WO2012133781A1 - 伝送システムとバックプレーンシステム構築方法 - Google Patents

伝送システムとバックプレーンシステム構築方法 Download PDF

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WO2012133781A1
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    • H05K2201/10295Metallic connector elements partly mounted in a hole of the PCB

Definitions

  • the present invention relates to a signal transmission technique, and more particularly to a backplane system construction method and a transmission system.
  • the back drill uses a drill to cut through holes and the surrounding substrate.
  • the portion where the through hole is formed is cut with a drill having a diameter slightly larger than the outer shape of the through hole to make a hole, thereby removing the portion corresponding to the stub.
  • Back drills also have problems in terms of cost and procurement. For this reason, there is a need for a technology that replaces the back drill.
  • a typical example of a backplane system will be described as a transmission system.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example (prototype) of a backplane system used for communication equipment and the like.
  • a backplane is a type of printed circuit board (Printed Circuit Board) that has a plurality of connectors (also referred to as “backplane connectors”) on one side, and the cards that are mounted on the connectors are connected to each other. Configure the system.
  • the midplane includes a plurality of connectors (backplane connectors) on both sides of the circuit board.
  • the backplane structure will be described as an example, but it can be replaced with a midplane structure.
  • a line card 11 and a switch card 12 are attached to a connector (backplane connector) 13 of the backplane 14.
  • the backplane 14 performs electrical connection between the switch card 12 and the line card 11, and transmits a line signal to another line card 11 via the switch card 12.
  • the line speed has changed from 1 Gbps to 10 Gbps, and is further evolving to 40 Gbps and 100 Gbps. For this reason, as shown in FIG. 1, it is necessary to increase the speed of backplane transmission while suppressing deterioration of signal characteristics and the like.
  • FIG. 2 shows the configuration (physical specifications) of the backplane system shown in FIG.
  • FIG. 2A is a diagram schematically showing a side cross section of a backplane, a connector, and a card (board).
  • FIG. 2B is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration of a region surrounded by a broken-line circle of the substrate and the backplane in FIG. 2A, and is a diagram for explaining through holes and stubs.
  • the line signal is an IC (Integrated Circuit) 22A ⁇ board (a small printed circuit board attached to a backplane (board), also referred to as “daughter card” or “daughter board”) 21A.
  • IC 22A Integrated Circuit
  • board a small printed circuit board attached to a backplane (board), also referred to as “daughter card” or “daughter board”
  • ⁇ Connector 23A ⁇ back plane 24 ⁇ connector 23B ⁇ board (daughter card) 21B ⁇ IC 22B
  • the connector 23A (23B) is a terminal (connector terminal) inserted (press-fitted) into the through hole of the board (daughter card) 21A (21B) and a terminal (connector terminal) inserted (press-fitted) into the through hole of the board of the backplane 24. ).
  • FIG. 2 (B) schematically shows a cross section of the multilayer substrate.
  • the signal wiring is connected to the signal layer (signal) at a predetermined depth (corresponding to the depth of the signal layer from the substrate surface) from the surface of the through hole formed by coating the conductive member with a plating or the like.
  • a predetermined depth corresponding to the depth of the signal layer from the substrate surface
  • the electric signal sent to the signal layer (signal) is supplied from the upper part of the through hole and enters the signal layer (signal) in the vicinity of the middle of the through hole. Since the through hole exists also below the portion where the signal layer (signal) is connected, the portion where the signal layer (signal) is connected to the through hole (the bent portion of the signal line in FIG.
  • the signal that travels from the branch point to the lower part of the through hole is reflected at the lower end of the through hole, travels up the through hole, and returns to the branch point.
  • a signal traveling from the branch point and a signal reflected and returned from the lower end of the through hole collide with each other, which may adversely affect the signal transmission characteristics. For example, the influence becomes significant in a high-frequency signal, a high-speed digital signal, or the like.
  • a lower ground plane (power supply) region surrounding the differential via (via-hole) is formed with an opening (clearance), which is formed as an anti-pad. That's it.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a connection form between a connector (backplane connector) and a board (daughter card), and a connector (backplane connector) and a backplane.
  • a connector backplane connector
  • a board board
  • a connector backplane connector
  • a backplane connector 33 a press-fit connector in which the terminal 35 is press-fit (press-fitted) into the corresponding through hole 34 of the substrate 31 is used.
  • FIG. 4 shows signal propagation at the connection between the connector (backplane connector) of FIG. 3 and the substrate (daughter card or backplane).
  • the daughter card or backplane substrate 41 includes a power supply layer or a GND layer (ground layer, ground plane) 42 and a signal layer 44, and is formed of a multilayer substrate including a dielectric 43 between the layers.
  • the signal layer 44 is provided between the GND layers 42, for example.
  • the signal from the connector terminal 45 (corresponding to the connector terminal 35 of the backplane connector 33 in FIG. 3) at the upper end of the through hole 46 propagates to the signal layer 44 at the branch point of the signal layer 44.
  • a part of the signal travels through the terminal 45 from the branch point to the lower part of the through hole 46, is reflected at the lower end of the through hole 46, and is a signal from above the connector terminal 45 at the branch point to the signal layer 44. Clash. That is, the reflected wave is further reflected at the branch point in the through hole, and multiple reflection occurs here. Since the end of the connector terminal 45 in the through hole 46 is open, that is, total reflection, and the branch point (connection point with the signal layer 44) in the through hole 46 is low impedance, phase-inverted reflection occurs. For this reason, a quarter-wave resonance is generated by a standing wave with the end of the connector terminal as an antinode and the through-hole branch point as a node.
  • the wavelength ⁇ of the standing wave is given by the following equation (1).
  • the product of resonance frequency f and wavelength ⁇ is the speed of light.
  • C0 the speed of light in vacuum
  • C0 1 / ⁇ ( ⁇ 0 ⁇ ⁇ 0)
  • ⁇ 0 is the dielectric constant of vacuum
  • ⁇ 0 is the magnetic permeability of vacuum.
  • the resonance frequency f is given by the following equation (4).
  • n is a positive odd number (1, 3, 5,...)
  • C0 is the speed of light in vacuum
  • L is the stub length
  • ⁇ r is the relative dielectric constant.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the above-described signal transmission path (differential transmission path).
  • backplane connectors 54A and 54B correspond to the connectors 23A and 23B in FIG. 5
  • the connector terminal 53A corresponds to the connector terminal of the connector 23A connected to the through hole of the daughter card 21A of FIG. 2A
  • the connector terminal 55A is the through terminal of the back plane 24 of FIG. This corresponds to the connector terminal of the connector 23A connected to the hole.
  • the connector terminal 55B corresponds to the connector terminal of the connector 23B connected to the through hole of the backplane 24 of FIG.
  • the connector terminal 53B corresponds to the connector terminal of the connector 23B connected to the through hole of the daughter card 21B of FIG.
  • a signal differentially output from the output buffer 51 (an output buffer (not shown in the IC 22A in FIG. 2A)) is output via a wiring 52A in the daughter card (corresponding to the substrate 21A and the like in FIG. 2 (A)).
  • Connector terminal 53A of the backplane connector 54A, connector terminal 55A of the backplane connector 54A, wiring 56 in the backplane (corresponding to the signal layer 44 etc. in FIG. 4), connector terminal 55B of the backplane connector 54B, backplane connector 54B Connector terminal 53B, and wiring 52B in the daughter card (corresponding to substrate 21B in FIG. 2A) is differentially input to input buffer 57 (input buffer (not shown in IC 22B in FIG. 2A)). Entered.
  • the input buffer 57 includes a terminating resistor between the differential inputs, and the differential input signal is input to the equalization circuit and equalized.
  • the signal input from the connector via the wiring is a reflected wave generated at the open end of the stub by the stub that is parasitically generated in the through hole of the backplane.
  • Signal degradation due to The energy passing through the through hole from the branch point in the through hole and the energy flowing through the substrate (daughter card or signal layer of the backplane) is distributed to the through hole. Reflection occurs at the open end.
  • the reflected wave is further reflected at a branch point in the through hole, and multiple reflection occurs here. That is, a quarter-wave resonance is generated by a standing wave with the end of the connector terminal as an antinode and the through-hole branch point as a node.
  • the analysis using the through-hole structure (differential through-hole) in FIG. 6 is the insertion loss of the differential through-hole in FIG. 7 (analysis by the present inventor).
  • the horizontal axis represents frequency
  • the vertical axis represents input differential insertion loss Sdd21 (unit dB). Due to the quarter-wave resonance of the through-hole stub, in the example of FIG. 7, the input differential insertion loss Sdd21 is about ⁇ 24 dB (the absolute value of the insertion loss (attenuation) amount is maximum) in the vicinity of 7 GHz.
  • a pair of backplane connector terminals 67 that transmit signals differentially are connected to a pair of signal through holes 62.
  • the pair of signal through holes 62 is connected to the pair of signal wirings 65 in the signal layer between the GND layers 64.
  • a stub (through hole stub) 66 is formed between the open end of the lower end portion of the signal through hole 62 and the connection portion between the signal through hole 62 and the signal wiring 65.
  • Acceleration of the line interface requires a speed of 10 Gbps or higher on the backplane, but it can be understood that transmission is difficult due to this through-hole characteristic.
  • Patent Document 1 At least a part of through holes and vias is shortened by drilling the conductive stub length portion of the hole, and the drilled portion of the hole includes a transition portion from the first profile to the second profile, A circuit board is disclosed that reduces reflection from the drilled hole end.
  • a technique has been disclosed in which a through hole stub is scraped off by a drill to eliminate resonance caused by the stub. Although the characteristics are good, there is a concern that the drill is difficult to control at the time of manufacturing the substrate and the cost is increased due to problems such as yield. Moreover, since it cuts off with a drill, the quality problem by the residual burr
  • Patent Document 2 when a signal is transmitted at high speed through a differential wiring, a differential that passes through a via hole having an open stub is used to solve a problem that a waveform distortion occurs due to impedance mismatch in a via hole having an open stub and jitter occurs.
  • a configuration is disclosed in which the degree of coupling is reduced while the differential characteristic impedance is constant with respect to the wiring. That is, a technique for optimizing the degree of coupling of differential lines and reducing the influence of through-hole stubs is disclosed. This technology assumes that the characteristic deterioration due to the stub is sufficiently higher than the operating band, and stabilizes the signal in the lower band. That is, it does not compensate for the degradation characteristics of the stub, and does not disclose a technique for solving the problem when the signal band and the degradation band due to the stub are approximately the same.
  • Patent Document 3 discloses a method for optimizing a via structure for improving the high-frequency performance of the backplane and a method for optimizing the size and shape of the via structure for enhancing the high-frequency signal integrity performance of the via structure. Yes.
  • the unused stub section of the plating through hole (PTH) is removed by removing the conductive portion of the via constituting the stub section with a drill. For this reason, there is a problem that the design becomes complicated. In addition, cost and quality problems caused by back drilling cannot be solved.
  • the integrated circuit includes a built-in termination resistor designed to match the characteristic impedance (signal source impedance) of the transmission line, and the signal source drives a plurality of IC elements on the printed circuit board.
  • the IC elements are connected in cascade, the internal resistors of the IC elements except for the last IC element in the chain are bypassed by the short circuit underneath, and the last IC element in the chain does not have a short circuit underneath. It is disclosed.
  • a technique for providing a termination resistor in the IC in order to increase the speed of the bus has been disclosed, it does not solve the characteristic deterioration due to the through hole stub.
