JPH03174753A - 混成集積回路装置 - Google Patents

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】 （イ）Ｍ業上の利用分野 本発明は集積回路基板にマイクロコンピュータを接続し
てなる混成集積回路装置に関し、特にＥＰＲＯＭ内蔵型
マイクロコンピュータ搭載の混成集積回路装置に関する
。

（ロ）従来の技術 紫外線を照射することによって既に書込まれた記憶情報
を消去し、再書込みが可能な紫外線照射窓を有するＥＰ
ＲＯＭ内蔵のマイクロコンピュータ素子は各種電子機器
に好んで用いられている。

このＥＦＲＯＭ内蔵マイクロコンピュータは、制御用あ
るいは駆動用集積回路と共に現在、その殆３− んどがプリント配線板に実装されている。各種電子機器
で小型軽量化が要求される機器は、チップ・オン・ボー
ドと称される技法によってプリント配線板に半導体集積
回路（ＩＣ）チップが直接搭載され、所要の配線が施さ
れた後この配線部分を含んで前記ＩＣチップが合成樹脂
によって被覆され、極めて小型軽量化が達成されている
。

かかる従来のＥＦＲＯＭ内蔵マイクロコンピュータの実
装構造を第１２図に従って説明すると、第１２図は従来
のＥＦＲＯＭ内蔵マイクロコンピュータの一部断面を有
する斜視図であって、主表面上に導電性配線パターン（
４１〉が形成されたガラス・エポキシ樹脂などから構成
された絶縁性基板（４２）のスルーホール（４３）にサ
ーデイツプ型パッケージに組込まれたＥＦＲＯＭ内蔵マ
イクロコンピュータ（４４〉が搭載されている。このＥ
ＰＲＯＭ内ｉマイ内口マイクロコンピュータはヘッダー
（４５）及びキャップ（４６）を有し、前記ヘッダー（
４５〉はセラミック基材（４７）に外部導出リード（４
８〉が低融点ガラス材で接着されている。又このヘッダ
ー（４一 ５〉はガラスに金粉が多量に混入したいわゆる金ペース
トを焼結した素子搭載部（５０〉が前記低融点ガラス材
上あるいはセラミック基材（４７）上に接着されており
、この素子搭載部（５０〉にＥＰＲＯＭ内蔵マイクロコ
ンピュータチップ（５１）が装着され、このチップ（’
５１）の電極と前記外部導出リード（４８〉とが金属細
線（５２）によって接続されている。このキャップ（４
６）は低融点ガラスによってヘッダー（４５）に配置さ
れたＥＰＲＯＭ内蔵マイクロコンピュータチップ（５１
）を密封している。この様にＥＰＲＯＭ内蔵マイクロコ
ンピュータチップ（５１）を密封したＥＦＲＯＭ内蔵マ
イクロコンピュータ（４４）は、前記絶縁性基板（４２
）のスルーホール（４３）に外部導出リード（４８）を
挿通させ半田によって固定される。このスルーホール（
４３）は導電性配線パターン（４１）によって所要の配
線引回しが施され、前記絶縁性基板の端部に設けられた
雄型コネクタ端子部り５５）から図示しない雌型コネク
タへと接続される。

さて、かかる従来のＥＰＲＯＭ内蔵マイクロコンピュー
タ素子の実装構造は、ＥＰＲＯＭ内蔵マイクロコンピュ
ータチップ（５１）に比ベパッケージ外形が極めて大き
く、平面占有率もさることながら三次元、つまり高さも
チップの高さの数倍となり、薄型化に極めて不利である
。更にスルーホール（４３〉に外部導出リードを挿通し
た後、半田などで固定する必要も生ずる。更に特筆すべ
き大きな欠点は、絶縁性基板への実装に先立ってＥＰＲ
ＯＭ内蔵マイクロコンピュータ素子を一部パッケージに
組立てることである。

ここではサーデイツプパッケージタイプのＥＰＲＯＭ内
蔵マイクロコンピュータ素子について述べたが樹脂封止
型パッケージについても上述した問題は発生する。

斯る問題を解決するために第１３図に示した実装構造が
既に使用されている。

以下に第１３図に示したＥＦＲＯＭ内蔵マイクロコンピ
ュータ実装構造について説明する。

主表面（６０ａ）に導電性配線パターン（６０ｂ）が形
成されたガラス・エポキシ樹脂板などの絶縁性基板６ （６０）上には、ＥＰＲＯＭ内蔵マイクロコンピュータ
チップ（６１）を載置するチップ搭載エリア（６０ｃ）
を有し、前記配線パターン（６０ｂ）は、このエリア近
傍から主表面（６０ａ）上を引回されて図示しない雄型
コネクタ端子部に接続されている。前記エリア（６０ｃ
）には、ＥＰＲＯＭ内蔵マイクロコンピュータチップ（
６１〉が搭載され、このチップ〈６１〉の表面電極と前
記配線パターン（６０ｂ）とが金属細線（６２〉により
接続されている。勿論金属細線（６２）の１本は前記チ
ップ（６１〉のサブストレートと接続する為に、このチ
ップ（６１）が搭載された配線パターン（６０ｂ）とワ
イヤリングされている。

上述した様にＥＰＲＯＭ内蔵マイクロコンピュータチッ
プを直接基板上に搭載することが既に周知技術として知
られている。

くハ〉発明が解決しようとする課題 第１３図で示したＥＰＲＯＭ内蔵マイクロコンピュータ
実装構造ではＥＰＲＯＭ内蔵マイクロコンピュータのチ
ップをプリント基板上にグイ７１〈ンデイングしている
ため、小型化となることはし）う７ までもない。しかしながら、ここでいう小型化はあくま
でＥＰＲＯＭ内蔵マイクロコンビューク自体の小型化で
ある。即ち、第１３図からは明らかにされていないがＥ
ＰＲＯＭ内蔵マイクロコンピュータの周辺に固着されて
いるその周辺回路素子はディスクリート等の電子部品で
構成されているために、ＥＰＲＯＭ内蔵マイクロコンピ
ュータを搭載したプリント基板用の集積回路としてのシ
ステム全体を見た場合なんら小型化とはならず従来通り
プリント基板の大型化、即ちシステム全体が大型化にな
る問題がある。

