JPH05145208A - 回路ユニツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は回路基板の実装効率を向上させると共
に他の回路基板との接続端子数を大幅に増やすことがで
きる回路基板を得ることを目的とする。 【構成】内壁に回路素子を実装してなるパイプ状回路モ
ジュール１の外壁１ｂに接続端子１１を配設し、この外
壁の接続端子でパイプ状モジュール相互を結合する構成
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高密度実装を要求される
超並列計算機をはじめとする、電子機器全般の回路基板
実装方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器においてはプリント回路基板に
回路デバイスを実装したものを筐体に装着して使用す
る。そして、近年では半導体デバイスの高集積化に伴
い、多層回路基板を使用して高密度実装が利用されるよ
うになってきた。

【０００３】ところで従来はプリント基板による二次元
方向への広がりを持つ実装方式が、電子機器の実装方式
として広く使用されてきた。また基板間の接続にはバッ
クプレインやケーブルが広く使われてきた。

【０００４】ここで、バックプレインと云うのは、一般
的なプリント回路基板相互間の配線接続方式のひとつで
あり、カードエッジコネクタを取り付けたマザーボード
を使用して、そのカードエッジコネクタに、プリント回
路基板を装着する方式に代表されるものである。このバ
ックプレインはマザーボードのカードエッジコネクタに
プリント回路基板のカードエッジ端子部分を装着するこ
とで、プリント回路基板相互間の配線接続を行うもので
あるから、各端子部分はそれぞれ所要の面積を必要とす
る。

【０００５】一方、デバイスの高密度実装に伴い、プリ
ント回路基板で必要な接続端子数は増加の一途を辿って
いる。そして、プリント回路基板のカードエッジ端子数
はプリント回路基板の面積に依存する。

【０００６】しかしながら、製造可能なプリント回路基
板の大きさには限界があるため、１枚の基板上に搭載で
きる部品数は基板の面積で制限されることになり、半導
体デバイスの高集積化に伴ってチップ面積が小さくなっ
ても、確保できるカードエッジ端子数によって制限を受
けてしまうと云う問題点があった。それ故、従来の二次
元実装方式では非常に多くの部品からなる大規模なシス
テムを密に結合することが困難であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、カー
ドエッジコネクタを取り付けたマザーボードを使用し
て、そのカードエッジコネクタにプリント回路基板のカ
ードエッジ端子を装着することで、複数枚のプリント回
路基板を装着する極めて一般的な装着方式であるバック
プレインでの基板間接続配線本数は、基板の一辺の長さ
で制限され、従って、バックプレインにより結合可能な
基板の枚数は、バックプレインの基板の大きさで制限さ
れる。

【０００８】そのため、半導体デバイスの高集積化に伴
ってせっかく、チップ面積が小さくなっても多数の端子
が必要となるので、基板上に搭載できる部品数は確保で
きるカードエッジ端子数によって制限を受けてしまう。
以上のように従来の二次元実装方式では非常に多くの部
品からなる大規模なシステムを密に結合することが困難
であった。

【０００９】一方、基板間接続配線本数の向上を図るた
め、基板を積み重ねる方式や、光配線を用いる三次元実
装方式を既に提案してきた。しかし、これらは基板を積
み重ねる方向への拡張性はあるが、基板面という残され
た二次元方向への拡張性に乏しい。

【００１０】このため、例えば、三次元メッシュ結合さ
れた超並列計算機などを実装する際に、プロセッサ数を
多くとるためには三方向のうち一方向にのみ長い構成に
せざるを得ないという欠点がある。また、基板枚数の拡
張という一次元方向への拡張では、基板枚数に比例した
プロセッサ数の増加しか伴わないため、プロセッサ数増
加に対する効果が薄かった。

【００１１】いずれの接続方式を採用しても、従来は多
数の回路基板を用いて非常に多くの回路部品からなる大
規模なシステムを多数の配線で密に結合することが困難
であり、また、従来は回路基板における回路部品間が密
に結合されている部分の拡張性を高めることができなか
ったり、拡張方向が一方向に限られていたりした。従っ
て、配線の接続面から見た拡張性を回路基板のあらゆる
方向において、確保できるようにすることが、回路実装
技術面での大きな課題である。

【００１２】そこで、この発明の目的とするところは、
非常に多くの部品からなる大規模なシステムを多数の配
線で密に結合することを可能にし、配線の接続面から見
た二次元および三次元方向への拡張性を有する回路基板
の構造および回路基板の実装方法が実現できる回路ユニ
ットを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成する。すなわち、第１に
は、内壁に回路素子を実装してなるパイプ状回路モジュ
ールの外壁に接続端子を配設し、この外壁の接続端子で
パイプ状回路モジュール相互を結合する構成とする。

【００１４】また、第２には、上記第１の構成におい
て、さらにパイプ状回路モジュールの外壁に設ける接続
端子は電気的接点のアレイとし、対向するパイプ状回路
モジュールの対向壁面に圧着することによりパイプ状回
路モジュール間の電気的接続を行う構成とすると共に、
対向するパイプ状回路モジュールの対向壁面間に異方性
導電物質を介在させて圧着する構成とすることにより、
パイプ状回路モジュール間の電気的接続を維持すること
を特徴とする。

【００１５】

【作用】このような構成の本装置は、第１の構成の場
合、内壁に回路素子を実装してなるパイプ構造回路モジ
ュールの外壁に接続端子を配設し、この外壁の接続端子
でパイプ構造回路モジュール相互を結合する構成とする
ものであり、従来利用されていない回路基板のデバイス
非実装側（裏面）を利用して、ここに接続端子の接点を
多数設け、この面はパイプ構造回路モジュールの外壁面
となるようにして、この外壁面の接続端子の接点を他の
パイプ構造回路モジュールの外壁面の接続端子の接点と
接触させて端子接続するようにしたことから、コネクタ
やカードエッジを利用する接続方式に比べて、遥かに多
くの接続端子を得ることができ、回路基板の回路素子高
密度実装を外部との接続端子の制限を受けることなく、
実現できるようになる。

【００１６】また、パイプ構造回路モジュールの外壁面
は複数面あるので、この各面を他のパイプ構造回路モジ
ュールの外壁面と接続することで三次元方向への柔軟な
拡張性を実現し、大規模な電子機器の部品間を多数の配
線で結合することを可能にする他、パイプ構造回路モジ
ュールの外壁面における他のパイプ構造回路モジュール
の外壁面の接点接続は密着接続であるので、接続も容易
であり、作業性も良い他、回路モジュールはパイプ状で
あるので効率的な冷却が可能であり、また、回路モジュ
ールは内壁面側からもケーブルを引き出せるので外部の
入出力機器との接続、クロック信号供給、電源供給を妨
げない。

【００１７】また、第２の構成の場合、パイプ状回路モ
ジュールの外壁に設ける接続端子は電気的接点のアレイ
とし、対向するパイプ状回路モジュールの対向壁面に圧
着することによりパイプ状回路モジュール間の電気的接
続を行う構成としてあり、さらに、対向するパイプ状回
路モジュールの対向壁面間に異方性導電物質を介在させ
て圧着するため、異方性導電物質の特徴である加圧方向
に対しては導電性を維持し、その他の方向に対しては絶
縁性を保つと云う特徴を活かして、互いに対向するパイ
プ状回路モジュールの電気的接点間を隣接の電気的接点
と絶縁状態を保ったまま、導通接続することができるよ
うになり、多数の接点があっても、容易にパイプ状回路
モジュール間の電気的接続を行うことができるようにな
る。

【００１８】従って、この発明によれば、非常に多くの
部品からなる大規模なシステムを多数の配線で密に結合
することを可能にし、配線の接続面から見た二次元およ
び三次元方向への拡張性を有する回路ユニットを提供す
ることができる。

