JP6569377B2

JP6569377B2 - ケーブルコネクタ及び配線基板

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Publication number: JP6569377B2
Application number: JP2015160119A
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Inventors: 義裕森田
Original assignee: Fujitsu Ltd
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Priority date: 2015-08-14
Filing date: 2015-08-14
Publication date: 2019-09-04
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Description

本発明は、ケーブルコネクタ及び配線基板に関する。

従来から、サーバやルータ、ストレージ製品等の電子機器において、各電子機器間又は電子機器内の各配線基板間では、バックプレーンまたはケーブルを用いて電気信号を伝送している。

また、近年では、各配線基板間において高速の電気信号を伝送するために、差動信号伝送用ケーブルを用いて差動信号の伝送が行われる場合がある。差動信号伝送用ケーブルは、一対の芯線（信号線導体）を備えている。そして、各芯線には位相を１８０°反転させたプラス側信号及びマイナス側信号がそれぞれ伝送される。そして、これら２つの信号の電位差が信号レベルとなって、例えば電位差がプラスであれば「High」、マイナスであれば「Low」として、当該信号レベルが受信側で認識されるようになっている。

国際公開第２００９／０３１３９４号特開平１０−３１２８６３号公報特公平６−９１５１号公報

しかしながら、従来においては、配線基板に実装された半導体パッケージに対して電気信号をケーブル伝送する場合、ケーブルの先端側に設けたコネクタを配線基板側のコネクタに接続し、配線基板の配線パターンを介して電気信号を伝送していた。その結果、コネクタにおける接点箇所等でインピーダンスの不整合を招いてしまい、伝送損失が大きくなる虞があった。また、配線基板の配線パターンを介して電気信号を伝送することにより、伝送損失が大きくなる虞があった。

本件は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、半導体パッケージに対してケーブル伝送を行うに際し、伝送損失を低減することのできるケーブルコネクタに関する技術を提供することを目的とする。

本件の一観点によると、配線基板の実装面に実装される半導体パッケージの電極にケーブルの芯線を電気的に接続するケーブルコネクタであって、前記ケーブルの先端側に取り付けられ、且つ、前記配線基板を厚さ方向に貫通する貫通孔に挿入可能なコネクタハウジングと、前記ケーブルコネクタの先端面に形成され、前記芯線と電気的に接続される信号用ランドを含むコネクタ側コンタクトと、を備えるケーブルコネクタが提供される。

また、本件の一観点によると、実装面に実装された半導体パッケージと、当該半導体パッケージの電極にケーブルの芯線を電気的に接続するケーブルコネクタと、を備える配線基板であって、前記ケーブルコネクタは、前記ケーブルの先端側に取り付けられ、且つ、前記配線基板を厚さ方向に貫通する貫通孔に挿入可能なコネクタハウジングと、前記ケーブルコネクタの先端面に形成され、前記芯線と電気的に接続される信号用ランドを含むコネクタ側コンタクトと、を有する配線基板が提供される。

本件によれば、半導体パッケージに対してケーブル伝送を行うに際し、伝送損失を低減することのできるケーブルコネクタに関する技術を提供できる。

図１は、実施形態１に係る配線基板を有する基板ユニットの上面図である。図２は、実施形態１に係る基板ユニットの側面図である。図３は、実施形態１に係る半導体パッケージの概略構造図である。図４は、実施形態１に係るＬＧＡソケットの断面構造を示す図である。図５は、実施形態１に係る配線基板の断面構造の概略図である。図６は、図５の部分拡大図である。図７は、実施形態１に係るコネクタ付きケーブルの縦断面構造を示す図である。図８は、実施形態１に係るコネクタ付きケーブルのケーブル部の横断面構造を示す図である。図９は、実施形態１に係るケーブルコネクタの先端面を示す図である。図１０は、実施形態１に係る配線基板の貫通孔にケーブルコネクタを挿入して、ＬＧＡソケットに接続した状態を示す図である。図１１は、実施形態１に係る配線基板のＬＧＡソケットにケーブルコネクタを接続した状態における配線基板の実装面の一部を示す図である。図１２は、変形例に係るケーブルコネクタを示す図である。図１３は、実施形態２に係る配線基板の断面構造を示す部分拡大図である。図１４は、実施形態２に係るケーブルコネクタの縦断面構造を示す図である。図１５Ａは、実施形態２に係る配線基板の貫通孔にケーブルコネクタを挿入している途中の状態を示す図である。図１５Ｂは、実施形態２に係るＬＧＡソケットの凹部にケーブルコネクタを挿入している途中の状態を示す図である。図１５Ｃは、実施形態２に係るケーブルコネクタのコネクタ側コンタクトをＬＧＡソケットのコンタクトピンに接続した後の状態を示す図である。

