説明

コネクタ実装用基板装置

【課題】コネクタのグラウンド端子の電位を安定化させ、高性能なコネクタ実装用基板装置を得る。
【解決手段】誘電体基板1の一方の面にグラウンド2を形成し、誘電体基板1の他方の面に差動信号線路11,12を形成した構成において、差動信号線路11,12およびアイソレーション素子10が配置される直下のグラウンド2に、矩形状に除去されたグラウンド除去部13を設け、差動伝送用コネクタ3のグラウンド端子4とグラウンド端子4の直下に形成されたグラウンド2とが電気的に接続されるように構成した。
したがって、差動伝送用コネクタ3のグラウンド端子4とグラウンド端子4の直下に形成されたグラウンド2とが電気的に接続されることにより、差動伝送用コネクタ3のグラウンド端子4の電位を安定化させ、高性能なコネクタ実装用基板装置が得られる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、差動伝送用コネクタを配置するコネクタ実装用基板装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の配線基板として、誘電体膜を介して対向するように差動信号伝送路の対およびグラウンド線路の対を配置したものがある。
【0003】
この配線基板では、差動信号伝送路の対間の距離よりも隣り合う差動信号伝送路およびグラウンド線路間の距離を大きくすることにより、差動信号伝送路およびグラウンド線路間の電界が差動信号伝送路の対の差動信号に影響を与えるのを防止するものである(下記特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2008−91732号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来の配線基板は、以上のように構成されていたので、誘電体膜を介して対向するように差動信号伝送路の対およびグラウンド線路の対を配置したものである。
したがって、誘電体基板の一方の面にグラウンドを形成し、誘電体基板の他方の面に差動信号線路を形成した構成において、コネクタのグラウンド端子の電位を安定化させることができず、誘電体基板からのEMI放射やノイズ耐性の劣化を防止することが期待できない等の課題があった。
【0006】
本発明は、以上のような課題を解消するためになされたものであり、誘電体基板の一方の面にグラウンドを形成し、誘電体基板の他方の面に差動信号線路を形成した構成において、コネクタのグラウンド端子の電位を安定化させ、高性能なコネクタ実装用基板装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係るコネクタ実装用基板装置は、誘電体基板の一方の面に形成されたグラウンドと、誘電体基板に配置された差動伝送用コネクタと、誘電体基板に配置されたアイソレーション素子と、誘電体基板の他方の面に形成され、差動伝送用コネクタに一端が接続されると共にアイソレーション素子に他端が接続された差動信号線路と、グラウンドに形成され、差動信号線路およびアイソレーション素子が配置される少なくとも直下の該グラウンドが除去されたグラウンド除去部とを備え、差動伝送用コネクタのグラウンド端子とグラウンド端子の直下に形成されたグラウンドとが電気的に接続されたものである。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、誘電体基板の一方の面にグラウンドを形成し、誘電体基板の他方の面に差動信号線路を形成した構成において、差動伝送用コネクタのグラウンド端子とグラウンド端子の直下に形成されたグラウンドとを電気的に接続させることにより、差動伝送用コネクタのグラウンド端子の電位を安定化させることができ、高性能なコネクタ実装用基板装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】この発明の実施の形態1によるコネクタ実装用基板装置を示す上面図である。
【図2】この発明の実施の形態1によるコネクタ実装用基板装置を示す下面図である。
【図3】グラウンド除去部を設けなかった場合の等価回路を示す回路図である。
【図4】グラウンド除去部を設けた場合の等価回路を示す回路図である。
【図5】この発明の実施の形態2によるコネクタ実装用基板装置を示す下面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
実施の形態1.
