JP2003304046A - 情報機器用回路基板装置 - Google Patents

情報機器用回路基板装置

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JP2003304046A JP2002106513A JP2002106513A JP2003304046A JP 2003304046 A JP2003304046 A JP 2003304046A JP 2002106513 A JP2002106513 A JP 2002106513A JP 2002106513 A JP2002106513 A JP 2002106513A JP 2003304046 A JP2003304046 A JP 2003304046A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】仕様ごとに回路基板を一から設計、製造する必
要のない情報機器の回路基板構造を提供する 【解決手段】複数の低周波電子部品が実装されたベース
基板２００の一方の面に、ＣＰＵ３０１やグラフィック
回路３０４などの複数の高周波電子部品が実装された多
層モジュール基板３００を実装する。多層モジュール基
板３００はベース基板２００よりも小さい正方形の多層
基板である。複数の電子部品は、内部層の配線パターン
により配線されている。多層モジュール基板３０の４辺
にはコネクタ端子３１０がそれぞれ半田接合され、コネ
クタ端子３１０を介して多層モジュール基板３００がベ
ース基板２００に実装されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ナビゲーション機
能を備える車載情報端末などに用いて好適な情報機器の
回路基板構造に関する。
【０００２】
【発明の背景】車両現在位置周辺の道路地図を表示する
機能、出発地から目的地までの推奨経路を演算する機
能、演算された推奨経路に基づいて経路誘導を行う機能
などを兼ね備えたナビゲーション機能を有する車載情報
端末が知られている。
【０００３】このような車載情報端末はナビゲーション
用回路基板を備えている。ナビゲーション用回路基板
は、電源回路、ジャイロ、ＧＰＳ回路などの複数の低周
波電子部品と、ＣＰＵチップ、メモリチップ、グラフィ
ックチップなどの複数の高周波電子部品を１枚の多層プ
リント基板に実装して成る。
【０００４】ナビゲーションの仕様は車種ごとに異なる
ため、従来は、仕様ごとにナビゲーション用回路基板を
設計、製造している。そのため、設計期間が長期間にな
り、コストも嵩むことから、ナビゲーション用回路基板
の種類を少なくしたいという要求が高まっている。この
ような問題は、ナビゲーション用回路基板に特有のもの
ではなく、車載用情報端末はもとより、ある機能を機種
ごとに変更する必要がある情報端末に普遍的に付随する
ものである。
【０００５】本発明は、仕様ごとに回路基板を一から設
計、製造する必要のない情報機器の回路基板構造を提供
するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】（１）請求項１の発明に
よる報機器用回路基板装置は、複数の電子部品が実装さ
れたベース基板と、ベース基板の一方の面に実装され、
少なくともＣＰＵおよびメモリを含む複数の電子部品が
実装された多層モジュール基板とを備え、多層モジュー
ル基板はベース基板よりも小さい多層基板であり、内部
層の配線パターンにより複数の電子部品が配線されてい
ることを特徴とする。 （２）請求項２の発明は、請求項１の情報機器用回路基
板装置において、多層モジュール基板は、その周縁に設
けられているコネクタ端子を用いて、ベース基板上に形
成された接合部に半田接合されていることを特徴とす
る。 （３）請求項３の発明は、請求項２の情報機器用回路基
板装置において、多層モジュール基板の一方の面に実装
される電子部品とは別に、多層モジュール基板の他方の
面には、コネクタ端子によりベース基板との間に形成さ
れる空間を利用して電子部品が実装されていることを特
