JP5263021B2 - 細径同軸ケーブルアレイ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、端末部を段剥きしてジャケットから外部導体、絶縁層、中心導体を順次露出させた細径同軸ケーブルを複数本並列に配置した多心同軸ケーブルを、プリント配線板に電気的に接続するための細径同軸ケーブルアレイ及びその製造方法に関するものである。

プリント配線板上に実装されたＬＳＩチップ間を電気的に接続する際には、図８に示すように、高速化のために細径同軸ケーブル８０を複数本並列に配置した多心同軸ケーブル８１を用いている。

この多心同軸ケーブル８１の各細径同軸ケーブル８０をＬＳＩチップ８２の対応する各端子に一括接続するには、多心同軸ケーブル８１を構成する各細径同軸ケーブル８０の端末部に付加されるコネクタ８３が必要であり、さらにそのコネクタ８３に嵌合するための受けコネクタ又はソケット等がプリント配線板８４側に設けられる必要がある。

特開２００３−１４３７２８号公報 特開２００８−２１０５６３号公報 特開２００８−１１２６９９号公報

しかしながら、コネクタ８３には、金属で構成される電極（コンタクト）部品が必要であり、昨今の高速信号伝送（高周波信号伝送）ニーズの下、電極部品の配置状況によって決定される電界分布やインダクタンス成分等が原因でコネクタ８３に起因する伝送特性劣化（例えば、損失、反射、放射ノイズ等）が生じ、信号品質の劣化が引き起こされているという問題がある。

また、コネクタ８３が用いられることで、機械的な嵌合機構（受けコネクタ又はソケット等）が必要とされ、広い実装スペースが必要となることから機器の小型化に向けた弊害にもなっている。

そこで、本発明の目的は、コネクタを用いずに、接続基板にてアレイ化した細径同軸ケーブルをプリント配線板へ一括して直接接続することが可能な細径同軸ケーブルアレイ及びその製造方法を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、端末部を段剥きしてジャケットから外部導体、絶縁層、中心導体を順次露出させた細径同軸ケーブルを複数本並列に配置した多心同軸ケーブルを、プリント配線板に電気的に接続するための細径同軸ケーブルアレイであって、前記多心同軸ケーブルの段剥きされた各端末部を接続基板に形成した配列溝に収容すると共に、その配列溝を前記ジャケット側から前記中心導体側にかけて徐々に浅くなるようにテーパ形状に形成した細径同軸ケーブルアレイである。

請求項２の発明は、前記配列溝の深さは、前記細径同軸ケーブルの端末部を収容したときに、前記外部導体と前記中心導体がそれぞれ前記接続基板の表面から同じ高さだけ突出して水平面に対して一致するように、前記ジャケット側から前記中心導体側にかけて徐々に浅くなるようにされる請求項１に記載の細径同軸ケーブルアレイである。

請求項３の発明は、前記配列溝の幅は、前記ジャケット側から前記中心導体側にかけて徐々に狭くなるようにされる請求項１又は２に記載の細径同軸ケーブルアレイである。

請求項４の発明は、前記配列溝のピッチ間隔は、前記細径同軸ケーブルの配置間隔と同じにされ、隣り合う溝同士の前記ジャケット側或いは前記外部導体側が幅方向で一部重なり合うようにされる請求項１〜３のいずれかに記載の同軸ケーブルアレイである。

請求項５の発明は、端末部を段剥きしてジャケットから外部導体、絶縁層、中心導体を順次露出させた細径同軸ケーブルを複数本並列に配置した多心同軸ケーブルを、プリント配線板に電気的に接続するための細径同軸ケーブルアレイの製造方法であって、前記多心同軸ケーブルの段剥きされた各端末部を接続基板に形成した配列溝に収容すると共に、その配列溝を前記ジャケット側から前記中心導体側にかけて徐々に浅くなるようにテーパ形状に形成する細径同軸ケーブルアレイの製造方法である。

請求項６の発明は、前記配列溝の深さを、前記細径同軸ケーブルの端末部を収容したときに、前記外部導体と前記中心導体がそれぞれ前記接続基板の表面から同じ高さだけ突出して水平面に対して一致するように、前記ジャケット側から前記中心導体側にかけて徐々に浅くなるようにする請求項５に記載の細径同軸ケーブルアレイの製造方法である。

