JP2000174178A - 変換モジュール - Google Patents

変換モジュール

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JP2000174178A
JP2000174178A JP10349870A JP34987098A JP2000174178A JP 2000174178 A JP2000174178 A JP 2000174178A JP 10349870 A JP10349870 A JP 10349870A JP 34987098 A JP34987098 A JP 34987098A JP 2000174178 A JP2000174178 A JP 2000174178A
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socket
pin
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surface side
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JP10349870A
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Kunio Nagaya
邦男 長屋
Hiroaki Hayashi
弘晃 林
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Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡単であって部品点数の少ない変換モ
ジュールを提供すること。 【解決手段】 この変換モジュール1を構成する変換基
板3の上面側には、電圧変換等を行うための素子9が実
装されている。変換基板3に貫設されたソケットピン挿
通孔5には、頭部P1と脚部P2とからなるソケットピ
ン24が挿通固定されている。頭部P1はグリッドアレ
イ2下面にある端子26が着脱可能な構造を持つ。脚頭
P2は頭部P1の下端面から延出しかつ頭部P1よりも
小径である。このソケットピン24を挿通固定させるに
あたり、脚部P2の先端をピン挿抜穴44に挿抜可能な
長さ分だけ変換基板3の下面側から突出させる。また、
頭部P1の上端面を変換基板3の上面側にて露出させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、変換モジュールに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】コンピュータのユーザーは、CPU(中
央処理装置)としての機能を有する半導体パッケージを
より高機能なものに取り替えることにより、パーソナル
コンピュータのアップグレードを図ろうとすることがあ
る。その際、CPUの機能を有する新たな半導体パッケ
ージをマザーボード上のソケットに搭載するために、変
換モジュールと呼ばれる装置が用いられる。図6,図7
に変換モジュールの従来例をそれぞれ示す。
【0003】図6に示す従来の変換モジュール71は、
ソケット基板72及び変換基板73を構成要素としてい
る。変換基板73には電圧等を変換するための素子74
が実装されている。ソケット基板72は、PGA(Pin
Grid Array)75のI/Oピン76が着脱可能な構造
を持つ複数のソケットピン77を備えている。ソケット
基板72の下面側から突出するソケットピン77の先端
は、めっきスルーホール78の上面側開口部に挿入固定
されている。また、めっきスルーホール78の下面側開
口部には、接続用ピン79が挿入固定されている。同ピ
ン79の先端部は、PGA用ソケット80のピン挿抜穴
に対して挿抜されるようになっている。
【0004】図7に示す従来の変換モジュール81で
は、図6におけるソケットピン77と接続用ピン79と
をいわば一体化したようなものを、ソケットピン82と
して用いている。即ち、このソケットピン82は変換基
板73を貫通して設けられている。
【0005】ここで、PGA用ソケット80の上面側に
段差部83があるとき、図6,図7のような状態で変換
モジュール71,81を搭載すると、段差部83から遠
い側にある端部が重みによって下がることがある。そし
て、この場合には変換モジュール71,81が全体的に
傾いてしまう。従って、両図において二点鎖線で示すよ
うに、傾き防止用基板84を配設した構造が採られるこ
