JPWO2018211950A1 - 同軸コネクタおよび同軸コネクタ実装基板 - Google Patents

Abstract

内部端子、外部端子、並びに、内部端子および外部端子を保持する絶縁性部材を備え、内部端子および外部端子を介して基板に実装される同軸コネクタは、外部端子は、円筒状に形成された外部導体部と、外部導体部から径方向外側に延びる第１の実装部とを備え、内部端子は、外部導体部に囲まれるように配置された中心導体部と、中心導体部から径方向外側に延びて板状に形成された板部とを備え、板部は、その先端部に設けられる第２の実装部と、第２の実装部を中心導体部に接続するように延びる接続部とを備え、接続部は、板部の面に垂直な方向から見たときの幅全体が第２の実装部よりも狭い幅狭部を有する。

Description

本発明は、同軸コネクタおよび同軸コネクタが実装された同軸コネクタ実装基板に関する。

従来より、携帯通信機器の構成部品などとして使用される同軸コネクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の同軸コネクタは、同軸コネクタ用プラグが装着される同軸コネクタ用レセプタクルであり、回路基板に実装して使用される。特許文献１の同軸コネクタは、内部端子と外部端子を備え、内部端子および外部端子を介して基板に実装される。

さらに外部端子は、円筒状に形成された外部導体部と、外部導体部から外側に延びて基板に実装される実装部を備える。内部端子は、外部端子の外部導体部に囲まれている中心導体部と、中心導体部から外側に延びて板状に形成された板部とを備えている。板部の先端には、基板に実装される実装部が設けられている。

このような構成において、内部端子の板部は、幅が一定なストレート形状に形成されている。

国際公開第２０１３／０４６８２９号

近年、同軸コネクタが実装される基板の多層化が進んでいる。このような基板の内部には複数の電極（グランド電極や信号電極）による層が設けられている。基板の多層化が進むほど、複数の電極による層同士の間隔や、同軸コネクタの端子と電極による層との距離も近くなる。特に、同軸コネクタの端子と電極による層の距離が近くなった場合、両者の間に電気的な容量結合が発生し、実装基板の電気特性が劣化することが懸念される。基板の設計を変更することができない場合、同軸コネクタ側において、基板に実装した場合にも電気特性の劣化を抑制できるような工夫を行うことが望ましい。

従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、電気特性の劣化を抑制することができる同軸コネクタおよびそれが実装された同軸コネクタ実装基板を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の同軸コネクタは、内部端子、外部端子、並びに、前記内部端子および前記外部端子を保持する絶縁性部材を備え、前記内部端子および前記外部端子を介して基板に実装される同軸コネクタであって、前記外部端子は、円筒状に形成された外部導体部と、前記外部導体部から径方向外側に延びる第１の実装部とを備え、前記内部端子は、前記外部導体部に囲まれるように配置された中心導体部と、前記中心導体部から径方向外側に延びて板状に形成された板部とを備え、前記板部は、その先端部に設けられる第２の実装部と、前記第２の実装部を前記中心導体部に接続するように延びる接続部とを備え、前記接続部は、前記板部の面に垂直な方向から見たときの幅全体が前記第２の実装部よりも狭い幅狭部を有する、同軸コネクタである。

また、本発明の同軸コネクタ実装基板は、前記同軸コネクタと、前記同軸コネクタの前記内部端子の前記第２の実装部および前記外部端子の前記第１の実装部が実装され、複数の電極による層を有した基板と、を備える、同軸コネクタ実装基板である。

本発明の同軸コネクタおよび同軸コネクタ実装基板によれば、電気特性の劣化を抑制することができる。

実施の形態における同軸コネクタの概略斜視図（表面側） 実施の形態における同軸コネクタの概略斜視図（裏面側） 実施の形態における同軸コネクタの概略分解斜視図 実施の形態における内部端子の裏面側を示す概略斜視図 実施の形態における同軸コネクタ実装基板の概略斜視図 同軸コネクタの実装状態を示す概略平面図（外部端子以外を省略） 同軸コネクタの実装状態を示す概略平面図（内部端子以外を省略） 同軸コネクタの裏面側を示す概略平面図

