JP3763964B2 - 電子回路モジュール、電子回路モジュールの接続構造及び接続部材 - Google Patents

電子回路モジュール、電子回路モジュールの接続構造及び接続部材 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路モジュール、電子回路モジュールの接続構造及び接続部材に関し、特に、ベースバンド光伝送において使用され、数十ＧＨz 帯域の動作周波数で動作する電子回路モジュール、電子回路モジュールの接続構造及び接続部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、伝送容量の増大に伴い光伝送通信システムの伝送速度も高速化している。４０Ｇbps の伝送速度のシステム・デバイスについて各研究機関・通信機関で盛んに研究がされており、１０Ｇbps の伝送システムについて実用段階を迎えようとしている。この１０Ｇbps の伝送システムでは、マイクロ波帯の実装技術が光モジュールの実装に応用されてきている。しかし、この１０Ｇbps の伝送システムは、数十Ｇbps で動作するため、マイクロ波帯の場合とは異なり、使用される増幅器の特性は、数十ＫＨz から数十ＧＨz までの広帯域な増幅特性が要求される。従って、この場合の実装技術においては、多段に接続された電子回路モジュールの接合部で増幅特性を劣化させないよう、マイクロ波帯では問題とならなかったインピーダンス不整合を最小限にすることが要求されている。
【０００３】
一般的な光モジュールのＯ／Ｅ（光・電気変換）モジュールの構成を図１に示す。Ｏ／Ｅモジュールは、受光素子１、等化増幅器２、リミッタ増幅器３、識別器４、タイミング抽出部５、タイミングフィルタ６及びリミッタ増幅器７より構成されている。受光素子１で光入力を受信して、識別器４から、データＤＡＴＡ及びクロックＣＬＫを出力する。
【０００４】
図１の動作を説明する。伝送路（光ファイバ）を伝送された微弱な光信号は、受光素子１で受信され、光・電気変換される。続く等化増幅器２によって、高周波の不要な雑音を除去した後、リミッタ増幅器３あるいはＡＧＣ（Ａutomatic Ｇai Ｃontrol：自動利得制御）増幅器により識別可能な振幅値まで増幅する。一方、等化増幅器２の出力信号からタイミング抽出部５でクロック成分を抽出した後、ＳＡＷ（Ｓurface Ａcoustic Ｗave ：弾性表面波）又は誘電体デバイスで構成されるタイミングフィルタ６によりクロック信号を再生し、リミッタ増幅器７により所要の振幅まで増幅する。識別器４では、リミッタ増幅器３からのデータをタイミング抽出回路８で再生したクロックを用いてデータ信号の「０」、「１」を識別する。
【０００５】
この回路は、数Ｇbps の領域では、現状のＩＣの集積規模であれば、２又は３チップで回路構成されることが多い。ところが、数十Ｇbps の領域になると、上記したように、マイクロ波の実装技術の導入が必要となり、次のような問題が発生する。
（１）パッケージの共振周波数を信号帯域外に置くことが必要であり、こために、パッケージ自身を小型にして、パッケージの共振周波数を信号帯域外に置く必要がある。その結果、１パッケージに入れられる機能が制限される。
（２）出力信号と入力信号のアイソレーションの確保のために、１パッケージで得られるゲインが制限される（ゲインが大きいと、アイソレーションが破られるおそれが生じる。）。
【０００６】
そこで、Ｏ／Ｅモジュール内の機能を多数の電子回路モジュールに分割して、モジュール構成とすることで、上記問題を解決している。図２は、図１のＯ／Ｅモジュール内の機能を多数の電子回路モジュールに分割した場合の機能構成図の例である。図１の等化増幅器２は、図２の等化増幅器２１〜２３に相当し、図１のタイミング抽出部５は、図２の微分回路５１及び全波整流回路５２に相当する。図１のリミッタ増幅器７は、図２のリミッタ増幅器７１〜７４に相当する。この内、二重線の回路ブロックがモジュール化された電子回路モジュール（高速電気モジュール）である。この図２の動作は、クロックＣＬＫをリミッタ増幅器７４から出力している外は、図１の動作と同じである。
【０００７】
図３に、その電子回路モジュールを多段に接続した構成の一部を示す。電子回路モジュール３１は、アルミ筐体３３に載置され、一部の電子回路モジュール間及び電子回路モジュールと接続基板とは金リボンボンディング３０により接続される。一部の電子回路モジュール間は、高速用接続基板３２により接続される。アルミ筐体３３の下部には、低速用の基板３４を設ける。
【０００８】
図４に、図３の電子回路モジュールであるコバール等の機器で機密密閉された電子回路モジュールを示す。電子回路モジュールは、電子回路モジュール本体４４と二つの台座４５、４６及び電源端子４３を有する。また、台座４５、４６は、取り付けネジ穴４２及びセラミック端子４０上の信号取り出しライン４１を有する。電子回路モジュールは、セラミック端子４０上に信号ライン４１を有する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図５及び図６を用いて、従来の実装装置の問題点を説明する。従来のモジュール実装構造では、熱膨張による電子回路モジュール同士の接触を避けるために、電子回路モジュール６５と電子回路モジュール６５’間の信号接続部及び電子回路モジュール８５と接続基板（ストリップライン）８２との間の信号接続部において約０．２mmの間隙を設けていた。また、これらのモジュール間の信号接続は、厚膜の配線上に金リボンを熱圧着又は超音波併用熱圧着によるボンディングをすることにより行われていた（６２、８０）。こうした接続方法では、信号ラインがアースから分離した状態になるので、信号接続部においてインピーダンスの不整合が生じる。このインピーダンスの不整合を最小限にするよう金リボンのみで、ストレートに接続すると、金リボンの熱疲労寿命が低下することが問題であった。また、作業性においても、ボンディング箇所が非常に多数でかつ作業バラツキを抑制するため多大な工数を要していた。
