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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は変換モジュールに関するものである。
【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、半導体パッケージ装着用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)は信号を変換する機能を有している。このような変換基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、リード線等の導電体を用いて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。
【0006】
ところが、各I/Oピンの長さが等しいと、変換基板上にソケット基板を搭載した場合に当該特定のI/Oピンもめっきスルーホールの上面側開口部に挿入される結果、同ピンが外部接続用ピンと直接的に導通してしまう。よって、従来では、例えば短く切断されたピンをあらかじめ用意しそれを当該特定のI/Oピンとして使用することで、直接導通によるショートを未然に防止する必要があった。従って、このようなI/Oピンの長さ変更を伴わずに入替接続を行うことが可能な構造を望む声があった。
【0007】
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、I/Oピンの長さ変更を伴うことなく比較的簡単に入替接続を行うことができる構造を持つ変換モジュールを提供することにある。
【0008】
【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かつ複数のめっきスルーホールが設けられた変換基板に、前記複数のめっきスルーホールに対応した箇所にI/Oピンが突設された半導体パッケージ装着用ソケット基板が搭載され、前記めっきスルーホールに前記I/Oピンを挿入することにより両基板同士が電気的に接続されている変換モジュールにおいて、入替接続を要する特定のI/Oピンに対応するめっきスルーホールのソケット基板搭載側開口部が当該部分のめっき層とともに凹状に除去され、そのI/Oピン及び前記変換基板側の入替接続用導体部が導電体を介して接続されていることを特徴とする変換モジュールをその要旨とする。
【0009】
請求項2に記載の発明は、請求項1において、凹状除去部を有するめっきスルーホールと前記特定のI/Oピンとの間に、可撓性を有する絶縁体を介在させることとしている。
【0010】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2において、導体パターンを備える子基板が前記両基板間に配置されるとともに、前記I/Oピンによりその子基板が面方向へ位置ずれ不能な状態に保持され、前記入替接続用導体部及び前記特定のI/Oピンが、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とした。
【0011】
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、前記特定のI/Oピン及び変換基板側の入替接続用導体部が導電体を介して接続される結果、その特定のI/Oピンについての入替接続が行われる。変換基板にソケット基板を搭載した場合、入替接続を要しない他のI/Oピンは、対応する個々のめっきスルーホールのソケット基板搭載側開口部に挿入される。ゆえに、これらのI/Oピンは当該部分のめっき層と接触し、対応するめっきスルーホールと直接的に導通する。その反面、入替接続を要する特定のI/Oピンについては、対応するめっきスルーホールのソケット基板搭載側開口部が当該部分のめっき層とともに凹状に除去されているので、そのめっき層と接触することがない。よって、前記特定のI/Oピンは対応するめっきスルーホールと直接的には導通せず、それによるショートが回避される。このため、前記特定のI/Oピンの長さを短く変更しなくても、入替接続を行うことが可能となる。
【0012】
請求項2に記載の発明によると、絶縁体の介在によって、凹状除去部を有するめっきスルーホールから前記特定のI/Oピンが隔てられるため、両者が直接的に接触して導通することはない。そのため、直接導通に起因するショートがより確実に回避され、信頼性も向上する。また、直接導通を回避するために安全を見越して凹状除去部を深めに設定する必要がなくなることから、凹状除去部が最小限の深さで足りるようになり、製造がより簡単になる。さらに、可撓性を有する絶縁体は、前記特定のI/Oピンの先端によって押圧されても破れることはなく、撓んで凹状除去部の内壁面に追従する。
【0013】
請求項3に記載の発明によると、両基板間に配置された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の面倒な作業が不要となる。また、子基板はI/Oピンにより面方向へ位置ずれ不能な状態に保持されるため、位置決め作業自体が極めて容易になる。以上の結果、製造時の作業性に優れ、しかも接続信頼性に優れたものとなる。さらに、変換基板が両面板等のような単純な構造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。
【0014】
【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4に基づき詳細に説明する。
【0015】
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。
【0016】
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。各めっきスルーホール5は、その内壁面に銅めっき層G1 を有している。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のソケット基板非搭載側(即ち下面側)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。
【0017】
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。このQFP9は、いわゆるガルウィング状をしたリード9aを多数有している。各リード9a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。
【0018】
変換基板3のソケット基板搭載側(即ち上面側)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DIP(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5a,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。
【0019】
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。
【0020】
次に、半導体パッケージ装着用ソケット基板4の構成について説明する。図1,図4に示されるように、前記ソケット基板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QFP9よりも若干大きめに形成されることがよい。
【0021】
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にはソケット状をした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PGA2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。
【0022】
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。
【0023】
めっきスルーホール5Aの下面側開口部のランド5Abと、前述した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の出力側と前記下面側開口部のランド5Abとは電気的に接続されており、その様子は図1の破線矢印A1 にて概略的に示されている。
【0024】
図4に示されるように、前記特定のI/Oピン24Aに対応するめっきスルーホール5Aの上面側開口部は、当該部分の銅めっき層G1 とともに凹状に除去されている。具体的にいうと、本実施形態では前記部分が従来公知のざぐり加工によってすり鉢状に除去される結果、凹状除去部としてのすり鉢状除去部44が形成されている。すり鉢状除去部44の深さは、同めっきスルーホール5Aの半分程度に達する。なお、ざぐり加工を採用した理由は、安価でありかつ確実な方法だからである。
【0025】
