JPS63960B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回路基板に回路部品をマウントするよ
うにした混成集積回路の製造方法に関する。

電子機器において使用する回路を得るために、
所定の配線パターンが形成された回路基板にチツ
プ状の部品をマウントすることが従来より行なわ
れている。このような回路は一般に混成集積回路
と呼ばれており、各種のチツプ状をなす部品を接
着用樹脂によつて基板上に仮止めし、次いでこの
部品の電極と基板の配線パターンとを電気的に接
続するようにしている。

ところがこのような方法によつてトランジスタ
をマウントする場合には、回路基板が例えばフエ
ノール樹脂やエポキシ樹脂のような熱放散係数の
低い材料から構成されているために、出力の大き
なトランジスタを用いることができない。またト
ランジスタと回路基板との接着が十分でなく、ト
ランジスタが半田デイツプの際に脱落する事故が
発生し易い。また接着用樹脂の硬化に時間を要
し、しかも硬化に熱を利用するために、この熱に
よつて配線パターンを構成する銅はくの酸化が促
されるとともに、上記熱によつて一たん接着用樹
脂が流動化してトランジスタが回路基板上で移動
し易い。またトランジスタは電極が３つ以上あ
り、形状も他の回路部品と異るために、自動マウ
ントが難しく、しかもマウント位置の精度を高め
難いという欠陥がある。またチツプ状のトランジ
スタの電極を構成するリードは前もつてフオーミ
ングしておかないと、配線パターンと密着せず、
半田付け性が悪い。また半田ごてがマウントした
トランジスタの下に入り難いために交換や修理が
困難である。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたも
のであつて、回路部品あるいは半導体装置の上下
の端面のうちの一方の端面から複数のリードを略
水平に導出し、回路基板に前記回路部品あるいは
半導体装置の外周囲部分と略同一形状の内周囲部
分を有する開口を設けると共にこの回路基板の上
下両面のうちの少なくとも一方の面に配線パター
ンを設け、前記開口に前記回路部品あるいは半導
体装置を嵌め込んで前記リードを前記配線パター
ンに対向させかつ前記回路部品あるいは半導体装
置の前記一方の端面と前記回路基板の配線パター
ンが設けられた前記面とをほぼ面一になし、他の
回路部品を仮止めするための接着用樹脂を前記回
路基板に印刷により塗布する際に、この接着用樹
脂を前記回路部品あるいは半導体装置の前記一方
の端面と前記回路基板の配線パターンが設けられ
た前記面とにまたがるように塗布して前記回路部
品あるいは半導体装置を前記回路基板に固定し、
次いで前記他の回路部品を前記配線パターンに半
田付けにより電気的に接続すると共に、前記リー
ドを前記配線パターンに半田付けにより電気的に
接続するように構成したことを特徴とする混成集
積回路の製造方法に係るものである。

以下本発明の一実施例を図面につき説明する。

第１図はこの実施例に係る工程の全体の概略を
示すものであつて、主基板１は安価であつて、し
かも加工性に優れたフエノール樹脂あるいはエポ
キシ樹脂等の材料によつて作られる。この主基板
１の表面には銅はく２が接着される。この銅はく
２は次の工程で化学エツチング処理されて、従来
公知の如く基板１上に配線パターン３が形成され
る。次いでこの基板１の表面には印刷によつてソ
ルダマスク層４が形成され、あるいはプリフラツ
クス処理が行なわれる。なおソルダマスク層４の
形成およびプリフラツクス処理は後述の副基板を
主基板１に複合する工程の後に行つてもよい。次
にこの基板１には外形加工および穴加工がプレス
の方法によつて行なわれ、チツプ状トランジスタ
を複合するための小さな開口５および副基板を複
合するための大きな開口６がそれぞれ形成され、
これによつて主基板１が得られる。

