(57)【要約】【課題】回路基板の一方の面に配設されたコネクタと他方の面に配設されたコネクタとを繋ぐ伝送路長を短くし、伝送路信号品質を向上させる。【解決手段】表面４１に配設されたコネクタ５１と、コネクタ５１に対向する裏面４２の箇所に配設されたコネクタ５２と、コネクタ５１を表面４１に半田付けするためのコネクタ実装用パターン５３と、コネクタ５２を半田付けするためのコネクタ実装用パターンと５４を備え、コネクタ実装用パターン５３，５４の端部に、スルーホール５５を形成し、コネクタ実装用パターン５３，５４を電気的に接続する。【選択図】図２
2008270662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面に配設された第１のコネクタと、前記第１の面とは反対側の第２の面の前記第１のコネクタに対向する箇所に配設された第２のコネクタとを備える回路基板であって、
前記第１のコネクタを前記第１の面に半田付けするために前記第１の面に形成された第１のコネクタ実装用パターンと、
前記第２のコネクタを前記第２の面に半田付けするために前記第１のコネクタ実装用パターンと対向するように前記第２の面に形成された第２のコネクタ実装用パターンとを備え、
前記第１及び第２のコネクタ実装用パターンが形成された所定の箇所に、スルーホールを形成し、前記第１及び第２のコネクタ実装用パターンを電気的に接続したことを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記第１のコネクタ実装用パターンは、前記第１のコネクタから延びるような細長形状を有し、
前記第２のコネクタ実装用パターンは、前記第２のコネクタから延びるような細長形状を有し、
前記スルーホールは、前記第１及び第２のコネクタ実装用パターンの前記第１及び第２のコネクタ側の端部とは反対側の端部に形成されていることを特徴とする請求項１記載の回路基板。
【請求項３】
前記第１のコネクタは、他の回路基板に配設された第２のコネクタに接続され、
前記第２のコネクタは、他の回路基板に配設された第１のコネクタに接続され、
前記第１及び第２のコネクタ、並びに前記第１及び第２のコネクタ実装用パターンは、他の回路基板と間で送受されるデータを伝送するためのシリアルバスを構成することを特徴とする請求項１又は２記載の回路基板。
【請求項４】
プログラマブルロジックコントローラのスレーブ局又はマスター局を構成することを特徴とする請求項３記載の回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、プログラマブルロジックコントローラを構成するシリアルバスシステムの外観構成図を示している。このシリアルバスシステムは、例えばコネクタ１０１，１０２を介して接続された３枚の回路基板１００から構成されている。各回路基板１００は、一方の面に配設されたコネクタ１０１と、一方の面とは反対側の面であって、コネクタ１０１と対向する箇所に配設されたコネクタ１０２とを備えている。ここで、左端の回路基板１００はマスター局を構成し、中央、右端の回路基板１００はスレーブ局を構成し、コネクタ１０１，１０２はシリアルバスを構成している。そして、各回路基板１００をコネクタ１０１，１０２を介して接続すると、各回路基板１００がシリアルバスを介して接続され、マスター局及びスレーブ局からなるシリアルバスシステムが構成される。なお、図４に示す点線は各回路基板１００のケースを示している。
【０００３】
図５は、図４に示す回路基板１００の側面図を示した従来図である。従来の回路基板１００においては、表面に配設されたコネクタ１０１は、コネクタ１０１から延びるように回路基板１００に形成されたコネクタ実装用パターン１０３により回路基板１００に半田付けされ、裏面に配設されたコネクタ１０２は、コネクタ１０２から延びるように回路基板１００に形成されたコネクタ実装用パターン１０４により回路基板１００に半田付けされている。コネクタ実装用パターン１０３のコネクタ１０１側の端部と反対側の端部には、銅等の導電体から構成され、当該端部から延びるように形成された配線パターン１０５が形成されている。コネクタ実装用パターン１０４のコネクタ１０２側の端部とは反対側の端部には、銅等の導電体から構成され、当該端部から延びるように形成された配線パターン１０６が形成されている。そして、配線パターン１０５及び１０６の端部側には、内壁に導電性のメッキが塗布されたスルーホール１０７が形成され、コネクタ１０１とコネクタ１０２とが、コネクタ実装用パターン１０３、配線パターン１０５、スルーホール１０７、配線パターン１０６、及びコネクタ実装用パターン１０４を介して電気的に接続される。
【０００４】
