DE69023971T2

DE69023971T2 - Schaltungsmodul.

Info

Publication number: DE69023971T2
Application number: DE69023971T
Authority: DE
Inventors: Mikito Baba; Richard G Geiger; Koji Ide; Yoshiyuki Kato; Isao Okada; Ryuichi Sada; Akio Tanaka; Toshihiko Yasuma
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 1989-07-03
Filing date: 1990-07-03
Publication date: 1996-04-25
Anticipated expiration: 2010-07-04
Also published as: DE69023971D1; US5307503A; JPH0336614A; EP0407156A2; EP0407156B1; EP0407156A3

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Schaltungsmodul.
Konventionell sind elektrische Schaltungen auf einer Schaltkarte vorgesehen, und eine von Micromint hergestellte Computerkarte ist ein Beispiel für eine derartige Schaltkarte. Diese- Computerkarte umfaßt eine Gruppe von Anschlüssen, die nur längs einer Seite der Computerkarte vorgesehen sind. Aus diesem Grund besteht ein Problem darin, daß die Abmessungen der Computerkarte angenähert 330 mm x 120 mm betragen, was relativ groß ist.
Ein weiteres Beispiel einer derartigen Schaltkarte umfaßt erweiterte Speicher eines Rechners auf einer Schaltkarte. Diese Karte mit erweitertem Speicher umfaßt eine Gruppe von Anschlüssen, die entlang nur einer Seite der Karte mit erweitertem Speicher vorgesehen ist, und die Abmessung von dieser ist groß.
Die FIG. 1 und 2 zeigen ein Beispiel einer konventionellen Computerkarte 10, die von Micromint hergestellt ist. In den FIG. 1 und 2 umfaßt die Rechner- bzw. Computerkarte 10 eine auf ihr angebrachte zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 11, einen ersten POACH (PC auf einem Chip, Warenzeichen) 12, hergestellt von Zymos, einen zweiten POACH 13, dritte POACHs 14 und 15, Basiseingangs/Ausgangssystem-Nur-Lesespeicher (BIOS-ROMS von Basic Input Output System Read Only Memories) 16 und 17, einen Speicher 18, der aus achtzehn 256 kbit dynamischen Direktzugriffsspeichern (DRAMs) 19 aufgebaut ist, einen bipolaren programmierbaren Nur-Lesespeicher (PROM) 20, eine Verzögerungsleitung 21, eine integrierte Schaltungsgruppe 22 zur Erzeugung einer Zugriffszeitvorgabe, beispielsweise einen Datumsschaltungsteil 23 und eine Tastenfeldsteuereinheit 24, auf der Computerkarte. Sämtliche dieser Elemente der Computerkarte 10 sind nur auf einer Oberseite einer Karte 25 angebracht. Eine Anschlußgruppe 26 ist entlang einer Seite der Karte 25 vorgesehen.
Die POACHs 12 bis 15 sind integrierte Schaltungen (ICs). Beispielsweise sind die POACHs 12 und 13 periphere Steuerchips, der POACH 14 ist ein Adreßpufferchip, und der POACH 15 ist ein Datenpufferchip.
Die Computerkarte 10 wird in einen nicht dargestellten Rechner eingefügt, indem die Anschlußgruppe 26 in einen (nicht dargestellten) Stecker oder Verbindungsanschluß gesteckt wird und die Computerkarte 10 in einer aufrechten Position eingesetzt wird.
Die FIG. 3 und 4 zeigen den ersten POACH 12. Der erste POACH 12 umfaßt einen Stufenabschnitt 100 oder horizontalen Abschnitt 100, mehrere Leitungen 101, einen Halbleiterchip 102, mehrere Drähte, die zur Verbindung des Chips 102 und der Leitungen 102 angebonded sind, und einen aus Kunstharz gebildeten Gehäuse- oder Verkapselungsabschnitt 104. Jede Leitung 101 weist eine solche Form auf, daß ihr inneres Ende schmaler und ihr äußeres Ende weiter ist. Die Länge L&sub2; jeder Leitung 101 beträgt etwa 8 mm, was angenähert dem Vierfachen einer Länge L&sub2; des Drahtes 103 entspricht, die etwa 2 mm beträgt. Aus diesem Grund betragen die Abmessungen des ersten POACHs 12 29 mm x 29 mm, was relativ groß ist. Die Dicke t&sub1; des ersten POACHs 12 beträgt 3,9 mm.
Das europäische Patent 0 237 849 und das U.S. Patent 4 797 808 offenbaren jeweils Schaltungsmodule, die die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten Merkmale aufweisen.

