本发明涉及电缆安装用基板、带电缆的基板和对电缆安装用基板连接电缆的方法。
背景技术：
为了实现通信设备间、电子设备间的信号的发送和接收，通信设备彼此、电子设备彼此介由电缆而连接。电缆多数具备中心导体、被覆中心导体的绝缘体以及被覆绝缘体的外部导体。这种电缆也包括具备一对中心导体的差分信号传输用电缆。
上述那样的电缆有时与搭载有通信用半导体芯片等的基板连接。例如，有时并列配置的多根电缆被焊接于共用的基板。这种情况下，在各电缆的端部，露出中心导体和外部导体。露出的各电缆的中心导体被焊接于在基板表面上所形成的连接垫，外部导体被焊接于在基板表面上所形成的接地图形。这里，连接中心导体的连接垫和连接外部导体的金属层虽然形成于基板的同一面上，但电气分离。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014－89902号公报
技术实现要素：
发明所要解决的课题
通信所用的电缆非常细，多数情况下，电缆的直径为1mm～3mm程度。因此，将并列配置的多根电缆分别焊接在基板上的预定位置并非易事。尤其是相邻电缆的外部导体彼此的间隔窄，使电烙铁的前端恰当地抵接于各外部导体并不容易。另一方面，如果无法使电烙铁的前端恰当地抵接于外部导体，则不能向外部导体充分传热，焊锡的熔融变得不充分。此外，如果使电烙铁的前端过于按压外部导体，则外部导体内侧的绝缘体会由于热和压力而变形。
本发明的目的涉及电缆安装用基板、带电缆的基板和对电缆安装用基板连接电缆的方法，提供容易且切实地将多根电缆连接于预定位置的技术。
用于解决课题的方法
本发明为一种电缆安装用基板，其用于安装多根具备中心导体、被覆所述中心导体的绝缘体和被覆所述绝缘体的外部导体的电缆，所述电缆安装用基板具备：板状基材；设于所述基材上且用于与所述外部导体电连接的接地图形；以及设于所述接地图形上且用于通过熔融使所述外部导体与所述接地图形电连接、固定的焊锡构件，所述焊锡构件形成有沿着所述外部导体的外形的形状的凹部。
发明的效果
本发明涉及电缆安装用基板、带电缆的基板和对电缆安装用基板连接电缆的方法，能够容易且切实地将多根电缆连接于预定位置。
附图说明
图1中，(a)为显示本发明第1实施方式涉及的带电缆的基板的平面图，(b)为(a)的a1－a1线截面图。
图2中，(a)为显示连接电缆之前的电缆安装用基板的平面图，(b)为(a)的a2－a2线截面图，(c)为(a)的b1－b1线截面图。
图3中，(a)为显示使第1焊锡构件形成为预定形状之前的电缆安装用基板的平面图，(b)为(a)的a3－a3线截面图。
图4为显示使第1焊锡构件形成为预定形状的方法的图。
图5为说明接地图形与外部导体的连接的图。
图6中，(a)为显示本发明第2实施方式涉及的带电缆的基板的平面图，(b)为(a)的b2－b2线截面图。
图7中，(a)为显示连接电缆之前的电缆安装用基板的平面图，(b)为(a)的b3－b3线截面图。
图8中，(a)为显示使第2焊锡构件形成为预定形状之前的电缆安装用基板的平面图，(b)为(a)的b4－b4线截面图。
图9为显示使第2焊锡构件形成为预定形状的方法的图。
图10中，(a)为从基材的表面侧观察本发明第3实施方式涉及的带电缆的基板所得的平面图，(b)为从基材的背面侧观察带电缆的基板所得的平面图。
图11中，(a)为从基材的表面侧观察本发明第3实施方式涉及的电缆安装用基板所得的平面图，(b)为从基材的背面侧观察电缆安装用基板所得的平面图。
符号说明：
1、1a：带电缆的基板；10、10a、10b：电缆安装用基板；20：电缆；110：基材；120：接地图形；121：通孔；130：连接垫；140、140b：第1焊锡构件；141：凹部；142：凸部；145：第1焊锡连接部；150：第2焊锡构件；151：凹部；155：第2焊锡连接部；210：中心导体；220：绝缘体；230：外部导体；240：外部被覆；320、330：按压构件；321：按压突起；350：电烙铁。
具体实施方式
