(57)【要約】【課題】  ケーブル、もしくはプラグ側配線の取付け作業に優れ、かつ各線間のクロストークを低減させることができる電気コネクタを提供する。【解決手段】  複数本の信号線２及びドレイン線４を有するケーブル１とそのケーブル１に対応した複数本の配線１５，１６を有するプラグ１４とが接続される基板１２を内蔵した電気コネクタ１において、基板１２に、櫛歯状となるように溝２０ｃ，２０ｐを複数個形成したものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の信号線及びドレイン線を有するケーブルとそのケーブルに対応した複数本の配線を有するプラグとが接続される基板を内蔵した電気コネクタにおいて、前記基板に、櫛歯状となるように溝を複数個形成したことを特徴とする電気コネクタ。
【請求項２】
前記溝の底に半田付け用のランドを形成した請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項３】
前記溝に隣接する前記基板の凸部に、前記基板のグランド層と直結するビアホールを５００μｍ以下のピッチで設けた請求項１または２記載の電気コネクタ。
【請求項４】
前記基板の両面に前記溝を形成した請求項１〜３いずれかに記載の電気コネクタ。
【請求項５】
前記基板は、前記プラグ側の配線と一体成型される請求項１〜４いずれかに記載の電気コネクタ。
【請求項６】
請求項１〜５いずれかに記載された電気コネクタの製造方法であって、前記溝に前記ケーブルの信号線、もしくは前記プラグ側の配線をセットし、耐熱性と弾性を有する押え治具で押えながら、前記ランドに半田接続することを特徴とする電気コネクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブルとプラグとが接続される基板を内蔵した電気コネクタ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）および図１１に示すような電気コネクタ１１０は、プリント基板１１２を備えたコネクタ本体１１１を、金属製のシールドケース１１３に収納して内蔵した高速伝送用の基板内蔵型コネクタである。コネクタ本体１１１は、基板１１２と、基板１１２に半田接続される複数本のケーブル１の端末部と、プラグ１１４とで構成される。
【０００３】
基板１１２の上下（表裏）面には、各ケーブル１とプラグ１１４とを半田接続するための複数の半田付けランド１１５、各々のランド１１５を電気的に接続するための信号線配線パターン１１６、ＧＮＤ（グランド）配線パターンが形成される。
【０００４】
ケーブル１は、ケーブル導体（信号線）２をケーブル絶縁体３で被覆してなる信号伝送用コアを２本並列に設け、これら２本並列のコアとドレイン線４とをケーブルシールド５で覆い、さらにこのシールド５を図示しないシースで被覆した差動ケーブルである。プラグ１１４は、ケーブル１に対応した複数本のプラグ側配線１１７と、信号線配線パターンやＧＮＤ配線パターンが形成されたプラグ側配線板１１８とを備えている。
【０００５】
電気コネクタ１１０の製造時、端末処理した各ケーブル１は、それぞれのコアが縦列するように配列される。基板１１２表面の各々のランド１１５には、一方の信号線２とドレイン線４とが交互に配置されて半田接続され、基板１１２裏面の各々のランド１１５には、他方の信号線２が半田接続される。ケーブル１の反対側となる基板１１２表裏面の各々のランド１１５には、プラグ側配線１１７が半田接続され、基板１１２にプラグ１１４が接続される。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１４４３６９号公報
【特許文献２】特開２００３−２５７５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、電気コネクタ１１１は、基板１１２の同一平面に信号線２、ドレイン線４、プラグ側配線１１７を接続するので、ケーブル１、もしくはプラグ側配線１２７の取付けピッチが密にならざるを得ない場合において、ケーブル１、もしくはプラグ側配線１１７と基板１１２との半田付け作業が非常に困難になるという問題がある。
【０００９】
