KR101972864B1 - 동축 케이블의 접속 구조 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 동축 케이블의 접속 구조에 있어서, 절연체, 상기 절연체의 후면을 덮는 구리판, 및 상기 구리판의 후면을 덮는 납판을 포함하는 케이블 고정부; 및 중심선, 상기 중심선의 외주를 피복하는 내부절연체, 상기 내부절연체의 외주를 피복하는 실드(shield), 상기 실드의 외주를 피복하는 외부절연체를 포함하는 동축 케이블 을 포함하고, 상기 구리판이 상기 실드의 적어도 일부에 접촉하도록 상기 동축 케이블은 상기 절연체의 측면에 배열되고, 상기 납판의 적어도 일부를 가열함으로써, 상기 납판이 상기 실드의 적어도 일부에 솔더링되는, 동축 케이블의 접속 구조가 개시된다.

Description

동축 케이블의 접속 구조 및 방법 {CONNECTION STRUCTURE OF COAXIAL CABLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 동축 케이블의 접속 구조 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로는, 내시경 카메라 모듈과 같은, 소형 카메라 모듈 및 이미지 센서에 적용 가능한 동축 케이블 하네스에 관한 것이다.
미국등록특허 US 8,513,536 B2와 같이, 일반적으로 종래의 기술은 회로 기판에 수평한 방향으로 동축 케이블을 정렬 및 접합하는 방식을 다룬다. 구체적으로, US 8,513,536 B2에서는 회로 기판에 의해 형성되는 평면과 케이블의 길이 방향 축이 평행하다.
일본공개특허 제2010-108635호는 케이블을 구부려서 케이블을 회로 기판에 수직으로 접합하는 방식을 다룬다. 그러나, 이와 같은 종래 기술은 동축 케이블을 구부리기 위한 공간을 필요로 한다.
더불어, 위와 같은 종래의 기술들은 복수의 동축 케이블을 일렬로 배열하여 회로 기판에 접합하는 방식을 다룰 뿐이다.
최소 침습 수술(minimally invasive surgery)을 위해 내시경 카메라의 크기는 더욱 소형화 되어가는 반면, 내시경 카메라의 해상도는 증가하고 있다. 이에 따라, 고해상도의 소형 내시경 카메라 모듈은 새로운 구조의 패드(pad, 또는 전극)를 갖게 되었으며, 종래의 케이블 하네스 기술과는 호환이 불가능하다. 예를 들어, 미국등록특허 US 8,513,536 B2에 개시된 방법은 복수 열의 패드에 대해서 적용이 불가능하며, 일본공개특허 제2010-108635호에 개시된 방법은 케이블을 구부리기 위한 공간을 필요로 하므로, 내시경 카메라의 크기는 더욱 소형화 되어가는 기술적 트렌드에 적합하지 않다.
미국등록특허 US 8,513,536 B2 일본공개특허 JP 2010-108635 A
본 발명은, 고해상도의 소형 내시경 카메라 모듈에 적용 가능한 동축 케이블의 접합 구조 및 접합 방법을 제공하여, 종래의 케이블 하네스 기술의 한계점을 해결하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동축 케이블의 접속 구조에 있어서, 절연체, 상기 절연체의 후면을 덮는 구리판, 및 상기 구리판의 후면을 덮는 납판을 포함하는 케이블 고정부; 및 중심선, 상기 중심선의 외주를 피복하는 내부절연체, 상기 내부절연체의 외주를 피복하는 실드(shield), 상기 실드의 외주를 피복하는 외부절연체를 포함하는 동축 케이블 을 포함하고, 상기 구리판이 상기 실드의 적어도 일부에 접촉하도록 상기 동축 케이블은 상기 절연체의 측면에 배열되고, 상기 납판의 적어도 일부를 가열함으로써, 상기 납판이 상기 실드의 적어도 일부에 솔더링되는, 동축 케이블의 접속 구조가 개시된다.
상술한 구조에 있어서, 상기 내부절연체의 길이는 0.1mm 이하이고, 상기 절연체와 상기 구리판의 경계는 상기 내부절연체와 상기 중심선의 경계와 이격될 수 있다.
상술한 구조에 있어서, 상기 절연체의 측면은 오목부를 포함하고, 상기 동축 케이블이 상기 오목부에 배열될 수 있다.
상술한 구조에 있어서, 상기 절연체의 측면은 오목한 에지(edge)들을 포함하고, 신호선 및 상기 신호선의 외주를 피복하는 절연체를 포함하는 케이블과 복수의 동축 케이블은 상기 오목한 에지들에 배열되고, 상기 복수의 동축 케이블 사이의 공통 접지(common ground)를 위해, 상기 복수의 동축 케이블의 실드들과 상기 케이블의 신호선이 상기 구리판에 접촉할 수 있다.
상술한 구조에 있어서, 상기 절연체는 테프론으로 형성될 수 있다.
상술한 구조에 있어서, 상기 케이블 고정부는 상기 절연체 및 상기 구리판을 포함하는 인쇄회로기판(PCB; printed circuit board)에 규칙적으로 구멍을 형성하고, 상기 구멍을 포함하는 인쇄회로기판을 소정의 크기의 단위 인쇄회로기판으로 분할하고, 상기 단위 인쇄회로기판의 구리판 상에 상기 납판을 덮어서 형성될 수 있다.
