JP2007227229A - 基板接続構造及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板対基板型コネクタによる基板間の接続を安定したものとすることが可能な基板間接続構造を提供する。
【解決手段】 互いが嵌合することで接続する一対のコネクタ３，４を用いて、対向する基板１，２を電気的・機械的に接続する基板接続構造であって、第一の基板１には、基板面から第２の基板２の基板面に向かって延びるようにガイドピン５が形成され、第二の基板２には、ガイドピンに対応する位置に挿通孔７が形成される。一対のコネクタ３，４は、ガイドピン５がガイド孔７に挿通されることにより嵌合し、ガイドピンは孔に挿通された状態で第二の基板に固定される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、基板接続構造及びこの基板接続構造を備える電子機器に関する。

従来、基板間の接続は、一対のコネクタからなるコネクタユニットを使用して実現される。即ち、接続を図る２枚の基板の夫々に、対となるコネクタ（例えば、雄型コネクタと雌型コネクタ）を実装し、実装されたコネクタ同士を嵌合させることにより、基板間の接続が実現されるものである。

近時、携帯電話端末やノート型パソコン等といった各種の電子機器の機能の向上等に伴い、これらの電子機器に内蔵される電子回路の構成が複雑化する傾向にあり、多様化する複数の基板間の接続を行う必要性が生じている。そこで、電子機器内部での設置面積の増加を防ぐことを目的として、複数の基板を平行に積み重ねて設置することが主流となっている。そして、このような平行に積み重ねる基板間の物理的及び電気的な接続を実現する手法として、いわゆる基板対基板型（Ｂｏａｒｄ−ｔｏ−Ｂｏａｒｄ型）コネクタが使用されている。即ち、基板対基板型コネクタは、一対の雄型コネクタと雌型コネクタからなり、これらを平行に積み重ねられる２枚の基板の夫々に対向するように実装し、夫々の凹部と凸部とを嵌合させることによって基板間の接続を実現している。

しかしながら、従来の基板対基板型コネクタによる基板間の接続のように、基板同士を平行に積み重ねる場合では、これらに実装されるコネクタ同士を対向させる必要があることから、コネクタ同士の嵌合に際し、コネクタが基板によって遮蔽され、その視認が困難となるという問題が有った。即ち、作業者からすれば、コネクタの正確な位置の把握や、コネクタが正しく嵌合されたか否かの確認を行うことが困難となるため、コネクタの嵌合が不完全なものとなってしまう虞が有った。この結果、基板間の接続が不安定なものとなり、電子機器の信頼性を低下させてしまうという問題が有った。

また、従来の基板対基板型コネクタによる基板間の接続は、雄型コネクタと雌型コネクタを単純に嵌合させることにより行われるものであるため、これが内蔵される電子機器に振動や衝撃が加えられ、コネクタ同士の嵌合箇所に外力が加えられると、コネクタ同士の嵌合が緩んだり、場合によっては嵌合が解除されてしまうといった事態が生じる虞が有った。この結果、基板間の接続が不安定なものとなり、電子機器の信頼性を低下させてしまうという問題が有った。斯様な問題は、近時のように、携帯電話端末等に代表される電子機器の小型化に伴い、それに内蔵される基板対基板型コネクタの低背化が求められる場合に、より顕著なものとなる。

そこで、本発明は、互いに間隔をあけて積み重ねられる第１の基板及び第２の基板と、これらの各基板に夫々対向するように配置され、互いが嵌合されることにより第１の基板と第２の基板とを接続する一対のコネクタを有する基板接続構造に関し、第１の基板は基板面から第２の基板の基板面に向かって延びるガイドピンを有し、第２の基板はガイドピンが挿通されるガイド孔を有し、一対のコネクタはガイドピンがガイド孔に挿通されることにより嵌合され、ガイドピンはガイド孔に挿通された状態で第２の基板に固定される基板接続構造とした。

本発明に係る基板接続構造は、第１の基板に設けられたガイドピンが第２の基板に設けられたガイド孔に挿通されることにより、第１の基板及び第２の基板に夫々対向するように配置された一対のコネクタが嵌合され、互いに間隔をあけて積み重ねられる第１の基板と第２の基板とが接続されるようにしている。従って、コネクタの嵌合を行う際に、基板によりコネクタが遮蔽されることからその視認が困難となっても、ガイドピンとガイド孔の位置合わせを行うことにより、その嵌合を容易に行うことが可能となる。この結果、作業効率を向上させることが可能となり、またコネクタの嵌合が不完全なものとなってしまうことを防止し、基板間の接続を安定したものとすることが可能となる。

また、ガイドピンがガイド孔に挿通された状態で第２の基板に対して固定されるようにしたので、コネクタの嵌合が行われたままの状態で固定されるようになり、コネクタの嵌合を補強することが可能となる。従って、これが内蔵される電子機器に対して振動や衝撃が加えられることなどにより、コネクタの嵌合箇所に外力が加えられたとしても、コネクタの嵌合が解除されてしまうなどといった事態を防止することが可能となる。この結果、基板間の接続を安定したものとすることが可能となる。また、このような基板接続構造を電子機器が備えることにより、電子機器の動作の信頼性を向上させることが可能となる。

