JP6537621B2 - プリント回路基板アセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、プリント回路基板とプリント回路基板に装着されるプラグコネクタとを備えるプリント回路基板アセンブリに関する。このために、プリント回路基板は、プラグコネクタの電気接点を結合するために設けられる３つ以上の結合箇所を備える少なくとも１つのフットプリントを有する。

フットプリントは一般的に、プリント回路基板または回路基板に特定のレイアウトで配設される特定の構成要素のための設置箇所を指すものと理解される。完成したプリント回路基板の設計は、複数のそのような構成要素設置箇所から構成され、それらは、トレースによって互いに接続され得る。各構成要素は、特定の個数の電気接点を特定の空間的配置で有し、それらは一般に、プリント回路基板の対応する個数の相手方接点と接続される。それ故に、各構成要素、例えば特定の回路基板プラグまたは他の電子構成要素は、プリント回路基板の非常に特殊なフットプリントによって収容される。個々の結合箇所への個々の構成要素接点のそのような結合は一般に、はんだ付けによって行われる。

一般に、ケーブルによってプリント回路基板の電気回路に特定の信号または電圧を導入しまたはプリント回路基板からそれらを送出することが必要である。このために、ケーブルの相手方プラグコネクタが差し込まれるように設計される回路基板プラグコネクタがプリント回路基板に装着され得る。説明したように、各タイプのプラグコネクタには、特定のフットプリントが割り当てられる。例えば、４つの信号導体を備えるプラグコネクタは通常、各々が個々の信号導体の１つの電気接点を結合するためのものである４つの結合箇所を備えるフットプリントと関連付けられる。

しかしながら、プリント回路基板と関連するハードウェアまたはソフトウェアの再設計によって一般的にプリント回路基板に以前よりも少ない電気信号が供給されることになり、その結果以前よりも少ない信号導体を備えるプラグコネクタで十分になり得る。しかしながら、回路基板に配設されるフットプリントは実質的に元のプラグコネクタ用に構成されるため、プラグコネクタを取り替えることは問題がありまたは少なくとも取り付けに問題を呈する。特に、プラグコネクタの取り替えは、依然として必要とされる信号の信号品質の劣化につながり得る。

前述の問題を考慮して、本発明の目的は、そのような再設計後に最適な信号品質を維持し、取り付けが単純であるプリント回路基板アセンブリを提供することである。

この課題は、請求項１に記載のプリント回路基板アセンブリによって解決される。本発明の有利なさらなる展開は、従属請求項に記載される。

プリント回路基板に装着されるプラグコネクタは、差動信号を伝送するための丁度２つの信号導体を有し、第１の信号導体は、第１の結合箇所で結合される第１の電気接点を有し、第２の信号導体は、第２の結合箇所で結合される第２の電気接点を有し、第２の結合箇所は、第１の結合箇所に直接隣接するフットプリントの結合箇所のいずれかではない。

言い換えると、フットプリントの少なくとも３つの結合箇所の全てがプラグコネクタの電気接点で占有されるわけではない。寧ろ、プラグコネクタの電気接点はいずれも、フットプリントの少なくとも１つ、好ましくは２つ以上の結合箇所では結合されない。差動信号を伝送するための差動接点ペアを形成して配設される２つの電気接点は、結合箇所間に大きな距離を持つ２つの結合箇所で結合され、すなわち、それらは、直接隣接する２つの結合箇所では結合されない。

本発明は、信号導体ペアの２つの接点要素間に大きな距離があることは、一方では、寸法が大きいフットプリントの比較的大きな表面積が最適に利用されるため、回路基板へのプラグコネクタの取り付けが簡略化されることを意味するという知見に基づく。２つの接点要素間に大きな距離があることは、他方では、２つの信号導体間の偶発的な接触および／またははんだ付け不良を確実に防止する。さらに、近接した接点の配置と比べて、２つの接点の割り当てが簡略化され、とりわけ、はんだ付け時の混同が防止される。

