説明

ケーブル接続構造およびケーブル接続方法

【課題】接合の際、ケーブル導体部のつぶれや位置ずれを防止するケーブル接続構造およびケーブル接続方法を提供する。
【解決手段】本発明にかかるケーブル接続構造100は、ケーブル1Aと、ケーブル1Aが接続される接続電極11を有する基板10と、で構成され、基板10は、接続電極11上に、ケーブル1Aの導体部1を配置する溝部を構成する2以上の突起部12を備え、突起部12の高さは、ケーブル1Aの導体部1の直径より高いことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板にケーブルを接続するケーブル接続構造およびケーブル接続方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、ケーブルをプリント基板に接続する際、プリント基板上にケーブル接続用の接続電極を形成し、接続電極と該ケーブルの導体部とを半田付け等により接続している。
【0003】
近年、導体部の細線化に伴い、同軸ケーブルの接続用基板上のケーブル接続用電極に、芯線やシールド線を嵌合する溝をエッチングにより形成する技術が開示されている(特許文献1を参照)。この特許文献1の技術によれば、形成した溝に同軸ケーブルの芯線およびシールド線を落とし込むことができるので、同軸ケーブルを位置ずれすることなく、所定の位置に接続することが可能となる。
【0004】
一方、プリント基板上にガルウイングやJタイプのリード群を備えた表面実装部品を実装した実装構造として、プリント基板上に前記リード群の先端部と対応して前記リードの延出方向に延在するように複数のパット部が設けられ、前記パット部に導電性を有した突出部、例えば、半田バンプを前記リードの先端部の延在方向両側に少なくとも1つ形成し、前記突出部表面は前記リード線の下側面の両側端の角部に側方下方から斜めに当接するようにした曲面もしくは斜面を有している実装構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平7−135037号公報
【特許文献2】特開2006−165485号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、接続電極と該ケーブルの導体部とを半田付け等により接続する際、ヒートツールを接続電極と導体部との接続部に押し当てることにより、半田を加熱溶融して接合しているが、ヒートツールの押圧力により、導体部のつぶれや位置ずれが発生することがあった。導体部のつぶれは強度低下による断線やショートの原因となるため、導体部のつぶれを防止する接続電極と導体部の接続構造が希求されていた。
【0007】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、基板にケーブルを接続する際に、ケーブル導体部の断線やつぶれ、位置ずれを防止することができるケーブル接続構造およびケーブル接続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】
【0008】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるケーブル接続構造は、ケーブルと、該ケーブル接続用の接続電極を有する基板とを接続するケーブル接続構造であって、前記基板は、前記接続電極上に、前記ケーブルの導体部を配置する溝部を構成する2以上の突起部を備え、前記突起部の高さは、前記ケーブルの導体部の直径より高いことを特徴とする。
【0009】
また、本発明のケーブル接続構造は、上記発明において、前記突起部は、金バンプまたは高融点半田バンプであることを特徴とする。
【0010】
また、本発明のケーブル接続構造は、上記発明において、前記突起部は、半田バンプであることを特徴とする。
【0011】
また、本発明のケーブル接続構造は、上記発明において、前記突起部は前記導体部と接するとともに、前記突起部の高さは、前記接続電極表面から前記導体部の上面までの高さより高いことを特徴とする。
【0012】
また、本発明のケーブル接続構造は、上記発明において、前記ケーブルは、芯線およびシールド線を有する同軸ケーブルであり、前記基板は、前記芯線を接続する芯線接続電極と、前記シールド線を接続するシールド線接続電極とを有し、前記シールド線接続電極は、前記シールド線配置用の第一溝部を形成する2以上の第一突起部を備え、前記第一突起部の高さは、前記シールド線の直径より高いことを特徴とする。
【0013】
また、本発明のケーブル接続構造は、上記発明において、前記シールド線接続電極上に、3以上の前記第1突起部が等間隔で一列に配置され、隣り合う前記第一突起部の間に前記シールド線を配置したことを特徴とする。
【0014】
また、本発明のケーブル接続構造は、上記発明において、前記芯線接続電極は、前記芯線配置用の第二溝部を構成する2以上の第二突起部を備え、前記第二突起部の高さは、前記芯線接続電極から前記芯線の上面までの高さより高いことを特徴とする。
【0015】
