JPS60195993A - 電力供給装置 - Google Patents

電力供給装置

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JPS60195993A
JPS60195993A JP59243541A JP24354184A JPS60195993A JP S60195993 A JPS60195993 A JP S60195993A JP 59243541 A JP59243541 A JP 59243541A JP 24354184 A JP24354184 A JP 24354184A JP S60195993 A JPS60195993 A JP S60195993A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プリント回路板のパッケージング技術に係シ
、更に具体的に云えば、プリント回路板上に装着された
モジュールに電力を、電力分配バスからプリント回路板
を経て供給せずに、電力分配バスから直接供給するため
の装置に係る。
〔従来技術〕
将来、コンピュータは、スループットに於て高い性能を
要することになる。その性能の高さは、サイクル時間及
び命令当シのサイクル数によシ測定される。しかしなが
ら、その高い性能を得るためには、集積回路チップ上の
回路の数を増加させねばならない。又、集積回路チップ
の数も増加させねばならない。熱伝導モジュールの如き
高密度集積回路パッケージが導入されたことによって、
必要な高い性能を得るために要する集積回路チップの数
が増加した。
しかしながら、それらの高密度集積回路パンケージが導
入されるとともに、パッケージによ少消費される電力は
従来の場合よシも大きく、パッケージに供給される必要
な電流が著しく増加するという、2つの望ましくない副
作用が生じた。それらの高回路密度の集積回路パッケー
ジに於ては、チップに電力を供給し、電力の損失及び電
圧降下を妥当なレベルに保つために、多数の電力分配入
出力(Ilo )ピンを用いる必要がある。それらのピ
ンをよシ多く必要とすることは、チップ上のよシ多数の
回路に必要な信号を伝達するために、よシ多数の信号分
配I10ピンを同時に必要とすることによって、更に倍
加される。
更に、よシ多数の回路を必要とすることによシ、モジュ
ール型システムの設計が困難になる。システムがよシモ
ジュール型であれば、フィールドに於ける保守及びサー
ビスはよシ容易になる。
従来技術によるプリント回路板パッケージング・システ
ムの設計に於て、第2図に示されているモジュール1o
の如きモジュールは、表面上に装着されたd数の集積回
路チップ10Aを有している。第6図に於て、モジュー
ル10はプリント回路板12上に装着され、該回路板中
の種々の電力分配プレーン12Aに接続されている0電
力分配プレーン12Aは、電力分配バス14に接続され
ておシ、モジュール10王に装着されたチップ10Aに
電力を供給するために必要な電流及び電圧をモジュール
10に供給する。モジュール10は、チップ10Aに電
圧及び電流を供給するためにプリント回路板12中の電
力分配プレーン12Aに接続された多数のI10ビンI
OBを含む。大規模なコンピュータによシ高い性能が要
求されるとともに、チップ上の回路の数及びモジュール
上に装着されたチップの数が増加するので、モジュール
上に必要とされるピンの数も増加し、それらのピンは、
チップに必要な情報信号を供給する信号分配I10ピン
及びチップに電力を供給するために必要な電圧及び電流
を供給する電力分配I10ピンを含んでいる。必要なピ
ンの数が増加すると、プリント回路板中の電力分配プレ
ーンの数も増加する。従って、プリント回路板の厚さも
増加する。
プリント回路板の厚さが増加すると、電力の損失が増大
し、プリント回路板の製造もより複雑になる0 更に、ピンの数が増加することによシ、モジュールは必
要な数のピンを収容するために、よシ大きくなければな
らない◇しかしながら、コンピュータ・システムの設計
の傾向は、コンピュータ・システムの構成素子の小型化
に向かっておシ、それらの構成素子の寸法を大きくする
方向には向かっていない。
従って、従来技術によるパッケージング・システムは、
回路数の増加及びそれに伴なうモジュール上に装着され
た集積回路チップの数の増加に対応することができず、
それと同時にその電力の損失を最小限にすることもでき
ず、コンピュータ・システムの構成素子の小型化に対応
