(57)【要約】  【課題】  従来のインピーダンス整合コネクタは、ストリップライン構造を形成するためにグランド端子を多く必要とし、伝送線路構造の自由度が小さくなってしまうことがあった。  【解決手段】  所定の電気信号を伝送する伝送線路１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅと、伝送線路１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅから分岐された、所定の電気的長さを有するオープンスタブ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅとを備えた、インピーダンス整合コネクタである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の電気信号を伝送する伝送線路と、
前記伝送線路から分岐された、所定の電気的長さを有するスタブとを備えた、インピーダンス整合コネクタ。
【請求項２】
前記所定の電気的長さは、前記所定の電気信号を伝送する伝送波の反射波を抑制できる長さである請求項１記載の、インピーダンス整合コネクタ。
【請求項３】
前記反射波を抑制できる長さは、実質的に前記反射波の波長の四分の一の長さである請求項２記載の、インピーダンス整合コネクタ。
【請求項４】
一端が前記伝送線路の一部に達する孔が形成された絶縁体をさらに備え、
前記スタブは、前記孔の内部に形成されている請求項１記載の、インピーダンス整合コネクタ。
【請求項５】
前記スタブは、前記孔に充填された導電性ペーストを利用して形成されたオープンスタブである請求項４記載の、インピーダンス整合コネクタ。
【請求項６】
前記スタブは、積層された導電性薄膜を利用して形成されたオープンスタブである請求項１記載の、インピーダンス整合コネクタ。
【請求項７】
前記伝送線路は、複数の配線を有している請求項１記載の、インピーダンス整合コネクタ。
【請求項８】
請求項４記載の、インピーダンス整合コネクタの製造方法であって、
前記絶縁体に前記孔を形成する孔形成ステップと、
前記形成された孔の内部に前記スタブを形成するスタブ形成ステップとを備えた、インピーダンス整合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、複数のプリント配線板間にまたがる信号伝送路を接続するための高周波用コネクタなどとして利用できる、インピーダンス整合コネクタ、およびインピーダンス整合コネクタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインピーダンス整合型コネクタには、信号端子列を囲うようにグランドシェルを配置し、ストリップライン構造を形成するものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、図９を参照しながら、このような従来のインピーダンス整合型コネクタ（その１）についてより具体的に説明する。
【０００４】
なお、図９は、従来のインピーダンス整合型コネクタ（その１）の斜視図である。
【０００５】
このような従来のインピーダンス整合型コネクタ（その１）は、プラグコネクタ部材３０とジャックコネクタ部材３５とからなるプリント配線板の間の電気的接続のためのインピーダンス整合型電気コネクタであって、プラグコネクタ部材３０が絶縁材料からなるプラグハウジング３１と、平坦な幅広の雄導体３２と、第１および第２の列の雄信号端子３３と、プラグハウジングの外周面に取りつけられた導体のグランドシェル３４とを備え、幅広の雄導体３２およびグランドシェル３４が雄信号端子３３に対してストリップライン構造を形成し、ジャックコネクタ部材３５が、絶縁材料からなるジャックハウジング３６と、幅広の雌導体３７と、第１および第２の列の雌信号端子３８とからなっている。
【０００６】
つまり、雄信号端子３３は、絶縁材料からなるプラグハウジング３１を介して、幅広の雄導体３２およびプラグハウジング３１の外周面に取り付けられた導体のグランドシェル３４の間に配置されている。
【０００７】
このような構成により、インピーダンスが比較的安定なコネクタを形成することができるものである。
【０００８】
なお、従来のインピーダンス整合型コネクタには、ストリップライン状に配した信号端子列の間にインピーダンス整合用スペーサを挿入し、スペーサの特性を変化させるものもあった（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
ここで、図１０を参照しながら、このような従来のインピーダンス整合型コネクタ（その２）についてより具体的に説明する。
【００１０】
なお、図１０は、従来のインピーダンス整合型コネクタ（その２）の部分破断斜視図である。
【００１１】
このような従来のインピーダンス整合型コネクタ（その２）は、ハウジング２をもつコネクタ本体１にインピーダンス整合用スペーサ４を交換可能に装着するものであり、インピーダンス整合用スペーサ４は、ストリップライン構造のシグナル端子３とグランド端子５との間に差込まれる歯の厚さ寸法を変化させ、或いは誘電率が異なる素材を用いる等により、インピーダンスを変化させる要素を種々変更したものを予め準備しておき、その中から希望するインピーダンスに適合するインピーダンス整合用スペーサ４を選択し、これをコネクタ本体１に装着することにより、希望するインピーダンスに整合させる。
【００１２】
つまり、シグナル端子３は、グランド端子５と共にストリップライン構造を構成するようにコネクタ本体１に配置され、誘電体からなるインピーダンス整合スペーサ４は、シグナル端子３とグランド端子５との間に交換可能に装着する。
【００１３】
このような構成により、スペーサを取り替えることで比較的容易に所望のインピーダンスに整合させるというものである。
【特許文献１】特開平５−１３５８２６号公報（たとえば、第３、４頁、第１、２図）
