JP2019158444A - 電子装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】対象物を囲む樹脂成形体によって、当該対象物に対して所定の処理を行なう電子回路を安定して支持できる電子装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】電子装置は、対象物または対象空間に対して所定の処理を行なうための電子回路と、対象物または対象空間を囲むように形成され、電子回路を支持する樹脂成形体とを備える。樹脂成形体は、第１樹脂成形体と、第１樹脂成形体に接合された第２樹脂成形体とを含む。電子回路は、電極が露出するように第１樹脂成形体に埋設される電子部品と、第１樹脂成形体の表面上に形成され、電極に接続する配線とを含む。第１樹脂成形体は、第２樹脂成形体よりも内側に位置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子装置およびその製造方法に関する。

ＩｏＴ（Internet of Things）システムに対する関心から、ファクトリーオートメーション（ＦＡ）、車載、あるいはウエアラブル等に用いられる、超小型かつ多機能のセンサの需要が高まっている。特に、従来の技術では設置が困難であったような場所へのセンサの設置が望まれている。

特開２０１１−１４９８６１号公報（特許文献１）には、フレキシブルプリント基板と、フレキシブルプリント基板に設けられたコイルとを備える変位センサ装置を、転がり軸受装置の固定輪に取り付ける技術が開示されている。

特開２０１０−２７２７５６号公報（特許文献２）には、筐体の一部である樹脂成形品と、電極が露出された状態で樹脂成形品に埋め込まれた電子部品と、電子部品の電極に接続された配線とを備える電子部品実装装置が開示されている。

特開２０１１−１４９８６１号公報 特開２０１０−２７２７５６号公報

図７は、従来のセンサ装置の一例を示す断面図である。図７には、特開２０１１−１４９８６１号公報に記載の技術を用いたセンサ装置の一例が示される。センサ装置は、配線１３０が形成されたフレキシブルプリント基板１１０と、フレキシブルプリント基板１１０に設けられた電子部品１２０とを備える。フレキシブルプリント基板１１０は、筒状の樹脂成形品１４０に形成された開口部分に内側から固定ピン１５０によって固定される。これにより、センサ装置は、筒状の樹脂成形品１４０の内側の対象物１００に対向できる。

しかしながら、図７に示す例では、フレキシブルプリント基板１１０を取り付けるための開口部分が樹脂成形品１４０に形成されるため、樹脂成形品１４０の機械的強度が低下し、フレキシブルプリント基板１１０を安定して支持できない。また、フレキシブルプリント基板１１０を樹脂成形品１４０に固定ピン１５０を用いて取り付ける手間がかかり、製造コストが高くなる。

これに対し、特開２０１０−２７２７５６号公報に記載の技術では、樹脂成形品に開口部分を設ける必要がないため、樹脂成形品の機械的強度の低下を抑制できる。さらに、フレキシブルプリント基板を樹脂成形品に固定ピンを用いて取り付ける手間が不要である。

しかしながら、特開２０１０−２７２７５６号公報に記載の技術では、樹脂成形品の表面に配線を形成することにより、電子部品と配線とによって電子回路が形成される。配線は、印刷形成される。そのため、樹脂成形品の表面のうち電子部品が露出する面は、印刷によって配線が形成可能な程度に平らであることが好ましい。したがって、特開２０１０−２７２７５６号公報に記載の技術では、対象物を囲むように形成された樹脂成形品（たとえば筒状の樹脂成形品）における内側に電子回路を形成することが困難である。

本開示は、上記の問題点に着目してなされたもので、その目的は、対象物または対象空間を囲む樹脂成形体によって、当該対象物または対象空間に対して所定の処理を行なう電子回路を安定して支持できる電子装置およびその製造方法を提供することである。

本開示の一例では、電子装置は、対象物または対象空間に対して所定の処理を行なうための電子回路と、対象物または対象空間を囲むように形成され、電子回路を支持する樹脂成形体とを備える。樹脂成形体は、第１樹脂成形体と、第１樹脂成形体に接合された第２樹脂成形体とを含む。電子回路は、電極が露出するように第１樹脂成形体に埋設される電子部品と、第１樹脂成形体の表面上に形成され、電極に接続する配線とを含む。第１樹脂成形体は、第２樹脂成形体よりも内側に位置する。

この開示によれば、電子回路を構成する電子部品は、第１樹脂成形体に埋設される。電子部品を構成する配線は、第１樹脂成形体の表面上に形成される。さらに、第１樹脂成形体は、第２樹脂成形体に接合される。そのため、電子回路は、安定して樹脂成形体に支持される。

さらに、第１樹脂成形体は、第２樹脂成形体よりも内側に位置する。そのため、電子回路は、樹脂成形体における内側で支持される。これにより、電子回路は、対象物または対象空間の近くに位置することができ、対象物または対象空間に対して所定の処理を行なうことができる。

以上から、対象物または対象空間を囲む樹脂成形体によって、当該対象物または対象空間に対して所定の処理を行なう電子回路を安定して支持できる電子装置を提供できる。

本開示の一例では、第１樹脂成形体は、曲げ弾性率が１０００ＭＰａ以上の樹脂によって構成される。第１樹脂成形体は、厚みが０．５ｍｍ以下の板状である。この開示によれば、第１樹脂成形体を湾曲した状態で第２樹脂成形体に接合したとしても、第１樹脂成形体の破断を防止できる。