以下、図面を参照しながら本件に関する実施形態を詳細に説明する。

＜実施形態１＞
図１は、実施形態１に係る配線基板１を有する基板ユニット１００の上面図である。図２は、実施形態１に係る基板ユニット１００の側面図である。

配線基板１は、上面側に半導体パッケージ２を実装する実装面１ａを有している。また、配線基板１の下面側は、半導体パッケージ２が実装されない非実装面１ｂとなっている。図１に示す例では、配線基板１の実装面１ａに４個の半導体パッケージ２が実装されているが、半導体パッケージ２を実装する数は特に限定されない。配線基板１の実装面１ａには、メモリ３が実装されている。

図３は、実施形態１に係る半導体パッケージ２の概略構造図である。半導体パッケージ２は、パッケージ基板２１、半導体チップ２２、ヒートスプレッダ２３、サーマルシート２４等を備える。半導体パッケージ２と配線基板１との間の接続構造は、ランドグリッドアレイ（Land Grid Array：ＬＧＡ）実装方式が採用されており、双方の間にはＬＧＡソ
ケット４が介在している。パッケージ基板２１は、例えば、ガラスエポキシ多層基板によって形成されている。パッケージ基板２１の下面２１ａには、複数のランド（以下、「パッケージ側ランド」という）２５が配置されている。

パッケージ基板２１の上面には、半導体チップ２２が例えば、フリップチップ接続等によって実装されている。ヒートスプレッダ２３は、半導体チップ２２を封止するリッド（キャップ）としての役割と、発熱体である半導体チップ２２の熱を冷却ユニット５の冷却部６に伝熱する役割とを有する部材である。ヒートスプレッダ２３は、例えば、熱硬化性樹脂によってパッケージ基板２１の上面に接着されている。ヒートスプレッダ２３は、例えば、銅やアルミニウムといった、熱伝導性（伝熱性）の優れた金属材料を用いることができる。ヒートスプレッダ２３の上面には、サーマルシート２４を挟んで冷却ユニット５の冷却部６が載置されており、ヒートスプレッダ２３及びサーマルシート２４を介して半導体チップ２２の熱が冷却部６に伝熱される。

図１及び図３に示すように、冷却ユニット５は、冷却部６及びこの冷却部６に接続される水冷配管７を含んでいる。冷却部６の内部はウォータージャケット構造となっており、冷却水を通過させる内部流路６ａを有している。水冷配管７は、供給管７ａ及び排出管７ｂを有しており、冷却部６の内部流路６ａと共に冷却水の循環路を形成している。供給管７ａから冷却部６に供給された冷却水は、ヒートスプレッダ２３やサーマルシート２４から伝わる半導体チップ２２の熱を吸熱した後、排出管７ｂに排出される。このようにして、半導体チップ２２が冷却ユニット５によって冷却される。

図２に示すように、配線基板１の非実装面１ｂ側には、ボルスタープレート８が配置されている。ボルスタープレート８は、図示しない締結具によって配線基板１に固定されている。例えば、ボルスタープレート８と冷却部６に設けられたフランジ部（図示せず）とを、配線基板１のボルト貫通孔を挿通させた複数本のバネ付きボルト（図示せず）によって締結する。これにより、配線基板１の実装面１ａと冷却部６に挟まれた半導体パッケージ２及びＬＧＡソケット４が実装面１ａに向かって押し付けられ、押圧されることで、これらが実装面１ａに固定される。また、図３に示す符号９は、ボルスタープレート８の背面に配置されるケーブル保持固定板である。ケーブル保持固定板９については後述する。

また、図１、２に示す符号１１０はバックプレーン、符号１２０は電源コネクタである。バックプレーン１１０には、複数の配線基板１が図示しないコネクタを介して装着されている。図２に示す例では、２個の配線基板１がバックプレーン１１０に取り付けられているが、その数は特に限定されない。電源コネクタ１２０は、図示しない電源ユニットからの電力を、配線基板１に供給する。また、図２に示す符号５０は、「コネクタ付きケーブル」である。コネクタ付きケーブル５０の詳細については後述する。

図４は、実施形態１に係るＬＧＡソケット４の断面構造を示す図である。ＬＧＡソケット４は、複数のコンタクトピン４１と、各コンタクトピン４１を支持する支持基材４２を有する。支持基材４２の材料の一例としては、アルミナ等のセラミック材料が挙げられる。また、コンタクトピン４１は、例えばＣ型の金属バネであり、支持基材４２を貫通している。そして、ＬＧＡソケット４は、配線基板１と半導体パッケージ２との間に介装される前の状態において、コンタクトピン４１の一端が上面４ａより上方に突出し、他端が下面４ｂより下方に突出している。

また、ＬＧＡソケット４は、内部空間を区画する区画壁４３を有し、区画壁４３によってコンタクトピン４１を個別に格納する格納室４４が形成されている。但し、区画壁４３によって、コンタクトピン４１の格納室４４を個別に形成しなくてもよい。また、図４において、符号４１ａは「電源用コンタクトピン」、符号４１ｂは「ＧＮＤ（グラウンド）
用コンタクトピン」、符号４１ｃは「信号用コンタクトピン」である。そして、これらを総称してコンタクトピン４１と呼ぶ。