【００１９】

【実施例】以下に本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。

【００２０】本発明における装置の基本的特徴点は、内
壁面側に回路デバイス（ＬＳＩ、、ＩＣ、トランジス
タ、コンデンサ、抵抗、コイル、ダイオード、スイッチ
などのような回路構成用の各種の回路素子）を実装し、
外壁面側に二次元的に多数の電気的接続部を配列したパ
イプ状（筒状）の回路モジュールを、互いに外壁面の電
気的接続部同士で結合することによって他の回路モジュ
ール間との配線接続をすることができるようにして、電
気的接続部すなわち、回路基板の接続端子数の形成に、
物理的な制約を受け難くしたことにある。

【００２１】この構成では回路デバイスはパイプ状回路
モジュールの内壁に実装され、同一パイプ内の回路デバ
イス間はそのパイプ状回路モジュール内に設置された配
線で結合される。異なるパイプ状回路モジュールに搭載
される回路デバイスへは、パイプ状回路モジュールの外
壁にある接続部を介して結合される。この接続部はパイ
プ状回路モジュールの外壁全体に作ることができるの
で、通常の基板の一辺にコネクタを配置する方式に比べ
非常に多数の配線を用いたモジュール間結合が可能にな
る。

【００２２】このようにして、モジュール間の配線を一
定の配線密度を保ったままで、二次元方向にモジュール
数を拡張することができる。また、パイプの内壁に熱の
発生源であるデバイスが搭載されるので、パイプ状回路
モジュールの空洞部を通して熱をシステム外部に排出す
ることができる。

【００２３】また、第２の特徴点は、上記基本的特徴点
を用いた構成において、パイプ状の回路モジュールの開
口端部にも電気的接続部を設けて、パイプの軸方向にも
回路モジュールの増設接続を可能にしたことにある。パ
イプ状回路モジュールの開口端部側に設けられた接続部
により、パイプの軸方向に他のパイプ状回路モジュール
モジュールを結合することができる。このため基本的構
成のみを適用した場合、拡張性がなかったもう一つの方
向にも拡張性ができ、全体として三次元方向全てに拡張
性を有するようになる。パイプ状回路モジュールをパイ
プ端部側で結合してもパイプ構造は保たれるので放熱に
関しても基本構成のみの構造とした場合と同様に処理で
きる。

【００２４】また、短いパイプ長のパイプ状回路モジュ
ールを多数組み合わせて長いパイプを構成することが可
能になるので、故障が発生した場合でも故障箇所を含む
小さなブロックのみを交換すれば済むようになるから、
故障修理時のダメージが少ない。パイプ状回路モジュー
ルの開口部が適当な大きさを持ち、パイプの長さが短か
ければ、パイプ構造のまま部品交換等のメインテナンス
をすることができるようになる。

【００２５】第３の特徴点は、上記基本的特徴点を用い
た構成において、パイプ状の回路モジュールの外壁面に
設ける多数の電気的接続部は、導電体材料によるバンプ
などような構造の電気的接点のアレイとし、電気的接点
を互いに対向させてパイプ状の回路モジュール間を圧接
することにより、端子接続する構成とすることにある。
この構成では、パイプ状回路モジュールの外壁に電気的
接点のアレイをパイプ状回路モジュール相互間の接続部
（接続端子）として用いるので、外壁の面積に比例して
極めて多数の接点を設けることができる。また、第５の
特徴点を併用することで、パイプ状回路モジュール間は
パイプ状回路モジュールの外壁の電気的接点が互いに接
するように位置を合わせて圧着により接続されるので、
パイプ状回路モジュール間接続の脱着時に必要な力が接
点数が非常に多数に亙っても、大きな力は必要としな
い。さらにコネクタを用いる場合のような接続部による
システムの体積増加は殆どないため高密度実装が可能に
なる。

【００２６】第４の特徴点は、上記第３の特徴点を用い
た構成において、パイプ状の回路モジュール間に異方性
導電物を挟んで圧着するようにし、これにより、互いに
対向するパイプ状回路モジュールの電気的接点間を隣接
の電気的接点と絶縁状態を保ったまま、導通接続するこ
とができるようにして、多数の接点の接続を容易に行え
るようにする構成とすることにある。

【００２７】第５の特徴点は、上記第３の特徴点を用い
た構成において、パイプ状の回路モジュールの外壁に接
合相手のパイプ状回路モジュールの外壁側と嵌合して位
置決めをする位置決め用の凹凸を設けた構成とすること
にある。これにより、多数の接点が互いに特定の相手側
接点とのみ、接続させることができるようになる。

【００２８】第６の特徴点は、上記第３の特徴点を用い
た構成において、パイプ状の回路モジュールを多数、積
層して集合したパイプ状回路モジュール群をばらばらに
ならないように回路ユニットとして保持するために、パ
イプ状回路モジュール群をその外側から挟み込んで保持
する保持機構を設けた点である。この構成では、並べら
れたパイプ状回路モジュール群は保持機構により、外側
から挟み込まれることにより、互いに隣接するパイプ状
回路モジュール間が密着するようになる。位置合わせが
行われた状態でパイプ状回路モジュール間が密着すると
パイプ状回路モジュールの外壁に設けられている接点間
に電気的な結合ができる。パイプ状回路モジュール間は
押し付けられているだけであるので、保持機構を緩める
ことでパイプ状回路モジュール群は簡単に分解できる。

【００２９】第７の特徴点は、上記第３の特徴点を用い
た構成において、隣接するパイプ状の回路モジュール間
が圧着した状態を保持するように、パイプ状の回路モジ
ュールには他のパイプ状の回路モジュールとの間で互い
に固定するための固定具を設ける構成とした点である。
この構成では、隣接するパイプ状の回路モジュール間を
圧着状態に維持させる固定具を具備するので、位置合わ
せが行われた状態でパイプ状回路モジュール間が密着さ
せて固定具により固定すると、パイプ状回路モジュール
の外壁に設けられて接点間に電気的な結合が保持され
る。パイプ状回路モジュール間は押し付けられているだ
けであるので、固定具を緩めることによりパイプ群は簡
単に分解できるようになる。

【００３０】第８の特徴点は、上記基本構成を用いる構
造において、複数枚の回路基板間を各回路基板に設けた
回路基板接続用のコネクタにより互いに結合してパイプ
状に形成した回路モジュールを用いる構成とする点であ
る。

【００３１】この構成では複数枚の回路基板間を各回路
基板に設けた回路基板接続用のコネクタにより結合する
ことにより、四角柱状のパイプ状回路モジュールを簡単
に構成することができる。そして、この方式ではメイン
テナンス時に元の回路基板一枚一枚に容易に分解できる
ようになる。ただし、配線数はコネクタのピン数により
制限され、コネクタを搭載するためにデバイスを搭載で
きる場所が狭くなる。

【００３２】第９の特徴点は、上記基本構成を用いる構
造において、複数枚の回路基板間をフレキシブル基板を
用いて接続したものを、パイプ状にしてパイプ状回路モ
ジュールを構成したものを使用する点である。

【００３３】この構成では、フレキシブル基板を回路基
板の接続用に用いるので、回路デバイスを実装した回路
基板をフレキシブル基板の位置で自由に曲げることがで
きるようになることから、容易にパイプ状に形成するこ
とができる。そのため、回路基板間の接続を行う屈曲部
にのみフレキシブル基板を用いて接続を行ったり、フレ
キシブル基板に直接デバイスを搭載してパイプ構造の外
わくの内壁に張り付けるなどして、フレキシブル基板の
柔軟性を生かしてパイプ内壁に回路デバイスを搭載し、
外壁に接続部を有するモジュールを構成することが可能
になる。また、屈曲部はフレキシブル基板なので自由に
パイプを展開できるので、回路デバイスの取付作業やメ
インテナンスの際の作業性が損なわれない。

