(57)【要約】【課題】複数本の通信ケーブルを容易かつ確実に基板に接続可能な構造を実現する。【解決手段】中心導体３ａ，３ｂ，絶縁体４及び外部導体５を備える複数本の通信ケーブル２が共通の基板１００に半田付けされた通信ケーブルの接続構造であって、複数本の通信ケーブル２の端部１０に被せられた接続部材３０を有する。接続部材３０は、各通信ケーブル２の端部１０を覆う天井板３１と、一対の側壁板３２，３３と、一対の側壁板３２，３３の間に位置し、隣接する通信ケーブル２の端部１０の間に介在する複数の隔壁板３４と、天井板３１に設けられた複数の開口部３５と、を備える。それぞれの通信ケーブル２の端部１０において露出している外部導体５は、開口部３５から接続部材３０と基板１００との間に流入した半田４０によって、基板１００に形成されている金属層に接合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが中心導体，前記中心導体を被覆する絶縁体及び前記絶縁体を被覆する外部導体を備える複数本の通信ケーブルが共通の基板に半田付けされた通信ケーブルの接続構造であって、
前記基板の表面に並列配置された前記複数本の通信ケーブルの端部と、
前記複数本の通信ケーブルの前記端部に被せられた接続部材と、を有し、
前記接続部材は、
前記複数本の通信ケーブルの前記端部を覆う天井板と、
前記天井板と前記基板の前記表面との間に延びる互いに対向する一対の側壁板と、
前記一対の側壁板の間に位置し、隣接する前記通信ケーブルの前記端部の間に介在する複数の隔壁板と、
前記天井板に設けられた複数の開口部と、を備え、
それぞれの前記通信ケーブルの前記端部において露出している前記外部導体が、前記開口部から前記接続部材と前記基板との間に流入した半田によって、前記基板の前記表面に形成されている金属層に接合されている、
通信ケーブルの接続構造。
【請求項２】
請求項１に記載の通信ケーブルの接続構造において、
前記天井板の平面視において、それぞれの前記開口部の内側に、少なくとも１本の前記通信ケーブルの前記端部が位置している、
通信ケーブルの接続構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の通信ケーブルの接続構造において、
前記一対の側壁板の一方は、前記天井板の第１の辺から前記基板の前記表面に向かって延びており、前記一対の側壁板の他方は、前記第１の辺と対向する前記天井板の第２の辺から前記基板の前記表面に向かって延びており、
それぞれの前記隔壁板は、対応する前記開口部の一辺から前記基板の前記表面に向かって延びている、
通信ケーブルの接続構造。
【請求項４】
請求項３に記載の通信ケーブルの接続構造において、
前記通信ケーブルの長手方向において隣接する前記開口部のそれぞれから延びる前記隔壁板の間に隙間が設けられている、
通信ケーブルの接続構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の通信ケーブルの接続構造において、
前記接続部材は一枚の板金によって形成されており、
前記一対の側壁板のそれぞれは、互いに同一方向に折り曲げられた前記板金の両端部であり、
前記天井板は、前記板金の前記両端部の間の中間部であり、
それぞれの前記開口部は、前記板金の前記中間部に設けられた貫通穴であり、
それぞれの前記隔壁板は、前記貫通穴を設けるために折り曲げられた前記中間部の一部である、
通信ケーブルの接続構造。
【請求項６】
請求項５に記載の通信ケーブルの接続構造において、
前記板金は、表面に亜鉛メッキが施されたリン青銅板である、
通信ケーブルの接続構造。
【請求項７】
それぞれが中心導体，前記中心導体を被覆する絶縁体及び前記絶縁体を被覆する外部導体を備える複数本の通信ケーブルを共通の基板に接続する通信ケーブルの接続方法であって、
前記複数本の通信ケーブルの端部を前記基板の表面に並列配置し、
前記複数本の通信ケーブルの前記端部に、これら端部を覆う天井板と、前記天井板と前記基板の前記表面との間に延びる互いに対向する一対の側壁板と、前記一対の側壁板の間に位置し、隣接する前記通信ケーブルの前記端部の間に介在する複数の隔壁板と、前記天井板に設けられた複数の開口部と、を備える接続部材を被せ、
前記開口部から前記接続部材と前記基板との間に半田を流入させて、それぞれの前記通信ケーブルの前記端部において露出している前記外部導体を前記基板の前記表面に形成されている金属層に接合する、
通信ケーブルの接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ケーブルの接続構造に関し、特に、複数本の通信ケーブルを共通の基板に半田付けした接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信機器間や電子機器間における信号の送受信を実現すべく、通信機器同士や電子機器同士は通信ケーブルを介して接続される。通信ケーブルの多くは、中心導体と、中心導体を被覆する絶縁体と、絶縁体を被覆する外部導体と、を備える。この種の通信ケーブルには、一対の中心導体を備える差動信号伝送用の通信ケーブルも含まれる。
