高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとプリント基板との接続構造

トップ :: H 電気 :: H05 他に分類されない電気技術

【発明の名称】	高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとプリント基板との接続構造
【発明者】	【氏名】張薇【住所又は居所】東京都千代田区大手町一丁目６番１号日立電線株式会社内【氏名】丸尾成司【住所又は居所】東京都千代田区大手町一丁目６番１号日立電線株式会社内【氏名】柳主鉉【住所又は居所】東京都千代田区大手町一丁目６番１号日立電線株式会社内
【要約】	【課題】熱膨張による破壊を防止した高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとプリント基板との接続構造を提供する。【解決手段】コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００とプリント基板５００とを電気的に接続させると共に、コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００をプリント基板５００に押圧させながらコネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００がリジットケーブル１０１の長手方向に微動できる押圧接続手段１０２、１１０を設けることにより、リジットケーブル１０１が熱膨張収縮してコネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００がプリント基板５００上を微動すると、導電フィルム１１０にずれが生じて導電フィルム１１０内の導電ワイヤ２０１がそのずれに追従するので、コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００とプリント基板５００との電気的接続が維持される。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に配置されたプリント基板上で高速信号用の素子と高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとを略直線状の同軸ケーブルで接続した接続構造であって、上記プリント基板と上記高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとの間に挿入され、弾性樹脂からなるフィルム内に該フィルムの厚さ方向に沿った導電ワイヤが該フィルムの面方向に縦横に配置された導電フィルムを備えたことを特徴とする高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとプリント基板との接続構造。
【請求項２】
上記高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩが上記同軸ケーブルの長手方向に微動すべく上記高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩを上記プリント基板側に押圧する押圧手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとプリント基板との接続構造。
【請求項３】
上記押圧手段は、一端が上記筐体に固定され、他端が上記高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩに接触するように略Ｌ字形状に屈曲すると共に他端部の長さが上記高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩを上記プリント基板側に押圧するのに必要な長さを有するブロックとを備えた請求項１に記載の高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとプリント基板との接続構造。
【請求項４】
上記押圧手段は、一端が上記筐体に固定され、他端が上記高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩに接触すると共に上記高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩを上記プリント基板に押圧するバネとを備えた請求項１に記載の高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとプリント基板との接続構造。
【請求項５】
上記押圧手段は、上記高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩのコネクタ支持枠に微動方向に沿って形成された長穴と、上記プリント基板に形成された貫通孔と、上記長孔と該貫通孔とを貫通し上記高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩを上記プリント基板に微動可能に押圧する締結手段とを備えた請求項１に記載の高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとプリント基板との接続構造。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとプリント基板との接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速信号をハンドリング（送信若しくは受信）する上で、従来は、伝送速度が１０Ｇｂｉｔ／ｓ未満と低速であったため、プリント基板上に１０Ｇｂｉｔ／ｓの伝送速度に対応した配線パターンを形成することができた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、信号の伝送速度が１０Ｇｂｉｔ／ｓ以上（例えば４０Ｇｂｉｔ／ｓ）の高速になると、表皮効果による高速信号の減衰の問題からプリント基板上に１０Ｇｂｉｔ／ｓ以上の高速信号を伝送するパターンを形成することができない。
【０００４】
