JPH0748539B2

JPH0748539B2 - 混成集積回路装置

Info

Publication number: JPH0748539B2
Application number: JP2016777A
Authority: JP
Inventors: 克実大川; 明風見; 永清水; 修中本; 浩二長浜; 保広小池; 正雄金子; 聖和上野; 保雄斉藤
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-01-26
Filing date: 1990-01-26
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2010-05-24
Also published as: JPH03222354A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は集積回路基板にチップ型のEPROM内蔵マイクロ
コンピュータを実装してなるEPROM内蔵マイクロコンピ
ュータ搭載型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き込まれた記憶情
報を消去し、再書き込みが可能な紫外線照射窓を有する
EPROM内蔵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EPROM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EPROM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EPROM
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）にサーディップ型パッケ
ージに組み込まれたEPROM内蔵マイクロコンピュータ（4
4）が搭載されている。このEPROM内蔵マイクロコンピュ
ータ（44）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（48）か低融点ガラス材で接着されている。
又このヘッダー（45）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（46）は
低融点ガラスによってヘッダー（45）に配置されたEPRO
M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（5
1）を密封したEPROM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（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）に比べ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EPROM内蔵マイクロ
コンピュータ素子を一旦パッケージに組立てることであ
る。

ここではサーディッ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EPROM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（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（6
2）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。

（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チップをプリン
ト基板上にダイボンディッグしているため、小型化とな
ることはいうまでもない。しかしながら、ここでいう小
型化はあくまでEPROM内蔵マイクロコンピュータ自体の
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EPROM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
いEPROM内蔵マイクロコンピュータの周辺の回路、即ちL
SI,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EP
ROM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。

（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、一
方の基板の外側に露出した主面の所望位置にヘッダーを
設け、そのヘッダー上にEPROM内蔵マイクロコンピュー
タチップを固着し、そのEPROM内蔵マイクロコンピュー
タチップの電極と所望の導電路に接続された導出リード
とをボンディングワイヤで接続し、他の全ての回路素子
を二枚の基板とケース材とで形成された封止空間に封止
する構造を特徴とする。

従ってEPROM内蔵マイクロコンピュータチップを搭載し
た混成集積回路を極めて小型化でしかも二枚の基板上に
回路素子を実装でき高密度実装のEPROM内蔵マイクロコ
ンピュータチップ搭載の混成集積回路装置を提供するこ
とができる。

（ホ）作用この様に本発明に依れば、一方の基板の外側に露出した
主面の所望位置にヘッダーを設け、そのヘッダー上に不
揮発性メモリーチップを固着し、そのメモリーチップの
電極と所望の導電路に接続された導出リードとをボンデ
ィングワイヤで接続しているため、EPROM内蔵マイクロ
コンピュータチップの載置位置を任意に設定できるの
で、もっとも関連する回路素子との電気的接続を考慮し
て、効率良くEPROM内蔵マイクロコンピュータチップと
もっとも関連する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。

更に本発明ではEPROM内蔵マイクロコンピュータチップ
以外の全ての回路素子はチップで二枚の基板のいずれか
一方の基板上に搭載され且つ、二枚の基板とケース材で
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
高密度実装ができ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。

（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図および第２図には、本発明の一実施例の混成集積
回路装置（１）が示されている。この混成集積回路装置
（１）が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
す様に二枚の集積回路基板（２）（３）と、二枚の集積
回路基板（２）（３）の一方の基板（２）の外側に露出
した主面の所望位置に設けられたヘッダー（４）と、二
枚の集積回路基板（２）（３）上に形成された所望形状
の導電路（５）と、ヘッダー（４）上に固着されたEPRO
M内蔵マイクロコンピュータチップ（６）（以下EPマイ
コンチップという）と、そのEPマイコンチップ（６）か
らデータが供給され二枚の基板（２）（３）上の導電路
（５）と接続されたその周辺の回路素子（８）と、二枚
の基板（２）（３）を離間して一体化するケース材
（９）とから構成される。

