JP6025511B2 - Coaxial connector and board connection structure thereof - Google Patents
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Description
この発明は、簡単な構造で、インピーダンス整合を保ってプリント配線板に接続する同軸コネクタおよびその基板接続構造に関するものである。 The present invention relates to a coaxial connector that is connected to a printed wiring board with a simple structure while maintaining impedance matching, and a substrate connection structure thereof.
同軸ケーブルのような同軸伝送路とプリント配線板上に設けられた信号配線パターンを、それぞれ水平方向に接続する場合、例えば、特許文献1(図2)に開示されているような従来の同軸コネクタは、同軸構造部と基板接続部からなり、同軸構造部は、中心導体とこれをとりまく内部が円筒状の外部導体、さらに中心導体と外部導体の間を埋める絶縁体から構成される。 When connecting a coaxial transmission line such as a coaxial cable and a signal wiring pattern provided on a printed wiring board in the horizontal direction, for example, a conventional coaxial connector as disclosed in Patent Document 1 (FIG. 2). Is composed of a coaxial structure portion and a substrate connection portion, and the coaxial structure portion is constituted by a central conductor, an outer conductor having a cylindrical shape surrounding the central conductor, and an insulator filling between the central conductor and the outer conductor.
一方、基板接続部は、同軸構造部の中心導体が延長された信号端子と、プリント配線板への固定とリターン電流経路の接続に用いるGND端子とからなり、プリント配線板の表面層に形成された信号配線パターンと同軸コネクタの信号端子とをはんだ付けすると共に、同じくプリント配線板の表面層または裏面層に形成されたGNDパターンと同軸コネクタのGND端子とをはんだ付けし、表面層または裏面層のGNDパターンが信号配線のリターン経路となるGND層と直接接続していない場合には、GNDビア等を用いて、表面層または、裏面層または内層のGND層と接続する構造が一般的である。 On the other hand, the board connection part is composed of a signal terminal with the central conductor of the coaxial structure part extended, and a GND terminal used for fixing to the printed wiring board and connection of the return current path, and is formed on the surface layer of the printed wiring board. Soldering the signal wiring pattern and the signal terminal of the coaxial connector together, and soldering the GND pattern formed on the surface layer or the back surface layer of the printed wiring board and the GND terminal of the coaxial connector, the surface layer or the back surface layer When the GND pattern is not directly connected to the GND layer serving as a return path of the signal wiring, a structure in which the GND layer is connected to the GND layer of the front surface layer, the back surface layer, or the inner layer using a GND via or the like is common. .
しかしながら、プリント配線板の表面層に形成された信号配線パターンのリターン経路が内層のGND層で同軸コネクタのGND端子と直接接続できない場合、信号パターンと同じ表面層に形成したGNDパターンにより寄生容量が生じたり、内層のGND層と接続するためのGNDビアによりインダクタンス成分が増加したりしてインピーダンス不整合を起こす場合がある。
これに対し、例えば、特許文献2には、同軸コネクタのプリント配線板端面に接するフランジに、プリント配線板の端面に向かって尖る突起が設けられるGND導体板を供える構造が提案されている。
However, if the return path of the signal wiring pattern formed on the surface layer of the printed wiring board cannot be directly connected to the GND terminal of the coaxial connector at the inner GND layer, the parasitic capacitance is caused by the GND pattern formed on the same surface layer as the signal pattern. In some cases, impedance mismatch may occur due to the occurrence of an inductance component or an increase in an inductance component due to a GND via for connection to the inner GND layer.
