説明

同軸ケーブルの端末構造、コネクタ及び基板ユニット

【課題】従来よりもインピーダンスを整合させることができる同軸ケーブルの端末構造を提供する。
【解決手段】グランド電位層を内層に備え、グランド電位層とビアを介して電気的に接続される接地電極を表面に備える基板と、導体芯線と、導体芯線を覆う誘電体と、誘電体を覆う外部導体層と、外部導体層を覆う外皮層と、を備え、誘電体が外部導体層から露出している第1露出部と、導体芯線が誘電体から露出している第2露出部と、を端部に備えて導体芯線の第2露出部が基板に電気的に接続される同軸ケーブルと、少なくとも第1露出部と第2露出部とを覆い、接地電極と接続される導電性のシールドカバー部材と、を備え、第1露出部と第2露出部とは、平面視でグランド電位層が設けられる領域に位置することを特徴とする同軸ケーブルの端末構造。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、同軸ケーブルの端末構造、コネクタ及び基板ユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
同軸ケーブルを用いて高周波信号(例えば、1GHz以上)を伝送する場合、高周波信号は、同軸ケーブル、同軸ケーブルと回路基板とを接続するコネクタを介して、回路基板の信号線へ伝送される。ドライバ/レシーバの入出力、回路基板のパターン、コネクタ、ケーブル、ケーブルの端末処理部など、高周波信号の伝送経路においてインピーダンスが整合していない場合、インピーダンスが整合していない部分において伝送信号が反射し、波形の歪みが生じる。そのため、高周波信号の伝送経路において、インピーダンスが整合していることが好ましい。
【0003】
一般に、同軸ケーブルは、導体芯線、導体芯線を覆う誘電体、誘電体を覆う導体層、導体層を覆う保護層を備える。同軸ケーブルの導体芯線と回路基板のパターンとを電気的に接続するため、同軸ケーブルの端部では、外皮(シース)が除去されて外部導体層が露出している。また、外部導体層が除去されて誘電体が露出している。また、誘電体が除去されて導体芯線が露出している。
同軸ケーブルのインピーダンスは、ケーブルの単位長さ当りのインダクタンスと静電容量によって定まる。そのため、導体芯線や誘電体が露出している部分と、導体芯線や誘電体が外部導体層(シールド層)で覆われている部分では、インピーダンスが異なる。
【0004】
従来、導体層が除去されて露出した誘電体を覆うようにシールド部材を配置した同軸ケーブルの端末構造が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2007−19232号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、誘電体が除去された部分においては導体芯線が露出しているため、導体芯線が露出している部分と導体芯線が外部導体層(シールド層)で覆われている部分とでは、インピーダンスが整合していない。
【0007】
そこで、従来よりもインピーダンスを整合させることができる同軸ケーブルの端末構造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】
上記課題を解決するため、第1の観点では、同軸ケーブルの端末構造であって、グランド電位層を内層に備え、前記グランド電位層とビアを介して電気的に接続される接地電極を表面に備える基板と、導体芯線と、前記導体芯線を覆う誘電体と、前記誘電体を覆う外部導体層と、前記外部導体層を覆う外皮層と、を備え、前記誘電体が前記外部導体層から露出している第1露出部と、前記導体芯線が前記誘電体から露出している第2露出部と、を端部に備えて前記導体芯線の第2露出部が前記基板に電気的に接続される同軸ケーブルと、少なくとも前記第1露出部と第2露出部とを覆い、前記接地電極と接続される導電性のシールドカバー部材と、を備え、前記第1露出部と第2露出部とは、平面視で前記グランド電位層が設けられる領域に位置することを特徴とする同軸ケーブルの端末構造が提供される。
また、第2の観点では、上記同軸ケーブルの端末構造を備えるコネクタが提供される。
また、第3の観点では、上記同軸ケーブルの端末構造を備える基板ユニットが提供される。
【発明の効果】
【0009】
