KR0171372B1 - Mutual connecting method of printed circuit board assembly using optical-direct transmitting pattern - Google Patents

Mutual connecting method of printed circuit board assembly using optical-direct transmitting pattern Download PDF

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KR0171372B1 KR1019950047052A KR19950047052A KR0171372B1 KR 0171372 B1 KR0171372 B1 KR 0171372B1 KR 1019950047052 A KR1019950047052 A KR 1019950047052A KR 19950047052 A KR19950047052 A KR 19950047052A KR 0171372 B1 KR0171372 B1 KR 0171372B1
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김성철
박중무
송규섭
한재섭
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양승택
한국전기통신공사
이준
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Abstract

본 발명은 광 직접전송방식에 의한 인쇄회로기판 어셈블리의 상호접속방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 인쇄회로기판 어셈블리의 상호접속방법은 복수개의 인쇄회로기판 어셈블리를 백플레인에 전기적 커넥터를 사용하여 접속하고, 고속신호의 상호접속이 요구되는 인쇄회로기판 어셈블린 상에 하나의 상호접속 채널을 형성하도록 발광소자의 수광소자를 광빔의 주전송 방향에 수직으로 인쇄회로기판 어셈블린 상에 대향하게 각각 배치하는 동시에, 상호접속 채널 사이에 제3의 인쇄회로기판 어셈블리가 존재하는 경우에는 전기한 발광소자 또는 수광소자의 대향하는 위치의 인쇄회로기판 어셈블리 상에 광신호를 통과시키기 위한 인쇄회로기판 구멍을 형성하며, 인쇄회로기판 어셈블리의 사이의 공간을 해당 신호의 상호접속을 위한 광도파로로 이용하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method of interconnecting a printed circuit board assembly by an optical direct transmission method. A method of interconnecting a printed circuit board assembly according to the present invention is a method for interconnecting a plurality of printed circuit board assemblies using electrical connectors on a backplane and interconnecting one printed circuit board on a printed circuit board assembly requiring high speed signal interconnection. Each of the light receiving elements of the light emitting element is disposed on the printed circuit board assembly perpendicularly to the main transmission direction of the light beam so as to form a plurality of light emitting elements, and if a third printed circuit board assembly exists between the interconnection channels, Forming a printed circuit board hole for passing an optical signal on the printed circuit board assembly in the opposite position of the light emitting device or the light receiving device, and using the space between the printed circuit board assembly as an optical waveguide for the interconnection of the signal It is characterized by.

Description

광 직접전송방식에 의한 인쇄회로기판 어셈블리의 상호접속방법(The inter-connection method of printed board assembly using direct optical transmission)The inter-connection method of printed board assembly using direct optical transmission

제1(a)도 및 제1(b)도는 종래기술에 따른 PBA의 상호접속방법을 개략적으로 나타낸 일부사시도 및 우측면도.1 (a) and 1 (b) are some perspective and right side views schematically showing a method of interconnecting a PBA according to the prior art.

제2(a)도 및 제2(b)도는 본 발명의 일 실시예에 따른 PBA의 상호 접속 방법을 개략적으로 나타낸 일부사시도 및 좌측면도.2 (a) and 2 (b) are partial perspective and left side views schematically showing a PBA interconnection method according to an embodiment of the present invention.

제3도는 제2도에 도시된 PBA의 상호접속시 사용된 발광소자 및 수광소자의 상세도.3 is a detailed view of a light emitting device and a light receiving device used in the interconnection of the PBA shown in FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

20 : 전기적 커넥터 30 : 백플레인20: electrical connector 30: backplane

41,42,43 : 인쇄회로기판 어셈블리 41a,42a : 발광소자41, 42, 43: printed circuit board assembly 41a, 42a: light emitting device

41b,43b : 수광소자 42c : PCB 구멍41b, 43b: Light receiving element 42c: PCB hole

50 : 소켓50: socket

본 발명은 광 직접전송방식에 의한 인쇄회로기판 어셈블리의 상호 접속방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of interconnecting a printed circuit board assembly by an optical direct transmission method.

