JP2006059883A - インターフェイスモジュール付ｌｓｉパッケージ - Google Patents

Abstract

【課題】構造が複雑化することによるコスト上昇や半田付けが干渉するといった実装上の問題を無くすことができ、インターフェイスの高スループット化をはかり得るインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージを提供する。
【解決手段】インターフェースモジュール付ＬＳＩパッケージ１は、信号処理ＬＳＩ２が搭載され、接続端子５を有するインターポーザ３と、高速信号を外部配線するための光ファイバ８およびソケット１３に対応した入出力ピン１２を有する光インターフェイスモジュール７とを備えてなり、インターポーザ３および光インターフェイスモジュール７がループ電極１６および平板電極２０の少なくともいずれかをそれぞれ有し、インターポーザ３および光インターフェイスモジュール７がループ電極１６および平板電極２０の少なくともいずれかにより誘導結合、静電結合、及びこれらの複合結合により電気的に接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は、高速信号を外部配線するためのインターフェイスモジュールを備えたインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージに関する。

近年、ＬＳＩのクロック周波数は益々高くなっており、パーソナルコンピュータ用のＣＰＵにおいてもＧＨｚ以上が実用化されている。しかしながら、ＬＳＩ間インターフェイスのスループット向上のペースは、クロック周波数の上昇に比較すると緩やかで、これがパーソナルコンピュータの性能のボトルネックとなっている。そのため、インターフェイスの高スループット化の研究開発が盛んに行われている。

インターフェイスのスループット向上には、１端子当たりの信号周波数の向上と端子数の増加が必要である。しかし、端子数を多くするとＬＳＩやパッケージの面積が大きくなり、内部配線長が長くなって高周波動作が不可能になるという制限があるため、１端子当たりの周波数を高くすることが大きな課題となっている。一方、１端子当たりの周波数を高くすると、電気信号の減衰は大きくなり、インピーダンス不整合による反射の影響が大きくなるため、線路長に制限が生じる。そのため、高速信号伝送路としてインピーダンス不整合や減衰量を極力抑えた伝送線路を用いる必要がある。実装ボードに伝送線路を精度良く作成することは、コストの上昇を招くだけでなく、高速化に伴って誘電損失や表皮効果による導体損失などが大きくなり、十分な距離を伝送することが困難となってくる。したがって、高速信号用配線を実装ボード上に配線することなく、インターポーザ上のみで配線し、インターポーザ上の搭載した光素子で光電気変換し伝送は光で行う方式が研究されている。例えば、特許文献１、非特許文献１などの例がある。
特開２００４−３１４５５号公報 畠山意知郎，外８名，光Ｉ／Ｏ内蔵モジュール（１）モジュール構成と設計指針，電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会，２００３，Ｃ−３−１２３，ｐ．２５６

特許文献１の場合、光素子がインターポーザ基板上に直接ベアチップ実装されており、インターポーザ基板を実装ボードへ実装する時に光導波路と光結合させる構造になっているため、実装ボードとインターポーザの熱膨張係数の違いなどから光学精度を維持することが困難である。また、光素子が剥き出しであると信頼性の確保が難しいため、光素子部を信号伝送に使用する波長で透明な樹脂等で埋め込むなどの方法を取る必要があるが、実装ボード上での作業が必要になり、製造上制約が多く、コストがかかるという問題がある。さらに、実装ボードに光導波路を別途貼り付ける必要があるため、実装工程が複雑化しコストが上昇するといった問題がある。また、光素子の故障時には、高価な信号処理ＬＳＩごと交換する必要が生じるという問題もある。

また、非特許文献１の構造では、ＬＳＩパッケージに光部品を直接搭載する方式となっているため、光部品を搭載した状態で、ＬＳＩパッケージを実装ボードにリフロー実装するか、あるいは、ＬＳＩパッケージを実装ボードにリフロー実装した後に、光部品を搭載する必要があり、熱的に弱い光部品や組立材（接着剤など）とボード実装時のリフロー実装が干渉する構造となっている。また、ＬＳＩの半田付け、光インターフェイスモジュールの半田付け、場合によってはインターポーザの半田付けが互いに干渉するため、実装の手順に制限が出るなど、実装上の問題がある。さらに、光コネクタの位置を保持するためには、押圧保持機構が別に必要になるなど、光接続をコネクタ化したことにより機構が大きくなりやすい。すなわち、光コネクタの実装精度は数μｍ〜１０μｍ程度と高い精度が要求されるため、コネクタの保持機構は小型化が困難であり大型化しやすい。そのため、ＬＳＩの上部に取り付けられるヒートシンクに逃げを作るなど構造が複雑化することによるコスト上昇や、光インターフェイスモジュールの放熱用ヒートシンクを取り付けることが困難になるという問題がある。