Zusammenfassung der Erfindung

Demgemäß ist es ein genereller Gegenstand der vorliegenden Erfindung, einen nützlichen und neuen Schaltungsmodul vorzusehen, in welchem die oben beschriebenen Probleme beseitigt sind.
Ein weiterer und speziellerer Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Schaltungsmodul anzugeben, der Anschlüsse aufweist, die längs einer Mehrzahl von Seiten eines Substrats oder Trägers vorgesehen sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Schaltungsmodul vorgesehen, aufweisend:
einen oder mehrere Halbleiterteile bzw. Halbleiterbauelemente;
ein Substrat, auf dem die Halbleiterbauelemente angebracht sind; und
mehrere Anschlüsse, die am äußeren Umfangsbereich des Substrats längs einer Mehrzahl von Seiten des Substrats angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet:
daß zumindest eines der Halbleiterteile umfaßt:
einen Halbleiterchip;
mehrere Zuleitungen, die radial um den Halbleiterchip herum angeordnet sind;
mehrere Drähte, die den Halbleiterchip und die Leitungen verbinden; und
einen (Kunst)-Harzgehäuseabschnitt oder -verkapselungsabschnitt, der den Halbleiterchip, die Leitungen und die Drähte versiegelt bzw. abdichtet,
wobei die Leitungen und die Drähte angenähert dieselbe Länge aufweisen,
die Leitungen eine angenähert konstante Breite über ihre ganze Länge aufweisen außer bei einer zentralen Leitung, die entlang einer vorbestimmten Seite des Halbleiterchips angenähert in der Mitte angeordnet ist,
wobei die zentrale Leitung in einem Zwischenbereich von sich einen diamantförmigen Abschnitt aufweist,
wobei jede von den verbleibenden der Leitungen, die längs dieser vorbestimmten Seite angeordnet sind, V-förmige Abschnitte an einem Zwischenbereich von sich oder mittleren Bereiche von sich aufweist, die entsprechend den Seiten des diamantförmigen Abschnitts geformt sind und bezüglich dieses diamantförmigen Abschnitts symmetrisch ausgebildet sind,
wobei der diamantförmige Abschnitt und die V-förmigen Abschnitte innerhalb des Harzgehäuseabschnitts vorgesehen sind.
Gemäß dem Schaltungsmodul der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine große Region für das Vorsehen der Anschlüsse bereitzustellen, und es kann eine große Anzahl von Anschlüssen selbst dann vorgesehen werden, wenn die Abmessungen des Substrats gering sind, weil die Anschlüsse längs der Mehrzahl von Seiten des Substrats angeordnet sind.
Weitere Gegenstände und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung offenbar, wenn diese in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

