JP2828752B2 - 混成集積回路装置 - Google Patents

混成集積回路装置

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義幸 小林
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は多層金属基板構造の混成集積回路装置に関す
る。
(ロ)従来の技術 第4図を参照して従来の多層金属基板構造の混成集積
回路装置を説明する。
同図は混成集積回路装置の断面構造を示し、混成集積
回路装置は2枚の絶縁金属基板(62)(64)、接着性の
絶縁樹脂層(66)、導電路(68)、パッド(70)、集積
回路素子(72)、チップ抵抗あるいはチップコンデンサ
等のチップ素子(74)、ケース材(75)、対の内部リー
ド(76)等で示されている。
絶縁金属基板(62)(64)には陽極酸化処理したアン
モニウム基板が主として使用され、絶縁樹脂層(66)を
介して貼着した銅箔をホトエッチングする等して導電路
(68)およびパッド(70)が所定のパターンに形成され
る。
集積回路素子(72)は導電路(68)の所定の位置にAg
ペースト等を使用して固着され、その他のチップ素子
(74)および外部リード(参照番号を付さない)は所定
の導電路(68)に半田固着される。また、略L字形状の
内部リード(76)は、搭載素子が対向するように2枚の
絶縁金属基板(62)(64)をケース材(75)に固着した
ときに、それぞれの絶縁金属基板(62)(64)のパッド
(70)に固着された内部リード(76)の他端が当接する
ようにパッド(70)に半田固着される。内部リード(7
6)のこの当接部はリフローにより半田固着され、2枚
の絶縁金属基板(62)(64)上に形成された導電路(6
8)が相互接続される。
上記構造によれば、混成集積回路装置の投影面積を低
減することができる他、2枚の絶縁金属基板(62)(6
4)の何れにも大電力の集積回路素子を搭載することが
できる。
(ハ)発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記構造の混成集積回路装置において
は、導電路の相互接続が可能な個所が絶縁金属基板端部
に限定されるため、所定の導電路を絶縁金属基板端部に
導かねばならない問題を有する。特にマイクロコンピュ
ータを搭載する昨今の混成集積回路装置では相互接続を
必要とする導電路の数が膨大であるため、この導電路の
引き回しによって多大な素子実装面積が消費される欠点
を有している。
また、16ビット以上のマイクロコンピュータを搭載す
る場合には、そのデータバス、アドレスバスの幅は一回
のワイアボンディングによっては横断が不可能な大きさ
となるため、これらバスを横断する導電路の接続はこれ
までジャンピングワイア接続と称される技術により数時
に分けて行われている。このため、ジャンピングワイア
接続のための多数のパッドにより多大な素子実装面積が
消費される欠点も有している。
さらには、上記混成集積回路装置はそれぞれの絶縁金
属基板をケース材に固着した後に内部リードの半田固着
が行われるため、製造工程が煩雑であると共にその後の
機能試験が困難になるばかりか、トラブルシューティン
グが不可能となる欠点を有している。
(ニ)課題を解決するための手段 本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、絶
縁金属基板上に所定形状の導電路を形成してなるサブ基
板を、絶縁金属基板により形成したマザー基板上の所定
の位置であって、このマザー基板に固着搭載した集積回
路素子の実装高に等しい高さに離間固着することによっ
て高密度かつ高集積度の混成集積回路装置を提供するも
のである。
(ホ)作 用 所定形状に導電路を形成したサブ基板をマザー基板の
所定位置に配置するため、サブ基板の任意の周端部にて
サブ基板とマザー基板の導電路の相互接続を行うことが
可能となり、マザー基板の導電路の引き回しが抑制され
る。
また、サブ基板の導電路によるマザー基板の導電路の
長スパンの接続が可能になってマザー基板の導電路の引
き回しが抑制されると共にジャンピング接続のためのパ
ッドが不要となる。
さらに、マザー基板に固着搭載した所定の集積回路素
子の実装高に略等しい高さにサブ基板を離間固着するた
め、マザー基板の全領域を素子実装に使用できると共に
前記所定の集積回路素子の電極とサブ基板のパッドが同
一平面に配列されてワイアボンディングが容易になる。
さらにまた、サブ基板とマザー基板の主面が同一方向
に面するため、サブ基板とマザー基板の導電路の相互接
続後の機能試験、トラブルシューティングが容易にな
る。
(ヘ)実 施 例 第1図乃至第3図を参照して本発明の一実施例を説明
する。なお、第1図は実施例の平面図であり、第2図は
第1図のI−I線断面図である。また、第3図はサブ基
板の平面図である。
第1図および第2図に示されるように、本発明の混成
集積回路装置はマザー基板(10)上の所定位置にサブ基
板(30)を離間配置する基板構造を有する。
