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JP-2026077469-A - 集積回路及び通信アダプタ

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Abstract

【課題】リード加工を要さずにメイン基板に集積回路を装着可能にする。 【解決手段】メイン基板１１の主面１１ａに装着可能な集積回路１２であって、平板状に形成され、第１実装面２１ａと、第１実装面２１ａの裏面である第２実装面２１ｂと、を含むプリント基板２１と、第１実装面２１ａ及び第２実装面２１ｂの少なくとも一方に実装された複数の電子部品３と、を備え、第１実装面２１ａは、主面１１ａに実装された相手コネクタ５に接続可能な第１コネクタ４１及び第２コネクタ４２のいずれか一方を選択的に実装可能なコネクタ固定領域２２を含み、コネクタ固定領域２２は、プリント基板２１の一方側の長辺Ｓ１側の端部において、長辺Ｓ１に沿う方向に延びて設けられ、第１コネクタ４１は、第１実装面２１ａと主面１１ａとが対面するように相手コネクタ５と接続し、第２コネクタ４２は、第１実装面２１ａと主面１１ａとが交差するように相手コネクタ５と接続する、集積回路１２。 【選択図】図１

Inventors

  • 神野 弘明
  • 小川 洋記

Assignees

  • ダイキン工業株式会社

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20241025

Claims (12)

