JPH0415999B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子部品のパツケージングに関するも
のであり、更に詳しくは、両面印刷回路基板
（PCB）の組立体すなわちアセンブリに関するも
のである。

〔従来の技術〕

アビオニクス装置などの多くの電子装置におい
ては、電子モジユールは背面板またはマザーボー
ドとして知られる大きな基板に差し込むための端
部コネクターを有する印刷回路基板上にパツケー
ジされている。PCBモジユールは、お互いに平
行に、かつ背面板に垂直に配置されている。

この配置を有する１つの従来方式においては、
前記PCBモジユールは、対をなすように組立て
られており、このモジユールはそれぞれ１端にだ
け単一のコネクターをもつ両面PCBモジユール
を形成している。従来、両面PCBモジユールを
パツケージする方法としては、構造的かつ熱的機
能の両方を与える共通のフレーム上に背中合わせ
にこれらをとりつける方法がある。言いかえれ
ば、前記フレームは構造上の支持体および熱伝導
体の両者として機能して、モジユールに発生した
熱を、その装置における、より大きなフレームに
伝達することで放出する。このような回路部品
は、通常これが使用される環境から保護されなけ
ればならない。それゆえ、共通の中央フレームを
使用する場合には、一般に基板の上に突出した
種々の高さの部品を有するPCB上に、それぞれ
別のカバーを備えつけることが一般に必要であ
る。別々のカバーが必要なことにより、モジユー
ルの厚さは増大し、この結果全体の部品実装密度
が低くなる。更に、前記カバーは、アセンブリー
の構造的かつ熱的機能の一体性にほとんど寄与せ
ず、かつ、前記モジユールの試験および保守は更
に困難となる。

従来の両面PCBモジユールに関するもう一つ
の困難な点としては、基板間の接続並びに基板か
ら背面板への接続に対する必要要件に起因するも
のがある。この要件の一部は前記基板への、およ
び基板からの入力および出力信号を処理するため
の背面板の処理能力に限界があることに起因する
ものである。それゆえ、これらの信号のうちいく
つかは、背面板に達する前に１つの基板から別の
基板に送られる。過去においては、これらのモジ
ユール内接続は、背面板コネクターが位置する基
板の「下」端部と対向する基板の「上」端部にあ
る特定のコネクターアセンブリーすなわち可撓性
印刷回路コネクターによつて達成されていた。明
らかに、上記の「上」および「下」という用語は
便宜的な意味で使用されているにすぎない。前記
背面板および回路基板の方向に制限はない。

このようなモジユール内接続のための配置は、
基板上の導体接続の複雑さを増大させ、いくつか
の入力／出力回路長を増大させ、かつ基板上の部
品に対し利用できる基板面積すなわち、「実装部
分」の大きさを減少させる。更に、この方法で作
製された両面モジユールは、試験し、保守するの
が困難である。何故ならば、前記モジユールの上
端部に基板間コネクターを取りつけた後は、回路
基板の背面への接近はこれによつて妨げられるか
らである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

それ故に、改善された両面PCBモジユールの
必要性が理解されるであろう。理想的には、この
構造は構造的かつ熱的機能の一体性を維持すべき
であるが、更に回路の複雑さを最小にし、かつ試
験および保守のために容易に接近できるものでな
ければならない。本発明はこれらの要求を満足さ
せるものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は基板外および基板間接続両者を同じ端
部において達成し得るような両面PCBモジユー
ルアセンブリーに関する。簡単かつ一般的に言え
ば、本発明のモジユールアセンブリーは、第１お
よび第２の熱フレーム構造部材とこの第１および
第２の熱フレーム構造部材上にそれぞれ取りつけ
られた第１および第２の印刷回路基板から成つて
いる。これらの回路基板はお互い内方に向かい合
つており、かつ熱フレーム構造部材は外部カバー
を形成すると同時に熱的および構造的機能を果た
す。前記熱フレーム構造部材の１端において該部
材間に多数ピンコネクターがとりつけられてい
る。更に前記モジユールは多数の導体を有する可
撓性の相互接続回路を含み、この回路は前記第１
回路基板から多数ピンコネクターを介して前記第
２回路基板まで延びている。前記多数ピンコネク
ターは、前記コネクターの選ばれたピンと前記可
撓性の相互接続回路内の選ばれた導体の間の接続
を達成する手段と、前記コネクターのいかなるピ
ンとも接触することなく、上記第１および第２の
基板間の選ばれた接続を達成する手段とを含んで
いる。

前記可撓性の相互接続回路におけるいくつかの
導体は、前記コネクターピンのいずれとも接触す
ることなく前記コネクターを通つていて、モジユ
ール内接続を形成している。前記可撓性相互接続
回路における導体のうちの他のものは、前記コネ
クターの選ばれたピンを前記の２つの回路基板上
の選ばれた部品に接続する。前記基板外および基
板間接続はモジユールアセンブリーの同じ端部に
おいて達成されるので、該接続は、試験のため基
板同志が遠ざかるように180度も回動される時で
さえも、完全に維持される。前記接続の連続性は
また、モジユールの組立て中および最終的封止の
前においても維持される。このことは、接続がモ
ジユールの最終的組立まで完成し得ないような初
期の両面PCBモジユールと対比される。