特許文献１には、段落［００１７］に「第１のもののコネクタ取付説明図である図３において、例えば第２の拡張機能基板７１９に実装される第２の中継拡張接続コネクタ７７１ａや第２の相手コネクタ７７１ｂは多数の表面接続端子７１ｃ・７１ｄを有する表面実装型のコネクタであり、図示しない突起部を第２の拡張機能基板７１９に設けられた位置決め穴に嵌合することによって表裏が一対となって半田付けされるようになっている。但し、一方の面の表面接続端子７１ｃと他方の面の表面接続端子７１ｄ間の接続は第２の拡張機能基板７１９に設けられたプリントパターン間のスルーホールメッキによって接続される」ことが記載されている。
【特許文献１】特開２００６−３３０８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図５に示す従来の回路基板１００においては、コネクタ１０１とコネクタ１０２とが、コネクタ実装用パターン１０３、配線パターン１０５、スルーホール１０７、配線パターン１０６、及びコネクタ実装用パターン１０４を介して電気的に接続されているため、コネクタ１０１とコネクタ１０２とを繋ぐ伝送路長が長く、伝送路信号品質が悪化するという問題があった。特に、複数の回路基板１００を、コネクタ１０１，１０２を介して積層するように接続して構成されるマスター局及びスレーブ局からなるＰＬＣ（programmable logic controller）のシリアルバスシステムにおいては、回路基板１００間で高速にデータの送受が行われるため、コネクタ１０１，１０２間を繋ぐ伝送路を短くして伝送路信号品質を向上させることが課題となっている。
【０００６】
また、特許文献１に開示された技術は、表面接続端子７１ｃ・７１ｄが、第２の拡張機能基板７１９に設けられたプリントパターン間のスルーホールメッキを介して接続されており、表面接続端子７１ｃ・７１ｄ間を接続する伝送路長を短くすることに対する配慮が特になされていない。
【０００７】
本発明の目的は、回路基板の一方の面に配設されたコネクタと他方の面に配設されたコネクタとを繋ぐ伝送路長を短くし、伝送路信号品質を向上させることができる回路基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による回路基板は、第１の面に配設された第１のコネクタと、前記第１の面とは反対側の第２の面の前記第１のコネクタに対向する箇所に配設された第２のコネクタとを備える回路基板であって、前記第１のコネクタを前記第１の面に半田付けするために前記第１の面に形成された第１のコネクタ実装用パターンと、前記第２のコネクタを前記第２の面に半田付けするために前記第１のコネクタ実装用パターンと対向するように前記第２の面に形成された第２のコネクタ実装用パターンとを備え、前記第１及び第２のコネクタ実装用パターンが形成された所定の箇所に、スルーホールを形成し、前記第１及び第２のコネクタ実装用パターンを電気的に接続したことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、第１のコネクタを回路基板の第１の面に半田付けするために第１の面に形成された第１のコネクタ実装用パターンと、第２のコネクタを第１の面とは反対側の第２の面に半田付けするために、第１のコネクタ実装用パターンと対向するように第２の面に形成された第２のコネクタ実装用パターンとの所定の箇所に、スルーホールが形成され、前記第１及び第２のコネクタ実装用パターンが電気的に接続されるため、図５に示す従来の回路基板のように、スルーホールが配線パターンの箇所に形成されている構成に比べて、第１及び第２のコネクタ間を繋ぐ伝送路長が短くなり、伝送路信号品質を向上させることができる。
【００１０】
また、前記第１のコネクタ実装用パターンは、前記第１のコネクタから延びるような細長形状を有し、前記第２のコネクタ実装用パターンは、前記第２のコネクタから延びるような細長形状を有し、前記スルーホールは、前記第１及び第２のコネクタ実装用パターンの前記第１及び第２のコネクタ側の端部とは反対側の端部に形成されていることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、第１及び第２のコネクタ実装用パターンの第１及び第２のコネクタ側の端部とは反対側の端部にスルーホールが形成されているため、第１及び第２のコネクタ実装用パターンのスタブが小さくなり、スタブによって反射される電気信号が小さくなり、送出対象のデータを含む電気信号の波形の歪みやノイズが抑制され、伝送路信号品質をより向上させることができる。
【００１２】
