JP5163865B2 - 多芯ケーブルアセンブリ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
まず、端末までの長さを揃えた同軸ケーブル101を並列溝が形成されているような治具上で並行に配列し、樹脂・接着剤等を利用して同軸ケーブル101同士が並列に整列した状態を保持するように固定し、フラットケーブル状にする。
このフラットケーブル化した同軸ケーブル101に対し、線方向とは直交する方向に、例えばレーザーやカッターなどで、同軸ケーブル101のジャケット105に一括で切り込みを入れ、同軸ケーブル101の端末側からジャケット105を一括で引き抜き、外部導体104を露出させる。
次に、露出した外部導体104を接続に必要な長さだけを残してレーザーやカッターなどで切断し、絶縁体103を露出させる。
露出した絶縁体103を、外部導体104と中心導体102とが同軸ケーブル101をプリント基板やコネクタに接続した際に短絡してしまわないような長さだけ残して、再び、レーザーやカッターなどを用いて絶縁体103に一括で切り込みを入れ、引き抜くことで、中心導体102を露出させる。
上記のような方法で端末において外部導体104、絶縁体103、中心導体102が露出し配列した複数本の同軸ケーブル101を、プリント基板またはコネクタのグランド線107および信号線106に所望の接続が得られるように位置合わせをし、半田等108を用いて外部導体104をグランド線107に、中心導体102を信号線106に電気的に一括または個々に接続する。
また、外部導体104の露出部と中心導体102の露出部とが、同軸ケーブル101の配線方向(線方向)に分布し、且つ、複数本の同軸ケーブル101が並行に配列されて配線方向とは直交する並列方向にも分布しているため、同軸ケーブル101をプリント基板やコネクタに接続する際に、配線方向および並列方向の2方向に位置合わせの精度が要求されるほか、プリント基板やコネクタにグランド線107、信号線106などの配線パターンに、ある程度の面積が必要であった。
更に、極細同軸ケーブルのさらなる細径化が進んでおり、端末接続部の露出した外部導体、絶縁体、中心導体が、接続するプリント基板やコネクタに対し十分な位置合わせを行なえるほど並列状態を保つことが困難となっている。
また、例えば、特許文献2では、極細の同軸ケーブルの外部導体と中心導体を順に露出せずに、並べて配列された同軸ケーブルの端部を一括して切断し、無剥離のまま切断断面の中心導体及び外部導体を、直接プリント基板の配線パターンに一括接続する方法が提案されている。
また、特許文献2の方法では、2回のストリップ作業を1回の切断作業に短縮することはできるが、極細同軸ケーブルの中心導体の周囲に外部導体が同心円状に設けられた切断断面構造、およびプリント基板やコネクタにおける前記切断断面に合わせた配線パターン構造のために、接続する際の位置合わせに従来以上の精度が要求される問題があった。
本発明の第1の態様は、中心導体の外周に、絶縁体、外部導体及びジャケットが設けられた同軸ケーブルを複数本有する多芯ケーブルと、前記多芯ケーブルの前記各同軸ケーブルの中心導体及び外部導体が電気的に接続される配線パターンを有する配線基板またはコネクタとを備えた多芯ケーブルアセンブリにおいて、複数本の前記同軸ケーブルが並行に配列された前記多芯ケーブルの前記配線基板またはコネクタ側の端部に、前記中心導体及び前記外部導体が露出した傾斜切断面が前記各同軸ケーブルに形成され、前記傾斜切断面の前記中心導体及び前記外部導体が、前記配線パターンに直接接続されていることを特徴とする多芯ケーブルアセンブリである。
