JPH09506206A - 高密度相互接続技術 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高密度相互接続システム（３０）は、バーンインＰＣＢ（３８）、給電ＰＣＢ（４０）およびドライバＰＣＢ（４２）の両面（３４および３６）にコンタクトフィンガ（３２）を使用している。これらＰＣＢ（３８、４０および４２）の各々は、カードエッジコネクタ（４４、４６および４８）を有する。給電ＰＣＢ（４０）は、第２のカードエッジコネクタ（４０）および第２の組みのコンタクトフィンガ（３２）を有する。何故ならば、この給電ＰＣＢは、バーンインＰＣＢ（３８）とドライバＰＣＢ（４２）との両方に係合するからである。各ＰＣＢ（３８、４０および４２）のコンタクトフィンガ（３２）およびカードエッジコネクタ（４４、４６、４８および５０）は、隣接するＰＣＢに関して互いに逆向きに嵌合する。

Description

【発明の詳細な説明】 高密度相互接続技術 発明の背景 １.発明の分野 本発明は、一般的には、印刷回路板（ＰＣＢ）の間の相互接続密度を増大する ための技術に関するものである。より特定的には、本発明は、印刷回路板のうち の少なくとも一つが高温環境に置かれるような場合におけるこの種の技術に関す るものである。最も特定的には、本発明は、印刷回路板の一つが集積回路のため のバーンインボードであるような場合におけるこの種の技術に関するものである 。 ２.従来技術の説明 集積回路や個別パワートランジスタの如き他の半導体装置の製造が完了したと きには、それら半導体装置は、顧客へ出荷する前に、欠陥のある半導体装置を識 別して排除するために、バーンインおよび電気テストにかけられる。ここで、用 語「バーンイン」は、典型的にはオーブンにて半導体装置をある高い温度まで加 熱し、それらがその高い温度にある間にそれら半導体装置へ特定の作動電気信号 を供給するような手法を意味している。このような高い温度を使用するのは、バ ーンイン中の装置にかかるストレスを加速させ、使用後にすぐに故障してしまう ような限界装置がバーンイン中に故障を起こし、出荷前に排除できるようにする ためである。 バーンインを行なうために、装置は、特定のバーンインボードのソケットに一 時的に挿入される。このバーンインボードは、バーンイン中に使用される作動電 気信号を与えるのに十分な数の装置の接触ピンまたはパッドに接触するための回 路トレースを含む。これらのバーンインボードは、非常に多くのパッケージされ た装置を近接離間させたアレイ状態に保持するものであるので、これらのバーン インボードでは、１つの集積回路のある限られた数のピンまたはパッドとしか接 触をなすことができない。 このバーンインボードは、高い温度環境にて動作する。このバーンインボード は、周囲環境に存在するドライバボードからの刺激信号を受ける。これらドライ バボードとバーンインボードとは、１つまたはそれ以上のコネクタを介して相互 に接続される。 ＰＣＢを接続するのに使用できるカードエッジおよびボックスコネクタの如き 多くの型のコネクタがあるが、これらは、１２５°Ｃより高い温度で、そのよう な相互接続を行なう場合には、使用材料やコネクタの設計に関して特別な制約が 課されてしまうものである。現在においては、材料上の制約や幾何学的形状上の 制約のために、１２５°Ｃより高い温度で使用できる定格とされたコネクタは、 カードエッジコネクタだけであり、第１図に、その従来例としてのカードエッジ コネクタ１０を示している。この型のコネクタ１０では、コンタクトフィンガが 一方のＰＣＢ１２のエッジにエッチングによって形成されている。常にそうでは ないが、通常、ＰＣＢ１２の両面にフィンガがある。これらのフィンガは、他方 のＰＣＢ１４に取り付けられているカードエッジコネクタ１０へ挿入される。コ ネクタ１０における金属コンタクト１６は、ＰＣＢ１４に半田付けされており、 第１のＰＣＢ１２のフィンガに接触する。 カードエッジコネクタには、種々な密度（フィンガ間隔）のものがある。