JP4026439B2 - 極細同軸ケーブルアセンブリの端末接続方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用超音波診断装置等に使用される極細同軸ケーブルアセンブリの端末接続方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
極細同軸ケーブルアセンブリは、複数本の極細同軸ケーブルから構成されるものであり、その一例として、医療用超音波診断装置の本体と探触子をつなぐ図６に示されるようなプローブケーブル５１がある。
【０００３】
プローブケーブル５１は、極細同軸ケーブル５２を複数本（図６では１６本）より合わせて極細同軸ケーブルユニット５３とし、極細同軸ケーブルユニット５３を複数本（図６では１２本）より合わせ、複数本より合わせた極細同軸ケーブルユニット５３の外周をシース５４で被覆し、シース５４の外周をシールド導体５５で被覆し、シールド導体５５の外周をジャケット５６で被覆して構成されている。
【０００４】
ケーブルの仕様により構造は若干異なるが、１本のプローブケーブルに使用される極細同軸ケーブルは、少ないものでも５０心程度、多いものでは２０００心を超える。
【０００５】
極細同軸ケーブル５２は、図７に示すように、導体６１を複数本（図７では７本）より合わせて中心導体６２とし、中心導体６２の外周を絶縁体６３で被覆し、絶縁体６３の外周をシールド導体６４で被覆し、シールド導体６４の外周をジャケット６５で被覆して構成されている。中心導体６２は、アメリカ電線規格で言えば、４４ＡＷＧ（素線径２０μｍ導体の７本より線）から４６ＡＷＧ（素線径１６μｍの７本より線）が主流になってきている。中心導体６２の外径ａは、４４ＡＷＧの場合が約６０μｍ、４６ＡＷＧの場合が約４８μｍである。
【０００６】
プローブケーブル５１の端末接続は、装置本体側の基板との接続と、探触子側の基板との接続があり、中心導体６２が極めて細いことからもわかるように、非常に手間がかかる作業である。
【０００７】
従来の極細同軸ケーブルアセンブリの端末接続方法は、すべての作業を手作業で行う方法であった。まず、プローブケーブル５１の端末のジャケット５６、シールド導体５５、シース５４を剥離除去し、極細同軸ケーブルユニット５３を露出させる。その後、極細同軸ケーブルユニット５３内の極細同軸ケーブル５２の端末について、同様にジャケット６５、シールド導体６４、絶縁体６３を剥離除去し、中心導体６２を露出させ、１心ずつ導通を確認しながら、診断装置本体側や探触子側の基板の配線ピッチに合わせて並べ、手作業ではんだ付けしていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では、複数本の極細同軸ケーブル５２の端末を整列させ、基板に接続するための適切な治具がないこともあって、極細同軸ケーブル５２の中心導体６２の端末をＦＰＣ（フレキシブルプリント回路板）やプリント基板などに接続する際、各線間の整列についても手作業で行われている。
【０００９】
その際、中心導体６２にクセがついてしまっているとその矯正に時間がかかり、接続作業性が悪いという問題がある。さらに、配線ピッチの狭ピッチ化が進んでいるため、中心導体整列の重要性は増している。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、極細同軸ケーブルの中心導体の端末接続を簡略化し、接続作業性が向上する極細同軸ケーブルアセンブリの端末接続方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、基板上に複数列形成された配線に、これに接続されるべき複数本の極細同軸ケーブルの剥離された中心導体を重ねて溶着接続させる方法において、基板上に上記複数列の配線と一体形成される一括接続用パッドを設け、そのパッド上に、予め予備はんだ処理した上記複数本の極細同軸ケーブルの剥離された中心導体を載置し、これらパッドと中心導体とに、これらを覆ってレーザ光を透過させる治具を重ねて整列保持させると共に、上記治具にレーザ光を照射し、上記中心導体に上記治具を透過したレーザ光を照射してはんだを溶融させ、上記パッドと中心導体とをはんだ接続した後、中心導体間のパッドをレーザ光で切断する極細同軸ケーブルアセンブリの接続方法である。
【００１２】
請求項２の発明は、基板上に複数列形成された配線に、これに接続されるべき複数本の極細同軸ケーブルの剥離された中心導体を重ねて溶着接続させる方法において、基板上に上記複数列の配線と一体形成される一括接続用パッドを設け、そのパッド上に、上記複数本の極細同軸ケーブルの剥離された中心導体を載置し、これらパッドと中心導体とに、これらを覆ってレーザ光を透過させる治具を重ねて整列保持させると共に、上記治具にレーザ光を照射し、上記パッドと中心導体とに上記治具を透過したレーザ光を照射して部分溶融させ、上記パッドと中心導体とを溶接接続した後、中心導体間のパッドをレーザ光で切断する極細同軸ケーブルアセンブリの接続方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１４】
