JP2007179767A - 同軸ケーブルの端末加工方法およびこれに用いるリフロー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の同軸ケーブルを一括して端末処理する場合に、グランドバーとシール
ドとの接合品質を高める。
【解決手段】 外殻被覆からシールドを一部露出させ、複数本並んで露出した前記シー
ルドの両面に、はんだ層を介して一対のグランドバーを配置し、前記一対のグランドバー
を一対のヒーターツールで狭持し、前記一対のヒーターツールに対してパルスヒート電源
からほぼ同時に通電することで前記グランドバーをリフロー接合することを特徴とする同
軸ケーブルの端末加工方法を提供する。



【選択図】 図１

Description

本発明は、同軸ケーブルに関するもので、さらに詳しくは、複数の極細同軸ケーブルを
並べて、所謂フラットケーブルの状態で使用する場合の、端末処理に関するものである。

従来から、ノート型パーソナルコンピュータや携帯型ビデオカメラあるいは携帯型電話
器等の本体と液晶ディスプレイとを接続する信号線にはフラットケーブルやフレキシブル
プリント基板を利用したケーブルが一般に使用されていた。ところが、ディスプレイの高
精細化や高速化に伴いこれらケーブルに高速伝送性能が要求されるようになり、特性イン
ピーダンスのマッチングがとりやすい同軸ケーブルが使用されるようになってきた。

この同軸ケーブルの構造を図４に基づいて説明する。ここで図４（ａ）は同軸ケーブル
１本の構造を示し、図４（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は複数の同軸ケーブルが一体となっ
て使用される状態を示している。図４（ａ）で示す同軸ケーブル５１は、信号線となる芯
線５２とその周囲を被覆する内部被覆５３、また内部被覆５３の外面に配されたシールド
５４と、さらにこのシールドの外面を被覆する外殻被覆５５とで構成されている。

図４（ｂ）は、図４（ａ）で示した同軸ケーブル５１が複数並べられた状態を示してい
る。これら複数の同軸ケーブル５１は、別途設けたシート状の部材（図示せず）の上に並
べて接着したり、隣り合うそれぞれの外殻被覆どうしを溶着したりして図のような状態で
使用される。また図４（ｃ）は、同軸ケーブル５１をケーブルの長手方向において部分的
に固定した状態を示している。例えばこの図のようにケーブルの両端５６、５８と中間部
５７以外は各同軸ケーブル５１がばらばらの状態になっている。また図４（ｄ）はケーブ
ルの両端を除いた中間部がさらにシース５９でまとめられた状態を示している。

次にこれらケーブルの端末処理に関して図５に基づいて説明する。端末処理はまず図５
（ａ）で示すようにレーザ等で外殻被覆に切れ目６０を入れる。次に図５（ｂ）のように
先端側の外殻被覆５５を矢印アの方向に引くことでシールド５４が露出する。さらに図５
（ｃ）で示すようにシールド５４の露出部６１の両面に一対の導電板であるグランドバー
６２をはんだ付けする。

このあと、再びレーザや折り曲げ力等でシールド５４に切れ目６３を形成し、外殻被覆
５５を矢印ア側に引き抜くことで図５（ｄ）のように外殻被覆５５と共にシールド５４も
矢印アの方向に抜け、前記シールド５４の切れ目６３から先端側は内部被覆５３が露出す
る。その後は公知の方法で先端近傍の内部被覆５３を剥離すれば、図４（ａ）のように各
同軸ケーブルの芯線５２が露出し端末処理が終了する。

このような端末処理を行うことで複数の同軸ケーブル５１のシールド５４を一括してグ
ランドバー６２に電気的に接続することができるので、ケーブルを使用する際にグランド
バー６２の一部分をを所定の接地電極に接続すれば、複数の同軸ケーブル５１全てのシー
ルド５４を確実に接地することができる。またこのとき芯線５２は信号線としてそれぞれ
対応する電極に接続されるが、この接続部に加わる外力をグランドバー６２で低減させる
ことができる。

このような端末処理において特許文献１ではグランドバーをはんだ付けする場合に、ヒ
ータの熱で溶融したはんだが除去しない側の外殻被覆の方向へ流れ、その外殻被覆の内側
に浸入してしまうことを課題とし、ヒータと外殻被覆との間のシールド露出面に冷却部材
を接触させ、外殻被覆の下に流れ込もうとするはんだを凝固させるとしている。

