(57)【要約】【課題】本発明は、プリント基板に関し、構成が大幅に複雑化することなく安価にかつ精度よくコネクタを介する外部との高周波信号の引き渡しにかかわる特性の劣化が回避されることを目的とする。【解決手段】コネクタを介する外部との高周波信号の引き渡しに供されるパターンが外層に形成され、かつ前記高周波信号を出力しあるいは取り込む回路の接地に供される接地パターンを有するプリント基板であって、前記コネクタが前記高周波信号の引き渡しに供される状態で前記コネクタの筐体が接触し得る前記プリント基板の側壁の内、前記コネクタに備えられて前記コネクタの中心導体を前記筐体に対して絶縁する絶縁体が接し得る部位以外の特定の部位に形成され、かつ前記接地パターンに接続された導体膜を有する。【選択図】図１
2012114365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コネクタを介する外部との高周波信号の引き渡しに供されるパターンが外層に形成され、かつ前記高周波信号を出力しあるいは取り込む回路の接地に供される接地パターンを有するプリント基板であって、
前記コネクタが前記高周波信号の引き渡しに供される状態で前記コネクタの筐体が接触し得る前記プリント基板の側壁の内、前記コネクタに備えられて前記コネクタの中心導体を前記筐体に対して絶縁する絶縁体が接し得る部位以外の特定の部位に形成され、かつ前記接地パターンに接続された導体膜を有する
ことを特徴とするプリント基板。
【請求項２】
請求項１に記載のプリント基板において、
前記接地パターンは、
前記プリント基板の内層に形成され、かつ前記特定の部位で前記導体膜に接続された
ことを特徴とするプリント基板。
【請求項３】
コネクタを介する外部との高周波信号の引き渡しに供されるパターンが形成され、かつ前記高周波信号を出力しあるいは取り込む回路の接地に供される接地パターンを有するプリント基板であって、
前記接地パターンの配置、形状、寸法の全てまたは一部は、
前記パターンを介して前記回路に至る区間と、前記回路から前記接地パターンを介して前記コネクタの筐体に至る区間との双方もしくは何れか一方のインダクタンスを緩和し、あるいは相殺する静電容量が前記接地パターンとの間に形成される形態に設定された
ことを特徴とするプリント基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コネクタを介する外部との高周波信号の引き渡しに供されるパターンが外層に形成され、その高周波数信号を出力しあるいは取り込む回路が接地される接地パターンを有するプリント基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、電子装置の多くは、インピーダンス、クロストークおよび伝搬遅延時間の低減に併せて電磁障害の抑制にかかわる厳しい規格や仕様の確保のために、多層プリント基板が採用され、軽薄短小化が図られている。
【０００３】
従来、このような多層プリント基板は、その上に実装された高周波回路と外部との間でコネクタを介する所望の高周波信号の引き渡しを実現するために、例えば、図５ないし図８の何れかに図示されるように構成されていた。
【０００４】
〔第一の従来例（図５）〕
(1) コネクタ４０の中心導体４１Ｓに半田付けされることにより上記高周波信号を外部に導く信号パターン５１Ｓが第一層である外層に形成される。
(2) 第二層にアースプレーン等として接地パターン５１Ｇが形成される。
【０００５】
(3) 上記接地パターン５１Ｇに至る接地路を第四層である外層に拡張するスルーホール５３が第二層とその第四層との間に形成される。
(4) コネクタ４０の外部導体４１Ｇに接触した状態で半田付け可能な部位まで、上記接地路をスルーホール５３から延長する副接地用パターン５４が第四層に形成される。
【０００６】
〔第二の従来例（図６）〕
(1) コネクタ４０の中心導体４１Ｓに半田付けされることにより高周波信号を外部に導く信号パターン６１Ｓが外層に形成される。
(2) 高周波回路が接地され、かつ半田付けによりコネクタ４０の外部導体４１Ｇに接続される接地パターン６１Ｇが上記信号パターン６１Ｓと共に外層に形成される。
【０００７】
〔第三の従来例（図７）〕
プリント基板の側壁に形成され、かつコネクタ４０の外部導体４１Ｇに直接接触しあるいは半田付け等により接続されると共に、接地パターン６１Ｇに連なる一対のメッキ電極６１Ｍが形成された点を除いて第二の従来例と同様に形成される。
【０００８】