【００１０】
一方、電子回路モジュール全体の組立作業においても、多数の電子回路モジュールが存在することから、アルミ筐体のネジ穴の加工、ネジ止めに多大な工数を要していた。また回路規模が大きくなると、モジュールサイズが大きくなるという問題もあった。なお、６３、８３は、ストリップライン等の端子であり、６４、８４は、アルミ筐体である。
【００１１】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、本発明の解決すべき課題は、次の通りである。
（１）電子回路モジュール間の接続部に生じるインピーダンス不整合を無くすこと
（２）金リボンの熱疲労寿命の低下を無くすこと
（３）金リボンボンディングに係る工数を減少させること
（４）アルミ筐体のネジ穴加工、ネジ止めに係る工数を減少させること
（５）回路規模が大きな場合のモジュールサイズの小型化
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された電子回路モジュールに係る発明を添付図面を参照して説明すると、電子回路モジュール９９は、電子回路モジュール本体９０と電子回路モジュール本体の両側に二つの信号取り出し台座９１、９２を有し、第１の信号取り出し台座９１は、電子回路モジュール本体の一方の側に設け、第２の信号取り出し台座９２は、電子回路モジュール本体の他方の側に設け、前記第１の信号取り出し台座を前記第２の信号取り出し台座より、前記第２の信号取り出し台座の厚み分だけ上方に形成し、前記第１の信号取り出し台座の信号取り出しライン９３は、台座の下面に形成し、前記第２の信号取り出し台座の信号取り出しライン９４は、台座の上面に形成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、電子回路モジュール９９の第１の信号取り出し台座９１は、第２の信号取り出し台座の厚み分だけ上方に形成し、前記第１の信号取り出し台座の信号取り出しライン９３は、台座の下面に形成し、前記第２の信号取り出し台座の信号取り出しライン９４は、台座の上面に形成したので、二つの電子回路モジュールを直接接続することができ、その結果、電子回路モジュール間の接続に従来使用したリボンボンディングが不要となり、モジュール間の接続長を短くすることができる。また、高速信号が、ほぼ直線的に伝搬するので、その結果、インピーダンスの不整合を低減することができる。更に、電子回路モジュールの筐体部への取り付けを、二つの隣接する電子回路モジュールを一緒に行うために、ネジの本数を半分にすることができる。その上、電子回路モジュールが一部重なる構造のため、実装構造のサイズを縮小することが可能となる。
【００１４】
請求項２に記載された発明を添付図面を参照して説明すると、請求項１記載の電子回路モジュールにおいて、前記第１の信号取り出し台座９１及び前記第２の信号取り出し台座９２は、ネジ穴９５、９６を有し、当該電子回路モジュールの前記第１の信号取り出し台座のネジ穴９６は、当該電子回路モジュールの前記第１の信号取り出しライン９３が隣接配置される電子回路モジュールの第２の信号取り出しライン９４’の線上に重なるように配置したとき、隣接配置される電子回路モジュールの第２の信号取り出し台座のネジ穴９５’と重なるように配置し、当該電子回路モジュールの前記第２の信号取り出し台座のネジ穴９５は、当該電子回路モジュールの前記第２の信号取り出しライン９４の線上に隣接配置される電子回路モジュールの第１の信号取り出しライン９３’が重なるように配置したとき、隣接配置される電子回路モジュールの第１の信号取り出し台座のネジ穴９６’と重なるように配置したことを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、ネジ穴９５、９５’を限定したものである。ネジを固定することによって、信号取り出しライン同士の位置決めをすることができる。
請求項３に記載された発明は、請求項１記載の電子回路モジュールにおいて、前記第１の信号取り出しライン９３又は前記第２の信号取り出しライン９４の少なくとも一方の信号取り出しライン上に金属バンプ１１０を設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、信号取り出しライン上に金属バンプ１１０を設けたことにより、接続部に発生する各構成部材の熱膨張係数の差によるストレスを緩和し、この金属バンプを圧縮変形することにより、モジュール間の確実な接続を確保することができる。
請求項４に記載された発明は、請求項３記載の電子回路モジュールにおいて、前記第１の信号取り出し台座９１又は前記第２の信号取り出し台座９２の少なくとも一方の信号取り出し台座の信号取り出しラインの面にスペーサ１１１を設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、信号取り出し台座の信号取り出しラインの面にスペーサ１１１を設けたことにより、金属バンプの高さの調整をすることができる。
