(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リード装置パッケージであって、
その対向する両側から出る第１の信号リードと第２の信号リードとを備えた本体を有するリードスイッチと、
接地シールドから出ている第１の接地リードと第２の接地リードとを備えると共に該リードスイッチの該本体を取り巻く接地シールドとを含み、該リードスイッチと該接地シールドは、組み立てられて１つのリードスイッチ装置となり、該リード装置パッケージは、さらに、
上面と底面とを備え、支持基板を貫通する据え付け用開口を規定する支持基板と、
該支持基板の該底面に形成され、該接地シールドの該第１の接地リードに接続された第１の接地端子と、
該支持基板の該底面に形成され、該接地シールドの該第２の接地リードに接続された第２の接地端子と、
該支持基板の該底面の該第１の接地端子と該第２の接地端子の間に位置し、該第１の信号リードに電気的に接続される第１の電気信号端子とを含み、
該リードスイッチの該本体の少なくとも一部が該据え付け用開口内部に収まって該リードスイッチ装置が該支持基板の該底面に貼りつけられており、該リード装置パッケージは、さらに、
該支持基板の該底面上に形成されて該第１の接地端子に電気的に接続される第１の電気的相互接続部材と、
該支持基板の該底面上に形成されて該第２の接地端子に電気的に接続される第２の電気的相互接続部材と、
該支持基板の該底面上に形成されて該第１の電気信号端子に電気的に接続される信号用電気的相互接続部材とを含み、
該支持基板の該据え付け用開口が主回路基板の逃がし開口と連通するような方法で、且つ、裏返しにする方法で、該主回路基板を貫通する該逃がし開口を規定する該主回路基板の上面に該支持基板の該底面が取り付けられ、それにより、該支持基板の該据え付け用開口には入っていない該リードスイッチ装置の部分が該主回路基板の該逃がし開口内に収容され、該リード装置パッケージが、該第１の電気的相互接続部材、該第２の電気的相互接続部材、及び該信号用電気的相互接続部材を介して該主回路基板に電気的に接続されるリード装置パッケージ。
【請求項２】
請求項１に記載のリード装置パッケージにおいて、該第１の電気的相互接続部材、該第２の電気的相互接続部材および該信号用電気的相互接続部材がハンダボールであるリード装置パッケージ。
【請求項３】
請求項１に記載のリード装置パッケージにおいて、該第１の電気的相互接続部材が該支持基板上の導電性経路によって該第１の接地端子に電気的に接続されるリード装置パッケージ。
【請求項４】
請求項１に記載のリード装置パッケージにおいて、該第２の電気的相互接続部材が該支持基板上の導電性経路によって該第２の接地端子に電気的に接続されるリード装置パッケージ。
【請求項５】
請求項１に記載のリード装置パッケージにおいて、該信号用電気的相互接続部材が該支持基板上の導電性経路によって該第１の信号端子に電気的に接続されるリード装置パッケージ。
【請求項６】
リード装置パッケージであって、
その対向する両側から出る第１の信号リードと第２の信号リードとを備える本体を有するリードスイッチと、
接地シールドの対向する両端から出ている第１の対の接地リードと第２の対の接地リードとを備え、該リードスイッチの本体を取り巻き、第１の端部と第２の端部を有する接地シールドとを含み、該リードスイッチと該接地シールドは、組み立てられて１つのリードスイッチ装置となり、該リード装置パッケージは、さらに、
上面と底面を有し、支持基板を貫通する据え付け用開口を規定する該支持基板と、
該支持基板の該底面に形成され、該接地シールドの該第１の端部から出ている該第１の対の接地リードに接続された第１の対の接地端子と、
該支持基板の該底面の該第１の対の接地端子の間に配置され、該第１の信号リードに電気的に接続された第１の電気信号端子と、
該支持基板の該底面に形成され、該接地シールドの該第２の端部から出ている該第２の対の接地リードに接続された第２の対の接地端子と、
該支持基板の該底面の該第２の対の接地端子の間に配置され、該第２の信号リードに電気的に接続された第２の電気信号端子とを含み、
該リードスイッチの該本体の少なくとも一部が該据え付け用開口内部に収まって該リードスイッチ装置が該支持基板の該底面に貼りつけられており、該リード装置パッケージは、さらに、
該支持基板の該底面に配置され、該第１の対の接地端子に電気的に接続される第１の対の接地用電気的相互接続部材と、
