(57)【要約】【課題】フレキシブル配線板の弾性力を接触方向に作用させてフレキシブル配線板の接続端子を接続し、その接続にずれを生じさせることがない端子接続構造を有した電子部品装置を提供する。【解決手段】  物理量を検出する水晶振動子１３および電子部品素子が取り付けられる実装基材１０と、実装基材１０への振動を吸収する振動吸収部材１６と、これら実装基材１０および振動吸収部材１６を搭載する基台２０と、実装基材１０および基台２０の各端子部を接続するフレキシブル配線板３０と、を備えている。このフレキシブル配線板３０は、弾性的に曲げ変形可能な帯状部３１を有し、この帯状部３１を弾性的に曲げた状態で、実装基材１０および基台２０の端子部１９、２３に接続端子３２、３３が対面接触し、且つ接続端子３２、３３に対して、接続対象の端子部１９、２３を押圧する方向に、帯状部３１の曲げにより生じた弾性力が作用している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品素子が実装されるとともに、第１の端子部を備えた実装基材と、
第２の端子部、および当該第２の端子部と電気的に導通する外部端子を備えた基台と、
弾性的に曲げ変形可能な帯状部を有し、且つ両端部に第１，第２の接続端子が形成されたフレキシブル配線板と、を少なくとも備え、
且つ、次の（ａ）乃至（ｅ）の構成を含むことを特徴とする電子部品装置。
（ａ）前記第１，第２の端子部は、一定の間隔をあけて対向配置してある。
（ｂ）前記フレキシブル配線板は、前記帯状部の中間部を折り返すように弾性的に曲げてある。
（ｃ）前記第１の端子部に前記第１の接続端子が対面接触するとともに、前記第２の端子部に前記第２の接続端子が対面接触している。
（ｄ）前記第１の接続端子に対して、前記第１の端子部を押圧する方向に、前記帯状部の曲げにより生じた弾性力が作用している。
（ｅ）前記第２の接続端子に対して、前記第２の端子部を押圧する方向に、前記帯状部の曲げにより生じた弾性力が作用している。
【請求項２】
前記基台の外部端子は、他の装置の回路基板にリフロー半田付けをもって接続される表面実装タイプの端子構造となっていることを特徴とする請求項１の電子部品装置。
【請求項３】
前記基台は、上面部に前記第２の端子部が形成されるとともに、裏面部に前記外部端子が形成されており、
前記実装基材は、外側面が前記基台の上面部と対向するように配置されており、更に当該外側面に前記第１の端子部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２の電子部品装置。
【請求項４】
前記実装基材は、正面部に前記電子部品素子としての物理量を検出するセンサ素子および集積回路部品が実装されるとともに、背面部にこれらセンサ素子および集積回路部品以外の各種電子部品素子が半田付けにて実装されている請求項１から３のいずれか一項に記載の電子部品装置。
【請求項５】
前記第１の接続端子と前記第１の端子部、および前記第２の接続端子と前記第２の端子部を、それぞれスポット溶接にて接続したことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項の電子部品装置。
【請求項６】
前記実装基材および前記基台を、それぞれセラミック材料からなる基材で形成したことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電子部品装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、端子間をフレキシブル配線板によって接続する端子接続構造を内部に有する電子部品装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品や電子回路の小型化が進む中で、弾力性を有したフレキシブル配線板を用いて、狭小な回路基板の実装スペースにおいて端子間を接続する必要性が生じてきている。このようなフレキシブル配線板を利用した端子接続構造を開示する従来技術としては、例えば、特許文献１の角速度センサがある。この角速度センサは、航空機、車両等の移動体の姿勢制御やナビゲーションシステムに用いられている。
【０００３】
特許文献１の角速度センサでは、図７および図２に示されるように、回路基板（３９）の電源電極（４１）、ＧＮＤ電極（４２）、および出力電極（４３）と、第２の基台（４７）に設けた電源端子（４９）、ＧＮＤ端子（５０）、および出力端子（５１）とを、フレキシブル配線板（３９ａ）を用いて電気的に接続する端子接続構造が開示されている。
回路基板（３９）は、図２に示すように、支持板（３６）に支持され、第２の基台（４７）の表面に対してほぼ直交するように配置される。フレキシブル配線板（３９ａ）は、一方の端子面を第２の基台（４７）の表面に形成された各外部端子（４９，５０，５１）に接続するとともに、中間部を折り返して、他端部を回路基板（３９）の各電極（４１，４２，４３）に接続してある。なお、特許文献１には明記されていないが、一般に電極と端子との間は、半田付けをもって接続される。
