JP6436162B2 - Connector connection structure - Google Patents
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Description
本発明は、逆相の高周波信号が流れるコネクタの一対の差動信号端子を配線基板の信号パターンへ半田接続するコネクタの接続構造に関し、更に詳しくは、差動信号端子をシールドするコネクタのシールドシェル金具を、差動信号端子と信号パターンの半田接続位置の周囲で配線基板の接地パターンへ接地するコネクタの接続構造に関する。 The present invention relates to a connector connection structure that solder-connects a pair of differential signal terminals of a connector through which a high-frequency signal of opposite phase flows to a signal pattern on a wiring board, and more specifically, a shield shell of a connector that shields differential signal terminals. The present invention relates to a connector connection structure for grounding a metal fitting to a ground pattern on a wiring board around a solder connection position between a differential signal terminal and a signal pattern.
ホスト機器と周辺機器を接続するUSB(ユニバーサル・シリアル・バス)規格に準拠するUSBコネクタ等の高速データ伝送の用途で用いられる特許文献1に記載のコネクタ100は、図12、図13に示すように、相手側プラグが挿入される嵌合凹部101内に絶縁ハウジング102の支持板部102aが突設され、絶縁ハウジング102に取り付けられた複数の端子104のプラグ接触部104aが支持板部102aの背面に露出して相手側プラグのプラグ側端子に接触し、各端子104の脚部104bが絶縁ハウジング102の背面から突出している。 The
絶縁ハウジング102の背面から突出する各端子104の脚部104bは、絶縁ハウジング102の底面と同一面上となるように下方にクランク状に折り曲げられ、絶縁ハウジング102の底面に沿って配置されるプリント配線基板(図示せず)の対向面に露出する対応する信号パターンに半田接続することにより、コネクタ100がプリント配線基板に接続される。 The
このコネクタ100に接続する図示しない相手側プラグは、外周面側を接地電位とした金属筒状に形成されているので、コネクタ100の嵌合凹部101も、接地させたシールドシェル金具105の嵌合筒部105aで形成し、その下端の絶縁ハウジング102の底面に沿って外方に直角に折り曲げられた接地片105bを、対向面に露出するプリント配線基板の接地パターンに半田接続してシールドシェル金具105を接地電位としている。これにより、各端子104の周囲を囲うシールドシェル金具105により、プラグ側端子とコネクタ100の端子104を外部から遮蔽して電磁シールドし、これらの端子に流れる高周波信号が外部に輻射したり、外部からノイズが重畳しないようにしている。 Since the mating plug (not shown) connected to the
一方、各端子104の周囲を筒状に囲うシールドシェル金具105では、絶縁ハウジング102の背面から突出する各端子104の脚部104bを外部から遮蔽できないので、従来のコネクタ100では、図13に示すように、導電性金属板を折り曲げ加工して、絶縁ハウジング102の背面側の空間を囲う形状に形成されたシールドカバー106で、各端子104の脚部104bの全体を囲っている。シールドカバー106の下端も、絶縁ハウジング102の底面に沿って外方に直角に折り曲げられた接地片106aとなっていて、その対向面に露出するプリント配線基板の接地パターンに半田接続してシールドカバー106を接地電位としている。 On the other hand, the shield shell fitting 105 that surrounds each
この従来のコネクタ100の接続構造は、絶縁ハウジング102の背面から突出する各端子104の脚部104bが一応接地されたシールドカバー106で囲われるので外部から遮蔽されるが、脚部104bはクランク状に折り曲げられるので、端子104を流れる高周波伝送路に不必要なインダクタンスが発生する。この問題は、端子104に流れる高周波信号の周波数が高くなるほど顕著になり、USB3.0以上の規格で端子104の転送速度が640MB/sとなると無視できない伝送損失となる。 In this
また、絶縁ハウジングに隣接して取り付けられる一対の差動信号端子間に流れる高周波信号を差動合成して転送データを生成するUSB3.0以上の規格に準拠するコネクタでは、一対の差動信号端子の一方に偏って接地電位のシールドカバー106やシールドカバー106の接地位置が接近していると、各差動信号線にぶら下がる寄生容量が異なるので、互いに逆相で繰り返される差動電流に寄生容量の差分が生じ、高周波信号の周波数が高くなると無視できない大きさのコモンモード電流が発生する。 In addition, in a connector conforming to the USB 3.0 or higher standard for differentially synthesizing high-frequency signals flowing between a pair of differential signal terminals attached adjacent to the insulating housing to generate transfer data, a pair of differential signal terminals If the grounding position of the
また、USB3.1規格に準拠するコネクタでは、支持板部102aの上面に沿って配置される複数の端子と下面に沿って配置される複数の端子のピンアサインを左右対称形状として、相手側プラグのプラグ側端子を表裏いずれの姿勢で嵌合凹部101に挿入しても対応する端子104に電気接続可能としているが、このような従来のコネクタ100のままでは、支持板部102aの上面と下面から絶縁ハウジング102の背面から突出する端子104の脚部104bの長さが異なり、絶縁ハウジング102の上下に分けて取り付けられる端子104の特性インピーダンスを同一にすることができなかった。 In addition, in the connector conforming to the USB 3.1 standard, the pin assignments of the plurality of terminals arranged along the upper surface of the
更に、絶縁ハウジング102の背面から突出する各端子104の脚部104bを周囲から遮蔽するために、導電性金属板を折り曲げ加工するシールドカバー106を用意して絶縁ハウジング102に組み付ける必要があり、部品点数が増加すると共に余分な組み立て工程が必要となっていた。 Furthermore, in order to shield the
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、端子の配線基板との接続部に発生するインダクタンスを減少させて、転送速度が640MB/sとなる高い周波数の高周波信号が流れてもインピーダンスの発生を抑止し、データ伝送特性に優れたコネクタの接続構造を提供する。 The present invention has been made in view of such problems, and even if a high-frequency signal having a high frequency with a transfer rate of 640 MB / s flows by reducing the inductance generated at the connection portion between the terminal and the wiring board, the present invention has been made. To provide a connector connection structure that suppresses the generation of impedance and has excellent data transmission characteristics.
