JP2009187861A - Adapter structure, high-frequency cable, and connection structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高周波ケーブルを各種配線板に接続するためのアダプタ構造,高周波ケーブル及び接続構造体に関する。 The present invention relates to an adapter structure for connecting a high-frequency cable to various wiring boards, a high-frequency cable, and a connection structure.
近年、液晶テレビやプラズマディスプレイ,Blu-rayHddレコーダー,サーバ,複写機,プリンタ,イメージスキャナ機能を有する複合機など、各種電子機器における基板,配線板間の信号の送受信は、データ量の増大につれて、高速伝送性が要求されている。このような高速伝送の要求に応えるものとして、丸型の中心導体の周囲に誘電体層を挟んで外側導体を設けた高周波ケーブル、たとえば同軸ケーブルがある。 In recent years, transmission and reception of signals between boards and wiring boards in various electronic devices such as LCD TVs, plasma displays, Blu-ray HDD recorders, servers, copiers, printers, and multifunction devices with image scanner functions, High speed transmission is required. As a response to such a demand for high-speed transmission, there is a high-frequency cable, for example, a coaxial cable, in which an outer conductor is provided around a round central conductor with a dielectric layer interposed therebetween.
上記同軸ケーブルを基板などに接続するためのコネクタ構造として、たとえば、特許文献1に開示されるように、互いに挿抜自在なプラグとリセプタクルを用いたものがある。すなわち、リセプタクルを基板等に半田等で接続し、プラグに電線を半田等で接続することにより、同軸ケーブルを基板等に電気的に接続したり、取り外すことが自在となる。 As a connector structure for connecting the coaxial cable to a substrate or the like, for example, as disclosed in Patent Document 1, there is one using a plug and a receptacle that can be inserted and removed from each other. That is, by connecting the receptacle to the substrate or the like with solder or the like and connecting the electric wire to the plug with solder or the like, the coaxial cable can be electrically connected to or removed from the substrate or the like.
しかしながら、上記構造の場合、プラグ,リセプタクル共に部品点数が多くなり、非常に高価につくという不具合がある。 However, in the case of the above structure, there is a problem that the number of parts increases for both the plug and the receptacle, resulting in a very high cost.
本発明の目的は、高周波ケーブルの接続部に補助的に用いることで、インピーダンス整合を維持しうる低コストのアダプタ構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a low-cost adapter structure that can maintain impedance matching by being used supplementarily in a connection portion of a high-frequency cable.
本発明のアダプタ構造は、平板状誘電体層の上に、高周波ケーブルの複数の中心導体に接続される複数の線路導体を設けると共に、平板状誘電体層を挟んで線路導体に対向するように、高周波ケーブルの外側導体に接続されるグランドプレーンを設けたものである。
高周波ケーブルとしては、各種フラットケーブル,多芯同軸ケーブルなどがある。
In the adapter structure of the present invention, a plurality of line conductors connected to a plurality of center conductors of a high-frequency cable are provided on a flat dielectric layer, and are opposed to the line conductor with the flat dielectric layer interposed therebetween. A ground plane connected to the outer conductor of the high-frequency cable is provided.
Examples of the high-frequency cable include various flat cables and multi-core coaxial cables.
これにより、アダプタ構造に設けられたマイクロストリップ線路において、線路導体および誘電体層の材質,厚みを適宜設計することにより、高周波ケーブルのインピーダンスと、アダプタ構造のインピーダンスとの整合を維持し、高い伝達効率で、つまり、高周波信号の減衰率の小さい,低損失の信号接続を行うことができる。しかも、アダプタ構造は、きわめて簡素な構造であるので、コストの削減を図ることができる。 As a result, in the microstrip line provided in the adapter structure, the material and thickness of the line conductor and dielectric layer are appropriately designed to maintain matching between the impedance of the high-frequency cable and the impedance of the adapter structure, and high transmission It is possible to make a low-loss signal connection with high efficiency, that is, a high-frequency signal with a small attenuation factor. In addition, since the adapter structure is a very simple structure, the cost can be reduced.
