JPH0578956B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は集積回路チツプ実装基板に関し、特に
電子計算機等に使用される大消費電力の集積回路
チツプへの電源供給を効果的に行なう集積回路チ
ツプ実装基板の給電構造に関するものである。

〔発明の背景〕

半導体実装基板を電源供給部と信号配線部の２
層構造とし、大電流の供給を可能とする基板構造
の一例として、実公昭58−32312に示すものがあ
る。この構造は、セラミツクス基板、良好な熱伝
導性及び機械的弾性を有する絶縁シート、電源供
給用導体板および放熱フインをボルトにより加圧
固定し、これらを貫通するリードを用いて、電源
供給用導体板からセラミツク基板表面の電源用ラ
ンドへ電力の供給を行なつている。この構造で
は、組立にハンダや接着剤を使用していないの
で、絶縁シートと電源供給用導体板との間の接触
熱抵抗が問題となるが、これについては特に述べ
られていない。また、良好な熱伝導性及び機械的
弾性を有する絶縁シートについても、具体的な材
料については、特に示されていない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、複数の大消費電力集積回路チ
ツプへの電源供給を効率良く行なえ、かつ、基板
内での発熱を効率良く除去できる 集積回路チツプ実装基板を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

かかる目的を達成するために、本発明は、集積
回路チツプ実装基板を、電源供給基板と、信号配
線基板の２層構造とし、該電源供給基板として、
高熱伝導性のセラミツク板と金属導体板を溶融凝
固した合金層により接合した多層基板を用いるこ
とを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下図面により本発明を説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す断面図であ
る。集積回路チツプ実装基板１００は、信号配線
基板２００および電源供給基板３００からなる。
集積回路チツプ搭載基板の表面には、複数の集積
回路チツプ１がハンダ端子２ａを介して搭載され
ており、また信号配線基板２００と電源供給基板
３００は、ハンダ端子２ａにより接続されてい
る。もちろん、ハンダ端子２ａの代わりに、ワイ
ア・ボンデイングやテープ・オートメイテイド・
ボンデイング等を用いてチツプと基板の接続を行
なうこと、あるいは、ハンダ端子２ｂの代わり
に、ピンと嵌合穴等を用いて集積回路チツプ搭載
基板２００と電源供給基板３００との接続を行な
うことも可能である。

信号配線基板２００としては、従来のプリント
板やセラミツク基板等、種々のものが使用でき
る。また、電源供給基板３００は、絶縁材として
のセラミツク板３と電源供給導体としての金属板
４とを、合金層（図示せず）を用いて接着するこ
とにより形成される。

各チツプの入出力信号は、ハンダ端子２ａ及び
信号配線基板２００内の配線（図示せず）により
相互接続される。また、電力は、電源供給基板３
００の金属板４から、スルーホール５およびハン
ダ端子２ａ，２ｂを介してチツプ内部へ供給され
る。

このような電源供給方式を用いることにより、
電源供給基板からチツプまでの給電系路を最短に
することができ、従つて、電源電圧のドロツプを
低く押さえることができる。また、電源供給時に
金属板４において発熱する熱は、セラミツク板３
を伝導し、電源供給基板３００の下面より空気中
に放散される。さらに、信号配線基板２００の内
部にも電源層を設け、上記の方式と合わせて、２
つの電源供給系路を混在させることも可能であ
る。

セラミツク板３の材質としては、炭化ケイ素、
アルミナ、チツ化ケイ素、マグネシアまたはチツ
化ホウ素等の焼結体が有効に用いられる。金属板
４の材質としては、銅、アルミニウム等の電気伝
導性の高いものが望ましい。さらに、合金層とし
ては、銅、アルミニウム、ニツケル、鉄およびチ
タン等を含むものが良いが、これらに加えて、特
にマンガンを付加することにより良好な接着性が
得られる。

第２図は、セラミツク板と金属板の接合の様子
を示す断面図である。セラミツク板３と金属板４
を、合金層６をはさんで加熱および加圧７するこ
とにより、溶融した合金がセラミツク板および金
属板と反応し、接触面における原子相互の拡散が
生ずるため、原子レベルでの強固な接着が得られ
る。従つて、本発明では熱膨張係数の大きく異な
るセラミツク板と金属板を厚く接合することがで
き、結果として、電源層の電流容量に応じて金属
板の厚みを決定し、その電圧ドロツプや発熱を低
減することができる。さらに、溶融した金属が接
合部の凹凸面に浸透するため、従来の接合法にお
いて生ずる接合面の気泡等を除去することがで
き、接触熱抵抗を低減することが可能である。

第３図は、電源供給基板に外部電源から電力を
供給する一例を示す断面図である。電力は、電源
装置（図示せず）から、電源バス８及びハンダ９
を介して電源供給基板３００に与えられる。本実
施例では、電源供給基板の一辺を全て電源バスと
の接続に使用することができるので、ハンダ付部
分での電圧ドロツプを低減することができる。も
ちろん、従来のように電源バスと電源供給基板を
ボルトで加圧固定し、その着脱を容易にすること
も可能である。

第４図は、本発明の他の実施例を示す断面図で
ある。

本実施例では、電源供給基板３００の最下層の
セラミツクス板３に冷却フイン１０を形成し、強
制空冷により金属板４の発熱を除去している。本
実施例によれば、従来のフインを接着剤等を用い
て基板に固着する場合に比べて、接合面の接着熱
抵抗を減少させることができる。

本実施例の作製は、あらかじめフイン形状に焼
結したセラミツク板、あるいはフイン形状に機械
加工を行なつたセラミツク板を、第１の実施例に
示すのと同等の方法により加圧・加熱接着すれば
よい。また、平板状に作製した電源供給基板の裏
面に、機械加工によりフインを形成することも可
能である。

〔発明の効果〕 以上の如く本発明によれば、大消費電力の集積
回路チツプに、効率良く電力を供給することが可
能となり、集積回路チツプの高集積化・高速化を
容易に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２
図はその接合部分を示す断面図、第３図は外部電
源からの給電方法を示す断面図、第４図は本発明
の別の実施例を示す断面図である。 １……集積回路チツプ、２ａ，２ｂ……ハンダ
端子、３……セラミツク板、４……金属板、５…
…スルーホール、６……合金層、７……圧力、８
……電源バス、９……ハンダ、１０……フイン、
１００……集積回路チツプ実装基板、２００……
信号配線基板、３００……電源供給基板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 信号配線基板と電源供給基板とからなる集積
   回路チツプ実装基板において、上記電源供給基板
   が、絶縁材であるセラミツク板と、電源供給導体
   となる金属板と、上記セラミツク板と金属板とを
   接合する合金層とを有することを特徴とする集積
   回路チツプ実装基板。 ２ 上記合金層による上記セラミツク板と金属板
   との接合は、加熱および加圧による上記合金層と
   セラミツク板及び金属板との接触面における原子
   相互の拡散により行なわれることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の集積回路チツプ実装基
   板。 ３ 上記合金層がマンガンを含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の集積回路チツプ実
   装基板。 ４ 上記セラミツク板に冷却フインを形成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項
   のいずれかに記載の集積回路チツプ実装基板。 ５ 上記信号配線基板および電源供給基板の一方
   に設けられた接続ピンと、他方に設けられた嵌合
   穴とを有し、上記接続ピンと嵌合穴とにより上記
   信号配線基板と電源供給基板との間の接続が行な
   われることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の集積回路チツプ実装基板。