請求項７の発明は、前記配列溝の幅を、前記ジャケット側から前記中心導体側にかけて徐々に狭くなるようにする請求項５又は６に記載の細径同軸ケーブルアレイの製造方法である。

請求項８の発明は、前記配列溝のピッチ間隔を、前記細径同軸ケーブルの配置間隔と同じにし、隣り合う溝同士の前記ジャケット側或いは前記外部導体側が幅方向で一部重なり合うようにする請求項５〜７のいずれかに記載の同軸ケーブルアレイの製造方法である。

本発明によれば、コネクタを用いずに、接続基板にてアレイ化した細径同軸ケーブルをプリント配線板へ一括して直接接続することが可能な細径同軸ケーブルアレイを提供できる。

本発明の一実施の形態に係る細径同軸ケーブルアレイを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図、（ｄ）はＣ−Ｃ線断面図、（ｅ）はプリント配線板へ接続したときのＡ−Ａ線断面図である。 本発明の一実施の形態に係る細径同軸ケーブルアレイの接続基板を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＤ−Ｄ線断面図である。 図１の細径同軸ケーブルアレイとプリント配線板との接続を説明する斜視図である。 プリント配線板の中心導体用電極部及び外部導体用電極部のパターンの一例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）はＥ−Ｅ線断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る細径同軸ケーブルアレイを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＦ−Ｆ線断面図、（ｃ）はプリント配線板へ接続したときのＦ−Ｆ線断面図である。 図１の接続基板の変形例を示す図である。 図６の接続基板に多心同軸ケーブルの端末部を収容したときの図であり、（ａ）はＧ−Ｇ線断面図、（ｂ）はＨ−Ｈ線断面図である。 プリント配線板上に実装されたＬＳＩチップ間をコネクタを用いた多心同軸ケーブルで接続する従来の構成を示す斜視図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本実施の形態に係る細径同軸ケーブルアレイを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図、（ｄ）はＣ−Ｃ線断面図、（ｅ）はプリント配線板へ接続したときのＡ−Ａ線断面図である。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、細径同軸ケーブルアレイ１は、端末部を段剥きしてジャケット２から外部導体３、絶縁層４、中心導体５を順次露出させた細径同軸ケーブル６を複数本（図１（ａ）では５本）並列に間隔を空けて配置した多心同軸ケーブル７を、プリント配線板に電気的に接続するためものである。

細径同軸ケーブル６の中心導体５は、複数の金属細線８が撚り合わされて構成され、外部導体３は、複数の金属細線９が絶縁層４の外周に螺旋状に巻きつけられて構成される。

多心同軸ケーブル７の段剥きされた各細径同軸ケーブル６の端末部は、絶縁性材料、例えば石英ガラスやエポキシ系材料等からなる直方体形状の接続基板１０に並列に複数形成された断面Ｖ字状の配列溝１１に、樹脂や異方性導電ペースト等の接着剤を用いて固定収容される。接着剤として絶縁性の樹脂を用いる場合は、プリント配線板との良好な電気接続のために、両導体３，５のプリント配線板と対向する表面に接着剤が塗布されないようにする。異方性導電ペーストからなる接着剤を用いる場合には、接着剤で中心導体５や外部導体３の全面を覆った場合でも、細径同軸ケーブルアレイ１をプリント配線板に接続する際に加圧、加熱を行うため（詳しくは後述する）、その際に中心導体５や外部導体３を覆っている異方性導電ペーストは中心導体５及び外部導体３とプリント配線板の電極部とをそれぞれ導通させ、良好な接続を得ることができるので問題ない。

図１（ａ），（ｂ）、図２（ａ），（ｂ）に示すように、接続基板１０の配列溝１１は、細径同軸ケーブル６のジャケット２側から中心導体５側にかけて徐々に浅くなるようにテーパ形状に形成される。また、図１（ｃ），（ｄ）に示すように、配列溝１１は、細径同軸ケーブル６を収容したときに、その中心導体５及び外部導体３が接続基板１０の表面１０ａから同じ高さｈだけ突出して水平面に対して一致するように形成され、両導体３，５を部分的に収容するようになっている。

配列溝１１の幅は、ジャケット２側から中心導体５側にかけて徐々に狭くなるようにされ、配列溝１１の長さは、細径同軸ケーブル６の中心導体５からジャケット２までが収容されるような長さにされ、配列溝１１のピッチ間隔は、細径同軸ケーブル６の配置間隔と同じにされる。

