JP2014041729A - 差動信号伝送用ケーブルおよびその回路基板への接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製品毎に安定した電気的特性を得ることができる差動信号伝送用ケーブルおよびその回路基板への接続方法を提供する。
【解決手段】従前のような加締め加工による加締め力よりも小さい熱収縮チューブ１６の収縮力により、グランド用導体１５の本体部１５ａを外部導体１３に圧着するので、グランド用導体１５と外部導体１３とをしっかり電気的に接続しつつ、外部導体１３の内側にある絶縁体１２の弾性変形を抑制することができる。したがって、各信号線導体１１間の距離を設計寸法通りにでき、ひいては製品毎に安定した電気的特性を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、一対の信号線導体を備え、位相を180度反転させた差動信号を伝送する差動信号伝送用ケーブルおよびその回路基板への接続方法に関する。

従来、数Gbit／s以上の高速デジタル信号を扱うサーバやルータ，ストレージ製品等の機器においては、差動インターフェース規格、例えばLVDS（Low Voltage Differential Signal）が採用され、各機器間あるいは機器内の各回路基板間では、差動信号伝送用ケーブルを用いて差動信号の伝送が行われている。差動信号は、システム電源の低電圧化を実現しつつ外来ノイズに対する耐性が高いという特徴を有している。

差動信号伝送用ケーブルは一対の信号線導体を備え、各信号線導体には、位相を180度反転させたプラス側（ポジティブ）信号およびマイナス側（ネガティブ）信号がそれぞれ伝送されるようになっている。そして、これらの２つの信号（プラス側信号およびマイナス側信号）の電位差が信号レベルとなって、例えば電位差がプラスであれば「High」，マイナスであれば「Low」として、当該信号レベルを受信側で認識するようになっている。

このような差動信号を伝送する差動信号伝送用ケーブルとしては、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載された差動信号伝送用ケーブルは、所定間隔で平行に並ぶ一対の信号線導体を備え、これらの各信号線導体は絶縁体によって覆われている。つまり、各信号線導体は絶縁体によって所定間隔で平行に保持されている。また、絶縁体の周囲はシート状の外部導体によって覆われており、さらに、外部導体の周囲はシース（保護外皮）によって覆われている。

そして、差動信号伝送用ケーブルの一端側を順次段剥きすることで、各信号線導体および外部導体の一部がそれぞれ外部に露出されている。外部導体の露出部分には、金属製のシールド接続端子（グランド用導体）が、加締めによって接続されている。シールド端子は、板状金属と当該板状金属に一体成形されたはんだ接続ピンとを備え、板状金属は、加締め時に外部導体の形状に倣って塑性変形されるようになっている。これにより、外部導体とシールド端子とが電気的に接続され、外部導体をシールド端子（板状金属およびはんだ接続ピン）を介して回路基板のグランドパッドに電気的に接続できるようにしている。

ここで、引用文献１に記載の差動信号伝送用ケーブルにおいては、各信号線導体の露出部分とはんだ接続ピンとの長さ寸法を略同一の長さ寸法とし、さらに回路基板のパッド面からの高さ位置を略同一の高さ位置となるようにしている。これにより、高周波域（Ghz帯）における電気的特性の劣化、つまり、特性インピーダンスの劣化やスキュー特性の劣化等を抑制するようにしている。また、各信号線導体の露出部分とはんだ接続ピンとのフォーミング（形状成形）を容易にして、回路基板のシグナルパッドやグランドパッドへのはんだ接続の作業性を向上させている。

特開２０１２−０９９４３４号公報（図１，図２）

しかしながら、上述の特許文献１に記載された差動信号伝送用ケーブルによれば、シールド接続端子を外部導体の形状に沿わせて塑性変形させる（加締め加工する）際に、外部導体の内側にある絶縁体が加締め力により弾性変形し、ひいては絶縁体のさらに内側にある各信号線導体間の距離が変化して設計寸法通りにならないという製造上の問題が起こり得る。これにより、差動信号伝送用ケーブルの電気的特性が製品毎にばらつくという問題を生じ得る。

本発明の目的は、製品毎に安定した電気的特性を得ることができる差動信号伝送用ケーブルおよびその回路基板への接続方法を提供することにある。

本発明の差動信号伝送用ケーブルは、絶縁体を介して所定間隔で並ぶ一対の信号線導体と、前記信号線導体の端部に形成され、回路基板のシグナルパッドに電気的に接続されるシグナルパッド接続部と、前記絶縁体の周囲に設けられる外部導体と、前記外部導体の周囲に設けられて当該外部導体に電気的に接続される本体部、および前記回路基板のグランドパッドに電気的に接続されるグランドパッド接続部を有するグランド用導体と、前記本体部の周囲に設けられ、加熱により収縮して前記本体部を前記外部導体に圧着する熱収縮チューブと、を備えることを特徴とする。

本発明の差動信号伝送用ケーブルは、前記本体部は板状に形成され、前記外部導体の前記回路基板側とは反対側を被覆することを特徴とする。

本発明の差動信号伝送用ケーブルは、前記本体部を、前記外部導体の前記回路基板側にまで延在させたことを特徴とする。

本発明の差動信号伝送用ケーブルは、前記熱収縮チューブを、前記本体部の前記信号線導体の長手方向に沿う両端部を被覆するよう設けることを特徴とする。

本発明の差動信号伝送用ケーブルは、前記グランドパッド接続部の基端側を、当該グランドパッド接続部の先端側よりも太く形成することを特徴とする。

本発明の差動信号伝送用ケーブルは、前記本体部の前記外部導体側および前記熱収縮チューブ側のうちの少なくともいずれか一方に、表面粗さを粗くした粗面部を設けることを特徴とする。

