WO2016072403A1 - コネクタモジュール - Google Patents

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WO2016072403A1
WO2016072403A1 PCT/JP2015/080983 JP2015080983W WO2016072403A1 WO 2016072403 A1 WO2016072403 A1 WO 2016072403A1 JP 2015080983 W JP2015080983 W JP 2015080983W WO 2016072403 A1 WO2016072403 A1 WO 2016072403A1
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connector
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矢▲崎▼浩和
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株式会社村田製作所
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    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits

Definitions

  • the present invention relates to a connector module including a connector for connecting to a flexible cable or the like.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which a ground pattern on a substrate and a connector connection pattern are connected by ferrite beads.
  • Patent Document 1 since it is necessary to secure a space for mounting the ferrite beads on the substrate, there is a problem that the mounting space increases as the number of ferrite beads increases. In addition, it takes time to mount the ferrite beads.
  • an object of the present invention is to provide a connector module that saves the trouble of mounting an inductance element and saves space.
  • a connector module includes a connector, a plurality of magnetic layers, a substrate having first and second opposing main surfaces, and provided on the first main surface of the substrate.
  • a connector connecting terminal to be mounted; a first external connecting terminal provided on the second main surface of the substrate; and formed inside the magnetic layer, the connector connecting terminal and the first external connecting terminal And an inductance element provided therebetween.
  • the connector module includes a plurality of the connector connection terminals, and the second main surface is provided with a plurality of the first external connection terminals corresponding to the plurality of connector connection terminals, respectively, inside the substrate.
  • an inductance element is formed between each of the plurality of connector connection terminals and the plurality of first external connection terminals.
  • the plurality of connector connection terminals are provided apart from each other in a predetermined direction of the first main surface, and each of the plurality of first external connection terminals is provided at a position facing each of the plurality of connector connection terminals, and the inductance It is preferable that the element is formed between the connector connection terminal and the first external connection terminal.
  • a plurality of inductance elements can be formed by making effective use of space.
  • the connector module has a plurality of connector connection terminals, and the second main surface is provided with a plurality of first external connection terminals corresponding to the plurality of connector connection terminals, respectively. And at least one of the first external connection terminals are connected via the inductance element, and at least one of the connector connection terminals and at least one of the first external connection terminals are connected to the substrate. It may be connected via a wiring routed to the side surface.
  • the inductance element is preferably a coiled conductor pattern with the winding direction of the magnetic material layer as a winding axis.
  • the connector module preferably includes a ground conductor formed on the substrate and overlapping the inductance element in the stacking direction of the magnetic layers.
  • a capacitance is formed between the ground conductor and the inductance element.
  • a filter low-pass filter
  • a filter can be configured by this capacitance and the inductance component of the routing wiring for connecting the ground conductor to the ground.
  • the ground conductor is preferably formed between the inductance element and the first main surface.
  • the inductance element can be shielded from the connector mounted on the first main surface.
  • the connector module includes a second external connection terminal provided on the second main surface of the substrate, and an interlayer connection conductor formed on the substrate and connecting the ground conductor and the second external connection terminal. It is preferable.
  • the present invention it is not necessary to provide a space for mounting the inductance element on the printed board on which the connector module is mounted, and the labor for mounting can be saved.
  • FIG. 1 is a perspective view of a connector module according to Embodiment 1.
  • FIG. Diagram showing the connector module mounted on a printed circuit board Cross section of connector module The figure which shows the characteristic of the inductor which the connector module has Stacking diagram of magnetic layers forming the substrate according to Embodiment 1 Stacking diagram of magnetic layers forming the substrate according to Embodiment 1 Sectional drawing of the connector module which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. Diagram showing equivalent circuit of connector module The figure which shows the frequency characteristic of the insertion loss of the connector module which concerns on Embodiment 2.
  • Stacking diagram of magnetic layers forming the substrate according to the second embodiment Stacking diagram of magnetic layers forming the substrate according to the second embodiment The figure which shows the example in the case of changing the shape of a coiled electrode pattern and increasing stray capacitance
  • FIG. 1 is a perspective view of a connector module 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a state where the connector module 1 is mounted on the printed circuit board 100.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the connector module 1.
  • the connector module 1 is configured by integrating a surface mount connector 10 and a substrate 11.
  • the surface mount connector 10 according to the present embodiment is a female connector to which a male connector to which a flexible cable 10C is connected is attached and detached, and is inserted into the insertion port 10A of the flexible cable 10C on one side surface and the other side surface.
  • This is a horizontal insertion type surface mount connector having a stopper 10B of the flexible cable 10C.
  • the surface mount connector 10 corresponds to a “connector” according to the present invention.
  • the surface mount connector 10 may be a vertical insertion type connector, and the flexible cable 10C does not necessarily have a connector.
  • the flexible cable 10C is a multi-wiring type cable in which a plurality of wirings are bundled in this embodiment, but may be a single-line type cable having only one wiring.
  • the substrate 11 is formed by laminating a plurality of magnetic layers.
  • a mounting electrode 11A on which the surface mount connector 10 is mounted is formed on one main surface of the substrate 11 (first main surface according to the present invention).
  • FIG. 3 only two mounting electrodes 11A are shown in the surface mount connector 10, but the surface mount connector 10 has a plurality of connection terminal pins corresponding to the number of wires, and is mounted.
  • 11A for electrodes are formed by the number of connection terminal pins.
  • eleven connection terminal pins are provided as will be described later.
  • the plurality of mounting electrodes 11A and the plurality of connection terminal pins are connected via the solder 13 in a one-to-one relationship.
  • the mounting electrode 11A corresponds to a “connector connection terminal” according to the present invention.
  • External mounting electrodes 11B for mounting on the printed circuit board 100 are formed on the other main surface of the substrate 11 (second main surface according to the present invention).
  • a wiring pattern 101 is formed on the printed circuit board 100, and the connector module 1 is mounted on the printed circuit board 100 by soldering the external mounting electrodes 11 ⁇ / b> B to the wiring pattern 101.
  • the same number of external mounting electrodes 11B as the mounting electrodes 11A are formed at positions facing the mounting electrodes 11A.
  • the external mounting electrode 11B corresponds to a “first external connection terminal” according to the present invention.
