(57)【要約】【課題】同軸コネクタと基板との電気的接合部分によるインピーダンスの乱れを大幅に軽減することができ、伝送線路としてのインピーダンスの乱れを大きく改善できて広帯域に優れたリターンロス特性を確保できる基板−同軸コネクタの接合構造を得ることにある。【解決手段】導電性の筐体１に実装した高周波基板２０と同軸コネクタ１０とを電気的に接続する基板−同軸コネクタの接合構造において、前記高周波基板２０と前記同軸コネクタ１０との間に仲介用基板３０を配置し、この仲介用基板３０によって前記高周波基板２０と同軸コネクタ１０とを電気的に接続したものである。【選択図】        図１
2004281120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の筐体内に実装した高周波基板と同軸コネクタとを電気的に接続する基板−同軸コネクタの接合構造において、
前記高周波基板と前記同軸コネクタとの間に、その両者を電気的に接続する仲介用基板を配置したことを特徴とする基板−同軸コネクタの接合構造。
【請求項２】
高周波基板と仲介用基板とがコプレーナ型伝送線路で電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の基板−同軸コネクタの接合構造。
【請求項３】
同軸コネクタと仲介用基板とがコプレーナ型伝送線路で電気的に接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の基板−同軸コネクタの接合構造。
【請求項４】
仲介用基板は両面基板からなっていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の基板−同軸コネクタの接合構造。
【請求項５】
高周波基板は多層基板からなっていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の基板−同軸コネクタの接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば通信装置の高周波回路等に用いる基板−同軸コネクタの接合構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の基板−同軸コネクタの接合構造においては、導電性の筐体内に実装された高周波多層基板（以下、多層基板という）の伝送線路信号線パターン（以下、導電性パターンという）と同軸コネクタの芯線とを適当な蝋材によって直接電気的に接続している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１７７３１１公報
【０００４】
次に動作について説明する。
同軸コネクタから入力された高周波信号は、同軸コネクタと多層基板との接合部を通過し、多層基板上に形成された伝送線路上を伝播して行き、その逆方向の伝播路においても、前記伝送線路上を伝播してきた高周波信号は、同軸コネクタと多層基板との接合部を通過して同軸コネクタへと伝播して行く。
【０００５】
以上において、同軸コネクタと多層基板との接合部では、多層基板の厚みによって、筐体上の接地面と同軸コネクタの芯線との間隔が広がり、この領域においては、伝送線路としてのインピーダンスが大幅に乱れ、誘電性を引き起こす結果となる。ここで、多層基板の肉厚が厚くなるほど前記誘電性の度合いが大きくなる傾向にある。さらに、多層基板では、該基板最上層の伝送線路パターンとその直下層の接地パターンを基板端面まで形成することが難しいため、その基板端面と前記接地パターンの端部との間には大きなパターンマージンが生じる。そのため、多層基板の端面近傍では、伝送線路を構成する接地パターンを形成することができず、従って、その領域においても、伝送線路のインピーダンスが大幅に乱れ、誘電性を引き起こすという問題がある。
【０００６】
そこで、上記従来の基板−同軸コネクタの接合構造では、同軸コネクタに容量性の同軸線路を設けることによって、上述のような伝送線路の誘電性を打ち消す構成とし、これにより、インピーダンス整合を図り、その特性を確保するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の基板−同軸コネクタの接合構造は以上のように構成されているので、インピーダンス整合が成されるように設計された周波数近傍では、同軸コネクタに設けられた容量性の同軸線路と同軸コネクタと多層基板間の接合部分による誘電性の伝送線路が互いに容量性、誘電性を打ち消してマッチングが取られることにより、インピーダンスの乱れが少なく、ある程度のリターンロス特性を得ることができる。しかしながら、設計周波数から離れた周波数では、マッチングが取れなくなり、同軸コネクタと多層基板との間の接合部分によるインピーダンスの乱れが増大し、高周波回路に不可欠な低リターンロス特性を得ることが難しく、これらの要因から上記従来の基板−同軸コネクタの接合構造では、広帯域に良好なリターンロス特性を得ることが非常に困難となり、近年に見られる通信装置の広帯域化に対応することができないという課題があった。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、同軸コネクタと基板との電気的接合部分によるインピーダンスの乱れを大幅に軽減することができて優れたリターンロス特性を広帯域で確保することができる基板−同軸コネクタの接合構造を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る基板−同軸コネクタの接合構造は、導電性の筐体内に実装した高周波基板と同軸コネクタとの間に、その両者を電気的に接続する仲介用基板を配置したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による基板−同軸コネクタの接合構造を示す縦断側面図、図２は図１の一部切欠平面図である。