また、本発明のケーブル接続構造は、上記発明において、前記シールド線接続電極の上面と前記芯線接続電極の上面の高さが同じである場合であって、前記第二突起部の高さは、前記シールド線の半径と前記芯線の半径の和より大きく、かつ前記第二溝部の幅は、前記芯線の直径より小さいことを特徴とする。
【0016】
また、本発明のケーブル接続構造は、上記発明において、前記第二突起部は、バンプを2以上重ねて形成したことを特徴とする。
【0017】
また、本発明のケーブル接続構造は、ケーブルと、該ケーブル接続用の接続電極を有する基板とを、導電性の接合部材により接続したケーブル接続構造であって、前記基板は、
前記接続電極上に、前記ケーブルの導体部を配置する溝部を構成する2以上の突起部を備え、前記突起部の高さは、前記ケーブルの導体部の直径より高いことを特徴とする。
【0018】
また、本発明のケーブル接続構造は、上記発明において、前記突起部は前記導体部に接するとともに、前記突起部の高さは、前記接続電極から前記導体部の上面までの高さより高いことを特徴とする。
【0019】
また、本発明のケーブル接続構造は、上記発明において、前記突起部は、金バンプまたは高融点半田バンプであることを特徴とする。
【0020】
また、本発明のケーブル接続方法は、ケーブルと、該ケーブルが接続される接続電極を有する基板とを、導電性の接合部材により接続するケーブル接続方法であって、前記接続電極上に、2以上の突起部により構成された溝部に前記ケーブルの導体部を配置する配置ステップと、前記接合部材を、前記突起部と前記導体部との接続部に供給する供給ステップと、前記接合部材を加熱溶融して、前記ケーブルと前記接続電極を接続する接続ステップと、を含み、前記突起部の高さを前記導体部の直径より高くすることを特徴とする。
【0021】
また、本発明のケーブル接続方法は、上記発明において、前記突起部は、金バンプまたは高融点半田バンプであることを特徴とする。
【0022】
また、本発明のケーブル接続方法は、ケーブルと、該ケーブルが接続される接続電極を有する基板とを、導電性の接合部材により接続するケーブル接続方法であって、前記接続電極上に、2以上の突起部により構成された溝部に前記ケーブルの導体部を配置する配置ステップと、前記接合部材である前記突起部を加熱溶融して、前記ケーブルと前記接続電極を接続する接続ステップと、を含み、前記突起部の高さを前記導体部の直径より高くすることを特徴とする。
【0023】
また、本発明のケーブル接続方法は、上記発明において、前記突起部は、半田バンプであることを特徴とする。
【0024】
また、本発明のケーブル接続方法は、上記発明において、前記突起部は前記導体部に接するとともに、前記突起部の高さを前記接続電極から前記導体部の上面までの高さより高くすることを特徴とする。
【0025】
また、本発明のケーブル接続方法は、上記発明において、前記ケーブルは、芯線およびシールド線を有する同軸ケーブルであり、前記基板は、前記芯線を接続する芯線接続電極と、前記シールド線を接続するシールド線接続電極とを有し、前記配置ステップは、前記シールド接続電極上に、2以上の第一突起部により形成された溝部に前記シールド線を配置し、前記第一突起部の高さを、前記シールド線接続電極から前記シールド線の上面までの高さより高くすることを特徴とする。
【0026】
また、本発明のケーブル接続方法は、上記発明において、前記シールド線接続電極に複数のシールド線を接続する場合、接続する前記シールド線の本数に1を加算した数の前記第一突起部を、等間隔で一列に配置して接続する前記シールド線の本数と同数の前記溝部を形成し、前記シールド線を前記溝部にそれぞれ配置することを特徴とする。
【0027】
また、本発明のケーブル接続方法は、上記発明において、前記配置ステップは、前記シールド線接続電極上に、2以上の第一突起部により構成された第一溝部に前記シールド線を配置する第一配置ステップと、前記芯線接続電極上に、2以上の第二突起部により構成された第二溝部に前記芯線を配置する第二配置ステップと、を含み、前記第二突起部の高さを、前記芯線接続電極から前記芯線の上面までの高さより高くすることを特徴とする。
【発明の効果】
【0028】
本発明によれば、接続電極上にケーブルの導体部を配置するための溝部を構成する2以上の突起部を形成し、該突起部の高さを導体部の直径より高くすることにより、半田づけする際にヒートツールの導体部への押圧を抑制して、ケーブル導体部の断線やつぶれ、位置ずれを防止することができる。そのため、多数の極細ケーブルを、狭い面積に安定して接続することが可能となり、内視鏡や超音波画像システム(超音波内視鏡)の構造および製造方法として好適である。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】図1は、実施の形態1のケーブル接続構造の模式図である。
【図2】図2は、図1のケーブル接続構造のA―A線の断面図である。
【図3】図3は、図2中に一点破線で示す部分の拡大図である。
【図4】図4は、導体部の接続部分の一例の拡大図である。
【図5】図5は、本実施の形態1にかかるケーブル接続構造の接続方法について説明するフローチャートである。