請求項５に記載された電子回路モジュール間の接続方法に係る発明を添付図面を参照して説明すると、二つの信号取り出し台座１２６、１２８を電子回路モジュール本体１２７の両側に有し、かつ、該二つの信号取り出し台座の上面に信号取り出しラインを設けた電子回路モジュール間の接続方法において、一の電子回路モジュールの信号取り出し台座１２６又は１２８の信号取り出しラインと、該一の電子回路モジュールに隣接配置される電子回路モジュールの信号取り出し台座１２８’又は１２６’の信号取り出しラインに跨って、接続部材１４９を架設することにより、前記一の電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しラインと該一の電子回路モジュールに隣接配置される電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しラインとを接続することを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しラインと、隣の電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しラインに跨って、接続部材１４９を架設して、信号取り出しラインを接続することにより、従来使用したリボンボンディングが必要なく、更にモジュール間の接続長を短くすること、高速信号をほぼ直線的に伝搬することを可能とし、インピーダンスの不整合を低減することができる。
【００１９】
請求項６に記載された電子回路モジュール間の接続構造に係る発明を添付図面を参照して説明すると、二つの信号取り出し台座を電子回路モジュール本体１２７の両側に有し、かつ、該二つの信号取り出し台座１２６、１２８の上面に信号取り出しラインを設けた電子回路モジュール間の接続構造において、一の電子回路モジュールの信号取り出し台座１２６又は１２８の信号取り出しラインと、該一の電子回路モジュールに隣接配置される電子回路モジュールの信号取り出し台座１２８’又は１２６’の信号取り出しラインとを接続する接続部材１４９を、一の電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しラインと、該一の電子回路モジュールに隣接配置される電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しラインに跨って、架設することを特徴とする。
【００２０】
請求項６記載の発明によれば、電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しラインと、隣の電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しラインに跨って、接続部材１４９を架設して、信号取り出しラインを接続することにより、従来使用したリボンボンディングが必要なく、更にモジュール間の接続長を短くすること、高速信号をほぼ直線的に伝搬することを可能とし、インピーダンスの不整合を低減することができる。
【００２１】
請求項７に記載された発明を添付図面を参照して説明すると、請求項６記載の電子回路モジュールの接続構造において、前記一の電子回路モジュールの信号取り出し台座１２６又は１２８の信号取り出しライン又は該一の電子回路モジュールに隣接配置される電子回路モジュールの信号取り出し台座１２８’又は１２６’の信号取り出しライン及び前記接続部材との接続部に金属バンプ１５０を設けたことを特徴とする。
【００２２】
請求項７記載の発明によれば、信号取り出しライン及び前記接続部材との接続部に金属バンプ１５０を設けたことにより、接続部に発生する各構成部材の熱膨張係数の差によるストレスを緩和し、この金属バンプを圧縮変形することにより、モジュール間の確実な接続を確保することができる。
請求項８に記載された発明を添付図面を参照して説明すると、請求項６記載の電子回路モジュールの接続構造において、前記一の電子回路モジュールの信号取り出し台座１２６又は１２８、該一の電子回路モジュールに隣接配置される電子回路モジュールの信号取り出し台座１２８’又は１２６’及び電子回路モジュールの筐体にネジ穴を形成し、前記一の電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しライン又は該一の電子回路モジュールに隣接配置される電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しライン及び前記接続部材１４９との接続と、前記一の電子回路モジュールの信号取り出し台座又は該一の電子回路モジュールに隣接配置される電子回路モジュールの信号取り出し台座と前記接続部材と電子回路モジュールの筐体との固定とを一のネジにより行うことを特徴とする。
【００２３】
請求項８記載の発明によれば、電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しラインと接続部材との接続と、電子回路モジュールの信号取り出し台座と電子回路モジュールの筐体との固定とを一のネジにより行うことにより、アルミ筐体のネジ穴加工、ネジ止めに係る工数を減少させることができる。
請求項９に記載された発明を添付図面を参照して説明すると、請求項６記載の電子回路モジュールの接続構造において、前記接続部材は、セラミック基板１４１を有し、該セラミック基板の一方の面に、一の電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しライン及び該一の電子回路モジュールに隣接配置される電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しラインと接続される信号ライン１４０を設け、前記セラミック基板の他方の面に、導体を一面に設け１４２、前記一の電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しライン及び該一の電子回路モジュールに隣接配置される電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しラインとの接続のためのネジ穴１４４を有することを特徴とする。
【００２４】
請求項９記載の発明は、接続部材を特定した発明で、セラミック基板１４１に信号ライン１４０を設け、セラミック基板の裏面に導体を一面１４２に設けたので、この信号ラインは、マイクロストリップラインの機能を有し、安定した動作を確保することができる。
