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技術 プリント回路基板アセンブリ

出願人 ローゼンベルガーホーフフレクベンツテクニークゲーエムベーハーウントツェーオーカーゲー
発明者 クリスティアンシュミットマルティンツェプハウザー
出願日 2015年10月21日 (4年0ヶ月経過) 出願番号 2017-542274
公開日 2017年11月30日 (1年11ヶ月経過) 公開番号 2017-535973
状態 特許登録済
技術分野 プリント板への電気部品等の実装構造 嵌合装置及び印刷回路との接合
主要キーワード 接点ペア プリント回路基板アセンブリ 装着ピン 接点要素 プラグ形状 信号導体間 ケーブルプラグ カッド
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年11月30日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題・解決手段

本発明は、プラグコネクタの装着のための少なくとも1つのフットプリントを含むプリント回路基板を備え、フットプリントがプラグコネクタの電気接点を結合するための3つ以上の結合箇所を有し、また、フットプリントに装着されるプラグコネクタを備えるプリント回路基板アセンブリであって、プラグコネクタは、差動信号伝送するための丁度2つの信号導体を有し、第1の信号導体は、第1の結合箇所で結合される第1の電気接点を有し、第2の信号導体は、第2の結合箇所で結合される第2の電気接点を有し、第2の結合箇所は、第1の結合箇所に直接隣接するフットプリントの結合箇所のいずれかではないことを特徴とするプリント回路基板アセンブリに関する。

概要

背景

フットプリントは一般的に、プリント回路基板または回路基板に特定のレイアウトで配設される特定の構成要素のための設置箇所を指すものと理解される。完成したプリント回路基板の設計は、複数のそのような構成要素設置箇所から構成され、それらは、トレースによって互いに接続され得る。各構成要素は、特定の個数電気接点を特定の空間的配置で有し、それらは一般に、プリント回路基板の対応する個数の相手方接点と接続される。それ故に、各構成要素、例えば特定の回路基板プラグまたは他の電子構成要素は、プリント回路基板の非常に特殊なフットプリントによって収容される。個々の結合箇所への個々の構成要素接点のそのような結合は一般に、はんだ付けによって行われる。

一般に、ケーブルによってプリント回路基板の電気回路に特定の信号または電圧を導入しまたはプリント回路基板からそれらを送出することが必要である。このために、ケーブルの相手方プラグコネクタが差し込まれるように設計される回路基板プラグコネクタがプリント回路基板に装着され得る。説明したように、各タイプのプラグコネクタには、特定のフットプリントが割り当てられる。例えば、4つの信号導体を備えるプラグコネクタは通常、各々が個々の信号導体の1つの電気接点を結合するためのものである4つの結合箇所を備えるフットプリントと関連付けられる。

しかしながら、プリント回路基板と関連するハードウェアまたはソフトウェアの再設計によって一般的にプリント回路基板に以前よりも少ない電気信号が供給されることになり、その結果以前よりも少ない信号導体を備えるプラグコネクタで十分になり得る。しかしながら、回路基板に配設されるフットプリントは実質的に元のプラグコネクタ用に構成されるため、プラグコネクタを取り替えることは問題がありまたは少なくとも取り付けに問題を呈する。特に、プラグコネクタの取り替えは、依然として必要とされる信号の信号品質劣化つながり得る。

概要

本発明は、プラグコネクタの装着のための少なくとも1つのフットプリントを含むプリント回路基板を備え、フットプリントがプラグコネクタの電気接点を結合するための3つ以上の結合箇所を有し、また、フットプリントに装着されるプラグコネクタを備えるプリント回路基板アセンブリであって、プラグコネクタは、差動信号伝送するための丁度2つの信号導体を有し、第1の信号導体は、第1の結合箇所で結合される第1の電気接点を有し、第2の信号導体は、第2の結合箇所で結合される第2の電気接点を有し、第2の結合箇所は、第1の結合箇所に直接隣接するフットプリントの結合箇所のいずれかではないことを特徴とするプリント回路基板アセンブリに関する。