このような形状の配列溝１１によって、複数の中心導体５と外部導体３は、並列方向に整列した状態で接続基板１０に保持される。

本実施の形態の細径同軸ケーブルアレイ１では、図１（ｅ）に示すように、中心導体５と外部導体３が夫々接続基板１０に形成された配列溝１１によって整列、固定された状態でプリント配線板１２と接続する。

接続基板１０の各配列溝１１に固定された各細径同軸ケーブル６の端末部は、接続基板１０の表面１０ａをプリント配線板１２に対向させた状態で、プリント配線板１２に形成された中心導体用電極部１３及び外部導体用電極部１４に、導電性の接着剤１９を介して固定される。接着剤１９としては、異方性導電ペースト又は異方性導電フィルムを用いるとよい。

これにより、中心導体５と中心導体用電極部１３、外部導体３と外部導体用電極部１４とがそれぞれ電気的に接続される。

ここでは、本実施の形態の細径同軸ケーブルアレイ１を用いてプリント配線板上に実装されたＬＳＩチップ間を接続する例を説明する。

図３に示すように、中心導体５と外部導体３が整列固定された接続基板１０の表面１０ａをプリント配線板２０と対向させ、中心導体５と外部導体３とを対応する電極部１３，１４と位置合せして設置する。

この状態で、中心導体５と中心導体用電極部１３の接続部、及び外部導体３と外部導体用電極部１４の接続部を加熱と共に加圧（例えば、接続基板１０をプリント配線板２０側に加圧）しながら、接着剤１９（異方性導電ペースト又は異方性導電フィルム）を介して、中心導体５と中心導体用電極部１３、外部導体３と外部導体用電極部１４とをそれぞれ電気的に接続する。細径同軸ケーブルアレイ１とプリント配線板２０との接続の際に加熱、加圧する装置としては、パルスヒート装置が有効である。

異方性導電ペースト又は異方性導電フィルムは、加圧された部分のみが導通されるため、接続基板１０の表面１０ａの全面に接着剤１９を塗布、或いは貼り付けても各中心導体５同士、及び中心導体５と外部導体３間を絶縁し、中心導体５と中心導体用電極部１３間、及び外部導体３と外部導体用電極部１４間のみを導通することができ、接続の信頼性を向上させることができる。

ここで、図３のプリント配線板２０の中心導体用電極部１３及び外部導体用電極部１４のパターンを図４で説明する。なお、図４では簡略化のため、細径同軸ケーブル６を２本しか図示していない。また、図４（ｂ）の中心導体用電極部１３の断面が図４（ａ）のＥ−Ｅ線断面と一致していないが、これは中心導体用電極部１３とＬＳＩチップの端子との接続を説明するために変更しているからである。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、各中心導体用電極部１３はＬＳＩチップ１６の端子１７にそれぞれ電気的に接続されている。外部導体用電極部１４は、各細径同軸ケーブル６で共通となっており（ＧＮＤは同電位であるため個別に配置する必要がない）、スルーホール１５にてプリント配線板２０の裏面に形成されたベタＧＮＤ面１８に接続されている。

このように、本実施の形態の細径同軸ケーブルアレイ１では、プリント配線板２０との接続にコネクタを用いていないため、プリント配線板２０側に受けコネクタやソケット等の嵌合機構を必要としない。

以上要するに、本実施の形態の細径同軸ケーブルアレイ１によれば、多心同軸ケーブル７の段剥きされた各端末部を直方体形状の接続基板１０に形成した配列溝１１に収容すると共に、その配列溝１１をジャケット２側から中心導体５側にかけて徐々に浅くなるようにテーパ形状に形成することで、多心同軸ケーブル７をプリント配線板１２，２０に直接実装することが可能となり、コネクタを用いずにアレイ化した細径同軸ケーブル６の一括接続をすることができるため、コネクタに含有される電極部品（金属製の電極（コンタクト）部品）を用いることなく高速信号（高周波信号）を伝送するＬＳＩチップ間配線を実現することができる。

これにより、電極部品の配置状況によって決定される電界分布やインダクタンス成分の影響を低減することができ、従来課題とされていた、コネクタに起因する伝送特性劣化（例えば、損失、反射、放射ノイズ等）を改善することができる。

