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1. (WO2015132955) 光配線基板、その製造方法およびそれを用いた情報処理装置
Document

明 細 書

発明の名称 光配線基板、その製造方法およびそれを用いた情報処理装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005  

先行技術文献

特許文献

0006  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0007   0008   0009   0010  

課題を解決するための手段

0011   0012   0013  

発明の効果

0014  

図面の簡単な説明

0015  

発明を実施するための形態

0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024  

実施例 1

0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031  

実施例 2

0032   0033   0034   0035   0036  

実施例 3

0037   0038   0039   0040  

実施例 4

0041   0042   0043   0044  

実施例 5

0045   0046  

符号の説明

0047  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15  

図面

1   2A   2B   2C   3   4   5   6   7   8   9   10   11A   11B  

明 細 書

発明の名称 : 光配線基板、その製造方法およびそれを用いた情報処理装置

技術分野

[0001]
 本発明は、装置内のデータ伝送に光を用いる光インターコネクト技術に関し、ミドルプレーン等の配線構造を改良した光配線基板に関する。

背景技術

[0002]
 近年、サーバやルータなどの情報処理装置では、装置内や基板内でのデータ伝送の高速化の要求が高まっており、従来の電気伝送からより高速な伝送が可能となる光伝送に移行しつつある。
[0003]
 情報処理装置は、スイッチLSIを搭載したスイッチ基板や通信LSIを搭載したインターフェース基板、CPUやメモリを搭載したブレード基板などの複数の回路基板と、バックプレーン或いはミドルプレーンと呼ばれる基板で構成される。バックプレーン或いはミドルプレーンには複数のコネクタとコネクタ間を接続する配線が設けられており、情報処理装置の複数のスイッチ基板やインターフェース基板、ブレード基板は、バックプレーンやミドルプレーンを介して、回路基板間の信号伝送を行う。バックプレーンは基板の一方の面のみにコネクタを搭載し、スイッチ基板やインターフェース基板、ブレード基板などの回路基板の挿抜方向が一方のみの基板を指す。一方、ミドルプレーンは基板の両面にコネクタを搭載し、スイッチ基板やインターフェース基板、ブレード基板などの回路基板を表側、裏側の両方向から挿抜することができる基板を指す。回路基板間の信号伝送には、従来、電気配線による電気伝送が用いられていた。しかし、電気伝送では、配線の損失が伝送速度が速くなるにつれて大きくなるため、高速化することが困難になってきている。このため、回路基板間の信号伝送に光を用いることが検討されている。
[0004]
 回路基板間の信号伝送に光インターコネクト技術を用いたものとして、特許文献1には、「本発明は、高速通信用の光相互接続システムであって、光バックプレーン20と、前記光バックプレーンに連結された複数の光回路基板41と、前記複数の光回路基板の個別光回路基板に作動的に関連付けられ、波長多重光信号を送信するように適合された少なくとも1つの光送信器62と、それぞれ前記複数の光回路基板の個別光回路基板に作動的に関連付けられた複数の光受信器65と、前記少なくとも1つの光送信器及び前記複数の光受信器に作動的に関連付けられた少なくとも1つの多重解除装置89であり、前記波長多重光信号を個別波長に多重解除し、前記多重解除光信号の各個別波長を前記複数の光受信器のうちの特定の光受信器へ選択的に導くように適合された前記多重解除装置を備えている。」(要約)と記載されている。
[0005]
 また、特許文献2には、基板の両面に、LSI等の電機部品を搭載したボードを取り付け、光配線によりボード間の接続を行うミドルプレーンを用いたボード間光インタコネクション装置(図1)が記載されている。