【図6】図6は、半田を供給後の突起部と導体部との接続部の断面図である。
【図7】図7は、半田により接合後の突起部と導体部との接続部の断面図である。
【図8】図8は、実施の形態1の変形例にかかるケーブル接続構造の模式図である。
【図9】図9は、本実施の形態1の変形例にかかるケーブル接続構造の接続方法について説明するフローチャートである。
【図10】図10は、接合後の突起部と導体部との接続部の断面図である。
【図11】図11は、実施の形態2のケーブル接続構造の模式図である。
【図12】図12は、図11のケーブル接続構造のB―B線の断面図である。
【図13】図13は、図11のケーブル接続構造のC−C線の断面図である。
【図14】図14は、実施の形態3のケーブル接続構造の模式図である。
【図15】図15は、図14のケーブル接続構造のD−D線の断面図である。
【図16】図16は、図14のケーブル接続構造のE−E線の拡大断面図である。
【図17】図17は、図14のケーブル接続構造のF−F線の断面図である。
【図18】図18は、実施の形態3の変形例にかかるケーブル接続構造の模式図である。
【図19】図19は、実施の形態4のケーブル接続構造の模式図である。
【図20】図20は、図19のケーブル接続構造のG−G線の断面図である。
【図21】図21は、図19のケーブル接続構造のH−H線の拡大断面図である。
【図22】図22は、図19のケーブル接続構造のI−I線の断面図である。
【図23】図23は、実施の形態4の変形例のケーブル接続構造の模式図である。
【図24】図24は、図23のケーブル接続構造のK−K線の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、図面を参照し、本発明に係るケーブル接続構造の好適な実施の形態について説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
【0031】
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1のケーブル接続構造100の模式図である。図2は、図1のケーブル接続構造100のA―A線の断面図である。図3は、図2中に点線で示す部分の拡大図である。実施の形態1にかかるケーブル接続構造100は、図1に示すように、ケーブル1Aと、ケーブル1Aを接続する基板10と、を備えている。
【0032】
ケーブル1Aは、芯線である導体部1と、導体部1の外周に設けられる絶縁体である外皮2と、を備える。基板10は、ケーブル1Aの導体部1を接続する接続電極11を備える。図1に示す基板10は、接続電極11を3つ備え、3本のケーブル1Aがそれぞれ接続電極11に接続されているが、接続するケーブル1Aに対応する数の接続電極11を備えるものであれば、その数は限定されるものではない。
【0033】
図1〜図3に示すように、接続電極11上には、半球状の突起部12が2つ並べて形成される。突起部12は、半球状のほか、マッシュルーム形状、または円柱状で、その上面に半球を載せた形態であってもよい。2つの突起部12の側面および接続電極11表面で構成される溝部13にケーブル1Aの導体部1を配置する。突起部12は、金バンプまたは高融点半田バンプ等のバンプを接続電極11上に配置することにより形成する。本明細書において、高融点半田バンプとは、錫/鉛系の共晶半田(融点184度)や、鉛フリー半田で広く使われている錫/銀/銅系の半田(例えばSn−3.0Ag−0.5Cu組成で融点が220度程度)の融点よりも十分高い融点を有する半田(例えば、錫/鉛系の半田で、Sn−90Pb組成で融点(固相線温度)が275度)により形成されたバンプを意味する。実施の形態1においては、図3に示すように、突起部12の高さRは、ケーブル1Aの導体部1の直径2rより高ければよい。突起部12の高さRを導体部1の直径2rより高くすることにより、半田等の接合部材を熱圧着装置のようなヒートツールにより加熱溶融して導体部2と接続電極11とを接合する際、ヒートツールは突起部12との接触により降下を停止して、突起部12の高さで加熱を開始することになる。これにより、導体部1に荷重がかかることがなく、導体部1のつぶれを防止し、接続不良の発生を抑制することが可能となる。なお、突起部12の高さRは導体部2の直径2rと同程度、または多少低い場合であっても、導体部1への押圧力を軽減することができるため、接続不良の発生を抑制することができる。
【0034】
また、2以上の突起部12で形成される溝部13の幅Pは、導体部1の位置ずれ防止の観点から、導体部1の直径2rと略同一とすることが好ましい。しかしながら、溝部13の幅Pが導体部1の直径2rより大きい場合であっても、突起部12の高さRを導体部1の直径2rより高くすることにより、接合時の導体部1のつぶれを防止することができる。なお、本明細書において、溝部13の幅Pは、溝部13を構成する突起部12間の距離が最も小さくなる値を意味する。
【0035】
