説明

高周波シールドを有するフィルターコネクタ

【課題】高周波EMIが、フィルターコネクタのピンに接続された回路に達するのを阻止するシールドが提供される。
【解決手段】フィルターコネクタは第1の基板(26)の孔(28)を通って延在する複数のピン(12)を含み、各ピンは半田ジョイント(90)によってピンの孔を取り囲む信号トレース(32、60)に結合される。キャパシタ(40)のようなフィルター構成要素は、各々が信号トレースに結合された1つの端子(44)および接地トレース(30)に結合された他の端子(42)を有する。トレース間には間隙(62)を有する。第2の基板(75)は各々が第1の基板と面に関して隣接して位置するように提供され、そして各々が信号および接地トレース間の間隙を覆うシールドトレース(72)を有する。各第2の基板のピン−受け入れ孔は円形部分を有しそしてノッチ(100)を有する。

【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
米国特許第6,896,552号に記載されたフィルターコネクタ(filter connector)の1つの形式は、それを通ってピンが延在する孔を有する一対のフレキシブルな回路基板または基板部分を含む。各孔の回りで環状に延在する信号トレース(signal trace)は半田ジョイント(solder joint)により対応するピンに電気的に接続されている。キャパシタのようなフィルター構成要素において、各々は信号トレースに接続された1つの端子と接地面に接続された他方の端子を有する。信号トレースと接地面の間には間隙(gap)があり、そして高周波(500MHz〜1000MHz)漂遊信号(stray signal)がかかる間隙を通ってピンの1つの端部と接続されている回路へと通過することができる。かかる漂遊信号が結果として回路内に“ノイズ”をもたらすEMI(電磁干渉;electromagnetic interference)を構成する。かかるEMIの大部分がかかる間隙を通って通過するのを遮断する装置は価値のあるものであろう。
【発明の開示】
【0002】
[本発明の概要]
本発明の1つの実施例に従えば、高周波EMI(electromagnetic interference)シールドが、接地トレースと複数の信号トレースのそれぞれとの間に間隙が存在する形式のフィルターコネクタについて、提供される。さらにEMIシールドは、信号トレース内の孔を通って突き出る(project)ピンに対する信号トレースの半田付けが容易になるように構成される。フィルターコネクタは、キャパシタのようなフィルター構成要素が、信号トレース(ピンと接続する)に接続された1つのキャパシタ端子および基板の接地面と接続された第2の端子と共に第1の絶縁性基板に配置される形式である。間隙は回路の短絡を防止するために接地および信号トレースの間に残さなければならない。高周波EMIはかかる間隙を通ってピンの1つの端部と接続されている回路へと通過することができる。本発明はEMIシールドとして機能する導電性トレースを保持する第2の絶縁性基板を提供する。シールドトレースは第1の基板から単にわずかに間隔をおいて位置している面に位置する(これらの間に誘電体層を伴う)。シールドトレースは間隙を覆い、そしてシールドトレースは信号トレースと連結することができる。接地と信号トレースの間の間隙を通って通過する何れのEMIもシールドトレースにより阻止され、そしてピンの1つの端部に接続された回路に到達しない。
【0003】
各ピンは第2の基板の下に位置する第1の回路基板に位置する信号トレースに対して半田付けされる。第2の基板を通して第1の基板の信号トレースに半田を適用することを可能にするため、第2の基板のピン−受け入れ孔はノッチ(notch)を有する。第2の基板の各孔はピンを密接して受入れる円形部分および円形部分から延在するノッチを含む。半田(および半田フラックス)の量を分配するディスペンサーは、そこで大面積の接続を保証することができるように第1の基板の信号トレースレベルに半田を分配するために、ノッチを通して挿入することができる。半田はさらに、シールドトレースをピンおよび信号トレースと接続するために、孔の円形部分におけるシールドトレースの部分に流すことができる。
【0004】
本発明の新規な特徴は特に添付された特許請求の範囲において述べられる。本発明は、添付の図面と関連させて読む場合に、以下の記載から最も良く理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0005】
