JP2011134613A

JP2011134613A - ケーブル接続構造

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Publication number: JP2011134613A
Application number: JP2009293444A
Authority: JP
Inventors: Mikio Nakamura; 幹夫中村
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2011-07-07
Anticipated expiration: 2029-12-24
Also published as: US20120258613A1; WO2011077954A1; EP2518834A1; JP5420389B2; CN102668248A; US10128588B2; EP2518834A4; CN102668248B

Abstract

【課題】ケーブルの取り付け部分の高さを増大させることなく基板にケーブルを接続すること。
【解決手段】本発明のある実施の形態のケーブル接続構造は、先端面１１に露出した中心導体１２の表面に導電膜２１が設けられた同軸ケーブル１と、接続側面３１に中心導体１２を接続するための中心導体接続電極３１１が形成された基板３とを備える。そして、同軸ケーブル１の先端面１１と基板３の接続側面３１とが対向配置され、中心導体１２に設けられた導電膜２１と中心導体接続電極３１１とが導電材料によって接続されて構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板にケーブルを接続するケーブル接続構造に関するものである。

同軸ケーブルの接続構造として、プリント基板の上面にスリットを設け、このスリットの両側に外部導体との接続パターンを形成したものが知られている（特許文献１を参照）。この特許文献１の技術によれば、プリント基板に設けたスリットに同軸ケーブルの外部導体を載置し、この外部導体をスリット両側の接続パターンと接続させることができるので、スリットの深さの分だけ同軸ケーブルの取り付け高さを低くすることが可能となる。

特開２００１−６８１７５号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、スリット内に配置されるのは外部導体の一部分であるため、ケーブルを基板に接続することでケーブルの取り付け部分の高さが増大してしまう。

本発明は、上記に鑑みなされたものであって、ケーブルの取り付け部分の高さを増大させることなく基板にケーブルを接続することができるケーブル接続構造を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるケーブル接続構造は、先端面に露出した芯線の表面に導電膜が設けられたケーブルと、所定の接続側面に前記ケーブルを接続するための電極が形成された基板と、を備え、前記ケーブルの前記先端面と前記基板の前記接続側面とが対向配置され、前記芯線の表面に設けられた前記導電膜と前記電極とが導電材料によって接続されたことを特徴とする。

また、本発明にかかるケーブル接続構造は、上記の発明において、前記基板の前記接続側面は、前記基板の主面と直交する面であることを特徴とする。

また、本発明にかかるケーブル接続構造は、上記の発明において、前記ケーブルはシールド線を有し、前記先端面に露出した前記シールド線の表面には導電膜が設けられ、前記基板の前記接続側面にはシールド線用の電極が形成され、前記シールド線の表面に設けられた前記導電膜と前記シールド線用の電極とが導電材料によって接続されたことを特徴とする。

また、本発明にかかるケーブル接続構造は、先端面に露出した芯線を備えるケーブルと、所定の接続側面に前記ケーブルを接続するための電極が形成された基板と、を備え、前記ケーブルの前記先端面と前記基板の前記接続側面とが導電材料によって接続されたことを特徴とする。

また、本発明にかかるケーブル接続構造は、上記の発明において、前記基板の前記接続側面は傾斜面として形成され、前記ケーブルの前記先端面は前記基板の前記接続側面と略同一の傾斜を有する傾斜面として形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、ケーブルの先端面と基板の所定の接続側面とを対向配置し、ケーブルの芯線表面に設けられた導電膜と接続側面に形成された電極とを接続することができる。したがって、ケーブルの取り付け部分の高さを基板の厚さ以下またはケーブルの外径以下に収めることができる。すなわち、ケーブルの外径よりも基板の厚みの方が大きい場合にはケーブルの取り付け部分の高さを基板の厚さ以下に収め、基板の厚さよりもケーブルの外径の方が大きい場合にはケーブルの取り付け部分の高さをケーブルの外径以下に収めることができる。したがって、ケーブルの取り付け部分の高さを増大させることなく基板にケーブルを接続できるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１のケーブル接続構造を説明する一部断面図である。図２は、実施の形態１の基板の構成を説明する斜視図である。図３は、実施の形態２のケーブル接続構造を説明する一部断面図である。図４は、実施の形態３のケーブル接続構造を説明する一部断面図である。図５は、実施の形態４のケーブル接続構造を説明する一部断面図である。図６は、図５のＡ−Ａ矢視断面図である。図７は、実施の形態４のケーブル接続構造によって基板に接続される複数の同軸ケーブルの先端面を示す図である。図８は、複数の同軸ケーブルが接続される基板の接続側面を示す平面図である。

