JPS63100761A - 集積回路装置 - 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】 【発明の属する技術分野】

本発明は電子回路を複数個の半導体基板内に集積化した
上でパンケージ内に収納して電子回路への入出力用リー
ドをパッケージ外に導出してなる集積回路装置に関する
。

【従来技術とその問題点】

上記のように１個の電子回路を複数個の半導体基板に分
割して集積化するのが有利になろのは、例えば該電子回
路の一部分がディジタル信号を扱い他部分がアナログ信
号を扱うので前者はＭＯ３集積回路として後者はバイポ
ーラ集積回路として構成するに適するような場合であっ
て、とくに両部分の回路電圧が互いに異なる場合に有利
になる。 近年の集積回路における集積度の向上はめざましく、Ｍ
ｏＳ集積回路ではトランジスタ数で敵方程度の複雑なデ
ィジタル電子回路を僅か数ｕ角の半導体基板内に集積化
できる。しかし、集積化される回路素子数の増加につれ
て、特殊な場合を除いてはその電子回路と外部回路との
接続線の数が増加することが避けられず、この外部との
接続がｍｕになって来る０例えば、ドツトプリンタの駆
動用電子回路を考えて見ると、電子回路のプリンタパタ
ーンの入力は少数のデータ線を介してシリアルにするこ
とができるが、多数のドツト要素に対してはそれぞれ別
個に出力してやらねばならない０画素数の多い表示パネ
ルの駆動用電子回路についても同様である。 また、これらプリンタや表示パネルの例からもわかるよ
うに、電子回路からの出力は負荷の直接駆動用である場
合が多く、負荷にはその性格に応じた電圧や電流で出力
を与えてやる必要がある。 従って、電子回路中の出力部は他の部分よりも高電圧な
いしは高電流を扱う必要がある場合が多く、高圧用Ｍｏ
Ｓ集積回路やバイポーラ集積回路の採用が望ましい、従
って、電子回路中の出力部は他部とは別の半導体基板中
に集積化するのが製作プロセス上有利になって来る。す
なわち、上述のプリンタや表示パネルのような場合、各
ドツト要素ないしは表示要素あたりの出力回路部の回路
素子数はふつうそれ程でもないが、複数の要素分を合わ
せて適宜な集積度をもつ集積回路単位にまとめるのが有
利である。 第５図はこのように信号のディジタル処理用の集積回路
ｌから出力回路用の３個の集積回路２〜４を分離した従
来からの典型例を模式的に示すものである０図の各集積
回路は便宜上パッケージに明けた窓で内部の半導体基板
が示されており、例えば０Ｍ０３回路である集積回路１
内に収納された半導体基板１ａはボンディング！ｌｂな
どの手段を介してピンないしはリード１ｃと接続されて
おり、該リードを介してプリント配線基板５上の配線５
ａと接続される０例えば出力回路用のバイポーラ集積回
路２〜３についても同様であって、図示のように配線基
＠５上に実装された４個の集積回路装置は内部配線５ａ
により相互接続されるとともに、例えば入力用の接続端
子５ｂや出力用の接続端子５Ｃを介してさらに外部回路
と接続される。しかし、かかる従来からの集積回路の実
装形態では、各集積回路は配線基板に差し込み方式で実
装されるので配線基板に差し込み孔を高精度で多数個設
けてやる要があり、また内部配線の本線が増えてくると
それに大きなスペースを割く要があるので、配線基板の
体格が各集積回路内の半導体基板と比べて図示のように
非常に大きくなってしまう。 この点を解決するため、各集積回路をそれぞれパッケー
ジ内に収納するかわりにその半導体基板のままで例えば
セラミック配線基板上に実装した上で単一のパンケージ
内に収納するいわゆるハイブリッド集積回路が知られて
いる。この集積回路は前述のプリント配線基板上に実装
するよりは大幅な寸法縮少ができ実装上の手間もかなり
省くことができるが、やはりパッケージ内の大部分のス
ペースは配線基板が占めてしまうので、そのパッケージ
の体格が半導体集積回路装置のサイズに比べるとまだか
なり大きくなってしまうのが現状で・ある。

