JP2007103508A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は設計自由度が向上する基板接続構造を提供する事を目的とする。
【解決手段】 コンピュータ１内部にはメイン基板８とサブ基板１０とが内蔵される。メイン基板８には図２に示すブロック図において破線Ａで囲まれるコントローラ等（部品９と称す）が実装される。サブ基板１０には図２に示すブロック図の一点破線Ｂか困れるモジュールのうち、破線Ａで囲まれるモジュールを除くモジュール、すなわち主メモリ１１３、ＲＧＢコネクタ１１６、モジュラージャック１２０、ＵＳＢポート１２３，１２４等のコネクタ１３が実装される。コネクタ１３はコンピュータ１の外部機器あるはケーブルと接続されるためにコンピュータ１の縁部に位置する必要がある。そのためにこれらコネクタ１３はサブ基板１０の縁部に実装される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、メイン基板とサブ基板とを有する電子機器に関する。

従来、マザープリント配線板に開口を有し、この開口にモジュール基板を接続するものがある。この場合、開口部を持ったメイン基板は共通で、開口部を覆うように接続されるサブ基板を用途、モデル、設計仕様に応じて変更することで所望の電子機器を設計できるものである。（特許文献１参照。）。
特開平６−３３４２９８号公報（段落番号００２０、００２１，００２２、図１）

しかし、特許文献１に記載の構造ではマザープリント配線板共通で使用されるために、外部と接続されるコネクタ類（特許文献１には開示されていないが）も共通のレイアウトとなる。したがって、例えばハードディスク、光ディスク、バッテリ、コネクタ類の配置等の設計レイアウトについては１種類しか対応できず、結局製品、設計仕様に応じてマザープリント配線板も作り変える必要が出てきてしまい、設計の自由度がないという問題を有している。

そこで、設計自由度が向上する基板接続構造を提供する事を目的とする。

上記目的を達成するために、電子機器は、筐体と、筐体に内蔵され、少なくとも外部機器と電気的に接続されるコネクタが実装されるとともに、開口部を有するサブ基板と、筐体に内蔵され、少なくともＣＰＵが実装されるとともに、開口部を覆うように開口部縁部に半田を介してサブ基板と電気的に接続されるメイン基板と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、電子機器の設計自由度を向上することができる。

以下本発明に係る実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、電子機器の斜視図である。図１に示すように、コンピュータ１は本体４を有している。本体４は上ケース２および下ケース３を有している。本体４の上面にはキーボード５が配置されている。本体４の後部にはヒンジ部６が設けられており、このヒンジ部６を介して表示部７が本体４に対して回動可能に接続されている。
図２は、システムの概略を示したブロック図である。図２を参照して、本コンピュータ１のシステム構成の一例を説明する。

本コンピュータ１は、ＣＰＵ１１１、ノースブリッジ１１２、主メモリ１１３、グラフィクスコントローラ１１４、サウスブリッジ１１８、ＬＡＮコントローラ１１９、内蔵ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１２５、光ディスクドライブ（ＯＤＤ）１２６、フラッシュＢＩＯＳ−ＲＯＭ１３０、エンベデッドコントローラ／キーボードコントローラＩＣ（ＥＣ／ＫＢＣ）１３１、および電源回路１３４等を備えている。

ＣＰＵ１１１は、本コンピュータ１の各コンポーネントの動作を制御するプロセッサである。このＣＰＵ１１１は、内蔵ＨＤＤ１２５または外部ストレージデバイスから主メモリ１１３にロードされる、オペレーティングシステムおよび各種アプリケーションプログラムを実行する。また、ＣＰＵ１１１は、フラッシュＢＩＯＳ−ＲＯＭ１３０に格納されたシステムＢＩＯＳ（Basic Input Output System）も実行する。システムＢＩＯＳはハードウェア制御のためのプログラムである。システムＢＩＯＳは、本コンピュータ１のパワーオンに応答して、ＰＯＳＴ（Power On Self Test）処理を実行する。ＰＯＳＴ処理では、システムＢＩＯＳは、本コンピュータ１の各コンポーネントの動作テストおよび初期化処理等を実行する。