徴とする。 （４）請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記
載の情報機器用回路基板装置において、ベース基板に実
装される電子部品は低周波電子部品であり、多層モジュ
ール基板に実装される電子部品は高周波電子部品である
ことを特徴とする。 （５）請求項５の発明による多層モジュール基板は、少
なくとも一方の面にＣＰＵおよびメモリを含む複数の高
周波電子部品が実装され、内部層に形成された配線パタ
ーンにより複数の高周波電子部品がそれぞれ接続されて
いることを特徴とする。 （６）請求項６の発明は、請求項５に記載の多層モジュ
ール基板において、全体が矩形形状の基板であり、４辺
の周縁にはそれぞれ別体のコネクタ端子が半田接合され
ていることを特徴とする。 （７）請求項７の発明は、請求項６に記載の多層モジュ
ール基板において、４つのコネクタ端子のそれぞれは、
樹脂製の細長い基部と前記基部に固着された複数本のピ
ンとを備え、４つのコネクタ端子のそれぞれは、搬送ア
ダプタに基部が装着されて搬送され、４つのコネクタ端
子は搬送アダプタに装着された状態で基板裏面に半田接
合されることを特徴とする。 （８）請求項８の発明は、請求項６に記載の多層モジュ
ール基板において、４つのコネクタ端子のそれぞれは、
樹脂製の細長い基部と、基部に固着された複数本のピン
と、基部の両端にそれぞれ突設された、基板裏面に半田
接合する際の位置合わせ用ピンと、基部の両端にそれぞ
れ形成された半田接合時の位置規制用斜面とを備え、基
板の４隅のそれぞれには、位置合わせ用ピンが緩く嵌合
される位置決め用孔が一対づつ形成され、位置決め用ピ
ンを位置決め用孔に緩く嵌合した状態で、互いに隣接す
るコネクタ端子の位置規制用斜面が互いに当接すること
で、半田接合時のコネクタ端子の位置が規制されること
を特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態であ
るナビゲーション装置１０のシステムブロック図であ
る。ナビゲーション装置１０は、車両の走行に関する情
報を提示する機能、具体的には、車両現在位置周辺の道
路地図を表示する機能、出発地（現在位置）から目的地
（行き先）までの推奨経路を演算する機能、演算された
推奨経路に基づいて経路誘導を行う機能などを兼ね備え
ている。いわゆるナビゲーションあるいは道路案内など
を行う装置である。
【０００８】図１において、１１は車両の現在地を検出
する現在地検出装置であり、例えば車両の進行方向を検
出するジャイロ１１ａ、車速を検出する車速センサ１１
ｂ、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を検出するＧＰＳ回路
１１ｃを有する。１２は地図記憶メモリであり、記録媒
体であるＣＤ−ＲＯＭ１３やＤＶＤから読み出された道
路地図データおよび住所データなどを適宜格納する。
【０００９】１４は装置全体を制御する制御回路であ
り、マイクロプロセッサおよびその周辺回路からなる。
制御回路１４は、ＲＡＭ１５を作業エリアとしてＲＯＭ
１６に格納された制御プログラムを実行して後述する各
種の制御を行う。１７はグラフィック回路であり、平面
地図や立体的地図（鳥瞰地図）などをモニタ１９に表示
する際の描画処理などを行う。
【００１０】１８は表示モニタ１９に表示するための画
像データを格納する画像メモリである。この画像データ
は道路地図描画用データや各種の図形データなどグラフ
ィック回路１７により作成される。画像メモリ１８に格
納された画像データは適宜読み出されて表示モニタ１９
に表示される。２０は経路探索演算などを処理するＡＳ
ＩＣである。
【００１１】このように構成されるナビゲーション装置
１０は、現在地検出装置１１により取得した自車位置を
出発点、操作者が設定した目的地を行き先として経路探
索を行う。経路探索は、ＣＤ−ＲＯＭ１３や地図記憶メ
モリ１２に格納されている道路地図データに基づいて周
知の手法で行われる。その結果である探索経路は太線に
て表示モニタ１９上に表示され、右左折地点に接近する
と音声で案内しながら車両を目的地へ誘導する。
