KR100208053B1 - 집적회로장치 - Google Patents

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료이찌 가쓰라가와
히야미 마쓰나가
요시가즈 스에히로
야스히꼬 요꼬다
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모리시타 요이찌
마쯔시다 덴기 산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 전자기기, 전기기기, 통신기기 및 계측제어기기 등의 민생기기에 사용되는 집적회로장치에 관한 것으로 방열성에 뛰어난 집적회로장치를 제공함을 목적으로 한 것이다.
그리고, 이 목적을 달성하기 위하여, 금속기판 CD 위에 전원(4)과 여러개의 핀단자(5)등을 구비하였고, 다층회로 배선기판(7)상에 캐시제어기(10), 캐시기억장치부(11), 데이터 버퍼 LSI부(14), CPU 칩(8) 및 커넥터(12)로 된 탑재부품을 구비하여 전원(4)을 설치한 금속기판(1)상에 핀단자집단(5)을 개재하여 탑재부품을 설치한 다층회로 배선기판(7)의 뒷면에 장착함에 따라 집적도가 높아짐과 동시에 발열부품의 방열성이 뛰어나 집적회로장치를 제공할 수 있다.

Description

[발명의 명칭]
집적회로장치
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은, 전자기기, 전기기기, 통신기기 및 계측제어기기 등의 민생기기로 사용되는 집적회로장치에 관한 것이다.
[배경기술]
다음에, 종래의 집적회로장치에 대하여 설명한다.
종래의 집적회로장치는 한쪽면 또는 양면의 1 장의 다층회로 배선기판상에, 전원, CPU 칩, 캐시(cache)제어기, 캐시기억장치, 데이터 버퍼 LSI 및 커넥터로된 구성부품을 장착하였으며, 각기 희망하는 구성부품등을 전기적으로 접속함과 동시에 구성부품을 따로따로 방열하는 방열판을 구비하였으며, 또한 방열판으로 향하여 냉각팬을 구비하곤 하였다.
종래의 집적회로장치의 구성에서는 1 장의 다층회로 배선기판위에 구성부품을 탑재하였고, 또한 따로따로 방열하는 방열판을 구비하였기 때문에, 기판의 면적이 커짐과 동시에, 냉각팬을 사용하지 않으면, 충분한 방열을 할 수 없다고 하는 과제를 갖고 있었다.
상기한 종래의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 집적도가 향상하고 또한 방열성이 뛰어난 집적회로장치를 제공하는 것을 목적으로 하였다.
[발명의 설명]
이 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 집적회로장치는 전원을 구비한 금속기판과 이 금속기판위에 전원과 전기적으로 접속하는 여러개의 핀단자등을 끼워넣어서된 다층회로 배선기판과 금속기판과 다층회로 배선기판과의 사이에 다층회로 배선기판과 전기적으로 접속되는 TAB 배선을 구비한 CPU 칩과 대층회로배선 기판상에 설치한 CPU 칩과 상대하는 면에 다층회로 배선기판과 전기적으로 접속하는 캐시기억장치부 및 데이터 버퍼 LSI 부와, 다층회로 배선기판과 전기적으로 접속하는 커넥터등으로된 구성을 구비하고 있다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명의 한 실시예에 있어서의 집적회로장치의 단면도.
제2도는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 집적회로장치의 분해사시도.
제3도는 동중요부분인 핀의 단면도.
제4도는 동중요부분인 금속기판과 보호판과 CPU 칩과 다층회로 배선기판과의 접속을 나타낸 단면도.
