JP2010212609A - 接続構造体、回路装置、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】機能の異なる端子同士を、クラック、端子の剥離などの不具合の発生を抑制しながら、絶縁させた状態で別々に接続できる接続構造体、該接続構造体を備えた回路装置及び該回路装置を備えた電子機器を提供する。
【解決手段】コネクタ基板２０および回路基板１０の間を電気的および機械的に接続する接続構造体３０であって、コネクタ基板２０に接続される第１接続面３１Ａと、回路基板１０に接続される第２接続面３１Ｂと、第１接続面３１Ａと第２接続面３１Ｂと交差する第１の側面３１Ｃ及び第２の側面３１Ｄとを少なくとも有する枠体３１と、第１接続面３１Ａと、第２接続面３１Ｂと、第１の側面３１Ｃと、第２の側面３１Ｄの各々の一部において、枠体断面での形状が環状をなすように形成されたグランド端子３２と、を備え、グランド端子３２は、枠体３１の長手方向において複数個形成され、第２の側面３１Ｄにおいて少なくとも二つのグランド端子３２が導通可能に接続されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、二つの部材の間を電気的及び機械的に接続する接続構造体、該接続構造体を備えた回路装置及び該回路装置を備えた電子機器に関するものである。

従来、複数の回路基板が基板厚さ方向に沿って積層配置されるとともに、各回路基板間に介装された接続部材を介して、各回路基板が電気的に接続された回路装置が知られている（特許文献１及び２参照）。

例えば、図６に示す特許文献１の回路装置１００は、基材１１０、１２０の厚さ方向に沿って配置された第１回路基板１１１及び第２回路基板１２１と、第１回路基板１１１及び第２回路基板１２１間に介装された接続部材１３０とを備え、接続部材１３０に設けられた端子部１３１により第１回路基板１１１及び第２回路基板１２１が電気的に接続されている。このような構成の回路装置１００において、第１回路基板１１１の第１回路パターン１１２が接続部材１３０の端子部１３１に接続されているとともに、第２回路基板１２１の第２回路パターン１２２が接続部材１３０の端子部１３１に接続されている。

また、図７に示す特許文献２に記載の回路装置２００は、内周部２１０Ａと外周部２１０Ｂとを有する枠状のハウジング２１０と、ハウジング２１０の上下面を接続する複数の接続端子電極２２０，２３０と、ハウジング２１０の少なくとも一方の面の複数の接続端子電極２２０，２３０上に設けられたバンプ２４０と、が設けられている。
国際公開第２００８／０３５４４２号 特開２００８−１５９９８３号公報

ところで、近時、電子機器では高性能化が進み、限られた基板表面をより有効利用して部品の実装密度を高める要求が強まっている。そこで、スタンドオフ付カードコネクタのような、複数の基板を柱状の部材（以下、「接続体」とよぶ）を介して立体的に積層させるようにした、回路装置が提案されている。また、このような回路装置では、第１の部材（例えばコネクタ基板）と第２の部材（例えば回路基板）との間を電気的に接続させる構造、つまり接続体において、２種類の端子（以下、「異種端子」とよぶ）を分離させて配線させる接続構造の開発も求められている。

ところで、異種端子どうしを接続体に形成しようとすると、双方の端子どうしが接触するのを避ける、絶縁性の確保が重要な課題となる。そこで、単純な構造で接続構造を実現させようとすると、例えば接続体を絶縁性の樹脂材料などで形成するとともに、異種端子どうしを、互い離間させ絶縁性を確保させた配置状態で、メッキなどにて形成することが考えられる。

互いに離間した状態で異種端子を形成した場合、異種端子の間に接続体の樹脂材料が露出することとなる。このような状態では、露出した接続体の外縁部（端子との境界部分）からどうしてもクラック、端子の剥離などの不具合が発生しやすい。

ところで、特許文献１の回路装置では、例えば図８に示すように、接続部材１３０として、梁部材１４０の周囲に断面が四角形の端子部１３１を設けた構成である。つまり、接続部材１３０の端子部１３１は１種類の端子のみが形成された単純な接続構造である。従って、例えば複数のグランド端子と信号端子のような異種端子を、クラック、端子の剥離を抑制した状態で形成する構造とはなっていない。