することもできなかった。コンピュータ・システムに関
連スる性能を増し、コンピュータ・システムの構成素子
に関連する電力の損失を最小限にし、コンピュータ・シ
ステムの構成素子の小型化への傾向を維持すること全同
時に達成することができるパッケージング・システムの
設計が必要とされている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、コンピュータ・システムに関連する性
能を増し、コンピュータ・システムの構成素子に関連す
る電力の損失を最小限にし、コンピュータ・システムの
構成素子の小型化への傾向を維持することができるよう
に、電力分配バスからプリント回路板中の電力分配プレ
ーン及びモジュールの基板の底部に装着されたI10ピ
ンを経て電力を供給するよシも、電力分配バスからモジ
ュールの基板の端部に装着された電圧分配タブを経て電
力を直接供給することができる。モジュール上の集積回
路チップに電力を供給するためにモジュールに電力を直
接供給する装置を含む、プリント回路板パッケージング
・システムの設計全提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、プリント回路板に接続されているモジュール
上に装着された集積回路チップに電力を供給するために
モジュールに電力を直接供給するための装置を提供する
。モジュールの基板は、該基板中を縦方向及び横方向に
延びる複数の電圧分配プレーンを含み、それらの電圧分
配プレーンはモジュールの基板の端部に装着された1つ
又はそれ以上の電圧分配タブに接続されている。電圧分
配タブは電力分配バスに直接接続されている。必要な信
号がモジュール上の集積回路チップに供給されるように
、信号分配I10ピンがモジュールの基板の底面に配置
されている0チツプに電力を供給するために、電力分配
I10ピンがモジュールの基板の底面に配置される必要
はない。遠くのチップに電力を供給するために、モジュ
ール中の電圧分配プレーンを補って、1つ又はそれ以上
の電圧分配条片がモジュールの基板の底面に配置されて
いる。その結果、チップ上の回路の数が増加しても、コ
ンピュータ・システムに必要とされる高い性能に要する
チップの数が増加しても、モジュールの基板の底面には
、従来の場合よシも少ないビンしか必要でない。モジュ
ール上のチップへの電力の供給に関連する電力の損失が
最小限に保たれ、モジュールの寸法も小さく保たれる。
更に、モジュール上のチップに所望の電圧信号を供給す
るためによシ多数の信号分配I10ビンがモジュール上
に必要となるが、本発明に於てはモジュールが電力分配
I10ピンを必要としないので、モジュールのチップに
必要な電圧信号を供給するために、よシ多数の信号分配
I10ピンをモジュールの底面に配置することができる
〔実施例〕
第4図は、モジュール10を示す斜視図である。
第2図の場合と異なシ、本発明に於ては、モジュール1
0上に配置された集積回路チップ10Aに電圧及び電流
を供給するために、複数の電圧分配タブ16がモジュー
ルの基板の端部に接続されている。その電圧及び電流は
、チップに電力を供給するために必要でiる。各々のタ
ブ16は、絶縁材17を介してペース・プレート18に
接続している。
′ 第1図に於て、モジュールに電圧を直接供給するた
めの本発明による装置が示されている。モジュール10
がプリント回路板12上に装着されておシ、複数の信号
分配I10ビシ20を介してプリント回路板12に接続
されている。電圧分配タブ16がモジュール100基板
の端部に接続されている。電圧分配タブ16は、電力供
給タブ22を経て電力分配パス14に直接接続されてい
る。
モジュール10は、該モジュール中を縦方向及び横方向
に延びる複数の電圧分配プレーン10Cを含み、それら
の各プレーンはモジュール中の他ノ各プレーンと実質的
に平行である。電圧分配タブ16は、金属界面24.及
び該電圧分配タブ16と該金属界面24との間に配置さ
れたろう付は化合物26を介しそ、1つ又はそれ以上の
電圧分配プレーン10Cの端部に接続されている。電圧
分配タブ16は、銅−炭素の複合体、又は適合可能) な物理的及び化学的特性を有する他の適当な材料よシ成
る。又、モジュール10は該モジュール中を縦方向及び
横方向に延びる1つ又はそれ以上の電圧基準(即ち接地
)プレーンIODを含み、各電圧基準プレーンはモジュ
ール中の他の各プレーンと実質的に平行である。複数の