【０００４】
ここで、特許文献１の図７から明らかなように、回路基板（３９）の表面に電子部品（４０）が搭載されており、各電極（４１，４２，４３）は、同じ表面の縁部に形成されている。特許文献１の図２では、回路基板（３９）の表面が右面となるよう配置されており、この表面縁部に形成された各電極（４１，４２，４３）に、フレキシブル配線板（３９ａ）の端子が接続されている。
かかる接続構造において、フレキシブル配線板（３９ａ）には、図２の上方に折り返された湾曲部に復元しようとする力が生じており、その力はフレキシブル配線板（３９ａ）の端子を、回路基板（３９）の各電極（４１，４２，４３）から引き離そうとする方向へ作用している。
【特許文献１】特開２００１−２６４０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、特許文献１に開示された角速度センサ（電子部品）は、第２の基台（４７）に設けられた各外部端子（４９，５０，５１）が下面から突き出すリードピンとなっており、このようなリードピンタイプの外部端子を有する電子部品は、一般にリフロー半田付けではなく、フロー半田付け工程により半田付けされるため問題はない。
しかしながら、外部端子が、他の装置（例えばカーナビゲーションシステム）の回路基板に表面実装されるタイプの電子部品にあっては、リフロー方式の半田付けにより回路基板への実装が行われることもある。リフロー半田付け工程では、回路基板の所定の回路配線に半田クリームをあらかじめ塗布しておき、各種電子部品を搭載（表面実装）した後に、熱を加えることで半田を溶解し、電子部品を半田付けする。したがって、このリフロー半田付け工程では、回路基板とそこに搭載された電子部品の全体に熱が加えられる。
【０００６】
仮に、特許文献１の角速度センサが、表面実装タイプの外部端子を有しており、リフロー半田付け工程を経て他の装置の回路基板に実装された場合、当該角速度センサの内部では、フレキシブル配線板（３９ａ）の端子と回路基板の各電極（４１，４２，４３）とを接続する半田が、リフロー半田付け工程で加えられた熱の影響を受けて溶融するおそれがあった。半田が溶融した場合、フレキシブル配線板（３９ａ）の湾曲部に生じた力がその端子に作用して、回路基板（３９）の各電極（４１，４２，４３）から引き離そうとする。その結果、フレキシブル配線板（３９ａ）と回路基板（３９）の各電極（４１，４２，４３）との間が電気的に切断してしまうおそれがあった。
【０００７】
本発明は、このような問題に対応すべくなされたもので、高温雰囲気に晒されても、フレキシブル配線板の接続端子と接続対象の端子部との間の電気的な接続状態を保持できる電子部品装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の電子部品装置は、電子部品素子が実装されるとともに、第１の端子部を備えた実装基材と、
第２の端子部、および当該第２の端子部と電気的に導通する外部端子を備えた基台と、
弾性的に曲げ変形可能な帯状部を有し、且つ両端部に第１，第２の接続端子が形成されたフレキシブル配線板と、を少なくとも備え、
且つ、次の（ａ）乃至（ｅ）の構成を含むことを特徴とする。
（ａ）前記第１，第２の端子部は、一定の間隔をあけて対向配置してある。
（ｂ）前記フレキシブル配線板は、前記帯状部の中間部を折り返すように弾性的に曲げてある。
（ｃ）前記第１の端子部に前記第１の接続端子が対面接触するとともに、前記第２の端子部に前記第２の接続端子が対面接触している。
（ｄ）前記第１の接続端子に対して、前記第１の端子部を押圧する方向に、前記帯状部の曲げにより生じた弾性力が作用している。
（ｅ）前記第２の接続端子に対して、前記第２の端子部を押圧する方向に、前記帯状部の曲げにより生じた弾性力が作用している。
【０００９】
このように構成することによって、フレキシブル配線板の各接続端子が実装機材と基台の端子部とを押圧することになり、たとえリフロー半田付け工程等において各接続端子と各端子部とを接続固定する半田が溶融しても、各接続端子に作用する押圧力（フレキシブル配線板の弾性力）をもって各接続端子と各端子部との間の接触状態は保持される。
【００１０】
ここで、基台は、上面部に第２の端子部が形成されるとともに、裏面部に外部端子が形成されており、実装基材は、外側面が基台の上面部と対向するように配置されており、更に当該外側面に第１の端子部を備えることが好ましい。
【００１１】
これにより実装基材および基台は、第１の端子部と第２の端子部とが互いに平行に配置され、フレキシブル配線板によって接続される。このため、実装基材の外周面と基台の上面部との間隔を狭小として、電子部品装置を小型化させることができる。