【発明の目的】

本発明は複数個の半導体基板内に集積化された電子回路
の実装に要するスペースを従来技術より一層縮少するこ
とができる集積回路装置を得ることを目的とする。

【発明の要点】

本発明によれば上述の目的は、電子回路中の入力信号を
取り扱う部分と出力信号を取り扱う部分とを別個のそれ
ぞれ方形の半導体基板内に集積化して３個以上の複数個
の単位装置に分離し、各単位ｖｉ置の入力線ないしは出
力線への接続用パッドと単位装置間の相互接続用パッド
とを半導体基板の方形の別個の辺に沿って分離して配列
し、複数個の単位装置中の１個を中心として残余の単位
装置をその周辺にかつ中心単位装置の相互接続用パッド
が配列された辺と周辺単位装置の相互接続用パッドが配
列された辺とを互いに向かい合わせるように並べて配置
し、該向かい合わされた辺に沿う対応する相互接続用パ
ッド間および前記入出力信号線接続用パッドと入出力用
リードとの間を接続した上で電子回路を単一のパッケー
ジ内に収納することによって達しられる。

【発明の実施例】

以下、図を参照しながら本発明の詳細な説明する。 第１図は、例えば表示パネル駆動用の電子回路を１個の
中央の単位装置１０と３個の周辺の単位装置２１〜２３
に分離して集積化した本発明の実施例を示すもので、こ
れらの集積回路単位装置はいずれも半導体基板のままで
１個のパッケージ５０内に収納される。中央の単位装置
ｌＯは例えばＴＴＬレベルのディジタル信号を取り扱う
ＣＭＯ３集積回路であり、周辺の単位装置２０はいずれ
も１５０Ｖ程度の出力を発生するバイポーラ集積回路で
ある。中央単位装置１０の半導体基板は図示のようにほ
ぼ正方形に形成され、その−辺９図では左辺に沿って入
力線との接続用パッド１０ａがこの例では９個並んで配
列されている。その正方形の他の３個の辺はこの例では
いずれも相互接続用であって、それぞれ５個の接続用パ
ッド１０ｂがこれらの辺に沿って配列されている。３個
の周辺単位袋！！！２１〜２３はこの例ではすべて同一
構成であって、それらの半導体基板は長方形に形成され
、その内の１個２２についていえば、その２個の長辺の
それぞれに沿って５個の相互接続用パッド２２ｂと５個
の出力線接続用バンド２２ｃが互いに分離して配列され
ており、いずれもその相互接続用パッド２２ｂが配列さ
れた長辺が中央単位装置の３個の相互接続用の各辺に僅
かな間隙を隔てて向かい合うようにパッケージ５０内で
配置されている。一点鎖線で図示されたパッケージ５０
は通常のプラスチックモールドないしはいわゆるケース
モールドパッケージであって、その外形が方形に形成さ
れ、この実施例ではその４辺中の１辺に９個の入力用リ
ード３１が、他の３辺にそれぞれ５個の出力用リード３
２が配列されている。 中央単位装置の相互接続用の３個の辺と３個の周辺単位
装置のそれらと向かい合う相互接続用長辺とに沿って互
いに平行に配列されたそれぞれの相互接続用パッドの間
は、例えば短かなボンディング線によって相互接続され
る。中央単位装置と周辺単位装置との間には前述のよう
に僅かな間隙しかなく、従ってこの相互接続は極小長の
ボンディング線によって半導体基板間で直接なされるか
ら、本発明によれば相互接続のために要するスペースを
ほとんど無視できる程度に小さくすることができる。ボ
ンディング線間の相互間隔はふつうは２００−程度まで
許されるから、半導体基板の１辺の長さが２〜３ｆｉで
ある場合、中央単位装置と各周辺単位装置との間のボン
ディング線の本数はふつうｌＯ〜１５本程度までが許さ
れふつうはこの程度で充分であるが、さらに接続本数が
多い場合は、各半導体基板の辺に沿って接続用パッドが
互いに平行に配列されているから、いわゆるフレキシブ
ル接続シートフレキシブル接続シートを用いれば、相互
