(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体記憶装置であって、
第１の板と、
この第１の板に対向するように連結された第２の板と、
前記第１の板と前記第２の板の間に挟まれた印刷回路基板であって、この印刷回路基板はコントローラ基板とメモリ基板とを有し、当該コントローラ基板及び当該メモリ基板は前記第１及び前記第２の板の全体に亘って延在するものであり、
前記コントローラ基板及び前記メモリ基板は当該コントローラ基板を当該メモリ基板に接続するためのコネクタ要素を有し、
前記コントローラ基板は、複数のメモリチップを有する第１の面と複数の制御部品を有する第２の面とを有し、
前記メモリ基板は、複数のメモリチップをそれぞれ有する第１の面と第２の面とを有するものである、
前記印刷回路基板と、
コンピュータに着脱自在なインターフェイスコネクタであって、少なくとも前記コントローラ基板に連結され、前記半導体記憶装置と当該コンピュータとの間の通信を可能にするものである、前記インターフェイスコネクタと
を有する半導体記憶装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体記憶装置において、この半導体記憶装置は、さらに、
周辺スペーサ要素を有し、
この周辺スペーサ要素は前記コントローラ基板と前記メモリ基板との間に挟まれているものである。
【請求項３】
請求項２記載の半導体記憶装置において、
前記コントローラ基板及び前記メモリ基板の各々は中央搭載孔を有し、
前記半導体記憶装置はさらに、前記コントローラ基板と前記メモリ基板との間に配置され、且つ前記中央搭載孔と同軸上にある中央スペーサ要素を有するものである。
【請求項４】
請求項１記載の半導体記憶装置において、この半導体記憶装置は、さらに、
前記コントローラ基板と前記メモリ基板との間で圧縮されたダンパー要素を有するものである。
【請求項５】
請求項４記載の半導体記憶装置において、
前記ダンパー要素はエラストマ材料からなるものである。
【請求項６】
請求項１記載の半導体記憶装置において、
前記メモリ基板は複数のメモリ基板からなり、
前記複数のメモリ基板の各々は、複数のメモリチップをそれぞれ有する第１の面と第２の面とを有し、
前記複数のメモリ基板の各々は、前記コントローラ基板を当該複数のメモリ基板の各々に接続するためのコネクタ要素を有し、
前記各印刷回路基板は周辺スペーサ要素と中央スペーサ要素とによって分離されているものである。
【請求項７】
請求項６記載の半導体記憶装置において、
前記メモリ基板は少なくとも９つのメモリ基板からなるものである。
【請求項８】
請求項１記載の半導体記憶装置において、
前記第１の板はカバー板であり前記第２の板は底板である。
【請求項９】
半導体記憶装置であって、
第１の板と、
この第１の板に対向するように連結された第２の板と、
前記第１の板と前記第２の板の間に挟まれた複数の印刷回路基板であって、当該複数の印刷回路基板はコントローラ基板とメモリ基板とを有し、当該コントローラ基板及び当該メモリ基板は前記第１及び前記第２の板の全体に亘って延在するものであり、
前記コントローラ基板及び前記メモリ基板は当該コントローラ基板を当該メモリ基板に接続するためのコネクタ要素を有し、
前記コントローラ基板は、複数のメモリチップを有する第１の面と複数の制御部品を有する第２の面とを有し、
前記メモリ基板は、複数のメモリチップをそれぞれ有する第１の面と第２の面とを有するものである、
前記複数の印刷回路基板と、
コンピュータに着脱自在なインターフェイスコネクタであって、少なくとも前記コントローラ基板に連結され、前記半導体記憶装置と当該コンピュータとの間の通信を可能にするものである、前記インターフェイスコネクタと
前記複数の印刷回路基板の各々の間に挟まれた周辺スペーサ要素と
を有する半導体記憶装置。
【請求項１０】
請求項９記載の半導体記憶装置において、
前記複数の印刷回路基板の各々は、さらに、中央搭載孔を有し、
前記半導体記憶装置はさらに、前記複数の印刷回路基板の各々の間に配置され、且つ前記中央搭載孔と同軸上にある中央スペーサ要素を有するものである。
【請求項１１】
請求項１０の半導体記憶装置において、この半導体記憶装置は、さらに、
前記複数の印刷回路基板の各々の間で圧縮されたダンパー要素を有するものである。
【請求項１２】
請求項１１の半導体記憶装置において、
前記ダンパー要素はエラストマ材料からなるものである。