徴とする。
回行っていたストリップ作業を、1回の切断ないし切削・研磨等の作業による傾斜切断面の形成に置き換えることができるため、接続作業の工程を簡素化することができる。また、同軸ケーブルの接続断面を、同軸ケーブルの長さ方向に対して垂直な断面ではなく、傾斜した傾斜切断面とすることで、接続部の断面積・断面形状を拡大でき、同軸ケーブルの中心導体及び外部導体を傾斜切断面の配線パターンに直接接続する際の位置合わせ精度の許容ずれ量を増大でき、同軸ケーブルの細径化に対応することができる。更に、同軸ケーブルの傾斜切断面と配線基板またはコネクタの配線パターンとの直接接続なので、配線パターンの形成領域をより小さくすることができる。
本発明に係る多芯ケーブルアセンブリ及びその製造方法の第1の実施形態を図1〜図4を用いて説明する。
本実施形態で用いた極細の同軸ケーブル1は、図1に示すように、中心導体2の外周に、絶縁体(内部絶縁体)3、外部導体(シールド線)4及びジャケット5が同心円状にそれぞれ被覆されて形成されている。
中心導体2は、SnめっきやAgめっきを施した銅線または銅合金線からなる素線を複数本撚り合わせた撚り線である。具体的には、中心導体2は、線径0.013mm(48
AWG(American Wire Gauge)に相当)の素線の7本撚りで、外径が0.039±0.0
02mmとなっている。なお、中心導体は、撚り線ではなく単線でもよい。絶縁体3には、PFA等のフッ素樹脂などが用いられる。絶縁体3までの直径は約0.093mmとな
っている。外部導体4は、SnめっきやAgめっきを施した銅線または銅合金線からなる素線を多数本、横巻きにしたもの、あるいは網目状に組んだものである。本実施形態では、外部導体4には、素線径が0.016mmのものを用い、外径が約0.12mmであり、ジャケット5まで含めた直径が約0.160mmとなっている。ジャケット5には、ポリ
エチレン等の絶縁体ゴムなどが用いられる。
まず、末端を揃えた極細の同軸ケーブル1を複数本(例えば8本)、各同軸ケーブル1のジャケット5が互いに接触する間隔で並列に配列し、図2(a)に示すように端末部を固定し、同軸ケーブル1をフラットケーブル状に配列した多芯ケーブル10を構成する。この実施形態の多芯ケーブル10の端部は、樹脂中に埋設されて固着・固定された樹脂固定部20となっている。
樹脂固定部20は、例えば、成型型(図示せず)にフラットケーブル状に整列させて同軸ケーブル1を挿入した後、成型型に樹脂を流し入れ、樹脂を固化させて成形する。成形型には、同軸ケーブル1をフラットケーブル状に整列させると共に、同軸ケーブル1が挿入される成形型の底面に対して所定の傾斜角θ(図2(b))で同軸ケーブル1を支持・案内する傾斜した並列溝を有するガイド部(図示せず)が設けられている。樹脂固定部20は、直方体状の樹脂固化部を有する成形型の形状であって、同軸ケーブル1の並列方向の幅Wが1.5mm、同軸ケーブル1の長さ方向の奥行きDが0.65mm、高さHが0.
