JP2023123253A - Connection body - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、接続体に関する。 The present disclosure relates to connectors.
電子機器のプリント配線板等に電気信号(以下、「信号」ともいう)を伝送する場合、フレキシブルフラットケーブル(以下、「FFC」ともいう)等の絶縁電線を用い、この絶縁電線の複数の導体と、プリント配線板の複数の配線とが電気的に接続される場合がある。 When transmitting an electrical signal (hereinafter also referred to as "signal") to a printed wiring board of electronic equipment, etc., an insulated wire such as a flexible flat cable (hereinafter also referred to as "FFC") is used, and a plurality of conductors of this insulated wire are used. and a plurality of wirings of the printed wiring board may be electrically connected.
これら絶縁電線とプリント配線板とがコネクタを介して接続される場合、ノイズ耐性劣化及びインピーダンス低下が問題となるため、絶縁電線とプリント配線板とが電気的に直接接続された実装体が提案されている(特開2013-196938号公報参照)。このような実装体としては、例えば図1に示すように、プリント配線板9と、プリント配線板9の表面に配置されたフレキシブルフラットケーブル6とが接続された接続体10が挙げられる。接続体10においては、フレキシブルフラットケーブル6の絶縁層7から露出した導体4の先端部と、第1グランド層5及び第2グランド層15が設けられたプリント配線板9の平坦な基板8上に配置される複数の配線2とが半田接続されている。また、プリント配線板9の表面に配置されたフレキシブルフラットケーブル6の絶縁層から露出する導体4の先端部は、図1に示すように、導体4の先端部の下面と配線2の上面とが接着できるように、二か所で屈曲されている。
When these insulated wires and a printed wiring board are connected through a connector, noise resistance deterioration and impedance drop become problems. (See JP-A-2013-196938). As such a mounting body, for example, as shown in FIG. In the
本開示の一態様に係る接続体は、絶縁電線及びプリント配線板の接続体であって、互いに間隔を空けて配置される複数の導体、及び上記複数の導体の周面を上記周面ごとに又は一括して被覆する絶縁層を有する絶縁電線と、基板及び上記基板上に間隔を空けて配置される複数の配線を有するプリント配線板と、上記基板上に配置され、上記複数の導体及び上記複数の配線を電気的に接続する接続部とを備え、上記複数の導体が、これら複数の導体の延在方向の先端部領域で露出しており、上記先端部領域が直線状に配置されるとともに、上記接続部において上記複数の配線に一対一対応関係で重ね合わされており、上記基板の内層に1又は複数のグランド層が上記配線と平行に設けられており、上記複数の導体の先端部領域において上記グランド層のいずれとも間接に対向しない距離Dが0.5mm以下である。 A connection body according to an aspect of the present disclosure is a connection body of an insulated wire and a printed wiring board, comprising: a plurality of conductors arranged at intervals from each other; Alternatively, an insulated wire having an insulating layer that is collectively covered, a printed wiring board having a substrate and a plurality of wirings arranged at intervals on the substrate, and arranged on the substrate, the plurality of conductors and the a connecting portion for electrically connecting a plurality of wirings, the plurality of conductors are exposed at tip regions in the extending direction of the plurality of conductors, and the tip regions are arranged in a straight line. In addition, at the connection portion, the plurality of wirings are superimposed in a one-to-one correspondence relationship, one or a plurality of ground layers are provided in the inner layer of the substrate in parallel with the wirings, and the tip portions of the plurality of conductors A distance D that does not indirectly face any of the ground layers in the region is 0.5 mm or less.
[本開示が解決しようとする課題]
ここで、信号を伝送する際には、パラレル伝送、シリアル伝送、差動伝送などの伝送方式が用いられているが、これらのうち、通信速度の高速化の点から、差動伝送が有利とされている。
[Problems to be Solved by the Present Disclosure]
Here, when transmitting signals, transmission methods such as parallel transmission, serial transmission, and differential transmission are used. It is
しかしながら、上記図1に示すような接続部を有する接続体を製造する場合、フレキシブルフラットケーブルの複数の導体を一括で接続するために、熱バーを用いて半田を溶融させながら圧着が行われる。このような熱バーを用いた圧着による接続では、接続部に加えられた熱がフレキシブルフラットケーブルに伝導することで、導体の先端部の形状が変形するおそれがある。例えば、図2の接続体20に示すように、熱がフレキシブルフラットケーブル16に伝導することで、フレキシブルフラットケーブル16の絶縁層17が軟化して導体14の先端部が下方に移動するおそれがある。このように、プリント配線板9の表面に配置されたフレキシブルフラットケーブル6の絶縁層から露出する導体14の先端部が下方に移動すると、フレキシブルフラットケーブル16の導体14及びプリント配線板9の基板8の間に配置される絶縁層17厚さが変動することになる。上記絶縁層17厚さが変動すると、差動インピーダンスが大きく変化しやすくなる。すなわち、フレキシブルフラットケーブル16の複数の導体14とプリント配線板19の複数の配線2との接続部での差動インピーダンスが、導体14単独の部分及び配線2単独の部分での差動インピーダンスよりも相対的に低下し(このような差動インピーダンスの低下は「差動インピーダンスの不整合」とも呼ばれる)、その結果、接続部での伝送損失が生じるおそれがある。また、フレキシブルフラットケーブルの接続部のように、複数の導体を導体幅方向に並列に配置して電気的接続を行う場合、伝送線路間のクロストークを低減することが求められる。
However, when manufacturing a connection body having a connection portion as shown in FIG. 1, crimping is performed while melting solder using a heat bar in order to collectively connect a plurality of conductors of a flexible flat cable. In connection by crimping using such a heat bar, the heat applied to the connection portion may be conducted to the flexible flat cable, and the shape of the tip portion of the conductor may be deformed. For example, as shown in the connecting
本開示は、このような事情に基づいてなされたものであり、差動インピーダンスの低下及び伝送線路間のクロストークを抑制できる接続体を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a connector capable of suppressing a decrease in differential impedance and crosstalk between transmission lines.