開示の同軸ケーブルの端末構造によれば、従来よりもインピーダンスを整合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】基板ユニットの一例を示す斜視図である。
【図2】同軸ケーブルの一例を示す平面図である。
【図3】(a)は、図2のA−A線に沿った断面図であり、(b)は、図2のB−B線に沿った断面図であり、(c)は、図2のC−C線に沿った断面図である。
【図4】基板の一例を示す平面図である。
【図5】図4のD−D線に沿った断面図である。
【図6】シールドカバー部材の一例を示す斜視図である。
【図7】第1の実施形態における図1の導体芯線が延びる方向に沿った断面図である。
【図8】第2の実施形態における図1の導体芯線が延びる方向に沿った断面図である。
【図9】第3の実施形態における図1の導体芯線が延びる方向に沿った断面図である。
【図10】コネクタの一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
<第1の実施形態>
図1を参照して、本実施形態の基板ユニット100について説明する。図1は、本実施形態の基板ユニット100の一例を示す斜視図である。図1に示されるように、本実施形態の基板ユニット100は、同軸ケーブル110と、基板140と、シールドカバー部材160と、を備える。以下、各部材の構成について、詳細に説明する。
【0012】
まず、図2、図3を参照して、本実施形態の同軸ケーブル110について説明する。図2は、本実施形態の同軸ケーブル110の一例を示す平面図である。本実施形態の同軸ケーブル110は、二芯の同軸ケーブルである。図3(a)は、図2のA−A線に沿った断面図であり、図3(b)は、図2のB−B線に沿った断面図であり、図3(c)は、図2のC−C線に沿った断面図である。
【0013】
図2に示されるように、同軸ケーブル110は、導体芯線112と、誘電体114と、外部導体層(シールド層)116と、外皮層(シース)118と、接地線(ドレイン線)120と、を備える。ここで、図3(a)に示されるように、誘電体114は、導体芯線112を覆っている。また、外部導体層(シールド層)116は、誘電体114を覆っている。また、外皮層(シース)118は、外部導体層(シールド層)116を覆っている。
導体芯線112、接地線(ドレイン線)120は、例えば、銅などの導電材料で形成される。また、外部導体層(シールド層)116は、例えば、金属箔(Al、Cu等)を巻き付けて形成されている。また、誘電体114は、例えば、ポリエチレン系樹脂、フッ素系樹脂などの絶縁材料で形成される。また、外皮層(シース)118は、例えば、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、フッ素系樹脂などの絶縁材料で形成される。
【0014】
図2に示されるように、同軸ケーブル110は、同軸ケーブル110の端部に、第1露出部122と、第2露出部124と、を備える。第1露出部122では、誘電体114が外部導体層(シールド層)116から露出している。また、第2露出部124では、導体芯線112が誘電体114から露出している。
【0015】
上述したように、同軸ケーブル110のインピーダンスは、ケーブルの単位長さ当りのインダクタンスと静電容量によって定まる。図3(b)に示されるように、第1露出部122では、誘電体114が外部導体層(シールド層)116から露出しており、誘電体114は空気に覆われている。また、図3(c)に示されるように、第2露出部124では、導体芯線112が誘電体114から露出しており、導体芯線112は空気に覆われている。そのため、第1露出部122や第2露出部124におけるインピーダンスは、図3(a)に示されるように、誘電体114の周囲が外部導体層(シールド層)116や外皮層(シース)118で覆われている部分の同軸ケーブル110のインピーダンスとは異なる。
本実施形態の基板ユニット100では、以下に説明する基板140やシールドカバー部材160を用いることにより、従来よりもインピーダンスを整合させることができる。
なお、本実施形態では二芯の同軸ケーブルの例を説明するが、同軸ケーブル110は、単芯の同軸ケーブルでもよい。
【0016】
