JP2527642B2 - Hybrid integrated circuit - Google Patents
Hybrid integrated circuitInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は混成集積回路に関し、パワー出力用の混成集
積回路に関する。The present invention relates to a hybrid integrated circuit, and more particularly to a hybrid integrated circuit for power output.
（ロ）従来の技術 パアー出力用混成集積回路としては種々のものがある
が、例えばインバータ用混成集積回路がもっとも代表的
である。(B) Prior Art There are various hybrid integrated circuits for power output, but, for example, a hybrid integrated circuit for inverters is most representative.
第３図は、インバータ用混成集積回路の平面図を示す
ものであり、（20）はアルミニウム、鉄、銅等などの金
属基板であり、その基板（20）上には図示されないがエ
ポキシ樹脂を主成分とする絶縁性接着剤からなる絶縁層
が設けられ、（21）は上記絶縁性接着剤により基板（2
0）と貼り合せられた銅箔をエッチング処理によって形
成された導電路である。FIG. 3 is a plan view of a hybrid integrated circuit for an inverter, in which (20) is a metal substrate made of aluminum, iron, copper or the like, and an epoxy resin (not shown) is provided on the substrate (20). An insulating layer made of an insulating adhesive as a main component is provided, and (21) is a substrate (2
0) is a conductive path formed by etching a copper foil laminated with the copper foil.
かかる導電路（21）上には複数のトランジスタ、パワ
ーMOS、IGBT等のパワー系のスイッチング素子（22）が
固着され、且つスイッチング素子（22）に流れる電流を
検出する電流検出用のニッケルメッキ抵抗体（23）が電
流経路に形成されている。ニッケルメッキ抵抗体（23）
は導電路（21）をくし型状に配置させ、そのくし型状に
配置された領域上にニッケルをメッキすることにより形
成される。A plurality of transistors, power MOS, IGBT and other power switching elements (22) are fixed on the conductive path (21), and a nickel-plated resistor for current detection that detects a current flowing through the switching element (22). A body (23) is formed in the current path. Nickel plated resistors (23)
Is formed by arranging the conductive paths (21) in a comb shape and plating nickel on the comb-shaped areas.
かかる基板（20）はケース材によって固着一体化する
か、あるいは、対向基板（図示しない）を配置（いわゆ
る二枚基板構造）してケース材によって固着一体化され
る。The substrate (20) is fixed and integrated by a case material, or an opposite substrate (not shown) is arranged (so-called two-substrate structure) and fixed and integrated by a case material.
また、第４図は基板（20）にケース材（24）を固着し
たときのニッケルメッキ抵抗体（23）が形成された付近
の要部拡大図であり、ケース材（24）と基板（20）とで
形成される空間領域には基板上に固着された各素子の耐
湿性を向上させるためにシリコーンゲル（25）が充填さ
れている。二枚基板構造の場合も同様に各基板間内にシ
リコーンゲルが充填される。Further, FIG. 4 is an enlarged view of an essential part in the vicinity of the nickel-plated resistor (23) formed when the case member (24) is fixed to the substrate (20). ) And a space region formed by and are filled with a silicone gel (25) to improve the moisture resistance of each element fixed on the substrate. In the case of the two-substrate structure, the silicone gel is similarly filled between the substrates.
（ハ）発明が解決しようとする課題 かかる混成集積回路において、例えばユーザが異常使
用したときにパワー素子が破壊したとき（ショート状
態）、電流検出抵抗であるニッケルメッキ抵抗体に許容
容量以上の大電流が流れ、第５図に示す如く、ニッケル
メッキ抵抗体（23）が焼断し、このエネルギーにより矢
印方向にシリコーンゲル（25）を持上げる。このとき、
同時にニッケルメッキ抵抗体（23）上に形成されたオー
バーコート（図示しない）および持上げられたシリコー
ンゲル（25）の表面部分を炭化させる。(C) Problems to be Solved by the Invention In such a hybrid integrated circuit, for example, when the power element is broken (short-circuited state) when the user abnormally uses it, the nickel plating resistor which is the current detection resistor has a larger capacity than the allowable capacity. A current flows, and as shown in FIG. 5, the nickel-plated resistor (23) is burnt out, and this energy lifts the silicone gel (25) in the direction of the arrow. At this time,
At the same time, the overcoat (not shown) formed on the nickel-plated resistor (23) and the surface portion of the lifted silicone gel (25) are carbonized.
