JP2012023037A - 遮蔽を行ない、はんだ付けを必要としない電子ユニット用のコネクター - Google Patents

Abstract

【課題】 遮蔽を行ない、はんだ付けを必要としない電子ユニット用のコネクターを提供する。
【解決手段】 本発明は、各々が電気的接続パッド（１３）を備え、２つの空洞（１１、２１）内にそれぞれが設置される、２つの電子回路基板（１、２）を相互接続するための装置（４０）に関し、この装置は空洞間のマイクロ波遮蔽手段を備える。
この装置は更に：
− その両端がそれぞれ２つの電子回路基板の接続パッド（１３）と直接接触するように意図された導電体であって、装置の端から端まで貫通し、はんだ付けされていない幾つかの導電体（４８）と、
− 装置の両側に、装置に対して２つの回路基板を保持するための機械的手段とを備え、
そして各導体（４８）と接触し、各導電体の長さの全体又は幾分かを囲むマイクロ波吸収体（４５）によって、遮蔽手段が用意される。
【選択図】 図２ａ

Description

本発明の分野は、人工衛星の積載荷重により機上に搭載されるような、能動的ＲＦ機器における２つの電子回路基板の相互接続に関する。これらの基板は各々が空洞内に設置され、１つの基板が他の基板を電磁的に妨害するのを避けるように、これらの空洞を遮蔽することが必要である。

能動的ＲＦ（無線周波数）機器の様々な内部の電子的機能の厳密な仕切りを得るために、１ＧＨｚよりも高い周波数における約９０ｄＢｉの遮蔽が目標とされる。その一例が図１に示されている、最も一般的に採用される解決策は、貫通フィルターを用いてこの電気的相互接続を行なうことにある。各々の電子回路基板（又はモジュール）（この例においては、ＬＦ（低周波数）モジュール１及びＲＦモジュール２）は、金属の仕切り構造により境界を定められた空洞内に固定される。貫通コンデンサーとも呼ばれる貫通フィルター３０は、２つの空洞１１と２１に共通の仕切り３２内に備えられた開口の中に、接着剤を用いて取り付けられる。これらの貫通フィルター３０はＲＦシールを備える。電子回路基板の接続パッド１３、２３は、両端ではんだ付けされた導線３１を用いて、貫通フィルター３０に接続されている。各貫通フィルター３０は、１つの信号の電気的接続を確実にする。従って、１つの基板から他の基板へと通すべき信号の数と同じ数の貫通フィルターが必要とされる。各貫通フィルター３０の静電容量及びＲＦシールは、２つの基板の間にＥＭＣ（電磁両立性＝ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）を確実にする。要素３は、外部とのインターフェースとして役立ち、従って機器の外側で生成されるＬＦ信号を届ける給電コネクターであり、ＬＦ信号はＬＦモジュール１（この中で信号が処理される）を介して通過しなければならず、そして一旦処理されると最後にＲＦモジュール２に供給される。

これらの貫通フィルターは、それゆえモジュール間の電気的接続を生み出すために、人手による接着及び配線作業を必要とする。ＲＦの遮蔽要求は電子モジュールの配置及び、従ってそれらを収容する機械的構造の設計を複雑にする。最後に、構造の価格上昇を計算に入れない場合、１つのＲＦシールを備える貫通フィルターの単価は約１００ユーロであり、それに１５０ユーロの労務費が加算されなければならない。

手作業の数は、通すべき信号の数がますます多くなることによって更に倍増する（Ｎ個の信号を通すためにはＮ台の貫通フィルターが必要となる）。確かに、同一基板上に幾つかの機能を組み合わせた、高付加価値の電子モジュールを備える機器に対する需要の高まりが存在する。

さらに、貫通フィルター内でのフィルタリングのため、信号を速く通すことは不可能である。

本発明の目的は、これらの欠点を緩和することである。従って、上述の要求を全て、とりわけ単価、労務費、遮蔽、及び通すべき信号の容量に関して、同時に満たす相互接続装置の必要性が今日まで残っている。

より正確には、本発明の主題は各々が電気的接続パッドを備え、各基板が異なる遮蔽された空洞内に設置されるよう意図されている、２つの電子回路基板を相互接続するための装置である。この装置は空洞間のマイクロ波遮蔽手段を備え、それが：
− その両端がそれぞれ２つの電子回路基板の接続パッドと直接接触するように意図された導電体であって、装置の端から端まで貫通し、はんだ付けされていない幾つかの導電体と、
− 装置に対して２つの電子回路基板を保持するための機械的手段を装置の両側に備えることと、
そして各導体と接触し、各導電体の長さの全部又は幾分かを囲むマイクロ波吸収体によって、遮蔽手段が用意されることとを主として特徴とする。

