JPH03147398A - 電気的フアンクシヨンユニツト用組込み装置 - Google Patents

電気的フアンクシヨンユニツト用組込み装置

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JPH03147398A
JPH03147398A JP2278876A JP27887690A JPH03147398A JP H03147398 A JPH03147398 A JP H03147398A JP 2278876 A JP2278876 A JP 2278876A JP 27887690 A JP27887690 A JP 27887690A JP H03147398 A JPH03147398 A JP H03147398A
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JP
Japan
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printed board
built
function unit
electrical function
cooling plate
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JP2278876A
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English (en)
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Hermann Wessely
ヘルマン、ウエセリー
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Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20218Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20254Cold plates transferring heat from heat source to coolant
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1438Back panels or connecting means therefor; Terminals; Coding means to avoid wrong insertion
    • H05K7/1439Back panel mother boards
    • H05K7/1444Complex or three-dimensional-arrangements; Stepped or dual mother boards

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Control Of El Displays (AREA)

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、デバイスを実装した複数のプリント板から構
成され、その部品側が冷却剤の貫流する冷却板に当接し
、運転電圧および信号電圧が外部からコネクタ結合また
は端子結合により供給され、プリント板への電気的結合
が押圧形コネクタによって行われる電気的ファンクシ帽
ンユ、’−yh・、特にデータ技術用の組込み装fに関
する。
〔従来の技術] 電子技術の多(の分野、即ち例えばデータ技術において
は、例えば集積回路における単位容積毎の回路機詣の個
数が増加しているために、電子装置の構成部品に関する
要求も段々高くなってきている、その際、段々小さくな
る容積への多数のケーブルの引込みおよび発生熱の排出
は十分に考慮すべき要押である。
上述した高い要求に適合する構成はヨーロッパ特許第1
13794号明細書に記載されている。
この明細書においては、デバイスを特にチップ実装され
た多層プリント板が適当な切欠部を設けられた格子枠の
1つの平面内に並んで配置され、各プリント板には良好
な熱排出材料から成る固有の冷却板がこのプリント板の
部品担持側に設けられる。さらに、プリント板から個別
冷却板に与えられた熱を排出するために、全ての個別冷
却板に結合されて冷却剤の貫滓する別の共通プリント板
が設けられる。プリント板と格子枠の後側に取付けられ
た配線板との結合はプリント板の背面側に設けられてい
る押圧形コネクタによって行われる。
〔発明が解決しようとするN8] プリント板モジュールのこのような平坦状配置によれば
、1枚のプリント板上に多数のプリント板モジュールが