3mmの直方体状になっている。直方体状の樹脂固定部20の底面21に対し、並列配置の多芯ケーブル10のフラット面が傾斜角θ(例えば、30°)傾いた状態で固化されている。
樹脂固定部20の樹脂は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。樹脂固定部20の樹脂には、同軸ケーブル1をフラットケーブル状に整列させて固化した後、次に述べるような研削・研磨加工等を行うため、固化前の流動性と固化後の機械加工性を併
せ持っている樹脂が好ましい。
るまで、樹脂固定部20の底面21を切削し、研磨する。この切削・研磨により、樹脂固定部20の樹脂と樹脂中に埋設されている同軸ケーブル1が一括で除去され、樹脂固定部20の除去後の底面22に同軸ケーブル1の傾斜切断面S1が露出する。切削は、例えば、ダイシングソーのような回転歯式の精密切削機で切断し、更に、同軸ケーブル1の傾斜切断面S1の凹凸を減らすために、必要に応じてターンテーブル型の研磨機で研磨する。なお、同軸ケーブルの一部を除去することによる傾斜切断面の形成は、例えば、研削・研磨のみで形成してもよい。
樹脂固定部20の底面22に現れる同軸ケーブル1の傾斜切断面S1は、図3(b)に示すように、同軸ケーブル1をその線方向に垂直に切断した場合に対して、90°−θ(θ=30°の場合は60゜)傾いた切断面となる。即ち、同軸ケーブル1の傾斜切断面S1は、同軸ケーブル1をその線方向に対して垂直に切断した場合の円形切断面を同軸ケーブル1の線方向に細長く引き伸ばした、図1に示すような楕円状の切断面となる。60゜傾いた切断面の場合、傾斜切断面S1における中心導体2(外径が約0.039mm)の
断面は線方向に拡大され、長軸が約0.080mmで短軸が0.039mmの楕円状の断面になる。同様に、外部導体4も線方向に拡大され、長軸が0.25mmで短軸が0.12mmの楕円状となる。
軸ケーブル1の並列方向)が0.040mmの長方形状であり、グランド線用の電極43
は、長さが0.080mm、幅が0.060mmの長方形状である。信号線接続用の電極パッド42とグランド線用の電極パッド43とは、間隔0.030mmを空けて交互に設け
られている。電極パッド42、43は金バンプ(金めっき配線)となっており、周囲のプリント基板40平面に対して約0.020mm突出した形状をしている。また、電極パッ
ド42、43には配線(図示せず)が接続されており、これら配線はプリント基板40の裏面に貫通、もしくは基板40内を経由して電気回路(図示せず)に接続されている。プリント基板40は、ガラスエポキシ基板、あるいはポリマー等で作られたフレキシブルプリント基板などである。
中心導体2、絶縁体3、外部導体4が同心円状になる。そのため、この垂直切断面で接続対象との位置合わせを行う際には、垂直切断面における上下、左右の2軸(2方向)での精密位置合わせが必要である。それに対し、傾斜面で切断した傾斜切断面の場合は、傾斜方向に沿った軸で断面が拡大されて、傾斜切断面の長軸方向に対して位置合わせの許容ずれ量の絶対値が大きくなる。したがって、同軸ケーブル1の並列方向のみの1軸ないし1次元方向の高精度位置合わせのみで接続が可能である。
中心導体2は幅0.040mmの電極パッド42に接続するが、グランド線用電極パッ
ド43は、並列して隣接する同軸ケーブル1、1の2つの外部導体4、4と共用できるので、外部導体4は、幅0.060mmのグランド線用の電極パッド43に接続する。この
とき、接続時の許容ずれ量を導体径の10%とすると、同軸ケーブル1の並列方向は約0.004mm以内のずれで位置合わせしなければならないが、傾斜切断面S1は垂直切断
面を長手方向に約2倍に拡大した形状であるため、長手方向に関しては信号線用の電極パッド42に外部導体4が触れてしまうには、約0.060mm以上のずれが発生したとき
になるので、高精度の位置合わせは同軸ケーブル1の並列方向の1軸で済む。