  1. メイン基板（１１）の主面（１１ａ）に装着可能な集積回路（１２）であって、 平板状に形成され、第１実装面（２１ａ）と、前記第１実装面（２１ａ）の裏面である第２実装面（２１ｂ）と、を含むプリント基板（２１）と、 前記第１実装面（２１ａ）及び前記第２実装面（２１ｂ）の少なくとも一方に実装された複数の電子部品（３）と、 を備え、 前記第１実装面（２１ａ）は、前記主面（１１ａ）に実装された相手コネクタ（５）に接続可能な第１コネクタ（４１）及び第２コネクタ（４２）のいずれか一方を選択的に実装可能なコネクタ固定領域（２２）を含み、 前記コネクタ固定領域（２２）は、前記プリント基板（２１）の一方側の長辺（Ｓ１）側の端部において、前記長辺（Ｓ１）に沿う方向に延びて設けられ、 前記第１コネクタ（４１）は、前記第１実装面（２１ａ）と前記主面（１１ａ）とが対面するように前記相手コネクタ（５）と接続し、 前記第２コネクタ（４２）は、前記第１実装面（２１ａ）と前記主面（１１ａ）とが交差するように前記相手コネクタ（５）と接続する、 集積回路（１２）。
  2. 前記第１コネクタ（４１）は、前記第１実装面（２１ａ）に対して交差する方向に第１ピン（Ｐ１）が延びるプラグであり、 前記第２コネクタ（４２）は、前記第１実装面（２１ａ）に対して平行な方向に第２ピン（Ｐ２）が延びるプラグであり、 前記相手コネクタ（５）は、前記主面（１１ａ）に対して交差する方向に前記第１ピン（Ｐ１）又は前記第２ピン（Ｐ２）を受けるソケットである、 請求項１に記載の集積回路（１２）。
  3. 前記第１実装面（２１ａ）のうち前記長辺（Ｓ１）に沿う方向において、前記コネクタ固定領域（２２）と隣接する領域には、はんだ付け領域（２３）が形成され、 前記コネクタ固定領域（２２）に実装された前記第２コネクタ（４２）のうち前記長辺（Ｓ１）に沿う方向の端部（４２ａ）は、はんだ（６）によって前記はんだ付け領域（２３）に固定されている、 請求項１又は請求項２に記載の集積回路（１２）。
  4. 複数の前記電子部品（３）は、通信制御を実行する制御ＩＣ（３１）を含み、 前記制御ＩＣ（３１）は、前記第２実装面（２１ｂ）に実装される、 請求項１又は請求項２に記載の集積回路（１２）。
  5. 前記第１実装面（２１ａ）は、スペーサ（７）を実装可能なスペーサ固定領域（２４）を含み、 前記スペーサ固定領域（２４）は、前記第１実装面（２１ａ）のうち前記長辺（Ｓ１）と対向する辺（Ｓ３）側の端部に設けられ、 前記コネクタ固定領域（２２）に前記第１コネクタ（４１）が実装される場合、前記スペーサ固定領域（２４）には、前記第１実装面（２１ａ）から前記主面（１１ａ）までの距離（Ｄ１）以下の高さ（Ｈ１）である前記スペーサ（７）が実装される、 請求項１又は請求項２に記載の集積回路（１２）。
  6. 前記プリント基板（２１）及び複数の前記電子部品（３）によってそれぞれ形成されるＤＣＤＣコンバータ回路（Ｃ１）及び通信回路（Ｃ２）を含み、 前記通信回路（Ｃ２）は、厚み方向に前記プリント基板（２１）を見たときに、前記ＤＣＤＣコンバータ回路（Ｃ１）と少なくとも所定間隔（Ｄ２）を空けて離れている、 請求項１又は請求項２に記載の集積回路（１２）。
  7. 前記コネクタ固定領域（２２）は、 前記長辺（Ｓ１）側において、前記長辺（Ｓ１）に沿う方向に並ぶ複数の第１パッド（２８）と、 複数の前記第１パッド（２８）よりも前記第１実装面（２１ａ）の中央側において、前記長辺（Ｓ１）に沿う方向に並ぶ複数の第２パッド（２９）と、 を含み、 複数の前記第１パッド（２８）は、前記通信回路（Ｃ２）を形成するパッド（２２２）を含み、 複数の前記第２パッド（２９）は、前記通信回路（Ｃ２）以外の回路を形成するパッド（２２３）である、 請求項６に記載の集積回路（１２）。
  8. 複数の前記第１パッド（２８）のうち、前記通信回路（Ｃ２）を形成するパッド（２２２）に対して前記長辺（Ｓ１）に沿う方向に隣接する第１パッド（２８）は、ＧＮＤ回路を形成するパッド（２２１）である、 請求項７に記載の集積回路（１２）。
  9. 前記プリント基板（２１）は、前記第１実装面（２１ａ）が形成される第１表層と、前記第２実装面（２１ｂ）が形成される第２表層と、厚み方向において前記第１表層及び前記第２表層の間に位置する内層（２１ｃ）と、を含む多層基板であり、 前記第１実装面（２１ａ）及び前記第２実装面（２１ｂ）の少なくとも一方に、前記ＤＣＤＣコンバータ回路（Ｃ１）において基準電圧（Ｖｂ）を第１電圧（Ｖ１）に変換する回路を形成する第１コイル部品（３２）と、前記ＤＣＤＣコンバータ回路（Ｃ１）において前記基準電圧（Ｖｂ）を前記第１電圧（Ｖ１）とは異なる第２電圧（Ｖ２）に変換する回路を形成する第２コイル部品（３３）と、が実装され、 前記内層（２１ｃ）はＧＮＤパターン（Ｃ３）を含み、 厚み方向にみて、前記内層（２１ｃ）のうち前記第１コイル部品（３２）と前記第２コイル部品（３３）との間の領域は、前記ＧＮＤパターン（Ｃ３）が形成されていない領域である、 請求項６に記載の集積回路（１２）。
  10. 前記プリント基板（２１）における前記長辺（Ｓ１）及び短辺（Ｓ２）の長さの比率は、４：３であり、 前記コネクタ固定領域（２２）に設けられた前記第１コネクタ（４１）又は前記第２コネクタ（４２）の前記長辺（Ｓ１）に沿う方向の長さ（Ｌ１，Ｌ２）は、前記プリント基板（２１）の前記長辺（Ｓ１）の長さの３分の１以上３分の２以下であり、 前記コネクタ固定領域（２２）は、前記第１実装面（２１ａ）のうち前記長辺（Ｓ１）の中点（Ｍ１）を含む、 請求項１又は請求項２に記載の集積回路（１２）。
  11. 前記プリント基板（２１）の前記長辺（Ｓ１）側の端面は、切断面であり、 前記コネクタ固定領域（２２）は、前記長辺（Ｓ１）から第１距離（Ｌ３）の位置に設けられ、 複数の前記電子部品（３）は、前記長辺（Ｓ１）から前記第１距離（Ｌ３）よりも長い距離（Ｌ４）を空けた位置に設けられる、 請求項１又は請求項２に記載の集積回路（１２）。
  12. 前記メイン基板（１１）と、 請求項１又は請求項２に記載の集積回路（１２）と、 を備え、 前記集積回路（１２）は、前記第１コネクタ（４１）及び前記第２コネクタ（４２）のいずれか一方によって前記相手コネクタ（５）に接続されている、 通信アダプタ（１）。