さらに、図4に示すように、溝部13の幅Pが導体部1の直径2rより小さい場合であっても、ケーブル1Aの導体部1を突起部12が形成する溝部13に載置した際、突起部12の高さRが、接続電極11上面から導体部2の上面までの高さhより高くなるように突起部12を配置・形成することにより、接合時の導体部1のつぶれを防止することができるとともに、導体部1の位置ずれを防止することが可能となる。そのため、多数の極細ケーブルを、狭い面積に安定して接続することが可能となり、内視鏡や超音波画像システム(超音波内視鏡)の構造に好適である。
【0036】
次に、本実施の形態1にかかるケーブル接続構造100の、基板10とケーブル1Aとの接続方法について説明する。図5は、本実施の形態1にかかるケーブル接続構造100の接続方法について説明するフローチャートである。
【0037】
まず、接続電極11上に配置された突起部12が形成する溝部13に、ケーブル1Aの導体部1を載置する(ステップS101)。
【0038】
導体部1を溝部13に載置した後、半田等の接合部材を導体部1と接続電極11との接合部に供給する(ステップS102)。図6は、半田20を供給後の突起部12と導体部1との接続部の断面図である。
【0039】
その後、ヒートツールにより供給した半田20を加熱溶融して、導体部1と接続電極11とを接合し(ステップS103)、基板10とケーブル1Aとを接続する。図7は、半田20により接合後の突起部12と導体部1との接続部の断面図である。
【0040】
なお、上記のケーブル接続方法では、ケーブル1Aの導体部1を溝部13に載置後、接合部材を供給しているが、接合部材を溝部13に供給後、導体部1を接合部材が供給された溝部13に載置してもよい。かかる場合には、溝部13に供給した接合部材によるかさ高を考慮して、突起部12の高さRを、接続電極11上面から導体部1の上面までの高さhより高くなるよう選択することが好ましい。
【0041】
また、本実施の形態1の変形例として、突起部を半田バンプとしたケーブル接続構造が例示される。本明細書において、半田バンプとは、錫/鉛系の共晶半田(融点184度)や、鉛フリー半田で広く使われている錫/銀/銅系の半田(例えばSn−3.0Ag−0.5Cu組成で融点が220度程度)、もしくは、それよりも融点または固相線温度が低い半田により形成されたバンプを意味する。図8は、実施の形態1の変形例にかかるケーブル接続構造100Aの模式図である。
【0042】
実施の形態1の変形例にかかるケーブル接続構造100Aは、突起部12Aは、融点が実施の形態1にかかる突起部12より低く、接合時に溶融する半田で形成される点で実施の形態1にかかるケーブル接続構造100と異なる。突起部12Aは、接続電極11上に溶融半田を吐出することにより形成する。
【0043】
変形例にかかるケーブル接続構造100Aにおいて、突起部12Aの高さをケーブル1Aの導体部1の直径より高く、あるいは、突起部12Aの高さを、接続電極11上面から導体部1の上面までの高さより高くすることにより、接合時の導体部1のつぶれを防止することができる。そのため、多数の極細ケーブルを、狭い面積に安定して接続することが可能となり、内視鏡や超音波画像システム(超音波内視鏡)の構造に好適である。
【0044】
次に、本実施の形態1の変形例にかかるケーブル接続構造100Aのケーブル接続方法について説明する。図9は、本実施の形態1の変形例にかかるケーブル接続構造100Aの接続方法について説明するフローチャートである。
【0045】
まず、接続電極11上に配置された突起部12Aが形成する溝部13に、ケーブル1Aの導体部1を載置する(ステップS201)。
【0046】
その後、ヒートツールにより接合部材であると突起部12Aを加熱溶融して、導体部1と接続電極11とを接合して(ステップS202)、ケーブル1Aと接続電極11とを接続する。図10は、接合後の突起部12Aと導体部1との接続部の断面図である。
【0047】
本変形例では、突起部12Aとして半田バンプを使用し、突起部12Aの高さを導体部1の直径より高く、または接続電極11から導体部1の上面までの高さより高くすることにより、接合時の導体部1のつぶれを防止するとともに、接合部材としての半田を供給する工程を省略することができ、コストを削減することができる。また、多数の極細ケーブルを、狭い面積に安定して接続することが可能となり、内視鏡や超音波画像システム(超音波内視鏡)の製造方法として好適である。
【0048】
(実施の形態2)
図11は、実施の形態2のケーブル接続構造100Bの模式図である。図12は、図11のケーブル接続構造100BのB−B線の断面図である。図13は、図11のケーブル接続構造100BのC−C線の断面図である。実施の形態2にかかるケーブル接続構造100Bは、図11に示すように、同軸ケーブル1Bと、同軸ケーブル1Bを接続する基板10Bと、を備える。
【0049】
同軸ケーブル1Bは、芯線である中心導体3と、中心導体3の外周に設けられる内部絶縁体4と、内部絶縁体4の外周を被覆するシールド線である外部導体5と、外部導体5の外周に設けられる外部絶縁体6と、を備える。
【0050】