該支持基板の該底面に配置され、該第２の対の接地端子に電気的に接続される第２の対の接地用電気的相互接続部材と、
該支持基板の該底面上に配置され、該第１の電気信号端子に電気的に接続される第１の信号用電気的相互接続部材と、
該支持基板の該底面上に配置され、該第２の電気信号端子に電気的に接続される第２の信号用電気的相互接続部材とを含み、
該支持基板の該据え付け用開口が主回路基板の逃がし開口と連通するような方法で、且つ、裏返しにする方法で、該主回路基板を貫通する該逃がし開口を規定する該主回路基板の上面に該支持基板の該底面が取り付けられ、それにより、該支持基板の該据え付け用開口には入っていない該リードスイッチ装置の部分が該主回路基板の該逃がし開口内に収容され、該リード装置パッケージが、該第１の対の接地用電気的相互接続部材、該第２の対の接地用電気的相互接続部材、該第２の信号用電気的相互接続部材、及び該第１の信号用電気的相互接続部材を介して該主回路基板に電気的に接続されるリード装置パッケージ。
【請求項７】
請求項６に記載のリード装置パッケージにおいて、該第１の信号用電気的相互接続部材が該第１の対の接地用電気的相互接続部材の間に配置され、該第２の信号用電気的相互接続部材が該第２の対の接地用電気的相互接続部材の間に配置されるリード装置パッケージ。
【請求項８】
請求項６に記載のリード装置パッケージにおいて、該第１の対の接地用電気的相互接続部材、該第２の対の接地用電気的相互接続部材、該第１の信号用電気的相互接続部材および該第２の信号用電気的相互接続部材がハンダボールであるリード装置パッケージ。
【請求項９】
リード装置パッケージであって、
その対向する両側から出る第１の信号リードと第２の信号リードとを備えた本体を有するリードスイッチと、
接地シールドから出ている第１の接地リードと第２の接地リードとを備え、該リードスイッチの該本体を取り巻く接地シールドと、
該接地シールドの該第１の接地リードに接続された第１の接地端子と、
該接地シールドの該第２の接地リードに接続された第２の接地端子とを含み、該リードスイッチと該接地シールドは、組み立てられて１つのリードスイッチ装置となり、
第１の電気信号端子が該第１の接地端子と該第２の接地端子との間に配置され、該第１の信号リードに電気的に接続されており、さらに、
上面と底面とを有し、貫通した上側の据え付け用開口を規定する支持基板を含み、
該リードスイッチの該本体の少なくとも一部が該上側の据え付け用開口内部に収まって該リードスイッチ装置が該支持基板の該底面に貼りつけられており、さらに、
該支持基板の該底面上に配置され、該第１の接地端子に電気的に接続される第１の電気的相互接続部材と、
該支持基板の該底面上に配置され、該第２の接地端子に電気的に接続される第２の電気的相互接続部材と、
該支持基板の該底面上に配置され、該第１の信号端子に電気的に接続される信号用電気的相互接続部材と、
上面と下面とを有し、貫通した下側の据え付け用開口を規定する回路基板とを含み、該支持基板の貫通した上側の据え付け用開口は、該回路基板の貫通した下側の据え付け用開口と連通しており、
該回路基板上に形成され、該第１の電気的相互接続部材に電気的に接続された第１の回路基板接点と、
該回路基板上に形成され、該第２の電気的相互接続部材に電気的に接続された第２の回路基板接点と、
該回路基板上に形成され、該信号用電気的相互接続部材に電気的に接続された第３の回路基板接点とを含むリード装置パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、概して切換装置に関する。より詳細には、本発明は改良されたパッケージと、リードスイッチなどの電磁装置およびリードリレーなどの電磁装置を集積化した回路に関する。
【０００２】
電磁リレーは長年にわたってエレクトロニクス産業において知られてきた。そのような電磁リレーにはリードスイッチを組み込んだリードリレーが含まれる。リードスイッチは磁気で活性化される装置であり、代表的には、保護用の不活性ガスを充填し、または真空にしてハーメチックシールしたガラス管の中に組み込んだ２枚の平坦な接触トングを含む。このスイッチはコイルまたは永久磁石のいずれかに由来する外部で生じた磁界によって動作する。外部磁界が使用可能になると、重なり合った接点トングの端部が互いに引き合い、ついに接触状態になってスイッチを閉じる。磁界が解除されると、接触トングは消磁されて跳ね返り、止まる位置に戻り、その結果スイッチが開く。