【００１２】図２は、ナビゲーション装置１０の回路基
板装置１００を示す斜視図、図３は回路基板装置１００
を表面から見た図、図４は回路基板装置１００を裏面か
ら見た図である。回路基板装置１００は、複数の電子部
品が実装された多層ベース基板２００と、ベース基板２
００に実装され、少なくともＣＰＵおよびメモリを含む
複数の電子部品が実装された多層モジュール基板３００
とを備える。多層モジュール基板３００は、周縁に設け
られているコネクタ端子３１０を用いて、ベース基板２
００に形成された接合部に半田接合されている。
【００１３】ベース基板２００は複数の配線パターン層
を有し、ベース基板２００の上層（表面）には、電源装
置２０１と、ＧＰＳ回路２０２と、ジャイロ２０３と、
その他の電子部品が実装されている。ベース基板２００
の下層（裏面）には、コネクタ装置２０４と、その他の
電子部品が実装されている。ベース基板２００に実装さ
れる電子部品は低周波部品であり、それらは、内部の配
線パターン層に形成された配線パターンによって互いに
接続される。なお、この実施の形態では、４０ＭＨｚ以
下の動作周波数の電子部品を低周波電子部品とするが、
低周波電子部品の動作周波数は上述した数値に限定され
ることはない。
【００１４】正方形に形成された多層モジュール基板３
００は、複数の配線パターン層を有する。多層モジュー
ル基板３００の上層（表面）には、ＣＰＵ３０１と、Ａ
ＳＩＣ３０２と、メモリ３０３と、グラフィック回路３
０４、あるいはフラッシュメモリ３０５などの複数の高
周波電子部品が実装されている。この実施の形態では、
２００ＭＨｚ以上の動作周波数を有するＣＰＵ３０１、
ＡＳＩＣ３０２，メモリ３０３，グラフィック回路３０
４などは、いわゆるマルチチップモジュール化されてい
る。これら高速素子はマルチチップモジュールの内部層
の配線パターンで互いに接続されている。そして、フラ
ッシュメモリ３０５などマルチチップモジュール化して
いない素子の動作周波数は１００ＭＨｚ以上２００ＭＨ
ｚ以下であり、これらの素子は多層モジュール３００の
内部パターン層により互いに接続される。なお、高周波
電子部品の動作周波数は上述した数値に限定されること
はない。
【００１５】このように、高周波電子部品をマルチチッ
プモジュールや多層モジュール基板３００の内部パター
ン層で配線することにより、多層モジュール基板３００
の表面で配線する場合に比べて、高周波電子部品の配線
長を短くすることができ、ＥＭＩに対して効果的であ
る。なお、この実施の形態では、１００ＭＨｚ以上の動
作周波数の電子部品を高周波電子部品とするが、高周波
電子部品の動作周波数は上述した数値に限定されること
はない。
【００１６】図５に示すように、多層モジュール基板３
００の裏面とベース基板２００との間には、コネクタ端
子３１０により所定の間隙（空間）が形成される。その
ため、多層モジュール基板３００の下層（裏面）には、
その空間を利用して複数の電子部品３２０、３２１……
を実装することができる。
【００１７】図６は多層モジュール基板３００の底面図
である。図６に示すように、多層モジュール基板３００
の裏面の４辺それぞれには、コネクタ端子３１０ａ〜３
１０ｄ（総称して３１０で表すこともある）が半田接合
されている。この実施の形態では、図７に示すように、
コネクタ端子３１０ａ〜３１０ｄに搬送アダプタ４００
を装着し、搬送アダプタ４００をハンドリング装置で真
空吸着して多層モジュール基板３００をハンドリングし
て、多層モジュール基板３００をベース基板２００に半
田接合する。搬送アダプタ４００は、多層モジュール基
板３００にコネクタ端子３１０ａ〜３１０ｄを半田接合
する際にも使用して半田接合作業性を向上させている。
搬送アダプタ４００については後述する。
【００１８】図６と多層モジュール基板３００の裏面隅
部の詳細図である図８を参照して、コネクタ端子３１０
について説明する。４つのコネクタ端子３１０のそれぞ
れは、樹脂製の細長い基部３１１と、基部３１１に固着
された複数本のピン３１２と、基部３１１の両端部の表
面に、すなわち図８の紙面の裏側にそれぞれ突設され
