JP2007173153A - 電子回路モジュール、およびこれに用いられる表面実装用コネクタ - Google Patents

電子回路モジュール、およびこれに用いられる表面実装用コネクタ Download PDF

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Abstract

【課題】電子機器の更なる薄型化が可能となるように組み込むことのできる電子回路モジュールを提供すること。
【解決手段】外周に向かって開口する形状の第1の凹部を基板に形成し、当該第1の凹部の周縁部に導電パターンを設ける。この基板に実装されるコネクタは、本体部と、当該本体部から突出する表面実装の端子を備える。端子は、その底部が本体部の最底部よりも所定高さだけ高くなるように配置される。そして、本体部が第1の凹部に位置するように、かつ、端子が基板上で導電パターンに当接するように、コネクタが基板に実装される。
【選択図】図2

Description

本発明は、この発明は、電子回路モジュールに関し、より特定的には、薄型基板に表面実装されるコネクタを有する電子回路モジュールに関する。
電子機器の軽量化、小型化を進める上で、電子機器に用いられるプリント配線基板上に半導体チップ部品を実装する方法として、表面実装技術が知られている。表面実装型のプリント基板では、回路部品は表面にのみ接続され、貫通穴を必要としない。そのため、配線の自由度が高まり、部品も小型化が図れ、実装密度が増大する(例えば、特許文献1)。
特開2005−129417号公報
しかしながら、上述した特許文献1に開示された方法では、プリント基板上にコネクタを実装するため、コネクタの厚さ分だけ丸々回路部品の厚みが増すことになる。しかし、電子機器の小型化・薄型化を目指す上では、このようなスペースも削減する必要がある。
それゆえに、本発明の目的は、電子機器の更なる薄型化が可能となるように組み込むことのできる電子回路モジュールを提供することである。
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明等は、本発明の理解を助けるために後述する実施形態との対応関係を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。
第1の発明は、基板(22)と、当該基板に少なくとも表面実装用コネクタ(21)を実装してなる電子回路モジュールである。基板は、外周に向かって開口する形状の第1の凹部(43)が形成され、また、第1の凹部の周縁部に導電パターンが設けられている。コネクタは、本体部(31)と、当該本体部から突出する表面実装の端子(33)を備える。当該端子は、その底部が本体部の最底部(39)よりも所定高さだけ高くなるように配置される。また、本体部が第1の凹部に位置するように、かつ、端子が基板上で導電パターンに当接するように、コネクタが前記基板に実装される。
第2の発明は、上記第1の発明において、本体部の最底部と端子の底部の間に形成される本体部の外面(35a)が第1の凹部における基板側面に当接するように、コネクタが基板に実装される。
第3の発明は、上記第1の発明において、本体部には、その底部が最底部よりも所定高さだけ高くなるように形成されたつば部(32)が設けられる。また、つば部が基板に当接するように、コネクタが基板に実装される。
第4の発明は、上記第3の発明において、つば部は、端子の突出位置に設けられる。また、端子はつば部から突出する。
第5の発明は、上記第4の発明において、第1の凹部における基板外周は、3つの辺(44a、b、c)によって形成される。また、導電パターンは、3つの辺のうち中央の辺の近傍の周縁部に設けられる。また、つば部は、実装状態において中央の辺の近傍の基板に当接する位置に設けられる。
第6の発明は、上記第4の発明において、本体部には、つば部の両端から上方に伸びる補強部(38)が設けられる。
第7の発明は、上記第3または第4の発明において、つば部は、端子の突出位置を挟んだ左右に設けられる。
第8の発明は、上記第5の発明において、第1の凹部における基板外周は、3つの辺によって形成される。また、導電パターンは、3つの辺のうち中央の辺の近傍の外縁部に設けられる。更に、つば部は、実装状態において3つの辺のうち左右の2辺の近傍の基板に当接する位置にそれぞれ設けられる。