[발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태]
[실시예]
다음에, 본 발명의 한 실시예에 있어서의 집적회로장치에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
제1도는 본 발명의 한 실시예에 있어서의 집적회로장치의 단면도이다. 제1도에 있어서 (1)은 알루미늄 또는 규소강판등으로된 금속기판이다. (2)는 금속기판(1)의 한표면상에 설치된 적어도 에폭시수지 또는 세라믹중의 어느것인가로된 절연층이다. (3)은 절연층(2)을 구비한 금속기판(1)위의 절연층(2)의 상면에 설치된 희망하는 배선패턴을 지닌 구리박등의 도전층이다. (4)는 도전층(3)의 상단면에 설치되었고 도전층(3)과 전기적으로 접속된 예컨대 DC/DC 변환기, AC/DC 변환기등의 전원이다. (5)는 도전층(3) 위에 고온납땜(6)을 개재하여 금속결합된 대략 +자형의 여러개의 핀단자이고 도전층(3)을 개재하여 전원(4)에 전기적으로 접속되어 양극단자 또는 음극단자로 되어 있다. (7)은 핀단자(5)를 끼워넣어서 설치된 다층회로 배선기판으로 금속기판(1)에 반대면은 적어도 데이터버스, 번지버스 제어버스, 전원라인 및 접지라인(도면에 없음)을 구비하여 적어도 전원라인 및, 그라운드라인은 핀단자(5)와 전기적으로 접속되어 있다. (8)은 TAB 배선(9)을 구비하여 다층회로 배선기판(7)에 전기적으로 접속된 CPU 칩이며, 다층회로 배선기판(7)과 상대하는 면은, 금속기판(1) 위의 도전층(3)에 굳게 부착되어 있다. (10)은 CPU 칩(8)과 상대하는 면의 다층회로 배선기판(7)의 대략 CPU 칩(8)의 상면에 설치된 캐시제어기이고, 다층회로 배선기판(7)을 개재하여 CPU 칩(8)과 전기적으로 접속되어 있다. (11)은 캐시제어기(10)와 동일 표면에 설치된 캐시기억장치부이며, 다층회로 배선기판(7)을 개재하여 캐시제어기(10)와 전기적으로 접속되어 있다. (14)는 캐시제어기(10)와 동일 표면에 설치된 데이터 버퍼 LSI부이고, 다층회로 배선기판(7)을 개재하여 캐시제어기(10), 캐시기억장치부(11)및 CPU 칩(8)과 전기적으로 접속되어 있다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 한 실시예에 있어서의 집적회로장치에 대하여, 다음에 그 동작에 관하여 설명한다.
우선, 전원(4)으로부터 3.3V의 전압을 판단자집단(5)을 개재하여 CPU 칩(8)에 전압을 공급한다.
다음에, 캐시기억장치부(11)에는 캐시제어기(10)와 데이터 버퍼 LSI부(14)에 의하여, 커넥터(12)를 개재하여 접속된 기본기억장치(도면에 없음)로 부터 필요한 데이터 및 명령부호(이하「명령」이라 표기한다. )가 공급되어 CPU 칩(8)은, 캐시기억장치부(11)의 데이터 및 명령을 기초로 하여 각종 연산처리를 하여 왔다.
최후에, CPU 칩(8)에 의하여 각종 연산처리된 데이터는 다층회로 배선기판(7)으로부터 캐시제어기(10)및 캐시기억장치부(11)에 전달되어 다층회로 배선기판(7)을 개재하여 커넥터(12)에 전달되어 외부로 출력된다.
여기에서, 발열부품인 CPU 칩(8) 및 전원(4)은 금속기판(1)을 개재하여 CPU 칩(8) 및 전원(4)을 설치한 상대하는 모든면에 열이전도 및 복사방열되어 금속기판(1)으로부터 방열된다.
더우기, CPU 칩(8)에 대향하여 금속기판(1)의 표면에 예컨대 세라믹등의 무기재료의 절연층을 도포함에 따라 더욱 뛰어난 방열성능을 얻을 수 있다.
[실시예 2]
다음에 본 발명의 다른 실시예에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.
