CN100446242C - 带有接口模块的lsi封装 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种实施方式,提供一种带有接口模块的LSI封装,其特征在于,具备:装载信号处理LSI并具有安装板连接用电端子的内插板、以及具有用于对高速信号进行外部布线的传输线路和与安装板连接用插座对应的插座连接用电端子的接口模块;其中,上述内插板和上述接口模块分别具有环形电极和平板电极中的至少任意一个;上述内插板和上述接口模块通过利用上述环形电极和上述平板电极中的至少任意一个进行感应耦合、静电耦合以及它们的复合耦合而进行电连接。
Description
本申请基于并要求2004年8月17日提交的在先日本专利申请No.2004-237722和2004-237723的优先权,在此引用其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及具备用于对高速信号进行外部布线的接口模块的带有接口模块的LSI封装、适用于高速LSI安装的传输线路安装体和带状光传输线路。
背景技术
近年来,LSI的时钟频率日益增高,而且个人计算机用的CPU也实现了GHz或GHz以上的时钟频率。然而,与时钟频率的上升相比,LSI之间接口的通过量的提高步调相对缓慢,这就成为个人计算机性能的阻碍。为此,正在积极地进行接口的高通过量化的研究开发。
提高接口的通过量,需要提高每1个端子的信号频率和增加端子数。然而,由于增加端子数后LSI和封装的面积会变大,从而内部布线长度就会变长而存在无法进行高频工作的限制,所以提高每1个端子的频率就成为重大的课题。另一方面,由于当提高每1个端子的频率时,电信号的衰减变大而由于阻抗不匹配而导致反射影响变大,所以线路长度就会受到限制。为此,作为高速信号传输线路就需要使用尽力抑制阻抗不匹配或衰减量的传输线路。但在安装板上精度良好地制作传输线路,不仅会导致成本的上升,而且随着高速化还会使由于介质损耗或表皮效应引起的导体损耗变大,从而难以传输足够的距离。因此,人们正在研究不在安装板上对高速信号用布线进行布线而仅在内插板(interposer)上进行布线,并且利用内插板上的装载的光元件(器件)进行光电转换而用光进行传输的方式。例如,有特开2004-31455号公报、以及光I/O内置模块(1)的模块结构与设计指南(畠山意知郎,外8名,電子情報通信学会ェレクトロニクスソサィェティ大会,2003,C-3-123,p.256:畠山意知郎等8人,电子信息通信学会电子协会大会,2003年,C-3-123,p.256)等的例子。
在特开2004-31455号公报的情况下,由于光元件被直接裸芯片安装在内插板基板上,从而在向安装板安装内插板基板时,形成与光波导线路进行光耦合的结构,由于安装板与内插板的热膨胀系数不同等,所以难以维持光学精度。此外,由于当光元件裸露时很难确保可靠性,所以需要采取按信号传输所使用的波长用透明的树脂等填埋光元件部等的方法,因而存在需要在安装板上进行操作从而在制造上受到制约而花费成本的问题。进而,由于需要在安装板上另外地粘贴光波导线路,因而存在安装工序复杂化、成本上升等问题。此外,当光元件发生故障时,还存在需要更换整个昂贵的信号处理LSI的问题。
此外,在光I/O内置模块(1)的模块结构与设计指南所示的结构中,为了形成在LSI封装上直接装载光部件的方式,需要在装载光部件的状态下,在安装板上回流安装LSI封装、或者在将LSI封装进行回流安装到安装板上后装载光部件,从而形成了耐热性弱的光部件或组装材料(粘接剂等)与板安装时的回流安装干扰的结构。此外,由于LSI的焊料焊接、光接口模块的焊料焊接、以及根据情况的内插板的焊料焊接相互干扰,所以会出现安装顺序受到限制等安装上的问题。并且,为了保持光连接器的位置,还另外地需要按压保持机构等,从而由于使光连接实施连接器化而机构就容易变大。即,由于光连接器的安装精度要求约为几μm~10μm的高的精度,所以难以使连接器的保持机构小型化,而容易大型化。因此,会存在由于针对安装于LSI的上部的散热器(热沉)制作余富空间等的结构复杂化而使成本上升、以及难以安装光接口模块散热用散热器这样的问题。
此外,通常信号的频率变高时,会有每1个端子的耗电变大的趋势。例如,在个人计算机等所使用的CPU中,近年来还出现了达到70~80W的LSI。因此,采用在信号处理LSI上为了更好地利用设置的散热器和巨大的散热器的散热面积而用风扇等进行强制空冷的结构。另一方面,按照上述的结构,由于需要使信号处理LSI和接口模块之间的布线长度非常短,所以在设置了信号处理LSI用的散热器的情况下,就没有了设置接口模块用的其它散热器的余富空间。
而且,在这种情况下,由于焊料焊结有接口模块,所以当接口模块发生故障时,还存在需要整个更换昂贵的信号处理LSI的问题。
另一方面,由于光布线从直流到大于等于100GHz的频率,几乎没有损失的频率依赖性,也没有布线线路的电磁障碍和接地电位变化噪声,所以能够容易地实现数10Gbps的布线。作为这种信号处理LSI间的光布线,例如,已知作为CMOS库的IP宏的光学互连(Optical-interconnection asan IP macro of a CMOS Library)(Takashi Yoshikawa,IEEE HOT9Interconnects.Symposium on High Performance Interconnects,2001,P.P.31-5)等,提出了在装载信号处理LSI的内插板上直接装载用于对高速信号进行外部布线的接口模块的结构。
图33说明根据现有技术的LSI封装的板安装、即传输线路安装体的例子。在图33中,1001是安装基板、1002是LSI封装基板、1003是LSI芯片、1004是焊料球、1005是光接口、1006是光纤,表示了在左右装载2个LSI封装并在其间进行传输线路的空中布线的状态。
然而,在该现有例的这种LSI封装中,存在在其安装板的装载中难以控制空中布线的传输线路的线路长度的问题。即,虽然与LSI封装的布局设计对应地确定传输线路的长度,并考虑向连接器或LSI封装的安装代价而进行传输线路的指定长度的切断和安装,但此时却难以使加工误差完全为零,通常会产生若干长度误差。此外,由于安装板与传输线路的热膨胀系数的差,会由于周围温度变化而产生LSI封装之间、即从板所看见的布线长度与传输线路长度的相对误差。因此,虽然这种安装体中的传输线路只能制作得比指定长度更长,但对于因其过剩长度所产生的传输线路的挠曲没有实施适当的处理。
在这种传输线路安装体中,无论如何都无法避免上述那样的传输线路长度的制作误差。当传输线路比布线长度更短时,则因传输线路而使LSI封装被拉伸,因此会产生导致LSI封装的装载不良、光接口或传输线路破损等故障。为此,使用比指定的布线长度更长的传输线路,因而会由于其过剩长度而产生图33那样的传输线路的挠曲。