本開示の一例では、第１樹脂成形体は、曲げ弾性率が１０００ＭＰａ以下のエラストマによって構成される。この開示によれば、第１樹脂成形体を湾曲した状態で第２樹脂成形体に接合したとしても、第１樹脂成形体の破断を防止できる。

本開示の一例では、第１樹脂成形体は板状である。電子部品は、第１樹脂成形体の一対の主面の両方から露出する。配線は、第１樹脂成形体の一対の主面の一方面に形成される。第２樹脂成形体は、第１樹脂成形体の一対の主面の一方面に接合する。第１樹脂成形体の一対の主面の他方面は、対象物または対象空間に対向する。

この開示によれば、配線は、第１樹脂成形体と第２樹脂成形体との界面に位置し、第１樹脂成形体と第２樹脂成形体とによって外部環境から保護される。そのため、配線を保護するための保護層の形成が不要となる。さらに、電子部品は、対象物または対象空間に対向する他方面からも露出するため、対象物または対象空間に対して所定の処理を確実に行なうことができる。

本開示の一例では、第２樹脂成形体は筒状である。第１樹脂成形体は、第２樹脂成形体の内周面に接合される。この開示によれば、樹脂成形体をたとえばパイプまたはチューブの一部として利用できる。

本開示の一例では、第２樹脂成形体は、深さが１ｍｍ以上の溝状または箱状である。第１樹脂成形体は、第２樹脂成形体の内面に接合される。この開示によれば、樹脂成形体を溝または箱の一部として利用できる。

本開示の一例では、配線は、第１樹脂成形体と第２樹脂成形体との界面に位置する。この開示によれば、配線は、第１樹脂成形体と第２樹脂成形体とによって外部環境から保護される。そのため、配線を保護するための保護層の形成が不要となる。

本開示の一例では、電子部品は、対象物または対象空間の特徴量を検知するセンサ、または、対象物または対象空間を照明する発光素子である。この開示によれば、樹脂成形体によって囲まれた対象物または対象空間の特徴量を検知したり、対象物または対象空間を照明したりできる。

本開示の一例では、電子装置の製造方法は、第１から第４工程を備える。第１工程は、対象物または対象空間に対して所定の処理を行なうための電子回路を構成する電子部品をシート上に実装し、シートを第１成形型内に配置して、第１成形型内に樹脂を充填させることにより、電子部品が埋設された第１樹脂成形体を成形する。第２工程は、第１樹脂成形体からシートを剥離することにより、第１樹脂成形体においてシートが接合されていた接合面を露出する。第３工程は、接合面上に電子部品に接続する配線を印刷する。第４工程は、第１樹脂成形体を第２成形型内に配置して、第２成形型内に樹脂を充填させることにより、第１樹脂成形体に接合した第２樹脂成形体を成形する。第２樹脂成形体は、対象物または対象空間を囲むような形状を有する。第４工程は、第２樹脂成形体の内側に第１樹脂成形体が位置するように、第１樹脂成形体を第２成形型内に配置する工程を含む。

この開示によっても、対象物または対象空間を囲む樹脂成形体によって、当該対象物または対象空間に対して所定の処理を行なう電子回路を安定して支持できる電子装置を提供できる。

本開示によれば、対象物を囲む樹脂成形体によって、当該対象物に対して所定の処理を行なう電子回路を安定して支持できる。

本実施形態に係る電子装置の一例を模式的に示す断面図である。 本実施形態に係る電子装置の一例を示す斜視図である。 図２に示す電子装置の製造方法における前半の工程を示す図である。 図２に示す電子装置の製造方法における後半の工程を示す図である。 変形例に係る電子装置の一例を示す断面図である。 別の変形例に係る電子装置の一例を示す断面図である。 従来のセンサ装置の一例を示す断面図である。

＜適用例＞
図１を参照して、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１は、本実施形態に係る電子装置の一例を模式的に示す断面図である。

電子装置１は、対象物１００に対して所定の処理を行なう装置である。たとえば、対象物１００が回転軸である場合、電子装置１は、対象物１００の微妙な変位や回転のブレ等を検知する。この場合、電子装置１は、軸受けに適用され、たとえば対象物１００である回転軸を含む機械の故障の発見のために用いられる。対象物１００が流体である場合、電子装置１は、対象物１００の特徴量（たとえば流速、濃度など）を検知する。この場合、電子装置１は、流体が流れるパイプ、チューブ等の筒状体の一部として適用される。電子装置１が所定の処理を行なう対象物１００は、これらに限定されるものではない。

図１に示す例では、電子装置１は、電子回路１０と、樹脂成形体２０と、保護層３０とを備える。

樹脂成形体２０は、対象物１００を囲むように形成される。たとえば、樹脂成形体２０は円筒状であり、樹脂成形体２０の内部に対象物１００が配置される。樹脂成形体２０は、湾曲された板状の第１樹脂成形体２１と、第１樹脂成形体２１に接合された円筒状の第２樹脂成形体２５とを含む。第１樹脂成形体２１は、第２樹脂成形体２５よりも内側に位置する。具体的には、第１樹脂成形体２１は、第２樹脂成形体２５の内周面２６に接合される。

電子回路１０は、対象物１００に対して所定の処理（たとえば、対象物１００の変位を検知する処理など）を行なうための回路である。電子回路１０は、電子部品１１と、配線１３とを含む。

電子部品１１は、電極１２を有し、電極１２が露出するように第１樹脂成形体２１に埋設される。電極１２は、板状の第１樹脂成形体２１の一対の主面の一方である面２２から露出する。配線１３は、第１樹脂成形体２１の面２２上に形成され、電子部品１１の電極１２に接続する。図１に示す例では、面２２は、対象物１００に対向する。

