JPH097715A - 重層基板の設計方法及び重層基板 - Google Patents

重層基板の設計方法及び重層基板

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JPH097715A
JPH097715A JP7150680A JP15068095A JPH097715A JP H097715 A JPH097715 A JP H097715A JP 7150680 A JP7150680 A JP 7150680A JP 15068095 A JP15068095 A JP 15068095A JP H097715 A JPH097715 A JP H097715A
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electric circuit
circuit board
board
multilayer
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Hiroshi Ichimura
啓 市村
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K1/02—Details
    • H05K1/14—Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/144—Stacked arrangements of planar printed circuit boards
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/71—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures
    • H01R12/712—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures co-operating with the surface of the printed circuit or with a coupling device exclusively provided on the surface of the printed circuit
    • H01R12/716—Coupling device provided on the PCB
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
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    • H01R12/523—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures connecting to other rigid printed circuits or like structures by an interconnection through aligned holes in the boards or multilayer board

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】重層して配設される各基板における中央部位及
び任意の位置における接続を可能にして、基板設計上の
自由度を確保し、かつ各基板縁部の近傍を通過するよう
に配設されるケーブルやワイヤーハーネス乃至フレキシ
ブル基板を廃止して、伝達されるべき信号に対して悪影
響を及ぼすことのないようにする。 【構成】上層の第１の電気回路基板１と下層の第３の電
気回路基板３と、電気回路基板の間に介在する中間層の
第２の電気回路基板２を重層した重層基板の設計方法で
あって、第１の電気回路基板１に第１のコネクタ１１を
実装し、前記第３の電気回路基板３に第２のコネクタ１
４を実装し、前記第２の電気回路基板の表面において前
記第１のコネクタとの位置関係を維持して第３のコネク
タ１２を実装し、かつ裏面において前記第２のコネクタ
との位置関係を維持して第４のコネクタ１４を実装し、
前記第３のコネクタと前記第４のコネクタのピンにおい
て前記第２の電気回路基板の表裏間を導通させた導通手
段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は重層基板の設計方法及び
重層基板に係り、例えば３枚の基板を上中下段になるよ
うに３層に重層した状態で設ける場合において、複数の
コネクタを使用して電気的に接続するための重層基板の
設計方法及び重層基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば３枚の基板を上中下段
になるように３層に重層した状態で設ける場合におい
て、上層の上層電気回路基板と下層の下層電気回路基板
とを接続しなければならず、しかも上層電気回路基板と
