JP2001068185A - 回路板相互接続装置 - Google Patents

回路板相互接続装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 相手コネクタ、回路板、またはデバイスの接
点へ直接接続するために、ボードの側面に対して、そこ
まで延び、かつ、通常、そこから外に向かって延びる回
路トレースを提供すること。 【解決手段】 回路板の回路トレースは、相手コネク
タ、回路板またはデバイスの接点へ直接接続するため
に、ボードの側面に対して、そこまで延び、かつ、通
常、そこから外に向かって延びる。トレースの接点部分
は、一実施形態では、回路板の関連側面の平面の外側に
延びるトレースの端部表面である。接点部分の断面積
は、意図するサイズの接触領域を与えるために、関連す
るトレースの断面積より大きくよい。トレースの接点部
分は、導電率を大きくし、酸化または腐食を防止するか
または最小限に抑えるために、金または他の適切な導電
材料でめっきしてもよい。トレースの接点部分への相互
接続は、トレースの接点および表面とそれぞれ接合する
相手接点によって与えられる。相手接点は、適切な金具
によって接点端部と係合状態に維持される弾性導電コラ
ムまたは要素であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気コネクタに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】電子装置は、回路板、または、たとえば
バックプレーンのような相互接続パネルをしばしば使用
し、しばしば娘ボードと呼ばれる１つまたは複数の回路
板が接続される。娘ボードは、バックプレーンに垂直に
配置され、相手コネクタによってそれに接続される。娘
ボード上のコネクタは、一般にエッジカードコネクタで
あり、ボードの縁部に沿って配置され、ボードの表面上
の接点パッドからエッジカードコネクタのコネクタ接点
まで電気相互接続を与える。このコネクタは、バックプ
レーン上に取り付けられた相補コネクタへ結合可能であ
る。エッジカードコネクタは個別に作成され、ボードア
センブリの原価と容積を増大させる構成要素である。多
数の目的を考慮して、バックプレーンに取り付けられる
娘ボードのアレイの間隔は、コネクタの物理的サイズに
よって制限される。電子デバイスの作動周波数は上昇し
続けるので、電子部品を含む回路板上および相互接続さ
れたボードからなる電子アセンブリ内における相互接続
通路の長さを最小にすることがますます重要になる。ボ
ードコネクタを使用すると、電気通路長が増加し、それ
によって、ボードアセンブリの速度が制限されかねな
い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来型プリント回路板
では、導電トレースは１つまたは複数の絶縁材料層上に
装備され、内側の層の導電トレースは、選択された位置
において層間で延びる導電性の層貫通路によって、他の
内側層の導電トレースまたは表面層に相互接続される。
選択されたトレースは回路板の上面、および／または底
部に位置するパッドまたはめっきされた孔に接続され、
コネクタはボードの縁部に沿って取り付けられ、対応す
るパッドまたは孔に接合される。信号は、回路板におけ
るトレースに沿って伝わり、結合するコネクタを介して
回路板の外に伝わることが必要である。
【０００４】エッジカードコネクタは、コネクタ本体が
スロットを備え、そのスロット内に回路板の縁部が配置
されるサドルマウント型、または、コネクタ本体が回路
板の縁部の近くのボード表面に取り付けられている直角
転換型であってもよい。これら従来型ボード相互接続配
置構成の電気通路長は、コネクタを介した相互接続通路
によって増大する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、回路板の回
路トレースは、相手コネクタ、回路板またはデバイスの
接点へ直接接続するために、ボードの側面に対して、そ
こまで延び、かつ、通常、これから外に向かって延び
る。同様に、トレースは回路板の多重側面まで伸延可能
である。トレースの接点部分は、一実施形態では、回路
板の関連側面の平面の外側に延びるトレースの端部表面
