JP2011003772A - コネクタ基板 - Google Patents

Abstract

【課題】数多くの接地導体面接続用導体を用いることなく、放射ノイズの十分な低減効果を得ることができるコネクタ基板を得ることを目的とする。
【解決手段】プリント基板１，１１における接地導体面２，１２に対する信号線コネクタ２０の接続箇所と点対称となるプリント基板１，１１上の箇所の近傍の領域２４内に、プリント基板１における接地導体面２とプリント基板１１における接地導体面１２を電気的に接続する接地導体面接続用導体２５を配置する。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数のプリント基板における信号線がコネクタで電気的に接続されているコネクタ基板に関するものである。

コネクタ基板では、放射ノイズの低減効果を高めるために、複数の接地導体面接続用導体を用いて、双方のプリント基板における接地導体面同士を複数個所で電気的に接続するようにしている。
例えば、以下の特許文献１に開示されているコネクタ基板では、下段基板に設けられた高周波部品の周囲を籠状に囲むように、複数の金属製ピン（接地導体面接続用導体）を配置し、複数の金属製ピンを用いて、上段基板における接地導体面と下段基板における接地導体面を電気的に接続するようにしている。

特開２００１−２８４８７０号公報（段落番号［０００５］、図１）

従来のコネクタ基板は以上のように構成されているので、接地導体面接続用導体である金属製ピンが下段基板に数多く配置されることで、放射ノイズの低減効果が高められている。しかし、数多くの金属製ピンを配置することで、低コスト化や小型化が困難になる課題があった。
また、接地導体面接続用導体である金属製ピンを配置する箇所に関する基準がないため、金属製ピンを配置する数を減らすと、放射ノイズの低減効果が十分に得られなくなる課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、数多くの接地導体面接続用導体を配置することなく、放射ノイズの十分な低減効果を得ることができるコネクタ基板を得ることを目的とする。

この発明に係るコネクタ基板は、第１のプリント基板における信号線の一端と第２のプリント基板における信号線の一端を電気的に接続するとともに、第１のプリント基板における接地導体面と第２のプリント基板における接地導体面を電気的に接続するコネクタと、第１及び第２のプリント基板における接地導体面に対するコネクタの接続箇所と点対称となる第１及び第２のプリント基板上の箇所の近傍の領域内で、第１のプリント基板における接地導体面と第２のプリント基板における接地導体面を電気的に接続する接地導体面接続用導体とを設けるようにしたものである。

この発明によれば、第１のプリント基板における信号線の一端と第２のプリント基板における信号線の一端を電気的に接続するとともに、第１のプリント基板における接地導体面と第２のプリント基板における接地導体面を電気的に接続するコネクタと、第１及び第２のプリント基板における接地導体面に対するコネクタの接続箇所と点対称となる第１及び第２のプリント基板上の箇所の近傍の領域内で、第１のプリント基板における接地導体面と第２のプリント基板における接地導体面を電気的に接続する接地導体面接続用導体とを設けるように構成したので、１本の接地導体面接続用導体を用いるだけで、放射ノイズの十分な低減効果を得ることができる効果がある。

この発明の実施の形態１によるコネクタ基板を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１によるコネクタ基板を構成する信号線コネクタを示す断面図である。 図１のコネクタ基板のシールド構造における放射ノイズの電界強度を示す説明図である。 接地導体面接続用導体２５の接続箇所と、放射ノイズの電界強度が最大となる周波数との相関を示す説明図である。 この発明の実施の形態２によるコネクタ基板を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２によるコネクタ基板を構成する信号線コネクタを示す断面図である。 この発明の実施の形態３によるコネクタ基板を示す斜視図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるコネクタ基板を示す斜視図であり、また、図２はこの発明の実施の形態１によるコネクタ基板を構成する信号線コネクタを示す断面図である。
図１及び図２において、プリント基板１は一方の面（図中、上側の面）に接地導体面２が形成され、他方の面（図中、下側の面）に信号線３が配線されている基板である。なお、プリント基板１は第１のプリント基板を構成している。

プリント基板１に配線されている信号線３はマイクロストリップ線路で構成されており、一端が信号線コネクタ２０と電気的に接続され、他端が回路端子４と電気的に接続されている。
回路端子４は図示せぬ外部回路、あるいは、他の回路素子と繋がる端子である。

プリント基板１１は一方の面（図中、下側の面）に接地導体面１２が形成され、他方の面（図中、上側の面）に信号線１３が配線されている基板である。なお、プリント基板１１は第２のプリント基板を構成している。
図１では、信号線３，１３が配線されている側の面同士が対向するようにプリント基板１，１１が配置されている例を示しているが、必ずしも、信号線３，１３が配線されている側の面同士が対向している必要はなく、例えば、信号線３が配線されている側の面と接地導体面１２が形成されている側の面が対向するようにプリント基板１，１１が配置されていてもよい。
また、接地導体面２，１２が形成されている側の面同士が対向するようにプリント基板１，１１が配置されていてもよい。