【０００３】
上記のような通信ケーブルは、通信用半導体チップや光電変換素子等が搭載されている基板に接続されることがある。例えば、並列配置された複数本の通信ケーブルが共通の基板に半田付けされることがある。この場合、それぞれの通信ケーブルの端部において、中心導体及び外部導体が露出される。露出した各通信ケーブルの中心導体は、基板表面に形成されている接続パッドに半田付けされ、外部導体は、基板表面に形成されているグランド面としての金属層に半田付けされる。ここで、中心導体が接続される接続パッドと外部導体が接続される金属層は、基板の同一面上に形成されているが、電気的に分離されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５７７２７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通信ケーブルは非常に細く、多くの場合、通信ケーブルの直径は１ｍｍ〜３ｍｍ程度である。このため、並列配置されている複数本の通信ケーブルのそれぞれを基板上の所定位置に半田付けすることは容易ではない。特に、隣接している通信ケーブルの外部導体同士の間隔は狭く、それぞれの外部導体に半田鏝の先端を適切に当接させることは容易でない。一方、外部導体に半田鏝の先端を適切に当接させることができないと、外部導体に十分な熱が伝わらず、半田の溶融が不十分となる。また、半田鏝の先端を外部導体に強く押し付け過ぎると、外部導体の内側の絶縁体が熱と圧力によって変形してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、複数本の通信ケーブルを容易かつ確実に基板に接続可能な構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の通信ケーブルの接続構造は、それぞれが中心導体，前記中心導体を被覆する絶縁体及び前記絶縁体を被覆する外部導体を備える複数本の通信ケーブルが共通の基板に半田付けされた通信ケーブルの接続構造である。この接続構造は、前記基板の表面に並列配置された前記複数本の通信ケーブルの端部と、前記複数本の通信ケーブルの前記端部に被せられた接続部材と、を有する。前記接続部材は、前記複数本の通信ケーブルの前記端部を覆う天井板と、前記天井板と前記基板の前記表面との間に延びる互いに対向する一対の側壁板と、前記一対の側壁板の間に位置し、隣接する前記通信ケーブルの前記端部の間に介在する複数の隔壁板と、前記天井板に設けられた複数の開口部と、を備える。それぞれの前記通信ケーブルの前記端部において露出している前記外部導体は、前記開口部から前記接続部材と前記基板との間に流入した半田によって、前記基板の前記表面に形成されている金属層に接合される。
本発明の通信ケーブルの接続方法は、それぞれが中心導体，前記中心導体を被覆する絶縁体及び前記絶縁体を被覆する外部導体を備える複数本の通信ケーブルを共通の基板に接続する通信ケーブルの接続方法である。この接続方法では、前記複数本の通信ケーブルの端部を前記基板の表面に並列配置し、前記複数本の通信ケーブルの前記端部に、これら端部を覆う天井板と、前記天井板と前記基板の前記表面との間に延びる互いに対向する一対の側壁板と、前記一対の側壁板の間に位置し、隣接する前記通信ケーブルの前記端部の間に介在する複数の隔壁板と、前記天井板に設けられた複数の開口部と、を備える接続部材を被せ、前記開口部から前記接続部材と前記基板との間に半田を流入させて、それぞれの前記通信ケーブルの前記端部において露出している前記外部導体を前記基板の前記表面に形成されている金属層に接合する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数本の通信ケーブルを容易かつ確実に基板に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】通信ケーブルの接続構造の一例を示す斜視図である。
【図２】通信ケーブルの接続構造の一例を示す他の斜視図であって、接続部材及び半田が除去された斜視図である。
【図３】接続部材の斜視図である。
