專利名稱：帶有接口模塊的lsi封裝、傳輸線路安裝體和帶狀光傳輸線路的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及具備用于對高速信號進行外部布線的接口模塊的帶有接口模塊的LSI封裝、適用于高速LSI安裝的傳輸線路安裝體和帶狀光傳輸線路。
背景技術(shù)：
近年來，LSI的時鐘頻率日益增高，而且個人計算機用的CPU也實現(xiàn)了GHz或GHz以上的時鐘頻率。然而，與時鐘頻率的上升相比，LSI之間接口的通過量的提高步調(diào)相對緩慢，這就成為個人計算機性能的阻礙。為此，正在積極地進行接口的高通過量化的研究開發(fā)。
提高接口的通過量，需要提高每1個端子的信號頻率和增加端子數(shù)。然而，由于增加端子數(shù)后LSI和封裝的面積會變大，從而內(nèi)部布線長度就會變長而存在無法進行高頻工作的限制，所以提高每1個端子的頻率就成為重大的課題。另一方面，由于當提高每1個端子的頻率時，電信號的衰減變大而由于阻抗不匹配而導致反射影響變大，所以線路長度就會受到限制。為此，作為高速信號傳輸線路就需要使用盡力抑制阻抗不匹配或衰減量的傳輸線路。但在安裝板上精度良好地制作傳輸線路，不僅會導致成本的上升，而且隨著高速化還會使由于介質(zhì)損耗或表皮效應引起的導體損耗變大，從而難以傳輸足夠的距離。因此，人們正在研究不在安裝板上對高速信號用布線進行布線而僅在內(nèi)插板(interposer)上進行布線，并且利用內(nèi)插板上的裝載的光元件(器件)進行光電轉(zhuǎn)換而用光進行傳輸?shù)姆绞?。例如，有特開2004-31455號公報、以及光I/O內(nèi)置模塊(1)的模塊結(jié)構(gòu)與設計指南(畠山意知郎，外8名，電子情報通信學會エレクトロニクスソサイエテイ大會，2003，C-3-123，p.256畠山意知郎等8人，電子信息通信學會電子協(xié)會大會，2003年，C-3-123，p.256)等的例子。
在特開2004-31455號公報的情況下，由于光元件被直接裸芯片安裝在內(nèi)插板基板上，從而在向安裝板安裝內(nèi)插板基板時，形成與光波導線路進行光耦合的結(jié)構(gòu)，由于安裝板與內(nèi)插板的熱膨脹系數(shù)不同等，所以難以維持光學精度。此外，由于當光元件裸露時很難確保可靠性，所以需要采取按信號傳輸所使用的波長用透明的樹脂等填埋光元件部等的方法，因而存在需要在安裝板上進行操作從而在制造上受到制約而花費成本的問題。進而，由于需要在安裝板上另外地粘貼光波導線路，因而存在安裝工序復雜化、成本上升等問題。此外，當光元件發(fā)生故障時，還存在需要更換整個昂貴的信號處理LSI的問題。
此外，在光I/O內(nèi)置模塊(1)的模塊結(jié)構(gòu)與設計指南所示的結(jié)構(gòu)中，為了形成在LSI封裝上直接裝載光部件的方式，需要在裝載光部件的狀態(tài)下，在安裝板上回流安裝LSI封裝、或者在將LSI封裝進行回流安裝到安裝板上后裝載光部件，從而形成了耐熱性弱的光部件或組裝材料(粘接劑等)與板安裝時的回流安裝干擾的結(jié)構(gòu)。此外，由于LSI的焊料焊接、光接口模塊的焊料焊接、以及根據(jù)情況的內(nèi)插板的焊料焊接相互干擾，所以會出現(xiàn)安裝順序受到限制等安裝上的問題。并且，為了保持光連接器的位置，還另外地需要按壓保持機構(gòu)等，從而由于使光連接實施連接器化而機構(gòu)就容易變大。即，由于光連接器的安裝精度要求約為幾μm～10μm的高的精度，所以難以使連接器的保持機構(gòu)小型化，而容易大型化。因此，會存在由于針對安裝于LSI的上部的散熱器(熱沉)制作余富空間等的結(jié)構(gòu)復雜化而使成本上升、以及難以安裝光接口模塊散熱用散熱器這樣的問題。
此外，通常信號的頻率變高時，會有每1個端子的耗電變大的趨勢。例如，在個人計算機等所使用的CPU中，近年來還出現(xiàn)了達到70～80W的LSI。因此，采用在信號處理LSI上為了更好地利用設置的散熱器和巨大的散熱器的散熱面積而用風扇等進行強制空冷的結(jié)構(gòu)。另一方面，按照上述的結(jié)構(gòu)，由于需要使信號處理LSI和接口模塊之間的布線長度非常短，所以在設置了信號處理LSI用的散熱器的情況下，就沒有了設置接口模塊用的其它散熱器的余富空間。
而且，在這種情況下，由于焊料焊結(jié)有接口模塊，所以當接口模塊發(fā)生故障時，還存在需要整個更換昂貴的信號處理LSI的問題。
另一方面，由于光布線從直流到大于等于100GHz的頻率，幾乎沒有損失的頻率依賴性，也沒有布線線路的電磁障礙和接地電位變化噪聲，所以能夠容易地實現(xiàn)數(shù)10Gbps的布線。作為這種信號處理LSI間的光布線，例如，已知作為CMOS庫的IP宏的光學互連(Optical-interconnection asan IP macro of a CMOS Library)(Takashi Yoshikawa，IEEE HOT9Interconnects.Symposium on High Performance Interconnects，2001，P.P.31-5)等，提出了在裝載信號處理LSI的內(nèi)插板上直接裝載用于對高速信號進行外部布線的接口模塊的結(jié)構(gòu)。
圖33說明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的LSI封裝的板安裝、即傳輸線路安裝體的例子。在圖33中，1001是安裝基板、1002是LSI封裝基板、1003是LSI芯片、1004是焊料球、1005是光接口、1006是光纖，表示了在左右裝載2個LSI封裝并在其間進行傳輸線路的空中布線的狀態(tài)。
然而，在該現(xiàn)有例的這種LSI封裝中，存在在其安裝板的裝載中難以控制空中布線的傳輸線路的線路長度的問題。即，雖然與LSI封裝的布局設計對應地確定傳輸線路的長度，并考慮向連接器或LSI封裝的安裝代價而進行傳輸線路的指定長度的切斷和安裝，但此時卻難以使加工誤差完全為零，通常會產(chǎn)生若干長度誤差。此外，由于安裝板與傳輸線路的熱膨脹系數(shù)的差，會由于周圍溫度變化而產(chǎn)生LSI封裝之間、即從板所看見的布線長度與傳輸線路長度的相對誤差。因此，雖然這種安裝體中的傳輸線路只能制作得比指定長度更長，但對于因其過剩長度所產(chǎn)生的傳輸線路的撓曲沒有實施適當?shù)奶幚怼?br>
在這種傳輸線路安裝體中，無論如何都無法避免上述那樣的傳輸線路長度的制作誤差。當傳輸線路比布線長度更短時，則因傳輸線路而使LSI封裝被拉伸，因此會產(chǎn)生導致LSI封裝的裝載不良、光接口或傳輸線路破損等故障。為此，使用比指定的布線長度更長的傳輸線路，因而會由于其過剩長度而產(chǎn)生圖33那樣的傳輸線路的撓曲。
當由于過剩長度所產(chǎn)生的撓曲為數(shù)10mm時，空中布線的傳輸線路就會掛到安裝板的其它部件上，往往由于冷卻風扇的冷卻風而引起共振，乃至在根源部分傳輸線路發(fā)生破損。
因此，由于沒有適當?shù)靥幚硪蜻^剩長度所產(chǎn)生的傳輸線路的撓曲，所以由于傳輸線路引起的撓曲應力就會施加給光接口或LSI封裝，從而容易產(chǎn)生為了抵抗應力而使按壓機構(gòu)大型化等問題。
發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一種實施方式，提供一種帶有接口模塊的LSI封裝，其特征在于，具備裝載信號處理LSI并具有安裝板連接用電端子的內(nèi)插板、以及具有用于對高速信號進行外部布線的傳輸線路和與安裝板連接用插座對應的插座連接用電端子的接口模塊；其中，上述內(nèi)插板和上述接口模塊分別具有環(huán)形電極和平板電極中的至少任意一者；上述內(nèi)插板和上述接口模塊利用上述環(huán)形電極和上述平板電極中的至少任意一者通過感應耦合、靜電耦合以及它們的復合耦合而進行電連接。
按照本發(fā)明的另一種實施方式，提供一種帶有接口模塊的LSI封裝，其特征在于，具備裝載信號處理LSI并具有安裝板連接用電端子的內(nèi)插板、具有用于對高速信號進行外部布線的傳輸線路和與安裝板連接用插座對應的插座連接用電端子的接口模塊、裝載在上述內(nèi)插板和上述接口模塊中的至少一方上的電連接器、以及至少一方的端部與上述電連接器連接的撓性電布線；其中，上述內(nèi)插板和上述接口模塊分別具有進行電連接的電連接端子，上述電連接端子利用上述撓性電布線進行電連接。