本発明の差動信号伝送用ケーブルは、前記グランド用導体は、その長手方向に沿って横断面形状が一様となるように棒状に形成され、長手方向に沿う一側を前記本体部とし、長手方向に沿う他側を前記グランドパッド接続部としたことを特徴とする。

本発明の差動信号伝送用ケーブルは、前記外部導体の前記本体部によって被覆されない非被覆部に、前記外部導体と前記本体部との双方に電気的に接続される金属箔を設けることを特徴とする。

本発明の差動信号伝送用ケーブルは、前記シグナルパッド接続部の長手方向に沿う前記絶縁体側および前記グランドパッド接続部の長手方向に沿う前記本体部側を、前記回路基板の前記各パッド面に対して同じ高さ位置に配置することを特徴とする。

本発明の差動信号伝送用ケーブルは、前記グランドパッド接続部の横断面形状を、多角形形状に形成することを特徴とする。

本発明の差動信号伝送用ケーブルは、前記グランドパッド接続部の表面に、錫めっき処理を施したことを特徴とする。

本発明の差動信号伝送用ケーブルは、前記グランド用導体を金属テープにより形成し、前記外部導体に巻き付けられた部分を前記本体部とし、前記信号線導体の長手方向に引き出された部分を前記グランドパッド接続部としたことを特徴とする。

本発明の差動信号伝送用ケーブルは、前記グランドパッド接続部を、前記各信号線導体を挟んで鏡像対称となるように一対設けることを特徴とする。

本発明の差動信号伝送用ケーブルの回路基板への接続方法は、絶縁体を介して所定間隔で並ぶ一対の信号線導体および前記絶縁体の周囲に設けられる外部導体を備えたケーブルアッシーを準備し、前記外部導体の周囲に設けられて当該外部導体に電気的に接続される本体部および回路基板のグランドパッドに電気的に接続されるグランドパッド接続部を備えたグランド用導体を準備し、加熱により収縮する熱収縮チューブを準備し、シグナルパッドおよび前記グランドパッドが形成された前記回路基板を準備するパーツ準備工程と、前記ケーブルアッシーの端部から前記信号線導体を露出させることにより、前記シグナルパッドに電気的に接続されるシグナルパッド接続部を形成する接続部形成工程と、前記外部導体の前記シグナルパッド接続部の近傍に前記本体部を位置決めし、当該状態のもとで前記本体部を被覆するよう前記熱収縮チューブを位置決めする位置決め工程と、前記熱収縮チューブを加熱して収縮させることで前記本体部を前記外部導体に圧着し、差動信号伝送用ケーブルを完成させるチューブ加熱工程と、前記差動信号伝送用ケーブルの前記シグナルパッド接続部および前記グランドパッド接続部を、前記シグナルパッドおよび前記グランドパッドにそれぞれ臨ませてはんだ接続するはんだ接続工程と、を備えることを特徴とする。

本発明の差動信号伝送用ケーブルおよびその回路基板への接続方法によれば、従前のような加締め加工による加締め力よりも小さい熱収縮チューブの収縮力により、グランド用導体の本体部を外部導体に圧着するので、グランド用導体と外部導体とをしっかり電気的に接続しつつ、外部導体の内側にある絶縁体の弾性変形を抑制することができる。したがって、各信号線導体間の距離を設計寸法通りにでき、ひいては製品毎に安定した電気的特性を得ることができる。

本発明の第１実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブルと回路基板との接続構造を示す斜視図である。 図１のＡ矢視図である。 （ａ）は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図であり、（ｃ）は熱収縮チューブの変形例を示す断面図である。 （ａ）は図２のグランド用導体の詳細を示す斜視図であり、（ｂ）はグランド用導体の第１変形例を示す斜視図であり、（ｃ）はグランド用導体の第２変形例を示す斜視図である。 図１の差動信号伝送用ケーブルの回路基板への接続手順を示すフローチャート図である。 図１の差動信号伝送用ケーブルの組み立て手順を説明する説明図である。 図１の差動信号伝送用ケーブルを回路基板に複数接続した場合を示す斜視図である。 本発明の第２実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブルを示す図２に対応した平面図である。 本発明の第３実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブルを示す横断面図である。 （ａ）は本発明の第４実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブルのグランド用導体の詳細を示す斜視図であり、（ｂ）は図１０（ａ）のグランド用導体の変形例を示す断面図である。 （ａ）は本発明の第５実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブルのグランド用導体の詳細を示す斜視図であり、（ｂ）は図１１（ａ）のグランド用導体の変形例を示す斜視図である。 本発明の第６実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブルを示す斜視図である。

以下、本発明の第１実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の第１実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブルと回路基板との接続構造を示す斜視図を、図２は図１のＡ矢視図をそれぞれ表している。

図１および図２に示すように、第１実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブル１０は、一対の信号線導体１１を備えている。各信号線導体１１のうちのいずれか一方には差動信号としてのプラス側（ポジティブ）信号が伝送され、各信号線導体１１のうちのいずれか他方には差動信号としてのマイナス側（ネガティブ）信号が伝送されるようになっている。各信号線導体１１は、例えば、その表面に錫めっき処理が施された軟銅線（Tinned Annealed Copper Wire）によって形成され、各信号線導体１１は絶縁体１２によって被覆されている。