また、第１２図に示した実装構造においても第１３図と
同様にＥＰＲＯＭ内蔵マイクロコンピュータの周辺の回
路、即ちＬＳＩ、ＩＣ等の回路素子がディスクリート等
の電子部品で構成されているため、プリント基板の大型
化、即ちシステム全体が大型化となりユーザが要求され
る軽薄短小のＥＰＲＯＭ内蔵マイクロコンピュータ搭載
の集積回路を提供することができない大きな問題がある
。

− 更に第１２図および第１３図で示したＥＰＲＯＭ内蔵マ
イクロコンピュータ実装構造では、上述した様にシステ
ム全体が大型化になると共にＥＰＲＯＭ内蔵マイクロコ
ンピュータおよびその周辺の回路素子を互いに接続する
導電パターンが露出されているため信頼性が低下する問
題がある。

更に第１２図および第１３図で示したＥＰＲＯＭ内蔵マ
イクロコンピュータ実装構造ではＥＰＲＯＭ内蔵マイク
ロコンピュータと、その周辺のＩＣ，ＬＳＩ等の回路素
子が露出されているため、基板上面に凹凸が生じて取扱
いにくく作業性が低下する問題がある。

更に特質すべき問題点は、従来のＥＰＲＯＭ内蔵マイク
ロコンピュータ実装構造ではプリント基板上のＥＰＲＯ
Ｍ内蔵マイクロコンピュータの挿脱が困難であるという
大きな問題があった。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は上述し・た課題に鑑みて為されたものであり、
配線基板上にマイクロコンピュータのみを搭載し、基板
と一体化されるケース材の所望位置に孔あるいはくぼみ
を設け、その孔あるいはくぼみによって形成された空間
に前記配線基板を収納し、配線基板と重畳する基板上に
外部回路との接続を行うための外部リード端子と接続さ
れる複数の入出力用の導電路を形成し、基板上の全ての
回路素子は基板とケース材とで形成された封止空間内に
封止した構造とすることを特徴とする。

従ってマイクロコンピュータを搭載した混成集積回路装
置を極めて小型で且つ、混成集積回路装置からマイクロ
コンピュータを自由自在に着脱することができるマイク
ロコンピュータ搭載の混成集積回路装置を提供すること
ができる。

（＊）作用 この様に本発明に依れば、ケース材の所定位置に設けた
孔あるいはくぼみによって形成された空間内でマイクロ
コンピュータを搭載した配線基板を基板上の導電路と接
続し、もっとも・関連深い回路素子との電気的接続を考
慮して、効率良くマイクロコンピュータともっとも関連
深い回路素子とを接続することができ、信号線即ち導電
路の引回し線を不要にすることができる。更にマイクロ
コンピュータの隣接する位置に最も関連の深い周辺回路
素子を配置でき、マイクロコンピュータと周辺回路素子
との間のデータのやりとりを行うデータ線を最短距離あ
るいは最小距離で実現でき、データ線の引回しによる実
装密度のロスを最小限に抑制することになり、高密度の
実装が行える。

更に本発明では配線基板と重畳する基板上に外部リード
端子と接続する入出力用の導電路を配置しているので導
電路のパターン設計を容易に行うことができる。

更に本発明では基板上に搭載された全ての素子がケース
材と基板で形成された封止空間内に収納されるため小型
化でしかも取扱い性の優れた混成集積回路装置を提供す
ることができる。

更に本発明では上述したようにマイクロコンピュータが
基板上に搭載されず配線基板上に搭載される構造である
ためにマイクロコンピュータの挿脱を容易に行える。そ
の結果、基板上に形成される所望の回路機能を共通化で
き、例えばマイク１１ ０コンピユータを搭載した配線基板を異ならしめること
により異種の装置を極めて容易に提供できる。

（へ）実施例 以下に第１図乃至第１１図に示した実施例に基づいて本
発明の混成集積回路装置を詳細に説明する。

第１図は本発明を示すための分解斜視図、第２図は第１
図に示した分解斜視図を組立てたときのＩ−Ｉ断面であ
る。

この混成集積回路装置（１）は独立した電子部品として
用いられインバータエアコン等の幅広いインバータモー
タの分野で機能を独立して有する集積回路として用いら
れる。

この混成集積回路装置（１〉は第１図および第２図に示
す様に、集積回路基板（２〉と、その基板（２〉上に形
成された所望形状の導電路（３）と、導電路（３）に接
続され基板（２〉上に搭載された複数の回路素子（４〉
と、基板（１〉と固着一体止され、その上面の所望位置
に孔（あるいはくぼみ）（５）が設けら１２ れたケース材（６）と、ケース材（６）の孔（あるいは
くぼみ）（５）によって形成された空間内に収納された
マイクロコンピュータ（７）を搭載した配線基板（８〉
とから構成される。

集積回路基板（２）はセラミックス、ガラスエポキシあ
るいは金属等の硬質基板が用いられ、本実施例では放熱
性および機械的強度に優れた金属基板を用いるものとす
る。

金属基板としては例えば０．５〜２．Ｏｓ厚のアルミニ
ウム基板を用いる。その基板（２）の表面には第３図に
示す如く、周知の陽極酸化により酸化アルミニウム膜（
９）（アルマイト層）が形成され、その−主面側に１０
〜７０μ厚のエポキシあるいはポリイミド等の絶縁樹脂
層（１０〉が貼着される。更に絶縁樹脂層〈１０〉上に
は１０〜７０μ厚の銅箔（１１〉が前述した絶縁樹脂層
〈１０〉と同時にローラーあるいはホットプレス等の手
段により貼着されている。即ち、銅箔（１１）と絶縁樹
脂層（１０〉とはあらかじめ一体止された状態であるも
のを使用している。