【００３４】第１０の特徴点は、上記基本構成を用いた
構造において、パイプ状回路モジュールは一定条件下で
可塑性を示す基板を上記条件下で折り曲げて製造するよ
うにする点である。

【００３５】この方式では、加熱状態などの一定条件下
で可塑性を示す回路基板を用いるので、通常の平面状の
回路基板の状態で回路デバイスを実装した後に、可塑性
を示す条件下に屈曲部を置き、回路基板を折り曲げるこ
とによりパイプ状のモジュールを構成することが可能に
なる。この方式ではパイプ内のデバイス間の結線数や周
波数がフレキシブル基板使用による特性の限界に無関係
となるため、高性能なパイプ状回路モジュールを得るこ
とができるようになる。

【００３６】第１１の特徴点は、上記基本構成を用いた
構造において、回路デバイスを実装するパイプ状回路モ
ジュールに、変形を防止する補強構造を具備させる点で
ある。このようにすると、フレキシブル基板などを採用
することによって変形し易くなる部分を持つパイプ状回
路モジュールの、変形を防止することが可能になり、実
装面で扱い易くなる他、パイプ状回路モジュールの変形
によるパイプ状回路モジュール間の接触不良を抑止する
ことができる。

【００３７】第１２の特徴点は、上記基本構成を用いた
構造において、回路デバイスを搭載する第一のパイプ状
回路モジュールの外側に、内側から外側に貫通する電気
的接点を具備した堅固な第二のパイプ状回路モジュール
を被せる構造とすることである。

【００３８】この構成では、フレキシブル基板などによ
って変形し易い部分を持つデバイスを搭載した第一のパ
イプ状回路モジュールの外側に、内側から外側に貫通す
る電気的接点を具備した堅固な第二のパイプ状回路モジ
ュールを被せるので、他のパイプ状回路モジュールとの
接続やパイプ状回路モジュールの重みなどによりパイプ
状回路モジュールが受ける応力は外側の堅固なパイプ状
回路モジュールが吸収するので、内側のパイプ状回路モ
ジュールにはほとんどこのような応力がかからない。ま
た、外側のパイプ状回路モジュールは堅固なので殆ど変
形しないためパイプ状回路モジュール間の接触不良は抑
止される。同様に外側のパイプ状回路モジュールと内側
のパイプ状回路モジュールの接触不良も抑止される。複
雑な配線を具備したパイプ状回路モジュールを製造する
ことは困難であるが、内側から外側に貫通するだけの電
気的接点を作ることは容易であるから、このような構造
の実現性は高い。

【００３９】第１３の特徴点は、パイプ状回路モジュー
ルの空洞部を通して冷却を行うことができる点である。
パイプ状回路モジュールの内壁側には熱の発生源である
回路デバイスが実装されており、しかも、目指すは高密
度実装であることから、発熱の問題は大きい。しかし、
パイプ状回路モジュールはパイプ状であるからその空洞
部を通して冷媒を送ることで、熱をシステム外部に排出
することができ、これにより効率的に冷却が行える。

【００４０】第１４の特徴点は、第１３の特徴点の構成
を採用するに当たり、その具体的手法としてパイプ状回
路モジュールの開口端部にファンを設け、パイプの空洞
部に強制的に気流を流すことである。これにより、熱の
発生源である回路デバイスの表面に気流を吹き付けるこ
とができ、回路デバイスが発生する熱を奪って、パイプ
外に排出させることができ、効率的な冷却が行える。

【００４１】第１５の特徴点は、第１３の特徴点の構成
を採用するに当たり、その具体的手法としてパイプ状回
路モジュールのパイプの空洞部に冷却液を流すようにす
ることである。パイプの空洞部に冷却液を流すことによ
り、熱の発生源である回路デバイスの表面を冷却液が通
過する時に回路デバイスが発生する熱を奪い、パイプ外
に排出されるので効率的に冷却が行える。また、回路デ
バイスに冷却性能の高い冷却液が直接触れるので、気流
による冷却を行う場合よりも冷却能力が高く、発熱が高
い場合にも対応できる。このため、結合されたパイプ状
回路モジュールの軸長を長くしたり、消費電力の大きな
デバイスを用いることが可能になる。

【００４２】第１６の特徴点は、第１５の特徴点の構成
を用いる場合に、パイプ全体を冷却液に浸すようにする
点である。パイプ全体を冷却液に浸すことにより、効率
的な冷却効果に加えて、浮力によって自重による応力の
軽減が図られ、システムの下部にかかる大きな荷重によ
る変形や接触不良を防止できる構造とすることができ
る。

【００４３】第１７の特徴点は、第１５の特徴点の構成
を用いる場合に、パイプ状回路モジュールを水平でない
方向に立てるように設置する点である。パイプを垂直方
向に立てるように設置することで、熱は自然に上部に上
昇して放散されると云う効果を併せて得ることができ、
冷却効果を一層高めることができる。また、パイプを水
平に寝かせるように設置するとパイプの空洞部を押しつ
ぶす方向に荷重がかかるので変形し易いのに対し、パイ
プを垂直方向に立てるように設置するとシステムの下部
にかかる荷重はパイプの長さを縮める方向に働くので機
械的な強度が強いため、変形や接触不良を抑止すること
ができる。

【００４４】第１８の特徴点は、基本構成を用いた構造
とする場合に、パイプ状回路モジュールを水平方向に寝
かせて設置する構成とすることである。パイプ状回路モ
ジュールを水平に寝かせるように設置することで、水平
方向の壁面は自重により自然に密着する。また、パイプ
状回路モジュールの空洞部を使った冷却を行う場合はパ
イプ長をあまり長くすると冷却むらができるため、パイ
プ長はあまり長くできないことから、パイプの長さ方向
以外の寸法の比べて短くなる場合がある。このため、パ
イプ状回路モジュールを水平方向に寝かせる構成とする
場合には、必要な床面積は少なくて済むようになる。

【００４５】第１９の特徴点は、基本構成を用いた構造
とする場合に、パイプ状回路モジュールを積層集合して
構成した回路ユニットの最も外に位置する壁に、システ
ム外部との入出力を行うケーブルを接続するコネクタを
設ける構成とする点である。

【００４６】この構成では、積層集合して構成した回路
ユニットの最も外に位置する壁にコネクタを設けている
ので、従来からの一般的な実装方式をとる外部システム
との接続を可能にする。コネクタは最も外の外壁に設置
されるので、ケーブルの着脱も容易である。また、シス
テムの規模に比例した入出力能力を供給しなければなら
ない場合でも、規模の増加に比例してシステムの外壁の
面積も増加するので、入出力を行うコネクタ数を確保で
きる。

【００４７】第２０の特徴点は、基本構成を用いた構造
とする場合に、パイプ状回路モジュールの内壁からケー
ブルを引き出し、パイプ状回路モジュールの空洞部を通
して上記ケーブルをパイプ状回路モジュール外部に導
き、パイプ状回路モジュールの内部と外部との間での信
号授受を行える構成とする点である。この構成では、パ
イプ状回路モジュールの内壁からケーブルを引き出し、
パイプの空洞部を通して上記ケーブルをパイプ外部に導
き、パイプ内部と外部の信号の授受を行うことにより、
複数のパイプ状回路モジュールを積層集合して回路ユニ
ットを構成した場合に、内奥部に位置するパイプ状回路
モジュールの信号を中継無しで外部に導くことができる
ようになる。このため、到達距離のばらつきを嫌うクロ
ック信号の分配などに適した配線を可能にする。