ともある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の変換
モジュール71,81では、最低でも変換基板73及び
ソケット基板72の2枚が必要であることに加え、傾き
防止を図ろうとすればさらにもう1枚基板が余分に必要
となる。従って、使用する基板の枚数を極力減らしてモ
ジュール構造をより簡単にすることにより、部品点数の
低減、ひいては低コスト化を図りたいという要請が強か
った。
【0007】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、構造が簡単であって部品点数の少
ない変換モジュールを提供することにある。本発明のも
う1つの目的は、構造が簡単であって部品点数が少ない
にもかかわらず全体が傾きにくい変換モジュールを提供
することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1に記載の発明では、電圧変換等を行うた
めの素子が上面側に実装されている変換基板と、その変
換基板に貫設された複数のソケットピン挿通孔に対して
挿通固定された複数のソケットピンとを備え、複数のピ
ン挿抜穴を有するPGA用ソケットを介してマザーボー
ド側との電気的な接続が図られる変換モジュールにおい
て、グリッドアレイ下面にある端子が着脱可能な構造を
持つ頭部と、その頭部の下端面から延出しかつ前記頭部
よりも小径の脚部とからなるソケットピンを用いるとと
もに、同ソケットピンを挿通固定させるにあたり、前記
脚部の先端を前記ピン挿抜穴に挿抜可能な長さ分だけ前
記変換基板の下面側から突出させ、かつ前記頭部の上端
面を前記変換基板の上面側にて露出させるようにしたこ
とを特徴とする変換モジュールをその要旨とする。
【0009】請求項2に記載の発明は、請求項1におい
て、前記ソケットピン挿通孔には前記脚部のみが挿通固
定され、前記頭部は前記変換基板の上面側から全体的に
突出しているとした。
【0010】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2において、前記ソケットピン挿通孔に導通に関与しな
いダミーピンを挿通固定するとともに、前記変換基板の
下面側から突出する同ダミーピンの先端を、前記PGA
用ソケットの上面に支持させた。
【0011】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項1に記載の発明によると、変換基板の上面側
にグリッドアレイを搭載した場合、各端子がソケットピ
ン頭部の上端面に装着される結果、グリッドアレイ側と
変換基板側とが電気的に導通した状態となる。また、ソ
ケットピン脚部をピン挿抜穴に挿入することにより、マ
ザーボード上のPGA用ソケット側と変換基板側とが電
気的に導通した状態となる。そして本発明によれば、ソ
ケット基板が不要になる結果、使用すべき基板の枚数が
減り、従来のものに比べて簡単なモジュール構造とする
ことができる。よって、確実に部品点数が低減し、ひい
てはモジュール全体の低コスト化が図られる。
【0012】請求項2に記載の発明によると、脚部は頭
部に比べて小径であるので、脚部のみをソケットピン挿
通孔に挿通固定するようにすれば、ソケットピン挿通孔
を小径にすることが可能となる。従って、多数のソケッ
トピン挿通孔をファインピッチで形成することができ、
その場合であっても変換基板における孔非形成領域の面
積の低下を来たすことがない。即ち、変換基板のファイ
ン化が達成されやすくなるばかりでなく、変換基板の強
度低下が防止されるとともに、パターンの設計自由度も
向上する。
【0013】また、変換基板の上面側から頭部を全体的
に突出させているため、グリッドアレイ搭載時にはその
下面に、少なくとも頭部の高さに相当する分のスペース
が確保される。よって、比較的厚みのある素子を用いた
場合であっても、それを変換基板の上面側かつグリッド
アレイの真下となる箇所に、困難なく実装することが可
能となる。
【0014】請求項3に記載の発明によると、PGA用
ソケットに変換モジュールを搭載した際、変換基板の下
面側から突出するダミーピンの先端が、PGA用ソケッ
トの上面によって支持される。よって、変換モジュール
に重みが加わったとしても、ダミーピンによりその荷重
が支えられることとなり、結果として全体に傾きが生じ
にくくなる。また、この構成であると、変換基板の下面
側における傾き防止用基板を省略することができるた
め、構造が簡単であって部品点数が少ないにもかかわら
ず全体が傾きにくい変換モジュールとすることができ