まず、図１で極細同軸ケーブルアセンブリの端末接続に好適な基板を説明する。図１は、本発明に係る接続基板としてのＦＰＣの平面図である。
【００１５】
図１に示すように、略凸状のＦＰＣ１０は、診断装置本体側あるいは探触子側に備えられるものであり、ほぼ帯状で柔軟性のある絶縁フィルム１１と、この絶縁フィルム１１上に形成された配線パターンとで構成されている。
【００１６】
配線パターンは、一端が外部と接続されるべく絶縁フィルム１１の縁部に臨んで配線ピッチＰ１を０．１５ｍｍ（図１の上側）にすると共に、他端が絶縁フィルム１１の中央部に臨んで配線ピッチＰ２を０．２ｍｍ（図１の下側）にして複数列形成された信号線用の帯状の配線１２ａ，１２ｂ…と、これら配線１２ａ，１２ｂ…の他端に一体形成され、複数本の極細同軸ケーブルの剥離された中心導体と一括して接続される矩形状の中心導体一括接続用パッド１３と、配線１２ａ，１２ｂ…に沿って形成されたグランド用の帯状の配線１４と、その配線１４の他端に中心導体一括接続用パッド１３に沿って一体形成され、複数本の極細同軸ケーブルの剥離されたシールド導体と一括接続される矩形状のシールド導体一括接続用パッド１５とからなっている。
【００１７】
各配線１２ａ，１２ｂ…の他端とパッド１３とは互いに直交しており、配線１２ａ，１２ｂ…とパッド１３の全体は略櫛歯状に形成されている。配線１４の他端とパッド１５とは互いに直交しており、配線１４とパッド１５の全体は略Ｌ字状に形成されている。
【００１８】
図２は、極細同軸ケーブル端末の整列及び接続するための治具の斜視図である。図３は図２に示した治具の３Ａ−３Ａ線断面図である。図４は、図２に示した治具の底面図である。
【００１９】
図２〜図４に示すように、本発明に係る極細同軸ケーブル端末の整列及び接続するための治具１は、主に極細同軸ケーブルアセンブリとしての医療用超音波診断装置等に使用されるプローブケーブルを構成する複数本の極細同軸ケーブル端末の被覆絶縁材料層等が剥離除去された中心導体に重ねられる。
【００２０】
この治具１は、これら中心導体を一体的に覆って整列保持させ、整列保持した中心導体を、診断装置の本体側や探触子側の基板上に設けられた中心導体一括接続用パッドに接続する際に用いられるものである。
【００２１】
治具１は、略矩形体状の治具本体２が、レーザ光を透過しうるレーザ光透過材としての石英から成形され、基板上に複数列形成された配線の他端に設けられた中心導体一括接続用パッドと、複数本の極細同軸ケーブル端末の剥離された中心導体とを互いにレーザ光によって溶着接続させるように構成されている。
【００２２】
また、治具本体２の片面には、複数本の極細同軸ケーブル端末の剥離された中心導体に重ねられ、これら中心導体を一体的に覆って整列保持させる溝部としての断面が略Ｕ字状のＵ字状溝３ａ，３ｂ…を、各Ｕ字状溝３ａ，３ｂ…が治具本体２の短手方向にそれぞれ沿うように形成され、かつ隣り合うＵ字状溝３ａ，３ｂ…が治具本体２の長手方向に沿って所定間隔ｐとなるように形成されている。
【００２３】
レーザ光透過材としては、石英に限定されるものではなく、レーザ光を透過し、透過したレーザ光の減衰量が小さいものであれば、いかなるものを用いてもよい。
【００２４】
Ｕ字状溝３ａ，３ｂ…の寸法は、中心導体の外径（図７で説明したａ）、基板上の中心導体一括接続用パッドにつながる配線パターンの形状、配線パターンの配線ピッチ（図１で説明したＰ２）に応じて決定すればよい。例えば、中心導体を基板にはんだ付けした際のフィレット形状を考慮した場合、最大幅ｗは中心導体の外径ａの２倍程度、深さｈは中心導体の外径ａの１．５〜２倍、所定間隔ｐは基板上の中心導体一括接続用パッドにつながる配線パターンの配線ピッチと同じとするのが望ましい。
【００２５】
Ｕ字状溝３ａ，３ｂ…は、たとえば、矩形体状の治具本体２を形成した後、エッチングにより治具本体２の片面に形成するようにしている。エッチングを利用することで、所定間隔ｐを、機械加工では困難である０．５ｍｍ未満の狭ピッチ、たとえば０．３ｍｍや０．２ｍｍとすることができる。溝部の形状としては、Ｕ字状溝３ａ，３ｂ…に限られるものではなく、たとえば、断面が略Ｖ字状のＶ字状溝あるいは矩形状溝としてもよい。
【００２６】
レーザ光の波長としては、図５で後述するように、中心導体と基板上の中心導体一括接続用パッドをはんだ付けする場合は、たとえばＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）が好ましいが、はんだを溶融することができる波長であればＹＡＧレーザの基本波に限定されるものではない。
【００２７】
また、レーザ光の波長としては、図５で後述するように、中心導体と中心導体一括接続用パッドを溶接する場合には、たとえば、ＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）が好ましいが、中心導体を溶融することができる波長であればＹＡＧレーザの第２高調波に限定されるものではない。
【００２８】
