(57)【要約】【課題】小型電子機器等に用いられるノイズフィルタ付きコンデンサにおいて、コンデンサ等のノイズフィルタ部品が配線基板上に平面的に配置されているため、実装密度を高くすることが困難であるという課題を解決し、３次元的な構成とすることにより高い実装密度を実現できるシート状ノイズフィルタ内蔵コネクタとそれを実装した配線基板を提供する。【解決手段】コネクタ１１の底面に複数のＩ型接続ピン１２が設けられており、第１の電極１５ａ、１５ｂ、誘電体層１６ａ、１６ｂを介して形成された第２の電極１７を有するシート状ノイズフィルタ１３の貫通孔１０ａ、１０ｂの内壁に形成されたスルーホール導体１８ａ、１８ｂにコネクタ１１のＩ型接続ピン１２が挿入されてそれぞれ電気的に接続するとともに両者を強固に接着している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＩ型接続ピンを有するコネクタと、
前記Ｉ型接続ピンに対応する複数の貫通孔を有するシート状ノイズフィルタとからなり、
前記シート状ノイズフィルタには、前記Ｉ型接続ピンの径より大きい径を有する前記貫通孔と、前記貫通孔の両端の周囲に設けられた電極および前記貫通孔の内壁に設けられたスルーホール導体とが形成されており、前記コネクタの前記Ｉ型接続ピンが前記貫通孔に挿入されて前記電極および前記スルーホール導体と導電体材料によって電気的に接続されていることを特徴とするノイズフィルタ内蔵コネクタ。
【請求項２】
前記Ｉ型接続ピンの長さが、前記シート状ノイズフィルタの厚さの範囲内の長さであることを特徴とする請求項１に記載のノイズフィルタ内蔵コネクタ。
【請求項３】
前記Ｉ型接続ピンの長さが、前記シート状ノイズフィルタの前記貫通孔を貫通して前記シート状ノイズフィルタの外部に突出した長さを備えていることを特徴とする請求項１に記載のノイズフィルタ内蔵コネクタ。
【請求項４】
前記シート状ノイズフィルタに設けられている前記貫通孔の直径が、前記コネクタの前記Ｉ型接続ピンの直径の１２０〜２００％の範囲であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のノイズフィルタ内蔵コネクタ。
【請求項５】
前記シート状ノイズフィルタがフレキシブルフィルムを絶縁基材として構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載のノイズフィルタ内蔵コネクタ。
【請求項６】
前記フレキシブルフィルムが、ポリイミド、ｐ−アラミド、全芳香族ポリエステル、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルサルフォン、ポリエステルテレフタレート、およびポリフェニレンサルファイドの少なくともいずれかの合成樹脂フィルムであることを特徴とする請求項５に記載のノイズフィルタ内蔵コネクタ。
【請求項７】
請求項１、請求項２および請求項４から請求項６までのいずれかに記載のノイズフィルタ内蔵コネクタの前記電極が、配線基板に設けられた対応する電極端子にそれぞれ電気的に接続された構成を備えることを特徴とするノイズフィルタ内蔵コネクタ実装型配線基板。
【請求項８】
請求項１および請求項３から請求項６までのいずれかに記載のノイズフィルタ内蔵コネクタの前記Ｉ型接続ピンが、配線基板に設けられた端子孔の内部に挿入されることにより、前記配線基板の電極端子とそれぞれ電気的に接続された構成を備えることを特徴とするノイズフィルタ内蔵コネクタ実装型配線基板。
【請求項９】
