【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体回路の静電気に対する耐性を低下させることなく、高速・高周波信号を伝送することが可能なコネクタ及びそれを用いた回路基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路が使用する電気信号は、近年の電子機器の高速化・高機能化により高周波化する傾向にある。また、それらの機器の通信速度も高速化し、対応する機器の電気信号も高周波化する傾向にある。このため、半導体集積回路の内部信号は近年すさまじい勢いで高周波化されており、それに伴い、それらの半導体集積回路同士を接続するインターフェースも高速化されている。
【０００３】
しかしながら、これら半導体集積回路同士を接続するインターフェース部分は、相互接続するための端子が半導体集積回路外部に露出している必要がある。そのため、この端子からの静電気の進入に対し半導体集積回路を保護するために、これらの端子には半導体集積回路内部に保護ダイオードが内蔵されている。
【０００４】
一般に、半導体集積回路のスイッチング速度はこの半導体回路内部の半導体素子自身のスイッチング速度と保護ダイオード及び電流の関係で決定する。例えば、保護ダイオードの容量をＣ、電流をＩとすると、電圧の時間変化率（ｄＶ／ｄｔ）はＩ／Ｃで表される。これについて図１０に回路図を示す。
【０００５】
図１０において、半導体集積回路２２、保護ダイオード２３、半導体集積回路中のドライバ回路２４とし、それぞれ図示したように接続されている。前記半導体集積回路２２から出力される電圧Ｖｏｕｔは時間ｔの関数で表され、（数１）で表される。半導体のスイッチング速度は、（数１）により与えられる所望の電圧変化が現れる時間ｔと、半導体素子のスイッチング速度のどちらかの大きい方の大きさで制限される。近年の半導体集積回路の高速化により、半導体素子のスイッチング速度は向上しているため、ｄＶ／ｄｔによる制限が主流になっている。
【０００６】
【数１】
【０００７】
この制限を緩和するために、現在ではいくつかの手段がとられている。例えば、電圧の変化量を下げ、単位時間あたりの電圧変化量（ｄＶ／ｄｔ）が小さくても短時間でスイッチングが出来るようにする手法がそれである。しかしながら、この手段は電圧の変化量が小さいため、外部からのノイズに弱くなるという欠点があり、電圧の変化量を０．５Ｖ以下にするのは困難である。
【０００８】
また、保護ダイオードの容量Ｃを小さくし、ｄＶ／ｄｔ＝Ｉ／Ｃを大きくするという手法も考えられるが、この手法は半導体集積回路素子の静電気に対する耐性を下げることを意味し、半導体集積回路の取り扱いが困難になり、半導体集積回路もしくはそれを実装した回路基板に静電気が蓄積しないよう、導電性の袋で保護したり、作業者の体を接地したり、作業台や作業服、作業場の床を導電性の材質で構成したりする必要があり、一般の作業場や一般の消費者が作業をする場合には適用できない。
【０００９】
このため、保護ダイオードの容量は２ｐＦ程度以下にすることは出来なかった。さらに、電流Ｉを増加し、ｄＶ／ｄｔ＝Ｉ／Ｃを大きくするという手段も考えられる。しかしながら、この手段をとる場合、電流値が大きくなり消費電力が上昇することにつながり、発熱や、電池の保持時間の短時間化、電流が大きいことによるＥＭＣの悪化などの問題が発生する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
先に述べたように、これらの手段は、対ノイズ性の悪化や、発熱、電池の保持時間の悪化、取り扱い性の悪化などの諸問題を引き起こす。これより、５００ＭＨｚ以上の速度を扱う非常に高速な機器は一部の場合を除いて、特殊な用途にしか使用できず、例えば一般消費者が抜き差しするような部分や、発熱量が非常に大きくかつ多数個存在する場合などには使用できなかった。
【００１１】
本発明は、このような半導体集積回路の上記課題を解決するものであり、安価で高速回路に適した半導体集積回路を搭載した回路基板、および、回路基板上のコネクタを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第一の本発明は、それぞれ少なくとも１個の接地端子と１個の信号端子を有する挿入部及び被挿入部と、前記信号端子が保護ダイオードを有していない半導体素子の信号端子に接続されており、前記挿入部と前記被挿入部が結合されていない状態においては少なくとも一方の前記接地端子と前記信号端子が電気的に接続されており、前記挿入部と前記被挿入部が結合された状態においては前記接地端子と前記信号端子が電気的に電気的に絶縁されていることを特徴とするコネクタである。
【００１３】
第二の本発明は、それぞれ少なくとも１個の接地端子と１個の信号端子を有する挿入部及び被挿入部と、前記信号端子が保護ダイオードを有していない半導体素子の信号端子に接続されており、前記挿入部と前記被挿入部が結合されていない状態においては少なくとも一方の前記接地端子と前記信号端子が電気的に接続されており、前記挿入部と前記被挿入部が結合される際に、前記挿入部の前記接地端子が前記被挿入部の前記接地端子に電気的に接続され、次に前記挿入部もしくは前記被挿入部の前記信号端子と前記接地端子が電気的に絶縁されることを特徴とするコネクタである。
【００１４】