プリント基板１１に配線されている信号線１３はマイクロストリップ線路で構成されており、一端が信号線コネクタ２０と電気的に接続され、他端が回路端子１４と電気的に接続されている。
回路端子１４は図示せぬ外部回路、あるいは、他の回路素子と繋がる端子である。

信号線コネクタ２０は信号線接続用ピン２０ａと接地導体接続用ピン２０ｂから構成されており、プリント基板１における信号線３の一端とプリント基板１１における信号線１３の一端を電気的に接続するとともに、プリント基板１における接地導体面２とプリント基板１１における接地導体面１２を電気的に接続する基板接続部材である。
信号線コネクタ２０の信号線接続用ピン２０ａはプリント基板１における信号線３の一端とプリント基板１１における信号線１３の一端を電気的に接続する棒状の金属導体である。
信号線コネクタ２０の接地導体接続用ピン２０ｂはプリント基板１における接地導体面２とプリント基板１１における接地導体面１２を電気的に接続する棒状の金属導体である。

ピン接続箇所２１はプリント基板１における接地導体面２と信号線コネクタ２０の接地導体接続用ピン２０ｂとが接続されている箇所である。
点対称箇所２３はプリント基板１の中心２２に対して、信号線コネクタ２０のピン接続箇所２１と点対称となる箇所である。
近傍領域２４は点対称箇所２３の近傍の領域、即ち、点対称箇所２３から１ｃｍの範囲の領域である。
接地導体面接続用導体２５は近傍領域２４内に配置されて、プリント基板１における接地導体面２とプリント基板１１における接地導体面１２を電気的に接続している棒状の金属導体である。

次に動作について説明する。
図３は図１のコネクタ基板のシールド構造における放射ノイズの電界強度を示す説明図である。
図４は接地導体面接続用導体２５の接続箇所と、放射ノイズの電界強度が最大となる周波数との相関を示す説明図である。

図１のコネクタ基板では、接地導体面接続用導体２５が配置されているが、接地導体面接続用導体２５が１つも配置されていない場合、放射ノイズの電界強度は、図３の破線で示すように、周波数ｆ1で最大となる。
図１に示すように、接地導体面接続用導体２５が点対称箇所２３の近傍領域２４内に配置された場合、放射ノイズの電界強度は、図３の実線で示すように、周波数ｆ１よりも高い周波数である周波数ｆ２で最大となる。
したがって、点対称箇所２３の近傍領域２４内に接地導体面接続用導体２５を配置すれば、図３の矢印で示すように、放射ノイズの低減効果が得られることが分かる。

このとき、接地導体面接続用導体２５を配置する箇所を、点対称箇所２３の近傍領域２４外に変更すると、放射ノイズが最大となる周波数は、図４のように変化する。
図４は図１のコネクタ基板を上面から見たときの接地導体面接続用導体２５の接続箇所と、放射ノイズの電界強度が最大となる周波数との相関を表している。
即ち、図４における一点鎖線は、放射ノイズの電界強度が最大となる周波数の等高線を示している。

図４から明らかなように、放射ノイズの電界強度が最大となる周波数が最も高くなるのは、接地導体面接続用導体２５を点対称箇所２３の近傍領域２４内に配置した場合であり、このとき、放射ノイズを最も良好に低減することができる。
したがって、複数のプリント基板１，１１における信号線３，１３が信号線コネクタ２０で電気的に接続されているコネクタ基板において、放射ノイズを低減するために、１本の接地導体面接続用導体２５を用いてシールド構造を構成する場合、接地導体面接続用導体２５を点対称箇所２３の近傍領域２４内に配置することが有効であると言える。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、プリント基板１における信号線３の一端とプリント基板１１における信号線１３の一端を電気的に接続するとともに、プリント基板１における接地導体面２とプリント基板１１における接地導体面１２を電気的に接続する信号線コネクタ２０と、プリント基板１，１１における接地導体面２，１２に対する信号線コネクタ２０の接続箇所と点対称となるプリント基板１，１１上の箇所の近傍の領域２４内で、プリント基板１における接地導体面２とプリント基板１１における接地導体面１２を電気的に接続する接地導体面接続用導体２５とを設けるように構成したので、１本の接地導体面接続用導体２５を用いるだけで、放射ノイズの十分な低減効果を得ることができる効果を奏する。

なお、この実施の形態１では、１本の接地導体面接続用導体２５を用いるものについて示したが、２本以上の接地導体面接続用導体２５を用いる場合でも、少なくとも１本の接地導体面接続用導体２５を点対称箇所２３の近傍領域２４内に配置すれば、この実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