先行技術文献

特許文献

[0006]
特許文献1 : 特開2005-80292号公報
特許文献2 : 特開平9-5580号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0007]
 特許文献1には、光バックプレーンと、光バックプレーンに連結された複数の光配線基板と、光バックプレーン上の光配線により、光回路基板間を光接続する高速通信用の光接続システムが記載されている。しかし、特許文献1には、光バックプレーンの構造が示されてはいるが、光ミドルプレーンの構造や光ミドルプレーンの組み立てを容易にする構成は記載されていない。
[0008]
 光バックプレーンと光ミドルプレーンの組立て方法の違いを図11に示す。図11Aは光バックプレーン、図11Bは光ミドルプレーンである。光バックプレーンは基板の一方の面のみにコネクタを搭載し、スイッチ基板やインターフェース基板、ブレード基板などの回路基板の挿抜方向が一方のみであるので、後述するようにMTフェルール118のついた光ファイバや光ファイバシート114をバックプレーン102の裏側からコネクタハウジング116に挿しこめばよく、容易に組立てを行うことができる。一方、ミドルプレーンは基板の両面にコネクタを搭載し、スイッチ基板やインターフェース基板、ブレード基板などの回路基板を表側、裏側の両方向から挿抜する構造のため、後述のように作業は困難となる。また、光ファイバや光ファイバシート114がはみでてしまったり、光ファイバや光ファイバシート114を損傷したりする可能性がある。
[0009]
 また、特許文献2には、光ミドルプレーン構造のボード間光インタコネクション装置が記載されているが、スイッチ基板やインターフェース基板、ブレード基板に相当する基板にあらかじめ光配線を搭載する構造になっているため、全ての基板を挿入しないと配線がつながらない、同じインターフェース基板であっても光配線部が異なるものを作る必要があり基板種類が多くなる、複雑なルーティングが困難ということがある。
[0010]
 本発明は、組み立てが容易で、かつ光ファイバや光ファイバシート114の損傷を防ぐことができ、複雑なルーティングも可能なミドルプレーン構造の光配線基板およびその製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0011]
 上記目的を達成するために、本発明は請求の範囲に記載の構成を採用する。
[0012]
 本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、光配線基板の一例を挙げるならば、コネクタハウジングを搭載した複数の基板と、前記基板を接続するひんじ部と、前記コネクタハウジング間を接続する光配線を備え、前記ひんじ部により、前記複数の基板が水平に並ぶ第1の状態と、複数の基板の前記コネクタハウジングが搭載されていない面が向かい合う第2の状態をとることを可能とした光配線基板である。
[0013]
 本発明の光配線基板の製造方法の一例を挙げるならば、それぞれコネクタハウジングを搭載し、ひんじ部で連結した複数の基板を作成するステップと、平面状態で前記コネクタハウジング間に光配線を布線するステップと、前記複数の基板の前記コネクタハウジングが搭載されていない面が向かい合うように前記ひんじ部を折り曲げるステップとから成る光配線基板の製造方法である。

発明の効果

[0014]
 本発明によれば、平面の状態で布線を行い、ひんじ部で折り曲げて光配線基板を構成することにより、光バックプレーン構造と同等の組み立て易さを実現する、光ミドルプレーン構造の光配線基板およびその製造方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0015]
[図1] 本発明の実施例1の光配線基板を示す図である。
[図2A] 本発明の実施例1の光配線基板の製造方法を示す図(平面状態)である。
[図2B] 本発明の実施例1の光配線基板の製造方法を示す図(曲げ途中)である。
[図2C] 本発明の実施例1の光配線基板の製造方法を示す図(ミドルプレーン状態)である。
[図3] 本発明の実施例2の光配線基板を示す図である。
[図4] 本発明の実施例3の光配線基板を示す図である。
[図5] 本発明の実施例4の光配線基板(平面状態)を示す図である。
[図6] 本発明の実施例4の光配線基板の変形例を示す図である。
[図7] 本発明の実施例5の光配線基板を示す図である。
[図8] バックプレーン構造を示す斜視図である。
[図9] 光インターコネクトを適用したバックプレーンを示す図である。
[図10] ミドルプレーン構造を示す斜視図である。
[図11A] バックプレーンの従来の配線方法を示す図である。
[図11B] ミドルプレーンの従来の配線方法を示す図である。