また、一般に信号の周波数が高くなってくると、１端子当たりの消費電力は大きくなる傾向にある。例えば、パーソナルコンピュータなどに用いられるＣＰＵでは近年７０〜８０Ｗに達するＬＳＩもある。そこで、信号処理ＬＳＩ上には、ヒートスプレッダと巨大なヒートシンクを設け放熱面積を稼いで、ファンなどで強制空冷を行う構造がとられる。一方、前述したとおり、信号処理ＬＳＩとインターフェイスモジュール間の配線長は、極力短くする必要があるため、信号処理ＬＳＩ用のヒートシンクを設置した場合、インターフェイスモジュール用の別のヒートシンクを設ける場所的余裕がなくなる。

さらに、この場合においても、インターフェイスモジュールが半田付けされているため、インターフェイスモジュールの故障時には、高価な信号処理ＬＳＩごと交換する必要が生じるという問題もある。

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、構造が複雑化することによるコスト上昇や半田付けが干渉するといった実装上の問題を無くすことができ、インターフェイスの高スループット化をはかり得るインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージを提供することにある。

本発明の一の形態によれば、信号処理ＬＳＩが搭載され、実装ボード接続用電気端子を有するインターポーザと、高速信号を外部配線するための伝送線路および実装ボード接続用ソケットに対応したソケット接続用電気端子を有するインターフェイスモジュールとを備えてなり、前記インターポーザおよび前記インターフェイスモジュールがループ電極および平板電極の少なくともいずれかをそれぞれ有し、前記インターポーザおよび前記インターフェイスモジュールが前記ループ電極および前記平板電極の少なくともいずれかにより誘導結合、静電結合、およびこれらの複合結合により電気的に接続されることを特徴とするインターフェースモジュール付ＬＳＩパッケージが提供される。

本発明の他の形態によれば、信号処理ＬＳＩが搭載され、実装ボード接続用電気端子を有するインターポーザと、高速信号を外部配線するための伝送線路および実装ボード接続用ソケットに対応したソケット接続用電気端子を有するインターフェイスモジュールと、前記インターポーザおよび前記インターフェイスモジュールの少なくとも一方に搭載された電気コネクタと、少なくとも一方の端部が前記電気コネクタに接続されたフレキシブル電気配線とを備えてなり、前記インターポーザおよび前記インターフェイスモジュールが電気的に接続される電気接続端子をそれぞれ有し、前記電気接続端子が前記フレキシブル電気配線により電気的に接続されることを特徴とするインターフェースモジュール付ＬＳＩパッケージが提供される。

本発明の他の形態によれば、信号処理ＬＳＩが搭載され、高速信号用電気端子およびソケット接続用端子ピンを有するインターポーザと、高速信号を外部配線するための伝送線路および高速信号用電気端子およびソケット接続用端子ピンを有するインターフェイスモジュールと、前記インターポーザの高速信号用電気端子および前記インターフェイスモジュールの高速信号用電気端子を相互に電気的に接続させる高速信号用配線と、前記インターポーザのソケット接続用端子ピンおよび前記インターフェイスモジュールのソケット接続用端子ピンと前記嵌合可能なジャックを有するソケットとを備えてなり、前記インターポーザの高速信号用電気端子および前記インターフェイスモジュールの高速信号用電気端子が前記高速信号用電気端子のたわみによる押圧力で前記高速信号用配線に対して機械的接触して互いに電気的に接続され、前記機械的接触が前記インターポーザのソケット接続用端子ピンおよび前記インターフェイスモジュールのソケット接続用端子ピンと前記ジャックとがそれぞれ嵌合されることにより保持されることを特徴とするインターフェースモジュール付ＬＳＩパッケージが提供される。