そして、このようなアダプタ構造は、配線板に設けられたコネクタに挿抜可能に設けることが容易であるので、ZIFコネクタなどのコネクタに適合するアダプタとなる。したがって、フレキシブルプリント配線板や、リジッドプリント配線板などと、高周波ケーブルとを接続するコネクタの補助部材として、安価で利用性の高いものとなる。 And since such an adapter structure can be easily provided in a connector provided on the wiring board so as to be insertable / removable, it becomes an adapter suitable for a connector such as a ZIF connector. Therefore, it becomes inexpensive and highly usable as an auxiliary member for a connector for connecting a flexible printed wiring board, a rigid printed wiring board, and the like to a high frequency cable.
高周波ケーブルが、中心導体として、グランド線,及び1対の差動信号線を交互に配置し、外側導体に導通するドレイン線を有するフラットケーブルである場合には、アダプタ構造の配線を、グランド線,及び1対の差動信号線に交互に接続し、グランドプレーンを、ドレイン線に接続すればよい。 When the high-frequency cable is a flat cable having a ground line and a pair of differential signal lines alternately arranged as a central conductor and a drain line conducting to the outer conductor, the wiring of the adapter structure is connected to the ground line. , And a pair of differential signal lines, and the ground plane may be connected to the drain line.
本発明のアダプタ構造を使用することにより、断面が丸型の導体を用いたフラットケーブルであっても、導体の断面がフラットなフレキシブルプリント配線板と同様にコネクタを介して配線板に接続することができ、伝送特性が優れた安価な伝送路を構成することができる。 By using the adapter structure of the present invention, a flat cable using a conductor having a round cross section can be connected to a wiring board via a connector in the same manner as a flexible printed wiring board having a flat conductor cross section. Thus, an inexpensive transmission line having excellent transmission characteristics can be configured.
上記アダプタ構造が付設された高周波ケーブルは、各種配線板への接続が容易な高周波ケーブルであり、高周波ケーブルのアダプタ構造を、配線板に付設されたコネクタに挿入することにより、接続のやり直しが容易な接続構造体を構成することができる。 The high-frequency cable provided with the adapter structure is a high-frequency cable that can be easily connected to various wiring boards. By inserting the adapter structure of the high-frequency cable into the connector attached to the wiring board, it is easy to reconnect. A simple connection structure.
本発明のアダプタ構造,高周波ケーブルまたは接続構造体によると、インピーダンス整合が容易で、低コストのアダプタ構造,高周波ケーブル及び接続構造体を提供することができる。 According to the adapter structure, high-frequency cable, or connection structure of the present invention, it is possible to provide an adapter structure, high-frequency cable, and connection structure that are easy to impedance match and that are low cost.
(実施の形態)
−アダプタの構造−
図1は、本発明の実施の形態に係るアダプタAの構造を示す断面図である。図2は、図1に示すII-II線におけるアダプタAの断面図である。図2に示すように、アダプタAは、平板状の誘電体層10と、誘電体層10の上面上に、接着剤層11を挟んで形成された線路導体である配線12と、接着剤層13を挟んで配線12の一部を覆うカバーレイ14と、誘電体層10の下面上に接着剤層16を挟んで形成されたグランドプレーン17と、接着剤層18を挟んでグランドプレーン17を覆うカバーレイ19とを備えている。
図中カバーレイ14の右方に示される領域Rbは、後述する丸型フラットケーブルBが取り付けられる領域であり、左方に示される領域Rcは、後述するコネクタCに接続される領域である。
(Embodiment)
-Adapter structure-
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of an adapter A according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view of the adapter A taken along the line II-II shown in FIG. As shown in FIG. 2, the adapter A includes a flat
In the figure, a region Rb shown on the right side of the
図1に示すように、配線12は、フラットケーブルのドレイン線に接続されるドレイン配線12dと、混信防止用のグランド配線12gと、各々差動信号が伝送される第1信号配線12p及び第2信号配線12nとを含んでいる。ドレイン配線12dは、スルーホール15を介してグランドプレーン17に電気的に接続されている。そして、グランド配線12g,第1信号配線12p及び第2信号配線12nの3本の配線が1つの群として、交互に繰り返して配置されている。
As shown in FIG. 1, the
本実施の形態のアダプタAの各部材は、以下の材料および寸法を有しているが、これは一例であって、本発明のアダプタAは、以下の材料に限定されるものではない。
誘電体層10は、PI樹脂(ポリイミド樹脂)等の樹脂からなり、厚みが150μm〜300μm程度である。配線12は、幅が0.15mm〜0.4mmで、厚さが10μm〜30μm程度の銅箔等の金属箔を用いて形成されている。グランドプレーン17は、厚みが10μm〜30μm程度の銅箔等の金属箔を用いて形成されている。カバーレイ14,19は、PI樹脂等の樹脂からなり、厚みは15μm〜30μm程度である。接着剤層13,16,18は、エポキシ樹脂等の樹脂からなり、厚みは10μm〜12μm程度である。アダプタA全体の厚みは0.25mm〜0.4mm程度で、幅は10mm〜14mm程度、長さは8mm〜14mm程度である。
Each member of the adapter A of the present embodiment has the following materials and dimensions, but this is an example, and the adapter A of the present invention is not limited to the following materials.
