(57)【要約】  本システムは、第１の伝送線を含みシャシに取り付けられ得る第１のプリント回路板と、第２の伝送線を含みシャシに取り付けられ得る第２のプリント回路板とを含み、および／または、第１のプリント回路板と第２の伝送線とは第１の伝送線から電力を電気的に結合するように構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャシと、
第１の伝送線を含み、前記シャシに取り付けられる第１のプリント回路板と、
前記第１の伝送線から電力を電気的に結合するように構成されている第２の伝送線を含み、前記シャシに取り付けられる第２のプリント回路板と、
を備えているシステム。
【請求項２】
前記シャシは、無線トランシーバと嵌合するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の伝送線と前記第２の伝送線とは、高周波伝送線である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１の伝送線と前記第２の伝送線とは、マイクロストリップ伝送線である、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１のプリント回路板は第１の剛性金属層と第１の基板とを含み、
前記第１の伝送線は前記第１の基板上にあり、
前記第２のプリント回路板は第２の剛性金属層と第２の基板とを含み、
前記第２の伝送線は前記第２の基板上にある、
請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１の剛性金属層と前記第２の剛性金属層とは、それぞれが、同一ではない少なくとも１つの寸法を含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１の基板と前記第２の基板とは、それぞれが、同一ではない少なくとも１つの寸法を含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１のプリント回路板は、第１の周波数と第１の電力レベルとにおいて動作するように構成されており、
前記第２のプリント回路板は、第２の周波数および第２の電力レベルで動作するように構成され、前記第１の周波数は前記第２の周波数と異なり、前記第１の電力レベルは前記第２の電力レベルより高い、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
第１の伝送線と第１の嵌合表面とを含む第１のプリント回路板と、
前記第１の伝送線から電力を電気的に結合するように構成されている第２の伝送線と前記第１の嵌合表面と嵌合するように構成されている第２の嵌合表面とを含む第２のプリント回路板と、
を備えているシステム。
【請求項１０】
前記第１のプリント回路板は第１の剛性金属層と第１の基板とを含み、
前記第１の伝送線は前記第１の基板上にあり、
前記第２のプリント回路板は第２の剛性金属層と第２の基板とを含み、
前記第２の伝送線は前記第２の基板上にある、請求項９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、複数のプリント回路板（ＰＣＢ）を機械的および電気的に結合することに関する。実施形態は、複数の高周波ＰＣＢを機械的および電気的に結合することに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来型のＰＣＢ１０５を示している。ＰＣＢ１０５は、剛性金属層１２０上に基板１１５（例えば、マイクロ波基板）を含み得る。典型的には、ＰＣＢ１０５は、いくつかの機能部分を含む。例えば、ＰＣＢは、一体化された無線周波数（ＲＦ）トランシーバを含み得る。これらの機能部分は、機能を実装するいくつかの構成部品１１０−１〜１１０−ｎを含み得る。構成部品１１０−１〜１１０−ｎは、例えば、受動構成部品（例えば、抵抗およびコンデンサ）と、能動構成部品（例えば、トランジスタおよび増幅器）とを含み得る。これらの機能部分は、相互接続のための伝送線１２５（例えば、マイクロストリップまたはストリップライン）を含み得る。
【０００３】
更に、典型的なアセンブリ・ハウジングでは、それぞれが異なる機能と動作特性（例えば、周波数および電力）とを有する多くのＰＣＢが存在する。例えば、（ＲＦ）トランシーバに加えて、それぞれが異なる基板を備えた別個のＰＣＢ上に製造された電力増幅器（ＰＡ）部分が存在し得る。別個のＰＣＢ上の部分の間の高周波接続は、一般に高価であり電気的干渉を生じる。
【０００４】