特開２００５−２９４０５６号公報（第１頁、図２）

ここで、前述した特許文献１に開示された課題には、グランドバーをはんだ付けすると
きの加熱方法からの影響があり、この場合加熱手段としてコンスタントヒートを採用して
いるものと考えられる。コンスタントヒートの場合グランドバーに接触するヒーターツー
ルが常時高温であるため、グランドバーとはんだのみならず必要領域より広い範囲のシー
ルドをも加熱してしまう。また、はんだ付けが終了しヒーターツールがグランドバーから
離隔した後も、しばらくはんだは溶融状態を維持する。したがって溶融したはんだは高温
のシールドに濡れ進み、外殻被覆の下側に侵入する。

これに対して加熱手段を瞬間加熱方式であるパルスヒートにした場合、ヒーターツール
がグランドバーに接触した後加熱を開始し急激に温度を上昇させ、必要とされる範囲のは
んだ付けが終了すると直ちにヒーターツールの接触を維持したまま通電を停止する。通電
を停止したヒーターツールは、ツールからはんだ付け装置本体側への熱伝導、あるいは冷
却用エアブローによって急激にヒーターツールの温度を下げ、はんだの温度が凝固点を下
回ってからヒーターツールをグランドバーから離隔させる。

また、さらに大きな課題として、グランドバー６２をはんだ付けする際に加わる押圧力
と熱により、内部被覆５３にダメージを与えないようにする工夫が望まれている。なぜな
ら内部被覆５３は同軸ケーブルの構造上その電気的特性を大きく左右するものであり、こ
れが極細同軸ケーブルであった場合は内部被覆５３も薄くせざるを得ないので、より一層
デリケートなものになっているからである。

本発明はこのような課題を解決するために、繊細な温度コントロールの可能なパルスヒ
ート方式を前提にし、内部被覆５３にダメージを与えることなく均一なはんだ付けを実現
するものである。

本発明は第１の態様として、中心導体である芯線と、該芯線の周囲を覆っている内部被
覆と、該内部被覆を覆う外部導体であるシールドと、該シールドを覆っている外殻被覆と
を備える同軸ケーブルを複数本並べ、これら複数の同軸ケーブルの前記外殻被覆およびシ
ールドを一括して除去する端末加工方法であって、外殻被覆からシールドを一部露出させ
、複数本並んで露出した前記シールドの両面に、はんだ層を介して一対のグランドバーを
配置し、前記一対のグランドバーを一対のヒーターツールで狭持し、前記一対のヒーター
ツールに対してパルスヒート電源からほぼ同時に通電することで前記グランドバーをリフ
ロー接合することを特徴とする同軸ケーブルの端末加工方法を提供する。

また本発明は第２の態様として、中心導体である芯線と、該芯線の周囲を覆っている内
部被覆と、該内部被覆を覆う外部導体であるシールドと、該シールドを覆っている外殻被
覆とを備える同軸ケーブルを複数本並べ、これら複数の同軸ケーブルの前記外殻被覆およ
びシールドを一括して除去する端末加工に用いるリフロー装置であって、シールドが一部
露出した状態で複数本並んだ同軸ケーブルに対し前記シールドの両面にはんだ層を介して
配置された一対のグランドバーを位置決めするガイドと、前記一対のグランドバーを狭持
する一対のヒーターツールと、前記一対のヒーターツールに対して同時に通電するパルス
ヒート電源とを備えることを特徴とする同軸ケーブルの端末加工に用いるリフロー装置を
提供する。

また本発明は第３の態様として、前記一対のヒーターツールは、前記一対のグランドバ
ーを狭持する方向に移動する一方のヒーターツールと前記方向に移動しない他方のヒータ
ーツールからなり、前記他方のヒーターツールは前記方向と直交する平面上を前記ガイド
と共に移動可能に設け、この移動により、前記他方のヒーターツールに位置決めされた複
数本の同軸ケーブルと、この同軸ケーブルの露出したシールドの両面にはんだ層を介して
配置された一対のグランドバーとを、前記一方のヒーターツールに位置決めすることを特
徴とする第２の態様として記載のリフロー装置を提供する。

また本願発明は第４の態様として、前記一対のヒーターツールの一方は、このヒーター
ツールの作用面が前記グランドバーに接触したことを検知し、その後加熱を開始するもの
であり、このヒーターツールが前記検知した位置から予め設定した移動量だけ前記グラン
ドバーを押圧する方向に移動したとき、この移動を停止するように制御されることを特徴
とする第２の態様または第３の態様として記載のリフロー装置を提供する。