また、前記第１のコネクタは、他の回路基板に配設された第２のコネクタに接続され、前記第２のコネクタは、他の回路基板に配設された第１のコネクタに接続され、前記第１及び第２のコネクタ、並びに前記第１及び第２のコネクタ実装用パターンは、他の回路基板と間で送受されるデータを伝送するためのシリアルバスを構成することが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、第１及び第２のコネクタ間を繋ぐ伝送路長が短くされているため、回路基板間で送受されるデータを伝送するシリアルバスの伝送路信号品質を向上させることができる。
【００１４】
また、プログラマブルロジックコントローラのスレーブ局又はマスター局を構成することが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、複数の回路基板を接続してプログラムロジックコントローラのスレーブ局又はマスター局を構成するシリアルバスシステムを構成した場合においても、シリアルバスの伝送路長が短くなり、伝送路信号品質を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第１及び第２のコネクタ間を繋ぐ伝送路長が短くなり、伝送路信号品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の回路基板の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態による回路基板が適用されたＰＬＣ（プログマブルロジックコントローラ）を構成するシリアルバスシステムのブロック構成図を示している。このシリアルバスシステムは、１つのマスター局１０と２つのスレーブ局２０とから構成され、これらのマスター局１０及びスレーブ局２０は、シリアルバス３０を介して種々のデータが相互に送受信可能に接続されている。
【００１８】
マスター局１０は、例えばＣＰＵが搭載された回路基板を備え、例えばスレーブ局２０を制御するためのコマンドフレームをシリアルバス３０に送出する。
【００１９】
スレーブ局２０は、例えばＥＥＰＲＯＭ等の記憶装置や、入出力インターフェイス等が搭載された回路基板を備え、マスター局１０から送信されたコマンドフレームに対するレスポンスフレームをシリアルバス３０に送出する。
【００２０】
シリアルバス３０は、マスター局１０及びスレーブ局２０から送出されるデータを伝送するデータ線３１と、マスター局１０及びスレーブ局２０を同期させるためのクロック信号を伝送するクロック線３２とを備えている。
【００２１】
図２は、本回路基板４０の側面図を示している。なお、図２においてｘ方向はコネクタ実装用パターン５３，５４の長手方向を示し、ｙ方向は回路基板４０の垂直方向を示し、ｚ方向は、ｘ，ｙと互いに直交する幅方向を示している。回路基板４０は平板状の部材から構成され、表面４１（第１の面）にはコネクタ５１（第１のコネクタ）が配設され、裏面４２（第２の面）にはコネクタ５１と対向する箇所にコネクタ５２（第２のコネクタ）が配設されている。また、表面４１及び裏面４２には種々の配線パターンがプリントされると共に、ＣＰＵやＥＥＰＲＯＭ等の電子部品が実装されている。
【００２２】
コネクタ５１は、別の回路基板４０に配設されたコネクタ５２と接続可能な構造を有し、コネクタ５２は、更に別の回路基板４０に配設されたコネクタ５１と接続可能な構造を有している。表面４１にはコネクタ５１を表面４１に半田付けするためのコネクタ実装用パターン５３（第１のコネクタ実装用パターン）が形成され、裏面４２にはコネクタ５２を裏面４２に半田付けするためのコネクタ実装用パターン５４（第２のコネクタ実装用パターン）が形成されている。
【００２３】
コネクタ実装用パターン５３は、コネクタ５１からｘ方向に延びるような細長い矩形形状を有し、コネクタ５１から突出した鍔部５１ａと表面４１との間の空間内に一部の領域が侵入している。コネクタ実装用パターン５４は、コネクタ５２からｘ方向に延びるような細長い矩形形状を有し、コネクタ５２から突出した鍔部５２ａと裏面４２との間の空間内に一部の領域が侵入している。
【００２４】
また、コネクタ実装用パターン５３とコネクタ実装用パターン５４とは同一形状であり、回路基板４０を介して対向するように表面４１及び裏面４２に形成されている。
【００２５】
コネクタ実装用パターン５３及び５４のｘ方向の端部側には、スルーホール５５が形成されている。スルーホール５５は、ｙ方向に向けて、回路基板４０を貫通するように設けられた例えば円筒状の孔であり、内壁には導電性のメッキが形成されている。これにより、コネクタ実装用パターン５３及び５４がスルーホール５５の内壁に形成されたメッキを介して電気的に接続され、コネクタ５１と、コネクタ５２とが、コネクタ実装用パターン５３、スルーホール５５、及びコネクタ実装用パターン５４を介して電気的に接続される。すなわち、コネクタ５１、コネクタ実装用パターン５３、スルーホール５５、コネクタ実装用パターン５４、及びコネクタ５２は図１に示すシリアルバス３０を構成する伝送路となる。そして、コネクタ５１に別の回路基板４０のコネクタ５２を接続し、コネクタ５１に更に別の回路基板４０のコネクタ５１を接続するというように、複数の回路基板４０を図４に示すように積層させて接続すると、図１に示すシリアルバスシステムが構成される。