マザー基板(10)には表面を陽極酸化処理した1.5〜
2.0mm厚のアルミニウム基板が使用され、接着性の絶縁
樹脂層(図示しない)により貼着した銅箔をホトエッチ
ングする等して例えばアドレスバス、データバス、制御
バス等の導電路(12)、集積回路素子(22)の電極とワ
イアボンディングするためのパッド(14)、外部リード
用パッド(16)、マザー基板(10)とサブ基板(30)上
にそれぞれ形成した導電路とを相互接続するためのパッ
ド(18)およびサブ基板(30)の支持部材を固着するた
めのパッド(20)等がその全面に所定のパターンに形成
される。
マイクロコンピュータ、プログラマブル・ゲートアレ
イ、メモリ等の集積回路素子(22)(24)(26)は所定
のダイボンドパッド上にAgペーストを使用して固着さ
れ、特に発熱が多いパワー集積回路素子(22)(24)は
ヒートシンク(28)を介して固着される。また、チップ
抵抗あるいはチップコンデンサ等のチップ素子(図示さ
れていない)は半田固着される。なお、サブ基板(30)
の直下に配置される集積回路素子(26)の電極のワイア
ボンディングはサブ基板(30)の固着前に行われる。
次に、第3図を参照してサブ基板(30)を説明する。
同図は回路パターン形成および素子固着が完了したサ
ブ基板(30)の平面構造を説明する図であり、サブ基板
(30)はプレス成形により形成した孔(32)およびタブ
(34)、接着性の絶縁樹脂層により片面、あるいは両面
に貼着した銅箔をホトエッチングする等して形成した導
電路(36)、パッド(38)(40)(42)および所定のダ
イボンドパッド上にAgペーストを使用して固着した集積
回路素子(46)等で示されている。
サブ基板(30)にはマザー基板(10)への半田固着と
強度を考慮して、錫、クロム、ニッケル、鉄等を含有す
る略0.5mm厚の銅合金が使用される。
サブ基板(30)の導電路(36)はサブ基板(30)上の
回路素子を相互接続し、パッド(42)(18)を介してマ
ザー基板(10)上に形成した導電路(12)と相互接続
し、さらにはパッド(42)(18)を介して単にマザー基
板(10)上に形成した導電路(12)をジャンプ接続す
る。
タブ(34)は所定の工程において、その端部から略3m
mの位置でサブ基板(30)の面に直角に折り曲げられ
て、サブ基板(30)とマザー基板(10)の配置間隔を略
3mmに規制する支持部(34)となる。なお、この支持部
(34)はサブ基板(30)の金属の絞り加工によって形成
することも、個別の支持部材によっても形成すること
も、さらには単にサブ基板(30)の端部を折り曲げて形
成することも可能である。また、第3図は多面構成のサ
ブ基板(30)を示しているが単面構成であっても差し支
えない。
再び第1図および第2図を参照して実施例をさらに詳
細に説明する。
マザー基板(10)に形成したパッド(20)にサブ基板
(30)の支持部(34)を半田固着すると、第1図に図示
するように、マザー基板(10)に固着した所定の集積回
路素子(24)がサブ基板(30)に形成した孔(32)から
露出すると共に集積回路素子(24)とパッド(40)が隣
接配置される。サブ基板(30)に孔(32)を形成する理
由は、サブ基板(30)の電子回路の構成要素である集積
回路素子(24)を特に放熱特性に優れるマザー基板(1
0)に固着するためであるが、マザー基板(10)、サブ
基板(30)共に金属基板を使用する本発明にあっては発
熱素子を何れの基板に配置するかは比較的自由であっ
て、孔(32)は本発明に必須の構造ではない。
また、集積回路素子(22)にはパッド(14)(44)が
隣接配置され、その電極は必要に応じてサブ基板(3
0)、マザー基板(10)の何れにも接続することが可能
になる。
これら所定の集積回路素子(22)(24)はその電極面
がサブ基板(30)面と略等しい高さとなるように、即ち
所定の集積回路素子(22)(24)の電極とサブ基板(3
0)のパッド(40)(44)が同一平面に配列されるよう
にヒートシンク(28)を介して固着される。そこで、少
なくとも前記の集積回路素子(22)(24)の電極とサブ
基板(30)のパッド(40)(44)間のワイアボンディン
グにおいては、ボンディングヘッドを垂直方向に大きく
移動させる必要がなくなって、多ピンの集積回路が使用
される混成集積回路装置では特にワイアボンディング能
率が向上する。
さらに、サブ基板(30)に形成したパッド(42)とマ
ザー基板(10)に形成したパッド(18)とをワイアボン
ディングすることにより、サブ基板(30)の電子回路と
マザー基板(10)の電子回路の相互接続が行われ、また
マザー基板(10)に形成した導電路(12)のジャンピン
グ接続が行われる。
既に明らかなように、本発明の混成集積回路装置はマ
ザー基板(10)上の所定位置にサブ基板(30)を離間配
置する基板構造を有するため、サブ基板(30)の固着工
程、サブ基板(30)上の導電路とマザー基板(10)上の
導電路の相互接続工程はマザー基板(10)上に固着され
る集積回路素子、あるいはチップ素子と同等に行われ、
