專利名稱：信息設(shè)備用電路基板裝置、多層模塊基板以及導(dǎo)航裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于具有導(dǎo)航功能的車載信息終端等的信息設(shè)備的電路基板結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
已知的車載信息終端是具有兼?zhèn)溆酗@示車輛當(dāng)前位置周圍的道路地圖的功能、運(yùn)算從出發(fā)地至目的地的推薦路徑的功能、和根據(jù)運(yùn)算的推薦路徑進(jìn)行路徑指引的功能等的導(dǎo)航功能的車載信息終端。
這樣的車載信息終端具有導(dǎo)航用電路基板。導(dǎo)航用電路基板，是將電源電路、羅盤、GPS電路等多個(gè)低頻電子部件、和CPU芯片、存儲器芯片、圖形芯片等多個(gè)高頻電子部件安裝到1個(gè)多層印刷基板上而構(gòu)成的。
由于導(dǎo)航的技術(shù)規(guī)格因車的種類而不同，所以，傳統(tǒng)上，是對每個(gè)規(guī)格來設(shè)計(jì)、制造導(dǎo)航用電路基板。因此，設(shè)計(jì)周期變長，成本也高，所以，希望減少導(dǎo)航用電路基板的種類的要求日益強(qiáng)烈。這樣的問題，不是導(dǎo)航用電路基板特有的，而是以車載用信息終端為基本，需要將某個(gè)功能根據(jù)每個(gè)機(jī)種進(jìn)行變更的信息終端普遍具有的問題。
本發(fā)明提供一種不需要對每個(gè)規(guī)格從頭開始設(shè)計(jì)、制造電路基板的信息設(shè)備的電路基板結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的信息設(shè)備用電路基板裝置具有安裝有多個(gè)電子部件的主基板，和安裝在主基板的一面、安裝有至少包含CPU和存儲器的多個(gè)電子部件的多層模塊基板，多層模塊基板是小于主基板的多層基板，由內(nèi)部層的布線圖布線有多個(gè)電子部件。
多層模塊基板可以采用設(shè)置在其周圍的連接器端子、來焊接到在主基板上所形成的接合部。
理想的是，與安裝到多層模塊基板的一面的電子部件不同，在多層模塊基板的另一面利用由連接器端子在主基板之間形成的空間來安裝電子部件。
理想的是，安裝到主基板的電子部件是低頻電子部件，安裝到多層模塊基板的電子部件是高頻電子部件。
上述高頻電子電路除CPU和存儲器之外，至少還包含圖形電路。另外，上述低頻電子電路至少包含電源電路、羅盤、GPS電路。可以將以上的電路基板裝置用于導(dǎo)航裝置。
多層模塊基板至少在一面安裝包含CPU和存儲器的多個(gè)高頻電子部件，根據(jù)在內(nèi)部層形成的布線圖分別連接有多個(gè)高頻電子部件。該模塊基板可以將整體做成矩形形狀的基板。在該基板的4邊周圍可以分別焊接不是一體的連接器端子。在這樣的多層模塊基板中，4個(gè)連接器端子的每個(gè)具有樹脂制的細(xì)長的基部和固定到上述基部的多個(gè)插針，4個(gè)連接器端子的每個(gè)，在輸送適配器安裝基部并被輸送，4個(gè)連接器端子以安裝到輸送適配器的狀態(tài)被焊接到基板背面。
可以采用以下結(jié)構(gòu)。4個(gè)連接器端子的每個(gè)，可以具有樹脂制的細(xì)長的基部，固定到基部的多個(gè)插針，在基部兩端分別突出設(shè)置的、焊接到基板背面時(shí)的位置對準(zhǔn)用插針，和在基部兩端分別形成的焊接時(shí)的位置限制用斜面。另一方面，在基板四角的每個(gè)可以1對1對地形成松配合位置對準(zhǔn)用插針的定位用孔。在將定位用插針?biāo)膳浜系蕉ㄎ挥每椎臓顟B(tài)下，相互鄰接的連接器端子的位置限制用斜面相互直接接觸。這樣，限制焊接時(shí)的連接器端子的位置。
基于本發(fā)明的導(dǎo)航裝置用的電路基板如下構(gòu)成。上述模塊基板至少包含高速模塊用基板，高功能模塊用基板，低價(jià)模塊用基板，除導(dǎo)航功能以外還具有可以再生音樂、圖像等各種數(shù)據(jù)的功能的多媒體模塊用基板。將主基板與多個(gè)模塊基板做成通用，將從多個(gè)模塊基板中選擇的某一模塊基板安裝到通用主基板并做成電路基板。
