JP2006135088A - モジュール回路ユニット及びそれを搭載する電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ベース基板上のモジュール回路同士を省スペースで接続し、より高密度な実装を可能とするモジュール回路ユニットを提供する。
【解決手段】モジュール回路ユニットは、ベース基板上に配置される複数のモジュール回路を備え、当該複数のモジュール回路は、互いの側面が接触するように配置され、その側面には凹部が形成される。互いに隣接する側面の凹部が合わさって形成される孔部に接続端子が埋め込まれ、隣接するモジュール回路は、側面同士で直接配線接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベース基板に搭載される複数のモジュール回路により構成されるモジュール回路ユニットに関し、特に、例えば携帯端末のように小型化が要求される機器内に搭載されるベース基板上のモジュール回路の配置構造に関する。

携帯端末（携帯電話など）のような小型の電子機器は、ベース基板上に高密度に実装された電子部品を内蔵する。携帯端末の多機能化に伴い、必要な電子部品点数は増加する一方、同時に携帯端末のより小型化が求められているため、電子部品を配置するスペースはさらに限られており、より高密度な実装が求められている。

下記特許文献１は、複数のプリント基板を電気的且つ機械的に接続し、その接続部分の構造を立体的にすることにより、接続領域の占有スペースを小さくし、プリント基板の高密度実装を可能とする技術について開示している。
特開平７−５０４８２号公報

しかしながら、電子部品の高密度配置は、電波干渉などによる特性劣化が生じやすく、そのために、各電子部品をシールドするなどの対策が講じられるが、予期しない動作不良などが発生すると、その微細かつ複雑な回路構成から、膨大且つ困難な調査・検査作業が必要となる。

また、電子部品をシールドするためにモジュール化し、モジュール回路同士をベース基板上の配線を介して接続する場合であっても、配線長や配線に基づくモジュール回路の配置位置の制限などから、高密度の実装に支障がでる可能性がある。

そこで、本発明の目的は、ベース基板上のモジュール回路同士を省スペースで接続し、より高密度な実装を可能とするモジュール回路ユニット及びそれを搭載した電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明のモジュール回路ユニットの第一の構成は、ベース基板と、互いの側面が接触するように前記ベース基板上に配置され、側面に凹部が形成される複数のモジュール回路と、前記モジュール回路の第一の側面に設けられた凹部と、前記モジュール回路に隣接する別のモジュール回路の前記第一の側面と対向する第二の側面に設けられる凹部とに接触し、隣接するモジュール回路間を配線接続する接続端子とを備えることを特徴とする。

本発明のモジュール回路ユニットの第二の構成は、ベース基板と、前記ベース基板上で互いに隣接して配置され、側面に凹みが形成される複数のモジュール回路と、隣接する前記モジュール回路間を仕切るように配置される仕切り部材と、前記仕切り部材に設けられ、前記仕切り部材を挟んで隣接する前記モジュール回路の側面に設けられたそれぞれの凹部と接触し、隣接するモジュール回路間を配線接続する接続端子とを備えることを特徴とする。

本発明のモジュール回路ユニットの第三の構成は、ベース基板と、前記ベース基板上で互いに隣接して配置され、側面に凹部が形成される複数のモジュール回路と、アースに接続し、隣接する前記モジュール回路間を仕切るように配置される導電性の仕切り部材と、前記仕切り部材に設けられ、前記仕切り部材を挟んで隣接する前記モジュール回路の側面に設けられたそれぞれの凹部の少なくとも一方と接触し、前記モジュール回路をアース接続する接続端子とを備えることを特徴とする。

本発明のモジュール回路ユニットの第四の構成は、ベース基板と、前記ベース基板上で互いに隣接して配置され、側面に凹部が形成される複数のモジュール回路と、隣接する前記モジュール回路を仕切るように配置され、その一部が導電性部材で形成され且つアースに接続し、残りが非導電性部材で形成される仕切り部材と、前記仕切り部材に設けられ、前記非導電性部材を挟んで隣接する前記モジュール回路の側面に設けられたそれぞれの凹部と接触し、隣接するモジュール回路間を配線接続する第一の接続端子と、前記導電性部材を挟んで隣接する前記モジュール回路の側面に設けられたそれぞれの凹部の少なくとも一方と接触し、前記モジュール回路をアース接続する第二の接続端子とを備えることを特徴とする。

