JP2010080893A

JP2010080893A - 回路モジュール

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Publication number: JP2010080893A
Application number: JP2008250783A
Authority: JP
Inventors: Masanori Tsubono; 正則坪野
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2028-09-29
Also published as: US20100079963A1; JP5169690B2; US7924571B2

Abstract

【課題】マザーボード基板への接続が容易な回路モジュールを提供する。
【解決手段】表面側に電気回路を形成した回路基板３の表面側と側周面がわをシールドケース５で覆って回路基板３の電気回路をシールドする。シールドケース５は、マザーボード基板１２上に起立配設されて回路基板３の側周面がわを覆うフレーム部２と、該フレーム部２の上端側に設けられて回路基板３の表面側を覆う板部材から成る蓋部４とを有するものとする。回路基板３は、フレーム部２内に、マザーボード基板１２の表面と間隔を介した位置に配置されるようにし、その回路基板３の裏面には回路側コネクタ６を設ける。回路側コネクタ６は、マザーボード基板１２に設けられたマザーボード側コネクタと接続されることによって回路基板３の電気回路をマザーボード基板１２の導電部と電気的に接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば電気回路を形成した回路基板を備え、電子機器等に適用される回路モジュールに関するものである。

図５（ａ）には、回路モジュールの一例が、模式的な分解斜視図により示されている。同図に示すように、この回路モジュール３１は、回路基板３とシールドケース３５とを有しており、回路基板３は、基板の表面側に電子部品３０を搭載して電気回路を形成している。シールドケース３５は、回路基板３の表面側と側周面がわを覆って、回路基板３の電気回路をシールドするものであり、シールドケース３５は、回路基板３の側周面がわを覆うフレーム部３２と、回路基板３の表面側を覆う蓋部３４とを有している。

フレーム部３２の開口３２ａ内に回路基板３が配置され、その状態で、フレーム部３２の上側の開口をふさぐようにして回路基板３の表面側に蓋部３４を被せることにより、蓋部３４によって回路基板３の表面側が覆われる。なお、図５（ｂ）には、回路基板３とフレーム部３２との位置関係を示す模式的な平面図が示されており、この図に示すように、フレーム部３２の内壁と回路基板３の外周面との間には、回路基板３のフレーム部３２内への配置をスムーズに行うための、一定のクリアランス（寸法差による隙間）ｍが設けられている。また、図５（ａ）に示す例において、フレーム部３２内には、回路基板３を下側から支える支持部４０が設けられており、支持部４０の高さはフレーム部３２の高さよりも低く形成されている。回路基板３は、支持部４０に支持された状態で、フレーム部３２内に収容され、マザーボード基板１２の表面と間隔を介した位置に配置されている。

この回路モジュール３１は、図６（ａ）、（ｂ）に示されるように、マザーボード基板１２上に搭載配設して用いられるものである。前記フレーム部３２がマザーボード基板１２上に起立配設され、例えばフレーム部３２の下端に突出形成された取り付け部３６が、マザーボード基板１２に形成された孔部３７に挿入されて、半田付け等によって固定される。また、図６（ｂ）に示すようにフレーム部３２の外側に取り付け部３８，４１を突出形成し、取り付け部３８を半田３９によってマザーボード基板１２に固定したり、取り付け部４１を、ねじ孔４２，４４に挿入される捻子４３によってマザーボード基板１２に固定したりすることも行われている。

また、前記回路基板３には、裏面側に突出したピン端子（図示せず）が設けられ、そのピン端子をマザーボード基板１２に形成した貫通孔に挿入し、マザーボード基板１２の裏面側にて半田付けすることによって、回路基板３の電気回路とマザーボード基板１２の回路等とを電気的に接続することが行われている。

特開昭６１−１３６９１号公報実開平５−１８０９６号公報特開２００３−６０３７６号公報

ところで、回路モジュールのマザーボード基板１２への接続は、より少ない工程数で容易に行えることが望まれるが、回路モジュール３１とマザーボード基板１２との電気的な接続を、前記のように、回路基板３に設けたピン端子をマザーボード基板１２の孔部に挿入して半田付けすることによって行う作業は面倒であり、作業効率が良好でない。そのため、回路モジュール３１をマザーボード基板１２上に配設して形成される製品のコストアップにつながるといった問題があった。