二枚の集積回路基板（２）（３）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0.5〜1.0mm厚のアルミニウム基
板を用いる。その二枚の基板（２）（３）の表面には第
４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、その一主面
側に10〜70μ厚のポリイミド等のフレキシブル性を有し
た絶縁樹脂層（10）が貼着される。更に絶縁樹脂層（1
0）上には10〜70μ厚の銅箔（11）が絶縁樹脂層（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。

ところで、二枚の基板（２）（３）はフレキシブル性を
有する絶縁樹脂装置（10）によって所定の間隔離間され
て連結された状態となっている。本実施例ではフィルム
を用いて基板（２）（３）を接続するがフィルムを用い
らずに夫々の基板（２）（３）を独立させてあとで金属
製リードで接続することも可能である。

二枚の基板（２）（３）の一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）メッキ層が銅箔（11）表面にメッキされる。
然る後、レジストを除去して貴金属メッキ層をマスクと
して銅箔（11）のエッチングを行い所望の導電路（５）
が形成される。ここでスクリーン印刷による導電路
（５）の細さは0.5mm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２
μまでの極細導電路（５）の形成が可能となる。

他方の基板（３）上に形成された導電路（５）は図示さ
れないが、大信号用のパワー系の導電路が形成され、一
方の基板（２）上には小信号用の比較的細い導電路が形
成されている。

ところで、一方の基板（２）の外側に露出した主面には
ヘッダー（４）が設けられ、そのヘッダー（４）上には
EPマイコンチップ（６）が搭載されている。そのEPマイ
コンチップ（６）からデータを供給されるもっとも関連
深い回路素子（８）は選択的に一方の基板（２）上に搭
載され、一方の基板（２）および他方の基板（３）上の
導電路（５）にその周辺の回路素子（８）が搭載されて
いる。また両基板（２）（３）の一側辺（あるいは対向
する側辺周端部）に導電路（５）が延在され外部リード
端子（12）（13）を固着するための複数のパッドが形成
されている。このパッドには外部リード端子（12）（1
3）が半田によって固着され、水平に導出されるか、あ
るいはその中央部分で略直角に折曲げられている。また
両基板（２）（３）上に形成されている導電路（５）は
フレキシブル樹脂層（10）上に形成されているので二枚
の基板（２）（３）を股がる様にパターニングされ両基
板（２）（３）の接続が所定の位置でしかも任意に行え
ることができる。

EPマイコンチップ（６）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RAM,EPROM、
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。EPマイコンチップ（６）は市販されているもの
であり、ここではEPマイコンチップ（６）の説明を省略
する。

一方、本発明ではEPマイコンチップ（６）を基板上に塔
載する場合、上述した様にヘッダー（４）を介して固着
されている。更に詳述すると、そのヘッダー（４）は一
方の基板（２）の外側に露出した主面の所望位置に設け
られ、EPマイコンチップ（６）の電極は導電路（５）に
接続された導出リード（5b）とボンディングワイヤで接
続されている。

更に本実施例ではEPマイコンチップ（６）が固着される
ヘッダー（４）は一方の基板（２）上に直接搭載され
ず、ヘッダー載置体（4a）を介して一方の基板（２）上
に搭載されている。

ヘッダー載置体（4a）はセラミックス、ガラスエポキシ
あるいは絶縁樹脂等の絶縁体によって第２図に示す如
く、凸型状に形成されている。ヘッダー（４）は凸型に
形成された載置体（4a）の底面部に金属層によって形成
されており、その金属層として例えば銅箔、金、銀等の
金属層が用いられる。また載置体（4a）には基板（２）
の一主面（内面側）上に形成された導電路（５）とEPマ
イコンチップ（６）との電極を接続するための金属製の
導出リード（5b）が内部に埋設する様にして一体化形成
されている。

斯るヘッダー載置体（4a）は一方の基板（２）にあらか
じめ設けられていた孔（5c）に嵌合されて基板（２）と
一体化される。この結果、載置体（4a）上に形成された
ヘッダー（４）は一方の基板（２）の外側に露出するこ
とになる。一方の基板（２）の孔（5c）と嵌合された載
置体（4a）に埋設された導出リード（5b）の一端は一方
の基板（２）上に形成れた導電路（５）と半田（あるい
はワイヤ線）によって接続され、その導出リード（5b）
の他端はヘッダー（４）上に固着されているEPマイコン
チップ（６）の電極とボンディングワイヤで接続されて
いる。

