JPH06325840A - コネクタおよびそのコネクタを組み込んだ配線基板モジュールならびに実装モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 故障修理がし易く故障修理費用が安い実装モ
ジュールの提供。 【構成】 複数枚の配線基板２は、コネクタ３で平面的
に機械的かつ電気的に連結されている。これら配線基板
は、主面に配線９を有し、電子部品が実装され、実装モ
ジュールの回路ブロックを形成している。前記コネクタ
３は、絶縁性のプラスチックで成形され、両端に配線基
板２が挿脱自在に挿入できる挿入溝１５を有する。コネ
クタ３には内部を貫通する導体層１９が設けられ、挿入
溝１５の一方の溝側面１７に露出する部分は接触端子２
０となる。配線基板２の縁の配線９からなる連結端子１
０が、前記接触端子２０に接触する。この接触を確保す
るため、挿入溝１５に設けられた圧接体２２で弾力的に
配線基板２を押圧する。故障修理時、コネクタ３を外し
て所定の配線基板２を交換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コネクタおよびそのコ
ネクタを組み込んだ配線基板モジュールならびに実装モ
ジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ，パーソナルコンピュータ
（パソコン）等の電子機器には、膨大な数のＩＣ（集積
回路装置），ＬＳＩ（大規模集積回路装置）等を始めと
する電子部品が組み込まれている。一般に、これらの電
子部品はドーターボード等の大型の配線基板（実装基
板）に実装される。たとえば、ＣＱ出版株式会社発行
「トランジスタ技術」1984年６月号、同年６月１日発
行、P399〜P406「新・電子部品の活用技術 コネクタ」
におけるP403には、マザーボードおよびドーターボード
が示されている。マザーボードにはカード・エッジ・コ
ネクタが並列に取り付けられ、これらのカード・エッジ
・コネクタにドーターボードが挿入されるようになって
いる。前記ドーターボード上には多数の半導体装置が実
装されている。また、ドーターボードにはコネクタが取
り付けられている。

【０００３】一方、工業調査会発行「電子材料」1991年
12月号、同年12月１日発行、Ｐ47〜Ｐ52には、プリント
配線板用コネクタについて記載されている。この文献に
は、コネクタの種類として、電線用コネクタ，プリント
配線板用コネクタ，ＦＰＣ／ＦＦＣコネクタが紹介され
ている。前記プリント配線板用コネクタは、その上下に
配線基板を取り付ける構造となり、プリント配線板を積
層構造で使用する際に使用される。

【０００４】他方、日経ＢＰ社発行「日経マイクロデバ
イス」1989年６月号、同年６月１日発行、Ｐ50〜Ｐ55に
は、スーパーコンピュータに組み込むＰＧＡ（Pin Grid
Array）パッケージが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】電子機器の故障修理に
おいては、回路構成が複雑となっていることから、前記
ドーターボード等の配線基板（以下この状態のものを実
装モジュールと称する）毎に交換している。また、取り
外した実装モジュールにおいては、故障解析を行って不
良箇所や不良部品を特定し、その後新しい部品と交換し
て実装モジュールを再使用している。しかしながら、前
記故障箇所の特定には特殊な技術が必要な上、修理にも
時間を要し、故障実装モジュールの復帰に時間が掛か
る。また、不良箇所の特定が難しく、あるいは配線を損
なう等のことから、実装モジュールを廃棄処分すること
もあり、無駄が多い。

【０００６】本発明の目的は、故障修理がし易く故障修
理費用が安い実装モジュールを提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、故障修理がし易い実
装モジュールを製造できる配線基板モジュールおよびコ
ネクタを提供することにある。本発明の前記ならびにそ
のほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添
付図面からあきらかになるであろう。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。すなわち、本発明の配線基板モジュ
ールは、複数枚の小型の配線基板をコネクタで平面的に
機械的かつ電気的に連結した配線基板モジュールを有し
ている。これら配線基板は、直接半導体チップを取り付
けたりあるいは個別の電子部品を実装させたりする構造
となり、回路ブロックを形成している。また、各配線基
板の裏面にはピングリッド状にピンが取り付けられてい
る。前記コネクタは、絶縁性のプラスチックで成形され
たものであり、両端に配線基板が挿脱自在に挿入できる
挿入溝を有している。また、この挿入溝面には前記配線
基板の表面の配線層に接触する接触端子が設けられてい
る。コネクタには内部を貫通する導体層が設けられてい
るとともに、この導体層が両端の挿入溝の一方の溝側面
に露出してそれぞれ前記接触端子を構成している。ま
た、この接触端子に配線基板の配線層が電気的に確実に
接触するように、配線基板をコネクタの一方の溝側面に
弾力的に押し付ける圧接体が他方の溝側面に設けられて
いる。この圧接体はコネクタの成形時に同時に形成され
る半球状の突起となり、弾性力はプラスチックの弾性に
よって形成されている。

