JP3761501B2 - 同軸コネクタ及びそれが実装されるグランドパッド - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同軸コネクタ及びそれが実装されるグランドパッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では携帯電話やノート型のパーソナルコンピュータ等の電子機器はますます小型化が進み、極めて高密度に実装されるようになってきている。例えば、図１４（ａ）、（ｂ）に示した従来の表面実装型（Surface Mounting Technology：略称「ＳＭＴ」）の同軸コネクタ１００は、雌型の同軸コネクタであり、嵌合する図示しない相手側の雄型コネクタのコンタクトと接触して電気的に接続されるコンタクト１０３と、コンタクト１０３を保持する絶縁体１０７と、さらに絶縁体１０７を収容する金属製のシェル１０１とを備えて構成されている。シェル１０１は、相手側の雄型コネクタと嵌合する略円筒状に形成された嵌合部１０１ａを有し、その嵌合部１０１ａのほぼ中心位置にコンタクト１０３が配置されている。コンタクト１０３は先端が略Ｕ字状に二股に分かれて形成された接触片１０３ａ、１０３ａが立設するようにして形成されている。そして、接触片１０３ａ、１０３ａの下部側中央を横断するようにして端子片１０５が伸びるように形成され、この端子片１０５の一方側端部は電気信号が流れる信号端子１０５ａとなっている。信号端子１０５ａは、図１４（ｃ）に示すように、配設すべき基板上に設けられた導電性のパッド１３５と接続される。また、端子片１０５の信号端子１０５ａ側とは反対側の端子圧入部１０６は絶縁体１０７の底部に穿設された取付部１０９に挿入されてコンタクト１０３が絶縁体１０７に固定されるようになっている。そして、シェル１０１の左右には基板上のグランドパッド１３０、１３０と接続されてアースされる一対の接地端子１１０、１１０が設けられている。
【０００３】
上述した、従来の表面実装型の同軸コネクタ１００にあっては、基板上のグランドパッド１３０、１３０と接続される接地端子１１０、１１０が左右に各１ヶ所（合計２ヶ所）しか設けられておらず、高周波に対するグランド性能が乏しいという問題があったこと、また、コンタクト１０３の端子片１０５は、フラックスや半田の上昇防止、接着部分へのフィレットの形成、およびバネ性付与を考慮して隙間１２０を有して形成されていることから相手側の雄型コネクタを嵌合する際にその嵌合動作に伴ってコンタクト１０３の底部の端子片１０５が下側（図の矢印方向）へ動く可能性があり、それによってコンタクト１０３自身が変形するのみならず信号端子１０５ａがパッド１３５から分離したり、あるいはパッド１３５が基板から剥離するおそれがあったこと、また、端子圧入部１０６の突出長さが長くなると電気伝送特性が劣化すること、さらに、コネクタ同士が嵌合した状態で基板が引っ張られたり何かがぶつかったりする等して力が加わり同軸コネクタ１００に負荷がかかるとその負荷が直接信号端子１０５ａに加わって信号端子１０５ａがパッド１３５から分離したり又はパッド１３５が基板から剥離する問題があったことから、本願出願人は先にそれらの問題点を解決した同軸コネクタを提供すべく特許出願を行なった（特願２００２−９５９８５）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記特願２００２−９５９８５においては、基板上に配設されたグランドパッドに接地される接地端子をシェルの中心部を中心とする円に沿って又はその近傍に少なくとも３つ以上配置することとしてグランド性能の強化を図ることとしたが、接地端子の角部が鋭角若しくは直角のように角張ったエッジ状になっていると同軸コネクタに負荷がかかった場合にそのエッジ状の角部がグランドパッドから剥離しやすくなり、そこを基点として接地端子とグランドパッドとの剥離が起こりやすくなるという問題がある。
また、接地端子をシェルから張り出した形で設けず、シェルの底端部のほぼ全周を接地端子とし、この接地端子を基板に配設されたグランドパッドに接合することにより基板上に実装することとしてグランド性能の強化を図ることとしたが、この場合、シェルの底部の全周にわたってハンダ付けを行なうために、ハンダの表面張力によって同軸コネクタ自身が浮き上がり基板上に実装する際の妨げになる場合があるという問題がある。
【０００５】
また、電気伝送特性の向上を図るために端子圧入部を略垂直に僅かの高さを有して折り曲げることにより従来よりも端子圧入部を短くして絶縁体の内側面側近傍に位置させ、これにより従来の同軸コネクタよりもスタブを小さくすることとしたが、僅かの高さであっても端子圧入部が折り曲げられて形成されていることから高周波における伝送特性の劣化はゼロではなく、さらなる向上を図る必要もある。
また、端子片と基板との間にＳＭＴバックフィレット用の隙間を形成させるため端子片はわずかに折り曲げられて形成されているが、折り曲げられた分だけ端子片が長くなり、すなわち、電気長が長くなると共に、同軸コネクタ自身の高さもその分だけ高くなる。部品実装高さを低く押さえることは現在における更なる小型化の要求に応えるためには極めて重要なポイントである。また、信号端子をシェルの外周部よりも外側に位置させることも端子片が長くなることにつながり、従って、電気長が長くなるという問題がある。
【０００６】
また、表面実装型の同軸コネクタが実装される基板上に配設された従来のグランドパッドは、図１４（ｃ）に示すように、左右２ヶ所以上に分離して設けられていたため接続状況によってはグランドが不安定になるという問題があった。さらに、従来のグランドパッドは２ヶ所以上に分離して配設されていることからグランドパッドの底面積が小さくなると共に、角部が角張ったエッジ状になっていたのでその部分を基点にして基板から剥離しやすくなるという問題があった。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、高周波に対するグランド性能の更なる強化を図ると共に、接地端子とグランドパッドとの剥離強度を強化した同軸コネクタを提供することを目的とする。