第三の本発明は、それぞれ少なくとも１個の接地端子と１個の信号端子を有する挿入部及び被挿入部と、前記挿入部と前記被挿入部のうち少なくとも一方に前記接地端子と前記信号端子を電気的に絶縁するためのレバーを有し、前記信号端子が保護ダイオードを有していない半導体素子の信号端子に接続されており、前記挿入部と前記被挿入部が結合されていない状態においては少なくとも一方の前記接地端子と前記信号端子が電気的に接続されており、前記挿入部と前記被挿入部が結合された状態においては前記接地端子と前記信号端子が前記レバーを用いて電気的に電気的に絶縁されていることを特徴とするコネクタである。
【００１５】
第四の本発明は、回路基板上に実装された半導体集積回路とコネクタとを備え、前記半導体集積回路の信号端子と接地端子が前記コネクタに電気的に接続されており、前記コネクタが他の基板上に実装された第２のコネクタに挿入される際に、前記信号端子と前記接地端子が電気的に絶縁されることを特徴とする回路基板である。
【００１６】
第五の本発明は、回路基板上に実装された半導体集積回路とコネクタとを備え、前記半導体集積回路の信号端子と接地端子が前記コネクタに電気的に接続されており、コネクタが他の基板上に実装された第２のコネクタに挿入される際に、まず前記接地端子が前記第２のコネクタの接地端子に電気的に接続され、その後、前記信号端子と前記接地端子が電気的に絶縁されることを特徴とする回路基板である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、本発明は下記の実施の形態に限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１によるコネクタ未挿入状態を示す図である。本実施の形態では、コネクタ挿入部１、コネクタ被挿入部２、前記挿入部１の突出部３、挿入部１の信号端子４、挿入部１の接地端子５、被挿入部２の信号端子６と被挿入部２の接地端子７とを備える。図１に示すように、未挿入状態においては前記被挿入部２の前記信号端子６と前記接地端子７は電気的に接続されている。
【００１９】
このコネクタ挿入部１及び、コネクタ被挿入部２は、ポリエチレン等の樹脂で形成されている。しかしながら、これらの材質は樹脂に限らず、金属やガラスエポキシなどの複合材料で形成されていても本願発明の効果は得られる。
【００２０】
次に図２に本発明の実施の形態１によるコネクタの挿入状態を示す。この際、図１における前記突出部３が前記被挿入部２に挿入されることにより、物理的に前記接地端子７と前記信号端子６の電気的接続を遮断する。そして、信号端子及び接地端子同士がそれぞれ電気的に接続される。この際の回路図を図３に示す。
【００２１】
図３において、図１と同じ部分は同じ符号を用いており、半導体集積回路８、被挿入部２の信号端子６と被挿入部２の接地端子７との接続部分９とを備える。未挿入時は図３に示すように前記信号端子６と前記接地端子７の間が電気的に接続されており、静電気による電圧Ｖが信号端子と接地端子の間にかかることがない。しかし、前記接続部分９が電気的に切断されることにより、前記半導体素子８の動作が可能になる。この際、電気的に分断することはコネクタの抜挿と連動しており、コネクタを挿すと同時に回路動作が可能である。
【００２２】
このような構成を取ることにより、静電気により発生する電圧が、信号端子−接地端子間に加わることがなく、前記半導体素子８の信号端子における保護ダイオードが不要になり、前記信号端子６の高速動作が可能になる。また、保護ダイオードがなくとも、導電性の袋で保護したり、作業者の体を接地したり、作業台や作業服、作業場の床を導電性の材質で構成したりする必要がなく、一般の消費者が作業することが可能になり、また、回路基板の設置場所も選ばない。
【００２３】
実際に、長さ３ｃｍでコネクタを作成し、１０ＧＨｚで作動するＬＳＩを接続して、帯電防止服等の静電気防止措置をとっていない作業者がコネクタの抜挿を実施してみたところ、このＬＳＩには保護ダイオードがないにもかかわらず、静電破壊が発生することはなかった。
【００２４】
また、本実施の形態においては、図１，図２のような形状を取ったが、電気的な接続が等価であれば本実施の形態に限られることなく同様の効果があることは言うまでもない。さらに、本実施の形態においては、信号端子、接地端子共に一対であるが、一対でなく多数の対であっても、また、１対１ではなく１対ｎ個であっても同様の効果があることは言うまでもない。
【００２５】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２によるコネクタ未挿入状態を示す図である。図４において、図１と同じ部分については同じ符号を用いる。本実施の形態においては、被挿入部２の前記接地端子７に設けられた前衛部１０をさらに有している。図４において示すように、未挿入状態においては前記被挿入部２の前記信号端子６と前記接地端子７は電気的に接続されており、前記前衛部１０は被挿入部２の信号端子６とは電気的に接続されている。
【００２６】
次に図５に本発明の実施の形態２におけるコネクタの挿入途中の状態を示す。挿入途中の状態において、前記接地端子５、７は前記前衛部１０を通じて電気的に接続されている。また、この時、前記被挿入部２の前記信号端子６と前記接地端子７は電気的に接続されている。
【００２７】
さらに、図６に本発明の実施の形態１によるコネクタの挿入状態を示す。この際、図６における前記突出部３が前記被挿入部２に挿入されることにより、物理的に前記信号端子６と前記接地端子７の電気的接続を遮断する。
【００２８】