保護層３０は、電子部品１１および配線１３を覆うように、第１樹脂成形体２１の面２２上に形成される。

このように、電子回路１０を構成する電子部品１１は、第１樹脂成形体２１に埋設される。電子回路１０を構成する配線１３は、第１樹脂成形体２１の面２２上に形成される。さらに、第１樹脂成形体２１は、第２樹脂成形体２５に接合される。そのため、電子回路１０は、安定して樹脂成形体２０に支持される。

さらに、第１樹脂成形体２１は、第２樹脂成形体２５よりも内側に位置する。そのため、第１樹脂成形体２１に埋設された電子部品１１と第１樹脂成形体２１の面２２上に形成された配線１３とによって構成される電子回路１０は、樹脂成形体２０における内側で支持される。これにより、電子回路１０は、対象物１００の近くに位置することができ、対象物１００に対して所定の処理を行なうことができる。

以上から、対象物１００を囲む樹脂成形体２０によって、当該対象物１００に対して所定の処理を行なう電子回路１０を安定して支持する電子装置１を提供できる。

＜具体例＞
（電子装置の構成）
図１および図２を参照して、本実施の形態に係る電子装置１の具体例について説明する。ここでは、対象物１００である回転軸の変位を検知する電子装置１を例にとり説明する。図２は、電子装置の一例を示す斜視図である。図１および図２に示されるように、電子装置１は、電子回路１０と、樹脂成形体２０と、保護層３０とを備える。なお、図２では、保護層３０で覆われている部材を示すため、保護層３０の図示を省略している。

樹脂成形体２０は円筒形状である。円筒形状の樹脂成形体２０の中空部分に、回転軸である対象物１００（図１参照）が配置される。

樹脂成形体２０は、略円筒状の、第１樹脂成形体２１および第２樹脂成形体２５を含む。第１樹脂成形体２１は、平面視矩形の板状であり、開環状に湾曲された状態で第２樹脂成形体２５の内周面２６に接合される。第１樹脂成形体２１の一対の主面のうち、面２２が対象物１００（図１参照）に対向するように内側に向き、面２３が第２樹脂成形体２５と接合される。第１樹脂成形体２１における長手方向の両端間には隙間２４が形成され、当該隙間２４に第２樹脂成形体２５の一部が充填されている。

第１樹脂成形体２１および第２樹脂成形体２５は、たとえばポリカーボネイト（ＰＣ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂からなる。第１樹脂成形体２１と第２樹脂成形体２５との接合性を向上させるために、第１樹脂成形体２１と第２樹脂成形体２５とを構成する樹脂は同一であることが好ましい。

第１樹脂成形体２１は、湾曲された状態で第２樹脂成形体２５に接合される。そのため、曲げ弾性率が１０００ＭＰａ以上の樹脂で第１樹脂成形体２１を成形する場合には、第１樹脂成形体２１の厚みＴ１を０．５ｍｍ以下にすることが好ましい。もしくは、第１樹脂成形体２１は、曲げ弾性率が１０００ＭＰａ以下のエラストマ（たとえば、ポリエステル（ＰＥ）系のエラストマ）によって構成されることが好ましい。これにより、第１樹脂成形体２１を第２樹脂成形体２５の内周面２６に沿って湾曲させやすくなる。

第１樹脂成形体２１の厚みＴ１と第２樹脂成形体２５の厚みＴ２との合計（Ｔ１＋Ｔ２）は、対象物１００に応じて適宜設定され、たとえば２ｍｍである。

電子回路１０は、主電子部品１１ａと、副電子部品１１ｂ〜１１ｄと、配線１３とから構成される。

主電子部品１１ａは、たとえば対象物１００の変位を検知する光学センサである。副電子部品１１ｂ〜１１ｃは、主電子部品１１ａを動作させるための部品であり、たとえば受動部品（抵抗、コンデンサ等）、能動部品（ＬＳＩ（Large-Scale Integration）、ＩＣ（Integrated Circuit）、パワートランジスタ等）、電源装置（電池等）等から選択される。

主電子部品１１ａ、副電子部品１１ｂ〜１１ｄは、電極１２ａ〜１２ｄをそれぞれ有する。以下では、主電子部品１１ａ、副電子部品１１ｂ〜１１ｄを特に区別しない場合、主電子部品１１ａ、副電子部品１１ｂ〜１１ｄの各々を「電子部品１１」という。電極１２ａ〜１２ｄを特に区別しない場合、電極１２ａ〜１２ｄの各々を「電極１２」という。

電子部品１１は、電極１２が第１樹脂成形体２１の面２２から露出するように、第１樹脂成形体２１に埋設される。電子部品１１の表面のうち第１樹脂成形体２１から露出する面は、第１樹脂成形体２１の面２２と連続する。ここで、２つの面が「連続する」とは、当該２つの面の間の段差が、その上に形成される配線１３が切断しない程度に小さいことを意味する。

配線１３は、たとえば銀等の金属で構成される。配線１３の厚みは特に限定されず、たとえば１〜５μｍである。配線１３は、第１樹脂成形体２１の面２２上に形成され、電子部品１１の電極１２と接続する。これにより、主電子部品１１ａと副電子部品１１ｂ〜１１ｄとが電気的に接続される。その結果、主電子部品１１ａと副電子部品１１ｂ〜１１ｄと配線１３とによって電子回路１０が構成される。