FIG. 1 ist eine Ansicht von oben auf ein Beispiel eines konventionellen Rechnermoduls;
FIG. 2 ist eine Ansicht von vorn auf den konventionellen Rechnermodul aus FIG. 1;
FIG. 3 ist eine Ansicht von oben, die einen POACH (PC On A Chip, Warenzeichen) aus FIG. 1 und 2 in einem Zustand zeigt, bei dem ein Gehäuseabschnitt weggelassen ist;
FIG. 4 ist eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie IV-IV in FIG. 3 aufgenommen ist;
FIG. 5 ist eine Ansicht von oben, die ein Ausführungsbeispiel eines Schaltungsmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
FIG. 6 ist eine Ansicht von unten auf den in FIG. 5 gezeigten Rechnermodul;
FIG. 7 ist eine Ansicht von vorn, teilweise im Querschnitt, die den Rechnermodul aus FIG. 5, aufgenommen innerhalb eines Gehäuses, zeigt;
FIG. 8 ist eine seitliche Ansicht, teilweise im Querschnitt, welche den Rechnermodul aus FIG. 5 aufgenommen im Gehäuse zeigt;
FIG. 9 ist eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung einer Beziehung einer Stiftanschlußanordnung des Rechnermoduls und einer länglichen Öffnung im Gehäuse;
FIG. 10 ist ein systematisches Blockschaltbild, das einen allgemeinen Personal-Computer zeigt, auf den der in den FIG. 5 und 6 gezeigte Rechnermodul angewandt werden kann;
FIG. 11 ist ein systematisches Blockschaltbild, das den Rechnermodul aus den FIG. 5 und 6 zeigt;
FIG. 12 ist eine Ansicht von oben, die einen der in FIG. 6 gezeigten POACHs in einem Zustand zeigt, bei welchem ein Gehäuseabschnitt weggelassen ist;
FIG. 13 ist eine längs einer Linie VIII-VIII in FIG. 12 aufgenommene Querschnittsansicht;
FIG. 14 ist eine Ansicht von oben, die ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schaltungsmoduls zeigt;
FIG. 15 ist eine Ansicht von oben auf den in FIG. 14 gezeigten Speichermodul; und
FIG. 16 ist eine Ansicht von vorn auf den in FIG. 14 gezeigten Speichermodul.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel eines Schaltungsmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel ist die vorliegende Erfindung auf einen Rechnermodul angewandt. Zunächst erfolgt die Beschreibung hinsichtlich einer grundlegenden Struktur des Rechnermoduls. Die FIG. 5 und 6 zeigen jeweils eine Ansicht von oben bzw. von unten auf einen Rechnermodul 30. Wie weiter unten erläutert wird, ist der Rechnermodul 30 innerhalb eines Gehäuses aufgenommen.
Der Rechnermodul 30 umfaßt vielfältige elektronische Teile, die sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite eines einzigen Substrats angebracht sind, sowie Anschlußgruppen, die in einem Umfangbereich des Substrats angeordnet sind. Infolgedessen weist der Rechnermodul 30 einen kompakten Aufbau auf.
Ein rechtwinkliges Substrat 31 weist geringe Abmessungen von 98 mm x 55 mm auf, was angenähert den Abmessungen einer Kompaktkassette entspricht. Eine CPU 32 entspricht der CPU 11 aus FIG. 1 und ist angenähert in der Mitte auf der Oberseite 31a des Substrats 31 angebracht. Ein erster POACH 33, ein zweiter POACH 34 und dritte POACHs 35-1 und 35-2 entsprechen jeweils den POACHs 12, 13, 14 bzw. 15 aus FIG. 1. Die POACHs 33, 34, 35-1 und 35-2 sind in einer rechtwinkligen bzw. rechteckigen Form ausgelegt und sind in einem Abschnitt auf der rechten Seite hinsichtlich des Mittelpunktes auf einer Unterseite 31b des Substrats 31 angebracht. Die POACHs 33, 34, 35-1, 35-2 sind ICs, wie oben erläutert. Jeder der POACHs 33, 34, 35-1, 35-2 kann durch DRAMs und dergleichen mit nur sehr geringen Schaltungsmodifikationen ersetzt werden. Die POACHs 33, 34, 35-1 und 35-2 umfassen jeweils einen in Form hergestellten oder gegossenen Harzabschnitt, der eine Seite von angenähert 14 mm aufweist, welches angenahert der Hälfte der des konventionellen POACHs entspricht, die POACHs 33, 34, 35-1 und 35-2 sind dahingehend miniaturisiert, daß die von ihnen belegte Fläche etwa 1/4 der vom konventionellen PACH belegten Fläche entspricht.
Ein BIOS-ROM 36 entspricht dem BIOS-ROM 16 aus FIG. 1 und ist auf der Unterseite 31b des Substrats 31 angebracht. Ein BIOS-ROM 37 entspricht dem BIOS-ROM 17 aus FIG. 1 und ist auf der Oberseite 31a des Substrats angebracht. Die BIOS-ROMS 36 und 37 sind an derselben Position des Substrats 31 jeweils entsprechend auf der Ober- und Unterseite 31b bzw. 31a vorgesehen. Aus diesem Grund ist es möglich, eine gemeinsame interne Verdrahtung auf dem Substrat 31 für die BIOS-ROMs 36 und 37 vorzusehen, und die interne Verdrahtung kann einfach hergestellt werden.
Es sind vier 256 x 4 kbit (1 Mbit) DRAMs 38 in einem Bereich links vom Mittelpunkt der Unterseite 31b des Substrats 31 angebracht. Zwei 256 kbit DRAMs 39 sind in einem Bereich links vom Mittelpunkt der Oberseite 31a des Substrats 31 angebracht. Dies bedeutet, daß die DRAMs 38 und 39 im wesentlichen an derselben Position des Substrats 31 auf der jeweiligen Boden- und Oberseite 31b bzw. 31a liegen. Die Gesamtheit von sechs DRAMs 38 und 39 entspricht den achtzehn DRAMs 19, die in FIG. 1 gezeigt sind.