このプリント板に対して垂直に並んで差込まれる従来機
構に比較16.て、容積・ノイワー比が相当高くなる。
しかしながら、その比をさらに高めることには限界があ
る。
そこで本発明は、高集積部品のパッケージ密度をさらに
高めることが可能となるように、電気的ファンクション
ユニット、特にデータ技術用の組込み装置を構成するこ
とを課題とする。
〔課題を解決するための手段〕
この!li!!Iを解決するために本発明によれば、組
込み装置は、交互にそれぞれ複数個のプリント板モジュ
ールと冷却板とが面平行に前後にまたは上下に連続的に
配置され、それによりプリント板モジュールと冷却板と
は直方体を形成し、冷却板は冷却剤流路とこれに垂直な
貫通孔とが設けられ、この貫通孔内にはプリント板モジ
ュール用の弾性押圧接触子が配置され、両外側プリント
板モジュールのデバイスを実装していない面には信号供
給用ケーブルコネクタを収容するための空所を備えたコ
ネクタ板が当接し、直方体の他の両側面では運転電圧が
第1電流レールを介してプリント板モジュールの電位層
に直接導かれ、冷却板に対する冷却剤供給と冷却剤排出
とは直方体の残りの第3の側面対さ行われることによっ
て構成される。
〔発明の効果〕
本発明によれば、単位容積毎のデバイス密度がより一層
高まり、同時に三次元のケーブル案内により集積モジュ
ール間の結合長を著しく短縮することができる。
さらに、冷却剤は熱源の間近に導かれ、冷却剤の速度は
任意に高められ、それにより熱抵抗が最小にされる。′
g1圧降下を最小にすることも同様にできる。というの
は、電圧は中実レールを介して最短コースにて電流供給
源からモジュールへ供給されるからである。押圧接触子
を使用することによって、ファンクシぢンユニット毎の
信号接続密度が著しく高められ得る。冷却流は電気的構
成要素から絶縁されるので、冷却剤として水が使用され
得る。十分に大きな貯水室が設けられること(ディフェ
ンサー作用)によって、均一な流れ特性。
従って均一な熱排出特性が得られる。
直方体が立方体として実施される場合には、配線上有利
な条件が得られる。
押圧接触子が座屈バネとして形成されることは有効であ
る。
さらに、プリント板モジュールの内部プリント板がデバ
イスを実装することが可能となる。
アセンブリが電流供給モジュール上に直接取付けられる
と、直方体の電流レールへの運転電圧供給は、を液供給
モジュールに直接固定されて垂直に立設されしかも異な
った電位に応じて前後にレール長さで段付けされた第2
を流レールを介して簡単に行うことができる。
プリント板モジュールの多層プリント板を補強するため
に使用され多層プリント板の他の肉薄の眉間に配置され
た肉厚の両面銅張エポキシ樹脂層(補強板)はその場合
同様に多層に形成され、種々異なった層が電位層として
使用される。
電流レールとこの電位層とのN串な結合は、電位層に突
出タブが設けられてこのタブが第1W流レールに直接結
合されることによって行われる。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
第1図は組込み装置の基本的な概念を示す、交互の順番
にて互いに配置されたプリント板モジュールと冷却板と
は直方体状アセンブリ11を形成し、その場合直方体の
第1側面対にはケーブル接続部15が取付けられ、第2
側面対には電位供給部16が取付けられ、第3側面対に
は冷却装置17が取付けられている。
第2図は信号ケーブル接続を示す、この信号ケーブル接
続は直方体の前面および背面で行われ、その場合ケーブ
ルコネクタ5がコネクタ板4内に差込まれる。コネクタ
板4は空所13が設けられており、この空所13から押
圧接触子9が突出している。この押圧接触子9は座屈バ
ネから構成されており、コネクタを差込むとその端面が
対応する接触子面に結合する。
ファンクシ提ンユニットのための冷却機構は第3図に示
されている。冷却剤の供給は下側において冷却剤供給管
7を介して行われる。冷却剤はそれぞれプリント板モジ
ュール間に配置されている冷却板3の冷却剤流路14を
貫流し、そして上側において冷却剤排出管8を介してフ
ァンクションユニットから流出する。
第4図にはファンクションユニットの概略構成が示され
ている。前方から後方に向かって、コネクタ板4と、間
に冷却板3が配置されているプリント板モジュール2と
、最後に別のコネクタ板4とが示されている。プリント
板モジュール2にはマイクロ配線18(第6図)が施さ
れている。1i圧供給はサイドの電流レール6を介して
行われ、この実施例の場合には運転電圧Oボルト、−2
゜15ボルトおよび−4,5ボルトが供給されなければ
ならない、プリント板モジュール2のプリント板は多層
に形成されており、信号層および電位層を含んでいる。