本発明の第１の態様によれば、はんだ層を必要な時間だけ加熱することができるので、
必要範囲外にはんだが濡れ広がるの防ぐことができる。したがって、別途吸熱ブロック等
を準備しなくとも、剥離しない領域の外殻被覆の下側にはんだが浸入するのを防ぐことが
できる。また、複数本並んで露出した前記シールドの両面に同時にグランドバーをはんだ
付けするので、前記両面において均一な接合状態が得られ、余分な熱で内部被覆にダメー
ジを与えることがない。

本発明の第２の態様によれば、前記第１の態様を実現するための同軸ケーブルの端末加
工に用いるリフロー装置が得られ、さらに本発明の第３の態様によれば、一対のヒーター
ツールの間隙に容易に被接合物（以下ワークと記載する）を供給することができ、効率の
よい同軸ケーブルの端末処理が実現できる。

加えて本発明の第４の態様によれば、加熱により同軸ケーブルのシールドとグランドバ
ーとのあいだに介在するはんだが溶融し、ヒーターツールは沈み込むが、この沈み込み量
を予め設定しておき、その位置でヒーターツールを停止させることができる。その結果過
剰な押圧力を同軸ケーブルに与える事がなく、内部被覆に押圧力によるダメージを与える
心配がない。

次に添付図面を参照して本発明に係る同軸ケーブルの端末加工方法およびこれに用いる
リフロー装置を詳細に説明する。

図１は本発明に係るリフロー装置を示す斜視図である。ただし一対のヒーターツールの
状態を分かりやすくするために、ワークとワークを位置決めするためのガイドとの図示を
省略してある。図１において、符号１はリフロー装置、２は一方のパルスヒート電源、２
’は他方のパルスヒート電源である。また符号３は一方のヒーターツール、３’は他方の
ヒーターツールである。

リフロー装置１は基台４に立設した支柱５を有しており、この支柱５には上下動可能に
接合ヘッド６が配設されている。接合ヘッド６は内蔵する駆動手段（図示せず）により上
昇又は下降すると同時に上下方向の位置が制御可能となっている。また接合ヘッド６から
下方に突出したロッド７の下端には絶縁ブロック８が固定してあり、さらに固定ブロック
８の下側に一対の給電ブロック９、１０が固定してある。

本実施形態の場合、一対の給電ブロック９、１０は夫々が横長で前後２列に配置されて
いる（リフロー装置の前後関係は図１に記載する）。そして前後に配置された給電ブロッ
ク９、１０にまたがるように一方のヒーターツール３が固定されている。したがって一方
のヒーターツール３は接合ヘッド６の移動と共に上下方向、つまり接合作業の際ワークを
狭持し押圧する方向に移動する。

また、一対の給電ブロック９、１０には夫々給電ケーブル１１、１２が接続されており
、一方のパルスヒート電源２の出力端子１３、１４から加熱用の電流が供給されるように
なっている。そしてこの電流は一対の給電ブロック９、１０にまたがった一方のヒーター
ツール３を流れ、一方のヒーターツール３に抵抗発熱（ジュール熱）を発生させる。

ここでヒーターツールには高抵抗ではんだの濡れ性が悪い素材、例えばモリブデンやタ
ングステンが素材として用いられる。一方給電ブロックには定抵抗の銅合金が用いられ、
体積を大きくし十分に熱容量を持たせたりヒートシンク状のフィンを設けることで、加熱
終了後のヒーターツールの熱を素早く吸収するように工夫されている。また、さらに加熱
終了後のヒーターツールを素早く冷却するためにエアブロウを行う場合もある。

符号１５は基台４の上面に設けられたステージであり、このステージ１５は図示しない
リニアガイドにより矢印イの方向（前後方向）に移動可能になっている。モータ等の駆動
手段で前後に駆動させてもよいが、本実施形態の場合は手動で前後移動させるようになっ
ている。またこのステージ１５が後端に位置したときは、ステージ１５上に固定された他
方のヒーターツール３’の作用面（ワークを押圧する面）が一方のヒーターツール３の作
用面に対向して位置するように調整されている。

