JP5635755B2 - 回路基板、情報処理装置、製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器に実装される回路基板に関し、特にノートパソコンなどの携帯型情報処理装置に搭載される回路基板、情報処理装置、製造方法に関する。

パーソナルコンピュータ等の情報処理装置は、ブック型，ノート型等、携帯性に優れたものが主流となってきている。

図８は、一般的なノート型パソコンの外観を示す斜視図である。すなわち、携帯型情報処理装置であるノート型パソコンは、良く知られているように、本体フレーム１の背面側の端部に、液晶ディスプレイ３がヒンジ２を介して開閉可能に取り付けられており、本体フレーム１の上面１ａには、多数の入力キー４と、その手前の、正面側寄りの中央付近に設けられたポインタデバイス５を有する。また、本体フレーム１には、図示しないＨＤＤ（ハードディスク・ドライブ）や、ＣＤ−ＲＯＭドライブ７、又はＤＶＤ−ＲＯＭドライブ７等が内蔵されている。

また、パソコン等の情報処理装置においては、外筐の内部に所要の処理制御を行うための所謂マザーボードと称される回路基板が配置されている。

この外筐の内部に配置される回路基板は、外筐の内面にネジ止め等２１によって取り付けられているため、外部から外筐に振動や衝撃が付与された場合には、付与された振動や衝撃が外筐から回路基板にほとんど減衰されることなく伝達され、回路基板の歪みや破損等という不具合を生じるおそれがある。

特に、携帯性に優れた小型の装置にあっては、落下衝撃の発生確率が高くなるため、回路基板への衝撃等の伝達を効果的に防止する必要がある。

従来の回路基板取り付け構造は、回路基板の取付穴を外筐のボスに固定し、水平方向の移動を規制するように構成されているので、製造誤差や落下衝撃があると回路基板に圧縮力又は引っ張り力が加わり、回路基板に実装した電子部品の破損やパターン配線が断線してしまう恐れがあった。

例えば特許文献１においては、第１のケースと第２のケースが結合された外筐と、該外筐内に配置され該外筐に取り付けられた金属フレームと、外筐内に配置され金属フレームに回路基板取り付けたものであり、外部から外筐に振動や衝撃が付与された場合において、付与された振動や衝撃が金属フレームによって減衰されて回路基板に伝達され、該回路基板の歪みや割れ等を防止することができるという発明が開示されている。

また、特許文献２及び特許文献３においては、過失による情報処理装置の落下時の衝撃を側面、四隅及び底面等に配置した緩衝材によって緩和し、装置本体内部のＨＤＤや精密デバイスが破損しにくいという構造が開示されている。

また、特許文献４においては、プリント基板を収納する筐体を大型化することなく、落下時等の衝撃が、部品を実装する実装部に伝達されることを抑制することが可能なプリント基板が開示されている。

特開２００７−３０５０４１号公報 特開２００３−１６７６４４号公報 特開平７−１１０７２６号公報 特開２００２−３４４０９２号公報

特許文献１に記載されている方法は、回路基板が取り付けられた金属フレームで減衰できない程の衝撃があった場合には、回路基板の歪みや割れ等を防止することができないという問題があった。

また特許文献２及び３に記載されている方法は、衝撃緩衝部材を設けなければならず、装置を構成する部品が増えることや筐体が大きくなるという問題があった。そして緩衝部材の緩衝能力を超える場合にはパソコンの内部にある回路基板も損傷するという問題があった。

また特許文献４に記載されている方法は、ネジ取付部周辺の回路基板が変形することで、衝撃を吸収し回路基板の断線などは防止できるが、筐体が変形する程の衝撃の場合は、回路基板も破損するので、保存されたデータの復旧ができないという問題があった。

また、パソコンの内部にまで損傷が及んだ場合には、その損傷がごく小さな規模であっても、それがパソコンの主要な機能を司る部分であれば、他の部分が損傷を受けていなくても、全ての機能が利用不可能になるという問題があった。