請求項１および請求項３から請求項６までのいずれかに記載のノイズフィルタ内蔵コネクタの前記Ｉ型接続ピンが、配線基板に設けられた端子孔の内部に挿入されることにより、前記配線基板の内層に形成された任意の配線パターンの電極とそれぞれ電気的に接続された構成を備えるノイズフィルタ内蔵コネクタ実装型配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子機器を構成する配線基板における、電子装置のコネクタ等に関し、特にアンテナとして放射される不要なノイズを低減することができるノイズフィルタ内蔵コネクタとそれを用いた配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機等の高周波無線機器等において、配線基板間の電気的接続に使用されるコネクタの端子には高周波ノイズを除去するためのコンデンサ等のノイズ吸収用部品が接続されているのが一般的である。
【０００３】
図５は従来のノイズフィルタ付きコネクタの断面を示すものであり、表面に配線パターン１が形成された絶縁基板２の一方の面には複数のＬ型端子３を有するコネクタ４が表面実装されると同時にその対応するＬ型端子３にそれぞれ接続するコンデンサ等よりなるノイズフィルタ５が実装されている。
【０００４】
Ｌ型端子３はスルーホール導体６ａを介して絶縁基板２の他の面に形成されているグランド端子電極７ａに接続し、さらに配線パターン１を経由してノイズフィルタ５に接続してスルーホール導体６ｂを介して信号端子電極７ｂに接続した構造となっている。
【０００５】
このように従来の構成では絶縁基板２上にコネクタ４と多くのノイズフィルタ５が２次元的に配置されているために絶縁基板２の面積が大きくなり、高密度実装が困難となっており、また配線パターン１を経由しているため、配線距離が長くなっている。
【０００６】
一方、電子機器へ信号を伝達するための複数のコネクタピンとこのコネクタピンを囲むようにして接地電位に接続される金属製のシェルよりなる雄型コネクタと、この雄型コネクタの複数のピンに対応する複数の貫通孔を有する雌型コネクタからなるコネクタ部品ではシート状ノイズフィルタをコネクタピンに挿入して接続させる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３２９６０９号公報（第３頁左欄段落番号〔０００６〕、図４）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のノイズフィルタ付きコネクタの構造ではコネクタとノイズフィルタが絶縁基板の同一平面上に配置されているため、さらなる短配線化が困難であるという課題を有しており、またシート状ノイズフィルタを用いた端子ピン挿入型コネクタの場合、従来のシート状ノイズフィルタはその構造からある程度の厚さと硬さを必要とするため、電子機器薄型化への障害となっている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、複数のＩ型接続ピンを有するコネクタをそのＩ型接続ピンに対応する複数の貫通孔を有するシート状ノイズフィルタと一体化させた構成とし、シート状ノイズフィルタには、Ｉ型接続ピンの径より大きい径を有する貫通孔と、貫通孔の両端の周囲に設けられた電極および貫通孔の内壁に設けられたスルーホール導体とを形成し、コネクタのＩ型接続ピンを貫通孔に挿入して電極とＩ型接続ピンとを導電体材料によって電気的に接続したノイズフィルタ内蔵コネクタである。なお、導電体材料としては、例えばハンダや一般的な導電性接着剤を用いることができる。
【００１０】
さらにコネクタ本体のＩ型接続ピンの長さをシート状ノイズフィルタの厚さの範囲内としているため、コネクタ製造時においてＩ型接続ピンの長さにばらつきが生じてもシート状ノイズフィルタの厚さの範囲内であれば、そのばらつきを吸収することができ、収率の向上に寄与できる。
【００１１】
またコネクタ本体のＩ型接続ピンの長さを、シート状ノイズフィルタを貫通させてノイズフィルタの外部に突出させた長さとすることにより、このＩ型接続ピンを直接配線基板の接続用端子孔に挿入して多層配線基板上に実装する場合、任意の層の配線パターンの電極に接続することが可能であるため、短配線化に寄与することができる。
【００１２】