[第1实施方式]
参照图1(a)、(b)、图2(a)～(c)对本发明第1实施方式进行说明。图1(a)为显示本发明第1实施方式涉及的带电缆的基板1的平面图。图1(b)为图1(a)的a1－a1线截面图。图2(a)为显示连接(焊接)电缆20之前的电缆安装用基板10的平面图。图2(b)为图2(a)的a2－a2线截面图。图2(c)为图2(a)的b1－b1线截面图。
＜带电缆的基板1＞
如图1(a)、(b)所示，带电缆的基板1具备电缆安装用基板10、以及安装并连接(焊接)于电缆安装用基板10的多根电缆20。
＜电缆安装用基板10＞
如图2(a)～(c)所示，连接(焊接)电缆20之前的电缆安装用基板10具备由绝缘体形成的板状基材110、设于基材110两面的金属制的接地图形120、设于基材110两面的连接垫130、以及设于各接地图形120上的第1焊锡构件140。
＜电缆20＞
电缆20具备传输差分信号的一对中心导体210、一并被覆这些中心导体210的绝缘体220、被覆绝缘体220的外部导体(屏蔽体)230、以及被覆外部导体230的外部被覆240。本实施方式中，电缆20是由长径2.7mm、短径1.4mm构成的椭圆形。此外，一对中心导体210的间距(中心间距)为0.8mm。
电缆20所具备的中心导体210是导电性优异的金属(例如铜)单线，其表面根据需要实施镀覆。中心导体210的直径例如为0.4mm。绝缘体220由例如含有聚烯烃系树脂、氟树脂的绝缘树脂、发泡绝缘树脂等形成。具体而言，可以使用聚乙烯作为绝缘体220的材料。聚乙烯的熔点例如为110℃左右。外部导体230是纵向添加卷绕(縦添え巻き)或横向卷绕(螺旋卷绕)于绝缘体220周围的金属箔带。金属箔带是铜箔、铝箔等金属箔与用于增强金属箔的聚酯等塑料带贴合而成的层压带，使金属箔在外侧，卷绕于绝缘体220周围。外部被覆240也称为“外皮”、“护套”，使用聚氯乙烯树脂、聚烯烃系树脂、氟树脂等形成。
在电缆20的端部，外部被覆240被除去而露出外部导体230。此外，在比露出的外部导体240更靠近前端的一侧，外部导体230和绝缘体220被除去而露出中心导体210。
＜基材110＞
基材110由板状绝缘体形成，例如由玻璃环氧(ガラスエポキシ)形成。基材110例如宽度方向(图2(a)的上下方向)的尺寸为16mm、厚度方向(图2(b)的上下方向)的尺寸为1mm。在基材110的表面，对于各电缆20形成有2个连接垫130，同时对于全部电缆20形成有共用的接地图形120。接地图形120与连接垫130电气分离。
电缆20的中心导体210被焊接于相应的连接垫130。此外，电缆20的露出的外部导体230被焊接于接地图形120。具体而言，电缆20的露出的外部导体230利用由第1焊锡构件140受热熔融而形成的第1焊锡连接部145被电连接于接地图形120。中心导体210与连接垫130、外部导体230与接地图形120分别电连接。
＜接地图形120＞
接地图形120是设于基材110上且与外部导体230电连接的金属制的导体。接地图形120具备相对于厚度方向(图2(b)的厚度方向)凹陷的孔。本实施方式中，孔作为贯穿接地图形120的厚度方向并连通至基材110的通孔121形成。接地图形120所具备的孔也可以不贯穿接地图形120。
＜连接垫130＞
连接垫130是设于基材110上且与中心导体210电连接的金属制的导体。
＜第1焊锡构件140＞
第1焊锡构件140是由例如锡、银、铜的合金形成的构件，熔融温度为200℃～250℃。第1焊锡构件140在与接地图形120相对的面的相反侧的面即表面形成有凹部141。凹部141形成为沿着载置的电缆20的外部导体230外形的形状。此外，第1焊锡构件140在载置的电缆20的长度方向(图2(a)的左右方向)的全长上形成有凹部141。本实施方式中，外部导体230的外形为椭圆形，凹部141形成为对应于椭圆形的半圆弧状。通过在凹部141配置电缆20的外部导体230，能够保持电缆的端部，并进行电缆20的定位。