KR20210087933A - 동축 커넥터 및 동축 커넥터를 갖는 기판 - Google Patents

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KR20210087933A
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요시유키 이쿠마
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에이지씨 가부시키가이샤
에이지씨 플랫 글래스 노스 아메리카, 인코퍼레이티드
에이지씨 비드로스 도 브라질 엘티디에이
에이쥐씨 글래스 유럽
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Abstract

기초면과, 유전체가 중심 도체와 외부 도체의 사이에 존재하는 동축 구조와, 상기 기초면으로부터 돌출되는 돌출부를 구비하고, 상기 중심 도체는, 상기 기초면으로부터 돌출되는 콘택트부를 갖고, 상기 콘택트부는, 상기 기초면을 향해 상기 콘택트부와 상기 돌출부의 사이에 기판을 삽입하면 상기 기판의 표면에 형성된 도체 패턴과 접촉하는, 동축 커넥터이며, 상기 외부 도체는, 상기 기초면으로부터 돌출되고, 상기 콘택트부와 상기 돌출부의 사이에 삽입된 상기 기판에 비접촉인 돌출형 도체를 갖는 동축 커넥터.

Description

동축 커넥터 및 동축 커넥터를 갖는 기판
본 발명은, 동축 커넥터 및 동축 커넥터를 갖는 기판에 관한 것이다.
도 1은, 특허문헌 1에 개시된 에지 마운트·엔드 런치형 동축 RF 커넥터(25)을 기판(10)에 설치하기 위한 구성(18)의 분해도이다. 커넥터(25)는, 나사산이 형성된 단부(2)가 돌출되는 기부 플레이트(3)를 갖고, 단부(2)는, 대응하는 수형 SMA 커넥터를 받도록 형성되어 있다. 또한, 커넥터(25)는, 중심 도체(4)와 4개의 설치 돌기부(5, 6, 7, 8)가 기부 플레이트(3)로부터 뻗어 있다. 한편, 기판(10) 위에 형성된 준동축(quasi-coaxial) 전송선(9)은, 유전 재료층(12)의 상면에 형성된 금속 스트립(13)과, 유전 재료층(12) 및 금속 스트립(13)을 덮는 금속층(16)을 갖는다. 준동축 전송선(9)은, 금속 스트립(13)과 기부 플레이트(3)의 사이에 의도치 않은 접속을 만들지 않도록, 기판(10)의 단부 부근(단부 못미처)까지 연장되어 있다. 금속층(16)이 기판(10)의 단부로부터 배치되어 있지 않기 때문에, 금속 스트립(13)은 노출되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, 커넥터(25)의 설치 돌기부(5, 6)의 하부가, 기판(10)의 접지면(11)의 점선(26, 19)으로 나타낸 위치에 설치되어, 커넥터(25)의 중심 도체(4)는, 금속 스트립(13)의 점선(21)으로 나타낸 위치에 밀어 붙여진다. 그러나, 중심 도체(4)와 금속 스트립(13)에는, 불필요한 신호의 결합이 일어날 수 있는 실드되지 않은 부분이 있기 때문에, 당해 부분을 덮는 도전성 실드 커버(22)가 마련되어 있다. 실드 커버(22)는, 점선(23, 24)으로 나타낸 영역에, 땜납 등에 의해 고정된다.
일본 특허 공개 제2003-208950호 공보
그러나, 종래의 기술에서는, 기판과 동축 커넥터 사이의 부분을 실드하기 위해서, 동축 커넥터와는 별도의 부품인 실드 커버를 사용하기 때문에, 동축 커넥터의 기부 플레이트와 실드 커버를 전기적으로 동전위로 하는 것이 어렵다. 그 결과, 기판과 동축 커넥터 사이의 신호의 전반 특성이 저하되는 경우가 있다.
그래서, 본 개시는, 신호의 전반 특성의 저하를 억제할 수 있는 동축 커넥터 및 동축 커넥터를 갖는 기판을 제공한다.
본 개시는,
기초면과,
유전체가 중심 도체와 외부 도체의 사이에 존재하는 동축 구조와,
상기 기초면으로부터 돌출되는 돌출부를 구비하고,
상기 중심 도체는, 상기 기초면으로부터 돌출되는 콘택트부를 갖고,
상기 콘택트부는, 상기 기초면을 향해 상기 콘택트부와 상기 돌출부의 사이에 기판을 삽입하면 상기 기판의 표면에 형성된 도체 패턴과 접촉하는, 동축 커넥터이며,
상기 외부 도체는, 상기 기초면으로부터 돌출되고, 상기 콘택트부와 상기 돌출부의 사이에 삽입된 상기 기판에 비접촉인 돌출형 도체를 갖는 동축 커넥터를 제공한다.
또한, 본 개시는,
기판과, 상기 기판에 설치된 동축 커넥터를 구비하고,
상기 동축 커넥터는,
기초면과,
유전체가 중심 도체와 외부 도체의 사이에 존재하는 동축 구조와,
상기 기초면으로부터 돌출되는 돌출부를 구비하고,
상기 중심 도체는, 상기 기초면으로부터 돌출되는 콘택트부를 갖고,
상기 콘택트부는, 상기 기초면을 향해 상기 콘택트부와 상기 돌출부의 사이에 삽입된 상기 기판의 표면에 형성된 도체 패턴과 접촉하고,
상기 외부 도체는, 상기 기초면으로부터 돌출되고, 상기 콘택트부와 상기 돌출부의 사이에 삽입된 상기 기판에 비접촉인 돌출형 도체를 갖는 동축 커넥터를 갖는 기판을 제공한다.
본 개시의 기술에 의하면, 신호의 전반 특성의 저하를 억제할 수 있는, 동축 커넥터 및 동축 커넥터를 갖는 기판을 제공할 수 있다.
도 1은 특허문헌 1에 개시된 구성의 분해도이다.
도 2는 일 비교 형태에 있어서의 동축 커넥터를 갖는 기판을 평면으로 보아 나타내는 부분 확대도이다.