である。その代わりに、前記トレースは、回路板の関連
側面の平面の内側の平面まで、または前記側面の平面ま
で延びてもよい。この場合の接点部分の断面積は、意図
するサイズの接触領域を与えるために、関連するトレー
スの断面積より大きくてもよい。トレースの接点部分
は、導電率を高め、酸化または腐食を防止または最小に
するために、金または他の適切な導電材料でめっきして
もよい。接点パッドは、トレーサの接点端部に対して、
その上に堆積するか、または、取り付けてもよい。
【０００６】トレースの接点部分への相互接続は、接点
およびトレース表面をそれぞれ接合する相手接点によっ
て提供される。相手接点は弾性導電コラムまたは適切な
金具によって接点端部との係合状態に維持される要素で
あることが好ましい。
【０００７】結合回路板またはデバイスへボードトレー
スをインライン相互接続することによって信号通路長を
最小化することができるので、本発明により作成された
回路板の速度は改良される。隣接ボード間の間隔も、か
さ張るコネクタをなくすことによって減少できる。さら
に、トレースの接点部分の間隔は従来型の接点パッドの
間隔よりも小さくすることができるので、ボードコネク
タがないことは、Ｉ／Ｏ「ピンカウント」を高くするこ
とを可能にする。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明により作成された多層回路
板を図１および図２に示す。回路トレース１０は回路板
の層上に設けられ、そのなかのいくつかはめっきされた
貫通孔１２を経て他の層へ接続される。接地平面１４
は、遮蔽された構造を与えるために信号層に隣接した層
上に装備可能である。多層回路板構造は、それ自体知ら
れていて、よく知られている様々な形式および構成であ
り得る。本発明にしたがい、前記板の選択された層上の
回路トレースは、相手のコネクタ、回路板、または、他
のデバイスの接点へ直接接続するために前記板の一方の
表面まで延びる。図２に示すように、層１６、１８、お
よび２０上のトレース１０は、少量だけ、すなわち一般
に０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）だけ回路板の
面の平面を越えて延びる拡大された接触端部２２の形で
終端する。図に示す実施形態における接触端部２２は、
意図する接触領域を供給するために、関連するトレース
よりも大きい断面積をもつ。導電率を改良するか、また
は、接触端部の酸化または腐食を防止または最小化する
ことによって接触能率を強化するために、接触端部は金
めっきするか、または、他の適切な導電材料でめっきま
たは被覆してもよい。接触パッドは、図１Ａに示すよう
に、接触端部上に取り付けるかまたは装備することがで
きる。これらのパッドは、銅、導電エポキシ、または他
の導電材料製であっても差し支えなく、トレーサのそれ
ぞれの端部に堆積または付着させてもよい。
【０００９】回路板の接触領域は、単に、たとえば接点
２２のような回路板の平面に概して直交する関連するト
レースの端部領域に過ぎないことが強調される。接点２
２で終端するトレースの表面は板の平面と共平面であ
り、相手コネクタと接触するためには用いられない。
【００１０】接地平面は、遮蔽作用を得るために、選択
された板層上に装備できる。図２に示すように、接地平
面１４は、信号層１６のそれぞれの側面上の層２４およ
び２６の表面上に装備される。層１８のそれぞれの表裏
面上の層２８および３０上にも接地平面が装備され、さ
らに、層２０のそれぞれの表裏面上の層３２および３４
上に接地平面が装備される。技術分野においてよく知ら
れているように、他の様々な遮蔽のための配置構成が装
備できる。接地平面は、そこから接点２２が延びる回路
板上の外側縁部または外側面の内側に所在する各層の縁
部３６まで延びる。窪んだ接地平面縁部は、端部２２と
接触接合する接点による短絡を防止する。接地平面は、
少量だけ、すなわち一般に２．５４ｃｍ（１インチ）の
１０００分の１５だけ窪んでいる。
【００１１】その代わりに、接地平面は、回路板の外側
まで伸延させ、相手接点の短絡を防止するために適切な
被覆によって絶縁された接地平面の縁部を露出させるこ
とができる。
【００１２】多層回路板の極度に拡大した縁面図または
端面図を図４に示す。信号接点４０の列が交互層４２、
