JPH0730215A - 混成集積回路装置 - Google Patents

混成集積回路装置

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JPH0730215A
JPH0730215A JP3313590A JP31359091A JPH0730215A JP H0730215 A JPH0730215 A JP H0730215A JP 3313590 A JP3313590 A JP 3313590A JP 31359091 A JP31359091 A JP 31359091A JP H0730215 A JPH0730215 A JP H0730215A
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JP
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insulating metal
insulating
metal substrate
circuit
circuit pattern
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JP3313590A
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Inventor
Noriaki Sakamoto
則明 坂本
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
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  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)
  • Casings For Electric Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 搭載回路素子を気密封止するためのケース材
を不要とし、その接着のための熱処理工程を削減すると
共にノイズシールド特性を改善する。 【構成】 絶縁金属基板20，21の回路パターン形成面の
周辺部に段部26を形成する。搭載回路素子40，42，44は
その段部26と絶縁金属基板20とにより形成された凹部内
に固着される。対向配置される絶縁金属基板20，21はコ
ーナポスト56に固着、接続される。剪断加工処理を利用
するため絶縁金属基板20，21の基体22、その酸化膜24、
絶縁層30および回路パターンからなる積層構造に破壊が
生ずることがなく、回路パターン形成後、回路素子搭載
後に絶縁金属基板に凹部を形成することが可能となる。
また、対向配置される絶縁金属基板20は金属製コーナポ
スト56により同一電位とされるためノイズシールド能力
が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は多層構造の混成集積回路
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０を参照すると、従来の多層混成集
積回路装置は絶縁金属基板(80)(80)、この絶縁金属基板
(80)(80)上に、絶縁層(84)を介して形成した各種パッド
(86)、導電路(88)、所定のパッド(86)上に固着したパワ
ー回路素子(90)、集積回路素子(92)等の半導体素子、チ
ップコンデンサ、あるいはチップ抵抗(96)、並びに外部
リード(98)および絶縁金属基板(80)(80)を所定間隔離間
配置すると共に搭載素子を気密封止するケース材(100)
(102)等から構成される。
【０００３】絶縁金属基板(80)(80)には放熱特性および
加工性を考慮して略２ｍｍ厚のアルミニウムが使用さ
れ、絶縁性の向上のためにその表面が陽極酸化処理（そ
の酸化膜を符号(82)で示す）される。
【０００４】各種パッド(86)および導電路(88)は、ポリ
イミド樹脂等の接着性を有する熱硬化性絶縁樹脂と略３
５μｍ厚の銅箔とのクラッド材を温度１５０℃〜１７０
℃、１平方センチメートル当り５０〜１００Ｋｇの圧力
で絶縁金属基板(80)(80)にホットプレスした後、その銅
箔をホトエッチングする等して所定パターンに形成され
る。なお、ワイアボンディングされるパッド(86)にはニ
ッケルメッキが施される。また、前記熱硬化性絶縁樹脂
はこのホットプレス工程で完全硬化して略３５μｍ厚の
絶縁層(84)となる。
【０００５】絶縁金属基板(80)(80)は、この時点で、数
単位乃至十数単位の混成集積回路装置に相当する平面サ