また、絶縁ハウジングに隣接して取り付けられる一対の差動信号端子に高い周波数の差動信号が流れても、コモンモードノイズが発生しないコネクタの接続構造を提供する。 Further, the present invention provides a connector connection structure in which common mode noise does not occur even when a high-frequency differential signal flows through a pair of differential signal terminals attached adjacent to an insulating housing.
また、別にシールド部品を用意することなく、絶縁ハウジングから突出する端子の脚部を外部からシールドするコネクタの接続構造を提供することを目的とする。 It is another object of the present invention to provide a connector connection structure that shields a leg portion of a terminal protruding from an insulating housing from the outside without preparing a separate shielding component.
上述の目的を達成するため、請求項1のコネクタの接続構造は、絶縁ハウジングに互いに絶縁して取り付けられる複数の端子と、絶縁ハウジングの外側面に取り付けられ、絶縁ハウジングに取り付けられる複数の端子をシールドするシールドシェル金具とを有するコネクタと、複数の信号パターンと接地パターンが配線された配線基板とからなり、絶縁ハウジングの背面から突出する複数の端子の脚部を、それぞれ、対応する複数の信号パターンへ半田接続するとともに、シールドシェル金具のシールド接地接続部を第1接地パターンに半田接続し、コネクタを配線基板へ接続するコネクタの接続構造であって、
複数の端子のうち、絶縁ハウジングに隣接して取り付けられる少なくとも一対の端子は、一対の各端子間に逆相の高周波信号が流れる一対の差動信号端子であり、配線基板を絶縁ハウジングの背面に沿って配置し、一対の差動信号端子の各差動端子脚部を、それぞれ、絶縁ハウジングの背面から各差動端子脚部が突出する突出位置で対向する配線基板の信号パターンに半田接続し、シールド接地接続部を、一対の差動端子脚部の突出位置の周囲で、一対の差動端子脚部の各突出位置についてシンメトリーとなる第1接地接続位置に配設し、一対の差動端子脚部の各突出位置についてシンメトリーとなる形状とした配線基板の第1接地パターンに半田接続することを特徴とする。In order to achieve the above-described object, a connector connection structure according to
Among the plurality of terminals, at least a pair of terminals attached adjacent to the insulating housing are a pair of differential signal terminals in which a high-frequency signal having a reverse phase flows between the pair of terminals, and the wiring board is disposed on the back surface of the insulating housing. Solder-connect each differential terminal leg of the pair of differential signal terminals to the signal pattern of the opposing wiring board at the protruding position where each differential terminal leg protrudes from the back of the insulating housing. The shield ground connection portion is disposed around the protruding position of the pair of differential terminal legs at a first ground connection position that is symmetrical with respect to each protruding position of the pair of differential terminal legs. It is characterized in that each projecting position of the terminal leg is soldered to the first ground pattern of the wiring board having a symmetrical shape.
絶縁ハウジングの背面から突出する一対の差動信号端子の差動端子脚部を、絶縁ハウジングの背面に沿って配置される配線基板の対向する信号パターンに半田接続するので、クランク状に折り曲げる必要がなく、余分なインダクタンスが生じない。 Since the differential terminal legs of the pair of differential signal terminals protruding from the back surface of the insulating housing are solder-connected to the opposing signal patterns of the wiring board arranged along the back surface of the insulating housing, it is necessary to bend into a crank shape. There is no extra inductance.
シールド接地接続部が配設される第1接地接続位置は、一対の差動端子脚部の各突出位置の周囲で一対の各突出位置から等距離にあり、また、シールド接地接続部を半田接続する第1接地パターンは、一対の差動端子脚部の各突出位置についてシンメトリーとなる形状であるので、一対の各差動信号端子について接地されたシールド接地接続部や第1接地パターンとの間に生じる寄生容量はほぼ等しく、寄生容量の差分によるコモンモード電流が発生しない。 The first ground connection position where the shield ground connection part is disposed is equidistant from each pair of projecting positions around each projecting position of the pair of differential terminal legs, and the shield ground connection part is solder-connected. Since the first grounding pattern is symmetrical with respect to the protruding positions of the pair of differential terminal legs, the first grounding pattern between the pair of differential signal terminals grounded with the shielded ground connection part and the first grounding pattern. The parasitic capacitances generated in are substantially equal and no common mode current is generated due to the difference in parasitic capacitance.
請求項2のコネクタの接続構造は、複数の端子は、絶縁ハウジング内に水平に取り付けられた中間導電プレートと絶縁して、中間導電プレートで上下に仕切られる各列に沿って取り付けられ、中間導電プレートを、一対の差動端子脚部の突出位置の周囲で、一対の差動端子脚部の各突出位置についてシンメトリーとなる第2接地接続位置に絶縁ハウジングの背面から突出し、一対の差動端子脚部の各突出位置についてシンメトリーとなる形状とした配線基板の第2接地パターンに半田接続することを特徴とする。 In the connector connection structure according to
複数の端子は、第2接地パターンに半田接続して接地される中間導電プレートにより絶縁ハウジングの上下の各列に仕切られるので、上下の各列の端子間が高周波結合しない。 The plurality of terminals are partitioned into upper and lower rows of the insulating housing by an intermediate conductive plate that is grounded by soldering to the second ground pattern, so that the terminals of the upper and lower rows are not high-frequency coupled.