更にヘッダー載置体（4a）の上面には、ヘッダー（４）
およびワイヤ線を取り囲む補助枠（4b）が載置体（4a）
と一体形成されている。補助枠（4b）で囲まれた空間に
は紫外線を透過する紫外線透過性樹脂が充填されヘッダ
ー（４）上に固着されたEPマイコンチップ（６）を被覆
保護する。EPマイコンチップ（６）上に直接被覆される
第１層目の樹脂はEPマイコンチップ（６）のデータを消
去する際に紫外線を透過する必要があるために紫外線透
過性樹脂（21a）が用いられる。紫外線透過性樹脂（21
a）は非芳香族系であれば限定されず、例えばメチル系
シリコンゴムあるいはシリコンゲルが用いられる。

本実施例では第１層目の樹脂層（21a）上に第２層目の
樹脂層（21b）が充填されている。第２層目の樹脂層は
第１層目とは異なりEPマイコンチップ（６）の誤消去を
防止するために紫外線を遮断する紫外線不透過性樹脂
（21b）が用いられる。この樹脂層（21b）は芳香環（ベ
ンゼン環）を含んだ樹脂であれば限定されず、例えばエ
ポキシ系あるいはポリイミド系の樹脂が用いられる。

一方、EPマイコンチップ（６）のプログラム・データを
選択して供給される周辺の回路素子（８）のIC、トラン
ジスタ、チップ抵抗およびチップコンデンサー等はチッ
プ部品で所望の導電路（５）上に半田付けあるいはAgペ
ースト等のろう材によって付着され、EPマイコンチップ
（６）ともっとも関連深い回路素子（８）は近傍の導電
路（５）ボンディング接続されている。更に導電路
（５）間にはスクリーン印刷によるカーボン抵抗体ある
いはニッケルメッキによるニッケルメッキ抵抗体が抵抗
素子として形成されている。更に詳述するとEPマイコン
チップ（６）が搭載されヘッダー（４）が載置されてい
るヘッダー載置体（4a）とEPマイコンチップ（６）とも
っとも関連深い素子（８）は一方の基板（２）上の導電
路（５）と接続され、その他の全ての回路素子（８）は
両基板（２）（３）の所定位置の導電路（５）上に付着
されている。

二枚の基板（２）（３）はケース材（９）によって所定
の間隔離間して固着一体化される。

ケース材（９）は絶縁部材としての熱可塑性樹脂から形
成され、第３図に示す如く、二枚の基板（２）（３）を
所定間隔離間して封止空間を形成するために枠状に形成
されている。その枠状に形成されたケース材（９）の一
側辺には基板（２）（３）を配置したときに両基板
（２）（３）を連結する樹脂層（10）が容易に折曲でき
る様に円弧状に形成されている。

ケース材（９）と二枚の基板（２）（３）との固着は接
着シートによって行われ、フィルム樹脂層（10）によっ
て連結された両基板（２）（３）でケース材（９）を挾
む様に且つ搭載された回路素子を対向させる様にして固
着される。ことのとき、両基板（２）（３）を連結する
フィルム樹脂層（10）は上述したケース材（９）に設け
られた円弧状部と当接されて折曲げされるため折曲げ部
分の導電路（５）が折曲時に切断する恐れはない。ケー
ス材（９）と両基板（２）（３）とを一体化したのち、
連結部の樹脂層（10）が露出されるため、本実施例では
蓋体（20）で露出した連結部分を完全に封止するものと
する。尚、蓋体（20）はケース材（９）と同一材料で形
成され、その接着は上述した接着シート等の所定の手段
によって行われている。

ところで、ヘッダー（４）が形成された載置体（4a）を
一方の基板（２）に設けられた孔に嵌合させた際、一方
の基板（２）の孔の周辺には導電路（５）の一端が延在
され、その導電路（５）と載置体（4a）の導出リード
（5b）とが半田等によって接続される。導出リード（5
b）と接続された導電路（５）の他端の一部はEPマイコ
ンチップ（６）ともっとも関連深い回路素子（８）の近
傍に延在されチップ状のその回路素子とボンディングワ
イヤで電気的に接続されている。