ノースブリッジ１１２は、ＣＰＵ１１１のローカルバスとサウスブリッジ１１６との間を接続するブリッジデバイスである。また、ノースブリッジ１１２は、ＡＧＰ（Accelerated Graphics Port）バスなどを介してグラフィクスコントローラ１１４との通信を実行する機能も有している。さらに、ノースブリッジ１１２には、主メモリ１１３を制御するメモリコントローラも内蔵されている。

グラフィクスコントローラ１１４は、本コンピュータ１のディスプレイモニタとして使用されるＬＣＤ１１５を制御する表示コントローラである。サウスブリッジ１１８は、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バスおよびＬＰＣ（Low Pin Count）バスそれぞれ接続されている。また、サウスブリッジ１１８には、ＵＳＢコントローラ１２１、ＩＤＥ（Integrated Drive Electronics）コントローラ１２２が内蔵されている。ＵＳＢコントローラ１２１は、ＵＳＢポート１２３，１２４に接続される外部ストレージデバイスそれぞれとの通信を実行する。ＩＤＥコントローラ１２２は、内蔵ＨＤＤ１２５、および光ディスクドライブ（ＯＤＤ）１２６を制御する。

エンベデッドコントローラ／キーボードコントローラＩＣ（ＥＣ／ＫＢＣ）１３１は、電源管理のためのエンベデッドコントローラと、キーボード（ＫＢ）１３３およびタッチパッド１３２などを制御するキーボードコントローラとが集積された１チップマイクロコンピュータである。エンベデッドコントローラ／キーボードコントローラＩＣ１３１は、電源回路１３４と共同して、ユーザによるパワーボタンスイッチの操作に応じて本コンピュータ１を電源オン／電源オフする。電源回路１３４は、バッテリ１３５、またはＡＣアダプタ１３６を介して供給される外部電源を用いて本コンピュータ１の各コンポーネントに供給すべきシステム電源を生成する。

また、グラフィックスコントローラ１１４には外部表示装置例えばＣＲＴ等へデータ出力するためのＲＧＢコネクタ１１６が接続される。ＬＡＮコントローラ１１９には外部ネットワークとＬＡＮ接続するためのモジュラージャック１２０が接続される。さらにサウスブリッジ１１８にはサウンドコントローラ１２７が接続されている。サウンドコントローラ１２７にはコンピュータ１外部の音を集音するマイクロホーン１２８とＯＤＤ１２６等により再生される音を出力するスピーカ１２９が接続される。
図３は、メイン基板とサブ基板とを示した図である。図４は、メイン基板とサブ基板とを接続した図である。図５は、メイン基板とサブ基板の接続断面図である。図６は、図３における接続部Ａの拡大図である。

図３，４に示すように、コンピュータ１内部にはメイン基板８とサブ基板１０とが内蔵される。メイン基板８には図２に示すブロック図において破線Ａで囲まれるコントローラ等（部品９と称す）が実装される。サブ基板１０には図２に示すブロック図の一点破線Ｂか困れるモジュールのうち、破線Ａで囲まれるモジュールを除くモジュール、すなわち主メモリ１１３、ＲＧＢコネクタ１１６、モジュラージャック１２０、ＵＳＢポート１２３，１２４（以降これらコネクタ、ポート、ジャック等を総称してコネクタ１３と称す）が実装される。これらコネクタ１３はコンピュータ１の外部機器あるはケーブルと接続されるためにコンピュータ１の縁部に位置する必要がある。そのためにこれらコネクタ１３はサブ基板１０の縁部に実装される。また、サブ基板１０には機能部品であるＨＤＤ１２５、ＯＤＤ１２６、タッチパッド１３２、キーボード１３３、バッテリ１３５、ＡＣアダプタ１３６、スピーカ１２８、マイクロホーン１２８の各々が電気的に接続されるための接続コネクタ(図示せず)が実装されている。すなわちメイン基板８にはシステムの主要部が実装されており、サブ基板１０にはオプション的なモジュールあるいは設計により変更されるモジュールが実装されるものである。