図５は、実施形態１に係る配線基板１の断面構造の概略図である。図６は、図５の部分拡大図である。配線基板１は、例えば多層基板であって、内部に配線パターン１０が形成されている。配線パターン１０は、例えば電源配線層である。また、配線基板１には、二つの貫通孔１１が設けられており、配線基板１を厚さ方向に貫通している。また、配線基板１の実装面１ａには、複数のランド（以下、「基板側ランド」という）１２が設けられている。また、配線パターン１０は、ビア１３を介して基板側ランド１２に接続されている。一方、パッケージ基板２１の下面２１ａに設けられたパッケージ側ランド２５のうち、符号２５ａは「パッケージ側電源用ランド」、符号２５ｂは「パッケージ側ＧＮＤ（グラウンド）用ランド」、符号２５ｃは「パッケージ側信号用ランド」である。

配線基板１の実装面１ａと半導体パッケージ２との間には、ＬＧＡソケット４が配設されている。配線基板１の組立時において、ボルスタープレート８と冷却部６を締結するバネ付きボルト（図示せず）を締め付けることで、配線基板１の実装面１ａと半導体パッケージ２との間に挟まれたＬＧＡソケット４が押圧される。その際、ＬＧＡソケット４の電源用コンタクトピン４１ａは、パッケージ側電源用ランド２５ａと、基板側ランド１２に位置が合わされている。これにより、ＬＧＡソケット４の電源用コンタクトピン４１ａの端部にパッケージ側電源用ランド２５ａ及び基板側ランド１２がそれぞれ押し付けられ、これらが圧接される。その結果、ＬＧＡソケット４の電源用コンタクトピン４１ａを介してパッケージ側電源用ランド２５ａ及び基板側ランド１２が電気的に接続される（図６を参照）。

図６に示すように、配線基板１と半導体パッケージ２の間にＬＧＡソケット４が配設された状態で、ＬＧＡソケット４のＧＮＤ用コンタクトピン４１ｂにパッケージ側ＧＮＤ用ランド２５ｂが押し付けられ、これらが弾性的に圧接している。また、ＬＧＡソケット４の信号用コンタクトピン４１ｃにパッケージ側信号用ランド２５ｃが押し付けられることでこれらが弾性的に圧接している。これにより、ＧＮＤ用コンタクトピン４１ｂ及びパッケージ側ＧＮＤ用ランド２５ｂと、信号用コンタクトピン４１ｃ及びパッケージ側信号用ランド２５ｃが電気的に接続された状態となっている。

次に、コネクタ付きケーブル５０と半導体パッケージ２との高速ケーブル伝送について説明する。図７は、実施形態１に係るコネクタ付きケーブル５０の縦断面構造を示す図である。コネクタ付きケーブル５０は、ケーブル部６０と、ケーブル部６０の先端側に設けられたケーブルコネクタ７０を備えている。本実施形態におけるコネクタ付きケーブル５０（ケーブル部６０）は、２本の芯線６１を有する差動伝送ケーブルである。

図８は、実施形態１に係るコネクタ付きケーブル５０のケーブル部６０の横断面構造を示す図である。コネクタ付きケーブル５０は、所謂差動信号伝送用ケーブルである。ケーブル部６０は、高速の差動信号を伝送するための導体である一対の差動信号用芯線６１を有する。各差動信号用芯線６１のうちの何れか一方には、差動信号としてのプラス側信号が伝送される。また、各差動信号用芯線６１のうちの何れか他方には、差動信号としてのマイナス側信号が伝送される。そして、これら２つの差動信号の電位差が信号レベルとなって、例えば電位差がプラスであれば「High」、マイナスであれば「Low」として、当該
信号レベルが受信側で認識されるようになっている。各差動信号用芯線６１は、例えば、その表面に錫めっき処理が施された軟銅線によって形成されていてもよい。

また、一対の差動信号用芯線６１の周囲は絶縁体６２によって一括して覆われている。絶縁体６２の横断面形状は、図８に示す例では略楕円形状となっているが、これには限ら
れない。絶縁体６２は、例えば低誘電率のフッ素樹脂などによって形成されていてもよい。更に、絶縁体６２の周囲には、外来ノイズの影響を抑制するための導電性シールド層６３が絶縁体６２を覆うように配置されている。導電性シールド層６３は、例えば、絶縁体６２の外周に巻かれた金属テープであってもよいし、シームレスな金属層であってもよい。また、導電性シールド層６３の周囲には、ケーブル部６０を保護するための保護外皮としてのシース６４が導電性シールド層６３を覆うようにして設けられている。シース６４は、例えば、耐熱ポリ塩化ビニル（polyvinyl chloride、PVC）によって形成されていて
もよい。

