JPH03171573A - プリント回路基板とプリント回路基板上の電子システムの機器構成方法とプログラマブル連結チップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ 〈産業上の利用分野〉 本発明はプリント回路基板に関し、特に所望の機能が得
られるように電子システムの設計者によって当該分里Ｆ
に於でプログラム可能なプリント回路基板及び本発明の
プログラマブルプリント回路基板をプログラムする方法
に関する。

〈従来の技術〉 プリント回路基板は、一般に各秤機械、コンピュータ、
テレコミュニケーション設備及び一般需要者用電子製品
等の電子装置に使用されている。

一般に、プリント回路基板は、所望の電子機能を実行し
、かつ基板の使用可能な空間に嵌め込むのに必要な型式
の部品を担持するようにエンジニアによって設計される
。結果的に、各プリント回路基板は通常注文に応じて設
計される。カスタムデザインによるプリント回路基板の
設計は高価であり、時間を要し、かつプロトタイプ即ち
原形モデルのプリント回路基板を製造することが必要で
ある。

〈発明が解決しようとする課題〉 原形モデルにエラーが発見された場合には、プリント回
路基板は再設計しなければならない。このような工程に
よって、計画されていた新製品の導入が遅れる場合が多
い。

［発川の構成］ く課題を解決するための手段及び作用〉本発明によれば
、独特の構成を存するプリント回路基板を１個または２
個以上の特別のプログラマブル集積回路チップ（以下、
「プログラマブル連結チップ」またはｒＰＩｃＪと称す
）と組み合わせることによって、複数の機能の内のいず
れの機能をも得ることができるように使用可能なユーザ
のプログラム可能なプリント回路基板か提供される。

本発明の１実施列では、フィールド●プログラマブル・
プリント回路基板が、 （１）電子部品のリードを受けるための多数の部品接点
と、 （２）プログラマブル連結チップのパッケージ」二のリ
ードを受けるための対応する多数のＰＩＣ接点と、 （３）それぞれに１個の部品接点を１個のＰＩＣ接点に
接続する導電性トレースを有する１９または２つ以上の
層とを備える。

一般に電子部品は、標準の集積回路または個別デバイス
パッケージにそれぞれ含まれる集積回路及び／または個
別デバイスと、更に例えば抵抗、コンデンサ及びインダ
クタを含む個別素子とからなる。

一般に部品接点及びＰＩＣ接点はプリント回路基板内の
孔からなり、その内面には銅のような導電性材料が所望
の厚さでメッキされている。或いは、これらの接点はパ
ッドまたは電子部品及び集積回路をプリント回路基板に
電気的及び物理的に結合させるための他の様々な構造で
ある。前記ＰＩＣ接点が通常（必然的ではないが）部品
接点より小さく、それによってプログラマブル連結チッ
プが占めるプログラマブルプリント回路基板の而積が電
子部晶によって占められるプリント回路基板の面積より
大幅に小さいと有利である。

各ＰＩＣ接点が対応するトレースを、前記トレースはプ
ログラマブル連結チップ」二のピンまたは電気的接点に
接続可能であるように、プリント回路基板上の選択され
たレベルから該基板の表面まで持ってくる。その機能が
電子部品のピンまたは電気的接点を受けることである全
ての部品接点について、該部品接点をプリン）・回路基
板上の対応するＰＩＣ接点（プログラマブル連結チップ
のピンまたは電気的接点を受ける機能を有する）に連結
するように対応する導電性ｌ・レースが存在する。

従って、各部品接点は、本発川のプログラマブル連結チ
ップに電気的に接触させるために対応ＰＩＣ接点に電気
的にかつ独特に接続される。

本発明によれば、２個以上のプログラマブル連結チップ
が、必要に応じて、プリント回路基板上の電子部品に関
して連結の柔軟性及びコス１・の最適化を向上させるた
めにプリント回路基板上に配置される。この場合に、こ
のようなプリント回路基板は、別のプログラマブル連結
チップを有する別のパッケージ」―の外部ピンまたは電
気的接点に対応しかつそれに接続するための別のＰＩＣ
接点を有する。

本発明の方法によれば、本発明のプログラマブルプリン
ト回路基板を用いて電子システムを設計するユーザは、
先ずプログラム可能プリント回路基板のモデルをコンピ
ュータ援助設計システムの中に置くことになる。次に、
ユーザは、個別素子、メモリ、論理ゲートまたはマイク
ロプロセッサ等も含めて所望の電子部品モデルのプログ
ラマブルプリント配線基板上の選択された部品接点への
配置をシミュレートし、かつ本発明のプログラマブル連
結チップと共に本発明の標準プリント回路基板を用いて
上述した電子部品の連結をシミュレー１・する。

この場合に、コンピュータが、このように配置されかつ
連結された電子部品を有するシステムの電気的性能をシ
ミュレートし、かつ設計者によって選択された機器構成
が所望の電子的機能を発揮するかどうかを指示する。設
計者は、プログラマブルプリント回路基板に於ける電子
部品の配置及びそれらの連結について選択できるが、こ
の配置に関してはコンピュータ援助設計プログラムに含
まれる特定の論理的規則が補助する。本発明のプログラ
ム可能プリント回路基板及びプログラマブル連結チップ
を用いて電子システムの設計を実行するために必要な型
式のコンピュータ援助設計システムに使用するためのア
ルゴリズムは、電子的設計の分野で現在使用されている
型式のものである。

本発明のプログラマブルプリント回路基板は、電子シス
テムの設計者が本発明のプログラマブル連結チップを使
用しかつ機器構戊することによって、本発明の独特なプ
リント回路基板上に電子部品の配置をプログラムするこ
とができるので、「フィールド・プロクラマブル」すな
わち現場でプログラム可能であると考えられる。，本発
明のプリント回路基板は、実行しようとする電子的機能
と無関係に標準的な機器構成を有するという点に於で独
特であり、かつ従って比較的廉価で容易に製造すること
ができる。同時に、本発明のフィールドプログラマブル
プリ・ント回路基板は、１個または２個以上のプログラ
マブル連結チップを用いることによってプログラム可能
である。

本発明の別の実施例では、本発明のプログラマブルプリ
ント回路基板が、特定の回路機能を形成するようにカス
タムデザインの配線を用いて連結された電子部品を該基
板の表面の部分上に有する。

このプリント回路基板のカスタムデザイン部分から導電
性トレースが信号を前記プリント回路基板の残余部分」
二の１個または２個以上のプログラマブル連結チップに
伝送する。このプログラマブル連結チップは、プリント
回路基板のカスタムデザイン部分及び該プリント回路基
板のプログラマブル部分の双方を用いて必要な所望の機
能を達成するようにユーザによって構成される。

本川細書に於では、本発明のフィールド・プログラマブ
ル・プリント回路基板が、一般に電子部品及ひプログラ
マブル連結チップの電気的リードをそれぞれ受け取るた
めの部品孔とＰＩＣ孔とを有するように記載されている
。ここで言う「部品孔ｊ及びｒＰ　Ｉ　Ｃ孔」の語は、
従来技術に於で導電性リード線を受け入れる場合と同様
に、プリント回路基板に形威されかつ導電材料でメッキ
された標準的な孔を表わすものとして使用される。しか
しながら、電子部品のパッケージを電気的に接触させか
つ物理的に保持するために使用可能なあらゆる導電構造
を部品孔またはＰＩＣ孔の代わりに使用することができ
る。このような構造には、はんだパッド及び電子部品パ
ッケージのピンを滑動自在に受け入れかつ解除するべく
開くソケット式のプリント回路基板が含まれる。

ここで使用するＰＩＣ孔の語は、本発明のプログラマブ
ルプリント回路基板に於ける特定の孔の機能を部品孔か
ら区別するために使用されるという点に注意すべきてあ
る。しかしながら、両方の型式の孔には導電性祠料がメ
ッキされ、かつ同様の目的、即ち或る電子部品のパッケ
ージのピンから導電性トレースへ、または導電性トレー
スから電子部品のピンへ、若しくはプログラマブル連結
チップを介して別のトレースへ、若しくは或る導電性ト
レースから別の導電性トレースへ信号を電気的に伝送す
るという目的を有する。

或る環境下では、２個のトレースを直接に連結するため
にＰＩＣ孔または部品孔を使用することができる。この
ような構成は、カスタムデザインのプリント回路基板に
於で行なわれる。