図4において入替接続を要しない他のI/Oピン24は、対応する個々のめっきスルーホール5の上面側開口部に挿入され、かつ個々のめっきスルーホール5に対してはんだ付けされている。一方、入替接続を要する特定のI/Oピン24Aの先端面は、変換基板3の上面よりも低い位置にあり、対応するめっきスルーホール5Aのすり鉢状除去部44内にまで到っている。
【0026】
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。
【0027】
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及び樹脂フィルム43をその構成要素としている。まず、子基板36の構造について説明する。
【0028】
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の片側面に導電体としての導体パターン38を備える、いわゆる両面板である。前記導体パターン38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は略長方形状かつリジッドなものであって、0.8mm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の一端は、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。
【0029】
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は略円形状の外形を備えていて、絶縁基材37の挿入端近傍に位置している。絶縁基材37の挿入側端の中央部には、スリット42が形成されている。このスリット42は絶縁基材37の長手方向に沿って延びるとともに、その先端が前記一次側パッド39の中心にまで及んでいる。図3に示されるように、同スリット42の幅は、少なくとも前記特定のI/Oピン24Aの小径部が挿入可能な大きさに設定される。
【0030】
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、前記2つのパッド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。
【0031】
図4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。両基板3,4間に配置された子基板36は、I/Oピン24,24A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。本実施形態では、子基板36が特定のI/Oピン24Aを含めた3本に対して当接し、いわば3方向から位置決めされるように構成されている。なお、子基板36がI/Oピン24Aのみに当接するような構造であったとしても、ある程度の位置決めが図られる。
【0032】
このような位置決め状態においては、一次側パッド39の中心部に、ちょうど特定のI/Oピン24Aが位置した状態となる。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。そして、ともにはんだS1 を用いて、特定のI/Oピン24Aの小径部外周面と一次側パッド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。つまり、特定のI/Oピン24A及び入替接続用パッド8aは、子基板36の導電パターン38を介して電気的に接続されている。
【0033】
次に、可撓性を有する絶縁体としての樹脂フィルム43の構造について説明する。図3,図4に示されるように、樹脂フィルム43は、すり鉢状除去部44を有するめっきスルーホール5Aと特定のI/Oピン24Aとの間に介在されている。本実施形態の樹脂製フィルム43は矩形状かつ数十μm厚であって、特定のI/Oピン24Aを包囲する6本のI/Oピン24間に挿入される程度の小さなものである(図3参照)。より具体的にいうと、本実施形態では樹脂製フィルム43としてPI(ポリイミド)フィルムが使用されている。これに代えて、例えばエポキシフィルム等を使用してもよい。
【0034】
樹脂製フィルム43は、変換基板3に対してあらかじめ接着剤等により固定されていてもよいほか、接着剤等を何ら使用することなくフリーの状態で配置されていてもよい。入替接続を要しないI/Oピン24を樹脂製フィルム43に突き刺すようにして配置することも許容される。なお、樹脂製フィルム43は、特定のI/Oピン24の先端によって下方に押圧されることで撓み、すり鉢状除去部44の内壁面にほぼ追従した状態となる。
【0035】
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。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、それらに対して同じ長さのソケット状I/Oピン24,24Aを挿入することで得ることができる。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を分割し、必要な数だけ子基板36を得ればよい。変換基板3は次のようにして作製される。まず、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。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。この後、ざぐり加工を施すことにより、めっきスルーホール5Aの上面側開口部を当該部分の銅めっき層G1 とともに除去し、すり鉢状除去部44を形成する。
【0036】
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=37:63,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。
【0037】
次に、あらかじめ所定形状にカットされた樹脂製フィルム43を変換基板3上に配置する。上述のごとく必要に応じて接着を行ってもよい。なお、このような絶縁体配置工程を、はんだ印刷工程前や第1のピン立て工程前に行うことも可能である。
【0038】
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。
【0039】
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9aが各パッド8,8a,8bに接合される。
【0040】
次に、子基板36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24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。
【0041】
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。この場合、特定のI/Oピン24A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、めっきスルーホール5Aのランド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。即ち、特定のI/Oピン24A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、同外部接続用ピン6に間接的に導通された状態となる。
【0042】
このように前記特定のI/Oピン24Aについて入替接続を行なうと、主としてQFP9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。
【0043】
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)本実施形態では、変換基板3にソケット基板4を搭載した場合、入替接続を要しない他のI/Oピン24は、対応するめっきスルーホール5の銅めっき層G1 と接触し、同めっきスルーホール5と直接的に導通する。ここで特定のI/Oピン24Aに対応するめっきスルーホール5Aについては、通常のめっきスルーホール5とは異なり、その上面側開口部がすり鉢状に除去されている。従って、当該特定のI/Oピン24Aは、他のI/Oピン24と同じ長さであるにもかかわらず、めっきスルーホール5Aの銅めっき層G1 と接触することがない。よって、前記特定のI/Oピン24Aは対応するめっきスルーホール5Aと直接的には導通せず、それによるショートが回避されている。このため、前記特定のI/Oピン24Aの長さをあえて短く変更しなくてもよく、一種類の長さのI/Oピン24のみを用いれば足りるようになる。従って、二種類の長さのI/Oピン24,24Aを必要とする場合に比べて、入替接続を簡単に行うことが可能となる。
【0044】
