WO2019151414A1 - 電子回路 - Google Patents
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Abstract
電子回路は、第1プリント配線基板(9)と、第2プリント配線基板(10,30,50)と、第3プリント配線基板(20,40,60)とを備える。第2プリント配線基板は、第1プリント配線基板の部品実装面(9A)、すなわち、第1プリント配線基板に対して部品(3,5,7)が実装される面に、1つの端縁(10A,30A,50A)が当接するように実装される。第3プリント配線基板は、部品実装面に1つの端縁(20A,40A,60A)が当接するように実装される。また、第2プリント配線基板と第3プリント配線基板とは、それぞれの板厚方向が、部品実装面に立てた法線回りに異なる方向を向くように配置された状態で、互いに接続される。更に、第2プリント配線基板又は第3プリント配線基板の少なくとも一方にアンテナパターンが形成されている。
Description
本国際出願は、2018年1月31日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第2018-015601号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第2018-015601号の全内容を参照により本国際出願に援用する。
本開示は、アンテナパターンを備えた電子回路に関する。
従来、例えばテレマティクス無線機(以下、TCU)等の電子機器には、アンテナを備えた電子回路が内蔵される場合がある。この種のアンテナの構成としては、電子回路のメイン基板(例えば、ICチップ等が積載されるプリント配線基板)にアンテナパターンを形成した構成の他、種々の構成が提案されている。具体的には、リジッド基板にアンテナパターンを形成したもの、板金を加工したアンテナ、フレキシブルプリント配線基板(以下、FPC)又はレーザ直接構造化(以下、LDS)の技術を応用したものなどが提案されている。しかしながら、前記各種アンテナのうち、メイン基板にアンテナパターンを形成した構成以外は、表面実装等のはんだ付け工程とは別の工程によってメイン基板に取り付けられることが多く、当該電子回路の生産性の向上を妨げる場合がある。
これに対し、特許文献1には、アンテナパターンが形成されたプリント配線基板(以下、アンテナ基板)を、メイン基板に対して垂直に立てた状態で、リフローはんだ付けによって当該メイン基板に表面実装することが提案されている。
しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、特許文献1に記載の技術では、リフローはんだ付け時にアンテナ基板が倒れる可能性があるという課題が見出された。このため、実際に特許文献1に記載の技術を実現しようとすると、アンテナ基板を支持するための特殊な構造物をアンテナ基板又はメイン基板に取り付ける工程が必要となるものと考えられる。その場合、電子回路の製造コストが上昇し、当該電子回路が大型化する可能性がある。
本開示の1つの局面は、アンテナパターンを所定のプリント配線基板に対して立ち上がった姿勢となるように当該プリント配線基板に表面実装可能な電子回路を、特殊な構造物の使用を抑制しつつ提供することにある。
本開示の一態様による電子回路は、第1プリント配線基板と、第2プリント配線基板と、第3プリント配線基板とを備える。第2プリント配線基板は、前記第1プリント配線基板の部品実装面、すなわち、前記第1プリント配線基板に対して部品が実装される面に、1つの端縁が当接するように実装される。第3プリント配線基板は、前記部品実装面に1つの端縁が当接するように実装される。
また、前記第2プリント配線基板と前記第3プリント配線基板とは、それぞれの板厚方向が、前記部品実装面に立てた法線回りに異なる方向を向くように配置された状態で、互いに接続される。更に、前記第2プリント配線基板又は前記第3プリント配線基板の少なくとも一方にアンテナパターンが形成されている。
このような構成によれば、第1~第3プリント配線基板を、いずれの2つをみても互いに平行にならないように接続することにより、第2又は第3プリント配線基板に形成されたアンテナパターンを、第1プリント配線基板に対して立ち上がった姿勢とすることができる。すなわち、プリント配線基板以外の特殊な構造物の使用を抑制しつつ、アンテナパターンが第1プリント配線基板に対して立ち上がった姿勢となるように、当該アンテナパターンを第1プリント配線基板に実装することができる。しかも、3つのプリント配線基板を接続することによってアンテナ基板を第1基板に対して立ち上がらせているので、特許文献1に比べて安定して前記立ち上がった姿勢を維持することができ、アンテナ基板を支持するための特殊な構造物を必要としない場合がある。
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
[1.第1実施形態]
[1-1.全体構成]