[望ましい実施例の記載]
図1は従来技術のフィルターされたコネクタ10を示し、これは一対の回路基板14、16の組合わせに対して取り付けられた複数のピン12を含む。各ピンに接続されたフィルターは、フェライトビード(ferrite bead)20およびそれぞれが回路基板組立て体の1つに取り付けられている一対のキャパシタを含む。フェライトビードと一対のキャパシタは米国特許第6,896,552号に記載されているようなPiフィルターを形成する。フィルターされたコネクタは、図2に示されるような接地された金属シェル(metal shell)18に取り付けられるように構成される。ピンの1つの端部は、接地された金属シェルの延長部分に位置する検知回路(sensitive circuitry)22に接続され、このシェルはかかる回路を電磁干渉(EMI;electromagnetic interference)から保護している。しかしながら、電磁干渉はコネクタ10を通し漏れることによりこの回路に達する可能性があり、そして本発明はかかる電磁干渉の漏れを最小にするコネクタの構造を導くものである。
【0006】
図3はピン12の1つのと、ピンに沿って位置する2つの回路基板14、16の組合わせとの一部を示す。14のような各回路基板の組合わせは、誘電体基板26を含む第1回路基板組立て体24を含み、これはフレキシブル基板とすることができる。この基板26は各々が導電性ピン12の1つを受入れるピン−受け入れ孔28を有する。導電性の層またはトレース(layer or trace)の形状の接地面30が本来第1の基板の上面に位置し、そして複数の導電性の信号トレース32、60は各々第1の基板に位置する。各上方の信号トレース60はピンの孔の回りのリング部に延在する。下方の信号トレース32はキャパシタ端子44に達するように、ピンの孔の一方の側のみに位置することができる。
【0007】
キャパシタのようなフィルター部品40は、接地面30に接続されている1つの端子42を有し、そして信号トレース32に接続されているもう1つの他の端子44を有する。回路基板は、キャパシタ端子に対する半田付けを容易にするために、接地面が第1の基板の下面の接地トレース52に延在する、メッキされたスルーホール(plated-through aperture)50を有する。上部信号トレースは半田ジョイント(solder joint)90を通って下方の信号トレースに接続される。上部接地トレース30と上部信号トレース60との間には間隙62がある。
【0008】
750MHz、そして特に500MHzから1000MHzの範囲、の大きさのオーダにおける周波数の高周波電磁干渉(EMI;electromagnetic interference)は間隙54、62を通って通過することができ、そしてピンの1つの端部に接続された回路に達し、そしてかかる回路を混乱させる。本発明はかかるEMIの大部分がコネクタを通って通過しそしてかかる回路に達するのを阻止するための改善を目的とする。
【0009】
出願人は一対の第2誘電体回路基板70組立て体を提供し、各々が誘電体基板75と電磁干渉のシールドとして作用するその上の導電性トレース72を有する。各第2基板組立体は、面に関して隣接し(facewise adjacent)そして望ましくは対向して、対応する第1基板組立体に取り付けられる。ここで第1の基板はフレキシブルな回路基板であり、第2の基板は望ましくはより補強基板(stiffener board)である。導電性のシールドトレース72はEMIシールドトレースとして作用し、そして各信号トレース62と接地面30との間の間隙62を覆って位置する。環境内の高周波EMIのあるものは、間隙62を通り、経路76、78に沿って移動する。このようにして、EMIはシールドトレース72により遮断され、そしてピンに接続されている感度の良い回路に達するのを阻止される。誘電体カバー層74はシールドレース72に対して位置し、そしてそれを第1基板の上部表面における接地および信号トレース30、60から電気的に分離する。
【0010】