【００４８】第２１の特徴点は、基本構成を用いた構造
とする場合に、パイプ状回路モジュールの内壁からケー
ブルを引き出し、パイプ状回路モジュールの空洞部を通
して上記ケーブルをパイプ外部に導き、パイプ状回路モ
ジュール内部へ電源の供給を行う構成とすることにあ
る。パイプ状回路モジュールの内壁からケーブルを引き
出し、パイプ状回路モジュールの空洞部を通して上記ケ
ーブルをパイプ外部に導き、パイプ状回路モジュール内
部へ電源の供給を行う構成とすることにより、パイプ状
回路モジュール内部への電源供給を行うことができるよ
うになり、パイプ状回路モジュールを長く継ぎ足してい
った場合でも、電源供給路をパイプ空洞部を通して複数
の給電ケーブルを設置できるので、安定した電源供給が
可能になる。

【００４９】第２２の特徴点は、パイプ状回路モジュー
ルの軸端部近傍に、他のパイプ状回路モジュールを結合
するためのコネクタ等による結合部を設ける構成とした
場合に、当該結合部により接続されるパイプ状回路モジ
ュールへの電源供給を、この結合部を介して行う構成と
する点である。パイプ端部の結合部により接続される他
のパイプ状回路モジュールへの電源供給を、当該結合部
を介して行うので、パイプ状回路モジュールを結合する
と自動的に電源が供給できるようになる。

【００５０】第２３の特徴点は、パイプ状回路モジュー
ルへの電源供給を、パイプ外壁に設ける結合部を介して
行う構成とする点である。パイプ状回路モジュールへの
電源供給を、パイプ状回路モジュール外壁の結合部を介
して行うので、パイプ状回路モジュール間を結合する
と、電源に直接接続されていないパイプ状回路モジュー
ルにも自動的に電源供給できるようになる。以上の点を
念頭におき、本発明の実施例の詳細を次に述べる。

【００５１】図１は本発明の基本構成を中心に、上述し
た第３の特徴点、第４の特徴点、第５の特徴点、第１３
の特徴点、第１４の特徴点、第１７の特徴点、第１９の
特徴点および第２２の特徴点の構成を採用した実装方式
の一実施例を示した斜視図である。図において、１はパ
イプ構造の回路モジュールであり、多数の回路モジュー
ル１をその外壁面を利用して互いに接触させて集合接続
してある。

【００５２】図に示すように、四角形筒状に形成された
パイプ構造の各回路モジュール１は、その内壁面１ａに
半導体集積回路デバイスや抵抗、コンデンサ、コイル、
ダイオード、トランジスタなどの如き回路デバイス１０
が実装されている。そして、パイプ内部のデバイス間の
接続はパイプ自身に形成された配線によって行われる。

【００５３】パイプ構造の回路モジュール１における隣
接する別の回路モジュール１のパイプ内壁に実装された
回路デバイス１０との接続は、各回路モジュール１のパ
イプ外壁面１ｂに形成された電気的接点１１を介して行
われる。

【００５４】すなわち、パイプ構造の回路モジュール１
にはパイプ内配線の他にパイプ内壁面１ａの回路デバイ
ス１０からパイプ外壁面１ｂの電気的接点１１への配線
が形成されている。電気的接点１１は硬い導電性物質の
バンプであり、隣のパイプ構造回路モジュール１のパイ
プ外壁面１ｂにおける電気的接点１１との接続は互いの
対向面に異方性導電シート（または異方性導電物質）２
を挟んで押し付けるように、配置することで行う。

【００５５】ここで異方性導電シートと云うのは、近
年、多数の対向する接点同士を簡易に接続するための実
装技術として利用されているもので、面に垂直な方向に
は導電性があるが、面の広がり方向には導電性を持たな
いようにしたシートであり、このシートを接点の配列面
に介在させることで対向する接点同士は電気的に接続さ
れ、対向しない接点とは電気的に絶縁状態に保たれるも
のである。

【００５６】パイプ外壁面の電気的接点１１は、例えば
パイプの壁面が１０ｃｍ×３０ｃｍの長方形四枚のプリ
ント回路基板から構成され、標準的な２．５４ｍｍピッ
チでアレイ状に形成したとしても、４つの各外壁面から
それぞれ四千本、合計で一本のパイプ構造回路モジュー
ル当り、一万二千本もの配線を取り出してそれぞれ外部
と電気的に接続することが可能になる。

【００５７】プリント回路基板からバックプレインに出
すことができる配線数の限界が千本程度であり、従来の
方式に比べて実に１２倍もの接続端子を得ることができ
るようになり、飛躍的な基板間接続能力の向上が達成で
きる。

【００５８】また、図１に示すように各パイプ構造回路
モジュール１には下端に冷却用のファンモジュール５を
取り付けることができ、パイプ構造回路モジュール１に
おいてパイプ内壁面１ａに回路デバイスが実装されてい
ることから、このファンモジュール５により冷却風を送
って内部を強制冷却することにより、パイプ内壁面１ａ
に回路デバイスが高密度実装されていたとしても、デバ
イスの冷却は支障なく行える。

【００５９】また、パイプ構造回路モジュール１には他
のパイプ構造回路モジュール１と対向しない一番外側に
位置するパイプの露出外壁面に入出力用のコネクタ６を
取り付け、ケーブル７で外部に信号を導くようにするこ
ともできる。

【００６０】また、図１に示すように各パイプ構造回路
モジュール１のパイプ外壁面１ｂには例えば、四隅に突
起３またはこの突起３が挿入される凹部４が設けられて
おり、この突起３と凹部４を嵌め合わせることにより、
パイプ構造回路モジュール１間の位置決めが正確に成さ
れて、パイプ外壁面１ｂの電気的接点１１は隣接する他
のパイプ構造回路モジュール１のパイプ外壁面１ｂに形
成されている特定の電気的接点１１と向き合うようにな
る。

【００６１】このようにして各パイプ構造回路モジュー
ル１のパイプ外壁面１ｂに形成されている特定の電気的
接点１１同士が正確に向き合ったところで構造回路モジ
ュール１相互間を圧着する。その際、圧力をかけた状態
で保持する方法には、上述した第６の特徴点を採用する
方法と、第７の特徴点を採用する方法とが考えられる。

【００６２】図２は第６の特徴点を採用した場合の実施
例を示す図であり、パイプ間圧着機構の一例である。集
合させたパイプ構造回路モジュール１をその四方の側壁
を囲むようにそれぞれ対をなすプレート２１ａ，２１ｂ
で挟み、対向辺のプレート２１ａ，２１ｂ間にボルト２
２を渡し、ナット２３で締め付ける。これにより、集合
させたパイプ構造回路モジュール間を圧着した状態で保
持することができる。

【００６３】尚、以上の実施例ではパイプの断面が正方
形であるものを示しているが、長方形、三角形、六角
形、八角形などの様々な形態をしていても良いし、八角
形と正方形の組み合わせのように混在しても良い。図３
は第７の特徴点を採用した場合の実施例を示す図であ
り、パイプ間圧着機構の一実施例である。

【００６４】本実施例の場合は、第６の特徴点の構成を
採用した場合の例に示したものと異なり、パイプ構造回
路モジュール１そのものにボルト２２ａを通す穴または
溝などの孔部１ｃを設け、隣接するパイプ構造回路モジ
ュール１間のみを圧着するようにこの孔部１ｃにボルト
２２ａを通し、ナット２３で締め付けて固定する。この
方式はボルト・ナットの数が多くなるが、部分的に緩め
て分解できるという利点がある。