按照本發(fā)明的另一種實施方式，提供一種帶有接口模塊的LSI封裝，其特征在于，具備裝載信號處理LSI并具有高速信號用電端子和插座連接用端子插針的內(nèi)插板、具有用于對高速信號進行外部布線的傳輸線路和高速信號用電端子和插座連接用端子插針的接口模塊、使上述內(nèi)插板的高速信號用電端子與上述接口模塊的高速信號用電端子相互電連接的高速信號用布線、以及具有與上述內(nèi)插板的插座連接用端子插針和上述接口模塊的插座連接用端子插針能夠進行上述嵌合的插孔的插座；其中，上述內(nèi)插板的高速信號用電端子和上述接口模塊的高速信號用電端子用由上述高速信號用電端子的撓曲產(chǎn)生的按壓力相對于上述高速信號用布線進行機械性接觸而相互進行電連接，上述機械性接觸通過上述內(nèi)插板的插座連接用端子插針和上述接口模塊的插座連接用端子插針分別與上述插孔進行嵌合而被保持。
按照本發(fā)明的另一種實施方式，提供一種帶有接口模塊的LSI封裝，其特征在于，具備裝載信號處理LSI并具有安裝板連接用電端子的內(nèi)插板、以及具有用于對高速信號進行外部布線的光纖的接口模塊；其中，上述內(nèi)插板和上述接口模塊分別具有進行電連接的電連接端子，上述電連接端子利用具有比板安裝用焊料低的熔點的焊料進行連接。
按照本發(fā)明的另一種實施方式，提供一種傳輸線路安裝體，其特征在于，具備安裝基板；從上述安裝基板上的第1布線點被空中布線到上述安裝基板上的第2布線點的、比從上述第1布線點到上述第2布線點的最短布線長度長出大于等于最短布線長度的2％而小于等于最短布線長度的20％的范圍的傳輸線路；以及將上述傳輸線路以小于等于從上述第1布線點向上述第2布線點的直線布線高度的高度牽引靠近上述安裝基板的掛鉤、或者將上述傳輸線路固定在上述安裝基板上的固定部件。
按照本發(fā)明的另一種實施方式，提供一種傳輸線路安裝體，其特征在于，具備安裝基板；以及從上述安裝基板上的第1布線點被空中布線到上述安裝基板上的第2布線點并且橫向長地陣列排列的、具有在從上述第1布線點到上述第2布線點之間形成的撓曲部或蛇行部的帶狀光傳輸線路。
按照本發(fā)明的另一種實施方式，提供一種帶有接口模塊的LSI封裝，其特征在于，具備信號處理LSI、裝載上述信號處理LSI并具有安裝板連接用電端子的內(nèi)插板、具有用于對高速信號進行外部布線的由光波導體的陣列構(gòu)成的帶狀光傳輸線路的接口模塊；其中，上述內(nèi)插板和上述接口模塊具有利用機械性接觸進行電連接的電連接端子，上述帶狀光傳輸線路具有撓曲部或蛇行部。
按照本發(fā)明的另一種實施方式，提供一種帶狀光傳輸線路，是光傳輸線路在與光傳輸方向正交的方向上直線狀地進行陣列排列的帶狀光傳輸線路，其特征在于在上述帶狀光傳輸線路的中途部分上具有撓曲部或與上述陣列排列的方向直行的方向的蛇行部。
圖1是表示本發(fā)明的實施例1的帶有接口模塊的LSI封裝的概要結(jié)構(gòu)圖。
圖2A和圖2B是本發(fā)明的實施例1的高速信號用布線的連接部的放大圖。
圖3是表示本發(fā)明的實施例1的帶有接口模塊的LSI封裝的安裝工序圖。
圖4是表示本發(fā)明的實施例1的另一種帶有接口模塊的LSI封裝的概要結(jié)構(gòu)的圖。
圖5是表示本發(fā)明的實施例2的帶有接口模塊的LSI封裝的概要結(jié)構(gòu)的圖。
圖6是表示本發(fā)明的實施例2的光接口模塊的連接工序的圖。
圖7表示本發(fā)明的實施例2的帶有FPC的內(nèi)插板的上面圖。
圖8是表示本發(fā)明的實施例3的帶有接口模塊的LSI封裝的概要結(jié)構(gòu)的圖。
圖9是本發(fā)明的實施例3的高速信號用布線的連接部的放大圖。
圖10是表示本發(fā)明的實施例3的光接口模塊的連接工序的圖。
圖11是表示本發(fā)明的實施例4的帶有接口模塊的LSI封裝的概要結(jié)構(gòu)的圖。
圖12是本發(fā)明的實施例4的高速信號用布線的連接部的放大圖。
圖13是表示本發(fā)明的實施例4的光接口模塊的連接工序的圖。
圖14是表示本發(fā)明的實施例5的帶有接口模塊的LSI封裝的概要結(jié)構(gòu)的圖。
圖15是表示本發(fā)明的實施例5的光接口模塊的連接工序的圖。
圖16是表示本發(fā)明的實施例6中的傳輸線路安裝體的概要結(jié)構(gòu)的圖。
圖17是表示本發(fā)明的實施例6中的掛鉤的剖面圖。
圖18是說明本發(fā)明的實施例6中的光纖的撓曲的說明圖。
圖19是表示本發(fā)明的實施例6中的光纖的撓曲量的計算結(jié)果的曲線圖。
圖20A是表示實施例7中的傳輸線路安裝體的概要結(jié)構(gòu)的上面圖，圖20B是表示實施例7中的傳輸線路安裝體的概要結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖21是表示實施例8中的傳輸線路安裝體的結(jié)構(gòu)圖。
圖22是表示實施例9中的傳輸線路安裝體的結(jié)構(gòu)圖。
圖23是表示實施例10中的傳輸線路安裝體的結(jié)構(gòu)圖。
圖24是表示實施例11中的傳輸線路安裝體的結(jié)構(gòu)圖。
圖25是表示實施例11中的槽型支持架的立體圖。
圖26是表示實施例12中的帶狀光纖的立體圖。
圖27是表示實施例12中的帶狀光纖的立體圖。
圖28是表示實施例13中的帶狀光纖的立體圖。
圖29是表示實施例13中的帶狀光纖的立體圖。
圖30是表示實施例13中的帶狀光纖的側(cè)視圖。
圖31是表示實施例14中的帶狀光纖和壓板的立體圖。
圖32是表示本發(fā)明的實施例6的帶有接口模塊的LSI封裝的剖面圖。
圖33是表示現(xiàn)有的傳輸線路安裝體的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
下面，參照
本發(fā)明的實施例。在下面的附圖記載中對相同或類似的部分標注相同或類似的標號。但應注意，附圖只是模式圖，其厚度與平面尺寸的關(guān)系、各層厚度比例等與實物是不同的。因此，具體的厚度和尺寸應該參考以下的說明來加以判斷。另外，當然包括在附圖相互之間相互的尺寸關(guān)系或比例也不同的部分。
另外，下面所示的實施例是舉例表示用于將該發(fā)明的技術(shù)思想具體化的裝置和方法，但本發(fā)明的技術(shù)思想并不是將構(gòu)成部件的材質(zhì)、形狀、結(jié)構(gòu)、配置等特定于以下的實施例。本發(fā)明的技術(shù)思想是在專利要求的范圍內(nèi)能夠進行各種各樣的變更。
(實施例1)圖1是表示本發(fā)明的實施例1的帶有接口模塊的LSI封裝的概要結(jié)構(gòu)的圖，圖2A和圖2B是本發(fā)明的實施例1的高速信號用布線的連接部的放大圖，圖3是表示本發(fā)明的實施例1的帶有接口模塊的LSI封裝的安裝工序的圖，圖4是表示本發(fā)明的實施例1的另一種帶有接口模塊的LSI封裝的概要結(jié)構(gòu)的圖。
圖1中的1是帶有接口模塊的LSI封裝，接口模塊1具有信號處理LSI2。信號處理LSI2被裝載在內(nèi)插板3上，信號處理LSI2與內(nèi)插板3電連接。
在內(nèi)插板3上布線有高速信號用布線4，高速信號用布線4電連接到信號處理LSI2的信號輸入輸出端子(未圖示)上。高速信號用布線4的另一端被引出到內(nèi)插板3的表面?zhèn)?。在?nèi)插板3的下面配置有用于進行電源供給、低速控制信號等的輸入輸出的連接端子5(安裝板連接用電端子)，連接端子5與安裝板6電連接。
7是光接口模塊，該光接口模塊7具有用于對光接口IC、光元件、高速信號進行外部布線的光纖8(傳輸線路)、光纖8和光元件的光耦合系統(tǒng)、撓性布線基板9(以下記為FPC)等，其被安裝在作為支持基板的加強板10上，并利用鑄模樹脂11等保護整體。
光接口模塊7具有2種輸入輸出部。具體地，一方的輸入輸出部被設置在安裝板6側(cè)，是與后述的插座13對應的輸入輸出插針12(插座連接用電端子)，其是傳輸?shù)退倏刂菩盘柣螂娫葱盘柕鹊妮斎胼敵霾俊］斎胼敵霾遽?2與安裝在安裝板6上的插座13(安裝板連接用插座)連接。另一方的輸入輸出部是與光接口模塊7和高速信號用布線4電連接的電連接部14，其是傳輸高速信號的輸入輸出部。電連接部14利用突起15與高速信號用布線4按指定的間隔進行配置。
