JPH0741167Y2 - 絶縁物封止型回路装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、パワートランジスタチップとモノリシックIC
チップとの組み合せから成るハイブリッドIC等の絶縁物
封止型回路装置に関する。

［従来の技術］ 共通の放熱支持板上にパワートランジスタチップとモノ
リシックICを含む回路基板とを固着し、樹脂で被覆した
モールド型半導体装置は既に開発されている。この様に
大電力回路部分と小電力回路部分とを一体化すれば、電
子回路の大部分を単一のハイブリッドICで構成すること
ができる。

［考案が解決しようとしている問題点］ ところで、半導体装置の小型化及び低コスト化が要求さ
れている。上述の従来のモールド型半導体装置において
は、金属支持板の面積を少なくともパワートランジスタ
チップ及び回路基板の面積以上にしなければならないの
で、小型化に限界があった。また、パワートランジスタ
チップ、モノリシックIC及び外部リードを相互に接続す
る内部接続の自由度が小さく、所望の電子回路を構成し
難いことがあるという問題もあった。

そこで、本考案の目的は、小型化が可能であり且つ内部
接続が容易である絶縁物封止型回路装置を提供すること
にある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本考案は、外部リードが導出
されており且つ放熱作用を有している支持板と、前記支
持板に連結されていない非連結外部リードと、前記支持
板に固着されている半導体チップと、一方の主面上にモ
ノリシックIC及びこのモノリシックICが電気的に接続さ
れている複数の配線導体を有し、且つ前記支持板上のみ
に配置されずに前記支持板と前記非連結外部リードとに
またがるように前記支持板と前記非連結外部リードとの
両方の上に配置され、且つ前記一方の主面と反対の他方
の主面が前記支持板及び前記非連結外部リードに対向す
るように配置されている回路基板と、前記半導体チップ
と前記回路基板の前記複数の配線導体から選択されたも
のとを接続する内部リードと、前記支持板、前記非連結
外部リードの一部、前記半導体チップ、前記モノリシッ
クIC及び前記回路基板を被覆する絶縁物封止体とを備
え、前記回路基板の前記非連結外部リードの上に配置す
る領域に貫通孔が形成されており、前記貫通孔の中に導
体層が形成されていると共に前記回路基板の他方の主面
に非連結外部リード接続用導体層が形成されており、前
記一方の主面の前記複数の配線導体から選択されたもの
が前記貫通孔の導体層を介して前記他方の主面の前記非
連結外部リード接続用導体層に接続されており、前記他
方の主面の前記非連結外部リード接続用導体層が半田に
よって前記非連結外部リードに固着されており、前記回
路基板の前記他方の主面の前記支持板に対向する領域に
支持板固着用導体層が形成されており、この支持板固着
用導体層が半田によって前記支持板に固着されているこ
とを特徴とする絶縁物封止型回路装置に係わるものであ
る。

［作用］ 本考案における非連結外部リードは電気的接続機能のみ
でなく、回路基板の支持機能を有している。

［実施例］ 次に、本考案の実施例に係わる絶縁物封止型ハイブリッ
ドICを第１図〜第３図に基づいて説明する。このハイブ
リッドICは、６個のパワートランジスタチップ１、２、
３、４、５、６と、モノリシックICチップ７を含む回路
基板８と、３枚の支持板９、10、11と、各支持板９〜11
から導出されている外部リード12、13、14と、支持板
９、10、11に連結されていない複数の非連結外部リード
15と、複数の内部リード16と、回路基板８を非連結外部
リード15に電気的に接続するための半田17と、絶縁物封
止体18と、放熱板19とから成る。

支持板９〜11、外部リード12〜14、及び非連結外部リー
ド15は、第３図に示す如く形成されている。図面では、
各外部リード12〜15が分離されているが、最初はリード
フレーム構成であり、互いに連結されている。支持板９
〜11及び外部リード12〜15はCu板材の打ち抜きによって
形成され、表面はNi被覆されている。但し、内部リード
16がワイヤボンデイングされるところ及びパワートラン
ジスタチップ１〜６が固着されるところは、Ni層の上に
更にAg層が設けられている。外部リード12〜15はインチ
ピッチ（254mm）で並置されている。

