(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
端部近傍に複数の端子を備え、端部からコネクタに挿入することにより、各端子をコネクタの各端子と電気的に接触させるカード状の実装基板(カード基板)が普及している。カード基板においては、カード基板の各端子とコネクタの各端子との接触により、コネクタが設置された基板(設置基板)とカード基板との間の信号の授受と、設置基板からカード基板への給電が行われる。
【0003】
そして、カード基板が多層基板であり、中央付近の基板層(多層基板を構成する基板の層)が他の基板層の端部から突出し、その突出した部分(突出部)に端子が設けられる場合がある。
【0004】
図1及び
図2は、そのような突出部を有するカード基板の例である実装基板100の構成を表す概念図である。
図1は実装基板100の上面図である。また、
図2は、実装基板100の
図1の矢印99aの向きの側面図である。
【0005】
実装基板100は、基板層が七層の多層基板である。当該多層基板は、配線等が可能な面(配線層)が、最上面、最下面、及び各基板層界面の八層なので、八層基板といわれる。そして、実装基板100においては、上方から第三乃至第五基板層は、
図1における下方に、また、
図2における図面の手前の方向に、突出している。当該突出している部分が突出部31である。
【0006】
突出部31の上面及び下面には、当該端子が形成されている。端子は、電極と信号端子とからなる。以下、突出部に形成される電極を「突出部電極」ということにする。突出部電極は、実装領域21に実装される図示されない電気部品に、実装基板100に形成された配線を介して、電力を供給するための端子である。また、信号端子は、電気部品との間で、信号の授受を行うための端子である。
【0007】
ここで、特許文献1は、複数枚の混成集積回路基板と、外部接続端子とからなる混成集積回路装置を開示する。当該混成集積回路装置においては、前記複数枚の混成集積回路基板を該混成集積回路基板に形成した回路の外部接続端子用電極バンドが基板表面に表われるよう端部に段差を設けて重合されている。そして、当該混成集積回路装置においては、前記外部接続端子によって前記複数枚の混成集積回路基板の基板表面に表われたそれぞれ対応する外部接続端子用電極パッドが接続されている。
【0008】
また、特許文献2は、それぞれがプリント配線を有する複数の第1の配線層の端部が前記第1の配線層に対応した第1の階段状構造を有するプリント基板を開示する。当該プリント基板においては、各前記第1の階段状構造の端部の表面に前記配線と接続されたコネクタ接続部が設けられている。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本実施形態の実装基板は、背景技術の項で説明した突出部に電極(突出部電極)を設けるとともに、実装基板の最上基板層や最下基板層の端部近傍にも電極(非突出基板層電極)を設ける。そして、本実施形態の実装基板においては、コネクタの一つの電極(コネクタ電極)を、突出部電極と、その突出部電極に対応する非突出基板層電極との組合せに接触させる。これにより、突出部電極の数の不足の際の別配線を設ける必要性を緩和する。
[構成と動作]
図3乃至
図5は、本実施形態の実装基板の例である実装基板100の構成を表す概念図である。
図3は、実装基板100の上面図である。また、
図4は、実装基板100の、
図3の矢印99aの向きの側面図である。また、
図5は、実装基板100の斜視図である。
【0017】
実装基板100は、例えば、背景技術の項で説明されるカード基板である。実装基板100は、
図1及び
図2に表される実装基板100の最上基板層及び最下面基板層(非突出基板層)の、突出部31近傍に、非突出基板層電極を備える構成である。以下、
図3乃至
図5の実装基板100の、
図1及び
図2のものと異なる点を主に説明する。
【0018】
図3及び
図4の、最上基板層上に形成された電極(小さな縦長な四角形で表示)、及び、
図4の最上基板層又は最下基板層に形成された電極(小さな横長な四角形で表示)は、非突出基板層に形成されている電極である非突出基板層電極である。また、