次に、図4、図5を参照して、本実施形態の基板140について説明する。図4は、本実施形態の基板140の一例を示す平面図である。図5は、図4のD−D線に沿った断面図である。図4に示されるように、本実施形態の基板140は、接地電極142と、グランド電位層144と、ビア146と、電極148と、信号パターン150と、を備える。
【0017】
接地電極142は、基板140の表面に設けられている。図4に示される例の基板140は、2つの接地電極142を備える。接地電極142は、後述するように、シールドカバー部材160と接続される。
グランド電位層144は、基板140の内層に設けられている。そのため、図4においては、グランド電位層144は破線で示されている。グランド電位層144は、グランド(0V)として回路設計されている。グランド電位層144は、平面視において、少なくとも同軸ケーブル110の第1露出部122と第2露出部124とを含む領域に設けられている。また、グランド電位層144は、平面視において、接地電極142と重複するように設けられている。
【0018】
ビア146は、平面視において、接地電極142とグランド電位層144とが重複する領域に形成されている。図5に示されるように、ビア146は、接地電極142とグランド電位層144とを電気的に接続する。そのため、接地電極142には、ビア146を介してグランド電位となっている。
電極148には、同軸ケーブル110の2つの導体芯線112が接続される。そのため、図4に示される例の基板140は、2つの電極148を備える。
【0019】
信号パターン150は、電極148と接続されている。図4に示される例では、信号パターン150は、接地電極142と接触しないように接地電極142を迂回した形状である。なお、信号パターン150の形状は特に限定されるものではなく、接地電極142と接触しないような任意の形状とすることができる。
【0020】
次に、図6を参照して、本実施形態のシールドカバー部材160について説明する。シールドカバー部材160は、筐体162と、はんだ付用端子164と、開口部166と、を備える。筐体162は、例えば、錫めっき黄銅板などの導電性材料で形成されている。また、図6に示されるように筐体162は直方体形状である。図1に示されるように、シールドカバー部材160は、同軸ケーブル110と基板140を覆うように配置されるため、図6における底面及び背面には、面が形成されていない。
【0021】
はんだ付用端子164は、筐体162の前面と側面に設けられている。図6に示される例では、筐体162の前面、右側面、左側面の各々に2つのはんだ付用端子164が設けられている。図1に示されるように、はんだ付用端子164は、接地電極142上に位置するように設けられ、はんだ付用端子164を接地電極142にはんだ付けすることにより、接地電極142とシールドカバー部材160とが電気的に接続される。
開口部166は、筐体162の上面に形成されている。図1に示されるように、開口部166は、接地線(ドレイン線)120を筐体162の上面に引き出すための開口である。開口部166を介して筐体162の上面に引き出された接地線(ドレイン線)120は、筐体162の上面においてはんだ付けされる。
【0022】
以上説明した同軸ケーブル110、基板140、シールドカバー部材160を図1に示されるように配置することにより、本実施形態の基板ユニット100が形成される。ここで、図7を参照して、本実施形態の基板ユニット100を構成する各部材の接続関係について説明する。図7は、図1の導体芯線が延びる方向に沿った矢視断面図である。
【0023】
図7に示されるように、シールドカバー部材160は、少なくとも第1露出部122と第2露出部124とを覆うように配置されている。また、接地線(ドレイン線)120がシールドカバー部材160の上面に接続されている。また、シールドカバー部材160の下端は、接地電極142に接続されている。また、接地電極142とグランド電位層144とは、ビア146(図7には不図示)を介して電気的に接続されている。そのため、グランド電位層144のグランド電位と、ビア146、接地電極142、シールドカバー部材160、接地線(ドレイン線)120、外部導体層(シールド層)116の電位が同じグランド電位となる。その結果、同軸ケーブル110の第1露出部122と第2露出部124の周囲がグランド電位で覆われることとなり、従来よりも同軸ケーブル110のインピーダンスを整合させることができる。