イズを有しており、単位混成集積回路装置毎にスリット
が形成されている。そして、混成集積回路装置が略完成
した時点で、数単位乃至十数単位の混成集積回路基板か
らフレキシブルな絶縁層で接続された２単位の混成集積
回路装置のサイズに分割プレスされる。
【０００６】パワー素子(90)あるいは集積回路素子(92)
等の半導体素子およびその他の回路素子にはチップ部品
が使用される。パワー素子(90)はヒートシンク(94)を介
して所定のパッド(86)に半田固着され、集積回路素子(9
2)は銀ペースト等により所定のパッド(86)に半田固着さ
れる。また、チップコンデンサ、あるいはチップ抵抗(9
6)、外部リード(98)等の異型部品は半田固着される。こ
れら回路素子は所定のパッド(86)上にスクリーン印刷し
たソルダーペーストに一時的に付着させた後、リフロー
して完全固着される。
【０００７】樹脂製のケース材(100)(102)は、例えばエ
ポキシ含浸ポリエステル不繊布を接着シート（図示しな
い）として、加熱圧着して（１２５℃、８時間）絶縁金
属基板(80)(80)の終辺部で固着され、搭載回路素子を気
密封止する。外部リード(98)が固着される絶縁金属基板
(80)(80)の凹部にはエポキシ樹脂が充填され、さらにこ
れを硬化（１２５℃、２〜８時間）して、外部リード(9
8)の固着部の機械的強度が向上される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の混成集積回路装
置は、絶縁金属基板に搭載される素子を気密封止するた
めのケース材(100)(102)が不可欠であり、このケース材
(100)(102)を絶縁金属基板(80)(80)に固着するために上
記したように高温度、長時間の熱処理が必要である問題
を有していると共に樹脂製のケース材を使用する場合に
は、ノイズをシールドできない問題も有している。ま
た、金属製のケース材を使用する場合であっても、これ
を接着等の手段を使用して絶縁的に固着する場合には絶
縁金属基板とケース材との間隙からノイズが漏洩する問
題を有している。
【０００９】そこで、本発明の目的はケース材を使用す
ることなく、搭載素子を完全に気密封止するすることが
でき、従って、ケース材固着のための長時間の熱処理工
程が不要であって、かつノイズシールド能力に優れた混
成集積回路装置構造を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁金属基板
の回路パターン形成面の所定領域をプレス加工して凹部
を形成し、この凹部に絶縁樹脂を充填して搭載回路素子
を埋設した構造の２つの混成集積回路基板を、それぞれ
の搭載素子が対向するように固着、接続したことを主要
な特徴とする。
【００１１】
【作用】絶縁金属基板に形成した凹部に回路素子を搭載
し、この凹部に絶縁樹脂を充填するため回路素子を気密
封止するためのケース材が不要となり、従って、ケース
材を絶縁金属基板の周辺部に接着するための長時間の熱
処理工程が不要となる。また、絶縁金属基板の凹部形成
にプレス加工を使用するため、絶縁金属基板の基体、そ
のメッキ層、絶縁層、銅箔回路パターンからなる積層構
造が破壊されない。さらにまた、二枚の縁金属基板を、
その周辺部に形成した回路パターンで接続するため二枚
の絶縁金属基板の電位が同一電位となり、二枚の絶縁金
属基板間隙からのノイズ漏洩が防止される。
【００１２】
【実施例】実施例の各製造段階の断面図である図１乃至
図５を参照して本発明の第１の実施例を説明する。な
お、図１乃至図４は２枚の混成集積回路基板を積層した
構造を備える本発明にあって、その一方の混成集積回路
基板の断面図である。
【００１３】図１を参照すると、絶縁金属基板(20)に
は、放熱特性および加工性を考慮して、陽極酸化処理し
た（その酸化膜を符号(24)で示す）略２ｍｍ厚のアルミ
ニウム(22)が使用される。この製造段階の絶縁金属基板
(20)は数乃至十数単位の混成集積回路装置の平面サイズ
を有しており、単位混成集積回路装置への分割を考慮し
てスリット（図示しない）が形成されている。この絶縁
金属基板(20)の一主面に、ポリイミド樹脂等の接着性を
有する熱硬化性絶縁樹脂(30)と略３５μｍ厚の銅箔(32)
とからなるクラッド材(28)が温度１５０℃〜１７０℃、
１平方センチメートル当り５０〜１００Ｋｇの圧力でホ
ットプレスされる。このホットプレス工程により、熱硬
化性絶縁樹脂(30)は完全硬化して略３５μｍ厚の絶縁層
(30)となる。
【００１４】図２を参照すると、ホットプレスされた銅
箔(32)をホトエッチングする等して各種パッド(34)(35)
(36)および図示しない導電路が所定パターンに形成さ