本発明の実施の形態について、以下図面を参照しながら説明する。図１は、第一基板１と第二基板２との接続が行われる前の状態を模式的に示す斜視図である。図２は、第一基板１と第二基板２との接続が行われる前であり、両者が対面した状態を模式的に示す斜視図である。図３は、基板１と基板２との接続が行われた状態を模式的に示す斜視図である。図４は、基板１と基板２との接続が行われた状態を模式的に示す断面図である。

各基板はＰＣＢやＦＰＣ等のプリント基板である。基板間の接続を行うコネクタユニットは、一対のコネクタである雄型コネクタ３と雌型コネクタ４とから構成される。第一基板１には雄型コネクタ３が実装され、第二基板２には雌型コネクタ４が実装されている。雄型コネクタ３及び雌型コネクタ４は、対向する長手方向の２辺に沿って相互に対称となるように所定のピッチで配設された複数のコンタクトを有している。雄型コネクタ３は、その枠体の中央に突出部が設けられており、その突出部の両側に凹部が設けられている。雌型コネクタ４との嵌合時には、雄型コネクタ３の突出部が雌型コネクタ４の中央開口部に嵌合し、雌型コネクタ４の枠体が雄型コネクタ３の凹部に嵌合する。そして、雌型コネクタ４のコンタクトと雄型コネクタ３のコンタクトとが互いに接触することにより、各々が実装されている基板間での物理的及び電気的な接続が行われる。

第一基板１には、雄型コネクタ３の近傍の位置に、基板面に対して垂直方向に延びる金属製のガイドピン５が設けられている。また、ガイドピン５は、はんだ６により第二基板２に対して固定されている。また、ガイドピン５は、断面が円形状を有する円柱体として形成されており、その基板面からの高さが雄型コネクタ３と雌型コネクタ４との嵌合状態における基板面からの高さを超える程度に十分な長さを有している。第二基板２には、ガイドピン５を挿通するためのガイド孔７が設けられている。ガイド孔７はガイドピン５に対応する位置に設けられる。より具体的には、第二基板２の平面上における雌型コネクタ４の仮想的な中心点（より厳密には、雌型コネクタ４と雄型コネクタ３との嵌合状態における仮想的な中心点）とガイド孔７との相対位置と、第一基板１の平面上における雄型コネクタ３の仮想的な中心点（より厳密には、雄型コネクタ３と雌型コネクタ４との嵌合状態における仮想的な中心点）とガイドピン５との相対位置とが一致するように設定されている。また、ガイド孔７は、ガイドピン５の断面形状に対応して円形状を有している。さらに、ガイド孔７の径は、ガイドピン５の径と略同一或いはこれよりも僅かに大きい程度に設定されることが好ましい。

次に、基板間の接続の方法について説明する。図２に示すように、まず、雌型コネクタ４と雄型コネクタ３とが対向するように、第二基板２を第一基板１の上方に位置させる。このとき、雌型コネクタ４は、基板２に隠れてその位置が視認困難な状態にある。この状態で、ガイドピン５がガイド孔７に挿入されるように、第二基板２を第一基板１に向かって移動させる。ガイドピン５がガイド孔７に挿入されると、雄型コネクタ３と雌型コネクタ４との位置決めが行われる。そして、そのままガイドピン５をガイド孔７に対して挿通させると、これに案内されて、雄型コネクタ３と雌型コネクタ４との嵌合が行われる。雄型コネクタ３と雌型コネクタ４との嵌合が完了すると、ガイドピン５の先端部が第二基板２のガイド孔７から突出した状態となる。そこで、この突出した先端部をはんだ８により基板２に対して固定する。これにより、第一基板１と第二基板２との接続が完了する。

このように、本実施の形態によれば、第一基板１に設けられたガイドピン５が第二基板２に設けられたガイド孔７に挿通されることにより、第一基板１に配置された雄型コネクタ３が第二基板２に配置された雌型コネクタ４に嵌合され、第一基板と第二基板が物理的及び電気的に接続される。従って、雄型コネクタ３と雌型コネクタ４の嵌合を行う際に、各基板の遮蔽により各コネクタの視認が困難となっても、ガイドピン５とガイド孔７の位置合わせを行うことにより、その嵌合を容易に行うことが可能となる。この結果、作業効率を向上させることが可能となり、また雄型コネクタ３と雌型コネクタ４の嵌合が不完全なものとなってしまうことを防止することが可能となる。

また、ガイドピン５がガイド孔７に挿通された状態で基板２に対して固定されるようにしたので、雄型コネクタ３と雌型コネクタ４の嵌合が行われたままの状態で固定されるようになり、雄型コネクタ３と雌型コネクタ４の嵌合を補強することができる。従って、これが内蔵される電子機器に対して振動や衝撃が加えられることなどにより、雄型コネクタ３と雌型コネクタ４の嵌合箇所に外力が加えられたとしても、嵌合が解除されてしまうなどといった事態を防止することが可能となる。この結果、基板間の接続を安定したものとすることが可能となる。また、このような基板接続構造を電子機器が備えることにより、電子機器の動作の信頼性を向上させることが可能となる。