当由于过剩长度所产生的挠曲为数10mm时,空中布线的传输线路就会挂到安装板的其它部件上,往往由于冷却风扇的冷却风而引起共振,乃至在根源部分传输线路发生破损。
因此,由于没有适当地处理因过剩长度所产生的传输线路的挠曲,所以由于传输线路引起的挠曲应力就会施加给光接口或LSI封装,从而容易产生为了抵抗应力而使按压机构大型化等问题。
发明内容
按照本发明的一种实施方式,提供一种带有接口模块的LSI封装,其特征在于,具备:装载信号处理LSI并具有安装板连接用电端子的内插板、以及具有用于对高速信号进行外部布线的传输线路和与安装板连接用插座对应的插座连接用电端子的接口模块;其中,上述内插板和上述接口模块分别具有环形电极和平板电极中的至少任意一者;上述内插板和上述接口模块利用上述环形电极和上述平板电极中的至少任意一者通过感应耦合、静电耦合以及它们的复合耦合而进行电连接。
按照本发明的另一种实施方式,提供一种带有接口模块的LSI封装,其特征在于,具备:装载信号处理LSI并具有安装板连接用电端子的内插板、具有用于对高速信号进行外部布线的传输线路和与安装板连接用插座对应的插座连接用电端子的接口模块、装载在上述内插板和上述接口模块中的至少一方上的电连接器、以及至少一方的端部与上述电连接器连接的挠性电布线;其中,上述内插板和上述接口模块分别具有进行电连接的电连接端子,上述电连接端子利用上述挠性电布线进行电连接。
按照本发明的另一种实施方式,提供一种带有接口模块的LSI封装,其特征在于,具备:装载信号处理LSI并具有高速信号用电端子和插座连接用端子插针的内插板、具有用于对高速信号进行外部布线的传输线路和高速信号用电端子和插座连接用端子插针的接口模块、使上述内插板的高速信号用电端子与上述接口模块的高速信号用电端子相互电连接的高速信号用布线、以及具有与上述内插板的插座连接用端子插针和上述接口模块的插座连接用端子插针能够进行上述嵌合的插孔的插座;其中,上述内插板的高速信号用电端子和上述接口模块的高速信号用电端子用由上述高速信号用电端子的挠曲产生的按压力相对于上述高速信号用布线进行机械性接触而相互进行电连接,上述机械性接触通过上述内插板的插座连接用端子插针和上述接口模块的插座连接用端子插针分别与上述插孔进行嵌合而被保持。
按照本发明的另一种实施方式,提供一种带有接口模块的LSI封装,其特征在于,具备:装载信号处理LSI并具有安装板连接用电端子的内插板、以及具有用于对高速信号进行外部布线的光纤的接口模块;其中,上述内插板和上述接口模块分别具有进行电连接的电连接端子,上述电连接端子利用具有比板安装用焊料低的熔点的焊料进行连接。
按照本发明的另一种实施方式,提供一种传输线路安装体,其特征在于,具备:安装基板;从上述安装基板上的第1布线点被空中布线到上述安装基板上的第2布线点的、比从上述第1布线点到上述第2布线点的最短布线长度长出大于等于最短布线长度的2%而小于等于最短布线长度的20%的范围的传输线路;以及将上述传输线路以小于等于从上述第1布线点向上述第2布线点的直线布线高度的高度牵引靠近上述安装基板的挂钩、或者将上述传输线路固定在上述安装基板上的固定部件。
按照本发明的另一种实施方式,提供一种传输线路安装体,其特征在于,具备:安装基板;以及从上述安装基板上的第1布线点被空中布线到上述安装基板上的第2布线点并且横向长地阵列排列的、具有在从上述第1布线点到上述第2布线点之间形成的挠曲部或蛇行部的带状光传输线路。
按照本发明的另一种实施方式,提供一种带有接口模块的LSI封装,其特征在于,具备:信号处理LSI、装载上述信号处理LSI并具有安装板连接用电端子的内插板、具有用于对高速信号进行外部布线的由光波导体的阵列构成的带状光传输线路的接口模块;其中,上述内插板和上述接口模块具有利用机械性接触进行电连接的电连接端子,上述带状光传输线路具有挠曲部或蛇行部。
按照本发明的另一种实施方式,提供一种带状光传输线路,是光传输线路在与光传输方向正交的方向上直线状地进行阵列排列的带状光传输线路,其特征在于:在上述带状光传输线路的中途部分上具有挠曲部或与上述阵列排列的方向直行的方向的蛇行部。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的带有接口模块的LSI封装的概要结构图。
图2A和图2B是本发明的实施例1的高速信号用布线的连接部的放大图。
图3是表示本发明的实施例1的带有接口模块的LSI封装的安装工序图。
图4是表示本发明的实施例1的另一种带有接口模块的LSI封装的概要结构的图。
图5是表示本发明的实施例2的带有接口模块的LSI封装的概要结构的图。
图6是表示本发明的实施例2的光接口模块的连接工序的图。
图7表示本发明的实施例2的带有FPC的内插板的上面图。
图8是表示本发明的实施例3的带有接口模块的LSI封装的概要结构的图。
图9是本发明的实施例3的高速信号用布线的连接部的放大图。
图10是表示本发明的实施例3的光接口模块的连接工序的图。
图11是表示本发明的实施例4的带有接口模块的LSI封装的概要结构的图。
图12是本发明的实施例4的高速信号用布线的连接部的放大图。
图13是表示本发明的实施例4的光接口模块的连接工序的图。
图14是表示本发明的实施例5的带有接口模块的LSI封装的概要结构的图。
图15是表示本发明的实施例5的光接口模块的连接工序的图。
图16是表示本发明的实施例6中的传输线路安装体的概要结构的图。
图17是表示本发明的实施例6中的挂钩的剖面图。
图18是说明本发明的实施例6中的光纤的挠曲的说明图。
图19是表示本发明的实施例6中的光纤的挠曲量的计算结果的曲线图。
图20A是表示实施例7中的传输线路安装体的概要结构的上面图,图20B是表示实施例7中的传输线路安装体的概要结构的剖面图。
图21是表示实施例8中的传输线路安装体的结构图。
图22是表示实施例9中的传输线路安装体的结构图。
图23是表示实施例10中的传输线路安装体的结构图。
图24是表示实施例11中的传输线路安装体的结构图。
图25是表示实施例11中的槽型支持架的立体图。
图26是表示实施例12中的带状光纤的立体图。
图27是表示实施例12中的带状光纤的立体图。
图28是表示实施例13中的带状光纤的立体图。
图29是表示实施例13中的带状光纤的立体图。
图30是表示实施例13中的带状光纤的侧视图。
图31是表示实施例14中的带状光纤和压板的立体图。
图32是表示本发明的实施例6的带有接口模块的LSI封装的剖面图。
图33是表示现有的传输线路安装体的结构图。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的实施例。在下面的附图记载中对相同或类似的部分标注相同或类似的标号。但应注意,附图只是模式图,其厚度与平面尺寸的关系、各层厚度比例等与实物是不同的。因此,具体的厚度和尺寸应该参考以下的说明来加以判断。另外,当然包括在附图相互之间相互的尺寸关系或比例也不同的部分。
