JP3201681B2 - 表面実装型混成集積回路装置 - Google Patents

表面実装型混成集積回路装置

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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、通信機,電子機器等に
用いられ、その電子回路の一部を機能回路として集積す
る混成集積回路装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子機器の小形化が進むにつれて内部電
子回路の集積度が高くなり数々の工夫がなされている。
図3は従来の電子機能回路装置の構造例図であり、
(A)は縦断面図を示し、(B)はケース15を外した
内部構造例を示す斜視図である。図において、10は半
導体実装部品、11は抵抗コンデンサ複合部品、12は
角形チップ部品である。これらを面実装した回路基板1
3は外部接続用ガラスハーメチックピンを有する金属ベ
ース14に取付けられ金属ケース15によって気密封止
されている。
【0003】図4は図3の半導体実装部品10の詳細を
示す構造例図であり、(A)は縦断面図を示し、(B)
はそのキャップ17を外した内部構造を示す斜視図であ
る。図において、16は中央縦断面が凹状の有底無蓋箱
形のセラミック多層基板であり、その内部底面に半導体
ベアチップ20が金またはアルミの細線15によってワ
イヤボンディングされている。18は金属枠体であり、
セラミック多層基板16の周囲頂部に銀ろうなどのろう
剤19によってろう付けされている。17は金属キャッ
プであり、金属枠体18の上面に抵抗溶接などによって
接合されて内部空間が形成されている。半導体ベアチッ
プ20は、このようにして形成された内部空間によって
その細線の保護と対環境保護のために気密封止されてい
る。(A)に示したセラミック多層基板16の周縁の黒
い太線部分は配線導体部分であり、底面両側部分は図3
の回路基板13に面実装する際の電極となる。図5は図
3の抵抗コンデンサ複合部品11の詳細を示す構造例図
であり、(A)は縦断面図を示し(B)はその斜視図で
ある。図において、21は積層セラミックコンデンサ、
22はその上面に設けられた印刷抵抗体、23は抵抗体
22とその導体配線を保護するためのオーバガラスであ
る。(A)の積層セラミックコンデンサ21の太線部分
は各層のコンデンサの電極及び導体配線部分を示す。そ
の底面の両端部分は図3の回路基板13に面実装する際
の電極となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の構造
では次のような問題点がある。 (イ)半導体実装部品10と抵抗コンデンサ複合部品1
1及びその他の角形チップ部品12を一旦回路基板13
に面実装した後さらに金属ベース14に取付けケース1
5によってパッケージする組立て構成のため、構成部品
点数が多く小形化,コストダウンに限界がある。 (ロ)半導体ベアチップは、面実装用のセラミックまた
はモールドパッケージに実装され、さらに他の部品と共
に組立てられてもう一度気密封止され電磁シールドされ
るので2重パッケージング構成となり、そのための材料
や加工のための費用がかかるばかりでなく組立て時間が
かかる。本発明の目的は、上述のような問題点を解決し
組立工程と部品点数を削減した表面実装型混成集積回路
装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の表面実装型混成
集積回路装置は、配線用の側面導体及び内部導体を有し
上面が平坦で底面に複数の凹部が設けられた多層セラミ
ック基板と、該多層セラミック基板の前記上面に設けら
れた導体電極に取付けられた少なくとも1つの半導体等
のベアチップと、該半導体等のベアチップを保護するた
めの空間部分を設けるため前記多層セラミック基板の前
記上面に取付けられた金属枠体と、該枠体の上面に前記
空間部分を封止するために接合された金属キャップと、
前記多層セラミック基板の底面に設けられた前記複数の
凹部に収容されたコイル,抵抗,コンデンサ等のチップ
部品とが備えられ、前記半導体等のベアチップと前記チ
ップ部品とが前記多層セラミック基板の表面または内部
に設けられた配線導体によって所定の回路が形成され、
前記多層セラミック基板の裏面に表面実装用の平面電極
端子が設けられた表面実装型混成集積回路装置であっ
て、 前記コイル,抵抗,コンデンサ等のチップ部品は、
