JP3404275B2 - 複数基板からなるモジュール及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数基板からなる
モジュール及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータ内のマザーボー
ドには、ＣＰＵ（中央処理装置）としての機能を有する
半導体パッケージがソケットを介して搭載されている。
このような半導体パッケージとしては、現在のところ、
片側面に多数のＩ／Ｏピンが立設されたＰＧＡ（ピング
リッドアレイ）タイプが主流を占めている。

【０００３】ところで、パーソナルコンピュータのユー
ザーは、処理の高速化を目的としたアップグレードを望
む場合がある。この場合、ソケットから既存の半導体パ
ッケージを取り外し、より高機能な半導体パッケージを
新たに搭載することが必要になる。その際、高機能な半
導体パッケージを複数基板からなる変換モジュールに装
着したうえでマザーボードのソケットに間接的に実装す
ることがよいと提唱されている。

【０００４】従来の変換モジュールとしては、ソケット
基板及び変換基板をその主要な構成要素としたものが提
案されている。変換基板（例えば両面板）には複数のめ
っきスルーホールが設けられており、それらの下面側開
口部には外部接続用ピンの基端部が挿入されている。な
お、これらの外部接続用ピンはマザーボードのソケット
に対して嵌脱される。ソケット基板は複数のＩ／Ｏピン
を備えている。これらのＩ／Ｏピンは、ソケット基板の
裏面側において前記複数のめっきスルーホールに対応し
た箇所に突設されている。各Ｉ／Ｏピンは各めっきスル
ーホールに挿入されかつはんだ付けされ、これによりソ
ケット基板側と変換基板側との電気的な導通が図られ
る。また、ソケット基板のＩ／Ｏピンは自身の上端面に
挿通穴を持つソケット状ピンであるため、そこには半導
体パッケージのＩ／Ｏピンが嵌合される。従って、この
ような変換モジュールを用れば、半導体パッケージをマ
ザーボード側に適合させることができ、そのパッケージ
本来の性能が発揮されやすくなると考えられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近ではよ
り大幅なアップグレードのための変換モジュール構造と
して、めっきスルーホール群によって包囲される領域に
半導体パッケージ等の信号変換素子を実装し、同素子に
より信号変換を行わせるものが提案されるに至ってい
る。しかしながら、このような構造を採用した場合、特
定のＩ／Ｏピンについて入替接続を行う必要が生じる。
即ち、当該特定のＩ／Ｏピンについては、対応するめっ
きスルーホールを介して外部接続用ピンに直接導通させ
ずに、いったん信号変換素子の入力側に接続してその出
力側から変換信号を得るためである。上記のような入替
接続を実現する手段としては、特定のＩ／Ｏピンと信号
変換素子の入力側とを、例えばリード線を介して用いて
電気的に接続するという方法が考えられる。

【０００６】ところが、リード線を用いたこの手法で
は、一連の煩雑な作業（所定長さに切断、絶縁被覆の剥
離、予備はんだ付け、位置決め及びはんだ付け）が要求
され、作業性に劣るものとなる。特に、半導体パッケー
ジのファイン化・多ピン化が進むと、位置決め作業自体
も困難になることが予想され、さらに接続信頼性の低下
にもつながることが予想される。

【０００７】また、変換基板自体を多層化するという手
法や、変換基板にビルドアップ層を形成するという手法
によって入替接続を実現しようとすると、高コスト化を
招くという問題がある。従って、低コスト化に対する要
求に応じるためには、両面板のように極力単純な構造の
変換基板を使用すべきと考えられている。

【０００８】本発明は上記の課題を解決するためなされ
たものであり、その目的は、比較的簡単にかつ高コスト
化を伴うことなく入替接続を行うことができる構造を持
ち、しかも接続信頼性に優れた複数基板からなるモジュ
ールを提供することにある。