即，利用凹部141，能够确定焊接前的接地图形120与外部导体230的位置关系以及焊接前的连接垫130与中心导体210的位置关系。在相邻的凹部141彼此之间形成有与接地图形120的载置有第1焊锡构件140的面平行的平坦面143。本实施方式中，第1焊锡构件140的凹部141相对于平坦面143具有0.3mm的深度。凹部141相对于平坦面143的深度优选为载置的外部导体230距离与第1焊锡构件140接触的面的半径的30％以上。本实施方式中，由于在凹部141中载置外部导体230的短径侧(短径1.4mm)，因此，外部导体230距离与第1焊锡构件140接触的面的半径为0.7mm。因此，本实施方式中，凹部141相对于平坦面143的深度优选为0.21mm以上。通过使凹部141相对于平坦面143的深度为载置的外部导体230距离与第1焊锡构件140接触的面的半径的30％以上，能够抑制被凹部141保持的电缆20移动。
此外，第1焊锡构件140在与接地图形120相对的面即背面形成有凸部142。凸部142相对于接地图形120的与第1焊锡构件140相对的面凸出，向形成于接地图形120的通孔121内突出。
第1焊锡构件140与接地图形120密合。通过第1焊锡构件140与接地图形120密合，能够使多根电缆20相对于接地图形120、连接垫130切实地进行定位。
＜第1焊锡构件140的形成方法＞
接下来，参照图3(a)、(b)、图4，对在接地图形120上形成预定形状的第1焊锡构件140的方法进行说明。图3(a)为显示使第1焊锡构件140形成为预定形状之前的电缆安装用基板10的平面图。图3(b)为图3(a)的a3－a3线截面图。图4为显示使第1焊锡构件140形成为预定形状的方法的图。
首先，如图3(a)、(b)所示，准备在基材110上形成有接地图形120和连接垫130的基材110。接地图形120中形成有连通至基材110的通孔121。在接地图形120之上设置板状的第1焊锡构件140。关于板状的第1焊锡构件，例如宽度方向(图3(a)的上下方向)的尺寸为6mm、纵深方向(图3(a)的左右方向)的尺寸为1mm、厚度方向(图3(b)的上下方向)的尺寸为0.5mm。接下来，如图4所示，将电缆安装用基板10的一个面载置于支撑台310之上。关于电缆安装用基板10的第1焊锡构件140，使按压构件320靠近载置于支撑台310的面的相反侧的另一面，利用按压构件320按压于支撑台310侧。按压构件320在与第1焊锡构件140相对的表面形成有多个按压突起321。按压突起321形成为与外部导体230外形的一部分相同的形状。本实施方式中，外部导体230的外形为椭圆形，按压突起321形成为对应于椭圆形的半圆弧状。
通过利用按压构件320进行按压，第1焊锡构件140如图2(b)所示形成沿着电缆20的外部导体230的外形的形状的凹部141。此外，第1焊锡构件140通过利用按压构件320进行按压而形成一部分向接地图形120的通孔121内突出的凸部142。进而，第1焊锡构件140通过利用按压构件320进行按压而使与接地图形120之间的密合性提高。
然后，使载置于支撑台310之上的电缆安装用基板10翻转。即，将电缆安装用基板10的另一面载置于支撑台310之上。电缆安装用基板10的一面侧的第1焊锡构件140与另一面侧的第1焊锡构件140同样地，通过利用按压构件320按压于支撑台310侧而形成凹部141和凸部142。
＜焊接工序的说明＞
接下来，参照图5对将电缆安装用基板10与电缆20连接的工序进行说明。图5是对图2(a)的a2－a2线截面图中接地图形120与外部导体230的连接(焊接)进行说明的图。
将电缆安装用基板10与电缆20连接的工序包括将接地图形120与外部导体230焊接的工序和将连接垫130与中心导体210焊接的工序。