  • An object of the present invention is to provide a system and a method that enable high-speed signal transmission and stable operation without being restricted by the manufacture of circuit boards.
  • a transmission system in which an AC termination connector having an AC termination circuit including a resistor and a capacitor is connected to a stub open end of a through hole provided in a circuit board.
  • a backplane construction method for connecting an AC termination connector having an AC termination circuit including a resistor and a capacitor to a stub open end of a through hole provided in the backplane.
  • the present invention it is possible to operate the transmission of the backplane or the midplane stably at high speed without being restricted by the manufacture of the substrate.
  • FIG. 1 It is a figure which shows an example (prototype) of a backplane system.
  • A) is the figure which looked at the backplane system from the side
  • B) is a figure explaining the through hole of a board
  • A is a figure which shows the connection form of a connector and a daughter card
  • a technique for stably and stably operating transmission of a backplane and a midplane used for communication devices such as routers, switches, and exchanges, and information processing devices such as servers and storages.
  • an AC termination connector (through-hole stub AC termination connector) having an AC termination circuit including a resistor and a capacitor is connected to a stub open end of a through-hole provided in the circuit board.
  • the through-hole includes a pair of through-holes that transmit signals differentially, and the pair of through-holes (92) from one surface side of the circuit board (91 in FIG. 9). ) Are inserted into the first and second connector terminals (97 in FIG. 9), respectively, and the AC termination connector (100 in FIG. 9) is connected to the pair of surfaces of the circuit board opposite to the one surface.
  • the third and fourth connector terminals (termination terminals 106 in FIG. 9) are inserted into the through holes (92 in FIG. 9) so as to face the first and second connector terminals, respectively.
  • a series circuit (AC termination circuit) of the resistor (102) and the capacitor (103) is connected between the fourth connector terminal (106 in FIG. 9).
  • the through-holes include a pair of through-holes that transmit signals differentially, and the first and second holes are respectively provided from one surface side of the circuit board to the pair of through-holes.
  • a connector terminal is inserted, and the AC terminal connector is inserted into the pair of through-holes on the surface opposite to the one surface of the circuit board so as to face the first and second connector terminals, respectively.
  • a first AC termination circuit comprising a series circuit of a first resistor and a first capacitor connected between the third connector terminal and the ground; It is good also as a structure provided with the 2nd AC termination circuit which consists of a series circuit of the 2nd resistance and the 2nd capacitor
  • the circuit board is either a backplane or a midplane.
  • the circuit board is a backplane
  • the first and second connector terminals are connected to the pair of through-holes in the backplane connector terminals (97) It is.
  • an AC termination circuit (89A and 89B in FIG. 8) including a resistor and a capacitor is provided at a stub open end of a through hole provided in a daughter card attached to the backplane with a backplane connector.
  • the AC terminal connector may be connected.
  • the daughter card includes first and second through-holes for transmitting signals differentially, and first and second backplane connectors from one surface side of the daughter card to the first and second through-holes. Connector terminals are respectively inserted, and the AC termination circuit connector is connected to the first and second connector terminals in the first and second through holes on the surface opposite to the one surface of the daughter card.
  • the AC termination circuit (89A in FIG.
  • a first AC termination circuit (89A in FIG. 17) comprising a series circuit of a first resistor and a first capacitor, which is provided with third and fourth connector terminals and is connected between the third connector terminal and the ground.
  • a second AC termination circuit (89C in FIG. 17), which is connected between the fourth connector terminal and the ground and includes a series circuit of a second resistor and a second capacitor.
  • a first semiconductor chip (22A in FIG. 2A) including an output buffer (81 in FIG. 8) that outputs a signal differentially, and the first semiconductor chip are combined.
  • the AC termination connector includes first and second AC termination circuits (89A and 89B in FIG. 8) each including a series circuit of a resistor and a capacitor.
  • a second AC termination connector, and the first and second connector terminals (85A) of the first backplane connector (84A) transmit signals differentially from one surface side of the backplane.
  • the first and second connector terminals (85B) of the second backplane connector (84B) receive signals from one surface side of the backplane, respectively. They are inserted into the third and fourth through holes that transmit differentially, respectively.
  • the first and second connectors of the first backplane connector are connected to the first and second through holes on the surface opposite to the one surface of the backplane.
  • a first resistor (102) having third and fourth connector terminals (termination terminal 106 in FIG. 9) inserted opposite to the terminals, and connected between the third and fourth connector terminals.
  • a first AC termination circuit (88A in FIG. 8) comprising a series circuit of a first capacitor (103).
  • the second AC termination connector has the first and second connectors of the second backplane connector in the third and fourth through holes on the surface opposite to the one surface of the backplane.
  • a third resistor and a fourth connector terminal (terminal 106 in FIG. 9) inserted opposite to the terminals, respectively, and connected between the third and fourth connector terminals;
  • a second AC termination circuit (89B) comprising a series circuit of capacitors is provided.
  • the AC termination connector includes first to fourth AC termination circuits (88A, 88C, 88B, 88D in FIG. 17) each including a series circuit of a resistor and a capacitor.
  • first to 4 AC termination connectors, and the first and second connector terminals (85A) of the first backplane connector (84A) are configured to differentially transmit signals from one surface side of the backplane.
  • the first and second connector terminals (85B) of the second backplane connector (84B) are inserted into the first and second through-holes to transmit, respectively, from one surface side of the backplane to the signal Are respectively inserted into the third and fourth through holes that transmit the signal differentially.
  • the first AC termination connector is connected to the first through-hole (92 in FIG. 9) on the surface opposite to the one surface of the backplane, and the first connector of the first backplane connector.
  • a first resistor and a first resistor each having a third connector terminal (106 in FIG. 9) inserted in opposition to the terminal (85A in FIG. 17), connected between the third connector terminal and the ground.
  • a first AC termination circuit (88A in FIG. 17) comprising a series circuit of capacitors.
  • the second AC termination connector is connected to the second connector of the first backplane connector in the second through hole (92 in FIG. 9) on the surface opposite to the one surface of the backplane.
  • a fourth connector terminal inserted opposite to the terminal (85A in FIG.
  • a second AC termination circuit (88C in FIG. 17) is provided.
  • the third AC terminal connector is connected to the first through hole of the second backplane connector (84B in FIG. 17) in the third through hole on the surface opposite to the one surface of the backplane.
  • a third resistor and a third capacitor in series each having a fifth connector terminal (106 in FIG. 9) inserted so as to face the terminal (85B) and connected between the fifth connector terminal and the ground.
  • a third AC termination circuit (88B in FIG. 17) is provided.
  • the fourth AC terminal connector is connected to the second connector terminal (84B in FIG.
  • a fourth AC termination circuit comprising a fourth circuit connected to the sixth connector terminal and the ground, and comprising a series circuit of a fourth resistor and a fourth capacitor. It is good also as a structure provided with (88D of FIG. 17). Exemplary embodiments are described below.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a first exemplary embodiment of the present invention.
  • the differential signal through hole to which the backplane connector is connected is provided with a through hole / stub AC termination circuit (88A, 88B).
  • a differential transmission circuit is used, and the differential output of the output buffer 81 is connected to the connector terminal 83A of the backplane connector 84A and the wiring 82A in the daughter card.
  • the connector terminal 83B of the connector terminal 84B of the backplane connector 84B and the differential input of the input buffer 87 are connected by a wiring 82B in the daughter card.
  • the connectors 85A and 85B of the backplane connectors 84A and 84B are connected by a wiring 85 on the backplane.
  • the characteristic impedance of the differential wiring is about 100 ⁇ .
  • the connector terminal 83A (83B) of the backplane connector 84A (84B) is connected to the through hole of the daughter card by press fitting (press fitting).
  • the connector terminal 85A (85B) of the backplane connector 84A (84B) is connected to the through hole of the backplane by press fitting (press fitting).
  • stubs are parasitic in the through holes of the backplane.
  • a through-hole stub AC termination circuit 88 including a resistor R and a capacitor C is connected to the stub portion between differential signals.
  • FIG. 9 is a diagram showing a mounting image of the through-hole stub AC termination connector. 9 is obtained by connecting a through-hole stub AC terminal connector 100 to the stub open end in the configuration of FIG. That is, as shown in FIG. 9, the through-hole stub AC terminal connector 100 is mounted on the surface opposite to the press-fit portion (press-fit portion).
  • the through-hole stub AC termination connector 100 is press-fitted into a pair of signal through-holes 92 that transmit signals differentially among the plurality of connector terminals 104 that are press-fitted into the through-holes of the board (backplane or daughter card).
  • the connection pads 105 of a pair of connector terminals (also referred to as “termination terminals”) 106 functioning as termination terminals are connected by a series circuit of a resistor 102 and a capacitor 103.
  • a series circuit of the resistor 102 and the capacitor 103 constitutes an AC termination circuit.
  • the through-hole stub AC termination connector 100 includes a pair of connector terminals 104 on both sides of a termination terminal pair 106 that terminates a differential signal, and the pair of connector terminals 104 is a pair of board 91.
  • the signal through hole 92 is press-fitted into the GND through hole 93 on both sides.
  • a pair of signal wirings 95 in the signal layer is connected to a pair of signal through holes, and signals are propagated differentially.
  • the signal layer is provided between the GND layers 84 via an insulating layer (dielectric).
  • connection of the through-hole stub AC termination connector on the daughter card is optional, and should be mounted when the resonance frequency calculated by Equation (4) is within the signal operation range.
  • the through hole is shallow, and resonance by a stub is often not affected.
  • a through-hole stub AC termination connector having a circuit as shown in FIG. 18 may be used. That is, a plurality of differential signal terminal pairs are provided, a GND terminal is provided on both the left and right sides of each differential signal terminal pair, and a series circuit of a resistor and a capacitor is connected between each pair of differential signal terminals.
  • the differential signal terminal pair is inserted into the corresponding signal through hole 92 in FIG. 9, and the GND terminals on both the left and right sides of the differential signal terminal pair are inserted into the corresponding GND through hole 93 in FIG.
  • FIG. 19A and 19B are diagrams showing an example of the structure of the through-hole stub AC terminal connector, where FIG. 19A is a top view, FIG. 19B is a front view, and FIG. 19C is a view from the side of the housing 107.
  • a substrate is used to mount an AC termination circuit (resistor and capacitor). However, if there is no problem in strength and reliability, the substrate may not be used. That is, any structure that can connect a resistor and a capacitor between the differential signal terminals 106 may be used.
  • FIG. 19 is an image of a connector that accommodates 7 pairs of differential signals of 2 pairs per row (see the top view of FIG. 19A and the side view of FIG. 19C).
  • the number of columns may be arbitrary according to the required number.
  • FIG. 19B is upside down from FIG. Of the connector terminals 104 in FIG. 19B, the signal terminal pair 106 is the same as the terminal terminal pair 106 in FIG.
  • FIG. 20 is a diagram showing a mounting image of the through-hole / stub termination connector of FIG.
  • a through-hole stub AC termination connector 100 is mounted on the back surface of the backplane connector that connects the backplane and the daughter card.
  • the through-hole / stub AC terminal connector 100 may not have the GND terminal.
  • the transmission system of this embodiment In the backplane transmission, a differential transmission circuit as shown in FIG. 8 is used, and a signal is propagated through a path of output buffer 81 ⁇ backplane connector 84A ⁇ backplane connector 84B ⁇ input buffer 87.
