JP5439628B2 - プリント回路板 - Google Patents

Description

記載される実施形態は一般にラップトップ・コンピュータ、タブレット・コンピュータ等のような計算デバイスに関する。より具体的に、回路板接続方式が記載される。

近年、ラップトップ、ＰＤＡ、メディアプレーヤ、携帯電話機等のような携帯用計算デバイスは小型で、軽量で、高性能になってきた。このサイズ縮小に寄与する一因は、これらのデバイスの様々なコンポーネントを、大抵の場合にこのようなコンポーネントの性能及び／又は動作速度を向上しつつ、ますます小さなサイズで組み立てる製造者の能力のおかげでありうる。小型化、軽量化及び高性能化の傾向は携帯用計算デバイスの一部のコンポーネントの設計において継続的な設計課題を提起する。

携帯用計算デバイスに関連する１つの設計課題は、様々な内部コンポーネントを収納するために用いられる筐体の設計である。この設計課題は一般に、筐体を軽量且つ薄型にしたいという欲求、筐体を頑丈にしたいという欲求、筐体の見た目を美しくしたいという欲求を含む複数の矛盾する設計目的から生じる。筐体内において、充填効率及び組み立ての容易さを考慮しつつ、様々な内部コンポーネント間での電力及びデータ接続が確立される必要がある。

典型的に、携帯用計算デバイスは１つ以上の筐体コンポーネントを有し、各筐体コンポーネントは比較的一定である「厚さ」を有する何らかの外面輪郭を有する。様々な内部コンポーネントは、筐体コンポーネントのそれぞれの外面輪郭内に分配されうる。充填効率を向上するために、内部コンポーネントは各筐体コンポーネントの厚さ内の様々な高さに位置しうる。数多くのデータ及び電力接続は内部コンポーネントをつなげうる。２つの内部コンポーネントが相異なる高さに位置しうるので、データ及び電力接続は、２つのコンポーネントをつなぐために高さの違いを越える必要がある。

相異なる高さの２つの内部コンポーネント間の接続は、「フレックス」と呼ばれることもある可撓性ケーブルを用いて実現されることもある。例として、フレックスは相異なる高さで２つの回路板を接続するための用いられてもよく、各回路板はフレックスの両端にあるコネクタとの互換性を有するコネクタを含む。フレックスの使用によって、余計なコネクタと、より多くの組立工程とが必要になり、コストが増加する。前述の観点から、内部コンポーネントの組立方式を改良する必要がある。

本明細書は携帯用計算デバイスの組み立てのような計算用途に用いられる筐体のためのシステム、方法及び装置に関する様々な実施形態を記載する。互いに異なるレベル及び姿勢に位置する回路にデバイス・コンポーネントを接続するための方法が記載される。１つの実施形態では、第１回路は多平面リジッド回路板上に位置しうる。多平面リジッド回路板は少なくとも１つの可撓性部材を含みうる。可撓性部材は電力及び／又はデータを伝達するために用いられる配線と、電力及び／又はデータ配線に結合されたインタフェースとを含みうる。可撓性部材は多平面リジッド回路板上の第１回路を別のデバイス・コンポーネントに関連する第２回路に接続するようにそらされ又はねじられうる。可撓性部材は多平面リジッド回路板の一体のコンポーネントとして形成されうる。すなわち、可撓性部材と多平面リジッド回路と可撓性部材とは共通の基板を共有する。

１つの側面では、携帯用計算デバイスのための第１プリント回路板及び筐体が提供されうる。第１プリント回路板は第１プリント回路板の基体部から延びる可撓性部材を含みうる。可撓性部材は複数の配線を含んでもよく、可撓性部材の自由端は配線との第１インタフェースを含みうる。第１プリント回路板は筐体の内部に固定されうる。可撓性部材のうち配線を含む側に第１留め具の面が接触するように可撓性部材にわたって第１留め具が固定されうる。留め具の一部は配線間で短絡が発生するのを防止するように絶縁されうる。

第１留め具の近くの第１線に沿って可撓性部材が曲がるように可撓性部材の自由端がそらされうる。可撓性部材の自由端は第２留め具を用いて固定されてもよく、可撓性部材は第２留め具の近くの第２線に沿って曲がる。第１留め具及び第２留め具は可撓性部材をそらせた及び／又はねじった結果として生じる応力を、２つの留め具の間の可撓性部材上のエリアに局所化する傾向がありうる。固定された後に、自由端の端部は第１プリント回路板の基体部とは異なる筐体内の深さ及び／又は基体部とは異なる角度の姿勢に位置しうる。第２回路を含む第２回路板は、可撓性部材上の配線を介して第２回路と第１回路板の基体部に位置する第１回路との間でデータ及び電力が伝送可能なように第１インタフェースに接続されうる。