상술한 구조에 있어서, 상기 절연체는 상기 절연체의 전면을 덮는 접착층을 포함하고, 상기 접착층은 카메라 모듈의 패드(pad)를 포함하는 기판에 접착되고, 상기 중심선은 상기 패드에 전기적으로 접속될 수 있다.
상술한 구조에 있어서, 상기 절연체의 측면은 소정의 거리로 반복되는 복수의 오목부를 포함하고, 복수의 동축 케이블이 상기 복수의 오목부에 배열될 수 있다.
상술한 구조에 있어서, 상기 절연체의 단면은 십자 형상일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 중심선, 상기 중심선의 외주를 피복하는 내부절연체, 상기 내부절연체의 외주를 피복하는 실드(shield), 상기 실드의 외주를 피복하는 외부절연체를 포함하는 동축 케이블의 접속 방법에 있어서, 절연체, 상기 절연체의 후면을 덮는 구리판, 및 상기 구리판의 후면을 덮는 납판을 포함하는 케이블 고정부를 생성하는 단계; 상기 구리판이 상기 실드의 적어도 일부에 접촉하도록 상기 동축 케이블을 상기 절연체의 측면에 배열하는 단계; 및 상기 납판의 적어도 일부를 가열함으로써, 상기 납판을 상기 실드의 적어도 일부에 솔더링하는 단계를 포함하는, 동축 케이블의 접속 방법이 개시된다.
본 발명의 동축 케이블 접합 구조를 이용하면, 복수의 동축 케이블을 회로 기판에 수직한 방향으로 접합할 수 있으며, 복수의 동축 케이블이 1열 뿐만 아니라 2열 이상으로도 배열되어 회로 기판에 접합할 수 있다. 또한, 본 발명의 동축 케이블 접합 구조를 이용하면, 복수의 동축 케이블을 회로 기판에 일괄하여 접합할 수 있어, 작업 과정을 단순화할 수 있다.
또한, 본 발명의 동축 케이블 접합 구조를 이용하면 동축 케이블과 회로 기판 사이의 접합력을 강화할 수 있어, 외력에 의해 내시경 시술 과정에서 동축 케이블이 회로 기판으로부터 박리되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 동축 케이블 접합 구조를 이용하면 동축 케이블의 내부절연체의 길이가 매우 짧아질 수 있으므로, 외부요인에 의한 신호 감쇠(attenuation) 및 왜곡(distortion)를 최소화하고, 동축케이블과 회로 기판 사이의 임피던스 매칭을 최대화하여, 소형 이미지 센서의 고해상도 영상 신호를 손실 없이 충분한 길이로 전송할 수 있다.
도 1은 소형 내시경 카메라 모듈의 패드 예시적인 구조를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동축 케이블 접합 구조의 케이블 고정부를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 고정부와 동축 케이블의 배열을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동축 케이블의 접합 구조를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판을 이용하여 케이블 고정부를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 방법에 따라 생성된 예시적인 케이블 고정부를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 접착층을 포함하는 케이블 고정부를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 접착층을 포함하는 케이블 고정부를 이용한 동축 케이블의 접합 구조를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장된 동축 케이블의 접합 구조를 도시한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 케이블 고정부를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 케이블 고정부를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 동축 케이블의 접합 방법의 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명의 하기 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하지 않는다. 또한, 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.
본 명세서, 특히, 특허 청구 범위에서에서 사용된 “상기” 및 이와 유사한 지시어는 단수 및 복수 모두를 지시하는 것일 수 있다. 또한, 본 개시에 따른 방법을 설명하는 단계들의 순서를 명백하게 지정하는 기재가 없다면, 기재된 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 기재된 단계들의 기재 순서에 따라 본 개시가 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미할 수 있다.
또한, 명세서 전체에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본원 발명의 일부 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 소형 내시경 카메라 모듈의 패드 예시적인 구조를 도시한다.
소형 내시경 카메라 모듈(100)은 단면적이 약 1mm2 혹은 그 이하의 사이즈를 가질 수 있다. 예를 들어, 소형 내시경 카메라 모듈(100)은 가로(w1) 1050um 이하 및 세로(h1) 1050um 이하의 사이즈를 가질 수 있으며, 작은 사이즈로 인해 척추 내시경 및 골밀도 내시경과 같은 최소 침습 수술에 이용될 수 있다.
소형 내시경 카메라 모듈(100)은 후면의 회로 기판에 4 포인트 패드(pad)(110a, 110b, 110c, 110d)를 가질 수 있다. 예를 들어, 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)에는 각각 신호(signal), 전력(power), 접지(ground), 및 클럭(clock)의 전송을 위한 케이블이 접합될 수 있다. 또한, 4 point 패드(110a, 110b, 110c, 110d)는 가로(w2) 470um 이하 및 세로(h2) 400um 이하의 피치(pitch)를 가질 수 있다.
