JP6081258B2 - Mounting board - Google Patents
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Description
本発明は、基板に素子が実装された実装基板に関するものである。 The present invention relates to a mounting substrate in which elements are mounted on a substrate.
センサ装置等では、基板にセンサ素子が実装された実装基板が用いられており、かかる実装基板は、ねじによって各種機器に固定される。その際、ねじによる固定箇所から実装基板に応力が加わる結果、実装基板には、図7にシミュレーション結果を示すような変形が発生する。図7(a)は、ねじ88a、88bによる固定を行った場合の実装基板500の平面内における変形量の分布を示す説明図であり、図7(b)、(c)は、図7(a)の矢印Faからみたときの実装基板の変形量を示す説明図、および図7(a)の矢印Fbからみたときの実装基板の変形量を示す説明図である。図7から分かるように、実装基板をねじ88a、88bによって固定すると、実装基板に応力が加わる結果、ねじ88a、88bを止めた位置を結ぶ仮想線に対して直交する方向に位置する部分が浮き上がろうとする変形が発生する。その結果、実装基板に実装したセンサ素子等からの出力がばらつくという問題点がある。 In a sensor device or the like, a mounting substrate in which a sensor element is mounted on a substrate is used, and the mounting substrate is fixed to various devices with screws. At that time, as a result of stress being applied to the mounting board from the fixed portion by the screw, deformation as shown in the simulation result in FIG. 7 occurs in the mounting board. FIG. 7A is an explanatory diagram showing the distribution of the deformation amount in the plane of the mounting substrate 500 when the screws 88a and 88b are used for fixing, and FIGS. It is explanatory drawing which shows the deformation amount of the mounting substrate when it sees from the arrow Fa of a), and explanatory drawing which shows the deformation amount of the mounting substrate when it sees from the arrow Fb of Fig.7 (a). As can be seen from FIG. 7, when the mounting board is fixed by screws 88a and 88b, stress is applied to the mounting board, and as a result, a portion located in a direction perpendicular to the imaginary line connecting the positions where the screws 88a and 88b are stopped is lifted Deformation that tries to rise occurs. As a result, there is a problem that the output from the sensor element or the like mounted on the mounting board varies.
例えば、磁気センサ装置では、感磁素子を基板に実装した実装基板構造が採用されている。かかる感磁素子は、素子基板の一方面に磁気抵抗膜からなる複数の感磁膜が形成されており、複数の感磁膜によって構成した2相(A相およびB相)のブリッジ回路から出力された出力に基づいて、回転体の角度速度や角度位置等を検出する。その際、実装基板の変形に伴って、感磁素子に応力が加わると、感磁膜に応力が加わる。ここで、感磁膜によってブリッジ回路を構成した場合、各感磁膜に応力が加わって抵抗変化が発生しても、かかる変化は相殺されるはずである。しかしながら、感磁膜を利用した磁気センサ装置では、たとえ、感磁膜によってブリッジ回路を構成した場合でも、複数の感磁膜に加わる応力が相違すると、出力が変動してしまう。 For example, the magnetic sensor device employs a mounting substrate structure in which a magnetosensitive element is mounted on a substrate. In such a magnetosensitive element, a plurality of magnetosensitive films made of a magnetoresistive film are formed on one surface of the element substrate, and output from a two-phase (A phase and B phase) bridge circuit constituted by the plurality of magnetosensitive films. Based on the output, the angular velocity and angular position of the rotating body are detected. At that time, when a stress is applied to the magnetosensitive element along with the deformation of the mounting substrate, the stress is applied to the magnetosensitive film. Here, when the bridge circuit is configured by the magnetosensitive film, even if stress is applied to each magnetosensitive film and a resistance change occurs, the change should be canceled out. However, in a magnetic sensor device using a magnetosensitive film, even when a bridge circuit is constituted by the magnetosensitive film, the output varies if the stress applied to the plurality of magnetosensitive films is different.
一方、実装基板において、素子の実装領域の周りをスリットで囲んだ構成が提案されている(特許文献1参照)。また、実装基板においてねじを止める位置と実装領域との間にスリットを設けた構成が提案されている(特許文献2、3参照)。 On the other hand, a configuration has been proposed in which the periphery of the element mounting region is surrounded by a slit in the mounting substrate (see Patent Document 1). In addition, a configuration in which a slit is provided between a mounting position and a position where a screw is stopped on a mounting board has been proposed (see Patent Documents 2 and 3).
しかしながら、特許文献1〜3のように、外部から実装領域への応力の伝達をスリットによって緩和する構成の場合には実装領域が狭くなるため、センサ素子の近傍に、キャパシタや抵抗等の電気部品が配置されることになる。その結果、環境温度が変化した際、電気部品の実装に用いたハンダと基板との熱膨張係数の差に起因して内側実装領域に応力が発生し、かかる応力がセンサ素子に加わって出力が変動するという、新たな問題が発生する。 However, as in Patent Documents 1 to 3, in the case of a configuration in which the transmission of stress from the outside to the mounting region is relaxed by the slit, the mounting region is narrowed, so that electrical components such as capacitors and resistors are located in the vicinity of the sensor element. Will be placed. As a result, when the environmental temperature changes, stress is generated in the inner mounting area due to the difference in the thermal expansion coefficient between the solder used for mounting the electrical component and the board, and this stress is applied to the sensor element to output. A new problem of fluctuating occurs.
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、信号生成用の素子の周りに複数の電気部品が実装された基板をねじで固定した場合でも、素子に応力が加わることを抑制することのできる実装基板を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to prevent stress from being applied to an element even when a board on which a plurality of electrical components are mounted around the element for signal generation is fixed with screws. An object of the present invention is to provide a mounting board that can be used.
上記の課題を解決するために、本発明に係る実装基板は、基板と、該基板の内側実装領域に実装された信号生成用の素子と、前記内側実装領域で前記素子の周りに実装された複数の電気部品と、を有し、前記基板には、該基板をねじによって固定するための複数の穴と、前記内側実装領域と前記穴との間で前記内側実装領域と前記穴とを結ぶ仮想線と交差する方向に延在するスリットと、が形成されており、平面視において、前記複数の電気部品の一部または全部が前記基板の面内方向の第1方向において前記素子を挟む両側に実装されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a mounting board according to the present invention is mounted around a board, an element for signal generation mounted in an inner mounting area of the board, and the element in the inner mounting area. And a plurality of holes for fixing the substrate with screws, and the inner mounting region and the hole are connected between the inner mounting region and the hole. Slits extending in a direction intersecting the imaginary line are formed, and in plan view, part or all of the plurality of electric components sandwich both sides of the element in the first direction in the in-plane direction of the substrate. It is implemented in.