【０００９】また、本発明のさらなる目的は、上記の優
れたモジュールを製造するにあたって好適な方法を提供
することにある。

【００１０】

【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、信号変換素子が実装
されるとともに複数の接続用導体部が設けられた第１の
基板に、前記複数の接続用導体部に対応した箇所にＩ／
Ｏ端子が突設された第２の基板が搭載され、両基板同士
が電気的に接続されているモジュールにおいて、前記Ｉ
／Ｏ端子のうち入替接続を要する特定のＩ／Ｏ端子は、
その先端が入替接続を要しない他のＩ／Ｏ端子に比べて
短く形成され、導体パターンを備える子基板が前記両基
板間に挿入されるとともに、前記Ｉ／Ｏ端子の外周面に
対して当接することによりその子基板が面方向へ位置ず
れ不能に保持された状態で前記第１の基板上に載置さ
れ、前記第１の基板側の入替接続用導体部及び入替接続
を要する特定のＩ／Ｏ端子が、前記導体パターンに対し
て導電性材料を用いて接合されていることを特徴とする
複数基板からなるモジュールをその要旨とする。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記子基板はサブトラクティブ法によって形成され
た導体パターンを絶縁基材の片側面に有する片面板であ
って、前記絶縁基材は入替接続を要しない複数のＩ／Ｏ
端子間に挿入可能な幅の挿入可能部位をその一部に備
え、かつ前記導体パターンは前記特定のＩ／Ｏ端子との
接続のためのパッドを前記絶縁基材における挿入可能部
位に有するとした。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項２におい
て、前記第１の基板は、複数のめっきスルーホールを備
えるとともに、前記めっきスルーホール群によって包囲
される領域に信号変換素子が実装されている変換基板で
あり、前記第２の基板は、半導体パッケージが着脱可能
な構造をその表面側に有するとともに、その裏側面にお
いて前記複数のめっきスルーホールに対応した箇所にＩ
／Ｏピンが突設されるソケット基板であり、前記Ｉ／Ｏ
ピンのうち入替接続を要する特定のＩ／Ｏピンは、その
先端が前記パッド上に載置可能となるべく、入替接続を
要しない他のＩ／Ｏピンに比べて短く形成されていると
した。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれか１項に記載のモジュールを製造する方法であ
って、前記Ｉ／Ｏ端子を形成する工程を経た前記第２の
基板と前記入替接続用導体部を形成する工程を経た前記
第１の基板との間に、前記導体パターンを備える子基板
を配置し、前記Ｉ／Ｏ端子に前記子基板を当接させるこ
とによりその子基板を面方向へ位置ずれ不能な状態に保
持させる位置決め工程を行なった後、前記入替接続用導
体部及び前記特定のＩ／Ｏ端子を、前記導体パターンに
対してはんだ付けする接合工程を行うことを特徴とする
複数基板からなるモジュールの製造方法をその要旨とす
る。

【００１４】以下、本発明の「作用」を説明する。請求
項１に記載の発明によると、両基板間に配置された子基
板の備える導体パターンを介して、第１の基板側の入替
接続用導体部及び入替接続を要する特定のＩ／Ｏ端子が
電気的に接続される結果、特定のＩ／Ｏ端子についての
入替接続が行われる。前記子基板にはあらかじめ導体パ
ターンが形成されているため、例えばリード線を用いた
場合とは異なり、所定長さに切断したり絶縁被覆を剥離
する等、面倒な作業が不要となる。また、同子基板はＩ
／Ｏ端子により位置ずれ不能に保持されるため、その位
置決め自体が極めて容易になる。以上のことから本発明
によると、入替接続を比較的簡単に行うことができ、し
かも接続信頼性に優れたものとなる。

【００１５】さらに、本発明であると第１の基板が両面
板等のような単純な構造のもので足りることとなり、多
層板やビルドアップ層に頼って入替接続を行う必要がな
くなる。よって、高コスト化が確実に回避される。

【００１６】請求項２に記載の発明によると、絶縁基材
の一部にある挿入可能部位をＩ／Ｏ端子間に挿入した場
合、挿入可能部位は周囲にある複数のＩ／Ｏ端子に当接
することでその移動を規制される。ゆえに、子基板全体
が面方向に位置ずれ不能な状態に保持される。このと
き、挿入可能部位にあるパッドが特定のＩ／Ｏ端子に対
して位置決めされるため、両者を簡単にかつ確実に接続
することができる。

【００１７】また、子基板はサブトラクティブ法によっ
て形成された導体パターンを絶縁基材の片側面に有する
片面板であるため、廉価であって比較的簡単に製造され
ることができ、これを用いたとしても特に高コスト化に
はつながらない。

【００１８】請求項３に記載の発明によると、変換基板
とソケット基板との間に子基板を配置した場合、入替接
続を要する特定のＩ／Ｏピンの先端は、前記導体パター
ンのパッド上に載置された状態で位置決めされることが
できる。従って、特定のＩ／Ｏピンとパッドとを簡単に
かつ確実に接続することができる。このとき、入替接続
を要しない他のＩ／Ｏピンについては、対応する個々の
めっきスルーホールの開口部に挿入されかつ同めっきス
ルーホールとの導通が図られる。その反面、前記特定の
Ｉ／Ｏピンについては、対応するめっきスルーホールの
開口部に挿入されることはなく、同めっきスルーホール
から離間して非導通の状態となる。

【００１９】そして、このような構成であると、半導体
パッケージ側の信号のうちの特定のものが、前記特定の
Ｉ／Ｏピンを流れるとともに変換基板に実装された信号
変換素子で変換された後、マザーボード側に供給され
る。また、スルーホール群によって包囲される領域を利
用すれば、変換基板自体の外形大型化を伴うことなく、
比較的大きな信号変換素子を実装することができる。