本発明において用いられるシート状ノイズフィルタは柔軟性を有するフレキシブルフィルムを絶縁基材とし、そこに形成される貫通孔の直径をＩ型接続ピンの直径の１２０〜２００％の範囲内としているため、柔軟なフレキシブルフィルムの難加工性から生じる寸法精度のばらつきを吸収することができ、コネクタとシート状ノイズフィルタとの位置合わせを、特別な位置決めのための部位設定を必要とせず容易に行うことができる。
【００１３】
さらに本発明のノイズフィルタ内蔵コネクタ実装型配線基板は、ノイズフィルタ内蔵コネクタのＩ型接続ピンを多層配線基板に設けられた端子孔の内部に挿入することにより、配線基板の内層に形成された任意の層の配線パターンの電極とそれぞれ電気的に接続することができる構成を備えているため、従来のようにコネクタ、ノイズフィルタおよび配線基板等を接合するための接着剤等を用いることなく、電子機器のより薄型化を可能とするノイズフィルタ内蔵コネクタ実装型配線基板を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態におけるノイズフィルタ内蔵コネクタを示す概略断面図であり、図１（ａ）に示すようにコネクタ１１の底面には複数のＩ型接続ピン１２が設けられている。
【００１６】
図１（ｂ）はコネクタ１１と一体化するためのシート状ノイズフィルタ１３の断面を示すものであり、ポリイミド等の弾性および柔軟性を有するフレキシブルフィルムよりなる絶縁層１４の一方の面には銅、ニッケルおよび金が順に蒸着またはメッキ形成された第１の電極１５ａ、１５ｂが形成され、誘電体層１６ａ、１６ｂを介して同じく銅、ニッケルおよび金が順に蒸着またはメッキ形成された第２の電極１７が形成されている。
【００１７】
第１の電極１５ａ、１５ｂは絶縁層１４に設けられた貫通孔１０ａ、１０ｂの内壁に形成されたスルーホール導体１８ａ、１８ｂによって絶縁層１４の他方の面に設けられている信号電極１９ａ、１９ｂとにそれぞれ接続している。また第２の電極１７はスルーホール導体１８ｃを介して接地電極２０に接続している。
【００１８】
図１（ｃ）はこのコネクタ１１とシート状ノイズフィルタ１３とを位置合わせして接合したものであり、コネクタ１１のＩ型接続ピン１２はシート状ノイズフィルタ１３の貫通孔１０ａ、１０ｂに挿入されてスルーホール導体１８ａ、１８ｂとそれぞれ電気的に接続されるとともに両者を強固に結合している。
【００１９】
本実施の形態においてスルーホール導体１８ａ、１８ｂは、第１の電極１５ａ、１５ｂ、信号電極１９ａ、１９ｂおよび接地電極２０等をメッキ形成する際に同時に貫通孔１０ａ、１０ｂの内壁にも形成することができ、この場合コネクタ１１のＩ型接続ピン１２はシート状ノイズフィルタ１３の貫通孔１０ａ、１０ｂに挿入されたのち、スルーホール導体１８ａ、１８ｂと導電体材料、例えばハンダによって接続される。
【００２０】
シート状ノイズフィルタ１３に形成される貫通孔１０ａ、１０ｂの直径はＩ型接続ピン１２の直径の１２０〜２００％の範囲内とすることがシート状ノイズフィルタ１３とコネクタ１１とを接続するときの位置合わせ工程における位置決め制御上望ましく、１２０％以下では位置合わせ工程における収率が低下し、２００％を越えるとノイズフィルタの集積密度が低下する。
【００２１】
なお、本実施の形態の場合、第１の電極、第２の電極を始め、各種の電極を銅、ニッケルおよび金の３層構造とした例について説明したが、銅のみを用いて形成することも可能である。
【００２２】
またスルーホール導体として銅、金、銀等の金属粉末を主成分とし、バインダとしてエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いた導電性ペーストを使用することも可能であり、Ｉ型接続ピンが挿入されたあと、熱硬化性樹脂の硬化温度に加熱することにより機械的、電気的に強固に接続することができる。
【００２３】
