JPH1098241A - 混成集積回路装置 - Google Patents

混成集積回路装置

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JPH1098241A
JPH1098241A JP8253368A JP25336896A JPH1098241A JP H1098241 A JPH1098241 A JP H1098241A JP 8253368 A JP8253368 A JP 8253368A JP 25336896 A JP25336896 A JP 25336896A JP H1098241 A JPH1098241 A JP H1098241A
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Yuusuke Igarashi
優助 五十嵐
Sukehito Arai
祐仁 新井
Susumu Ota
晋 太田
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  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属基板にガラスエポキシ基板を貼り合わせ
た場合、雰囲気温度や基板に実装される半導体素子の発
熱により、2枚の基板に反りが発生した。また、ガラス
エポキシ基板の代わりにフレキシブルシートを代用して
も、基板に接着剤を使って貼り合わせるため、高温雰囲
気内で使用すると、フレキシブルシート自身にヒビが入
り、フレキシブルシート状の配線が断線する問題があっ
た。 【解決手段】 金属性基板10に突出部30,31を設
け、この突出部に固定穴32,33のあるフレキシブル
シート11を設けると、フレキシブルシート11全面に
接着剤を塗らず、この突出体30,31と固定穴32,
33を使って固定できる。つまりこの固定部以外はフリ
ーになっているので、高温雰囲気に晒されても、お互い
の熱膨張の差を直接受けないため、フレキシブルシート
が破れたりする不具合は生じない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は混成集積回路装置に
関し、特にフレキシブルシートを採用した多層基板に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に多層基板を採用している混成集積
回路装置には、約1mm程度の厚さのガラスエポキシ基
板等が貼り付けられたものがあり、例えば特願平2−2
01219号にその構造が説明されており、図5がその
一例である。まずガラスエポキシ基板40には、ゲート
アレイ、マイコンおよびメモリチップ等の半導体素子が
露出するように開口部42が形成され、この開口部の周
辺およびガラスエポキシ基板40の周辺には、導電パッ
ド48,50が設けられている。
【0003】図面では省略したが、このガラスエポキシ
基板40を貼り付ける基板があり、この基板に設けられ
た導電ランド(チップを固着するためのパッド)に前記
半導体素子が固着されており、この開口部42から露出
されている。従って、半導体素子の電極パッドと開口部
42周辺の導電パッド50が金属細線にて電気的に接続
されている。
【0004】また前記ガラスエポキシ基板を貼り付ける
基板は、そのサイズがガラスエポキシ基板よりも大きく
形成され、このサイズの大きい基板の上に形成されたI
C回路の一部から延在された導電パッドや半導体素子の
電極パッドが、ガラスエポキシ基板40周辺に設けられ
た導電パッド48と金属細線を介して電気的に接続さ
れ、結局2枚の基板により所定の回路が達成されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】例えば、金属基板やセ
ラミツク基板に前記ガラスエポキシ基板を貼り合わせた
場合、実装される雰囲気温度や基板に実装される半導体
素子の発熱により、2枚の基板に反りが発生する問題が
あった。そのため、上層に形成されるガラスエポキシ基
板を、歪みが吸収できるフレキシブルシートで代用する
構成が考えられている。しかしフレキシブルシートも基
板に接着剤を使って貼り合わせるため、高温雰囲気内で
使用すると、フレキシブルシート自身にヒビが入り、フ
レキシブルシート上の配線が断線する問題があった。
【0006】これは基板の上に何層もシートを貼り付け
ようとすれば、接着材を使うため更に前記問題が顕著化
する。更には、フレキシブルシートは基板に貼り合わさ
れるため、フレキシブルシートの下層は、極薄い接着剤
のみ介在している。つまりフレキシブルシートのある基
板は、印刷抵抗のような極薄い素子であれば配置可能で
あるが、高さのある素子は、フレキシブルシートの下の
基板に配置できない問題があった。
【0007】またフレキシブルシートの下層は、接着剤
が介在するため、ボンデイングツールによりワイヤボン
ドできない問題があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題に鑑
みて成され、第1に、金属性基板に突出部を設け、この
突出部に固定穴のあるフレキシブルシートを設けること
で解決するものである。つまりフレキシブルシート全面
に接着剤を塗らず、この突出体と固定穴を使って固定し
ているので、この部分以外はフリーになっている。従っ
て高温雰囲気に晒されて膨張しても、お互いの熱膨張の
差を直接受けないため、フレキシブルシートが破れたり
する不具合は生じない。
【0009】また金属基板の中でもAl、Cuは、非常
に柔らかいためプレスにより簡単に突出部を形成でき
る。従って、突出部にフレキシブルシートの固定穴を配