도 3은 일 비교 형태에 있어서의 동축 커넥터를 갖는 기판의 부분 단면도이다.
도 4는 일 비교 형태에 있어서의 동축 커넥터를 갖는 기판의 신호 경로의 특성 임피던스를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 제1 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터를 갖는 기판을 사시도로 나타내는 부분 확대도이다.
도 6은 제1 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터를 갖는 기판을 평면으로 보아 나타내는 부분 확대도이다.
도 7은 제1 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터를 갖는 기판의 부분 단면도이다.
도 8은 제1 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터를 갖는 기판의 신호 경로의 특성 임피던스를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 제2 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터를 갖는 기판을 사시도로 나타내는 부분 확대도이다.
도 10은 제2 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터를 갖는 기판의 부분 단면도이다.
도 11은 제3 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터를 갖는 기판의 부분 단면도이다.
도 12는 돌출형 도체 및 돌출형 유전체의 제1 구성예를 나타내는 도면이다.
도 13은 돌출형 도체 및 돌출형 유전체의 제2 구성예를 나타내는 도면이다.
도 14는 돌출형 도체 및 돌출형 유전체의 제3 구성예를 나타내는 도면이다.
도 15는 돌출형 도체 및 돌출형 유전체의 제4 구성예를 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 개시에 따른 실시 형태의 설명을 행한다. 또한, 각 형태에 있어서, 평행, 직각, 직교, 수평, 수직, 상하, 좌우 등의 방향에는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않을 정도의 어긋남이 허용된다. 또한, X축 방향, Y축 방향, Z축 방향은, 각각, X축에 평행한 방향, Y축에 평행한 방향, Z축에 평행한 방향을 나타낸다. X축 방향과 Y축 방향과 Z축 방향은, 서로 직교한다. XY 평면, YZ 평면, ZX 평면은, 각각, X축 방향 및 Y축 방향에 평행한 가상 평면, Y축 방향 및 Z축 방향에 평행한 가상 평면, Z축 방향 및 X축 방향에 평행한 가상 평면을 나타낸다.
본 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터 및 동축 커넥터를 갖는 기판은, 예를 들어 마이크로파나 밀리미터파 등의 고주파대(예를 들어, 0.3㎓ 내지 300㎓)의 신호의 전반에 사용된다. 그와 같은 고주파대에는, 0.3 내지 3㎓의 UHF대, 3 내지 30㎓의 SHF대, 30 내지 300㎓의 EHF대가 포함된다. 본 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터를 갖는 기판에 형성되는 고주파 디바이스의 구체예로서, 평면 안테나, 평면 도파로(평면 전송 선로) 등을 들 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터 및 동축 커넥터를 갖는 기판은, 예를 들어 제5세대 이동 통신 시스템(소위, 5G), 블루투스(등록상표) 등의 무선 통신 규격, IEEE802.11ac 등의 무선 LAN(Local Area Network) 규격으로 사용되어도 된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터 및 동축 커넥터를 갖는 기판은, 차량에서 사용되는 경우, 레이더를 조사하는 차량 탑재 레이더 시스템이나 차차간 통신이나 노차간 통신 등의 V2X 통신 시스템으로 사용되어도 된다.
다음으로, 본 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터 및 동축 커넥터를 갖는 기판과 비교하기 위해서, 일 비교 형태에 있어서의 동축 커넥터를 갖는 기판에 대하여 설명한다.
도 2는, 일 비교 형태에 있어서의 동축 커넥터를 갖는 기판을 평면으로 보아 나타내는 부분 확대도이다. 도 3은, 일 비교 형태에 있어서의 동축 커넥터를 갖는 기판의 부분 단면도이다. 도 2, 도 3에는, 동축 커넥터(151)가 기판(101)의 에지에 설치된 구성이 도시되어 있다.
도 2, 도 3에 있어서, 기판(101)은, 판형의 유전체층(140)과, 유전체층(140)의 편면에 마련되는 급전 라인(130)과, 유전체층(140)을 사이에 두고 급전 라인(130)과 대향하는 접지 도체(120)를 구비한다. 기판(101)에는, 전송 선로(160)가 형성되어 있다.
전송 선로(160)는, 유전체층(140)과, 유전체층(140)의 제1 주면(141)에 형성되는 급전 라인(130)과, 유전체층(140)의 제2 주면(142)에 형성되는 접지 도체(120)를 포함하는 구조를 갖는 마이크로스트립 선로이다. 급전 라인(130)은, 그 표면이 XY 평면에 평행한 평면형의 도체 패턴이며, 제1 주면(141)에 형성되어 있다. 접지 도체(120)는, 그 표면이 XY 평면에 평행한 도체 패턴이며, 제2 주면(142)에 형성되는 도체 패턴이다.
동축 커넥터(151)는, 기부(153)와, 기부(153)에 마련되는 동축 구조(156)와, 기부(153)로부터 돌출되는 한 쌍의 돌출부(157)를 구비한다.
동축 구조(156)는, 유전체(155)가 중심 도체(154)와 외부 도체(150)의 사이에 존재하는 구성을 갖는다. 동축 구조(156)의 한쪽 단부에는, 도시하지 않은 동축 케이블의 단부가 접속되는 접속부(152)가 마련되어 있다. 중심 도체(154)는, 접속부(152)와는 반대측의 다른 쪽 단부로부터 뻗어 있는 부분인 콘택트부(154a)를 갖는다. 콘택트부(154a)는, 기부(153)를 향해 콘택트부(154a)와 한 쌍의 돌출부(157)의 사이에 삽입된 기판(101)의 제1 주면(141)에 형성된 급전 라인(130)과 접촉한다. 한 쌍의 돌출부(157)는, 기부(153)의 X축 방향측의 단부로부터 Y축 방향의 부측인 기판(101) 측으로 돌출된다.