また、隣り合う各線間のクロストークが増大し、信号の伝送品質の低下を招くという問題もある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、ケーブル、もしくはプラグ側配線の取付け作業に優れ、かつ各線間のクロストークを低減させることができる電気コネクタ及びその製造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】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、複数本の信号線及びドレイン線を有するケーブルとそのケーブルに対応した複数本の配線を有するプラグとが接続される基板を内蔵した電気コネクタにおいて、前記基板に、櫛歯状となるように溝を複数個形成した電気コネクタである。
【００１２】
請求項２の発明は、前記溝の底に半田付け用のランドを形成した請求項１記載の電気コネクタである。
【００１３】
請求項３の発明は、前記溝に隣接する前記基板の凸部に、前記基板のグランド層と直結するビアホールを５００μｍ以下のピッチで設けた請求項１または２記載の電気コネクタである。
【００１４】
請求項４の発明は、前記基板の両面に前記溝を形成した請求項１〜３いずれかに記載の電気コネクタである。
【００１５】
請求項５の発明は、前記基板は、前記プラグ側の配線と一体成型される請求項１〜４いずれかに記載の電気コネクタである。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１〜５いずれかに記載された電気コネクタの製造方法であって、前記溝に前記ケーブルの信号線、もしくは前記プラグ側の配線をセットし、耐熱性と弾性を有する押え治具で押えながら、前記ランドに半田接続する電気コネクタの製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
【００１８】
（１）ケーブル、もしくはプラグ側配線の接続作業性が向上する。
【００１９】
（２）隣り合う各線間のクロストークを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２１】
図１（ａ）は、本発明の好適実施の形態を示す電気コネクタ本体を上面から見た分解平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の１Ｂ−１Ｂ線断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）の１Ｃ−１Ｃ線断面図である。図２（ａ）は図１（ａ）に示した基板の一例を示す斜視図、図２（ｂ）は図１（ａ）に示したプラグの一例を示す斜視図、図２（ｃ）は図１（ａ）に示した電気コネクタ本体の一例を示す斜視図である。
【００２２】
図１（ａ）〜図１（ｃ）では６本のケーブル１を接続する例、図２（ａ）〜図２（ｃ）では４本のケーブル１を接続する例で描いているが、本発明はケーブル１の本数に限定されない。
【００２３】
図１（ａ）〜図１（ｃ）および図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、本実施の形態に係る電気コネクタは、主としてＧＨｚ領域でのインピーダンス整合を実現するために、プリント基板（パドルカード）１２を備えたコネクタ本体１１を、図示しない金属製のシールドケース（シールドカバー、あるいはハウジング）に収納して内蔵した高速伝送用の基板内蔵型コネクタである。コネクタ本体１１は、基板１２と、基板１２に半田接続される複数本のケーブル１の端末部と、プラグ１４とで構成される。
【００２４】
プラグ１４の一端部の上下には、ケーブル１に対応したプラグ１４側の複数本の配線として、複数本の信号配線（信号ピン）１５と複数本のＧＮＤ（グランド）配線（グランドピン）１６とが、所定ピッチで交互に設けられる（図２（ｂ）ではＧＮＤ配線１６の一部を省略）。プラグ１４では、上側のＧＮＤ配線１６は上側の信号配線１５より高い位置に設けられ、下側のＧＮＤ配線１６と下側の信号配線１５は同じ高さに設けられる。プラグ１４の他端部には、信号線配線パターン１７とＧＮＤ配線パターン１８とが所定ピッチで交互に形成されたプラグ側配線板１９が設けられる。