さらに、レーザ光の波長としては、図５で後述するように、中心導体を中心導体一括接続用パッドに接続した後、各中心導体間の中心導体一括接続用パッドを切断する場合は、ＹＡＧレーザの第４高調波（波長２６６ｎｍ）が好ましいが、中心導体一括接続用パッドが切断できる波長であればＹＡＧレーザの第４高調波等に限定されるものではない。
【００２９】
次に、極細同軸ケーブルアセンブリの端末接続方法を説明する。
【００３０】
図５は、本発明に係る接続基板と、極細同軸ケーブル端末の整列及び接続するための治具１とを用いた極細同軸ケーブルアセンブリの端末接続方法を説明する図である。図５に示すように、このＦＰＣ１０に接続される各極細同軸ケーブル５２ａ，５２ｂ…は、図７で説明した極細同軸ケーブル５２と同じものである。
【００３１】
まず、中心導体６２ａ，６２ｂ…の端末と中心導体一括接続用パッド１３をはんだ付けする場合の接続方法を説明する。
【００３２】
ＦＰＣ１０との接続に先立ち、各極細同軸ケーブル５２ａ，５２ｂ…の端末のジャケット６５ａ，６５ｂ…、シールド導体６４ａ，６４ｂ…、絶縁体６３ａ，６３ｂ…をそれぞれ剥離除去し、中心導体６２ａ，６２ｂ…とシールド導体６４ａ，６４ｂ…をそれぞれ露出させ、剥離された中心導体６２ａ、６２ｂ…と剥離されたシールド導体６４ａ，６４ｂ…とし、それらに予め予備はんだ処理を行う。
【００３３】
ＦＰＣ１０の中心導体一括接続用パッド１３上に、予備はんだ処理した中心導体６２ａ，６２ｂ…を載置し、パッド１３と予備はんだ処理した中心導体６２ａ，６２ｂ…に、これらをＵ字状溝３ａ，３ｂ…が覆うようにＵ字状溝３ａ，３ｂ…を下側にした極細同軸ケーブル端末の整列及び接続するための治具１を重ねる。シールド導体６４ａ，６４ｂ…は、シールド導体一括接続用パッド１５上に位置するようにしておく。
【００３４】
このとき、ＦＰＣ１０上の中心導体一括接続用パッド１３が、治具１を重ねる際の位置決めの役目をも果たすので、配線１２ａ，１２ｂ…の配線ピッチが狭ピッチであっても、パッド１３上に、中心導体６２ａ，６２ｂ…を配線１２ａ，１２ｂ…の他端と一致させて容易に整列保持させることができる。
【００３５】
ここで、中心導体６２ａ，６２ｂ…とパッド１３に、治具１の上方からＹＡＧレーザの基本波Ｌ１を照射してはんだを溶融させ、中心導体６２ａ，６２ｂ…の端末とパッド１３とを一括してはんだ接続する。
【００３６】
その後、中心導体６２ａ，６２ｂ…の線間のパッド１３に治具１の上方からＹＡＧレーザの第４高調波Ｌ４を照射することによってその部分を切断し、各中心導体６２ａ，６２ｂ…間を絶縁する。最後に、シールド導体６４ａ，６４ｂ…とパッド１５を別途はんだ付けするとＦＰＣ１０に極細同軸ケーブル５２ａ，５２ｂ…が接続される。
【００３７】
次に、中心導体６２ａ，６２ｂ…の端末と中心導体一括接続用パッド１３を溶接する場合の接続方法を説明する。
【００３８】
同様にして、中心導体６２ａ，６２ｂ…を露出させ、剥離された中心導体６２ａ，６２ｂ…とし、剥離された中心導体６２ａ，６２ｂ…に予備はんだ処理を行わずに、治具１を用いて、中心導体一括接続用パッド１３上に中心導体６２ａ，６２ｂ…を配線１２ａ，１２ｂ…の他端と一致させて整列保持させる。
【００３９】
ここで、中心導体６２ａ，６２ｂ…とパッド１３に治具１の上方からＹＡＧレーザの第２高調波Ｌ２を照射して中心導体６２ａ，６２ｂ…を溶融させ、中心導体６２ａ，６２ｂ…の端末とパッド１３とを溶接して一括接続する。
【００４０】
本発明に係るＦＰＣ１０には、中心導体一括接続用パッド１３が形成されており、このパッド１３に中心導体６２ａ，６２ｂ…を接続した後、中心導体６２ａ，６２ｂ…間のパッド１３をＹＡＧレーザの第４高調波Ｌ４で切断しているので、中心導体６２ａ，６２ｂ…の整列保持、端末接続を簡略化することができる。
【００４１】
また、本発明に係る治具１は、治具本体２にＵ字状溝３ａ，３ｂ…を形成しているので、中心導体６２ａ，６２ｂ…を容易に整列保持させることができる。Ｕ字状溝３ａ，３ｂ…の所定間隔ｐは、機械加工では困難である０．５ｍｍ未満の狭ピッチとすることもできるので、０．３ｍｍピッチや０．２ｍｍピッチといった狭ピッチの整線も可能となる。
【００４２】
治具本体２は石英から成形されているので、中心導体６２ａ，６２ｂ…を整列させて保持した状態のまま、中心導体６２ａ，６２ｂ…を容易に整列保持させることができる。治具本体２は透明なので、作業時の視認性を向上させることができる。
【００４３】
このように、ＦＰＣ１０と治具１を用いることにより、予備はんだ処理した中心導体６２ａ，６２ｂ…を容易に整列保持させ、これら中心導体６２ａ，６２ｂ…に、治具１を介してＹＡＧレーザの基本波Ｌ１を照射することで、中心導体６２ａ，６２ｂ…の端末と中心導体一括接続用パッド１３をはんだ付けにて一括接続し、中心導体６２ａ，６２ｂ…間のパッド１３をＹＡＧレーザの第４高調波Ｌ４で切断することで、中心導体６２ａ，６２ｂ…の線間を絶縁しているので、中心導体６２ａ，６２ｂ…の端末接続を簡略化でき、接続作業性を向上させることができる。
【００４４】
したがって、中心導体６２ａ，６２ｂ…の整列保持、端末接続の自動化が可能になる。
【００４５】