On the other hand, for example,
上述したように、特許文献1に開示されている従来の同軸コネクタは、プリント配線板の表面層に形成された信号配線パターンのリファレンスが、内層GNDで同軸コネクタのGND端子と直接接続できない場合、信号パターンと同じ表面層に形成したGNDパターンにより寄生容量が生じたり、内層のGNDパターンと接続するためのGNDビアによりインダクタンス成分が増加したりすることにより、インピーダンス不整合を起こす場合があるという課題があった。
特許文献2に開示されている同軸コネクタは、このような課題を解決する一つの方法ではあるが、プリント配線板の端面に向かって尖る突起が設けられるGND導体板や、突起をプリント配線板端面に食い込ませるためのネジ止め構造が必要となるなど、同軸コネクタの構造が複雑であるという課題があった。
As described above, in the conventional coaxial connector disclosed in
The coaxial connector disclosed in
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、簡単な接続構造で、同軸コネクタの同軸構造部の外部導体とプリント配線板の内層のGND層とを、インピーダンス整合を保って確実に接続することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. With a simple connection structure, the impedance of the outer conductor of the coaxial structure portion of the coaxial connector and the GND layer of the inner layer of the printed wiring board is maintained. The purpose is to connect securely.
この発明に係る同軸コネクタは、同軸ケーブルなどの同軸伝送路をプリント配線板に水平方向に接続するための同軸コネクタにおいて、前記同軸コネクタの外導体と一体化した導体であり、前記同軸コネクタが接続する前記プリント配線板の端面に接するように設けられたフランジを備え、前記フランジには、前記プリント配線板の端面に設けられたGNDパッドと当該フランジとを電気的に接続する接続用部材を挿入するための切り欠き部が設けられることを特徴とするものである。 A coaxial connector according to the present invention is a conductor integrated with an outer conductor of the coaxial connector in a coaxial connector for horizontally connecting a coaxial transmission line such as a coaxial cable to a printed wiring board, and the coaxial connector is connected to the coaxial connector. A flange provided so as to be in contact with an end face of the printed wiring board, and a connecting member for electrically connecting the GND pad provided on the end face of the printed wiring board and the flange is inserted into the flange. A notch portion is provided for this purpose .
この発明の同軸コネクタおよびその基板接続構造によれば、簡単な接続構造で、より確実に同軸コネクタとプリント配線板を接続することができる。また、無用なインピーダンスの増加を防ぎ、インピーダンス整合を保って同軸コネクタとプリント配線板を接続することができる。 According to the coaxial connector and the board connection structure of the present invention, the coaxial connector and the printed wiring board can be more reliably connected with a simple connection structure. Further, unnecessary increase in impedance can be prevented, and the coaxial connector and the printed wiring board can be connected while maintaining impedance matching.
以下、この発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る同軸コネクタの構造を示す構成図である。
図1において、同軸コネクタ8は、同軸部1、フランジ2、信号端子3、上面固定板4a、裏面固定板4b、および、切り欠き部5を備える。
同軸部1は、同軸ケーブルなどの同軸伝送路を接続するためのものであり、接続する同軸伝送路に応じた凸ピンまたは凹ソケット状の中心導体と円筒状の外導体とを持ち、中心導体と外導体との間は絶縁体で満たされている。なお、図示はしていないが、同軸部1の外表面には、多くの場合、ネジ止め可能なようにネジ山が切ってある。