添付の図面に関連する以下の詳細な説明によって実施形態が容易に理解されるだろう。図面において、同様の参照符号は同様の構造要素を示す。

記載される実施形態に従う３つの未接続の内部コンポーネントを有する携帯用計算デバイスの側面図を示す。 記載される実施形態に従う３つの未接続の内部コンポーネントを有する携帯用計算デバイスの平面図を示す。 記載される実施形態に従う多平面リジット回路板を用いて接続された、図１ａ、１ｂに示される３つの内部コンポーネントを有する携帯用計算デバイスの側面図を示す。 記載される実施形態に従う多平面リジット回路板を用いて接続された、図１ａ、１ｂに示される３つの内部コンポーネントを有する携帯用計算デバイスの上面図を示す。 記載される実施形態に従う多平面リジット回路板の平面図を示す。 多平面リジット回路板を用いて携帯用コンピュータ・デバイスを製造する方法のフローチャートである。

以下、添付の図面に説明される代表的な実施形態が詳細に参照される。以下の説明が実施形態を１つの好適な実施形態に限定する意図がないことが理解されるべきである。それどころか、添付の特許請求の範囲で規定されるような記載される実施形態の精神及び範囲内に含まれうる代替、変形及び均等物をカバーすることが意図される。

本明細書に記載されるデバイスの特定の実施形態では、内部コンポーネントのうちの１つ以上が多平面リジット回路板を含みうる。多平面リジット回路板は少なくとも１つの可撓性部材を含みうる。可撓性部材は、電力及び／又はデータを伝達するために用いられる配線と、電力及び／又はデータ配線に結合されたインタフェースとを含みうる。多平面リジット回路板は計算デバイス内に設置され、その後、可撓性部材の自由端がそらされ（deflect）及び／又はねじられ（twist）、多平面リジット回路板の残り部分が固定されるレベルよりも上又は下の位置に固定されるか、多平面リジット回路板の残り部分とは異なる平面に固定される。部材の自由端のインタフェースは、多平面リジット回路板上に存在する回路とプリント回路板上に存在する回路との間の電力及び／又はデータが可撓性部材を介して伝送されるように、プリント回路板に結合されうる。一部の例では、多平面回路板の用途として、携帯用計算デバイスの設計においてフレックス・ケーブルを置き換えるために使用されうる。

例として、携帯用計算デバイスはメイン・ロジックボードを有しうる。携帯用計算デバイスは筐体とメイン・ロジックボードとを有し、メイン・ロジックボードは筐体内の所定の深さに存在するように設計される。メイン・ロジックボードは多平面リジット回路板でありうる。よって、メイン・ロジックボードは、電力及び／又はデータ配線と、電力及び／又はデータ配線とのインタフェースとを含む１つ以上の可撓性部材を含みうる。メイン・ロジックボードが携帯用計算デバイス内の第１レベルに設置され、その後に１つ以上の可撓性部材がメイン・ロジックボードのレベルよりも上又は下の位置か、メイン・ロジックボードとは異なる平面に固定されうる。可撓性部材上の配線はメイン・ロジックボードと携帯用計算デバイスに関連する別のコンポーネントとの間で電力及び／又はデータを伝送するために用いられうる。この別のコンポーネントは、ＳＩＭカード、無線インタフェース（例えば、アンテナ）、多ピン・データコネクタ、多ピン電力コネクタ又は統合多ピンデータ・電力コネクタのようなものであるが、これらに限定されない。

付加的なコンポーネントに関連する回路は、メイン・ロジックボードの基体部（body portion）の上又は下にある平面と、メイン・ロジックボードに対して平行でない平面との少なくとも一方に位置しうる。メイン・ロジックボード上の可撓性部材は、メイン・ロジックボードの基体部と付加的コンポーネントに関連する回路の位置との間の深さ変化だけでなく角度変化を越えるために用いられうる。一般に、本明細書で用いられる方法は、相異なる深さの平面に位置する２つの相異なる回路コンポーネントを接続するために用いられ、これらの平面は互いに傾斜しうる。本方法は携帯用であってもなくても、計算デバイス内に適用され、計算デバイス内のメイン・ロジックボードと他の回路との間の接続の例に限定されない。