所謂高速模塊用基板，是相對低價(jià)規(guī)格的導(dǎo)航裝置而言面向更高速工作的高級機(jī)種的導(dǎo)航裝置的電路基板。所謂高功能模塊用基板，是相對低價(jià)規(guī)格的導(dǎo)航裝置而言面向具有更多功能的高級機(jī)種的導(dǎo)航裝置的電路基板。所謂低價(jià)規(guī)格用基板，是相對面向高級機(jī)種的導(dǎo)航裝置而言，更便宜的規(guī)格的導(dǎo)航裝置的電路基板。
根據(jù)上述的本發(fā)明，不需要對每個(gè)規(guī)格從頭開始設(shè)計(jì)、制造電路基板，可以縮短開發(fā)周期，降低成本。


圖1是表示使用基于本發(fā)明的信息設(shè)備用電路基板裝置的導(dǎo)航裝置的一例的系統(tǒng)框圖。
圖2是表示基于本發(fā)明的信息設(shè)備用電路基板裝置的一實(shí)施方式的斜視圖。
圖3是圖2的電路基板裝置的正面圖。
圖4是圖2的電路基板裝置的背面圖。
圖5是圖3的V-V線截面圖。
圖6是圖2的多層模塊基板的背面圖。
圖7是表示在圖2的多層模塊基板的背面安裝輸送適配器的圖。
圖8是圖2的多層模塊基板的背面的角部的主要部分放大圖。
圖9是表示在圖2的電路基板裝置安裝輸送適配器的斜視圖。
圖10是輸送適配器的角部的主要部分放大斜視圖。
圖11是表示連接器端子和多層模塊基板的定位結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖1中，11是檢測車輛的當(dāng)前地點(diǎn)的當(dāng)前地點(diǎn)檢測裝置，例如具有檢測車輛的行進(jìn)方向的羅盤11a、檢測車速的車速傳感器11b、檢測來自GPS衛(wèi)星的GPS信號的GPS電路11c。12是地圖存儲存儲器，適當(dāng)存儲由讀取裝置讀取作為記錄媒體的CD-ROM13和DVD的數(shù)據(jù)的道路地圖數(shù)據(jù)和住址數(shù)據(jù)等。
14是控制裝置整體的控制電路，由微處理器及其周邊電路構(gòu)成?？刂齐娐?4將RAM15作為作業(yè)區(qū)執(zhí)行ROM16中存儲的控制程序而進(jìn)行后述的各種控制。17是圖形電路，進(jìn)行將平面地圖和立體地圖(俯視地圖)等顯示在監(jiān)視器19時(shí)的描繪處理等。
18是存儲用來顯示在顯示監(jiān)視器19的圖像數(shù)據(jù)的圖像存儲器。該圖像數(shù)據(jù)是道路地圖描繪用數(shù)據(jù)和各種圖形數(shù)據(jù)等，由圖形電路17生成。圖像存儲器18中存儲的圖像數(shù)據(jù)被適當(dāng)讀出并被顯示在顯示監(jiān)視器19。20是處理路徑搜索運(yùn)算等的ASIC。
這樣構(gòu)成的導(dǎo)航裝置10，將由當(dāng)前地點(diǎn)檢測裝置11取得的本車位置作為出發(fā)點(diǎn)，將操作者設(shè)定的目的地作為目的地進(jìn)行路徑搜索。路徑搜索是根據(jù)CD-ROM13和地圖存儲存儲器12中存儲的道路地圖數(shù)據(jù)、用眾所周知的方法來進(jìn)行。作為該結(jié)果的搜索路徑用粗線顯示在顯示存儲器19上，當(dāng)接近左右轉(zhuǎn)折地點(diǎn)時(shí)，則一邊用語音引導(dǎo)一邊將車輛導(dǎo)向目的地。
圖2是表示導(dǎo)航裝置10的電路基板裝置100的斜視圖，圖3是從正面看到的電路基板裝置100的圖，圖4是從背面看到的電路基板裝置100的圖。電路基板裝置100，具有安裝有多個(gè)電子部件的多層主基板200，和安裝在主基板200上、安裝有至少包含CPU和存儲器的多個(gè)電子部件的多層模塊基板300。多層模塊基板300使用設(shè)置在周圍的連接器端子310，焊接到主基板200上形成的接合部。
主基板200具有多個(gè)布線圖形層，在主基板200的上層(正面)安裝有電源裝置201、GPS電路202、羅盤203、和其他電子部件。在主基板200的下層(背面)安裝有連接器裝置204和其他電子部件。在主基板200上安裝的電子部件是低頻部件，它們利用內(nèi)部的布線圖形層上形成的布線圖形相互連接。另外，該實(shí)施例中，是將40MHz以下的工作頻率的電子部件作為低頻電子部件，但低頻電子部件的工作頻率并不受限于上述數(shù)值。