未挿入時は図４に示すように前記信号端子６と前記接地端子７の間が電気的に接続されており、静電気による電圧Ｖが信号端子と接地端子の間にかかることがない。しかし、前記接続部分９が電気的に切断されることにより、前記半導体素子８の動作が可能にある。この時前記接続部分９が電気的に切断された後に、前記信号端子４が前記信号端子６に接続されると、前記接地端子５と前記接地端子７の電位が等電位化される前に接続されることになり、前記信号端子４と前記接地端子５の間の電位より大きい電位が前記信号端子６と前記接地端子７の間に加わることになる可能性があり、この場合は、前記信号端子６と前記接地端子７に接続されている半導体素子に過大な電圧が加わることになり、条件によっては静電破壊を起こす可能性がある。
【００２９】
しかしながら、本発明の実施の形態を取ることにより、図５に示したように前記接地端子５，７の電位が等しくなった後に、図６に示したように前記信号端子６と前記接地端子７が電気的に切り離されるため、静電破壊が発生することをより確実に防ぐことが可能となる。
【００３０】
このような構成を取ることにより、静電気により発生する電圧が、信号端子−接地端子間に加わることがなく、前記半導体素子８の信号端子における保護ダイオードが不要になり、前記信号端子６の高速動作が可能になる。また、保護ダイオードがなくとも、導電性の袋で保護したり、作業者の体を接地したり、作業台や作業服、作業場の床を導電性の材質で構成したりする必要がなく、一般の消費者が作業することが可能になり、また、回路基板の設置場所も選ばない。
【００３１】
実際に、長さ３ｃｍでコネクタを作成し、１０ＧＨｚで作動するＬＳＩを接続して、帯電防止服等の静電気防止措置をとっていない作業者がコネクタの抜挿を実施してみたところ、このＬＳＩには保護ダイオードがないにもかかわらず、静電破壊が発生することはなかった。
【００３２】
また、本実施の形態においては、図４〜図６のような形状を取ったが、電気的な接続が等価であれば本実施の形態に限られることなく同様の効果があることは明らかである。さらに、本実施の形態においては、信号端子、接地端子共に一対であるが、一対でなく多数の対であっても、また、１対１ではなく１対ｎ個であっても同様の効果があることは明らかである。
【００３３】
（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３によるコネクタ未挿入状態を示す図である。図７において、図１と同じ部分は同じ符号を用いる。本実施の形態においては、挿入部１の信号端子４と接地端子５、および被挿入部２の信号端子６と接地端子７はそれぞれ同軸構造をなしており、高周波信号の伝達に適した形状となっている。
【００３４】
図７に示すように、未挿入状態においては前記被挿入部２の前記信号端子６と前記接地端子７は電気的に接続されている。
【００３５】
次に図８に本発明の実施の形態１によるコネクタの挿入状態を示す。この際、図８における前記突出部３が前記被挿入部２に挿入されることにより、物理的に前記接地端子７と前記信号端子６の電気的接続を遮断する。
【００３６】
この際、電気的に分断はコネクタの抜挿と連動しており、コネクタを挿すと同時に回路動作が可能である。このような構成を取ることにより、静電気により発生する電圧が、信号端子−接地端子間に加わることがなく、図３に示したように半導体素子８の信号端子における保護ダイオードが不要になり、前記信号端子６の高速動作が可能になる。また、保護ダイオードがなくとも、導電性の袋で保護したり、作業者の体を接地したり、作業台や作業服、作業場の床を導電性の材質で構成したりする必要がなく、一般の消費者が作業することが可能になり、また、回路基板の設置場所も選ばない。さらに、信号伝送路が同軸構造をなしていることにより、高周波信号伝達に向いた構造となっている。
【００３７】
実際に、長さ３ｃｍでコネクタを作成し、１０ＧＨｚで作動するＬＳＩを接続して、帯電防止服等の静電気防止措置をとっていない作業者がコネクタの抜挿を実施してみたところ、このＬＳＩには保護ダイオードがないにもかかわらず、静電破壊が発生することはなかった。また、１０ＧＨｚでデジタル信号伝送を行ったところ、伝送品質に何ら問題がないことが確認された。
【００３８】
また、本実施の形態においては、図７，図８のような形状を取ったが、電気的な接続が等価であれば本実施の形態によらず同様の効果があることは明らかであり、同軸構造のほかに導波管構造、マイクロストリップライン構造、ストリップライン構造、コプレーナライン構造などでも、同様の効果が得られることは明らかである。さらに、本実施の形態においては、信号端子、接地端子共に一対であるが、一対でなく多数の対であっても、また、１対１ではなく１対ｎ個であっても同様の効果があることは明らかである。
【００３９】
（実施の形態４）
図９に本発明の実施の形態４によるコネクタを示す。図９において、挿入側基板１１上にコネクタ１３を有しており、被挿入側基板１２上にコネクタ１４を備えている。挿入側基板１１上にはさらに接地端子１５、電源端子１６、信号端子１７を有しており、接地端子１５、電源端子１６、信号端子１７を電気的に接続するための導電性構造物１８を備えている。
【００４０】
導電性構造物１８は前記接地端子１５、電源端子１６、信号端子１７と接触させること、および被接触させることが可能な構造となっており、前記導電性構造物１８を押し上げるためのレバー１９が備えられている。レバー１９により導電性構造物１８を押し上げることが可能であり、それにより導電性構造物１８を接地端子１５、電源端子１６、信号端子１７から切り離して被接触とさせることが可能となる。