동축 커넥터(151)는, 콘택트부(154a)가 급전 라인(130)과 도통 가능하게 접촉된 상태로 기판(101)에 설치된다. 동축 커넥터(151)가 이와 같이 기판(101)에 설치됨으로써, 기판(101)에 형성된 전송 선로(160)와, 동축 커넥터(151)의 접속부(152)에 일단이 접속되는 도시하지 않은 동축 케이블의 사이에서, 고주파 신호를 전송시키는 것이 가능하게 된다.
그러나, 기판(101)의 에지에 위치하는 외연부(159)는, 모따기됨으로써 형성된 경사면(143, 144)을 갖는 경우가 많다. 경사면(143)은, 외연부(159) 중 제1 주면(141)측이 모따기된 부분이며, 급전 라인(130)이 형성되어 있지 않다. 경사면(144)은, 외연부(159) 중 제2 주면(142)측이 모따기된 부분이며, 접지 도체(120)가 형성되어 있지 않다. 이와 같이, 전송 선로(160)와 동축 커넥터(151) 사이의 외연부(159)는, 전송 선로(160)에 사용되는 유전체층(140)이 모따기됨으로써 형성된 경사면(143, 144)을 갖고, 또한, 접지 도체(120)는, 외연부(159) 중 제2 주면(142)측이 모따기된 부분에는 형성되어 있지 않다. 그 때문에, 외연부(159)의 특성 임피던스는, 전송 선로(160)와 동축 커넥터(151)의 사이에서 크게 다른 값을 갖는다. 그 때문에, 외연부(159) 및 그 근방에는, 불필요한 신호의 방사가 일어날 수 있는 비 실드부(실드가 되지 않은 부분)가 있다. 이와 같이, 전송 선로(160)와 동축 커넥터(151) 사이의 외연부(159)에 의해 발생하는 특성 임피던스의 불연속성이 커져, 기판(101)과 동축 커넥터(151) 사이의 신호의 전반 특성이 저하되는 경우가 있다.
도 4는, 일 비교 형태에 있어서의 동축 커넥터를 갖는 기판의 신호 경로의 특성 임피던스를 설명하기 위한 도면이다. 예를 들어, 기판(101)에 형성되는 전송 선로(160)의 특성 임피던스, 동축 커넥터(151)의 특성 임피던스, 및 동축 커넥터(151)에 접속되는 동축 케이블의 특성 임피던스가, 모두 50Ω인 것으로 하자. 이 경우, 상술한 바와 같이, 적어도 콘택트부(154a)가 실드되어 있지 않고, 또한 전송 선로(160)와 동축 커넥터(151)의 사이에, 특성 임피던스가 50Ω과 다른 임피던스 부분 Z2가 발생한다. 특성 임피던스가 불연속인 임피던스 부분 Z2가 기판(101)과 동축 커넥터(151)의 사이에 존재하면, 전송하는 신호의 다중 반사가 일어나, 신호의 전반 특성의 저하(예를 들어, 전송 손실의 증대 등)가 발생하는 경우가 있다.
이에 반하여, 본 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터 및 동축 커넥터를 갖는 기판은, 기판과 동축 커넥터 사이의 신호의 전반 특성의 저하를 억제할 수 있는 구성을 갖는다. 이어서, 본 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터 및 동축 커넥터를 갖는 기판의 구성에 대하여 상세히 설명한다.
도 5는, 제1 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터 및 동축 커넥터를 갖는 기판을 사시도로 나타내는 부분 확대도이다. 도 6은, 제1 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터를 갖는 기판을 평면으로 보아 나타내는 부분 확대도이다. 도 7은, 제1 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터를 갖는 기판의 부분 단면도이다. 도 5 내지 도 7에는, 동축 커넥터(51A)가 기판(1)의 에지에 설치된 구성이 도시되어 있다.
도 5 내지 도 7에 있어서, 기판(1)은, 판형의 유전체층(40)과, 유전체층(40)의 편면에 마련되는 급전 라인(30)과, 유전체층(40)을 통해 급전 라인(30)과 대향하는 접지 도체(20)를 구비한다. 기판(1)에는, 전송 선로(60)가 형성되어 있다.
전송 선로(60)는, 유전체층(40)과, 유전체층(40)의 제1 주면(41)에 형성되는 급전 라인(30)과, 유전체층(40)의 제2 주면(42)에 형성되는 접지 도체(20)를 포함하는 구조를 갖는 마이크로스트립 선로이다.
유전체층(40)은, 제1 주면(41)과, 제1 주면(41)과는 반대측의 제2 주면(42)을 갖는다. 도 5, 도 6은, 유전체층(40)의 제1 주면(41) 측에 마련되는 급전 라인(30)을 나타낸다. 도 7은, 유전체층(40)의 제2 주면(42) 측에 마련되는 접지 도체(20)를 나타낸다. 제1 주면(41)은, 유전체층의 제1 면의 일례이다. 제2 주면(42)은, 유전체층의 제1 면과는 반대측의 제2 면의 일례이다.
유전체층(40)은, 유전체를 주성분으로 하는 판형 또는 시트형의 기재이다. 제1 주면(41) 및 제2 주면(42)은, 모두 XY 평면에 평행하다. 유전체층(40)은, 예를 들어 유전체 기판이어도 되고, 유전체 시트여도 된다. 유전체층(40)의 재료는, 예를 들어 석영 유리, 소다석회 유리, 무알칼리 유리, 알루미노실리케이트 유리, 붕규산 유리, 알칼리 붕규산 유리 등의 유리, 세라믹스, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소계 수지, 액정 폴리머, 시클로올레핀 폴리머, 폴리카르보네이트 등을 들 수 있지만, 그 재료는 이들에 한정되지는 않는다.
또한, 유전체층(40)의 재료는, 의장성의 향상 등을 위해서, 가시광이 투과하는 투명한 유전체 부재여도 된다. 투명하게는, 반투명이 포함된다. 유전체층(40)의 가시광선 투과율은, 가시광의 차단을 억제하는 점에서, 예를 들어 30％ 이상이 바람직하고, 50％ 이상이 보다 바람직하고, 70％ 이상이 더욱 바람직하고, 80％ 이상이 특히 바람직하며, 90％ 이상이 가장 바람직하다.