絶縁体１２は、差動信号伝送用ケーブル１０に柔軟性を持たせるために、例えば、発泡ポリエチレン（Expanded Poly-Ethylene）によって形成され、その横断面形状は略楕円形形状に形成されている。絶縁体１２は、各信号線導体１１を所定間隔で並ぶよう保持しており、各信号線導体１１の周囲には、略同等の肉厚となるよう絶縁体１２が配置されている。ここで、絶縁体１２の材料である発砲ポリエチレンの溶融温度は［110℃〜120℃］に設定されている。ただし、絶縁体１２は、図示のような横断面形状が略楕円形形状のものに限らず、例えば、各信号線導体１１をそれぞれ別個に被覆するよう横断面形状が円形形状の絶縁体であっても良い。また、図示のように上下側にそれぞれ直線部分を有する略楕円形形状の絶縁体に限らず、上下側の各直線部分をそれぞれ円弧形状とした略楕円形形状の絶縁体であっても良い。

図３（ａ）は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図，（ｂ）は図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図，（ｃ）は熱収縮チューブの変形例を示す断面図をそれぞれ表している。

図３（ａ）に示すように、各信号線導体１１の長手方向に沿う大部分は絶縁体１２の内部に配置されており、各信号線導体１１の端部（図中左側）は、絶縁体１２の外部に露出されている。各信号線導体１１の露出部分はシグナルパッド接続部１１ａとなっており、当該シグナルパッド接続部１１ａは、それぞれ回路基板２０のシグナルパッド２２にはんだ接続により電気的に接続されている。各シグナルパッド接続部１１ａの長さ寸法はいずれも略Ｌ１に設定されている。ここで、各シグナルパッド接続部１１ａの表面には、上述したように錫めっき処理が施されているため、はんだ濡れ性が向上しており、よって質の良いはんだ接続（はんだフィレットの成形）が可能となっている（図２の網掛け部分参照）。

各シグナルパッド接続部１１ａは、差動信号伝送用ケーブル１０を回路基板２０に接続する前に予め段付き形状にフォーミングされるようになっている。ここで、各シグナルパッド接続部１１ａの横断面形状は円形形状となっているため、フォーミング時に応力集中することが無い。したがって、各シグナルパッド接続部１１ａは折損等すること無くフォーミングし易くなっている。また、各シグナルパッド接続部１１ａの先端側と基端側との高低差、つまり各シグナルパッド接続部１１ａの長手方向に沿う絶縁体１２側の回路基板２０におけるパッド面からの高さ寸法は、図２に示すように、いずれも略ｈ１に設定されている。

絶縁体１２の周囲には、外来ノイズの影響を抑制するための外部導体１３が設けられている。外部導体１３は、例えば、シート状の銅箔によって形成され、絶縁体１２の周囲全体を被覆するようになっている。ただし、外部導体１３としては、銅箔に限らず他の金属箔であっても良く、さらには軟銅線等の金属細線を編み込んだ編組シートであっても良い。

図１および図３（ａ），（ｂ）に示すように、外部導体１３の長手方向に沿う大部分はシース１４によって被覆されており、外部導体１３の端部（図中左側）は、シース１４の外部に露出されている。ここで、シース１４は、例えば、耐熱ＰＶＣ（Heat Resistant Polyvinyl Chloride）によって形成され、差動信号伝送用ケーブル１０を保護する外皮として機能している。

図４（ａ）は図２のグランド用導体の詳細を示す斜視図，（ｂ）はグランド用導体の第１変形例を示す斜視図，（ｃ）はグランド用導体の第２変形例を示す斜視図を表している。

外部導体１３の外部に露出した部分、つまり外部導体１３の端部には、グランド用導体１５が設けられている。グランド用導体１５は、図４（ａ）に示すように、導電性に優れた銅等の金属板材により形成され、略長方形形状の板状に形成された本体部１５ａと、本体部１５ａに一体成形された一対のグランドパッド接続部１５ｂとを有している。

本体部１５ａは、図２に示すように、外部導体１３の周囲に設けられ、当該外側導体１３の周囲形状に倣って湾曲されている。本体部１５ａは、外部導体１３の短手方向（厚み方向）に沿う回路基板２０側とは反対側（図中上側半分）を被覆して、外部導体１３に電気的に接続されている。これにより、本体部１５ａを外部導体１３に対して装着し易くし、差動信号伝送用ケーブル１０の組み立て作業性を向上させている（図６の矢印（１）参照）。

各グランドパッド接続部１５ｂは、図３（ｂ）に示すように、横断面形状が各信号線導体１１と同じ直径寸法の円形形状で、長さ寸法が略Ｌ２に形成されている（Ｌ２＞Ｌ１）。ここで、各グランドパッド接続部１５ｂの横断面形状を円形形状とすることで、各シグナルパッド接続部１１ａと同様に、フォーミング時に応力集中するのを防止している。

各グランドパッド接続部１５ｂの基端部は、本体部１５ａの長手方向に沿う両端側（図２中左右端側）にそれぞれ接続されている。つまり、一対のグランドパッド接続部１５ｂは、各信号線導体１１を挟んで鏡像対称となるよう設けられている。

各グランドパッド接続部１５ｂの先端部は、それぞれ回路基板２０のグランドパッド２３に、はんだ接続により電気的に接続されている。ここで、各グランドパッド接続部１５ｂの表面には、各シグナルパッド接続部１１ａと同様に錫めっき処理を施している。したがって、はんだ濡れ性が向上しており、質の良いはんだ接続（はんだフィレットの成形）を可能としている（図２の網掛け部分参照）。