좀 더 구체적으로, 본 발명은 백플레인(back-plane)에 실장된 복수개의 인쇄회로기판 어셈블리(printed board assembly)를 포함하는 전자시스템에서 광섬유 케이블 및 광커넥터를 사용하지 않고, 인쇄회로기판 어셈블리 사이의 공간을 광신호의 도파로로 이용하여 인쇄회로기판 어셈블리 사이의 고속신호전송을 수행할 수 있는 광 직접전송방식에 의한 인쇄회로기판 어셈블리의 상호접속방법에 관한 것이다.More specifically, the present invention provides an electronic system including a plurality of printed board assemblies mounted on a back-plane, without using optical fiber cables and optical connectors, between printed circuit board assemblies. A method of interconnecting a printed circuit board assembly by an optical direct transmission method capable of performing high-speed signal transmission between printed circuit board assemblies using a space as a waveguide of an optical signal.

최근, 통신 시스템 및 컴퓨터 시스템 등의 기능은 매우 복잡해지고 동작속도는 매우 빠른 속도로 증가하고 있는 추세에 있다.Recently, functions of communication systems and computer systems have become very complicated, and the operating speed has been increasing at a very high speed.

이에 따라, 시스템 내부의 인쇄회로기판 어셈블리(이하,‘PBA’라 한다)사이에 상호접속(inter-connection)되는 신호선의 수는 증가되고, 선호선을 통한 디지탈 신호의 전송속도 또한 계속적으로 증가하고 있다.As a result, the number of signal lines interconnected between printed circuit board assemblies (hereinafter referred to as' PBA's) inside the system is increased, and the transmission speed of digital signals through the preferred lines is continuously increased. have.

일반적으로, 백플레인을 통한 전기신호의 고속전송을 위해서는, 사용되는 인쇄회로기판(printed circuit board,이하,‘PCB’라 한다) 및 커넥터(connector)의 임피던스 정합이 매우 정밀하게 이루어져야 하며, 누화에 대한 대책이 필요하기 때문에, 이를 기술적으로 해결하기에는 매우 어렵고 비용을 증가시키는 요인으로 작용하게 된다.In general, for high-speed transmission of electrical signals through the backplane, impedance matching of printed circuit boards (hereinafter referred to as 'PCB') and connectors used must be made very precisely. As a countermeasure is required, it is very difficult and technically difficult to solve the problem.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, PCB사이의 고속전송에 기존의 광섬유 도파로를 이용하는 경우, 고속전송은 용이하게 이루어지는 반면에, PCB 상에 인쇄된 전송로 외에 광섬유가 커넥터를 통하여 배선되어야 하므로, 시스템의 접속구조가 복잡해지고, 결과적으로, 시스템의 설치 및 유지보수가 어렵다는 문제점을 지니게 된다.In order to solve the above problems, in the case of using the conventional optical fiber waveguide for high-speed transmission between the PCB, the high-speed transmission is easy, while in addition to the transmission path printed on the PCB, the optical fiber must be wired through the connector, The connection structure becomes complicated, and as a result, there is a problem that the installation and maintenance of the system is difficult.

제1(a)도 및 제1(b)도는 종래 기술에 따른 PBA의 상호접속방법을 개략적으로 나타낸 일부사시도 및 우측면도로서, 제1도에 도시된 바와 같이 , 종래에는 광섬유(optical fiber)(1)와 광커넥터(optical connector)(2)를 이용하여 백플레인(3)에 접속된 복수개의 PBA(4)의 상호접속을 수행하였다.1 (a) and 1 (b) are a partial perspective view and a right side view schematically illustrating a PBA interconnection method according to the prior art. As shown in FIG. 1, a conventional optical fiber ( 1) and an optical connector 2 were used to interconnect the plurality of PBAs 4 connected to the backplane 3.