そこで、パソコンの筐体が変形する程の衝撃を受けて回路基板が割れてしまっても、データを読み出すのに必要な回路基板領域を確実に保護する必要がある。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、パソコンの筐体が変形する程に強い衝撃を受け、回路基板が割れてしまった場合でも保存されたデータを読み出すことが可能な回路基板、情報処理装置、製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る回路基板は、ＣＰＵとチップセットとメモリとＵＳＢインターフェイスとが実装された筐体と固定されていない第１の部分と、電子部品が実装された筐体に固定される第２の部分と、第１の部分と第２の部分との間に設けられ第１の部分と第２の部分を分離させる分離部と、第１の部分と駆動電源を供給する電源部と情報データを記憶する記憶部と、を接続する接続手段と、を備えることを特徴とする。

また本発明に係る情報処理装置は、ＣＰＵとチップセットとメモリとＵＳＢインターフェイスとが実装された筐体と固定されていない第１の部分と、電子部品が実装された筐体に固定される第２の部分と、第１の部分と第２の部分との間に設けられ第１の部分と第２の部分を分離させる分離部と、を有する回路基板と、第１の部分と駆動電源を供給する電源部と情報データを記憶する記憶部と、を接続する接続手段と、を備えることを特徴とする。

また本発明に係る回路基板の製造方法は、回路基板の製造方法であって、ＣＰＵとチップセットとメモリとＵＳＢインターフェイスとを筐体と固定されていない第１の部分に実装する工程と、筐体に固定された第２の部分に電子部品を実装する工程と、第１の部分と第２の部分を分離させる分離部を第１の部分と第２の部分との間に設ける工程と、を有することを特徴とする。

また本発明に係る情報処理装置の製造方法は、情報処理装置の製造方法であって、ＣＰＵとチップセットとメモリとＵＳＢインターフェイスとを筐体と固定されていない第１の部分に配置する工程と、電子部品が実装された第２の部分を筐体に固定する工程と、第１の部分と第２の部分を分離させる分離部を第１の部分と第２の部分との間に設ける工程と、を有する回路基板と、第１の部分と駆動電源を供給する電源部と情報データを記憶する記憶部と、を接続する接続工程と、を有することを特徴とする。

本発明により、パソコンの筐体が変形する程に強い衝撃を受け、回路基板が割れてしまった場合でも、必要な回路基板領域を確実に保護できるので保存されたデータを読み出すことが可能になる。

本発明の実施形態に係る回路基板の構成図である。 本発明の実施形態に係る回路基板の破損を説明する図である。 本発明の実施形態に係る回路基板の破損を説明する図である。 本発明の実施形態に係る分離用溝について説明する図である。 分離用溝の形成方法を説明する図である。 分離ミシン目の実施形態を説明する図である。 分離ミシン目の他の実施形態について説明する図である。 一般的なノート型パソコンの外観を示す斜視図である。

本発明の好適な実施の形態について以下に図を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る回路基板の構成図である。

本実施形態では、回路基板２０が破損した時に、データを読み出すために必要な重要な構成部品は、分離用溝１３によって分離される領域１６に集中して配置する。

分離用溝１３は後述する分離ミシン目と同様で、強い衝撃を受けた時に分離される領域１６を回路基板２０から分離する分離部としての役目を持っている。

ここで重要な構成部品とは、ＣＰＵ８とチップセット９とメモリ１０とフラッシュメモリ１１とＵＳＢインターフェイス１２と、である。

上記重要な構成部品以外でデータの読み出しに必要な構成部品は、ＨＤＤ１４と駆動電源１５である。ＨＤＤ１４は、ＵＳＢインターフェイス１２を介してケーブルにより接続される。駆動電源１５は、分離用溝１３によって分離される領域１６とケーブルにより接続される。

なお、フラッシュメモリ１１とＨＤＤ１４は記憶部を構成し、ＵＳＢ１２やＤＶＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｓｕａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）がインターフェイス部を構成し、ＣＰＵ８とチップセット９とメモリ１０とが通信処理部を構成する。