従来においては、これらの接続は、２つのＰＣＢを架橋する手動で設けられたワイヤまたは金属ストリップを含む。図２は、この従来型の相互接続システム２００を示している。図２に示されているように、システム２００は、それぞれが、相互接続のための伝送線１２５がその上に形成されている基板１１５を含む２つのＰＣＢ１０５を含む。ブリッジ２１５は、２つの相互接続のための伝送線１２５を機械的および電気的に接続することによって、２つのＰＣＢ１０５を相互接続している。
【０００５】
当業者であれば理解するように、図２に示されている従来型の相互接続システム２００は、製造のための費用が高価になり得る。例えば、２つの相互接続のための伝送線１２５のそれぞれにブリッジ２１５を手動で半田付けするのに関連する費用である。更に、相互接続システム２００は、好ましい電気的性能を必要とするまたは提供する設計ほどには信頼性が高くないこと（例えば、より高い周波数における高い損失）があり得る。
【０００６】
別の従来型のシステムは、コネクタおよび／または複数のＰＣＢの間にケーブルを備えたコネクタを用いる。図３は、この従来型の相互接続システム３００を示している。図３Ａに示されているように、システム３００は、それぞれが基板１１５を含む２つのＰＣＢ１０５を含む。コネクタ・アセンブリ３０５は、基板１１５に取り付けられた（例えば、半田付けされた）第１の部分（図示せず）を含む。コネクタ・アセンブリ３０５は、ケーブル３１０に取り付けられた（例えば、半田付けされた）第２の部分（図示せず）を含む。ケーブル３１０は、２つのＰＣＢ１０５を、機械的および電気的に相互接続する。
【０００７】
あるいは、図３Ｂに示されているように、システム３００は、それぞれが基板１１５を含む２つのＰＣＢ１０５を含む。コネクタ・アセンブリ３１５は、基板１１５の一方に取り付けられる（例えば、半田付けされる）。コネクタ・アセンブリ３２０は、基板１１５の他方に取り付けられる（例えば、半田付けされる）。これらのコネクタ３１５、３２０は、２つのＰＣＢ１０５を機械的および電気的に相互接続するように嵌合される。
【０００８】
当業者であれば理解するように、図３に示されている従来型の相互接続システム３００は、製造のための費用が高額になり得る。例えば、ケーブル・アセンブリを購入するおよび／または製造することに関連する費用である。更に、相互接続システム３００は、好ましい電気的性能を必要とするまたは提供する設計ほどには信頼性が高くないこと（例えば、より高い周波数における高い損失）があり得る。
【０００９】
図４は、剛性金属層１２０上に基板１１５（例えば、マイクロ波基板）を有する従来型のＰＣＢ４００を示している。図４に示されているように、この基板は、２つのマイクロストリップ（またはストリップライン）形成部４０５、４１０を含む。２つのマイクロストリップ形成部４０５、４１０は、従来型の結合された伝送線として構成されている。従来型の結合された伝送線は、４つのポートＰ１〜Ｐ４を含む。結合された伝送線の特性は、一般的に知られている。例えば、既知の特性として、次に示す方程式１によって決定することが可能な結合係数がある。
【００１０】
【数１】
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ここで、Ｃ３，１は、ポートＰ１（入力ポート）からポートＰ３（結合されるポート）への結合係数である。なお、ポートＰ２は伝送されるポートであり、ポートＰ４は絶縁されて（例えば、接地されて）おり、Ｐ１はポートＰ１（入力ポート）における入力電力であり、Ｐ３はポートＰ３（結合されるポート）における出力電力である。
【００１１】
知られている（そして、方程式１に示されている）ように、ポート（Ｐ１〜Ｐ２）とポート（Ｐ３〜Ｐ４）との間には電力関係が存在する。換言すると、電力が、結合されている伝送線の両端で結合される。知られているように、結合された伝送線の両端で結合されている電力の電気的特性（例えば、周波数、電圧）は、入力ポート（例えば、Ｐ１）において入力される電気的特性だけではなく、物理的特性（例えば、基板１１５の誘電率、２つのマイクロストリップ形成部４０５、４１０の幅、２つのマイクロストリップ形成部４０５、４１０の間の距離）に基づく。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
ある実施形態は、複数のプリント回路板（ＰＣＢ）を結合するためのシステムを含む。このシステムは、シャシと、第１の伝送線を含みシャシに取り付けられる第１のプリント回路板と、第１の伝送線から電力を電気的に結合するように構成されている第２の伝送線を含みシャシに取り付けられる第２のプリント回路板と、を含む。
【００１３】
