JP2019016899A - 通信用ケーブルモジュール、および検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】伝送損失補償用素子を搭載したモジュール基板の検査を容易に実施すること。【解決手段】電気信号を伝送するケーブルと、ケーブルの損失特性に応じて電気信号を補償して出力する補償部と、補償部を搭載したモジュール基板とを有し、接続対象の機器との間で電気信号の伝送をする通信用ケーブルモジュールであって、モジュール基板には、補償部をリセットする信号を入力する信号入力部を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、通信用ケーブルモジュールに関し、特に、伝送損失補償用素子を搭載したケーブルモジュールに関するものである。

情報通信分野において、機器内や機器間の伝送には、差動信号を送受信するための差動信号伝送用ケーブルを内蔵したケーブルと、ケーブルの両端に設けられたコネクタから成るコネクタ付きケーブルが用いられている。

コネクタには、接続対象の機器と差動信号伝送用ケーブルとを電気的に接続するためのモジュール基板が内蔵されている。このモジュール基板における送信側伝送路、すなわち、機器から入力された電気信号を差動信号伝送用ケーブルに伝送する伝送路。及び、受信側伝送路、すなわち、差動信号伝送用ケーブルから入力された電気信号を機器に伝送する伝送路に、機器や差動信号伝送用ケーブルによって生じた損失を補償して出力する、伝送損失補償用素子を備えたものがある。これを、アクティブケーブルモジュール（アクティブダイレクトアタッチケーブル、アクティブＤＡＣ、アクティブカッパーケーブル（ＡＣＣ：Active Copper Cable）とも呼称される）である。

特許文献１は、ケーブルから入力された電気信号を、ケーブルの損失特性に応じて補償して出力する補償回路を備えたアクティブケーブルについて記載されている。

特開２０１５−１０９４９４号公報

アクティブケーブルモジュールは、モジュール基板の送受信伝送路のどちらか一方、もしくは両方に伝送損失補償用ＩＣが搭載される為、伝送損失補償用ＩＣが正しく機能するか、モジュール基板単体で電気特性を検査する必要がある。しかしながら、伝送損失補償用ＩＣは電源投入時、任意の設定になっているため、一度リセット信号を入力し、初期設定に戻す必要があり、面倒である。

そこで、本発明の目的は、伝送損失補償用ＩＣを搭載したモジュール基板の検査を容易に実施することが可能な通信用ケーブルモジュールを提供することにある。

本発明の好ましい一例としては、電気信号を伝送するケーブルと、ケーブルの損失特性に応じて電気信号を補償して出力する補償部と、補償部を搭載したモジュール基板とを有する通信用ケーブルモジュールであって、モジュール基板には、補償部をリセットする信号を入力する信号入力部を備えたことにある。

本発明によれば、検査の容易なモジュール基板を備えた通信用ケーブルモジュールを得ることができる。

一実施例に係るアクティブケーブルモジュールの第１の実施例を説明する図である。 第２の実施例を説明する図である。 図２の２Ａ−２Ａ線断図面である。 第３の実施例を説明する図である。 図４の３Ａ−３Ａ線断図面である。 第４の実施例を説明する図である。 差動信号伝送用ケーブル実施例を説明する図である。 第５の実施例を説明する図である。 図８の６Ａ−６Ａ線断図面である。 第６の実施例を説明する図である。 図１０の７Ａ−７Ａ線断図面である。 差動信号伝送用ケーブルを接続する前のモジュール基板単体での電気特性の検査フローについて説明する図。

図１を用いて、第１の実施例を説明する。図１に示すアクティブケーブルモジュール1は、複数の差動信号伝送用ケーブル2を内蔵したケーブル3と、ケーブルの両端に設けられたコネクタ(図では省略)と、コネクタに内蔵され、接続対象の機器と差動信号伝送用ケーブル2とを電気的に接続するためのモジュール基板4と、モジュール基板に搭載された伝送損失補償用ＩＣ5とＩＣ制御用パッド6で構成されている。モジュール基板4は、機器と電気的に接触するための複数の電極7と、差動信号伝送用ケーブル2の芯線8を接続するための芯線パッド9と、差動信号伝送用ケーブル2の外部導体10を接続するためのグラウンドパッド11が設けられている。送信側電極12と差動信号伝送用ケーブル2は、送信側伝送路13、すなわち、機器から入力された電気信号を差動信号伝送用ケーブル2に伝送する伝送路で接続されている。