また、本発明は、ハンダの表面張力によって同軸コネクタ自身が浮き上がることなく基板上に確実に実装することが可能な同軸コネクタを提供することを目的とする。
さらに、高周波における伝送特性のさらなる向上を図った同軸コネクタを提供することを目的とする。
また、従来の同軸コネクタよりも実装高さを低く押さえた同軸コネクタを提供することを目的とする。
また、本発明は、グランド電位の安定化とグランドパットと基板との剥離強度を強化した同軸コネクタが実装されるグランドパッドを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１に記載の本発明は、その一端に形成された信号端子が基板に設けられた導電部であるパッドと接続されると共に、相手側コネクタのコンタクトと接触して電気的に接続されるコンタクトと、コンタクトを保持する絶縁体と、そして、絶縁体を収容すると共に、接地端子を有する金属製のシェルとを備えて構成される同軸コネクタにおいて、基板に配設されたグランドパッドに接地される接地端子が外側に張り出すようにしてシェルにその中心部を中心とする円に沿って又はその近傍に少なくとも３つ以上配設されていると共に、信号端子は接地端子の先端部同士を結ぶ線の内側に位置するように配置され、さらに、接地端子の角部は鈍角状に面取りされ又はアール形状とされていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る同軸コネクタについて図面を参照しつつ詳細に説明する。ここで、図１は本発明に係る同軸コネクタの一実施形態の平面図、図２は図１における矢印Ａ方向から見た側面図、図３はその底面図である。また、図４は図１に示す同軸コネクタのＢ−Ｂ断面図、図５は相手方のコネクタと嵌合した状態の側面断面図である。
【００１６】
図示された同軸コネクタ１は、表面実装型、すなわち、ＳＭＴ型の雌型同軸コネクタであり、図５に示すように、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）基板３の表面に実装されている。基板３は硬性の基板であるＰＣＢ（Printed Circuit Board）であるか柔軟性を備えた上記ＦＰＣであるかを問わずいずれも採用可能である。また、図示された嵌合する相手側の雄型コネクタ５０はＰＣＢ５上に実装されているが、もちろんＦＰＣであってもよい。同軸コネクタ１は、相手側の雄型コネクタ５０のコンタクト５３と接触して電気的に接続するコンタクト１３と、コンタクト１３を保持する合成樹脂製の絶縁体１７と、さらに絶縁体１７を収容する金属製のシェル１１とを備えて構成されている。シェル１１は、相手側の雄型コネクタ５０と嵌合する略円筒状に形成された嵌合部１１ａを有し、その嵌合部１１ａのほぼ中心位置に略Ｕ字状に先端が二股に分かれて形成されたコンタクト１３が立設されている。
【００１７】
コンタクト１３は、相手側の雄型コネクタ５０のコンタクト５３と接触して電気的に接続される略Ｕ字状に先端が二股に分かれて形成された接触片１３ａ、１３ａと、その一端に導電性を備えたパッドと接続される信号端子１５ａを有する端子片１５が接触片１３ａ、１３ａの下部側中央を横断するように伸びている。すなわち、端子片１５の一方側の端部は電気信号が流れる信号端子１５ａとなっており、シェル１１の外側に突出するようにして位置している。そして、この信号端子１５ａは、導電部である基板３上のパッド３５（図１３参照）と電気的に接続される。
一方、端子片１５の信号端子１５ａとは反対側の端部は、絶縁体１７に形成された取付部１７ａに圧入される端子圧入部１５ｂとされ、この端子圧入部１５ｂは絶縁体１７の内壁面に対して略垂直に圧入可能に、すなわち、信号端子１５ａと略水平な方向に突出して形成され、端子片１５の底面は基板３上に密着して取り付けることができるように平面状とされている。そして、端子圧入部１５ｂは、例えば図１１に示すように、上面側がテーパー状に形成され、これを後述する絶縁体１７の取付部１７ａに圧入することによりコンタクト１３が絶縁体に収容保持されるようになっている。このように、本実施形態における端子片１５は、従来の端子片１０５のように隙間１２０を形成するための僅かの折り曲げが形成されていない分だけ端子片１５が短くなるので電気長が短くなり、従って、電気伝送特性の向上が図られると共に、部品実装高さを低く押さえることができる。これによりさらなる小型化の要求に応えることが可能となる。
尚、端子片１５が、従来のように、基板３と端子片１５の底面との間に隙間（従来の同軸コネクタ１００における隙間１２０に相当）を形成する僅かの折り曲げを備えていたとしても絶縁体１７の取付部１７ａに圧入される端子圧入部１５ｂが略垂直に圧入可能とされていることから直角に折り曲げられていない分だけスタブが小さくなり、その分だけ電気伝送特性の向上を図ることが可能となる。
【００１８】
絶縁体１７は、合成樹脂により形成され、その略中央部にコンタクト１３が保持された状態でシェル１１に収納される。絶縁体１７の底部側の内壁には、端子圧入部１５ｂが圧入される取付部１７ａが形成されている。取付部１７ａは、開口部側が狭く、奥側が広く形成されているので、コンタクト１３の端子圧入部１５ｂが取付部１７ａに圧入されると端子圧入部１５ｂはしっかりと固定されるので相手側の雄型コネクタ５０と嵌合する際においてもコンタクト１３が左右方向にずれることが防止される。また、絶縁体１７の底面には基板上３に設けられた図示しない位置決め孔に挿入することにより位置決めが行なわれる位置決め突起１７ｂが設けられている。尚、本実施形態においては位置決め突起１７ｂは２箇所に設けられているがこれに限定されるものではない。
【００１９】