【０００９】

【作用】本発明の実装モジュールは、電子部品を実装し
た複数の配線基板を、コネクタによって平面的に連結し
た構造となっていることから、コネクタから配線基板を
引き抜く作業によって所望の配線基板（回路ブロック）
を容易に分離できる。電子機器の故障修理に際しては、
故障内容と回路構成からどの配線基板で故障が発生して
いるかを推定（特定）することは比較的容易である。し
たがって、故障修理は、コネクタによる分離を解除し
て、電子部品が実装された新しい配線基板を組み込むこ
とで、短時間に行なえる。また、この故障修理では、部
分的に小基板を交換することで良いことから、修理コス
トの低減も可能となる。

【００１０】

【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。図１は本発明の一実施例による実装モジュ
ールにおけるコネクタと配線基板の連結構造を示す一部
の断面図、図２は本発明の一実施例によるコネクタの拡
大斜視図、図３は本発明の実装モジュールの要部を示す
断面図、図４は同じく実装モジュールの模式的平面図、
図５は本発明の一実施例による配線基板モジュールの要
部を示す模式的平面図である。

【００１１】本発明の一実施例による実装モジュール１
は、図４に示すように、複数枚、たとえば、９枚の配線
基板２を平面的に３列３行に配置し、それぞれの配線基
板２をコネクタ３で挿脱自在に連結した構造となってい
る。各配線基板２の主面（上面）には、電子部品が実装
されている。図４に示すように、矩形の周囲に沢山のリ
ードを突出させるものが、ＩＣやＬＳＩ等の半導体装置
４である。また、長方形で両端に電極を有するものがチ
ップ抵抗やチップコンデンサ等のチップ部品５である。
また、小さな矩形で一側に１本のリードを有し、他側に
２本のリードを有するものが小型トランジスタ６であ
る。また、円形体は半導体チップを直接取り付けるとと
もに、ワイヤボンディングを行い、全体をコーティング
レジンで封止した半導体装置部７である。そして、一部
しか示してないが、配線基板２の主面に描かれている線
が各電子部品を連結する配線９である。また、隣合う配
線基板２の配線９は、コネクタ３でそれぞれ電気的に接
続されている。コネクタ３で連結される配線９は、実施
例では３本としてある。この３本の配線９を説明の便宜
上連結端子１０と呼称する。さらに、各配線基板２の裏
面には、図３に示すように、外部との電気的接続をとる
接続手段としてのピン１２がピングリッド状に設けられ
ている。なお、図では一部の配線基板２にのみ電子部品
を実装した状態を示してある。

【００１２】コネクタ３は、プラスチックで成形された
矩形体となるとともに、図２に示すように、両側面中央
に縁に沿って延在する挿入溝１５を有し、これによって
断面がエの字状になっている。前記挿入溝１５には、図
１および図３に示すように、配線基板２が挿脱自在に挿
入される。このコネクタ３によって連結された配線基板
２は、共に単一平板を形成する。前記挿入溝１５の溝側
面において、一方の溝側面１７、すなわち、配線基板２
の主面に対面する一方の溝側面１７には、導体層１９が
帯状に３本埋め込まれている。この導体層１９は、図１
および図２に示すように、コネクタ３の一側から他側に
まで貫通して延在している。挿入溝１５の一方の溝側面
１７に露出する３本の導体層部分は接触端子２０を構成
し、前記配線基板２の３本の連結端子１０に対応してい
る。したがって、コネクタ３を配線基板２に対して相対
的に位置決め装着することによって、配線基板２の連結
端子１０に導体層１９が接触するようになっている。