Description

本開示は、集積回路及び通信アダプタに関する。 複数の装置（例えば、複数の空気調和装置）の間での装置間通信や装置の集中管理するシステムを構築する場合に、これらの装置へ通信アダプタを搭載する技術が知られている。通信アダプタは、各種の回路を搭載したメイン基板と、当該メイン基板に実装されるハイブリッドＩＣと、を含む。 ここで、ハイブリッドＩＣをメイン基板に実装する技術として、特許文献１及び特許文献２が開示されている。特許文献１には、ハイブリッドＩＣをプリント基板にはんだ付けにより実装する際のショートを防止するために、ハイブリッドＩＣに長い脚部を設け、ハイブリッドＩＣの下面とプリント基板との間に１．５ｍｍから２ｍｍの間隔を空ける技術が開示されている。 特許文献２には、はんだ付けの温度変動による熱ひずみに起因する製品品質への悪影響を防止するために、ハイブリッドＩＣのリードを、基板上回路にはんだ付けするのではなく、基板上回路に設けたバネ性及び導電性を有する接合部に嵌め込むことで、リードと基板上回路とを接続する技術が開示されている。 特開平４－０７５２６９号公報実全平２－１０２６７３号公報 実施形態に係る通信アダプタを例示する模式図である。プリント基板の厚み方向から第１実装面を見た場合の模式図である。図２と同じ方向から横置きハイブリッドＩＣを見た場合の模式図である。図２と同じ方向から縦置きハイブリッドＩＣを見た場合の模式図である。図１のＶ－Ｖ切断線にて切断した断面にて、横置きハイブリッドＩＣがメイン基板に実装される様子を示す模式図である。図１のＶＩ－ＶＩ切断線にて切断した断面にて、縦置きハイブリッドＩＣがメイン基板に実装される様子を示す模式図である。プリント基板の内層の一例を示す模式図である。ハイブリッドＩＣの製造途中の様子を示す模式図である。 以下、添付の図面を参照しつつ、本開示の実施形態を説明する。 ［実施形態］ 〔通信アダプタ１の全体構成〕 図１は、実施形態に係る通信アダプタ１を例示する模式図である。 通信アダプタ１は、複数の装置の装置間通信や装置を集中管理するシステムを構築する場合に、これらの装置に搭載される。例えば、ビル等の施設単位で、当該施設に設置される複数の空気調和装置を統合的に管理する場合、中央管理装置と通信可能な通信アダプタ１や各空気調和装置の間の通信を実現するための通信アダプタ１をこれらの空気調和装置にそれぞれ搭載させてもよい。これにより、複数の空気調和装置を連動的に運転させることができるため、当該施設において快適かつ効率的な空調管理を実現することができる。 通信アダプタ１は、メイン基板１１と、メイン基板１１に実装されたハイブリッドＩＣ（Integrated Circuit）１２と、を備える。メイン基板１１は、各種の回路を搭載した平板状の基板であり、例えば電源回路、センサ回路及び入出力端子を含む。また、メイン基板１１は、主面１１ａに実装された相手コネクタ５（図２及び図３等）を含む。 ハイブリッドＩＣ１２は、複数の電子部品３が実装された回路であり、メイン基板１１に対する「子基板」として、メイン基板１１の主面１１ａに実装される。なお、本実施形態におけるハイブリッドＩＣ１２は、メイン基板１１上に装着可能な「集積回路」の一例として説明する。ハイブリッドＩＣ１２は、平板状に形成されたプリント基板２１と、プリント基板２１の第１実装面２１ａ及び第２実装面２１ｂの少なくとも一方に実装された複数の電子部品３と、第１実装面２１ａに実装され、相手コネクタ５と接続するコネクタ４と、を備える。ここで、第２実装面２１ｂは、第１実装面２１ａの裏面である。 図１に例示するように、ハイブリッドＩＣ１２は、主面１１ａ上に寝かせた姿勢（以下、適宜「横置き」という。）にて実装する場合と、主面１１ａ上に立たせた姿勢（以下、適宜「縦置き」という。）にて実装する場合がある。