図5の最上基板層上に形成された電極(小さな直方体で表示)も非突出基板層電極である。各非突出基板層電極とその非突出基板層電極に対応する突出部電極(横方向の位置が略等しい突出電極)との組合せは、
図3の実装領域21に設置された図示されない電気部品に配線により接続されている。当該電気部品は一つ又は複数個である。
【0019】
ここで、実装基板100が、後述の、本実施形態のコネクタに装着されたとする。その場合、
図3において、横方向の位置が略等しい突出部電極と非突出基板層電極の組合せは、コネクタの一つのコネクタ電極に接触する。ここで、コネクタ電極は、コネクタに備えられる電極である。そして、その組合せに対して、そのコネクタ電極から、同時に電流が供給され、あるいは、そのコネクタ電極に同時に電流が放出される。例えば、
図3及び
図4の突出部電極15aと非突出基板層電極15bとには、ある一つのコネクタ電極から、同時に電流が供給され、あるいは、その一つのコネクタ電極に同時に電流が放出される。また、例えば、
図4の突出部電極15cと非突出基板層電極15dには、ある一つのコネクタ電極から、同時に電流が供給され、あるいは、その一つの突出部電極に同時に電流が放出される。他の突出部電極及び非突出基板層電極についても同様である。
【0020】
図6は、
図3乃至
図5の実装基板100に上記動作を可能にするコネクタの例であるコネクタ400の構成を表す断面概念図である。
図6は、
図3乃至
図5の突出部電極15a及び非突出基板層電極15bが挿入される位置のコネクタ400の断面概念図である。
【0021】
コネクタ400は、部材411及び412と、コネクタ電極531a及び531bを備える。コネクタ電極531a及び531bは、絶縁性の部材である部材411及び412に固定されている。コネクタ電極531a及び531bは、設置基板511上に形成された電極である設置基板電極521a及び521bに接続されている。設置基板511は、コネクタ400を設置する基板である。
【0022】
設置基板電極521a又は521bは、例えば、設置基板511に形成された配線を介して電源に接続されているか、あるいは、設置基板511に形成された配線を介してグランドに接続されている。電源に接続されている場合、設置基板電極521a又は521bは、接続されたコネクタ電極531a又は531bに、電源からの電力を供給する。グランドに接続されている場合、設置基板電極521a又は521bは、接続されているコネクタ電極531a又は531bからの電流を、グランドに流す。
【0023】
コネクタ電極531a及び531bは、
図3乃至
図5の実装基板100がコネクタ400に装着された場合に、ある程度たわんで、突出部電極15a及び非突出基板層電極15bの組合せ、又は、突出部電極15c及び非突出基板層電極15bの組合せに、接触する。コネクタ電極531a及び531bは、力が加わることによりある程度たわむ、弾性を有する金属部材である。コネクタ電極531aの位置91a及び91bは、突出部電極15a及び非突出基板層電極15bに接触することが想定された位置である。コネクタ電極531bの位置91c及び91dは、突出部電極15c及び非突出基板層電極15dに接触することが想定された位置である。
【0024】
ここで、実装基板100が、コネクタ400に装着されたとする。その場合、コネクタ電極531aは、突出部電極15aと非突出基板層電極15bとの組合せに電流を供給する。また、コネクタ電極531bは、突出部電極15c及び非突出基板層電極15bの組合せに電流を供給する。
【0025】
あるいは、その場合、コネクタ電極531aは、突出部電極15a及び非突出基板層電極15bの組合せからの電流を受ける。また、コネクタ電極531bは、突出部電極15c及び非突出基板層電極15bの組合せからの電流を受ける。
【0026】
次に、
図3乃至
図5の実装基板100が、コネクタ400に挿入された様子を説明する。
図7は、実装基板100の突出部電極15a及び15c並びに非突出基板層電極15b及び15d近傍の断面図である。
図7の実装基板100が、
図6のコネクタ400に、上方から挿入されると、
図8のようになる。
【0027】
図8の状態では、コネクタ電極531aの位置91aは、コネクタ電極531aの位置91a近傍がたわむことにより、突出部電極15aに接触している。また、コネクタ電極531aの位置91bは、コネクタ電極531aの位置91b近傍がたわむことにより、非突出基板層電極15bに接触している。
