JP2867737B2 - 混成集積回路 - Google Patents

混成集積回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属絶縁基板にスイッ
チング素子，およびその制御ＩＣなどを搭載した混成集
積回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】昨今では混成集積回路の基板に金属絶縁
基板が多く採用されるようになっている。図４は金属絶
縁基板を採用した頭記混成集積回路の従来構造を示すも
のであり、図において、１は金属ベース１ａと絶縁層１
ｂからなる金属絶縁基板、２は金属絶縁基板１の上面に
形成した導体パターン、３はベアチップとしてのスイッ
チング素子、４は制御ＩＣ、５はヒートシンク、６はボ
ンディングパッド、７はアルミワイヤ、８ははんだ層で
ある。すなわち、スイッチング素子３はヒートシンク５
を介して金属絶縁基板１の導体パターン２の上にはんだ
マウントされ、その上面側から引出した電極と金属絶縁
基板１の導体パターン２にはんだ付けしたボンディング
パッド６との間がアルミワイヤ７を介してリード配線さ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来の混成集積回路の構造ではスイッチング素子の動作面
で次記のような問題点がある。すなわち、金属絶縁基板
１に搭載したスイッチング素子３，および該スイッチン
グ素子にワイヤ接続されたボンディングパッド６につい
てみると、スイッチング素子３の下面側電極とボンディ
ングパッド６とは金属絶縁基板１の極薄い絶縁層１ｂを
隔てて金属ベース１ａと向かい合っている。このために
両者間、つまりスイッチング素子の異極間に容量結合が
生じ、スイッチング素子３の動作ごとに絶縁層１ｂを通
じてバイパス電流が流れる。この結果、スイッチング素
子に動作遅れが生じてスイッチングタイムが長くなるほ
か、スイッチング損失も増大する。また、スイッチング
損失の増大，金属絶縁基板の絶縁層に流れる電流が基で
金属絶縁基板１の温度上昇も大きくなり、このために同
じ金属絶縁基板上に搭載した制御ＩＣ（使用温度範囲が
狭い）に熱的影響が加わって信頼性が低下する。
【０００４】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、スイッチング素子，制御ＩＣなどを搭載した混
成集積回路を対象に、その組立構造を改良することによ
り、前記した容量結合に起因するスイッチング損失の増
大，基板の温度上昇を抑えて、スイッチング特性の改
善，並びに製品の信頼性向上が図れるようにした混成集
積回路を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の混成集積回路においては、金属絶縁基板の
導体パターンとスイッチング素子との間に少なくともス
イッチング素子をマウントする上面側に導電層を備えた
絶縁物のパッドを介装し、スイッチング素子の上面側電
極, およびスイッチング素子をマウントしたパッドの上
面導電層と金属絶縁基板の導体パターンとの間にリード
配線を施して構成するものとする。
【０００６】また、前記構成の実施態様として、パッド
の上面導電層に導電性接着剤を用いてスイッチング素子
をパッドの上に導電的に固着する。パッドの下面と金属
絶縁基板の導体パターンとの間を接着剤を用いて固着す
る。パッドの下面側にメタライズ層を形成して金属絶縁
基板の導体パターン上にはんだ付けする。さらに、絶縁
物のパッドを上下両面にメタライズ層を形成したセラミ
ックス板として、該セラミックス板と金属絶縁基板の導
体パターン，およびスイッチング素子との間をはんだ付
けするなどの構成がある。
【０００７】
【作用】上記構成のように金属絶縁基板とスイッチング
素子との間に絶縁物のパッドを介装した上でスイッチン
グと金属絶縁基板の導体パターンとの間をリード接続す
ることにより、金属絶縁基板を経由するスイッチング素
子の異極間容量結合が絶縁物パッドを介装した分だけ距
離が増して小さくなる。これにより、スイッチング素子
の動作時に金属絶縁基板の絶縁層を通じて流れるバイパ
ス電流が極小となってスイッチング素子のスイッチング
特性が改善されるほか、スイッチング損失も減少する。
さらに基板の温度上昇も小さくなるので、同じ金属絶縁
基板に搭載した制御ＩＣに及ぼす熱的影響も軽減でき
る。
【０００８】
【実施例】以下本発明の実施例を図１，図２，図３につ
いて説明する。なお、図１〜図３において図４と対応す
る同一部材には同じ符号が付してある。
【０００９】実施例１：図１において、金属絶縁基板１
の導体パターン２とスイッチング素子３との間には絶縁
物のパッド９が新たに追加装備されている。ここで、前
記パッド９の上面側には導電接着剤１０が下面側には接
着剤１１が塗布されており、パッド９は下面側の接着剤
１１を介して金属絶縁基板１の導体パターン２に固着さ
れ、またパッド９の上面側には導電接着剤１０を介して
スイッチング素子３がマウントされ、さらに同じ導電接