  • the substrate 11 has a coiled inductor 12 built therein.
  • the inductor 12 is formed using the winding direction of the magnetic layer as the winding axis.
  • the inductors 12 are formed in the same number as the mounting electrodes 11A and the external mounting electrodes 11B, the first end is connected to the mounting electrode 11A side, and the second end is connected to the external mounting electrode 11B side. Yes.
  • the inductor 12 need only be provided in the necessary wiring, and the inductor 12 does not have to be inserted in all the wiring.
  • the wiring in which the inductor 12 is not provided may be routed inside the substrate 11 from one main surface of the substrate 11 to the other main surface by a via-hole conductor, or the side surface of the substrate 11 is routed by a side conductor. May be. As will be described later, in order to eliminate an unnecessary inductance component such as a ground line, it is preferable to route the side surface of the substrate 11.
  • FIG. 4 is a diagram showing the characteristics of the inductor 12 included in the connector module 1.
  • the inductor 12 included in the connector module 1 having the above-described configuration has impedance frequency characteristics shown in FIG.
  • an inductor 12 is provided between the surface mount connector 10 and the wiring pattern 101 of the printed circuit board 100.
  • the impedance Z increases as the frequency increases and functions as a low-pass filter for the wiring.
  • the resistance component R becomes dominant in comparison with the reactance component X in the high frequency region. That is, the inductor 12 can reduce high-frequency noise superimposed on the signal line of the flexible cable 10C.
  • the substrate 11 and the inductor 12 of the connector module 1 are simply shown. Below, the board
  • 5 and 6 are stacked views of the magnetic layers forming the substrate 11 according to this embodiment.
  • the substrate 11 is formed by laminating rectangular magnetic layers 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118 in this order.
  • the laminated magnetic body 111 is described as the upper side.
  • the upper main surface of the magnetic layer 111 is a main surface on which the surface mount connector 10 is mounted.
  • the lower main surface of the magnetic layer 118 is a main surface mounted on the printed circuit board 100. Note that the magnetic layers 111 to 118 shown in FIGS. 5 and 6 do not show the main surface on the same side.
  • the magnetic layers 111 to 116 represent the upper main surface, and the magnetic layers 117 and 118 represent the lower main surface.
  • ground line formed on the substrate 11 will be described.
  • a ground electrode G1 is formed in the magnetic layer 111.
  • the ground connection terminal pin of the surface mount connector 10 is connected to the ground electrode G1.
  • a ground electrode G ⁇ b> 2 is formed on the magnetic layer 112.
  • the ground electrode G2 is formed at a position overlapping the ground electrode G1 of the magnetic layer 111 in plan view, and is connected to the ground electrode G1 via a via-hole conductor. Further, a part of the ground electrode G2 extends to the side surface of the magnetic layer 112 and is exposed from the side surface.
  • Side electrodes G3, G4, G5, and G6 are formed on the side surfaces of the magnetic layers 113, 114, 115, and 116.
  • the side electrode G3 is connected to a portion of the ground electrode G2 exposed from the side surface of the magnetic layer 112.
  • the side electrode G4 is connected to the side electrode G5, and the side electrode G5 is connected to the side electrode G6.
  • the ground electrode G7 is formed on the magnetic layer 117. A part of the ground electrode G7 is exposed from the side surface of the magnetic layer 117, and the exposed portion is connected to the side electrode G6. On the magnetic layer 118, a ground external electrode G8 is formed. The ground external electrode G8 is connected to the ground electrode G7 through a via-hole conductor. The ground external electrode G8 is soldered to the ground wiring pattern of the printed board.
  • the ground line is drawn to the side surface of the substrate 11 (magnetic layers 112 to 117) while being routed from the magnetic layer 111 to the magnetic layer 118.
  • the substrate 11 is a magnetic body, and when a via hole conductor is formed inside the magnetic body and the ground line is routed, an inductance component is generated in the ground line. For this reason, an inductance component generated in the ground line can be suppressed by drawing the ground line on the side surface of the substrate 11.
  • a plurality (11 in the figure) of mounting electrodes 21 are formed on the magnetic layer 111.
  • the plurality of mounting electrodes 21 are formed apart in a direction along the short side of the main surface of the magnetic layer 111 (the “predetermined direction” according to the present invention). Specifically, the five mounting electrodes 21 are formed on one long side of the main surface of the magnetic layer, and the six mounting electrodes 21 are formed on the other long side of the main surface of the magnetic layer. ing.
  • the mounting electrode 21 corresponds to the mounting electrode 11 ⁇ / b> A described in FIG. 3, and the connection terminal pin of the surface mount connector 10 is connected to the mounting electrode 21.
  • the electrode 22 is formed on the magnetic layer 112 at the same position as the mounting electrode 21 in a plan view.
  • the electrode 22 is connected to the mounting electrode 21 via a via-hole conductor.
  • a via hole conductor 24 is formed in the magnetic layer 113.
  • the via-hole conductor 24 connects the electrode 22 of the magnetic layer 112 and coil electrode patterns 25A and 25B described later formed on the magnetic layer 114.
  • a plurality of coiled electrode patterns 25A and 25B are formed on the magnetic layer 114.
  • the coiled electrode patterns 25A and 25B are both arcuate and curved in opposite directions.
  • One ends of the coiled electrode patterns 25A and 25B overlap the mounting electrode 11A formed on the magnetic layer 114 in a plan view.
  • a via hole conductor 24 formed in the magnetic layer 113 is connected to one end thereof.
  • one end of the coiled electrode patterns 25A and 25B is connected to the mounting electrode 21 via the via-hole conductor 24, the electrode 22, and the like.
  • a plurality of coiled electrode patterns 26A and 26B are formed on the magnetic layer 115.
  • the coiled electrode patterns 26A and 26B are arcuate, and the coiled electrode pattern 26A is curved in the opposite direction to the coiled electrode pattern 25A.
  • the coiled electrode pattern 26B is curved in the opposite direction to the coiled electrode pattern 25B.
  • One end of the coiled electrode pattern 26A is connected to the other end of the coiled electrode pattern 25A through a via-hole conductor.
  • One end of the coiled electrode pattern 26B is connected to the other end of the coiled electrode pattern 25B through a via-hole conductor.