将接地图形120与外部导体230焊接的工序中，如图5所示，使前端被充分加热的电烙铁350作用于相邻的外部导体230彼此之间的第1焊锡构件140(平坦面143)。第1焊锡构件140通过用电烙铁350加热而熔融，如图1(b)所示，接地图形120与外部导体230之间形成倒角形状的第1焊锡连接部145。接地图形120与外部导体230通过第1焊锡连接部145而接合、电连接。通过使电烙铁350作用于全部相邻的外部导体230彼此之间的第1焊锡构件140(平坦面143)，从而完成全部接地图形120与外部导体230的焊接。此外，在第1焊锡构件140熔融时，第1焊锡构件140的凸部142在通孔121内熔融，第1焊锡连接部145的一部分向通孔121内突出。将连接垫130与中心导体210焊接的工序中，利用电烙铁使钎焊丝在例如使连接垫130与中心导体210接合的部分熔融。熔融的焊锡在连接垫130与中心导体210之间形成倒角形状，从而将连接垫130与中心导体210接合、电连接。
经过上述工序，电缆安装用基板10与电缆20连接，构成带电缆的基板1。
＜第1实施方式的效果＞
本实施方式中的第1焊锡构件140形成有沿着载置的外部导体230的外形的形状的凹部141。通过在第1焊锡构件140中形成有凹部141，电缆安装用基板10能够确定焊接前的接地图形120与外部导体230的位置关系、以及焊接前的连接垫130与中心导体210的位置关系。因此，能够容易且切实地将多根电缆20连接于电缆安装用基板10。
此外，第1焊锡构件140具备向形成于接地图形120的通孔121内突出的凸部142。通过在第1焊锡构件140上形成有凸部142，电缆安装用基板10能够抑制第1焊锡构件140相对于接地图形120移动。因此，能够更为容易且切实地将多根电缆20连接于电缆安装用基板10。
此外，在将接地图形120与外部导体230连接后，也能够通过使将接地图形120与外部导体230连接的第1焊锡连接部145的一部分向通孔121突出而使接地图形120与外部导体230的连接牢固。
[第2实施方式]
接下来，参照图6(a)、(b)、图7(a)、(b)对本发明第2实施方式进行说明。图6(a)为显示本发明第2实施方式涉及的带电缆的基板1a的平面图。图6(b)为图6(a)的b2－b2线截面图。图7(a)为显示连接电缆20之前的电缆安装用基板10a的平面图。图7(b)为图7(a)的b3－b3线截面图。
第1实施方式的带电缆的基板1(电缆安装用基板10)和第2实施方式的带电缆的基板1a(电缆安装用基板10a)中，连接垫130与中心导体210的连接方法(焊接方法)是不同的，因此，下面对连接垫130与中心导体210的连接部分进行说明。对于与对第1实施方式涉及的带电缆的基板1进行说明共通的构成要素，给予相同的符号并省略其说明。第2实施方式涉及的带电缆的基板1a(电缆安装用基板10a)在连接垫130上设有第2焊锡构件150。
＜第2焊锡构件150＞
第2焊锡构件150为由例如锡、银、铜的合金形成的构件，熔融温度为200℃～250℃。第2焊锡构件150由与第1焊锡构件140相同的材料形成。第2焊锡构件150在与连接垫130相对的面的相反侧的面即表面形成有凹部151。凹部151形成为沿着载置的电缆20的中心导体210外形的形状。本实施方式中，中心导体210的外形为大体圆形，凹部151形成为对应于大体圆形的半圆弧状。通过在凹部151配置电缆20的中心导体210，能够进行电缆20的定位。即，利用凹部151，能够确定焊接前的连接垫130与中心导体210的位置关系。
第2焊锡构件150与连接垫130密合。第2焊锡构件150通过与连接垫130密合，能够使中心导体210相对于连接垫130切实地进行定位。
＜第2焊锡构件150的形成方法＞
接下来，参照图8(a)、(b)、图9对在连接垫130上形成预定形状的第2焊锡构件150的方法进行说明。图8(a)为显示使第2焊锡构件150形成为预定形状之前的电缆安装用基板10a的平面图。图8(b)为图8(a)的b4－b4线截面图。图9为显示使第2焊锡构件150形成为预定形状的方法的图。