出願人は、間隙62の上部に直接位置するシールドトレース中央部分84を超えて延在する、重複する端部80、82を有するシールドトレースを提供する。重複する端部80、82は接地および信号とレースの上部に直接位置する。重複する端部は、垂直Vに対する角度に沿って通過するEMIを阻止する。良好なシールドのために必要とされる重複の量は、シールドトレースが間隙からどのように閉鎖するかに依存する。出願人はシールドトレースをそれが垂直に1mmを超えないように位置するように配置し、そして望ましくは最も近い間隙から0.5mmを超えないように配置し、そしてシールドトレースを間隙に対して間隙の幅の1/10より接近させて配置する。ある場合において、シールドトレースは各間隙の大部分の上部に、そして例えその全てではないとしても、望ましくは各間隙の少なくとも90%において位置するであろう。
【0011】
シールドトレース72は、必然ではないが、ピン12におよび信号トレース32に電気的に接続されていることが望ましい。しかしながら、信号トレース32(および60)がピンに接続されていることは本質的なことである。かかる接続は半田ジョイント90を通って通常行なわれる。図3の配置において、第2回路基板組立て体70は、ピン12と半田が堆積されるべき信号トレース32の孔の壁部32hの間の領域に対する、下方への垂直なアクセスを妨害する傾向があるであろう。出願人は半田(これは後にオーブン中でウエーブソルダリング(wave soldering)により溶融される)の堆積を、第2の基板75にノッチを有するピン−受け入れ孔92を形成することにより、容易にする。細いディスペンサーノズル104を有するディスペンサー(dispenser)102は、ピン12と信号トレース孔の壁部32hとの双方に隣接して位置する(望ましくは1mm以内)領域106の中にあるいは対して半田を分配するために、ノッチを通って通過する。
【0012】
図5は第2の基板75内のピン−受け入れ孔92を示す。各ピン−受け入れ孔92は望ましくは180°より大きい角度Aで孔の軸112の回りで延在する円形の孔部分110を含む。角度Aは望ましくは少なくとも220°であり、そして現実には300°である。ノッチ100は軸から離れて放射状に突き出る。円形の孔部分110は第2の基板の孔をピンの回りに正確に配置する。ノッチ100は図3に示すようにディスペンサー102のノズル104を受入れ、ソルダーフラックスによって取り囲まれている小さい半田ボールの量が孔の壁部に堆積される。図3は多くの場合において溶融された半田フィレット(solder fillet)がさらにピンをノッチと反対側の孔の側部においてシールドトレース72に半田付けする部分114を有することを示し、このことはシールドトレースを信号トレース32に接続する。半田フィレットは常に上部および下部の信号トレース32、60について接続をするであろう。
【0013】
図3のコネクタを組立てるために、出願人は最初に下部および上部組立て体を組立てる。続いて出願人は複数のピン12上に下部回路基板結合体16を組立てる。このことは第2回路基板組立て体70を配置することを含み、これは第2の基板75、シールドトレース72、および下部の第1回路基板組立て体24の上方の誘電体カバー層74を含み、該下部第1回路基板組立て体24は、誘電体基板26上の接地および信号トレース50、32および各ピン−受け入れ孔において所定の位置で半田付けされたキャパシタ40を含み、孔を通って突出するピンを伴う。続いて、ディスペンサー102(および望ましくは多数のこれと同様のものを有する)が信号トレース内の孔の壁部に半田堆積物(solder deposit)を配置するために使用される。次に、フェライトビード20がピンに配置され、そして下部基板組立て体と同一の上部回路基板組立て体がピンに配置される。ディスペンサーが半田堆積物を信号トレース孔の壁部に配置するために使用される。この組立て体は図3に示す最終的な組立て体を製造するため半田を溶融するためにオーブンの中に配置される。
【0014】
半田堆積物(半田ボールおよびフラックス)がノッチ内にまたはノッチの下に位置する第1回路基板24の領域内に最初に堆積されたという事実は、半田結合の細密な観察から決定されることができる。半田フィレット90は普通最初に堆積した配置においてわずかに高くなる。
【0015】
出願人が設計した図3に示された形式のコネクタにおいて、32hにおける各ピン−受け入れ孔は、30ミル(1ミルは1/1000インチに等しい)(=0.762mm)の直径を有する。第1の基板26は5ミル(=0.127mm)の厚さを有し、そして各第2の基板は30ミル(=0.762mm)の厚さを有する。