  • a plurality of magnetic layers 114 and 115 are alternately laminated.
  • the other ends of the coiled electrode patterns 26A and 26B are connected to one end of the coiled electrode patterns 25A and 25B formed on the magnetic layer 114 laminated below the magnetic layer 115 via via-hole conductors.
  • shaft with the coil-shaped electrode patterns 25A and 26A is formed.
  • the coiled electrode patterns 25B and 26B form a coil having the winding direction of the magnetic layer as the winding axis.
  • the helical coil formed of the coiled electrode patterns 25A and 25B and the coiled electrode patterns 26A and 26B corresponds to the inductor 12 described in FIG. Adjacent coils among the plurality of coils are wound and connected so as to be in phase with the magnetic field.
  • a via hole conductor 27 is formed in the magnetic layer 116.
  • the via-hole conductor 27 connects one end of the coiled electrode patterns 26 ⁇ / b> A and 26 ⁇ / b> B of the magnetic layer 115 and an electrode 28 described later formed on the magnetic layer 117.
  • a plurality (11 in the figure) of external mounting electrodes 29 are formed on the magnetic layer 118. These external mounting electrodes 29 correspond to the external mounting electrodes 11B described in FIG. 3, and are connected to the wiring pattern 101 (see FIG. 2) of the printed circuit board 100.
  • An electrode 28 is formed on the magnetic layer 117 at the same position as the external mounting electrode 29 in plan view. The electrode 28 is connected to the external mounting electrode 29 through a via-hole conductor.
  • a plurality (four in the figure) of dummy mounting electrodes 29A are formed on the magnetic layer 118.
  • an electrode 28A is formed at the same position as the dummy mounting electrode 29A in plan view.
  • the electrode 28A is connected to the dummy mounting electrode 29A through a via-hole conductor.
  • the substrate 11 having a configuration in which the inductor is connected between the mounting electrode 21 and the external mounting electrode 29 is formed by stacking the magnetic layers on which the electrodes are formed.
  • the plurality of mounting electrodes 21 and the external mounting electrodes 29 apart in the direction along the short side of the main surface of the magnetic layer, a plurality of inductors are formed by effectively utilizing the space in plan view. it can.
  • the coiled electrode patterns 25A, 25B, 26A, and 26B are formed on the magnetic layers 114 and 115 so that the winding axis of the inductor 12 is in the lamination direction of the magnetic layers. It is not limited to this.
  • the electrode pattern may be formed on each magnetic layer so that the winding axis of the inductor 12 is in the planar direction of the magnetic layer (direction along the main surface).
  • the number of coil turns can be changed as appropriate, and the number of coil turns can be changed by changing the number of laminated magnetic layers 114 and 115.
  • the coiled electrode pattern is formed on each path between the plurality of mounting electrodes 21 and the plurality of external mounting electrodes 29 corresponding to each mounting electrode 21, the coiled electrode pattern is formed on all paths. There is no need to form.
  • all the layers constituting the multilayer substrate are composed of magnetic layers. For example, a nonmagnetic layer is provided on the uppermost layer and the lowermost layer, or a nonmagnetic layer is provided on the middle portion of the coiled electrode pattern. May be.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the connector module 2 according to the second embodiment.
  • the connector module 2 is configured by integrating a surface mount connector 10 and a substrate 11.
  • a mounting electrode 11A is formed on one main surface of the substrate 11 formed by laminating a plurality of magnetic layers, and an external mounting electrode 11B is formed on the other main surface.
  • the mounting electrode 11 ⁇ / b> A is connected to the connection terminal pin of the surface mount connector 10 via the solder 13.
  • the external mounting electrode 11B is mounted on a wiring pattern formed on the printed board.
  • a ground connection electrode 11 ⁇ / b> C is formed on the other main surface of the substrate 11.
  • the ground connection electrode 11C is mounted on a ground wiring pattern formed on the printed board.
  • the ground connection electrode 11C corresponds to a “second external connection terminal” according to the present invention.
  • the substrate 11 has an inductor 12 built-in.
  • the inductor 12 is formed using the winding direction of the magnetic layer as the winding axis.
  • the first end of the inductor 12 is connected to the mounting electrode 11A side, and the second end is connected to the external mounting electrode 11B side.
  • a ground electrode 14 is formed on the magnetic layer of the substrate 11.
  • the ground electrode 14 is formed above the inductor 12 (on the mounting electrode 11A side) in the stacking direction of the magnetic layers and at a position overlapping the inductor 12 in plan view.
  • the ground electrode 14 is connected to the ground connection electrode 11 ⁇ / b> C via the via-hole conductor 15.
  • the via-hole conductor 15 corresponds to an “interlayer connection conductor” according to the present invention.
  • a stray capacitance C1 is formed between the ground electrode 14 and the inductor 12.
  • the via-hole conductor 15 has an inductance component L1.
  • the stray capacitance C1 and the inductance component L1 form an LC resonance circuit and are connected from the ground connection electrode 11C to the ground.
  • FIG. 8 is a diagram showing an equivalent circuit of the connector module 2.
  • the connector module 2 since the connector module 2 has the stray capacitance C1 and the inductance component L1, the connector module 2 has a configuration in which the LC resonance circuit connected to the ground is connected to the inductor 12, as shown in FIG. It becomes. That is, the connector module 2 has a filter function (for example, a low-pass filter).
  • a filter function for example, a low-pass filter
  • the inductance component L1 can be increased. Further, the ground electrode 14 may be formed below the inductor 12 (on the external mounting electrode 11B side). In this case, the inductance component L1 can be reduced.
  • FIG. 9 is a diagram showing frequency characteristics of insertion loss of the connector module 2 according to the present embodiment. For comparison, FIG. 9 shows the frequency characteristics below when the filter function is not provided.
  • an attenuation pole pole
  • the connector module 2 can remove high-frequency noise in a desired band superimposed on the signal line between the mounting electrode 11A and the external mounting electrode 11B.
  • the attenuation pole in the vicinity of 1.6 GHz, for example, it is possible to suppress the influence on the cellular band communication circuit.
  • the connector module 2 has a plurality of mounting electrodes 11A and external mounting electrodes 11B, and has a plurality of signal lines.