【請求項１３】
請求項１２記載の半導体記憶装置において、
前記メモリ基板は少なくとも９つのメモリ基板からなるものである。
【請求項１４】
請求項９記載の半導体記憶装置において、
前記第１の板はカバー板であり前記第２の板は底板である。
【請求項１５】
半導体記憶装置であって、
カバー板と、
このカバー板に対向するように連結された底板と、
前記カバー板と前記底板の間に挟まれた複数の印刷回路基板であって、当該複数の印刷回路基板は少なくとも１つのコントローラ基板と９つのメモリ基板とを有し、当該少なくとも１つのコントローラ基板及び９つのメモリ基板は前記カバー板及び前記底板の全体に亘って延在するものであり、
前記少なくとも１つのコントローラ基板及び９つのメモリ基板の各々は、中央搭載孔と、当該少なくとも１つのコントローラ基板を当該９つのメモリ基板に接続するためのコネクタ要素とを有し、
前記少なくとも１つのコントローラ基板は、複数のメモリチップを有する第１の面と複数の制御部品を有する前記第２の面とを有し、
前記９つのメモリ基板の各々は、複数のメモリチップをそれぞれ有する第１の面と第２の面とを有するものである、
前記複数の印刷回路基板と、
コンピュータに着脱自在なインターフェイスコネクタであって、少なくとも前記コントローラ基板に連結され、前記半導体記憶装置と当該コンピュータとの間の通信を可能にするものである、前記インターフェイスコネクタと
複数の周辺スペーサ要素であって、当該複数の周辺スペーサ要素の各々は前記複数の印刷回路基板の各々の間に挟まれているものである、前記複数の周辺スペーサ要素と、
複数の中央スペーサ要素であって、前記複数の印刷回路基板の各々の間に挟まれて配置され、且つ前記中央搭載孔と同軸上にある前記複数の中央スペーサ要素と、
前記複数の印刷回路基板の各々の間で実質的に圧縮されてなるエストラマ材料と
を有する半導体記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願に関する参照）
本出願は、同日に出願されこの出願と同じ譲受人に譲渡された同時継続の整理番号（JAS 1458P）に係る出願、「Removable Visual Indication Structure For Printed Circuit Board」に関連する。
【０００２】
（関連技術）
本発明は、コンピュータ部品に関し、特に印刷回路基板を組み立て積み重ねるための改良された技術に関する。
【０００３】
（発明の背景）
コンピュータシステムは、絶えずより機能的で、より多くのメモリを有し、そしてより高速の動作速度を有することが要求され、そして、いずれにしても物理的容量（パッケージ）がより小さいものであることが必要とされる。このような要求に応えるため、結果的にそれらのコンピュータシステムの印刷回路基板（ＰＣＢ）パッケージも高密度化している。さらに、ＰＣＢのサイズに関する追加の寸法制限と衝撃および振動の耐性の大幅な向上を要求する多くの標準工業規格がある。図１は、カバー板１２および底板１６から成る従来のＰＣＢアセンブリ１０を示すものである。
【０００４】
ＰＣＢ１４は、シャシーの、カバー板１２と底板１６間に搭載されている。このタイプの構造は標準工業規格を満たしているが、次の４つの理由により望ましいものではなかった。第１に、上記構造は印刷回路基板上の利用可能スペースを最大化するものではない。すなわち、ＰＣＢは、シャシーとの間を隙間を介して離間させて収めるように設計されている。従って、ＰＣＢの使用可能領域は減少する。第２に、従来の設計は、高レベルの衝撃および振動を受けるＰＣＢのための適切な支持手段を提供するものではない。このような支持手段の欠如は、ＰＣＢアセンブリを不安定なものにしている。第３に、適切な支持手段の欠如は、それらの相対的な不安定性により、積み重ねることができるＰＣＢの数を制限する。第４に、ＰＣＢ同士がスタッキング・データ・コネクタにより接続される場合に、ＰＣＢ間に正確な分離および位置決めを提供しない。機械的安定度がスタッキング・データ・コネクタの電気完全性を維持することに必要不可欠であるため、これは大きな問題である。
【０００５】
したがって、これら各問題を処理することできるアセンブリが必要とされている。
本発明は、これらの要求に応えるものである。
【０００６】
（発明の開示）