下層電気回路基板の間において、中層の中層電気回路基
板が存在する場合においては、図５に示すように接続し
なければならない。
【０００３】即ち、図５の従来の重層基板構造を示した
外観斜視図に図示のように、略外形形状が同じ３枚の基
板を上中下段になるように３層に重層した状態で設ける
ためには、上層電気回路基板１０１と下層の下層電気回
路基板１０３と、中間の中層電気回路基板１０２を設
け、各基板においてコネクタ１１１、１１２、１１３を
実装し、ケーブルやワイヤーハーネスやフレキシブル基
板１２０などを用いて上層、下層、中層の各電気回路基
板１０１、１０２、１０３を電気的に接続するようにし
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにケーブルやワイヤーハーネスなどを用いて接続す
るような従来の方法において、各基板間の高さ方向のス
ペースが充分に確保できない場合には、各基板における
中央部位における接続を行うことが不可能となってしま
い基板設計上に大きな制約を受けてしまう問題点があっ
た。
【０００５】更にまた、各基板縁部の近傍を通過するよ
うに配設されるケーブルやワイヤーハーネス乃至フレキ
シブル基板が放射ノイズを放出し、かつまた外部からの
放射ノイズを受信するように機能する、所謂アンテナ化
することがある。この結果、伝達されるべき信号に対し
て悪影響を及ぼす問題点があり、ノイズ対策を施した特
殊線材を使用する場合もあった。
【０００６】したがって、本発明は上述の問題点に鑑み
てなされたものであり、重層して配設される各基板にお
ける中央部位及び任意の位置における接続を可能にし
て、基板設計上の自由度を確保し、かつ各基板縁部の近
傍を通過するように配設されるケーブルやワイヤーハー
ネス乃至フレキシブル基板を廃止して、伝達されるべき
信号に対して悪影響を及ぼすことのない重層基板の設計
方法及び重層基板の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、上層の第１の電気回路基板と下
層の第３の電気回路基板と、前記第１の電気回路基板と
前記第３の電気回路基板の間に介在する中間層の第２の
電気回路基板を重層した重層基板の設計方法であって、
前記第１の電気回路基板に第１のコネクタを実装し、前
記第３の電気回路基板に第２のコネクタを実装し、前記
第２の電気回路基板の表面において前記第１のコネクタ
との位置関係を維持して第３のコネクタを実装し、かつ
裏面において前記第２のコネクタとの位置関係を維持し
て第４のコネクタを実装し、前記第３のコネクタと前記
第４のコネクタのピンにおいて前記第２の電気回路基板
の表裏間を導通させる導通手段を設けるように設計する
ことを特徴としている。
【０００８】また、重層基板の設計方法において、前記
導通手段は、前記第３のコネクタと前記第４のコネクタ
同じピンピッチのものを使用し、少なくとも接続すべき
信号本数分のコネクタピンがオーバーラップする位置に
配置し、かつピン配列を一致させることを特徴としてい
る。
【０００９】また、重層基板の設計方法において、前記
導通手段は、前記第３のコネクタと前記第４のコネクタ
と同じピンピッチのものを使用し、少なくとも接続すべ
き信号本数分のコネクタピンがオーバーラップする位置
においてスルーホールで形成することを特徴としてい
る。
【００１０】また、重層基板の設計方法において、前記
導通手段は、前記第３のコネクタと前記第４のコネクタ
と同じピンピッチのものを使用し、少なくとも接続すべ
き信号本数分のコネクタピンがオーバーラップする位置
においてスルーホールで形成するとともに、前記スルー
ホールの近傍にグランドパターンを設けることを特徴と
している。
【００１１】また、重層基板の設計方法において、前記
第３のコネクタと前記第４のコネクタと同じピンピッチ
のものを使用し、前記第２の電気回路基板に穿設された
位置決め孔に対して、前記第３のコネクタと前記第４の
コネクタに形成された位置決め部を案内することを特徴
としている。
【００１２】また、上層の第１の電気回路基板と下層の
第３の電気回路基板と、前記第１の電気回路基板と前記
第３の電気回路基板の間に介在する中間層の第２の電気
回路基板を重層した重層基板であって、前記第１の電気
回路基板に実装される第１のコネクタと、前記第３の電
気回路基板に実装される第２のコネクタと、前記第２の
電気回路基板の表裏に実装される第３のコネクタと第４
のコネクタ間の相互位置関係を維持して前記各電気回路
基板上にそれぞれ実装するとともに、前記第３のコネク
タと前記第４のコネクタにおいて前記第２の電気回路基
板の表裏間を導通する導通手段を設けたことを特徴とし
ている。
【００１３】また、重層基板において、前記導通手段
は、前記第３のコネクタと前記第４のコネクタと同じピ
ンピッチのものを使用し、少なくとも接続すべき信号本
数分のコネクタピンがオーバーラップする位置に配置
し、かつピン配列を一致させて形成することを特徴とし
