JPH0982420A

JPH0982420A - コネクタ

Info

Publication number: JPH0982420A
Application number: JP7234159A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hara; 原　　敦; Akihito Yokomori; 昭仁横森; Shinji Shirakawa; 真司白川; Takashi Maruyama; 隆丸山; Hitoshi Yoshitome; 等吉留; Taku Suga; 卓須賀
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-09-12
Filing date: 1995-09-12
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【目的】プリント配線基板に内層されたグランド層に生
じた開孔部で生じる電磁波の漏洩と放射の抑制に適した
構造を備えたコネクタを提供し、プリント配線基板上の
空間の有効的に利用する。【構成】本コネクタは、ハウジング１１０を外装する導
電体カバー１３０と、導電体カバー１３０とプリント配
線基板のグランド配線層１７１とを電気的に接続するＧ
ＮＤ用ピン１３１とを備える。このコネクタの装着領域
Ａに開孔が生じた場合、信号配線層１７５，１７６から
グランド配線層１７１へと流れ込むリターン電流Ｃは、
開孔部を迂回して、導電体カバー１３０を３次元的に通
過する。その結果、リターン電流Ｃがさほど径路を延長
せずに導電体カバー１３０の側面を分散して流れるの
で、インピーダンスの増大による電磁波の漏洩及び放射
が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータシステム
等の情報処理装置における信号接続に用いるコネクタに
関し、特に、プリント配線基板に内層されたグランド層
に発生した開孔部で生じる電磁波の漏洩と放射の抑制に
適したコネクタの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】「機構部品の最新実装技術」徳永他
／著ミマツデータシステム（１９８７年９月）ｐｐ４
７〜６３に、プリント配線基板間の接続や、プリント配
線基板とケーブル間の接続等に使用される、一般的なプ
リント基板用コネクタの構造等に関して記載されてい
る。

【０００３】プリント配線基板上への部品の高密度実装
化に伴って、プリント配線基板のスルーホールの周囲に
設けられたＶＩＡ用クリアランスが結合するという問題
が生じるようになった。こうしたＶＩＡ用クリアランス
の結合が生じた場合、プリント配線基板上には、図９に
示すような、ＶＩＡ用クリアランスが結合した領域に沿
った開孔（以下、カットラインと呼ぶ）が形成されるこ
とが多い。こうしたカットラインがプリント配線基板に
内層されたグランド配線層１７１の信号線を横切るよう
な方向に生じた場合には、信号配線層１７５、１７６か
らグランド配線層１７１に流れ込むリターン電流Ｃは、
図１０に示すような径路を通過して、カットライン１８
０を迂回することになる。従って、リターン電流Ｃの径
路がその分延長されると共に、リターン電流Ｃがカット
ライン１８０の両端付近にリターン電流Ｃが集中的に通
過する領域が生じることになるため、インピーダンスが
増大して、電磁波の放射や漏洩が急激に増加する（図１
１参照）。こうした電子機器から生じる電磁波の放射や
漏洩は、周辺機器に対して電磁障害（ＥＭＩ）を及ぼし
たり、他の電子回路に誤動作を生じさせるという弊害を
及ぼす可能性が高いため、これに対する規制を敷いてい
る国も多い。例えば、アメリカではＦＣＣ（米国連邦通
信委員会）によって規制されており、日本国内でもＶＣ
ＣＩにより規制されている。

【０００４】そこで、こうした規制に呼応して、従来、
こうした電子機器の設計の際に、プリント配線基板１７
０上のスルーホールのＶＩＡ用クリアランスの小径化
や、プリント配線基板１７０の信号線から放射される電
磁波のシールドや、プリント配線基板１７０上のカット
ラインが存在する領域を使用しない等の対策が採られて
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来採られ
ていた、こうした対策により電子機器内部の空間の有効
利用が妨げられるため、プリント配線基板上への部品の
高密度実装化が制限されるという問題が生じていた。

【０００６】また、こうした電磁波の漏洩や放射を防止
するために、特別なシールド材等の使用や、プリント配
線基板上の電子回路の配置の工夫等が必要であったの
で、電子機器の製造コストや製造工数が増大する傾向が
あった。