図１および図２に示すように、導電性の筐体１には同軸コネクタ１０と多層基板（高周波基板）２０とが実装され、その同軸コネクタ１０と多層基板２０との間には両者を電気的に接続する仲介用基板３０が配置されている。
【００１１】
さらに詳述すると、前記筐体１の側壁にはコネクタ取付孔２が設けられ、このコネクタ取付孔２に同軸コネクタ１０の芯線１１が絶縁体１２を介して挿入されている。また、前記筐体１の内壁に仲介用基板３０が実装されている。その仲介用基板３０は、表面にマイクロストリップライン型伝送線路を構成する信号線パターン３１が形成され、かつ裏面にマイクロストリップライン型伝送線路接地パターン（以下、接地パターンという）３２が形成された両面基板からなって、その一端側近傍（コネクタ取付孔２と反対側端部近傍）には、基板表層と前記接地パターン３２とを電気的に接続するビアホール３３が設けられている。ここで、上述のようにコネクタ取付孔２に挿入された同軸コネクタ１０の芯線１１は、前記筐体１の内壁に実装された仲介用基板３０の信号線パターン３１上に延びて当該信号線パターン３１に半田等の蝋材で電気的に接続されている。
【００１２】
また、前記筐体１の内壁には、そのコネクタ取付孔２との反対側に前記仲介基板３０と隣り合うように多層基板２０が実装されている。その多層基板２０は、表面のマイクロストリップライン型伝送線路を構成する信号線パターン２１と、基板内層のマイクロストリップライン伝送線路接地パターン（以下、基板内層接地パターンという）２２と、基板裏面接地パターン２３とを有すると共に、それらのパターン２２，２３と基板表層の相互を前記仲介用基板３０寄りで電気的に接続するビアホール２４を有している。
【００１３】
そして、前記多層基板２０と仲介用基板３０との隣接側表面において、その両者の信号線パターン２１，３１の相互がリボンボンディング等で電気的に接続されている。同様にして、前記ビアホール２４，３３の相互がリボンボンディング等によって電気的に接続されている。このようにして、仲介用基板３０の信号線パターン３１と多層基板２０の表面の信号線パターン２１、そして各接地パターン２２，２３，３２とがコプレーナ型伝送線路４０，４０ａで電気的に接続された伝送線路が形成される。すなわち、その伝送線路は、仲介用基板３０と多層基板２０とに跨って連続した高周波伝送線路を構成しているものである。
【００１４】
次に動作について説明する。
同軸コネクタ１０から入力された高周波信号は、同軸コネクタ１０の芯線１１と仲介用基板３０の信号線パターン３１との接合部分を通過して前記信号線パターンによって構成されるマイクロストリップライン型伝送線路３１を伝播した後、コプレーナ型伝送線路４０を通過し、次いで多層基板２０上の信号線パターンによって構成されるマイクロストリップライン型伝送線路２１を伝播して行く。その逆方向の伝播路の場合にあっても、多層基板２０表面の信号線パターン２１によって構成されるマイクロストリップライン型伝送線路を伝播してきた高周波信号は、コプレーナ型伝送線路４０を通過した後、仲介用基板３０上の信号線パターン３１によって構成されるマイクロストリップライン型伝送線路を伝播し、同軸コネクタ１０の芯線１１と仲介用基板３０上の信号線パターン３１との接合部分を通過し、同軸コネクタ１０へと伝播して行く。
【００１５】
以上説明した実施の形態１によれば、導電性の筐体１に実装された多層基板２０と同軸コネクタ１０との間に仲介用基板３０を配置し、当該仲介用基板３０上の信号線パターン３１と前記同軸コネクタ１０の芯線１１とを電気的に接続すると共に、前記仲介用基板３０上の信号線パターン３１と多層基板２０の表面信号線パターン２１とをコプレーナ型伝送線路４０で電気的に接続するように構成したので、インピーダンスの乱れが大幅に軽減できて優れたリターンロス特性を広帯域に確保することができるという効果がある。
【００１６】
すなわち、上記実施の形態１によれば、同軸コネクタ１０と仲介用基板３０との電気的接合部分ではインピーダンスの乱れが生じるが、多層基板２０の回路とは異なり、仲介用基板３０上には制御系回路を搭載する必要がなく、このため、前記仲介用基板３０を最適な基板形状および設計とすることができる。そのため、仲介用基板３０においては、その厚みを極力薄くすることができ、これにより、多層基板２０を同軸コネクタ１０に対して電気的に直接接続する構造に比べて、仲介用基板３０の表面の信号線パターン３１と裏面の接地パターン３２および筐体上の接地面と同軸コネクタの芯線１１とを大幅に近づけることができ、この領域においては、伝送線路としてのインピーダンスの乱れを大きく改善できるという効果がある。
【００１７】
さらに、前記多層基板２０では、最上層の信号線パターン２１とその直下の内層接地パターン２２とによって形成されているマイクロストリップライン型伝送線路の前記内層接地パターン２２を基板端面まで形成することが難しいために、その内層接地パターン２２の端面と基板端面との間にはパターンマージンＭ１（図１および図２参照）が生じるが、前記仲介用基板３０は多層基板ではなく単層の両面基板からなっているので、前記仲介用基板３０として例えばアルミナ基板を用いることにより、その基板裏面の接地パターン３２の端面と基板端面との間のパターンマージンＭ２を大幅に狭めることができる。すなわち、前記仲介用基板３０にあっては、その裏面の接地パターン３２を基板端面近くまで形成することができ、このため、多層基板２０で生じていた基板端面付近での伝送線路のインピーダンスの乱れを大幅に軽減することが可能になるという効果がある。その結果、上述のような同軸コネクタ１０と仲介用基板３０との接合によって、広帯域に優れたリターンロス特性を得ることができるという効果がある。
【００１８】