【０００３】
電磁コイルにより始動されるリードスイッチは、代表的には、ボビンまたはスプールに類似した部材の内部に収容されている。ワイヤのコイルはボビンの外側に巻かれており、電流源に接続される。コイルを通って流れる電流は所望の磁界を創り出し、ボビンハウジングの中のリードスイッチを始動させる。リード装置のいくつかの応用分野ではスイッチが５００ＭＨｚを超える周波数の信号を搬送できることが必要とされる。これらの応用分野については、通常は銅または青銅で作製された接地シールド導体がリードスイッチの本体の周りに配設される。接地シールド導体は通常は円筒形の構造である。このシールド導体はリードスイッチとボビンハウジングとの間にあって同軸の高周波伝播システムを形成する。この同軸システムには外側のシールド導体および同軸でリードスイッチの中心を通るスイッチリード信号導体が含まれる。接地シールド導体は、所望の信号経路インピーダンスを維持するため、スイッチ導体を通る信号を封じ込めるように使用される。
【０００４】
最近では、入手可能なリード装置はユーザーによって所定の回路環境に組み込まれる。より高い周波数における応用分野では、理想的にはリードスイッチ装置は可能な限りそれが装備される回路の望ましいインピーダンス要求に整合するように構成されねばならない。
【０００５】
回路環境の中では、回路の完全性と望ましい整合インピーダンスを維持するために全環境にわたる同軸の配置が好ましい。上述したように、リードスイッチの本体には必要な同軸環境が含まれる。加えて、ユーザーの回路基板上での信号線には一般に、２つの接地リードが信号リードの対向する側および同じ平面に存在する「導波路」またはグラウンド平面が信号導体平面の下に存在する「ストリップライン」が含まれる。適切に使用されたこれらの技術は、適切な回路機能にとって望ましいインピーダンスを維持するために許容できる２次元で同軸に近い環境を提供する。
【０００６】
しかしながら、リードスイッチ装置は物理的にパッケージ化され、かつ電気的に所定の回路構成をもつ回路基板に相互接続されねばならない。シールドおよび信号端子をリードフレーム構造に端末化して組み立て体全体を製造およびパッケージ化を容易にするプラスティックのような誘電体材料の中に封入することは常識である。これらのリードは表面実装性能のためにガルウィングまたは「Ｊ」形状に成形され得る。信号リードまたは端子は回路基板に電気的な接続を形成するためにリードスイッチ本体から空中へと出る。信号リードのプラスティック誘電体から空中へのこの移行はスイッチ本体自体に見られる保護的な同軸環境の望ましくない不連続性を創り出す。そのような不連続性はリードスイッチ装置のインピーダンスに不正確性および不確実性を生み出す。結果として、回路設計者は保護的な同軸環境の不連続性およびリードスイッチ装置の見積もりインピーダンスの劣化に伴う潜在的な問題を予期して調節するようにそれらの回路を特別に設計することによってこの問題を補償しなければならない。例えば、寄生インダクタンスおよびキャパシタンスを加えることによってこの不連続性を補償するように回路は調整することができる。不連続性補償のこの方法は好ましくない。なぜなら、それは設計工程を複雑化して遅くし、回路の完全性を損なう可能性があるからである。上述したような回路調節の必要性を低減することが要求されている。先行技術は、高価で製造が困難な慎重に設計されたビアの構造を使用し、リレーから基板への移行時のインピーダンスを制御している。
【０００７】
上記の観点から、パッケージの本体全体から回路への相互接続にいたる制御されたインピーダンス環境を含むリードスイッチ装置が要求される。小さなスペースの中に装着するため、および回路基板の積層のためにコンパクトで高さの低い外形のリードスイッチ装置に対する特別な要求がある。システムの高周波性能を最適化するような表面実装構造のリードスイッチ装置に対するさらなる要求がある。さらに、制御されていないインピーダンス環境を補償するために回路を調整する必要性を軽減できるようなリードスイッチ装置に対する要求がある。また、占有面積が小さく、かつ単純化された製造および装着のための標準形状および構造を有するリードスイッチ装置に対する要求もある。
【０００８】
（発明の概要）