【００２６】
ここで、コネクタ実装用パターン５３及び５４のｘ方向の長さは、コネクタ５１及び５２が回路基板４０から外れないような強度を保つことが可能な長さであって、最も短い長さを有する。この長さは、コネクタ５１及び５２のサイズに応じて実験によって得られた値が採用される。
【００２７】
伝送信号品質を向上させるためには、伝送路長を短くすればよいため、スルーホール５５をコネクタ５１及び５２側に設けることが好ましいが、そうすると、コネクタ実装用パターン５３，５４がコネクタ５１，５２を回路基板４０に保持する強度が弱まってしまう。そこで、本回路基板４０では、スルーホール５５をコネクタ実装用パターン５３，５４のｘ方向の端部付近に形成している。これにより、コネクタ５１，５２を回路基板４０から外れないようにしつつ、伝送路信号品質を向上させることが可能となる。なお、スルーホール５５よりもｘ方向側のコネクタ実装用パターン５３，５４の領域はスタブ５３ａ，５４ａとなる。
【００２８】
ここで、スタブ５３ａ，５４ａが大きいと、スタブ５３ａ，５４ａによって反射される電気信号が大きくなってしまい、送出対象となるデータを含む電気信号と干渉し、当該電気信号の波形が歪み、伝送路信号品質が低下してしまう。従って、伝送路信号品質を向上させるためには、スタブ５３ａ，５４ａを小さくすることが好ましい。
【００２９】
図３（ａ）は、スタブ５３ａ，５４ａが小さくされた回路基板４０の側面図である。図３（ｂ）は図３（ａ）においてコネクタ実装用パターン５３を上側からみたときの図である。図３（ｂ）に示すようにスルーホール５５は、コネクタ実装用パターン５３のｘ方向側の端部に形成されている。詳細には、スルーホール５５のｘ方向側の端部５５ａがコネクタ実装用パターン５３のｘ方向側の先端に位置するようにスルーホール５５が形成されている。そのため、スタブ５３ａ，５４ａの大きさが最小となり、伝送路信号品質を向上させることができる。なお、図３（ａ）（ｂ）においてはスルーホール５５の直径は、コネクタ実装用パターン５３のｚ方向の長さ（幅）とほぼ同じ長さを有している。
【００３０】
このように、本回路基板４０によれば、コネクタ５１を回路基板４０の表面４１に半田付けするために表面４１に形成されたコネクタ実装用パターン５３と、コネクタ５２を裏面５２に半田付けするために、コネクタ実装用パターン５３と対向するように裏面４２に形成されたコネクタ実装用パターン５４とのｘ方向側の端部付近に、スルーホール５５を形成し、コネクタ実装用パターン５３，５４を電気的に接続したため、図５に示す従来の回路基板のように、スルーホールが配線パターンの箇所に形成されている構成に比べて、コネクタ５１，５２間を繋ぐ伝送路長が短くなり、伝送路信号品質を向上させることができる。
【００３１】
また、コネクタ実装用パターン５３，５４のｘ方向側の端部にスルーホール５５が形成されているため、スタブ５３ａ，５４ａが小さくなり、スタブにより反射される電気信号が小さくなり、送出対象のデータを含む電気信号の波形の歪みが小さくなり、伝送路信号品質をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施の形態による回路基板が適用されたＰＬＣを構成するシリアルバスシステムのブロック構成図を示している。
【図２】本回路基板の側面図を示している。
【図３】（ａ）は、スタブが小さくされた回路基板の側面図であり、（ｂ）は図３（ａ）においてコネクタ実装用パターン５３を上側からみたときの図である。
【図４】プログラマブルロジックコントローラを構成するシリアルバスシステムの外観構成図を示している。
【図５】図４に示す１枚の回路基板１００の側面図を示した従来図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  マスター局
２０  スレーブ局
３０  シリアルバス
３１  データ線
３２  クロック線
４０  回路基板
４１  表面
４２  裏面
５１，５２  コネクタ
５３，５４  コネクタ実装用パターン
５３ａ，５４ａ  スタブ
５５  スルーホール
【図１】
2008270662.tif 000003
【図２】
2008270662.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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