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、簡単にマザーボード基板と電気接続できる回路モジュールを提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、本発明は、表面側に電気回路を形成した回路基板と、該回路基板の表面側と側周面がわを覆って前記回路基板の電気回路をシールドするシールドケースとを有し、該シールドケースは、マザーボード基板上に起立配設されて前記回路基板の側周面がわを覆うフレーム部と、該フレーム部の上端側に設けられて前記回路基板の表面側を覆う板部材から成る蓋部とを有し、前記フレーム部内には前記回路基板が前記マザーボード基板の表面と間隔を介した位置に配置され、その回路基板の裏面には、前記マザーボード基板に設けられたマザーボード側コネクタと接続されることによって前記回路基板の電気回路を前記マザーボード基板の導電部と電気的に接続する回路側コネクタが設けられている構成をもって課題を解決する手段としている。

本発明の回路モジュールは、回路基板の表面側と側周面がわをシールドケースにより覆うことにより、回路基板の電気回路がシールドされ、この状態で、マザーボード基板上に配設されるが、回路基板は、シールドケースのフレーム部内に、前記マザーボード基板の表面と間隔を介した位置に配置される。そして、その回路基板の裏面に設けられた回路側コネクタを、前記マザーボード基板に設けられたマザーボード側コネクタに接続することによって、非常に簡単な操作で、前記回路基板の電気回路を前記マザーボード基板の導電部と電気的に接続することができる。

つまり、本発明の回路モジュールは、回路基板を半田付けによりマザーボード基板に接続する従来例の構成に必要であった半田付け工程が不要となるため、回路モジュールのマザーボード基板への取り付け工程における工数を削減でき、回路側コネクタをマザーボード側コネクタに、例えばワンタッチで接続することができ、回路モジュールとマザーボード基板との接続作業効率を格段に向上できる。そのため、回路モジュールをマザーボード基板上に接続して形成される製品のコストアップを抑制できる。

しかも、本発明は、従来のように、回路端子に設けたピン端子をマザーボード基板の孔部に挿入する構成ではないため、マザーボード基板に孔を開ける必要がなく、それゆえ、マザーボード基板の設計スペースを増やすことができ、設計の自由度を向上させることができる。また、本発明において、回路側コネクタとして狭ピッチのコネクタを適用する（このことにより、回路側コネクタと接続されるマザーボード側コネクタも狭ピッチのコネクタとする）ことにより、さらにマザーボード基板の設計スペースを増やすことができる。

なお、本発明は、前記の如く、回路基板の裏面に設けられた回路側コネクタを、前記マザーボード基板に設けられたマザーボード側コネクタに接続する構成であるために、フレーム部と回路基板との相対位置のばらつきが大きいと、回路モジュールをマザーボード基板に取り付けた後に、回路側コネクタ側から回路基板に応力が残ってしまう可能性がある。

それに対し、本発明において、回路側コネクタは回路基板の一端側位置に設けられて、その回路側コネクタの配設近傍位置の回路基板の端面に、該回路基板とフレーム部との位置決め用の位置決め凸部が外側に突出形成し、フレーム部には該フレーム部に前記回路基板が収容されるときに前記位置決め凸部が嵌合する位置決め孔部が設けられているものにおいては、位置決め凸部を位置決め孔部に挿入嵌合することにより、回路基板とフレーム部との位置あわせを正確に行うことができるので、前記残留応力の発生を抑制できる。

なお、シールドケースは、一般に金属により形成され、その加工には、プレス曲げ加工や抜き加工が用いられるが、プレス曲げ加工は抜き加工に比べて、その寸法公差が低い（寸法精度が悪い）。例えば、抜き加工の一般的な寸法公差は、±０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍ必要であるのに対し、曲げ加工の一般的な寸法公差は、±０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍ必要とされている。本発明において、前記フレーム部に位置決め孔部を形成したものにおいては、位置決め孔部を、抜き加工によって精度よく形成することができるので、その位置決め孔部に回路基板の位置決め凸部を挿入嵌合することにより、回路基板とフレーム部との位置あわせを正確に行うことができる。

さらに、本発明において、シールドケースの蓋部の回路側コネクタを覆う側の領域に、前記蓋部の板材の一部が下側に折り曲げられて折り曲げ部を形成することによって、回路側コネクタとマザーボード側コネクタとの接続時に、前記折り曲げ部によって、回路基板を前記回路側コネクタの近傍位置で下側に押圧して該回路基板の上側への浮き上がりを防止することができる。したがって、この構成によって、回路基板の浮き上がりを防止して、回路基板が上側に反ることを抑制でき、回路基板に歪みを与えずに、より的確に、回路基板をマザーボード基板に接続することができる。

