WO1996001498A1 - Integrated circuit device - Google Patents

Description

明 細 書

発明 の名称

集積回路装置

技術分野

本発明 は、 電子機器、 電気機器、 通信機器お よ び計測制御機 器 な ど の民生機器 に 用 い ら れ る 集積回路装置 に関 す る も の で あ る o

背景技術

以下 に 、 従来の集積回路装置 に つ い て説明 す る 。

従来 の集積回路装置 は、 片面 ま た は両面 の 1 枚 の多層回 g各配 線基板上 に 、 電源、 C P U チ ッ プ、 キ ャ ッ シ ュ コ ン ト ロ ー ラ 、 キ ャ ッ シ ュ メ モ リ 、 デ ー タ バ ッ フ ァ L S I お よ び コ ネ ク タ か ら な る 構成部品 を実装 し 、 そ れ ぞれ所望 と す る 構成部品 と を電気 的 に 接続 す る と 共 に 、 構成部品 を 個別 に 放熱 す る 放熱板 を 有 し 、 かつ放熱板 に 向 か っ て冷却 フ ァ ン を備 え て い た。

上記従来の 集積回路装置の構成で は 、 1 枚の多層回路配線基 板上 に構成部品を実装 し て、 かつ個別 に放熱す る 放熱板 を有 し て い た た め 、 基板の面積が大 き く な る と 共 に、 冷却 フ ァ ン を用 い な け れば十分 な放熱がで き な い と い う 課題を有 し て い た。

上記従来 の 課題 を 解決 す る た め に 本発明 は 、 集積度 が 向上 し かつ 放熱性 の優れた 集積回路装置を提供す る こ と を 目 的 と す る 0

発明 の 開示

こ の課題を解決す る た め に本発明 の集積回路装置は、 電源を 有す る 金属基板 と 、 こ の金属基板上 に前記電源 と 電気的 に接続 す る 複数本の ピ ン端子 と を嵌入 し て な る 多層回路配線基板 と 、 前記金属基板 と 前記多層回路配線基板 と の間 に前記多層回路配 線基板 と 電気的 に接続 さ れ る T A B 配線を有す る C P U チ ッ ブ と 、 前記多層回路配線基板上 に設 け た C P U チ ッ プ と 相対す る 面 に前記多層回路配線基板 と 電気的 に接铳す る キ ャ ッ シ ュ メ モ リ 部お よ び デ ー タ バ ッ フ ァ L S I 部 と 、 前記多層回路配線基板 と 電気的 に接铳す る コ ネ ク タ と か ら な る 構成を有 し て い る 。 図面の 簡単 な説明

第 1 図 は本発明 の一実施例 に お け る 集積回路装置の断面図、 第 2 図 は本発明 の他の実施例 に お け る 集積回路装置の分解斜視 図、 第 3 図 は 同要部で あ る ピ ン の断面図、 第 4 図 は 同要部で あ る 金属基板 と 保護板 と 、 C P U チ ッ プ と 多層回路配線基板 と の 接続を示す断面図で あ る 。

発明 を実施す る た め の最良 の形態

(実施例 1 )

