JP2009081010A - 極細同軸ハーネス，配線板接続体，配線板モジュールおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】作業の確実性，迅速性を図りつつ、狭いスペースで基板とのコネクタレス接続を行なうことのできる極細同軸ハーネスを提供する。
【解決手段】極細同軸ハーネスＨは、先端部が露出された中心導体１２を有する複数本の極細同軸線１１を並列に連結させた多心極細同軸線１０と、ベースフィルム３１上に導電層３２を有する中間接続体３０とを備えている。導電層３２は、中心導体１２に接続された第１領域Ｒ１と、母基板であるＰＣＢ５０の配線５２に接続される第２領域Ｒ２とに分けられている。中間接続体３０をＰＣＢ５０（母基板）に搭載する際、中間接続体３０の導電層３２を下方に向けて、導電層３２の第２領域Ｒ２をヒーターチップで加熱・押圧しながら、平坦な導電層３２，３２ａを母基板の配線５２に簡単にかつ確実に接続することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、極細同軸ハーネス，その接続方法，配線板接続体，配線板モジュールおよび電子機器に関する。

従来より、たとえば特許文献１に開示されるように、複数本の極細同軸線を基板の配線と接続するためのコネクタが知られている。
図７に示すように、このコネクタ１００は、リセプタクル（図示省略）に嵌着して多心極細同軸線１０１を基板に電気的に接続するものである。コネクタ１００には、プラスチック等からなる絶縁体のハウジング１０２と、ハウジング１０２の幅方向に沿って所定のピッチで配設された複数本の導電端子１０３と、ハウジング１０２の上面を覆うシールド板１０４とを有している。また、各導電端子１０３は、ハウジングの幅方向に沿って所定のピッチで互いに隣接するように形成された収容凹部１０５内にそれぞれ位置決め配置されている。この導電端子１０３に接続される多心極細同軸線１０１は、導電端子１０３に半田等で接続される中心導体１０７と、中心導体１０７を被覆する中間絶縁体１０８と、中間絶縁体１０８の外側に形成された外側導体１０９と、外側導体１０９を被覆する外皮１１０とを有している。各多心極細同軸線１０１は、各中心導体１０７が対応する各導電端子１０３にそれぞれ接続され、各外側導体１０９はカシメ部材１１１によって一括接続されている。

特開２００５−３０２６０４号公報

ところで、携帯電話機等に使用される極細同軸線は、ケーブル同士、あるいはケーブルと基板等がコネクタを介して接続されている。それに対し、特許文献１のコネクタ１００では、多心極細同軸線１０１のそれぞれに外部導体１０９を半田付けすることなく、１枚の共通した連結用金属板であるカシメ部材１１１で、かしめ接続されている。これにより、外部導体１０９への半田の含浸があっても、多心極細同軸線１０１の屈曲性が損なわれることがなくなり、ケーブルの狭い接続箇所での作業性が向上するとされている。

しかしながら、機器の小型化に伴って接続箇所として確保しうるスペースはますます小さくなってきており、ケーブルもたとえばＡＷＧ（American Wire Gauge）４０〜４５の細径のものが使用される。このような状況下では、特許文献１のようなコネクタを介した接続構造を採ることが困難になってきている。そこで、接続のスペースをできるだけ縮小するために、コネクタを用いず、各ケーブルの中心導体を直接機器の回路に接続する、などのコネクタレス接続の実現が待たれている。

本発明の目的は、作業の確実性，迅速性を図りつつ、狭いスペースで基板とのコネクタレス接続を行なうことのできる極細同軸ハーネスや、これを利用した配線板接続体等を提供することにある。

本発明の極細同軸ハーネスは、極細同軸線の中心導体を母基板上の配線に電気的に接続するための中間接続体として、ベースフィルムの一方の面に、中心導体に接続された第１領域と、母基板に接続される第２領域とを有する複数の導電層を設けたものである。
中心導体と導電層との接続は、半田によって行なってもよいし、異方導電性フィルムを介して行なってもよい。

これにより、中間接続体の平坦な導電層を母基板の配線に接続すればよいので、ヒーターチップで中間接続体を押しながら、導電層と母基板上の配線とを半田付け等によって簡単にかつ確実に接続することができる。また、中間接続体の構造は簡素なので、所要面積は極めて小さくて済み、狭いスペースでも接続を行うことができる。

中間接続体として、汎用されている片面回路構造を有するＦＰＣを利用することにより、さらなるコストの低減を図ることができる。

ベースフィルムの他方の面に設けられた粘着層または接着層をさらに備えていることにより、ベースフィルムを折り返して中間接続体の占める面積を半分程度に低減することが可能になる。