소형 내시경 카메라 모듈(100)의 작은 사이즈와 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)의 구조로 인하여, 케이블을 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)에 수직한 방향으로 접합하는 구조(이하, '수직 접합 구조')가 요구될 수 있다. 구체적으로, 수직 접합 구조에서는 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)를 갖는 소형 내시경 카메라 모듈(100)의 회로 기판과, 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)에 접합될 케이블의 길이 방향 축이 수직할 수 있다. 반면, 케이블을 패드에 평행한 방향으로 접합하는 구조(이하, '수평 접합 구조')에서는, 소형 내시경 카메라 모듈의 회로 기판과, 패드에 접합될 케이블의 길이 방향 축이 평행할 수 있다.
수평 접합 구조에 비하여, 수직 접합 구조는 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)와 케이블 사이의 접합 면적을 충분히 확보하기가 어려울 수 있다. 이에 따라, 단순히 케이블을 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)에 솔더링하게 되면, 케이블 및 소형 내시경 카메라 모듈(100)의 작은 움직임이나 작은 외력에도, 케이블이 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)로부터 쉽게 박리될 수 있다.
또한, 소형 내시경 카메라 모듈(100)은 400 x 400 픽셀수 이상의 고해상도를 가질 수 있다. 250x250 픽셀수와 같이, 저해상도의 소형 내시경 카메라 모듈은 신호선 및 신호선의 외주를 피복하는 절연체로만 이루어진 일반 케이블(discrete wire 혹은 single cable 라고도 함)을 이용하는 반면, 도 1에 도시된 고해상도의 소형 내시경 카메라 모듈(100)은 영상 신호를 손실 없이 전달하기 위해서는 동축 케이블을 이용할 수 있다. 동축 케이블의 구조적인 특징으로 인해, 일반 케이블 하네스 구조보다 동축 케이블 하네스 구조가 복잡할 수 있다.
이하에서는, 도 2 내지 도 12를 참조하여, 고해상도를 갖는 소형 내시경 카메라 모듈(100)에 적용될 수 있으며, 접합력이 우수한 반면 접합 과정은 단순한 동축 케이블 하네스 솔루션에 대해서 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동축 케이블 접합 구조의 케이블 고정부를 도시한다.
케이블 고정부(200)는 절연체(210)(혹은 절연층), 절연체(210)의 후면을 덮는 구리판(220)(혹은 구리층), 구리판(220)의 후면을 덮는 납판(230)(혹은 납판)을 포함할 수 있다.
도 4에서 설명할 바와 같이, 절연체(210)의 전면은 소형 내시경 카메라 모듈(100)의 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)와 마주볼 수 있다. 전기를 통하지 않는 절연체(210)는 열에 강한 소재 또는 열경화성 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 절연체(210)는 테프론으로 구성될 수 있다. 또 다른 예로, 절연체(210)는 에폭시, 페놀과 같은 인쇄회로기판(printed circuit board)에 일반적으로 이용되는 재질로 구성될 수 있다. 이에 따라, 절연체(210)는 복수의 동축 케이블의 중심선(core wire)들 사이의 쇼트(short)를 방지할 수 있고, 솔더링 작업에 의해 발생하는 열과 소형 내시경 카메라 모듈(100)에 의해 발생하는 열을 견뎌내어 열에 의해 케이블이 박리되는 현상을 방지할 수 있다.
절연체(210)의 측면의 적어도 일부는 동축 케이블이 배열될 수 있는 오목부(212a, 212b, 212c, 212d)를 포함할 수 있다. 오목부(212a, 212b, 212c, 212d)는 케이블의 배열을 용이하게 하기 위하여 절연체(210)의 일부에 오목하게 파인 홈(groove), 틈(gap), 슬릿(slit), 또는 구멍(hole)일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)에 연결될 4개의 케이블이 배열될 수 있도록, 절연체(210)는 에지(edge)에 4개의 오목부(212a, 212b, 212c, 212d)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 절연체(210)의 에지에 위치하는 4개의 오목부(212a, 212b, 212c, 212d) 중 3개에는 각각 신호, 전력, 및 클럭의 전송을 위한 동축 케이블이 접합될 수 있다. 또한, 나머지 한 개의 오목부에는 접지를 위한 일반 케이블이 접합될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 오목부(212a, 212b, 212c, 212d)의 크기 및 형상은 동일하고 규칙적일 수 있다. 그러나, 공정 과정에 따라 오목부(212a, 212b, 212c, 212d)의 크기 및 형상은 서로 상이하고 불규칙할 수 있다.
구리판(220) 및 납판(230)은 절연체(210)와 동일한 형상을 가질 수 있다. 도 5에서 후술할 바와 같이, 구리판(220)은 절연체(210)와 동일한 공정을 거치면서 동일한 형상을 가질 수 있으며, 납판(230)은 가공이 완료된 구리판(220)에 디핑(dipping) 작업을 통해 생성될 수 있다.
구리판(220)은 동축 케이블의 실드선(shield wire)의 적어도 일부에 접촉하여, 접지를 위한 전극 역할을 수행할 수 있다. 구리판(220)은 절연체(210)와 동일한 형상을 가지므로, 도 3을 참조하여 후술할 바와 같이, 구리판(220)에 의해 복수의 동축 케이블들 사이의 공통 접지가 용이하게 구현될 수 있다.