【００２５】
基板１２は、上層基板１２ｕと下層基板１２ｄとの２層を積層して構成される。上層基板１２ｕの一端部（ケーブル接続部）には、櫛歯状となるように一方の信号線２を載置、あるいは収納するための切り欠き溝２０ｃが所定ピッチで複数個形成される。溝２０ｃに隣接する上層基板１２ｕの凸部２１ｃの表面には、ドレイン線４を半田接続するための半田付けランド２２ｄが形成される。
【００２６】
同様に、上層基板１２ｕの他端部（コネクタ接続部、あるいはプラグ接続部）には、櫛歯状となるように信号配線１５を載置、あるいは収納するための切り欠き溝２０ｐが所定ピッチで複数個形成される。各溝２０ｐに隣接する上層基板１２ｕの凸部２１ｐの表面には、ＧＮＤ配線１６を半田接続するための半田付けランド２２ｇが形成される。つまり、上層基板１２ｕは一端部と他端部で対称である。ランド２２ｄ，２２ｇを除く上層基板１２ｕの表面は、ＧＮＤ面である。
【００２７】
下層基板１２ｄの表裏面には、上層基板１２ｕの各溝２０ｃ，２０ｐ、各凸部２１ｃ，２１ｐに合わせて帯状の信号線配線パターン２３と、帯状のＧＮＤ配線パターン（ＧＮＤ層）２４とが交互に形成される。この下層基板１２ｄに上層基板１２ｕを重ね合わせて積層することで、各溝２０ｃの底に一方の信号線２を半田接続するための半田付けランド２２ｃが区画形成され、各溝２０ｐの底に信号配線１５を半田接続するための半田付けランド２２ｐが区画形成される。下層基板１２ｄとしては、板厚方向の中間に全てがグランド層であるＧＮＤベタ層を設けた３層構造の基板を用いてもよい。
【００２８】
ここで、電気コネクタの製造方法を説明する。
【００２９】
まず、端末処理した各ケーブル１をそれぞれのコアが縦列するように配列し、図３（ａ）に示すように、溝２０ｃのランド２２ｃ上に一方の信号線２をセットし、その上から耐熱性と弾性を有する押え治具３１で一方の信号線２を押えながら、ランド２２ｃに一方の信号線２を半田接続する。このとき、押え治具３１を加熱することで、押え治具３１を介して各一方の信号線２周囲の半田に熱が均等に伝わるので、基板１２に一方の信号線２を確実に半田接続できる。
【００３０】
また、図３（ｂ）に示すように、ランド２２ｄ上にドレイン線４をセットし、ランド２２ｄにドレイン線４を半田接続する。同様に基板１２の裏面に他方の信号線２を半田接続することで、図２（ｃ）に示すようにケーブル１の端末部と基板１２とを接続する。
【００３１】
詳細は図示していないが、プラグ１４についても同様に、溝２０ｐのランド２２ｐ上に信号配線１５をセットし、その上から図３（ａ）の押え治具３１で信号配線１５を押えながら、ランド２２ｐに信号配線１５を半田接続する。また、ランド２２ｇ上にＧＮＤ配線１６をセットし、ランド２２ｇにＧＮＤ配線１６を半田接続することで、図２（ｃ）に示すように基板１２とプラグ１４とを接続すれば、コネクタ本体１１が得られる。このコネクタ本体１１を図示しないシールドケースに収納すれば、電気コネクタが得られる。
【００３２】
本実施の形態の作用を説明する。
【００３３】
コネクタ本体１１を使用した電気コネクタは、上層基板１２ｕの一端部に、櫛歯状となるように溝２０ｃを複数個形成することで、溝２０ｃにケーブル１の一方の信号線２をセットし、押え治具３１で一方の信号線２を押えながら、溝２０ｃに形成されたランド２２ｃに半田接続作業を行うことにより、基板１２の異なる平面に信号線２とドレイン線４とが接続される。
【００３４】
したがって、ケーブル１の取付けピッチが密にならざるを得ない場合においても、信号線２を容易に整線でき、信号線２をランド２２ｃで確実に半田付けできるようになるため、ケーブル１と基板１２との半田付け作業が容易になり、ケーブル１の取付け作業に優れ、ケーブル１の接続作業性が向上する。これにより、配線接続作業の合理化を実現できる。
【００３５】
また、コネクタ本体１１を使用した電気コネクタは、上層基板１２ｕの他端部に、溝２０ｃと同様の溝２０ｐを複数個形成することで、上述と同様にして基板１２の異なる平面にプラグ１４の信号配線１５とＧＮＤ配線１６とが接続される。
【００３６】