着剤１０の面上にはスイッチング素子３の下面側電極に
導通するボンディングパッド１２が搭載されている。そ
して、スイッチング素子３の上面側電極，および前記ボ
ンディングパッド１２と金属絶縁基板１の導体パターン
２にはんだ付けしたボンディングパッド６との間がアル
ミワイヤ７を介してリード配線されている。
【００１０】実施例２：図２に示す実施例は先記した実
施例１の応用実施例であり、絶縁物パッド９の下面側に
はメタライズ層１３が施してあり、金属絶縁基板１の導
体パターン２との間がはんだ付けされている。さらに、
スイッチング素子３の下面側電極と導通し合うパッド９
の上面側導電接着剤１０と金属絶縁基板１の導体パター
ン２にはんだ付けしたボンディングパッド６との間が金
属リード片１４を介して接続されている。
【００１１】実施例３：図３はさらに異なる応用実施例
を示すもので、金属絶縁基板１とスイッチング素子３と
の間に介装した絶縁物パッドとして、上下両面にメタラ
イズ層１３を施したセラミックス板１５が採用されてい
る。そして、前記メタライズ層１３を介してセラミック
ス板１５の下面と金属絶縁基板の導体パターン２との
間、およびセラミックス板１５の上面とスイッチング素
子３との間がそれぞれはんだ付けされ、さらにセラミッ
クス板１５の上面側にはスイッチング素子３と並べてボ
ンディングパッド１２がはんだ付けしてある。そして、
スイッチング素子３の上面側電極，前記ボンディングパ
ッド１２と金属絶縁基板１の導体パターン２にはんだ付
けしたボンディングパッド６との間がそれぞれアルミワ
イヤ７を介してリード配線されている。なお、ボンディ
ングパッド６と１２との間の接続にはアルミワイヤ７の
代わりに図２に示した金属リード片１４を用いることも
できる。
【００１２】
【発明の効果】本発明による混成集積回路は、以上説明
したように構成されているので、次記の効果を奏する。
すなわち、金属絶縁基板の導体パターンとスイッチング
素子との間に少なくともスイッチング素子をマウントす
る上面側に導電層を備えた絶縁物のパッドを介装し、ス
イッチング素子の上面側電極, およびスイッチング素子
をマウントしたパッドの上面導電層と金属絶縁基板の導
体パターンとの間にリード配線を施したことにより、前
記絶縁物パッドを介装した分だけ金属絶縁基板を経由す
るスイッチング素子の異極間容量結合が小さくなる。し
たがって、スイッチング素子の動作時に基板側の絶縁層
を流れるバイパス電流が極小となり、この結果、従来構
造と比べてスイッチング損失が減少し、スイッチング特
性が向上する。さらに損失低下に伴い金属絶縁基板の温
度上昇も小さくなるので、同じ金属絶縁基板に搭載した
使用温度範囲の狭い制御ＩＣの信頼性が向上する効果も
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施例１の組立構成図
【図２】本発明による実施例２の組立構成図
【図３】本発明による実施例３の組立構成図
【図４】従来における混成集積回路の組立構成図
【符号の説明】
１ 金属絶縁基板 ２ 導体パターン ３ スイッチング素子 ４ 制御ＩＣ ７ アルミワイヤ ８ はんだ層 ９ 絶縁物パッド １０ 導電接着剤 １１ 接着剤 １３ メタライズ層 １４ 金属リード片 １５ セラミックス板

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】金属絶縁基板上にスイッチング素子, およ
    び制御ＩＣを搭載した混成集積回路において、金属絶縁
    基板の導体パターンとスイッチング素子との間に少なく
    ともスイッチング素子をマウントする上面側に導電層を
    備えた絶縁物のパッドを介装し、スイッチング素子の上
    面側電極, およびスイッチング素子をマウントしたパッ
    ドの上面導電層と金属絶縁基板の導体パターンとの間に
    リード配線を施したことを特徴とする混成集積回路。
  2. 【請求項２】請求項１記載の混成集積回路において、パ
    ッドの上面導電層が導電性接着剤であり、該導電性接着
    剤を介してスイッチング素子をパッドの上に固着したこ
    とを特徴とする混成集積回路。
  3. 【請求項３】請求項２記載の混成集積回路において、パ
    ッドの下面と金属絶縁基板の導体パターンとの間を接着
    剤を用いて固着したことを特徴とする混成集積回路。
  4. 【請求項４】請求項２記載の混成集積回路において、パ
    ッドの下面側にメタライズ層を形成して金属絶縁基板の
    導体パターン上にはんだ付けしたことを特徴とする混成
    集積回路。
  5. 【請求項５】請求項１記載の混成集積回路において、絶
    縁物のパッドが上下両面にメタライズ層を形成したセラ
    ミックス板であり、該セラミックス板と金属絶縁基板の
    導体パターン，およびスイッチング素子との間をはんだ
    付けしたことを特徴とする混成集積回路。
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