(57)【要約】【課題】コネクタと基板との間の信号の反射特性を高めつつ、基板とコネクタとの接続、分離を簡単に行うことができるようにする。【解決手段】基板１１と基板１１の端部に固定されるコネクタ３１とを備えた基板とコネクタとの接続構造であって、基板１１は、第１の誘電体層１４と、第１の誘電体層１４の上面に設けられた信号パターン１２と、第１の誘電体層１４よりも下側に設けられ、信号パターン１２と共に信号伝送回路を形成する第１のグランド層１５と、基板１１の端部の端面において、信号パターン１２の直下に位置し、第１のグランド層１５の端面を含む領域に形成されためっき膜２１とを備えている。コネクタ３１は、中心導体３２と、外部導体３６と、コネクタ３１を基板１１の端部に固定する固定部４５とを備えている。コネクタ３１が基板１１の端部に固定されたとき、中心導体３２が信号パターン１２と接触し、めっき膜２１が外部導体３６に接触する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と前記基板の端部に固定されるコネクタとを備えた、基板とコネクタとの接続構造であって、
前記基板は、
第１の誘電体層と、
前記第１の誘電体層の上面に設けられた信号パターンと、
前記第１の誘電体層よりも下側に設けられ、前記信号パターンと共に信号伝送回路を形成する第１のグランド層と、
前記基板の前記端部の端面において、当該端面と対向する位置から見て前記信号パターンの直下に位置し、かつ前記信号パターンから離れ、前記第１のグランド層の端面を含む領域に形成された端面導電膜とを備え、
前記コネクタは、
中心導体と、
前記中心導体の外周側に絶縁体を介して設けられた外部導体と、
前記外部導体に設けられ、当該コネクタを前記基板の前記端部に固定する固定部とを備え、
前記固定部により前記コネクタが前記基板の前記端部に固定されたとき、前記中心導体が前記信号パターンと接触し、かつ前記端面導電膜が前記外部導体に接触することを特徴とする基板とコネクタとの接続構造。
【請求項２】
前記基板は、前記第１のグランド層よりも下側に設けられた１層以上の層をさらに備えた多層基板であることを特徴とする請求項１に記載の基板とコネクタとの接続構造。
【請求項３】
前記基板は、
前記第１のグランド層の下側に当該第１のグランド層と隣接して設けられた第２の誘電体層と、
前記第２の誘電体層の下側に当該第２の誘電体層と隣接して設けられた第２のグランド層とを備え、
前記端面導電膜は、前記基板の前記端部の端面において、当該端面と対向する位置から見て前記信号パターンの直下であって前記第１のグランド層の端面から前記第２のグランド層の端面にかけての領域に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の基板とコネクタとの接続構造。
【請求項４】
前記端面導電膜は前記基板に部分めっきを施すことにより形成されためっき膜であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板とコネクタとの接続構造。
【請求項５】
筒状に形成された前記外部導体の前記基板と向かい合う側の端部において、径方向下側に位置する下側端部が径方向上側に位置する上側端部よりも軸方向に後退し、前記下側端部と前記上側端部との間には前記下側端部と前記上側端部との間を接続する段差面が形成され、
前記固定部により前記コネクタが前記基板の前記端部に固定されたときには、前記基板の前記端部の端面が前記下側端部の端面に対向し、前記基板の前記端部の上面が前記段差面に対向することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板とコネクタとの接続構造。
【請求項６】
前記固定部は、前記外部導体の前記基板と向かい合う側の端部から前記基板の上面上へ突出し、当該固定部は前記基板の上面に締着部材を介して固定されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の基板とコネクタとの接続構造。
【請求項７】
前記基板には前記固定部を当該基板の上面に固定するために前記締着部材を通す第１の穴部が形成され、前記固定部には当該固定部を前記基板の上面に固定するために前記締着部材を通す第２の穴部が形成され、前記基板の前記端部の端面から前記第１の穴部までの距離は、前記外部導体の端面において前記基板の前記端部の端面が対向する部分から前記第２の穴部までの距離よりも長いことを特徴とする請求項６に記載の基板とコネクタとの接続構造。
【請求項８】
信号伝送回路を形成する基板であって、
誘電体層と、
前記誘電体層の上面に設けられた信号パターンと、
前記誘電体層よりも下側に設けられ、前記信号パターンと共に前記信号伝送回路を形成するグランド層と、
当該基板の端部の端面において、当該端面と対向する位置から見て前記信号パターンの直下に位置し、かつ前記信号パターンから離れ、前記グランド層の端面を含む領域に形成された端面導電膜とを備え、
中心導体および前記中心導体の外周側に絶縁体を介して設けられた外部導体を有する基板端部実装型のコネクタが当該基板の前記端部に固定されたとき、前記中心導体が前記信号パターンと接触し、かつ前記端面導電膜が前記外部導体に接触することを特徴とする基板。
【請求項９】
誘電体層、前記誘電体層の上面に設けられた信号パターン、および前記誘電体層よりも下側に設けられ、前記信号パターンと共に信号伝送回路を形成するグランド層を備えた基板と、
中心導体、前記中心導体の外周側に絶縁体を介して設けられた外部導体、および前記外部導体に設けられ、当該コネクタを前記基板の前記端部に固定する固定部を備えたコネクタとを接続する基板とコネクタとの接続方法であって、
前記基板の前記端部の端面において、当該端面と対向する位置から見て前記信号パターンの直下に位置し、かつ前記信号パターンから離れ、前記グランド層の端面を含む領域に端面導電膜を形成し、