したがって、プラグ側配線の取付けピッチが密にならざるを得ない場合においても、全ての信号配線１５を同時かつ容易にセットでき、信号配線１５をランド２２ｐで確実に半田付けできるようになるため、基板１２とプラグ側配線との半田付け作業が容易になり、プラグ側配線の取付け作業に優れ、プラグ側配線の接続作業性が向上する。
【００３７】
次に、第２の実施の形態を説明する。
【００３８】
図４（ａ）、図４（ｂ）および図５に示すように、基板４２は、図１および図２の基板１２の構成に加え、上層基板１２ｕの凸部２１ｃに、下層基板１２ｄのグランド層２４と直結し、凸部２１ｃの表面から下層基板１２ｄの裏面まで貫通するビアホール４３を５００μｍ以下のピッチｐで複数個形成すると共に、上層基板１２ｕの凸部２１ｐにも同様にしてビアホール４３を複数個形成したものである。
【００３９】
基板４２を使用した電気コネクタは、ビアホール４３によって、基板４２に接続された隣り合う信号線２間の電界結合や磁界結合よりも、各信号線２とビアホール４３間の電界結合や磁界結合が強くなるため、隣り合う信号線２間の電界結合や磁界結合を防ぐことができ、ＧＨｚ領域の周波数帯域においても、隣り合う信号線２間で生じるクロストークを低減させることができる。基板４２に接続された隣り合う信号配線１５についても同じ作用効果が得られる。
【００４０】
第３の実施の形態を説明する。
【００４１】
図６（ａ）〜図６（ｄ）および図７（ａ）〜図７（ｃ）に示すように、コネクタ本体６１は、図１および図２の基板１２が片面の両端部に溝２０ｃ，２０ｐを複数個形成したのに対し、基板６２の両面（表裏面）の両端部に溝２０ｃ，２０ｐを複数個形成したものである。各溝２０ｃ，２０ｐの底にはランド２２ｃ，２２ｐが区画形成される。
【００４２】
基板６２は、上層基板６２ｕと、中層基板６２ｍと、下層基板６２ｄとの３層を積層して構成される。基板６２ｕ，６２ｍは図１および図２の上層基板１２ｕ，１２ｄと同じ構成であり、基板６２ｄは、一端部にケーブル１の他方の信号線２が接続され、他端部にプラグ６４の下側の信号配線１５およびＧＮＤ配線１６が接続されるため、上層基板１２ｕからランド２２ｄ，２２ｇを除いた構成である。
【００４３】
基板６２ｕ，６２ｍとしては、図７（ａ）に示すように、図４および図５の基板４２と同じ構成であってもよい。この場合、基板６２ｄには、基板６２ｍのグランド層２４と直結し、基板６２ｕの表面から基板６２ｄの裏面まで貫通するビアホール４３を形成する。
【００４４】
また、図７（ｂ）に示すように、コネクタ本体６１を構成するプラグ６４では、上側のＧＮＤ配線１６は上側の信号配線１５より高い位置に設けられ、下側のＧＮＤ配線１６は下側の信号配線１５より低い位置に設けられる。
【００４５】
コネクタ本体６１を使用した電気コネクタは、基板６２の表裏面にケーブル１とプラグ側配線を接続することにより、実装性とクロストーク抑制の特徴を有しつつ、より高密度な配線接続が可能となる。
【００４６】
第４の実施の形態を説明する。
【００４７】
図８（ａ）〜図８（ｃ）および図９（ａ）〜図９（ｃ）に示すように、電気コネクタ８０は、上記実施の形態において、コネクタに内蔵されるとした基板８２そのものをプラグ８４側の配線、もしくはプラグ８４側の配線及びプラグ配線板と一体成型した構造である。
【００４８】
より詳細には、図９（ａ）示すように、基板８２は、例えば、上層基板８２ｕと、中層基板８２ｍと、下層基板８２ｄとの３層を積層して構成される。上層基板８２ｕの一端部は、図５の上層基板１２ｕの一端部と同じ構成である。下層基板８２ｄは上層基板８２ｕと同じ構成である。基板８２の一端部のビアホール４３は、上層基板８２ｕの表面から中層基板８２ｍを介して下層基板８２ｄの裏面まで貫通するように形成される。
【００４９】
中層基板８２ｍは、上層基板８２ｕや下層基板８２ｄよりも他端部側がプラグ８４まで長く、もしくはプラグ８４を越えて長く、かつ幅が等しく形成される。中層基板８２ｍの表裏面には、図５の下層基板１２ｄと同様に、信号線配線パターン２３と、ＧＮＤ配線パターン（ＧＮＤ層）２４とが交互に形成される。中層基板８２ｍの長さ方向の中央部、すなわちプラグ８４側の配線と一体になった部分のＧＮＤ配線パターン２４には、中層基板８２ｍの表面から裏面まで貫通するビアホール４３が形成される。この中層基板８２ｍとしては、図９（ｂ）に示すように、板厚方向の中間に全てがグランド層であるＧＮＤベタ層８２ｇを設けた３層構造の基板を用いてもよい。