另外,下面所示的实施例是举例表示用于将该发明的技术思想具体化的装置和方法,但本发明的技术思想并不是将构成部件的材质、形状、结构、配置等特定于以下的实施例。本发明的技术思想是在专利要求的范围内能够进行各种各样的变更。
(实施例1)
图1是表示本发明的实施例1的带有接口模块的LSI封装的概要结构的图,图2A和图2B是本发明的实施例1的高速信号用布线的连接部的放大图,图3是表示本发明的实施例1的带有接口模块的LSI封装的安装工序的图,图4是表示本发明的实施例1的另一种带有接口模块的LSI封装的概要结构的图。
图1中的1是带有接口模块的LSI封装,接口模块1具有信号处理LSI2。信号处理LSI 2被装载在内插板3上,信号处理LSI 2与内插板3电连接。
在内插板3上布线有高速信号用布线4,高速信号用布线4电连接到信号处理LSI 2的信号输入输出端子(未图示)上。高速信号用布线4的另一端被引出到内插板3的表面侧。在内插板3的下面配置有用于进行电源供给、低速控制信号等的输入输出的连接端子5(安装板连接用电端子),连接端子5与安装板6电连接。
7是光接口模块,该光接口模块7具有用于对光接口IC、光元件、高速信号进行外部布线的光纤8(传输线路)、光纤8和光元件的光耦合系统、挠性布线基板9(以下记为FPC)等,其被安装在作为支持基板的加强板10上,并利用铸模树脂11等保护整体。
光接口模块7具有2种输入输出部。具体地,一方的输入输出部被设置在安装板6侧,是与后述的插座13对应的输入输出插针12(插座连接用电端子),其是传输低速控制信号或电源信号等的输入输出部。输入输出插针12与安装在安装板6上的插座13(安装板连接用插座)连接。另一方的输入输出部是与光接口模块7和高速信号用布线4电连接的电连接部14,其是传输高速信号的输入输出部。电连接部14利用突起15与高速信号用布线4按指定的间隔进行配置。
图2A是表示感应耦合的1个例子的图。16是设置在高速信号用布线4的一部分上的环形电极。如图所示,在内插板3的周边部环形电极16以每个端子的方式形成环,并经由通孔17在其它层具有回路18。通过将回路18直接接地或与电源连接而使其作为环形天线发挥作用,但也可以在此连接终端电阻而作为行波型天线。19是用于防止外部电场的影响或磁场的串扰的屏蔽罩,其经由通孔22与电源或接地电平短路。将与该结构相同的结构的部分制成在电连接部14上,并通过使它们按适当的间隙对置而能够实现分别作为输出、接收天线工作的由磁耦合优先的感应耦合形成的无按压电连接。
图2B是表示静电耦合的1例的图。20是设置在高速信号用布线4的一部分上的平板电极,例如图2B所示,形成了差动布线对。21是用于电隔离各差动对的地线。将该结构的部分也预先设置在电连接部14上,并通过以适当的间隙使其相对而形成平行平板,从而能够利用电场耦合优先的静电耦合进行电连接。另外,当然这些由静电耦合形成的电连接,直流不会进行耦合,毫无疑问是交流耦合。
为了将这种带有接口模块的LSI封装1安装在安装板6上,首先,用连接端子5将装载信号处理LSI 2的内插板3与安装板6电连接。此时,优选地同时将插座13和其它安装部件安装在安装板6上。然后,使内插板3侧的环形电极16或平板电极20与光接口模块7的环形电极16或平板电极20位置对准。然后,在向插座13插入输入输出插针12的同时用电连接部14使光接口模块7与高速信号用布线4进行电连接。其中,电连接部14是利用感应耦合、静电耦合或它们的复合耦合进行电连接的结构,并没有直接机械地进行接触。如果是这种结构,通过将间隙方向的高度误差预先设计在设计规格范围内,在没有按压力的状态下能够进行电连接。为了规定此时的间隙,通过预先设置相当于间隙的突起15而实现连接特性的稳定化。
根据这种结构,用与通常的BGA封装LSI的安装大致同等的工序,在将内插板3安装在安装板6上后(图3的状态),能够将光接口模块7电连接(图1的状态)。即,在与其它部件一起向安装板6上进行内插板3的电安装、即进行回流或激光加热等热处理之后,能够装载光接口模块7,是电安装亲和性高的结构。
此外,由于光接口模块7是单独封装的,所以能够确保可靠性,而且是以其自身就能够进行检查的结构,从而能够抑制因光元件不良而导致的安装板6的成品率的降低。进而,由于不用热处理而能够利用电安装来安装光接口模块7,所以能够减少采用尾(pigtail)方式对安装的限制。当然,由于高速信号不经由安装板6的布线而从内插板3经由电连接部14到达光接口模块7,所以能够以短的距离传输高频信号。
进而,由于从横向方向插入光纤8,所以能够将光接口模块7的厚度形成得薄。因此,相对于内插板3,能够使光接口7的上表面的高度比信号处理LSI 2的上表面低,从而能够使确保对于信号处理LSI 2的大的散热器的设置空间变得容易。此外,也可以在环形电极16间或平板电极20间的间隙内插入粘接剂而能够增加固定强度。
进而,如图4所示,也可以附加用于精度良好地确定相对的电极的相对位置的定位导向插针25。在这种情况下,在内插板3上设置能够与定位导向插针25吻合的导向针孔26,从而使定位导向插针25与导向针孔26吻合而精度良好地确定相对的电极的位置,并且还能够提高在外力作用时的光接口7与内插板3间的相对位置保持的机械强度。
(实施例2)
图5是表示本发明的实施例2的带有接口模块的LSI封装的概要结构的图,图6是表示本发明的实施例2的光接口模块的连接工序的图,图7表示本发明实施例2带有FPC的内插板的上面图。另外,与图1相同的部分附加相同标号并省略其详细说明。
如图5所示,在内插板3上装载了FPC连接器31(电连接器),此外,在光接口模块7上装载了FPC连接器32(电连接器)。FPC 9的两端分别与FPC连接器31、32连接,通过FPC连接器31、32内插板3的电连接端子(未图示)与光接口模块7的电连接端子(未图示)进行电连接。
为了将这种带有接口模块的LSI封装1安装在安装板6上,首先,用连接端子5将装载了信号处理LSI 2和FPC连接器31的内插板3电连接在安装板6上。此时,优选地同时将插座13和其它安装部件安装在安装板6上。此后,如图6所示,将装载了连接FPC 9的一端的FPC连接器32的光接口模块7的输入输出插针12插入插座13,并且将FPC 9的另一端插入并连接在FPC连接器31中。
按照这种结构,也可以在安装板6上装载内插板2和插座13之后,通过向插座13插入而连接光接口模块7的电源和低速控制信号等,从而能够利用FPC 9与高速信号用布线4进行连接,而能够提供与现有的回流安装等亲和性高的结构。
另外,并不一定需要FPC连接器31、32这两者,只要有光接口模块7侧的FPC连接器32或内插板3侧的FPC连接器31的任意一方,随后就能够装载光接口模块7。例如,在只有FPC连接器32的情况下,如图7所示,只要内插板3侧直接利用内插板3上的高速信号用布线4和导电性粘接剂或Au柱状凸起33等连接FPC 9的电极布线9A即可。