【００１２】
なお、例えば、実装基材の正面部には、電子部品素子としてのセンサ素子および集積回路部品を実装でき、背面部にはこれらセンサ素子および集積回路部品以外の各種電子部品素子を半田付けにて実装することができる。
【００１３】
さらに、第１の接続端子と第１の端子部、および第２の接続端子と第２の端子部を、それぞれスポット溶接にて接続することもできる。この場合、実装基材および基台は、それぞれセラミック材料からなる基材で形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、高温雰囲気に晒されても、フレキシブル配線板の接続端子と接続対象の端子部との間の電気的な接続状態を保持できる電子部品装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１乃至図８は、本発明の実施形態を説明するための図である。なお、本実施形態では、物理量センサの一つである振動型ジャイロセンサ（電子部品装置）に本発明を適用した構成例について説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、端子間をフレキシブル配線板によって接続する端子接続構造を内部に有する加速度センサや他の電子部品装置にも適用可能であることは勿論である。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る振動型ジャイロセンサの全体構成を示すケース装着前の斜視図である。また図２は、同じく振動型ジャイロセンサの内部構成を概略的に示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。
図１および図２に示すように、本実施形態に係る振動型ジャイロセンサは、物理量を検出するセンサ素子としての水晶震動子１３や電子部品素子１５が装着される実装基材１０と、外部からの振動を吸収する振動吸収部材１６と、これら実装基材１０および振動吸収部材１６を搭載する基台２０と、実装基材１０と基台２０の各端子部間を接続するためのフレキシブル配線板３０と、を備えている。この振動型ジャイロセンサは、基台２０上にある実装基材１０、フレキシブル配線板３０、振動吸収部材１６が、ケース１００により外装されている。この振動型ジャイロセンサは電子部品装置の一種であり、ナビゲーションシステム等、他の装置やシステムの回路基板に、半田付けにて実装されることを前提としている。
【００１７】
図３は、本実施形態に係る振動型ジャイロセンサの全体構成を示す正面断面図である。また、図４は、同じく振動型ジャイロセンサの実装基材を示す展開図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
図３および図４に示すように、振動型ジャイロセンサの実装基材１０は、セラミック材料によって矩形状に形成されており、正面部１１にセンサ素子としての水晶振動子１３および集積回路部品１４が実装されるとともに、背面部１２に各種電子部品素子１５が半田付けにて実装される。この実装基材１０は、正面部１１の中央部に水晶振動子１３および集積回路部品１４を収納する凹部１１ａが形成されるとともに、矩形状の内部には回路配線（図示せず）が形成されており、これにより正面部１１の水晶振動子１３および集積回路部品１４と、背面部１２の各種電子部品素子１５とを電気的に導通させている。このように構成することで、電子部品素子を高密度実装することができるため、実装基材１０をいっそう小型化することができる。
ここで、上記の水晶振動子１３、集積回路部品１４や各種の電子部品素子１５は、本発明の電子部品素子に相当する。
【００１８】
実装基材１０に取り付けられる水晶振動子１３は、図２に示すように、駆動電極、検出電極およびアース電極（図示せず）が形成された三脚の音叉型水晶振動子としてある。ここで、三脚（三本の脚）は、二本の駆動脚と一本の検出脚とからなっている。なお、本実施形態では、三脚の音叉型水晶振動子を使用しているが、これに限定されるものではなく、たとえば、二脚の音叉型水晶振動子を使用してもよい。また、センサ素子としては、セラミックスやシリコン等の振動体等、水晶振動子以外の素子を適用することもできる。
【００１９】
図３に示すように、水晶振動子１３の基端部は、実装基材１０の回路配線に接続されている。また振動型ジャイロセンサの集積回路部品１４は、凹部１１ａの所定の装着位置に配置され、ワイヤボンディングによって回路配線に接続されている。実装基材１０の回路配線は、正面部１１の集積回路部品１４および背面部１２の各種電子部品素子１５によって、水晶振動子１３の振動および角速度を検出する駆動検出回路を構成する。
ここで、水晶振動子１３の３本脚のうち駆動脚が駆動しているとき、脚の長手方向に平行な仮想軸周りに振動型ジャイロセンサが回転すると、検出脚からコリオリ検出信号が出力され、駆動検出回路が振動型ジャイロセンサの回転角速度を検出する。