【００１３】また、コネクタ３においては、前記連結端
子１０と導体層１９との電気的接触を確実にするため
に、前記挿入溝１５の他方の溝側面２１には半球状の圧
接体２２が設けられている。この圧接体２２は、コネク
タ３を形成するプラスチックで成形時に同時に形成さ
れ、押されればプラスチックの持つ弾力によって弾力的
に変形するようになっている。また、前記圧接体２２の
先端と一方の溝側面１７との間隔は、配線基板２の厚さ
よりも小さくなっている。したがって、挿入溝１５に配
線基板２が挿入されると、圧接体２２は配線基板２の裏
面を弾力的に押すようになり、連結端子１０と接触端子
２０は電気的に確実に接触する。

【００１４】図３はコネクタ３によって連結された配線
基板２と、配線基板２に実装された電子部品を示す図で
ある。配線基板２は多層配線構造となり、内部配線層２
６を有している。また、これら内部配線層２６は、配線
基板２の表裏に亘って貫通する孔２７の内周壁に設けら
れた導体２９によって、配線基板２の主面の導体層１９
等に電気的に接続されている。また、前記孔２７には配
線基板２の裏面側からピン１２が挿入されている。この
ピン１２は、図示しない半田等によって固定されてい
る。

【００１５】図３において、コネクタ３の左側の配線基
板２には、半導体装置４と半導体装置部７が搭載されて
いる。半導体装置４は、外観的にはレジンからなるパッ
ケージ３０と、このパッケージ３０の内外に亘って延在
するリード３１とからなっている。パッケージ３０の内
部には、タブ３２が位置するとともに、このタブ３２上
には半導体チップ３３が固定されている。そして、この
半導体チップ３３の図示しない電極と、前記リード３１
の内端は、導電性のワイヤ３４で接続されている。この
半導体装置４は、リードがガルウィング構造と呼称され
る表面実装型となり、配線基板２の主面の配線（フット
プリント）９に図示しない半田によって固定されてい
る。

【００１６】半導体装置部７は、配線基板２の主面の配
線（チップ搭載部）９上に固定された半導体チップ３５
と、この半導体チップ３５の図示しない電極と配線（ボ
ンディングパッド）９とを電気的に接続するワイヤ３６
と、前記半導体チップ３５，ワイヤ３６を被うコーティ
ングレジン３７とからなっている。

【００１７】図３において、右側の配線基板２には、チ
ップ部品５が実装されている。このチップ部品５は、チ
ップコンデンサやチップ抵抗からなり、両端が電極部３
９となっている。この電極部３９は、配線（電極固定
部）９に図示しない半田によって電気的に接続されてい
る。

【００１８】図５は複数の配線基板２をコネクタ３で連
結してなる本発明の一枚状態の配線基板モジュール４０
である。各配線基板２の配線９（連結端子１０）は、コ
ネクタ３によって機械的かつ電気的に連結されている。
各配線基板２は、それぞれ別々に電子部品を実装しても
よいが、コネクタ３によって複数の配線基板２を連結し
た状態で取り扱い、この配線基板モジュール４０の状態
で電子部品の実装を行ってもよい。

【００１９】

【発明の効果】（１）本発明のコネクタは、複数枚の配
線基板を機械的かつ電気的に連結して一枚の配線基板モ
ジュールとすることができるという効果が得られる。

【００２０】（２）本発明の配線基板モジュールは、使
用する配線基板およびコネクタの数によって自由な大き
さとすることができるという効果が得られる。

【００２１】（３）本発明の実装モジュールは、電子部
品が実装された複数の配線基板をコネクタで平面的に連
結するとともに、電気的にも連結した構造となり、各種
の電子機器にそのまま組み込むことができるという効果
が得られる。

【００２２】（４）上記（３）により、本発明の実装モ
ジュールは、コネクタによって電子部品が実装された新
たな配線基板（回路ブロック）を容易に追加できること
から、回路の追加変更が容易となるという効果が得られ
る。

【００２３】（５）本発明の実装モジュールは、電子部
品を実装した複数の配線基板を、コネクタによって連結
した構造となっていることから、コネクタから配線基板
を引き抜く作業によって所望の配線基板（回路ブロッ
ク）を容易に分離できるという効果が得られる。

