JP2003132967A - コネクタ端子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光伝送装置、光変調器等で入出力側の特性イ
ンピーダンスが異なる製品に搭載するコネクタ端子とし
て好適に使用可能とする。 【解決手段】 貫通孔が形成された金属基体３０にリー
ド２０を挿通し、封着材１９により貫通孔にリード２０
を電気的に絶縁して封着して成るコネクタ端子におい
て、前記貫通孔が前記金属基体３０の厚さ方向に貫通し
て設けられるとともに、貫通孔の開口径が前記金属基体
３０の両面でそれぞれ異なる寸法に設定されて貫通孔の
内壁面が金属基体３０の厚さ方向にテーパ状に形成さ
れ、前記貫通孔の中心軸に沿ってリード２０が挿通され
て封着されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高周波通信用のパッ
ケージ等に使用されるコネクタ端子に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信システム等で使用する光伝送装
置、光変調器ではパッケージに搭載されている素子との
間で電気信号を入金属基体するためのコネクタ端子が使
用されている。図４は、光通信システム等で使用されて
いるパッケージの例で、パッケージ１０の長手方向の一
端面に光の入力ケーブル１２、パッケージ１０の他端面
に光の出力ケーブル１４が接続され、パッケージ１０の
側面にコネクタ端子１６、１６が設けられている。コネ
クタ端子１６、１６は円筒形状に形成した金属基体にガ
ラスによって同軸状にリードを封止して形成されてい
る。図５に、コネクタ端子１６の外形を示す。同図で１
８が金属基体、２０がリード、１９がリード２０を金属
基体１８に挿通して封止したガラスである。

【０００３】リードを金属基体にガラス封止して同軸状
に形成したコネクタ端子は、信号の入出力に使用するコ
ネクタとして多用されているが、きわめて周波数の高い
入出力信号を扱うコネクタ部分に使用されるものは、コ
ネクタ部分での伝送損失を小さくするために、入出力回
路の特性インピーダンスとコネクタ部分での特性インピ
ーダンスをマッチングさせる必要がある。

【０００４】特性インピーダンスをマッチングさせる方
法としては、金属基体の孔寸法、リード径、ガラスの誘
電率等を適宜選択して設計する方法が一般的である。こ
の他に、金属基体の貫通孔内でリードを一方に偏芯させ
て配置する方法、貫通孔の内周壁を傾斜させて設ける方
法、貫通孔の内周壁を階段状に偏芯させるといった方法
（特開平5-343117号公報）があり、パッケージのメタル
ウォールにリードを同軸構造で取り付ける際に、リード
を挿通する透孔の内壁面を段差形状に形成するといった
方法（特開平6-29451号公報）もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光通信シス
テム等のきわめて周波数の高い信号を取り扱う装置にお
いては、信号の入出力回路の特性インピーダンスとコネ
クタ端子の特性インピーダンスをマッチングさせるとい
う条件に加えて、入力側での特性インピーダンスが５０
Ω、出力側での特性インピーダンスが４０Ωといったよ
うに、コネクタ端子の入出力側で特性インピーダンスが
各々異なるように設定する必要が生じる場合がある。

【０００６】このように、入出力側での特性インピーダ
ンスが各々異なるコネクタ端子については、金属基体の
孔寸法、リード径を適宜選択して設計するといった従来
方法のみでは所要の特性を得ることができない。このよ
うなコネクタ端子の入出力側における特性インピーダン
スが異なる製品は光通信システムに限らず、特定の電子
装置においては今後多用される可能性があり、このよう
な特性を備えたコネクタ端子を、確実にかつ容易に製造
することができることが求められる。

【０００７】本発明はこれらの課題を解決すべくなされ
たものであり、その目的とするところは、光通信システ
ムで使用されるコネクタ端子のように、入力側と出力側
の特性インピーダンスが異なる場合であっても容易に特
性を満足することができ、製造も容易なコネクタ端子を
提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、貫通孔が形
成された金属基体にリードを挿通し、封着材により貫通
孔にリードを電気的に絶縁して封着して成るコネクタ端
子において、前記貫通孔が前記金属基体の厚さ方向に貫
通して設けられるとともに、貫通孔の開口径が前記金属
基体の両面でそれぞれ異なる寸法に設定されて貫通孔の
内壁面が金属基体の厚さ方向にテーパ状に形成され、前
記貫通孔の中心軸に沿ってリードが挿通されて封着され
ていることを特徴とする。前記封着材にはガラスの他、
適宜誘電率の封着材が使用できる。また、回路の入力側
と出力側の特性インピーダンスにマッチング可能に、リ
ードの入力側と出力側の特性インピーダンス値が相異す
る値となるように金属基体の両面の開口径が設定されて
いることを特徴とする。これによって、光通信用システ
ム等の電子回路用パッケージで入力側と出力側の特性イ
ンピーダンスが異なる場合でも、電気的特性の優れたコ
ネクタ端子として容易に対応することが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１(a)および
(b)は、本発明に係るコネクタ端子の一実施形態の構成
を示す断面図および平面図である。本実施形態のコネク
タ端子は金属基体３０に貫通して設けた貫通孔の内壁面
３０ａをテーパ面に形成したものであり、貫通孔の中心
軸に沿ってリード（リードピン）２０を挿通して、ガラ
ス１９によりリード２０を金属基体３０に封着して成
る。すなわち、本実施形態のコネクタ端子は、金属基体
３０の厚さ方向に貫通して設けられた貫通孔の開口径が
前記金属基体の両面でそれぞれ異なる寸法に設定され、
貫通孔の内壁面３０ａが金属基体３０の厚さ方向にテー
パ状に形成されている。