제2도는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 집적회로장치의 분해사시도이다. 제2도에 있어서, (21)은 상면에 배선패턴(도면에 없음)을 구비함과 동시에 이 배선 패턴에 전기적으로 접속된 DC/DC 변환기, AC/DC 변환기등의 전원부(22)를 옆부분에 구비하여서된 알루미늄 또는 규소강판등으로 된 금속기판이다. (23)은 금속기판(21)의 중앙부에 납땜으로 결합됨과 동시에 이 금속기판(21)과의 접속과의 반대측면의 측단부에 여러개의 기둥부(23a)를 구비하여서된 구리 또는 알루미늄등으로된 보호판이고, 나중에 설명하는 CPU 칩(24)을 보호하며 또한 CPU 칩(24)의 열을 방열한다. (24)는 TAB 배선(24a)을 구비한 CPU 칩으로서 보호판(23)에 설치된 기둥부분(23a)으로 포위된 면내(面內)에 규소계렬 혹은 에폭시계렬의 접착제에 의하여 접착되어 있다. (25)는 측부에 제3도에 나타낸 바와 같이 대략 +자형의 핀(26)을 여러개 끼워넣거나 그렇지 않으면, 납땜하여 결합하여서된 다층회로 배선기판으로 여러개의 핀(26)과 금속기판(21)은 납땜(도면에 없음)결합에 의하여 전기적으로 접속되어 있다.
제4도는 주요부분인 다층회로 배선기판과 보호판과 금속기판과의 접속을 나타낸 단면도이다. 도면에서 핀(26)은 금속기판(21)에 끼원 넣음과 동시에 이 금속기판(21)의 상면에 배선 패턴(21a)과 전기적으로 접속되어 있다. 또, 보호판(23)과 다층회로 배선기판(25)은 기둥부분(23a) 납땜을 도포하여 납땜결합하여 접속하고 있다. 또한 CPU 칩(24)은 다층회로 배선기판(25)의 내부배선(도면에 없음)과 전기적으로 접속되어 있다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 실시예에 있어서의 집적호로 장치에 대하여 다음에 그 동작에 관하여 설명한다.
우선, 전원부(22)으로부터 3.3V의 전압을 핀단자집단(26)을 개재하여 CPU 칩(24)에 전압을 공급한다.
다음에 CPU 칩(24)에 필요한 데이터 및 명령이 외부로부터 단자를 통하여 공급되었고, CPU 칩(24)은 데이터 및 명령을 기초로 각종 연산처리를 한다.
최후에 CPU 칩(24)에 의하여 각종 연산처리된 데이터는 다층회로 배선기판을 개재하여 단자에 전하여져서 외부에 출력된다. 여기에서 발연부품인 CPU 칩(24)은 보호판·금속기판을 개재하고, 또한 전원부(22)는 금속기판(21)을 개재하여 CPU 칩(24)및 전원부(22)를 설치한 상대하는 모든면에 열이 전도 및 복사·방열되어 금속기판(21)로부터 방열된다.
또한, 이 보호판(23)에 의하여 금속기판(21)을 개재하여 외부의 힘에 의하여 파괴하기 쉬운 CPU 칩(24)을 보호할 수 있다.
더우기 보호판(23)과 기둥부분(23a)은 일체로 하여 설치하여도 조합하여 설치하여도 좋다는 것을 말할 것도 없다.
[산업상의 이용분야]
이상과 같이 본 발명에 의한 집적회로장치는 여러개의 핀단자를 개재하여 다층회로 배선기판과 금속기판을 3차원적으로 배치함에 따라 집적도가 높아짐과 동시에, 금속기판의 표면적이 넓고, 이 금속기판 전체로부터 전원, CPU 칩 등의 발열부품의 방열성이 뛰어난 집적회로장치를 제공할 수 있다.
또, 금속기판에 전원을 설치하는 구성, 또는 여러개의 핀은 금속기판상에 고온 납땜으로 굳게 부착되는 구성으로 함에 따라 저임피턴스의 도전층을 구성할 수 있었던 집적회로장치를 제공할 수 있다.
또, CPU 칩은, 이 CPU로부터 도출된 TAB 배선을 구비하여 다층회로 배선기판과 전기적으로 접속되는 구성 또는 금속기판의 상면 또는 금속기판상의 절연층을 개재하여 설치된 도전층의 상면등을 접착제로 CPU 칩을 굳게 부착하여서 되는 구성으로 함에 따라 더욱 집적도가 뛰어난 집적회로장치를 제공할 수 있다.
