説明

電子機器

【課題】 補強部材を使用することなく、レセプタクルコネクタの実装強度を向上させる。
【解決手段】 表層にランドが形成される配線基板と、前記ランドに半田付けされる半田付け部を有するレセプタクルコネクタとを備える電子機器であって、前記ランドにビアを形成するとともに、前記ランドの前記レセプタクルコネクタの挿入口から遠い部分に形成する前記ビアの数が、前記ランドの前記レセプタクルコネクタの挿入口に近い部分に形成する前記ビアの数よりも多くなるように、前記ランドに前記ビアを形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は電子機器に関し、特に配線基板の表面にレセプタクルコネクタが半田付けされる電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、レセプタクルコネクタの一例であるUSBコネクタは、USBプラグが挿入される角形のシェルを有しており、このシェルの底面が配線基板上に載置され、配線基板のグランドパターン上に半田付けされることで実装されている。
【0003】
そして、USBコネクタとは別部材である補強部材でUSBコネクタのシェルの外周を覆い、この補強部材を配線基板に固定することによって、配線基板に実装されたUSBコネクタを補強している。(特許文献1参照)
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2002−75559号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に開示されている構成では、補強部材が必要となるだけでなく、配線基板上に補強部材を固定するためのスペースを確保しなければならず、コストアップと配線基板の大型化を招いてしまう。
【0006】
本発明の目的は、補強部材を使用することなく、レセプタクルコネクタの実装強度を向上させた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の電子機器は、表層にランドが形成される配線基板と、前記ランドに半田付けされる半田付け部を有するレセプタクルコネクタとを備える電子機器であって、前記ランドにビアを形成するとともに、前記ランドの前記レセプタクルコネクタの挿入口から遠い部分に形成する前記ビアの数が、前記ランドの前記レセプタクルコネクタの挿入口に近い部分に形成する前記ビアの数よりも多くなるように、前記ランドに前記ビアを形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、補強部材を使用することなく、レセプタクルコネクタの実装強度を向上させた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】デジタル一眼レフカメラを正面から見た図である。
【図2】デジタル一眼レフカメラを背面から見た図である。
【図3】デジタル一眼レフカメラのコネクタ群を露出させた状態を説明する図である。
【図4】リモコンコネクタ11、USBコネクタ12、HDMIコネクタ13がメイン基板20に実装された状態を示す図である。
【図5】リモコンコネクタ11、USBコネクタ12、HDMIコネクタ13がメイン基板20に固定される前の状態を説明する分解斜視図である。
【図6】メイン基板のUSBコネクタが実装される領域を説明する図である。
【図7】メイン基板のUSBコネクタが実装される領域を説明する図である。
【図8】メイン基板20を図7に図示したA−A部で切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
(第1の実施形態)
以下、本発明による電子機器の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明を実施した電子機器の一例であるデジタル一眼レフカメラを前面から見た斜視図であり、図2は本発明を実施した電子機器の一例であるデジタル一眼レフカメラを背面から見た斜視図である。
【0011】
デジタル一眼レフカメラ1の外装は、前カバー2、上カバー3、後カバー4、コネクタカバー5で構成されている。コネクタカバー5はゴムやエラストマー等の弾性を有する材料で構成されており、コネクタカバー5を開くことによって、図3に示すように、コネクタ群を露出させることができる。なお、図3ではコネクタカバー5を省略して描いている。
【0012】
図3に示すように、コネクタカバー5によって覆われる部分には、レセプタクルコネクタとしてのリモコンコネクタ11、USBコネクタ12、HDMIコネクタ13の挿入口がそれぞれ露出するように配置されている。リモコンコネクタ11は、リモコンのジャックコネクタを挿入することで、リモコンを使用可能な状態とするものである。USBコネクタ12は、USBケーブルが挿入されることで、パーソナルコンピュータ等との通信を可能にするものである。HDMIコネクタ13は、HDMIケーブルが挿入されることで、映像信号および音声信号をデジタルテレビへ送信するものである。
【0013】
図4に示すように、リモコンコネクタ11、USBコネクタ12、HDMIコネクタ13は多層構造の配線基板としてのメイン基板20に半田付けされることで固定されている。図5はリモコンコネクタ11、USBコネクタ12、HDMIコネクタ13がメイン基板20に固定される前の状態を説明する分解斜視図である。
【0014】