本発明では、素子および電気部品が実装された内側実装領域と、基板をねじによって固定するための穴との間にスリットが形成されているため、穴を利用して基板をねじによって固定した際の応力は、スリットによって吸収される。それ故、ねじによって固定した際の応力は内側実装領域に伝わりにくい。また、内側実装領域では、複数の電気部品の一部または全部が第1方向において素子を挟む両側に実装されているため、環境温度が変化した際、電気部品の実装に用いたハンダと基板との熱膨張係数の差に起因して内側実装領域に応力が発生しても、第1方向において素子には応力が等方的に加わることになる。それ故、応力によって素子からの出力が変動することを抑制することができる。 In the present invention, since a slit is formed between the inner mounting area where the element and the electrical component are mounted and the hole for fixing the board with the screw, the board is fixed with the screw using the hole. The stress is absorbed by the slit. Therefore, the stress at the time of fixing with the screw is not easily transmitted to the inner mounting region. Also, in the inner mounting region, some or all of the plurality of electrical components are mounted on both sides sandwiching the element in the first direction, so that when the environmental temperature changes, the solder and substrate used for mounting the electrical components Even if stress is generated in the inner mounting region due to the difference in thermal expansion coefficient, the stress is applied isotropically to the element in the first direction. Therefore, fluctuations in the output from the element due to stress can be suppressed.
本発明では、平面視において、前記複数の電気部品は、一部が前記第1方向において前記素子を挟む両側に実装され、他の一部が前記基板の面内方向の前記第1方向と直交する第2方向において前記素子を挟む両側に実装されていることが好ましい。かかる構成によれば、環境温度が変化した際、電気部品の実装に用いたハンダと基板との熱膨張係数の差に起因して内側実装領域に応力が発生しても、第2方向でも素子には応力が等方的に加わることになる。それ故、応力によって素子からの出力が変動することを抑制することができる。 In the present invention, in the plan view, a part of the plurality of electrical components is mounted on both sides of the element in the first direction, and the other part is orthogonal to the first direction in the in-plane direction of the substrate. It is preferable to be mounted on both sides of the element in the second direction. According to this configuration, when the environmental temperature changes, even if stress is generated in the inner mounting region due to the difference in thermal expansion coefficient between the solder used for mounting the electrical component and the substrate, the element can be used in the second direction. Stress is applied isotropically. Therefore, fluctuations in the output from the element due to stress can be suppressed.
本発明において、nを2以上の整数としたとき、前記複数の電気部品の各実装位置は、前記素子を中心とするn回対称の回転対称性を有する関係にあることが好ましい。かかる構成によれば、環境温度が変化した際、電気部品の実装に用いたハンダと基板との熱膨張係数の差に起因して内側実装領域に応力が発生しても、素子には応力が等方的に加わることになる。それ故、応力によって素子からの出力が変動することを抑制することができる。 In the present invention, when n is an integer greater than or equal to 2, it is preferable that the mounting positions of the plurality of electrical components have a relationship of n-fold rotational symmetry about the element. According to such a configuration, when the environmental temperature changes, even if stress is generated in the inner mounting region due to the difference in thermal expansion coefficient between the solder used for mounting the electrical component and the substrate, the stress is applied to the element. It will be added isotropically. Therefore, fluctuations in the output from the element due to stress can be suppressed.
本発明において、前記複数の電気部品のうち、同一種類の電気部品の各実装位置は、前記素子を中心とするn回対称の回転対称性を有する関係にあることが好ましい。かかる構成によれば、環境温度が変化した際、電気部品の実装に用いたハンダと基板との熱膨張係数の差に起因して内側実装領域に応力が発生しても、素子には応力が等方的に加わることになる。それ故、応力によって素子からの出力が変動することを抑制することができる。本発明における「種類が同一」とは、互いに抵抗である等、あるいは互いにキャパシタである等、機能が同一で、かつ、サイズが同一のことを意味し、容量等の定格は相違していても同一の種類に該当する。 In the present invention, it is preferable that the mounting positions of the same type of electrical component among the plurality of electrical components have a relationship of n-fold rotational symmetry about the element. According to such a configuration, when the environmental temperature changes, even if stress is generated in the inner mounting region due to the difference in thermal expansion coefficient between the solder used for mounting the electrical component and the substrate, the stress is applied to the element. It will be added isotropically. Therefore, fluctuations in the output from the element due to stress can be suppressed. “The same type” in the present invention means that the functions are the same and the sizes are the same, such as resistance to each other or capacitors to each other. It corresponds to the same kind.
本発明において、前記スリットは、前記内側実装領域を囲む周方向の一部に帯状の連結部を残して前記内側実装領域を囲むように延在しており、前記複数の穴は、当該穴同士を結ぶ仮想線が前記連結部の延在方向と斜めに交差する位置に形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、穴を利用して基板をねじによって固定した際の応力が連結部を介して内側実装領域に伝わりにくい。 In the present invention, the slit extends so as to surround the inner mounting region, leaving a band-shaped connecting portion in a part of the circumferential direction surrounding the inner mounting region, and the plurality of holes are formed between the holes. It is preferable that the imaginary line which connects is formed in the position which cross | intersects the extension direction of the said connection part diagonally. According to such a configuration, the stress when the board is fixed with screws using the holes is not easily transmitted to the inner mounting region via the connecting portion.
本発明において、前記穴同士を結ぶ仮想線は、前記連結部の延在方向に対して45°±15°の角度で交差していることが好ましい。かかる構成によれば、穴を利用して基板をねじによって固定した際の応力が連結部を介して内側実装領域に伝わりにくい。 In this invention, it is preferable that the imaginary line which connects the said holes cross | intersects at the angle of 45 degrees +/- 15 degrees with respect to the extension direction of the said connection part. According to such a configuration, the stress when the board is fixed with screws using the holes is not easily transmitted to the inner mounting region via the connecting portion.
本発明において、前記複数の穴は、前記内側実装領域を挟む両側に配置された2つの穴であることが好ましい。かかる構成によれば、ねじによる固定箇所を必要最小限に止めることができるので、穴を利用して基板をねじによって固定した際の応力が小さい。 In the present invention, the plurality of holes are preferably two holes arranged on both sides sandwiching the inner mounting region. According to such a configuration, since the fixing portion by the screw can be stopped to the minimum necessary, the stress when the substrate is fixed by the screw using the hole is small.
本発明において、前記素子および前記電気部品は、前記基板の一方面に実装されている構成を採用することができる。 In the present invention, the element and the electrical component may be configured to be mounted on one surface of the substrate.
本発明において、前記基板の他方面には、前記素子と重なる位置に、別の電気部品が実装されている構成を採用することができる。かかる構成によれば、内側実装領域の両面で応力を打ち消すことができるので、素子に応力が加わりにくい。 In the present invention, a configuration in which another electric component is mounted on the other surface of the substrate at a position overlapping the element can be employed. According to such a configuration, stress can be canceled on both sides of the inner mounting region, so that stress is hardly applied to the element.
本発明において、前記基板は、前記スリットに対して前記内側実装領域とは反対側に、別の電気部品が実装された外側実装領域を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、素子の近傍に配置すると素子に応力を加えそうな電気部品をスリットの外側(外側実装領域)に実装することができる。 In this invention, it is preferable that the said board | substrate is provided with the outer side mounting area | region in which another electric component was mounted in the opposite side to the said inner side mounting area | region with respect to the said slit. According to such a configuration, it is possible to mount an electrical component that is likely to apply stress to the element when placed in the vicinity of the element on the outside (outer mounting region) of the slit.
本発明において、前記素子はセンサ素子である構成を採用することができる。 In the present invention, the element may be a sensor element.
本発明において、前記センサ素子は、ブリッジ回路を構成する感磁膜を備えた感磁素子である構成を採用することができる。 In the present invention, the sensor element may employ a configuration that is a magnetosensitive element including a magnetosensitive film that forms a bridge circuit.