급전 라인(30)은, 그 표면이 XY 평면에 평행한 평면형의 도체 패턴이다. 급전 라인(30)은, 제1 주면(41)에 형성되는 도체 패턴이며, 제1 주면(41)에 배치되는 도체 시트 또는 도체 기판에 의해 형성되어도 된다. 급전 라인(30)에 사용되는 도체의 재료로서, 예를 들어 금, 은, 구리, 백금, 알루미늄, 크롬 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지는 않는다. 급전 라인(30)은, 유전체층(40)에 접하는 신호 배선의 일례이다. 예를 들어, 전송 선로(60)가 마이크로스트립 선로인 경우, 급전 라인(30)은, 스트립 도체에 상당한다.
또한, 급전 라인(30)은, 제1 주면(41) 측에, 폴리비닐부티랄 혹은 에틸렌아세트산 비닐 등의 중간막 또는 광학 투명 점착제(OCA) 등의 접착층을 통해 형성되어도 된다. 급전 라인(30)은, 제1 주면(41)에 직접 접해도 된다.
제1 실시 형태에서는, 급전 라인(30)은, 가시광의 투과 정도가 유전체층(40)보다도 낮은 영역으로 구성된 솔리드한 패턴이다. 예를 들어, 급전 라인(30)의 전체는, 불투명한 면 형상 도체로 구성되어 있다.
또한, 급전 라인(30)은, 의장성의 향상 등을 위해, 격자형의 간극이 생기도록 그물눈형으로 형성된 도체 패턴이어도 된다. 그물눈의 형성에 의해, 가시광의 투과 정도가 향상되고, 의장성과 도전성의 양립이 가능해진다. 급전 라인(30)은, 가시광의 투과 정도가 유전체층(40)과 동일해도 되고 상이해도 된다.
접지 도체(20)는, 그 표면이 XY 평면에 평행한 도체 패턴이다. 접지 도체(20)는, 제2 주면(42) 측에 형성되는 도체 패턴이며, 제2 주면(42) 측에 배치되는 도체 시트 또는 도체 기판에 의해 형성되어도 된다. 접지 도체(20)에 사용되는 도체의 재료로서, 예를 들어 금, 은, 구리, 백금, 알루미늄, 크롬 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지는 않는다. 접지 도체(20)는, 유전체층(40)에 접하고 있다.
또한, 접지 도체(20)는, 제2 주면(42) 측에, 폴리비닐부티랄 혹은 에틸렌아세트산 비닐 등의 중간막 또는 광학 투명 점착제(OCA) 등의 접착층을 통해 형성되어도 된다. 접지 도체(20)는, 제2 주면(42)에 직접 접해도 된다.
접지 도체(20)는, 가시광의 투과 정도가 유전체층(40)보다도 낮은 영역으로 구성된 솔리드한 패턴이다. 예를 들어, 접지 도체(20)의 전체는, 불투명한 면 형상 도체로 구성되어 있다.
또한, 접지 도체(20)는, 의장성의 향상 등을 위해, 격자형의 간극이 생기도록 그물눈형으로 형성된 도체 패턴이어도 된다. 그물눈의 형성에 의해, 가시광의 투과 정도가 향상되고, 의장성과 도전성의 양립이 가능해진다. 접지 도체(20)는, 가시광의 투과 정도가 유전체층(40)과 동일해도 되고 상이해도 된다.
동축 커넥터(51A)는, 기부(53)와, 기부(53)에 마련되는 동축 구조(56)와, 기부(53)의 기초면(53a)으로부터 돌출되는 돌출부(57)를 구비한다.
제1 실시 형태에서는, 기부(53)는, ZX 평면에 평행한 기초면(53a)을 갖는다. 기초면(53a)은, 기판(1)의 단부면(45)에 대향하는 부분이다. 단부면(45)은, 기판(1)의 법선 방향(이 경우, Z축 방향)에 직교하는 Y축 방향에 있어서의 부분이다.
동축 구조(56)는, 유전체(55)가 중심 도체(54)와 외부 도체(50)의 사이에 존재하는 구성을 갖는다. 동축 구조(56)의 한쪽 단부에는, 도시하지 않은 동축 케이블의 단부가 접속되는 접속부(52)가 마련되어 있다. 접속부(52)는, 예를 들어 수형의 나사 형상을 갖는다. 중심 도체(54)는, 접속부(52)와는 반대측의 다른 쪽 단부로부터 뻗어 있는 부분인 콘택트부(54a)를 갖는다.
콘택트부(54a)는, 기부(53)의 기초면(53a)으로부터 돌출된다. 「콘택트부(54a)가 기초면(53a)으로부터 돌출된다」라고 함은, 콘택트부(54a)가, 기초면(53a)을 포함하는 ZX 평면에 대하여 기판(1) 측으로 돌출되는 것을 의미한다. 제1 실시 형태에서는, 기초면(53a)은, 동축 구조(56) 내의 유전체(55)의 일단부면과 동일 평면 상에 있다. 그러나, 콘택트부(54a)가 기초면(53a)으로부터 돌출되는 구성이라면, 기초면(53a)은, 유전체(55)의 당해 단부면에 대하여 Y축 방향의 정측 또는 부측으로 어긋나 있어도 된다.
콘택트부(54a)는, 기초면(53a)을 향해 콘택트부(54a)와 돌출부(57)의 사이에 기판(1)을 삽입하면, 삽입된 기판(1)의 제1 주면(41)에 형성된 급전 라인(30)과 급전단(33)에서 도전 가능하게 접촉한다. 콘택트부(54a)와 급전 라인(30)은, 도전성 접착제나 땜납 등에 의한 도전 접속에 의해 도전적으로 접속되는 것이 바람직하다.
돌출부(57)는, 기부(53)의 기초면(53a)으로부터 돌출된다. 「돌출부(57)가 기초면(53a)으로부터 돌출된다」라고 함은, 돌출부(57)가, 기초면(53a)을 포함하는 ZX 평면에 대하여 기판(1) 측으로 돌출되는 것을 의미한다. 돌출부(57)의 개수는, 하나여도 되고 복수여도 된다.
