JPH01302715A - 電気回路部品の接続方法及び電気回路装置 - Google Patents

電気回路部品の接続方法及び電気回路装置

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JPH01302715A
JPH01302715A JP13313288A JP13313288A JPH01302715A JP H01302715 A JPH01302715 A JP H01302715A JP 13313288 A JP13313288 A JP 13313288A JP 13313288 A JP13313288 A JP 13313288A JP H01302715 A JPH01302715 A JP H01302715A
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electrical
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JP13313288A
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Tetsuo Yoshizawa
吉沢 徹夫
Hiroshi Kondo
浩史 近藤
Takashi Sakaki
隆 榊
Masaaki Imaizumi
昌明 今泉
Hideyuki Nishida
秀之 西田
Yasuteru Ichida
市田 安照
Masaki Konishi
小西 正暉
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電気回路部品の接続方法及び電気回路装置に
関する。
[従来技術] 従来、電気回路部品同士を電気的に接続して構成される
電気回路部材を封止した電気回路装置に関する技術とし
ては以下に述べる技術が知られている。
■ワイヤボンディング方法 第13図及び第14図はワイヤボンディング方法によっ
て接続され、封止された半導体装置の代表例を示してお
り、以下、第13図及び第14図に基づきワイヤボンデ
ィング方法を説明する。
この方法は、Agペースト3等を用いて半導体素子4を
素子搭戯部2に固定支持し、次いで、半導体素子4の接
続部5と、リードフレーム1の所望の接続部6とを金等
の極細金属線7を用いて電気的に接続する方法である。
接続後に、トランスファーモールド法等の方法でエポキ
シ樹脂等、熱硬化性樹脂である樹脂8を用いて半導体素
子4とリードフレーム1を封止し、その後、樹脂封止部
品から外に伸びたリードフレーム1の不要部分を切断し
、所望の形に曲げ半導体装置9を作る。
■T A B (Tape Automated Bo
ndjng )法(例えば、特開昭59−139636
号公報)第15図はTAB法により接続され封止された
半導体装置の代表例を示す。
この方法は、テープキャリア方式による自動ボンディン
グ法である。この方法を第15図に基づいて説明する。
キャリアフィルム基板16と半導体素子4とを位置決め
した後、キャリアフィルム基板16のインナーリード部
17と半導体素子4の接続部5とを熱圧着することによ
り接続する方法である。接続後に、エポキシ樹脂等の熱
硬化性樹脂である樹脂20あるいは樹脂21で封止し半
導体装置9とする。
■CCB (Cont、rolled Co11aps
e Bonding )法(例えば、特公昭42−20
96号公報、特開昭60−57944号公報) 第16図はCCB法によって接続され封止された半導体
装置の代表例を示す。この方法を第16図に基づき説明
する。なお、本方法はフリップチップボンディング法と
も呼ばれている。
半導体素子4の接続部5に予め半田バンブ31を設け、
半田バンプ31が設けられた半導体素子4を回路基板3
2上に位置決めして搭載する。その後、半田を加熱溶解
することにより回路基板32と半導体素子4とを接続さ
せ、フラックス洗浄後封止して半導体装置9を作る。
■第17図及び第18図に示す方法 第1の半導体素子4の接続部5以外の部分にポリイミド
等よりなる絶縁膜71を形成せしめ、接続部5にはAu
等よりなる金属材70を設け、次いで、金属材70及び
絶縁膜71の露出面73゜72を平らにする。一方、第
2の半導体素子4゜の接続部5°以外の部分にポリイミ
ド等よりなる絶縁ll971’ を形成し、接続部5゛
にはAu等よりなる金属材70゛を設け、次いで、金属
材70’及び絶縁膜71°の露出面73’ 、72’を
平坦にする。
その後、第18図に示すように第1の半導体素子4と第
2の半導体素子4′とを位置決めし、位置決め後熱圧着
することにより、第1の半導体素子4の接続部5と第2
の半導体素子4′の接続部5°を、金属材70,70°
を介して接続する。
■第19図に示す方法 第1の回路基板75と第2の回路基板75′の間に、絶
縁物質77中に導電粒子79を分散させた異方性導電膜
78を介在させ、第1の回路基板75と第2の回路基板
75°を位置決めした後、加圧、もしくは加圧・加熱し
、第1の回路基板75の接続部76と第2の回路基板7
5″の接続部76″を接続する方法である。
■第20図に示す方法 第1の回路基板75と第2の回路基板75゛の間に、F
e、Cu等よりなる金属線82が一定方向に向けて配さ
れいる絶縁物質81からなるエラスチックコネクタ83
を介在させ、第1の回路基板75と第2の回路基板75
′を位置決めした後加圧し、第1の回路基板75の接続
部76と第2の回路基板75″の接続部76′を接続す
る方法である。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、従来のボンディング法には以下のような
問題点がある。
■ワイヤボンディング法 ■半導体素子4の接続部5を半導体素子4の内部にくる
ように設計すると、極細金属線7は、その線径が極めて
小さいために、半導体素子4の外周縁部10あるいはリ
ードフレーム1の素子搭載部2の外周縁部11に接触し
易くなる。極細金属線7がこれら外周縁部10あるいは
11に接触すると短絡する。さらに、極細金属線7の長
さを長くせざるを得ず、長さを長くすると、トランスフ
ァーモールド成形時に極細金属線7が変形しやすくなる
従って、半導体素子4の接続部5は半導体素子4上の周
辺に配置する必要が生じ、回路設計上の制限を受けざる
を得なくなる。
■ワイヤボンディング法においては、隣接する極細金属
線7同士の接触等を避けるためには半導体素子4上の接
続部5のピッチ寸法(隣接する接続部の中心間の距離)
としである程度の間隔をとらざるを得ない。従って、半
導体素子4の大きさが決まれば必然的に接続部5の最大
数が決まる。
しかるに、ワイヤボンディング法では、このピッチ寸法
が通常0.2mm程度と大きいので、接続部5の数は少
なくせざるを得なくなる。
■半導体素子4上の接続部5から測った極細金属線7の
高さhは通常0,2〜0.4mmであるが、0.2mm
以下にし薄型化することは比較的困難であるので薄型化
を図れない。
■ワイヤボンディング作業に時間がかかる。特に接続点
数が多くなるとボンディング時間が長くなり生産効率が
悪くなる。
■何らかの要因でトランスファーそ−ルト条件範囲を越
すと、極細金属線7が変形したり最悪の場合には切断し
たりする。
また、半導体素子4上の接続部5においては、極細金属
線7と合金化されないAj2が露出しているためA℃腐
食が生じ易くなり、信頼性の低下が生じる。
■高圧で樹脂8を注入すると、極細金属線7の変形、切
断が生じるため、高圧で注入する必要がある熱可塑性樹
脂は使用できなく、樹脂に制約を受ける。
■熱圧着ボンディングを行う場合、半導体素子4の近傍
に耐熱性の劣る材料が存在すると、設計上又は製作上の
制約を受ける。
■TAB法 ■半導体素子4の接続部5を半導体素子4の内側にくる
ように設計すると、キャリアフィルム基板16のイーノ
ナ−リード部17の長さ2が長くなるため、インナーリ
ード部17が変形し易くなり、インナーリード部を所望
の接続部5に接続できなかったり、インナーリート部1
7が半導体素子4の接続部5以外の部分に接触しまたり
する。これを避けるためには半導体素子4の接続部5を
半導体素子4上の周辺に持ってくる必要が生じ、設計上
の制限を受ける。
■TAB法においても、半導体素子4上の接続部のピッ
チ寸法は0.09〜0.15mm程度にとる必要があり
、従って、ワイヤボンディング法の問題点■で述べたと
同様に、接続部数を増加させることはむずかしくなる。
■キャリアフィルム基板16のインナーリート部17が
半導体素子4の接続部5以外の部分に接触しないように
するためには、そのためのインナーリード部17の接続
形状が要求されるためコスト高となる。
■半導体素子4の接続部5とイン・ナーリード部17と
を接続するためには、半導体素子4の接続部5またはイ
ンナーリード部17の接続部に金バンブを付けなければ
ならずコスト高になる。
■半導体素子4の熱膨張係数が、樹脂20乃至樹脂21
の熱膨張係数と異なるため、半導体装置9に熱が加わっ
た場合、熱応力が発生し2、半導体素子4の特性劣化を
生じる。さらには、半導体素子4または樹脂20あるい
は樹脂21に割れが生じ、装置の信頼性が低下する。こ
のような現象は半導体素子4の大きさが大きい場合顕著
となる。
■CCB法 ■半導体素子4の接続部5に半田バンブ31を形成させ
なければならないためコスト高になる。
■バンブの半田量が多いと、隣接する半田バンブ間にブ
リッジ(VIJ接する半田バンブ同士が接触する現象)
が生じ、逆にバンブの半田量が少ないと、半導体素子4
の接続部5と回路基板32の接続部33が接続しなくな
り、電気的導通がとれなくなる。すなわち、接続の信頼
性が低くなる。さらに、半田量、接続の半田形状が接続
の信頼性に影響する(’Geometrfc Opti
mizationof [:ontrol!ed Co
11apse Interconnections″。
L、 S、 Goldman、 IBM J、 RES
、 DEVELOP、 1969゜MAY、 pp、2
51−265. Re1iabflity of Co
ntrolledCollapse  Interco
nnections”、に、C,Norris。
A、If、Landzberg、  IBM  J、R
ES、DEVELOP、  1969゜MAY、 pp
、266−271.ろう接技術研究会技術資料、No、
017.−’84、ろう接技術研究会発行)という問題
がある。
このように、半田バンブの量の多少が接続の信頼性に影
響するため半田バンブ31の量のコントロールが必要と
されている。
■半田バンブ31が半導体素子4の内側に存在すると接
続が良好に行われたか否かの目視検査が難しくなる。
■半導体素子の放熱性が悪い(参考資料;Electr
onic Packaging Technology
 1987.1゜(Vol、3. No、1) P、6
8〜71. NIKKBI Ml(:RODEVICE
S198B、5月、 P、97〜108)ため、放熱特
性を良好たらしめるために多大な工夫が必要とされる。
■半田を加熱熔融する際、耐熱性の劣る材料が存在する
と設計上又は製作上の制約を受ける。
■第17図及び第18図に示す技術 ■絶縁膜71の露出面72、金属材70の露出面73あ
るいは絶縁膜71°の露出面72゛と金属材70′の露
出面73゛とを平らにしなければならず、そのための工
程が増し、コスト高になる。