本実施の形態では図１より明らかなように、複数のＩ型接続ピン１２はその長さはほぼ同一寸法であることが望ましいが、もしその長さにばらつきが生じた場合でもＩ型接続ピン１２の寸法をシート状ノイズフィルタ１３の厚さの範囲内とすることにより、第１の電極１５ａ、１５ｂ、信号電極１９ａ、１９ｂをスルーホール導体１８ａ、１８ｂによって接続することができるため、コネクタ１１の製造時におけるＩ型接続ピン１２の長さばらつきによる収率の減少を軽減することが可能である。
【００２４】
図１（ｄ）は本実施の形態において、Ｉ型接続ピン１２の長さをシート状ノイズフィルタ１３の厚さとほぼ同じ寸法とした例について示しているが、この実施の形態の場合、図１より明らかなようにＩ型接続ピン１２の長さがスルーホール導体１８ａ、１８ｂの全体に亘って接続されており、コネクタ１１とシート状ノイズフィルタ１３との機械的接続強度がより強固なものとなっている。
【００２５】
（第２の実施の形態）
つぎに、図２は本発明の第２の実施の形態におけるノイズフィルタ内蔵コネクタを示す概略断面図であり、本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点はコネクタ２１に設けられているＩ型接続ピン２２の長さが、シート状ノイズフィルタ２３の厚さよりも長い寸法を備えていて、コネクタ２１とシート状ノイズフィルタ２３とを結合したときＩ型接続ピン２２の先端部分がシート状ノイズフィルタ２３の外面に突出している点である。
【００２６】
本実施の形態におけるシート状ノイズフィルタ２３の構成は、基本的に第１の実施の形態の場合と同様であるため詳しい説明は省略し、以下同一符号を用いて説明する。
【００２７】
本実施の形態におけるノイズフィルタ内蔵コネクタは図２より明らかなように、コネクタ２１のＩ型接続ピン２２をシート状ノイズフィルタ２３の貫通孔１０ａ、１０ｂに挿入し、シート状ノイズフィルタ２３と一体化したときＩ型接続ピン２２はシート状ノイズフィルタ２３の貫通孔１０ａ、１０ｂを貫通し、底面から突出した状態でスルーホール導体１８ａ、１８ｂとに接続される。
【００２８】
なお、本実施の形態においてもＩ型接続ピン２２とスルーホール導体１８ａ、１８ｂとの接続は導電体材料、例えばハンダ付けまたは導電性ペーストを用いて行うことができる。
【００２９】
上記本発明の第１の実施の形態および第２の実施の形態においては、シート状ノイズフィルタの絶縁層１４を構成するフレキシブルフィルムとしてポリイミドフィルムを用いた例について説明したが、その他ｐ−アラミド、全芳香族ポリエステル、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルサルフォン、ポリエステルテレフタレート、およびポリフェニレンサルファイド等の弾性および柔軟性を有するフレキシブルフィルムを用いても同様の効果を得ることができ、電子機器に装備された本発明に係わるノイズフィルタ内蔵コネクタに外部接続端子を脱着する際の機械的衝撃を緩和することにより高い接続信頼性を維持することができる。
【００３０】
このように本発明によれば、ノイズフィルタをシート状に構成し、コネクタと積層して配置するとともに、コネクタにＩ型接続ピンを設けてシート状ノイズフィルタの信号電極部に設けた貫通孔に挿入してスルーホール導体と接続しているため、その構成を３次元的に形成することができ、実装面積の低減に大いに役立つことが可能になるとともに短配線化も達成することができるため、ノイズ減少に大きな効果を得ることができる。
【００３１】
（第３の実施の形態）
つぎに本発明の第３の実施の形態におけるノイズフィルタ内蔵コネクタを実装した配線基板について説明する。
【００３２】
図３は、第１の実施の形態のノイズフィルタ内蔵コネクタを多層配線基板に実装した状態を示す部分拡大断面図であり、ノイズフィルタ内蔵コネクタ３１のＩ型接続ピン３２はシート状ノイズフィルタ３３の内層部に留まっている。したがって信号電極３４は、導電体材料３５、例えばハンダによって多層配線基板３６の電極３７に接続された構造となっている。
【００３３】