【特許文献２】特開平１０−２７０１２４号公報（たとえば、第２、３頁、第１、２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、このような従来のインピーダンス整合コネクタは、ストリップライン構造を形成するためにグランド端子を多く必要とし、伝送線路構造の自由度が小さくなってしまうことがあるという課題があった。
【００１５】
なお、伝送線路構造の自由度が小さくなってしまうと、たとえば、プリント基板同士を直接的に接続する用途にしか利用できず、プリント基板同士をケーブルを利用して間接的に接続する用途には利用できないことがある。
【００１６】
本発明は、上記従来のこのような課題を考慮し、伝送線路構造の自由度がより大きなインピーダンス整合コネクタ、およびインピーダンス整合コネクタの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的は、以下のインピーダンス整合コネクタにより達成される。
【００１８】
所定の電気信号を伝送する伝送線路と、
前記伝送線路から分岐された、所定の電気的長さを有するスタブとを備えた、インピーダンス整合コネクタである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、伝送線路構造の自由度をより大きくすることができるという長所を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
はじめに、図１〜２を主として参照しながら、本発明の実施の形態１のインピーダンス整合コネクタの構成および動作について説明する。
【００２２】
なお、図１は、本発明の実施の形態１のインピーダンス整合型コネクタの模式的な斜視図である。
【００２３】
また、図２は、本発明の実施の形態１のインピーダンス整合型コネクタの模式的な左側面図である。
【００２４】
本実施の形態のインピーダンス整合コネクタは、電気信号をそれぞれ伝送する複数の配線である伝送線路１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅと、伝送線路１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅからそれぞれ分岐されたオープンスタブ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅとを備えている。
【００２５】
オープンスタブ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅの電気的長さは、電気信号を伝送する伝送波の反射波を抑制できる長さであって、実質的に反射波の波長の四分の一の長さである。
【００２６】
なお、電気信号を伝送する伝送波の反射波を抑制できる原理については、後に説明する。
【００２７】
本実施の形態のインピーダンス整合コネクタは、一端が伝送線路１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅの一部にそれぞれ達する孔１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅが各々接触しないように複数個形成された絶縁体本体１４０をさらに備え、オープンスタブ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅは、孔１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅの内部にそれぞれ形成されている。
【００２８】
絶縁体本体１４０は、絶縁体平板状部材１４１、絶縁体ブロック状部材１４２、および絶縁体コの字状部材１４３が一体的に組み合わされたものである。
【００２９】
絶縁体平板状部材１４１は、伝送線路１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅが上面部に形成される平板状の樹脂製部材である。
【００３０】
絶縁体ブロック状部材１４２は、孔１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅが貫通するように形成されたブロック状の樹脂製部材である。
【００３１】
絶縁体コの字状部材１４３は、図面上手前側に開口部をもつハウジングを形成するためのコの字状の樹脂製部材である。
【００３２】
オープンスタブ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅは、孔１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅに充填された導電性ペーストを利用してそれぞれ形成された開放端をもつ柱状のスタブである。
【００３３】
このように、本実施の形態のインピーダンス整合コネクタは、プリント配線板（図示省略）に実装され、他のプリント配線板（図示省略）やケーブル（図示省略）と接続されて、信号を伝送するための高周波用コネクタである。
【００３４】
なお、伝送線路１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅは、本発明の伝送線路に対応する。
【００３５】
また、オープンスタブ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅは、本発明のスタブに対応する。
【００３６】
また、絶縁体本体１４０は、本発明の絶縁体に対応する。
【００３７】
以上においては、本実施の形態のインピーダンス整合コネクタの構成および動作について説明した。
【００３８】
ここで、図３を主として参照しながら、電気信号を伝送する伝送波の反射波を抑制できる原理について説明する。
【００３９】
なお、図３は、本発明の実施の形態１の電気信号を伝送する伝送波の反射波を抑制できる原理の説明図である。