本発明の第１態様によれば、内部端子、外部端子、並びに、前記内部端子および前記外部端子を保持する絶縁性部材を備え、前記内部端子および前記外部端子を介して基板に実装される同軸コネクタであって、前記外部端子は、円筒状に形成された外部導体部と、前記外部導体部から径方向外側に延びる第１の実装部とを備え、前記内部端子は、前記外部導体部に囲まれるように配置された中心導体部と、前記中心導体部から径方向外側に延びて板状に形成された板部とを備え、前記板部は、その先端部に設けられる第２の実装部と、前記第２の実装部を前記中心導体部に接続するように延びる接続部とを備え、前記接続部は、前記板部の面に垂直な方向から見たときの幅全体が前記第２の実装部よりも狭い幅狭部を有する、同軸コネクタを提供する。

このような構成によれば、内部端子の接続部に実装部よりも幅全体の狭い幅狭部を設けることで、同軸コネクタを基板に実装した際に、同軸コネクタの内部端子とグランド電極による層との距離が近い場合であっても電気的な容量結合が発生しにくくなる。これにより、同軸コネクタが実装された同軸コネクタ実装基板の電気特性の劣化を抑制することができる。

本発明の第２態様によれば、第１態様に記載の同軸コネクタと、前記同軸コネクタの前記内部端子の前記第２の実装部および前記外部端子の前記第１の実装部が実装され、複数の電極による層を有した基板とを備える、同軸コネクタ実装基板を提供する。このような構成によれば、複数の電極による層を有する基板に同軸コネクタが実装されても、同軸コネクタ実装基板における容量結合を抑制することができ、電気特性の劣化を抑制することができる。

以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施の形態）
＜同軸コネクタ＞
図１−図３を用いて、実施の形態における同軸コネクタについて説明する。図１、図２は、実施の形態における同軸コネクタの概略斜視図である。図１は、同軸コネクタの表面側を示し、図２は、同軸コネクタの裏面側を示す。図３は、実施の形態における同軸コネクタの分解斜視図である。

実施の形態における同軸コネクタ２は、同軸コネクタ用レセプタクル（図示せず）が装着される同軸コネクタ用プラグである。同軸コネクタ２は、内部端子と外部端子を介して、後述する基板に実装された状態で使用される（表面実装）。図２に示す同軸コネクタ２の裏面側が実装面である。

同軸コネクタ２は、図３に示すように、外部端子４と、内部端子６と、絶縁性部材８とを備える。

外部端子４は、内部端子６とともに基板に実装される端子である。実施の形態における外部端子４は、外部導体部１０と、実装部（第１の実装部）１２とを備える。

外部導体部１０は、円筒状に形成された導体部である。外部導体部１０の内側には、後述する内部端子６の中心導体部を収容するための収容空間が形成される。

外部導体部１０の外周部には、前述した同軸コネクタ用レセプタクルを固定するための凹部１４が形成されている。

実装部１２は、後述する基板に実装される導体部である。実施の形態の実装部１２は、板状に形成される。図３などに示すように、実装部１２は、外部導体部１０の下方側端部から径方向外側へ向かって延びる。本実施の形態では、実装部１２は外部導体部１０と一体的に形成されるとともに３箇所に分けて設けられている。

図２に示すように、実装部１２の裏面が、基板に実装される実装面１２ａを構成する。

内部端子６は、外部端子４とともに基板に実装される端子である。実施の形態における内部端子６は、中心導体部１６と、板部１８とを備える。

中心導体部１６は、板部１８から上方へ突出するように設けられた導体部である（コンタクトピン）。図１に示す組立後の状態において、中心導体部１６は外部端子４の外部導体部１０の内側の空間に収容される。すなわち、中心導体部１６は外部導体部１０によって囲まれる。中心導体部１６は、外部導体部１０の軸方向Ａと同方向（上下方向）に突出するように配置される。

図４は、中心導体部１６の裏面側を示す斜視図である。図４に示すように、中心導体部１６の裏側には、空洞１９が形成されている。空洞１９に連続する位置には凹部４０が形成されている。凹部４０は板部１８の段差を構成している。凹部４０に前述した絶縁性部材８が配置されることにより、内部端子６が強固に固定される。凹部４０は内部端子６の抜け止めとして機能する。