【0028】
また、コネクタ電極531bの位置91cは、コネクタ電極531bの位置91c近傍がたわむことにより、突出部電極15cに接触している。また、コネクタ電極531bの位置91dは、コネクタ電極531bの位置91d近傍がたわむことにより、非突出基板層電極15dに接触している。
【0029】
これらにより、
図8の状態では、コネクタ電極531aから、突出部電極15a及び非突出基板層電極15bの組合せへの電流の供給や、突出部電極15a及び非突出基板層電極15bの組合せからコネクタ電極531aへの電流の放出が可能である。また、コネクタ電極531bから、突出部電極15c及び非突出基板層電極15dの組合せへの電流の供給や、突出部電極15c及び非突出基板層電極15dの組合せからコネクタ電極531bへの電流の放出が可能である。
【0030】
また、
図8の状態では、実装基板100が位置91a乃至91dの4か所で支えられ、さらに、突出部31の先端が、溝413に挿入され、嵌ることにより、実装基板100のコネクタ400への安定した装着状態が保たれている。
【0031】
図6のコネクタ400には、
図1及び
図2の一般的な実装基板100を装着することも可能である。
図9は、
図6のコネクタ400に
図1及び
図2の一般的な実装基板100を装着した様子を表す概念図である。
【0032】
図9の状態では、コネクタ電極531aの位置91aは、コネクタ電極531aの位置91a近傍がたわむことにより、突出部電極15aに接触している。また、コネクタ電極531aの位置91bは、コネクタ電極531aの位置91b近傍が実装基板100の最上基板層に接触している。
【0033】
また、コネクタ電極531bの位置91cは、コネクタ電極531bの位置91c近傍がたわむことにより、突出部電極15cに接触している。また、コネクタ電極531bの位置91dは、コネクタ電極531bの位置91d近傍がたわむことにより、実装基板100の最下基板層に接触している。
【0034】
これらにより、
図9の状態では、コネクタ電極531aから、突出部電極15aへの電流の供給や、突出部電極15aからコネクタ電極531aへの電流の放出が可能である。また、コネクタ電極531bから、突出部電極15cの電流の供給や、突出部電極15cからコネクタ電極531bへの電流の放出が可能である。
【0035】
また、
図9の状態では、実装基板100が位置91a乃至91dの4か所で支えられ、さらに、突出部31の先端が、溝413に挿入され、嵌ることにより、実装基板100のコネクタ400への安定した装着状態が保たれている。
【0036】
図6のコネクタ400には、突出部を有さない実装基板を装着することもできる。
図10は、
図6のコネクタに三基板層構成の実装基板100を装着した様子を表す概念図である。
【0037】
図10の状態では、コネクタ電極531aの位置91aは、コネクタ電極531aの位置91a近傍がたわむことにより、突出部電極15aに接触している。また、コネクタ電極531bの位置91cは、コネクタ電極531bの位置91c近傍がたわむことにより、突出部電極15cに接触している。
【0038】
これらにより、
図10の状態では、コネクタ電極531aから、突出部電極15aへの電流の供給や、突出部電極15aからコネクタ電極531aへの電流の放出が可能である。また、コネクタ電極531bから、突出部電極15cの電流の供給や、突出部電極15cからコネクタ電極531bへの電流の放出が可能である。
【0039】
また、
図10の状態では、実装基板100が位置91a及び91cの2か所で支えられ、さらに、突出部31の先端が、溝413に挿入され、嵌ることにより、実装基板100のコネクタ400への安定した装着状態が保たれている。
【0040】
なお、本実施形態の実装基板100は、
図6のコネクタ400への先端部の挿入の容易化のために、
図11のように、突出部31の先端部近傍を下方に行くに従い突出部の基板層厚が薄くなる絞り込んだ形状にされても構わない。
【0041】
次に、本実施形態の実装基板を採用するか否かを選択する方法について説明する。