【０００７】そこで、本発明は、プリント配線基板に内
層されたグランド層に発生した開孔部で生じる電磁波の
漏洩と放射の抑制に適した構造を備えたコネクタを提供
することによって、プリント配線基板上への高密度実装
を信頼性高く実現することを目的とする。また、こうし
たコネクタを提供することにより、電子回路の設計上の
効率化と、こうした電子回路を含む電子機器の製造コス
トの削減を図ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的の達成のため
に、本発明は、電気回路と電気的に接続するコンタクト
と、前記コンタクトを固定する、絶縁体で形成されたハ
ウジングとを備えるコネクタであって、導体で形成さ
れ、前記ハウジングに外装された、前記電気回路の基準
電位に短絡されるシェルを備えることを特徴とするコネ
クタを提供する。

【０００９】

【作用】本発明に係るコネクタによれば、前記電気回路
と電気的に接続された状態で、前記ハウジングに外装さ
れたシェルは、前記電気回路の基準電位に短絡される。

【００１０】こうしたコネクタを利用すれば、電気回路
のグラウンド層を通過するリターン電流が、導体で形成
されたシェルを利用した３次元的な通過径路を新たに確
保するので、このコネクタの装着領域に、電磁波の漏洩
及び放射の原因となるような開孔部が形成された場合で
あっても、インピーダンスの増大の原因となるようなリ
ターン電流の集中的な通過領域を生じない。従って、本
発明に係るコネクタによれば、電磁波の漏洩及び放射を
防止することができる。その結果、本コネクタを使用す
れば、電子機器内部の空間の有効的な利用が可能となる
と共に、電子回路の高密度実装を信頼性高く実現するこ
とができる。

【００１１】また、電磁波の漏洩、放射を防止するため
に、基板上への電子回路のレイアウト設計の段階におい
て特別な工夫を懲らす必要がなくなる上に、特別なシー
ルド材等の使用する必要もなくなるため、電子回路の設
計上の効率化と、こうした電子回路を含む電子機器の製
造コストの削減を図ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、添付の図面を参照しながら、本発明に
係る実施例について説明する。

【００１３】最初に、本実施例に係るコネクタの基本的
な構成について、図１及び図２を参照しながら説明す
る。但し、ここでは、一例としてプリント基板用コネク
タを挙げることにする。

【００１４】本コネクタは、図１及び図２に示すよう
に、プリント配線基板１７０に内層された信号配線層１
７５、１７６と他の電子部品と間の電気的接続を担うピ
ン１２０と、各ピン１２０を各々分離、絶縁、固定す
る、合成樹脂等の絶縁材料で形成されたハウジング１１
０と、本コネクタが特徴とする、ハウジング１１０を外
装する、導体で形成された導電体カバー１３０と、プリ
ント配線基板１７０のグランド配線層１７１と導電体カ
バー１３０と間の電気的接続を担う、導電体カバー１３
０と同一材料で形成されたＧＮＤ用ピン１３１とを備え
る。なお、導電体カバー１３０とＧＮＤ用ピン１３１
は、プリント配線基板１７０のグランド配線層１７１の
信号線と同一材料で一体成形されることが好ましい。

【００１５】図中１７２は、電源５Ｖを供給する電源層
である。

【００１６】次に、こうした構造を備えたコネクタが装
着されるプリント配線基板１７０に、従来技術の欄で説
明した複数のスルーホールのＶＩＡ用クリアランスの結
合による開孔１８０（以下、カットラインと呼ぶ）が生
じた場合の、プリント配線基板１７０に内層された信号
配線層１７５，１７６からグランド配線層１７１へと流
れ込むリターン電流Ｃの径路について、図３を参照しな
がら説明する。但し、カットライン１８０は、プリント
配線基板１７０に内層されたグランド配線層１７１に配
線された信号線を横切るような方向に生じており、コネ
クタは、図１に示すように、このカットライン１８０が
生じた領域Ａの真上に装着されているものとする。

【００１７】さて、本実施例に係るコネクタがこのよう
な状態でプリント配線基板１７０上に装着されている場
合には、本来であれば図１０に示すような径路を通過し
てカットライン１８０を迂回するはずのリターン電流Ｃ
は、本コネクタが備える金属導電体で形成された導電体
カバー１３０を利用することによって、図３に示すよう
な３次元的な通過径路を確保する。その結果、リターン
電流Ｃは、図１０のように１ヶ所を集中的に通過するこ
となく、本コネクタの導電体カバー１３０の側面を分散
して流れるようになる。また、リターン電流Ｃの径路の
長さには、図１０の場合と比較した場合、極端な延長等
の違いを生じない。従って、本実施例に係るコネクタに
よれば、プリント配線基板１７０の高密度実装化に伴っ
て頻繁に生じるようになった、ＶＩＡ用クリアランスの
結合によるカットラインが、コネクタの装着領域に形成
されても、従来技術の欄で説明したようなインピーダン
スの増大による電磁波の漏洩量及び放射量の増大といっ
た問題を生じない。すなわち、プリント配線基板１７０
の高密度実装を信頼性高く実現される。また、電磁波の
漏洩と放射の防止のために、プリント配線基板１７０へ
の部品のレイアウト設計の段階で特別な工夫を懲らした
り、特別なシールド材等を使用したりする必要ないの
で、電子回路の設計上の効率化と、こうした電子回路を
含む電子機器の製造コストの削減を図ることができる。
なお、こうしたコネクタを使用したことによる、プリン
ト配線基板の信号線からの電磁波の漏洩量及び放射量の
低減効果は、図４に示したシミュレーション結果と図１
１とを比較することによって具体的に確認することがで
きる。