配線１３は、第１樹脂成形体２１を湾曲させる前に、たとえばインクジェット印刷法やスクリーン印刷法を用いて液状の導電性インク（たとえば、銀（Ａｇ）ナノインク）を第１樹脂成形体２１の面２２に塗布することにより形成される。

保護層３０（図１参照）は、電子部品１１および配線１３を覆うように、第１樹脂成形体２１の面２２上に形成される。これにより、電子部品１１および配線１３を外部環境から保護することができる。保護層３０は、たとえば樹脂によって構成され、第１樹脂成形体２１を湾曲させる前に、たとえばインクジェット印刷法やスクリーン印刷法を用いて形成される。

（電子装置の製造方法）
次に図３および図４を参照して、電子装置１の製造方法の詳細について説明する。図３は、図２に示す電子装置の製造方法における前半の工程を示す図である。図４は、図２に示す電子装置の製造方法における後半の工程を示す図である。図３（ａ）（ｃ）（ｄ）において、左側には製造過程で得られる中間体の平面図が示され、右側にはＸ−Ｘ線矢視断面図が示される。図３（ｂ）および図４（ｂ）には、製造過程で得られる中間体の断面図が示される。図４（ａ）には製造過程で得られる中間体の斜視図が示される。図４（ｃ）には最終製品である電子装置１の斜視図が示される。さらに、図３（ｄ）の左側および図４（ｃ）では保護層３０の図示を省略している。電子装置１は、たとえば以下に示す第１成形工程、剥離工程、印刷工程および第２成形工程によって製造される。

（第１成形工程）
図３（ａ）に示されるように、電子部品１１が接着剤（図示せず）を用いて仮固定シート５０に貼り付けられる。このとき、電極１２が仮固定シート５０に接触するように、電子部品１１は仮固定シート５０に貼り付けられる。

仮固定シート５０の材料としては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等を用いることができる。仮固定シート５０は、紫外線を透過する材料からなっていることが好ましい。

仮固定シート５０への電子部品１１の貼り付けは、たとえば、仮固定シート５０に塗布した紫外線硬化型の接着剤（図示せず）を用いて行なうことができる。たとえば、厚さ５０μｍの透明ＰＥＴ製の仮固定シート５０の一方の面に、紫外線硬化型の接着剤を２〜３μｍの厚さで塗布する。この塗布は、たとえばインクジェット印刷法などの方法を用いて行なわれる。その後、電子部品１１を所定位置に置く。仮固定シート５０の他方の面（つまり、電子部品１１が載置された面とは反対側の面）から、たとえば３０００ｍＪ／ｃｍ^２の強度の紫外線を照射することにより、接着剤が硬化し、電子部品１１が仮固定シート５０に貼り付けられる。

次に図３（ｂ）に示されるように、仮固定シート５０が成形型６０内に配置される。成形型６０は、上型６１と下型６２とから構成され、上型６１と下型６２との間に空間６３が形成される。仮固定シート５０の電子部品１１が貼り付けられていない側の面が下型６２の平らな内面に接するように、仮固定シート５０は、成形型６０内に配置される。そのため、仮固定シート５０の電子部品１１が貼り付けられた面と上型６１との間に空間６３が形成される。

成形型６０内の空間６３に溶融樹脂を射出する。樹脂は、電子部品１１を囲むように充填される。これにより、電子部品１１が埋設された第１樹脂成形体２１が成形される（図３（ｃ）参照）。第１樹脂成形体２１は、たとえば平面視矩形の板状である。

樹脂の射出成形を行なう条件は、樹脂の材料に応じて適宜選択される。たとえば、ポリカーボネート（ＰＣ）を用いて、射出樹脂温度２７０℃、射出圧力１００ＭＰａで射出成形を行なう。

曲げ弾性率が２４００ＭＰａ程度のポリカーボネートを用いる場合、厚みＴ１（図３（ｃ）参照）が０．５ｍｍ以下の板状の第１樹脂成形体２１を形成することが好ましい。これにより、後述する第２成形工程において、第１樹脂成形体２１を比較的大きな曲率で湾曲させることができる。すなわち、曲げ弾性率が１０００〜２５００ＭＰａ程度の樹脂で第１樹脂成形体２１を形成する場合には、第１樹脂成形体２１の厚みＴ１を０．５ｍｍ以下にすることにより、第１樹脂成形体２１を比較的大きな曲率で湾曲させることができる。

曲げ弾性率が１１００ＭＰａのポリエチレン（ＰＥ）、曲げ弾性率が１７００ＭＰａのポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂材を用いて第１樹脂成形体２１を成形してもよい。この場合、第１樹脂成形体２１の厚みＴ１が０．５ｍｍより大きくても、第１樹脂成形体２１をある程度湾曲させることができる。ただし、比較的大きな曲率で湾曲させるためには、第１樹脂成形体２１の厚みＴ１は０．５ｍｍ以下であることが好ましい。

曲げ弾性率が２０〜５００のポリエステル（ＰＥ）系のエラストマを用いて第１樹脂成形体２１を成形してもよい。この場合には、第１樹脂成形体２１の厚みＴ１が０．５ｍｍより大きくても、第１樹脂成形体２１を湾曲させることができる。