フランジ2は、同軸コネクタ8の同軸部1の外導体と一体化した導体であり、同軸コネクタが接続するプリント配線板の端面に接するように設けられている。
フランジ2の内部には、同軸部1から続く円筒状の穴と中心導体、さらにこれらの間を埋める絶縁体が入っている。
信号端子3は、同軸コネクタ8の同軸部1の中心導体と、プリント配線板10(図2参照。プリント配線板10については後述する)上に形成された信号配線パターンとを接続するための信号端子である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
1 is a block diagram showing the structure of a coaxial connector according to
In FIG. 1, the
The
The
Inside the
The
上面固定板4aは、同軸コネクタ8をプリント配線板10に固定するためのものである。上面固定板4aに設けた穴を使って、プリント配線板にネジ止めしたり、はんだ付けを行うなどして同軸コネクタ8を固定する。
裏面固定板4bも、上面固定板4a同様、同軸コネクタ8をプリント配線板10に固定するためのものである。裏面固定板4bは、上面固定板4aとともに、プリント配線板10を挟み込むようにし、はんだ付けを行うなどして同軸コネクタ8をプリント配線板10に固定する。
The upper
The back
なお、上面固定板4aおよび裏面固定板4bは、従来の同軸コネクタ8においては、同軸コネクタ8をプリント配線板10に固定するとともに、同軸コネクタ8のリターン電流が流れる外導体と、プリント配線板10の信号配線パターン11のリターン電流が流れるGNDパターンを接続するために設けられている場合が多いが、この実施の形態1では単に同軸コネクタ8をプリント配線板10に固定する目的のためだけに示しているものであり、別の形であったり、または全く無くても良い。例えば、上面固定板4aと裏面固定板4bのうちの一方の固定板(例えば、裏面固定板4b)をなくしてもう一方の固定板(上面固定板4a)のみとし、すなわち、固定板(上面固定板4a)をプリント配線板10の片面側のみに設け、プリント配線板10の厚みに関係なく同軸コネクタ8をプリント配線板10に接続できるようにしても良い。
In the conventional
切り欠き部5は、フランジ2に設けられ、同軸コネクタ8をプリント配線板10と接続する際に、プリント配線板10の端面に設けられ内層のGND層12と接続されたGNDパッド13と、同軸コネクタ8の外導体の一部であるフランジ2とを裏面から直接はんだ付けするために使用する。
また、切り欠き部5は、プリント配線板10の端面と対向する面を斜めに切り欠いた形状としている。
The
Further, the
図2は、この発明の実施の形態1に係る同軸コネクタ8を接続するプリント配線板10の構造図である。
図2において、プリント配線板10は、信号配線パターン11、GND層12、GNDパッド13、および、導体パッド14を備える。
信号配線パターン11は、プリント配線板10の上面の表層に形成される。
GND層12は、プリント配線板10の内層に設けられ、信号配線パターン11を流れる信号のリターン電流経路となっている。
なお、この実施の形態1では、説明の簡単のため、信号配線パターン11は、1本の直線状であり、図2のプリント配線板10の右上は、プリント配線板10の端で切れた状態としているが、本来は必要な接続先に適当な経路を巡って接続されている。
FIG. 2 is a structural diagram of the printed
In FIG. 2, the printed
The
The
In the first embodiment, for simplicity of explanation, the
GNDパッド13は、プリント配線板10の端面に設けられ、内層のGND層12と接続されている。GNDパッド13は、同軸コネクタ8の切り欠き部5ではんだ付けできるように位置を合わせてある。
導体パッド14は、同軸コネクタ8の上面固定板4aをはんだ付けで固定するためのものである。図2においては、同軸コネクタ8の上面固定板4aのネジ穴に位置合わせした穴を備え、ネジ止めのみ、はんだ付けのみ、ネジ止めとはんだ付け両方など、必要に応じて同軸コネクタ8とプリント配線板10の固定が可能なようにしている。ただし、上述したように、同軸コネクタ8の上面固定板4aは、同軸コネクタ8のプリント配線板10への固定の目的のみに示したものであるので、ネジ穴についても、別の形状であったり、あるいは全く無くても良い。
The
The
図3は、この発明の実施の形態1に係る同軸コネクタ8とプリント配線板10とを接続した状態の上面および下面からの斜視図である。
図4は、この発明の実施の形態1に係る同軸コネクタ8とプリント配線板10とを接続した状態の断面図である。
なお、図3,図4において、図1,図2で説明したものと同様の構成については、同じ符号を付し、重複した説明を省略する。
なお、図4では、プリント配線板10の信号配線パターン11と内層のGND層12が、プリント配線板10の端面に設けたGNDパッド13で短絡しているように見えるかもしれないが、図2に示したように、信号配線パターン11とGNDパッド13は位置がずれているため、実際には短絡はしていない。
FIG. 3 is a perspective view from the upper and lower surfaces in a state where the
FIG. 4 is a cross-sectional view of the state where the