ここで、電子機器としては、携帯電話等の通信機器、ＰＤＡ等の情報機器、携帯音楽プレーヤー等のＡＶ機器、デジタルカメラ等のカメラ機器、ＰＣ、時計等を適用することが可能である。

さらに、基板上にガイドピン５を雄型コネクタ３の近傍に設けることによって、雄型コネクタ３と雌型コネクタ４との位置決めの正確さを増すことが可能となる。さらに、ガイドピン５の基板面からの高さが、雄型コネクタ３と雌型コネクタ４の嵌合状態における基板面からの高さを超えるように設定されているので、雄型コネクタ３と雌型コネクタ４との位置決めを容易に行うのに好適となる。

また、ガイドピン５がガイド孔７に挿通された状態で基板２に対してはんだ８により固定されるようにしたので、基板２のグランドの強化を図るのに好適となる。さらに、ガイド孔７の径は、ガイドピン５の径と略同一或いはこれよりも僅かに大きい程度に設定されるようにすると、ガイドピン５が挿通されたときの遊びを少なくすることができるので、雄型コネクタ３と雌型コネクタ４との位置決めの正確さを増すことが可能となる。

本実施の形態では、ガイドピン及びこれと対となるガイド孔の個数は一としたが、これに限らず、複数（即ち、２個以上）設けるようにしても良い。ガイドピン及びガイド孔を複数設けた場合には、ガイドピンがガイド孔に挿通されたときに基板の水平方向の動きが規制されるので、雄型コネクタ３と雌型コネクタ４との位置決めの正確さを増すことが可能となる。

また、ガイドピンの断面の形状として円形を適用したが、これに限らず、三角形や四角形等の多角形や十字形を適用しても良い。この場合、ガイド孔の形状は、ガイドピンの断面の形状と同様の形状を適用すれば良い。多角形等を適用した場合には、ガイドピンがガイド孔に挿通されたときに基板の水平方向の動きが規制されるので、雄型コネクタ３と雌型コネクタ４との位置決めの正確さを増すことが可能となる。また、ガイドピンがガイド孔に挿通された状態で基板に対してはんだにより固定されるようにしたが、これに限らず、ネジや樹脂等、他の手法により固定するようにしても良い。例えば、ガイドピンの先端に雄ネジを形成し、雌ネジを形成したナットにより基板に対して固定されるようにしても良い。ナットにより固定する場合には、基板間の接続の脱着を容易に行うことが可能となる。また、例えば、基板としてＦＰＣを適用し、基板に設けるガイド孔の径を、ガイドピンの径と同一或いはこれよりも僅かに小さい程度に設定することにより基板に対して固定されるようにしても良い。即ち、ガイド孔の径を、ガイドピンの径と同一或いはこれよりも僅かに小さい程度に設定すると、ガイドピンは径の小さいガイド孔をその弾性により拡張させながら挿通されるので、ガイド孔に挿通するガイドピンの遊びが全く存在しなくなるので、これを利用して基板に対して固定することが可能となる。また、ガイドピンは金属製のピンに限らず、樹脂等により形成しても良い。

接続が行われる前の基板の状態を模式的に示す斜視図である。 接続される両基板が対面した状態を模式的に示す斜視図である。 対向する一対の基板が接続された状態を模式的に示す斜視図である。 対向する一対の基板が接続された状態を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１ 第一基板
２ 第二基板
３ 雄型コネクタ
４ 雌型コネクタ
５ ガイドピン
６ はんだ
７ ガイド孔
８ はんだ

Claims (4)

1. 互いに間隔をあけて積み重ねられる第１の基板及び第２の基板と、前記第１の基板及び前記第２の基板に夫々対向するように配置され、互いが嵌合されることにより前記第１の基板と前記第２の基板とを接続する一対のコネクタと、を有する基板接続構造であって、
   前記第１の基板は、当該第１の基板の基板面から前記第２の基板の基板面に向かって延びるガイドピンを有し、
   前記第２の基板は、前記ガイドピンに対応する位置に前記ガイドピンが挿通されるガイド孔を有し、
   前記一対のコネクタは、前記ガイドピンが前記ガイド孔に挿通されることにより嵌合され、
   前記ガイドピンは、前記ガイド孔に挿通された状態で前記第２の基板に対して固定されることを特徴とする基板接続構造。
2. 前記ガイドピンは、前記第１の基板に配置されたコネクタの近傍に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板接続構造。
3. 前記ガイドピンの基板面からの高さは、嵌合される一対のコネクタの基板面からの高さよりも高いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板接続構造。
4. 請求項１から３の何れかに記載の基板接続構造を備えたことを特徴とする電子機器。

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