図３，４，５，６に示すようにサブ基板１０は開口部１１を有している。開口部１１は略長方形状に形成されており、メイン基板８よりも若干小さな開口形状を有している。開口部１１の対向する縁部１１ａ，１１ｂの上面にはメイン基板８と電気的に接続される複数のパッド１２ａ、１２ｂが設けられる。メイン基板８は後述するパッドを介して、サブ基板１０の開口部１１を塞ぐようにサブ基板１０に実装される。

図５に示すようにメイン基板８の両面には部品９が実装される。図６は図５における一点破線Ｃで囲まれた接続部分の拡大図である。図６に示すようにメイン基板８の対向する縁部８ａ，８ｂにはパッド８ｃが設けられている。メイン基板８のパッド８ｃとサブ基板１０のパッド１２ａ，１２ｂとは半田１００により接続される。このパッドの電気的な接続によりメイン基板のモジュール９とサブ基板１０のコネクタ１３とは電気的に接続される。

図７は、メイン基板とサブ基板の接続平面図である。図７には便宜上メイン基板８およびサブ基板１０の接続部として縁部８および縁部１１ａの接続部分について図示している。図７に示すようにメイン基板のパッド８ｃとサブ基板１０のパッド１２ａとは所定のピッチで複数整列して配置されている。これらパッドパッド８ｃ，１２ａとははリフロー半田付けにより半田付けされる。したがって、メイン基板８およびサブ基板１０には高温が加わるために基板の膨張等によりパッド８ｃ，１２ａが互いにピッチが来る可能性があるそのためにメイン基板８には所定数のパッド８ｃおきに切欠き１４が設けられる。この切欠き１４の両側にはパッド８ｃとパッド１２ａとの８位置決めを行う位置決めピン１４ａによりメイン基板８およびサブ基板１０に結合される。

図８は、図６における断面線ＸＸ'における断面図である。図８に示すようにメイン基板８の縁部８ａにはスルーホール(以下ＴＨと称す)１５ａが設けられている。同様にサブ基板１０の開口部１１の縁部１１ａにもＴＨ１５ｂがもう設けられている。ＴＨ１５ａにはメイン基板８の表面に位置するパッド１６ａ、メイン基板８の裏面に位置するパッド１６ｂおよびこれらパッド１６ａ，１６ｂを結合する１６ｃが設けられている。同様にサブ基板１０のＴＨ１５ｂにもパッド１７ａ、１７ｂおよびパッド１７ａ、１７ｂを結合する１７ｃが設けられている。このＴＨ１５ａ，１５ｂを位置合わせしＴＨ１５ａ，１５ｂ内部に位置決めピン１４ａを挿入する。位置決めピン１４ａはパッド１６ａに面接触する頭部１４ｂとこの頭部１４ｂから一体に延びるピン１４ｃを有している。ピン１４はＴＨ１５ａ，１５ｂに挿入される。ピン１４ｃの端部１４ｄはパッド１７より突出した状態となる。位置決めピン１４ａの頭部１４ｂおよび端部１４ｄはＴＨ１５ａ，１５ｂに半田１０１および半田１０３によりリフロー半田付けされる。同様にパッド１６および１７ａリフロー半田付けされる。このような位置決め手段により、たとえパッド８ｃ，１２ａが狭ピッチであったとしても確実にパッド８ｃ，１２ａの位置決めを行うと同時に切り欠き１４と位置決めピン１４ａによりメイン基板８およびサブ基板１０が熱膨張したとしてもパッド８ｃ１２ａの位置あわせを確実に行うと同時に接続位置を保持する構造となっている。

