JP2012054379A - 通信ユニットの取付基板及び通信ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マザーボード100は、第1の通信ユニット10−1と、第1の通信ユニット10−1とは実装面積が異なる第2の通信ユニット10−2とのいずれかが選択的に取り付けられる基板である。マザーボード100は、第1の通信ユニット10−1の側面に設けられたサイドスルー電極13−1が接続される半田付けパッド101と、第2の通信ユニット10−2の側面に設けられたサイドスルー電極13−2が接続される半田付けパッド102とを備える。マザーボード100の半田付けパッド103は、半田付けパッド101と半田付けパッド102とを重ね合わせた形状であり、半田付けパッド102は、半田付けパッド101の少なくとも一部を構成要素としている。
【選択図】図12
Description
この種の無線通信方法を使用するシステムとしては、例えば、IEEE802.11b、IEEE802.11g、ブルートゥース(登録商標;以下、「BT」と略称する。)等が知られている。
この場合、無線LANモジュールは、公共的な場所等に設置されたアクセスポイントを介して種々の情報提供サービスを受けることができる。また、無線LANモジュールは、アクセスポイントを介して接続されている他の通信機器との通信を行うために、周辺に存在して無線LANモジュールを備える他の機器との間で直接通信を行うために使用される。
これに対して、BTモジュールは、そのBTモジュールが収納された情報処理機器等と、表示装置、IP電話用のヘッドセット、マウス及びキーボード等の入力機器等とを接続するために使用される。
多機能な通信ユニットであれば、実装する電子部品も多くなるため、より大きいサイズの通信ユニットとなる。その一方で、限られた機能のみを必要とするのであれば、実装する電子部品は少なくなるため、通信ユニットのサイズは小さなものとなる。
本発明の通信ユニットの取付基板には、第1の通信ユニットと、第1の通信ユニットとは実装面積が異なる第2の通信ユニットとのいずれかが選択的に実装される。
そして、この取付基板は、第1の通信ユニットの側面(例えば、回路基板の側面)に設けられた外部接続用の第1の電極端子群が接続される第1の接続端子群と、第2の通信ユニットの側面(例えば、回路基板の側面)に設けられた外部接続用の第2の電極端子群が接続される第2の接続端子群とを備える。
ここで、第2の接続端子群は、第1の接続端子群の少なくとも一部を構成要素としている。
本発明の通信ユニット(電子機器、電子回路モジュール、電子回路ユニット、高周波モジュール等)は、上述した通信ユニットの取付基板に実装される第1の通信ユニット及び第2の通信ユニットのうちいずれか一方として用いられる通信ユニットである。
特に無線LAN通信規格の例としては、IEEE802.11nに準拠するものが好ましく、この場合、従来のIEEE802.11b/gで使用されていた2.4GHz帯のチャンネルを2つ使用し、より広い帯域幅を持った第2の通信帯域を有効に使用して高速通信を実現することができる。また、特定の短距離無線通信規格の例としては、BTであることが好ましく、この通信規格は、AFH(アダプティブ周波数ホッピング)により干渉を回避することができる。
〔第1の通信ユニット〕
図1は、本発明に係る第1の通信ユニット10−1の全体的な構成を概略的に示す分解斜視図である。
第1の通信ユニット10−1は、例えば高周波帯の無線通信機能(無線LANモジュール、BTモジュール)を有した高周波モジュールであり、このような通信ユニット10−1は、例えば携帯情報端末やノート型パソコン等に内蔵して設けられる。
第1の通信ユニット10−1は、回路基板12を有しており、回路基板12には図示しない電気回路が形成されている。このため回路基板12の実装面12a上には図示しない配線パターンが設けられている。なお、回路基板12は多層構造を有する形態であってもよく、その場合は回路基板12の内層にも配線パターンが設けられている。
回路基板12の4つの側面(第1〜第4の側面12−1〜12−4)には、平面視で半円状のサイドスルー電極(第1の電極端子群)13−1が複数形成されている。サイドスルー電極13−1は、図示しないマザーボード等の取付基板と電気的に接続するための端子である。具体的には、本実施形態のサイドスルー電極13−1は、銅や銀等を主成分とした導電性めっきにより構成され、回路基板12の周縁に全周に亘って形成されている。
回路基板12の実装面12a上には、2つの電子部品17,18等が搭載(実装)されている。なお、ここでは図面の煩雑化を防止するため、2つの電子部品17,18のみを示しているが、実装面12a上にはその他の必要な電子部品も実装される場合もある。その場合は各電子部品がある程度密集した状態で配置されている。また、実装されるその他の電子部品としては、例えば、集積回路をパッケージした高周波チップやFETアレイ、チップ抵抗やチップコイル、チップコンデンサ等の受動素子を挙げることができるが、その他のものであってもよい。
