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JP2012079468A - 電子回路ユニットおよびその取付構造 - Google Patents

電子回路ユニットおよびその取付構造 Download PDF

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和広 佐々木
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Abstract

【課題】マザーボード等の外部基板に接続・固定する取付作業を容易に行える薄型の電子回路ユニットと、その取付構造を提供すること。
【解決手段】電子回路ユニット1は、基板2の一方の主面2aにコネクタ3や電子素子4等を実装しており、主面2a側で箱状のシールドカバー7が電子素子4を覆っている。シールドカバー7の天板部7aには、主面2aから離隔する向きに突出する突起部8が一体形成されている。マザーボード10上に固定された相手方コネクタ11にコネクタ3を直接カップリングすることによって、電子回路ユニット1はマザーボード10と電気的に接続されるが、その際、突起部8がマザーボード10に当接して基板2が傾かないようにしてあると共に、天板部7aとマザーボード10の対向面どうしが両面接着テープ12等の圧着手段を介して接合されるようにしてある。
【選択図】図2

Description

本発明は、電子素子を覆うシールドカバーを備えた電子回路ユニットに係り、特に、マザーボード等の外部基板に積層状態でコネクタ接続される電子回路ユニットと、かかる電子回路ユニットの外部基板に対する取付構造とに関するものである。
高周波回路等が設けられた電子回路ユニットにおいては、通常、基板に実装されている電子素子を箱状のシールドカバーで覆って電磁的にシールドするようになっている。かかる電子回路ユニットをマザーボード等の外部基板に搭載して電気的かつ機械的に接続する場合、フレキシブルケーブルを介在させる手法も広く採用されているが、コネクタどうしを直接接続できるようにしてあると取付作業性やスペースファクタが向上する。すなわち、電子回路ユニットの基板に実装されているコネクタと、マザーボード等の外部基板に実装されているコネクタとが、雄コネクタと雌コネクタの関係でカップリングできる所謂BtoB(Board to Board)コネクタであれば、これら2つの基板の各コネクタ部にフレキシブルケーブルの両端を接続させる作業を省略できるだけでなく、フレキシブルケーブルを配置させるためのスペースを確保する必要もなくなる。
図4は電子回路ユニットとマザーボードとがBtoBコネクタによって接続されている従来例を示す説明図である(例えば、特許文献1参照)。同図において、高周波回路ユニットである電子回路ユニット20は、片面に複数の電子素子22が実装された基板21を備えており、この基板21の他面には雌コネクタ23が実装されている。基板21には電子素子22を覆う箱状のシールドカバー24が取り付けられており、シールドカバー24から延出する脚片24aがマザーボード25に設けられた取付孔26に挿入されている。マザーボード25の所定位置には雄コネクタ27が実装されており、この雄コネクタ27に雌コネクタ23を差し込むことによって電子回路ユニット20はマザーボード25と電気的に接続される。また、シールドカバー24の複数の脚片24aが対応する取付孔26に挿入された状態でマザーボード25の図示せぬランドに半田付けされるため、これら脚片24aとコネクタ23,27とに支えられて電子回路ユニット20が安定した姿勢でマザーボード25上に載置固定できるようになっている。
なお、この種の電子回路ユニットは無線LAN用の通信モジュールとして使用されることがあり、その場合、電子回路ユニットの基板にはシールドカバーで覆われない領域にパターンアンテナやチップアンテナ等のアンテナ素子が付設される。
特開平10−163650号公報
ところで、前述した従来例においては、電子回路ユニット20をマザーボード25に対して接続・固定する取付作業時に、雌コネクタ23を雄コネクタ27に差し込むだけでなく、シールドカバー24の各脚片24aをマザーボード25の対応するランドに半田付けする必要があるため、この半田付け作業が取付作業性を損なう要因となっていた。