基板10Bは、中心導体3を接続する中心導体接続電極14(芯線接続電極)と、外部導体5を接続する外部導体接続電極15(シールド線接続電極)とを備える。外部導体接続電極15上には、半球状の第一突起部16が形成される。第一突起部16は、外部導体接続電極15上に、外部導体接続電極15の長手方向に沿って、基板10Bに接続する外部導体5の本数に1を加算した数だけ等間隔かつ一列に形成される。以下、3本の外部導体5を外部導体接続電極15に接続する場合を例として説明する。この場合は、接続する外部導体5の数3に1を加算した個数、すなわち4個の第一突起部16が、外部導体接続電極15上に等間隔かつ一列に配置される。外部導体接続電極15上に等間隔に一列に配置された第一突起部16および外部導体接続電極15により、接続する外部導体5の本数と同数(3個)の第一溝部17が形成される。3本の外部導体5は、互いに異なる第一溝部17にそれぞれ配置される。第一突起部16は、金バンプまたは高融点半田バンプ、あるいは半田バンプを外部導体接続電極15上に等間隔かつ一列に配置することにより形成する。
【0051】
2つの第一突起部16で形成される第一溝部17の幅Pは、外部導体5の位置ずれ防止の観点から、外部導体5の直径2rと略同一とすることが好ましい。しかしながら、第一溝部17の幅Pが外部導体5の直径2rより大きい場合であっても、第一突起部16の高さRを外部導体5の直径2rより高くすることにより、接合時の外部導体5のつぶれを防止することができる。なお、本明細書において、第一溝部17の幅Pは、第一溝部17を構成する第一突起部16間の距離が最も小さくなる値とする。
【0052】
中心導体接続電極14は、接続する中心導体3の数だけ基板10B上に個別に形成される。中心導体接続電極14は、外部導体接続電極15上の第一突起部16により形成される第一溝部17に外部導体5を載置した際、中心導体が延出する方向に形成される。
【0053】
実施の形態2において、第一突起部16の高さRは、外部導体5の直径2rより高ければよい。これにより、半田等の接合部材を熱圧着装置のようなヒートツールにより加熱溶融して接合する際、第一突起部16の高さで加熱を開始することができるため、外部導体5に荷重がかかることがなく、外部導体5のつぶれを防止し、内部絶縁体4のやぶれによる外部導体5と中心導体3とのショートを防止することが可能となる。また、内部絶縁体4にも荷重がかかることがないため、内部絶縁体4のつぶれによるインピーダンスの変化も抑制することができる。そのため、多数の極細ケーブルを、狭い面積に安定して接続することが可能となり、内視鏡や超音波画像システム(超音波内視鏡)の構造に好適である。
【0054】
(実施の形態3)
図14は、実施の形態3のケーブル接続構造100Cの模式図である。図15は、図14のケーブル接続構造100CのD−D線の断面図である。図16は、図14のケーブル接続構造100CのE−E線の拡大断面図である。図17は、図14のケーブル接続構造100CのF−F線の断面図である。実施の形態3にかかるケーブル接続構造100Cは、図11に示すように、同軸ケーブル1Bと、同軸ケーブル1Bを接続する基板10Cと、を備える。
【0055】
基板10Cは、中心導体3を接続する中心導体接続電極14Cと、外部導体5を接続する外部導体接続電極15とを備える。外部導体接続電極15上には、実施の形態2と同様に、半球状の第一突起部16が形成され、外部導体接続電極15上で等間隔に一列に配置された第一突起部16により、接続する外部導体5の本数と同数の第一溝部17が形成されている。中心導体接続電極14C上には、半球状の第二突起部18が2つ形成される。
【0056】
第二突起部18は、外部導体5を外部導体接続電極15に接続する間隔にあわせて、中心導体接続電極14C上に並べて形成される。2つの第二突起部18および中心導体接続電極14Cにより第二溝部19が構成される。第二突起部18は、第一突起部16と同様に、金バンプまたは高融点半田バンプ、あるいは半田バンプを、中心導体接続電極14C上に並べて配置することにより形成する。外部導体5を第一溝部17に、中心導体3を第二溝部19にそれぞれ配置し、供給された半田または半田バンプ等の接合部材をヒートツールにより溶融して、外部導体5と外部導体接続電極15、および中心導体3と中心導体接続電極14Cとをそれぞれ接続する。
【0057】
2つの第二突起部18で形成される第二溝部19の幅Pは、中心導体3の位置ずれ防止の観点から、中心導体3の直径2rと略同一とすることが好ましい。しかしながら、第二溝部19の幅Pが中心導体3の直径2rより大きい場合であっても、第二突起部18の高さRを中心導体3の直径2rより高くすることにより、接合時の中心導体3のつぶれを防止することができる。なお、本明細書において、第二溝部19の幅Pは、第二溝部19を構成する第二突起部18間の距離が最も小さくなる値を意味する。
【0058】