目的

本発明の目的は、そのような再設計後に最適な信号品質を維持し、取り付けが単純であるプリント回路基板アセンブリを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

プラグコネクタ(20)の装着のための少なくとも1つのフットプリント(12)を含むプリント回路基板(10)を備え、前記フットプリント(12)が前記プラグコネクタ(20)の電気接点(23、24)を結合するための3つ以上の結合箇所(13、14、15)を有し、また、前記フットプリント(12)に装着されるプラグコネクタ(20)を備えるプリント回路基板アセンブリ(100)であって、前記プラグコネクタ(20)は、差動信号伝送するための丁度2つの信号導体を有し、第1の信号導体は、第1の結合箇所(13)で結合される第1の電気接点(23)を有し、第2の信号導体は、第2の結合箇所(14)で結合される第2の電気接点(24)を有し、前記第2の結合箇所(14)は、前記第1の結合箇所(13)に直接隣接する前記フットプリント(12)の結合箇所のいずれかではないことを特徴とするプリント回路基板アセンブリ。

請求項2

前記第1の結合箇所(13)と前記第2の結合箇所(14)とは、結合箇所間最大距離(A)を持つ前記フットプリント(12)の2つの結合箇所であることを特徴とする請求項1に記載のプリント回路基板アセンブリ。

請求項3

前記フットプリント(12)は、前記プリント回路基板(10)に所定のパターンで配置される4つの結合箇所を有することを特徴とする請求項1または2に記載のプリント回路基板アセンブリ。

請求項4

前記4つの結合箇所は、前記プリント回路基板に矩形、特に正方形の形態で配置され、前記2つの電気接点(23、24)は、前記矩形の対角線方向に向かい合う2つの頂点で結合されることを特徴とする請求項3に記載のプリント回路基板アセンブリ。

請求項5

前記プラグコネクタ(20)の接点要素はいずれも、前記フットプリント(12)の少なくとも1つまたはいくつかの別の結合箇所(15)では結合されないことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のプリント回路基板アセンブリ。

請求項6

前記結合箇所(13、14、15)はいずれの場合にも、孔、特に貫通孔および/またははんだパッドのようなはんだ箇所を有し、および/または、接点要素(23、24)は、ピンまたはタブの方式で前記プリント回路基板(10)の方向に突出することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のプリント回路基板アセンブリ。

請求項7

前記プラグコネクタ(20)は、ツイストペアケーブル結合用に構成されるプラグ形状(30)を有することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のプリント回路基板アセンブリ。

請求項8

前記プラグコネクタ(20)は、前記プリント回路基板の装着開口部(18)に係合するいくつか、好ましくは4つの装着突部(28)、例えば装着ピンを有することを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のプリント回路基板アセンブリ。

請求項9

前記フットプリント(12)は、スターカッドケーブルプラグコネクタ、特にHSDプラグ装着用に構成され、および/または、前記プラグコネクタ(20)は、ツイストペアケーブルプラグコネクタ、特にMTDプラグであることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のプリント回路基板アセンブリ。

技術分野

0001

本発明は、プリント回路基板とプリント回路基板に装着されるプラグコネクタとを備えるプリント回路基板アセンブリに関する。このために、プリント回路基板は、プラグコネクタの電気接点を結合するために設けられる3つ以上の結合箇所を備える少なくとも1つのフットプリントを有する。

背景技術

0002

フットプリントは一般的に、プリント回路基板または回路基板に特定のレイアウトで配設される特定の構成要素のための設置箇所を指すものと理解される。完成したプリント回路基板の設計は、複数のそのような構成要素設置箇所から構成され、それらは、トレースによって互いに接続され得る。各構成要素は、特定の個数の電気接点を特定の空間的配置で有し、それらは一般に、プリント回路基板の対応する個数の相手方接点と接続される。それ故に、各構成要素、例えば特定の回路基板プラグまたは他の電子構成要素は、プリント回路基板の非常に特殊なフットプリントによって収容される。個々の結合箇所への個々の構成要素接点のそのような結合は一般に、はんだ付けによって行われる。