シェル１１は、略円筒状に形成された嵌合部１１ａの下部側が絶縁体１７と当接するようにして絶縁体１７を収容している。これにより相手側の雄型コネクタ５０が嵌合される際に、その嵌合動作に伴って当該嵌合部１１ａに負荷がかかっても嵌合部１１ａは絶縁体１７に支持されているのでシェル１１が歪むことが防止される。また、嵌合部１１ａが絶縁体１７に当接して支持されることから嵌合部１１ａ及び絶縁体１７に両者の位置決め機構を設けることもできる。
【００２０】
シェル１１の左右には基板３上のグランドパッド３０と接続されてアースされる第一の接地端子２０と第二の接地端子２１が設けられている。第一の接地端子２０はシェル１１の対向する位置にそれぞれ設けられ、円筒状のシェル１１に下端部から突出して基板３上のグランドパット３０と接触しつつその先端が上方向を向くようにして折り曲げられて形成されている。この第一の接地端子２０はグランドパット３０と接触する箇所でアースされるようになっている。そして、第一の接地端子２０の上面は、嵌合状態にある相手側の雄型コネクタ５０から図示しない治具を用いて抜去する際に前記治具からの力を加える押圧部が掛止される掛止部２０ａとされている。
【００２１】
シェル１１には、さらに、第二の接地端子２１がシェル１１の中心部を中心とする円に沿って設けられている。本実施形態における第二の接地端子２１は、約９０°ごとにシェル１１の直径方向の外側に突き出すようして４つ配置されると共に、信号端子１５ａ側とは反対側にもシェル１１の接線方向に沿って幅広に形成されており、合計５つの第二の接地端子２１が配置されている。配置すべき第二の接地端子２１の数は特に限定されるものではないが、第一の接地端子２０が２ヶ所に設けられていることから第二の接地端子２１は少なくとも１ヶ所以上、出来れば３〜５ヶ所程度設けることが好ましい。もちろん第二の接地端子２１はそれ以上設けてもよく、要するに、なるべく広い面積をもってグランドパッド３０に接着するように構成する。
【００２２】
第二の接地端子２１の先端側は、信号端子１５ａよりも外側に張り出して位置するように形成されている。すなわち、信号端子１５ａは、図１に示す第二の接地端子２１の先端角部同士を結んだ破線の内側に位置するように形成されている。これにより、同軸コネクタ１と相手側の雄型コネクタ５０同士が嵌合した状態において基板３が引っ張られたり何かがぶつかったりする等して同軸コネクタ１に力が加わっても、その負荷は第二の接地端子２１に加わるため直接信号端子１５ａに加わることが防止される。従って、信号端子１５ａがパッド３５から分離したり又はパッド３５が基板から剥離することが防止される。
【００２３】
グランドパッド３０と接続される第二の接地端子２１はなるべく広い面積をもって形成することが好ましいが、その角部２１ａは角張ったエッジ状ではなくアール形状とされる。このように、第二の接地端子２１の角部２１ａをアール形状とすることにより角部２１ａがグランドパッド３０から剥離しにくくなり、その結果そこを基点とした第二の接地端子２１とグランドパッド３０との剥離が効果的に防止される。また、角部２１ａは、アール形状でなくとも鈍角状に面取りされた形状であってもよい。かかる形状を備えることにより角部２１ａは、アール形状の場合と同様に、グランドパッド３０から剥離しにくくなり、その結果そこを基点とした第二の接地端子２１とグランドパッド３０との剥離が効果的に防止される。尚、図１及び図３においては図が煩雑となるため一部の第二の接地端子２１についてのみ符号２１ａを付したが他の第二の接地端子２１もこれと同様である。このように第一及び第二の接地端子２０、２１はシェル１１に対してほぼ均等な距離を保持して基板３上に実装されるので、同軸コネクタ１に加わる負荷が特定の第一又は第二の接地端子２０、２１に局在することなく安定した実装が可能となる。尚、第二の接地端子２１はシェル１１の中心部を中心とする円に沿って設けなくともその近傍に配置されていてもよい。
【００２４】
同軸コネクタ１が実装される基板３上のグランドパッド３０は、図１２及び図１３に示すように略ロの字形状又は略コの字形状を備え、基板３上になるべく広い面積で配設されるようになっている。これにより左右２ヶ所以上に分離して設けられていた従来のグランドパッド１３０と比較してより広い面積で配設することが可能となる。また、グランドパッド３０は可能な限り大きく、そして、同心円に近い形状とすることが好ましい。また、グランドパッド３０の角部のうち少なくとも外周に位置する角部３０ａはアール形状とされ、角部３０ａが基板３から剥離するのを抑制している。これにより、角部３０ａを基点としたグランドパッド３０の基板３からの剥離が効果的に防止される。また、グランドパッド３０の角部３０ａは、アール形状でなくとも鈍角状に面取りされた形状であってもよい。かかる形状を備えることにより角部３０ａは、アール形状の場合と同様に、基板３から剥離しにくくなり、その結果そこを基点としたグランドパッド３０の基板３からの剥離が効果的に防止される。一方、信号端子１５ａは、導電性のパッド３５に取着されて電気的に接続されるようになっている。尚、図１３においては、導電性のパッド３５の角部もアール形状とされている。
【００２５】
次に、図６〜図８は本発明に係る同軸コネクタの第二の実施形態を示し、図６はその平面図、図７はその側面図、図８はその底面図である。
図示された同軸コネクタ１は、上述の同軸コネクタ１と同様、表面実装型（ＳＭＴ型）の雌型同軸コネクタであり、基板３の表面に実装される。同軸コネクタ１は、コンタクト１３と、コンタクト１３を保持する合成樹脂製の絶縁体１７と、さらに絶縁体１７を収容する金属製のシェル１１とを備えて構成されている。コンタクト１３及び絶縁体１７については上述した同軸コネクタ１とほぼ同様の構成を備えており、その部分の説明は省略する。
【００２６】
本実施形態におけるシェル１１の底面全周が基板３上のグランドパッド３０と接続されてアースされる接地端子２２とされており、シェル１１の底端部に所定の間隔で切欠部１２が連設されている。切欠部１２の高さは、塗布するハンダの塗布厚とほぼ同じ高さに形成され、これによりハンダの表面張力による浮きが低減され、実装時の作業性が向上する。