主基板１の小さな開口５にはチツプ状トランジ
スタ７が直接嵌め込まれ、また大きな開口６に
は、ヒートシンクを兼ねるアルミニウム製の副基
板８が嵌め込まれるようになつている。このアル
ミニウム製の副基板８は導電性であるために、第
１図に示すように、まず絶縁材、例えば高分子フ
イルム９がその表面に接着層を介して接着され、
次いでこの高分子フイルムの表面９にはさらに別
の接着層を介して銅はく１０が接着される。そし
てこの銅はく１０を化学エツチングして配線パタ
ーン１１を形成する。この後に主基板１の製造の
場合と同様に、副基板８についてもソルダレジス
ト層１２を形成し、あるいはプリフラツクス処理
を行い、次いで外形加工および抜穴加工を同時に
行う。これによつて副基板８は上記主基板１の大
きな開口６と同じ形状にその外形が加工されると
ともに、小さな開口１３が形成される。この開口
１３には発熱する出力の大きなトランジスタ１４
が嵌め込まれるようになつている。なお上記副基
板８は、主基板１の大きな開口６に無理に嵌め込
まれて開口６内に保持されるように、その外形の
大きさは開口６の大きさと同じかこれよりやや大
きめになされている。そしてこの副基板８はこの
開口６への無理な嵌め込みに堪えうるように上記
のようにアルミニウム製とされ、主基板１よりも
機械的強度を強くされている。また上記副基板８
は主基板１と同じく、例えば1.6mmの厚さになつ
ている。

上記トランジスタ７および１４の外周囲部分は
それぞれ第２図に示すように、ほぼ円板状に構成
されており、しかもこの円板の厚さは上記主基板
１および副基板８の厚さと同じく、例えば1.6mm
の厚さにトランスフアモールド成形されたもので
ある。さらにこれらのチツプ状トランジスタ７，
１４の４本のリード１５は、トランジスタ７，１
４の上端面から略水平に導出されている。そして
上記主基板１の開口５および副基板８の開口１３
の内周囲部分は上記トランジスタ７，１４の外周
囲部分の形状に対応して円形とされ、しかもそれ
ぞれ上記トランジスタ７および１４の直径と等し
い直径を有している。従つてこのチツプ状のトラ
ンジスタ７および１４はそれぞれ主基板１の開口
５および副基板８の開口１３に嵌め込まれて、こ
れらの基板１または８と複合されることになる。
この際、上記リード１５はトランジスタ７，１４
の上端面から水平に導出されているので、トラン
ジスタ７，１４が開口５，１３に嵌め込まれてリ
ード１５が配線パターン３，１１に対接される
と、トランジスタ７，１４の上端面と基板１，８
の上面とは第３図に示すようにほぼ面一となる。

なおトランジスタ７，１４の外周面に緩やかな
傾斜を設けて円錐台状にするとともに、対応する
基板１，８の開口５，１３にもその内周面に傾斜
を形成し、トランジスタ７，１４の開口５，１３
への嵌め込みを容易にしてもよい。あるいはトラ
ンジスタ７，１４の開口５，１３への挿入方向側
の先端のエツジの部分を面取りし、あるいは所定
の曲率を有する曲面にして、嵌め込みを容易にし
てもよい。あるいはまたトランジスタ７，１４の
開口５，１３に対する円周方向の位置規制を行う
ために、このトランジスタ７，１４の外周面に凹
部または凸部を形成するとともに、開口５，１３
の内周面にこれと対応する凸部または凹部を形成
するようにしてもよい。

以上のようにしてトランジスタ７が直接嵌め込
まれ、あるいはトランジスタ１４を保持している
副基板８が嵌め込まれて主基板１に複合された複
合基板１６には第１図に示すように、その表面に
接着用樹脂１７の印刷が行なわれる。この樹脂１
７の印刷は、複合基板１６の表面にチツプ状の部
品を接着するために行なうものであつて、例えば
シルクスクリーン印刷の手法によつて行なわれ、
複合基板１６の表面の所定位置には300μm〜
400μmの樹脂層１７が形成される。

そしてこの印刷の際に、第３図に示すように、
トランジスタ７と主基板１との接合部に両者にま
たがるように樹脂１７が上記印刷によつて同時に
塗布される。同様にトランジスタ１４と副基板８
との接合部にも樹脂１７が塗布される。これらの
樹脂１７は上述の如く300μm〜400μmの厚さを有
し、これによつてトランジスタ７，１４はそれぞ
れ基板１，８に強固に結合されることになる。さ
らに上記樹脂１７の印刷の際に、特に第４図に示
すように、主基板１と副基板８との接合部にも、
両者にまたがるように樹脂１７が塗布される。従
つてこの樹脂１７によつて副基板８は主基板１に
強固に結合されることになる。

スクリーン印刷によつて樹脂層１７が形成され
た複合基板１６上には、この後にチツプ状部品１
８がマウントされる。このチツプ状部品１８のマ
ウントは、例えばチツプ状部品配列装置によつて
チツプ状部品１８をテンプレート上の所定の位置
に配置しておき、この上に接着用樹脂１７が塗布
された複合基板１６をテンプレートと重ね合せ、
両者を互に加圧するとともに上下を反転させ、テ
ンプレートを静かに取去ることによつて行なわれ
る。これによつてチツプ状部品１８は第１図に示
すように複合基板１６上に、樹脂１７の粘着力に
よつて保持される。