0003

一般に、ケーブルによってプリント回路基板の電気回路に特定の信号または電圧を導入しまたはプリント回路基板からそれらを送出することが必要である。このために、ケーブルの相手方プラグコネクタが差し込まれるように設計される回路基板プラグコネクタがプリント回路基板に装着され得る。説明したように、各タイプのプラグコネクタには、特定のフットプリントが割り当てられる。例えば、4つの信号導体を備えるプラグコネクタは通常、各々が個々の信号導体の1つの電気接点を結合するためのものである4つの結合箇所を備えるフットプリントと関連付けられる。

0004

しかしながら、プリント回路基板と関連するハードウェアまたはソフトウェアの再設計によって一般的にプリント回路基板に以前よりも少ない電気信号が供給されることになり、その結果以前よりも少ない信号導体を備えるプラグコネクタで十分になり得る。しかしながら、回路基板に配設されるフットプリントは実質的に元のプラグコネクタ用に構成されるため、プラグコネクタを取り替えることは問題がありまたは少なくとも取り付けに問題を呈する。特に、プラグコネクタの取り替えは、依然として必要とされる信号の信号品質劣化つながり得る。

発明が解決しようとする課題

0005

前述の問題を考慮して、本発明の目的は、そのような再設計後に最適な信号品質を維持し、取り付けが単純であるプリント回路基板アセンブリを提供することである。

課題を解決するための手段

0006

この課題は、請求項1に記載のプリント回路基板アセンブリによって解決される。本発明の有利なさらなる展開は、従属請求項に記載される。

0007

プリント回路基板に装着されるプラグコネクタは、差動信号伝送するための丁度2つの信号導体を有し、第1の信号導体は、第1の結合箇所で結合される第1の電気接点を有し、第2の信号導体は、第2の結合箇所で結合される第2の電気接点を有し、第2の結合箇所は、第1の結合箇所に直接隣接するフットプリントの結合箇所のいずれかではない。

0008

言い換えると、フットプリントの少なくとも3つの結合箇所の全てがプラグコネクタの電気接点で占有されるわけではない。寧ろ、プラグコネクタの電気接点はいずれも、フットプリントの少なくとも1つ、好ましくは2つ以上の結合箇所では結合されない。差動信号を伝送するための差動接点ペアを形成して配設される2つの電気接点は、結合箇所間に大きな距離を持つ2つの結合箇所で結合され、すなわち、それらは、直接隣接する2つの結合箇所では結合されない。

0009

本発明は、信号導体ペアの2つの接点要素間に大きな距離があることは、一方では、寸法が大きいフットプリントの比較的大きな表面積が最適に利用されるため、回路基板へのプラグコネクタの取り付けが簡略化されることを意味するという知見に基づく。2つの接点要素間に大きな距離があることは、他方では、2つの信号導体間偶発的な接触および/またははんだ付け不良を確実に防止する。さらに、近接した接点の配置と比べて、2つの接点の割り当てが簡略化され、とりわけ、はんだ付け時の混同が防止される。

0010

この点で特に有利なのは、第1の結合箇所と第2の結合箇所とが結合箇所間に最大距離を持つフットプリントの2つの結合箇所に相当する配置である。フットプリントの結合箇所の幾何学的配置が1つ超の結合箇所のペアに同じ最大距離が存在するようなものであれば、プラグコネクタの2つの電気接点は、これらの広い間隔の結合箇所のペアのいずれかに結合される。

0011

本発明の特に好ましい態様では、フットプリントは、プリント回路基板に所定のパターンで配置される4つの結合箇所を有する。故に、フットプリントは例えば、4接点のプラグコネクタを結合するためのものであり得るが、再設計により、単一の差動信号のみがプラグコネクタによってプリント回路基板に導入される必要がある。