it電位層サイドタブ19が直方体から導出され、そこ
で電流レール6と強固に結合される。を流レール6は多
数の前後に連続的に配列された銅ブロックから構成され
ており、これらの銅ブロックの間にはこの銅ブロックに
ねじ桔合されたタブ19が位置している。これによって
簡単な等圧供給が可能になる。
供給電圧自身は電流供給モジュール10によって作成さ
れ、その場合第211流レール12が電流供給モジュー
ル10上に垂直に上方へ向けて直接取付けられ、その電
圧に応じて段付けされている。
同時にアセンブリ11における水平の第11を流レール
6は同様にその長さで段付けされ、それによりこれらの
第1it流レール6はiIt流供給モジュール10の第
2を流レール12に直接係合してこれらと電気的に結合
する。
第5図はプリント板モジュール2内に据付けられている
ような多層プリント板の断面図を示す。
この多層プリント板の中心部には他のプリント板に比較
して補強されたエポキシ樹脂板29が配設されており、
エポキシ樹脂板29は多層プリント板に対する補強板と
して使われる。このエポキシ樹脂板29は同様に多層(
この実施例では3層)に構成され、その場合価々の層は
電位層28として形成されている。
第6図にはファンクシテンユニットの部分断面図が示さ
れている。3個のプリント板モジュール2間にはそれぞ
れ2個の冷却板3が配置されている。これらの冷却板3
には貫通孔21が設けられており、この貫通孔21内に
は座屈バネとして形成された押圧接触子9が貫通してい
る。これらの押圧接触子9はファンクションユニットの
内部における個々のプリント板モジュール間の結合を行
う。
プリント板モジュールはプリント板30と、例えばチッ
プのようなデバイス1とから構成され、デバイス1はプ
リント板30の片面または両面に配置される。プリント
板30とデバイス1との間にはそれぞれ弾性間隔片20
が介挿されており、この弾性間隔片20によってデバイ
ス1はそれぞれの冷却板3に対して所定の押圧力が得ら
れ、これにより冷却板3へのデバイス1の最適な熱伝導
が保証される。プリント板30上へのデバイス1の結合
は多層プリント板30の個々の層の内部におけるマイク
ロ配&118によって行われる。
第6図に示されている装置においては3個のプリントビ
モジュール2が上下に配置されているだけであるが、第
7図は11個のプリント板モジュール2が上下に配置さ
れた装置を示す。この第7図の装置においても、プリン
ト板モジュール2間にはそれぞれ冷却板3が配置されて
おり、この冷却板3には適当な貫通孔21が設けられ、
この貫通孔21内には押圧接触子9が貫通している。か
かるプリント板パッケージの両側には同様にコネクタ板
4が設けられており、このコネクタ板4には信号ケーブ
ル26を備えたケーブルコネクタ5が差込まれている。
その場合、ケーブルコネクタ5は既に述べたようにコネ
クタ板4の空所13内に差込まれる。この種のファンク
シテンユニットは最大720個のLSI(大規模集積回
路)を実装することができる。 tX失パワーは約40
キロワツトであり、そして5千万個のゲート機能を実行
することができる。
例えばLSIチップの単一実装の他に、第8図に図示さ
れているように、VLSI22、VLS123およびM
SI24の混合実装が可能であり、これらの間にはそれ
ぞれ接触バネ25が設けられる。プリント板の一部分と
共に右側には平面図にてさらに冷却板3がプリント板表
示に比較して90°回転して図示されており、このこと
がら押圧接触子9がそれぞれ所属の接触バネ25に当接
している様子が分かる。
【図面の簡単な説明】
第1図は組込み装置を示す概略図、第2図は組込み装置
に対するケーブル接続を示す概略図、第3図は組込み装
置の冷却装置を示す概略図、第4図は組込み装置に対す
る電位供給を示す概略図、第5図はマイクロ配線と補強
板とを備えた多層プリント板を示す断面図、第6図はフ
ァンクションユニットにおいて3個の上下に積層された
モジュールの電気的接続について説明するための部分断
面図、第7図は組込み装置の大形ファンクションユニッ
トを示す断面図、第8図は異なった大きさのデバイスが
実装されたプリント板モジュールとこのプリント板モジ
ュール上に位置する冷却板とを示す平面間である。 1・・・デバイス 2・・・プリント板モジュール 3・・・冷却板 5・・・ケーブルコネクタ 6・・・第11i流レール 7・・・冷却剤供給管 8・・・冷却剤排出管 9・・・押圧接触子 10・・・電流供給モジュール 1工・・・アセンブリ 12・・・第21を流レール 13・・・空所 14・・・冷却副流路 19・・・タブ 21・・・貫通孔 28・・・電位層 I03 乃−二−九J凸ノ I01 IG 2 IG 4 FIG 6 FIo 8 I07