さらに、本発明において、回路基板の端面に位置決め凸部を形成し、フレーム部には、位置決め凸部を嵌合する位置決め孔部を設け、シールドケースの蓋部に、蓋部の板材の一部を下側に折り曲げた折り曲げ部を形成したものにおいては、前記の如く、回路基板とフレーム部との位置合わせを正確にでき、かつ、回路基板の上側への浮き上がりを防止でき、回路基板をマザーボード基板に的確に接続できる。さらに、位置決め孔部形成位置の上側のフレーム部上端に突起部を設け、折り曲げ部の形成位置に凹部を形成することにより、該凹部に前記フレーム部上端の突起部を嵌合して、蓋部をフレーム部上端側に正しい向きで配設できるので、回路モジュールの作製を的確に、効率的に行うことができる。

以下に、本発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同様の構成部分についての説明は、省略または簡略化する。

図１（ａ）には、一実施形態例の回路モジュールが模式的な分解斜視図により示されており、図１（ｂ）には、その回路モジュールのＡ−Ａ断面図が示されている。本実施形態例の回路モジュール１は、図５（ａ）に示した回路モジュール３１と同様に、回路基板３をシールドケース５内に収容して形成されており、シールドケース５は、フレーム部２と蓋部４とを有して構成されている。本実施形態例においても、フレーム部２のマザーボード基板１２への取り付け構造は従来例と同様であり、図１（ｂ）には、取り付けに用いられる取り付け部３６と、マザーボード基板１２に形成された孔部３７とが示されているが、図１（ａ）においては、これらの図示を省略している。

本実施形態例の特徴的なことは、まず、フレーム部２内に配置された回路基板３の裏面に回路側コネクタ６が設けられていることである。この回路側コネクタ６は、マザーボード基板１２に設けられたマザーボード側コネクタ７と接続されることによって前記回路基板３の電気回路を前記マザーボード基板１２の導電部と電気的に接続するコネクタである。回路側コネクタ６は、マザーボード側コネクタ７に嵌合することにより、ワンタッチで接続することができる。

回路側コネクタ６は、回路基板３の一端側位置に設けられており、回路基板３には、回路側コネクタ６の配設近傍位置の端面（つまり、図１における回路基板３の左側端面）には、この回路基板３とフレーム部２との位置決め用の位置決め凸部８が外側（図の左側）に突出形成されている。この位置決め凸部８は矩形状を呈しており、その幅方向寸法は回路基板３の外形幅寸法よりも小さい。そのため、位置決め凸部８の幅方向の寸法精度を良好にすることが可能であり、位置決め凸部８の幅方向をＹとした場合に、Ｙ±０．０５ｍｍ程度とすることができる。

また、フレーム部２には、該フレーム部２に前記回路基板３が収容されるときに前記位置決め凸部８が嵌合する位置決め孔部９が設けられており、位置決め孔部９の形成位置の上側のフレーム部上端には、上側に突出する突起部１０が設けられている。位置決め孔部９は矩形状の貫通孔と成しており、金属プレス品の抜き加工により形成されている。この加工によって、位置決め孔部９の幅方向の寸法精度は、例えば、位置決め孔部９の幅方向をＸとした場合に、Ｘ±０．０５ｍｍ以下に仕上げることができる。

なお、位置決め孔部９に回路基板３の位置決め凸部８を嵌合する際には、回路基板３の端面と対向するフレーム部２の内壁面との干渉を防ぐために、図３に示すようにして、回路基板３を傾けて挿入する。このことから、位置決め孔部９の高さ方向の寸法に関しては、回路基板３の厚み（Ｔ1）に対して十分な高さ（Ｈ2）を有するものとして、十分なクリアランスがある方が挿入しやすい。なお、図３において、支持部４０の図示は省略している。

本実施形態例では、前記のようにして、位置決め孔部９に前記位置決め凸部８が嵌合することにより、回路基板３がフレーム部２に位置合わせされて収容される。ここで、位置決め孔部９に位置決め凸部８が嵌合するためには、位置決め凸部８の幅方向の寸法精度と位置決め孔部９の幅方向の寸法精度の関係から、Ｘ−０．０５ｍｍ＞Ｙ＋０．０５ｍｍであればよいことから、ばらつきを考慮した回路基板３とフレーム部２との幅方向の最大の位置ずれは、±０．１ｍｍである。この位置ずれは、従来例においては、±０．２ｍｍであり、つまり、本実施形態例においては、回路基板３をフレーム部２に対して位置ずれが殆どない状態（従来例の半分程度）で収容することができる。