【００２７】
次に、図９に示すのは、本発明に係る同軸コネクタの第三の実施形態における断面図である。
図示された同軸コネクタ１は、上述の同軸コネクタ１と同様、表面実装型（ＳＭＴ型）の雌型同軸コネクタであり、基板３の表面に実装される。この同軸コネクタ１は、コンタクト１３と、コンタクト１３を保持する合成樹脂製の絶縁体１７と、さらに絶縁体１７を収容すると共に、第一の接地端子２０、２０と第二の接地端子２１が設けられた金属製のシェル１１とを備えて構成されている。シェル１１及び絶縁体１７については上述した同軸コネクタ１とほぼ同様の構成を備えており、その部分の説明は省略する。
本実施形態における同軸コネクタ１のコンタクト１３は、図１０及び図１１に示すように、略Ｕ字状をした接触片１３ａ、１３ａの下部側中央を横断するようにして略水平に伸びた端子片１５が設けられており、この端子片１５は絶縁体１７内に収納可能な長さとされている。そして、絶縁体１７の中央近傍に配設された接触片１３ａ、１３ａの下部側に位置する端子片１５の底部には下側に向かって突出するようにして信号端子１５ａが形成されている。この信号端子１５ａは、図１２に示すグランドパッド３０の中央空間部分のほぼ中心に配置された導電性のパッド３５に取着されて電気的に接続されるようになっている。そして、端子片１５の両端にはそれぞれ端子圧入部１５ｂ、１５ｂが設けられている。信号端子１５ａはパッド３５を介して基板３に支持されることとなるので、相手側の雄型コネクタ５０を嵌合する際にその嵌合動作に伴うコンタクト１３の嵌合方向への移動の可能性がなくなる。これにより、コンタクト１３自身の変形や信号端子１５ａのパッド１５からの分離、あるいはパッド３５の基板からの剥離が防止される。
【００２８】
端子圧入部１５ｂ、１５ｂは、前述した第一及び第二の実施形態における同軸コネクタ１の場合と同様に、その上面側がテーパー状に形成され、これを絶縁体１７の底面側内部に設けられた取付部１７ａ、１７ａに圧入することによりコンタクト１３が絶縁体１７に収容保持されるようになっている。尚、この場合、コンタクト１３が絶縁体１７に収容されてしまうのでコンタクトが取り付けられているか否かを外部から観察することが困難なので絶縁体１７にコンタクト１３実装確認用の孔を穿設しておくとよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る同軸コネクタによれば、基板に配設されたグランドパッドに接地される接地端子の角部を鈍角状に面取りし又はアール形状としたので、接地端子とグランドパッドとの剥離強度が強化されるという効果がある。また、本発明に係る同軸コネクタによれば、シェルの底端部に所定の間隔で切欠部を連設して接地端子としたので、ハンダの表面張力によって同軸コネクタ自身が浮き上がることなく基板上に確実に実装することができるという効果がある。
【００３０】
また、本発明に係る同軸コネクタによれば、端子圧入部を絶縁体の内壁面に対して略垂直に圧入可能としたので端子端が直角に折り曲げられていない分だけスタブを小さくでき高周波特性の向上を図ることができるという効果がある。さらに、コンタクトの端子片の底面を平面状として基板上に密着して取り付ければ従来の同軸コネクタよりも実装高さを低く押さえることができると共に端子片が屈曲していない分だけスタブを小さくすることができ高周波における伝送特性の向上を図ることができるという効果がある。
また、本発明に係る同軸コネクタによれば、コンタクトの端子片を絶縁体内に収納可能な長さとすると共に、信号端子を接触片の下部側中央近傍に位置する端子片の底部に形成することとしたので、従来の同軸コネクタに対して端子片の長さがさらに短くなり高周波における伝送特性がさらに向上するという効果がある。
【００３１】
また、本発明に係る同軸コネクタが実装されるグランドパッドによれば、グランドパッドが略ロの字形状又はコの字形状とし、少なくともグランドパッド外周の角部を鈍角状に面取りし又はアール形状としたので、グランド電位の安定化とグランドパットと基板との剥離強度を強化することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る同軸コネクタの第一の実施形態の平面図である。
【図２】 図１における矢印Ａ方向から見た同軸コネクタの側面図である。
【図３】 図１に示す同軸コネクタの底面図である。
【図４】 図１に示す同軸コネクタのＢ−Ｂ断面図である。
【図５】 相手方のコネクタと嵌合した状態の側面断面図である。
【図６】 第二の実施形態の同軸コネクタの平面図である。
【図７】 図６に示す同軸コネクタの側面図である。
【図８】 図６に示す同軸コネクタの底面図である。
【図９】 第三の実施形態の同軸コネクタの断面図である。
【図１０】 第三の実施形態の同軸コネクタのコンタクトの正面図である。
【図１１】 図１０に示すコンタクトの側面図である。
【図１２】 グランドパッド及びパッドの形状を示す平面図である。
【図１３】 図１２とは異なる形状のグランドパッド及びパッドの形状を示す平面図である。
【図１４】 （ａ）は従来の同軸コネクタの平面図、（ｂ）はその側面断面図、（ｃ）は従来のグランドパッド及びパッドの平面図である。
【符号の説明】
１ 同軸コネクタ
３ 基板
１１ シェル
１１ａ 嵌合部
１２ 切欠部
１３ コンタクト
１３ａ 接触片
１５ 端子片
１５ａ 信号端子
１７ 絶縁体
１７ａ 取付部
１７ｂ 位置決め突起
２０ 第一の接地端子
２０ａ 掛止部
２１ 第二の接地端子
２２ 接地端子
３０ グランドパッド
３５ パッド
【発明の属する技術分野】