図1に示すように、第1実施形態におけるアンテナユニット1は、車載用のアンテナユニットであって、略直方体状のケーシング2を備え、そのケーシング2の1つの側面から、2つのコネクタ3,5が露出している。これら2つのコネクタ3,5は、図2に示すように、各種処理を実行するICチップ7と共に、リフローはんだ付けによってメイン基板9に表面実装(以下、実装)され、ケーシング2に収納されている。また、メイン基板9には、当該メイン基板9を構成するプリント配線基板よりも小型の6つのプリント配線基板10,20,30,40,50,60が、リフローはんだ付けによって実装されている。
[1-1.全体構成]
図1に示すように、第1実施形態におけるアンテナユニット1は、車載用のアンテナユニットであって、略直方体状のケーシング2を備え、そのケーシング2の1つの側面から、2つのコネクタ3,5が露出している。これら2つのコネクタ3,5は、図2に示すように、各種処理を実行するICチップ7と共に、リフローはんだ付けによってメイン基板9に表面実装(以下、実装)され、ケーシング2に収納されている。また、メイン基板9には、当該メイン基板9を構成するプリント配線基板よりも小型の6つのプリント配線基板10,20,30,40,50,60が、リフローはんだ付けによって実装されている。
なお、メイン基板9並びに、当該メイン基板9に実装された2つのコネクタ3,5、ICチップ7、及び6つのプリント配線基板10~60は、第1実施形態としての電子回路80を構成している。また、以下では、2つのコネクタ3,5がケーシング2から露出した方向をX方向(すなわち、+X方向)とし、メイン基板9においてICチップ7等の部品が実装される部品実装面9Aが向く方向をZ方向(すなわち、+Z方向)とした右手座標系を用いて、各部の位置関係を説明する場合がある。但し、このような座標系は、各部の位置関係を説明するために便宜的に設定したもので、実際に使用される際の姿勢及び位置関係とは無関係である。例えば、アンテナユニット1は、+Z方向を上にして使用されてもよく、+X方向を上にして使用されてもよく、その他の姿勢で使用されてもよい。
図1に示すように、ケーシング2の外形は、±Z方向の長さが±X方向の長さ及び±Y方向の長さより短く、±X方向及び±Y方向の長さがほぼ同じに構成された直方体に近い形状を有している。6つのプリント配線基板10~60は、図2に示すようにいずれも長方形の板状に構成されたリジッド基板であり、いずれも、当該長方形の短辺が部品実装面9Aに立てた法線と平行になるように、部品実装面9Aに実装されている。以下、6つのプリント配線基板10~60のそれぞれの構成について、詳細に説明する。
[1-2.アンテナ基板を含む基板対の構成]
図3に示すように、長方形の板状に構成されたプリント配線基板10は、当該長方形における1つの長辺に対応する端縁10Aが部品実装面9Aに当接するように実装される。端縁10Aは、実装時には±X方向に延びるように配置される。
図3に示すように、長方形の板状に構成されたプリント配線基板10は、当該長方形における1つの長辺に対応する端縁10Aが部品実装面9Aに当接するように実装される。端縁10Aは、実装時には±X方向に延びるように配置される。
プリント配線基板10には、端縁10Aに、-Z方向に突出した4つの突起11,12,13,14が、前記実装時に-X側に配設される側から順次設けられている。突起11は、端縁10Aにおける-X側に偏った位置に設けられている。これに対し、3つの突起12,13,14は、端縁10Aにおける中心よりも+X側の位置に並んで設けられている。また、突起13は、プリント配線基板10に形成されたアンテナパターン15に給電する電極として機能するように構成されている。すなわち、プリント配線基板10はアンテナ基板であり、次のようなプリント配線基板20と基板対(すなわち、プリント配線基板の対)を構成している。
長方形の板状に構成されたプリント配線基板20は、当該長方形における1つの長辺に対応する端縁20Aが部品実装面9Aに当接するように実装される。端縁20Aは、実装時には±Y方向に延びるように配置され、端縁20Aにおける中心近傍には、-Z方向に突出した突起21が設けられている。また、プリント配線基板20における-Y側の短辺は、プリント配線基板10における-X側の短辺近傍に、はんだHを介して次のように接続される。
図4に示すように、プリント配線基板10における-X側の短辺近傍には、±Z方向に長尺の長方形に構成された2つの貫通穴18,19が、±Z方向に並んで設けられている。プリント配線基板20における-Y側端縁には、貫通穴18を貫通して当該貫通穴18に係合する係合部22と、貫通穴19を貫通して当該貫通穴19に係合する係合部23とが、-Y方向に突出して設けられている。更に、係合部22の先端には、-Z方向に張り出した張り出し部22Aが形成されている。同様に係合部23の先端には、-Z方向に張り出した張り出し部23Aが形成されている。
