JPH04162489A - 混成集積回路 - 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）産業上の利用分野 本発明は混成集積回路に関し、パワー出力用の混成集積
回路に関する。

（ロ）従来の技術 パワー出力用混成集積回路としては、種々のものがある
が、例えばインバータ用混成集積回路がもっとも代表的
である。

第３図は、インバータ用混成集積回路の平面図を示すも
のであり、（２０）はアルミニウム、鉄、銅等などの金
属基板であり、その基板（２０）上には図示されないが
エポキシ樹脂を主成分とする絶縁性接着剤からなる絶縁
層が設けられ、（２１）は上記絶縁性接着剤により基板
（２０）と貼り合せられた銅箔　　　　′をエツチング
処理によって形成された導電路である。

かかる導電路（２１）上には複数のトランジスタ、パワ
ーＭＯ３，ＩＧＢＴ等のパワー系のスイッチング素子（
２２）が固着され、且つスイッチング素子（２２）に流
れる電流を検出する電流検出用のニッケルメッキ抵抗体
（２３）が電流経路に形成されている。ニッケルメッキ
抵抗体（２３）は導電路（２１）をくし型状に配置させ
、そのくし型状に配置された領域上にニッケルをメツキ
することにより形成される。

かかる基板（２０）はケース材によって固着一体化する
か、あるいは、対向基板（図示しない）を配置（いわゆ
る二枚基板構造）してケース材によって固着一体化され
る。

また、第４図は基板（２０）にケース材（２４）を固着
したときのニッケルメッキ抵抗体（２３）が形成された
付近の要部拡大図であり、ケース材（２４）と基板（２
０）とで形成される空間領域には基板上に固着された各
素子の耐湿性を向上させるためにシリコーンゲル（２５
）が充填されている。二枚基板構造の場合も同様に各基
板間内にシリコーンゲルが充填される。

（ハ）発明が解決しようとする課題 かかる混成集積回路において、例えばユーザが異常使用
したときにパワー素子が破壊したとき（ショート状態）
、電流検出抵抗であるニッケルメッキ抵抗体に許容容量
以上の大電流が流れ、第５図に示す如く、ニッケルメッ
キ抵抗体（２３）が焼断し、このエネルギーにより矢印
方向にシリコーンゲル（２５）を持上げる。このとき、
同時にニッケルメッキ抵抗体（２３）上に形成されたオ
ーバーコート（図示しない）および持上げられたシリコ
ーンゲル（２５）の表面部分を炭化させる。

すると、シリコーンゲル（２５）は経時変化により、も
との状態に戻り、第６図に示す如く、シリコーンゲル（
２５）の表面に形成された炭化部（２６）により、ニッ
ケルメッキ抵抗体（２３〉が形成された導電路（２１）
が導通状態となり再び大電流が流れる。

すると、次はシリコーンゲル（２５）の炭化部（２６）
が焼断し、再びそのエネルギーによってシリコーンゲル
〈２５〉を持上げ上記した動作を何回かくり返し起こす
。すると、炭化部（２６）が形成したシリコーンゲル（
２５）領域で炭化が促進するとともに可燃性ガスが増加
しケース内の内圧が高くなり、ケース材と基板との固着
性が悪化し、その結果、耐湿性が低下する問題がある。

（ニ）課題を解決するための手段 本願は上述した課題に鑑みて為されたものであり、パワ
ー素子およびニッケルメッキ抵抗体が固着形成された基
板にニッケルメッキ抵抗体領域のみを封止する封止部を
備えたケース材を固着することで上記課題を解決する。

（ホ）作用 この様に本発明に依れば、ニッケルメッキ抵抗体形成領
域のみを封止する封止部を有したケース材と基板を固着
一体化しケース材と基板間にシリコーンゲルを充填する
ことにより、仮にパワー素子が短絡してニッケルメッキ
抵抗体の許容容量具１−の大電流がわ；Ｌれ一ツゲルメ
ッキ抵抗体が焼断したとしても、ニッケルメッキ抵抗体
はケース材の封止部によってシリコーンゲルと完全に仕
切られているため焼断時のエネルギーによりシリコーン
ゲル表面が炭化することがなくなる。

即ち、ニッケルメッキ抵抗体が焼断すると導電路に流れ
る大電流が遮断され、ニッケルメッキ抵抗体をヒユーズ
として用いることができる。

（へ）実施例 以下に第１図に示した１実施例に基づいて本発明の詳細
な説明する。

第１図は本発明の混成集積回路の要部拡大断面図であり
、詳細にはニッケルメッキ抵抗体が形成された領域付近
の断面図である。

本発明の混成集積回路は、絶縁金属基板（１）（以下単
に基板という）と、基板（１）上に形成された導電路（
２）と、導電路（２）上に固着されたパワー素子（３）
およびニッケルメッキ抵抗体＜ａ＞ｉ、基板（１）と固
着一体化され且つニッケルメッキ抵抗体（４）を封止す
る封止部（７）を有したケース材（５）と、基板（１）
とケース材（５）とで形成された空間に充填されたシリ
コーンゲル（６）とから構成されている。

基板（１）はアルミニウムが用いられ、そのアルミニウ
ム表面には陽極酸化処理によって酸化アルミニウム膜（
図示しない）が形成されている。

また、基板（１）上には絶縁接着剤であるエポキシ系の
絶縁層（８）を介して銅箔が貼着され、銅箔をエツチン
グ処理して所望形状の導電路（２）が形成される。

かかる導電路（２）上には、例えば第３図に示す如く、
パワートランジスタ、パワーＭＯ８，ＩＧＢＴ等の複数
のパワー素子（３〉が三相モータを駆動する様に固着接
続されている。又、導電路（２）上にはパワー素子（３
〉に流れる電流を検出するためにニッケルメッキ抵抗体
（４）が形成されている。ニッケルメッキ抵抗体（４）
については従来の説明で簡単に説明したが、ここでは更
に詳細に説明する。