本発明では、素子および電気部品が実装された内側実装領域と、基板をねじによって固定するための穴との間にスリットが形成されているため、穴を利用して基板をねじによって固定した際の応力は、スリットによって吸収される。それ故、ねじによって固定した際の応力は内側実装領域に伝わりにくい。また、内側実装領域では、複数の電気部品の一部または全部が第1方向において素子を挟む両側に実装されているため、環境温度が変化した際、電気部品の実装に用いたハンダと基板との熱膨張係数の差に起因して内側実装領域に応力が発生しても、第1方向において素子には応力が等方的に加わることになる。それ故、応力によって素子からの出力が変動することを抑制することができる。 In the present invention, since a slit is formed between the inner mounting area where the element and the electrical component are mounted and the hole for fixing the board with the screw, the board is fixed with the screw using the hole. The stress is absorbed by the slit. Therefore, the stress at the time of fixing with the screw is not easily transmitted to the inner mounting region. Also, in the inner mounting region, some or all of the plurality of electrical components are mounted on both sides sandwiching the element in the first direction, so that when the environmental temperature changes, the solder and substrate used for mounting the electrical components Even if stress is generated in the inner mounting region due to the difference in thermal expansion coefficient, the stress is applied isotropically to the element in the first direction. Therefore, fluctuations in the output from the element due to stress can be suppressed.
以下に、図面を参照して、本発明を適用した実装基板を説明する。以下の説明では、実装基板として、磁気センサ装置用の実装基板を説明する。なお、以下の説明では、基板50の面内方向で交差するX方向およびY方向のうちの一方が「第1方向」に相当し、他方が「第2方向」に相当する。 Hereinafter, a mounting substrate to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In the following description, a mounting substrate for a magnetic sensor device will be described as a mounting substrate. In the following description, one of the X direction and the Y direction intersecting in the in-plane direction of the substrate 50 corresponds to the “first direction”, and the other corresponds to the “second direction”.
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1に係る実装基板を備えた磁気センサ装置10、およびロータリエンコーダ1の構成を示す説明図であり、図1(a)、(b)は、感磁素子4等に対する信号処理系の説明図、および感磁素子4等が実装された実装基板を固定体側に固定するためのホルダの説明図である。図2は、本発明の実施の形態1に係る実装基板を備えた磁気センサ装置10の検出原理を示す説明図であり、図2(a)、(b)、(c)、(d)は、A相用の感磁膜の電気的な接続構造を示す説明図、B相用の感磁膜の電気的な接続構造を示す説明図、感磁素子4から出力される信号の説明図、およびかかる信号と回転体2の角度位置(電気角)との関係を示す説明図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of a magnetic sensor device 10 including a mounting substrate and a rotary encoder 1 according to Embodiment 1 of the present invention. FIGS. 1 (a) and 1 (b) are magnetic sensing elements. 4 is an explanatory diagram of a signal processing system for 4 and the like, and an explanatory diagram of a holder for fixing a mounting board on which a magnetosensitive element 4 and the like are mounted to a fixed body side. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the detection principle of the magnetic sensor device 10 including the mounting substrate according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 2 (a), (b), (c), and (d) , An explanatory diagram showing an electrical connection structure of the A-phase magnetosensitive film, an explanatory diagram showing an electrical connection structure of the B-phase magnetosensitive film, an explanatory diagram of a signal output from the magnetosensitive element 4, It is explanatory drawing which shows the relationship between this signal and the angular position (electrical angle) of the rotary body 2. FIG.
図1(a)に示すロータリエンコーダ1は、固定体(図示せず)に対する回転体2の軸線周り(回転軸線周り)の回転を磁気センサ装置10によって磁気的に検出する装置であり、固定体は、図1(b)に示すホルダ8等を介してモータ装置のフレーム等に固定され、回転体2は、モータ装置の回転出力軸等に連結された状態で使用される。回転体2の側には、N極とS極とが周方向において1極ずつ着磁された着磁面21を回転軸線方向Lの一方側に向けるマグネット20が保持されており、マグネット20は回転体2と一体に回転軸線周りに回転する。 A rotary encoder 1 shown in FIG. 1A is a device that magnetically detects rotation around an axis (rotation axis) of a rotating body 2 with respect to a fixed body (not shown) by a magnetic sensor device 10. Is fixed to a frame or the like of the motor device via a holder 8 or the like shown in FIG. 1B, and the rotating body 2 is used in a state of being connected to a rotation output shaft or the like of the motor device. On the side of the rotating body 2, a magnet 20 is held that directs the magnetized surface 21 in which the N pole and the S pole are magnetized one by one in the circumferential direction to one side in the rotation axis direction L. It rotates around the rotation axis integrally with the rotating body 2.
固定体の側には、マグネット20の着磁面21に対して回転軸線方向Lの一方側で対向する感磁素子4、および後述する処理を行う制御部90等を備えた磁気センサ装置10が設けられている。また、磁気センサ装置10は、マグネット20に対向する位置に、第1ホール素子61と、第1ホール素子61に対して周方向において機械角で90°ずれた箇所に位置する第2ホール素子62とを備えている。 On the fixed body side, there is a magnetic sensor device 10 including a magnetosensitive element 4 that faces the magnetized surface 21 of the magnet 20 on one side in the rotation axis direction L, a control unit 90 that performs processing to be described later, and the like. Is provided. In addition, the magnetic sensor device 10 includes a first hall element 61 and a second hall element 62 located at a position that is shifted by 90 ° in the circumferential direction with respect to the first hall element 61 at a position facing the magnet 20. And.
感磁素子4は、素子基板40と、マグネット20の位相に対して互いに90°の位相差を有する2相の感磁膜(A相(SIN)の感磁膜、およびB相(COS)の感磁膜)とを備えた磁気抵抗素子である。かかる感磁素子4において、A相の感磁膜は、180°の位相差をもって回転体2の移動検出を行う+A相(SIN+)の感磁膜43、および−A相(SIN-)の感磁膜41を備えており、B相の感磁膜は、180°の位相差をもって回転体2の移動検出を行う+B相(COS+)の感磁膜44、および−B相(COS-)の感磁膜42を備えている。 The magnetosensitive element 4 includes a two-phase magnetosensitive film (A-phase (SIN) magnetosensitive film and B-phase (COS)) having a phase difference of 90 ° with respect to the phase of the element substrate 40 and the magnet 20. Magnetoresistive element). In the magnetosensitive element 4, the A phase magnetosensitive film includes a + A phase (SIN +) magnetosensitive film 43 that detects movement of the rotating body 2 with a phase difference of 180 °, and a −A phase (SIN−) sensitivity. The B-phase magnetosensitive film includes a + B-phase (COS +) magnetosensitive film 44 that detects movement of the rotating body 2 with a phase difference of 180 °, and a -B-phase (COS-) magnetosensitive film 41. A magnetosensitive film 42 is provided.