（剥離工程）
次に図３（ｃ）に示されるように、第１樹脂成形体２１から仮固定シート５０を剥離する。仮固定シート５０を剥離することにより、第１樹脂成形体２１の面２２が露出する。面２２は、仮固定シート５０に接合していた接合面である。上記の第１成形工程において、電極１２が仮固定シート５０に接触するように、電子部品１１が仮固定シート５０に貼り付けられる。そのため、電子部品１１の電極１２は、第１樹脂成形体２１の面２２から露出する。

（印刷工程）
次に図３（ｄ）に示されるように、たとえばインクジェット印刷機を用いて、第１樹脂成形体２１の面２２に導電性の銀ナノインクを噴射することにより、電子部品１１の電極１２に接続する配線１３を形成する。配線１３の形成は、スクリーン印刷法等を用いて行なわれてもよい。

さらに、たとえばインクジェット印刷機を用いて、第１樹脂成形体２１の面２２に樹脂を噴射することにより、電子部品１１および配線１３を覆う保護層３０を形成する（図３（ｄ）の右側参照（左側では保護層３０の図示を省略））。保護層３０の形成は、スクリーン印刷法等を用いて行なわれてもよい。

（第２成形工程）
次に図４（ａ）に示されるように、下型７１に形成された円柱状の凸部７３の周囲に、平面視矩形の板状の第１樹脂成形体２１を巻き付ける。このとき、第１樹脂成形体２１の長辺が凸部７３の周方向と平行となり、かつ、配線１３および保護層３０が形成された面２２が凸部７３に対向するように、第１樹脂成形体２１が凸部７３に巻き付けられる。凸部７３の高さは、第１樹脂成形体２１の幅（平面視矩形の短辺）と同じである。

第１樹脂成形体２１は、凸部７３に巻き付いた状態で、凸部７３に固定される。たとえば、第１樹脂成形体２１と凸部７３との間に接着剤を塗布することにより、第１樹脂成形体２１が凸部７３に固定される。もしくは、凸部７３にエアーチャック用の孔を設けて、第１樹脂成形体２１が凸部７３に吸着されてもよい。

次に図４（ｂ）に示されるように、下型７１に上型７２を組み合わせる。下型７１および上型７２は成形型７０を構成する。上型７２の内面と第１樹脂成形体２１との間に空間７４が形成される。空間７４に溶融樹脂を射出することにより、第１樹脂成形体２１に接合した第２樹脂成形体２５（図４（ｃ）参照）を成形する。

最後に、第１樹脂成形体２１と第２樹脂成形体２５とからなる樹脂成形体２０を成形型７０から取り出す。これにより、図４（ｃ）に示されるような電子回路１０と樹脂成形体２０を備えた電子装置１が製造される。

樹脂の射出成形を行なう条件は、樹脂の材料に応じて適宜選択される。たとえば、ポリカーボネート（ＰＣ）を用いて、射出樹脂温度２７０℃、射出圧力１００ＭＰａで射出成形を行なう。第２成形工程で用いる樹脂は、第１樹脂成形体２１と同じ材料であることが好ましい。これにより、第１樹脂成形体２１と第２樹脂成形体２５との接合性が良好となる。

なお、円柱状の凸部７３の周長よりも第１樹脂成形体２１の長辺が短い場合、図４（ａ）に示されるように、第１樹脂成形体２１の一方端と他方端との間に隙間２４ができる。当該隙間２４にも樹脂が流れ込み、第２樹脂成形体２５の一部が充填される（図４（ｃ）参照）。

図４（ａ）（ｂ）に示されるように、第２成形工程は、第２樹脂成形体２５の内側に第１樹脂成形体２１が位置するように、成形型７０内に第１樹脂成形体２１を配置する工程を含む。これにより、図４（ｃ）に示されるように、第２樹脂成形体２５の内側に第１樹脂成形体２１が接合される。

＜変形例＞
上記の説明では、対象物１００が回転軸である場合の電子装置１の一例について説明した。しかしながら、対象物１００は、回転軸に限定されない。たとえば、対象物１００は、樹脂成形体２０の中空部分を流れる水等の液体、酸素等の気体等であってもよい。

さらに、電子回路１０を構成する主電子部品１１ａは、光学センサに限定されず、対象物１００の種類および検知すべき特徴量に応じたセンサによって構成されてもよい。主電子部品１１ａは、たとえば、磁気センサ、振動センサ、温度センサ、フォトマイクロセンサ、超音波センサ、光電センサ、近接センサ、ロータリエンコーダ、圧力センサ、ガスセンサ、濃度センサ、流量センサ、湿度センサ等であってもよい。

さらに、電子回路１０がセンサである主電子部品１１ａを備えず、電子回路１０を構成する配線１３の一部が対象物１００の特徴量を検知するセンサとして構成されてもよい。たとえば、配線１３の一部を特開２０１１−１４９８６１号公報に記載のようにコイル状に形成することにより、配線１３の一部を変位センサとして構成してもよい。

さらに、電子回路１０は、対象物１００ではなく、樹脂成形体２０によって囲まれる対象空間に対して所定の処理を行なう回路であってもよい。たとえば、電子回路１０は、樹脂成形体２０によって囲まれる対象空間の環境情報を検知するセンサ回路であってもよい。

さらに、電子回路１０は、樹脂成形体２０によって囲まれる対象物１００または対象空間を照明する照明回路であってもよい。この場合、電子回路１０を構成する主電子部品１１ａは、たとえば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子によって構成される。