基板（２〉の−主面上に設けられた銅箔〈１１〉表面上
にはスクリーン印刷によって所望形状の導電路を露出し
てレジストでマスクされ、貴金属（金、銀、白金）メツ
キ層が銅箔（１１）表面にメツキされる。然る後、レジ
ストを除去して貴金属メツキ層をマスクとして銅箔（１
１）のエツチングを行い所望の導電路（３）が形成され
る。ここでスクリーン印刷による導電路（３）の細さは
０．５ＭｒＩが限界であるため、極細配線パターンを必
要とするときは周知の写真蝕刻技術に依り約２μルール
の極細導電路パターン（３）の形成が可能となる。

基板（２）上に形成された導電路（３〉は、略基板（２
）の全面にわたって形成され、基板（２〉の相対向する
周端辺に延在された導電路（３）の先端部には外部リー
ド端子（１２〉を固着するための複数の外部リード固着
パッド（３ａ）　（以下パッドという）が形成される。

また、基板（２）上にはパッド〈３ａ〉以外に他の複数
の接続用パッド（３ｂ〉が形成される。この接続用パッ
ド（３ｂ〉には回路素子は搭載せず後述する配線１４− 基板（８〉の電極部分が搭載され、配線基板（８）と導
電路（３）との接続が行われる。

配線基板（８〉と接続される接続用パッド（３ｂ〉から
延在される導電路（３〉の一部は外部リード固着パッド
（３ａ〉と連続する様に所望のパターンで引回して形成
される。更に述べると、接続用パッド（３ｂ〉から延在
される複数の導電路（３）のうち、外部リード端子（１
２〉が固着されるパッド（３ａ）と延在される導電路（
３〉の一部分、即ち、入出力用となる導電路（３）は後
述する配線基板（８）と重畳する基板（２〉上に配置さ
れている。この領域上に前述した如く、導電路（３）を
配置すれば、本発明を実施するにあたり、導電路（３〉
のパターン設計を容易に行えると共に高密度実装に大き
く寄与するものである。

ところで、基板（２）上に形成された導電路（３）上に
はパワートランジスタ、小信号用トランジスタ、ＩＣ、
チップ抵抗、チップコンデンサ等の複数の回路素子（４
）とアルミ電解コンデンサ等の大型（背の高い）の電子
部品（１３〉が所望のろう材に５ よって固着接続される。

パワートランジスタ、トランジスタ、ＩＣ等の素子は近
傍の導電路（３〉あるいは近傍の回路素子（４）とｌワ
イヤ線等の金属細線を用いて例えば超音波ボンディング
接続が行われている。超音波ボンディングが行われる導
電路（３〉上にはＡＰ、ワイヤ線と導電路（３）とのボ
ンディング強度を高めるためにＮｉメツキ等のメツキ処
理が施されている。

基板（２）と一体化されるケース材（６）は熱可塑性樹
脂から形成され、基板（２〉と固着一体化したとき基板
（２）とケース材（６）とで封止空間（１４）が形成さ
れる様に略箱状に形成されている。その箱状のケース材
（６）の周端部は基板（２〉の略周端部に配置された接
着性を有したシール剤（Ｊシート：商品名）によって基
板（２）と強固に固着一体化される。この結果、基板（
２〉とケース材（６）との間に所望の封止空間（１４〉
が形成されることになる。

本発明のケー玖材（６）にはその上面に所望形状の孔（
あるいはくぼみ）（５〉が設けられる。この６ 孔（あるいはくぼみ）（５〉は後述する配線基板（８〉
を収納配置できるスペースを考慮した大きさで形成され
る。

孔（あるいはくぼみ）（５〉内にはケース材（６）に一
体形成され且つ後述する配線基板（８）と基板（２〉と
の接触を防止するために基板（２）から所定間隔離間す
るところに仕切台（６ｂ）が設けられている。

この仕切台（６ｂ）は略全面がフラット面で形成され、
その両端部はテーパ面を有し、孔（あるいはくぼみ）（
５〉を形成する壁体〈６ａ〉とテーパ状の先端部の仕切
台（６ｂ）とで基板（２）表面を露出するスノット（６
ｃ〉が形成される。即ち、孔（あるいはくぼみ）（５〉
内で基板（２）を露出するスリット（６Ｃ）が相対して
形成されることになる。

孔（あるいはくぼみ）（５）内に形成された基板（２）
表面を露出するスリット（６Ｃ〉は基板（２〉上に形成
された配線基板（８〉と接続される複数の接続用パッド
（３ｂ）のみを露出する。

更に詳述すると本発明において、ケース材（６）と基板
（２）とを固着一体化すると、ケース材（６）の孔（あ
るいはくぼみ）（５）内のスリット（６ｃ〉から配線基
板（８〉と接続するための複数の接続用パッド（３ｂ〉
のみが露出された構造となる。なお、スリブ）（６ｃ）
を形成する壁体（６ａ）、テーバ先端部の仕切台〈６ｂ
〉との夫々の基板（２〉間には上述した接着性シートが
配置され強固に固着されている。

一方、壁体（６ａ〉の側面には凹部（６ｄ〉が形成され
ており、この凹部（６ｄ）は後述する加圧手段の加圧板
（１６）の一部と係止されるために設けられている。加
圧板（１６）については後で説明する。

基板（２）とケース材（６）とを一体化し、ケース材（
６）に設けた孔（あるいはくぼみ）（５〉で形成された
空間にマイクロコンピュータ（７〉が搭載された配線基
板（８）を収納し配線基板（８）の接続電極と接続パッ
ド（３ｂ）とを接続する。

配線基板（８）としては、第４図Ａ、Ｈに示すフレキシ
ブル性を有したポリイミド樹脂からなる樹脂基板と、第
５図Ａ、Ｂに示す金属をベースとした金属基板を用いる
ことが可能である。

樹脂基板としては上述した様にポリイミド樹脂８ 等のフィルム性のものを使用し、その上面には第４図Ａ
、Ｈに示す様に銅回路（８８）が形成され、その銅回路
（８ａ〉にはマイクロコンピュータ（７）カ搭載されて
いる。銅回路（８ａ〉としては周知の銅ペースト印刷あ
るいは銅箔のエツチングにより所望形状に形成される。