圖2A是表示感應耦合的1個例子的圖。16是設置在高速信號用布線4的一部分上的環(huán)形電極。如圖所示，在內(nèi)插板3的周邊部環(huán)形電極16以每個端子的方式形成環(huán)，并經(jīng)由通孔17在其它層具有回路18。通過將回路18直接接地或與電源連接而使其作為環(huán)形天線發(fā)揮作用，但也可以在此連接終端電阻而作為行波型天線。19是用于防止外部電場的影響或磁場的串擾的屏蔽罩，其經(jīng)由通孔22與電源或接地電平短路。將與該結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)的部分制成在電連接部14上，并通過使它們按適當?shù)拈g隙對置而能夠?qū)崿F(xiàn)分別作為輸出、接收天線工作的由磁耦合優(yōu)先的感應耦合形成的無按壓電連接。
圖2B是表示靜電耦合的1例的圖。20是設置在高速信號用布線4的一部分上的平板電極，例如圖2B所示，形成了差動布線對。21是用于電隔離各差動對的地線。將該結(jié)構(gòu)的部分也預先設置在電連接部14上，并通過以適當?shù)拈g隙使其相對而形成平行平板，從而能夠利用電場耦合優(yōu)先的靜電耦合進行電連接。另外，當然這些由靜電耦合形成的電連接，直流不會進行耦合，毫無疑問是交流耦合。
為了將這種帶有接口模塊的LSI封裝1安裝在安裝板6上，首先，用連接端子5將裝載信號處理LSI2的內(nèi)插板3與安裝板6電連接。此時，優(yōu)選地同時將插座13和其它安裝部件安裝在安裝板6上。然后，使內(nèi)插板3側(cè)的環(huán)形電極16或平板電極20與光接口模塊7的環(huán)形電極16或平板電極20位置對準。然后，在向插座13插入輸入輸出插針12的同時用電連接部14使光接口模塊7與高速信號用布線4進行電連接。其中，電連接部14是利用感應耦合、靜電耦合或它們的復合耦合進行電連接的結(jié)構(gòu)，并沒有直接機械地進行接觸。如果是這種結(jié)構(gòu)，通過將間隙方向的高度誤差預先設計在設計規(guī)格范圍內(nèi)，在沒有按壓力的狀態(tài)下能夠進行電連接。為了規(guī)定此時的間隙，通過預先設置相當于間隙的突起15而實現(xiàn)連接特性的穩(wěn)定化。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，用與通常的BGA封裝LSI的安裝大致同等的工序，在將內(nèi)插板3安裝在安裝板6上后(圖3的狀態(tài))，能夠?qū)⒐饨涌谀K7電連接(圖1的狀態(tài))。即，在與其它部件一起向安裝板6上進行內(nèi)插板3的電安裝、即進行回流或激光加熱等熱處理之后，能夠裝載光接口模塊7，是電安裝親和性高的結(jié)構(gòu)。
此外，由于光接口模塊7是單獨封裝的，所以能夠確?？煽啃裕沂且云渥陨砭湍軌蜻M行檢查的結(jié)構(gòu)，從而能夠抑制因光元件不良而導致的安裝板6的成品率的降低。進而，由于不用熱處理而能夠利用電安裝來安裝光接口模塊7，所以能夠減少采用尾(pigtail)方式對安裝的限制。當然，由于高速信號不經(jīng)由安裝板6的布線而從內(nèi)插板3經(jīng)由電連接部14到達光接口模塊7，所以能夠以短的距離傳輸高頻信號。
進而，由于從橫向方向插入光纖8，所以能夠?qū)⒐饨涌谀K7的厚度形成得薄。因此，相對于內(nèi)插板3，能夠使光接口7的上表面的高度比信號處理LSI2的上表面低，從而能夠使確保對于信號處理LSI2的大的散熱器的設置空間變得容易。此外，也可以在環(huán)形電極16間或平板電極20間的間隙內(nèi)插入粘接劑而能夠增加固定強度。
進而，如圖4所示，也可以附加用于精度良好地確定相對的電極的相對位置的定位導向插針25。在這種情況下，在內(nèi)插板3上設置能夠與定位導向插針25吻合的導向針孔26，從而使定位導向插針25與導向針孔26吻合而精度良好地確定相對的電極的位置，并且還能夠提高在外力作用時的光接口7與內(nèi)插板3間的相對位置保持的機械強度。
(實施例2)圖5是表示本發(fā)明的實施例2的帶有接口模塊的LSI封裝的概要結(jié)構(gòu)的圖，圖6是表示本發(fā)明的實施例2的光接口模塊的連接工序的圖，圖7表示本發(fā)明實施例2帶有FPC的內(nèi)插板的上面圖。另外，與圖1相同的部分附加相同標號并省略其詳細說明。
如圖5所示，在內(nèi)插板3上裝載了FPC連接器31(電連接器)，此外，在光接口模塊7上裝載了FPC連接器32(電連接器)。FPC9的兩端分別與FPC連接器31、32連接，通過FPC連接器31、32內(nèi)插板3的電連接端子(未圖示)與光接口模塊7的電連接端子(未圖示)進行電連接。
為了將這種帶有接口模塊的LSI封裝1安裝在安裝板6上，首先，用連接端子5將裝載了信號處理LSI2和FPC連接器31的內(nèi)插板3電連接在安裝板6上。此時，優(yōu)選地同時將插座13和其它安裝部件安裝在安裝板6上。此后，如圖6所示，將裝載了連接FPC9的一端的FPC連接器32的光接口模塊7的輸入輸出插針12插入插座13，并且將FPC9的另一端插入并連接在FPC連接器31中。
按照這種結(jié)構(gòu)，也可以在安裝板6上裝載內(nèi)插板2和插座13之后，通過向插座13插入而連接光接口模塊7的電源和低速控制信號等，從而能夠利用FPC9與高速信號用布線4進行連接，而能夠提供與現(xiàn)有的回流安裝等親和性高的結(jié)構(gòu)。
另外，并不一定需要FPC連接器31、32這兩者，只要有光接口模塊7側(cè)的FPC連接器32或內(nèi)插板3側(cè)的FPC連接器31的任意一方，隨后就能夠裝載光接口模塊7。例如，在只有FPC連接器32的情況下，如圖7所示，只要內(nèi)插板3側(cè)直接利用內(nèi)插板3上的高速信號用布線4和導電性粘接劑或Au柱狀凸起33等連接FPC9的電極布線9A即可。
進而，也可以在內(nèi)插板3上附加用于精度良好地確定相對的電極的相對位置的定位導向插針。在這種情況下，在FPC9上設置能夠與定位導向插針吻合的導向針孔，從而使定位導向插針與導向針孔吻合而精度良好地確定相對的電極的位置，并且還能夠提高在外力作用時的FPC9與內(nèi)插板3間的相對位置保持的機械強度。
(實施例3)圖8是表示本發(fā)明的實施例3的帶有接口模塊的LSI封裝的概要結(jié)構(gòu)的圖，圖9是本發(fā)明的實施例3的高速信號用布線的連接部的放大圖，圖10是表示本發(fā)明的實施例3的光接口模塊的連接工序的圖。另外，與圖1相同的部分附加相同標號并省略其詳細說明。
如圖8所示，在本實施例中，內(nèi)插板3用輸入輸出插針43(插座連接用端子插針)與用焊料凸起41連接到安裝板6上的插座42連接。具體地，在插座42上形成了能夠與輸入輸出插針43吻合的插孔44，從而通過使輸入輸出插針43與插孔44吻合而使內(nèi)插板3連接到插座42上。輸入輸出插針43是用來進行用于供給小于等于幾百MHz的低速信號或控制信號、電源等的輸入輸出的插針。
高速信號用布線4沒有從內(nèi)插板3的信號處理LSI2裝載面(上表面)側(cè)引出，而與設置在插座42側(cè)的高速信號用電端子45連接。高速信號用電端子45通過推按接觸與高速信號用布線46連接。光接口模塊7與內(nèi)插板3同樣地利用輸入輸出插針47連接低速信號或電源，只有高速信號利用高速信號用電端子48與高速信號用布線46連接。
當將光接口模塊7的輸入輸出插針48插入插座42的插孔44時，如圖9所示，由于高速信號用電端子48與高速信號用布線46相接觸而在橫向方向受滑動力，所以作為彈簧發(fā)揮作用而利用復原力按壓高速信號用布線46。由于輸入輸出插針47被插入插孔44，所以阻礙了彈簧復原，因而維持復原力從而維持了連接。內(nèi)插板3側(cè)的高速信號用電端子45也是同樣的。