■絶縁膜71の露出面72と金属材70の露出面73あ
るいは絶縁膜71°の露出面72°と金属材70°の露
出面73°に凹凸があると金属材70と金属材70’ 
とが接続しなくなり、信頼性が低下する。
■第19図に示す技術 ■位置決め後、接続部76と接続部76゛とを加圧して
接続する際に、圧力が一定にはかかりにくいため接続状
態にバラツキが生じ、その結果、接続部における接触抵
抗値のバラツキが大きくなる。そのため、接続の信頼性
が乏しくなる。また、多量の電流を流すと、発熱等の現
象が生じるので、多量の電流を流したい場合には不向き
である。
■圧力が一定にかけられたとしても、異方性導電膜78
の導電粒子79の配列により抵抗値のバラツキが大きく
なる。そのため、接続の信頼性に乏しくなる。また、多
量の電流を流したい場合には不向きである。
■隣接する接続部のピッチ(接続部に隣接する接続部中
心間の距lIIM)を狭くすると、隣接する接続部の間
の抵抗値が小さくなることから高密度な接続には不向き
である。
■回路基板75.75’の接続部76.76゜の出っ張
り量り、のバラツキにより抵抗値が変化するため、h1
バラツキ量を正確に押さえることが必要である。
■さらに、異方性導電膜を、半導体素子と回路基板の接
続、又は第1の半導体素子と第2の半導体素子との接続
に使用した場合、上記■〜■の欠点の他、半導体素子の
接続部にバンブを設けなければならなくなり、コスト高
になる。
■第20図に示す技術 ■加圧が必要であり、加圧治具が必要となる。
■エラスチックコネクタ83の金属線82と第1の回路
基板75の接続部76、又は第2の回路基板75′の接
続部76゛との接触抵抗は加圧力及び表面状態により変
化するため、接続の信頼性に乏しい。
■エラスチックコネクタ83の金属線82は剛体である
ため、加圧力が大であるとエラスチックコネクタ83、
第1の回路基板75、第2の回路基板75゛の表面が破
損する可能性が大きい。また、加圧力が小であると、接
続の信頼性が乏しくなる。
■さらに、回路基板75.75’の接続部76.76°
の出っ張り量h2又はエラスチックコネクタ83の金属
線82のの出っ張り’l h 3とそのバラツキが抵抗
値変化及び破損に影響を及ぼすので、バラツキを少なく
する工夫が必要とされる。
■さらに、エラスチックコネクタを半導体素子と回路基
板の接続、又は第1の半導体素子と第2の半導体素子と
の接続に使用した場合、■〜■と同様な欠点を生ずる。
本発明は、以上のような問題点を悉く解決し、高密度、
高信頼性であり、しかも、低コストの新電気回路装置を
提案するものであり、従来の接続方式及び封止方式を置
ぎ変え得ることはもちろん、高密度多点接続が得られ、
熱特性その他の諸特性を向上させ得るものである。
(以下余白) U問題点を解決するための手段] 本発明の第1の要旨は、電気的絶縁材料よりなる保持体
と、該保持体中に埋設された複数の電気的導電部材とを
有し、該電気的導電部材の一端が該保持体の一方の面に
おいて露出しており、また、該電気的導電部材の他端が
該保持体の他方の面において露出している電気的接続部
材と;少なくとも1以上の接続部を有し、該接続部にお
いて、該保持体の一方の面において露出している該電気
的導電部材のうちの少なくとも1つの一端が接続されて
いる少なくとも1以上の電気回路部品と; 少なくとも1以上の接続部を有し、該接続部において、
該保持体の他方の面において露出している該電気的導電
部材のうちの少なくとも1つの他端が接続されている少
なくとも1以上の他の電気回路部品と; を少なくとも有している電気回路装置の該電気回路部品
の接続方法において、 該保持体の一方の面において露出している少なくとも一
以上の電気的導電部材と少なくとも一以上の電気回路部
品との接続、又は、保持体の他方の面において露出して
いる少なくとも一以上の電気的導電部材と少なくとも一
以上の電気回路部品との接続の、一方又は両方を主に高
周波話導加熱法による内部加熱法を用いて、直接又は間
接的に電気的接続部材の電気的導電部材と電気回路部品
の接続部を加熱せしめることにより金属化及び/′又は
合金化することにより接続したことを特徴とする電気回
路部品の接続方法にある。
本発明の第2の要旨は、電気的絶縁材料よりなる保持体
と、該保持体中に埋設された複数の電気的導電部材とを
有し、該電気的導電部材の一端が該保持体の一方の面に
おいて露出しており、また、該電気的導電部材の他端が
該保持体の他方の面において露出している電気的接続部
材と;少なくとも1以上の接続部を有し、該接続部にお
いて、該保持体の一方の面において露出している該電気
的導電部材のうちの少なくとも1つの一端が接続されて
いる少なくとも1以上の電気回路部品と; 少なくとも1以上の接続部を有し、該接続部において、
該保持体の他方の面において露出している該電気的導電
部材のうちの少なくとも1つの他端が接続されており、
該接続は主に高周波誘導加熱法による内部加熱法を用い
て直接又は間接的に該接続部と該他端とを加熱せしめる
ことにより該接続部と該他端とを金属化及び/又は合金
化することにより接続されている少なくとも1以上の他
の電気回路部品と; 該保持体の一方の面において該電気的接続部材に接続さ
れている該電気回路部品および該保持体の他方の面にお
いて該電気的接続部材に接続されている該他の電気回路
部品のいずれか一方又は両方の少なくとも一部分を埋め
込んで封止している封止材と; を少なくとも有していることを特徴とする電気回路装置
にある。
本発明の第3の要旨は、電気的絶縁材料よりなる保持体
と、該保持体中に埋設された複数の電気的導電部材とを
有し、該電気的導電部材の一端が該保持体の一方の面に
おいて露出しており、また、該電気的導電部材の他端が
該保持体の他方の面において露出している電気的接続部
材と;少なくとも1以上の接続部を有し、該接続部にお
いて、該保持体の一方の面において露出している該電気
的導電部材のうちの少なくとも1つの一端が接続されて
おり、該接続は主に高周波誘導加熱法による内部加熱法
を用いて直接又は間接的に該接続部と該一端とを加熱せ
しめることにより該接続部と該一端とを金属化及び/又
は合金化することにより接続されている少なくとも1以
上の電気回路部品と; 少なくとも1以上の接続部を有し、該接続部において、
該保持体の他方の面において露出している該電気的導電
部材のうちの少なくとも1つの他端が接続されており、
該接続は主に高周波誘導加熱法による内部加熱法を用い
て直接又は間接的に該接続部と該他端とを加熱せしめる
ことにより該接続部と該他端とを金属化及び/又は合金
化することにより接続されている少なくとも1以上の他
の電気回路部品と; 該保持体の一方の面において該電気的接続部材に接続さ
れている該電気回路部品および該保持体の他方の面にお
いて該電気的接続部材に接続されている該他の電気回路
部品のいずれか一方又は両方の少なくとも一部分を埋め
込んで封止している封止材と; を少なくとも有していることを特徴とする電気回路装置
にある。
本発明の第4の要旨は、電気的絶縁材料よりなる保持体
と、該保持体中に埋設された複数の電気的導電部材とを
有し、該電気的導電部材の一端が該保持体の一方の面に
おいて露出しており、また、該電気的導電部材の他端が
該保持体の他方の面において露出している電気的接続部
材と;少なくとも1以上の接続部を有し、該接続部にお
いて、該保持体の一方の面において露出している該電気
的導電部材のうちの少なくとも1つの一端が接続されて
いる少なくとも1以上の電気回路部品と; 少なくとも1以上の接続部を有し、該接続部において、
該保持体の他方の面において露出している該電気的導電
部材のうちの少なくとも1つの他端が接続されており、
該接続は主に高周波誘導加熱法による内部加熱法を用い
て直接又は間接的に該接続部と該他端とを加熱せしめる
ことにより、該接続部と該他端とを金属化及び/又は合
金化することにより接続されている少なくとも1以上の
他の電気回路部品と; 該保持体の一方の面において該電気的接続部材に接続さ
れている該回路部品および該保持体の他方の面において
該電気的接続部材に接続されている該他の電気回路部品
の少なくとも1つがキャップ封止されている少なくとも
1ケのキャップと; を少なくとも有していることを特徴とする電気回路装置
にある。
本発明の第5の要旨は、電気的絶縁材料よりなる保持体
と、該保持体中に埋設された複数の電気的導箪部材とを
有し、該電気的導電部材の一端が該保持体の一方の面に
おいて露出しており、また、該電気的導電部材の他端が
該保持体の他方の面において露出している電気的接続部
材と;少なくとも1以上の接続部を有し7、該接続部に
おいて、該保持体の一方の面において露出している該電
気的導電部材のうちの少なくとも1つの一端が接続され
ており、該接続は主に高周波話導加熱法による内部加熱
法を用いて直接又は間接的に該接続部と該一端とを加熱
せしめることにより、該接続部と該一端とを金属化及び
、/又は合金化することにより接続されている少なくと
も1以上の電気回路部品と; 少なくとも1以上の接続部を有し、該接続部において、
該保持体の他方の面において露出し・でいる該電気的導
電部材のうちの少なくとも1つの他端が接続されており
、該接続は主に高周波誂導加熱法による内部加熱法を用
いて直接又は間接的に該接続部と該他端とを加熱せしめ
ることにより、該接続部と該他端とを金属化及び/′又
は合金化することにより接続されている少なくとも1以
上の他の電気回路部品と。
該保持体の一方の面において該電気的接続部材に接続さ
れている該電気回路部品、および、該保持体の他方の面
において該電気的接続部材に接続されている該他の電気
回路部品の少なくとも1つがキャップ封止されている少
なくとも1ケのキャップと; を少なくとも有していることを特徴とする電気回路装置
にある。
以下に本発明の構成要件を個別的に説明する。
(電気回路部品) 本発明における電気回路部品としては、例えば、樹脂回
路基板、セラミック基板、金属基板、シリコン基板等の
回路基板(以下単に回路基板ということがある)や、半
導体素子、リードフレーム等があげられる。
なお、電気的接続部材に接続される電気回路部品は、保
持体の1つの面に1つたり存在してもよいし、複数個存
在してもよい。
電気回路部品として接続部を有する部品が本発明の対象
となる。接続部の数は問わないが、接続部の数が多けれ
ば多いほど本発明の効果が顕著となる。
また、接続部の存在位置も問わないが、電気回路部品の
内部に存在するほど本発明の効果は顕著となる。
なお、接続部は電気的導電材料である。
接続部は好ましくは、接続が可能な材料で、かつ、磁性
材料さらには強磁性材料が望ましい。磁性材料さらには
強磁性材料を用いて接続がしずらい場合は、磁性材料さ
らには強磁性材料の上にメツキ、クラッド法等により接
続可能な材料を複合させてもよい。磁性材料を用いて接
続できない場合、金属材料でもよい。
(電気的接続部材) 本発明に係る電気的接続部材は、電気絶縁材料からなる
保持体に複数の電気的導電部材が埋設されている。埋設
されている導電部材同士は電気的に絶縁されている。
この電気的導電部材の一端は保持体の一方の面において
露出しており、他端は保持体の他方の面においてに露出
している。
さらに電気的接続部材は、1層あるいは2層以上の多層
からなるものでもよい。
(電気的導電部材) 電気的導電部材は電気的に導電性を示すものならば何で
もよい。金属材料が一般的であるが、金属材料以外にも