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)デバイスを実装した複数のプリント板から構成され
    、その部品側が冷却剤の貫流する冷却板に当接し、運転
    電圧および信号電圧が外部からコネクタ結合または端子
    結合により供給され、前記プリント板への電気的結合は
    押圧形コネクタによって行われる電気的ファンクション
    ユニット用組込み装置において、交互にそれぞれ複数個
    のプリント板モジュール(2)と冷却板(3)とが面平
    行に前後にまたは上下に連続的に配置され、それにより
    前記プリント板モジュール(2)と冷却板(3)とは直
    方体を形成し、前記冷却板(3)は冷却剤流路(14)
    とこれに垂直な貫通孔(21)とが設けられ、この貫通
    孔内には前記プリント板モジュール(2)用の弾性押圧
    接触子(9)が配置され、両外側プリント板モジュール
    のデバイス(1)を実装していない面には信号供給用ケ
    ーブルコネクタ(5)を収容するための空所(13)を
    備えたコネクタ板(4)が当接し、前記直方体の他の両
    側面では前記運転電圧が第1電流レール(6)を介して
    前記プリント板モジュール(2)の電位層に直接導かれ
    、前記冷却板(3)に対する冷却剤供給(7)と冷却剤
    排出(8)とは前記直方体の残りの第3の側面対で行わ
    れることを特徴とする電気的ファンクションユニット用
    組込み装置。 2)前記直方体は立方体であることを特徴とする請求項
    1記載の電気的ファンクションユニット用組込み装置。 3)前記押圧接触子(9)は座屈バネとして形成される
    ことを特徴とする請求項1または2記載の電気的ファン
    クションユニット用組込み装置。 4)前記プリント板モジュール(2)の内部プリント板
    は両側に前記デバイス(1)が実装されることを特徴と
    する請求項1ないし3の1つに記載の電気的ファンクシ
    ョンユニット用組込み装置。 5)アセンブリ(11)が電流供給モジュール(10)
    上に直接取付けられ、前記アセンブリ(11)の電流レ
    ール(6)への運転電圧供給は、前記電流供給モジュー
    ル(10)に直接固定されて垂直に立設されしかも異な
    った電位に応じて前後にレール長さで段付けされた第2
    電流レール(12)を介して行うことを特徴とする請求
    項1ないし4の1つに記載の電気的ファンクションユニ
    ット用組込み装置。 6)前記プリント板(2)を補強するために使用され多
    層プリント板(2)の他の肉薄の層間に配置された肉厚
    の両面銅張エポキシ樹脂層(補強板)は同様に多層に形
    成され、種々異なった層が電位層として使用されること
    を特徴とする請求項1ないし5の1つに記載の電気的フ
    ァンクションユニット用組込み装置。 7)前記電位層(28)には突出タブ(19)が設けら
    れ、このタブは前記第1電流レール(6)に直接結合さ
    れることを特徴とする請求項1ないし6の1つに記載の
    電気的ファンクションユニット用組込み装置。
JP2278876A 1989-10-20 1990-10-17 電気的フアンクシヨンユニツト用組込み装置 Pending JPH03147398A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3935047A DE3935047A1 (de) 1989-10-20 1989-10-20 Elektrische funktionseinheit insbesondere fuer die datentechnik
DE3935047.9 1989-10-20

Publications (1)

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JPH03147398A true JPH03147398A (ja) 1991-06-24

Family

ID=6391892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2278876A Pending JPH03147398A (ja) 1989-10-20 1990-10-17 電気的フアンクシヨンユニツト用組込み装置

Country Status (5)

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US (1) US5173838A (ja)
EP (1) EP0428859B1 (ja)
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AT (1) ATE107834T1 (ja)
DE (2) DE3935047A1 (ja)

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