めつきされた貫通孔10Eがモジュール10を経て垂直
に延びておシ、それらのめつきされた貫通孔は銅の如き
導電材より成る。各々のめつきされた貫通孔ICIEに
関連する導電材は、選択された電圧分配プレーン1゛O
Cをチップ10Aに電気的に接続し、選択された電圧基
準プレー710Dをチップ10Aに 1電気的に接続し
て、電圧分配プレーン10C、チ 1ツ7’10A、及
d電圧基準プレーン10Dの間に導電路を設ける。モジ
ュール10上に配置されたチップ10Aに電力を供給す
るために必要な電圧及び電流を電圧分配タブ16から供
給するための代替路を設けるために、複数の電圧分配条
片10Gがモジュール10の底面に配置され、選択され
ためつきされた貫通孔10Eに接続されている。
又は、もう1つの導電路を設けるために、タブ16を条
片10Gに直接接続させてもよい0例えば、電圧分配条
件10Gを用いて、モジュール10上の遠くのチップI
OAに電力を供給するためには、電圧分配タブ16、ろ
う付は化合物26、金属界面24、電圧分配プレーン1
0C1めっきされた貫通孔10E、電圧分配条片10G
1もう1つのめつきされた貫通孔10E、及び遠くのチ
ップ10Aよシ成る経路に溢って電流が供給される0集
積回路チップ10Aとめつきされた貫通孔10Eとの間
に導電路を設けるために、複数のチップ10Aがはんだ
ボール10Fを介してめっきされた貫通孔10Eに接続
されている。
電圧分配条片10Gを用いずに、モジュール10上のチ
ップ10Aに電力を供給するためには、電圧分配タブ1
6が、ろう付は化合物26、金属界面24、電圧分配プ
レーン10C1めっきされた貫通孔10E1及びはんだ
ボール10Fを経て、チップ10Aに接続される0接地
電位への電流の帰還路を得るためには、チップ10Aが
、はんだボール10F、めっきされた貫通孔10E、電
圧基準(接地)プレーン10D1金属界面24、及びろ
う付は化合物26を経て、もう1つの電圧分配タブ16
に接続される0 第1図に於て、プリント回路板12は、信号電流源に接
続された、電圧及び電流信号プレーン12B1の如き、
電圧及び電流信号プレーンと、接地電位に接続された、
接地プレーン12B2の如き、少くとも1つの接地プレ
ーンとを含む、複数の電圧プレーンを含んでいる0信号
プレーンは信号電流を信号分配I10ビン20を経て集
積回路チップIOAに供給するために用いられ、接地プ
レーンはチップからの帰還信号電流をピン20を経て接
地させるために用いられる0プリント回路板12は複数
のめつきされた貫通孔12Cを含む0モジユール10が
プリント回路板12上に装着されるとき、ピン20がめ
つきされた貫通孔12C中に配置される。めっきされた
貫通孔12Cは、ピン20と上記電圧プレーンとの間に
導電路を設ける。
第5A図は、複数の!圧分配プレーン10C及び少くと
も1つの電圧基準プレーン10Dを示している斜視図で
ある。第5A図に於て、プレーン10C及び10Dの各
々は、電圧分配タブ16と電気的に接続されるように四
方の各側面に配置された複数の延長タブ101(を含ん
でいる。各延長タブ10Hは、第1図の金属界面24と
接触している。第1図に示されている如く、金属界面2
4は、ろう付は化合物26を介して電圧分配タブ16に
接続されている。電圧分配タブ16は、モジュール10
上に配!された集積回路チップIOAを付勢するためや
成る特定の電位に接稗されている0第5A図に示されて
いる如く、金属界面24が2つの延長タブ10Hと接触
して配置されてもよい。このようにして、金属界面24
と鱗触している延長タブ10Hを有する電圧分配プレー
ン10Cは各々、該金属界面24に接続されている電圧
分配タブ16に於ける電位と同じ電位に接続さ。
れることになる。
第5B図及び第5C図は各々、第1図の線B−B及びA
−Aから見た電圧基準プレーン10D及び電圧分配プレ
ーン10Cの底面図でらる0第5B図に於ける電圧基準
プレーン10Dは貫通孔10DI及び10D2を有して
いる。貫通孔10D1は直径D1を有し、貫通孔10D
2は直径D2を有している。第5B図に於て、直径D1
は直径D2よシも大きい。直径D2は、チップIOAか
らの電流の帰還路を設けるために、その貫通孔10E中
の金属めっきに電気的に接触しなければならないので、
小さくなっている。その電流は、延長タブ10Hを経て
接地される。第5C図に於ける電圧分配プレーン10C
は貫通孔10C1及び10C2を有している。貫通孔1
0C1は直径D3を有し、貫通孔10C2は直径D4を