【００４０】
主経路３１０は、たとえば伝送線路１１０ａに対応しており、幅Ｈを有する、特性インピーダンスＺ０をもつ有限長の伝送線路である。
【００４１】
副経路３２０は、たとえばオープンスタブ１２０ａに対応しており、幅Ｈおよび長さＬを有する、主経路３１０から分岐された開放端をもつ分岐線路である。
【００４２】
以下においては、信号源（図示省略）が伝送線路の送信端３０１に接続されており、負荷インピーダンスＺｒをもつ負荷（図示省略）が伝送線路の受信端３０２に接続されているとして説明を行う。
【００４３】
なお、特性インピーダンスＺ０や負荷インピーダンスＺｒは電気信号を伝送する伝送波の波長に依存するが、伝送波の波長は、伝送波の周波数が従来の数百メガヘルツから近時の数ギガヘルツにまで高くなってきているため、短くなる傾向にある。
【００４４】
さて、負荷インピーダンスＺｒが特性インピーダンスＺ０と等しい場合には、伝送線路と負荷とはインピーダンス整合し、主経路３１０には電気信号を伝送する伝送波のみが進行波として伝搬し、移送される電力は最大となる。
【００４５】
しかしながら、負荷インピーダンスＺｒが特性インピーダンスＺ０と等しくない場合には、伝送線路と負荷とはインピーダンス整合せず、主経路３１０には伝送波のみならずその反射波が存在してしまい、移送される電力の損失が発生することになる。
【００４６】
主経路３１０に存在する反射波は、（１）主経路３１０の上を伝送波が伝搬する方向とは逆方向に引き返してきて、副経路３２０に入らずそのまま透過する波と、（２）主経路３１０の上を伝送波が伝搬する方向とは逆方向に引き返してきて、副経路３２０に入り、副経路３２０の開放端で全反射され、副経路３２０から出て、主経路３１０の上をまた逆方向に引き返してゆく波との合成波となる。
【００４７】
そこで、副経路３２０の長さＬと反射波の波長λとの間に、
（数１）
２Ｌ＝（ｎ−１／２）λ      （ｎは自然数）
のような関係が成立するようにすれば、上述の二つの波は互いに逆位相となって打ち消し合い、主経路３１０には見かけ上は伝送波のみが伝搬することになる。
【００４８】
もちろん、（数１）においてｎ＝１とすれば、
（数２）
Ｌ＝λ／４
のような前述の関係が成立する。
【００４９】
以上においては、電気信号を伝送する伝送波の反射波を抑制できる原理について説明した。
【００５０】
つぎに、図４〜６を主として参照しながら、本実施の形態のインピーダンス整合コネクタの製造方法について説明する。
【００５１】
なお、図４は、本発明の実施の形態１のインピーダンス整合型コネクタの製造方法における伝送線路形成ステップの模式的な説明図である。
【００５２】
また、図５は、本発明の実施の形態１のインピーダンス整合型コネクタの製造方法における孔形成ステップの模式的な説明図である。
【００５３】
また、図６は、本発明の実施の形態１のインピーダンス整合型コネクタの製造方法におけるスタブ形成ステップの模式的な説明図である。
【００５４】
伝送線路形成ステップ；はじめに、図４を主として参照しながら、伝送線路１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅを形成するための伝送線路形成ステップについて説明する。
【００５５】
伝送線路１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅを、図面上奧側の端部を回路基板などを半田付け可能な端子として利用できるよう突出させて、絶縁体平板状部材１４１の上面部にプリント形成する。
【００５６】
孔形成ステップ；つぎに、図５を主として参照しながら、孔１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅを形成するための孔形成ステップについて説明する。
【００５７】
孔１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅを、絶縁体ブロック状部材１４２を図面上上下方向に貫通穿孔して、つぎつぎとドリル形成する。
【００５８】
つぎに、孔１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅがドリル形成された絶縁体ブロック状部材１４２を、孔１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅの一端が伝送線路１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅの一部にそれぞれ達するように、伝送線路１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅがプリント形成された絶縁体平板状部材１４１の図面上奧側の上面部に固定する。
【００５９】
もちろん、絶縁体ブロック状部材１４２を絶縁体平板状部材１４１の上面部に固定してから、孔１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅをドリル形成してもよいが、孔１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅをドリル形成してから、絶縁体ブロック状部材１４２を絶縁体平板状部材１４１の上面部に固定すると、孔１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅをドリル形成するときに伝送線路１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅを誤って削ってしまう恐れがない。
【００６０】
スタブ形成ステップ；つぎに、図６を主として参照しながら、オープンスタブ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅを形成するためのスタブ形成ステップについて説明する。