0012

4つの結合箇所がプリント回路基板に矩形、特に正方形の形態で配置されると好都合であることが実証されている。そのような構成の4接点の設計は、特にコンパクトであり、個々の電気接点の単純な割り当てを可能にする。フットプリントの結合箇所の矩形配置の場合、プラグコネクタの2つの電気接点は、矩形の対角線方向に向かい合う2つの頂点で結合されるが、それは、これらの結合箇所が矩形の隣接する2つの頂点よりも互いに離間しているからである。

0013

結合箇所がいずれの場合にも、電気接点が接触をなすために挿通され得る孔、特に貫通孔を有することで、結合箇所での電気接点の単純かつ経済的な結合が可能になる。また、プラグコネクタの電気接点は、(孔に対して相補的な形態の)ピンまたはタブの形態で設計され得るものであり、それらは、プラグコネクタの下側からプリント回路基板の方向に突出して、好ましくは結合箇所で孔に突出または係合する。代替的または付加的に、結合箇所は、接点要素をはんだ付けするためのはんだパッドのようなはんだ箇所を有し得る。

0014

プラグコネクタは好ましくは、ツイストペアケーブル結合用に構成されるプラグ形状を有する。言い換えると、プラグコネクタは、ツイストペアケーブルに接続される相手方プラグコネクタとの接続用に構成される。電気接点から始めて、プラグコネクタの信号導体は、プラグコネクタの恐らくはシールドされた本体部分を通ってプラグコネクタのプラグ側端部のプラグ形状に至るまで延在する。プラグ側端部において、信号導体は、相手方プラグコネクタの相補的な相手方接点要素との結合のための接点ピンおよび/または接点ソケットを有し得る。

0015

好ましくは、プラグコネクタはアングルプラグとして設計され、アングルプラグでは、電気接点が下側で突出し、プラグ形状がそれに対して横断方向、特に垂直方向に延在する側に配設される。このために、プラグコネクタの信号導体は好ましくはいずれの場合にも、約90°の少なくとも1つの屈曲部を含む。

0016

プリント回路基板へのプラグコネクタの装着の安定性を向上させるために、プラグコネクタは、プリント回路基板の装着開口部に係合するいくつか、好ましくは4つの装着突部を有し得る。装着突部は、フォームロックおよび/またはフォースロック方式で装着開口部に受容され得る装着ピンの形態で設計され得る。

0017

本発明の特に好ましい態様では、フットプリントは、スターカッドケーブルプラグコネクタ、特にHSDプラグの装着用に構成される。スターカッドケーブルは、撚り合わされる2つの信号導体ペアを有する。したがって、スターカッドケーブルプラグコネクタは、合計4つの信号導体を有する。したがって、関連のフットプリントは、合計4つの結合箇所を有する。しかしながら、本発明によるそれに結合されるプラグコネクタは、実質的な対象のHSDプラグではなく、2つのみの信号導体を備えるツイストペアケーブルプラグコネクタ、特にMTDプラグである。

0018

以下の記載において、添付の図面を参照して例として本発明が説明される。

図面の簡単な説明

0019

プリント回路基板への装着前のプラグコネクタを示す図である。
図1aのプラグコネクタとプリント回路基板とから構成される本発明によるプリント回路基板アセンブリを示す図である。
プリント回路基板への装着前の別のプラグコネクタを示す図である。
図2aのプラグコネクタとプリント回路基板とから構成される従来型のプリント回路基板アセンブリを示す図である。

実施例

0020

図2bには、従来型のプリント回路基板アセンブリ200が示されている。プリント回路基板アセンブリ200は、プリント回路基板110とプリント回路基板110に装着されるアングルプラグ120とから構成され、アングルプラグ120は、プリント回路基板110の方向に突出する合計4つの電気接点122を備える、2つの差動信号の伝送のための4つの信号導体を備える(図2a参照)。