また、治具１を用いて予備はんだ処理しない中心導体６２ａ，６２ｂ…を整列保持させ、その中心導体６２ａ，６２ｂ…に、治具１を介してＹＡＧレーザの第２高調波Ｌ２を照射することで、中心導体６２ａ，６２ｂ…の端末と中心導体一括接続用パッド１３を溶接して一括接続し、中心導体間のパッド１３をＹＡＧレーザの第４高調波Ｌ４で切断することで、中心導体６２ａ，６２ｂ…の線間を絶縁しているので、中心導体６２ａ，６２ｂ…の接続にはんだを使用する必要がなく、中心導体６２ａ，６２ｂ…の端末接続を簡略化でき、接続作業性を向上させることができる。
【００４６】
したがって、中心導体６２ａ，６２ｂ…の整列保持、端末接続の自動化が可能になる。
【００４７】
この場合、中心導体６２ａ，６２ｂ…の端末を溶融させてＦＰＣ１０に接合するため、はんだ付けする場合に比べて、端末接続部の機械的・電気的信頼性が向上する。
【００４８】
上記実施の形態では、ＦＰＣ１０上に中心導体６２ａ，６２ｂ…を載置し、中心導体６２ａ，６２ｂ…に、Ｕ字状溝３ａ，３ｂ…が下側となるように治具１を重ねて中心導体６２ａ，６２ｂ…を整列保持させる例で説明したが、ＦＰＣ１０上に、配線１２ａ，１２ｂ…とＵ字状溝３ａ，３ｂ…が一致するように治具１を重ねた後、Ｕ字状溝３ａ，３ｂ…内に中心導体６２ａ，６２ｂ…を挿入して中心導体６２ａ，６２ｂ…を整列保持するようにしてもよい。
【００４９】
また、治具１をＵ字状溝３ａ，３ｂ…が上側となるようにし、Ｕ字状溝３ａ，３ｂ…上に中心導体６２ａ，６２ｂ…を搭載し、中心導体６２ａ，６２ｂ…を搭載した治具１上にＦＰＣ１０を搭載し、中心導体６２ａ，６２ｂ…を整列保持するようにしてもよい。この場合、中心導体６２ａ，６２ｂ…と中心導体一括接続パッド１３に、治具１の下方からレーザ光を照射する。
【００５０】
【実施例】
（実施例１）
極細同軸ケーブルのジャケット、外部導体、内部絶縁体を剥離除去して中心導体を露出させ、露出した中心導体に予め予備はんだ処理を行い、本発明に係る治具１を用いてＦＰＣ１０の中心導体一括接続用パッド上に中心導体を整列保持し、治具１の上からＹＡＧレーザの基本波を照射して中心導体を一括してはんだ付けした後、中心導体の線間のパッドをＹＡＧレーザの第４高調波を照射して切断し、各中心導体間を絶縁した。
【００５１】
（実施例２）
同様にして中心導体を露出させ、本発明に係る治具１を用いてＦＰＣ１０上に中心導体を整列保持し、治具１の上からＹＡＧレーザの第２高調波を照射して一括して中心導体を一括して溶接した後、中心導体の線間のパッドをＹＡＧレーザの第４高調波を照射して切断し、各中心導体間を絶縁した。
【００５２】
（比較例）
同様にして中心導体を露出させ、従来技術で説明したように、１心ずつ導通を確認しながら基板の配線ピッチに合わせて並べ、手作業ではんだ付けした。
【００５３】
実施例１、２および比較例に基づいて作製された端末加工品について加工精度、作業時間を調査した。その結果、実施例１および実施例２の加工精度はいずれも比較例と同等であり、作業時間はいずれも比較例より短縮された。また、比較例の方法は熟練した作業者でなければ困難であったが、実施例１および実施例２の方法は初心者でも可能であった。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような優れた効果を発揮する。
【００５５】
（１）極細同軸ケーブルの中心導体の整列保持、端末接続の機械化・自動化が可能になる。
【００５６】
（２）極細同軸ケーブルの中心導体の端末接続を簡略化でき、接続作業性を向上させることができる。
【００５７】
（３）はんだを使用せずに中心導体を基板に接続することも可能となる。この場合、中心導体の端末を溶融させて基板に接合するため、端末接続部の機械的・電気的信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板の平面図である。
【図２】本発明に係る治具の斜視図である。
【図３】図２に示した治具の３Ａ−３Ａ線断面図である。
【図４】図２に示した治具の底面図である。
【図５】本発明に係る極細同軸ケーブルアセンブリの端末接続方法を説明する図である。
【図６】プローブケーブルの断面図である。
【図７】極細同軸ケーブルの断面図である。
【符号の説明】
１ 治具
２ 治具本体
３ａ，３ｂ…Ｕ字状溝
１０ ＦＰＣ（基板）
１２ａ，１２ｂ… 信号線用の配線
１３ 中心導体一括接続用パッド
Ｌ１ ＹＡＧレーザの基本波
Ｌ２ ＹＡＧレーザの第２高調波
Ｌ４ ＹＡＧレーザの第４高調波
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用超音波診断装置等に使用される極細同軸ケーブルアセンブリの端末接続方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
極細同軸ケーブルアセンブリは、複数本の極細同軸ケーブルから構成されるものであり、その一例として、医療用超音波診断装置の本体と探触子をつなぐ図６に示されるようなプローブケーブル５１がある。
【０００３】