Ein bipolarer PROM 40 entspricht dem bipolaren PROM 20 aus FIG. 1. Dieser bipolare PROM 40 ist auf der Oberseite 31a des Substrats 31 angebracht. Eine Verzögerungsleitung 41 entspricht der Verzögerungsleitung 21 aus FIG. 1. Da die Höhe h der Verzögerungsleitung 41 relativ groß ist, ist die Verzögerungsleitung 41 auf der Oberseite 31a des Substrats 31 angebracht.
Ein Datum-Modul (Kalender-Modul) 42 entspricht dem Datum- Schaltungsteil 23 aus FIG. 1. Der Datum-Modul 42 ist auf der Oberseite 31a des Substrats 31 angebracht. Dieser Datum-Modul 42 umfaßt eine integrierte Hybridschaltungsstuktur und ist dahingehend miniaturisiert, daß die vom Datum-Modul 42 belegte Fläche etwa 1/6 der vom Datum-Schaltungsteil 23 belegten Fläche entspricht.
Eine kundenspezifische integrierte Schaltung (IC) 43 ist auf der Oberseite 31a des Substrats 31 angebracht. Die kundenspezifische IC 43 wird gewonnen, indem die integrierte Schaltungsgruppe 22 aus FIG. 1 kundenspezifisch zu einer einzelnen integrierten Schaltung umgesetzt wird, und die kundenspezifische IC 43 ist dahingehend miniaturisiert, daß die von der kundenspezifischen IC 43 belegte Fläche etwa 1/10 der Fläche entspricht, die von der integrierten Schaltungsgruppe 32 belegt ist.
Eine Tastenfeldsteuereinheit 44 entspricht der Tastenfeldsteuereinheit 24 aus FIG. 1. Die Tastenfeldsteuereinheit 44 ist auf der Bodensel.te oder Unterseite 31b des Substrats 31 angebracht, und die Tastenfeldsteuereinheit 44 ist dahingehend miniaturisiert, daß ihre Abmessungen etwa 1/3 derjenigen der Tastenfeldsteuereinheit 24 entsprechen. Es sind mehrere Chipkondensatoren 45 und mehrere Chipwiderstände 46 auf der Oberund Unterseite 31a und 31b des Substrats 31 verteilt und angebracht.
Die POACHs 35-1 und 35-2, die BIOS-ROMs 36 und 37, die DRAMs 38 und 39 und die kundenspezifische IG 43 bilden ein Speicherschaltungsteil. Demgegenüber bilden die POACHs 33 und 34, der Datum-Modul 42 und die Tastenfeldsteuereinheit 44 einen Steuerschaltungsteil.
Stiftanschlußanordnungen 50, 51, 52 und 53 sind jeweils aus säulenartigen oder zylinderartigen Blöcken 54 bis 57 auf gebaut, welche aus Kunstharz gefertigt sind und einen im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt aufweisen und aus Stiftanschlüssen 58, die eingebettet vorgesehen sind und die Blöcke 54 bis 57 durchdringen. Obere Abschnitte der Stiftanschlüsse 58 erstrecken sich von den Blöcken 54 bis 57 jeder der Stiftanordnungen 50 bis 53 nach oben und werden in entsprechende Durchgangsbohrungen des Substrats 31 eingesetzt und durch Löten fixiert. Die Blöcke 54 bis 57 sind in Kontakt mit der Bodenseite 31b des Substrats 31 und sind längs sämtlicher vier Seiten des Substrats 31 vorgesehen.
Wie in den FIG. 7 und 8 dargestellt, ist der Rechnermodul 30 in einem Gehäuse 82 in einem Zustand aufgenommen, bei dem nur die Stiftanschlüsse 58 aus dem Gehäuse 82 herausragen, und ist abgeschirmt. Das Gehäuse 82 ist aus einem Metallgehäuseabschnitt 80 und einem Deckelabschnitt 81 gefertigt. Wie in FIG. 9 gezeigt, sind entlang der vier Seiten eines Bodenplattenabschnitts 83 des Gehäuseabschnitts 80 längliche Öffnungen 84 vorgesehen. Wie aus den FIG. 7, 8 und 9 ersichtlich ist, ragen die Stiftanschlüsse 58 aus dem Umfangsbereich der Bodenseite des Gehäuses 82 durch diese länglichen Öffnungen 84 heraus.
Der innerhalb des Gehäuses 82 aufgenommene Rechnermodul 30 kann wie ein genereller integrierter Schaltungschip als ein Hauptelement eines Hauptpersonalcomputergehäuses und dergleichen gehandhabt werden. Beim Verwenden des Rechnermoduls 30 werden die Stiftanschlüsse 58 in (nicht dargestellte) Anschlußlöcher einer (nicht dargestellten) Karte des Hauptpersonalcomputergehäuses und dergleichen gesteckt. Mit anderen Worten werden die Stiftanschlüsse 58 gleichzeitig zum Vorsehen eines elektrischen Anschlusses als auch einer mechanischen Verbindung mit der Karte des Hauptpersonalcomputergehäuses verwendet, und es besteht kein Bedarf, spezielle Mechanismen zur mechanischen Verbindung des Rechnermoduls 30 mit der Karte des Hauptpersonalcomputergehäuses vorzusehen. Die mechanische Verbindung zwischen dem Rechnermodul 30 und der Karte des Hauptpersonalcomputergehäuses ist speziell stabil und zufriedenstellend, wenn die Stiftanschlüsse 58 an einander gegenüberliegenden Seiten des Substrats 31 vorgesehen sind.
Die CPU 32 spielt eine Hauptrolle im Rechnermodul 30 und ist angenähert im Mittelpunkt des Substrats 31 angeordnet, da die Verdrahtung in der Umgebung der CPU 32 konzentriert ist. Darüber hinaus ist die von der CPU 32 erzeugte Wärmemenge relativ groß, und aus diesem Grund ist die CPU 32 auf der Qberseite 31a des Substrats 31 vorgesehen.