また、上記実施形態では、プリント基板(配線基板)40上に配線パターン41を形成したが、図6に示すように、プリント基板(配線基板)60の端面61に配線パターン(図示せず)を形成してもよい。この場合、例えば、図6のように、プリント基板60の端面61を、同軸ケーブル1の傾斜切断面S1の傾斜角に対応した傾斜面に形成し、同軸ケーブル1が並行に配列された多芯ケーブル30先端面の各傾斜切断面S1を基板端面61の配線パターンに突き合わせて接続してもよい。接続の際には、基板60に多芯ケーブル30先端のソケット状の部分(図示せず)を差し込むような形で接続してもよい。また、プリント基板を屈曲させることによって、プリント基板上の配線パターン部分を傾斜面とし、図6と同様に、多芯ケーブル30先端面の各傾斜切断面S1を傾斜面の配線パターンに突き合わせて接続するようにしてもよい。
次に、本発明の第2の実施形態を図7〜図10を用いて説明する。
上記第1の実施形態では、同軸ケーブル1の切断面が同軸ケーブル1の線方向に垂直に切断した場合に対して、ある一定の傾斜角で傾斜した傾斜切断面S1になっていたが、この第2の実施形態では、同軸ケーブル1の傾斜切断面S2内の傾斜角が一定ではなく変化している。
枠体71は、図9(a)に示すように、長方形状の開口74を有し、開口74の短辺側の枠体71上部には、同軸ケーブル1を押し込んだときの押込み部材72を係止する係止部73、73が形成されている。図9(c)には、枠体71と押込み部材72とを組み合わせた状態を示す。また、開口74の長辺側の枠体71内壁面部には、同軸ケーブル1を並行に整列させ且つ湾曲して傾斜した並列溝(凹部)75、76が形成されている。押込み部材72は、図9(b)に示すように、横断面が弓形の蒲鉾形状の凸状部材である。
治具70の材料としては、射出成形等を用いて製造でき、また、飛び出した同軸ケーブル1の部分1aを切削・研削等で除去する必要があるため、ポリアミド、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂のエンジニアリングプラスチックを用いるのが好ましい。
従って、この第2の実施形態の場合も第1の実施形態と同様に、同軸ケーブル1の並列方向の位置合わせ精度は要求されるが、同軸ケーブル1の長手方向に対しては、ある程度の位置合わせ精度さえあれば接続が可能となる。さらに、第2の実施形態の場合には、中心導体1の長手方向の断面が第1の実施形態1と比べても十分に長く、その結果、直接接続される電極等との接触面積を増やすことが可能であるので、接続不良等の不具合が生じにくいという利点もある。
また、上記実施形態の治具70のような開口74を設けずに、治具に所定の曲率で湾曲した並行溝を有する凹部を形成し、この並行溝に同軸ケーブルを並行に整列させ且つ並行溝の曲面に沿って同軸ケーブルを屈曲させて固定し、同軸ケーブルの屈曲部分を治具と共に除去して傾斜切断面を形成するようにしてもよい。同軸ケーブルを並行溝の曲面に沿って屈曲させて固定する際には、上述したような押込み部材72ないし押え部材を用いるが
、上記実施形態のような係止部73を設けずに、押え部材等で並行溝に同軸ケーブルを押さえ付けた状態で樹脂等により固定するようにしてもよい。
2 中心導体
3 絶縁体
4 外部導体
5 ジャケット
10、30、80 多芯ケーブル
20 樹脂固定部
40、60 プリント基板(配線基板)
41、50 配線パターン
42、51 信号線用の電極パッド
43、52 グランド線用の電極パッド
70 治具
71 枠体
72 押込み部材
74 開口
75、76 並列溝(凹部)
S1、S2、S3 傾斜切断面
Claims (12)
- 中心導体の外周に、絶縁体、外部導体及びジャケットが設けられた同軸ケーブルを複数本有する多芯ケーブルと、前記多芯ケーブルの前記各同軸ケーブルの中心導体及び外部導体が電気的に接続される配線パターンを有する配線基板またはコネクタとを備えた多芯ケーブルアセンブリにおいて、
複数本の前記同軸ケーブルが並行に配列された前記多芯ケーブルの前記配線基板またはコネクタ側の端部に、前記中心導体及び前記外部導体が露出した傾斜切断面が前記各同軸ケーブルに形成され、