前記中心導体を前記信号パターンと接触させ、かつ前記端面導電膜を前記外部導体に接触させつつ、前記コネクタを前記基板の前記端部に前記固定部を介して固定することを特徴とする基板とコネクタとの接続方法。
【請求項１０】
前記端面導電膜の形成は前記基板に部分めっきを施すことにより行うことを特徴とする請求項９に記載の基板とコネクタとの接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に高周波信号の伝送回路に用いられる基板とコネクタとの接続構造、基板、および基板とコネクタとの接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板とコネクタとを接続して、高周波信号を伝送する回路を形成する際には、基板とコネクタとの間における信号の反射特性を高めることが求められる。
【０００３】
下記の特許文献１には、高周波信号の伝送回路に利用可能な多層配線基板（以下、これを「従来の多層配線基板」という。）が記載されている。従来の多層配線基板は、多層配線基板と多層配線基板に実装されたコネクタとを備えている。コネクタは中心導体および外部導体を備えた同軸コネクタである。一方、多層配線基板は３層以上の多層基板である。具体的には、多層配線基板は、第１の誘電体層を有し、第１の誘電体層の上面には高周波信号経路が形成され、第１の誘電体層の下面にはグランド層が形成され、さらにグランド層の下側には、第２の誘電体層、制御信号層および第３の誘電体層等の複数の層が形成されている。さらに、多層配線基板の上面において、高周波信号線路の両脇にはグランド電極部が設けられており、グランド電極部はスルーホールを介してグランド層に接続されている。
【０００４】
また、従来の多層配線基板において、コネクタの中心導体は、多層配線基板の高周波信号経路に接合されており、これにより、中心導体と高周波信号経路とは電気的に接続されている。また、コネクタの外部導体には一対の突出部が設けられ、これら突出部が高周波信号経路の両脇に形成されたグランド電極部にそれぞれ接合されている。これにより、外部導体とグランド電極部とは電気的に接続されている。
【０００５】
さらに、従来の多層配線基板において、グランド層の下側に形成された各層、すなわち、第２の誘電体層、制御信号層および第３の誘電体層等が第１の誘電体層の縁部から離間しており、その結果、第１の誘電体層の下面に形成されたグランド層の下面の一部が露出している。そして、そのグランド層の露出した部分（グランド露出部）が、半田等を介してコネクタの外部導体に接合されており、これにより、グランド層は外部導体と電気的に接続されている。
【０００６】
従来の多層配線基板において、グランド層と外部導体との電気的接続は、グランド電極部と突出部との接合により図られているが、それに加え、グランド露出部と外部導体の接合によっても図られている。特許文献１には、グランド露出部と外部導体との接合により、グランド層と外部導体とが直接接続されるため、多層配線基板とコネクタとのグランドインダクタンス増大が抑圧され、高速データ信号の波形品質が確保される旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−７３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来の多層配線基板によれば、グランド露出部と外部導体との接合により、グランド層と外部導体とを直接接続する構成を有することで、このような構成を有しない場合と比較して、多層配線基板とコネクタとの間の信号の反射特性を高めることができると考えられる。
【０００９】
しかしながら、従来の多層配線基板では、特許文献１に記載されている通り、グランド露出部と外部導体とを半田、銀ペーストまたは導電性接着剤を用いて接合している。このため、基板とコネクタとを接続する際には、グランド露出部と外部導体とを接合するために、半田付け作業、銀ペーストを付ける作業、または導電性接着剤を塗布する作業を行う必要がある。また、基板からコネクタを分離する際には、グランド露出部と外部導体との接合を解くために、半田、銀ペーストまたは導電性接着剤を剥がす作業を行う必要がある。このように、従来の多層配線基板には、多層配線基板とコネクタとの接続、分離に手間がかかるという問題がある。
【００１０】
本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、コネクタと基板との間の信号の反射特性を高めることができ、かつ基板とコネクタとの接続、分離を簡単に行うことができる基板とコネクタとの接続構造、基板および基板とコネクタとの接続方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の基板とコネクタとの接続構造は、基板と前記基板の端部に固定されるコネクタとを備えた、基板とコネクタとの接続構造であって、前記基板は、誘電体層と、前記誘電体層の上面に設けられた信号パターンと、前記誘電体層よりも下側に設けられ、前記信号パターンと共に信号伝送回路を形成する第１のグランド層と、前記基板の前記端部の端面において、当該端面と対向する位置から見て前記信号パターンの直下に位置し、かつ前記信号パターンから離れ、前記第１のグランド層の端面を含む領域に形成された端面導電膜とを備え、前記コネクタは、中心導体と、前記中心導体の外周側に絶縁体を介して設けられた外部導体と、前記外部導体に設けられ、当該コネクタを前記基板の前記端部に固定する固定部とを備え、前記固定部により前記コネクタが前記基板の前記端部に固定されたとき、前記中心導体が前記信号パターンと接触し、かつ前記端面導電膜が前記外部導体に接触する。
【００１２】
