CN100370225C - 信息设备用电路基板装置、多层模块基板以及导航装置 - Google Patents

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Abstract

在安装有多个低频电子部件的主基板200的一面，安装具有CPU和图形电路等多个高频电子部件的多层模块基板300。多层模块基板300是小于主基板200的小正方形的多层基板。多个电子部件由内部层的布线图布线。在多层模块基板300的4边分别焊接有连接器端子310，经连接器端子310，多层模块基板300被安装到主基板200。

Description

信息设备用电路基板装置、多层模块基板以及导航装置
技术领域
本发明涉及适用于具有导航功能的车载信息终端等的信息设备的电路基板结构。
背景技术
已知的车载信息终端是：具有兼备有显示车辆当前位置周围的道路地图的功能、运算从出发地至目的地的推荐路径的功能、和根据运算的推荐路径进行路径指引的功能等的导航功能的车载信息终端。
这样的车载信息终端具有导航用电路基板。导航用电路基板，是将电源电路、罗盘、GPS电路等多个低频电子部件、和CPU芯片、存储器芯片、图形芯片等多个高频电子部件安装到1个多层印刷基板上而构成的。
由于导航的技术规格因车的种类而不同，所以，传统上，是对每个规格来设计、制造导航用电路基板。因此，设计周期变长，成本也高，所以，希望减少导航用电路基板的种类的要求日益强烈。这样的问题，不是导航用电路基板特有的，而是以车载用信息终端为基本，需要将某个功能根据每个机种进行变更的信息终端普遍具有的问题。
本发明提供一种不需要对每个规格从头开始设计、制造电路基板的信息设备的电路基板结构。
发明内容
本发明的信息设备用电路基板装置具有安装有多个电子部件的主基板，和安装在主基板的一面、安装有至少包含CPU和存储器的多个电子部件的多层模块基板，多层模块基板是小于主基板的多层基板，由内部层的布线图布线有多个电子部件。
多层模块基板可以采用设置在其周围的连接器端子、来焊接到在主基板上所形成的接合部。
理想的是，与安装到多层模块基板的一面的电子部件不同，在多层模块基板的另一面利用由连接器端子在主基板之间形成的空间来安装电子部件。
理想的是，安装到主基板的电子部件是低频电子部件，安装到多层模块基板的电子部件是高频电子部件。
上述高频电子电路除CPU和存储器之外，至少还包含图形电路。另外，上述低频电子电路至少包含电源电路、罗盘、GPS电路。可以将以上的电路基板装置用于导航装置。
多层模块基板至少在一面安装包含CPU和存储器的多个高频电子部件，根据在内部层形成的布线图分别连接有多个高频电子部件。该模块基板可以将整体做成矩形形状的基板。在该基板的4边周围可以分别焊接不是一体的连接器端子。在这样的多层模块基板中，4个连接器端子的每个具有树脂制的细长的基部和固定到上述基部的多个插针，4个连接器端子的每个，在输送适配器安装基部并被输送，4个连接器端子以安装到输送适配器的状态被焊接到基板背面。
可以采用以下结构。4个连接器端子的每个，可以具有树脂制的细长的基部，固定到基部的多个插针，在基部两端分别突出设置的、焊接到基板背面时的位置对准用插针，和在基部两端分别形成的焊接时的位置限制用斜面。另一方面，在基板四角的每个可以1对1对地形成松配合位置对准用插针的定位用孔。在将定位用插针松配合到定位用孔的状态下，相互邻接的连接器端子的位置限制用斜面相互直接接触。这样，限制焊接时的连接器端子的位置。
基于本发明的导航装置用的电路基板如下构成。上述模块基板至少包含高速模块用基板，高功能模块用基板，低价模块用基板，除导航功能以外还具有可以再生音乐、图像等各种数据的功能的多媒体模块用基板。将主基板与多个模块基板做成通用，将从多个模块基板中选择的某一模块基板安装到通用主基板并做成电路基板。
所谓高速模块用基板，是相对低价规格的导航装置而言面向更高速工作的高级机种的导航装置的电路基板。所谓高功能模块用基板，是相对低价规格的导航装置而言面向具有更多功能的高级机种的导航装置的电路基板。所谓低价规格用基板，是相对面向高级机种的导航装置而言，更便宜的规格的导航装置的电路基板。
根据上述的本发明，不需要对每个规格从头开始设计、制造电路基板，可以缩短开发周期，降低成本。