各グランドパッド接続部１５ｂは、差動信号伝送用ケーブル１０を回路基板２０に接続する前に予め段付き形状にフォーミングされ、各グランドパッド接続部１５ｂの先端側と基端側との高低差、つまり各グランドパッド接続部１５ｂの長手方向に沿う本体部１５ａとの接続側の回路基板２０におけるパッド面からの高さ寸法は、図２に示すように、いずれも略ｈ２に設定されている（ｈ２＝ｈ１）。このように、各シグナルパッド接続部１１ａおよび各グランドパッド接続部１５ｂの基端側は、それぞれ回路基板２０のパッド面に対して同じ高さ位置に配置されている。

そして、グランド用導体１５は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、各シグナルパッド接続部１１ａおよび各グランドパッド接続部１５ｂが、差動信号伝送用ケーブル１０の側方から見た時に重畳するよう外部導体１３に装着されている。これにより、高周波域（Ghz帯）における電気的特性の劣化、つまり、特性インピーダンスの劣化やスキュー特性の劣化等を抑制している。

また、各シグナルパッド接続部１１ａおよび各グランドパッド接続部１５ｂのフォーミングを、同時に容易に行うことができ、回路基板２０のシグナルパッド２２やグランドパッド２３へのはんだ接続の作業性を向上させている。

なお、グランド用導体１５は、図４（ｂ）に示すような形状（第１変形例）であっても良い。第１変形例のグランド用導体１５は、図４（ａ）のグランド用導体１５に比して、一方のグランドパッド接続部１５ｂを省略した点が異なっている。このように、一方のグランドパッド接続部１５ｂを省略することで、グランド用導体１５を小型軽量化できるとともに、差動信号伝送用ケーブル１０の回路基板２０への接続作業（はんだ接続）を簡素化することができる。

また、グランド用導体１５は、図４（ｃ）に示すような形状（第２変形例）であっても良い。第２変形例のグランド用導体１５は、図４（ｂ）のグランド用導体１５に比して、グランドパッド接続部１５ｂの横断面形状を正方形形状（多角形形状）とした点が異なっている。また、グランドパッド接続部１５ｂの基端側を、先端側よりも太くする円弧状幅広部１５ｃを設けた点が異なっている。

このように、グランドパッド接続部１５ｂの横断面形状を正方形形状とすることで、グランド用導体１５を打ち抜き加工の１工程のみで容易に形成することができ、ひいては製造コストを低減することができる。さらに、グランドパッド接続部１５ｂとグランドパッド２３とを面接触させることができるので、より好適なはんだ接続を可能として製品の信頼性向上を図ることができる。また、円弧状幅広部１５ｃにより、グランドパッド接続部１５ｂの根元の剛性を高め、かつ当該根元に作用する応力集中を緩和できるので、グランドパッド接続部１５ｂのフォーミング時に当該グランドパッド接続部１５ｂが破損したりするのを確実に防止できる。

ただし、図４（ａ）の各グランドパッド接続部１５ｂの双方を、横断面形状が正方形形状となるようにしても良いし、これらの各グランドパッド接続部１５ｂの双方の根元にそれぞれ円弧状幅広部１５ｃを設けても良い。また、各グランドパッド接続部１５ｂの横断面形状は、円形形状や正方形形状（四角形）に限らず、三角形や五角形以上の多角形形状としても良い。この場合、多角形形状の１つの面が、グランドパッド２３に対して面接触するよう形成するのが好ましい。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、グランド用導体１５の本体部１５ａの周囲には、加熱により収縮する熱収縮チューブ１６が設けられている。熱収縮チューブ１６は、例えば、ポリオレフィン（polyolefin）よって形成され、熱収縮させる前は、図６に示すように、外部導体１３およびグランド用導体１５の周囲に余裕（隙間）を持って被せられるようになっている。

熱収縮チューブ１６の収縮温度は［80℃〜100℃］に設定されており、したがって、熱収縮チューブ１６を収縮させる際に絶縁体１２（溶融温度［110℃〜120℃］）が溶融するようなことは無い。なお、熱収縮チューブ１６の収縮比は２：１以上に設定されている。

熱収縮チューブ１６は、グランド用導体１５の本体部１５ａの短手方向に沿う、各グランドパッド接続部１５ｂ側とは反対側、つまりシース１４側（図３（ａ），（ｂ）の右側）の端部を被覆するよう設けられている。これにより、グランド用導体１５を外部導体１３の所定箇所に位置決めしつつ、本体部１５ａを外部導体１３に電気的に接続することができる。ここで、熱収縮チューブ１６による収縮力は、加熱温度や加熱時間によって調整できるようになっている。本実施の形態においては、収縮力は、本体部１５ａを外部導体１３に対して圧着し、両者を充分に導通可能に電気的に接続しつつ、絶縁体１２を弾性変形させない力に設定されている。つまり、熱収縮チューブ１６の収縮力によって各信号線導体１１間の距離が変化してしまうようなことは無い。

ここで、熱収縮チューブ１６は、図３（ｃ）に示すような形状（変形例）であっても良い。この変形例に係る熱収縮チューブ１６は、グランド用導体１５の本体部１５ａの短手方向、つまり本体部１５ａの各信号線導体１１の長手方向に沿う各グランドパッド接続部１５ｂ側とその反対側との双方の端部（図３（ｃ）の左右側）を被覆するよう設けられている。このように、熱収縮チューブ１６によって本体部１５ａの短手方向に沿う両端部を被覆することで加熱箇所が増えることになるが、図３（ａ），（ｂ）の熱収縮チューブ１６に比して、グランド用導体１５の抜け強度を向上させることができる。