発明を実施するための形態

[0016]
 本発明の実施の形態の説明に先立って、情報処理装置のバックプレーン構造およびミドルプレーン構造を説明する。
[0017]
 図8に、バックプレーン構造の斜視図を示す。バックプレーン102には、複数(図では2枚)のスイッチ基板104および複数(図では6枚)のインターフェース基板106が取り付けられている。インターフェース基板106には、通信LSI108が搭載され、スイッチ基板104にはスイッチLSI(図示せず)が搭載されている。そして、インターフェース基板106およびスイッチ基板104はコネクタ110を介してバックプレーン102に接続され、バックプレーン上の配線により基板間の信号伝送が行われる。
[0018]
 図9に、光インターコネクトを適用したバックプレーンを示す。バックプレーン102の表面には、複数の光コネクタハウジング116が搭載されている。光ファイバ114の端部に設けたMTフェルール118が光コネクタハウジング116に取り付けられ、光ファイバ114は光コネクタハウジング116間を接続するように布線される。光コネクタハウジング116には、ドーターカード112に設けた光コネクタハウジング120が接続される。
[0019]
 図10に、ミドルプレーン構造の斜視図を示す。ミドルプレーン122には、裏側に複数(図では4枚)のスイッチ基板104が、表側に複数(図では8枚)のブレード基板124が取り付けられている。ブレード基板124には、例えばCPU等のLSI128が搭載され、スイッチ基板104にはスイッチLSI126が搭載されている。そして、ブレード基板124およびスイッチ基板104はコネクタ110を介してミドルプレーン122に接続され、ミドルプレーンの表側と裏側を接続する配線により、信号の授受が行われる。
[0020]
 図11Aに、バックプレーンの従来の組み立て方法を示す。一方のコネクタハウジング116に光ファイバ114の一端に取り付けたMTフェルール118を取り付ける(ステップ1)。次に、バックプレーン102にコネクタハウジング116を取り付け、他方のコネクタハウジング116に他端のMTフェルール118を挿入する(ステップ2)。他方のコネクタハウジング116に他端のMTフェルール118を取り付ける(ステップ3)。
[0021]
 図11Bに、ミドルプレーンの従来の組み立て方法を示す。一方のコネクタハウジング116に光ファイバ114の一端に取り付けたMTフェルール118を取り付ける(ステップ1)。次に、ミドルプレーンを構成する2枚のミドルプレーン基板122にそれぞれコネクタハウジング116を取り付け、他方のコネクタハウジング116に他端のMTフェルール118を挿入する(ステップ2)。他方のコネクタハウジング116に他端のMTフェルール118を取り付け、2枚のミドルプレーン基板間の間隔を近づけて、ミドルプレーンの厚みを縮める(ステップ3)。
[0022]
 光ミドルプレーンでは、ステップ2において、狭い空間でMTフェルール118をコネクタハウジング116に入れるのが困難である。また、ステップ3において、ミドルプレーンの厚みを縮める際に、光ファイバが横にはみ出たり、また、光ファイバが折れる恐れがある。またステップ2において、作業しやすいように空間を広くすると、光ファイバや光ファイバシート114の余長が長くなり、2つのミドルプレーン112の間隔を狭めることができず、装置の奥行きを長くしてしまう。
[0023]
 本発明は、光ミドルプレーン等のこれらの課題を解決するもので、組み立てが容易で、かつ光配線の損傷を防ぐことができる光配線基板およびその製造方法を提供することを目的とする。
[0024]
 以下に、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、実施の形態を説明するための各図において、同一の機能を有する要素には同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。
実施例 1
[0025]