また、従来のコネクタを用いた細径同軸ケーブルアレイと異なり、プリント配線板１２，２０側に機械的な嵌合機構を必要としないことから、実装面積の省スペース化に貢献でき、結果として、機器の小型化を実現することができる。

また、細径同軸ケーブルアレイ１では、配列溝１１の深さが、細径同軸ケーブル６の端末部を収容したときに、外部導体３と中心導体５がそれぞれ接続基板１０の表面１０ａから同じ高さｈだけ突出して水平面に対して一致するように、ジャケット２側から中心導体５側にかけて徐々に浅くなるようにされ、配列溝１１の幅が、ジャケット２側から中心導体５側にかけて徐々に狭くなるようにされるため、外部導体３と中心導体５の高さを揃えてバラツキをなくすことができ、接触不良等に起因する接続信頼性の低下を防止することができる。

また、両導体３，５が接続基板１０の表面１０ａから突出するように整列配置されることで、中心導体５や外部導体３をプリント配線板１２，２０の電極部１３，１４に接続する際に、接着剤１９が中心導体５や外部導体３に接触する面積を確保できるため、接続信頼性を向上することができる。

すなわち、両導体３，５が接続基板１０の表面１０ａから突出するようにすることで、中心導体５と外部導体３を夫々対応する電極部１３，１４へ電気的に接続するために用いる接着剤１９が中心導体５と外部導体３、及びこれらに対応した電極部１３，１４の両方に濡れやすくなるため、接続を確実かつ容易に行うことができるようになる。

細径同軸ケーブルアレイ１では、配列溝１１の断面形状をＶ字形状としたが、それ以外の形状、例えば、台形状、半円形状であってもよい。但し、Ｖ溝であれば細径同軸ケーブル６を２点支持で安定に保持することができるので、細径同軸ケーブル６を安定に保持するという観点から見れば、断面形状はＶ字形状とするのが好ましい。また、中心導体５を撚り線としたが、単線であってもよい。

細径同軸ケーブルアレイ１では、配列溝１１の長さを細径同軸ケーブル６の中心導体５からジャケット２までが収容されるような長さにしたが、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、細径同軸ケーブル６の中心導体５から外部導体３までが収容されるような長さにしてもよい。

細径同軸ケーブルアレイ１では、複数の細径同軸ケーブル６を間隔を空けて並列に配置した多心同軸ケーブル７を用いたが、複数の細径同軸ケーブル６を密着するように隣接して並列に配置した多心同軸ケーブルを用いてもよい。

この場合、図６に示すように、配列溝１１のピッチ間隔が、細径同軸ケーブル６の外径と同じにされるため、隣り合う溝同士のジャケット２側或いは外部導体３側が幅方向で一部重なり合うようにされた接続基板６０を用いるとよい。

この接続基板６０では、図７（ａ），（ｂ）に示すように、ジャケット２側、或いは外部導体３側では隣り合う配列溝１１同士が幅方向で一部重なっているが、中心導体５側では配列溝１１の幅が狭くなるため、中心導体５は間隔を空けて配置されている。

また、細径同軸ケーブルアレイ１では、石英ガラスやエポキシ系材料等からなる接続基板１０を用いたが、プラスチック等を成形して形成された接続基板を用いるようにしてもよい。特に、透明な材料を用いて接続基板１０を形成することにより、プリント配線板１２上の電極部１３，１４との位置合わせが容易となる。また、接続基板１０の形状は直方体形状に限るものではない。

上記実施の形態では、細径同軸ケーブルアレイ１をプリント配線板１２，２０に接続する際に、異方性導電ペースト又は異方性導電フィルムを用いたが、半田接続等、他の方法を適用することも可能である。

次に、細径同軸ケーブルアレイ１の製造方法を説明する。

先ず、多心同軸ケーブル７の各細径同軸ケーブル６の端末部を段剥きして、中心導体５と外部導体３をそれぞれ露出させる。また、直方体形状の接続基板１０に、細径同軸ケーブル６のジャケット２側から中心導体５側にかけて徐々に浅くなるようにテーパ形状の配列溝１１を形成する。この配列溝１１の形成は、水平に溝を切削する機械を用い、接続基板１０を傾けた状態で水平方向に切削を行うことにより形成する。