別の実施形態は、複数のプリント回路板（ＰＣＢ）を結合するためのシステムを含む。このシステムは、第１の伝送線と第１の嵌合表面（ｍａｔｉｎｇ  ｓｕｒｆａｃｅ）とを含む第１のプリント回路板と、第１の伝送線から電力を電気的に結合するように構成されている第２の伝送線と第１の嵌合表面と嵌合するように構成されている第２の嵌合表面とを含む第２のプリント回路板と、を含む。
【００１４】
本発明は、本明細書で以下に与えられている詳細な説明と添付の図面とから、より十分に理解されるであろう。なお、添付の図面では、同様の要素が同様の参照番号によって表されているが、参照番号は単に例証として与えられているのであって、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来型のプリント回路板（ＰＣＢ）の図である。
【図２】従来型のＰＣＢ相互接続システムの図である。
【図３Ａ】別の従来型のＰＣＢ相互接続システムの図である。
【図３Ｂ】別の従来型のＰＣＢ相互接続システムの図である。
【図４】従来型のＰＣＢの図である。
【図５】例示的な実施形態による複数のＰＣＢを結合するためのシステムの図である。
【図６】例示的な実施形態による複数のＰＣＢを結合するための別のシステムの図である。
【００１６】
これらの図では、ある例示的な実施形態で用いられる方法、構造および／または材料の一般的特性を例示すること、および、以下で提供される文章による説明を補足することが意図されていることに留意されるべきである。しかし、これらの図面は、一定の割合で縮尺されたものではなく、任意の与えられた実施形態の正確な構造または性能特性を正確には反映していない場合があり、例示的な実施形態に含まれる値または性質の範囲を定義または限定するものと解釈されるべきではない。例えば、分子、層、領域および／または構造的要素の相対的厚さおよび位置決めは、明瞭にするという目的のために、縮小または誇張される場合があり得る。様々な図面において同様または同一の参照番号を用いている場合には、同様または同一の要素または特徴の存在を示すことが意図されている。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
例示的な実施形態は、様々な変更を行うおよび代替的形式とすることが可能であるが、それらの実施形態が、図面において例として示されており、本明細書において詳細に説明される。しかし、開示されている特定の形式に例示的な実施形態を限定するという意図は存在しておらず、逆に、例示的な実施形態は、特許請求の範囲の範囲に属するすべての修正、均等物および代替物に及ぶことを理解されたい。複数の図に関する説明の全体を通して、類似の番号は類似の要素を指している。
【００１８】
本明細書で開示されている特定の構造的および機能的な詳細は、本発明の例示的な実施形態を説明する目的を有する単に代表的なものに過ぎない。しかし、本発明は、多くの代替的な形式で実施され得るものであって、本明細書に記載されている実施形態だけに限定されるものと解釈されるべきではない。
【００１９】
本明細書では、第１、第２などの用語を用いて様々な要素を説明する場合があるが、これらの要素はそのような用語によって限定されるべきではないことが、理解されるであろう。そのような用語は、ある要素を別の要素と区別するために用いられるに過ぎない。例えば、例示的な実施形態の範囲から逸脱することなく、第１の要素を第２の要素と名付けることが可能であるし、同様に、第２の要素を第１の要素と名付けることも可能である。本明細書で用いられている「および／または」という用語は、リスト化されている関連項目の１つまたは複数の任意のおよびすべての組合せを含む。
【００２０】
ある要素が他の要素に「接続されている」または「結合されている」と称されるときには、その要素が他の要素に直接的に接続されている場合もしくは結合されている場合があり、または、介在する要素が存在する場合もある、ことが理解されるであろう。対照的に、ある要素が他の要素に「直接的に接続されている」または「直接的に結合されている」と称されるときには、介在する要素が存在しない。要素間の関係を説明するために用いられる他の語も、同様の仕方で解釈されるべきである（例えば、「間に」と「直接的に間に」、「近接する」と「直接的に近接する」など）。
【００２１】
本明細書で用いられる専門用語は、単に、特定の実施形態を説明するという目的のためのものであり、例示的な実施形態に限定することは意図されていない。本明細書で用いられる単数形の「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、別段文脈により明確に示さない限り、複数形も同様に含むことが意図されている。「備える」、「備えている」、「含む」および／または「含む」という用語は、本明細書で用いられると、記述されている特徴、個数、ステップ、動作、要素および／または構成部品の存在を特定しているのであるが、１つまたは複数の他の特徴、個数、ステップ、動作、要素、構成部品および／またはそれらの集まりの存在または追加を排除しないことが更に理解されるであろう。