図12は、本実施形態の選択方法を表す概念図である。
【0042】
作業者等は、
図12の作業を開始すると、A101の作業として、まず、実装基板の仕様を検討する。設計担当者等は、当該仕様を、例えば、一般的な設計ツールを用いて、コンピュータにより行う。
【0043】
そして、作業者等は、A102の作業として、実装基板に供給する必要がある供給電流(必要供給電流)を導出する。作業者等は、当該導出を、例えば、A101の作業で導出した設計図に実際の電気部品等を組み込んだ場合の供給電流を、電気部品等の仕様に含まれる供給電流値等から行う。
【0044】
そして、作業者等は、A103の作業として、
図1及び
図2に表されるような一般的な実装基板を用いた場合に突出部電極の数がA102の作業で導出した消費電流を賄う分だけ設定できるかについての判定を行う。作業者等は、A103の作業による判定結果がnoの場合は、A104の作業を行う。一方、作業者等は、A103の作業による判定結果がyesの場合は、A105の作業を行う。
【0045】
作業者等は、A104の作業を行う場合、本実施形態の実装基板を採用する。本実施形態の実装基板は、
図3乃至
図5のような、非突出基板層電極を備える実装基板である。作業者等は、本実施形態の実装基板を採用するときは、
図6に表されるような本実施形態のコネクタを採用する。
【0046】
作業者等は、A105の作業を行う場合は、
図1又は
図2に表されるような、一般的な実装基板を採用する。その場合、作業者等は、
図6に表されるような本実施形態の実装基板が装着できる本実施形態のコネクタを採用してもよいし、本実施形態の実装基板を使えない一般的なコネクタを採用してもよい。
【0047】
そして、作業者等は、
図12の作業を終了する。
【0048】
なお、
図12の作業は、コンピュータにより行われる選択処理により行われても構わない。その場合、当該選択処理は、コンピュータの記憶部に格納された選択プログラムが、当該コンピュータに実行させる。
【0049】
なお、以上の説明では、実装基板が七層の基板層からなる多層基板の場合について説明した。しかしながら、本実施形態の実装基板の基板層の数はこれに限定されず、複数であれば構わない。また、実施形態で用いられる「非突出基板層」の用語は、実装基板の突出基板層が突出している位置においては突出していない基板層という意味である。非突出基板層が他の位置において突出しているか否かは問われない。
[効果]
本実施形態の実装基板は、突出部の端部近傍に突出部電極を備えるとともに最上基板層又は最下基板層に非突出基板層電極を備える。そして、本実施形態のコネクタの電極は、突出部電極と非突出基板層電極との組合せに同時に接触し、その組合せに電流を供給し、あるいは、その組合せから電流を受ける。そのため、本実施形態の実装基板とコネクタの組み合わせは、
図1及び
図2の一般的な実装基板で突出部電極数が不足する場合であっても、所定の供給電流の範囲であれば、別配線で電気装置に電流を供給することを回避することを可能にする。
【0050】
以上の例では、コネクタの一つの電極と、実装基板の一つの突出部電極と一つの非突出基板層電極の組合せとを同時に接続する場合について説明した。しかしながら、コネクタの一つの電極と接触する実装基板の突出部電極と非突出基板層電極との組み合わせは、突出部電極と非突出基板層電極との少なくとも一方が複数であっても構わない。コネクタの一つの電極と接触する実装基板の突出部電極と非突出基板層電極との組み合わせにおいては、突出部電極と非突出基板層電極とが各々一つ以上であれば構わない。
【0051】
図13は、実施形態の実装基板の最小限の構成である実装基板100xの構成を表すイメージ図である。実装基板100xは、電気部品が実装され、突出基板層100axと突出基板層以外の基板層である他の基板層100bxとを備える。突出基板層100axは、他の基板層100bxから端部において突出している。前記突出している部分である突出部31xは、一つ以上の突出部電極を備える。他の基板層100bxは、一つ以上の他の基板層電極を備える。実装基板100xが、コネクタに装着されたとする。その場合、前記電気部品に電気的に接続された前記突出部電極のうちの少なくとも一つと、前記電気部品に電気的に接続された前記他の基板層電極のうちの少なくとも一つと、の組は、前記コネクタが備える一つのコネクタ電極に接続される。
