JP4767846B2 - 回路基板のｈｆ伝送線路に同軸プラグコネクターを連結させるためのｈｆコネクター - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提項に記載されているように、回路基板のＨＦ伝送線路に同軸プラグコネクターを連結させるためのＨＦコネクター（Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）に関するものである。

金属製ハウジングで遮蔽し、ハウジングを通して供給されるＨＦ連結を持つ回路基板の製造工程において、まず、第一に、回路基板には、コンポーネントが開いたハウジング内で熱風炉でハンダ付けされ固定される。その後、人手によって、ＨＦ同軸プラグコネクターがハウジングの穿孔部を通して差し入れられる。そして、ハウジングを閉じるカバーを載置する前に、ＨＦコネクター上のハンダ片によって、分離している回路基板にハンダ付けされなければならない。この製造工程は、付加的な人手によるハンダ付け工程により高コストを必要とし、熱風炉におけるコンポーネントのハンダ付けのような高い信頼性を与えないという点で、問題がある。また、回路基板やＨＦ同軸プラグコネクターが、損傷を受けた場合に、容易に取り替えられないという問題もあった。

本発明の課題は、前述したタイプのＨＦコネクターを改良し、自動的な製造工程を採用して、高い信頼性と低コストを実現しようとすることである。

本発明の課題は、請求項１に開示された特徴を持つ前述したタイプのＨＦコネクターの改良によって、達成される。本発明の好適な実施形態は、その他の請求項に開示されている。

前述したタイプのＨＦコネクターに拘らず、本発明によれば、ＨＦコネクターは、同軸プラグコネクターの中央導体に電気的に接触されるように配設された少なくとも一対の第一バネブレードと、同軸プラグコネクターの外側導体に電気的に接触されるように配設された少なくとも一対の第二バネブレードとを具備しており、少なくとも一対の第一バネブレードは、同軸プラグコネクターから離れた端面において、該ＨＦコネクターを回路基板のＨＦ伝送線路に電気的に連結するための接触面であって、回路基板に機械的に連結するための接触面を有しており、かつ、少なくとも一対の第二バネブレードは、同軸プラグコネクターから離れた端面において、該ＨＦコネクターを回路基板の着座接触面に電気的に連結するための接触面であって、回路基板に機械的に連結するための接触面を有しており、さらに該一対の第一バネプレート及び該一対の第二バネブレードの各接触面は、回路基板に対して平面方向に平行に配列されているものである。

本発明は、回路基板にコンポーネントがハンダ付けされ装備されるときに、ＨＦコネクターもハンダ付けされ装備されるという利点を有している。たとえば、ハウジングを通してＨＦ連結及び電気的接触を得るためには、同軸プラグコネクターをバネブレードの間に挿入するだけである。したがって、ＨＦ同軸プラグコネクターと回路基板との間に、電気的接触を得るために、付加的なハンダ付けは必要がない。この手段によって、同軸プラグコネクターは、いつでも取り外せるし、また交換することもできる。この際、回路基板を囲繞しているハウジングを開く必要はないし、そしてハンダ付けを実行する必要もない。

バネブレードの接触面を、回路基板に対して平面方向に平行に配列させておくことによって、表面に載置された形でＨＦコネクターを回路基板に簡単にかつ自動的に装備することが可能となる。

同軸プラグコネクターは、回路基板を囲繞するハウジングに差し入れられる部位を持っていることが好ましい。

また、全てのバネブレードが、回路基板に対して平面方向に平行に延びていることは、好ましい実施態様である。

良好なかつ信頼性のある信号伝送のためには、一対の第一バネブレードは、接触面の近傍において一体化しているのが好ましい。

同軸プラグコネクターの接触部位を挟むための所定の区域を形成するために、一対のバネブレードが、それらの同軸プラグコネクターに対向する面が、お互いに離れる方向に曲げられているのが好ましい。

コンポーネントを装備する機械によって、回路基板上にＨＦコネクターを自動的に配置することを容易にするためには、ＨＦコネクターは全てのバネブレードを備えているハウジングを具備しているのが好ましい。この手段によって、コンポーネントを装備する機械の把持端は、ハウジングを把持し、それを回路基板上に載置すればよいだけである。これによって、全てのバネブレードは、自動的に正確に位置決めされ載置される。ハウジングは平面状コンポーネントとして設計され、そして、回路基板に係合しうるように、ハウジングから延びている少なくとも一つの取付脚を具備しているのが好ましい。