貫通穴18の±Z方向の長さは、係合部22の先端における張り出し部22Aも含めた±Z方向の長さよりも若干大きい。貫通穴18の±X方向の長さも、係合部22の先端における張り出し部22Aも含めた±X方向の長さよりも若干大きい。同様に貫通穴19の±Z方向及び±X方向の長さは、係合部23の先端における張り出し部23Aも含めた±Z方向及び±X方向の長さよりも若干大きい。このため、2つの係合部22,23は、それぞれの張り出し部22A,23Aと共に2つの貫通穴18,19を-Y方向に貫通することができる。当該貫通後、端縁10Aと端縁20Aとが同一平面上に配設されると、張り出し部22Aは貫通穴18の-Z側周縁に係合し、張り出し部23Aは貫通穴19の-Z側周縁に係合するように、2つの貫通穴18,19の位置が設定されている。すなわち、それぞれの張り出し部22A,23Aも含めた2つの係合部22,23は、2つの貫通穴18,19に+Z側から係合する鍵状に構成されている。
2つのプリント配線基板10,20は、このように、2つの張り出し部22A,23Aがそれぞれの貫通穴18,19の-Z側周縁に係合した状態で、はんだHによるはんだ付けがなされているので、2つのプリント配線基板10,20は強固に接続される。しかも、2つの張り出し部22A,23Aのそれぞれの貫通穴18,19に対する係合方向は、2つのプリント配線基板10,20がメイン基板9にリフローはんだ付けされた場合に、プリント配線基板10における端縁10Aをメイン基板9に押さえ付ける方向(すなわち、-Z方向)である。このため、アンテナ基板としてのプリント配線基板10がメイン基板9から浮き上がるのが良好に抑制され、メイン基板9における図示しないパターンとアンテナパターン15との導通も良好に確保することができる。
次に、図5に示すように、長方形の板状に構成されたプリント配線基板30は、当該長方形における1つの長辺に対応する端縁30Aが部品実装面9Aに当接するように実装される。端縁30Aは、実装時には±Y方向に延びるように配置される。端縁30Aにも、プリント配線基板10における4つの突起11,12,13,14と同様の間隔で4つの突起31,32,33,34が設けられ、そのうち突起33は、プリント配線基板30に形成されたアンテナパターン35に給電する電極として機能するように構成されている。すなわち、プリント配線基板30はアンテナ基板であり、次のようなプリント配線基板40と基板対を構成している。
長方形の板状に構成されたプリント配線基板40は、当該長方形における1つの長辺に対応する端縁40Aが部品実装面9Aに当接するように実装される。端縁40Aは、実装時には±X方向に延びるように配置され、端縁40Aにおける中心近傍には、-Z方向に突出した突起41が設けられている。また、プリント配線基板40にも、プリント配線基板20と同様に、-X側の短辺に2つの係合部42,43が設けられている。この2つの係合部42,43も、プリント配線基板30における+Y側の短辺近傍に設けられた図示しない2つの貫通穴を貫通した状態で、はんだHを介して接続されている。なお、プリント配線基板30における前記2つの貫通穴と2つの係合部42,43との係合状態は、2つの貫通穴18,19と2つの係合部22,23との係合状態と同様であってもよく、異なってもよい。
図6に示すように、長方形の板状に構成されたプリント配線基板50は、当該長方形における1つの長辺に対応する端縁50Aが部品実装面9Aに当接するように実装される。端縁50Aは、実装時には±Y方向に延びるように配置され、その±Y方向両端には、-Z方向に突出した2つの突起51,52が設けられている。突起51は、プリント配線基板50に形成されたアンテナパターン53に給電する電極として機能するように構成されている。また、突起52は、プリント配線基板50に形成されたアンテナパターン54に給電する電極として機能するように構成されている。すなわち、プリント配線基板50はアンテナ基板であり、次のようなプリント配線基板60と基板対を構成している。
長方形の板状に構成されたプリント配線基板60は、当該長方形における1つの長辺に対応する端縁60Aが部品実装面9Aに当接するように実装される。端縁60Aは、実装時には±X方向に延びるように配置され、端縁60Aにおける-X側端部の近傍には、-Z方向に突出した突起61が設けられている。また、プリント配線基板60における+X側の端縁には、プリント配線基板50に形成された図示しない貫通穴に係合する係合部62が形成されている。この係合部は、前記貫通穴を貫通した状態で、はんだHによりプリント配線基板50にはんだ付けされている。なお、プリント配線基板50における前記貫通穴と係合部62との係合状態は、貫通穴18又は貫通穴19と係合部22又は係合部23との係合状態と同様であってもよく、異なってもよい。
[1-3.メイン基板の構成及びアンテナユニットの製造工程]
以上のような構成を有するアンテナ基板を含む基板対は、スルーホールリフロー(以下、THR)の手法でメイン基板9に実装される。図7に示すように、アンテナユニット1の製造工程では、作業者は、先ず、S1にて、前述のようなアンテナ基板を含む基板対の基となる6つのプリント配線基板10~60を製作する。続いて、作業者は、S2にて、それら6つのプリント配線基板10~60を、はんだ付けによって基板対として組み立てる。
以上のような構成を有するアンテナ基板を含む基板対は、スルーホールリフロー(以下、THR)の手法でメイン基板9に実装される。図7に示すように、アンテナユニット1の製造工程では、作業者は、先ず、S1にて、前述のようなアンテナ基板を含む基板対の基となる6つのプリント配線基板10~60を製作する。続いて、作業者は、S2にて、それら6つのプリント配線基板10~60を、はんだ付けによって基板対として組み立てる。
