JP3960071B2

JP3960071B2 - 電子装置

Info

Publication number: JP3960071B2
Application number: JP2002037617A
Authority: JP
Inventors: 卓也篠田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2022-02-15
Also published as: JP2003243858A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板とケースを備える電子装置に関するもので、特に平行基板部と垂直基板部からなる配線基板を備える電子装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子装置における電子部品の搭載基板として、従来より配線基板が用いられてきた。このような配線基板のケースへの配置構造の例を、図２に示す。
【０００３】
図２は、ケース２に配置された基板１の構造を示す断面図である。
【０００４】
基板１は、ケース２の底面２１上に配置された２つの配線基板１０４，１０５で構成されており、各配線基板１０４，１０５の上表面には、各種の電子部品１０，１１，１５が搭載されている。２つの配線基板１０４，１０５は、その表面に配置された接続電極８，９を介して、ワイヤボンディングによるワイヤ７０で互いに接続されている。また、外部の電気回路とケース２内に配置した基板１に形成された電気回路との入出力接続のために、ケース２の側面２３にコネクタ３が配置される。基板１に配置された接続電極５とコネクタ３に配置された接続電極６とが、ワイヤボンディングによるワイヤ７で接続されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図２に示した基板１の配置構造では、基板１を構成する全ての配線基板１０４，１０５がケース底面２１の上に配置されているため、電子部品１０，１１，１５は各配線基板１０４，１０５の片側である上表面にしか搭載できない。従って、回路規模が大きくなると、基板１およびそれを実装するケース２が大型化し、占有面積が増大してしまう。
【０００６】
また、基板１にはチップ部品のように背の低い電子部品１０だけでなく、電界コンデンサのように背の高い電子部品１１，１５も搭載される。従って、ケース２の高さとしては背の高い電子部品１１，１５を越える高さが必要となるが、このような場合には、ケース２の底面２１に配置された基板１とケース２の上面２２との間の大部分の空間は、無駄な空間となってしまう。
【０００７】
さらに、基板１と外部の電気回路を接続するためにケース２にコネクタ３を配置する必要があるが、基板１の接続電極５とコネクタ３の接続電極６をワイヤ７で接続するためにコネクタ３をケースの側面２３に配置すると、ケース２と大型部品であるコネクタ３を合わせたユニット全体の占有面積は、図２のように大きなものとなる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ケース内の無駄な空間を低減し、電子部品と配線基板の実装，配置密度を高めた電子装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、電子部品を実装する配線基板と、その配線基板を収容するケースとを備え、前記配線基板が、ケース底面に対して平行に配置される平行基板部と、その平行基板部に対して垂直方向に延びる垂直基板部とを有してなり、前記垂直基板部の端部に形成した接続電極と、前記ケースの上面に配置したコネクタの接続電極とを、嵌合により接続したことを特徴としている。
【００１０】
配線基板の構成を、ケース底面に対して平行に配置される平行基板部だけからなる平面的な構成ではなく、平行基板部に対して垂直方向に延びる垂直基板部とを有する立体的な構成としている。このように、ケース底面に対し垂直に配置される垂直基板部を導入することで、ケース内の空間が背の高い電子部品だけでなく垂直基板部によっても利用されるため、ケース内の空間を無駄なく利用することができる。この結果、配線基板の回路規模が大きくなっても、ケースの体格が大型化することを抑制することができる。
また、ケースの底面に垂直に配置した垂直基板部は、一方の端部がケース内の空間に突き出して配置されることになるので、端部の表面に接続用の電極を配置することで、差込みプラグとして利用することができる。従って、外部の電気回路との接続に使用するコネクタをケース上面に配置して、コネクタと垂直基板部の端部を嵌合し、両者の接続電極同士を圧接接続することができる。このような構成においては大型部品であるコネクタがケース上面に配置されることになるので、ケースとコネクタを合わせたユニット全体の占有面積は、ケースの占有面積と同じに抑えることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記平行基板部と前記垂直基板部とが、当該基板部に形成された配線と共に、一体的に形成されていることを特徴としている。このように配線基板を一体形成することで、垂直基板部を独自にケース等に固定する必要がなくなる。また、配線基板中の配線も一体的に形成されるため、平行基板部と垂直基板部の間の配線接続工数を低減することができ、ひいては配線基板の製造コストを低減することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記一体的に形成されている基板部を構成する絶縁材料が、セラミックスまたは熱可塑性樹脂であることを特徴としている。これにより、前記平行基板部と前記垂直基板部とを、配線と共に一体的に形成することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記平行基板部の表面に配置した接続電極と、前記垂直基板部の表面に配置した接続電極とを、ワイヤボンディングにより接続したことを特徴としている。