各極細同軸線の外側導体同士を接続する接地部材と、ベースフィルムの一方の面に設けられ、中心導体に接続された第１領域と、母基板に接続される第２領域とを有する複数の接地用導電層とをさらに備えることにより、接地ラインの接続も円滑に行われる。

本発明の配線板接続体は、本発明の極細同軸ハーネスと、極細同軸ハーネスの導電層の第２領域に接続される配線が形成された母基板とを備えたもので、これにより、極細同軸ハーネスが組み込まれる機器の小型化・薄型化に適した配線板接続体を提供することができる。

本発明の配線板モジュールは、上記配線板接続体の母基板に電子部品を実装したものであり、本発明の電子機器はこの配線板モジュールを備えている。これらにおいても、小型化・薄型化に適した配線板モジュールや電子機器を提供することができる。

本発明の極細同軸ハーネス，配線板接続体，配線板モジュールまたは電子機器によると、作業の迅速性および容易性を図りつつ、狭いスペースで基板側の配線とのコネクタレス接続を行うことができる。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る極細同軸ハーネスＨの構造を示す断面図である。図２（ａ），（ｂ）は、順に、実施の形態における中間接続体３０の構造を示す平面図、およびII-II線における断面図である。図３は、実施の形態における配線板接続体Ａの構造を示す縦断面図である。図３においては、図示を省略されているが、配線板接続体Ａは、多心極細同軸線の他端に接続される被接続配線板をさらに備えている。

図３に示すように、本実施の形態に係る配線板接続体Ａは、母基板である硬質プリント配線板（以下、ＰＣＢと略称する）５０と、母基板上に多心極細同軸線１０を接合させるための極細同軸ハーネスＨとを備えている。極細同軸ハーネスＨは、多心極細同軸線１０と、フレキシブルプリント配線板（以下、ＦＰＣと略称する）を利用した中間接続体３０とを備えている。

図１に示すように、多心極細同軸線１０は、複数本の極細同軸線１１を並列に連結させたものである。各極細同軸線１１は、断面がほぼ真円の中心導体１２と、中間絶縁体１３を挟んで中心導体１２の周囲に形成され、接地となる外側導体１４と、これらの部材全体を被覆する外皮とによって構成されている。中心導体１２の先端部は露出されている。また、中間絶縁体１３，外側導体１４及び外皮も、順次段状に露出されている。

外側導体１４の各露出部分を共通に接続する下側接地部材２１（グランドバー）と、上側接地部材２２（グランドバー）とは、半田付けによって取り付けらていれる。極細同軸線１１としては、たとえば極細径（ＡＷＧ（American Wire Gauge）４０−４６）のものが用いられる。極細同軸線１１の中心に配置される中心導体１２は、柔軟で曲げに強いことから一般に銅線からなる撚線が好まれる。

一方、図２（ａ），（ｂ）に詳示するように、中間接続体３０は、ベースフィルム３１と、ベースフィルム３１の上面（一方の面）に形成された導電層３２と、ベースフィルム３１の上面に形成された接地用導電層３２ａと、導電層３２の中間付近の上に設けられたカバーレイ３３と、ベースフィルム３１の下面（他方の面）に貼り付けられた粘着層または接着層３４（たとえば両面テープ，エポキシシートなど）とを備えている。ただし、カバーレイ３３は必ずしも必要でない。

導電層３２および接地用導電層３２ａは、中心導体１２に接続された第１領域Ｒ１と、ＰＣＢ５０（母基板）上の配線５２に接続される第２領域Ｒ２と、第２領域Ｒ２と第２領域Ｒ２との境界領域Ｒ３とを有しており、境界領域Ｒ３の上にカバーレイ３３が設けられている。

本実施の形態では、中間接続体３０として、片面回路構造を有するフレキシブルプリント配線板（以下、ＦＰＣと略称する）を利用している。中間接続体３０を構成するＦＰＣのベースフィルムとしては、主としてポリイミドフィルムが用いられるが、ポリエステルフィルム（低温使用），ガラスエポキシ積層板（薄板）、液晶ポリマー，ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等も用いられる。導電層３２の材料としては、銅合金を用いるのが一般的であるが、これに限定されるものではない。カバーレイ３３としては、ポリイミドフィルム，ポリエステルフィルム，スクリーン印刷インキ（エポキシなど）、感光性カバーレイ（材料はポリイミド，アクリルなど）、などが用いられる。