以下の図１ａ〜図４に関して多平面リジット回路板の使用法が記載される。図１ａ及び図１ｂはそれぞれ、３つの未接続の内部コンポーネントを有する計算デバイスの側面図及び平面図を示し、コンポーネントのうちの１つは２つの可撓性部材を有する多平面リジット回路板である。図２ａ及び図２ｂはそれぞれ、記載される実施形態に従う多平面リジット回路板の２つの可撓性部材を用いて接続された、図１ａ及び図１ｂに示される３つの内部コンポーネントを有する携帯用計算デバイスの側面図及び平面図である。図３は３つの相異なる可撓性部材を有する多平面リジット回路板の平面図である。図４は多平面リジット回路板を組み込んだ携帯用コンピュータ・デバイスを製造する方法のフローチャートである。

図１ａ及び図１ｂはそれぞれ、記載される実施形態に従う３つの未接続の内部コンポーネントを有する携帯用計算デバイス１００の側面図及び平面図を示す。携帯用計算デバイス１００は筐体１０２を含む。筐体１０２の外面輪郭及び内面輪郭は矩形の箱の輪郭である。筐体１０２は厚さを有し、相異なる厚さの高さは「ｚ」次元１１０で表される。筐体１０２の長さ及び幅はそれぞれ、ｘ次元１１６及びｙ次元１１８で表されうる。

相対的な厚さを含む矩形輪郭は例示のためだけに提供される。様々な実施形態では、外面輪郭は、純粋な矩形輪郭とは異なる丸まった面のような様々な面を含みうる。さらに、内面輪郭は外面輪郭とは全く異なった形状をとりうる。内面輪郭は、計算デバイスの内部にわたって場所ごとに変わる段差や曲面を有しうる。外面輪郭と内面輪郭との間の公称の厚さは筐体にわたって異なりうる。

様々なデバイス及びこれらに関連するコンポーネントが筐体にわたって分配され、結合されうる。様々なデバイス及びこれらに関連するコンポーネントは、アンテナ・コンポーネント、外部データ・電力インタフェース、機械式ボタン・コンポーネント、オーディオ・コンポーネント、ディスプレイ・コンポーネント、タッチスクリーン・コンポーネント、プロセッサ及びメモリのコンポーネント並びにバッテリ・コンポーネントを含むがこれに限定されない。典型的に、デバイス及びこれらに関連するコンポーネントは、何らかのタイプの接続方式を介してコンポーネントが互いにつなげられるのを可能にする関連コネクタを有するプリント回路板（ＰＣＢ）を含む。接続方式は必要ならばコンポーネントへ電力が伝達されるのを可能にでき、様々なコンポーネント間の通信が発生するのを可能にできる。

図１ａ及び図１ｂには、１０４、１０６、１０８のような３つのＰＣＢが示される。ＰＣＢ１０４、１０６、１０８は互いに接続されていないように示される。１つの実施形態では、ＰＣＢ１０４はメイン・ロジックボードであり、ＣＰＵコンポーネント１１２を含む。ＰＣＢ１０４、１０６、１０８はプラスチックのような材料や、プリント回路板に有用な他の適切な材料から構成されうる。

図１ａでは、ＰＣＢ１０４、１０６、１０８は筐体１０２内の相異なる高さ１１０に位置する。第１ＰＣＢ１０４は第１高さに位置する。第２ＰＢＣ１０６及び第３ＰＢＣ１０８は第１ＰＣＢ１０４よりも上の高さに位置する。さらに、ＰＣＢ１０６の高さはｙ次元１１８に沿って変化するが、ＰＣＢ１０４及びＰＣＢ１０８の高さはこの次元で一定であり、すなわち板は一定のｚ平面上に位置する。

ＰＣＢ１０４、１０６、１０８のそれぞれは、筐体１０２に結合される基礎支持構造体に固定又は支えられうる。基礎支持構造体は総括的にボックス１０１として説明される。支持構造体は、携帯用計算デバイス１００の設計に依存して異なりうるフレーム、留め具（fastener）及び支柱（post）を含みうる。

図１ｂで、板間の接続が形成される前に、ＰＣＢ１０４、１０６、１０８はｘ次元１１６及びｙ次元１１８において互いに重畳しうる。ＰＣＢ１０４は２つの矩形可撓性部材を有する中央部を含み、可撓性部材１２４、１２６はＰＣＢ１０４の中心部から延びうる。よって、この例では、ＰＣＢ１０４が多平面リジット回路板でありうる。図１ｂの平面図に示されるように、未接続の状態では、部材１０４の一部はＰＣＢ１０６の下に配置されてこれに重畳し、部材１２６の一部はＰＣＢ１０８の下に配置されてこれに重畳しうる。