  • Capacitance components can be added to each signal line.
  • the ground electrode 14 is connected to the ground connection electrode 11C via a via-hole conductor that passes through the magnetic layer, so that all signal lines can be connected.
  • a filter function can be added.
  • the substrate 11, the inductor 12, the ground electrode 14 and the like of the connector module 2 are simply shown. Below, the board
  • the ground lines and signal lines formed in the stacked magnetic layers 111 to 118 are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • a ground electrode 30 is formed on the magnetic layer 113.
  • the ground electrode 30 is formed at a position overlapping the coiled electrode patterns 25A, 25B, 26A, and 26B formed on the magnetic layers 114 and 115 in plan view.
  • the ground electrode 30 corresponds to the ground electrode 14 described with reference to FIG.
  • Via hole conductors 31, 32, 33, and 34 are formed in the magnetic layers 114, 115, 116, and 117.
  • a ground connection electrode 35 is formed on the magnetic layer 118.
  • the via-hole conductors 31 to 34 connect the ground electrode 30 and the ground connection electrode 35.
  • the via-hole conductors 31 to 34 correspond to the via-hole conductor 15 described with reference to FIG.
  • the ground connection electrode 35 corresponds to the ground connection electrode 11C described in FIG. 7, and is soldered to the ground wiring pattern of the printed board.
  • the ground electrode 30 is formed in a layer different from the coiled electrode pattern 25A and the like, the routing of the electrodes formed in each magnetic layer is not complicated. Further, since the ground electrode 30 is provided between the mounting electrode 21 and the coiled electrode pattern 25A and the like, the coil (corresponding to the inductor 12) formed from the coiled electrode pattern 25A and the like can be shielded from the mounting electrode 21. .
  • the substrate 11 is formed by stacking the magnetic layers on which the electrodes are formed.
  • the ground electrode 14 is formed above the inductor 12, but the ground electrode 14 may be formed on both the upper side and the lower side of the inductor 12 in order to increase the stray capacitance C1. . Further, in order to increase the stray capacitance C1, the shape of the coiled electrode pattern forming the inductor 12 may be changed.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example in which the stray capacitance C1 is increased by deforming the shape of the coiled electrode pattern.
  • a rectangular electrode 17 is formed between the ground electrode 14 and the coiled electrode pattern 25A.
  • the electrode 17 may be formed on a new magnetic layer laminated between the magnetic layers 113 and 114.
  • the electrode 17 may be formed on the lower main surface of the magnetic layer 113, or the coiled electrode pattern 25A may be formed.
  • the electrode 17 may be formed on the upper main surface of the magnetic layer 114.
  • the electrode 17 is connected to the mounting electrode 21 and the coiled electrode pattern 25A through a via-hole conductor.
  • the electrode 17 forms a coil (corresponding to the inductor 12) with the coiled electrode patterns 25A and 26A. That is, the electrode 17 becomes a part (one end) of the coil.