上記の説明では、第２成形工程において、配線１３よび保護層３０が形成された面２２が凸部７３に対向するように、第１樹脂成形体２１は凸部７３に巻き付けられる。しかしながら、配線１３が形成された面２２とは反対側の面２３が凸部７３に対向するように、第１樹脂成形体２１を凸部７３に巻き付けてもよい。

図５は、変形例に係る電子装置の一例を示す断面図である。図５には、面２３が凸部７３（図４（ａ）参照）に対向するように、第１樹脂成形体２１を凸部７３に巻き付けて製造された電子装置が示される。図５に示されるように、配線１３は、第１樹脂成形体２１と第２樹脂成形体２５との界面に位置し、第１樹脂成形体２１および第２樹脂成形体２５によって外部環境から保護される。そのため、電子装置は保護層３０を備える必要がない。その結果、印刷工程において保護層３０を形成する工程を省略することができる。

対象物１００に直接対向することが好ましいセンサまたは発光素子を主電子部品１１ａとして用いる場合には、図５に示されるように、主電子部品１１ａを面２２および面２３の両方から露出するように第１樹脂成形体２１に埋設すればよい。すなわち、第１樹脂成形体２１の厚みＴ１と主電子部品１１ａの高さＨとが同一である。第１樹脂成形体２１の厚みＴ１は、第１成形工程で持用いる成形型６０の空間６３の高さに応じて決定される。そのため、主電子部品１１ａを面２２および面２３の両方から露出させるためには、第１成形工程で用いる成形型６０の空間６３の高さを、仮固定シート５０の厚みと主電子部品１１ａの高さＨとの合計値に調整すればよい。なお、対象物１００に直接対向しなくてもよい主電子部品１１ａを用いる場合には、主電子部品１１ａを面２２からのみ露出させてもよい。

上記の説明では、樹脂成形体２０を円筒状とした。しかしながら、樹脂成形体２０の形状はこれに限定されるものではなく、対象物１００または対象空間を囲むような形状であればよい。たとえば、樹脂成形体２０は、角筒状、溝状または箱状であってもよい。この場合、第２成形工程において、角筒状、溝状または箱状の成形型を用いればよい。

さらに、第１樹脂成形体２１の形状も平面視矩形の板状に限定されるものではない。たとえば、第１樹脂成形体２１は、平面視円形の板状であってもよいし、凸部または凹部が形成された形状であってもよい。

図６は、別の変形例に係る電子装置の一例を示す断面図である。図６には、深さが１ｍｍ以上の溝状または箱状の第２樹脂成形体２５を備える電子装置が示される。第１樹脂成形体２１は、溝状または箱状の第２樹脂成形体２５の内面（底面および側面）に接合される。深さが１ｍｍ以上の溝状または箱状の第２樹脂成形体２５の内面に配線１３を直接印刷することはできない。しかしながら、電子部品１１が埋設され、配線１３が印刷された第１樹脂成形体２１を一旦作製し、第１樹脂成形体２１を溝状または箱状の成形型に配置することにより、第２樹脂成形体２５の内面に第１樹脂成形体２１を接合できる。これにより、溝状または箱状の樹脂成形体２０は、内側において電子回路１０を支持することができる。その結果、電子回路１０は、溝状または箱状の樹脂成形体２０の内部の対象物、または、樹脂成形体２０によって囲まれた対象空間に対して所定の処理を行なうことができる。

＜作用・効果＞
以上のように、本実施の形態に係る電子装置１は、対象物１００または対象空間に対して所定の処理を行なうための電子回路１０と、対象物１００または対象空間を囲むように形成され、電子回路１０を支持する樹脂成形体２０とを備える。樹脂成形体２０は、第１樹脂成形体２１と、第１樹脂成形体２１に接合された第２樹脂成形体２５とを含む。電子回路１０は、電極１２が露出するように第１樹脂成形体２１に埋設される電子部品１１と、第１樹脂成形体２１の表面上に形成され、電極１２に接続する配線１３とを含む。第１樹脂成形体２１は、第２樹脂成形体２５よりも内側に位置する。

上記の構成によれば、電子回路１０を構成する電子部品１１は、第１樹脂成形体２１に埋設される。電子回路１０を構成する配線１３は、第１樹脂成形体２１の表面上に形成される。さらに、第１樹脂成形体２１は、第２樹脂成形体２５に接合される。そのため、電子回路１０は、安定して樹脂成形体２０に支持される。

さらに、第１樹脂成形体２１は、第２樹脂成形体２５よりも内側に位置する。そのため、電子回路１０は、樹脂成形体２０における内側で支持される。これにより、電子回路１０は、対象物１００の近くに位置することができ、対象物１００または対象空間に対して所定の処理を行なうことができる。

以上から、対象物１００または対象空間を囲む樹脂成形体２０によって、当該対象物１００または対象空間に対して所定の処理を行なう電子回路１０を安定して支持できる電子装置１を提供できる。

第１樹脂成形体２１は、曲げ弾性率が１０００ＭＰａ以上の樹脂によって構成されてもよい。この場合、第１樹脂成形体２１は、厚みが０．５ｍｍ以下の板状であることが好ましい。もしくは、第１樹脂成形体２１は、曲げ弾性率が１０００ＭＰａ以下のエラストマによって構成されることが好ましい。

これにより、第１樹脂成形体２１は、比較的自在な曲げ変形が可能となる。そのため、第１樹脂成形体２１を湾曲した状態で第２樹脂成形体２５に接合したとしても、第１樹脂成形体２１の破断を防止できる。たとえば、樹脂成形体２０を筒状とし、その内周面に電子回路１０を支持することが可能となる。