돌출부(57)는, 예를 들어 동축 구조(56)의 외부 도체(50)와 동전위의 도체이다. 이에 의해, 기초면(53a)을 향해 콘택트부(54a)와 돌출부(57)의 사이에 기판(1)을 삽입하면, 돌출부(57)에 접촉하는 접지 도체(20)를 외부 도체(50)와 동전위로 할 수 있다. 돌출부(57)는, 기부(53)와 일체로 형성된 부재여도 되고, 기부(53)에 접속되는 별도의 부재여도 된다.
돌출부(57)는, 예를 들어 기초면(53a)을 향해 콘택트부(54a)와 돌출부(57)의 사이에 삽입된 기판(1)을 하방으로부터(Z축 방향의 하측으로부터) 지지하는 부위여도 되고, 이 경우, 동축 커넥터(51A)를 기판(1)의 에지에 설치하기 위한 설치 구조의 일부를 구성한다.
또한, 동축 커넥터(51A)를 기판(1)의 에지에 설치하기 위한 설치 구조는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한, 임의여도 된다. 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 당해 설치 구조는, 기판(1)에 형성된 관통 구멍에 삽입된 볼트(71, 72)에 의해 기판(1)을 돌출부(57)에 체결하는 구성이어도 된다. 볼트(71, 72)와 기판(1)이 직접 접촉되는 것을 방지하기 위해서, 제1 주면(41)과 볼트(71, 72)의 사이에, 와셔나 기부(53)의 일부가 개재되어도 된다.
동축 커넥터(51A)는, 콘택트부(54a)가 급전 라인(30)과 도통 가능하게 접촉한 상태에서 기판(1)에 설치된다. 동축 커넥터(51A)가 이와 같이 기판(1)에 설치됨으로써, 기판(1)에 형성된 전송 선로(60)와 동축 커넥터(51A)의 접속부(52)에 일단이 접속되는 도시하지 않은 동축 케이블의 사이에서, 고주파 신호를 전송시키는 것이 가능해진다.
그러나, 상술한 바와 같이, 기판(1)의 에지에 위치하는 외연부(59)는, 모따기됨으로써 형성된 경사면(43, 44)을 갖는 경우가 많다. 제1 경사면(43)은, 외연부(59) 중 제1 주면(41)측이 모따기된 부분이며, 급전 라인(30)이 형성되어 있지 않다. 제2 경사면(44)은, 외연부(59) 중 제2 주면(42)측이 모따기된 부분이며, 접지 도체(20)가 형성되어 있지 않다.
제1 실시 형태에 있어서의 외부 도체(50)는, 기초면(53a)으로부터 돌출되고, 콘택트부(54a)와 돌출부(57)의 사이에 삽입된 기판(1)에 비접촉인 돌출형 도체(50a)를 갖는다. 「돌출형 도체(50a)가 기초면(53a)으로부터 돌출된다」라고 함은, 돌출형 도체(50a)가, 기초면(53a)을 포함하는 ZX 평면에 대하여 기판(1) 측으로 돌출되는 것을 의미한다. 제1 실시 형태에서는, 기판(1)의 법선 방향에 있어서, 돌출형 도체(50a)와 경사면(43)의 사이에 공간을 갖는다.
이와 같은 돌출형 도체(50a)를 마련함으로써, 적어도 콘택트부(54a)를 돌출형 도체(50a)에 의해 실드할 수 있다. 그 때문에, 전송 선로(60)와 동축 커넥터(51A) 사이의 외연부(59)에 의해 발생하는 특성 임피던스의 불연속성이 작아져, 기판(1)과 동축 커넥터(51A) 사이의 신호의 전반 특성의 저하를 억제할 수 있다. 예를 들어, 기판(1)과 동축 커넥터(51A)의 사이에서 전송하는 신호의 다중 반사가 일어나기 어려워져, 전송 손실의 증대를 억제할 수 있다.
제1 실시 형태에서는, 콘택트부(54a)와 돌출부(57)의 사이에 삽입된 기판(1)과, 기초면(53a)으로부터 돌출되는 돌출형 도체(50a)의 사이에, 콘택트부(54a)가 위치하도록, 돌출형 도체(50a)는 기초면(53a)으로부터 돌출된다. 이에 의해, 콘택트부(54a)에 대하여 기판(1)과는 반대측을 향해 방사되는 불필요한 신호의 방사를 억제할 수 있다. 또한, 예를 들어 돌출형 도체(50a)는, 동축 구조(56)의 축방향에 평행한 방향으로 동축 구조(56)로부터 연장되는 차양형의 부위이며, 외부 도체(50)와 동전위이다.
기판(1)이 콘택트부(54a)와 돌출부(57)의 사이에 삽입된 상태에서 기판(1)의 법선 방향에서 보면, 돌출형 도체(50a)는, 외연부(59)와 겹치도록 기초면(53a)으로부터 돌출되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 전송 선로(60)와 동축 커넥터(51A) 사이의 외연부(59)에 의해 발생하는 특성 임피던스의 불연속성을 작게 하는 효과가 높아져, 기판(1)과 동축 커넥터(51A) 사이의 신호의 전반 특성의 저하를 더욱 억제할 수 있다.
돌출형 도체(50a)는, 기판(1)의 법선 방향에서 보면, 급전 라인(30)(급전 단(33))과 외연부(59)의 경계선까지 기초면(53a)으로부터 돌출되어도 되고, 당해 경계선을 초과해서 돌출되어도 된다. 돌출형 도체(50a)가 당해 경계선까지 또는 당해 경계선을 초과해서 기초면(53a)으로부터 돌출되는 쪽이, 당해 경계선의 못미처까지 기초면(53a)으로부터 돌출되는 구성에 비하여, 전송 선로(60)와 동축 커넥터(51A) 사이의 외연부(59)에 의해 발생하는 특성 임피던스의 불연속성이 작아진다. 즉, 기판(1)과 동축 커넥터(51A) 사이의 신호의 전반 특성의 저하를 더욱 억제할 수 있다.