ている。
【００１４】また、重層基板において、前記導通手段
は、前記第３のコネクタと前記第４のコネクタと同じピ
ンピッチのものを使用し、少なくとも接続すべき信号本
数分のコネクタピンがオーバーラップする位置において
スルーホールにより形成されることを特徴としている。
【００１５】また、重層基板において、前記導通手段
は、前記第３のコネクタと前記第４のコネクタと同じピ
ンピッチのものを使用し、少なくとも接続すべき信号本
数分のコネクタピンがオーバーラップする位置において
スルーホールから形成されるとともに、前記スルーホー
ルの近傍にグランドパターンを設けることを特徴として
いる。
【００１６】そして、重層基板において、前記第３のコ
ネクタと前記第４のコネクタと同じピンピッチのものを
使用し、前記第２の電気回路基板に穿設された位置決め
孔に対して、前記第３のコネクタと前記第４のコネクタ
に形成された位置決め部を案内することを特徴としてい
る。
【００１７】
【作用】上記構成により、第１の電気回路基板と第３の
電気回路基板とを接続する信号をコネクタを用いてダイ
レクト接続することが可能となる。すなわち、各コネク
タを前記設計方法によるピン配列位置に配置することに
より、各コネクタにおける同一信号ピンの接続は、コネ
クタピン基板上へはんだ付けするためのランドにスルー
ホールを設けるか、もしくはコネクタピンのランドから
最短距離にスルーホールを設けることで実現可能とな
る。また、基板を経由する信号ピンのみコネクタピンを
オーバーラップさせることにより、コネクタの位置決め
用のボス穴等が重複することを避けることが可能とな
る。
【００１８】
【実施例】以下に本発明の好適な実施例であって、３枚
の電気回路基板を中間層の基板を介して基板間接続する
場合について述べる。ここで、以下の例では、二つのコ
ネクタ間の接続の場合について述べるが、一つのコネク
タと複数のコネクタに接続する場合などにも同様な手法
を用いることができることは言うまでもない。
【００１９】図１は本発明の第１実施例に係る外観斜視
図であって、３枚の電気回路基板を中間層の基板を介し
て基板間接続する様子を示している。本図において、互
いに略同様の外形寸法を有する上層の電気回路基板１と
中間層の電気回路基板２と下層の電気回路基板３とが重
層状態で設けられている。
【００２０】このような重層状態にするために、電気回
路基板１の裏面１ｂには、電気回路基板２に対して信号
伝達を行うための破線図示のコネクタ１１がＸ、Ｙ方向
において正確に位置決めされて実装されている。また、
電気回路基板２の表面２ａ上には、電子回路基板１との
間で信号を接続するためのコネクタ１２と、電気回路基
板３と信号を接続するための破線図示のコネクタ１３が
裏面２ｂ上にそれぞれ実装されている。そして、電気回
路基板３上の表面３ａには、電気回路基板２と信号を接
続するためのコネクタ１４が実装されている。
【００２１】上記の電気回路基板１と電気回路基板２
は、図２の接合状態を示す正面図において示すように、
コネクタ１１とコネクタ１２とが接合されることによっ
て、電気回路基板１と電気回路基板２の信号の接続を行
うように構成されている。これと同様に、電気回路基板
２と電気回路基板３はコネクタ１３とコネクタ１４が接
合することによって、電気回路基板２と電気回路基板３
の信号の接続を行うように構成されている。
【００２２】以上の構成例において、電気回路基板１の
４つの信号である、信号Ａと信号Ｂと信号Ｃと信号Ｄと
を電気回路基板３へ伝達するために、電気回路基板１か
ら電気回路基板３へ伝達するコネクタ１１、１２、１
３、１４を用いて構成する場合について述べる。
【００２３】図３（ａ）は、電気回路基板２の一部を示
した要部拡大図であって、コネクタ１２と、コネクタ１
３を示す一方、（ｂ）は、各ピンのピン番号を示した図
表である。先ず、図３（ａ）に示すように、電気回路基
板２のコネクタ１２とコネクタ１３の配置は、電気回路
基板２の上から透視した場合に、電気回路基板１から電
気回路基板３へ伝達するための４本分のピンがオーバー
ラップするように配置されている。
【００２４】そして、このようにオーバーラップするピ
ンの信号配置は、電気回路基板２の上方から透視した場
合に、コネクタ１２のピンの信号配置とコネクタ１３の
ピンの信号配置が一致するように配置している。
【００２５】即ち、図３（ｂ）において、コネクタ１２
とコネクタ１３のコネクタピンの信号配置は、コネクタ
１２の番ピンとコネクタ１３の番ピンがオーバーラ
ップしている。また、コネクタ１２の番ピンとコネク
タ１３の番ピンがオーバーラップしている。そこで、
コネクタ１２の番ピンのランド２３にスルーホール２
４を設けることで、信号Ｂは電気回路基板２の裏面にあ
るコネクタ１３の番ピンのランドにスルーホールが到
達するようにでき、コネクタ１２とコネクタ１３の間を
最短の配線長で接続することができる。
【００２６】また、信号Ａに関しては、コネクタ１２の