実施の形態3において、第一突起部16の高さRを外部導体5の直径2rより高く、かつ第二突起部18の高さRを中心導体3の直径2rより高くする。これにより、半田等の接合部材を熱圧着装置のようなヒートツールにより加熱溶融して接合する際、外部導体5の接続部では第一突起部16の高さで、中心導体3の接続部では第二突起部18の高さで加熱を開始することができる。これにより、接合時に、外部導体5の接続部に荷重がかかることがないため、外部導体5のつぶれを防止するとともに、内部絶縁体4のやぶれによる外部導体5と中心導体3とのショートを防止することが可能となる。また、内部絶縁体4にも荷重がかかることがないため、内部絶縁体4のつぶれによるインピーダンスの変化も抑制することができる。同様に、中心導体3の接続部では中心導体3に荷重にかかることがないため、中心導体3のつぶれを防止することができる。そのため、多数の極細ケーブルを、狭い面積に安定して接続することが可能となり、内視鏡や超音波画像システム(超音波内視鏡)の構造に好適である。
【0059】
さらに、本実施の形態3の変形例として、第二突起部をずらして2つ配置したケーブル接続構造が例示される。図18は、実施の形態3の変形例にかかるケーブル接続構造100Dの模式図である。
【0060】
図18に示すように、実施の形態3の変形例にかかるケーブル接続構造100Dにおいて、中心導体接続電極14D上には、半球状の第二突起部18Dが中心導体3が延びる方向に沿って2つ形成される。2つの第二突起部18Dは、外部導体5を外部導体接続電極15に接続する間隔にあわせて並べられ、外部導体接続電極15に載置された外部導体5の長手方向に沿って位置がずれている。この2つの第二突起部18Dにより構成される第二溝部19Dに中心導体3を配置して中心導体接続電極14Dと接続する。
【0061】
本変形例においても、第二突起部18Dの高さを中心導体3の直径より高くすることにより、半田等の接合部材を熱圧着装置のようなヒートツールにより加熱溶融して接合する際、中心導体3の接続時に第二突起部18Dの高さで加熱を開始することができるため、中心導体3に荷重にかかることがなく、中心導体3のつぶれを防止することができる。そのため、多数の極細ケーブルを、狭い面積に安定して接続することが可能となり、内視鏡や超音波画像システム(超音波内視鏡)の構造に好適である。
【0062】
なお、本変形例では、第二突起部18Dをずらして2つ配置して第二溝部19Dを構成しているが、第二突起部18Dを3つ以上、たとえば3つの第二突起部18Dをジグザグ状に配置しても同様の効果を得ることができる。
【0063】
(実施の形態4)
図19は、実施の形態4のケーブル接続構造100Eの模式図である。図20は、図19のケーブル接続構造100EのG−G線の断面図である。図21は、図19のケーブル接続構造100EのH−H線の拡大断面図である。図22は、図19のケーブル接続構造100EのI−I線の断面図である。実施の形態4にかかるケーブル接続構造100Eは、図19に示すように、同軸ケーブル1Bと、同軸ケーブル1Bを接続する基板10Eと、を備える。
【0064】
基板10Eは、中心導体3を接続する中心導体接続電極14Eと、外部導体5を接続する外部導体接続電極15とを備える。中心導体接続電極14Eと外部導体接続電極15の上面の高さは、同じになるよう形成されている。外部導体接続電極15上には、実施の形態2と同様に、半球状の第一突起部16が形成され、外部導体接続電極15上で等間隔に一列に配置された第一突起部16により、接続する外部導体5の本数と同数の第一溝部17が形成されている。中心導体接続電極14E上には、半球状の第二突起部18Eが2つ並べて形成される。
【0065】
第二突起部18Eは、外部導体5を外部導体接続電極15に接続する間隔にあわせて形成され、中心導体電極14E上に並べて2つ形成された第二突起部18Eにより、第二溝部19Fが構成される。
【0066】
実施の形態4のケーブル接続構造100Eにおいて、第二溝部19Eの幅Pは中心導体3の直径2rより小さく、また、第二突起部18Eの高さRは、外部導体5の半径rに中心導体3の半径rを加算した値(h:中心導体接続電極14Eから中心導体3の上面までの高さ)より大きくする。第二溝部19Eの幅Pと第二突起部18Eの高さRとをこのように選択することにより、中心導体3を中心導体接続電極14Eから浮かした状態で接合することが可能となる。これにより、接合時の中心導体3のつぶれを防止することができるとともに、中心導体3を曲げることなく接続することができるため、応力の集中を抑制して中心導体3の断線不良を防止することができる。同様に、第一突起部16の高さRを外部導体5の直径2rより高くすることにより、半田等の接合部材を熱圧着装置のようなヒートツールにより加熱溶融して接合する際、外部導体5の接続部では第一突起部16の高さで加熱を開始することができるため、外部導体5の接続部で外部導体5に荷重がかかることがなく、外部導体5のつぶれを防止し、内部絶縁体4のやぶれによる外部導体5と中心導体3とのショートを防止することが可能となる。また、内部絶縁体4にも荷重がかかることがないため、内部絶縁体4のつぶれによるインピーダンスの変化も抑制することができる。そのため、多数の極細ケーブルを、狭い面積に安定して接続することが可能となり、内視鏡や超音波画像システム(超音波内視鏡)の構造に好適である。