図１〜図３に示すように、差動信号伝送用ケーブル１０が電気的に接続される回路基板２０は、樹脂製の基板本体２１を備え、当該基板本体２１の表面部２１ａには、一対のシグナルパッド２２と一対のグランドパッド２３とが形成されている。各シグナルパッド２２および各グランドパッド２３は、差動信号伝送用ケーブル１０の各シグナルパッド接続部１１ａおよび各グランドパッド接続部１５ｂに対応して、一列に並んで配置されている。

各シグナルパッド２２は、基板本体２１の表面部２１ａに形成された一対のシグナルライン２４にそれぞれ電気的に接続され、これらの各シグナルライン２４を通じて差動信号が伝送されるようになっている。

一方、各グランドパッド２３は、基板本体２１の表面部２１ａから裏面部２１ｂに向けて貫通するスルーホール２５の一端部にそれぞれ電気的に接続されている。また、各スルーホール２５の他端部は、裏面部２１ｂに形成された全面グランド２６に電気的に接続されている。

ここで、各シグナルパッド２２，各グランドパッド２３，各シグナルライン２４および全面グランド２６は、他の回路パターン（図示せず）とともに、基板本体２１の表面部２１ａおよび裏面部２１ｂ上に同時に形成されるようになっている。

次に、以上のように形成した差動信号伝送用ケーブル１０の回路基板２０への接続方法について、図面を用いて詳細に説明する。

図５は図１の差動信号伝送用ケーブルの回路基板への接続手順を示すフローチャート図を、図６は図１の差動信号伝送用ケーブルの組み立て手順を説明する説明図をそれぞれ表している。

［パーツ準備工程］
まず、図５のステップＳ１では、図６に示すように、別の製造工程で製造されたケーブルアッシーＣＡを準備する。ここで、ケーブルアッシーＣＡとは、絶縁体１２を介して所定間隔で並ぶ一対の信号線導体１１，絶縁体１２の周囲に設けられる外部導体１３および外部導体１３の周囲に設けられるシース１４を備え、グランド用導体１５を接続していないサブアッセンブリの状態を指している。

また、ステップＳ１では、外部導体１３の周囲に設けられて当該外部導体１３に電気的に接続される本体部１５ａおよび回路基板２０のグランドパッド２３（図１参照）に電気的に接続されるグランドパッド接続部１５ｂを備えたグランド用導体１５を準備するとともに、加熱により収縮する熱収縮チューブ１６を準備する。

さらに、ステップＳ１では、別の製造工程で製造された回路基板２０、つまり各シグナルパッド２２，各グランドパッド２３，各シグナルライン２４，各スルーホール２５，全面グランド２６および他の回路パターンが形成された回路基板２０を準備する。これにより、パーツ準備工程が完了する。

［接続部形成工程］
次いで、図５のステップＳ２では、図６に示すように、ケーブルアッシーＣＡの端部を順次段剥きする処理を施す。具体的には、ケーブルアッシーＣＡの端部から所定長さの分、絶縁体１２および外部導体１３を取り除いて各信号線導体１１の端部を露出させ、これにより回路基板２０の各シグナルパッド２２（図１参照）に電気的に接続される各シグナルパッド接続部１１ａを形成する。また、ステップＳ２では、外部導体１３の端部から所定長さの分、シース１４を取り除いて外部導体１３を露出させる。これにより、接続部形成工程が完了する。

［位置決め工程］
その後、図５のステップＳ３では、図６の矢印（１）に示すように、外部導体１３の各シグナルパッド接続部１１ａの近傍に、グランド用導体１５の本体部１５ａを位置決めする。次いで、この状態のもとで、図６の矢印（２）に示すように、本体部１５ａを被覆するよう熱収縮チューブ１６を被せて位置決めする。ここで、本体部１５ａの位置決めに際し、各グランドパッド接続部１５ｂの向きを各シグナルパッド接続部１１ａ側に向けつつ、これらの先端部（図中左端部）の位置を、ケーブルアッシーＣＡの長手方向に沿って一致させるようにする。これにより、位置決め工程が完了する。

［チューブ加熱工程］
その後、図５のステップＳ４では、図示しない加熱治具（工業用ドライヤー等）を用い、熱収縮チューブ１６の周囲を満遍なく加熱することで熱収縮チューブ１６を収縮させる。すると、熱収縮チューブ１６の収縮力によって、本体部１５ａが外部導体１３に圧着されて、差動信号伝送用ケーブル１０が完成する。これにより、チューブ加熱工程が完了する。

［はんだ接続工程］
その後、図５のステップＳ５では、まず、図１〜図３に示すように、差動信号伝送用ケーブル１０の各シグナルパッド接続部１１ａおよび各グランドパッド接続部１５ｂを、一括して段付き形状にフォーミングする。次いで、フォーミングした各シグナルパッド接続部１１ａおよび各グランドパッド接続部１５ｂの先端部を、回路基板２０の各シグナルパッド２２および各グランドパッド２３にそれぞれ臨ませて、合計４箇所を接続治具（はんだごて等）ではんだ接続する。これにより、はんだ接続工程が完了し、差動信号伝送用ケーブル１０の回路基板２０への接続作業が終了する。

ここで、各シグナルパッド接続部１１ａおよび各グランドパッド接続部１５ｂの先端部をはんだ接続するようにしているため、接続治具の熱（例えば200℃〜400℃）は絶縁体１２や熱収縮チューブ１６に伝達し難くなっている。したがって、はんだ接続時の熱によって絶縁体１２や熱収縮チューブ１６が溶融するようなことは無い。