ハウジングは空洞部を持っており、そこには、バネブレードの自由端が、同軸プラグコネクターに対向するように延びているのが好ましい。この手段によって、ＨＦコネクターのハウジングに実質的な改良を施すことなく、同軸プラグコネクターをバネブレードの間に差し入れることができる。

本発明の更なる好ましい改良は、回路基板の孔に係合する取付脚を設計することである。取付脚は、その外周を越えて、その径方向に延びている少なくとも一つの爪状突出部を持っている。爪状突出部は取付脚上に配設されており、取付脚の外周は、爪状突出部の近傍で回路基板の孔の直径よりも小さくなっている。それによって、回路基板の孔の中に押し入る取付脚の部分の外周は、該部分の外周と回路基板の孔の内壁との間において、該外周の少なくとも一部の面に、ハンダの毛細管現象が生じる間隙が存在するように設計されている。また、ハンダ付け工程で、回路基板の表面に位置するハンダが毛管作用によって、該間隙の中に浸透し、該間隙がハンダで充満されるように設計されている。

これは、回路基板にコンポーネントを載置し固定するために、特に大きな力が必要とされないという利点がある。つまり、コンポーネントを装備する機械と熱風炉を用いれば、回路基板の製造ラインにおける機械で、自動的に実行しうるという利点がある。すなわち、熱風炉におけるハンダ付け工程によって、回路基板の孔の中に浸透するハンダによって、自動的にコンポーネントの固定が行われるという利点がある。また、同時に、公差に関係なく形状の適合が、取付脚と平面状回路基板の孔の内周との間で取られる。それゆえに、固定を伴うコンポーネントの装備は、大きな保持力の実現と同時に殆ど公差を生じないので、非常に経済的に実行することができる。

回路基板の孔の長手軸方向に公差なく適合した形状での連結は、以下の手段によって達成される。すなわち、回路基板上に完全にコンポーネントが載置されると共に、爪状突出部が回路基板の孔の中に位置するように、爪状突出部を取付脚上に配設することによって、実行される。

毛管作用をより増長させるために、回路基板の孔の中に位置する全ての部分に亙って、取付脚の長手方向に、少なくとも一つの切欠き部が設けられる。

回路基板の孔の中に浸透したハンダと、回路基板の間の特に良好な形状適合は、回路基板の孔を金属化することによって、達成される。

本発明は、図面を参照することによって、より詳細に説明される。
図１は、本発明による好ましい実施形態のＨＦコネクターを上から見た斜視図である。
図２は、図１のＨＦコネクターを下から見た斜視図である。
図３は、図１のＨＦコネクターが回路基板に装備された状態で、かつ、ＨＦプラグコネクターが連結された状態を、上から見た斜視図である。
図４は、図１のＨＦコネクターが回路基板に装備された状態で、かつ、ＨＦプラグコネクターが連結された状態を、下から見た部分断面図である。
図５は、回路基板上に載置されたコンポーネントの好ましい実施形態の平面図である。
図６は、ハンダ付け工程前の図５のＸの詳細図である。
図７は、図６のＡ−Ａ線断面図である。
図８は、ハンダ付け工程後の図５のＸの詳細図である。
図９は、図８のＢ−Ｂ線断面図である。

図１及び図２に、本発明に係るＨＦコネクターの好ましい実施態様が示されている。これは、表面実装型コンポーネント（ＳＭＤ−Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）として設計され、一対の第一バネブレード１２，１４と、一対の第二バネブレード１６，１８とが配置されたハウジング１０を含んでいる。一方の側に、ハウジング１０は空洞部２０を持っており、その中に、バネブレード１２，１４，１６，１８が自由な状態で存在している。バネブレード１２，１４，１６，１８は、並んでおり、弾性が生じるようになっている。すなわち、一対の第一バネブレード１２，１４は、空洞部２０の区域における自由端によって、ＨＦ同軸プラグコネクターの中央導体と電気的に接触するようになっている。また、一対の第二バネブレード１６，１８も、空洞部２０の区域における自由端によって、ＨＦ同軸プラグコネクターの外側導体と電気的に接触するようになっている。これらの点は、また後述する。空洞部２０内の各々の自由端において、一対のバネブレード１２，１４と１６，１８とは、お互いが離れる方向に曲げられている。したがって、ＨＦ同軸プラグコネクターとＨＦコネクターとの配列が、それらが互いに正確に整列しておらずに、種々の公差を持っていたとしても、バネブレード１２，１４，１６，１８の間に、ＨＦ同軸プラグコネクターの挿入が確実となるような挟むための所定の区域が形成されていることになる。

