JP2008270202A

JP2008270202A - シールドの電気的接続方法

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Publication number: JP2008270202A
Application number: JP2008084322A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Nakamae; 一男仲前
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2008-11-06
Anticipated expiration: 2028-03-27
Also published as: US20080235945A1; JP4983687B2; US7770290B2

Abstract

【課題】複数極細同軸線のシールドそれぞれを共通の導電部材を介して良好に接続する方法を提供する。
【解決手段】シールド(13)が部分的に露出した同軸線(1)が並列配置される。同軸線(1)それぞれのシールド(13)の上に、金属片(4)が載置され、金属片(4)は、レーザ光(L)が照射されることで溶融する。そして、溶融した金属片(4)上に共通導電部材(3)が載置されることで、シールド(13)それぞれが共通導電部材(3)を介して電気的に接続される。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数の極細同軸線それぞれに含まれるシールド間を共通する導電部材で電気的に接続する方法に関するものである。

極細同軸線は、所定軸に沿って伸びた中心導体(center conductor)と、該中心導体の外周に設けられた内部絶縁体(inner insulator)と、該内部絶縁体の外周に設けられたシールド(shield)と、該シールドの外周に設けられた絶縁外被(insulationjacket)から構成されている。中心導体及びシールドそれぞれは、導電性金属、例えば錫メッキの銅合金からなる。内部絶縁体及び絶縁外被それぞれは、絶縁性樹脂、例えばＰＦＡやＰＥＴからなる。また、絶縁外被の外径は、０.２５ｍｍ〜０.５ｍｍ程度である。このような極細同軸線は、外径が極めて細いことから、小型電子機器内において電子部品間を電気的に接続する際に好適に用いられる。

複数の極細同軸線におけるシールド間を電気的に接続する場合、まず、極細同軸線の長手方向の一部において、例えばレーザ光照射により、絶縁外被の一部が除去されることでシールドが露出される。さらにシールド及び内部絶縁体の一部が除去されることで中心導体が露出される。このとき、露出されたシールドは拡がってしまう。その結果、複数の極細同軸線におけるシールド間で接続不良が生じる可能性が高い。このような問題を解決することを意図した技術が、例えば特許文献１及び２に開示されている。

特許文献１に開示された技術は、まず、複数の極細同軸線それぞれにおいて、絶縁外被の一部を除去することで露出したシールドを半田層で覆い、その半田層の所定位置で半田層及びシールドを切断し、該切断位置より先端側の半田層及びシールドの一部を一括して除去する。そして、複数の極細同軸線それぞれの、除去されずに残った半田層の上に、これら複数の極細同軸線に共通する導電部材を固定することで、複数の極細同軸線間の電気的接続が行われる。一方、特許文献２には、絶縁外被の一部を除去することで露出した複数の極細同軸線のシールドそれぞれと、グランドバー（複数の極細同軸線に共通する導電部材）とを半田付けにより接続することで、複数の極細同軸線を一体化する技術が開示されている。特許文献１及び２の何れに開示された技術も、半田を用いて極細同軸線それぞれのシールドを共通する導電部材を介して電気的に接続することにより、接続作業時におけるシールドの拡がりを防止することを意図している。
特開２００５-３２８６９６号公報特開２００１-３０７５５６号公報

発明者は、上述のような従来技術を検討した結果、以下のような課題を発見した。

すなわち、複数の極細同軸線のシールドそれぞれを共通する導電部材を介して電気的に接続する場合、特許文献１及び２に記載されたような半田溶接を利用した技術では、半田ごてを用いて半田を溶融させなければならない。このとき、半田が拡がってシールド接続部分が硬くなり屈曲性が失われてしまう。

この発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、複数の極細同軸線のシールドそれぞれを、共通導電部材を介して良好に接続することができるシールドの電気的接続方法を提供することを目的としている。