４４、および４６に装備される。接地接点４８の列は、
関連信号層に隣接する層５０および５２に装備される。
信号接点と関連信号トレースが外側接地平面によって遮
蔽されるように、図示のように、接地平面５４は層表面
上に装備される。接地平面は、回路板が接続される装置
の接地端子に接続するために、接地接点４８へ選択的に
接続される。
【００１３】一般的な多層板において、板全体の厚さは
約１．５７４８ｍｍ（０．０６２インチ）から３．１７
５ｍｍ（０．１２５インチ）である。１１層板の場合に
は一般的に厚さは約３．１７５ｍｍ（０．１２５イン
チ）ある。
【００１４】側部接点への相互接続は、板の一方の面の
接触端部とそれぞれ接合する相手接点によって提供され
る。相手接点は、板の接触端部と係合状態に維持された
接触端部を備えた弾性導電コラムであることが好まし
い。図５において、接点アセンブリ６４の弾性コラム６
２の接点と接合する接点端部６０の拡大された断面図を
示す。弾性コラムの対面接点は、回路板６８のそれぞれ
の接触領域６６と係合状態にある。
【００１５】図６において、シート７０に設けられた開
口部において支持された複数の弾性導電コラム７２を有
する絶縁材料製の薄い支持シート７０を含む接点アセン
ブリを示す。各々のコラム７２はそれぞれの接点端部７
４を有する。コラムは、導電エラストマ材料製の一実施
形態において作成され、図７に拡大して示すように、シ
ート７０の取付け開口部内にコラムを保持するための断
面積が小さくなった中央区分を有する。
【００１６】コラムは、図７Ａに示すように、接合しよ
うとする接点端部列の軸に沿った長軸を持つ卵形構成で
あることが好ましい。卵形構成は、回路板の接触端部を
有する高くなった接触領域を与える。特定の必要条件ま
たは仕様条件に適合するために、他の接点構成を用いる
ことができる。
【００１７】別の実施形態において、図８に示すよう
に、接点端部６０は一般に回路板層を構成する材料であ
る基板材料６１上に支持される。
【００１８】本発明による側部相互接続装置は、たとえ
ばコンピュータおよび遠隔通信業界で広く用いられるよ
うに、娘ボードとバックプレーンの間に相互接続を与え
るために特に有用である。この種の相互接続の場合に
は、図９に示すように、回路板の接点側とバックプレー
ンの相手接点の間に導電弾性要素の接点アセンブリが中
間配置される。相互接続は、娘ボード８０の側部接点と
バックプレーン８２の対応する接点との間に設けられ
る。複数のこの種の娘ボードは共通バックプレーン上に
並列配置状態に配列される。娘ボードは、適切な保持器
具によって接点アセンブリおよびバックプレーンと係合
状態に維持されることが可能である。
【００１９】図１０に示すように、本発明はボード間相
互接続にも使用される。プリント回路板９０は、上述の
ように、側部相互接続装置を有する相互接続回路板９４
によって、間隔配置された回路板９２に相互接続され
る。１対の弾性導電接点アセンブリ９６および９８は、
回路板９４の接点端部と回路板９０および９２それぞれ
の接点端部との間の弾性圧縮式相互接続を達成するため
に相互接続回路板９４のそれぞれの側部に装備される。
【００２０】保持金具は、回路板の接点端部と接点アセ
ンブリの導電コラムとの係合を維持し、バックプレーン
または他の相互接続デバイス接点と接合するための要素
を含むことができる。接点アセンブリはそれ自体、適切
な接点係合を維持するために、係合要素を備えることが
できる。
【００２１】本発明は、当業者に特許請求の範囲に記載
した本発明の趣旨および真の範囲から逸脱することなく
代替案として特に図示および記述された事柄によって限
定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による相互接続装置の絵画図である。
【図１Ａ】その上に接点パッドを備えた端部接点の拡大
上面図である。
【図２】図１の実施形態の分解組立図である。
【図３】本発明の拡大側面図である。
【図４】本発明による相互接続装置の拡大端面図であ
る。
【図５】本発明による相互接続装置および相手接点アセ
ンブリの拡大断面図である。
【図６】本発明と共に使用可能な接点アセンブリの絵画
図である。
【図７】図６の接点アセンブリに用いられる弾力導電コ
ラムの拡大側面図である。