各パワートランジスタチップ１〜６は上面にエミッタ電
極とベース電極を有し、下面にコレクタ電極を有する。
下面のコレクタ電極は第２図に示す如く半田20によって
支持板11に電気的及び機械的に結合されている。第２図
に示されていない他のパワートランジスタチップ１〜
４、及び６も支持板９〜11にそれぞれ半田で結合されて
いる。

回路基板８は高耐熱性のポリイミド樹脂板（但しガラス
繊維の織布が骨材として入っている）から成り、フォト
エッチング技術で形成された多数の配線導体21を有す
る。なおエポキシ樹脂板等（但しガラス繊維の織布の骨
材として入っている）であっても、耐熱性を高めたもの
であれば回路基板８として使用できる。回路基板８の配
線導体21の一部上にモノリシックICチップ７がAgペース
ト（図示せず）によって固着されている。ICチップ７の
各端子電極はワイヤ22によって配線導体21に接続されて
いる。

回路基板８は、外部リード12〜15が延びる方向に対して
直交する方向に長手に形成され、複数の支持板、９、1
0、11にまたがっているのみでなく、各支持板９、10、1
1と外部リード15の一部とにまたがっている。回路基板
８には外部リード接続用貫通孔23が第２図に示す如く形
成され、上面の配線導体21と下面の導体層24とが貫通孔
23中の導体層25によって接続されている。また、貫通孔
23を囲む導体層24とは分離されて固着用導体層26が回路
基板８の下面に設けられている。なお、配線導体21及び
導体層24、25、26はCu、Ni、Auの３層に形成されてい
る。

このハイブリッドICを作る時には、まず、各支持板９〜
11のパワートランジスタチップ１〜６の固着予定領域及
び回路基板８の固着予定領域、外部リード15の回路基板
８の固着予定領域（一端部）にクリーム半田（ペースト
状半田）を印刷によって塗布する。次に、第１図に示す
如くパワートランジスタチップ１〜６及び回路基板８を
配置し、クリーム半田を溶融（リフロー）及び固化させ
る。これにより、第２図に示す如く、パワートランジス
タチップ５は半田20で支持板11に固着され、回路基板８
の一方の端近傍下面の導体層26は半田27で支持板11に固
着され、他方の端近傍下面の導体層24は半田17によって
外部リード15に固着される。なお、半田リフロー時に、
貫通孔23を通って上の配線導体21まで達するように半田
17が形成される。

次に、Au細線から成る内部リード16によってパワートラ
ンジスタチップ１〜６と回路基板８の配線導体21との間
及びパワートランジスタチップ１〜６と外部リード15と
の間を接続する。なお、内部リード16の接続は、超音波
ボンディングと熱圧着ボンディングとを併用したワイヤ
ボディング方法で行う。

次に、パワートランジスタチップ１〜６及びICチップ７
の上面にシリコンラバーから成る保護樹脂被覆（図示せ
ず）を設け、しかる後、エポキシ樹脂から成る絶縁物封
止体18をモールド法で設ける。この絶縁物封止体18は外
部リード12〜15の先端部を除いて、支持板９〜11、パワ
ートランジスタチップ１〜６、ICチップ７、回路基板８
の全面を被覆するように設ける。また、第２図に示す如
く支持板９〜11及び外部リード12〜14の端部の下側に放
熱板19を配し、これを絶縁物封止体18に一体化する。な
お、この放熱板19は第１図の絶縁物封止体18の平面形状
にほぼ一致する形状を有し、突部19aにて絶縁物封止体1
8にくい込んでいる。

最後にリードフレームの連結部から外部リード12〜15を
切り離し、独立したハイブリッドICを得る。

本実施例のハイブリッドICは次の利点を有する。

（１）回路基板８と非連結外部リード15との間を内部リ
ードで接続せずに、回路基板８の導体層24を半田17によ
って外部リード15に直接に接続するので、内部リードに
よる接続箇所が少なくなり、製造時間を短縮することが
できる。

（２）回路基板８を外部リード15に半田17で直接に接続
するので、信頼性の高い接続が達成される。従来の内部
リードによって接続する場合には、外部リード15を沿っ
て浸入した水分等で内部リードの接続部が腐蝕して接続
不良を招くおそれがあったが、本実施例では、この様な
問題が生じない。

（３）回路基板８が支持板９〜11と外部リード15とにま
たがった状態即ち橋渡し状態に配置されているので、支
持板９〜11の側に回路基板８の全部を含める従来のもの
に比較して、少なくとも支持板９〜11と外部リード15と
の間隔分は回路基板８の配置場所を節約することがで
き、小型化が可能になる。

