JP2011249215A

JP2011249215A - 基板及びｉｃソケット

Info

Publication number: JP2011249215A
Application number: JP2010122864A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kuwata; 直樹桑田; Akira Ikeuchi; 公池内; Takatoshi Yagisawa; 孝俊八木澤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2011-12-08
Also published as: US20110294308A1

Abstract

【課題】接続箇所を減らし、高周波特性を損なうことなくＩＣと基板とを接続することが可能であり、また、実装スペースを削減することが可能な基板及びＩＣソケットを提供すること。
【解決手段】ＩＣパッケージと、ＩＣパッケージが装着されるＩＣソケットと、を備える基板において、ＩＣソケットは当該基板に対向する第１の面と第２の面を備えた段差を有し、第２の面と当該基板の間に挟まれるように位置する他の基板を備え、ＩＣソケットと他の基板は第２の面で接続し、ＩＣソケットと当該基板は第１の面で接続している。
【選択図】図２

Description

本願は、基板及びＩＣソケットに関する。

サーバシステムでは、ＣＰＵの処理速度の向上とあいまって、周辺回路と接続するインタフェースの伝送速度の向上が要求されている。しかし、電気信号のままで周辺回路と接続しようとすると、プリント基板上の伝送路やコネクタ等による波形劣化により伝送速度や伝送距離が制限されるため、光モジュールで光信号に変換して接続する光インターコネクト技術の導入が検討されている。

図１に一例を示す。ＩＣ１１はＣＰＵ等の高速な電気信号インタフェースを有するチップであり、例えばＬＧＡ（Land Grid Array）タイプのＩＣパッケージ１２によって、ＩＣソケット１３に装着される。ＩＣソケット１３は基板１４上に実装され、ＩＣパッケージ１２を基板１４に接続する。一方、同じく基板１４上に実装されたソケット１５は、挿入された基板１６を基板１４に接続する。基板１６は高周波特性の良いフレキシブルケーブルもしくはリジッド基板であり、ドライバＩＣ１７、ＶＣＳＥＬ１８等が実装されている。

上記の構成により、ＩＣパッケージ１２から出力されるＩＣ１１の電気信号は、ＩＣソケット１３を介して基板１４に伝送される。そして、ＩＣ１１の電気信号は基板１４上の伝送路を通り、ソケット１５を介して基板１６に伝わる。基板１６に伝わった電気信号は、光モジュール１９内においてドライバＩＣ１７で増幅され、ＶＣＳＥＬ１８で電気信号から光信号に変換される。

また、上記の従来例に関連して、電気的特性を改善しデバイスの特性を十分に引き出せるようにしたＩＣソケットが知られている。

特開平７−１３０４３８号公報

例えば２０Ｇｂ／ｓを超えるような高速な電気信号を伝送する場合、インピーダンスをマッチングさせた状態で伝送路を構成する必要がある。インピーダンスがずれていると信号の反射が起き、信号の劣化の原因となる。図１では、ＩＣソケット１３と基板１４との間、基板１４とソケット１５との間、ソケット１５と基板１６との間、のように接続箇所が多く、接続箇所においてインピーダンスがずれ、反射による信号の劣化を招いてしまう。また、基板１４には、コスト等の理由により、基板１６と比較して高周波特性の良くないプリント基板が用いられることが一般的であるが、図１では、ＩＣ１１の電気信号が基板１４上の伝送路を通るため、波形劣化が生じる。

また、図１では、ＩＣソケット１３と光モジュール１９用のソケット１５とが基板１４上に実装される。そのため、必要となる実装スペースが大きくなるという問題がある。

本願は、接続箇所を減らし、高周波特性を損なうことなくＩＣと基板とを接続することが可能であり、また、実装スペースを削減することが可能な基板及びＩＣソケットを提供することを目的とする。

本願に開示されている基板は、ＩＣパッケージと、前記ＩＣパッケージが装着されるＩＣソケットと、を備える基板において、前記ＩＣソケットは当該基板に対向する第１の面と第２の面を備えた段差を有し、前記第２の面と当該基板の間に挟まれるように位置する他の基板を備え、前記ＩＣソケットと前記他の基板は前記第２の面で接続し、前記ＩＣソケットと当該基板は前記第１の面で接続している。

開示の基板、ＩＣソケットによれば、接続箇所を減らし、高周波特性を損なうことなくＩＣと基板とを接続することができ、電気信号の波形劣化を抑えることができる。また、実装スペースを削減することができ、基板面積の縮小、部品数の減少によるコストの削減も図れる。