【００５０】
コネクタ本体８１を使用した電気コネクタ８０は、基板８２がプラグ８４側の配線、もしくはプラグ８４側の配線及びプラグ側配線板と一体成型されるので、実装性とクロストーク抑制の特徴を有しつつ、部品点数を削減できる。また、基板８２にプラグ側の配線を半田接続する必要がないので、作業量の低減を実現することができる。
【００５１】
上記実施の形態では、基板の最上層又は／及び最下層に溝２０ｃ，２０ｐを形成した例で説明したが、基板の最上層とそれに隣接する複数層、又は／及び最下層とそれに隣接する複数層に溝２０ｃ，２０ｐを形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の電気コネクタは、特に高速伝送が要求され、かつ小型化が強く求められるコネクタ、もしくは複数本のケーブルをアッセンブルする必要があるコネクタに対して使用すると非常に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１（ａ）は本発明の好適実施の形態を示す電気コネクタ本体を上面から見た分解平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の１Ｂ−１Ｂ線断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）の１Ｃ−１Ｃ線断面図である。
【図２】図２（ａ）は図１（ａ）に示した基板の一例を示す斜視図、図２（ｂ）は図１（ａ）に示したプラグの一例を示す斜視図、図２（ｃ）は図１（ａ）に示した電気コネクタ本体の一例を示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）は信号線を接続する工程を示す横断面図、図３（ｂ）はドレイン線を接続する工程を示す横断面図である。
【図４】図４（ａ）は第２の実施の形態を示す電気コネクタに使用される基板を上面から見た平面図、図４（ｂ）はその４Ｂ−４Ｂ線断面図である。
【図５】図４（ａ）に示した基板の一例を示す斜視図である。
【図６】図６（ａ）は第３の実施の形態を示す電気コネクタ本体を上面から見た分解平面図、図６（ｂ）は下面から見た分解平面図、図６（ｃ）は図６（ａ）の６Ｃ−６Ｃ線断面図、図６（ｄ）は図６（ａ）の６Ｄ−６Ｄ線断面図である。
【図７】図７（ａ）は図６に示した基板の一例を示す斜視図、図７（ｂ）は図６に示したプラグの一例を示す斜視図、図７（ｃ）は図６に示した電気コネクタ本体の一例を示す斜視図である。
【図８】図８（ａ）は第４の実施の形態を示す電気コネクタの内部を下面から見た平面図、図８（ｂ）は上面から見た平面図、図８（ｃ）は第４の実施の形態を示す電気コネクタの縦断面図である。
【図９】図９（ａ）は図８に示した基板の一例を示す斜視図、図９（ｂ）は図８に示した基板の一例を示す斜視図、図９（ｃ）は図８に示した電気コネクタ本体の斜視図である。
【図１０】図１０（ａ）は背景技術の電気コネクタ内部を下面から見た平面図、図１０（ｂ）は上面から見た平面図、図１０（ｃ）は背景技術の電気コネクタの縦断面図である。
【図１１】図１０に示した電気コネクタの一例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  ケーブル
２  信号線
４  ドレイン線
１１  コネクタ本体
１２  基板
１４  プラグ
１５  プラグの信号配線
１６  プラグのＧＮＤ配線
２０ｃ，２０ｐ  溝
２２ｃ，２２ｄ，２２ｐ，２２ｇ  半田付けランド
【図１】
2005251680.tif 000003
【図２】
2005251680.tif 000004
【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】
2005251680.tif 000009
【図８】
2005251680.tif 000010
【図９】
2005251680.tif 000011
【図１０】
2005251680.tif 000012
【図１１】
2005251680.tif 000013