[本開示の効果]
本開示によれば、差動インピーダンスの低下及び伝送線路間のクロストークを抑制できる接続体を提供できる。
[Effect of the present disclosure]
Advantageous Effects of Invention According to the present disclosure, it is possible to provide a connector capable of suppressing a decrease in differential impedance and crosstalk between transmission lines.
[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施形態を列挙して説明する。
[Description of Embodiments of the Present Disclosure]
First, the embodiments of the present disclosure will be enumerated and described.
本開示の一態様に係る接続体は、絶縁電線及びプリント配線板の接続体であって、互いに間隔を空けて配置される複数の導体、及び上記複数の導体の周面を上記周面ごとに又は一括して被覆する絶縁層を有する絶縁電線と、基板及び上記基板上に間隔を空けて配置される複数の配線を有するプリント配線板と、上記基板上に配置され、上記複数の導体及び上記複数の配線を電気的に接続する接続部とを備え、上記複数の導体が、これら複数の導体の延在方向の先端部領域で露出しており、上記先端部領域が直線状に配置されるとともに、上記接続部において上記複数の配線に一対一対応関係で重ね合わされており、上記基板の内層に1又は複数のグランド層が上記配線と平行に設けられており、上記複数の導体の先端部領域において上記グランド層のいずれとも間接に対向しない距離Dが0.5mm以下である。 A connection body according to an aspect of the present disclosure is a connection body of an insulated wire and a printed wiring board, comprising: a plurality of conductors arranged at intervals from each other; Alternatively, an insulated wire having an insulating layer that is collectively covered, a printed wiring board having a substrate and a plurality of wirings arranged at intervals on the substrate, and arranged on the substrate, the plurality of conductors and the a connecting portion for electrically connecting a plurality of wirings, the plurality of conductors are exposed at tip regions in the extending direction of the plurality of conductors, and the tip regions are arranged in a straight line. In addition, at the connection portion, the plurality of wirings are superimposed in a one-to-one correspondence relationship, one or a plurality of ground layers are provided in the inner layer of the substrate in parallel with the wirings, and the tip portions of the plurality of conductors A distance D that does not indirectly face any of the ground layers in the region is 0.5 mm or less.
当該接続体では、絶縁電線の絶縁層から露出した導体の先端部領域が直線状に配置されることで、複数の導体を一括で接続するために、熱バーを用いて圧着が行われても、絶縁層の軟化による導体の先端部領域の下方への移動が生じにくくなる。そのため、絶縁電線の導体及びプリント配線板の基板の間に配置される絶縁層の厚さの変動が低減されることになる。その結果、上記接続部での差動インピーダンスの低下を抑制できる。
また、上記基板の内層に1又は複数のグランド層が上記配線と平行に設けられており、上記複数の導体の先端部領域において上記グランド層のいずれとも間接に対向しない距離Dが0.5mm以下であることで、伝送線路間のクロストークの低減効果が高い。従って、当該接続体は、差動インピーダンスの低下及び伝送線路間のクロストークの双方を抑制できる。ここで、「導体の延在方向」とは、導体における電流の流れ方向を意味し、この「導体の延在方向」は導体の長手方向に相当する。なお、後述するように、「上記グランド層のいずれとも間接に対向しない距離Dが0.5mm以下である。」には、上記グランド層のいずれとも間接に対向しない場合がない形態、すなわちD=0の形態も含まれる。
In the connection body, the end regions of the conductors exposed from the insulating layer of the insulated wire are arranged in a straight line, so that a plurality of conductors can be connected together even if crimping is performed using a heat bar. , the downward movement of the tip region of the conductor due to the softening of the insulating layer is less likely to occur. Therefore, variations in the thickness of the insulating layer disposed between the conductor of the insulated wire and the substrate of the printed wiring board are reduced. As a result, it is possible to suppress a decrease in the differential impedance at the connection portion.
Further, one or more ground layers are provided in the inner layer of the substrate in parallel with the wiring, and a distance D that does not indirectly face any of the ground layers in the tip region of the plurality of conductors is 0.5 mm or less. Therefore, the effect of reducing crosstalk between transmission lines is high. Therefore, the connection body can suppress both a decrease in differential impedance and crosstalk between transmission lines. Here, the "extending direction of the conductor" means the direction of current flow in the conductor, and this "extending direction of the conductor" corresponds to the longitudinal direction of the conductor. As will be described later, "the distance D at which none of the ground layers are indirectly opposed is 0.5 mm or less." 0 form is also included.
上記グランド層が、上記基板における上記接続部側の端面まで延在していることが好ましい。上記グランド層が、上記基板における上記接続部側の端面まで延在していることで、上記複数の導体の先端部領域と上記グランド層のいずれかとが間接に対向できる範囲を十分に確保できる。従って、上記接続部での伝送線路間のクロストークを低減することができる。 It is preferable that the ground layer extends to an end face of the substrate on the side of the connecting portion. Since the ground layer extends to the end surface of the substrate on the connection portion side, a sufficient range can be ensured in which the tip end regions of the plurality of conductors and any one of the ground layer can indirectly face each other. Therefore, crosstalk between transmission lines at the connecting portion can be reduced.
上記複数の導体の先端部領域において上記グランド層のいずれとも間接に対向しない距離Dが、0.05mm以上0.5mm以下であることが好ましい。距離Dが0.05mm以上0.5mm以下であることで、上記複数の導体の先端部領域と上記グランド層のいずれかとが間接に対向できる範囲を十分に確保できる。従って、当該接続体における上記接続部での伝送線路間のクロストークをより低減することができる。 It is preferable that the distance D, which does not indirectly face any of the ground layers in the tip regions of the plurality of conductors, is 0.05 mm or more and 0.5 mm or less. When the distance D is 0.05 mm or more and 0.5 mm or less, it is possible to sufficiently ensure a range in which the tip end regions of the plurality of conductors and any one of the ground layers can indirectly face each other. Therefore, it is possible to further reduce crosstalk between transmission lines at the connection portion of the connection body.