【図４】（ａ）は通信ケーブルと接続部材の位置関係を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示されるＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｃ）は（ａ）に示されるＢ−Ｂ線に沿った断面図、（ｄ）は（ａ）に示されるＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、図１に示される接続構造の製造方法の異なる工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明が適用された通信ケーブルの接続構造の一例について詳細に説明する。本実施形態に係る接続構造では、複数本の通信ケーブルが共通の基板に接続される。具体的には、図１に示されるように、４本の通信ケーブル２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄが共通の基板１００に接続される。以下の説明では、通信ケーブル２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄを“通信ケーブル２”と総称する場合がある。
【００１１】
図１に示されるように、通信ケーブル２の端部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、基板１００の表面１０１上に並列配置されており、これら端部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄには接続部材３０が被せられている。接続部材３０に覆われている通信ケーブル２の端部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、接続部材３０と基板１００との間に充填された半田４０によって、基板表面１０１に接合されている。以下の説明では、通信ケーブル２の端部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを“端部１０”と総称する場合がある。
【００１２】
図２を参照する。図２では、通信ケーブル２の端部１０を示すべく、図１に示されている接続部材３０及び半田４０の図示が省略されている。図２に示されるように、通信ケーブル２は、一対の中心導体３ａ，３ｂと、これら中心導体３ａ，３ｂを一括して被覆する絶縁体４と、絶縁体４を被覆する外部導体（シールド）５と、外部導体５を被覆する外部被覆６と、を備える差動信号伝送用の通信ケーブルである。
【００１３】
通信ケーブル２が備える中心導体３ａ，３ｂは、導電性に優れた金属（例えば、銅）の単線であり、その表面には必要に応じてメッキが施される。絶縁体４は、例えばポリオレフィン系樹脂やフッ素樹脂を含む絶縁樹脂や発泡絶縁樹脂等によって形成される。外部導体５は、絶縁体４の周囲に縦添え巻き又は横巻き（螺旋巻き）された金属箔テープである。金属箔テープは、銅箔やアルミニウム箔等の金属箔と、金属箔を補強するためのポリエステル等のプラスチックテープとが貼り合わされたラミネートテープであって、金属箔を外側にして絶縁体４の周囲に巻かれている。外部被覆６は、“シース”や“ジャケット”とも呼ばれ、ポリ塩化ビニル樹脂，ポリオレフィン系樹脂，フッ素樹脂等を用いて形成される。
【００１４】
通信ケーブル２の端部１０では、外部被覆６が除去されて外部導体５が露出している。また、露出した外部導体５よりも先端側では、外部導体５及び絶縁体４が除去されて中心導体３ａ，３ｂが露出している。
【００１５】
基板１００はガラスエポキシ基板であって、その表面１０１には、各通信ケーブル２に対して２つの接続パッド１０２ａ，１０２ｂが形成されているとともに、全ての通信ケーブル２に対して共通の金属層１０３が形成されている。金属層１０３は、接続パッド１０２ａ，１０２ｂと電気的に分離されており、グランド面を形成している。
【００１６】
図１，図２に示されるように、通信ケーブル２の中心導体３ａは対応する接続パッド１０２ａに半田付けされ、中心導体３ｂは対応する接続パッド１０２ｂに半田付けされている。また、通信ケーブル２の露出した外部導体５は、金属層１０３に半田付けされている。具体的には、通信ケーブル２の露出した外部導体５は、半田４０によって金属層１０３に接合されている。つまり、接続部材３０によって覆われている通信ケーブル２の端部１０（外部導体５）は、接続部材３０と基板１００との間に充填された半田４０によって金属層１０３に接合されている。また、金属層１０３の上に置かれた接続部材３０の内側に半田４０が充填されている結果、接続部材３０と金属層１０３も半田４０によって接続されている。さらに、中心導体３ａ，３ｂと接続パッド１０２ａ，１０２ｂ、外部導体５と金属層１０３、外部導体５と接続部材３０、接続部材３０と金属層１０３、はそれぞれ電気的に接続されている。
【００１７】