為了將這種帶有接口模塊的LSI封裝1安裝在安裝板6上，首先，在安裝板6上安裝插座42。此時，優(yōu)選地同時將其它安裝部件安裝在安裝板6上。此后，如圖10所示，使裝載了信號處理LSI2的內(nèi)插板3與光接口模塊7的高速信號用電端子45、48和高速信號用布線46位置對準，并且將輸入輸出插針43、47嵌合在插孔44內(nèi)。
按照這種結(jié)構(gòu)，在將內(nèi)插板3用的插座42安裝在安裝板6上后，由于能夠不施加熱處理等安裝內(nèi)插板3和光接口模塊7，所以能夠提供不干擾現(xiàn)有的板安裝而能夠進行安裝的帶接口的LSI封裝1。
此外，根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，如果有插座42的插針脫出防止機構(gòu)，則不需要在外部另外地特別準備固定部件，從而具有以簡單的結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性高的結(jié)構(gòu)的特點。
進而，與實施例1同樣，也可以在內(nèi)插板3上附加用于精度良好地確定相對的電極的相對位置的定位導向插針。在這種情況下，在插座42上設置能夠與定位導向插針吻合的導向針孔，從而使定位導向插針與導向針孔吻合而精度良好地確定相對的電極的位置，并且還能夠提高在外力作用時的內(nèi)插板3與插座42間的相對位置保持的機械強度。
(實施例4)圖11是表示本發(fā)明的實施例4的帶有接口模塊的LSI封裝的概要結(jié)構(gòu)的圖，圖12是本發(fā)明的實施例4的高速信號用布線的連接部的放大圖，圖13是表示本發(fā)明的實施例4的光接口模塊的連接工序的圖。另外，與圖1相同的部分附加相同標號并省略其詳細說明。
如圖11所示，在本實施例中，內(nèi)插板3與用插針51連接到安裝板6上的插座52連接。安裝板6和連接插針51利用焊料53進行固定。
在內(nèi)插板3的插座52側(cè)的連接面上形成了接合面(land)54(插座連接用電端子)和接合面55(高速信號用電端子)。在插座52的上表面設置了用于與該接合面54接觸的連接端子56。通過使接合面54與連接端子56接觸，經(jīng)由連接端子56和連接插針51使內(nèi)插板3電連接安裝板6。內(nèi)插板3的高速信號用布線4被連接到接合面55上，并通過連接端子57與在插座52上形成的高速信號用布線58連接。
在光接口模塊7的插座52側(cè)的連接面上形成了接合面59(插座連接用電端子)和接合面60(高速信號用電端子)。通過使接合面59與連接端子56接觸，經(jīng)由連接端子56和連接插針51使光接口模塊7電連接安裝板6而供給低速信號和控制信號、電源等。光接口模塊7的接合面60通過連接端子57與在插座52上形成的高速信號用布線58連接。
如圖12所示，連接端子56、57為具有可塑性的彈簧結(jié)構(gòu)，通過接觸按壓接合面54等而由復原力產(chǎn)生壓力。因此，在這種結(jié)構(gòu)中，如圖11所示，需要與散熱器61等一起將內(nèi)插板3和光接口模塊7向插座52方向按壓的按壓機構(gòu)62。按壓機構(gòu)62是利用與在安裝板6上形成的保持夾具63配合而將散熱器61向安裝板6方向按壓的機構(gòu)，由此，內(nèi)插板3和光接口模塊7同時地被向插座52方向按壓，從而形成保持電連接的按壓力的機構(gòu)。
為了將這種帶有接口模塊的LSI封裝1安裝在安裝板6上，首先，在安裝板6上安裝插座52。此時，優(yōu)選地同時將其它安裝部件安裝在安裝板6上。此后，如圖13所示，使裝載了信號處理LSI2的內(nèi)插板3和光接口模塊7的接合面55、60和高速信號用布線58位置對準，并且將接合面54等按壓在連接端子56、57上。然后，安裝按壓機構(gòu)62而保持按壓力。
這種結(jié)構(gòu)的特點在于，由于能夠使高速信號和低速信號、電源等端子為采用相同的結(jié)構(gòu)，所以能夠使插座52的結(jié)構(gòu)和內(nèi)插板3、光接口模塊7的結(jié)構(gòu)簡單化，從而能夠降低成本，并且由于沒有使用插針連接，所以能夠?qū)崿F(xiàn)輸入輸出端子的高密度化。
此外，根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，將內(nèi)插板3用的插座52安裝在安裝板6上后，由于不施加熱處理等能夠安裝內(nèi)插板3和光接口模塊7，所以能夠提供不與現(xiàn)有的板安裝干擾而能夠安裝的帶接口的LSI封裝1。
進而，與實施例1同樣，也可以在內(nèi)插板3上附加用于精度良好地確定相對的電極的相對位置的定位導向插針。在這種情況下，在插座52上設置能夠與定位導向插針吻合的導向針孔，從而使定位導向插針與導向針孔吻合而精度良好地確定相對的電極的位置，并且還能夠提高在外力作用時的內(nèi)插板3與插座52間的相對位置保持的機械強度。
(實施例5)圖14是表示本發(fā)明的實施例5的帶有接口模塊的LSI封裝的概要結(jié)構(gòu)的圖，圖15是表示本發(fā)明的實施例5的光接口模塊的連接工序的圖。另外，與圖1相同的部分附加相同標號并省略其詳細說明。
如圖14所示，本實施例，其特點在于，與內(nèi)插板3的高速信號用布線4連接的電連接端子(未圖示)與光接口模塊7的電連接端子(未圖示)利用具有比板安裝用焊料熔點低的焊料71進行連接。其中，板連接用焊料，在BGA等情況下例如是焊料球，在PGA等情況下例如是固定插針和安裝板的焊料。在本實施例中，連接端子5是板安裝用焊料。焊料71由例如Sn-Bi-Ag或Sn57Bi等低熔點焊料構(gòu)成。如果由這些焊料組成，由于熔點小于等于約150℃，所以不會干擾內(nèi)插板3的安裝，此外能夠也不會對光接口模塊7中所包含的光元件或光部件、特別是保持光纖的固定部件造成惡劣影響而進行安裝。因此，能夠以非常簡單的結(jié)構(gòu)提供與電安裝親和性良好的帶有接口模塊的LSI封裝1。雖然為了使光纖固定部件低成本化而優(yōu)選地使用樹脂，但在使用樹脂的情況下，當工序溫度比該樹脂的軟化點高時，難以精度良好地保持光纖8。在焊料安裝的情況下，為了不受充分的潤濕性或裝置或環(huán)境的變化的影響，需要將安裝溫度設定為比焊料金屬的熔點高的溫度，為了在實用上沒有問題的時間內(nèi)流過工序，要避免與焊料熔點相比10℃～20℃的超調(diào)(over shoot)。因此，由于在焊料71的熔點與比光纖8的固定部件的軟化點低20℃的溫度相比高的情況下，存在因超調(diào)而使安裝溫度超過軟化點的危險性，所以優(yōu)選地焊料71的熔點在從固定部件的軟化點減去20℃的溫度之下。
為了將這種帶有接口模塊的LSI封裝1安裝在安裝板6上，首先，用連接端子5將裝載了信號處理LSI2的內(nèi)插板3電連接在安裝板6上。此后，在使對于內(nèi)插板3的光接口模塊7的位置對準后，如圖15所示，利用焊料71連接內(nèi)插板3的電連接端子與光接口模塊7的電連接端子。
如上所述，雖然對本發(fā)明按上述實施例進行了敘述，但不能將作為該公開的一部分的論述和附圖理解為對本發(fā)明的限定。根據(jù)該公開本領域技術(shù)人員應當明白各種代替實施的方式、實施例和運用技術(shù)。
例如，雖然表示出分別裝載1～2個光接口模塊7的例子，但對數(shù)量沒有限制，也可以是在內(nèi)插板3的4個邊分別裝載1～2個這樣的結(jié)構(gòu)。此外，實施例4的按壓機構(gòu)62也可以插入到散熱器與接口模塊和內(nèi)插板之間，在這種情況下也能夠使用單獨的固定部件固定散熱器。這樣，毫無疑問本發(fā)明包含了在此沒有記載的各種實施例等。進而，除此以外，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍之內(nèi)可以進行各種變形而進行實施。
如上述的詳細說明，按照實施例1～實施例5，將接口模塊作為尾型(在接口模塊內(nèi)包含傳輸線路的一端的結(jié)構(gòu))結(jié)構(gòu)并包括光學耦合或電連接保持結(jié)構(gòu)容納在另外的封裝內(nèi)，從而實現(xiàn)了小型化，并且通過采用將接口模塊與內(nèi)插板通過設置在它們上的電連接端子進行電連接的結(jié)構(gòu)，能夠消除由于結(jié)構(gòu)復雜化而導致成本上升或焊料焊接干擾等的安裝上的問題，從而能夠提供實現(xiàn)接口的高通過量化的帶有接口模塊的LSI封裝。