一方、特許文献２に記載の回路装置は、反りなどの機械的変形のある複数の回路基板間を薄型で確実に接続するとともに、電磁シールド機能を備えたものである。ところが、特許文献２に記載の回路装置も、特許文献１に記載のものと同様、異種端子どうしを、クラック、端子の剥離を抑制した状態で形成する構造とはなっていない。

本発明は、上記した事情に鑑み、クラック、端子の剥離などの不具合の発生を抑制しながら、端子が配置された接続構造体、該接続構造体を備えた回路装置及び該回路装置を備えた電子機器を提供することを目的とするものである。

本発明の接続構造体は、第１の部材および第２の部材の間を接続する接続構造体であって、前記第１の部材に接続される第１接続面と、前記第２の部材に接続される第２接続面と、前記第１接続面と前記第２接続面と交差する第１の側面及び第２の側面とを少なくとも有する枠体と、前記第１接続面と、前記第２接続面と、前記第１の側面と、前記第２の側面の各々の一部において、前記枠体断面での形状が環状をなすように形成された第１の接続端子と、を備え、当該第１の接続端子は、前記枠体の長手方向において複数個形成され、 前記第１の側面において、少なくとも二つの第１の接続端子が導通可能に接続されている、ものである。

これにより、第１の部材および第２の部材の間を電気的および機械的に接続する接続構造体の枠体において、少なくとも二つの環が外側導通体で連結されており、第１の接続端子は一体となって枠体を環状に囲むので、枠体からクラックが生じ、端子が剥離する切欠になる部分がなく、クラック、端子の剥離を抑制できる。また、二つの第１の接続端子は外側で一体であるので、クラック、端子の剥離の発生を相互に抑制し合い、クラック、端子の剥離の発生をより一層抑制できる。

また、本発明の一態様として、上記接続構造体であって、前記枠体の長手方向において、二つのグランド端子の間に第２の接続端子がさらに形成され、当該第２の接続端子は、当該第２の接続端子は、前記第１接続面と前記第２接続面と前記第２の側面において形成されており、前記第１の接続端子から絶縁されている、ものである。

また、本発明の一態様として、上記接続構造体であって、前記第１の接続端子がグランド端子であり、前記第２の接続端子が信号端子であるものがある。

信号端子は環状ではないが、二つのグランド端子が挟みクラック、端子の剥離に抗する力を発揮するので、信号端子のクラック、端子の剥離も効果的に抑制される。更に、グランド端子が信号端子を囲むように配置されるので、効果的に信号端子に対する不要輻射を抑制できる。

また、本発明の一態様として、上記接続構造体であって、前記枠体を構成する二つの外辺が交差する角部における面状の第１の面取り部を含むように、前記第１の接続端子が形成されている、ものである。

これにより、枠体の角部においても、第１の接続端子が一体なって枠体を環状に囲むので、枠体からクラックが生じ、端子が剥離する切欠になる部分がなく、クラック、端子の剥離を抑制できる。また、二つの第１の接続端子は外側で一体であるので、クラック、端子の剥離の発生を相互に抑制し合い、クラック、端子の剥離の発生をより一層抑制できる。

加えて、二つの外辺（例えば第１辺から第２辺）に渡る面取り部を有するので、第１の接続端子の面積を大きく増大させることができ、基板のランド部と接合する場合の接合強度を向上できる。

併せて、四角形の枠体において、第１の接続端子を枠体の角部にも配置させることで、最も応力が加わる角部において、剥離が置きにくく接合強度を大きく増大できる。これにより、枠体全体でのクラック、端子の剥離の発生を効果的に抑制できる。

また、本発明の一態様として、上記接続構造体であって、前記枠体が、二つの外辺と、前記二つの外辺各々の連結箇所を連結する梁部と、を備え、前記連結箇所においては前記外辺から前記梁部に渡って面状の第２の面取り部が形成され、当該第２の面取り部を含むように、前記第１の接続端子が形成されているものである。