続いて、作業者は、S2にて組み立てた基板対を、S3にてメイン基板9(すなわち、TCUメイン基板)に搭載(すなわち、マウント)する。続くS4では、各基板対をメイン基板9にリフローはんだ付け(すなわち、リフロー組付け)し、S5にて、ケーシング2に電子回路80を組み付けて、アンテナユニット1の製造が完了する。なお、図7では、電子回路80を「ECU Circuit-Assy」と表記し、前記各基板対のことを「Antenna Sub-Assy」と表記している。
この製造工程において、S3では、各基板対における各突起11,12,13,14,21,31,32,33,34,41,51,52,61は、メイン基板9に形成された各スルーホール91,92,93,94,95,96,97,98,99,100,101,102,103にそれぞれ嵌合される。但し、各基板対はプリント配線基板同士の組み付け誤差を有している。例えば、図8に示すように、プリント配線基板10とプリント配線基板20とがZ軸回りになす角θは、本来は90°であるが、正確に90°となる可能性は低い。
そこで、電子回路80では、スルーホール95の内径を次のように設計している。プリント配線基板10の実装位置は、各突起11,12,13,14が各スルーホール91,92,93,94に嵌合することによって規定される。このため、角θが誤差を含むと、プリント配線基板20における突起21の位置にも誤差が生じる。そこで、突起21が嵌合するスルーホール95の内径は、突起21の外径に対して余裕を持った値とされる。また、突起21の位置の誤差は、プリント配線基板10とプリント配線基板20とが接続された部分(以下、接続部分)から突起21が離れるに従って大きくなる。
このため、突起21が前記接続部分から更に離れた位置に設けられた場合、図8に示すスルーホール95Aのように、内径をより大きくするのが望ましい。逆に、突起21が前記接続部分により近い位置に設けられた場合、図8に示すスルーホール95Bのように、内径をより小さくしてもよい場合がある。本第1実施形態では、このように、スルーホール95の内径を、前記接続部分から離れるに従って大きくなるように設計している。
[1-4.効果]
以上詳述した第1実施形態によれば、以下の効果を奏する。
以上詳述した第1実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1A)本第1実施形態では、プリント配線基板10とプリント配線基板20とメイン基板9とを、いずれの2つをみても互いに平行にならないように接続することにより、プリント配線基板10に形成されたアンテナパターン15を、メイン基板9に対して立ち上がった姿勢とすることができる。すなわち、プリント配線基板以外の特殊な構造物の使用を抑制しつつ、アンテナパターン15がメイン基板9に対して立ち上がった姿勢となるように、当該アンテナパターン15をメイン基板9に表面実装することができる。しかも、3つのプリント配線基板(すなわち、メイン基板9及び2つのプリント配線基板10,20)を接続することによってアンテナ基板としてのプリント配線基板10をメイン基板9に対して立ち上がらせている。このため、前記立ち上がった姿勢を維持することができ、アンテナ基板としてのプリント配線基板10を支持するための特殊な構造物(例えば、プリント配線基板以外の構造物)を必要としない。
他の基板対についても、次のように同様の効果が生じる。3つのプリント配線基板(すなわち、メイン基板9及び2つのプリント配線基板30,40)を接続することによって、アンテナ基板としてのプリント配線基板30をメイン基板9に対して立ち上がった姿勢に安定して維持することができ、特殊な構造物も必要としない。3つのプリント配線基板(すなわち、メイン基板9及び2つのプリント配線基板50,60)を接続することによって、アンテナ基板としてのプリント配線基板50をメイン基板9に対して立ち上がった姿勢に安定して維持することができ、特殊な構造物も必要としない。
(1B)6つのプリント配線基板10~60は、各突起11~61を各スルーホール91~103に嵌合させることによって、メイン基板9に対して立ち上がった姿勢で実装されている。このため、アンテナ基板としての3つのプリント配線基板10,30,50を、前記立ち上がった姿勢に一層安定して維持することができる。しかも、各突起11~52は、各端縁10A~50Aにおける端部(例えば、各端縁10A~50Aの端点に各突起11~52が差し掛かる位置)以外の箇所に形成されている。このため、前述のように基板対を構成するプリント配線基板同士の組み付け誤差が生じても、各突起11~52を各端縁10A~50Aの端部に形成した場合に比べて、当該組み付け誤差が各突起11~52の位置の誤差として反映されにくい。従って、その誤差によって各突起11~52が各スルーホール91~103に嵌合できない事態の発生を抑制することができる。