更具體地說，由于安裝板上不帶有高速信號用布線，所以能夠縮短信號處理LSI與接口模塊之間的電布線長度，由此，不需要昂貴的傳輸線路就能夠安裝高通過量的接口模塊。此外，由于接口模塊的外部布線不通過連接器結(jié)合而直接結(jié)合，所以接口模塊的結(jié)構(gòu)就不會復雜化。進而，由于能夠利用電連接端子使內(nèi)插板與接口模塊結(jié)合，所以不存在內(nèi)插板與接口模塊的焊料焊接進行干擾的問題。
接下來，下面說明的本發(fā)明的其它方式的宗旨是定量地處理傳輸線路的過剩長度與撓曲的關(guān)系，并通過該過剩長度的限定和撓曲部分的適當?shù)奶幚韥斫鉀Q上述課題。下面，參照
本發(fā)明的實施例。在實施例中，雖然作為傳輸線路主要是表示使用光纖的例子，但毫無疑問即使是細徑同軸線路也可以。
(實施例6)圖32是實施例6中的帶有接口模塊的LSI封裝的概要結(jié)構(gòu)圖。圖32的120是帶接口的LSI封裝，121是信號處理LSI，122是內(nèi)插板基板，123是焊料球，24是電連接端子，125是接口模塊，126是布線，127是光元件驅(qū)動IC，128是光電轉(zhuǎn)換部，129是光纖(光傳輸線路)，130是散熱器，131是冷卻風扇。
內(nèi)插板122具備用于與安裝板(未圖示)電連接的焊料球123和電連接端子124。接口模塊125由通過與電連接端子124機械性接觸而與電連接端子124電連接的電連接端子(未圖示)、布線126、光元件驅(qū)動IC127、光電轉(zhuǎn)換部128和光纖129構(gòu)成。
來自信號處理LSI121的高速信號，不是通過焊料球123被供給到安裝基板，而是通過電連接端子124和布線126被供給到光元件驅(qū)動IC127。并且，通過光電轉(zhuǎn)換部128變?yōu)楣庑盘柖还┙o光纖129。另外，高速信號以外的信號通過焊料球123被供給到安裝基板。
這種封裝可以隨后在裝載了信號處理LSI121的內(nèi)插板基板122上裝載接口模塊125。進而，在其上裝載散熱器130、冷卻風扇131而能夠進行信號處理LSI121的散熱。
這樣地構(gòu)成的帶有接口模塊的LSI封裝120，能夠在由已有的生產(chǎn)線制作的安裝基板上，使用已有的安裝裝置(回流裝置等)按與進行LSI安裝完全相同的順序和條件進行板安裝。即，首先，將裝載了信號LSI121的內(nèi)插板基板122與其它電子部件一起使用現(xiàn)有方法安裝在安裝基板上，此后，只要從上面覆蓋接口模塊125而進行固定(例如螺栓固定或粘接劑固定)，就能夠在安裝基板上構(gòu)成圖32的結(jié)構(gòu)。此時，一直到將內(nèi)插板基板122進行板安裝的工序為止，對現(xiàn)有的批量生產(chǎn)線不必進行任何變更而能夠進行生產(chǎn)，而為了構(gòu)筑光布線板，特有的操作只是裝載接口模塊125的操作。而且，從上面覆蓋接口模塊125并進行固定的工序，并不需要特別高精度的位置對準(例如±10μm)，而只要是通常的電連接器的精度就足夠了，因此并不會大大地增加安裝工序的成本。即，使用現(xiàn)有的廉價的安裝基板(例如玻璃環(huán)氧樹脂基板等)和現(xiàn)有的安裝方法，能夠?qū)崿F(xiàn)具有通常用板電布線難以實現(xiàn)的高速布線(例如每1條布線20Gbps)的高速板。
圖33所示的傳輸線路1006的空中布線的撓曲非常明顯，例如，在布線長度20cm的情況下，從發(fā)明者的實測結(jié)果得知，僅1mm的誤差(傳輸線路長度為201mm)就會產(chǎn)生9mm的撓曲。雖然該定量的分析在后面敘述，對于20cm來說1mm只是0.5％的誤差，作為通常的制造誤差并不是極端地大。但發(fā)現(xiàn)其效果(撓曲高度)表現(xiàn)出約4.5％的接近10倍的變化。如果忽視這些問題，就會對作為上述的安裝體的可靠性等帶來嚴重影響。解決這些問題的實施例如圖16所示。
圖16是本發(fā)明的實施例6中的傳輸線路安裝體的概要結(jié)構(gòu)圖，在同一安裝基板(板)上裝載了左右2個帶有接口模塊的LSI封裝，并用傳輸線路的空中布線進行其間的高速布線。在圖16中，101是傳輸線路安裝體，102是安裝基板，103是LSI封裝基板(內(nèi)插板等)，104是LSI芯片，105是焊料球，106是接口模塊，107是光纖，108是掛鉤。
LSI封裝基板103通過焊料球105被裝載在安裝基板102上，LSI芯片104和接口模塊106被裝載在LSI封裝基板103上，接口模塊106利用光纖107進行連接。
光纖107從安裝基板102上的第1布線點A空中布線到安裝基板2上的第2布線點B。光纖107的長度形成為與從第1布線點A到第2布線點B的最短布線長度相比長出大于等于最短布線長度的2％而小于等于最短布線長度的20％的范圍的長度。
光纖107鉤掛在將光纖107牽引靠近安裝基板102的掛鉤108上。具體地說，光纖107，按照使鉤掛在掛鉤108上的部分的光纖107的高度成為小于等于從第1布線點A向第2布線點B的直線布線高度的高度的方式被鉤掛在掛鉤108上。如果安裝基板102的表面有空余空間，則掛鉤108也可以是用兩面膠帶等的固定部件將光纖107固定在安裝基板102上的結(jié)構(gòu)。
圖17表示對于安裝基板102的掛鉤108的安裝的例子，掛鉤108是在前端形成了鉤掛部的L形針腳(鉤型針腳)。掛鉤108利用焊料109固定在形成于安裝基板111上的通孔等內(nèi)。雖然掛鉤108的固定方法可以是螺栓固定等，但當如圖17所示地進行焊料焊接后，能夠與其它部件一起用焊料回流簡單地進行固定。
通過采用圖16那樣的結(jié)構(gòu)會獲得什么樣的效果，使用圖18、圖19來進行說明。圖18是說明實施例1中的光纖的撓曲的說明圖，圖19是表示實施例1中的光纖的撓曲量的計算結(jié)果的曲線圖。即使在帶狀光纖這樣的陣列光纖的情況下，當僅在與陣列排列方向正交的方向上撓曲時，獲得了大致相同的結(jié)果。
首先，如圖18所示，將空中布線的光纖(帶)的原始長度定義為L。并且，將向軸方向按壓光纖而縱向彎曲的光纖的撓曲高度設為H，此時，將通過按壓光纖端所移動的距離設為δL。雖然這樣撓曲的曲線可以通過解撓曲微分方程式求出準確的值，但通過將光纖厚度近似為理想值(厚度為零)，并設其長度在縱向彎曲前后不變化而利用3個相同曲率彎曲的合成進行近似，能夠獲得H＝SQRT(L·δL·3/8)這樣的近似關(guān)系式。其中，SQRT表示平方根(√-)。利用該近似式求出L＝20cm時的撓曲高度的結(jié)果是圖19的曲線，并用誤差范圍內(nèi)的點同時表示出實際的測量結(jié)果(0.1mm厚板狀片的撓曲高度)。
從該結(jié)果可以看出，上述近似式，從L的0.5％(δL＝1mm)到10％(δL＝20mm)幾乎與實測結(jié)果符合，分析到約15％(δL＝30mm)左右的拳動時是充分的近似。上述近似式雖然在導出過程中將三角函數(shù)部分進行級數(shù)展開近似，但可以認為圖19的δL大的部分的誤差與由于三角函數(shù)的近似(sinθ～θ)引起的誤差是同樣的結(jié)果。
從圖19可以看出，由布線長度誤差引起的撓曲量，在布線長度誤差小的區(qū)域變化率大，在布線長度誤差大的區(qū)域變化率小，其關(guān)系基本上與布線長度誤差的平方根成比例。此外，從上述近似式可以看出，由于撓曲量的絕對值還與布線長度的平方根成比例，所以通過減小布線長度的絕對值能夠使撓曲量也變小。因此，回到本實施例，在圖16中可以利用掛鉤108在2點夾住光纖107來抑制撓曲。將這些用于具體的實例來表示實施例。
通過近年來寬帶訪問網(wǎng)絡的發(fā)展，使得信息提供服務等的所謂IT(Information Technology)產(chǎn)業(yè)正在非常迅速地發(fā)展。其中，重要的是數(shù)據(jù)服務器，作為能夠承受眾多的用戶的多種同時訪問的系統(tǒng)，呈現(xiàn)出陣列服務器的大的需求。陣列服務器不是用1個服務器來存儲分發(fā)巨大的數(shù)據(jù)，而是并列運行幾十臺到幾百臺中容量(～100GB)左右的數(shù)據(jù)服務器，并通過以對多種數(shù)據(jù)請求并行的動作進行對應而使綜合的數(shù)據(jù)分發(fā)效率巨大化的系統(tǒng)。在建立這樣的陣列服務器時，需要非常大的設置空間，每單位空間的服務器收納臺數(shù)變?yōu)榉粘杀镜闹匾蛩亍Ｒ虼?，通常所使用的陣列服務器的硬件方式是葉片(blade)式服務器，這是通過在1個板上條式地并列安裝多個容納了所有的服務器系統(tǒng)功能的單位服務器(葉片)而實現(xiàn)服務器臺數(shù)的高密度化的形式的陣列服務器。