その後、接続基板１０の配列溝１１の内部それぞれに樹脂や異方性導電ペースト等からなる接着剤を塗布し、配列溝１１に中心導体５と外部導体３を整列配置し、収容する。

接続基板１０に中心導体５と外部導体３を整列配置した後、加熱によって、接着剤を硬化させ、接続基板１０の配列溝１１に中心導体５、外部導体３を固定する。

接着剤を硬化させる際に、加熱すると共に、中心導体５と外部導体３を接続基板１０に押し付けるように加圧するようにしてもよい。加圧することによって、中心導体５と外部導体３とを夫々の配列溝１１により確実に固定することができる。以上の工程により、細径同軸ケーブルアレイ１が形成される。

本実施の形態の細径同軸ケーブルアレイ１の製造方法によれば、多心同軸ケーブル７の段剥きされた各端末部を直方体形状の接続基板１０に形成した配列溝１１に収容すると共に、その配列溝１１をジャケット２側から中心導体５側にかけて徐々に浅くなるようにテーパ形状に形成することで、コネクタを用いることなく、アレイ化した細径同軸ケーブル６の一括接続が可能な細径同軸ケーブルアレイ１を簡単かつ低コストで得られる。

１ 細径同軸ケーブルアレイ
２ ジャケット
３ 外部導体
４ 絶縁層
５ 中心導体
６ 細径同軸ケーブル
７ 多心同軸ケーブル
１０ 接続基板
１１ 配列溝
１２ プリント配線板

Claims (8)

1. 端末部を段剥きしてジャケットから外部導体、絶縁層、中心導体を順次露出させた細径同軸ケーブルを複数本並列に配置した多心同軸ケーブルを、プリント配線板に電気的に接続するための細径同軸ケーブルアレイであって、
   前記多心同軸ケーブルの段剥きされた各端末部を接続基板に形成した配列溝に収容すると共に、その配列溝を前記ジャケット側から前記中心導体側にかけて徐々に浅くなるようにテーパ形状に形成したことを特徴とする細径同軸ケーブルアレイ。
2. 前記配列溝の深さは、前記細径同軸ケーブルの端末部を収容したときに、前記外部導体と前記中心導体がそれぞれ前記接続基板の表面から同じ高さだけ突出して水平面に対して一致するように、前記ジャケット側から前記中心導体側にかけて徐々に浅くなるようにされる請求項１に記載の細径同軸ケーブルアレイ。
3. 前記配列溝の幅は、前記ジャケット側から前記中心導体側にかけて徐々に狭くなるようにされる請求項１又は２に記載の細径同軸ケーブルアレイ。
4. 前記配列溝のピッチ間隔は、前記細径同軸ケーブルの配置間隔と同じにされ、隣り合う溝同士の前記ジャケット側或いは前記外部導体側が幅方向で一部重なり合うようにされる請求項１〜３のいずれかに記載の同軸ケーブルアレイ。
5. 端末部を段剥きしてジャケットから外部導体、絶縁層、中心導体を順次露出させた細径同軸ケーブルを複数本並列に配置した多心同軸ケーブルを、プリント配線板に電気的に接続するための細径同軸ケーブルアレイの製造方法であって、
   前記多心同軸ケーブルの段剥きされた各端末部を接続基板に形成した配列溝に収容すると共に、その配列溝を前記ジャケット側から前記中心導体側にかけて徐々に浅くなるようにテーパ形状に形成することを特徴とする細径同軸ケーブルアレイの製造方法。
6. 前記配列溝の深さを、前記細径同軸ケーブルの端末部を収容したときに、前記外部導体と前記中心導体がそれぞれ前記接続基板の表面から同じ高さだけ突出して水平面に対して一致するように、前記ジャケット側から前記中心導体側にかけて徐々に浅くなるようにする請求項５に記載の細径同軸ケーブルアレイの製造方法。
7. 前記配列溝の幅を、前記ジャケット側から前記中心導体側にかけて徐々に狭くなるようにする請求項５又は６に記載の細径同軸ケーブルアレイの製造方法。
8. 前記配列溝のピッチ間隔を、前記細径同軸ケーブルの配置間隔と同じにし、隣り合う溝同士の前記ジャケット側或いは前記外部導体側が幅方向で一部重なり合うようにする請求項５〜７のいずれかに記載の同軸ケーブルアレイの製造方法。

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