以下に本発明をより良く理解するために添付図面を参照
しつつ実施例を用いて詳細に説明する。

〈実施例〉 以下に記載する実施例は本発門を説明するためにのみ使
用されるものであり、その技術的範囲を限定するもので
はない。また、当業者にとって明らかなように、本発叩
は以下の実施例と異なる様々な変形・変更を加えた態様
で実施することができる。

第１図は、本発門のプログラマブルプリント回路基板の
部分断面斜視図である。第１図に示されるように、プロ
グラマブルプリント回路基板１００は、絶縁材料からな
る複数の層１０１−１〜１０１−４を有する。各層１０
１−ｉ（１≦ｉ≦４）には、複数の電気的トレース１０
３が形成されている。プリント回路基板１００には、多
数の部品孔１０２−’１．１　〜１０２−Ｒ，Ｃが形成
さレテいる。ここで、Ｒはプログラマブルプリント配線
基板１００上に形成された部品孔の列の番号を表わし、
かっＣは前記プリント回路基板上に形成された部品孔の
行の番号を表わす。このように、第ＩＡ図に記載された
プログラマブルプリント回路基板１００は、部品孔１０
２−１，Ｘ　〜１０２Ｒ，Ｘ　（Ｘは１からＣまで変化
する整数である）の列と、部品孔１０２−Ｙ，１　〜１
０２−Ｙ，Ｃ（Ｙは１からＲまで変化する整数である）
の行とを有する。

第１Ａ図に示されるように、トレース１０３−１．１〜
１０Ｂ−１，Ｃ、１０Ｂ−２．１〜１０３−２，Ｃ，１
０Ｂ−３．１〜１０３−３，Ｃが絶縁層１０１−１の上
面に形成されている。トレース１０３−４．１　〜１０
３−６．Ｃ　（図示せず）が絶縁層１０１−２の上面に
形成されている。トレース１０３−７．１〜１０３−９
，Ｃ　（図示せず）が絶縁層１０１−３の上面に形成さ
れ、かつトレース１０Ｂ−１０．１〜１０３−１２．Ｃ
が絶縁層１０１−４の上面に形成されている。各トレー
ス１０３−ｒ，ｃ（ここでｒは列を表わし、かつ１≦ｒ
≦Ｒであり、Ｃは行を表わし、かっ１≦Ｃ≦Ｃである）
によって、対応する部品孔１０２−ｒ，ｃが、第ＩＡ図
に図示されるプログラマフル連結チップ１０５上の選択
されたビンに接続可能な第ＩＢ図に示される対応するＰ
ＩＣ孔１０４−ｒ，ｃに連結されている。

第ＩＡ図に於では、図面を簡単にするために全テ４７）
　部晶孔１０２−ｒ，ｃまたは全てのトレース１０３−
ｒ，ｃに番号が付されているわけではない。しかしなか
ら、部品孔１０２−ｒ，ｃ、トレース１０３−ｒ，ｃ，
及びＰＩＣ孔１０４−ｒ，Ｃへの番号付けが、それそれ
電気的に接続される同じ符号ｒ，　　ｃを有する部品孔
１０２−ｒ，ｃ、トレース１０３−ｒ，ｃ及びＰＩＣ孔
１０４−ｒ，Ｃと一致している。

第ＩＢ図は、本発明のプログラマブル連結チップ（第Ｉ
Ａ図に示されているが第ＩＢ図には示されていない）と
電気的に接触させるためにトレース１０３−ｒ，ｃの電
気的信号をプリント回路基板１００の絶縁層１０１−４
の上面に持ってくるためにトレース１０３−ｒ，ｃに接
続されたＰＩＣ孔１０４−ｒ，ｃを示している。第ＩＢ
図は、本発明のプログラマブルプリント回路基板１００
の一部分を示す破砕斜視図であり、ＰＩｃ孔１ｏ４−１
．　　１〜１０４−Ｒ，　Ｃ　（図示ｅｆ）　ｈ＜ｆ＋
）ント回路基板１００上の選択された位置に配列されて
、該プリント基板１００の絶縁層１０１−４の上面の部
分にトレース１０３−１．１〜１０３−Ｒ，Ｃによって
運ばれる電気信号を持ってくるようになっている。

それぞれに内面が導電性材料でメッキされたＰＩＣ孔１
０４−１．１　〜１０４−Ｒ，Ｃが、フログラマブル連
結チップを有するパッケージ上のピンまたは他の電気的
連結部と適合するようにプリント回路基板１００上に所
定のパターンで配列されている。従って、ＰＩＣ１０４
−１．１〜１０４−Ｒ，Ｃによって占有されるプログラ
マブルプリント回路基板１００の面積は、必然的ではな
いが、部品孔１０２−１．１〜１０２−Ｒ，Ｃが占行す
るプリント回路基板１００の面積よりも大幅に小さいこ
とが望ましい。ＰＩＣ孔１０１−１．１〜１０４−Ｒ，
Ｃの内径は、部品孔１０２−１．１〜１０２−Ｒ，Ｃの
内径より大幅に小さく、かつ前記プログラマブル連結チ
ップのパッケージ上のピンまたは他の電気的結合部がト
レース１０３１，１〜１０３−Ｒ，Ｃと適当に電気的に
接触し得る程度の大きさを有するにすぎない。

第２Ａ図は、本発明のプログラマブルプリント回路基板
１００に装着されたプログラマブル連結チップ１０５の
局所的連結アーキテクチュアの上面を示しており、部品
孔１０２をＰＩＣ孔１０４に連絡するトレース１０３が
追跡する導電路を示している。第２Ａ図は、プリント回
路基板１００の１９の層１０１−１上の導電性トレース
を示しているにすぎない。プリント回路基板１００の各
層が同様のパターンのトレースを有する。前記トレース
が向かう方向のプログラマブル連結チップ１０５の下側
の領域は、各トレース１０３−ｒ，Ｃが１個の部品孔１
０２−ｒ，ｃを対応するＰＩＣ孔１０４−ｒ，ｃに独特
に連結しているので、レベル毎に異なる。

第２Ｂ図は第２Ａ図と類似しているが、プリント回路基
板の絶縁層１０１−２上のトレース１ｏ３−ｒ，ｃを用
いて部品孔１０２−ｒ，ｃをＰＩＣ孔１０４−ｒ，ｃに
連結するトレース連結構造を概略的に示している点に於
で異なる。絶縁層１０１−２上のトレース１０３が、第
２Ａ図に於で示されるトレースと異なる部品孔１０２を
連拮している点に注意すべきである。絶縁層１０１−３
，１　０　１−４に形成された連結トレースに関する同
様の構戊が第２Ｃ図及び第２Ｄ図にそれぞれ示されてお
り、異なる部品孔１０２−ｒ，ｃが絶縁層１０１−３、
１０１−４上のトレース１０Ｂ−ｒ，ＣによってＰＩＣ
孔１０４−ｒ，ｃに接続されている。

第２Ａ図乃至第２Ｄ図が本発叩の１個のプログラマブル
連結チップ１０５を使用するプログラマブルプリント回
路基板１００を示しているのに対して、必要に応じて２
個以上のプログラマブル連結チップ１０５をプリント回
路基板１００に使用することができる。プリント回路基
板１００は、該プリント回路基板上に使用されている各
プログラマブル連結チップ１０５の下側に複数のＰＩＣ
孔１０４が設けられるように機器構成をしなけれはなら
ない。しかし、この変化によって、本発明の構造は、唯
１個のプログラマブル連結チップ１０５を有する場合よ
りも柔軟でかつ応用自在にすることができる。

第３Ａ図に示されるように、複数のプログラマブル連結
チップ３０１−１〜３０１−７がｐｐｃＢ３００上に使
用されている。プログラマブルプノント回路基板３００
は、特定の簡単な機器構成では単層のプログラマブルプ
リント回路基板が使用し得るにも拘らず、一般に多層プ
リント回路基板である。各チップ３０１−ｊ（ここでｊ
は１≦ｊ≦Ｊで表わされる整数である）は、局所的プロ
グラマブル連結チップからなる。チップ３０１一ｊ上の
選択された数のピンが、プログラマブルプリント回路基
板３００上に形成されたバス内の前記導電性トレースに
電気的に接続するように示され、該プログラマブル連結
チップ３０１−ｊをチップ３０１−　（ｊ＋１）のよう
な隣接するプログラマブル連結チップ３０１に連結して
いる。