れ、接地導電路を金属基板(20)に接続するため、アルミ
ニウム(22)に達する接地孔(38)が複数穿設される。
【００１５】集積回路素子(40)、チップコンデンサ、あ
るいはチップ抵抗(42)、パワー回路素子(44)、あるいは
そのヒートシンク(46)等の回路素子は所定のダイボンド
パッド(34)上に銀ペースト、半田ペースト等のソールダ
ーペーストを順次、選択的にスクリーン印刷し、それら
回路素子をソルダーペーストに一時的に付着させた後、
リフローする工程を繰り返して完全固着される。
【００１６】そして、後述する外部リード固着のための
パッド(36)に半田ペースト(50)をスクリーン印刷した
後、集積回路素子(40)、パワー回路素子(44)の電極と所
定のワイアボンディングパッド(35)および孔(38)と接地
導電路に連続するパッド(35)がボンディングワイア(48)
で接続される。本発明では、特に、絶縁金属基板(20)の
周辺部にも回路パターンが連続形成されており、この回
路パターンも絶縁金属基板(20)の所定の位置でアルミニ
ウム(22)にボンディングワイア(48)で接続されている。
なお、上記回路素子の固着順序はその各種ソルダーの溶
融温度を考慮して決定される。
【００１７】図３に先の工程により半完成した混成集積
回路装置の絶縁金属基板(20)をプレス加工する工程を示
す。同図を参照すると、プレス加工装置は絶縁金属基板
(20)の厚さに略等しい幅を残して、絶縁金属基板(20)の
４辺の周辺部を押圧する上金型(60)と抑え金型(62)、金
属基板(20)の厚さに略等しい幅の４辺の周辺部を剪断加
工する下金型(64)から構成され、アルミニウム(22)の剪
断強度を越す圧力が上金型(60)あるいは下金型(64)に付
与される。この上金型(60)あるいは下金型(64)の行程は
絶縁金属基板(20)を完全剪断しないような、例えば絶縁
金属基板(20)の厚さの略８０％に設定される。絶縁金属
基板(20)の回路パターン形成面の所定の領域を窪ませる
このプレス加工により、図４に示すように、絶縁金属基
板(20)にはその周辺部に段部(26)が形成され、この段部
(26)により形成される凹部内に搭載回路素子が収容され
る。
【００１８】上記した工程順序は、ソルダーペーストの
スクリーン印刷、ワイアボンディング、回路素子固着、
プレス加工の難易を考慮して決定されたものであり、現
時点の技術水準では最善と考えられるものであるが、例
えば特殊構造のワイアボンダ、スクリーン印刷装置の使
用が許される場合には上記の順序に限定されない。
【００１９】図４を参照すると、リフロー工程により、
クランク形状の外部リード(52)を絶縁金属基板(20)の１
辺に固着した後、これを図示するように折り曲げ加工
し、さらに、絶縁金属基板(20)の凹部に絶縁樹脂(54)を
充填し、これを硬化させて一方の混成集積回路基板が完
成する。なお、煩雑であるため、絶縁金属基板と混成集
積回路基板に同一の符号を使用する。
【００２０】図５を参照すると、上記した工程を経てそ
れぞれに形成された混成集積回路基板(20)(21)は、その
搭載回路素子が対向するように、絶縁金属基板(20)の段
部(26)に形成された銅箔回路パターンで、金属製コーナ
ポスト(56)の両面に固着、接続される。この金属製コー
ナポスト(56)は使用周波数に応じて、ノイズを漏洩させ
ない間隔で複数使用するか、外部リード(52)(53)導出辺
以外の２辺を完全に被う形状とすることが好ましい。こ
れら混成集積回路基板(20)(21)の製造工程上の差異は外
部リード(52)(53)の折り曲げ加工の方向に留まる。
【００２１】本発明は絶縁金属基板(20)の凹部形成にプ
レス（剪断）加工を使用するため、絞加工により凹部を
形成する場合に生ずるアルミニウム(22)、その酸化膜(2
4)、絶縁層(28)並びに銅箔回路パターンからなる積層構
造の破壊が生じない特徴を有する。また、絶縁金属基板
(20)の段部(26)に形成した回路パターンと金属製コーナ
ポスト(56)で二枚の絶縁金属基板(20)(21)を電気的に接
続するため、二枚の絶縁金属基板(20)(21)が同一電位に
なって、ノイズ漏洩が防止される特徴も有する。なお、
図５の絶縁金属基板(20)にその段部を利用してインサー
トプレートを固定し、外部リード(52)(53)の位置を厳密
に管理することもできる。
【００２２】図６に本発明の第２の実施例を断面図で示
す。本実施例は第１の実施例の混成集積回路基板(20)(2
1)の間隙を金属ケース(59)で被覆すると共に、混成集積
回路基板(20)(21)の所定の回路パターンを、混成集積回