Die POACHs 33, 34, 35-1 und 35-2 sind im selben Abschnitt des Substrats 31 konzentriert. Werden folglich Lötpasten auf Bereiche des Substrats 31 gedruckt, auf denen die POACHs 33, 34, 35-2 und 35-2 anzubringen sind, ist es möglich, dieselbe Druckbedingung für sämtliche der Abschnitte anzuwenden. Darüber hinaus ist es, wenn das Substrat 31 durch einen Aufschmelzreaktor (Reflow-Reactor) geleitet wird, möglich, das Löten der POACHs 33, 34, 35-1 und 35-2 unter denselben Bedingungen auszuführen. Ferner ist es leicht, die POACHs 33, 34, 35-1 und 35-2 anzubringen.
Andererseits sind die PACHs 33, 34, 35-1 und 35-2 an einem Abschnitt unmittelbar unterhalb der CPU 32 vorgesehen, und die interne Verdrahtung am Substrat 31 zur Verbindung der CPU 32 und der POACHs 33, 34, 35-1 und 35-2 kann kurz ausgeführt werden. Infolgedessen wird eine Wellenformverzerrung vermindert, und es wird darüber hinaus unerwünschte Strahlung reduziert. Ferner ist in einer Ansicht von oben die CPU 32 innerhalb einer Region angeordnet, in der die POACHs 33, 34, 35-1 und 35-2 liegen, und die CPU 32 und die POACHs 33, 34, 35-1 und 35-2 sind mit einer hohen Dichte angebracht.
Die DRAMs 38 und 39 weisen eine relativ geringe Anzahl von Verbindungen mit der CPU 32 auf. Aus diesem Grund sind die DRAMs 38 und 39 in der Nähe der Kante des Substrats 31 angeordnet. Die Stiftanschlüsse 58 sind längs des Umfangs vom Substrat 31 vorgesehen. Die Abmessungen des Substrats 31 sind gering, jedoch ist die Gesamtlänge um den Außenumfang angenähert 300 mm groß und ausreichend groß. So ist es, obgleich die Anzahl der Stiftanschlüsse 58 192 beträgt und damit in diesem Ausführungsbeispiel relativ groß ist, möglich, sämtliche der Stiftanschlüsse 58 in zwei Reihen vorzusehen. Da die Stiftanschlüsse 58 nur im Umfangsbereich des Substrats 31 vorgesehen sind, kann darüber hinaus der Raum bzw. die Fläche, die den Umfangsbereich des Substrats 31 ausschließt, zur Anbringung der elektronischen Teile vorgesehen werden, und die Raumausnutzungseffizienz des Substrats 31 zur Anbringung der elektronischen Teile ist hoch.
Im folgenden wird der Personalcomputer erläutert, auf den der Rechnermodul 30 angewandt werden kann, und zwar gemeinsam mit einer Beschreibung eines Schaltungsaufbaus des Rechnermoduls 30.
FIG. 10 zeigt eine Systemstruktur eines generellen Personalcomputers, auf den der Rechnermodul 30 angewandt werden kann. In FIG. 10 umfaßt ein Hauptpersonalcomputergehäuse 60 den Rechnermodul 30, einen Interfacemodul 61 zum Steuern von Eingang und Ausgang bezüglich einer externen (nicht dargestellten) Vorrichtung, einen erweiterten Speicher 62, einen D.C./D.C.-Umsetzer 63 und eine Resetschaltung 64. Der Rechnermodul 30 kann mit externen Anschlüssen versehen werden und empfängt eine Spannungsversorgung von einem AC- Adapter 65 über den DC/DC-Umsetzer 63. Darüber hinaus empfängt der Rechnermodul 30 verschiedenste Information von einem Tastenfeld und einer externen Vorrichtung 66 und führt verschiedene Operationen aus.
Der Interface-Modul 61 umfaßt eine Floppydisk-Steuerschaltung 68 zum Ausführen einer Steuerung bezüglich einer Floppydisk 67, eine Magnetplattensteuerschaltung 71 zum Ausführen einer Steuerung bezüglich einer Magnetplatte 70, ein serielles Eingangs/Ausgangs-Interface 73 zum Steuern des Eingangs/Ausgangs bezüglich eines Modems 72, ein programmierbares Parallel-Eingangs/Ausgangs-Interface 75 zum Steuern des Eingangs/Ausgangs bezüglich eines Druckers 74 und ein Display-Interface 77 zum Steuern von Eingang/Ausgang bezüglich eines Monitors 76.
Die FIG. 11 zeigt einen Schaltungsaufbau des Rechnermoduls 30 aus FIG. 10. Die grundlegenden Funktionen des Rechnermoduls 30 sind denjenigen des konventionellen Rechnermoduls vergleichbar, und es erfolgt nur eine generelle Beschreibung des Rechnermoduls 30. In FIG. 11 steuert die CPU 32 den gesamten Rechnermodul 30 und führt eine Steuerung in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Programm aus. Der POACH 35-1 ist ein Adressenpuffer, der zum Puffern einer Adresse, die von der CPU 32 zugewiesen wird, dient, und diese Adresse wird dazu verwendet, die Adressen der DRAMs 38 und 39, der BIOS-ROMs 36 und 37 und dergleichen zu bestimmen. Der POACH 35-2 ist ein Datumpuffer, der zum Puffern einer Datenausgabe und einer Steuerung des CPU 32 verwendet wird, und diese Daten werden einer externen Schaltung, in welcher vorbestimmte Verarbeitungen ablaufen, über verschiedene Schaltungen innerhalb des Rechnermoduls 30 und die Stiftanschlüsse 58 zugeführt.