ここで、多層基板２０と仲介用基板３０の表面に共通のマイクロストリップライン型伝送線路を形成する信号線パターン２１，３１同士を接続し、その両基板２０，３０間を接続するような構造にすると、多層基板２０の内層パターンマージンＭ１や多層基板２０の厚みおよび基板ギャップ壁の厚みが大きいため、両基板２０，３０間の接合部分で大幅にインピーダンスが乱れ、良好なリターンロス特性を得ることができない。
【００１９】
しかし、上記実施の形態１では、仲介用基板３０上の信号線パターン３１と多層基板２０上の信号線パターン２１とをリボンボンディング等によるコプレーナ型伝送線路４０で接合したことにより、その接合部分での電磁界は、コプレーナ型伝送線路４０のみに集中して伝播し、基板内部への電磁界分布は激減するため、前記多層基板２０の内層接地パターン２２の有無による当該基板端面近くの伝送線路や基板ギャップ壁および多層基板２０の厚みによるインピーダンスの乱れの影響を殆ど受けなくなる。そのため、上述のような仲介用基板３０と多層基板２０との電気的接合においても、広帯域に良好なリターンロス特性を得ることができるという効果がある。その結果、同軸コネクタ１０から仲介用基板３０および多層基板２０に至る伝送線路全体においても広帯域に良好なリターンロス特性を得ることができるという効果がある。
【００２０】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による基板−同軸コネクタの接合構造を一部切欠して示す平面図であり、図１および図２と同一または相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施の形態２では、上記実施の形態１による基板−同軸コネクタの接合構造において、仲介用基板３０の同軸コネクタ１０側の端部付近にも２つの同軸コネクタ−仲介用基板間ビアホール３４を設け、当該ビアホール３４と導電性筐体１とをリボンボンディング等による２本の仲介用基板接続線路４１で電気的に接続する構成としたものである。
【００２１】
このような構成の実施の形態２によれば、２つの同軸コネクタ−仲介用基板間ビアホール３４から導電性筐体１に対し電気的に接続されている２本の同軸コネクタ−仲介用基板接続線路４１と同軸コネクタ１０の芯線１１とによって、コプレーナ型伝送線路が形成されるので、同軸コネクタ１０の芯線１１のみで同軸コネクタ１０と仲介用基板３０とを電気的に接続した場合よりもインピーダンスの乱れをいっそう効果的に抑止することができ、従って、上記実施の形態１の場合よりも、さらにリターンロスを改善することができるという効果がある。
【００２２】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３による基板−同軸コネクタの接合構造を一部切欠して示す平面図であり、図３との同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施の形態３では、上記実施の形態２による基板−同軸コネクタの接合構造において、仲介用基板３０の表面にマイクロストリップラインではなくコプレーナ型伝送線路３５を形成したものである。
【００２３】
このように上記実施の形態３では、仲介用基板３０の表面にコプレーナ型伝送線路３５を形成するように構成したので、同軸コネクタ−仲介用基板間ビアホール３４から導電性筐体１に接続されている２本の同軸コネクタ−仲介用基板接続線路４１と同軸コネクタ１０の芯線１１とによりコプレーナ型伝送線路が形成され、このコプレーナ型伝送線路から仲介用基板３０に電磁波が伝播される場合、また、その逆方向に電磁波が伝播される場合のいずれにおいても、常にコプレーナ型の電磁界伝送モードを保ったまま伝播することができ、そのため、マイクロストリップライン型とコプレーナ型の電磁界伝送モード変換の必要がある、仲介用基板３０表面にマイクロストリップライン型伝送線路が形成されている場合よりもリターンロスの劣化を抑止できるという効果がある。同様にして、仲介用基板３０からコプレーナ型伝送線路４０に電磁波を伝播する場合、または、その逆方向に電磁波を伝播する場合にも、常にコプレーナ型の電磁界伝送モードを保ったまま伝播することができるため、マイクロストリップライン型とコプレーナ型の電磁界伝送モード変換の必要がある、仲介用基板３０の表面にマイクロストリップライン型伝送線路のみを形成した場合よりもリターンロスの劣化を抑止できるという効果がある。従って、この実施の形態３では上記実施の形態２よりも、さらにリターンロスを改善できるという効果がある。
【００２４】
実施の形態４．
図５はこのこの発明の実施の形態４による基板−同軸コネクタの接合構造を一部切欠して示す平面図であり、図３との同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
上記実施の形態３では、上記実施の形態２における仲介用基板３０上のマイクロストリップライン型伝送線路３１をコプレーナ型伝送線路３５に代えたが、この実施の形態４では、上記実施の形態２における多層基板２０上のマイクロストリップライン型伝送線路２１をコプレーナ型伝送線路２５に代えたものである。
【００２５】
この実施の形態４によれば、多層基板２０の表面に上記実施の形態２のマイクロストリップライン型伝送線路２１に代わるコプレーナ型伝送線路２５を形成するように構成したので、多層基板２０からコプレーナ型伝送線路２５に電磁波が伝播する場合、または、その逆方向に電磁波が伝播する場合のいずれにおいても、常にコプレーナ型の電磁波伝送モードを保ったまま伝播することができ、そのため、マイクロストリップライン型とコプレーナ型の電磁界伝送モード変換の必要がある、多層基板２０の表面にマイクロストリップライン型伝送線路を形成した場合よりもリターンロスの劣化を抑止できるという効果がある。従って、この実施の形態４では上記実施の形態２よりも、さらにリターンロスを改善できるという効果がある。