(1C)また、本第1実施形態では、スルーホール95の内径を、2つのプリント配線基板10,20の接続部分から離れるに従って大きくなるように設計している。このため、前述のように基板対を構成する2つのプリント配線基板10,20の組み付け誤差が生じても、その誤差によって突起21がスルーホール95に嵌合できない事態の発生を一層良好に抑制することができる。
(1D)また、プリント配線基板20に形成された2つの係合部22,23は、プリント配線基板10に形成された2つの貫通穴18,19を貫通した状態で、当該2つの貫通穴18,19にそれぞれはんだ付けされている。このため、2つのプリント配線基板10,20の接続状態を一層強固にすることができる。例えば、S4のリフローはんだ付けの工程ではんだHが溶融しても、2つのプリント配線基板10,20が分離するのを抑制することができる。
(1E)しかも、2つの係合部22,23の先端には、プリント配線基板20における端縁20Aの方向に張り出した各張り出し部22A,23Aが形成されている。そして、その2つの係合部22,23は、2つの貫通穴18,19の-Z方向周縁(すなわち、メイン基板9側の周縁)に各張り出し部22A,23Aが係合した状態で、2つの貫通穴18,19にそれぞれはんだ付けされている。このため、プリント配線基板10がメイン基板9から離れる方向(すなわち、+Z方向)に浮き上がるのを一層良好に抑制することができる。従って、メイン基板9における図示しないパターンとアンテナパターン15との導通も一層良好に確保することができる。
[2.第2実施形態]
[2-1.第1実施形態との相違点]
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。第2実施形態の電子回路は、図9に示すようなアンテナ基板としてのプリント配線基板210を含む基板対を備えた点で異なる。
[2-1.第1実施形態との相違点]
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。第2実施形態の電子回路は、図9に示すようなアンテナ基板としてのプリント配線基板210を含む基板対を備えた点で異なる。
図9に示すように、長方形の板状に構成されたプリント配線基板210は、当該長方形における1つの長辺に対応する端縁210Aが部品実装面9Aに当接するように実装される。端縁210Aには、-Z方向に突出した3つの突起211,212,213が設けられている。突起211は、プリント配線基板210に形成されたアンテナパターン214に給電する電極として機能するように構成されている。また、突起212と突起213とは、プリント配線基板210に形成されたパターン215を介して短絡された電極として機能するように構成されている。
このプリント配線基板210と基板対を構成するプリント配線基板220は、長方形の板状に構成され、当該長方形における1つの長辺に対応する端縁220Aが部品実装面9Aに当接するように実装される。端縁220Aには、-Z方向に突出した突起221が設けられている。また、プリント配線基板220におけるプリント配線基板210と接続される側の端縁には、プリント配線基板210に形成された図示しない貫通穴に係合する係合部222が形成されている。この係合部222は、前記貫通穴を貫通した状態で、はんだHによりプリント配線基板210にはんだ付けされている。なお、プリント配線基板210における前記貫通穴と係合部222との係合状態は、貫通穴18又は貫通穴19と係合部22又は係合部23との係合状態と同様であってもよく、異なってもよい。
[2-2.効果]
以上詳述した第2実施形態によれば、前述の第1実施形態における(1A)(1D)の効果に加えて、以下の効果を奏する。
以上詳述した第2実施形態によれば、前述の第1実施形態における(1A)(1D)の効果に加えて、以下の効果を奏する。
(2A)本第2実施形態では、アンテナ基板としてのプリント配線基板210が、当該プリント配線基板210に形成されたパターン215を介して短絡された電極として機能する2つの突起212,213を有する。このため、コネクタ3又はコネクタ5におけるいずれか2つのピンと、2つの突起212,213とをそれぞれ導通するパターンを部品実装面9Aに形成しておけば、その2つのピンの導通状態を検査することにより、端縁210Aが部品実装面9Aから浮いているか否かが分かる。
本第2実施形態のように、メイン基板9にアンテナ基板としてのプリント配線基板210を実装してケーシング2に収納した場合、当該収納後には、プリント配線基板210が部品実装面9Aから浮いているか否かが容易には分からなかった。このため、電波の受信状況が悪い場合にも、アンテナパターン214等に問題があるのか、部品実装面9Aに形成されたパターンにアンテナパターン214が接していないのかが分からないという課題があった。これに対し、本第2実施形態では、前記2つのピンの導通状態を検査することにより、端縁210Aが部品実装面9Aから浮いているか否か、すなわち、部品実装面9Aに形成されたパターンにアンテナパターン214が接しているか否かが分かる。
[3.第3実施形態]
[3-1.第1実施形態との相違点]