中間導電プレートが突出する第2接地接続位置は、一対の差動端子脚部の各突出位置の周囲で一対の各突出位置から等距離にあり、また、中間導電プレートを半田接続する第2接地パターンは、一対の差動端子脚部の各突出位置についてシンメトリーとなる形状であるので、一対の各差動信号端子について接地された中間導電プレートや第2接地パターンとの間に生じる寄生容量はほぼ等しく、寄生容量の差分によるコモンモード電流が発生しない。 The second ground connection position from which the intermediate conductive plate protrudes is equidistant from each of the pair of protrusion positions around each protrusion position of the pair of differential terminal legs, and the second ground connection to which the intermediate conductive plate is connected by soldering Since the pattern has a symmetrical shape with respect to each protruding position of the pair of differential terminal legs, the parasitic capacitance generated between the pair of differential signal terminals and the grounded intermediate conductive plate or the second ground pattern is Almost equal and no common mode current is generated due to the difference in parasitic capacitance.
請求項3のコネクタの接続構造は、一対の差動信号端子を中間導電プレートへ投影させた投影領域を除いて中間導電プレートにアンカー孔を穿設し、
中間導電プレートと絶縁ハウジングを一体成形することを特徴とする。The connector connection structure according to
The intermediate conductive plate and the insulating housing are integrally formed.
絶縁ハウジングの一部がアンカー孔を埋めて、中間導電プレートと絶縁ハウジングが強固に一体化される。 A part of the insulating housing fills the anchor hole, and the intermediate conductive plate and the insulating housing are firmly integrated.
一対の差動信号端子に最も接近する中間導電プレートの投影領域には、アンカー孔が穿設されていないので、接地された中間導電プレートは、一対の各差動信号端子について等距離で同一形状で対向し、一対の各差動信号端子について接地された中間導電プレートとの間に生じる寄生容量はほぼ等しく、寄生容量の差分によるコモンモード電流が発生しない。 Since the projection area of the intermediate conductive plate closest to the pair of differential signal terminals has no anchor hole, the grounded intermediate conductive plate has the same shape at the same distance for each pair of differential signal terminals. The parasitic capacitance generated between the pair of differential signal terminals and the grounded intermediate conductive plate is substantially equal, and no common mode current is generated due to the difference in parasitic capacitance.
請求項4のコネクタの接続構造は、投影領域の両側に穿設される複数のアンカー孔を、投影領域についてシンメトリーとなる形状で穿設することを特徴とする。 The connector connection structure according to
一対の差動信号端子の近傍に穿設されるアンカー孔は、投影領域についてシンメトリーの形状で穿設されているので、一対の各差動信号端子につてい接地された中間導電プレートとの間に生じる寄生容量はほぼ等しく、寄生容量の差分によるコモンモード電流が発生しない。 Since the anchor holes drilled in the vicinity of the pair of differential signal terminals are formed in a symmetrical shape with respect to the projection region, the anchor holes are formed between the pair of differential signal terminals and the grounded intermediate conductive plate. The parasitic capacitances generated in are substantially equal and no common mode current is generated due to the difference in parasitic capacitance.
請求項5のコネクタの接続構造は、中間導電プレートに複数のアンカー孔を穿設し、一対の差動信号端子を中間導電プレートへ投影させた各投影領域に穿設される複数のアンカー孔を、各投影領域についてシンメトリーとなる形状で穿設することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a connector connecting structure comprising: a plurality of anchor holes formed in each of the projection regions in which a plurality of anchor holes are formed in the intermediate conductive plate and a pair of differential signal terminals are projected onto the intermediate conductive plate. Each projection region is formed in a shape that is symmetrical.
絶縁ハウジングの一部がアンカー孔を埋めて、中間導電プレートと絶縁ハウジングが強固に一体化され、一対の差動信号端子の各投影領域に穿設されるアンカー孔は、各投影領域についてシンメトリーの形状で穿設されているので、一対の各差動信号端子につてい接地された中間導電プレートとの間に生じる寄生容量はほぼ等しく、寄生容量の差分によるコモンモード電流が発生しない。 A part of the insulating housing fills the anchor hole, the intermediate conductive plate and the insulating housing are firmly integrated, and the anchor hole formed in each projection area of the pair of differential signal terminals is symmetrical with respect to each projection area. Since it is formed in a shape, the parasitic capacitance generated between the pair of differential signal terminals and the grounded intermediate conductive plate is substantially equal, and no common mode current is generated due to the difference in parasitic capacitance.
請求項6のコネクタの接続構造は、配線基板は、信号パターンが配線される導電層と接地パターンが接続するグランド層が互いに絶縁して積層された多層基板であり、
絶縁ハウジングの背面を多層基板のグランド層で覆うことを特徴とする。The connector connection structure according to
The back surface of the insulating housing is covered with a ground layer of a multilayer board.
絶縁ハウジングの背面から突出する多数の端子の各脚部と信号パターンは、シールドシェル金具のシールド接地接続部と多層基板のグランド層で外部から遮蔽される。 The leg portions and signal patterns of a large number of terminals protruding from the back surface of the insulating housing are shielded from the outside by the shield ground connection portion of the shield shell metal fitting and the ground layer of the multilayer board.
請求項1の発明によれば、一対の各差動信号端子に高い周波数の高周波信号を流しても、配線基板の信号パターンと電気接続する差動端子脚部に余分なインピーダンスが発生せず、高周波信号を減衰させずに伝送できる。 According to the invention of
また、絶縁ハウジングに隣接して配置される一対の差動信号端子について、その周囲の接地位置との間の寄生容量はほぼ等しいので、逆相の高周波信号が一対の差動信号端子に流れても、一対の差動信号端子にコモンモードノイズが発生しない。 In addition, since the parasitic capacitance between the pair of differential signal terminals arranged adjacent to the insulating housing and the ground position around the pair is substantially equal, a high-frequency signal having a reverse phase flows to the pair of differential signal terminals. However, common mode noise does not occur at the pair of differential signal terminals.