る。
【0015】
【発明の実施の形態】[第1の実施形態]以下、本発明
を具体化した一実施形態の電圧変換モジュール1を図
1,図2に基づき詳細に説明する。
【0016】図1,図2に示されるように、この実施形
態の変換モジュール1は、グリッドアレイの一種である
PGA2を、所定の電圧変換を行なったうえでマザーボ
ードMBに搭載するための装置である。PGA2の下面
には、複数の端子としてのI/Oピン6が規則的に突設
されている。
【0017】この変換モジュール1は、変換基板3及び
傾き防止用基板4の2枚構造からなり、従来のいわゆる
ソケット基板を持たないものとなっている。変換基板3
は矩形状をしたリジッドなコア基板17からなる。この
コア基板17は導体層を表裏両面に有するいわゆる両面
板である。コア基板17には、ソケットピン挿通孔とし
ての多数(本実施形態では数百個)のめっきスルーホー
ル5が貫設されている。これらのめっきスルーホール5
は、略ロ字状に配置されることでめっきスルーホール群
をなしている。
【0018】変換基板3の上面においてめっきスルーホ
ール群によって包囲される略正方形状の領域には、1つ
のダイパッド7と、それを取り囲む複数のボンディング
用のパッド8とが形成されている。ダイパッド7上に
は、電圧変換を行なう素子としての電圧変換用QFP
(クアッドフラットパッケージ)9が表面実装されてい
る。QFP9の各リードは、各パッド8に対して導電性
材料であるはんだS1 を用いて接合されている。
【0019】変換基板3においてめっきスルーホール群
により包囲されていない延出領域にも、めっきスルーホ
ール10が形成されている。めっきスルーホール10に
は、抵抗、コンデンサ、トランジスタ等のようなピン挿
入型電子部品11の端子が変換基板3の上面側から挿入
され、かつはんだ付けされている。なお、パッド8やめ
っきスルーホール5,10のランドの相互間は、変換基
板3の上面側に形成された図示しない導体パターンによ
り電気的に接続されている。
【0020】本実施形態にて使用されるソケットピン2
4はPGA用であって、その数は数百個程度である。同
ソケットピン24は頭部P1と脚部P2とからなる。ソ
ケットピン24は導電性金属材料を用いて作製されてい
る。ソケットピン24の頭部P1 には、その軸線方向に
沿って延びる挿通穴25が形成されている。この挿通穴
25は頭部P1 の上端面中央部において開口し、そこに
対してはPGA2のI/Oピン6が挿抜可能になってい
る。即ち、各ソケットピン24は、I/Oピン6を着脱
可能な構造をその頭部P1に持っている。挿通穴25の
内壁面には、I/Oピン6を確実に保持するための図示
しない係合突部が対向して設けられていてもよい。な
お、本実施形態では、頭部P1の外周面にプレスフィッ
トのための係止片が突設されている。
【0021】また、大部分のソケットピン24について
は、頭部P1 の下端面中央部から、頭部P1 よりも小径
の脚部P2が延出されている。脚部P2の長さは、変換
基板3の厚さにほぼ等しく設定された頭部P1の長さに
比べ、長いものとなっている。一部のソケットピン24
については、元々あった脚部P2がカットされた状態で
使用される。
【0022】各ソケットピン24は、各めっきスルーホ
ール5内に頭部P1を全体的に挿通させた状態で抜け出
し不能に固定されている。ここでは、ピン固定方式とし
て、はんだ付けを伴わないプレスフィットが採用されて
いる。上記の挿通固定状態において、脚部P2の先端
は、傾き防止用基板4を介してピン挿抜穴44に挿抜可
能な長さ分(数mm〜十数mm)だけ変換基板3の下面
側から突出する。また、頭部P1の上端面の高さは変換
基板3の上面の高さとほぼ等しく、いわば当該上端面は
変換基板3の上面側にて露出したものとなっている。よ
って、挿通穴25に対するI/Oピン6の挿抜が可能に
なっている。
【0023】図1,図2に示されるように、この変換モ
ジュール1における傾き防止用基板4は、変換基板3の
下面側に所定の間隔を隔てて配設されている。傾き防止
用基板4を構成する絶縁基材33は、エポキシ等の樹脂
材料からなる。絶縁基材33には、その上下両面を貫通
するように多数のピン貫挿孔36が形成されている。こ
れらのピン貫挿孔36内には、ソケットピン24の脚部
P2が抜け出し不能に固定されている。これらのピン貫
挿孔36は、PGA用ソケット41の各ピン挿抜穴44
に対応した箇所に設けられている。ソケットピン24の
脚部P2の先端は、絶縁基材33の下面から所定の等し
い長さだけ(数mm程度)垂直に突出している。ピン貫