このように第３Ａ図では、プログラマブル連結チップ３
０１−１がＰＩＣ３００−１に隣接するプリント回路基
板３００に装着された図示されない複数の電子部品のい
ずれか１９を別の電子部品に連結することができる。さ
らに、プログラマブル連結チップ３０１−１は、これら
の電子部品をバス３０３−１及び／または３０３−５に
よって隣接するプログラマブル連結チップ３０１−２及
び３０１−５にそれぞれ接続されている前記電子部品に
接続することができる。

一般に、バス３０３−１、３０Ｂ−５は８個の通信チャ
ネル（即ち８個のトレース）または１６個の通信チャネ
ル即ちデータ通路（即ち、１６個のトレース）を有する
。当然ながらこれらのデータパスは、回路の条件に応じ
て所望の様々な数の伝送チャネルを有することができる
。特定のデータパス３０３−１及び３０３−５は、プリ
ント回路基板３００の選択された表面上に形成された導
電性トレースによって形成される。同様に、プログラマ
ブル連結チップ３０１−２が導電性バス３０３−２、３
０３−４によってそれぞれプログラマブル連結チップ３
０１−３及び３０３−４に接続可能である。導電性バス
３０３−２及び３０３−４は上述した導電性バス３０３
−１及び３０３−５と同様の特性を有するので、詳細な
説明は省略する。

同様に、導電性バス３０３−３、３０Ｂ−６、３０３−
７、３０Ｂ−８が選択的にプログラマブル連結チップを
連結する。即ち、導電性バス３０３−３がプログラマブ
ル連結チップ３０１−３をプログラマブル連結チップ３
０１−７に連結する。

導電性バス３０Ｂ−７がプログラマブル連結チップ３０
１−４をプログラマブル連結チップ３０１６に連結して
いる。導電性バス３０３−６がプログラマブル連結チッ
プ３０１−５をプログラマブル連結チップ３０１−６に
連結し、かつ導電性バス３０３−６がプログラマブル連
結チップ３０１−６をプログラマブル連結チップ３０１
−７に連結している。導電性バス３０３−３及び３０３
一６〜３０３−８は、それぞれ導電性バス３０３−１、
３０３−５に関して上述した特性と同じ特性を有するの
で、詳細な説明は省略する。第３Ａ図の構造によって、
ＰＰＣＢ上の全ての電子部品を１個または２個以上のＰ
ＩＣを介してＰＰＣＢ」二の別のあらゆる電子部品に連
結することができる。

第３Ｂ図は、プログラマブル連結チップ３１１−１〜３
１１−４が導電性バス３１３−１〜３１３−６を介して
連結されている第３の型式の連結システムを示している
。即ち、第３Ｂ図に示される各プログラマブル連結チッ
プ３１１−１〜３１１−４は、導電性バス３１３によっ
て隣接するプロク゛ラマブル連結チップ３１１に直接接
続されている。例えば、プログラマブル連結チップ３１
１−１は、導電性バス３１３−１、３１３−５または３
　１　３−４によってそれぞれプログラマブル連結チッ
プ３１１−２、３１１−３または３１１−４と直接接続
することができる。これらの各導電性バスはプログラマ
ブル連結チップ３００の特定の表面上に形成された８個
または１６個のトレースによって実行される選択した数
の導電線（例えば８個または１６個の導電線）を有する
。同様に、導電性バス３１３−６、３１３−２及び３１
３−３は、プリント回路基板３００上に形成されたトレ
ース及び第３Ｂ図に示されるように前記プログラマブル
連結チップの連結対によって表わされる８個または１６
個の導電路を有する。

第３Ｂ図に示される構造は、第３Ａ図に示される構造に
対して、各プログラマブル連結チップ３１１がプリント
回路基板３００上の他のプログラマブル連粘チソプ３１
１とそれぞれ直接に通信することかできるという点に於
で有利である。当然ながら、各プログラマブル連結チッ
プ３１１は、プログラマブル連結チップ３１１に近接す
る領域内のプログラマブルプリント回路基板に挿入され
る集積回路または個別デバイスのような複数の電気部品
と連結される。

即ち、プログラマブル連結チップ３１１−１はプログラ
マブルプリント回路基板３００の左上四半分３００−１
内に形成された電子部品（図示せず）と連結する。プロ
グラマブル連結チップ３１１−２は、プログリマブルプ
リント回路基板３ｏＯの右上四半分３００−２内に挿入
される電子部品（図示せず）と連結する。プログラマブ
ル連結チップ３１１−３は、プログラマブルプリント回
路基板３００の右下四半分３００−３内に挿入される電
子部品（図示せず）と連結し、かつプログラマブル連結
チップ３１１−４はプログラマブルプリント回路基板３
００の左下四半分３００−４内に挿入される電子部品（
図示せず）と連結する。

このように、第３Ｂ図の構造は、各四半分内の電子部品
を相互間で電気的に連結するだけでなく、プログラマブ
ルプリント回路基板３００の他の四半分の領域内にある
前記電子部品に対して電気的に連結することができる。

このように、第３Ｂ図の構造によって、所望のシステム
の機能を達成するべく電気部品を配置する際に回路設計
者は大きな柔軟性を得られる。

第３Ｃ図は、中央バス３２３−９がプリント回路基板３
００上に形成され、かつプログラマブル連結チップ３２
１−１〜３２１−６が導電性バス３２３−１〜３２３−
６によってそれぞれ中央導電性バス３２３−１０に接続
されているようなバス構成を示している。中央バス３２
３−１０は、プリント回路基板３００上に導電性トレー
スを配置することによって形成される。導電性バス３２
３−１〜３２３−６は、同様にプリント回路基板３００
−ヒに導電性トレースを配置することによって形成され
る。一般にプリント回路基板３００は、２つまたはそれ
以上の導電牲トレース層を有する多層プリント回路基板
である。

第３Ｃ図に示される構造は、プリント回路基板３００の
１９の層上に形成されるべきバス３２３１０を構成する
トレースと、第２層上に形成されるべき導電性バス３２
３−１〜３２３−６からなるトレースとが必要である。

この場合に、バス３２３−１〜３２３−６からなるトレ
ースの選択されたトレースと３２３−１０からなるトレ
ースとの間に、連結されるべき２個またはそれ以上のト
レースに電気的に接触する孔によって電気的接点が設け
られている。

第３Ｃ図の構造では、プログラマブル連結チップ３２３
−１〜３２３−６の連結が簡単化され、かつ共通の全体
的信号の連結速度が改善されるが、バス３２３−１０を
使用するためのプロトコルを確立することが必要てある
。バスプロトコルは、プログラマブル連結チップ３２１
−１〜３２１−６によって当該分野に於で周知の方法で
取り扱われる。

別の連結構造が第３Ｄ図に示されている。ここでは、プ
ログラマブル連結チップ３３１−１〜３３１−７が、そ
れぞれ中央プログラマブル連結チップ３３１−４から延
出しまたはそれに向かうバス３３３−１〜３３Ｂ−７に
よって連結されている。チップ３３１−４は、プログラ
マブル連結チップ３３１−１〜３３１−３、３３１−５
〜３３１−７を主としてまた独占的に連結するように構
戊されている。必要に応じて、かつピンがプログラマブ
ル連結チップ３３１−４に於で使用可能な場合には、同
様にプログラマブル連結チツプ３３１−４がプログラマ
ブルプリント回路基板３００上の特にプログラマブル連
結チップ３３１−４に電気的に近接する領域内に装着さ
れた電子部品を連結する。

各プログラマブル連結チップ３３１−１〜３３１−３、
３３１−５〜３３１−７は、前記プログラマブル連結チ
ップに近接する領域内のプログラマブル回路基板３００
上に装着された電子部品を連結し、かつ専らそれ自体を
ＰＩＣ３３１−４を介して他のプログラマブル連結チツ
プ３３１に接続するための所定の数のピン（各バス３３
１−１〜３３３−３、３３Ｂ−５〜３３３−７に於ける
導電路の数に依存）を有する。第３Ｄ図に示される構造
の利点は、プログラマブル連結チップ３３１−４が他の
プログラマブル連結チップ３３１−１〜３３１−３、３
３１−５〜３３１−７の相互間に於ける通信のためのプ
ロトコルを制御し、かつ近接していないプログラマブル
連結チップ間のランダムな相対的連結速度を改善するよ
うに機器構成し得ることである。