また、差動信号伝送用ケーブル2と受信側電極14は、受信側伝送路15、すなわち、差動信号伝送用ケーブル2から入力された電気信号を機器に伝送する伝送路で接続されている。この受信側伝送路15上に、機器や差動信号伝送用ケーブル2によって生じた損失を補償して出力する、伝送損失補償用ＩＣ5が搭載されている。

本実施例では、ＩＣ制御用パッド6は、モジュール基板4の芯線パッド9の横に、かつ、送信側伝送路13と受信側伝送路15の間に配置されている。図１には示されていないが、モジュール基板4の裏面にはマイクロコンピュータが搭載されており、ＩＣ制御用パッド6とマイクロコンピュータと伝送損失補償用ＩＣ5は内層もしくは表層にて電気的に接続されている。

モジュール基板4の１箇所もしくは複数個所に、凹部などの位置合わせ機構100があることで、治具のコンタクトプローブがＩＣ制御用パッド6に確実に接触することを特徴とする。モジュール基板4に位置合わせ機構100を有し、治具を、位置合わせ機構100により適切な位置に設置できるため、治具のコンタクトプローブをＩＣ制御用パッド6に接触する際のＸＹ軸の位置ずれを防止することができる。

モジュール基板4単体の電気特性を検査する際、芯線パッド9と受信側電極14に治具のコンタクトパッドを接触させ、測定器から芯線パッド9を介して電気信号を入力し、伝送損失補償用ＩＣ5を通過した電気信号を受信側電極14のコンタクトプローブを介して測定器などで測定する。

図１２を用いて、差動信号伝送用ケーブル2を接続する前の、モジュール基板4単体での電気特性の検査フローについて説明する。まず、治具のコンタクトプローブをモジュール基板4の複数の電極7に接触させる（S1）。次に外部から電圧を電極7に印加して伝送損失補償用ＩＣ5やマイクロコンピュータの電源をＯＮにし（S2）、複数の電極7を介してモジュール基板4に搭載されているマイクロコンピュータにテスト用プログラムを含んだプログラムを書き込む（S3）。その後、芯線パッド9とＩＣ制御用パッド6にもコンタクトプローブを接触させる（S4）。

ＩＣ制御用パッド6に治具のコンタクトプローブが接触し、外部からある特定の信号が、リセット信号入力部としてのＩＣ制御用パッド6を介してマイクロコンピュータに伝送される。その後、マイクロコンピュータのテスト用プログラムが走り、伝送損失補償ＩＣ5をリセットさせる。伝送損失補償用ＩＣ5がリセットされた状態で、モジュール基板の電気特性の測定（S5）を行うことで、全ての伝送損失補償用ＩＣ5が同一の条件で、モジュール基板4の検査を行うことができる。

このとき、ノイズなどにより偶発的に伝送損失補償用ＩＣ5がリセットされないよう、モジュール基板4に搭載されているマイクロコンピュータに、ある特定のリセット信号、例えば１、０、１などのリセット信号が伝送されたときのみ、マイクロコンピュータからテストプログラムが走り、伝送損失補償用ＩＣ5をリセットさせる機構を設けておく。

伝送損失補償用ＩＣ5の測定後に、伝送損失補償用ＩＣ5やマイクロコンピュータの電源をＯＦＦとし(S6)、コンタクトプローブをＩＣ制御用パッド6から離す（S7）。また、差動信号伝送用ケーブル2をモジュール基板4に接続した後のアクティブケーブルモジュール1に対して、その特性を検査する場合も、同様なフローとなる。

なお、ＩＣ制御用パッド6は本実施例のような形状ではなく、例えば円形のパッドでもよい。また、ＩＣ制御用パッド6は、1個ではなく、複数個あってもよい。例えば、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）通信を用いて伝送損失補償用ＩＣ5をリセットさせる場合、ＩＣ制御用パッド6として、電源パッドとグラウンドパッド、シリアルクロックパッド、シリアルデータパッドの合計４個必要となる。