形成正方形的多層模塊基板300，具有多個(gè)布線圖形層。在多層模塊基板300的上層(正面)安裝有CPU301、ASIC302、存儲器303、圖形電路304或快速擦寫存儲器305等多個(gè)高頻電子部件。該實(shí)施例中，具有200MHz以上的工作頻率的CPU301、ASIC302、存儲器303、圖形電路304等被所謂的多芯片模塊化。這些高速元件用多芯片模塊的內(nèi)部層的布線圖形相互連接。另外，快速存儲器305等沒有多芯片模塊化的元件的工作頻率是大于100MHz、小于200MHz，這些元件由多層模塊300的內(nèi)部布線圖形層相互連接。另外，高頻電子部件的工作頻率并不受限于上述數(shù)值。
像這樣，通過將高頻電子部件在多芯片模塊和多層模塊基板300的內(nèi)部布線圖形層進(jìn)行布線，與在多層模塊基板300的表面進(jìn)行布線的場合相比，可以縮短高頻電子部件的布線長度，對EMI是有效的。另外，該實(shí)施例中，將100MHz以上的工作頻率的電子部件作為高頻電子部件，但高頻電子部件的工作頻率并不受限于上述數(shù)值。
如圖5所示，在多層模塊基板300的背面和主基板200之間，由連接器端子310形成規(guī)定的間隙(空間)。因此，在多層模塊基板300的下層(背面)可以利用該空間安裝多個(gè)電子部件320、321……。
圖6是多層模塊基板300的底面圖。如圖6所示，在多層模塊基板300的背面的4邊的每個(gè)焊接有連接器端子310a～310d(還可以總稱用310表示)。該實(shí)施例中，如圖7所示，在連接器端子310a～310d安裝輸送適配器400，將輸送適配器400用裝卸裝置真空吸附，對多層模塊基板300進(jìn)行裝卸后，將多層模塊基板300焊接到主基板200。在多層模塊基板300焊接連接器端子310a～310d時(shí)也使用輸送適配器400，來提高焊接作業(yè)效率。后面，要說明輸送適配器400。
參考圖6和作為多層模塊基板300的背面角部的詳圖的圖8，來說明連接器端子310。4個(gè)連接器端子310的每個(gè)具有樹脂制的細(xì)長的基部311、固定到基部311的多個(gè)插針312、在基部311的兩端部的表面、即圖8的紙面背側(cè)分別突出設(shè)置的、焊接到基板背面時(shí)的位置對準(zhǔn)用插針313(參考圖11)、在基部311的兩端分別形成的焊接時(shí)的位置限制用斜面314、分別設(shè)置在基部311的兩端的、接合到輸送適配器400的裝配結(jié)合部315、316、和分別插入輸送適配器400的定位突起411(參考圖9)的接合槽317。
如圖7所示，輸送適配器400具有大致矩形環(huán)狀的外周部410、和十字形連接外周部410的十字部420。圖9是輸送適配器400的角部的斜視圖。如圖9所示，在外周部410的角部具有插入到連接器端子310的接合槽317的突起411、與連接器端子310的裝配結(jié)合部315接合的外側(cè)接合爪412、和與連接器端子310的裝配結(jié)合部316接合的內(nèi)側(cè)接合爪413。
在多層模塊基板300的四角的每個(gè)1對1對地形成松配合多層模塊基板300的定位用針313的定位用孔306。
如圖10所示，通過輸送適配器400的裝配接合爪412(413)接合到裝配結(jié)合部315(316)，4個(gè)連接器端子310的每個(gè)快速安裝到輸送適配器400。此時(shí)，連接器端子310在輸送連接器400內(nèi)限制向?qū)挾确较蛞苿?，但在其他方向具有自由度。將輸送適配器400用裝卸裝置裝卸，在該狀態(tài)下，在多層模塊基板300的背面上定位，在該情況下連接器端子310焊接到多層模塊基板300。
連接器端子310的定位用插針313，被設(shè)計(jì)為相對多層模塊基板300的定位用孔306具有規(guī)定的間隙。從而，如圖11所示，通過操作輸送適配器400，將連接器端子310的定位用插針313配合到多層模塊基板300的定位用孔306。在該狀態(tài)下，將連接器端子310焊接到多層模塊基板300。此時(shí)，由于插針313相對孔306具有間隙，所以連接器端子310雖然安裝到輸送適配器400，但在輸送適配器400內(nèi)可以移動。但此時(shí)，在該實(shí)施例的連接器端子310中，如圖8所示，相鄰的連接器端子310b和連接器端子310c的位置限制用斜面314相互直接接觸，限制連接器端子310的位置。其結(jié)果，連接器端子310在模塊基板300的各邊在許可范圍內(nèi)被定位，在該狀態(tài)下，連接器端子310經(jīng)由插針312焊接到多層模塊基板300。
這樣的模塊基板300，如上述圖7所示，用裝卸裝置將安裝到連接器端子310a～310d的輸送適配器400進(jìn)行真空吸附，與其他電子部件一起被焊接在主基板200。