次に、主に図３を参照しながら接続部材３０について説明する。接続部材３０は一枚の板金によって形成されている。本実施形態における接続部材３０は、表面に亜鉛メッキが施されたリン青銅板によって形成されている。接続部材３０は、複数本の通信ケーブル２の端部１０を一括して覆う天井板３１と、天井板３１から延びる一対の側壁板３２，３３と、対向する側壁板３２，３３の間に位置する複数の隔壁板３４と、天井板３１に設けられた複数の開口部３５と、を備える。
【００１８】
換言すれば、一対の側壁板３２，３３のそれぞれは、互いに同一方向に折り曲げられた一枚の板金の両端部である。また、天井板３１は、側壁板３２，３３を形成している両端部の間に位置する板金の中間部であり、各開口部３５は、板金の中間部に設けられた矩形の貫通穴である。
【００１９】
それぞれの開口部３５は、天井板３１に切込みを形成し、形成された切込みによって三方が囲まれた天井板３１の一部を側壁板３２，３３と同一方向に折り曲げることによって形成されている。そして、開口部３５を設けるために折り曲げられた天井板３１の一部によって隔壁板３４が形成されている。つまり、隔壁板３４は、開口部３５となる貫通穴を設けるために折り曲げられた板金の中間部の一部である。よって、それぞれの隔壁板３４は対応する開口部３５の一辺に連接している。
【００２０】
再び図１を参照する。接続部材３０の一方の側壁板３２は、天井板３１の第１の辺から基板表面１０１に向かって延びており、接続部材３０の他方の側壁板３３は、第１の辺と対向する天井板３１の第２の辺から基板表面１０１に向かって延びている。換言すれば、側壁板３２が連接している一辺が天井板３１の第１の辺であり、側壁板３３が連接している他の一辺が天井板３１の第２の辺である。また、それぞれの隔壁板３４は、対応する開口部３５の一辺から基板表面１０１に向かって延びている。つまり、側壁板３２，３３及び各隔壁板３４は、天井板３１に対して垂直であり、かつ、互いに平行である。
【００２１】
図１に示されるように、接続部材３０の天井板３１には９つの開口部３５が設けられており、各通信ケーブル２の端部１０の上方に少なくとも１つの開口部３５が配置されている。以下、それぞれの通信ケーブル２の端部１０と９つの開口部３５と位置関係を図４（ａ）〜（ｄ）に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図４（ａ）〜（ｃ）に示されるように、通信ケーブル２Ａの端部１０ａの上方には１つの開口部３５ａが配置され、通信ケーブル２Ｂの端部１０ｂの上方には３つの開口部３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが配置され、通信ケーブル２Ｃの端部１０ｃの上方には３つの開口部３５ｅ，３５ｆ，３５ｇが配置され、通信ケーブル２Ｄの端部１０ｄの上方には２つの開口部３５ｈ，３５ｉが配置されている。つまり、天井板３１の平面視において、それぞれの開口部３５の内側に、少なくとも１本の通信ケーブル２の端部１０が位置している。具体的には、開口部３５ａの内側に通信ケーブル２Ａの端部１０ａが位置している。開口部３５ｂ，３５ｃ，３５ｄの内側に通信ケーブル２Ｂの端部１０ｂが位置している。開口部３５ｅ，３５ｆ，３５ｇの内側に通信ケーブル２Ｃの端部１０ｃが位置している。開口部３５ｈ，３５ｉの内側に通信ケーブル２Ｄの端部１０ｄが位置している。
【００２３】
ここで、「開口部３５の内側に通信ケーブル２の端部１０が位置する」とは、開口部３５と通信ケーブル２の端部１０の少なくとも一部とが重複していることを意味する。換言すれば、基板表面１０１（図１）に対する各開口部３５の投影領域内に、少なくとも１本の通信ケーブル２の端部１０の少なくとも一部が含まれることを意味する。
【００２４】
図４（ｂ），（ｃ）に示されるように、それぞれの開口部３５の一辺から延びているそれぞれの隔壁板３４は、隣接する通信ケーブル２の端部１０の間に介在している。もっとも、隔壁板３４は、隣接する通信ケーブル２の端部１０の間に、通信ケーブル２の長手方向において断続的に介在している。
【００２５】
図４（ａ）に示されるように、開口部３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ、開口部３５ｅ，３５ｆ，３５ｇ、開口部３５ｈ，３５ｉは、それぞれ通信ケーブル２の長手方向において隣接している。そして、通信ケーブル２の長手方向において隣接する複数の開口部３５のそれぞれから延びている隔壁板３４の間には隙間が設けられている。例えば、図４（ｄ）に示されるように、通信ケーブル２Ｃの長手方向において隣接している開口部３５ｅ，３５ｆ，３５ｇのそれぞれから延びている隔壁板３４の間には隙間３６が設けられている。図示はされていないが、通信ケーブル２の長手方向において隣接している他の開口部３５から延びている隔壁板３４の間にも同様の隙間が設けられている。具体的には、図４（ａ）に示される開口部３５ｂ，３５ｃ，３５ｄのそれぞれから延びている隔壁板３４の間にも隙間が設けられており、開口部３５ｈ，３５ｉのそれぞれから延びている隔壁板３４の間にも隙間が設けられている。