超電導性を示す材料等でもよい。
金属部材の材料としては、金が好ましいが、金星外の任
意の金属あるいは合金を使用することもできる。例えば
、Ag、Be、Ca、Mg。
Mo、Ni、W、Fe、Ti、In、Ta。
Zn、Cu、Afl、Sn、Pb−5n等の金属あるい
は合金があげられる。
金属部材の材料として、さらに好ましくは、接続が可能
な材料で、かつ、6n性材料さらには強磁性材料が望ま
しい。磁性材料さらには強磁性材料を用いて接続がしず
らい場合は、磁性材料さらには強磁性材料の上にメツキ
、クラッド法等により接続可能な材料を複合させてもよ
い、 l1fi性材料を用いて接続できない場合、金属
材料でもよい。
また、金属部材及び合金部材は、同一の電気的接続部材
において同種の金属が存在していてもよいし、異種の金
属が存在していてもよい。さらに、電気的接続部材の金
属部材及び合金部材の1個が同種の金属ないし合金でで
きていてもよいし、異種の金属ないし合金でできていて
もよい。
さらに、金属、合金以外であっても導電性を示すならば
、金属材料に有機材料または無機材料の一方または両方
を包含せしめた材料でもよい。また、導電性を示すなら
ば無機材料と有機材料との組合せでもよい。
さらに、電気的導電部材の断面は円形、四角形その他任
意の形状とするができる。
また、電気的導電部材の太さは特に限定されない。電気
回路部材の接続部のピッチを考慮して、例えば20μm
φ以上あるいは20μmφ以下にしてもよい。
なお、電気的導電部材の露出部は保持体と同一面として
もよいし、また、保持体の面から突出させてもよい。こ
の突出は片面のみでもよいし両面でもよい。さらに突出
させた場合はバンブ状にしてもよい。
また、電気的導電部材の間隔は、電気回路部品の接続部
同士の間隔と同一間隔としてもよいし、それより狭い間
隔としてもよい。狭い間隔とした場合には電気回路部品
と電気的接続部材との位置決めを要することなく、電気
回路部品と電気的接続部材とを接続することが可能とな
る。
また、電気的導電部材は保持体中に垂直に配する必要は
なく、保持体の一方の面側から保持体の他方の面側に向
って斜行していてもよい。
(保持体) 保持体は、電気的絶縁材料からなる。
電気的絶縁材料ならばいかなるものでもよい。
電気的絶縁材料としては有機材料、無機材料があげられ
る。また、電気的導電部材同士が電気的に絶縁されるよ
うに、例えば、陽極酸化法、絶縁材科料の塗布等の方法
で、処理を施した金属又は合金材料でもよい。さらに、
有機材料中に、粉体、繊維、板状体、棒状体、球状体等
所望の形状をした、無機材料、金属材料、合金材料の一
種か又は複数種を分散させて保有せしめてもよい。さら
に、無機材料中に、粉体、繊維、板状体、棒状体、球状
体等所望の形状をした、有機材料、金属材料、合金材料
の一種か又は複数種を分散させて保有せしめてもよい。
また、金属材料中に、粉体、繊維、板状体、棒状体、球
状体等所望の形状をした、無機材料、有機材料の一種か
又は複数種を分散させて保有せしめてもよい。なお、保
持体が金属材料よりなる場合は、例えば、電気的導電部
材と保持体との間に樹脂等の電気的絶縁材料を配設すれ
ばよい。高周波誘導加熱として、望ましくは、保持体に
金属材料が配合されていたり、少なくとも一部が金属材
料であった場合、金属材料が磁性材料さらには強磁性材
料が望ましい。
ここで、有機材料としては、例えば、絶縁性の樹脂を用
いればよく、樹脂としては、熱硬化性樹脂、紫外線硬化
樹脂、熱可塑性樹脂のいずれでもよい。例えば、ポリイ
ミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエー
テルサルフオン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリス
チレン樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ
ジフェニールエーテル樹脂、ポリベンジルイミダゾール
樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポ
リ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、メタクリル酸メ
チル樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、フェノール
樹脂、メラニン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メタク
リル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、アルキッド樹脂、シリ
コーン樹脂その他の樹脂を使用することができる。
なお、これらの樹脂の中から、熱伝導性のよい樹脂を使
用すれば、半導体素子が熱を持ってもその熱を樹脂を介
して放熱することができるのでより好ましい。さらに、
樹脂として、回路基板と同じかあるいは同程度の熱膨張
率を有するものを選択し、また、有機材料中に少なくと
も1ケの穴あるいは複数の気泡を存在せしめれば、熱膨
張・熱収縮に基づく、装置の信頼性の低下を一層防止す
ることが可能となる。
また、金属材料や合金材料として具体的には、例えば、
Ag、Cu、Au、AJZ、Be、Ca。
Mg、Mo、Fe、Ni、Si、Co、Mn。
W、Cr、Nb、Zr、Ti、Ta、Zn。
Sn、Pb−3n等の金属又は合金があげられる。
無機材料としては、例えば、SiO2゜B203 、A
J2203 、Na2o、に20゜Cab、ZnO,B
ad、PbO,Sb20.。
As2 o3 、La2 o3 、ZrO2,Bad。
P、05.TiO2,MgO,SiC,Bed。
B P、BN、AILN、B4C,Ta C。
TiB2.CrB2 、TiN、Si3N4゜Ta2O
,等のセラミック、ダイヤモンド、ガラス、カーボン、
ボロンその他の無機材料があげられる。
(接続;金属化及び/又は合金化による接続)電気的接
続部材の端と電気回路部品の接続との接続としては下記
の2つの構成が考えられる。
なお、1個の電気的接続部材に、1個または2個以上の
電気回路部品が接続されていてもよいが、その接続され
た電気回路部品のうちの少なくとも1個が下記の構成に
よる接続がなされていればよい。
■保持体の一方の面において露出している複数の電気的
導電部材の一端と、一方の電気回路部品の複数の接続部
の少なくとも1つとを、主に高周波8導加熱法を用いて
、金属化及び/又は合金化することにより接続され、一
方、保持体の他方の面において露出している複数の電気
的導電部材の他端と、他方の電気回路部品の複数の接続
部とが、上記金属化及び/又は合金化以外の方法で接続
されている構成。
■保持体の一方の面において露出している複数の電気的
導電部材の一端と、一方の電気回路部品の複数の接続部
の少なくとも1つとを、主に高周波誘導加熱法による内
部加熱法を用いて、金属化及び/又は合金化することに
より接続され、−方、保持体の他方の面において露出し
ている複数の電気的導電部材の他端と、他方の電気回路
部品の複数の接続部の少なくとも1つとを、主に高周波
誘導加熱法による内部加熱法を用いて金属化及び/又は
合金化することにより接続されている構成。
本発明は、主に高周波読導加熱による内部加熱法を用い
て金属化及び/又は合金化することによって接続する方
法である。
高周波誘導加熱法とは、高周波電磁界エネルギーを主に
電気的接続部材の電気的導電部材又は絶縁体、又は電気
回路部品に存在している金属材料に高周波電圧が8起さ
れ渦電流が流れる。この電流と金属材料の電気抵抗によ
りジュール熱を発生する。
さらに、金属材料が強磁性体の場合には、さらにヒステ
リシス損失とよばれる熱が発生する。これは、61性体
を構成する分子磁石が磁界の周期的反転に応じて振動す
る結果生ずる分子の摩擦熱である。
このように高周波エネルギーが金属材料中で熱に変換さ
れる。そのため、電気的接続部材の電気的導電材料又は
絶縁体又は電気回路部品のいずれか1つ又は複数の温度
が上昇し、絶縁体の温度が電気的導電部材よりも高い場
合、電気回路部品の温度が電気的導電部材の温度よりも
高い場合、熱は電気的導電材料ないし電気回路部品の接
続部に伝導し、電気回路部品の接続部と電気回路部品側
に露出した電気的導電部材との接続界面で金属化及び/
又は合金化が行なわれ接続する。
金属化及び/又は合金化は互いの金属を拡散せしめ、同
種金属であれば同種の結晶構造が得られ、異種金属であ
れば固溶体、金属間化合物等のものを作る。
なお、渦電流により発生する熱エネルギーは次式によっ
て決定される。
poc (ρμf ) ’/” P:!#位時間当りの熱エネルギー ρ:金属材料の電気比抵抗 μ;金属材料の透磁率 f;周波数 なお、高周波誘導加熱の周波数、装置の条件等は実験条
件に合わせ任意でよい。
本発明は主に高周波誘導加熱法を用いて接続するもので
あるが、高周波誘導加熱を助長させる意味で他の内部加
熱法、外部加熱法とあわせて使用してもよい。
次に上記高周波誘導加熱法による金属化及び/又は合金
化による接続について述べる。
接続しようとする電気的導電部材と接続部とが同種の純
金属よりなる場合には、金属化により形成される接続層
は電気的導電部材あるいは接続部と同種の結晶構造とな
る。
接続しようとする電気的導電部材と接続部が異種の純金
属よりなる場合には、形成される接続層は両金属の合金
よりなる。
接続しようとする電気的導電部材と接続部の一方が純金
属よりなり他方が合金よりなる場合、あるいは両者が同
種あるいは異種の合金よりなる場合には、接続界面は合
金よりなる。
1個の電気的接続部材中における複数の電気的導電部材
同士についてみると、それぞれの電気的導電部材が同種
の金属あるいは合金よりなる場合、それぞれが異種の金
属あるいは合金からなる場合、その他の場合があり、ま
た、1ケの電気的導電部材についても、同種の金属ある
いは合金よりなる場合、異種の金属あるいは合金よりな
る場合、その他の場合があるが、そのいずれの場合であ
っても上記の金属化あるいは合金化が行なわれる。一方
接続部についても同様である。
なお、電気的導電部材あるいは接続部は、両者の接触部
において、金属あるいは合金であればよく、その他の部
分は例えば金属にガラス等の無機材料が配合された状態
や、金属に樹脂等の有機材料が配合された状態であって
もよい。
また、接続される部分の表面に合金化しやすい金属ある
いは合金よりなるめっき層を設けておいてもよい。
上記の金属化あるいは合金化以外の接続を行なうには、
例えば電気回路部品と電気的接続部材の電気的導電部材
とを押圧して接続すればよい。
(封止材) 本発明では封止材により電気回路部品を埋め込んで封止
する。
封止は、1つの電気回路部品にのみ行ってもよいし、複
数の電気回路部品に行ってもよい。
(封止材の材料) 本発明では、封止材の材料としては熱可塑性樹脂を用い
ることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリ
イミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエ
ーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリ
スチレン樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポ
リジフェニールエーテル樹脂、ポリベンジルイミダゾー
ル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、
ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、メタクリル酸
メチル樹脂その他の樹脂を使用することができる。
また、封止材は上記の樹脂でもよいし、上記熱可塑性樹
脂に粉体、1a維、板状体、棒状体、球状体等任意の形
状の金属、合金、無機材料の1種又は複数種を分散した
ものでもよい。分散の仕方は、樹脂中に粉体、繊維、板
状体、棒状体、球状体等を添加し、樹脂を攪拌すればよ
い。もちろん、かかる方法によることなく、他の任意の
方法で樹脂中に粉体、繊維、板状体、棒状体、球状体等
を分散せしめてもよい。
上記金属又は合金としては、例えば、Ag。
Cu、Au、Aft、Be、Ca、Mg、Mo。
Fe、Ni、Si、Co、Mn、W等の金属又は合金が
あげられる。
無機材料としては、例えば、5i02゜B208.Ai
20.、Na2 o、に20゜Cab、ZnO,Bad
、Pbo、5b203 。
AS20s 、La2O5、ZrO,、Bad。
P20B 、 Ti 02 、 MgO,S i C,
Bed。
BP、BN、AJ2N、B4 C,TaC。
TiB、、CrB2.TiN、5t3N4゜Ta、O,
等のセラミック、ダイヤモンド、ガラス、カーボン、ボ
ロンその他の無機材料があげられる。
分散せしめる粉体および繊維の大きさ、形状、また絶縁
体中における分散位置、数量は、粉体または繊維のため
に絶縁体中に埋設されている金属部材同士が接触・短絡
したりしない範囲内ならば任意である。ただし、粉体、
繊維、板状体、棒状体、球状体等の大きさとしては隣接
する金属部材間の距離よりも小さいことが好ましい。す
なわち、電気的導電部材同士が粉体、繊維、板状体、棒
状体、球状体等を介して接触しない状態が好ましい。ま
た粉体、繊維は絶縁体の外部に露出していてもよいし、
露出していなくてもよい。また、粉体、繊維、繊維、板
状体、棒状体、球状体等は互いに接触していてもよいし
、接触していなくてもよい。さらに樹脂中に粉体、繊維
、板状体、棒状体、球状体等任意の形状のものを分散さ
せて封止してもよい。
(封止方法) なお、封止材を封止する方法としては、型のキャビティ
ー内に電気回路部材(電気的接続部材とそれに接続され
た電気回路部品からなる部材)を入れ、インジェクショ
ンモールドでキャビティーに封止材を挿入することによ
り封止すればよい。また、かかるインジェクションモー
ルド、押出成形法、中型法、中空成形法その他いかなる
方法で電気回路部材を封止してもよい。
さらに上記封止材と板(板は封止材と異なる材質)を併
用してもよい。かかる封止形態としては、封止材の表面
の少くとも一部に板が接合されている場合、封止材によ
り電気回路部品と電気的接続部材に接続されている他の
電気回路部品との少くとも1つの少くとも一部に電気的
接続部材と反対側の面で接合されている板の少くとも一
部が埋め込まれている場合、及び、封止材により電気回
路部品と電気的接続部材に接続されている電気回路部品
のいずれか1つ又は複数の側面近傍に配設された板の少
くとも一部が埋め込まれている場合がある。
(板) 板の材質は、封止材の材質と異なっていればいかなるも
のでもよい。
板厚としては、例えばステンレス板の場合、0805〜
0.5mmが好ましい。
板の接合方法は特に限定されない。たとえば、接着剤等
を用いて貼り付ければよいし、その他の方法であフても
、板が電気回路装置を保持するような構造ならいかなる
方法でもよい。。
(キャップ) 本発明では、電気回路部品をキャップ封止しいてもよい
ここでキャップ封止どは、電気回路部品を包み込み、内
部に中空部が存在するように電気回路部品を封止するこ
とである。
キャップは、1つの電気回路部品にのみ設けてもよいし
、複数の電気回路部品に設けてもよい。
なお、キャップ封止する場合、電気回路部品が電気的接
続部材にしっかり保持されるように封止することが好ま
しい。たとえば、キャップの内部の面を、電気回路部品
の外側の表面形状に対応する形状とし、その面が電気回
路部品の外側の表面に当接するようにキャップ封止すれ
ばよい。
なお、キャップは、接着剤による貼り付は方法、機械的
方法、溶着による方法その他の任意の方法により、電気
回路部品あるいは他のキャップ(保持体の一方の面にあ
る電気回路部品と他方の面にある電気回路部品の両方が
キャップ封止されている場合)に接合すればよい。
(キャップ封止の材質) キャップの材質は有機材料、無機材料、金属材料、又は
これらの複合材料でもよい。
封止形態は電気回路部品1ケ又は複数を同一キャップで
封止してもよい。また、キャップが電気回路部品を押圧
するように封止してもよいし、保持するように封止して
もよい。
さらに電気回路部品とキャップの間に部材を介在させて
封止してもよい。この場合、複数の電気回路部品を同一
キャップで封止した方が効果が顕著となる。
キャップと電気回路部品その他との接合はいかなる方法
でもよい。
(調整用部材) 本発明ではキャップと電子回路部品との間に調整用部材
を介在せしめてもよい。
調整用部材の材料は、金属材料、無機材料、有機材料の
うちどれでもよいが、弾力性のある材料であることが好
ましい。。
また、形状は、電気回路部品の高さ方向の寸法が調整で
きれば、どのような形状でもよい。
[作用] 本発明では、上記した電気的接続部材を使用して電気回
路部品と他の電気回路部品とを接続しているので、電気
回路部品の接続部を外周縁部はもとより内部に配置する
ことも可能となり、接続部の数を増加させることができ
、ひいては高密度化が可能となる。
また、電気的接続部材を薄くすることが可能であり、こ
の面からも電気回路部材の薄型化が可能となる。
さらに、電気的接続部材に使用する金属部材の量は少な
いため、例え、高価である金を金属部材として使用した
としてもコスト低減が可能となる。
本発明では、電気回路部品の接続部と保持体の面に露出
している電気的導電部材との接続の一方又は両方を主に
高周波加熱法による内部加熱の熱により接続するので、
電気回路部材の少なくとも一部もしくは電気回路部材近
傍に耐熱性が劣る材料が存在していても、遭択的加熱が
容易なため、加熱による材料の劣化、変質等を防げるこ
とができ、良好な接続が可能となる。
なお、電気回路部材の近傍に耐熱性が劣る材料が存在し
ている場合、高周波電磁界エネルギーにさらされないよ
うに遮蔽すればよい。
また加熱による熱膨張、熱収縮の電気回路部材の少なく
とも一部もしくは電気回路部材近傍の材料への影響を少
なくするとこができる。
さらに、均一な高周波電磁界を加えることが可能となる
ので、均一加熱が可能となる。また、非接触加熱ができ
るために加熱部の治具等が不要となり接続が簡単にでき
る。
本発明で封止材を用いて封止する場合、電気的接続部材
は、電気的導電部材が保持体中に埋め込まれて構成され
ているため、封止材を注入したときの封止圧力、封止速
度等に影響されることが少ないので、いかなる封止方法
でも用いることができる。つまり、従来できなかった熱
可塑性樹脂のような非常に高圧な注入が要求されるもの
による封止も可能となった。
また、本発明において、封止材の表面の少くとも一部に
板が接合されている場合、封止材により電気回路部品と
電気的接続部材に接続されている電気回路部品の少くと
も1つの少くとも一部に電気的接続部材と反対側の面で
接合されている板の少くとも一部が埋め込まれている場
合、又は、封止材により電気回路部品と電気的接続部材
に接続されている電気回路部品のいずれか1つ又は複数
の側面近傍に配設された板の少くとも一部が埋め込まれ
ている場合には、装置に内部応力が発生したり外部から
力が加わったりしても応力集中を緩和でき、応力集中か
ら生ずることのある割れ等を防止することができる。ま
た、この板は外界から電気回路部品に至るまでの経路を
長くする作用もあり、そのため外部からの水等は電気回
路部品に浸入しにくくなる。従って装置の信頼性を高め
ることができる。
なお、板の材質がステンレス等の金属、熱伝導性の良い
セラミック、カーボン、ダイヤモンド等である場合には
、電気回路部品から発生した熱を速やかに外界へ放熱す
ることができるため、放熱特性の優れた電気回路装置が
得られる。さらに、板の材質が金属である場合には、外
界からのノイズを遮断でき、ノイズの影響を受けにくく
、さらに、内部から発生する電磁気ノイズを遮断できノ
イズの発生しにくい良好な特性の電気回路装置が得られ
る。
また、本発明においてキャップ封止する場合、電気回路
装置が中空になっているので熱が加わっても熱応力の発
生が少く、信頼性の高い電気回路装置が得られる。また
、キャップと電気回路部品を当接し、キャップに熱伝導
性の良い材料を用いた場合、電気回路部品から発生した
熱がキャップを介して迅速に外部に伝導するので、より
放熱特性が優れた電気回路装置を得られる。さらに、キ
ャップがノイズ遮蔽性の良い材料、特に鉄系等の金属よ
りなる場合には、よりシールド効果が優れた電気回路装
置を得られる。また、キャップと電気回路部品の間に調
整用部材を介在させた場合、電気回路部品の高さのバラ
ツキが生じる場合でも効率よく組み立てを行うことが可
能となる。
なお、本発明において、電気的導電部材の絶縁体に熱伝
導性のよい材料を用いた場合、封止材に熱伝導性のよい
粉体、繊維、板状体、棒状体、球状体等が分散されてい
る場合、電気回路部品から発熱される熱がより早く外界
へ逃げ、熱放散性の良い電気回路装置が得られる。また
、電気的導電部材の絶縁体が電気回路部品の熱膨張係数
に近い材料を用いた場合、封止材に電気回路部品の熱膨
張係数が近い粉体、繊維、板状体、棒状体、球状体等の
一方ないし両方が分散されている場1合、熱膨張係数が
電気回路部品の熱膨張係数に近づき、熱が加わった場合
に生ずることのある、封止材、電気回路部品の割れ、あ
るいは電気回路部品の特性変化という、電気回路装置の
信頼性を損なう現象を防止でき、信頼性の高い電気回路
装置が得られる。
本発明において、電気回路部品の両方が、電気接続部材
を介して、金属化及び/又は合金化により形成された接
続体により接続されていると、電気回路部品同志が強固
(強度的に強く)かつ確実に接続されるので、接続抵抗
値は小さく、そのバラツキも小さく、ざらに機成的に強
く、不良率の極めて低い電気回路装置を得ることができ
る。
また、電気回路部品を、電気的接続部材を介して金属化
及び/又は合金化により形成された接続体により接続さ
れていると、電気回路装置の作成工程中及び作成後にお
いて、治具等を使用して電気回路部品を保持する必要が
なく、電気回路装置の作成及び作成後の管理が容易であ
る。
さらに、電気回路部品が、電気的接続部材を介して金属
化及び/又は合金化により形成された接続体により接続
されていると、電気回路部品相互の接触抵抗が、1つの
電気回路部品のみを接続した場合に比べてより小さくな
る。
一方、電気回路部品乃至他の電気回路部品を金属化及び
/又は合金化による接続以外の接続により行なうと、金
属化及び/又は合金化時に生じる電気回路部品の熱によ
る劣化を防止することができる。また、用途によっては
電気回路部品を着脱自在にしておきたい場合があり、か
かる場合にその電気回路部品を金属化及び/又は合金化
による接続以外の接続部なえば、かかる要望に応じるこ
とが可能となる。