すると、シリコーンゲル（25）は経時変化により、も
との状態に戻り、第６図に示す如く、シリコーンゲル
（25）の表面に形成された炭化部（26）により、ニッケ
ルメッキ抵抗体（23）が形成された導電路（21）が導通
状態となり再び大電流が流れる。すると、次はシリコー
ンゲル（25）の炭化部（26）が焼断し、再びそのエネル
ギーによってシリコーンゲル（25）を持上げ上記した動
作を何回かくり返し起こす。すると、炭化部（26）が形
成したシリコーンゲル（25）領域で炭化が促進するとと
もに可燃性ガスが増加しケース内の内圧が高くなり、ケ
ース材と基板との固着性が悪化し、その結果、耐湿性が
低下する問題がある。Then, the silicone gel (25) returns to its original state due to aging, and as shown in FIG. 6, due to the carbonized portion (26) formed on the surface of the silicone gel (25), the nickel plating resistor (23 The conductive path (21) in which the () is formed becomes conductive, and a large current flows again. Then, next, the carbonized part (26) of the silicone gel (25) is burnt out, and the energy again lifts the silicone gel (25) to repeat the above-mentioned operation several times. As a result, carbonization is promoted in the silicone gel (25) region formed by the carbonized portion (26), the amount of combustible gas is increased, and the internal pressure in the case is increased, resulting in poor adhesion between the case material and the substrate. However, there is a problem that the moisture resistance decreases.
（ニ）課題を解決するための手段 本願は上述した課題に鑑みて為されたものであり、パ
ワー素子およびニッケルメッキ抵抗体が固着形成された
基板にニッケルメッキ抵抗体領域のみを封止する封止部
を備えたケース材を固着することで上記課題を解決す
る。(D) Means for Solving the Problems The present application has been made in view of the above-mentioned problems, and is a seal for sealing only the nickel-plated resistor region on the substrate on which the power element and the nickel-plated resistor are fixedly formed. The above problem is solved by fixing a case member having a stopper.
（ホ）作 用 この様に本発明に依れば、ニッケルメッキ抵抗体形成
領域のみを封止する封止部を有したケース材と基板を固
着一体化しケース材と基板間にシリコーンゲルを充填す
ることにより、仮にパワー素子が短絡してニッケルメッ
キ抵抗体の許容容量以上の大電流が流れニッケルメッキ
抵抗体が焼断したとしても、ニッケルメッキ抵抗体はケ
ース材の封止部によってシリコーンゲルと完全に仕切ら
れているため焼断時のエネルギーによりシリコーンゲル
表面が炭化することがなくなる。(E) Operation As described above, according to the present invention, the case material having the sealing portion for sealing only the nickel-plated resistor forming region and the substrate are fixed and integrated, and the silicone gel is filled between the case material and the substrate. By doing so, even if the power element is short-circuited and a large current exceeding the allowable capacity of the nickel-plated resistor flows and the nickel-plated resistor burns out, the nickel-plated resistor will not be separated from the silicone gel by the sealing part of the case material. Since it is completely partitioned, the surface of the silicone gel will not be carbonized by the energy during burning.
即ち、ニッケルメッキ抵抗体が焼断すると導電路に流
れる大電流が遮断され、ニッケルメッキ抵抗体をヒュー
ズとして用いることができる。That is, when the nickel-plated resistor burns out, the large current flowing in the conductive path is cut off, and the nickel-plated resistor can be used as a fuse.
（ヘ）実 施 例 以下に第１図に示した１実施例に基づいて本発明を詳
細に説明する。(F) Example Hereinafter, the present invention will be described in detail based on one example shown in FIG.
第１図は本発明の混成集積回路の要部拡大断面図であ
り、詳細にはニッケルメッキ抵抗体が形成された領域付
近の断面図である。FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of an essential part of the hybrid integrated circuit of the present invention, specifically, a cross-sectional view in the vicinity of a region where a nickel-plated resistor is formed.