ケーシングを除く製造、試験工程がマザー基板(10)上
で完了する。また、本発明の混成集積回路装置は最終的
にケース材(図示しない)により封止されるが、従来の
ケース材の中空構造内に収納することができる。
以上本発明の一実施例を説明したが、本発明はサブ基
板の平面形状等に関して種々の変形が可能であって、実
施例に限定されるものではない。
(ト)発明の効果 以上述べたように本発明の混成集積回路装置は (1)マザー基板の導電路とサブ基板の導電路との相互
接続を任意の位置で行うことが可能なため導電路の引き
回しによる実装面積の低下が回避される。
(2)サブ基板の導電路によるマザー基板の導電路の長
スパンの接続が可能であるためジャンピング接続のため
のパッドが不要になり実装面積の低下が回避される。
(3)マザー基板、サブ基板共に金属基板を使用するた
め発熱素子の配置が自由である。
(4)マザー基板上にサブ基板を離間固着するためマザ
ー基板の全領域を素子実装に使用できる。
(5)所定の集積回路素子の電極とサブ基板のパッドが
同一平面に配列されるため、水平ボンディングが可能に
なり、ワイアボンディング能率が向上する。
(6)サブ基板とマザー基板の主面が同一方向に面する
ため、サブ基板とマザー基板の導電路の相互接続後の機
能試験、トラブルシューティングが容易である。
(7)集積回路としてチップ素子を使用するため高集積
度が達成される。
(8)サブ基板に加工が容易な銅合金を使用するため離
間固着のための支持部を一体成形することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の平面図、第2図は第1図の
I−I線断面図、第3図は本発明で使用されるサブ基板
の平面図、第4図は従来の混成集積回路装置の平面図。 10……マザー基板、12、36……導電路、14、38、40、44
……パツド、16……外部リード用パッド、18、42……内
部接続用パッド、20……支持部材用パッド、22、24、46
……集積回路素子、30……サブ基板、32……孔、34……
支持部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 義幸 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 石原 純夫 群馬県山田郡大間々町大間々414―1 東京アイシー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−136252(JP,A) 特開 昭62−260353(JP,A) 特開 昭62−134939(JP,A) 特開 平1−305590(JP,A) 特開 昭63−273391(JP,A) 特開 平4−111457(JP,A) 特開 昭61−34989(JP,A) 特開 昭60−140786(JP,A) 特開 平3−272162(JP,A) 実開 昭61−182048(JP,U) 実開 昭61−270(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 25/00 - 25/18 H05K 1/14,3/36

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の絶縁金属基板上に所定形状に導電路
    を形成し、その導電路の所定位置に少なくとも集積回路
    素子を固着搭載したマザー基板と、 第2の絶縁金属基板上に所定形状に導電路を形成し、そ
    の導電路の所定位置に集積回路素子および、あるいはチ
    ップ抵抗、チップコンデンサ等のチップ素子を固着搭載
    したサブ基板とから構成され、 前記サブ基板をマザー基板上の所定位置であって、マザ
    ー基板に固着搭載した所定の集積回路素子の実装高に略
    等しい高さに離間固着したことを特徴とする混成集積回
    路装置。
  2. 【請求項2】前記マザー基板の所要の導電路の接続をサ
    ブ基板の導電路を介して行ったことを特徴とする請求項
    1記載の混成集積回路装置。
  3. 【請求項3】前記第2の絶縁金属基板を銅、あるいは銅
    合金で形成したことを特徴とする請求項1記載の混成集
    積回路装置。
  4. 【請求項4】前記サブ基板の端部を折り曲げ、あるいは
    基板端部に形成したタブを折り曲げてサブ基板の支持部
    としたことを特徴とする請求項1記載の混成集積回路装
    置。
  5. 【請求項5】前記サブ基板の面積を前記マザー基板に比
    較して小面積としたことを特徴とする請求項1記載の混
    成集積回路装置。
  6. 【請求項6】前記サブ基板の所定の導電路と前記マザー
    基板の導電路とをワイアボンディングしたことを特徴と
    する請求項1記載の混成集積回路装置。
  7. 【請求項7】前記集積回路素子にチップ素子を用いたこ
    とを特徴とする請求項1記載の混成集積回路装置。
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