主電子部品１１ａは、対象物１００の特徴量を検知するためのセンサであってもよい。この場合、主電子部品１１ａは、板状の第１樹脂成形体２１の一対の主面（面２２および面２３）の両方から露出する。配線１３は、面２２に形成される。第２樹脂成形体２５は、第１樹脂成形体２１の面２２に接合し、第１樹脂成形体２１の面２３は、対象物１００に対向する。

上記の構成によれば、配線１３は、第１樹脂成形体２１と第２樹脂成形体２５との界面に位置し、第１樹脂成形体２１と第２樹脂成形体２５とによって外部環境から保護される。そのため、配線１３を保護するための保護層の形成が不要となる。

第２樹脂成形体２５は筒状であってもよい。第１樹脂成形体２１は、第２樹脂成形体２５の内周面に接合される。これにより、たとえば軸受け、パイプまたはチューブの一部として樹脂成形体２０を利用できる。第１樹脂成形体２１に支持された電子回路１０は、たとえば、パイプまたはチューブの中を流れる流体の特徴量を検知したり、パイプまたはチューブの中の対象空間を照明したりできる。

第２樹脂成形体２５は、深さが１ｍｍ以上の溝状または箱状であってもよい。第１樹脂成形体２１は、第２樹脂成形体２５の内面に接合される。これにより、樹脂成形体２０を溝または箱の一部として利用できる。第１樹脂成形体２１は、たとえば第２樹脂成形体２５の底面や側面に接合される。第１樹脂成形体２１に支持された電子回路１０は、たとえば、溝を流れる流体または箱に挿入された物体の特徴量を検知できる。

電子装置１の製造方法は、上記の第１成形工程と、剥離工程と、印刷工程と、第２成形工程とを備える。第２樹脂成形体２５は、対象物１００または対象空間を囲むような形状を有する。第２成形工程は、第２樹脂成形体２５の内側に第１樹脂成形体２１が位置するように、上型７２および下型７１で形成される空間７３内に第１樹脂成形体２１を配置する工程を含む。

このように、電子回路１０を支持する第１樹脂成形体２１を作製した後に、第２樹脂成形体２５を２色成形法により作製される。そのため、第１樹脂成形体２１と第２樹脂成形体２５との組み立てに、固定ピンや接着剤といった別部材や、別工程が不要となり、製造コストを低下できる。さらに、当該別部材の配置のためのスペース（別部材が占める場所および別部材を配置するための治具のための場所を含む）を確保する必要がない。

さらに、樹脂成形体２０の設計自由度が高くなり、樹脂成形体２０の小型、薄型化が可能になる。

＜付記＞
以下のように、本実施の形態は、以下のような開示を含む。

（構成１）
対象物（１００）または対象空間に対して所定の処理を行なうための電子回路（１０）と、
前記対象物（１００）または前記対象空間を囲むように形成され、前記電子回路（１０）を支持する樹脂成形体（２０）とを備えた電子装置（１）であって、
前記樹脂成形体（２０）は、第１樹脂成形体（２１）と、前記第１樹脂成形体（２１）に接合された第２樹脂成形体（２５）とを含み、
前記電子回路（１０）は、電極（１２）が露出するように前記第１樹脂成形体（２１）に埋設される電子部品（１１）と、前記第１樹脂成形体（２１）の表面上に形成され、前記電極（１２）に接続する配線（１３）とを含み、
前記第１樹脂成形体（２１）は、前記第２樹脂成形体（２５）よりも内側に位置する、電子装置（１）。

（構成２）
前記第１樹脂成形体（２１）は、曲げ弾性率が１０００ＭＰａ以上の樹脂によって構成され、
前記第１樹脂成形体（２１）は、厚みが０．５ｍｍ以下の板状である、構成１に記載の電子装置（１）。

（構成３）
前記第１樹脂成形体（２１）は、曲げ弾性率が１０００ＭＰａ以下のエラストマによって構成される、構成１に記載の電子装置（１）。

（構成４）
前記第１樹脂成形体（２１）は板状であり、
前記電子部品（１１ａ）は、前記第１樹脂成形体（２１）の一対の主面の両方から露出し、
前記配線（１３）は、前記第１樹脂成形体（２１）の前記一対の主面の一方面に形成され、
前記第２樹脂成形体（２５）は、前記第１樹脂成形体（２１）の前記一対の主面の前記一方面に接合し、
前記第１樹脂成形体（２１）の前記一対の主面の他方面は、前記対象物（１００）または前記対象空間に対向する、構成１から３のいずれかに記載の電子装置（１）。

（構成５）
前記第２樹脂成形体（２５）は筒状であり、
前記第１樹脂成形体（２１）は、前記第２樹脂成形体（２５）の内周面に接合される、構成１から４のいずれかに記載の電子装置（１）。

（構成６）
前記第２樹脂成形体（２５）は、深さが１ｍｍ以上の溝状または箱状であり、
前記第１樹脂成形体（２１）は、前記第２樹脂成形体（２５）の内面に接合される、構成１から４のいずれかに記載の電子装置（１）。

（構成７）
前記配線（１３）は、前記第１樹脂成形体（２１）と前記第２樹脂成形体（２５）との界面に位置する、構成１に記載の電子装置（１）。

（構成８）
前記電子部品（１１ａ）は、前記対象物（１００）または前記対象空間の特徴量を検知するセンサ、または、前記対象物（１００）または前記対象空間を照明する発光素子である、構成１から７のいずれかに記載の電子装置（１）。