しかしこの段階ではまだ接着用樹脂１７は硬化
していないので、チツプ状部品１８が保持されて
いる複合基板１６をまず光硬化炉に導き、樹脂１
７の表面を硬化させ、次いで熱硬化炉に導いて樹
脂１７を内部まで硬化させる。これによつてチツ
プ状部品品１８は複合基板１６上に完全に仮止め
されることになる。さらに光硬化炉および熱硬化
炉における樹脂１７の硬化によつて、同時にトラ
ンジスタ７，１４と基板１，８との接合部に塗布
された樹脂１７（第３図参照）および主基板１と
副基板８との接合部に塗布された樹脂１７（第４
図参照）も硬化され、トランジスタ７，１４およ
び副基板８は強固に結合されることになる。従つ
てトランジスタ７，１４あるいは副基板８を結合
するために特別な工程を設けることなく、チツプ
状部品１８を仮止めするための工程を利用してこ
れらの固定を行うことができ、工程の数が増える
ことはない。

またトランジスタ７，１４および副基板８を固
定するための樹脂層１７は複合基板１６の表面に
露出して形成されているために、まず紫外線によ
つてその外表面が硬化され、次いで熱によつて内
部が硬化される。従つていきなり熱を加えるとき
における樹脂１７の流動化が効果的に防止でき、
また全体の硬化時間を短縮できるために、配線パ
ターン３，１１を構成する銅はくが酸化すること
もない。

この後に必要があれば、第１図に示すように、
複合基板１６のチツプ状部品１８がマウントされ
ている面とは反対側の面に、リードを有する部品
１９がマウントされる。なおこのリード付き部品
１９のマウントは必ずしも必要ではなく、チツプ
状部品１８のみによつても、混成集積回路を構成
することが可態である。

この後に複合基板１６は自動半田デイツプ槽２
１に導かれ、チツプ状部品１８がマウントされて
いる面を半田浴に対向させながら、半田付けを行
う。これによつてチツプ状部品１８の電極は複合
基板１６の配線パターン３，１１と半田２０によ
つて結合されることになる。またリード付き部品
１９のリードも半田２０によつて配線パターン３
と電気的、機械的に結合されることになる。

さらにこの半田デイツプの工程において、上記
トランジスタ７および１４のリード１５は第５図
および第６図に示すように、主基板１の配線パタ
ーン３および副基板８の配線パターン１１と半田
２０によつてそれぞれ電気的に接続されることに
なる。また第７図に示すように主基板１の配線パ
ターン３と副基板８の配線パターン１１とも、上
記半田デイツプの工程において半田２０によつて
電気的に接続されることになる。従つてこの工程
によると、主基板１あるいは副基板８に嵌め込ま
れたトランジスタ７，１４を対応する配線パター
ン３，１１と電気的に接続するために、特別な工
程を追加することなく、チツプ状部品１８の半田
デイツプ工程を利用することができ、工程の数が
増えることはない。そして以上の工程によつて、
第１図に示すように混成集積回路が得られる。

なお複合基板１６に嵌め込まれて固定されてい
るトランジスタ７，１４の内、ヒートシンクを兼
ねているアルミニウム製の副基板８に嵌め込まれ
ているトランジスタ１４は出力の大きなパワート
ランジスタであつて、第７図に示すように、銅ま
たはアルミナセラミツクから成るヘツダ２２を具
備しており、リード１５とは反対側の端面に固着
されている。しかもこのトランジスタ１４は副基
板８の開口１３に精度良く嵌合されているので、
ヘツダ２２の外周面はアルミニウム基板８の開口
１３の内周面と接触している。従つてこのトラン
ジスタ１４で発生した熱はヘツダ２２を経てアル
ミニウム製の副基板８に伝導され、さらにアルミ
ニウム製の副基板８から空気中に放散されること
になる。従つて出力の大きなトランジスタを使用
することができ、しかもヒートシンクを設ける必
要がない。従つてこの混成集積回路上にパワーア
ンプ等の出力の大きな回路を形成することも可能
となる。なおトランジスタ１４と副基板８の開口
１３との間に隙間が生じてヘツダ２２から副基板
８への熱の伝導が妨げられるような場合には、こ
の隙間にシリコンパウンド等の熱伝導率の良い充
填剤を満すとよい。