第9の発明は、上記第1の発明において、第1の凹部における基板外周は、3つの辺によって形成され、かつ、中央の辺は左右の辺よりも長く形成される。また、導電パターンは、中央の辺の近傍の周縁部に、当該中央の辺の略全長にわたって設けられる。更に、本体部は、実装状態において中央の辺に対応する面の、当該中央の辺が延びる方向の長さが、当該中央の辺の略全長に等しくなる。また、端子は、実装状態において各導電パターンに対応する位置にそれぞれ設けられる。
第10の発明は、上記第1の発明において、第1の凹部は、コネクタが嵌合可能に当該基板の一辺の少なくとも略半分を切り欠いたものであり、当該凹部にコネクタを嵌合して実装する。
第11の発明は、上記第1の発明において、第1の凹部は、コネクタが嵌合された後、当該コネクタが水平方向にずれないようにするための第2の凹部を有する。また、コネクタは、実装状態において第2の凹部に対応する位置に、当該第2の凹部に対応する形状の凸部を有する。
第12の発明は、上記第10の発明において、第1の凹部における基板外周は、3つの辺によって形成される。また、第2の凹部は、3つの辺のうち左右の辺にそれぞれ形成される。
第13の発明は、上記第1の発明において、電子回路モジュールは、基板上のコネクタの左右方向それぞれに、ユーザが電子回路モジュールを操作するためのスイッチ部品(14)が配置される。
第14の発明は、上記第1の発明において、電子回路モジュールは、当該電子回路モジュールが収納されるハウジング(18b)で押圧された状態で収納される。
第15の発明は、上記第1の発明において、コネクタは、ゲーム装置のカートリッジ用のコネクタである。
第16の発明は、上記第1の発明において、所定の高さは、基板の底面と本体部の底面とが均一となる高さである。
第17の発明は、所定の基板(22)に表面実装される表面実装用コネクタ(21)であって、本体部(31)と、当該本体部から突出される表面実装の端子(33)を備え、端子は、その底部が本体部の最底部よりも所定高さだけ高くなるように配置され、本体部が基板に設けられる凹部に位置するように、かつ、端子が基板上で導電パターンに当接するように、基板に実装される、表面実装用コネクタ。
上記第1の発明によれば、表面実装による電子回路モジュールの厚さを従来よりさらに薄くすることができ、これを用いる電子機器の薄型化を実現できる。
上記第2の発明によれば、上記第1の発明と同様の効果が得られる。
上記第3の発明によれば、コネクタが上下方向にぐらつくことを防止することができる。これにより、コネクタの安定度を高めることができる。
上記第4乃至第5発明によれば、基板が歪んだり反ったりすることを防ぎ、基板の強度を高めることができる。
上記第6乃至7の発明によれば、コネクタにカートリッジを抜き挿しする際のコネクタの安定度を高めることができる。
上記第8乃至第10の発明によれば、コネクタの安定度を高めると共に、当該コネクタが基板の補強的役割を果たし、基板が歪んだり反ったりすることを防ぐことができる。
上記第11乃至第12の発明によれば、コネクタに挿入されたカートリッジ等を抜くときに、当該カートリッジ等に引っ張られてコネクタが基板から一緒に外れてしまうことを防ぐことができる。
上記第13乃至第14の発明によれば、電子回路モジュールのハウジング内での固定度を高め、基板がずれたり歪んだりすることを防ぐことができる。
上記第15の発明によれば、抜き挿しされる機会が多いゲームカートリッジ用のコネクタに用いられることにより、ゲームカートリッジが何度も抜き挿しされても、コネクタ部分の強度が低下することを防ぐことができ、ゲーム装置のコネクタ部が破損することを防ぐことができる。
上記第16の発明によれば、ハウジングに収納した際に、ハウジング内のスペースの確保、あるいはスペースの節約を図ることができる。
上記第17の発明によれば、上記第1の発明と同様の効果を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。尚、この実施例により本発明が限定されるものではない。