また、前述した従来例では、電子回路ユニット20の基板21の図示上面(マザーボード25と対向しない側の主面)に複数の電子素子22を実装し、これら電子素子22をシールドカバー24で覆うようにしている。これは、BtoBコネクタの接続(カップリング)時の高さ寸法によって規定される基板21とマザーボード25との間隔が狭いため、この狭隘な空間に電子素子22を配置させてシールドカバーで覆うことが困難であるという理由による。
しかるに近年、電子回路ユニットに用いられる半導体チップ等の電子素子の小型低背化が促進されているため、基板21の図示下面(マザーボード25と対向する側の主面)に電子素子を集約してシールドカバーで覆う構成が可能となっている。かかる構成を採用すると電子回路ユニットを大幅に薄型化できて好ましいが、その一方で、シールドカバーを脚片によらずにマザーボードに容易に固定できる固定手段や、BtoBコネクタの接続不良の要因となる電子回路ユニットの傾きやぐらつきを防止できる姿勢保持手段等が新たに必要となる。つまり、電子回路ユニットのシールドカバーがマザーボードと対向する側に配置されている構成においては、シールドカバーとマザーボードの対向面どうしの間に若干のクリアランスを生じる可能性が高くなるため、BtoBコネクタが接続されているだけだと電子回路ユニットが傾き易く、BtoBコネクタを支点とする電子回路ユニットのぐらつきも起こり易くなる。なお、基板にアンテナ素子が付設されている電子回路ユニットの場合、電子回路ユニットのぐらつきによってアンテナ素子と近傍のグランドとの距離が変化してしまうため、アンテナ特性にも悪影響が及んでしまう。
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その第1の目的は、マザーボード等の外部基板に接続・固定する取付作業を容易に行える薄型の電子回路ユニットを提供することにある。また、本発明の第2の目的は、かかる電子回路ユニットの外部基板に対する取付構造を提供することにある。
上記の第1の目的を達成するために、本発明の電子回路ユニットは、基板の片面に実装されたコネクタおよび電子素子と、前記基板に取り付けられて前記電子素子を覆う箱状のシールドカバーとを備えていると共に、前記シールドカバーの天面に前記基板の片面から離隔する向きに突出する突起部が一体形成されており、外部基板上に固定された相手方コネクタに前記コネクタをカップリングした状態で、前記突起部が前記外部基板に当接するように構成した。
このように構成された電子回路ユニットは、基板の片面(外部基板と対向する側の主面)にコネクタおよび電子素子が実装されており、電子素子を覆うシールドカバーも基板の同じ片面側に配置されているため、基板の他面側に電子素子やシールドカバーが存しない薄型の電子回路ユニットとなすことができる。また、この電子回路ユニットのコネクタは、外部基板上に固定された相手方コネクタにカップリング可能なBtoBコネクタなので、外部基板との接続作業が容易に行える。また、こうして両コネクタどうしをカップリング(接続)すると、シールドカバーの天面に突設された突起部が外部基板に当接するようにしてあるため、電子回路ユニットは外部基板に近接する向きの移動が規制されることになり、よって電子回路ユニットの基板を外部基板に対して略平行に保持することが容易となる。また、シールドカバーに突起部が突設されていることから、両コネクタをカップリングした状態でシールドカバーと外部基板の対向面どうしの間には必ずクリアランスが生じることになる。それゆえ、このクリアランスに両面接着テープや接着剤を介在させるなどして、シールドカバーと外部基板の対向面どうしを接合する固定作業を容易に行うことができる。
上記の構成において、突起部がシールドカバーの2箇所に突設されていると、これら2つの突起部と1つのコネクタとによって電子回路ユニットを外部基板上で3点支持できるため、外部基板に対する電子回路ユニットの姿勢が安定させ易くなって好ましい。
また、上記の構成において、シールドカバーの一部に絞り加工を施して突起部となせば、シールドカバーに新たな開口を生じることなく突起部を形成できるため、電磁シールド効果を損なう虞がなくなる。ただし、シールドカバーの一部を切り起こして突起部となしても良く、この場合、電磁シールド効果は若干低下するものの突起部に弾性が付与されるため、シールドカバーと外部基板間のクリアランスのばらつきが吸収し易くなる。