本実施の形態1は、誘電体基板の一方の面にグラウンドを形成し、誘電体基板の他方の面に差動信号線路を形成した構成において、差動伝送用コネクタのグラウンド端子の電位を安定化させ、誘電体基板からのEMI放射やノイズ耐性の劣化を防止するものである。
【0011】
図1はこの発明の実施の形態1によるコネクタ実装用基板装置を示す上面図、図2はその下面図である。
図において、グラウンド2は、誘電体基板1の片面に形成されたものである。
【0012】
差動伝送用コネクタ3は、誘電体基板1のグラウンド2上であってグラウンド2が形成されていない側の片面に配置されたものである。
この差動伝送用コネクタ3には、中央にグラウンド端子4が設けられ、その両側に差動信号端子5,6が設けられている。
また、差動伝送用コネクタ3の上面であってグラウンド端子4の近傍には、矩形状のグラウンド7が形成され、このグラウンド7と直下に形成されたグラウンド2とは、ビア8により、差動伝送用コネクタ3および誘電体基板1を貫通するように電気的に接続されている。
さらに、グラウンド7とグラウンド端子4とは、パターン9により電気的に接続されている。
【0013】
アイソレーション素子10は、コモンモードチョークコイル、トランス、あるいはフォトカプラ等により構成され、誘電体基板1のグラウンド2が形成されていない側の片面に配置されたものである。
【0014】
差動信号線路11,12は、誘電体基板1のグラウンド2が形成されていない側の片面に形成されたものである。差動信号線路11の一端は差動信号端子5に電気的に接続され、他端はアイソレーション素子10に電気的に接続されたものである。また、差動信号線路12の一端は差動信号端子6に電気的に接続され、他端はアイソレーション素子10に電気的に接続されたものである。
【0015】
グラウンド除去部13は、差動信号線路11,12およびアイソレーション素子10が配置される少なくとも直下のグラウンド2が、矩形状に除去された部分である。
【0016】
次に動作について説明する。
図1において、例えば、差動伝送用コネクタ3からアイソレーション素子10に差動信号が伝送される場合、差動信号が差動信号線路11,12を通じて伝送される。なお、差動信号線路11および差動信号線路12には、差動信号としてそれぞれ逆相の電圧が印加される。
【0017】
図3はグラウンド除去部13を設けなかった場合の等価回路、図4はグラウンド除去部13を設けた場合の等価回路をそれぞれ示したものである。
【0018】
図3および図4において、ドライバ21からアイソレーション素子10の1次側の差動信号線路22に差動信号を発生し、同時に、1次側の差動信号線路22にコモンモードノイズが伝搬した場合を想定する。
【0019】
図3に示したように、差動信号線路11,12およびアイソレーション素子10が配置される直下のグラウンド2に、グラウンド除去部13を設けなかった場合には、アイソレーション素子10の1次側の差動信号線路22とグラウンド2との間に浮遊容量23が形成され、アイソレーション素子10の2次側の差動信号線路11,12とグラウンド2との間に浮遊容量24が形成される。
よって、1次側の差動信号線路22に伝搬したコモンモードノイズは、浮遊容量23、グラウンド2および浮遊容量24を通じて、アイソレーション素子10の2次側の差動信号線路11,12に伝搬してしまう。
【0020】
これに対して、図4に示したように、差動信号線路11,12およびアイソレーション素子10が配置される直下のグラウンド2に、矩形状に除去されたグラウンド除去部13を設けた場合には、アイソレーション素子10の1次側の差動信号線路22および2次側の差動信号線路11,12とグラウンド2との間に浮遊容量23,24が形成されることはない。
よって、1次側の差動信号線路22に伝搬したコモンモードノイズは、グラウンド2を通じてアイソレーション素子10の2次側の差動信号線路11,12に伝搬することができない。
したがって、差動信号線路11,12の電磁波障害を防止することができるので、差動伝送用コネクタ3の差動信号線路11,12およびグラウンド2の電位を安定化させ、高性能な装置が得られる。
【0021】
また、図1において、差動伝送用コネクタ3は、誘電体基板1のグラウンド2上に配置されており、その差動伝送用コネクタ3の上面であってグラウンド端子4の近傍には、矩形状のグラウンド7が形成され、このグラウンド7と直下に形成されたグラウンド2とは、ビア8により電気的に接続されている。さらに、グラウンド7とグラウンド端子4とは、パターン9により電気的に接続されている。
したがって、差動伝送用コネクタ3のグラウンド端子4とグラウンド2とが最短で接続されることから、差動伝送用コネクタ3のグラウンドの電位を安定化させ、更に高性能な装置が得られる。
【0022】
以上のように、本実施の形態1によれば、誘電体基板1の一方の面にグラウンド2を形成し、誘電体基板1の他方の面に差動信号線路11,12を形成した構成において、差動信号線路11,12およびアイソレーション素子10が配置される直下のグラウンド2に、矩形状に除去されたグラウンド除去部13を設けるように構成した。