【００１０】図１に示す実施形態では、金属基体３０の
上面側での貫通孔の開口径Ａが下面側での開口径Ｂより
も大きくなるように設定され、貫通孔の内壁面３０ａが
金属基体３０の上面側から下面側に向けて徐々に縮径す
るように形成されている。このように、金属基体３０に
形成する貫通孔の内壁面３０ａを開口径Ａから開口径Ｂ
に向けてテーパ面に形成することにより、コネクタ端子
の入力側と出力側での特性インピーダンスが異なるよう
に設定することができる。

【００１１】一般に、円形のリードと円筒状の導体とを
同軸構造とし、リードと円筒状の導体との間に誘電体を
充填した構造体の特性インピーダンスは、リードの外径
寸法ｄ、円筒状の導体の内径寸法Ｄ、誘電体の誘電率ε
によって定められる。この同軸構造の構造体の特性イン
ピーダンスは、導体の内径寸法Ｄが大きくなると増大
し、リードの外形寸法ｄが大きくなると減少し、誘電率
εが大きくなると減少するという関係にある。本発明者
は、リードの外径寸法ｄ、円筒状の導体の内径寸法Ｄ、
誘電体の誘電率εによって特性インピーダンスが変わる
ことから、貫通孔の内壁面３０ａをテーパ面に形成し、
貫通孔の一端側と他端側の開口端における開口径が相異
するように設定してコネクタ端子の入力側と出力側での
特性インピーダンスを相異させることを試みたものであ
る。

【００１２】特性インピーダンス値には種々のものがあ
るが、実施形態のコネクタ端子は、入力側の特性インピ
ーダンス値を５０Ω、出力側の特性インピーダンスを４
３Ωとして設計した例である。具体的には、金属基体３
０の上面の開口径Ａを２ｍｍ、金属基体３０の下面の開
口径Ｂを１．５ｍｍ、リード２０の外径ｄを０．４ｍｍ
とし、ガラス１９としてホウケイ酸ガラス（誘電率εは
約４〜５）を使用した。なお、金属基体３０の厚さＨは
４．５ｍｍ、金属基体３０の外径Ｃは２．３５ｍｍであ
る。

【００１３】このように、コネクタ端子の入出力端にお
ける特性インピーダンス値が異なるようにする方法とし
て、金属基体３０に形成する貫通孔の内壁面３０ａをテ
ーパ面に形成して金属基体３０の両面（上面側と下面
側）の開口径を異なる径寸法に設定する方法はきわめて
有効である。金属基体３０の両面の開口径を異なる径寸
法に設定して特性インピーダンスを設定する方法であれ
ば、特性インピーダンス値に合わせて金属基体３０に形
成する貫通孔の形状、リード２０の外径寸法等を適宜設
計することは容易である。また、金属基体３０に貫通孔
を形成する際に貫通孔の内壁面３０ａをテーパ面に加工
することも容易にできるという利点がある。

【００１４】なお、特性インピーダンス値には貫通孔に
充填してリード２０を封着するガラスの誘電率も影響す
る。ガラスを用いる封着方法はリード２０と金属基体３
０との封着性がきわめて良好になるという利点がある
が、特性インピーダンスをマッチングさせるため、ガラ
ス以外の所要の誘電率を有する封着材を使用することも
もちろん可能である。