配線基板（８）の周端辺には接続用電極（８ｂ〉が形成
され前述した様に基板（２）上の接続用パッド（３ｂ）
と接続される。また、配線基板（８〉上にはマイクロコ
ンピュータ（７）と接続される銅回路（８ａ）の他にル
ープ用のパターン（８ｃ）も配線基板（８）上に形成す
ることも可能である。

配線基板（８）上に搭載されるマイクロコンピュータ（
７〉としてはデータを内蔵したＥＰＲＯＭ内蔵型マイク
ロコンピュータ、ＲＯＭ内蔵マイクロコンピュータある
いはデータを内蔵しないマイクロコンピュータが用いら
れ、本実施例ではＥＦＲＯＭ内蔵マイクロコンピュータ
（以下マイコンという）を用いた場合についての説明を
する。

マイコン（７〉は周知の如く、プログラムプロセッサ（
ＣＰＵ）を中心にプログラムメモリにＲ９ ＡＭ、ＥＦＲＯＭ、周辺装置に入出力インターフェイス
を組合せている素子である。マイコン（７〉は市販され
ているものであり、ここではマイコン（７〉の説明を省
略する。

マイコン（７）はＰＬＣＣ型、ＱＦＰ型等の樹脂モール
ド型、チップ型のものが用いられる。本実施例ではチッ
プ型のものを用いるものとする。

配線基板（８）吐例えばＴＡＢ方式によって供給され第
４図の如く折り曲げ加工が施されている。

金属基板をベースとした配線基板（８）は第５図Ａ、Ｈ
に示す如く、金属基板（８Ａ）上にポリイミド樹脂〈８
Ｂ〉が貼着されており、その上面に銅回路（８Ｃ）が形
成されている。この配線基板（８）も上述した樹脂ベー
スの基板（８〉と同様に折り曲げ加工が施されている。

その折り曲げ部分となる領域の金属基板（８Ａ）上には
スリット孔（８Ｄ）が設けられていて折り曲げが容易に
行える様に設計されている。

更にスリット孔〈８Ｄ〉の両端部では金属基板（８Ａ）
が連続して残されており、基板（２〉を折り曲げたとき
にその連結部（８Ａ’）で折り曲げの角度が固定さ２０
− れる。この金属基板をベースとする配線基板（８）では
フィルムが金属基板（８Ａ）によって支持されるために
接続用電極（８Ｅ〉部分が上述した樹脂性の配線基板（
８）よりも均一的にフラット面に形成することができ、
接続用パッド（３ｂ）との接触をより高めることになる
。また、マイコン（７〉も金属基板（８Ａ〉上に搭載さ
れるのでマイコン（７〉から発せられるわずかな熱も瞬
時に放散することができる。

従って本実施例では金属基板（８Ａ）を用いた配線基板
（８〉を用いるものとして、以下の説明をつづける。

ところで、配線基板（８）の接続用電極（８Ｅ）は導電
性シート（１５）を介して基板（２）上の接続用パッド
（３ｂ）と接続されている。

導電性シート（１５）はゴム又は合成樹脂等から成る絶
縁状シートの垂直方向に複数の線状導体（１５ａ）が埋
め込みされている。この線状導体（１５ａ）の先端部は
シート（１５）の表面から若干突出されており、且つ、
隣接する線状導体（１５ａ）と杜絶縁されている。

斯る導電性シートは特開昭６２−２９７１４号公報、特
開昭５９−５８７０９号公報に記載されている。

この導電性シート（１５）を基板（２）の接続用パッド
（３ｂ〉上に配置すると、導電性シー）　（１５）はケ
ース材（６）の壁体（６ａ）と仕切台（６ｂ）とによっ
て位置決めされ、確実に接続用パッド（３ｂ〉上に導電
性シート（１５〉が配置されることになる。

配線基板（８〉と接続用パッド（３ｂ）との接続は前述
した導電性シート（１５）を介してその部分、即ち、配
線基板（８）の接続用電極（８Ｅ）部分を加圧すること
によって行われる。

加圧手段としては、金属あるいはゴム性の加圧板（１６
）を用いて上述した様に配線基板（８）の接続用電極（
８Ｅ）上を加圧することによって配線基板（８）と接続
用パッド（３ｂ）との接続が行われる。本実施例におい
ては金属性の加圧板（１６）を用いるものとする。

金属性の加圧板（１６）は第１図および第２図に示す如
く、配線基板（８）の接続用電極（８Ｅ〉部分を加圧す
る先端部は折り曲げ加工が施されている。金属性加圧板
（１６）はステンレスばね鋼（ＳＵＳ３０４）等のはね
性を有した厚さ０．１〜１ｗＩｎの鋼板を使用する。そ
の鋼板の先端部分は湾曲状（弓状）となる様に加工が施
されている。

この加圧板（１６）で配線基板（８）の接続用電極（８
Ｅ〉部を加圧する場合には加圧板り１６）の先端部、即
ち、湾曲状に形成されたその先端部がケース材（６）の
壁体（６ａ〉に形成された凹部（６ｄ）に係止されるこ
とで加圧接続が行われている。このとき、加圧板（１６
）の湾曲状に形成されたその湾曲面（配線基板（８〉と
の接地面）には約６　ｋｇ　／　ｃｍ　”以上の圧力が
加圧されることが確認された。配線基板（８）と導電路
（３）の接続用パッド（３ｂ）との間に配置された導電
性シート（１５）は２．５ｋｇ／ｅ＋ｎ”以上の圧力で
導通が保証されていることから配線基板（８）と接続用
パッド（８ｂ）とは十分に接続が行える。荊述したよう
にこの加圧板〈１６）を用いた構造にすれば配線基板（
８〉と接続用パッド（３ｂ）との接続は十分に保証でき
るが更にその接続効果を期待する場合に３ は、接続用パッド（３ｂ）上にあらかじめ半田ペースト
を付着させておき、導電性シート（１５〉と接続用パッ
ド（３ｂ〉とをあらかじめ一体止させておけば更にその
接続力は増加する。