本発明はリードリレーなどの先行技術の電磁スイッチ装置の利点を維持している。加えて、最新の入手可能切換装置では見られない新たな利点を提供し、そのような最新の入手可能装置の多くの欠点を克服している。
【０００９】
本発明は、概して、回路基板上の回路に高さを抑えてリードスイッチ装置を効果的に相互接続する特別な応用分野を有する新型で独特のリードスイッチ装置を対象とする。本発明のリードスイッチパッケージは安価な構成であるのに回路基板への効率的かつ効果的な相互接続を可能にする。
【００１０】
リレー基板に装着して高さの低い外形の基板にマウント実装可能なリードリレーを形成する新たな電子機械装置を提供する。このリードリレーの一部分はリレー基板にある開口を通って延びる。この基板は、主回路カードに電気的に接続されるようにリレーがマウントされる基板の同じ側にマウントされたハンダボールアレイ（ＢＧＡ）、ランドグリッドアレイ（ＬＧＡ）、カラムグリッドアレイ（ＣＧＡ）、またはピングリッドアレイ（ＰＧＡ）などの電気接点の配列を含む。リードリレー自体は信号トレースおよびリレーのシールドに接続されるリレー基板の底部に位置する付加的な電気トレースを介して電気接点に電気的に直接接続される。これらの付加的トレースは信号トレースの両側で平行に経路決めされ、共面の導波路を提供して信号経路の望ましいインピーダンスを維持する。リードリレー基板は主回路基板にある切り欠き内に裏返しにする方式でマウントされ、それによってリレー基板のくぼみに入っていないリードリレー部分が主回路基板の切り欠き内に収まる。結果として、リードリレー部品は主回路基板の表面より下の奥まったところに納まり、全体的に高さの低い外形の回路基板を得る結果となる。
【００１１】
したがって、コンパクトで高さの低いリードスイッチパッケージを得ることが本発明の１つの目的である。
【００１２】
パッケージ全体にわたって制御されたインピーダンス環境をもつリードスイッチ装置を提供することが本発明の１つの目的である。
【００１３】
存在する回路環境のインピーダンスに容易に整合するリードスイッチパッケージを提供することが本発明のさらなる目的である。
【００１４】
高周波信号を効率的に伝播する能力のあるリードスイッチパッケージを提供することが本発明のまた別の目的である。
【００１５】
メッキしたスルーホールビアの使用を必要としないことで安価に製造されるリードスイッチパッケージを提供することが本発明のさらなる目的である。
【００１６】
占有面積の小さいリードスイッチパッケージを提供することが本発明のまたさらなる目的である。
【００１７】
主回路基板に容易に表面マウント実装することのできるリードスイッチパッケージを提供することが本発明のまた別の目的である。
【００１８】
本発明の特徴である新しい特徴は添付の特許請求の範囲に述べられている。しかしながら、本発明の好ましい実施形態は、さらなる目的および付随する利点と一緒に、添付の図面と結びつけてなされる以下の詳細説明を参照することによって最もよく理解されるであろう。
【００１９】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
まず第１に図１に目を向けると、先行技術のリードスイッチ装置１０の透視図が示されている。知られているリードスイッチ１１はガラスの封止体１２並びにリードスイッチ１１の対向する端部から出る２つの信号リード１４およびコイルの端末リード１５を含む。リードスイッチ１１の構造は当該技術ではよく知られており、その詳細を検討する必要はない。通常は青銅または銅で作製されるシールド導体１６はリードスイッチ１１を受けて収納する円筒状のスリーブの形で提供される。リードスイッチ１１およびシールド導体１６はボビン２０の中心の孔１８の中に納められる。ボビン２０の周辺には導電性ワイヤ２２が巻かれている。結果として、リードスイッチ１１装置を保護し、環境インピーダンスを制御し、全体としての信号伝播を改善するように同軸配列が形成される。リードスイッチ１１、シールド導体１６およびボビン２０は概して構造では円筒形として示されている。断面が長円形のものなどの様々な他の構造を使用でき、なおも本発明の範囲内であることを理解されたい。
【００２０】
先行技術で理解および知ることができるように、ワイヤ２２のコイルの開放端部、シールド導体１６およびリードスイッチ１１の信号リード１４は所望のように電気的に回路に相互接続される。リードスイッチ１１の構造のそれぞれの部品はリードフレームまたはその他の電気的相互接続（図示せず）によって回路に相互接続される。リードフレームまたはその他の電気的相互接続は望ましい同軸環境の不連続性を誘導する。