【0016】
例えこの発明の記載するために図示されているように”垂直”、“上”、“下”、その他、のような方向が使用されていても、この発明は何れの方向についても使用することができる。
【0017】
このように、この発明は接地および信号トレースを有し、そしてそれらの間に、遮蔽されない場合には高周波EMI(電磁干渉)エネルギが通過することのできる間隙を有する少なくとも1つの第1回路基板組立て体を有する形式のコネクタについての改良を提供する。この発明は、その上にシールドトレースを有し、そして望ましくはシールドトレースの上に誘電性の分離層を有する、補強基板のような第2の回路基板を提供する。第2の回路基板は第1の回路基板に対して対面するように配置され、そして望ましくは分離層が第1の回路基板の表面(接地トレースの表面のような)に対向して配置される。シールドトレースは、さもなければ間隙を通過するであろうEMIを阻止するため、第1の回路基板の信号および接地トレース間の間隙の大部分そして望ましくは全てを覆い、そして望ましくは間隙の大部分と重複する。第2の回路基板は望ましくは、円形部分を有しそして孔の軸から放射状に離れて延在するノッチを有するピン−受け入れ孔を有する。ディスペンサーは第1の基板上に位置する信号トレースの孔の壁部に半田堆積物を配置するために各ノッチを通して挿入されることができる。
【0018】
例えこの発明について特定の実施例が記載されそして図示されているとしても、この技術分野の熟練者にとって修正および変更は容易に行なうことができることが認識され、特許請求の範囲はかかる修正および変更を範囲に含むものと解釈されることが意図されるものである。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明におけるフィルターされたコネクタの等尺図である。
【図2】図1のコネクタの側部立面図である。
【図3】1つのピンと、このピンに接続された2つの回路基板組立体の部分を示す、図1のコネクタの一部の断面による側面図である。
【図4】第1の回路基板の下側を示す、図3の線4−4における図である。
【図5】第2の回路基板の下側を示す、図3の線5−5における図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1回路基板組み立て体(24)と、なお該第1回路基板組み立て体は、複数のピン−受け入れ孔(28)、各々が前記孔の1つを通って突き出る複数のピン(12)、各々が少なくとも前記孔の1つの回りに部分的に延在しそして孔を通って突き出ている前記ピンの1つに接続されている複数の信号トレース(60)、前記回路基板の表面に位置しているが前記孔からおよび前記信号トレースから間隔をおいて配置されている接地面(30)、そして前記接地面と前記信号トレースとの間の残りの間隙(62)を有し、そして、各々が前記接地面に接続された第1の端子(42)および前記信号トレースの1つに接続された第2の端子(44)を有する複数のフィルター構成要素とを含む、フィルターされたコネクタであって、
前記第1回路基板組み立て体に対し面に関して隣接して位置し、そして誘電体の第2基板(75)と各々が前記ピンの1つを受入れる複数の孔(92)とを有する第2回路基板組み立て体(70)と、
前記第2基板に位置しそして前記間隙の各々の面積の大部分の上に延在する複数のシールドトレース(72)と
を含むコネクタ。
【請求項2】
導電性の前記複数のシールドトレースの各々は、前記ピンの対応する1つに電気的に接続されている、請求項1記載のコネクタ。
【請求項3】
前記第2基板組み立て体の前記孔(92)の各々は、軸(112)および円形の孔から放射状に外方向に延在するノッチ(100)を有する円形の形状であり、
前記信号トレースの各々は、前記ノッチの1つを通して初めに堆積された半田(90)の量により前記ピンの対応する1つに半田付けされる、
請求項1記載のコネクタ。
【請求項4】
第1回路基板組み立て体は上面および下面を有する誘電体の第1基板(26)を含み、前記接地面(30)は本来前記上面に位置し、そして前記第1の基板内において前記下面に延在するメッキされたスルーホール(50)、そして前記下面に前記フィルター構成要素と接続する接地トレース部分(52)を含み、
前記第2の基板(75)は補強基板であり、前記シールドトレース(72)は前記第2基板の下面に位置し、そして前記導電性シールドトレースの下面に対して位置する誘電体カバー層(74)を含み、