図２に示されているように、各バネブレード１２，１４，１６，１８は、空洞部２０から離れた端面、すなわち、ＨＦ同軸プラグコネクターから離れた端面において、接触面２２，２４，２８を備えている。一対の第一バネブレード１２，１４は、接触面２４の区域が一体化されている。以下に詳述されるように、これらの接触面は、一つの平面上に配列されており、回路基板と機械的に連結するため、かつ、回路基板上の接触子と電気的に接触するため、ハンダ付けされる表面となる。取付脚２８は、ハウジング１０の側面に配置され、ハウジング１０と一体化されている。また、取付脚２８は、接触面２２，２４，２６が形成する平面に対して実質的に直交する方向に延びている。これらの取付脚２８は、ＨＦコネクターを回路基板に正確に位置決めし、かつ、機械的に固定するために、回路基板の対応する孔開き部に係合させるためのものである。

図３及び図４は、本発明に係るＨＦコネクターが装備された状態の一つの実施例が示されている。取付脚２８は、回路基板３２の孔３０に係合している。回路基板３２は、既にハウジング３４内に収納されている。このハウジング３４は、中央導体４０と外側導体４２を持つＨＦ同軸プラグコネクター３８のための開孔部３６を有している。特に、図４から明らかなように、ハウジング３４を完全に閉じた後であっても、同軸プラグコネクターは、開孔部３６の通して外側から簡単に挿入することができる。この挿入により、一対の第一バネブレード１２，１４は中央導体４０と電気的に接触し、一対の第二バネブレード１６，１８は外側導体４２と電気的に接触する。ここにおいて、一対のバネブレード１２，１４、又は１６，１８はお互いに離れている。すなわち、中央導体４０及び外側導体４２がバネブレード１２，１４，１６，１８の弾性作用を持つ自由端を押圧する程度に、かつ、接触する面で電気的な連絡が生じるような接触力が働く程度に、離れている。

ハウジングを持ち、かつ、ＨＦ連結のための開孔部を持つ回路基板の製造方法は、以下のとおりである。まず、ハンダペーストが機械によって回路基板に適用される。本発明に係るＨＦコネクターを含む全てのコンポーネントが機械（自動的にコンポーネントを装備するのに用いる機械）によって載置される。その後、ハンダ付け工程が熱風炉（ここでハンダが流れる。）の中で実行される。ここで、本発明に係るＨＦコネクターの接触面２２，２４，２６は、回路基板３２上の対応する接触域でハンダ付けされる。ＨＦ同軸プラグコネクターの中央導体４０に接触する一対の第一バネブレード１２，１４の接触面２４は、回路基板３２上のＨＦ信号線路に電気的に連結される。一対の第二バネブレード１６，１８の接触面２２及び２６は、回路基板３２上の着座接触面と電気的に連結される。ＳＭＤコンポーネントでは一般的なように、ハンダによる連結は、また同時に回路基板３２との機械的連結でもある。付加的な機械的固定は、二つの取付脚２８によって有効である。取付脚２８は、ＨＦ同軸プラグコネクターの後での挿入により付加される横方向の力を吸収する。したがって、この力がハンダによる連結に損傷を与えない。その後、回路基板３２はハウジング３４で囲繞され、ハウジング３４は閉じられる。そして、同軸プラグコネクター３８は、開孔部３６を通して挿入される。バネブレード１２，１４，１６，１８の設計及び配列により、回路基板３２上のＨＦ信号線路とＨＦ同軸プラグコネクター３８の中央導体４０との間に対応する電気的接触が形成される一方、回路基板３２上の着座接触面とＨＦ同軸プラグコネクター３８の外側導体４２との間にも対応する電気的接触が形成される。これは、ＨＦ同軸プラグコネクター３８の挿入によって自動的になされ、何らのハンダ付け工程もなしにＨＦコネクターを通してなされる。ＨＦ同軸プラグコネクター３８は、ハウジング３４内に押し入れられ、これは製造ラインにおいて機械によって行うことも、また可能である。