【００２２】
いくつかの代替的な実装形態では、記載されている機能／作用が、図に記載されている順序とは異なる順序で生じることがあることにも留意されたい。例えば、連続的に示されている２つの図が、関係のある機能／作用に応じて、実際には同時に実行される場合があり、または、時には逆の順序で実行される場合もある。
【００２３】
別段の定義がない限り、本明細書で用いられる（技術的および科学的な用語を含む）すべての用語は、例示的な実施形態が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同一の意味を有する。例えば、一般的に用いられる辞書で定義されている用語は、関連する技術分野のコンテキストにおけるそれらの用語の意味と矛盾のない意味を有すると解釈されるべきであって、本明細書でそのように明示的に定義されていない限り、理想化されたまたは過度に形式的な意味には解釈されないことが更に理解されるであろう。
【００２４】
図５は、例示的な実施形態による複数のプリント回路板（ＰＣＢ）を結合するためのシステムを示している。システム５００は、シャシ５０５（例えば、ポイント間（ｐｏｉｎｔ−ｐｏｉｎｔ）無線シャシ、スマートフォン・シャシ、基地局トランシーバ・シャシ、金属化プラスチックで構成されたシャシまたは無線トランシーバと嵌合するための任意のタイプのシャシ）と、接着層５４０と、第１のＰＣＢ剛性金属層５１０と、第１のＰＣＢ基板５１５と、第１のマイクロストリップ（またはストリップライン）形成部５３０とを含む。第１のＰＣＢ剛性金属層５１０と第１のＰＣＢ基板５１５と第１のマイクロストリップ形成部５３０とは、グループとして、第１のＰＣＢと称されることもあり得る。システム５００は、更に、第２のＰＣＢ剛性金属層５２０と、第２のＰＣＢ基板５２５と、第２のマイクロストリップ（ストリップライン）形成部５３５とを含む。第２のＰＣＢ剛性金属層５２０と第２のＰＣＢ基板５２５と第２のマイクロストリップ形成部５３５とは、グループとして、第２のＰＣＢと称されることもあり得る。
【００２５】
第１のＰＣＢは、その中に第２のＰＣＢが挿入される凹部を有し得る。この凹部は、第１のＰＣＢの端部上に存在するか、第１のＰＣＢのエッジ上に存在するか、または第１のＰＣＢの本体から切り出されることがあり得る。あるいは、第２のＰＣＢが、シャシ５０５上で第１のＰＣＢに隣接することもあり得る。接着層５４０は、接着剤、エポキシ樹脂、接着テープなどであり得る。接着層５４０は、第１のＰＣＢおよび／または第２のＰＣＢをシャシ５０５に接着し得る。あるいは（または、それに加えて）、シャシ５０５は、第１のＰＣＢと第２のＰＣＢとをしかるべき位置に保持するための機構（例えば、タイ・ダウン５５５、ねじ切りされたホール５５０を備えたファスナ５４５）を含むこともあり得る。
【００２６】
第１のマイクロストリップ形成部５３０と第２のマイクロストリップ形成部５３５とは、結合された伝送線として構成されている。以下の説明では、第１のＰＣＢを、主線と称する。換言すると、ポートＰ１およびＰ２は、電力（または電気信号）が印加されるポートである。更に、第２のＰＣＢは、結合されている線である。換言すると、ポートＰ３およびＰ４は、いかなる物理的電気的接続もなしで電力（または電気信号）が結合されるポートである。ポートＰ１〜Ｐ４の中の１つまたは複数が、無線周波数（ＲＦ）負荷または接地電位に、電気的に接続され得る。例えば、第１のＰＣＢは、高周波電力増幅器または無線周波数（ＲＦ）トランシーバであり得るし、第２のＰＣＢは、低電力および／または低周波検出器および／または任意の他のＲＦ回路（電力制御回路、周波数制御回路など）であり得る。
【００２７】
結果的に、第１のＰＣＢは、第２の周波数と第２の電力レベルとで動作するように構成されている第２のＰＣＢと共に、第１の周波数と第１の電力レベルとで動作するように構成され得る。この場合、第１の周波数は第２の周波数と異なり得るし、第１の電力レベルは第２の電力レベルよりも高くなり得る。上述された接続原理は、ストリップラインや同一平面上の導波管線路など、他のタイプの伝送線と共にでも、同様に用いられ得る。
【００２８】
第１のＰＣＢ剛性金属層５１０および第２の剛性金属層５２０の形状、寸法および／または材料は、設計上の選択事項である。例えば、材料は、アルミニウム、銅（よりよい放熱を提供する）、または良好な無線周波数接地を提供することができる任意の他の金属／合金であり得る。
【００２９】