本発明の他の形態によれば、信号処理ＬＳＩが搭載され、高速信号用電気端子およびソケット接続用電気端子を有するインターポーザと、高速信号を外部配線するための伝送線路および高速信号用電気端子およびソケット接続用電気端子を有するインターフェイスモジュールと、接続端子を有し、前記インターポーザの高速信号用電気端子および前記インターフェイスモジュールの高速信号用電気端子を相互に電気的に接続させる高速信号用配線と、接続端子を有し、前記インターポーザのソケット接続用電気端子および前記インターフェイスモジュールのソケット接続用電気端子に電気的に接続されるソケットとを備えてなり、前記インターポーザの高速信号用電気端子および前記インターフェイスモジュールの高速信号用電気端子が前記高速信号用配線の接続端子のたわみによる押圧力で前記高速信号用配線に対して機械的接触して互いに電気的に接続され、前記機械的接触を保持する押圧力保持機構をさらに有することを特徴とするインターフェースモジュール付ＬＳＩパッケージが提供される。

本発明の他の形態によれば、信号処理ＬＳＩが搭載され、実装ボード接続用電気端子を有するインターポーザと、高速信号を外部配線するための光ファイバを有するインターフェイスモジュールとを備えてなり、前記インターポーザおよび前記インターフェイスモジュールが電気的に接続される電気接続端子をそれぞれ有し、前記電気接続端子がボード実装用半田より低い融点を有する半田により接続されることを特徴とするインターフェースモジュール付ＬＳＩパッケージが提供される。

本発明によれば、インターフェイスモジュールをピグテール型（伝送線路の一端をインターフェイスモジュール内に含む構造）として光学的結合或いは電気的接続保持構造を含めて別パッケージに収め小型化をはかると共に、インターフェイスモジュールとインターポーザを、これらに設けた電気接続端子を介して電気的に接続する構造とすることで、前述した課題を解決することができる。

より具体的には、実装ボードに高速信号用配線を持たないため、信号処理ＬＳＩとインターフェイスモジュールとの間の電気配線長を短くでき、これにより高価な伝送線路を要することなく高スループットのインターフェイスモジュールを実装することができる。また、インターフェイスモジュールの外部配線はコネクタによる結合ではなく、直接結合されているので、インターフェイスモジュールの構造が複雑化することもない。さらに、インターポーザとインターフェイスモジュールとを電気接続端子により結合可能にしているので、インターポーザとインターフェイスモジュールとの半田付けが干渉するといった問題はない。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージの概略構成を示す図であり、図２（ａ）及び図２（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る高速信号用配線の接続部の拡大図であり、図３は本発明の第１の実施形態に係るインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージの実装工程を示す図である。

図１の１はインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージであり、インターフェイスモジュール１は信号処理ＬＳＩ２を備えている。信号処理ＬＳＩ２はインターポーザ３に搭載されており、信号処理ＬＳＩ２とインターポーザ３とは電気的に接続されている。

インターポーザ３には高速信号用配線４が配線されており、高速信号用配線４は信号処理ＬＳＩ２の信号入出力端子（図示せず）に電気的に接続されている。高速信号用配線４の他端は、インターポーザ３の表面側に引き出されている。インターポーザ３の下面には、電源供給や、低速のコントロール信号などの入出力を行うための接続端子５（実装ボード接続用電気端子）が配置されており、接続端子５と実装ボード６とは電気的に接続されている。

７は光インターフェイスモジュールであり、この光インターフェイスモジュール７はインターフェイスＩＣ、光素子、高速信号を外部配線するための光ファイバ８（伝送線路）、光ファイバ８と光素子の光結合系、フレキシブル配線基板９（以下ＦＰＣと記す）などを有しており、支持基板であるスティフナー１０上に実装され、全体をモールド樹脂１１などにより保護されている。

光インターフェイスモジュール７は２種類の入出力部を有している。具体的には、一方の入出力部は実装ボード６側に設けられ、後述するソケット１３に対応した入出力ピン１２（ソケット接続用電気端子）であり、低速のコントロール信号や電源信号などを伝送するものである。入出力ピン１２は、実装ボード６上に実装されたソケット１３（実装ボード接続用ソケット）に接続されている。他方の入出力部は光インターフェイスモジュール７と高速信号用配線４とを電気的に接続させる電気接続部１４であり、高速信号を伝送するものである。電気接続部１４は、突起１５により高速信号用配線４と所定の間隔をおいて配置されている。