そこで、上記問題点に対応する手段として、１０Ｇｂｉｔ／ｓ以上の高速信号を伝送する際は、高速信号伝送用の専用のコネクタ（例えばＶコネクタ、Ｋコネクタ、ＧＰＯコネクタ、ＧＰＰＯコネクタ等）と高速信号を低損失で伝送するため最短距離であるほぼ直線状の同軸ケーブル（リジットケーブル、セミリジッドケーブル等）とを用いることで実現している。
【０００５】
【特許文献１】特開平９－２７０７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、１０Ｇｂｉｔ／ｓ以上の高速信号を処理する伝送装置等のシステムにおいて、プリント基板とコネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとを半田リフローを用いて半田ボールとプリント基板とを固定（完全接続）すると、同軸ケーブルを用いた接続によるストレスや、温度変化（０℃～７０℃）による熱膨張収縮で応力が生じた場合に、その応力の逃げ場が無いので、コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩやプリント基板が物理的破壊を起こすことがしばしば発生していたという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、熱膨張による破壊を防止した高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとプリント基板との接続構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、筐体内に配置されたプリント基板上で高速信号用の素子と高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとを略直線状の同軸ケーブルで接続した接続構造であって、プリント基板と高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとの間に挿入され、弾性樹脂からなるフィルム内にフィルムの厚さ方向に沿った導電ワイヤがフィルムの面方向に縦横に配置された導電フィルムを備えたものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の構成に加え、高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩが同軸ケーブルの長手方向に微動すべく高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩをプリント基板側に押圧する押圧手段とを備えていてもよい。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１に記載の構成に加え、押圧手段は、一端が筐体に固定され、他端が高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩに接触するように略Ｌ字形状に屈曲すると共に他端部の長さが高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩをプリント基板側に押圧するのに必要な長さを有するブロックとを備えていてもよい。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１に記載の構成に加え、押圧手段は、一端が筐体に固定され、他端が高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩに接触すると共に高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩをプリント基板に押圧するバネとを備えていてもよい。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１に記載の構成に加え、押圧手段は、高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩのコネクタ支持枠に微動方向に沿って形成された長穴と、プリント基板に形成された貫通孔と、長孔と貫通孔とを貫通し高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩをプリント基板に微動可能に押圧する締結手段とを備えていてもよい。
【００１３】
本発明の構成によれば、高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとプリント基板とを電気的に接続させながらコネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩをプリント基板に押圧することで、同軸ケーブルが熱膨張収縮することによりコネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩがプリント基板上をその同軸ケーブルの長手方向に微動する。コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩが微動すると、導電フィルムにずれが生じ、そのずれに伴って導電フィルム内の導電ワイヤがコネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとプリント基板との間の接触状態を保持するようにそのずれに追従するので、コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとプリント基板との電気的接続が維持される。
【発明の効果】
【００１４】
以上要するに本発明によれば、熱膨張による破壊を防止した高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとプリント基板との接続構造の提供を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１６】
図１は本発明の高速信号用ＢＧＡ型ＬＳＩとプリント基板との接続構造を有する構造体の一実施の形態を示す概念図である。
【００１７】