  • the transmission waveform In high-speed transmission equivalent to 10 Gbps or higher, the transmission waveform is attenuated due to the attenuation characteristics of the transmission line including wiring, connectors, and through holes.
  • the connection portion of the backplane connector has a parasitic stub, and the characteristics deteriorate as shown in FIG. This is because resonance occurs between the branch point in the through hole and the open end as described with reference to FIG.
  • FIG. 9 by providing a through-hole stub AC termination at the open end of the stub, reflection is eliminated and deterioration due to resonance can be prevented.
  • the characteristics of this through-hole stub AC termination are shown in FIG. What was attenuated by as much as ⁇ 24 dB at around 7 GHz (see FIG. 7) can be suppressed to about ⁇ 6 dB by connecting the through-hole stub AC termination connector 100 to the open end of the through-hole stub 98. be able to.
  • the characteristic impedance (differential impedance) of the differential transmission line is generally designed to be about 100 ⁇ , it is appropriate that the resistance value of this through-hole stub AC termination is about 100 ⁇ . Since the characteristic impedance of the through-hole is generally smaller than 100 ⁇ , the resistance value of the through-hole stub AC termination may be reduced in accordance with this. Further, it is appropriate that the capacitance value of the capacitor at the through-hole stub AC termination is about several pF, and there is an effect of suppressing the DC loss due to the termination resistance.
  • FIG. 11 shows a configuration in which a capacitor is removed and through-hole stub termination is performed only with a resistor.
  • FIG. 12 shows the through hole characteristics in the reference example of FIG. Since there is no capacitor at the end of the through-hole stub, attenuation occurs even in the low frequency region, and it is not necessary to mention that transmission at a low frequency may cause a malfunction.
  • the characteristics of a transmission line including wiring, connectors, and through-holes have a curve in which attenuation increases as the frequency increases, as shown in FIGS.
  • the vertical axis indicates the differential insertion loss Sdd21
  • the stub resonance it has irregular characteristics as shown in FIG.
  • signal propagation on a transmission line having a uniform downward-sloping characteristic has a small attenuation of a waveform having a large pulse width and a large attenuation of a waveform having a small pulse width as shown in FIG. Become.
  • FIG. 16 shows an example of the characteristics of the equalization circuit of the input buffer 87.
  • it in general, it has a convex characteristic (loss characteristic) with a peak at the Nyquist frequency of signal propagation (peak near 5 GHz), and raises the maximum frequency component to be lower than that. It has a characteristic of gradually attenuating the frequency. Due to this characteristic, a signal with a large pulse width is intentionally reduced in amplitude, a signal with a large pulse width is amplified, and a signal whose logical level (0 or 1) can be determined by balancing a low frequency component and a high frequency component. It is shaped into a waveform.
  • non-uniform waveform propagation occurs, for example, a signal with a large pulse width is small and a signal with a small pulse width is large, and has characteristics as shown in FIG. Waveform shaping can no longer be performed in the circuit.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a through-hole stub AC termination according to another embodiment.
  • AC termination is performed between the differential signal lines, but the same effect can be obtained even if each signal is AC terminated with respect to GND (ground).
  • the AC termination is performed between the differential signal lines by the through-hole / stub AC termination connector.
  • each signal is AC-terminated with respect to the GND. .
  • the first through-hole stub AC termination connector is a third connector that is inserted into the first through-hole (92 in FIG. 9) of the backplane so as to face the first connector terminal 85A of the backplane connector 84A.
  • a first AC termination circuit 88A comprising a terminal (106 in FIG. 9) and connected in series between the third connector terminal and the ground and comprising a series circuit of a first resistor and a first capacitor.
  • the second through-hole stub AC termination connector includes a connector terminal that is inserted into the second through-hole (92 in FIG. 9) of the backplane so as to face the second connector terminal 85A of the backplane connector 84A.
  • a second AC termination circuit 88C comprising a series circuit of a second resistor and a second capacitor connected between the fourth connector terminal and the ground.
  • the third through-hole stub AC termination connector is inserted into the third through-hole (92 in FIG. 9) of the backplane so as to face the first connector terminal 85B of the backplane connector 84B.
  • a third AC termination circuit 88B including a connector terminal and comprising a series circuit of a third resistor and a third capacitor connected between the fifth connector terminal and the ground is provided.
  • the fourth through-hole / stub AC terminal connector is a sixth connector inserted into the fourth through-hole (92 in FIG. 9) of the back plane so as to face the second connector terminal 85B of the back plane connector 84B.
  • a fourth AC termination circuit 88D comprising a series circuit of a fourth resistor and a fourth capacitor connected between the sixth connector terminal and the ground.
  • through-hole stub AC termination connectors with AC termination circuits 89A-89D between GND and connector terminals (wiring pads) that are press-fitted into the stub open end side of the through-holes that transmit signals differentially It is good also as a structure provided. Even with such a configuration, the same effects as those of the first exemplary embodiment described above can be obtained.
  • a through-hole stub AC termination connector having a circuit as shown in FIG. 21 is also possible. That is, a series circuit of a resistor and a capacitor is connected between a pair of differential signal terminals and a GND terminal.
  • FIG. 21 two sets of configurations are shown in which one pair of the differential signal terminal and the GND terminal connected to the GND terminal via a series circuit of a resistor and a capacitor is one set. That is, the through-hole stub AC termination connector may be configured to include a plurality of sets of differential signal terminals and GND terminals.
  • the backplane system has been described as an example of the differential transmission system.
  • the present invention can be similarly applied to a differential transmission system including a midplane.
  • the above embodiments can be applied to communication devices such as routers, switches, and exchanges, information processing devices such as servers and storages, and electronic circuit board designs.
  • a transmission system comprising: an AC termination connector having an AC termination circuit including a resistor and a capacitor connected to a stub open end of a through hole provided in a circuit board.
  • the through holes include first and second through holes that transmit signals differentially; First and second connector terminals are inserted into the first and second through holes from one surface side of the circuit board,
  • the AC termination connector is Third and fourth connector terminals inserted into the first and second through holes on the surface opposite to the one surface of the circuit board so as to face the first and second connector terminals, respectively.
  • the AC termination circuit comprising a series circuit of the resistor and the capacitor connected between the third and fourth connector terminals;
  • the through hole includes first and second through holes for transmitting signals differentially; First and second connector terminals are inserted into the first and second through holes from one surface side of the circuit board,
  • the AC termination connector is Third and fourth connector terminals inserted into the first and second through holes on the surface opposite to the one surface of the circuit board so as to face the first and second connector terminals, respectively.
  • a first AC termination circuit comprising a series circuit of a first resistor and a first capacitor connected between the third connector terminal and the ground;
  • a second AC termination circuit comprising a series circuit of a second resistor and a second capacitor connected between the fourth connector terminal and the ground;
  • the transmission system according to appendix 1, characterized by comprising:
  • Appendix 4 The transmission system according to appendix 1, wherein the circuit board is either a backplane or a midplane.
  • the circuit board is a backplane;
  • the transmission system according to claim 2 or 3 wherein the first and second connector terminals are connector terminals of a backplane connector connected to the first and second through holes of the backplane. .
  • An AC termination connector having an AC termination circuit including a resistor and a capacitor is connected to a stub open end of a through hole provided in a daughter card attached to the backplane with a backplane connector.
  • the daughter card includes first and second through-holes for transmitting signals differentially, and first and second backplane connectors from one surface side of the daughter card to the first and second through-holes. Connector terminals are inserted,
  • the AC termination connector is Third and fourth connector terminals inserted into the first and second through holes on the surface opposite to the one surface of the daughter card to face the first and second connector terminals, respectively.
  • the AC termination circuit comprising a series circuit of the resistor and the capacitor connected to the third and fourth connector terminals;
  • the daughter card includes first and second through-holes for transmitting signals differentially, and first and second backplane connectors from one surface side of the daughter card to the first and second through-holes. Connector terminals are inserted,
  • the AC termination circuit comprises: Third and fourth connector terminals inserted into the first and second through holes on the surface opposite to the one surface of the circuit board so as to face the first and second connector terminals, respectively.
  • the AC termination connector includes first and second AC termination connectors each including first and second AC termination circuits each consisting of a series circuit of a resistor and a capacitor; The first and second connector terminals of the first backplane connector are respectively inserted into first and second through holes that transmit signals differentially from one surface side of the backplane, The first and second connector terminals of the second backplane connector are respectively inserted into third and fourth through holes that transmit signals differentially from one surface side of the backplane, The first AC termination connector is The first and second through-holes on the surface
  • a first AC termination circuit comprising a series circuit of a first resistor and a first capacitor connected between the third and fourth connector terminals;
  • the second AC termination connector is The first and second connector terminals of the second backplane connector are respectively inserted into the third and fourth through holes on the surface opposite to the one surface of the backplane.
  • a second AC termination circuit comprising a series circuit of a second resistor and a third capacitor connected between the fifth and sixth connector terminals;
  • the AC termination connector includes first to fourth AC termination connectors each including first to fourth AC termination circuits each including a series circuit of a resistor and a capacitor, The first and second connector terminals of the first backplane connector are respectively inserted into first and second through holes that transmit signals differentially from one surface side of the backplane, The first and second connector terminals of the second backplane connector are respectively inserted into third and fourth through holes that transmit signals differentially from one surface side of the backplane, The first AC termination connector is A third connector terminal inserted into the first through-hole on
  • An AC termination connector having an AC termination circuit including a resistor and a capacitor is connected to an open end of a stub of a through hole provided in the backplane.
  • the through holes include first and second through holes that transmit signals differentially; First and second connector terminals are inserted into the first and second through holes from one surface side of the backplane, respectively.
  • the AC termination connector is Third and fourth connector terminals inserted into the first and second through holes on the surface opposite to the one surface of the backplane so as to face the first and second connector terminals, respectively.
  • the through hole includes first and second through holes for transmitting signals differentially; First and second connector terminals are inserted into the first and second through holes from one surface side of the backplane, respectively.
  • the AC termination connector is Third and fourth connector terminals inserted into the first and second through holes on the surface opposite to the one surface of the backplane so as to face the first and second connector terminals, respectively.
  • a first AC termination circuit comprising a series circuit of a first resistor and a first capacitor is connected between the third connector terminal and the ground; 12.
  • the back according to claim 11, wherein the back is configured by connecting a second AC termination circuit comprising a series circuit of a second resistor and a second capacitor between the fourth connector terminal and the ground. Plane system construction method.