3 and 4, the same components as those described in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
In FIG. 4, the
プリント配線板10の端面に設けたGNDパッド13(図2参照)は、同軸コネクタ8の切り欠き部5とあらかじめ位置合わせしてあるので、切り欠き部5にはんだごてを挿入し、切り欠き部5とプリント配線板10のGNDパッド13をはんだ付けする(図4においてはんだ6ははんだ付けしたはんだを示している)。こうして、同軸コネクタ8の外導体1とプリント配線板10の信号配線パターン11のリターン電流経路となる内層のGND層12を直接接続する。
なお、同軸コネクタ8の信号端子3もプリント配線板10上の信号配線パターン11とはんだ付け等により接続されているものとする。
The GND pad 13 (see FIG. 2) provided on the end face of the printed
It is assumed that the
以上のように、この実施の形態1によれば、同軸コネクタ8のフランジ2にはプリント配線板10の端面にはんだ付けするための切り欠き部5を設け、プリント配線板10側には信号配線パターン11のリファレンスGNDとなる内層のGND層12に接続したGNDパッド13を、同軸コネクタ8の切り欠き位置にあわせてプリント配線板10の端面に設けて、切り欠き部5とGNDパッド13をはんだ付けすることで、同軸コネクタ8の外導体と信号配線パターン11のリファレンスGNDを直接接続するようにしているので、同軸線路構造とマイクロストリップ線路構造の接続部におけるリターン電流経路を最適に接続することができる。これによりインピーダンス不整合のない良好な信号接続が可能となる。また、切り欠き部5を、プリント配線板10の端面と対向する面を斜めに切り欠いた形状としたため、プリント配線板10の端面の垂直方向からはんだごてを挿入しやすく、はんだ付けが容易となる。
As described above, according to the first embodiment, the
実施の形態2.
実施の形態1では、同軸コネクタ8の切り欠き部5を、プリント配線板10の端面と対向する面を斜めに切り欠いた形態を示したが、次にその他の切り欠き構造を持つ実施形態を示す。
図5は、この発明の実施の形態2に係る同軸コネクタ8の構造を示す構成図である。
なお、図1で説明したものと同様の構成については、重複した説明を省略する。図1に示した同軸コネクタ8とは、切り欠き部5の形状のみが異なる。
図5において、切り欠き部5は、プリント配線板10の端面の対向面および垂直面を全て垂直に切り欠いた構造となっている。
3面を垂直にすることにより、はんだ付けだけでなく、切り欠き穴の形状にほぼ一致した導体片を詰め込んで、同軸コネクタ8とプリント配線板10の接続を、はんだ付けより簡単に行なうことができる。なお、ここでいう「垂直」とは、そこに押しこんだ導体片により、同軸コネクタ8とプリント配線板10とを接続できるものであれば、完全な90度の垂直でなくてもよく、ほぼ垂直であるものも含むものとする。
In the first embodiment, the
FIG. 5 is a block diagram showing the structure of the
In addition, about the structure similar to what was demonstrated in FIG. 1, the overlapping description is abbreviate | omitted. Only the shape of the
In FIG. 5, the
By making the three surfaces vertical, not only soldering but also a conductor piece that substantially matches the shape of the notch hole is packed, and the
図6は、同軸コネクタ8とプリント配線板10の接続に、導体片を詰め込んだ例を示す図である。
例えば、図6のように、プリント配線板10端面のGNDパッド13と、切り欠き部5のプリント配線板10の端面の対向面との間にバネ状導体片7を挿入し、バネの力により同軸コネクタ8の外導体とGNDパッド13を接続し、かつバネ状導体片7を保持させれば、はんだ付けより簡単に、同軸コネクタ8とプリント配線板10の接続を行わせることができる。
なお、バネ状導体片7で接続する場合には、コイル状とするとリターン電流が流れる経路が細く、長くなりインダクタンス成分となるため、なるべく同軸コネクタ8の中心導体に近い側で太く、短い経路で、プリント配線板10端のGNDパッド13と接続できるような形状のものが望ましい。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which conductor pieces are packed into the connection between the
For example, as shown in FIG. 6, a spring-
In the case of connecting with the spring-
以上のように、この実施の形態2によれば、同軸コネクタ8とプリント配線板10とをはんだ付けで行う場合よりも簡単に接続することができる。
As described above, according to the second embodiment, the
実施の形態3.