【００４１】
また、前記挿入側基板１１上には、半導体素子２１が実装されており、この半導体素子２１は電源端子１６と信号端子１７と電気的に接続されている。
【００４２】
また、被挿入基板１２上には、前記レバーを動作させるために突起物２０と、前記電源端子１６及び信号端子１７にそれぞれ対応した電源端子及び信号端子を備えている。未挿入状態においては前記挿入側基板１１の前記接地端子１５、電源端子１６、信号端子１７は前記導電性構造物１７により電気的に接続されている。
【００４３】
次に、前記挿入側基板１１を前記被挿入側基板１２に挿入すると、まず前記挿入側基板１１上の前記接地端子１５が前記被挿入側基板１２と電気的に接続される。この時点で、前記挿入側基板１１の接地電位は前記被挿入側基板１２と同電位になる。しかしこの時、前記電源端子１６及び前記信号端子１７は、前記接地端子１５に電気的に接続されているため、前記半導体素子２１に静電気による過剰な電圧が加わることはない。
【００４４】
次に、前記挿入側基板１１を前記被挿入側基板１２に深く挿入するにつれ、前記突起物２０が前記レバー１９を動かし、前記導電性構造物１８が動くことになる。これにより、前記電源端子１６及び前記信号端子１７が前記接地端子１５と電気的に絶縁される。
【００４５】
さらに前記挿入側基板１１を前記被挿入側基板１２に深く挿入すると、前記電源端子１６及び前記信号端子１７がそれぞれ前記被挿入側基板１２のそれぞれ対応する電源端子及び信号端子に電気的に接続される。このような構成を取ることにより、静電気により発生する過剰な電圧が、半導体素子端子間に加わることがなく、前記半導体素子２１の各端子における保護ダイオードが不要になり、前記信号端子１６の高速動作が可能になる。また、保護ダイオードがなくとも、導電性の袋で保護したり、作業者の体を接地したり、作業台や作業服、作業場の床を導電性の材質で構成したりする必要がなく、一般の消費者が作業することが可能になり、また、回路基板の設置場所も選ばない。さらに、信号伝送路が同軸構造をなしていることにより、高周波信号伝達に向いた構造となっている。
【００４６】
実際に、幅２０ｃｍでコネクタを作成し、１０ＧＨｚで作動するＬＳＩを１０個接続して、帯電防止服等の静電気防止措置をとっていない作業者がコネクタの抜挿を実施してみたところ、このＬＳＩには保護ダイオードがないにもかかわらず、静電破壊が発生することはなかった。また、１０ＧＨｚでデジタル信号伝送を行ったところ、伝送品質に何ら問題がないことが確認された。
【００４７】
また、本実施の形態においては、図９のような形状を取ったが、電気的な接続が等価であれば本実施の形態によらず同様の効果があることは明らかであり、さらに高周波に適した構成にするために、同軸構造や導波管構造、マイクロストリップライン構造、ストリップライン構造、コプレーナライン構造などを用いても、同様の効果が得られることは明らかである。さらに、本実施の形態においては、信号端子、接地端子共に一対であるが、一対でなく多数の対であっても、また、１対１ではなく１対ｎ個であっても同様の効果があることは明らかである。
【００４８】
また、本実施の形態においては、挿入基板１１側に半導体素子２１が実装された例を示したが、被挿入基板１２側に半導体素子が実装されていても良い。
【００４９】
【発明の効果】
以上の実施の形態から明らかなように本発明は、静電破壊に対する耐性が強く、半導体素子の保護ダイオードがなくとも取り扱いが安易で高速動作が可能であるという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による未接続状態を示す図
【図２】本発明の実施の形態１による接続状態を示す図
【図３】本発明の実施の形態１による電気回路を示す図
【図４】本発明の実施の形態２による未接続状態を示す図
【図５】本発明の実施の形態２による接続途中の状態を示す図
【図６】本発明の実施の形態２による接続状態を示す図
【図７】本発明の実施の形態３による未接続状態を示す図
【図８】本発明の実施の形態３による接続状態を示す図
【図９】本発明の実施の形態４による回路基板を示す図
【図１０】従来の構造を示す図
【符号の説明】
１ コネクタ挿入部
２ コネクタ被挿入部
３ 突出部
４ コネクタ挿入部１の信号端子
５ コネクタ挿入部１の接地端子
６ コネクタ被挿入部２の信号端子
７ コネクタ被挿入部２の接地端子
８ 半導体素子
９ 電気的接続部
１０ 前衛部
１１ 挿入側基板
１２ 被挿入側基板
１３ 挿入側基板１１上のコネクタ
１４ 被挿入側基板１２上のコネクタ
１５ 挿入側基板１１上の接地端子
１６ 挿入側基板１１上の電源端子
１７ 挿入側基板１１上の信号端子
１８ 導電性構造物
１９ レバー
２０ 突起物
２１ 半導体素子
２２ 半導体回路
２３ 保護ダイオード
２４ ドライバ回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a connector capable of transmitting a high-speed and high-frequency signal without reducing the resistance of a semiconductor circuit to static electricity, and a circuit board using the connector.