また、上記の構成において、基板のうち少なくともシールドカバーに覆われていない領域にアンテナ素子が付設されていると、無線LAN用の通信モジュールとして使用可能な電子回路ユニットを傾きやぐらつきを防止した状態で外部基板に接続・固定できることになるため、アンテナ素子と近傍のグランドとの距離がばらつかなくなって常に良好なアンテナ特性を期待できる。
上記の第2の目的を達成するために、本発明は、基板にコネクタおよび電子素子が実装されていると共に、前記電子素子が箱状のシールドカバーに覆われている電子回路ユニットと、前記コネクタにカップリング可能な相手方コネクタが実装された外部基板とを備え、前記電子回路ユニットを前記外部基板上に搭載して前記コネクタと前記相手方コネクタとをカップリングする電子回路ユニットの取付構造において、前記基板のうち前記外部基板と対向する側の主面に前記コネクタおよび前記電子素子を実装すると共に、前記シールドカバーの天面に前記基板の主面から離隔する向きに突出する突起部を一体形成しておき、前記相手方コネクタと前記コネクタをカップリングした状態で前記突起部を前記外部基板に当接させると共に、前記シールドカバーと前記外部基板の対向面どうしを両者間に介在せしめた圧着手段に圧着させるようにした。
このように電子回路ユニットの基板の片面(外部基板と対向する側の主面)にコネクタおよび電子素子を実装すると共に、電子素子を覆うシールドカバーも基板の同じ片面側に配置しておけば、基板の他面側に電子素子やシールドカバーが存しない薄型の電子回路ユニットとなすことができる。また、この電子回路ユニットのコネクタは外部基板上の相手方コネクタにカップリング可能なBtoBコネクタなので、外部基板との接続作業が容易に行える。また、こうして両コネクタどうしをカップリングすると、シールドカバーの天面に突設された突起部が外部基板に当接するため、電子回路ユニットは外部基板に近接する向きの移動が規制されることになり、よって電子回路ユニットの基板を外部基板に対して略平行に保持することが容易となる。しかも、シールドカバーは外部基板との対向面が圧着手段を介して該外部基板と接合されるため、電子回路ユニットは外部基板から離隔する向きの移動も規制されることになり、よって電子回路ユニットは取付後にぐらつく虞がなくなる。
上記の構成において、圧着手段が両面接着テープであると、シールドカバーと外部基板の対向面どうしを容易に接合させることができるため、電子回路ユニットの取付作業性を一層向上させることができる。ただし、圧着手段として接着剤等を使用することも可能である。
また、上記の構成において、シールドカバーのうち圧着手段に圧着される領域が平面視で突起部とコネクタとの間に設定されていると、電子回路ユニットに衝撃が加わっても突起部やコネクタに過大な応力が作用しにくくなるため、電子回路ユニットの傾きやぐらつきを防止する効果が高まる。
また、上記の構成において、電子回路ユニットの突起部がシールドカバーの2箇所に突設されていると、これら2つの突起部と1つのコネクタとによって電子回路ユニットを外部基板上で3点支持できるため、外部基板に対する電子回路ユニットの姿勢が安定させ易くなって好ましい。
また、上記の構成において、シールドカバーの一部に絞り加工を施して突起部となせば、シールドカバーに新たな開口を生じることなく突起部を形成できるため、電磁シールド効果を損なう虞がなくなる。ただし、シールドカバーの一部を切り起こして突起部となしても良く、この場合、電磁シールド効果は若干低下するものの突起部に弾性が付与されるため、シールドカバーと外部基板間のクリアランスのばらつきが吸収し易くなる。
本発明の電子回路ユニットによれば、基板の片面側にコネクタと電子素子およびシールドカバーを配置しているため薄型化が容易であると共に、このコネクタを外部基板上の相手方コネクタに直接カップリングさせることができるため、外部基板との接続作業が容易に行える。また、こうして両コネクタどうしをカップリングすると、シールドカバーの天面に突設された突起部が外部基板に当接するようにしてあるため、この電子回路ユニットの基板を外部基板に対して略平行に保持することが容易となる。また、両コネクタをカップリングした状態でシールドカバーと外部基板の対向面どうしの間には必ずクリアランスが生じるため、このクリアランスに両面接着テープや接着剤を介在させるなどして、シールドカバーと外部基板の対向面どうしを接合する固定作業を容易に行うことができる。すなわち、本発明の電子回路ユニットは、薄型化に好適であるのみならず、マザーボード等の外部基板に容易に接続・固定することができて取付後の傾きやぐらつきも防止し易いため、外部基板に対する取付作業性が良好で接続の信頼性も維持し易い。