図７に示すように、コネクタ付きケーブル５０における先端側には、ケーブルコネクタ７０が取り付けられている。図９は、実施形態１に係るコネクタ付きケーブル５０におけるケーブルコネクタ７０の先端面７０ａを示す図である。ケーブルコネクタ７０は、コネクタ付きケーブル５０の先端側に取り付けられ、且つ、配線基板１を厚さ方向に貫通する貫通孔１１に挿入可能なコネクタハウジング７１と、ケーブルコネクタ７０の先端面７０ａに形成されるコネクタ側コンタクト７２を有する。コネクタハウジング７１は、例えば樹脂によって形成されている。

コネクタハウジング７１が付設されるケーブル部６０の先端部は、シース６４が剥がされおり、これによって露出した導電性シールド層６３の外周側にコネクタハウジング７１が直接取り付けられている。コネクタハウジング７１は、導電性シールド層６３の外面形状に対応する内壁面７１ａを有するハウジングである。図７に示す符号７１ｂは、コネクタハウジング７１の先端面であり、符号７１ｃは、コネクタハウジング７１の後端面である。コネクタハウジング７１の先端面７１ｂと後端面７１ｃは略矩形状を有し、先端面７１ｂよりも後端面７１ｃの方が大きい。また、符号６０ａはケーブル部６０の先端面である。

図７に示すように、コネクタハウジング７１は、ケーブル部６０の先端面６０ａとコネクタハウジング７１の先端面７１ｂとが同一平面内に位置するように、ケーブル部６０の外周側に取り付けられている。その結果、コネクタハウジング７１の先端面７１ｂ及びケーブル部６０の先端面６０ａによって、ケーブルコネクタ７０の先端面（以下、「コネクタ先端面」という）７０ａが形成される（図７、９を参照）。また、図７に示すように、コネクタハウジング７１の内壁面７１ａに沿ってケーブル部６０の導電性シールド層６３がコネクタ先端面７０ａまで延在している。

次に、コネクタ先端面７０ａについて説明する。コネクタ先端面７０ａには、ＬＧＡソケット４のコンタクトピン４１に接触させるためのコネクタ側コンタクト７２が形成されている。コネクタ側コンタクト７２は、コネクタ先端面７０ａに形成される一対の信号用ランド７３、及びＧＮＤ用ランド７４を含んでいる。信号用ランド７３は、コネクタ先端面７０ａまで延伸するケーブル部６０の差動信号用芯線６１の先端と電気的に接続されている平面電極である。そして、一対の信号用ランド７３における一方は、一対の差動信号用芯線６１における一方に接続されている。そして、一対の信号用ランド７３における他方は、一対の差動信号用芯線６１における他方に接続されている。また、各信号用ランド７３は、コネクタ先端面７０ａに沿った円形状平面を有しており、他方の信号用ランド７３と独立して設けられている。

また、ＧＮＤ用ランド７４は、コネクタ先端面７０ａまで延伸するケーブル部６０の導電性シールド層６３と電気的に接続された平面電極である。ＧＮＤ用ランド７４は、ケーブル部６０の先端面６０ａとコネクタハウジング７１の先端面７１ｂとの境界部において導電性シールド層６３と接続され、コネクタハウジング７１の先端面７１ｂ上に沿って延在している。図９に示す例において、ＧＮＤ用ランド７４は、楕円形状から一回り小さな
楕円形状をくり抜いて残った残部と等価な形状を有している。そして、ＧＮＤ用ランド７４は、コネクタ先端面７０ａにおいて、一対の信号用ランド７３の各々と独立して設けられている。

更に、コネクタハウジング７１は、図７に示すように、先端面７１ｂと後端面７１ｃとを接続するテーパ状の側壁であるガイド壁７１ｄを有している。ガイド壁７１ｄは、先端面７１ｂ側から後端面７１ｃ側に向かってコネクタハウジング７１の横断面積が徐々に広がるように傾斜した傾斜面として形成されている。以上のような構造を有するケーブルコネクタ７０は、図６で説明した配線基板１の貫通孔１１に挿入及び嵌合することが可能である。

図１０は、実施形態１に係る配線基板１の貫通孔１１にケーブルコネクタ７０を挿入して、ＬＧＡソケット４に接続（装着）した状態を示す図である。図１１は、実施形態１に係る配線基板１のＬＧＡソケット４にケーブルコネクタ７０を接続した状態における配線基板１の実装面１ａの一部を示す図である。

配線基板１の貫通孔１１は、矩形状の横断面を有し、コネクタハウジング７１を挿入することができる。本実施形態においては、コネクタハウジング７１のガイド壁７１ｄが、先端面７１ｂの位置において横断面が貫通孔１１よりも小さい。より詳しくは、コネクタハウジング７１の先端側において、ガイド壁７１ｄの長辺及び短辺の各寸法が、貫通孔１１の長辺及び短辺の各寸法よりも小さくなっている。ケーブルコネクタ７０は、配線基板１における非実装面１ｂ側から貫通孔１１に挿入される。ここで、ケーブルコネクタ７０（コネクタハウジング７１）の先端側における横断面は貫通孔１１よりも小さいため、貫通孔１１に対してケーブルコネクタ７０を容易に挿入することができる。