挿孔36のうちいくつかのものの上部開口にはランド3
8が形成されており、脚部P2はそのランド38に対し
てはんだ付けされている。このはんだ付けにより、変換
基板3と傾き防止用基板4との固定が図られている。
【0024】次に、PGA用ソケット41の構造を説明
する。図1に示されるように、PGA用ソケット41を
構成するソケット本体42の下面側には、複数のピン4
3が突設されている。これらのピン43は、マザーボー
ドMB側のめっきスルーホールに対してはんだ付けされ
ている。ソケット本体42の上面側には、脚部P2の先
端が挿抜可能な複数のピン挿抜穴44が設けられてい
る。ソケット本体42の上面側には段差部46が存在
し、その段差部46を水平方向に貫通する貫通孔には操
作レバー45が回動可能に挿通されている。操作レバー
45をロック位置まで回動させると、各ソケットピン2
4の脚部P2が各ピン挿抜穴44内に抜け出し不能に固
定される。その結果、マザーボードMB側との電気的な
導通が図られる。ここでは、PGA用ソケット41とし
てトーマス・アンド・ベッツ社製の「Socket5」
または「Socket7」(いずれもZIFシリーズ)
を用いている。
【0025】このように構成された変換モジュール1に
おいて、変換基板3の上面側にPGA2を搭載すると、
各I/Oピン6が頭部P1の上端面にて開口する挿通穴
25内に嵌挿される。その結果、ソケットピン24を介
してPGA2側と変換基板3側とが電気的に導通した状
態となる。このような変換モジュール1をさらにマザー
ボードMB上のPGA用ソケット41に搭載して、各ソ
ケットピン24の脚部P2をピン挿抜穴44に嵌挿させ
る。すると、ソケットピン24を介してPGA用ソケッ
ト41側と変換基板3側とが電気的に導通した状態とな
る。以上のことから、主としてQFP9による電圧変換
が図られ、PGA2本来の機能が充分に発揮されるよう
になっている。
【0026】従って、本実施形態によれば以下のような
効果を得ることができる。 (1)この変換モジュール1は、上記のごとく2枚構造
をなすものであって、ソケット基板を備えていない。つ
まり、ソケット基板が不要になる結果、使用すべき基板
の枚数が1枚減り、従来のものに比べて簡単なモジュー
ル構造とすることができる。よって、確実に部品点数が
低減し、ひいてはモジュール全体の低コスト化を図るこ
とができる。また、ソケット基板における絶縁基材がな
い分だけ、モジュール全体の軽量化を図ることができ
る。
【0027】(2)この変換モジュール1は傾き防止用
基板4を備えたものとなっている。従って、PGA用ソ
ケット41への搭載時において、傾き防止用基板4の下
面が同ソケット41の上面に対して全体的に当接した状
態で支持される。ゆえに、段差部46から遠い側にある
端部がこのとき下がってしまうことはない。よって、重
みが加わったときでも、変換モジュール1に傾きが生じ
にくくなる。
【0028】(3)ソケットピン24の頭部P1の上端
面は、めっきスルーホール5内に完全に埋設されてい
る。そのため、変換基板3の上面側は、凹凸のないほぼ
フラットな状態となっている。従って、PGA2の下面
を変換基板3の上面と近接させた状態で、PGA2を搭
載することが可能である。よって、使用時における全体
の肉薄化を図るうえで有利な構造となっている。 [第2の実施形態]次に、本発明を具体化した実施形態
2の変換モジュール51を図3,図4に基づいて説明す
る。ここでは実施形態1と相違する点を主に述べ、共通
する点については同一部材番号を付すのみとしてその説
明を省略する。
【0029】この変換モジュール51では、ソケットピ
ン挿通孔であるめっきスルーホール5Aに対して、ソケ
ットピン24の脚部P2のみが挿通固定されている。よ
って、頭部P1は変換基板3の上面側から全体的に突出
している。
【0030】頭部P1の変換基板3の上面側からの突出
量は3mm以上、好ましくは6mm以上であることがよ
い。その理由は、変換基板3の上面側においてPGA2
の真下にQFP9等の電子部品を搭載する場合、その電
子部品の上面高さよりも、頭部P1の突出量が高くなる
ように設定すべきだからである。
【0031】ここでもプレスフィットを採用しているた
め、ソケットピン24には係止片が突設されている。た
だし、係止片の形成箇所は、頭部P1の外周面ではなく
脚部P2の外周面に変更されている。
【0032】従って、本実施形態によれば、前記第1の
実施形態における上記(1)(2)に記載の効果に加え
