(57)【要約】【課題】  信号の電気伝送特性の良好な回路基板を提供する。【解決手段】  第一の回路基板の第一のスルーホールに対して、一方の面が第一の接続形式を有し、他方の面が前記第一の接続形式と異なる第二の接続形式を有し、第一の接続形式で第一のコネクタが接続され、第二の接続形式で第二の回路基板の一方の面が接続され、第二の回路基板の他方の面に電気的に第二のスルーホールを介して第二のコネクタが接続されている複合回路基板を用いる。【選択図】  図１
2015035456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の回路基板の第一のスルーホールに対して、一方の面が第一の接続形式を有し、他方の面が前記第一の接続形式と異なる第二の接続形式を有し、
前記第一の接続形式で第一のコネクタが接続され、
前記第二の接続形式で第二の回路基板の一方の面が接続され、
前記第二の回路基板の他方の面に電気的に第二のスルーホールを介して第二のコネクタが接続されていることを特徴とする複合回路基板。
【請求項２】
前記第一の接続形式はプレスフィットであって、前記第二の接続形式ははんだボールであることを特徴とする請求項１記載の複合回路基板。
【請求項３】
前記第一の接続形式はプレスフィットであって、前記第二の接続形式は電導性弾性体であることを特徴とする請求項１記載の複合回路基板。
【請求項４】
前記電導性弾性体はスプリングコイルであることを特徴とする請求項３記載の複合回路基板。
【請求項５】
前記第一の回路基板の厚みが前記第二の回路基板の厚みより厚いことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の複合回路基板。
【請求項６】
前記第一のスルーホールの径が前記第二のスルーホールの径より大きいことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の複合回路基板。
【請求項７】
前記第二のコネクタでは電気ケーブルが実装されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の複合回路基板。
【請求項８】
前記第二のコネクタでは電気・光変換素子と光ファイバが実装されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の複合回路基板。
【請求項９】
前記複合回路基板を用いたことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の電気装置。
【請求項１０】
前記電気装置がサーバ、ルータ、ストレージの少なくともいずれか、あるいはそれらの機能を複合したものであることを特徴とする請求項９記載の電気装置。
【請求項１１】
前記電気装置がサーバ、ルータ、ストレージの少なくともいずれか、あるいはそれらの機能を複合したものであることを特徴とする、請求項１０記載の電気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
回路基板およびこれを搭載した電気装置に関する
【背景技術】
【０００２】
サーバ、ルータ、ストレージ装置といった電気装置で回路基板として採用されている多層プリント基板技術（以下多層基板と呼ぶ）では、各層のパターン化された銅箔の配線によって電気信号を伝送している。しかし伝送速度が速くなると信号振幅の減衰のため、多層基板の配線長は制約される。例えば、２８Ｇｂ／ｓの場合、配線長が約０．６ｍを超えると信号を通信することができなくなる。
【０００３】
本課題に関連して、特許文献１には「バックプレーンのプリント基板配線を使用して電気信号を伝送する方式での高速化は難しくなりつつある。上記のような問題点に対して、電気ケーブルまたは光ファイバを用いたバックプレーン伝送が検討されている。」と開示がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０１００１４号公報
【特許文献２】特開２０１２−１９９３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
企業にとってサーバ、ルータ、ストレージ装置を設置する面積はコストであり、装置の小型化を求める強いニーズがある。このニーズに応えるために、これまで別個に提供されていた装置を一体にして、共通の機能を１つにまとめることで全体として小型化を図ることが目指されている。
【０００６】
これらの装置はいずれもバックプレーンと呼ばれる回路基板を介して、通信ＬＳＩを搭載したドータ基板間で信号通信を行っている。しかし装置の一体化によって、回路基板のサイズ大きくなると、回路基板内の配線長も長くなる。電気信号の場合、伝送に伴って信号振幅が減衰するため、通信のビットレートによって配線長に制約が生じることが知られている。例えば、通信する信号のビットレートが２８Ｇｂ／ｓであった場合、回路基板で伝送できる距離は約０．６ｍ以下である。