置し、フレキシブルシートから飛び出した突出部頭部を
つぶせば、簡単に金属性基板とフレキシブルシートを固
定できる。また前述したように、突出体と固定穴だけで
固定されるため、フレキシブルシートの上に更にフレキ
シブルシートを配置しても、夫々がフリーであるため、
熱膨張の影響は殆ど受けない。
【0010】更に、ステップ状の突出部によりフレキシ
ブルシートをある高さをもって固定することができる。
またフレキシブルシートのボンディング部には、この高
さ分金属性基板に突出部を設ければ、ボンディング性も
維持できる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図2は、下層の金属性基板10と上層のフレキシ
ブルシート11を固定した時の平面図であり、図1は図
2のA−A線における断面図である。下層の金属性基板
10は、例えばプレスが可能な金属でなり、その表面に
は、導電路12、導電パッド13、導電ランド14およ
び外部リード用パッド15等が例えばCu等の金属材料
により形成されている。ここで導電ランド14は、トラ
ンジスタ、パワーモストランジスタやダイオード等の半
導体素子16を固着する部分であり、外部リード用パッ
ド15は、基板10の少なくとも一側辺に複数個設けら
れ、例えば半田を介して外部リード17を固着する部分
である。また導電路12は、印刷抵抗、チップ抵抗、チ
ップコンデンサおよび半導体素子等の回路素子が電気的
に接続されている。
【0012】ここで金属性基板10は、具体的にはAl
より成っている。またCuでも可能である。また一般に
Al基板は、絶縁性や基板の美観(堅くすることで傷が
付きにくくなる)から両面に陽極酸化が施され酸化アル
ミニウムが形成され、この表面には接着性を示す絶縁樹
脂19を介して、ホットプレスにより前述したCuの導
電路12等が被着されている。
【0013】続いてフレキシブルシート11について説
明する。このフレキシブルシートは、絶縁性を有する材
料で成り、その表面には、導電路22、導電パッド2
3、導電ランド24が設けられ、導電ランド24には、
金属性基板10に設ける必要のない、発熱が少ない小信
号系の半導体素子26が半田や銀ペースト等を介して接
続されている。また導電路22は、前述した回路素子が
電気的に接続されている。
【0014】本混成集積回路装置は、金属性基板の回路
とフレキシブルシートの回路を接続することで目的とす
る回路が構成されている本発明の特徴は、このフレキシ
ブルシートを金属性基板に設ける際、従来用いられたよ
うな全面接着を用いないところにある。発明が解決しよ
うとする課題の欄でも述べたように、金属性基板とフレ
キシブルシートが全面で接着されていると、両者の熱膨
張係数の違いにより導電路の断線、ボンデイング部の剥
がれ等色々な問題が発生する。
【0015】そのため図1に示したように、基板10の
裏面からプレスを行い、基板の実装面に突出部30,3
1を設けている。図2からも判るように、フレキシブル
シート11は、横に長い矩形であるため、右と左に2こ
づつ固定穴32,33が設けられており、この固定穴3
2,33に挿入できるように突出部30,31が設けら
れている。
【0016】ここで図1では、この突出部と固定穴によ
り、フレキシブルシート11が金属性基板に配置できる
ことを説明するため、わざと離間させて図示している。
また図2は、金属性基板にフレキシブルシートが配置さ
れているところを説明している。この固定穴32,33
に突出部30,31が挿入され、フレキシブルシートを
固定するために、ここでは図3のように突出部30,3
1の頭部をポンチ100を使ってつぶしている。しかし
突出部をつぶす代わりに接着剤を塗布して固定しても良
いし、方法はいろいろと考えられる。
【0017】つまり図2からも判るように、フレキシブ
ルシート11は、4点で金属性基板の上に固定され、そ
れ以外は、金属基板とフリーになっている。ここで金属
基板の熱膨張係数の方がフレキシブルシートよりも大き
い場合、フレキシブルシートに張力が働くが、その場合
は、フレキシブルシートを若干たわませておけばよい。
つまり右と左の固定穴の離間距離よりも突出部の離間距
離を狭くしておけば熱膨張係数により発生する応力は発
生せず何ら問題ない。またフレキシブルシートの方が基
板よりも熱膨張係数が大きい場合、フレキシブルシート
が伸びてたわむだけであるのでこれも問題ない。
【0018】またフレキシブルシートの上に更にフレキ
シブルシートを固定することも可能である。図4はこれ
を説明したもので、図2のフレキシブルシート11に更
にフレキシブルシート40が固定されている。つまり突
出部30,31に全く同じサイズのシートを配置しても
良いし、一部重畳するように配置しても良い。重ねて配
置してあるために、全体としての素子実装密度を高める
ことができる。また上層のシート40、下層のシート1
1、および金属性基板10は、突出部と固定穴のみで固
定されているので、熱膨張係数により発生する前記問題
は無い。
【0019】図1に戻れば、フレキシブルシート11の
下には、高さの無い印刷抵抗や配線が設けられている。
つまりチップ抵抗、チップコンデンサまたは半導体チッ
プ等の高さのある素子をフレキシブルシート11の下に
配置した場合、シートがたわんでワイヤーボンディング
性、チップのダイボンディング性に問題を発生する。こ
れを解決するために、図3では突出部50,51を採用
している。突出部50は、図1の突出部30,31の代
わりに代用するもので、前記素子の高さ分だけステップ
を高く配置しているために、シートをある間隔だけおい
て配置できる。またボンディングパッドのあるシートの