本発明は、モジユール内の基板間接続の点で信
号路長を短縮する。背面板相互接続系が一般に２
つの等価な群に分割されるため、ほとんどのモジ
ユール内接続は各々の基板につき一群の接続系を
必要とする。一つのPCBと関連する入力信号お
よび出力信号の数が、対応する背面板コネクター
の処理能力を越える場合、信号は、モジユール内
相互接続回路を介して２つの基板間にこれらを伝
達することにより、他のPCBに割り当てられる。
本発明以前にあつては、前記モジユールの上部を
介して前記信号を伝えていた。これに対し、前記
モジユールの下部でモジユール内接続を行なうこ
とにより、これらの入力／出力路長は約半分に短
縮できる。

本発明のもう１つの利点は、前記アセンブリー
の熱的な機能の一体性が向上することである。こ
れらの熱フレーム構造部材の各々は完全に熱伝達
に利用され、それに反して、従来のものでは、前
記構造の熱伝導特性にほとんど寄与しない、環境
に対するカバーを必要とした。

構造的機能の一体性も、前記モジユールの中心
軸のまわりのより効果的な質量分布のために、本
発明によつて向上する。この改善されたモジユー
ルは高い剛性を有し、このことにより従来の方法
に比べより高い共振周波数、および低い撓みレベ
ルおよび応力レベルが得られる。

最後に、前記モジユールの上部がテストコネク
ター、状態指示光等に完全に利用できるので、試
験操作は本発明のモジユールにおいて容易とな
る。これらの部品は前記回路基板のいずれかに設
置することができ、かつモジユール内接続を妨害
しないだろう。なぜなら、これらは、夫々該モジ
ユールの対向する末端部に作製されているからで
ある。

上述のことから、本発明が従来の両面PCBモ
ジユールよりも大巾に進歩していることを理解で
きよう。特に本発明は、モジルールの同一端部に
おいて、モジユールと背面板との間およびモジユ
ール内の接続の両方を達成し、これによつて、組
み立ておよび試験を単純化し、信号路長を短縮
し、かつ構造的、熱的機能の一体性を改善するも
のである。本発明の他の局面および利点は、添付
図面に関連して記載される以下のより詳細な説明
から明らかになろう。

図面に示されるように、本発明は、主として両
面印刷回路基板（PCB）モジユールに関するも
のであり、該モジユールにおいては、２つの回路
基板が、背面板またはマザーボードへの接続に関
して単一のアセンブリーとして構成されている。
過去においては、前記２つのPCBは共通の中心
フレーム上に組立てられ、外面に部品を有してい
た。下端部におけるコネクターは、背面板との接
続を与えるため使用され、かつ可撓性または他の
特定のコネクターはモジユールの上部を横切るモ
ジユール内接続を形成している。

本発明によれば、両面PCBモジユールは、
別々の熱フレーム構造部材上にとりつけられ、内
側に面した回路部品を有する各回路基板で構成さ
れ、背面板接続およびモジユール内接続の両者
は、前記モジユールの下端部における単一のコネ
クターおよび可撓性印刷回路アセンブリーによつ
て達成できる。

第１図は、本発明の構造を示し、該構造は、参
照番号10および12で示され、かつそれぞれ熱フレ
ーム構造部材１４および１６上にとりつけられて
いる二つの回路基板を含んでいる。図に示される
ように、基板１０，１２上に取りつけられた回路
部品は、前記モシユールが組立てられた状態にあ
る時は、内側に面しており、該熱フレーム構造部
材１４および１６は、基板１０，１２の外面上に
あり、かつ環境に対する該モジユール用カバーと
して機能する。前記フレーム構造部材は、従来の
熱的かつ構造的機能をも果たす。

成形コネクター１８は、便宜的に下端部と呼ば
れる一端において、フレーム構造部材１４と１６
との間に位置している。前記コネクター１８は、
背面板（図示されない）との電気的接続を得るた
めに使用される250ピンNAFIコネクターなどの
任意の従来の多数ピン型であり得る。

本発明の他の主な部品としては、可撓性の相互
接続回路２０があり、該回路は、前記基板１０と
１２との間に広がつており、コネクター１８と接
触している。前記相互接続は好ましくは、通常フ
レツクス−プリントとして知られている可撓性印
刷回路アセンブリーであり、前記モジユールが組
立て状態にある際にはおり重ねられる余分な長さ
部分を含み、その結果前記基板１０および１２を
試験および保守のために角度方向に離れた状態に
回転することが可能となる。