図1は、本実施形態にかかる電子回路モジュールが格納される携帯型ゲーム装置1の外観を示す図である。図1において、この実施例の携帯ゲーム装置1は、2つの液晶表示器(LCD)11及び12を所定の配置位置となるように、ハウジング18に収納して構成される。具体的には、第1の液晶表示器(以下、「LCD」という)11と第2のLCD12を上下に配置して収納する場合は、ハウジング18が上部ハウジング18aと下部ハウジング18bから構成され、上部ハウジング18aが下部ハウジング18bの上辺の一部で回動自在に支持される。上部ハウジング18aは、第1のLCD11の平面形状よりも少し大きな平面形状を有し、一方主面からLCD11の表示面を露出するように開口部が形成される。下部ハウジング18bは、その平面形状が上部ハウジング18aよりも横長に選ばれ、横方向の略中央部にLCD12の表示面を露出する開口部が形成され、LCD12を挟む何れか一方に音抜き孔15が形成されるとともに、LCD12を挟む左右に操作スイッチ部14が装着される。
操作スイッチ部14は、LCD12の左横における下部ハウジング18bの一方主面に装着される方向指示スイッチ14c、スタートスイッチ14d、セレクトスイッチ14eと、LCD12の右横における下部ハウジング18bの一方主面に装着される装着される動作スイッチ14a、14bを含む。方向指示スイッチ14cは、プレイヤによって操作可能なプレイヤオブジェクト(又はプレイヤキャラクタ)の移動方向を指示したり、カーソルの移動方向の指示等に用いられる。動作スイッチ14a、14bは、方向指示以外の動作、例えばアクションゲームにおいてはジャンプ、パンチ、武器を動かす等の指示、ロールプレイングゲーム(RPG)やシミュレーションRPGにおいてはアイテムの取得,武器又はコマンドの選択決定等の指示入力に使用される。また、必要に応じて、動作スイッチをさらに追加したり、下部ハウジング18bにおける操作スイッチ14の装着領域の上部面(上部側面)に側面スイッチ14g、14fを設けてもよい。
LCD12の上面には、タッチパネル13が装着される。タッチパネル13は、例えば、抵抗膜方式、光学式(赤外線方式),静電容量結合式の何れの種類でもよく、その上面をスティック16(又は指でも可)で押圧操作又は移動操作若しくは撫でる操作をしたとき、スティック16の座標位置を検出して座標データを出力するものである。
上部ハウジング18aの側面近傍には、必要に応じてタッチパネル13を操作するスティック16を収納するための収納孔が形成される。この収納孔には、スティック16が収納される。下部ハウジング18bの側面の一部には、ゲームプログラムを記憶したメモリ(例えば、ROM)を内蔵したゲームカートリッジ17を着脱自在に装着するためのカートリッジ挿入部(図示せず)が形成される。カートリッジ挿入部の内部には、ゲームカートリッジ17と電気的に接続するためのカートリッジコネクタ21(後述の図2に示す21)が内蔵される。さらに、下部ハウジング18b(又は上部ハウジング18aでも可)には、CPU等の各種電子部品を実装した電子回路基板(後述の図2に示す22)が収納される。
図2(A)〜(F)は、上記ハウジング18bに収納される電子回路基板22(以下、単に基板と呼ぶ)と、当該基板に表面実装されるカートリッジコネクタ21(以下、単にコネクタと呼ぶ)とを示す6面図である。図2では、コネクタ21が基板22に実装された様子が示されている。図2(A)は平面図、(B)は左側面図、(C)は正面図、(D)は右側面図、(E)は底面図、(F)は背面図である。また、図3(A)〜(B)は、当該コネクタ21が実装された基板22(以下、電子回路モジュールと呼ぶ)の斜視図である。
図4(A)〜(F)は、未実装時の上記コネクタ21を示す6面図である。図4(A)は平面図、(B)は左側面図、(C)は正面図、(D)は右側面図、(E)は底面図、(F)は背面図である。また、図4(G)は、当該コネクタ21の斜視図である。図4において、コネクタ21は、本体部31と、つば部32と、複数のピン端子33とを有する。本体部31は、挿入部34と、段差部35a、35b、35cと、支持部36とを有している。
つば部32は、挿入部34の反対側となる長辺37に位置し、コネクタ21の外方に突出されている(図4(A)、(E)参照)。また、つば部32の両端には、補強部38が設けられている。
複数のピン端子33は、上記つば部32から突出するよう設けられている(図4(A)、(E)参照)。また、当該ピン端子33は、後述の基板22の縁部44c近傍の周縁に設けられた導電パターンに対応する位置にそれぞれ設けられている。