そして他方のヒーターツール３’は一対の給電ブロック９’、１０’に一方のヒーター
ツール３と上下対称の姿勢で固定されており、他方のパルスヒート電源２’の出力端子１
３’、１４’からの通電で発熱するようになっている。本実施形態で同軸ケーブルに接合
される一対のグランドバーは同一形状であるので、ここで使用する一対のヒーターツール
も同一形状で同一材質のものを選択する。

また、パルスヒート電源２、２’として公知のパルスヒート電源を２台使用するが、電
流出力性能や温度プロファイル制御機能が同様のものを選択する。あるいは出力２系統タ
イプを１台使用してもかまわない。本実施形態では同一機種のパルスヒート電源を２台用
意し、一方のヒーターツール３と他方のヒーターツール３’に夫々の出力端子を接続する
が、これに加えて、ヒーターツール３、３’の作用面近傍に固着された熱電対（図示せず
）のリード線を、パルスヒート電源２、２’にある端子１６、１６’に夫々接続する。こ
れらによりヒーターツールの温度をフィードバック制御する。

したがって、接合時にヒーターツールでワークを狭持し押圧する動作、および押圧力の
制御はリフロー装置１が担い、加熱温度制御と加熱時間制御、またこれらを合わせた温度
プロファイル制御はパルスヒート電源２、２’が担うことになる。

次に図１で省略したステージ１５上のガイドに関して図２に基づいて説明する。図２に
おいて符号１７が、ステージ１５上に設けたガイドである。ガイド１７は左右一対のブロ
ックで構成され、給電ブロック９’、１０’を避けてヒーターツール３’の左右に立設さ
れている。そして他方のヒーターツール３’の上端に位置する作用面３’ａの左右両側の
延長線上にはガイド１７の上面に凹所１７ａが設けてある。

また図２において符号１８は複数の同軸ケーブルが並列に配置され、これらの外殻被覆
が符号１８ａの部分で一部剥離された状態のものを示す。したがって１８ａで示す領域は
表裏両面にシールドが露出している。本実施形態でワークとなる同軸ケーブルは外形、つ
まり外殻被覆の直径が０．３５ｍｍである。また、符号６２は一対のグランドバーで、は
んだ層を介してシールドの露出部分（領域１８ａ）に接合されるものである。ここで前記
はんだ層は図示していないが、クリームはんだを領域１８ａに塗布するか、あるいは短冊
状に形成されたはんだ板をシールドとグランドバー６２との間に挟み込む方法がとられる
。

このように複数の同軸ケーブル１８と一対のグランドバー６２とで構成されるワークを
矢印ウで示す様に他方のヒーターツール３’上に載置する。このとき左右にあるガイド１
７の凹所１７ａによりワークの位置が決められる。もちろん複数の同軸ケーブル１８の他
の部分の保持手段や、一対のグランドバー６２の左右方向の位置決め手段を適宜追加すれ
ば、より作業性を改善することができることは言うまでもない。

以上のようにワークを他のヒーターツール３’上に供給したのち、ステージ１５を矢印
エの方向に移動させることで、一方のヒーターツール３と他方のヒーターツール３’との
間隙にワークを供給することができる。そして操作者が接合開始の指示を与えることで、
一方のヒーターツール３は下方に移動してその作用面をグランドバー６２の上面に当接さ
せ、所定の押圧力で下方に押圧する。この押圧力が設定値に達したことを接合ヘッド６が
検知すると、パルスヒート電源２、２’は加熱電流を一対のヒーターツール３、３’にほ
ぼ同時に出力する。またこのとき両パルスヒート電源２、２’には同様の温度プロファイ
ルが設定されている。

このように加熱が開始され、接合がなされる様子を図３に基づいて説明する。図３は接
合作用の要部をリフロー装置の側面方向から見た場合の要部断面模式図である。ここで一
方のヒーターツール３には給電ブロック９、１０から加熱電流が供給され、他方のヒータ
ーツール３’には給電ブロック９’、１０’から加熱電流が供給される。

同様の特性を備えた一対のヒーターツール３、３’に同時に同様の温度プロファイルで
加熱を行うので、シールド露出部の両面に形成したはんだ層１９は、同様の溶融と濡れ広
がりを呈し、接合状態が均一になる。また、パルスヒート方式で瞬間的に加熱を行うので
、必要以上にはんだが濡れ広がり接合品質に悪影響を及ぼすことがなく、また、加熱時間
が長引いたり、表裏両面を順に加熱することがないので、内部被覆５３に悪影響を与える
心配がない。