【００２１】
上述したように、リードスイッチ装置１０全体はユーザーの回路の中に簡単に収容されるように設計されるべきである。例えば、高周波で動作するために使用される回路は規定された特性インピーダンス環境で設計される。回路の顧客の仕様に対してリードスイッチ装置１０を設計および製造する目標は、リードスイッチ装置１０の所望の望ましいインピーダンスをできるだけ回路環境に近く整合させることである。リードスイッチ装置１０自体からリードスイッチ装置１０を受け入れる回路の回路基板トレースに至るまでインピーダンスの不連続性がないことが好ましい。特性インピーダンスＺ１は、概して、信号リード１４の外径、シールド導体１６の内径、および信号リード１４とシールド導体１６との間の絶縁体（図示せず）の誘電定数の関数である。
【００２２】
ここで図２〜８に目を向けると、本発明の好ましい実施形態が示されている。図２を参照すると、リードスイッチ１１１を始動するのに必要な磁界を導入するために周囲にコイル１０９を巻かれた外側ボビン１０２を含むように改造リード装置１０３が提供される。コイル１０９の端部は外側ボビン１０２に接続された支柱、ピンまたは類似体（図示せず）に接続されて磁界電流の電気的相互接続を提供することができる。リードスイッチ１１１から出ているのは２つの信号リード１０６であってこれらはリードスイッチ１１１の対向する側に対応している。また、第３図に示されているように、内側接地シールド１１０の両端に電気的に相互接続されていると共に外側ボビン１０２の両端に位置する一対の接地リード１０８がボビン本体から延在している。図２のリードスイッチ１１１を分解組み立て図の透視図とした図３に示したように、これらの接地リード１０８は接地シールド１１０自体からその対向する側に延びたものである。
【００２３】
特に、リードスイッチ１１１はガラスカプセル１２６の内部に信号リード１０６を含み、その周囲を不活性ガスで取り巻くかまたは真空にされている。ガラスカプセル１２６の周囲に配置されているのは接地シールド１１０であり、これはリードスイッチ１１１または多チャンネル環境で多数リードスイッチを収容するために円筒状または管状構造であることが好ましいが長円形の断面であってもよい。上述の組み立て体は励起コイル１０９を含む外側ボビン１０２の内部に収容される。
【００２４】
図４を参照すると、リード装置パッケージ１００の透視図が示されている。この完成したリード装置パッケージ１００はリレー基板（支持基板）１２２の底面１２０に貼りつけられた、図２および３に示したリードスイッチ１１１を含む。特に、このリレー基板１２２はリードスイッチ１１１のボビンまたは外側ボビン１０２の少なくとも一部をその中に受け入れるのに充分な大きさをもつ上部据え付け用開口１２４を含み、リード装置パッケージ１００の全体の高さを低くする。例えば、外側ボビン１０２の体積の約１／３がリレー基板１２２にある上部据え付け用開口１２４内に収まる。
【００２５】
図４および５の両方を参照すると、リレー基板１２２はリードスイッチ１１１の信号リード１０６および接地リード１０８をそれぞれ受けるためにいくつかのコンタクトパッド１４６ａ〜ｆを含む。好ましくは、コンタクトパッド１４６ａ（第１の接地端子）、コンタクトパッド１４６ｂ（第１の電気信号端子）およびコンタクトパッド１４６ｃ（第２の接地端子）は、上部据え付け用開口１２４の左側に提供されて、リードスイッチ１１１の左側にある１つの信号リード１０６および２つの接地リード１０８に対応する。反対側のコンタクトパッド１４６ｄ、１４６ｅおよび１４６ｆは上部据え付け用開口１２４の右側に提供されて、リードスイッチ１１１の右側にある１つの信号リード１０６および２つの接地リード１０８に対応する。パッド１４６ｇおよび１４６ｈはコイルリード１１５の端末処理のために提供される。
【００２６】