た、基板裏面に半田接合する際の位置合わせ用ピン３１
３（図１１参照）と、基部３１１の両端にそれぞれ形成
された半田接合時の位置規制用斜面３１４と、基部３１
１の両端にそれぞれ設けられた、搬送アダプタ４００に
係合するフィット結合部３１５、３１６と、搬送アダプ
タ４００の位置決め突起４１１（図１０参照）がそれぞ
れ挿入される係合溝３１７とを備えている。
【００１９】搬送アダプタ４００は、図７に示すよう
に、略矩形環状の外周部４１０と、外周部４１０を十字
状に接続する十字部４２０とを有する。図１０は搬送ア
ダプタ４００の隅部の斜視図である。図１０に示すよう
に、外周部４１０の隅部には、コネクタ端子３１０の係
合溝３１７に挿入する突起４１１と、コネクタ端子３１
０のフィット結合３１５と係合する外側係合爪４１２
と、コネクタ端子３１０フィット結合３１６と係合する
内側係合爪４１３とを備えている。
【００２０】多層モジュール基板３００の４隅のそれぞ
れには、多層モジュール基板３００の位置合わせ用ピン
３１３が緩く嵌合される位置決め用孔３０６が一対づつ
形成されている。
【００２１】図１０に示すように、搬送アダプタ４００
のフィット係合爪４１２（４１３）がフィット結合部３
１５（３１６）に係合することにより、４つのコネクタ
端子３１０のそれぞれは、搬送アダプタ４００にスナッ
プ装着される。このときコネクタ端子３１０は、搬送ア
ダプタ４００内で幅方向の移動は制限されるが、その他
の方向には自由度をもって把持される。搬送アダプタ４
００を搬送装置でハンドリングし、その状態で多層モジ
ュール基板３００の裏面上で位置決めし、そのままコネ
クタ端子３１０は多層モジュール基板３００に半田接合
される。
【００２２】コネクタ端子３１０の位置決め用ピン３１
３は多層モジュール基板３００の位置決め用孔３０６に
対して所定のガタを有するように設計されている。した
がって、図１１に示すように、搬送アダプタ４００の操
作により、コネクタ端子３１０の位置決め用ピン３１３
が多層モジュール基板３００の位置決め用孔３０６に嵌
合される。この状態で、コネクタ端子３１０を多層モジ
ュール基板３００に半田接合する。このとき、ピン３１
３は孔３０６に対してガタを持っているので、コネクタ
端子３１０は搬送アダプタ４００に装着されているとは
いえ、搬送アダプタ４００内で移動することがある。し
かしこのとき、この実施の形態のコネクタ端子３１０に
おいては、図８に示すように、隣接するコネクタ端子３
１０ｂとコネクタ端子３１０ｃの位置規制用斜面３１４
が互いに当接して、コネクタ端子３１０の位置が規制さ
れる。その結果、コネクタ端子３１０がモジュール基板
３００の各辺において許容される範囲内で位置決めさ
れ、その状態で、コネクタ端子３１０はピン３１２を介
してベース基板３００に半田接合される。
【００２３】このようなモジュール基板３００は、上述
の図７に示すように、コネクタ端子３１０ａ〜３１０ｄ
に装着された搬送アダプタ４００をハンドリング装置で
真空吸着してベース基板２００に、他の電子部品ととも
に半田接合される。
【００２４】このような回路基板装置では次のような作
用効果を奏することができる。 （１）多層モジュール基板３００だけを交換して種々の
性能を有するナビゲーション装置を製造することができ
る。たとえば、多層モジュール基板３００として、高速
モジュール用基板、高機能モジュール用基板、低価格モ
ジュール用基板、マルチメディアモジュール用基板など
をそれぞれ設計、製造すれば、用途に応じて選択された
多層モジュール基板３００をベース基板２００に実装す
るだけで異なった仕様のナビゲーション装置の回路基板
装置を簡単に低コストで製造することができる。すなわ
ち、仕様ごとに回路基板装置全体の設計、製造をする必
要がない。
【００２５】なお、高速モジュール用基板とは、低価格
仕様のナビゲーション装置に対してより高速に動作する
高級機種向けのナビゲーション装置の回路基板である。
高機能モジュール用基板とは、低価格仕様のナビゲーシ
ョン装置に対してより多くの機能を有する高級機種向け