  • the facing area between the ground electrode 14 and the electrode 17 is larger than the facing area between the ground electrode 14 and the coiled electrode pattern 25A, the stray capacitance C1 is increased.

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Abstract

 コネクタモジュール(1)は、磁性体層が積層され、対向する第1主面及び第2主面を有する基板(11)と、基板(11)の第1主面に設けられた実装用電極(11A)に実装された表面実装型コネクタ(10)と、基板(11)の第2主面に設けられた外部実装電極(11B)と、基板(11)内部に形成され、第1端が実装用電極(11A)に接続され、第2端が外部実装電極(11B)に接続されたインダクタ(12)とを備える。これにより、インダクタンス素子の実装の手間を省き、省スペース化が図れるコネクタモジュールを提供する。

Description

コネクタモジュール
 本発明は、フレキシブルケーブル等に接続するためのコネクタを備えるコネクタモジュールに関する。
 情報通信機器等の電子機器が備えるマザー基板とサブ基板とは、フレキシブルケーブル(FPC:Flexible Printed Circuits)を介して接続されている。このとき、フレキシブルケーブルの信号線に高周波回路等から放射された高周波ノイズが重畳し、そのノイズが基板のパターンに重畳し、他の回路素子に悪影響を及ぼすといった問題がある。このため、基板のパターン上にフェライトビーズ(インダクタンス素子)を設け、不要ノイズを抑制することが行われている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、基板上のグランドパターンと、コネクタ接続用のパターンとを、フェライトビーズで接続した構成が開示されている。
特開2000-269613号公報
 しかしながら、特許文献1では、基板上にフェライトビーズを実装するスペースを確保する必要があるため、フェライトビーズの数が増えるに従い、実装スペースも大きくなるといった問題がある。また、フェライトビーズを実装する手間も要する。
 そこで、本発明の目的は、インダクタンス素子の実装の手間を省き、省スペース化が図れるコネクタモジュールを提供することにある。
 本発明に係るコネクタモジュールは、コネクタと、複数の磁性体層を含み、対向する第1主面及び第2主面を有する基板と、前記基板の前記第1主面に設けられ、前記コネクタが実装されるコネクタ接続端子と、前記基板の前記第2主面に設けられた第1外部接続端子と、前記磁性体層の内部に形成され、前記コネクタ接続端子と前記第1外部接続端子との間に設けられたインダクタンス素子とを備えることを特徴とする。
 この構成では、コネクタを実装する基板内部にインダクタンス素子が形成されているため、コネクタモジュールを実装するプリント基板に、別部品のインダクタンス素子を実装する必要がない。このため、プリント基板に、インダクタンス素子を実装するスペースを設ける必要がなく、また、実装する手間を省くことができる。
 前記コネクタモジュールは、前記コネクタ接続端子を複数有し、前記第2主面には、複数の前記コネクタ接続端子それぞれに対応して、複数の前記第1外部接続端子が設けられ、前記基板内部には、複数の前記コネクタ接続端子と、複数の前記第1外部接続端子との間にそれぞれにインダクタンス素子が形成されていることが好ましい。
 この構成によれば、インダクタンス素子の数が増えても、プリント基板に、それぞれのインダクタンス素子を実装するスペースを設ける必要がなく、また、実装する手間を省くことができる。
 複数の前記コネクタ接続端子は、前記第1主面の所定方向に離れて設けられ、複数の前記第1外部接続端子それぞれは、前記複数のコネクタ接続端子それぞれに対向する位置に設けられ、前記インダクタンス素子は、前記コネクタ接続端子と前記第1外部接続端子との間に形成されていることが好ましい。
 この構成では、スペースを有効活用して、インダクタンス素子を複数形成できる。
 前記コネクタモジュールは、前記コネクタ接続端子を複数有し、前記第2主面には、複数の前記コネクタ接続端子それぞれに対応して、複数の前記第1外部接続端子が設けられ、前記コネクタ接続端子の少なくとも一つと、前記第1外部接続端子の少なくとも一つとは、前記インダクタンス素子を介して接続され、前記コネクタ接続端子の少なくとも一つと、前記第1外部接続端子の少なくとも一つとは、前記基板の側面に引き回された配線を介して接続されていてもよい。
 この構成によると、必要な個所のみインダクタンス素子を設ければよい。
 前記インダクタンス素子は、前記磁性体層の積層方向を巻回軸としたコイル状導体パターンであることが好ましい。
 この構成では、不要な配線の引き回しを少なくできるため、インダクタンス素子の形成が容易となる。
 前記コネクタモジュールは、前記基板に形成され、前記磁性体層の積層方向において前記インダクタンス素子と重なるグランド導体を備えることが好ましい。
 この構成では、グランド導体とインダクタンス素子とが重なることで、間に容量が形成される。この容量と、グランド導体をグランドへ接続するための引き回し配線が有するインダクタンス成分とで、フィルタ(ローパスフィルタ)を構成できる。その結果、フィルタ機能を備えたコネクタモジュールを実現できる。
 前記グランド導体は、前記インダクタンス素子と前記第1主面との間に形成されていることが好ましい。
 この構成では、インダクタンス素子と第1主面との間にグランド導体を設けることで、第1主面に実装されるコネクタからインダクタンス素子をシールドすることができる。
 前記コネクタモジュールは、前記基板の前記第2主面に設けられた第2外部接続端子と、前記基板に形成され、前記グランド導体と前記第2外部接続端子とを接続する層間接続導体とを備えることが好ましい。
 この構成では、グランド導体が、インダクタンス素子の上側(第1主面側)に形成されているため、層間接続導体が長くなる。このため、インダクタンス成分を大きくできる。
 本発明によれば、コネクタモジュールを実装するプリント基板に、インダクタンス素子を実装するスペースを設ける必要がなく、また、実装する手間を省くことができる。
実施形態1に係るコネクタモジュールの斜視図 コネクタモジュールをプリント基板に実装した状態を示す図 コネクタモジュールの断面図 コネクタモジュールが備えるインダクタの特性を示す図 実施形態1に係る基板を形成する磁性体層の積み図 実施形態1に係る基板を形成する磁性体層の積み図 実施形態2に係るコネクタモジュールの断面図 コネクタモジュールの等価回路を示す図 実施形態2に係るコネクタモジュールの挿入損失の周波数特性を示す図 実施形態2に係る基板を形成する磁性体層の積み図 実施形態2に係る基板を形成する磁性体層の積み図 コイル状電極パターンの形状を変形させて浮遊容量を増やす場合の例を示す図
(実施形態1)
 図1は、実施形態1に係るコネクタモジュール1の斜視図である。図2は、コネクタモジュール1をプリント基板100に実装した状態を示す図である。図3は、コネクタモジュール1の断面図である。