請求項2の発明よれば、絶縁ハウジング内に接地される中間導電プレートを水平に取り付けても、絶縁ハウジングに隣接して配置される一対の差動信号端子について、その周囲の中間導電プレートの第2接地接続位置や第2接地パターンとの間の寄生容量はほぼ等しいので、逆相の高周波信号が一対の差動信号端子に流れても、一対の差動信号端子にコモンモードノイズが発生しない。 According to the second aspect of the present invention, even if the intermediate conductive plate that is grounded in the insulating housing is horizontally mounted, the pair of differential signal terminals arranged adjacent to the insulating housing is connected to the second intermediate conductive plate. Since the parasitic capacitance between the two ground connection positions and the second ground pattern is substantially equal, even if a high-frequency signal of opposite phase flows to the pair of differential signal terminals, no common mode noise is generated at the pair of differential signal terminals. .
請求項3の発明よれば、一対の差動信号端子に平行に絶縁ハウジング内に接地される中間導電プレートを水平に取り付けても、絶縁ハウジングに隣接して配置される一対の差動信号端子について、その周囲の中間導電プレートとの間の寄生容量はほぼ等しいので、一対の差動信号端子にコモンモードノイズが発生しない。 According to the invention of
請求項4の発明によれば、一対の差動信号端子の近傍に中間導電プレートと絶縁ハウジングとを強固に一体化するアンカー孔を穿設しても、一対の差動信号端子について、中間導電プレートとの間の寄生容量はほぼ等しいので、一対の差動信号端子にコモンモードノイズが発生しない。 According to the invention of
請求項5の発明によれば、一対の差動信号端子を中間導電プレートへ投影させた各投影領域に中間導電プレートと絶縁ハウジングとを強固に一体化するアンカー孔を穿設しても、一対の差動信号端子について、中間導電プレートとの間の寄生容量はほぼ等しいので、一対の差動信号端子にコモンモードノイズが発生しない。 According to the invention of
請求項6の発明によれば、絶縁ハウジングの背面をグランド層が積層された多層基板で覆うだけで、絶縁ハウジングの背面から突出する多数の端子の各脚部と信号パターンを外部からシールドできる。 According to the sixth aspect of the present invention, the leg portions and signal patterns of a large number of terminals protruding from the back surface of the insulating housing can be shielded from the outside simply by covering the back surface of the insulating housing with the multilayer substrate on which the ground layer is laminated.
以下、本発明の一実施の形態に係るコネクタの接続構造1を図1乃至図11を用いて詳細に説明する。コネクタの接続構造1は、図1に示すように、コネクタ10をコネクタ10の背面に平行に配置されるフレキシブル配線基板(以下、FPCという)20の表面に接続するもので、以下、各部の説明は、相手側プラグとの接続方向の正面側(図1において上方)を前方と、背面側を後方と、底面側(図1において紙面に直交する奥行方向)を下方と、平面側を上方として説明する。 Hereinafter, a
本実施の形態に係るコネクタ10は、USB3.1規格に準拠するUSBコネクタであり、図5に示すハウジング本体2A、上段サブハウジング2B及び下段サブハウジング2Cとからなる絶縁ハウジング2に、図11に示すように、上下2列の各AB列に沿ってそれぞれ12本の端子3(A1〜A12)、3(B1〜B12)が互いに絶縁して取り付けられている。上段A列の両側のA1とA12は、接地接続され、接地電位となるGND端子、A4とA9は、直流5Vを給電するVbus端子、A5は、USBパワーデリバリーモードで高い電力を送電するCC1端子、A8はセカンダリーバスのSBU1端子である。 The
また、A6とA7は、USB2.0規格までに準拠するUSBプラグと接続してデータを送受信するD+端子と、D−端子であり、残るA2、A3及びA10、A11がそれぞれ対となってUSBSuperSpeedモード若しくはUSBSuperSpeed+モードで高速にデータを転送する差動信号端子3(以下、差動信号端子のみ符号を31とする)となっている。このうち、A2とA3は、対となって高速にデータを送信するTX1+端子31とTX1−端子31であり、USBSuperSpeed+モードでは、8ビットを10ビットに変換した高周波信号をTX1+端子31とTX1−端子31とで逆相にして、最大640MB/s(5Gbps)の送信速度で送信方向に流している。10ビットに符号化したデータを隣接して絶縁ハウジング2に取り付けられるTX1+端子31とTX1−端子31に逆相で送信することにより、外部からノイズが加わっても両者に等しく加わり、ノイズの影響を受けない両者の差電圧から転送データを正確に復号化することができる。また、一対のTX1+端子31とTX1−端子31に互いに逆向きの電流が流れるので、磁束が打ち消されて高周波信号の高調波によるEMIノイズか低減される。 A6 and A7 are a D + terminal and a D- terminal that are connected to a USB plug compliant with the USB 2.0 standard and transmit / receive data, and the remaining A2, A3, A10, and A11 are paired with each other and a USB SuperSpeed. This is a