それぞれ両端の電極部分の4面が導電性接着剤によって
前記複数の凹部に固着されていることを特徴とするもの
である。
【0006】
【実施例】図1は本発明の実施例を示す構造図であり、
(A)は縦断面図を示し、(B)は上方からみた上面斜
視図、(C)は下方からみた下面斜視図である。図にお
いて、1は多層セラミック基板であり、上面は平坦であ
るが下面には複数の凹部4が設けられている。5は半導
体ベアチップ、6は細線、7はコバール等の金属枠体、
8は金属キャップ、9は多層セラミック基板1の凹部4
に収容された角形チップ部品であり、例えば、9aは角
型チップコイル、9bはチップ抵抗、9cはチップコン
デンサである。(A)に示す多層セラミック基板1の断
面内部及び周縁部の太線部分は配線導体を示し、2は側
面導体、3は内部導体であり、上面に搭載された半導体
ベアチップ5及びチップ部品9a,9b,9cの接続配
線と外部回路への接続用電極である。図1の実施例では
1つの半導体ベアチップの例を示しているが一般には複
数個の半導体ベアチップの金線またはアルミ線によるワ
イヤボンディング実装またはフリップチップ実装され
る。多層セラミック基板1の材質は、低誘電率のグリー
ンシートを積層したガラスセラミックであるが、電子回
路の信号周波数が低い場合はアルミナを用いてもよい。
上述の構成例のように、本発明の構成の第1の特徴は、
多層セラミック基板1の上面に少なくとも1つの半導体
ベアチップ5を直接実装封止することにより、従来の半
導体チップの2重封止を回避することができることであ
る。そのため、従来の回路基板と、全体を収容する金属
ベースや金属ケースが不要となり、それらを組立てる工
程も不要となる。しかも、全体の装置を電子機器の基板
(マザーボード)に面実装することができる。
【0007】本発明の構成の第2の特徴は、多層セラミ
ック基板1の底面に複数の凹部4を設けてチップ部品9
を収容するようにしたことである。例えば、図5に示し
た従来の抵抗とコンデンサの複合部品11の積層セラミ
ックコンデンサ21は、低温焼成(約800〜900
℃)の所定の誘電率のグリーンシートが用いられ低温処
理によって完成したときの抵抗とコンデンサの値はほぼ
設計通りの値が得られる。しかし、このような複合部品
11の印刷抵抗体22と反対の底面に、図4に示したよ
うに半導体ベアチップ20を取り付けて金属枠体18,
金属キャップ19で気密封止すると、高密度実装はでき
るが、金属枠体18の取付け時に1000℃以上の高温
処理が必要となり、内蔵コンデンサの容量が変化するた
め設計通りの値が得られずカットアンドライの繰り返し
となる。このような場合、出来上がった後にコンデンサ
の値の変化分を補正するためのチップコンデンサが付加
する必要がある。図6は上記の課題を解決する過程を説
明する断面図である。図6(A)は上述のように積層セ
ラミックコンデンサ21の底面にチップ部品9(例え
ば、角型チップコイル9a,チップ抵抗9b,チップコ
ンデンサ9c)を取り付けた構造である。この場合、全
体の厚み(高さ)が大きくなり、しかも、マザーボード
25に実装するためには接続金具24が必要になるため
部品点数及び組立工数の低減が難しい。そこで本発明で
は、図6(B)に示すように積層セラミックコンデンサ
21を多層セラミック基板1とし、その底面に複数の凹
部4を設け、その中にそれぞれ所定のチップ部品9を収
容するようにしたのである。このようにすることによっ
てマザーボード25に直接表面実装することができ、高
密度,小形,薄型の機能回路装置を実現することができ
る。
【0008】次に、凹部4の利点について図7を参照し
ながら説明する。図7(A),(B)は平面基板にチッ
プ部品9を取り付ける場合の斜視図であり、(A)はは
んだ31によるはんだ付けの場合、(B)は熱紫外線併
用型または熱硬化型導電性接着剤32による接合の場合
を示す。(A)のはんだ付けの場合は接合強度が大きい
が、チップ部品9の電極へのはんだのはい上がり(フィ
レット)が生ずるため、はんだひげによる短絡の危険が
ありはんだ量を加減する必要があって作業性が悪い。
(B)の導電性接着剤の場合は接合面が一面だけのため
接合強度が弱い。これらに対し、本発明は、同図(C)
に示すようにチップ部品9は多層セラミック基板1の凹
部4に収容され、そのAA’断面(D)及びBB’断面
(E)に示すようにチップ部品9の電極部分の4面に導
電性接着剤33が着けられるため、はんだ付けの場合と