【００２６】
以上のように、本実施形態に係る接続構造では、共通の基板１００に接続されている複数本の通信ケーブル２の端部１０が一括して接続部材３０によって覆われる。つまり、基板１００に接合されている通信ケーブル２の端部１０が接続部材３０によって保護される。また、通信ケーブル２の端部１０を覆っている接続部材３０は、通信ケーブル２の端部１０及び基板１００の双方に半田付けされている。つまり、通信ケーブル２の端部１０が接続部材３０と一体となって基板１００に接合されているので、通信ケーブル２と基板１００との接合強度が向上し、通信ケーブル２に張力が加えられても接合部分が損傷を受けたり、破壊されたりし難い。
【００２７】
次に、本実施形態に係る接続構造の製造方法について説明する。まず、図５（ａ）に示されるように、基板表面１０１に通信ケーブル２の端部１０を並列配置する。尚、各通信ケーブル２の端部１０において、所定長の中心導体３ａ，３ｂ及び外部導体５が予め露出されていることはもちろんである。また、基板表面１０１に通信ケーブル２の端部１０を配置する際には、各通信ケーブル２の中心導体３ａ，３ｂが対応する接続パッド１０２ａ，１０２ｂ（図２）の上に載せられるともに、全ての通信ケーブル２の外部導体５が金属層１０３（図２）の上に載せられるように、位置合わせする。
【００２８】
その後、図５（ｂ）に示されるように、並列配置されている通信ケーブル２の端部１０に接続部材３０を被せる。このとき、接続部材３０のそれぞれの隔壁板３４が隣接する通信ケーブル２の外部導体５の間に挿入されるように位置合わせする。かかる位置合わせの結果、接続部材３０の各開口部３５は、対応する通信ケーブル２の端部１０の上方に配置される。
【００２９】
次いで、図５（ｃ）に示されるように、接続部材３０の天井板３１の上に、全ての開口部３５が覆われる大きさ及び形状の半田テープ４１を載せる。その後、図５（ｄ）に示されるように、半田テープ４１にパルスヒータ４２を接触させ、半田テープ４１を加熱する。すると、加熱によって溶融した半田がそれぞれの開口部３５から天井板３１と基板１００との間に流入する。このとき、一部の半田は開口部３５から滴下し、他の一部の半田は隔壁板３４の表面を流下する。このようにして接続部材３０と基板１００との間に半田４０（図１）が充填され、外部導体５が金属層１０３（図２）に接合される。
【００３０】
以上のように、外部導体５を基板１００上の金属層１０３に接合させるための半田を加熱する際、加熱部材（本実施形態では、パルスヒータ４２）が外部導体５を含む通信ケーブル２の端部１０に接触しない。従って、通信ケーブル２の端部１０の位置がずれたり、外部導体５やその内側にある絶縁体４が変形したりすることがない。また、接続部材３０に設けられている隔壁板３４は、開口部３５から接続部材３０の内側に流入した半田を案内する案内板として機能するとともに、案内する半田に熱を加え続ける加熱板としても機能する。よって、通信ケーブル２の端部１０と基板表面１０１との間の隙間を含む隅々にまで半田が行き渡る。
【００３１】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、接続部材３０は複数枚の板金を組み合わせて形成することもできる。また、接続部材３０に設けられる隔壁板３４や開口部３５の数，形状，配置は上記実施形態に限定されない。例えば、一部の開口部３５にのみ隔壁板３４が連接されていてもよく、また、開口部３５に連接されていない隔壁板３４が設けられていてもよい。
【００３２】
本発明は、それぞれが一対の中心導体を備える差動信号伝送用の通信ケーブルと基板との接続構造に限られず、それぞれが一本の中心導体を備える通信ケーブルと基板との接続構造にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ    通信ケーブル
３ａ，３ｂ    中心導体
４    絶縁体
５    外部導体
６    外部被覆
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ    端部
３０    接続部材
３１    天井板
３２，３３    側壁板
３４    隔壁板
３５，３５ａ〜３５ｉ    開口部
３６    隙間
４０    半田
４１    半田テープ
４２    パルスヒータ
１００    基板
１０１    表面（基板表面）
１０２ａ，１０２ｂ    接続パッド
１０３    金属層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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