또한, 기판(1)이 콘택트부(54a)와 돌출부(57)의 사이에 삽입된 상태에서 기판(1)의 법선 방향에서 보면, 돌출부(57)는, 콘택트부(54a)와 겹치도록 기초면(53a)으로부터 돌출되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 전송 선로(60)와 동축 커넥터(51A) 사이의 외연부(59)에 의해 발생하는 특성 임피던스의 불연속성을 작게 하는 효과가 높아져, 기판(1)과 동축 커넥터(51A) 사이의 신호의 전반 특성의 저하를 더욱 억제할 수 있다.
돌출부(57)는, 기판(1)의 법선 방향에서 보면, 콘택트부(54a)의 선단까지 기초면(53a)으로부터 돌출되어도 되고, 당해 선단을 초과해서 돌출되어도 된다. 돌출부(57)가 당해 선단까지 또는 당해 선단을 초과해서 기초면(53a)으로부터 돌출되는 쪽이, 당해 선단의 못미처까지 기초면(53a)으로부터 돌출되는 구성에 비하여, 전송 선로(60)와 동축 커넥터(51A) 사이의 외연부(59)에 의해 발생하는 특성 임피던스의 불연속성이 작아지게 된다. 즉, 기판(1)과 동축 커넥터(51A) 사이의 신호의 전반 특성의 저하를 더욱 억제할 수 있다.
또한, 기초면(53a)에 대한 단부면(45)의 평행도는, 기판(1)과 동축 커넥터(51A) 사이의 신호의 전반 특성의 저하를 억제하는 점에서, 100㎛ 이하인 것이 바람직하고, 50㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 단부면(45)의 산출 평균 조도 Ra는, 기판(1)과 동축 커넥터(51A) 사이의 신호의 전반 특성의 저하를 억제하는 점에서, 3.2㎛ 이하인 것이 바람직하고, 1.6㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 왜냐하면, 단부면(45)과 기초면(53a)의 접촉 상태에 있어서, 콘택트부(54a) 중 급전 라인(30)에 접촉하지 않은 부분의 길이 치수를 고정밀도로 관리할 수 있다. 따라서, 돌출형 도체(50a)에 의한 전송 선로(60)와 동축 커넥터(51A) 사이의 외연부(59)의 특성 임피던스의 불연속성을 작게 하는 효과 및 불필요한 신호의 방사의 실드 효과가, 설치 치수의 어긋남에 의해 저감되는 것을 억제할 수 있다. 여기서, 산출 평균 조도 Ra는, JIS B 0601:2001에 의해 규정되는 값이다.
또한, 도 5 또는 도 6에 도시한 바와 같이, 마이크로스트립 선로 등의 전송 선로(60)의 일부(도중)에, 임피던스 정합을 행하는 임피던스 조정부(34)가 마련되어도 된다. 도 5는, 임피던스 조정부(34)가 경사면(43)으로부터 이격되어 있는 형태를 나타내고, 도 6은, 임피던스 조정부(34)가 경사면(43)에 접하고 있는 형태를 나타낸다.
전송 선로(60)의 일부에 임피던스 조정부(34)를 마련함으로써, 임피던스 조정부(34)를 마련하지 않은 경우에 비하여, 전송 선로(60)와 동축 커넥터(51A) 사이의 외연부(59)에 의해 발생하는 특성 임피던스의 불연속성을 작게 하는 효과가 높아진다. 따라서, 기판(1)과 동축 커넥터(51A) 사이의 신호의 전반 특성의 저하를 더욱 억제할 수 있다.
예를 들어, 도 5 또는 도 6에 도시한 바와 같이, 임피던스 조정부(34)는, 기판(1)의 제1 주면(41)에 있어서, 급전 라인(30)으로부터 분기하는 스터브가 마련되어도 된다. 스터브는, 전송 선로(60)의 도중에 접속되는 분포 상수 선로이다. 스터브의 패턴 형상은, 예를 들어 급전 라인(30)과 동일한 형성 방법으로 형성된다. 도 5 또는 도 6에 도시한 바와 같이, 스터브를 급전 라인(30)의 길이 방향에 대하여 좌우 대칭으로 형성함으로써, 예를 들어 스터브가 전송 선로(60)의 끝에 접속되는 도시하지 않은 안테나 도체의 지향성에 미치는 영향을 저감시킬 수 있다.
또한, 임피던스 조정부(34)는, 인덕터나 캐패시터와 같은 리액턴스 소자를 사용하는 집중 상수 회로에 의해 형성된 정합 회로를 가져도 된다.
도 8은, 제1 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터를 갖는 기판의 신호 경로의 특성 임피던스를 설명하기 위한 도면이다. 예를 들어, 기판(1)에 형성되는 전송 선로(60)의 특성 임피던스와 동축 커넥터(51A)의 특성 임피던스와 동축 커넥터(51A)에 접속되는 동축 케이블의 특성 임피던스가, 모두 50Ω인 것으로 하자. 임피던스 조정부(34)를 마련함으로써, 전송 선로(60)와 외연부(59)의 사이에 임피던스 부분 Z1을 형성할 수 있다. 임피던스 부분 Z1의 형성에 의해, 외연부(59)에 의해 발생하는 특성 임피던스의 변화를 보상할 수 있다. 따라서, 전송 선로(60)와 동축 커넥터(51A) 사이의 특성 임피던스의 불연속성이 작아져, 기판(1)과 동축 커넥터(51A) 사이의 신호의 전반 특성의 저하를 억제할 수 있다.
도 9는, 제2 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터 및 동축 커넥터를 갖는 기판을 사시도로 나타내는 부분 확대도이다. 도 10은, 제2 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터를 갖는 기판의 부분 단면도이다. 도 9, 도 10에는, 동축 커넥터(51B)가 기판(1)의 에지에 설치된 구성이 도시되어 있다. 제2 실시 형태 중 제1 실시 형태와 마찬가지로 구성 및 효과에 대한 설명은, 상술한 설명을 원용함으로써, 생략 또는 간략화한다. 제2 실시 형태는, 제1 실시 형태에 비하여, 돌출형 유전체(55a)가 추가되어 있다.