이때, 상호 접속되는 PBA(4)에 실장된 광송수신기(optical tranceiver)(5)등의 광모들 사이의 접속은 광섬유(1)와 광커넥터(2)를 통하여 이루어진다.At this time, the connection between optical fibers such as an optical transceiver 5 mounted on the PBA 4 to be interconnected is made through the optical fiber 1 and the optical connector 2.

그러나, 상기한 종래기술에 따른 PBA의 상호접속방법은, 복수개의 PBA를 상호접속시 상호접속량이 증가하여 다수의 광섬유 케이블이 배선될 경우, 시스템이 실장구조가 매우 복잡해지고, 상호접속 채널이 증가가 제한되며, PCB상의 트레이스(trace)길이가 길어지며, 비용이 많이 소요된다는 문제점을 지니고 있었다.However, the interconnection method of the PBA according to the related art, when interconnecting a plurality of PBA, when the interconnection amount is increased so that a plurality of optical fiber cables are wired, the system is very complicated mounting structure, the interconnection channel is increased Has a problem that the length of the trace on the PCB is long and expensive.

결국, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 복수개의 PBA를 상호접속시에도 시스템의 실장구조를 단순화할 수있고, 상호접속 채널을 증대시킬 수 있으며, 광원의 스펙트럼 폭이 넓은 저가의 광소자를 채용할 수 있을 뿐 아니라, PCB상의 트레이스(trace)길이를 단축할 수 있으며, 비용을 대폭적으로 저감할 수 있는 PBA의 상호 접속방법을 제공함에 있다.After all, the present invention is to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention can simplify the structure of the system even when interconnecting a plurality of PBA, can increase the interconnection channel, The present invention provides a method of interconnecting a PBA, which can not only employ a low-cost optical device having a wide spectrum of wavelengths, but also shorten a trace length on a PCB and can significantly reduce costs.

상기한 목적을 달성하는 본 발명의 PBA의 상호접속방법은,The interconnection method of the PBA of the present invention to achieve the above object,

복수개의 PBA를 백플레인에 전기적 커넥터(electrical connector)를 사용하여 접속하고, 고속신호의 상호접속이 요구되는 PBA상에 하나의 상호접속 채널을 형성하도록 발광소자와 수광소자를 광빔의 주전송 방향에 수직으로 PCB상에 대향하게 각각 배치하는동시에, 상호접속 채널(inter-connection channel)사이에 제3의 PBA가 존재하는 경우에는 전기한 발광소자 또는 수광소자와 대향하는 위치의 PCB상에 광신호를 통과시키기 위한 PCB구멍을 형성하며, PBA사이의 공간을 해당 신호의 상호접속을 위한 광도파로로 이용하는 것을 특징으로 한다.The light emitting element and the light receiving element are perpendicular to the main transmission direction of the light beam so that a plurality of PBAs are connected to the backplane by using an electrical connector and to form one interconnection channel on the PBA requiring high speed signal interconnection. At the same time, when the third PBA is present between the interconnection channels, the optical signal is passed on the PCB at the position opposite to the light emitting device or the light receiving device. It forms a PCB hole for the purpose, and uses the space between the PBA as an optical waveguide for interconnection of the corresponding signal.

이때, PCB면에 수직이 아닌 방향으로 방사되는 광은 차단하기 위하여, 상기한 발광소자 및 수광소자의 광소자는 광소자의 전극과 PCB의 전기적 전송로를 상호접속하는수단을 지니며, 광소자의 길이보다 큰 높이를 지닌 소켓의 내부에 장착하는 것이 바람직하다.At this time, in order to block light emitted in a direction not perpendicular to the surface of the PCB, the light emitting device and the optical device of the light receiving device has a means for interconnecting the electrode of the optical device and the electrical transmission path of the PCB, than the length of the optical device It is desirable to mount inside the socket with a large height.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PBA의 상호접속방법을 첨부도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a PBA interconnection method according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

제2(a)도 및 제2(b)도는 본 발명의 일 실시예에 따른 PBA의 상호 접속방법을 개략적으로 나타낸 일부사시도 및 좌측면도이다.2 (a) and 2 (b) are partial perspective and left side views schematically showing a PBA interconnection method according to an embodiment of the present invention.