なお、回路基板３とフレーム部２との位置ずれが大きい場合、回路側コネクタ６をマザーボード側コネクタ７に接続した後に、回路側コネクタ６に応力が残り、回路基板３に残留応力がかかってしまうことがあるので、それを回避するために、図７に示すように、フレーム部２の取り付け部３６とマザーボード基板１２の孔部３７とのクリアランスを大きくする必要が生じることがある。そうすると、回路基板３がフレーム部２内で動いて、回路側コネクタ６のマザーボード側コネクタ７への嵌合作業がやりにくくなったり、回路モジュール１をマザーボード基板１２に取り付けて形成される製品を車載する場合に、前記取り付け部３６に振動衝撃が加わりやすくなったりするといった不都合が生じる。それに対し、回路基板３とフレーム部２との位置ずれが小さい本実施形態例は、前記取り付け部３６と前記孔部３７とのクリアランスを大きくする必要がなく、このような問題を回避できる。

前記シールドケース５の蓋部４には、前記回路側コネクタ６を覆う側の領域に、蓋部４の板材の一部を下側に折り曲げるための切り込み１１が形成され、該切り込み１１の形成位置において前記蓋部４の板材の一部が下側に折り曲げられて折り曲げ部１４が形成されている。この折り曲げ部１４は、回路側コネクタ６とマザーボード側コネクタ７との接続時に、回路基板３を回路側コネクタ６の近傍位置で下側に押圧して、該回路基板３の上側への浮き上がりを防止する手段と成している。

また、前記蓋部４の端面部位には、前記折り曲げ部１４の形成位置に凹部１５が形成されており、図１（ａ）に示すように、凹部１５に前記フレーム部上端の突起部１０が嵌合することにより、蓋部４がフレーム部上端側に正しい向きで配設される（逆装着を防止する）構成と成している。なお、図１（ａ）に示すように、蓋部４の端部において、凹部１５を挟む両側には、フック構造部１６が形成されており、このフック構造部１６が、図２に示すように、フレーム部２の係止部１７に嵌合し、それによって、蓋部４がフレーム部２に着脱自在に装着される。なお、図１（ａ）においては、係止部１７の図示は省略している。

本実施形態例の回路モジュールは以上のように構成されており、回路基板３をシールドケース５に対して的確に位置合わせした状態でシールドケース５内に収容でき、しかも、回路基板３のマザーボード基板１２への接続を非常に容易に、かつ、的確に行え、その信頼性も高いものとすることができる。

なお、本発明は、前記実施形態例の形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、前記実施形態例では、シールドケース５の蓋部４の端面部位に形成した凹部１５に、フレーム部上端の突起部１０が嵌合する構成としたが、例えば突起部１０を設けずに、突起部１０と凹部１５との嵌合構成を省略することもできる。この場合、例えば、蓋部４のフレーム部２への逆装着を防ぐために、印刷等の印を設けることもできるが、蓋部４のフレーム部２への装着時に、装着作業者が印を見間違える心配もあり、前記実施形態例のように、蓋部４のフレーム部２への逆装着が物理的に不可能な構成とすることにより、逆装着を確実に防ぐことができる。

また、前記実施形態例では、シールドケース５の蓋部４の端部に折り曲げ部１４を形成したが、折り曲げ部１４の形成位置は、回路基板３の一端部に設ける回路側コネクタ６の近傍位置とすればよく、フレーム部２に突起部１０を設けない場合には、折り曲げ部４を蓋部４の端部よりも内側に設けてもよい。

さらに、前記実施形態例では、フレーム部２に位置決め孔部９を設けたが、その代わりに、図４（ａ）に示すように、回路基板３の位置決め凸部８が嵌合する上側開口の開口部（切り欠き部）２０を設けてもよい。ただし、この場合、フレーム部２の強度が低下したり、回路側コネクタ６をマザーボード側コネクタ７に接続する際に、例えば図４（ｂ）に示すように、回路基板３に上側の力が加わり、その力によって回路基板３が撓んで電子回路３の電子部品が破損したりする危険性がある。そのため、回路基板３の位置決め凸部８を開口部２０に挿入した後に、半田付けするなどの作業が必要となるため、前記実施形態例のように、フレーム部２に位置決め孔部９を設ける構成が望ましい。