一例 として、ＰＣＢの両面１８および２０にフィンガがあり、それらフィンガは、そ のＰＣＢのエッジにそって０.１インチの間隔で離間しているものとする。この 例においては、これら２つのＰＣＢ１２および１４の間には、カードエッジの１ インチ当り２０個の相互接続部がある。 集積回路の複雑さが増してきているので、例えば、バーンイン中や集積回路の 使用において、印刷回路板に対してなされ得る接続の数を増大させることが、絶 えず要望されてきている。したがって、特に、バーンインの需要環境において、 ＰＣＢを互いに接続するための改良された技術が必要とされてきている。 発明の概要 本発明による高密度相互接続組立体は、第１および第２の印刷回路板を有する 。第１および第２の印刷回路板コネクタは、それぞれ、第１および第２の印刷回 路板に取り付けられる。第１および第２の印刷回路板の各々は、複数のコンタク トフィンガを有している。第１の印刷回路板は、第１の印刷回路板コネクタに接 続 される第１の複数の相互接続ラインおよび第１の印刷回路板の複数のコンタクト フィンガに接続される第２の複数の相互接続ラインを有している。第２の印刷回 路板は、第２の印刷回路板コネクタに接続される第３の複数の相互接続ラインお よび第２の印刷回路板の複数のコンタクトフィンガに接続される第４の複数の相 互接続ラインを有している。第１の印刷回路板コネクタは、第２の印刷回路板の 複数のコンタクトフィンガに係合し、第２の印刷回路板コネクタは、第１の印刷 回路板の複数のコンタクトフィンガに係合する。 本発明は、印刷回路板に取り付けられた印刷回路板コネクタを含む改良に関す る。複数のコンタクトフィンガは、印刷回路板コネクタから離間しているが、近 接している。この印刷回路板は、その印刷回路板コネクタに接続される第１の複 数の相互接続ラインおよび複数のコンタクトフィンガに接続される第２の複数の 相互接続ラインを有している。印刷回路板コネクタは、その印刷回路板上に、別 の印刷回路板の同数の複数のコンタクトフィンガを受け入れるように、配置され ている。印刷回路板の複数のコンタクトフィンガは、その印刷回路板上に、別の 印刷回路板に取り付けられた別の印刷回路板コネクタに係合するように、配置さ れている。 第１および第２の印刷回路板を相互接続するための方法は、第１および第２の 印刷回路板上に、それぞれ第１および第２の印刷回路板コネクタを取り付ける段 階を含む。複数のコンタクトフィンガが、第１および第２の印刷回路板の各々の 上に設けられている。第１の印刷回路板コネクタは、第２の印刷回路板の複数の コンタクトフィンガと係合させられる。第２の印刷回路板コネクタは、第１の印 刷回路板の複数のコンタクトフィンガと係合させられる。 本発明の相互接続技術によれば、印刷回路板の相互接続の密度は倍となる。ま た、回路板の相互接続は、使用されるコネクタ、コンタクトフィンガおよび回路 板の幾何学的形状のため、自己整列されるものとなる。コネクタのうちの少なく とも１つを、高温度定格のものとすれば、この相互接続技術は、特に、バーンイ ンボードに使用するのに適したものとなる。 本発明によって得られるような前述およびそれに関連した効果および特徴は、 当業者には、以下の添付図面を参照してなされる発明のより詳細な説明から、よ り容易に明らかとなろう。 図面の簡単な説明 第１図は、集積回路のバーンイン中に使用される従来の代表的な相互接続技術 を示す拡大側部部分断面図である。 第２図は、集積回路のバーンイン中に使用されている本発明の高密度相互接続 技術を示す側部部分断面図である。 第３図は、第２図に示した高密度相互接続技術の部分を示す分解部品配列斜視 図である。 第４図は、第２図に示す部分４をより詳細に示す拡大図である。 第５図は、本発明の高密度相互接続技術を適用したバーンインシステムのレイ アウトを示す平面図である。 発明の詳細な説明 添付図面、特に第２図から第５図を参照するに、本発明による高密度相互接続 システム３０が示されている。