従来例を示す図である。基板の全体構成について、実施形態の一例を示す図である。実施例１の一断面を拡大して示す図である。フレキシブルケーブルの斜視図である。実施例２の一断面を拡大して示す図である。実施例３の一断面を拡大して示す図である。

図２は、基板の全体構成について、実施形態の一例を示す図である。ＩＣ１は、例えばＬＧＡタイプのＩＣパッケージ２によって、ＩＣソケット３の上面に装着される。ＩＣソケット３は、下面にフレキシブルケーブル５の厚さに応じた段差が設けられ、基板４に接触するピンとフレキシブルケーブル５に接触するピンとを有する。これにより、ＩＣソケット３は、ＩＣパッケージ２を基板４とフレキシブルケーブル５とに接続する。ここで、基板４は例えばガラスエポキシ等のプリント基板である。また、フレキシブルケーブル５は高周波特性の良い基材で作成された柔軟性のある基板であり、ドライバＩＣ６、ＶＣＳＥＬ７等が実装されている。

上記の構成により、ＩＣパッケージ２から出力されるＩＣ１の電気信号は、ＩＣソケット３を介してフレキシブルケーブル５に伝送される。そして、ＩＣ１の電気信号はドライバＩＣ６で増幅され、ＶＣＳＥＬ７で電気信号から光信号に変換されて、光導波路８によって伝送される。

このように、本実施形態では、ＩＣパッケージ２から出力されるＩＣ１の電気信号が、基板４を介することなく高周波特性の良いフレキシブルケーブル５に伝送される。これにより、図１の従来例と比較して接続箇所を減らすことができると共に、高周波特性を損なうことなくＩＣ１とフレキシブルケーブル５とを接続することができる。したがって、ＩＣ１の電気信号の波形劣化を抑えることができる。

また、図１の従来例では２つのソケット（ＩＣソケット１３及びソケット１５）を用いるが、本実施形態ではＩＣソケット３のみでＩＣパッケージ２を基板４とフレキシブルケーブル５とに接続する。これにより、基板４上の実装スペースを削減することができる。したがって、基板面積の縮小と部品数の減少とによってコストを削減することができる。

また、本実施形態では、ＩＣソケット３を介する構成であるため、ＩＣ１と光モジュールとの組み合わせの自由度が高い。フレキシブルケーブル５の下に部品を配置することができるため、部品レイアウトの自由度が高い。

続いて、本実施形態におけるＩＣ１とフレキシブルケーブル５との接続を実現する具体例を説明する。図３は、図２において破線で囲われた部分について、実施例１の一断面を拡大して示す図である。また、図４は、フレキシブルケーブル５の斜視図である。ここで、図３は、図４のＡ−Ａ断面に対応している。

まず、図４を参照してフレキシブルケーブル５について説明する。図４に示されるように、フレキシブルケーブル５は、下面にグランドパターン５５が形成された誘電体基板５４の上面にＩＣ１の電気信号を流す信号線５３が形成されるマイクロストリップライン構造を有する。フレキシブルケーブル５は、例えば特性インピーダンスが５０Ωの伝送線路となり、高速な電気信号を通す。尚、図４は、ＩＣ１の電気信号が差動信号であり、一対の信号線５３を備える場合を示している。

また、フレキシブルケーブル５は、貫通穴５１を備える。貫通穴５１は、信号線５３の形成された上面からグランドパターン５５の形成された下面へと、フレキシブルケーブル５を厚さ方向に貫通する穴である。また、フレキシブルケーブル５にはビア５２が設けられており、信号線５３の形成された上面にもグランドパターンが形成される。

次に、図３を参照して実施例１について説明する。ＩＣソケット３（斜線部）は、ばね状に形成された複数種類のピンを有する。基板４と接触する面に設けられたピン３１は、ＩＣパッケージ２のパッドと基板４のパッドとを接続する。基板４と接触する面との間にフレキシブルケーブル５の厚さに応じた段差を形成してフレキシブルケーブル５と接触する面には、３種類のピン３２、３３、３４が設けられる。ピン３２は、フレキシブルケーブル５の貫通穴５１を貫いてＩＣパッケージ２のパッドと基板４のパッドとを接続する。ピン３３は、ビア５２に接触して、ＩＣパッケージ２のグランドパッドとフレキシブルケーブル５のグランドパターン５５とを接続する。ピン３４は、信号線５３に接触して、ＩＣパッケージ２から出力されるＩＣ１の電気信号をフレキシブルケーブル５に伝える。