【００２０】請求項４に記載の発明によると、子基板を
配置して位置決め工程を行うと、Ｉ／Ｏ端子に子基板が
当接してその移動が規制される結果、子基板が面方向へ
位置ずれ不能な状態に保持される。そして、このように
好適な位置決め状態ではんだ付けを行うことにより、入
替接続用導体部及び特定のＩ／Ｏ端子を、導体パターン
に対して簡単にかつ正確に接合することができる。従っ
て、請求項１乃至３に記載のモジュールを製造するにあ
たって好適なものとなる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態のＰＧＡ用変換モジュール１を図１〜図５に基づき
詳細に説明する。

【００２２】図１，図４に示されるように、この実施形
態の変換モジュール１は、ＰＧＡ２を信号変換を行なっ
たうえでマザーボードＭＢに搭載するための装置であ
る。変換モジュール１は複数の基板、即ち変換基板３及
びソケット基板４をその主要な構成要素としている。

【００２３】第１の基板としての変換基板３は、矩形状
をしたリジッドな両面板である。同変換基板３は、複数
のめっきスルーホール５を略ロ字状に配置してなるめっ
きスルーホール群を備えている。図３に示されるよう
に、各めっきスルーホール５は一定のピッチで千鳥状に
配置されている。図４に示されるように、各々のめっき
スルーホール５の下面側開口部には、外部接続用ピン６
の基端部が挿入されている。このピン６ははんだ付けに
より接合されていてもよい。

【００２４】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
り囲む複数のパッド８とが形成されている。ダイパッド
７上には、信号変換素子としての信号変換用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。なお、前記
パッド８のうちの１つは、入替接続用導体部としての入
替接続用パッド８ａとして割り当てられている。

【００２５】変換基板３の上面側においてスルーホール
群により包囲されていない領域には、電子部品接続用の
パッド１０が形成されている。かかるパッド１０にはＤ
ＩＰ（デュアルインラインパッケージ）１１が表面実装
されている。変換基板３の下面側にも電子部品接続用パ
ッド１２が形成されていて、そこにはチップ抵抗１３が
表面実装されている。これらの電子部品１１，１３も、
各パッド１０，１２に対していずれもはんだＳ1 を用い
て接合されている。また、この変換基板３の上面及び下
面には、図示しない導体パターンが形成されている。上
記の導体パターンは、めっきスルーホール５のランド５
ａ，５ｂ、ＱＦＰ９及び電子部品１１，１３の相互間を
電気的に接続している。

【００２６】この変換基板３には図示しないミニバイア
ホールが形成されている。ここでミニバイアホールと
は、ピン挿通及び表裏の導通を目的とした通常のめっき
スルーホールよりも小径（数１０μｍφ）であって、表
裏の導通のみを目的とするものを指す。変換基板３の上
下面を貫通するミニバイアホールの上端には、前記パッ
ド８のうち前記変換信号が出力される側に該当するもの
（図１の８ｂ）が電気的に接続されている。

【００２７】次に、ソケット基板４の構成について説明
する。図１，図４に示されるように、第２の基板として
のソケット基板４を構成する絶縁基材２１は正方形状か
つ枠状をしていて、その外形の大きさは被搭載物である
ＰＧＡ２の大きさにほぼ等しい。絶縁基材２１は正方形
状の中央孔２２を備えている。このような中央孔２２を
設けた理由は、ＱＦＰ９の収容スペースを確保するた
め、はんだ付けを容易に行うため、及びＱＦＰ９の発す
る熱を効率よく放散するためである。従って、前記中央
孔２２は、ＱＦＰ９に対応する位置において当該ＱＦＰ
９よりも若干大きめに形成されることがよい。

【００２８】中央孔２２の周囲には、断面円形状であっ
てその中央孔２２よりも遙かに小径のピン挿通孔２３が
多数かつ千鳥状に形成されている。各ピン挿通孔２３に
はＩ／Ｏ端子としてのソケット状Ｉ／Ｏピン２４がそれ
ぞれ挿通されている。同Ｉ／Ｏピン２４の下端部は、絶
縁基材２１の裏面側（下面側）から突出している。各ソ
ケット状Ｉ／Ｏピン２４には、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にはＰＧ
Ａ２側のＩ／Ｏピン２６が挿抜可能である。即ち、同ソ
ケット基板４はＰＧＡ２が着脱可能な構造を表面側（上
面側）に有している。

【００２９】説明の便宜上、ソケット状Ｉ／Ｏピン２４
のうち、入替接続を要する特定のＩ／Ｏピンを２４Ａで
表わし、入替接続を要しないその他のＩ／Ｏピン２４と
区別する。また、特定のＩ／Ｏピン２４Ａに対応するめ
っきスルーホールを５Ａで表わし、それ以外のめっきス
ルーホール５と区別する。