또한, 납판(230)은 케이블 고정부(200)에 배열된 케이블들을 고정하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 케이블 고정부(200)의 납판(230)과 동축 케이블 사이의 접합력에 의해 외력이 분산되므로, 케이블들과 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)가 쉽게 박리되는 현상을 방지할 수 있다.
케이블 고정부(200)의 최대 가로 길이는 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)의 가로 방향 피치(w2)보다 짧을 수 있고, 케이블 고정부(200)의 최대 세로 길이는 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)의 세로 방향 피치(h2)보다 짧을 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 동축 케이블 접합 구조에 의하면, 소형 내시경 카메라 모듈(100)의 크기가 실질적으로 증가하지 않을 수 있으므로, 최소 침습 수술에 유리할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 고정부와 동축 케이블의 배열을 도시한다.
동축 케이블(310)은 중심선(312), 중심선(312)의 외주를 피복하는 내부절연체(314), 내부절연체의 외주를 피복하는 실드(316), 실드(316)의 외주를 피복하는 외부절연체(318)를 포함할 수 있다. 중심선(312)은 소형 내시경 카메라 모듈(100)의 영상 신호, 전력, 및 클럭의 전송을 위한 전선일 수 있다. 내부절연체(314)는 중심선(312)과 실드(316) 사이의 쇼트를 방지할 수 있다. 실드(316) 혹은 실드선은 외부요인을 차폐하여 중심선의 신호 왜곡 및 감쇠를 방지할 수 있으며, 재킷(jacket)으로도 불리는 외부 절연체는 동축 케이블(310)을 보호할 수 있다.
300a, 300b, 및 300c에 도시된 바와 같이, 동축 케이블(310)은 절연체(210)의 측면에 배열될 수 있다. 전술한 바와 같이, 절연체(210)는 동축 케이블(310) 배열을 가이드 하기 위하여, 측면에 오목부(212a, 212b, 212c, 212d)를 포함할 수 있고, 동축 케이블(310)은 오목부(212a, 212b, 212c, 212d) 상에 위치할 수 있다.
300a는 동축 케이블(310) 및 동축 케이블(310)과 이격된 케이블 고정부(200)를 도시하고, 300b는 동축 케이블(310) 및 동축 케이블(310)이 오목부(212a, 212b, 212c, 212d) 상에 위치한 케이블 고정부(200)를 도시한다. 또한, 300c는 300b의 도면에 대한 AA' 방향 단면을 도시한다.
300b 및 300c에 도시된 바와 같이, 중심선(312), 내부절연체(314), 및 실드(316)가 케이블 고정부(200)의 전면부터 순차적으로 노출되며, 외부절연체(318)의 는 케이블 고정부(200)의 후면과 이격될 수 있다.
300c를 참조하면, 케이블 고정부(200)의 구리판(220)이 동축 케이블(310)의 실드(316)의 적어도 일부에 접촉하도록, 동축 케이블(310)은 절연체(210)의 측면에 배열될 수 있다.
또한, 300b 및 300c를 참조하면, 케이블 고정부(200)의 납판(230)의 적어도 일부를 가열함으로써, 납판(230)이 동축 케이블(310)의 실드(316)의 적어도 일부에 솔더링 될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 고정부(200)를 이용하면, 동축 케이블(310)과 맞닿는 납판(230)의 일부분을 정확히 가열하지 않아도 되므로, 솔더링 작업이 용이할 수 있다. 예를 들어, 납판(230)이 케이블 고정부(200)의 후면 전체를 덮고 있으므로, 상대적으로 가열이 용이한 납판(230)의 중앙 부분을 납땜 접합 온도까지 가열하여, 구리판(220)이 실드(316)의 적어도 일부에 접촉한 상태에서 납판(230)이 실드(316)의 적어도 일부에 고정될 수 있다.
300c에 도시된 바와 같이, 납판(230)은 실드(316)의 적어도 일부에 솔더링되지만, 외부절연체(318)에는 솔더링되지 않을 수 있다. 그러나, 납판(230)이 동축 케이블(310)을 고정하는 방법은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 납판(230)은 실드(316)의 적어도 일부, 실드(316)와 외부절연체(318) 사이의 경계, 및 외부절연체(318)의 적어도 일부에 같이 솔더링될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 고정부(200)를 이용하면, 동축 케이블(310)의 내부절연체(314)의 길이를 0.1mm 이하로 줄일 수 있다. 이에 따라, 실드(316)가 중심선(312)에 매우 근접한 상태에서 외부요인을 효율적으로 차폐하여, 중심선(312)의 신호 왜곡 및 감쇠가 최소화될 수 있고, 소형 내시경 카메라 모듈(100)의 고해상도 영상 신호를 손실 없이 충분한 길이로 전송할 수 있다.
또한, 300c를 참조하면, 중심선(312)과 실드(316) 사이의 쇼트를 방지하기 위하여, 케이블 고정부(200)에서의 절연체(210)와 구리판(220) 사이의 경계(330)는 동축 케이블(310)에서의 내부절연체(314)와 중심선(312) 사이의 경계(340)와 소정의 거리 이상으로 이격될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동축 케이블의 접합 구조를 도시한다.