[0002]
[Prior art]
Electric signals used by semiconductor integrated circuits tend to have higher frequencies due to the recent increase in speed and function of electronic devices. In addition, the communication speed of these devices is also increasing, and the electric signals of the corresponding devices are also tending to have higher frequencies. For this reason, the frequency of internal signals in semiconductor integrated circuits has been increasing at a remarkable rate in recent years, and accordingly, interfaces for connecting these semiconductor integrated circuits have also become faster.
[0003]
However, in the interface portion for connecting these semiconductor integrated circuits, it is necessary that terminals for interconnecting are exposed outside the semiconductor integrated circuit. Therefore, in order to protect the semiconductor integrated circuit against the ingress of static electricity from these terminals, these terminals are provided with protection diodes inside the semiconductor integrated circuit.
[0004]
Generally, the switching speed of a semiconductor integrated circuit is determined by the relationship between the switching speed of a semiconductor element in the semiconductor circuit itself, a protection diode, and a current. For example, assuming that the capacitance of the protection diode is C and the current is I, the time change rate (dV / dt) of the voltage is represented by I / C. FIG. 10 shows a circuit diagram for this.
[0005]
In FIG. 10, a semiconductor integrated circuit 22, a protection diode 23, and a driver circuit 24 in the semiconductor integrated circuit are connected as shown. The voltage Vout output from the semiconductor integrated circuit 22 is represented by a function of time t, and is represented by (Equation 1). The switching speed of the semiconductor is limited by the larger one of the time t at which the desired voltage change given by (Equation 1) appears and the switching speed of the semiconductor element. Since the switching speed of a semiconductor element has been improved with the recent increase in the speed of a semiconductor integrated circuit, the limitation by dV / dt has become mainstream.
[0006]
(Equation 1)
[0007]
Several measures are currently being taken to alleviate this limitation. For example, there is a method in which the amount of voltage change is reduced so that switching can be performed in a short time even if the amount of voltage change per unit time (dV / dt) is small. However, this means has a drawback that it is susceptible to external noise because the amount of change in voltage is small, and it is difficult to reduce the amount of change in voltage to 0.5 V or less.
[0008]
In addition, a method of reducing the capacitance C of the protection diode and increasing dV / dt = I / C can be considered. However, this method means that the resistance of the semiconductor integrated circuit element to static electricity is reduced, and the semiconductor integrated circuit has a reduced resistance. Protect the semiconductor integrated circuit or the circuit board on which it is mounted with a conductive bag, ground the worker's body, ground the workbench, work clothes, and the floor of the workplace to prevent the accumulation of static electricity on the semiconductor integrated circuit or the circuit board on which it is mounted Must be made of a conductive material, and cannot be applied to a general work place or a general consumer.
[0009]
For this reason, the capacity of the protection diode could not be reduced to about 2 pF or less. Further, a method of increasing the current I and increasing dV / dt = I / C is also conceivable. However, when this measure is taken, the current value increases and the power consumption increases, which causes problems such as heat generation, shortening of the battery holding time, and deterioration of EMC due to the large current.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, these means cause various problems such as deterioration of noise resistance, heat generation, deterioration of battery holding time, and deterioration of handling. From this, very high-speed devices that handle speeds of 500 MHz or more can be used only for special purposes except for some cases, for example, parts that general consumers can pull out and insert, and the amount of heat generated is very large In addition, it cannot be used when there are a large number of them.
[0011]
The present invention has been made to solve the above problems of such a semiconductor integrated circuit, and has an object to provide a circuit board on which a semiconductor integrated circuit suitable for an inexpensive and high-speed circuit is mounted, and a connector on the circuit board. I do.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided an insertion portion and an insertion portion each having at least one ground terminal and one signal terminal, and the signal terminal is connected to a signal terminal of a semiconductor element having no protection diode. A state in which at least one of the ground terminal and the signal terminal is electrically connected in a state in which the insertion portion and the insertion target portion are not coupled, and a state in which the insertion portion and the insertion target portion are coupled. Wherein the ground terminal and the signal terminal are electrically and electrically insulated.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an insertion section and an insertion section each having at least one ground terminal and one signal terminal, and the signal terminal is connected to a signal terminal of a semiconductor element having no protection diode. In a state where the insertion portion and the inserted portion are not coupled, at least one of the ground terminal and the signal terminal is electrically connected, and the insertion portion and the inserted portion are coupled. The ground terminal of the insertion section is electrically connected to the ground terminal of the insertion section, and the signal terminal of the insertion section or the insertion section is electrically insulated from the ground terminal. A connector characterized in that:
[0014]
A third aspect of the present invention provides an insertion section and an insertion section each having at least one ground terminal and one signal terminal, and the ground terminal and the signal terminal on at least one of the insertion section and the insertion section. In a state in which the signal terminal is connected to a signal terminal of a semiconductor element having no protection diode, and the insertion portion and the inserted portion are not coupled. The at least one of the ground terminal and the signal terminal are electrically connected, and when the insertion portion and the inserted portion are coupled, the ground terminal and the signal terminal are electrically connected using the lever. A connector characterized by being electrically insulated from the connector.