【００３０】めっきスルーホール５Ａの下面側開口部の
ランド５Ａｂと、上述のミニバイアホールの下端とは、
図示しない導体パターンにより導通されている。従っ
て、ＱＦＰ９の出力側と前記ランド５Ａｂとは電気的に
接続されおり、その様子は図１の破線矢印Ａ1 により概
略的に示されている。

【００３１】図４に示されるように、前記特定のＩ／Ｏ
ピン２４Ａの小径部は、他のＩ／Ｏピン２４の小径部に
比べていくぶん短く形成されている。従って、入替接続
を要しない他のＩ／Ｏピン２４をめっきスルーホール５
の上面側開口部に挿入した場合であっても、特定のＩ／
Ｏピン２４Ａについては、対応するめっきスルーホール
５Ａの上面側開口部に挿入されることがない。このと
き、特定のＩ／Ｏピン２４Ａは、同めっきスルーホール
５Ａの上面側開口部のランド５Ａａから離間した状態と
なる。即ち、変換基板３と特定のＩ／Ｏピン２４Ａとの
間には、後述する子基板３６を挿入しうる隙間ができ
る。

【００３２】前記特定のＩ／Ｏピン２４Ａは、例えば入
替接続を要しないその他のＩ／Ｏピン２４の小径部を所
定長さだけ切断することで得ることができる。勿論、長
さの異なる２種類のＩ／Ｏピン２４，２４Ａをあらかじ
め作製しておき、それらを用いても構わない。Ｉ／Ｏピ
ン２４の小径部を折り曲げて、前記特定のＩ／Ｏピン２
４Ａとして用いることも可能である。

【００３３】図１に示されるように、マザーボードＭＢ
にはあらかじめソケット３０がはんだ付けによって脱着
不能に固定されており、変換モジュール１はこのソケッ
ト３０の上面側に搭載された状態で使用される。このと
き、外部接続用ピン６は、ソケット３０の有するソケッ
ト状ピン３１の挿通穴に挿通される。なお、部品交換を
行う際の便宜を図るため、当該接続部位にははんだ付け
がなされない。

【００３４】本実施形態の変換モジュール１は、変換基
板３及びソケット基板４に加えて、さらに子基板３６を
その構成要素としている。以下、その子基板３６の構造
について説明する。

【００３５】図２等に示されるように、本実施形態の子
基板３６は、絶縁基材３７の片側面に導体パターン３８
を備える、いわゆる両面板である。前記導体パターン３
８は、従来公知のサブトラクティブ法によって形成され
たものであることがよい。ここで使用されている絶縁基
材３７は長方形状かつリジッドなものであって、０．８
mmの厚さを有している。図３に示されるように、絶縁基
材３７の幅Ｗ1 は、Ｉ／Ｏピン２４のピッチ（例えば
２．５４mm，１．２７mm）よりも若干小さめに設定され
ている。よって、絶縁基材３７の一部（即ち挿入可能部
位Ｐ1 ）は、入替接続を要しない複数のＩ／Ｏピン２４
間に無理なく挿入されることができる。

【００３６】導体パターン３８は絶縁基材３７の長手方
向に沿って延びるように形成されている。導体パターン
３８の一端には一次側パッド３９が形成され、他端には
二次側パッド４０が形成されている。一次側パッド３９
は円形状であって、絶縁基材３７における挿入可能部位
Ｐ1 の略中央部に位置している。二次側パッド４０は矩
形状であって、絶縁基材３７の端部に位置している。は
んだ付け部分の接続信頼性の向上という観点からする
と、これらのパッド３９，４０は極力大きく形成される
ことがよい。ただし、一次側パッド３９については、そ
の直径が絶縁基材３７の幅Ｗ1 よりもひとまわり小さく
設定されていることがよい。一次側パッド３９とＩ／Ｏ
ピン２４との当接によるショートを未然に防止するため
である。

【００３７】上記の子基板３６は、１枚の板材から、い
わゆる多数個どりで作製されることが好ましい。図５に
は、その際に用いられる多数個どり用ボードＢ1 の一例
が示されている。

【００３８】図３に示されるように、導体パターン３８
を備える子基板３６は、両基板３，４間に配置された状
態で使用される。その際、子基板３６のパターン形成面
はソケット基板４側に向けられる。子基板３６のパター
ン形成面を変換基板３側に向けた場合、ある程度のスペ
ースを設けないと、導体パターン３８等がランド５ａ，
５Ａａと接触してショートすることがありうるからであ
る。両基板３，４間に配置された子基板３６は、Ｉ／Ｏ
ピン２４の外周面に対して当接することにより、自身の
面方向へ位置ずれ不能な状態に保持される。この場合、
位置決めの確実化という観点からすると、子基板３６は
複数本のＩ／Ｏピン２４に対して当接する（または当接
可能）であることがよい。本実施形態では、図３に示さ
れるように、子基板３６が５本のＩ／Ｏピン２４に対し
て当接する構成となっている。より具体的にいうと、前
記５本のＩ／Ｏピン２４のうち１本が子基板３６の挿入
側短辺に当接する。さらに残りの４本のＩ／Ｏピン２４
のうちの２本が子基板３６の長辺のうちの一方側に当接
し、別の２本が長辺のうちの他方側に当接している。従
って、この子基板３６はいわば３方向から位置決めされ
ている。