【００６５】ところで、パイプ構造回路モジュール１の
外壁面が平坦でないとき、パイプ構造回路モジュール１
間を直接圧着するとその外壁部の多数ある電気的接点１
１の一部に接触不良を起こすものが生じる危険がある。
これでは、製品の不良となってしまうので、この場合の
対策が必要である。

【００６６】図４はパイプ構造回路モジュール１の外壁
の平坦度が足りない場合の接触不良の様子を示す断面図
である。隣接する異なる２つのパイプ構造回路モジュー
ル１間の接続において、その対向する外壁部１ｂが平坦
面でなく、うねりや歪みがあると、対向する電気的接点
１１同士がある位置のものは接触し（黒く塗り潰した電
気的接点１１）、ある位置のものは離れ過ぎて接触しな
い（白地の電気的接点１１）。また、平坦度が十分あっ
ても電気的接点１１の微妙な凹凸の差がある場合も同様
の接触不良が生じる虞れがある。

【００６７】このような接触不良の対策として、第４の
特徴点の構成を採用した図５に示す如き実施例がある。
この実施例は、隣接するパイプ構造回路モジュール１の
外壁間に異方性導電ゴム２を挟むようにしたものであ
る。

【００６８】この方式を採用するならば、パイプ構造回
路モジュール１の外壁の歪みや、電気的接点１１の微妙
な凹凸の差などに起因する対向電気的接点１１間の距離
の差が異方性導電ゴム２に吸収され、接触不良を防止す
ることができる。

【００６９】パイプ内側に回路デバイス１０を実装した
パイプ構造回路モジュール１を作る方法には、次に説明
する方法がある。これはさきに述べた第８の特徴点を採
用した方式と、第９の特徴点を採用した方式および第１
０の特徴点を採用した方式である。

【００７０】図６は第８の特徴点の構成を採用した方式
での実施例を示す図であり、図に示すように多数の回路
デバイス１０の実装されたガラスエポキシ回路基板等の
ような剛性の方形プリント回路基板３１に、その回路デ
バイス１０の実装面側に雄型の表面実装型コネクタ３２
を取り付けた雄側プリント回路基板３０ａと、剛性の方
形プリント回路基板３１に、その回路デバイス１０の実
装面側に雌型の表面実装型コネクタ３３を取り付けた雌
側プリント回路基板３０ｂとを用意し、雄側プリント回
路基板３０ａと雌側プリント回路基板３０ｂをその雄型
の表面実装型コネクタ３２と雌型の表面実装型コネクタ
３３とを接続するかたちで接合することで、筒形に組み
立てるとともに、コネクタ同士の接続による端子接続を
実現する。

【００７１】すなわち、４枚のプリント回路基板３１の
うちの２枚には表面実装デバイスが搭載される部品面の
向かい合う二辺に雄型表面実装コネクタ３２を取り付
け、雄側プリント回路基板３０ａとし、他の２枚には表
面実装デバイスが搭載される部品面の向かい合う二辺に
雌型表面実装コネクタ３３を取り付けて雌側プリント回
路基板３０ｂとする。

【００７２】雄側プリント回路基板３０ａ二枚を部品面
同士が互いに向かい合わせとなるように配置し、雌側プ
リント回路基板３０ｂ二枚を部品面同士が互いに向かい
合わせになるように配置してから、雄型表面実装コネク
タ３２と雌型表面実装コネクタ３３を結合させることに
より内壁面に回路デバイス１０を多数搭載したパイプが
でき上がる。これでパイプ構造回路モジュールが出来上
がる。

【００７３】プリント回路基板３０ａ，３０ｂ間はコネ
クタ３２、３３で結合されているので分解は容易で、回
路デバイス１０の実装は通常のプリント回路基板の状態
で行うことができ、メンテナンスも容易である。しか
し、この方式はコネクタを搭載するためのスペースが部
品面に取られるので、回路デバイス１０の実装密度をあ
まり高くできない。そこで、この点を改良する方式とし
て第９の特徴点を採用した方式が挙げられる。図７は第
９の特徴点の構成を採用した方式での実施例を説明する
展開図である。

【００７４】図に示すように、四枚のプリント回路基板
３１ａ〜３１ｄを並べ、三枚の配線接続用のフレキシブ
ル基板４１ａ〜４１ｃを用意すると共に、隣接するプリ
ント回路基板３１ａとプリント回路基板３１ｂの間をフ
レキシブル基板４１ａにより、また、プリント回路基板
３１ｂとプリント回路基板３１ｃの間をフレキシブル基
板４１ｂにより、また、プリント回路基板３１ｃとプリ
ント回路基板３１ｄの間をフレキシブル基板４１ｃによ
り接続して、一体化されて一枚となった基板を形成す
る。

【００７５】このように展開した状態では部品が片面に
搭載されるプリント基板のアッセンブリ作業時と同様の
作業方法で回路デバイス１０を実装することができ、メ
インテナンスも容易である。このようにして製作された
三カ所の折り曲げ可能部分（フレキシブル基板４１ａ〜
４１ｃでの接続箇所）を持つ基板を図８に示すように筒
形に丸め、型枠４２を筒の上下端部内側に装着してか
ら、この型枠４２にプリント回路基板３１ａ〜３１ｄを
ねじ４３により固定することにより、内壁に回路デバイ
ス１０を搭載したパイプを形成することができ、パイプ
構造回路モジュール１が出来上がる。

【００７６】なお、フレキシブル基板４１ａ〜４１ｃと
通常のリジットなプリント回路基板３１ａ〜３１ｄとの
結合形態は、図９のようにフレキシブル基板４１ａ〜４
１ｃとリジットなプリント回路基板３１ａ〜３１ｄを個
別に製造し、両者の間に異方性導電接着シート４４を挟
んで接着しても良いし、図１０のようにリジットなプリ
ント回路基板３１ａ〜３１ｄの内層にフレキシブル層ｆ
を形成したフレックスリジット基板を用いても良い。後
者の方式ではフレキシブル部の剥離の心配もなく、接続
の信頼性が高いばかりか、商品面に接着用のスペースを
確保する必要がないのでデバイスの実装密度を向上で
き、前者の方式に比較して優れている。

【００７７】フレキシブル基板は容易に変形するのでパ
イプの形状が安定しないことから、上述の第１１の特徴
点を採用して、図８のように剛性の型枠４２を用意し、
これをパイプ構造回路モジュール１の開口端側それぞれ
に、ネジ４３で取り付けることにより、変形し易いパイ
プ構造回路モジュール１の変形を防止できるようにする
ことができる。

【００７８】変形防止の方法としてはこの他に上述した
第１２の特徴点の構成を適用し、回路デバイス１０を搭
載するパイプ構造回路モジュール１の外側に、堅固な変
形防止用のパイプを被せる方法もある。変形防止用のパ
イプにはその内側から外側に貫通する電気的接点を具備
して、パイプ構造回路モジュール１の外壁側の接点を外
部に導けるようにすることは云うまでもない。

【００７９】図１１は第１２の特徴点の構成を適用した
変形防止用のパイプ５０をパイプ構造回路モジュール１
の外側に被せた実施例の断面図である。本実施例では内
側の変形し易いパイプ構造回路モジュール１の全体を、
変形し難い堅固な外側のパイプ５０が覆う。

【００８０】そして、図１２のように内側のパイプ１と
外側のパイプ５０を圧着するネジ５３を適宜分散して配
置することで、異方性導電ゴムシート２を介した接点間
接続をより確実にすることができる。ネジ５３を外せば
内側のパイプ１と外側のパイプ５０は分離できるので、
メインテナンスも容易である。外側のパイプ５０は壁面
に垂直に貫通するだけの接点５１（５２は接点頭部）を
形成するだけでも良いので、製作は容易である。