この発明は、複数の同軸線におけるシールドそれぞれを、共通導電部材を介して良好に接続するシールドの電気的接続方法に関し、これら複数の同軸線のそれぞれは、中心導体と、中心導体の外周に設けられた内部絶縁体と、内部絶縁体の外周に設けられたシールドと、シールドの外周に設けられた絶縁外被により構成されている。また、複数の同軸線は、それぞれが独立の絶縁外被を有していても、共通の絶縁外被を有していてもよい。共通の絶縁外被によりこれら複数の同軸線が一体化されたテープ状ケーブルの場合、複数の同軸線それぞれは予め並列配置された状態が維持されているので、同軸線の加工、取り扱いが容易になる。すなわち、同軸線の並列配置自体が不要になるとともに、それぞれのシールドを同時に露出させることが可能になる。なお、この発明に係る接続方法は、テープ状ケーブルに含まれる複数の同軸線のうち一部の同軸線（少なくとも２本以上の同軸線）におけるシールド間を電気的に接続する場合にも好適に適用され得る。

複数の同軸線は、それぞれの長手方向が一致するよう並列配置される。このように並列配置された複数の同軸線は、それぞれの長手方向と交差する所定方向に沿って絶縁外被が除去される。これにより、これら複数の同軸線それぞれのシールドの一部が露出される。なお、複数の同軸線が共通の絶縁外被で一体化されたテープ状ケーブルの場合、同軸線の並列配置は不要である。

この発明に係る接続方法には、共通導電部材の接続に先立ち、予め並列配置された複数の同軸線のシールドそれぞれに金属片を加熱・溶融接着させる第１実施形態と、予め共通導電部材上で金属片を加熱・溶融させた後に複数の同軸線におけるシールドの露出部分それぞれを該共通導電部材に接続していく第２実施形態がある。

第１実施形態の場合、導電性を有する低融点の金属（低融点金属）からなる金属片は、シールドの露出部分上に載置される。一方、第２実施形態の場合、金属片は共通導電部材上に所定方向に沿って載置される。

なお、この明細書において、低融点金属とは、シリコンの融点よりも低い融点を有する金属を意味する。また、溶融される金属片は、複数の同軸線におけるシールドそれぞれへの設置容易性を考慮し、板形状又は棒形状を有するのが好ましい。

第１実施形態に係る接続方法では、接続されるべき複数の同軸線におけるシールドの露出部分上に、金属片が載置され、この金属片がレーザ光照射により加熱・溶融される。さらに、共通導電部材が、レーザ照射により溶融した金属片を介して載置される。これにより、複数の同軸線におけるシールドの露出部分それぞれは、共通導電部材を介して電気的に接続される。

一方、第２実施形態に係る接続方法では、同軸線配置に先立ち、用意された共通導電部材上に、金属片が載置されて、この状態で金属片がレーザ光照射により加熱・溶融される。さらに、並列配置された複数の同軸線におけるシールドの露出部分それぞれが、レーザ光照射により溶融した金属片を介して共通導電部材上に載置される。これにより、複数の同軸線におけるシールドの露出部分それぞれは、共通導電部材を介して電気的に接続される。

上述の第１及び第２実施形態のいずれにおいても、金属片に接触している部分を除いた残りの部分が切断されるのが好ましい。これら複数の同軸線における中心導体が微細回路基板等に溶接される場合に、回路配線に直接接触するような不測の事態を避けるためである。

このようなシールドの露出部分のうち不要部分の削除は、複数の同軸線におけるシールドの露出部分が共通導電部材を介して電気的に接続された後に行われるのが好ましい。また、不要部分の削除は、レーザ照射により溶融した後の金属片が複数の同軸線におけるシールドの露出部分それぞれに付着した状態で行われてもよい。

この発明に係る接続方法において、金属片へのレーザ照射に先立ち、シールド又は共通導電部材がレーザ光照射により加熱されるのが好ましい。接続の作業性が著しく向上するからである。

なお、この発明に係る各実施例は、以下の詳細な説明及び添付図面によりさらに十分に理解可能となる。これら実施例は単に例示のために示されるものであって、この発明を限定するものと考えるべきではない。

また、この発明のさらなる応用範囲は、以下の詳細な説明から明らかになる。しかしながら、詳細な説明及び特定の事例はこの発明の好適な実施例を示すものではあるが、例示のためにのみ示されているものであって、この発明の範囲における様々な変形および改良はこの詳細な説明から当業者には自明であることは明らかである。