【0067】
なお、実施の形態4では、中心導体接続電極14Eの上面と外部導体接続電極15の上面の高さが同じである場合について説明したが、中心導体接続電極14Eの上面を外部導体接続電極15の上面より高く形成してもよい。中心導体接続電極14Eの上面を外部導体接続電極15の上面より高く形成し、かつ、第二突起部18の高さRを中心導体3の直径2rより高くすることにより、接合時の中心導体3のつぶれを防止できるとともに、中心導体3を中心導体接続電極14Eから浮かした状態で接合することが可能となる。
【0068】
さらに、本実施の形態4の変形例として、バンプを2つ重ねて形成した第二突起部を有するケーブル接続構造100Fが例示される。図23は、実施の形態4の変形例にかかるケーブル接続構造100Fの模式図である。図24は、図23のケーブル接続構造100FのK−K線の拡大断面図である。
【0069】
図23に示すように、変形例にかかるケーブル接続構造100Fは、同軸ケーブル1Bと、同軸ケーブル1Bを接続する基板10Fと、を備える。基板10Fは、中心導体3を接続する中心導体接続電極14Fと、外部導体5を接続する外部導体接続電極15とを備える。外部導体接続電極15上には、実施の形態2と同様に、半球状の第一突起部16が形成され、外部導体接続電極15上に等間隔に一列に配置された第一突起部16により、接続する外部導体5の本数と同数の第一溝部17が形成されている。中心導体接続電極14F上には、半球状のバンプを2つ重ねて形成した第二突起部18Fが2つ並べて形成される。
【0070】
変形例のケーブル接続構造100Fにおいても実施の形態4と同様に、第二溝部19Fの幅Pは中心導体3の直径2rより小さく、かつ、第二突起部18Fの高さRは、外部導体5の半径rに中心導体3の半径rを加算した数値(h)より大きくする。これにより、中心導体3を中心導体接続電極14Fから浮かした状態で接合することが可能となり、接合時の中心導体3のつぶれを防止することができるとともに、中心導体3を曲げることなく接続することができるため、応力の集中を抑制して中心導体3の断線のような不良を防止することができる。そのため、多数の極細ケーブルを、狭い面積に安定して接続することが可能となり、内視鏡や超音波画像システム(超音波内視鏡)の構造に好適である。
【産業上の利用可能性】
【0071】
以上のように、本発明のケーブル接続構造およびケーブル接続方法は、接合時にケーブルの導体部のつぶれおよび位置ずれを防止することにより、多数のケーブルを接続不良を起こすことなく基板に接続するのに適している。これにより、本発明は、例えば内視鏡や超音波画像システム(超音波内視鏡)のように、多数の極細ケーブルを、狭い面積に配置された微小電極に安定して接続する必要がある場合に好適である。
【符号の説明】
【0072】
1A ケーブル
1B 同軸ケーブル
1 導体部
2 外皮
3 中心導体(芯線)
4 内部絶縁体
5 外部導体(シールド線)
6 外部絶縁体
10、10B、10C、10D、10E、10G、10F 基板
11 接続電極
12 突起部
13 溝部
14 中心導体接続電極(芯線接続電極)
15 外部導体接続電極(シールド線接続電極)
16 第一突起部
17 第一溝部
18 第二突起部
19 第二溝部
100、100A、100B、100C、100D、100E、100F ケーブル接続構造

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ケーブルと、該ケーブル接続用の接続電極を有する基板とを接続するケーブル接続構造であって、
前記基板は、
前記接続電極上に、前記ケーブルの導体部を配置する溝部を構成する2以上の突起部を備え、
前記突起部の高さは、前記ケーブルの導体部の直径より高いことを特徴とするケーブル接続構造。
【請求項2】
前記突起部は、金バンプまたは高融点半田バンプであることを特徴とする請求項1に記載のケーブル接続構造。
【請求項3】
前記突起部は、半田バンプであることを特徴とする請求項1に記載のケーブル接続構造。
【請求項4】
前記突起部は前記導体部と接するとともに、前記突起部の高さは、前記接続電極表面から前記導体部の上面までの高さより高いことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のケーブル接続構造。
【請求項5】
前記ケーブルは、芯線およびシールド線を有する同軸ケーブルであり、
前記基板は、前記芯線を接続する芯線接続電極と、前記シールド線を接続するシールド線接続電極とを有し、
前記シールド線接続電極は、前記シールド線配置用の第一溝部を形成する2以上の第一突起部を備え、
前記第一突起部の高さは、前記シールド線の直径より高いことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のケーブル接続構造。
【請求項6】
前記シールド線接続電極上に、3以上の前記第1突起部が等間隔で一列に配置され、隣り合う前記第一突起部の間に前記シールド線を配置したことを特徴とする請求項5に記載のケーブル接続構造。