【００２６】
実施の形態５．
図６はこのこの発明の実施の形態５による基板−同軸コネクタの接合構造を一部切欠して示す平面図であり、図３との同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施の形態５では、仲介用基板３０と多層基板２０の両方の表面に、上記実施の形態２におけるマイクロストリップライン型伝送線路３１と２１に代わるコプレーナ型伝送線路３５と２５を形成したものである。
【００２７】
このように仲介用基板３０と多層基板２０の両方の表面にコプレーナ型伝送線路３５と２５を形成した実施の形態５によれば、同軸コネクタ−仲介用基板間ビアホール３４から導電性筐体１に接続されている２本の導電性筐体−仲介用基板接続線路４１と同軸コネクタ１０の芯線１１とによって形成されたコプレーナ型伝送線路から仲介用基板３０に電磁波が伝播される場合、または、その逆方向に電磁波が伝播される場合のいずれにおいても、常にコプレーナ型の電磁界伝送モードを保ったまま伝播することができ、そのため、マイクロストリップライン型とコプレーナ型の電磁界伝送モード変換の必要がある、仲介用基板３０の表面にマイクロストリップライン型伝送線路を形成した場合よりもリターンロスの劣化を抑制できるという効果がある。
【００２８】
また、仲介用基板３０からコプレーナ型伝送線路４０に電磁波が伝播する場合、また、その逆方向に電磁波が伝播する場合のいずれにおいても、常にコプレーナ型の電磁界伝送モードを保ったまま伝播することができるため、マイクロストリップライン型伝送線路が形成されている場合よりもリターンロスの劣化を抑止できるという効果がある。さらには、多層基板２０からコプレーナ型伝送線路４０に電磁波が伝播する場合や、その逆方向に電磁波を伝播する場合のいずれにおいても、常にコプレーナ型の電磁界伝送モードを保ったまま伝播することができるため、マイクロストリップライン型とコプレーナ型の電磁界伝送モード変換の必要がある、多層基板２０の表面にマイクロストリップライン型伝送線路を形成した場合よりもリターンロスの劣化を抑止できるという効果がある。従って、この実施の形態５では、上記実施の形態２よりも、さらにリターンロスを改善できるという効果がある。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、導電性の筐体内に実装した高周波基板と同軸コネクタとの間に、その両者を電気的に接続する仲介用基板を配置するように構成したので、前記仲介用基板上には制御系回路を搭載する必要がなく、このため、その仲介用基板として単層の両面基板を適用することが可能となって当該仲介用基板の厚みを極力薄くすることができ、多層基板と同軸コネクタとを電気的に直接接続した従来の接合構造に比べて、前記仲介用基板の信号線パターンと同軸コネクタの芯線を接地面に対し大幅に接近させることができ、伝送線路としてのインピーダンスの乱れを大きく改善できて広帯域に優れたリターンロス特性を確保できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による基板−同軸コネクタの接合構造を示す縦断側面図である。
【図２】図１の一部切欠平面図である。
【図３】この発明の実施の形態２による基板−同軸コネクタの接合構造を一部切欠して示す平面図である。
【図４】この発明の実施の形態３による基板−同軸コネクタの接合構造を一部切欠して示す平面図である。
【図５】この発明の実施の形態４による基板−同軸コネクタの接合構造を一部切欠して示す平面図である。
【図６】この発明の実施の形態５による基板−同軸コネクタの接合構造を一部切欠して示す平面図である。
【符号の説明】
１  筐体、２  コネクタ取付孔、１０  同軸コネクタ、１１  芯線、１２  絶縁体、２０  多層基板（高周波基板）、２１  信号線パターン（マイクロストリップライン型伝送線路）、２２，２３  接地パターン（マイクロストリップライン型伝送線路）、２４  ビアホール、２５  コプレーナ型伝送線路、３０  仲介用基板、３１  信号線パターン（マイクロストリップライン型伝送線路）、３２接地パターン（マイクロストリップライン型伝送線路）、３３  ビアホール、３４  同軸コネクタ−仲介用基板間ビアホール、３５  コプレーナ型伝送線路、４０，４０ａ  コプレーナ型伝送線路、４１  導電性筐体−仲介用基板接続線路、Ｍ１，Ｍ２  パターンマージン。
【図１】
2004281120.tif 000003
【図２】
2004281120.tif 000004
【図３】
2004281120.tif 000005
【図４】
2004281120.tif 000006
【図５】
2004281120.tif 000007
【図６】
2004281120.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成15年7月22日(2003.7.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  筺体と、この筺体に設けられ、芯線を有する同軸コネクタと、前記筺体に設けられ、第１の信号線パターンを有する多層基板と、この多層基板と前記同軸コネクタとの間の前記筺体に設けられ、第２の信号線パターンを有し、前記多層基板の厚さよりも薄く形成した仲介用基板と、前記同軸コネクタの芯線と前記第２の信号線パターンとを電気的に接続する接続手段と、前記第２の信号線パターンに前記第１の信号線パターンを電気的に接続し、前記多層基板の内部への電磁界分布を抑制する伝送線路とを備えた同軸コネクタと多層基板との接続構造。