ＬＦ相互接続装置は、積載荷重の能動的機器における空洞間のＲＦ遮蔽の問題と、２つの電子サブユニット（基板、ケース等）間の内部的相互接続の単純化との、両方に対する解決策を提供する。この装置は又装置と関連する機器構造の機械設計の最適化を可能にし、そして特に貫通フィルター及び、関連するはんだ付けされた接続部を削減することにより、価格低減できるようにする。

好ましくは、各導電体は、接続パッドとの電気的接続を強化するように、装置の外側に向かってその両端を押圧する手段を導電体の両端の間に備える。

これらの押圧手段は、例えば両端部の間に置かれる１つ又は２つの導電性磁石、又は機械的ばねである。

２つの回路基板を保持するための機械的手段は、ナットを伴う１つ以上のネジ棒又は１つ以上のねじを含み得る。

それは、空洞の境界を定める壁と接触しようとする側において、取り外し出来るように装置の溝内に設置された電磁シールを好ましくは備えることが有利である。

本発明の１つの特徴によれば、それは装置内に導体を保持するための樹脂を含む。

本発明の別の特徴によれば、マイクロ波吸収体は１ＧＨｚよりも高い周波数において有効である。

本発明のその他の特徴と利点は、限定されない例のために与えられている以下の詳細記述を読み、そして添付図を参照することにより明らかになるであろう。

上述されている、例示的な先行技術の相互接続装置の略図を示す。 本発明による（２つの空洞間に設置された）例示的な相互接続装置の概略断面図を示す。 本発明による（より詳細な視図の）例示的な相互接続装置の概略断面図を示す。 ８個の導電軸が取り付けられた、本発明による例示的な円形の相互接続装置の、概略透視図を示す。 ８個の導電軸が取り付けられた、本発明による例示的な円形の相互接続装置の、概略上面図を示す。 ８個の導電軸が取り付けられた、本発明による例示的な円形の相互接続装置の、概略下面図を示す。

これら全ての図において、同一要素は同じ参照記号を与えられている。

図２ａ及び２ｂに関して、各々が電気的接続パッド１３を備える、２つの電子回路基板である、ＬＦ基板１とＲＦ基板２を相互接続するための装置が説明されている。これらの基板は、金属の仕切りを備える２つの空洞１１、２１の中にそれぞれ設置されている。接続されることを目的とした電子回路基板は、例えば：
− ２枚のプリント基板と、
− プリント基板及びマクロハイブリッド回路（マクロハイブリッドは、その中に電子回路が集積されている密封されたケースである。ここの例で、それは図１におけるＲＦ基板２と同等なものである）と、
− ２つのセラミック基板とである。

相互接続装置４０は金属構造物すなわち本体４２と、装置の両側に、装置に対して２つの電子基板を保持するための機械的手段とを備える。これらは例えば、図に示されている、ナット４１ｂと組み合わされる１本のネジ棒４１ａ（又は幾つかのネジ棒）のような、暫定的な保持手段である。基板はまた１つ以上のねじで保持され得る。それらは装置の中央、又は他の任意の位置（周辺部等）に設置され得る。

装置はまた、片側から他の側まで装置を貫通し、はんだ付けされていない、導電軸とも称される幾つかの導電体４８を備える。各導電軸の両端は、上で示されているように、相互接続装置の両側に保持される２つの電子回路基板の接続パッド１３とそれぞれ直接接触することを目的としている。はんだ付けされるべき電線はもはや存在しない。これらの導電軸４８は例えば、それらの長さの一部分を包む樹脂４６を用いて装置内に保持される。図中の例において、樹脂４６はそれらの端部を包んでいる。樹脂はさらに、導体４８の両端を互いから絶縁するように、電気絶縁性である。

本発明の好適な変更例によれば、各導電体４８は、接続パッドに向かって両端部を押圧するための手段４４をその両端の間に備える。これらの手段は両端部を接続パッド１３へと押圧できるようにし、従って人工衛星の積載荷重の搭載機器における一般的な場合のように、たとえ大きな振動が存在しても電気的接続の確保を可能にする。これらの導電性の押圧手段は、図に示されるように、例えば１個のばね（又は２個のばね）である。１つあるいは２つの磁石が使われることも又可能である。

空洞間のＲＦ遮蔽は、各導体４８に接触し、導体の長さの全部又は一部分にわたって取り囲むマイクロ波吸収体４５により確保される。この図の例において、吸収体４５は各軸の中央部を取り囲む。この吸収体４５は一般に、鋼の粒子で満たされた吸収力のあるエポキシ樹脂である。