또, CPU 칩은 이 CPU로부터 도출된 TAB 배선을 구비하였고 다층회로 배선기판과 전기적으로 접속된 구성 또는 금속기판의 상면 또는 금속기판상의 절연층을 개재하여 설치된 도전층의 상면등을 접착제로 CPU 칩을 굳게 부착하여서된 구성으로 함에 따라, 더욱 집적도가 높은 집적회로장치를 제공할 수 있다.
또한, CPU 칩을 제치한 금속기판의 뒷면에, 절연층을 도포한 구성으로 함에 따라 대단히 방열성에 뛰어난 집적회로장치를 제공할 수 있다.

Claims (15)

  1. 전원을 구비한 금속기판과, 이 금속기판위에 전원과 전기적으로 접속하는 여러개의 핀단자를 끼워넣어서된 다층회로 배선기판과 ; 상기 금속기판과 다층회로 배선기판과의 사이에 다층회로 배선기판과 전기적으로 접속되는 CPU 칩과 ; 상기 다층회로 배선기판상에 설치한 상기 CPU 칩과 상대하는 면에 다층회로 배선기판과 전기적으로 접속하는 제어부와 ; 상기 다층회로 배선기판과 전기적으로 접속하는 커넥터로 된 것을 특징으로 하는 집적회로장치.
  2. 상면의 옆부분에 전원부를 구비하여서된 금속기판과 ; 이 금속기판의 중앙부분에 설치함과 동시에 측단부에 여러개의 기둥부분을 구비한 보호판과 ; 이 보호판의 기둥부분에 포위된 면에 설치하여서 된 CPU 칩과 ; 상기 금속기판과 여러개의 핀을 개재하여 전기적으로 접속하도록 다층회로 배선기판을 설치하여서된 것을 특징으로 하는 집적회로장치.
  3. 제1항에 있어서, 금속기판은, 금속판에 절연층을 설치하여 이 금속판의 절연층상에 도전층을 설치하여서된 것을 특징으로 하는 집적회로장치.
  4. 제1항에 있어서, CPU 칩은, 이 CPU에서 도출된 TAB 배선을 구비하여 다층회로 배선기판과 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 집적회로장치.
  5. 제1항에 있어서, 금속기판의 상면 또는 금속기판상의 절연층을 개재하여서 설치한 도전층의 상면등을 접착제로 CPU 칩을 굳게 부착하여서된 것을 특징으로 하는 집적회로장치.
  6. 제1항에 있어서, 여러개의 핀은, 금속기판상에 고온납땜으로 굳게 부착하여서된 것을 특징으로 하는 집적회로장치.
  7. 제1항에 있어서, CPU 칩을 재치한 금속기판의 이면에 절연층을 도포한 것을 특징으로 하는 집적회로장치.
  8. 제1항에 있어서, 제어부는 적어도 캐시제어기와 캐시기억장치부 및 데이터 버퍼 LSI 등으로 된 것을 특징으로 하는 집적회로장치.
  9. 제2항에 있어서, 보호판과 기둥부분등을 일체화하여서 되거나 또는 보호판에 기둥부분을 조합하여서된 것을 특징으로 하는 집적회로장치.
  10. 제1항에 있어서, 여러개의 핀은 대략 +자형임을 특징으로 하는 집적회로장치.
  11. 제2항에 있어서, CPU 칩은, 이 CPU에서 도출된 TAB 배선을 구비하여 다층회로 배선기판과 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 집적회로장치.
  12. 제2항에 있어서, 금속기판의 상면 또는 금속기판상의 절연층을 개재하여서 설치한 도전층의 상면등을 접착제로 CPU 칩을 굳게 부착하여서된 것을 특징으로 하는 집적회로장치.
  13. 제2항에 있어서, 여러개의 핀은, 금속기판상에 고온납땜으로 굳게 부착하여서된 것을 특징으로 하는 집적회로장치.
  14. 제2항에 있어서, CPU 칩을 재치한 금속기판의 이면에 절연층을 도포한 것을 특징으로 하는 집적회로장치.
  15. 제2항에 있어서, 여러개의 핀은 대략 +자형임을 특징으로 하는 집적회로장치.
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