また、この加圧板（１６）の構造では湾曲状に形成され
た部分のみで加圧状態が形成されるために配線基板（８
）上に搭載したマイコン（７〉を加圧し、マイコン（７
〉を破損させる様な恐れはない。

斯る金属性の加圧板（１６）の他にゴム性の加圧板（１
６）を用いることも可能である。ゴム性の加圧板（１６
）を用いる場合にはシリコンゴム等の所定の厚みを有し
たゴムを用いて配線基板（８）の接続用電極（８Ｅ）上
に配置しく図示しない）、後述する蓋体（１７）を用い
て接続用電極（８Ｅ〉部分を加圧して配線基板（８〉と
接続用パッド（３ｂ）との接続を行うことも可能である
。

ところで、ケース材（６）の孔（あるいはくぼみ）（５
〉は蓋体（１７〉によって密接されて、その空間部が完
全に密封される。蓋体（１７）はエポキシ樹脂等の絶縁
性樹脂で板状に形成され、孔（あるい４− はくぼみ）（５）の周端辺に嵌合あるいはネジ止めによ
ってケース材（６）と一体止される。本実施例では、ケ
ース材（６）にネジ止めする蓋体（１７）を用いるもの
とし、その蓋体（１７〉の両端部にはネジ止め用の係止
部（１７ａ）が形成されている。一方、上述したゴム性
の加圧板（図示しない）を用いる場合には、蓋体（１７
〉裏面の両端側辺にはゴム性の加圧板（図示しない）と
当接する凸部（図示しない）を設け、蓋体をケース材（
６）にネジ止めする際に凸部（図示しない）によってゴ
ム性の加圧板が加圧されて蓋体の係止と同時に配線基板
と接続用パッドとの接続が行われる。

ところで、本発明の混成集積回路装置では、基板（２〉
上に搭載される複数の回路素子（４）および電子部品（
１３〉の搭載位置は所定設計に考慮されている。

即ち、配線基板（８〉と重畳する基板（２）上には発熱
を有するパワー素子の回路素子（４）が主に搭載され、
比較的高さを有しないＩＣ、トランジスタ、チップ抵抗
、チップコンデンサ等の複数の回路素子（４）は略基板
（２）の全領域にわたって搭載されている。しかし、本
発明の混成集積回路装置のケース材（６）には、孔（あ
るいはくぼみ）（５〉が形成され、配線基板（８〉がケ
ース材（６）内に収納される構造となり、ケース材（６
）内で高さの異なる部分が発生する。そのために高さを
有した、例えばアルミ電解コンデンサ等の高さを有した
電子部品（１３〉は基板（２〉の周端部に搭載され、基
板（２）とケース材（６）とを一体止したときに形成さ
れる封止空間（１４）を有効に利用することができる。

また、マイコン（７）が搭載された配線基板（８）と接
続される接続用パッド（３ｂ）の近傍にはマイコン（７
〉ともっとも関連深い回路素子（４）が配置する様に設
計されている。即ち、この構造にすることによって、マ
イコン（７〉とそのもっとも関連する回路素子（４）と
の接続配線用の引回し線を最少限にできるメリットを有
する。

基板（２〉上に搭載された複数の回路素子（４〉および
電子部品（１３）はケース材（６）と基板り２）とで形
成された封止空間（１４）内に密封封止され、マイコン
（７）を搭載した配線基板（８）のみがケース材（６）
と蓋体（１７〉とで密封封止される構造となる。

本発明の混成集積回路装置でマイコン（７）のデータ消
去をする場合には、ケース材（６）の孔（あるいはくぼ
み）（５）内に収納配置された配線基板（８）を取り出
して、紫外線を照射して行い、データの再書込みを行う
場合には、マイコン（７）と接続されている配線基板（
８）上の導電路（８Ｃ〉あるいは（８Ｅ〉にプローブ等
の書込み用端子を当接させ、一般的な書込み装置よりデ
ータを書込む。

ケース材（６）の孔（あるいはくぼみ）（５）内に収納
された配線基板（８〉を取り出す際にはケース材（６）
の凹部（６ｄ〉と係止された加圧板（１６）を取りはず
せば極めて容易にその作業が行える。

以下に本発明を用いたモータ駆動用のインバータの混成
集積回路装置の具体例を示す。

モータ駆動用インバータとは、一般的に直流電源から任
意の交流電源を作り、例えば三相モータの回転数を任意
にコントロールするものである。

即し、商用交流電源を整流回路を用いて整流した７ 直流電源を電源として用いる。その入力直流電源をイン
バータ主回路と呼び、三相ブリッジ構成されたスイッチ
素子を用いて所定のコントロール信号のもとでチョッピ
ングして擬似交流を負荷に出力する。コントロール信号
を変化させることにより出力交流の電圧、周波数を可変
にすることができモータの回転数やトルクを可変に調整
することができる。

第６図に示したブロック図に基づいてモータ駆動用イン
バータを簡単に説明する。

第６図は集積回路基板（２）上にモータ駆動用インバー
タを搭載したときのブロック図である。

モータ駆動用インバータは、交流電源を入力し直流に変
換する整流回路（２１）と、その整流回路（２１〉から
出力された直流電源を所定の間隔でチョッピングし負荷
（モータ）に擬似交流を供給するインパーク主回路（２
２）と、インバータ主回路（２２）を所定間隔でチョッ
ピングさせる出力信号および他の装置の動作を行わせる
出力信号を供給するＥＰＲＯＭ内蔵マイクロコンピュー
タ（７）（以下マイコンと称する）と、マイコン（７）
から出力された出力信号を所望に増幅させるバッファ（
２３）と、バッファ（２３）により増幅された信号を電
位の異なるベースアンプ（２５）に伝達する第１のイン
ターフェイス（２４）と、第１のインターフェイス（２
４）から伝達された信号をインバータ主回路（２２〉に
増幅して供給するベースアンプ（２５〉と、整流回路（
２１）からインバータ主回路（２２）に供給される電流
を検出すると共にインバータ主回路（２２）の発熱を検
出して第１のインターフェイス（２４）を介してマイコ
ン（７〉に所定の信号をフィードバックさせてインバー
タ主回路（２２）および周辺回路を保護する保護回路（
２６）と、マイコン（７）に電位の異なる信号を入出力
する第２のインターフェイス（２７）と、マイコン（７
）から出力される出力信号を外部装置に供給するために
増幅させる出力バッファ（２８〉とから構成されている
。以下に上述した各構成について簡単に説明する。