さらに絶縁体としてシールド効果が大きい材料を選択す
ることにより、電気回路部品から外界に出る電磁気ノイ
ズを減少させることができ、また、外界から電気回路部
品へ入るノイズを減少させることもできる。
[実施例] (実施例1−DI) 本発明の実施例1−Dlを第1図(a)、第1図(b)
、第1図(c) −1及び第2図に基づいて説明する。
本実施例では、有機材料よりなる保持体111と、保持
体111中に埋設された複数の電気的導電部材である金
属部材107とを有し、金属部材107の一端が保持体
111の一方の面において露出しており、また、金属部
材107の他端が保持体111の他方の面において露出
している電気的接続部材125と; 接続部102を有し、接続部102において、保持体1
11の一方の面において露出している金属部材107の
一端とを高周波誘導加熱を用いて金属化及び/又は合金
化されて接続されている1つの半導体素子101と; 接続部105を有し、接続部105において、保持体1
11の他方の面において露出している金属部材107の
他端とを高周波誘導加熱を用いて金属化及び/又は合金
化されて接続されている1つの回路基板104ど; を少なくとも有し、半導体素子101および回路基板1
04の両方が封止材170により封止されている。
以下に本実施例をより詳細に説明する。
まず、電気的接続部材125の一製造例を説明しつつ電
気的接続部材125を説明する。
第2図に一製造例を示す。
まず、第2図(a)に示すように、20μmφのAu等
の金属あるいは合、金よりなる金属線121を、ピッチ
40μmとして棒122に巻き付け、巻き付は後、ポリ
イミド等の樹脂123中に上記金属!s121を埋め込
む。埋め込み後上記樹脂123を硬化させる。硬化した
樹脂123は絶縁体となる。その後、点線124の位置
でスライス切断し、電気的接続部材125を作成する。
このようにして作成された電気的接続部材125を第2
図(b)、(C)に示す。
このように作成された電気的接続部材125において、
金属線121が金属部材107を構成し、樹脂123が
保持体(絶縁体)111を構成する。
この電気的接続部材125においては金属部材となる金
属線121同士は樹脂123により電気的に絶縁されて
いる。また、金属線121の一端は半導体素子101側
に露出し、他端は回路基板104側に露出している。こ
の露出している部分はそれぞれ半導体素子101、回路
基板104との接続部108,109となる。
次に、第1図(a)に示すように、半導体素子101、
電気的接続部材125、回路基板104を用意する。本
例で使用する半導体素子101、回路基板104は、そ
の内部に多数の接続部102.105を有している。
なお、半導体素子101の接続部102は、回路基板1
04の接続部105及び電気的接続部材125の接続部
108,109に対応する位置に金属が露出している。
半導体素子101の接続部102と、電気的接続部材1
25の接続部108とを、又は、回路基板104の接続
部105と電気的接続部材125の接続部109が対応
するように位置決めを行ない、位置決め後、半導体素子
101の接続部102のAj2と電気的接続部材125
の接続部108のAuとをさらに回路基板104の接続
部105のAuと電気的接続部材125の接続部109
のAuとの両方を高周波誘導加熱を用いて金属化及び/
又は合金化して接続する(第1図(b))。なお、高周
波誘導加熱装置の条件等は実験条件で決めた。
ここで、半導体素子101、電気的接続部材125、回
路基板104を、金属化及び/又は合金化により接続す
るには次の3方式が存在するが、そのいずれの方式によ
ってもよい。
■半導体素子101、電気的接続部材125、回路基板
104を位置決めした後、半導体素子101の接続部1
02と電気的接続部材125の接続部108とを、及び
回路基板104の接続部105と電気的接続部材125
の接続部109とを同時に金属化及び/又は合金化して
接続する方法。
■半導体素子101、電気的接続部材125とを位置決
めし、半導体素子101の接続部102と電気的接続部
材125の接続部108とを金属化及び/又は合金化し
て接続した後、回路基板104を位置決めし、電気接続
部材125の接続部109と回路基板104の接続部1
05を金属化及び/又は合金化して接続する方法。
■回路基板104と電気的接続部材125とを位置決め
し、回路基板104の接続部105と電気的接続部材1
25の接続部109とを金属化及び/又は合金化して接
続した後、半導体素子101を位置決めし、電気的接続
部材125の接続部108と半導体素子101の接続部
102を金属化及び/又は合金化して接続する方法。
次に、以上のようにして作成した部材(電気回路部材)
の電気回路部品を封止した(第1図(c)−1)。なお
、本例では半導体素子101と回路基板104の両方と
もに封止した。封止材は熱可塑性樹脂を用い、封止方法
としてインジェクションモールド法を用いた。
以上のようにして作成した電気回路装置につきその接続
部の接続性を調べたところ高い信頼性をもって接続され
ていた。
さらに、各種特性の信頼性も優れていた。
(実施例1−D2) 第1図(C)−2に実施例1−D2を示す。
本例では、実施例1−Dlにおいて、一方の封止材17
0の表面に、ステンレス製で、板厚0.1mの板151
を貼り付けて接合しである。
他の点は実施例1−Dlと同様である。
(実施例1−D3) 第1図(C)−3に実施例1−D2を示す。
本例は、実施例1−Dlにおいて、半導体素子101の
電気的接続部材125とは反対側の面に、ステンレス製
で、板厚0.1mmの板151を貼り付けて接合しであ
る。なお、本例では半導体素子101のみに板151を
接合しである。
他の点は実施例1−Dlと同様である。
(実施例1−D4) 第1図(C)−4に実施例1−D4を示す。
本例では、実施例1−Dlにおいて、半導体素子101
の近傍にステンレス製で、板50.1mmの板151を
配設しである。
他の点は実施例1−Dlと同様である。
(実施例1−El) 第1図(C)−5に実施例1−Elを示す。
本例では、実施例1−Dlにおいて、半導体素子101
と回路基板104の両方をキャップ封止しである。
キャップは、第1図(c)−5に示すように、内部に2
つの凹部を有するキャップ155゜155°を用いであ
る。このキャップのへこんだ部分が中空部158,15
8’ を形成し、出っ張った部分が半導体素子1011
回路基板104の裏面に当接しており、半導体素子10
1、回路基板104は、電気的接続部材125にしっか
り保持されている。
なお、本例では、キャップ155,155’同士を接着
剤により接合しである。
他の点は実施例1−Dlと同様である。
(実施例1−E2) 第1図(C)−6に実施例1−E2を示す。
本例では、実施例1−Elにおいて、半導体素子101
とキャップ156との間に、また、回路基板104とキ
ャップ156との間にそれぞれ調整用部材を介在させて
キャップ封止している。
他の点は実施例1−Elと同様である。
(実施例2−Dl) 第3図(a)、第3図(b)−1に実施例2−Dlを示
す。
本例は、接続部52を有する第1の電気回路部品として
回路基板51を、第2の電気回路部品として内部に多数
の接続部5を有する半導体素子4を使用した。
本例では電気的接続部材125として保持体が有機材料
に強磁性体である磁性酸化鉄よりなる粉末(図示せず)
を分散させたものを使用した。
また、本例では、この電気的接続部材の接続部54と回
路基板51の接続部52とを高周波8導加熱法により金
属化及び/又は合金化することにより接続し、一方、電
気的接続部材125と半導体素子4との接続は金属化及
び/合金化以外の接続法で接続した。すなわち、半導体
素子4を電気的接続部材125に押圧し接着剤等で仮保
持し、その上から封止を行なった。
なお、電気的接続部材125としては半導体素子4に対
応する寸法のものを使用した。
なお、本例では回路基板51の下面にはリードフレーム
55を接続した。
本例では、半導体素子4のみを封止した。封止材として
は熱可塑性樹脂にSiO□よりなる粉末を分散させたも
のを用いた。
他の点は実施例1−Dlと同様である。
本例においても接続部は高い信頼性を持って接続されて
いた。
さらに、各種特性の信頼性も優れていた。
(実施例2−D2) 第3図(b)−2に実施例2−D2を示す。
本例では、実施例2−Dlにおいて、一方の封止材17
0の表面に、ステンレス製で、板厚0.1mの板151
を貼り付けて接合しである。
他の点は実施例2−Dlと同様である。
(実施例2−D3) 第3図(b) −3に実施例2−D2を示す。
本例は、実施例2−Dlにおいて、半導体素子4の電気
的接続部材125とは反対側の面に、ステンレス製で、
板厚0.1mmの板151を貼り付けて接合しである。
なお、本例では半導体素子4のみに板151を接合しで
ある。
他の点は実施例2−Dlと同様である。
(実施例2−D4) 第3図(b)−4に実施例2−D4を示す。
本例では、実施例2−Dlにおいて、半導体素子4の近
傍にステンレス製で、板厚0.1mmの板151を配設
しである。なお、本例では、板151の一面を残して封
止してあり、その−面は外部に露出している。
他の点は実施例1−Dlと同様である。
(実施例2−E 1 ) 第3図(b)−5に実施例2−Elを示す。
本例では、実施例2−Dlにおいて、半導体素子4をキ
ャップ155によりキャップ封止しである。
キャップは、第3図(b)−5に示すように内部に1つ
の凹部を有するキャップ155を用いである。このキャ
ップ155を用い、半導体素子4の両側部に中空部15
8が形成されるようにキャップ封止しである。なお、本
例では半導体素子4のみをキャップ封止しである。
他の点は実施例2−Dlと同様である。
(実施例2−E2) 第3図(b)−6に実施例2−E2を示す。
本例では、実施例1−Elにおいて、半導体素子4とキ
ャップ155との間に調整用部材156を介在させてキ
ャップ封止している。
他の点は実施例1−Elと同様である。
(実施例3−Di) 第4図(a)−1、第4図(b)−1に実施例3−Dl
を示す。
本例は、第1の電気回路部品が半導体素子4であり、第
2の電気回路部品が回路基板51である例である。
接続後は回路基板51の上面にリードフレーム1を接続
し、次いで、型のキャビティー内に電気回路部材をセッ
トし、インジェクションを行い、封止材!704を形成
した。封止材170は熱可塑性樹脂中に5i02の粉末
を分散させたものを用いた。
なお、第4図(a)は半導体素子4を全体的に封止材で
埋めた例であり、第4図(b)は半導体素子4の上面を
、外部に露出させ、側部を封止材で埋めた例である。
他の点は実施例1−Dlと同様である。
本例においても接続部は高い信頼性を持って接続されて
いた。
さらに、各種特性の信頼性も優れていた。
(実施例3−D2) 第4図(a)−2に実施例3−D2を示す。
本例では、実施例3−Dlにおいて、一方の封止材17
0の表面に、ステンレス製で、板厚0.1mの板151
を貼り付けて接合しである。
他の点は実施例3−Dlと同様である。
第4図(b)−2に実施例3−D2の変形例を示す。
本変形例では、実施例3−Dlの変形例において、封止
材170の表面と半導体素子4の露出面とに一枚の板1
51を貼り付けて接合しである。
他の点は実施例3−Dlの変形例と同様である。
(実施例3−D3) 第4図(a)−3に実施例3−D3を示す。