구체적으로, 400a는 복수의 동축 케이블(310a, 310c, 310d), 케이블 고정부(200), 및 소형 카메라 모듈(100) 사이의 접합 구조를 도시하고, 400b는 400a의 접합 구조의 BB' 방향 단면을 도시하고, 400c는 400a의 접합구조의 B''B''' 방향 단면을 도시한다.
케이블 고정부(200)의 오목부(212a, 212b, 212c, 212d)는 절연체(210)의 측면의 에지(edge)에 위치할 수 있다 (이하, '오목한 에지'라 한다). 또한, 복수의 동축 케이블(310a, 310c, 310d) 사이의 공통 접지(common ground)를 위해, 복수의 동축 케이블(310a, 310c, 310d)의 실드들(316a, 316c, 316d)이 케이블 고정부(200)의 구리판(220)에 함께 접촉하도록, 복수의 동축 케이블(310a, 310b, 310d)은 케이블 고정부(200)의 오목한 에지(212a, 212b, 212c, 212d)에 배열될 수 있다. 또한, 신호선(312b) 및 신호선(312b)의 외주를 피복하는 절연체(314b)를 포함하는 일반 케이블이 오목한 에지(212a, 212b, 212c, 212d) 중 어느 하나에 배열될 수 있으며, 복수의 동축 케이블(310a, 310c, 310d) 사이의 공통 접지(common ground)를 위해, 일반 케이블의 신호선(312b)은 케이블 고정부(200)의 구리판(220)에 접촉할 수 있다. 복수의 동축 케이블(310a, 310c, 310d)은 각각 신호, 전력, 및 클럭을 위한 패드들(110a, 110c, 110d)에 접합될 수 있으며, 일반 케이블(312b)은 접지를 위한 패드(110b)에 접합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 고정부(200)를 이용하면, 한번의 솔더링 작업으로 모든 복수의 동축 케이블(310a, 310c, 310d) 및 일반 케이블(310b)을 케이블 고정부(200)에 고정할 수 있다. 예를 들어, 납판(230)이 케이블 고정부(200)의 후면 전체를 덮고 있으므로, 상대적으로 가열이 용이한 납판(230)의 중앙 부분을 납땜 접합 온도까지 가열하여, 구리판(220)이 복수의 동축 케이블(310a, 310c, 310d)의 실드들(316a, 316c, 316d) 및 일반 케이블(310b)의 신호선(312b)에 접촉한 상태에서 한번에 모든 복수의 동축 케이블(310a, 310c, 310d) 및 일반 케이블(312b)을 고정할 수 있다.
또한, 400a 및 400b에 도시된 바와 같이, 절연체(210)의 전면이 소형 내시경 카메라 모듈(100)과 마주할 수 있고, 복수의 동축 케이블(310a, 310c, 310d)의 중심선들(312a, 312c, 312d)과 일반 케이블(310b)의 신호선(312b)을 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)에 솔더링하여 복수의 동축 케이블(310a, 310c, 310d)의 중심선들(312a, 312c, 312d) 및 일반 케이블(310b)의 신호선(312b)과 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)가 전기적으로 접속될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판을 이용하여 케이블 고정부를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
일반적으로, 인쇄회로기판(500)은 절연체(혹은 절연층) 및 구리판(혹은 구리층)을 포함할 수 있다. 따라서, 인쇄회로기판(500)를 이용하면, 도 2 내지 도 4의 케이블 고정부(200)를 용이하게 제작할 수 있다.
도시된 바와 같이, 절연체 및 구리판을 포함하는 인쇄회로기판(500)에 소정의 간격으로 규칙적으로 구멍들(520a, 520b, 520c, 520d, 520e, 520f)이 형성될 수 있다. 예를 들어, PCB 용 라우터 비트 혹은 드릴 비트를 이용하여, 인쇄회로기판(500)에 규칙적인 구멍들(520a, 520b, 520c, 520d, 520e, 520f)이 형성될 수 있다.
또한, 구멍들(520a, 520b, 520c, 520d, 520e, 520f) 각각의 일부는 케이블 고정부(200)의 오목부(212a, 212b, 212c, 212d)로 이용될 수 있으므로, 동축 케이블(310)의 배열을 위해, 구멍들(520a, 520b, 520c, 520d, 520e, 520f) 각각은 동축 케이블(310)의 지름보다 큰 지름을 가질 수 있고, 원형의 형상을 가질 수 있다. 또한, 복수의 동축 케이블(310a, 310b, 310c, 310d)의 배열을 위해, 구멍들(520a, 520b, 520c, 520d, 520e, 520f) 사이의 피치(w4, h4)는 소형 내시경 카메라 모듈(100)의 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)의 피치(w2, h2)와 동일할 수 있다.
도시된 바와 같이, 구멍들(520a, 520b, 520c, 520d, 520e, 520f)의 크기, 형상, 및 피치가 일정할 수 있으나, 작업 과정에서의 오차로 인하여 구멍들(520a, 520b, 520c, 520d, 520e, 520f)의 크기, 형상, 및 피치가 불규칙할 수도 있다.