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Abstract

 本発明は、回路基板の製造上の制約等を受けずに、信号伝送の高速化と安定動作を可能とするシステム及び方法を提供する。伝送システムは、回路基板に設けられたスルーホールのスタブ開放端に、抵抗とコンデンサを含むAC終端回路を備えたAC終端コネクタを備える。

Description

伝送システムとバックプレーンシステム構築方法
(関連出願についての記載)
 本発明は、日本国特許出願:特願2011-073984号(2011年3月30日出願)の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
 本発明は、信号伝送技術に関し、特に、バックプレーンシステム構築方法および伝送システムに関する。
 近時、IT(Information Technology)機器の普及により、情報処理装置において、情報トラフィックは膨大に増加している。このため、装置内の信号帯域も増加している。例えば1~6Gbps(Gigabit per second)程度の信号伝播ではスルーホール・スタブによる伝送特性への影響は皆無であったが、伝送速度が10Gbpsを超えると、伝送特性の劣化が顕著に現れ始める。
 スルーホール・スタブによる特性劣化を解消するための関連技術としてバックドリルによるスルーホール加工がある。バックドリルは、スルーホール及びその周囲の基板をドリルで切削する。スルーホールが形成された部分をスルーホールの外形より僅かに大きな径のドリルで切削して穴をあけることにより、スタブに相当する部分のスルーホールを除去する。しかしながら、バックドリルを使える基板メーカーは乏しい。また、バックドリルはコスト面および調達面でも問題がある。このため、バックドリルに変わる技術が必要とされている。以下、伝送システムとして、バックプレーン・システムの典型例について説明する。
 図1は、通信機器等に使用されるバックプレーンシステムの1例(プロトタイプ)を示す図である。バックプレーンはプリント回路基板(Printed Circuit Board)の一種であり、一側面に、複数のコネクタ(「バックプレーンコネクタ」ともいう)を備え、該コネクタに装着されるカード間を相互に接続してバスシステムを構成する。なお、ミッドプレーンは回路基板の両側の面に複数のコネクタ(バックプレーンコネクタ)を備えている。以下の説明では、バックプレーン構造を例に説明するが、ミッドプレーン構造に置き換えることが可能である。
 図1を参照すると、バックプレーン14のコネクタ(バックプレーンコネクタ)13には回線カード11、スイッチカード12が装着されている。バックプレーン14は、スイッチカード12と回線カード11間で電気的接続を行い、回線信号をスイッチカード12を介して他の回線カード11へと信号を伝達する。近時、回線速度は1Gbpsから10Gbpsへと推移し、更に40Gbps、100Gbpsへと進化しようとしている。このため、図1にも示したように、信号特性の劣化等を抑えたバックプレーン伝送の高速化が必要とされる。
 図2は、図1に示したバックプレーン・システムの構成(物理仕様)を示したものである。図2(A)は、バックプレーンとコネクタ、カード(基板)の側断面を模式的に示した図である。図2(B)は、図2(A)の基板とバックプレーンの破線の丸で囲んだ領域の断面構成を模式的に示す図であり、スルーホール及びスタブを説明する図である。
 図2(A)に示すように、回線信号は、IC(Integrated Circuit)22A→基板(バックプレーン(基板)に取り付けられる小型プリント基板であり、「ドーターカード」又は「ドーターボード」ともいう)21A→コネクタ23A→バックプレーン24→コネクタ23B→基板(ドーターカード)21B→IC22Bの経路で接続される。コネクタ23A(23B)は基板(ドーターカード)21A(21B)のスルーホールに挿入(圧入)される端子(コネクタ端子)とバックプレーン24の基板のスルーホールに挿入(圧入)される端子(コネクタ端子)を備えている。
 図2(B)には、多層基板の断面が模式的に示されている。信号配線は、導電部材を鍍金等で被着してなるスルーホール表面から所定の深さ(信号層の基板表面からの深さに対応)で信号層(signal)に接続されており、電気的導通がとられている。すなわち、図2(B)に示すように、信号層(signal)に送られる電気信号は、スルーホール上部から供給され、スルーホールの中間付近において信号層(signal)に入る。信号層(signal)が接続された部分より下側にもスルーホールは存在しているため、信号層(signal)がスルーホールに接続された部分(図2(B)の信号線の折曲部)は信号経路の分岐点となる。したがって、スルーホール上部から伝播してくる信号は、この分岐点(折曲部)において多層基板内の信号層(signal)に伝播することになるが、その一部は分岐点からスルーホール下方に進む。分岐点から下側の部分のスルーホールは、本来の信号経路ではないが導電部分であるため、信号伝播経路となる。このように、信号経路が分岐点で2つに分岐する場合、本来の信号経路ではない部分を一般的に「スタブ」(stub:分岐配線)という。分岐点からスルーホール下部に進んだ信号は、スルーホール下端部において反射されスルーホールを上方に進み、分岐点に戻ってくる。スタブ内において、分岐点から進んでくる信号と、スルーホール下端で反射されて戻ってくる信号とがぶつかり、信号の伝達特性に悪影響を及ぼすことがある。例えば、高周波信号や高速デジタル信号等では、その影響が顕著となる。図2(B)において、差動ビア(via-hole)を取り囲む下側の接地面(電源)領域は除去された開口部(クリアランス)が形成されており、これをアンチパッド(anti-pad)という。
 図3は、コネクタ(バックプレーンコネクタ)と基板(ドーターカード)、コネクタ(バックプレーンコネクタ)とバックプレーンとの接続形態の一例を示す図である。特に制限されるものではないが、バックプレーンコネクタ33としては、その端子35が、基板31の対応するスルーホール34にプレスフィット(圧入)されるプレスフィット・コネクタが用いられる。
 図4は、図3のコネクタ(バックプレーンコネクタ)と、基板(ドーターカードまたはバックプレーン)との接続部の信号伝播を示したものである。ドーターカードやバックプレーンの基板41は、電源層又はGND層(接地層、グランドプレーン)42、信号層44を備え、各層の間に誘電体43を備えた多層基板で構成される。信号層44は、例えばGND層42間に設けられる。図4に示すように、スルーホール46の上端部のコネクタ端子45(図3のバックプレーンコネクタ33のコネクタ端子35に対応)からの信号は、信号層44の分岐点で信号層44に伝播するが、該信号の一部は、端子45を当該分岐点からスルーホール46の下方に進み、スルーホール46の下端部で反射され、信号層44への分岐点で、コネクタ端子45上方からの信号とぶつかる。すなわち、反射波は、スルーホール内の分岐点で更なる反射が発生し、ここで多重反射が発生する。スルーホール46内のコネクタ端子45の端部はオープンすなわち全反射、スルーホール46内の分岐点(信号層44との接続点)は低インピーダンスのため、位相反転した反射が発生する。このため、コネクタ端子の端部を腹、スルーホール内分岐点を節とする定在波による4分の1波長共振が発生する。
 スタブ長(図4ではスルーホール46と信号層44の接続部とスルーホール46の下端の間の長さ)をLとすると、定在波の波長λは、次式(1)で与えられる。
 λ=4L/n (n=1、3、5、・・・)     ・・・(1)
 共振周波数fと波長λの積は光の速度となる。
 f×λ=C (Cは比誘電率εrの物質中の光速度)
    =C0/√(εr)     ・・・(2)
 ただし、C0は、真空中の光速であり、
 C0=1/√(ε0×μ0)     ・・・(3)
 ε0は真空の誘電率、μ0は真空の透磁率である。
 したがって、共振周波数fは次式(4)で与えられる。
 f=n×C0/(4×L×√εr)     ・・・(4)
 ただし、(4)において、nは正の奇数(1、3、5・・・)、C0は真空中の光速度、Lはスタブ長、εrは比誘電率を示す。
 図5は、上記した信号伝送路(差動伝送路)を説明する図である。図5において、バックプレーンコネクタ54A、54Bは、図2(A)のコネクタ23A、23Bに対応する。図5において、コネクタ端子53Aは、図2(A)のドーターカード21Aのスルーホールに接続されるコネクタ23Aのコネクタ端子に対応し、コネクタ端子55Aは、図2(A)のバックプレーン24のスルーホールに接続されるコネクタ23Aのコネクタ端子に対応する。また図5において、コネクタ端子55Bは、図2(A)のバックプレーン24のスルーホールに接続されるコネクタ23Bのコネクタ端子に対応する。コネクタ端子53Bは、図2(A)のドーターカード21Bのスルーホールに接続されるコネクタ23Bのコネクタ端子に対応する。
 出力バッファ51(図2(A)のIC22A内の図示されない出力バッファ)から差動出力された信号は、ドーターカード(図2(A)の基板21A等に対応する)内の配線52Aを介してバックプレーンコネクタ54Aのコネクタ端子53A、バックプレーンコネクタ54Aのコネクタ端子55A、バックプレーン内の配線56(図4の信号層44等に対応する)、バックプレーンコネクタ54Bのコネクタ端子55B、バックプレーンコネクタ54Bのコネクタ端子53B、ドーターカード(図2(A)の基板21B等に対応する)内の配線52Bを介して差動で入力バッファ57(図2(A)のIC22B内の図示されない入力バッファ)に入力される。入力バッファ57は、差動入力間に終端抵抗を備え、差動入力信号は等化回路に入力されて等化される。
 配線を介してコネクタから入力された信号は、図4を参照して詳細に説明したように、バックプレーンのスルーホール内に寄生的に生成されるスタブにより、当該スタブ開放端で生じた反射波の影響で信号劣化が生じる。スルーホール内の分岐点からスルーホール内に通過するエネルギーと、基板(ドーターカードまたはバックプレーンの信号層)に流れるエネルギーとに分散され、スルーホール内を通過するエネルギーは、スルーホール端部(スタブ開放端)で反射が発生する。反射波は、スルーホール内の分岐点で更なる反射が発生し、ここで多重反射が発生する。すなわち、コネクタ端子の端部を腹、スルーホール内分岐点を節とする定在波による4分の1波長共振が発生する。
 この現象を示すため、図6のスルーホール構造(差動スルーホール)を用いて解析したものが、図7の差動スルーホールの挿入損失となる(本願発明者による解析)。図7において、横軸は周波数、縦軸は入力差動挿入損失Sdd21(単位dB)である。スルーホール・スタブの4分の1波長共振により、図7の例では、7GHz付近で、入力差動挿入損失Sdd21は、-24dB程度(挿入損失(減衰)量の絶対値が最大)となる。
 図6において、信号を差動で伝送する1対のバックプレーンコネクタ端子67は、1対の信号スルーホール62に接続される。1対の信号スルーホール62は、GND層64間の信号層において、1対の信号配線65に接続される。図6において、信号スルーホール62下端部の開放端と、信号スルーホール62と信号配線65との接続部の間がスタブ(スルーホール・スタブ)66となる。
 回線インターフェースの高速化により、バックプレーン上を10Gbps以上の速度を必要とするが、このスルーホール特性により伝送が難しいことが理解できる。
 この問題を解決するため、いくつかの文献が知られているが、それぞれ問題を有している。