제2도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 PBA 의 상호접속방벙에서는, 백플레인(30)에 전기적 커넥터(20)를 사용하여 PBA(41,42,43)을 접속하고, 고속신호의 상호접속이 요구되는 PBA(41,42)상에 하나의 상호접속채널을 형성하도록 발광소자(42a)와 수광소자(41b)를 광빔의 주전송 방향에 수직으로 PCB상에 대향하게 배치하고, PBA(41,42)사이의 공간을 해당 신호의 상호접속을 위한 광도파로로 이용한다.As shown in FIG. 2, in the interconnection method of the PBA according to the present invention, the PBAs 41, 42, 43 are connected to the backplane 30 by using the electrical connector 20, and the high speed signals are interconnected. The light emitting element 42a and the light receiving element 41b are disposed on the PCB perpendicularly to the main transmission direction of the light beam so as to form one interconnection channel on the required PBAs 41 and 42, and the PBA 41 And use the space between them as an optical waveguide for the interconnection of the signal.

만일, 인접하지 않은 PBA(41,43)의 경우에는 제2도에 도시된 발광 소자(41a)와 수광소자(43b)와같이, 상호접속 채널 사이에 제3의 PBA(42)가 존재하게 되는데, 이때에는 전기한 발광소자(41a)또는 수광소자(43b)와 대향하는 위치의 PCB상에 광신호를 통과시키기 위한 PCB구멍(42c)을 형성한다.In the case of non-adjacent PBAs 41 and 43, there is a third PBA 42 between the interconnection channels, such as the light emitting element 41a and the light receiving element 43b shown in FIG. In this case, a PCB hole 42c for passing an optical signal is formed on the PCB at a position opposite to the light emitting element 41a or the light receiving element 43b.

상기한 방법에서는, PBA사이의 공간을 PBA간 고속데이타 전송을 위한 광도파로로 이용하여, 종래기술의 광화이버를 대치하는 역활을 수행하게 된다.In the above method, the space between the PBAs is used as an optical waveguide for high-speed data transmission between PBAs, thereby replacing the conventional optical fibers.

제3도는 제2도에 도시된 PBA의 상호접속시 사용된 발광소자 및 수광소자의 상세도로서, 광소자는 광빔의 주전송방향이 PCB면과 수직이 되도록 PCB상에 장착되며, 광소자의 전극과 PCB의 전기적 전송로를 상호 접속하는 수단을 지닌 소켓(50)내부에 장착된다.FIG. 3 is a detailed view of the light emitting device and the light receiving device used in the interconnection of the PBA shown in FIG. 2, wherein the optical device is mounted on the PCB such that the main transmission direction of the light beam is perpendicular to the PCB surface. It is mounted inside a socket 50 with means for interconnecting the electrical transmission paths of the PCB.

이때, 소켓(50)은 광소자(43b)의 길이보다 큰 적절한 여유높이(d)를 가지게 되는데, 이는 소켓(50)이 PCB상에 장착된 경우, PCB면에 수직이 아닌 방향으로 방사되는 광을 차단하여 인접한 다른 광도파로로 광이 유출되거나, 그로 부터 유입되는 것을 최대한 방지하여 채널간 간섭을 축소시키기 위한 것이다.At this time, the socket 50 has an appropriate clearance height d greater than the length of the optical element 43b, which is the light emitted in a direction other than the perpendicular to the PCB surface when the socket 50 is mounted on the PCB. It is to reduce the interference between channels by preventing the light to flow out to or from other adjacent optical waveguides to the maximum.