(ロ)本実施形態の変換モジュール1では、すり鉢状除去部44を有するめっきスルーホール5Aと特定のI/Oピン24Aとの間に、樹脂製フィルム43を介在させている。この樹脂製フィルム43の介在によって、めっきスルーホール5Aから特定のI/Oピン24Aが隔てられるため、直接導通に起因するショートがより確実に回避される。これにより装置の信頼性も向上する。また、直接導通を回避するために、安全を見越してすり鉢状除去部44の加工深さを必要以上に深く設定する必要がなくなる。従って、凹状除去部44が最小限の加工深さで足りるようになり、それによって変換基板3の製造がより簡単になる。さらに、PIフィルム等のような樹脂製フィルム43は可撓性を有しているため、特定のI/Oピン24Aの先端によって押圧されても破れることはなく、撓んですり鉢状除去部44の内壁面に追従することができる。
【0045】
(ハ)本実施形態の変換モジュール1では、あらかじめ導体パターン38が形成された子基板36を両基板3,4間に配置している。このため、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の面倒な作業が不要となる。また、子基板36は3本のI/Oピン24,24Aにより面方向へ位置ずれ不能な状態に保持されるため、位置決め作業自体が極めて容易になる。従って、製造時の作業性に優れ、かつはんだ付け部分の接続信頼性に優れた構造となっている。
【0046】
(ニ)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ため、例えば変換基板3を多層板にしたり、変換基板3にビルドアップ層を形成したりすることが不要になる。よって、構造の複雑化及び高コスト化を回避しつつ入替接続を行うことができる。
【0047】
(ホ)本実施形態の変換モジュール1であると、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。
【0048】
(ヘ)本実施形態において使用している子基板36や樹脂製フィルム43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、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。これらのことは高コスト化の防止に寄与している。
【0049】
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。
◎ 図5に示される別例の変換モジュール51のようにしてもよい。子基板54の挿入側端の側壁面には、いわゆる断面スルーホール52が形成されている。その断面スルーホール52は一次側パッド39につながっているとともに、特定のI/Oピン24Aの小径部外周面に対して接触した状態ではんだ付けされている。子基板54の非挿入側端の側壁面にも同様に断面スルーホール53が形成されている。この断面スルーホール53は二次側パッド40につながっていて、かつ入替接続用パッド8aに対してはんだ付けされている。ここで断面スルーホール52,53とは、銅めっき等を実施して通常のめっきスルーホールを作製した後、当該めっきスルーホールの部分で絶縁基材を分割してその断面を露出させたものを一般的に指す。このような別例の構造であると導体同士の接合面が増えるため、確実にはんだ付けすることができ、接続信頼性がいっそう向上する。
【0050】
◎ 図6に示される別例の変換モジュール61のように、樹脂製フィルム43を省略した構成を採用することも許容される。
◎ 凹状除去部は、実施形態のようにすり鉢状に限定されることはなく、例えば略半球状や円柱状等であってもよい。
【0051】
◎ 導電体としての導体パターン38は、サブトラクティブ法以外の手法、例えば印刷法などにより形成されたものでもよい。また、導体パターン37を有する子基板36,54に代え、リード線等を使用することも一応可能である。
【0052】
◎ 絶縁体は実施形態のような樹脂製フィルム43に限定されることはなく、フィルム状でないものであっても使用可能である。
◎ ざぐり加工等のような凹状除去部形成加工は、樹脂製フィルム43を変換基板3上に配置する工程の前に実施されていれば足りるので、例えば第1のピン立て工程後になされてもよい。なお、変換基板3に対する穴あけ加工の際に、同時にざぐり加工を行えば生産効率がよくなる。
【0053】
◎ 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。
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。
【0054】
(1) 請求項1乃至3のいずれか1つにおいて、前記変換基板においてめっきスルーホール群により包囲される領域には信号変換素子が実装されている変換モジュール。この構成であると、例えば大きな信号変換素子を用いたアップグレードに有利になる。
【0055】
(2) 請求項3、技術的思想1において、前記子基板は前記導体パターンにつながる断面スルーホールをその端部側壁面に有している変換モジュール。この構成であると、導体同士の接合面が増えて接続信頼性がいっそう向上する。
【0056】
(3) 請求項2,3、技術的思想1,2のいずれか1つにおいて、前記絶縁体は樹脂製フィルム(例えばPIフィルム等)である変換モジュール。樹脂製フィルムであれば好適な可撓性を有するとともに、肉薄なため基板間に支障なく配置することができる。
【0057】
(4) 請求項1乃至3、技術的思想1乃至3のいずれか1つにおいて、前記半導体パッケージ装着用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変換モジュール。この構成であると、子基板を基板間の所定位置に挿入しやすくなり作業性が向上する。
【0058】
(5) 請求項1乃至3、技術的思想1乃至4のいずれか1つにおいて、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。
【0059】
(6) 一方の開口部に対して外部接続用ピンが挿入可能であって、かつ他方側の開口部が当該部分のめっき層とともに凹状に除去されためっきスルーホール構造を有する変換モジュール用変換基板。このような変換基板を用いれば、本発明の優れた変換モジュールを確実に得ることができる。
【0060】
【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、I/Oピンの長さ変更を伴うことなく比較的簡単に入替接続を行うことができる構造を持つ変換モジュールを提供することができる。
【0061】
請求項2に記載の発明によれば、信頼性に優れかつ製造が簡単な構造とすることができる。
請求項3に記載の発明によれば、製造時の作業性及び接続信頼性に優れるとともに、高コスト化を確実に回避できる構造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】別例の変換モジュールの部分拡大断面図。
【図6】別例の変換モジュールの部分拡大断面図。
【符号の説明】
1,51,61…変換モジュール、3…変換基板、4…半導体パッケージ装着用ソケット基板、5,5A…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…ソケット状I/Oピン、24A…入替接続を要する特定のソケット状I/Oピン、36,54…子基板、38…導電体としての導体パターン、43…絶縁体としての樹脂製フィルム、G1 …めっき層としての銅めっき層、S1 …導電性材料としてのはんだ。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a conversion module.
[0002]
[Prior art]
A semiconductor package having a function as a CPU (central processing unit) is mounted on a motherboard in a personal computer via a socket. At present, a PGA (pin grid array) type in which a large number of I / O pins are erected on one side surface is dominant as such a semiconductor package.
[0003]
In some cases, a user of a personal computer desires an upgrade for speeding up processing. In this case, it is necessary to remove the existing semiconductor package from the socket and mount a more sophisticated semiconductor package. At that time, it is proposed that a high-performance semiconductor package be mounted on a conversion module including a plurality of substrates and then indirectly mounted on a socket of a motherboard.