同様の接合強度が得られ、(A),(B)に比べて高い
信頼度が得られる利点がある。但し、接合剤の接合強度
が一面で十分取れる場合、もしくは半田ひげ短絡の心配
がない時は図2に示す本発明の他の実施例のように、底
面の複数の凹部4を連続させた凹部4’のように構成す
ることができる。
【0009】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明を実
施することにより次の効果がある。 (1) 高密度実装により小形化が実現され、しかも、
コストダウンができる。 (2) チップ部品を埋め込む凹部を設けたことによ
り、製作後の定数補正が実現可能となる。例えば凹部4
の数を余裕をもって設けた基本回路部分の標準化モジュ
ールとして量産し、適用周波数帯に対応したチップ部品
を必要数だけ取り付けることにより、多品種機能回路装
置を低コストで提供することができる。 (3) 信頼度が高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す構造図である。
【図2】本発明の他の実施例を示す縦断面図である。
【図3】従来の構造例図である。
【図4】従来の半導体実装部品の構造例図である。
【図5】従来の抵抗コンデンサ複合部品の構造例図であ
る。
【図6】本発明の課題解決手段の説明図である。
【図7】本発明の利点の説明図である。
【符号の説明】
1 多層セラミック基板 2 側面電極 3 内部電極 4,4’ 凹部 5 半導体チップ 6 細線 7 金属枠体 8 金属キャップ 9 チップ部品 10 半導体実装部品 11 抵抗コンデンサ複合部品 12 角形チップ部品 13 回路基板 14 金属ベース 15 金属ケース 16 セラミック多層基板 17 金属キャップ 18 金属枠体 19 ろう 20 半導体チップ 21 積層セラミックコンデンサ 22 抵抗体 23 オーバガラス 24 接続金具 25 マザーボード 31 はんだ 32,33 導電性接着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 守人 東京都港区虎ノ門二丁目3番13号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 笹山 徹 東京都港区虎ノ門二丁目3番13号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 須藤 徹 秋田県南秋田郡天王町天王字長沼64 五 洋電子工業株式会社 天王工場内 (72)発明者 宮脇 清茂 京都市山科区東野北井ノ上町5−22 京 セラ株式会社内 (72)発明者 村松 守 鹿児島県川内市高城町1810 京セラ株式 会社 鹿児島川内工場内 (56)参考文献 特開 平1−114061(JP,A) 特開 昭63−147392(JP,A) 特開 昭61−285739(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 25/00 H01L 23/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配線用の側面導体及び内部導体を有し上
    面が平坦で底面に複数の凹部が設けられた多層セラミッ
    ク基板と、 該多層セラミック基板の前記上面に設けられた導体電極
    に取付けられた少なくとも1つの半導体等のベアチップ
    と、 該半導体等のベアチップを保護するための空間部分を設
    けるため前記多層セラミック基板の前記上面に取付けら
    れた金属枠体と、 該枠体の上面に前記空間部分を封止するために接合され
    た金属キャップと、 前記多層セラミック基板の底面に設けられた前記複数の
    凹部に収容されたコイル,抵抗,コンデンサ等のチップ
    部品とが備えられ、 前記半導体等のベアチップと前記チップ部品とが前記多
    層セラミック基板の表面または内部に設けられた配線導
    体によって所定の回路が形成され、前記多層セラミック
    基板の裏面に表面実装用の平面電極端子が設けられた表
    面実装型混成集積回路装置であって、 前記コイル,抵抗,コンデンサ等のチップ部品は、それ
    ぞれ両端の電極部分の4面が導電性接着剤によって前記
    複数の凹部に固着されていることを特徴とする表面実装
    型混成集積回路装置。
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