このシステム３０では、バーンインＰＣＢ３８、 給電ＰＣＢ４０およびドライバＰＣＢ４２の両面３４および３６にコンタクトフ ィンガ３２が使用されている。これらＰＣＢ３８、４０および４２の各々は、カ ードエッジコネクタ４４、４６および４８を有している。給電ＰＣＢ４０は、第 ２のカードエッジコネクタ５０および第２の組みのコンタクトフィンガ３２を有 している。何故ならば、この給電ＰＣＢ４０は、バーンインＰＣＢ３８およびド ライバＰＣＢ４２の両方と嵌合するからである。各ＰＣＢ３８、４０および４２ のコンタクトフィンガ３２およびカードエッジコネクタ４４、４６、４８および ５０は、隣接するＰＣＢに関して互いに逆向きに嵌合する。すなわち、例えば、 バーンインＰＣＢ３８のカードエッジコネクタ４４は、給電ＰＣＢ４０のコンタ クトフィンガ３２と嵌合し、給電ＰＣＢ４０のカードエッジコネクタ４６は、バ ーンインＰＣＢ３８のコンタクトフィンガ３２と嵌合する。給電ＰＣＢ４０のカ ードエッジコネクタ５０、ドライバＰＣＢ４２のカードエッジコネクタ４８およ び給電ＰＣＢ４０およびドライバＰＣＢ４２のコンタクトフィンガの間の関係も 同じである。 従来例を示す第１図と本発明を示す第４図とを比較すると、カードエッジコネ クタ１０とカードエッジコネクタ４４および４６のフィンガ間隔が同じである場 合に、本発明による方が２倍の相互接続を行なうことができることが分かる。第 １図に示されるように、ＰＣＢ１２は、カードエッジコネクタ１０によって係合 されるコンタクフィンガ６４に接続する２つの組みの相互接続ライン６０および ６２を有している。同様に、ＰＣＢ１４は、カードエッジコネクタ１０の金属コ ンタクト１６に接続された２つの組みの相互接続ライン６６および６８を有する 。これに対して、第４図に示されるように、バーンインＰＣＢ３８は、カードエ ッジコネクタ４４の金属コンタクト７４に接続された２つの組みの相互接続ライ ン７０および７２と、バーンインＰＣＢ３８のコンタクトフィンガ３２に接続さ れた２つの組みの相互接続ライン７６および７８を有する。同様に、給電ＰＣＢ ４０は、ＰＣＢ４０のコンタクトフィンガ３２に接続された２つの組みの相互接 続ライン８０および８２と、カードエッジコネクタ４６の金属コンタクト８８に 接続された２つの組みの相互接続ライン８４および８６を有する。第１図の従来 例と同じコネクタを使用すると、第２図から第５図の実施例では、２つの印刷回 路板の間でカードエッジの１インチ当り４０個の相互接続を行え、これに対して 、従来例ではカードエッジの１インチ当り２０個の相互接続しか行えない。 相互接続の数が２倍となる他に、本相互接続システム３０は、自己整列を行え るものである。カードエッジコネクタ４４、４６、４８および５０の各々は、そ れらの各ＰＣＢ３８、４０および４２のコンタクトフィンガ３２から後退した位 置にある。同じ厚さのＰＣＢ３８、４０および４２を使用し且つ一緒に接続され るＰＣＢの両者に対してそれらＰＣＢ上に直接的に取り付けられる同一の幾何学 的形状を有するコネクタ４４、４６、４８および５０を使用するとき、それらの 組立体を第２の接続のために反転したとき、すべての寸法関係が維持される。 第４図および第５図に示されるように、コネクタ４４、４６、４８および５０ を挿抜させる際の十分な構造上の堅固さおよび支持を与えるために、コネクタ４ ４、４６、４８および５０の背後で各ＰＣＢ３８、４０および４２上には、コネ クタ支持バー９０が取り付け固定（ボルト止め）されている。また、第２図およ び第５図には、バーンインＰＣＢ３８がバーンインシステムの高温環境内にあり 、給電ＰＣＢ４０がそのバーンインシステムの絶縁壁９１を貫通しており、ド ライバＰＣＢ４２がそのバーンインシステムの外側にあるというような配置関係 が示されている。 実際において、カードエッジコネクタ４４、４６、４８および５０は、第５図 に示した長い方のコネクタについては、高温用ジュアル７０ピンコネクタで、ま た、第５図に示した短い方のコネクタについては、高温用ジュアル３０ピンコネ クタで、実施される。