【請求項２】上段及び下段、並びにその上段に隣接した側壁を形成した筺体と、前記側壁に設けられ、芯線を有する同軸コネクタと、前記下段に設けられ、第１の信号線パターンを有する多層基板と、前記上段に設けられ、第２の信号線パターンを有する仲介用基板と、前記同軸コネクタの芯線と前記第２の信号線パターンとを電気的に接続した接続手段と、前記第２の信号線パターンに前記第１の信号線パターンを電気的に接続し、前記多層基板の内部への電磁界分布を抑制する伝送線路とを備えた同軸コネクタと多層基板との接続構造。
【請求項３】前記伝送線路は、コプレーナ型伝送線路であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の同軸コネクタと多層基板との接続構造。
【請求項４】前記第１の信号線パターンを有する多層基板は、マイクロストリップライン型伝送線路又はコプレーナ型伝送線路であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の同軸コネクタと多層基板との接続構造。
【請求項５】前記仲介用基板は、第２の裏面接地パターンを有し、この第２の裏面接地パターンと前記第２の表面信号線パターンとを前記多層基板の側において形成したビアホールにより電気的に接続したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の同軸コネクタと多層基板との接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば通信装置の高周波回路等に用いる同軸コネクタと多相基板との接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の同軸コネクタと多相基板との接続構造においては、導電性の筐体内に実装された高周波多層基板（以下、多層基板という）の伝送線路信号線パターン（以下、導電性パターンという）と同軸コネクタの芯線とを適当な蝋材によって直接電気的に接続している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１７７３１１公報
【０００４】
次に動作について説明する。
同軸コネクタから入力された高周波信号は、同軸コネクタと多層基板との接合部を通過し、多層基板上に形成された伝送線路上を伝播して行き、その逆方向の伝播路においても、前記伝送線路上を伝播してきた高周波信号は、同軸コネクタと多層基板との接合部を通過して同軸コネクタへと伝播して行く。
【０００５】
以上において、同軸コネクタと多層基板との接合部では、多層基板の厚みによって、筐体上の接地面と同軸コネクタの芯線との間隔が広がり、この領域においては、伝送線路としてのインピーダンスが大幅に乱れ、誘電性を引き起こす結果となる。ここで、多層基板の肉厚が厚くなるほど前記誘電性の度合いが大きくなる傾向にある。さらに、多層基板では、該基板最上層の伝送線路パターンとその直下層の接地パターンを基板端面まで形成することが難しいため、その基板端面と前記接地パターンの端部との間には大きなパターンマージンが生じる。そのため、多層基板の端面近傍では、伝送線路を構成する接地パターンを形成することができず、従って、その領域においても、伝送線路のインピーダンスが大幅に乱れ、誘電性を引き起こすという問題がある。
【０００６】
そこで、上記従来の同軸コネクタと多相基板との接続構造では、同軸コネクタに容量性の同軸線路を設けることによって、上述のような伝送線路の誘電性を打ち消す構成とし、これにより、インピーダンス整合を図り、その特性を確保するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の同軸コネクタと多相基板との接続構造は以上のように構成されているので、インピーダンス整合が成されるように設計された周波数近傍では、同軸コネクタに設けられた容量性の同軸線路と同軸コネクタと多層基板間の接合部分による誘電性の伝送線路が互いに容量性、誘電性を打ち消してマッチングが取られることにより、インピーダンスの乱れが少なく、ある程度のリターンロス特性を得ることができる。しかしながら、設計周波数から離れた周波数では、マッチングが取れなくなり、同軸コネクタと多層基板との間の接合部分によるインピーダンスの乱れが増大し、高周波回路に不可欠な低リターンロス特性を得ることが難しく、これらの要因から上記従来の同軸コネクタと多相基板との接続構造では、広帯域に良好なリターンロス特性を得ることが非常に困難となり、近年に見られる通信装置の広帯域化に対応することができないという課題があった。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、同軸コネクタと基板との電気的接合部分によるインピーダンスの乱れを大幅に軽減することができて優れたリターンロス特性を広帯域で確保することができる同軸コネクタと多相基板との接続構造を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る同軸コネクタと多層基板との接続構造は、筺体と、この筺体に設けられ、芯線を有する同軸コネクタと、筺体に設けられ、第１の信号線パターンを有する多層基板と、この多層基板と同軸コネクタとの間の筺体に設けられ、第２の信号線パターンを有し、多層基板の厚さよりも薄く形成した仲介用基板と、同軸コネクタの芯線と第２の信号線パターンとを電気的に接続する接続手段と、第２の信号線パターンに第１の信号線パターンを電気的に接続し、多層基板の内部への電磁界分布を抑制する伝送線路とを備えたものである。
【００１０】