进而,也可以在内插板3上附加用于精度良好地确定相对的电极的相对位置的定位导向插针。在这种情况下,在FPC 9上设置能够与定位导向插针吻合的导向针孔,从而使定位导向插针与导向针孔吻合而精度良好地确定相对的电极的位置,并且还能够提高在外力作用时的FPC9与内插板3间的相对位置保持的机械强度。
(实施例3)
图8是表示本发明的实施例3的带有接口模块的LSI封装的概要结构的图,图9是本发明的实施例3的高速信号用布线的连接部的放大图,图10是表示本发明的实施例3的光接口模块的连接工序的图。另外,与图1相同的部分附加相同标号并省略其详细说明。
如图8所示,在本实施例中,内插板3用输入输出插针43(插座连接用端子插针)与用焊料凸起41连接到安装板6上的插座42连接。具体地,在插座42上形成了能够与输入输出插针43吻合的插孔44,从而通过使输入输出插针43与插孔44吻合而使内插板3连接到插座42上。输入输出插针43是用来进行用于供给小于等于几百MHz的低速信号或控制信号、电源等的输入输出的插针。
高速信号用布线4没有从内插板3的信号处理LSI 2装载面(上表面)侧引出,而与设置在插座42侧的高速信号用电端子45连接。高速信号用电端子45通过推按接触与高速信号用布线46连接。光接口模块7与内插板3同样地利用输入输出插针47连接低速信号或电源,只有高速信号利用高速信号用电端子48与高速信号用布线46连接。
当将光接口模块7的输入输出插针48插入插座42的插孔44时,如图9所示,由于高速信号用电端子48与高速信号用布线46相接触而在横向方向受滑动力,所以作为弹簧发挥作用而利用复原力按压高速信号用布线46。由于输入输出插针47被插入插孔44,所以阻碍了弹簧复原,因而维持复原力从而维持了连接。内插板3侧的高速信号用电端子45也是同样的。
为了将这种带有接口模块的LSI封装1安装在安装板6上,首先,在安装板6上安装插座42。此时,优选地同时将其它安装部件安装在安装板6上。此后,如图10所示,使装载了信号处理LSI 2的内插板3与光接口模块7的高速信号用电端子45、48和高速信号用布线46位置对准,并且将输入输出插针43、47嵌合在插孔44内。
按照这种结构,在将内插板3用的插座42安装在安装板6上后,由于能够不施加热处理等安装内插板3和光接口模块7,所以能够提供不干扰现有的板安装而能够进行安装的带接口的LSI封装1。
此外,根据这种结构,如果有插座42的插针脱出防止机构,则不需要在外部另外地特别准备固定部件,从而具有以简单的结构能够实现可靠性高的结构的特点。
进而,与实施例1同样,也可以在内插板3上附加用于精度良好地确定相对的电极的相对位置的定位导向插针。在这种情况下,在插座42上设置能够与定位导向插针吻合的导向针孔,从而使定位导向插针与导向针孔吻合而精度良好地确定相对的电极的位置,并且还能够提高在外力作用时的内插板3与插座42间的相对位置保持的机械强度。
(实施例4)
图11是表示本发明的实施例4的带有接口模块的LSI封装的概要结构的图,图12是本发明的实施例4的高速信号用布线的连接部的放大图,图13是表示本发明的实施例4的光接口模块的连接工序的图。另外,与图1相同的部分附加相同标号并省略其详细说明。
如图11所示,在本实施例中,内插板3与用插针51连接到安装板6上的插座52连接。安装板6和连接插针51利用焊料53进行固定。
在内插板3的插座52侧的连接面上形成了接合面(land)54(插座连接用电端子)和接合面55(高速信号用电端子)。在插座52的上表面设置了用于与该接合面54接触的连接端子56。通过使接合面54与连接端子56接触,经由连接端子56和连接插针51使内插板3电连接安装板6。内插板3的高速信号用布线4被连接到接合面55上,并通过连接端子57与在插座52上形成的高速信号用布线58连接。
在光接口模块7的插座52侧的连接面上形成了接合面59(插座连接用电端子)和接合面60(高速信号用电端子)。通过使接合面59与连接端子56接触,经由连接端子56和连接插针51使光接口模块7电连接安装板6而供给低速信号和控制信号、电源等。光接口模块7的接合面60通过连接端子57与在插座52上形成的高速信号用布线58连接。
如图12所示,连接端子56、57为具有可塑性的弹簧结构,通过接触按压接合面54等而由复原力产生压力。因此,在这种结构中,如图11所示,需要与散热器61等一起将内插板3和光接口模块7向插座52方向按压的按压机构62。按压机构62是利用与在安装板6上形成的保持夹具63配合而将散热器61向安装板6方向按压的机构,由此,内插板3和光接口模块7同时地被向插座52方向按压,从而形成保持电连接的按压力的机构。
为了将这种带有接口模块的LSI封装1安装在安装板6上,首先,在安装板6上安装插座52。此时,优选地同时将其它安装部件安装在安装板6上。此后,如图13所示,使装载了信号处理LSI 2的内插板3和光接口模块7的接合面55、60和高速信号用布线58位置对准,并且将接合面54等按压在连接端子56、57上。然后,安装按压机构62而保持按压力。
这种结构的特点在于,由于能够使高速信号和低速信号、电源等端子为采用相同的结构,所以能够使插座52的结构和内插板3、光接口模块7的结构简单化,从而能够降低成本,并且由于没有使用插针连接,所以能够实现输入输出端子的高密度化。
此外,根据这种结构,将内插板3用的插座52安装在安装板6上后,由于不施加热处理等能够安装内插板3和光接口模块7,所以能够提供不与现有的板安装干扰而能够安装的带接口的LSI封装1。
进而,与实施例1同样,也可以在内插板3上附加用于精度良好地确定相对的电极的相对位置的定位导向插针。在这种情况下,在插座52上设置能够与定位导向插针吻合的导向针孔,从而使定位导向插针与导向针孔吻合而精度良好地确定相对的电极的位置,并且还能够提高在外力作用时的内插板3与插座52间的相对位置保持的机械强度。
(实施例5)
图14是表示本发明的实施例5的带有接口模块的LSI封装的概要结构的图,图15是表示本发明的实施例5的光接口模块的连接工序的图。另外,与图1相同的部分附加相同标号并省略其详细说明。
如图14所示,本实施例,其特点在于,与内插板3的高速信号用布线4连接的电连接端子(未图示)与光接口模块7的电连接端子(未图示)利用具有比板安装用焊料熔点低的焊料71进行连接。其中,板连接用焊料,在BGA等情况下例如是焊料球,在PGA等情况下例如是固定插针和安装板的焊料。在本实施例中,连接端子5是板安装用焊料。焊料71由例如Sn-Bi-Ag或Sn57Bi等低熔点焊料构成。如果由这些焊料组成,由于熔点小于等于约150℃,所以不会干扰内插板3的安装,此外能够也不会对光接口模块7中所包含的光元件或光部件、特别是保持光纤的固定部件造成恶劣影响而进行安装。因此,能够以非常简单的结构提供与电安装亲和性良好的带有接口模块的LSI封装1。虽然为了使光纤固定部件低成本化而优选地使用树脂,但在使用树脂的情况下,当工序温度比该树脂的软化点高时,难以精度良好地保持光纤8。在焊料安装的情况下,为了不受充分的润湿性或装置或环境的变化的影响,需要将安装温度设定为比焊料金属的熔点高的温度,为了在实用上没有问题的时间内流过工序,要避免与焊料熔点相比10℃~20℃的超调(over shoot)。因此,由于在焊料71的熔点与比光纤8的固定部件的软化点低20℃的温度相比高的情况下,存在因超调而使安装温度超过软化点的危险性,所以优选地焊料71的熔点在从固定部件的软化点减去20℃的温度之下。