上記基板における上記接続部側の端面に、上段部よりも下段部が突出する段差が形成されており、上記基板の上段部の上記接続部側の端面の少なくとも一部と、上記絶縁層の上記接続部側の端面の少なくとも一部とが対向しており、上記基板の下段に1又は複数の上記グランド層が配置されており、上記基板の下段に配置されたグランド層うちの少なくとも1層が、上記複数の導体の先端部領域と間接に対向している構成を有していてもよい。上記基板の下段に1又は複数の上記グランド層が配置されており、上記基板の下段に配置されたグランド層うちの少なくとも1層が、上記複数の導体の先端部領域と間接に対向していることで、上記複数の導体の先端部領域と上記グランド層のいずれかとが確実に間接に対向できる。従って、上記接続部での伝送線路間のクロストークを低減することができる。 A step is formed in the end face of the substrate on the connection portion side so that the lower step portion protrudes more than the upper step portion. At least a part of the end face on the connection part side faces, one or a plurality of ground layers are arranged at the lower stage of the substrate, and at least one of the ground layers arranged at the lower stage of the substrate is , and may have a configuration in which they indirectly face the tip regions of the plurality of conductors. One or a plurality of ground layers are arranged on the lower stage of the substrate, and at least one layer among the ground layers arranged on the lower stage of the substrate indirectly faces tip end regions of the plurality of conductors. Thus, the tip regions of the plurality of conductors and any one of the ground layers can reliably and indirectly face each other. Therefore, crosstalk between transmission lines at the connecting portion can be reduced.
[本開示の実施形態の詳細]
以下、本開示に係る接続体の実施形態について図面を参照しつつ詳説する。
[Details of the embodiment of the present disclosure]
Hereinafter, embodiments of the connection body according to the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.
<接続体>
当該接続体は、絶縁電線及びプリント配線板の接続体である。互いに間隔を空けて配置される複数の導体、及び上記複数の導体の周面を上記周面ごとに又は一括して被覆する絶縁層を有する絶縁電線における複数の導体と、基板及び上記基板上に間隔を空けて配置される複数の配線を有するプリント配線板における複数の配線との電気的接続構造を備える。
<Connector>
The connection body is a connection body of an insulated wire and a printed wiring board. A plurality of conductors in an insulated wire having a plurality of conductors spaced apart from each other and an insulating layer covering the peripheral surfaces of the plurality of conductors for each peripheral surface or collectively, a substrate, and a substrate on the substrate A structure for electrical connection with a plurality of wirings in a printed wiring board having a plurality of wirings arranged at intervals is provided.
図3~図5に示すように、本実施形態の接続体100は、絶縁電線50及びプリント配線板1の接続体である。接続体100は、互いに間隔を空けて配置される複数の導体24、及び上記複数の導体24の周面を一括して被覆する絶縁層7を有する絶縁電線50と、基板18及び上記基板18上に間隔を空けて配置される複数の配線2を有するプリント配線板1と、上記基板18上に配置され、上記複数の導体24及び上記複数の配線2を電気的に接続する接続部60とを備える。接続体100においては、絶縁電線50がプリント配線板1の表面に配設されずに、絶縁電線50の絶縁層7の接続部60側の端面71の一部と、プリント配線板1の基板18の接続部60側の端面38の一部とが対向している。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
上記複数の導体24は、絶縁層7の末端部から上記複数の配線2の先端部に向けて露出した状態で配置される。そして、上記複数の導体24の先端部が、上記複数の配線2の先端部に一対一対応関係で重ね合わされて電気的な接続部60が構成されている。
The plurality of
<絶縁電線>
絶縁電線50は、互いに間隔を空けて並んで配置される複数の導体24を有する。より具体的には、複数の導体24は、同一平面内において、略平行に配置される。「略平行」とは、中心軸のなす角度が±10°以内であることを意味する。
<Insulated wire>
The
図3~図5に示す態様では、絶縁電線50は、複数の導体24と、これら複数の導体24の周面を一括して被覆する絶縁層7とを有する。複数の導体24の本数は、特に限定されない。また、図3及び図4には、複数の導体24が等間隔で配置される態様を示すが、この間隔は、プリント配線板1の複数の配線2の間隔、設計仕様等に応じて適宜設定され得るものであり、複数の導体24が等間隔でなくてもよい。
3 to 5, the
本実施形態の接続体100においては、絶縁電線50がプリント配線板1の表面に配設されずに、絶縁電線50の絶縁層7の接続部60側の端面71の一部と、プリント配線板1の基板18の接続部60側の端面38の一部とが対向している。本実施形態の接続体100においては、絶縁電線50及び基板18をこのように配置することにより、絶縁電線50の導体24の先端部領域が直線状に配置される。当該接続体100では、絶縁電線50の絶縁層7から露出した導体24の先端部領域が直線状に配置されることで、複数の導体24を一括で電気的に接続するために、例えば半田を介して熱バーを用いて圧着が行われても、絶縁層7の軟化による導体24の先端部領域の下方への移動が生じにくくなる。そのため、絶縁電線50の導体24及びプリント配線板1の基板18の間に配置される絶縁層7の厚さの変動が低減されることになる。その結果、接続部60での差動インピーダンスの低下を抑制できる。
In the
本実施形態では、絶縁電線50として、例えば図3~図5に示すように、複数の導体24と、これら複数の導体24の周面を一括して被覆する絶縁層7とを有するフレキシブルフラットケーブル(FFC)としての絶縁電線50を示す。当該接続体は、フレキシブルフラットケーブル以外の絶縁電線として、複数の導体と、これら複数の導体の周面をその周面ごとに被覆する被覆層とを備える絶縁電線を採用してもよい。
In this embodiment, as the
(導体)