+A相の感磁膜43および−A相の感磁膜41は、図2(a)に示すブリッジ回路を構成しており、一方端がA相用の電源端子VccAに接続され、他方端がA相用のグランド端子GNDAに接続されている。+A相の感磁膜43の中点位置には、+A相が出力される出力端子+Aが設けられ、−A相の感磁膜41の中点位置には、−A相が出力される出力端子−Aが設けられている。また、+B相の感磁膜44および−B相の感磁膜42も、+A相の感磁膜44および−A相の感磁膜41と同様、図2(b)に示すブリッジ回路を構成しており、一方端がB相用の電源端子VccBに接続され、他方端がB相用のグランド端子GNDBに接続されている。+B相の感磁膜44の中点位置には、+B相が出力される出力端子+Bが設けられ、−B相の感磁膜42の中点位置には、−B相が出力される出力端子−Bが設けられている。なお、図2では便宜上、A相用の電源端子VccAおよびB相用の電源端子VccBの各々を記載したが、A相用の電源端子VccAとB相用の電源端子VccBとが共通になっていてもよい。また、図2では便宜上、A相用のグランド端子GNDAおよびB相用のグランド端子GNDBの各々を記載したが、A相用のグランド端子GNDAとB相用のグランド端子GNDBとが共通になっていてもよい。 The + A phase magnetosensitive film 43 and the -A phase magnetosensitive film 41 constitute the bridge circuit shown in FIG. 2A, one end of which is connected to the A phase power supply terminal VccA and the other end is It is connected to the A phase ground terminal GNDA. An output terminal + A from which the + A phase is output is provided at the midpoint position of the + A phase magnetosensitive film 43, and an output from which the −A phase is output at the midpoint position of the −A phase magnetosensitive film 41. Terminal -A is provided. Similarly to the + A-phase sensitive film 44 and the -A-phase sensitive film 41, the + B-phase sensitive film 44 and the -B-phase sensitive film 42 also constitute the bridge circuit shown in FIG. One end is connected to the B-phase power supply terminal VccB, and the other end is connected to the B-phase ground terminal GNDB. An output terminal + B from which a + B phase is output is provided at the midpoint position of the + B phase magnetosensitive film 44, and an output from which the −B phase is output at the midpoint position of the −B phase magnetosensitive film 42. Terminal -B is provided. In FIG. 2, for convenience, the A-phase power supply terminal VccA and the B-phase power supply terminal VccB are shown, but the A-phase power supply terminal VccA and the B-phase power supply terminal VccB are common. May be. For convenience, FIG. 2 shows the A-phase ground terminal GNDA and the B-phase ground terminal GNDB, but the A-phase ground terminal GNDA and the B-phase ground terminal GNDB are common. May be.
かかる構成の感磁素子4は、図1(a)に示すように、マグネット20において着磁境界部分に回転軸線方向Lで重なる位置に配置されている。このため、感磁素子4の感磁膜41〜44は、各感磁膜41〜44の抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度で、着磁面21の面内方向で向きが変化する回転磁界を検出することができる。すなわち、着磁境界線部分では、各感磁膜41〜44の抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度で面内方向の向きが変化する回転磁界が発生する。ここで、飽和感度領域とは、一般的に、抵抗値変化量kが、磁界強度Hと近似的に「k∝H2」の式で表すことができる領域以外の領域をいう。また、飽和感度領域以上の磁界強度で回転磁界(磁気ベクトルの回転)の方向を検出する際の原理は、感磁膜41〜44に通電した状態で、抵抗値が飽和する磁界強度を印加したとき、磁界と電流方向がなす角度θと、感磁膜41〜44の抵抗値Rとの間には、下式
R=R0−k×sin2θ
R0:無磁界中での抵抗値
k:抵抗値変化量(飽和感度領域以上のときは定数)
で示す関係があることを利用するものである。このような原理に基づいて回転磁界を検出すれば、角度θが変化すると抵抗値Rが正弦波に沿って変化するので、波形品質の高いA相出力およびB相出力を得ることができる。
As shown in FIG. 1A, the magnetic sensing element 4 having such a configuration is disposed at a position where the magnet 20 overlaps the magnetization boundary portion in the rotation axis direction L. For this reason, the magnetic sensitive films 41 to 44 of the magnetic sensitive element 4 are rotated so that the direction of the magnetic sensitive films 41 to 44 changes in the in-plane direction of the magnetized surface 21 with a magnetic field strength equal to or higher than the saturation sensitivity region of the resistance value of each of the magnetic sensitive films 41 to 44. A magnetic field can be detected. That is, a rotating magnetic field whose direction in the in-plane direction changes with a magnetic field strength equal to or higher than the saturation sensitivity region of the resistance value of each of the magnetic sensitive films 41 to 44 is generated at the magnetization boundary line portion. Here, the saturation sensitivity region generally refers to a region other than the region in which the resistance value change amount k can be approximately expressed by the magnetic field strength H and the expression “k∝H 2 ”. The principle of detecting the direction of the rotating magnetic field (rotation of the magnetic vector) with a magnetic field strength equal to or higher than the saturation sensitivity region is that a magnetic field strength that saturates the resistance value is applied while the magnetic sensitive films 41 to 44 are energized. When the angle θ formed by the magnetic field and the current direction and the resistance value R of the magnetosensitive films 41 to 44 are expressed by the following formula: R = R0−k × sin2θ
R0: resistance value in a non-magnetic field k: resistance value change (a constant when the saturation sensitivity region is exceeded)
The fact that there is a relationship indicated by is used. If the rotating magnetic field is detected based on such a principle, the resistance value R changes along the sine wave when the angle θ changes, so that an A-phase output and a B-phase output with high waveform quality can be obtained.
本形態の磁気センサ装置10およびロータリエンコーダ1において、感磁素子4、第1ホール素子61、および第2ホール素子62には、増幅回路91、92、95、96や、これらの増幅回路91、92、95、96から出力される正弦波信号sin、cosに補間処理や各種演算処理を行うCPU(演算回路)等を備えた制御部90が構成されており、感磁素子4、第1ホール素子61、および第2ホール素子62からの出力に基づいて、固定体に対する回転体2の回転角度位置が求められる。 In the magnetic sensor device 10 and the rotary encoder 1 of the present embodiment, the magnetosensitive element 4, the first Hall element 61, and the second Hall element 62 include amplification circuits 91, 92, 95, and 96, and amplification circuits 91, A control unit 90 including a CPU (arithmetic circuit) that performs interpolation processing and various arithmetic processings on the sine wave signals sin and cos output from 92, 95, and 96 is configured. Based on the outputs from the element 61 and the second Hall element 62, the rotational angle position of the rotating body 2 with respect to the fixed body is obtained.