可撓性部材１２４、１２６は多平面リジット回路板１０４の残り部分と同じ材料で作られてもよく、板１０４は統合配線を含む単一の統合部品であってもよく、すなわち部材１２４、１２６は個別に形成されて、その後に板１０４に結合されるわけではない。一部の実施形態では、１０４に用いられる材料組成は板１０４全体が柔軟になり、それゆえ可撓性部材１２４、１２６が柔軟になるように調整されうる。他の実施形態では、可撓性部材１２４、１２６と、可撓性部材１２４、１２６が板１０４から延びる部分に近いエリアとの材料組成は、部材の柔軟性と、このエリアにおける板の柔軟性とを向上するように調整されうる。よって、板１０４の一部は板１０４の他の一部よりも硬質でありうる。

部材１２４は電力及び／又はデータ配線１２０とのインタフェース１２８ｂを含み、インタフェース１２８ｂはＰＣＢ１０６上の回路とのインタフェース１２８ａにおおむねアライメントされている。部材１２６は電力及び／又はデータ配線１２２とのインタフェース１３０ｂを含み、インタフェース１３０ｂはＰＣＢ１０８上の回路とのインタフェース１３０ａにおおむねアライメントされている。インタフェースのペア（１２８ａ、１２８ｂ）、（１３０ａ、１３０ｂ）は未接続であるので、互いにわずかにずらして示される。接続状態を可能にするためのｚ次元１１０における可撓性部材１２４、１２６の偏差によって、ｘ次元１１６及びｙ次元１１８における長さが短くなりうる。そらされた場合に、図２ａ及び図２ｂに関して示されて説明されるように、インタフェースのペアはより近接してアライメントされ、すなわちｘｙ平面におけるオフセットが小さくなる。ｚ次元における可能な偏差距離は高々１５ｍｍ以上でありうる。

上述のように、ＰＣＢ１０４の部材１２４、１２６はそれぞれ、配線１２０、１２２を含みうる。配線はＰＣＢ１０４上の導電経路を形成し、ＰＣＢ１０４上のコンポーネント間を電力及び／又はデータが伝送されるのを可能にする。ＰＣＢ１０４の全体にわたる回路が形成される場合に配線は下に配置されうる。典型的に、配線は銅のような金属の細線である。各配線の厚さ・太さ（thickness）は配線ごとに異なりうる。例えば、電力を伝達する配線はデータを伝達する配線よりも厚く又は太くても（thick：厚い又は太い）よい。

一般に、１本以上の配線が部材１２４、１２６上に位置し、実施形態は図に示される３本の配線に限定されない。さらに、配線の本数は部材ごとに異なりうる。例えば、部材１２４は３０ピン・コネクタにつながる配線を含んでもよく、それ故、ピンの全てに接続される場合に３０本の配線を有しうる。部材１２６は１０ピン・コネクタにつながる配線を含んでもよく、それ故、ピンの全てに接続される場合に１０本の配線を有しうる。あるデバイスに対して７０ピン・コネクタ及び１００ピン・コネクタが利用可能であり、部材１２４、１２６はこれらのタイプのコネクタへの接続を提供するために必要な本数の配線で構成されうる。配線の本数は接続されるデバイスに従って異なってもよく、このようなデバイスはメイン・ロジックボード及びＳＩＭカード又は外部データコネクタを含むがこれらに限定されない。

図２ａ及び図２ｂはそれぞれ、実施形態に従う多平面リジット回路板の２つの可撓性部材１２４、１２６を用いて接続された、図１ａ及び図１ｂに示される３つの内部コンポーネントを有する携帯用計算デバイスの側面図及び平面図を示す。図２ｂを参照して、接続状態において、部材１２４の端部は、板１０６の底面に対して略平行である方向に部材の端が固定されるように、ｚ次元１１０にそらされ、角度１３２でねじられている。部材１２４に沿ったねじり量は、その端において角度１３２に到達できるように変化する。よって、部材１２４上の配線１２０も、角度１３２に到達するまでの角度の範囲にわたって曲げられ、ねじられている。

部材１２６は板１０４の残り部分のｚ平面に対して角度１３４で曲げられている。部材１２６の端部は、この端部が板１０８の面の部分に対して平行になるように、第２角度１３５で曲げられている。よって、部材１２６上の配線１２２もこれらの２つの角度で曲げられている。