また、母基板であるＰＣＢ５０は、リジッド基板５１と、リジッド基板５１の上面側に形成された配線５２（接地用配線を含む）とを備えている。ＰＣＢ５０の基材となるリジッド基板５１としては、ガラスエポキシ板に限らず、紙フェノール板，紙エポキシ板，フッ素樹脂板，アルミナ板等が用いられる。配線５２の材料としては、銅合金を用いるのが一般的であるが、これに限定されるものではない。

図８（ａ），（ｂ）は、順に、中心導体１２を中間接続体３０の導電層３２の第１領域Ｒ１に接続している状態を示す平面図、およびVIII-VIII線における断面図である。図８（ａ），（ｂ）に示すように、多心極細同軸線１０の各極細同軸線１１の中心導体１２を櫛歯状治具２５の凹部に収納して整列させた状態で、接合領域Ｒｓにおいて、各中心導体１２を中間接続体３０の導電層３２の第１領域Ｒ１に、半田によって接合する。同時に、下側接地部材２１を接地用第１導電層３２ａの第１領域Ｒ１に、半田によって接合する。ただし、後述するＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）（異方導電性フィルム）を用いて、両者を接続してもよい。その後、粘着層または接着層３４として、両面テープ，エポキシシートなどをベースフィルム３１の下面の半分程度の領域に貼り付ける。

その後、図３に示すように、極細同軸ハーネスＨの導電層３２を下方に向けて、つまり、極細同軸ハーネスＨの上下を反転させて、導電層３２の第２領域Ｒ２をＰＣＢ５０の配線５２に、異方導電性フィルム４０を介して接続する。

図５は、異方導電性フィルム４０の構造を概略的に示す斜視図である。異方導電性フィルム４０は、エポキシ樹脂等の接着性の樹脂フィルム４２中に、導電粒子４７を分散させたものである。導電粒子４７は、樹脂４７ｂと樹脂４７ｂを覆うＡｕ層４７ａとによって構成されており、直径は約５μｍである。

本実施の形態では、極細同軸ハーネスＨをＰＣＢ５０上に搭載する際、ヒーターチップによって異方導電性フィルム４０を加熱・押圧することにより、導電粒子４７を、中間接続体３０に形成された導電層３２とＰＣＢ５０の配線５２の電極間で接触させ、変形させる。これにより、中間接続体３０の導電層３２がＰＣＢ５０の配線５２に、電気的に接続される。なお、ＰＣＢ５０の配線５２は、中間接続体３０の接地用導電層３２ａが接続される配線をも含んでいる。
なお、異方導電性フィルム４０に代えて、半田により、中間接続体３０の導電層３２，３２ａの第２領域Ｒ２をＰＣＢ５０の配線５２に接合してもよい。ただし、導電層（配線）が挟ピッチ化されると、本実施の形態においては、半田を用いる必要がないために、端子間の短絡を招くおそれが少ない。したがって、本実施の形態の配線板接続体Ａは、挟ピッチ化に有利な構造を有している。

このような異方導電性フィルム４０の貫通導電層４５の径を、導電層３２，３２ａおよび配線５２の間隙よりも小さくし、貫通導電層４５同士の間隔を導電層３２，３２ａおよび配線５２の間隙よりも小さくすることにより、短絡を生じることなく、中間接続体３０の導電層３２がＰＣＢ５０（母基板）の配線５２に電気的に接続されることになる。

図３においては、図示を省略されているが、配線板接続体Ａの多心極細同軸線１０の他端は、被接続配線板の配線に電気的に接続されている。多心極細同軸線１０と被接続配線板の配線とは、本実施の形態の中間接続体３０によって接続されていてもよいし、直接または他の接続体を介して接続されていてもよい。

図４は、本実施の形態の配線板接続体Ａを折り曲げた状態を示す断面図である。同図に示すように、ベースフィルム３１を折り曲げて、ベースフィルム３１の両側の下面を粘着層または接着層３４に粘着または接着させる。これにより、配線板接続体Ａを携帯電話機等の電子機器に収納する際に、占有面積の低減を図ることができる。

本実施の形態における中心導体１２や導電層３２のピッチは、０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ程度であり、中間接続体３０の幅寸法は１７ｍｍ〜２５ｍｍ程度、長さ寸法（図２（ａ）における配線の長さ方向の寸法）は６ｍｍ程度である。一方、折り曲げた状態では、中間接続体３０の長さ寸法（図４における配線の長さ方向の寸法）は３ｍｍ程度である。

本実施の形態に係る極細同軸ハーネスＨによると、多心極細同軸線１０の各中心導体１２を中間接続体３０に接続してユニット化することにより、以下の理由によってＰＣＢ５０などの母基板上の配線への接続が容易となる。