本発明の基板とコネクタとの接続構造によれば、基板の端部の端面において、信号パターンの直下に位置し、第１のグランド層の端面を含む領域に端面導電膜を形成する構成としたことにより、信号パターンの直下において第１のグランド層と外部導体とを接続することができる。したがって、基板とコネクタとの間の信号の反射特性を高めることができる。また、端面導電膜と外部導体との接触により、第１のグランド層と外部導体とが接続されるので、第１のグランド層と外部導体との接続に半田、銀ペーストまたは導電性接着剤等は不要である。したがって、基板とコネクタとを接続する際に半田付け等の作業が不要となり、一方、基板からコネクタを分離する際に半田を剥がす作業等が不要になるので、基板とコネクタとの接続、分離を簡単に行うことができる。
【００１３】
また、本発明の基板とコネクタとの接続構造において、前記基板は、前記第１のグランド層よりも下側に設けられた１層以上の層をさらに備えた多層基板であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の基板とコネクタとの接続構造において、前記基板は、前記第１のグランド層の下側に当該第１のグランド層と隣接して設けられた第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層の下側に当該第２の誘電体層と隣接して設けられた第２のグランド層とを備え、前記端面導電膜は、前記基板の前記端部の端面において、当該端面と対向する位置から見て前記信号パターンの直下であって前記第１のグランド層の端面から前記第２のグランド層の端面にかけての領域に形成されていることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の基板とコネクタとの接続構造において、前記端面導電膜は前記基板に部分めっきを施すことにより形成されためっき膜であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の基板とコネクタとの接続構造において、筒状に形成された前記外部導体の前記基板と向かい合う側の端部において、径方向下側に位置する下側端部が径方向上側に位置する上側端部よりも軸方向に後退し、前記下側端部と前記上側端部との間には前記下側端部と前記上側端部との間を接続する段差面が形成され、前記固定部により前記コネクタが前記基板の前記端部に固定されたときには、前記基板の前記端部の端面が前記下側端部の端面に対向し、前記基板の前記端部の上面が前記段差面に対向することが好ましい。
【００１７】
また、本発明の基板とコネクタとの接続構造において、前記固定部は、前記外部導体の前記基板と向かい合う側の端部から前記基板の上面上へ突出し、当該固定部は前記基板の上面に締着部材を介して固定されることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の基板とコネクタとの接続構造において、前記基板には前記固定部を当該基板の上面に固定するために前記締着部材を通す第１の穴部が形成され、前記固定部には当該固定部を前記基板の上面に固定するために前記締着部材を通す第２の穴部が形成され、前記基板の前記端部の端面から前記第１の穴部までの距離は、前記外部導体の端面において前記基板の前記端部の端面が対向する部分から前記第２の穴部までの距離よりも長いことが好ましい。
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明の基板は、信号伝送回路を形成する基板であって、誘電体層と、前記誘電体層の上面に設けられた信号パターンと、前記誘電体層よりも下側に設けられ、前記信号パターンと共に前記信号伝送回路を形成するグランド層と、当該基板の端部の端面において、当該端面と対向する位置から見て前記信号パターンの直下に位置し、かつ前記信号パターンから離れ、前記グランド層の端面を含む領域に形成された端面導電膜とを備え、中心導体および前記中心導体の外周側に絶縁体を介して設けられた外部導体を有する基板端部実装型のコネクタが当該基板の前記端部に固定されたとき、前記中心導体が前記信号パターンと接触し、かつ前記端面導電膜が前記外部導体に接触する。本発明の基板により、上述した本発明の基板とコネクタとの接続構造を実現することができる。
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明の基板とコネクタとの接続方法は、誘電体層、前記誘電体層の上面に設けられた信号パターン、および前記誘電体層よりも下側に設けられ、前記信号パターンと共に信号伝送回路を形成するグランド層を備えた基板と、中心導体、前記中心導体の外周側に絶縁体を介して設けられた外部導体、および前記外部導体に設けられ、当該コネクタを前記基板の前記端部に固定する固定部を備えたコネクタとを接続する基板とコネクタとの接続方法であって、前記基板の前記端部の端面において、当該端面と対向する位置から見て前記信号パターンの直下に位置し、かつ前記信号パターンから離れ、前記グランド層の端面を含む領域に端面導電膜を形成し、前記中心導体を前記信号パターンと接触させ、かつ前記端面導電膜を前記外部導体に接触させつつ、前記コネクタを前記基板の前記端部に前記固定部を介して固定する。本発明の基板とコネクタとの接続方法により、上述した本発明の基板とコネクタとの接続構造を実現することができる。
【００２１】
また、本発明の基板とコネクタとの接続方法において、前記端面導電膜の形成は前記基板に部分めっきを施すことにより行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、コネクタと基板との間の信号の反射特性を高めることができ、かつ基板とコネクタとの接続、分離を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態の基板とコネクタとの接続構造を示す外観図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の基板とコネクタとの接続構造における基板を示す外観図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の基板とコネクタとの接続構造においてコネクタが固定される基板の端部の端面を拡大して示す外観図である。