導体24としては、特に限定されるものではなく、例えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属線を用いることができる。このような金属線としては単線であっても撚り線であってもよい。撚り線の場合の素線の数は、特に限定されないが、例えば2本以上30本以下とされる。図3~図5に示すように、絶縁層7から露出した各導体24は、後述する電気的な接続によって各配線2に接続される。
(conductor)
The
導体24を形成する金属線の断面形状は、特に限定されず、円形、正方形、長方形等の種々の形状を採用することができる。
The cross-sectional shape of the metal wire forming the
導体24の平均厚さ(横断面が円形である場合は平均径)の下限としては、10μmが好ましく、15μmがより好ましい。一方、上記平均厚さの上限としては、500μmが好ましく、400μmがより好ましい。上記平均厚さが上記下限に満たない場合、導体24が折損し易くなるおそれがある。一方、導体24の平均厚さが上記上限を超える場合、当該接続体100が不必要に大きくなるおそれがある。複数の導体24の平均厚さは、互いに同じであっても異なっていてもよい。なお、「平均厚さ」とは、導体24の延在方向(長手方向)に任意の5点で測定された厚さの平均値である。以下において、「平均厚さ」は同義である。
The lower limit of the average thickness (average diameter when the cross section is circular) of the
導体24における平面視で上記延在方向に垂直な方向(以下、「幅方向」ともいう)の平均幅(横断面が円形である場合は平均径)の下限としては、10μmが好ましく、15μmがより好ましい。一方、上記平均幅の上限としては、500μmが好ましく、400μmがより好ましい。上記平均幅が上記下限に満たない場合、導体24が折損し易くなるおそれがある。一方、導体24の平均幅が上記上限を超える場合、当該接続体100が不必要に大きくなるおそれがある。複数の導体24の平均幅は、互いに同じであっても異なっていてもよい。なお、「平均幅」とは、導体24の延在方向(長手方向)に任意の5点で測定された幅の平均値である。以下において、「平均幅」は同義である。
The lower limit of the average width (average diameter when the cross section is circular) in the direction perpendicular to the extension direction (hereinafter also referred to as “width direction”) in plan view of the
導体24の絶縁層7からの平均露出長さとしては、例えば0.2mm以上5.0mm以下とされる。導体24の「平均露出長さ」とは、導体24の露出部分(先端部)の幅方向に任意の5点で測定された上記延在方向の長さの平均値である。
The average exposed length of the
互いに隣接する導体24間の平均間隔は、後述する配線2の平均間隔に応じて適宜設定され得る。
The average spacing between the
本実施形態では、プリント配線板1が、複数の配線2として複数の信号線を備える態様を示すが、その他、複数の配線2として複数の信号線及び複数のグランド線を備える態様を採用してもよい。例えばプリント配線板が複数(例えば4本)の配線を備え、これら複数の配線のうち、最も両外側の2の配線がグランド線であり、それ以外の内側の残りの配線(例えば2本の配線)が信号線であるような態様等を採用してもよい。
In the present embodiment, the printed
(絶縁層)
絶縁層7は、導体24を被覆するように導体24の周面に積層される。絶縁層7は、単層でも2層以上の多層構造でもよい。
(insulating layer)
The insulating
上述したように、本実施形態の絶縁電線50では、複数の導体24の周面が一括して絶縁層7で被覆されている態様を示すが、その他、絶縁電線として、複数の導体24の周面がその周面ごとに絶縁層7で被覆されている態様を採用してもよい。すなわち、複数の導体24の各周面がそれぞれ絶縁層7で被覆されてもよい。
As described above, in the
絶縁層7の材質としては絶縁性及び可撓性を有するものであれば特に限定されず、例えばポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンアクリル酸エチル共重合体などのエチレン樹脂、エチレン樹脂にポリプロピレン、エチレンプロピレンゴム、スチレンエラストマなどのポリオレフィンをブレンドした樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)などのポリエステル樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、シラン架橋性樹脂組成物、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(パーフルオロアルコキシアルカン)、FEP(パーフルオロエチレンプロペンコポリマー)などのフッ素樹脂等を用いることができる。
The material of the insulating
絶縁層7は、例えば溶融した樹脂を複数の導体24の周面に押し出して硬化させる方法、樹脂を有機溶媒に溶かした塗料を導体24の周面に塗布して焼き付ける方法等で導体24に被覆させることができる。
The insulating
絶縁層7の平均厚さ(肉厚)としては、特に限定されないが、例えば3μm以上1mm以下とすることができる。
The average thickness (thickness) of the insulating
絶縁層7は、導体24に接するプライマー層を有していてもよい。このプライマー層としては、金属水酸化物を含有しないエチレン等の架橋性樹脂を硬化させたものを好適に用いることができる。このようなプライマー層を設けることによって、絶縁層7と導体24との剥離性の経時低下を防ぐことができる。
Insulating
<プリント配線板>
図3~図5に示すように、プリント配線板1は、絶縁性を有する基板18と、この基板18の表面に積層される複数の層として形成される複数の配線2とを有する。これら複数の配線2に絶縁電線50の複数の導体24が一対一対応関係で重ね合わされて接続部60が構成されている。
<Printed wiring board>
As shown in FIGS. 3 to 5, the printed
(基板)
上記プリント配線板1の基板18は、絶縁性を有する板状部材で構成される。この基板18を構成する板状部材は、リジッド基板であってもよく、フレキシブル基板であってもよい。リジッド基板として、具体的には樹脂板を採用可能である。この樹脂板の材料としては、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂を含侵させた基板(ガラスエポキシ)、ガラスクロスにポリフェニレンエーテル(PPE)を含侵させた基板等が好適に用いられる。可撓性を有するフレキシブル基板として、具体的には樹脂フィルムを採用可能である。この樹脂フィルムの材料としては、例えばポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、PPE等が好適に用いられる。なお、基板18は、充填材、添加剤等を含んでもよい。基板18の比誘電率としては、通常、3~5程度である。例えば上記ガラスエポキシの比誘電率は4~5程度であり、上記PPEの比誘電率は3~4程度である。
(substrate)
The
上記基板18の平均厚さは、設計思想等に応じて適宜設定される。例えば基板18の平均厚さが小さ過ぎる場合、基板18の強度が不十分となるおそれがある。一方、基板18の平均厚さが大き過ぎる場合、当該接続体100が不必要に厚くなるおそれがある。従って、例えばこれらの点を設計思想と共に考慮し、基板18の平均厚さを適宜設定することができる。
The average thickness of the
(配線)