以上本発明を実施例につき述べたが、本発明は
上記実施例によつて限定されることなく、本発明
の技術思想に基いて各種変更が可能である。

例えば上記実施例においては、主基板１および
副基板８にトランジスタ７，１４を嵌め込んで複
合するようにしているが、トランジスタの代り
に、例えばLSIのような半導体装置のチツプを嵌
め込むようにしてもよい。また複合されるトラン
ジスタあるいは半導体の形状も、円板状のものに
限られることなく、長方形の板状体その他各種の
形状に変更可能である。

以上に述べたように本発明は、回路部品あるい
は半導体装置を回路基板に形成された開口に嵌め
込んで複合するようにしたものであるから、複合
された回路基板も平坦な形状を維持しており、こ
の上にチツプ状の回路部品をマウントすることが
できる。すなわち本発明は混成集積回路の製造プ
ロセスに組込まれ得るものである。

また本発明によると、他の回路部品を仮止めす
るための接着用樹脂を回路基板に印刷により塗布
する際に、その接着用樹脂により回路部品あるい
は半導体装置の回路基板への固定が同時に行われ
る。従つて回路基板に複合される回路部品あるい
は半導体装置の固定のための工程が他の回路部品
の仮止め工程と兼用される。そして回路部品ある
いは半導体装置のリードの配線パターンへの電気
的接続も他の回路部品の配線パターンへの半田付
け工程で同時に行うことができるので、回路基板
に複合される回路部品あるいは半導体装置の固定
および配線パターンへの電気的接続のための新た
な工程が追加されることはなく、混成集積回路の
製造工程が複雑になることはない。

さらに、回路部品あるいは半導体装置のリード
は回路部品あるいは半導体装置の上下の端面のう
ちの一方の端面から略水平に導出されているの
で、回路部品あるいは半導体装置が回路基板の開
口に嵌め込まれてそのリードが回路基板の配線パ
ターンに対接されると、回路基板あるいは半導体
装置の上記一方の端面と回路基板の上記配線パタ
ーン配設面とがほぼ面一となる。従つて、印刷に
より接着用樹脂をこれらの両面にまたがるように
塗布することを可能にするために上記両面を面一
になす位置合わせ作業が不要となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであつて、
第１図はこの実施例に係る混成集積回路の製造工
程を示す流れ図、第２図は回路基板にトランジス
タを嵌め込む動作を示す要部斜視図、第３図トラ
ンジスタと回路基板との接合部に固定用の樹脂を
塗布した状態を示す要部斜視図、第４図は主基板
と副基板との接合部に固定用樹脂を塗布した状態
を示す要部斜視図、第５図は半田デイツプによつ
てトランジスタのリードと回路基板の配線パター
ンとが接続された状態を示す要部拡大平面図、第
６図は第５図における―線断面図、第７図は
複合された回路基板の別の部分を示す要部断面図
である。 なお図面に用いた符号において、１……主基
板、３，１１……配線パターン、５……小さな開
口、７，１４……トランジスタ、８……副基板、
１３……開口、１５……リード、１６……複合基
板、１７……接着用樹脂、１８……チツプ状部
品、２０……半田、２１……半田デイツプ槽であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回路部品あるいは半導体装置の上下の端面の
   うちの一方の端面から複数のリードを略水平に導
   出し、 回路基板に前記回路部品あるいは半導体装置の
   外周囲部分と略同一形状の内周囲部分を有する開
   口を設けると共にこの回路基板の上下両面のうち
   の少なくとも一方の面に配線パターンを設け、前
   記開口に前記回路部品あるいは半導体装置を嵌め
   込んで前記リードを前記配線パターンに対向させ
   かつ前記回路部品あるいは半導体装置の前記一方
   の端面と前記回路基板の配線パターンが設けられ
   た前記面とをほぼ面一になし、 他の回路部品を仮止めするための接着用樹脂を
   前記回路基板に印刷により塗布する際に、この接
   着用樹脂を前記回路部品あるいは半導体装置の前
   記一方の端面と前記回路基板の配線パターンが設
   けられた前記面とにまたがるように塗布して前記
   回路部品あるいは半導体装置を前記回路基板に固
   定し、 次いで前記他の回路部品を前記配線パターンに
   半田付けにより電気的に接続すると共に、前記リ
   ードを前記配線パターンに半田付けにより電気的
   に接続するように構成したことを特徴とする混成
   集積回路の製造方法。