プローブケーブル５１は、極細同軸ケーブル５２を複数本（図６では１６本）より合わせて極細同軸ケーブルユニット５３とし、極細同軸ケーブルユニット５３を複数本（図６では１２本）より合わせ、複数本より合わせた極細同軸ケーブルユニット５３の外周をシース５４で被覆し、シース５４の外周をシールド導体５５で被覆し、シールド導体５５の外周をジャケット５６で被覆して構成されている。
【０００４】
ケーブルの仕様により構造は若干異なるが、１本のプローブケーブルに使用される極細同軸ケーブルは、少ないものでも５０心程度、多いものでは２０００心を超える。
【０００５】
極細同軸ケーブル５２は、図７に示すように、導体６１を複数本（図７では７本）より合わせて中心導体６２とし、中心導体６２の外周を絶縁体６３で被覆し、絶縁体６３の外周をシールド導体６４で被覆し、シールド導体６４の外周をジャケット６５で被覆して構成されている。中心導体６２は、アメリカ電線規格で言えば、４４ＡＷＧ（素線径２０μｍ導体の７本より線）から４６ＡＷＧ（素線径１６μｍの７本より線）が主流になってきている。中心導体６２の外径ａは、４４ＡＷＧの場合が約６０μｍ、４６ＡＷＧの場合が約４８μｍである。
【０００６】
プローブケーブル５１の端末接続は、装置本体側の基板との接続と、探触子側の基板との接続があり、中心導体６２が極めて細いことからもわかるように、非常に手間がかかる作業である。
【０００７】
従来の極細同軸ケーブルアセンブリの端末接続方法は、すべての作業を手作業で行う方法であった。まず、プローブケーブル５１の端末のジャケット５６、シールド導体５５、シース５４を剥離除去し、極細同軸ケーブルユニット５３を露出させる。その後、極細同軸ケーブルユニット５３内の極細同軸ケーブル５２の端末について、同様にジャケット６５、シールド導体６４、絶縁体６３を剥離除去し、中心導体６２を露出させ、１心ずつ導通を確認しながら、診断装置本体側や探触子側の基板の配線ピッチに合わせて並べ、手作業ではんだ付けしていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では、複数本の極細同軸ケーブル５２の端末を整列させ、基板に接続するための適切な治具がないこともあって、極細同軸ケーブル５２の中心導体６２の端末をＦＰＣ（フレキシブルプリント回路板）やプリント基板などに接続する際、各線間の整列についても手作業で行われている。
【０００９】
その際、中心導体６２にクセがついてしまっているとその矯正に時間がかかり、接続作業性が悪いという問題がある。さらに、配線ピッチの狭ピッチ化が進んでいるため、中心導体整列の重要性は増している。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、極細同軸ケーブルの中心導体の端末接続を簡略化し、接続作業性が向上する極細同軸ケーブルアセンブリの端末接続方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、基板上に複数列形成された配線に、これに接続されるべき複数本の極細同軸ケーブルの剥離された中心導体を重ねて溶着接続させる方法において、基板上に上記複数列の配線と一体形成される一括接続用パッドを設け、そのパッド上に、予め予備はんだ処理した上記複数本の極細同軸ケーブルの剥離された中心導体を載置し、これらパッドと中心導体とに、これらを覆ってレーザ光を透過させる治具を重ねて整列保持させると共に、上記治具にレーザ光を照射し、上記中心導体に上記治具を透過したレーザ光を照射してはんだを溶融させ、上記パッドと中心導体とをはんだ接続した後、中心導体間のパッドをレーザ光で切断する極細同軸ケーブルアセンブリの接続方法である。
【００１２】
請求項２の発明は、基板上に複数列形成された配線に、これに接続されるべき複数本の極細同軸ケーブルの剥離された中心導体を重ねて溶着接続させる方法において、基板上に上記複数列の配線と一体形成される一括接続用パッドを設け、そのパッド上に、上記複数本の極細同軸ケーブルの剥離された中心導体を載置し、これらパッドと中心導体とに、これらを覆ってレーザ光を透過させる治具を重ねて整列保持させると共に、上記治具にレーザ光を照射し、上記パッドと中心導体とに上記治具を透過したレーザ光を照射して部分溶融させ、上記パッドと中心導体とを溶接接続した後、中心導体間のパッドをレーザ光で切断する極細同軸ケーブルアセンブリの接続方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１４】
まず、図１で極細同軸ケーブルアセンブリの端末接続に好適な基板を説明する。図１は、本発明に係る接続基板としてのＦＰＣの平面図である。
【００１５】
図１に示すように、略凸状のＦＰＣ１０は、診断装置本体側あるいは探触子側に備えられるものであり、ほぼ帯状で柔軟性のある絶縁フィルム１１と、この絶縁フィルム１１上に形成された配線パターンとで構成されている。
【００１６】