Zugriffszeitsteuersignale, die von der kundenspezifischen IC 43 erzeugt werden, werden beim Ansteuern der DRAMs 38 und 39 verwendet. Die Adressen der DRAMs 38 und 39 werden mit der Zugriffszeitsteuerung zugewiesen, die durch die Verzögerungsleitung 41 auf der Grundlage der Zugriffszeitsteuersignale bestimmt werden. Der bipolare PROM 40 bewerkstelligt die sogenannte Speicherzuweisung oder Speicherplatzzuweisung abhängig von diesem Zugriff.
Der POACH 34 umfaßt ein Direktspeicherzugriffs (DMA) Interface 34a, einen Zeitgeber 34b zum Erzeugen einer Verarbeitungszeit zur Synchronisierung von Hardware- und Software-Operationen und eine Interrupt-Steuerschaltung 34c. Der Datum-Modul 42 umfaßt einen Quarzoszillator, der ein Taktsignal zum Halten der Zeit zur Darstellung des Datums erzeugt, und dieses Taktsignal wird einer Datumssteuerschaltung des POACHs 33 zugeführt, um so das Datum anzuzeigen. Die Tastenfeldsteuereinheit 44 betreibt ein Interface für eine Tastenfeldsteuerung, indem sie ein Bestimmungs- ader Zuweisungssignal vom externen Tastenfeld in vorbestimmte Schaltungen innerhalb des Rechnermoduls 30 eingibt und ein Steuersignal von der CPU 32 zum Tastenfeld aus gibt.
Im beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Stiftanschlüsse 58 an sämtlichen vier Seiten des Substrats 31 vorgesehen, es ist jedoch selbstverständlich möglich, die Stiftanschlüsse 58 nur an zwei oder drei beliebigen Seiten des Substrats 31 vorzusehen.
Im folgenden wird eine Struktur des ersten POACHs 33 erläutert. Die FIG. 12 und 13 zeigen eine Struktur des POACHs 33. In den FIG. 12 und 13 sind die Bauteile, die im wesentlichen denjenigen Teilen der FIG. 3 und 4 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen, und auf ihre Beschreibung ist verzichtet. Die FIG. 12 und 13 zeigen den POACH 33 im vergrößerten Maßstab, welcher dem Zweifachen desjenigen aus FIG. 3 und 4 entspricht.
Der POACH 33 umfaßt einen Stufenabschnitt 110 (Stage 110), einen Halbleiterchip 102, der auf den Stufenabschnitt 100 gebpndet ist, mehrere Leitungen 111, Drähte 112, die auf Pads auf dem Halbleiterchip 102 und Spitzen von Leitungen 111 gebondet sind, und einen aus Kunstharz gebildeten Gehäuse- oder Verkapselungsabschnitt 113. Die Länge L&sub3; des Drahtes 112 wird durch die Spezifikationen eines Drahtbonders oder Drahtanschließers bestimmt und entspricht etwa 2 mm, welches ein Normalwert für eine gebräuchliche Halbleitervorrichtung ist. Die Länge L&sub4; der Leitung 111 beträgt etwa 2 mm, was angenähert der Länge L&sub3; des Drahtes 112 entspricht. Aus diesem Grund betragen die Abmessungen a&sub2; x b&sub2; des POACHs 33 14 mm x 14 mm, womit die Abmessungen auf angenähert 1/4 vom POACH 12 aus dem Stand der Technik reduziert sind.
Falls FIG. 12 auf eine solche Größe reduziert wird, daß der Halbleiterchip 102 aus FIG. 12 genau so groß wie der Halbleiterchip 102 aus FIG. 3 wird, wird aus einem Vergleich mit FIG. 3 verständlich, daß die Abmessungen des POACHs 33 beträchtlich kleiner als die des POACHs 12 aus dem Stand der Technik sind. Die Dicke t&sub2; des POACHs 33 beträgt 2,5 mm und ist damit dünner als der POACH 12 aus dem Stand der Technik. Die Leitung 111 weist eine solche Form auf, daß ihre Breite über die Gesamtlänge der Leitung 111 angenähert gleich bleibt. Die Breite w&sub1; der Leitung 111 beträgt 0,18 inm.
Aus diesem Grund ist, selbst wenn jede Seite des POACHs 33 14 mm Länge aufweist und damit auf 1/2 der Länge der weite des POACHs 12 aus dem Stand der Technik reduziert ist, ein Spalt g&sub0; von 0,3 mm, der zur Verhinderung des Kurzschlusses ausreicht, zwischen aneinandergrenzenden oder benachbarten Leitungen 111 vorgesehen.
Die Leitung 111-1, die im Zentrum der Seite des POACHs 33 liegt, umfaßt einen diamantförmigen Abschnitt 111-ma. Die anderen Leitungen 111-1 bis 111-n weisen V-förmige Abschnitte 111-1a bis 111-na auf, die längs der Seiten des diamantförmigen Abschnitts 111-ma ausgebildet sind und symmetrisch bezüglich der zentralen Leitung 111-m ausgelegt und angeordnet sind. Entsprechend weisen die Abschnitte 111-1a bis 111-(m-1)a der Leitungen 111-1 bis 111-(m-1) auf dem Kopf stehende V-Formen auf, und. die Abschnitte 111-(m+1)a bis 111-na der Leitungen 111-m+1 bis 111-n weisen normale V-Formen auf, wie in FIG. 12 dargestellt ist.
Der diamantförmige Abschnitt 111-ma und die V-förmigen Abschnitte 111-1a bis 111-na gestalten es für die Leitungen 111 schwierig, selbst dann aus dem Verkapselungsabschnitt 113 zu geraten, wenn auf die Leitungen 111 eine Zugkraft wirkt. Obgleich die Leitungen 111 also leicht aus dem Verkapselungsabschnitt 113 heraustreten könnten, wenn die Länge der Leitungen 111 verkürzt wird, kompensieren daher der diamantförmige Abschnitt 111-ma und die V-förmigen Abschnitte 111-1a bis 111-na den Einfluß der kurzen Länge der Leitungen 111. Darüber hinaus verlängern der diamantförmige Abschnitt 111-ma und die V-förmigen Abschnitte 111-1a bis 111-na eine Distanz längs der Kante der Leitung 111, wodurch es für Feuchtigkeit schwierig ist, in den Verkapselungsabschnitt 113 längs der Leitung 111 zum Abschnitt hin einzudringen, in welchem die Drähte 112 gebondet bzw. angeschlossen sind.