 コネクタモジュール1は、表面実装型コネクタ10と基板11とが一体化されて構成されている。本実施形態に係る表面実装型コネクタ10は、フレキシブルケーブル10Cが接続されたオス型コネクタが着脱されるメス型コネクタであって、一方側面にフレキシブルケーブル10Cの差込口10A、他方側面に差し込まれたフレキシブルケーブル10Cの止め部10Bを有した横挿しタイプの表面実装型コネクタである。表面実装型コネクタ10は、本発明に係る「コネクタ」に相当する。なお、表面実装型コネクタ10は縦挿しタイプのコネクタであってもよいし、フレキシブルケーブル10Cは必ずしもコネクタを有していなくてもよい。また、フレキシブルケーブル10Cは、本実施形態では、複数の配線を束ねたマルチ配線型のケーブルであるが、1本の配線のみを有する単線型のケーブルであってもよい。
 基板11は複数の磁性体層が積層されて形成されている。基板11の一方主面(本発明に係る第1主面)には、表面実装型コネクタ10が実装される実装用電極11Aが形成されている。図3では、表面実装型コネクタ10には、2つの実装用電極11Aだけが図示されているが、表面実装型コネクタ10は配線の本数に相当する複数の接続端子ピンを有していて、実装用電極11Aは接続端子ピンの数だけ形成されている。本実施形態のコネクタモジュール1では、後述するように11個の接続端子ピンが設けられている。そして、複数の実装用電極11Aと、複数の接続端子ピンとは、それぞれ一対一の関係で、半田13を介して接続している。実装用電極11Aは、本発明に係る「コネクタ接続端子」に相当する。
 基板11の他方主面(本発明に係る第2主面)には、プリント基板100に実装するための外部実装電極11Bが形成されている。プリント基板100には配線パターン101が形成されていて、コネクタモジュール1は、外部実装電極11Bが配線パターン101に半田付けされることで、プリント基板100に実装される。外部実装電極11Bは、実装用電極11Aと対向する位置に、実装用電極11Aと同じ数だけ形成されている。外部実装電極11Bは、本発明に係る「第1外部接続端子」に相当する。
 基板11はコイル状のインダクタ12を内蔵している。インダクタ12は、磁性体層の積層方向を巻回軸として形成されている。そして、インダクタ12は、実装用電極11A及び外部実装電極11Bと同じ数だけ形成されていて、第1端は実装用電極11A側に接続され、第2端は外部実装電極11B側に接続されている。なお、インダクタ12は必要な配線に設けられていればよく、全ての配線にインダクタ12が挿入されている必要はない。インダクタ12が設けられていない配線は、基板11の内部をビアホール導体によって基板11の一方主面から他方主面に引回されていてもよいし、基板11の側面を側面導体によって引回されていてもよい。後述するように、グランドラインのような不要なインダクタンス成分を排除したい場合は、基板11の側面を引回すことが好ましい。
 図4は、コネクタモジュール1が備えるインダクタ12の特性を示す図である。上述した構成のコネクタモジュール1が備えるインダクタ12は、図4に示すインピーダンス周波数特性を有する。このコネクタモジュール1を用いることで、表面実装型コネクタ10とプリント基板100の配線パターン101との間には、インダクタ12が設けられた構成となる。図4から分かるように、周波数が高くなるにつれてインピーダンスZが高くなっており、配線に対してローパスフィルタとして機能する。また、磁性体層として高周波領域における損失が大きなフェライト材料を使うことで、高周波領域ではリアクタンス成分Xに比べて抵抗成分Rが支配的になる。つまり、このインダクタ12により、フレキシブルケーブル10Cの信号線に重畳した高周波ノイズを低減することができる。
 ノイズ低減のためのインダクタ12を基板11に形成し、表面実装型コネクタ10と一体化することで、プリント基板100に、インダクタンス素子を実装する必要がない。この結果、インダクタンス素子を実装するスペースを設ける必要がなく、また、インダクタンス素子を実装する手間を省くことができる。
 上述した図3では、コネクタモジュール1の基板11及びインダクタ12等は簡易的に示している。以下では、基板11、及び基板11に形成されるインダクタ12について具体的に説明する。
 図5及び図6は、本実施形態に係る基板11を形成する磁性体層の積み図である。
 基板11は、矩形状の磁性体層111,112,113,114,115,116,117,118が順に積層されて形成されている。以下の説明では、積層される磁性体層111を上側として説明する。磁性体層111の上側主面は、表面実装型コネクタ10が実装される主面となる。磁性体層118の下側主面は、プリント基板100に実装される主面となる。なお、図5及び図6に示す磁性体層111~118は、同一側の主面を示していない。磁性体層111~116は上側主面を表し、磁性体層117,118は、下側主面を表している。
 まず、基板11に形成されるグランドラインについて説明する。
 磁性体層111にはグランド用電極G1が形成されている。グランド用電極G1には、表面実装型コネクタ10のグランド接続用端子ピンが接続される。磁性体層112にはグランド用電極G2が形成されている。グランド用電極G2は、平面視で、磁性体層111のグランド用電極G1と重なる位置に形成され、ビアホール導体を介して、グランド用電極G1と接続する。さらに、グランド用電極G2は、一部が磁性体層112の側面まで延びていて、その側面から露出している。
 磁性体層113,114,115,116の側面には、側面電極G3,G4,G5,G6が形成されている。側面電極G3は、グランド用電極G2における、磁性体層112の側面から露出した部分と接続する。そして、側面電極G4は側面電極G5に接続し,側面電極G5は側面電極G6に接続する。
 磁性体層117には、グランド用電極G7が形成されている。グランド用電極G7は、一部が磁性体層117の側面から露出し、その露出部分が、側面電極G6に接続する。磁性体層118には、グランド用外部電極G8が形成されている。グランド用外部電極G8は、ビアホール導体を介してグランド用電極G7と接続する。そして、グランド用外部電極G8は、プリント基板のグランド配線パターンに半田付けされる。
 このように、グランドラインは、磁性体層111から磁性体層118へ引き回す途中で、基板11(磁性体層112~117)の側面に引き出されている。基板11は磁性体であって、磁性体内部にビアホール導体を形成してグランドラインを引き回した場合、グランドラインにインダクタンス成分が生じる。このため、基板11の側面でグランドラインを引き回すことで、グランドラインに生じるインダクタンス成分を抑制できる。
 次に、基板11の信号ラインについて説明する。
 磁性体層111には、複数(図中では11個)の実装用電極21が形成されている。複数の実装用電極21は、磁性体層111の主面の短辺に沿った方向(本発明に係る「所定方向」)に離れて形成されている。詳しくは、5つの実装用電極21は、磁性体層の主面の一方の長辺側に形成され、6つの実装用電極21は、磁性体層の主面の他方の長辺側に形成されている。実装用電極21は、図3で説明した実装用電極11Aに相当し、実装用電極21には、表面実装型コネクタ10の接続端子ピンが接続される。
 磁性体層112には、平面視で、実装用電極21と同じ位置に電極22が形成される。電極22は実装用電極21とビアホール導体を介して接続する。
