JP2023067411A - 電子機器及び基板装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品の設置スペースを確保することができる電子機器及び基板装置を提供する。【解決手段】電子機器は、コネクタが実装された基板と、前記基板に固定されるベース部と、前記基板の縁部から突き出すように配置される突出部と、前記突出部に設けられた第１固定部と、を有するブラケットと、第１端部に前記コネクタに接続される接続端子を有し、第２端部に前記第１固定部に対して固定される第２固定部を有することで、前記第２端部が前記基板の縁部から張り出した位置に設置される電子部品と、を備える。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、基板を搭載した電子機器及び基板装置に関する。

ノート型ＰＣのような電子機器は、ＣＰＵを実装した基板（マザーボード）のコネクタに対してＳＳＤ等の電子部品を接続して用いている（例えば特許文献１参照）。

特開２０２０－０５７７３７号公報

上記のような電子機器は、小型化と高性能化の両立が要求される。性能の高いＣＰＵは、大型である場合が多い。ところが、筐体の小型化の観点からは、基板の大きさを拡大することは難しい。その結果、基板上では、ＣＰＵの占有スペースが相対的に増大し、ＳＳＤ等の電子部品の設置スペースの確保が難しくなる懸念がある。

本発明は、上記従来技術の課題を考慮してなされたものであり、電子部品の設置スペースを確保することができる電子機器及び基板装置を提供することを目的とする。

本発明の第１態様に係る電子機器は、コネクタが実装された基板と、前記基板に固定されるベース部と、前記基板の縁部から突き出すように配置される突出部と、前記突出部に設けられた第１固定部と、を有するブラケットと、第１端部に前記コネクタに接続される接続端子を有し、第２端部に前記第１固定部に対して固定される第２固定部を有することで、前記第２端部が前記基板の縁部から張り出した位置に設置される電子部品と、を備える。

本発明の第２態様に係る基板装置は、コネクタが実装された基板と、前記基板に固定されるベース部と、前記基板の縁部から突き出すように配置される突出部と、前記突出部に設けられ、前記コネクタに接続された電子部品を固定するための固定部と、を有するブラケットと、を備える。

本発明の上記態様によれば、電子部品の設置スペースを確保することができる。

図１は、一実施形態に係る電子機器を上から見下ろした図である。 図２は、筐体の内部構造を模式的に示す底面図である。 図３Ａは、図２に示す上カバー材及び基板装置の一部を拡大した模式的な分解斜視図である。 図３Ｂは、図３Ａに示す上カバー材に基板装置を取り付けた状態での斜視図である。 図４は、図３Ｂ中のＩＶ－ＩＶ線に沿う模式的な断面図である。

以下、本発明に係る電子機器及び基板装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、一実施形態に係る電子機器１０を上から見下ろした図である。図１に示すように、電子機器１０は、筐体１２と、ディスプレイ筐体１４と、ヒンジ１６とを備える。本実施形態に係る電子機器１０は、筐体１２とディスプレイ筐体１４との間がヒンジ１６によって相対的に回動可能に連結されたクラムシェル型のノート型ＰＣである。本発明は、ノート型ＰＣ以外、例えばタブレット型ＰＣ、携帯電話、スマートフォン、携帯用ゲーム機、電子手帳等の各種情報機器に適用できる。

以下、筐体１２及びこれに搭載される各要素について、図１に示す電子機器１０を使用するユーザから見た方向を基準とし、手前側を前、奥側を後、幅方向を左右、厚み方向を上下、と呼んで説明する。

先ず、電子機器１０の全体構成を説明する。

図１に示すように、筐体１２は、扁平な箱型の筐体である。筐体１２は、上カバー材１２Ａと、下カバー材１２Ｂとで構成されている。上カバー材１２Ａは、筐体１２の上面及び四周側面を形成する。下カバー材１２Ｂは、上カバー材１２Ａの下面側開口を塞ぐ蓋板であり、筐体１２の下面を形成する。筐体１２の上面には、キーボード１８及びタッチパッド１９が設けられている。

ディスプレイ筐体１４は、筐体１２よりも薄い扁平な箱型の筐体である。ディスプレイ筐体１４の前面には、ディスプレイ２０が設けられている。ディスプレイ２０は、例えば液晶ディスプレイである。