附图说明
图1是表示使用基于本发明的信息设备用电路基板装置的导航装置的一例的系统框图。
图2是表示基于本发明的信息设备用电路基板装置的一实施方式的斜视图。
图3是图2的电路基板装置的正面图。
图4是图2的电路基板装置的背面图。
图5是图3的V-V线截面图。
图6是图2的多层模块基板的背面图。
图7是表示在图2的多层模块基板的背面安装输送适配器的图。
图8是图2的多层模块基板的背面的角部的主要部分放大图。
图9是表示在图2的电路基板装置安装输送适配器的斜视图。
图10是输送适配器的角部的主要部分放大斜视图。
图11是表示连接器端子和多层模块基板的定位结构的截面图。
具体实施方式
图1是作为本发明的一实施方式的导航装置10的系统框图。导航装置10兼有提示有关车辆行走的信息的功能，具体说来，兼有：显示车辆当前位置周围的道路地图的功能、运算出发地(当前位置)至目的地的推荐路径的功能、根据运算出的推荐路径进行路径指引的功能等。是所谓的进行导航或道路引导的装置。
图1中，11是检测车辆的当前地点的当前地点检测装置，例如具有检测车辆的行进方向的罗盘11a、检测车速的车速传感器11b、检测来自GPS卫星的GPS信号的GPS电路11c。12是地图存储存储器，适当存储由读取装置读取作为记录媒体的CD-ROM13和DVD的数据的道路地图数据和住址数据等。
14是控制装置整体的控制电路，由微处理器及其周边电路构成。控制电路14将RAM15作为作业区执行ROM16中存储的控制程序而进行后述的各种控制。17是图形电路，进行将平面地图和立体地图(俯视地图)等显示在监视器19时的描绘处理等。
18是存储用来显示在显示监视器19的图像数据的图像存储器。该图像数据是道路地图描绘用数据和各种图形数据等，由图形电路17生成。图像存储器18中存储的图像数据被适当读出并被显示在显示监视器19。20是处理路径搜索运算等的ASIC。
这样构成的导航装置10，将由当前地点检测装置11取得的本车位置作为出发点，将操作者设定的目的地作为目的地进行路径搜索。路径搜索是根据CD-ROM13和地图存储存储器12中存储的道路地图数据、用众所周知的方法来进行。作为该结果的搜索路径用粗线显示在显示存储器19上，当接近左右转折地点时，则一边用语音引导一边将车辆导向目的地。
图2是表示导航装置10的电路基板装置100的斜视图，图3是从正面看到的电路基板装置100的图，图4是从背面看到的电路基板装置100的图。电路基板装置100，具有安装有多个电子部件的多层主基板200，和安装在主基板200上、安装有至少包含CPU和存储器的多个电子部件的多层模块基板300。多层模块基板300使用设置在周围的连接器端子310，焊接到主基板200上形成的接合部。
主基板200具有多个布线图形层，在主基板200的上层(正面)安装有电源装置201、GPS电路202、罗盘203、和其他电子部件。在主基板200的下层(背面)安装有连接器装置204和其他电子部件。在主基板200上安装的电子部件是低频部件，它们利用内部的布线图形层上形成的布线图形相互连接。另外，该实施例中，是将40MHz以下的工作频率的电子部件作为低频电子部件，但低频电子部件的工作频率并不受限于上述数值。
形成正方形的多层模块基板300，具有多个布线图形层。在多层模块基板300的上层(正面)安装有CPU301、ASIC302、存储器303、图形电路304或快速擦写存储器305等多个高频电子部件。该实施例中，具有200MHz以上的工作频率的CPU301、ASIC302、存储器303、图形电路304等被所谓的多芯片模块化。这些高速元件用多芯片模块的内部层的布线图形相互连接。另外，快速存储器305等没有多芯片模块化的元件的工作频率是大于100MHz、小于200MHz，这些元件由多层模块300的内部布线图形层相互连接。另外，高频电子部件的工作频率并不受限于上述数值。
像这样，通过将高频电子部件在多芯片模块和多层模块基板300的内部布线图形层进行布线，与在多层模块基板300的表面进行布线的场合相比，可以缩短高频电子部件的布线长度，对EMI是有效的。另外，该实施例中，将100MHz以上的工作频率的电子部件作为高频电子部件，但高频电子部件的工作频率并不受限于上述数值。
