JP4414534B2 - 回路板相互接続装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子装置は、回路板、または、たとえばバックプレーンのような相互接続パネルをしばしば使用し、しばしば娘ボードと呼ばれる１つまたは複数の回路板が接続される。娘ボードは、バックプレーンに垂直に配置され、相手コネクタによってそれに接続される。娘ボード上のコネクタは、一般にエッジカードコネクタであり、ボードの縁部に沿って配置され、ボードの表面上の接点パッドからエッジカードコネクタのコネクタ接点まで電気相互接続を与える。このコネクタは、バックプレーン上に取り付けられた相補コネクタへ結合可能である。エッジカードコネクタは個別に作成され、ボードアセンブリの原価と容積を増大させる構成要素である。多数の目的を考慮して、バックプレーンに取り付けられる娘ボードのアレイの間隔は、コネクタの物理的サイズによって制限される。電子デバイスの作動周波数は上昇し続けるので、電子部品を含む回路板上および相互接続されたボードからなる電子アセンブリ内における相互接続通路の長さを最小にすることがますます重要になる。ボードコネクタを使用すると、電気通路長が増加し、それによって、ボードアセンブリの速度が制限されかねない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来型プリント回路板では、導電トレースは１つまたは複数の絶縁材料層上に装備され、内側の層の導電トレースは、選択された位置において層間で延びる導電性の層貫通路によって、他の内側層の導電トレースまたは表面層に相互接続される。選択されたトレースは回路板の上面、および／または底部に位置するパッドまたはめっきされた孔に接続され、コネクタはボードの縁部に沿って取り付けられ、対応するパッドまたは孔に接合される。信号は、回路板におけるトレースに沿って伝わり、結合するコネクタを介して回路板の外に伝わることが必要である。
【０００４】
エッジカードコネクタは、コネクタ本体がスロットを備え、そのスロット内に回路板の縁部が配置されるサドルマウント型、または、コネクタ本体が回路板の縁部の近くのボード表面に取り付けられている直角転換型であってもよい。これら従来型ボード相互接続配置構成の電気通路長は、コネクタを介した相互接続通路によって増大する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、回路板の回路トレースは、相手コネクタ、回路板またはデバイスの接点へ直接接続するために、ボードの側面に対して、そこまで延び、かつ、通常、これから外に向かって延びる。同様に、トレースは回路板の多重側面まで伸延可能である。トレースの接点部分は、一実施形態では、回路板の関連側面の平面の外側に延びるトレースの端部表面である。その代わりに、前記トレースは、回路板の関連側面の平面の内側の平面まで、または前記側面の平面まで延びてもよい。この場合の接点部分の断面積は、意図するサイズの接触領域を与えるために、関連するトレースの断面積より大きくてもよい。トレースの接点部分は、導電率を高め、酸化または腐食を防止または最小にするために、金または他の適切な導電材料でめっきしてもよい。接点パッドは、トレーサの接点端部に対して、その上に堆積するか、または、取り付けてもよい。
【０００６】
トレースの接点部分への相互接続は、接点およびトレース表面をそれぞれ接合する相手接点によって提供される。相手接点は弾性導電コラムまたは適切な金具によって接点端部との係合状態に維持される要素であることが好ましい。
【０００７】
結合回路板またはデバイスへボードトレースをインライン相互接続することによって信号通路長を最小化することができるので、本発明により作成された回路板の速度は改良される。隣接ボード間の間隔も、かさ張るコネクタをなくすことによって減少できる。さらに、トレースの接点部分の間隔は従来型の接点パッドの間隔よりも小さくすることができるので、ボードコネクタがないことは、Ｉ／Ｏ「ピンカウント」を高くすることを可能にする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明により作成された多層回路板を図１および図２に示す。回路トレース１０は回路板の層上に設けられ、そのなかのいくつかはめっきされた貫通孔１２を経て他の層へ接続される。接地平面１４は、遮蔽された構造を与えるために信号層に隣接した層上に装備可能である。多層回路板構造は、それ自体知られていて、よく知られている様々な形式および構成であり得る。本発明にしたがい、前記板の選択された層上の回路トレースは、相手のコネクタ、回路板、または、他のデバイスの接点へ直接接続するために前記板の一方の表面まで延びる。