図２（ａ）は、誘導結合の１例を示す図である。１６は高速信号用配線４の一部に設けられたループ電極である。ループ電極１６はインターポーザ３の周辺部で図のように各端子ごとにループを形成しており、スルーホール１７を介して別のレイヤーにリターン１８を有している。リターン１８をそのまま接地や電源に接続することでループアンテナとして働くが、ここに終端抵抗を接続して進行波型のアンテナとすることも出来る。１９は外部の電界の影響や磁界のクロストークを防止するためのシールドで、スルーホール２２により電源や接地レベルに短絡されている。この構造と同じ構造のものを電気接続部１４に作成し、適切なギャップを置いて対向させることでそれぞれ出力、受信アンテナとして働き磁気結合優位の誘導結合による無押圧電気接続が実現される。

図２（ｂ）は、静電結合の１例を示す図である。２０は高速信号用配線４の一部に設けられた平板電極で、たとえば図２（ｂ）のように差動配線ペアを形成している。２１は各差動ペアを電気的に分離するためのグランドラインである。この構造のものを電気接続部１４にも設けておき、適切なギャップで対向させることにより平行平板を形成して、電界結合優位の静電結合により電気接続が可能である。なお、これらの静電結合による電気接続では当然直流は結合されず、交流結合となることはいうまでも無い。

このようなインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージ１を実装ボード６に実装するには、まず、信号処理ＬＳＩ２が搭載されたインターポーザ３を実装ボード６に接続端子５で電気的に接続する。その際、望ましくは同時にソケット１３および他の実装部品を実装ボード６に実装する。その後、インターポーザ３側のループ電極１６又は平板電極２０と、光インターフェイスモジュール７のループ電極１６又は平板電極２０とを位置合わせする。そして、ソケット１３に入出力ピン１２を差し込むと同時に、電気接続部１４で光インターフェイスモジュール７と高速信号用配線４とを電気的に接続する。ここで、電気接続部１４は、誘導結合、静電結合、或いはこれらの複合結合により電気的に接続される構造で、直接機械的には接触していない。この構造であれば、ギャップ方向の高さ誤差を設計の仕様範囲内に設計しておくことで、押圧力が無い状態で電気的に接続が可能となる。その際のギャップを規定するために、ギャップに相当する突起１５を設けておくことで、接続特性の安定化が図れる。

このような構造によれば、通常のＢＧＡパッケージＬＳＩの実装とほぼ同等の工程で、実装ボード６にインターポーザ３を実装後（図３の状態）に、光インターフェイスモジュール７を電気接続することができる（図１の状態）。即ち、実装ボード６上へ他の部品と共にインターポーザ３の電気実装、即ちリフローやレーザ加熱などといった熱処理後に、光インターフェイスモジュール７を搭載可能であり、電気実装親和性が高い構造である。

また、光インターフェイスモジュール７は、別個にパッケージングされるため、信頼性の確保が可能で、さらにそれ自体で検査可能な構造であり、光素子不良による実装ボード６の歩留り低下を抑制可能である。さらに、光インターフェイスモジュール７は、電気実装により熱処理なしに実装できるため、ピグテール方式採用による実装への制限が少なくて済む。もちろん、高速信号は実装ボード６の配線を経由せずに、インターポーザ３から電気接続部１４を経由して光インターフェイスモジュール７に到るため、距離が短くて済み高周波信号を伝送可能である。

さらに、光ファイバ８を横方向から挿入しているので、光インターフェイスモジュール７の厚さを薄く形成することができる。従って、インターポーザ３に対して、信号処理ＬＳＩ２の上面よりも光インターフェイス７の上面の高さを低くでき、信号処理ＬＳＩ２に対する大きなヒートシンクの設置スペースを確保することが容易となる。また、ループ電極１６間或いは平板電極２０間のギャップに接着剤を挿入して固定強度を付加することも可能である。