제2 실시 형태에 있어서의 유전체(55)는, 콘택트부(54a)와 돌출형 도체(50a)의 사이를 향해 기초면(53a)으로부터 돌출되는 돌출형 유전체(55a)를 갖는다. 「돌출형 유전체(55a)가 기초면(53a)으로부터 돌출된다」라고 함은, 돌출형 유전체(55a)가, 기초면(53a)을 포함하는 ZX 평면에 대하여 기판(1) 측으로 돌출되는 것을 의미한다.
이와 같은 돌출형 유전체(55a)를 마련함으로써, 전송 선로(60)와 동축 커넥터(51B) 사이의 외연부(59)에 의해 발생하는 특성 임피던스의 불연속성이 작아져, 기판(1)과 동축 커넥터(51B) 사이의 신호의 전반 특성의 저하를 억제할 수 있다. 예를 들어, 기판(1)과 동축 커넥터(51B)의 사이에서 전송하는 신호의 다중 반사가 일어나기 어려워져, 전송 손실의 증대를 억제할 수 있다. 제2 실시 형태에서는, 돌출형 유전체(55a)는, 동축 구조(56)의 축방향에 평행한 방향으로 동축 구조(56)로부터 연장되는 차양형의 부위이다.
또한, 제2 실시 형태에서는, 돌출형 유전체(55a)는, 콘택트부(54a)와 돌출형 도체(50a)의 적어도 한쪽과 접촉한다. 이에 의해, 전송 선로(60)와 동축 커넥터(51B) 사이의 외연부(59)에 의해 발생하는 특성 임피던스의 불연속성이 작아져, 기판(1)과 동축 커넥터(51B) 사이의 신호의 전반 특성의 저하를 억제할 수 있다. 돌출형 유전체(55a)는, 콘택트부(54a)의 일부 또는 전부와 접촉해도 되고, 돌출형 도체(50a)의 일부 또는 전부와 접촉해도 된다.
또한, 돌출형 유전체(55a)는, 기판(1)의 법선 방향에서 보면, 급전 라인(30)(급전단(33))과 외연부(59)의 경계선까지 기초면(53a)으로부터 돌출되어도 되고, 당해 경계선을 초과해서 돌출되어도 된다. 돌출형 유전체(55a)가 당해 경계선까지 또는 당해 경계선을 초과해서 기초면(53a)으로부터 돌출되는 쪽이, 당해 경계선의 못미처까지 기초면(53a)으로부터 돌출되는 구성에 비하여, 전송 선로(60)와 동축 커넥터(51B) 사이의 외연부(59)에 의해 발생하는 특성 임피던스의 불연속성이 작아진다. 즉, 기판(1)과 동축 커넥터(51B) 사이의 신호의 전반 특성의 저하를 더욱 억제할 수 있다.
돌출형 유전체(55a)의 재료로서는, 석영 유리, 소다석회 유리, 무알칼리 유리, 알루미노실리케이트 유리, 붕규산 유리, 알칼리 붕규산 유리 등의 유리, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소계 수지, 액정 폴리머 등을 들 수 있지만, 그 재료는, 이들에 한정되지는 않는다.
도 11은, 제3 실시 형태에 있어서의 동축 커넥터 및 동축 커넥터를 갖는 기판의 부분 단면도이다. 도 11에는, 동축 커넥터(51C)가 기판(1)의 에지에 설치된 구성이 도시되어 있다. 제3 실시 형태 중 상술한 실시 형태와 마찬가지로 구성 및 효과에 대한 설명은, 상술한 설명을 원용함으로써, 생략 또는 간략화한다. 제3 실시 형태는, 제2 실시 형태에 대하여, 유전체 부재(58A, 58B)가 추가되어 있다.
유전체 부재(58A)는, 경사면(43)을 따른 측면과, 콘택트부(54a)를 따른 측면과, 기초면(53a)을 따른 측면을 갖는 대략 삼각기둥형의 부품이다. 콘택트부(54a)와 경사면(43)의 사이에 존재하는 공간의 적어도 일부는, 유전체 부재(58A)에 의해 메워진다. 유전체 부재(58B)는, 경사면(44)을 따른 측면과, 돌출부(57)를 따른 측면과, 기초면(53a)을 따른 측면을 갖는 대략 삼각기둥형의 부품이다. 돌출부(57)와 경사면(44)의 사이에 존재하는 공간의 적어도 일부는, 유전체 부재(58B)에 의해 메워진다.
이와 같은 유전체 부재(58A, 58B)를 마련함으로써, 전송 선로(60)와 동축 커넥터(51C) 사이의 외연부(59)에 의해 발생하는 특성 임피던스의 불연속성이 작아져, 기판(1)과 동축 커넥터(51C) 사이의 신호의 전반 특성의 저하를 억제할 수 있다. 예를 들어, 기판(1)과 동축 커넥터(51C)의 사이에서 전송하는 신호의 다중 반사가 일어나기 어려워져, 전송 손실의 증대를 억제할 수 있다.
유전체 부재(58A)의 재료로서는, 유전체층(40)과 마찬가지의 재료 또는 해당 재료보다도 유전율이 높은 재료를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 석영 유리, 소다석회 유리, 무알칼리 유리, 알루미노실리케이트 유리, 붕규산 유리, 알칼리 붕규산 유리 등의 유리, 세라믹스, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소계 수지, 액정 폴리머, 시클로올레핀 폴리머, 폴리카르보네이트 등을 들 수 있지만, 그 재료는, 이들에 한정되지는 않는다.
도 12 내지 도 15는, 돌출형 도체 및 돌출형 유전체의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 12 내지 도 15 중 어느 구성예도, 상술한 실시 형태에 적용 가능하다. 도 12 내지 도 15에 도시한 돌출형 도체(50a) 및 돌출형 유전체(55a)는, 모두 콘택트부(54a)의 외주면의 일부를 둘러싸도록 기초면(53a)으로부터 돌출된다.