番ピンのランド２３にスルーホール２４を設けること
で、信号Ａは電気回路基板２の裏面にあるコネクタ１３
の番ピンのランドにスルーホールが到達するようにで
き、コネクタ１２とコネクタ１３の間を最短の配線長で
同様に接続することができる。
【００２７】以下同様に、信号Ｃと信号Ｄをコネクタ１
２とコネクタ１３の番ピンと番ピンをそれぞれ使用
することで、最短の配線長で接続することができる。
【００２８】一方、ランドにスルーホールを設けること
ができない場合は、コネクタ１２の番ピンとコネクタ
１３の番ピンのように、ランド２３から直線状にした
短い配線パターン２６を延設しておき、その端部におい
てスルーホール２５を設けるようにして、信号Ｃ、信号
Ｄを短い配線長で接続できるようにしても良い。
【００２９】さらにまた、図３（ａ）に示した事例によ
れば、電気回路基板１と電気回路基板３へ接続する４信
号分のピンをオーバーラップさせているために、コネク
タ１２のボス穴２１とコネクタ１３のボス穴２１が重複
しないようにできる。即ち、コネクタ１２の位置決め用
の一対のボス１２ａと、コネクタ１３の位置決め用の一
対のボス１３ａを図示のようにコネクタのＹ方向にずら
すように配置できるようになるので、コネクタ１２とコ
ネクタ１３のピンのオーバーラップを保ったままで取付
けることが可能となる。
【００３０】以上のようにして、重層して配設される各
基板における中央部位及び任意の位置におけるコネクタ
間のダイレクトな接続を可能にできる。また、基板縁部
の近傍を通過するように配設されるケーブルやワイヤー
ハーネス等を廃止できるので、アンテナ化を防止できる
ことから、伝達されるべき信号に対して悪影響が及ばな
い耐ノイズ性に優れる重層構造の基板を実現できる。
【００３１】図４は電気回路基板２の一部拡大平面図で
あって、上記第１実施例と同一の結線が行われているこ
とを前提としている。本図において、コネクタ１２の
番、番、番、番ピンとコネクタ１３の番、
番、番、番ピンがそれぞれスルーホールを用いて結
線されている様子が示されている。本図において、図示
のように最小の基板面積で結線がなされているため、コ
ネクタピンの周辺をグランドプレーン３１である信号の
ガードパターンとして囲むことが可能となる。このよう
にすることにより、信号品位の維持や、放射ノイズの抑
制をさらに効果的に行うことが可能となる。
【００３２】以上のように、ハーネスを用いずにコネク
タを介してダイレクトに信号を伝達することができるよ
うになるため、基板の中央部において基板間の接続を行
うことも可能となり、基板組立時の作業を簡単化できる
ようになる。また、ケーブル乃至ハーネスが不要とな
り、その分安価にできる。かつまた放射ノイズのアンテ
ナになることを避けることが出来る効果がある。
【００３３】また。コネクタを実装する際に必要なボス
穴が重複することを避けることができる効果がある。
【００３４】そして、電気回路基板表面に実装される表
面実装コネクタから、裏面に実装する表面実装コネクタ
へ接続するための配線の長さを最短にできることから、
コネクタ周辺に生じる空き領域においてグランドプレー
ンを配することによって、さらなる信号品位の維持や、
放射ノイズの抑制を図ることができる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
重層して配設される各基板における中央部位及び任意の
位置における接続を可能にして、基板設計上の自由度を
確保し、かつ各基板縁部の近傍を通過するように配設さ
れるケーブルやワイヤーハーネス乃至フレキシブル基板
を廃止して、伝達されるべき信号に対して悪影響を及ぼ
すことのない重層基板の設計方法及び重層基板を提供す
ることができる。
【００３６】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の外観斜視図である。
【図２】図１の電気回路基板１、電気回路基板２、電気
回路基板３をコネクタ１１とコネクタ１２、コネクタ１
３とコネクタ１４を接続した後に正面から見た正面図で
ある。
【図３】（ａ）電気回路基板２上に実装されるコネクタ
１２とコネクタ１３の配置の詳細を示した要部拡大平面
図である。 （ｂ）図３（ａ）のピン配置を示した図表である。
【図４】別実施例の要部拡大平面図である。
【図５】従来の重層基板の外観斜視図である。
【符号の説明】
１ 電気回路基板（上層） ２ 電気回路基板（中間層） ３ 電気回路基板（下層） １１ 電気回路基板１に実装されるコネクタ（第１のコ
ネクタ） １２ 電気回路基板２表面に実装されるコネクタ（第３
のコネクタ） １３ 電気回路基板２裏面に実装されるコネクタ（第４
のコネクタ） １４ 電気回路基板３に実装されるコネクタ（第２のコ
ネクタ） ２１ 位置決め用ボス穴 ２３ コネクタピン用のランド ２４ スルーホール ２５ スルーホール ３１ グランドプレーン