【図４】図３中の矢示ＩＶ−ＩＶ方向から見た基板を示す断面図である。
【図５】図１中の矢示Ｖ−Ｖ方向から見たコネクタおよび基板を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の基板とコネクタとの接続構造におけるコネクタの基板が固定される側の端部を示す外観図である。
【図７】図１中の矢示ＶＩＩ−ＶＩＩ方向から見たコネクタ、および同方向から見た基板を示す断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の基板とコネクタとの接続構造において、基板の信号パターンとコネクタの中心導体とが接触し、かつ基板のめっき膜とコネクタの外部導体とが接触している箇所を拡大して示す断面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の基板とコネクタとの接続構造および比較例の基板とコネクタとの接続構造のそれぞれの挿入損失を表すグラフである。
【図１０】本発明の第２の実施形態の基板とコネクタとの接続構造においてコネクタが固定される基板の端部の端面を示す外観図である。
【図１１】図１０中の矢示ＸＩ−ＸＩ方向から見た基板を示す断面図である。
【図１２】本発明の他の実施形態の基板とコネクタとの接続構造においてコネクタが固定される基板の端部の端面を示す外観図である。
【図１３】本発明の別の実施形態の基板とコネクタとの接続構造においてコネクタが固定される基板の端部の端面を示す外観図である。
【図１４】比較例の基板とコネクタとの接続構造においてコネクタが固定される基板の端部の端面を示す外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態の基板とコネクタとの接続構造を示している。以下、説明の便宜上、図１、図２等の右下に描いた矢印Ｆの方向を手前、矢印Ｂの方向を奥、矢印Ｌの方向を左、矢印Ｒの方向を右、矢印Ｕの方向を上、矢印Ｄの方向を下とする。
【００２５】
図１において、基板とコネクタとの接続構造１（以下、これを「基板−コネクタ接続構造１」という。）は、基板１１の端部にコネクタ３１を固定し、基板１１の信号パターン１２とコネクタ３１の中心導体３２（図５参照）との間、および基板１１のグランド層１５、１７（図２参照）とコネクタ３１の外部導体３６との間をそれぞれ電気的に接続する構造である。
【００２６】
図２は基板１１を示している。図３は、基板１１の端面１１Ａにおいてコネクタ３１と対向する部分を、端面１１Ａと対向する位置から図２中の矢示ＩＩＩ方向に見た図である。図４は図３中の矢示ＩＶ−ＩＶ方向から見た基板１１の断面を示している。
【００２７】
図２において、基板１１は例えば３層の多層基板である。具体的には、基板１１は、第１の誘電体層１４と、第１の誘電体層１４の上面に形成された信号パターン１２および一対のグランドパターン１３と、第１の誘電体層１４の下側に設けられた第１のグランド層１５と、第１のグランド層１５の下側に設けられた第２の誘電体層１６と、第２の誘電体層１６の下側に設けられた第２のグランド層１７とを備えている。
【００２８】
第１の誘電体層１４および第２の誘電体層１６は、例えばガラスエポキシ、フッ素樹脂またはセラミック等の誘電体により形成されている。信号パターン１２、グランドパターン１３、第１のグランド層１５および第２のグランド層１７は例えば銅等の導体により形成されている。
【００２９】
基板１１には、マイクロ波帯またはミリ波帯の高周波信号を伝送する信号伝送回路が形成されている。具体的には、信号パターン１２、グランドパターン１３、第１のグランド層１５および第２のグランド層１７により、２層のグランドを有するコプレーナウェーブガイド型およびマイクロストリップライン型の伝送回路が形成されている。グランドパターン１３、第１のグランド層１５および第２のグランド層１７はリファレンス層として機能する。
【００３０】
信号パターン１２および各グランドパターン１３は、第１の誘電体層１４上に位置すると共に基板１１の上面に位置している。信号パターン１２は、手前から奥へ直線状に伸長しており、信号パターン１２の一端部は、基板１１においてコネクタ３１が固定される側の端部に位置している。一方のグランドパターン１３は、信号パターン１２の左方であって信号パターン１２から離れた位置に広範囲に亘って形成されている。他方のグランドパターン１３は、信号パターン１２の右方であって信号パターン１２から離れた位置に広範囲に亘って形成されている。
【００３１】
第１のグランド層１５は、図４に示すように、第１の誘電体層１４の下側において第１の誘電体層１４と隣接して設けられ、第１の誘電体層１４の下面全域を覆っている。第２の誘電体層１６は、第１のグランド層１５の下側において第１のグランド層１５と隣接して設けられ、第１のグランド層１５の下面全域を覆っている。第２のグランド層１７は、第２の誘電体層１６の下側において第２の誘電体層と隣接して設けられ、第２の誘電体層１６の下面全域を覆っている。
【００３２】
また、基板１１には、各グランドパターン１３と第１のグランド層１５と第２のグランド層１７とを電気的に接続する複数のスルーホール１８が形成されている。各スルーホール１８は、信号パターン１２の近い位置に、信号パターン１２に沿うように配置されている。
【００３３】