【００１４】
ワイヤボンディングは近接した電極間を細いワイヤで接続するため、他の電気接続方法に較べて、接続部分の占める面積は小さくてすむ。従って、前記平行基板部と垂直基板部の電気接続にワイヤボンディングを適用することで、一体形成されていない平行基板部と垂直基板部であっても、接続部分の占有面積が小さくなるように両基板部を近接配置した状態で、両者を電気的に接続することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、前記垂直基板部に、電子部品を配置したことを特徴としている。垂直基板部には、配線や接続電極だけでなく、電子部品を搭載することができる。垂直基板部では、搭載する電子部品が多くなって当該基板部の面積が増大しても、ケース底面に垂直に配置している関係上、ケース底面に対する占有面積は増大することがない。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、前記垂直基板部の両面に、電子部品を配置したことを特徴としている。ケースの底面に垂直に配置した垂直基板部は、ケース内の空間に突き出して配置されることになるので、その両面に電子部品を搭載することができる。従って、配線基板とケースの大きさは変えないで、電子部品の搭載密度をより高めることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明によるケースに配置された配線基板を備えた電子装置を示す断面図である。尚、図２に示した従来の配線基板のケースへの配置構造例と同様の部分については同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００２０】
図１に示す配線基板１は、ケース２の底面２１に平行な平行基板部１０１，１０２，１０３と、平行基板部に対して垂直方向に延びる垂直基板部２０１，２０２とで構成されている。
【００２１】
図１に示した配線基板１の配置構造では、配線基板１の垂直基板部２０１，２０２がケース底面２１に垂直で、互いに干渉することなく立体的に配置されている。このため、本発明による図１に示した配置構造は、従来のケース底面に対し配線基板を全て平行に配置する図２に示した配置構造に較べて、ケース底面における配線基板１の占有面積を低減することができる。
【００２２】
図１に示す配線基板１において、平行基板部１０２と垂直基板部２０１，２０２は、それぞれの基板部に形成された配線と共に一体的に形成されている。
【００２３】
配線基板１を構成する絶縁材料としてセラミックスを用いる場合、互いに垂直となる基板部１０２，２０１，２０１を有する一体形成された配線基板を、以下のようにして形成する。最初に、樹脂とセラミックスからなる焼成前のセラミックシートに、導電ペーストの印刷等により配線パターンを形成する。次に、配線パターンを形成したセラミックシートを必要な枚数だけ積層し、成形用の型で直角に折り曲げて、必要とする形状にセラミックシートを成形する。このようにして得られた成形体を焼成時に変形しないように保持するための保持具に入れ、成形体を構成しているセラミックを配線パターンと共に焼成して、一体形成する。
【００２４】
また、配線基板１を構成する絶縁材料として熱可塑性樹脂を用いる場合は、互いに垂直となる基板部１０２，２０１，２０１を有する一体形成された配線基板を、以下のようにして形成する。最初に、熱可塑性樹脂からなるフィルムに導体箔を貼り付け、導体箔をエッチングすることにより配線となる導体パターンを形成する。次に、導体パターンを形成した導体パターンフィルムを必要な枚数だけ積層し、加熱・加圧しながら成形用の型で直角に折り曲げて熱圧着し、必要とする形状に成形しながら一体形成する。
【００２５】
図１では互いに垂直となる基板部１０２，２０１，２０１が一体となった配線基板を示したが、配線基板１の垂直基板部については、平行基板部と別体にし、固定部材を用いてケース底面２１に垂直に配置してもよい。但し、前記のように垂直基板部２０１，２０２と平行基板部１０２を一体とすることで、垂直基板部２０１，２０２を独自にケース２に固定する必要がなくなるため、配線基板１のケース２への組み付け作業が容易になる。また、基板部１０２，２０１，２０１の配線についても一体的に形成されるため、各基板部１０２，２０１，２０１間の配線接続の工数を低減することができ、ひいてはケース２に収納される配線基板１の全体としての製造コストを低減することができる。
【００２６】