この点で特に有利なのは、第１の結合箇所と第２の結合箇所とが結合箇所間に最大距離を持つフットプリントの２つの結合箇所に相当する配置である。フットプリントの結合箇所の幾何学的配置が１つ超の結合箇所のペアに同じ最大距離が存在するようなものであれば、プラグコネクタの２つの電気接点は、これらの広い間隔の結合箇所のペアのいずれかに結合される。

本発明の特に好ましい態様では、フットプリントは、プリント回路基板に所定のパターンで配置される４つの結合箇所を有する。故に、フットプリントは例えば、４接点のプラグコネクタを結合するためのものであり得るが、再設計により、単一の差動信号のみがプラグコネクタによってプリント回路基板に導入される必要がある。

４つの結合箇所がプリント回路基板に矩形、特に正方形の形態で配置されると好都合であることが実証されている。そのような構成の４接点の設計は、特にコンパクトであり、個々の電気接点の単純な割り当てを可能にする。フットプリントの結合箇所の矩形配置の場合、プラグコネクタの２つの電気接点は、矩形の対角線方向に向かい合う２つの頂点で結合されるが、それは、これらの結合箇所が矩形の隣接する２つの頂点よりも互いに離間しているからである。

結合箇所がいずれの場合にも、電気接点が接触をなすために挿通され得る孔、特に貫通孔を有することで、結合箇所での電気接点の単純かつ経済的な結合が可能になる。また、プラグコネクタの電気接点は、（孔に対して相補的な形態の）ピンまたはタブの形態で設計され得るものであり、それらは、プラグコネクタの下側からプリント回路基板の方向に突出して、好ましくは結合箇所で孔に突出または係合する。代替的または付加的に、結合箇所は、接点要素をはんだ付けするためのはんだパッドのようなはんだ箇所を有し得る。

プラグコネクタは好ましくは、ツイストペアケーブルの結合用に構成されるプラグ形状を有する。言い換えると、プラグコネクタは、ツイストペアケーブルに接続される相手方プラグコネクタとの接続用に構成される。電気接点から始めて、プラグコネクタの信号導体は、プラグコネクタの恐らくはシールドされた本体部分を通ってプラグコネクタのプラグ側端部のプラグ形状に至るまで延在する。プラグ側端部において、信号導体は、相手方プラグコネクタの相補的な相手方接点要素との結合のための接点ピンおよび／または接点ソケットを有し得る。

好ましくは、プラグコネクタはアングルプラグとして設計され、アングルプラグでは、電気接点が下側で突出し、プラグ形状がそれに対して横断方向、特に垂直方向に延在する側に配設される。このために、プラグコネクタの信号導体は好ましくはいずれの場合にも、約９０°の少なくとも１つの屈曲部を含む。

プリント回路基板へのプラグコネクタの装着の安定性を向上させるために、プラグコネクタは、プリント回路基板の装着開口部に係合するいくつか、好ましくは４つの装着突部を有し得る。装着突部は、フォームロックおよび／またはフォースロック方式で装着開口部に受容され得る装着ピンの形態で設計され得る。

本発明の特に好ましい態様では、フットプリントは、スターカッドケーブルプラグコネクタ、特にＨＳＤプラグの装着用に構成される。スターカッドケーブルは、撚り合わされる２つの信号導体ペアを有する。したがって、スターカッドケーブルプラグコネクタは、合計４つの信号導体を有する。したがって、関連のフットプリントは、合計４つの結合箇所を有する。しかしながら、本発明によるそれに結合されるプラグコネクタは、実質的な対象のＨＳＤプラグではなく、２つのみの信号導体を備えるツイストペアケーブルプラグコネクタ、特にＭＴＤプラグである。

以下の記載において、添付の図面を参照して例として本発明が説明される。

プリント回路基板への装着前のプラグコネクタを示す図である。 図１ａのプラグコネクタとプリント回路基板とから構成される本発明によるプリント回路基板アセンブリを示す図である。 プリント回路基板への装着前の別のプラグコネクタを示す図である。 図２ａのプラグコネクタとプリント回路基板とから構成される従来型のプリント回路基板アセンブリを示す図である。