 特許文献1には、スルーホール及びバイアのうち少なくとも一部はドリル加工によりホールの導電性スタブ長部分を短縮し、ホールのドリル加工部分は第1プロファイルから第2プロファイルへの遷移部分を含み、ドリル加工ホール端部からの反射を低減させる回路基板が開示されている。ドリルによりスルーホールのスタブを削りとり、スタブによる共振を無くそうとする技術が開示されている。特性的には良好となるが、基板製造時に、ドリルの制御が難しく、歩留まり等の問題から、コスト高となる懸念がある。また、ドリルで削り取るため、残留するバリによる品質上の問題等が解決に至っていない。
 特許文献2には、差動配線に信号を高速伝送させる場合、オープンスタブのあるビアホールでのインピーダンスミスマッチで波形歪みが生じジッタが生じるという問題に対して、オープンスタブがあるビアホールを通過する差動配線に対して、差動特性インピーダンスは一定としたまま、結合度を小さくする構成が開示されている。すなわち、差動線路の結合度を最適化し、スルーホールのスタブによる影響を小さくしようとする技術が開示されている。この技術で想定しているのは、スタブによる特性劣化は、動作帯域よりも十分高いところにあり、それよりも低い帯域の信号を安定化させるものである。すなわち、スタブの劣化特性を補償するものではなく、信号帯域とスタブによる劣化の帯域が同程度では解決する技術は開示されていない。
 特許文献3には、バックプレーンの高周波性能を高めるためのバイア構造を最適化する方法、バイア構造の高周波信号完全性性能を高めるためのバイア構造の寸法、形状を最適化する方法が開示されている。特許文献3の図2では、スタブ区画を構成するバイアの導電部分をドリルで除去することにより鍍金スルーホール(PTH)の使用していないスタブ区画を除去される。このため、設計が複雑となるという問題がある。またバックドリルを行うことによる、コストや品質の問題は解決されない。
 特許文献4には、集積回路が伝送線路の特性インピーダンス(信号源インピーダンス)に整合するように設計された内蔵終端抵抗器を備え、信号源がプリント回路基板上の複数のIC素子を駆動する場合、IC素子は連鎖的に縦続接続され、連鎖の最終IC素子を除くIC素子の内部抵抗器はその下の短絡回路によりバイパスされ、連鎖の最終IC素子はその下に短絡回路を持たない構成が開示されている。バスを高速化するためにIC内部に終端抵抗を設ける技術が開示されているが、スルーホールのスタブによる特性劣化の解決には至らない。
特表2010-537402号公報 特開2007-142307号公報 特表2006-526883号公報 特表2002-530001号公報
  以下の分析は、本発明によって与えられたものである。
 関連技術においては、基板製造上の制約等を受けずに、例えば10Gbps超のバックプレーン伝送を扱えるようにした技術は開示されていない。 
 本発明の目的は、回路基板の製造上の制約等を受けずに、信号伝送の高速化と安定動作を可能とするシステム及び方法を提供することにある。
 本発明によれば、回路基板に設けられたスルーホールのスタブ開放端に、抵抗とコンデンサを含むAC終端回路を備えたAC終端コネクタを接続してなる伝送システムが提供される。
 本発明によれば、バックプレーンに設けられたスルーホールのスタブ開放端に、抵抗とコンデンサを含むAC終端回路を備えたAC終端コネクタを接続するバックプレーン構築方法が提供される。
 本発明によれば、基板製造上の制約等を受けずに、バックプレーンあるいはミッドプレーンの伝送を高速かつ安定に動作させることを可能としている。
バックプレーンシステムの一例(プロトタイプ)を示す図である。 (A)はバックプレーンシステムを側面からみた図、(B)は基板のスルーホールを説明する図である。 コネクタとドーターカード、コネクタとバックプレーンの接続形態を示す図である。 コネクタと基板の信号伝播の様子を説明する図である。 差動伝送系の構成を示す図である。 バックプレーンコネクタ端子とスルーホールの接続を説明する図である。 差動スルーホールの挿入損失の特性を示す図である。 本発明の例示的な第1の実施形態の構成を示す図である。 本発明の例示的な第1の実施形態の実装の一例を示す図である。 例示的な第1の実施形態における差動スルーホールの挿入損失の特性を示す図である。 参考例の構成を示す図である。 参考例の差動スルーホールの挿入損失の特性を示す図である。 伝送線路の特性を示す図である。 伝送線路の特性を示す図である。 (A)乃至(C)は図13の特性上での信号伝播を説明する波形図である。 等化回路の特性(挿入損失)を示す図である。 本発明の例示的な第2の実施形態の構成を示す図である。 本発明の例示的な第1の実施形態のスルーホール・スタブAC終端コネクタの回路構成を示す図である。 本発明の例示的な第1の実施形態のスルーホール・スタブAC終端コネクタの構成を示す図であり、(A)は上面図、(B)は正面図、(C)は側面図である。 図19のスルーホール・スタブ終端コネクタの実装イメージを示す図である。 本発明の例示的な第2の実施形態のスルーホール・スタブAC終端コネクタの回路構成を示す図である。
 本発明によれば、ルータやスイッチ、交換機等の通信機器やサーバ、ストレージ等の情報処理機器などに使用されるバックプレーンやミッドプレーンの伝送を高速かつ安定に動作させる技術が提供される。
 いくつかの好ましい形態において、回路基板に設けられたスルーホールのスタブ開放端には、抵抗とコンデンサを含むAC終端回路を備えたAC終端コネクタ(スルーホール・スタブAC終端コネクタ)が接続される。
 いくつかの好ましい形態において、前記スルーホールが、信号を差動で伝送する1対のスルーホールを含み、前記回路基板(図9の91)の一の面側から前記1対のスルーホール(92)にそれぞれ第1及び第2のコネクタ端子(図9の97)が挿入され、前記AC終端コネクタ(図9の100)が、前記回路基板の前記一の面と反対側の面の前記1対のスルーホール(図9の92)に、前記第1及び第2のコネクタ端子とそれぞれ対向して挿入される第3及び第4のコネクタ端子(図9の終端端子106)を備え、前記第3及び第4のコネクタ端子(図9の106)間には、抵抗(102)とコンデンサ(103)の直列回路(AC終端回路)が接続される。
 いくつかの好ましい形態において、前記スルーホールが、信号を差動で伝送する1対のスルーホールを備え、前記回路基板の一の面側から前記1対のスルーホールにそれぞれ第1及び第2のコネクタ端子が挿入され、前記AC終端コネクタが、前記回路基板の前記一の面と反対側の面の前記1対のスルーホールに、前記第1及び第2のコネクタ端子とそれぞれ対向して挿入される第3及び第4のコネクタ端子を備え、前記第3のコネクタ端子とグランド間に接続された、第1の抵抗と第1のコンデンサの直列回路からなる第1のAC終端回路と、前記第4のコネクタ端子とグランド間に接続された、第2の抵抗と第2のコンデンサの直列回路からなる第2のAC終端回路を備えた構成としてもよい。
 いくつかの好ましい形態において、前記回路基板がバックプレーン又はミッドプレーンのいずれかである。
 いくつかの好ましい形態において、前記回路基板がバックプレーンであり、前記第1及び第2のコネクタ端子が、前記バックプレーンの前記1対のスルーホールに接続されるバックプレーンコネクタのコネクタ端子(97)である。
 いくつかの好ましい形態において、前記バックプレーンにバックプレーンコネクタで装着されるドータカードに設けられたスルーホールのスタブ開放端に、抵抗とコンデンサを含むAC終端回路(図8の89A、89B)を備えたAC終端コネクタを接続する構成としてもよい。前記ドータカードが信号を差動で伝送する第1及び第2のスルーホールを備え、前記ドータカードの一の面側から前記第1及び第2のスルーホールにバックプレーンコネクタの第1及び第2のコネクタ端子がそれぞれ挿入され、前記AC終端回路コネクタが、前記ドータカードの前記一の面と反対側の面の前記第1及び第2のスルーホールに、前記第1及び第2のコネクタ端子とそれぞれ対向して挿入される第3及び第4のコネクタ端子を備え、前記第3及び第4のコネクタ端子に接続された前記抵抗と前記コンデンサの直列回路からなる前記AC終端回路(図8の89A、又は図8の89B)を備える。あるいは、前記AC終端コネクタが、前記回路基板の前記一の面と反対側の面の前記第1及び第2のスルーホールに、前記第1及び第2のコネクタ端子とそれぞれ対向して挿入される第3及び第4のコネクタ端子を備え、前記第3のコネクタ端子とグランド間に接続された、第1の抵抗と第1のコンデンサの直列回路からなる第1のAC終端回路(図17の89A、又は図17の89B)と、前記第4のコネクタ端子とグランド間に接続された、第2の抵抗と第2のコンデンサの直列回路からなる第2のAC終端回路(図17の89C、又は図17の89D)を備える。
 あるいは、好ましい形態の1つにおいて、差動で信号を出力する出力バッファ(図8の81)を備えた第1の半導体チップ(図2(A)の22A)と、前記第1の半導体チップを搭載した接続する第1のドータカード(図2(A)の21A)と、前記第1のドータカードを前記バックプレーンに装着する第1のバックプレーンコネクタ(図2の23A、図8の84A)と、差動で信号を入力する入力バッファ(図8の87)を備えた第2の半導体チップ(図2(A)の22B)と、前記第2の半導体チップを搭載した接続する第2のドータカード(図2(A)の21B)と、前記第2のドータカードを前記バックプレーンに装着する第2のバックプレーンコネクタ(図2の23B、図8の84B)と、前記回路基板を含むバックプレーン(図2(A)の24)と、を備え、前記AC終端コネクタが、各々が、抵抗とコンデンサの直列回路からなる第1及び第2のAC終端回路(図8の89A、89B)を含む第1及び第2のAC終端コネクタを備え、前記第1のバックプレーンコネクタ(84A)の第1及び第2のコネクタ端子(85A)が、前記バックプレーンの一の面側から、信号を差動で伝送する第1及び第2のスルーホールにそれぞれ挿入され、前記第2のバックプレーンコネクタ(84B)の第1及び第2のコネクタ端子(85B)が、前記バックプレーンの一の面側から、信号を差動で伝送する第3及び第4のスルーホールにそれぞれ挿入される。前記第1のAC終端コネクタが、前記バックプレーンの前記一の面と反対側の面の前記第1及び第2のスルーホールに、前記第1のバックプレーンコネクタの前記第1及び第2のコネクタ端子とそれぞれ対向して挿入される第3及び第4のコネクタ端子(図9の終端端子106)を備え、前記第3及び第4のコネクタ端子間に接続された、第1の抵抗(102)と第1のコンデンサ(103)の直列回路からなる第1のAC終端回路(図8の88A)を備える。前記第2のAC終端コネクタが、前記バックプレーンの前記一の面と反対側の面の前記第3及び第4のスルーホールに、前記第2のバックプレーンコネクタの前記第1及び第2のコネクタ端子とそれぞれ対向して挿入される第3及び第4のコネクタ端子(図9の終端106)を備え、前記第3及び第4のコネクタ端子間に接続された、第2の抵抗と第3のコンデンサの直列回路からなる第2のAC終端回路(89B)を備える。
 あるいは、好ましい形態の1つにおいて、前記AC終端コネクタが、各々が、抵抗とコンデンサの直列回路からなる第1乃至第4のAC終端回路(図17の88A、88C、88B、88D)を含む第1乃至第4のAC終端コネクタを備え、前記第1のバックプレーンコネクタ(84A)の第1及び第2のコネクタ端子(85A)が、前記バックプレーンの一の面側から、信号を差動で伝送する第1及び第2のスルーホールにそれぞれ挿入され、前記第2のバックプレーンコネクタ(84B)の第1及び第2のコネクタ端子(85B)が、前記バックプレーンの一の面側から、信号を差動で伝送する第3及び第4のスルーホールにそれぞれ挿入される。