この発明に係る同軸コネクタと多層基板との接続構造は、上段及び下段、並びにその上段に隣接した側壁を形成した筺体と、側壁に設けられ、芯線を有する同軸コネクタと、下段に設けられ、第１の信号線パターンを有する多層基板と、上段に設けられ、第２の信号線パターンを有する仲介用基板と、同軸コネクタの芯線と第２の信号線パターンとを電気的に接続した接続手段と、第２の信号線パターンに第１の信号線パターンを電気的に接続し、多層基板の内部への電磁界分布を抑制する伝送線路とを備えたものである。
【００１１】
この発明に係る同軸コネクタと多層基板との接続構造は、伝送線路がコプレーナ型伝送線路であることを特徴とするものである。
【００１２】
この発明に係る同軸コネクタと多層基板との接続構造は、第１の信号線パターンを有する多層基板は、マイクロストリップライン型伝送線路又はコプレーナ型伝送線路であることを特徴とするものである。
【００１３】
この発明に係る同軸コネクタと多層基板との接続構造は、仲介用基板が第２の裏面接地パターンを有し、この第２の裏面接地パターンと第２の表面信号線パターンとを多層基板の側において形成したビアホールにより電気的に接続したことを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による同軸コネクタと多相基板との接続構造を示す縦断側面図、図２は図１の一部切欠平面図である。
図１および図２に示すように、導電性の筐体１には同軸コネクタ１０と多層基板（高周波基板）２０とが実装され、その同軸コネクタ１０と多層基板２０との間には両者を電気的に接続する仲介用基板３０が配置されている。
【００１５】
さらに詳述すると、前記筐体１の側壁にはコネクタ取付孔２が設けられ、このコネクタ取付孔２に同軸コネクタ１０の芯線１１が絶縁体１２を介して挿入されている。また、前記筐体１の内壁に仲介用基板３０が実装されている。その仲介用基板３０は、表面にマイクロストリップライン型伝送線路を構成する信号線パターン３１が形成され、かつ裏面にマイクロストリップライン型伝送線路接地パターン（以下、接地パターンという）３２が形成された両面基板からなって、その一端側近傍（コネクタ取付孔２と反対側端部近傍）には、基板表層と前記接地パターン３２とを電気的に接続するビアホール３３が設けられている。ここで、上述のようにコネクタ取付孔２に挿入された同軸コネクタ１０の芯線１１は、前記筐体１の内壁に実装された仲介用基板３０の信号線パターン３１上に延びて当該信号線パターン３１に半田等の蝋材で電気的に接続されている。
【００１６】
また、前記筐体１の内壁には、そのコネクタ取付孔２との反対側に前記仲介基板３０と隣り合うように多層基板２０が実装されている。その多層基板２０は、表面のマイクロストリップライン型伝送線路を構成する信号線パターン２１と、基板内層のマイクロストリップライン伝送線路接地パターン（以下、基板内層接地パターンという）２２と、基板裏面接地パターン２３とを有すると共に、それらのパターン２２，２３と基板表層の相互を前記仲介用基板３０寄りで電気的に接続するビアホール２４を有している。
【００１７】
そして、前記多層基板２０と仲介用基板３０との隣接側表面において、その両者の信号線パターン２１，３１の相互がリボンボンディング等で電気的に接続されている。同様にして、前記ビアホール２４，３３の相互がリボンボンディング等によって電気的に接続されている。このようにして、仲介用基板３０の信号線パターン３１と多層基板２０の表面の信号線パターン２１、そして各接地パターン２２，２３，３２とがコプレーナ型伝送線路４０，４０ａで電気的に接続された伝送線路が形成される。すなわち、その伝送線路は、仲介用基板３０と多層基板２０とに跨って連続した高周波伝送線路を構成しているものである。
【００１８】
次に動作について説明する。
同軸コネクタ１０から入力された高周波信号は、同軸コネクタ１０の芯線１１と仲介用基板３０の信号線パターン３１との接合部分を通過して前記信号線パターンによって構成されるマイクロストリップライン型伝送線路３１を伝播した後、コプレーナ型伝送線路４０を通過し、次いで多層基板２０上の信号線パターンによって構成されるマイクロストリップライン型伝送線路２１を伝播して行く。その逆方向の伝播路の場合にあっても、多層基板２０表面の信号線パターン２１によって構成されるマイクロストリップライン型伝送線路を伝播してきた高周波信号は、コプレーナ型伝送線路４０を通過した後、仲介用基板３０上の信号線パターン３１によって構成されるマイクロストリップライン型伝送線路を伝播し、同軸コネクタ１０の芯線１１と仲介用基板３０上の信号線パターン３１との接合部分を通過し、同軸コネクタ１０へと伝播して行く。
【００１９】
以上説明した実施の形態１によれば、導電性の筐体１に実装された多層基板２０と同軸コネクタ１０との間に仲介用基板３０を配置し、当該仲介用基板３０上の信号線パターン３１と前記同軸コネクタ１０の芯線１１とを電気的に接続すると共に、前記仲介用基板３０上の信号線パターン３１と多層基板２０の表面信号線パターン２１とをコプレーナ型伝送線路４０で電気的に接続するように構成したので、インピーダンスの乱れが大幅に軽減できて優れたリターンロス特性を広帯域に確保することができるという効果がある。
【００２０】
すなわち、上記実施の形態１によれば、同軸コネクタ１０と仲介用基板３０との電気的接合部分ではインピーダンスの乱れが生じるが、多層基板２０の回路とは異なり、仲介用基板３０上には制御系回路を搭載する必要がなく、このため、前記仲介用基板３０を最適な基板形状および設計とすることができる。そのため、仲介用基板３０においては、その厚みを極力薄くすることができ、これにより、多層基板２０を同軸コネクタ１０に対して電気的に直接接続する構造に比べて、仲介用基板３０の表面の信号線パターン３１と裏面の接地パターン３２および筐体上の接地面と同軸コネクタの芯線１１とを大幅に近づけることができ、この領域においては、伝送線路としてのインピーダンスの乱れを大きく改善できるという効果がある。
【００２１】