本発明の電子回路ユニットの取付構造によれば、薄型化に好適な電子回路ユニットのコネクタを外部基板上の相手方コネクタに直接カップリングさせることができるため、外部基板に対する電子回路ユニットの接続作業が容易に行える。また、こうして両コネクタどうしをカップリングすると、シールドカバーの天面に突設された突起部が外部基板に当接するため、電子回路ユニットの基板を外部基板に対して略平行に保持することが容易となる。しかも、こうして両コネクタをカップリングすると、シールドカバーは外部基板との対向面が圧着手段を介して該外部基板と接合されるため、電子回路ユニットを外部基板に容易に固定することができる。すなわち、本発明の取付構造によれば、薄型の電子回路ユニットをマザーボード等の外部基板に容易に接続・固定することができて、取付後の傾きやぐらつきも防止し易いため、外部基板に対する電子回路ユニットの取付作業性が良好で接続の信頼性も維持し易い。
本発明の第1実施形態例に係る電子回路ユニットの外観斜視図である。 図1に示す電子回路ユニットをマザーボードに取り付けた状態を示す側面図である。 本発明の第2実施形態例に係る電子回路ユニットの外観斜視図である。 従来例に係る電子回路ユニットをマザーボードに取り付けた状態を示す説明図である。
以下、本発明の実施形態例を図面を参照しながら説明する。まず、図1と図2を参照しながら第1実施形態例について説明すると、これらの図に示す電子回路ユニット1は、無線LAN用の通信モジュールとして設計された高周波回路ユニットであり、マザーボード10上に接続・固定して使用される。
この電子回路ユニット1は、図示せぬ配線パターンが形成された矩形状の基板2と、基板2の一方の主面2aに実装された雌コネクタ3と電子素子4およびアンテナ用コネクタ6と、アンテナ素子として基板2の主面2a,2bに形成されたパターンアンテナ5と、基板2に半田付け等で固定されて電子素子4を覆う箱状のシールドカバー7とを備えて概略構成されている。基板2の他方の主面2b側には電子素子4やシールドカバー7やコネクタ等が存しないため、この電子回路ユニット1は大幅に薄型化されている。
図2に示すように、電子回路ユニット1の雌コネクタ3は、マザーボード10上の雄コネクタ(相手方コネクタ)11に差し込んでカップリング可能なBtoBコネクタである。この雌コネクタ3は基板2における長手方向の一端部に配置されており、基板2の長手方向の他端部にはパターンアンテナ5が配置されている。このパターンアンテナ5はシールドカバー7に覆われずマザーボード10とも重なり合わないため、効率良く電波を放射することができる。なお、アンテナ用コネクタ6は、パターンアンテナ5の特性検査時や外部アンテナ接続時などに用いられる。
シールドカバー7は金属板をプレス加工して折曲形成されたものである。このシールドカバー7は、複数の電子素子4を覆った状態で図示せぬグランドと導通され、これら電子素子4を電磁的にシールドする機能を果たしている。図1において、シールドカバー7の天板部7aの2箇所には、基板2の主面2aから離隔する図示上向きに膨出した形状の突起部8が一体形成されている。これら突起部8は絞り加工によって天板部7aに突設されたものであるため、天板部7aには突起部8によって生じる開口(孔部)は存在しない。2つの突起部8は、基板2の長手方向に沿うシールドカバー7の中心線を対称軸として略線対称な位置関係にあり、雌コネクタ3から各突起部8までの距離は同等である。また、天板部7aの表面には雌コネクタ3側の略半分の領域に両面接着テープ12が貼着されている。この両面接着テープ12は、平面視で2つの突起部8と雌コネクタ3との間に位置している。
電子回路ユニット1はフェースダウンでマザーボード10上に取り付けられるため、図2に示すように、シールドカバー7の天板部7aの表面はマザーボード10との対向面になる。マザーボード10上に固定された雄コネクタ11に電子回路ユニット1の雌コネクタ3を差し込んでカップリングさせると、天板部7aから突出する各突起部8がマザーボード10に当接するので、この突起部8の突出高さを予め規定しておくことにより、基板2がマザーボード10と略平行に配置されるようにしてある。つまり、突起部8は、BtoBコネクタでマザーボード10に接続した電子回路ユニット1の傾きを防止する高さ調整部として機能する。このとき、突起部8の突出高さに相当するクリアランスが天板部7aとマザーボード10との間に画成されるが、予め両面接着テープ12の厚みを該クリアランスと同等に設定しておけば、突起部8の浮きやシールドケース7の傾きを生じることなく、天板部7aとマザーボード10を両面接着テープ12に圧着させることができる。