また、信号パターン１２の幅、並びに信号パターン１２、グランドパターン１３およびそれぞれの層の厚さは、基板１１（信号伝送回路）の特性インピーダンスがコネクタ３１の特性インピーダンス等と整合するように設定されている。一例をあげれば、信号パターン１２の幅は約３６０μｍである。また、信号パターン１２および各グランドパターン１３のそれぞれの厚さは約３４μｍであり、第１の誘電体層１４の厚さは約２００μｍであり、第１のグランド層１５の厚さは約１８μｍである。また、第２の誘電体層１６の厚さは約２００μｍであり、第２のグランド層１７の厚さは約１８μｍである。
【００３４】
また、第１のグランド層１５において信号パターン１２の一端側の下方に位置する部分には、基板１１の特性インピーダンスを調整するための調整孔１９が形成されている。なお、調整孔１９は必要に応じて形成すればよいもので、必須のものではない。
【００３５】
また、図２に示すように、基板１１のコネクタ３１が固定される側の端部の端面１１Ａにおける所定の領域には端面導体膜としてのめっき膜２１が形成されている。めっき膜２１は、基板１１に部分めっきを施すことにより形成されている。例えば、めっき膜２１は、基板１１の端面１１Ａの全域をめっきした後、端面１１Ａにおいて、信号パターン１２の下側の信号パターン１２に極近い部分のめっきを剥離し、または溶解させて除去することにより形成されている。
【００３６】
めっき膜２１は、具体的には、（１）基板１１の端面１１Ａにおいて、信号パターン１２の左方であって、左側のグランドパターン１３の端面から第２のグランド層１７の端面にかけての領域と、（２）基板１１の端面１１Ａにおいて、信号パターン１２の右方であって、右側のグランドパターン１３の端面から第２のグランド層１７の端面にかけての領域と、（３）基板１１の端面１１Ａにおいて、当該端面１１Ａと対向する位置から見て信号パターン１２の直下であって、第１のグランド層１５の端面から第２のグランド層１７の端面にかけての領域に形成されている。
【００３７】
図３に示すように、めっき膜２１は、基板１１の端面１１Ａのうち、信号パターン１２の下側の信号パターン１２に極近い部分を除くすべての領域を覆っている。また、めっき膜２１は、基板１１の端面１１Ａにおいて、各グランドパターン１３の端面、第１のグランド層１５の端面、および第２のグランド層１７の端面とそれぞれ接合されている。これにより、各グランドパターン１３と、第１のグランド層１５と、第２のグランド層１７とはめっき膜２１を介して電気的に接続されている。また、めっき膜２１の厚さは例えば約４３μｍである。
【００３８】
また、図２に示すように、基板１１には、コネクタ３１の一対の固定部４５をねじ４９を用いて固定するための第１の穴部としての一対の挿通孔２３が形成されている。一対の挿通孔２３は、基板１１においてコネクタ３１が固定される端側において、信号パターン１２の左方および右方にそれぞれ配置されている。また、各挿通孔２３は基板１１を上下方向に貫通し、グランドパターン１３の上面に開口している。
【００３９】
図５は、図１中の矢示Ｖ−Ｖ方向から見たコネクタ３１および基板１１の断面を示している。図６はコネクタ３１の基板１１が固定される側の端部を示している。図７は、図１中の矢示ＶＩＩ−ＶＩＩ方向から見たコネクタ３１の断面、および同方向から見た基板１１の断面を示している。
【００４０】
図５において、コネクタ３１は、エンドランチ型（基板端部実装型）の同軸コネクタであり、すなわち、嵌合部が基板の端部から基板の表面と略平行な方向に外向きに延びるように基板の端部に実装するタイプの同軸コネクタである。コネクタ３１は、中心導体３２と、中心導体３２の外周側に絶縁体３５を介して設けられた外部導体３６と、コネクタ３１を基板１１の端部に固定する一対の固定部４５とを備えている。中心導体３２、外部導体３６および各固定部４５は例えば銅等の導体により形成されている。また、中心導体３２および外部導体３６の形状等は、コネクタ３１の特性インピーダンスが所定の値となるように設定されている。
【００４１】
中心導体３２の手前側の端部には、相手コネクタの中心導体と接続される接続端子部３３が形成されている。本実施形態の接続端子部３３は例えば雌型であり、筒状に形成されている。一方、中心導体３２の奥側の端部には、信号パターン１２と接触する接触端子部３４が形成されている。接触端子部３４はピン状に形成されている。また、接触端子部３４において手前側の部分は絶縁体３５または空気に包囲されている。また、接触端子部３４の奥側の先端部は絶縁体３５から出て奥側の方向へ突出している。また、中心導体３２は絶縁体３５により外部導体３６に支持され、固定されている。
【００４２】
外部導体３６の手前側の端部の内周側には、相手コネクタが挿入または嵌合され、相手コネクタの外部導体と接続される嵌合部３７が形成されている。また、外部導体３６の手前側の端部の外周側には、相手コネクタをコネクタ３１に固定するねじ部３８が形成されている。一方、図６に示すように、外部導体３６の奥側の端部には、外部導体３６の他の部分よりも外径が大きくなったフランジ部３９が形成されている。
【００４３】
また、図５に示すように、外部導体３６の奥側の端部の開口部４０の半径は、外部導体３６の手前側の端部の開口部（嵌合部３７）の半径よりも小さく、かつ外部導体３６の中間部であって中心導体３２の接続端子部３３を収容している内部空間の半径よりも小さい。
【００４４】
また、図６に示すように、外部導体３６の基板１１と向かい合う奥側の端部において、径方向下側に位置する下側端部４１は、径方向上側に位置する上側端部４２よりも軸方向に手前へ後退している。そして、下側端部４１と上側端部４２との間には、下側端部４１と上側端部４２との間を接続する段差面４３が形成されている。
【００４５】