由于葉片式服務器的高密度化，近來開始使用1U(安裝的單位規(guī)格、1.75英寸、44.45mm)寬度的葉片。為了在IU中建立服務器系統(tǒng)，需要對板進行兩面安裝，當設葉片的機械外殼容納余量為5mm、安裝板的厚度和焊料焊接高度總計為約5mm時，板安裝高度為約35mm，在兩面均等地進行配置時，最大的安裝高度約為17.5mm。其中，安裝圖16的帶有接口模塊的LSI封裝，當設其布線長度為20cm時，則即使將布線長度的余量作為能夠控制的最小值限定為2％(4mm)，傳輸線路的撓曲高度如圖19為17.3mm，當考慮到LSI封裝厚度和接口模塊厚度時，就會有幾mm從1U能夠容納范圍突出。因此，如果是現(xiàn)有技術(shù)，則使布線長度誤差管理更加嚴格，需要例如設誤差小于等于1％(2mm)、或者將布線長度限定在最大10cm而將布線超誤差管理為小于等于4％(4mm)這樣的措施，但在實用上這樣對于傳輸線路的空中布線來說沒有什么優(yōu)點。
對此，在本發(fā)明中，即使將例如布線長度設為大于等于20cm，而將布線長度余量設為大于等于4mm也不會存在問題。即，如圖16所示，通過將傳輸線路的一部分鉤掛在掛鉤上而能夠抑制撓曲高度的絕對量。作為例子，在布線長度L＝20cm、布線長度誤差δL＝4mm的情況下，雖然自由狀態(tài)下的撓曲高度h為17.3mm，但當在2等分從第1布線點A到第2布線點B的直線距離的位置上配置掛鉤并且按照使傳輸線路成為相同的高度的方式用掛鉤鉤掛傳輸線路的情況下，則由傳輸線路的撓曲形成了2個山峰，每個山峰的撓曲高度H為8.7mm(與L＝10cm，δL＝2mm同等)。此外，當由該狀態(tài)按照使一側(cè)的山峰的撓曲高度h＝0的方式將傳輸線路牽引靠近另一側(cè)的山峰時，則山峰變?yōu)?個，該山峰的撓曲高度H變?yōu)?2.2mm(與L＝10cm，δL＝4mm同等)。這些都是在1U中能夠容納范圍內(nèi)的撓曲高度。另外，即使在按照使與上述相反的山峰的撓曲高度成為H＞0的方式引掛傳輸線路的情況下，毫無疑問同樣地撓曲高度不會超過12.2mm。
進而，如圖16所示，當分別在3等分從第1布線點A到第2布線點B的直線距離的位置上配置掛鉤，并且按照使傳輸線路成為相同的高度的方式用掛鉤鉤掛傳輸線路時，由傳輸線路的撓曲形成了3個山峰，每個山峰的撓曲高度H為5.8mm(與L＝6.7cm，δL＝1.3mm同等)。此外，當由該狀態(tài)按照使2個山峰的撓曲高度為H＝0的方式將傳輸線路牽引靠近剩下的1個山峰時，則山峰就成為1個，該山峰的撓曲高度H變?yōu)?0mm(與L＝6.7cm，δL＝4mm同等)。這些都是在1U中能夠容納范圍內(nèi)的撓曲高度。另外，即使將撓曲集中在任何一個山峰，毫無疑問也不會超過作為將傳輸線路牽引靠近1個山峰時的撓曲高度的10mm。由此，能夠以比向上述1U的最大安裝高度足夠低的撓曲高度進行傳輸線路的空中布線。
另外，雖然為了利用多個掛鉤使撓曲高度最小而只要均等地分配各掛鉤間的布線長度誤差即可，但在此通過使用掛鉤均等地分配傳輸線路并用兩面膠帶等將其固定在安裝基板上的方法是可靠的。但是，當在安裝基板表面上沒有該固定空間時等的情況下，也可以在從基板面浮起裝載部件部分的位置上固定掛鉤，或者也可以固定于裝載在固定部上的部件的上部。
其次，表示在使布線長度誤差變大的情況下，同樣地抑制撓曲高度的例子的臨界例子。當使布線長度誤差δL增大并增加掛鉤數(shù)量時，則撓曲部分的撓曲曲率就會變小。為此，光纖等需要按照使確定了最小曲率的傳輸線路成為小于等于該曲率的方式進行設定。例如，在布線長度為20cm的例子中，當設布線長度誤差為20％(δL＝40mm)時，則由于布線長度(板上的距離)與傳輸線路長度L明顯不同，所以需要將L嚴格地設為L＝240mm(即，不是L＝200mm、δL＝40mm，而是L＝240mm、δL＝40mm)來進行計算。在這種情況下，自由狀態(tài)的撓曲高度按上述的近似式為60mm，按實測為54mm，因此近似計算式也變得難以適用。因此，主要使用實測結(jié)果來進行說明，如上所述，對用于進行1U安裝的條件進行研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)如果將掛鉤的設置位置設為4處并進行均等分配，即，如果分別用各個掛鉤將傳輸線路固定在h＝0的高度，則最大撓曲高度實測為15mm(與L＝60mm，δL＝10mm，布線長度為50mm同等)，從而總算成為在1U安裝中的最大限度地容納的高度。于是，當測量此時的撓曲曲率后，發(fā)現(xiàn)實測時該撓曲曲率為約半徑14mm的值。該值比通常的光纖的最小保障彎曲半徑30mm小，成為比近年來最適合室內(nèi)布線用的耐高彎曲性光纖的最小保障彎曲半徑15mm稍小的值。因此，從光纖的特性上看，不優(yōu)選大于等于該值的布線長度誤差，如上所述，將布線長度誤差設為小于等于20％是適當?shù)摹?br>
如上所述，優(yōu)選地本發(fā)明的適用范圍被限定于，從布線長度控制或傳輸線路的使用方面看為大于等于布線長度的2％、而從傳輸線路的撓曲曲率的界限方面來看為小于等于布線長度的20％的布線長度誤差范圍內(nèi)。此外，更優(yōu)選地傳輸線路被限定于大于等于布線長度的4％而小于等于布線長度的10％的誤差范圍內(nèi)。
(實施例7)圖20A是表示本發(fā)明的實施例7中的傳輸線路安裝體的概要結(jié)構(gòu)的上面圖，圖20B是表示本發(fā)明的實施例7中的傳輸線路安裝體的概要結(jié)構(gòu)的剖面圖，該實施例是防止空中布線的傳輸線路的撓曲部由于冷卻風扇的冷卻風而振動破損的實施例。在圖20A和圖20B中，110是散熱器、111是防風蓋，其它與實施例6相同。
如果在安裝基板102的表面上有空余空間，掛鉤108也可以是用兩面膠帶等將光纖107固定在安裝基板102上的結(jié)構(gòu)。如圖20A和20B所示，散熱器110利用保持器(retainer)(未圖示)等被附著在LSI芯片104上，如圖32所示，還可以具有冷卻風扇131。
防風蓋111被設置在從第1布線點A到第2布線點B的區(qū)域上。防風蓋111可以是例如聚乙烯樹脂或PET瓶的再利用樹脂等的低成本樹脂的成形件，其在散熱器110的安裝部上具有開口部(窗)，只要在比散熱器110的散熱片低的位置覆蓋光纖107的空中布線部，則防風蓋的形狀是比較任意的。
這樣，通過設置防風蓋111，能夠防止空中布線的光纖107等的傳輸線路由于風進行振動而引起安裝部的疲勞損傷。此外，通過覆蓋安裝基板102上的凹凸，還具有使整體的冷卻風的流動良好的效果，在系統(tǒng)的冷卻效率提高或節(jié)能化方面也有效果。另外，往往會出現(xiàn)在防風蓋111的內(nèi)側(cè)裝載的部件也需要一定的散熱的情況，在這種情況下，在防風蓋111的一部分上設置開口部，從而能夠設計成不使主要的強制冷卻風直接吹到傳輸線路上以進行應對。
(實施例8)圖21是表示本發(fā)明的實施例8中的傳輸線路安裝體的結(jié)構(gòu)圖，是以通過安裝基板的開口來替代用掛鉤固定圖16所示的光纖的撓曲的例子。在圖21中，102A是安裝基板的開口部，112是連接器(connector、splicer等)，112A是連接器的安裝基板固定器具(例如兩面膠帶)，其它部分與實施例6相同。
如圖21所示，一方的LSI封裝基板103等被裝載在安裝基板102的表面?zhèn)龋硪环降腖SI封裝基板103等被裝載在安裝基板102的背面?zhèn)?。在安裝基板102上形成了用于通過光纖107的開口部102A，光纖107通過開口部102A從安裝基板102的表面?zhèn)缺灰奖趁鎮(zhèn)?。另外，可以在安裝基板102的至少1處或1處以上形成開口部102A，也可以形成多個開口部102A。
連接器112位于第1布線點A和第2布線點B之間，其被設置在安裝基板102的背面?zhèn)?。其中，在本實施例中，使?條光纖107，由連接器112進行連接。