先ず整流回路は周知のダイオードのブリッジ回路で構成
され、商用交流を直流に順変換するものである。本実施
例において、整流回路は基板上にチップ部品で構成され
ているが、整流回路のみを外付によって構成する場合も
使用目的によって発生するが本発明には何んら支障数な
い。

次にインパーク主回路（２２〉は第７図に示す如く、直
列接続された２個のスイッチング素子（２２ａ〉（トラ
ンジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等）を夫々並列接続
（ブリッジ接続）されている。本実施例においてはトラ
ンジスタ素子を用いて説明するものとする。以下に説明
をつづける。主回路（２２）の夫々のトランジスタのコ
レクターエミッタ間にはフライホイル用のダイオードが
接続されると共に夫々の直列接続された各トランジスタ
間と負荷とを結ぶための出力端子（Ｕ、Ｖ、Ｗ）が設け
られている。また、（２２ｂ）は入力用の入力端子であ
る。

次にマイコン（７）は例えば、ＬＭ８，０５ＬＰ（三洋
製）のＩＣチップ化されたものが用いられている。

第８図はマイコンの基本構成を示すブロック図であり、
命令の取り出しと実行を行うＣＰ　Ｕ　（４ａ）と、所
定のプログラム・データが記憶されているメモリ一部（
４ｂ〉と外部装置とのデータの入出力を行うためのＩ１
０ポート部（４Ｃ〉から構成されている。マイコン（７
）自体には新規なところがないため、ここでは詳細に説
明しないものとする。このマイコン（７〉によってイン
バータ主回路（２２）および所望の外部製置はコントロ
ールされる。

次にバッファ（２３）はＬＣ４０４９Ｂ（三洋製）等の
ＩＣチップ化されたものが用いられる。このバッファ（
２３〉はマイコン（７）からの出力信号を所定に増幅さ
せるものである。

次に第１のインターフェイス（２４〉は複数のフォトカ
ブラから構成され、例えば、ＰＣ８１７（シャープ製）
等のＩＣチップにより構成されている。第１のインター
フェイス（２４〉は上述した如く、バッファ（２３）か
ら出力された出力信号を光でベースアンプ（２５〉に伝
達させるものである。

次にベースアンプ（２５）は第９図に示す如く、第１の
インターフェイス（２４〉から出力された信号が３１ 入力される信号入力端子（２５ａ）と、入力端子（２５
ａ）から入力された信号が供給されＯＮ、ＯＦＦされる
第１および第３のトランジスタ（Ｔｒｙ　）（Ｉｒｓ　
）と、第３のトランジスタ（Ｉｒ、）のコレクタとその
ベースが接続された第１のトランジスタ（Ｉｒ、）とマ
イナスライン間に接続された第２のトランジスタ（Ｔｒ
ｔ）と、電源ライン間に接続された抵抗およびダイオー
ドと、ダイオードと並列に接続されたコンデンサとから
構成されている。また、第１および第２のトランジスタ
間とインパーク主回路の各トランジスタのベースとエミ
ッタとを接続する出力端子（２５ｂ）が設けられている
。例えば、ベースアンプ（２５〉の信号入力端子（２５
ａ）にＯＮ信号が入力されると第１のトランジスタ（Ｔ
ｒｙ）と第３のトランジスタ（Ｔｒｓ）がＯＮＬ、、第
２のトランジスタ（Ｉｒ、）がＯＦＦする。すると、電
源ＶＤから第１のトランジスタ（Ｔｒｙ＞、制御抵抗Ｒ
１を介してインバータ主回路（２２）のベースに所望の
電流が供給される。また、信号ＯＦＦ時には第１のトラ
ンジスタ（Ｔｒｙ）および第３のトランジスタ（Ｉｒｓ
）がＯＦＦ２ し、第２のトランジスタ（Ｔｒａ＞をＯＮさせる。そし
てダイオードとコンデンサより作られた電源からインバ
ータ主回路（２２）のオフを早くさせるものである。

次に保護回路（２６）は第１０図に示す如く、インバー
タ主回路（２２）の近傍に設けられインバータ主回路（
２２）の発熱による温度上昇を検出するダイオード等よ
り構成される温度検出部（２６ａ）と、整流回路（２１
〉からインバータ主回路（２２）に供給される電流を検
出する抵抗より構成される電流検出部（２６ｂ）と、内
部基準電圧を形成する基準電圧部（２６Ｃ）と、夫々の
検出部（２６ａ）（２６ｂ）からの出力信号と基準電圧
部（２６ｃ）から出力される信号を比較する電圧比較部
（２６ｄ）と、電圧比較部（２６ｄ）からの信号をマイ
コン（７）にフィードバックさせる保護、制御信号出力
部（２６ｅ）とから構成されている。

次に第２のインターフェイス（２７）は第１のインター
フェイス（２４）と同様に複数個のフォトカプラから構
成され、マイコン（７〉と入力端子Ｓ、、Ｓ。

から入出力される信号をＥＰマイコン（６）に伝達する
ものである。

最後に出力バッファ（２８）はバッファ（２３）と同様
にＬＣ４０４９Ｂ（三洋製）等のＩＣチップ化されたも
のが用いられ、マイコン（７）からの信号を増幅し、出
力端子ＰＯ０〜ＰＯ，に信号を出力するものである。

以下にモータ駆動用インバータの動作について簡単に説
明する。

商用交流が端子（２１ａ）から入力されると、上述した
様に整流回路（２１）によって直流に変換される。その
変換された直流電流はインバータ主回路（２２〉に供給
される。インバータ主回路（２２）の出力端子（Ｕ、Ｖ
、Ｗ）は負荷（モータ）に接続され負荷に所望の電流を
供給する。