配線パターンは、一端が外部と接続されるべく絶縁フィルム１１の縁部に臨んで配線ピッチＰ１を０．１５ｍｍ（図１の上側）にすると共に、他端が絶縁フィルム１１の中央部に臨んで配線ピッチＰ２を０．２ｍｍ（図１の下側）にして複数列形成された信号線用の帯状の配線１２ａ，１２ｂ…と、これら配線１２ａ，１２ｂ…の他端に一体形成され、複数本の極細同軸ケーブルの剥離された中心導体と一括して接続される矩形状の中心導体一括接続用パッド１３と、配線１２ａ，１２ｂ…に沿って形成されたグランド用の帯状の配線１４と、その配線１４の他端に中心導体一括接続用パッド１３に沿って一体形成され、複数本の極細同軸ケーブルの剥離されたシールド導体と一括接続される矩形状のシールド導体一括接続用パッド１５とからなっている。
【００１７】
各配線１２ａ，１２ｂ…の他端とパッド１３とは互いに直交しており、配線１２ａ，１２ｂ…とパッド１３の全体は略櫛歯状に形成されている。配線１４の他端とパッド１５とは互いに直交しており、配線１４とパッド１５の全体は略Ｌ字状に形成されている。
【００１８】
図２は、極細同軸ケーブル端末の整列及び接続するための治具の斜視図である。図３は図２に示した治具の３Ａ−３Ａ線断面図である。図４は、図２に示した治具の底面図である。
【００１９】
図２〜図４に示すように、本発明に係る極細同軸ケーブル端末の整列及び接続するための治具１は、主に極細同軸ケーブルアセンブリとしての医療用超音波診断装置等に使用されるプローブケーブルを構成する複数本の極細同軸ケーブル端末の被覆絶縁材料層等が剥離除去された中心導体に重ねられる。
【００２０】
この治具１は、これら中心導体を一体的に覆って整列保持させ、整列保持した中心導体を、診断装置の本体側や探触子側の基板上に設けられた中心導体一括接続用パッドに接続する際に用いられるものである。
【００２１】
治具１は、略矩形体状の治具本体２が、レーザ光を透過しうるレーザ光透過材としての石英から成形され、基板上に複数列形成された配線の他端に設けられた中心導体一括接続用パッドと、複数本の極細同軸ケーブル端末の剥離された中心導体とを互いにレーザ光によって溶着接続させるように構成されている。
【００２２】
また、治具本体２の片面には、複数本の極細同軸ケーブル端末の剥離された中心導体に重ねられ、これら中心導体を一体的に覆って整列保持させる溝部としての断面が略Ｕ字状のＵ字状溝３ａ，３ｂ…を、各Ｕ字状溝３ａ，３ｂ…が治具本体２の短手方向にそれぞれ沿うように形成され、かつ隣り合うＵ字状溝３ａ，３ｂ…が治具本体２の長手方向に沿って所定間隔ｐとなるように形成されている。
【００２３】
レーザ光透過材としては、石英に限定されるものではなく、レーザ光を透過し、透過したレーザ光の減衰量が小さいものであれば、いかなるものを用いてもよい。
【００２４】
Ｕ字状溝３ａ，３ｂ…の寸法は、中心導体の外径（図７で説明したａ）、基板上の中心導体一括接続用パッドにつながる配線パターンの形状、配線パターンの配線ピッチ（図１で説明したＰ２）に応じて決定すればよい。例えば、中心導体を基板にはんだ付けした際のフィレット形状を考慮した場合、最大幅ｗは中心導体の外径ａの２倍程度、深さｈは中心導体の外径ａの１．５〜２倍、所定間隔ｐは基板上の中心導体一括接続用パッドにつながる配線パターンの配線ピッチと同じとするのが望ましい。
【００２５】
Ｕ字状溝３ａ，３ｂ…は、たとえば、矩形体状の治具本体２を形成した後、エッチングにより治具本体２の片面に形成するようにしている。エッチングを利用することで、所定間隔ｐを、機械加工では困難である０．５ｍｍ未満の狭ピッチ、たとえば０．３ｍｍや０．２ｍｍとすることができる。溝部の形状としては、Ｕ字状溝３ａ，３ｂ…に限られるものではなく、たとえば、断面が略Ｖ字状のＶ字状溝あるいは矩形状溝としてもよい。
【００２６】
レーザ光の波長としては、図５で後述するように、中心導体と基板上の中心導体一括接続用パッドをはんだ付けする場合は、たとえばＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）が好ましいが、はんだを溶融することができる波長であればＹＡＧレーザの基本波に限定されるものではない。
【００２７】
また、レーザ光の波長としては、図５で後述するように、中心導体と中心導体一括接続用パッドを溶接する場合には、たとえば、ＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）が好ましいが、中心導体を溶融することができる波長であればＹＡＧレーザの第２高調波に限定されるものではない。
【００２８】
さらに、レーザ光の波長としては、図５で後述するように、中心導体を中心導体一括接続用パッドに接続した後、各中心導体間の中心導体一括接続用パッドを切断する場合は、ＹＡＧレーザの第４高調波（波長２６６ｎｍ）が好ましいが、中心導体一括接続用パッドが切断できる波長であればＹＡＧレーザの第４高調波等に限定されるものではない。
【００２９】
次に、極細同軸ケーブルアセンブリの端末接続方法を説明する。
【００３０】
図５は、本発明に係る接続基板と、極細同軸ケーブル端末の整列及び接続するための治具１とを用いた極細同軸ケーブルアセンブリの端末接続方法を説明する図である。図５に示すように、このＦＰＣ１０に接続される各極細同軸ケーブル５２ａ，５２ｂ…は、図７で説明した極細同軸ケーブル５２と同じものである。
【００３１】
まず、中心導体６２ａ，６２ｂ…の端末と中心導体一括接続用パッド１３をはんだ付けする場合の接続方法を説明する。
【００３２】