（第２の実施形態）
図４は本発明の第２の実施形態に係るインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージの概略構成を示す図であり、図５は本発明の第２の実施形態に係る光インターフェイスモジュールの接続工程を示す図であり、図６は本発明の第２の実施形態に係るＦＰＣ付きインターポーザの上面図を示している。なお、図１と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。

図４に示されるようにインターポーザ３上にはＦＰＣコネクタ３１（電気コネクタ）が搭載されており、また光インターフェイスモジュール７上にもＦＰＣコネクタ３２（電気コネクタ）が搭載されている。ＦＰＣ９の両端はそれぞれＦＰＣコネクタ３１，３２に接続されており、ＦＰＣコネクタ３１，３２を介してインターポーザ３の電気接続端子（図示せず）および光インターフェイスモジュール７の電気接続端子（図示せず）に電気的に接続されている。

このようなインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージ１を実装ボード６に実装するには、まず、信号処理ＬＳＩ２およびＦＰＣコネクタ３１が搭載されたインターポーザ３を実装ボード６に接続端子５で電気的に接続する。その際、望ましくは同時にソケット１３および他の実装部品を実装ボード６に実装する。その後、図５に示されるようにＦＰＣ９の一端が接続されたＦＰＣコネクタ３２が搭載された光インターフェイスモジュール７の入出力ピン１２をソケット１３に差し込むとともにＦＰＣ９の他端をＦＰＣコネクタ３１に挿入して接続する。

この構造によっても、インターポーザ２およびソケット１３を実装ボード６に搭載した後、ソケット１３への挿入により光インターフェイスモジュール７の電源および低速のコントロール信号などを接続し、ＦＰＣ９により高速信号用配線４と接続することが出来、従来のリフロー実装などと親和性の高い構造を提供可能である。

なお、ＦＰＣコネクタ３１，３２は必ずしも両者ともに必要ではなく、光インターフェースモジュール７側のＦＰＣコネクタ３２かインターポーザ３側のＦＰＣコネクタ３１のいずれか一方あれば、後から光インターフェースモジュール７を搭載することが可能である。例えば、ＦＰＣコネクタ３２のみの場合、図６に示したようにインターポーザ３側は、ＦＰＣ９の電極配線９ａを直接インターポーザ３上の高速信号用配線４と電導性接着剤やＡｕスタッドバンプ３３などにより接続しておけばよい。

（第３の実施形態）
図７は本発明の第３の実施形態に係るインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージの概略構成を示す図であり、図８は本発明の第３の実施形態に係る高速信号用配線の接続部の拡大図であり、図９は本発明の第３の実施形態に係る光インターフェイスモジュールの接続工程を示す図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。

図７に示されるように本実施形態では、インターポーザ３は、実装ボード６に半田バンプ４１で接続されたソケット４２に入出力ピン４３（ソケット接続用端子ピン）で接続されている。具体的には、ソケット４２には入出力ピン４３と勘合可能なジャック４４が形成されており、入出力ピン４３とジャック４４とを勘合させることにより、インターポーザ３がソケット４２に接続される。入出力ピン４３は数百ＭＨｚ以下の低速信号やコントロール信号、電源などを供給するための入出力を行うためのものである。

高速信号用配線４は、インターポーザ３の信号処理ＬＳＩ２搭載面（上面）側には引き出さず、ソケット４２側に設置された高速信号用電気端子４５と接続されている。高速信号用電気端子４５は、高速信号用配線４６に押し当てられることにより接続されている。光インターフェイスモジュール７はインターポーザ３と同様に低速信号や電源は入出力ピン４７により接続され、高速信号のみ高速信号用電気端子４８により高速信号用配線４６に接続されている。

光インターフェイスモジュール７の入出力ピン４８をソケット４２のジャック４４に差し込むと、図８に示されるように高速信号用電気端子４８は高速信号用配線４６と接触して横方向にすべる力を受けるため、ばねとして機能し、復元力によって高速信号用配線４６に押圧される。入出力ピン４７がジャック４４に差し込まれているために、ばねが復元することが阻害され、復元力は維持され接続が維持される。インターポーザ３側の高速信号用電気端子４５についても同様である。

このようなインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージ１を実装ボード６に実装するには、まず、ソケット４２を実装ボード６に実装する。その際、望ましくは同時に他の実装部品を実装ボード６に実装する。その後、図９に示されるように信号処理ＬＳＩ２が搭載されたインターポーザ３および光インターフェイスモジュール７の高速信号用電気端子４５，４８と高速信号用配線４６とを位置合わせするとともに入出力ピン４３，４７をジャック４４に嵌合させる。

この構造によっても、インターポーザ３用のソケット４２を実装ボード６に実装した後に、インターポーザ３および光インターフェイスモジュール７を熱処理などを加えることなく装着できるため、従来のボード実装に干渉しないで実装可能なインターフェイス付きＬＳＩパッケージ１の提供が可能である。

また、この構造によれば、ソケット４２のピン抜け防止機構があれば外部に別途固定部材を特別に準備する必要は無く、信頼性の高い構造を単純な構造で実現可能であるという特徴を持つ。

（第４の実施形態）
図１０は本発明の第４の実施形態に係るインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージの概略構成を示す図であり、図１１は本発明の第４の実施形態に係る高速信号用配線の接続部の拡大図であり、図１２は本発明の第４の実施形態に係る光インターフェイスモジュールの接続工程を示す図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。

図１０に示されるように本実施形態では、インターポーザ３は、実装ボード６に接続ピン５１で接続されたソケット５２に接続されている。実装ボード６と接続ピン５１とは、半田５３により固定されている。

インターポーザ３のソケット５２側の接続面には、ランド５４（ソケット接続用電気端子）およびランド５５（高速信号用電気端子）が形成されている。ソケット５２の上面にはこのランド５４に接触するための接続端子５６が設けられている。ランド５４が接続端子５６に接触することにより、接続端子５６および接続ピン５１を介してインターポーザ３が実装ボード６に電気的に接続される。インターポーザ３の高速信号用配線４は、ランド５５に接続され、接続端子５７を介して、ソケット５２に形成された高速信号用配線５８と接続されている。

光インターフェイスモジュール７のソケット５２側の接続面には、ランド５９（ソケット接続用電気端子）およびランド６０（高速信号用電気端子）が形成されている。ランド５９が接続端子５６に接触することにより、接続端子５６および接続ピン５１を介して光インターフェイスモジュール７が実装ボード６に電気的に接続され、低速信号およびコントロール信号、電源などが供給される。光インターフェイスモジュール７のランド６０は、接続端子５７を介して、ソケット５２に形成された高速信号用配線５８と接続されている。

図１１に示されるように、接続端子５６，５７は可塑性のあるばね構造をしており、ランド５４等が接触押圧されることにより復元力によって圧力を生じる。したがって、この構造では、図１０に示したようにヒートシンク６１等とともにインターポーザ３および光インターフェイスモジュール７をソケット５２方向に押し付ける押し付け機構６２が必要である。押し付け機構６２は、実装ボード６上に形成されたリテンション治具６３に係合させることによりヒートシンク６１を実装ボード６方向に押し付ける機構であり、これによってインターポーザ３と光インターフェイスモジュール７が同時にソケット５２方向に押し付けられて、電気接続の押圧力を保持する機構となっている。

このようなインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージ１を実装ボード６に実装するには、まず、ソケット５２を実装ボード６に実装する。その際、望ましくは同時に他の実装部品を実装ボード６に実装する。その後、図１２に示されるように信号処理ＬＳＩ２が搭載されたインターポーザ３および光インターフェイスモジュール７のランド５５，６０と高速信号用配線５８とを位置合わせし、接続端子５６，５７にランド５４等を押し付ける。その後、押し付け機構６２を取り付けて、押圧力を保持する。

この構造の特徴は、高速信号と低速信号、電源などの端子を同じ構造をとることが可能であるため、ソケット５２の構造やインターポーザ３、光インターフェイスモジュール７の構造が単純化され、コストを低減できるとともに、ピン接続を用いていないため、入出力端子の高密度化が可能であるという特徴がある。

また、この構造によっても、インターポーザ３用のソケット５２を実装ボード６に実装した後に、インターポーザ３および光インターフェイスモジュール７を熱処理などを加えることなく装着できるため、従来のボード実装に干渉しないで実装可能なインターフェイス付きＬＳＩパッケージ１の提供が可能である。