より具体的には、ロータリエンコーダ1において、回転体2が1回転すると、感磁素子4(磁気抵抗素子)からは、図2(c)に示す正弦波信号sin、cosが2周期分、出力される。従って、正弦波信号sin、cosを増幅回路91、92により増幅した後、制御部90において、図2(d)に示すリサージュ図を求め、正弦波信号sin、cosからθ=tan-1(sin/cos)を求めれば、回転出力軸の角度位置θが分かる。また、本形態では、マグネット20の中心からみて90°ずれた位置に第1ホール素子61および第2ホール素子62が配置されている。このため、第1ホール素子61および第2ホール素子62の出力の組合せにより、現在位置が正弦波信号sin、cosのいずれの区間に位置するかが分かる。従って、ロータリエンコーダ1は、感磁素子4での検出結果、第1ホール素子61での検出結果、および第2ホール素子62での検出結果に基づいて回転体2の絶対角度位置情報を生成することができ、アブソリュート動作を行うことができる。 More specifically, in the rotary encoder 1, when the rotating body 2 makes one rotation, the sine wave signals sin and cos shown in FIG. 2C are output from the magnetosensitive element 4 (magnetoresistance element) for two cycles. Is done. Accordingly, after the sine wave signals sin and cos are amplified by the amplifier circuits 91 and 92, the control unit 90 obtains the Lissajous diagram shown in FIG. 2D, and θ = tan −1 (sin from the sine wave signals sin and cos. / Cos), the angular position θ of the rotation output shaft can be obtained. In the present embodiment, the first Hall element 61 and the second Hall element 62 are arranged at a position shifted by 90 ° from the center of the magnet 20. For this reason, it can be understood from the combination of the outputs of the first Hall element 61 and the second Hall element 62 which section of the sine wave signal sin or cos the current position is located. Accordingly, the rotary encoder 1 generates absolute angular position information of the rotating body 2 based on the detection result of the magnetic sensitive element 4, the detection result of the first Hall element 61, and the detection result of the second Hall element 62. The absolute operation can be performed.
(実装基板5の固定構造)
図1(a)に示す感磁素子4を固定体に固定するにあたっては、例えば、図1(b)に示すホルダ8が用いられる。ホルダ8は、円環状のフランジ部81と、フランジ部81の内周縁から突出する円筒部82とを有している。フランジ部81には、ホルダ8を固定体に固定するための円筒状の座部84a、84b、84cが形成されている。円筒部82の端板部820には、2つのねじ穴85a、85bが形成されている。
(Fixed structure of mounting substrate 5)
In fixing the magnetosensitive element 4 shown in FIG. 1A to a fixed body, for example, a holder 8 shown in FIG. 1B is used. The holder 8 has an annular flange portion 81 and a cylindrical portion 82 protruding from the inner peripheral edge of the flange portion 81. The flange portion 81 is formed with cylindrical seat portions 84a, 84b, 84c for fixing the holder 8 to a fixed body. Two screw holes 85 a and 85 b are formed in the end plate portion 820 of the cylindrical portion 82.
また、感磁素子4は、後述する電気部品とともに、基板50に実装された実装基板5の状態でホルダ8の円筒部82の端板部820に2本のねじ88a、88bによって固定される。このため、実装基板5において、基板50には、ねじ88a、88bを止めるための2つの穴59a、59bが形成されている。 The magnetosensitive element 4 is fixed to the end plate portion 820 of the cylindrical portion 82 of the holder 8 by two screws 88a and 88b in a state of the mounting substrate 5 mounted on the substrate 50 together with electric components to be described later. For this reason, in the mounting substrate 5, the substrate 50 is formed with two holes 59a and 59b for stopping the screws 88a and 88b.
(実装基板5の詳細構成)
図3は、本発明の実施の形態1に係る実装基板5の平面図である。図3に示すように、実装基板5は、基板50と、基板50の内側実装領域51に実装された感磁素子4(信号生成用の素子)と、内側実装領域51で感磁素子4の周りに実装された複数の電気部品71、72、73とを有している。電気部品71としては種類が同一の部品が4つ実装され、電気部品72としては種類が同一の部品が4つ実装され、電気部品73としては種類が同一の部品が2つ実装されている。かかる電気部品71、72、73において、「種類が同一」とは、互いに抵抗である等、あるいは互いにキャパシタである等、機能が同一で、かつ、サイズが同一のことを意味し、容量等の定格は相違していても、同一の種類に該当する。本形態において、感磁素子4および電気部品71、72、73は、基板50の一方面501に実装されている。
(Detailed configuration of mounting substrate 5)
FIG. 3 is a plan view of the mounting substrate 5 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the mounting substrate 5 includes a substrate 50, a magnetosensitive element 4 (element for signal generation) mounted in the inner mounting area 51 of the substrate 50, and the magnetosensitive element 4 in the inner mounting area 51. It has a plurality of electrical components 71, 72, 73 mounted around. As the electrical component 71, four components of the same type are mounted, as the electrical component 72, four components of the same type are mounted, and as the electrical component 73, two components of the same type are mounted. In such electrical parts 71, 72, 73, “the same type” means that they have the same function and the same size, such as resistance to each other or capacitors, and the capacitance, etc. Even if the ratings are different, they fall under the same category. In this embodiment, the magnetosensitive element 4 and the electrical components 71, 72, 73 are mounted on one surface 501 of the substrate 50.
基板50は、フェノール基板やガラス−エポキシ基板等に配線が形成されたプリント配線基板であり、本形態において、基板50は、基板50の面内方向で互いに直角に交差するX方向およびY方向に延在する4つの辺50a、50b、50c、50dを備えた四角形の平面形状を有している。基板50には、基板50をねじ88a、88bによって固定するための2つの穴59a、59bが形成されている。本形態において、穴59a、59bは、基板50の対角に位置する角(辺50aと辺50bとの間の角、および辺50cと辺50dとの間の角)付近に形成されている。 The substrate 50 is a printed wiring board in which wiring is formed on a phenol substrate, a glass-epoxy substrate, or the like. In this embodiment, the substrate 50 is in the X direction and the Y direction that intersect each other at right angles in the in-plane direction of the substrate 50. It has a quadrangular planar shape with four extending sides 50a, 50b, 50c, and 50d. The substrate 50 is formed with two holes 59a and 59b for fixing the substrate 50 with screws 88a and 88b. In this embodiment, the holes 59a and 59b are formed in the vicinity of the corners of the substrate 50 (the corners between the sides 50a and 50b and the corners between the sides 50c and 50d).
基板50には、内側実装領域51の周りにスリット52が形成されており、スリット52は、内側実装領域51と穴59a、59bとの間で、内側実装領域51と穴59a、59bとを結ぶ仮想線と交差する方向に延在している。より具体的には、スリット52は、相対向してX方向に延在する2つの辺部分52a、52eと、相対向してY方向に延在する2つの辺部分52c、52gと、斜めに延在する4つの辺部分52b、52d、52f、52hとを備えた八角形である。このため、スリット52の辺部分52bは、内側実装領域51と穴59aとの間で、内側実装領域51と穴59aとを結ぶ仮想線と交差する方向に延在し、スリット52の辺部分52fは、内側実装領域51と穴59bとの間で、内側実装領域51と穴59bとを結ぶ仮想線と交差する方向に延在している。 In the substrate 50, a slit 52 is formed around the inner mounting area 51. The slit 52 connects the inner mounting area 51 and the holes 59a, 59b between the inner mounting area 51 and the holes 59a, 59b. It extends in the direction that intersects the imaginary line. More specifically, the slit 52 includes two side portions 52a and 52e that extend opposite to each other in the X direction, and two side portions 52c and 52g that extend opposite to each other and extend in the Y direction. It is an octagon with four side portions 52b, 52d, 52f, 52h extending. Therefore, the side portion 52b of the slit 52 extends in a direction intersecting with a virtual line connecting the inner mounting region 51 and the hole 59a between the inner mounting region 51 and the hole 59a, and the side portion 52f of the slit 52 is formed. Extends between the inner mounting region 51 and the hole 59b in a direction intersecting with a virtual line connecting the inner mounting region 51 and the hole 59b.