この例では、板１０８と板１０４の残り部分とは略平行である。よって、角度１３４と角度１３５とは略等しい。他の実施形態では、角度１３４と角度１３５とは異なりうる。例えば、板１０８は図２ａの矢印で示されるようにｘ次元の軸を中心に上下に回転されてもよく、その結果、部材１２６の端部が面１０８の一部に対して平行となるように、（回転の方向及び角度に依存して）角度１３５は角度１３４よりも大きくなるか小さくなる。

角度１３４が示される曲げ点と角度１３５が示される曲げ点との間で、部材１２６は真っ直ぐであるように示される。この姿勢（orientation）は説明のために提供される。曲げ点の間で、部材１２６のインタフェースと板１０８のインタフェースとの適切なアライメントが可能なように、板１０４と板１０６とが平行でないならば、部材１２６は上又は下に湾曲され、場合によってはわずかにねじられてもよい。よって、この姿勢は図に示されるような真っ直ぐな姿勢に限定されない。

接続後の機械的配置において、インタフェース１２８ａは板１０６の下面にあり、インタフェース１２８ｂは可撓性部材１２４の上面にある。様々な実施形態では、組み立て中に、板１０４の基体部及び部材１２４の端部はそれぞれの姿勢に固定されうる。板１０４の基体部がまず固定され、その後に部材１２４の端が固定されてもよいし、その逆であってもよいし、両者が同時に固定されてもよい。部材１２４の端が固定された後（板１０４の残り部分はこの時点で固定されていてもよいし、されていなくてもよい）、板１０６は、インタフェース１２８ａとインタフェース１２８ｂとの間で正常な接続がなされるように固定されうる。別の実施形態では、板１０６がまず固定され、その後に部材１２４の端が板１０６の下にスライドされ、板間の接続を形成しうる。接続が形成された後、部材１２４は定位置に固定されうる。

別の例では、接続後の姿勢において、インタフェース１３０ｂは可撓性部材１２６の端の下面にあり、インタフェース１３０ａは板１０８の上面にある。様々な実施形態では、組み立て中に、部材１２６の端部が定位置に固定され、その後に板１０８が下方にスライドされて接続を形成しうる。これに代えて、板１０８が定位置に固定され、その後に部材１２６の端部が板１０８の上に配置され、接続され、その後に固定されてもよい。

図２ｂを参照して、曲げ位置の近くに、留め具が用いられてもよい。例えば、留め具１２５ａ、１２５ｂが部材１２４を固定するように示され、留め具１２５ｃ、１２５ｄが部材１２６を固定するように示される。留め具１２５ａ〜１２５ｄは１２７のように穴及び支柱を含んでもよく、ねじのような留め具が留め具を通じて配置されることを可能にする。留め具の一部は配線１２０、１２２のような配線と接触していてもよい。留め具の一部が配線と接触している場合に、配線間の短絡を防ぐために、プラスチックのような非導電材料で構成されうる。留め具の残り部分は必要ならば金属のような別の材料で構成されうる。例えば、取付け穴を有する金属部品が配線に接触するプラスチック部品の上に固定されうる。

留め具１２５ａ、１２５ｂは、可撓性部材１２４の曲げの領域を規定するように可撓性部材に接触して配置されうる。同様に、留め具１２５ａ、１２５ｂは、曲げの領域を規定するように可撓性部材１２６に接触して配置されうる。留め具１２５ａ、１２５ｂ又は留め具１２５ｃ、１２５ｄが固定される場合に、曲げ応力の大部分は可撓性部材１２４又は１２６の留め具の間の領域に限定され、その結果、板１０４の残り部分に、又はインタフェース１２８ａ／１２８ｂとインタフェース１３０ａ／１３０ｂとが接続される領域に応力が伝わらない。このように留め具を用いると、板１０４上のコンポーネントのような板コンポーネントへの損傷を防止でき、板１０４と板１０６との間及び板１０４と板１０８との間の接続が緩むことを防止できる。よって、留め具は、可撓性部材の特定のエリアのような特定のエリアへの応力を局所化又は分離する傾向があるという点で、「応力分離部」とみなしうる。

特定の実施形態では、１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄのような留め具の一部の面は丸みを帯びうる。丸みを帯びた面は１２４、１２６のような部材のうちの１つの部材の曲げのための曲率半径を与え、鋭い縁が配線を押し込み、場合によっては配線を損傷することを防止する。さらに、曲率半径は、曲げの結果として生じる配線への応力を低減しうる。例えば、留め具１２５ｃの下側は、角度１３４での部材１２６の曲げのための曲率半径を提供するように丸みを帯びうる。板１０８も同様の目的のために丸みを帯びうる。例えば、板１０８の縁は角度１３５での部材１２６の自由端の曲げのために曲率半径を与えるように丸みを帯びうる。