また、加熱を開始する前の段階で、一方のヒーターツール３の作用面３ａがグランドバ
ー６２に接触したことをリフロー装置１が検知し、その後加熱を開始するようにした場合
、この位置から予めリフロー装置１に設定しておいた沈み込み量だけ一方のヒーターツー
ル３が下降したときに、この下降を停止させるようにしてもよい。前記接触の検知は、接
触時に一方のヒーターツール３に加わる上向きの僅かな応力を検知するもので、一方のヒ
ーターツール３の加熱開始後の移動範囲を設定された沈み込み量だけに規制するのは、公
知の位置制御技術で達成できる。

このようにした場合、例えば図３で示す一対のはんだ層１９の厚さが夫々０．１ｍｍで
あるとして、沈み込み量を０．１ｍｍに設定すると、加熱により液状化したはんだ層の厚
さが夫々約０．０５ｍｍになったところで一方のヒーターツール３の下降が停止する。そ
の結果接合動作の最後まで一対のヒーターツール３、３’が同軸ケーブル１８を押圧しつ
づけるのを避けることができる。

本発明の実施形態を示す斜視図 本発明の実施形態を示す要部斜視図 本発明の実施形態を示す要部断面模式図 従来の技術を示す斜視図 従来の技術を示す斜視図

符号の説明

１ リフロー装置
２、２’ パルスヒート電源
３、３’ ヒーターツール
４ 基台
５ 支柱
６ 接合ヘッド
７ ロッド
８ 絶縁ブロック
９、１０、９’、１０’ 給電ブロック
１１、１２ 給電ケーブル
１３、１４ 出力端子
１５ ステージ
１６ 端子
１７ ガイド
１８ 同軸ケーブル
１９はんだ層

Claims (4)

1. 中心導体である芯線と、該芯線の周囲を覆っている内部被覆と、該内部被覆を覆う外部導
   体であるシールドと、該シールドを覆っている外殻被覆とを備える同軸ケーブルを複数本
   並べ、これら複数の同軸ケーブルの前記外殻被覆およびシールドを一括して除去する端末
   加工方法であって、外殻被覆からシールドを一部露出させ、複数本並んで露出した前記シ
   ールドの両面に、はんだ層を介して一対のグランドバーを配置し、前記一対のグランドバ
   ーを一対のヒーターツールで狭持し、前記一対のヒーターツールに対してパルスヒート電
   源からほぼ同時に通電することで前記グランドバーをリフロー接合することを特徴とする
   同軸ケーブルの端末加工方法。
2. 中心導体である芯線と、該芯線の周囲を覆っている内部被覆と、該内部被覆を覆う外部導
   体であるシールドと、該シールドを覆っている外殻被覆とを備える同軸ケーブルを複数本
   並べ、これら複数の同軸ケーブルの前記外殻被覆およびシールドを一括して除去する端末
   加工に用いるリフロー装置であって、シールドが一部露出した状態で複数本並んだ同軸ケ
   ーブルに対し前記シールドの両面にはんだ層を介して配置した一対のグランドバーを位置
   決めするガイドと、前記一対のグランドバーを狭持する一対のヒーターツールと、前記一
   対のヒーターツールに対して同時に通電するパルスヒート電源とを備えることを特徴とす
   る同軸ケーブルの端末加工に用いるリフロー装置。
3. 前記一対のヒーターツールは、前記一対のグランドバーを狭持する方向に移動する一方の
   ヒーターツールと前記方向に移動しない他方のヒーターツールからなり、前記他方のヒー
   ターツールは前記方向と直交する平面上を前記ガイドと共に移動可能に設け、この移動に
   より、前記他方のヒーターツールに位置決めされた複数本の同軸ケーブルと、この同軸ケ
   ーブルの露出したシールドの両面にはんだ層を介して配置された一対のグランドバーとを
   、前記一方のヒーターツールに位置決めすることを特徴とする請求項２に記載のリフロー
   装置。
4. 前記一対のヒーターツールの一方は、このヒーターツールの作用面が前記グランドバーに
   接触したことを検知し、その後加熱を開始するものであり、このヒーターツールが前記検
   知した位置から予め設定した移動量だけ前記グランドバーを押圧する方向に移動したとき
   、この移動を停止するように制御されることを特徴とする請求項２または３のいずれかに
   記載のリフロー装置。
   
   

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