このように本実施形態例に係る電子回路ユニット1は、基板2の一方の主面2a(マザーボード10との対向面)側に雌コネクタ3や電子素子4やシールドカバー7等を集約して配置させているため、マザーボード10に対してBtoBコネクタで容易に接続できる薄型の電子回路ユニットとなっている。また、図2に示すように、電子回路ユニット1をマザーボード10にコネクタ接続(カップリング)した状態で、シールドカバー7に突設された突起部8がマザーボード10に当接して電子回路ユニット1の図示下方への移動が規制されるようにしてあるため、この電子回路ユニット1は基板2をマザーボード10に対して略平行に保持することが容易である。しかも、シールドカバー7の天板部7aが両面接着テープ12を介してマザーボード10と接合されるため、電子回路ユニット1はマザーボード10から離隔する向きの移動も規制されることになり、よって電子回路ユニット1が取付後にぐらつく虞はない。すなわち、本実施形態例にあっては、薄型の電子回路ユニット1をマザーボード10に容易に接続・固定することができ、取付後の傾きやぐらつきも防止し易いため、マザーボード10に対する電子回路ユニット1の取付作業性が良好で接続の信頼性も維持し易い。
特に、本実施形態例の場合、突起部8がシールドカバー7の天板部7a2箇所に突設されており、これら2つの突起部8とコネクタ3,11とによって電子回路ユニット1をマザーボード10上でバランス良く3点支持することができるため、マザーボード10に対する電子回路ユニット1の姿勢を安定させ易くなっている。
しかも、本実施形態例の場合、シールドカバー7のうち両面接着テープ12に圧着される領域が、平面視で突起部8と雌コネクタ3との間に設定されているため、電子回路ユニット1は衝撃が加わっても突起部8や雌コネクタ3に過大な応力が作用しにくく、よって電子回路ユニット1の傾きやぐらつきを防止する効果が高まっている。
また、本実施形態例にあっては、突起部8が絞り加工によってシールドカバー7に一体形成されているため、シールドカバー7に新たな開口を生じることなく突起部8が形成できる。それゆえ、シールドカバー7に突起部8を設けても電磁シールド効果が損なわれることはない。
また、本実施形態例にあっては、電子回路ユニット1を無線LAN用の通信モジュールとして使用するために、基板2のうちシールドカバー7に覆われずマザーボード10とも重なり合わない領域にパターンアンテナ5を付設している。そして、前述したように、電子回路ユニット1は傾きやぐらつきを防止した状態でマザーボード10に接続・固定できるため、パターンアンテナ5と近傍のグランドとの距離がばらつく可能性も低くなり、常に良好なアンテナ特性が期待できる。なお、基板2に付設するアンテナ素子はパターンアンテナに限らず任意に選択可能であり、例えばチップアンテナを実装しても良い。
次に、図3を参照しながら本発明の第2実施形態例について説明する。ただし、図3において図1と対応する部分には同一符号が付してあるため、重複する説明は省略する。
第2実施形態例に係る電子回路ユニット1では、シールドカバー7の天板部7aの2箇所に舌片状に切り起こした突起部9が一体形成されており、第1実施形態例の前記突起部8と同様に、これら突起部9をマザーボード(外部基板)に当接させて電子回路ユニット1の傾きを防止する高さ調整部となしている。すなわち、この第2実施形態例は、絞り加工によって形成された膨出形状の前記突起部8の代わりに切り起こし加工によって舌片状の突起部9とした点が、前記第1実施形態例と異なっている。このようにシールドカバー7の天板部7aに舌片状の突起部9を切り起こすことによっても、その突出高さを適宜寸法に設定しておけば、BtoBコネクタでマザーボードに接続された電子回路ユニット1の傾きを容易に防止することができる。
また、この第2実施形態例の場合、突起部9を切り起こすとシールドカバー7に開口が形成されてしまうため、電磁シールド効果は若干低下してしまうが、前記突起部8と異なり舌片状の突起部9に弾性が付与されるため、シールドカバー7の天板部7aとマザーボード(外部基板)間のクリアランスのばらつきが吸収し易くなる。