前記傾斜切断面の前記中心導体及び前記外部導体が、前記配線パターンに直接接続されていることを特徴とする多芯ケーブルアセンブリ。 - 前記多芯ケーブルの前記配線基板またはコネクタ側の端部が、前記複数本の同軸ケーブルが並行に配列された状態で絶縁樹脂により固定され、固定された前記各同軸ケーブルの一部が除去されて前記傾斜切断面が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の多芯ケーブルアセンブリ。
- 前記多芯ケーブルの前記配線基板またはコネクタ側の端部が、前記複数本の同軸ケーブルが並行に配列され且つ屈曲された状態で固定され、前記同軸ケーブルの屈曲された部分を含む箇所に前記傾斜切断面が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の多芯ケーブルアセンブリ。
- 前記多芯ケーブルの前記配線基板またはコネクタ側の端部に、前記複数本の同軸ケーブルを並行に配列させ且つ屈曲された状態で固定するための治具が用いられていることを特徴とする請求項3に記載の多芯ケーブルアセンブリ。
- 前記配線パターンは、複数のグランド線と複数の信号線とからなり、前記中心導体が前記信号線と接続され、並行に配列された前記同軸ケーブルの隣り合う2つの前記外部導体が1つの前記グランド線に接続されていることを特徴とする請求項1乃至4に記載の多芯ケーブルアセンブリ。
- 前記各同軸ケーブルの前記傾斜切断面の前記中心導体及び前記外部導体が接続される前記配線パターンが、前記配線基板またはコネクタの前記同軸ケーブルの前記傾斜切断面に対応して傾斜した傾斜面に形成されていることを特徴とする請求項1乃至5に記載の多芯ケーブルアセンブリ。
- 中心導体の外周に、絶縁体、外部導体及びジャケットが設けられた同軸ケーブルを複数本有する多芯ケーブルと、前記多芯ケーブルの前記各同軸ケーブルの中心導体及び外部導体が電気的に接続される配線パターンを有する配線基板またはコネクタとを備えた多芯ケーブルアセンブリの製造方法において、
複数本の前記同軸ケーブルが並行に配列された前記多芯ケーブルの前記配線基板またはコネクタ側の端部に、前記多芯ケーブルの一部を除去することにより、前記各同軸ケーブルに前記中心導体及び前記外部導体が露出した傾斜切断面を形成し、
前記傾斜切断面の前記中心導体及び前記外部導体を、前記配線パターンに直接接続することを特徴とする多芯ケーブルアセンブリの製造方法。 - 前記多芯ケーブルの前記配線基板またはコネクタ側の端部を、前記複数本の同軸ケーブルが並行に配列した状態で絶縁樹脂により固定し、固定して形成した樹脂固定部の一部を除去することにより、前記同軸ケーブルの前記傾斜切断面を形成することを特徴とする請求項7に記載の多芯ケーブルアセンブリの製造方法。
- 前記多芯ケーブルの前記配線基板またはコネクタ側の端部を、ケーブル固定用の治具の開口に、並行に配列させた前記複数本の同軸ケーブルを屈曲させて押し込み、前記治具の開口から前記各同軸ケーブルが屈曲されて押し出された部分を除去することにより、前記同軸ケーブルの前記傾斜切断面を形成することを特徴とする請求項7に記載の多芯ケーブルアセンブリの製造方法。
- 前記治具は、前記開口を有し且つ前記開口の外周面部に前記各同軸ケーブルのガイドとなる凹部が形成された枠体と、前記同軸ケーブルを所定の曲率にて前記開口に押し込む押込み部材とを有することを特徴とする請求項9に記載の多芯ケーブルアセンブリの製造方法。
- 前記配線パターンは、複数のグランド線と複数の信号線とからなり、前記中心導体を前記信号線に接続し、並行に配列された前記同軸ケーブルの隣り合う2つの前記外部導体を1つの前記グランド線に接続することを特徴とする請求項7乃至10に記載の多芯ケーブルアセンブリの製造方法。
- 前記各同軸ケーブルの前記傾斜切断面の前記中心導体及び前記外部導体が接続される前記配線パターンが、前記配線基板またはコネクタの前記同軸ケーブルの前記傾斜切断面に対応して傾斜した傾斜面に形成されていることを特徴とする請求項7乃至11に記載の多芯ケーブルアセンブリの製造方法。
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