The
本実施の形態のアダプタAは、導体層であるグランドプレーン17の上方に、誘電体層10を挟んで線路導体である配線12を配置したマイクロストリップ線路を構成している。
マイクロストリップ線路は、配線12の幅及び厚み,誘電体層10の厚みおよび比誘電率などに応じた、所定のインピーダンス特性を有している。すなわち、上記要素を適宜設計することにより、所望のインピーダンス特性を得ることができる。これにより、接続される高周波ケーブルとのインピーダンス整合を図り、高周波ケーブルから各種配線板や電子部品に、高周波信号を高効率で、つまり、低損失(低減衰率)で伝達する構成となっている。
The adapter A of the present embodiment constitutes a microstrip line in which a
The microstrip line has predetermined impedance characteristics according to the width and thickness of the
−アダプタと高周波ケーブルとの接続構造−
図3は、本実施の形態に係るアダプタAとフラットケーブルBとの接続状態を示す斜視図である。図4は、図3に示すIV-IV線におけるフラットケーブルの縦断面図である。図5は、図3に示すV-V線における縦断面図である。
-Connection structure between adapter and high-frequency cable-
FIG. 3 is a perspective view showing a connection state between the adapter A and the flat cable B according to the present embodiment. 4 is a longitudinal sectional view of the flat cable taken along line IV-IV shown in FIG. FIG. 5 is a longitudinal sectional view taken along the line VV shown in FIG.
図4に示すように、フラットケーブルBは、誘電体層20を挟んで複数の中心導体22の周囲を覆うシールド27と、シールド27に接触しながら延びるドレイン線25と、シールド27およびドレイン線25を被覆する外装膜29とを備えている。
As shown in FIG. 4, the flat cable B includes a
そして、図3及び図5に示すように、アダプタAの領域Rbにおいて、中心導体22は配線12の上に載置され、半田層30により、中心導体22と配線22とが接合されている。なお、図3においては、見やすくするために、半田層30の図示が省略されている。また、補強のために、図3の破線に示す補強樹脂膜31を設けてもよい。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
中心導体22は、錫めっき付き軟鋼銅等の金属からなり、径は0.1mm〜0.3mm程度である。誘電体層20は、低損失オレフィン樹脂などの樹脂からなり、全体の厚みは0.4mm〜0.6mmである。シールド27は、Al貼りPETなどの金属によって構成されている。ドレイン線25は、径が0.7mm〜0.9mm程度の7本の錫めっき付き軟鋼線等の金属線によって構成されている。外装膜29は、PVC樹脂等の難燃性樹脂からなる。
そして、フラットケーブルB全体の厚みは、0.8mm〜1.2mm程度であり、幅は10mm〜12mm程度である。
The
And the thickness of the whole flat cable B is about 0.8 mm-1.2 mm, and a width | variety is about 10 mm-12 mm.