のナビゲーション装置の回路基板である。低価格モジュ
ール用基板とは、高級機種向けのナビゲーション装置に
対してより安くした仕様のナビゲーション装置の回路基
板である。マルチメディアモジュール用基板とは、ナビ
ゲーション機能以外に音楽、映像などの各種のデータを
再生することができる機能を有するナビゲーション装置
の回路基板である。
【００２６】（２）多層モジュール基板３００は、その
周縁に設けられているコネクタ端子３１０を用いて、ベ
ース基板２００上に形成された接合部に半田接合されて
いる。したがって、機械的なコネクタによる接続構造を
採用する場合に比べて、振動による接触不良が生じにく
く、信頼性を向上することができる。 （３）コネクタ端子３１０によりベース基板２００と多
層モジュール基板３００との間に空間を形成したから、
多層モジュール基板３００の裏面にはさらに他の電子部
品を実装できる。したがって、実装効率を高めることが
でき、より小型の回路基板装置を提供できる。 （４）高周波電子部品はマルチチップモジュールや多層
モジュール基板の内部層の配線パターンにより互いに配
線した。したがって、配線長が短くできて信号の遅延を
抑制できるとともにノイズの発生を抑制できる。 （５）ベース基板２００には低周波電子部品を実装し、
多層モジュール基板３００には高周波電子部品を実装し
た。したがって、多層モジュール基板３００について重
点的にＥＭＩ対策を施せばよく、ＥＭＩ対策が簡単にで
きる。
【００２７】（６）別体である４つのコネクタ端子３１
０を搬送アダプタ４００に装着したまま、これらのコネ
クタ３１０を基板３００に半田接合するようにした。し
たがって、コネクタ端子３１０の接合時の位置決めなど
の作業性が向上する。
【００２８】（６）コネクタ端子３１０の半田接合時、
４つのコネクタ端子３１０の位置決め用ピン３１３を多
層モジュール基板３００の位置決め用孔３０６に緩く係
合した状態で、互いに隣接するコネクタ端子３１０の位
置規制用斜面３１４が互いに当接することでコネクタ端
子３１０の位置を制限するようにした。したがって、コ
ネクタ端子３１０の位置決めが確実に行われる。
【００２９】（７）モジュール基板３００は、他の電子
部品とともにベース基板２００に半田接合されるので、
モジュール化に伴って取付工程が増えることがない。
【００３０】上記実施の形態では、車載ナビゲーション
装置の回路基板装置を一例として説明したが、本発明に
よる回路基板装置は携帯用ナビゲーション装置やその他
の情報機器にも適用することができる。また、以上の実
施の形態は一例を示すものであり、本発明はこの実施の
形態に限定されず、種々の形態の回路基板装置に本発明
を適用できる。たとえば、搬送アダプタ、コネクタ端
子、マルチチップモジュールの使用は必須ではない。低
周波電子部品の種類、高周波電子部品の種類も実施の形
態に何ら制約されない。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、仕様ごと
に回路基板を一から設計、製造する必要がなく、開発期
間を短縮してコストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による情報機器用回路基板装置を使用す
るナビゲーション装置の一例を示すシステムブロック図
【図２】本発明による情報機器用回路基板装置の一実施
の形態を示す斜視図
【図３】図２の回路基板装置の表面図
【図４】図２の回路基板装置の裏面図
【図５】図３のV−V線断面図
【図６】図２の多層モジュール基板の裏面図
【図７】図２の多層モジュール基板の裏面に搬送アダプ
タを装着して示す図
【図８】図２の多層モジュール基板の裏面の隅部の要部
拡大図
【図９】図２の回路基板装置に搬送アダプタを装着して
示す斜視図
【図１０】搬送アダプタの隅部の要部拡大斜視図
【図１１】コネクタ端子と多層モジュール基板の位置決
め構造を示す断面図
【符号の説明】
１０：ナビゲーション装置 １００：回路基板
装置 ２００：ベース基板 ２０１：電源回路 ２０２：ＧＰＳ回路 ２０３：ジャイロ ３００：多層モジュール基板 ３０１：ＣＰ