ヒンジ１６は、筐体１２の後縁部とディスプレイ筐体１４の下縁部との間を連結している。ヒンジ１６は、例えば左右一対設けられている。

次に、筐体１２の内部構造の具体的な構成例を説明する。図２は、筐体１２の内部構造を模式的に示す底面図である。図３Ａは、図２に示す上カバー材１４Ａ及び基板装置２２の一部を拡大した模式的な分解斜視図である。図３Ｂは、図３Ａに示す上カバー材１４Ａに基板装置２２を取り付けた状態での斜視図である。

図２、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、筐体１２の内部には、基板装置２２、バッテリ装置２３、及びアンテナエレメント２４等の各種電子部品や機械部品が収容されている。

バッテリ装置２３は、電子機器１０の電源となる二次電池である。バッテリ装置２３は、基板２６と接続され、基板２６に電力を供給する。アンテナエレメント２４は、後述する通信モジュール３７，３８と接続され、無線の送受信を行う。図２中の参照符号２５は、筐体１２の後端面に形成された切欠形状部であり、ヒンジ１６が配置される。

基板装置２２は、基板２６と、ブラケット２８と、ブラケット３０とを有する。

基板２６は、電子機器１０のマザーボードである。基板２６は、例えば筐体１２内で後側略半分の領域を占める大きさである。基板２６は、ＣＰＵ３２、コネクタ３３、コネクタ３４、及び電源コネクタ３５等の各種電子部品が実装されている。基板２６は、その第１面（実装面）２６ａにＣＰＵ３２及びコネクタ３３，３４等が実装される。基板２６は、第１面２６ａの裏面（第２面２６ｂ）が上カバー材１２Ａの下面（内面）及びキーボード１８の下面に対してねじ止めされ、これにより筐体１２に固定される。

ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２は、電子機器１０の主たる処理装置である。ＣＰＵ３２は、ダイ３２ａと、パッケージ基板３２ｂとを有する。ＣＰＵ３２は、基板２６の第１面２６ａの中央付近で大きなスペースを占有している。

コネクタ３３，３４は、例えばＭ．２（エムドットツー）規格に対応している。コネクタ３３は、例えばＳＳＤ（Solid State Drive）である記憶装置３６が接続される。コネクタ３４は、例えばＷＷＡＮ（Wireless Wide Area Network）に対応した第１通信モジュール３７が接続される。電源コネクタ３５は、バッテリ装置２３が接続される。基板２６には、さらに、例えばＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）に対応した第２通信モジュール３８が実装されている。通信モジュール３７，３８には、アンテナエレメント２４、又は筐体１２，１４の他所に配置されたアンテナエレメントが適宜接続される。

図２に示すように、基板２６の第１面２６ａは、ＣＰＵ３２が大きなスペースを占めている。このため第１面２６ａには、記憶装置３６の全体を載置できるスペースの確保が困難である。その結果、記憶装置３６は、一部が基板２６の縁部２６ｃから張り出した状態でコネクタ３３に接続されている。そこで、電子機器１０は、基板２６から張り出した記憶装置３６を支持するブラケット２８を備える。

図２～図３Ｂに示すように、ブラケット２８は、ステンレス等の金属板材である。ブラケット２８は、基板２６に固定され、基板２６の第１面２６ａを補完して記憶装置３６を支持するための部品である。

ブラケット２８は、ベース部２８ａと、突出部２８ｂと、段差部２８ｃと、第１位置決め部４１ａ，４１ｂとを有する。

ベース部２８ａは、基板２６に固定されるプレート部である。図３Ａに示す構成例では、ベース部２８ａは、基板２６の下面側にある他の部品を避けるために略Ｕ字状に形成されている。ベース部２８ａの形状は限定されるものではなく、例えば矩形状でもよい。本実施形態では、ベース部２８ａは、その表面２８ａ１に設けた両面粘着テープ４０を用いて第２面２６ｂに固定される。ベース部２８ａは、両面粘着テープ４０に代えて又は両面粘着テープ４０と共に、粘着剤やねじ等で基板２６に固定されてもよい。