【００８１】この他に内壁に回路デバイスを搭載するパ
イプ構造回路モジュール１を作成する方法としては、次
の第１０の特徴点を採用したものがある。これは一定条
件下で可塑性を示す基板を用い、その可塑性を示す条件
下で折り曲げる方法である。

【００８２】具体的には例えば、ある一定温度のもとで
は柔らかくなる材質によりプリント回路基板を作成し、
回路デバイスを搭載した後に折り曲げ部を加熱し、パイ
プ状に変形させ、常温に戻して形を安定させる。

【００８３】この方式によればコネクタを必要とせず、
パイプ構成後に変形し易い部分がないという利点があ
る。但し、再びプリント回路基板を展開するためには再
加熱の必要があるので、メンテナンスの容易性はコネク
タ接続方式やフレキシブル基板を用いる方式に比べ劣
る。次にパイプ内回路デバイスの冷却について説明す
る。

【００８４】内壁に回路デバイス１０を多数実装するパ
イプ構造回路モジュール１からなる電子回路システムの
冷却は、さきに述べた第１３の特徴点を適用し、パイプ
の空洞部を通して冷却を行うことにより、円滑に行うこ
とができる。発熱体である回路デバイス１０は全てパイ
プの内壁面に実装されているので、この内壁により囲ま
れる空洞部に冷却用流体を流せば、回路デバイス１０か
らの熱は冷却用流体に吸収されパイプ外部に排出でき
る。

【００８５】パイプ内の回路デバイス１０の発熱量が比
較的少ない場合は、第１４の特徴点を採用する。これは
図１に示されるように、パイプ構造回路モジュール１の
軸方向端部側の例えば下端部にファンモジュール５を配
置し、そのファン５ａにより強制的にパイプ１内に気流
（冷却風）を流すようにする。これにより、パイプ１外
部に効率良く熱を排出することができる。ファンモジュ
ール５はパイプ一本につき一個設けても良いし、送風量
の大きい大型のファンでパイプ数本を冷却させるように
しても良い。

【００８６】また、ファンモジュール５を設ける場合に
は、図１に示すようにファンモジュール５に電力を供給
する給電ケーブル（電源コード）１２がファンモジュー
ル５に設けてあるとすると、ファンモジュール５にその
パイプ構造回路モジュール１との接合面側に電源コネク
タ（ソケット）５ｂを設けると共に、パイプ構造回路モ
ジュール１にはこの電源コネクタ（ソケット）５ｂと係
合する電源コネクタ（ソケット）１ｃを設けて、ファン
モジュール５から電源供給する構成とすることができ
る。この場合、この電源コネクタ（ソケット）５ｂ、１
ｃとの係合のみで、ファンモジュール５をパイプ構造回
路モジュール１に接合させ、保持させるようにすること
も可能である。

【００８７】パイプ１内のデバイスの発熱量が多い場合
は、第１５の特徴点の構成を適用して、空気より冷却効
率の良い冷却液をパイプの空洞部に流すことにより、パ
イプ外部に効率良く熱を排出することができる。そし
て、冷却液に絶縁性の高いものを使用すれば、直接、回
路デバイス１０に冷却液が触れるようにパイプ１の空洞
部に流すこともできるし、パイプ１の内壁の回路デバイ
ス１０に密着するような冷却液ガイド構造物を設け、こ
の冷却液ガイド構造物を介して回路デバイス１０から熱
を冷却液に伝導させ、外部に排出するようにすることも
できる。

【００８８】図１３は第１５の特徴点の構成を適用した
冷却方式における冷却液ガイド６０の構造の一例を示す
図である。図に示すように、冷却液ガイド６０は熱抵抗
が低く、しかも、ゴム風船のように内部の流体圧力によ
り膨脹する案内チューブ６３の両端にホース取り付け口
６２を有する鍔６１を取り付ける。これをパイプ構造回
路モジュール１の内側に挿入し、両者をねじ止めする。

【００８９】図１４は図１３の冷却液ガイド６０を装着
したパイプ構造回路モジュール１の断面図である。冷却
液ガイド６０をパイプ構造回路モジュール１の内側に挿
入し、鍔６１とパイプ構造回路モジュール１とをねじ６
６により締め付け、固定する。鍔６１のホース取り付け
口６２にはそれぞれホース６４ａ，６４ｂを取り付け、
ホース締め付け具６５ａ，６５ｂで固定する。

【００９０】このようにした上で、ホース６４ａ，６４
ｂを介して加圧冷却水ＣＬを送水すると、膨脹部となる
案内チューブ６３内に加圧冷却水ＣＬが満たされ、その
圧力で案内チューブ６３は膨脹し、案内チューブ６３は
パイプ構造回路モジュール１内壁側面に密着する。従っ
て、パイプ構造回路モジュール１の内壁側面に実装され
た回路デバイス１０表面に案内チューブ６３が密着する
ことになり、案内チューブ６３は熱抵抗が小さいので、
回路デバイス１０の熱を加圧冷却水ＣＬで冷却すること
ができる。

【００９１】このように、加圧された冷却液を一方のホ
ースより送り込むことで、冷却液ガイド６０の中央部が
提灯状に膨張し、発熱体であるデバイスに密着し、冷却
液に効率良く熱を伝え、もう一方のホースより排出する
ことにより、極めて効率的に冷却が行える。

【００９２】この場合回路デバイス１０を搭載するパイ
プ構造回路モジュール１の壁面は外側に膨張するように
応力がかかるので、外壁に設けられたパイプ間接続用接
点１１が互いに良く密着すると云う付随効果もある。本
実施例の場合は伝導式の冷却であることから、冷却液と
して冷却効率が良く安価な水を利用できる。

【００９３】図１５は第１６の特徴点および第１８の特
徴点の構成を適用した冷却方式の一実施例を示す図であ
る。第１８の特徴点の構成を適用してパイプ構造回路モ
ジュール１を水平方向に寝かせるように設置し、パイプ
構造回路モジュール１を積み上げていくと、パイプ構造
回路モジュール１の積層本数が多くなった場合、床面積
が少なくて済むが、この場合、下部に位置するパイプ構
造回路モジュールには上部に位置するパイプ構造回路モ
ジュールの重みがかかるので変形を起こし、接触不良の
原因となる。しかし、図１５に示したように、パイプ構
造回路モジュール１を水槽７２に入れ、冷却液ＣＬに浸
すことにより、その浮力により、下部に位置するパイプ
構造回路モジュールにかかる応力が軽減する。

【００９４】水槽７２と冷凍装置７１の間を循環パイプ
７３ａ，７３ｂにより接続し、冷却液ＣＬを循環させる
と、パイプ構造回路モジュール１の空洞部を冷却液ＣＬ
が流れ、パイプ構造回路モジュール１内壁のデバイス１
０からの熱を効率的に排除することができる。本実施例
の場合はデバイス１０に直接冷却液ＣＬが触れるので、
熱抵抗が少ない分、効率的な冷却が行われるが、絶縁性
のある冷却液を使用しなければならない。

【００９５】上述した第１６の特徴点の構成を適用しな
いでパイプ構造回路モジュール１を多数結合する場合
は、パイプ構造回路モジュール１を多数積み重ねると、
その重みで下部に位置するパイプが変形し易く、接触不
良の原因となる。このような欠点を解決するには図１の
ように第１７の特徴点を適用してパイプ構造回路モジュ
ール１を水平でない方向に立てるように設置すれば良
い。

