JP2527396B2 - 回路基板取り付け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、能動電子回路を相互接
続及び分離する回路基板取り付け装置、特に、オシロス
コープの様な電子測定システムで入力信号の調節に使用
する広帯域、高インピーダンスの減衰器回路板を取り付
けて高い信号忠実性が得られる回路基板取り付け装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】減衰器は、１：１（１×）、１０：１
（１０×）、及び１００：１（１００×）の切替可能な
信号減衰比を与えながら、入力信号の装荷（ローディン
グ）を最小にするために、高入力インピーダンスが要求
される。この様な減衰器の電気的特性は、ＤＣから１Ｇ
Ｈｚの帯域及び５００ピーク・ボルトまでの電圧を有す
る入力信号が供給されるときに、安定且つ正確である必
要がある。減衰器は、電圧電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が
小さく、入力信号が減衰器を通過するとき、入力信号に
アベレーションを殆ど与えないことが必要とされる。更
に、不要な外部信号を減衰器回路内に結合しないよう
に、装置全体が十分に遮蔽されている必要がある。

【０００３】マーフィー他による米国特許第４４９５４
５８号（日本出願、特願昭５８−４４９５４５８）に
は、上述の条件を満たす減衰器が開示されている。図４
は、マーフィー他による減衰器と同様の従来の減衰器回
路を示す。減衰器は、リレー１４、１６、１８及び２０
により直列に接続された除算回路１０及び１２を含む。
必要であれば、終端リレー２６は、５０Ωの終端抵抗２
８を入力端子に接続する。バッファ増幅器３０は、入力
信号のローディングを最小にするために必要な高入力イ
ンピーダンスを与え、測定回路を駆動するために必要な
低出力インピーダンスを有する。図４には、更に、入力
端子２２を囲む一連のプローブ符号化接点が示されてい
る。この様な接点は、減衰比の様な測定プローブの特定
の特性を検出するために使用され、能動電子回路を有す
るプローブに電力及びオフセット電圧信号を供給する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図４に示す様な減衰器
の製造は、コストが高く、通常、部分組立体上に取り付
ける多数の小型部品を必要とするので、多数の相互接続
及び留め具に長時間の組立作業を必要とする。また、除
算器段の組立後に校正が必要であり、この校正は、除算
器段間の電気的相互作用の影響を受け易い。オシロスコ
ープは、通常は、４個の減衰器を必要するので、１個ず
つ減衰器を製造する減衰器組立は、特に、オシロスコー
プでの使用に適さない。

【０００５】ウー他による米国特許出願第０７／５６０
９１４号（特願平３−２０７２６９号）は、リレー及び
能動回路の組み合わせにより切替えられる複数の並列電
圧除算器路を有する減衰器を開示している。ウー他の減
衰器の構成は、使用するリレーが少数且つ安価であり、
全体の回路経路が短いために、従来の減衰器に比較して
ＶＳＷＲ及びアベレーションが少ない。また、並列路構
成により、校正の間の除算器間の電気的相互作用は除去
される。しかし、減衰器の組立、相互接続及び遮蔽は、
アプリケーションでアドレスされない。

【０００６】英国特許第ＧＢ２１５５２５１Ａ号は、集
積回路及びサブストレート間の相互接続、リボン・ケー
ブル及び回路板間の相互接続、及び他の一般的相互接続
のために導電性エラストマを使用することを開示してい
る。導電性エラストマの有用な性質は、エラストマが材
質内を横方向ではなく、材質を直線的に通る複数の微小
な導体を含むことである。従来、減衰器内に大地帰還用
に導電性エラストマを使用したことが知られているオシ
ロスコープはある。しかし、この減衰器は、１個ずつ組
立られ、高価なリレーを必要とするカスケード経路構成
を必要とする。

【０００７】したがって、本発明の目的は、低い製造コ
ストで高性能減衰器を構成できる回路基板取り付け装置
の提供にある。

【０００８】本発明の他の目的は、簡単に、速く、繰り
返し可能な工程で複数の減衰器を組み立てることができ
る回路基板取り付け装置の提供にある。

【０００９】本発明の他の目的は、程度の高い繰り返し
性及び正確性で減衰器を組み立てることができる回路基
板取り付け装置の提供にある。

【００１０】本発明の他の目的は、減衰器の組立てのた
めの電気的相互接続部品の数を最少にした回路基板取り
付け装置の提供にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、アル
ミナ基板上に製造された表面実装デバイス及び圧膜ハイ
ブリッド回路技術による並列路減衰器回路構成を使用し
ている。電圧除算器路の長さを短くすることにより、電
話切替システムに使用する型の安価なリレーを使用でき
る一方、ＶＳＷＲ及びアベレーション・レベルを低くす
ることができる。分離相互接続回路板は、減衰器回路に
対して電力、制御信号を与え、接地面遮蔽及びプローブ
符号化相互接続を可能にする。ハイブリッド基板上の複
数の電圧除算器は、減衰器を完成するために組み立てる
前に、所定の電気特性を得るためにレーザ・トリミング
される。減衰器回路基板は、匡体内に形成した導電性空
洞内で、空洞の頂部近傍に位置する凹部に載せられる。