本実施形態では、図１に示すように、回路基板２０はネジ止め等２１により筐体に固定されているが、重要な構成部品を分離用溝１３により分離した領域１６に集中して配置している。そして分離用溝１３により分離する領域１６はネジ止め等２１により固定しない。その結果、図３（ｄ）に示すように、最初はネジ止め等２１の近傍が割れるが、重要な構成部品を集中して配置した領域１６はネジ止め等２１で固定されていないので、筐体の変形量が多くなっても割れる確率が低くなる。

また、図２に示すように回路基板２０が筐体の変形量についていけなくて割れてしまった場合でも、強度的に弱い分離用溝１３に沿って回路基板は割れるので、データを読み出すために重要な構成部品のある領域１６は、保護されることになる。

ただし、上述の重要な構成部品のある領域１６が、分離用溝１３により分離された後に、筐体の中で大きく動いてショートしたりしないように、分離後の可動範囲を規制するために、筐体とネジ止めするのではなく、例えば、樹脂製のバネなどによって筐体と接続されていても良い。

なお図１では、回路基板に配置される重要な構成部品の配置関係のみを図示して、回路パターン、実装部品などは省略している。

本実施形態に係る回路基板は、ＣＰＵ８と、チップセット９と、メモリ１０と、フラッシュメモリ１１と、ＵＳＢインターフェイス１２と、分離用溝１３と、を備える。また、回路基板は、ＵＳＢインターフェイス１２によりＨＤＤ１４と駆動電源１５と、に接続されて構成される。なお、ＨＤＤ１４はＵＳＢインターフェイス１２で接続されるとしたが、特にＵＳＢに限ることではなく、例えばＳＡＴＡ、その他の接続方法でも構わない。

チップセット９は、ＣＰＵインターフェイス、メモリインターフェイス、ＡＧＰ・ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ等の制御回路を搭載し、ＣＰＵ８とメモリ１０に接続される側のノースブリッジと、ＰＣＩバス、ＩＤＥ、キーボードポート、マウスポート、ＵＳＢなどの回路を搭載し、フラッシュメモリ１１とＨＤＤ１４に接続される側のサウスブリッジと、を備える。

ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）８は、記憶装置上にあるプログラムと呼ばれる命令列を順に読み込んで解釈・実行することで情報の加工を行う。ＣＰＵ８は、コンピュータ内での演算を行なう中心であり、ＣＰＵ８は、通常はバスと呼ばれる信号線を介して主記憶装置や入出力回路に接続され、何段階かの入出力回路を介して補助記憶装置や表示装置、通信装置などの周辺機器が接続され、データやプログラムなど情報のやりとりを行う。

メモリ１０は、主記憶装置（ＲＡＭ）の一種で、ＣＰＵが直接アクセスすることの出来る記憶装置である。

フラッシュメモリ(ｆｌａｓｈ ｍｅｍｏｒｙ)１１は、書き換え可能であり、電源を切ってもデータが消えない不揮発性の半導体メモリである。

ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インターフェイス１２は、現在のパーソナルコンピュータ周辺機器において、最も普及した汎用インターフェイス規格である。ＵＳＢ規格では、1つのバスについて周辺機器は最大で１２７台接続可能である。

分離用溝１３は、衝撃を受けた際に回路基板のなかでも重要な領域を保護するために、予め割れるように強度的に弱い部分である。

ＨＤＤ（Ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ、ＨＤＤ）１４は、情報を記録し読み出す補助記憶装置である。

駆動電源１５は回路基板の回路、記憶装置、その他を駆動させるための電源を供給する。

図２は、本発明の実施形態に係る回路基板の破損を説明する図である。

回路基板２０が筐体の変形量についていけなくて割れてしまった場合でも、強度的に弱い分離用溝１３に沿って回路基板は割れるので、データを読み出すために重要な構成部品のある領域１６は、保護されることになる。

また、回路基板上に配置される重要な構成部品以外で、データの読み出しに必要な構成部品であるＨＤＤ１４と駆動電源１５は、ケーブルにより接続されているので、回路基板が破損してもデータを読み出すことが可能である。