図２ｂには、従来型のプリント回路基板アセンブリ２００が示されている。プリント回路基板アセンブリ２００は、プリント回路基板１１０とプリント回路基板１１０に装着されるアングルプラグ１２０とから構成され、アングルプラグ１２０は、プリント回路基板１１０の方向に突出する合計４つの電気接点１２２を備える、２つの差動信号の伝送のための４つの信号導体を備える（図２ａ参照）。

プリント回路基板１１０は、合計４つの結合箇所を備える相補的な設計のフットプリント１１２を有する（図２ａ参照）。結合箇所の空間的配置は、電気接点１２２の空間的配置に対応し、その結果、電気接点１２２はいずれの場合にも、プラグコネクタ１２０がプリント回路基板１１０に装着されるときに、関連の結合箇所と電気的に接触する（図２ｂ参照）。プラグコネクタのプラグ側端部は、スターカッドケーブルがプラグコネクタ１２０に接続され得るように、４接点のプラグ形状１３０を有する。こうして、プリント回路基板１１０には、スターカッドケーブルを介して２つの差動信号が供給され得る。

図１ｂは、本発明によるプリント回路基板アセンブリ１００を示している。プリント回路基板アセンブリ１００は、プリント回路基板１０とプリント回路基板１０に装着されるプラグコネクタ２０とから構成され、プラグコネクタ２０は、プリント回路基板１０の方向に突出する２つの電気接点２３、２４を備える、１つの差動信号の伝送のための２つのみの信号導体を備える（図１ａ参照）。

プリント回路基板１０は、合計４つの結合箇所１３、１４、１５を備える、電気接点２３、２４を結合するためのフットプリント１２を有する（図１ａ参照）。フットプリント１２は、従来型のプリント回路基板アセンブリ２００のフットプリント１１２に対応する。言い換えると、フットプリント１２は、プラグコネクタ２０が有する電気接点よりも多い結合箇所を有する。

図１ｂに示される装着状態では、プラグコネクタの第１の電気接点２３は、フットプリントの第１の結合箇所１３で電気的に結合され、プラグコネクタの第２の電気接点２４は、フットプリントの第２の結合箇所１４で電気的に結合される。結果として、２つの結合箇所１５で結合される電気接点はない。

本発明によれば、第１および第２の結合箇所１３、１４が互いに直接隣接する結合箇所に相当しないことが重要である。言い換えると、使われていない結合箇所１５の少なくともいずれかは、第２（または第１）の結合箇所よりも第１（または第２）の結合箇所に近接して配置される。

図示の実施形態では、４つの結合箇所１３、１４、１５は、正方形の形態で配置され、結合箇所各々が正方形の頂点を形成する。この場合、結合箇所の各々は、直接隣接の２つの結合箇所（すなわち正方形の隣接の頂点）と、より離れた１つの結合箇所（すなわち正方形の対角線方向での向かいの頂点）とを有する。したがって、プラグコネクタの２つの電気接点２３、２４は、互いに対角線方向に向かい合う正方形の２つの頂点を形成する２つの結合箇所１３、１４と接続される。故に、第１および第２の結合箇所１３、１４は、結合箇所間に最大距離Ａを持つフットプリントの結合箇所のペアに相当する。

こうして、本発明によれば、一方では、プリント回路基板１０へのプラグコネクタ２０の取り付けが容易になり、他方では、伝送される信号の品質が向上される。

結合箇所１３、１４、１５各々は、ピン形態の電気接点２３、２４を挿通するための孔を有する。電気接点２３、２４はそれにより、プラグコネクタ２０の下側からプリント回路基板１０の方向に突出する。また、プラグコネクタ２０の下側から始めて、合計４つの装着ピン２８が突出し、装着状態では（図１ｂ参照）、それら各々がプリント回路基板の装着開口部１８に係合する。