【0052】
実装基板100xは、上記構成により、突出部電極だけでなく他の基板層電極からも、前記電気部品に、前記コネクタ電極からの電流を供給することができる。実装基板100xは、上記構成により、突出部電極だけでなく他の基板層電極からも、前記電気部品に前記コネクタ電極へ電流を流すことができる。そのため、実装基板100xは、電極数の不足の際の別配線を設ける必要性を緩和する。
【0053】
そのため、実装基板100xは、前記構成により、[発明の効果]の項に記載した効果を奏する。
【0054】
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で更なる変形、置換、調整を加えることができる。例えば、各図面に示した要素の構成は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。
【0055】
また、前記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記述され得るが、以下には限られない。
(付記1)
電気部品が実装され、
突出基板層と突出基板層以外の基板層である他の基板層とを備え、
前記突出基板層は前記他の基板層から端部において突出しており、
前記突出している部分である突出部は一つ以上の突出部電極を備え、
前記他の基板層は一つ以上の他の基板層電極を備え、
コネクタに装着された場合に、前記電気部品に電気的に接続された前記突出部電極のうちの少なくとも一つと、前記電気部品に電気的に接続された前記他の基板層電極のうちの少なくとも一つと、の組は、前記コネクタが備える一つのコネクタ電極に接続される、
実装基板。
(付記2)
前記突出部電極のうちの少なくとも一つと、前記他の基板層電極のうちの少なくとも一つとは、前記端部の長手方向についての位置がそろっている、付記1に記載された実装基板。
(付記3)
前記突出部は、複数の前記突出部電極を備える、付記1又は付記2に記載された実装基板。
(付記4)
前記突出部電極が前記突出部の表面に露出している、付記1乃至付記3のうちのいずれか一に記載された実装基板。
(付記5)
前記突出部は、上面及び下面に前記突出部電極を備える、付記4に記載された実装基板。
(付記6)
前記他の基板層は、前記突出部の近傍に前記他の基板層電極を備える、付記1乃至付記5のうちのいずれか一に記載された実装基板。
(付記7)
前記他の基板層は、複数の前記他の基板層電極を備える、付記1乃至付記6のうちのいずれか一に記載された実装基板。
(付記8)
前記他の基板層電極が前記他の基板層の表面に露出している、付記1乃至付記7のうちのいずれか一に記載された実装基板。
(付記9)
最上基板層及び最下基板層に前記他の基板層電極を備える、付記8に記載された実装基板。
(付記10)
前記コネクタは前記突出部の先端が挿入される溝を備え、前記突出部の前記先端の近傍は前記先端に近づくに従い厚みが薄い、付記1乃至付記9のうちのいずれか一に記載された実装基板。
(付記11)
実装基板を端部から挿入することにより装着することが可能な装着部と、
一つ以上のコネクタ電極と、
を備え、
前記コネクタ電極の少なくとも一つは、前記装着が行われた場合の前記実装基板のある位置における基板面からの高さが互いに異なる接点を二つ以上備える、
コネクタ。
(付記12)
電気部品が実装され、突出基板層と突出基板層以外の基板層である他の基板層とを備え、前記突出基板層は前記他の基板層から端部において突出しており、前記突出している部分である突出部は一つ以上の突出部電極を備え、前記他の基板層は一つ以上の他の基板層電極を備える実装基板が装着された場合に、
前記電気部品に電気的に接続された前記突出部電極のうちの少なくとも一つと、前記電気部品に電気的に接続された前記他の基板層電極のうちの少なくとも一つと、に接触する一つの電極を一つ以上備える、
コネクタ。
(付記13)
前記突出部の先端が挿入される溝をさらに備える、付記12に記載されたコネクタ。
(付記14)
付記1乃至付記10のうちのいずれか一に記載された実装基板と、前記他の基板層電極を備えない他の基板層電極不存在実装基板とのうちのいずれかを選択する選択方法であって、