本実施の形態におけるノイズフィルタ内蔵コネクタ実装型配線基板では、コネクタの製造時に生じたピンの長さばらつきによってＩ型接続ピン３２はシート状ノイズフィルタ３３の厚さより短く形成されている場合がある。しかし、それによって生じたシート状ノイズフィルタ３３の貫通孔の空隙部にはスルーホール導体３９が形成されているため、導電体材料３５、例えばハンダを用いてリフローハンダ付けするときにハンダが効率よく充填され、高い接続信頼性を得ることができる。
【００３４】
（第４の実施の形態）
つぎに本発明の第４の実施の形態におけるノイズフィルタ内蔵コネクタを実装した配線基板について説明する。
【００３５】
図４は、第２の実施の形態におけるノイズフィルタ内蔵コネクタを多層配線基板に実装した状態を示す部分拡大断面図であり、ノイズフィルタ内蔵コネクタ４１のＩ型接続ピン４２はシート状ノイズフィルタ４３の厚さより長く突出して形成されているため、信号電極４４はその突出したＩ型接続ピン４２の先端部を介して多層配線基板４５の端子孔４６内に挿入されて任意の層の配線パターンの電極、例えば図４においては第２の配線パターンの電極４７および最外層配線パターンの電極４８に接続することができる。
【００３６】
本実施の形態の場合、Ｉ型接続ピン４２が、シート状ノイズフィルタ４３を貫通して多層配線基板４５の各層の任意の電極に直接電気的、機械的に接続しているため接続信頼性に優れているとともに、高い接合強度を得ることができる。
【００３７】
なお、上記第３の実施の形態および第４の実施の形態においては、コネクタとシート状ノイズフィルタとを接合したノイズフィルタ内蔵コネクタを用いて多層配線基板上に実装した例について説明したが、製造工程においてコネクタ、シート状ノイズフィルタおよび多層配線基板を位置合わせしてリフロー工程において同時に一括接合することによりノイズフィルタ内蔵コネクタ実装型配線基板を形成することも可能であり、製造工程を短縮化することができる。
【００３８】
【発明の効果】
上記各実施の形態より明らかなように本発明によれば、複数のＩ型接続ピンを有するコネクタをそのＩ型接続ピンに対応する複数の貫通孔を有するシート状ノイズフィルタと一体化させた構成とし、シート状ノイズフィルタには、Ｉ型接続ピンの径より大きい径を有する貫通孔と、貫通孔の両端の周囲に設けられた電極および貫通孔の内壁に設けられた高いハンダ濡れ性を備えるスルーホール導体とを形成し、コネクタのＩ型接続ピンを貫通孔に挿入して電極とＩ型接続ピンとをハンダによって電気的に接続した３次元構成としているために、配線基板上への実装面積を低減することができるとともに短配線化を達成することができるため、携帯電話等の小型電子機器のさらなる小型、薄型化と低ノイズ化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施の形態１におけるノイズフィルタ内蔵コネクタを示す概略断面図
【図２】同実施の形態２におけるノイズフィルタ内蔵コネクタの概略断面図
【図３】同実施の形態３におけるノイズフィルタ内蔵コネクタ実装型配線基板の部分拡大断面図
【図４】同実施の形態４におけるノイズフィルタ内蔵コネクタ実装型配線基板の部分拡大断面図
【図５】従来のノイズフィルタ付きコネクタの断面図
【符号の説明】
１０ａ，１０ｂ  貫通孔
１１，２１  コネクタ
１２，２２，３２，４２  Ｉ型接続ピン
１３，２３，３３，４３  シート状ノイズフィルタ
１４  絶縁層
１５ａ，１５ｂ  第１の電極
１６ａ，１６ｂ  誘電体層
１７  第２の電極
１８，１８ｂ，１８ｃ，３９  スルーホール導体
１９ａ，１９ｂ，３４，４４  信号電極
２０  接地電極
３１，４１  ノイズフィルタ内蔵コネクタ
３５  導電体材料
３６，４５  多層配線基板
３７  電極
４６  端子孔
４７  第２の配線パターンの電極
４８  最外層配線パターンの電極
【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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