[0004]
As a conventional conversion module, a module having a socket substrate for mounting a semiconductor package and a conversion substrate as main components has been proposed. The conversion board (for example, a double-sided board) has a function of converting a signal. Such a conversion board is provided with a plurality of plated through holes, and the base ends of the external connection pins are inserted into the openings on the lower surface thereof. Note that these external connection pins are fitted into and removed from the sockets on the motherboard. The socket board has a plurality of I / O pins. These I / O pins are protruded at locations corresponding to the plurality of plated through holes on the back side of the socket substrate. Each I / O pin is inserted into each plated through hole and soldered, whereby electrical conduction between the socket board side and the conversion board side is achieved. Further, since the I / O pins of the socket substrate are socket-like pins having an insertion hole at the upper end surface thereof, the I / O pins of the semiconductor package are fitted therein. Therefore, it is considered that the use of such a conversion module makes it possible to adapt the semiconductor package to the motherboard side and to easily exhibit the original performance of the package.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, recently, as a conversion module structure for a larger upgrade, a conversion module structure in which a signal conversion element such as a semiconductor package is mounted in an area surrounded by a plated through hole group and the signal conversion is performed by the element is proposed. Has been reached. However, when such a structure is adopted, it is necessary to perform a replacement connection for a specific I / O pin. That is, the specific I / O pin is not connected directly to the external connection pin via the corresponding plated through hole, but is connected to the input side of the signal conversion element using a conductor such as a lead wire. This is to obtain a converted signal from the output side.
[0006]
However, when the length of each I / O pin is equal, when the socket board is mounted on the conversion board, the particular I / O pin is also inserted into the opening on the upper surface side of the plated through hole. Conduction directly with the external connection pins. Therefore, conventionally, for example, it is necessary to prepare a short cut pin in advance and use it as the specific I / O pin to prevent a short circuit due to direct conduction. Therefore, there has been a demand for a structure capable of performing the replacement connection without changing the length of the I / O pin.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a conversion module having a structure in which replacement connection can be performed relatively easily without changing the length of I / O pins. Is to do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to claim 1, a signal conversion element is mounted on a conversion board provided with a plurality of plated through holes, and a plurality of plated through holes are provided at positions corresponding to the plurality of plated through holes. In a conversion module in which a socket substrate for mounting a semiconductor package having / O pins projected thereon is mounted, and the I / O pins are inserted into the plated through holes, the two substrates are electrically connected to each other. The socket board mounting side opening of the plated through hole corresponding to the specific I / O pin that needs to be removed is removed in a concave shape together with the plating layer of the portion, and the I / O pin and the replacement connection conductor on the conversion board side are removed. A gist of the present invention is a conversion module characterized by being connected via a conductor.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a flexible insulator is interposed between the plated through hole having the concave removal portion and the specific I / O pin.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, a child substrate having a conductor pattern is disposed between the two substrates, and the child substrate cannot be displaced in a plane direction by the I / O pins. And the replacement connection conductor portion and the specific I / O pin are joined to the conductor pattern using a conductive material.
[0011]
Hereinafter, the “action” of the present invention will be described.
According to the first aspect of the present invention, the specific I / O pin and the exchange connection conductor on the conversion board side are connected via the conductor, so that the exchange connection for the specific I / O pin is performed. Done. When the socket board is mounted on the conversion board, other I / O pins that do not require replacement connection are inserted into the corresponding socket-plate-mounting-side openings of the plated through holes. Therefore, these I / O pins come into contact with the plating layer in that portion, and conduct directly to the corresponding plating through holes. On the other hand, for a specific I / O pin that requires replacement connection, the corresponding plating through-hole opening on the socket substrate mounting side has been removed in a concave shape together with the plating layer of the corresponding portion, so that it must come into contact with that plating layer. There is no. Therefore, the specific I / O pin does not directly conduct to the corresponding plated through hole, thereby avoiding a short circuit. Therefore, the replacement connection can be performed without changing the length of the specific I / O pin to be short.
[0012]
According to the second aspect of the present invention, the specific I / O pin is separated from the plated through hole having the concave removal portion by the interposition of the insulator, so that the two are not in direct contact with each other to conduct. . Therefore, a short circuit caused by direct conduction is more reliably avoided, and reliability is improved. In addition, since it is not necessary to set the concave removing portion deeper in anticipation of safety in order to avoid direct conduction, the concave removing portion can be provided with a minimum depth, which makes the manufacturing easier. Furthermore, the flexible insulator does not break even when pressed by the tip of the specific I / O pin, but flexes and follows the inner wall surface of the concave removal portion.
[0013]
According to the third aspect of the present invention, since a conductor pattern is formed in advance on the sub-substrate disposed between the two substrates, the sub-substrate is cut to a predetermined length or insulated, unlike the case where lead wires are used, for example. A troublesome operation such as peeling off the coating is not required. In addition, since the daughter board is held by the I / O pins so as not to be displaced in the plane direction, the positioning operation itself becomes extremely easy. As a result, the workability during manufacturing is excellent, and the connection reliability is excellent. Further, a simple structure such as a double-sided board is sufficient for the conversion board, and it is not necessary to perform the replacement connection depending on the multilayer board or the build-up layer. Therefore, an increase in cost is reliably avoided.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a PGA conversion module 1 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0015]
As shown in FIGS. 1 and 4, the conversion module 1 of this embodiment is a device for performing signal conversion on the PGA 2 and mounting the PGA 2 on the motherboard MB. The conversion module 1 includes a plurality of substrates, that is, a conversion substrate 3 and a socket substrate 4 as main components.
[0016]
The conversion substrate 3 is a rigid double-sided plate having a rectangular shape. The conversion board 3 includes a plated through hole group in which a plurality of plated through holes 5 are arranged in a substantially rectangular shape. Each plating through hole 5 has a copper plating layer G1 on the inner wall surface. As shown in FIG. 3, the plated through holes 5 are arranged in a staggered manner at a constant pitch. As shown in FIG. 4, the base end of the external connection pin 6 is inserted into the opening of each plating through hole 5 on the non-socket substrate mounting side (that is, the lower surface side). The pins 6 may be joined by soldering.