挿入部34は、本体部31の長辺の一端に開口されている。また、挿入部34には、上記ゲームカートリッジ17が抜き挿し可能に挿し込まれる(図4(F)参照)。
段差部35aは、長辺37の上面39側に設けられている(すなわち、上面39とつば部32との段差となっている)。ここで、図4(B)、(D)および(G)に示すように、段差部35aは、上面39から縦の深さ方向(同図(B)、(D)の下側)に向けて、後述の基板22の厚さに等しい寸法だけ引っ込んだ段差状に形成されている。また、上記ピン端子33は、上面39から当該段差分だけ下がった高さから突出されるように設けられている。段差部35bは、コネクタの短辺40aの上面39側に設けられている。図4(F)、(G)に示すように、段差部35a同様、後述の基板22の厚さに等しい寸法だけ、上面39から縦の深さ方向に引っ込んだ段差状に形成されている。段差部35cは、段差部35bの反対側の短辺40bの上面39側に設けられている。段差部35a同様、基板22の厚さに等しい寸法だけ、上面39から縦の深さ方向に引っ込んだ段差状に形成されている。
支持部36は、上記長辺37と上記短辺40a、40bとの交差部分の上面39側に設けられる突起部分である。支持部36は、後述の基板22の窪み部46に対応する形状を有する。
図5(A)〜(E)は、上記コネクタ21が実装されていない状態の基板22を示す6面図である。図5(A)は平面図、(B)は左側面図、(C)は正面図、(D)は右側面図、(E)は底面図、(F)は背面図である。図5において、基板22は、実装面41、非実装面42と、カット部43と、突起部45と、窪み部46とを有している。
実装面41は、導電パターンが設けられており、上述のコネクタ21の他、半導体パッケージや抵抗のような他の回路部品(図示せず)が実装される面である。実装面41は、カット部43の縁部44a〜44cに連なっている。
非実装面42は、実装面41の裏面である。非実装面42は、実装された状態のコネクタ21の上面39と均一の高さ(つらいち)であり一致する(図2(B)、(C)、(D)、(F)参照)。
カット部43は、基板22の外周端面22aに開放された凹所にて形成され、上記コネクタ21が入り込めるような大きさを有する。また、カット部43は、基板22の外周端面22aの略半分を切欠いて形成されている。当該カット部43は、第1〜第3の縁部44a〜44cを有している。第1および第2の縁部44a、44bは互いに平行に配置されている。また、第1の縁部44aには、突起部45aが設けられている。突起部45aは、上記コネクタ21の段差部35bに対応する形状を有する。また、第2の縁部44bには、突起部45bが設けられている。突起部45bは、上記コネクタ21の段差部35cに対応する形状を有する。第3の縁部44cは、第1および第2の縁部44a、44bとの間に跨っており、基板22の外周端面22aよりも引っ込んでいる。また、第3の縁部44cには、当該縁部44cの略全長にわたって導電パターン(図示せず)が設けられている。
窪み部46は、第1の縁部44aと第3の縁部44cの交差部分、および第2の縁部44bと第3の縁部44cの交差部分に設けられる。当該窪み部46は、上記コネクタ21の支持部36に対応するような位置関係である。また、当該窪み部46は、コネクタの支持部36に対応する形状を有している。
上述したようなコネクタ21が上記基板22に実装されると、段差部35aが縁部44cに嵌合した状態となり、窪み部46と支持部36も嵌合した状態になる。同時に、段差部35b、cが、突起部45a、bに嵌合した状態になる(図3(B)参照)。その結果、つば部32およびピン端子33が実装面41(正確には第3の縁部44cの導電パターン)に当接し、電気的に接続される。つまり、つば部32およびピン端子33が実装面41に引っかかるような状態になる。また、段差部35a〜35cの高さは上記基板22の厚さと同じなので、非実装面42と上面39とが均一の高さとなり一致することになる。