【請求項7】
前記芯線接続電極は、前記芯線配置用の第二溝部を構成する2以上の第二突起部を備え、
前記第二突起部の高さは、前記芯線接続電極から前記芯線の上面までの高さより高いことを特徴とする請求項5または6に記載のケーブル接続構造。
【請求項8】
前記シールド線接続電極の上面と前記芯線接続電極の上面の高さが同じである場合であって、
前記第二突起部の高さは、前記シールド線の半径と前記芯線の半径の和より大きく、かつ前記第二溝部の幅は、前記芯線の直径より小さいことを特徴とする請求項7に記載のケーブル接続構造。
【請求項9】
前記第二突起部は、バンプを2以上重ねて形成したことを特徴とする請求項8に記載のケーブル接続構造。
【請求項10】
ケーブルと、該ケーブル接続用の接続電極を有する基板とを、導電性の接合部材により接続したケーブル接続構造であって、
前記基板は、
前記接続電極上に、前記ケーブルの導体部を配置する溝部を構成する2以上の突起部を備え、
前記突起部の高さは、前記ケーブルの導体部の直径より高いことを特徴とするケーブル接続構造。
【請求項11】
前記突起部は前記導体部に接するとともに、前記突起部の高さは、前記接続電極から前記導体部の上面までの高さより高いことを特徴とする請求項10に記載のケーブル接続構造。
【請求項12】
前記突起部は、金バンプまたは高融点半田バンプであることを特徴とする請求項10または11に記載のケーブル接続構造。
【請求項13】
ケーブルと、該ケーブルが接続される接続電極を有する基板とを、導電性の接合部材により接続するケーブル接続方法であって、
前記接続電極上に、2以上の突起部により構成された溝部に前記ケーブルの導体部を配置する配置ステップと、
前記接合部材を、前記突起部と前記導体部との接続部に供給する供給ステップと、
前記接合部材を加熱溶融して、前記ケーブルと前記接続電極を接続する接続ステップと、
を含み、
前記突起部の高さを前記導体部の直径より高くすることを特徴とするケーブル接続方法。
【請求項14】
前記突起部は、金バンプまたは高融点半田バンプであることを特徴とする請求項13に記載のケーブル接続方法。
【請求項15】
ケーブルと、該ケーブルが接続される接続電極を有する基板とを、導電性の接合部材により接続するケーブル接続方法であって、
前記接続電極上に、2以上の突起部により構成された溝部に前記ケーブルの導体部を配置する配置ステップと、
前記接合部材である前記突起部を加熱溶融して、前記ケーブルと前記接続電極を接続する接続ステップと、
を含み、
前記突起部の高さを前記導体部の直径より高くすることを特徴とするケーブル接続方法。
【請求項16】
前記突起部は、半田バンプであることを特徴とする請求項15に記載のケーブル接続方法。
【請求項17】
前記突起部は前記導体部に接するとともに、前記突起部の高さは前記接続電極から前記導体部の上面までの高さより高くすることを特徴とする請求項13〜16のいずれか一つに記載のケーブル接続方法。
【請求項18】
前記ケーブルは、芯線およびシールド線を有する同軸ケーブルであり、
前記基板は、前記芯線を接続する芯線接続電極と、前記シールド線を接続するシールド線接続電極とを有し、
前記配置ステップは、前記シールド接続電極上に、2以上の第一突起部により形成された溝部に前記シールド線を配置し、
前記第一突起部の高さを、前記シールド線の直径より高くすることを特徴とする請求項13〜17のいずれか一つに記載のケーブル接続方法。
【請求項19】
前記シールド線接続電極に複数のシールド線を接続する場合、
接続する前記シールド線の本数に1を加算した数の前記第一突起部を、等間隔で一列に配置して接続する前記シールド線の本数と同数の前記溝部を形成し、前記シールド線を前記溝部にそれぞれ配置することを特徴とする請求項18に記載のケーブル接続方法。
【請求項20】
前記配置ステップは、
前記シールド線接続電極上に、2以上の第一突起部により構成された第一溝部に前記シールド線を配置する第一配置ステップと、
前記芯線接続電極上に、2以上の第二突起部により構成された第二溝部に前記芯線を配置する第二配置ステップと、
を含み、
前記第二突起部の高さを、前記芯線接続電極から前記芯線の上面までの高さより高くすることを特徴とする請求項18または19に記載のケーブル接続方法。

【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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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【公開番号】特開2012−174484(P2012−174484A)
【公開日】平成24年9月10日(2012.9.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−35432(P2011−35432)
【出願日】平成23年2月22日(2011.2.22)
【出願人】(000000376)オリンパス株式会社 (11,466)
【Fターム(参考)】