図７は図１の差動信号伝送用ケーブルを回路基板に複数接続した場合を示す斜視図を表しており、図７に示すように、複数本（図示では４本）の差動信号伝送用ケーブル１０を、所定の回路基板２０に接続する場合には、各差動信号伝送用ケーブル１０間でクロストークが発生しないようにするために、隣り合う差動信号伝送用ケーブル１０同士を接触させないよう配置する。

以上詳述したように、第１実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブル１０およびその回路基板２０への接続方法によれば、従前のような加締め加工による加締め力よりも小さい熱収縮チューブ１６の収縮力により、グランド用導体１５の本体部１５ａを外部導体１３に圧着するので、グランド用導体１５と外部導体１３とをしっかり電気的に接続しつつ、外部導体１３の内側にある絶縁体１２の弾性変形を抑制することができる。したがって、各信号線導体１１間の距離を設計寸法通りにでき、ひいては製品毎に安定した電気的特性を得ることができる。

次に、本発明の第２実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した第１実施の形態と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図８は本発明の第２実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブルを示す図２に対応した平面図を表している。

図８に示すように、第２実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブル３０は、第１実施の形態に比して、グランド用導体３１の構造が異なっている。図８に示すように、グランド用導体３１は本体部３１ａを備え、この本体部３１ａの長手方向に沿う両端側（図中左右端側）には、外部導体１３の短手方向（厚み方向）に沿う回路基板２０側にまで延在された腕部３１ｂがそれぞれ設けられている。各腕部３１ｂにおいても、本体部３１ａと同様に外部導体１３の周囲形状に倣って湾曲されている。

なお、各腕部３１ｂを設けたことにより、差動信号伝送用ケーブル３０と回路基板２０との間の間隔を、第１実施の形態に比して広くしている。ここで、グランド用導体３１を外部導体１３に接続する際には、本体部３１ａおよび各腕部３１ｂを外部導体１３（各信号線導体１１）の長手方向から臨ませて、本体部３１ａおよび各腕部３１ｂの内側に外部導体１３を差し込んで接続するようにする。

以上のように形成した第２実施の形態においても、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。これに加え、第２実施の形態においては、外部導体１３の周囲を抱え込むようにしてグランド用導体３１を接続するので、外部導体１３とグランド用導体３１との接触部分を増やすことができるとともに、熱収縮チューブ１６で固定する前の位置決め作業を正確かつ確実に行うことができる。よって、製品毎に安定した電気的特性が得られるようにして、製品の信頼性をより向上させることが可能となる。

次に、本発明の第３実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した第１実施の形態と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図９は本発明の第３実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブルを示す横断面図を表している。

図９に示すように、第３実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブル４０は、外部導体１３の短手方向（厚み方向）に沿う回路基板２０側（図中下側）に、金属箔としての導体シート４１を備えている。つまり、導体シート４１は、外部導体１３の本体部１５ａによって被覆されていない非被覆部１３ａを覆うよう設けられている。導体シート４１は、銅等の導電性に優れた金属材料よりなり、グランド用導体１５の本体部１５ａよりも薄肉となり、変形自在となっている。導体シート４１は、本体部１５ａと同様の略長方形形状に形成され、外部導体１３および本体部１５ａの双方に電気的に接続されている。

そして、導体シート４１は、本体部１５ａとともに、熱収縮チューブ１６の収縮力によって外部導体１３の周囲の所定位置に位置決めされるようになっている。ただし、導体シート４１としては、軟銅線等の金属細線を編み込んだ編組シートを用いることもできる。

以上のように形成した第３実施の形態においても、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。これに加え、第３実施の形態においては、外部導体１３とグランド用導体１５との電気的な接続をより確実なものにできるので、より安定した電気的特性を得ることができ、ひいては製品の信頼性をさらに向上させることが可能となる。

次に、本発明の第４実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した第１実施の形態と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１０（ａ）は本発明の第４実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブルのグランド用導体の詳細を示す斜視図，（ｂ）は図１０（ａ）のグランド用導体の変形例を示す断面図を表している。

図１０（ａ），（ｂ）に示すように、第４実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブル５０は、第１実施の形態に比して、グランド用導体５１の構造が異なっている。図１０（ａ）に示すように、グランド用導体５１は本体部５１ａを備え、この本体部５１ａの熱収縮チューブ１６側（図中上側）には、グランド用導体５１の他の部分よりも表面粗さを粗くした粗面部５１ｂが形成されている。粗面部５１ｂは、例えば、粗目のサンドペーパ等で擦ることにより形成されている。ただし、粗面部５１ｂは、本体部５１ａの熱収縮チューブ１６側に限らず、本体部５１ａの外部導体１３側（図中下側）にも設けても良いし、本体部５１ａの外部導体１３側のみに設けても良い。

また、グランド用導体５１の本体部５１ａには、図１０（ｂ）に示すような形状の粗面部５１ｃ（変形例）を設けるようにしても良い。つまり、図１０（ｂ）に示す粗面部５１ｃは、本体部５１ａの厚み方向に貫通する複数の貫通孔５１ｄを設けることで形成され、これによっても本体部５１ａの表面粗さを、グランド用導体５１の他の部分よりも粗くすることができる。この場合、複数の貫通孔５１ｄの全てを１回の打ち抜き加工で形成でき、さらには本体部５１ａの両面側（図中上側および下側）に、一度に粗面部５１ｃを形成することができる。