特定の実施形態では、可撓性部材上の配線は複数層に編成されうる。例えば、１０層の配線層のような複数の配線層は、可撓性部材１２４の上面の近くから可撓性部材１２４の底面まで与えられうる。１つ以上の配線は深さ方向の層に位置しうる。配線層は１０４のような多平面リジット回路板が形成される場合に装着されうる。

可撓性部材１２４が曲げられる場合に、部材１２４の一部は圧縮状態で配置されてもよく、一部は引張状態で配置されてもよい。例えば、部材１２６が留め具１２５ｃの近くで上方に曲げられる場合に、部材１２６の上部は圧縮状態で配置され、部材１２６の下部は引張状態で配置される。中心層の近くのような部材１２６の内部では、圧縮力と引張力とはおおよそ均衡する。曲げ梁では、力が均衡している層は中立軸と呼ばれることがある。同様に、ねじりにおいて、他のエリアよりも圧縮又は引っ張られた領域と、力が均衡する領域とが存在しうる。圧縮力と引張力とが均衡するか、ほぼ均衡するエリアは、部材１２４、１２６のような可撓性部材に配線を配置するための良い場所になりうる。

図２ｂを参照して、部材１２４の上面と底面との間の複数の層が露出するように部材１２４の側面断面図が示される。圧縮力と引張力とがおおよそ均衡する中立軸１２４ｃが図示される。中立軸１２４ｃは説明のためだけに与えられ、中立軸の位置の正確な表現を意味するものではない。

可撓性部材１２４上の留め具１２５ａと留め具１２５ｂとの間のような留め具の間に固定された部材の一部において、可撓性部材の中心エリア１２４ａと比較して、底面の近くの位置１２４ｂ内のような可撓性部材の上端層及び下端層の近くにより多くの応力が位置しうる。配線１２０ａ、１２０ｂのような部材１２４上に配置された配線は相異なる厚さ又は太さでありうる。例えば、電力を伝達する配線はデータを伝達する配線よりも厚く又は太くてもよい。厚い又は太い配線はより高い応力を許容しうる。可撓性部材上の配線は、１０４のような多平面リジット回路板の設計中に、曲げの結果として高い応力を受けることが予想される領域に厚い又は太い配線が配置され、低い応力を受けることが予想される領域に薄い又は細い（thin）配線が配置されるように配置されうる。例えば、部材１２４への応力は、曲げにおいて中心１２４ａよりも縁１２４ｂの方が高くなりうる。配線１２０ａが１２０ｂよりも厚い又は太いならば、配線１２０ａは配線１２０ｂよりも縁１２４ｂの近くに配置されうる。

低い応力レベルを必要とする配線のすべてを収容するために十分な大きさの低応力エリアを可撓性部材が有していないならば、可撓性部材の形状は変更されてもよい。例えば、曲げの際に低い応力を受ける部材１２４の中心エリア１２４ａに収まらないほど多くの配線が存在するならば、中心１２４ａの近くの低応力エリアを増やすように部材１２４の幅が広げられうる。その後、低応力エリアを通る追加の配線が経路決定されうる。別の例では、場合によっては低応力エリアに適切な数の層を増やすように、１２４又は１２６のような可撓性部材の厚さ又は太さが増やされてもよい。

可撓性部材の長さに沿った可変の曲げ及びねじりの結果として、低応力エリアは部材の長さに沿って異なりうる。例えば、部材１２４の一端でねじった結果として、低応力エリアは他端よりも特定の縁又は面に近くなりうる。部材に沿った低応力経路に沿うように配線を設計しうる。よって、配線は必ずしも部材の長さに沿った可撓性部材の縁に平行な真っ直ぐの経路をたどる必要はない。例えば、配線は、可撓性部材の長さに沿う曲がった経路をたどりうる。設計処理において、可撓性部材の様々な偏差に対する応力分布が決定され、この応力分布は可撓性部材に沿った配線経路を作成するために用いられうる。

特定の実施形態では、可撓性部材上の留め具間の応力に起因して、配線以外の任意の回路コンポーネントを留め具間に配置しないことが望ましいかもしれない。他の実施形態では、応力が大きすぎなければ、このエリアに更なる回路コンポーネントを配置することが可能でありうる。留め具が可撓性部材にわたって力を均等に印加することを可能にするために、留め具の隣なりの領域が高い曲げ応力を受けるので、留め具が固定される場所の近く、特に留め具の下に配線以外の回路を配置しないことが望ましいかもしれない。