A10とA11は、対となって高速にデータを受信するRX1−端子31とRX1+端子31であり、USBSuperSpeed+モードでは、同様に8ビットを10ビットに変換した高周波信号をRX1+端子31とRX1−端子31とで逆相にして、最大640MB/s(5Gbps)の送信速度で受信方向に流している。つまり、USB3.1規格で動作するUSBSuperSpeed+モードでは、1レーンあたりのデータ通信線を送受信の各方向に一対ずつ設けて全二重通信とし、送受信する通信信号線間で高周波結合が生じないように、送信方向で対となるTX1+端子31とTX1−端子31と、受信方向で対となるRX1+端子31とRX1−端子31とを、GND端子に隣接する絶縁ハウジング2の左右両側の互いに離れた位置に取り付けている。 A10 and A11 are an RX1-
A列の各端子3(A1〜A12)は、図5に示すように、絶縁合成樹脂で成形される上段サブハウジング2Bに左右方向に等ピッチで一体成形され、上段サブハウジング2Bをハウジング本体2Aの凹部12に後方から挿入して、絶縁ハウジング2に前後方向に沿って取り付けられる。絶縁ハウジング2に取り付けられた状態で、上段サブハウジング2Bの後方に突出する各端子3(A1〜A12)の脚部3aは、絶縁ハウジング2の背面に沿って取り付けられるFPC20の表面に対向するように、上方に直角に折り曲げられている。また、各端子3(A1〜A12)の上段サブハウジング2Bから前方に突出する前部は、図6に示すように、ハウジング本体2Aの前方に水平に突出する支持板部11の上面に沿って露出し、支持板部11に沿って前方から挿入される相手側プラグに接触する接触部3bとなっている。 As shown in FIG. 5, each terminal 3 (A1 to A12) in the A row is integrally formed at an equal pitch in the left-right direction in an
また、下段のB列の12本の端子3(B1〜B12)は、左右対称位置に配置される上段A列の各端子3(A1〜A12)と同一の端子となっている。すなわち、B1とB12は、GND端子、B4とB9は、Vbus端子、B5は、CC端子、B8はSBU端子、B6とB7は、D+端子と、D−端子、B2とB3は、対となって高速にデータを送信するTX2+端子31とTX2−端子31、B10とB11は、対となって高速にデータを受信するRX2−端子31とRX2+端子31となっている。 Further, the twelve terminals 3 (B1 to B12) in the lower B row are the same terminals as the respective terminals 3 (A1 to A12) in the upper A row arranged in the left-right symmetric position. That is, B1 and B12 are GND terminals, B4 and B9 are Vbus terminals, B5 is a CC terminal, B8 is an SBU terminal, B6 and B7 are D + terminals, D- terminals, and B2 and B3 are a pair. The TX2 +
B列の各端子3(B1〜B12)は、図5に示すように、絶縁合成樹脂で成形される下段サブハウジング2Cに左右方向に等ピッチで一体成形され、下段サブハウジング2Cを上段サブハウジング2Bの下方のハウジング本体2Aの凹部12に後方から挿入して、絶縁ハウジング2にA列の各端子3(A1〜A12)の下方に前後方向に沿って取り付けられる。ハウジング本体2Aに取り付けられた状態で、下段サブハウジング2Cの後方に突出する各端子3(B1〜B12)の脚部3aは同様にFPC20の表面に対向するように、下方に直角に折り曲げられている。また、各端子3(B1〜B12)の下段サブハウジング2Cから前方に突出する前部は、図6に示すように、ハウジング本体2Aの前方に水平に突出する支持板部11の下面に沿って露出し、支持板部11に沿って前方から挿入される相手側プラグに接触する接触部3bとなっている。 As shown in FIG. 5, the terminals 3 (B1 to B12) in the B row are integrally formed at a constant pitch in the left-right direction in the
これにより、コネクタ10の支持板部11に沿って挿入する相手側プラグは、コネクタ10の各端子3に接触する電極が上面と下面のいずれに露出する挿入姿勢であっても、A列の若しくはB列のいずれかの対応する端子3に接触する。更に、上下の端子3(A1〜A12)、3(B1〜B12)のいずれにも接続する相手側プラグであれば、2レーンの8本のデータ通信線を用いて実効最大転送速度を更に倍の速度とすることができる。この場合には、上段A列のA2、A3の対となるTX1+端子31、TX1−端子31とA10とA11の対となるRX1−端子31、RX1+端子31が、それぞれ絶縁ハウジング2の上下で、下段B列のB10、B11の対となるRX2−端子31、RX2+端子31とB2、B3の対となるTX2+端子31、TX2−端子31に近接し、相互に高周波結合する恐れがある。 As a result, the mating plug inserted along the
そこで、コネクタ10には、後述するようにFPC20の第2接地パターン23Bに半田接続して接地される中間導電プレート5がA列とB列の各端子3と絶縁して、絶縁ハウジング2のA列とB列の各端子3間に水平に配設される。中間導電プレート5は、ハウジング本体2Aの成形の際にインサート成形され、支持板部11を含むハウジング本体2Aの鉛直方向の中間に水平面に沿って一体に取り付けられる。これにより、扁平で厚みの薄い支持板部11の機械的強度が剛性の中間導電プレート5により補強される。 Therefore, in the