[0017]
One die pad 7 and a plurality of pads 8 surrounding the die pad 7 are formed in a substantially square region surrounded by the plated through hole group. A QFP (quad flat package) 9 for signal conversion as a signal conversion element is surface-mounted on the die pad 7. This QFP 9 has a large number of so-called gull-wing-shaped leads 9a. Each lead 9a is joined to each pad 8 by using solder S1 which is a conductive material. Note that one of the pads 8 is assigned as a replacement connection pad 8a as a replacement connection conductor.
[0018]
On the socket substrate mounting side (that is, the upper surface side) of the conversion substrate 3, pads 10 for connecting electronic components are formed in a region not surrounded by the through-hole group. A DIP (dual in-line package) 11 is surface-mounted on the pad 10. An electronic component connection pad 12 is also formed on the lower surface side of the conversion board 3, and a chip resistor 13 is surface-mounted thereon. These electronic components 11 and 13 are also joined to the respective pads 10 and 12 using solder S1. On the upper and lower surfaces of the conversion board 3, conductor patterns (not shown) are formed. The conductor pattern electrically connects the lands 5a and 5b of the plated through hole 5, the QFP 9 and the electronic components 11 and 13 to each other.
[0019]
The conversion substrate 3 has a mini via hole (not shown). Here, the mini-via hole has a smaller diameter (several tens of μmφ) than a normal plated through hole for the purpose of pin insertion and front-to-back conduction, and refers to only the front-to-back conduction. At the upper end of the mini via hole penetrating the upper and lower surfaces of the conversion board 3, one of the pads 8 corresponding to the side from which the conversion signal is output (8b in FIG. 1) is electrically connected.
[0020]
Next, the configuration of the semiconductor package mounting socket substrate 4 will be described. As shown in FIGS. 1 and 4, the insulating base material 21 constituting the socket substrate 4 has a square shape and a frame shape, and the size of the outer shape is substantially the same as the size of the PGA 2 which is a mounted object. equal. The insulating base 21 has a square central hole 22. The reason why such a center hole 22 is provided is to secure a space for accommodating the QFP 9, facilitate soldering, and efficiently dissipate the heat generated by the QFP 9. Therefore, the center hole 22 may be formed slightly larger than the QFP 9 at a position corresponding to the QFP 9.
[0021]
Around the central hole 22, a large number of pin insertion holes 23 having a circular cross section and a diameter much smaller than that of the central hole 22 are formed in a staggered manner. Socket-shaped I / O pins 24 are inserted into the respective pin insertion holes 23. The lower end of the I / O pin 24 protrudes from the back side (lower side) of the insulating base 21. Each socket-like I / O pin 24 is formed with an insertion hole 25 extending along the axial direction. An I / O pin 26 on the PGA 2 side can be inserted into and removed from the insertion hole 25. That is, the socket substrate 4 has a structure on the front side (upper side) on which the PGA 2 can be attached and detached.
[0022]
For convenience of description, among the socket-like I / O pins 24, a specific I / O pin that requires replacement connection is represented by 24A, and is distinguished from other I / O pins 24 that do not require replacement connection. Further, a plated through hole corresponding to a specific I / O pin 24A is represented by 5A, and is distinguished from other plated through holes 5.
[0023]
The land 5Ab in the opening on the lower surface side of the plating through hole 5A and the lower end of the mini via hole are electrically connected by a conductor pattern (not shown). Accordingly, the output side of the QFP 9 is electrically connected to the land 5Ab of the opening on the lower surface side, and the state is schematically indicated by a broken arrow A1 in FIG.
[0024]
As shown in FIG. 4, the opening on the upper surface side of the plated through hole 5A corresponding to the specific I / O pin 24A is removed in a concave shape together with the copper plating layer G1 of the portion. Specifically, in the present embodiment, the portion is removed in a mortar shape by a conventionally known counterboring process, and as a result, a mortar-shaped removal portion 44 as a concave removal portion is formed. The depth of the mortar-shaped removing portion 44 reaches about half of the plated through hole 5A. The reason why the counterbore processing is adopted is that it is an inexpensive and reliable method.
[0025]
In FIG. 4, other I / O pins 24 that do not require the replacement connection are inserted into the openings on the upper surface side of the corresponding plated through holes 5 and are soldered to the plated through holes 5. On the other hand, the distal end surface of the specific I / O pin 24A that requires replacement connection is located at a position lower than the upper surface of the conversion board 3 and reaches the inside of the mortar-shaped removing portion 44 of the corresponding plated through hole 5A.
[0026]
As shown in FIG. 1, a socket 30 is fixed to the motherboard MB in advance by soldering so as not to be detachable, and the conversion module 1 is used in a state mounted on the upper surface side of the socket 30. At this time, the external connection pins 6 are inserted into the insertion holes of the socket-like pins 31 of the socket 30. Note that, for convenience in performing component replacement, no soldering is performed on the connection portion.
[0027]
The conversion module 1 of the present embodiment further includes, in addition to the conversion board 3 and the socket board 4, a daughter board 36 and a resin film 43. First, the structure of the daughter board 36 will be described.
[0028]
As shown in FIG. 2 and the like, the daughter board 36 of the present embodiment is a so-called double-sided board provided with a conductor pattern 38 as a conductor on one side of an insulating base material 37. The conductor pattern 38 is preferably formed by a conventionally known subtractive method. The insulating base material 37 used here is substantially rectangular and rigid, and has a thickness of 0.8 mm. As shown in FIG. 3, the width W1 of the insulating base material 37 is set to be slightly smaller than the pitch of the I / O pins 24 (for example, 2.54 mm, 1.27 mm). Therefore, one end of the insulating base material 37 can be easily inserted between the plurality of I / O pins 24 that do not require replacement connection.