一対の固定部４５は、外部導体３６の上側端部４２の端面において、開口部４０の左右両側に設けられている。各固定部４５は上側端部４２の端面から奥側の方向へ突出している。また、各固定部４５には、当該固定部４５をねじ４９を用いて基板１１に固定するための第２の穴部としての挿通孔４６が形成されている。本実施形態において、挿通孔４６は固定部４５を上下方向に貫通し、挿通孔４６の内面にはねじ溝が形成されている。
【００４６】
ここで、図７に示すように、基板１１の端面１１Ａから基板１１に形成された挿通孔２３の中心までの距離ａは、外部導体３６の端面において基板１１の端面１１Ａが対向する部分、すなわち下側端部４１の端面から固定部４５に形成された挿通孔４６の中心までの距離ｂよりも僅かに長い。
【００４７】
図８は、図５中の基板−コネクタ接続構造１において、基板１１の信号パターン１２とコネクタ３１の中心導体３２とが接触し、かつ基板１１のめっき膜２１とコネクタ３１の外部導体３６とが接触している箇所を拡大して示している。
【００４８】
基板１１とコネクタ３１とを接続する際には、コネクタ３１の各固定部４５を基板１１の端部の上面に置き、一対の固定部４５のそれぞれの挿通孔４６と基板１１の一対の挿通孔２３との位置を合わせる。そして、基板１１の下方から、基板１１の各挿通孔２３に締着部材としてのねじ４９を入れ、当該ねじ４９を各固定部４５の挿通孔４６に螺着させ、締め付ける。これにより、コネクタ３１が基板１１の端部に固定される。すなわち、嵌合部３７が基板１１の端部から基板１１の上面と略平行な方向に外向きに延びるように、コネクタ３１が基板１１に実装される。
【００４９】
このようにコネクタ３１が基板１１の端部に固定された状態では、図１または図５に示すように、コネクタ３１の各固定部４５の下面が基板１１の上面、すなわち各グランドパターン１３の上面に接触している。また、図８に示すように、コネクタ３１の中心導体３２が基板１１の信号パターン１２に接触し、かつ、基板１１のめっき膜２１が外部導体３６の下側端部４１の端面に接触している。また、基板１１の端部の上面、すなわち各グランドパターン１３の端部の上面が外部導体３６の上側端部４２と下側端部４１との間に形成された段差面４３に接触している。
【００５０】
ここで、図３には、基板１１の端面１１Ａを当該端面１１Ａと対向した位置から見た図に、コネクタ３１が基板１１の端部に固定されたときの中心導体３２、外部導体３６の開口部４０および外部導体３６の段差面４３のそれぞれの位置を重ねて示している。図３に示すように、コネクタ３１が基板１１の端部に固定された状態において、基板１１の端面１１Ａに形成されためっき膜２１が外部導体３６と接触している範囲は、開口部４０の外側であって、かつ段差面４３の下側の範囲である。この範囲には、基板１１の端面１１Ａにおいて、信号パターン１２の左方であって、左側のグランドパターン１３の端面から第２のグランド層１７の端面にかけての領域に形成されためっき膜２１の一部、例えば部分Ｐ１が含まれている。また、めっき膜２１が外部導体３６と接触している上記範囲には、基板１１の端面１１Ａにおいて、信号パターン１２の右方であって、右側のグランドパターン１３の端面から第２のグランド層１７の端面にかけての領域に形成されためっき膜２１の一部、例えば部分Ｐ２が含まれている。さらに、めっき膜２１が外部導体３６と接触している上記範囲には、信号パターン１２の直下であって、第１のグランド層１５の端面から第２のグランド層１７の端面にかけての領域に形成されためっき膜２１の一部、例えば部分Ｐ３が含まれている。図３を見るとわかる通り、部分Ｐ１および部分Ｐ２はいずれも、第１のグランド層１５において信号パターン１２の直下に位置する部分Ｐ０から離れている。これに対し、部分Ｐ３は部分Ｐ０に極めて接近している。したがって、めっき膜２１の部分Ｐ３が外部導体３６に接触していることにより、信号パターン１２の直下の位置において、第１のグランド層１５と外部導体３６とが極めて短い距離で接続されている。
【００５１】
一方、基板１１に固定されたコネクタ３１を基板１１から分離させるときには、各ねじ４９を緩めて外せばよい。
【００５２】
以上説明した通り、本発明の第１の実施形態の基板−コネクタ接続構造１によれば、基板の端面１１Ａにおいて、信号パターン１２の直下に位置し、第１のグランド層１５の端面を含む領域にめっき膜２１を形成する構成としたことにより、信号パターン１２の直下において第１のグランド層１５と外部導体３６とを極めて短い距離で接続することができる。したがって、基板１１とコネクタ３１との間の信号の反射特性を高めることができる。
【００５３】
ここで、図９のグラフは、本発明の第１の実施形態の基板−コネクタ接続構造１の挿入損失（実線）と、比較例の基板−コネクタ接続構造の挿入損失（破線）をそれぞれ示している。比較例の基板−コネクタ接続構造は、基板−コネクタ接続構造１のコネクタ３１と図１４に示す基板９１とを接続したものである。図１４に示すように、比較例の基板−コネクタ接続構造の基板９１において、信号パターン１２、各グランドパターン１３、第１の誘電体層１４、第１のグランド層１５、第２の誘電体層１６および第２のグランド層１７は、本発明の第１の実施形態の基板−コネクタ接続構造１の基板１１のものと同じである。また、比較例の基板−コネクタ接続構造の基板９１において、めっき膜９２は、（１）基板９１の端面９１Ａにおいて、信号パターン１２の左方であって、左側のグランドパターン１３の端面から第２のグランド層１７の端面にかけての領域と、（２）基板９１の端面９１Ａにおいて、信号パターン１２の右方であって、右側のグランドパターン１３の端面から第２のグランド層１７の端面にかけての領域に形成されている。しかしながら、基板９１の端面９１Ａにおいて、当該端面９１Ａと対向する位置から見て信号パターン１２の直下であって、第１のグランド層１５の端面から第２のグランド層１７の端面にかけての領域にはめっき膜が形成されていない。したがって、基板９１の端部にコネクタ３１を固定したときには、図１４に示すように、めっき膜９２の部分Ｐ１およびＰ２が外部導体３６に接触することにより、第１のグランド層１５が外部導体３６と接続されるが、それら接続部分はいずれも、第１のグランド層１５において信号パターン１２の直下に位置する部分Ｐ０から離れている。