請求項１０に記載された発明は、請求項６記載の電子回路モジュールの接続構造において、前記接続部材は、前記一の電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しライン及び該一の電子回路モジュールに隣接配置される電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しライン位置に切り口１５１を有することを特徴とする。
【００２５】
請求項１０記載の発明によれば、電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しライン位置に切り口を設けたので、上部より信号ラインにテスト端子を当てることができ、簡単に回路のテストが可能となる。
請求項１１に記載された発明は、請求項６記載の電子回路モジュールの接続構造において、前記接続部材は、二つの電子回路モジュールの信号取り出しラインを接続するための信号ラインを有するフレキシブル基板１６２と該フレキシブル基板を固定する固定用部材１６０とよりなることを特徴とする。
【００２６】
請求項１１記載の発明によれば、接続部材をフレキシブル基板と該フレキシブル基板を固定する固定用部材とより構成することにより、構成部材の熱膨張係数の差によるストレスを緩和することができる。
請求項１２に記載された発明を添付図面を参照して説明すると、請求項１１記載の電子回路モジュールの接続構造において、前記フレキシブル基板１７０には、該フレキシブル基板の信号ライン面と反対の面にテストパッド１７３を設け、更に前記フレキシブル基板の信号取り出しライン位置にスルーホール１７９とを設け、該スルーホールにより前記テストパッドと前記信号ラインとを接続する導体を設け、前記固定用部材は、前記テストパッドを含む位置に窓１７５をあけたことを特徴とする。
【００２７】
請求項１２記載の発明によれば、フレキシブル基板の信号ライン面と反対の面にテストパッドを設け、スルーホールによりテストパッドと信号ラインとを接続し、固定用部材に窓をあけたことにより、上部より信号ラインにテスト端子を当てることができ、簡単に回路のテストが可能となる。
請求項１３に記載された発明を添付図面を参照して説明すると、請求項６記載の電子回路モジュールの接続構造において、前記接続部材は、固定用絶縁体１８０であって、前記一の電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しライン数及び該一の電子回路モジュールに隣接配置される電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しライン数に等しい金リボン１８１を有し、前記一の電子回路モジュールの信号取り出し台座及び該一の電子回路モジュールに隣接配置される電子回路モジュールの信号取り出し台座との固定のためのネジ穴１８２〜１８５を有し、該ネジ穴は、前記複数の金リボンが、前記第１の信号取り出しライン又は隣接する電子回路モジュールの前記第２の信号取り出しライン上にくるように位置決めされる機能を有することを特徴とする。
【００２８】
請求項１３記載の発明によれば、複数の金リボン１８１が、電子回路モジュールの信号取り出しライン上にくるように、固定絶縁体には、ネジ穴１８２〜１８５が設けられているから、金リボンボンディングの位置あわせが不要となる。
請求項１４に記載された電子回路モジュールの接続部材に係る発明を添付図面を参照して説明すると、隣接する電子回路モジュールの信号取り出しラインを接続する部材であって、当該接続部材１４９は、セラミック基板１４１を有し、該セラミック基板の一方の面に、一の電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しライン及び該一の電子回路モジュールに隣接配置される電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しラインと接続される信号ライン１４０を設け、前記セラミック基板の他方の面に、導体を一面に設け１４２、隣接する二つの電子回路モジュール及び当該接続部材を一体化するためのネジ穴１４４を有することを特徴とする。
【００２９】
請求項１４記載の発明によれば、セラミック基板に信号ラインを設け、セラミック基板の裏面に導体を一面に設けたので、この信号ラインは、マイクロストリップラインの機能を有し、安定した動作を確保することができる。
請求項１５に記載された発明は、請求項１４記載の電子回路モジュールの接続部材において、前記接続部材は、前記電子回路モジュールの信号取り出しライン位置に切り口１５１を有することを特徴とする。
【００３０】
請求項１５記載の発明によれば、電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しライン位置に切り口を設けたので、上部より信号ラインにテスト端子を当てることができ、簡単に回路のテストが可能となる。
請求項１６に記載された電子回路モジュールの接続部材に係る発明は、隣接する電子回路モジュールの信号取り出しラインを接続する電子回路モジュールの接続部材であって、当該接続部材は、二つの電子回路モジュールの信号取り出しラインを接続するための信号ラインを有するフレキシブル基板１６２と該フレキシブル基板を固定する固定用部材１６０とよりなることを特徴とする。
【００３１】
請求項１６記載の発明によれば、接続部材をフレキシブル基板と該フレキシブル基板を固定する固定用部材とより構成することにより、構成部材の熱膨張係数の差によるストレスを緩和することができる。
請求項１７に記載された発明を添付図面を参照して説明すると、請求項１６記載の電子回路モジュールの接続部材において、前記フレキシブル基板１７０は、フレキシブル基板の信号ライン面と反対の面にテストパッド１７３を設け、更に前記フレキシブル基板の信号取り出しライン位置にスルーホール１７９とを設け、該スルーホールに前記テストパッドと前記信号ラインとを接続する導体を設け、前記固定用部材は、前記テストパッドを含む位置に窓１７５をあけたことを特徴とする。