ＩＣ制御用パッド6の位置は、モジュール基板上であれば表裏関係なく、どこに配置してもよい。ただし、送信側伝送路13と受信側伝送路15の間に配置することで、送信側伝送路13と受信側伝送路15間に発生するクロストークを低減することができる。

特に、差動信号伝送用ケーブル2と伝送損失補償ＩＣ5間の受信側伝送路15が最もクロストークの影響を受けやすいため、図１に示すように、ＩＣ制御用パッド6は、モジュール基板4の芯線パッド9の横に、かつ、ＩＣ制御用パッド6は、受信側伝送路15からの距離に比べて送信側伝送路13の方に近い位置に配置されていることがより望ましい。

図２、３を用いて、第２の実施例を説明する。図２、３に示すアクティブケーブルモジュール1は、ＩＣ制御用パッドの代わりにスルーホールビアを設け、スルーホールビアにＩＣ制御用のスルーホールピン201を該基板に挿しこむことで、モジュール基板単体での検査を可能にする。本実施例において、芯線パッド9と受信側電極14にコンタクトプローブを接触させることは実施例１と同様であるが、ＩＣ制御用パッドの代わりにスルーホールピン201を設けることでＩＣクリップやワニ口クリップなどで接触させることができ、実施例１より簡易に伝送損失補償用ＩＣ5をリセットさせることができる。

図４、図５を用いて、第３の実施例を説明する。図４に示すアクティブケーブルモジュール1は、ＩＣ制御用パッドに表面実装タイプのチェック端子301を設けている。本実施例では、表面実装タイプのチェック端子301にＩＣクリップを接触させるだけで伝送損失補償用ＩＣ5をリセットさせることができる。本実施例において、芯線パッドと受信側電極にコンタクトプローブを接触させることは実施例１と同様である。

図６を用いて、第４の実施例を説明する。図４に示すアクティブケーブルモジュールは、モジュール基板にＬＥＤ(Light Emitting Diode)401を設けている。本実施例では、ＩＣ制御用パッド6とＬＥＤ401は内層もしくは表層にて接続されている。治具のコンタクトプローブがＩＣ制御用パッド6に接触すると電流が流れ、ＬＥＤ401が点灯し、治具のコンタクトプローブがＩＣ制御用パッド6に接触していることを視覚的に検知することができる。またＬＥＤ401の代わりに音響部品を搭載し、治具のコンタクトプローブがＩＣ制御用パッドに接触していることを聴覚的に検知する機構でも良い。その他は実施例１と同じであるため、説明は省略する。

図７を用いて、差動信号伝送用ケーブル2の一例を示す。実施例１では、送信側と受信側に４本ずつ、合計８本の差動信号伝送用ケーブル2を用いているが、差動信号伝送用ケーブル2は複数本あってもよい。例えば、送信側と受信側に１本ずつ、合計２本の差動信号伝送用ケーブル2を用いたり、送信側と受信側に８本ずつ、合計１６本の差動信号伝送用ケーブル2を用いてもよい。

図８、図９を用いて、第５の実施例を説明する。実施例１では、送信側と受信側に４本ずつ、合計８本の差動信号伝送用ケーブル2に対して伝送損失補償用ＩＣ5を１個用いて説明しているが、伝送損失補償用ＩＣ5は何個用いてもよい。例えば、図８、図９のようにモジュール基板4の表裏に伝送損失補償用ＩＣ5を２個搭載してもよい。

実施例１では、裏面側にある受信側伝送路15は、ビアを介して伝送損失補償用ＩＣ5に接続しなければいけないが、両面に伝送損失補償用ＩＣ5を搭載することで、受信側伝送路15を表層のみで配線できる。

なお、治具のコンタクトプローブがＩＣ制御用パッド6に接触すると、複数の伝送損失補償用ＩＣ5を同時にリセットする機構を設けておけば、複数の伝送損失補償用ＩＣ5に対して、ＩＣ制御用パッド6は１つでよい。共通のＩＣ制御用パッド6を設けておくことで、片側から治具のコンタクトプローブを接触させれば、裏面側にある伝送損失補償用ＩＣ5をリセットすることが可能となる。