この発明によれば、複数の極細同軸線のシールド（露出部分）を、共通導電部材を介して容易に接続することができ、また、その接続状態も良好に維持される。

以下、この発明に係るシールドの電気的接続方法の各実施形態を、図１〜図６を参照しながら詳細に説明する。なお、図面の説明において同一部位、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

図１は、先端部分が加工された極細同軸線を示す斜視図であり、図２は、図１に示された極細同軸線の断面構造を示す図である。これら図１及び図２に示されたように、極細同軸線１は、所定軸に沿って伸びた中心導体１１と、中心導体１１の外周に設けられた内部絶縁体１２と、内部絶縁体１２の外周に設けられたシールド１３と、シールド１３の外周に設けられた絶縁外被１４から構成されている。中心導体１１及びシールド１３それぞれは、導電性金属、例えば錫メッキの銅合金からなる。内部絶縁体１２及び絶縁外被１４それぞれは、絶縁性樹脂、例えばＰＦＡやＰＥＴからなる。また、絶縁外被１４の外径は、０.２５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。このように、極細同軸線１は、その外径が極めて細い。図１に示された極細同軸線１では、一端を含む長手方向の一定範囲において、例えばレーザ光照射により、絶縁外被１４が除去されることによりシールド１３の一部が露出している。さらに、シールド１３及び内部絶縁体１２の一部が除去されることにより中心導体１１が露出している。

図３は、共通導電部材３によりそれぞれのシールド１３が電気的に接続された複数の極細同軸線１を、回路基板へ接続する様子を説明するための図である。この図４では、一端が揃えられて並列配置された３本の極細同軸線１それぞれの中心導体１１は、基板２の接続端子２１に、半田付けにより接続される。基板２は、例えばフレキシブルプリント基板である。

基板２の接続端子２１にそれぞれの中心導体１１が接続される３本の極細同軸線１は、それぞれのシールド１３が共通導電部材３を介して電気的に接続されている。なお、図３には、極細同軸線１が個別の絶縁外被１４を備え、それぞれの長手方向が一致するよう配置されているが、これら極細同軸線１は共通の絶縁外被で一体的に覆われたテープ状ケーブルを構成していてもよい。また、テープ状ケーブルに含まれる極細同軸線の一部（少なくとも２本以上の極細同軸線）だけ、共通導電部材３を介して電気的に接続されてもよい。

共通導電部材３は、３本の極細同軸線１それぞれのシールド１３を同じ電位（一般には接地電位）にするための金属部品である。この発明に係るシールドの電気的接続方法は、極細同軸線１のシールド１３を共通導電部材３を介して電気的に接続する。

（第１実施形態）
以下、この発明に係るシールドの電気的接続方法の第１実施形態における各接続工程を順次説明する。なお、図４は、この発明係るシールドの電気的接続方法の第１実施形態を説明するための工程図である。

この第１実施形態に係る接続方法では、まず、図４（ａ）に示されたように、それぞれの長手方向の一部においてシールド１３が露出された３本の極細同軸線１が並列配置される。

続いて、図４（ｂ）に示されたように、３本の極細同軸線１におけるシールド１３それぞれの上に、短冊状の金属片４が載せられ、金属片４にレーザ光Ｌが照射される。このようにレーザ光照射により金属片４が加熱され、その結果、金属片４は溶融する。

なお、金属片４は、種々の形状を有することが可能である、図５は、金属片の形状の一例を説明するための斜視図である。金属片４は、図５（ａ）に示されたように、接続されるべき極細同軸線１のシールド１３に同時に接触する程度の長さを有し、互いに対向する面を有する短冊形状を有してもよい。また、図５（ｂ）に示されたように、金属片４は、接続されるべき極細同軸線１のシールド１３に同時に接触する程度の長さを有する棒形状を有してもよい。

そして、図４（ｃ）に示されたように、共通導電部材３が、溶融した金属片４を介して極細同軸線１におけるシールド１３（露出部分）の上に載せられる。これにより、３本の極細同軸線１におけるシールド１３それぞれが、共通導電部材３を介して電気的に接続される。シールド１３と共通導電部材３とが互いに接続されることにより、接続箇所において屈曲性を失うことなく、並行配置された極細同軸線１におけるシールド１３間の良好な電気接続が可能になる。なお、金属片４の加熱に先立ってシールド１３又は共通導電部材３がレーザ光照射により加熱されると、作業効率が向上し、接続も良好になるため、好ましい。