【００３９】このような位置決め状態においては、図４
に示されるように一次側パッド３９は、ちょうど前記特
定のＩ／Ｏピン２４Ａの真下、かつ前記めっきスルーホ
ール５Ａの真上の位置をとる。このとき、Ｉ／Ｏピン２
４Ａの先端は一次側パッド３９上に載置された状態とな
る。一方、二次側パッド４０は変換基板３上の入替接続
用パッド８ａに対応した位置をとる。

【００４０】そして、ともにはんだＳ1 を用いて、特定
のＩ／Ｏピン２４Ａの先端と一次側パッド３９とが接合
され、二次側パッド４０との入替接続用パッド８ａとが
接合されている。

【００４１】次に、この変換モジュール１を製造する方
法の一例を紹介する。まず、変換基板３、ソケット基板
４及び子基板３６をあらかじめ作製しておく。変換基板
３は、例えばガラスエポキシ製絶縁基材の両面に銅箔を
貼着してなる銅箔積層板を出発材料とし、サブトラクテ
ィブ法等のような従来公知のパターン形成を行うことで
得ることができる。それにより、絶縁基材にはめっきス
ルーホール５，５Ａ、ミニバイアホール、ダイパッド
７、パッド８，８ａ，８ｂ等が形成される。ガラスエポ
キシに代えて、ガラスポリイミド製の銅張積層板を選択
してもよい。ソケット基板４は、枠状の絶縁基材２１に
ピン挿通孔２３を透設した後、それらに対してソケット
状Ｉ／Ｏピン２４を挿入することで得ることができる。
そして、ソケット状Ｉ／Ｏピン２４のうち特定のものの
小径部を所定長さだけ切断し、特定のソケット状Ｉ／Ｏ
ピン２４Ａとする。切断はピンの挿入を行う前になされ
てもよい。子基板３６は、例えばガラスエポキシ製絶縁
基材の片面に銅箔を貼着してなる銅箔積層板を出発材料
として、サブトラクティブ法により作製される。多数個
どりの場合には、多数個どり用ボードＢ1 を図５の破線
に沿って分割し、必要な数だけ子基板３６を得ればよ
い。

【００４２】続く第１のピン立て工程では、変換基板３
の各めっきスルーホール５，５Ａの下面側開口部に対し
て、外部接続用ピン６の基端部をプレスで圧入する。続
くはんだ印刷工程では、スクリーン印刷の手法によっ
て、変換基板３の上面側に位置するめっきスルーホール
５のランド５ａにクリームはんだを印刷する。変換基板
３の上面側は、外部接続用ピン６が突出している下面側
とは異なりフラットなため、印刷に適しているからであ
る。なお、クリームはんだの印刷は、スクリーン印刷以
外の手法によってなされてもよい。また、前記クリーム
はんだとしては、例えば共晶はんだ（Ｐｂ：Ｓｎ＝３
７：６３，融点１８３℃）の粉末をベヒクルに分散させ
てなるもの等が使用される。このとき、ＱＦＰ９を包囲
する各パッド８，８ａ，８ｂにもクリームはんだが印刷
される。

【００４３】続く第２のピン立て工程では、変換基板３
のめっきスルーホール５の上面側開口部に対して各ソケ
ット状Ｉ／Ｏピン２４の先端部を挿通させるとともに、
ダイパッド７上にＱＦＰ９を固定する。

【００４４】続くリフロー工程では、ソケット基板４を
搭載した変換基板３をリフロー炉内にセットした後、ク
リームはんだが融点する温度付近まで炉内の温度を上昇
させ、はんだＳ1 を溶融させる。溶融したはんだＳ1 が
冷えて硬化すると、ソケット状Ｉ／Ｏピン２４がめっき
スルーホール５に接合され、かつＱＦＰ９の各リードが
各パッド８，８ａ，８ｂに接合される。

【００４５】次に、子基板３６の挿入可能部位Ｐ1 をＩ
／Ｏピン２４間に挿入する。子基板３６は、例えばソケ
ット基板４の中央孔２２を介して挿入されることができ
る（図１の実線矢印Ａ2 参照）。そして、Ｉ／Ｏピン２
４間への挿入で上述のごとく位置決めされた子基板３６
を、はんだＳ1 を用いて個別にはんだ付けする。その
際、同時に電子部品１１，１３を対応するそれぞれのパ
ッド１０，１２に対して個別にはんだ付けする。