用這樣的電路基板裝置可以收到以下的作用效果。
(1)只交換多層模塊基板300，就可以制造具有各種性能的導(dǎo)航裝置。例如，作為多層模塊基板300，若分別設(shè)計(jì)、制造高速模塊用基板、高功能模塊用基板、低價(jià)模塊用基板、多媒體模塊用基板等，則只要將根據(jù)用途所選的多層模塊基板300安裝到主基板200，就可以簡單地低成本制造不同規(guī)格的導(dǎo)航裝置的電路基板裝置。即，不需要對每個(gè)規(guī)格設(shè)計(jì)、制造整個(gè)電路基板裝置。
另外，所謂高速模塊用基板，是相對低價(jià)規(guī)格的導(dǎo)航裝置而言面向更高速工作的高級機(jī)種的導(dǎo)航裝置的電路基板。所謂高功能模塊用基板，是相對低價(jià)規(guī)格的導(dǎo)航裝置而言面向具有更多功能的高級機(jī)種的導(dǎo)航裝置的電路基板。所謂低價(jià)規(guī)格用基板是相對面向高級機(jī)種的導(dǎo)航裝置而言更便宜的規(guī)格的導(dǎo)航裝置的電路基板。所謂多媒體模塊用基板，是除導(dǎo)航功能以外還具有可以再生音樂、圖像等各種數(shù)據(jù)的功能的導(dǎo)航裝置的電路基板。
(2)多層模塊基板300，用設(shè)置在其周圍的連接器端子310，被焊接到在主基板200上形成的接合部。從而，與采用基于機(jī)械的連接器的連接結(jié)構(gòu)的場合相比，難以產(chǎn)生因振動帶來的接觸不良，可以提高可靠性。
(3)由于由連接器端子310在主基板200和多層模塊基板300之間形成了空間，所以在多層模塊基板300的背面還可以安裝其他電子部件。因此，可以提高安裝效率，可以提供更小型的電路基板裝置。
(4)高頻電子部件是由多芯片模塊和多層模塊基板的內(nèi)部層的布線圖形相互布線。因此，可以使布線長度短，從而可以抑制信號遲延，同時(shí)可以抑制噪聲的發(fā)生。
(5)在主基板200安裝了低頻電子部件，在多層模塊基板300安裝了高頻電子部件。因此，對多層模塊基板300重點(diǎn)實(shí)施EMI對策即可，可以使EMI對策簡單。
(6)在將不是一體的4個(gè)連接器端子310安裝到輸送適配器400的情況下，將這些連接器端子310焊接到基板300。因此，提高接合連接器端子310時(shí)的定位等作業(yè)效率。
(7)在焊接連接器端子310時(shí)，通過在將4個(gè)連接器端子310的定位用插針313松接合到多層模塊基板300的定位用孔306的狀態(tài)下，相互鄰接的連接器端子310的位置限制用斜面314相互直接接觸，來限制連接器端子310的位置。因此，可以可靠地進(jìn)行連接器端子310的定位。
(8)由于模塊基板300與其他電子部件一起被焊接到主基板200，所以不會伴隨模塊化而增加安裝工程。
在上述實(shí)施例中，將車載導(dǎo)航裝置的電路基板裝置作為一例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明的電路基板裝置還可以適用于便攜式導(dǎo)航裝置和其他信息設(shè)備。另外，以上的實(shí)施方式是表示一個(gè)例子，但本發(fā)明并不局限于該實(shí)施方式，可以對各種形態(tài)的電路基板裝置適用本發(fā)明。例如，輸送適配器、連接器端子、多芯片模塊的使用不是必須的。低頻電子部件的種類、高頻電子部件的種類也不受實(shí)施方式任何制約。
權(quán)利要求
1.一種信息設(shè)備用電路基板裝置，其特征在于具有安裝有多個(gè)電子部件的主基板；和安裝在上述主基板的一面、安裝有至少包含CPU和存儲器的多個(gè)電子部件的多層模塊基板；上述多層模塊基板，是比上述主基板還小的多層基板，由內(nèi)部層的布線圖布線有上述多個(gè)電子部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息設(shè)備用電路基板裝置，其特征在于上述多層模塊基板，用設(shè)置在其周圍的連接器端子被焊接到在上述主基板上形成的接合部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的信息設(shè)備用電路基板裝置，其特征在于與安裝到上述多層模塊基板的一面的上述電子部件不同，在上述多層模塊基板的另一面，利用由上述連接器端子在上述主基板之間形成的空間來安裝電子部