【００１２】減衰器回路基板及び相互接続板間で圧縮さ
れた導電性エラストマは、相互接続回路板を減衰器回路
板に電気接続する。導電性エラストマは、更に、匡体及
び相互接続回路板の接地面間で導電遮蔽を形成するの
で、外的影響を受け易い信号路及び減衰回路を囲むこと
ができる。各々が匡体の個々の空洞内にある複数の減衰
器回路は、単一の相互接続回路板及び導電性エラストマ
を共用するので、簡単で低コストの減衰器を得ることが
できる。

【００１３】したがって、本発明の回路基板取り付け装
置は、一方の面に能動回路及び他方の面の信号接点を有
する複数の第１回路基板と、導電性表面を有し、上縁部
に複数の第１回路基板の一方の面が内部に向けて夫々配
置される空洞を有する匡体と、一方の面に信号接点及び
接地導体を有する第２回路基板と、第２回路基板の一方
の面及び複数の第１回路基板の他方の面間に配置されて
第１及び第２回路基板の信号接点を接続すると共に、第
２回路基板の接地導体及び匡体の導電性表面を接続し、
第１回路基板の能動回路を取り囲む開口を有する導電性
エラストマと、第２回路基板を上記第１回路基板に押圧
する留め具とを具えることを特徴とする。

【００１４】

【実施例】図２は、本発明による減衰器のブロック図を
示す。本発明の好適な複数構成のの減衰器３８の種々の
機械的組立体の相互関係は、本発明の全体の電気動作の
説明により理解が容易になるであろう。

【００１５】匡体４２内に収容された入力コネクタ４０
に供給される入力信号は、導線４３を介して、アイレッ
ト穴（端部を折曲げた金属円筒管を取り付けた基板の
穴）４６で減衰器基板４４に接続される。好適にはアル
マット社のＴＮ２Ｅ−１２Ｖ−Ｈ１１１型である結合リ
レー４８は、入力信号路用にＡＣ又はＤＣ結合のいずれ
かを選択する。好適にはアルマット社のＤＳ１Ｅ−Ｍ−
ＤＣ１２Ｖ−Ｈ１６６型である終端リレー５０は、５０
Ωの終端抵抗器５１を信号路に選択的に接続する。減衰
器基板４４は、除算器リレー５８、６０及び６２を夫々
介して入力信号路に結合される１×電圧除算器５２、１
０×電圧除算器５４及び１００×電圧除算器５６を有す
る。電圧除算器５２、５４及び５６の各々は、当業者に
は周知の様に、抵抗器及びコンデンサで形成された受動
回路網である。

【００１６】電圧除算器５２、５４及び５６は、減衰器
基板４４の上に表面実装されたスイッチ／バッファ集積
回路７０の一部として組み込まれたＦＥＴスイッチ増幅
器６４、６６及び６８に夫々接続される。ＦＥＴスイッ
チ増幅器６４、６６及び６８の出力信号は、夫々スイッ
チ駆動回路７２、７４及び７６を介してバッファ増幅器
７８に選択的に供給される。電圧除算器５２、５４及び
５６は、減衰器３８を最後に組み立てる前に、仕様精度
を満足するために、レーザ・トリミングされる。

【００１７】匡体４２に取り付けられた平板状相互接続
基板８０は、複数の接点を備えたコネクタ８２を有す
る。相互接続基板８０は、減衰器４４上のリレー及びス
イッチを制御するために使用するデータを記憶するため
の減衰器データ・シフトレジスタ１００を含む。通常の
一連の方法を使用して、外部データをシフト・レジスタ
内又は外に伝送することにより、コネクタ８２に結合さ
れたリボン・ケーブル内に必要な信号接点の数を減少で
きる。

【００１８】一連の電気信号路１０１は、減衰器基板４
４及び相互接続基板８０間で圧縮される導電性エラスト
マ材料１０２により形成される。導電性エラストマ１０
２は、相互接続基板８０及びプローブ符号化弾性回路９
８間の一連の接続路１０３も形成する。導電性エラスト
マ１０２の圧縮力は、匡体４２に対して減衰器基板をし
っかりと押し当て、匡体４２の接地面１０４及び減衰器
基板４４の接地面１０６間の電気的接続を行う。導電性
エラストマ１０２は、減衰器基板４４及び匡体４２に部
分的に重なり、匡体接地面１０４、減衰器接地面１０６
及び相互接続板接地面１０８間で、一連の導電遮蔽路１
１０を形成する。複数の導電遮蔽路１１０は減衰器基板
４４の周縁部を囲んで、電気信号路１０１及び減衰器基
板４４上の回路を取り囲む静電遮蔽を形成する。