以上のように形成した第４実施の形態においても、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。これに加え、第４実施の形態においては、外部導体１３とグランド用導体５１との接続強度、あるいはグランド用導体５１と熱収縮チューブ１６との接続強度が向上するので、グランド用導体５１の外部導体１３あるいは熱収縮チューブ１６に対する抜け強度を向上させることができる。また、本体部５１ａの外部導体１３側に粗面部５１ｂ，５１ｃを設けることで、グランド用導体５１と外部導体１３との電気的な接続をより確実にすることができ、ひいては製品の信頼性をさらに向上させることが可能となる。

次に、本発明の第５実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した第１実施の形態と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１１（ａ）は本発明の第５実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブルのグランド用導体の詳細を示す斜視図，（ｂ）は図１１（ａ）のグランド用導体の変形例を示す斜視図を表している。

図１１（ａ），（ｂ）に示すように、第５実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブル６０は、第１実施の形態に比して、グランド用導体６１の構造が異なっている。具体的には、グランド用導体６１は、銅等の金属材料によって、各信号線導体１１と同じ直径寸法の一対の棒状導体６１ａにより形成され、各棒状導体６１ａは、各シグナルパッド接続部１１ａを挟んで鏡像対称となるよう設けられている。各棒状導体６１ａは、その長手方向に沿って横断面形状が一様となっており、長手方向に沿うシース１４側（一側）が本体部６１ｂとなり、長手方向に沿う各シグナルパッド接続部１１ａ側（他側）がグランドパッド接続部６１ｃとなっている。ただし、グランド用導体６１の横断面形状は、図４（ｃ）に示すような正方形形状にすることもできる。

そして、各本体部６１ｂを仮止めテープ６２で仮止めした状態のもとで、各本体部６１ｂに熱収縮チューブ１６を被せて、当該熱収縮チューブ１６を収縮させる。これにより、グランド用導体６１を、外部導体１３の周囲の所定位置に位置決めして固定することができる。ただし、仮止めテープ６２の素材としては、外部導体１３とグランド用導体６１との電気的な接続をより確実なものにすべく、金属製とするのが好ましい。ここで、仮止めテープ６２を金属製とすることで、当該仮止めテープ６２は、第３実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブル４０における導体シート４１（図９参照）と同様の機能を有することになる。

また、グランド用導体６１は、例えば、図１１（ｂ）に示すような形状（変形例）にしても良い。つまり、図１１（ｂ）に示すグランド用導体６１は、本体部６１ｂとグランドパッド接続部６１ｃとの間が段差形状となっており、隣接するシグナルパッド接続部１１ａとグランドパッド接続部６１ｃとの間の距離が広くなっている。これにより、回路基板２０のシグナルパッド２２とグランドパッド２３（図１参照）との間が広いものにも対応することができる。

以上のように形成した第５実施の形態においても、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。これに加え、第５実施の形態においては、グランド用導体６１の形状を棒状に簡素化することができるので、差動信号伝送用ケーブル６０の端部を小型軽量化しつつ、製造コストをより削減することができる。

次に、本発明の第６実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した第１実施の形態と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１２は本発明の第６実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブルを示す斜視図を表している。

図１２に示すように、第６実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブル７０は、第１実施の形態に比して、グランド用導体７１の構造が異なっている。具体的には、グランド用導体７１は、銅等の金属材料よりなる金属テープ７１ａによって形成されている。そして、金属テープ７１ａの外部導体１３に巻き付けられた部分が本体部７１ｂとなり、金属テープ７１ａの各信号線導体１１の長手方向に引き出された部分、つまり、各シグナルパッド接続部１１ａ側に引き出された部分がグランドパッド接続部７１ｃとなっている。ここで、各グランドパッド接続部７１ｃにおいても、各シグナルパッド接続部１１ａを挟んで鏡像対称となるよう設けられている。なお、各グランドパッド接続部７１ｃの引き出し量は、各シグナルパッド接続部１１ａの長さ寸法に合わせるようにする。

そして、金属テープ７１ａを外部導体１３に巻装し、各グランドパッド接続部７１ｃを引き出した状態（図示の状態）のもとで、本体部７１ｂに熱収縮チューブ１６を被せて、当該熱収縮チューブ１６を収縮させる。これにより、グランド用導体７１を、外部導体１３の周囲の所定位置に位置決めして固定することができる。

以上のように形成した第６実施の形態においても、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。これに加え、第６実施の形態においては、グランド用導体７１を金属テープとして薄肉化することができるので、差動信号伝送用ケーブル７０の端部をより小型軽量化しつつ、製造コストをさらに削減することができる。

本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記第１〜第５実施の形態においては、各シグナルパッド接続部１１ａおよび各グランドパッド接続部１５ｂ，６１ｃを、各シグナルパッド２２および各グランドパッド２３にはんだ接続する際に、それぞれ予め段付き形状にフォーミングするようにしたものを示したが、本発明はこれに限らない。例えば、各シグナルパッドおよび各グランドパッドが回路基板の端部に形成されている場合には、フォーミング作業を省略することもできる。これにより、製造工程の簡素化を図ることができ、製造コストを低減することが可能となる。また、各シグナルパッド接続部および各グランドパッド接続部をそれぞれ真っ直ぐの状態にすることができるので、さらに安定した電気的特性を得ることが可能となる。

さらに、上記各実施の形態においては、回路基板２０に差動信号伝送用ケーブル１０，３０，４０，５０，６０，７０を電気的に接続して、当該状態のもとで接続作業を終了したものを示したが、本発明はこれに限らない。例えば、回路基板と差動信号伝送用ケーブルとの接続部分を樹脂モールドで被覆するようにしても良い。この場合、金属部分を埃や水分等から保護することができるので、長期に亘って所定の電気的特性を維持することが可能となる。