【００４６】以上のようにして所望の変換モジュール１
を完成させた後、その変換モジュール１にＰＧＡ２を搭
載し、さらにそれをマザーボードＭＢのソケット３０に
搭載する。このようにして使用すると、主としてＱＦＰ
９によって信号変換が図られ、ＰＧＡ２本来の機能を充
分に発揮させることができる。

【００４７】さて、以下に本実施形態において特徴的な
作用効果を列挙する。 （イ）この変換モジュール１では、両基板３，４間に配
置された子基板３６の備える導体パターン３８を介し
て、入替接続用パッド８ａ及び入替接続を要する特定の
Ｉ／Ｏピン２４Ａが電気的に接続される。その結果、特
定のＩ／Ｏピン２４Ａについての入替接続が行われる。
即ち、当該特定のＩ／Ｏピン２４Ａについては、対応す
るめっきスルーホール５Ａを介して外部接続用ピン６に
直接導通されるのではなく、ＱＦＰ９等を経由して信号
変換されたうえで同外部接続用ピン６に間接的に導通さ
れる。子基板３６にはあらかじめ導体パターン３８が形
成されているため、例えばリード線を用いた場合とは異
なり、所定長さに切断したり絶縁被覆を剥離する等、面
倒な作業が不要となる。また、リジッドな子基板３６
は、リード線とは異なり定型的であるので、Ｉ／Ｏピン
２４に当接させることで位置ずれ不能に保持される。こ
のため、位置決め自体が極めて容易になる。以上のこと
から、本実施形態によると入替接続を比較的簡単に行う
ことができ、その製造にあたって作業性の向上を図るこ
とができる。

【００４８】（ロ）また、本実施形態によると位置決め
状態ではんだ付けがなされるため、導体同士を確実に接
合することができ、接続信頼性に優れたものとすること
ができる。

【００４９】（ハ）さらに、本実施形態の変換モジュー
ル１では、変換基板３が両面板という単純な構造のもの
で足りることとなり、多層板やビルドアップ層に頼って
入替接続を行う必要がなくなる。よって、入替接続を行
うに際しても、高コスト化を確実に回避することができ
る。

【００５０】（ニ）この実施形態の子基板３６では、入
替接続を要しない複数のＩ／Ｏピン２４間に挿入可能な
幅Ｗ1 の挿入可能部位Ｐ1 を、絶縁基材３７の一部に設
けている。従って、挿入可能部位Ｐ1 の挿入時には、挿
入可能部位Ｐ1 は周囲にある複数のＩ／Ｏピン２４に当
接することで、その面方向への移動を規制される。ゆえ
に、子基板３６全体が面方向に位置ずれ不能な状態に保
持される。このとき、挿入可能部位Ｐ1 にある一次側パ
ッド３９が、特定のＩ／Ｏピン２４Ａに対して位置決め
される。このように好適な位置決め状態ではんだ付けが
行われる結果、特定のＩ／Ｏピン２４Ａと一次側パッド
３９とを簡単にかつ確実に接合し、両者２４Ａ，３９を
電気的に接続することができる。同様に二次側パッド４
０も入替接続用パッド８ａに対して位置決めされるの
で、入替接続用パッド８ａと二次側パッド４０とをはん
だ付けにより簡単にかつ確実に接合し、両者８ａ，４０
を電気的に接続することができる。

【００５１】また、子基板３６はサブトラクティブ法に
よって形成された導体パターン３８を絶縁基材３７の片
側面に有する片面板であるため、廉価であって比較的簡
単に製造されることができる。よって、これを用いたと
しても特に高コスト化にはつながらない。

【００５２】（ホ）本実施形態では、入替接続を要する
特定のＩ／Ｏピン２４Ａが、入替接続を要しない他のＩ
／Ｏピン２４に比べて短く形成されている。ゆえに、両
基板３，４間に子基板３６を配置した場合、特定のＩ／
Ｏピン２４Ａの先端は、導体パターン３８の一次側パッ
ド３９上に載置した状態で位置決めされる。従って、両
者２４Ａ，３９を簡単にかつ確実に接続することができ
る。このとき、入替接続を要しない他のＩ／Ｏピン２４
については、対応する個々のめっきスルーホール５の上
側開口部に挿入されかつ同めっきスルーホール５との導
通が図られる。その反面、前記特定のＩ／Ｏピン２４Ａ
については、対応するめっきスルーホール５Ａの上面側
開口部に挿入されることはなく、同めっきスルーホール
５Ａから離間して非導通の状態となる。

【００５３】この構成であると、特定のＩ／Ｏピン２４
Ａを流れるＰＧＡ２の信号は、一次側パッド３９、導体
パターン３８、二次側パッド４０及び入替接続用パッド
８ａというルートを経て、ＱＦＰ９に入力される。そこ
で変換された信号は、さらにＱＦＰ９から出力された
後、パッド８ｂ、ミニバイアホール、導体パターン、ラ
ンド５Ａｂ、外部接続用ピン６及びソケット状ピン３１
というルートを経て、マザーボードＭＢ側に供給され
る。