以上のように、本実施形態による発明によれば、コネクタ21を基板22に従来の手法で表面実装するときよりも、電子回路モジュールの薄型化を図ることができる。そして、このような電子回路モジュールを用いることによって、上記携帯ゲーム装置等の電子機器の薄型化を実現することができる。また、段差部35aが設けられているため、上記ゲームカートリッジ17をコネクタ21に挿し込むときに、基板22自体がコネクタ21を支持することになる。その結果、ゲームカートリッジ17が挿し込まれる際の、コネクタ21の支持強度が高まる。また、コネクタ21の短辺に段差部35b、cを設け、基板22と嵌合することでコネクタ21を固定している。そのため、段差部35aとbとcと相互に作用してコネクタ21が基板22に固定されることになる。その結果、コネクタ21自体が基板22の補強材的な役割を果たし、基板22が反ること等を防ぐことができる。これにより、電子回路モジュールの薄型化を実現しつつも、基板の強度、ひいては電子回路モジュールの強度を高めることができる。特に、基板22自体の厚みが薄くなるほど、この効果は顕著となる。また、補強部38が設けられているため、コネクタ21が基板22に勘合したとき、当該コネクタ21の固定度を高めて、ずれることを防ぐことができる。更に、つば部32が実装面41に引っかかるような状態になるため、コネクタ21が上下方向にぐらつくことを抑えることもできる。例えば、上述の本実施形態では、基板22の非実装面42の方向へのぐらつきを抑えることができる。その結果、コネクタ21の安定度を高めることができる。
また、コネクタ21に支持部36を設け、カット部43に窪み部46を設けている。そのため、コネクタ21に挿入されたゲームカートリッジ17を抜くときに、支持部36が窪み部46に引っかかることで、カートリッジ17に引っ張られてコネクタ21が基板22から外れてしまうことを防ぐことができる。
また、基板22の非実装面42とコネクタ21の上面39とが均一の高さになるため、上記電子モジュールを収納するハウジング18内の非実装面42側のスペースをより確保できる、あるいは、より節約できる。その結果、より多くの回路部品等をハウジング18b内に収納したり、また、ハウジング18bを更に薄くして、上記携帯ゲーム装置1等の電子機器の更なる薄型化を実現することができる。
更に、ハウジング18bに収納される電子回路モジュールを、上記つらいちの面を上にして、当該つらいちの面をハウジング18bで押止するようにして収納すれば、基板の反り等を防ぐことができ、より電子回路モジュールの強度を高めることができる。
また、コネクタ21を基板22に表面実装するときも、コネクタ21が非実装面42から先には沈み込まないように嵌合されるため、表面実装作業自体も容易になる。
なお、コネクタ21の左右方向に上記方向指示スイッチ14c等を配置するようにしても良い。例えば、図1に示すように、方向指示スイッチ14cをコネクタ21の左側に、動作スイッチ14a、14bをコネクタの右側に配置することが考えられる。これにより、基板22の左右それぞれの面にユーザの力がかかることになり、その結果、基板22が反ることを防ぐことが可能となる。
本発明にかかる電子回路モジュールおよび表面実装用コネクタは、電子機器の薄型化を図ることができ、携帯ゲーム装置、PDA、携帯電話等の用途に有用である。
携帯型ゲーム装置 電子回路基板22とカートリッジコネクタ21とを示す6面図 電子回路基板22とカートリッジコネクタ21とを示す斜視図 未実装時のコネクタ21を示す6面図 コネクタ21が実装されていない状態の基板22を示す6面図
符号の説明
1 携帯ゲーム装置
11 第1LCD
12 第2LCD
13 タッチパネル
14 操作スイッチ部
15 音抜き孔
16 スティック
17 ゲームカートリッジ
18 ハウジング
21 表面実装用コネクタ
22 電子回路基板
31 本体部
32 つば部
33 ピン端子
34 挿入部
35 段差部
36 支持部
37 長辺
38 補強部
39 上面
40 短辺
41 実装面
42 非実装面
43 カット部
44 縁部
45 突起部
46 窪み部

Claims (17)

  1. 基板と、当該基板に少なくとも表面実装用コネクタを実装してなる電子回路モジュールであって、
    前記基板は、
    外周に向かって開口する形状の第1の凹部が形成され、
    前記第1の凹部の周縁部に導電パターンが設けられ、
    前記コネクタは、
    本体部と、当該本体部から突出する表面実装の端子を備え、
    前記端子は、その底部が前記本体部の最底部よりも所定高さだけ高くなるように配置され、