フレキシブルケーブル５はＩＣソケット３と基板４との間に挟まれるように位置して、ＩＣソケット３に設けられたピン３３、３４によって基板４側へ押し当てられるが、この場合、フレキシブルケーブル５の位置決めを行う必要がある。実施例１では、上記の構成により、ＩＣパッケージ２及びＩＣソケット３を上から押さえ付けて、ピン３２と貫通穴５１とでフレキシブルケーブル５の位置決めを行うと共に、ピン３３、３４で信号等の接続を行う。これにより、接続箇所を減らし、高周波特性を損なうことなくＩＣ１とフレキシブルケーブル５との接続を実現することができる。

図５は、実施例２の一断面を拡大して示す図である。実施例２では、フレキシブルケーブル５は、貫通穴５１に代えて、信号線５３の形成された上面から下面に形成されたグランドパターン５５を露出させる開口５６を備える。また、ＩＣソケット３のフレキシブルケーブル５との接触面に設けられたピン３５は、開口５６によって露出したグランドパターン５５に接触して、ＩＣパッケージ２のグランドパッドとフレキシブルケーブル５のグランドパターン５５とを接続する。また、実施例２では、ピン３５と開口５６とでフレキシブルケーブル５の位置決めを行う。すなわち、ピン３５は、グランド接続と位置決めとを兼ねる。

ＩＣソケット３によるグランド接続に着目すると、図３の実施例１ではビア５２を介するため、ピン３３とビア５２との間、ビア５２とグランドパターン５５との間、の２つの不連続箇所（反射点）が存在する。一方、実施例２では不連続箇所はピン３５とグランドパターン５５との間の１箇所となるため、高周波特性の劣化をより低減することができる。

その他の点は実施例１と同様であるため、図５において、図３と対応する各部に同一の符号を付して、説明を省略する。実施例２の構成によっても、接続箇所を減らし、高周波特性を損なうことなくＩＣ１とフレキシブルケーブル５との接続を実現することができる。

図６は、実施例３の一断面を拡大して示す図である。前述の実施例１、２においてＩＣソケット３は、フレキシブルケーブル５の厚さに応じた段差を、基板４との接触面側に備える。一方、図６に示されるように、実施例３においてＩＣソケット３は、フレキシブルケーブル５の厚さに応じた段差を、基板４との接触面の反対側、すなわち、ＩＣパッケージ２の装着面側に備える。

ＩＣパッケージ２が装着される面との間にフレキシブルケーブル５の厚さに応じた段差を形成してフレキシブルケーブル５と接触する面には、２種類のピン３２、３６が設けられる。ピン３２は、実施例１と同様に、フレキシブルケーブル５の貫通穴５１を貫いてＩＣパッケージ２のパッドと基板４のパッドとを接続する。ピン３６は、グランドパターン５５に接触して、基板４のグランドパッドとフレキシブルケーブル５のグランドパターン５５とを接続する。グランドパターン５５は、ビア５２を介してＩＣパッケージ２のグランドパッドと接続されている。また、信号線５３はＩＣパッケージ２の信号パッドに接触している。これにより、ＩＣパッケージ２から出力されるＩＣ１の電気信号の接続が行われる。

その他の点は実施例１、２と同様であるため、図６において、図３、図５と対応する各部に同一の符号を付して、説明を省略する。実施例３においてフレキシブルケーブル５はＩＣソケット３とＩＣパッケージ２との間に挟まれるように位置して、ＩＣソケット３に設けられたピン３６によってＩＣパッケージ２側へ押し当てられる。この場合も、ピン３２と貫通穴５１とでフレキシブルケーブル５の位置決めが行われる。実施例３の構成によっても、接続箇所を減らし、高周波特性を損なうことなくＩＣ１とフレキシブルケーブル５との接続を実現することができる。

以上、詳細に説明したように、前記実施例１乃至３を含む実施形態によれば、ＩＣパッケージ２から出力されるＩＣ１の電気信号が、基板４を介することなく高周波特性の良いフレキシブルケーブル５に伝送される。これにより、接続箇所を減らし、高周波特性を損なうことなくＩＣ１とフレキシブルケーブル５とを接続することができ、ＩＣ１の電気信号の波形劣化を抑えることができる。また、ピン３２と貫通穴５１、もしくは、ピン３５と開口５６、によってフレキシブルケーブル５の位置決めを行うことで、精度良く実装することができる。

また、ＩＣソケット３のみでＩＣパッケージ２を基板４とフレキシブルケーブル５とに接続することで、基板４上の実装スペースを削減することができる。したがって、基板面積の縮小と部品数の減少とによってコストを削減することができる。

電気信号の高速化に伴い、光インターコネクト技術の導入が必要とされてきているサーバシステムに、電気信号の波形劣化なく、省スペースで光インターコネクトモジュールを搭載することが可能となる。