【００３２】
請求項１７記載の発明によれば、フレキシブル基板１７０の信号ライン面と反対の面にテストパッド１７３を設け、スルーホール１７９によりテストパッドと信号ラインとを接続し、固定用部材に窓１７５をあけたことにより、上部より信号ラインにテスト端子を当てることができ、簡単に回路のテストが可能となる。
請求項１８に記載された電子回路モジュールの接続部材に係る発明は、隣接する電子回路モジュールの信号取り出しラインを接続する部材であって、当該接続部材は、隣接する電子回路モジュールの信号取り出しライン数に等しい金リボン１８１を有し、該複数の金リボンが、前記隣接する電子回路モジュールの信号取り出しライン上にくるように位置決めされる固定用絶縁体であることを特徴とする。
【００３３】
請求項１８記載の発明によれば、複数の金リボン１８１が、電子回路モジュールの信号取り出しライン上にくるように、固定絶縁体１８０には、ネジ穴が設けられているから、金リボンボンディングの位置あわせが不要となる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
（１）請求項１〜４記載の発明に関して
図７（Ａ）、（Ｂ）に、請求項１〜４記載の電子回路モジュール９９を示す。電子回路モジュール９９は、電子回路モジュール本体の両側に二つの信号取り出し台座９１、９２を有し、第１の信号取り出し台座９１を電子回路モジュール本体９０の一方の側に設け、第２の信号取り出し台座９２を電子回路モジュール本体９０の他方の側に設け、第１の信号取り出し台座９１を第２の信号取り出し台座９２より、前記第２の信号取り出し台座の厚み分だけ上方に形成し、第１の信号取り出し台座９１の信号取り出しライン９３は、台座の下面に形成し、第２の信号取り出し台座９２の信号取り出しライン９４は、台座の上面に形成してある。
【００３５】
この電子回路モジュールを並べて実装する場合、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１の信号取り出し台座９１と隣接の電子回路モジュールの第２の信号取り出し台座９２’及び第２の信号取り出し台座９２と隣接の電子回路モジュールの第１の信号取り出し台座９１’とを重ね合わせることにより、電気的接続が行われる。また、機械的接続を行うために、両モジュールに形成したネジ穴にネジ１００を通し、一括して筐体部への固定を行う。この際、アルミ筐体と電子回路モジュールの搭載面において各部材の公差により発生する取り付け面の浮きは、０．０５mm〜０．１mm程度の半田シートを挟むことで解消される。また、ネジ止め部にバネワッシャを採用することで、ネジ止め時のストレス（機械的歪み）の緩和を図る。なお、図８において、９４''' は第２の信号取り出しラインであり、１０１はリボンボンディングであり、１０２、１０８は接続基板１０５、１０６上に配線された信号用配線であり、１０３はアルミ筐体である。
【００３６】
この方法にれば、直接、電子回路モジュール間を接続するので、電子回路モジュール間の接続に従来使用したリボンボンディングが不要となり、モジュール間の接続長を短くすることができる。また、高速信号が、ほぼ直線的に伝搬するので、その結果、インピーダンスの不整合を低減することができる。更に、電子回路モジュールの筐体部への取り付けを、二つの隣接する電子回路モジュールを一緒に行うために、ネジの本数を半分（４本から２本）にすることができる。その上、電子回路モジュールが一部重なる構造のため、実装構造のサイズを縮小することが可能となる。なお、端子間の位置決めは、モジュールの端子ピッチが３．５mmであり、ネジ止めの位置精度で十分確保される。
【００３７】
電子回路モジュールの厚膜（基板上にインク状ペーストなどを塗布、吹き付け又は印刷した後、焼き付けして得られる５μ以上の膜）等で構成される信号ラインの接続は、図９に示すように、信号ライン上に形成した接続用の金属バンプ（Ａu ）１１０によって行う。また、金属バンプの高さの制御を行うため、図１０に示すように、接続する電子回路モジュールの端子間に絶縁性金属（コバール）のスペーサ１１１を挿入する。この、バンプ１１１は接続部に発生する各構成部材の熱膨張係数の差によるストレスを緩和する。この金属バンプは１１０高さ５０〜７０μm 程度で形成し、このバンプをスペーサの厚さ３０〜５０μm 程度まで圧縮変形することにより、モジュール間の確実な接続を確保する。
【００３８】
金属バンプ１１０は、酸化や腐食に強い金を主成分とした材料が有効である。一方、接続相手の電極端子の表面を同じ金を主成分とした材料とすることで、異種金属による金属間化合物形成を防ぎ、接続信頼度も高くできる。更に、金属バンプや表面メタライズの金の純度が高い程（９９．９９％）、材料が柔らかくなる。また、バンプサイズを大きくすることでき（１００〜１５０μm 程度）ので、公差による電子回路モジュール間の高さバラツキを吸収し、電子回路モジュール間の接続も容易となる。この金属バンプを使用することによって、半田シートを不要とすることもできる。
【００３９】
請求項１〜４記載の発明の製造プロセス工程を図１９を用いて説明する。
Ｓ１０１ 本発明の電子回路モジュールパッケージ９９を用意
Ｓ１０２ 第１の信号取り出し台座９１の裏の信号取り出しライン９３に金属バンプを形成
Ｓ１０３ 第２の信号取り出し台座９２の表の信号取り出しライン９４に金属バンプを形成
Ｓ１０４ アルミ筐体１０３を用意
Ｓ１０５ アルミ筐体の接続基板に信号配線１０５、１０６用基板を接着等により固定
Ｓ１０６ サブユニットである識別回路（図１、２の識別器）等をアルミ筐体１０３にネジ止め
Ｓ１０７ バネワッシャ、半田シート等の緩衝材の挿入
Ｓ１０８ 電子回路モジュールパッケージのネジ止め兼電子回路モジュール間の接続
Ｓ１０９ 電子回路モジュール９９と接続基板の信号ライン９４''' とをリボンボンディング１０１（電子回路モジュール間の接続では不要）