プラグコネクタ２０のプラグ側端部のプラグ形状３０は、信号導体ペアを形成する２つの接点を備える相手方プラグコネクタの接続用に構成される。こうして、例えば、ツイストペアケーブルがプラグコネクタ２０と接続され得る。

図示の実施形態では、フットプリントは、４接点のＨＳＤプラグコネクタを結合するための回路基板レイアウトを有し、実質的な対象のＨＳＤプラグではなく２接点のＭＴＤプラグがそれに装着される。

本発明は、前述の実施形態に限定されない。例えば、結合箇所は互いに隣り合って列をなして配置されてもよく、その場合２つの電気接点はその列の最も外側の２つの結合箇所で結合される。また、フットプリントは、４個超、例えば６個、８個または１２個の結合箇所を有してもよい。代替的または付加的に、プラグコネクタは、プリント回路基板のグランドと接続される導電性材料製の外部導体ハウジングを有してもよい。本発明によるプリント回路基板アセンブリの他の実施形態も想到可能である。

Claims (8)

1. プラグコネクタ（２０）の装着のための少なくとも１つのフットプリント（１２）を含むプリント回路基板（１０）を備え、前記フットプリント（１２）が前記プラグコネクタ（２０）の電気接点（２３、２４）を結合するための３つ以上の結合箇所（１３、１４、１５）を有し、また、前記フットプリント（１２）に装着されるプラグコネクタ（２０）を備えるプリント回路基板アセンブリ（１００）であって、
   前記プラグコネクタ（２０）は、差動信号を伝送するための丁度２つの信号導体を有し、第１の信号導体は、前記３つ以上の結合箇所（１３、１４、１５）のうちの第１の結合箇所（１３）で結合される第１の電気接点（２３）を有し、第２の信号導体は、前記３つ以上の結合箇所（１３、１４、１５）のうちの第２の結合箇所（１４）で結合される第２の電気接点（２４）を有し、使われていない第３の結合箇所（１５）は、前記第２（または第１）の結合箇所（１４または１３）よりも前記第１（または第２）の結合箇所（１３または１４）に近接して配置され、前記フットプリント（１２）は、スターカッドケーブルプラグコネクタ、特にＨＳＤプラグの装着用に構成され、および／または、前記プラグコネクタ（２０）は、ツイストペアケーブルプラグコネクタ、特にＭＴＤプラグである
   ことを特徴とするプリント回路基板アセンブリ。
2. 前記第１の結合箇所（１３）と前記第２の結合箇所（１４）とは、結合箇所間に最大距離（Ａ）を持つ前記フットプリント（１２）の２つの結合箇所である
   ことを特徴とする請求項１に記載のプリント回路基板アセンブリ。
3. 前記フットプリント（１２）は、前記プリント回路基板（１０）に所定のパターンで配置される４つの結合箇所を有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のプリント回路基板アセンブリ。
4. 前記４つの結合箇所は、前記プリント回路基板に矩形、特に正方形の形態で配置され、前記２つの電気接点（２３、２４）は、前記矩形の対角線方向に向かい合う２つの頂点で結合される
   ことを特徴とする請求項３に記載のプリント回路基板アセンブリ。
5. 前記プラグコネクタ（２０）の接点要素はいずれも、前記フットプリント（１２）の少なくとも１つまたはいくつかの別の結合箇所（１５）では結合されない
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のプリント回路基板アセンブリ。
6. 前記結合箇所（１３、１４、１５）はいずれの場合にも、孔、特に貫通孔および／またははんだパッドのようなはんだ箇所を有し、および／または、接点要素（２３、２４）は、ピンまたはタブの方式で前記プリント回路基板（１０）の方向に突出する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のプリント回路基板アセンブリ。
7. 前記プラグコネクタ（２０）は、ツイストペアケーブルの結合用に構成されるプラグ形状（３０）を有する
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のプリント回路基板アセンブリ。
8. 前記プラグコネクタ（２０）は、前記プリント回路基板の装着開口部（１８）に係合するいくつか、好ましくは４つの装着突部（２８）、例えば装着ピンを有する
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のプリント回路基板アセンブリ。
   

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