Ｕ ３０２：ＡＳＩＣ ３０３：メモリ ３０４：グラフィック回路 ３０６：位置決め
用孔 ３１０、３１０ａ〜３１０ｄ：コネクタ端子 ３１１：基部 ３１２：端子ピン ３１３：位置決めピン ３１４：位置決め
斜面 ３１５、３１６：フィット係合部 ３１７：係合溝 ４００：搬送アダプタ ４１２、４１３：係合爪

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の電子部品が実装されたベース基板
    と、 前記ベース基板の一方の面に実装され、少なくともＣＰ
    Ｕおよびメモリを含む複数の電子部品が実装された多層
    モジュール基板とを備え、 前記多層モジュール基板は前記ベース基板よりも小さい
    多層基板であり、内部層の配線パターンにより前記複数
    の電子部品が配線されていることを特徴とする情報機器
    用回路基板装置。
  2. 【請求項２】請求項１の情報機器用回路基板装置におい
    て、 前記多層モジュール基板は、その周縁に設けられている
    コネクタ端子を用いて、前記ベース基板上に形成された
    接合部に半田接合されていることを特徴とする情報機器
    用回路基板装置。
  3. 【請求項３】請求項２の情報機器用回路基板装置におい
    て、 前記多層モジュール基板の一方の面に実装される前記電
    子部品とは別に、前記多層モジュール基板の他方の面に
    は、前記コネクタ端子により前記ベース基板との間に形
    成される空間を利用して電子部品が実装されていること
    を特徴とする情報機器用回路基板装置。
  4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の情報機器
    用回路基板装置において、 前記ベース基板に実装される電子部品は低周波電子部品
    であり、前記多層モジュール基板に実装される電子部品
    は高周波電子部品であることを特徴とする情報機器用回
    路基板装置。
  5. 【請求項５】少なくとも一方の面にＣＰＵおよびメモリ
    を含む複数の高周波電子部品が実装され、 内部層に形成された配線パターンにより前記複数の高周
    波電子部品がそれぞれ接続されていることを特徴とする
    複数の高周波電子部品を実装した多層モジュール基板。
  6. 【請求項６】請求項５に記載の多層モジュール基板にお
    いて、 全体が矩形形状の基板であり、４辺の周縁にはそれぞれ
    別体のコネクタ端子が半田接合されていることを特徴と
    する複数の高周波電子部品を実装した多層モジュール基
    板。
  7. 【請求項７】請求項６に記載の多層モジュール基板にお
    いて、 前記４つのコネクタ端子のそれぞれは、樹脂製の細長い
    基部と前記基部に固着された複数本のピンとを備え、 前記４つのコネクタ端子のそれぞれは、搬送アダプタに
    前記基部が装着されて搬送され、前記４つのコネクタ端
    子は前記搬送アダプタに装着された状態で基板裏面に半
    田接合されることを特徴とする複数の高周波電子部品を
    実装した多層モジュール基板。
  8. 【請求項８】請求項６に記載の多層モジュール基板にお
    いて、 前記４つのコネクタ端子のそれぞれは、 樹脂製の細長い基部と、 前記基部に固着された複数本のピンと、 前記基部の両端にそれぞれ突設された、基板裏面に半田
    接合する際の位置合わせ用ピンと、 前記基部の両端にそれぞれ形成された半田接合時の位置
    規制用斜面とを備え、 基板の４隅のそれぞれには、前記位置合わせ用ピンが緩
    く嵌合される位置決め用孔が一対づつ形成され、 前記位置決め用ピンを前記位置決め用孔に緩く嵌合した
    状態で、互いに隣接するコネクタ端子の前記位置規制用
    斜面が互いに当接することで、半田接合時の前記コネク
    タ端子の位置が規制されることを特徴とする複数の高周
    波電子部品を実装した多層モジュール基板。
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