図１に示す配線基板１において、平行基板部１０１，１０３は、それぞれ、別体として構成されている。別体で構成されている平行基板部１０１，１０３の表面にはそれぞれ接続電極５１，５２が配置されており、垂直基板部２０１，２０２の表面に配置された接続電極５３，５４と、ワイヤボンディングによるワイヤ７１，７２により接続されている。
【００２７】
互いに垂直な関係の基板部１０１，２０１間のワイヤボンディングは、以下のようにして実施する。ケース側面２３及び上面２２を取りはずした状態で、ケース底面２１を水平に配置し、平行基板部１０１の接続電極５１にワイヤ７１の一端を接続する。次にワイヤ７１を引き出し、ボンディング対象の配線基板をケースごと９０度回転して垂直基板部２０１の接続電極５３を水平に配置し、ワイヤ７１を適度な長さで接続する。基板部１０３，２０２の間のワイヤ７２も、同様にして接続する。
【００２８】
ワイヤボンディングは近接した電極間を細いワイヤ７１，７２で接続するため、他の電気接続方法に較べて接続部分の占める面積は小さくてすむ。前記のワイヤボンディング方法を適用することで、一体形成されていない互いに垂直な関係の基板部同士１０１と２０１もしくは１０３と２０２であっても、接続部分の占有面積が小さくなるよう両基板部１０１と２０１もしくは１０３と２０２を近接配置した状態で、電気的に接続することができる。
【００２９】
図１の配置構造においては、ケース２の上面２２にコネクタ４が配置されており、コネクタ４の先端部と垂直基板部２０１の先端部が嵌合している。この両者の嵌合により、垂直基板部２０１の先端部表面に形成された接続電極５５と、コネクタの先端部表面に形成された接続電極６１が接続している。
【００３０】
このように、垂直基板部２０１は、先端部がケース内の空間に突き出して配置されることになるので、先端部の表面に接続電極５５を配置することで、コネクタ４への差込みプラグとして利用することができる。従って、コネクタ４をケース上面２２に配置して、コネクタ４と垂直基板部２０１の先端部を嵌合し、両者の接続電極５５と６１を圧接接続することができる。このような構成をとることによって、大型部品であるコネクタ４をケース上面２２に配置し、ケース２とコネクタ４を合わせたユニット全体の占有面積を、ケース底面２１の占有面積のままに抑えることができる。
【００３１】
図１の配置構造では、ケース２内の上方にできた空間に、背の高い電子部品１１だけでなく垂直基板部２０１，２０２が配置されている。さらに、図１の配置構造においては、平行基板部１０２に電子部品１０，１１が実装されているだけでなく、垂直基板部２０１，２０２にも電子部品１２，１３，１４が配置されている。特に、垂直基板部２０１，２０２はケース２内の上方空間に突き出して配置されることになるので、電子部品１３，１４のように、垂直基板部２０２の両面に実装することもできる。
【００３２】
このように、図１の配線基板１の配置構造においては、ケース２内の空間を無駄なく利用している。特に、実装する電子部品が多くなっても垂直基板部２０１，２０２に多数の電子部品を両面実装することで対処でき、これら垂直基板部はケース底面に垂直に配置される関係上、ケース底面２１に対する占有面積は増大しない。従って、配線基板１のケース２に対する占有面積を変えないで、電子部品の実装密度をより高めることができる。
【００３３】
以上、本発明においては、ケース内の無駄な空間を低減し、電子部品と配線基板の実装，配置密度を高めた電子装置を提供することができ、電子装置の小型化に寄与するところ大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるケースに配置された配線基板を備えた電子装置を示す断面図。
【図２】従来のケースに配置された基板の構造を示す断面図。
【符号の説明】
１配線基板
１０１，１０２，１０３平行基板部
２０１，２０２垂直基板部
２ケース
３，４コネクタ
５，６，８，９，５１，５２，５３，５４，５５，６１接続電極
７，７０，７１，７２ワイヤ
１０，１１，１２，１３，１４，１５電子部品

Claims

電子部品を実装する配線基板と、その配線基板を収容するケースとを備え、
前記配線基板が、ケース底面に対して平行に配置される平行基板部と、
その平行基板部に対して垂直方向に延びる垂直基板部とを有してなり、
前記垂直基板部の端部に形成した接続電極と、前記ケースの上面に配置したコネクタの接続電極とを、嵌合により接続したことを特徴とする電子装置。
前記平行基板部と前記垂直基板部とが、当該基板部に形成された配線と共に、一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
前記一体的に形成されている基板部を構成する絶縁材料が、セラミックスまたは熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の電子装置。
前記平行基板部の表面に配置した接続電極と、前記垂直基板部の表面に配置した接続電極とを、ワイヤボンディングにより接続したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の電子装置。
前記垂直基板部に、電子部品を配置したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の電子装置。
前記垂直基板部の両面に、電子部品を配置したことを特徴とする請求項５に記載の電子装置。