本例では、実施例3−Dlおいて、半導体素子4の電気
的接続部材125とは反対側の面に、ステンレス製で、
板厚0.1mmの板151を貼り付けて接合しである。
他の点は実施例3−Dlと同様である。
第4図(b)−3に実施例3−D3の変形例を示す。
本変形例は、実施例3−Dlの変形例において、半導体
素子4の露出した面に板151を貼り付けて接合しであ
る。板151の、半導体素子とは反対側の面は外部に露
出している。
他の点は実施例3−Dlの変形例と同様である。
(実施例3−D4) 第4図(a)−4に実施例3−D4を示す。
本例では、実施例3−Dlにおいて、半導体素子4の近
傍にステンレス製で、板厚0.1mmの板の組合せ体1
51を配設しである。なお、本例では、半導体素子4の
まわりを囲うようにして板の組合せ体151を配設しで
ある。
他の点は実施例3−Dlと同様である。
第4図(b)−4に実施例3−D4の変形例を示す。
本変形例では、実施例3−Dlの変形例において、半導
体素子4の両側にそれぞれ板151を配設しである。板
151の一面はそれぞれ外部に露出している。
他の点は実施例3−Dlの変形例と同様である。
(実施例3−El) 第4図(a)−5に実施例3−Elを示す。
本例では、実施例3−Dlにおいて、半導体素子を4,
4の2つにし、かつ、2つの半導体素子4.4゛の高さ
を異ならしめてあり、これら2つの半導体素子4.4°
をキャップ封止しである。
キャップは、第3図(b)−5に示すように内部に段差
のある凹部を有するキャップ155を用いである。この
キャップ155を用い、半導体素子4,4″の両側部に
中空部158が形成されるようにキャップ封止しである
他の点は実施例3−Dlと同様である。
第4図(b)−5に実施例3−Elの変形例を示す。
本変形例では、本実施例において、半導体素子4と半導
体素子4°のそれぞれを別個にキャップ封止している。
他の点は本実施例と同様である。
(実施例3−E2) 第4図(a)−6に実施例3−E2を示す。
本例では、実施例3−Elにおいて、半導体素子4とキ
ャップ156との間に調整用部材156を介在させてキ
ャップ封止している。
他の点は実施例3−Elと同様である。
(実施例4−D 1 ) 第5図(a)−1に実施例4−Dlを示す。
本例は、第1の電気回路部品が半導体素子4′であり、
第2の電気回路部品が半導体素子4である例であり、本
例では、電気的接続部材として半導体素子4に対応した
寸法のものを使用し、リードフレーム1を電気的接続部
材125の第1の半導体素子4′側に露出した金属部材
に接続している。
なお、電気的接続部材125の絶縁体として有機材料中
に金属の粉体または繊維の一方または両方が分散された
ものを用いた。第5図(a) −1は両方とも高周波誘
導加熱により金属化及び/又は合金化による接続を示し
ている。さらに、第5図(b)−tに示す例では、一方
のみ金属化及び/又は合金化による接続を行なった。な
お封止する場合には、半導体素子4.4°を押えて(図
示していない)封止するものである。
なお、第5図(a)−1は上側の半導体素子4.4′を
全体的に封止材で埋めた例であり、第5図(b)−1は
半導体素子4.4゛の上面を外部に露出させ、側部を封
止材で埋めた例である。
他の点は実施例3−Dlと同様である。
本例においても接続部は高い信頼性を持って接続されて
いた。
さらに、各種特性の信頼性も優れていた。
(実施例4−D2) 第5図(a)−2に実施例4−D2を示す。
本例では、実施例4−Dlにおいて、両方の封止材17
0の表面に、ステンレス製で、板厚0.1mの板151
を貼り付けて接合しである。
他の点は実施例4−Dlと同様である。
第5図(b)−2に実施例4−D2の変形例を示す。
本変形例では、実施例4−Dlの変形例において、封止
材170の表面と半導体素子4゛の露出面とに一枚の板
151を貼り付けて接合してあり、また、封止材170
の表面と半導体素子4の露出面とに一枚の板151を貼
り付けて接合しである。
他の点は実施例4−Dlの変形例と同様である。
(実施例4−D3) 第5図(a)−3に実施例4−D3を示す。
本例では、実施例4−Dlおいて、半導体素子4の電気
的接続部材125とは反対側の面に、ステンレス製で、
板厚0.1mmの板151を貼り付けて接合してあり、
また、半導体素子4°の電気的接続部材125とは反対
側の面に、ステンレス製で、板厚0.1mmの板151
を貼り付けて接合しである。
他の点は実施例4−Dlと同様である。
第5図(b)−3に実施例4−D3の変形例を示す。
本変形例は、実施例4−Dlの変形例において、半導体
素子4の露出した面に板151を貼り付けて接合してあ
り、また、半導体素子4の露出した面に板151を貼り
付けて接合しである。なお、板151の、半導体素子4
,4° とは反対側の面は外部に露出している。
他の点は実施例4−Dlの変形例と同様である。
(実施例4−04) 第5図(a)−4に実施例4−D4を示す。
本例では、実施例4−Dlにおいて、半導体素子4′の
両側面近傍にステンレス製で、板厚0.1mmの板15
1をそれぞれ配設してあり、また、半導体素子4の近傍
に板151が配設されている。なお、半導体素子4の近
傍に配設されている板151の一面は外部に露出してい
る。
他の点は実施例4−Dlと同様である。
第5図(b)−4に実施例4−D4の変形例を示す。
本変形例では、実施例4−Dlの変形例において、半導
体素子4°の両側面近傍にそれぞれ板151を配設しで
ある。なお、板151の一面は外部に露出している。
他の点は実施例4−Dlの変形例と同様である。
(実施例4−E 1 ’) 第5図(a)−5に実施例4−Elを示す。
本例では、実施例4−Dlにおいて、半導体素子を4.
4′をそれぞれキャップ封止しである。
他の点は実施例4−Dlと同様である。
(実施例4−E2) 第5図(a)−6に実施例4−E2を示す。
本例では、実施例4−Elにおいて、高さのなる半導体
素子を4.4°とキャップ155との間に段差を有する
調整用部材156を介在させてキャップ封止している。
他の点は実施例4−Elと同様である。
(実施例5) 第6図に実施例5を示す。
実施例5は、第1の電気回路部品、第2の電気回路部品
として、接続部以外の部分が絶縁膜103.106で覆
われている回路基板101゜104を使用している例で
ある。
また、電気的接続部材としては第7図に示すものを使用
した。すなわち、第7図に示す電気的接続部材125は
、絶縁体中にAJ2と鉄よりなる微粉末が分散されてお
り、金属部材107の露出している部分が保持体(樹脂
絶縁体)111の面から突出している。このような電気
的接続部材125の作成は、例えば、次の方法によれば
よい。
まず、実施例1−Dlで述べた方法により、第2図(b
)、(C)に示す電気的接続部材を用意する。次にこの
電気的接続部材の両面を、金属線121が、ポリイミド
樹脂123から10μm程度突出するまでエツチングす
ればよい。
なお、本実施例では金属線121の突出量を10μmと
したが、いかなる量でもよい。
また、金属線121を突出させる方法としてはエツチン
グに限らず、他の化学的な方法又は機械的な方法を使用
してもよい。
他の点は実施例1−Dlと同様である。
なお、突出部を、電気的接続部材125を金属線121
の位置に凹部を持った型に挟み込み、金属線121の突
起126をつぶすことにより第8図に示すようなバンプ
150を形成してもよい。この場合金属線121は絶縁
体111から脱落しにくくなる。
なお、本例でも、金属線121が金属部材107を構成
し、さらに、樹脂123が絶縁体111を構成する。
なお、バンプを作成するのには突起を熱で溶融させ、バ
ンプを作成してもよいし、他のいかなる方法でもよい。
本例においても接続部は高い信頼性を持って接続されて
いた。
さらに、各種特性の信頼性も優れていた。
(実施例6−01 ) 第9図(a)、第9図(b)−1に実施例6−Dlを示
す。
本例は、第1の電気回路部品として半導体素子4を使用
し、第2の電気部品としてリードフレーム1を使用した
例である。
リードフレーム1の接続部6は42アロイの表面にAg
めっきされているものを使用した。
接続は高周波誘導加熱と外部加熱とを併用した熱圧看法
を使用した。
他の点は実施例5と同様である。
本例においても接続部は高い信頼性を持って接続されて
いた。
さらに、各種特性の信頼性も優れていた。
(実施例6−D2) 第9図(b)−2に実施例6−D2を示す。
本例では、実施例6−Dlにおいて、一方の封止材17
0の表面に、ステンレス製で、板厚0.1mの穴152
のあいた板151を貼り付けて接合しである。
他の点は実施例6−Dlと同様である。
(実施例6−D3) 第9図(b)−3に実施例6−D3を示す。
本例では、実施例6−Dlおいて、半導体素子4の電気
的接続部材125とは反対側の面に、ステンレス製で、
板厚0.1mmの 152のあいた板151を貼り付け
て接合しである。
他の点は実施例6−Dlと同様である。
(実施例6−D4) 第9図(b)−4に実施例6−D4を示す。
本例では、実施例6−Dlにおいて、半導体素子4の近
傍にステンレス製で、板厚0.1mmのほぼ直角に折曲
した板151を配設しである。
他の点は実施例6−Dlと同様である。
(実施例6−E 1 ) 第9図(b)−5に実施例6−Elを示す。
本例では、半導体素子4とリードフレーム1のそれぞれ
をキャップ封止しである。
他の点は実施例6−Dlと同様である。
(実施例6−E、2) 第9図(b)−6に実施例6−Elを示す。
本例では、実施例6−Elにおいて、半導体素子4とキ
ャップ155との間に調整用部材156を介在させてキ
ャップ封止している。
他の点は実施例6−Elと同様である。
(実施例7) 第10図に実施例7を示す。
本例においては、電気的接続部材125は、実施例5に
示した電気的接続部材と異なる。すなわち、本例の電気
的接続部材125においては、金  ・成部材同士のピ
ッチが実施例5で示したものよりも狭くなっている。す
なわち、本例では、第1の回路基板接続部の間隔よりも
狭い間隔に金属部材107同士のピッチを設定しである
つまり、実施例5では、第1の回路基板101と第2の
回路基板104との接続位置に電気的接続部材125の
接続位置を配置したため、電気的接続部材125の位置
決めが必要であったが、本例では、第1の回路基板10
1と第2の回路基板104との位置決めは必要であるが
、電気的接続部材125との位置決めは不要となる。そ
のため、第1の回路基板101と第2の回路基板104
の接続寸法(d++、P++)と電気的接続部材の接続
寸法(d 12+ P 12)を適切な値に選ぶことに
より位置決めなしで接続することも可能である。
電気接続部材125は両方に突起126を持ったものを
用いた。
他の点は実施例1−Dlと同様である。
本例においても接続部は高い信頼性を持って接続されて
いた。
さらに、各種特性の信頼性も優れていた。
(実施例8) 第11図に実施例8に使用する電気的接続部材を示す。
第11図(a)は電気的接続部材の斜視図、第11図(
b)は上記電気的接続部材の断面図である。
かかる電気的接続部材の作成例を次に述べる。
まず、実施例1−DIに示した製法で、電気的接続部材
128,129,130を3枚用意する。
1枚目128の金属線121の位置はm行n列目で、m
a、nbだけ中心から変位している。
2枚目129の金属線121の位置はm行n列目でma