为了将这种带有接口模块的LSI封装1安装在安装板6上,首先,用连接端子5将装载了信号处理LSI 2的内插板3电连接在安装板6上。此后,在使对于内插板3的光接口模块7的位置对准后,如图15所示,利用焊料71连接内插板3的电连接端子与光接口模块7的电连接端子。
如上所述,虽然对本发明按上述实施例进行了叙述,但不能将作为该公开的一部分的论述和附图理解为对本发明的限定。根据该公开本领域技术人员应当明白各种代替实施的方式、实施例和运用技术。
例如,虽然表示出分别装载1~2个光接口模块7的例子,但对数量没有限制,也可以是在内插板3的4个边分别装载1~2个这样的结构。此外,实施例4的按压机构62也可以插入到散热器与接口模块和内插板之间,在这种情况下也能够使用单独的固定部件固定散热器。这样,毫无疑问本发明包含了在此没有记载的各种实施例等。进而,除此以外,在不脱离本发明的宗旨的范围之内可以进行各种变形而进行实施。
如上述的详细说明,按照实施例1~实施例5,将接口模块作为尾型(在接口模块内包含传输线路的一端的结构)结构并包括光学耦合或电连接保持结构容纳在另外的封装内,从而实现了小型化,并且通过采用将接口模块与内插板通过设置在它们上的电连接端子进行电连接的结构,能够消除由于结构复杂化而导致成本上升或焊料焊接干扰等的安装上的问题,从而能够提供实现接口的高通过量化的带有接口模块的LSI封装。
更具体地说,由于安装板上不带有高速信号用布线,所以能够缩短信号处理LSI与接口模块之间的电布线长度,由此,不需要昂贵的传输线路就能够安装高通过量的接口模块。此外,由于接口模块的外部布线不通过连接器结合而直接结合,所以接口模块的结构就不会复杂化。进而,由于能够利用电连接端子使内插板与接口模块结合,所以不存在内插板与接口模块的焊料焊接进行干扰的问题。
接下来,下面说明的本发明的其它方式的宗旨是定量地处理传输线路的过剩长度与挠曲的关系,并通过该过剩长度的限定和挠曲部分的适当的处理来解决上述课题。下面,参照附图说明本发明的实施例。在实施例中,虽然作为传输线路主要是表示使用光纤的例子,但毫无疑问即使是细径同轴线路也可以。
(实施例6)
图32是实施例6中的带有接口模块的LSI封装的概要结构图。图32的120是带接口的LSI封装,121是信号处理LSI,122是内插板基板,123是焊料球,24是电连接端子,125是接口模块,126是布线,127是光元件驱动IC,128是光电转换部,129是光纤(光传输线路),130是散热器,131是冷却风扇。
内插板122具备用于与安装板(未图示)电连接的焊料球123和电连接端子124。接口模块125由通过与电连接端子124机械性接触而与电连接端子124电连接的电连接端子(未图示)、布线126、光元件驱动IC 127、光电转换部128和光纤129构成。
来自信号处理LSI121的高速信号,不是通过焊料球123被供给到安装基板,而是通过电连接端子124和布线126被供给到光元件驱动IC127。并且,通过光电转换部128变为光信号而被供给光纤129。另外,高速信号以外的信号通过焊料球123被供给到安装基板。
这种封装可以随后在装载了信号处理LSI121的内插板基板122上装载接口模块125。进而,在其上装载散热器130、冷却风扇131而能够进行信号处理LSI121的散热。
这样地构成的带有接口模块的LSI封装120,能够在由已有的生产线制作的安装基板上,使用已有的安装装置(回流装置等)按与进行LSI安装完全相同的顺序和条件进行板安装。即,首先,将装载了信号LSI121的内插板基板122与其它电子部件一起使用现有方法安装在安装基板上,此后,只要从上面覆盖接口模块125而进行固定(例如螺栓固定或粘接剂固定),就能够在安装基板上构成图32的结构。此时,一直到将内插板基板122进行板安装的工序为止,对现有的批量生产线不必进行任何变更而能够进行生产,而为了构筑光布线板,特有的操作只是装载接口模块125的操作。而且,从上面覆盖接口模块125并进行固定的工序,并不需要特别高精度的位置对准(例如±10μm),而只要是通常的电连接器的精度就足够了,因此并不会大大地增加安装工序的成本。即,使用现有的廉价的安装基板(例如玻璃环氧树脂基板等)和现有的安装方法,能够实现具有通常用板电布线难以实现的高速布线(例如每1条布线20Gbps)的高速板。
图33所示的传输线路1006的空中布线的挠曲非常明显,例如,在布线长度20cm的情况下,从发明者的实测结果得知,仅1mm的误差(传输线路长度为201mm)就会产生9mm的挠曲。虽然该定量的分析在后面叙述,对于20cm来说1mm只是0.5%的误差,作为通常的制造误差并不是极端地大。但发现其效果(挠曲高度)表现出约4.5%的接近10倍的变化。如果忽视这些问题,就会对作为上述的安装体的可靠性等带来严重影响。解决这些问题的实施例如图16所示。
图16是本发明的实施例6中的传输线路安装体的概要结构图,在同一安装基板(板)上装载了左右2个带有接口模块的LSI封装,并用传输线路的空中布线进行其间的高速布线。在图16中,101是传输线路安装体,102是安装基板,103是LSI封装基板(内插板等),104是LSI芯片,105是焊料球,106是接口模块,107是光纤,108是挂钩。
LSI封装基板103通过焊料球105被装载在安装基板102上,LSI芯片104和接口模块106被装载在LSI封装基板103上,接口模块106利用光纤107进行连接。
光纤107从安装基板102上的第1布线点A空中布线到安装基板2上的第2布线点B。光纤107的长度形成为与从第1布线点A到第2布线点B的最短布线长度相比长出大于等于最短布线长度的2%而小于等于最短布线长度的20%的范围的长度。
光纤107钩挂在将光纤107牵引靠近安装基板102的挂钩108上。具体地说,光纤107,按照使钩挂在挂钩108上的部分的光纤107的高度成为小于等于从第1布线点A向第2布线点B的直线布线高度的高度的方式被钩挂在挂钩108上。如果安装基板102的表面有空余空间,则挂钩108也可以是用两面胶带等的固定部件将光纤107固定在安装基板102上的结构。
图17表示对于安装基板102的挂钩108的安装的例子,挂钩108是在前端形成了钩挂部的L形针脚(钩型针脚)。挂钩108利用焊料109固定在形成于安装基板111上的通孔等内。虽然挂钩108的固定方法可以是螺栓固定等,但当如图17所示地进行焊料焊接后,能够与其它部件一起用焊料回流简单地进行固定。