第3実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。第1実施形態では、アンテナ基板としてのプリント配線基板10に、±Z方向に並べて2つの長方形の貫通穴18,19を形成した。これに対し、第3実施形態の電子回路は、図10に示すようなアンテナ基板としてのプリント配線基板310を含む基板対を備えた点で異なる。
[3-1.第1実施形態との相違点]
第3実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。第1実施形態では、アンテナ基板としてのプリント配線基板10に、±Z方向に並べて2つの長方形の貫通穴18,19を形成した。これに対し、第3実施形態の電子回路は、図10に示すようなアンテナ基板としてのプリント配線基板310を含む基板対を備えた点で異なる。
図10に示すように、長方形の板状に構成されたプリント配線基板310は、当該長方形における1つの長辺に対応する端縁310Aが部品実装面9Aに当接するように実装される。端縁310Aは、部品実装面9A上においてどの方向に配置されてもよいが、以下では、プリント配線基板10と同様に、端縁310Aは±X方向に延びるように配置されるものとして説明する。
端縁310Aには、-Z方向に突出した3つの突起312,313,314が、プリント配線基板10における3つの突起12,13,14と同様の位置に設けられている。3つの突起312~314のうちの少なくともいずれか1つは、プリント配線基板310に形成された図示しないアンテナパターンに給電する電極として機能するように構成されている。
このプリント配線基板310と基板対を構成するプリント配線基板320は、長方形の板状に構成され、当該長方形における1つの長辺に対応する端縁320Aが部品実装面9Aに当接するように実装される。また、プリント配線基板320におけるプリント配線基板310と接続される側の端縁には、プリント配線基板310に形成された2つの貫通穴318,319に係合する2つの係合部322,323が±Z方向に並んで形成されている。この2つの係合部322,323は、張り出し部を有さず、全体として略直方体状に構成されている。2つの貫通穴318,319は±Z方向に長い長円状に構成されている。
また、貫通穴318の内周は、係合部322の外周(すなわち、ZX断面の外周)を包含する大きさを有する。同様に、貫通穴319の内周は、係合部323の外周を包含する大きさを有する。このため、2つの係合部322,323は、図10,図11に示すように、2つの貫通穴318,319の内部で変位可能である。そこで、2つの貫通穴318,319の配置は、図10に示すように、係合部322が貫通穴318の-X側の内壁に当接し、かつ、係合部323が貫通穴319の+X側の内壁に当接したときに、2つの係合部322,323が±Z方向に並ぶように設計されている。2つの係合部322,323は、係合部322が貫通穴318の-X側の内壁に当接し、かつ、係合部323が貫通穴319の+X側の内壁に当接した状態で、プリント配線基板310にはんだ付けされている。
[3-2.効果]
以上詳述した第3実施形態によれば、前述の第1実施形態における(1A)(1D)の効果に加えて、以下の効果を奏する。
以上詳述した第3実施形態によれば、前述の第1実施形態における(1A)(1D)の効果に加えて、以下の効果を奏する。
(3A)図10に示すように、本第3実施形態では、2つの係合部322,323は、係合部322が貫通穴318の-X側の内壁に当接し、かつ、係合部323が貫通穴319の+X側の内壁に当接した状態で、プリント配線基板310にはんだ付けされている。このため、当該はんだ付けに使用されたはんだがリフローはんだ付けの工程で万が一溶融したとしても、図11に示すように、プリント配線基板320における+Z側端縁が+X方向(すなわち、ケーシング2から離れる方向)に倒れる。
本第3実施形態のように、2つの貫通穴318,319の内周を、当該2つの貫通穴318,319を貫通する2つの係合部322,323の外周を緩く包含するように設計すれば、2つの係合部322,323に2つの貫通穴318,319をそれぞれ貫通させる作業が容易になる。しかしながら、複数のプリント配線基板を互いにはんだ付けした基板対等の部品を、他のプリント配線基板に実装してリフローはんだ付けした場合、基板対等の作成時におけるはんだ付けに使用されたはんだが溶融する可能性がある。その場合、基板対等を構成するプリント配線基板が非所望の方向に変位するのを抑制するのが望ましい。本第3実施形態では、前述の構成により、プリント配線基板320の2つの係合部322,323をプリント配線基板310に接続しているはんだが溶融したとしても、プリント配線基板320がケーシング2に近づく方向に変位するのを抑制することができる。
[4.第4実施形態]
[4-1.第1実施形態との相違点]
第4実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。第1実施形態では、アンテナ基板としてのプリント配線基板10に2つの貫通穴18,19を形成し、プリント配線基板20に2つの係合部22,23を形成した。これに対し、第4実施形態の電子回路は、図12に示すように、アンテナ基板としてのプリント配線基板410に1つの係合部413を形成し、プリント配線基板420に貫通穴423を形成した点で異なる。