接続をより簡単にすることができる。この場合には、公
知のように半導体基板の辺に沿って相互接続用パッドを
各２列程度に多重配列することも可能である。ボンディ
ング線、フレキシブＪし接続シートいずれを用いても接
続長は橿小ですみ、従って相互接続の信頼性を高めるこ
とができ、信号線間の混触の危険も最低にすることがで
きる。 一方、中央単位装置の入力用パッドと入力リードとの接
続および周辺単位装置の出力用パッドと出力リードとの
接続は、本発明においても従来どおり例えばボンディン
グ線によりあるいは後述のようにいわゆるリードフレー
ムを利用して行なわれる。このように単位装置間の相互
接続および入出力リードとの接続がすんだ後、公知のプ
ラスチックモールド法やケースモールド法により上述の
複数半導体基板は単一のパンケージ内に収納されて、例
えば２橿の回路電圧が用いられる電子回路が１個の集積
回路装置にまとめられる。 第２図は本発明の異なる実施例を示すもので、この例で
は図示のように１個の中央単位装置と２個の周辺単位装
置とが単一のいわゆるＤＩＰパッケージ内に収納される
。この例では、中央単位装置の半導体基板は前と同じく
ほぼ正方形に形成されているが、その２辺に入力線接続
用パッドが配列され、他の２辺に各周辺単位装置との相
互接続用パッドが配列されている。この例での相互接続
の態様は第１図の場合と同じでよいが、人出用の接続に
は第３図に示すようなリードフレームとボンディング線
とを並用するのが便利である。 第３図は第１図と同様に１個の中央単位装置１゜と３個
の周辺単位装置２１〜２３とを１個のパッケージ、ただ
しＤＩＰパンケージ内に収納する場合に、リードフレー
ム３０上にこれら４個の単位装置がマウントされた状態
を示すものである。この金属板からなるリードフレーム
は公知のように、第１図における入出力リードとなるリ
ード片３０ａとその延長部３０ｂを横桁３０ｃで連結し
たもので、図にはＮ　１６３ｏｄで区画された１個のパ
ッケージ５ｏ内に収納される部分が拡大して示されてい
る。４個の単位装置は縦桁３０ｄで支承された取付板３
０ｅ上に第１図におけると同様の配置でマウントされ、
かっポンディング線やフレキシブル接続シートによって
相互接続される。各単位装置のリード片３０ａとの間の
接続は、該リード片の延長部３０ｂの取付板側先端部と
各単位装置の半導体基板上の接続用バンドとの間でボン
ディング＆１１４０によってなされる。 相互接続とリード片との接続を終えた後、リードフレー
ムは公知の態様で図の一点鎖線で示した部位を一括プラ
スチックモールドされる。これによってパンケージが完
成するので、以後プレス加工により横桁３０ｃおよび縦
桁３０ｄの部分が切り取られ、さらにリード片３０ｍを
例えばそれと同時に折り曲げることによってリードが形
成される０図の例は２０ピンのＤＩＰパッケージの例で
、５個のリードが入力および中央単位装置への電源用に
、１５個のリードが出力および周辺単位装置への電源用
に振り当てられる。 第４図は、９個の入力および電源用リードと２１個の出
力および電源用のリードを備えた３ｏピン構成のＤＩＰ
のプラスチックパッケージ内に収納された本発明による
集積回路装置６の外形を第５図の従来技術と対応して示
すもので、便宜上その窓部内に示されたように単位装置
の構成としては図示のように第１図の場合に対応するも
のである。 この場合もプリント配線基板５上に実装されるが、該配
線基板には第５図におけるような内部配＆１Ｉ５ａが不
要で入出力端子５ｂ、５ｃに対する配線だけでよいので
、本発明によれば電子回路の実装に要するスペースを従
来の約〃に縮少でき、また内部配線間の信号の干渉、ノ
イズの混入あるいは線間混触の危険を最低にすることが
できる。