前記第2の基板は前記第1の基板の上方に位置し、前記誘電体カバー層は前記接地面に対し面に関して隣接して位置し、前記シールドトレースは前記接地トレース(30)のそして前記信号トレース(60)の1mm以内に位置する、
請求項1記載のコネクタ。
【請求項5】
前記信号トレースの各々は半田ジョイント(90)により前記ピンの対応する1つに半田付けされ、複数の半田ジョイントの各々の位置(114)はさらに対応する導電性シールドトレース(72)と接触している
請求項1記載のコネクタ。
【請求項6】
複数の第1の孔(28)を有する誘電体の第1の基板(26)、前記第1の孔の1つを通って各々が突き出る複数のピン(12)、各々が少なくとも部分的に前記孔の1つの回りに延在する前記第1の基板上の複数の信号トレース(32、60)、前記基板上の少なくとも1つの接地面(30)、各々が前記信号トレースの1つに接続される第1の端子(44)および前記接地面に接続されている接地トレース(52)に接続される第2の端子(42)を有する複数のフィルター構成要素(40)を含むフィルターされたコネクタであって、
複数の第2の孔(92)を有し、そしてさらに前記第2の孔の1つを通って突き出る前記ピンの各々を有し、前記第1の基板に最も接近しそして各第2の孔の少なくとも1部の回りに位置する前記第2に基板の面上の複数のシールドトレース(72)、そして前記シールドトレースの上に位置する誘電体カバー層(74)を有し、各シールドトレースは前記信号トレースの1つに隣接して位置する、誘電体の第2の基板(75)を含み、
前記第2の孔は各々が、対応するピンの軸の回りで180°より大きく延在する本来円形の部分(110)、および前記軸から前記円形部分よりもさらに突き出るノッチ(100)を含み、
各々が前記ピンの1つを前記信号トレースの1つに結合する複数の半田ジョイント(90)を含み、前記半田ジョイントの各々は前記ノッチを通して前記ピンの1つと対応する前記信号トレースの1つが交差する位置(106)に堆積された半田堆積物を含む、
コネクタ。
【請求項7】
前記信号トレースの各々は前記接地面から間隔を置いて配置され、それによってこれらの間に間隙(62)を残し、
前記シールドトレース(72)の各々は前記間隙の対応する1つの大部分の上に位置する
請求項6記載のコネクタ。
【請求項8】
複数のピン(12)と、そして各々が前記ピンの1つを受入れる複数のピン−受け入れ孔(12)、各々が少なくとも部分的に前記孔の1つの回りに延在しそしてピンの1つにそこで半田付けされる複数の信号トレース(32、60)、接地面(30)、および各々が前記接地面および前記信号トレースの1つに接続されている複数のフィルター構成要素、そして前記接地面および前記信号トレースの各々の間の間隙(62)を含む第1の回路基板(26)とを含むフィルターされたコネクタであって、
前記間隙に面に関して隣接して位置するシールドトレース(72)を有し、前記シールドトレース(72)と前記接地面と信号とレースとの間の間隙(62)との間に誘電体分離層(74)を有する第2の回路基板(75)、
を含むコネクタ。
【請求項9】
前記シールドトレース(72)の各々はさらにピンを対応する信号トレースに結合する半田ジョイント(90)により前記ピンの対応する1つに半田付けされる、
請求項8記載のコネクタ。
【請求項10】
前記第2の回路基板は軸(112)を有する複数のピン−受け入れシールド孔(92)を含み、これを通して前記ピンが突き出し、各シールドトレースは各シールド孔の大部分の回りに延在し、各シールド孔は各孔の回りで180°より大きく延在する円形の部分(110)を有しそして孔の一つの側から放射状に外側に延在するノッチ(100)を有する、
請求項8記載のコネクタ。

【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2008−135389(P2008−135389A)
【公開日】平成20年6月12日(2008.6.12)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2007−299189(P2007−299189)
【出願日】平成19年11月19日(2007.11.19)
【出願人】(596029797)アイティーティー・マニュファクチャリング・エンタープライジズ・インコーポレーテッド (34)
【Fターム(参考)】