通过采用图16那样的结构会获得什么样的效果,使用图18、图19来进行说明。图18是说明实施例1中的光纤的挠曲的说明图,图19是表示实施例1中的光纤的挠曲量的计算结果的曲线图。即使在带状光纤这样的阵列光纤的情况下,当仅在与阵列排列方向正交的方向上挠曲时,获得了大致相同的结果。
首先,如图18所示,将空中布线的光纤(带)的原始长度定义为L。并且,将向轴方向按压光纤而纵向弯曲的光纤的挠曲高度设为H,此时,将通过按压光纤端所移动的距离设为δL。虽然这样挠曲的曲线可以通过解挠曲微分方程式求出准确的值,但通过将光纤厚度近似为理想值(厚度为零),并设其长度在纵向弯曲前后不变化而利用3个相同曲率弯曲的合成进行近似,能够获得H=SQRT(L·δL·3/8)这样的近似关系式。其中,SQRT表示平方根(√-)。利用该近似式求出L=20cm时的挠曲高度的结果是图19的曲线,并用误差范围内的点同时表示出实际的测量结果(0.1mm厚板状片的挠曲高度)。
从该结果可以看出,上述近似式,从L的0.5%(δL=1mm)到10%(δL=20mm)几乎与实测结果符合,分析到约15%(δL=30mm)左右的拳动时是充分的近似。上述近似式虽然在导出过程中将三角函数部分进行级数展开近似,但可以认为图19的δL大的部分的误差与由于三角函数的近似(sinθ~θ)引起的误差是同样的结果。
从图19可以看出,由布线长度误差引起的挠曲量,在布线长度误差小的区域变化率大,在布线长度误差大的区域变化率小,其关系基本上与布线长度误差的平方根成比例。此外,从上述近似式可以看出,由于挠曲量的绝对值还与布线长度的平方根成比例,所以通过减小布线长度的绝对值能够使挠曲量也变小。因此,回到本实施例,在图16中可以利用挂钩108在2点夹住光纤107来抑制挠曲。将这些用于具体的实例来表示实施例。
通过近年来宽带访问网络的发展,使得信息提供服务等的所谓IT(Information Technology)产业正在非常迅速地发展。其中,重要的是数据服务器,作为能够承受众多的用户的多种同时访问的系统,呈现出阵列服务器的大的需求。阵列服务器不是用1个服务器来存储分发巨大的数据,而是并列运行几十台到几百台中容量(~100GB)左右的数据服务器,并通过以对多种数据请求并行的动作进行对应而使综合的数据分发效率巨大化的系统。在建立这样的阵列服务器时,需要非常大的设置空间,每单位空间的服务器收纳台数变为服务成本的重要因素。因此,通常所使用的阵列服务器的硬件方式是叶片(blade)式服务器,这是通过在1个板上条式地并列安装多个容纳了所有的服务器系统功能的单位服务器(叶片)而实现服务器台数的高密度化的形式的阵列服务器。
由于叶片式服务器的高密度化,近来开始使用1U(安装的单位规格、1.75英寸、44.45mm)宽度的叶片。为了在IU中建立服务器系统,需要对板进行两面安装,当设叶片的机械外壳容纳余量为5mm、安装板的厚度和焊料焊接高度总计为约5mm时,板安装高度为约35mm,在两面均等地进行配置时,最大的安装高度约为17.5mm。其中,安装图16的带有接口模块的LSI封装,当设其布线长度为20cm时,则即使将布线长度的余量作为能够控制的最小值限定为2%(4mm),传输线路的挠曲高度如图19为17.3mm,当考虑到LSI封装厚度和接口模块厚度时,就会有几mm从1U能够容纳范围突出。因此,如果是现有技术,则使布线长度误差管理更加严格,需要例如设误差小于等于1%(2mm)、或者将布线长度限定在最大10cm而将布线超误差管理为小于等于4%(4mm)这样的措施,但在实用上这样对于传输线路的空中布线来说没有什么优点。
对此,在本发明中,即使将例如布线长度设为大于等于20cm,而将布线长度余量设为大于等于4mm也不会存在问题。即,如图16所示,通过将传输线路的一部分钩挂在挂钩上而能够抑制挠曲高度的绝对量。作为例子,在布线长度L=20cm、布线长度误差δL=4mm的情况下,虽然自由状态下的挠曲高度h为17.3mm,但当在2等分从第1布线点A到第2布线点B的直线距离的位置上配置挂钩并且按照使传输线路成为相同的高度的方式用挂钩钩挂传输线路的情况下,则由传输线路的挠曲形成了2个山峰,每个山峰的挠曲高度H为8.7mm(与L=10cm,δL=2mm同等)。此外,当由该状态按照使一侧的山峰的挠曲高度h=0的方式将传输线路牵引靠近另一侧的山峰时,则山峰变为1个,该山峰的挠曲高度H变为12.2mm(与L=10cm,δL=4mm同等)。这些都是在1U中能够容纳范围内的挠曲高度。另外,即使在按照使与上述相反的山峰的挠曲高度成为H>0的方式引挂传输线路的情况下,毫无疑问同样地挠曲高度不会超过12.2mm。
进而,如图16所示,当分别在3等分从第1布线点A到第2布线点B的直线距离的位置上配置挂钩,并且按照使传输线路成为相同的高度的方式用挂钩钩挂传输线路时,由传输线路的挠曲形成了3个山峰,每个山峰的挠曲高度H为5.8mm(与L=6.7cm,δL=1.3mm同等)。此外,当由该状态按照使2个山峰的挠曲高度为H=0的方式将传输线路牵引靠近剩下的1个山峰时,则山峰就成为1个,该山峰的挠曲高度H变为10mm(与L=6.7cm,δL=4mm同等)。这些都是在1U中能够容纳范围内的挠曲高度。另外,即使将挠曲集中在任何一个山峰,毫无疑问也不会超过作为将传输线路牵引靠近1个山峰时的挠曲高度的10mm。由此,能够以比向上述1U的最大安装高度足够低的挠曲高度进行传输线路的空中布线。
另外,虽然为了利用多个挂钩使挠曲高度最小而只要均等地分配各挂钩间的布线长度误差即可,但在此通过使用挂钩均等地分配传输线路并用两面胶带等将其固定在安装基板上的方法是可靠的。但是,当在安装基板表面上没有该固定空间时等的情况下,也可以在从基板面浮起装载部件部分的位置上固定挂钩,或者也可以固定于装载在固定部上的部件的上部。
其次,表示在使布线长度误差变大的情况下,同样地抑制挠曲高度的例子的临界例子。当使布线长度误差δL增大并增加挂钩数量时,则挠曲部分的挠曲曲率就会变小。为此,光纤等需要按照使确定了最小曲率的传输线路成为小于等于该曲率的方式进行设定。例如,在布线长度为20cm的例子中,当设布线长度误差为20%(δL=40mm)时,则由于布线长度(板上的距离)与传输线路长度L明显不同,所以需要将L严格地设为L=240mm(即,不是L=200mm、δL=40mm,而是L=240mm、δL=40mm)来进行计算。在这种情况下,自由状态的挠曲高度按上述的近似式为60mm,按实测为54mm,因此近似计算式也变得难以适用。因此,主要使用实测结果来进行说明,如上所述,对用于进行1U安装的条件进行研究的结果,发现如果将挂钩的设置位置设为4处并进行均等分配,即,如果分别用各个挂钩将传输线路固定在h=0的高度,则最大挠曲高度实测为15mm(与L=60mm,δL=10mm,布线长度为50mm同等),从而总算成为在1U安装中的最大限度地容纳的高度。于是,当测量此时的挠曲曲率后,发现实测时该挠曲曲率为约半径14mm的值。该值比通常的光纤的最小保障弯曲半径30mm小,成为比近年来最适合室内布线用的耐高弯曲性光纤的最小保障弯曲半径15mm稍小的值。因此,从光纤的特性上看,不优选大于等于该值的布线长度误差,如上所述,将布线长度误差设为小于等于20%是适当的。