【００５４】
図９を見るとわかる通り、基板−コネクタ接続構造に流す信号の周波数が概ね２５ＧＨｚから６５ＧＨｚまでの範囲において、本発明の第１の実施形態の基板−コネクタ接続構造１の方が比較例の基板−コネクタ接続構造よりも挿入損失が小さく、また、周波数が高くなるに連れて挿入損失が増加する程度も、本発明の第１の実施形態の基板−コネクタ接続構造１の方が比較例の基板−コネクタ接続構造よりも小さい。また、信号の周波数が６５ＧＨｚを超えた辺りで、比較例の基板−コネクタ接続構造の挿入損失が急激に増加しているが、本発明の第１の実施形態の基板−コネクタ接続構造１の挿入損失の増加の程度は、信号の周波数が６５ＧＨｚを超えても、それよりも低い周波数帯と同様の程度で緩やかに増加するに止まっている。このように、本発明の第１の実施形態の基板−コネクタ接続構造の方が、比較例の基板−コネクタ接続構造よりも反射特性が優れている。
【００５５】
また、本発明の第１の実施形態の基板−コネクタ接続構造１では、めっき膜２１と外部導体３６との接触により、第１のグランド層１５と外部導体３６とが接続されるので、第１のグランド層１５と外部導体３６との接続に半田、銀ペーストまたは導電性接着剤等は不要である。したがって、基板１１とコネクタ３１とを接続する際に半田付け等の作業が不要となり、一方、基板１１からコネクタ３１を分離する際に半田を剥がす作業等が不要になるので、基板１１とコネクタ３１との接続、分離を容易に行うことができる。基板−コネクタ接続構造１を例えばテスト基板等に適用した場合には、当該テスト基板等を用いた試験や測定を簡単に行うことができる。
【００５６】
また、本発明の第１の実施形態の基板−コネクタ接続構造１によれば、基板１１が図２に示すように第１のグランド層１５の下側に１層以上の層を備えた多層基板である場合でも、信号パターン１２の直下の位置で、第１のグランド層１５と外部導体３６とを極めて短い距離で接続することができる。すなわち、上記特許文献１に記載された従来の多層配線基板では、信号伝送回路を形成するグランド層の下側に存在する各層の端部を除去して当該グランド層の下面の一部を露出させるといった複雑な基板構造を採用することにより、誘電体層の上面に形成された高周波信号経路の直下の位置で、当該グランド層と外部導体とを半田等を用いて接合する構成を実現している。しかしながら、通常の多層基板の場合、各層の端面は揃っている。このため、信号パターンと共に信号伝送回路を形成するグランド層の下側にさらに層が存在する場合には、当該グランド層の下面は露出していない。このため、信号パターンの直下の位置において当該グランド層と外部導体とが対向している箇所に半田等を付けることはできず、それゆえ、信号パターンの直下において当該グランド層と外部導体とを接続することは困難である。これに対し、本発明の第１の実施形態の基板−コネクタ接続構造によれば、基板１１が第１のグランド層１５の下側に１層以上の層を備えた多層基板であり、各層の端面が揃っている場合でも、基板１１の端面１１Ａに形成されためっき膜２１とコネクタ３１の外部導体３６との接触により、信号パターン１２の直下の位置で、第１のグランド層１５と外部導体３６とを接続することができる。
【００５７】
また、本発明の第１の実施形態の基板−コネクタ接続構造１によれば、基板１１の端面１１Ａにおいて、当該端面１１Ａと対向する位置から見て信号パターン１２の直下であって、第１のグランド層１５の端面から第２のグランド層１７の端面にかけての領域にめっき膜２１を形成する構成としたから、めっき膜２１の面積を大きくすることができる。これにより、めっき膜２１と外部導体３６との接触面積を大きくすることができる。したがって、グランドの安定性を高めることができ、信号の反射特性を一層高めることができる。
【００５８】
また、基板−コネクタ接続構造１によれば、基板１１の端面１１Ａに形成する端面導電膜をめっき膜２１としたことにより、信号パターン１２の直下において第１のグランド層１５を外部導体３６に接続する構成を容易に実現することができる。また、基板１１に部分めっきを施すことにより、このようなめっき膜２１を容易に形成することができる。また、第１の実施形態の基板−コネクタ接続構造１によれば、第１のグランド層１５と第２のグランド層１７を電極としてめっきを施すことで、めっき膜２１を精密に形成することができる。
【００５９】
また、基板−コネクタ接続構造１では、コネクタ３１の外部導体３６の下側端部４１を上側端部４２よりも手前へ後退させ、コネクタ３１が基板１１の端部に固定されたときには、基板１１の端部の端面１１Ａが下側端部４１の端面に対向し、基板１１の端部の上面が、下側端部４１と上側端部４２との間を接続する段差面４３に対向する構成とした。これにより、図８に示すように、中心導体３２と信号パターン１２との接触部分を外部導体３６の上側端部４２と基板１１の第１のグランド層１５の端部との間に配置することができる。これにより、基板１１とコネクタ３１との間の信号の反射を抑制する構造を容易に形成することができる。また、基板１１の端部を、外部導体３６の下側端部４１の端面と段差面４３とにより形成される隅部に嵌め合わせるようにして基板１１とコネクタ３１とを結合することができ、基板１１とコネクタ３１とを安定した状態で固定することができる。
【００６０】
また、基板−コネクタ接続構造１によれば、コネクタ３１の各固定部４５をねじ４９を用いて基板１１に固定する構成としたから、基板１１とコネクタ３１とを脱着自在に固定することができ、基板１１とコネクタ３１との接続、分離を一層容易にすることができる。その一方で、基板１１とコネクタ３１とをねじ４９により強固に固定することができる。