複数の配線2(より具体的には、複数の配線2の先端部)は、基板18上に互いに間隔を空けつつ、並んで配置される。具体的には、複数の配線2は、基板18上に略平行に配置される。これら配線2は、例えば基板18の表面に積層された金属層をエッチングすることによって所望の平面形状(パターン)に形成される。複数の配線2は、それぞれ平面視長方形状に形成され、略平行に配列される。
(wiring)
The plurality of wirings 2 (more specifically, the tip portions of the plurality of wirings 2) are arranged side by side on the
各配線2は、導電性を有する材料で形成することが可能であるが、一般的には例えば銅によって形成される。また、配線2は、表面にメッキ処理が施されてもよい。例えば、配線2が不図示の予備半田部で被覆されていてもよい。このメッキ処理としては、錫メッキ、金メッキ又は半田メッキが好ましい。
Each
配線2の平均厚さの下限としては、8μmが好ましく、15μmがより好ましい。配線2の平均厚さの上限としては、100μmが好ましく、70μmがより好ましい。配線2の平均厚さが上記下限に満たない場合、導通性が不十分となるおそれがある。一方、配線2の平均厚さが上記上限を超える場合、当該接続体100が不必要に厚くなるおそれがある。
As a minimum of average thickness of
配線2の平均幅の下限としては、絶縁電線50の導体24の平均幅の0.8倍が好ましく、1倍がより好ましい。配線2の平均幅の上限としては、導体24の平均幅の5倍が好ましく、3倍がより好ましく、2倍がより好ましい。配線2の平均幅が上記下限に満たない場合、導体24の接続が容易ではなくなるおそれがある。一方、配線2の平均幅が上記上限を超える場合、当該接続体100の幅が不必要に大きくなるおそれがある。
The lower limit of the average width of the
より具体的には、配線2の平均幅の下限としては、50μmが好ましく、75μmがより好ましい。一方、配線2の平均幅の上限としては、800μmが好ましく、600μmがより好ましい。
More specifically, the lower limit of the average width of the
隣接する配線2の平均間隔としては、例えば導体24の平均径の0.5倍以上5倍以下とすることができる。配線2間の平均間隔とは、上記延在方向に任意の5点で測定された間隔の平均値を意味する。
The average interval between
より具体的には、隣接する配線2間の平均間隔の下限としては、50μmが好ましく、75μmがより好ましい。一方、隣接する配線2間の平均間隔上限としては、500μmが好ましく、400μmがより好ましい。
More specifically, the lower limit of the average interval between
なお、隣接する配線2間の平均間隔は、互いに同じ(等間隔)であっても、異なっていてもよい。
Note that the average intervals between
(接続部)
接続部60は、導体24の先端部と配線2とが電気的に接続されることによって構成されている。複数の導体24及び複数の配線2は、接続部60により電気的に接続される。導体24の先端部と配線2とが電気的に接続されることで、より確実に導体24の先端部と配線2とが接続される。熱バーで圧着する電気的接続方法としては、例えば半田による接続(半田接続)、異方導電性フィルムによる接続、異方導電性ペーストによる接続等が挙げられる。
(connection part)
The
〈半田接続〉
半田接続は、半田を溶融して対象物を電気的に接続する。半田接続に用いられる半田としては、特に限定されないが、例えばSnAgCu合金、SnZnBi合金、SnCu合金、SnAgInBi合金等の鉛フリー半田を使用することができる。
<Solder connection>
Solder connections are made by melting solder to electrically connect objects. Solder used for solder connection is not particularly limited, but lead-free solder such as SnAgCu alloy, SnZnBi alloy, SnCu alloy, and SnAgInBi alloy can be used.
〈異方導電性フィルムによる接続〉
異方導電性フィルムによる接続は、接着剤となる異方導電性フィルムを熱で硬化させて対象物を電気的に接続する。異方導電性フィルムとは、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を含有する接着剤成分中に導電性粒子が分散されたフィルム状の接着剤である。異方導電性フィルムにおいては、熱バーにより加熱加圧した際に、接着剤成分中に分散された粒子が対象物間に介在することで電気的接続を確立しつつ、接着剤が両対象物を接着することで接続構造を維持する。
<Connection by anisotropic conductive film>
In the connection using an anisotropic conductive film, an anisotropic conductive film that serves as an adhesive is cured by heat to electrically connect objects. An anisotropically conductive film is a film-like adhesive in which conductive particles are dispersed in an adhesive component containing, for example, a thermoplastic resin or a thermosetting resin. In the anisotropic conductive film, when heated and pressed by a heat bar, the particles dispersed in the adhesive component intervene between the objects to establish an electrical connection, while the adhesive is applied to both objects. to maintain the connection structure.
〈異方導電性ペーストによる接続〉
異方導電性ペーストによる接続は、接着剤となる異方導電性ペーストを熱で硬化させて対象物を電気的に接続する。異方導電性ペーストとは、導電性粒子が分散された1液性の熱硬化型の液状組成物をいう。異方導電性ペーストは異方導電性フィルムと同様、接着剤成分中に分散された粒子が対象物間に介在することで電気的接続を確立しつつ、接着剤が両対象物を接着することで接続構造を維持する。
<Connection using anisotropic conductive paste>
In the connection using an anisotropic conductive paste, an anisotropic conductive paste that serves as an adhesive is cured by heat to electrically connect objects. The anisotropic conductive paste is a one-liquid thermosetting liquid composition in which conductive particles are dispersed. Similar to the anisotropic conductive film, the anisotropic conductive paste establishes an electrical connection by interposing particles dispersed in the adhesive component between the objects, and the adhesive adheres both objects. to maintain the connection structure.