これにより、第１の接続端子が梁部と外辺との連結箇所を環状に囲むので、第１の接続端子が梁部と外辺との連結箇所では、クラック、端子の剥離原因となっていた切欠になる部分がなくクラック、端子の剥離の発生を抑制できる。

加えて、第２の面取り部を有するので、第１の接続端子の面積を大きく増大でき、基板のランド部と接合された場合の接合強度を向上できる。

また、本発明の一態様として、上記接続構造体であって、複数の第１の接続端子の全てが、前記枠体の外辺の外側に位置する、前記第２の側面上に形成された導通体によって電気的に接続された、ものである。

これにより、第１の接続端子が全て結合されることにより、強度をさらに上げることができる。

また、本発明の一態様として、上記接続構造体であって、前記第１の部材である第１の基板と、前記第２の部材である第２の基板と、を備えるものである。

これにより、第１の基板と第２の基板の接合強度の大きい回路装置を提供できる。

また、本発明の回路装置は、前記第１の基板と前記第２の基板の少なくともいずれかの両面に、電子部品が実装されたものである。

これにより、第１の基板の両面、又は／及び第２の基板の両面に電子部品が実装された重量の大きい重い基板を接合した場合でも接合強度が大きく、クラック、端子の剥離の虞が小さい回路装置を提供できる。

また、本発明の電子機器は、上記の接続構造体、または上記の回路装置を備えるものである。

これにより、落下等の衝撃で瞬時に大きな応力が加わる携帯端末装置等の電子機器において、第１の基板と第２の基板の接合強度の大きい回路装置を備えることで、落下等の衝撃に強い電子機器を提供できる。

本発明の接続構造体においては、枠体の断面において環を形成するように形成された第１の接続端子が複数個存在し、かつ少なくとも二つの第１の接続端子が導通可能に接続されている。従って、本発明の接続構造体は、機能の異なる端子同士を、クラック、端子の剥離などの不具合の発生を抑制しながら、絶縁させた状態で別々に接続できるという利点がある。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

図１及び図２は、本発明の接続構造体を適用した回路装置１の要部を示す。本発明の接続構造体、回路装置は、好ましくは携帯電話機のような電子機器に使用され得る。本実施形態の回路装置１は、概略構成として、第１の部材を構成するコネクタ基板２０と、第２の部材を構成する回路基板１０と、本発明の接続構造体を構成する（別言すれば、スタンドオフ部を構成する）中継コネクタ部３０と、カードコネクタ部４０と、回路基板１０とコネクタ基板２０の間に設けた実装空間Ｓに実装された電子部品５０と、を備えている。

回路基板１０は、本実施形態の場合、一面（図１では上面。以下、「表面」とよぶ）に中継コネクタ部３０及びコネクタ基板２０を介してカードコネクタ部４０を支持する。回路基板１０には、表面に基板電極１０Ａ及び半田Ｈを介して電子部品５０が実装されているとともに、反対面（図１では下面）には図示外の電子部品や、キーシート、または液晶表示装置（ＬＣＤ）などが搭載されている。また、図２及び図５に示すように、回路基板１０には、表面に基板電極１０Ａとは別に、メッキによってランド部１０Ｂが形成されている。

コネクタ基板２０は、カードコネクタ部４０に対向する第１の面（以下、「上面」とよぶ）と、回路基板１０の表面に対向する第２の面（以下、「下面」とよぶ）とを有しており、上下両面に配線パターン２６が形成されている。

図３に示すように、中継コネクタ部３０は、枠体３１と、グランド端子を構成する第１の接続端子３２と、信号端子を構成する第２の接続端子３３と、梁部３４と、を有する。なお、ここでグランド端子とは、グランドに電気的に接続された（接地された）端子であり、信号端子とは、コネクタ基板２０と回路基板１０を電気的に接続するとともに、コネクタ基板２０と回路基板１０との間で信号を中継する端子である。