また、この実施の形態１では、プリント基板１の接地導体面２側に回路端子４が配置されているものについて示したが、プリント基板１に配線されている信号線３と電気的に接続されている構造であれば、回路端子４が配置される箇所については限定するものではない。

また、この実施の形態１では、プリント基板１，１１が単層基板である例を示しているが、接地導体面と信号線を有するプリント基板であれば、プリント基板１，１１の種類が単層基板に限定されるものではない。

さらに、この実施の形態１では、信号線コネクタ２０の信号線接続用ピン２０ａ及び接地導体接続用ピン２０ｂと、接地導体面接続用導体２５とが棒状の金属導体である例を示したが、離れた２点間を電気的に接続できる特性を有していればよく、棒状の金属導体に限定されるものではない。

実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２によるコネクタ基板を示す斜視図であり、また、図６はこの発明の実施の形態２によるコネクタ基板を構成する信号線コネクタを示す断面図である。
図５及び図６において、図１及び図２と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
図１のコネクタ基板では、１本の信号線３がプリント基板１（信号線１３がプリント基板１１）に配線されている例を示しているが、図５のコネクタ基板では、２本の信号線５，６がプリント基板１（信号線１５，１６がプリント基板１１）に配線されている例を示している。

プリント基板１に配線されている信号線５，６はマイクロストリップ線路で構成されており、一端が信号線コネクタ３０と電気的に接続され、他端が回路端子７，８と電気的に接続されている。
回路端子７，８は図示せぬ外部回路、あるいは、他の回路素子と繋がる端子である。
プリント基板１１に配線されている信号線１５，１６はマイクロストリップ線路で構成されており、一端が信号線コネクタ３０と電気的に接続され、他端が回路端子１７，１８と電気的に接続されている。
回路端子１７，１８は図示せぬ外部回路、あるいは、他の回路素子と繋がる端子である。

信号線コネクタ３０は信号線接続用ピン３０ａ，３０ｂと接地導体接続用ピン３０ｃ，３０ｄから構成されており、プリント基板１における信号線５，６の一端とプリント基板１１における信号線１５，１６の一端を電気的に接続するとともに、プリント基板１における接地導体面２とプリント基板１１における接地導体面１２を電気的に接続する基板接続部材である。
信号線コネクタ３０の信号線接続用ピン３０ａはプリント基板１における信号線５の一端とプリント基板１１における信号線１５の一端を電気的に接続する棒状の金属導体である。
信号線コネクタ３０の信号線接続用ピン３０ｂはプリント基板１における信号線６の一端とプリント基板１１における信号線１６の一端を電気的に接続する棒状の金属導体である。
信号線コネクタ３０の接地導体接続用ピン３０ｃ，３０ｄはプリント基板１における接地導体面２とプリント基板１１における接地導体面１２を電気的に接続する棒状の金属導体である。

ピン接続箇所３１はプリント基板１における接地導体面２と信号線コネクタ３０の接地導体接続用ピン３０ｃとが接続されている箇所である。
点対称箇所３２はプリント基板１の中心２２に対して、信号線コネクタ３０のピン接続箇所３１と点対称となる箇所である。
近傍領域３３は点対称箇所３２の近傍の領域、即ち、点対称箇所３２から１ｃｍの範囲の領域である。

次に動作について説明する。
この実施の形態２では、２本の信号線５，６がプリント基板１（信号線１５，１６がプリント基板１１）に配線されている例を示しているが、信号線コネクタ３０が信号線接続用ピン３０ａ，３０ｂと接地導体接続用ピン３０ｃ，３０ｄから構成されているので、２本の信号線５，６（信号線１５，１６）を同時に取り扱うことができる。

図５のコネクタ基板では、図１のコネクタ基板と同様に、接地導体面接続用導体２５が配置されているが、接地導体面接続用導体２５が１つも配置されていない場合、放射ノイズの電界強度は、図３の破線で示すように、周波数ｆ1で最大となる。
図５に示すように、接地導体面接続用導体２５が点対称箇所３２の近傍領域３３内に配置された場合、放射ノイズの電界強度は、図３の実線で示すように、周波数ｆ１よりも高い周波数である周波数ｆ２で最大となる。
したがって、点対称箇所３２の近傍領域３３内に接地導体面接続用導体２５を配置すれば、図３の矢印で示すように、放射ノイズの低減効果が得られることが分かる。

このとき、接地導体面接続用導体２５を配置する箇所を、点対称箇所３２の近傍領域３３外に変更すると、放射ノイズが最大となる周波数は、図４のように変化する。
図４から明らかなように、放射ノイズの電界強度が最大となる周波数が最も高くなるのは、接地導体面接続用導体２５を点対称箇所３２の近傍領域３３内に配置した場合であり、このとき、放射ノイズを最も良好に低減することができる。
したがって、複数のプリント基板１，１１における信号線が信号線コネクタ３０で電気的に接続されているコネクタ基板において、放射ノイズを低減するために、１本の接地導体面接続用導体２５を用いてシールド構造を構成する場合、接地導体面接続用導体２５を点対称箇所３２の近傍領域３３内に配置することが有効であると言える。