第２ａ図および第２ｂ図に更に詳細に示されて
いるように、可撓性コネクター２０は平行な導電
体トレースの２つの層を含みうる。第２ａ図は、
例として複数の導電体トレース２２の第１層を示
し、その各々は、コネクター１８のコネクターピ
ン２４で終端し、はんだ付けなどの適当な手段に
よつて該ピンに結合されている。第２ｂ図に例と
して示される第２層において、導電体トレース２
６は妨害なしに、かつコネクターピン２４と接触
せずに、コネクター１８を通つて伸びている。こ
の多数ピンの配置は、ほとんどの場合において好
ましいものである。なぜならば、該配置は間隔に
対する厳しい要求を考慮することなく、モジユー
ル内接続を容易にするからである。ピン２４に対
するはんだ付接続は単一の導電体トレースの幅よ
りかなり大きな面積を要し、かつ、通常は、個々
の層に対しこれらのはんだ付け接続を行なうこと
がより便利である。しかしながら、明らかに、前
記背面板接続およびモジユール内接続は、単層可
撓性コネクターを用いて作製され、その際、前記
コネクター１８を通る導体接続を幾分困難にする
恐れがある。

前記回路基板１０および１２は、組みたてられ
た状態において、任意の公知の手段によつて固定
し得る。任意のねじおよびフアスナーが基板１０
および１２の下端部をコネクター１８に固定する
ために使用し得る。とにかく、いずれかの側のこ
れらのフアスナーを除去することにより、略図１
０′で示されるように一方の基板が他方の基板に
対し、角度方向に回転するたとが可能になる。振
られている両方の基板に関して、これらの間の角
度は180度程度であり得、試験または保守のため
の前記回路部品に容易に接近させ得る。一般に、
前記モジユールは試験用つかみ具に取りつけられ
る時のみ、このようにして開かれる。この配置の
重要な利点はこのモジユールが開いている間に
も、すべての背面板接続およびモジユール内接続
が保全されることである。

本発明の別の利点は、前記モジユールの上端部
が、いかなるモジユール内接続によつてもふさが
れることなく、指示光、テスト用接続等の取り付
けのために自由な状態になつている。これらの部
品は基板１０および１２のいずれかにとりつける
ことができ、かつ前記モジユールが試験または保
守のために開かれる時に操作できるようになつて
いる。

前記のことから、本発明は、両面PCBモジユ
ールの分野において著しく進歩していることが認
められるだろう。特に、本発明は、背面板接続お
よびモジユール内接続が該モジユールの同じ端部
において形成されるようなモジユールを提供す
る。これは、組立ておよび試験のため前記モジユ
ールにより一層接近することを可能にするだけで
なく、熱的かつ構造的一体性を向上させ、また入
力／出力信号路長を短縮させる。また、本発明の
特定の態様につき、説明のため詳細に述べてきた
が、本発明の精神および範囲を逸脱することな
く、種々の変更が可能であるものと理解すべきで
ある。従つて、本発明は特許請求の範囲による以
外は何等限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による両面PCBモジユールの、
一部断面図で示した部分正面図であり、第２ａ図
および第２ｂ図は、それぞれモジユールからコネ
クターピンへの信号トレース（第２ａ図）、およ
び回路基板から回路基板への信号トレース（第２
ｂ図）を示す、本発明のアセンブリーに用いられ
る二層のコネクターの略平面図である。 （主な参照番号）、１０，１２……回路基板、
１４，１６……熱フレーム構造部材、１８……コ
ネクター、２０……可撓性コネクター、２２，２
６……導電体トレース、２４……コネクターピ
ン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１および第２の熱フレーム構造部材と、該
   第１および第２の熱フレーム構造部材上にそれぞ
   れ取り付けられた第１および第２の印刷回路基板
   とを包含し、 該回路基板はお互いに内側方向に面し、かつ該
   熱フレーム構造部材は、外部カバーを形成すると
   同時に、熱的および構造的機能を満足させるもの
   であり、 前記熱フレーム構造部材の一端において該部材
   間に取り付けられた多数ピンコネクターと、前記
   第１回路基板から前記多数ピンコネクターを介し
   て第２回路基板へ延びている、多数の導体を有す
   る可撓性相互接続回路とを包含し、 前記多数ピンコネクターが、該コネクターの選
   択されたピンと前記可撓性相互接続回路における
   選択された導体との間の接続を達成する手段と、
   前記コネクターのいずれのピンにも接触すること
   なく、前記第１および第２の印刷回路基板間の選
   択された接続を確立する手段とを包含することを
   特徴とする両面印刷回路基板（PCB）モジユー
   ルアセンブリー。 ２ 前記可撓性相互接続回路が、その全長にわた
   り印刷された導体性トレースを有する可撓性材料
   のストリツプ形状を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のPCBモジユールアセン
   ブリー。 ３ 前記可撓性相互接続回路が、前記コネクター
   のピンとの接続のための第１導体群と、該コネク
   ターのピンに接触することなく一方のPCBから
   他方のPCBへの接続を達成するための第２導体
   群とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のPCBモジユールアセンブリー。 ４ 前記第１および第２の導体群が、上記可撓性
   相互接続回路の別々の層に配置されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載のPCBモ
   ジユールアセンブリー。 ５ 前記可撓性相互接続回路が、前記回路基板間
   で相対的角度方向の移動を可能にするのに十分な
   長さであり、この結果該基板の組立ておよび試験
   が容易になることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のPCBモジユールアセンブリー。