中間導電プレート5には、図10示すように、多数のアンカー孔6が穿設され、ハウジング本体2Aにインサート成形する際にアンカー孔6内に流入する溶融樹脂が硬化し、中間導電プレート5とハウジング本体2Aが強固に一体化される。アンカー孔6は、絶縁ハウジング2に取り付けられる各一対の差動信号端子31を鉛直方向で中間導電プレート5上へ投影させた図中破線で示す投影領域7a、7bを避けて形成され、一対の投影領域7a、7bの左右両側に穿設されるアンカー孔6の形状とその位置は、一対の投影領域7a、7bについてシンメトリーとなるように形成される。ここで、本実施の形態において、一対の投影領域7a、7bについてシンメトリーとは、前後方向を長手方向とする一対の投影領域7a、7b間の中心線について線対称であることをいう。従って、一対の各差動信号端子31、31について、その近傍のアンカー孔6が穿設された中間導電プレート5との間に生じる寄生容量は互いにほぼ等しく、寄生容量の差分によるコモンモード電流が発生しない。 As shown in FIG. 10, a large number of anchor holes 6 are formed in the intermediate
また、図7に示すように、支持板部11に埋設される中間導電プレート5の輪郭は、支持板部11の左右の輪郭に一致し、図7に示すように支持板部11の左右の両側面に沿って中間導電プレート5が露出している。中間導電プレート5が中間に露出する支持板部11の両側面の前方は、左右の外側に突出し、支持板部11に沿って前方から挿入される相手側プラグの図示しない係合凹部と係合する係合突部8となっている。金属板で形成される中間導電プレート5の両側面が係合突部8の一部を構成することによって、係合突部8が撓んだり破損することがなく、相手側プラグの係合凹部と確実に係合する。また、相手側プラグの係合凹部が、接地電位とする金属板で形成されている場合には、係合突部8で臨む中間導電プレート5の両側面も係合凹部に当接して接地される。 Further, as shown in FIG. 7, the contour of the intermediate
図5に示すように、中間導電プレート5は、ハウジング−本体2Aの後方に開口する凹部2bの中間の高さで水平に取り付けられ、上述のA列の各端子3(A1〜A12)が一体成形された上段サブハウジング2Bと、B列の各端子3(B1〜B12)が一体成形された下段サブハウジング2Cとは、それぞれ中間導電プレート5で仕切られる凹部2bの上方と下方に分かれて収容される。上段サブハウジング2Bと下段サブハウジング2Cとは、図6に示すように、その背面が凹部2bの周囲のハウジング−本体2Aの背面に同一面で連続する位置で図示しない係止手段によって後方に対して抜け止めされ、絶縁ハウジング2の背面2Dは、全体に凹凸のない鉛直面となっている。 As shown in FIG. 5, the intermediate
上段のA列と下段のB列に沿って左右方向に等ピッチで絶縁ハウジング2に取り付けられた各12本の端子3(A1〜A12)、3(B1〜B12)は、前後方向に沿って取り付けられた絶縁ハウジング2の背面2Dの突出位置から各端子脚部3aを突出させている。このうち、高速にデータを転送する差動信号端子31は、一対の差動信号端子31が絶縁ハウジング2に隣接して取り付けられているので、図8に示すように、4対の差動信号端子31の差動端子脚部31aは、中間導電プレート5で上段と下段に仕切られた各段の左右の両側の4カ所に分散された領域から突出し、対となる各差動端子脚部31aは、各領域内の隣接する位置から後方に突出している。 The twelve terminals 3 (A1 to A12) and 3 (B1 to B12) attached to the insulating
中間導電プレート5は、図7に示すように、絶縁ハウジング2の背面に沿って取り付けられるFPC20の第2接地パターン23Bに半田接続するために、絶縁ハウジング2の背面2Dの6カ所の位置からプレート接地脚部50a、50b、50c、50d、50e、50fを後方に向かって突出させている。各プレート接地脚部50a、50b、50c、50d、50e、50fは、その周囲で突出する一対の差動端子脚部31aの各突出位置についてシンメトリーとなる第2接地接続位置で絶縁ハウジング2の背面から突出している。ここで、本明細書において、一対の差動端子脚部31aの各突出位置についてシンメトリーとなるとは、一対の差動端子脚部31aの各突出位置の中点を通る鉛直線について線対称となる関係若しくは一対の差動端子脚部31aの各突出位置の一方を他方の突出位置に重ねるように平行移動した場合に、重ねた突出位置について点対称となる関係をいう。 As shown in FIG. 7, the intermediate
すなわち、プレート接地脚部50bの突出位置は、上段のA列の対となるRX1−端子31の差動端子脚部31aの突出位置とRX1+端子31の差動端子脚部31aの突出位置の中点を通る鉛直線について左右線対称となるいずれの突出位置からも等距離となる位置であるとともに、下段のB列の対となっるTX2+端子31の差動端子脚部31aの突出位置とTX2−端子31の差動端子脚部31aの突出位置の中点を通る鉛直線について左右対称な位置ともなっている。また、プレート接地脚部50eの突出位置は、上段のA列の対となるTX1−端子31の差動端子脚部31aの突出位置とTX1+端子31の差動端子脚部31aの突出位置との中点を通る鉛直線について左右対称な位置であるとともに、下段のB列の対となっるRX2+端子31の差動端子脚部31aの突出位置とRX2−端子31の差動端子脚部31aの突出位置の中点を通る鉛直線について左右対称な位置ともなっている。つまり、一対の差動端子脚部31aの突出位置の周囲で絶縁ハウジング2の背面2Dから突出するプレート接地脚部50b、50eは、一対の差動端子脚部31aの各突出位置と等距離となる位置で突出している。 That is, the projecting position of the
上下2列の各AB列に沿って各列毎に12本の端子3(A1〜A12)、3(B1〜B12)が取り付けられた絶縁ハウジング2の外周に、導電性金属板を横長円筒状に折り曲げ加工したシールドシェル金具4が取り付けられる。絶縁ハウジング2へのシールドシェル金具4の取り付けは、図7に示すように、シールドシェル金具4の後方から絶縁ハウジング2を挿入し、絶縁ハウジング2の背面2Dとシールドシェル金具4の後端面が一致する位置でシールドシェル金具4の平面と底面の一部から切り起こされた係止爪41を絶縁ハウジング2の係止孔13へ係止して取り付ける。 A conductive metal plate is formed in a horizontally long cylindrical shape on the outer periphery of the insulating
絶縁ハウジング2へシールドシェル金具4を取り付けた状態で、各端子3の接触部3bが表裏面に露出する支持板部11の周囲は、相手側プラグを挿入する嵌合凹部9を隔てて筒状のシールドシェル金具4で覆われ、その後端面のリング状に沿った8カ所の位置からFPC20の第1接地パターン23Aに半田接続するシールド接地接続部を構成するシールド接地脚部40a〜40hが後方に向かって突設されている。各シールド接地脚部40a〜40hは、その周囲で絶縁ハウジング2の背面から突出する一対の差動端子脚部31aの各突出位置についてシンメトリーとなる第1接地接続位置で絶縁ハウジング2の後方に突出している。 In the state where the shield