구멍들(520a, 520b, 520c, 520d, 520e, 520f)이 형성된 인쇄회로기판(500)은 소정의 크기의 단위 인쇄회로기판(510)으로 분할될 수 있다. 구체적으로, 구멍(520a, 520b, 520d, 520e)의 일부가 단위 인쇄회로기판(510)의 오목부(512a, 512b, 512c, 512d)가 되도록, 구멍들(520a, 520b, 520c, 520d, 520e, 520f)이 형성된 인쇄회로기판(500)으로부터 단위 인쇄회로기판(510)이 분할될 수 있다.
또한, 단위 인쇄회로기판(500)의 구리판 상에 납을 디핑하여, 도 2 내지 도 4의 절연체(210), 구리판(220), 및 납판(230)을 포함하는 케이블 고정부(200)를 형성할 수 있다.
도 6은 도 5의 방법에 따라 생성된 예시적인 케이블 고정부를 도시한다.
절연층(610) 및 구리층(620)을 포함하는 인쇄회로기판(600)에 규칙적인 구멍들(660a, 660b, 660c, 660d)이 형성되고, 구멍들(660a, 660b, 660c, 660d)을 갖는 인쇄회로기판(600)으로부터 소정의 크기의 단위 인쇄회로기판(610)이 분할될 수 있다. 이후, 단위 인쇄회로기판(630)의 구리층(620) 상에 납을 디핑하여, 절연체(640), 구리판(650), 및 납판(660)을 포함하는 케이블 고정부(630)를 형성할 수 있다.
구멍을 뚫는 공정과, 납 디핑 공정, 및 단위 인쇄회로기판(630)의 분할 공정은 그 순서가 변경될 수 있다. 예를 들어, 인쇄회로기판(600)에 구멍들(660a, 660b, 660c, 660d)을 형성한 뒤, 구멍들(660a, 660b, 660c, 660d)이 형성된 인쇄회로기판(600)의 구리층(620)에 납을 디핑하고, 이후 구멍들(660a, 660b, 660c, 660d) 및 디핑된 납을 갖는 인쇄회로기판(600)으로부터 단위 인쇄회로기판(630)이 분할될 수 있다. 또 다른 예로, 구리층(610)에 납을 먼저 디핑한 뒤, 납이 디핑된 인쇄회로기판(600)에 구멍들(660a, 660b, 660c, 660d)을 형성하고, 구멍들(660a, 660b, 660c, 660d) 및 디핑된 납을 갖는 인쇄회로기판(600)으로부터 단위 인쇄회로기판(630)이 분할될 수 있다. 그러나, 납 부스러기를 만들지 않기 위해서는, 납 디핑 공정을 마지막에 수행하는 것이 유리할 수 있다.
도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(600)의 구멍의 일부는 단위 인쇄회로기판(610)의 측면에 위치하는 오목부(642a, 642b, 642c, 642d)가 될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 접착층을 포함하는 케이블 고정부를 도시한다.
도시된 바와 같이, 절연체(210)는 절연체(210)의 전면을 덮는 접착층(710)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 케이블 고정부(700)는 전면부터 후면까지 접착층(710), 절연체(210), 구리판(220), 및 납판(230)을 순차적으로 포함할 수 있다.
접착층(710)은 소형 카메라 모듈(100)의 회로 기판에 고정되어, 동축 케이블과 소형 카메라 모듈 사이의 접합을 용이하게 할 수 있다. 또한, 접착층(710)은 절연체(210)와 동일한 형상을 가질 수 있다. 대안적으로, 접착층(710)은 절연체(210)보다 작을 수 있으며, 절연체(210)보다 작은 접착층(710)은 접합 면적을 확보하기 위하여 절연체(210)의 중심 영역에 위치할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 접착층을 포함하는 케이블 고정부를 이용한 동축 케이블의 접합 구조를 도시한다.
구체적으로, 800a는 복수의 동축 케이블(310a, 310c, 310d), 케이블 고정부(700), 및 소형 카메라 모듈(100) 사이의 접합 구조를 도시하고, 800b는 800a의 접합 구조의 CC' 방향 단면을 도시하고, 800c는 800a의 접합구조의 C''C''' 방향 단면을 도시한다.
절연체(210), 구리판(220), 및 납판(230)의 구조는 도 4를 통해 전술한 바와 동일할 수 있으므로, 중복되는 내용은 생략한다.
800a, 800b, 및 800c에 도시된 바와 같이, 접착층(710)의 전면이 소형 내시경 카메라 모듈(100)의 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)를 포함하는 회로 기판에 접착될 수 있다. 또한, 복수의 동축 케이블(310a, 310c, 310d)의 중심선들(312a, 312b, 312c, 312d) 및 일반 케이블(310b)의 신호선(312b)을 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)에 솔더링하여 복수의 동축 케이블(310a, 310b, 310c, 310d)의 중심선들(312a, 312b, 312c, 312d) 및 일반 케이블(310b)의 신호선(312b)과 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)가 전기적으로 접속될 수 있다. 이에 따라, 복수의 동축 케이블(310a, 310b, 310c, 310d)과 케이블 고정부(200) 사이의 충분한 접합력을 확보할 수 있다.