突出部２８ｂは、記憶装置３６を支持するためのプレート部である。突出部２８ｂは、基板２６の縁部２６ｃから突き出すように配置され、その表面２８ｂ１が基板２６の第１面２６ａと略面一に配置される。つまり突出部２８ｂの表面２８ｂ１は、実質的に第１面２６ａの一部を外側に延長するものである。

突出部２８ｂには、第１固定部４２と、筐体支持部４３，４４、長孔４５とが設けられている。

第１固定部４２及び筐体支持部４３，４４は、表面２８ｂ１から突出した円筒状のボスである。第１固定部４２は、筐体支持部４３，４４間でこれらよりもベース部２８ａ側に多少オフセットした位置に設けられている。第１固定部４２は、内周に雌ねじが形成されており、記憶装置３６が固定される。筐体支持部４３，４４は、第１固定部４２を跨ぐように設けられている。筐体支持部４３，４４は、ブラケット２８の筐体１２に対する支持部となる。

長孔４５は、放熱用の金属プレートの爪が係止される係止孔である。この金属プレートは、コネクタ３３及びブラケット２８で支持された記憶装置３６の表面（下面）を覆うように配置される。長孔４５は省略してもよい。

段差部２８ｃは、ベース部２８ａと突出部２８ｂとの間に段差を形成する。ベース部２８ａは、その表面２８ａ１が基板２６の第２面２６ｂに当接して固定される。突出部２８ｂは、その表面２８ｂ１が基板２６の第１面２６ａと略面一に配置される。このため、ベース部２８ａの表面２８ａ１と突出部２８ｂの表面２８ｂ１との間には、基板２６の板厚分の段差が必要となる。そこで、段差部２８ｃは、基板２６の板厚分の段差を表面２８ａ１，２８ｂ１間に形成している。

第１位置決め部４１ａ，４１ｂは、それぞれ段差部２８ｃに近接した位置でベース部２８ａの表面２８ａ１から突出したピンである。第１位置決め部４１ａ，４１ｂは、段差部２８ｃに沿って並んでいる。第１位置決め部４１ａ，４１ｂ間のピッチは、記憶装置３６の幅（図２での左右方向の幅）よりも大きい。

図２～図３Ｂに示すように、基板２６には、第２位置決め部４５ａ，４５ｂが設けられている。

第２位置決め部４５ａ，４５ｂは、それぞれ縁部２６ｃに沿って並んでいる。縁部２６ｃに沿う方向（左右方向）を基準とした場合に、第２位置決め部４５ａ，４５ｂは、コネクタ３３を跨ぐように配置され、コネクタ３３に対する位置関係が高精度に規定されている。第２位置決め部４５ａ，４５ｂ間のピッチは、第１位置決め部４１ａ，４１ｂ間のピッチと同一である。これにより第２位置決め部４５ａ，４５ｂは、第１位置決め部４１ａ，４１ｂを係合可能である。本実施形態の場合、一方の第２位置決め部４５ａは、左右方向に長い長孔で形成し、第１位置決め部４１ａ，４１ｂとの間での寸法公差を吸収可能としている。

次に、ブラケット２８を用いた記憶装置３６の基板２６に対する取付方法の一例を説明する。図４は、図３Ｂ中のＩＶ－ＩＶ線に沿う模式的な断面図である。

図２、図３Ｂ及び図４に示すように、記憶装置３６は、薄いカード状の電子部品である。記憶装置３６は、例えばＳＳＤであり、カード状の基板に各種半導体チップを実装したものである。記憶装置３６は、コネクタ３３に対する挿抜方向（前後方向）で、後端部（第１端部３６ａ）に接続端子４８を有し、前端部（第２端部３６ｂ）に第２固定部４９を有する。

接続端子４８は、コネクタ３３に接続される部分であり、記憶装置３６を構成する基板の端部に複数の端子を並列したものである。すなわち接続端子４８は、Ｍ．２規格のコネクタ３３に接続可能な構成である。第２固定部４９は、記憶装置３６を構成する基板の端部の中央を、例えば半円状に切り欠いた切欠孔である。第２固定部４９は、接続端子４８がコネクタ３３に接続された状態で、ブラケット２８の第１固定部４２と同軸上に配置される。