【０００７】
この制約を克服するための手段として、電気ケーブルまたは光ファイバを用いた構造が考えられている。特許文献２は回路基板の両側にコネクタを搭載する構造を開示する。この構造はスルーホールと呼ばれる穴の内壁をめっき処理することによって得るスルーホールの両側からピンを有するコネクタを差し込むことにより、それぞれプレスフィット接続をしたものである。
【０００８】
しかし、基板の厚みが薄い場合、例えば数ｍｍである場合、基板の両側からピンを差し込むことは困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一特徴を挙げるならば、回路基板に設けられた穴をめっき加工してできるスルーホールに対して回路基板の表裏面それぞれから異なる接続方式のコネクタを取り付けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、薄型の回路基板を提供できる。また伝送距離を短くすることが出来るので、高速な信号に対しても信号の伝送を可能とし、小型化されたサーバ、ルータ、ストレージ装置を提供することが出来る。
【００１１】
本発明の更なる課題、手段、効果は以下実施例を含む明細書全体により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施例にかかる回路基板を表した図である。
【図２】第１の実施例を含む、電気伝送装置全体の構造を表した図である。
【図３】第２の実施例にかかる回路基板を表した図である。
【図４】第３の実施例にかかる回路基板を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する.なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として、同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００１４】
図１はスルーホールとそれに接続するコネクタを有する回路基板の一部を表している。この断面において回路基板は、スルーホール００１、プレスフィットピン００２、プレスフィットコネクタ００３、電極００４、プレスフィット側回路基板００５、ケーブルコネクタ側回路基板００６、電気ケーブル（一例として同軸ケーブル）００７、レジスト００８、ねじ００９、ねじ穴０１０、ナット０１１、導体パターン０１２、内部導体０１３、外部導体０１４、はんだ０１５、からなる。
【００１５】
この構造で、基板の基材およびプリプレグはガラス繊維で織られた布であるガラスクロスを熱硬化性の樹脂に浸したものである。レジスト０１０は回路基板表面の保護やはんだ付け時のにじみ防止に用いられるが、無くてもよい。スルーホール００１は熱圧着後の多層基板に穴を空けた後、めっきにより該穴内部に金属膜を形成した構造である。
【００１６】
本実施例ではプレスフィット側回路基板００５とケーブルコネクタ側回路基板００６は、はんだボールによって接続されている。これにより、これら回路基板はいわば複合回路基板と呼ぶべき構成となっている。そして回路基板の両側での接続形式が異なったものとなっているので、薄型化が実現している。
【００１７】
なお、図１の断面図は多層基板のあくまで一例であり、多層基板の層構成・層数に依らないことは言うまでも無い。多層基板は銅箔が貼り付けられた基材とプリプレグを交互に重ね合わせて、熱圧着させることで形成された回路基板である。多層基板内部のパターンは銅箔のエッチングにより形成される。
【００１８】
電気ケーブル００７は内部導体が単芯の同軸でも良いし、２芯のケーブルでも良い。あるいは、内部導体が３芯以上であってもよい。
【００１９】
図２は電気装置に用いられる通信装置の概念構造を表している。この構造図において通信装置は前述の構造要素に加えて、ＬＳＩパッケージ０１６、ドータ基板０１７、導体パターン０１８、コネクタ０１９、コネクタ内配線０２０からなる。
【００２０】
ここでは、簡単のためにドータ基板が２つだけの場合を示しているが多数ある場合でも以下の説明の概念が適用可能である。
【００２１】
電気信号は２つのドータ基板それぞれに搭載されたＬＳＩパッケージ０１６の間で送受信される。２つのＬＳＩパッケージを電気的に接続する信号配線としての機能を、導体パターン０１２（図１参照）、０１８（図２参照）、スルーホール００１、コネクタ０１９、電気ケーブル００７が提供している。
【００２２】