접착층(710)과 소형 카메라 모듈 사이의 접합력에 의해 외력이 분산되므로, 복수의 동축 케이블(310a, 310c, 310d) 및 일반 케이블(310b)과 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)가 쉽게 박리되는 현상을 방지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장된 동축 케이블의 접합 구조를 도시한다.
도시된 바와 같이, 소형 내시경 카메라 모듈 및 이미지 센서의 패드의 구조에 따라서, 케이블 고정부(900)는 확장될 수 있다. 구체적으로, 케이블 고정부(900)의 절연체(922)의 측면은 소정의 거리로 반복되는 복수의 오목부(930a, 930b, 930c, 930d, 940a, 940b, 940c, 940d)를 소형 내시경 카메라 모듈 패드의 개수만큼 포함할 수 있다. 또한, 복수의 동축 케이블은 오목부(930a, 930b, 930c, 930d, 940a, 940b, 940c, 940d) 상에 배열되어, 내시경 카메라 모듈 패드에 전기적으로 접합될 수 있다. 또한, 접지를 위한 일반 케이블이 오목부(930a, 930b, 930c, 930d, 940a, 940b, 940c, 940d) 중 어느 하나에 배열되어, 내시경 카메라 모듈 패드에 전기적으로 접합될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 1 내지 도 8을 통해 전술한 2행 2열의 4 포인트 패드 이외에도, 1행 n열의 n 포인트 패드, 2행 m열의 2m 포인트 패드에 적합한 케이블 고정부(900)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 일부의 오목부(930a, 930b, 930c, 930d)는 절연체(922)의 제1 측면에 위치하고, 나머지 오목부(940a, 940b, 940c, 940d)는 절연체(922)의 제2 측면에 위치할 수 있다. 제1 측면과 제2 측면은 서로 반대 측면일 수 있고, 따라서, 복수의 동축 케이블은 케이블 고정부(900) 상에 2행 m열로 배열될 수 있다.
케이블 고정부(900)에 포함된 절연체(922), 구리판(924), 납판(926), 및 접착층(928)의 구조 및 효과에 대해서는, 도 1 내지 도 8을 통해 전술한 바와 동일할 수 있으므로, 중복되는 설명은 생략한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 케이블 고정부를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 케이블 고정부(1030)의 오목부(1040a, 1040b, 1040c, 1040d) 는 절연체(1032)의 측면에 위치하면서, 측면 에지와 이격될 수 있다. 예를 들어, 오목부(1040a, 1040b, 1040c, 1040d) 는 절연체의 측면 중앙 부분에 위치할 수 있다. 또한, 동축 케이블(1040)은 절연체의 측면 중앙 부분에 위치하는 오목부(1040a, 1040b, 1040c, 1040d) 에 배열될 수 있다.
인쇄회로기판(1000)를 이용하여 케이블 고정부(1030)를 생성하는 경우, 인쇄회로기판(1000)에 형성되는 구멍들(1010a, 1010b, 1010c, 1010d, 1010e, 1010f, 1010g, 1010h, 1010i, 1010j, 1010k)의 위치를 조절하고, 구멍들(1010a, 1010b, 1010c, 1010d, 1010e, 1010f, 1010g, 1010h, 1010i, 1010j, 1010k)이 형성된 인쇄회로기판(1000)으로부터 분리되는 단위 인쇄회로기판(1000)의 형상을 조절함으로써, 케이블 고정부(1030)의 오목부(1040a, 1040b, 1040c, 1040d) 가 절연체(1032)의 측면 중앙에 위치할 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 케이블 고정부를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 케이블 고정부(1130)의 절연체의 단면은 십자 형상일 수 있다. 이에 따라, 케이블 고정부(1130)는 절연체의 측면에 직각 형상의 케이블 안내부(1132a, 1132b, 1132c, 1132d)를 포함할 수 있다. 직각 형상의 케이블 안내부(1132a, 1132b, 1132c, 1132d)는 절연체의 측면이 직각으로 파인 홈(groove), 틈(gap), 슬릿(slit), 또는 구멍(hole)을 의미할 수 있고, 동축 케이블(1140)이 케이블 안내부(1132a, 1132b, 1132c, 1132d) 상에 배열될 수 있다.
인쇄회로기판(1100)를 이용하여 케이블 고정부(1130)를 생성하는 경우, 인쇄회로기판(1100)에 사각형의 구멍들(1120a, 1120b, 1120c, 1120d, 1120e, 1120f) 을 규칙적으로 뚫고, 사각형의 구멍들(1120a, 1120b, 1120c, 1120d, 1120e, 1120f) 이 형성된 인쇄회로기판(1100)으로부터 소정의 크기의 단위 인쇄회로기판(1100)을 분리함으로써, 직각 형상의 케이블 안내부(1132a, 1132b, 1132c, 1132d) 가 생성될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 동축 케이블의 접합 방법의 흐름도이다.