シールド１３と共通導電部材３との電気接続が完了すると、図４（ｄ）に示されたように、シールド１３の露出部分のうち溶融した金属片４に接触している部分を少なくとも除いた残りの部分が切断される。これは、極細同軸線１における中心導体が基板２等に溶接される際に、シールド１３の不要な露出部分が回路配線に直接接触するような不測の事態を避けるためである。なお、このようなシールド１３の露出部分のうち不要部分の削除は、極細同軸線１におけるシールド１３の露出部分が共通導電部材３を介して電気的に接続された後に行われるのが好ましい。また、不要部分の削除は、レーザ照射により溶融した金属片４が極細同軸線１におけるシールド１３の露出部分それぞれに付着した後に行われてもよい。

（第２実施形態）
次に、この発明に係るシールドの電気的接続方法の第２実施形態における各接続工程を順次説明する。なお、図６は、この発明に係るシールドの電気的接続方法の第２実施形態を説明するための工程図である。

この第２実施形態に係る接続方法では、まず、図６（ａ）に示されたように、接続されるべき３本の極細同軸線１におけるシールド１３に同時に接触する程度の長さを有する短冊状の共通導電部材３が用意される。

続いて、図６（ｂ）に示されたように、共通導電部材３上に金属片４（形状は図５に示された形状でよい）が載せられ、その金属片４にレーザ光Ｌが照射される。これにより、金属片４は加熱され、その結果、金属片４は溶融する。

そして、図６（ｃ）に示されたように、３本の極細同軸線１におけるシールド１３（露出部分）が、溶融した金属片４を介して共通導電部材３の上に載せられる。これにより、３本の極細同軸線１におけるシールド１３それぞれが、共通導電部材３を介して電気的に接続される。シールド１３と共通導電部材３とが互いに接続されることにより、接続箇所において屈曲性を失うことなく、並行配置された極細同軸線１におけるシールド１３間の良好な電気接続が可能になる。なお、金属片４の加熱に先立ってシールド１３又は共通導電部材３がレーザ光照射により加熱されると、作業効率が向上し、接続も良好になるため、好ましい。

シールド１３と共通導電部材３との電気接続が完了すると、図６（ｄ）に示されたように、シールド１３の露出部分のうち溶融した金属片４に接触している部分を少なくとも除いた残りの部分が切断される。これは、極細同軸線１における中心導体が基板２等に溶接される際に、シールド１３の不要な露出部分が回路配線に直接接触するような不測の事態を避けるためである。なお、このようなシールド１３の露出部分のうち不要部分の削除は、極細同軸線１におけるシールド１３の露出部分が共通導電部材３を介して電気的に接続された後に行われるのが好ましい。また、不要部分の削除は、レーザ照射により溶融した金属片４が極細同軸線１におけるシールド１３の露出部分それぞれに付着した後に行われてもよい。

なお、上述の第１及び第２実施形態のいずれにおいても、共通導電部材３は、フレキシブルプリント基板の導電部又はグランドバーである。金属片４は、金属箔を含み、厚さ１μｍ〜１ｍｍ程度の薄板形状又は厚さ直径１ｍｍ程度の棒形状を有するのが好ましい。短冊状の金属片４とは、０.２ｍｍ〜１ｍｍ程度の幅を有する板形状の金属片を含む。また、金属片４は、スズ、インジウム、金、銀及び銅、さらにはＳｎ-Ｃｕ、Ｓｎ-Ａｇ、Ｓｎ-Ａｇ-Ｃｕ、Ｓｎ-Ａｇ-Ｂｉなどの合金など、導電性を有するとともに融点が低い低融点金属からなる。レーザ光Ｌは集光性に優れているのが好ましく、そのビーム径は２０μｍ以下であるのが好ましい。レーザ光源としては、ファイバレーザ光源やＹＡＧレーザ光源が好適に用いられ、また、集光性が向上すれば半導体レーザ光源も用いられ得る。