【００１９】図１は、複数構成の減衰器３８を含む複数
の部分組立体の機械的相互関係を示す分解斜視図であ
る。好適にはアルミニウム・ダイカストである匡体４２
は、４個で１組の隣接する空洞１２０を有し、各空洞１
２０は、１組の側面壁１２２、床部１２４及び窪んだ前
面壁１２６を有する。各空洞１２０は、減衰器基板４４
を載せる深さ約１ｍｍの凹部を設けた上縁部１２７を有
する。主要な部品は空洞１２０の床部に面するようにし
て、電気的能動回路を減衰器基板の両方の主面に搭載す
ることができる。好適な実施例では、減衰器基板４４の
２つの主面間の接続は、従来の鍍金スルーホールで行
う。減衰器基板４４の厚さは、上縁部１２７の凹部１２
８の深さに近いことが望ましい。

【００２０】各空洞１２０の窪んだ前面壁１２６にはド
リルで穴を開けられ、且つねじが切られて穴１３０が形
成される。穴１３０は、１対の平行な平坦部１３２を含
むねじ部を有するＢＮＣ型入力コネクタを受け入れる。
各コネクタ４０のねじ部は、各窪んだ前面壁１２６の凹
部が形成する空間に収容され、その平坦部１３２の一方
は、凹部の頂部と同じ高さになる。これにより、コネク
タ４０が空洞１２０内の高い位置に配置され、コネクタ
４０及び減衰器基板４４が近接する。

【００２１】好適には、各コネクタ４０のねじ山は、Ｔ
ＲＡ−ＢＯＮＤ ＢＡ−２１１４スレッド・コンパウン
ドにより被覆され、穴１３０内にいっぱいにねじ込ま
れ、各コネクタ４０の平坦部が各空洞１２０の上縁部１
２７と平行に配列されるまで戻される。４個のコネクタ
４０の全ては、冶具（図示せず）により配置され、各々
が各コネクタ４０の平坦部１３２の一方に当接する固定
ねじ１３４により固定される。冶具が除去され、スレッ
ド・コンパウンドが施されることにより、匡体４２に対
して入力コネクタ４０がしっかしりと、締め付けられ、
位置決めされる。

【００２２】導線４３の相互接続は、導線４３をコネク
タ４０に半田付けすることにより行われる。導線４３
は、アイレット穴４６を介して導かれ、一方、減衰器基
板４４は、匡体４２の上縁部１２７の凹部１２８に配置
される。導線４３及びアイレット穴４６は、半田付けさ
れる。

【００２３】プローブ符号化弾性回路板９８は、２個の
コネクタ専用の片面プローブ符号化回路板９８を有す
る。プローブ符号化弾性回路板９８は、１対の隣接する
入力コネクタ４０上に配置され、回路板９８の回路を設
けた側が匡体４２の反対側に向くようにして、匡体４２
と面接触する。プローブ符号化弾性回路板９８は、匡体
接地面１０４と面接触するように曲げられた接触片１３
６を有し、接触片１３６の接点側は、匡体接地面１０４
と反対側に向く。第２のプローブ符号化弾性回路板９８
は、１対の隣接する入力コネクタ４０上に同様に配置さ
れる。匡体４２及び弾性回路板９８を面接触させること
で、接触片１３６から不要な電気信号を除去するために
有効な電気容量を形成する。

【００２４】匡体４２は、導電エラストマ材料１０２が
周囲に配置された、高さ約２ｍｍの１組のスペーサ１３
８を含む。導電性エラストマ材料１０２は、厚さが２.
４ｍｍ〜２.８ｍｍであり、幅が約６.５ｍｍに切断され
て、上縁部１２７の凹部に隣接する領域で、匡体４２及
び減衰器基板４４を覆う。導電性エラストマ材料１０２
は、プローブ符号化弾性接触片１３６を覆うが、空洞１
２０の反対側に向いた減衰器基板４４の主面の大部分と
接触しない。

【００２５】相互接続基板８０は、１０個の取り付けキ
ャップねじ１４０によりスペーサ１３８に取り付けられ
る。相互接続基板８０は、Ｇ−１０銅被覆ファイバ・グ
ラス材料から従来の方法に従い製造される厚さ３.２ｍ
ｍの両面回路板である。導電性エラストマ材料１０２
は、留め具であるキャップねじ１４０を締め付けること
により、厚さ約２.０ｍｍに圧縮される。確実に信頼性
のある電気接続を行うために、導電性エラストマ材料１
０２と電気的に接触する相互接続板上の点は、好適に
は、当業者には周知の処理に従い、選択な金鍍金及び熱
気により平坦にされる。実際上は、導電性エラストマ材
料１０２は、１回の組立工程で２００個を超える電気接
続を行う。