回路基板12の隅位置(コーナー位置)には、4つのスルーホール16が形成されている。スルーホール16は、円筒形状の孔であり、回路基板12を厚み方向に貫通して設けられている。またスルーホール16の内壁面には、例えば導電性ペースト又は導電性めっきによる導電層(参照符号なし)が形成されている。なお導電層は、例えば図示しない電気回路のグランド(GND)に接続されている。
第1の通信ユニット10−1は、シールドカバー14を有している。このシールドカバー14は、第1の通信ユニット10−1の完成状態で回路基板12の実装面12a上の電子部品17,18(その他の電子部品を含む)を覆うように配置され、電子部品17,18を機械的及び電気的に保護する(外部からのノイズの遮断、外部への不要電波の輻射の防止)。
またシールドカバー14には、天板14aの4隅に4つの脚部14cが形成されている。脚部14cは、天板14aの4隅から実装面12aに向けて折り曲げられ、先端に突起部を有する。なお、脚部14cは、図1では手前側の3つのみ示されているが、図1中でみて奥側の位置にもまた脚部14cが形成されている。これら脚部14cは回路基板12の四隅にそれぞれ対応して位置しており、これら脚部14cはいずれも、天板14aの4隅から回路基板12(図1では下方)に向けて突出している。図1中に一点鎖線で示されているように、シールドカバー14が回路基板12に取り付けられた状態で、4つの脚部14cはそれぞれ対応する位置のスルーホール16内に挿入されるものとなっている。
次に、第1の通信ユニット10−1の製造方法について説明する。
〔大版の絶縁基板〕
図2〜図6は、第1の通信ユニット10−1の製造方法の工程を順番に示した連続図である。
まず、個片化された回路基板12を形成するため、大版の絶縁基板(集合基板)20−1を用意する。このとき大版の絶縁基板20−1には、これより事前の工程において、上記の配線パターンや電極パターン等が予め形成されていてもよい(なお、各種パターン等がこの後の工程で形成されてもよい。)。
図2に示されるように、1枚物として用意された大版の絶縁基板20−1は、例えばそこから複数の回路基板12を形成する大きさ(面積)を有している。このような大版の絶縁基板20−1に対し、個々の回路基板12として個片化される個片化領域(図中参照符号は12)を区画するべく絶縁基板20−1に対して縦方向及び横方向に格子状(筋状)の貫通長孔22,24を形成する。これら貫通長孔22,24は、いずれも絶縁基板20−1をその厚み方向に貫通(打ち抜き)加工することで形成されている。この際、合わせてスルーホール16も各個片化領域12に4箇所ずつ形成する。
上記の貫通長孔22,24が形成された状態で、絶縁基板20−1内には貫通長孔24を挟んで隣接する個片化領域の間に連結領域としての繋ぎ桟26(図中一点鎖線で囲んだ部分のみ図示している)が残存している。すなわち、隣接する個片化領域12同士は、繋ぎ桟26を介して相互に連結された状態にあり、これによって大版の絶縁基板20−1が全体として未だその構造を保持している。なお、繋ぎ桟26は、縦方向でみて貫通長孔24の両外側、つまり、横方向に延びる貫通長孔22と縦方向に延びる貫通長孔24とが接近する地点に形成されることになる。
大版の絶縁基板20−1に対して上記の貫通長孔22,24を形成した後、次にこれら貫通長孔22,24の内面にめっき(例えば銅めっきや銀めっき)を施す。めっきを施した部分は、この後に回路基板12が個片化された際に、サイドスルー電極13−1となり各種電極として機能する。なお、ここでは図示していないが、上記のように絶縁基板20−1の上面にはその他の電極パターンやグランド電極等も形成されている。隣り合うサイドスルー電極13−1同士は、それぞれ絶縁しておく必要があるため、例えば窪みの内面にのみめっきを施すか、もしくは貫通長孔の全面にめっきを施した後に、サイドスルー電極13−1となるべき部分の回路基板12の側面を切削する等して、隣り合うサイドスルー電極13−1同士を絶縁する。
図3に示されるように、次に個片化領域内の基板面上(個片化される予定の回路基板12の上面)にそれぞれ電子部品17,18を搭載する。電子部品17,18を搭載するための手順としては、例えば図示しないメタルマスクを用いてクリーム半田を塗布(スキージング)し、そこに電子部品17,18をマウントしてリフロー処理を行うものを挙げることができる。
図4に示されるように、電子部品を搭載した後、個片化領域の基板面上(個片化される予定の回路基板12の上面)にそれぞれシールドカバー14を搭載する。シールドカバー14を搭載するための手順としては、シールドカバー14の脚部14cをスルーホール16内に圧入して半田付けするものを挙げることができる。