【００９６】パイプ構造はパイプの断面を歪める方向に
強度が弱い半面、パイプの軸方向には強度が極めて強
い。故に、パイプを水平でない方向に立てるように設置
すれば変形しにくくでき、パイプ変形による接触不良を
防止することができる。

【００９７】さらに、パイプを立てるようにパイプ構造
回路モジュール１を設置すれば、パイプ構造回路モジュ
ール１の内壁のデバイス１０から発生する熱により、暖
められた空気は軽くなり、煙突効果により、暖められた
空気が自然に排出されるようになると云う効果もある。

【００９８】また、図１６のように第２の特徴点の構成
を適用して、パイプ構造回路モジュール１の端部にも接
続部８１，８２を具備させ、パイプの軸方向にパイプ構
造回路モジュールを拡張した場合でも、パイプを水平で
ない方向に立てるように設置することにより、変形を抑
止でき、且つ、パイプ構造回路モジュール端部に設けら
れたコネクタ間の接続が強まる方向に力が働くので都合
が良い。

【００９９】第２の特徴点の構成による効果はパイプ壁
面による結合による二次元方向の拡張性に加えて、もう
一つの長さ方向に対する拡張性を与える。さらにパイプ
構造回路モジュール１の軸長を短くし、長さ方向に多数
結合して一本のパイプを構成するようにすれば、第２の
特徴点の構成を適用しない一本の長いパイプ構造回路モ
ジュール１の構成に比べ、デバイス１０の故障が起こっ
た場合でも交換するハードウェア量を少なくて済み、故
障によるダメージを軽減できる。

【０１００】パイプ構造回路モジュールにより構成され
るシステムと、通常の実装方式のシステムの間の接続は
第１９の特徴点や第２０の特徴点の構成を適用すれば容
易に行うことができる。

【０１０１】第１９の特徴点の構成を適用すると、外部
のシステムとは図１に示されるように最外壁に取り付け
られたコネクタ６、ケーブル７を介して行われるため、
コネクタ６の付いていない内部のパイプ構造回路モジュ
ール上のデータは、パイプ構造回路モジュール間を接続
するために設けられた多数の配線を利用して、一旦最も
外側に位置するパイプ構造回路モジュールまで導いた後
に、外部と授受することができる。

【０１０２】図１７は第２０の特徴点の構成を適用した
外部信号配線方式の第一の実施例を示した図である。パ
イプ構造回路モジュール１の開口部に設けられたコネク
タ９３とアレイ状に並べられた複数台の磁気ディスク９
０のそれぞれのコネクタとの間をケーブル９２で接続し
ている。この例のように、パイプ構造回路モジュール１
の本数に比例した補助記憶容量と入出力速度を得たい場
合には、第１９の特徴点の構成を採用するよりも、第２
０の特徴点の構成を採用した方が良い。

【０１０３】図１８は、第２０の特徴点の構成を適用し
た外部信号配線方式の、第二の実施例を示した図であ
る。１台の共通のクロック信号発生回路１００から各パ
イプ構造回路モジュール１へクロック信号を供給する場
合のように、タイミングに敏感な信号を同時に多数のモ
ジュールに供給する場合は、信号発生源から受信点まで
電気的に等距離になるよう実装することが望ましい。こ
のような信号を第１９の特徴点の構成を採用して分配し
た場合、パイプ構造回路モジュール１はその位置によっ
て中継段数や配線距離が異なることになるので、タイミ
ングがバラバラになるため、好ましくない。

【０１０４】この場合、図１８のように第２０の特徴点
の構成を採用する。これはパイプ構造回路モジュール１
の内壁からケーブル１０３を引き出し、パイプ構造回路
モジュール１の空洞部を通して上記ケーブル１０３を外
部に導き、クロック信号発生回路１００に繋いでパイプ
構造回路モジュール１の内部と外部クロック信号発生回
路１００のとの間での信号授受を行える構成とするもの
である。

【０１０５】すなわち、図１８のように第２０の特徴点
の構成を適用して１台の共通のクロック信号発生回路１
００の発振器１０１から各パイプ構造回路モジュール１
へクロック信号を分配するならば、クロック信号発生回
路１００のドライバ１０２の段数やケーブル１０３の長
さを揃えることにより、ほぼ同じタイミングでクロック
信号をパイプモジュールに供給することができる。パイ
プ内部でのクロックスキューを避けるためにケーブルを
パイプ中央部に接続したとしても、パイプの空洞部を通
してパイプ外部にケーブルを引き出すことは容易であ
る。

【０１０６】パイプ構造回路モジュール１への電源供給
は第２１の特徴点および第２２の特徴点または第２３の
特徴点の構成を採用することにより容易に行うことがで
きる。図１９は第２１の特徴点の構成を採用した電源供
給方式の一実施例を示す図である。

【０１０７】パイプ構造回路モジュール１の内壁から給
電ケーブル１１３を引き出し、導体製の電源供給バー１
１１ａ，１１１ｂ（一つは正極電源用、もう一つは負極
電源用）に給電ケーブル１１３をネジ止めして直流電源
装置１１０に接続している。電源供給バー１１１ａ，１
１１ｂには一方には直流電源装置１１０の正極電源端子
に接続された電源コード１１２ａが接続され、他方には
直流電源装置１１０の負極電源端子に接続された電源コ
ード１１２ｂが接続されている。

【０１０８】この方式では第２の特徴点の構成を適用し
てパイプを継ぎ足しても、パイプの空洞部から給電ケー
ブル１１３を引き出すことができるので、端部に配置さ
れないパイプ構造回路モジュールに対しても電源を容易
に供給することができる。

【０１０９】図１は第２２の特徴点の構成を適用した電
源供給方式の一実施例でもあるが、パイプ構造回路モジ
ュール１側に設けられた電源供給部（コンセント）１ｃ
と、電源装置に給電ケーブル１２により接続されたファ
ンモジュール５側に設けられた電源供給部（コンセン
ト）５ｂを結合することによりパイプ構造回路モジュー
ル１に電源が供給されるようになっている。本実施例で
は電源供給と冷却装置であるファンモジュール５との装
着がワンタッチで行われる。

【０１１０】本実施例ではファンモジュール５に給電ケ
ーブル１２を接続している例を示したが、これに限るも
のではなく、電源供給方式は公知のさまざまな方式が適
用できる。

【０１１１】図２０は第２３の特徴点の構成を採用した
電源供給方式の一実施例を示す図である。パイプ構造回
路モジュール１の外壁に設けられた電源供給用結合突起
部１５０と図示しないが、これと嵌合するパイプ構造回
路モジュール１の外壁に設けられた電源供給用突起嵌合
部を結合して、最外壁に電源供給用結合突起１２１，１
３１の付いた電源供給バー１２０，１３０を結合し、電
源装置に接続して電源を供給する。

【０１１２】本実施例では電源供給用結合突起部１５０
と電源供給用突起嵌合部を変形防止型枠１４０と一体化
したものを用いている。電源供給用突起嵌合部は変形防
止型枠１４０の膨出部１４１に設けてある。また、この
変形防止型枠１４０はパイプ構造回路モジュール１の内
壁に設けられた図示しない電源パッドにネジで圧着され
ているので、突起と嵌合部から供給される電源はパイプ
構造回路モジュール１の内壁に導かれる。

【０１１３】このように、本発明は内壁に回路素子を実
装してなるパイプ構造回路モジュールの外壁に接続端子
を配設し、この外壁の接続端子でパイプ構造回路モジュ
ール相互を結合する構成とするものであり、従来利用さ
れていない回路基板のデバイス非実装側（裏面）を利用
して、ここに接続端子の接点を多数設け、この面はパイ
プ構造回路モジュールの外壁面となるようにして、この
外壁面の接続端子の接点を他のパイプ構造回路モジュー
ルの外壁面の接続端子の接点と接触させて端子接続する
ようにしたことから、コネクタやカードエッジを利用す
る接続方式に比べて、遥かに多くの接続端子を得ること
ができ、回路基板の回路素子高密度実装を外部との接続
端子の制限を受けることなく、実現できるようになる。