以下 に、 本発明 の一実施例 に お け る 集積回路装置 に つ い て、 図面を参照 し な が ら説明 す る 。

第 1 図 は本発明 の一実施例 に お け る 集積回路装置の断面図で あ る 。 第 1 図 に お い て 、 1 は ア ル ミ ニ ウ ム も し く は ゲ イ 素鋼板 等か ら な る 金属基板で あ る 。 2 は金属基板 1 の 一表面上 に設 け ら れた少 な く と も エ ポ キ シ樹脂 ま た は セ ラ ミ ッ ク の い ずれかか ら な る 絶縁層 で あ る 。 3 は絶縁層 2 を有す る 金属基板 1 上の絶 縁層 2 の上面 に設 け ら れた所望 の配線バ タ 一 ン を有す る 銅箔等 の導電層であ る 。 4 は導電層 3 の上端面に設け ら れ、 導電層 3 と 電気的 に接続 さ れた、 例え ば D C / D C コ ン バー タ 、 A C Z D C コ ン バ ー タ 等の電源で あ る 。 5 は導電層 3 上 に高温ハ ン ダ 6 を 介 し て金属結合 さ れた略十字型の複数の ピ ン端子で、 導電層 3 を介 し て電源 4 に電気的 に接続 さ れ陽極端子 ま た は陰極端子 と な っ て い る 。 7 は ピ ン端子 5 を嵌入 し て設 け ら れた多層回路配 線基板で、 金属基板 1 に反対の面 は 少な く と も デ ー タ パ ス 、 ァ ド レ ス パ ス 、 コ ン ト ロ ー ル ノ、， ス 、 電源 ラ イ ン お よ び接地 ラ イ ン (図示せ ず） を有 し 、 少な く と も 電源 ラ イ ン お よ び グ ラ ン ド ラ ィ ン は ピ ン端子 5 と 電気的 に接続 さ れて い る 。 8 は T A B 配線 9 を有 し多層回路配線基板 7 に電気的 に接続 さ れ た C P U チ ッ プ で 、 多層回路配線基板 7 と 相対す る 面 は 、 金属基板 1 上の導 電層 3 に固着 さ れて い る 。 1 0 は C P U チ ッ プ 8 と 相対す る 面 の多層回路配線基板 7 の略 C P U チ ッ プ 8 の上面 に設 け ら れた キ ヤ ッ シ ュ コ ン ト ロ ー ラ で、 多層回路配線基板 7 を介 して C P U チ ッ プ 8 と 電気的 に接続 さ れて い る 。 1 1 は キ ヤ ッ シ ュ コ ン ト ロ ー ラ 1 0 と 同 一表面 に 設 け ら れ た キ ャ ッ シ ュ メ モ リ 部 で あ り 、 多層回路配線基板 7 を介 し て キ ャ ッ シ ュ コ ン ト ロ ー ラ 1 0 と 電気的に接続さ れて い る 。 1 4 は キ ャ ッ シ ュ コ ン ト ロ ー ラ 1 0 と 同一表面 に設 け ら れた デ ー タ バ ッ フ ァ L S I 部で、 多層回路 配線基板 7 を介 し て キ ヤ ッ シ ュ コ ン ト ロ ー ラ 1 0 、 キ ヤ ツ シ ュ メ モ リ 部 1 1 お よ び C P U チ ッ プ 8 と 電気的 に 接続 さ れ て い る 。 1 2 は キ ャ ッ シ ュ コ ン ト ロ ー ラ 1 0 と 同一表面 に設 け ら れ た コ ネ ク タ で あ り 、 キ ャ ッ シ ュ コ ン ト ロ ー ラ 1 0 と 電気的 に接 TC れ こ ^、 る 。

以上 の よ う に構成 さ れた本発明 の一実施例 に お け る 集積回路 装置 に つ い て 、 以下 に そ の動作 に つ い て説明 す る 。 ず、 電源 4 か ら 3 . 3 V の電圧 を ピ ン 端子群 5 を 介 し て 、

C P U チ ッ プ 8 に電圧 を供給す る 。

次 に 、 キ ャ ッ シ ュ メ モ リ 部 1 1 へ は 、 キ ャ ッ シ ュ コ ン ト ロ ー

0 と デ ー タ ノ、' ッ フ ァ L S I 部 1 4 に よ っ て、 コ ネ ク タ 1 2 を介 し て接続 さ れた メ イ ン メ モ リ （図示せ ず） か ら 必要 な デ ー タ お よ び命令符号 （以下、 「 コ マ ン ド 」 と 記 す 。 ） が供給 さ れ、 C P U チ ッ プ 8 は 、 キ ャ ッ シ ュ メ モ リ 部 1 1 の デ ー タ お よ び コ マ ン ド を基に、 各種演算処理を行 っ て い る 。

最後 に 、 C P U チ ッ プ 8 に よ り 各種演算処理 さ れ た デ ー タ は 、 層回路配線基板 7 か ら キ ヤ ッ シ ュ コ ン ト ロ ー ラ 1 0 お よ びキ ャ ッ シ ュ メ モ リ 部 1 1 に伝え ら れ、 多層回路配線基板 7 を 介 し て コ ネ ク タ 1 2 に伝え ら れ外部 に 出力 さ れ る 。

で、 発熱部品で あ る C P U チ ッ プ 8 お よ び電源 4 は金属 基板 を介 し て、 C P U チ ッ プ 8 お よ び電源 4 を設 け た相対す る 全て の面 に熱が伝導お よ び輻射放熱 さ れ、 金属基板 1 よ り 放 熱 さ れ る

な お 、 C P U チ ッ プ 8 に対向 す る 金属基板 1 の表面に 、 例え ばセ ミ ッ ク 等の無機材料の絶縁層 を塗布す る こ と に よ り 、 さ ら に れた放熱性能が得 ら れ る 。