また、コネクタハウジング７１のガイド壁７１ｄは、後端面７１ｃの位置において横断面が貫通孔１１よりも若干大きい。より詳しくは、コネクタハウジング７１の後端側において、ガイド壁７１ｄの長辺及び短辺の少なくとも一方が、貫通孔１１の長辺及び短辺の各寸法よりも若干大きい。これによれば、ケーブルコネクタ７０（コネクタハウジング７１）を貫通孔１１に挿入させる過程で、ガイド壁７１ｄの後端側が貫通孔１１の内壁面と摺接（摺動）する。

このように、ガイド壁７１ｄを貫通孔１１の内壁面に摺接させつつケーブルコネクタ７０を挿入することで、ガイド壁７１ｄは、ケーブルコネクタ７０における一対の信号用ランド７３をＬＧＡソケット４の信号用コンタクトピン４１ｃの各々に案内する。また、ガイド壁７１ｄは、ケーブルコネクタ７０におけるＧＮＤ用ランド７４をＬＧＡソケット４のＧＮＤ用コンタクトピン４１ｂに案内する。つまり、ケーブルコネクタ７０における一対の信号用ランド７３をＬＧＡソケット４の信号用コンタクトピン４１ｃの各々に位置を合わせ、ＧＮＤ用ランド７４をＧＮＤ用コンタクトピン４１ｂに位置を合わせることができる。

そして、ケーブルコネクタ７０を貫通孔１１に規定位置まで挿入することで、ケーブルコネクタ７０における信号用ランド７３をＬＧＡソケット４の信号用コンタクトピン４１ｃに押し付けることでこれらを圧接することができる。また、ケーブルコネクタ７０におけるＧＮＤ用ランド７４をＬＧＡソケット４のＧＮＤ用コンタクトピン４１ｂに押し付けることでこれらを圧接することができる。これにより、図１０に示すように、ＬＧＡソケット４の信号用コンタクトピン４１ｃを介して、ケーブルコネクタ７０の信号用ランド７３をパッケージ側信号用ランド２５ｃと電気的に接続することができる。また、ＬＧＡソケット４のＧＮＤ用コンタクトピン４１ｂを介して、ケーブルコネクタ７０のＧＮＤ用ランド７４をパッケージ側ＧＮＤ用ランド２５ｂと電気的に接続することができる。

なお、ケーブルコネクタ７０における後端側の横断面は貫通孔１１よりも若干大きいため、ケーブルコネクタ７０が規定位置まで挿入された状態では、貫通孔１１の内壁面に対してガイド壁７１ｄが係合されている。これにより、コネクタ付きケーブル５０の重量に抗して、ケーブルコネクタ７０を貫通孔１１に嵌合させることができ、以ってコネクタ側コンタクト７２とＬＧＡソケット４のコンタクトピン４１との接触状態を維持することができる。なお、図１０に示すように、ボルスタープレート８の背面側には、ケーブル保持固定板９が固定具９０（図２を参照）によって固定されている。また、ボルスタープレート８及びケーブル保持固定板９における配線基板１の貫通孔１１に対応する位置には、それぞれ挿通孔８ａ，９ａが形成されている。コネクタ付きケーブル５０は、ケーブル保持固定板９の挿通孔９ｂ及びボルスタープレート８の挿通孔８ａを挿通される。ケーブル保持固定板９は、例えばコネクタ付きケーブル５０のケーブル部６０におけるシース６４と挿通孔９ａの縁部との間の摩擦力等によってコネクタ付きケーブル５０を保持し、コネクタ付きケーブル５０の抜け落ちを抑制する構造としてもよい。

本実施形態におけるケーブルコネクタ７０によれば、コネクタ付きケーブル５０における差動信号用芯線６１を、配線基板１の配線パターン１０を介さずに、半導体パッケージ２の半導体チップ２２に伝送することができる。つまり、配線基板１の配線パターン１０を介さずに配線基板１間で高速の電気信号を伝送することができるため、伝送損失を低減することができる。

＜変形例＞
次に、変形例に係るケーブルコネクタ７０Ａについて説明する。図１２は、変形例に係るケーブルコネクタ７０Ａを示す図である。ケーブルコネクタ７０Ａは、コネクタハウジング７１の内部にコネクタ部７５が格納されており、ケーブル部６０の先端側に対して装着されている。