このような構造において、コネクタ０１９はドータ基板０１７とケーブルコネクタ側回路基板００６とをプレスフィット側回路基板００５を介して接続する役割を担っている。このコネクタは機械的接続信頼性を確保するためにスルーホール００１にプレスフィットピン００２を挿入することでプレスフィット側回路基板００５に固定されている。それと同時にコネクタ内配線０２０とスルーホール００１とを電気的に接続している。ケーブルコネクタ００６もスルーホール００１上に実装されるが、基板の厚みが薄く、例えばスルーホール００１の穴の深さが約３ｍｍ程度の場合、両側からプレスフィットで固定することができない。そこで、ケーブルコネクタは電極００４によって、回路基板００５と電気的に接続する。ケーブルコネクタ００６と回路基板００５の機械的接続信頼性はねじ００９およびナット０１１により確保する。
【００２３】
本構成により回路基板間の厚みを薄くすることが出来る。またプリント基板の銅箔による伝送距離を減少せしめることが出来るため、より高ビットレートでの信号伝送が可能となるという効果を有する。
【００２４】
スルーホールの大きさは、プレスフィット側基板での大きさをケーブルコネクタ側基板での大きさより大きくしても良い。プレスフィットコネクタの挿入を容易にし、かつ接触面積の増大により信号伝送の安定化が図れるためである。
【００２５】
またプレスフィット側基板の厚みをケーブルコネクタ側基板より厚くしてもよい。同じ厚みにおいて、はんだより接触抵抗の高いプレスフィットによる接続の接触面積をより増大させ信号伝送の安定化が図れるからである。
【実施例２】
【００２６】
実施例２での実施例１の図１と対比する構造を図３に示す。実施例１とプレスフィット側回路基板００５とケーブルコネクタ側回路基板００６の接続部分についてが異なる構造である。
【００２７】
この構造はプレスフィット側回路基板００５とケーブルコネクタ側回路基板００６のスルーホール００１が小径スルーホール１０１と大径スルーホール１０２よりなり、大径スルーホールの中には電導性弾性体１０３がある。これにより実施例1のはんだボールの代わりに電気的接続を実現している。
【００２８】
電導性弾性体はプレスフィット側回路基板００５あるいはケーブルコネクタ側回路基板００６が反っていた場合でも２つの回路基板を電気的に接続する機能を提供することができ、歩留まりの高い構造とすることが出来る。
【００２９】
電導性弾性体の一例として、スプリングコイルを用いることが出来る。これにより簡易に電導性弾性体を構成することが出来る。
【実施例３】
【００３０】
実施例３での実施例２の図３と対比する構造を図４に示す。実施例２との相違点は電気ケーブルの代わり光ケーブルを用いる点である。
【００３１】
この構造はケーブルコネクタ上に電気・光変換素子２０１が電極２０３を介して実装され、光ファイバ２０２によって光信号が伝えられる構成をとる。
【００３２】
この実施例の場合、光ファイバ２０２によって信号伝送に伴う信号振幅の劣化を抑制できる利点がある。
【実施例４】
【００３３】
実施例１〜実施例３で説明した発明の概念は、単独あるいは組み合わせて用いることが出来る。そのような発明をサーバ、ルータ、ストレージ装置等の電気機器に用いたのが本実施例である。
【００３４】
これにより、高速伝送を行いながら伝送装置の小型化が実現し、結果として装置の小型化が実現し、小型のサーバ、ルータ、ストレージ装置を得ることが出来る。
【００３５】
これら装置は小型化する代わりに高密度化を図っても良い。トータルでの設置台数が減少し、結果省スペース化が実現するからである。
【００３６】
またサーバ、ルータ、ストレージ装置の単独ではなく、これら装置の機能を複合的に併せ持つ装置としても良い。この場合でも本発明の適用によりやはり小型化あるいは高密度化が実現できるからである。
【符号の説明】
【００３７】
００１・・・スルーホール
００２・・・プレスフィットピン
００３・・・プレスフィットコネクタ
００４・・・電極
００５・・・プレスフィット側回路基板
００６・・・ケーブルコネクタ側回路基板
００７・・・電気ケーブル
００８・・・レジスト
００９・・・ねじ
０１０・・・ねじ穴
０１１・・・ナット
０１２・・・導体パターン
０１３・・・内部導体
０１４・・・外部導体
０１５・・・はんだ
０１６・・・ＬＳＩパッケージ
０１７・・・ドータ基板
０１８・・・導体パターン
０１９・・・コネクタ
０２０・・・コネクタ内配線
１０１・・・小径スルーホール
１０２・・・大径スルーホール
１０３・・・電導性弾性体
２０１・・・光・電気変換素子
２０２・・・光ファイバ
２０３・・・電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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