ＦＰＣ１０との接続に先立ち、各極細同軸ケーブル５２ａ，５２ｂ…の端末のジャケット６５ａ，６５ｂ…、シールド導体６４ａ，６４ｂ…、絶縁体６３ａ，６３ｂ…をそれぞれ剥離除去し、中心導体６２ａ，６２ｂ…とシールド導体６４ａ，６４ｂ…をそれぞれ露出させ、剥離された中心導体６２ａ、６２ｂ…と剥離されたシールド導体６４ａ，６４ｂ…とし、それらに予め予備はんだ処理を行う。
【００３３】
ＦＰＣ１０の中心導体一括接続用パッド１３上に、予備はんだ処理した中心導体６２ａ，６２ｂ…を載置し、パッド１３と予備はんだ処理した中心導体６２ａ，６２ｂ…に、これらをＵ字状溝３ａ，３ｂ…が覆うようにＵ字状溝３ａ，３ｂ…を下側にした極細同軸ケーブル端末の整列及び接続するための治具１を重ねる。シールド導体６４ａ，６４ｂ…は、シールド導体一括接続用パッド１５上に位置するようにしておく。
【００３４】
このとき、ＦＰＣ１０上の中心導体一括接続用パッド１３が、治具１を重ねる際の位置決めの役目をも果たすので、配線１２ａ，１２ｂ…の配線ピッチが狭ピッチであっても、パッド１３上に、中心導体６２ａ，６２ｂ…を配線１２ａ，１２ｂ…の他端と一致させて容易に整列保持させることができる。
【００３５】
ここで、中心導体６２ａ，６２ｂ…とパッド１３に、治具１の上方からＹＡＧレーザの基本波Ｌ１を照射してはんだを溶融させ、中心導体６２ａ，６２ｂ…の端末とパッド１３とを一括してはんだ接続する。
【００３６】
その後、中心導体６２ａ，６２ｂ…の線間のパッド１３に治具１の上方からＹＡＧレーザの第４高調波Ｌ４を照射することによってその部分を切断し、各中心導体６２ａ，６２ｂ…間を絶縁する。最後に、シールド導体６４ａ，６４ｂ…とパッド１５を別途はんだ付けするとＦＰＣ１０に極細同軸ケーブル５２ａ，５２ｂ…が接続される。
【００３７】
次に、中心導体６２ａ，６２ｂ…の端末と中心導体一括接続用パッド１３を溶接する場合の接続方法を説明する。
【００３８】
同様にして、中心導体６２ａ，６２ｂ…を露出させ、剥離された中心導体６２ａ，６２ｂ…とし、剥離された中心導体６２ａ，６２ｂ…に予備はんだ処理を行わずに、治具１を用いて、中心導体一括接続用パッド１３上に中心導体６２ａ，６２ｂ…を配線１２ａ，１２ｂ…の他端と一致させて整列保持させる。
【００３９】
ここで、中心導体６２ａ，６２ｂ…とパッド１３に治具１の上方からＹＡＧレーザの第２高調波Ｌ２を照射して中心導体６２ａ，６２ｂ…を溶融させ、中心導体６２ａ，６２ｂ…の端末とパッド１３とを溶接して一括接続する。
【００４０】
本発明に係るＦＰＣ１０には、中心導体一括接続用パッド１３が形成されており、このパッド１３に中心導体６２ａ，６２ｂ…を接続した後、中心導体６２ａ，６２ｂ…間のパッド１３をＹＡＧレーザの第４高調波Ｌ４で切断しているので、中心導体６２ａ，６２ｂ…の整列保持、端末接続を簡略化することができる。
【００４１】
また、本発明に係る治具１は、治具本体２にＵ字状溝３ａ，３ｂ…を形成しているので、中心導体６２ａ，６２ｂ…を容易に整列保持させることができる。Ｕ字状溝３ａ，３ｂ…の所定間隔ｐは、機械加工では困難である０．５ｍｍ未満の狭ピッチとすることもできるので、０．３ｍｍピッチや０．２ｍｍピッチといった狭ピッチの整線も可能となる。
【００４２】
治具本体２は石英から成形されているので、中心導体６２ａ，６２ｂ…を整列させて保持した状態のまま、中心導体６２ａ，６２ｂ…を容易に整列保持させることができる。治具本体２は透明なので、作業時の視認性を向上させることができる。
【００４３】
このように、ＦＰＣ１０と治具１を用いることにより、予備はんだ処理した中心導体６２ａ，６２ｂ…を容易に整列保持させ、これら中心導体６２ａ，６２ｂ…に、治具１を介してＹＡＧレーザの基本波Ｌ１を照射することで、中心導体６２ａ，６２ｂ…の端末と中心導体一括接続用パッド１３をはんだ付けにて一括接続し、中心導体６２ａ，６２ｂ…間のパッド１３をＹＡＧレーザの第４高調波Ｌ４で切断することで、中心導体６２ａ，６２ｂ…の線間を絶縁しているので、中心導体６２ａ，６２ｂ…の端末接続を簡略化でき、接続作業性を向上させることができる。
【００４４】
したがって、中心導体６２ａ，６２ｂ…の整列保持、端末接続の自動化が可能になる。
【００４５】
また、治具１を用いて予備はんだ処理しない中心導体６２ａ，６２ｂ…を整列保持させ、その中心導体６２ａ，６２ｂ…に、治具１を介してＹＡＧレーザの第２高調波Ｌ２を照射することで、中心導体６２ａ，６２ｂ…の端末と中心導体一括接続用パッド１３を溶接して一括接続し、中心導体間のパッド１３をＹＡＧレーザの第４高調波Ｌ４で切断することで、中心導体６２ａ，６２ｂ…の線間を絶縁しているので、中心導体６２ａ，６２ｂ…の接続にはんだを使用する必要がなく、中心導体６２ａ，６２ｂ…の端末接続を簡略化でき、接続作業性を向上させることができる。
【００４６】
したがって、中心導体６２ａ，６２ｂ…の整列保持、端末接続の自動化が可能になる。
【００４７】
この場合、中心導体６２ａ，６２ｂ…の端末を溶融させてＦＰＣ１０に接合するため、はんだ付けする場合に比べて、端末接続部の機械的・電気的信頼性が向上する。
【００４８】