コネクタ部７５は、ケーブル部６０における差動信号用芯線６１の先端に接続される延長用芯線７６が設けられている。更に、コネクタ部７５は、延長用芯線７６の周囲を覆うと共に絶縁体６２の先端に接続される延長用絶縁体７７と、この延長用絶縁体７７の周囲を覆うと共に導電性シールド層６３の先端に接続される延長用導電性シールド層７８を有している。また、本変形例において、コネクタ部７５の延長用芯線７６とケーブル部６０の差動信号用芯線６１との接続部は、例えば何れか一方をオス型のピンインサートとし、他方をメス型のソケットインサートとして形成することで、着脱自在となっていてもよい。この場合、コネクタ付きケーブル５０のケーブル部６０に対して、コネクタ部７５を含むケーブルコネクタ７０Ａを着脱自在に装着できる。また、コネクタ部７５の延長用芯線７６とケーブル部６０の差動信号用芯線６１との接続部において、延長用芯線７６及び差動信号用芯線６１を半田によって接合してもよい。

また、ケーブルコネクタ７０Ａのコネクタ部７５は、延長用芯線７６、延長用絶縁体７７及び延長用導電性シールド層７８の先端が、ケーブルコネクタ７０Ａの先端面であるコネクタ先端面７０ａまで延伸している。そして、図１２に示すように、ケーブルコネクタ７０Ａにおけるコネクタハウジング７１は、コネクタ部７５の先端面７５ａとコネクタハウジング７１の先端面７１ｂとが同一平面内に位置するように、コネクタ部７５の外周側に取り付けられている。その結果、コネクタハウジング７１の先端面７１ｂ及びコネクタ部７５の先端面７５ａによって、ケーブルコネクタ７０Ａのコネクタ先端面７０ａが形成されている。

また、コネクタ先端面７０ａには、ＬＧＡソケット４のコンタクトピン４１に接触させるコネクタ側コンタクト７２が形成されており、コネクタ側コンタクト７２は、一対の信
号用ランド７３Ａ及びＧＮＤ用ランド７４Ａを含んでいる。一対の信号用ランド７３Ａは、各延長用芯線７６の先端に接続されると共に、コネクタ部７５の先端面７５ａ上に互いに独立して形成されている。また、ＧＮＤ用ランド７４Ａは、延長用導電性シールド層７８の先端に接続されると共にコネクタハウジング７１の先端面７１ｂ上に一対の信号用ランド７３Ａの各々と独立して設けられている。

ケーブルコネクタ７０Ａは、ケーブル部６０における差動信号用芯線６１、絶縁体６２、導電性シールド層６３を延長する延長用芯線７６、延長用絶縁体７７、延長用導電性シールド層７８を含むコネクタ部７５をコネクタハウジング７１内に格納している。そして、本変形例に係るケーブルコネクタ７０Ａにおいても、図７、９、１０等で説明したケーブルコネクタ７０と同様、コネクタ付きケーブル５０と半導体パッケージ２との間の高速ケーブル伝送を実現することができる。そして、ケーブルコネクタ７０Ａは、コネクタ付きケーブル５０における差動信号用芯線６１及び導電性シールド層６３を、配線基板１の配線パターン１０を介さずにパッケージ側信号用ランド２５ｃ及びパッケージ側ＧＮＤ用ランド２５ｂと電気的に接続できる。これにより、コネクタ付きケーブル５０と半導体パッケージ２との間の高速ケーブル伝送において、信号の伝送損失を低減することができる。

＜実施形態２＞
次に、実施形態２について説明する。図１３は、実施形態２に係る配線基板１の断面構造を示す部分拡大図である。図１４は、実施形態２に係るケーブルコネクタ７０Ｂの縦断面構造を示す図である。実施形態２に係るケーブルコネクタ７０Ｂは、コネクタ付きケーブル５０におけるケーブル部６０の先端に取り付けられている。実施形態２におけるケーブルコネクタ７０Ｂは、実施形態１におけるケーブルコネクタ７０よりも軸方向の長さが短くなっているが、その他の構造は図７に示したケーブルコネクタ７０と共通である。以下、実施形態１に係る配線基板１との相違点を中心に説明する。

本実施形態においては、ＬＧＡソケット４の下面に、ケーブルコネクタ７０の先端側を挿入及び嵌合するための凹部４５が形成されている。ＬＧＡソケット４の下面は、配線基板１の実装面１ａに対向する方の面である。凹部４５は、ＬＧＡソケット４のうち、信号用コンタクトピン４１ｃ及びＧＮＤ用コンタクトピン４１ｂに対応する位置、即ち、ケーブルコネクタ７０のコネクタ側コンタクト７２を装着する位置に形成されており、矩形状の横断面を有している。図１３に示すように、本実施形態におけるＬＧＡソケット４は、信号用コンタクトピン４１ｃを格納する格納室４４とＧＮＤ用コンタクトピン４１ｂを格納する格納室４４との間を区画する区画壁４３ａが他の区画壁４３に比べて短くなっている。これにより、ＬＧＡソケット４の下面側に、コネクタハウジング７１を収容可能とするための凹部４５が形成される。