 図1に、本発明の実施例1の光配線基板を示し、図1(a)は折り曲げ前の、基板が水平に並んだ平面状態を示す断面図、図1(b)は折り曲げ後の、基板のコネクタが搭載されていない面が向かい合う状態を示す断面図である。
[0026]
 図1(a)の折り曲げ前の平面状態を示す図において、2つのミドルプレーン基板12がひんじ部20で連結されている。ミドルプレーン基板12上には、複数のコネクタハウジング16が搭載されている。そして、複数のコネクタハウジング間が光配線の一例である光ファイバ14で布線されている。図に示すように、光ファイバ14は、ミドルプレーン基板12上に布線されている。
[0027]
 図1(b)の折り曲げ後の状態を示す図において、ひんじ部20で二つ折りにしてミドルプレーン基板12同士を接近させ、2つの基板のコネクタが搭載されていない面が向かい合うようにして、ミドルプレーンを構成する。その際に、光ファイバ14もひんじ部20に沿って折り曲げられる。ひんじ部20の半径を、光ファイバ14の最小曲げ半径以上とすることにより、光ファイバの折れなどを防ぐことができる。なお、ひんじ部20としては、2つの基板を連結するもので、基板が水平に並んだ平面状態から基板のコネクタが搭載されていない面が向かい合う状態に、例えば180°折り曲げることができるものであれば良い。
[0028]
 本実施例では、光伝送を用いているので、配線長が長くなっても伝送損失に変わりはない。そのため、ひんじ部20で折り返すことにより配線長が長くなっても、信号伝送に支障は生じない。
[0029]
 図2A~図2Cに、実施例1の光配線基板の製造方法を示す。図2Aは、ひんじ付きミドルプレーンの折り曲げ前の平面状態である。2枚のミドルプレーン基板12上には、それぞれ複数(図では4つ)の光コネクタハウジング16が搭載されている。2枚のミドルプレーン基板12は、ひんじ部20で連結されており、ひんじ部20で折り曲げ可能に構成されている。光ファイバ14は、その端部に設けたMTフェルール18を光コネクタハウジング16に挿入することにより、ミドルプレーン基板12上で布線を行う。
図2Bに、ひんじ部20を折り曲げ途中のミドルプレーンを示す。ミドルプレーン基板12上に設けた光ファイバ14は、ひんじ部20の外周に沿って折り曲げられる。
図2Cに、ひんじ部20を折り曲げて、2つの基板のコネクタが搭載されていない面が向かい合うようにして、ミドルプレーンを構成した図を示す。2つのミドルプレーン基板12が接近し、表側および裏側に複数の光コネクタハウジングを設けたミドルプレーンが完成する。
[0030]
 本実施例によれば、ミドルプレーン基板が平面状態で、光ファイバの布線を行うことができるので、布線が容易になる。図11Bに示される従来のミドルプレーンに比べて、手が入る厚みにするなどの組み立て上の制限がなくなるので、ミドルプレーンの厚みを薄くすることができる。また、手が入る厚みにするためなどによる光ファイバの余長が不要となるため、余長処理のスペースが不要となる。そのため、ミドルプレーンの大きさを小さくでき、風穴を大きくし基板の冷却効率を上げることができる。また、光ファイバがひんじ部に沿って折り曲げられるので、光ファイバが横にはみ出たりすることがない。さらに、ひんじ部の半径を光ファイバの最小曲げ半径以上とすることにより、光ファイバの折れや伝送損失を防ぐことができる。
[0031]
 本実施例では、光ファイバを用いたが、光リボンファイバ、光ファイバシート等のその他の光配線を用いてもよい。また、ミドルプレーンについて説明したが、ミドルプレーンに限らず基板の両面にコネクタを備える光配線基板に用い得ることは明らかである。
実施例 2
[0032]
 本発明の実施例2の光配線基板は、実施例1の光配線基板において、光ファイバ14の布線場所を変えたものである。
[0033]
 図3(a)は、ひんじ部を折り曲げ前の平面状態を示す図で、光ファイバ14は、ミドルプレーン基板12の裏側であって、ひんじ部20の上側に配線されている。
[0034]