また、上記各構成のモジュール回路ユニットは、アースに接続し、前記ベース基板上で前記複数のモジュール回路を囲むように配置される導電性部材と、前記導電性部材の側面と、前記導電性部材の側面と対向する前記モジュール回路の側面とをアース接続する別の接続端子とを備えていてもよい。

また、上記目的を達成する本発明の電子機器は、上記各構成のモジュール回路ユニットを搭載した電子機器である。

本発明のモジュール回路ユニットによれば、モジュール回路間の配線接続を確保した上で、モジュール回路同士を隣接して配置することが可能となり、電子機器のより小型化が実現される。また、機能の更新、不具合の修正に関しても容易かつ柔軟に対応することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

図１は、本発明の実施の形態におけるモジュール回路ユニットを構成するモジュール回路の外部構造を説明する図である。電子機器内部のベース基板に搭載される電子部品は、モジュール化され、複数のモジュール回路１として構成される。そして、図１（ａ）に示されるように、モジュール回路１の側面には、凹部３が設けられる。凹部３は、外部端子となっている。好ましくは、一つの側面に凹部３は複数設けられる。

そして、図１（ｂ）に示すように、ベース基板（図示せず）上には、モジュール回路１をはめ込み可能に金属端子ピン２Ａ(接続端子)が埋め込まれた仕切り壁２が設けられる。具体的には、金属端子ピン２Ａは、仕切り壁２に対する凹部を形成し、モジュール回路１の凹部３と合わせることで、モジュール回路１は仕切り壁２にはめ込まれる。

そして、仕切り壁２の反対面にも同様に別のモジュール回路１をはめ込むことで、金属端子ピン２Ａを介して、モジュール回路１間の配線接続が実現される。

また、図１（ｃ）に示すように、モジュール回路間の接続を棒状の金属端子ピン２Ａではなく、板バネなど他の形状の接続端子が仕切り壁２に設けられ、モジュール回路間配線接続が行われてもよい。

すなわち、モジュール回路１同士は、薄い仕切り壁２を介してほとんど隙間のない状態でベース基板上に配置されるので、接続配線のためのスペースが不要となり、ベース基板上にモジュール回路１を高密度に配置した状態でのモジュール回路間の配線接続が可能となる。

図２は、図１の配置構造を有する本実施の形態におけるモジュール回路ユニット１０の第一の構成例を示す図である。図２は上面図であり、直方体形状の４つのモジュール回路１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）は、ベース基板上５に配置された導電性枠４内に、金属端子ピン２Ａが埋め込まれた仕切り壁２を介して、モジュール回路１同士が隣接するように配置されている。各モジュール回路１は、電波干渉などの特性劣化を防止するためシールディングされている。これにより、回路接続による空間結合、同電位での干渉を防ぐことができ、配線路に影響する不要波のみを除去することで性能劣化を大幅に回避することができる。

各モジュール回路１は、仕切り壁２を介して２つのモジュール回路と隣接し、また、導電性枠４とも接触している。例えば、モジュール回路１Ａは、内側の２つの側面において、モジュール回路１Ｂと１Ｃと隣接し、外側の２つの側面において、導電性枠４と接触している。なお、モジュール回路１は、導電性枠４と配線接続することにより、アース電位（ＧＮＤ）に接続することができる。導電性枠４は、金属又は金属蒸着された樹脂などにより形成することができる。

各モジュール回路１は、好ましくは、四方の側面すべてに上記凹部３が設けられている。別のモジュール回路１と隣接する２つの側面では、凹部３は仕切り壁２の金属端子２Ａと接触する。また、導電性枠４も、モジュール回路１と接触する側面に凹部３が設けられ、その凹部を、モジュール回路１が導電性枠４を隣接する側面に設けられた凹部３を合わせることで形成される孔部に、金属端子ピン２Ａが挿入される。これにより、モジュール回路１は、導電性枠４とアース接続される。