プリント基板５００の一方の主面（図１では上面）上に導電フィルム１１０を介してコネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００が載置されている。コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００は、コネクタ３０４に一端が接続された同軸型のリジットケーブル１０１及びコネクタ１０７を介してプリント基板５００の一方の主面上に取り付けられた素子１０６に電気的に接続されている。
【００１８】
押圧手段としてのブロック１０２は、一端（図では左端）が筐体４００のスペーサ１５０にネジ１０３で固定され、他端（この場合、右下端）がコネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００に接触するように略Ｌ字形状に屈曲すると共に、他端部の長さがコネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００をプリント基板５００側に押圧するのに必要な長さを有するように形成したものである。コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００は、このブロック１０２の他端が枠部材３０２に接触すると共に導電フィルム１１０を押圧しているが、固定されているわけではないので、同軸ケーブル１０１の長手方向（矢印１０５方向）に微動できるようになっている。ブロック１０２の材質には例えばアルミニウムが用いられるが、熱伝導率がアルミニウム程度であれば、マグネシウム合金やチタン合金等を用いてもよい。
【００１９】
ブロック１０２の他端には、このブロック１０２に押されたコネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００が導電フィルム１１０を適度な圧力で押圧できるように、熱伝導性ゴム（若しくは熱伝導性スポンジ）１０４が設けられている。
【００２０】
ここで、熱伝導性ゴム１０４を用いるのは、コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００で発生した熱を熱伝導率の高いアルミニウムからなる筐体４００に伝導させると共に、一応の摩擦力を得るためである。これら導電フィルム１１０と、ブロック１０２とで押圧接続手段１６０が構成されている。尚、ブロック１０２は一端が筐体４００に固定されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、プリント基板５００に固定してもよい。尚、ブロック１０２がアルミニウムのような熱伝導率が高い材質からなり、かつブロック１０２の他端が必要な摩擦力を有するように粗面化されている場合には、この熱伝導性ゴム１０４はなくても良い。
【００２１】
図５に、本発明を応用した光送受信器の内部を示す。図示されるように、ブロック１０２は、角柱状の押圧ヘッド部１と、その押圧ヘッド部１の頂部より水平に突き出して延出された直方体状の固定用フランジ２とからなり、固定用フランジ２にはネジ用貫通穴３が設けられている。このブロックは図１で説明したように筐体４００にネジ１０３で固定されているが、この図では筐体４００は省略してある。筐体４００の相手方である下部筐体４は上部が開放された箱状の部材であり、下部筐体４の底部には、図１で説明したプリント基板５００、コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００、同軸ケーブル１０１、素子１０６が収容され、プリント基板５００は下部筐体４に固定されている。この図では、コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００のみ示してある。下部筐体４の側壁５の上面には筐体４００を取り付けるためのネジ穴６が設けてある。ブロック１０２が取り付けられている筐体４００をこの下部筐体４に被せると、ブロック１０２の押圧ヘッド部１の基端部がコネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００の上面に接する。そして、筐体４００と下部筐体４とをネジ止めで一体化すると、コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００をプリント基板５００側に押圧することができる。このとき、コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００は、上下方向には固定され、水平方向にはズレが許容される。
【００２２】
図２（ａ）は図１に示した構造体１００の常温における導電フィルム１１０近傍の部分拡大断面図であり、図２（ｂ）は図１に示した構造体１００の高温（例えば７０℃）における導電フィルム１１０近傍の部分拡大断面図である。
【００２３】
図２（ｂ）に示す導電フィルム１１０は、図１に示した同軸ケーブル１０１の熱膨張によりコネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００が矢印１０５方向に押されることにより導電フィルム１１０にずれが生じた状態を示している。
【００２４】
導電フィルム１１０は、弾性樹脂（例えばゴム）からなるフィルム２００内にフィルム２００の厚さ方向に沿った導電ワイヤ２０１がフィルム２００の面方向に縦横（紙面に垂直な面）に配置されたものである。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００のボール３０７が導電フィルム１１０を押圧することにより、コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００がプリント基板５００と導電ワイヤ２０１を介して電気的に接続されている。
【００２６】