如上所述,优选地本发明的适用范围被限定于,从布线长度控制或传输线路的使用方面看为大于等于布线长度的2%、而从传输线路的挠曲曲率的界限方面来看为小于等于布线长度的20%的布线长度误差范围内。此外,更优选地传输线路被限定于大于等于布线长度的4%而小于等于布线长度的10%的误差范围内。
(实施例7)
图20A是表示本发明的实施例7中的传输线路安装体的概要结构的上面图,图20B是表示本发明的实施例7中的传输线路安装体的概要结构的剖面图,该实施例是防止空中布线的传输线路的挠曲部由于冷却风扇的冷却风而振动破损的实施例。在图20A和图20B中,110是散热器、111是防风盖,其它与实施例6相同。
如果在安装基板102的表面上有空余空间,挂钩108也可以是用两面胶带等将光纤107固定在安装基板102上的结构。如图20A和20B所示,散热器110利用保持器(retainer)(未图示)等被附着在LSI芯片104上,如图32所示,还可以具有冷却风扇131。
防风盖111被设置在从第1布线点A到第2布线点B的区域上。防风盖111可以是例如聚乙烯树脂或PET瓶的再利用树脂等的低成本树脂的成形件,其在散热器110的安装部上具有开口部(窗),只要在比散热器110的散热片低的位置覆盖光纤107的空中布线部,则防风盖的形状是比较任意的。
这样,通过设置防风盖111,能够防止空中布线的光纤107等的传输线路由于风进行振动而引起安装部的疲劳损伤。此外,通过覆盖安装基板102上的凹凸,还具有使整体的冷却风的流动良好的效果,在系统的冷却效率提高或节能化方面也有效果。另外,往往会出现在防风盖111的内侧装载的部件也需要一定的散热的情况,在这种情况下,在防风盖111的一部分上设置开口部,从而能够设计成不使主要的强制冷却风直接吹到传输线路上以进行应对。
(实施例8)
图21是表示本发明的实施例8中的传输线路安装体的结构图,是以通过安装基板的开口来替代用挂钩固定图16所示的光纤的挠曲的例子。在图21中,102A是安装基板的开口部,112是连接器(connector、splicer等),112A是连接器的安装基板固定器具(例如两面胶带),其它部分与实施例6相同。
如图21所示,一方的LSI封装基板103等被装载在安装基板102的表面侧,另一方的LSI封装基板103等被装载在安装基板102的背面侧。在安装基板102上形成了用于通过光纤107的开口部102A,光纤107通过开口部102A从安装基板102的表面侧被引到背面侧。另外,可以在安装基板102的至少1处或1处以上形成开口部102A,也可以形成多个开口部102A。
连接器112位于第1布线点A和第2布线点B之间,其被设置在安装基板102的背面侧。其中,在本实施例中,使用2条光纤107,由连接器112进行连接。
这种结构能够在从安装基板102的表面侧向安装基板102的背面侧进行光纤107等的传输线路的空中布线时适用。此外,传输线路的安装结构,例如是在接口模块上固定传输线路的所谓尾形式的情况等下,为了将安装基板102的开口部102A限定在最小限度,需要设置使用连接器112的中继。但是,在之后安装能够使传输线路与接口模块连接的情况下、或者为了使接口模块通过而设置了足够的开口部102A的情况下等,并不一定需要连接器112。通过采用这样的结构,能够在传输线路上自然地形成挠曲部,从而使由于布线长度误差引起的挠曲被图中的S形挠曲部分吸收。
(实施例9)
图22是表示本发明的实施例9中的传输线路安装体的结构图,是以通过安装基板的开口来替代用挂钩固定图16所示的光纤的挠曲的例子。在图22中,102A是安装基板的开口部,112是连接器(connector、splicer等),112A是连接器的安装基板固定器具(例如两面胶带),其它部分与实施例6相同。
如图22所示,在安装基板102上形成了2处用于使光纤107通过的开口部102A,光纤107通过开口部102A从安装基板102的表面侧被引到背面侧,进而通过开口部102A再次被引到安装基板102的表面侧。
连接器112位于第1布线点A和第2布线点B之间,其被设置在安装基板102的背面侧。其中,在本实施例中,使用2条光纤107,由连接器112进行连接。
这种结构的传输线路的安装结构,例如是在接口模块上固定传输线路的所谓尾形式等情况下,为了将安装基板102的开口部102A限定在最小限度,需要设置使用连接器112的中继部分。但是,在之后安装而能够使传输线路与接口模块连接的情况下、或者为了使接口模块通过而设置了足够的开口的情况下等,并不一定需要连接器112,只要代之以设置挂购108即可。通过采用这样的结构,能够在传输线路上自然地形成挠曲部,从而使由于布线长度误差引起的挠曲被图22的S形挠曲部分吸收。
(实施例10)
图23是表示本发明的实施例10中的传输线路安装体的结构图,是用在连接器上设置的挂钩来吸收图16所示的光纤的挠曲的例子。在图23中,112是连接器(connector、splicer等),112A是连接器的安装基板固定器具(例如两面胶带),其它部分与实施例6相同。
如图23所示,连接器112位于第1布线点A和第2布线点B之间,其被设置在安装基板102的表面侧。其中,在本实施例中,使用2条光纤107,由连接器112进行连接。此外,连接器112的挂钩112B是用于卷绕过剩长度的光纤107的部件。在光纤107的连接处理时,残留足够的过剩长度与连接器112连接,光纤107的过剩长度被卷绕到连接器112的挂钩112B上。
这种结构能够适用于在接口模块上固定光纤107等的传输线路的所谓尾形式的情况等。
(实施例11)
图24是表示本发明的实施例11中的传输线路安装体的结构图,图25是表示本发明的实施例11中的槽型支持架的立体图,是代替由挂钩固定图16的光纤的挠曲而通过将其收纳在槽型支持架内发挥同样的效果的例子。在图24和图25中,113是槽型支持架、113A是缝隙、113B是爪部,其它部分与实施例6相同。
如图24所示,在光纤107上覆盖了将光纤107收纳在指定高度或指定高度以下的槽型支持架113。槽型支持架113是通过在4边形管的一侧面上设置缝隙113A而形成的。另外,槽型支持架113也可以是例如在圆形管上设置切割缝隙的部件。在这种情况下,当传输线路为带状阵列型时特别易于使用。
如图24所示,通过从缝隙113A将光纤107收纳在内部而自动地在槽型支持架113的内部形成了挠曲。在这种情况下,具有挠曲的分量通过传输线路自身的张力而自动地均等分配的优点,在没有均等地进行分配的情况下,会出现挠曲量不太大的情况、或者挠曲极大而具有无法被收纳在槽型支持架113内的程度的布线长度误差的情况之一。在本发明的情况下,如上所述,由于相对于安装基板102上的布线长度将传输线路长度按长出2%到20%的范围进行设定,所以不会包含挠曲无法被收纳在槽型支持架113内的极端情况。