 図3(b)の折り曲げ後を示す図において、ひんじ部20で二つ折りにしてミドルプレーン基板12同士を接近させ、2つの基板のコネクタが搭載されていない面が向かい合うようにして、ミドルプレーンを構成する。本実施例でも、光ファイバ14がひんじ部20に沿って折り曲げられ、ひんじ部20の半径を光ファイバ14の最小曲げ半径以上とすることにより、光ファイバの折れなどを防ぐことができる。
[0035]
 本実施例においても、実施例1と同様に、組み立てが容易になる、ミドルプレーンの厚みを薄くすることができるなどの効果がある。
[0036]
 図3(c)に、実施例2の変形例を示す。この変形例は、ミドルプレーン基板12間の間隔を規定するストッパ22を設けたものである。ひんじ部20で二つ折りにしてミドルプレーン基板12同士を接近させた際に、ストッパ22によりミドルプレーン基板12間の間隔が所定の間隔に規定され、ひんじ部における光ファイバの曲がり過ぎを防ぐことができる。
実施例 3
[0037]
 図4に、本発明の実施例3の光配線基板を示す。実施例3は、ミドルプレーン基板を折り曲げるひんじ部を2個設けたものである。
[0038]
 図4(a)の折り曲げ前の平面状態を示す図に示すように、3つのミドルプレーン基板12を水平に並ぶ状態に配置し、ミドルプレーン基板12間にそれぞれひんじ部20を設ける。なお、図の例では、外側のミドルプレーン基板の幅が、中央のミドルプレーン基板の幅の半分となっているが、これに限られるものではない。
[0039]
 図4(b)の折り曲げ後を示す図において、それぞれのひんじ部20で二つ折りにしてミドルプレーン基板12同士を接近させ、2つの基板のコネクタが搭載されていない面が向かい合うようにして、ミドルプレーンを構成する。
[0040]
 本実施例においても、実施例2と同様に、組み立てが容易になる、ミドルプレーンの厚みを薄くすることができるなどの効果がある。また、ひんじ部を2個設けることにより、構造の自由度があがる。また、コネクタハウジングの数が増加し、それに伴って光ファイバの数が増加した場合に、光ファイバを左右に分けて配線することができるので、実施例2に比べて、光ファイバの配線、組み立てが容易になる。
実施例 4
[0041]
 図5に、本発明の実施例4の光配線基板を示す。実施例4は、ミドルプレーン基板の形状を変えて、コネクタハウジング16の配置を変えたものである。
[0042]
 図に示すように、ひんじ部20の一方には、ひんじ部の方向に伸びるミドルプレーン基板12を配置し、他方にはひんじ部に垂直に伸びるミドルプレーン基板12を配置して、平面状態でT字型を形成するようにしたものである。ミドルプレーン基板には、それぞれ基板が伸びる方向に対して直角にコネクタハウジング16が配置されている。ひんじ部20で折り曲げることにより、ミドルプレーンの表側と裏側とでコネクタハウジング16が90度回転したミドルプレーンを作成することができる。
[0043]
 本実施例のT字型のミドルプレーンを用いることにより、図10に示されるような、ミドルプレーンの表面に取り付けるコネクタと裏面に取り付けるコネクタとが90度回転している装置において、配線を容易にし、配線面積を小さくすることができる。
[0044]
 図6は、実施例4の光配線基板の変形例を示すもので、T字型のミドルプレーンを2つ組み合わせたものでる。T字の縦棒の位置がひんじ部の方向にずれたミドルプレーンを組み合わせればよい。ミドルプレーンを2つ組み合わせることにより、コネクタハウジング16を、2列或いは2行に配置したミドルプレーンを構成することができる。
実施例 5
[0045]
 図7に、本発明の実施例5の光配線基板を示す。実施例5は、ミドルプレーン12を薄型としたものである。
[0046]
 図は、ミドルプレーンの平面状態の上面図を示すものである。図に示すように、ひんじ部20に対して、直角方向に伸びるミドルプレーン基板12を、ひんじ部方向に位置をずらして設ける。ひんじ部20で折り曲げることにより、2つのミドルプレーン基板12は接近するが、ミドルプレーン基板12が位置をずらして設けられているため、ミドルプレーン基板同士が重なることはなく、薄型のミドルプレーンとすることができる。