図３に示す板部１８は、中心導体部１６の下方側端部から径外側に延びる板状の部材である。本実施の形態では、板部１８は中心導体部１６と一体的に形成されている。

図３に示すように、板部１８は、中心導体部１６の下方側端部における周囲全体に広がったフランジ部２３と、フランジ部２３から径方向外側（Ｂ方向）へ延びる接続部２４および実装部（第２の実装部）２６を備える。

図２に示すように、実装部２６の裏面が、基板に実装される実装面２６ａを構成する。

板部１８において、接続部２４の幅は実装部２６の幅よりも小さく設定されている。詳細については後述する。

絶縁性部材８は、外部端子４と内部端子６を電気的に絶縁した状態で保持する部材である。図３に示すように、絶縁性部材８は外部端子４と内部端子６を保持できるように、外部端子４と内部端子６の形状に応じた凹部７を有している。

上述した外部端子４、内部端子６および絶縁性部材８は例えば、インサートモールドにより成形される。また、外部端子４および内部端子６は例えば、銅などの導電性材料により形成される。絶縁性部材８は例えば、樹脂などの絶縁性材料により形成される。

絶縁性部材８によって外部端子４および内部端子６が保持された状態において、図２に示す同軸コネクタ２の裏面が、後述する基板に面実装される。図２に示すように、同軸コネクタ２の裏側において、外部端子４の実装部１２の実装面１２ａと、内部端子６の実装部２６の実装面２６ａは同一平面に配置される。

＜同軸コネクタ実装基板＞
上述した構成を有する同軸コネクタ２を基板に実装した状態を図５−図７に示す。図５は、同軸コネクタ２が基板２０に実装された状態を示す斜視図であり、図６、図７はその平面図である。図６は、同軸コネクタ２における外部端子４以外の構成を省略した平面図であり、図７は、内部端子６以外の構成を省略した平面図である。

図５−図７に示すように、同軸コネクタ２を基板２０に実装することにより、同軸コネクタ実装基板２２が構成される。

図５に示すように、基板２０は、複数の電極による層として、複数のグランド電極３２、３４、３６と、信号電極３８とを備える。グランド電極３２および信号電極３８が最表層の電極であり、グランド電極３４、３６がその裏側に間隔を空けて配置された電極である。図５では３つのグランド電極３２、３４、３６を図示しているが、電極の数や電極の種類についてはこれに限らず、図示しないその他のグランド電極による層あるいはグランド電極以外の層が存在してもよい。

図５に示すグランド電極３２、３４、３６は、図示しない絶縁性部材である樹脂によって基板２０の内部に封止されている。グランド電極３２、３４、３６は基板２０の内部において、互いに平行な状態で間隔を空けて配置されている。最表層であるグランド電極３２および信号電極３８は同一平面に配置されるとともに、横方向（水平方向）に間隔を空けて配置されている。

図６に示すように、外部端子４の３つの実装部１２は、最表層であるグランド電極３２に実装されている。図７に示すように、内部端子６の実装部２６は、最表層である信号電極３８に実装されている。これらの実装は例えば半田付けによって行われる。

図５に示すように、グランド電極３４において同軸コネクタ２に対向する位置には、開口２８が形成されている。これより、同軸コネクタ２に対してはグランド電極３４の裏側にあるグランド電極３６が対向する。

近年、基板内部の多層化が進んでいる。これにより、基板２０の内部にあるグランド電極３６と、基板２０の表層に実装された同軸コネクタ２の距離も近くなる傾向にある。この距離が近くなると、同軸コネクタ２において特にグランド電極３６に対向する内部端子６の板部１８と、グランド電極３６との間で容量結合が生じ、同軸コネクタ実装基板２２の電気特性が劣化するおそれがある。

これに対して、本実施の形態の同軸コネクタ２では、同軸コネクタ実装基板２２の電気特性の劣化を抑制するように、内部端子６の板部１８の形状を工夫している。これに関して図８を用いて説明する。