[0015]
A fourth aspect of the present invention includes a semiconductor integrated circuit mounted on a circuit board and a connector, wherein a signal terminal and a ground terminal of the semiconductor integrated circuit are electrically connected to the connector, and the connector is connected to another connector. A circuit board wherein the signal terminal and the ground terminal are electrically insulated when the signal terminal is inserted into a second connector mounted on the board.
[0016]
A fifth invention provides a semiconductor integrated circuit and a connector mounted on a circuit board, wherein a signal terminal and a ground terminal of the semiconductor integrated circuit are electrically connected to the connector, and the connector is connected to another board. When inserted into the second connector mounted above, the ground terminal is first electrically connected to the ground terminal of the second connector, and then the signal terminal and the ground terminal are electrically insulated. A circuit board characterized in that:
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following embodiments.
[0018]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a state where a connector is not inserted according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, the connector insertion portion 1, the connector insertion portion 2, the projecting portion 3 of the insertion portion 1, the signal terminal 4 of the insertion portion 1, the ground terminal 5 of the insertion portion 1, and the signal terminal 6 of the insertion portion 2 And a ground terminal 7 of the inserted portion 2. As shown in FIG. 1, in the non-inserted state, the signal terminal 6 of the inserted portion 2 and the ground terminal 7 are electrically connected.
[0019]
The connector insertion portion 1 and the connector insertion portion 2 are formed of a resin such as polyethylene. However, the effects of the present invention can be obtained even if these materials are not limited to resin and are formed of a composite material such as metal or glass epoxy.
[0020]
Next, FIG. 2 shows an inserted state of the connector according to the first embodiment of the present invention. At this time, the electrical connection between the ground terminal 7 and the signal terminal 6 is physically cut off by inserting the protruding portion 3 in FIG. 1 into the inserted portion 2. Then, the signal terminal and the ground terminal are electrically connected to each other. FIG. 3 shows a circuit diagram at this time.
[0021]
3, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and include a semiconductor integrated circuit 8 and a connection part 9 between the signal terminal 6 of the inserted part 2 and the ground terminal 7 of the inserted part 2. When not inserted, the signal terminal 6 and the ground terminal 7 are electrically connected as shown in FIG. 3, so that a voltage V due to static electricity does not apply between the signal terminal and the ground terminal. However, when the connection portion 9 is electrically disconnected, the operation of the semiconductor element 8 becomes possible. At this time, the electrical disconnection is linked to the removal and insertion of the connector, and the circuit operation can be performed simultaneously with the insertion of the connector.
[0022]
By adopting such a configuration, a voltage generated by static electricity is not applied between the signal terminal and the ground terminal, and a protection diode at the signal terminal of the semiconductor element 8 is not required. Becomes possible. In addition, even without a protection diode, there is no need to protect with a conductive bag, ground the worker's body, or configure the workbench, work clothes, and the floor of the workplace with conductive materials. Can work, and the circuit board can be installed in any location.
[0023]
Actually, a connector having a length of 3 cm was prepared, an LSI operating at 10 GHz was connected thereto, and a worker who did not take antistatic measures such as antistatic clothing tried to insert and remove the connector. Despite the lack of a protection diode, no electrostatic breakdown occurred.
[0024]
Further, in the present embodiment, the shapes as shown in FIGS. 1 and 2 are adopted, but it goes without saying that the same effects can be obtained without being limited to the present embodiment as long as the electrical connections are equivalent. . Further, in this embodiment, both the signal terminal and the ground terminal are paired. However, the same effect can be obtained even if the number of pairs is not a pair and the number of pairs is one. Needless to say, there is.
[0025]
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a diagram showing a connector uninserted state according to the second embodiment of the present invention. 4, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, there is further provided a front guard 10 provided on the ground terminal 7 of the inserted part 2. As shown in FIG. 4, in the uninserted state, the signal terminal 6 of the inserted portion 2 and the ground terminal 7 are electrically connected, and the avant section 10 is connected to the signal terminal 6 of the inserted portion 2. Are electrically connected.
[0026]
Next, FIG. 5 shows a state in which the connector according to the second embodiment of the present invention is being inserted. In the state of being inserted, the ground terminals 5 and 7 are electrically connected through the front guard 10. At this time, the signal terminal 6 of the inserted portion 2 and the ground terminal 7 are electrically connected.