這種結(jié)構(gòu)能夠在從安裝基板102的表面?zhèn)认虬惭b基板102的背面?zhèn)冗M行光纖107等的傳輸線路的空中布線時適用。此外，傳輸線路的安裝結(jié)構(gòu)，例如是在接口模塊上固定傳輸線路的所謂尾形式的情況等下，為了將安裝基板102的開口部102A限定在最小限度，需要設置使用連接器112的中繼。但是，在之后安裝能夠使傳輸線路與接口模塊連接的情況下、或者為了使接口模塊通過而設置了足夠的開口部102A的情況下等，并不一定需要連接器112。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠在傳輸線路上自然地形成撓曲部，從而使由于布線長度誤差引起的撓曲被圖中的S形撓曲部分吸收。
(實施例9)圖22是表示本發(fā)明的實施例9中的傳輸線路安裝體的結(jié)構(gòu)圖，是以通過安裝基板的開口來替代用掛鉤固定圖16所示的光纖的撓曲的例子。在圖22中，102A是安裝基板的開口部，112是連接器(connector、splicer等)，112A是連接器的安裝基板固定器具(例如兩面膠帶)，其它部分與實施例6相同。
如圖22所示，在安裝基板102上形成了2處用于使光纖107通過的開口部102A，光纖107通過開口部102A從安裝基板102的表面?zhèn)缺灰奖趁鎮(zhèn)?，進而通過開口部102A再次被引到安裝基板102的表面?zhèn)取?br>
連接器112位于第1布線點A和第2布線點B之間，其被設置在安裝基板102的背面?zhèn)?。其中，在本實施例中，使?條光纖107，由連接器112進行連接。
這種結(jié)構(gòu)的傳輸線路的安裝結(jié)構(gòu)，例如是在接口模塊上固定傳輸線路的所謂尾形式等情況下，為了將安裝基板102的開口部102A限定在最小限度，需要設置使用連接器112的中繼部分。但是，在之后安裝而能夠使傳輸線路與接口模塊連接的情況下、或者為了使接口模塊通過而設置了足夠的開口的情況下等，并不一定需要連接器112，只要代之以設置掛購108即可。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠在傳輸線路上自然地形成撓曲部，從而使由于布線長度誤差引起的撓曲被圖22的S形撓曲部分吸收。
(實施例10)圖23是表示本發(fā)明的實施例10中的傳輸線路安裝體的結(jié)構(gòu)圖，是用在連接器上設置的掛鉤來吸收圖16所示的光纖的撓曲的例子。在圖23中，112是連接器(connector、splicer等)，112A是連接器的安裝基板固定器具(例如兩面膠帶)，其它部分與實施例6相同。
如圖23所示，連接器112位于第1布線點A和第2布線點B之間，其被設置在安裝基板102的表面?zhèn)取Ｆ渲?，在本實施例中，使?條光纖107，由連接器112進行連接。此外，連接器112的掛鉤112B是用于卷繞過剩長度的光纖107的部件。在光纖107的連接處理時，殘留足夠的過剩長度與連接器112連接，光纖107的過剩長度被卷繞到連接器112的掛鉤112B上。
這種結(jié)構(gòu)能夠適用于在接口模塊上固定光纖107等的傳輸線路的所謂尾形式的情況等。
(實施例11)圖24是表示本發(fā)明的實施例11中的傳輸線路安裝體的結(jié)構(gòu)圖，圖25是表示本發(fā)明的實施例11中的槽型支持架的立體圖，是代替由掛鉤固定圖16的光纖的撓曲而通過將其收納在槽型支持架內(nèi)發(fā)揮同樣的效果的例子。在圖24和圖25中，113是槽型支持架、113A是縫隙、113B是爪部，其它部分與實施例6相同。
如圖24所示，在光纖107上覆蓋了將光纖107收納在指定高度或指定高度以下的槽型支持架113。槽型支持架113是通過在4邊形管的一側(cè)面上設置縫隙113A而形成的。另外，槽型支持架113也可以是例如在圓形管上設置切割縫隙的部件。在這種情況下，當傳輸線路為帶狀陣列型時特別易于使用。
如圖24所示，通過從縫隙113A將光纖107收納在內(nèi)部而自動地在槽型支持架113的內(nèi)部形成了撓曲。在這種情況下，具有撓曲的分量通過傳輸線路自身的張力而自動地均等分配的優(yōu)點，在沒有均等地進行分配的情況下，會出現(xiàn)撓曲量不太大的情況、或者撓曲極大而具有無法被收納在槽型支持架113內(nèi)的程度的布線長度誤差的情況之一。在本發(fā)明的情況下，如上所述，由于相對于安裝基板102上的布線長度將傳輸線路長度按長出2％到20％的范圍進行設定，所以不會包含撓曲無法被收納在槽型支持架113內(nèi)的極端情況。
槽型支持架113，可以是例如聚乙烯樹脂或PET瓶的再利用樹脂等的低成本樹脂的成形件，只要設計了導入傳輸線路的縫隙(開口部)，就能夠在配置傳輸線路后收納傳輸線路。此外，雖然單純的4邊形管存在傳輸線路因張力從縫隙中突出的可能性，但如圖25所示，通過在槽的開口部內(nèi)設置用于保持傳輸線路的爪部113B，能夠使傳輸線路容易導入，并且易于防止突出。另外，爪部113B能夠通過將縫隙113A的翼部分向槽型蓋113的內(nèi)側(cè)撓彎而形成。
在這種結(jié)構(gòu)中，能夠預先限定撓曲高度，所需要的撓曲的拐點數(shù)(縱向彎曲次數(shù))，在光纖107等的傳輸線路進入槽型支持架113內(nèi)的過程中由傳輸線路本身來確定。此外，這種結(jié)構(gòu)還具有防止空中布線的傳輸線路因冷卻風扇的強制冷卻風引起的振動、破損等的效果，如果在比散熱器低的位置上設置槽型支持架113，很少會使冷卻效率下降。
(實施例12)圖26和圖27是表示本發(fā)明的實施例12中的帶狀光纖的立體圖，是傳輸線路為帶狀的陣列型(帶狀光纖等)時的實施例。該實施例，是代替利用掛鉤固定圖16的光纖的撓曲而在帶狀光纖的中途部分設置扭曲部并利用此來吸收由于布線長度誤差引起的撓曲的例子。在圖26和圖27中，114是帶狀光纖，114A是設置在帶狀光纖上的扭曲部，其它部分與實施例6相同。帶狀光纖114，雖然沒有圖示，但與實施例1同樣，端部被安裝在接口模塊106上。
作為帶狀光纖114，可以使用例如將包層外徑125μm的石英光纖芯線以250μm間距一列地排列12條的光纖。在該帶狀光纖114上，在從第1布線點A到第2布線點B之間至少形成了1處或1處以上的扭曲部114A。在本實施例中，如圖26所示，對帶狀光纖114施加以長方向為軸的180度旋轉(zhuǎn)(扭轉(zhuǎn))而形成扭曲部114A。由此，雖然在沒有扭曲部114A的情況下，幾mm的布線長度誤差會產(chǎn)生cm級的撓曲，但通過設置扭曲部114A，如果是比較小的布線長度誤差，例如當布線長度為20cm時，布線長度誤差為約5mm左右的范圍，則增加了向撓曲橫向方向的分散效果而不會形成大的撓曲高度。
此外，在圖26所示的例子中，由于將帶狀光纖114扭轉(zhuǎn)180度，所以使平面上的排列反轉(zhuǎn)，在單向布線的情況下，則需要將2個LSI封裝的通道排列反向地進行排列矯正(發(fā)送和接收的端子不嚙合)。相反，在雙向布線的情況下，具有以原樣排列進行通道匹配這樣的優(yōu)點?？傊?，為了采用與單純的帶狀光纖布線同樣的布線方式，不是扭轉(zhuǎn)180度而最好是扭轉(zhuǎn)360度。此外，作為這種情況的其它方法，如圖27所示，使扭曲部114A交替地反轉(zhuǎn)，即如果交替地進行相同次數(shù)的向右扭轉(zhuǎn)和向左扭轉(zhuǎn)，能夠獲得同樣的效果。
(實施例13)圖28和圖29是表示本發(fā)明的實施例13中的帶狀光纖的立體圖，圖30是表示本發(fā)明的實施例13中的帶狀光纖的側(cè)面圖，是傳輸線路為帶狀的陣列型(帶狀光纖等)的情況下的實施例。該實施例，是代替用掛鉤固定圖16的光纖的撓曲，通過預先將帶狀光纖的中途部分折返以形成撓曲彎折而用帶狀光纖的蛇行部(折返部)的彈簧效果來吸收布線長度誤差的例子。在圖28～圖30中，114是帶狀光纖，114A是設置在帶狀光纖上的扭曲部，114B是設置在帶狀光纖上的蛇行部，其它部分與實施例6相同。
作為帶狀光纖114，可以使用將包層外徑125μm的石英光纖芯線按250μm間距一列地排列12條的光纖。在該帶狀光纖114上，在從第1布線點A到第2布線點B之間且在與陣列排列方向正交的方向上至少形成了1處或1處以上的蛇行部114B。在本實施例中，在帶狀光纖114上，如圖28所示地在帶狀光纖114的平面方向上設置了2個曲率半徑15mm的蛇行部114B。