如图5所示，在多层模块基板300的背面和主基板200之间，由连接器端子310形成规定的间隙(空间)。因此，在多层模块基板300的下层(背面)可以利用该空间安装多个电子部件320、321……。
图6是多层模块基板300的底面图。如图6所示，在多层模块基板300的背面的4边的每个焊接有连接器端子310a～310d(还可以总称用310表示)。该实施例中，如图7所示，在连接器端子310a～310d安装输送适配器400，将输送适配器400用装卸装置真空吸附，对多层模块基板300进行装卸后，将多层模块基板300焊接到主基板200。在多层模块基板300焊接连接器端子310a～310d时也使用输送适配器400，来提高焊接作业效率。后面，要说明输送适配器400。
参考图6和作为多层模块基板300的背面角部的详图的图8，来说明连接器端子310。4个连接器端子310的每个具有树脂制的细长的基部311、固定到基部311的多个插针312、在基部311的两端部的表面、即图8的纸面背侧分别突出设置的、焊接到基板背面时的位置对准用插针313(参考图11)、在基部311的两端分别形成的焊接时的位置限制用斜面314、分别设置在基部311的两端的、接合到输送适配器400的装配结合部315、316、和分别插入输送适配器400的定位突起411(参考图9)的接合槽317。
如图7所示，输送适配器400具有大致矩形环状的外周部410、和十字形连接外周部410的十字部420。图9是输送适配器400的角部的斜视图。如图9所示，在外周部410的角部具有插入到连接器端子310的接合槽317的突起411、与连接器端子310的装配结合部315接合的外侧接合爪412、和与连接器端子310的装配结合部316接合的内侧接合爪413。
在多层模块基板300的四角的每个1对1对地形成松配合多层模块基板300的定位用针313的定位用孔306。
如图10所示，通过输送适配器400的装配接合爪412(413)接合到装配结合部315(316)，4个连接器端子310的每个快速安装到输送适配器400。此时，连接器端子310在输送连接器400内限制向宽度方向移动，但在其他方向具有自由度。将输送适配器400用装卸装置装卸，在该状态下，在多层模块基板300的背面上定位，在该情况下连接器端子310焊接到多层模块基板300。
连接器端子310的定位用插针313，被设计为相对多层模块基板300的定位用孔306具有规定的间隙。从而，如图11所示，通过操作输送适配器400，将连接器端子310的定位用插针313配合到多层模块基板300的定位用孔306。在该状态下，将连接器端子310焊接到多层模块基板300。此时，由于插针313相对孔306具有间隙，所以连接器端子310虽然安装到输送适配器400，但在输送适配器400内可以移动。但此时，在该实施例的连接器端子310中，如图8所示，相邻的连接器端子310b和连接器端子310c的位置限制用斜面314相互直接接触，限制连接器端子310的位置。其结果，连接器端子310在模块基板300的各边在许可范围内被定位，在该状态下，连接器端子310经由插针312焊接到多层模块基板300。
这样的模块基板300，如上述图7所示，用装卸装置将安装到连接器端子310a～310d的输送适配器400进行真空吸附，与其他电子部件一起被焊接在主基板200。
用这样的电路基板装置可以收到以下的作用效果。
(1)只交换多层模块基板300，就可以制造具有各种性能的导航装置。例如，作为多层模块基板300，若分别设计、制造高速模块用基板、高功能模块用基板、低价模块用基板、多媒体模块用基板等，则只要将根据用途所选的多层模块基板300安装到主基板200，就可以简单地低成本制造不同规格的导航装置的电路基板装置。即，不需要对每个规格设计、制造整个电路基板装置。
另外，所谓高速模块用基板，是相对低价规格的导航装置而言面向更高速工作的高级机种的导航装置的电路基板。所谓高功能模块用基板，是相对低价规格的导航装置而言面向具有更多功能的高级机种的导航装置的电路基板。所谓低价规格用基板是相对面向高级机种的导航装置而言更便宜的规格的导航装置的电路基板。所谓多媒体模块用基板，是除导航功能以外还具有可以再生音乐、图像等各种数据的功能的导航装置的电路基板。