したがって、アイソレーション素子10の1次側の差動信号線路22のコモンモードノイズがグラウンド2を経由してアイソレーション素子10の2次側の差動信号線路12に伝搬することがなく、差動信号線路11,12の電磁波障害を防止することができるので、差動伝送用コネクタ3の差動信号線路11,12およびグラウンド2の電位を安定化させ、高性能なコネクタ実装用基板装置が得られる。
【0023】
また、差動伝送用コネクタ3が直下にグラウンド2を有する位置に配置され、差動伝送用コネクタ3のグラウンド端子4と、直下に形成されるグラウンド2とが、ビア8、グラウンド7およびパターン9により接続されるように構成した。
したがって、差動伝送用コネクタ3のグラウンド端子4とグラウンド2とが最短で接続され、差動伝送用コネクタ3のグラウンド端子4の電位を安定化させ、更に高性能なコネクタ実装用基板装置が得られる。
【0024】
なお、本実施の形態1では、差動伝送用コネクタ3およびアイソレーション素子10を、誘電体基板1のグラウンド2が形成されていない側の片面に配置したが、差動伝送用コネクタ3およびアイソレーション素子10のうちのいずれか一方、あるいは両方を誘電体基板1のグラウンド2が形成されている側の片面に配置するようにしても良い。
この場合、誘電体基板1を貫通するビアを設け、そのビアに差動信号線路11,12を接続するようにすれば良く、このような配置を許容するので、差動伝送用コネクタ3およびアイソレーション素子10の配置の自由度を高めることができる。
【0025】
また、本実施の形態1では、誘電体基板1を単層基板により構成したが、誘電体基板を多層基板により構成し、グラウンド2をそれら多層基板の内部の層として配置し、差動伝送用コネクタ3およびアイソレーション素子10のうちのいずれか一方、あるいは両方を、差動信号線路11,12が形成されていない側の誘電体基板に配置するようにしても良い。
この場合、多層の誘電体基板を貫通するビアを設け、そのビアに差動信号線路11,12を接続するようにすれば良く、このような配置を許容するので、差動伝送用コネクタ3およびアイソレーション素子10の配置の自由度を高めることができる。
【0026】
さらに、本実施の形態1では、グラウンド除去部13を、矩形状に形成したものとしたが、差動信号線路11,12およびアイソレーション素子10が配置される少なくとも直下のグラウンド2が除去されて、差動信号線路11,12およびアイソレーション素子10とグラウンド2との間に浮遊容量が形成されなければ良く、台形状等、他の形状に形成したものであっても良い。
【0027】
さらに、本実施の形態1では、差動伝送用コネクタ3およびアイソレーション素子10間を、一対の差動信号線路11,12により電気的に接続したものとしたが、差動伝送用コネクタ3およびアイソレーション素子10間を、多対の差動信号線路により電気的に接続したものとしても良い。
【0028】
実施の形態2.
本実施の形態2は、グラウンドを2分割すると共にコンデンサにより接続し、2分割されたグラウンド間を、低周波に関して遮断し、高周波に関して短絡させるものである。
【0029】
図5はこの発明の実施の形態2によるコネクタ実装用基板装置を示す下面図である。
図において、グラウンド除去部31は、差動伝送用コネクタ3が配置される直下であって、グラウンド端子4が配置される直下を除くグラウンドまで除去範囲を拡大したものである。
このグラウンド除去部31により、グラウンドは、差動伝送用コネクタ3のグラウンド端子4の直下に形成されるグラウンド(第1のグラウンド)32と、その他に形成されるグラウンド(第2のグラウンド)33とに分離される。
コンデンサ34,35は、パターンにより形成され、グラウンド32およびグラウンド33間を電気的に接続するものである。
【0030】
次に動作について説明する。
図5において、基板SG(Signal Ground)と、筐体FG(Flame Ground)とを分離するために、差動伝送用コネクタ3のグラウンド端子4の直下に形成されるグラウンド32と、その他に形成されるグラウンド33とに分離されている場合、グラウンド32とグラウンド33との間を、コンデンサ34,35により接続する。
【0031】
以上のように、本実施の形態2によれば、グラウンド32,33間がコンデンサ34,35により接続されるようにしたので、グラウンド32,33間を、低周波に関して遮断し、高周波に関して短絡させることができる。
よって、仮に、グラウンド33の電位が変動しても、グラウンド32,33間はコンデンサ34,35により遮断されるので、グラウンド32の電位の変動を抑えることができる。
また、差動伝送用コネクタ3のグラウンド端子4にノイズが発生しても、グラウンド32,33間はコンデンサ34,35により短絡されるので、ノイズをグラウンド33に流すことで、グラウンド32の電位を安定化させ、更に高性能なコネクタ実装用基板装置が得られる。
【0032】
実施の形態3.