図９は、第１の実施の形態にかかる基板配置図である。メイン基板８およびサブ基板１０の形状はコンピュータ１の略左半分を占める程度にレイアウトされ、コンピュータ１の右半分にはＨＤＤ１２５、ＯＤＤ１２６が実装される。サブ基板のコネクタ１３はコンピュータ１の後方および側部に配置されるようにレイアウトされる。図１０は、第２の実施の形態にかかる基板配置図である。図１０に示すようにコンピュータ１の右手前側にバッテリ１３５がレイアウトされ、左手前にＨＤＤ１２５がレイアウトされている。コネクタ１３はコンピュータ１の後方にすべてレイアウトされている。図１１は、第３の実施の形態にかかる基板配置図である。図１１に示すようにコンピュータ１の右手前にバッテリ１３５がレイアウトされ、コンピュータ１の右側後方にＨＤＤ１２５が礼後されている。コンピュータ１の左側手間にはＯＤＤ１２６がレイアウトされている。コネクタ１３はコンピュータ１の後方および側部にレイアウトされている。

このように例えば図９，１０，１１にようにメイン基板９は共通のまま、サブ基板１１の形状およびコネクタ１３のレイアウト等を変更する事で多種多様なモデルの設計を自由に行うことができるようになる。なお、メイン基板８に実装されているモジュール９の１つであるＣＰＵは通常ＣＰＵソケットに実装される形であるため、ＣＰＵのみを交換する事で対応できる事は言うまでも無い。

本発明ではその主旨を逸脱しない範囲であれば、上記の実施形態に限定されるものではない。そして、携帯電話、電子手帳、デジタルカメラ等に広く適用できるものである。

電子機器の斜視図。 システムの概略を示したブロック図。 メイン基板とサブ基板とを示した図。 メイン基板とサブ基板とを接続した図。 メイン基板とサブ基板の接続断面図。 図３における接続部Ａの拡大図。 メイン基板とサブ基板の接続平面図。 図６における断面線ＸＸ'における断面図。 第１の実施の形態にかかる基板配置図。 第２の実施の形態にかかる基板配置図。 第３の実施の形態にかかる基板配置図。

符号の説明

１…コンピュータ、４…本体、５…キーボード、６…ヒンジ部、７…表示部、８…メイン基板、９…モジュール、１０…サブ基板、１１…開口部、１１ａ，ｂ…開口縁部、１２ａ，ｂ…パッド、１３…コネクタ、１４…切欠き、１４ａ…位置決めピン、１１１…ＣＰＵ、１１２…ノースブリッジ、１１３…主メモリ、１１４…グラフィクスコントローラ、１１８…サウスブリッジ、１１９…ＬＡＮコントローラ、１２１…ＵＳＢコントローラ、１２２…ＩＤＥ（Integrated Drive Electronics）コントローラ、１２５…内蔵ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、１２６…光ディスクドライブ（ＯＤＤ）、１３０…フラッシュＢＩＯＳ−ＲＯＭ、１３１…エンベデッドコントローラ／キーボードコントローラＩＣ（ＥＣ／ＫＢＣ）、１３２…タッチパッド、１３３…キーボード（ＫＢ）、１３４…電源回路、

Claims (5)

1. 筐体と、
   上記筐体に内蔵され、少なくとも外部機器と電気的に接続されるコネクタが実装されるとともに、開口部を有するサブ基板と、
   上記筐体に内蔵され、少なくともＣＰＵが実装されるとともに、上記開口部を覆うように上記開口部縁部に半田を介して上記サブ基板と電気的に接続されるメイン基板と、
   を具備することを特徴とする電子機器。
2. 上記筐体に内蔵される機能部品と、
   上記サブ基板に実装され、上記機能部品と電気的に接続されるコネクタと、
   を具備することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
3. 上記筐体に内蔵されるバッテリと、
   上記サブ基板に実装され、上記バッテリが接続されるコネクタと、
   を具備することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
4. 上記メイン基板および上記サブ基板にはそれぞれ複数のパッドを介して接続され、上記メイン基板は上記複数のパッド間に切欠きを有することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
5. 上記切欠きの近傍において上記サブ基板のパッドと、上記メイン基板のパッドとを互いに位置決めする位置決めピンが実装されることを特徴とする請求項４記載の電子機器。
   

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