多心極細同軸線１０の各中心導体１２を枠体などにより整列固定させておくことにより、母基板の配線に中心導体１２を一括接続することが可能になる。しかしながら、中心導体１２は極細線でしかも断面が円状であることから、中心導体１２を母基板上の配線に半田付け等する際に、丸い中心導体１２をヒーターチップなどで押すには、相当の手間や工夫が必要である。

それに対し、本実施の形態の中間接続体３０においては、平面状のベースフィルム３１に設けられた平坦な導電層３２および接地用導電層３２ａの第２領域Ｒ２を母基板であるＰＣＢ５０の配線５２に接続すればよいので、ヒーターチップで中間接続体３０を押しながら、導電層３２，３２ａの第２領域Ｒ２をＰＣＢ５０上の配線５２に半田付け等によって簡単にかつ確実に接続することができる。また、中間接続体３０の所要面積は極めて小さくて済むので、携帯電話等の狭いスペースでも接続を行うことができる。

特に、図４に示すように、ベースフィルム３１を折り曲げることにより、中間接続体３０の占有面積を半分程度に低減することができる。

このような極細同軸ハーネスＨを組み立てる際、中心導体１２を所定のピッチ間隔で整列させて、中間接続体３０の導電層３２，３２ａに接続するには、相当の設備と技術が必要である。そこで、極細同軸ハーネスＨの組立を集中的に供給者側で行なっておくことにより、母基板の仕様が各々異なる各ユーザ側で、中間接続体３０の導電層３２の第２領域Ｒ２と母基板上の配線との接続を狭いスペースで確実かつ迅速に行うことができ、配線板接続体Ａのトータルコストの低減を図ることができる。

特に、中間接続体３０として、汎用されている片面回路構造を有するＦＰＣを利用することにより、さらなるコストの低減を図ることができる。

上記実施の形態において、下側接地部材２１が中間接続体３０の接地用導電層３２ａに接続されていることで、接地ラインの接続も円滑に行われる。ただし、接地ラインの接続方法は、上記各実施の形態の構造に限定されるものではなく、種々の形態を採ることが可能である。

−配線板モジュールおよび電子機器の構造ー
図６は、実施の形態を利用した携帯電話機として機能する電子機器に内蔵される各種配線板モジュールと、配線板モジュールの接続関係を示す斜視図である。
本実施の形態の電子機器に内蔵される配線板モジュールは、ＬＥＤ９０を搭載した携帯電話機の画面を表示するメインディスプレイ６１と、電子機器内の主要な制御を受け持つ第１サブＰＣＢ６２およびメインＰＣＢ６３と、携帯電話機の副次的な情報を表示するサブディスプレイ６４と、第２サブＰＣＢ６５と、インカメラ９１を制御するためのインカメラ制御用ＰＣＢ６６と、付属回路用ＰＣＢ６７とを、ＦＰＣで接続した一体化モジュールである。上記第１サブＰＣＢ６２およびメインＰＣＢ６３には、内蔵メモリ，ベースバンドＬＳＩ，電源制御ＩＣ，音源ＩＣ，ＲＦ受信ＬＳＩ，ＲＦ送信ＬＳＩ，パワーアンプ，スイッチＩＣ等が振り分けられて配置されている。
また、一体化モジュールには含まれていないが、アウトカメラ９３およびアウトカメラ９３を制御するための制御回路９４も、電子機器内に配置されている。

第１サブＰＣＢ６２とメインＰＣＢ６３とは、極細同軸線８３により接続されている。極細同軸線８３と第１サブＰＣＢ６２との接続部には、グランドバーや極細同軸線の中心導体が接続された中間接続体が用いられ、直接接続されている。また、極細同軸線８３とメインＰＣＢ６３とは、極細同軸線の先端に取り付けられたコネクタのプラグ７７ａと、メインＰＣＢに設けられたレセプタクル７７ｂとを嵌合することによって接続されている。

また、メインディスプレイ６１と、第１サブＰＣＢ６２とは、２つのＦＰＣ８１ａ、８１ｂによって電気接続されている。２つのＦＰＣ８１ａ，８１ｂは、メインディスプレイ６１においては、液晶パネル側とＬＥＤ９０側とに分けられるが、第１サブＰＣＢ６２上では、共通のコネクタ７１に接続されている。

また、第１サブＰＣＢ６２とサブディスプレイ６４とは、ＦＰＣ８２により、コネクタ７２を介して接続されている。第１サブＰＣＢ６２とインカメラ制御用ＰＣＢ６６とは、ＦＰＣ８４により、コネクタ７４を介して接続されている。第１サブＰＣＢ６２と付属回路用ＰＣＢ６７とは、ＦＰＣ８５により、コネクタ７５，７６を介して接続されている。メインＰＣＢ６３とアンテナ６５とは、ＦＰＣ８６により、コネクタ７８を介して接続されている。