ここで、主面１１ａ上にハイブリッドＩＣ１２を立たせた姿勢とは、主面１１ａに対して第１実装面２１ａが直交する位置関係となる場合のほか、直交（９０度）から少し傾いた状態（例えば、７０度以上１１０度以下）で交差する位置関係も含む。図１では、横置きのハイブリッドＩＣ１２を「横置きハイブリッドＩＣ１２ａ」と称し、縦置きのハイブリッドＩＣ１２を「縦置きハイブリッドＩＣ１２ｂ」と称す。 通信アダプタ１は、例えば、空気調和装置等の搭載対象装置の筐体内に設置される。このとき、筐体内のスペースの関係上、通信アダプタ１の厚み（図１の紙面方向）にある程度の制限が課される。この厚み制限が厳しく、より薄い領域に通信アダプタ１を設置する必要がある場合、メイン基板１１に実装するハイブリッドＩＣ１２として、横置きハイブリッドＩＣ１２ａを採用することが好適である。 これに対し、より厚い領域に通信アダプタ１を設置可能である場合、メイン基板１１上におけるフットプリントが少なく、メイン基板１１の面積当たりの集積率をより高くすることができるため、メイン基板１１に実装するハイブリッドＩＣ１２として、縦置きハイブリッドＩＣ１２ｂを採用することが好適である。 このように、ハイブリッドＩＣ１２は、状況に応じてメイン基板１１に対して横置き又は縦置きにて実装される。従来であれば、横置きハイブリッドＩＣ１２ａを採用する場合、横置きハイブリッドＩＣ１２ａの端部から、第１実装面２１ａと直交する方向に横置き用のリードを延ばし、当該リードをメイン基板１１にはんだ付けすることでメイン基板１１に横置きハイブリッドＩＣ１２ａを実装することが考えられる。 また、従来であれば、縦置きハイブリッドＩＣ１２ｂを採用する場合、縦置きハイブリッドＩＣ１２ｂの端部から、第１実装面２１ａに沿う方向に縦置き用のリードを延ばし、当該リードをメイン基板１１にはんだ付けすることでメイン基板１１に縦置きハイブリッドＩＣ１２ｂを実装することが考えられる。 しかしながら、ハイブリッドＩＣ１２にリードを設ける場合、リード加工の工数が掛かるうえに、リードを設ける際の制約上、ハイブリッドＩＣ１２の小型化が困難となっていた。そこで、本開示ではハイブリッドＩＣ１２にリードではなくコネクタ４を実装し、メイン基板１１には相手コネクタ５を実装して、コネクタ４と相手コネクタ５とを接続させることで、メイン基板１１にハイブリッドＩＣ１２を実装する。これにより、リード加工を要さずにハイブリッドＩＣ１２をメイン基板１１に実装することができる。 具体的には、第１実装面２１ａは、コネクタ４を実装可能なコネクタ固定領域２２（図４）を含む。そして、ハイブリッドＩＣ１２を横置きにする場合、コネクタ４として第１コネクタ４１をコネクタ固定領域２２に実装し、ハイブリッドＩＣ１２を縦置きにする場合、コネクタ４として第２コネクタ４２をコネクタ固定領域２２に実装する。すなわち、ハイブリッドＩＣ１２は、コネクタ固定領域２２に第１コネクタ４１及び第２コネクタ４２のいずれか一方を選択的に実装することで、ハイブリッドＩＣ１２を横置き用又は縦置き用として使い分けることができる。 これにより、ハイブリッドＩＣ１２のうち、他の構成（例えば、プリント基板２１、複数の電子部品３）については、横置き及び縦置きのいずれを選択する場合においても共通とすることができるため、例えばプリント基板２１のロット数を減らすことができ、製造コストを効率化することができる。以下、ハイブリッドＩＣ１２の詳細について説明する。 〔ハイブリッドＩＣ１２について〕 図２は、プリント基板２１の厚み方向から第１実装面２１ａを見た場合の模式図である。 図３は、図２と同じ方向から横置きハイブリッドＩＣ１２ａを見た場合の模式図である。 図４は、図２と同じ方向から縦置きハイブリッドＩＣ１２ｂを見た場合の模式図である。図４は、図１の矢印ＩＶから見た縦置きハイブリッドＩＣ１２ｂの模式図でもある。 