[0027]
FIG. 6 shows an inserted state of the connector according to the first embodiment of the present invention. At this time, the electrical connection between the signal terminal 6 and the ground terminal 7 is physically cut off by inserting the protruding portion 3 in FIG. 6 into the inserted portion 2.
[0028]
When not inserted, the signal terminal 6 and the ground terminal 7 are electrically connected as shown in FIG. 4, so that a voltage V due to static electricity is not applied between the signal terminal and the ground terminal. However, when the connection portion 9 is electrically disconnected, the semiconductor element 8 can operate. At this time, if the signal terminal 4 is connected to the signal terminal 6 after the connection portion 9 is electrically disconnected, the connection is made before the potentials of the ground terminal 5 and the ground terminal 7 are equalized. Therefore, a potential higher than the potential between the signal terminal 4 and the ground terminal 5 may be applied between the signal terminal 6 and the ground terminal 7, and in this case, the potential of the signal An excessive voltage will be applied to the semiconductor element connected to the terminal 6 and the ground terminal 7, which may cause electrostatic breakdown depending on conditions.
[0029]
However, by adopting the embodiment of the present invention, after the potentials of the ground terminals 5 and 7 become equal as shown in FIG. 5, the signal terminal 6 and the ground terminal 7 as shown in FIG. Are electrically disconnected, it is possible to more reliably prevent electrostatic breakdown from occurring.
[0030]
By adopting such a configuration, a voltage generated by static electricity is not applied between the signal terminal and the ground terminal, and a protection diode at the signal terminal of the semiconductor element 8 is not required. Becomes possible. In addition, even without a protection diode, there is no need to protect with a conductive bag, ground the worker's body, or configure the workbench, work clothes, and the floor of the workplace with conductive materials. Can work, and the circuit board can be installed in any location.
[0031]
Actually, a connector having a length of 3 cm was prepared, an LSI operating at 10 GHz was connected thereto, and a worker who did not take antistatic measures such as antistatic clothing tried to insert and remove the connector. Despite the lack of a protection diode, no electrostatic breakdown occurred.
[0032]
Further, in the present embodiment, the shapes as shown in FIGS. 4 to 6 are taken, but it is apparent that the same effects can be obtained without being limited to the present embodiment as long as the electrical connections are equivalent. is there. Further, in this embodiment, both the signal terminal and the ground terminal are paired. However, the same effect can be obtained even if the number of pairs is not a pair and the number of pairs is one. Clearly there is.
[0033]
(Embodiment 3)
FIG. 7 is a diagram showing a connector uninserted state according to the third embodiment of the present invention. 7, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, the signal terminal 4 and the ground terminal 5 of the insertion unit 1 and the signal terminal 6 and the ground terminal 7 of the insertion unit 2 each have a coaxial structure, and have a shape suitable for transmitting a high-frequency signal. Has become.
[0034]
As shown in FIG. 7, in the non-inserted state, the signal terminal 6 of the inserted portion 2 and the ground terminal 7 are electrically connected.
[0035]
Next, FIG. 8 shows an inserted state of the connector according to the first embodiment of the present invention. At this time, the electrical connection between the ground terminal 7 and the signal terminal 6 is physically cut off by inserting the protruding portion 3 in FIG. 8 into the inserted portion 2.
[0036]
At this time, the electrical disconnection is interlocked with the insertion / removal of the connector, and the circuit operation can be performed simultaneously with the insertion of the connector. By adopting such a configuration, a voltage generated by static electricity is not applied between the signal terminal and the ground terminal, and the protection diode at the signal terminal of the semiconductor element 8 becomes unnecessary as shown in FIG. High-speed operation of the signal terminal 6 becomes possible. In addition, even without a protection diode, there is no need to protect with a conductive bag, ground the worker's body, or configure the workbench, work clothes, and the floor of the workplace with conductive materials. Can work, and the circuit board can be installed in any location. Further, since the signal transmission line has a coaxial structure, the structure is suitable for transmitting high-frequency signals.
[0037]
Actually, a connector having a length of 3 cm was prepared, an LSI operating at 10 GHz was connected thereto, and a worker who did not take antistatic measures such as antistatic clothing tried to insert and remove the connector. Despite the lack of a protection diode, no electrostatic breakdown occurred. When digital signal transmission was performed at 10 GHz, it was confirmed that there was no problem in transmission quality.
[0038]
Further, in the present embodiment, the shapes as shown in FIGS. 7 and 8 are taken, but it is clear that the same effects can be obtained regardless of the present embodiment if the electrical connections are equivalent. It is apparent that similar effects can be obtained by a waveguide structure, a microstrip line structure, a strip line structure, a coplanar line structure, and the like in addition to the coaxial structure. Further, in this embodiment, both the signal terminal and the ground terminal are paired. However, the same effect can be obtained even if the number of pairs is not a pair and the number of pairs is one. Clearly there is.
[0039]
(Embodiment 4)
FIG. 9 shows a connector according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 9, a connector 13 is provided on the insertion side substrate 11, and a connector 14 is provided on the insertion side substrate 12. The insertion side substrate 11 further has a ground terminal 15, a power supply terminal 16, and a signal terminal 17, and a conductive structure 18 for electrically connecting the ground terminal 15, the power supply terminal 16, and the signal terminal 17 is provided. Have.