 前記第1のAC終端コネクタは、前記バックプレーンの前記一の面と反対側の面の前記第1のスルーホール(図9の92)に、前記第1のバックプレーンコネクタの前記第1のコネクタ端子(図17の85A)とそれぞれ対向して挿入される第3のコネクタ端子(図9の106)を備え、前記第3のコネクタ端子とグランド間に接続された、第1の抵抗と第1のコンデンサの直列回路からなる第1のAC終端回路(図17の88A)を備える。前記第2のAC終端コネクタは、前記バックプレーンの前記一の面と反対側の面の前記第2のスルーホール(図9の92)に、前記第1のバックプレーンコネクタの前記第2のコネクタ端子(図17の85A)と対向して挿入される第4のコネクタ端子を備え、前記第4のコネクタ端子とグランド間に接続された、第2の抵抗と第2のコンデンサの直列回路からなる第2のAC終端回路(図17の88C)を備える。前記第3のAC終端コネクタは、前記バックプレーンの前記一の面と反対側の面の前記第3のスルーホールに、前記第2のバックプレーンコネクタ(図17の84B)の前記第1のコネクタ端子(85B)と対向して挿入される第5のコネクタ端子(図9の106)を備え、前記第5のコネクタ端子とグランド間に接続された、第3の抵抗と第3のコンデンサの直列回路からなる第3のAC終端回路(図17の88B)を備える。前記第4のAC終端コネクタが、前記バックプレーンの前記一の面と反対側の面の前記第4のスルーホールに、前記第2のバックプレーンコネクタの前記第2のコネクタ端子(図17の84B)と対向して挿入される第6のコネクタ端子を備え、前記第6のコネクタ端子とグランド間に接続された、第4の抵抗と第4のコンデンサの直列回路からなる第4のAC終端回路(図17の88D)を備える構成としてもよい。以下に例示的な実施形態について説明する。
<第1の例示的な実施形態>
 図8は、本発明の第1の例示的な実施形態を説明するための図である。図5と図8を対比すると、本実施形態では、バックプレーンコネクタが接続する差動の信号スルーホールに、スルーホール・スタブAC終端回路(88A、88B)を備えている。高速バックプレーン伝送では、差動伝送回路が使用され、出力バッファ81の差動出力はバックプレーンコネクタ84Aのコネクタ端子83Aと、ドータカード内で配線82Aにより接続される。バックプレーンコネクタ84Bのコネクタ端子84Bのコネクタ端子83Bと入力バッファ87の差動入力は、ドーターカード内で配線82Bにより接続される。バックプレーンコネクタ84A、84Bのコネクタ85A、85B同士は、バックプレーンの配線85で接続される。一般に差動配線の特性インピーダンスは100Ω程度である。バックプレーンコネクタ84A(84B)のコネクタ端子83A(83B)は、ドーターカードのスルーホールにプレスフィット(圧入)で接続される。バックプレーンコネクタ84A(84B)のコネクタ端子85A(85B)は、バックプレーンのスルーホールにプレスフィット(圧入)で接続される。
 図4を参照して説明したとおり、バックプレーンのスルーホール内にはスタブが寄生する。このスタブ部分に、抵抗RとコンデンサCで構成されるスルーホール・スタブAC終端回路88を差動信号間に接続する。
 図9は、スルーホール・スタブAC終端コネクタの実装イメージを示す図である。図9の構成は、図6の構成に、スルーホール・スタブAC終端コネクタ100を、スタブ開放端に接続したものである。すなわち、図9に示す通り、プレスフィット部(圧入部)の反対側の面に、スルーホール・スタブAC終端コネクタ100が実装される。
 スルーホール・スタブAC終端コネクタ100は、基板(バックプレーン又はドータカード)のスルーホールに圧入される複数のコネクタ端子104のうち、信号を差動で伝送する1対の信号スルーホール92に圧入され、終端用の端子として機能する1対のコネクタ端子(「終端端子」ともいう)106の接続パッド105同士が、抵抗102とコンデンサ103の直列回路で接続される。抵抗102とコンデンサ103の直列回路はAC終端回路を構成する。また、スルーホール・スタブAC終端コネクタ100は、差動信号を終端する終端端子対106の両側に1対のコネクタ端子104を備えており、1対のコネクタ端子104は、基板91の1対の信号スルーホール92の両隣のGNDスルーホール93にそれぞれ圧入される。基板91において、1対の信号スルーホールには信号層の1対の信号配線95が接続され、信号が差動で伝播される。信号層はGND層84の間に絶縁層(誘電体)を介して設けられている。
 ドーターカード上の、スルーホール・スタブAC終端コネクタの接続は任意とし、式(4)で計算される共振周波数が信号動作範囲内にある場合には、実装すべきである。なおドーターカードでは一般に基板(図2(A)の基板21A、21B参照)が薄いため、スルーホールも浅く、スタブによる共振は影響がないことが多い。
 この実施形態では、図18に示すような回路のスルーホール・スタブAC終端コネクタを用いてもよい。すなわち、差動信号端子対を複数対備え、各差動信号端子対の左右両隣にGND端子を備え、各対の差動信号端子間に、抵抗とコンデンサの直列回路が接続されている。差動信号端子対は、例えば図9の対応する信号スルーホール92に挿入され、差動信号端子対の左右両隣にGND端子は、図9の対応するGNDスルーホール93に挿入される。
 図19は、スルーホール・スタブAC終端コネクタの構造構成の1例を示す図であり、(A)は上面図、(B)は正面図、(C)はハウジング107側面からみた図である。図19の例では、AC終端回路(抵抗とコンデンサの)を実装するために基板を使用しているが強度や信頼性に問題なければ、基板を使わなくてもよい。すなわち、差動信号端子106間に抵抗とコンデンサを接続できる構造であればよい。
 図19の例は、1列あたり2ペアの差動信号を7列収容したコネクタのイメージであるが(図19(A)の上面図、図19(C)の側面図参照)、ペア数や列数は必要数に応じて任意でかまわないものとする。図19(B)は、図9と天地逆としている。図19(B)のコネクタ端子104のうち信号端子対106は図9の終端端子対106と同一である。
 図20は、図19のスルーホール・スタブ終端コネクタの実装イメージを示した図である。バックプレーンとドーターカードを接続するバックプレーンコネクタの裏面に、スルーホール・スタブAC終端コネクタ100を実装する。
 この仕様のスルーホール・スタブAC終端コネクタ100ではGND端子は使用していないので、スルーホール・スタブAC終端コネクタ100では、GND端子は無くてもかまわない。
 再び図8を参照して、本実施形態の伝送系の動作を説明する。バックプレーン伝送では、図8のような差動伝送回路が用いられ、出力バッファ81→バックプレーンコネクタ84A→バックプレーンコネクタ84B→入力バッファ87の経路で信号が伝播される。10Gbps相当やそれ以上の高速伝送では、配線、コネクタ、スルーホールなどを含めた伝送線路の減衰特性のため送信波形が減衰する。さらにバックプレーンコネクタの接続部には、寄生スタブがあり、図7のように特性が劣化する。これは、図4を参照して説明したように、スルーホール内の分岐点と開放端との間で共振が発生するからである。
 図9に示すように、スタブの開放端にスルーホール・スタブAC終端を施すことで、反射がなくなり、共振による劣化を防止することができる。このスルーホール・スタブAC終端の特性を図10に示す。もともと7GHz付近で、-24dBもの減衰が発生していたものが(図7参照)、スルーホール・スタブ98の開放端にスルーホール・スタブAC終端コネクタ100を接続することで、-6dB程度まで抑えることができる。
 差動伝送線路の特性インピーダンス(差動インピーダンス)は、一般に100Ω程度で設計されるため、このスルーホール・スタブAC終端の抵抗値は100Ω程度が妥当である。スルーホールの特性インピーダンスは100Ωより小さくなることが一般的であることから、これに合わせて、スルーホール・スタブAC終端の抵抗値を小さくしてもよい。また、スルーホール・スタブAC終端のコンデンサの容量値は数pF程度が妥当であり、終端抵抗によるDC分の損失を抑える効果がある。
 ここで、参考例(比較例)として、コンデンサをなくして抵抗だけでスルーホール・スタブ終端を施した構成を、図11に示す。また、図11の参考例におけるスルーホールの特性を図12に示す。スルーホール・スタブ終端にコンデンサが無い分、低周波領域でも減衰が発生し、低い周波数での伝送では不具合を発生させる可能性があるのは言及には及ばない。
 一般に配線やコネクタ、スルーホールを含めた伝送線路の特性は、図13や図14のように高周波ほど減衰量が大きくなるカーブを描く。
 スルーホール・スタブの共振がない状態では、図13のように一様な右下がりな特性を有する。図13の縦軸は差動の挿入損失Sdd21、横軸は周波数[GHz]、スタブ長=0.415、0.535、0.600、0.765、1.000mの特性を示している。一方、スタブの共振があると、図14のように不規則な特性を有する。
 図13に示すように、一様な右下がりな特性をもつ伝送線路上での信号伝播は、図15に示すようにパルス幅の大きな波形の減衰は小さく、パルス幅の小さな波形の減衰は大きくなる。
 図16に、入力バッファ87の等化回路の特性の1例を示す。図16に示す通り、一般に、信号伝播のナイキスト周波数(Nyquist Frequency)をピークに有する上に凸の特性(損失特性)を有し(5GHz付近でピーク)、最大周波数成分を持ち上げ、それよりも低い周波数を徐々に減衰させる特性を有している。この特性により、パルス幅の大きな信号は故意に振幅を小さくし、パルス幅の大きな信号は増幅させ、低周波成分と高周波成分のバランスをとることで、論理レベル(0または1)が判定できる信号波形に整形している。
 しかしながら、不規則な特性(例えば図14の特性)では、例えばパルス幅の大きな信号が小さくパルス幅の小さな信号が大きいといった、不均一な波形伝播が発生し、図16のような特性を持つ等化回路ではもはや波形整形ができなくなる。
 このように、スルーホールのスタブの開放端に、抵抗とコンデンサによるAC終端を施すことで、スルーホール・スタブで発生する共振を防止し、安定したバックプレーン伝送を実現することができる。更に、スルーホール・スタブAC終端コネクタを用いることで、バックプレーン上に終端回路を構成する抵抗およびコンデンサを実装することなく、圧着(プレスフィット)で接続するため、リフロー等の半田付け工程を削減することができる。このため、バックプレーンの製造コストを抑えることができるという利点もある。
<第2の例示的な実施形態>
 図17は、別の実施形態のスルーホール・スタブAC終端の1例を示す図である。図8では、差動信号線間にAC終端を施すが、それぞれの信号をGND(グランド)に対してAC終端しても同様の効果を得ることができる。
 図8に示す例では、スルーホール・スタブAC終端コネクタにより、差動信号線間にAC終端を施しているが、図17に示す例では、それぞれの信号をGNDに対してAC終端している。