ここでEPマイコンチップ（６）とそのチップ（６）とも
っとも関連深い回路素子（８）との位置関係について述
べる。EPマイコンチップ（６）を載置するヘッダー
（４）即ち、ヘッダー載置体（4a）ともっとも関連する
回路素子（８）とは図示されないが多数本の導電路
（５）を介して接続されるため、その導電路（５）の引
回しを短くするためにEPマイコンチップ（６）を載置す
るヘッダー載置体（4a）ともっとも関連する回路素子
（８）は夫々、隣接する位置かあるいはできるだけ近傍
に位置する様に配置される。従ってEPマイコンチップ
（６）ともっとも関連する回路素子（８）との導電路
（５）の引回しが最短距離で形成でき基板上の実装面積
を有効に使用することができる。EPマイコンチップ
（６）とその近傍あるいは隣接した位置に配置されたも
っとも関連する回路素子（８）は、回路素子（８）の近
傍に延在された導電路（５）の先端部とAlワイヤ線によ
って超音波ボンディング接続されEPマイコンチップ
（６）と電気的に接続される。

ところで、EPマイコンチップ（６）は一方の基板（２）
の外側に露出した主面にヘッダー（４）を介して搭載さ
れているのでEPマイコンチップ（６）だけが基板外に搭
載されることになり、EPマイコンチップ（６）以外の全
ての周辺回路素子（８）は二枚の基板（２）（３）とケ
ース材（９）とで形成された封止空間（21′）内に配置
されることになる。

上述の如く、EPマイコンチップ（６）と接続される全て
の周辺の回路素子（８）は二枚の基板（２）（３）とケ
ース材（９）で形成された封止空間部（21′）に配置す
る様に設定されている。更に述べると、チップ状の電子
部品および印刷抵抗、メッキ抵抗等の抵抗素子の全ての
素子が封止空間部（21′）内に設けられている。

本実施例でEPマイコンチップ（６）のデータ消去を行う
場合は紫外線不透過性樹脂（21b）を剥離して紫外線を
照射し、再書き込みをする場合はEPマイコンチップ
（６）上の紫外線透過性樹脂（21a）も剥してボンディ
ングされている近傍の導出リード（5b）にブローブ等の
端子を当接させ、書き込み装置よりデータを書き込む。
このとき、紫外線透過性樹脂（21a）を剥す場合、樹脂
（21a）はあまり接着力が強くないためにワイヤ線が切
断することはない。

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。即ち、商用交流電源を
整流回路を用いて整流した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疑似交流を負荷に
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５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５図は集積回路基板（２）（３）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て負荷
（モータ）に擬似交流を供給するインバータ主回路（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
（６）（以下EPマイコンチップと称する）と、EPマイコ
ンチップ（６）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（24）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EPマイコンチ
ップ（６）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（６）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、EPマイコンチッ
プ（６）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商品で構成され
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はな
い。

次にインバータ主回路（22）は第６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（２）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EPマイコンチップ（６）は例えば、LM8051P（三洋
製）のICチップ化されたものが用いられている。

第７図はマイコンの基本構成を示すブロック図であり、
命令の取出しと実行を行うCPU（4a）と、所定のプログ
ラム・データが記憶されているメモリー部（4b）と外部
装置とのデータの入出力を行うためのI/Oポート部（4
c）から構成されている。EPマイコンチップ（６）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EPマイコンチップ（６）によってイ
ンバータ回路（22）および所望の外部装置はコントロー
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EPマ
イコンチップ（６）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）は複数のフォトカプ
ラから構成され、例えば、PC817（シャープ製）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８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入力される
信号入力端子（25a）と、入力端子（25a）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（Tr₁）（Tr₃）と、第３のトランジスタ（Tr₃）
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（Tr₁）とマイナスライン間に接続された第２のトラ
ンジスタ（Tr₂）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
デンサー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バータ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（25a）にON信号が入力されると第１のトランジス
タ（Tr₁）と第３のトランジスタ（Tr₃）がONし、第２の
トランジスタ（TR₂）がOFFする。すると、電源V_Dから第
１のトランジスタ（Tr₁）、制御抵抗R₁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（Tr₁）および
第３のトランジスタ（Tr₃）がOFFし、第２のトランジス
タ（Tr₂）をONさせる。そしてダイオードとコンデンサ
ー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９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）（26
b）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（26
d）からの信号をEPマイコンチップ（６）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、EPマイコンチップ（６）と入力端子S₀，S₁から入出
力される信号をEPマイコンチップ（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LC
4049B（三洋製）等のICチップ化されたものが用いられ
る。EPマイコンチップ（６）からの信号を増幅し、出力
端子PO₀〜PO₉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（21X）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S₀，S₁、デジタル入力端子D₀〜D₅、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EPマイコンチップ（６）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、EPマイコンチップ（６）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
信号はバッファ（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ON,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、EPマイコンチップ（６）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（25）には別電源がV_D1〜V_D4端子を介して常時印加さ
れている。