前記他の基板層電極不存在実装基板についての基板仕様を設計し、
前記他の基板層電極不存在実装基板に供給すべき電流である供給必要電流を算出し、
前記供給必要電流を供給するために必要な前記突出部電極の数が不足することが前記基板仕様から判定された場合に前記実装基板を選択する、
選択方法。
(付記15)
付記1乃至付記10のうちのいずれか一に記載された実装基板と、前記他の基板層電極を備えない他の基板層電極不存在実装基板とのうちのいずれかを選択する選択処理をコンピュータに実行させる選択プログラムであって、
前記他の基板層電極不存在実装基板についての基板仕様を設計する処理と、
前記他の基板層電極不存在実装基板に供給すべき電流である供給必要電流を算出する処理と、
前記供給必要電流を供給するために必要な前記突出部電極の数が不足することが前記基板仕様から判定された場合に前記実装基板を選択する処理と、
をコンピュータに実行させる選択プログラム。
【0056】
次に、上記付記において用いられている用語と、明細書及び図面中の用語との対応について説明する。
【0057】
付記における、「電気部品」は、例えば、
図3の実装領域 21に実装される図示されない電気部品である。また、「突出基板層」は、例えば、
図4又は
図5の第三基板層又は第五基板層、又は、
図13の突出基板層100axである。また、「他の基板層」は、例えば、
図4又は
図5の最上基板層又は最下基板層、又は、
図13の他の基板層100bxである。
【0058】
また、「突出部」は、例えば、
図3乃至
図5の突出部31、又は、
図13の突出部31xである。また、「突出部電極」は、例えば、
図3乃至
図5の突出部電極15a又は
図4の突出部電極15cである。また、「他の基板層電極」は、例えば、
図3乃至
図5の非突出基板層電極15b又は
図4の非突出基板層電極15dである。また、「コネクタ」は、例えば、
図6又は
図8乃至
図10の、コネクタ400である。
【0059】
また、「装着部」は、例えば、
図8のコネクタ400の実装基板100を装着している部分である。また、「接点」は、コネクタ電極531aの、突出部電極15aとの接点又は非突出基板層電極15bとの接点である。「接点」は、あるいは、コネクタ電極531bの、突出部電極15cとの接点又は非突出基板層電極15dとの接点である。また、「ある位置における基板面」は、例えば、突出基板層の上面又は下面、あるいは、非突出基板層の上面又は下面のうちのいずれかの位置である。
【0060】
また、「コネクタ電極」は、例えば、
図6又は
図8乃至
図10の、コネクタ電極531a又は531bである。また、「実装基板」は、例えば、
図3乃至5、
図7又は
図8の実装基板100、又は、
図13の実装基板100xである。また、「前記突出部電極のうちの少なくとも一つと、前記他の基板層電極のうちの少なくとも一つとは、前記端部の長手方向についての位置がそろっている」は、例えば、
図3乃至
図5に表される状態である。
【0061】
また、「複数の前記突出部電極」は、例えば、
図3乃至
図5に表される状態である。
また、「前記突出部電極が前記突出部の表面に露出している」は、例えば、
図3乃至
図5に表される状態である。また、「上面」は、例えば、
図4の第三基板層の上面である。
また、「下面」は、例えば、
図4の第五基板層の下面である。また、「前記他の基板層は、前記突出部の近傍に前記他の基板層電極を備える」は、例えば、
図3乃至
図5に表される状態である。
【0062】
また、「複数の前記他の基板層電極」は、例えば、
図3乃至
図5に表される状態である。
また、「前記他の基板層電極が前記他の基板層の表面に露出している」は、例えば、
図3乃至
図5に表される状態である。また、「最上基板層」は、例えば、
図4の最上基板層である。また、「最下基板層」は、例えば、
図4の最下基板層である。また、「溝」は、例えば、
図6又は
図8乃至
図10の溝413である。
【0063】
また、「前記突出部の前記先端の近傍は前記先端に近づくに従い厚みが薄い」は、例えば、
図11の先端部近傍の状態である。また、「選択方法」は、例えば、
図12の方法である。また、「選択プログラム」は、例えば、
図12の方法に対応する処理をコンピュータに実行させるプログラムである。