図4および図5に示すように、リモコンコネクタ11には、端子11aおよび端子11bが形成される。USBコネクタ12には、半田付け部12aおよび12bがUSBコネクタ12のシェルから延出して形成されている。HDMIコネクタ13には、半田付け部13aおよび13bがHDMIコネクタ13のシェルから延出して形成されている。USBコネクタ12のシェルおよびHDMIコネクタ13のシェルは導電材料で形成される
メイン基板20のリモコンコネクタ11が実装される部分では、メイン基板20の表層にランド21bおよび22が生成され、ランド21bの中心には貫通穴21aが形成されている。メイン基板20のUSBコネクタ12が実装される部分では、メイン基板20の表層にランド23bおよび24が生成され、ランド23bの中心には貫通穴23aが形成されている。メイン基板20のHDMIコネクタ13が実装される部分では、メイン基板20の表層にランド26bおよび27bが生成され、ランド26bの中心には貫通穴26aが形成され、ランド267の中心には貫通穴27aが形成されている。
【0015】
リモコンコネクタ11の端子11aがメイン基板20に形成される貫通穴21aが挿入され、リモコンコネクタ11の端子11bがメイン基板20の表層に形成されるランド22に接触するように配置される。USBコネクタ12の半田付け部12aがメイン基板20に形成される貫通穴23aが挿入され、USBコネクタ12の半田付け部12bがメイン基板20の表層に形成されるランド24に接触するように配置される。このとき、USBコネクタ12に形成される信号ピンがメイン基板20の表層に形成される信号パターン25に接触する。HDMIコネクタ13の半田付け部13aがメイン基板20に形成される貫通穴26aが挿入され、HDMIコネクタ13の半田付け部13bがメイン基板20に形成される貫通穴27aが挿入するように配置される。このとき、HDMIコネクタ13に形成される信号ピンがメイン基板20の表層に形成される信号パターン28に接触する。
【0016】
ランド21b、22、23b、24、26b、27bおよび信号パターン25、28にはクリーム半田が印刷されている。上述したように、リモコンコネクタ11、USBコネクタ12、HDMIコネクタ13をメイン基板20に配置した後、リフローすることで、リモコンコネクタ11、USBコネクタ12、HDMIコネクタ13はメイン基板20に半田付けによって、固定される。
【0017】
図6は、メイン基板20のUSBコネクタ12が実装される領域を拡大した図である。図6に示すように、USBコネクタ12の半田付け部12aが挿入される貫通穴23aの周囲にはランド23bが形成されている。USBコネクタ12の半田付け部12bが接触するランド24には図示すように、メイン基板20の内層パターンと電気的に接続されるビア30a、30b、30cが形成される。
【0018】
ビア30a、30b、30cはすべてメイン基板20の裏面まで貫通している。ビア30aはUSBコネクタ12の挿入口に最も近い部分に形成され、ビア30cはUSBコネクタ12の挿入口から最も遠い部分に形成されている。ビア30bはビア30aとビア30cとの中間となる部分に形成されている。図6に示すように、ビア30bはビア30aより数が多く高い密度で形成されており、ビア30cはビア30bより数が多く高い密度で形成されている。すなわち、USBコネクタ12の挿入口から遠くなるほどビアの数を多くなり、ビアの形成密度も高くなる。
【0019】
ランド24にビア30a、30b、30cが形成されることで、ランド24に印刷されるクリーム半田はリフローによってビア30a、30b、30cに流れ込む。ビア30a、30b、30cの内周面はメッキ処理されているので、半田との接合面として機能する。すなわち、ビアを形成することで、半田とランドの接合面積を大きくすることができる。これによって、ビアが形成されていないランドにUSBコネクタ12の半田付け部12bを半田付けする場合よりも、ランド24とUSBコネクタ12の半田付け部12bとの接合強度を向上させることができる。
【0020】
ここで、USBコネクタ12にUSBケーブルを挿入し、挿入したUSBケーブルを上下左右に力を与えることを想定する。このとき、USBコネクタ12には、USBコネクタ12の挿入口を支点として、USBコネクタ12を回動させる力が作用する。すなわち、USBコネクタ12をメイン基板20上で回動させる力と、USBコネクタ12をメイン基板20から引き剥がす力がUSBコネクタ12に作用する。いずれの場合にも、USBコネクタ12の挿入口から遠くなるほど大きな力がUSBコネクタ12に作用する。したがって、USBコネクタ12の半田付け部12aよりも半田付け部12bにより強い力が作用することになる。
【0021】
この点を考慮して、本実施形態では、USBコネクタ12の挿入口から遠くなるほどビアの数を多くして、ビアの形成密度も高くしている。これによって、より強い力がかかる部分ほど、ランド24とUSBコネクタ12の半田付け部12bとの接合強度を高くしている。
【0022】
これによって、USBコネクタ12の半田付け部12bがランド24の表面に半田付けされる構成であっても、ランド24の面積を広げることなく、半田との接合面積を大きくすることができる。そして、USBコネクタ12の挿入口から遠くなるほどビアの数を多くし、ビアの形成密度も高くすることで、作用する力の大きさに合わせて接合強度を高くすることができる。
【0023】
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、USBコネクタ12の挿入口から遠くなるほどビアの数を多くし、ビアの形成密度も高くした。これに対して、第2の実施形態では、ビアの数およびビアの形成密度を均一としているが、USBコネクタ12の挿入口から遠くなるほどビアが貫く内層パターンの層数を増加させている。