符号の説明

[0047]
12 ミドルプレーン基板
14 光ファイバ
16 コネクタハウジング
18 MTフェルール
20 ひんじ部
22 ストッパ
102 バックプレーン
104 スイッチ基板
106 インターフェース基板
108 通信LSI
110 コネクタ
112 ドーターカード
114 光ファイバ
116 光コネクタハウジング(バックプレーン側)
118 MTフェルール
120 光コネクタハウジング(ドーターカード側)
122 ミドルプレーン
124 ブレード基板
126 スイッチLSI
128 CPU等のLSI

請求の範囲

[請求項1]
 コネクタハウジングを搭載した複数の基板と、
 前記基板を接続するひんじ部と、
 前記コネクタハウジング間を接続する光配線を備え、
 前記ひんじ部により、前記複数の基板が水平に並ぶ第1の状態と、複数の基板の前記コネクタハウジングが搭載されていない面が向かい合う第2の状態をとることを可能とした光配線基板。
[請求項2]
 請求項1に記載の光配線基板において、
 前記ひんじ部は、前記光配線の最小曲げ半径以上の半径を有することを特徴とする光配線基板。
[請求項3]
 請求項1に記載の光配線基板において、
 前記光配線は、前記基板の表面側で配線されていることを特徴とする光配線基板。
[請求項4]
 請求項1に記載の光配線基板において、
 前記光配線は、前記基板の裏面側で、かつ前記ひんじ部の上側で配線されていることを特徴とする光配線基板。
[請求項5]
 請求項4に記載の光配線基板において、
 前記基板の前記コネクタハウジングが搭載されていない面にストッパが設けられていることを特徴とする光配線基板。
[請求項6]
 請求項1に記載の光配線基板において、
 前記ひんじ部の一方には、ひんじ部の方向に伸びる基板を配置し、他方にはひんじ部に直角に伸びる基板を配置して、平面状態でT字型を形成するようにしたことを特徴とする光配線基板。
[請求項7]
 請求項1に記載の光配線基板において、
 前記ひんじ部に対して直角方向に伸びる複数の基板を、ひんじ部方向に位置をずらして設けたことを特徴とする光配線基板。
[請求項8]
 請求項1~7の何れか一つに記載の光配線基板を用いた情報処理装置。
[請求項9]
 それぞれコネクタハウジングを搭載し、ひんじ部で連結した複数の基板を作成するステップと、
 平面状態で前記コネクタハウジング間に光配線を布線するステップと、
 前記複数の基板の前記コネクタハウジングが搭載されていない面が向かい合うように前記ひんじ部を折り曲げるステップと
から成る光配線基板の製造方法。
[請求項10]
 請求項9に記載の光配線基板の製造方法において、
 前記ひんじ部は、前記光配線の最小曲げ半径以上の半径を有することを特徴とする光配線基板の製造方法。
[請求項11]
 請求項9に記載の光配線基板の製造方法において、
 前記光配線は、前記基板の表面側で配線されていることを特徴とする光配線基板の製造方法。
[請求項12]
 請求項9に記載の光配線基板の製造方法において、
 前記光配線は、前記基板の裏面側で、かつ前記ひんじ部の上側で配線されていることを特徴とする光配線基板の製造方法。
[請求項13]
 請求項12に記載の光配線基板の製造方法において、
 前記基板の前記コネクタハウジングが搭載されていない面にストッパが設けられていることを特徴とする光配線基板の製造方法。
[請求項14]
 請求項9に記載の光配線基板の製造方法において、
 前記ひんじ部の一方には、ひんじ部の方向に伸びる基板を配置し、他方にはひんじ部に直角に伸びる基板を配置して、平面状態でT字型を形成するようにしたことを特徴とする光配線基板の製造方法。
[請求項15]
 請求項9に記載の光配線基板の製造方法において、
 前記ひんじ部に対して直角方向に伸びる複数の基板を、ひんじ部方向に位置をずらして設けたことを特徴とする光配線基板の製造方法。

図面

[ 図 1]

[ 図 2A]

[ 図 2B]

[ 図 2C]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11A]

[ 図 11B]