【図７Ａ】図７に示すコラムを示す図である。
【図８】代替実施形態の拡大側面図である。
【図９】本発明による回路板および結合バックプレーン
の絵画図である。
【図１０】ボード間相互接続に用いられた本発明の分解
組立図である。
【符号の説明】
１０ 回路トレース １２ 貫通孔 １４ 接地平面 ２２ 接点端部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム ペトロセリ アメリカ合衆国．01516 マサチューセッ ツ，ダグラス，ウエスト ストリート 127

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 前面、後面、および前面と後面との間の
    少なくとも１つの側面、および回路板上または回路板中
    に配置された複数の導電トレースとを有するプリント回
    路板を含んでいるプリント回路板相互接続装置であっ
    て、 導電トレースの少なくともいくつかが少なくとも１つの
    側面まで延び、 側面まで延びるトレースの各々が、ほぼ側面の平面内に
    接点端部を有し、相手ユニットの協働接点に結合可能で
    あるプリント回路板相互接続装置。
  2. 【請求項２】 トレースの接点端部の各々の断面積が関
    連するトレースの断面積より大きい、請求項１記載の回
    路板相互接続装置。
  3. 【請求項３】 トレースの接点端部の各々が関連するト
    レースの幅より広い、請求項１記載の回路板相互接続装
    置。
  4. 【請求項４】 トレースの接点端部がそれぞれ導電材料
    で被覆されている、請求項１記載の回路板相互接続装
    置。
  5. 【請求項５】 被覆が銀エポキシである、請求項４記載
    の回路板相互接続装置。
  6. 【請求項６】 被覆が貴金属である、請求項４記載の回
    路板相互接続装置。
  7. 【請求項７】 プリント回路板が、信号平面と、信号平
    面の一方の側部上の第１接地平面と、信号平面の反対側
    の部上の第２接地平面とを含み、 信号平面が回路板の側面まで延びるトレースを有し、 接地平面が側面の内側の平面まで延びる、請求項１記載
    の回路板相互接続装置。
  8. 【請求項８】 トレースの接点端部がめっきされてい
    る、請求項１記載の回路板相互接続装置。
  9. 【請求項９】 プリント回路板が多数の層を含んでい
    る、請求項１記載の回路板相互接続装置。
  10. 【請求項１０】 プリント回路板が、信号トレースと、
    接地トレースと、選択された層上のトレースの意図する
    相互接続を与えるための選択されためっきされた貫通孔
    とを有する多層ボードである、請求項１記載の回路板相
    互接続装置。
  11. 【請求項１１】 プリント回路板が、接点端部を有する
    側面に向かって延びる縁部を有する少なくとも１つの接
    地平面を含み、 接地平面が接点端部から電気的に絶縁されている、請求
    項１０記載の回路板相互接続装置。
  12. 【請求項１２】 接地平面縁部が前記側面の内側に配置
    されている、請求項１１記載の回路板相互接続装置。
  13. 【請求項１３】 接地平面が前記側面まで延び、縁部に
    絶縁された被覆を有する、請求項１２記載の回路板相互
    接続装置。
  14. 【請求項１４】 複数の弾性導電要素を有する接点アセ
    ンブリをさらに含んでおり、各要素がそれぞれの導電端
    部を有し、接点アセンブリの１つの側部上の端部がトレ
    ースのそれぞれの接点端部と係合可能である、請求項１
    記載の回路板相互接続装置。
  15. 【請求項１５】 側面まで延びるトレースが側面から外
    側へ所定の量だけ延びる、請求項１記載の回路板相互接
    続装置。
  16. 【請求項１６】 トレースの接点端部が概して回路板の
    平面に直交する、請求項１記載の回路板相互接続装置。
  17. 【請求項１７】 それぞれのトレーサの各接点端部と導
    電性係合している接点パッドを含んでいる、請求項１記
    載の回路板相互接続装置。
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