Ｓ１１０ 外部端子とはんだ付け
Ｓ１１１ 動作特性試験
Ｓ１１２ 筐体用ふたの取り付け
（２）請求項５〜１８記載の発明に関して
二つの信号取り出し台座を電子回路モジュール本体の両側に設け、かつ、該二つの信号取り出し台座の上面に信号取り出しラインを設けた電子回路モジュール間の接続方法において、一の電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しラインと、該一の電子回路モジュールに隣接配置される電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しラインに跨って、接続部材を架設することにより、前記一の電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しラインと該一の電子回路モジュールに隣接配置される電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しラインとを接続する。
【００４０】
図１１が、本発明の接続前の状態である。接続基板１２９と電子回路モジュール１３０、１３０’、１３０''が縦続配置されている。電子回路モジュール１３０は、電子回路モジュール本体１２７及び二つの信号取り出し台座１２６、１２８を有する。左に隣接する電子回路モジュール１３０’は、電子回路モジュール本体１２７’及び二つの信号取り出し台座１２６’、１２８’を有する。右に隣接する電子回路モジュール１３０''は、電子回路モジュール本体１２７''及び二つの信号取り出し台座１２６''、１２８''を有する。
【００４１】
各電子回路モジュール１３０、１３０’、１３０''は、ネジ穴１２１〜１２４１２１’〜１２４’、１２１''〜１２４''を有している。また、各信号取り出し台座１２６、１２８、１２６’、１２８’、１２６''、１２８''には、信号取り出しラインを有する。
図１２に電子回路モジュールを接続する接続部材の構成を示す。コバール等の金属板１４９に、厚膜の信号ライン１４０を施したセラミック基板１４１を接着したものである。セラミック基板１４１の裏面を導体ベタ１４２とし、マイクロストリップラインの構成とした。また、接続部材の取り付け部分は、電子回路モジュールのネジ穴と共用できるように加工してある。図１１のネジ穴Ａ１２１〜Ｄ１２４と接続部材のネジ穴ａ〜ｄが対応する。図１１の信号取り出し台座１２６と信号取り出し台座１２８’に図１２（Ａ）の接続部材を架設することにより、電子回路モジュール１３０の信号取り出しラインと電子回路モジュール１３０’の信号取り出しラインとが接続される。図１３にその接続構造を示す。電子回路モジュール１３０は、取り付けネジ穴１４４にネジ１４８を挿入して、台座１４３と接続部材１４６とが結合される。そのとき、同時に、電子回路モジュール間の信号ラインとの接続もなされる。
【００４２】
この方法によれば、従来使用したリボンボンディングが必要なく、更にモジュール間の接続長を短くすること、高速信号をほぼ直線的に伝搬することを可能とし、インピーダンスの不整合を低減することができる。
図１４に接続部材に設けたバンプを示す。電子回路モジュール間の接続を行うため接続部材の信号ライン１４０上に接続用の金属バンプ１５０を形成し、電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号ラインと接続を行う。この金属バンプは、接続部に発生する各構成部材の熱膨張係数の差によるストレスを緩和することができる。
【００４３】
この方法により、従来使用したリボンボンディングが必要なく、更にモジュール間の接続長を短くすること、高速信号をほぼ直線的に伝搬することを可能とし、インピーダンスの不整合を低減することができる。
図１５は、電子回路モジュール間の接続を行うための接合部材１５２に、電子回路モジュールの信号取り出し台座１５４上の信号ライン１４０が見えるように切り口１５１を設け、上部より信号ラインのテスト端子が当たれるようにした（１５３の円形部分）。
【００４４】
図１６に別の接続部材を示す。電子回路モジュール間の接続を行うための接続部材として、信号ラインを形成したポリイミド等の材質からなるフレキシブル基板１６２とこの基板の固定を目的としたコバール等の材質からなる固定用メタル部材１６０により構成する。フレキシブル基板１６２には、電子回路モジュール間を接続するための信号ライン１６１が設けられいる。レキシブル基板１６２と固定用メタル部材１６０には、ネジ穴１６３、１６４を設け、信号取り出し台座に固定される。この構成により、構成部材の熱膨張係数の差によるストレスを緩和することができる。
【００４５】
図１７に更に別の接続部材を示す。電子回路モジュール間の接続を行うための接続部材として、信号ラインを形成したフレキシブル基板１７０とこの基板の固定を目的とした固定用部材１７２により構成し、フレキシブル基板を多層構成とした。フレキシブル基板の信号ライン面は、図１６と同じである（図１７（Ａ））。図１７では、信号ライン面と反対の面をテストパッド面（図１７（Ｂ））とし、該フレキシブル基板にスルーホール１７９（図１７（Ｄ））を設け、信号ライン面のライン１７４とテストパッド面のテストパッド１７３とを導通させた。また、固定用用部材１７２には、テストパッド位置に窓１７５（図１７（Ｃ））を開けて、上部から信号ラインをテストできるようにした。
【００４６】
図１８に更に別の接続部材を示す。電子回路モジュール間の接続を行うための接続部材として、細いサポートタイバーリード１８１を使用する。このリードは銅の材料で表面が金の厚さ約２５μm のものを使用する。この接続部材は、隣接する電子回路モジュールの信号取り出しライン数に等しい金リボンを有し、固定絶縁体１８０に固定されている。
【００４７】