以下、図面を参照し、本発明に係るケーブル接続構造の好適な実施の形態について説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１のケーブル接続構造を説明する一部断面図である。また、図２は、実施の形態１のケーブル接続構造によって同軸ケーブル１が接続される基板３の構成を説明する斜視図である。本ケーブル接続構造では、図１に示すように、同軸ケーブル１の先端面１１と基板３のいずれかの側面（接続側面）３１とが対向配置されてこれらの間が接続される。

同軸ケーブル１は、芯線である中心導体１２の外周に内部絶縁体１３を介してシールド線である外部導体１４が形成され、外部導体１４の外周に外部絶縁体１５が設けられて構成される。この同軸ケーブル１の先端面１１において、中心導体１２の露出部分には導電膜２１が設けられ、中心導体１２の露出部分（先端）を平坦化している。また、外部導体１４の露出部分には、この露出部分に沿って導電膜２３が同心円状に設けられ、外部導体１４の露出部分（先端）を平坦化している。これら導電膜２１，２３は金属膜で実現され、電解めっき、無電解めっき、あるいはスパッタリングで形成する。なお、導電膜２１，２３は、単層構造であっても多層構造であってもよい。最表面側からＡｕ→Ｎｉとなる多層構造とすると、基板３の接続側面３１との接合を強くすることができるため好ましい。また、Ｎｉ−Ａｕ膜とすれば、基板３の接続側面３１との接続が、後述するＡＣＦやＡＣＰといった異方性導電材料による接合だけでなく、はんだバンプ接続やＡｕバンプ接続によっても対応可能となり、接続態様の柔軟性が増す。

一方、基板３は、図２に示すように、接続側面３１に形成された中心導体接続電極３１１およびシールド線用電極としての外部導体接続電極３１３と、主面３３（上面）に形成された２つの電極３３１，３３３を備える。なお、主面３３は配線等が形成された、基板の機能面であり、接続側面３１はその主面に対して直交している面である。ここで、図１に示すように、接続側面３１に形成された中心導体接続電極３１１は、接続側面３１と先端面１１とが対向配置された際、前述のように中心導体１２の露出部分に形成された導電膜２１と対向する位置に形成される。また、他方の外部導体接続電極３１３は、外部導体１４の露出部分に形成された導電膜２３と対向する位置に形成される。そして、図２に示すように、接続側面３１の中心導体接続電極３１１と主面３３の一方の電極３３１とがこれらの間に配設された配線パターン３５１によって接続され、接続側面３１の外部導体接続電極３１３と主面３３の他方の電極３３３とがこれらの間に配設された配線パターン３５３によって接続されている。なお、これら配線パターン３５１，３５３は、不図示の絶縁層によって覆われて保護されている。

そして、この同軸ケーブル１の先端面１１と基板３の接続側面３１とは、例えばＡＣＦやＡＣＰ等の不図示の異方性導電材料によって電気的および物理的に接続される。すなわち、これらを接続する際には先ず、間に異方性導電材料を挟み込んだ状態で先端面１１と接続側面３１とを対向配置させ、導電膜２１と中心導体接続電極３１１とを対向させるとともに、導電膜２３と外部導体接続電極３１３とを対向させる。その後、前述の異方性導電材料を熱圧着し、導電膜２１と中心導体接続電極３１１とを接続するとともに、導電膜２３と外部導体接続電極３１３とを接続して先端面１１と接続側面３１とを接合する。なお、導電膜２１と中心導体接続電極３１１との接続や、導電膜２３と外部導体接続電極３１３との接続は、はんだバンプやＡｕバンプによる接続としてもよい。

以上説明したように、実施の形態１によれば、同軸ケーブル１の先端面１１において中心導体１２および外部導体１４の露出部分にそれぞれ導電膜２１，２３を形成して平坦化するとともに、基板３の接続側面３１に中心導体接続電極３１１および外部導体接続電極３１３を形成することとした。そして、例えば異方性導電材料を間に配して先端面１１と接続側面３１とを接合することとした。これによれば、基板３に対する同軸ケーブル１の取り付け部分の高さを、基板３の厚さまたは同軸ケーブル１の外径以下に収めることができる。図１の例では、同軸ケーブル１の外径よりも基板３の厚みが大きいため、基板３に対する同軸ケーブル１の取り付け部分の高さを基板３の厚さ以下に収めることができる。したがって、同軸ケーブル１の取り付け部分の高さを増大させることなく基板３に同軸ケーブル１を接続することが可能となる。このケーブル接続構造は、例えば超音波内視鏡の超音波振動子と同軸ケーブルとの接続に適用できる。