このような記憶装置３６を基板２６に固定する際は、先ず、基板２６にブラケット２８を固定する。ブラケット２８は、ベース部２８ａを基板２６の第２面２６ｂに両面粘着テープ４０で固定する。この際、第１位置決め部４１ａ，４１ｂが、それぞれ第２位置決め部４５ａ，４５ｂに第２面２６ｂ側から係合される。

これにより、ブラケット２８は、コネクタ３３との位置関係が高精度に位置決めされた状態で基板２６に固定される。ここで、段差部２８ｃは、基板２６の縁部２６ｃの端面と対向するように配置される。突出部２８ｂは、基板２６の第１面２６ａと略面一に配置され、縁部２６ｃから前方に突出した状態となる。

続いて、基板２６を上カバー材１４Ａ及びキーボード１８の下面に固定する。基板２６には、取付孔２６ｄが各所に形成されている。各取付孔２６ｄは、第１面２６ａ側からねじ５０ａ（図４参照）が挿通される。各ねじ５０ａは、上カバー材１４Ａ及びキーボード１８の下面の各所に設けたボス５０の雌ねじに螺合される。その結果、基板２６が筐体１２に固定される。

基板２６が筐体１２に固定された際、ブラケット２８の突出部２８ｂは、筐体支持部４３，４４が上カバー材１４Ａの下面に設けたボス５１の同軸上に配置される。そこで、筐体支持部４３，４４側からボス５１の雌ねじに向かってねじ５１ａを螺合させることで、ブラケット２８の突出部２８ｂが筐体１２に支持される（図４参照）。

最後に、記憶装置３６を固定する。記憶装置３６は、先ず接続端子４８をコネクタ３３に接続する。続いて、記憶装置３６を第１面２６ａ及び表面２８ｂ１に載置すると、第２固定部４９が第１固定部４２と同軸上に配置される。そこで、第２固定部４９側から第１固定部４２側に向かってねじ５２を締結する（図４参照）。これにより記憶装置３６の基板２６に対する取付作業が完了する。

なお、図２に示す構成例では、基板２６の第１面２６ａには、第１通信モジュール３７の全体を載置できるスペースの確保も困難となっている。そこで、本実施形態では、第１通信モジュール３７についても、一部が基板２６の縁部２６ｃから張り出した状態でそれぞれコネクタ３４に接続された構成を例示している。

但し、ブラケット３０は、支持対象が第１通信モジュール３７であり、基板２６に対する取付位置等が異なる以外、基本的な構成は上記したブラケット２８と同一又は同様でよい。そこで、ブラケット３０の各要素については、ブラケット２８の各要素と同一の参照符号を図２中に付して詳細な説明を省略する。また、第１通信モジュール３７の基板２６及びブラケット３０に対する取付構造も、記憶装置３６のきばｎ２６及びブラケット２８に対する取付構造と略同様でよい。このため、第１通信モジュール３７の各要素についても、記憶装置３６の各要素と同一の参照符号を図２中に付して詳細な説明を省略する。

他方、ＷＷＡＮ規格の第１通信モジュール３７は、記憶装置３６と比べて小型のものが多く、図２に示すコネクタ３４の配置でも基板２６上に収納可能な場合も多い。図２中に２点鎖線で示す第１通信モジュール３７Ａは、実線で示す第１通信モジュール３７よりも短尺なため、その全体が基板２６上に載置可能な形状である。このような第１通信モジュール３７Ａは、ブラケット３０を用いず、第２固定部４９を基板２６に直接ねじ止めして固定すればよいことは言うまでもない。

以上のように、本実施形態に係る電子機器１０は、コネクタ３３が実装された基板２６と、基板２６に固定されるベース部２８ａと、基板２６の縁部２６ｃから突き出すように配置される突出部２８ｂと、突出部２８ｂに設けられた第１固定部４２と、を有するブラケット２８（３０）と、第１端部３６ａにコネクタ３３（３４）に接続される接続端子４８を有し、第２端部３６ｂに第１固定部４２に対して固定される第２固定部４９を有することで、第２端部３６ｂが基板２６の縁部２６ｃから張り出した位置に設置される電子部品である記憶装置３６（第１通信モジュール３７）と、を備える。