本実施の形態3は、グラウンドを2分割すると共にインダクタにより接続し、2分割されたグラウンド間を、低周波に関して短絡し、高周波に関して遮断させるものである。
【0033】
図5において、上記実施の形態2では、コンデンサ34,35を形成したものについて説明した。
本実施の形態3は、コンデンサ34,35に代えて、2つの同一箇所にインダクタを設け、インダクタは、パターンにより形成され、グラウンド32およびグラウンド33間を電気的に接続するようにしたものである。
【0034】
以上のように、本実施の形態3によれば、グラウンド32,33間がインダクタにより接続されるようにしたので、グラウンド32,33を、低周波に関して短絡し、高周波に関して遮断させることができる。
よって、仮に、グラウンド32の電位が変動しても、グラウンド32,33間はインダクタにより短絡されるので、その電位の変動をグラウンド33により緩和し、グラウンド32の電位の変動を抑えることができる。
また、アイソレーション素子10の1次側の差動信号線路22のコモンモードノイズがグラウンド33に伝搬しても、グラウンド32,33間はインダクタにより遮断されるので、そのコモンモードノイズがグラウンド32に伝搬することなく、グラウンド32の電位を安定化させ、更に高性能なコネクタ実装用基板装置が得られる。
【0035】
実施の形態4.
本実施の形態4は、グラウンドを2分割すると共に抵抗により接続し、2分割されたグラウンド間を、低周波および高周波に関わらず減衰させるものである。
【0036】
図5において、上記実施の形態2では、コンデンサ34,35を形成したものについて説明した。
本実施の形態4は、コンデンサ34,35に代えて、2つの同一箇所に抵抗を設け、抵抗は、パターンにより形成され、グラウンド32およびグラウンド33間を電気的に接続するようにしたものである。
【0037】
以上のように、本実施の形態4によれば、グラウンド32,33間が抵抗により接続されるようにしたので、グラウンド32,33間を、低周波および高周波に関わらず減衰させることができる。
よって、仮に、グラウンド33の電位が変動したり、グラウンド33にコモンモードノイズが伝搬しても、グラウンド32,33間は抵抗により減衰されるので、グラウンド32への影響を低減させることができる。
また、グラウンド32の電位が変動したり、差動伝送用コネクタ3のグラウンド端子4にノイズが発生しても、グラウンド32,33間は抵抗により減衰されるが導通されるので、時間は掛るものの変動を抑えることができ、グラウンド32の電位を安定化させ、更に高性能なコネクタ実装用基板装置が得られる。
【0038】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意な構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意な構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【0039】
1 誘電体基板、2,7,32,33 グラウンド、3 差動伝送用コネクタ、4 グラウンド端子、5,6 差動信号端子、8 ビア、9 パターン、10 アイソレーション素子、11,12,22 差動信号線路、13,31 グラウンド除去部、21 ドライバ、23,24 浮遊容量、34,35 コンデンサ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
誘電体基板の一方の面に形成されたグラウンドと、
上記誘電体基板の一方および他方のうちのいずれかの面に配置された差動伝送用コネクタと、
上記誘電体基板の一方および他方のうちのいずれかの面に配置されたアイソレーション素子と、
上記誘電体基板の他方の面に形成され、上記差動伝送用コネクタに一端が接続されると共に上記アイソレーション素子に他端が接続された差動信号線路と、
上記グラウンドに形成され、上記差動信号線路および上記アイソレーション素子が配置される少なくとも直下の該グラウンドが除去されたグラウンド除去部とを備え、
上記差動伝送用コネクタのグラウンド端子と当該グラウンド端子の直下に形成される上記グラウンドとが電気的に接続されたことを特徴とするコネクタ実装用基板装置。
【請求項2】
上記誘電体基板の一方の面に形成されたグラウンドは、
上記差動伝送用コネクタのグラウンド端子の直下に配置される第1のグラウンドと、
その他に配置される第2のグラウンドとに分離され、
上記第1および上記第2のグラウンド間がコンデンサにより接続されたことを特徴とする請求項1記載のコネクタ実装用基板装置。
【請求項3】
上記誘電体基板の一方の面に形成されたグラウンドは、
上記差動伝送用コネクタのグラウンド端子の直下に配置される第1のグラウンドと、
その他に配置される第2のグラウンドとに分離され、
上記第1および上記第2のグラウンド間がインダクタにより接続されたことを特徴とする請求項1記載のコネクタ実装用基板装置。
【請求項4】
上記誘電体基板の一方の面に形成されたグラウンドは、
上記差動伝送用コネクタのグラウンド端子の直下に配置される第1のグラウンドと、
その他に配置される第2のグラウンドとに分離され、
上記第1および上記第2のグラウンド間が抵抗により接続されたことを特徴とする請求項1記載のコネクタ実装用基板装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate


【公開番号】特開2012−209857(P2012−209857A)
【公開日】平成24年10月25日(2012.10.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−75432(P2011−75432)
【出願日】平成23年3月30日(2011.3.30)
【出願人】(000006013)三菱電機株式会社 (33,312)
【Fターム(参考)】