また、スリット52は、内側実装領域51を囲む周方向の一部に帯状の連結部53を残して内側実装領域51を囲むように延在しており、内側実装領域51からは、連結部53を通って配線がスリット52より外側まで延在している。 In addition, the slit 52 extends so as to surround the inner mounting region 51 while leaving a band-shaped connecting portion 53 in a part of the circumferential direction surrounding the inner mounting region 51, and the connecting portion 53 extends from the inner mounting region 51. The wiring extends through the slit 52 to the outside.
本形態において、スリット52は、X方向に延在する辺部分52aに、Y方向に延在する帯状の連結部53を残している。このため、2つの穴59a、59bは、穴59a、59b同士を結ぶ仮想線が連結部53の延在方向(Y方向)と斜めに交差する位置に配置されていることになる。本形態において、穴59a、59b同士を結ぶ仮想線は、連結部53の延在方向に対して45°±15°の角度で交差している。 In this embodiment, the slit 52 leaves a band-shaped connecting portion 53 extending in the Y direction on the side portion 52a extending in the X direction. For this reason, the two holes 59a and 59b are arranged at positions where an imaginary line connecting the holes 59a and 59b obliquely intersects with the extending direction (Y direction) of the connecting portion 53. In this embodiment, the imaginary line connecting the holes 59a and 59b intersects with the extending direction of the connecting portion 53 at an angle of 45 ° ± 15 °.
(電気部品71、72、73の実装位置)
本形態では、複数の電気部品71、72、73は、一部(電気部品71、72)がX方向において感磁素子4を挟む両側に実装され、他の一部(電気部品73)がY方向において感磁素子4を挟む両側に実装されている。
(Mounting position of electrical components 71, 72, 73)
In the present embodiment, some of the plurality of electrical components 71, 72, 73 are mounted on both sides of the magnetosensitive element 4 in the X direction, and the other portion (electrical component 73) is Y. It is mounted on both sides of the magnetosensitive element 4 in the direction.
また、nを2以上の整数としたとき、複数の電気部品71、72、73は、感磁素子4を中心とするn回対称の回転対称性を有する関係にある。すなわち、複数の電気部品71、72、73は、(360/n)°回転させると重なる位置に配置されている。本形態において、複数の電気部品71、72、73は、感磁素子4を通ってX方向に延在する軸、および感磁素子4を通ってY方向に延在する軸に対して対称に配置されていることから、2回対称の回転対称性を有する関係にある。 Further, when n is an integer of 2 or more, the plurality of electrical components 71, 72, 73 are in a relationship having n-fold rotational symmetry about the magnetosensitive element 4. That is, the plurality of electrical components 71, 72, 73 are arranged at positions that overlap when rotated by (360 / n) °. In this embodiment, the plurality of electrical components 71, 72, 73 are symmetrical with respect to an axis extending in the X direction through the magnetic sensing element 4 and an axis extending in the Y direction through the magnetic sensing element 4. Since they are arranged, they have a two-fold rotational symmetry.
また、複数の電気部品71、72、73のうち、同一種類の電気部品の各実装位置は、感磁素子4を中心とするn回対称の回転対称性を有する関係にある。より具体的には、同一種類の電気部品71同士は、感磁素子4を通ってX方向に延在する軸、および感磁素子4を通ってY方向に延在する軸に対して対称に配置されていることから、2回対称の回転対称性を有する関係にある。また、同一種類の電気部品72同士は、感磁素子4を通ってX方向に延在する軸、および感磁素子4を通ってY方向に延在する軸に対して対称に配置されていることから、2回対称の回転対称性を有する関係にある。さらに、同一種類の電気部品73同士は、感磁素子4を通ってX方向に延在する軸、および感磁素子4を通ってY方向に延在する軸に対して対称に配置されていることから、2回対称の回転対称性を有する関係にある。 In addition, among the plurality of electrical components 71, 72, and 73, the mounting positions of the same type of electrical components are in a relationship having n-fold rotational symmetry about the magnetosensitive element 4. More specifically, electrical components 71 of the same type are symmetrical with respect to an axis extending in the X direction through the magnetosensitive element 4 and an axis extending in the Y direction through the magnetosensitive element 4. Since they are arranged, they have a two-fold rotational symmetry. The same type of electrical components 72 are arranged symmetrically with respect to an axis extending in the X direction through the magnetosensitive element 4 and an axis extending through the magnetosensitive element 4 in the Y direction. For this reason, there is a relationship of two-fold rotational symmetry. Furthermore, the same kind of electrical components 73 are arranged symmetrically with respect to an axis extending in the X direction through the magnetosensitive element 4 and an axis extending through the magnetosensitive element 4 in the Y direction. For this reason, there is a relationship of two-fold rotational symmetry.
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の実装基板5では、感磁素子4および電気部品71、72、73が実装された内側実装領域51と、実装基板5をねじによって固定するための穴59a、59bとの間にスリット52が形成されているため、穴59a、59bを利用して実装基板5をねじ88a、88bによって固定した際の張力等の応力は、スリット52によって吸収される。また、穴59a、59bは、内側実装領域51を挟む両側に配置された2つの穴であり、ねじ88a、88bによる固定箇所が必要最小限である。このため、穴59a、59bを利用して実装基板5をねじ88a、88bによって固定した際の応力が小さい。それ故、ねじ88a、88bによって固定した際の応力は内側実装領域51に伝わりにくい。
(Main effects of this form)
As described above, in the mounting substrate 5 of this embodiment, the inner mounting region 51 on which the magnetosensitive element 4 and the electrical components 71, 72, 73 are mounted, and the holes 59a, 59b for fixing the mounting substrate 5 with screws. Since the slit 52 is formed between them, stress such as tension when the mounting substrate 5 is fixed with the screws 88 a and 88 b using the holes 59 a and 59 b is absorbed by the slit 52. Further, the holes 59a and 59b are two holes arranged on both sides sandwiching the inner mounting area 51, and the fixing points by the screws 88a and 88b are the minimum necessary. For this reason, the stress when the mounting substrate 5 is fixed with the screws 88a and 88b using the holes 59a and 59b is small. Therefore, the stress when fixed by the screws 88 a and 88 b is not easily transmitted to the inner mounting region 51.
また、内側実装領域51では、複数の電気部品71、72、73は、一部(電気部品71、72)がX方向において感磁素子4を挟む両側に実装され、他の一部(電気部品73)がY方向において感磁素子4を挟む両側に実装されている。このため、環境温度が変化した際、電気部品71、72の実装に用いたハンダと基板50との熱膨張係数の差に起因して内側実装領域51に応力が発生しても、かかる応力は、X方向およびY方向において、感磁素子4には応力が等方的に加わることになる。それ故、応力によって感磁素子4からの出力が変動することを抑制することができる。 Further, in the inner mounting region 51, a plurality of electric components 71, 72, 73 are mounted on both sides of the magnetosensitive element 4 in the X direction and the other part (electric components). 73) is mounted on both sides of the magnetosensitive element 4 in the Y direction. Therefore, when the environmental temperature changes, even if stress is generated in the inner mounting region 51 due to the difference in thermal expansion coefficient between the solder used for mounting the electrical components 71 and 72 and the substrate 50, the stress is not increased. In the X and Y directions, stress is applied to the magnetosensitive element 4 isotropically. Therefore, fluctuations in the output from the magnetosensitive element 4 due to stress can be suppressed.