入出力端子Ｓ、、Ｓｔ、デジタル入力端子り。〜Ｄ６、
アナログ入力端子Ａ０〜Ａ８の各入力端子から所定の制
御あるいは指令信号が入力されるとマイコン（７〉はそ
の入力信号に基づいて動作する。

即ち、入力信号に基づいて、マイコン（７〉内に記憶さ
れているメモリー内のプログラム・データに基づいた所
定の処理が実行されるコントロール信号を出力する。そ
のコントロール信号吐バッファ（２３〉により増幅され
第１のインターフェイス（２４〉を介してベースアンプ
（２５）に供給される。

ベースアンプ（２５〉に供給された信号はインバータ主
回路（２２）の各トランジスタ素子のベースに供給され
、インバータ主回路（２２〉の各トランジスタ素子をＯ
Ｎ、ＯＦＦさせて直流をチョッピングして擬似交流を形
成し、出力端子（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を介して負荷へ交流を供
給させて負荷を所定の回転数で回転させる。

即ち、マイコン〈７〉内の所定のプログラム・データに
基づいてインバータ主回路（２２〉で直流をチョッピン
グして交流に変換されている。また、ベースアンプ（２
５〉には別電源がＶ　Ｄ　ｌ　””　Ｖ　Ｄ　４端子を
介して常時印加されている。

上述したマイコン（７〉内のプログラム・データを変換
すると、即ち別のマイコンに変換すればそのＥＰマイコ
ン内に内蔵されたプログラム・データに応じた回転にコ
ントロールすることができ５ る。

出力端子ＰＯ，〜ＰＯ，から出力される信号はマイコン
（７〉に入力される入力指令に基づいてマイコン（７）
が所定の信号処理を行った結果に基づいた信号を出力す
る。出力端子ＰＯｏ〜Ｐ　Ｏｓから出力される出力信号
は外部の機器あるいは装置をコントロールする。例えば
インバータエアコンであれば電磁リレー、冷媒調整する
弁等を室内の温度変化に対応して所定にコントロールす
る。

上述したインバータ動作を行っている際にはインバータ
システム、即ち、基板（２〉上の温度は定格最大温度以
下になる様に設計されているが、システム自体を異常な
環境下（高温、高湿下）での使用、あるいは放熱が正常
に行われない場合にはインバータ主回路（２２）や周辺
の温度が異常に上昇し、システムあるいはセットを破壊
する恐れはあるが、本実施例では保護回路（２６）の温
度検出部（２６ａ）によって異常温度を検出してインバ
ータの動作を止めてインバータの発熱をおさえてセット
あるいはシステムを保護するものである。また、イ６ ンバータ主回路（２２）には負荷が接続されているが、
この負荷内部の配線の異常による短絡、出力端子（Ｕ、
Ｖ、Ｗ）の短絡、あるいは外部ノイズによるマイコン（
７〉の誤動作でインバータ主回路（２２〉の直列された
素子が同時にＯＮｌ、、たりすると異常な大電流がイン
バータ主回路（２２〉に流れるが、この場合においても
、保護回路（２６）内の電流検出部（２６ｂ）でその大
電流を検出しただちに動作を停止させて保護する。

上述した動作を行うことでモータ駆動用インバータの動
作が行われて負荷（モータ）の回転コントロールおよび
外部機器の動作を所定にうントロールして例えば、イン
バータエアコン等の制御を正常に動作させる。

第１１図は第６図で示したモータ駆動用インバータ回路
を本実施例の基板〈２〉上に実装した場合を示す平面図
であり、実装される各回路素子の符号は第６図のブロッ
ク図で示した符号と同一にしである。尚、複数の各回路
素子を接続する導電路は煩雑となるため矢印にて示すも
のとする。

第１１図に示す如く、基板（２〉の対向する周端部には
外部リード端子が固着される複数の固着用パッドが設け
られている。また、基板（２）の略中央部分には配線基
板（８）を固着するため接続用パッド（３ｂ）が形成さ
れている。固着パッドから延在される導電路上所定位置
には複数の回路素子が固着されている。即ち、斯る基板
（２〉上には複数の回路素子が固着されており、（２１
）は整流回路、（２２〉はインバータ主回路、（２５）
はベースアンプ、（２３）はバッファ、（２４）は第１
のインターフェイス、（２７）は第２のインターフェイ
ス、（２８〉は出力バッファ、（２６）は保護回路であ
る。

第１１図から明らかな如く、配線基板（８）と接続され
る接続用パッド（３ｂ）の近傍、即ち、マイコン（７）
と一番関連深い回路素子（ここではバッファ、出力バッ
ファ゛）が固着される。また、−点鎖線で囲まれた領域
は接着シートでケース材（６）が固着される固着領域で
あることを示す。

本実施例では基板（２〉上にインバータ制御に必要な全
ての周辺回路だけが形成されていることになる。即ち、
基板（２）上にはインバータ制御に必要な周辺回路のみ
が形成されていることになり、ケース材に設けられた孔
（あるいはくぼみ）（５〉に収納されたマイコン（７〉
を搭載した配線基板（８）のみが自由自在に挿脱が可能
となる。更に詳述すると、マイコン（７）のプログラム
・データの消去および書込みが可能となり、ユーザ側で
専用のプログラム・データを書込みすることができる。

斯る本発明に依れば、ケース材（６）の所望位置に孔（
あるいはくぼみ）（５〉を設け、その孔（あるいはくぼ
み）〈５〉によって形成された空間内にマイコン（７〉
が搭載された配線基板（８）を収納し、基板（２）とケ
ース材とで形成された封止空間に他の回路素子を固着す
ることにより、マイコン（７〉を自由自在に挿脱できる
混成集積回路とマイコン（７〉との一体止した装置が小
型化に行える大きな特徴を有する。

以上に詳述した実施例では配線基板（８）上にマイコン
（７）を搭載したが、マイコン（７）以外のものとして
は、例えばＥＰＲＯＭＸＥＥＰＲＯＭ等の９ 不揮発性メモリを搭載することも可能である。この場合
においても本発明と同様の効果が期待できることは説明
するまでもない。