図１に示した構造体１００が周囲温度が室温から上昇（例えば７０℃）することにより、同軸ケーブル１０１が熱膨張して矢印１０５方向にコネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００を押す応力が発生すると、導電フィルム１１０にずれが生じて導電フィルム１１０内の導電ワイヤ２０１がそのずれに追従するので、コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００とプリント基板５００との電気的接続が維持される。これとは逆に、構造体１００の周囲温度が室温から降下（例えば０℃）することにより、同軸ケーブル１０１が熱膨張して矢印１０５方向とは逆の方向にコネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００を引く応力が発生しても、導電フィルム１１０にずれが生じて導電フィルム１１０内の導電ワイヤ２０１がそのずれに追従するので、コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００とプリント基板５００との電気的接続が維持される。
【００２７】
従って、上記実施の形態によれば、熱膨張による破壊を防止した高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００とプリント基板５００との接続構造を有する構造体１００が得られる。
【００２８】
図３は本発明の高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとプリント基板との接続構造の他の実施の形態を示す部分拡大側面図である。
【００２９】
図３に示した実施の形態と図１に示した実施の形態との相違点は、保持ブロック１０２を用いる代わりに板バネ６００を用いる点である。
【００３０】
図３において押圧接続手段６５０は、プリント基板５００と高速信号用ＢＧＡ型ＬＳＩ３００との間に挿入された導電フィルム１１０と、一端（図では左端）が筐体４００のスペーサ１５０に固定され、他端（この場合、右端）がプリント基板５００を微動可能に筐体４００のプリント基板１１０側に押圧する押圧手段としての板バネ６００とで構成されている。
【００３１】
このような押圧接続手段を用いても図１に示した実施の形態と同様の効果が得られる。尚、本実施の形態においては、板バネ６００の一端が筐体４００に固定された場合で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、板バネ６００の一端がプリント基板５００に固定されていてもよい。
【００３２】
図４は本発明の高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとプリント基板との接続構造の他の実施の形態を示す部分拡大側面図である。
【００３３】
図４に示した実施の形態と図１に示した実施の形態との相違点は、保持ブロック１０２を用いる代わりに、ネジ７００及びナット７０３を用いる点である。
【００３４】
図４において、押圧接続手段７５０は、プリント基板５００とコネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００との間に挿入された導電フィルム１１０と、押圧手段としてのコネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００をプリント基板５００の面方向に微動可能かつ、導電フィルム１１０を押圧するためコネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００のコネクタ支持枠３０２に形成された長穴７０１と、長穴７０１及びプリント基板５００に形成された貫通孔７０２を貫通するネジ７００と、ネジ７００に螺合するナット７０３とで構成されている。このネジ７００及びナット７０３で締結手段が構成されている。このネジ７００の長さは、コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００が導電フィルム１１０をプリント基板５００に押圧するのに必要な長さを有している。
【００３５】
このような押圧接続手段を用いても図１に示した実施の形態と同様の効果が得られる。尚、本実施の形態において、ネジ７００とコネクタ支持枠３０２との間にワッシャを挿入するとと共に、プリント基板５００とナット７０３との間にスプリングワッシャやワッシャなどを挿入し、脱落防止のためナット７０３を樹脂等で固定するようにしてもよい。
【００３６】
以上の説明において、コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ３００を固定する例を述べたが、光変調モジュール、光送受信モジュール等のＬＳＩの固定にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の高速信号用ＢＧＡ型ＬＳＩとプリント基板との接続構造を有する構造体の一実施の形態を示す概念図である。
【図２】（ａ）は図１に示した構造体の常温における導電フィルム近傍の部分拡大断面図であり、（ｂ）は図１に示した構造体の高温における導電フィルム近傍の部分拡大断面図である。
【図３】本発明の高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとプリント基板との接続構造の他の実施の形態を示す部分拡大側面図である。
【図４】本発明の高速信号用コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩとプリント基板との接続構造の他の実施の形態を示す部分拡大側面図である。
【図５】本発明を応用した光送受信器の内部構造斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１００構造体
１０１リジットケーブル
１０２保持ブロック
１０３ネジ
１０４熱伝導性ゴム
１１０導電フィルム
３００コネクタ付きＢＧＡ型ＬＳＩ（ＬＳＩ－ＰＫＧＢＧＡ）
３０１ＬＳＩ－Ｃａｐ
３０２コネクタ支持枠
３０３，３０４Ｖコネクタ
３０７ボール
４００筐体
５００プリント基板

【出願人】	【識別番号】０００００５１２０【氏名又は名称】日立電線株式会社【住所又は居所】東京都千代田区大手町一丁目６番１号
【出願日】	平成１５年９月２６日（２００３．９．２６）
【代理人】	【識別番号】１０００６８０２１【弁理士】【氏名又は名称】絹谷信雄
【公開番号】	特開２００５－１０１４４４（Ｐ２００５－１０１４４４Ａ）
【公開日】	平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【出願番号】	特願２００３－３３５４９６（Ｐ２００３－３３５４９６）