て、以下のような効果を得ることができる。 (4)この変換モジュール51では、頭部P1に比べて
小径の脚部P2のみを、プレスフィットによりめっきス
ルーホール5Aに挿通固定させている。ゆえに、めっき
スルーホール5Aを実施形態1のものに比べて小径にす
ることができる。従って、限られたスペース内に多数の
めっきスルーホール5Aをファインピッチで形成するこ
とができ、変換基板3のファイン化が達成されやすくな
る。
【0033】また、その場合であっても、変換基板3に
おける孔非形成領域の面積の低下を来たすことがないの
で、例えばめっきスルーホール5A間の距離減少による
クラック発生といったような事態も回避される。即ち、
変換基板3の強度低下を防止することができる。
【0034】さらに、ファイン化したときであっても、
めっきスルーホール5A間にある程度の距離が確保され
るため、パターンの設計自由度も向上する。 (5)この変換モジュール51では、変換基板3の上面
側からソケットピン24の頭部P2を全体的に突出させ
ている。そのため、PGA2の搭載時には、その下面に
少なくとも頭部P2の高さに相当する分のスペースが確
保される。よって、比較的厚みのあるQFP9を用いた
場合であっても、それを変換基板3の上面側かつPGA
2の真下となる箇所に、困難なく実装することが可能と
なる。
【0035】別の言い方をすると、比較的厚みのあるQ
FP9がPGA2の真下にあったとしても、特にそれが
邪魔になることもなく、PGA2の各I/Oピン6を挿
通穴25に対して確実に嵌挿することができる。よっ
て、PGA2−変換モジュール51間の接続信頼性の低
下につながることもない。
【0036】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。・ 図5に示される別例の変換モジュー
ル61のように構成してもよい。変換基板3に貫設され
ためっきスルーホール5Aには、導通に関与しないダミ
ーピン62の脚部P2が挿通固定されている。このダミ
ーピン62は、基本的にはソケットピン24と同様の構
造を有している。ただし、脚部P2は若干短めに形成さ
れている。また、ダミーピン62が挿通固定されるめっ
きスルーホール5Aは、ピン挿抜穴44のない位置に対
応して設けられている。従って、変換基板3の下面側か
ら突出するダミーピン62の先端は、ピン挿抜穴44に
嵌入されるのではなく、PGA用ソケット41の上面に
よって支持される。なお、傾き防止用のダミーピン62
は、段差部46から極力離れた位置に設けられることが
よい。
【0037】以上の結果、変換モジュール61に重みが
加わったとしても、ダミーピン62によりその荷重が支
えられることとなり、結果として全体に傾きが生じにく
くなる。また、この構成であると、変換基板3の下面側
における傾き防止用基板4すらも省略することができ
る。そのため、全体が傾きにくい変換モジュール61
を、極めて単純な1枚構造で実現することができる。
【0038】・ ソケットピン24の頭部P1は、必ず
しも実施形態1のようにめっきスルーホール5内に完全
に埋設されていなくてもよく、その上部分が突出するよ
うな状態(即ち不完全埋設状態)とされていてもよい。
【0039】・ ソケットピン24は各実施形態や別例
のようなPGA用に限定されることはなく、BGA(Ba
ll Grid Array)等のようなその他のタイプのグリッ
ドアレイ用の構造を持つものでもよい。
【0040】・ ソケットピン24とは異なる構造を持
つピン、具体的には端子を着脱可能な機構を有しない単
なるピンを、ダミーピンとして使用することも勿論可能
である。
【0041】・ ソケットピン24やダミーピン62
は、プレスフィット方式を採用することなく、はんだ付
けによりめっきスルーホール5,5Aに対して挿入固定
されていてもよい。
【0042】次に、特許請求の範囲に記載された技術的
思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技
術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 (1) 請求項1において、前記各ソケットピンの頭部
の上端面は、前記ソケットピン挿通孔内にほぼ完全に埋
設されていること。従って、この技術的思想1に記載の
発明によると、変換基板の上面側がフラットになり、使
用時における全体の肉薄化を図ることができる。
【0043】(2) 請求項2において、前記頭部の前
記変換基板の上面側からの突出量は3mm以上に設定され