図３は、本発明の実施形態に係る回路基板の破損を説明する図である。

図３（ａ）は、従来の回路基板であり、回路基板は筐体の内面にネジ止め等２１によって取り付けられている。

例えば、筐体が変形するくらいに強い衝撃が加えられて筐体が変形した場合について説明する。

回路基板はネジ止め等２１により筐体に固定されているため、筐体の変形に追従して変形することになる。

その結果、図３（ｂ）に示すように、最初にネジ止め等２１の近傍が割れて、次に筐体のある変形量のところで、回路基板は応力集中したところで破損（折れる、割れる）する。

従来の回路基板では、重要な構成部品の領域の基板が割れてしまった場合には保存されたデータを読み出すことは不可能である。

図３（ｃ）は、本実施形態に係る回路基板２０であり、回路基板２０は筐体の内面にネジ止め等２１によって取り付けられているが、データの読み出しに必要な構成部品を集中して配置した、分離用溝１３によって分離される領域１６はネジ止め等２１で固定されていない。

従って、図３（ｄ）に示すように、最初はネジ止め等２１の近傍が割れるが、重要な構成部品を集中して配置した領域１６はネジ止め等２１で固定されていないので、筐体の変形量が多くなっても割れる確率が低くなる。

図４は、分離用溝１３について説明する図である。

分離用溝１３の凹型形状の溝の形成は、例えば実装基板の製造工程において、ダイシングブレード等で機械的に削ることで行う。または予め分離用溝１３を形成して成型した実装基板を使用しても良い。

分離用溝１３のサイズは、実装基板の厚さと基板基材の強度により異なるため、最適なサイズを適宜調整することが望ましい。

また上記実施形態によれば、回路基板２０の中にデータの読み出しに必要な構成部品を集中して配置した、分離用溝１３によって分離される領域１６を形成したが、他の方法として、データの読み出しに必要な構成部品を集中して配置した領域１６の基板と、その他の電子部品が配置される領域の基板を形成した後に、分離用溝１３部分で接続して回路基板２０を形成することでも良い。

図５は、分離用溝１３の形成方法の他の実施形態を説明する図である。

回路基板２０を製造する工程では、基板上に樹脂層と配線層とを順次積層していく。その積層工程において、予め分離用溝１３を設ける部分には、樹脂層と配線層とを積層しないようにして分離用溝１３を形成する方法である。

図６は、分離用溝１３の他の実施形態について説明する図である。

図４に示したように連続した凹型の溝ではなく、基板を貫通した円弧状のスリットを不連続に設ける。このような円弧状のスリットを分離ミシン目と記述する。すなわち、データの読み出しに必要な構成部品を集中して配置した、分離用溝１３によって分離される領域１６を囲むように分離ミシン目を設けることで、強度的に弱い部分を形成して、筐体１が変形したときに、回路基板２０が分離ミシン目に沿って割れるようになる。

分離ミシン目の形成方法は、実装基板の製造工程において、ドリル加工やルーター加工により貫通孔及びスリットを形成する。なお基板を貫通したスリットを形成する方法であれば如何なる方法でも適用可能である。

なお分離ミシン目は上述した凹型の溝と同様で、強い衝撃を受けた時に分離される領域１６を回路基板２０から分離する分離部としての役目を持っている。また、円弧状のスリットに挟まれる基板と繋がっている部分が強度的に弱い部分であるため、円弧状スリットと基板と繋がっている強度的に弱い部分とを合わせたものが分離部を構成している。

図７は、図６の分離ミシン目の他の実施形態を説明する図である。

基板を貫通した円弧状のスリットで分離ミシン目を形成するのではなく、丸孔形状の貫通孔により形成したものであっても良い。

上記の実施形態によれば、パソコンの中枢機能を司る重要な部品が搭載されている部分（心臓部と表現）を、外部からの衝撃が伝わる経路（基板を筐体に固定している部分）から隔離するように、基板に分割溝を設けることによって、パソコンの内部へ損傷が及んだ場合に、外部からの衝撃によって基板が自壊し、心臓部へ衝撃が伝わる可能性が少しでも軽減される。