なお、上記の各実施形態例では、シールドカバー7の天板部7aを両面接着テープ12を用いてマザーボード(外部基板)と圧着させているが、例えば接着剤などの両面接着テープ以外の圧着手段を用いることも可能である。
また、上記の各実施形態例では、電子回路ユニット1に設けた雌コネクタ3をマザーボード上の雄コネクタにカップリングさせるものとして説明しているが、これとは逆に、電子回路ユニットに設けた雄コネクタをマザーボード上の雌コネクタにカップリングさせるようにしても良い。
さらに、上記の各実施形態例では、電子回路ユニット1の基板2にパターンアンテナ5等のアンテナ素子を付設した場合について説明しているが、アンテナ素子が不要な電子回路ユニットであっても、本発明を適用することでマザーボード(外部基板)に対する取付作業性が向上し接続の信頼性も維持し易くなる。
1 電子回路ユニット
2 基板
2a 主面(片面)
3 雌コネクタ(コネクタ)
4 電子素子
5 パターンアンテナ(アンテナ素子)
7 シールドカバー
7a 天板部
8,9 突起部
10 マザーボード(外部基板)
11 雄コネクタ(相手方コネクタ)
12 両面接着テープ

Claims (11)

  1. 基板の片面に実装されたコネクタおよび電子素子と、前記基板に取り付けられて前記電子素子を覆う箱状のシールドカバーとを備えていると共に、前記シールドカバーの天面に前記基板の片面から離隔する向きに突出する突起部が一体形成されており、
    外部基板上に固定された相手方コネクタに前記コネクタをカップリングした状態で、前記突起部が前記外部基板に当接するように構成したことを特徴とする電子回路ユニット。
  2. 請求項1の記載において、前記突起部が前記シールドカバーの2箇所に突設されていることを特徴とする電子回路ユニット。
  3. 請求項1または2の記載において、前記シールドカバーの一部に絞り加工を施して前記突起部となしたことを特徴とする電子回路ユニット。
  4. 請求項1または2の記載において、前記シールドカバーの一部を切り起こして前記突起部となしたことを特徴とする電子回路ユニット。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項の記載において、前記基板のうち少なくとも前記シールドカバーに覆われていない領域にアンテナ素子が付設されていることを特徴とする電子回路ユニット。
  6. 基板にコネクタおよび電子素子が実装されていると共に、前記電子素子が箱状のシールドカバーに覆われている電子回路ユニットと、前記コネクタにカップリング可能な相手方コネクタが実装された外部基板とを備え、前記電子回路ユニットを前記外部基板上に搭載して前記コネクタと前記相手方コネクタとをカップリングする電子回路ユニットの取付構造において、
    前記基板のうち前記外部基板と対向する側の主面に前記コネクタおよび前記電子素子を実装すると共に、前記シールドカバーの天面に前記基板の主面から離隔する向きに突出する突起部を一体形成しておき、前記相手方コネクタと前記コネクタをカップリングした状態で前記突起部を前記外部基板に当接させると共に、前記シールドカバーと前記外部基板の対向面どうしを両者間に介在せしめた圧着手段に圧着させるようにしたことを特徴とする電子回路ユニットの取付構造。
  7. 請求項6の記載において、前記圧着手段が両面接着テープであることを特徴とする電子回路ユニットの取付構造。
  8. 請求項6または7の記載において、前記シールドカバーのうち前記圧着手段に圧着される領域が平面視で前記突起部と前記コネクタとの間に設定されていることを特徴とする電子回路ユニットの取付構造。
  9. 請求項6〜8のいずれか1項の記載において、前記突起部が前記シールドカバーの2箇所に突設されていることを特徴とする電子回路ユニットの取付構造。
  10. 請求項6〜9のいずれか1項の記載において、前記シールドカバーの一部に絞り加工を施して前記突起部となしたことを特徴とする電子回路ユニットの取付構造。
  11. 請求項6〜9のいずれか1項の記載において、前記シールドカバーの一部を切り起こして前記突起部となしたことを特徴とする電子回路ユニットの取付構造。
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