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3的任一項(xiàng)所述的信息設(shè)備用電路基板裝置，其特征在于安裝到上述主基板的電子部件是低頻電子部件，安裝到上述多層模塊基板的電子部件是高頻電子部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4的任一項(xiàng)所述的信息設(shè)備用電路基板裝置，其特征在于上述高頻電子電路，除CPU和存儲器之外，至少還包含圖形電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的信息設(shè)備用電路基板裝置，其特征在于上述低頻電子電路，至少包含電源電路、羅盤、GPS電路。
7.一種具有權(quán)利要求1～6的電路基板裝置的導(dǎo)航裝置。
8.一種安裝了多個(gè)高頻電子部件的多層模塊基板，其特征在于至少在一面安裝包含CPU和存儲器的多個(gè)高頻電子部件，由在內(nèi)部層所形成的布線圖分別連接上述多個(gè)高頻電子部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多層模塊基板，其特征在于整體是矩形形狀的基板，在4邊周圍分別焊接有不是一體的連接器端子。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多層模塊基板，其特征在于上述4個(gè)連接器端子的每個(gè)具有樹脂制的細(xì)長的基部和被固定到上述基部的多個(gè)插針，上述4個(gè)連接器端子的每個(gè)在輸送適配器安裝上述基部并被輸送，上述4個(gè)連接器端子以被安裝到上述輸送適配器的狀態(tài)焊接到基板背面。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多層模塊基板，其特征在于上述4個(gè)連接器端子的每個(gè)，具有樹脂制的細(xì)長的基部；被固定到上述基部的多個(gè)插針；在上述基部兩端分別突出設(shè)置的、焊接到基板背面時(shí)的位置對準(zhǔn)用插針；和在上述基部兩端分別形成的焊接時(shí)的位置限制用斜面；在基板四角的每個(gè)上，1對1對地形成松配合上述位置對準(zhǔn)用插針的定位用孔，在將上述位置對準(zhǔn)用插針?biāo)膳浜系缴鲜龆ㄎ挥每椎臓顟B(tài)下，相互鄰接的連接器端子的上述位置限制用斜面相互直接接觸，由此，來限制焊接時(shí)的連接器端子的位置。
12.根據(jù)將權(quán)利要求1～11的任一項(xiàng)所述的模塊基板安裝到權(quán)利要求1～11的任一項(xiàng)所述的主基板而構(gòu)成的導(dǎo)航裝置用的電路基板，其特征在于上述模塊基板，至少包含高速模塊用基板，高功能模塊用基板，低價(jià)模塊用基板，和除導(dǎo)航功能以外還具有可以再生音樂、影像等各種數(shù)據(jù)的功能的多媒體模塊用基板；上述主基板與上述多個(gè)模塊基板通用。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的導(dǎo)航裝置用的電路基板，其特征在于所謂上述高速模塊用基板，是相對低價(jià)規(guī)格的導(dǎo)航裝置而言面向更高速工作的高級機(jī)種的導(dǎo)航裝置的電路基板；所謂上述高功能模塊用基板，是相對低價(jià)規(guī)格的導(dǎo)航裝置而言面向具有更多功能的高級機(jī)種的導(dǎo)航裝置的電路基板；所謂低價(jià)規(guī)格用基板，是相對面向高級機(jī)種的導(dǎo)航裝置而言使之更便宜的規(guī)格的導(dǎo)航裝置的電路基板。
全文摘要
在安裝有多個(gè)低頻電子部件的主基板200的一面，安裝具有CPU和圖形電路等多個(gè)高頻電子部件的多層模塊基板300。多層模塊基板300是小于主基板200的小正方形的多層基板。多個(gè)電子部件由內(nèi)部層的布線圖布線。在多層模塊基板300的4邊分別焊接有連接器端子310，經(jīng)連接器端子310，多層模塊基板300被安裝到主基板200。
文檔編號H05K3/34GK1669370SQ0380777
公開日2005年9月14日 申請日期2003年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月9日
發(fā)明者宮澤浩久 申請人:株式會社查納位資訊情報(bào)