【発明の効果】

以上の説明のように、本発明においては電子回路を複数
の半導体基板に分離集積化した複数個の単位！ｉ置の内
の中央単位装置の周りに周辺単位装置を配置し、各単位
装置上の接続パッドを相互接続用と入出力線接続用とに
分けて半導体基板の方形の別個の辺に沿うて配列した上
で、相互接続用パッドが配列された辺を互いに向かい合
わせるように配置し、対応する相互接続用パッド間の接
続をパッケージ内ですませるようにしたので、配線基板
等に集積回路装置を実装したとき従来のように配線基板
内に集積回路装置間の内部配線を設ける要がなく、その
分だけ電子回路の実装に要するスペースを縮少すること
ができる。この効果はプリンタや表示パネルの駆動要電
子回路のように出力線数が多く、それに応じて内部の半
導体基板間の相互接続本数が多い用途で最も有利に利用
できる。また、単位装置間の相互接続はそれらの半導体
基板間で橿小な直接接続手段によって果たされかつパッ
ケージ内に収納されてしまうので、相互接続線へのノイ
ズの混入、４１間の信号干渉や混触によるトラブル発生
の危険を最低にすることができる。 また、単一のパッケージ内に複数の単位装置を収納して
も、もともと各単位装置の半導体基板はその寸法が小さ
いものであるから、前述の実施例。 からもわかるようにパッケージの体格をそのためにとく
に大きくしてやる要はあまりなく、むしろそのサイズが
外部に導出すべきリードすなわちビン数によって決まる
程度であるから、従来技術と比較するとパッケージ数が
減っただけ電子回路のコストを低減することができる。 逆にパンケージ内の相互接続の手間は若干かかるわけで
あるが、前述のように向かい合う辺に沿って接続用パッ
ドが整然と配列されているので、ボンディング線による
接続作業を自動化することが容易で、またフレキシブル
接続シートなどを適宜利用することにより相互接続の手
間を一層省（ことができる、もちろん、集積回路装置の
ユーザにとつでもパッケージ個数が減っただけ実装作業
の時間を減少させうる利点がある。 このように本発明は集積回路装置内に収納される複雑な
電子回路の実装寸法を減じ、コストを下げかつその動作
信頼度を向上させる上での著効を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は本発明に関するもので、内第１図は
本発明による集積回路装置の実施例の構成を略示する半
導体基板の配置接続図、第２図は本発明装置の異なる実
施例を同様に略示する配置接続図、第３図は複数集積回
路単位装置をリードフレームを利用してパッケージ内に
収納する例の構造図、第４図は本発明による集積回路装
置を配線基板上に実装した状態を従来技術による場合と
対比して示す実装配線基板の模式的平面図である。 第５図は従来技術による集積回路装置の実装配線基板を
前の第４図と同じ要領で示す模式的平面図である０図に
おいて、 １〜４：従来技術による集積回路装置、５：実装用配線
基板、６：本発明による集積回路装置、ｌＯ：中央単位
装置、１０ａ：入力線接続用バンド、１０ｂ＝相互接続
用バツド、２０．２１〜２３：周辺単位装置、２２ｂ：
相互接続用パッド、２２ｃ：出力線接続用パッド、３０
：リードフレーム、３１８入力用リード、３２：出力用
リード、４０：ボンディング線、５０：パンケージ、で
ある。 第１図　　　　　第２図 ’Ｌ）　　　第３図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電子回路を複数個の半導体基板内に集積化した上で
   パッケージ内に収納して電子回路への入出力用リードを
   パッケージ外に導出してなる集積回路装置であって、電
   子回路中の入力信号を取り扱う部分と出力信号を取り扱
   う部分とを別個のそれぞれ方形の半導体基板内に集積化
   して３個以上の複数個の単位装置に分離し、各単位装置
   の入力線ないしは出力線への接続用パッドと単位装置間
   の相互接続用パッドとを半導体基板の方形の別個の辺に
   沿って分離して配列し、複数個の単位装置中の１個を中
   心として残余の単位装置をその周辺にかつ中心単位装置
   の相互接続用パッドが配列された辺と周辺単位装置の相
   互接続用パッドが配列された辺とを互いに向かい合わせ
   るように並べて配置し、該向かい合わされた辺に沿う対
   応する相互接続用パッド間および前記入出力信号線接続
   用パッドと入出力用リードとの間を接続した上で電子回
   路を単一のパッケージ内に収納してなる集積回路装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、周辺単
   位装置の半導体基板が長方形に形成され、該長方形の２
   個の長辺に沿って相互接続用パッドと入力線ないしは出
   力線との接続用パッドとがそれぞれ配列されることを特
   徴とする集積回路装置。