【００１８】さて、これまでプリント基板用コネクタを
例に挙げて説明してきたが、本実施例に係るコネクタの
構造は、これ以外のコネクタについても応用することが
できる。例えば、ＩＣやＬＳＩ等をプリント配線基板１
７０上に装着する際に、図５に示した構造を備えるＩＣ
ソケットや、図６に示した構造を備えるＰＧＡタイプの
ＬＳＩパッケージ等を使用すれば、プリント配線基板１
７０に電磁波の漏洩及び放射源となるカットラインが発
生しても、図２のプリント配線基板用コネクタの場合と
同様に、金属導電体で形成された導電体カバー２３０、
３３０を利用することにより、リターン電流の３次元的
な迂回径路を確保することができる。なお、ＩＣソケッ
トの導電体カバー２３０は、プリント配線基板１７０の
グランド配線層１７１と自身を電気的に接続するための
足ピン（不図示）を備え、ＬＳＩパッケージの導電体カ
バー３３０は、プリント配線基板１７０のグランド配線
層１７１と自身を電気的に接続するための足ピン３３１
を備える。従って、こうした機能を果たす導電体カバー
２３０、３３０を備えるＩＣソケットやＬＳＩパッケー
ジを使用すれば、図２のプリント配線基板用コネクタと
同様な効果を得ることができる。

【００１９】ところで、カットライン１８０がプリント
配線基板１７０に内層されたグランド配線層１７１にま
で及んでいる場合には、それがコネクタの装着領域であ
るか否かにかかわらず、信号線からの電磁波の漏洩と放
射を防止する必要がある。こうした場合に、プリント配
線基板１７０に形成されたカットライン１８０の周囲を
囲むように、図７に示すような、金属導電体で形成され
たカットラインガードリング７００を装着すればよい。
具体的には、プリント配線基板１７０のグランド配線層
１７１とカットラインガードリング７００とが電気的に
接続されるように、カットラインガードリング７００の
足ピン７００ａを、プリント配線基板１７０の、カット
ライン１８０の周囲のスルーホールに挿入する。このよ
うにすれば、このカットラインガードリング７００が、
図２のコネクタの導電体カバー１３０と同様な機能を果
たすので、カットラインを迂回するリターン電流Ｃの３
次元的な径路が確保される（図８参照）。従って、カッ
トラインが形成された領域に、こうしたカットラインガ
ードリング７００を装着するだけで、信号線からの電磁
波の漏洩と放射による悪影響を防止することができる。
従って、プリント配線基板１７０の、より有効的な活用
が可能となる。

【００２０】なお、本実施例に係るカットラインガード
リングの本体部の形状は、カットラインを迂回するリタ
ーン電流Ｃの３次元的な径路を確保できるような形状で
あれば、必ずしも、図７に示したようなリング形状であ
る必要はない。例えば、プリント配線基板１７０に配置
された状態においてカットラインを股がるようなアーチ
形状であってもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明に係るコネクタによれば、プリン
ト配線基板に内層されたグランド層に生じた開孔部で生
じる電磁波の漏洩と放射を抑制することができる。その
結果、プリント配線基板上への高密度実装を信頼性高く
実現することが可能となる。また、電磁波の漏洩と放射
を防止するために特別な工夫やシールド材を必要としな
いので、電子回路の設計上の効率化と、こうした電子回
路を含む電子機器の製造コストの削減を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るプリント配線基板用コネ
クタの基本的な構造を説明するための図である。

