JP2007266398A - システム基板及びシステム基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 組み立てが容易で、かつ既存の基板を流用して基板サイズを拡張することが可能で、製造性の向上と製品品質の安定を両立するシステム基板及びシステム基板の製造方法を提供することにある。
【解決手段】 本発明のシステム基板は、多角形でフロント面の一側辺近傍に所定の間隔を持って配列した基本基板用ヘッダピンを有する基本基板と、この基本基板の一側辺に対向する辺近傍に、基本基板用ヘッダピンの配列と同じ配列の延長基板用ヘッダピンを有し、基本基板に対向する辺とは別の辺近傍に基本基板のヘッダピンの配列と同じ配列の接点を持つマザーボードコネクタを有する延長基板と、基本基板及び延長基板よりも小さく、基本基板用ヘッダピンと電気的に接する第１の接続部と、延長基板用ヘッダピンと電気的に接続する第２の接続部とを有する延長小基板とを有する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、サイズが異なる複数の基板と汎用バスとを使用して電子機器等を構成する際に、既存のヘッダピン配列を維持したまま基板サイズを拡張するようにしたシステム基板及びシステム基板の製造方法に関する。

複数の基板と汎用バスとを使用して電子機器等を構成する際に、市販の汎用基板と新たに製造した専用基板とを用いる場合がある。また、従来からあるコネクタピン配列の基本基板に、このコネクタピン配列を維持したまま付加機能を有する延長基板を接続して基板サイズを拡大する場合がある。

この場合、汎用基板と専用基板とが同一サイズであれば問題ないが、専用基板は部品の実装密度や機能分担等の関係で汎用基板に比べてサイズが大きい場合がある。
このような場合、サイズの異なる複数の基板をひとつのラックに収納するには、各基板のサイズをそろえ、かつ電気的特性の低下を防ぐために汎用バスへの接続方法を統一する必要がある。そこで、従来から延長基板を用いて汎用基板のサイズを専用基板のサイズに変更し、全ての基板を同一サイズに統一するようにした技術が知られている。

また、基板サイズを統一するサイズ変換基板に関し、サイズの異なる複数の基板を用いても電気的特性を低下させることなく汎用バスの使用を可能にすることを目的とする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、この先行技術では、異なる基板サイズを統一した基板サイズにするために、コネクタが実装された複数の基板と固定部材によって実現する方法をとっている。そのため、基板サイズを拡大するのにより多くの部品が必要となり、コストが増大するという問題が発生する可能性がある。
特開平８−３２１９６号公報（図１、要約）

本発明の目的は、機能ブロックごとの基板、或いは、層構成の異なる基板同士を相互接続が可能となるとともに、組み立てが容易で既存の基板を流用して基板サイズを拡張することが可能となり、製造性の向上と製品品質の安定を両立するシステム基板及びシステム基板の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のシステム基板は、多角形でフロント面の一側辺近傍に所定の間隔を持って配列した基本基板用ヘッダピンを有する基本基板と、多角形でフロント面の前記基本基板の前記一側辺に対向する辺近傍に、前記基本基板用ヘッダピンの配列と同じ配列の延長基板用ヘッダピンを有し、前記基本基板に対向する辺とは別の辺近傍に前記基本基板のヘッダピンの配列と同じ配列の接点を持つマザーボードコネクタを有する延長基板と、前記基本基板及び延長基板よりも小さく、前記基本基板用ヘッダピンと電気的に接する第１の接続部と、前記延長基板用ヘッダピンと電気的に接続する第２の接続部とを有する延長小基板とを有することを特徴とする。

また、本発明のシステム基板の製造方法は、多角形でフロント面の一側辺近傍に所定の間隔を持って配列した基本基板用ヘッダピンを有する基本基板を組み立てる工程と、前記基本基板及び延長基板よりも小さく、前記基本基板用ヘッダピンと電気的に接する第１の接続部と、前記延長基板用ヘッダピンと電気的に接続する第２の接続部とを有する延長小基板を前記基本基板に実装する工程と、多角形でフロント面の前記基本基板の前記一側辺に対向する辺近傍に、前記基本基板用ヘッダピンの配列と同じ配列の延長基板用ヘッダピンを有し、前記基本基板に対向する辺とは別の辺近傍に前記基本基板のヘッダピンの配列と同じ配列の接点を持つ延長基板を前記延長小基板に実装する工程と、前記延長基板に前記基本基板のヘッダピンの配列と同じ配列の接点を持つマザーボードコネクタを実装する工程とからなる。