c、nbcだけ中心から変位している。
3枚目130の金属線121の位置はm行n列でmad
、nbdだけ中心から変位している。a。
b、c、dの値は上下の金属121は導通するが左右に
は互いに電気的に導通しないような値をとる。3枚の電
気的接続部材を位置決めし、高周波誘導加熱法を用い積
層し、電気的接続部材125を作成する。
なお、本例においては、電気的接続部材の金属の位置を
m行n列というように規則をもった位置を選んだが、上
下の金属が導通し、左右には互いに電気的に導通しない
ようにすればランダムでもよい。
マタ、本例では3層積層する場合について述べたが、2
枚以上であれば何枚でもよい。また、高周波誘導加熱法
を用いて積層すると述べたが、圧着、接着等の方法を用
いてもよい、さらに、本例の電気的接続部材を加工して
第7図に示すように突起を設けてもよいし、第8図に示
したようにバンブ150を設けてもよい。
他の点は実施例1−Dlと同様である。
本例においても接続部は高い信頼性を持って接続されて
いた。
さらに、各種特性の信頼性も優れていた。
(実施例9) 第12図に実施例9に使用する電気的接続部材を示す。
第12図(a)は電気的接続部材の製造途中の断面図、
第12図(b)は上記電気的接続部材の斜視図、第12
図(C)は上記の断面図である。
予めアルミナセラミックよりなる保持体127に、20
μmφより大きい径の穴142をあけておく。次に穴1
42に20μmφのAu等の金属あるいは合金よりなる
金属線121を通し、樹脂123を保持体127と金属
線121との間に入れ、樹脂123を硬化させる。硬化
した樹脂123は介在物となる。その後、金属線121
を点線124の位置でスライス切断し、電気的接続部材
125を作成する。このようにして作成した電気的接続
部材125を第12図(b)、(c)に示す。
また、本例の電気的接続部材を加工して、第7図に示す
ように突起を設けてもよいし、第8図に示すようにバン
ブ150を設けてもよい。
他の点は実施例1−Dlと同様である。
本例においても接続部は高い信頼性を持って接続されて
いた。
さらに、各種特性の信頼性も優れていた。
[発明の効果] 本発明は以上のように構成したので次の数々の効果が得
られる。
1、半導体素子と回路基板、リードフレーム等の電気回
路部品の接続に関し、信頼性の高い接続カ得られる。従
って、従来用いられてきたワイヤボンディング方式、T
AB方式、CCB方式に代えることが可能となる(請求
項1〜請求項13)。
2、本発明によると電気回路部品の接続部をいかなる位
置(特に内部)にも配置することができることからワイ
ヤボンディング方式、TAB方式よりもさらに多点接続
が可能となり、多ピン数接続向きの方式となる。さらに
、電気的接続部材の隣接金属間に予め絶縁物質が存在す
ることにより隣接ピッチを狭くしても隣接金属間の電気
的導通が起こらないことによりCCB方式よりもさらに
多点接続が可能となる(請求項1〜請求項13)。
3、電気的接続部材において使用される金属部材の量は
従来に比べ微量であるため、仮に金属部材に金等の高価
な金属を使用しても従来より安価となる(請求項1〜請
求項11)。
4、高密度の半導体装置等の電気回路装置が得られる(
請求項1〜請求項11)。
5、本発明では、電気回路部品の接続部と保持体の一方
又は他方の面に露出しているの電気的導電部材との接続
の一方又は両方を主に高周波8導加熱法による内部加熱
方式を用いて直接又は間接的に接続部を加熱して接続を
行うので、電気回路部材の少なくとも一部もしくは電気
回路部材近傍に耐熱性が劣る材料が存在していても選択
加熱ができることより、加熱による材料の劣化、変質等
を防げ、良好な接続が可能となりしかも応用範囲が広い
接続が可能となる。
また、加熱による熱膨張、熱収縮の電気回路部材の少な
くとも一部もしくは電気回路部材近傍の材料への影響を
少なくすることができる。さらに、均一な高周波電磁界
を加えることが可能となるので均一加熱が可能となる。
またさらに非接触加熱ができるために加熱部の治具等が
簡単になる。(請求項1〜請求項13)。
6、一方乃至他方の電気回路部品を金属化及び/又は合
金化による接続以外の接続により行なう場合、金属化及
び/又は合金化時に生じる電気回路部品の熱による劣化
を防止することができる。
また、用途によっては電気回路部品を着脱自在にしてお
きたい場合があり、かかる場合にその電気回路部品を金
属化及び/又は合金化による接続以外の接続部なえば、
かかる要望に応じることが可能となる(請求項2、請求
項4)。
また、電気回路部品の両方が、電気的接続部材を介して
金属化及び/又は合金化により形成された接続体を介し
て接続されている場合、電気回路部品同士が強固(強度
的に強く)かつ確実に接続されるので、機械的に強く、
不良率の極めて低い電気回路装置を得ることができる(
請求項3、請求項5)。
7、封止材を高圧で注入できるので定圧トランスファー
用熱硬化樹脂はもちろんのこと、高圧で注入する必要の
ある熱可塑性樹脂でも封止が可能である(請求項2、請
求項3)。
8、封止材中に金属、合金、セラミックの一種又は複数
種の粉体又は繊維の一方又は両方を分散させた場合、封
止材の熱膨張係数が電気回路部品の熱膨張係数に近づく
ことから、熱が加わっても熱応力の発生が少なく、信頼
性の高い電気回路装置、ひいては、半導体装置が得られ
る(請求項6)。
9、本発明においてキャップ封止する場合、電気回路装
置が中空になっているので熱が加わっても熱応力の発生
が少なく、信頼性の高い電気回路装置が得られる。また
、キャップと電気回路部品を当接し、キャップに熱伝導
性の良い材料を用いた場合、電気回路部品から発生した
熱がキャップを介して迅速に外部に伝導するので、より
放熱特性が優れた電気回路装置を得られる。さらに、キ
ャップがノイズ遮蔽性の良い材料、特に鉄系等の金属よ
りなる場合には、よりシールド効果が優れた電気回路装
置を得られる(請求項4、請求項5)。
10.キャップと電気回路部品の間に調整用部材を介在
させた場合、電気回路部品の高さのバラツキが生じる場
合でも効率よく組み立てを行うことが可能となる(請求
項8)。
11、封止材の表面の少なくとも一部に板が接合されて
いる場合、電気回路部品に板が接合されその少なくとも
1つの少なくとも一部が封止材で埋め込まれている場合
、及び、電気回路部品の近傍に配設された板の少なくと
も一部が埋め込まれている場合には、装置に内部応力が
発生したり外部から力が加わったりしても応力集中を緩
和でき、応力集中から生ずることのある割れ等を防止す
ることができる。また、この板は外界から電気回路部品
に至るまでの経路を長くする作用もあり、そのため外部
からの水等は電気回路部品に浸入しにくくなる。従って
装置の信頼性を高めることができる(請求項7、請求項
9)。
なお、板の材質がステンレス等の金属、熱伝導性の良い
セラミック、カーボン、ダイヤモンド等である場合には
、電気回路部品から発生した熱を速やかに外界へ放熱す
ることができるため、放熱特性の優れた電気回路装置が
得られる。さらに、板の材質が金属である場合には、外
界からのノイズを遮断でき、ノイズの影響を受けにくい
良好な特性の電気回路装置が得られる。
12、電気的接続部材の保持体の絶縁材料中に金属材料
の粉体または繊維部の一種又は複数種を包含せしめた場
合には、シールド効果の高い電気回路装置が得られる(
請求項11)。
13、電気的接続部材の保持体を、熱伝導性の良い金属
材料、無機材料の一種または複数種よりなる粉体あるい
は繊維の一方または両方を絶縁体に分散させて構成した
保持体とするか、あるいは、電気的導電部材が絶縁され
るように金属材料を絶縁材料により絶縁し構成した保持
体とするか、保持体を熱伝導性の良い無機材料にする場
合には、電気回路部品から発熱した熱が電気回路部材さ
らには他の電気回路部品を介して外部に放熱し得るため
、熱放散性の良好な電気回路装置が得られる。
また、電気的接続部材の絶縁体に、比較的電気回路部品
の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する金属材料、無機
材料の一種または複数種の粉体または繊維の一方または
両方を分散せしめると熱膨張係数が電気回路部品の熱膨
張係数に近づくことから、熱が加わっても熱応力の発生
が少なく、信頼性の高い電気回路装置、ひいては、半導
体装置が得られる(請求項10)。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、第1図(b)、第1図(C)−1から第
1図(c)−6は、実施例1−Dlから実施例1−E2
を示す断面図であり、第1図(a)は接続前、第1図(
b)は接続後、第1図(c)−1から第1図(c) −
6は封止後の状態を示す。 第2図は、実施例1−Dlから実施例1−E2に使用す
る電気的接続部材の一製造方法例を説明するための図で
あり、第2図(a)は断面図、第2図(b)は斜視図、
第2図(C)は断面図である。 第3図(a)、第3図(b)’−tから第3図(b)−
6は、実施例2−Dlから実施例2−E2を示し、第3
図(a)は斜視図、第3図(b)−1から第3図(b)
−aは断面図である。 第4図(a)−1から第4図(a)−6は、実施例3−
Dlから実施例3−E2を示す断面図であり、第4図(
b)−tから第4図(b)−5は実施例3−Dlから実
施例3−Elの変形例を示す断面図である。 第5図(a)−1から第5図(a)−6は、実施例4−
Dlから実施例4−E2を示す断面図であり、第5図(
b)−1から第5図(b)−4は実施例4−Dlから実
施例4−D4の変形例を示す断面図である。 第6図は実施例5を示し、第6図(a)は接続前、第6
図(b)は接続後の状態を示す断面図である。 第7図及び第8図も実施例5を示し、第7図(a)及び
第8図(a)は斜視図、第7図(b)及び第8図(b)
は断面図である。 第9図(a)、第9図(b)−1から第9図(b)−6
は、実施例6−Dlから実施例6−E2を示し、第9図
(a)は接続前の状態を示す斜視図であり、第9図(b
)−1から第9図(b)−6は接続後の状態を示す断面
図である。 第10図は実施例7を示す断面図であり、第10図(a
)は接続前、第10図(b)は接続後の状態を示す。 第11図は実施例已に係る電気的接続部材を示し、第1
1図(a)は斜視図であり、第11図(b)は断面図で
ある。 第12図は実施例9に係る電気的接続部材の−製造例を
示し、第12図(a)、(C)は断面図であり、第12
図(b)は斜視図である。 第13図乃至第20図までは従来例を示し、第14図を
除き断面図であり、第14図は平面透視図である。 (符号の説明) 1・・・リードフレーム、2・・・リードフレームの素
子搭載部、3・・・銀ペースト、4,4°・・・半導体
素子、5,5°・・・半導体素子の接続部、6・・・リ
ードフレームの接続部、7・・・極細金属線、8・・・
樹脂、9・・・半導体装置、10・・・半導体素子の外
周縁部、11・・・リードフレームの素子搭載部の外周
縁部、16・・・キャリアフィルム基板、17・・・キ
ャリアフィルム基板のインナーリード部、20・・・樹
脂、21・・・樹脂、31・・・半田バンブ、32・・
・基板、33・・・基板の接続部、51・・・回路基板
、52・・・回路基板の接続部、54・・・電気的接続
部材の接続部、55・・・リードフレーム、70.70
’ ・・・金属材、71.71’・・・絶縁膜、72.