(2)多层模块基板300，用设置在其周围的连接器端子310，被焊接到在主基板200上形成的接合部。从而，与采用基于机械的连接器的连接结构的场合相比，难以产生因振动带来的接触不良，可以提高可靠性。
(3)由于由连接器端子310在主基板200和多层模块基板300之间形成了空间，所以在多层模块基板300的背面还可以安装其他电子部件。因此，可以提高安装效率，可以提供更小型的电路基板装置。
(4)高频电子部件是由多芯片模块和多层模块基板的内部层的布线图形相互布线。因此，可以使布线长度短，从而可以抑制信号迟延，同时可以抑制噪声的发生。
(5)在主基板200安装了低频电子部件，在多层模块基板300安装了高频电子部件。因此，对多层模块基板300重点实施EMI对策即可，可以使EMI对策简单。
(6)在将不是一体的4个连接器端子310安装到输送适配器400的情况下，将这些连接器端子310焊接到基板300。因此，提高接合连接器端子310时的定位等作业效率。
(7)在焊接连接器端子310时，通过在将4个连接器端子310的定位用插针313松接合到多层模块基板300的定位用孔306的状态下，相互邻接的连接器端子310的位置限制用斜面314相互直接接触，来限制连接器端子310的位置。因此，可以可靠地进行连接器端子310的定位。
(8)由于模块基板300与其他电子部件一起被焊接到主基板200，所以不会伴随模块化而增加安装工程。
在上述实施例中，将车载导航装置的电路基板装置作为一例进行了说明，但本发明的电路基板装置还可以适用于便携式导航装置和其他信息设备。另外，以上的实施方式是表示一个例子，但本发明并不局限于该实施方式，可以对各种形态的电路基板装置适用本发明。例如，输送适配器、连接器端子、多芯片模块的使用不是必须的。低频电子部件的种类、高频电子部件的种类也不受实施方式任何制约。

Claims (6)

1.一种信息设备用电路基板装置，其特征在于：
具有：
安装有多个低频电子部件的主基板；和
安装在上述主基板的一面、安装有至少包含CPU和存储器的多个高频电子部件的多层模块基板，
上述多层模块基板是小于上述主基板的多层基板，由内部层的布线图布线有上述多个高频电子部件，
安装在上述多层模块基板上的高频电子部件除上述CPU和存储器之外，还至少包含图形电路；安装在上述主基板的低频电子部件至少包含电源电路、罗盘、GPS电路，
作为上述多层模块基板，具备是低价格规格的导航装置的电路基板的低价格模块用基板、面向比上述低价格规格的导航装置更高速工作的高级机种的导航装置的电路基板的高速模块用基板、或面向比上述低价格规格的导航装置具有更多功能的高级机种的导航装置的电路基板的高功能模块用基板的其中之一，
对于上述低价格模块用基板、高速模块用基板以及高功能模块用基板，上述主基板是通用的。
2.一种导航装置，其特征在于：
具有权利要求1的信息设备用电路基板装置。
3.一种用于权利要求1的信息设备用电路基板装置的多层模块基板，其特征在于：
至少在一面安装包含CPU和存储器的多个高频电子部件；
利用在内部层形成的布线图分别连接有上述多个高频电子部件。
4.根据权利要求3所述的多层模块基板，其特征在于：
整体是矩形形状的基板，在4边周围分别焊接有不是一体的连接器端子。
5.根据权利要求4所述的多层模块基板，其特征在于：
上述4个连接器端子的每个具有树脂制的细长的基部和固定到上述基部的多个插针，
上述4个连接器端子的每个在输送适配器安装上述基部并被输送，上述4个连接器端子以安装到上述输送适配器的状态被焊接到基板背面。
6.根据权利要求4所述的多层模块基板，其特征在于：
上述4个连接器端子的每个具有：
树脂制的细长的基部；
固定到上述基部的多个插针；
在上述基部两端分别突出设置的、焊接到基板背面时的位置对准用插针；和
在上述基部两端分别形成的焊接时的位置限制用斜面；
在基板四角的每个上，1对1对地形成松配合上述位置对准用插针的定位用孔；
在将上述位置对准用插针松配合到上述定位用孔的状态下，相互邻接的连接器端子的上述位置限制用斜面相互直接接触，从而来限制焊接时的连接器端子的位置。
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