上記実施の形態では、ＦＰＣ１０上に中心導体６２ａ，６２ｂ…を載置し、中心導体６２ａ，６２ｂ…に、Ｕ字状溝３ａ，３ｂ…が下側となるように治具１を重ねて中心導体６２ａ，６２ｂ…を整列保持させる例で説明したが、ＦＰＣ１０上に、配線１２ａ，１２ｂ…とＵ字状溝３ａ，３ｂ…が一致するように治具１を重ねた後、Ｕ字状溝３ａ，３ｂ…内に中心導体６２ａ，６２ｂ…を挿入して中心導体６２ａ，６２ｂ…を整列保持するようにしてもよい。
【００４９】
また、治具１をＵ字状溝３ａ，３ｂ…が上側となるようにし、Ｕ字状溝３ａ，３ｂ…上に中心導体６２ａ，６２ｂ…を搭載し、中心導体６２ａ，６２ｂ…を搭載した治具１上にＦＰＣ１０を搭載し、中心導体６２ａ，６２ｂ…を整列保持するようにしてもよい。この場合、中心導体６２ａ，６２ｂ…と中心導体一括接続パッド１３に、治具１の下方からレーザ光を照射する。
【００５０】
【実施例】
（実施例１）
極細同軸ケーブルのジャケット、外部導体、内部絶縁体を剥離除去して中心導体を露出させ、露出した中心導体に予め予備はんだ処理を行い、本発明に係る治具１を用いてＦＰＣ１０の中心導体一括接続用パッド上に中心導体を整列保持し、治具１の上からＹＡＧレーザの基本波を照射して中心導体を一括してはんだ付けした後、中心導体の線間のパッドをＹＡＧレーザの第４高調波を照射して切断し、各中心導体間を絶縁した。
【００５１】
（実施例２）
同様にして中心導体を露出させ、本発明に係る治具１を用いてＦＰＣ１０上に中心導体を整列保持し、治具１の上からＹＡＧレーザの第２高調波を照射して一括して中心導体を一括して溶接した後、中心導体の線間のパッドをＹＡＧレーザの第４高調波を照射して切断し、各中心導体間を絶縁した。
【００５２】
（比較例）
同様にして中心導体を露出させ、従来技術で説明したように、１心ずつ導通を確認しながら基板の配線ピッチに合わせて並べ、手作業ではんだ付けした。
【００５３】
実施例１、２および比較例に基づいて作製された端末加工品について加工精度、作業時間を調査した。その結果、実施例１および実施例２の加工精度はいずれも比較例と同等であり、作業時間はいずれも比較例より短縮された。また、比較例の方法は熟練した作業者でなければ困難であったが、実施例１および実施例２の方法は初心者でも可能であった。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような優れた効果を発揮する。
【００５５】
（１）極細同軸ケーブルの中心導体の整列保持、端末接続の機械化・自動化が可能になる。
【００５６】
（２）極細同軸ケーブルの中心導体の端末接続を簡略化でき、接続作業性を向上させることができる。
【００５７】
（３）はんだを使用せずに中心導体を基板に接続することも可能となる。この場合、中心導体の端末を溶融させて基板に接合するため、端末接続部の機械的・電気的信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板の平面図である。
【図２】本発明に係る治具の斜視図である。
【図３】図２に示した治具の３Ａ−３Ａ線断面図である。
【図４】図２に示した治具の底面図である。
【図５】本発明に係る極細同軸ケーブルアセンブリの端末接続方法を説明する図である。
【図６】プローブケーブルの断面図である。
【図７】極細同軸ケーブルの断面図である。
【符号の説明】
１ 治具
２ 治具本体
３ａ，３ｂ…Ｕ字状溝
１０ ＦＰＣ（基板）
１２ａ，１２ｂ… 信号線用の配線
１３ 中心導体一括接続用パッド
Ｌ１ ＹＡＧレーザの基本波
Ｌ２ ＹＡＧレーザの第２高調波
Ｌ４ ＹＡＧレーザの第４高調波
Claims (2)
- 基板上に複数列形成された配線に、これに接続されるべき複数本の極細同軸ケーブルの剥離された中心導体を重ねて溶着接続させる方法において、基板上に上記複数列の配線と一体形成される一括接続用パッドを設け、そのパッド上に、予め予備はんだ処理した上記複数本の極細同軸ケーブルの剥離された中心導体を載置し、これらパッドと中心導体とに、これらを覆ってレーザ光を透過させる治具を重ねて整列保持させると共に、上記治具にレーザ光を照射し、上記中心導体に上記治具を透過したレーザ光を照射してはんだを溶融させ、上記パッドと中心導体とをはんだ接続した後、中心導体間のパッドをレーザ光で切断することを特徴とする極細同軸ケーブルアセンブリの接続方法。
- 基板上に複数列形成された配線に、これに接続されるべき複数本の極細同軸ケーブルの剥離された中心導体を重ねて溶着接続させる方法において、基板上に上記複数列の配線と一体形成される一括接続用パッドを設け、そのパッド上に、上記複数本の極細同軸ケーブルの剥離された中心導体を載置し、これらパッドと中心導体とに、これらを覆ってレーザ光を透過させる治具を重ねて整列保持させると共に、上記治具にレーザ光を照射し、上記パッドと中心導体とに上記治具を透過したレーザ光を照射して部分溶融させ、上記パッドと中心導体とを溶接接続した後、中心導体間のパッドをレーザ光で切断することを特徴とする極細同軸ケーブルアセンブリの接続方法。
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