本発明は、同軸コネクタ及びそれが実装されるグランドパッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では携帯電話やノート型のパーソナルコンピュータ等の電子機器はますます小型化が進み、極めて高密度に実装されるようになってきている。例えば、図１４（ａ）、（ｂ）に示した従来の表面実装型（Surface Mounting Technology：略称「ＳＭＴ」）の同軸コネクタ１００は、雌型の同軸コネクタであり、嵌合する図示しない相手側の雄型コネクタのコンタクトと接触して電気的に接続されるコンタクト１０３と、コンタクト１０３を保持する絶縁体１０７と、さらに絶縁体１０７を収容する金属製のシェル１０１とを備えて構成されている。シェル１０１は、相手側の雄型コネクタと嵌合する略円筒状に形成された嵌合部１０１ａを有し、その嵌合部１０１ａのほぼ中心位置にコンタクト１０３が配置されている。コンタクト１０３は先端が略Ｕ字状に二股に分かれて形成された接触片１０３ａ、１０３ａが立設するようにして形成されている。そして、接触片１０３ａ、１０３ａの下部側中央を横断するようにして端子片１０５が伸びるように形成され、この端子片１０５の一方側端部は電気信号が流れる信号端子１０５ａとなっている。信号端子１０５ａは、図１４（ｃ）に示すように、配設すべき基板上に設けられた導電性のパッド１３５と接続される。また、端子片１０５の信号端子１０５ａ側とは反対側の端子圧入部１０６は絶縁体１０７の底部に穿設された取付部１０９に挿入されてコンタクト１０３が絶縁体１０７に固定されるようになっている。そして、シェル１０１の左右には基板上のグランドパッド１３０、１３０と接続されてアースされる一対の接地端子１１０、１１０が設けられている。
【０００３】
上述した、従来の表面実装型の同軸コネクタ１００にあっては、基板上のグランドパッド１３０、１３０と接続される接地端子１１０、１１０が左右に各１ヶ所（合計２ヶ所）しか設けられておらず、高周波に対するグランド性能が乏しいという問題があったこと、また、コンタクト１０３の端子片１０５は、フラックスや半田の上昇防止、接着部分へのフィレットの形成、およびバネ性付与を考慮して隙間１２０を有して形成されていることから相手側の雄型コネクタを嵌合する際にその嵌合動作に伴ってコンタクト１０３の底部の端子片１０５が下側（図の矢印方向）へ動く可能性があり、それによってコンタクト１０３自身が変形するのみならず信号端子１０５ａがパッド１３５から分離したり、あるいはパッド１３５が基板から剥離するおそれがあったこと、また、端子圧入部１０６の突出長さが長くなると電気伝送特性が劣化すること、さらに、コネクタ同士が嵌合した状態で基板が引っ張られたり何かがぶつかったりする等して力が加わり同軸コネクタ１００に負荷がかかるとその負荷が直接信号端子１０５ａに加わって信号端子１０５ａがパッド１３５から分離したり又はパッド１３５が基板から剥離する問題があったことから、本願出願人は先にそれらの問題点を解決した同軸コネクタを提供すべく特許出願を行なった（特願２００２−９５９８５）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記特願２００２−９５９８５においては、基板上に配設されたグランドパッドに接地される接地端子をシェルの中心部を中心とする円に沿って又はその近傍に少なくとも３つ以上配置することとしてグランド性能の強化を図ることとしたが、接地端子の角部が鋭角若しくは直角のように角張ったエッジ状になっていると同軸コネクタに負荷がかかった場合にそのエッジ状の角部がグランドパッドから剥離しやすくなり、そこを基点として接地端子とグランドパッドとの剥離が起こりやすくなるという問題がある。
また、接地端子をシェルから張り出した形で設けず、シェルの底端部のほぼ全周を接地端子とし、この接地端子を基板に配設されたグランドパッドに接合することにより基板上に実装することとしてグランド性能の強化を図ることとしたが、この場合、シェルの底部の全周にわたってハンダ付けを行なうために、ハンダの表面張力によって同軸コネクタ自身が浮き上がり基板上に実装する際の妨げになる場合があるという問題がある。
【０００５】
また、電気伝送特性の向上を図るために端子圧入部を略垂直に僅かの高さを有して折り曲げることにより従来よりも端子圧入部を短くして絶縁体の内側面側近傍に位置させ、これにより従来の同軸コネクタよりもスタブを小さくすることとしたが、僅かの高さであっても端子圧入部が折り曲げられて形成されていることから高周波における伝送特性の劣化はゼロではなく、さらなる向上を図る必要もある。
また、端子片と基板との間にＳＭＴバックフィレット用の隙間を形成させるため端子片はわずかに折り曲げられて形成されているが、折り曲げられた分だけ端子片が長くなり、すなわち、電気長が長くなると共に、同軸コネクタ自身の高さもその分だけ高くなる。部品実装高さを低く押さえることは現在における更なる小型化の要求に応えるためには極めて重要なポイントである。また、信号端子をシェルの外周部よりも外側に位置させることも端子片が長くなることにつながり、従って、電気長が長くなるという問題がある。
【０００６】
また、表面実装型の同軸コネクタが実装される基板上に配設された従来のグランドパッドは、図１４（ｃ）に示すように、左右２ヶ所以上に分離して設けられていたため接続状況によってはグランドが不安定になるという問題があった。さらに、従来のグランドパッドは２ヶ所以上に分離して配設されていることからグランドパッドの底面積が小さくなると共に、角部が角張ったエッジ状になっていたのでその部分を基点にして基板から剥離しやすくなるという問題があった。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、高周波に対するグランド性能の更なる強化を図ると共に、接地端子とグランドパッドとの剥離強度を強化した同軸コネクタを提供することを目的とする。
また、本発明は、ハンダの表面張力によって同軸コネクタ自身が浮き上がることなく基板上に確実に実装することが可能な同軸コネクタを提供することを目的とする。
さらに、高周波における伝送特性のさらなる向上を図った同軸コネクタを提供することを目的とする。
また、従来の同軸コネクタよりも実装高さを低く押さえた同軸コネクタを提供することを目的とする。
