰을 때의 응력은, 내측 실장 영역 (51) 에 잘 전달되지 않는다.

또, 내측 실장 영역 (51) 에서는, 복수의 전기 부품 (71, 72, 73) 은, 일부 (전기 부품 (71, 72)) 가 X 방향에 있어서 감자 소자 (4) 를 사이에 두는 양측에 실장되고, 다른 일부 (전기 부품 (73)) 가 Y 방향에 있어서 감자 소자 (4) 를 사이에 두는 양측에 실장되어 있다. 이 때문에, 환경 온도가 변화했을 때, 전기 부품 (71, 72) 의 실장에 사용한 핸더와 기판 (50) 의 열팽창 계수의 차이에서 기인하여 내측 실장 영역 (51) 에 응력이 발생해도, 이러한 응력은, X 방향 및 Y 방향에 있어서, 감자 소자 (4) 에는 응력이 등방적으로 가해지게 된다. 그 때문에, 응력에 의해 감자 소자 (4) 로부터의 출력이 변동되는 것을 억제할 수 있다.

게다가, 복수의 전기 부품 (71, 72, 73) 은, 감자 소자 (4) 를 중심으로 하여 180°회전시키면 스스로 겹치는, 2 회 대칭의 회전 대칭성을 갖는 관계에 있다. 또, 복수의 전기 부품 (71, 72, 73) 중, 동일 종류의 전기 부품의 각 실장 위치는, 180°회전시키면 스스로 겹치는, 2 회 대칭의 회전 대칭성을 갖는 관계에 있다. 이 때문에, 전기 부품 (71, 72, 73) 의 실장에 사용한 핸더와 기판 (50) 의 열팽창 계수의 차이에서 기인하여 내측 실장 영역 (51) 에 응력이 발생해도, 이러한 응력은 감자 소자 (4) 에 등방적으로 가해지게 된다. 그 때문에, 감자 소자 (4) 에 있어서, 응력에 의해 출력이 변동되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 본 형태에 있어서, 슬릿 (52) 은, 내측 실장 영역 (51) 을 둘러싸는 둘레 방향의 일부에 띠상의 연결부 (53) 를 남기고 내측 실장 영역 (51) 을 둘러싸도록 연장되고, 2 개의 구멍 (59a, 59b) 은, 구멍 (59a, 59b) 끼리를 연결하는 가상선이 연결부 (53) 의 연장 방향과 비스듬하게 교차하는 위치에 형성되어 있다. 또, 구멍 (59a, 59b) 끼리를 연결하는 가상선은, 연결부 (53) 의 연장 방향에 대해 45°± 15°의 각도로 교차하고 있다. 이 때문에, 구멍 (59a, 59b) 을 이용하여 실장 기판 (5) 을 나사 (88a, 88b) 에 의해 고정시켰을 때의 응력이 연결부 (53) 를 통해 내측 실장 영역 (51) 에 잘 전달되지 않는다.

즉, Y 방향으로 연결부 (53) 가 연장되어 있는 구성에 있어서, 2 개의 구멍 (59a, 59b) 을 X 방향으로 나열하면, 구멍 (59a, 59b) 을 이용하여 실장 기판 (5) 을 나사 (88a, 88b) 에 의해 고정시켰을 때, 나사 (88a, 88b) 측으로부터의 응력이 합성되어, 연결부 (53) 를 통해 내측 실장 영역 (51) 에 전달되어 버린다. 그 결과, 내측 실장 영역 (51) 이 X 방향의 양측으로 휘어져 버린다. 또, Y 방향으로 연결부 (53) 가 연장되어 있는 구성에 있어서, 2 개의 구멍 (59a, 59b) 을 Y 방향으로 나열하면, 구멍 (59a, 59b) 을 이용하여 실장 기판 (5) 을 나사 (88a, 88b) 에 의해 고정시켰을 때, 나사 (88a, 88b) 중 일방의 나사측으로부터의 응력이 연결부 (53) 를 통해 직접 내측 실장 영역 (51) 에 전달되어 버린다. 그런데, 본 형태와 같이, 구멍 (59a, 59b) 끼리를 연결하는 가상선이 연결부 (53) 의 연장 방향과 비스듬하게 교차하고 있으면, 나사 (88b) 측으로부터의 응력은, 연결부 (53) 에 전달되지 않는다. 또, 나사 (88a) 측으로부터의 응력은, 연결부 (53) 를 향하여 비스듬하게 전파되어 가기 때문에, 연결부 (53) 를 통해 내측 실장 영역 (51) 에 전달되는 응력이 작다.

예를 들어, 본 형태의 실장 기판 (5) 에 0 ℃ 내지 90 ℃ 의 온도 스트레스를 인가한 전후에서는, 소자 기판 (40) 으로부터 출력되는 신호의 전압 변화는 0.1 ㎷ ∼ 0.2 ㎷ 였다. 이에 반해, 2 개의 구멍 (59a, 59b) 을 X 방향으로 나열한 참고예나, 2 개의 구멍 (59a, 59b) 을 Y 방향으로 나열한 참고예에서는, 0 ℃ 내지 90 ℃ 의 온도 스트레스를 인가한 전후에서는, 소자 기판 (40) 으로부터 출력되는 신호의 전압 변화가 8.0 ㎷ ∼ 9.0 ㎷ 이다. 그 때문에, 본 형태에 의하면, 출력 신호의 변화를 1/40 배에서부터 1/90 배까지 작게 할 수 있다.