図３は、図２のモジュール回路ユニットを携帯電話端末に適用した場合の組み上げ図である。図３では、折りたたみ型の携帯電話端末が示され、液晶（ＬＥＤ）パネル３１を有するケースと操作ボタン（キー）パネル３０を有するケース３２それぞれに、図２で示したモジュール回路ユニット１０が実装される。モジュール回路ユニット１０は、ベース基板５、一例として、４つのモジュール回路１、導電性枠４で構成され、ベース基板５上に４つのモジュール回路１が金属端子ピン２Ａが埋め込まれた仕切り壁２を介して隣接して搭載することで、モジュール回路間接続が実現される。また、モジュール回路１の外側は導電性枠４で囲われており、導電性枠４と接触する側面に設けられた凹部３により形成される孔部にも、金属端子ピン２Ａが挿入され、アース接続が実現される。ベース基板５上の導電性枠４と接触する部分は、配線パターンが設けられ、アースに接続する。

また、上記モジュール回路ユニット１０をケースに実装するに際し、各ケース３２の内側側面には、板バネ３３が配置され、モジュール回路ユニット１０をケースに圧着させることで、モジュール回路ユニット１０を、ケース内に固定することができる。

このように、携帯電話端末のような小型化が要求される電子機器において、ベース基板上の配線接続のためのスペースを不要とし、モジュール回路を高密度に実装することできる。

さらに、ベース基板上の回路をモジュール回路によりブロック化することにより、次の利点を有する。具体的には、通信（無線）、電源、制御など各機能ごとにモジュール回路を構成し、必要とする機能を有するモジュール回路を選択して、モジュール回路ユニット１０を構成するようにすることで、機能が異なる複数種類の電子機器に用いるモジュール回路を共通化することができ、開発費用の低減が図られる。また、電子機器の機能を更新する場合は、ベース基板全体交換することなく、新機能を有するモジュール回路のみを交換することで対応可能となり、コスト低減につながる。また、なんらかの不具合が発生した場合も、ベース基板全部を交換することなく、不具合のあるモジュール回路のみを交換すれば足りる。

図４は、本実施の形態におけるモジュール回路ユニット１０の第二の構成例を示す模式図である。図４の第二の構成例は、図２の第一の構成例との比較において、仕切り壁２の金属端子ピン２Ａがアースに接続する構成である。本第二の構成の場合、仕切り壁２の金属端子ピン２Ａは、仕切り壁２の両側に配置されるモジュール回路同士を配線接続する必要がないので、図４に示すように、金属端子ピン２Ａが仕切り壁２のそれぞれの面に別々に設けられる構成でよい。

仕切り壁２は、導電性を有し、外枠の導電性枠４と電気的に接続している。これにより、モジュール回路１は、その周囲の側面すべてにおいて、導電性枠４と配線接続され、アース接続が可能となる。モジュール回路内部の回路構成により、モジュール回路同士が対向する側面側でアースをとる必要がある場合がある場合に、本構成が適用される。

また、モジュール回路間の配線接続については、ベース基板に設けられる配線パターンにより行われる。

図５は、図４のモジュール回路ユニットを携帯電話端末に適用した場合の組み上げ図である。図５では、図３と同様に、折りたたみ型の携帯電話端末が示され、液晶（ＬＥＤ）パネルを有する部位と操作ボタン（キー）パネルを有する部位それぞれに、図４で示したモジュール回路ユニット１０が実装される。モジュール回路ユニット１０は、ベース基板５、４つのモジュール回路１、導電性枠４で構成される。ベース基板５上に４つのモジュール回路１は導電性枠４で囲われ、それぞれのモジュール回路１は、仕切り壁２により仕切られた状態で搭載される。そして、導電性枠４及び仕切り壁２の金属ピン２Ａと接触することにより、モジュール回路の全側面において、アース接続が実現される。