また、本発明は、グランド電位の安定化とグランドパットと基板との剥離強度を強化した同軸コネクタが実装されるグランドパッドを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１に記載の本発明は、その一端に形成された信号端子が基板に設けられた導電部であるパッドと接続されると共に、相手側コネクタのコンタクトと接触して電気的に接続されるコンタクトと、コンタクトを保持する絶縁体と、そして、絶縁体を収容すると共に、接地端子を有する金属製のシェルとを備えて構成される同軸コネクタにおいて、基板に配設されたグランドパッドに接地される接地端子が外側に張り出すようにしてシェルにその中心部を中心とする円に沿って又はその近傍に少なくとも３つ以上配設されていると共に、信号端子は接地端子の先端部同士を結ぶ線の内側に位置するように配置され、さらに、接地端子の角部は鈍角状に面取りされ又はアール形状とされていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る同軸コネクタについて図面を参照しつつ詳細に説明する。ここで、図１は本発明に係る同軸コネクタの一実施形態の平面図、図２は図１における矢印Ａ方向から見た側面図、図３はその底面図である。また、図４は図１に示す同軸コネクタのＢ−Ｂ断面図、図５は相手方のコネクタと嵌合した状態の側面断面図である。
【００１６】
図示された同軸コネクタ１は、表面実装型、すなわち、ＳＭＴ型の雌型同軸コネクタであり、図５に示すように、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）基板３の表面に実装されている。基板３は硬性の基板であるＰＣＢ（Printed Circuit Board）であるか柔軟性を備えた上記ＦＰＣであるかを問わずいずれも採用可能である。また、図示された嵌合する相手側の雄型コネクタ５０はＰＣＢ５上に実装されているが、もちろんＦＰＣであってもよい。同軸コネクタ１は、相手側の雄型コネクタ５０のコンタクト５３と接触して電気的に接続するコンタクト１３と、コンタクト１３を保持する合成樹脂製の絶縁体１７と、さらに絶縁体１７を収容する金属製のシェル１１とを備えて構成されている。シェル１１は、相手側の雄型コネクタ５０と嵌合する略円筒状に形成された嵌合部１１ａを有し、その嵌合部１１ａのほぼ中心位置に略Ｕ字状に先端が二股に分かれて形成されたコンタクト１３が立設されている。
【００１７】
コンタクト１３は、相手側の雄型コネクタ５０のコンタクト５３と接触して電気的に接続される略Ｕ字状に先端が二股に分かれて形成された接触片１３ａ、１３ａと、その一端に導電性を備えたパッドと接続される信号端子１５ａを有する端子片１５が接触片１３ａ、１３ａの下部側中央を横断するように伸びている。すなわち、端子片１５の一方側の端部は電気信号が流れる信号端子１５ａとなっており、シェル１１の外側に突出するようにして位置している。そして、この信号端子１５ａは、導電部である基板３上のパッド３５（図１３参照）と電気的に接続される。
一方、端子片１５の信号端子１５ａとは反対側の端部は、絶縁体１７に形成された取付部１７ａに圧入される端子圧入部１５ｂとされ、この端子圧入部１５ｂは絶縁体１７の内壁面に対して略垂直に圧入可能に、すなわち、信号端子１５ａと略水平な方向に突出して形成され、端子片１５の底面は基板３上に密着して取り付けることができるように平面状とされている。そして、端子圧入部１５ｂは、例えば図１１に示すように、上面側がテーパー状に形成され、これを後述する絶縁体１７の取付部１７ａに圧入することによりコンタクト１３が絶縁体に収容保持されるようになっている。このように、本実施形態における端子片１５は、従来の端子片１０５のように隙間１２０を形成するための僅かの折り曲げが形成されていない分だけ端子片１５が短くなるので電気長が短くなり、従って、電気伝送特性の向上が図られると共に、部品実装高さを低く押さえることができる。これによりさらなる小型化の要求に応えることが可能となる。
尚、端子片１５が、従来のように、基板３と端子片１５の底面との間に隙間（従来の同軸コネクタ１００における隙間１２０に相当）を形成する僅かの折り曲げを備えていたとしても絶縁体１７の取付部１７ａに圧入される端子圧入部１５ｂが略垂直に圧入可能とされていることから直角に折り曲げられていない分だけスタブが小さくなり、その分だけ電気伝送特性の向上を図ることが可能となる。
【００１８】
絶縁体１７は、合成樹脂により形成され、その略中央部にコンタクト１３が保持された状態でシェル１１に収納される。絶縁体１７の底部側の内壁には、端子圧入部１５ｂが圧入される取付部１７ａが形成されている。取付部１７ａは、開口部側が狭く、奥側が広く形成されているので、コンタクト１３の端子圧入部１５ｂが取付部１７ａに圧入されると端子圧入部１５ｂはしっかりと固定されるので相手側の雄型コネクタ５０と嵌合する際においてもコンタクト１３が左右方向にずれることが防止される。また、絶縁体１７の底面には基板上３に設けられた図示しない位置決め孔に挿入することにより位置決めが行なわれる位置決め突起１７ｂが設けられている。尚、本実施形態においては位置決め突起１７ｂは２箇所に設けられているがこれに限定されるものではない。
【００１９】
シェル１１は、略円筒状に形成された嵌合部１１ａの下部側が絶縁体１７と当接するようにして絶縁体１７を収容している。これにより相手側の雄型コネクタ５０が嵌合される際に、その嵌合動作に伴って当該嵌合部１１ａに負荷がかかっても嵌合部１１ａは絶縁体１７に支持されているのでシェル１１が歪むことが防止される。また、嵌合部１１ａが絶縁体１７に当接して支持されることから嵌合部１１ａ及び絶縁体１７に両者の位置決め機構を設けることもできる。
【００２０】