도 12, 도 15에서는, 돌출형 도체(50a) 및 돌출형 유전체(55a)는, 모두 원통을 대략 절반으로 한 차양 형상을 갖는다. 도 13에서는, 돌출형 도체(50a)는, 각통을 대략 절반으로 한 차양 형상을 갖고, 돌출형 유전체(55a)는, 원통을 대략 절반으로 한 차양 형상을 갖는다. 도 14에서는, 돌출형 도체(50a) 및 돌출형 유전체(55a)는, 모두 각통을 대략 절반으로 한 차양 형상을 갖는다.
돌출형 유전체(55a)는, 돌출형 도체(50a)의 내벽에 접하는 외벽과, 콘택트부(54a)의 외주면에 접하는 내벽을 갖는다. 도 15에 도시된 바와 같이, 돌출형 유전체(55a)는, 기판(1)의 제1 주면(41)에 접하는 접면(55aa)을 가짐으로써, 콘택트부(54a)와 급전 라인(30)의 접촉 상태가 안정화되어, 돌출형 도체(50a)와 급전 라인(30)의 접촉을 방지할 수 있다.
이상, 동축 커넥터 및 동축 커넥터를 갖는 기판을 실시 형태에 의해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시 형태의 일부 또는 전부와의 조합이나 치환 등의 다양한 변형 및 개량이, 본 발명의 범위 내에서 가능하다.
예를 들어, 기판에 형성되는 전송 선로는, 마이크로스트립 선로에 한정되지 않고, 코플레이너 선로나 접지를 갖는 코플레이너 선로 등의 다른 전송 선로여도 된다.
본 국제 출원은, 2018년 11월 6일에 출원된 일본 특허 출원 제2018-208766호에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로, 일본 특허 출원 제2018-208766호의 전체 내용을 본 국제 출원에 원용한다.
1, 101: 기판
20, 120: 접지 도체
30, 130: 급전 라인
33: 급전단
34: 임피던스 조정부
40, 140: 유전체층
41, 141: 제1 주면
42, 142: 제2 주면
43, 44, 143, 144: 경사면
45: 단부면
50, 150: 외부 도체
50a: 돌출형 도체
51A, 51B, 51C, 151: 동축 커넥터
52, 152: 접속부
53, 153: 기부
53a: 기초면
54, 154: 중심 도체
54a, 154a: 콘택트부
55, 155: 유전체
55a: 돌출형 유전체
56, 156: 동축 구조
57, 157: 돌출부
58A, 58B: 유전체 부재
59, 159: 외연부
60, 160: 전송 선로
71, 72: 볼트

Claims (8)

  1. 기초면과,
    유전체가 중심 도체와 외부 도체의 사이에 존재하는 동축 구조와,
    상기 기초면으로부터 돌출되는 돌출부를 구비하고,
    상기 중심 도체는, 상기 기초면으로부터 돌출되는 콘택트부를 갖고,
    상기 콘택트부는, 상기 기초면을 향해 상기 콘택트부와 상기 돌출부의 사이에 기판을 삽입하면 상기 기판의 표면에 형성된 도체 패턴과 접촉하는, 동축 커넥터이며,
    상기 외부 도체는, 상기 기초면으로부터 돌출되고, 상기 콘택트부와 상기 돌출부의 사이에 삽입된 상기 기판에 비접촉인 돌출형 도체를 갖는, 동축 커넥터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌출형 도체는, 상기 콘택트부와 상기 돌출부의 사이에 삽입된 상기 기판과, 상기 돌출형 도체의 사이에 상기 콘택트부가 위치하도록 상기 기초면으로부터 돌출되는, 동축 커넥터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 돌출형 도체는, 상기 콘택트부의 외주면의 일부를 둘러싸도록 상기 기초면으로부터 돌출되는, 동축 커넥터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은, 상기 도체 패턴이 형성되지 않은 외연부를 갖고,
    상기 기판이 상기 콘택트부와 상기 돌출부의 사이에 삽입된 상태에서 상기 기판의 법선 방향에서 보면, 상기 돌출형 도체는, 상기 외연부와 겹치도록 상기 기초면으로부터 돌출되는, 동축 커넥터.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유전체는, 상기 콘택트부와 상기 돌출형 도체의 사이를 향해 상기 기초면으로부터 돌출되는 돌출형 유전체를 갖는, 동축 커넥터.
  6. 기판과, 상기 기판에 설치된 동축 커넥터를 구비하고,
    상기 동축 커넥터는,
    기초면과,
    유전체가 중심 도체와 외부 도체의 사이에 존재하는 동축 구조와,
    상기 기초면으로부터 돌출되는 돌출부를 구비하고,
    상기 중심 도체는, 상기 기초면으로부터 돌출되는 콘택트부를 갖고,
    상기 콘택트부는, 상기 기초면을 향해 상기 콘택트부와 상기 돌출부의 사이에 삽입된 상기 기판의 표면에 형성된 도체 패턴과 접촉하고,
    상기 외부 도체는, 상기 기초면으로부터 돌출되고, 상기 콘택트부와 상기 돌출부의 사이에 삽입된 상기 기판에 비접촉인 돌출형 도체를 갖는, 동축 커넥터를 갖는 기판.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판은, 상기 기초면에 대향하는 단부면을 갖고,
    상기 기초면에 대한 상기 단부면의 평행도는 100㎛ 이하이며,
    상기 단부면의 산출 평균 조도 Ra는 3.2㎛ 이하인, 동축 커넥터를 갖는 기판.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 기판의 법선 방향에서 보면, 상기 돌출부는 상기 콘택트부와 겹치도록 상기 기초면으로부터 돌출되는, 동축 커넥터를 갖는 기판.
KR1020217011507A 2018-11-06 2019-10-30 동축 커넥터 및 동축 커넥터를 갖는 기판 KR20210087933A (ko)

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