 磁性体層113には、ビアホール導体24が形成されている。ビアホール導体24は、磁性体層112の電極22と、磁性体層114に形成される後述のコイル状電極パターン25A,25Bとを接続する。
 磁性体層114には、複数のコイル状電極パターン25A,25Bが形成されている。コイル状電極パターン25A,25Bは何れも弓状であって、互いに反対方向に湾曲している。コイル状電極パターン25A,25Bの一端は、平面視で、磁性体層114に形成された実装用電極11Aと重なっている。その一端には、磁性体層113に形成されたビアホール導体24が接続する。これにより、コイル状電極パターン25A,25Bの一端は、ビアホール導体24及び電極22等を介して、実装用電極21に接続する。
 磁性体層115には、複数のコイル状電極パターン26A,26Bが形成されている。コイル状電極パターン26A,26Bは弓状であって、コイル状電極パターン26Aは、コイル状電極パターン25Aと反対方向に湾曲している。また、コイル状電極パターン26Bは、コイル状電極パターン25Bと反対方向に湾曲している。コイル状電極パターン26Aの一端は、ビアホール導体を介してコイル状電極パターン25Aの他端と接続する。コイル状電極パターン26Bの一端は、ビアホール導体を介してコイル状電極パターン25Bの他端と接続する。
 図示しないが、磁性体層114,115は交互に複数積層されている。そして、コイル状電極パターン26A,26Bの他端は、磁性体層115の下方に積層される磁性体層114に形成されたコイル状電極パターン25A,25Bの一端とビアホール導体を介して接続する。そして、コイル状電極パターン25A,26Aとで、磁性体層の積層方向を巻回軸としたコイルが形成される。また、コイル状電極パターン25B,26Bとで、磁性体層の積層方向を巻回軸としたコイルが形成される。コイル状電極パターン25A,25B、及びコイル状電極パターン26A,26Bから形成されるヘリカル型のコイルは、図3で説明したインダクタ12に相当する。複数のコイルのうち隣接するコイルは磁界同相となるように巻回・接続されている。
 磁性体層116にはビアホール導体27が形成されている。ビアホール導体27は、磁性体層115のコイル状電極パターン26A,26Bの一端と、磁性体層117に形成される後述の電極28とを接続する。
 磁性体層118には複数(図中では11個)の外部実装電極29が形成されている。これら外部実装電極29は、図3で説明した外部実装電極11Bに相当し、プリント基板100の配線パターン101(図2参照)に接続される。磁性体層117には、平面視で、外部実装電極29と同じ位置に電極28が形成されている。電極28はビアホール導体を介して外部実装電極29に接続する。
 なお、磁性体層118には、複数(図中では4個)のダミー実装電極29Aが形成されている。磁性体層117には、平面視で、ダミー実装電極29Aと同じ位置に電極28Aが形成されている。電極28Aはビアホール導体を介してダミー実装電極29Aに接続する。ダミー実装電極29Aを設けることで、例えば、プリント基板への実装強度を強くできる。
 以上のように、電極が形成された各磁性体層を積層することにより、実装用電極21と外部実装電極29との間にインダクタが接続された構成の基板11が形成される。複数の実装用電極21、及び外部実装電極29を、磁性体層の主面の短辺に沿った方向に離れて形成することで、平面視でのスペースを有効活用して、インダクタを複数形成できる。
 なお、本実施形態では、インダクタ12の巻回軸が磁性体層の積層方向となるように、磁性体層114,115にコイル状電極パターン25A,25B,26A,26Bを形成しているが、これに限定されない。インダクタ12の巻回軸が、磁性体層の平面方向(主面に沿った方向)となるよう、電極パターンを各磁性体層に形成してもよい。また、コイル巻回数は適宜変更可能であり、コイル巻回数は、磁性体層114,115の積層数を変更することで、変更できる。
 また、複数の実装用電極21と各実装用電極21に対応する複数の外部実装電極29との間の各経路上にコイル状電極パターンをそれぞれ形成したが、全ての経路上にコイル状電極パターンを形成する必要はない。また、多層基板を構成する層を全て磁性体層で構成したが、例えば、最上層及び最下層に非磁性体層を設けたり、コイル状電極パターンの中間部分に非磁性体層を設けたりしてもよい。
(実施形態2)
 図7は、実施形態2に係るコネクタモジュール2の断面図である。
 コネクタモジュール2は、表面実装型コネクタ10と基板11とが一体化されて構成されている。複数の磁性体層が積層されて形成された基板11の一方主面には実装用電極11Aが形成され、他方主面には外部実装電極11Bが形成されている。実装用電極11Aは、表面実装型コネクタ10の接続端子ピンと半田13を介して接続している。外部実装電極11Bは、プリント基板に形成された配線パターンに実装される。
 また、基板11の他方主面にはグランド接続電極11Cが形成されている。グランド接続電極11Cは、プリント基板に形成されたグランド配線パターンに実装される。グランド接続電極11Cは、本発明に係る「第2外部接続端子」に相当する。
 基板11はインダクタ12を内蔵している。インダクタ12は、磁性体層の積層方向を巻回軸として形成されている。そして、インダクタ12の第1端は実装用電極11A側に接続され、第2端は外部実装電極11B側に接続されている。
 また、基板11の磁性体層にはグランド電極14が形成されている。グランド電極14は、磁性体層の積層方向においてインダクタ12よりも上側(実装用電極11A側)で、平面視で、インダクタ12と重なる位置に形成されている。グランド電極14は、ビアホール導体15を介してグランド接続電極11Cに接続されている。ビアホール導体15は、本発明に係る「層間接続導体」に相当する。
 このように構成されたコネクタモジュール2において、グランド電極14とインダクタ12との間には浮遊容量C1が形成される。また、ビアホール導体15は、インダクタンス成分L1を有している。浮遊容量C1及びインダクタンス成分L1は、LC共振回路を形成していて、グランド接続電極11Cからグランドへ接続される。
 図8は、コネクタモジュール2の等価回路を示す図である。前記のように、コネクタモジュール2が浮遊容量C1及びインダクタンス成分L1を有することで、図8に示すように、コネクタモジュール2は、インダクタ12に、グランドへ接続されたLC共振回路が接続された構成となる。すなわち、コネクタモジュール2はフィルタ機能(例えば、ローパスフィルタ)を備えている。
 なお、グランド電極14をインダクタ12より上側に形成することで、ビアホール導体15とグランド接続電極11Cとの距離を長くできるためインダクタンス成分L1を大きくすることができる。また、グランド電極14をインダクタ12より下側(外部実装電極11B側)に形成してもよく、この場合、インダクタンス成分L1を小さくできる。
 図9は、本実施形態に係るコネクタモジュール2の挿入損失の周波数特性を示す図である。図9には、対比のために、フィルタ機能を備えない場合の周波数特性下図に示している。図9に示すように、LC共振回路を備えたコネクタモジュール2の周波数特性には所望の帯域に減衰極(ポール)を形成することができる。このため、コネクタモジュール2は、実装用電極11A及び外部実装電極11B間の信号ラインに重畳した所望の帯域の高周波ノイズを除去することができる。減衰極を、例えば、1.6GHz近傍に形成するようにすることで、セルラー帯通信回路への影響を抑制できる。