    前記本体部が前記第1の凹部に位置するように、かつ、前記端子が前記基板上で前記導電パターンに当接するように、前記コネクタが前記基板に実装される、電子回路モジュール。
  2. 前記本体部の最底部と前記端子の底部の間に形成される前記本体部の外面が前記第1の凹部における基板側面に当接するように、前記コネクタが前記基板に実装される、請求項1に記載の電子回路モジュール。
  3. 前記本体部には、その底部が前記最底部よりも前記所定高さだけ高くなるように形成されたつば部が設けられ、
    前記つば部が前記基板に当接するように、前記コネクタが前記基板に実装される、請求項1に記載の電子回路モジュール。
  4. 前記つば部は、前記端子の突出位置に設けられ、
    前記端子は前記つば部から突出する、請求項3に記載の電子回路モジュール。
  5. 前記第1の凹部における基板外周は、3つの辺によって形成され、
    前記導電パターンは、前記3つの辺のうち中央の辺の近傍の周縁部に設けられ、
    前記つば部は、実装状態において前記中央の辺の近傍の基板に当接する位置に設けられる、請求項4に記載の電子回路モジュール。
  6. 前記本体部には、前記つば部の両端から上方に伸びる補強部が設けられる、請求項4に記載の電子回路モジュール。
  7. 前記つば部は、前記端子の突出位置を挟んだ左右に設けられる、請求項3または4に記載の電子回路モジュール。
  8. 前記第1の凹部における基板外周は、3つの辺によって形成され、
    前記導電パターンは、前記3つの辺のうち中央の辺の近傍の外縁部に設けられ、
    前記つば部は、実装状態において前記3つの辺のうち左右の2辺の近傍の基板に当接する位置にそれぞれ設けられる、請求項5に記載の電子回路モジュール。
  9. 前記第1の凹部における基板外周は、3つの辺によって形成され、かつ、中央の辺は左右の辺よりも長く形成され、
    前記導電パターンは、前記中央の辺の近傍の周縁部に、当該中央の辺の略全長にわたって設けられ、
    前記本体部は、実装状態において前記中央の辺に対応する面の、当該中央の辺が延びる方向の長さが、当該中央の辺の略全長に等しく、
    前記端子は、実装状態において各前記導電パターンに対応する位置にそれぞれ設けられる、請求項1に記載の電子回路モジュール。
  10. 前記凹部は、前記コネクタが嵌合可能に当該基板の一辺の少なくとも略半分を切り欠いたものであり、当該凹部に前記コネクタを嵌合して実装することを特徴とする、請求項1に記載の電子回路モジュール。
  11. 前記第1の凹部は、前記コネクタが嵌合された後、当該コネクタが水平方向にずれないようにするための第2の凹部を有し、
    前記コネクタは、実装状態において前記第2の凹部に対応する位置に、当該第2の凹部に対応する形状の凸部を有することを特徴とする、請求項1に記載の電子回路モジュール。
  12. 前記第1の凹部における基板外周は、3つの辺によって形成され、
    前記第2の凹部は、前記3つの辺のうち左右の辺にそれぞれ形成される、請求項10に記載の電子回路モジュール。
  13. 前記電子回路モジュールは、前記基板上の前記コネクタの左右方向それぞれに、ユーザが当該電子回路モジュールを操作するためのスイッチ部品が配置されることを特徴とする、請求項1に記載の電子回路モジュール。
  14. 前記電子回路モジュールは、当該電子回路モジュールが収納されるハウジングで押圧された状態で収納されることを特徴とする、請求項1に記載の電子回路モジュール。
  15. 前記コネクタは、ゲーム装置のカートリッジ用のコネクタであることを特徴とする、請求項1に記載の電子回路モジュール。
  16. 前記所定の高さは、前記基板の底面と前記本体部の底面とが均一となる高さであることを特徴とする、請求項1に記載の電子回路モジュール。
  17. 所定の基板に表面実装される表面実装用コネクタであって、
    本体部と、当該本体部から突出される表面実装の端子を備え、
    前記端子は、その底部が前記本体部の最底部よりも所定高さだけ高くなるように配置され、
    前記本体部が前記基板に設けられる凹部に位置するように、かつ、前記端子が前記基板上に設けられた導電パターンに当接するように、前記基板に実装される、表面実装用コネクタ。
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