場合によっては取り外し可能なＥＭＣシール４９が、２つの空洞の境界を定める壁３２と接触する装置の一つの面上に、好ましくは設置される。例えば銅及び銀の粒子を含むシリコンシールであるシール４９は、接続装置の本体４２と、シールが置かれている壁との間を遮蔽する機能を有する。このシールは装置の本体４２内に作られ、このために準備されている溝４７の中に置かれることが有利である。

相互接続装置４０は図に示すように円形であってもよいが、様々な形状が電子回路基板上の接続パッドの配置に適合するように考えられてもよい。従って、例えば図３ａ、３ｂ、及び３ｃに示すような相互接続装置が、やはり円形に配置されている接続パッド（図３の例において８個）を有する電子回路基板に対応する。

図に示されている、本発明による例示的接続装置は、典型的には次の寸法を有する：
− 外径：１６０ｍｍ、
− 金属製本体の厚さ：６ｍｍ、
− ネジ棒の長さ：１６０ｍｍ

本発明による相互接続装置は、次の利点を有する：
− 貫通フィルターと、それに関連する手作業の接着及び配線作業との削除、
− 保持構造の機械設計の単純化：より少ない仕切りと、かさ歯車箱を用いる穴開けの不要化。又、より最適化されたサブユニットの構成及び利用可能なスペース増加の可能性、
− 存在する導体の数と同じ数の信号を通すことが可能なため、大部分の信号が単一のコネクターを介して通過する、高付加価値を有するサブユニット（例えばグロブ・トップ基板＝ｇｌｏｂ−ｔｏｐ ｂｏａｒｄｓ）の生産に対する需要の高まりに適応し得、ユニットの費用低減を可能にする、
− 本発明では１ＧＨｚ未満の周波数Ｆを有する信号をフィルタリングしないため、二次の供給バスの信号及び制御信号を歪み無しで通すことができる。

１ ＬＦモジュール
２ ＲＦモジュール
３ 要素
１１ 空洞
１２ −
１３ 接続パッド
２１ 空洞
２２ −
２３ 接続パッド
３０ 貫通フィルター
３１ 導線
３２ 空洞の境界を定める壁
４０ 相互接続装置
４１ａ ネジ棒
４１ｂ ナット
４２ 本体
４３ −
４４ 端部を押圧するための手段
４５ マイクロ波吸収体
４６ 樹脂
４７ 溝
４８ 導電体
４９ 電磁シール

Claims (7)

1. 各々が電気的接続パッド（１３）を備え、各基板が異なる遮蔽された空洞内に設置されるよう意図されている、２つの電子回路基板（１、２）を相互接続するための装置（４０）であって、この装置が空洞間のマイクロ波遮蔽手段を備え、それが更に：
   − その両端がそれぞれ前記２つの電子回路基板の前記接続パッド（１３）と直接接触するように意図された導電体であって、前記装置の端から端まで貫通し、はんだ付けされていない幾つかの導電体（４８）と、
   − 前記装置の両側に、前記装置に対して前記２つの電子回路基板を保持するための機械的手段とを備えることと、
   そして各導体（４８）と接触し、前記各導電体の長さの全体又は幾分かを囲むマイクロ波吸収体（４５）によって、前記遮蔽手段が用意されることとを特徴とする装置（４０）。
2. 各導電体（４８）が、前記接続パッドとの前記電気的接続を強化するように、前記装置の外側に向かって前記各導電体の両端を押圧する手段を前記各導電体の両端の間に備えることを特徴とする、請求項１に記載の２つの電子回路基板を相互接続するための装置（４０）。
3. これらの押圧手段が、前記両端部の間に置かれる１つ又は２つの導電性磁石、又は機械的ばね（４４）であることを特徴とする、請求項２に記載の２つの電子回路基板を相互接続するための装置（４０）。
4. 前記２つの回路基板を保持するための前記機械的手段が、ナット（４１ｂ）を伴う１つ以上のネジ棒（４１ａ）又は１つ以上のねじを含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の２つの電子回路基板を相互接続するための装置（４０）。
5. 前記空洞の境界を定める壁（３２）と接触しようとする側において、好ましくは取り外し出来るように前記装置の溝（４７）内に設置された電磁シール（４９）を備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の２つの電子回路基板を相互接続するための装置（４０）。
6. 前記装置内に前記導体を保持するための樹脂（４６）を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の２つの電子回路基板を相互接続するための装置（４０）。
7. 前記マイクロ波吸収体（４５）が、１ＧＨｚよりも高い周波数において吸収力のあることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の２つの電子回路基板を相互接続するための装置（４０）。
   

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