図８は、同軸コネクタ２の裏面側を示す平面図である。図８に示すように、板部１８における接続部２４の幅Ｄ１は、実装部２６の幅Ｄ２よりも小さく設定されている。このような幅の設定により、接続部２４の断面積（板部１８が延びるＢ方向（径方向）に垂直な面の断面積）を小さくし、板部１８の全体的な体積を小さくしている。

板部１８とそれに対向するグランド電極３６の容量結合の度合いは、（１）板部１８とグランド電極３６との距離、および（２）板部１８の断面積、といった大きく２つの要因によって決まるものと考えられる。具体的には、板部１８とグランド電極３６の距離が短く、かつ、板部１８の断面積が大きいほど、容量結合の度合いが大きくなると考えられる。上記における「（１）板部１８とグランド電極３６との距離」とは、板部１８の面（水平面）に垂直な方向（上下方向）における板部１８とグランド電極３６の間隔である。

これに対して、本実施の形態では、（２）板部１８の断面積に着目し、板部１８における接続部２４の幅Ｄ１を実装部２６の幅Ｄ２よりも狭くすることで、板部１８の断面積を小さくしている。実装部２６の幅Ｄ２は、基板２０との実装を確保するためにある幅以上という制約が課されることが多い中で、上記構成により、接続部２４の幅Ｄ１を実装部２６の幅Ｄ２よりも狭くしている。このような構成によれば、板部１８の幅が一定でストレートな形状とした場合に比べて、板部１８とグランド電極３６の容量結合を抑制することができ、同軸コネクタ実装基板２２の電気特性の劣化を抑制することができる。

特に接続部２４の幅Ｄ１を狭くしているため、実装部２６の幅Ｄ２は一定値以上に保ちながら接続部２４の幅Ｄ１を調節することができる。これにより、実装部２６による基板３４との実装状態を確実に確保しながら、同軸コネクタ実装基板２２の電気特性の劣化を抑制することができる。

接続部２４の幅Ｄ１は例えば０．１５ｍｍに設定され、実装部２６の幅Ｄ２は例えば０．３ｍｍに設定される。接続部２４の幅Ｄ１を約０．１５ｍｍに設定することで、接続部２４の形状を加工する際の加工性や強度を確保しながら、実装部２６の幅Ｄ２である０．３ｍｍよりも狭くすることができる。

このような値に限らず、接続部２４の幅Ｄ１は例えば０．１０ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下とし、実装部２６の幅Ｄ２は例えば０．２０ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下としてもよい。このように、接続部２４の幅Ｄ１を０．１５ｍｍ以下に設定し、実装部２６の幅Ｄ２を０．３０ｍｍ以下に設定することにより、板部１８の断面積を小さくして同軸コネクタ実装基板２２の電気特性の劣化を効果的に抑制することができる。また、接続部２４の幅Ｄ１を０．１０ｍｍ以上に設定することにより、接続部２４の形状を加工する際の加工性や強度を確保することができる。また、実装部２６の幅Ｄ２を０．２０ｍｍ以上に設定することにより、実装部２６による基板３４との実装状態を確実に確保することができる。

本実施の形態では、図８に示すような同軸コネクタ２の裏面側の平面視において、接続部２４の幅全体を狭くしている。すなわち、接続部２４の幅方向の端部に段差を設けて接続部２４の幅を部分的に狭くした形態とは異なり、接続部２４を含む板部１８の面に垂直な方向から見たときの幅全体を狭くしている。これにより、接続部２４の断面積をより小さくすることができ、容量結合をより効果的に抑制することができる。

また本実施の形態では、接続部２４の長さ方向（Ｂ方向）の全長において幅を一律に狭くしている。すなわち、接続部２４の全体が、実装部２６よりも幅の狭い幅狭部として構成されている。このような構成によれば、接続部２４を含む板部１８の断面積をより小さくすることができるため、同軸コネクタ実装基板２２の電気特性の劣化をより効果的に抑制することができる。