 また、コネクタモジュール2は、複数の実装用電極11A及び外部実装電極11Bを有し、信号ラインを複数有しているが、各ラインにおけるコイル状電極パターンの一部にグランドを対向させることで、それぞれの信号ライン毎に容量成分を付加することができ、さらに、このグランド電極14を、磁性体層を通過するビアホール導体を介してグランド接続電極11Cに接続することで、全ての信号ラインに対して、フィルタ機能を付加することができる。その結果、LC共振回路の構成素子であるインダクタンス(L成分)を複数形成する必要がなく、省スペース化が図れる。
 上述した図7では、コネクタモジュール2の基板11、インダクタ12及びグランド電極14等は簡易的に示している。以下では、基板11、インダクタ12及びグランド電極14について具体的に説明する。
 図10及び図11は、本実施形態に係る基板11を形成する磁性体層の積み図である。なお、積層される複数の磁性体層111~118に形成されるグランドライン及び信号ラインについては、実施形態1と同様であるため、説明は省略する。
 磁性体層113にはグランド電極30が形成されている。グランド電極30は、平面視で、磁性体層114,115に形成されるコイル状電極パターン25A,25B,26A,26Bと重なる位置に形成されている。グランド電極30は、図7で説明したグランド電極14に相当する。
 磁性体層114,115,116,117にはビアホール導体31,32,33,34が形成されている。磁性体層118にはグランド接続電極35が形成されている。ビアホール導体31~34は、グランド電極30とグランド接続電極35とを接続する。ビアホール導体31~34は、ビアホール導体31~34は、図7で説明したビアホール導体15に相当する。また、グランド接続電極35は、図7で説明したグランド接続電極11Cに相当し、プリント基板のグランド配線パターンに半田付けされる。
 このように、グランド電極30は、コイル状電極パターン25A等と異なる層に形成しているため、各磁性体層に形成する電極の引き回しが複雑とならない。また、グランド電極30は、実装用電極21とコイル状電極パターン25A等との間に設けるため、実装用電極21からコイル状電極パターン25A等から形成されるコイル(インダクタ12に相当)をシールドできる。
 以上のように、電極が形成された各磁性体層を積層することにより、基板11が形成される。
 なお、本実施形態では、グランド電極14を、インダクタ12より上側に形成しているが、浮遊容量C1を増やすために、グランド電極14をインダクタ12の上側及び下側の両方に形成してもよい。また、浮遊容量C1を増やすために、インダクタ12を形成するコイル状電極パターンの形状を変形させてもよい。
 図12は、コイル状電極パターンの形状を変形させて浮遊容量C1を増やす場合の例を示す図である。
 この例では、グランド電極14とコイル状電極パターン25Aとの間に、矩形状の電極17を形成する。電極17は、磁性体層113,114の間に積層させた新たに磁性体層に形成してもよい。また、グランド電極14が磁性体層113の上側主面に形成されている場合には、電極17は、磁性体層113の下側主面に形成されてもよいし、コイル状電極パターン25Aが磁性体層114の下側主面に形成されている場合には、電極17は、磁性体層114の上側主面に形成されてもよい。
 電極17は、ビアホール導体を介して実装用電極21とコイル状電極パターン25Aに接続される。そして、電極17は、コイル状電極パターン25A,26Aとでコイル(インダクタ12に相当)を形成する。すなわち、電極17は、コイルの一部(一端)となる。この場合、グランド電極14と電極17との対向面積は、グランド電極14とコイル状電極パターン25Aとの対向面積よりも大きくなるため、浮遊容量C1は大きくなる。
C1…浮遊容量
G1,G2,G7…グランド用電極
G3,G4,G5,G6…側面電極
G8…グランド用外部電極
L1…インダクタンス成分
1,2…コネクタモジュール
10…表面実装型コネクタ
10A…差込部
10B…止め部
10C…フレキシブルケーブル
11…基板
11A…実装用電極
11B…外部実装電極
11C…グランド接続電極
12…インダクタ
13…半田
14,30…グランド電極
15,24,27,31…ビアホール導体
17,22,28,28A…電極
21…実装用電極
25A…コイル状電極パターン
25A,25B,26A,26B…コイル状電極パターン
29…外部実装電極
29A…ダミー実装電極
31,32,33,34…ビアホール導体
35…グランド接続電極
100…プリント基板
101…配線パターン
111,112,113,114,115,116,117,118…磁性体層

Claims (8)

  1.  コネクタと、
     複数の磁性体層を含み、対向する第1主面及び第2主面を有する基板と、
     前記基板の前記第1主面に設けられ、前記コネクタが実装されるコネクタ接続端子と、
     前記基板の前記第2主面に設けられた第1外部接続端子と、
     前記磁性体層の内部に形成され、前記コネクタ接続端子と前記第1外部接続端子との間に設けられたインダクタンス素子と
     を備えるコネクタモジュール。
  2.  前記コネクタ接続端子を複数有し、
     前記第2主面には、複数の前記コネクタ接続端子それぞれに対応して、複数の前記第1外部接続端子が設けられ、
     前記基板内部には、複数の前記コネクタ接続端子と、複数の前記第1外部接続端子との間にそれぞれにインダクタンス素子が形成されている、
     請求項1に記載のコネクタモジュール。
  3.  複数の前記コネクタ接続端子は、前記第1主面の所定方向に離れて設けられ、
     複数の前記第1外部接続端子それぞれは、前記複数のコネクタ接続端子それぞれに対向する位置に設けられ、
     前記インダクタンス素子は、前記コネクタ接続端子と前記第1外部接続端子との間に形成されている、
     請求項2に記載のコネクタモジュール。
  4.  前記コネクタ接続端子を複数有し、
     前記第2主面には、複数の前記コネクタ接続端子それぞれに対応して、複数の前記第1外部接続端子が設けられ、
     前記コネクタ接続端子の少なくとも一つと、前記第1外部接続端子の少なくとも一つとは、前記インダクタンス素子を介して接続され、
     前記コネクタ接続端子の少なくとも一つと、前記第1外部接続端子の少なくとも一つとは、前記基板の側面に引き回された配線を介して接続されている、
     請求項1に記載のコネクタモジュール。
  5.  前記インダクタンス素子は、前記磁性体層の積層方向を巻回軸としたコイル状導体パターンである、請求項1から4の何れかに記載のコネクタモジュール。
  6.  前記基板に形成され、前記磁性体層の積層方向において前記インダクタンス素子と重なるグランド導体を備える、請求項1から5の何れかに記載のコネクタモジュール。
  7.  前記グランド導体は、前記インダクタンス素子と前記第1主面との間に形成されている、請求項6に記載のコネクタモジュール。
  8.  前記基板の前記第2主面に設けられた第2外部接続端子と、
     前記基板に形成され、前記グランド導体と前記第2外部接続端子とを接続する層間接続導体と、
     を備える請求項7に記載のコネクタモジュール。
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