0021

プリント回路基板110は、合計4つの結合箇所を備える相補的な設計のフットプリント112を有する(図2a参照)。結合箇所の空間的配置は、電気接点122の空間的配置に対応し、その結果、電気接点122はいずれの場合にも、プラグコネクタ120がプリント回路基板110に装着されるときに、関連の結合箇所と電気的に接触する(図2b参照)。プラグコネクタのプラグ側端部は、スターカッドケーブルがプラグコネクタ120に接続され得るように、4接点のプラグ形状130を有する。こうして、プリント回路基板110には、スターカッドケーブルを介して2つの差動信号が供給され得る。

0022

図1bは、本発明によるプリント回路基板アセンブリ100を示している。プリント回路基板アセンブリ100は、プリント回路基板10とプリント回路基板10に装着されるプラグコネクタ20とから構成され、プラグコネクタ20は、プリント回路基板10の方向に突出する2つの電気接点23、24を備える、1つの差動信号の伝送のための2つのみの信号導体を備える(図1a参照)。

0023

プリント回路基板10は、合計4つの結合箇所13、14、15を備える、電気接点23、24を結合するためのフットプリント12を有する(図1a参照)。フットプリント12は、従来型のプリント回路基板アセンブリ200のフットプリント112に対応する。言い換えると、フットプリント12は、プラグコネクタ20が有する電気接点よりも多い結合箇所を有する。

0024

図1bに示される装着状態では、プラグコネクタの第1の電気接点23は、フットプリントの第1の結合箇所13で電気的に結合され、プラグコネクタの第2の電気接点24は、フットプリントの第2の結合箇所14で電気的に結合される。結果として、2つの結合箇所15で結合される電気接点はない。

0025

本発明によれば、第1および第2の結合箇所13、14が互いに直接隣接する結合箇所に相当しないことが重要である。言い換えると、使われていない結合箇所15の少なくともいずれかは、第2(または第1)の結合箇所よりも第1(または第2)の結合箇所に近接して配置される。

0026

図示の実施形態では、4つの結合箇所13、14、15は、正方形の形態で配置され、結合箇所各々が正方形の頂点を形成する。この場合、結合箇所の各々は、直接隣接の2つの結合箇所(すなわち正方形の隣接の頂点)と、より離れた1つの結合箇所(すなわち正方形の対角線方向での向かいの頂点)とを有する。したがって、プラグコネクタの2つの電気接点23、24は、互いに対角線方向に向かい合う正方形の2つの頂点を形成する2つの結合箇所13、14と接続される。故に、第1および第2の結合箇所13、14は、結合箇所間に最大距離Aを持つフットプリントの結合箇所のペアに相当する。

0027

こうして、本発明によれば、一方では、プリント回路基板10へのプラグコネクタ20の取り付けが容易になり、他方では、伝送される信号の品質が向上される。

0028

結合箇所13、14、15各々は、ピン形態の電気接点23、24を挿通するための孔を有する。電気接点23、24はそれにより、プラグコネクタ20の下側からプリント回路基板10の方向に突出する。また、プラグコネクタ20の下側から始めて、合計4つの装着ピン28が突出し、装着状態では(図1b参照)、それら各々がプリント回路基板の装着開口部18に係合する。

0029

プラグコネクタ20のプラグ側端部のプラグ形状30は、信号導体ペアを形成する2つの接点を備える相手方プラグコネクタの接続用に構成される。こうして、例えば、ツイストペアケーブルがプラグコネクタ20と接続され得る。

0030

図示の実施形態では、フットプリントは、4接点のHSDプラグコネクタを結合するための回路基板レイアウトを有し、実質的な対象のHSDプラグではなく2接点のMTDプラグがそれに装着される。

0031

本発明は、前述の実施形態に限定されない。例えば、結合箇所は互いに隣り合って列をなして配置されてもよく、その場合2つの電気接点はその列の最も外側の2つの結合箇所で結合される。また、フットプリントは、4個超、例えば6個、8個または12個の結合箇所を有してもよい。代替的または付加的に、プラグコネクタは、プリント回路基板のグランドと接続される導電性材料製の外部導体ハウジングを有してもよい。本発明によるプリント回路基板アセンブリの他の実施形態も想到可能である。

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