路基板(20)(21)間の空間内でリフロー等された内部リー
ド(55)(57)で内部接続したものである。金属ケース(59)
の端部は、ノイズのシールドを完全にするため、外部リ
ード導出辺を除く絶縁金属基板(20)の段部(26)にカシメ
加工される。
【００２３】図７に外部リードとしてフラットケーブル
形状の外部リード(52)を使用する本発明の第３の実施例
の断面図を示す。本実施例によれば、図示するような極
めて薄型の混成集積回路装置が提供できるばかりか、混
成集積回路基板(20)(21)の間隙が狭いため、この間隙に
絶縁樹脂を充填する等により完全な気密封止が可能とな
る。また、ノイズシールド性能にも優れる混成集積回路
装置を提供することができる。
【００２４】図８および図９を参照して本発明の第４の
実施例を説明する。本実施例は異なる加工方法により凹
部を形成した絶縁金属基板(20)(21)をその搭載素子を対
向させて密着固着した構造を備えるものであって、図８
に示される本実施例の絶縁金属基板(20)は先の実施例と
同一の工程を経て製造されたものである。
【００２５】絶縁金属基板(21)には加工性を考慮して、
絶縁金属基板(20)より薄いアルミニウムが使用され、絶
縁金属基板(20)と同様に、回路パターン上に回路素子(2
7)(29)(31)を固着した後、搭載素子が被われるように絶
縁金属基板(21)を例えば折り曲げ加工して２面が解放さ
れた箱状に形成される。
【００２６】絶縁金属基板(21)の所定の導電路(25)は折
曲加工部に延在形成されており、その導電路(25)の端部
を絶縁金属基板(20)の所定のパッドに固着することによ
って、絶縁金属基板(20)(21)の固定と、絶縁金属基板(2
0)(21)上の回路の接続が行われる。そして、図８および
図９に示すように、絶縁金属基板(20)の凹部に絶縁樹脂
(54)が充填され、硬化される。なお、図９には絶縁金属
基板(21)の一側面が解放されているが、絶縁金属基板(2
1)は５面が閉じていてもよい。また、絶縁金属基板(21)
の回路素子搭載後に絶縁樹脂を充填しても良い。
【００２７】以上、実施例に基づいて本発明を説明した
が、本発明は絶縁金属基板の一部にのみ凹部を形成する
ような変更、絶縁金属基板に複数の凹部を形成するよう
な変更、あるいは絶縁金属基板上に直接に回路素子を固
着するような変更、さらには熱伝導が特に良好な別異の
絶縁層を介して金属基板上にヒートシンクを固着するよ
うな変更、さらにまた、絶縁金属基板凹部に絶縁樹脂を
充填した後に絶縁金属基板の段部を完全剪断するような
変更が可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上述べたように本発明の混成集積回路
装置は、搭載回路素子を気密封止するためのケース材が
不要であり、従って、その接着のための長時間の熱処理
工程が不要であるため製造に要する時間が短縮される利
点を有すると共に回路素子搭載後の熱処理工程が削減さ
れるため、搭載回路素子への熱的影響を考慮する煩雑な
温度管理が不要となる利点も有する。
【００２９】また、対向配置される絶縁金属基板を金属
製コーナポストで固着、接続するため二枚の絶縁金属基
板の電位が同一となって、ノイズシールド能力が向上す
る利点も有する。さらに、搭載回路素子を封止樹脂によ
り直接封止するため、搭載回路素子の保護が完全に行わ
れる利点を有する。
【００３０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の製造工程を説明する断
面図。
【図２】本発明の第１の実施例の製造工程を説明する断
面図。
【図３】本発明の第１の実施例の製造工程を説明する断
面図。
【図４】本発明の第１の実施例の製造工程を説明する断
面図。
【図５】本発明の第１の実施例の断面図。
【図６】本発明の第２の実施例の断面図。
【図７】本発明の第３の実施例の断面図。
【図８】本発明の第４の実施例の断面図。
【図９】本発明の第４の実施例の斜視図。
【図１０】従来例の断面図。
【符号の説明】
２０ 絶縁金属基板 ２２ アルミニウム ２４ 酸化膜 ２６ 段部 ３０ 絶縁層 ３８ 接地孔 ４０ 集積回路素子 ４２ チップ抵抗 ４４ パワー回路素子 ４６ ヒートシンク ４８ ボンディングワイア ５２ 外部リード ５３ 外部リード ５４ 絶縁樹脂 ５６ コーナポスト

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 二枚の絶縁金属基板と、 これら絶縁金属基板に絶縁層を介して所定形状に形成し
    た回路パターンと、 その回路パターン上に固着、接続した複数の回路素子お