【００５４】また、めっきスルーホール群によって包囲
される領域を利用すれば、変換基板３自体の外形大型化
を伴うことなく、比較的大きなＱＦＰ９を実装すること
ができる。よって、例えば大きなＰＧＡ２を用いてアッ
プグレードを行うような場合に有利となる。

【００５５】（ヘ）本実施形態において使用している子
基板３６は、変換基板３やソケット基板４に比べて面積
が格段に小さい。しかも、かかる子基板３６は、多数個
どりによって１枚の板材から多量に得ることができる。
以上のことも高コスト化の防止に貢献している。なお、
本実施形態のように子基板３６を長方形状にしておけ
ば、多数個どりを実施する際に好都合となる。

【００５６】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ことはなく、例えば次のような形態に変更することが可
能である。 ◎ 導体パターン３８を１つのみ備える子基板３６に限
定されることはなく、複数備えるものであってもよい。
また、長方形状の子基板３６に限定されることはなく、
それ以外の形状であってもよい。例えば、図６に示され
る別例の子基板４１は略コ字状であって、その片側面に
は導体パターン３８が２つ設けられている。各々の導体
パターン３８の両端には、一次側パッド３９及び二次側
パッド４０が形成されている。

【００５７】◎ はんだＳ1 は共晶はんだ等のように鉛
及び錫を主成分として含むＰｂ−Ｓｎ系のはんだのみに
限定されることはなく、例えばＡｕ系、Ｉｎ系、Ｂｉ系
等のようなＰｂレスのはんだＳ1 であってもよい。さら
には、はんだＳ1 よりも融点の高いろう材を導電性材料
として選択することも許容されうる。

【００５８】◎ 子基板３６はリジッドなものに限定さ
れることはなく、肉薄かつフレキシブルなものでもよ
い。このようにすると変換基板３の上面との段差が小さ
くなるため、はんだＳ1 が確実に被りやすくなり、二次
側パッド４０に対するはんだ付けが楽になる。このこと
は接続信頼性のさらなる向上につながる。

【００５９】◎ 変換基板３の下面側に立設された外部
接続用ピン６に代えて、例えばはんだボール等をめっき
スルーホール５，５Ａの下面側開口部に設けてもよい。
◎ ソケット基板４の備えるＩ／Ｏ端子はソケット状Ｉ
／Ｏピン２４，２４Ａに限定されることはなく、例えば
ソケット状でないものであってもよい。また、前記Ｉ／
Ｏ端子はピン形状のものに限らず、例えばバンプのよう
なものに適用されうる。

【００６０】◎ 前記実施形態においては、子基板３６
や各種電子部品１１，１３を個別はんだ付けによって実
装する方法を採用していた。これに代えて、ＱＦＰ９等
をはんだ付けする際に同時にそれらを一括はんだ付けす
ることも許容される。

【００６１】ここで、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１〜３のいずれか１項において、前記子
基板は少なくとも３つのＩ／Ｏ端子に対して当接するこ
とで位置決めされる、複数基板からなる変換モジュー
ル。この構成であると、子基板が確実に位置決めされ
る。

【００６２】（２） 請求項１〜３のいずれか１項にお
いて、前記子基板は０．８mm厚以下である、複数基板か
らなる変換モジュール。この構成であると、段差が小さ
くなるため、はんだ付けの容易化及び接続信頼性の向上
が図られる。

【００６３】（３） 請求項１〜３のいずれか１項にお
いて、前記子基板はフレキシブルな絶縁基材を用いて構
成される、複数基板からなる変換モジュール。この構成
であると、段差が小さくなるため、はんだ付けの容易化
及び接続信頼性の向上が図られる。

【００６４】（４） 請求項１〜３のいずれか１項にお
いて、前記子基板は矩形状であって、前記Ｉ／Ｏ端子の
ピッチより若干小さな幅を有する、複数基板からなる変
換モジュール。この構成であると、多数個どりに有利と
なりかつ位置決めがより容易になる。

【００６５】（５） 請求項３において、前記ソケット
基板は前記信号変換素子に対応する位置に中央孔を有す
ることを特徴とする、複数基板からなる変換モジュー
ル。この構成であると、子基板を所定位置に挿入しやす
くなり作業性が向上する。

【００６６】（６） 請求項１〜３のいずれか１項にお
いて、前記子基板は１枚の板材から多数個どりで製造さ
れる、複数基板からなる変換モジュール。この構成であ
ると、高コスト化を防止できる。

【００６７】（７） 請求項１〜３のいずれか１項にお
いて、前記変換基板は、サブトラクティブ法により形成
された導体パターンをその両面に有するとともに、ミニ
バイアホールを有する両面板である、複数基板からなる
変換モジュール。この構成であると、変換基板が廉価な
ものとなり高コスト化を防止できる。