１０ 差動信号伝送用ケーブル
１１ 信号線導体
１１ａ シグナルパッド接続部
１２ 絶縁体
１３ 外部導体
１３ａ 非被覆部
１５ グランド用導体
１５ａ 本体部
１５ｂ グランドパッド接続部
１６ 熱収縮チューブ
２０ 回路基板
２２ シグナルパッド
２３ グランドパッド
４１ 導体シート（金属箔）
５１ｂ 粗面部
７１ａ 金属テープ
ＣＡ ケーブルアッシー

Claims (14)

1. 絶縁体を介して所定間隔で並ぶ一対の信号線導体と、
   前記信号線導体の端部に形成され、回路基板のシグナルパッドに電気的に接続されるシグナルパッド接続部と、
   前記絶縁体の周囲に設けられる外部導体と、
   前記外部導体の周囲に設けられて当該外部導体に電気的に接続される本体部、および前記回路基板のグランドパッドに電気的に接続されるグランドパッド接続部を有するグランド用導体と、
   前記本体部の周囲に設けられ、加熱により収縮して前記本体部を前記外部導体に圧着する熱収縮チューブと、
   を備えることを特徴とする差動信号伝送用ケーブル。
2. 請求項１記載の差動信号伝送用ケーブルにおいて、前記本体部は板状に形成され、前記外部導体の前記回路基板側とは反対側を被覆することを特徴とする差動信号伝送用ケーブル。
3. 請求項２記載の差動信号伝送用ケーブルにおいて、前記本体部を、前記外部導体の前記回路基板側にまで延在させたことを特徴とする差動信号伝送用ケーブル。
4. 請求項２または３記載の差動信号伝送用ケーブルにおいて、前記熱収縮チューブを、前記本体部の前記信号線導体の長手方向に沿う両端部を被覆するよう設けることを特徴とする差動信号伝送用ケーブル。
5. 請求項２〜４のいずれか１項に記載の差動信号伝送用ケーブルにおいて、前記グランドパッド接続部の基端側を、当該グランドパッド接続部の先端側よりも太く形成することを特徴とする差動信号伝送用ケーブル。
6. 請求項２〜５のいずれか１項に記載の差動信号伝送用ケーブルにおいて、前記本体部の前記外部導体側および前記熱収縮チューブ側のうちの少なくともいずれか一方に、表面粗さを粗くした粗面部を設けることを特徴とする差動信号伝送用ケーブル。
7. 請求項１記載の差動信号伝送用ケーブルにおいて、前記グランド用導体は、その長手方向に沿って横断面形状が一様となるように棒状に形成され、長手方向に沿う一側を前記本体部とし、長手方向に沿う他側を前記グランドパッド接続部としたことを特徴とする差動信号伝送用ケーブル。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の差動信号伝送用ケーブルにおいて、前記外部導体の前記本体部によって被覆されない非被覆部に、前記外部導体と前記本体部との双方に電気的に接続される金属箔を設けることを特徴とする差動信号伝送用ケーブル。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の差動信号伝送用ケーブルにおいて、前記シグナルパッド接続部の長手方向に沿う前記絶縁体側および前記グランドパッド接続部の長手方向に沿う前記本体部側を、前記回路基板の前記各パッド面に対して同じ高さ位置に配置することを特徴とする差動信号伝送用ケーブル。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の差動信号伝送用ケーブルにおいて、前記グランドパッド接続部の横断面形状を、多角形形状に形成することを特徴とする差動信号伝送用ケーブル。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の差動信号伝送用ケーブルにおいて、前記グランドパッド接続部の表面に、錫めっき処理を施したことを特徴とする差動信号伝送用ケーブル。
12. 請求項１記載の差動信号伝送用ケーブルにおいて、前記グランド用導体を金属テープにより形成し、前記外部導体に巻き付けられた部分を前記本体部とし、前記信号線導体の長手方向に引き出された部分を前記グランドパッド接続部としたことを特徴とする差動信号伝送用ケーブル。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の差動信号伝送用ケーブルにおいて、前記グランドパッド接続部を、前記各信号線導体を挟んで鏡像対称となるように一対設けることを特徴とする差動信号伝送用ケーブル。
14. 絶縁体を介して所定間隔で並ぶ一対の信号線導体および前記絶縁体の周囲に設けられる外部導体を備えたケーブルアッシーを準備し、前記外部導体の周囲に設けられて当該外部導体に電気的に接続される本体部および回路基板のグランドパッドに電気的に接続されるグランドパッド接続部を備えたグランド用導体を準備し、加熱により収縮する熱収縮チューブを準備し、シグナルパッドおよび前記グランドパッドが形成された前記回路基板を準備するパーツ準備工程と、
    前記ケーブルアッシーの端部から前記信号線導体を露出させることにより、前記シグナルパッドに電気的に接続されるシグナルパッド接続部を形成する接続部形成工程と、
    前記外部導体の前記シグナルパッド接続部の近傍に前記本体部を位置決めし、当該状態のもとで前記本体部を被覆するよう前記熱収縮チューブを位置決めする位置決め工程と、
    前記熱収縮チューブを加熱して収縮させることで前記本体部を前記外部導体に圧着し、差動信号伝送用ケーブルを完成させるチューブ加熱工程と、
    前記差動信号伝送用ケーブルの前記シグナルパッド接続部および前記グランドパッド接続部を、前記シグナルパッドおよび前記グランドパッドにそれぞれ臨ませてはんだ接続するはんだ接続工程と、
    を備えることを特徴とする差動信号伝送用ケーブルの回路基板への接続方法。

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