改良された印刷回路基板アセンブリが開示される。印刷回路基板アセンブリは、第１の板と、この第１の板に取付け可能に連結された第２の板と、前記第１の板と第２の板の間に挟まれた印刷回路基板とを有し、少なくとも１つの前記回路基板は前記第１、第２の板の略全域に亘って延在している。
【０００７】
この発明のアセンブリを使用することで、各回路基板上の利用可能スペースを最大化できる。利用可能スペースを最大化することによって、より多くの電子回路を基板上へ組み込むことが可能になる。さらに、外部スペーサデザインは内部スペーサ要素と共に、各基板間の安定した分離を維持しつつ強固に各々の回路基板を保持する。これは、アセンブリが突然の衝撃や振動に耐えられるべく、データ・コネクタが適切に機能するために必要な機械的位置決め及び構造強度を保ちつつ、より多くの回路基板を積み重ねることを容易にする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は印刷回路基板アセンブリに関する。以下の記述は、当業者が本発明を実施し使用できるように、そして、特許出願及びその要件に従って提示されたものである。ここに記述されている実施形態に対する様々な修正及び発明の本質及び特徴は、当業者にとって直ちに明らかである。従って、本発明は開示された実施形態に限定されるものでなく、ここに記載した発明の要旨及び特徴に整合した最も広い範囲と一致するべきものである。
【０００９】
この発明に係る装置が、この実施形態に提示されている。本発明の好ましい実施形態は、改良された印刷回路基板アセンブリである。この発明による印刷回路基板アセンブリは、底板の全領域（全面積）を覆うように延在する印刷回路基板を組み込んだものである。底板の全領域に亘って印刷回路基板を延在させることによって、各印刷回路基板上の利用可能スペースを最大化できる。利用可能スペースを最大化することによって、より多くの電子回路を基板上へ組み込むことが可能になる。さらに、外部スペーサが内部スペーサ要素と共に、各基板間の安定した分離を維持しつつ強固に各々の回路基板を保持する。これは、アセンブリが突然の衝撃や振動に耐えられるべく、データ・コネクタが適切に機能するために必要な機械的位置決め及び構造強度を保ちつつ、より多くの回路基板を積み重ねることを容易にする。
【００１０】
本発明によるアセンブリのより良い理解のために、ここで図２を参照する。図２は、本発明による印刷回路基板（ＰＣＢ）アセンブリ１００を示すものである。このアセンブリ１００は、カバー板１０４、メモリ基板１０８、周辺スペーサ要素１１３、コントローラ基板１１４および底板１１８を有する。
【００１１】
前記カバー板１０４、底板１１８および周辺スペーサ要素１１３は、剛性、良好な外観、耐久性及び耐腐食性を得るために陽極酸化処理（アノダイズ）されたアルミニウムで作製されたものであることが好ましい。しかし、機械的要求を満たす適切な代替材料がある場合には、それをアルミニウムの代わりに用いても良い。前記カバー板１０４は、さらに、複数の周辺搭載孔孔１０２および中心搭載孔１０６を有する。一旦、メモリ基板１０８、周辺スペーサ要素１１３、コントローラ基板１１４および底板１１８が積み上げ方向に位置決めされると、カバー板１０４と底板１１８とが、前記中央孔および各周辺搭載孔にフィットしたねじ切り締結具１０１若しくは同種の連結手段を介して連結される。メモリ基板１０８は、コネクタ要素１０９、複数のメモリチップ１１０、周辺孔１１１および中心孔１０５を有する。ここで図３を参照する。図３に示すのは、第２の複数のメモリチップ１１０’であり、メモリ基板１０８の反対側の面に配置されている。前記コネクタ要素１０９は、第２のコネクタ要素１１６を介して、コントローラ基板１１４とメモリ基板１０８間を相互接続するために使用される。各コネクタ要素１０９、１１６は、好ましくはヘッダー/ソケット型のコネクタ要素である。
【００１２】
再度図２に示すように、メモリ基板１０８とコントローラ基板１１４との間には周辺スペーサ要素１１３が配置されている。好ましくは、周辺スペーサ要素１１３は３ｍｍの高さを有し、メモリ基板１０８とコントローラ基板１１４間の最適な距離を保ちつつ、メモリ基板１０８とコントローラ基板１１４間の接続を強固に支持することを意図する。これは、ＰＣＢアセンブリが突然の衝撃または振動を受ける場合に重要になる。データが転送されている間に、コネクタ要素１０９、１１６が振動の力を受け、基板間の位置決めが一時的にずれた場合、データ保全性は影響を受けることになる。周辺スペーサ要素１１３はまた、メモリチップ１１０’がコントローラ基板１１４上のメモリチップ１１７に接触することを防止する。すなわち、メモリチップはほぼ１．１ｍｍの厚さであるので、３ｍｍの周辺スペーサはチップ間に約０．８ｍｍの距離を確保することになる。