図５は、回路基板３２に適用されるコンポーネントの更なる好ましい改良を示したものである。このコンポーネントは、ハウジング１０と二つの取付脚２８を備えている。図１において、二つの取付脚２８が回路基板３２の金属化された孔３０に係合することによって、コンポーネントは回路基板３２に装備される。

さらに、図６及び図７は、ハンダ付け工程前のコンポーネントが載置された状態を示しており、孔３０の金属化５６が示されている。ハンダペースト５０は、孔３０の周囲の一部に適用されており、取付脚２８が孔３０の中に押し入れられている。取付脚２８は、その自由端に形成された爪状突出部５２を持っている。そして、取付脚２８の直径は、爪状突出部５２の近傍において、孔３０の内径よりも小さくなっている。孔３０の中に係合している取付脚２８の残余の部分もまた、取付脚２８の直径は、孔３０の内径よりも小さく設計されている。さらに、取付脚２８の長さは、図７で特に示されているように、回路基板３２の中に完全に置かれたコンポーネントと共に、爪状突出部５２がなお孔３０の中に位置するように、選択される。さらに付加的に、取付脚２８には、図６に特に示されているように、長手方向に切欠き部５４が設けられている。孔３０と比較して小さい直径の取付脚２８と切欠き部５４とは、取付脚２８の外周と孔３０の内周との間に、毛管特性を持つ間隙が形成されるように設けられる。

製造方法において、第一に全てのコンポーネントは、回路基板３２の中に、コンポーネントを装備する機械によって、載置される。その後、熱風炉の中でハンダ付け工程が採用され、ハンダ５０は加熱され、液相に変化する。液状のハンダ５０は、毛管作用によって、取付脚２８の外周と孔３０の内周との間の間隙の中に浸透し、完全に満たされる。

図８及び図９は、ハンダがその後、冷却され固化した状態を示している。間隙は、ハンダ５０で満たされており、ハンダ５０は形状適合するように、孔３０の金属５６と接着している。これだけで、回路基板３２の平面において、回路基板３２と取付脚２８との間に形状適合を作り出すことができる。さらに、爪状突出部５２の手段によって、孔３０の長手軸方向、すなわち、回路基板の垂直方向において、形状適合を作り出すことができる。それゆえに、取付脚２８の全体に亙って、三方向において、回路基板３２と強固に連結され、取り付けられるのである。しかしながら、直ちに分かるように、上記のことを達成するために、挿入力や係止力が適用される必要はない。装備は、ハンダ付け工程において、自動的に達成されている。また、取付脚２８と回路基板３２との間の連結に、公差は無関係であることもまた、明らかである。

本発明による好ましい実施形態のＨＦコネクターを上から見た斜視図である。 図１のＨＦコネクターを下から見た斜視図である。 図１のＨＦコネクターが回路基板に装備された状態で、かつ、ＨＦプラグコネクターが連結された状態を、上から見た斜視図である。 図１のＨＦコネクターが回路基板に装備された状態で、かつ、ＨＦプラグコネクターが連結された状態を、下から見た部分断面図である。 回路基板上に載置されたコンポーネントの好ましい実施形態の平面図である。 ハンダ付け工程前の図５のＸの詳細図である。 図６のＡ−Ａ線断面図である。 ハンダ付け工程後の図５のＸの詳細図である。 図８のＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

１０ ハウジング
１２ 第一バネブレード
１４ 第一バネブレード
１６ 第二バネブレード
１８ 第二バネブレード
２０ 空洞部
２２ 接触面
２４ 接触面
２６ 接触面
２８ 取付脚
３０ 孔
３２ 回路基板
３４ ハウジング
３８ 同軸プラグコネクター
４０ 中央導体
４２ 外側導体
５０ ハンダ
５２ 爪状突出部
５４ 切欠き部

Claims (13)