[실시형태 2]

도 4 는, 본 발명의 실시형태 2 에 관련된 실장 기판 (5) 의 평면도이다. 또한, 본 형태의 기본적인 구성은, 실시형태 1 과 동일하기 때문에, 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙여 도시하고, 그들의 설명을 생략한다.

상기 실시형태 1 에서는, 연결부 (53) 의 수가 1 개였지만, 본 형태에서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 연결부 (53) 의 수가 2 개이다. 구체적으로는, 기판 (50) 에는, 내측 실장 영역 (51) 의 주위에 슬릿 (52) 이 형성되어 있고, 슬릿 (52) 은, 내측 실장 영역 (51) 을 둘러싸는 둘레 방향의 2 개 지점에 띠상의 연결부 (53a, 53b) 를 남기고 내측 실장 영역 (51) 을 둘러싸도록 연장되어 있다. 본 형태에서는, X 방향 및 Y 방향으로 비스듬하게 연장되는 2 개의 변 부분 (52b, 52f) 에 연결부 (53a, 53b) 가 형성되어 있고, 연결부 (53a, 53b) 는, X 방향 및 Y 방향으로 비스듬하게 연장되어 있다.

이러한 구성에 대응하여, 구멍 (59a, 59b) 은, 슬릿 (52) 및 내측 실장 영역 (51) 을 X 방향에서 사이에 두는 양측 위치에 형성되어 있다. 이 때문에, 구멍 (59a, 59b) 은, 구멍 (59a, 59b) 끼리를 연결하는 가상선이 연결부 (53a, 53b) 의 연장 방향과 비스듬하게 교차하는 위치에 배치되어 있다. 본 형태에 있어서, 구멍 (59a, 59b) 끼리를 연결하는 가상선은, 연결부 (53a, 53b) 의 연장 방향에 대해 45°± 15°의 각도로 교차하고 있다.

이러한 구성에서도, 실시형태 1 과 마찬가지로, 구멍 (59a, 59b) 을 이용하여 실장 기판 (5) 을 나사 (88a, 88b) 에 의해 고정시켰을 때의 응력이 연결부 (53) 를 통해 내측 실장 영역 (51) 에 잘 전달되지 않는 등, 실시형태 1 과 동일한 효과를 나타낸다.

[실시형태 3]

도 5 는, 본 발명의 실시형태 3 에 관련된 실장 기판 (5) 의 단면도이다. 또한, 본 형태의 기본적인 구성은, 실시형태 1 과 동일하기 때문에, 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙여 도시하고, 그들의 설명을 생략한다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 본 형태의 실장 기판 (5) 에서는, 기판 (50) 의 타방의 면 (502) 에는, 감자 소자 (4) 와 겹치는 위치에, 오피 앰프 등의 다른 전기 부품 (76) 이 실장되어 있다. 이 때문에, 내측 실장 영역 (51) 의 양면에서 응력을 없앨 수 있기 때문에, 감자 소자 (4) 에 응력이 잘 가해지지 않는다. 그 밖의 구성은, 실시형태 1, 2 와 동일하다.

[실시형태 4]

도 6 은, 본 발명의 실시형태 4 에 관련된 실장 기판 (5) 의 평면도이다. 또한, 본 형태의 기본적인 구성은, 실시형태 1 과 동일하기 때문에, 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙여 도시하고, 그들의 설명을 생략한다.

도 6 에 나타내는 바와 같이, 본 형태의 실장 기판 (5) 에서는, 기판 (50) 의 슬릿 (52) 에 대해 내측 실장 영역 (51) 과는 반대측에, 다른 전기 부품 (77) 이 실장된 외측 실장 영역 (57) 이 형성되어 있다. 이 때문에, 감자 소자 (4) 의 근방에 배치하면 감자 소자 (4) 에 응력을 가하는 다른 전기 부품 (77) 을 슬릿 (52) 의 외측 (외측 실장 영역 (57)) 에 실장할 수 있다. 그 때문에, 감자 소자 (4) 에 응력이 잘 가해지지 않는다. 그 밖의 구성은, 실시형태 1, 2 와 동일하다.

[다른 실시형태]

상기 실시형태에서는, 신호 생성용 소자로서, 자기 저항 소자로 이루어지는 감자 소자 (4) 를 예시했지만, 홀 소자로 이루어지는 감자 소자 (4) 를 기판 (50) 에 실장하는 경우에 본 발명을 적용해도 된다. 또, 신호 생성용 소자로는, 감자 소자 등의 자기 센서 소자에 한정되지 않고, 광 센서 소자나 압전 소자 등, 다른 센서 소자를 기판 (50) 에 실장하는 경우에 본 발명을 적용해도 된다. 또한, 신호 생성용 소자로는, 응력에서 기인하여 출력이 변화하는 소자이면, 센서 소자 이외의 소자를 기판 (50) 에 실장하는 경우에 본 발명을 적용해도 된다.