ここで、中心導体22は、図中左方から順に、ピッチ0.4mm〜0.6mm程度で配置された、グランド線22gと、各々差動信号が伝送される第1信号線22p及び第2信号線22nとを含んでいる。そして、グランド線22g,第1信号線22p及び第2信号線22nの3本の中心導体が1つの群として、交互に繰り返し、最終端部にはグランド線22gが配置されている。つまり、第1信号線22pと第2信号線22nとを両側のグランド線22gによって挟むことにより、第1信号線22pと第2信号線22nとのクロストークを逃す構成となっている。
なお、中心導体22の断面形状は、必ずしも丸型である必要はなく、平型であってもよい。
Here, the
Note that the cross-sectional shape of the
フラットケーブルも、誘電体層20を挟んで中心導体22(線路)とシールド27が対向している構造であり、マイクロストリップ線路を構成している。そして、中心導体22の材質及び径と、誘電体層20の材質及び厚みを適宜設計することにより、減衰率が極小となるようにインピーダンスを調整することができる。
The flat cable also has a structure in which the central conductor 22 (line) and the
ただし、アダプタAの領域Rbに接続可能な高周波ケーブルは、本実施の形態に係るフラットケーブルに限定されるものではなく、FFC(フレキシブルフラットケーブル)などフラットケーブル全般、多芯同軸ケーブルなどが含まれる。 However, the high-frequency cable that can be connected to the region Rb of the adapter A is not limited to the flat cable according to the present embodiment, and includes flat cables such as FFC (flexible flat cable), multi-core coaxial cables, and the like. .
−コネクタとの接続−
図6は、図3に示すアダプタA−フラットケーブルBの接続体を既存のコネクタに接続する例を示す斜視図である。
−Connection with connector−
FIG. 6 is a perspective view showing an example in which the connector A-flat cable B connection shown in FIG. 3 is connected to an existing connector.
同図に示すように、FPC(フレキシブルプリント配線板),PCB(リジッドプリント配線板)等の配線板Dの上には、ZIFコネクタ等の汎用のコネクタCが搭載されている。そして、アダプタAの領域RcをコネクタCに挿入して蓋を閉じることにより、アダプタAの配線と、コネクタCの対応する接続用部材とが接続される。また、コネクタCの蓋を開放することにより、アダプタAを簡単に取り外すことができる。すなわち、アダプタAは、コネクタCに挿抜可能な構造となっている。
コネクタCが搭載される部材は、各種配線板に限らず、電子部品そのもの、特に、マイクロストリップ回路を有するものなど、であってもよい。
As shown in the figure, a general-purpose connector C such as a ZIF connector is mounted on a wiring board D such as an FPC (flexible printed wiring board) or PCB (rigid printed wiring board). Then, by inserting the region Rc of the adapter A into the connector C and closing the lid, the wiring of the adapter A and the corresponding connecting member of the connector C are connected. Further, the adapter A can be easily removed by opening the cover of the connector C. That is, the adapter A has a structure that can be inserted into and removed from the connector C.
The member on which the connector C is mounted is not limited to various wiring boards, but may be an electronic component itself, in particular, one having a microstrip circuit.
本実施の形態のアダプタAによると、高周波ケーブルBの端末に接続することで、配線板や電子部品に配設されたコネクタに接続容易な構造を実現することができる。しかも、マイクロストリップ線路を利用することによって、高周波ケーブルとのインピーダンス整合を図ることができ、高周波信号を高効率で、つまり、低損失で、配線板や電子部品に伝送することが可能となる。 According to the adapter A of the present embodiment, by connecting to the terminal of the high-frequency cable B, a structure that can be easily connected to a connector disposed on a wiring board or an electronic component can be realized. In addition, by using a microstrip line, impedance matching with a high-frequency cable can be achieved, and a high-frequency signal can be transmitted to a wiring board or an electronic component with high efficiency, that is, with low loss.
FPCの種類によっては、高周波信号の伝送に適合した種類のものもあるが、FPCの製造には、長さが異なる種類毎に高価な型を準備する必要がある。それに対し、押し出し成型で製造できるフラットケーブルであれば、押し出し成型用の型さえあれば、任意の長さに対応することができ、コストの削減を図ることができる。
しかし、FPCのごとく汎用のコネクタを利用することができないフラットケーブルをFPCなどに接続するために、端末で半田付け等を行うのでは、接続のやり直しが困難である。
そこで、本発明のアダプタAをフラットケーブル等の高周波ケーブルの端末として利用することにより、インピーダンス整合を図りつつ、FPC等の配線板や電子部品との接続を円滑に行うことができる。
Some types of FPCs are suitable for high-frequency signal transmission, but for manufacturing FPCs, it is necessary to prepare expensive dies for each type having a different length. On the other hand, if it is a flat cable that can be manufactured by extrusion molding, it can correspond to any length as long as it has a mold for extrusion molding, and the cost can be reduced.