1. 同軸プラグコネクター（３８）を、回路基板（３２）上のＨＦ伝送線路に連結するためのＨＦコネクターにおいて、
   該ＨＦコネクターは、同軸プラグコネクター（３８）の中央導体（４０）に電気的に接触されるように配設された少なくとも一対の第一バネブレード（１２，１４）と、同軸プラグコネクター（３８）の外側導体（４２）に電気的に接触されるように配設された少なくとも一対の第二バネブレード（１６，１８）とを具備しており、
   少なくとも一対の第一バネブレード（１２，１４）は、同軸プラグコネクター（３８）から離れた端面において、該ＨＦコネクターを回路基板（３２）のＨＦ伝送線路に電気的に連結するための接触面（２４）であって、回路基板（３２）に機械的に連結するための接触面（２４）を有しており、かつ、
   少なくとも一対の第二バネブレード（１６，１８）は、同軸プラグコネクター（３８）から離れた端面において、該ＨＦコネクターを回路基板（３２）の着座接触面に電気的に連結するための接触面（２２，２６）であって、回路基板（３２）に機械的に連結するための接触面（２２，２６）を有しており、さらに、
   該一対の第一バネブレード（１２，１４）の接触面（２４）と該一対の第二バネブレード（１６，１８）の接触面（２２，２６）は、回路基板（３２）に対して平面方向に平行に配列されている
   ことを特徴とするＨＦコネクター。
2. 同軸プラグコネクター（３８）が、回路基板（３２）を囲繞するハウジング（３４）に差し入れられる部位を持つことを特徴とする請求項１記載のＨＦコネクター。
3. 全てのバネブレード（１２，１４，１６，１８）が、回路基板（３２）に対して平面方向に平行に延びていることを特徴とする請求項１又は２記載のＨＦコネクター。
4. 一対の第一バネブレード（１２，１４）が、接触面（２４）の近傍で一体となるように設計されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＨＦコネクター。
5. 一対のバネブレード（１２，１４、又は１６，１８）が、同軸プラグコネクター（３８）に向かう端面において、相互に離れるように曲げられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＨＦコネクター。
6. 全てのバネブレード（１２，１４，１６，１８）を有するハウジング（１０）を具備していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＨＦコネクター。
7. ハウジング（１０）が平面状コンポーネントとして設計されていることを特徴とする請求項６記載のＨＦコネクター。
8. ハウジング（１０）が取付脚（２８）を具備しており、該取付脚（２８）は、回路基板（３２）に係合しうるように、該ハウジング（１０）から延びていることを特徴とする請求項６又は７記載のＨＦコネクター。
9. 請求項８記載のＨＦコネクターにおいて、
   取付脚（２８）は、回路基板（３２）の孔（３０）に係合するように設計されており、
   取付脚（２８）は、取付脚（２８）の外周を越えて、その径方向に延びている少なくとも一つの爪状突出部（５２）を持っており、
   爪状突出部（５２）は取付脚（２８）上に配設されていると共に、取付脚（２８）の外周は、爪状突出部（５２）の近傍で回路基板（３２）の孔（３０）の直径よりも小さく、
   それによって、回路基板（３２）の孔（３０）の中に押し入る取付脚（２８）の部分の外周は、該部分の外周と回路基板（３２）の孔（３０）の内壁との間において、該外周の少なくとも一部の面に、ハンダの毛細管現象が生じる間隙が存在するように設計されており、
   また、ハンダ付け工程で、回路基板（３２）の表面に位置するハンダが毛管作用によって、該間隙の中に浸透し、該間隙がハンダで充満されるように設計されている
   ことを特徴とするＨＦコネクター。
10. 回路基板（３２）上に完全に置かれたコンポーネントと共に、爪状突出部（５２）は、回路基板（３２）の孔（３０）の中に位置すように取付脚（２８）上に配設されていることを特徴とする請求項９記載のＨＦコネクター。
11. 回路基板（３２）の孔（３０）の中に位置する全ての部分面において、取付脚（２８）の軸方向の外周には、少なくとも一つの切欠き部（５４）が設けられていることを特徴とする請求項９又は１０記載のＨＦコネクター。
12. 回路基板（３２）の孔（３０）は、金属化されていることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載のＨＦコネクター。
13. ハウジング（１０）は空洞部（２０）を持っており、該空洞部（２０）には、同軸プラグコネクター（３８）に対向するバネブレード（１２，１４，１６，１８）の自由端が存在することを特徴とする請求項６乃至１２のいずれか一項に記載のＨＦコネクター。

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