シェル１１の左右には基板３上のグランドパッド３０と接続されてアースされる第一の接地端子２０と第二の接地端子２１が設けられている。第一の接地端子２０はシェル１１の対向する位置にそれぞれ設けられ、円筒状のシェル１１に下端部から突出して基板３上のグランドパット３０と接触しつつその先端が上方向を向くようにして折り曲げられて形成されている。この第一の接地端子２０はグランドパット３０と接触する箇所でアースされるようになっている。そして、第一の接地端子２０の上面は、嵌合状態にある相手側の雄型コネクタ５０から図示しない治具を用いて抜去する際に前記治具からの力を加える押圧部が掛止される掛止部２０ａとされている。
【００２１】
シェル１１には、さらに、第二の接地端子２１がシェル１１の中心部を中心とする円に沿って設けられている。本実施形態における第二の接地端子２１は、約９０°ごとにシェル１１の直径方向の外側に突き出すようして４つ配置されると共に、信号端子１５ａ側とは反対側にもシェル１１の接線方向に沿って幅広に形成されており、合計５つの第二の接地端子２１が配置されている。配置すべき第二の接地端子２１の数は特に限定されるものではないが、第一の接地端子２０が２ヶ所に設けられていることから第二の接地端子２１は少なくとも１ヶ所以上、出来れば３〜５ヶ所程度設けることが好ましい。もちろん第二の接地端子２１はそれ以上設けてもよく、要するに、なるべく広い面積をもってグランドパッド３０に接着するように構成する。
【００２２】
第二の接地端子２１の先端側は、信号端子１５ａよりも外側に張り出して位置するように形成されている。すなわち、信号端子１５ａは、図１に示す第二の接地端子２１の先端角部同士を結んだ破線の内側に位置するように形成されている。これにより、同軸コネクタ１と相手側の雄型コネクタ５０同士が嵌合した状態において基板３が引っ張られたり何かがぶつかったりする等して同軸コネクタ１に力が加わっても、その負荷は第二の接地端子２１に加わるため直接信号端子１５ａに加わることが防止される。従って、信号端子１５ａがパッド３５から分離したり又はパッド３５が基板から剥離することが防止される。
【００２３】
グランドパッド３０と接続される第二の接地端子２１はなるべく広い面積をもって形成することが好ましいが、その角部２１ａは角張ったエッジ状ではなくアール形状とされる。このように、第二の接地端子２１の角部２１ａをアール形状とすることにより角部２１ａがグランドパッド３０から剥離しにくくなり、その結果そこを基点とした第二の接地端子２１とグランドパッド３０との剥離が効果的に防止される。また、角部２１ａは、アール形状でなくとも鈍角状に面取りされた形状であってもよい。かかる形状を備えることにより角部２１ａは、アール形状の場合と同様に、グランドパッド３０から剥離しにくくなり、その結果そこを基点とした第二の接地端子２１とグランドパッド３０との剥離が効果的に防止される。尚、図１及び図３においては図が煩雑となるため一部の第二の接地端子２１についてのみ符号２１ａを付したが他の第二の接地端子２１もこれと同様である。このように第一及び第二の接地端子２０、２１はシェル１１に対してほぼ均等な距離を保持して基板３上に実装されるので、同軸コネクタ１に加わる負荷が特定の第一又は第二の接地端子２０、２１に局在することなく安定した実装が可能となる。尚、第二の接地端子２１はシェル１１の中心部を中心とする円に沿って設けなくともその近傍に配置されていてもよい。
【００２４】
同軸コネクタ１が実装される基板３上のグランドパッド３０は、図１２及び図１３に示すように略ロの字形状又は略コの字形状を備え、基板３上になるべく広い面積で配設されるようになっている。これにより左右２ヶ所以上に分離して設けられていた従来のグランドパッド１３０と比較してより広い面積で配設することが可能となる。また、グランドパッド３０は可能な限り大きく、そして、同心円に近い形状とすることが好ましい。また、グランドパッド３０の角部のうち少なくとも外周に位置する角部３０ａはアール形状とされ、角部３０ａが基板３から剥離するのを抑制している。これにより、角部３０ａを基点としたグランドパッド３０の基板３からの剥離が効果的に防止される。また、グランドパッド３０の角部３０ａは、アール形状でなくとも鈍角状に面取りされた形状であってもよい。かかる形状を備えることにより角部３０ａは、アール形状の場合と同様に、基板３から剥離しにくくなり、その結果そこを基点としたグランドパッド３０の基板３からの剥離が効果的に防止される。一方、信号端子１５ａは、導電性のパッド３５に取着されて電気的に接続されるようになっている。尚、図１３においては、導電性のパッド３５の角部もアール形状とされている。
【００２５】
次に、図６〜図８は本発明に係る同軸コネクタの第二の実施形態を示し、図６はその平面図、図７はその側面図、図８はその底面図である。
図示された同軸コネクタ１は、上述の同軸コネクタ１と同様、表面実装型（ＳＭＴ型）の雌型同軸コネクタであり、基板３の表面に実装される。同軸コネクタ１は、コンタクト１３と、コンタクト１３を保持する合成樹脂製の絶縁体１７と、さらに絶縁体１７を収容する金属製のシェル１１とを備えて構成されている。コンタクト１３及び絶縁体１７については上述した同軸コネクタ１とほぼ同様の構成を備えており、その部分の説明は省略する。
【００２６】
本実施形態におけるシェル１１の底面全周が基板３上のグランドパッド３０と接続されてアースされる接地端子２２とされており、シェル１１の底端部に所定の間隔で切欠部１２が連設されている。切欠部１２の高さは、塗布するハンダの塗布厚とほぼ同じ高さに形成され、これによりハンダの表面張力による浮きが低減され、実装時の作業性が向上する。
【００２７】
次に、図９に示すのは、本発明に係る同軸コネクタの第三の実施形態における断面図である。
図示された同軸コネクタ１は、上述の同軸コネクタ１と同様、表面実装型（ＳＭＴ型）の雌型同軸コネクタであり、基板３の表面に実装される。この同軸コネクタ１は、コンタクト１３と、コンタクト１３を保持する合成樹脂製の絶縁体１７と、さらに絶縁体１７を収容すると共に、第一の接地端子２０、２０と第二の接地端子２１が設けられた金属製のシェル１１とを備えて構成されている。シェル１１及び絶縁体１７については上述した同軸コネクタ１とほぼ同様の構成を備えており、その部分の説明は省略する。