ところで、ケーブルコネクタ７０Ｂにおけるコネクタハウジング７１のガイド壁７１ｄは、先端面７１ｂの位置において横断面が凹部４５よりも小さい。より詳しくは、コネクタハウジング７１の先端側において、ガイド壁７１ｄの長辺及び短辺の各寸法が、凹部４５の長辺及び短辺の各寸法よりも小さい。また、コネクタハウジング７１のガイド壁７１ｄは、後端面７１ｃの位置において横断面が凹部４５よりも若干大きくなっている。より詳しくは、コネクタハウジング７１の後端側において、ガイド壁７１ｄの長辺及び短辺の少なくとも一方が、凹部４５の長辺及び短辺の各寸法よりも若干大きい。更に、コネクタハウジング７１のガイド壁７１ｄは、後端面７１ｃの位置においても、その横断面が配線基板１の貫通孔１１よりも一回り小さくなっている。

図１５Ａは、実施形態２に係る配線基板１の貫通孔１１にケーブルコネクタ７０Ｂを挿入している途中の状態を示す図である。図１５Ｂは、実施形態２に係るＬＧＡソケット４
の凹部４５にケーブルコネクタ７０Ｂを挿入している途中の状態を示す図である。図１５Ｃは、実施形態２に係るケーブルコネクタ７０Ｂのコネクタ側コンタクト７２をＬＧＡソケット４のコンタクトピン４１に接続した後の状態を示す図である。

図１５Ａに示すように、ケーブルコネクタ７０Ｂは、配線基板１における非実装面１ｂ側から貫通孔１１に挿入される。配線基板１の貫通孔１１にケーブルコネクタ７０Ｂを挿入する際、配線基板１の貫通孔１１とコネクタハウジング７１との間にはクリアランス（隙間）が形成される。これにより、貫通孔１１の内壁面に対してケーブルコネクタ７０Ｂを干渉させることなく、ＬＧＡソケット４へと円滑にケーブルコネクタ７０Ｂを導くことができる。そして、図１５Ｂに示すように、ケーブルコネクタ７０Ｂは、コネクタ側コンタクト７２側からＬＧＡソケット４の凹部４５へと挿入される。その際、コネクタハウジング７１の先端側は凹部４５の横断面よりも小さいため、凹部４５に対してコネクタハウジング７１を容易に挿入することができる。

そして、凹部４５に対するコネクタハウジング７１の挿入が進んでゆくと、ガイド壁７１ｄが凹部４５の内壁面に摺接する。これにより、ケーブルコネクタ７０Ｂにおける一対の信号用ランド７３が、ＬＧＡソケット４の信号用コンタクトピン４１ｃの各々に自動で位置合わせされ、ＧＮＤ用ランド７４がＧＮＤ用コンタクトピン４１ｂに自動で位置合わせされる。

そして、ＬＧＡソケット４の凹部４５に対してケーブルコネクタ７０Ｂを規定位置まで挿入すると、図１５Ｃに示すように、一対の信号用ランド７３が信号用コンタクトピン４１ｃに押し当てられ、これらが圧接される。また、ＧＮＤ用ランド７４がＧＮＤ用コンタクトピン４１ｂに押し当てられ、これらが圧接される。その結果、ＬＧＡソケット４の信号用コンタクトピン４１ｃを介して、ケーブルコネクタ７０Ｂの信号用ランド７３をパッケージ側信号用ランド２５ｃと電気的に接続することができる。また、ＬＧＡソケット４のＧＮＤ用コンタクトピン４１ｂを介して、ケーブルコネクタ７０ＢのＧＮＤ用ランド７４をパッケージ側ＧＮＤ用ランド２５ｂと電気的に接続することができる。

ここで、ケーブルコネクタ７０Ｂにおける後端側の横断面はＬＧＡソケット４の凹部４５よりも若干大きい。そのため、ケーブルコネクタ７０Ｂが規定位置まで挿入された状態では、ＬＧＡソケット４における凹部４５の内壁面に対してガイド壁７１ｄが係合されている。これにより、コネクタ付きケーブル５０の重量に抗して、ケーブルコネクタ７０ＢをＬＧＡソケット４の凹部４５に嵌合させることができ、以ってコネクタ側コンタクト７２とＬＧＡソケット４のコンタクトピン４１との接触状態を維持することができる。一方、配線基板１の貫通孔１１は、ケーブルコネクタ７０Ｂの横断面に比べて大きな寸法として形成することができるため、配線基板１に貫通孔１１を穿設する際に高い加工精度が要求されないという利点がある。

以上、実施形態に係るケーブルコネクタ及びそれを備えた配線基板について説明したが、実施形態には種々の変更、改良、組み合わせ等が可能である。例えば、上述までの実施形態では、ケーブルコネクタ７０を差動伝送ケーブルに取り付ける場合を例に説明したが、その他の電気ケーブルに適用してもよい。また、本実施形態においては、ＬＧＡソケット４を介して、ケーブルコネクタ７０の信号用ランド７３を半導体パッケージ２のパッケージ側信号用ランド２５ｃと電気的に接続しているが、これには限られない。