【０１１４】また、パイプ構造回路モジュールの外壁面
は複数面あるので、この各面を他のパイプ構造回路モジ
ュールの外壁面と接続することで三次元方向への柔軟な
拡張性を実現し、大規模な電子機器の部品間を多数の配
線で結合することを可能にする他、パイプ構造回路モジ
ュールの外壁面における他のパイプ構造回路モジュール
の外壁面の接点接続は密着接続であるので、接続も容易
であり、作業性も良い他、回路モジュールはパイプ状で
あるので効率的な冷却が可能であり、また、回路モジュ
ールは内壁面側からもケーブルを引き出せるので外部の
入出力機器との接続、クロック信号供給、電源供給を妨
げない。なお、本発明は上記し、且つ、図面に示す実施
例に限定することなく、その要旨を変更しない範囲内で
適宜変形して実施し得るものである。

【０１１５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば三次元方
向への柔軟な拡張性を実現し、大規模な電子機器の部品
間を従来の方式に比較して飛躍的に多数の配線で結合す
ることを可能とする。従って、これにより、回路モジュ
ール間配線をふんだんに使うことが可能になり、プロセ
ッサ間通信能力の高い三次元メッシュ結合などの結合網
を持つ超並列計算機を容易に実装することができる。ま
た本発明によれば、効率的な冷却、入出力機器接続、ク
ロック信号供給、電源供給を妨げない。

【０１１６】従って、この発明によれば、非常に多くの
部品からなる大規模なシステムを多数の配線で密に結合
することを可能にし、配線の接続面から見た二次元およ
び三次元方向への拡張性を有する回路ユニットを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的な構成を示す斜視図であって、
第１の特徴点、第３の特徴点、第４の特徴点、第５の特
徴点、第１３の特徴点、第１４の特徴点、第１７の特徴
点、第１９の特徴点および第２２の特徴点の構成を適用
した図。

【図２】第６の特徴点の構成を適用したパイプ間圧着機
構の一実施例を示す図。

【図３】第７の特徴点の構成を適用したパイプ間圧着機
構の一実施例を示す図。

【図４】パイプ外壁の平坦度が足りない場合の接触不良
の様子を示す断面図。

【図５】第４の特徴点の構成を適用した例であって、パ
イプ間に異方性導電ゴムを挟んだ場合の外壁の平坦度が
足りないパイプ間の接触の様子を示す断面図。

【図６】第８の特徴点の構成にかかるパイプ構成法の一
実施例を示す図。

【図７】第９の特徴点の構成にかかるパイプの一実施例
の展開図。

【図８】第９の特徴点および第１１の特徴点の構成にか
かるパイプの一実施例の見取り図。

【図９】第９の特徴点にかかるパイプのフレキシブル部
の第一の実施例の断面図。

【図１０】第９の発明にかかるパイプのフレキシブル部
の第二の実施例の断面図。

【図１１】第１２の特徴点にかかる変形防止用パイプを
外側に被せたパイプの一実施例の断面図。

【図１２】第１２の特徴点にかかる変形防止用パイプを
外側に被せ、ネジを分散して配置したパイプの一実施例
の見取り図。

【図１３】第１５の特徴点の構成を適用した冷却方式に
おける冷却液ガイド構造の一実施例を示す図。

【図１４】第１５の特徴点の構成を適用した冷却液ガイ
ド構造を装着したパイプモジュールの断面図。

【図１５】第１６の特徴点の構成および第１８の特徴点
の構成を適用した冷却方式の一実施例を示す図。

【図１６】第２の特徴点の構成にかかる三次元実装方式
の一実施例を示す図。

【図１７】第２０の特徴点の構成を適用した外部信号配
線方式の第一の実施例を示す図。

【図１８】第２０の特徴点の構成を適用した外部信号配
線線方式の第二の実施例を示す図。

【図１９】第２１の特徴点の構成を適用した電源供給方
式の一実施例を示す図。

【図２０】第２３の特徴点の構成を適用した電源供給方
式の一実施例を示す図。

【符号の説明】

１…パイプ構造の回路モジュール、１ａ…パイプ構造回
路モジュールの内壁面、１ｂ…パイプ構造回路モジュー
ルの外壁面、２…異方性導電シート、３…突起、４…凹
部、５…冷却用のファンモジュール、１０…回路デバイ
ス、１１…電気的接点、２１ａ，２１ｂ…プレート、２
２，２２ａ…ボルト、２３…ナット、３０ａ…雄側プリ
ント回路基板、３０ｂ…雌側プリント回路基板、３１，
３１ａ〜３１ｄ…プリント回路基板、３２…雄型の表面
実装型コネクタ、３３…雌型の表面実装型コネクタ、４
１ａ〜４１ｃ…フレキシブル基板、４２…型枠、４３…
ねじ、４４…異方性導電接着シート、ｆ…フレキシブル
層、６０…冷却液ガイド、ＣＬ…冷却液。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内壁に回路素子を実装してなるパイプ状
   回路モジュールの外壁に接続端子を配設し、この外壁の
   接続端子でパイプ状モジュール相互を結合する構成とす
   ることを特徴とする回路ユニット。
2. 【請求項２】 内壁に回路素子を実装してなるパイプ状
   回路モジュールの外壁に接続端子を配設し、この外壁の
   接続端子でパイプ状回路モジュール相互を結合する構成
   とすると共に、パイプ状モジュールの端部には他のパイ
   プ状モジュールとの端子接続のための端子接続手段を設
   けて、パイプの軸方向に対する他のパイプ状モジュール
   との結合を可能にすることを特徴とする回路ユニット。
3. 【請求項３】 パイプ状回路モジュールの外壁に設ける
   接続端子は電気的接点のアレイとし、対向するパイプ状
   回路モジュールの対向壁面に圧着することによりパイプ
   状回路モジュール間の電気的接続を行う構成とすること
   を特徴とする請求項１または２に記載の回路ユニット。
4. 【請求項４】 対向するパイプ状回路モジュールの対向
   壁面間に異方性導電物質を介在させて圧着する構成とす
   ることにより、パイプ状回路モジュール間の電気的接続
   を維持することを特徴とする請求項３記載の回路ユニッ
   ト。
5. 【請求項５】 複数枚の回路基板を筒状に配置し、隣接
   する回路基板間はコネクタにより結合して配線接続する
   ことにより構成したパイプ状回路モジュールを用いるこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の回路ユニッ
   ト。
6. 【請求項６】 複数枚の回路基板を筒状に配置し、隣接
   する回路基板間はフレキシブル基板で接続して配線接続
   することにより構成したパイプ状回路モジュールを用い
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の回路ユニ
   ット。
7. 【請求項７】 一定条件下で可塑性を示す回路基板にて
   成形したパイプ状回路モジュールを用いることを特徴と
   する請求項１または２に記載の回路ユニット。
8. 【請求項８】 複数のパイプ状回路モジュールを集積
   し、相互を結合して構成したユニットの露出壁面に、当
   該ユニットと外部との接続のためのケーブル接続手段を
   設ける構成とすることを特徴とする回路ユニット。
9. 【請求項９】 パイプ状回路モジュールの内壁側にケー
   ブルを接続し、パイプ状回路モジュールの空洞部を通し
   て上記ケーブルをパイプ状回路モジュール外部に導き、
   外部との間の配線接続をする構成とすることを特徴とす
   る回路ユニット。