図３は実施形態に従う多平面リジット回路板１３６の平面図である。板１３６は３つの可撓性部材１３８、１４２、１４６を含む。２つの可撓性部材１４２、１４６は板１３６の基体部１３７から延びる。第３部材１３８は基体部１３７の内部にある。１３８、１４２、１４６のような各可撓性部材は複数の曲げ線に関連し、可撓性部材の自由端の近くに位置する端部を含みうる。部材１３８に対して曲げ線１４０ａ、１４０ｂが図示され、部材１４２に対して曲げ線１４４ａ、１４４ｂが図示される。

曲げ線１４０ｂの下にあり、部材１３８の自由端にある端部１４３が示される。端部１４３は部材１３８上に位置する電力及び／又はデータ配線に接続するインタフェースを含みうる。部材１３８の自由端は上又は下にそらされうるだけでなく、ねじられ、別の場所に固定されうる。その後、自由端のインタフェースは電力及びデータ接続を確立するために別の板のような他の回路に結合されうる。

曲げ線は必ずしも可撓性部材と基体部１３７との間の共通部分に位置する必要はない。様々な実施形態では、曲げ線は共通部分から距離が離れて配置されうる。例えば、曲げ線１４４ｂは部材１４２と基体部１３７との間の共通部分の上の可撓性部材１４２に配置される。

部材１３８、１４２に対して２つの曲げ線が図示される。１つの実施形態では、１３８、１４２又は１４６のような可撓性部材は単一の曲げ線だけに沿って曲げられる。別の実施形態では、可撓性部材は部材に沿った２つ以上の位置で曲げられうる。可撓性部材の縁に略直交する曲げ線が図示される。それにもかかわらず、別の実施形態では、曲げ線１４５のような１つ以上の斜めの曲げ線が用いられうる。最後に、一定の幅の矩形として可撓性部材が示されてきたが、様々な実施形態では他の形状を取りうる。例えば、部材１４６は幅広な端部１４８を含み、部分１４８の幅は部材１４６の基体の残りよりも広い。他の例では、可撓性部材は曲がった部分又はテーパーを有する部分を有しうる（不図示）。

図４は多平面リジット回路板を用いて、携帯用計算デバイスのようなコンピュータ・デバイスを製造する方法１４９のフローチャートである。１５０で、第１回路板の可撓性部材の曲げ線位置と応力分布とが決定されうる。第１プリント回路板は上述の多平面リジット回路板でありうる。１つの実施形態では、第１回路板は携帯用計算デバイス用のメイン・ロジックボードでありうる。１５２で、第１プリント板の可撓性部材上の配線位置が決定されうる。配線位置は、決定された応力位置に基づいて可撓性部材上に配置されうる。例えば、厚い又は太い配線が高応力エリアに配置され、薄い又は細い配線が低応力エリアに配置されうる。薄い又は細い配線のすべてを収容できるほど低応力エリアが大きくないならば、可撓性部材はサイズ変更され、ステップ１５０、１５２が繰り返されうる。次に、第１回路板が製造されうる。１つの実施形態では、第１回路板は、組み立て中に可撓性部材上で曲げが行われるおおよその位置を示す可撓性部材上のマークを含みうる。

１５４で、第１プリント回路板は携帯用計算デバイスの筐体に関連する支持構造体に固定されうる。１５６で、可撓性部材に関連する第１曲げ線に近接して、第１プリント回路板に関連する可撓性部材にわたって留め具でありうる第１応力分離部が固定されうる。１５８で、可撓性部材の端部が好適な姿勢にアライメントされるように可撓性部材の自由端がそらされ及び／又はねじられうる。可撓性部材の好適な姿勢は第１プリント回路板の一部とは異なるレベル及び／異なる平面配置でありうる。

１６０で、好適な姿勢に可撓性部材の端を固体するために、第２曲げ線に近接して、可撓性部材にわたって留め具でありうる第２応力分離部が固定されうる。必要ならば、好適な姿勢に端部を固定するために付加的な留め具が用いられてもよい。１６２で、好適な姿勢にある部材の端部上の第１接続インタフェースが第２プリント回路板上の第２接続インタフェースに固定されうる。可撓性部材上の配線を介して、第１回路板と第２回路板との間を電力及び／又はデータが転送されうる。特定の実施形態では、第１回路板はメイン・ロジックボードであってもよく、第２回路板は、外部ピン・コネクタ・インタフェース、ＳＩＭカード、アンテナ、メモリ部、ディスプレイ、オーディオ・デバイス、タッチスクリーン、ボタン又は他のタイプの機械的制御部（例えば、音量スライダ又は音量ディスク）のうちの１つに関連しうる。