（第５の実施形態）
図１３は本発明の第５の実施形態に係るインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージの概略構成を示す図であり、図１４は本発明の第５の実施形態に係る光インターフェイスモジュールの接続工程を示す図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。

図１３に示されるように本実施形態では、インターポーザ３の高速信号用配線４に接続された電気接続端子（図示せず）と光インターフェイスモジュール７の電気接続端子（図示せず）とがボード実装用半田より低い融点を有する半田７１により接続されていることが特徴である。ここで、ボード実装用半田は、ＢＧＡ等の場合には例えば半田ボールであり、ＰＧＡ等の場合には例えばピンと実装ボードとを固定する半田である。本実施形態では、接続端子５がボード実装用半田である。半田７１は、たとえばＳｎ−Ｂｉ−ＡｇやＳｎ５７Ｂｉなどの低融点半田からなる。これらの半田組成であれば、融点が約１５０℃以下であるため、インターポーザ３の実装と干渉することも無く、また光インターフェイスモジュール７に含まれている、光素子や光部品、特に光ファイバを保持する固定部材に悪影響を及ぼすことも無く実装可能である。そのため、非常にシンプルな構造で電気実装と親和性の良いインターフェイスモジュール付きＬＳＩパッケージ１の提供を可能とする。光ファイバ固定部材は低コスト化のためには樹脂を使用することが望ましいが、樹脂を用いた場合、その樹脂の軟化点よりも工程温度が高くなると光ファイバ８を精度よく保持しておくことが困難になる。半田実装の場合、充分な濡れ性や装置や環境の変動に影響されないように、実装温度は半田金属の融点よりも高い温度に設定する必要があり、実用上問題の無い時間で工程を流すためには、半田の融点よりも１０℃〜２０℃のオーバーシュートは避けられない。したがって、光ファイバ８の固定部材の軟化点よりも２０℃低い温度より半田７１の融点が高い場合、オーバーシュートにより実装温度が軟化点を超える危険性があるため、半田７１の融点は固定部材の軟化点より２０℃引いた温度より下であることが好ましい。

このようなインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージ１を実装ボード６に実装するには、まず、信号処理ＬＳＩ２が搭載されたインターポーザ３を実装ボード６に接続端子５で電気的に接続する。その後、インターポーザ３に対する光インターフェイスモジュール７の位置を合わせた後、図１４に示されるように半田７１によりインターポーザ３の電気接続端子と光インターフェイスモジュール７の電気接続端子を接続する。

上記のとおり、本発明は上述の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施形態及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、光インターフェイスモジュール７はそれぞれ１〜２個搭載した例を示しているが、数量に制限は無く、インターポーザ３の４辺にそれぞれ１〜２個搭載したようなアーキテクチャアであっても良い。また、第４の実施形態の押し付け機構６２は、ヒートシンクとインターフェイスモジュールおよびインターポーザの間に挿入されていてもよく、その場合ヒートシンクは別の固定部材を用いて固定することも可能である。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。さらに、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。

本発明の第１の実施形態に係るインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージの概略構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る高速信号用配線の接続部の拡大図である。 本発明の第１の実施形態に係るインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージの実装工程を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージの概略構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る光インターフェイスモジュールの接続工程を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るＦＰＣ付きインターポーザの上面図を示している。 本発明の第３の実施形態に係るインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージの概略構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る高速信号用配線の接続部の拡大図である。 本発明の第３の実施形態に係る光インターフェイスモジュールの接続工程を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係るインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージの概略構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る高速信号用配線の接続部の拡大図である。 本発明の第４の実施形態に係る光インターフェイスモジュールの接続工程を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係るインターフェイスモジュール付ＬＳＩパッケージの概略構成を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る光インターフェイスモジュールの接続工程を示す図である。

符号の説明

１…インターフェイスモジュール付きＬＳＩパッケージ、２…信号処理ＬＳＩ、３…インターポーザ、４…高速信号用配線、５…接続端子、６…実装ボード、７…光インターフェイスモジュール、８…光ファイバ、９…フレキシブル配線基板、１２…入出力ピン、１６…ループ電極、２０…平板電極、３１，３２…ＦＰＣコネクタ、４２…ソケット、４３，４７…入出力ピン、４４…ジャック、４５，４８…高速信号用電気端子、４６…高速信号用配線、５２…ソケット、５４，５５，５９，６０…ランド、５６，５７…接続端子、５８…高速信号用配線、６２…押し付け機構、７１…半田。