本発明の混成集積回路は、絶縁金属基板（１）（以下
単に基板という）と、基板（１）上に形成された導電路
（２）と、導電路（２）上に固着されたパワー素子
（３）およびニッケルメッキ抵抗体（４）と、基板
（１）と固着一体化され且つニッケルメッキ抵抗体
（４）を封止する封止部（７）を有したケース材（５）
と、基板（１）とケース材（５）とで形成された空間に
充填されたシリコーンゲル（６）とから構成されてい
る。The hybrid integrated circuit of the present invention comprises an insulating metal substrate (1) (hereinafter simply referred to as a substrate), a conductive path (2) formed on the substrate (1), and a power element fixed on the conductive path (2). (3) and the nickel-plated resistor (4), and a case member (5) having a sealing portion (7) fixedly integrated with the substrate (1) and sealing the nickel-plated resistor (4).
And a silicone gel (6) filled in the space formed by the substrate (1) and the case material (5).
基板（１）はアルミニウムが用いられ、そのアルミニ
ウム表面には陽極酸化処理によって酸化アルミニウム膜
（図示しない）が形成されている。Aluminum is used for the substrate (1), and an aluminum oxide film (not shown) is formed on the aluminum surface by anodizing treatment.
また、基板（１）上には絶縁接着剤であるエポキシ系
の絶縁層（８）を介して銅箔が貼着され、銅箔をエッチ
ング処理して所望形状の導電路（２）が形成される。Further, a copper foil is adhered on the substrate (1) via an epoxy-based insulating layer (8) which is an insulating adhesive, and the copper foil is etched to form a conductive path (2) having a desired shape. It
かかる導電路（２）上には、例えば第３図に示す如
く、パワートランジスタ、パワーMOS、IGBT等の複数の
パワー素子（３）が三相モータを駆動する様に固着接続
されている。又、導電路（２）上にはパワー素子（３）
に流れる電流を検出するためにニッケルメッキ抵抗体
（４）が形成されている。ニッケルメッキ抵抗体（４）
については従来の説明で簡単に説明したが、ここでは更
に詳細に説明する。On the conductive path (2), a plurality of power elements (3) such as power transistors, power MOSs, and IGBTs are fixedly connected so as to drive a three-phase motor, as shown in FIG. Further, the power element (3) is provided on the conductive path (2).
A nickel-plated resistor (4) is formed in order to detect the current flowing through the resistor. Nickel plated resistor (4)
The above has been briefly described in the conventional description, but will be described in more detail here.
ニッケルメッキ抵抗体（４）が形成される領域の導電
路（２）は所定間隔で夫々の導電路（２）がくし型状に
なる様に形成されている（図示されない）。そのくし型
状に配置された導電路（２）領域（基板領域）上にパラ
ジウム等の触媒を付着させニッケルを所定の厚みになる
までメッキを行う。即ち、ニッケルメッキ抵抗体（４）
の抵抗値あるいは許容容量は面積と厚みを選択すること
で任意に設定することができる。くし型状に形成された
夫々の導電路（２）の両端電圧を検出することでニッケ
ルメッキ抵抗体（４）、即ち、パワー素子（３）に流れ
る電流を検出することができる。The conductive paths (2) in the regions where the nickel-plated resistors (4) are formed are formed at predetermined intervals so that the conductive paths (2) are comb-shaped (not shown). A catalyst such as palladium is deposited on the conductive path (2) region (substrate region) arranged in the comb shape, and nickel is plated to a predetermined thickness. That is, nickel-plated resistor (4)
The resistance value or allowable capacity of can be set arbitrarily by selecting the area and thickness. By detecting the voltage across each of the comb-shaped conductive paths (2), the current flowing through the nickel-plated resistor (4), that is, the power element (3) can be detected.
ニッケルメッキ抵抗体（４）が形成された領域上は後
述するケース材（５）の封止部（７）によって囲まれる
様に配置され完全密封される。The area on which the nickel-plated resistor (4) is formed is arranged so as to be surrounded by the sealing portion (7) of the case material (5) described later and is completely sealed.