1 : 로터리 인코더
2 : 회전체
4 : 감자 소자 (센서 소자/소자)
5 : 실장 기판
40 : 소자 기판
41 ∼ 44 : 감자막
50 : 기판
51 : 내측 실장 영역
52 : 슬릿
53, 53a, 53b : 연결부
57 : 외측 실장 영역
59a, 59b : 구멍
71, 72, 73 : 전기 부품
76, 77 : 다른 전기 부품
88a, 88b : 나사

Claims

기판과,
상기 기판의 내측 실장 영역에 실장된 신호 생성용 소자와,
상기 내측 실장 영역에서 상기 소자의 주위에 실장된 복수의 전기 부품을 갖고,
상기 기판에는, 상기 기판을 나사에 의해 고정시키기 위한 복수의 구멍과, 상기 내측 실장 영역과 상기 구멍 사이에서 상기 내측 실장 영역과 상기 구멍을 연결하는 가상선과 교차하는 방향으로 연장되는 슬릿이 형성되어 있고,
평면에서 볼 때, 상기 복수의 전기 부품의 일부 또는 전부가 상기 기판의 면내 방향의 제 1 방향에 있어서 상기 소자를 사이에 두는 양측에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 실장 기판.
제 1 항에 있어서,
평면에서 볼 때, 상기 복수의 전기 부품은, 일부가 상기 제 1 방향에 있어서 상기 소자를 사이에 두는 양측에 실장되고, 다른 일부가 상기 기판의 면내 방향의 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향에 있어서 상기 소자를 사이에 두는 양측에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 실장 기판.
제 2 항에 있어서,
n 을 2 이상의 정수로 했을 때,
상기 복수의 전기 부품의 각 실장 위치는, 상기 소자를 중심으로 하는 n 회 대칭의 회전 대칭성을 갖는 관계에 있는 것을 특징으로 하는 실장 기판.
제 3 항에 있어서,
상기 복수의 전기 부품 중, 동일 종류의 전기 부품의 각 실장 위치는, 상기 소자를 중심으로 하는 n 회 대칭의 회전 대칭성을 갖는 관계에 있는 것을 특징으로 하는 실장 기판.
제 4 항에 있어서,
상기 n 회 대칭의 회전 대칭성을 갖는 관계란, 180°회전시키면 스스로 겹치는, 2 회 대칭의 회전 대칭성을 갖는 관계에 있는 것을 특징으로 하는 실장 기판.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬릿은, 상기 내측 실장 영역을 둘러싸는 둘레 방향의 일부에 띠상의 연결부를 남기고 상기 내측 실장 영역을 둘러싸도록 연장되어 있고,
상기 복수의 구멍은, 당해 구멍끼리를 연결하는 가상선이 상기 연결부의 연장 방향과 비스듬하게 교차하는 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 실장 기판.
제 6 항에 있어서,
상기 구멍끼리를 연결하는 가상선은, 상기 연결부의 연장 방향에 대해 45°± 15°의 각도로 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 실장 기판.
제 7 항에 있어서,
상기 복수의 구멍은, 상기 내측 실장 영역을 사이에 두는 양측에 배치된 2 개의 구멍인 것을 특징으로 하는 실장 기판.
제 8 항에 있어서,
상기 소자는 센서 소자인 것을 특징으로 하는 실장 기판.
제 9 항에 있어서,
상기 센서 소자는, 브리지 회로를 구성하는 감자막 (感磁膜) 을 구비한 감자 소자인 것을 특징으로 하는 실장 기판.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 구멍은, 상기 내측 실장 영역을 사이에 두는 양측에 배치된 2 개의 구멍인 것을 특징으로 하는 실장 기판.
제 11 항에 있어서,
상기 소자 및 상기 전기 부품은, 상기 기판의 일방의 면에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 실장 기판.
제 12 항에 있어서,
상기 기판의 타방의 면에는, 상기 소자와 겹치는 위치에, 다른 전기 부품이 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 실장 기판.
제 1 항에 있어서,
상기 소자 및 상기 전기 부품은, 상기 기판의 일방의 면에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 실장 기판.
제 14 항에 있어서,
상기 기판의 타방의 면에는, 상기 소자와 겹치는 위치에, 다른 전기 부품이 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 실장 기판.
제 15 항에 있어서,
상기 기판은, 상기 슬릿에 대해 상기 내측 실장 영역과는 반대측에, 다른 전기 부품이 실장된 외측 실장 영역을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 실장 기판.
제 16 항에 있어서,
상기 소자는 센서 소자인 것을 특징으로 하는 실장 기판.
제 17 항에 있어서,
상기 센서 소자는, 브리지 회로를 구성하는 감자막을 구비한 감자 소자인 것을 특징으로 하는 실장 기판.