【００２６】本発明の要求を満たす導電性エラストマ材
料１０２としては、２つの種類がある。好適である一方
の材料は、シンチ（Ｃｉｎｃｈ）社により製造され、商
品名「ＣＩＮ−−ＡＰＳＥ」で販売されている。この材
料は、特定の形状に切断され、金鍍金された長さ２.８
ｍｍンタングステン線材の束が所定の接続点に充填され
ている。線材の束は、圧縮可能であり、小さな「研磨パ
ッド」に似ている。ＣＩＮ−−ＡＰＳＥ材料の欠点は、
大きさに限界があり、図３に示す様な４個の減衰器基板
組立体を相互接続するためには、２個の同一のものを必
要とする。

【００２７】使用可能な他方の導電性エラストマ１０２
は、チョメリクス（Ｃｈｏｍｅｒｉｃｓ）社により製造
され、商品名「ポラシート（Ｐｏｌａｓｈｅｅｔ）」で
販売されている。ポラシートは、「線材マット」を形成
するように無数の導電性線材が充填されたシリコン・ゴ
ム材料である。最高の結果を得るには、厚さ２.４ｍｍ
の原材料は、線材マットの平面で露出された線材の端部
の導電性を改善するために金鍍金される。鋼性ルール打
抜き型を使用して、線材マットを所定の形状に切断す
る。マットの切断端部のはみ出た線材は、不要な接続を
防止するために除去する必要がある。上述の材料と同等
の材料であれば、代用できることは明かである。

【００２８】図３は、匡体４２、減衰器基板４４、スペ
ーサ１３８、相互接続板８０及び導電性エラストマ材料
１０２の位置関係を示す。この図は、導電性エラストマ
材料１０２内に形成された通常の電気信号路１０１及び
通常の導電性遮蔽路１１０の深さ方向の様子を示すため
に、部分的に切除されている。導電性遮蔽路１１０は、
匡体接地面１０４及び相互接続基板接地面１０８間に形
成され、空洞１２０と共に減衰器基板４４を取り囲む静
電遮蔽を形成する。電気信号路１０１は、減衰器信号接
点１５０及び相互接続基板接点１５２を相互接続する。
両方の接点は、従来のスルーホール鍍金手段により対向
する主面を接続している。

【００２９】図３に示す位置関係は、極めて安定してお
り、正確に設定できる。減衰器基板４４のライン幅は、
相互接続板接地面１０８から正確に離間され、ＶＳＷＲ
が極めて低い一定のインピーダンス伝送ラインとして設
計できる。本発明の種々の構造間の寄生リアクタンス
は、十分に安定し、予想可能であるので、本発明の回路
取り付け装置に従って組み立てた減衰器は、組立後に校
正が必要ない。本発明は、従来の減衰器に比べて、低い
製造コストでオシロスコープの減衰器に要求される性能
を十分に満足することができる。

【００３０】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明の主旨を逸脱することなく種々の変更が
可能である。例えば、オシロスコープの分野以外での回
路の製造及び組立にも適用可能である。

【００３１】

【発明の効果】導電性エラストマは、相互接続回路基板
及び減衰器回路基板を電気接続し、匡体及び相互接続回
路板の接地面間を接続して、外的影響を受け易い信号路
及び減衰回路の周囲に導電遮蔽を形成することができ
る。各々が匡体の個々の空洞内にある複数の減衰器回路
は、単一の相互接続回路板及び導電性エラストマを共用
するので、簡単で低コストの減衰器を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回路基板取り付け装置を示す分解斜視
図。

【図２】減衰器を含む回路板を本発明に従い取り付けた
場合の回路構成図。

【図３】本発明の回路基板取り付け装置の一部を詳細に
示す斜視図。

【図４】従来の減衰器を示す回路図

【符号の説明】

４４ 第１回路基板 ８０ 第２回路基板 １０２ 導電性エラストマ １２０ 空洞 １４０ 留め具

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の面に能動回路及び他方の面の信号
   接点を有する複数の第１回路基板と、 導電性表面を有し、上縁部に上記複数の第１回路基板の
   上記一方の面が内部に向けて夫々配置される空洞を有す
   る匡体と、 一方の面に信号接点及び接地導体を有する第２回路基板
   と、 該第２回路基板の上記一方の面及び上記複数の第１回路
   基板の上記他方の面間に配置されて上記第１及び第２回
   路基板の信号接点を接続すると共に、上記第２回路基板
   の上記接地導体及び上記匡体の上記導電性表面を接続
   し、該第１回路基板の上記能動回路を取り囲む開口を有
   する導電性エラストマと、 上記第２回路基板を上記第１回路基板に押圧する留め具
   とを具えることを特徴とする回路基板取り付け装置。