（実施の形態２）
図３は、実施の形態２のケーブル接続構造を説明する一部断面図である。なお、図３において、実施の形態１と同様の構成には同一の符号を付している。図３に示すように、実施の形態２では、基板３ｂの接続側面３１ｂが傾斜面として形成されており、この傾斜面である接続側面３１ｂ内に中心導体接続電極３１１および外部導体接続電極３１３が形成されている。ここで、基板３ｂは、シリコン基板を想定しており、例えば基板３ｂの所定の側面を異方性エッチングにより加工することで、接続側面３１ｂを傾斜面として得る。そしてその後、主面３３上に電極３３１，３３３を形成するとともに、接続側面３１ｂに中心導体接続電極３１１および外部導体接続電極３１３を形成する。

同軸ケーブル１の先端面１１と基板３ｂの接続側面３１ｂとは、実施の形態１と同様に、ＡＣＦ等の不図示の異方性導電材料によって電気的および物理的に接続される。すなわち、これらを接続する際には先ず、間に異方性導電材料を挟み込んだ状態で先端面１１と接続側面３１ｂとを対向配置させ、導電膜２１と中心導体接続電極３１１とを対向させるとともに、導電膜２３と外部導体接続電極３１３とを対向させる。その後、異方性導電材料を熱圧着し、導電膜２１と中心導体接続電極３１１とを接続するとともに、導電膜２３と外部導体接続電極３１３とを接続して先端面１１と接続側面３１ｂとを接合する。

そして、実施の形態２では、以上のようにして先端面１１と接続側面３１ｂとを接合した後、図３中に破線で囲った同軸ケーブル１の先端近傍Ｔを折り曲げる。そして、実施の形態２では、このように同軸ケーブル１の先端近傍Ｔを折り曲げることで、基板３ｂに対する同軸ケーブル１の取り付け部分の高さを基板３ｂの厚さ以下に収めている。

以上説明したように、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。また、基板３ｂの接続側面３１ｂを傾斜面としたので、主面３３上の電極３３１，３３３と接続側面３１ｂ上の中心導体接続電極３１１および外部導体接続電極３１３とを同じプロセスで同時に形成することができ、製造コストの低減が図れる。

なお、基板３ｂは、シリコン基板で構成する場合に限定されるものではなく、例えばセラミック基板等にも同様に適用できる。基板３ｂとしてセラミック基板を用いる場合には、端縁部分に電極層が形成されたセラミック層を積層することで、同軸ケーブル１との接続側面（傾斜面）に電極を形成することができる。

（実施の形態３）
図４は、実施の形態３のケーブル接続構造を説明する一部断面図である。なお、図４において、実施の形態２と同様の構成には同一の符号を付している。図４に示すように、実施の形態３では、実施の形態２と同様に、基板３ｃの接続側面３１ｂが傾斜面として形成される一方、同軸ケーブル１ｃの先端面１１ｃが、接続側面３１ｂと略同一の傾斜を有する傾斜面として形成されている。

そして、同軸ケーブル１ｃの先端面１１ｃには、中心導体１２の露出部分において導電膜２１ｃが形成され、中心導体１２の露出部分（先端）を接続側面３１ｂの傾斜に沿うように平坦化している。また、外部導体１４の露出部分には、この露出部分に沿って導電膜２３ｃが同心円状に形成され、この導電膜２３ｃが外部導体１４の露出部分（先端）を接続側面３１ｂの傾斜に沿うように平坦化している。

ここで、同軸ケーブル１ｃの先端面１１ｃを傾斜面とし、先端面１１ｃの傾斜、すなわち基板３ｃの接続側面３１ｂの傾斜に沿うように導電膜２１ｃ，２３ｃを設けたことで、これら導電膜２１ｃ，２３ｃの面積を実施の形態１，２の導電膜２１，２３と比べて大きくすることができる。実施の形態２では、接続側面３１ｂに形成される電極３１１ｃ，３１３ｃが、前述の導電膜２１ｃ，２３ｃの面積に合わせて実施の形態１，２よりも大きい面積を有する。

同軸ケーブル１の先端面１１ｃと基板３ｃの接続側面３１ｂとは、実施の形態１と同様に、ＡＣＦ等の不図示の異方性導電材料によって電気的および物理的に接続される。すなわち、これらを接続する際には先ず、間に異方性導電材料を挟み込んだ状態で先端面１１ｃと接続側面３１ｂとを対向配置させ、導電膜２１ｃと中心導体接続電極３１１ｃとを対向させるとともに、導電膜２３ｃと外部導体接続電極３１３ｃとを対向させる。その後、異方性導電材料を熱圧着し、導電膜２１ｃと中心導体接続電極３１１ｃとを接続するとともに、導電膜２３ｃと外部導体接続電極３１３ｃとを接続して先端面１１ｃと接続側面３１ｂとを接合する。