しかも、複数の電気部品71、72、73は、感磁素子4を中心とする2回対称の回転対称性を有する関係にある。また、複数の電気部品71、72、73のうち、同一種類の電気部品の各実装位置は、2回対称の回転対称性を有する関係にある。このため、電気部品71、72、73の実装に用いたハンダと基板50との熱膨張係数の差に起因して内側実装領域51に応力が発生しても、かかる応力は感磁素子4に等方的に加わることになる。それ故、感磁素子4において、応力によって出力が変動することを抑制することができる。 In addition, the plurality of electrical components 71, 72, 73 have a two-fold rotational symmetry about the magnetosensitive element 4. In addition, among the plurality of electrical components 71, 72, 73, the mounting positions of the same type of electrical component have a two-fold rotational symmetry. For this reason, even if stress is generated in the inner mounting region 51 due to the difference in thermal expansion coefficient between the solder used for mounting the electrical components 71, 72, and 73 and the substrate 50, the stress is applied to the magnetosensitive element 4. It will be added isotropically. Therefore, in the magnetosensitive element 4, it is possible to suppress the output from fluctuating due to stress.
さらに、本形態において、スリット52は、内側実装領域51を囲む周方向の一部に帯状の連結部53を残して内側実装領域51を囲むように延在し、2つの穴59a、59bは、穴59a、59b同士を結ぶ仮想線が連結部53の延在方向と斜めに交差する位置に形成されている。また、穴59a、59b同士を結ぶ仮想線は、連結部53の延在方向に対して45°±15°の角度で交差している。このため、穴59a、59bを利用して実装基板5をねじ88a、88bによって固定した際の応力が連結部53を介して内側実装領域51に伝わりにくい。 Further, in the present embodiment, the slit 52 extends so as to surround the inner mounting region 51 while leaving a band-shaped connecting portion 53 in a part of the circumferential direction surrounding the inner mounting region 51, and the two holes 59a and 59b are A virtual line connecting the holes 59a and 59b is formed at a position that obliquely intersects the extending direction of the connecting portion 53. The imaginary line connecting the holes 59a and 59b intersects the extending direction of the connecting portion 53 at an angle of 45 ° ± 15 °. For this reason, the stress when the mounting substrate 5 is fixed with the screws 88 a and 88 b using the holes 59 a and 59 b is not easily transmitted to the inner mounting region 51 via the connecting portion 53.
すなわち、Y方向に連結部53が延在している構成において、2つの穴59a、59bをX方向に並べると、穴59a、59bを利用して実装基板5をねじ88a、88bによって固定した際、ねじ88a、88bの側からの応力が合成されて、連結部53を介して内側実装領域51に伝わってしまう。その結果、内側実装領域51がX方向の両側に撓んでしまう。また、Y方向に連結部53が延在している構成において、2つの穴59a、59bをY方向に並べると、穴59a、59bを利用して実装基板5をねじ88a、88bによって固定した際、ねじ88a、88bのうちの一方のねじの側からの応力が連結部53を介して直接、内側実装領域51に伝わってしまう。しかるに、本形態のように、穴59a、59b同士を結ぶ仮想線が連結部53の延在方向と斜めに交差していると、ねじ88bの側からの応力は、連結部53に伝わらない。また、ねじ88aの側からの応力は、連結部53に向けて斜めに伝播していくので、連結部53を介して内側実装領域51に伝わる応力が小さい。 That is, in the configuration in which the connecting portion 53 extends in the Y direction, when the two holes 59a and 59b are arranged in the X direction, the mounting substrate 5 is fixed by the screws 88a and 88b using the holes 59a and 59b. The stresses from the screws 88 a and 88 b are combined and transmitted to the inner mounting region 51 via the connecting portion 53. As a result, the inner mounting area 51 is bent to both sides in the X direction. Further, in the configuration in which the connecting portion 53 extends in the Y direction, when the two holes 59a and 59b are arranged in the Y direction, the mounting substrate 5 is fixed by the screws 88a and 88b using the holes 59a and 59b. The stress from one of the screws 88 a and 88 b is directly transmitted to the inner mounting region 51 through the connecting portion 53. However, if the imaginary line connecting the holes 59a and 59b obliquely intersects the extending direction of the connecting portion 53 as in this embodiment, the stress from the screw 88b side is not transmitted to the connecting portion 53. Further, since the stress from the screw 88a side is propagated obliquely toward the connecting portion 53, the stress transmitted to the inner mounting region 51 via the connecting portion 53 is small.
例えば、本形態の実装基板5に0℃から90℃の温度ストレスを印加した前後では、素子基板40から出力される信号の電圧変化は0.1mV〜0.2mVであった。これに対して、2つの穴59a、59bをX方向に並べた参考例や、2つの穴59a、59bをY方向に並べた参考例では、0℃から90℃の温度ストレスを印加した前後では、素子基板40から出力される信号の電圧変化が8.0mV〜9.0mVである。それ故、本形態によれば、出力信号の変化を1/40倍から1/90倍にまで小さくできる。 For example, before and after applying a temperature stress of 0 ° C. to 90 ° C. to the mounting substrate 5 of this embodiment, the voltage change of the signal output from the element substrate 40 was 0.1 mV to 0.2 mV. In contrast, in the reference example in which the two holes 59a and 59b are arranged in the X direction and in the reference example in which the two holes 59a and 59b are arranged in the Y direction, before and after applying a temperature stress of 0 ° C. to 90 ° C. The voltage change of the signal output from the element substrate 40 is 8.0 mV to 9.0 mV. Therefore, according to this embodiment, the change of the output signal can be reduced from 1/40 times to 1/90 times.
[実施の形態2]
図4は、本発明の実施の形態2に係る実装基板5の平面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
[Embodiment 2]
FIG. 4 is a plan view of the mounting substrate 5 according to Embodiment 2 of the present invention. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of Embodiment 1, common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
上記実施の形態1では、連結部53の数が1つであったが、本形態では、図4に示すように、連結部53の数が2つである。具体的には、基板50には、内側実装領域51の周りにスリット52が形成されており、スリット52は、内側実装領域51を囲む周方向の2個所に帯状の連結部53a、53bを残して内側実装領域51を囲むように延在している。本形態では、X方向およびY方向に斜めに延在する2つの辺部分52b、52fに連結部53a、53bが形成されており、連結部53a、53bは、X方向およびY方向に斜めに延在している。 In the first embodiment, the number of connecting portions 53 is one, but in this embodiment, the number of connecting portions 53 is two as shown in FIG. Specifically, the substrate 50 is formed with slits 52 around the inner mounting region 51, and the slits 52 leave strip-shaped connecting portions 53 a and 53 b at two circumferential positions surrounding the inner mounting region 51. Extending so as to surround the inner mounting area 51. In this embodiment, connecting portions 53a and 53b are formed on two side portions 52b and 52f extending obliquely in the X direction and the Y direction, and the connecting portions 53a and 53b extend obliquely in the X direction and the Y direction. Exist.