【００６１】
また、基板−コネクタ接続構造１では、先に図７を用いて説明したように、基板１１の端面１１Ａから基板１１の挿通孔２３の中心までの距離ａが、外部導体３６の下側端部４１の端面から固定部４５の挿通孔４６の中心までの距離ｂよりも僅かに長い。したがって、ねじ４９を基板１１の各挿通孔２３に入れ、固定部４５の各挿通孔４６に締着させたとき、基板１１の端面１１Ａに形成されためっき膜２１が外部導体３６の下側端部４１の端面に押し付けられる。これにより、めっき膜２１を外部導体３６に確実に接触させることができる。
【００６２】
（第２の実施形態）
図１０は、本発明の第２の実施形態の基板とコネクタとの接続構造における基板５１を図３と同様の位置から見た図である。図１１は図１０中の矢示ＸＩ−ＸＩ方向から見た基板５１の断面を示している。図１０または図１１に示すように、基板５１は、図３または図４に示す第１の実施形態の基板１１と比較して層数が少ない。基板５１は、誘電体層５２と、誘電体層５２の上面に形成された信号パターン５３と、誘電体層５２の上面において信号パターン５３の左右両側に形成された一対のグランドパターン５４と、誘電体層５２の下側に誘電体層５２を隣接して設けられたグランド層５５とを備えている。グランド層５５の下側には層が形成されていない。
【００６３】
また、基板５１において、端面導体膜としてのめっき膜５６は、（１）基板５１の端面５１Ａにおいて、信号パターン５３の左方であって、左側のグランドパターン５４の端面からグランド層５５の端面にかけての領域と、（２）基板５１の端面５１Ａにおいて、信号パターン５３の右方であって、右側のグランドパターン５４の端面からグランド層５５の端面にかけての領域と、（３）基板５１の端面５１Ａにおいて、当該端面５１Ａと対向する位置から見て信号パターン５３の直下に位置し、かつ信号パターン５３から離れ、グランド層５５の端面を含む領域に形成されている。具体的には、めっき膜５６において、信号パターン５３の直下に位置する部分は、誘電体層５２の上下方向略中間位置からグランド層５５の端面にかけての領域に形成されている。
【００６４】
このような構成を有する基板５１を備えた本発明の第２の実施形態の基板−コネクタ接続構造によっても、本発明の第１の実施形態の基板−コネクタ接続構造１と同様に、基板５１とコネクタとの間の信号の反射特性を高めることができ、かつ、基板５１とコネクタとの接続、分離を容易に行うことができる。
【００６５】
なお、第１の実施形態の基板１１に代え、図１２に示す基板６１を用いてもよい。基板６１は、基板１１と同様の層構造を有しているが、基板６１の端面６１Ａにおいて左部および右部にはめっき膜が形成されていない。すなわち、基板６１の端面６１Ａにおいて、当該端面６１Ａと対向する位置から見て信号パターン１２の直下であって、第１のグランド層１５の端面から第２のグランド層１７の端面にかけての領域にのみ、めっき膜６２が形成されている。
【００６６】
また、上述した第２の実施形態の基板５１に代え、図１３に示す基板７１を用いてもよい。基板５１と同様の層構造を有しているが、基板７１の端面７１Ａにおいて左部および右部にはめっき膜が形成されていない。すなわち、基板７１の端面７１Ａにおいて、当該端面７１Ａと対向する位置から見て信号パターン５３の直下に位置し、かつ信号パターン５３から離れ、グランド層５５の端面を含む領域にのみ、めっき膜７２が形成されている。
【００６７】
また、基板１１（５１、６１、７１）において、各グランドパターン１３（５４）を形成せず、基板１１（５１、６１、７１）にマイクロストリップライン型の伝送回路を形成してもよい。
【００６８】
また、めっき膜２１（５６、６２、７２）は、マスキングによってめっき部分と非めっき部分とを形成する方法により形成してもよい。また、端面導電膜をめっきではなく、導電材の塗布や貼り付けにより形成してもよい。
【００６９】
また、本発明の基板−コネクタ接続構造における基板の層数は限定されない。例えば、第１の実施形態における基板１１を４層以上の多層基板としてもよい。また、第１の実施形態における基板１１の第１のグランド層１７の下側に第３の誘電体層を設けてもよいし、第２の実施形態における基板５１のグランド層５５の下側に誘電体層を設けてもよい。また、基板において、信号パターンと共に信号伝送回路を形成するグランド層よりも下側の層に、例えば制御回路や信号処理回路を形成してもよい。
【００７０】
また、中心導体と信号パターンとの接続に半田等を用いてもよい。また、コネクタの固定部と基板との固定には、ねじ以外の固定部材を用いてもよい。また、本発明をマイクロ波よりも低い周波数を有する信号の伝送回路に適用してもよい。
【００７１】
また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う基板とコネクタとの接続構造、基板および基板とコネクタとの接続方法もまた本発明の技術思想に含まれる。
【符号の説明】
【００７２】
１  基板−コネクタ接続構造（基板とコネクタとの接続構造）
１１、５１、６１、７１  基板
１１Ａ、５１Ａ、６１Ａ、７１Ａ  端面
１２、５３  信号パターン
１４、５２  第１の誘電体層
１５  第１のグランド層
１６  第２の誘電体層
１７  第２のグランド層
２１、５６、６２、７２  めっき膜（端面導電膜）
２３  挿通孔（第１の穴部）
３１  コネクタ
３２  中心導体
３５  絶縁体
３６  外部導体
４１  下側端部
４２  上側端部
４３  段差面
４５  固定部
４６  挿通孔（第２の穴部）
４９  ねじ（締着部材）
５５  グランド層
【図１】
2018081745.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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