第４Ａ図は、前記電子部品をプログラマブルプリント回
路基板４００に物理的かつ電気的に接続するための多数
の異なる構造を有する本発明のプログラマブルプリント
回路基板４００を示している。第４Ａ図の左上側隅部に
於で、前記部品のパッケージ上のリードを前記プリント
回路基板の導電性部品孔（例えば図面に於ける部品孔４
０２−１，１）に電気的に接続され、かつ物理的に保持
されるようにプリント回路基板のソケット内に電子部品
が挿入され得るようになっている。前記部品孔は、図示
されるように実行されるべき回路機能と無関係に或る形
式のプログラマブルプリント回路基板を使用し得るよう
に、標準的なグリッドのパターンに形成されている。

この型式の部品孔はソケッ１・式プリント回路基板機器
構成と称され、電子部品パッケージ上の導電性ピンをプ
リント回路基板４００の部品孔４０２内に挿入し得るよ
うにし、かつ前記パッケージのピンを破損することなく
これらの部品孔４０２（例えば孔４０２−１．１）から
取り外すことができるようになっている。

プリント回路基板４００の左下部分は、プログラマブル
プリント回路基板４００にはんだ付けされる電子部品パ
ッケージを含むように構成されている。一般に、このよ
うな構成に於ても孔４０２−Ｒ，１のような部品孔が使
用され、かつ前記孔は前記基板に装着されるべき電子部
品パッケージのピン構戊に従って該基板に配置すること
ができる。従って、ｌ列分の孔（列Ｒ−１）が図面の左
下隅部に示されるようにプリント回路基板４００から削
除されている。電子部品をプリント回路基板にはんだ付
けすることの欠点は、電子部品が容易に取り外せないこ
とである。当然ながら、利点は構造的な一体性が高まり
、コストを低下させかつ信頼性が高くなることである。

はんだ付けしたプリント回路基板は、結果物である製品
の高い信頼性及び品質、並びに低コストを確保するため
に生産に一般に使用されている。

第４Ａ図に於けるプリント回路基板４００の右下隅部は
、前記プログラマブルプリント回路基板上に電子部品を
装着するためのはんだパッド構成からなる。第４Ｃ図に
示されるように、パッド４０２Ｐ−Ｒ，Ｃのような各パ
ッドは、第４Ｃ図に於けるリード４０７−Ｒ，Ｃのよう
な導電性リードによって、前記プログラマブルプリント
回路基板上のプログラマブル連結チップ４０５に接続さ
れた対応ＰＩＣ孔（例えば第ＩＢ図の孔１０４Ｒ，　Ｃ
）に接続するためにトレース（第４Ａ図及び第４Ｃ図に
は図示されていないが、第ＩＡ図に示されるトレース１
０Ｂ−Ｒ，Ｃと同様のもの）が電気的に取り付けられる
前記プリント回路基板の部品孔（例えは第４Ｃ図に於け
る孔４０２−Ｒ，Ｃ）に接続される。前記はんだパッド
は、表面装着型素子のようなプログラマブルプリント回
路基板４００に取り付けられるべき電子部品の接続構成
に従って該基板上に形成することができる。

第４Ｂ図は、第４Ａ図の上面図に示される構造の端面図
である。重要なことは、前記ソケット式プリント回路基
板が当該分野で周知の型式の適応型ソケット４０７を使
用し得ることである。例えば、適当なソケットが米国マ
サシューセッツ州０２７０３・アトルボロ・ペリーアベ
ニュー４０に所在するオーガット・インクコネクション
・システムズ（Ａｕｇａｔ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ
ｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　）によって製造されており、
同社の１９８７年７月発行のエンジニアリング・デザイ
ン・ガイド（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｄｅｓｉｇｎ　
Ｇｕ１ｄｅ）の改訂版５．０の第７章に開示されている
。

第５図は、プログラマブルプリント回路基板５００の中
央に配置された単一プログラマブル連結チップ５０５を
示している。電子部品５０６−１〜５０６−４がプログ
ラマブルプリント回路基板５００上の様々な位置に取り
付けられ、かつ概略的に図示される導電性トレース５０
３−１〜５０３−４によってプログラマブル連結チップ
５０５に連結されている。しかしながら、プログラマブ
ル連結チップ５０５は該チップからプリント回路基板５
００の縁部のポートまで延長する２個のバスを有する。

これらのポートは、プログラマブル連結チップ５０５に
通じる各導電性トレース５０３の状態を試験するために
コンピュータのような外部供給源から試験信号をプログ
ラマブル連結チップ５０５の伝送するための試験ポート
５０８と、プログラマブル連結チップ５０５の構戊を制
御するためにコンピュータのような外部供給源から制御
信号がプログラマブル連結チップ５０５に伝送されるよ
うにするための制御ポート５０９とからなる。これら２
個のポート５０８，５０９は、ＰＩＣ５０５を機器構成
する際、及びＰＰＰＣＢ５００と取り付けられた電子部
品５０６−１〜５０６−４とＰ　Ｉ　Ｃ５０５とによっ
て表されるシステムの動作の際に、ＰＩＣ５０５に接続
されている選択されたトレース上に適当な信号が存在す
ることを前記コンピュータが決定し得るように、同時に
動作させることができる。

一般に、プログラマブルプリント回路基板−１二の或る
トレースから別のトレースへの連結は、多数の異なるア
ーキテクチュアのいずれかに従って実行することができ
る。第６Ａ図及び第６Ｂ図は、上述した工程に於いてプ
ログラマブル連結機能を実行するのに適した本発明によ
るプログラマブル連結チップ６０５を示している。

第６Ａ図に於で、プログラマブル連結チツプ６０５は複
数のセル６０６−１．１〜６０６−Ｓ，Ｔを有する。こ
こで、Ｓはプログラマブル連結チップ６０５に於けるセ
ルの列の番号を表し、かつＴは該チップ６０５に於ける
セルの行の番号を表す。各セルは導電性パツド６０７−
１．１〜６０７−Ｍ，Ｎのある位置すなわち配列を有す
る。ここで、Ｍは前記セルに於けるパ・ソドの列の番号
を表し、Ｎは該セルに於けるパッドの行の番号を表す。

各セルの構戒が同一であるので、セル６０６１．１に関
連する導電性パッド６０７についてのみ詳細に記載し、
チップ６０５に於ける他の各セル６０６−ｓ，ｐ（ここ
で、Ｓは１≦Ｓ≦Ｓによって与えられる整数であり、か
つｐは１≦ｐ≦Ｐによって与えられる整数である）に関
連する導電性パッドが同一機能を有すると考える。

第６Ｂ図は、セル６０６−１．１の構成及び他の各セル
６０６−ｓ，ｔの構成を示している。体６Ｂ図に於で、
横方向の導電性トラック６０８１〜６０８−Ｊ　　（こ
こで、Ｊは、プログラマブル連結チップ６０５上に形成
される横導電性トラ・ノクの最大数を表す整数である）
が示されている。更に、縦方向の導電性ｌ・ラック６０
９−１〜６０９一Ｋが示されている。ここでＫは、プロ
グラマブル連粘チップ６０５上に形成される導電性トラ
・ンクの行の最大数を表す整数である。横導電性トラッ
ク６０８−１〜６０８−Ｊがプログラマブル連結チップ
６０５上の或るレベルの連結部に形成されているのに対
して、縦導電性トラック６０９１〜６０９−Ｋは前記チ
ップ６０５の第２レベルの連結部上に形成されている。

一般に、これらの連結部は半導体処理技術に於て周知の
方法で形成されるので、これら連結部の形成方法につい
ては詳細な説門を省略する。

横導電性リード６０８−１〜６０８−Ｊはプログラマブ
ル連結チップ６０５を横切る向きに異なる長さを有する
。第６Ａ図及び第６Ｂ図の双方の左上隅部に示されるセ
ル６０６−１．１は、該セル６０６−１．１を基点とし
てそこから同じ列の他のセル６０６−１．２〜６０６−
１，Ｔのそれぞれに延長する複数の横方向の導電性リー
ド６０８を有する。同様に、セル６０６−１．１が、同
じ縦方向の行の或る他の各セル６０６−２．１〜６０６
−Ｓ，１に延長する複数の縦方向の導電性ノード６０９
を有する。

横方向及び縦方向のトレース６０８，６０９は、それら
の各交差部分に例えはアンチヒューズ（ａｎｔｉｒｕｓ
ｅ）のようなプログラマブル接続構造を有する。一般に
、アンチヒューズは、コンデンサの２個プレート間の導
電路を設けるべく選択電圧を印加することによって破壊
され得る誘電体を有する容量構造からなる。アンチヒュ
ーズは当該分野に於て周知であるので、詳細な説明は省
略する。