首先，如图8(a)、(b)所示准备预先形成有接地图形120和连接垫130的基材110。在接地图形120之上设置板状的第1焊锡构件140。在连接垫130之上设置板状的第2焊锡构件150。关于使第1焊锡构件140形成为预定形状的方法，与第1实施方式是同样的，因此省略说明。
接下来，如图9所示，将电缆安装用基板10a的一个面载置于支撑台310之上。关于电缆安装用基板10a的第2焊锡构件150，使按压构件330靠近载置于支撑台310的面的相反侧的另一面，利用按压构件330按压于支撑台310侧。按压构件330在与第2焊锡构件150相对的表面形成有多个按压突起331。按压突起331形成为与中心导体210外形的一部分相同的形状。本实施方式中，中心导体210的外形为大体圆形，按压突起331形成为对应于大体圆形的半圆弧状。
通过利用按压构件330进行按压，第2焊锡构件150如图7(b)所示形成沿着电缆20的中心导体210的外形的形状的凹部151。此外，第2焊锡构件150通过利用按压构件330进行按压而使与连接垫130之间的密合性提高。
然后，使载置于支撑台310之上的电缆安装用基板10a翻转。即，将电缆安装用基板10a的另一面载置于支撑台310之上。电缆安装用基板10a的一面侧的第2焊锡构件150与另一面侧的第2焊锡构件150同样地，通过利用按压构件330按压于支撑台310侧而形成凹部151。
按压构件320和按压构件330给予不同编号并进行了说明，但也可以将它们设为一个构件，同时形成第1焊锡构件140的凹部141和凸部142、以及第2焊锡构件150的凹部151。
＜焊接工序的说明＞
接下来，对将电缆安装用基板10a和电缆20连接的工序进行说明。将电缆安装用基板10a和电缆20连接的工序包括将接地图形120与外部导体230焊接的工序和将连接垫130与中心导体210焊接的工序。关于将接地图形120与外部导体230焊接的工序，与第1实施方式是同样的，因此省略说明。
将连接垫130与中心导体210焊接的工序中，在相邻的中心导体210彼此之间，使前端被充分加热的电烙铁作用于各第2焊锡构件150。如图6(b)所示，第2焊锡构件150通过用电烙铁加热而熔融，从而在连接垫130与中心导体210之间形成倒角形状的第2焊锡连接部155。连接垫130与中心导体210通过第2焊锡连接部155被接合、电连接。
＜第2实施方式的效果＞
本实施方式中的带电缆的基板1a和电缆安装用基板10a具有与第1实施方式同样的效果。此外，本实施方式中，第2焊锡构件150具备沿着载置的电缆20的中心导体210的外形的形状的凹部。通过在凹部151配置电缆20的中心导体210，能够进行电缆20的定位。因此，能够更容易且切实地将多根电缆20连接于电缆安装用基板10a。
[第3实施方式]
接下来，参照图10(a)、(b)、图11(a)、(b)对本发明第3实施方式进行说明。图10(a)为从基材110的表面110a侧(一侧)观察本发明第3实施方式涉及的带电缆的基板1b所得的平面图。图10(b)为从基材110的背面110b侧(另一侧)观察带电缆的基板1b所得的平面图。图11(a)为从基材110的表面110a侧(一侧)观察本发明第3实施方式涉及的电缆安装用基板10b所得的平面图。图11(b)为从基材110的背面110b侧(另一侧)观察电缆安装用基板10b所得的平面图。
第1实施方式的带电缆的基板1(电缆安装用基板10)与第3实施方式的带电缆的基板1b(电缆安装用基板10b)中，第1焊锡连接部(第1焊锡构件)的设置位置是不同的，因此，下面对第1焊锡连接部145b(第1焊锡构件140b)进行说明。对于与对第1实施方式涉及的带电缆的基板1进行说明共通的构成要素给相同的符号，并省略其说明。