【００２０】
なお実装基材１０の正面部１１は、水晶振動子１３および集積回路部品１４が凹部１１ａに実装され、振動の漏れ調整等が行なわれた後、平板状のカバー１７によって真空封止される。一方、実装基材１０の背面部１２も、各種電子部品素子１５が半田によって実装された後、スペースを有した蓋体１８によって実装面が保護される。
【００２１】
また実装基板１０は、外側面が基台２０の上面部と対向するように配置され、更にこの基台２０と対向する外側面に第１の端子部１９を備えている。実装基材１０の回路配線は、この第１の端子部１９と電気的に導通されている。
【００２２】
振動型ジャイロセンサの振動吸収部材１６は、図１に示すように、絶縁性材料によって一対で形成され、それぞれの対向面に刻設された凹部１６ａに実装基材１０の両側部が嵌入される。この振動吸収部材１６は、外周面に対してケース１００が圧入される構成であり、該ケース１００の固定とともに振動吸収部材１６が基台２０に固定される。固定された振動吸収部材１６は、実装基材１０を弾力的に保持し、外部からの微細な振動の伝達を防止することができる。
【００２３】
図５は、本実施形態に係る振動型ジャイロセンサの基台を示す展開図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は下面図である。
図５に示すように、振動型ジャイロセンサの基台２０は、セラミック材料によって矩形状に形成されており、上面部２１に第２の端子部２３が設けられている。また基台２０には、裏面部２２に第２の端子部２３と電気的に導通する外部端子２４が形成されており、この振動型ジャイロセンサが実装される回路基板（図示せず）に表面実装される構成としてある。
【００２４】
図６は、本実施形態に係る振動型ジャイロセンサのフレキシブル配線板を示す上面図である。
振動型ジャイロセンサのフレキシブル配線板３０は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）を適用しており、弾性的に曲げ変形可能な帯状部３１を有している。フレキシブル配線板３０は、帯状部３１の中央部に切欠部３１ａが形成され、また帯状部３１の両端部に金属材からなる第１，第２の接続端子３２、３３が形成されている。
なお、フレキシブル配線板は、弾性的に曲げ変形可能な帯状部を有すればよく、例えば、ＦＦＣ（Flexible Flat Cable）を適用することもできる。
【００２５】
図７は、本実施形態に係る振動型ジャイロセンサの実装基材および基台に対するフレキシブル配線板の接続を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
ここで、振動型ジャイロセンサの組み立てについて説明すると、図７に示すように、フレキシブル配線板３０は、第１の接続端子３２が、実装基板１０の第１の端子部１９に対面接触し、半田付けによって電気的に接続され、第２の接続端子３３が、基台２０の第２の端子部２３に対面接触し、半田付けによって電気的に接続される。これにより実装基材１０と基台２０とを電気的に接続させることができ、振動型ジャイロセンサは、実装基材１０によって出力されるコリオリ検出信号を基台２０の外部端子２４から出力することが可能となる。
【００２６】
上述のようにフレキシブル配線板３０を実装基材１０と基台２０に接続した後、実装基材１０には振動吸収部材１６が取り付けられる。その後、フレキシブル配線板３０の帯状部３１の中間部を折り返すように弾性的に曲げることにより、実装基材１０および振動吸収部材１６を基台２０の上面部２１に設置する。さらに、実装基材１０および振動吸収部材１６の上部からケース１００を圧入して、基台２０に実装することで振動型ジャイロセンサが組み立てられる。
【００２７】
このようにして組み立てられた振動型ジャイロセンサは、図３に示すように、実装基材１０の第１の端子部１９と、基台２０の第２の端子部２３が一定の間隔をあけて平行に対向配置され、フレキシブル配線板３０の第１、第２の接続端子３２、３３が弾性力をもって両端子部１９、２３に接続した状態になる。このように実装基材１０と基台２０とを対向配置することで、実装基材１０の外周面と基台２０の上面部２１との間隔を小さくすることができ、振動型ジャイロセンサを小型化させることができる。
【００２８】
さて、既述したように振動型ジャイロセンサが、他の装置やシステムの回路基板に実装される際には、リフロー半田付けの工程を経ることが考えられる。リフロー半田付けの工程では、振動型ジャイロセンサも高温に加熱され、その結果、振動型ジャイロセンサ内部の半田付け部分が溶融するおそれがある。すなわち、フレキシブル配線板３０の第１、第２の接続端子３２、３３と、実装基材１０の第１の端子部１９、基台２０の第２の端子部２３とを固着している半田が、それぞれ溶融するおそれがある。