〔第四の従来例（図８）〕
(1) コネクタ４０の中心導体４１Ｓに半田付けされることにより高周波信号を外部に導く信号パターン７１Ｓが第一層である外層に形成される。
(2) コネクタ４０の外部導体４１Ｇに半田付け可能な側壁に金属膜７２がメッキとして形成される。
【０００９】
(3) 上記金属膜７２に導通したアースプレーン等として、接地パターン７１Ｇが第四層である外層に形成される。
(4) 上記金属膜７２と中心導体４１Ｓとの接触の回避のために、既述の第一層と側壁との境界を含む縁部が予め削られる。
【００１０】
なお、本発明に関連性がある先行技術としては、例えば、「多層プリント配線板と横付け型同軸コネクタとの接続構造であって、上記多層プリント配線板には、マイクロストリップ線路と、上記マイクロストリップ線路に接続された接続パッドと、上記接続パッドの直下の箇所に抜き部が設けられているグランドプレーン層と、上記多層プリント配線板の表面及び裏面のそれぞれに形成され、上記グランドプレーン層にスルーホールで接続された表面グランドパッド及び裏面グランドパッドと、上記グランドプレーン層と接続された端面スルーホールと、が設けられており、また、上記横付け型同軸コネクタは、中心導体、グランド部及びグランド面を有し、上記中心導体が上記多層プリント配線板の接続パッドに接続され、上記グランド部が上記多層プリント配線板の表面グランドパッド及び裏面グランドパッドに接続されており、さらに、上記グランド面が上記多層プリント配線板の端面スルーホールに接続されていることを特徴とする多層プリント配線板と横付け型同軸コネクタとの接続構造」ことにより、「高周波帯域まで伝送信号の伝送特性の劣化が抑制される」点に特徴がある多層プリント配線板（特許文献１）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−８９１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、上述した第一の従来例では、外部導体４１Ｇは、金属膜５２、副接地用パターン５４およびスルーホール５３を含む長い接地路を介して接地パターン５１Ｇに接地される。
【００１３】
また、第二および第三の従来例では、例えば、図９に示すように、アルミニューム製の筐体８０に形成された連通孔８０Ｈに、コネクタ４０が有する絶縁材４１Ｉ（中心導体４１Ｓと外部導体４１Ｇとの間における絶縁を実現する。）が挿入された状態で、その中心導体４１Ｓが信号パターン６１Ｓに半田付けされる場合には、接地パターン６１Ｇから外部導体４１Ｇに至る接地路は、同図に二点鎖線で示すように長くなり、しかも、基板間等の接続に好適なＧＳＧ接続構造が損なわれる。
【００１４】
さらに、第四の従来例では、図８に示すように、第一層と側壁との境界を含む縁部が金属膜７２と中心導体４１Ｓとの接触の回避のために予め削られるために、コネクタ４０と信号パターン７１Ｓとの間における総合的な伝達特性（既述のインダクタンスだけではなく、中心導体４１Ｓとその周辺との間に形成される浮遊容量を含む。）の偏差は、このような加工の精度に応じて大幅に変化し得る。
【００１５】
したがって、既述の第一ないし第四の従来例では、何れも、接地路のインピーダンスが高くなり、しかも、このようなインピーダンスの低減は、機械的な構造や寸法にかかわる制約の下で限界があった。
【００１６】
本発明は、構成が大幅に複雑化することなく安価にかつ精度よく、コネクタを介する外部との高周波信号の引き渡しにかかわる特性の劣化が回避されるプリント基板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】
請求項１に記載の発明では、コネクタを介する外部との高周波信号の引き渡しに供されるパターンが外層に形成され、かつ前記高周波信号を出力しあるいは取り込む回路の接地に供される接地パターンを有するプリント基板において、導体膜は、前記コネクタが前記高周波信号の引き渡しに供される状態で前記コネクタの筐体が接触し得る前記プリント基板の側壁の内、前記コネクタに備えられて前記コネクタの中心導体を前記筐体に対して絶縁する絶縁体が接し得る部位以外の特定の部位に形成され、かつ前記接地パターンに接続される。
【００１８】
すなわち、導体膜は、上記コネクタを介して外部との高周波信号の引き渡しに供されるパターンの仮想的な延長線上には該当しない箇所であって、そのパターンと既述の接地パターンとの双方に対する相対位置が成膜により精度よく定まるプリント基板の側壁上に形成される。