設計上の理由から他の種類のプログラマブル素子を使用
することができる。プログラマブル連結チップ６０５の
基板には、設計上の条件に従って選択された交差部分に
於けるアンチヒューズ素子のプログラムを可能にするべ
く選択されたトランジスタが形成されている。

第６Ｂ図に示されるように、縦方向のり一ド６０９−１
〜６０９−Ｋが最低１個のセルを横切りかつ最大すべて
のセルを横切って延長するようにプログラマブル連結チ
ップ６０５上に形成されている。このように、複数の縦
リード６０９が、そのセルのみを横切って延長するよう
な長さから行の全セルを横切って延長するような長さま
で変化する様々な長さで各セルと交差している。

横方向の導電性リード６０８−１〜６０８−Ｊが同様に
プログラマブル連結チップ６０５を横切って延長してい
る。同様に、或るセルを横切って延長する横リード６０
８は、その長さが前記セルのみを横切るような長さから
全セルを横切るような長さまで様々に異なる。第６Ｂ図
には、半導体チップ６０５の説明を容易にするためにそ
の内部を削除して部分的に示すために破断線が含まれて
いる。しかしながら、いくつかの導電性リードは、半導
体材料の省略を示す破断線のためではなく、所定の位置
で導電性リードが停止することを示すために中断してい
る。短線６１８−１〜６１８−３がそれに直交する導電
性リードの末端に表示されて、前記導電性リードがそれ
らの点で終了することを示している。

横導電性リードは、このようにプログラマブル導電チソ
プ６０５全体を横切って延長する１個の導電性セグメン
ト、または前記チップの部分を横切って延長する複数の
導電性セクメントで構戊することができる。同様に、縦
導電性リードは、プログラマブル連結チップ６０５をそ
の縦方向の全長に亘って横切るように延長する１個の導
電性リードから、前記チップの選択された部分を横切る
ようにそれぞれ延長する２個またはそれ以上の導電性セ
グメントまで様々に異なる。

或るセルを横切ってかつ該セルから隣接するセルまで延
長する導電性リードの特定の機器構成は、プログラマブ
ルプリント回路基板によって実行されるべき電気的機能
の分析に依存し、かつプログラマブル連結チップ６０５
に課される最も高い可能性がある型式のシステムの条件
を用いて選択される。この選択は、本発明の前記プログ
ラマブルプリント回路基板によって実行されるべき回路
機能の分析に依存し、従ってプログラマブル連結チップ
の実際の構成は、提案されている前記プログラマブルプ
リント回路基板の用途に照らして決定される。

第６Ｂ図に示される構造を用いて、例えばセル６０６−
１．１内のパッドＡに接続されているリード６０９−１
に対応する所定のリードをセル６０６−１．１または或
る異なるセル内の異なるパッドに対応する所定のリード
に連結するために、適当な縦導体６０つと適当な横導体
６０８との間に連結部が形成される。例えば、共にセル
６０６−１．１内にあるパッドＡをパッドＢに接続する
ために、縦リード６０９−１と横リード６０８−１との
交点を、これら２点間の誘電体を破壊しかつそれらの間
に導電路を形成するように前記回路内のこの交点に高電
圧を印加することによってプログラムする。更に、縦導
体６０９−４と横導体６０８−１との交点に同様に高電
圧を作用させてこれら２個のリード間の絶縁を破壊して
前記２リード間に追加の導電路を形成する。このように
して、パッドＡが導１本６０９−１．６０８−１，６０
９−４によってパッドＢに接続される。パッドＡを他の
いずれかのリードまたはパッドに接続しようとする場合
には、パッドＢがその別のリードまたはパッドに接続さ
れることになる。しかしながら、このような接続がなさ
れるためには、前記回路と互換性を有しなければならな
い。

また、第６Ｂ図は、パソドＡをパッドＢに、パッドＡを
パッドＣに、またはパッドＡをパッドＥに接続するため
に形成しなければならない特定の接続を示している。こ
れらのすべての接続がなされるためには、パッドＢ，Ｄ
，ＣＳＥがパッドＡを介して互いに接続されることにな
る。

第６Ｃ図は、単一クロスポイント・スイッチ・マトリッ
クスアレイを用いたプログラマブル連結チップ６０５を
示している。連結されるべきパッドの数が相当小さい（
例えば、１００乃至３００程度）場合には、第６Ｃ図の
構造が簡単かつ製造容易という利点を有する。第６Ｃ図
に示される構造は、各パッド（例えばパッドＡ）が導電
性トレース（例えば導電性リード６２５−Ａ）によって
永久的に縦導電性リード（例えばリ一ド６２つ−１）に
接続されているとＬＳ−う点に於で、第６Ｂ図に示され
る構造より簡単である。更に、縦導電性リードが黒丸点
によって示される交点６２４−１によって横導電線６２
８〜１に永久的に接続されている。

横リード６２８−１の」二側または下側を通過する縦リ
ード６２９によってアクセス可能な他のいずれかのパッ
ドにパッドＡを接続しようとする場合には、前記回路を
例えばノード６２３−１のような正しいノードに電圧を
印加することによってプログラムして、例えば横リード
６２８−１及び横リード６２９−４のような工夫された
縦リード及び横リードとの間に導電路を形成することに
よってパッドＡをパッドＢに接続する。パッドＢは導電
性トレース６２５−Ｈによって縦リード６２９−４に接
続されている。

各縦リードが交点（例えば交点６２１１）によって１個
の横リード６２８に永久的に接続されている点に注意す
べきである。これによって、１個のパッドを唯１個のプ
ログラム素子によって別のパッドに接続できるので、本
発明のプリント回路基板をプログラムするために必要な
連結が大幅に簡単化される。しかしながら、パッドの数
が多くなるにつれて、この特定の構造は、プログラマブ
ル連結チップ６０５に於けるスペースの利用という点に
於で比較的非効率的になる。必要なプロダラム素子の総
数は、パッドの個数の２乗に等しい。

第６Ｄ図は、第６Ｃ図の構造の変形例を示している。第
６Ｄ図の構造を用いて（第１Ｂ図に示される孔１０４−
１．１のようなＰＩＣ孔に接続する）連結パッドＡを（
同様のＰＩＣ孔１０４に接続する）パッドＤに連結する
場合には、２個のプログラム素子をプログラムしなけれ
ばならない。

すなわち、縦リード６３．９−１と横リード６３８１と
の交点に於ける素子は、縦リード６３９一（Ｋ−１）と
横リード６３８−１との交点に於ける素子の場合と同様
にプログラムしなければならない。しかしながら、第６
Ｄ図の構造に示されるように、パッドＡまたはパッドＤ
のような各導電性パッドが、トレース６３５−Ａのよう
な導電性トレースによって縦リード６３９に接続されて
いる。

本実施例に於て横リードの数が縦リードの数の１／２以
下であるが、これは、各縦リードが直接には１個のパッ
ドにのみ接続されるのに対して、各横リードが２個のパ
ッドに接続されるからである。従って、第６Ｄ図に示さ
れる構造は、接続毎に１個のプログラム素子ではなく２
個のプログラム素子を犠牲にする代わりに第６Ｃ図に示
される構造よりもより大きな柔軟性を有する。プロクラ
ム素子の数はパッドの数の２乗の１／２である。

パッドの数がより大きく　（例えば、２００以上５００
パッドまで）なるにつれて、この構造は、比較的非効率
的になる。

第６Ｅ図は、パッド１．１をパッド４，１に接続するべ
く形成された連結部を有する第６Ｃ図の単一クロスポイ
ント・スイッチ・マトリックスアレイを示している。こ
のようにするためには、横リードＶｌ，ｌと横リードＨ
ｌとの交点を縦リードＶ４．｛と横リードＨｌとの交点
と同様にプログラムする。即ち、２個の素子がパッド１
，１をパッド４，１に接続するようにプログラムされる
。パッド１，２をパッド４．４に接続するために、縦リ
ードＶ１，２と横リードＨ３との交点及び横り一ドＨ３
と縦リードＶ４，４との交点に於けるプログラム素子が
プログラムされる。縦リードと横リードとの交点が黒丸
点によって電気的に接続されているように示されていな
い第６Ｅ図では習慣的に、プログラマブル素子（しばし
ば小円で示される）が、例えそのような交点に小円が示
されていない場合でも存在することになっている。