（構成９）
対象物（１００）または対象空間に対して所定の処理を行なうための電子回路（１０）を構成する電子部品（１１）をシート（５０）上に実装し、前記シートを第１成形型（６０）内に配置して、前記第１成形型（６０）内に樹脂を充填させることにより、前記電子部品（１１）が埋設された第１樹脂成形体（２１）を成形する工程と、
前記第１樹脂成形体（２１）から前記シートを剥離することにより、前記第１樹脂成形体（２１）において前記シートが接合されていた接合面を露出する工程と、
前記接合面上に前記電子部品（１１）に接続する配線（１３）を印刷する工程と、
前記第１樹脂成形体（２１）を第２成形型（７１，７２）内に配置して、前記第２成形型（７１，７２）内に樹脂を充填させることにより、前記第１樹脂成形体（２１）に接合した第２樹脂成形体（２５）を成形する工程とを備え、
前記第２樹脂成形体（２５）は、前記対象物（１００）または前記対象空間を囲むような形状を有し、
前記第２樹脂成形体（２５）を成形する工程は、
前記第２樹脂成形体（２５）の内側に前記第１樹脂成形体（２１）が位置するように、前記第１樹脂成形体（２１）を前記第２成形型（７１，７２）内に配置する工程を含む、電子装置（１）の製造方法。

本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 電子装置、１０ 電子回路、１１，１２０ 電子部品、１１ａ 主電子部品、１１ｂ〜１１ｄ 副電子部品、１２，１２ａ〜１２ｄ 電極、１３，１３０ 配線、２０ 樹脂成形体、２１ 第１樹脂成形体、２２，２３ 面、２４ 隙間、２５ 第２樹脂成形体、２６ 内周面、３０ 保護層、５０ 仮固定シート、６０，７０ 成形型、６１，７２ 上型、６２，７１ 下型、６３，７４ 空間、７３ 凸部、１００ 対象物、１１０ フレキシブルプリント基板、１４０ 樹脂成形品、１５０ 固定ピン。

Claims (9)

1. 対象物または対象空間に対して所定の処理を行なうための電子回路と、
   前記対象物または前記対象空間を囲むように形成され、前記電子回路を支持する樹脂成形体とを備えた電子装置であって、
   前記樹脂成形体は、第１樹脂成形体と、前記第１樹脂成形体に接合された第２樹脂成形体とを含み、
   前記電子回路は、電極が露出するように前記第１樹脂成形体に埋設される電子部品と、前記第１樹脂成形体の表面上に形成され、前記電極に接続する配線とを含み、
   前記第１樹脂成形体は、前記第２樹脂成形体よりも内側に位置する、電子装置。
2. 前記第１樹脂成形体は、曲げ弾性率が１０００ＭＰａ以上の樹脂によって構成され、
   前記第１樹脂成形体は、厚みが０．５ｍｍ以下の板状である、請求項１に記載の電子装置。
3. 前記第１樹脂成形体は、曲げ弾性率が１０００ＭＰａ以下のエラストマによって構成される、請求項１に記載の電子装置。
4. 前記第１樹脂成形体は板状であり、
   前記電子部品は、前記第１樹脂成形体の一対の主面の両方から露出し、
   前記配線は、前記第１樹脂成形体の前記一対の主面の一方面に形成され、
   前記第２樹脂成形体は、前記第１樹脂成形体の前記一対の主面の前記一方面に接合し、
   前記第１樹脂成形体の前記一対の主面の他方面は、前記対象物または前記対象空間に対向する、請求項１から３のいずれか１項に記載の電子装置。
5. 前記第２樹脂成形体は筒状であり、
   前記第１樹脂成形体は、前記第２樹脂成形体の内周面に接合される、請求項１から４のいずれか１項に記載の電子装置。
6. 前記第２樹脂成形体は、深さが１ｍｍ以上の溝状または箱状であり、
   前記第１樹脂成形体は、前記第２樹脂成形体の内面に接合される、請求項１から４のいずれか１項に記載の電子装置。
7. 前記配線は、前記第１樹脂成形体と前記第２樹脂成形体との界面に位置する、請求項１に記載の電子装置。
8. 前記電子部品は、前記対象物または前記対象空間の特徴量を検知するセンサ、または、前記対象物または前記対象空間を照明する発光素子である、請求項１から７のいずれか１項に記載の電子装置。
9. 対象物または対象空間に対して所定の処理を行なうための電子回路を構成する電子部品をシート上に実装し、前記シートを第１成形型内に配置して、前記第１成形型内に樹脂を充填させることにより、前記電子部品が埋設された第１樹脂成形体を成形する工程と、
   前記第１樹脂成形体から前記シートを剥離することにより、前記第１樹脂成形体において前記シートが接合されていた接合面を露出する工程と、
   前記接合面上に前記電子部品に接続する配線を印刷する工程と、
   前記第１樹脂成形体を第２成形型内に配置して、前記第２成形型内に樹脂を充填させることにより、前記第１樹脂成形体に接合した第２樹脂成形体を成形する工程とを備え、
   前記第２樹脂成形体は、前記対象物または前記対象空間を囲むような形状を有し、
   前記第２樹脂成形体を成形する工程は、
   前記第２樹脂成形体の内側に前記第１樹脂成形体が位置するように、前記第１樹脂成形体を前記第２成形型内に配置する工程を含む、電子装置の製造方法。

Images