【００１９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のプリント基板において、前記接地パターンは、前記プリント基板の内層に形成され、かつ前記特定の部位で前記導体膜に接続される。
【００２０】
すなわち、導体膜は、スルーホールその他のプリントパターンを介することなく直接接地パターンに接続される。
【００２１】
請求項３に記載の発明では、コネクタを介する外部との高周波信号の引き渡しに供されるパターンが形成され、かつ前記高周波信号を出力しあるいは取り込む回路の接地に供される接地パターンを有するプリント基板であって、前記接地パターンの配置、形状、寸法の全てまたは一部は、前記パターンを介して前記回路に至る区間と、前記回路から前記接地パターンを介して前記コネクタの筐体に至る区間との双方もしくは何れか一方のインダクタンスを緩和し、あるいは相殺する静電容量が前記接地パターンとの間に形成される形態に設定される。
【００２２】
すなわち、上記２つの区間の双方もしくは一方のインダクタンスは、ディスクリート部品が介在することなく確保される静電容量によって緩和され、あるいは相殺される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、上記高周波信号のコネクタを介する引き渡しは、コストの増加および構成の複雑化と、インピーダンスの不整合に起因する特性の劣化とを伴うことなく、精度よく安定に実現される。
【００２４】
また、本発明に係るプリント基板に備えられた接地パターンは、低いインピーダンスによりコネクタの外部導体や筐体に接続され、インピーダンスの不整合に起因する特性の劣化が精度よく安定に回避される。
【００２５】
さらに、本発明によれば、コネクタを介する外部との高周波信号の引き渡しは、プリント基板に形成される回路の構成、寸法および配置の多様な形態に柔軟に適応して、精度よく安定にインピーダンスの不整合に起因する特性の劣化を伴うことなく実現される。
【００２６】
したがって、本発明が適用された装置やシステムは、価格性能比に併せて、総合的な信頼製および性能が確度高く安定に高められる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態の構成を示す斜視図である。
【図２】本実施形態の要部の上面図および側面図図である。
【図３】図１のＡ−Ａ′断面およびこれに対応する同軸コネクタの断面を示す図である。
【図４】本実施形態の他の構成を示す図である。
【図５】第一の従来例の構成を示す図である。
【００２８】
【図６】第二の従来例の構成を示す図である。
【図７】第三の従来例の構成を示す図である。
【図８】第四の従来例の構成を示す図である。
【図９】第二および第三の従来例の課題を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態の構成を示す斜視図である。
図２は、本実施形態の要部の上面図および側面図である。
図３は、図１のＡ−Ａ′断面およびこれに対応する同軸コネクタの断面を示す図である。
【００３０】
図１ないし図３において、４層プリント基板１０は、アルミニューム製のＬ字状のアングル部材として構成され筐体２０の底部に配置され、その筐体２０の側面には円形の貫通孔２０Ｈが形成される。
【００３１】
４層プリント基板１０は、以下の構成要素から構成される。
(1) 第一層である外層の内、かつ上記貫通孔２０Ｈの中心軸の仮想的な延長線上に相当する領域に形成された略直線上の信号パターン１０Ｓ
(2) 上記第一層において、その信号パターン１０Ｓの両側に隣接して確保され、かつ上記貫通孔２０Ｈの開口部に近い領域（以下、「くびれ部位」という。）においてくびれた２つの分離帯１０ｉ-1，１０ｉ-2
【００３２】
(3) 上記第一層の内、既述の信号パターン１０Ｓと分離帯１０ｉ-1，１０ｉ-2とを除いた残りの２つの領域にそれぞれプレーン状に形成された接地パターン１０Ｇ-1、１０Ｇ-2
(4) 第二層の大半にプレーン状に形成されたグランドプレーン１０ＧＰ
【００３３】
(5) 上記２つの分離帯１０ｉ-1、１０ｉ-2のくびれ部位を補完する接地パターン１０Ｇ-1、１０Ｇ-2のそれぞれの部位（以下、「補完部位」という。）に個別に設けられ、かつ第二層のグランドプレーン１０ＧＰに導通する接地路をこれらの接地パターン１０Ｇ-1、１０Ｇ-2だけではなく第二層および第四層との間に形成するスルーホール１０ＴＨ-1、１０ＴＨ-2
【００３４】