上述したEPマイコンチップ（６）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
マイコンチップ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る。

出力端子PO₀〜PO₉から出力される信号はEPマイコンチッ
プ（６）に入力される入力指令に基づいてEPマイコンチ
ップ（６）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PO₀〜PO₉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）（３）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EPマイコンチップ
（６）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ONし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コ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10図は第５図で示したモータ駆動用インバータ回路を
本実施例の一方の基板（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てある。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、一方の基板（２）の周端部には外部
リード端子（12）が固着される複数の固着用パッド（3
a）が設けられている。固着パッド（3a）から延在され
る導電路（５）上所定位置には複数の回路素子およびEP
マイコンチップ（６）を搭載するヘッダー（４）が載置
された載置体（4a）が嵌合されている。即ち、斯る一方
の基板（２）上にはEPマイコンチップ（６）以外の複数
の回路素子（８）が固着されており、（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。なお、他方の基板
（３）にはポリイミド等のフィルム樹脂層（10）を介し
て一方の基板（２）より複数の導電路（５）が延在され
ており、他方の基板（３）上にはインバータ主回路（2
2）および整流回路（21）等のインバータに必要な一部
の回路あるいはオプション用回路が配置されている。

第10図から明らかな如く、EPマイコンチップ（６）と一
番関連深い回路素子の近傍（ここではバッファ、出力バ
ッファ）に隣接する位置にEPマイコンチップ（６）を搭
載するヘッダー（４）が固着された載置体（4a）が配置
される。

EPマイコンチップ（６）ともっとも関連する回路素子
（８）をEPマイコンチップ（６）が載置されるヘッダー
載置体（4a）の近傍に配置することにより、両者を接続
させる導電路（５）の引回し線の距離を最短でしかも最
小で配置形成でき、その結果、他の実装パターンを有効
に使用できると共に高密度実装が行える。また、一点鎖
線で囲まれた領域は接着シートでケース材（９）が固着
される固着領域であることを示す。

第11図は第10図で示した一方の基板（２）上にケース材
（９）を介して他方の基板（３）を固着したときのイン
バータ用の混成集積回路装置の完成品の平面図であり、
一方の基板（２）の上面からはEPマイコンチップ（６）
を搭載したヘッダー（４）のヘッダー載置体（4a）と補
助枠（4b）内に充填された第２の樹脂層（21b）の上面
のみが露出された状態となる。即ち、EPマイコンチップ
（６）以外の他の素子は全てケース材（９）と両基板
（２）（３）とで形成された封止空間（21′）内に封止
される。

斯る本発明に依れば、一方の基板（２）の外側に露出し
た主面の所望位置にヘッダー（４）を設け、そのヘッダ
ー（４）上にEPマイコンチップ（６）を固着し、EPマイ
コンチップ（６）の電極と導電路に接続された導出リー
ドとをボンディングワイヤで接続し二枚の基板（２）
（３）とケース材（９）とで形成された封止空間（2
1′）に全ての回路素子（８）を配置することにより、
混成集積回路とEPマイコンチップとが一体化し且つ極め
て小型化となるシステムが提供できる。