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内での種々の改良、変更が可能であることは言うまでもない。

例えば、前記実施形態では、フレキシブルケーブル５での接続を例にとって説明したが、フレキシブルケーブル５の代わりに高周波特性の優れたプリント基板（リジッド基板）を用いた光インターコネクトモジュールにも適用可能である。

また、ＩＣソケット３はＩＣパッケージ２を、３つもしくはそれ以上の基板に接続するようにしてもよい。

実施例１、３において貫通穴５１を貫いてフレキシブルケーブル５の位置決めを行うピン３２は、ＩＣパッケージ２のパッドと基板４のパッドとを接続するとしたが、これに限らない。ピン３２を接続に用いずに位置決めだけに用いるようにしてもよい。

尚、フレキシブルケーブル５は他の基板の一例、ピン３１は第１ピンの一例、ピン３３、３４、３５、３６は第２ピンの一例、ピン３２は第３ピンの一例、ピン３４は信号ピンの一例、ピン３５はグランドピンの一例、である。

１ＩＣ
２ＩＣパッケージ
３ＩＣソケット
４基板
５フレキシブルケーブル
６ドライバＩＣ
７ＶＣＳＥＬ
８光導波路
３１〜３６ピン
５１貫通穴
５２ビア
５３信号線
５４誘電体基板
５５グランドパターン
５６開口

Claims

ＩＣパッケージと、前記ＩＣパッケージが装着されるＩＣソケットと、を備える基板において、
前記ＩＣソケットは当該基板に対向する第１の面と第２の面を備えた段差を有し、
前記第２の面と当該基板の間に挟まれるように位置する他の基板を備え、
前記ＩＣソケットと前記他の基板は前記第２の面で接続し、
前記ＩＣソケットと当該基板は前記第１の面で接続していることを特徴とする基板。
前記ＩＣソケットは、更に前記ＩＣパッケージが装着されるパッケージ装着面を有し、
前記第１の面に第１ピンが設けられ、
前記他の基板は、前記第２の面に設けられた第２ピンによって、当該基板方向へ押し当てられる
ことを特徴とする請求項１に記載の基板。
ＩＣパッケージと、前記ＩＣパッケージが装着されるＩＣソケットと、を備える基板において、
前記ＩＣソケットは前記ＩＣパッケージに対向する第１の面と第２の面を備えた段差を有し、
前記第２の面と前記ＩＣパッケージの間に挟まれるように位置する他の基板を備え、
前記ＩＣソケットと前記他の基板は前記第２の面で接続し、
前記ＩＣソケットと前記ＩＣパッケージは前記第１の面で接続していることを特徴とする基板。
前記ＩＣソケットは、更に当該基板と接続される第３の面を有し、
前記第１の面に第１ピンが設けられ、
前記他の基板は、前記第２の面に設けられた第２ピンによって、前記ＩＣパッケージの方向へ押し当てられる
ことを特徴とする請求項３に記載の基板。
前記他の基板は、
前記ＩＣパッケージからの信号を流す信号線と、
前記信号線の裏側に形成されたグランドパターンと、
厚さ方向に貫通する貫通穴と、を備え、
前記ＩＣソケットは、
前記他の基板の前記貫通穴を貫く第３ピンを有し、
前記貫通穴と前記第３ピンとによって、前記他の基板の位置決めを行う
ことを特徴とする請求項２又は４に記載の基板。
前記他の基板は、
前記ＩＣパッケージからの信号を流す信号線と、
前記信号線の裏側に形成されたグランドパターンと、
前記信号線の形成された面から前記グランドパターンを露出させる開口と、を備え、
前記ＩＣソケットの前記第２ピンは、
前記信号線に接触する信号ピンと、
前記開口によって露出した前記グランドパターンに接触するグランドピンと、を含み、
前記開口と前記グランドピンとによって、前記他の基板の位置決めを行う
ことを特徴とする請求項２又は４に記載の基板。
前記他の基板は、
下面に前記グランドパターンが形成された誘電体基板の上面に前記信号線が形成されるマイクロストリップライン構造を有する
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の基板。
ＩＣパッケージが装着されるＩＣソケットであって、
前記ＩＣパッケージに対向する裏面に第１の面と第２の面を備える段差を有し、
前記第１の面と前記第２の面でそれぞれ異なる基板に接続されることを特徴とするＩＣソケット。
ＩＣパッケージが装着されるＩＣソケットであって、
前記ＩＣパッケージに対向する第１の面と第２の面を備える段差を有し、
前記第１の面と前記第２の面でそれぞれ異なる基板に接続されることを特徴とするＩＣソケット。