また、シールドカバー部材160が第1露出部122と第2露出部124とを覆うことにより、クロストークや電波ノイズを抑制することができる。
【0024】
<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態の基板ユニット100について説明する。本実施形態の基板ユニット100は、第1露出部122とシールドカバー部材160の内壁との間に、導電性材料を備える点が第1の実施形態と異なる。その他の本実施形態の基板ユニット100の基本的な構成は、上述した第1の実施形態と同様である。そのため、第1の実施形態と同様の構成については説明を省略し、以下、図8を参照して、第1の実施形態と異なる部分について説明する。
【0025】
図8は、本実施形態における図1の導体芯線が延びる方向に沿った矢視断面図である。図8に示されるように、本実施形態の基板ユニット100は、第1の実施形態で説明した構成に加えて、第1露出部122とシールドカバー部材160の内壁との間に、導電性材料168を備える。導電性材料168は、例えば、導電性スポンジである。導電性材料168は、外部導体層(シールド層)116と同じ材質であることが好ましい。
【0026】
本実施形態の基板ユニット100では、第1露出部122において外部導体層(シールド層)116から露出した誘電体114が、空気ではなく、導電性材料168で覆われている。そのため、第1露出部122におけるインピーダンスを誘電体114が外部導体層(シールド層)116で覆われている部分のインピーダンスに近づけることができる。その結果、第1の実施形態よりも同軸ケーブル110のインピーダンスを整合させることができる。
【0027】
<第3の実施形態>
次に、第3の実施形態の基板ユニット100について説明する。本実施形態の基板ユニット100は、第2露出部124とシールドカバー部材160の内壁との間に、絶縁性材料を備える点が第1の実施形態と異なる。その他の本実施形態の基板ユニット100の基本的な構成は、上述した第1の実施形態と同様である。そのため、第1の実施形態と同様の構成については説明を省略し、以下、図9を参照して、第1の実施形態と異なる部分について説明する。
【0028】
図9は、本実施形態における図1の導体芯線が延びる方向に沿った矢視断面図である。図9に示されるように、本実施形態の基板ユニット100は、第1の実施形態で説明した形態に加えて、第2露出部124とシールドカバー部材160の内壁との間に、絶縁性材料170を備える。絶縁性材料170は、誘電体114と同じ材質であることが好ましい。
【0029】
本実施形態の基板ユニット100では、第2露出部124において誘電体114から露出した導体芯線112が、空気ではなく、絶縁性材料170で覆われている。そのため、第2露出部124におけるインピーダンスを導体芯線112が誘電体114で覆われている部分のインピーダンスに近づけることができる。その結果、第1の実施形態よりも同軸ケーブル110のインピーダンスを整合させることができる。
【0030】
なお、図9に示される例では、第1露出部122において外部導体層(シールド層)116から露出した誘電体114は、空気で覆われている。しかし、第2の実施形態において説明したように、第1露出部122において外部導体層(シールド層)116から露出した誘電体114が導電性材料168で覆われる構成としてもよい。第2露出部124とシールドカバー部材160の内壁との間に絶縁性材料170を備えるとともに、第1露出部122とシールドカバー部材160の内壁との間に導電性材料168を備えることにより、同軸ケーブル110のインピーダンスをさらに整合させることができる。
【0031】
<第4の実施形態>
次に、図10を参照して本実施形態のコネクタ180について説明する。図10は、本実施形態のコネクタの一例を示す斜視図である。図10に示されるように、本実施形態のコネクタ180は、基板140と、シールドカバー部材160と、コンタクト182と、を備える。また、コネクタ180には、同軸ケーブル110が接続される。
【0032】
本実施形態の同軸ケーブル110、基板140、シールドカバー部材160は、第1の実施形態で説明した同軸ケーブル110、基板140、シールドカバー部材160と同じであるため、説明を省略する。図10に示されるように、コンタクト182は基板140と接続されている。図10に示されるコンタクト182は、プラグ型のコンタクトであるが、レセプタクル型のコンタクトを適用してもよい。