図１０、図１１を用いて、第６の実施例を説明する。モジュール基板の送信側伝送路13と受信側伝送路15は接続ビア701を介してモジュール基板の内層に配線されている。伝送路を内層配線702、例えばストリップ線路構造とする場合、モジュール基板には、４層以上の多層基板を用いる必要がある。差動信号伝送用ケーブル2と伝送損失補償用IC5間の伝送路は、接続ビア701を介して内層にて配線されるため、送信側伝送路13から受信側伝送路15へのクロストークを低減させる効果がある。そのため、ＩＣ制御用パッド6の配置位置はモジュール基板上のどこに配置してもよい。ＩＣ制御用パッド6ではなく、電極7などからリセット信号を入力する構成としてもよい。

本発明は、上記実施例の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で種々の変更を加え得ることは勿論である。

1…アクティブケーブルモジュール、2…差動信号伝送用ケーブル、3…ケーブル、4…モジュール基板、5…伝送損失補償ＩＣ、6…IC制御用パッド、7…電極、8…芯線、9…芯線パッド、10…外部導体、11…グラウンドパッド、12…送信側電極、13…送信側伝送路、14…受信側電極、15…受信側伝送路、201…スルーホールピン、301…チェック端子、401…ＬＥＤ、701…接続ビア、702…内層配線

Claims (10)

1. 電気信号を伝送するケーブルと、前記ケーブルの損失特性に応じて該電気信号を補償して出力する補償部と、該補償部を搭載したモジュール基板とを有する通信用ケーブルモジュールであって、
   前記モジュール基板には、前記補償部をリセットする信号を受ける信号入力部を有したことを特徴とする通信用ケーブルモジュール。
2. 請求項１記載の通信用ケーブルモジュールにおいて、前記ケーブルと接続した接続対象機器からの信号を前記ケーブルに伝送する送信側伝送路と、前記ケーブルからの信号を対象機器に伝送する受信側伝送路との間に、前記信号入力部を設け、前記信号入力部からの特定のリセット信号を、前記信号入力部を介して、前記モジュール基板に搭載したマイクロコンピュータに伝送し、前記補償部をリセットすることを特徴とする通信用ケーブルモジュール。
3. 請求項１または２記載の通信用ケーブルモジュールにおいて、前記モジュール基板は、治具の位置合わせをする位置合わせ機構を備えたことを特徴とする通信用ケーブルモジュール。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載の通信用ケーブルモジュールにおいて、前記信号入力部は、前記モジュール基板に設けたスルーホールピンであることを特徴とする通信用ケーブルモジュール。
5. 請求項１から３のいずれか一つに記載の通信用ケーブルモジュールにおいて、前記信号入力部は、前記モジュール基板に設けたチェック端子であることを特徴とする通信用ケーブルモジュール。
6. 請求項１から５のいずれか一つに記載の通信用ケーブルモジュールにおいて、治具のプローブが前記信号入力部に接触することで、電流が流れ、前記信号入力部に接続した素子から前記プローブが前記信号入力部と接触したことを検知できるようにしたことを特徴とする通信用ケーブルモジュール。
7. 請求項１から６のいずれか一つに記載の通信用ケーブルモジュールにおいて、前記補償部は、前記モジュール基板の表面ならびに裏面に設けてあり、前記信号入力部を該表面に設けておき、当該信号入力部からリセット信号を与えることで、表裏両面の補償部をリセットすることを特徴とする通信用ケーブルモジュール。
8. 請求項１から７のいずれか一つに記載の通信用ケーブルモジュールにおいて、前記ケーブルは差動信号伝送用ケーブルを内蔵しており、該差動信号伝送用ケーブルと前記補償部との間の伝送路は、前記モジュール基板の内層に設けていることを特徴とする通信用ケーブルモジュール。
9. 請求項２に記載の通信用ケーブルモジュールにおいて、前記信号入力部は、前記受信側伝送路より前記送信側伝送路に近い位置に設けていることを特徴とする通信用ケーブルモジュール。
10. 電気信号を伝送するケーブルと、該電気信号の補償部と、該補償部を搭載したモジュール基板とを備えた通信用ケーブルモジュールのための検査方法であって、
    前記モジュール基板には、前記補償部をリセットする信号を入力する信号入力部を有し、
    前記信号入力部に外部から信号を供給し、
    該信号に基づいて前記補償部をリセットし、
    前記モジュール基板の測定をすることを特徴とする検査方法。

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