以上説明したように、実施の形態３によれば、実施の形態１，２と同様の効果を奏することができる。また、同軸ケーブル１ｃの先端面１１ｃを基板３ｃの接続側面３１ｂと略同一の傾斜を有する傾斜面としたので、導電膜２１ｃ，２３ｃの面積を実施の形態１、２の場合と比べて大きくすることができる。そして、導電膜２１ｃ，２３ｃの面積に合わせて接続側面３１ｂの中心導体接続電極３１１ｃおよび外部導体接続電極３１３ｃの面積を実施の形態１，２と比べて大きくすることができる。これによれば、導電膜２１ｃと中心導体接続電極３１１ｃとの接続面積および導電膜２３ｃと外部導体接続電極３１３ｃとの接続面積を大きくすることができ、これらの接続強度を高めることが可能となる。

（実施の形態４）
実施の形態１〜３では、基板に対して１本の同軸ケーブルを接続する場合について説明した。これに対し、本発明は、基板に複数の同軸ケーブルを接続する場合にも適用できる。図５は、実施の形態４のケーブル接続構造を説明する一部断面図であり、図６は、図５のＡ−Ａ矢視断面図である。また、図７は、実施の形態４のケーブル接続構造によって基板３ｄに接続される複数（図示の例では７本）の同軸ケーブル１ｄの先端面１１を示す図である。なお、ここでは、７本の同軸ケーブル１ｄを接続する場合を例示するが、接続する同軸ケーブル１ｄの本数は特に限定されるものではなく、２本以上の適宜の本数の同軸ケーブルを接続する場合に同様に適用できる。一方、図８は、これら複数の同軸ケーブル１ｄが接続される基板３ｄの接続側面３１ｄを示す平面図である。

図５に示すように、同軸ケーブル１ｄは、実施の形態１と同様の構成を有し、それぞれ芯線である中心導体１２の外周に内部絶縁体１３を介してシールド線である外部導体１４が形成され、外部導体１４の外周に外部絶縁体１５が設けられて構成される。実施の形態４では、図７に示すように、この同軸ケーブル１ｄが例えば７本平行に配列されて基板３ｄに接続される。各同軸ケーブル１ｄの先端面１１には、実施の形態１と同様に中心導体１２の露出部分に導電膜２１が設けられ、中心導体１２の露出部分（先端）を平坦化している。また、外部導体１４の露出部分に沿って導電膜２３が同心円状に形成され、外部導体１４の露出部分（先端）を平坦化している。

一方、基板３ｄの接続側面３１ｄには、図８に示すように、７つの中心導体接続電極３１１ｄと６つの外部導体接続電極３１３ｄとが交互に形成されている。中心導体接続電極３１１ｄは、同軸ケーブル１ｄの中心導体１２を接続するためのものであり、配線パターン３５１ｄによって主面３３上の電極３３１ｄ（図５を参照）と接続されている。一方、外部導体接続電極３１３ｄは、同軸ケーブル１ｄの外部導体１４を接続するためのものであり、配線パターン３５３ｄによって主面３３上の電極３３３ｄ（図５を参照）と接続されている。

ここで、中心導体接続電極３１１ｄと外部導体接続電極３１３ｄとのピッチは、同軸ケーブル１ｄの接続ピッチに合わせて設定される。そして、図６に示すように、接続側面３１に形成された各中心導体接続電極３１１ｄは、接続側面３１ｄと先端面１１とが対向配置された際、前述のように中心導体１２の露出部分に形成された導電膜２１と対向する位置にそれぞれ形成される。この中心導体接続電極３１１ｄの大きさは、例えば外部導体１４の内径をもとに設定する。すなわち、例えば、中心導体接続電極３１１ｄは、その対角線の長さが外部導体１４の内径よりも小さく、中心導体１２の外径よりも大きいサイズに形成される。これにより、中心導体接続電極３１１ｄが外部導体１４と接触して配線がショートする事態が生じない。