上記発明によれば、機能ブロックごとの基板、或いは、層構成の異なる基板同士を相互接続が可能となるとともに、組み立てが容易で既存の基板を流用して基板サイズを拡張することが可能となり、製造性の向上と製品品質の安定を両立するシステム基板及びシステム基板の製造方法を提供することが可能となる。

この発明のシステム基板及びシステム基板の製造方法は、上記のような構成および作用を有しているので、機能ブロックごとの基板、或いは、層構成の異なる基板同士を相互接続が可能となるとともに、組み立てが容易で既存の基板を流用して基板サイズを拡張することが可能となり、製造性の向上と製品品質の安定を両立するシステム基板及びシステム基板の製造方法を提供することができる。

以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係るシステム基板及びシステム基板の製造方法を詳細に説明する。
まず、図１〜図３を用いて、本実施形態に係るシステム基板の構造を説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るシステム基板全体の正面図である。また、図２は、本発明の実施形態に係るシステム基板全体の斜視図である。本実施形態に係るシステム基板は、フロント面（表面）とリア面（裏面）を有する平面板で、多角形（本実施形態では長辺と短辺を有する長方形）で構成され、フロント面の一側辺近傍に所定の間隔を持って配列した基本基板用ヘッダピン５ａ、５ｃを有する基本基板１を有する。

この基本基板１のサイズは既存システムの基板サイズと同であり、既存システムの基板からマザーボードコネクタを取り除いた代わりに、この既存システムの基板のマザーボードコネクタと同じ接点配列を有する基本ヘッダピン５ａ、５ｃが、フロント面（表面）の１つの長辺近傍に設けられている。

また、本実施形態に係るシステム基板は、基本基板１と同様にフロント面（表面）とリア面（裏面）を有する平面板で、多角形（本実施形態では長辺と短辺を有する長方形）で構成され、基本基板１の一側辺である長辺に対向する辺近傍のフロント面（表面）に、基本基板用ヘッダピン５ａ、５ｃの配列と同じ配列の延長基板用ヘッダピン５ｂ、５ｄを有する延長基板２を有する。

この延長基板２には更に、基本基板１に対向する辺とは別の辺近傍のフロント面（表面）に、基本基板１のヘッダピン５ａ、５ｃの配列と同じ配列の接点を持つマザーボードコネクタ３ａ、３ｂが設けられている。

更に、本実施形態に係るシステム基板は、フロント面（表面）とリア面（裏面）を有する平面板で、多角形（本実施形態では長辺と短辺を有する長方形）で構成され、基本基板１及び延長基板２よりも小さなサイズで、基本基板用ヘッダピン５ａ、５ｃと電気的に接する第１の接続部６ａ、６ｃと、延長基板用ヘッダピン５ｂ、５ｄと電気的に接続する第２の接続部６ｂ、６ｄとを有する延長小基板４ａ、４ｂとを有する。

本実施形態における延長小基板４ａ、４ｂは、２つの基板から構成されているが、これに限定されることはなく、第１の接続部６ａ、６ｃを１辺に、第２の接続部６ｂ、６ｄを他辺に配置した１枚の基板で構成することも可能である。また、第１、第２の接続部を３つ以上に分割した多数の小基板で構成することも可能である。

なお、図３に示すように、本実施形態に係る基板システムに使用する延長小基板４は、上述の様に少なくとも２個以上に分割されている。この２個に分割された延長小基板４を第1の延長小基板４ａ、第２の延長小基板４ｂとしたとき、第1の延長小基板４ａの第１の接続部６ａと、第２の接続部６ｂとの間隔が、第２の延長小基板４ｂの第１の接続部６ｃと第２の接続部６ｄとの間隔と異なっている。

具体的には、第1の延長小基板４ａの第１の接続部６ａと、第２の接続部６ｂとの間隔は、第２の延長小基板４ｂの第１の接続部６ｃと第２の接続部６ｄとの間隔よりも長くなっており、逆に第1の延長小基板４ａの第１の接続部６ａと、第２の接続部６ｂとの間隔よりも、第２の延長小基板４ｂの第１の接続部６ｃと第２の接続部６ｄとの間隔が短くなっている。