図7は、この発明の実施の形態3に係る同軸コネクタ8の構造を示す構成図である。
なお、図1,図5で説明したものと同様の構成については、重複した説明を省略する。図1,図5に示した同軸コネクタ8とは、切り欠き部5の形状のみが異なる。
図5における切り欠き部5と比べると、図7における切り欠き部5は、プリント配線板10の端面に対し、左右の垂直面を両面とも斜めに切り欠いた構造となっている。
FIG. 7 is a block diagram showing the structure of the
In addition, the overlapping description is abbreviate | omitted about the structure similar to what was demonstrated in FIG. 1, FIG. Only the shape of the
Compared with the
以上のように、この発明の実施の形態3によれば、プリント配線板10の端面に対し、水平方向の左右いずれからもはんだごてを挿入しやすく、水平方向からのはんだ付けが容易となる。
As described above, according to the third embodiment of the present invention, it is easy to insert the soldering iron from the left and right in the horizontal direction with respect to the end surface of the printed
実施の形態4.
図8は、この発明の実施の形態4に係る同軸コネクタ8の構造を示す構成図である。
なお、図1,図5及び図7で説明したものと同様の構成については、重複した説明を省略する。図1,図5及び図7に示した同軸コネクタ8とは、切り欠き部5の形状のみが異なる。
図8において、切り欠き部5は、プリント配線板10の端面の対向面および左右の垂直面を全て斜めに切り欠いた構造となっている。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing the structure of the
In addition, the overlapping description is abbreviate | omitted about the structure similar to what was demonstrated in FIG.1, FIG5 and FIG.7. Only the shape of the
In FIG. 8, the
以上のように、この発明の実施の形態4によれば、プリント配線板10端面に対し、水平方向の左右いずれの方向からも、また、プリント配線板10端面に対し垂直な方向からもはんだごてを挿入しやすく、水平、垂直いずれの方向からもはんだ付けが容易となる。
As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, the soldering iron can be viewed from either the left or right direction in the horizontal direction with respect to the end surface of the printed
実施の形態5.
図9は、この発明の実施の形態5に係る同軸コネクタ8の構造を示す構成図である。
なお、図1,図5,図7及び図8で説明したものと同様の構成については、重複した説明を省略する。図1,図5,図7及び図8に示した同軸コネクタ8とは、切り欠き部5の形状のみが異なる。
図5における切り欠き部5と比べると、図9における切り欠き部5は、プリント配線板10の端面の対向面および中心導体3に遠い側の垂直面のみを斜めに切り欠いた構造としている。
同軸コネクタ8の外導体を流れるリターン電流は中心導体3に近い円筒状の表面付近の密度が最も高いため、はんだ付けを行う場合も外導体の円筒になるべく近い位置で接続するのが良い。従って、図9に示すように、切り欠き部5のプリント配線板10端の対向面および中心導体3に遠い側の垂直面のみを斜めに切り欠く。
FIG. 9 is a block diagram showing the structure of the
In addition, about the structure similar to what was demonstrated in FIG.1, FIG.5, FIG.7 and FIG. 8, the overlapping description is abbreviate | omitted. Only the shape of the
Compared with the
The return current flowing through the outer conductor of the
以上のように、この発明の実施の形態5によれば、外導体の円筒に近い位置へ集中的にはんだ付けを行うことが容易となる。 As described above, according to the fifth embodiment of the present invention, it becomes easy to perform intensive soldering to a position close to the cylinder of the outer conductor.