第１のＰＣＢ基板５１５および第２のＰＣＢ基板５２５の形状、寸法および／または材料は、設計上の選択事項である。例えば、材料は、ロジャース（Ｒｏｇｅｒｓ）５８８０、ロジャース４３５０、ＴＬＹ−５、ＦＲ−４などの高周波マイクロ波基板を含み得る。
【００３０】
第１のマイクロストリップ形成部５３０および第２のマイクロストリップ形成部５３５の形状、寸法および／または材料は、設計上の選択事項である。例えば、材料は、異なる仕上げ（例えば、スズ−鉛、無電解スズ（ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  ｔｉｎ）、金、銀）がなされている銅を含み得る。第２のマイクロストリップ形成部５３５の形状は、第１のマイクロストリップ形成部５３０と同一または第１のマイクロストリップ形成部５３０とは異なり得る。例えば、第１のマイクロストリップ形成部５３０と第２のマイクロストリップ形成部５３５とは、「Ｌ」の形状を有するように示されている。しかし、第２のマイクロストリップ形成部５３５（またはその一部分）の形状は、第２のＰＣＢの電気的特性の要件（例えば、周波数）に応じて、例えば、一連の「Ｔ」もしくは「Ｚ」の形状であり得るし、または、幅の異なる直線であり得る。
【００３１】
（図４との関係で既に論じられた）従来型の結合された伝送線を含む従来型のＰＣＢは、同一の基板（例えば、基板１１５）と剛性金属層（例えば、剛性金属層１２０）とを含む。従って、従来型のＰＣＢは、結合されている伝送線の形状および／または材料を変え、結合される信号の電気的特性に影響を及ぼすことに関しては、制限されている。
【００３２】
しかし、例示的な実施形態によれば、第２のＰＣＢの剛性金属層５２０と比較して、第１のＰＣＢの剛性金属層５１０の寸法および／または材料は、異なり得る。すなわち、第１のマイクロストリップ形成部５３０および第２のマイクロストリップ形成部５３５の寸法および／または材料だけでなく、第２のＰＣＢ基板５２５と比較して、第１のＰＣＢ基板５１５の寸法および／または材料は、異なり得る。従って、例示的な実施形態による複数のＰＣＢを結合するためのシステム５００は、（図４との関係で既に論じられた）従来型の結合された伝送線を含む従来型のＰＣＢと比較して、設計上の柔軟性が改善されている。
【００３３】
更に、結合された伝送線を用いることにより、例示的な実施形態による複数のＰＣＢを結合するためのシステム５００は、（図２および図３との関係で上述された）従来型のＰＣＢ相互接続システムと比較して、改善されている。その理由は、高価／低信頼性のワイヤ・ブリッジが不要であり、高価／低性能のコネクタとケーブルとの相互接続が不要であるからである。
【００３４】
図６は、例示的な実施形態による複数のプリント回路板（ＰＣＢ）を結合するための別のシステムを示している。簡単にする目的で、システム６００は、第１のＰＣＢ基板５１５と第２のＰＣＢ基板５２５とを含むものとして示されている。しかし、システム６００は、システム５００に示されている下位の層を含み得る。システム６００は、シャシ５０５上に組み立てられている代わりに、システム６００では第２のＰＣＢ基板５２５が第１のＰＣＢ基板５１５の中に挿入されているという点で、システム５００と異なっている。２つの基板５１５、５２５は、任意の既知の機構を用いて、相互に保持され得る。例えば、機械的に分離されている基板の場合には、図６の側面図が、２つの基板５１５、５２５を相互に保持するための溝形とダブテール（嵌合表面として）とを示している。多層アセンブリの場合には、２つの基板が、多層プリント板技術（ボード積層、低温同時焼成セラミックなど）を用いて、相互に組み立てられる場合があり得る。代替的な嵌合表面も、例示的な実施形態によって考察される。例えば、ディンプル／凹部機構が用いられ得る。
【００３５】
以上では例示的な実施形態が具体的に示され説明されているが、当業者によれば、特許請求の範囲の精神および範囲から逸脱することなく、それらの例示的な実施形態において形式および細部の変更が可能であることが、理解されるであろう。
【００３６】
本発明について以上で説明がなされたが、本発明が多くの態様で変更され得ることは明らかであろう。そのような変更は、本発明からの逸脱であると見なされるべきではなく、すべてのそのような修正は本発明の範囲に含まれることが意図されている。
【図３Ｂ】
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【図４】
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【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2015521798.tif 000012
2015521798.tif 000013