【図２】図１のプリント配線基板用コネクタの外観図で
ある。

【図３】図１のプリント配線基板用コネクタをプリント
配線基板に装着した場合の、リターン電流の迂回径路を
説明するための図である。

【図４】本発明の実施例に係る電磁波ノイズの防止効果
を説明するための図である。

【図５】本発明の実施例に係るＩＣソケットを、プリン
ト配線基板上に装着した場合の外観図である。

【図６】本発明の実施例に係るＬＳＩパッケージの外観
図である。

【図７】本発明の実施例に係るカットラインガードリン
グの外観図である。

【図８】図７のカットラインガードリングをプリント配
線基板に装着した場合の、リターン電流の迂回径路を説
明するための図である。

【図９】ＶＩＡ用クリアランスの結合による、プリント
配線基板でのカットラインの形成を説明するための図で
ある。

【図１０】図９のプリント配線基板におけるリターン電
流の迂回径路を説明するための図である。

【図１１】図９のカットラインが形成されたプリント配
線基板において、電磁波ノイズを測定した結果を示す図
である。

【符号の説明】

１７０…プリント配線基板１７１…グランド配線層１７５、１７６…信号配線層１８０…カットラインＣ…リターン電流、１１０…プリント配線基板用コネクタのハウジング１３０…プリント配線基板用コネクタの導電体カバー１３１…導電体カバー１３０のＧＮＤ用ピン２３０…ＩＣソケットの導電体カバー３３０…ＬＳＩパッケージの導電体カバー３３１…ＬＳＩパッケージの導電体カバー３３０の足ピ
ン７００…カットラインガードリング７００ａ…カットラインガードリング７００の足ピン

フロントページの続き (72)発明者丸山隆神奈川県海老名市下今泉810番地株式会社日立製作所オフィスシステム事業部内 (72)発明者吉留等神奈川県海老名市下今泉810番地株式会社日立製作所オフィスシステム事業部内 (72)発明者須賀卓神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気回路と電気的に接続するコンタクト
と、前記コンタクトを固定する、絶縁体で形成されたハ
ウジングとを備えるコネクタであって、導体で形成され、前記ハウジングに外装された、前記電
気回路の基準電位に短絡されるシェルを備えることを特
徴とするコネクタ。
【請求項２】プリント配線基板のスルーホールに挿入さ
れて前記プリント配線基板に形成された電気回路との電
気的接続を確立する足ピンと、前記足ピンを固定する、
絶縁体で形成されたハウジングとを備えたプリント配線
基板用コネクタであって、導体で形成され、前記ハウジングに外装されたシェル
と、前記プリント配線基板に内層されたグランド層に接続さ
れたスルーホールに挿入され、前記プリント配線基板に
内層されたグランド層と前記シェルとを短絡する複数の
足ピンを備えることを特徴とするプリント配線基板用コ
ネクタ。
【請求項３】プリント配線基板に装着される部材であっ
て、導体で形成され、前記プリント配線基板に内層されたグ
ランド層に接続されたスルーホールに挿入される複数の
ピンが形成された本体より構成され、前記本体は、前記プリント配線基板のスルーホールへの
前記複数のピンの挿入によって、前記プリント配線基板
に内層されたグランド層と短絡されることを特徴とする
部材。
【請求項４】請求項３記載の部材であって、前記本体は、リング形状を有し、前記複数のピンは、前記本体の前記リング形状の一方の
端面に形成されることを特徴とする部材。
【請求項５】ＩＣ若しくはＬＳＩを搭載するための基板
と、プリント配線基板に形成された電気回路と前記ＩＣ
若しくはＬＳＩとの電気的接続を確立する足ピンと、前
記足ピンを固定する、絶縁体で形成されたハウジングと
を備えたソケットコネクタであって、前記ハウジングを外装する、導体で形成されたシェル
と、前記プリント配線基板に内層されたグランド層に接続さ
れたスルーホールに挿入されて、前記プリント配線基板
に内層されたグランド層と前記シェルとを短絡する複数
の足ピンとを備えることを特徴とするソケットコネク
タ。
【請求項６】ＬＳＩを搭載した基板と、前記ＬＳＩとプ
リント配線基板に形成された電気回路との電気的接続を
確率するコンタクトと、前記コンタクトを固定する、絶
縁体で形成されたハウジングとを備えたＬＳＩパッケー
ジであって、前記ハウジングを外装する、導体で形成されたシェル
と、前記プリント配線基板に内層されたグランド層に接続さ
れたスルーホールに挿入されて、前記プリント配線基板
に内層されたグランド層と前記シェルとを短絡する複数
の足ピンを備えることを特徴とするＬＳＩパッケージ。