かかる構成に対応して、穴59a、59bは、スリット52および内側実装領域51をX方向で挟む両側位置に形成されている。このため、穴59a、59bは、穴59a、59b同士を結ぶ仮想線が連結部53a、53bの延在方向と斜めに交差する位置に配置されている。本形態において、穴59a、59b同士を結ぶ仮想線は、連結部53a、53bの延在方向に対して45°±15°の角度で交差している。 Corresponding to this configuration, the holes 59a and 59b are formed at both side positions sandwiching the slit 52 and the inner mounting region 51 in the X direction. For this reason, the holes 59a and 59b are arranged at positions where an imaginary line connecting the holes 59a and 59b obliquely intersects with the extending direction of the connecting portions 53a and 53b. In this embodiment, the imaginary line connecting the holes 59a and 59b intersects with the extending direction of the connecting portions 53a and 53b at an angle of 45 ° ± 15 °.
かかる構成でも、実施の形態1と同様、穴59a、59bを利用して実装基板5をねじ88a、88bによって固定した際の応力が連結部53を介して内側実装領域51に伝わりにくい等、実施の形態1と同様な効果を奏する。 Even in such a configuration, as in the first embodiment, the stress when the mounting substrate 5 is fixed by the screws 88a and 88b using the holes 59a and 59b is not easily transmitted to the inner mounting region 51 through the connecting portion 53. The same effects as in the first embodiment are obtained.
[実施の形態3]
図5は、本発明の実施の形態3に係る実装基板5の断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
[Embodiment 3]
FIG. 5 is a cross-sectional view of the mounting substrate 5 according to Embodiment 3 of the present invention. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of Embodiment 1, common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図5に示すように、本形態の実装基板5では、基板50の他方面502には、感磁素子4と重なる位置に、オペアンプ等の別の電気部品76が実装されている。このため、内側実装領域51の両面で応力を打ち消すことができるので、感磁素子4に応力が加わりにくい。その他の構成は、実施の形態1、2と同様である。 As shown in FIG. 5, in the mounting substrate 5 of the present embodiment, another electric component 76 such as an operational amplifier is mounted on the other surface 502 of the substrate 50 at a position overlapping the magnetosensitive element 4. For this reason, the stress can be canceled on both surfaces of the inner mounting region 51, so that the stress is hardly applied to the magnetosensitive element 4. Other configurations are the same as those in the first and second embodiments.
[実施の形態4]
図6は、本発明の実施の形態4に係る実装基板5の平面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
[Embodiment 4]
FIG. 6 is a plan view of the mounting substrate 5 according to Embodiment 4 of the present invention. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of Embodiment 1, common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図6に示すように、本形態の実装基板5では、基板50のスリット52に対して内側実装領域51とは反対側に、別の電気部品77が実装された外側実装領域57が設けられている、このため、感磁素子4の近傍に配置すると感磁素子4に応力を加えそうな別の電気部品77をスリット52の外側(外側実装領域57)に実装することができる。それ故、感磁素子4に応力が加わりにくい。その他の構成は、実施の形態1、2と同様である。 As shown in FIG. 6, in the mounting substrate 5 of this embodiment, an outer mounting region 57 in which another electrical component 77 is mounted is provided on the side opposite to the inner mounting region 51 with respect to the slit 52 of the substrate 50. Therefore, another electrical component 77 that is likely to apply stress to the magnetosensitive element 4 when placed in the vicinity of the magnetosensitive element 4 can be mounted outside the slit 52 (outer mounting area 57). Therefore, stress is hardly applied to the magnetosensitive element 4. Other configurations are the same as those in the first and second embodiments.
[他の実施の形態]
上記実施の形態では、信号生成用の素子として、磁気抵抗素子からなる感磁素子4を例示したが、ホール素子からなる感磁素子4を基板50に実装する場合に本発明を適用してもよい。また、信号生成用の素子としては、感磁素子等の磁気センサ素子に限らず、光センサ素子や圧電素子等、他のセンサ素子を基板50に実装する場合に本発明を適用してもよい。さらに、信号生成用の素子としては、応力に起因して出力が変化するような素子であれば、センサ素子以外の素子を基板50に実装する場合に本発明を適用してもよい。
[Other embodiments]
In the above embodiment, the magnetosensitive element 4 made of a magnetoresistive element is exemplified as the signal generating element. However, the present invention can be applied to the case where the magnetosensitive element 4 made of the Hall element is mounted on the substrate 50. Good. Further, the signal generating element is not limited to a magnetic sensor element such as a magnetosensitive element, and the present invention may be applied when other sensor elements such as an optical sensor element and a piezoelectric element are mounted on the substrate 50. . Further, the present invention may be applied to a case where an element other than the sensor element is mounted on the substrate 50 as long as the element for generating a signal is an element whose output changes due to stress.
1・・ロータリエンコーダ
2・・回転体
4・・感磁素子(センサ素子/素子)
5・・実装基板
40・・素子基板
41〜44・・感磁膜
50・・基板
51・・内側実装領域
52・・スリット
53、53a、53b・・連結部
57・・外側実装領域
59a、59b・・穴
71、72、73・・電気部品
76、77・・別の電気部品
88a、88b・・ねじ
1 ・ ・ Rotary encoder 2 ・ ・ Rotating body 4 ・ ・ Magnetic element (sensor element / element)
5, mounting substrate 40, element substrates 41 to 44, magnetic sensitive film 50, substrate 51, inner mounting area 52, slits 53, 53a, 53b, connecting portion 57, outer mounting areas 59a, 59b ..Hole 71, 72, 73..Electrical parts 76, 77..Other electrical parts 88a, 88b..Screw
Claims (12)
該基板の内側実装領域に実装された信号生成用の素子と、
前記内側実装領域で前記素子の周りに実装された複数の電気部品と、
を有し、
前記基板には、該基板をねじによって固定するための複数の穴と、前記内側実装領域と前記穴との間で前記内側実装領域と前記穴とを結ぶ仮想線と交差する方向に延在するスリットと、が形成されており、
平面視において、前記複数の電気部品の一部または全部が前記基板の面内方向の第1方向において前記素子を挟む両側に実装されていることを特徴とする実装基板。 A substrate,
An element for signal generation mounted on the inner mounting region of the substrate;
A plurality of electrical components mounted around the element in the inner mounting region;
Have
The substrate extends in a direction intersecting with a plurality of holes for fixing the substrate with screws and an imaginary line connecting the inner mounting region and the hole between the inner mounting region and the hole. A slit is formed,
A mounting substrate, wherein a part or all of the plurality of electrical components are mounted on both sides of the device in a first direction in an in-plane direction of the substrate in plan view.
前記複数の電気部品の各実装位置は、前記素子を中心とするn回対称の回転対称性を有する関係にあることを特徴とする請求項1または2に記載の実装基板。 When n is an integer of 2 or more,
3. The mounting board according to claim 1, wherein each mounting position of the plurality of electrical components has a relationship of n-fold rotational symmetry about the element.
前記複数の穴は、当該穴同士を結ぶ仮想線が前記連結部の延在方向と斜めに交差する位置に形成されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の実装基板。 The slit extends so as to surround the inner mounting region, leaving a band-like connecting portion in a part of the circumferential direction surrounding the inner mounting region,
5. The plurality of holes are formed at positions where an imaginary line connecting the holes obliquely intersects with an extending direction of the connecting portion. Mounting board.
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