枠体３１は、図３に示すように、適宜の絶縁性の樹脂（たとえば、ＬＣＰ、ＰＥＥＫ、ＰＥＩ、ＰＥＳ、ＰＳＦ、ＳＰＳ、ＰＡ、ＰＰＯ、ＰＰＥなどの射出成形材料）を用い、４つの外辺３２３Ａ〜３２３Ｄを有する略四角形に形成されている。また、枠体３１は、図４（Ｂ）に示すように、コネクタ基板２０に接続される第１接続面（上面）３１Ａと、回路基板１０に接続される第２接続面（下面）３１Ｂと、第１接続面３１Ａと第２接続面３１Ｂとに交差する第１の側面３１Ｃ及び第２の側面３１Ｄとを有する。

第１の接続端子（以下、「グランド端子」とよぶ）３２は、絶縁性の樹脂からなる枠体３１の外面上に化学メッキによって形成されている。本発明のグランド端子３２は、枠体３１の、第１接続面３１Ａと、第２接続面３１Ｂと、第１の側面３１Ｃと、第２の側面３１Ｄと、の各々の面上の少なくとも一部において、枠体３１断面での形状が環状をなすように形成されている（図４（Ｂ）参照）。即ち、グランド端子３２は、上述した図４（Ｂ）に示すような枠体３１断面での形状が環状をなす部分と、同図（Ａ）に示すような枠体３１の一面（第２の側面３１Ｄ）のみに形成される部分とがある。

つまり、本実施形態のグランド端子３２は、後述の信号端子（信号線）３３を配設させることが必要な部分では、図４（Ａ）のように信号端子３３が設置されている三面を除いた枠体３１の一面（３１Ｄ）にのみ設けられている。一方、信号端子（信号線）３３が配設不要な部分では、枠体３１の全面にグランド端子３２が設けられている。つまり、当該部分では、図４（Ｂ）のようにグランド端子３２が全面で一体となり、前述したように、枠体３１での断面形状が環状をなしているわけである。

なお、グランド端子３２が環状に形成される場合には、４面（つまり、第１接続面（上面）３１Ａ、第２接続面（下面）３１Ｂ、第１の側面３１Ｃ、及び第２の側面３１Ｄ）にわたって一体となって枠体（の断面）を環状に取り囲むので、グランド端子３２の剥離原因となっていた切欠になる部分がなく、クラック、端子の剥離の発生を効果的に抑制できる。

また、グランド端子３２は、枠体３１の長手方向（つまり、外辺に沿った方向）において複数個（特に本実施形態では多数個）形成されている。そして、枠体３１の第１の側面３１Ｃまたは第２の側面３１Ｄのいずれか一方において（本実施形態では第２の側面３１Ｄにおいて）、少なくとも二つのグランド端子３２同士が導電性を有する導通体３５を介して連結される。即ち、二つのグランド端子３２同士は、電気的及び物理的に接続され、導通可能になっている。このように二つのグランド端子３２同士は、例えば図５に示すように、外側部分ではグランド端子３２の一部でもある導通体３５を介して一体であるので、相互にクラック、端子の剥離を効果的に抑制し合い防止することができる。

そして、本実施形態では、グランド端子３２は、全体としてみると、枠体３１の４つの外辺３２３Ａ〜３２３Ｄ部分の全てにわたって形成されている。即ち、グランド端子３２は、４つの外辺部分の全部が一体となるようにつながって構成されており、相互に補強しながらクラック、端子の剥離の発生を効果的に抑制する。

さらに、本実施形態のグランド端子３２は、図３に示すように、枠体３１を構成する四つの外辺３２３Ａ〜３２３Ｄのうち、特にそれぞれ二つの外辺（例えば、縦方向の外辺３２３Ａと横方向の外辺３２３Ｃ）どうしが交差する角部３２１において、面状（平面状であっても良く、平面状ではなく湾曲した面状であっても良い。）の第１の面取り部３２２を枠体３１の外側および内側に設けている。即ち、枠体３１の角部３２１においても、グランド端子３２が一体なって枠体３１を環状に囲むので、枠体３１から剥離する原因となっていた切欠になる部分がなく、クラック、端子の剥離を抑制できる。なお、面取り部３２２を枠体３１の外側および内側に設ける場合について説明したが、これに限らず、外側のみに面取り部３２２を設けても、内側のみに面取り部３２２を設けても、角部３２１において環状のグランド端子３２を設けることにより、端子の剥離を抑制できる。