【0033】
本実施形態のコネクタ180では、シールドカバー部材160が、少なくとも第1露出部122と第2露出部124とを覆うように配置されている。また、同軸ケーブル110の第1露出部122と第2露出部124の周囲がグランド電位で覆われている。そのため、第1の実施形態と同様、従来よりも同軸ケーブル110のインピーダンスを整合させることができる。
【0034】
なお、本実施形態において、第2の実施形態と同様、第1露出部122とシールドカバー部材160の内壁との間に、導電性材料168を備えてもよい。また、本実施形態において、第3の実施形態と同様、第2露出部124とシールドカバー部材160の内壁との間に、絶縁性部材170を備えてもよい。
【0035】
以上、本発明の同軸ケーブルの端末構造、コネクタ及び基板ユニットについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。また、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【0036】
(付記)
なお、本発明は、以下の付記に記載されるように構成することができる。
【0037】
(付記1)
同軸ケーブルの端末構造であって、
グランド電位層を内層に備え、前記グランド電位層とビアを介して電気的に接続される接地電極を表面に備える基板と、
導体芯線と、前記導体芯線を覆う誘電体と、前記誘電体を覆う外部導体層と、前記外部導体層を覆う外皮層と、を備え、前記誘電体が前記外部導体層から露出している第1露出部と、前記導体芯線が前記誘電体から露出している第2露出部と、を端部に備えて前記導体芯線の第2露出部が前記基板に電気的に接続される同軸ケーブルと、
少なくとも前記第1露出部と第2露出部とを覆い、前記接地電極と接続される導電性のシールドカバー部材と、を備え、
前記第1露出部と第2露出部とは、平面視で前記グランド電位層が設けられる領域に位置すること
を特徴とする同軸ケーブルの端末構造
【0038】
(付記2)
前記誘電体の第1露出部と前記シールドカバー部材の内壁との間に、導電性材料を備える、付記1に記載の同軸ケーブルの端末構造。
【0039】
(付記3)
前記導体芯線の第2露出部と前記シールドカバー部材の内壁との間に、絶縁性材料を備える、付記1又は2に記載の同軸ケーブルの端末構造。
【0040】
(付記4)
導体芯線と、前記導体芯線を覆う誘電体と、前記誘電体を覆う外部導体層と、前記導体層を覆う外皮層と、を備え、前記誘電体が前記外部導体層から露出している第1露出部と、前記導体芯線が前記誘電体から露出している第2露出部と、を端部に備える同軸ケーブルが接続されるコネクタであって、
少なくとも前記第1露出部と第2露出部とを覆う導電性のシールドカバー部材と、
前記導体芯線の第2露出部が電気的に接続され、前記シールドカバー部材と接続される接地電極を表面に備える基板と、
前記基板と接続されるコンタクトと、を備え、
前記基板は、平面視で少なくとも第1露出部と第2露出部とを含む領域の内層にグランド電位層を備え、
前記接地電極は、前記グランド電位層とビアを介して電気的に接続されること
を特徴とするコネクタ。
【0041】
(付記5)
前記誘電体の第1露出部と前記シールドカバー部材の内壁との間に、導電性材料を備える、付記4に記載のコネクタ。
【0042】
(付記6)
前記導体芯線の第2露出部と前記シールドカバー部材の内壁との間に、絶縁性材料を備える、付記4又は5に記載のコネクタ。
【0043】
(付記7)
導体芯線と、前記導体芯線を覆う誘電体と、前記誘電体を覆う外部導体層と、前記外部導体層を覆う外皮層と、を備え、前記誘電体が前記外部導体層から露出している第1露出部と、前記導体芯線が前記誘電体から露出している第2露出部と、を端部に備える同軸ケーブルと、
少なくとも第1露出部と第2露出部とを覆う導電性のシールドカバー部材と、
前記導体芯線が電気的に接続され、前記シールドカバー部材と接続される接地電極を表面に備える基板と、を備え、
前記基板は、平面視で少なくとも第1露出部と第2露出部とを含む領域の内層にグランド電位層を備え、
前記接地電極は、前記グランド電位層とビアを介して電気的に接続されること