【００１３】
本発明の実施例では部品の寸法を具体的に示しているが、当業者であればこの発明の趣旨と範囲内で様々な寸法を取ることができることを直ちに理解するであろう。
【００１４】
また、図２に示したのは、各ＰＣＢ間の、コントローラ基板１１４の中心孔１１５の位置に好ましくは配置される中心スペーサリング１１２である。この中心スペーサリング１１２は、周辺スペーサ１１３と好ましくは同じ材質で作製され同じ高さを有する。これは熱膨脹係数を考慮したもので、すなわち、周辺スペーサ１１３と同じ割合でサイズが膨張／収縮するようにしたものである。中心スペーサリング１１２はねじ切りされた締結具若しくは同種の連結手段を支持するための充分な厚さを有するべきものであり、ＰＣＢアセンブリ１００が突然の衝撃または振動を受けたときにＰＣＢアセンブリの中心に安定性を与えるために用いられる。中心スペーサリング１１２は、カバー板１０４の中心孔１０６から、底板１１８のねじ切りされたライザー１２４にフィットするねじ切りされた締結具または同等の接続手段によって、適当な状態に保持される。中心スペーサリング１１２はねじ切りされていないが、ねじ切りされた締結具は容易にそれを通り抜けることができるようになっている。
【００１５】
コントローラ基板１１４は、複数のメモリチップ１１７、複数の周辺孔１１９、中心孔１１５およびコネクタ１１６を有する。ここで図３を参照する。コントローラ基板１１４はまた、ＬＥＤ部１３０およびインターフェイス・コネクタ１３２を有する。コントローラ基板１１４の底側面上に配置されたのは制御装置群１３４である。これらはプロセッサ、メモリ、インターフェイス素子、ＤＣ-ＤＣコンバータ、その他を含むが、これに限定されるものではない。
【００１６】
そして、底板１１８は２つの側壁１２０、背隔壁１２２およびねじ切りされたライザー１２４を含む。各側壁１２０および背隔壁１２２は、ねじ切りされた締結具または同等の連結手段に対して充分な厚さを有するものであり、ねじ切りされた締結具を受け入れるための複数の周辺孔１２６を有する。また、底板にはねじ切りされたライザー１２４が含まれる。ねじ切りされたライザー１２４は、底板１１８に、好ましくは機械加工されたものであり、底板１１８の中央に位置する。ライザー１２４は側壁１２０と同じ高さを有し、ねじ切りされた締結具または同等の連結手段を支持するのに十分な厚さを有し、ＰＣＢアセンブリが突然の衝撃や振動を受けた場合に安定性をＰＣＢアセンブリの中心に追加するために含まれる。
【００１７】
最後に、底板１１８は、２つのドエルピン１２８（位置決めピン）を組み立て中に底板１１８に圧入するための２つのドエル孔を有する。これらのドエルピン１２８は、好ましくはステンレス鋼または適切な他の材料からなる。これらのドエルピン１２８は各々、側壁１２０上の、底板１１８の直径方向反対側の位置上に好ましくは配置されており、ＰＣＢアセンブリ１００に構造的な剛性を追加する。図４は、本発明による完全に組み立てられた印刷回路基板アセンブリ１００を示す図である。
【００１８】
本発明の重要な特徴は、印刷回路基板１０８、１１４のデザインを含む。本発明によれば、ＰＣＢ１０８、１１４は底板１１８の全領域に亘って延在する。具体的には、ＰＣＢ１０８、１１４は底板１１８の側壁１２０および背隔壁１２２の縁上にまで延ばされている。底板１１８の側壁１２０および背隔壁１２２の縁にまでＰＣＢ１０８、１１４を延ばすことによって、各ＰＣＢ１０８、１１４上の利用可能スペースが増加する。そして、それによって、メモリチップをＰＣＢ１０８、１１４のさらに周縁の方へ配置できる。メモリチップをよりＰＣＢ１０８、１１４の周縁の方へ配置できることによって、ＰＣＢはより多くのメモリチップを組み込むことが可能になる。
【００１９】
ＰＣＢ１０４、１１４が従来のＰＣＢデザイン方法を使用して設計される場合には、それらは限られた利用可能スペースのため、ＰＣＢの両面上に最高２８個のメモリチップしか搭載することができない。底板１１８の側壁１２０および背隔壁１２２の縁の上にまでＰＣＢ１０８、１１４を延ばすことによって、この発明によるＰＣＢはＰＣＢの両面に３２個のメモリチップを搭載することが可能になる。本発明によるＰＣＢアセンブリで利用できるメモリチップの量を増やすことは、利用可能な記憶容量を増やすという望ましい効果をもたらす。そして、メモリチップの物理的パッケージが小さくなるので、アセンブリにおいて、使用できるチップの数も増加する。