[0029]
The conductor pattern 38 is formed to extend along the longitudinal direction of the insulating base 37. A primary pad 39 is formed at one end of the conductor pattern 38, and a secondary pad 40 is formed at the other end. The primary pad 39 has a substantially circular outer shape, and is located near the insertion end of the insulating base 37. A slit 42 is formed in the center of the insertion side end of the insulating base material 37. The slit 42 extends along the longitudinal direction of the insulating base 37, and its tip extends to the center of the primary side pad 39. As shown in FIG. 3, the width of the slit 42 is set to a size at which at least the small-diameter portion of the specific I / O pin 24A can be inserted.
[0030]
The secondary pad 40 has a rectangular shape and is located at an end of the insulating base material 37. From the viewpoint of improving the connection reliability of the soldered portion, the two pads 39 and 40 are preferably formed as large as possible. However, it is preferable that the diameter of the primary side pad 39 is set to be slightly smaller than the width W1 of the insulating base material 37. This is to prevent a short circuit due to contact between the primary pad 39 and the I / O pin 24.
[0031]
As shown in FIG. 4, the sub board 36 provided with the conductor pattern 38 is used in a state where it is arranged between the two boards 3 and 4. At this time, the pattern formation surface of the daughter board 36 faces the socket board 4 side. The sub-board 36 disposed between the two boards 3 and 4 is held in a state where it cannot be displaced in its own plane direction by contacting the outer peripheral surfaces of the I / O pins 24 and 24A. In the present embodiment, the daughter board 36 is configured to contact three pins including the specific I / O pin 24A, and to be positioned from three directions. It should be noted that even if the daughter board 36 has a structure in which it contacts only the I / O pins 24A, a certain degree of positioning can be achieved.
[0032]
In such a positioning state, a specific I / O pin 24A is located exactly at the center of the primary pad 39. On the other hand, the secondary pad 40 takes a position corresponding to the replacement connection pad 8 a on the conversion board 3. The outer peripheral surface of the small-diameter portion of the specific I / O pin 24A and the primary pad 39 are joined together using the solder S1, and the replacement connection pad 8a with the secondary pad 40 is joined. That is, the specific I / O pin 24A and the replacement connection pad 8a are electrically connected via the conductive pattern 38 of the daughter board 36.
[0033]
Next, the structure of the resin film 43 as a flexible insulator will be described. As shown in FIGS. 3 and 4, the resin film 43 is interposed between the plated through hole 5A having the mortar-shaped removal portion 44 and the specific I / O pin 24A. The resin film 43 of this embodiment has a rectangular shape and a thickness of several tens of μm, and is small enough to be inserted between six I / O pins 24 surrounding a specific I / O pin 24A ( (See FIG. 3). More specifically, in this embodiment, a PI (polyimide) film is used as the resin film 43. Instead, for example, an epoxy film or the like may be used.
[0034]
The resin film 43 may be fixed to the conversion substrate 3 in advance with an adhesive or the like, or may be disposed in a free state without using any adhesive or the like. It is also allowed to arrange the I / O pins 24 that do not require the replacement connection so as to pierce the resin film 43. In addition, the resin film 43 is bent by being pressed downward by the tip of the specific I / O pin 24, and substantially follows the inner wall surface of the mortar-shaped removing portion 44.
[0035]
Next, an example of a method of manufacturing the conversion module 1 will be described.
First, the conversion board 3, the socket board 4, and the slave board 36 are prepared in advance. The socket substrate 4 can be obtained by piercing the pin insertion holes 23 in the frame-shaped insulating base material 21 and then inserting the socket-shaped I / O pins 24 and 24A of the same length into them. The sub-substrate 36 is manufactured by a subtractive method using, as a starting material, a copper foil laminate obtained by attaching a copper foil to one surface of a glass epoxy insulating base material, for example. In the case of multiple boards, the multiple board may be divided and the required number of sub-boards 36 may be obtained. The conversion substrate 3 is manufactured as follows. First, a conventionally known pattern formation such as a subtractive method is performed using a copper foil laminate obtained by attaching copper foil to both surfaces of a glass epoxy insulating base material as a starting material. Thereby, plated through holes 5, 5A, mini via holes, die pad 7, pads 8, 8a, 8b, etc. are formed in the insulating base material. Instead of glass epoxy, a copper-clad laminate made of glass polyimide may be selected. Thereafter, by performing a counterboring process, the opening on the upper surface side of the plating through hole 5A is removed together with the copper plating layer G1 of the corresponding portion, thereby forming a mortar-shaped removal portion 44.
[0036]
In the subsequent first pin setting step, the base end of the external connection pin 6 is press-fitted into the opening on the lower surface side of each of the plated through holes 5 and 5A of the conversion board 3 by a press.
In the subsequent solder printing step, cream solder is printed on the lands 5a of the plated through holes 5 located on the upper surface side of the conversion board 3 by a screen printing technique. This is because the upper surface of the conversion substrate 3 is flat, unlike the lower surface from which the external connection pins 6 protrude, and is therefore suitable for printing. The printing of the cream solder may be performed by a method other than the screen printing. As the cream solder, for example, one obtained by dispersing powder of eutectic solder (Pb: Sn = 37: 63, melting point: 183 ° C.) in a vehicle is used. At this time, the cream solder is also printed on the pads 8, 8a, 8b surrounding the QFP 9.
[0037]
Next, the resin film 43 cut into a predetermined shape in advance is arranged on the conversion substrate 3. As described above, bonding may be performed as necessary. Note that such an insulator disposing step can be performed before the solder printing step or before the first pinning step.
[0038]
In the subsequent second pin setting step, the tip of each socket-like I / O pin 24 is inserted into the opening on the upper surface side of the plating through hole 5 of the conversion board 3, and the QFP 9 is fixed on the die pad 7.
[0039]
In the subsequent reflow step, after setting the conversion board 3 on which the socket board 4 is mounted in a reflow furnace, the temperature in the furnace is raised to a temperature near the melting point of the cream solder to melt the solder S1. When the molten solder S1 cools and hardens, the socket-like I / O pins 24 are joined to the plated through holes 5, and the leads 9a of the QFP 9 are joined to the pads 8, 8a, 8b.