一方、各外部導体接続電極３１３ｄは、外部導体１４の露出部分に形成された導電膜２３と対向する位置に形成される。より詳細には、各外部導体接続電極３１３ｄは、外部導体１４の径方向の幅に応じて隣接する同軸ケーブル１ｄの外部導体１４のそれぞれと対向可能な幅に形成され、隣り合う同軸ケーブル１ｄの外部導体１４が、共通の外部導体接続電極３１３ｄと対向するようになっている。この外部導体接続電極３１３ｄの大きさは、例えば中心導体１２および外部導体１４の径をもとに設定する。すなわち、例えば、各外部導体接続電極３１３ｄは、その１辺の長さが中心導体１２の外周と外部導体１４の外周との間の径方向の幅より小さいサイズに形成される。これにより、外部導体接続電極３１３ｄが中心導体１２と接触して配線がショートする事態が生じない。

また、基板３ｄの接続側面３１ｄには、中心導体接続電極３１１ｄおよび外部導体接続電極３１３ｄの形成位置よりも上方部分において、配線パターン３５１ｄ，３５５ｄを覆う絶縁層４が設けられている。この絶縁層４は、図５に示すように、基板３ｄに複数の同軸ケーブル１ｄが接続された際に、配線パターン３５１ｄ，３５５ｄと同軸ケーブル１ｄの先端面１１との間に介在する。したがって、配線パターン３５１ｄ，３５５ｄが各同軸ケーブル１ｄの外部導体１４等と接触してショートするといった事態を防止できる。

なお、各同軸ケーブル１ｄの先端面１１と基板３ｄの接続側面３１ｄとは、実施の形態１と同様に、ＡＣＦ等の不図示の異方性導電材料によって電気的および物理的に接続される。すなわち、これらを接続する際には先ず、間に異方性導電材料を挟み込んだ状態で、先端面１１と接続側面３１ｄとを対向配置させる。そして、図６に示すように、各同軸ケーブル１ｄの中心導体１２に設けられた導電膜２１と中心導体接続電極３１１ｄとを対向させるとともに、各同軸ケーブル１ｄの外部導体１４に設けられた導電膜２３と外部導体接続電極３１３ｄとを対向させる。その後、異方性導電材料を熱圧着し、導電膜２１と中心導体接続電極３１１ｄとを接続するとともに、導電膜２３と外部導体接続電極３１３ｄとを接続して先端面１１と接続側面３１ｄとを接合する。

以上説明したように、実施の形態４によれば、同軸ケーブル１ｄの取り付け部分の高さを増大させることなく、基板３ｄに複数の同軸ケーブル１ｄを接続することができる。

なお、上記した各実施の形態では、基板に同軸ケーブルを接続する場合を例示したが、これに限定されるものではなく、同軸ケーブル以外の他の種類のケーブルにも同様に適用できる。

以上のように、本発明のケーブル接続構造は、ケーブルの取り付け部分の高さを増大させることなく基板にケーブルを接続するのに適している。

１，１ｃ，１ｄ同軸ケーブル
１１，１１ｃ先端面
１２中心導体（芯線）
１３内部絶縁体
１４外部導体（シールド線）
１５外部絶縁体
２１，２３，２１ｃ，２３ｃ導電膜
３，３ｂ，３ｃ，３ｄ基板
３１，３１ｂ，３１ｄ接続側面
３１１，３１１ｃ，３１１ｄ中心導体接続電極
３１３，３１３ｃ，３１３ｄ外部導体接続電極
３３主面
３３１，３３３，３３１ｄ，３３３ｄ電極
３５１，３５３配線パターン

Claims

先端面に露出した芯線の表面に導電膜が設けられたケーブルと、
所定の接続側面に前記ケーブルを接続するための電極が形成された基板と、
を備え、
前記ケーブルの前記先端面と前記基板の前記接続側面とが対向配置され、前記芯線の表面に設けられた前記導電膜と前記電極とが導電材料によって接続されたことを特徴とするケーブル接続構造。
前記基板の前記接続側面は、前記基板の主面と直交する面であることを特徴とする請求項１に記載のケーブル接続構造。
前記ケーブルはシールド線を有し、前記先端面に露出した前記シールド線の表面には導電膜が設けられ、
前記基板の前記接続側面にはシールド線用の電極が形成され、
前記シールド線の表面に設けられた前記導電膜と前記シールド線用の電極とが導電材料によって接続されたことを特徴とする請求項１に記載のケーブル接続構造。
先端面に露出した芯線を備えるケーブルと、
所定の接続側面に前記ケーブルを接続するための電極が形成された基板と、
を備え、
前記ケーブルの前記先端面と前記基板の前記接続側面とが導電材料によって接続されたことを特徴とするケーブル接続構造。
前記基板の前記接続側面は傾斜面として形成され、前記ケーブルの前記先端面は前記基板の前記接続側面と略同一の傾斜を有する傾斜面として形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のケーブル接続構造。