第3实施方式涉及的电缆安装用基板10b中，在基材110的表面110a侧(一侧)和背面110b侧(另一侧)，第1焊锡构件140b相对于接地图形120的设置位置不同。如图11(a)所示，在基材110的表面110a侧(一侧)，第1焊锡构件140b设于接地图形120的电缆20前端侧(连接垫130侧)的表面，而不设于接地图形120的电缆20后端侧(连接垫130侧的相反侧)。即，接地图形120在电缆20后端侧(连接垫130侧的相反侧)露出于基材110的表面110a侧。如图11(b)所示，在基材110的背面110b侧(另一侧)，第1焊锡构件140b设于接地图形120的电缆20后端侧(连接垫130侧的相反侧)的表面，而不设于接地图形120的电缆20前端侧(连接垫130侧)。即，接地图形120在电缆20前端侧(连接垫130侧)露出于基材110的背面110b侧。即，第1焊锡构件140b在基材110的表面110a侧和背面110b侧相对于电缆20的长度方向错开而设置。本实施方式中，第1焊锡构件140b在表面110a侧和背面侧110b侧相对于电缆20的长度方向完全错开而设置，但也可以以部分重叠的方式设置。
各第1焊锡构件140b与第1实施方式同样地，形成有沿着载置的外部导体230的外形的形状的凹部和向通孔121内突出的凸部。凸部在基材110的表面110a侧和背面110b侧相对于电缆20的长度方向错开而设置。通过在基材110的表面110a侧和背面110b侧错开设置凸部，表面110a侧的凸部和背面110b侧的凸部向不同的通孔121内突出。通过基材110的表面侧110a的凸部和基材110的背面侧的凸部向不同的通孔121内突出，能够使第1焊锡构件140b相对于接地图形120牢固地进行保持。同样地，凹部在基材110的表面110a侧和背面110b侧相对于电缆20的长度方向错开而设置。
本发明第3实施方式涉及的带电缆的基板1b中，与第1实施方式同样地，第1焊锡构件140b通过用电烙铁加热而熔融，从而在接地图形120与外部导体230之间形成倒角形状的第1焊锡连接部145b。此外，也可以第1焊锡构件140b通过利用电烙铁加热露出于外部的接地图形120而被间接地加热并熔融，从而在接地图形120与外部导体230之间形成倒角形状的第1焊锡连接部145b。接地图形120和外部导体230通过第1焊锡连接部145b接合、电连接。
如图10(a)、(b)所示，第1焊锡连接构件145b在基材110的表面110a侧和背面110b侧相对于电缆20的长度方向错开而设置。本实施方式中，第1焊锡连接构件145b在表面110a侧和背面侧110b侧相对于电缆20的长度方向完全错开而设置，也可以以部分重叠的方式设置。第1焊锡构件140b的凸部在第1焊锡构件140b熔融时在通孔121内熔融，第1焊锡连接部145b的一部分向通孔121内突出。第1焊锡连接部145b向通孔121内突出的部分在基材110的表面110a侧和背面110b侧相对于电缆20的长度方向错开而设置。因此，第1焊锡连接部145b通过向通孔121内突出的部分向不同的通孔121内突出，能够使接地图形120与外部导体230的连接牢固。
＜第3实施方式的效果＞
本实施方式中的带电缆的基板1b和电缆安装用基板10b具有与第1实施方式同样的效果。此外，第1焊锡构件140b通过基材110的表面侧110a的凸部和基材110的背面侧的凸部向不同的通孔121内突出，能够相对于接地图形120牢固地进行保持。
此外，第1焊锡连接部145b通过向通孔121内突出的部分向不同的通孔121内突出，能够使接地图形120与外部导体230的连接牢固。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述记载的实施方式不对权利要求书涉及的发明进行限定。此外，还应当注意的一点是，实施方式中说明的特征组合未必全部是用于解决发明课题的方法所必需的。
例如，示出了多根电缆被连接于电缆安装用基板两面的例子，但也可以多根电缆仅连接于电缆安装用基板的一面。这种情况下，仅在基板的一面设置接地图形、连接垫、第1焊锡构件、第2焊锡构件。
例如，作为电缆，示出了椭圆形的例子，但电缆也可以为圆形的同轴电缆等。电缆设为圆形的情况下，第1焊锡构件的凹部也形成为对应的圆弧状。
例如，示出了在凹部中载置外部导体的短径侧的例子，但凹部中也可以载置外部导体的长径侧。