また、梁部３４が、対向する二つの枠体３１（二つの外辺）の間を連結するように設けられている。また、梁部３４は、適宜の絶縁性樹脂を用いて形成される。枠体３１と梁部３４との間は、連結部３２５を介して連結されており、連結部３２５は、枠体３１の外辺の端部以外の位置に配置されている。更に、連結部３２５には面状（平面状であっても良く、平面状ではなく湾曲した面状であっても良い。）の第２の面取り部３２４が形成されている。そして、第２の面取り部３２４にも、外辺３２３Ａ、３２３Ｂから梁部３４にわたってグランド端子３２が形成されている。即ち、第２の面取り部３２４でも、グランド端子３２が環状に囲むので、クラック、端子の剥離する原因となっていた切欠になる部分がなく、第２の面取り部３２４でもクラック、端子の剥離を抑制できる。

しかも、グランド端子３２を第１の面取り部３２２、第２の面取り部３２４に設けていることによって、グランド端子３２の面積を大きくでき、基板（回路基板１０及びコネクタ基板２０）のランド部１０Ｂ、２１と接合する場合の接合強度を向上できる。

併せて、全体形状が四角形の枠体３１において、グランド端子３２を枠体３１の角にも配置することで、最も応力が加わる角においてクラック、端子の剥離が発生しにくくなる。その結果、接合強度を大きくでき、これにより枠体３１全体としてクラック、端子の剥離の発生を効果的に抑制できる。

第２の接続端子３３（以下、「信号端子」とよぶ）は、グランド端子３２と同じく、絶縁性の樹脂からなる枠体３１の外面上に化学メッキによって形成されている。本発明の信号端子３３は、図３において、枠体３１の長手方向（図３では２つの外辺３２３Ａ、３２３Ｂのそれぞれに沿った方向）において、隣接する二つのグランド端子３２の間に形成されている。即ち、図４（Ａ）に示すように、信号端子３３は、第１接続面（上面）３１Ａと、第２接続面（下面）３１Ｂと、グランド端子３２が連結されていない第１の側面３１Ｃに形成されており、グランド端子３２からは離間して絶縁されている。

電子部品５０は、回路基板１０表面のカードコネクタ部４０とコネクタ基板２０との間に形成された実装空間Ｓを利用して実装されている。なお、この電子部品５０としては、例えば半導体パッケージ部品５１やＬＣＲ回路チップ部品５２などの表面実装部品（ＳＭＤ）が用いられており、回路基板１０表面に実装されている。なお、この電子部品５０は、回路基板１０とコネクタ基板２０との間に形成された実装空間Ｓであれば、回路基板１０側ではなくコネクタ基板２０側に取り付けてもよい。

従って、本実施形態によれば、グランド端子３２と信号端子３３を、クラック、端子の剥離などの不具合の発生を抑制しながら、枠体３１に絶縁させた状態で別々に形成できるようになる。従って、第１の基板としてコネクタ基板２０を、第２の基板として回路基板１０を用いた場合に、接合強度の確保された回路装置を実現できる。

また、本実施形態によれば、コネクタ基板２０の少なくとも一面及び（又は）回路基板１０の少なくとも一面に電子部品が実装された重量の大きい重い基板を接合した場合でも、接合強度が大きく、クラック、端子の剥離の虞が小さい回路装置が実現できる。

また、本実施形態によれば、落下等の衝撃で瞬時に大きな応力が加わる携帯端末装置等の電子機器において、コネクタ基板２０と回路基板１０の接合強度の大きい回路装置を備えることで、落下等の衝撃に強い電子機器が実現できる。

本実施形態では、複数の第１の接続端子の全てが、枠体の四つの外辺の外側に位置するように、四つの外辺全ての第２の側面上に導通体が形成されて電気的に接続されている。このように構成すれば、第１の接続端子が全て結合されることにより、強度を上げることができるが、第１の接続端子の全てが、導通体を介して接続される必要はなく、複数個の第１の接続端子が導通体を介して接続されればよい。

なお、本発明は上記の実施形態において示されたものに限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

本発明は、互いに離間させた絶縁状態で同じ枠体上に設けた、機能の異なる２種類の端子に、不具合が発生するのを有効に抑制できる効果を有し、接続構造体を設けた回路装置、及び回路装置を備える電子機器に有用である。