を特徴とする基板ユニット。
【0044】
(付記8)
前記誘電体の第1露出部と前記シールドカバー部材の内壁との間に、導電性材料を備える、付記7に記載のコネクタ。
【0045】
(付記9)
前記導体芯線の第2露出部と前記シールドカバー部材の内壁との間に、絶縁性材料を備える、付記7又は8に記載のコネクタ。
【符号の説明】
【0046】
100 基板ユニット
110 同軸ケーブル
112 導体芯線
114 誘電体
116 外部導体層(シールド層)
118 外皮層(シース)
120 接地線(ドレイン線)
122 第1露出部
124 第2露出部
140 基板
142 接地電極
144 グランド電位層
146 ビア
148 電極
150 信号パターン
160 シールドカバー部材
162 筐体
164 はんだ付用端子
166 開口部
168 導電性材料
170 絶縁性材料
180 コネクタ
182 コンタクト

【特許請求の範囲】
【請求項1】
同軸ケーブルの端末構造であって、
グランド電位層を内層に備え、前記グランド電位層とビアを介して電気的に接続される接地電極を表面に備える基板と、
導体芯線と、前記導体芯線を覆う誘電体と、前記誘電体を覆う外部導体層と、前記外部導体層を覆う外皮層と、を備え、前記誘電体が前記外部導体層から露出している第1露出部と、前記導体芯線が前記誘電体から露出している第2露出部と、を端部に備えて前記導体芯線の第2露出部が前記基板に電気的に接続される同軸ケーブルと、
少なくとも前記第1露出部と第2露出部とを覆い、前記接地電極と接続される導電性のシールドカバー部材と、を備え、
前記第1露出部と第2露出部とは、平面視で前記グランド電位層が設けられる領域に位置すること
を特徴とする同軸ケーブルの端末構造。
【請求項2】
前記誘電体の第1露出部と前記シールドカバー部材の内壁との間に、導電性材料を備える、請求項1に記載の同軸ケーブルの端末構造。
【請求項3】
前記導体芯線の第2露出部と前記シールドカバー部材の内壁との間に、絶縁性材料を備える、請求項1又は2に記載の同軸ケーブルの端末構造。
【請求項4】
導体芯線と、前記導体芯線を覆う誘電体と、前記誘電体を覆う外部導体層と、前記導体層を覆う外皮層と、を備え、前記誘電体が前記外部導体層から露出している第1露出部と、前記導体芯線が前記誘電体から露出している第2露出部と、を端部に備える同軸ケーブルが接続されるコネクタであって、
少なくとも前記第1露出部と第2露出部とを覆う導電性のシールドカバー部材と、
前記導体芯線の第2露出部が電気的に接続され、前記シールドカバー部材と接続される接地電極を表面に備える基板と、
前記基板と接続されるコンタクトと、を備え、
前記基板は、平面視で少なくとも第1露出部と第2露出部とを含む領域の内層にグランド電位層を備え、
前記接地電極は、前記グランド電位層とビアを介して電気的に接続されること
を特徴とするコネクタ。
【請求項5】
導体芯線と、前記導体芯線を覆う誘電体と、前記誘電体を覆う外部導体層と、前記外部導体層を覆う外皮層と、を備え、前記誘電体が前記外部導体層から露出している第1露出部と、前記導体芯線が前記誘電体から露出している第2露出部と、を端部に備える同軸ケーブルと、
少なくとも第1露出部と第2露出部とを覆う導電性のシールドカバー部材と、
前記導体芯線が電気的に接続され、前記シールドカバー部材と接続される接地電極を表面に備える基板と、を備え、
前記基板は、平面視で少なくとも第1露出部と第2露出部とを含む領域の内層にグランド電位層を備え、
前記接地電極は、前記グランド電位層とビアを介して電気的に接続されること
を特徴とする基板ユニット。


【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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【公開番号】特開2012−64338(P2012−64338A)
【公開日】平成24年3月29日(2012.3.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−205530(P2010−205530)
【出願日】平成22年9月14日(2010.9.14)
【出願人】(000005223)富士通株式会社 (25,993)
【Fターム(参考)】