また、複数の金リボンが、電子回路モジュールの信号取り出しライン上にくるように、固定絶縁体１８０には、ネジ穴１８２〜１８４が設けられている。固定絶縁体１８０を電子回路モジュールに固定すると、金リボンの位置が所定の位置にくるようになっている。
次に、各請求項に係る発明に関してその、製造プロセス工程を説明する。まず、図２０は、請求項５〜１０記載の発明の製造プロセス工程である。
【００４８】
Ｓ２０１ 本発明の電子回路モジュールパッケージ１３０を用意
Ｓ２０２ 信号取り出し台座１２６、１２７の信号取り出しラインに金属バンプ１５０を形成
Ｓ２０３ アルミ筐体を用意
Ｓ２０４ アルミ筐体の接続基板１２９に信号配線用基板を接着等により固定Ｓ２０５ サブユニットである識別回路（図１、２の識別器）等をアルミ筐体にネジ止め
Ｓ２０６ バネワッシャ、半田シート等の緩衝材の挿入
Ｓ２０７ 本発明のセラミック基板１４１からなる接続部材１４９を用いて電子回路モジュール１３０間の接続
Ｓ２０８ 電子回路モジュールパッケージ１３０のネジ止め兼電子回路モジュール間の接続
Ｓ２０９ 電子回路モジュール１３０と接続基板の信号ライン１３１とをリボンボンディング（電子回路モジュール間の接続では不要）
Ｓ２１０ 外部端子とはんだ付け
Ｓ２１１ 動作特性試験
Ｓ２１２ 筐体用ふたの取り付け
次ぎに、請求項１１、１２、１６、１７記載の発明の製造プロセス工程を図２１を用いて説明する。
【００４９】
Ｓ３０１ 本発明の電子回路モジュールパッケージ１３０を用意
Ｓ３０２ 信号取り出し台座１２６、１２７の信号取り出しラインに金属バンプを形成
Ｓ３０３ アルミ筐体を用意
Ｓ３０４ アルミ筐体の接続基板１２９に信号配線用基板を接着等により固定Ｓ３０５ サブユニットである識別回路（図１、２の識別器）等をアルミ筐体にネジ止め
Ｓ３０６ バネワッシャ、半田シート等の緩衝材の挿入
Ｓ３０７ 本発明のフレキシブル基板１６２及び固定用メタル部材１６０からなる接続部材を用いて電子回路モジュール間の接続
Ｓ３０８ 電子回路モジュールパッケージのネジ止め兼電子回路モジュール間の接続
Ｓ３０９ 電子回路モジュール１３０と接続基板の信号ライン１３１とをリボンボンディング（電子回路モジュール間の接続では不要）
Ｓ３１０ 外部端子とはんだ付け
Ｓ３１１ 動作特性試験
Ｓ３１２ 筐体用ふたの取り付け
次に、請求項１３、１８記載の発明の製造プロセス工程を図２１を用いて説明する。
【００５０】
Ｓ４０１ 本発明の電子回路モジュールパッケージ１３０を用意
Ｓ４０２ 信号取り出し台座１２６、１２７の信号取り出しラインに金属バンプを形成
Ｓ４０３ アルミ筐体を用意
Ｓ４０４ アルミ筐体の接続基板１２９に信号配線用基板を接着等により固定Ｓ４０５ サブユニットである識別回路（図１、２の識別器）等をアルミ筐体にネジ止め
Ｓ４０６ バネワッシャ、半田シート等の緩衝材の挿入
Ｓ４０７ 本発明のフレキシブルサポートタイバー付きリードからなる接続部材１８０を用いて電子回路モジュール間の接続
Ｓ４０８ 電子回路モジュールパッケージのネジ止め１８２〜１８５
Ｓ４０９ 電子回路モジュールと接続基板の信号ラインとをリボンボンディング及び本発明のフレキシブル岸タイバー付きリード１８１のリボン接続
Ｓ４１０ 外部端子とはんだ付け
Ｓ４１１ 動作特性試験
Ｓ４１２ 筐体用ふたの取り付け
【００５１】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。
請求項１記載の発明によれば、電子回路モジュールの第１の信号取り出し台座は、第２の信号取り出し台座の厚み分だけ上方に形成し、前記第１の信号取り出し台座の信号取り出しラインは、台座の下面に形成し、前記第２の信号取り出し台座の信号取り出しラインは、台座の上面に形成したので、二つの電子回路モジュールを直接接続することができ、その結果、電子回路モジュール間の接続に従来使用したリボンボンディングが不要となり、モジュール間の接続長を短くすることができる。また、高速信号が、ほぼ直線的に伝搬するので、その結果、インピーダンスの不整合を低減することができる。更に、電子回路モジュールの筐体部への取り付けを、二つの隣接する電子回路モジュールを一緒に行うために、ネジの本数を半分にすることができる。その上、電子回路モジュールが一部重なる構造のため、実装構造のサイズを縮小することが可能となる。
【００５２】
請求項２記載によれば、固定用ネジによって、信号取り出しライン同士の位置決めをすることができる。
請求項３記載の発明によれば、信号取り出しライン上に金属バンプを設けたことにより、接続部に発生する各構成部材の熱膨張係数の差によるストレスを緩和し、この金属バンプを圧縮変形することにより、モジュール間の確実な接続を確保することができる。
【００５３】
請求項４記載の発明によれば、信号取り出し台座の信号取り出しラインの面にスペーサを設けたことにより、金属バンプの高さの調整をすることができる。
請求項５及び６記載の発明によれば、電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しラインと、隣の電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しラインに跨って、接続部材を架設して、信号取り出しラインを接続することにより、従来使用したリボンボンディングが必要なく、更にモジュール間の接続長を短くすること、高速信号をほぼ直線的に伝搬することを可能とし、インピーダンスの不整合を低減することができる。
【００５４】
請求項７記載の発明によれば、信号取り出しライン及び前記接続部材との接続部に金属バンプ１５０を設けたことにより、接続部に発生する各構成部材の熱膨張係数の差によるストレスを緩和し、この金属バンプを圧縮変形することにより、モジュール間の確実な接続を確保することができる。