基板（１）と固着一体されるケース材（５）はエポキ
シ樹脂等の樹脂剤により箱状に射成成形され、基板
（１）上に形成されたニッケルメッキ抵抗体（４）領域
を包囲する封止部（７）が一体形成されている。ケース
材（５）と基板（１）は夫々の周端部および封止部
（７）と基板（１）領域上において接着性シートを介し
て強固に固着される。従ってかかるニッケルメッキ抵抗
体（４）はケース材（５）によって他の空間と完全に区
画された状態となる。The case material (5) fixedly integrated with the substrate (1) is formed by injection molding into a box shape with a resin agent such as epoxy resin, and surrounds the nickel-plated resistor (4) region formed on the substrate (1). The sealing part (7) is integrally formed. The case material (5) and the substrate (1) are firmly fixed to each other on the peripheral end portion and the sealing portion (7) and the substrate (1) region via an adhesive sheet. Therefore, the nickel-plated resistor (4) is completely separated from other spaces by the case material (5).
基板（１）とケース材（５）とで形成された空間内に
は基板（１）上に固着形成された各々の素子を保護する
ためにシリコーンゲル（６）が充填される。この際、ニ
ッケルメッキ抵抗体（４）は上記したようにケース材
（５）の封止部（７）によってシリコーンゲル（６）と
完全に分離される構造になる。The space formed by the substrate (1) and the case material (5) is filled with silicone gel (6) to protect each element fixedly formed on the substrate (1). At this time, the nickel-plated resistor (4) is completely separated from the silicone gel (6) by the sealing portion (7) of the case material (5) as described above.
その結果、仮にパワー素子（３）が短絡してニッケル
メッキ抵抗体（４）の許容容量以上の大電流が流れニッ
ケルメッキ抵抗体（４）が焼断したとしてもニッケルメ
ッキ抵抗体（４）はケース材（５）の封止部（７）によ
ってシリコーンゲル（６）と完全に仕切られているため
に焼断時のエネルギーによりシリコーンゲル表面の炭化
をなくすことができる。As a result, even if the power element (3) is short-circuited and a large current exceeding the allowable capacity of the nickel-plated resistor (4) flows and the nickel-plated resistor (4) burns out, the nickel-plated resistor (4) will Since the case material (5) is completely separated from the silicone gel (6) by the sealing portion (7), carbonization on the surface of the silicone gel can be eliminated by the energy at the time of burning.
第２図は本発明の他の実施例を示した要部拡大断面図
であり、２枚の基板（1a）（1b）から構成される。この
場合、一方の基板（1a）にはパワー素子（３）およびニ
ッケルメッキ抵抗体（４）が形成され、他方の基板（1
b）上には小信号系のトランジスタ等の回路素子（11）
が固着され、夫々の基板（1a）（1b）は図示されないが
枠状のケース材（５）によって離間配置され、その空間
内にシリコーンゲル（６）が充填されている。この場
合、封止部（７）は枠状のケース材（５）に設けられて
いる。FIG. 2 is an enlarged sectional view of an essential part showing another embodiment of the present invention, which is composed of two substrates (1a) and (1b). In this case, the power element (3) and the nickel-plated resistor (4) are formed on one substrate (1a), and the other substrate (1
b) Circuit elements such as small signal transistors on top (11)
, And the substrates (1a) and (1b) are spaced apart by a frame-shaped case member (5) (not shown), and the space is filled with silicone gel (6). In this case, the sealing portion (7) is provided on the frame-shaped case material (5).
（ト）発明の効果 以上に詳述し如く、本発明に依れば、ニッケルメッキ
抵抗体形成領域のみを封止する封止部を有したケース材
と基板とを固着することにより、ニッケルメッキ抵抗体
が封止部によってシリコーンゲルと完全に分離されるた
め、仮にパワー素子が短絡してニッケルメッキ抵抗体の
許容容量以上の大電流が流れニッケルメッキ抵抗体が焼
断したとしても、焼断時のエネルギーによりシリコーン
ゲル表面が炭化することがなくなる。その結果、従来の
如き問題を完全に解消することができ、極めて耐湿性に
優れた混成集積回路を提供することができる。(G) Effect of the Invention As described in detail above, according to the present invention, the nickel plating is performed by fixing the case material having the sealing portion that seals only the nickel-plated resistor forming region and the substrate. Since the resistor is completely separated from the silicone gel by the sealing part, even if the power element short-circuits and a large current exceeding the allowable capacity of the nickel-plated resistor flows and the nickel-plated resistor burns out, it will burn out. The energy of time prevents carbonization of the silicone gel surface. As a result, it is possible to completely solve the conventional problems and provide a hybrid integrated circuit having extremely excellent moisture resistance.