本発明の利点は複数ある。相異なる側面、実施形態又は実装は以下の利点のうちの１つ以上を生じうる。本明細書に記載された接続方式により、可撓性部材を有する第１回路板が可能になる。可撓性部材は電力及び／又はデータを伝達するための配線と、電力及び／又はデータ配線とのインタフェースとを含みうる。可撓性部材はそらされて携帯用計算デバイス内の第１レベルに固定されてもよく、第１回路板の残り部分は第２レベルに固定されてもよい。可撓性部材上のインタフェースを介して、第１レベルに固定された第２回路板が第１回路板に結合されうる。１つの利点は、携帯用デバイス内で相異なるレベルに固定された２つの回路板の間の電力及び／又はデータ接続がフレックスを用いずにつなげられうることである。本発明の多くの特徴及び利点は明細書から明らかであり、よって、添付の特許請求の範囲によって、本発明のすべてのこのような特徴及び利点がカバーされることが意図される。さらに、数多くの変形及び変更を当業者が容易に思いつくので、本発明は説明され記載された厳密な構成及び動作に限定されるべきではない。よって、すべての適切な変形及び均等物は発明の範囲内に含まれることが主張されうる。

Claims (10)

1. 携帯用計算デバイスであって、
   筐体と、
   前記筐体に結合されたディスプレイと、
   前記ディスプレイに結合されたプロセッサ及びメモリを含むメイン・ロジックボードと、
   前記筐体内に固定された第２回路板とを備え、
   前記メイン・ロジックボードは前記筐体の内部に固定され、前記メイン・ロジックボードは、前記メイン・ロジックボードと共通の基板を共有するとともに前記メイン・ロジックボードの基体部から延びる可撓性部材を含み、前記可撓性部材は複数の配線を含み、前記可撓性部材は、前記基体部から前記可撓性部材が延びる部分に近接して前記可撓性部材にわたって配置された第１留め具によって固定されるとともに、前記可撓性部材の端に近接して前記可撓性部材にわたって配置された第２留め具によって固定されることによって、前記複数の配線とのインタフェースを含む前記可撓性部材の端部が前記筐体内の第１深さレベルにある第１平面におおよそ位置し、前記基体部は前記筐体内の第２深さレベルにある第２平面におおよそ位置し、前記複数の配線は、厚い又は太い配線と、薄い又は細い配線とを含み、前記厚い又は太い配線は前記薄い又は細い配線よりも前記可撓性部材の側縁の近くに位置し、
   前記第２回路板は、前記可撓性部材上の前記複数の配線を介して前記第２回路板と前記メイン・ロジックボードとの間で電力及びデータが伝達されるように、前記可撓性部材の前記端部の前記インタフェースに結合されることを特徴とする携帯用計算デバイス。
2. 前記第２回路板は、多ピン外部コネクタと、ＳＩＭカードと、アンテナと、前記ディスプレイとのうちの１つに関連することを特徴とする請求項１に記載の携帯用計算デバイス。
3. 前記第２平面は、前記第１平面に対して傾斜して回転していることを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯用計算デバイス。
4. 前記第１留め具又は前記第２留め具は、当該第１留め具又は当該第２留め具に近接する前記可撓性部材の曲げ半径を増やすように構成された丸みを帯びた面を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の携帯用計算デバイス。
5. 前記第１留め具及び前記第２留め具はこれらの２つの留め具の間にある前記可撓性部材のエリアに曲げ応力を集中させるように構成されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の携帯用計算デバイス。
6. 前記第１平面と前記第２平面との間の距離は１ｍｍから５ｍｍの間であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の携帯用計算デバイス。
7. 前記第１回路板は第２可撓性部材を含むことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の携帯用計算デバイス。
8. ラップトップ・コンピュータと、電話機と、ネットブック・コンピュータと、タブレット・コンピュータとのうちの１つであることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の携帯用計算デバイス。
9. 前記複数の配線は１０本以上の配線を含むことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の携帯用計算デバイス。
10. 前記第１回路板に関連するデバイス・コンポーネントは前記可撓性部材上に配置されないことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の携帯用計算デバイス。

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