金属片４についてさらに説明すると、以下のとおりである。すなわち、スズの融点は５０５.０８Ｋであり、インジウムの融点は４２９.７５Ｋであって、これらスズ及びインジウムは、融点が低く溶け易いので、金属片４の材料として好適である。また、スズは、極細同軸線１の中心導体１１及びシールド１３それぞれの表面にメッキされている材料と同じなので、スズからなる金属片４は、中心導体１１又はシールド１３になじみやすい。インジウムも、比較的スズと合金を作りやすいため、溶けた際に接着しやすい。Ａｕも、合金を作る点で同様である。

この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、シールド１３の上に金属片４が載せられ、その金属片４にレーザ光Ｌが照射されて、金属片４が加熱され溶融され、その溶融した金属片４の上に共通導電部材３が載せられて、シールド１３と共通導電部材３とが互いに接続された。しかし、逆に、共通導電部材３の上に金属片４が載せられ、その金属片４にレーザ光Ｌが照射されて、金属片４が加熱され溶融され、その溶融した金属片４の上にシールド１３が載せられて、シールド１３と共通導電部材３とが互いに接続されてもよい。

以上の本発明の説明から、本発明を様々に変形しうることは明らかである。そのような変形は、本発明の思想および範囲から逸脱するものとは認めることはできず、すべての当業者にとって自明である改良は、以下の請求の範囲に含まれるものである。

先端部分が加工された極細同軸線を示す斜視図である。図１に示された極細同軸線の断面構造を示す図である。共通導電部材によりシールドが電気的に接続された複数の極細同軸線を、回路基板へ接続する様子を説明するための図である。この発明に係るシールドの電気的接続方法の第１実施形態を説明するための工程図である。金属片の形状の一例を説明するための斜視図である。この発明に係るシールドの電気的接続方法の第２実施形態を説明するための工程図である。

符号の説明

１…極細同軸線、１１…中心導体、１２…内部絶縁体、１３…シールド、１４…絶縁外被、２…基板、２１…接続端子、３…共通導電部材、４…金属片。

Claims

中心導体と、前記中心導体の外周に設けられた内部絶縁体と、前記内部絶縁体の外周に設けられたシールドと、前記シールドの外周に設けられた絶縁外被とを含む複数の同軸線を、同軸線それぞれの長手方向が一致するよう並列配置し、
並列配置された前記複数の同軸線を横断する所定方向に沿って前記絶縁外被を除去することにより、前記複数の同軸線それぞれのシールドの一部を露出させ、
導電性をする低融点の金属片を、前記複数の同軸線におけるシールドの露出部分上に載置し、
前記金属片にレーザ光を照射することにより、前記金属片を溶融し、そして、
互いに隣接する同軸線のシールドを接続するための共通導電部材を、前記レーザ照射により溶融した前記金属片を介して載置することにより、前記シールドを電気的に接続するシールドの電気的接続方法。
中心導体と、前記中心導体の外周に設けられた内部絶縁体と、前記内部絶縁体の外周に設けられたシールドと、前記シールドの外周に設けられた絶縁外被とを含む複数の同軸線を、同軸線それぞれの長手方向が一致するよう並列配置し、
並列配置された前記複数の同軸線を横断する所定方向に沿って前記絶縁外被を除去することにより、前記複数の同軸線それぞれのシールドの一部を露出させ、
互いに隣接する同軸線のシールドを接続するための共通導電部材を用意し、
導電性を有する低融点の金属片を、前記共通導電部材上に前記所定方向に沿って載置し、
前記金属片にレーザ光を照射することにより、前記金属片を溶融し、そして、
前記複数の同軸線それぞれのシールドの露出部分を、レーザ照射により溶融した前記金属片を介して前記共通導電部材上に載置することにより、前記シールドを電気的に接続するシールドの電気的接続方法。
前記複数の同軸線におけるシールドの露出部分が前記共通導電部材を介して電気的に接続された後、前記金属片に接触している部分を除いた残りの部分が切断されることを特徴とする請求項１又は２記載の接続方法。
レーザ照射により溶融した後の前記金属片が前記複数の同軸線におけるシールドの露出部分それぞれに付着した状態において、前記金属片が付着している部分を除いた残りの部分が切断されることを特徴とする請求項１記載の接続方法。
前記金属片へのレーザ照射に先立ち、前記シールド又は前記共通導電部材をレーザ光照射により加熱することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の接続方法。