(6) 貫通孔２０Ｈに最も近い側壁に、上記仮想的な延長線に対して同じ距離ｄに亘って対称な領域に同じ寸法の矩形として成膜され、かつ既述の第二層に形成されたグランドプレーン１０ＧＰに直接導通する導体膜１０ＣＦ-1、１０ＣＦ-2
【００３５】
また、貫通孔２０Ｈには、図３の右方に示すように、中心導体３１と、外部導体を兼ねる導電性の外筐体３２と、これらの中心導体３１と外筐体３２（外部導体）との間にシリンダー状に介装されたテフロン（登録商標）製の絶縁帯３３とから構成される同軸コネクタ３０が以下の通りに取り付けられる。
【００３６】
(1) 絶縁帯３３が外部から貫通孔２０Ｈを介して４層プリント基板１０の側面に衝止し、その貫通孔１０Ｈの側壁に嵌合する。
【００３７】
(2) 中心導体３１が既述の信号パターン１０Ｓに半田付けされる。
(3) 外筐体３２が筐体２０の外側壁の内、貫通孔１０Ｈの開口部の周辺に衝止あるいは螺合することにより、両者が電気的に導通する。
【００３８】
このようにして構成された電子装置では、４層プリント基板１０の第二層に形成されたグランドプレーン１０ＧＰは、導体膜１０ＣＦ-1、１０ＣＦ-2および筐体２０を介して外筐体３２に導通する。
【００３９】
したがって、このような導通により実現される接地路は、従来例のようなスルーホールやプリント回路が介在することなく、しかも、プレーン状に形成されることによってインピーダンスが低い導体パターンを介して最短の電気長で確保される。
【００４０】
また、このような接地路に含まれる導体膜１０ＣＦ-1、１０ＣＦ-2は、４層プリント基板１０の側面の内、既述の信号パターン１０Ｓおよび分離帯１０ｉ-1，１０ｉ-2の双方から隔たった部位に形成されることによって、中心導体３１と導体膜１０ＣＦ-1、１０ＣＦ-2との接触が予め回避された状態で確保される。
【００４１】
すなわち、本実施形態は、既述の第四の従来例のようにプリント基板１０の第一層と側壁との境界を含む縁部が予め削られることなく構成されるため、このような加工の精度に伴う特性の偏差が生じにくい。
【００４２】
さらに、本実施形態では、信号パターン１０Ｓに沿った接地パターン１０Ｇ-1，１０Ｇ-2の補完部位の長さＬｅｎｇ、間隔Ｄｉｓｔおよび厚みＴは、これらの信号パターン１０Ｓと接地パターン１０Ｇ-1，１０Ｇ-2との間における静電容量Ｃ（∝（Ｌｅｎｇ・Ｔ／Ｄｉｓｔ))により、上記接地路の実効的なインダクタンスＬが所望の精度で相殺される値に予め設定される。
【００４３】
したがって、本実施形態によれば、同軸コネクタ３０を介する外部と高周波信号の引き渡しは、従来例において生じていたインピーダンスの不整合等の特性の劣化やバラツキがコスト高や構成の複雑化を伴うことなく安価にかつ確度高く安定に実現される。
【００４４】
なお、本実施形態では、同軸コネクタ３０の中心導体３１は、筐体２０の底部に配置された４層プリント基板１０上の信号パターン１０Ｓに貫通孔１０Ｈを介して半田付けされている。
【００４５】
しかし、本発明は、このような構成に限定されず、例えば、図４に示すように、絶縁帯３３が外筐体３２の開口部で切り落とされ、中心導体３１の長さがその絶縁帯３３から所定の距離に亘って突出した状態で制限されると共に、その中心導体３１の先端部と外導体３２とがそれぞれ信号パターン１０Ｓと導体膜１０ＣＦ-1、１０ＣＦ-2とにそれぞれ直接半田付けされる場合にも、同様に適用可能である。
【００４６】
また、本実施形態では、信号パターン１０Ｓと分離帯１０ｉ-1，１０ｉ-2との間における静電容量Ｃによる上記接地路の実効的なインダクタンスＬの相殺は、本実施形態に係る４層プリント基板１０だけではなく、例えば、以下の何れの静電容量による接地路のインダクタンスの相殺にも同様に適用可能である。
【００４７】
(1) 図５に示す第一の従来例において、信号パターン５１Ｓと、接地パターン５１Ｇ（またはその接地パターン５１Ｇに接続されたプリントパターンやスルーホール）との間に分布する静電容量
【００４８】
(2) 図６に示す第二の従来例、あるいは図７に示す第三の従来例において、信号パターン６１Ｓと、接地パターン６１Ｇとの間に分布する静電容量
【００４９】
(3) 図８に示す第四の従来例において、信号パターン７１Ｓと、接地パターン７１Ｇ（またはその接地パターン７１Ｇに接続されたプリントパターンやスルーホール）との間に分布する静電容量
【００５０】