 第1のスルーホール・スタブAC終端コネクタは、バックプレーンの第1のスルーホール(図9の92)に、バックプレーンコネクタ84Aの第1のコネクタ端子85Aと対向して挿入される第3のコネクタ端子(図9の106)を備え、前記第3のコネクタ端子とグランド間に接続された、第1の抵抗と第1のコンデンサの直列回路からなる第1のAC終端回路88Aを備える。第2のスルーホール・スタブAC終端コネクタは、バックプレーンの第2のスルーホール(図9の92)に、バックプレーンコネクタ84Aの第2のコネクタ端子85Aと対向して挿入されるコネクタ端子を備え、前記第4のコネクタ端子とグランド間に接続された、第2の抵抗と第2のコンデンサの直列回路からなる第2のAC終端回路88Cを備える。第3のスルーホール・スタブAC終端コネクタは、バックプレーンの第3のスルーホール(図9の92)に、バックプレーンコネクタ84Bの第1のコネクタ端子85Bとそれぞれ対向して挿入される第5のコネクタ端子を備え、前記第5のコネクタ端子とグランド間に接続された、第3の抵抗と第3のコンデンサの直列回路からなる第3のAC終端回路88Bを備える。第4のスルーホール・スタブAC終端コネクタは、バックプレーンの第4のスルーホール(図9の92)に、バックプレーンコネクタ84Bの第2のコネクタ端子85Bと対向して挿入される第6のコネクタ端子を備え、前記第6のコネクタ端子とグランド間に接続された、第4の抵抗と第4のコンデンサの直列回路からなる第4のAC終端回路88Dを備える。ドータカードについても信号を差動で伝送するスルーホールのスタブ開放端側に圧入されるコネクタ端子(配線パッド)とGND間にそれぞれAC終端回路89A~89Dを備えたスルーホール・スタブAC終端コネクタを備えた構成としてもよい。かかる構成としても、前述した第1の例示的な実施形態と同様の効果を得ることができる。
 この実施形態では、図21のような回路のスルーホール・スタブAC終端コネクタも可能である。すなわち、1対の差動信号端子とGND端子間に、抵抗とコンデンサの直列回路が接続されている。なお、図21には、抵抗とコンデンサの直列回路を介してGND端子と接続された1対の差動信号端子とGND端子を1セットとして、2セットの構成が示されている。すなわち、スルーホール・スタブAC終端コネクタは複数セットの差動信号端子とGND端子を備えた構成としてもよい。
 なお、上記各実施形態では、差動伝送システムとしてバックプレーンシステムを例に説明したが、ミッドプレーンを備えた差動伝送システムにも同様にして適用可能である。
 上記各実施形態は、ルータ、スイッチ、交換機等の通信機器と、サーバ、ストレージ等の情報処理機器等および、電子回路基板設計に適用可能である。
 なお、上記の特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施形態の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
 上記実施形態の一部又は全部は、以下のように付記され得る。但し以下に制限されるものでないことは勿論である。
(付記1)
 回路基板に設けられたスルーホールのスタブ開放端に、抵抗とコンデンサを含むAC終端回路を備えたAC終端コネクタを接続してなる、ことを特徴とする伝送システム。
(付記2)
 前記スルーホールが、信号を差動で伝送する第1及び第2のスルーホールを含み、
 前記回路基板の一の面側から前記第1及び第2のスルーホールにそれぞれ第1及び第2のコネクタ端子が挿入され、
 前記AC終端コネクタが、
 前記回路基板の前記一の面と反対側の面の前記第1及び第2のスルーホールに、前記第1及び第2のコネクタ端子とそれぞれ対向して挿入される第3及び第4のコネクタ端子と、
 前記第3及び第4のコネクタ端子間に接続された、前記抵抗と前記コンデンサの直列回路からなる前記AC終端回路と、
 を備えた、ことを特徴とする付記1記載の伝送システム。
(付記3)
 前記スルーホールが、信号を差動で伝送する第1及び第2のスルーホールを備え、
 前記回路基板の一の面側から前記第1及び第2のスルーホールにそれぞれ第1及び第2のコネクタ端子が挿入され、
 前記AC終端コネクタが、
 前記回路基板の前記一の面と反対側の面の前記第1及び第2のスルーホールに、前記第1及び第2のコネクタ端子とそれぞれ対向して挿入される第3及び第4のコネクタ端子と、
 前記第3のコネクタ端子とグランド間に接続された、第1の抵抗と第1のコンデンサの直列回路からなる第1のAC終端回路と、
 前記第4のコネクタ端子とグランド間に接続された、第2の抵抗と第2のコンデンサの直列回路からなる第2のAC終端回路と、
 を備えた、ことを特徴とする付記1記載の伝送システム。
(付記4)
 前記回路基板がバックプレーン又はミッドプレーンのいずれかである、ことを特徴とする付記1記載の伝送システム。
(付記5)
 前記回路基板がバックプレーンであり、
 前記第1及び第2のコネクタ端子が、前記バックプレーンの前記第1及び第2のスルーホールに接続されるバックプレーンコネクタのコネクタ端子である、ことを特徴とする付記2又は3記載の伝送システム。
(付記6)
 前記バックプレーンにバックプレーンコネクタで装着されるドータカードに設けられたスルーホールのスタブ開放端に、抵抗とコンデンサを含むAC終端回路を備えたAC終端コネクタを接続してなる、ことを特徴とする付記5記載の伝送システム。
(付記7)
 前記ドータカードが信号を差動で伝送する第1及び第2のスルーホールを備え、前記ドータカードの一の面側から前記第1及び第2のスルーホールにバックプレーンコネクタの第1及び第2のコネクタ端子がそれぞれ挿入され、
 前記AC終端コネクタが、
 前記ドータカードの前記一の面と反対側の面の前記第1及び第2のスルーホールに、前記第1及び第2のコネクタ端子とそれぞれ対向して挿入される第3及び第4のコネクタ端子と、
 前記第3及び第4のコネクタ端子に接続された前記抵抗と前記コンデンサの直列回路からなる前記AC終端回路と、
 を備えた、ことを特徴とする付記6記載の伝送システム。
(付記8)
 前記ドータカードが信号を差動で伝送する第1及び第2のスルーホールを備え、前記ドータカードの一の面側から前記第1及び第2のスルーホールにバックプレーンコネクタの第1及び第2のコネクタ端子がそれぞれ挿入され、
 前記AC終端回路が、
 前記回路基板の前記一の面と反対側の面の前記第1及び第2のスルーホールに、前記第1及び第2のコネクタ端子とそれぞれ対向して挿入される第3及び第4のコネクタ端子を備え、
 前記第3のコネクタ端子とグランド間に接続された、第1の抵抗と第1のコンデンサの直列回路からなる第1のAC終端回路と、
 前記第4のコネクタ端子とグランド間に接続された、第2の抵抗と第2のコンデンサの直列回路からなる第2のAC終端回路と、
 を備えた、ことを特徴とする付記6記載の伝送システム。
(付記9)
 差動で信号を出力する出力バッファを備えた第1の半導体チップと、
 前記第1の半導体チップを搭載した接続する第1のドータカードと、
 前記第1のドータカードを前記バックプレーンに装着する第1のバックプレーンコネクタと、
 差動で信号を入力する入力バッファを備えた第2の半導体チップと、
 前記第2の半導体チップを搭載した接続する第2のドータカードと、
 前記第2のドータカードを前記バックプレーンに装着する第2のバックプレーンコネクタと、
 前記回路基板を含むバックプレーンと、
 を備え、
 前記AC終端コネクタが、各々が、抵抗とコンデンサの直列回路からなる第1及び第2のAC終端回路を含む第1及び第2のAC終端コネクタを備え、
 前記第1のバックプレーンコネクタの第1及び第2のコネクタ端子が、前記バックプレーンの一の面側から、信号を差動で伝送する第1及び第2のスルーホールにそれぞれ挿入され、
 前記第2のバックプレーンコネクタの第1及び第2のコネクタ端子が、前記バックプレーンの一の面側から、信号を差動で伝送する第3及び第4のスルーホールにそれぞれ挿入され、
 前記第1のAC終端コネクタが、
 前記バックプレーンの前記一の面と反対側の面の前記第1及び第2のスルーホールに、前記第1のバックプレーンコネクタの前記第1及び第2のコネクタ端子とそれぞれ対向して挿入される第3及び第4のコネクタ端子と、
 前記第3及び第4のコネクタ端子間に接続された、第1の抵抗と第1のコンデンサの直列回路からなる第1のAC終端回路と、
 を備え、
 前記第2のAC終端コネクタが、
 前記バックプレーンの前記一の面と反対側の面の前記第3及び第4のスルーホールに、前記第2のバックプレーンコネクタの前記第1及び第2のコネクタ端子とそれぞれ対向して挿入される第5及び第6のコネクタ端子と、
 前記第5及び第6のコネクタ端子間に接続された、第2の抵抗と第3のコンデンサの直列回路からなる第2のAC終端回路と、
 を備えた、ことを特徴とする付記1記載の伝送システム。
(付記10)
 差動で信号を出力する出力バッファを備えた第1の半導体チップと、
 前記第1の半導体チップを搭載した接続する第1のドータカードと、
 前記第1のドータカードを前記バックプレーンに装着する第1のバックプレーンコネクタと、
 差動で信号を入力する入力バッファを備えた第2の半導体チップと、
 前記第2の半導体チップを搭載した接続する第2のドータカードと、
 前記第2のドータカードを前記バックプレーンに装着する第2のバックプレーンコネクタと、
 前記回路基板を含むバックプレーンと、
 を備え、
 前記AC終端コネクタが、各々が、抵抗とコンデンサの直列回路からなる第1乃至第4のAC終端回路を含む第1乃至第4のAC終端コネクタを備え、
 前記第1のバックプレーンコネクタの第1及び第2のコネクタ端子が、前記バックプレーンの一の面側から、信号を差動で伝送する第1及び第2のスルーホールにそれぞれ挿入され、
 前記第2のバックプレーンコネクタの第1及び第2のコネクタ端子が、前記バックプレーンの一の面側から、信号を差動で伝送する第3及び第4のスルーホールにそれぞれ挿入され、
 前記第1のAC終端コネクタが、
 前記バックプレーンの前記一の面と反対側の面の前記第1のスルーホールに、前記第1のバックプレーンコネクタの前記第1のコネクタ端子と対向して挿入される第3のコネクタ端子と、
 前記第3のコネクタ端子とグランド間に接続された、第1の抵抗と第1のコンデンサの直列回路からなる第1のAC終端回路と、
 を備え、
 前記第2のAC終端コネクタが、
 前記バックプレーンの前記一の面と反対側の面の前記第2のスルーホールに、前記第1のバックプレーンコネクタの前記第2のコネクタ端子と対向して挿入される第4のコネクタ端子と、
 前記第4のコネクタ端子とグランド間に接続された、第2の抵抗と第2のコンデンサの直列回路からなる第2のAC終端回路と、
 を備え、
 前記第3のAC終端コネクタが、
 前記バックプレーンの前記一の面と反対側の面の前記第3のスルーホールに、前記第2のバックプレーンコネクタの前記第1のコネクタ端子と対向して挿入される第5のコネクタ端子と、
 前記第5のコネクタ端子とグランド間に接続された、第3の抵抗と第3のコンデンサの直列回路からなる第3のAC終端回路と、
 を備え、
 前記第4のAC終端コネクタが、
 前記バックプレーンの前記一の面と反対側の面の前記第4のスルーホールに、前記第2のバックプレーンコネクタの前記第2のコネクタ端子と対向して挿入される第6のコネクタ端子と、
 前記第6のコネクタ端子とグランド間に接続された、第4の抵抗と第4のコンデンサの直列回路からなる第4のAC終端回路と、
 を備えた、ことを特徴とする付記1記載の伝送システム。
(付記11)
 バックプレーンに設けられたスルーホールのスタブ開放端に、抵抗とコンデンサを含むAC終端回路を備えたAC終端コネクタを接続する、ことを特徴とするバックプレーンシステム構築方法。
(付記12)
 前記スルーホールが、信号を差動で伝送する第1及び第2のスルーホールを含み、
 前記バックプレーンの一の面側から前記第1及び第2のスルーホールにそれぞれ第1及び第2のコネクタ端子を挿入し、
 前記AC終端コネクタは、
 前記バックプレーンの前記一の面と反対側の面の前記第1及び第2のスルーホールに、前記第1及び第2のコネクタ端子とそれぞれ対向して挿入される第3及び第4のコネクタ端子を備え、前記第3及び第4のコネクタ端子間に、前記抵抗と前記コンデンサの直列回路からなる前記AC終端回路を接続することで構成される、ことを特徴とする付記11記載のバックプレーンシステム構築方法。