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上層の第１の電気回路基板と下層の第３
    の電気回路基板と、前記第１の電気回路基板と前記第３
    の電気回路基板の間に介在する中間層の第２の電気回路
    基板を重層した重層基板の設計方法であって、 前記第１の電気回路基板に第１のコネクタを実装し、前
    記第３の電気回路基板に第２のコネクタを実装し、前記
    第２の電気回路基板の表面において前記第１のコネクタ
    との位置関係を維持して第３のコネクタを実装し、かつ
    裏面において前記第２のコネクタとの位置関係を維持し
    て第４のコネクタを実装し、 前記第３のコネクタと前記第４のコネクタのピンにおい
    て前記第２の電気回路基板の表裏間を導通させたい導通
    手段を設けるように設計することを特徴とする重層基板
    の設計方法。
  2. 【請求項２】 前記導通手段は、前記第３のコネクタと
    前記第４のコネクタとは同じピンピッチのものを使用
    し、少なくとも接続すべき信号本数分のコネクタピンが
    オーバーラップする位置に配置し、かつピン配列を一致
    させることを特徴とする請求項１に記載の重層基板の設
    計方法。
  3. 【請求項３】 前記導通手段は、前記第３のコネクタと
    前記第４のコネクタとは同じピンピッチのものを使用
    し、少なくとも接続すべき信号本数分のコネクタピンが
    オーバーラップする位置においてスルーホールで形成す
    ることを特徴とする請求項１に記載の重層基板の設計方
    法。
  4. 【請求項４】 前記導通手段は、前記第３のコネクタと
    前記第４のコネクタとは同じピンピッチのものを使用
    し、少なくとも接続すべき信号本数分のコネクタピンが
    オーバーラップする位置においてスルーホールで形成す
    るとともに、前記スルーホールの近傍にグランドパター
    ンを設けることを特徴とする請求項１に記載の重層基板
    の設計方法。
  5. 【請求項５】 前記第３のコネクタと前記第４のコネク
    タとは同じピンピッチのものを使用し、前記第２の電気
    回路基板に穿設された位置決め孔に対して、前記第３の
    コネクタと前記第４のコネクタに形成された位置決め部
    を案内することを特徴とする請求項１に記載の重層基板
    の設計方法。
  6. 【請求項６】 上層の第１の電気回路基板と下層の第３
    の電気回路基板と、前記第１の電気回路基板と前記第３
    の電気回路基板の間に介在する中間層の第２の電気回路
    基板を重層した重層基板であって、 前記第１の電気回路基板に実装される第１のコネクタ
    と、前記第３の電気回路基板に実装される第２のコネク
    タと、前記第２の電気回路基板の表裏に実装される第３
    のコネクタと第４のコネクタ間の相互位置関係を維持し
    て前記各電気回路基板上にそれぞれ実装するとともに、 前記第３のコネクタと前記第４のコネクタにおいて前記
    第２の電気回路基板の表裏間を導通する導通手段を設け
    たことを特徴とする重層基板。
  7. 【請求項７】 前記導通手段は、前記第３のコネクタと
    前記第４のコネクタとは同じピンピッチのものを使用
    し、少なくとも接続すべき信号本数分のコネクタピンが
    オーバーラップする位置に配置し、かつピン配列を一致
    させて形成されることを特徴とする請求項６に記載の重
    層基板。
  8. 【請求項８】 前記導通手段は、前記第３のコネクタと
    前記第４のコネクタとは同じピンピッチのものを使用
    し、少なくとも接続すべき信号本数分のコネクタピンが
    オーバーラップする位置においてスルーホールにより形
    成されることを特徴とする請求項６に記載の重層基板。
  9. 【請求項９】 前記導通手段は、前記第３のコネクタと
    前記第４のコネクタとは同じピンピッチのものを使用
    し、少なくとも接続すべき信号本数分のコネクタピンが
    オーバーラップする位置においてスルーホールから形成
    されるとともに、前記スルーホールの近傍にグランドパ
    ターンを設けることを特徴とする請求項６に記載の重層
    基板。
  10. 【請求項１０】 前記第３のコネクタと前記第４のコネ
    クタとは同じピンピッチのものを使用して、前記第２の
    電気回路基板に穿設された位置決め孔に対して、前記第
    ３のコネクタと前記第４のコネクタに形成された位置決
    め部を案内することを特徴とする請求項６に記載の重層
    基板。
JP7150680A 1995-06-16 1995-06-16 重層基板の設計方法及び重層基板 Withdrawn JPH097715A (ja)

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