這種蛇行部114B，能夠通過在例如2根導引棒上卷繞帶狀光纖114，并在加熱到150℃后使整個導引棒慢慢冷卻以形成彎折而形成。由此，能夠用帶狀光纖的蛇行部114的彈簧效果吸收布線長度誤差，從而能夠抑制帶狀光纖114等的傳輸線路因布線長度誤差而在安裝基板102上撓曲(跳起)的現(xiàn)象。
另外，如圖28所示，帶狀光纖114的兩端部，排列方向成為橫向方向。即，在帶狀光纖114的端部形成了以帶狀光纖114的長方向為軸90度旋轉(zhuǎn)(扭轉(zhuǎn))的扭曲部114A。由此，能夠容易地與接口模塊106進行連接。此外，也可以抬起圖28的折返型帶狀光纖而使端部水平地進行使用。此外，進而也可以是圖28的蛇行不僅僅是2次(一轉(zhuǎn))，而是如圖29那樣進行多次折返，從而形成所謂的蛇腹狀。此外，也可以如圖30所示地將帶狀光纖114構(gòu)成為線圈狀。線圈狀的帶狀光纖114，也可以通過將帶狀光纖114伴隨遲緩的扭曲而卷繞在1根導引棒上，并在加熱到150℃后使整個導引棒慢慢冷卻以形成彎折而形成。進而，如圖29所示，蛇腹也可以不是平面，而是隨著扭曲進行折返而由此形成線圈形狀與圖29的蛇腹的復合形狀。
(實施例14)圖31是表示實施例14中的帶狀光纖和壓板的立體圖，是傳輸線路為帶狀的陣列型(帶狀光纖等)的情況下的實施例。該實施例，是代替用掛鉤固定圖16的光纖的撓曲，而通過按照縫入壓板的方式使帶狀光纖通過壓板來吸收布線長度誤差的例子。在圖31中，114是帶狀光纖，115是壓板，115A是設置在壓板上的開口部，其它部分與實施例6相同。
作為帶狀光纖114，例如可以使用將包層外徑125μm的石英光纖芯線按250μm間距1列地排列12根的光纖。壓板115被配置在第1布線點A和第2布線點B之間，在壓板115上，在從第1布線點A向第2布線點B的方向上以指定間隔形成了多個開口部。帶狀光纖114按照縫入壓板115的方式通過開口部115A。利用這種結(jié)構(gòu)，能夠由圖31的撓曲部分吸收因布線長度誤差而引起的撓曲。
如上所述，按照實施例6～實施例14，由于不會使安裝基板上的傳輸線路極大地撓曲，并且使傳輸線路比指定長度短而不會出現(xiàn)破損等問題，所以即使對高速LSI芯片間的傳輸線路進行空中布線，也能夠?qū)崿F(xiàn)成品率和可靠性高的傳輸線路安裝體，從而能夠?qū)π畔⑼ㄐ旁O備等的進步作出巨大貢獻。進而，通過實施適當?shù)倪^剩長度處理，能夠減少由于傳輸線路的撓曲或扭曲引起的應力施加在光接口與內(nèi)插板或插座的連接部分的影響，從而不需要用于抵抗應力的按壓機構(gòu)等，而能夠進一步實現(xiàn)小型化。
另外，本發(fā)明并不限定于上述各實施例。雖然例如上述實施例以光纖為中心進行了敘述，但對于上述那樣的細徑同軸電纜或其陣列也同樣能夠進行實施。此外，實施例中所示的材料、形狀、配置等只不過是一個例子，此外，也可以將各實施例進行組合來實施。另外，本發(fā)明在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)能夠進行各種變形而進行實施。
權(quán)利要求
1.一種帶有接口模塊的LSI封裝，其特征在于具備裝載信號處理LSI并具有安裝板連接用電端子的內(nèi)插板、以及具有用于對高速信號進行外部布線的傳輸線路和與安裝板連接用插座對應的插座連接用電端子的接口模塊；其中，上述內(nèi)插板和上述接口模塊分別具有環(huán)形電極和平板電極中的至少任意一者；上述內(nèi)插板和上述接口模塊利用上述環(huán)形電極和上述平板電極中的至少任意一者通過感應耦合、靜電耦合以及它們的復合耦合而進行電連接。
2.一種帶有接口模塊的LSI封裝，其特征在于具備裝載信號處理LSI并具有安裝板連接用電端子的內(nèi)插板、具有用于對高速信號進行外部布線的傳輸線路和與安裝板連接用插座對應的插座連接用電端子的接口模塊、裝載在上述內(nèi)插板和上述接口模塊中的至少一方上的電連接器、以及至少一方的端部與上述電連接器連接的撓性電布線；其中，上述內(nèi)插板和上述接口模塊分別具有進行電連接的電連接端子，上述電連接端子利用上述撓性電布線進行電連接。
3.一種帶有接口模塊的LSI封裝，其特征在于具備裝載信號處理LSI并具有高速信號用電端子和插座連接用端子插針的內(nèi)插板、具有用于對高速信號進行外部布線的傳輸線路和高速信號用電端子和插座連接用端子插針的接口模塊、使上述內(nèi)插板的高速信號用電端子與上述接口模塊的高速信號用電端子相互電連接的高速信號用布線、以及具有與上述內(nèi)插板的插座連接用端子插針和上述接口模塊的插座連接用端子插針能夠進行上述嵌合的插孔的插座；其中，上述內(nèi)插板的高速信號用電端子和上述接口模塊的高速信號用電端子用由上述高速信號用電端子的撓曲產(chǎn)生的按壓力相對于上述高速信號用布線進行機械性接觸而相互進行電連接，上述機械性接觸通過上述內(nèi)插板的插座連接用端子插針和上述接口模塊的插座連接用端子插針分別與上述插孔進行嵌合而被保持。
4.一種帶有接口模塊的LSI封裝，其特征在于具備裝載信號處理LSI并具有安裝板連接用電端子的內(nèi)插板、以及具有用于對高速信號進行外部布線的光纖的接口模塊；其中，上述內(nèi)插板和上述接口模塊分別具有進行電連接的電連接端子，上述電連接端子利用具有比板安裝用焊料低的熔點的焊料進行連接。
5.一種傳輸線路安裝體，其特征在于，具備安裝基板；從上述安裝基板上的第1布線點被空中布線到上述安裝基板上的第2布線點的、比從上述第1布線點到上述第2布線點的最短布線長度長出大于等于最短布線長度的2％而小于等于最短布線長度的20％的范圍的傳輸線路；以及將上述傳輸線路以小于等于從上述第1布線點向上述第2布線點的直線布線高度的高度牽引靠近上述安裝基板的掛鉤、或者將上述傳輸線路固定在上述安裝基板上的固定部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳輸線路安裝體，其特征在于還具備在從上述第1布線點到上述第2布線點的區(qū)域上設置的具有用于散熱的開口部的防風蓋。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳輸線路安裝體，其特征在于上述固定部件是覆蓋在上述傳輸線路上的將上述傳輸線路收納在指定高度或指定高度以下的槽型的保持架。
8.一種傳輸線路安裝體，其特征在于，具備安裝基板；以及從上述安裝基板上的第1布線點被空中布線到上述安裝基板上的第2布線點并且橫向長地陣列排列的、具有在從上述第1布線點到上述第2布線點之間形成的撓曲部或蛇行部的帶狀光傳輸線路。
9.一種帶有接口模塊的LSI封裝，其特征在于具備信號處理LSI、裝載上述信號處理LSI并具有安裝板連接用電端子的內(nèi)插板、具有用于對高速信號進行外部布線的由光波導體的陣列構(gòu)成的帶狀光傳輸線路的接口模塊；其中，上述內(nèi)插板和上述接口模塊具有利用機械性接觸進行電連接的電連接端子，上述帶狀光傳輸線路具有撓曲部或蛇行部。
10.一種帶狀光傳輸線路，是光傳輸線路在與光傳輸方向正交的方向上直線狀地進行陣列排列的帶狀光傳輸線路，其特征在于在上述帶狀光傳輸線路的中途部分上具有撓曲部或與上述陣列排列的方向直行的方向的蛇行部。
全文摘要
本發(fā)明的一種實施方式，提供一種帶有接口模塊的LSI封裝，其特征在于，具備裝載信號處理LSI并具有安裝板連接用電端子的內(nèi)插板、以及具有用于對高速信號進行外部布線的傳輸線路和與安裝板連接用插座對應的插座連接用電端子的接口模塊；其中，上述內(nèi)插板和上述接口模塊分別具有環(huán)形電極和平板電極中的至少任意一個；上述內(nèi)插板和上述接口模塊通過利用上述環(huán)形電極和上述平板電極中的至少任意一個進行感應耦合、靜電耦合以及它們的復合耦合而進行電連接。
文檔編號G02B6/42GK1770446SQ20051012910
公開日2006年5月10日 申請日期2005年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月17日
發(fā)明者濱崎浩史, 古山英人, 沼田英夫, 田窪知章 申請人:株式會社東芝