（４）回路基板８を複数の支持板９〜11にまたがる状態
即ち、橋渡し状態に配置したので、複数のパワートラン
ジスタチップ１〜６とICチップ７との間の複雑な電気的
接続を容易に達成することができる。

（５）回路基板８が複数の支持板９〜11及び外部リード
15の端部を橋渡しするように配置されているので、各部
を機械的に一体化する効果も生じている。

（６）回路基板８の下面に導体層24、26を設け、パワー
トランジスタチップ１〜６と同時に、導体層24、26を支
持板９〜11及び外部リード15にクリーム半田を使用して
固着しているので、回路基板８の取付けを容易に達成す
ることができる。

（７）回路基板８には貫通孔23が設けられ、上面の配線
導体21が貫通孔23の内壁の導体層25を介して下側の導体
層24に接続されているので、配線導体21と外部リード15
との電気的接続を容易に達成することができる。なお、
この電気的接続の信頼性は、クリーム半田のリフローに
よって貫通孔23内に半田17が入り込むために高くなる。

［変形例］ 本考案は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば
次の変形が可能なものである。

（１）支持板９、10、11をいずれか１つにしてもよい。

（２）回路基板８を、セラミック基板に厚膜導体、抵抗
を設け、更にチップ部品を搭載したハイブリッドIC基板
としてもよい。

（３）外部リード15を回路基板８の上面側に接続しても
よい。

［考案の効果］ 上述から明らかなように本考案は次の効果を有する。

（イ）回路基板が支持板と非連結外部リードとにまたが
って配置されているので、回路基板を支持板のみで支持
する場合よりも回路装置を小型にすることができる。

（ロ）回路基板の一方の主面の配線導体に対して貫通孔
の導体層を介して接続されている他方の主面の導体層を
非連結外部リードに対して半田で固着する構成であるの
で、半導体チップ又はモノリシックICと非連結外部リー
ドとの電気的接続を従来のワイヤボンデイング技術より
も作業性の良い半田付によって容易に達成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係わる絶縁物封止型ハイブリ
ッドICを示す平面図、 第２図は第１図のII−II線に相当する部分の断面図、 第３図は第１図の支持板と外部リードとを示す平面図で
ある。 1,2,3,4,5,6…パワートランジスタチップ、７…ICチッ
プ、８…回路基板、9,10,11…支持板、12,13,14…外部
リード、15…非連結外部リード、16…内部リード、17…
半田、18…絶縁物封止体、21…配線導体、23…貫通孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外部リードが導出されており且つ放熱作用
   を有している支持板と、 前記支持板に連結されていない非連結外部リードと、 前記支持板に固着されている半導体チップと、 一方の主面上にモノリシックIC及びこのモノリシックIC
   が電気的に接続されている複数の配線導体を有し、且つ
   前記支持板上のみに配置されずに前記支持板と前記非連
   結外部リードとにまたがるように前記支持板と前記非連
   結外部リードとの両方の上に配置され、且つ前記一方の
   主面と反対の他方の主面が前記支持板及び前記非連結外
   部リードに対向するように配置されている回路基板と、 前記半導体チップと前記回路基板の前記複数の配線導体
   から選択されたものとを接続する内部リードと、 前記支持板、前記非連結外部リードの一部、前記半導体
   チップ、前記モノリシックIC及び前記回路基板を被覆す
   る絶縁物封止体と を備え、前記回路基板の前記非連結外部リードの上に配
   置する領域に貫通孔が形成されており、前記貫通孔の中
   に導体層が形成されていると共に前記回路基板の他方の
   主面に非連結外部リード接続用導体層が形成されてお
   り、前記一方の主面の前記複数の配線導体から選択され
   たものが前記貫通孔の導体層を介して前記他方の主面の
   前記非連結外部リード接続用導体層に接続されており、
   前記他方の主面の前記非連結外部リード接続用導体層が
   半田によって前記非連結外部リードに固着されており、
   前記回路基板の前記他方の主面の前記支持板に対向する
   領域に支持板固着用導体層が形成されており、この支持
   板固着用導体層が半田によって前記支持板に固着されて
   いることを特徴とする絶縁物封止型回路装置。