【００１５】なお、実施形態のコネクタ端子は金属基体
３０の素材として鉄−コバルト−ニッケル合金を使用
し、ガラス１９としてホウケイ酸ガラスを使用して、ハ
ーメチックシール型のコネクタ端子として形成したもの
である。製造に際しては、内壁面３０ａが所定のテーパ
面となる貫通孔が形成された金属基体３０と、貫通孔と
同形状の円錐台状に成形されリード２０を挿通する挿通
孔が形成されたガラスタブレットを用意し、リード２
０、ガラスタブレット、金属基体３０を所定配置で治具
にセットして、ガラスタブレットが溶融する温度まで加
熱すればよい。ガラスタブレットが溶融することによ
り、金属基体３０にリード２０がガラス封着される。な
お、コネクタ端子の特性インピーダンスは、コネクタ端
子の製造方法によるものではない。

【００１６】内壁面３０ａがテーパ面となる貫通孔が形
成された金属基体３０であれば、上述したように、ガラ
スタブレットを用いてリード２０をガラス封着する製造
工程として従来方法がそのまま適用できる点で容易に製
造できるという利点がある。また、従来と同様に貫通孔
の内壁面３０ａとガラスとの濡れ性が損なわれることは
なく、ガラス溶着部の高度の気密性を確保することがで
きる。

【００１７】図２、３は電子部品用のパッケージ１０に
コネクタ端子を取り付けた例を示す。図２に示す例はパ
ッケージ１０に金属基体３０の外径寸法と略同径に形成
した取り付け孔１１にコネクタ端子をろう付けした例で
ある。取り付け孔１１の底部に金属基体３０の下面での
開口径と同径の孔を開口させた段差部１１ａを設け、段
差部１１ａに金属基体３０の下面を当接させてコネクタ
端子をパッケージ１０に位置決めしている。金属基体３
０の外周面と取り付け孔１１の内周面との間がろう付け
されて密封された状態でコネクタ端子が取り付けられ
る。

【００１８】図３に示す例は、コネクタ端子の金属基体
３０の下面側の外周面にフランジ３０ｂを設け、フラン
ジ３０ｂをパッケージ１０の内壁面に当接して位置決め
した例である。取り付け孔１１が金属基体３０の外周径
と略同径に形成されることにより、金属基体３０が取り
付け孔１１にガイドされるようにして挿入されて位置決
めされる。この場合も金属基体３０の外周面と取り付け
孔１１の内周面との間がろう付けされてコネクタ端子が
密封された状態で取り付けられる。

【００１９】本実施形態のコネクタ端子においては、金
属基体３０の外形形状および外形寸法はコネクタ端子の
入出力側の特性インピーダンスには直接的には影響を及
ぼさない。したがって、金属基体３０の外形形状は円筒
状に限るものではなく、上記のように外周面にフランジ
３０ｂを設けるといった加工を施すことが可能である。
これによって、コネクタ端子を取り付ける取り付け位置
に応じて金属基体３０の外形形状を適宜設計することが
可能である。

【００２０】

【発明の効果】本発明に係るコネクタ端子は、上述した
ように、金属基体に設ける貫通孔の内壁面をテーパ面に
形成したことを特徴とする。これによってコネクタ端子
の入力側と出力側の特性インピーダンスを異なる値とす
ることができ、光伝送装置、光変調器等で入出力側の特
性インピーダンスが異なる製品に搭載するコネクタ端子
として好適に対応することが可能になる。また、このコ
ネクタ端子は、所要の特性インピーダンスにマッチング
するように適宜設計することが可能であり、製造が容易
である等の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコネクタ端子の一実施形態の構成
を示す断面図および平面図である。

【図２】パッケージにコネクタ端子を取り付けた例を示
す断面図である。

【図３】パッケージにコネクタ端子を取り付けた他の例
を示す断面図である。

【図４】電子部品用パッケージの例を示す斜視図であ
る。

【図５】従来のコネクタ端子の構成を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１０ パッケージ １１ 取り付け孔 １２ 入力ケーブル １４ 出力ケーブル １６ コネクタ端子 １８ 金属基体 １９ ガラス ２０ リード ３０ 金属基体 ３０ａ 内壁面 ３０ｂ フランジ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貫通孔が形成された金属基体にリードを
   挿通し、封着材により貫通孔にリードを電気的に絶縁し
   て封着して成るコネクタ端子において、 前記貫通孔が前記金属基体の厚さ方向に貫通して設けら
   れるとともに、貫通孔の開口径が前記金属基体の両面で
   それぞれ異なる寸法に設定されて貫通孔の内壁面が金属
   基体の厚さ方向にテーパ状に形成され、 前記貫通孔の中心軸に沿ってリードが挿通されて封着さ
   れていることを特徴とするコネクタ端子。
2. 【請求項２】 回路の入力側と出力側の特性インピーダ
   ンスにマッチング可能に、リードの入力側と出力側の特
   性インピーダンス値が相異する値となるように金属基体
   の両面の開口径が設定されていることを特徴とする請求
   項１記載のコネクタ端子。