また、図５では、図３との比較において、ベース基板５におけるモジュール回路間を仕切る仕切り壁２が搭載される部分に配線パターンが形成され、導電性枠４とのアース接続が図られている。

図６は、本実施の形態におけるモジュール回路ユニット１０の第三の構成例を示す模式図である。図６の第三の構成例は、図２の第一の構成例との比較において、仕切り壁２の一部がアース接続に用いられ、残りがモジュール回路間配線接続に用いられる。すなわち、仕切り壁２の一部が、導電性枠４と電気的に接続するように導電性を有し、残りの部分は、非導電性とされている。そして、導電性部分は、アース接続に利用され、非導電性部分は、モジュール回路間配線接続に利用される。

具体的に、第三の構成例では、導電性枠４は、例えばプラスチック樹脂で形成され、導電性部分のみ金属蒸着される。そして、金属蒸着されない部分が非導電性部分となる。モジュール回路１の側面に設けられる凹部３は、モジュール回路間の仕切り部分を介して孔部を形成し、そこに金属端子２Ａが挿入される。導電性部分に挿入された金属端子ピン２Ａは、モジュール回路をアース接続し、非導電性部分に挿入された金属端子ピン２Ａは、モジュール回路間を配線接続する。

このように、第三の構成例では、アース接続とモジュール間配線接続とを用途に応じて使い分けることができる。

図７は、図６のモジュール回路ユニットを携帯電話端末に適用した場合の組み上げ図である。図７も、図３及び図５同様に、折りたたみ型の携帯電話端末が示され、液晶（ＬＥＤ）パネル３１を有する部位と操作ボタン（キー）パネル３０を有するケース３２に、図６で示したモジュール回路ユニット１０が実装される。図５との比較において、図７では、ベース基板５におけるモジュール回路間を仕切る導電性枠４の導電性部分が搭載される部分に配線パターンが形成され、導電性枠４とのアース接続が図られている。非導電性部分には配線パターンは形成されない。

図８は、本実施の形態におけるモジュール回路ユニット１０の第四の構成例を示す模式図である。図８の第四の構成例は、図２の第一の構成例との比較において、仕切り壁２をなくし、モジュール回路１同士を直接接触させ、互いの凹部３を合わせることで形成される孔部に直接金属端子ピン２Ａを埋め込む構成である。本構成例では、モジュール回路間に配置される金属端子ピン２Ａは、モジュール回路間の配線接続を行う。本構成により、仕切り壁２が不要となり、モジュール回路１をより高密度に実装することが可能となる。

図９は、図８のモジュール回路ユニットを携帯電話端末に適用した場合の組み上げ図である。図３との比較において、仕切り壁２がない構造となっている。

本実施の形態のモジュール回路は、その底面に並ぶ球状のハンダによりベース基板の配線パターンと接続するＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）タイプであってもよく、その場合、ＢＧＡによるモジュール回路間配線接続と上記本実施の形態によるモジュール間配線接続の両方が、用いられてもよい。アース接続についても、同様に、両方が用いられてもよい。

本実施の形態におけるモジュール回路ユニットは、携帯電話端末に限らず、他の電子機器にも適用可能である。

（付記１）
ベース基板と、
互いの側面が接触するように前記ベース基板上に配置され、側面に凹部が形成される複数のモジュール回路と、
前記モジュール回路の第一の側面に設けられた凹部と、前記モジュール回路に隣接する別のモジュール回路の前記第一の側面と対向する第二の側面に設けられる凹部とに接触し、隣接するモジュール回路間を配線接続する接続端子とを備えることを特徴とするモジュール回路ユニット。

(付記２)
ベース基板と、
前記ベース基板上で互いに隣接して配置され、側面に凹みが形成される複数のモジュール回路と、
隣接する前記モジュール回路間を仕切るように配置される仕切り部材と、
前記仕切り部材に設けられ、前記仕切り部材を挟んで隣接する前記モジュール回路の側面に設けられたそれぞれの凹部と接触し、隣接するモジュール回路間を配線接続する接続端子とを備えることを特徴とするモジュール回路ユニット。