S1210 단계에서, 절연체(210), 절연체(210)의 후면을 덮는 구리판(220), 및 구리판(220)의 후면을 덮는 납판(230)을 포함하는 케이블 고정부(200)를 생성할 수 있다. 도 5, 도 6, 도 10, 및 도 11을 통해 전술한 바와 같이, 케이블 고정부(200)는 인쇄회로기판(500)을 이용하여 생성될 수 있으며, 케이블 고정부(200)는 인쇄회로기판(500)을 이용하여 생성하는 단계는, 인쇄회로기판(500)에 구멍을 뚫는 단계, 구멍이 형성된 인쇄회로기판(500)으로부터 단위 인쇄회로기판(500)을 분리하는 단계, 및 단위 인쇄회로기판(500)에 납을 디핑하는 단계를 포함할 수 있다.
S1220 단계에서, 구리판(220)이 동축 케이블(310)의 실드(316)의 적어도 일부에 접촉하도록, 동축 케이블(310)을 케이블 고정부(200)의 절연체(210)의 측면에 배열할 수 있다.
S1230 단계에서, 케이블 고정부(200)의 납판(230)의 적어도 일부를 가열함으로써, 납판(230)을 동축 케이블(310)의 실드(316)의 적어도 일부에 솔더링할 수 있다.
S1240 단계에서, 케이블 고정부(200)의 접착층(710)은 소형 내시경 카메라 모듈(100)의 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)를 포함하는 회로 기판에 접착될 수 있다.
S1250 단계에서, 동축 케이블(310)의 중심선(312)은 소형 내시경 카메라 모듈(100)의 4 포인트 패드(110a, 110b, 110c, 110d)에 솔더링 될 수 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 동축 케이블의 접속 구조에 있어서,
    절연체, 상기 절연체의 후면을 덮는 구리판, 및 상기 구리판의 후면을 덮는 납판을 포함하는 케이블 고정부; 및
    중심선, 상기 중심선의 외주를 피복하는 내부절연체, 상기 내부절연체의 외주를 피복하는 실드(shield), 상기 실드의 외주를 피복하는 외부절연체를 포함하는 동축 케이블
    을 포함하고,
    상기 구리판이 상기 실드의 적어도 일부에 접촉하도록 상기 동축 케이블은 상기 절연체의 측면에 배열되고,
    상기 납판의 적어도 일부를 가열함으로써, 상기 납판이 상기 실드의 적어도 일부에 솔더링되는,
    동축 케이블의 접속 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부절연체의 길이는 0.1mm 이하이고,
    상기 절연체와 상기 구리판의 경계는 상기 내부절연체와 상기 중심선의 경계와 이격되는 것을 특징으로 하는 동축 케이블의 접속 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연체의 측면은 오목부를 포함하고,
    상기 동축 케이블이 상기 오목부에 배열되는 것을 특징으로 하는 동축 케이블의 접속 구조.
  4. 제1항에 있어서,상기 절연체의 측면은 오목한 에지(edge)들을 포함하고,
    신호선 및 상기 신호선의 외주를 피복하는 절연체를 포함하는 케이블과 복수의 동축 케이블은 상기 오목한 에지들에 배열되고,
    상기 복수의 동축 케이블 사이의 공통 접지(common ground)를 위해, 상기 복수의 동축 케이블의 실드들과 상기 케이블의 신호선이 상기 구리판에 접촉하는 것을 특징으로 하는 동축 케이블의 접속 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절연체는 테프론으로 형성되는 것을 특징으로 하는 동축 케이블의 접속 구조.
  6. 제1항에 있어서, 상기 케이블 고정부는
    상기 절연체 및 상기 구리판을 포함하는 인쇄회로기판(PCB; printed circuit board)에 규칙적으로 구멍을 형성하고,
    상기 구멍을 포함하는 인쇄회로기판을 소정의 크기의 단위 인쇄회로기판으로 분할하고,
    상기 단위 인쇄회로기판의 구리판 상에 상기 납판을 덮어서 형성되는 것을 특징으로 하는 동축 케이블의 접속 구조.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 절연체는 상기 절연체의 전면을 덮는 접착층을 포함하고,
    상기 접착층은 카메라 모듈의 패드(pad)를 포함하는 기판에 접착되고,
    상기 중심선은 상기 패드에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 동축 케이블의 접속 구조.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 절연체의 측면은 소정의 거리로 반복되는 복수의 오목부를 포함하고,
    복수의 동축 케이블이 상기 복수의 오목부에 배열되는 것을 특징으로 하는 동축 케이블의 접속 구조.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 절연체의 단면은 십자 형상인 것을 특징으로 하는 동축 케이블의 접속 구조.
  10. 중심선, 상기 중심선의 외주를 피복하는 내부절연체, 상기 내부절연체의 외주를 피복하는 실드(shield), 상기 실드의 외주를 피복하는 외부절연체를 포함하는 동축 케이블의 접속 방법에 있어서,
    절연체, 상기 절연체의 후면을 덮는 구리판, 및 상기 구리판의 후면을 덮는 납판을 포함하는 케이블 고정부를 생성하는 단계;
    상기 구리판이 상기 실드의 적어도 일부에 접촉하도록 상기 동축 케이블을 상기 절연체의 측면에 배열하는 단계; 및
    상기 납판의 적어도 일부를 가열함으로써, 상기 납판을 상기 실드의 적어도 일부에 솔더링하는 단계
    를 포함하는, 동축 케이블의 접속 방법.
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