さらに、ハンダボールなどの電気的相互接続部材１２８もまたリレー基板１２２の同じ底面１２０上に提供され、リード装置パッケージ１００が装着される回路基板との電気的インターフェースとなるが、これは詳細を後述する。この電気的相互接続部材１２８はランドグリッドアレイ（ＬＧＡ）、カラムグリッドアレイ（ＣＧＡ）またはピングリッドアレイ（ＰＧＡ）などの他のタイプであることもまた、ハンダバンプおよびハンダペーストドットと同様に可能である。電気的相互接続部材１２８  （第１の電気相互接続部材、第２の電気相互接続部材、及び信号用電気相互接続部材）  はコンタクトパッド１４６ａ〜ｈ  （第１の接地端子、第２の接地端子、及び電気信号端子）  のそれぞれ１つに電気的に接続され、同じ様式で端末化されている信号リード１０６、接地リード１０８およびコイルリード１１５に電気的連続性を提供するが、しかしそれらの物理的配置はスイッチおよび信号位相に関係して広範に変わり得る。回路基板トレース１３０は、コンタクトパッド１４６ａ〜ｈ（第１の接地端子、第２の接地端子、及び電気信号端子）と電気的相互接続部材１２８（第１の電気相互接続部材、第２の電気相互接続部材、及び信号用電気相互接続部材）との間の電気的接続を提供するために使用されることが好ましい。回路基板トレース１３０にとって代わるすべての他のタイプの電気的相互接続も使用することができる。
【００２７】
本発明によると、接地リード１０８に接続された回路基板トレース１３０が信号リード１０６に接続された回路基板トレース１３０に対向する側に存在してリレー基板１２２の底面１２０を横切る導波路を維持し、完全に制御されたインピーダンス環境を確実化することに起因してリードスイッチ１１１の同軸構造が電気的相互接続部材１２８に対して維持されるので、リードスイッチ１１１を通る信号は最適化される。
【００２８】
ここで図６〜８を参照すると、主回路基板１３２へのリード装置パッケージ１００の装着が示されている。図６は本発明による主回路基板１３２を描いており、そこでは据え付けのための逃がし開口１３４が提供されている。完全な逃がし開口１３４が提供されているが、しかしながら主回路基板１３２の上面のくぼみ（図示せず）もまた想定され、本発明の範囲に入る。主回路基板１３２は、リレー基板１２２の底面１２０にある電気的相互接続部材１２８と相補的なコンタクトパッド１３６のアレイを含む。主回路基板１３２には電気的トレース１３８もまた提供されており、リード装置パッケージ１００を手近の回路に電気的に相互接続する。
【００２９】
図７および８に示したように、リレー基板１２２にマウントされたリードスイッチ１１１をもつリード装置パッケージ１００は主回路基板１３２の上面１４０の逃がし開口１３４に裏返しにして装着され、それによってリードスイッチ１１１の外側ボビン１０２のおよそ１／３が主回路基板１３２の逃がし開口１３４内に収まる。電気的相互接続部材１２８は主回路基板１３２の上面１４０にある対応するコンタクトパッド１３６に一致し、その位置で固められてリードスイッチ１１１を、主回路基板１３２上の番号１４２で参照される回路に電気的に相互接続する。図８で最もよく分かるように、リードスイッチ１１１の外側ボビン１０２が部分的にリレー基板１２２に収まり、部分的に主回路基板１３２内部に収まった高さの低いリード装置パッケージ１００が提供される。結果として、リード装置パッケージ１００の全高は大幅に削減され、その結果、主回路基板１３２上で高さの低い部品装着を可能にしてより小さな環境への装着を可能にし、多数の主回路基板１３２を一緒にしてより密に積層し易くする。
【００３０】
本発明は正確な同軸環境を再現する導波路を提供する。この独特の導波路はリードスイッチ１１１自体からリード装置パッケージ１００の底部の電気的相互接続部材１２８へと延びる。先行技術とは異なり、この導波路または擬似同軸配列はリードスイッチ１１１自体から電気的相互接続部材１２８まで連続的であり、そこでは主回路基板１３２上に、代表的には、マイクロストリップまたは導波路が存在する。主回路基板１３２上のそのような導波路は接地リードに接続されたトレース１３８により提供される。結果として、信号は制御されていない不連続性から保護される。信号リード１０６のシールド保護はリードスイッチ１１１の実際の本体から主回路基板１３２への実際の電気的インターフェースまで延びてかつ制御される。本発明によると、信号伝送経路のインピーダンスはリード装置パッケージ１００内部でその全長にわたって実質的に一貫して維持され、所望の全体インピーダンス値に整合され、その結果、ユーザーによる実質的な回路調整を不要にする。
【００３１】