（ト〉発明の効果 以上に詳述した如く、本発明に依れば、第１にケース材
（６）の所望位置に孔（あるいはくぼみ）（５〉を設け
、その孔（あるい社くぼみ）（５）によって形成された
空間内にマイコン（７）を搭載した配線基板（８）を収
納配置して基板〈２〉上の導電路（３〉と接続すること
により、基板（２）上に搭載した回路素子（４〉をケー
ス材（６）と密封封止した状態で所望の制御機能を有し
たマイコン（７〉の挿脱が自由自在に行うことができる
。その結果、マイコン（７）以外の基板（２〉上の回路
機能を共通化できる大きなメリットを有する。

第２に本発明では１つの混成集積回路装置で主基板（集
積回路基板）（２）と副基板（配線基板）（８〉とがケ
ース材（６）内に完全に収納される構造となり、且つ、
配線基板（８）と重畳する基板（２）上に外部リード端
子（１２〉と接続される入力用の導電路０ （３）を形成することにより、パターン設計を容易に行
えると共に基板面積を有効に使用でき、その結果、マイ
コン（７〉を搭載した高密度実装の混成集積回路装置を
小型化して提供することができる。

第３に所望のＲＯＭ領域を有したマイコン（７）が配線
基板（８〉に搭載されるため、マイコン（７）の着脱を
容易に行える。その結果、基板（２）上に形成した回路
機能を変更することなく、マイコン（７）自体の変更あ
るいはマイコン（７〉のＲＯＭの変更を行うことで１つ
の混成集積回路装置で異種の装置の提供が可能となる。

第４にケース材（６）の所望位置の孔（あるいはくぼみ
）（５〉内にマイコン（７）を搭載した配線基板（８〉
を配置していると共に、集積回路基板（２）上の組込む
その周辺回路素子の実装密度を向上することにより、従
来必要とされたプリント基板を廃止でき、極めて小型化
のマイコン（７）を内蔵する混成集積回路装置を実現で
きる。

第５に集積回路基板（２）として金属基板を用いること
により、その放熱効果をプリント基板に比べて大幅に向
上でき、より実装密度の向上に寄与できる。また導電路
（３〉として銅箔（１１〉を用いることにより、導電路
（３〉の抵抗値を導電ペーストより大幅に低減でき、実
装される回路をプリント基板と同等以上に拡張できる。

第６にマイコン（７）と接続されるその周辺回路素子（
４〉はケース材（６）と集積回路基板（２〉とで形成さ
れる封止空間（１４）にグイ形状あるいはチップ形状で
組込まれるので、従来のプリント基板の様に樹脂モール
ドしたものに比較して極めて占有面積が小さくなり、実
装密度の大幅に向上できる利点を有する。

第７にケース材（６）と集積回路基板（２〉の周端を実
質的に一致させることにより、集積回路基板（２）のほ
ぼ全面を封止空間（１４）として利用でき、実装密度の
向上と相まって極めてコンパクトな混成集積回路装置を
実現できる。

第８に集積回路基板（２〉の−辺あるいは相対向する辺
から外部リード（１２）を導出でき、極めて多ビンの混
成集積回路装置を実現できる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す斜視分解図、第２図は第
１図を組立てたときのＩ−Ｉ断面図、第３図は本実施例
で用いる基板の断面図、第４図Ａ、Ｂ、第５図Ａ、Ｂは
配線基板を示す側面図、裏面図；第６図は本実施例で用
いたモータ駆動用インバータを示すブロック図、第７図
は第６図で示したインバータの主回路を示す回路図、第
８図は第６図で示したインバータのマイコンを示すブロ
ック図、第９図は第６図で示したインバータのベースア
ンプを示す回路図、第１０図は第６図で示したインバー
タの保護回路を示すブロック図、第１１図は第６図で示
したブロック図を基板上に実装したときの平面図、第１
２図および第１３図は従来のマイコン実装構造を示す斜
視図である。 （１）は混成集積回路装置、　（２〉は集積回路基板、
　（３）は導電路、　（４）は回路素子、　（５）は孔
あるいはくぼみ、　（６）はケース材、　（７〉はマイ
コン、（８）は配線基板、　（１２）は外部リード端子
、　（１３）は電子部品、　（■４）は封止空間、（１
５）は導電性シート、　　（１６）はカば圧板、　　（
■７）は蓋体である。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）集積回路基板と 前記基板上に形成された所望形状の導電路と前記導電路
   に接続され所望の制御機能を有したマイクロコンピュー
   タと 前記マイクロコンピュータから所定の制御出力信号が供
   給され且つ前記基板上の導電路と接続されたその周辺回
   路素子と 前記基板に一体化されたケース材とを具備し、前記ケー
   ス材の所望位置に孔あるいはくぼみを設け、前記孔ある
   いはくぼみによって形成された空間内に前記マイクロコ
   ンピュータを搭載した配線基板を収納し、前記配線基板
   と重畳する前記基板上に外部リード端子と接続される複
   数の入出力用の導電路を形成したことを特徴とする混成
   集積回路装置。
2. （２）前記集積回路基板は表面を絶縁処理した金属基板
   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。
3. （３）前記導電路は銅箔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。
4. （４）前記配線基板上に搭載されるマイクロコンピュー
   タとしては樹脂封止型あるいはチップ型を用いたことを
   特徴とする請求項１記載の混成集積回路装置。
5. （５）前記配線基板は前記基板上の導電路と導電性シー
   トを介して接続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. （６）前記導電性シートは絶縁性シートで形成され、そ
   の両面から多数の線状導体が導出されていることを特徴
   とする請求項５記載の混成集積回路装置。
7. （７）前記配線基板は金属基板あるいはフィルム基板を
   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。
8. （８）前記ケース材の周端部を前記集積回路基板の周端
   部とを実質的に一致させたことを特徴とする請求項１記
   載の混成集積回路装置。
9. （９）前記ケース材の孔あるいはくぼみに前記空間を密
   封する蓋体を密接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。
10. （１０）前記集積回路基板の少なくとも一側辺から外部
    リード端子を導出させたことを特徴とする請求項１記載
    の混成集積回路装置。