第７Ａ図は、ブロック図を用いてプログラマブル連結チ
ップ６０５のアーキテクチュアを示している。プログラ
マブル連結チップ６０５の内部６０５ａは、第６Ａ図乃
至第６Ｅ図に関して記載されるようなセル６０６と横ト
ラック６０８及び縦トラック６０９とを有する。内部６
０５Ａを取り巻く環状方形部分を形成する周辺領域６０
５Ｂ内に、プログラムされるべき交点を形成する特定の
横トラック及び縦トラックを選択するためのシフトレジ
スタを有する制御・プログラム回路が配置されている。

更に、このプログラマブル連結チップ６０５の領域内に
は、試験ポートバス及び制御ポートバスのためのバッフ
ァ回路が設けられている。環状領域６０５Ｃが環状領域
６０５Ｂを囲繞し、かつ前記プログラマブル連結チップ
が試験モード、動作モードまたはプログラムモードにあ
るかどうかを決定するモード選択回路のような前記チッ
プの動作に重要な別の回路を有する。また、必要に応じ
て別の特別な回路が周辺領域６０５Ｃ内に配置される。

第７Ｂ図は、プログラム構造、及び特に２個のトランジ
スタのみをプログラム回路の経路に用いてプログラム連
結チップ上の横導電性リードと縦導電性リードとのプロ
グラムするべき交点を選択するためのプログラムトラン
ジスタ及び回路を示している。第７Ｂ図に示される構造
を用いることによって、縦導電性リードと横導電性リー
ドとの間の誘電体を破壊してそれらの間に十分に低い抵
抗を有する連粘部を形成するために必要な数百ミリアン
ペア乃至数アンペアの範囲にプログラム電流を到達させ
ることができる。例えば、縦導電性トラックＶｔと横導
電性トラックＨ１の交点をプログラムするために、トラ
ンジスタＱｉ，Ｑ２が設けられている。トランジスタＱ
ｌは、そのケー１・が電圧供給源ＶＧＰＩに接続され、
かつトランジスタＱ２はそのゲートが電圧供給源ＨＧＰ
Ｉに接続されている。トランジスタＱ｛はそのソースが
縦導電性トラックＶｌに接続されているのに対して、ド
レインが導電性リードＶＤＰＬに接続されている。トラ
ンジスタＱ２はそのソースが横りードＨ｛に接続され、
かつドレインが導電性リードＨＤＰ’ｌに接続されてい
る。

縦リードＶ１と横リードＨＬの交点をプログラムするた
めに、ＶＧＰＩを用いてトランジスタＱ１のゲートを高
電圧ＶＧＩ＋にし、トランジスタＱ３のような他のトラ
ンジスタのゲートを０ボルトに維持し、かつトランジス
タＱｌ上のドレイン電圧ＶＤＰＩをｖＰＰにする。しか
しながら、トランジスタＱ４のゲート電圧は、ＨＧＰＩ
が高電圧となって１・ランジスタＱ２をオン状態にする
ので、高くなる。しかしながら、トランジスタＱ２のド
レインは、ＨＤＰＩを０に駆動することによって０ボル
トになり、かつトランジスタＱ４のドレインに印加され
るＨＤＰ２は０またはＶＰＰ／２（この電圧はＶ２とＨ
２との交点のプログラム素子をプログラムしないように
選択される）になる。

プログラム電圧ｖＰＰは一般に１５乃至５０ボルトであ
る。リードＶＧＰＩに印加される電圧ＶＧＩ＋は、ＶＰ
Ｐよりトランジスタの閾値電圧だけ大きく、約１８乃至
５３ボルトである。各トランジスタＱ１〜Ｑ４が高電圧
下で動作するので、これらのトランジスタの閾値電圧は
約３ボルトにされている。

上述した電圧の結果、導電性リードセグメントＨｔ．ｖ
ｉの交点に於ける前記プログラム素子のみが完全なプロ
グラム電圧ＶＰＰを受けて破壊することになる。

第７Ｃ図は、その内部に含まれる人カバツファ及び出力
バッファに印加される制御信号に従っていずれかの方向
に到来する信号を増幅し得る双方向性増幅回路を示して
いる。即ち、第７Ａ図に示されるように、ＰＩＣ７０５
上の各パッドが第７Ｃ図に示される特別の機能試験線に
接続され、かつ符号Ｅを付した端子に印加される高レベ
ル許可信号と共に萌記出力バツファ上の符号Ｓを付した
リードに印加される高レベル信号を介して前記出カバッ
ファをＯＮ状態にすることによって、前記特別機能試験
線を前記試験ポートに接続することができる。符号Ｓを
付した前記リード上の高レベル信号を前記出力バッファ
に印加すると同時に、低レベル信号が符号Ｓを付した前
記入カバッファｎを前記リードに印加され、それによっ
て該入力バッファをオフ状態にする。端子Ｓ，Ｓに印加
された逆極性信号によって、前記入カバッファがオン状
態にされかつ前記出力バッファがオフ状態にされて、前
記試験ポートからの信号を前記パッドに印加できるよう
になる。Ｓ信号及びＥ信号は、第７Ａ図の環状領域６０
５Ｂ内の周辺回路に転送されて、前記ＰＩＣ上の前記パ
ッド及び前記ＦＰＰＣＢ上の電子部品の前記リードを選
択して前記試験ポートに接続する。

第８Ａ図及び第８Ｂ図は、第ＩＡ図のチップ１０５のよ
うなプログラム連結チップをプリント回路基板１００に
取り付けるための構造を示している。第８Ａ図には、前
記ＰＩＣ孔（第ＩＢ図に示される孔１０４−１．１〜１
０４−Ｒ，Ｃに対応する）の上方に分解図示される金属
バンプ接点を有するパッドを含むプログラム連結チップ
が示されている。加圧されると水平方向ではなく垂直方
向に伝動する弾性材料からなる緩衝媒体が、図示される
ようにプログラム連結チップと前記ＰＩＣ孔との間に配
置されている。また、前記緩衝媒体は当該分野に於で周
知の聖武のボタンスプリング（ｂｕｔｔｏｎ　　ｓｐｒ
Ｉｎｇ）を用いた支持体とすることができる。この媒体
は、その表面の平面度及び温度係数が異なる前記ＰＩＣ
の表面とＦＦＰＰＣＢとの間に於ける良好な緩衝体であ
る。プログラマブル連結チップをプログラマブルプリン
ト回路基板に取り付けるために使用される特定の構造は
、プログラマブルプリント回路基板及びプログラマブル
連結チップの組合わせを用いた特定のシステムに関する
設計条件及びコストに従属する。

第８Ｂ図は、第ＩＡ図に於けるチ・ンプ１０５のような
プログラマブル連結チ・ンプを直接に第１Ａ図に於ける
基板１００のようなプログラマブルプリント回路基板に
取り付けるための別の構造を示している。第８Ｂ図に於
で、前記プログラマブル連結チップはその一方の表面上
に導電性パッドが形成されて、前記チップ上の導電性素
子と二・ソケル基層の上にメッキされた鉛、錫のような
はんだからなる金属バンプ接点との間のインタフェース
として機能する。別の実施例では、バンプ接点全体がイ
ンジウムで形成されている。バンプ接点に強度を与える
ようにニッケルが使用される。前記プログラマブルプリ
ント回路基板は、その前記プログラマブル連結チップが
取り付けられるべき表面にバンプ接点が形成されるよう
に、はんだが前記ＰＩＣ孔に形成されている。第ＩＢ図
に於ける孔１０４−ｒ，ｃのような前記ＰＩＣ孔は、一
般に銅が２５．４ミクロン（１ミル）のような選択され
た厚さでメッキされている。

前記はんだバンプ接点は、前記プログラマブル連結チッ
プが前記はんだに圧接されかつその結合状態で加熱され
ると、前記金属バンプ接点との固定接点を形成する。２
つの材料が湿潤しかつ１個となって前記プログラマブル
連結チ・ソプをプログラマブルプリント回路基板に強固
に固定しかつ電気的に接続する。前記はんだバンプ接点
については当該分野に於で周知であるので、この構造に
ついて詳細な説明は省略する。

第１Ａ図に於けるチップ１０５のようなプログラマブル
連結チップを第ＩＡ図に於ける基板１００のようなプロ
グラマブルプリント回路基板に直接取り付けるために別
の構造を使用することができる。そのような構造には、
前記ＰＩＣの前記プログラマブルプリント回路基板への
取付け及びＰＩＣＪ＝の前記パッドの前記ＰＩＣ孔への
ワイヤボンディングが含まれる。電子部品をプリント回
路基板に取り付けるための当該分野で公知のあらゆる他
の構造を本発明に使用できるが、上述の説明ではそのよ
うな目的を有する構造を実施例を用０て例示したにすぎ
ない。