以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、プリント基板１における信号線５，６の一端とプリント基板１１における信号線１５，１６の一端を電気的に接続するとともに、プリント基板１における接地導体面２とプリント基板１１における接地導体面１２を電気的に接続する信号線コネクタ３０と、プリント基板１，１１における接地導体面２，１２に対する信号線コネクタ３０の接続箇所と点対称となるプリント基板１，１１上の箇所の近傍の領域３３内で、プリント基板１における接地導体面２とプリント基板１１における接地導体面１２を電気的に接続する接地導体面接続用導体２５とを設けるように構成したので、１本の接地導体面接続用導体２５を用いるだけで、放射ノイズの十分な低減効果を得ることができる効果を奏する。

なお、この実施の形態２では、信号線コネクタ３０を信号線接続用ピン３０ａ，３０ｂと接地導体接続用ピン３０ｃ，３０ｄから構成して、２本の信号線５，６（信号線１５，１６）を同時に取り扱うことができるものについて示したが、２本の信号線を同時に取り扱うものに限定する必要はなく、３本以上の信号線を同時に取り扱うものであってもよい。

実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３によるコネクタ基板を示す斜視図であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
回路部品４０は例えば高周波回路、ロジック回路や電源回路などの部品であり、プリント基板１１に実装されている。

上記実施の形態１では、回路部品４０がプリント基板１やプリント基板１１に実装されていないものについて示したが、図７に示すように、回路部品４０がプリント基板１１に実装されていてもよい。
回路部品４０がプリント基板１１に実装されている場合でも、コネクタ基板が上記実施の形態１と同様のシールド構造を備えているので、上記実施の形態１と同様に、１本の接地導体面接続用導体２５を用いるだけで、放射ノイズの十分な低減効果を得ることができる。

なお、この実施の形態３では、回路部品４０がプリント基板１１に実装されているものについて示したが、回路部品４０がプリント基板１に実装されていてもよいし、回路部品４０がプリント基板１とプリント基板１１の双方に実装されていてもよい。
また、回路部品４０の個数も１個に限るものではなく、２個以上の回路部品４０が実装されていてもよい。
また、回路部品４０が実装される箇所についても限定されるものではない。

１ プリント基板（第１のプリント基板）、２ 接地導体面、３ 信号線、４ 回路端子、５，６ 信号線、７，８ 回路端子、１１ プリント基板（第２のプリント基板）、１２ 接地導体面、１３ 信号線、１４ 回路端子、１５，１６ 信号線、１７，１８ 回路端子、２０ 信号線コネクタ、２０ａ 信号線接続用ピン、２０ｂ 接地導体接続用ピン、２１ ピン接続箇所、２２ プリント基板１の中心、２３ 点対称箇所、２４ 近傍領域、２５ 接地導体面接続用導体、３０ 信号線コネクタ、３０ａ，３０ｂ 信号線接続用ピン、３０ｃ，３０ｄ 接地導体接続用ピン、３１ ピン接続箇所、３２ 点対称箇所、３３ 近傍領域、４０ 回路部品。

Claims (4)

1. 一方の面に接地導体面が形成され、他方の面に信号線が配線されている第１のプリント基板と、一方の面に接地導体面が形成され、他方の面に信号線が配線されている第２のプリント基板と、上記第１のプリント基板における信号線の一端と上記第２のプリント基板における信号線の一端を電気的に接続するとともに、上記第１のプリント基板における接地導体面と上記第２のプリント基板における接地導体面を電気的に接続するコネクタと、上記第１及び第２のプリント基板における接地導体面に対する上記コネクタの接続箇所と点対称となる上記第１及び第２のプリント基板上の箇所の近傍の領域内で、上記第１のプリント基板における接地導体面と上記第２のプリント基板における接地導体面を電気的に接続する接地導体面接続用導体とを備えたコネクタ基板。
2. 接地導体面接続用導体は、第１及び第２のプリント基板における接地導体面に対するコネクタの接続箇所と点対称となる上記第１及び第２のプリント基板上の箇所から１センチメートルの範囲の領域内で、上記第１のプリント基板における接地導体面と上記第２のプリント基板における接地導体面を電気的に接続していることを特徴とする請求項１記載のコネクタ基板。
3. 第１及び第２のプリント基板に２本以上の信号線が配線されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のコネクタ基板。
4. 第１及び第２のプリント基板のうち、少なくとも一方のプリント基板に回路部品が実装されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のコネクタ基板。

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