(実施例 2 )

以下 に本発明 の他の実施例 に つ い て 、 図面を参照 し な が ら 説 明 す る

第 2 図 は本発明 の他の実施例 に お け る 集積回路装置の 分解斜 視図 で あ る 。 第 2 図 に お い て、 2 1 は上面 に配線パ タ ー ン （図 示せ ず ) を有す る と 共 に 、 こ の配線パ タ ー ン に電気的 に接続 さ れた D C / D C コ ン パ ー タ 、 A C / D C コ ン パ ー タ 等の電源部 2 2 を側部 に有 し て な る ア ル ミ ニ ゥ ム ま た は ゲ イ 素鋼板等か ら な る 金属基板で あ る 。 2 3 は 金属基板 2 1 の 中央部 に ハ ン グ に よ り 結合 さ れ る と 共 に こ の金属基板 2 1 と の接続 と の反対側の 面の側端部に複数本の柱部 2 3 a を有 し て な る銅ま た は ア ル ミ 二 ゥ ム 等 か ら な る 保護板で、 後述す る C P U チ ッ プ 2 4 を保護 し かつ P U チ ッ プ 2 4 の熱を放熱す る も のであ る 。 2 4 は T A B 配線 2 4 a を有す る C P U チ ッ プで 、 保護板 2 3 に設 け ら れた 柱部 2 3 a で 囲 ま れた面内 に S i 系 あ る い は エ ポ キ シ系 の接着 剤 に よ っ て接着 さ れて い る 。 2 5 は 側部 に第 3 図 に示す よ う に 略十字型の ピ ン 2 6 を複数本嵌入 も し く は ハ ン グ結合 し て な る 多層回路配線基板で、 複数本 の ピ ン 2 6 と 金属基板 2 1 と は ハ ン ダ （図示せ ず） 結合 に よ り 電気的 に接続 さ れて い る 。

第 4 図 は要部で あ る 多層回路配線基板 と 保護板 と 金属基板 と の接続を示す断面図で あ る 。 図 に お い て、 ピ ン 2 6 は金属基板 2 1 に 嵌入 さ れ る と 共 に こ の金属基板 2 1 の上面の配線パ タ ー ン 2 1 a と 電気的 に接続 さ れて い る 。 ま た、 保護板 2 3 と 多層 回路配線基板 2 5 と は柱部 2 3 a に ハ ン ダを塗布 し て ハ ン ダ結 合 を し て接続 し て い る 。 さ ら に、 C P U チ ッ プ 2 4 は多層回路 配線基板 2 5 の 内部配線 （図示せ ず） と 電気的 に接続 さ れて い る o

以上 の よ う に構成 さ れた本発明 の実施例 に お け る 集積回路装 置 に つ い て、 以下 に そ の動作 に つ い て説明 す る 。

ま ず、 電源部 2 2 か ら 3. 3 V の 電圧 を ピ ン 端子群 2 6 を 介 し て C P U チ ッ プ 2 4 に電圧 を供給す る 。 次 に 、 C P U チ ッ プ 2 4 へ必要 な デ ー タ お よ び コ マ ン ド が外 部か ら 端子を通 し て供給 さ れ、 C P U チ ッ プ 2 4 は デ ー タ お よ び コ マ ン ド を基 に各種演算処理を行 う 。

最後 に C P U チ ッ プ 2 4 に よ り 各種演算処理 さ れた デ ー タ は 多層回路配線基板を介 し て端子 に伝 え ら れ外部 に 出力 さ れ る 。

こ で発熱部 で あ る C P U チ ッ プ 2 4 は保護板 · 金属基板 を介 し 、 さ ら に電源部 2 2 は金属基板 2 1 を介 し て C P U チ ッ プ 2 4 お よ び電源部 2 2 を設 け た相対す る 全て の面 に熱が伝導 お よ び輻射 · 放熱 さ れ金属基板 2 1 よ り 放熱 さ れ る 。

さ ら に 、 こ の保護板 2 3 に よ り 金属基板 2 1 を介 し て外部の 力 に よ り 破壌 し やす い C P U チ ッ プ 2 4 を保護す る こ と がで き

O

な お、 保護板 2 3 と 柱部 2 3 a と は一体 に し て設 け て も 、 組 み付 け て設 け て も 良 い こ と は言 う ま で も な い。