[0040]
The conductive structure 18 has a structure capable of making contact with the ground terminal 15, the power supply terminal 16, and the signal terminal 17 and making contact therewith, and a lever 19 for pushing up the conductive structure 18 is provided. Provided. The conductive structure 18 can be pushed up by the lever 19, whereby the conductive structure 18 can be separated from the ground terminal 15, the power supply terminal 16, and the signal terminal 17 to be brought into contact.
[0041]
A semiconductor element 21 is mounted on the insertion-side substrate 11, and the semiconductor element 21 is electrically connected to the power terminal 16 and the signal terminal 17.
[0042]
In addition, a projection 20 for operating the lever, and a power terminal and a signal terminal corresponding to the power terminal 16 and the signal terminal 17 are provided on the insertion substrate 12. In the non-inserted state, the ground terminal 15, the power supply terminal 16, and the signal terminal 17 of the insertion side substrate 11 are electrically connected by the conductive structure 17.
[0043]
Next, when the insertion-side substrate 11 is inserted into the insertion-side substrate 12, first, the ground terminal 15 on the insertion-side substrate 11 is electrically connected to the insertion-side substrate 12. At this point, the ground potential of the insertion side substrate 11 becomes the same as that of the insertion side substrate 12. However, at this time, since the power supply terminal 16 and the signal terminal 17 are electrically connected to the ground terminal 15, an excessive voltage due to static electricity is not applied to the semiconductor element 21.
[0044]
Next, as the insertion-side substrate 11 is inserted deeply into the insertion-side substrate 12, the protrusion 20 moves the lever 19, and the conductive structure 18 moves. Thereby, the power terminal 16 and the signal terminal 17 are electrically insulated from the ground terminal 15.
[0045]
Further, when the insertion side substrate 11 is inserted deeply into the insertion side substrate 12, the power supply terminal 16 and the signal terminal 17 are electrically connected to the corresponding power supply terminal and signal terminal of the insertion side substrate 12, respectively. You. By adopting such a configuration, an excessive voltage generated by static electricity is not applied between the semiconductor element terminals, and a protection diode at each terminal of the semiconductor element 21 is not required. Becomes possible. In addition, even without a protection diode, there is no need to protect with a conductive bag, ground the worker's body, or configure the workbench, work clothes, and the floor of the workplace with conductive materials. Can work, and the circuit board can be installed in any location. Further, since the signal transmission line has a coaxial structure, the structure is suitable for transmitting high-frequency signals.
[0046]
Actually, a connector was created with a width of 20 cm, ten LSIs operating at 10 GHz were connected, and a worker who did not take antistatic measures such as antistatic clothes tried to insert and remove the connector. Despite the absence of the protection diode in the LSI, no electrostatic breakdown occurred. When digital signal transmission was performed at 10 GHz, it was confirmed that there was no problem in transmission quality.
[0047]
Further, in the present embodiment, the shape as shown in FIG. 9 is adopted, but it is clear that the same effect is obtained regardless of the present embodiment as long as the electrical connection is equivalent. It is apparent that the same effect can be obtained even if a coaxial structure, a waveguide structure, a microstrip line structure, a strip line structure, a coplanar line structure, or the like is used for a suitable configuration. Further, in this embodiment, both the signal terminal and the ground terminal are paired. However, the same effect can be obtained even if the number of pairs is not a pair and the number of pairs is one. Clearly there is.
[0048]
Further, in the present embodiment, an example is shown in which the semiconductor element 21 is mounted on the insertion substrate 11 side, but a semiconductor element may be mounted on the insertion substrate 12 side.
[0049]
【The invention's effect】
As is evident from the above embodiments, the present invention has the advantages of high resistance to electrostatic breakdown, easy handling and high-speed operation without a protection diode for a semiconductor element.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an unconnected state according to the first embodiment of the present invention; FIG. 2 is a diagram showing a connected state according to the first embodiment of the present invention; FIG. FIG. 4 is a diagram showing an unconnected state according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a state during connection according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a second embodiment of the present invention. FIG. 7 shows a connection state according to the third embodiment of the present invention. FIG. 8 shows a connection state according to the third embodiment of the present invention. FIG. 9 shows an embodiment of the present invention. FIG. 10 shows a circuit board according to mode 4. FIG. 10 shows a conventional structure.
Reference Signs List 1 Connector insertion part 2 Connector insertion part 3 Projection part 4 Signal terminal of connector insertion part 5 Ground terminal of connector insertion part 6 Signal terminal of connector insertion part 2 7 Ground terminal of connector insertion part 2 Semiconductor element 9 Electrical connection unit 10 Avant section 11 Insert side board 12 Insert side board 13 Connector 14 on insert side board 11 Connector 15 on insert side board 12 Ground terminal 16 on insert side board 11 Power supply on insert side board 11 Terminal 17 Signal terminal 18 on insertion side substrate 11 Conductive structure 19 Lever 20 Projection 21 Semiconductor element 22 Semiconductor circuit 23 Protection diode 24 Driver circuit