図２に示すように、層１６、１８、および２０上のトレース１０は、少量だけ、すなわち一般に０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）だけ回路板の面の平面を越えて延びる拡大された接触端部２２の形で終端する。図に示す実施形態における接触端部２２は、意図する接触領域を供給するために、関連するトレースよりも大きい断面積をもつ。導電率を改良するか、または、接触端部の酸化または腐食を防止または最小化することによって接触能率を強化するために、接触端部は金めっきするか、または、他の適切な導電材料でめっきまたは被覆してもよい。接触パッドは、図１Ａに示すように、接触端部上に取り付けるかまたは装備することができる。これらのパッドは、銅、導電エポキシ、または他の導電材料製であっても差し支えなく、トレーサのそれぞれの端部に堆積または付着させてもよい。
【０００９】
回路板の接触領域は、単に、たとえば接点２２のような回路板の平面に概して直交する関連するトレースの端部領域に過ぎないことが強調される。接点２２で終端するトレースの表面は板の平面と共平面であり、相手コネクタと接触するためには用いられない。
【００１０】
接地平面は、遮蔽作用を得るために、選択された板層上に装備できる。図２に示すように、接地平面１４は、信号層１６のそれぞれの側面上の層２４および２６の表面上に装備される。層１８のそれぞれの表裏面上の層２８および３０上にも接地平面が装備され、さらに、層２０のそれぞれの表裏面上の層３２および３４上に接地平面が装備される。技術分野においてよく知られているように、他の様々な遮蔽のための配置構成が装備できる。接地平面は、そこから接点２２が延びる回路板上の外側縁部または外側面の内側に所在する各層の縁部３６まで延びる。窪んだ接地平面縁部は、端部２２と接触接合する接点による短絡を防止する。接地平面は、少量だけ、すなわち一般に２．５４ｃｍ（１インチ）の１０００分の１５だけ窪んでいる。
【００１１】
その代わりに、接地平面は、回路板の外側まで伸延させ、相手接点の短絡を防止するために適切な被覆によって絶縁された接地平面の縁部を露出させることができる。
【００１２】
多層回路板の極度に拡大した縁面図または端面図を図４に示す。信号接点４０の列が交互層４２、４４、および４６に装備される。接地接点４８の列は、関連信号層に隣接する層５０および５２に装備される。信号接点と関連信号トレースが外側接地平面によって遮蔽されるように、図示のように、接地平面５４は層表面上に装備される。接地平面は、回路板が接続される装置の接地端子に接続するために、接地接点４８へ選択的に接続される。
【００１３】
一般的な多層板において、板全体の厚さは約１．５７４８ｍｍ（０．０６２インチ）から３．１７５ｍｍ（０．１２５インチ）である。１１層板の場合には一般的に厚さは約３．１７５ｍｍ（０．１２５インチ）ある。
【００１４】
側部接点への相互接続は、板の一方の面の接触端部とそれぞれ接合する相手接点によって提供される。相手接点は、板の接触端部と係合状態に維持された接触端部を備えた弾性導電コラムであることが好ましい。図５において、接点アセンブリ６４の弾性コラム６２の接点と接合する接点端部６０の拡大された断面図を示す。弾性コラムの対面接点は、回路板６８のそれぞれの接触領域６６と係合状態にある。
【００１５】
図６において、シート７０に設けられた開口部において支持された複数の弾性導電コラム７２を有する絶縁材料製の薄い支持シート７０を含む接点アセンブリを示す。各々のコラム７２はそれぞれの接点端部７４を有する。コラムは、導電エラストマ材料製の一実施形態において作成され、図７に拡大して示すように、シート７０の取付け開口部内にコラムを保持するための断面積が小さくなった中央区分を有する。
【００１６】
コラムは、図７Ａに示すように、接合しようとする接点端部列の軸に沿った長軸を持つ卵形構成であることが好ましい。卵形構成は、回路板の接触端部を有する高くなった接触領域を与える。特定の必要条件または仕様条件に適合するために、他の接点構成を用いることができる。
【００１７】
別の実施形態において、図８に示すように、接点端部６０は一般に回路板層を構成する材料である基板材料６１上に支持される。
【００１８】
本発明による側部相互接続装置は、たとえばコンピュータおよび遠隔通信業界で広く用いられるように、娘ボードとバックプレーンの間に相互接続を与えるために特に有用である。この種の相互接続の場合には、図９に示すように、回路板の接点側とバックプレーンの相手接点の間に導電弾性要素の接点アセンブリが中間配置される。相互接続は、娘ボード８０の側部接点とバックプレーン８２の対応する接点との間に設けられる。複数のこの種の娘ボードは共通バックプレーン上に並列配置状態に配列される。娘ボードは、適切な保持器具によって接点アセンブリおよびバックプレーンと係合状態に維持されることが可能である。