産業上 の利用可能性

以上の よ う に本発明 に よ る 集積回路装置は、 複数の ピ ン端子 を介 し て多層回路配線基板 と 金属基板 と を 3 次元的 に配置す る こ と に よ り 集積度が高 め ら れ る と 共 に、 金属基板の表面積が広 ぐ 、 こ の金属基板全体か ら 電源、 C P U チ ッ プ等の発熱部品の 放熱性が優れ た集積回路装置 を提供す る ご と がで き る 。

ま た 、 金属基板 に電源を設 け る 構成、 ま た は複数の ピ ン は、 金属基板上 に高温ハ ン ダ で固着 さ れ る 構成 に す る こ と に よ り 、 ピ ン端子 に近 い と こ ろ で電源 を供給 で き る こ と に よ り 、 低ィ ン ピ一 ダ ン ス の導電層を構成で き た集積回路装置を提供す る こ と が で さ ま た,、 C P U チ ッ プ は 、 こ の C P U か ら 導出 さ れた T A B 配 線を有 し 、 多層回路配線基板 と 電気的 に接続 さ れ る 構成、 ま た は金属基板 の上面 ま た は金属基板上 の絶縁層 を介 し て設 け ら れ た導電層 の上面 と を 、 接着剤で C P U チ ッ プを固着 し て な る 構 成 に す る こ と に よ り 、 更 に 集積度が高 い集積回路装置を提供す る こ と が で き る 。

さ ら に 、 C P U チ ッ プを載置 し た 金属基板 の裏面 に、 絶縁層 を塗布 し た構成 に す る こ と に よ り 、 非常 に 放熱性 に優れ た集積 回路装置 を提供す る こ と がで き る 。

Claims

• 請 求 の 範 囲

1 . 電源を有す る 金属基板 と 、 こ の金属基板上 に前記電源 と 電 気的 に接続す る 複数本の ピ ン端子を嵌入 し て な る 多層回路 配線基板 と 、 前記金属基板 と 前記多層回路配線基板 と の間

5 に前記多層回路配線基板 と 電気的 に接铳 さ れ る C P U チ ッ プ と 、 前記多層回路配線基板上 に設 け た C P U チ ッ プ と 相 対す る 面 に前記多層回路配線基板 と 電気的 に接続す る 制御 部 と 、 前記多層回路配線基板 と 電気的 に接続す る コ ネ ク タ と か ら な る 集積回路装置。

2 . 上面 の側部 に電源部を有 し て な る 金属基板 と 、 こ の金属基 板 の 中央部 に設 け る と 共 に側端部 に複数本の柱部を有す る 保護板 と 、 こ の 保護板 の 柱部 に 囲 ま れ た 面 に 設 け て な る C P U チ ッ プ と 、 前記金属基板 と 複数の ピ ン を介 し て電気 的 に接続す る よ う に多層回路配線基板を設 け て な る 集積回 路装置。

3 . 請求の範囲第 1 項 に お い て、 金属基板は、 金属板 に絶縁層 を設 け、 こ の金属基板の絶縁層上 に導電層を設 け て な る 集 積回路装置。

4 . 請求 の 範囲第 1 〜 2 項 に お い て 、 C P U チ ッ プ は 、 こ の C P U か ら導出 さ れた T A B 配線を有 し 、 多層回路配線基 板 と 電気的 に接続 さ れ る 集積回路装置。

5 . 請求の範囲第 1 〜 2 項に お い て、 金属基板の上面 ま た は金 属基板上の絶縁層 を介 し て設 け ら れた導電層の上面 と を、 接着剤で C P U チ ッ プを固着 し て な る 集積回路装置。

6 · 請求の範囲第 1 〜 2 項 に お い て、 複数の ピ ン は、 金属基板 一 9 一

上 に高温ハ ン グ で固着 さ れ る 集積回路装置。

7 . 請求 の範囲第 1 〜 2 項 に お い て 、 C P U チ ッ プを載置 し た 金属基板の裏面に 、 絶縁層を塗布 し た集積回路装置。

8 . 請求の範囲第 1 項 に お い て、 制御部は 、 少な く と も キ ヤ ッ シ ュ コ ン ト ロ ー ラ と キ ヤ ッ シ ュ メ モ リ 部お よ びデ ー タ ノ、' ッ フ ァ L S I 部 と か ら な る 集積回路装置。

9 . 請求の範囲第 2 項 に お い て、 保護板 と 柱部 と を一体化 し て な る か も し く は保護板 に 柱部を組み付 け て な る 集積回路装 1 0 . 請求の範囲第 1 〜 2 項 に お い て、 複数の ピ ン は、 略十字 型で あ る 集積回路装置。