図5中一点鎖線で示されているように、縦方向に貫通長孔24が並んでいる一直線(スリット線)に沿って大版の絶縁基板20−1を切断加工し、図5中二点鎖線で示されているように、横方向に貫通長孔22が並んでいる一直線(スリット線)に沿って大版の絶縁基板20−1を切断加工する。これにより、上記の繋ぎ桟26(図2参照)が切断されて個片化領域(回路基板12として個片化される予定の領域)が個々に切り離される。
図7は、本発明に係る第2の通信ユニット10−2の全体的な構成を概略的に示す分解斜視図である。なお、以下の説明では、上述した第1の通信ユニット10−1と共通する事項については同じ符号を付与するものとし、その重複した説明を適宜省略する。
第2の通信ユニット10−2は、例えば高周波帯の無線通信機能(BTモジュール)を有した高周波モジュールであり、このような第2の通信ユニット10−2は、第1の通信ユニット10−1と同様に、例えば携帯情報端末やノート型パソコン等に内蔵して設けられる。
次に、第2の通信ユニット10−2の製造方法について説明する。
図8及び図9は、第2の通信ユニット10−2の製造方法について説明する図である。
第2の通信ユニット10−2の製造方法は、基本的には、第1の通信ユニット10−1の製造方法と同様であるため、異なる部分を重点的に説明する。
この例では、絶縁基板20−2の横方向に延びる4つの貫通長孔22を縦方向に等間隔をおいて6列形成している(合計24個)。また合わせて、これら6列の貫通長孔22の間(全部で5段)に縦方向に延びる貫通長孔24を形成し、このとき各段に5本の貫通長孔24を等間隔で配置している。このとき、各貫通長孔の個片化領域12側には、サイドスルー電極13−2となるべき凹みを合わせて形成している。縦横の貫通長孔22,24は、全体としては格子状をなしている。
上記の貫通長孔22,24が形成された状態で、絶縁基板20−2内には貫通長孔24を挟んで隣接する個片化領域の間に連結領域としての繋ぎ桟26(図中一点鎖線で囲んだ部分のみ図示している)が残存している。すなわち、隣接する個片化領域12同士は、繋ぎ桟26を介して相互に連結された状態にあり、これによって大版の絶縁基板20−2が全体として未だその構造を保持している。なお、繋ぎ桟26は、横方向でみて貫通長孔22の両外側、つまり、横方向に延びる貫通長孔22と縦方向に延びる貫通長孔24とが接近する地点に形成されることになる。
第2の通信ユニット10−2は、回路基板12上に電子部品17(ここでは図示されていない)及びシールドカバー14が搭載された状態の通信ユニットであり、シールドカバー14が回路基板12に設置された状態で、4つの脚部14cはそれぞれ対応する位置のスルーホール16内に挿入されている。
図10は、第1及び第2の通信ユニット10−1,10−2の対応関係について概念的に説明する模式図である。
〔サイドスルー電極の対応関係〕
図示の例では、第1の通信ユニット10−1に第2の通信ユニット10−2を重ねて図示してある。
共通端子P1,固有端子P2及び固有端子P3は、サイドスルー電極13の個々の電極として機能する。
図10中、二点鎖線の円で示した部分は、繋ぎ桟26(図2及び図8参照)が切断された部分である。
このように、第1及び第2の通信ユニット10−1,10−2は、第1〜第4の側面12−1〜12−4を有する矩形のユニットであり、大判の絶縁基板20,20−2集合基板に複数配列された通信ユニットを個々の通信ユニットとして切断して個片化する際に生じる切断部12b(繋ぎ桟26を切断した部分)を有する。
この切断部12bは、第1及び第2の通信ユニット10−1,10−2の4つの側面12−1〜12−4のうち、対向して配置された第1及び第3の側面12−1,12−3の両端部に配置されており、第1及び第2の通信ユニット10−1,10−2においては、共通箇所に配置されている。
図11及び図12は、マザーボード及び半田付けパッドについて説明する図である。
図11(A)に示されるように、第1の通信ユニット10−1は、9×15(縦に9個の凹み、横に15個の凹み)のサイドスルー電極13−1を有する。
したがって、第1の通信ユニット10−1を実装する場合、マザーボード100には、図11(B)に示されるように、第1の通信ユニット10−1のサイドスルー電極13−1に対応した9×15の半田付けパッド(第1の接続端子群)101が必要となる。
したがって、第2の通信ユニット10−2を実装する場合、マザーボード100には、図11(D)に示されるように、第2の通信ユニット10−2のサイドスルー電極13−2に対応した9×8の半田付けパッド(第2の接続端子群)102が必要となる。
このように、大きさの異なる通信ユニットのいずれかを実装する場合に、マザーボード100の半田付けパッドをその都度設計し直していたら手間となる。