However, if a flat cable that cannot use a general-purpose connector such as an FPC is connected to an FPC or the like, soldering or the like at the terminal is difficult to reconnect.
Therefore, by using the adapter A of the present invention as a terminal of a high-frequency cable such as a flat cable, it is possible to smoothly connect to a wiring board such as an FPC or an electronic component while achieving impedance matching.
したがって、コネクタCとしては、ZIFコネクタに限らず、汎用のFFC/FPCコネクタなどを用いることができる。また、端部の配線22が丸型ではなくフラットな配線12に変換されていることにより、異方導電性フィルム(ACF)等を用いた接続も可能である。
Therefore, the connector C is not limited to a ZIF connector, and a general-purpose FFC / FPC connector or the like can be used. Further, since the
(その他の実施の形態)
誘電体層10は、上記実施の形態におけるPI樹脂に限定されるものではない。絶縁体は誘電体でもあるので、他の樹脂、無機絶縁材料など各種絶縁材料を用いることができる。
(Other embodiments)
The
上記開示された本発明の実施の形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。 The structure of the embodiment of the present invention disclosed above is merely an example, and the scope of the present invention is not limited to the scope of these descriptions. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.
本発明は、携帯電話機の他、デジタルカメラ,ビデオカメラ等のカメラ、ポータブルオーディオプレーヤ、ポータブルDVDプレーヤ、ポータブルノートパソコンなどの電子機器内の信号伝達に利用することができる。 The present invention can be used for signal transmission in electronic devices such as a mobile phone, a camera such as a digital camera and a video camera, a portable audio player, a portable DVD player, and a portable notebook computer.
A アダプタ
B フラットケーブル
C コネクタ
D 配線板
10 誘電体層
11 接着剤層
12 配線(線路導体)
12d ドレイン配線
12g グランド配線
12p 第1信号配線
12n 第2信号配線
13 接着剤層
14 カバーレイ
15 スルーホール
16 接着剤層
17 グランドプレーン
18 接着剤層
19 カバーレイ
20 誘電体層
22 中心導体
22d ドレイン線
22g グランド線
22p 第1信号線
22n 第2信号線
25 ドレイン線
27 シールド
29 外装膜
30 半田層
31 補強樹脂膜
Rb,Rc 領域
A adapter B flat cable C connector
Claims (5)
平板状誘電体層と、
上記平板状誘電体層の上に形成され、前記複数の中心導体に接続される複数の線路導体と、
前記外側導体に接続され、前記平板状誘電体層を挟んで前記各線路導体に対向するグランドプレーンと、
を備えているアダプタ構造。 An adapter structure connected to an end of a high-frequency cable having a plurality of center conductors and an outer conductor provided between each center conductor with a dielectric layer interposed therebetween,
A planar dielectric layer;
A plurality of line conductors formed on the planar dielectric layer and connected to the plurality of central conductors;
A ground plane connected to the outer conductor and facing each line conductor across the flat dielectric layer;
With adapter structure.
前記高周波ケーブルは、
中心導体として、グランド線,及び1対の差動信号線を交互に配置し、
前記外側導体に導通するドレイン線を有しており、
前記線路導体は、前記グランド線,及び1対の差動信号線に交互に接続されており、
前記グランドプレーンは,前記ドレイン線に接続されている、アダプタ構造。 The adapter structure according to claim 1,
The high-frequency cable is
As a central conductor, a ground line and a pair of differential signal lines are alternately arranged,
Having a drain wire conducting to the outer conductor;
The line conductors are alternately connected to the ground line and a pair of differential signal lines,
The ground plane is an adapter structure connected to the drain line.
前記高周波ケーブルは、断面が丸型の導体を用いたフラットケーブルである、アダプタ構造。 In the adapter structure according to claim 2,
The high-frequency cable has an adapter structure that is a flat cable using a conductor having a round cross section.
コネクタが配置された配線板と、
を有する接続構造体であって、
前記コネクタに前記アダプタ構造が挿入されている、接続構造体。 A high-frequency cable provided with the adapter structure according to any one of claims 1 to 3,
A wiring board on which a connector is disposed; and
A connection structure comprising:
A connection structure in which the adapter structure is inserted into the connector.
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