ニッケルメッキ抵抗体（４）が形成される領域の導電路
（２）は所定間隔で夫々の導電路（２）がくし型状に々
る様に形成されている（図示されない）。

そのくし型状に配置された導電路（２）領域（基板領域
）上にパラジウム等の触媒を付着させニッケルを所定の
厚みになるまでメツキを行う。即ち、ニッケルメッキ抵
抗体（４）の抵抗値あるいは許容容量は面積と厚みを選
択することで任意に設定することができる。くし型状に
形成された夫々の導電路（２）の両端電圧を検出するこ
とでニッケルメッキ抵抗体（４）、即ち、パワー素子（
３〉に流れる電流を検出することができる。

ニッケルメッキ抵抗体（４）が形成された領域上は後述
するケース材（５）の封止部（７）によって囲まれる様
に配置され完全密封される。

基板（１〉と固着一体きれるケース材（５）はエポキシ
樹脂等の樹脂剤により箱状に対酸成形され、基板り１）
上に形成されたニッケルメッキ抵抗体（４）領域を包囲
する封止部（７）が一体形成されている。

ケース材（５）と基板（１）は夫々の周端部および封止
部（７）と基板（１）領域上において接着性シートを介
して強固に固着される。従ってかかるニッケル＝７− メツキ抵抗体（４）はケース材（５）によって他の空間
と完全に区画された状態となる。

基板（１）とケース材（５）とで形成された空間内には
基板（１）上に固着形成された各々の素子を保護するた
めにシリコーンゲル（６）が充填される。この際、ニッ
ケルメッキ抵抗体（４）は上記したようにケース材（５
）の封止部（７〉によってシリコーンゲル（６）と完全
に分離される構造になる。

その結果、仮にパワー素子（３）が短絡してニッケルメ
ッキ抵抗体（４）の許容容量以上の大電流が流れニッケ
ルメッキ抵抗体（４）が焼断したとしてもニッケルメッ
キ抵抗体（４）はケース材（５）の封止部（７）によっ
てシリコーンゲル（６）と完全に仕切られているために
焼断時のエネルギーによりシリコーンゲル表面の炭化を
なくすことができる。

第２図は本発明の他の実施例を示した要部拡大断面図で
あり、２枚の基板（ｌａ）（ｌｂ）から構成される。こ
の場合、一方の基板（１ａ）にはパワー素子（３）およ
びニッケルメッキ抵抗体（４）が形成され、他方の基板
（１ｂ）上には小信号系のトランジスタ等の回路素子（
１１）が固着され、夫々の基板（ｌａ）（ｌｂ）は図示
されないが枠状のケース材（５）によって離間配置され
、その空間内にシリコーンゲル（６）が充填されている
。この場合、封止部（７）は枠状のケース材（５）に設
けられている。

（ト）発明の効果 以上に詳述した如く、本発明に依れば、ニッケルメッキ
抵抗体形成領域のみを封止する封止部を有したケース材
と基板とを固着することにより、ニッケルメッキ抵抗体
が封止部によってシリコーンゲルと完全に分離されるた
め、仮にパワー素子が短絡してニッケルメッキ抵抗体の
許容容量以上の大電流が流れニッケルメッキ抵抗体が焼
断したとしても、焼断時のエネルギーによりシリコーン
ゲル表面が炭化することがなくなる。その結果、従来の
如き問題を完全に解消することができ、極めて耐湿性に
優れた混成集積回路を提供することができる。

また、本発明では、上記したようにニッケルメッキ抵抗
体がケース材によってシリコーンゲルと分離形成されて
いるため、ニッケルメッキ抵抗体が焼断するとパワー素
子のショートにより流れる過電流をも遮断でき安全性に
優れる。

さらに、本発明の混成集積回路ではシリコーンゲル量を
著しく低減することができコスト面での効果も犬である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の混成集積回路の要部拡大断面図、第２
図は他の実施例を示す断面図、第３図は一般的なパワー
用の混成集積回路を示す平面図、第４図は第３図のニッ
ケルメッキ抵抗体が形成きれた部分を示す断面図、第５
図及び第６図は課題を説明するための断面図である。 （１）は絶縁金属基板、（２）は導電路、＜３）はパワ
ー素子、（４）はニッケルメッキ抵抗体、（５）はケー
ス材、（６）はシリコーンゲル、（７）は封止部である
。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）所望形状の導電路が形成された絶縁金属基板と、 前記基板上に搭載されたパワー素子およびニッケルメッ
   キ抵抗体と、 前記基板と一体化され、且つ前記ニッケルメッキ抵抗体
   を囲む封止部を有したケース材と、前記基板とケース材
   とで形成された空間内に充填された封止樹脂とを備えた
   ことを特徴とする混成集積回路。
2. （２）前記パワー素子としてパワートランジスタ、パワ
   ーＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等のパワー系のスイッチング
   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。
3. （３）前記ニッケルメッキ抵抗体は前記パワー素子に流
   れる電流を検出する検出抵抗として用いたことを特徴と
   する請求項１記載の混成集積回路。
4. （４）前記封止樹脂としてシリコン樹脂を用いたことを
   特徴とする請求項１記載の混成集積回路。
5. （５）前記基板と前記ケース材は前記基板の周端部およ
   び前記ニッケルメッキ抵抗体の周囲領域で接着性シート
   を介して固着一体化したことを特徴とする混成集積回路
   。