従って、電子機器１０は、ＣＰＵ３２のサイズの影響と、筐体１２のサイズの制約とで、基板２６の第１面２６ａに全体を収容できず、一部が基板２６からはみ出すように設置せざるを得ない記憶装置３６（第１通信モジュール３７）の設置スペースをブラケット２８（３０）により確保することができる。

例えば、記憶装置３６の第２固定部４９をブラケット２８を用いずに、直接的に上カバー材１４Ａにねじ止め等で固定した場合を考えてみる。この場合、記憶装置３６は、第１端部３６ａがコネクタ３３を介して基板２６に固定され、第２端部３６ｂが筐体１２に固定された状態となる。このため、筐体１２に対する基板２６の取付位置のばらつきと、筐体１２内での第２固定部４９の固定部品（例えばねじ５２を締結するためのボス）の形成位置のばらつきとが影響し、記憶装置３６がコネクタ３３に対して傾いた姿勢で接続される可能性がある。この場合、接続端子４８とコネクタ３３とのコンタクト部が接触不良を生じる懸念がある。また、筐体１２が外力を受けて歪みを生じた際には、基板２６と記憶装置３６との距離が変化し、接続端子４８がコネクタ３３に摺動して両者のコンタクト部が摩耗して接続不良を生じる懸念もある。

他方、ブラケット２８の突出部２８ｂの部分に基板２６を半島状に延長することも考えられる。ところが、この場合には、基板２６を構成するＰＣＢ（Poly Chlorinated Biphenyl）の製造時の取り数が悪くなり、基板２６のコストが大幅に増加する懸念がある。

これに対して、当該電子機器１０は、基板２６に固定したブラケット２８で記憶装置３６のはみ出し部分を支持したことで、基板２６からはみ出した部分も含めて記憶装置３６の全体が基板２６と一体化される。その結果、当該電子機器１０は、上記した接続端子４８とコネクタ３３とのコンタクト部での接触不良の問題や、基板２６のコスト増加の問題を回避できる。

特に、ＳＳＤである記憶装置３６は、コネクタ３３に対する接触不良を生じると、電子機器１０のシステム全体に深刻な影響を及ぼす懸念がある。このため、記憶装置３６は、ブラケット２８による取付構造が極めて重要となる。また、ＳＳＤは大きな発熱を生じる場合があるが、金属性のブラケット２８が接触していることで、冷却効果も得られる。

一方、第１通信モジュール３７は、仮にコネクタ３４に対する接触不良を生じたとしても、一時的に通信が途切れるだけであり、システム全体に深刻な影響を及ぼすことは少ない。このため、第１通信モジュール３７は、基板２６からはみ出した配置であったとしても、例えばブラケット３０を用いずに第２固定部４９を直接的に筐体１２に固定することもできる。

当該電子機器１０において、ブラケット２８（３０）は、第１位置決め部４１ａ，４１ｂが第２位置決め部４５ａ，４５ｂに係合されることで、基板２６に対するより高精度な位置決めが可能である。ここで、第１位置決め部４１ａ，４１ｂと第１固定部４２とは、共にブラケット２８（３０）に形成されているため、両者間の位置精度は高くできる。同様に、第２位置決め部４５ａ，４５ｂとコネクタ３３（３４）が実装されるスルーホールとは、共に基板２６に形成されているため、両者間の位置精度も高くできる。

これにより、ブラケット２８（３０）が位置決め部４１ａ，４１ｂ，４５ａ，４５ｂを介して基板２６に高精度に位置決めされることで、コネクタ３３（３４）と第１固定部４２との位置精度も高くできる。すなわち当該電子機器１０は、記憶装置３６の接続端子４８が接続されるコネクタ３３と、記憶装置３６の第２固定部４９が固定される第１固定部４２との位置精度が高い。このため、当該電子機器１０は、記憶装置３６とコネクタ３３との接触不良の発生を一層抑制でき、第１通信モジュール３７についても同様な効果が得られる。