この種の高温定格のコネクタは、ドライバＰＣＢ４２と給 電ＰＣＢ４０との間の接続のためには、原理的には、必要とされていないのであ るが、給電ＰＣＢ４０とバーンインＰＣＢ３８との間の接続と幾何学的形状にお いて同様のものとするために、その接続のためにも同様に使用されている。これ らのコネクタとしては、Chatsworth，CA．のMicro Plastics，Inc.から、MPS-11 00-70-DW-5KRY 及びMPS-1100-30-DW-5KRY として市販されているものを使用でき る。 特に前述した以外では、ＰＣＢ３８、４０および４２は、通常のエポキシまた はポリイミドバーンインまたは印刷回路板で実施される。この相互接続システム ３０は、本出願人により市販されているような他の通常のバーンインシステムに 使用される。 前述したような本発明の構成および詳細については、種々な変形が可能である ことは、当業者には明らかであろう。例えば、図示したカードエッジコネクタは 、通常のボックス型コネクタを高温に適したものに変形したもので、置き換える ことができる。このようなコネクタを使用すると、カードエッジコネクタの場合 よりも、より高密度な相互接続とすることができる。ボックス型コネクタを使用 するには、ＰＣＢに適当な変更を加える必要がある。給電印刷回路板は、ドライ バ印刷回路板を延長させて、その部分がバーンインシステムの絶縁壁を貫通する ようにすることにより、不要とすることができる。このような変形は、添付の請 求の範囲の記載の精神および範囲内に入るものとする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブレイム ジェフリー エイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94080 サウス サン フランシスコ カ マリタス アベニュー 75 (72)発明者 ホアン ジョン ディーン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95035 ミルピタス イースト カラヴェ ラス ブールヴァード ２−1649 (72)発明者 シェパード パトリック エム アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95111 サン ホセ ベス ドライヴ 464 (72)発明者 トミック ジェームズ エフ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94107 サン フランシスコ ブライアン ト ストリート 689

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１および第２の印刷回路板と、該第１および第２の印刷回路板にそれぞれ 取り付けられた第１および第２の印刷回路板コネクタとを備え、前記第１および 第２の印刷回路板の各々は、複数のコンタクトフィンガを有し、前記第１の印刷 回路板は、前記第１の印刷回路板コネクタに接続された第１の複数の相互接続ラ インおよび前記第１の印刷回路板の前記複数のコンタクトフィンガに接続された 第２の複数の相互接続ラインを有し、前記第２の印刷回路板は、前記第２の印刷 回路板コネクタに接続された第３の複数の相互接続ラインおよび前記第２の印刷 回路板の前記複数のコンタクトフィンガに接続された第４の複数の相互接続ライ ンを有し、前記第１の印刷回路板コネクタは、前記第２の印刷回路板の前記複数 のコンタクトフィンガに係合し、前記第２の印刷回路板コネクタは、前記第１の 印刷回路板の前記複数のコンタクトフィンガに係合することを特徴とする相互接 続組立体。 ２．前記第１および第２の印刷回路板コネクタは、カードエッジコネクタであり 、前記第１および第２の印刷回路板コネクタは、前記第１および第２の印刷回路 板のエッジから後退した位置で前記第１および第２の印刷回路板に取り付けられ ており、前記複数のコンタクトフィンガは、前記第１および第２の印刷回路板の 前記エッジに近接して配置されている請求項１記載の相互接続組立体。 ３．前記第１の印刷回路板は、バーンインボードであり、少なくとも前記第１の 印刷回路板は、高温定格のコネクタであり、前記第２の印刷回路板は、バーンイ ンシステムの絶縁壁を通して延びるような構造とされたボードである請求項２記 載の相互接続組立体。 ４．第３のドライバ印刷回路板と、該第３のドライバ印刷回路板のエッジから後 退した位置で該第３のドライバ印刷回路板に取り付けられた第３の印刷回路板コ ネクタとを更に備え、前記第３の印刷回路板コネクタは、前記第３のドライバ印 刷回路板の前記エッジに近接して配置された複数のコンタクトフィンガを有し、 前記第２の印刷回路板は、この第２の印刷回路板の別のエッジから後退した位置 に第４の印刷回路板コネクタを有し、前記第２の印刷回路板は、前記 別のエッジに近接して別の複数のコンタクトフィンガを有し、前記第１の印刷回 路板コネクタは、前記第２の印刷回路板の前記複数のコンタクトフィンガに係合 し、前記第２の印刷回路板コネクタは、前記第１の印刷回路板の前記複数のコン タクトフィンガに係合する請求項３記載の相互接続組立体。 ５．前記第１および第２の印刷回路板コネクタの背後で前記第１および第２の印 刷回路板にそれぞれ取り付けられた第１および第２のコネクタ支持バーをさらに 備える請求項１記載の相互接続組立体。 ６．印刷回路板において、該印刷回路板に取り付けられた印刷回路板コネクタと 、該印刷回路板コネクタから離間しているが近接している複数のコンタクトフィ ンガとを備え、前記印刷回路板は、前記印刷回路板コネクタに接続された第１の 複数の相互接続ラインおよび前記複数のコンタクトフィンガに接続された第２の 複数の相互接続ラインを有し、前記印刷回路板コネクタは、別の印刷回路板の同 数の複数のコンタクトフィンガを受け入れるように前記印刷回路板に配置されて おり、前記印刷回路板の前記複数のコンタクトフィンガは、前記別の印刷回路板 に取り付けられた別の印刷回路板コネクタに係合するように前記印刷回路板に配 置されていることを特徴とする印刷回路板。 ７．前記印刷回路板は、バーンインボード、給電ボードまたはドライバボードで ある請求項６記載の印刷回路板。 ８．前記印刷回路板コネクタの背後で前記印刷回路板に取り付けられたコネクタ 支持バーをさらに備える請求項６記載の印刷回路板。 ９．前記印刷回路板コネクタは、カードエッジコネクタであり、前記印刷回路板 コネクタは、前記印刷回路板のエッジから後退した位置で前記印刷回路板に取り 付けられており、前記複数のコンタクトフィンガは、前記印刷回路板の前記エッ ジに近接して配置されている請求項８記載の印刷回路板。 10．第１および第２の印刷回路板を相互接続するための方法において、前記第１ および第２の印刷回路板に、第１および第２の印刷回路板コネクタをそれぞれ取 り付け、前記第１および第２の印刷回路板の各々に複数のコンタクトフィンガを 設け、前記第１の印刷回路板コネクタを、前記第２の印刷回路板の前記複数のコ ンタクトフィンガに係合させ、前記第２の印刷回路板コネクタを、前記 第１の印刷回路板の前記複数のコンタクトフィンガに係合させることを特徴とす る方法。 11．前記第１および第２の印刷回路板コネクタは、カードエッジコネクタであり 、前記第１および第２の印刷回路板コネクタは、前記第１および第２の印刷回路 板のエッジから離間して前記第１および第２の印刷回路板に取り付けられ、前記 複数のコンタクトフィンガは、前記第１および第２の印刷回路板の前記エッジに 近接して配置されている請求項１０記載の方法。 12．前記第１の印刷回路板は、バーンインボードであり、前記第２の印刷回路板 は、給電ボードであり、少なくとも前記第１の印刷回路板コネクタは、高温定格 のコネクタであり、前記第１の印刷回路板をバーンインシステム内に配置し、前 記第２の印刷回路板が前記バーンインシステムの絶縁壁を通して延長するように する段階をさらに含む請求項１０記載の方法。