(グランド層)
プリント配線板1は、基板18の内層に1又は複数のグランド層が上記配線と平行に設けられている。本実施形態においては、基板18の内層に第1グランド層25及び第2グランド層35が設けられている。
(ground layer)
In the printed
グランド層は、少なくとも1層が基板18における接続部60側の端面38まで延在していることが好ましい。少なくとも1層の上記グランド層が、基板18における接続部60側の端面38まで延在していることで、複数の導体24の先端部領域と少なくとも1層のグランド層とが間接に対向できる範囲を十分に確保できる。従って、接続部60での伝送線路間のクロストークを低減することができる。なお、図5に示す本実施形態においては、第1グランド層25及び第2グランド層35が基板18における接続部60側の端面38まで延在しているが、第1グランド層25及び第2グランド層35のいずれかが基板18における接続部60側の端面38まで延在していてもよい。また、複数の導体の先端部領域と間接に対向しているグランド層の数が多いほど好ましい。
At least one ground layer preferably extends to the
上記複数の導体24の先端部領域において上記グランド層のいずれとも間接に対向しない距離Dは0.5mm以下である。上記複数の導体24の先端部領域において上記グランド層のいずれとも間接に対向しない距離Dが0.5mm以下であることで、上記複数の導体24の先端部領域と上記グランド層のいずれかとが間接に対向できる範囲を十分に確保できる。従って、当該接続体100における接続部60での伝送線路間のクロストークをより低減することができる。一方、上記複数の導体24の先端部領域におけるグランド層のいずれとも間接に対向しない距離Dが0.05mm以上であることが好ましい。距離Dが0.05mm以上であることで、伝送線路間のクロストークの低減効果をより高めることができる。なお、「上記グランド層のいずれとも間接に対向しない距離Dが0.5mm以下である。」には、上記グランド層のいずれとも間接に対向しない場合がない形態、すなわちD=0の形態も含まれる。上記D=0の形態としては、基板における接続部側の端面と絶縁層の接続部側の端面とが接触している形態や、後述する図7に示す形態が挙げられる。
The distance D at which the distal end regions of the plurality of
[接続体の製造方法]
当該接続体の製造方法は、絶縁電線を準備する工程と、プリント配線板を準備する工程と、絶縁電線の複数の導体とプリント配線板の複数の配線とを電気的に接続する工程とを備える。絶縁電線を準備する工程としては、公知の方法を用いて上述した絶縁電線を作製し得る。プリント配線板を準備する工程としては、公知の方法を用いて上述したプリント配線板1を作製し得る。
[Manufacturing Method of Connected Body]
The manufacturing method of the connection body includes a step of preparing an insulated wire, a step of preparing a printed wiring board, and a step of electrically connecting a plurality of conductors of the insulated wire and a plurality of wirings of the printed wiring board. . As the step of preparing the insulated wire, the above-described insulated wire can be produced using a known method. As a step of preparing a printed wiring board, the printed
絶縁電線の複数の導体とプリント配線板の複数の配線とを電気的に接続する工程としては、上述したような公知の方法を用いて実施することができ、例えば複数の導体と複数の配線とを重ね合わせ、これらを熱バーで押圧して、半田、接着材等を溶融させながら複数の導体と複数の配線とを圧着する。 The step of electrically connecting the plurality of conductors of the insulated wire and the plurality of wirings of the printed wiring board can be carried out using a known method as described above. are superimposed on each other and pressed with a heat bar to crimp the plurality of conductors and the plurality of wirings while melting the solder, the adhesive, and the like.
上記製造方法によって、得られる当該接続体の各構成部材は上述の通りである。 Each constituent member of the connection body obtained by the above manufacturing method is as described above.
当該接続体によれば、差動インピーダンスの低下及び伝送線路間のクロストークを抑制できる。 According to the connection body, it is possible to suppress a decrease in differential impedance and crosstalk between transmission lines.
[その他の実施形態]
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
[Other embodiments]
It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present disclosure is not limited to the configuration of the above-described embodiment, but is indicated by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims. be.
当該接続体の他の実施形態として、上記基板における上記接続部側の端面に、上段部よりも下段部が突出する段差が形成されており、上記基板の上段部の上記接続部側の端面の少なくとも一部と、上記絶縁層の上記接続部側の端面の少なくとも一部とが対向しており、上記基板の下段に1又は複数の上記グランド層が配置されており、上記基板の下段に配置されたグランド層うちの少なくとも1層が、上記複数の導体の先端部領域と間接に対向している構成を有していてもよい。上記基板の下段に1又は複数の上記グランド層が配置されており、上記基板の下段に配置されたグランド層うちの少なくとも1層が、上記複数の導体の先端部領域と間接に対向していることで、上記複数の導体の先端部領域と上記グランド層のいずれかとが確実に間接に対向できる。従って、上記接続部での伝送線路間のクロストークを低減することができる。 As another embodiment of the connection body, a step is formed in the end surface of the substrate on the side of the connecting portion so that the lower portion protrudes more than the upper portion, and the end surface of the upper portion of the substrate on the side of the connecting portion is formed with a stepped portion. At least a portion of the insulating layer faces at least a portion of an end surface of the insulating layer on the connecting portion side, and one or more of the ground layers are arranged at the lower stage of the substrate, and arranged at the lower stage of the substrate. At least one of the ground layers may have a configuration in which it indirectly faces the tip regions of the plurality of conductors. One or a plurality of ground layers are arranged on the lower stage of the substrate, and at least one layer among the ground layers arranged on the lower stage of the substrate indirectly faces tip end regions of the plurality of conductors. Thus, the tip regions of the plurality of conductors and any one of the ground layers can reliably and indirectly face each other. Therefore, crosstalk between transmission lines at the connecting portion can be reduced.