72°・・・絶縁膜の露出面、73,73°・・・金属
材の露出面、75.75’・・・回路基材、76.76
°・・・回路基材の接続部、77・・・異方性導電膜の
絶縁物質、78・・・異方性導電膜、79・・・導電粒
子、81・・・エラスチックコネクタの絶縁物質、82
・・・エラスチックコネクタの金属線、83・・・エラ
スチックコネクタ、101・・・電気回路部品(半導体
素子、回路基板)、102・・・接続部、103・・・
絶縁膜、106・・・絶縁膜、104・・・電気回路部
品(回路基板)、105・・・接続部、107・・・電
気的導電部材(金属部材)、108・・・接続部、10
9・・・接続部、111・・・保持体(絶縁体)、12
1・・・金属線、122・・・棒、123・・・樹脂、
124・・・点線、125・・・電気的接続部材、12
6・・・突起、127・・・保持体、128,129,
130・・・電気的接続部材、131,132・・・金
属線案内板、142゜152・・・穴、150・・・バ
ンプ、151・・・板、155.155″・・・キャッ
プ、156・・・調整用部材、158,158’・・・
中空部、170・・・封止材。 第  1  図 (Cン 第1図(C)−7 第1図(c)−2 +70 第1図(c)−3 第1図(c)−4 第 1 図 (c)−5 第1図(c)−6 第3図(0) 第3図(b)−1 第3図(b)−2 第3図(b)−、T 第3図(b)−4 第3図(b) −5 第3図(b)−6 第4図(a)i 第5図(a)−7 第4図(o ) −2 第5図(a)−2 第4図(a )−3 第5図(a)−3 第4図(a)−4 第5図(a) −4 第4図(a) −5 第5図(a)−5 第4図(a)−6 第5図(a)−6 第4図(b)−7 第4図(b)−2 第4図(b)−3 第5図(b)−、U 第4図(b)−4 第4図(b)−5 第6図(0) 第6図(b) 第7図(a) 第7図(b) 第8図(a) 第8図(b) 第9図(a) 第9図(b)−7 第9図(−b)−2 第9 図(b ) −3 第 9 図(b)−4 1ら1 1(1)/   II+   6 第 9 図(b)−5 第9v!J(b)−6’ !55 第10図(a) 第10図(b) 第11図(0) 第11図(b) 第12図(0) 第12図(c) 第 13  図 第14図 第15図 第17図

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電気的絶縁材料よりなる保持体と、該保持体中に
    埋設された複数の電気的導電部材とを有し、該電気的導
    電部材の一端が該保持体の一方の面において露出してお
    り、また、該電気的導電部材の他端が該保持体の他方の
    面において露出している電気的接続部材と; 少なくとも1以上の接続部を有し、該接続部において、
    該保持体の一方の面において露出している該電気的導電
    部材のうちの少なくとも1つの一端が接続されている少
    なくとも1以上の電気回路部品と; 少なくとも1以上の接続部を有し、該接続部において、
    該保持体の他方の面において露出している該電気的導電
    部材のうちの少なくとも1つの他端が接続されている少
    なくとも1以上の他の電気回路部品と; を少なくとも有している電気回路装置の該電気回路部品
    の接続方法において、 該保持体の一方の面において露出している少なくとも一
    以上の電気的導電部材と少なくとも一以上の電気回路部
    品との接続、又は、保持体の他方の面において露出して
    いる少なくとも一以上の電気的導電部材と少なくとも一
    以上の電気回路部品との接続の、一方又は両方を主に高
    周波誘導加熱法による内部加熱法を用いて金属化及び/
    又は合金化することにより接続することを特徴とする電
    気回路部品の接続方法。
  2. (2)電気的絶縁材料よりなる保持体と、該保持体中に
    埋設された複数の電気的導電部材とを有し、該電気的導
    電部材の一端が該保持体の一方の面において露出してお
    り、また、該電気的導電部材の他端が該保持体の他方の
    面において露出している電気的接続部材と; 少なくとも1以上の接続部を有し、該接続部において、
    該保持体の一方の面において露出している該電気的導電
    部材のうちの少なくとも1つの一端が接続されている少
    なくとも1以上の電気回路部品と; 少なくとも1以上の接続部を有し、該接続部において、
    該保持体の他方の面において露出している該電気的導電
    部材のうちの少なくとも1つの他端が接続されており、
    該接続は主に高周波誘導加熱法による内部加熱法を用い
    て、該接続部と該他端とを金属化及び/又は合金化する
    ことにより接続されている少なくとも1以上の他の電気
    回路部品と; 該保持体の一方の面において該電気的接続部材に接続さ
    れている該電気回路部品および該保持体の他方の面にお
    いて該電気的接続部材に接続されている該他の電気回路
    部品のいずれか一方又は両方の少なくとも一部分を埋め
    込んで封止している封止材と; を少なくとも有していることを特徴とする電気回路装置
  3. (3)電気的絶縁材料よりなる保持体と、該保持体中に
    埋設された複数の電気的導電部材とを有し、該電気的導
    電部材の一端が該保持体の一方の面において露出してお
    り、また、該電気的導電部材の他端が該保持体の他方の
    面において露出している電気的接続部材と; 少なくとも1以上の接続部を有し、該接続部において、
    該保持体の一方の面において露出している該電気的導電
    部材のうちの少なくとも1つの一端が接続されており、
    該接続は主に高周波誘導加熱法による内部加熱法を用い
    て、該接続部と該一端とを金属化及び/又は合金化する
    ことにより接続されている少なくとも1以上の電気回路
    部品と; 少なくとも1以上の接続部を有し、該接続部において、
    該保持体の他方の面において露出している該電気的導電
    部材のうちの少なくとも1つの他端が接続されており、
    該接続は主に高周波誘導加熱法による内部加熱法を用い
    て、該接続部と該他端とを金属化及び/又は合金化する
    ことにより接続されている少なくとも1以上の他の電気
    回路部品と; 該保持体の一方の面において該電気的接続部材に接続さ
    れている該電気回路部品および該保持体の他方の面にお
    いて該電気的接続部材に接続されている該他の電気回路
    部品のいずれか一方又は両方の少なくとも一部分を埋め
    込んで封止している封止材と; を少なくとも有していることを特徴とする電気回路装置
  4. (4)電気的絶縁材料よりなる保持体と、該保持体中に
    埋設された複数の電気的導電部材とを有し、該電気的導
    電部材の一端が該保持体の一方の面において露出してお
    り、また、該電気的導電部材の他端が該保持体の他方の
    面において露出している電気的接続部材と; 少なくとも1以上の接続部を有し、該接続部において、
    該保持体の一方の面において露出している該電気的導電
    部材のうちの少なくとも1つの一端が接続されている少
    なくとも1以上の電気回路部品と; 少なくとも1以上の接続部を有し、該接続部において、
    該保持体の他方の面において露出している該電気的導電
    部材のうちの少なくとも1つの他端が接続されており、
    該接続は主に高周波誘導加熱法による内部加熱法を用い
    て、該接続部と該他端とを金属化及び/又は合金化する
    ことにより接続されている少なくとも1以上の他の電気
    回路部品と; 該保持体の一方の面において該電気的接続部材に接続さ
    れている該電気回路部品、および、該保持体の他方の面
    において該電気的接続部材に接続されている該他の電気
    回路部品の、少なくとも1つをキャップ封止している少
    なくとも1ヶのキャップと; を少なくとも有していることを特徴とする電気回路装置
  5. (5)電気的絶縁材料よりなる保持体と、該保持体中に
    埋設された複数の電気的導電部材とを有し、該電気的導
    電部材の一端が該保持体の一方の面において露出してお
    り、また、該電気的導電部材の他端が該保持体の他方の
    面において露出している電気的接続部材と; 少なくとも1以上の接続部を有し、該接続部において、
    該保持体の一方の面において露出している該電気的導電
    部材のうちの少なくとも1つの一端が接続されており、
    該接続は主に高周波誘導加熱法による内部加熱法を用い
    て、該接続部と該一端とを金属化及び/又は合金化する
    ことにより接続されている少なくとも1以上の電気回路
    部品と; 少なくとも1以上の接続部を有し、該接続部において、
    該保持体の他方の面において露出している該電気的導電
    部材のうちの少なくとも1つの他端が接続されており、
    該接続は主に高周波誘導加熱法による内部加熱法を用い
    て、該接続部と該他端とを金属化及び/又は合金化する
    ことにより接続されている少なくとも1以上の他の電気
    回路部品と; 該保持体の一方の面において該電気的接続部材に接続さ
    れている該電気回路部品、および、該保持体の他方の面
    において該電気的接続部材に接続されている該他の電気
    回路部品の、少なくとも1つをキャップ封止している少
    なくとも1ヶのキャップと; を少なくとも有していることを特徴とする電気回路装置
  6. (6)封止材は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂に金属
    、合金、無機材料の一種もしくは二種以上からなる粉体
    もしくは繊維の一方もしくは両方を分散したものである
    請求項2又は請求項3のいずれか1項に記載の電気回路
    装置。
  7. (7)少なくとも一方の封止材の表面の少なくとも一部
    に封止材とは異なる材質から成る板が接合されている請
    求項2、請求項3又は請求項6のいずれか1項に記載の
    電気回路装置。
  8. (8)電気回路部品とキャップとの間に調整用部材を介
    在せしめた請求項4又は請求項5に記載の電気回路装置
  9. (9)電気回路部品の少なくとも1つの少なくとも一部
    に電気的接続部材と反対側の面で接合されているか、又
    は電気回路部品のいずれか一つ又は複数の側面近傍及び
    /又は電気的接続部材と反対側の面近傍に配設されてい
    る、封止材とは異なる材質から成る板と電気回路部品の
    少なくとも一部が封止材により埋め込まれている請求項
    2、請求項3又は請求項6に記載の電気回路装置。
  10. (10)保持体は、金属材料よりなる粉体、繊維、板状
    体、棒状体、球状体その他任意の形状のものの一種又は
    複数種を電気的絶縁材料中に埋め込むか又は分散せしめ
    てなる保持体であるか、又は、複数の電気的導電部材同
    士が電気的に絶縁されるように金属材料を電気的絶縁材
    料により絶縁してなる保持体である請求項1に記載の電
    気回路部品の接続方法。
  11. (11)保持体は、金属材料よりなる粉体、繊維、板状
    体、棒状体、球状体その他任意の形状のものの一種又は
    複数種を電気的絶縁材料中に埋め込むか又は分散せしめ
    てなる保持体であるか、又は、複数の電気的導電部材同
    士が電気的に絶縁されるように金属材料を電気的絶縁材
    料により絶縁してなる保持体である請求項2乃至請求項
    9のいずれか1項に記載の電気回路装置。
  12. (12)電気回路部品は、半導体素子、回路基板、シリ
    コン基板又はリードフレームである請求項1又は請求項
    10に記載の電気回路部品の接続方法。
  13. (13)電気回路部品は、半導体素子、回路基板、シリ
    コン基板又はリードフレームである請求項2乃至請求項
    9又は請求項11のいずれか1項に記載の電気回路装置
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013110379A (ja) * 2011-10-24 2013-06-06 Fuji Denki Thermosystems Kk プリント回路板の電子部品分離装置

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