すなわち、本実施形態のマザーボード100では、半田付けパッド101と半田付けパッド102とを重ね合わせた半田付けパッド103としており、半田付けパッド102は、半田付けパッド101の少なくとも一部(図中では、半田付けパッド101の左辺、及び上辺・下辺の一部)を構成要素としている。
半田付けパッド103は、その外側は、第1の通信ユニット10−1のサイドスルー電極13−1に対応して、9×15の半田付けパッド101となっているが、その内側部分には、第2の通信ユニット10−2のサイドスルー電極13−2に対応して、9×8の半田付けパッド102ともなっている。
図13及び図14は、比較例の通信ユニット及び比較例のマザーボードを示す図である。
図13(A)に示されるように、比較例の第1の通信ユニット10A−1は、12×12(縦に12個の凹み、横に12個の凹み)のサイドスルー電極13A−1を有する。
したがって、第1の通信ユニット10A−1を実装する場合、マザーボード100Aには、図13(B)に示されるように、第1の通信ユニット10−1のサイドスルー電極13A−1に対応した12×12の半田付けパッド101Aが必要となる。
したがって、第2の通信ユニット10A−2を実装する場合、マザーボード100Aには、図13(D)に示されるように、第2の通信ユニット10A−2のサイドスルー電極13A−2に対応した9×9の半田付けパッド102Aが必要となる。
このため、図14に示されるように、第1及び第2の通信ユニット10A−1,10A−2の両者に対応する半田付けパッド103Aを形成しようとしても、半田付けパッド101Aと半田付けパッド102Aとが正確に重ならず、その位置がずれた半田付けパッド103Aとなってしまう。
10−2 第2の通信ユニット
12 回路基板
12a 実装面
12b 切断部
13−1,13−2 サイドスルー電極
14 シールドカバー
14a 天板
14b 側板
14c 脚部
16 スルーホール
17,18 電子部品
100 マザーボード
101〜103 半田付けパッド
Claims (6)
- 第1の通信ユニットの側面に設けられた外部接続用の第1の電極端子群が接続される第1の接続端子群と、
前記第1の通信ユニットとは実装面積が異なる第2の通信ユニットの側面に設けられた外部接続用の第2の電極端子群が接続される接続端子群であって、前記第1の接続端子群の少なくとも一部を構成要素とする第2の接続端子群と
を備える通信ユニットの取付基板。 - 第1の通信ユニットの側面に設けられた外部接続用の第1の電極端子群が接続される第1の接続端子群と、
前記第1の通信ユニットとは実装面積が異なる第2の通信ユニットの側面に設けられた外部接続用の第2の電極端子群が接続される接続端子群であって、前記第1の接続端子群の少なくとも一部を構成要素とする第2の接続端子群と
を備える通信ユニットの取付基板に実装される前記第1の通信ユニットとして用いられる通信ユニット。 - 第1の通信ユニットの側面に設けられた外部接続用の第1の電極端子群が接続される第1の接続端子群と、
前記第1の通信ユニットとは実装面積が異なる第2の通信ユニットの側面に設けられた外部接続用の第2の電極端子群が接続される接続端子群であって、前記第1の接続端子群の少なくとも一部を構成要素とする第2の接続端子群と
を備える通信ユニットの取付基板に実装される前記第2の通信ユニットとして用いられる通信ユニット。 - 請求項2又は3に記載の通信ユニットにおいて、
前記第1の通信ユニットは、
前記第2の通信ユニットよりも実装面積が大きいユニットであり、
前記第1の電極端子群は、
その一部に、前記第2の電極端子群の一部と同一の配置であり、かつ、同一の機能を有する電極端子群を含むことを特徴とする通信ユニット。 - 請求項2から4のいずれかに記載の通信ユニットにおいて、
前記第1及び第2の通信ユニットは、
第1〜第4の側面を有する矩形のユニットであり、集合基板に複数配列された通信ユニットを個々の通信ユニットとして切断して個片化する際に生じる切断部を有し、
前記切断部は、
前記第1及び第2の通信ユニットの4つの側面のうち、対向して配置された前記第1及び第3の側面の両端部、もしくは対向して配置された前記第2及び第4の側面の両端部に配置されていることを特徴とする通信ユニット。 - 請求項2から5のいずれかに記載の通信ユニットにおいて、
前記第1の通信ユニットは、
無線LAN通信規格を使用する無線LANモジュール及び特定の短距離無線通信規格を使用する特定通信モジュールを含み、
前記第2の通信ユニットは、
前記特定通信モジュールを含むことを特徴とする通信ユニット。
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JP2005101082A (ja) * | 2003-09-22 | 2005-04-14 | Sharp Corp | ランドパターン構造 |
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