１・・・配線基板
１ａ・・・実装面
１ｂ・・・非実装面
２・・・半導体パッケージ
３・・・メモリ
４・・・ＬＧＡソケット
５・・・冷却ユニット
１０・・・配線パターン
１１・・・貫通孔
２１・・・パッケージ基板
２２・・・半導体チップ
２５・・・パッケージ側ランド
２５ａ・・・パッケージ側電源用ランド
２５ｂ・・・パッケージ側ＧＮＤ用ランド
２５ｃ・・・パッケージ側信号用ランド
４１・・・コネクタ付きケーブル
４１ａ・・・電源用コンタクトピン
４１ｂ・・・ＧＮＤ用コンタクトピン
４１ｃ・・・信号用コンタクトピン
４２・・・支持基材
４３・・・区画壁
５０・・・コネクタ付きケーブル
６０・・・ケーブル部
６１・・・差動信号用芯線
６２・・・絶縁体
６３・・・導電性シールド層
６４・・・シース
７０・・・ケーブルコネクタ
７０ａ・・・先端面
７１・・・コネクタハウジング
７１ｄ・・・ガイド壁
７２・・・コネクタ側コンタクト
７３・・・信号用ランド
７４・・・ＧＮＤ用ランド
１００・・・基板ユニット

Claims

配線基板の実装面に実装される半導体パッケージの電極にケーブルの芯線を電気的に接続するケーブルコネクタであって、
前記ケーブルの先端側に取り付けられ、且つ、前記配線基板を厚さ方向に貫通する貫通孔に挿入可能なコネクタハウジングと、
前記ケーブルコネクタの先端面に形成され、前記芯線と電気的に接続される信号用ランドを含むコネクタ側コンタクトと、
を備え、
前記コネクタ側コンタクトにおける前記信号用ランドは、前記実装面と前記半導体パッケージとの間に配設されたＬＧＡソケットの信号用コンタクトを介して、前記半導体パッケージに形成されたパッケージ側信号用ランドと電気的に接続され、
前記コネクタハウジングは、前記ＬＧＡソケットに形成された凹部に挿入可能であり、且つ、前記凹部の内壁面と摺接することで前記コネクタ側コンタクトにおける前記信号用ランドを前記信号用コンタクトに案内するガイド壁を有する、
ケーブルコネクタ。
前記コネクタハウジングは、前記貫通孔の内壁面と摺接することで前記コネクタ側コンタクトにおける前記信号用ランドを前記信号用コンタクトに案内するガイド壁を有する、
請求項１に記載のケーブルコネクタ。
前記ケーブルにおける前記芯線は、絶縁体に覆われる２本の差動信号用芯線を含み、
前記ケーブルコネクタの前記先端面において、前記差動信号用芯線の各々と電気的に接続される前記信号用ランドが互いに独立して形成されている、
請求項１又は２に記載のケーブルコネクタ。
前記ケーブルは、
前記芯線の外周を覆う絶縁体と、
前記絶縁体の周囲を覆う導電性シールド層と、
を含み、
前記ケーブルコネクタの前記先端面において、前記導電性シールド層と電気的に接続さ
れるＧＮＤ用ランドが前記信号用ランドと独立して形成されており、当該ＧＮＤ用ランドは、前記ＬＧＡソケットに設けられたＧＮＤ用コンタクトを介して前記半導体パッケージに形成されたパッケージ側ＧＮＤ用ランドと電気的に接続される、
請求項１から３の何れか一項に記載のケーブルコネクタ。
前記ケーブルコネクタは、前記コネクタハウジング内に格納されたコネクタ部であって、前記ケーブルにおける前記芯線の先端に接続されると共に前記先端面まで延在する延長用芯線を有するコネクタ部を有し、
前記先端面において、前記延長用芯線の先端に前記信号用ランドが形成されている、
請求項１から４の何れか一項に記載のケーブルコネクタ。
実装面に実装された半導体パッケージと、当該半導体パッケージの電極にケーブルの芯線を電気的に接続するケーブルコネクタと、を備える配線基板であって、
前記ケーブルコネクタは、
前記ケーブルの先端側に取り付けられ、且つ、前記配線基板を厚さ方向に貫通する貫通孔に挿入可能なコネクタハウジングと、
前記ケーブルコネクタの先端面に形成され、前記芯線と電気的に接続される信号用ランドを含むコネクタ側コンタクトと、を有し、
前記コネクタ側コンタクトにおける前記信号用ランドは、前記実装面と前記半導体パッケージとの間に配設されたＬＧＡソケットの信号用コンタクトを介して、前記半導体パッケージに形成されたパッケージ側信号用ランドと電気的に接続され、
前記コネクタハウジングは、前記ＬＧＡソケットに形成された凹部に挿入可能であり、且つ、前記凹部の内壁面と摺接することで前記コネクタ側コンタクトにおける前記信号用ランドを前記信号用コンタクトに案内するガイド壁を有する、
配線基板。