Claims (5)

1. 信号処理ＬＳＩが搭載され、実装ボード接続用電気端子を有するインターポーザと、高速信号を外部配線するための伝送線路および実装ボード接続用ソケットに対応したソケット接続用電気端子を有するインターフェイスモジュールとを備えてなり、
   前記インターポーザおよび前記インターフェイスモジュールがループ電極および平板電極の少なくともいずれかをそれぞれ有し、前記インターポーザおよび前記インターフェイスモジュールが前記ループ電極および前記平板電極の少なくともいずれかにより誘導結合、静電結合、およびこれらの複合結合により電気的に接続されることを特徴とするインターフェースモジュール付ＬＳＩパッケージ。
2. 信号処理ＬＳＩが搭載され、実装ボード接続用電気端子を有するインターポーザと、高速信号を外部配線するための伝送線路および実装ボード接続用ソケットに対応したソケット接続用電気端子を有するインターフェイスモジュールと、前記インターポーザおよび前記インターフェイスモジュールの少なくとも一方に搭載された電気コネクタと、少なくとも一方の端部が前記電気コネクタに接続されたフレキシブル電気配線とを備えてなり、
   前記インターポーザおよび前記インターフェイスモジュールが電気的に接続される電気接続端子をそれぞれ有し、前記電気接続端子が前記フレキシブル電気配線により電気的に接続されることを特徴とするインターフェースモジュール付ＬＳＩパッケージ。
3. 信号処理ＬＳＩが搭載され、高速信号用電気端子およびソケット接続用端子ピンを有するインターポーザと、高速信号を外部配線するための伝送線路および高速信号用電気端子およびソケット接続用端子ピンを有するインターフェイスモジュールと、前記インターポーザの高速信号用電気端子および前記インターフェイスモジュールの高速信号用電気端子を相互に電気的に接続させる高速信号用配線と、前記インターポーザのソケット接続用端子ピンおよび前記インターフェイスモジュールのソケット接続用端子ピンと前記嵌合可能なジャックを有するソケットとを備えてなり、
   前記インターポーザの高速信号用電気端子および前記インターフェイスモジュールの高速信号用電気端子が前記高速信号用電気端子のたわみによる押圧力で前記高速信号用配線に対して機械的接触して互いに電気的に接続され、前記機械的接触が前記インターポーザのソケット接続用端子ピンおよび前記インターフェイスモジュールのソケット接続用端子ピンと前記ジャックとがそれぞれ嵌合されることにより保持されることを特徴とするインターフェースモジュール付ＬＳＩパッケージ。
4. 信号処理ＬＳＩが搭載され、高速信号用電気端子およびソケット接続用電気端子を有するインターポーザと、高速信号を外部配線するための伝送線路および高速信号用電気端子およびソケット接続用電気端子を有するインターフェイスモジュールと、接続端子を有し、前記インターポーザの高速信号用電気端子および前記インターフェイスモジュールの高速信号用電気端子を相互に電気的に接続させる高速信号用配線と、接続端子を有し、前記インターポーザのソケット接続用電気端子および前記インターフェイスモジュールのソケット接続用電気端子に電気的に接続されるソケットとを備えてなり、
   前記インターポーザの高速信号用電気端子および前記インターフェイスモジュールの高速信号用電気端子が前記高速信号用配線の接続端子のたわみによる押圧力で前記高速信号用配線に対して機械的接触して互いに電気的に接続され、前記機械的接触を保持する押圧力保持機構をさらに有することを特徴とするインターフェースモジュール付ＬＳＩパッケージ。
5. 信号処理ＬＳＩが搭載され、実装ボード接続用電気端子を有するインターポーザと、高速信号を外部配線するための光ファイバを有するインターフェイスモジュールとを備えてなり、
   前記インターポーザおよび前記インターフェイスモジュールが電気的に接続される電気接続端子をそれぞれ有し、前記電気接続端子がボード実装用半田より低い融点を有する半田により接続されることを特徴とするインターフェースモジュール付ＬＳＩパッケージ。

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