各ＰＣＢのリジッド基板としては、ガラスエポキシ板に限らず、紙フェノール板，紙エポキシ板，フッ素樹脂板，アルミナ板等が用いられる。配線の材料としては、銅合金を用いるのが一般的であるが、これに限定されるものではない。フレキシブル基板としては、ポリイミド板に限らず、ポリエステル板（低温使用），ガラスエポキシ板（薄板）等が用いられる。

以上のように、本実施の形態の極細同軸ハーネスを、一体化モジュールである配線板モジュール、ひいては配線板モジュールを含む電子機器に組み込むことにより、極細同軸ハーネスを配線板上に搭載する作業を、コネクタレスで正確かつ迅速に行うことができる。
電子機器としては、携帯電話機の他、デジタルカメラ，ビデオカメラ等のカメラ、ポータブルオーディオプレーヤ、ポータブルＤＶＤプレーヤ、ポータブルノートパソコンなどがある。

上記開示された本発明の実施の形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。

本発明は、携帯電話機の他、デジタルカメラ，ビデオカメラ等のカメラ、ポータブルオーディオプレーヤ、ポータブルＤＶＤプレーヤ、ポータブルノートパソコンなどの電子機器に利用することができる。

実施の形態に係る極細同軸ハーネスＨの構造を示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は、順に、実施の形態における中間接続体の構造を示す平面図、および断面図である。 実施の形態における配線板接続体Ａの構造を示す縦断面図である。 実施の形態の配線板接続体Ａを折り曲げた状態を示す断面図である。 異方導電性フィルムの構造を概略的に示す斜視図である。 携帯電話機として機能する電子機器に内蔵される各種配線板モジュールと、配線板モジュールの接続関係を示す斜視図である。 特許文献１に開示されている従来の極細同軸線の接続構造を示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は、順に、中心導体を中間接続体の導電層の第１領域に接続している状態を示す平面図、およびVIII-VIII線における断面図である。

符号の説明

Ａ 配線板接続体
Ｈ 極細同軸ハーネス
Ｒ１ 第１領域
Ｒ２ 第２領域
Ｒｓ 接合領域
１０ 多心極細同軸線
１１ 極細同軸線
１２ 中心導体
１３ 中間絶縁体
１４ 外側導体
２１ 下側接地部材
２２ 上側接地部材
３０ 中間接続体
３１ ベースフィルム
３２ 導電層
３２ａ 接地用導電層
３３ カバーレイ
３４ 粘着層または接着層
４０ 異方導電性フィルム
４５ 貫通導電層
４６ エポキシ樹脂
４７ 導電粒子
４７ａ Ａｕ層
４７ｂ 樹脂
５０ ＰＣＢ（硬質プリント配線板）
５１ リジッド基板
５２ 配線

Claims (7)

1. 先端部が露出された中心導体および該中心導体の外方に設けられた外側導体を有する複数の極細同軸線と、
   前記極細同軸線の中心導体を母基板上の配線に電気的に接続するための中間接続体とを備えた極細同軸ハーネスであって、
   前記中間接続体は、
   ベースフィルムと、
   前記ベースフィルムの一方の面に設けられ、前記中心導体に接続された第１領域と、母基板に接続される第２領域とを有する複数の導電層と、
   を備えている極細同軸ハーネス。
2. 請求項１記載の極細同軸ハーネスにおいて、
   前記中間接続体は、
   片面回路構造を有するフレキシブルプリント配線板を用いて構成されている、極細同軸ハーネス。
3. 請求項１または２記載の極細同軸ハーネスにおいて、
   前記ベースフィルムの他方の面に設けられた粘着層または接着層をさらに備えている極細同軸ハーネス。
4. 請求項１〜３のうちいずれか１つに記載の極細同軸ハーネスにおいて、
   前記各極細同軸線の外側導体同士を接続する接地部材と、
   前記ベースフィルムの前記一方の面に設けられ、前記中心導体に接続された第１領域と、母基板に接続される第２領域とを有する複数の接地用導電層と、
   をさらに備えている極細同軸ハーネス。
5. 請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の極細同軸ハーネスと、
   前記極細同軸ハーネスの前記導電層の第２領域にそれぞれ接続される複数の配線が形成された母基板と、
   を備えている配線板接続体。
6. 請求項５記載の配線板接続体と、
   前記母基板に実装された電子部品と、
   を備えている配線板モジュール。
7. 請求項６記載の配線板モジュールを備えている電子機器。

Images