また、本発明では、上記したようにニッケルメッキ抵
抗体がケース材によってシリコーンゲルと分離形成され
ているため、ニッケルメッキ抵抗体が焼断するとパワー
素子のショートにより流れる過電流をも遮断でき安全性
に優れる。Further, in the present invention, since the nickel-plated resistor is formed separately from the silicone gel by the case material as described above, even if the nickel-plated resistor is burnt out, the overcurrent flowing due to the short circuit of the power element can be cut off, which is safe. Excellent in.
さらに、本発明の混成集積回路ではシリコーンゲル量
を著しく低減することができコスト面での効果も大であ
る。Further, in the hybrid integrated circuit of the present invention, the amount of silicone gel can be remarkably reduced, and the cost effect is great.
第１図は本発明の混成集積回路の要部拡大断面図、第２
図は他の実施例を示す断面図、第３図は一般的なパワー
用の混成集積回路を示す平面図、第４図は第３図のニッ
ケルメッキ抵抗体が形成された部分を示す断面図、第５
図及び第６図は課題を説明するための断面図である。 （１）は絶縁金属基板、（２）は導電路、（３）はパワ
ー素子、（４）はニッケルメッキ抵抗体、（５）はケー
ス材、（６）はシリコーンゲル、（７）は封止部であ
る。FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of an essential part of a hybrid integrated circuit of the present invention, FIG.
FIG. 4 is a sectional view showing another embodiment, FIG. 3 is a plan view showing a hybrid integrated circuit for general power use, and FIG. 4 is a sectional view showing a portion where the nickel-plated resistor of FIG. 3 is formed. , Fifth
6 and 6 are sectional views for explaining the problem. (1) is an insulating metal substrate, (2) is a conductive path, (3) is a power element, (4) is a nickel-plated resistor, (5) is a case material, (6) is a silicone gel, and (7) is a seal. It is a stop.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−224263（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−128656（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−162488（ＪＰ，Ａ)Continuation of front page (56) References JP-A-60-224263 (JP, A) JP-A-63-128656 (JP, A) JP-A-4-162488 (JP, A)
Claims (2)
と、 前記絶縁基板上に搭載されたパワー素子およびこのパワ
ー素子に流れる電流を検出するニッケルメッキ抵抗体
と、 前記絶縁基板の周端部と固着され、前記ニッケルメッキ
抵抗体を包囲する封止部と一体成形されたケース材と、 前記絶縁基板と前記ケース材とで形成された空間におい
て、前記絶縁基板と前記ニッケルメッキ抵抗体を包囲す
る封止部とで成る空間を除いた領域に充填された封止樹
脂とを備えたことを特徴とする混成集積回路。1. An insulating substrate on which a conductive path having a desired shape is formed, a power element mounted on the insulating substrate, a nickel-plated resistor for detecting a current flowing through the power element, and a peripheral edge of the insulating substrate. A case member integrally fixed to a sealing portion surrounding the nickel-plated resistor and a space formed by the insulating substrate and the case member, the insulating substrate and the nickel-plated resistor A hybrid integrated circuit, comprising: a sealing resin filled in a region excluding a space formed of an enclosing sealing portion.
タ、パワーMOSFETおよびIGBT等のパワー系のスイッチン
グ素子を用いたことを特徴とする請求項１記載の混成集
積回路。2. The hybrid integrated circuit according to claim 1, wherein a power switching element such as a power transistor, a power MOSFET and an IGBT is used as the power element.
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|---|---|---|---|
| JP2287473A JP2527642B2 (en) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | Hybrid integrated circuit |
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|---|---|---|---|
| JP2287473A JP2527642B2 (en) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | Hybrid integrated circuit |
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|---|---|
| JPH04162489A JPH04162489A (en) | 1992-06-05 |
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ID=17717796
Family Applications (1)
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