有している。第5C図に於て、直径D4は直径D6よシ
も大きい。直径D3は、電力分配バス14からチップI
OAへの電流の経路を設けるために、その貫通孔10E
中の金属めっきに電気的に接触しなければならないので
、小さくなっている0直径D1及びD4は各々直径D2
及びD6よシも大きいので、貫通孔10D1及び10C
2に関連する金属層とそれらの貫通孔10Eとの間には
、そのような電気的接触は形成されない。
第6図はモジュール10の底面を示す斜部図である。第
6図に於て、モジュール10の底面は多数の信号分配I
10ピン20を含む0それらのピンは、チップ10Aに
必要な信号電流を供給し、チップ10Aに電力を供給す
るためには用いられない。それらのピン20は複数のグ
ループに配列されている。電源即ち電力分配バス14か
らの電圧に接続されている電圧分配タブ16に関して遠
くのチップ10Aに電力を供給するために、電圧分配条
片10Gがピン20の隣接するグループの間に配置され
ている。例えば、遠くのチップ10Aに電力を供給する
ために必要な電流は、電圧分配タブ16、ろう付は化合
物26、金属界面24、電圧分配プレーン10Cの延長
タブ10H1めっきされた貫通孔10E1電圧分配条片
10G1 もう1つのめつきされた貫通孔10E1及び
遠、くのチップ10Aのはんだボール10Fよシ成る経
路を流れる。
次に、第7A図乃至第7D図を参照して、本発明による
装置の機能的動作について述べる。第7A図及び第7B
図に於て、本発明による装置の一実施例に於ける機能的
動作が示されている。第7A図に於て、モジュール10
は、電力分配バス14から電圧分配タブ16を経て電力
を直接供給される。モジュール10上のチップ10Aに
電力を供給するために必要な電圧及び電流は、電圧分配
タブ16、電圧分配プレーン10C1及びめっきされた
貫通孔10Eよシ成る経路を経て供給される。この経路
は、図に於て、゛電カーIN”として示されている。接
地される電流の帰還路は、図に於て、”電力−OUT 
”として示されておシ、その帰還電流は、めっきされた
貫通孔10g及び電圧基準プレーン10Dよシ成る経路
を流れる。
電圧基準プレーン10Dは、接地電位に接続されている
もう1つの電圧分配タブ16に接続されている。電圧基
準プレーン10Dは、プリント回路板12中の接地プレ
ーン12B2に接続されていることによシ接地電位に保
たれている。必要な信号電流は、信号プレーン12i゛
1を経て供゛給され、信号プレーン12B1、ピン20
、めっきされた貫通孔10E1及びはんだポールi0F
よシ成る経路を経てモジュール10上のチップ10Aに
供給される。この経路は、図に於て、6信号−IN”と
して示されている。接地電位へ帰一する信号電流は、は
んだポール10F1めっきされた貫通孔10E、及び電
圧基準プレーン10Dよシ成る経路を流れ、その経路は
、図に於て、“信号−0UT”として示されている。第
7B図は、本発明による装置の一実施例に於ける上記機
能的動作を6次元的に示している。
□パ″゛ 第7C図及び第7D図に於ては、本発明によ
る装置の他の実施例に於ける機能的動作が示されている
。第7C図に於て、モジュール10は、電力゛゛7゛ 
分配バス14から電圧分配バス14から電圧分配タブ1
6を経て電力を直接供給される。モジュール10上のチ
ップ10Aに電力を供給するために必要な電流は、電圧
分配タブ16、電圧分配プレーン1(jCの延長タブ1
0H1めっきされた貫通孔10E、電圧分配条片10G
1 もう1つのめつきされた貫通孔10E1及びはんだ
ボールIOFよぴるす路を流れる。この経路は1.図に
於て、“電力−IN″として示されている。接地電位へ
帰還、する電流は、めっきされた貫通孔10E、電圧基
準プレーン10D1電圧基準プレーンIDDのもう1つ
の延長タブ10H1及びもう1つの電圧分配タブ16よ
シ成る経路を経て流れ、その経路は、図に於て、パ電カ
ー01JT ′として示されている。電圧基準プレーン
IODは、プリント回路板12中の接地プレーン12B
2に接続されてイルことによシ接地電位に保たれている
。モジュール10上のチップIOAに必要な信号電流は
、プリント回路板12中の信号プレーン12B1を経て
供給され、信号プレーン12B1及びめっきされた貫通
孔10Eよシ成る経路を経てモジュール10に流れる0
この経路は、図に於て、°°信号−IN”として示され
ている。信号電流の帰還路は、めっきされた貫通孔10