槽型支持架113,可以是例如聚乙烯树脂或PET瓶的再利用树脂等的低成本树脂的成形件,只要设计了导入传输线路的缝隙(开口部),就能够在配置传输线路后收纳传输线路。此外,虽然单纯的4边形管存在传输线路因张力从缝隙中突出的可能性,但如图25所示,通过在槽的开口部内设置用于保持传输线路的爪部113B,能够使传输线路容易导入,并且易于防止突出。另外,爪部113B能够通过将缝隙113A的翼部分向槽型盖113的内侧挠弯而形成。
在这种结构中,能够预先限定挠曲高度,所需要的挠曲的拐点数(纵向弯曲次数),在光纤107等的传输线路进入槽型支持架113内的过程中由传输线路本身来确定。此外,这种结构还具有防止空中布线的传输线路因冷却风扇的强制冷却风引起的振动、破损等的效果,如果在比散热器低的位置上设置槽型支持架113,很少会使冷却效率下降。
(实施例12)
图26和图27是表示本发明的实施例12中的带状光纤的立体图,是传输线路为带状的阵列型(带状光纤等)时的实施例。该实施例,是代替利用挂钩固定图16的光纤的挠曲而在带状光纤的中途部分设置扭曲部并利用此来吸收由于布线长度误差引起的挠曲的例子。在图26和图27中,114是带状光纤,114A是设置在带状光纤上的扭曲部,其它部分与实施例6相同。带状光纤114,虽然没有图示,但与实施例1同样,端部被安装在接口模块106上。
作为带状光纤114,可以使用例如将包层外径125μm的石英光纤芯线以250μm间距一列地排列12条的光纤。在该带状光纤114上,在从第1布线点A到第2布线点B之间至少形成了1处或1处以上的扭曲部114A。在本实施例中,如图26所示,对带状光纤114施加以长方向为轴的180度旋转(扭转)而形成扭曲部114A。由此,虽然在没有扭曲部114A的情况下,几mm的布线长度误差会产生cm级的挠曲,但通过设置扭曲部114A,如果是比较小的布线长度误差,例如当布线长度为20cm时,布线长度误差为约5mm左右的范围,则增加了向挠曲横向方向的分散效果而不会形成大的挠曲高度。
此外,在图26所示的例子中,由于将带状光纤114扭转180度,所以使平面上的排列反转,在单向布线的情况下,则需要将2个LSI封装的通道排列反向地进行排列矫正(发送和接收的端子不啮合)。相反,在双向布线的情况下,具有以原样排列进行通道匹配这样的优点。总之,为了采用与单纯的带状光纤布线同样的布线方式,不是扭转180度而最好是扭转360度。此外,作为这种情况的其它方法,如图27所示,使扭曲部114A交替地反转,即如果交替地进行相同次数的向右扭转和向左扭转,能够获得同样的效果。
(实施例13)
图28和图29是表示本发明的实施例13中的带状光纤的立体图,图30是表示本发明的实施例13中的带状光纤的侧面图,是传输线路为带状的阵列型(带状光纤等)的情况下的实施例。该实施例,是代替用挂钩固定图16的光纤的挠曲,通过预先将带状光纤的中途部分折返以形成挠曲弯折而用带状光纤的蛇行部(折返部)的弹簧效果来吸收布线长度误差的例子。在图28~图30中,114是带状光纤,114A是设置在带状光纤上的扭曲部,114B是设置在带状光纤上的蛇行部,其它部分与实施例6相同。
作为带状光纤114,可以使用将包层外径125μm的石英光纤芯线按250μm间距一列地排列12条的光纤。在该带状光纤114上,在从第1布线点A到第2布线点B之间且在与阵列排列方向正交的方向上至少形成了1处或1处以上的蛇行部114B。在本实施例中,在带状光纤114上,如图28所示地在带状光纤114的平面方向上设置了2个曲率半径15mm的蛇行部114B。
这种蛇行部114B,能够通过在例如2根导引棒上卷绕带状光纤114,并在加热到150℃后使整个导引棒慢慢冷却以形成弯折而形成。由此,能够用带状光纤的蛇行部114的弹簧效果吸收布线长度误差,从而能够抑制带状光纤114等的传输线路因布线长度误差而在安装基板102上挠曲(跳起)的现象。
另外,如图28所示,带状光纤114的两端部,排列方向成为横向方向。即,在带状光纤114的端部形成了以带状光纤114的长方向为轴90度旋转(扭转)的扭曲部114A。由此,能够容易地与接口模块106进行连接。此外,也可以抬起图28的折返型带状光纤而使端部水平地进行使用。此外,进而也可以是图28的蛇行不仅仅是2次(一转),而是如图29那样进行多次折返,从而形成所谓的蛇腹状。此外,也可以如图30所示地将带状光纤114构成为线圈状。线圈状的带状光纤114,也可以通过将带状光纤114伴随迟缓的扭曲而卷绕在1根导引棒上,并在加热到150℃后使整个导引棒慢慢冷却以形成弯折而形成。进而,如图29所示,蛇腹也可以不是平面,而是随着扭曲进行折返而由此形成线圈形状与图29的蛇腹的复合形状。
(实施例14)
图31是表示实施例14中的带状光纤和压板的立体图,是传输线路为带状的阵列型(带状光纤等)的情况下的实施例。该实施例,是代替用挂钩固定图16的光纤的挠曲,而通过按照缝入压板的方式使带状光纤通过压板来吸收布线长度误差的例子。在图31中,114是带状光纤,115是压板,115A是设置在压板上的开口部,其它部分与实施例6相同。
作为带状光纤114,例如可以使用将包层外径125μm的石英光纤芯线按250μm间距1列地排列12根的光纤。压板115被配置在第1布线点A和第2布线点B之间,在压板115上,在从第1布线点A向第2布线点B的方向上以指定间隔形成了多个开口部。带状光纤114按照缝入压板115的方式通过开口部115A。利用这种结构,能够由图31的挠曲部分吸收因布线长度误差而引起的挠曲。
如上所述,按照实施例6~实施例14,由于不会使安装基板上的传输线路极大地挠曲,并且使传输线路比指定长度短而不会出现破损等问题,所以即使对高速LSI芯片间的传输线路进行空中布线,也能够实现成品率和可靠性高的传输线路安装体,从而能够对信息通信设备等的进步作出巨大贡献。进而,通过实施适当的过剩长度处理,能够减少由于传输线路的挠曲或扭曲引起的应力施加在光接口与内插板或插座的连接部分的影响,从而不需要用于抵抗应力的按压机构等,而能够进一步实现小型化。
另外,本发明并不限定于上述各实施例。虽然例如上述实施例以光纤为中心进行了叙述,但对于上述那样的细径同轴电缆或其阵列也同样能够进行实施。此外,实施例中所示的材料、形状、配置等只不过是一个例子,此外,也可以将各实施例进行组合来实施。另外,本发明在不脱离其宗旨的范围内能够进行各种变形而进行实施。
Claims (1)
1.一种带有接口模块的LSI封装,其特征在于:
具备:装载信号处理LSI并具有包含板安装用焊料的连接用电端子的内插板、以及具有用于对高速信号进行外部布线的光纤的接口模块;
其中,上述内插板和上述接口模块分别具有进行电连接的电连接端子,上述电连接端子利用具有比上述板安装用焊料低的熔点的焊料进行连接。
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