上述した本実施形態の構造によれば、リフロー半田付け工程において半田が溶融しても、各接続端子３２、３３が各端子部１９、２３を押圧するため、それらの接触状態がそのまま保持される。この点を図８を参照し、従来の構造と比較しつつ更に具体的に説明する。
【００２９】
図８は、振動型ジャイロセンサにおけるフレキシブル配線板の接続状態を示す正面断面図であり、（ａ）は従来の接続状態、（ｂ）は本発明の接続状態を示している。
従来の振動型ジャイロセンサは、図８（ａ）に示すように、第１の接続端子３２’が、第１の端子部１９’から離間する方向にフレキシブル配線板３０’の弾性力が作用している。このため振動型ジャイロセンサは、リフロー半田付けの工程におかれたとき、当該弾性力をもって第１の接続端子３２’が、第１の端子部１９’からはずれてしまうおそれがあった。
【００３０】
これに対し、本実施形態のフレキシブル配線板３０は、図８（ｂ）に示すように、第１の接続端子３２に対して、第１の端子部１９を押圧する方向に、帯状部３１の曲げにより生じた弾性力が作用しており、また第２の接続端子３３に対しても、第２の端子部２３を押圧する方向に、帯状部３１の曲げにより生じた弾性力が作用している。
その結果、リフロー半田付け工程において半田が溶融しても、各接続端子３２、３３が各端子部１９、２３を押圧するため、それらの接触状態がそのまま保持される。
リフロー半田付け工程が終了すると、半田が再び固まって各接続端子３２，３３と各端子部１９，２３との間が半田付けされる。
【００３１】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例や応用例をもって構成できることは勿論である。
例えば、フレキシブル配線板３０の第１の接続端子３２と実装基材１０の第１の端子部１９との間の接続や、フレキシブル配線板３０の第２の接続端子３３と基台２０の第２の端子部２３との間の接続は、それぞれスポット溶接にて実現することもできる。
フレキシブル配線板３０の一部に捩れが生じていた場合、その捩れの復元力が各接続端子３２，３３に作用して、各端子部１９，２３との間に僅かながらも横ずれの生じるおそれがある。しかし、各接続端子３２，３３をスポット溶接にて各端子部１９，２３に接続すれば、たとえリフロー半田付け工程において高温雰囲気に晒されても、その接続状態は強固に保持されるため、横ずれの心配もなくなる。
【００３２】
ここで、第１の端子部１９が形成されている実装基材１０と、第２の端子部２３が形成されている基台２０は、ともにセラミック材料で形成してあるので、スポット溶接時に高熱を受けても溶融することがない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態に係る振動型ジャイロセンサの全体構成を示すケース装着前の斜視図である。
【図２】同じく振動型ジャイロセンサの内部構成を概略的に示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。
【図３】本実施形態に係る振動型ジャイロセンサの全体構成を示す正面断面図である。
【図４】本実施形態に係る振動型ジャイロセンサの実装基材を示す展開図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）はＡ−Ａ線の断面図である。
【図５】本実施形態に係る振動型ジャイロセンサの基台を示す展開図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は下面図である。
【図６】本実施形態に係る振動型ジャイロセンサのフレキシブル配線板を示す上面図である。
【図７】本実施形態に係る振動型ジャイロセンサの実装基材および基台に対するフレキシブル配線板の接続を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図８】振動型ジャイロセンサのフレキシブル配線板の接続状態を示す正面断面図であり、（ａ）は従来の接続状態を示す図、（ｂ）は本発明の接続状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０：実装基材、１１：正面部、１２：背面部、１３：水晶振動子、１４：集積回路部品、１５：電子部品素子、１６：振動吸収部材、１７：カバー、１８：蓋体、１９：第１の端子部、
２０：基台、２１：上面部、２２：裏面部、２３：第２の端子部、２４：外部端子、
３０：フレキシブル配線板、３１：帯状部、３２：第１の接続端子、３３：第２の接続端子、
１００：ケース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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