図7は、他の実施形態の接続体を示す模式的断面図であり、導体の先端部領域において上記グランド層のいずれとも間接に対向しない距離Dが0となるその他の形態の例を示す。図7に示すように、本実施形態の接続体200は、絶縁電線50及びプリント配線板80の接続体である。接続体200は、互いに間隔を空けて配置される複数の導体24、及び上記複数の導体24の周面を一括して被覆する絶縁層7を有する絶縁電線50と、基板28及び上記基板28上に間隔を空けて配置される複数の配線2を有するプリント配線板80と、上記基板28上に配置され、上記複数の導体24及び上記複数の配線2を電気的に接続する接続部70とを備える。接続体200においては、基板28における接続部70側の端面に、上段部よりも下段部が突出する段差が形成されており、基板28の段差における上段部の端面48と、絶縁層7における接続部70側の端面71の一部とが対向している。また、基板28の内層に第1グランド層45及び第2グランド層55が配線2と平行に設けられており、第2グランド層55が、基板28における下段部の端面58まで延在している。基板28の段差における上段部の端面71と、絶縁層7の接続部70側の端面71とが対向しており、第1グランド層45及び第2グランド層55が、基板28における下段部の端面58まで延在している。このように第1グランド層45及び第2グランド層55と複数の導体24の先端部領域とが間接に対向していることで、接続部70での伝送線路間のクロストークを低減することができる。なお、図7に示す他の実施形態においては、第1グランド層45及び第2グランド層55が基板28における下段部の端面58まで延在しているが、第1グランド層45及び第2グランド層55のいずれかが基板28における接続部70側の端面58まで延在していてもよい。また、図7に示す他の実施形態においても、導体の先端部領域と間接に対向しているグランド層の数が多いほど好ましい。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a connection body of another embodiment, and shows an example of another form in which the distance D that does not indirectly face any of the ground layers is 0 in the tip region of the conductor. As shown in FIG. 7 , the
当該接続体は、接続部を覆う樹脂層(UV硬化樹脂)を備えていてもよい。この場合、上記樹脂層の比誘電率は、基板の比誘電率よりも小さいことが好ましい。樹脂層の比誘電率が基板の比誘電率よりも小さいことで、接続部での伝送ロスを抑制することができる。例えば樹脂層の比誘電率は、2以上3以下が好ましく、この数値範囲内で樹脂層の比誘電率が基板の比誘電率よりも小さくなるように適宜設定され得る。このような樹脂層の材質としては、例えば紫外線(UV)硬化樹脂が挙げられる。UV硬化樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ビスマレイミド樹脂等が挙げられる。 The connecting body may include a resin layer (UV curable resin) covering the connecting portion. In this case, the dielectric constant of the resin layer is preferably lower than that of the substrate. Since the relative dielectric constant of the resin layer is smaller than the relative dielectric constant of the substrate, it is possible to suppress transmission loss at the connecting portion. For example, the relative dielectric constant of the resin layer is preferably 2 or more and 3 or less. Examples of materials for such a resin layer include ultraviolet (UV) curable resins. Examples of UV curable resins include acrylic resins and bismaleimide resins.
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to the following examples.
(実施例1)
上述した図3~図5に示す実施形態と同様の絶縁電線及びプリント配線板の接続体を実施例1の接続体として作製した。
(Example 1)
A connection body of an insulated wire and a printed wiring board similar to the embodiment shown in FIGS.
実施例1の接続体では、平均径0.048mmの7本の導体及び平均厚さ0.048mmの7本の配線が表面に形成され、接続部側の端面まで延在している第1グランド層及び第2グランド層を内層に備える基板を用いた。上記7本の導体及び7本の配線は、グランド線をG、信号線をSと表現すると、GSSGSSGと配置されるように設けた。第1グランド層の平均厚さは0.035mmであり、第2グランド層の平均厚さ0.018mmであった。また、配線及び第1グランド層間の平均厚さを0.15mmとし、第1グランド層及び第2グランド層間の平均厚さを0.20mmとした。 In the connection body of Example 1, seven conductors with an average diameter of 0.048 mm and seven wirings with an average thickness of 0.048 mm are formed on the surface, and the first ground extending to the end face on the connection part side. A substrate with an inner layer and a second ground layer was used. The seven conductors and the seven wirings were arranged so as to be arranged as GSSGSSG, where G is the ground line and S is the signal line. The average thickness of the first ground layer was 0.035 mm, and the average thickness of the second ground layer was 0.018 mm. The average thickness between the wiring and the first ground layer was 0.15 mm, and the average thickness between the first ground layer and the second ground layer was 0.20 mm.
絶縁電線として、断面形状が円形である平均径0.2mmの1本の導体を有し、導体の周面が絶縁層で被覆されたフレキシブルフラットケーブルを用いた。絶縁層の平均厚さを0.74mm、絶縁層の底面から導体までの平均厚さを0.27mmに設定した。また、絶縁層の上面及び下面に平均厚さ0.01mmのアルミニウム製のシールド層を設けた。そして、上記導体を上記配線にSn-Ag-Cu製の半田部によって圧着した。 As the insulated wire, a flexible flat cable having one conductor with a circular cross-sectional shape and an average diameter of 0.2 mm, in which the peripheral surface of the conductor was covered with an insulating layer, was used. The average thickness of the insulating layer was set to 0.74 mm, and the average thickness from the bottom surface of the insulating layer to the conductor was set to 0.27 mm. Further, an aluminum shield layer having an average thickness of 0.01 mm was provided on the upper and lower surfaces of the insulating layer. Then, the conductor was crimped to the wiring by a solder portion made of Sn--Ag--Cu.
図5に示すように、上記複数の導体24の先端部領域におけるグランド層のいずれとも間接に対向しない距離D1、すなわち、グランド層の先端部である基板18の接続部60側の端面38と、絶縁層7の接続部60側の端面71との距離を0.2mmに設定した。このようにして、実施例1の接続体を得た。
As shown in FIG. 5, the distance D1 not indirectly facing any ground layer in the tip region of the plurality of
(比較例1)
絶縁電線及び基板は実施例1と同じ部材を用いた。そして、従来技術として上記図2に示すような、基板8上に配置されたフレキシブルフラットケーブルの導体14が、熱バーを用いた半田接続により下方に傾斜した接続体を比較例1の接続体として作製した。
(Comparative example 1)
The same members as in Example 1 were used for the insulated wire and substrate. Then, as shown in FIG. 2 as a prior art, a connected body in which the
(比較例2)
上記複数の導体24の先端部領域において上記グランド層のいずれとも間接に対向しない距離D2、すなわち、図6に示すように、絶縁層7の接続部32側の端面71と、グランド層5の先端41及びグランド層15の先端42との距離D2を1.5mmに設定した以外は、実施例1と同様にして比較例2の接続体30を得た。上記接続体30においては、グランド層5の先端41及びグランド層15の先端42が、基板8の接続部32側の端面46まで延びていない。
(Comparative example 2)
The distance D2 that does not indirectly face any of the ground layers in the tip region of the plurality of
[評価]
(差動インピーダンス)
上記実施例1、比較例1及び比較例2の接続体に配線から導体へと電流を流し、時間に対する各部での差動インピーダンスの変化をシミュレーションした。結果を図8に示す。なお、図8において、70ps~130psの領域が、プリント配線板の配線と絶縁電線の導体との接続部の差動インピーダンスの変化を示す領域である。
[evaluation]
(differential impedance)
A current was passed from the wiring to the conductor in the connection bodies of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, and the change in differential impedance at each part with respect to time was simulated. The results are shown in FIG. In FIG. 8, the region from 70 ps to 130 ps is the region showing changes in the differential impedance at the connection between the wiring of the printed wiring board and the conductor of the insulated wire.