理解されるであろうが、本発明はリードスイッチ１１１の信号リード１０６の優れた保護のための実際上または再現的な同軸環境を提供する。リレー基板を貫通するビアを使用しないこの連続的な同軸保護は先行技術のパッケージには見られない。リード装置パッケージ１００上の集積化された導波路は、リードスイッチから直接的に主回路基板１３２への電気的相互接続部へと提供される連続的な同軸環境を可能にする。殆どの応用分野では、リードスイッチ１１１によって送信される信号の周波数のせいで、信号リード保護のための同軸環境を提供するための完全な連続的接地ループは必要としない。本発明では、接地リード１０８に接続された回路基板トレース１３０は互いに１．２７ｍｍまたは１．００ｍｍの間隔で離れていることが好ましいが、しかしながらその他の距離も使用できる。リードスイッチ１１１について普通の周波数は１．０から８．０ＧＨｚの範囲である。これらの周波数では、波長は３００ｍｍから４０ｍｍの範囲である。この波長はあまりにも長いので「擬似」同軸配列には何ら不連続性は感知されない。したがって、この擬似同軸配列は真の完全な同軸配列と比較して、有効性において本質的に同じである。結果として、この接続形態は導体トレースの間隔が不連続性として認められるくらい波長が短くなるまでは有効なシールドを提供する。上述したトレース間隔について、有効なシールドは周波数３７ＭＨｚの波長８ｍｍの短さまで本発明で実現可能である。パッケージの中のデバイスおよび応用分野に応じて、より多いまたはより少ない回路基板トレース１３０を使用することができる。
【００３２】
本発明のリード装置パッケージ１００は、一度に複数のリードスイッチ１１１を収容して多チャンネルを提供するように容易に改造することができる。この配列では、適切な電気的相互接続部材１２８、例えばハンダボール相互接続部が所定のチャンネルに対応するそれぞれのリードスイッチ１１１のために使用される。さらに、多くの異なるタイプの電気的相互接続部材１２８が本発明のリード装置パッケージ１００によって使用され得る。本発明のリード装置パッケージ１００が、制御されたインピーダンス環境で信号リードをシールドすることを必要とする電子デバイスの幅広いアレイを収容することができるということは理解されるはずである。
【００３３】
本発明のリード装置パッケージ１００は、本発明による同軸環境の再現によって得られるリードスイッチ１１１の信号リード１０６の優れた保護という独特の性能を加えることで、リードスイッチ１１１を使用した多くの異なるタイプの回路配列を実行するために使用することができる。
【００３４】
図９は本発明のパッケージの特定のサンプル応用分野を描いている。図９は、概して３１３で参照される回路装置の試験用のＡＴＥ（自動試験装置）およびその類似物に普通に使用される回路３００を描いている。この回路３００は応用分野によって端部と端部を直列に「スタック可能な」３端子デバイスを記載している。第１のリードスイッチ装置３０２および第２のリードスイッチ装置３０４をもつ３端子デバイス３０６が図９で概して破線による参照部として示されている。例えば、第１のリードスイッチ装置３０２は高周波のＡＣ信号の接続を提供するが、第２のリードスイッチ装置３０４はＤＣ信号または低周波ＡＣ信号の接続を提供する。
【００３５】
さらに特定すると、信号発生器３０８は第１のリードスイッチ装置３０２の第１の端子３１０に接続される。第２のリードスイッチ装置３０４は第１の端子および第２の端子を提供されている。第１のリードスイッチ装置３０２の第２の端子３１６はノード３１８において第２のリードスイッチ装置３０４の第２の端子３１４に接続される。このノード３１８はデバイス３０６への出力端子３２６となる。リードスイッチの第２の対３２０、３２２は被検デバイス（ＤＵＴ）３１３からの励起を受けるために使用される。受信デバイス３１７はリードスイッチの第２の対３２０、３２２からの出力を受け取る。対になったスイッチの一連の性質は、独立して選択分離可能な異なる数のＤＵＴに対していくつかの異なる試験動作で回路が設計されることを可能にする。図１０は図９の回路を実行するリードリレー対の１つの象徴的な図式を描いている。
【００３６】