さらに、本実施形態では、既述の中心導体３１との半田付けの対象とならない信号パターン１０Ｓの部位は、必ずしも、４層プリント基板１０の外層である第一層に形成されなくてもよく、例えば、スルーホールを介して接続された第二層ないし第四層の何れに集中して、あるいは分散されて形成されてもよい。
【００５１】
また、本実施形態では、グランドプレーン１０ＧＰは、必ずしも第二層に形成されなくてもよく、第一層ないし第四層の全てまたは一部に如何なる形態で分散されて形成されてもよい。
【００５２】
さらに、本実施形態では、本発明は、４層プリント基板１０に適用されている。
しかし、本発明は、このような４層プリント基板１０に限定されず、以下の条件を満たす如何なる層数のプリント基板にも同様に適用可能である。
【００５３】
(1) 導体膜１０ＣＦ-1、１０ＣＦ-2が筐体２０や外筐体３２に対して十分に低いインピーダンスで接地パターンに接続される。
(2) 総合的な実装等にかかわる制約を妨げることがない形状、寸法および配置で導体膜１０ＣＦ-1、１０ＣＦ-2が形成される。
【００５４】
また、本実施形態では、信号パターン１０Ｓは、４層プリント基板１０の第一層である外層に形成され、かつ中心導体３１に対して半田付けにより接続されている。
【００５５】
しかし、このような信号パターン１０Ｓは、以下の何れの形態で中心導体３１と電気的に結合するプリントパターンとして形成されてもよい。
(1) 静電結合
(2) 電磁結合
(3) 物理的な圧着
【００５６】
さらに、本実施形態では、信号パターン１０Ｓおよび導体膜１０ＣＦ-1、１０ＣＦ-2には、金メッキ、銀メッキその他の如何なるメッキが施されてもよい。
【００５７】
また、本実施形態では、同軸コネクタ３０は、絶縁帯３３が貫通孔２０Ｈに嵌合し、かつ中心導体３１が信号パターン１０Ｓに半田付けされることによって、筐体２０および４層プリント基板１０に対して一定の位置に支持されている。
【００５８】
しかし、このような同軸コネクタ３０の支持は、例えば、筐体２０および４層プリント基板１０に対して支持された何らかの部材に対する螺合、圧接、係合、係止、軸止、挟持、締結、架設、嵌挿の何れによって実現されてもよい。
【００５９】
さらに、本実施形態では、４層プリント基板１０上に配置された回路に同軸コネクタ３０を介して接続される相手は、他のプリント基板に限定されず、同軸ケーブル等の伝送路であってもよい。
【００６０】
また、本発明は、同軸コネクタ３０が二重シールドや三重シールド付きの同軸コネクタ、あるいは二芯同軸ケーブル用の同軸コネクタである場合であっても、同様に適用可能である。
【００６１】
さらに、本発明は、グランドプレーン１０ＧＰが第二層以外の層に形成される場合であっても、同様に適用可能である。
【００６２】
また、本発明は、４層プリント基板の各層の形状が矩形以外の多様な形状である場合であっても、同様に適用可能である。
【００６３】
さらに、本実施形態では、同軸コネクタ３０は、例えば、ＢＮＣコネクタ、Ｍ型コネクタ、Ｎ型コネクタ、ＴＮＣコネクタ、Ｆ型コネクタ、ＳＭＡコネクタ  、ＳＭＢコネクタ、ＳＭＣコネクタ、ＡＰＣ３．５コネクタ、Ｋコネクタ、Ｖコネクタ、Ｗ１コネクタ、ＳＭＰコネクタ等の何れであってもよい。
【００６４】
また、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の範囲において多様な実施形態の構成が可能であり、構成要素の全てまたは一部に如何なる改良が施されてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１０  ４層プリント基板
１０ＣＦ  導体膜
１０ｉ  分離帯
１０ＧＰ  グランドプレーン
１０Ｓ，５１Ｓ，６１Ｓ，７１Ｓ  信号パターン
１０ＴＨ，５３  スルーホール
２０，８０  筐体
２０Ｈ  貫通孔
３０  同軸コネクタ
３１，４１Ｓ  中心導体
３２  外導体
３３  絶縁帯
４０  コネクタ
４１Ｇ  外部導体
５１Ｇ，６１Ｇ，７１Ｇ  接地パターン
５４  副接地用パターン
６１Ｍ  メッキ電極
７２  金属膜
８０Ｈ  連通孔
【図１】
2012114365.tif 000003
【図２】
2012114365.tif 000004
【図３】
2012114365.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2012114365.tif 000008
【図７】
2012114365.tif 000009
【図８】
2012114365.tif 000010
【図９】
2012114365.tif 000011