このような場合に限らず、接続部２４の長さ方向の一部において実装部２６よりも幅を狭くし、残りの部分は実装部２６と同じ幅に設定してもよい。すなわち、接続部２４が、実装部２６よりも幅を狭くした幅狭部を有していればよい。このような場合であっても、接続部２４を含む板部１８の断面積を小さくすることができるため、同軸コネクタ実装基板２２の電気特性の劣化を効果的に抑制することができる。

また接続部２４の幅を狭くすることで、図７に示すように、内部端子６の板部１８とその横方向に間隔を空けて配置された最表層のグランド電極３２との間隔も広げることができる。これにより、板部１８とグランド電極３２との容量結合も抑制することができる。なお、板部１８とグランド電極３２との容量結合よりも、前述した板部１８とグランド電極３６との容量結合の方が同軸コネクタ実装基板２２の電気特性に大きな影響を及ぼすことを本発明者らは確認している。

なお、板部１８の断面積を小さくするには、接続部２４の幅を狭くせずに実装部２６の幅と同じ幅としたまま、接続部２４の上下方向の厚みを小さくすることが考えられる。ただし、接続部２４の幅を狭くした方が、板部１８の断面積を小さくできるだけでなく、グランド電極３２との横方向の間隔を広げることができるため、グランド電極３２との容量結合を小さくすることができる。これにより、接続部２４の上下方向の厚みを小さくした場合と比較して、同軸コネクタ実装基板２２の電気特性の劣化をより抑制することができる。また、板部１８において、そもそも幅に比べて厚みは小さいので（厚みは例えば０．１０ｍｍ）、厚みを小さくするのは加工が難しい。これに対して、板部１８の接続部２４の幅を狭くすることで、容易に加工を行うことができる。

以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。例えば、実施の形態では、外部端子４の外部導体部１０の断面が真円状の筒形状である場合について説明したが、このような場合に限らず、断面が真円状でなくても任意の形状であってもよい。中心導体部１６を収容可能な収容空間を有する形状であれば、任意の筒状あるいは円筒状であってもよい。

また実施の形態では、同軸コネクタ２が実装される基板２０においてグランド電極３２、３４、３６という３つのグランド電極が設けられる場合について説明したが、このような場合に限らず、複数であれば任意の数のグランド電極が設けられてもよい。

本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した特許請求の範囲による本開示の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。また、各実施の形態における要素の組合せや順序の変化は、本開示の範囲及び思想を逸脱することなく実現し得るものである。

なお、前記様々な実施の形態および変形例のうちの任意の実施の形態あるいは変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明は、同軸コネクタおよび同軸コネクタが実装された同軸コネクタ実装基板であれば適用可能である。

２ 同軸コネクタ
４ 外部端子
６ 内部端子
８ 絶縁性部材
１０ 外部導体部
１２ 実装部（第１の実装部）
１２ａ 実装面
１４ 凹部
１６ 中心導体部
１８ 板部
１９ 空洞
２０ 基板
２２ 同軸コネクタ実装基板
２４ 接続部
２６ 実装部（第２の実装部）
２６ａ 実装面
２８ 開口
３２、３４、３６ グランド電極
３８ 信号電極
４０ 凹部

Claims (2)

1. 内部端子、外部端子、並びに、前記内部端子および前記外部端子を保持する絶縁性部材を備え、前記内部端子および前記外部端子を介して基板に実装される同軸コネクタであって、
   前記外部端子は、円筒状に形成された外部導体部と、前記外部導体部から径方向外側に延びる第１の実装部とを備え、
   前記内部端子は、前記外部導体部に囲まれるように配置された中心導体部と、前記中心導体部から径方向外側に延びて板状に形成された板部とを備え、
   前記板部は、その先端部に設けられる第２の実装部と、前記第２の実装部を前記中心導体部に接続するように延びる接続部とを備え、
   前記接続部は、前記板部の面に垂直な方向から見たときの幅全体が前記第２の実装部よりも狭い幅狭部を有する、同軸コネクタ。
2. 請求項１に記載の前記同軸コネクタと、
   前記同軸コネクタの前記内部端子の前記第２の実装部および前記外部端子の前記第１の実装部が実装され、複数の電極による層を有した基板と、を備える、
   同軸コネクタ実装基板。

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