さらに、前記多層基板２０では、最上層の信号線パターン２１とその直下の内層接地パターン２２とによって形成されているマイクロストリップライン型伝送線路の前記内層接地パターン２２を基板端面まで形成することが難しいために、その内層接地パターン２２の端面と基板端面との間にはパターンマージンＭ１（図１および図２参照）が生じるが、前記仲介用基板３０は多層基板ではなく単層の両面基板からなっているので、前記仲介用基板３０として例えばアルミナ基板を用いることにより、その基板裏面の接地パターン３２の端面と基板端面との間のパターンマージンＭ２を大幅に狭めることができる。すなわち、前記仲介用基板３０にあっては、その裏面の接地パターン３２を基板端面近くまで形成することができ、このため、多層基板２０で生じていた基板端面付近での伝送線路のインピーダンスの乱れを大幅に軽減することが可能になるという効果がある。その結果、上述のような同軸コネクタ１０と仲介用基板３０との接合によって、広帯域に優れたリターンロス特性を得ることができるという効果がある。
【００２２】
ここで、多層基板２０と仲介用基板３０の表面に共通のマイクロストリップライン型伝送線路を形成する信号線パターン２１，３１同士を接続し、その両基板２０，３０間を接続するような構造にすると、多層基板２０の内層パターンマージンＭ１や多層基板２０の厚みおよび基板ギャップ壁の厚みが大きいため、両基板２０，３０間の接合部分で大幅にインピーダンスが乱れ、良好なリターンロス特性を得ることができない。
【００２３】
しかし、上記実施の形態１では、仲介用基板３０上の信号線パターン３１と多層基板２０上の信号線パターン２１とをリボンボンディング等によるコプレーナ型伝送線路４０で接合したことにより、その接合部分での電磁界は、コプレーナ型伝送線路４０のみに集中して伝播し、基板内部への電磁界分布は激減するため、前記多層基板２０の内層接地パターン２２の有無による当該基板端面近くの伝送線路や基板ギャップ壁および多層基板２０の厚みによるインピーダンスの乱れの影響を殆ど受けなくなる。そのため、上述のような仲介用基板３０と多層基板２０との電気的接合においても、広帯域に良好なリターンロス特性を得ることができるという効果がある。その結果、同軸コネクタ１０から仲介用基板３０および多層基板２０に至る伝送線路全体においても広帯域に良好なリターンロス特性を得ることができるという効果がある。
【００２４】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による同軸コネクタと多相基板との接続構造を一部切欠して示す平面図であり、図１および図２と同一または相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施の形態２では、上記実施の形態１による同軸コネクタと多相基板との接続構造において、仲介用基板３０の同軸コネクタ１０側の端部付近にも２つの同軸コネクタ−仲介用基板間ビアホール３４を設け、当該ビアホール３４と導電性筐体１とをリボンボンディング等による２本の仲介用基板接続線路４１で電気的に接続する構成としたものである。
【００２５】
このような構成の実施の形態２によれば、２つの同軸コネクタ−仲介用基板間ビアホール３４から導電性筐体１に対し電気的に接続されている２本の同軸コネクタ−仲介用基板接続線路４１と同軸コネクタ１０の芯線１１とによって、コプレーナ型伝送線路が形成されるので、同軸コネクタ１０の芯線１１のみで同軸コネクタ１０と仲介用基板３０とを電気的に接続した場合よりもインピーダンスの乱れをいっそう効果的に抑止することができ、従って、上記実施の形態１の場合よりも、さらにリターンロスを改善することができるという効果がある。
【００２６】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３による同軸コネクタと多相基板との接続構造を一部切欠して示す平面図であり、図３との同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施の形態３では、上記実施の形態２による同軸コネクタと多相基板との接続構造において、仲介用基板３０の表面にマイクロストリップラインではなくコプレーナ型伝送線路３５を形成したものである。
【００２７】
このように上記実施の形態３では、仲介用基板３０の表面にコプレーナ型伝送線路３５を形成するように構成したので、同軸コネクタ−仲介用基板間ビアホール３４から導電性筐体１に接続されている２本の同軸コネクタ−仲介用基板接続線路４１と同軸コネクタ１０の芯線１１とによりコプレーナ型伝送線路が形成され、このコプレーナ型伝送線路から仲介用基板３０に電磁波が伝播される場合、また、その逆方向に電磁波が伝播される場合のいずれにおいても、常にコプレーナ型の電磁界伝送モードを保ったまま伝播することができ、そのため、マイクロストリップライン型とコプレーナ型の電磁界伝送モード変換の必要がある、仲介用基板３０表面にマイクロストリップライン型伝送線路が形成されている場合よりもリターンロスの劣化を抑止できるという効果がある。同様にして、仲介用基板３０からコプレーナ型伝送線路４０に電磁波を伝播する場合、または、その逆方向に電磁波を伝播する場合にも、常にコプレーナ型の電磁界伝送モードを保ったまま伝播することができるため、マイクロストリップライン型とコプレーナ型の電磁界伝送モード変換の必要がある、仲介用基板３０の表面にマイクロストリップライン型伝送線路のみを形成した場合よりもリターンロスの劣化を抑止できるという効果がある。従って、この実施の形態３では上記実施の形態２よりも、さらにリターンロスを改善できるという効果がある。