[4-1.第1実施形態との相違点]
第4実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。第1実施形態では、アンテナ基板としてのプリント配線基板10に2つの貫通穴18,19を形成し、プリント配線基板20に2つの係合部22,23を形成した。これに対し、第4実施形態の電子回路は、図12に示すように、アンテナ基板としてのプリント配線基板410に1つの係合部413を形成し、プリント配線基板420に貫通穴423を形成した点で異なる。
図12に示すように、長方形の板状に構成されたプリント配線基板410は、当該長方形における1つの長辺に対応する端縁410Aが部品実装面9Aに当接するように実装される。端縁410Aは、部品実装面9A上においてどの方向に配置されてもよいが、以下では、プリント配線基板10と同様に、端縁410Aは±X方向に延びるように配置されるものとして説明する。
端縁410Aには、中央部分における当該端縁410Aの1/2以上の長さに亘って、部品実装面9Aと対向する平面状の、いわゆる表面実装タイプ(以下、SMT)の端子411が形成されている。また、端縁410Aの+X側の端部には、-Z方向に突出した突起412が設けられている。端子411又は突起412のうちの少なくともいずれか1つは、プリント配線基板410に形成された図示しないアンテナパターンに給電する電極として機能するように構成されている。
このプリント配線基板410と基板対を構成するプリント配線基板420は、長方形の板状に構成され、当該長方形における1つの長辺に対応する端縁420Aが部品実装面9Aに当接するように実装される。また、端縁420Aには、2つの突起421,422が形成されている。プリント配線基板420におけるプリント配線基板410と接続される側(すなわち、-Y側)の端部には、±Z方向に長尺の長円に構成された貫通穴423が形成されている。
プリント配線基板410における-X側端縁には、貫通穴423を貫通して当該貫通穴423に係合する係合部413が-X方向に突出して設けられている。更に、係合部413の先端には、+Z方向に張り出した張り出し部413Aが形成されている。貫通穴423の±Z方向の長さは、係合部413の先端における張り出し部413Aも含めた±Z方向の長さより若干大きい。貫通穴423の±Y方向の長さも、係合部413の先端における張り出し部413Aも含めた±Y方向の長さより若干大きい。
このため、係合部413は、張り出し部413Aと共に貫通穴423を-X方向に貫通することができる。当該貫通後、端縁410Aと端縁420Aとが同一平面上に配設されると、張り出し部413Aは貫通穴423の+Z側周縁に係合するように、貫通穴423の位置が設定されている。すなわち、張り出し部413Aも含めた係合部413は、貫通穴423に-Z側から係合する鍵状に構成されている。
2つのプリント配線基板410,420は、このように、張り出し部413Aが貫通穴423の+Z側周縁に係合した状態ではんだ付けがなされているので、2つのプリント配線基板410,420は強固に接続される。しかも、張り出し部413Aの貫通穴423に対する係合方向は、2つのプリント配線基板410,420がメイン基板9にリフローはんだ付けされた場合に、プリント配線基板410における端縁410Aをメイン基板9に押さえ付ける方向(すなわち、-Z方向)である。このため、アンテナ基板としてのプリント配線基板410がメイン基板9から浮き上がるのが良好に抑制され、メイン基板9における図示しないパターンとプリント配線基板410における図示しないアンテナパターンとの導通も良好に確保することができる。
[4-2.効果]
以上詳述した第4実施形態によれば、前述の第1実施形態における(1A)(1D)(1E)の効果が生じる。
以上詳述した第4実施形態によれば、前述の第1実施形態における(1A)(1D)(1E)の効果が生じる。
[5.他の実施形態]
以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
(5A)前記各実施形態では、各基板対を構成するプリント配線基板は、貫通穴と係合部との係合を介して接続されたが、基板対を構成するプリント配線基板の接続方法はこれに限定されるものではない。例えば、基板対を構成するプリント配線基板は、端縁を突き合せた状態で当該突き合せ部分をはんだ付けされてもよい。また、アンテナ基板における、メイン基板に当接する端縁とは反対側の端縁に切欠きを形成し、もう1つのプリント配線基板に形成した係合部を、当該切欠きにメイン基板に向かう方向に係合させてもよい。その場合も、アンテナ基板がメイン基板から浮くのを前記係合によって抑制することができる。
(5B)前記各実施形態では、基板対を構成する2つのプリント配線基板の板厚方向が、Z軸(すなわち、部品実装面9Aに立てた法線)回りに90°異なる方向を向くように各プリント配線基板を接続しているが、各プリント配線基板が接続される角度はこれに限定されるものではない。基板対を構成するプリント配線基板は、各々の板厚方向が前記法線回りに異なるのであれば、鋭角、鈍角など種々の角度で接続することができる。