ていること。従って、この技術的思想2に記載の発明に
よると、比較的厚みのある素子を、グリッドアレイの真
下となる箇所に困難なく実装可能となる。
【0044】(3) 請求項2において、前記頭部の突
出量は、前記変換基板の上面側に搭載された電子部品の
上面高さよりも高くなるように設定されていること。従
って、この技術的思想3記載の発明によると、比較的厚
みのある素子を、グリッドアレイの真下となる箇所に困
難なく実装可能となる。
【0045】(4) 請求項1,2、技術的思想1乃至
3のいずれか1つにおいて、前記変換モジュールは、前
記変換基板とその下面側に配設された傾き防止用基板と
からなる2枚構造をなすものであること。従って、この
技術的思想4に記載の発明によると、傾き防止用基板の
下面がPGA用ソケットの上面に対して全体的に当接し
た状態で支持されることで、モジュール全体の傾きが防
止される。
【0046】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1〜3に記
載の発明によれば、構造が簡単であって部品点数の少な
い変換モジュールを提供することができる。
【0047】請求項2に記載の発明によれば、変換基板
のファイン化や強度低下の防止、パターン設計自由度の
向上、厚みのある素子の実装容易化を図ることができ
る。請求項3に記載の発明によれば、全体が傾きにくい
変換モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を具体化した第1実施形態の変換モジュ
ールの使用状態を示す概略側面図。
【図2】第1実施形態の変換モジュールの部分拡大断面
図。
【図3】第2実施形態の変換モジュールの使用状態を示
す概略側面図。
【図4】第2実施形態の変換モジュールの部分拡大断面
図。
【図5】別例の変換モジュールの使用状態を示す概略側
面図。
【図6】従来の変換モジュールの使用状態を示す概略側
面図。
【図7】従来の変換モジュールの使用状態を示す概略側
面図。
【符号の説明】
1,51,61…変換モジュール、2…グリッドアレイ
としてのPGA、3…変換基板、5…ソケットピン挿通
孔としてのめっきスルーホール、9…素子としての電圧
変換用QFP、24…ソケットピン、26…端子として
のピン、41…PGA用ソケット、44…ピン挿抜穴、
62…ダミーピン、MB…マザーボード、P1…頭部、
P2…脚部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電圧変換等を行うための素子が上面側に実
    装されている変換基板と、その変換基板に貫設された複
    数のソケットピン挿通孔に対して挿通固定された複数の
    ソケットピンとを備え、複数のピン挿抜穴を有するPG
    A用ソケットを介してマザーボード側との電気的な接続
    が図られる変換モジュールにおいて、 グリッドアレイ下面にある端子が着脱可能な構造を持つ
    頭部と、その頭部の下端面から延出しかつ前記頭部より
    も小径の脚部とからなるソケットピンを用いるととも
    に、 同ソケットピンを挿通固定させるにあたり、前記脚部の
    先端を前記ピン挿抜穴に挿抜可能な長さ分だけ前記変換
    基板の下面側から突出させ、かつ前記頭部の上端面を前
    記変換基板の上面側にて露出させるようにしたことを特
    徴とする変換モジュール。
  2. 【請求項2】前記ソケットピン挿通孔には前記脚部のみ
    が挿通固定され、前記頭部は前記変換基板の上面側から
    全体的に突出していることを特徴とする請求項1に記載
    の変換モジュール。
  3. 【請求項3】前記ソケットピン挿通孔に導通に関与しな
    いダミーピンを挿通固定するとともに、前記変換基板の
    下面側から突出する同ダミーピンの先端を、前記PGA
    用ソケットの上面に支持させたことを特徴とする請求項
    1または2に記載の変換モジュール。
JP10349870A 1998-12-09 1998-12-09 変換モジュール Pending JP2000174178A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9832903B2 (en) 2014-09-26 2017-11-28 Fuji Electric Co., Ltd. Power semiconductor module device

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