【００２８】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４による同軸コネクタと多相基板との接続構造を一部切欠して示す平面図であり、図３との同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
上記実施の形態３では、上記実施の形態２における仲介用基板３０上のマイクロストリップライン型伝送線路３１をコプレーナ型伝送線路３５に代えたが、この実施の形態４では、上記実施の形態２における多層基板２０上のマイクロストリップライン型伝送線路２１をコプレーナ型伝送線路２５に代えたものである。
【００２９】
この実施の形態４によれば、多層基板２０の表面に上記実施の形態２のマイクロストリップライン型伝送線路２１に代わるコプレーナ型伝送線路２５を形成するように構成したので、多層基板２０からコプレーナ型伝送線路２５に電磁波が伝播する場合、または、その逆方向に電磁波が伝播する場合のいずれにおいても、常にコプレーナ型の電磁波伝送モードを保ったまま伝播することができ、そのため、マイクロストリップライン型とコプレーナ型の電磁界伝送モード変換の必要がある、多層基板２０の表面にマイクロストリップライン型伝送線路を形成した場合よりもリターンロスの劣化を抑止できるという効果がある。従って、この実施の形態４では上記実施の形態２よりも、さらにリターンロスを改善できるという効果がある。
【００３０】
実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５による同軸コネクタと多相基板との接続構造を一部切欠して示す平面図であり、図３との同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施の形態５では、仲介用基板３０と多層基板２０の両方の表面に、上記実施の形態２におけるマイクロストリップライン型伝送線路３１と２１に代わるコプレーナ型伝送線路３５と２５を形成したものである。
【００３１】
このように仲介用基板３０と多層基板２０の両方の表面にコプレーナ型伝送線路３５と２５を形成した実施の形態５によれば、同軸コネクタ−仲介用基板間ビアホール３４から導電性筐体１に接続されている２本の導電性筐体−仲介用基板接続線路４１と同軸コネクタ１０の芯線１１とによって形成されたコプレーナ型伝送線路から仲介用基板３０に電磁波が伝播される場合、または、その逆方向に電磁波が伝播される場合のいずれにおいても、常にコプレーナ型の電磁界伝送モードを保ったまま伝播することができ、そのため、マイクロストリップライン型とコプレーナ型の電磁界伝送モード変換の必要がある、仲介用基板３０の表面にマイクロストリップライン型伝送線路を形成した場合よりもリターンロスの劣化を抑制できるという効果がある。
【００３２】
また、仲介用基板３０からコプレーナ型伝送線路４０に電磁波が伝播する場合、また、その逆方向に電磁波が伝播する場合のいずれにおいても、常にコプレーナ型の電磁界伝送モードを保ったまま伝播することができるため、マイクロストリップライン型伝送線路が形成されている場合よりもリターンロスの劣化を抑止できるという効果がある。さらには、多層基板２０からコプレーナ型伝送線路４０に電磁波が伝播する場合や、その逆方向に電磁波を伝播する場合のいずれにおいても、常にコプレーナ型の電磁界伝送モードを保ったまま伝播することができるため、マイクロストリップライン型とコプレーナ型の電磁界伝送モード変換の必要がある、多層基板２０の表面にマイクロストリップライン型伝送線路を形成した場合よりもリターンロスの劣化を抑止できるという効果がある。従って、この実施の形態５では、上記実施の形態２よりも、さらにリターンロスを改善できるという効果がある。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、導電性の筐体内に実装した高周波基板と同軸コネクタとの間に、その両者を電気的に接続する仲介用基板を配置するように構成したので、前記仲介用基板上には制御系回路を搭載する必要がなく、このため、その仲介用基板として単層の両面基板を適用することが可能となって当該仲介用基板の厚みを極力薄くすることができ、多層基板と同軸コネクタとを電気的に直接接続した従来の接合構造に比べて、前記仲介用基板の信号線パターンと同軸コネクタの芯線を接地面に対し大幅に接近させることができ、伝送線路としてのインピーダンスの乱れを大きく改善できて広帯域に優れたリターンロス特性を確保できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による同軸コネクタと多相基板との接続構造を示す縦断側面図である。
【図２】図１の一部切欠平面図である。
【図３】この発明の実施の形態２による同軸コネクタと多相基板との接続構造を一部切欠して示す平面図である。
【図４】この発明の実施の形態３による同軸コネクタと多相基板との接続構造を一部切欠して示す平面図である。
【図５】この発明の実施の形態４による同軸コネクタと多相基板との接続構造を一部切欠して示す平面図である。
【図６】この発明の実施の形態５による同軸コネクタと多相基板との接続構造を一部切欠して示す平面図である。
【符号の説明】
１  筐体、２  コネクタ取付孔、１０  同軸コネクタ、１１  芯線、１２  絶縁体、２０  多層基板（高周波基板）、２１  信号線パターン（マイクロストリップライン型伝送線路）、２２，２３  接地パターン（マイクロストリップライン型伝送線路）、２４  ビアホール、２５  コプレーナ型伝送線路、３０  仲介用基板、３１  信号線パターン（マイクロストリップライン型伝送線路）、３２  接地パターン（マイクロストリップライン型伝送線路）、３３  ビアホール、３４  同軸コネクタ−仲介用基板間ビアホール、３５  コプレーナ型伝送線路、４０，４０ａ  コプレーナ型伝送線路、４１  導電性筐体−仲介用基板接続線路、Ｍ１，Ｍ２  パターンマージン。