本実施形態における同軸コネクタ１のコンタクト１３は、図１０及び図１１に示すように、略Ｕ字状をした接触片１３ａ、１３ａの下部側中央を横断するようにして略水平に伸びた端子片１５が設けられており、この端子片１５は絶縁体１７内に収納可能な長さとされている。そして、絶縁体１７の中央近傍に配設された接触片１３ａ、１３ａの下部側に位置する端子片１５の底部には下側に向かって突出するようにして信号端子１５ａが形成されている。この信号端子１５ａは、図１２に示すグランドパッド３０の中央空間部分のほぼ中心に配置された導電性のパッド３５に取着されて電気的に接続されるようになっている。そして、端子片１５の両端にはそれぞれ端子圧入部１５ｂ、１５ｂが設けられている。信号端子１５ａはパッド３５を介して基板３に支持されることとなるので、相手側の雄型コネクタ５０を嵌合する際にその嵌合動作に伴うコンタクト１３の嵌合方向への移動の可能性がなくなる。これにより、コンタクト１３自身の変形や信号端子１５ａのパッド１５からの分離、あるいはパッド３５の基板からの剥離が防止される。
【００２８】
端子圧入部１５ｂ、１５ｂは、前述した第一及び第二の実施形態における同軸コネクタ１の場合と同様に、その上面側がテーパー状に形成され、これを絶縁体１７の底面側内部に設けられた取付部１７ａ、１７ａに圧入することによりコンタクト１３が絶縁体１７に収容保持されるようになっている。尚、この場合、コンタクト１３が絶縁体１７に収容されてしまうのでコンタクトが取り付けられているか否かを外部から観察することが困難なので絶縁体１７にコンタクト１３実装確認用の孔を穿設しておくとよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る同軸コネクタによれば、基板に配設されたグランドパッドに接地される接地端子の角部を鈍角状に面取りし又はアール形状としたので、接地端子とグランドパッドとの剥離強度が強化されるという効果がある。また、本発明に係る同軸コネクタによれば、シェルの底端部に所定の間隔で切欠部を連設して接地端子としたので、ハンダの表面張力によって同軸コネクタ自身が浮き上がることなく基板上に確実に実装することができるという効果がある。
【００３０】
また、本発明に係る同軸コネクタによれば、端子圧入部を絶縁体の内壁面に対して略垂直に圧入可能としたので端子端が直角に折り曲げられていない分だけスタブを小さくでき高周波特性の向上を図ることができるという効果がある。さらに、コンタクトの端子片の底面を平面状として基板上に密着して取り付ければ従来の同軸コネクタよりも実装高さを低く押さえることができると共に端子片が屈曲していない分だけスタブを小さくすることができ高周波における伝送特性の向上を図ることができるという効果がある。
また、本発明に係る同軸コネクタによれば、コンタクトの端子片を絶縁体内に収納可能な長さとすると共に、信号端子を接触片の下部側中央近傍に位置する端子片の底部に形成することとしたので、従来の同軸コネクタに対して端子片の長さがさらに短くなり高周波における伝送特性がさらに向上するという効果がある。
【００３１】
また、本発明に係る同軸コネクタが実装されるグランドパッドによれば、グランドパッドが略ロの字形状又はコの字形状とし、少なくともグランドパッド外周の角部を鈍角状に面取りし又はアール形状としたので、グランド電位の安定化とグランドパットと基板との剥離強度を強化することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る同軸コネクタの第一の実施形態の平面図である。
【図２】 図１における矢印Ａ方向から見た同軸コネクタの側面図である。
【図３】 図１に示す同軸コネクタの底面図である。
【図４】 図１に示す同軸コネクタのＢ−Ｂ断面図である。
【図５】 相手方のコネクタと嵌合した状態の側面断面図である。
【図６】 第二の実施形態の同軸コネクタの平面図である。
【図７】 図６に示す同軸コネクタの側面図である。
【図８】 図６に示す同軸コネクタの底面図である。
【図９】 第三の実施形態の同軸コネクタの断面図である。
【図１０】 第三の実施形態の同軸コネクタのコンタクトの正面図である。
【図１１】 図１０に示すコンタクトの側面図である。
【図１２】 グランドパッド及びパッドの形状を示す平面図である。
【図１３】 図１２とは異なる形状のグランドパッド及びパッドの形状を示す平面図である。
【図１４】 （ａ）は従来の同軸コネクタの平面図、（ｂ）はその側面断面図、（ｃ）は従来のグランドパッド及びパッドの平面図である。
【符号の説明】
１ 同軸コネクタ
３ 基板
１１ シェル
１１ａ 嵌合部
１２ 切欠部
１３ コンタクト
１３ａ 接触片
１５ 端子片
１５ａ 信号端子
１７ 絶縁体
１７ａ 取付部
１７ｂ 位置決め突起
２０ 第一の接地端子
２０ａ 掛止部
２１ 第二の接地端子
２２ 接地端子
３０ グランドパッド
３５ パッド
Claims (1)
- その一端に形成された信号端子が基板に設けられた導電部であるパッドと接続されると共に、相手側コネクタのコンタクトと接触して電気的に接続されるコンタクトと、
前記コンタクトを保持する絶縁体と、そして、
前記絶縁体を収容すると共に、接地端子を有する金属製のシェルと、
を備えて構成される同軸コネクタにおいて、
前記基板に配設されたグランドパッドに接地される接地端子が外側に張り出すようにして前記シェルにその中心部を中心とする円に沿って又はその近傍に少なくとも３つ以上配設されていると共に、前記信号端子は前記接地端子の先端部同士を結ぶ線の内側に位置するように配置され、さらに、当該接地端子の角部は鈍角状に面取りされ又はアール形状とされていることを特徴とする同軸コネクタ。
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