【００１９】
図１０に示すように、本発明はボード間相互接続にも使用される。プリント回路板９０は、上述のように、側部相互接続装置を有する相互接続回路板９４によって、間隔配置された回路板９２に相互接続される。１対の弾性導電接点アセンブリ９６および９８は、回路板９４の接点端部と回路板９０および９２それぞれの接点端部との間の弾性圧縮式相互接続を達成するために相互接続回路板９４のそれぞれの側部に装備される。
【００２０】
保持金具は、回路板の接点端部と接点アセンブリの導電コラムとの係合を維持し、バックプレーンまたは他の相互接続デバイス接点と接合するための要素を含むことができる。接点アセンブリはそれ自体、適切な接点係合を維持するために、係合要素を備えることができる。
【００２１】
本発明は、当業者に特許請求の範囲に記載した本発明の趣旨および真の範囲から逸脱することなく代替案として特に図示および記述された事柄によって限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による相互接続装置の絵画図である。
【図１Ａ】 その上に接点パッドを備えた端部接点の拡大上面図である。
【図２】 図１の実施形態の分解組立図である。
【図３】 本発明の拡大側面図である。
【図４】 本発明による相互接続装置の拡大端面図である。
【図５】 本発明による相互接続装置および相手接点アセンブリの拡大断面図である。
【図６】 本発明と共に使用可能な接点アセンブリの絵画図である。
【図７】 図６の接点アセンブリに用いられる弾力導電コラムの拡大側面図である。
【図８】 代替実施形態の拡大側面図である。
【図９】 本発明による回路板および結合バックプレーンの絵画図である。
【図１０】 ボード間相互接続に用いられた本発明の分解組立図である。
【符号の説明】
１０ 回路トレース
１２ 貫通孔
１４ 接地平面
２２ 接点端部

Claims (16)

1. 前面、後面、および前面と後面との間の少なくとも１つの側面、および回路板上または回路板中に配置された複数の導電トレースとを有するプリント回路板を含むプリント回路板相互接続装置であって、
   導電トレースの少なくともいくつかが少なくとも１つの側面まで延び、
   側面まで延びるトレースの各々が、ほぼ側面の平面内に接点端部を有し、相手ユニットの協働接点に結合可能であり、
   プリント回路板が、信号トレースと、接地トレースと、選択された層上のトレースの意図する相互接続を与えるための選択されためっきされた貫通孔とを有する多層ボードであるプリント回路板相互接続装置。
2. トレースの接点端部の各々の断面積が関連するトレースの断面積より大きい、請求項１記載の回路板相互接続装置。
3. トレースの接点端部の各々が関連するトレースの幅より広い、請求項１記載の回路板相互接続装置。
4. トレースの接点端部がそれぞれ導電材料で被覆されている、請求項１記載の回路板相互接続装置。
5. 被覆が銀エポキシである、請求項４記載の回路板相互接続装置。
6. 被覆が貴金属である、請求項４記載の回路板相互接続装置。
7. プリント回路板が、信号平面と、信号平面の一方の側部上の第１接地平面と、信号平面の反対側の部上の第２接地平面とを含み、
   信号平面が回路板の側面まで延びるトレースを有し、
   接地平面が側面の内側の平面まで延びる、請求項１記載の回路板相互接続装置。
8. トレースの接点端部がめっきされている、請求項１記載の回路板相互接続装置。
9. プリント回路板が多数の層を含む、請求項１記載の回路板相互接続装置。
10. プリント回路板が、接点端部を有する側面に向かって延びる縁部を有する少なくとも１つの接地平面を含み、
    接地平面が接点端部から電気的に絶縁されている、請求項１記載の回路板相互接続装置。
11. 接地平面縁部が前記側面の内側に配置されている、請求項１０記載の回路板相互接続装置。
12. 接地平面が前記側面まで延び、縁部に絶縁された被覆を有する、請求項１１記載の回路板相互接続装置。
13. 複数の弾性導電要素を有する接点アセンブリをさらに含んでおり、各要素がそれぞれの導電端部を有し、接点アセンブリの１つの側部上の端部がトレースのそれぞれの接点端部と係合可能である、請求項１記載の回路板相互接続装置。
14. 側面まで延びるトレースが側面から外側へ所定の量だけ延びる、請求項１記載の回路板相互接続装置。
15. トレースの接点端部が概して回路板の平面に直交する、請求項１記載の回路板相互接続装置。
16. それぞれのトレーサの各接点端部と導電性係合している接点パッドを含んでいる、請求項１記載の回路板相互接続装置。

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