    よび絶縁金属基板の対向する２辺に固着した外部リード
    と、 前記絶縁金属基板を所定間隔離間配置する金属製コーナ
    ポストとを備え、 前記絶縁金属基板の回路パターン形成面の所定領域をプ
    レス加工して凹部を形成し、この凹部に絶縁樹脂を充填
    し、前記回路素子を埋設すると共にそれぞれの絶縁金属
    基板の搭載素子が対向するように前記コーナポストに固
    着した混成集積回路装置。
  2. 【請求項２】 二枚の絶縁金属基板と、 これら絶縁金属基板に絶縁層を介して所定形状に形成し
    た回路パターンと、 その回路パターン上に固着、接続した複数の回路素子、
    外部リードおよび内部リードと、 前記絶縁金属基板を所定間隔離間配置する金属製コーナ
    ポストと、 前記絶縁金属基板間隙を被覆する金属製ケース材とを備
    え、 前記絶縁金属基板の回路パターン形成面の所定領域をプ
    レス加工して凹部を形成し、この凹部に絶縁樹脂を充填
    し、前記回路素子を埋設すると共にそれぞれの絶縁金属
    基板の搭載素子が対向するように前記コーナポストに固
    着した混成集積回路装置。
  3. 【請求項３】 二枚の絶縁金属基板と、 これら絶縁金属基板に絶縁層を介して所定形状に形成し
    た回路パターンと、 その回路パターン上に固着、接続した複数の回路素子、
    外部リードおよび内部リードと、 前記絶縁金属基板を所定間隔離間配置する金属製コーナ
    ポストと、 前記絶縁金属基板間隙を被覆する金属製ケース材とを備
    え、 前記絶縁金属基板の回路パターン形成面の所定領域をプ
    レス加工して凹部を形成し、この凹部に絶縁樹脂を充填
    し、前記回路素子を埋設すると共にそれぞれの絶縁金属
    基板の搭載素子が対向するように前記コーナポストに固
    着し、さらに、対向絶縁金属基板空間内で、内部リード
    によりそれぞれの回路パターンを接続した混成集積回路
    装置。
  4. 【請求項４】 二枚の絶縁金属基板と、 これら絶縁金属基板に絶縁層を介して所定形状に形成し
    た回路パターンと、 その回路パターン上に固着、接続した複数の回路素子お
    よびフラットケーブル形状の外部リードとを備え、 前記絶縁金属基板の回路パターン形成面の所定領域をプ
    レス加工して凹部を形成し、この凹部に絶縁樹脂を充填
    し、前記回路素子を埋設すると共にそれぞれの絶縁金属
    基板をその搭載素子が対向するように略密着配置した混
    成集積回路装置。
  5. 【請求項５】 絶縁金属基板、この絶縁金属基板に絶縁
    層を介して所定形状に形成した回路パターン、その回路
    パターン上に固着、接続した複数の回路素子および外部
    リードとを備え、前記絶縁金属基板の回路パターン形成
    面の所定領域をプレス加工して凹部を形成した第１の混
    成集積回路基板と、 絶縁金属基板、この絶縁金属基板に絶縁層を介して所定
    形状に形成した回路パターン、その回路パターン上に固
    着、接続した複数の回路素子とを備え、前記絶縁金属基
    板の回路パターン形成面の所定領域を折曲加工加工して
    凹部を形成した第２の混成集積回路基板からなり、 前記第１の混成集積回路基板に前記第２の混成集積回路
    基板を、搭載素子が対向するよう固着した後、第１およ
    び第２の混成集積回路基板の凹部に絶縁樹脂を充填し、
    前記回路素子を埋設した混成集積回路装置。
  6. 【請求項６】 絶縁金属基板、この絶縁金属基板に絶縁
    層を介して所定形状に形成した回路パターン、その回路
    パターン上に固着、接続した複数の回路素子および外部
    リードとを備え、前記絶縁金属基板の回路パターン形成
    面の所定領域をプレス加工して凹部を形成した第１の混
    成集積回路基板と、 絶縁金属基板、この絶縁金属基板に絶縁層を介して所定
    形状に形成した回路パターン、その回路パターン上に固
    着、接続した複数の回路素子とを備え、前記絶縁金属基
    板の回路パターン形成面の所定領域を折曲加工加工して
    凹部を形成した第２の混成集積回路基板からなり、 前記第１の混成集積回路基板の所定の回路パターンに、
    前記第２の混成集積回路基板周辺に形成された回路パタ
    ーンを接続した後、第１および第２の混成集積回路基板
    の凹部に絶縁樹脂を充填し、前記回路素子を埋設した混
    成集積回路装置。
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