先行技術では、この回路を実行するために２つのリードスイッチが、スイッチのリードとその間にある回路基板上のトレースから成る適切な接続３２４で回路基板（図示せず）に接続される。これは、リードスイッチの端子と回路基板との間の長くて保護のない、弱点のある接続という結果につながり、これを普通「スタブ接続」と称する。この長くて保護のないスタブ接続３２４の結果として、接地に対する顕著な寄生容量Ｃが生じるであろう。これは「スタブキャパシタンス」と称され、高周波の経路を乗せるように作用し、その結果、回路の周波数は、例えば約５．０ＧＨｚの範囲に値が限定される。しかしながら、高速マイクロプロセッサなどの超高速の被検デバイス（ＤＵＴ）を適切に試験するためには、試験回路の周波数は７ＧＨｚの範囲に到達しなければならず、将来はもっと高くなるであろう。したがって、回路基板にリードスイッチ装置３０２、３０４およびスタブ接続３２４をマウントする先行技術では、この回路３００は高速デバイスを試験することができない。このスタブ接続を保護することは、数多くある本発明の使用方法の一例である。
【００３７】
しかしながら、本発明を使用すると、回路３００は容易に高速デバイスの試験を提供する７ＧＨｚおよびそれ以上の範囲の周波数で動作することができる。なぜなら、詳細を上述したように、擬似同軸の信号保護環境を使用して高周波経路が保護されるからである。こうして、デバイス内にあるスタブ接続はその長さが最小になり、これが容量性の寄生負荷を最小限にする。さらに、デバイス内にスタブがあるという事実はキャパシタンスの制御および補償のための他の技術を使用させる。
【００３８】
本発明のパッケージは、主回路基板１３２への電気的相互接続のためにＢＧＡパッケージ内でハンダボールを使用して示されているが、ピングリッド、ランドグリッドまたはカラムグリッドなどの他のタイプの電気的相互接続部材１２８を使用できる。さらに、ボールグリッドアレイのソケット配列は任意のままにパッケージを着脱し易くするために使用することができる。このリレーカードは代表的な回路基板材料で作製されることが好ましいが、しかし電子デバイスのパッケージに適した他のいかなる材料で製造されてもよい。本発明で使用される回路基板トレース１３０、１３８は銅、アルミニウム、スズおよび当業界で周知のその他の合金などの知られている導電性材料で作製することができる。
【００３９】
リード装置パッケージ１００は密閉パッケージの中に完全にカプセル化されるのではなくリレーカードにマウントされるので、リレーカードははるかに薄く作製することができる。薄型のリレーカードは、薄くて単層のラミネートを使用しない構造を現在では使用することができるので、より低コストという結果につながる。また、リード装置パッケージ１００の基板を提供する薄型リレーカードを使うと、制御された深さ方向の経路決めをせずに済み、信号経路は削減され、その結果、信号径路を望ましいインピーダンスによりよく維持できる。
【００４０】
本発明によるリードスイッチパッケージは金属または非金属の外殻の中に完全に封入されることが好ましく、または付加的な装置保護のために完全にオーバーモールドされてもよい。別の選択肢では、このリードスイッチパッケージは、金属または非金属の外殻で部分的に封入されるか、またはプラスティックで部分的にオーバーモールドされるか、またはその他の材料を使用して部分的にカプセル化され、高さの低い構造で気密性または液密閉性のシールを提供されることが可能である。
【００４１】
本発明の精神から逸脱することなく具体的説明をした実施形態に様々な変形および改造を加えることができることは当業者であれば分かるであろう。そのような変形および改造は添付の特許請求の範囲によって網羅されることを意図する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  先行技術のリードリレー構造の透視図である。
【図２】  本発明の好ましい実施形態によるリードリレー装置の透視図である。
【図３】  図２に示した本発明の好ましい実施形態によるリードリレー装置の分解組み立て図にした透視図である。
【図４】  本発明によるリードリレーカードの下面透視図である。
【図５】  本発明によるリードリレーカードの下面図である。
【図６】  本発明によるリードリレーカード受け入れのための回路基板の透視図である。
【図７】  図６に示した回路基板に装着されたリードリレーカードの透視図である。
【図８】  図６に示した回路基板に装着されたリードリレーカードの側面図である。
【図９】  普通にリードリレーと使用される回路を図式的に表わした図である。
【図１０】  図９に示した回路を絵画的にした図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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