(付記13)
 前記スルーホールが、信号を差動で伝送する第1及び第2のスルーホールを備え、
 前記バックプレーンの一の面側から前記第1及び第2のスルーホールにそれぞれ第1及び第2のコネクタ端子を挿入し、
 前記AC終端コネクタは、
 前記バックプレーンの前記一の面と反対側の面の前記第1及び第2のスルーホールに、前記第1及び第2のコネクタ端子とそれぞれ対向して挿入される第3及び第4のコネクタ端子を備え、
 前記第3のコネクタ端子とグランド間に、第1の抵抗と第1のコンデンサの直列回路からなる第1のAC終端回路を接続し、
 前記第4のコネクタ端子とグランド間に、第2の抵抗と第2のコンデンサの直列回路からなる第2のAC終端回路を接続することで構成される、ことを特徴とする付記11記載のバックプレーンシステム構築方法。
 11 回線カード
 12 スイッチカード
 13 コネクタ
 14 バックプレーン
 21A、21B 基板
 22A、22B IC
 23A、23B コネクタ
 24 バックプレーン
 31 基板
 33 コネクタ
 34 スルーホール
 35 端子
 41 基板
 42 電源層又はGND層
 43 誘電体
 44 信号層
 45 端子
 46 スルーホール
 51、81 出力バッファ
 52A、52B、82A、82B 配線(ドーターカード)
 53A、53B、83A、83B コネクタ端子
 54A、54B、84A、84B バックプレーンコネクタ
 55A、55B、85A、85B コネクタ端子
 56、86 配線(バックプレーン)
 57、87 入力バッファ
 61、91 基板
 62、92 スルーホール(信号スルーホール)
 63、93 スルーホール(GNDスルーホール)
 64、94 GND層
 65、95 信号配線
 66 スルーホール・スタブ
 67、97 バックプレーンコネクタ端子
 88A、88B、88C、88D スルーホール・スタブAC終端回路
 89A、89B、89C、89D スルーホール・スタブAC終端回路
 98 スルーホール・スタブ
 100 スルーホール・スタブAC終端コネクタ
 101 基板
 102 抵抗
 103 コンデンサ
 104 コネクタ端子
 105 配線パッド
 106 信号端子(終端端子)
 107 ハウジング

Claims (10)

  1.  回路基板に設けられたスルーホールのスタブ開放端に、抵抗とコンデンサを含むAC終端回路を備えたAC終端コネクタを接続してなる、ことを特徴とする伝送システム。
  2.  前記スルーホールが、信号を差動で伝送する第1及び第2のスルーホールを含み、
     前記回路基板の一の面側から前記第1及び第2のスルーホールにそれぞれ第1及び第2のコネクタ端子が挿入され、
     前記AC終端コネクタとして、
     前記回路基板の前記一の面と反対側の面の前記第1及び第2のスルーホールに、前記第1及び第2のコネクタ端子とそれぞれ対向して挿入される第3及び第4のコネクタ端子と、
     前記第3及び第4のコネクタ端子間に接続された、前記抵抗と前記コンデンサの直列回路からなる第1のAC終端回路と、
     を備えた第1のAC終端コネクタを含む、ことを特徴とする請求項1記載の伝送システム。
  3.  前記スルーホールが、信号を差動で伝送する第1及び第2のスルーホールを備え、
     前記回路基板の一の面側から前記第1及び第2のスルーホールにそれぞれ第1及び第2のコネクタ端子が挿入され、
     前記AC終端コネクタとして、
     前記回路基板の前記一の面と反対側の面の前記第1及び第2のスルーホールに、前記第1及び第2のコネクタ端子とそれぞれ対向して挿入される第3及び第4のコネクタ端子と、
     前記第3のコネクタ端子とグランド間に接続された、第1の抵抗と第1のコンデンサの直列回路からなる第1のAC終端回路と、
     前記第4のコネクタ端子とグランド間に接続された、第2の抵抗と第2のコンデンサの直列回路からなる第2のAC終端回路と、
     を備えた第1のAC終端コネクタを含む、ことを特徴とする請求項1記載の伝送システム。
  4.  前記回路基板がバックプレーンであり、
     前記第1及び第2のコネクタ端子が、前記バックプレーンの前記第1及び第2のスルーホールに接続されるバックプレーンコネクタのコネクタ端子である、ことを特徴とする請求項2又は3記載の伝送システム。
  5.  前記バックプレーンにバックプレーンコネクタで装着されるドータカードに設けられたスルーホールのスタブ開放端に接続される、抵抗とコンデンサを含む第3のAC終端回路を備えた第2のAC終端コネクタを、前記AC終端コネクタとして含む、ことを特徴とする請求項4記載の伝送システム。
  6.  前記ドータカードが信号を差動で伝送する第1及び第2のスルーホールを備え、前記ドータカードの一の面側から前記第1及び第2のスルーホールにバックプレーンコネクタの第1及び第2のコネクタ端子がそれぞれ挿入され、
     前記第2のAC終端コネクタが、
     前記ドータカードの前記一の面と反対側の面の前記第1及び第2のスルーホールに、前記第1及び第2のコネクタ端子とそれぞれ対向して挿入される第3及び第4のコネクタ端子と、
     前記第3及び第4のコネクタ端子間に接続された、前記抵抗と前記コンデンサの直列回路からなる前記第3のAC終端回路と、
     を備えた、ことを特徴とする請求項5記載の伝送システム。
  7.  前記ドータカードが信号を差動で伝送する第1及び第2のスルーホールを備え、前記ドータカードの一の面側から前記第1及び第2のスルーホールにバックプレーンコネクタの第1及び第2のコネクタ端子がそれぞれ挿入され、
     前記第2のAC終端コネクタが、
     前記回路基板の前記一の面と反対側の面の前記第1及び第2のスルーホールに、前記第1及び第2のコネクタ端子とそれぞれ対向して挿入される第3及び第4のコネクタ端子を備え、
     前記第3のコネクタ端子とグランド間に接続された、第1の抵抗と第1のコンデンサの直列回路からなる前記第3のAC終端回路と、
     前記第4のコネクタ端子とグランド間に接続された、第2の抵抗と第2のコンデンサの直列回路からなる第4のAC終端回路と、
     を備えた、ことを特徴とする請求項5記載の伝送システム。
  8.  差動で信号を出力する出力バッファを備えた第1の半導体チップと、
     前記第1の半導体チップを搭載した接続する第1のドータカードと、
     前記第1のドータカードを前記バックプレーンに装着する第1のバックプレーンコネクタと、
     差動で信号を入力する入力バッファを備えた第2の半導体チップと、
     前記第2の半導体チップを搭載した接続する第2のドータカードと、
     前記第2のドータカードを前記バックプレーンに装着する第2のバックプレーンコネクタと、
     前記回路基板を含むバックプレーンと、
     を備え、
     前記AC終端コネクタが、各々が、抵抗とコンデンサの直列回路からなる第1及び第2のAC終端回路を含む第1及び第2のAC終端コネクタを備え、
     前記第1のバックプレーンコネクタの第1及び第2のコネクタ端子が、前記バックプレーンの一の面側から、信号を差動で伝送する第1及び第2のスルーホールにそれぞれ挿入され、
     前記第2のバックプレーンコネクタの第1及び第2のコネクタ端子が、前記バックプレーンの一の面側から、信号を差動で伝送する第3及び第4のスルーホールにそれぞれ挿入され、
     前記第1のAC終端コネクタが、
     前記バックプレーンの前記一の面と反対側の面の前記第1及び第2のスルーホールに、前記第1のバックプレーンコネクタの前記第1及び第2のコネクタ端子とそれぞれ対向して挿入される第3及び第4のコネクタ端子と、
     前記第3及び第4のコネクタ端子間に接続された、第1の抵抗と第1のコンデンサの直列回路からなる第1のAC終端回路と、
     を備え、
     前記第2のAC終端コネクタが、
     前記バックプレーンの前記一の面と反対側の面の前記第3及び第4のスルーホールに、前記第2のバックプレーンコネクタの前記第1及び第2のコネクタ端子とそれぞれ対向して挿入される第5及び第6のコネクタ端子と、
     前記第5及び第6のコネクタ端子間に接続された、第2の抵抗と第3のコンデンサの直列回路からなる第2のAC終端回路と、
     を備えた、ことを特徴とする請求項1記載の伝送システム。
  9.  差動で信号を出力する出力バッファを備えた第1の半導体チップと、
     前記第1の半導体チップを搭載した接続する第1のドータカードと、
     前記第1のドータカードを前記バックプレーンに装着する第1のバックプレーンコネクタと、
     差動で信号を入力する入力バッファを備えた第2の半導体チップと、
     前記第2の半導体チップを搭載した接続する第2のドータカードと、
     前記第2のドータカードを前記バックプレーンに装着する第2のバックプレーンコネクタと、
     前記回路基板を含むバックプレーンと、
     を備え、
     前記AC終端コネクタが、各々が、抵抗とコンデンサの直列回路からなる第1乃至第4のAC終端回路を含む第1乃至第4のAC終端コネクタを備え、
     前記第1のバックプレーンコネクタの第1及び第2のコネクタ端子が、前記バックプレーンの一の面側から、信号を差動で伝送する第1及び第2のスルーホールにそれぞれ挿入され、
     前記第2のバックプレーンコネクタの第1及び第2のコネクタ端子が、前記バックプレーンの一の面側から、信号を差動で伝送する第3及び第4のスルーホールにそれぞれ挿入され、
     前記第1のAC終端コネクタが、
     前記バックプレーンの前記一の面と反対側の面の前記第1のスルーホールに、前記第1のバックプレーンコネクタの前記第1のコネクタ端子と対向して挿入される第3のコネクタ端子と、
     前記第3のコネクタ端子とグランド間に接続された、第1の抵抗と第1のコンデンサの直列回路からなる第1のAC終端回路と、
     を備え、
     前記第2のAC終端コネクタが、
     前記バックプレーンの前記一の面と反対側の面の前記第2のスルーホールに、前記第1のバックプレーンコネクタの前記第2のコネクタ端子と対向して挿入される第4のコネクタ端子と、
     前記第4のコネクタ端子とグランド間に接続された、第2の抵抗と第2のコンデンサの直列回路からなる第2のAC終端回路と、
     を備え、
     前記第3のAC終端コネクタが、
     前記バックプレーンの前記一の面と反対側の面の前記第3のスルーホールに、前記第2のバックプレーンコネクタの前記第1のコネクタ端子と対向して挿入される第5のコネクタ端子と、
     前記第5のコネクタ端子とグランド間に接続された、第3の抵抗と第3のコンデンサの直列回路からなる第3のAC終端回路と、
     を備え、
     前記第4のAC終端コネクタが、
     前記バックプレーンの前記一の面と反対側の面の前記第4のスルーホールに、前記第2のバックプレーンコネクタの前記第2のコネクタ端子と対向して挿入される第6のコネクタ端子と、
     前記第6のコネクタ端子とグランド間に接続された、第4の抵抗と第4のコンデンサの直列回路からなる第4のAC終端回路と、
     を備えた、ことを特徴とする請求項1記載の伝送システム。
  10.  バックプレーンに設けられたスルーホールのスタブ開放端に、抵抗とコンデンサを含むAC終端回路を備えたAC終端コネクタを接続する、ことを特徴とするバックプレーンシステム構築方法。
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