상기한 본 발명에 따른 광 직접전송방식에 의한 인쇄회로기판 어셈블리의 상호접속방법을 사용하게 되면, 전기적 임피던스 정합에 의한 PCB상의 필요한 위치에 구멍을 부가함으로써, 광도파로가 형성되므로, PCB 내부에 광도파로를 별도로 부설하는 것보다 훨씬 용이하며, PCB상의 트레이스 길이를 단축시킬 수 있다.When the interconnection method of the printed circuit board assembly by the optical direct transfer method according to the present invention is used, an optical waveguide is formed by adding a hole to a required position on the PCB by matching electrical impedance, so that the optical inside the PCB It is much easier than laying the waveguide separately and can shorten the trace length on the PCB.

또한, PBA상에서 PBA간 신호전송을 위한 광화이버와 광커넥터를 제거할 수 있기 때문에, 시스템의 실장구조를 단순화 시킬수있고, PCB의 전체면을 상호접속에 응용할수 있어 상호접속 채널을 크게 증가시킬 수 있으며, PBA 사이의 자유공간은 광화이버에 비하여 광신호의 분산이 적으며 도파거리가 짧으므로, 광원의 스펙트럼(spectrum)폭이 넓은 저가의 광소자를 고속전송에 채용할 수 있게 된다.It also eliminates fiber optics and optical connectors for signal transfer between PBAs on the PBA, simplifying the system's mounting structure and allowing the entire surface of the PCB to be interconnected, greatly increasing the interconnect channel. In addition, the free space between the PBAs has less dispersion of optical signals and shorter waveguide distances than optical fibers, so that low-cost optical devices having a wide spectrum of light sources can be employed for high-speed transmission.

Claims (2)

복수개의 인쇄회로기판 어셈블리를 백플레인 전기적 커넥터를 사용하여 접속하고, 고속신호의 상호접속이 요구되는 인쇄회로기판 어셈블리 상에 하나의 상호접속 채널을 형성하도록 발광소자와 수광소자를 광빔의 주전송 방향에 수직으로 인쇄회로기판 어셈블리의 상에 대향하게 각각 배치하는 동시에, 상호접속 채널 사이에 제3의 인쇄회로기판 어셈블리가 존재하는 경우에는 전기한 발광소자 또는 수광소자와 대향하는 위치의 인쇄회로기판 어셈블리 상에 광신호를 통과시키기 위한 인쇄회로기판 구멍을 형성하며, 인쇄회로기판 어셈블리 사이의공간을 해당 신호의 상호접속을 위한 광도파로로 이용하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 어셈블리의 상호접속방법.Connect the light emitting element and the light receiving element to the main transmission direction of the light beam to connect a plurality of printed circuit board assemblies using a backplane electrical connector and to form one interconnection channel on the printed circuit board assembly where high speed signal interconnection is required. While the third printed circuit board assembly is disposed vertically opposite the printed circuit board assembly, and the third printed circuit board assembly is present between the interconnection channels, the printed circuit board assembly is positioned on the printed circuit board assembly at a position opposite to the light emitting device or the light receiving device. Forming a hole in the printed circuit board for passing the optical signal, and using the space between the printed circuit board assemblies as an optical waveguide for interconnecting the corresponding signals. 제1항에 있어서, 상기한 발광소자 및 수광소자의 광소자는 광소자의 전극과 인쇄회로기판의 전기적 전송로를 상호접속하는 수단을 지니며, 광소자의 길이보다 큰 높이를 지닌 소켓의 내부에 장착하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 어셈블리의 상호접속방법.The light emitting device of claim 1, wherein the light emitting device and the optical device of the light receiving device have a means for interconnecting the electrodes of the optical device with the electrical transmission path of the printed circuit board, and mounted inside the socket having a height greater than the length of the optical device. Interconnection method of a printed circuit board assembly.
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KR20040022675A (en) * 2002-09-09 2004-03-16 주식회사 아이텍 테크널러지 Optical Transceiver With VCSEL Transmitter And Receiver Array Modules For High Speed Parallel Communications On The Optical Backplane

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20040022675A (en) * 2002-09-09 2004-03-16 주식회사 아이텍 테크널러지 Optical Transceiver With VCSEL Transmitter And Receiver Array Modules For High Speed Parallel Communications On The Optical Backplane

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