すなわち、シールド接地脚部40bは、上段のA列の対となるRX1−端子31の差動端子脚部31aの突出位置とRX1+端子31の差動端子脚部31aの突出位置とから等距離となる周囲の位置で突出し、シールド接地脚部40dは、上段のA列の対となるTX1−端子31の差動端子脚部31aの突出位置とTX1+端子31の差動端子脚部31aの突出位置と等距離となる周囲の位置で突出している。また、シールド接地脚部40fは、下段のB列の対となっるRX2+端子31の差動端子脚部31aの突出位置とRX2−端子31の差動端子脚部31aの突出位置と等距離となる周囲の位置で突出し、シールド接地脚部40hは、下段のB列の対となっるTX2+端子31の差動端子脚部31aの突出位置とTX2−端子31の差動端子脚部31aの突出位置と等距離となる周囲の位置で突出している。すなわち、一対の差動端子脚部31aの突出位置の周囲で絶縁ハウジング2の背面2Dの周囲から突出するシールド接地脚部40b、40d、40f,40hは、一対の差動端子脚部31aの各突出位置とそれぞれ等距離となる位置で突出している。 In other words, the
シールドシェル金具4の後端面の両側から突出するシールド接地脚部40a、40eの中央部は更に後方に突出し、FPC20の位置決め孔24に挿入され、コネクタ10とFPC20を相対的に位置決めする位置決め突起42となっている。 The center portions of the
このように構成されたコネクタ10を接続するFPC20は、図1、図2に示すように、コネクタ10の絶縁ハウジング2の背面2Dに、信号パターン22、第1接地パターン23A及び第2接地パターン23Bとからなる接地パターンを露出させた表面を対向させて、背面2Dに沿って取り付けられる。 As shown in FIGS. 1 and 2, the
FPC20は、多層基板で構成され、表面に露出する第1接地パターン23A及び第2接地パターン23Bは、FPC20の表面側を上層として裏面側の最下層に形成される接地電位のグランド層21にスルーホール等で電気接続している。グランド層21は、少なくとも接続するコネクタ10の後方を囲うFPC20の端末部にむらなく形成され(図8参照)、これにより差動信号端子31の接続部を含む絶縁ハウジング2の背面2Dの後方がグランド層21によって遮蔽される。表面に露出する各信号パターン22は、互いに絶縁して、グランド層21と異なる中間導電層を介して引き出される。 The
上述の通り、コネクタ10とFPC20は、シールドシェル金具4の左右両側から突出する位置決め突起42を、FPC20の2カ所の位置に穿設した位置決め孔24に挿入して相対的に位置決めされ、位置決めされた状態で、FPC20の表面に露出する信号パターン22、第1接地パターン23A及び第2接地パターン23Bは、それぞれ、対応する端子3(差動信号端子31)の脚部3a(差動端子脚部31a)、シールドシェル金具4のシールド接地脚部40a〜40h及び中間導電プレート5のプレート接地脚部50a〜50fに半田接続するように、各脚部の突出位置と対向する位置に形成される。 As described above, the
尚、本実施の形態では、差動端子脚部31aを半田接続する信号パターン22を符号22’で、一対の差動端子脚部31aの各突出位置の周囲に形成される第1接地パターン23Aと第2接地パターン23Bとを、それぞれ符号23A’と符号23B’で表す。 In the present embodiment, the
従って、シールド接地脚部40b、40d、40f,40hは、その突出位置で対向するFPC20の第1接地パターン23Aに半田接続して接地されるので、シールドシェル金具4の接地位置も一対の差動端子脚部31aの各突出位置との距離が等距離の位置となる。更に、一対の差動端子脚部31aの各突出位置の周囲でシールド接地脚部40b、40d、40f,40hに半田接続する第1接地パターン23A’のパターン形状は、一対の差動端子脚部31aの各突出位置についてシンメトリーとなるように、ここでは、各突出位置の中点を通る鉛直線について対称形状となる横長長方形に形成されるので、一対の差動信号端子31について、シールド接地脚部40b、40d、40f,40hや第1接地パターン23A’との間に生じる寄生容量は、ほぼ等しく、一対の差動信号端子31間に逆相の高周波信号が流れてもコモンモードノイズが発生しない。 Accordingly, the
同様に、プレート接地脚部50b、50eは、その突出位置で対向するFPC20の第2接地パターン23Bに半田接続して接地されるので、中間導電プレート5の接地位置も一対の差動端子脚部31aの各突出位置との距離が等距離の位置となる。更に、一対の差動端子脚部31aの各突出位置の周囲でプレート接地脚部50b、50eに半田接続する第2接地パターン23B’のパターン形状も、一対の差動端子脚部31aの各突出位置についてシンメトリーとなる横長長方形に形成されるので、一対の差動信号端子31について、プレート接地脚部50b、50eや第2接地パターン23B’との間に生じる寄生容量は、ほぼ等しく、一対の差動信号端子31間に逆相の高周波信号が流れてもコモンモードノイズが発生しない。 Similarly, since the
また、上述の実施の形態では、各一対の差動信号端子31を鉛直方向で中間導電プレート5上へ投影させた図10の破線で示す各投影領域7a、7bを避けてアンカー孔6を穿設した例で説明したが、アンカー孔6の位置や形状が各投影領域7a、7bについてシンメトリーであれば、アンカー孔6の一部若しくは全体が各投影領域7a、7bに穿設されるものであってよく、これにより、アンカー孔6が穿設された中間導電プレート5との間に生じる寄生容量は互いにほぼ等しく、寄生容量の差分によるコモンモード電流が発生しない。 Further, in the above-described embodiment, the anchor holes 6 are formed avoiding the
上述の実施の形態では、配線基板にフレキシブル印刷配線板を用いた例で説明したが、リジット基板であってもよい。 In the above-described embodiment, the example in which the flexible printed wiring board is used as the wiring board has been described, but a rigid board may be used.