図５は、図１のＶ－Ｖ切断線にて切断した断面にて、横置きハイブリッドＩＣ１２ａがメイン基板１１に実装される様子を示す模式図である。 図６は、図１のＶＩ－ＶＩ切断線にて切断した断面にて、縦置きハイブリッドＩＣ１２ｂがメイン基板１１に実装される様子を示す模式図である。 図２に示すプリント基板２１に、複数の電子部品３、第１コネクタ４１及びスペーサ７を実装すると、図３に示す横置きハイブリッドＩＣ１２ａとなる。そして、横置きハイブリッドＩＣ１２ａは、図５に示すようにメイン基板１１に実装される。 一方、図２に示すプリント基板２１に、複数の電子部品３及び第２コネクタ４２を実装すると、図４に示す縦置きハイブリッドＩＣ１２ｂとなる。そして、縦置きハイブリッドＩＣ１２ｂは、図６に示すようにメイン基板１１に実装される。このように、横置きハイブリッドＩＣ１２ａ及び縦置きハイブリッドＩＣ１２ｂは、プリント基板２１を共通の構成とすることができる。 図２を参照する。プリント基板２１は、平板状の基板であり、第１実装面２１ａ及び第２実装面２１ｂを厚み方向から見た形状はそれぞれ長方形である。厚み方向から見た場合に、プリント基板２１の縁は、一方側の長辺Ｓ１と、一方側の短辺Ｓ２と、長辺Ｓ１に対向する辺Ｓ３（すなわち、他方側の長辺Ｓ３）と、短辺Ｓ２に対向する辺Ｓ４（すなわち、他方側の短辺Ｓ４）と、によって囲まれている。 第１実装面２１ａは、コネクタ固定領域２２と、はんだ付け領域２３と、スペーサ固定領域２４と、複数のチップ固定領域２６ａ，２６ｂ，２７と、を含む。第２実装面２１ｂは、チップ固定領域２５を含む。 コネクタ固定領域２２は、コネクタ４として、第１コネクタ４１及び第２コネクタ４２のいずれか一方を選択的に実装可能な領域である。コネクタ固定領域２２は、コネクタ４の端子（例えば、後述の端子４１５，４１６）をはんだ付けするためのパッド２８，２９を含む。パッド２８，２９は第１実装面２１ａのランド部分であり、コネクタ４の実装前において、金属銅が露出している領域である。 コネクタ固定領域２２は、プリント基板２１の一方側の長辺Ｓ１側の端部に設けられている領域であり、長辺Ｓ１に沿う方向に延びている。コネクタ固定領域２２は、長辺Ｓ１の中点Ｍ１を含む位置に形成されている。より具体的には、コネクタ固定領域２２は、長辺Ｓ１の中央に位置している。 この位置関係とすることで、コネクタ４及び相手コネクタ５によりメイン基板１１にハイブリッドＩＣ１２を実装した際に、ハイブリッドＩＣ１２はメイン基板１１の主面１１ａ上において、例えばコネクタ固定領域２２が長辺Ｓ１の中央以外の領域（短辺Ｓ２側に偏った領域）に設けられる場合と比べて、安定的に保持される。 はんだ付け領域２３は、長辺Ｓ１に沿う方向において、コネクタ固定領域２２と隣接する領域に形成されている。図２の例では、コネクタ固定領域２２の両側にそれぞれはんだ付け領域２２が形成されているが、コネクタ固定領域２２の一方側のみにはんだ付け領域２３が形成されてもよい。はんだ付け領域２３は、ランド部分であり、コネクタ４の実装前において金属銅が露出している領域である。 図４に示すように、コネクタ固定領域２２に第２コネクタ４２が実装される場合、第２コネクタ４２のうち長辺Ｓ１に沿う方向の端部４２ａは、はんだ６によってはんだ付け領域２３に固定される。 一方、図３に示すように、コネクタ固定領域２２に第１コネクタ４１が実装される場合、第１コネクタ４１の長辺Ｓ１に沿う方向の端部は、はんだ付け領域２３には固定されず、はんだ付け領域２３は錆止めのためにはんだ６によって封止される。 スペーサ固定領域２４は、スペーサ７を実装可能な領域である。スペーサ固定領域２４は、長辺Ｓ３側の端部に設けられている。図３に示すように、コネクタ固定領域２２に第１コネクタ４１が実装される場合、スペーサ固定領域２４にはスペーサ７が実装される。一方、図４に示