本発明の別の実施例に於では、プリント回路基板がプロ
ク゛ラマブル集積回路を使用することなくその上に形成
された亀子部品を連結するための導電性トレースを含む
第１部分と、少くともその上に形成された電子部品を連
結するための少くとも１個のプログラマブル集積回路を
含む第２部分とからなる。前記プリント回路基板の前記
第２部分上に形成された電子部品は、或る場合には、導
電性トレースによって前記プリント回路基板の前記第１
部分上に形成された電子回路に連結される。

これらの導電性トレースは、一般に前記プリント回路基
板の前記第２部分上に形成された電子部品を連結するた
めに前５記プリント回路基板の前記第１部分から少なく
とも１個のプログラマブル集積回路まで続き、それによ
って前記プリント回路基板の前記第２部分を該プリント
回路基板の前記第１部分と電気的に接続することができ
る。

〈発明の効果〉 上述したように、本発明のフィールド・プログラマブル
・プリント回路基板（ＰＰＰＣＢ）によって、容易にか
つ経済的に製造される標準的なプリント回路基板の機器
構成を提供することによって、複雑な電子システムの開
発に関連するコストが低減される。本発明によれば、本
発明の標準プログラマブルプリント回路基板を使用する
電子システムを設計する場合に、コンピュータ援助設計
ソフトウエアを用いて、プログラマブルプリント回路基
板上に於ける電子部品の最適配置を決定し、かつ本発明
のプログラマブル連結チップの機器構成を決定して、所
望の電子システムが得られるように電子部品を適当に連
結することができる。