[0040]
Next, the daughter board 36 is inserted between the I / O pins 24. The daughter board 36 can be inserted, for example, through the central hole 22 of the socket board 4 (see a solid arrow A2 in FIG. 1). Then, the sub-board 36 positioned as described above by being inserted between the I / O pins 24 is individually soldered using the solder S1. At this time, the electronic components 11 and 13 are individually soldered to the corresponding pads 10 and 12 at the same time.
[0041]
After completing the desired conversion module 1 as described above, the PGA 2 is mounted on the conversion module 1 and further mounted on the socket 30 of the motherboard MB. In this case, the signal of PGA2 flowing through the specific I / O pin 24A is input to the QFP 9 via a route of the primary pad 39, the conductor pattern 38, the secondary pad 40, and the replacement connection pad 8a. The converted signal is further output from the QFP 9, and then passes through the route of the pad 8b, the mini via hole, the conductor pattern, the land 5Ab of the plated through hole 5A, the external connection pin 6, and the socket-like pin 31, and passes through the mother board MB. Supplied to the side. That is, the specific I / O pin 24A is not directly conducted to the external connection pin 6 via the corresponding plated through hole 5A, but is indirectly conducted to the external connection pin 6. .
[0042]
When the specific I / O pins 24A are switched as described above, signal conversion is mainly performed by the QFP 9, and the original functions of the PGA 2 can be sufficiently exhibited.
[0043]
Now, the characteristic effects of the present embodiment will be listed below.
(A) In the present embodiment, when the socket board 4 is mounted on the conversion board 3, the other I / O pins 24 that do not require replacement connection come into contact with the corresponding copper plating layer G <b> 1 of the plated through hole 5. Conducted directly with plating through hole 5. Here, with respect to the plated through hole 5A corresponding to the specific I / O pin 24A, the opening on the upper surface side is removed in a mortar shape unlike the normal plated through hole 5. Therefore, the specific I / O pin 24A does not come into contact with the copper plating layer G1 of the plating through hole 5A, even though it has the same length as the other I / O pins 24. Therefore, the specific I / O pin 24A does not directly conduct to the corresponding plated through hole 5A, thereby avoiding a short circuit. For this reason, the length of the specific I / O pin 24A does not need to be intentionally shortened, and it is sufficient to use only one type of I / O pin 24. Therefore, the replacement connection can be easily performed as compared with the case where the I / O pins 24 and 24A having two types of lengths are required.
[0044]
(B) In the conversion module 1 of the present embodiment, the resin film 43 is interposed between the plated through hole 5A having the mortar-shaped removing portion 44 and the specific I / O pin 24A. Since the specific I / O pin 24A is separated from the plated through hole 5A by the interposition of the resin film 43, a short circuit caused by direct conduction is more reliably avoided. This also improves the reliability of the device. In addition, in order to avoid direct conduction, it is not necessary to set the processing depth of the mortar-shaped removing portion 44 to be deeper than necessary in view of safety. Therefore, the concave removal portion 44 is required with a minimum processing depth, thereby making the manufacture of the conversion substrate 3 easier. Furthermore, since the resin film 43 such as a PI film has flexibility, the resin film 43 does not break even when pressed by the tip of the specific I / O pin 24A. It can follow the inner wall surface.
[0045]
(C) In the conversion module 1 of the present embodiment, the sub-substrate 36 on which the conductor pattern 38 is formed in advance is disposed between the substrates 3 and 4. Therefore, unlike the case where a lead wire is used, for example, a troublesome operation such as cutting to a predetermined length or peeling off an insulating coating is not required. In addition, since the sub-board 36 is held by the three I / O pins 24 and 24A so as not to be displaced in the plane direction, the positioning operation itself becomes extremely easy. Therefore, the structure is excellent in workability at the time of manufacturing and excellent in connection reliability of a soldered portion.
[0046]
(D) In the conversion module 1 of the present embodiment, since the conversion board 3 has a simple structure of a double-sided board, for example, the conversion board 3 may be a multilayer board, or a build-up layer may be formed on the conversion board 3. It becomes unnecessary. Therefore, the replacement connection can be performed while avoiding a complicated structure and a high cost.
[0047]
(E) In the conversion module 1 of the present embodiment, by using the area surrounded by the plated through-hole group, a relatively large QFP 9 can be mounted without increasing the external size of the conversion board 3 itself. it can. This is advantageous, for example, when performing an upgrade using a large PGA2.
[0048]
(F) The sub-substrate 36 and the resin film 43 used in the present embodiment are much smaller in area than the conversion substrate 3 and the socket substrate 4. Moreover, a large number of the sub-boards 36 can be obtained from a single plate material by a large number of pieces. These contribute to prevention of cost increase.
[0049]
Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and can be changed to, for example, the following forms.
The conversion module 51 of another example shown in FIG. 5 may be used. A so-called cross-sectional through hole 52 is formed in the side wall surface of the insertion side end of the daughter board 54. The cross-sectional through-hole 52 is connected to the primary pad 39 and is soldered in contact with the outer peripheral surface of the small-diameter portion of the specific I / O pin 24A. Similarly, a through-hole 53 is formed in the side wall surface of the non-insertion side end of the daughter board 54. This through hole 53 is connected to the secondary pad 40 and is soldered to the replacement connection pad 8a. Here, the cross-sectional through holes 52 and 53 are formed by forming a normal plated through hole by performing copper plating or the like, and then dividing the insulating base material at the plated through hole to expose the cross section. Generally refers to. With such another structure, the number of bonding surfaces between conductors increases, so that soldering can be performed reliably and connection reliability is further improved.
[0050]
A configuration in which the resin film 43 is omitted as in the conversion module 61 of another example shown in FIG. 6 is also allowed.