【００２０】
本発明の上記実施形態ではＰＣＢ上のメモリチップの数を増やすことを述べているが、本発明の要旨と範囲内において、どのようなタイプの電子回路がＰＣＢ上へ組み込まれても良いことは当業者に直ちに明らかであろう。
【００２１】
底板の側壁および背隔壁の縁上にまでＰＣＢを伸ばす更なる観点は、ＰＣＢが前記周辺搭載孔で周辺縁に沿って搭載されるという事実である。ＰＣＢをその各周辺部を使って搭載することで、個々のＰＣＢの安定性が向上し、それがＰＣＢアセンブリの全体的な安定性を増加させる。本発明の主な目的のうちの１つは、構造的に剛性の高いアセンブリでありながら、できるだけ多くのＰＣＢを積み重ね的に収容できるＰＣＢアセンブリを提供することである。底板の側壁および背隔壁の縁上にＰＣＢを伸ばすことにより、そして、スペーサ要素、スペーサ・アセンブリ、中心スペーサと共により薄いＰＣＢを利用することによって、この発明のＰＣＢアセンブリは構造的に剛性の高い方法で多数のＰＣＢを積み重ねることができる。たとえば、図５および６はそれぞれ本発明による５基板ＰＣＢアセンブリ２００および完全に組み立てられた本発明による５-基板ＰＣＢアセンブリ２００を示す。
【００２２】
なお、本発明の上記実施例が１つのＰＣＢアセンブリに５つのＰＣＢを積み重ねた例を示しているが、当業者は本発明の好ましい実施例が５つの基板に限定されないことを認識しなければならないであろう。約１０のＰＣＢが１つのＰＣＢアセンブリ内に積み重ねることができ、この数はコンピュータ部品が小さくなるにつれ増えるであろう。したがって、本発明のＰＣＢアセンブリにおいて、利用されるＰＣＢの最大数は、この発明の要旨と範囲内で自由に変更可能である。
【００２３】
また、ＰＣＢアセンブリを突然の衝撃または振動から保護することに特に気を使う製造業者のために、追加の部品を用いることも可能である。この部品は振動ダンパーであり、好ましくはメモリチップの頂部にフィットするようなエラストマ材料で作成されたものである。従って、各ＰＣＢは、本発明によればＰＣＢアセンブリに追加の支持を提供するためにメモリチップの頂部に取り付けられる複数の振動ダンパーを組み込んでいてもよい。好ましくは、ダンパーは最大の効果を得るために、２０％〜４０％プレロードされたものであることが好ましい。たとえば、最上層のＰＣＢ上のメモリチップとその直ぐ下にある最低層のＰＣＢ上のメモリチップ間の距離が０.８ｍｍである場合、そのうちの１つチップのトップにフィットする１ｍｍ厚ダンパーは０.２ｍｍまたは２０%圧縮（プレロード）されることになる。
【００２４】
この発明のアセンブリを使用することで、各回路基板上の利用可能スペースを最大化できる。利用可能スペースを最大化することによって、より多くの電子回路を基板上へ組み込むことが可能になる。さらに、外部スペーサデザインは内部スペーサ要素と共に、各基板間の安定した分離を維持しつつ強固に各々の回路基板を保持する。これは、アセンブリが突然のショックや振動に耐えられるべく、データ・コネクタが適切に機能するために必要な機械的位置決め及び構造強度を保ちつつ、より多くの回路基板を積み重ねることを容易にする。
【００２５】
本発明は上述した実施形態に従って記載されているが、当業者であれば、この実施形態には変形例があるべきであり、それらが本発明の精神と範囲内に入るべきであることを直ちに認識するであろう。したがって、多くの修正が、添付の請求の範囲の要旨および範囲から逸脱することなく、当業者によって、加えることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の印刷回路基板アセンブリを示す。
【図２】  本発明による印刷回路基板アセンブリを示す。
【図３】  本発明によるアセンブリの側面図を示す。
【図４】  本発明による完全に組み立てられた印刷回路基板アセンブリを示す。
【図５】  本発明による基板印刷回路基板アセンブリを示す。
【図６】  本発明による完全に組み立てられた基板印刷回路基板アセンブリを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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