【図面の簡単な説明】

第ＩＡ図は、それぞれに１個の部品孔１０２ｒ，　　ｃ
を対応するＰＩＣ孔１０４−ｒ，ｃ（第ＩＢ図に示す）
に接続するｌ・レース１０３−ｒ，　　ｃのようなトレ
ースからなる複数の層を含む本発川のプログラマブルプ
リント回路基板を示す部分破断斜視図である。 第ＩＢ図は、本発明のプログラマブル連結チップ１０５
上のピンまたは電気的接点にトレース１０３−ｒ．ｃの
ようなトレースを接続するための孔１０４−ｒ，ｃのよ
うなＰＩＣ孔を含むプログラマブル連結チップ１０５の
下側にある第１Ａ図のプログラマブルプリント回路基板
１００の部分を示す部分破断斜視図である。 第２Ａ図乃至第２Ｄ図は、それぞれプログラマブル連結
チップ１０５の下側の各部品孔１０２を対応するＰＩＣ
孔１０４に連結するためにトレース１０３−１．１〜１
０３−１．３のような複数の導電性トレースをそれぞれ
に有する導電性バス１０３を概略的に示すと共に、前記
プリント回路基板上に配列された多数の部品孔１０２−
１．１〜１０２−Ｒ，Ｃ　（図示せず）と共に本発明の
プログラマブル連結チップ１０５を用いたプリント回路
基板１０５を概略的に示す平面図である。 第３Ａ図乃至第３Ｄ図は、それぞれ本発明に使用するの
に適した異なる数の全体的な連結アーキテクチュアを示
す平面図である。 第４Ａ図及び第４Ｂ図は、それぞれ所望の電子的機能が
得られるように選択された方法で前記プリント回路基板
４００上に配置されるべき電子部品を連結するべく前記
プログラマブルプリント回路基板上に配置されたプログ
ラマブル連結チップ４０５と共に本発明に従って構成さ
れたプログラマブルプリント回路基板４００を示す平面
図及び側面図である。 第５図は、プログラマブルプリント回路基板５００上の
各トレースの状態を試験するための試験ポートと、プリ
ント回路基板５００上に配置された電子部品５０６−１
〜５０６−４を所望の方法で連結するべくプログラマブ
ル連結チップ５０５を構成するために制御ポートとを有
する本発明のプログラマブルプリント回路基板５００を
示す平面図である。 第６　Ａ図は、本発明のプログラマブルプリント回路基
板を実行する際に使用するのに適したプログラマブル連
結チップ６０５を実行するための構造を示す斜視図であ
る。 第６Ｂ図乃至第６Ｅ図は、それぞれ第６Ａ図の構造と同
様の構造を示す平面図である。 第７Ａ図は、プログラマブル連結チップ６０５のアーキ
テクチュアを示す平而図である。 第７Ｂ図は、プログラマブル連結チップ６０５上に形成
された２個の導電性リードの交点をプログラムするため
の構造を示す平面図である。 第７Ｃ図は、本発明のプログラマブル連結チップ６０５
に関連して使用される試験ポートとの信号の受渡しを制
御するための双方向性回路を示す回路図である。 第８Ａ図は、本発明のプログラマブルプリント回路基板
に電子部品パッケージ及び／またはプログラマブル連結
チップを含むパッケージを接続するための構造を示す概
略斜視図である。 第８Ｂ図は、第８Ａ図と異なる構造を示す断面図である
。 １００・・・プログラマブルプリント回路基板、１０１
−１〜１０１−４・・・絶縁材料層、１０２−１．１〜
１０２−Ｒ，Ｃ・・・部品孔、１０３、１０３一１．１
〜１０３−ｒ，ｃ−　　トレース、１０４、１０４−１
．１〜１０４−Ｒ，Ｃ・・・ＰＩＣ孔、１０５・・・プ
ログラマブル連結チップ、３００・・・ＰＰＣＢ、３０
１−１〜３０１−７・・・プログラマブル連結チップ、
３０３−１〜３０３−８・・・バス、３１１−１〜３１
１−４・・・プログラマブル連結チップ、３１３−１〜
３　１　３−６・・・導電性バス、３２１１〜３２１−
６・・・プログラマブル連結チップ、３２３−１〜３２
３−６・・・バス、３２Ｂ−１０・・・中央バス、３３
１−１〜３３１−７・・・プログラマブル連結チップ、
３３：３−１〜３３３−７・・・プログラマブル連結チ
ップ、４００・・・プログラマブルプリント回路基板、
４０２、４０２−１．１〜４０２’−Ｒ，Ｃ・・・部品
孔、４０２Ｐ−Ｒ．Ｃ・・・パッド、４０５・・・プロ
グラマブル連結チップ、４０７・・・適応型ソケット、
４０７−Ｒ，Ｃ・・・リード、５００・・・プログラマ
ブルプリント回路基板、５０３、５０３−１〜５０３−
４・・・トレース、５０５・・・プログラマブル連粘チ
ップ、５０６−１〜５０６−４・・・電子部品、５０８
・・・試，験ポート、５０９・・・制御ポート、６０５
・・・プログラマブル連結チップ、６０６−１．１〜６
０６−ｓ，ｔ・・・セル、６０７１，１〜６０７−Ｍ，
Ｎ・・・パッド、６０８−１〜６０８−Ｊ・・・トラッ
ク、６０９−１〜６０９−Ｋ・・・縦トラック、６１８
−１〜６１８−３・・・短線、６２３−１・・・ノード
、６２４−１・・・交点、６２５Ａ．６２５−Ｂ・・・
リード、６２８−１〜６２８６・・・横線、６２９−１
〜６２９−Ｋ・・・縦リード、６３５−Ａ・・・トレー
ス、６３８−１〜６３８−Ｊ・・・横リード、６３９−
１〜６３９−Ｋ・・・縦リード、６　０　５　Ａ−・・
内部、６　０　５　Ｂ　・・・周辺領域、６０５Ｃ・・
・環状領域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）電子部品を受けるための複数の部品接点を有し、
   かつ複数の導電性トレースを形成したプリント回路基板
   であって、 前記各トレースが対応する１個の前記部品接点に電気的
   に接続されており、かつ 少なくとも１個の集積回路が前記プリント回路基板の選
   択された部分に装着され、前記集積回路が複数の導電性
   リードを有し、前記各導電性リードが前記プリント回路
   基板上に形成されている対応する１個の前記導電性トレ
   ースに電気的に接続されることによって、前記各部品接
   点と前記集積回路上の対応する導電性リードとの間に導
   電路を形成しており、前記集積回路が、前記プリント回
   路基板に接続されるべき前記電子部品によつて所望の電
   気的機能を達成するように前記プリント回路基板上の選
   択された導電性トレースを連結するようにユーザによっ
   て機器構成可能であることを特徴とするプリント回路基
   板。 （２）２つ以上の導電性トレースの層を有することを特
   徴とする第１請求項に記載のプリント回路基板。 （３）前記部品接点の少なくとも１部分が、それぞれ前
   記電子部品の導電性リードを受けるために適当な前記プ
   リント回路基板上の複数の孔からなることを特徴とする
   第１請求項に記載のプリント回路基板。 （４）前記各孔の内面が導電性材料でメッキされている
   ことを特徴とする第３請求項に記載のプリント回路基板
   。 （５）前記各孔の内面の前記導電性材料が、対応する１
   個の前記導電性トレースに電気的に接続されていること
   を特徴とする第４請求項に記載のプリント回路基板。 （６）それぞれ前記コンポーネント接点から選択された
   対応する部品接点と接触する少なくとも２個の電気的リ
   ードを有する多数の電子部品が装着されていることを特
   徴とする第１請求項に記載のプリント回路基板。 （７）前記集積回路チップが１個の集積回路チップから
   なることを特徴とする第６請求項に記載のプリント回路
   基板。 （８）少なくともいくつかの前記部品接点が、前記プリ
   ント回路基板上に形成された対応する１個の前記導電性
   トレースにそれぞれ接続されているパッドからなること
   を特徴とする第１請求項に記載のプリント回路基板。 （９）前記各パッドが導電性リードを介して前記プリン
   ト回路基板に貫設された孔に接続され、前記孔がその内
   面を導電性材料でメッキされ、かつ前記プリント回路基
   板上に形成された対応する１個の前記導電性トレースに
   電気的に接触していることを特徴とする第８請求項に記
   載のプリント回路基板。 （１０）プログラマブル集積回路を用いることなくその
   上に形成された電子部品を連結するための導電性トレー
   スを有する第１部分と、 少なくともその上に形成された電子部品を連結するため
   の少なくとも１個のプログラマブル集積回路を有する第
   ２部分とを備えることを特徴とする第１請求項に記載の
   プリント回路基板。 （１１）装着されるべき電子部品のリードを受けるため
   に形成された多数の第１電気的接点を有するプリント回
   路基板であって、 選択された前記第１電気的接点を連結する際に使用する
   ために前記プリント回路基板上に装着されるべき少なく
   とも１個の集積回路チップからなる少なくとも１個のパ
   ッケージ上のリードを受けるために前記プリント回路基
   板の選択領域内に形成された対応する多数の第２電気的
   接点と、前記プリント回路基板上に形成され、それぞれ
   に１個の前記第１電気的接点を対応する前記第２電気的
   接点に連結する導電性トレースとを備えることを特徴と
   するプリント回路基板。 （１２）選択された前記導電性トレースを連結すること
   によって前記プリント回路基板に装着されるべき前記電
   子部品を選択された電気回路に形成するためのプログラ
   マブル回路からなる少なくとも１個の集積回路が装着さ
   れていることを特徴とする第１１請求項に記載のプリン
   ト回路基板。（１３）前記導電性トレース上の信号の状
   態を決定するために前記プログラマブル集積回路の状態
   を試験するための手段を更に備えることを特徴とする第
   １２請求項に記載のプリント回路基板。（１４）前記集
   積回路の機器構成を制御して前記プリント回路基板上に
   形成された前記導電性トレースの連結を制御するために
   前記集積回路に制御信号を送るための手段を更に備える
   ことを特徴とする第１３請求項に記載のプリント回路基
   板。（１５）選択された前記プリント回路基板上の前記
   導電性トレースを連結するために少なくとも１個のプロ
   グラマブル集積回路が装着されていることを特徴とする
   第１４請求項に記載のプリント回路基板。 （１６）プログラマブル集積回路を用いることなくその
   上に形成された電子部品を連結するための導電性トレー
   スを有する第１部分と、 少なくともその上に形成された電子部品を連結するため
   の少なくとも１個のプログラマブル集積回路を有する第
   ２部分とを備えることを特徴とする第１５請求項に記載
   のプリント回路基板。（１７）電子部品のリードを受け
   るための多数の部品孔を有するプリント回路基板であっ
   て、１個または２個以上のプログラマブル連結チップ（
   ＰＩＣ）の１個または２個以上のパッケージのリードを
   受けるための対応する多数のＰＩＣ孔と、 １個の前記部品孔を１個の前記ＰＩＣ孔に接続する導電
   性トレースからなる１つまたは２つ以上の層とを備える
   ことを特徴とするプリント回路基板。 （１８）プログラマブル集積回路を用いることなくその
   上に形成された電子部品を連結するための導電性トレー
   スを有する第１部分と、 少なくともその上に形成された電子部品を連結するため
   の少なくとも１個のプログラマブル集積回路を有する第
   ２部分とを備えることを特徴とする第１７請求項に記載
   のプリント回路基板。（１９）プリント回路基板上に電
   子システムを機器構成する方法であって、 前記プリント回路基板上に装着されるべき電子部品のリ
   ードを受けるための複数の部品接点と、選択された前記
   電子部品と導電性トレースとを連結する際に使用するた
   めの１個または２個以上のプログラマブル連結チップ（
   ＰＩＣ）のリードを受けるための対応する複数のＰＩＣ
   接点とを有し、前記各導電性トレースによって１個の前
   記部品接点と１個の前記ＰＩＣ接点とが接続されるよう
   になつている前記プログラマブルプリント回路基板のコ
   ンピュータモデルを創成する過程と、 前記部品接点上の選択された前記電子部品の配置及び配
   線をシミュレートする過程と、 前記ＰＩＣによって連結された前記電子部品からなる前
   記電子システムの電気的性能をシミュレートする過程と
   、 前記ＰＩＣを機器構成することによって前記電子部品を
   所望の形態に連結する過程と、 そのように連結された前記電子部品に基づく前記電子シ
   ステムをシミュレートしかつ／または試験することによ
   って該電子システムの性能及び特性を決定する過程と、 所望の特性及び機能を有する電子システムが得られるま
   で、前記シミュレーションまたは試験の結果によって示
   唆されるように前記電子部品のハイツを変化させて上記
   各過程を繰り返し行う過程とからなることを特徴とする
   電子システムの機器構成方法。 （２０）プリント回路基板上に形成された電子部品を連
   結する際に使用するためのプログラマブル連結チップで
   あって、 前記チップの表面を横切る第１方向に形成された第１組
   の導電性リードを有し、前記各導電性リードが１個また
   は２個以上の導電性セグメントからなり、選択された前
   記セグメントの部分が前記チップ表面上のパッドに接続
   され、かつ前記各パッドが前記プリント回路基板上の対
   応する接点と接触するようになっており、 前記チップ上に前記第１方向と平行でない第２方向に形
   成された第２組の導電性リードを有し、前記第２組の前
   記各導電性リードが１個または２個以上の導電性セグメ
   ントからなり、かつ 前記第１組の選択された前記導電性リードを前記第２組
   の１個または２個以上の前記導電性リードに電気的に連
   結するための手段を有することを特徴とするプログラマ
   ブル連結チップ。 （２１）複数の能動的、トランジスタと、 前記第１組及び第２組の導電性リードの選択された前記
   セグメントを前記プログラマブル連結チップの基板内の
   プログラマブルトランジスタに電気的に連結するための
   手段と、 選択された前記プログラマブルトランジスタをオン状態
   にして前記プリント回路基板上の選択された前記接点間
   を所望通りに連結するように前記プログラマブルトラン
   ジスタをプログラムするための手段とを更に備えること
   を特徴とする第２０請求項に記載のプログラマブル連結
   チップ。（２２）プログラマブルトランジスタの前記電
   気的連結手段が複数の連結構造からなり、かつ前記各連
   結構造が、 前記第１組の導電性リードの前記導電性セグメントの部
   分からなる第１導電層と、 前記第２組の導電性リードの前記導電性セグメントの部
   分からなる第２導電層と、 前記第１導電性リードと前記第２導電性リードとの間に
   形成され、選択された電圧を印加することによって導電
   可能にすることができ、それによって前記第１組の導電
   性リードの前記導電性セグメントから前記第２組の導電
   性リードの前記導電性セグメントまでの導電路を形成す
   る誘電体とからなることを特徴とする第２０請求項に記
   載のプログラマブル連結チップ。