Die Leitungen 111 sind derart angeordnet, daß eine die inneren Enden der Leitungen 111 verbindende Linie 114 sich zum Mittelpunkt des Stufenabschnitts 110 an Abschnitten hin krümmt, die den Eckenbereichen des Stufenabschnitts 110 entsprechen. Aus diesem Grund stimmen die Längen der Drähte 112, die die Leitungen 111 längs einer Seite des POACHs 33 verbinden, angenähert überein, wodurch es einfach wird, das Drahtbondierungsverfahren oder Drahtanschlußverfahren zu bewerkstelligen.
Im folgenden wird der Stufenabschnitt 110 erläutert. Die Abmessungen des Stufenabschnitts 110 entsprechen angenähert denjenigen des Halbleitervhips 102. An verschiedenen Bereichen längs eines Außenumfangs dieses Stufenabschnitts oder dieser horizontalen Plattform 110 sind Verlängerungsabschnitte oder Ansätze 115-1 bis 115-5 vorgesehen, die sich vom Stufenabschnitt 110 U-förmig erstrecken und Öffnungen in dieser U-Form ausbilden. Unter den Anschlußflächen oder Pads des Halbleiterchips 102 ist eine zu erdende Anschlußfläche 116 an einen Draht 112-1 gebondet und ist mittels des Drahtes 112-1 und der U-förmigen Verlängerungsabschnitts 115-1 geerdet. Eine zu erdende Leitung 111-5 ist mit dem U-förmigen Verlängerungsabschnitt 115-2 über einen Draht 112-2 verbunden. Durch Vorsehen der U-förmigen Verlängerungsabschnitte 115-1 bis 115-5 wird die Größe des Stufenabschnitts 110 auf eine minimale Größe reduziert, die im wesentlichen derjenigen des Halbleiterchips 102 entspricht. Aus diesem Grund wird die thermische Verzerrung infolge einer Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten vom Verkapselungsabschnitt 113 und dem Stufenabschnitt 110 auf ein Minimum unterdrückt, und der nachteilige Einfluß der thermischen Verzerrung bzw. Störung wird hierdurch unterdrückt.
Infolge der oben erläuterten Abmessungen und Form des Stufenabschnitts 110 kann, selbst wenn der Verkapselungsabschnitt 113 kleiner und dünner als diejenigen aus dem Stand der Technik ist, eine noch ausreichende Zuverlässigkeit erzielt werden.
Die anderen POACHs 34, 35-1 und 35-2 weisen eine Struktur auf, die im wesentlichen derjenigen des POACHs 33, der oben beschrieben wurde, entspricht.
Die CPU 32 kann eine zur Struktur des POACHs 33 identische Struktur aufweisen.
Die FIG. 14, 15 und 16 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des Schaltungsmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist die vorliegende Erfindung auf einen Speichermodul angewandt. In einem Speicheruiodul 120 umfaßt ein rechteckiges Substrat 121 neun 256 kbit DRAMs 122-1 bis 122-9, die auf der Oberseite 121a vom Substrat angebracht sind. Die DRAMs 122-1 bis 122-9 weisen geringe Abmessungen von angenähert 7 mm x 7 mm auf und sind innerhalb eines quadratischen oder rechteckigen Bereichs in drei Spalten angeordnet, von denen jede drei DRAMs umfaßt.
Stiftanschlußanordnungen 123, 124, 125 und 126 sind jeweils aus säulenartigen Blöcken 127, die aus Kunstharz aufgebaut sind und einen im wesentlichen rechtwinkligen querschnitt aufweisen, und aus Stiftanschlüssen 128 aufgebaut, die eingebettet vorgesehen sind und die Blöcke 127 durchdringen. Die oberen Abschnitte der Stiftanschlüsse 128, die von den Blöcken 127 jeder der Stiftanordnungen 123 bis 126 nach oben herausragen, werden in entsprechende Durchgangsbphrungen des Substrats 121 eingeführt und durch Löten fixiert. Die Blöcke 127 sind in Kontakt mit der Unterseite 121b des Substrats 121 und sind entlang sämtlicher vier Seiten des Substrats 121 vorgesehen.
Da die DRAMs 122-1 bis 122-8 kleine Abmessungen aufweisen und in der horizontalen und vertikalen Richtung in einer Linie angeordnet sind und die Stiftanschlüsse 128 längs sämtlicher der vier Seiten des Substrats 121 vorgesehen sind, weist der Speichermodul 120 eine geringe Größe von 35 mm x 35 mm auf.
Dieser Speichermodul 120 wird als erweiterter Speicher des Rechnermoduls 30, der oben beschrieben wurde, verwendet. Der Speichermodul 121 wird auf einer (nicht dargestellten) Karte angebracht, auf der der Rechnermodul 30 angebracht ist, indem die Stiftanschlüsse 128 in die (nicht dargestellten) Anschlußlöcher der Karte gesteckt werden, vergleichbar dem Fall der oben beschriebenen Rechnerkarte 30.
Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es sind vielfältige Variationen und Modifikationen vornehmbar, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Schaltungsmodul, aufweisend:

ein oder mehrere Halbleiterteile (32 bis 45, 122);

ein Substrat (31, 121), auf dem die Halbleiterteile angebracht sind, und

mehrere Anschlüsse (58, 128), die an einem äußeren Umfangsbereich des Substrats (31, 121) längs einer Mehrzahl von Seiten des Substrats angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß zumindest eines der Halbleiterteile (32 bis 45, 122) aufweist:

einen Halbleiterchip (102),

mehrere Leitungen (111), die radial um den Halbleiterchip angeordnet sind;

mehrere Drähte (112), die den Halbleiterchip und die Leitungen verbinden; und

einen Harzgehäuseabschnitt (113), der den Halbleiterchip, die Leitungen und die Drähte versiegelt,

wobei die Leitungen und die Drähte angenähert dieselbe Länge aufweisen,

die Leitungen (112) über ihre Gesamtlänge angenähert eine konstante Breite aufweisen außer für eine zentrale Leitung, die angenähert in der Mitte längs einer vorbestimmten Seite des Halbleiterchips (102) angeordnet ist,

wobei die zentrale Leitung in einem Zwischenbereich von sich einen diamantförmigen Abschnitt aufweist,

wobei jede von den verbleibenden dieser Leitungen, die längs dieser vorbestimmten Seite angeordnet sind, V-förmige Abschnitte an einem Zwischenbereich der Leitung aufweist, die entsprechend den Seiten des diamantförmigen Abschnitts geformt sind und symmetrisch bezüglich des diamantförmigen Abschnitts angeordnet sind,

wobei der diamantförmige Abschnitt und die V-förmigen Abschnitte innerhalb des Harzgehäuseabschnitts (113) vorgesehen sind.

2. Schaltungsmodul nach Anspruch 1, in welchem der Halbleiterchip (102) eine im wesentlichen rechtwinklige äußere Kontur aufweist, wobei die Leitungen (111) sich nicht parallel zur äußeren Kontur des Halbleiterchips derart erstrecken, daß die Leitungen und die Drähte angenähert dieselbe Länge aufweisen.

3. Schaltungsmodul nach Anspruch 1, in welchem das Halbleiterteil (32 bis 45, 122) ferner einen rechtwinkligen, den Halbleiterchip (102) tragenden Stufenabschnitt (110) aufweist, worin ferner vorgesehen sind:

Verlängerungsabschnitte (115-1 bis 115-5), die sich jeweils vom Stufenabschnitt (110) U-förmig erstrecken und einen Platz bilden, und wobei eine Erdungsfläche (116) auf jedem Platz vorgesehen ist.