本発明の実施形態に係る接続構造体を適用した回路装置を備えた電子機器の一種である携帯電話機の要部を示す概略斜視図 図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図 中継コネクタ部の平面図 図１に示す回路装置の中継コネクタ部の断面を示すものであり、（Ａ）はグランド端子と信号端子を配設した構造を示す、図３におけるＩＶＡ−ＩＶＡ線断面図、（Ｂ）はグランド端子のみを配設した構造を示す、図３におけるＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図 図３のＳ部をＡ方向から見た拡大図 従来の回路装置を示す分解斜視図 従来の別の回路装置を示す平面図 図６の回路装置の接続部材を示す断面図

１ 回路装置
１０ 第１の部材(回路基板)
１０Ａ 基板電極
１０Ｂ ランド部
２０ 第２の部材(コネクタ基板)
２１ ランド部（外周ランド）
３０ 中継コネクタ部（接続構造体）
３１ 枠体
３１Ａ 第１接続面
３１Ｂ 第２接続面
３１Ｃ 第１の側面
３１Ｄ 第２の側面
３２ 第１の接続端子（グランド端子）
３２１ 角部
３２２ 第１の面取り部
３２３Ａ〜３２３Ｄ 外辺
３２４ 第２の面取り部
３２５ 連結部
３３ 第２の接続端子（信号端子）
３４ 梁部
３５ 導通体（外側導通体）
４０ カードコネクタ部
５０ 電子部品
５１ 半導体パッケージ部品
５２ ＬＣＲ回路チップ部品
Ｃ カード
Ｈ 半田（はんだ）
Ｓ 実装空間

Claims (9)

1. 第１の部材および第２の部材の間を接続する接続構造体であって、
   前記第１の部材に接続される第１接続面と、前記第２の部材に接続される第２接続面と、前記第１接続面と前記第２接続面と交差する第１の側面及び第２の側面とを少なくとも有する枠体と、
   前記第１接続面と、前記第２接続面と、前記第１の側面と、前記第２の側面の各々の一部において、前記枠体断面での形状が環状をなすように形成された第１の接続端子と、
   を備え、
   当該第１の接続端子は、前記枠体の長手方向において複数個形成され、
   前記第１の側面において、少なくとも二つの第１の接続端子が導通可能に接続されている、接続構造体。
2. 請求項１に記載の接続構造体であって、
   前記枠体の長手方向において、二つの前記第１の接続端子の間に第２の接続端子がさらに形成され、
   当該第２の接続端子は、前記第１接続面と前記第２接続面と前記第２の側面において形成されており、前記第１の接続端子から絶縁されている、接続構造体。
3. 請求項２に記載の接続構造体であって、
   前記第１の接続端子がグランドに接続されるグランド端子であり、
   前記第２の接続端子が前記第１の部材および前記第２の部材を電気的に接続する信号端子である、接続構造体。
4. 請求項１に記載の接続構造体であって、
   前記枠体を構成する二つの外辺が交差する角部における面状の第１の面取り部を含むように、前記第１の接続端子が形成されている、接続構造体。
5. 請求項１に記載の接続構造体であって、
   前記枠体が、二つの外辺と、前記二つの外辺各々の連結箇所を連結する梁部と、を備え、
   前記連結箇所においては前記外辺から前記梁部に渡って面状の第２の面取り部が形成され、当該第２の面取り部を含むように、前記第１の接続端子が形成されている、接続構造体。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の接続構造体であって、
   複数の第１の接続端子の全てが、前記枠体の外辺の外側に位置する、前記第２の側面上に形成された導通体によって電気的に接続された、接続構造体。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の接続構造体と、
   前記第１の部材である第１の基板と、
   前記第２の部材である第２の基板と、
   を備える回路装置。
8. 請求項７に記載の回路装置であって、
   前記第１の基板と前記第２の基板の少なくともいずれかの表面に、電子部品が実装された回路装置。
9. 請求項１から６のいずれか１項に記載の接続構造体、または
   請求項７もしくは８に記載の回路装置を備える電子機器。

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