上記では、ブラケット２８，３０の第１位置決め部４１ａ，４１ｂをピンとし、基板２６の第２位置決め部４５ａ，４５ｂをピンが係合する係合穴とした構成を例示した。しかしながら、ブラケット２８，３０の第１位置決め部４１ａ，４１ｂを係合穴とし、基板２６の第２位置決め部４５ａ，４５ｂをピンとしても勿論よい。

ブラケット２８，３０の基板２６に対する位置決めは、位置決め部４１ａ，４１ｂ，４５ａ，４５ｂを用いずに実現することも可能である。例えばブラケット２８を基板２６に固定する際、所定の治具を用いることで、両者の位置関係をコントロールすることも可能である。

当該電子機器１０は、ブラケット２８（３０）の突出部２８ｂを筐体１２に対して支持する支持部材として、ブラケット２８（３０）の筐体支持部４３，４４を筐体１２のボス５１に締結するねじ５１ａを備える。これにより基板２６から突き出した状態の記憶装置３６及びブラケット２８の突出部２８ｂが振動を生じ、接続端子４８とコネクタ３３とが接触不良を生じることや異音を生じることを抑制できる。

なお、上記したように、図４に示す構成例では、突出部２８ｂを筐体１２に対して支持する支持部材として、ねじ５１ａを例示した。この支持部材は、ねじ５１ａに代えて、ある程度の隙間を持って突出部２８ｂを筐体１２にフローティング支持するねじや、スポンジ、ラバーを用いてもよい。突出部２８ｂが筐体１２に完全に固定された構成では、筐体１２の剛性や強度によっては、例えば筐体１２の歪みの影響が直接的にブラケット２８から記憶装置３６に伝わる可能性もあるからである。一方、筐体１２の剛性や強度がある程度担保できる構造では、突出部２８ｂを筐体１２に完全に固定し、上記した振動の影響を抑制することが好ましい場合もある。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

１０ 電子機器
１２ 筐体
１４ ディスプレイ筐体
２２ 基板装置
２６ 基板
２８，３０ ブラケット
２８ａ ベース部
２８ｂ 突出部
２８ｃ 段差部
３２ ＣＰＵ
３３，３４ コネクタ
３６ 記憶装置
３７，３７Ａ 第１通信モジュール
４１ａ，４１ｂ 第１位置決め部
４２ 第１固定部
４５ａ，４５ｂ 第２位置決め部
４８ 接続端子
４９ 第２固定部

Claims (6)

1. 電子機器であって、
   コネクタが実装された基板と、
   前記基板に固定されるベース部と、前記基板の縁部から突き出すように配置される突出部と、前記突出部に設けられた第１固定部と、を有するブラケットと、
   第１端部に前記コネクタに接続される接続端子を有し、第２端部に前記第１固定部に対して固定される第２固定部を有することで、前記第２端部が前記基板の縁部から張り出した位置に設置される電子部品と、
   を備えることを特徴とする電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器であって、
   前記ブラケットは、ピン及び係合穴の一方である第１位置決め部を有し、
   前記基板は、前記ピン及び係合穴の他方であって、前記第１位置決め部と係合されて互いに位置決めされる第２位置決め部を有する
   ことを特徴とする電子機器。
3. 請求項１又は２に記載の電子機器であって、
   前記基板、前記ブラケット、及び前記電子部品を収容した筐体と、
   前記ブラケットの前記突出部を前記筐体に対して支持する支持部材と、
   をさらに備える
   ことを特徴とする電子機器。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の電子機器であって、
   前記基板は、前記コネクタが実装された第１面と、該第１面の裏面である第２面と、を有し、
   当該電子機器は、前記基板の第１面に実装された処理装置をさらに備え、
   前記ブラケットは、前記ベース部と前記突出部との間に段差部を有し、前記ベース部が前記基板の第２面に固定され、前記突出部の表面が前記基板の第１面と略面一に配置される
   ことを特徴とする電子機器。
5. 請求項１に記載の電子機器であって、
   前記電子部品は、記憶装置である
   ことを特徴とする電子機器。
6. 基板装置であって、
   コネクタが実装された基板と、
   前記基板に固定されるベース部と、前記基板の縁部から突き出すように配置される突出部と、前記突出部に設けられ、前記コネクタに接続された電子部品を固定するための固定部と、を有するブラケットと、
   を備えることを特徴とする基板装置。

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