(5C)前記各実施形態では、メイン基板に突き刺さる突起を電極として構成したTHRの形態の電極を主として使用したが、電極の形態はこれに限定されるものではない。SMTの形態の電極が主として使用されてもよい。更に、アンテナパターンへの給電は、ケーブル(すなわち、空中線)を介してなされてもよい。
(5D)前記各実施形態では、アンテナ基板等のプリント配線基板に形成した突起を、メイン基板に形成したスルーホールに挿入したが、突起が挿入される場所はこれに限定されるものではない。アンテナ基板等のプリント配線基板に形成した突起は、メイン基板に形成した凹部(すなわち、有底の穴)に挿入されてもよい。
(5E)前記各実施形態では、電子回路を車載用のアンテナユニットに適用したが、これに限定されるものではない。電子回路は、タブレット端末等の携帯機器や、据え置き型の機器にも適用することができる。
(5F)前記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、前記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、前記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の前記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。
なお、前記各実施形態において、メイン基板9が第1プリント配線基板に対応する。各プリント配線基板10,30,50,210,310,420が第2プリント配線基板に対応する。各プリント配線基板20,40,60,220,320,410が第3プリント配線基板に対応する。各スルーホール91,92,93,94,95,96,97,98,99,100,101,102,103が穴に対応する。そのうち、4つのスルーホール91,92,93,94が位置規定部に対応する。
Claims (5)
- 電子回路(80)であって、
第1プリント配線基板(9)と、
前記第1プリント配線基板に対して部品(3,5,7)が実装される前記第1プリント配線基板の部品実装面(9A)に、1つの端縁(10A,30A,50A,210A,310A,420A)が当接するように実装された第2プリント配線基板(10,30,50,210,310,420)と、
前記部品実装面に1つの端縁(20A,40A,60A,220A,410A)が当接するように実装された第3プリント配線基板(20,40,60,220,320,410)と、
を備え、
前記第2プリント配線基板と前記第3プリント配線基板とは、それぞれの板厚方向が、前記部品実装面に立てた法線回りに異なる方向を向くように配置された状態で、互いに接続され、
前記第2プリント配線基板又は前記第3プリント配線基板の少なくとも一方にアンテナパターン(15,35,53,54,214)が形成された電子回路。 - 請求項1に記載の電子回路であって、
前記第1プリント配線基板に形成された穴(91,92,93,94,95,96,97,98,99,100,101,102)又は凹部と、
前記第2プリント配線基板(10,30,50)の前記1つの端縁における端部以外の箇所に形成され、前記穴又は前記凹部に嵌合する突起(11,12,13,14,31,32,33,34,51,52)と、
を更に備えた電子回路。 - 請求項1に記載の電子回路であって、
前記第1プリント配線基板に形成され、当該第1プリント配線基板に対する前記第2プリント配線基板(10)の実装位置を規定する位置規定部(91,92,93,94)と、
前記第3プリント配線基板(20)の前記1つの端縁に形成された突起(21)と、
前記第1プリント配線基板に形成された穴(95)又は凹部であって、前記第2プリント配線基板と前記第3プリント配線基板とが互いに接続され、かつ、前記第2プリント配線基板が前記位置規定部によって規定された実装位置に配置されたとき、前記突起に嵌合される前記穴又は前記凹部と、
を更に備え、
前記穴又は前記凹部の内径は、前記第2プリント配線基板と前記第3プリント配線基板との接続部分から離れるに従って、大きくなるように設計された電子回路。 - 請求項1~3のいずれか1項に記載の電子回路であって、
前記第2プリント配線基板(10,420)と前記第3プリント配線基板(20,410)との接続部分において、前記第2プリント配線基板を貫通する貫通穴(18,19,423)と、前記第3プリント配線基板に形成され前記貫通穴を貫通して当該貫通穴に係合する係合部(22,23.413)とを有し、
前記係合部は、前記貫通穴を貫通した状態で当該貫通穴にはんだ付けされた電子回路。 - 請求項4に記載の電子回路であって、
前記第2プリント配線基板(10)に、前記アンテナパターン(15)が形成され、
前記係合部の先端には、前記第3プリント配線基板における前記1つの端縁の方向に張り出した張り出し部(22A,23A)が形成され、
前記係合部は、前記貫通穴の周縁に前記張り出し部が係合した状態で、前記貫通穴にはんだ付けされた電子回路。
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