下には、プレスによりこの高さの突出部51を設けれ
ば、ボンディングツールは、ボンデイングパッドに所望
の圧力を加えることができるために、ボンディング性を
悪化させることもない。
【0020】ここでフレキシブルシートは、基板配線と
のショートを考え、その裏面は導電性手段が設けられて
いない方が好ましい。しかしフレキシブルシートの裏に
絶縁シートを介在させれば、両面に導電手段が設けられ
ていても良い。図2に於いてシート11と同じサイズの
絶縁シートをシート11の下に介在させることで基板の
導電手段との短絡は問題なくなる。またシートに固定穴
が設けられていれば突出部に挿入できるため、簡単にシ
ート11と金属性基板の間に設けることができる。
【0021】最後に図面では省略したが、多層基板は、
例えばケースに覆われて封止される。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、金属性
基板に突出部を設け、この突出部に固定穴のあるフレキ
シブルシートを設けることで、フレキシブルシートの位
置あわせができると共に、高温雰囲気に晒されて膨張し
ても、お互いの熱膨張の差を直接受けないため、フレキ
シブルシートが破れたりする不具合は生じない。
【0023】また金属基板の中でもAl、Cuは、非常
に柔らかいためプレスにより簡単に突出部を形成でき、
しかも突出部を容易につぶすことができる。つまり別途
スペーサを用いてネジ止めするような煩雑な工程を用い
なくとも簡単にフレキシブルシートを固定できる。また
前述したように、突出体と固定穴だけで固定されるた
め、フレキシブルシートの上に更にフレキシブルシート
を配置しても、夫々がフリーであるため、熱膨張の影響
は殆ど受けない。従って複数枚のシートを固定でき、高
密度の回路を実現できる。
【0024】更に、ステップ状の突出部によりフレキシ
ブルシートをある高さをもって固定することができ、フ
レキシブルシートの下に高さのある素子を固着できる。
しかもフレキシブルシートのボンディング部には、この
高さ分金属性基板に突出部を設ければ、ボンディング性
も維持でき、金属性基板とフレキシブルシート、フレキ
シブルシートとこの上に配置されるフレキシブルシート
の電気的接続が非常に信頼性良く実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を説明する混成集積回路装
置の断面図である。
【図2】図1のフレキシブルシートを配置した際の平面
図である。
【図3】他の実施の形態を説明する断面図である。
【図4】他の実施の形態を説明する平面図である。
【図5】従来の混成集積回路装置を説明する平面図であ
る。
【符号の説明】
10 金属性基板 11 フレキシブルシート 12,22 導電路 13,23 導電パッド 14,24 導電ランド 16,26 半導体素子 30,31 突出部 32,33 固定穴

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面が絶縁性を有する金属性基板と、前
    記金属性基板に被着された第1の導電路と、前記金属性
    基板に実装され、前記第1の導電路と電気的に接続され
    た第1の回路素子と、前記金属性基板に配置された第1
    のフレキシブルシートと、前記第1のフレキシブルシー
    トに被着された第2の導電路と、前記第1のフレキシブ
    ルシートに実装され、前記第2の導電路と電気的に接続
    された第2の回路素子とを有する混成集積回路装置にお
    いて、 前記第1のフレキシブルシートの両端は第1の固定穴お
    よび第2の固定穴を有し、前記金属性基板は前記第1の
    固定穴および第2の固定穴に対応した位置に第1の突出
    部および第2の突出部を有し、前記フレキシブルシート
    は、前記第1の固定穴および第2の固定穴に前記第1の
    突出部および第2の突出部が挿入されて固定されること
    を特徴とした混成集積回路装置。
  2. 【請求項2】 前記突出部の頭部をつぶすことで固定さ
    れる請求項1記載の混成集積回路装置。
  3. 【請求項3】 前記金属性基板には、第3の突出部およ
    び第4の突出部を有し、この突出部が挿入される第3の
    固定穴および第4の固定穴を有した第2のフレキシブル
    シートは、前記第1のフレキシブルシートの一部と重畳
    する請求項1記載の混成集積回路装置。
  4. 【請求項4】 表面が絶縁性を有する金属性基板と、前
    記金属性基板に被着された第1の導電路と、前記金属性
    基板に実装され、前記第1の導電路と電気的に接続され
    た第1の回路素子と、前記金属性基板に配置されたフレ
    キシブルシートと、前記フレキシブルシートに被着され
    た第2の導電路と、前記フレキシブルシートに実装さ
    れ、前記第2の導電路と電気的に接続された第2の回路
    素子とを有する混成集積回路装置において、 前記フレキシブルシートの両端は第1の固定穴および第
    2の固定穴を有し、前記金属性基板は前記第1の固定穴
    および第2の固定穴に対応した位置にステップ状の第1
    の突出部および第2の突出部を有し、前記フレキシブル
    シートは、前記第1の固定穴および第2の固定穴に前記
    第1の突出部および第2の突出部が挿入されて固定さ
    れ、前記フレキシブルシートに被着されたワイヤボンデ
    ィング部の下方は、第3の突出部が設けられることを特
    徴とした混成集積回路装置。
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