【００２４】（６）上記（５）により、本発明の実装モ
ジュールは、コネクタから配線基板を引き抜く作業によ
って所望の配線基板（回路ブロック）を容易に分離でき
ることから、電子機器の故障修理に際しては、故障内容
と回路構成から配線基板を特定でき、故障していない新
たな配線基板に交換できるため、修理が容易であるとい
う効果が得られる。

【００２５】（７）上記（６）により、本発明によれ
ば、実装モジュールから取り外した配線基板において電
子部品の交換を行えばよく、故障によって他の配線基板
の配線等を誤って損傷させる等の事故が防止できるとい
う効果が得られる。

【００２６】（８）上記（６）により、本発明によれ
ば、実装モジュールから取り外した配線基板において修
理不能であれば、この不良配線基板を廃棄処分すれば良
く、従来のように実装モジュール全体を廃棄しなくとも
よくなり、無駄が少なくなるという効果が得られる。

【００２７】（９）上記（１）〜（８）により、本発明
によれば、故障修理がし易く故障修理費用が安い実装モ
ジュールと、その実装モジュールを構成する配線基板モ
ジュールおよびコネクタを提供することできるという相
乗効果が得られる。

【００２８】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない、たとえば、
コネクタまたは配線基板にガイドを設けて、配線基板と
コネクタの挿入の位置決めが自動的にできるようにして
も良い。また、圧接体は独立した部品構造であっても良
い。また、外部との電気的接続をとる接続手段として
は、ピングリッドに代えて、少なくとも一部の配線基板
に一般に使用されているフラット・ケーブル用コネクタ
等を装着しても良い。

【００２９】図６は本発明の他の実施例による実装モジ
ュールにおけるコネクタと配線基板の連結状態を示す一
部の断面図である。この実施例では、コネクタ３の下面
が、配線基板２の裏面よりも突出しないように、配線基
板２の周縁部分に段差を設けて、窪み部分４５内にコネ
クタ３の下部が埋没するようにしたものである。

【００３０】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるコンピ
ュータ等に組み込まれる実装モジュールに適用した場合
について説明したが、それに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例による実装モジュールにお
けるコネクタと配線基板の連結構造を示す一部の断面図
である。

【図２】 本発明の一実施例によるコネクタの拡大斜視
図である。

【図３】 本発明の一実施例による実装モジュールの要
部を示す断面図である。

【図４】 本発明の一実施例による実装モジュールの模
式的平面図である。

【図５】 本発明の一実施例による配線基板モジュール
の要部を示す模式的平面図である。

【図６】 本発明の他の実施例による実装モジュールに
おけるコネクタと配線基板の連結状態を示す一部の断面
図である。

【符号の説明】

１…実装モジュール、２…配線基板、３…コネクタ、４
…半導体装置、５…チップ部品、６…小型トランジス
タ、７…半導体装置部、９…配線、１０…連結端子、１
２…ピン、１５…挿入溝、１７…一方の溝側面、１９…
導体層、２０…接触端子、２１…他方の溝側面、２２…
圧接体、２６…内部配線層、２７…孔、２９…導体、３
０…パッケージ、３１…リード、３２…タブ、３３…半
導体チップ、３４…ワイヤ、３５…半導体チップ、３６
…ワイヤ、３７…コーティングレジン、３９…電極部、
４０…配線基板モジュール、４５…窪み部分。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚の配線基板を連結して一枚の配線
   基板モジュールとするコネクタであって、このコネクタ
   は両端に配線基板が挿脱自在に挿入できる挿入溝を有す
   るとともに、挿入溝面には前記配線基板の表面の配線層
   に接触する接触端子が設けられ、かつ両溝の接触端子は
   導体層を介して電気的に接続されていることを特徴とす
   るコネクタ。
2. 【請求項２】 前記挿入溝内には、挿入された配線基板
   面に対して弾力的に作用する圧接体が設けられているこ
   とを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
3. 【請求項３】 複数の配線基板と、これら配線基板を平
   面的に機械的かつ電気的に連結するコネクタとからなる
   配線基板モジュール。
4. 【請求項４】 複数枚の配線基板を有しかつ各配線基板
   上に所定の電子部品が実装されてなる実装モジュールで
   あって、前記複数の配線基板はコネクタによって機械的
   かつ電気的に連結されて一枚状態の配線基板モジュール
   を構成するとともに、少なくとも一部の配線基板には外
   部との電気的接続をとる接続手段が設けられていること
   を特徴とする実装モジュール。