さらに、シールドケース５の外形形状や回路基板３の外形形状や回路構成等は、特に限定されるものではなく、適宜設定されるものであり、シールドケース５のフレーム部２に収容されて、マザーボード基板１２上に間隔を介して配置される回路基板３の裏面側に回路側コネクタ６を設け、マザーボード側コネクタ７と接続することにより、マザーボード基板１２との接続が容易な回路モジュールを形成することができる。

本発明に係る回路モジュールの一実施形態例を説明するための図である。回路モジュールの一実施形態例におけるフレーム部への蓋部の嵌合構成を示す説明図である。回路モジュールの一実施形態例における、フレーム部への回路基板の収容構成を示す説明図である。他の実施形態例の回路モジュールにおける回路基板とフレーム部を説明するための図である。従来の回路モジュールの一例を説明するための図である。図５に示した回路モジュールのマザーボード基板への取り付け構造例を説明するための図である。回路モジュールをマザーボード基板上に取り付ける場合の取り付け部の構成例について説明するための図である。

符号の説明

１回路モジュール
２フレーム部
３回路基板
４蓋部
５シールドケース
６回路側コネクタ
７マザーボード側コネクタ
８位置決め凸部
９位置決め孔部
１０突起部
１２マザーボード基板

Claims

表面側に電気回路を形成した回路基板と、該回路基板の表面側と側周面がわを覆って前記回路基板の電気回路をシールドするシールドケースとを有し、該シールドケースは、マザーボード基板上に起立配設されて前記回路基板の側周面がわを覆うフレーム部と、該フレーム部の上端側に設けられて前記回路基板の表面側を覆う板部材から成る蓋部とを有し、前記フレーム部内には前記回路基板が前記マザーボード基板の表面と間隔を介した位置に配置され、その回路基板の裏面には、前記マザーボード基板に設けられたマザーボード側コネクタと接続されることによって前記回路基板の電気回路を前記マザーボード基板の導電部と電気的に接続する回路側コネクタが設けられていることを特徴とする回路モジュール。
回路側コネクタは回路基板の一端側位置に設けられており、前記回路側コネクタの配設近傍位置の回路基板の端面には該回路基板とフレーム部との位置決め用の位置決め凸部が外側に突出形成されており、前記フレーム部には該フレーム部に前記回路基板が収容されるときに前記位置決め凸部が嵌合する位置決め孔部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の回路モジュール。
シールドケースの蓋部には回路側コネクタを覆う側の領域に前記蓋部の板材の一部を下側に折り曲げるための切り込みが形成され、該切り込み形成位置において前記蓋部の板材の一部が下側に折り曲げられて折り曲げ部が形成されており、該折り曲げ部は回路側コネクタとマザーボード側コネクタとの接続時に回路基板を前記回路側コネクタの近傍位置で下側に押圧して該回路基板の上側への浮き上がりを防止する手段と成していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の回路モジュール。
回路側コネクタは回路基板の一端側位置に設けられており、前記回路側コネクタの配設近傍位置の回路基板の端面には該回路基板とフレーム部との位置決め用の位置決め凸部が外側に突出形成されており、前記フレーム部には該フレーム部に前記回路基板が収容されるときに前記位置決め凸部が嵌合する位置決め孔部が設けられて、該位置決め孔部形成位置の上側のフレーム部上端には上側に突出する突起部が設けられ、シールドケースの蓋部には回路側コネクタを覆う側の端面部位に前記蓋部の板材の一部を下側に折り曲げるための切り込みが形成され、該切り込み形成位置において前記蓋部の板材の一部が下側に折り曲げられて折り曲げ部が形成されており、該折り曲げ部は回路側コネクタとマザーボード側コネクタとの接続時に回路基板を前記回路側コネクタの近傍位置で下側に押圧して該回路基板の上側への浮き上がりを防止する手段と成しており、また、前記蓋部の端面部位には前記折り曲げ部の形成位置に凹部が形成されて、該凹部に前記フレーム部上端の突起部が嵌合することにより前記蓋部が前記フレーム部上端側に正しい向きで配設されることを特徴とする請求項１記載の回路モジュール。