請求項８、１４記載の発明によれば、電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しラインと接続部材との接続と、電子回路モジュールの信号取り出し台座と電子回路モジュールの筐体との固定とを一のネジにより行うことにより、アルミ筐体のネジ穴加工、ネジ止めに係る工数を減少させることができる。
【００５５】
請求項９記載の発明によれば、セラミック基板に信号ラインを設け、セラミック基板の裏面に導体を一面に設けたので、この信号ラインは、マイクロストリップラインの機能を有し、安定した動作を確保することができる。
請求項１０、１５記載の発明によれば、電子回路モジュールの信号取り出し台座の信号取り出しライン位置に切り口を設けたので、上部より信号ラインにテスト端子を当てることができ、簡単に回路のテストが可能となる。
【００５６】
請求項１１、１６記載の発明によれば、接続部材をフレキシブル基板と該フレキシブル基板を固定する固定用部材とより構成することにより、構成部材の熱膨張係数の差によるストレスを緩和することができる。
請求項１２、１７記載の発明によれば、フレキシブル基板の信号ライン面と反対の面にテストパッドを設け、スルーホールによりテストパッドと信号ラインとを接続し、固定用部材に窓をあけたことにより、上部より信号ラインにテスト端子を当てることができ、簡単に回路のテストが可能となる。
【００５７】
請求項１３、１８記載の発明によれば、複数の金リボンが、電子回路モジュールの信号取り出しライン上にくるように、固定絶縁体には、ネジ穴が設けられているから、金リボンボンディングの位置あわせが不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＯ／Ｅモジュール構成例を説明するための図である。
【図２】０／Ｅモジュール機能構成図を説明するための図である。
【図３】従来の電子回路モジュールの実装図を説明するための図である。
【図４】従来の電子回路モジュールを説明するための図である。
【図５】電子回路モジュール間の信号接続部を説明するための図である。
【図６】接続基板−電子回路モジュール間の信号接続部を説明するための図である。
【図７】本発明の電子回路モジュールを説明するための図である。
【図８】電子回路モジュールの実装構造を説明するための図である。
【図９】電子回路モジュールの信号接続部分の構造を説明するための図である。
【図１０】電子回路モジュールの接合部分（図８のＸ−Ｘ’）断面を説明するための図である。
【図１１】電子回路モジュールの接続間の状態を説明するための図である。
【図１２】接続部材の構成（その１）を説明するための図である。
【図１３】接続構造を説明するための図である。
【図１４】接続部材のバンプを説明するための図である。
【図１５】接続部材の切り口を説明するための図である。
【図１６】接続部材の構成（その２）を説明するための図である。
【図１７】接続部材の構成（その３）を説明するための図である。
【図１８】接続部材の構成（その４）を説明するための図である。
【図１９】製造プロセス工程（その１）を説明するための図である。
【図２０】製造プロセス工程（その２）を説明するための図である。
【図２１】製造プロセス工程（その３）を説明するための図である。
【図２２】製造プロセス工程（その４）を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 受光素子
２ 等化増幅器
３ リミッタ増幅器
４ 識別器
５ タイミング抽出部
６ タイミングフィルタ
７ リミッタ増幅器
９０ 電子回路モジュール本体
９１ 第１の信号取り出し台座
９２ 第２の信号取り出し台座
９９、１３０ 電子回路モジュール
１００ ネジ
１４９ 接続部材
１６０、１８０ 固定用部材
１６２ フレキシブル基板

Claims (4)

  1. 集積電子回路モジュール本体と電子回路モジュール本体の両側に二つの信号取り出し台座を有する電子回路モジュールであって、
    第１の信号取り出し台座は、電子回路モジュール本体の一方の側に設け、
    第２の信号取り出し台座は、電子回路モジュール本体の他方の側に設け、
    前記第１の信号取り出し台座を前記第２の信号取り出し台座より、前記第２の信号取り出し台座の厚み分だけ上方に形成し、
    前記第１の信号取り出し台座の信号取り出しラインは、複数のラインを有し、該複数のラインを台座の下面に形成し、
    前記第２の信号取り出し台座の信号取り出しラインは、複数のラインを有し、該複数のラインを台座の上面に形成したことを特徴とする電子回路モジュール。
  2. 前記第１の信号取り出し台座及び前記第２の信号取り出し台座は、ネジ穴を有し、
    当該電子回路モジュールの前記第１の信号取り出し台座のネジ穴は、当該電子回路モジュールの前記第１の信号取り出しラインが隣接配置される電子回路モジュールの第２の信号取り出しラインの線上に重なるように配置したとき、隣接配置される電子回路モジュールの第２の信号取り出し台座のネジ穴と重なるように配置し、
    当該電子回路モジュールの前記第２の信号取り出し台座のネジ穴は、当該電子回路モジュールの前記第２の信号取り出しラインの線上に隣接配置される電子回路モジュールの第１の信号取り出しラインが重なるように配置したとき、隣接配置される電子回路モジュールの第１の信号取り出し台座のネジ穴と重なるように配置したことを特徴とする請求項１記載の電子回路モジュール。
  3. 前記第１の信号取り出しライン又は前記第２の信号取り出しラインの少なくとも一方の信号取り出しライン上に金属バンプを設けたことを特徴とする請求項１記載の電子回路モジュール。
  4. 前記第１の信号取り出し台座又は前記第２の信号取り出し台座の少なくとも一方の信号取り出し台座の信号取り出しラインの面にスペーサを設けたことを特徴とする請求項３記載の電子回路モジュール。
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