(近端クロストーク)
上記実施例1及び比較例1及び比較例2の接続体に0GHz~50GHzの電気信号をスイープさせて入力し、近端クロストークをシミュレーションした。結果を図9に示す。
(near-end crosstalk)
An electrical signal of 0 GHz to 50 GHz was swept and input to the connection bodies of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 to simulate near-end crosstalk. The results are shown in FIG.
図8に示すように、導体の先端部領域が直線状に配置され、導体及び基板間における絶縁層の厚さが一定である実施例1及び比較例2の接続体は、接続部での差動インピーダンスの変化が小さくなった。一方、基板に配置された導体が、下方に傾斜した接続体を備える比較例1はインピーダンス変化が非常に大きくなった。 As shown in FIG. 8, the connection bodies of Example 1 and Comparative Example 2, in which the tip regions of the conductors are arranged in a straight line and the thickness of the insulating layer between the conductor and the substrate is constant, have a difference in the connection portion. Changes in dynamic impedance became smaller. On the other hand, in Comparative Example 1, in which the conductors arranged on the substrate have downwardly slanted connectors, the impedance change was very large.
また、図9に示すように、複数の導体の先端部領域においてグランド層のいずれとも間接に対向しない距離D1が0.5mm以下である実施例1の接続体は、導体の先端部領域とグランド層とが対向しない距離D2が0.5mmを超える比較例2の接続体よりも、全ての周波数帯域で近端クロストークが低減されていた。この比較例2の結果から、差動インピーダンス変化が抑制されていても、導体の先端部領域とグランド層とが対向しない距離が大きくなると、近端クロストークが増加することがわかる。 In addition, as shown in FIG. 9, the connection body of Example 1, in which the distance D1 that does not indirectly face any of the ground layers in the tip regions of the plurality of conductors is 0.5 mm or less, has the tip regions of the conductors and the ground. Near-end crosstalk was reduced in all frequency bands as compared with the connection body of Comparative Example 2 in which the distance D2 at which the layers do not face each other exceeds 0.5 mm. From the results of Comparative Example 2, it can be seen that near-end crosstalk increases as the distance at which the leading end region of the conductor and the ground layer do not face each other increases, even if the change in differential impedance is suppressed.
以上の結果、当該接続体は、差動インピーダンスの低下及び伝送線路間のクロストークが抑制できることが示された。従って、当該接続体は、信号線、グランド線等の絶縁電線の接続に適用でき、絶縁電線及びプリント配線板の接続体等に好適に利用できる。 As a result, it was shown that the connection body can suppress a decrease in differential impedance and crosstalk between transmission lines. Therefore, the connector can be applied to the connection of insulated wires such as signal lines and ground wires, and can be suitably used as the connector of insulated wires and printed wiring boards.
1、9、80 プリント配線板
2 配線
4、14、24 導体
5、25、45 第1グランド層
6、16 フレキシブルフラットケーブル
7、17 絶縁層
8、18、28 基板
10、20、30、100、200 接続体
15、35、55 第2グランド層
38、46、48、58、71 基板の端面
41、42 グランド層の先端
50 絶縁電線
32、60、70 接続部
71 絶縁層の端部
D1、D2 導体の先端部領域とグランド層とが対向しない距離
1, 9, 80 printed
Claims (4)
互いに間隔を空けて配置される複数の導体、及び上記複数の導体の周面を上記周面ごとに又は一括して被覆する絶縁層を有する絶縁電線と、
基板及び上記基板上に間隔を空けて配置される複数の配線を有するプリント配線板と、
上記基板上に配置され、上記複数の導体及び上記複数の配線を電気的に接続する接続部と
を備え、
上記複数の導体が、これら複数の導体の延在方向の先端部領域で露出しており、
上記先端部領域が直線状に配置されるとともに、上記接続部において上記複数の配線に一対一対応関係で重ね合わされており、
上記基板の内層に1又は複数のグランド層が断面視で上記配線と平行に設けられており、
上記複数の導体の先端部領域において上記グランド層のいずれとも間接に対向しない距離Dが0.5mm以下である接続体。 A connector of an insulated wire and a printed wiring board,
an insulated wire having a plurality of conductors spaced apart from each other and an insulating layer covering the peripheral surfaces of the plurality of conductors for each peripheral surface or collectively;
a printed wiring board having a substrate and a plurality of wirings spaced apart on the substrate;
a connecting portion disposed on the substrate and electrically connecting the plurality of conductors and the plurality of wirings;
The plurality of conductors are exposed at tip regions in the extending direction of the plurality of conductors,
The tip region is arranged in a straight line and is superimposed on the plurality of wirings in a one-to-one correspondence at the connection part,
One or more ground layers are provided in an inner layer of the substrate parallel to the wiring in a cross-sectional view,
A connecting body, wherein a distance D that does not indirectly face any of the ground layers in tip regions of the plurality of conductors is 0.5 mm or less.
上記基板の上段部の上記接続部側の端面の少なくとも一部と、上記絶縁層の上記接続部側の端面の少なくとも一部とが対向しており、
上記基板の下段に1又は複数の上記グランド層が配置されており、上記基板の下段に配置されたグランド層うちの少なくとも1層が、上記複数の導体の先端部領域と間接に対向している請求項1に記載の接続体。
A step is formed on the end surface of the substrate on the connection portion side so that the lower step portion protrudes more than the upper step portion,
at least a portion of the end surface of the upper portion of the substrate on the connection portion side and at least a portion of the end surface of the insulating layer on the connection portion side face each other;
One or a plurality of ground layers are arranged on the lower stage of the substrate, and at least one layer among the ground layers arranged on the lower stage of the substrate indirectly faces tip end regions of the plurality of conductors. The connector according to claim 1.
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- 2022-02-24 JP JP2022027222A patent/JP2023123253A/en active Pending
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