また、上記コネクタ10は、USB3.1規格に準拠するUSBソケットで説明したが、少なくとも絶縁ハウジングに隣接して配置される少なくとも一対の端子に、逆相の高周波信号が流れるコネクタであれば、本発明を適用できる。 The
従って、コネクタ10には、必ずしも上記実施の形態で説明した中間導電プレート5を備えるものでなくてもよい。 Therefore, the
本発明は、一対の端子に逆相の高周波信号を流してノイズをキャンセルするコネクタを配線基板に接続するコネクタの接続構造に適している。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for a connector connection structure in which a connector that cancels noise by flowing a high-frequency signal of opposite phase to a pair of terminals is connected to a wiring board.
1 コネクタの接続構造
2 絶縁ハウジング
4 シールドシェル金具
5 中間導電プレート
20 配線基板(FPC)
21 グランド層
22 信号パターン
23A 第1接地パターン
23B 第2接地パターン
31 差動信号端子
31a 差動端子脚部
40a〜40h シールド接地脚部
50a〜50f プレート接地脚部DESCRIPTION OF
21
Claims (6)
絶縁ハウジングの外側面に取り付けられ、絶縁ハウジングに取り付けられる複数の端子をシールドするシールドシェル金具とを有するコネクタと、
複数の信号パターンと接地パターンが配線された配線基板とからなり、
絶縁ハウジングの背面から突出する複数の端子の脚部を、それぞれ、対応する複数の信号パターンへ半田接続するとともに、シールドシェル金具のシールド接地接続部を第1接地パターンへ半田接続し、コネクタを配線基板へ接続するコネクタの接続構造であって、
前記複数の端子のうち、前記絶縁ハウジングに隣接して取り付けられる少なくとも一対の端子は、一対の各端子間に逆相の高周波信号が流れる一対の差動信号端子であり、
前記配線基板を前記絶縁ハウジングの背面に沿って配置し、
一対の差動信号端子の各差動端子脚部を、それぞれ、前記絶縁ハウジングの背面から各差動端子脚部が突出する突出位置で対向する前記配線基板の信号パターンに半田接続し、
前記シールド接地接続部を、前記一対の差動端子脚部の突出位置の周囲で、前記一対の差動端子脚部の各突出位置についてシンメトリーとなる第1接地接続位置に配設し、前記一対の差動端子脚部の各突出位置についてシンメトリーとなる形状とした前記配線基板の第1接地パターンに半田接続することを特徴とするコネクタの接続構造。A plurality of terminals that are attached to and insulated from the insulating housing;
A connector attached to an outer surface of the insulating housing and having a shield shell metal fitting for shielding a plurality of terminals attached to the insulating housing;
It consists of a wiring board on which multiple signal patterns and ground patterns are wired,
The terminals of the terminals protruding from the back of the insulating housing are soldered to the corresponding signal patterns, and the shield ground connection of the shield shell metal fitting is soldered to the first ground pattern, and the connector is wired. A connector connection structure for connecting to a board,
Among the plurality of terminals, at least a pair of terminals attached adjacent to the insulating housing are a pair of differential signal terminals in which a high-frequency signal having a reverse phase flows between the pair of terminals,
Arranging the wiring board along the back surface of the insulating housing;
Solder-connect each differential terminal leg of the pair of differential signal terminals to the signal pattern of the wiring board facing each other at the protruding position where each differential terminal leg protrudes from the back surface of the insulating housing,
The shield ground connection portion is disposed around a protruding position of the pair of differential terminal legs, at a first ground connection position that is symmetrical with respect to each protruding position of the pair of differential terminal legs. A connector connection structure characterized by soldering to the first ground pattern of the wiring board having a symmetrical shape for each protruding position of the differential terminal leg.
中間導電プレートを、前記一対の差動端子脚部の突出位置の周囲で、前記一対の差動端子脚部の各突出位置についてシンメトリーとなる第2接地接続位置に前記絶縁ハウジングの背面から突出し、前記一対の差動端子脚部の各突出位置についてシンメトリーとなる形状とした前記配線基板の第2接地パターンに半田接続することを特徴とする請求項1に記載のコネクタの接続構造。The plurality of terminals are insulated from an intermediate conductive plate mounted horizontally in an insulating housing, and are attached along each row partitioned vertically by the intermediate conductive plate,
An intermediate conductive plate protrudes from the back surface of the insulating housing to a second ground connection position that is symmetrical about each protruding position of the pair of differential terminal legs, around the protruding position of the pair of differential terminal legs. 2. The connector connection structure according to claim 1, wherein the protruding positions of the pair of differential terminal legs are solder-connected to a second ground pattern of the wiring board having a symmetrical shape.
前記中間導電プレートと前記絶縁ハウジングを一体成形することを特徴とする請求項2に記載のコネクタの接続構造。Excluding each projection region where the pair of differential signal terminals are projected onto the intermediate conductive plate, drilling an anchor hole in the intermediate conductive plate;
The connector connection structure according to claim 2, wherein the intermediate conductive plate and the insulating housing are integrally formed.
前記一対の差動信号端子を前記中間導電プレートへ投影させた各投影領域に穿設される複数のアンカー孔を、前記各投影領域についてシンメトリーとなる形状で穿設することを特徴とする請求項2に記載のコネクタの接続構造。Drilling a plurality of anchor holes in the intermediate conductive plate;
The plurality of anchor holes drilled in each projection area obtained by projecting the pair of differential signal terminals onto the intermediate conductive plate are drilled in a symmetrical shape with respect to each projection area. The connector connection structure according to 2.
絶縁ハウジングの背面を多層基板のグランド層で覆うことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のコネクタの接続構造。The wiring board is a multilayer board in which a conductive layer to which a signal pattern is wired and a ground layer to which a ground pattern is connected are insulated and laminated.
6. The connector connection structure according to claim 1, wherein a back surface of the insulating housing is covered with a ground layer of a multilayer board.
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