（付記３）
ベース基板と、
前記ベース基板上で互いに隣接して配置され、側面に凹部が形成される複数のモジュール回路と、
アースに接続し、隣接する前記モジュール回路間を仕切るように配置される導電性の仕切り部材と、
前記仕切り部材に設けられ、前記仕切り部材を挟んで隣接する前記モジュール回路の側面に設けられたそれぞれの凹部の少なくとも一方と接触し、前記モジュール回路をアース接続する接続端子とを備えることを特徴とするモジュール回路ユニット。

（付記４）
ベース基板と、
前記ベース基板上で互いに隣接して配置され、側面に凹部が形成される複数のモジュール回路と、
隣接する前記モジュール回路を仕切るように配置され、その一部が導電性部材で形成され且つアースに接続し、残りが非導電性部材で形成される仕切り部材と、
前記仕切り部材に設けられ、前記非導電性部材を挟んで隣接する前記モジュール回路の側面に設けられたそれぞれの凹部と接触し、隣接するモジュール回路間を配線接続する第一の接続端子と、前記導電性部材を挟んで隣接する前記モジュール回路の側面に設けられたそれぞれの凹部の少なくとも一方と接触し、前記モジュール回路をアース接続する第二の接続端子とを備えることを特徴とするモジュール回路ユニット。

(付記５)
付記１乃至４のいずれかにおいて、
アースに接続し、前記ベース基板上で前記複数のモジュール回路を囲むように配置される導電性部材と、
前記導電性部材の側面と、前記導電性部材の側面と対向する前記モジュール回路の側面とをアース接続する別の接続端子とを備えることを特徴とするモジュール回路ユニット。

（付記６）
付記１乃至５のいずれかのモジュール回路ユニットを搭載した電子機器。

本発明の実施の形態におけるモジュール回路ユニットを構成するモジュール回路の外部構造を説明する図である。 本実施の形態におけるモジュール回路ユニット１０の第一の構成例を示す模式図である。 図２のモジュール回路ユニットを携帯電話端末に適用した場合の組み上げ図である。 本実施の形態におけるモジュール回路ユニット１０の第二の構成例を示す模式図である。 図４のモジュール回路ユニットを携帯電話端末に適用した場合の組み上げ図である。 本実施の形態におけるモジュール回路ユニット１０の第三の構成例を示す模式図である。 図６のモジュール回路ユニットを携帯電話端末に適用した場合の組み上げ図である。 本実施の形態におけるモジュール回路ユニット１０の第四の構成例を示す模式図である。 図８のモジュール回路ユニットを携帯電話端末に適用した場合の組み上げ図である。

符号の説明

１：モジュール回路、２：仕切り壁、２Ａ：接続端子、３：凹部、４：導電性枠、５：ベース基板、１０：モジュール回路ユニット

Claims (3)

1. ベース基板と、
   互いの側面が接触するように前記ベース基板上に配置され、側面に凹部が形成される複数のモジュール回路と、
   前記モジュール回路の第一の側面に設けられた凹部と、前記モジュール回路に隣接する別のモジュール回路の前記第一の側面と対向する第二の側面に設けられる凹部とに接触し、隣接するモジュール回路間を配線接続する接続端子とを備えることを特徴とするモジュール回路ユニット。
2. ベース基板と、
   前記ベース基板上で互いに隣接して配置され、側面に凹みが形成される複数のモジュール回路と、
   隣接する前記モジュール回路間を仕切るように配置される仕切り部材と、
   前記仕切り部材に設けられ、前記仕切り部材を挟んで隣接する前記モジュール回路の側面に設けられたそれぞれの凹部と接触し、隣接するモジュール回路間を配線接続する接続端子とを備えることを特徴とするモジュール回路ユニット。
3. 請求項１又は２のモジュール回路ユニットを搭載した電子機器。

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