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
1 同軸部、2 フランジ、3 信号端子、4a 上面固定板、4b 裏面固定板、5 切り欠き部、6 はんだ、7 バネ状導体片、8 同軸コネクタ、10 プリント配線板、11 信号配線パターン、12 GND層、13 GNDパッド、14 導体パッド。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記同軸コネクタの外導体と一体化した導体であり、前記同軸コネクタが接続する前記プリント配線板の端面に接するように設けられたフランジを備え、
前記フランジには、前記プリント配線板の端面に設けられたGNDパッドと当該フランジとを電気的に接続する接続用部材を挿入するための切り欠き部が設けられることを特徴とする同軸コネクタ。 In a coaxial connector for connecting a coaxial transmission line such as a coaxial cable to a printed wiring board in a horizontal direction,
A conductor integrated with an outer conductor of the coaxial connector, and includes a flange provided so as to contact an end surface of the printed wiring board to which the coaxial connector is connected;
Wherein the flange, coaxial connector, characterized in that notches for inserting the connecting member for electrically connecting the GND pad and the flange provided on the end face of the printed wiring board is provided.
前記固定板は、前記プリント配線板の片面側のみに設けることを特徴とする請求項1から請求項6のうちのいずれか1項記載の同軸コネクタ。 A fixing plate for fixing the coaxial connector to the printed wiring board;
The coaxial connector according to claim 1, wherein the fixing plate is provided only on one side of the printed wiring board.
前記固定板は、前記プリント配線板を挟み込むように上下に設けることを特徴とする請求項1から請求項6のうちのいずれか1項記載の同軸コネクタ。 A fixing plate for fixing the coaxial connector to the printed wiring board;
The coaxial connector according to any one of claims 1 to 6, wherein the fixing plate is provided vertically so as to sandwich the printed wiring board.
前記プリント配線板は、上面の表層に信号配線パターンと、内層に前記信号配線パターンを流れる信号のリターン電流経路となるGND層と、端面に前記GND層と接続される前記GNDパッドとを備え、
前記接続用部材ははんだであり、
前記同軸コネクタの外導体と一体化し、前記切り欠き部が設けられた前記フランジと前記GNDパッドとが、前記はんだにより電気的に接続されていることを特徴とする基板接続構造。 In the board | substrate connection structure which connects the coaxial connector of any one of Claims 1-8, and the said printed wiring board,
The printed wiring board includes a signal wiring pattern on an upper surface layer, a GND layer serving as a return current path of a signal flowing through the signal wiring pattern on an inner layer, and the GND pad connected to the GND layer on an end surface.
The connecting member is solder;
A board connection structure , wherein the flange integrated with an outer conductor of the coaxial connector and provided with the notch and the GND pad are electrically connected by the solder .
前記プリント配線板は、上面の表層に信号配線パターンと、内層に前記信号配線パターンを流れる信号のリターン電流経路となるGND層と、端面に前記GND層と接続される前記GNDパッドとを備え、
前記接続用部材は導体片であり、
前記同軸コネクタの外導体と一体化し、前記切り欠き部が設けられた前記フランジと前記GNDパッドとが、当該切り欠き部に配置された前記導体片により電気的に接続されていることを特徴とする基板接続構造。 In the board | substrate connection structure which connects the coaxial connector of any one of Claims 1-8, and the said printed wiring board,
The printed wiring board includes a signal wiring pattern on an upper surface layer, a GND layer serving as a return current path of a signal flowing through the signal wiring pattern on an inner layer, and the GND pad connected to the GND layer on an end surface.
The connecting member is a conductor piece;
The flange integrated with the outer conductor of the coaxial connector and provided with the notch and the GND pad are electrically connected by the conductor piece arranged in the notch. Board connection structure.
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