E、電圧基準プレーン10D1電圧基準プレーン10D
のもう1つの延長タブ1[IHl及びも51つの電圧分
配タブ16よシ成シ、図に於て、“信号−0UT ’と
して示されている。第7D図は、本発明による装置の他
の実施例に於ける上記機能的動作を3次元的に示してい
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、コンピュータ・システムに関連する性
能を増し、コンピュータ・システムの構成素子に関連す
る電力の損失を最小限にし、コンピュータ・システムの
構成素子の小型化への傾向を維持することができるよう
に、電力分配バスからプリント回路板中の電力分配プレ
ーン及びモジュールの基板の底部に装着されたI10ピ
ンを経て電力を供給するよシも、電力分配バスからモジ
ュールの基板の端部に装着された電圧分配タブを経て電
力を直接供給することができる、モジュール上の集積回
路チップに電力を供給するためにモジュールに電力を直
接供給するための装置を含む、プリント回路板パッケー
ジング・システムの股i+が達成される0
【図面の簡単な説明】
第1図はモジュールに電力を直接供給するための本発明
による装置を示している、モジュールを装着されたプリ
ント回路板の縦断面図、第2図は複数の集積回路チップ
が上面に配置されそして多数のI10ピンが底面に配置
されている従来の熱伝導モジュールを示す図、第3図は
従来技術によるパッケージの電圧分配装置を示す縦断面
図、第4図はモジュール上の集積回路チップに必要な電
圧及び電流を供給するためにモジュールの基板の端部に
接続されている複数の電圧分配タブを含む熱伝導モジュ
ールを示す図、第5A図は第1図に示されているモジュ
ール中に配置された複数の電圧分配プレーンを示す斜視
図、第5B図及び第5C図は各々第1図のdB−B及び
A −Aから見た電圧基準プレーン10D及び電圧分配
プレーン10Cの底面図、第6図は電圧分配プレーンか
らめつきされた貫通孔を経て供給された電圧をもう1つ
のめつきされた貫通孔を経て一積回路チツブに供給する
複数の電圧分配条片と多数め信号分配I10ピンとを有
している典型的なモジュールの底面を示す斜視図、第7
A図及”び第7B図は本発明による装置の一実施例に於
ける機能的動作を示す図、第7C図及び第7D図は本発
明による装置の他の実施例に於ける機能的動作を示す図
である。 10・・・・モジュール、10A・・・・集積回路チッ
プ、10B・・・・I10ピン、10C・・・・電圧分
配プレーン、10C1,10C2・・・・電圧分配プレ
ーンの貫通孔、10D・・・・電圧基準(接地)プレー
ン、10D1.10D2・・・・電圧基準プレーンの貫
通孔、10E112C・・・・めっきされた貫通孔、1
0F・・・・はんだボール、10G・・・・電圧分配条
片、10H・・・・延長タブ、12・・・・プリント回
路板、12A・・・・電力分配プレーン、12B1・・
・・電圧及び電流信号プレーン、12B2・・・・接地
プレーン、14・・・・電力分配バス、16・・・・電
圧分配タブ、17・・・・絶縁材料、18・・・・ペー
ス・プレート、20・・・・信号分配I10ビン、22
・・・・電力供給タブ、24・・・・金属界面、26・
・・・ろう付は化合物 出 願人 インターナショカル・ビジネス・マシー7.
ズ・コーポレーションlh、33舊T;貫琢礼 第8図 第4図 第5A図 1014 第6図 第7A図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 電力を供給するための電力分配バスと、プリント回路板
    と、上記プリント回路板上に装着したモジュールとを含
    む、上記モジュール上に配置した集積回路チップに電力
    を供給するための装置であって、 上記モジュールに接続した電圧分配タブと、上記電力分
    配バスから上記電圧分配タブを経て上記モジュールに電
    力を直接供給するように上記電圧分配タブと上記電力分
    配バスとを相互接続する接続手段とを有する、 電力供給装置。
JP59243541A 1984-03-12 1984-11-20 電力供給装置 Granted JPS60195993A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US58861084A 1984-03-12 1984-03-12
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