（ト）発明の効果以上に詳述した如く、本発明に依れば、第１に一方の基
板（２）の外側に露出した主面に設けたヘッダー（４）
上にEPマイコンチップ（６）を固着し、EPマイコンチッ
プ（６）の電極と導電路と接続された導出リードとをボ
ンディングワイヤで接続しているので、EPマイコンチッ
プ（６）の載置位置を任意に選定できる利点を有する。
それにより、EPマイコンチップ（６）の隣接する位置に
最も関連の深い回路素子（８）を配置でき、その結果EP
マイコンチップ（６）ともっとも関連深い回路素子
（８）間のデータのやりとりを行うデータ線を最短距離
あるいは最も設計容易なレイアウトで実現でき、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でき
る。更に二枚の基板（２）（３）より形成されているた
め高密度で且つ小型化の混成集積回路装置を提供するこ
とができる。

第２に二枚の集積回路基板（２）（３）上の組み込むそ
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
EPマイコンチップ（６）を内蔵する混成集積回路装置を
実現できる。

第３に集積回路基板（２）（３）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（５）として銅箔（11）を用いることにより、導
電路（５）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４にEPマイコンチップ（６）と接続されるその周辺回
路素子（８）はケース材（９）と二枚の集積回路基板
（２）（３）とで形成される封止空間（21′）にダイ形
状あるいはチップ形状で組み込まれるので、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５にケース材（９）と二枚の集積回路基板（２）
（３）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）（３）のほぼ全面を封止空間部（21′）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６にEPマイコンチップ（６）上には遮光用の樹脂層
（21b）が設けられているため、EPマイコンチップ
（６）を保護することができると共にEPマイコンチップ
（６）への遮光ができる。

第７に二枚の集積回路基板（２）（３）の同一側辺ある
いは相対向する辺から外部リード（12）（13）を導出で
き、極めて多ピ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図は本実施例を示す斜視図、第２図は第１図のＩ−
Ｉ断面図、第３図は本実施例で用いられるケース材を示
す斜視図、第４図は本実施例で用いる基板の断面図、第
５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６図は第５図で示したインバータの主回
路を示す回路図、第７図は第５図で示したインバータの
マイコンを示すブロック図、第８図は第５図で示したイ
ンバータのベースアンプを示す回路図、第９図は第５図
で示したインバータの保護回路を示すブロック図、第10
図は第５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11図は第10図に示した基板上にケース材を
固着したときの平面図、第12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）…混成集積回路装置、（２）（３）…集積回路基
板、（５）…導電路、（６）…EPマイコンチップ、
（８）…回路素子、（４）…ヘッダー、（4a）…ヘッダ
ー載置体、（９）…ケース材、（21a）…紫外線透過性
樹脂、（21b）…紫外線不透過性樹脂。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中本修大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者長浜浩二大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者小池保広大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者金子正雄大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者上野聖和大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者斉藤保雄群馬県山田郡大間々町大間々414の１東京アイシー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二枚の相対向して配置された集積回路基板
と、前記基板の対向する主面に形成された所望のパターンを
有する導電路と、前記導電路に接続され且つ所望のプログラム・データを
内蔵したEPROM内蔵マイクロコンピュータチップと、前記EPROM内蔵マイクロコンピュータチップの前記デー
タ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、前記一方の基板の外側に露出した主面の所望位置にヘッ
ダーを設け、前記ヘッダー上に前記マイクロコンピュー
タチップを固着し、前記EPROM内蔵マイクロコンピュー
タチップの電極と所望の前記導電路に接続された導出リ
ードとをボンディングワイヤで接続し前記両基板と前記
ケースで形成された封止空間に前記周辺回路素子を配置
したことを特徴とする混成集積回路装置。
【請求項２】前記集積回路基板として表面を絶縁した金
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。
【請求項３】前記導電路として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。
【請求項４】前記ヘッダを取り囲む補助枠を設け、前記
補助枠に紫外線を透過する樹脂を注入した封止樹脂層で
前記EPROM内蔵マイクロコンピュータチップを封止する
ことを特徴とする請求項１記載の混成集積回路装置。
【請求項５】前記ヘッダー内の封止樹脂層上に紫外線を
遮断するシール樹脂層を設けたことを特徴とする請求項
４記載の混成集積回路装置。
【請求項６】前記周辺回路素子としてチップ抵抗、チッ
プコンデンサーを用いていることを特徴とする請求項１
記載の混成集積回路装置。