【００６８】

【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、比較的簡単にかつ高コスト化を伴う
ことなく入替接続を行うことができる構造を持ち、しか
も接続信頼性に優れた複数基板からなるモジュールを提
供することができる。

【００６９】請求項２に記載の発明によれば、高コスト
化をより確実に防止することができる。請求項３に記載
の発明によれば、例えば大きな信号変換素子を用いてア
ップグレードを行うような場合に有利な構造とすること
ができる。

【００７０】請求項４に記載の発明によれば、簡単にか
つ正確にはんだ付けを行うことができるため、請求項１
乃至３に記載の優れたモジュールを製造するにあたって
好適な製造方法とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した実施形態の変換モジュール
の使用状態を説明するための概略側面図。

【図２】実施形態において使用される子基板の平面図。

【図３】実施形態の子基板を配置した状態を示す平面
図。

【図４】実施形態の変換モジュールの部分拡大断面図。

【図５】分割される前の状態の子基板を示す平面図。

【図６】別例の子基板を配置した状態を示す平面図。

【符号の説明】

１…複数基板からなるモジュールとしての変換モジュー
ル、２…半導体パッケージとしてのＰＧＡ、３…第１の
基板としての変換基板、４…第２の基板としてのソケッ
ト基板、５，５Ａ…接続用導体部としてのめっきスルー
ホール、８ａ…入替接続用導体部としての入替接続用パ
ッド、９…信号変換素子としてのＱＦＰ、２４…入替接
続を要しないＩ／Ｏ端子としてのソケット状Ｉ／Ｏピ
ン、２４Ａ…入替接続を要する特定のＩ／Ｏ端子として
の特定のソケット状Ｉ／Ｏピン、３６，４１…子基板、
３７…絶縁基材、３８…導体パターン、３９…（一次
側）パッド、４０…（二次側）パッド、Ｓ1 …導電性材
料としてのはんだ、Ｐ1 …挿入可能部位。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】信号変換素子が実装されるとともに複数の
   接続用導体部が設けられた第１の基板に、前記複数の接
   続用導体部に対応した箇所にＩ／Ｏ端子が突設された第
   ２の基板が搭載され、両基板同士が電気的に接続されて
   いるモジュールにおいて、前記Ｉ／Ｏ端子のうち入替接続を要する特定のＩ／Ｏ端
   子は、その先端が入替接続を要しない他のＩ／Ｏ端子に
   比べて短く形成され、 導体パターンを備える子基板が前
   記両基板間に挿入されるとともに、前記Ｉ／Ｏ端子の外
   周面に対して当接することによりその子基板が面方向へ
   位置ずれ不能に保持された状態で前記第１の基板上に載
   置され、前記第１の基板側の入替接続用導体部及び入替
   接続を要する特定のＩ／Ｏ端子が、前記導体パターンに
   対して導電性材料を用いて接合されていることを特徴と
   する複数基板からなるモジュール。
2. 【請求項２】前記子基板はサブトラクティブ法によって
   形成された導体パターンを絶縁基材の片側面に有する片
   面板であって、前記絶縁基材は入替接続を要しない複数
   のＩ／Ｏ端子間に挿入可能な幅の挿入可能部位をその一
   部に備え、かつ前記導体パターンは前記特定のＩ／Ｏ端
   子との接続のためのパッドを前記絶縁基材における挿入
   可能部位に有することを特徴とする請求項１に記載の複
   数基板からなるモジュール。
3. 【請求項３】前記第１の基板は、複数のめっきスルーホ
   ールを備えるとともに、前記めっきスルーホール群によ
   って包囲される領域に信号変換素子が実装されている変
   換基板であり、 前記第２の基板は、半導体パッケージが着脱可能な構造
   をその表面側に有するとともに、その裏側面において前
   記複数のめっきスルーホールに対応した箇所にＩ／Ｏピ
   ンが突設されるソケット基板であり、 前記Ｉ／Ｏピンのうち入替接続を要する特定のＩ／Ｏピ
   ンは、その先端が前記パッド上に載置可能となるべく、
   入替接続を要しない他のＩ／Ｏピンに比べて短く形成さ
   れていることを特徴とする請求項２に記載の複数基板か
   らなるモジュール。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモ
   ジュールを製造する方法であって、前記Ｉ／Ｏ端子を形
   成する工程を経た前記第２の基板と前記入替接続用導体
   部を形成する工程を経た前記第１の基板との間に、前記
   導体パターンを備える子基板を配置し、前記Ｉ／Ｏ端子
   に前記子基板を当接させることによりその子基板を面方
   向へ位置ずれ不能な状態に保持させる位置決め工程を行
   なった後、前記入替接続用導体部及び前記特定のＩ／Ｏ
   端子を、前記導体パターンに対してはんだ付けする接合
   工程を行うことを特徴とする複数基板からなるモジュー
   ルの製造方法。