【0024】
図7は、第2の実施形態におけるメイン基板20のUSBコネクタ12が実装される領域を拡大した図である。図6に示した第1の実施形態と同様である部分については、同様の符号をつけることで、その説明を省略する。
図7に示すように、USBコネクタ12の半田付け部12bが接触するランド24’には図示すように、メイン基板20の内層パターンと電気的に接続されるビア30a’、30b’、30c’が形成される。
【0025】
ランド30aはUSBコネクタ12の挿入口に最も近い部分に形成され、ランド30cはUSBコネクタ12の挿入口から最も遠い部分に形成されている。ランド30bはランド30aと30cとの中間となる部分に形成されている。
第1の実施形態におけるビア30a、30b、30cと異なり、ビア30a’、30b’、30c’はビアの数およびビアの形成密度は、USBコネクタ12の挿入口からの距離に関わらず、均一である。
【0026】
図8は、メイン基板20を図7に図示したA−A部で切断した断面図である。図8に示すように、メイン基板20は9層構造となっている。ビア30a’はA層からD層までの4層を貫くように形成されている。ビア30b’はA層からG層までの7層を貫くように形成されている。ビア30c’はA層からI層、つまりメイン基板の20の裏面まで貫くように形成されている。
【0027】
このように、ビア30a’はUSBコネクタ12の挿入口に最も近い部分に形成され、ビア30c’はUSBコネクタ12の挿入口から最も遠い部分に形成されている。ビア30b’はビア30a’とビア30c’との中間となる部分に形成されている。図8に示すように、ビア30b’はビア30a’より多くの層を貫いており、ビア30c’はビア30b’より多くの層を貫いている。
【0028】
すなわち、USBコネクタ12の挿入口から遠くに形成されるビアほど多くの層を貫いている。ビアが貫く層の数が多いほど、ランド24とUSBコネクタ12の半田付け部12bとの接合強度が高くなる。したがって本実施形態によっても、USBコネクタ12の挿入口から遠くなるほどランド24とUSBコネクタ12の半田付け部12bとの接合強度が高くなる。
【符号の説明】
【0029】
12 USBコネクタ
12b 半田付け部
20 メイン基板
24 ランド
30a、30b、30c ビア

【特許請求の範囲】
【請求項1】
表層にランドが形成される配線基板と、前記ランドに半田付けされる半田付け部を有するレセプタクルコネクタとを備える電子機器であって、
前記ランドにビアを形成するとともに、前記ランドの前記レセプタクルコネクタの挿入口から遠い部分に形成する前記ビアの数が、前記ランドの前記レセプタクルコネクタの挿入口に近い部分に形成する前記ビアの数よりも多くなるように、前記ランドに前記ビアを形成することを特徴とする電子機器。
【請求項2】
前記ランドの前記レセプタクルコネクタの挿入口から遠くなるほど前記ビアの数を多なるように、前記ランドに前記ビアを形成することを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
【請求項3】
表層にランドが形成される配線基板と、前記ランドに半田付けされる半田付け部を有するレセプタクルコネクタとを備える電子機器であって、
前記ランドにビアを形成するとともに、前記ランドの前記レセプタクルコネクタの挿入口から遠い部分に形成する前記ビアの形成密度が、前記ランドの前記レセプタクルコネクタの挿入口に近い部分に形成する前記ビアの形成密度よりも高くなるように、前記ランドに前記ビアを形成することを特徴とする電子機器。
【請求項4】
前記ランドの前記レセプタクルコネクタの挿入口から遠くなるほど前記ビアの形成密度を高くなるように、前記ランドに前記ビアを形成することを特徴とする請求項3に記載の電子機器。
【請求項5】
表層にランドが形成される多層構造の配線基板と、前記ランドに半田付けされる半田付け部を有するレセプタクルコネクタとを備える電子機器であって、
前記ランドにはビアが形成されるとともに、前記ランドの前記レセプタクルコネクタの挿入口から遠い部分に形成する前記ビアが貫く前記配線基板の層の数が、前記ランドの前記レセプタクルコネクタの挿入口に近い部分に形成する前記ビアが貫く前記配線基板の層の数よりも多くなるように、前記ランドに前記ビアを形成することを特徴とする電子機器。
【請求項6】
前記ランドの前記レセプタクルコネクタの挿入口から遠くなるほど前記ビアが貫く前記配線基板の層の数が多くなるように、前記ランドに前記ビアを形成することを特徴とする請求項5に記載の電子機器。
【請求項7】
前記レセプタクルコネクタは導電材料で形成されるシェルを有し、前記半田付け部は前記シェルに形成されることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の電子機器。
【請求項8】
前記レセプタクルコネクタはUSBコネクタであることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の電子機器。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2012−146918(P2012−146918A)
【公開日】平成24年8月2日(2012.8.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−5951(P2011−5951)
【出願日】平成23年1月14日(2011.1.14)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】