また本発明に係る回路基板は、第１の部分と第２の部分は、分離部を介して一体となって形成されていることを特徴とする。

また本発明に係る回路基板の分離部は、凹状形状を有することを特徴とする。

また本発明に係る回路基板の分離部は、基板を貫通した円弧状のスリットである分離ミシン目部を有することを特徴とする。

また本発明に係る情報処理装置の分離部は、凹状形状を有することを特徴とする。

また本発明に係る情報処理装置の分離部は、基板を貫通した円弧状のスリットである分離ミシン目部を有することを特徴とする。

本発明によれば、回路基板及び情報処理装置などの用途に適用できる。

１ 本体フレーム
２ ヒンジ
３ 液晶ディスプレイ
４ 入力キー
５ ポインタデバイス
７ ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ
８ ＣＰＵ
９ チップセット
１０ メモリ
１１ フラッシュメモリ
１２ ＵＳＢインターフェイス
１３ 分離用溝
１４ ＨＤＤ
１５ 駆動電源
１６ 回路基板の分離される領域
１７ ネジ取付穴
２０ 回路基板
２１ ネジ止め等
４１、４２、４３、４４ 樹脂層
４５、４６、４７、４８ 配線層

Claims (9)

1. ＣＰＵとチップセットとメモリとＵＳＢインターフェイスとが実装された筐体と固定されていない第１の部分と、
   電子部品が実装された前記筐体に固定される第２の部分と、
   前記第１の部分と前記第２の部分との間に設けられ前記第１の部分と前記第２の部分を分離させる分離部と、
   前記第１の部分と駆動電源を供給する電源部と情報データを記憶する記憶部と、を接続する接続手段と、
   を備えることを特徴とする回路基板。
2. 前記第１の部分と前記第２の部分は、前記分離部を介して一体となって形成されていることを特徴とする請求項１記載の回路基板。
3. 前記分離部は、凹状形状を有することを特徴とする請求項１又は２記載の回路基板。
4. 前記分離部は、基板を貫通した円弧状のスリットである分離ミシン目部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回路基板。
5. ＣＰＵとチップセットとメモリとＵＳＢインターフェイスとが実装された筐体と固定されていない第１の部分と、
   電子部品が実装された前記筐体に固定される第２の部分と、
   前記第１の部分と前記第２の部分との間に設けられ前記第１の部分と前記第２の部分を分離させる分離部と、
   を有する回路基板と、
   前記第１の部分と駆動電源を供給する電源部と情報データを記憶する記憶部と、を接続する接続手段と、
   を備えることを特徴とする情報処理装置。
6. 前記分離部は、凹状形状を有することを特徴とする請求項５記載の情報処理装置。
7. 前記分離部は、基板を貫通した円弧状のスリットである分離ミシン目部を有することを特徴とする請求項５又は６記載の情報処理装置。
8. 回路基板の製造方法であって、
   ＣＰＵとチップセットとメモリとＵＳＢインターフェイスとを筐体と固定されていない第１の部分に実装する工程と、
   前記筐体に固定された第２の部分に電子部品を実装する工程と、
   前記第１の部分と前記第２の部分を分離させる分離部を前記第１の部分と前記第２の部分との間に設ける工程と、
   を有することを特徴とする回路基板の製造方法。
9. 情報処理装置の製造方法であって、
   ＣＰＵとチップセットとメモリとＵＳＢインターフェイスとを筐体と固定されていない第１の部分に配置する工程と、
   電子部品が実装された第２の部分を前記筐体に固定する工程と、
   前記第１の部分と前記第２の部分を分離させる分離部を前記第１の部分と前記第２の部分との間に設ける工程と、
   を有する回路基板と、
   前記第１の部分と駆動電源を供給する電源部と情報データを記憶する記憶部と、を接続する接続工程と、
   を有することを特徴とする情報処理装置の製造方法。

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