すなわち、第1の延長小基板４ａの第１の接続部６ａと、第２の接続部６ｂとの間隔は、基本基板１と延長基板２のヘッダピンのある辺を付き合わせたときの基本基板用ヘッダピン５ａと延長基板用ヘッダピン５ｂとの間隔と同じ間隔になっており、第２の延長小基板４ｂの第１の接続部６ｃと第２の接続部６ｄとの間隔は、基本基板１と延長基板２のヘッダピンのある辺を付き合わせたときの基本基板用ヘッダピン５ｃと延長基板用ヘッダピン５ｄとの間隔と同じになっている。そして、これらの間隔は異なっている。

上述のような基本基板用ヘッダピンと、延長基板用ヘッダピン、第１、第２の延長小基板の第１、第２の接続部の配置を取ることで、基本基板１と延長基板２を延長小基板４ａ、４ｂで連結する際、基本基板１のフロント面（表面）と延長基板２のリア面（裏面）を誤って接続することを防止することが可能となる。すなわち、基板拡張時の製造性を向上することが可能となる。

また、本実施形態におけるシステム基板は、２個に分割された延長用基板４を第1の延長小基板４ａ、第２の延長小基板４ｂとしたとき、第1の延長小基板４ａの第２の接続部６ｂ近傍に第１のマーキングＡを有している。具体的には、本実施形態において第１のマーキングＡは、図３に示すような１つの長方形を第１の延長小基板４ａの面にマークにしている。

また、第２の延長小基板４ｂの第２の接続部６ｄ近傍には、第1の延長小基板４ａの第２の接続部６ｂ近傍に第１のマーキングＡとは異なる形態の第２のマーキングＢを有し手いる。具体的には、第２のマーキングＢは、図３に示すような２つの長方形を長手方向に並べ、第２の延長小基板４ｂの面にマークしている。

そして、延長基板２のフロント面（表面）であって、これら第１、第２の延長小基板４ａ、４ｂの第１のマーキングＡと第２のマーキングＢに対向する部分には、第１のマーキングＡ、第２のマーキングＢと同じ形状のマーキングＡ’、Ｂ’がマークされている。

すなわち、第１のマーキングＡに対向する延長基板２のフロント面（表面）には、第１のマーキングＡと同形状である１つの長方形のマーキングＡ’が設けられ、第２のマーキングＢに対向する延長基板２のフロント面（表面）には、第２のマーキングＢと同形状である２つの長方形を長手方向に並べたマーキングＢ’が設けられている。

第１、第２の延長小基板４ａ、４ｂと延長基板上２に上述のようなマーキングＡ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’をマークすることで、基本基板１と延長基板２を延長小基板４ａ、４ｂで連結する際、基本基板１のフロント面（表面）と延長基板２のリア面（裏面）を誤って接続することを防止することが可能となる。すなわち、基板拡張時の製造性を向上することが可能となる。

次に、図４を用いて本発明の実施形態に係るシステム基板の製造方法を説明する。
図４は本実施形態におけるシステム基板の製造方法の工程を示すフローチャートである。まず、本実施形態では、まず既存システム基板のメイン部の組み立てを行う。多角形でフロント面（表面）の一側辺近傍に所定の間隔を持って配列した基本基板用ヘッダピン５ａ、５ｃを有する既存システム基板部に相当する基本基板１を組み立てる（Ｓ１）。この際、基本基板１にマザーボードコネクタ３ａ、３ｂは実装しない。

次に、延長小基板４ａ、４ｂの組み立てを行う。すなわち、基本基板１及び延長基板２よりも小さく、基本基板用ヘッダピン５ａ、５ｃと電気的に接する第１の接続部６ａ、６ｃと、延長基板用ヘッダピン５ｂ、５ｄと電気的に接続する第２の接続部６ｂ、６ｄとを有する延長小基板４ａ、４ｂを基本基板１に実装する（Ｓ２）。基板用ヘッダピンである基本基板用ヘッダピン５ａ、５ｃを延長小基板４ａ、４ｂに実装し、半田槽にて組み立てを行う。

次に、既存システム基板である基本基板１と延長基板２を延長小基板４ａ、４ｂで連結する。すなわち、板多角形でフロント面（表面）の基本基板１の一側辺に対向する辺近傍に、基本基板用ヘッダピン５ａ、５ｃの配列と同じ配列の延長基板用ヘッダピン５ｂ、５ｄを有し、この基本基板１に対向する辺とは別の辺近傍に基本基板１のヘッダピン５ａ、５ｃの配列と同じ配列の接点を持つ延長基板２を組み立て、この延長基板２を延長小基板４ａ、４ｂに実装し連結する（Ｓ３）。延長小基板４ａ、４ｂによる既存システム基板部分の基本基板１と延長基板２を連結組み立てする。

