JPS60247992A - 集積回路チツプ実装基板 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は集積ｗ！Ｉｗ！チップ実装基板に関し、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ップへ
の電源供給を効果的に行なう集積回路チップ実装基板の
給ｔｉｔｓ造に関するものである。

〔発明の背景〕

半導体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Ｕ−３２３１２４：示すものがある。この構造は、
セラミックス基板、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ィンを
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ック基板表面の電源
用ランドへ電力の供給を行なっている。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ップへの
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ｌ 集積回路チッ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、集積回路チッ
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ッ
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
回路チップ実装基板１００は、信号配線基板２００およ
び電源供給基板３００からなる。

集積回路チップ搭載基板の表面には、複数の集積回路チ
ップ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２ｂ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
ィングやテープ・オートメイテイド・ボンディング等を
用いてチッ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
回路チップ搭載基板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
ミック基板等、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ッ
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。

１　各チップの入出力信号は、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３００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
してチッ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
基板からチップまでの給電系路を最短にすることができ
、従って、電源電圧のドロッ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、セラミック板−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２
００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。

セラミック板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。さら番；１合金層としては、銅、アルミニウ
ム、ニッケル、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、セラミック板と金属板の接合の様子を示す断
面図である。セラミック板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
金がセラミッ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。従って、本発！では熱膨張係数の大き
く異なるセラミッ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、その電圧ドロッ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ッ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の最下層のセラミッ
クス板３に冷却フィン１０を形成し１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
のフィ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、あらかじめフィン形状に焼結したセ
ラミック板、あるいはフィン形状に機械加工を行なった
セラミック板を、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、機械加工によりフィンを形成
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ッ
プに、効率良く電力を供給することが可能となり、集積
回路チップの高集積化・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・・・集積回路チップ５．２ａ、２ｂ・・・ハンダ端
子、３・・・セラミック板、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・・・フィン、１０
０・・・集積回路チップ実装基板、２００・・・信号配
線基板、３００・・・電源葛　ｌ　目 亘 不　２　図 第３図 冨　４　図 Ｌυ

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
   ップ実装基板において、上記電源供給基板を、セラミッ
   ク板と電源供給導体としての金属板とを、溶融凝固した
   合金層゛により接合して構成したことを特徴とする集積
   回路チップ実装基板。 ２、上記セラミック板に冷却フィンを形成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の集積回路チップ実
   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１項又は第２項記載の集積回路チップ実装
   基板。