The concave removing portion is not limited to a mortar shape as in the embodiment, and may be, for example, a substantially hemispherical shape or a columnar shape.
[0051]
The conductor pattern 38 as a conductor may be formed by a method other than the subtractive method, for example, a printing method. It is also possible to use lead wires or the like instead of the sub-boards 36 and 54 having the conductor pattern 37.
[0052]
The insulator is not limited to the resin film 43 as in the embodiment, but may be used even if it is not a film.
◎ Since the process of forming the concave removal portion such as the counterboring process is sufficient to be performed before the step of arranging the resin film 43 on the conversion substrate 3, it may be performed, for example, after the first pinning step. . It should be noted that, when the counterboring process is performed at the same time when the conversion substrate 3 is drilled, the production efficiency is improved.
[0053]
In place of the external connection pins 6 erected on the lower surface side of the conversion substrate 3, for example, solder balls or the like may be provided in the openings on the lower surface side of the plated through holes 5 and 5A.
Here, in addition to the technical ideas described in the claims, technical ideas grasped by the above-described embodiments are listed below together with their effects.
[0054]
(1) The conversion module according to any one of claims 1 to 3, wherein a signal conversion element is mounted in a region of the conversion substrate surrounded by a group of plated through holes. This configuration is advantageous for an upgrade using, for example, a large signal conversion element.
[0055]
(2) The conversion module according to (3) or the technical idea (1), wherein the sub-substrate has a cross-sectional through hole connected to the conductor pattern on an end side wall surface. With this configuration, the number of bonding surfaces between the conductors increases, and the connection reliability further improves.
[0056]
(3) The conversion module according to any one of claims 2 and 3, and the technical ideas 1 and 2, wherein the insulator is a resin film (for example, a PI film). A resin film has a suitable flexibility and can be arranged between the substrates without any trouble since it is thin.
[0057]
(4) The conversion module according to any one of claims 1 to 3, and the technical ideas 1 to 3, wherein the socket substrate for mounting a semiconductor package has a central hole at a position corresponding to the signal conversion element. With this configuration, the daughter board can be easily inserted into a predetermined position between the boards, and workability is improved.
[0058]
(5) The double-sided board according to any one of claims 1 to 3 and technical ideas 1 to 4, wherein the conversion substrate has a conductor pattern formed by a subtractive method on both surfaces thereof and has a mini via hole. Is a conversion module. With this configuration, the conversion board is inexpensive, and high cost can be prevented.
[0059]
(6) A conversion board for a conversion module having a plated-through-hole structure in which an external connection pin can be inserted into one opening and the other opening is concavely removed together with the plating layer of the portion. . By using such a conversion board, the excellent conversion module of the present invention can be reliably obtained.
[0060]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first to third aspects of the present invention, there is provided a conversion module having a structure in which replacement connection can be performed relatively easily without changing the length of I / O pins. can do.
[0061]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to provide a structure that is excellent in reliability and easy to manufacture.
According to the third aspect of the present invention, it is possible to provide a structure which is excellent in workability and connection reliability at the time of manufacturing, and which can reliably avoid high cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view for explaining a use state of a conversion module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a child substrate used in the embodiment.
FIG. 3 is a plan view showing a state in which a child substrate according to the embodiment is arranged.
FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of the conversion module according to the embodiment.
FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view of another conversion module.
FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view of another conversion module.
[Explanation of symbols]
1, 51, 61: Conversion module, 3: Conversion board, 4: Socket board for mounting semiconductor package, 5, 5A: Plating through hole, 8a: Replacement connection pad as replacement connection conductor, 9: Signal conversion element QFP, 24: socket-like I / O pins, 24A: specific socket-like I / O pins requiring replacement connection, 36, 54: child board, 38: conductor pattern as conductor, 43: insulator Resin film, G1 ... copper plating layer as plating layer, S1 ... solder as conductive material.

Claims (3)

信号変換素子が実装されかつ複数のめっきスルーホールが設けられた変換基板に、前記複数のめっきスルーホールに対応した箇所にI/Oピンが突設された半導体パッケージ装着用ソケット基板が搭載され、前記めっきスルーホールに前記I/Oピンを挿入することにより両基板同士が電気的に接続されている変換モジュールにおいて、
入替接続を要する特定のI/Oピンに対応するめっきスルーホールのソケット基板搭載側開口部が当該部分のめっき層とともに凹状に除去され、そのI/Oピン及び前記変換基板側の入替接続用導体部が導電体を介して接続されていることを特徴とする変換モジュール。
On a conversion board on which a signal conversion element is mounted and a plurality of plated through holes are provided, a semiconductor package mounting socket board having I / O pins protruded at locations corresponding to the plurality of plated through holes, In a conversion module in which both substrates are electrically connected by inserting the I / O pins into the plated through holes,
The socket board mounting side opening of the plated through hole corresponding to the specific I / O pin requiring replacement connection is removed in a concave shape together with the plating layer of the portion, and the I / O pin and the replacement connection conductor on the conversion board side are removed. A conversion module, wherein the units are connected via a conductor.
凹状除去部を有する前記めっきスルーホールと前記特定のI/Oピンとの間に、可撓性を有する絶縁体を介在させたことを特徴とする請求項1に記載の変換モジュール。2. The conversion module according to claim 1, wherein a flexible insulator is interposed between the plated through hole having the concave removal portion and the specific I / O pin. 3. 導体パターンを備える子基板が前記両基板間に配置されるとともに、前記I/Oピンによりその子基板が面方向へ位置ずれ不能な状態に保持され、前記入替接続用導体部及び前記特定のI/Oピンが、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請求項1または2に記載の変換モジュール。A sub-board having a conductor pattern is disposed between the two substrates, and the sub-board is held by the I / O pins so as not to be displaced in a plane direction. The conversion module according to claim 1, wherein the O-pin is joined to the conductive pattern using a conductive material.
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