特に左右各々の延長小基板４ａ、４ｂ上のパターン配線はそれぞれ同一ではなく、異なったパターン配線の場合、それぞれ正しく実装するためには延長小基板４ａ、４ｃ上の基板用ヘッダピン５ａ、５ｃを奥行き方向で異なった位置に実装する。これにより左右の実装ミスをなくす。

また、四角いマーキング(シルク表示)などにより実装方向を合わせることを促し、１８０度回転方向での実装ミスを防ぐ（本実施形態における図３のＡとＡ’、ＢとＢ’といったマーキングにあわせて実装する）。

さらに、延長基板２に基本基板１のヘッダピンの配列と同じ配列の接点を持つマザーボードコネクタを実装する（Ｓ３）。
以上の工程により機能ブロックごとの基板、或いは、層構成の異なる基板同士を相互接続が可能となるとともに、組み立てが容易で既存の基板を流用して基板サイズを拡張することが可能となり、製造性の向上と製品品質の安定を両立するシステム基板及びシステム基板の製造方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るシステム基板全体の正面図。 本発明の実施形態に係るシステム基板全体の斜視図。 延長小基板における基本基板と延長基板の連結状態を説明する拡大斜視図。 本発明の実施形態に係るシステム基板の製造方法のフローチャート。

符号の説明

１……基本基板
２……延長基板
３ａ、３ｂ……マザーボードコネクタ
４ａ……第１の延長小基板
４ｂ……第２の延長小基板
５ａ、５ｃ……基本基板用ヘッダピン
５ｂ、５ｄ……延長基板用ヘッダピン
６ａ、６ｃ……第１の接続部
６ｂ、６ｄ……第２の接続部

Claims (5)

1. 多角形でフロント面の一側辺近傍に所定の間隔を持って配列した基本基板用ヘッダピンを有する基本基板と、
   多角形でフロント面の前記基本基板の前記一側辺に対向する辺近傍に、前記基本基板用ヘッダピンの配列と同じ配列の延長基板用ヘッダピンを有し、前記基本基板に対向する辺とは別の辺近傍に前記基本基板のヘッダピンの配列と同じ配列の接点を持つマザーボードコネクタを有する延長基板と、
   前記基本基板及び延長基板よりも小さく、前記基本基板用ヘッダピンと電気的に接する第１の接続部と、前記延長基板用ヘッダピンと電気的に接続する第２の接続部とを有する延長小基板と
   を有することを特徴とするシステム基板。
2. 前記延長小基板は、少なくとも２個以上に分割されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム基板。
3. 前記２個以上に分割された延長小基板を第1の延長小基板、第２の延長小基板としたとき、前記第1の延長小基板の第１の接続部と第２の接続部との間隔が、前記第２の延長小基板の第１の接続部と第２の接続部との間隔と異なっている
   ことを特徴とする請求項２に記載のシステム基板。
4. 前記２個以上に分割された延長小基板を第1の延長小基板、第２の延長小基板としたとき、前記第1の延長小基板の第２の接続部近傍に第１のマーキングを有し、前記第２の延長小基板の第２の接続部近傍に前記第１のマーキングとは異なる形態の第２のマーキングを有し、前記延長基板のフロント面の前記第１、第２のマーキングに対向する部分に前記第１、第２のマーキングと同様なマーキングを有する
   ことを特徴とする請求項２に記載のシステム基板。
5. 多角形でフロント面の一側辺近傍に所定の間隔を持って配列した基本基板用ヘッダピンを有する基本基板を組み立てる工程と、
   前記基本基板及び延長基板よりも小さく、前記基本基板用ヘッダピンと電気的に接する第１の接続部と、前記延長基板用ヘッダピンと電気的に接続する第２の接続部とを有する延長小基板を前記基本基板に実装する工程と、
   多角形でフロント面の前記基本基板の前記一側辺に対向する辺近傍に、前記基本基板用ヘッダピンの配列と同じ配列の延長基板用ヘッダピンを有し、前記基本基板に対向する辺とは別の辺近傍に前記基本基板のヘッダピンの配列と同じ配列の接点を持つ延長基板を前記延長小基板に実装する工程と、
   前記延長基板に前記基本基板のヘッダピンの配列と同じ配列の接点を持つマザーボードコネクタを実装する工程と
   からなるシステム基板の製造方法。

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