【００６１】
オープンスタブ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅを、ドリル形成された孔１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅの内部に導電性ペーストを注入することにより、つぎつぎと充填形成する。
【００６２】
もちろん、注入する導電性ペーストの量は、たとえば導電性ペーストの透磁率に依存する自己インダクタンス値などの電気的性質を考慮して、オープンスタブ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅの電気的長さが前述した反射波の波長の四分の一の長さになるように制御する。
【００６３】
ハウジング形成ステップ；最後に、図１を主として参照しながら、ハウジングを形成するためのハウジング形成ステップについて説明する。
【００６４】
絶縁体コの字状部材１４３を、回路基板などを挿入可能なハウジングとして利用できるよう図面上手前側に開口部を形成して、伝送線路１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅがプリント形成された絶縁体平板状部材１４１の図面上手前側の上面部に固定する。
【００６５】
以上においては、本実施の形態のインピーダンス整合コネクタの製造方法について説明した。
【００６６】
なお、本発明のスタブは、上述した実施の形態１においては、孔１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅに充填された導電性ペーストを利用してそれぞれ形成された開放端をもつ柱状のオープンスタブ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅであった。
【００６７】
しかし、本発明のスタブは、たとえば、積層された導電性薄膜を利用して形成されたオープンスタブであってもよい。
【００６８】
このような場合には、導電性薄膜の積層数を伝送する電気信号に応じて調節することにより容易にインピーダンス整合を保証することができる。
【００６９】
また、本発明のスタブは、図７に示されているように、絶縁体本体１４０′を構成するための、絶縁体平板状部材１４１と絶縁体ブロック状部材１４２′との間に挿入された導電性薄膜を利用してそれぞれ形成された開放端をもつ切片状のオープンスタブ１２０ａ′、１２０ｂ′、１２０ｃ′、１２０ｄ′、１２０ｅ′であってもよい。
【００７０】
なお、図７は、本発明の実施の形態の、オープンスタブ１２０ａ′、１２０ｂ′、１２０ｃ′、１２０ｄ′、１２０ｅ′を備えたインピーダンス整合型コネクタの模式的な斜視図である。
【００７１】
このような場合には、回路構成に応じて、デバイス厚み方向のサイズの増加や電気的作用の影響を抑制することができる。
【００７２】
また、本発明のスタブは、図８に示されているように、シグナル端子３およびグランド端子５を利用して構成されるストリップライン構造と併用されるオープンスタブ１２０″であってもよい。
【００７３】
なお、図８は、本発明の実施の形態の、オープンスタブ１２０″を備えたインピーダンス整合型コネクタの模式的な斜視図である。
【００７４】
このような場合には、回路構成に応じて、伝送線路構造の自由度をより大きくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明のインピーダンス整合コネクタ、およびインピーダンス整合コネクタの製造方法は、伝送線路構造の自由度をより大きくすることができ、複数のプリント配線板間にまたがる信号伝送路を接続するための高周波用コネクタなどに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態１のインピーダンス整合型コネクタの模式的な斜視図
【図２】本発明の実施の形態１のインピーダンス整合型コネクタの模式的な左側面図
【図３】本発明の実施の形態１の電気信号を伝送する伝送波の反射波を抑制できる原理の説明図
【図４】本発明の実施の形態１のインピーダンス整合型コネクタの製造方法における伝送線路形成ステップの模式的な説明図
【図５】本発明の実施の形態１のインピーダンス整合型コネクタの製造方法における孔形成ステップの模式的な説明図
【図６】本発明の実施の形態１のインピーダンス整合型コネクタの製造方法におけるスタブ形成ステップの模式的な説明図
【図７】本発明の実施の形態の、オープンスタブ１２０ａ′、１２０ｂ′、１２０ｃ′、１２０ｄ′、１２０ｅ′を備えたインピーダンス整合型コネクタの模式的な斜視図
【図８】本発明の実施の形態の、オープンスタブ１２０″を備えたインピーダンス整合型コネクタの模式的な斜視図
【図９】従来のインピーダンス整合型コネクタ（その１）の斜視図
【図１０】従来のインピーダンス整合型コネクタ（その２）の部分破断斜視図
【符号の説明】
【００７７】
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅ  伝送線路
１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅ  オープンスタブ
１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅ  孔
１４０  絶縁体本体
１４１  絶縁体平板状部材
１４２  絶縁体ブロック状部材
１４３  絶縁体コの字状部材
【図１】
2007005087.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】
2007005087.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007005087.tif 000011
【図１０】
2007005087.tif 000012