JPH0371664A - 混成集積回路装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は集積回路基板に樹脂封止型のマイクロコンピュ
ータを実装してなるマイクロコンピュータ内蔵型の混成
集積回路装置に関する。

（ロ）従来の技術 既にマスクＲＯＭにより書込まれた記憶情報が内蔵され
たマイクロコンピュータは各種電子機器に好んで用いら
れている。この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。

かかる従来のマイクロコンピュータの実装構造を第１７
図に従って説明すると、第１７図は従来のマイクロコン
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）にサーデイツプ型パッケージに組込
まれたマイクロコンピュータ（４４〉が搭載されている
。この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（４
５）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）Ｊ二に接着されてお
り、この素子搭載部（５０）に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。この様にマ
イクロコンピュータチップ（５１）を密封したマイクロ
コンピユータフ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）
！ｆ：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、かかる従来のマイクロコンピュータ素子の実装構
造は、マイクロコンピュータチップ（５１〉に比ベパッ
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
の実装に先立ってマイクロコンピュータ素子を一部パッ
ケージに組立てることである。

ここではサーデイツプパッケージタイプのマイクロコン
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１８図に示した実装構造が
既に使用されている。

以下に第１８図に示した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（６
０〉上には、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（６０
ａ）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、マイクロコ
ンピュータチップ（６１）が搭載され、このチップ（６
１）の表面電極と前記配線パターン（６０ｂ〉とが金属
細線（６２〉により接続されている。勿論金属細線（６
２〉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。

上述した第１７図および第１８図に示したマイコン搭載
のプリント基板集積回路に多種のマイコン、例えば３種
類のマイコンを実装して第１６図に示す如く、（Ａ）　
、　（Ｂ）　、　（Ｃ）の夫々異なるモータの立上り波
形を有するプリント基板集積回路を実現するためには、
当然のことながら、夫々の（Ａ〉。

（Ｂ）　、　（Ｃ）の立上り波形用のデータを内蔵した
マイコンを用いて夫々の３種類のマイフンに対応する３
枚のプリント基板を用いて夫々別々の開発でプリント基
板上に集積化しなければならなかった。

ここで第１６図はモータを回転フントロールする際の立
上り時の回転数の制御方式のパターンを示すものであり
、（Ａ）は初期に大きな回転数を与えその後、安定した
回転した回転を得るもの、（Ｂ〉は初期はゆっくり回し
その後大きく回転数を上げその後安定させるもの、（Ｃ
）は徐々に回転数を上げ安定化させるものである。

（ハ）発明が解決しようとする課題 第１８図で示したマイクロコンピュータ実装構造ではマ
イクロコンピュータのチップをプリント基板上にグイボ
ンディングしているため、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マ
イクロコンピュータ自体の小型化である。即ち、第１８
図からは明らかにされていないが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、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。更に第１８図で示したマイコン実装
構造で上述した如く、３種類のマイコンを実装（搭載）
する場合には１枚のプリント基板を兼用して用いること
はほぼ不可能であり、上述した様に３種類のマイコンに
対応した３枚のプリント基板を必要となり、夫々別々の
開発を行わなければならず開発時間の大きなロスとなり
コスト高等の多数の問題が発生する。

更に第１８図で示す実装構造では、上述した様にインバ
ータモータを制御するマイクロコンピュータチップの取
はすしがほぼ不可能であるために、マイクロコンピュー
タで制御するモータの規格があらかじめ設定された規格
よりも微妙にズしている際にモータの回転ムラによる振
動が発生する問題がある。

即ち、インバータ用に使用するモータに限らず、モータ
を製造する際にはあらかじめある規格が設定されるが、
実際にはモータを製造した場合にその設定された規格に
対して微妙に誤差が生じて製造される。この微妙な誤差
によってインバータから出力される正常な出力信号が結
果的に不具合な信号となリモータの回転を一定に保つこ
とができない問題となっている。従って第１８図で示す
構造では上述した様にマイクロコンピュータの取はすし
が行えないためにモータ自体に誤差を生じるものでユニ
ットを形成した場合に回転ムラ等の不具合が発生しても
そのまま使用するか、あるいは交換する場合においても
ユニット全体の交換となるためコスト的にも作業的にも
ロスが大きくなる問題がある。

また、第１７図に示した実装構造では上述したマイクロ
コンピュータの取はすしという点ではプリント基板から
着脱することが可能であるために、上述した異種のマイ
クロコンピュータの交換が行える点では比較的に容易に
行える。しかしながら、第１８図に示した実装構造にお
いても第１７図と同様にマイクロコンピュータの周辺の
回路、即ちＬＳＩ、ＩＣ等の回路素子がディスクノート
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１７図および第１８図に示した実装構造では固着
および搭載するマイクロコンピュータの周辺回路が１枚
の大型プリント基板上に使用する電子機器に対応した回
路構成あるいは電子部品が固着されているために１つの
電子機器にしかマイクロコンピュータ搭載のプリント基
板が使用できなかった。即ち、インバータエアフンのモ
ータ制御に用いられるものについては、プリント基板上
の周辺回路はインバータエアコンに関する周辺回路が構
成されるため、インバータ用エアコンにしか使用できず
他分野の電子機器例えば、ミシン、洗潅機、ブローワ専
に用いることができない問題がある。

更に第１７図および第１８図で示したマイクロコンピュ
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１７図および第１８図で示したマイクロコンピュー
タ実装構造ではマイクロコンピュータと、その周辺のＩ
Ｃ，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。

（二〉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、基
板と固着一体止するケース材の所望位置にソケットを設
け、そのソケットにマイクロフンピユータを挿入しソケ
ットの端子と基板上の導電路とを接続し、その周辺の全
ての回路素子を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。

従ってマイクロフンピユータを搭載した混成集積回路を
小型化に且つマイクロコンピュータの挿脱が自由自在に
行えるマイクロコンピュータ内蔵の混成集積回路装置を
提供することができる。

（＊）作用 この様に本発明に依れば、基板と固着一体止するケース
材の所望位置にソケットを設け、そのソケットにマイク
ロコンピュータを挿入してソケットの端子と基板上の導
電路とを接続しているため、マイクロコンピュータの搭
載位置を任意に設定でき、内蔵する周辺回路との電気的
接続を考慮して、効率良くマイクロコンピュータともっ
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
マイクロコンピュータの隣接する位置に最も関連の深い
周辺回路素子を配置でき、マイクロコンピュータと周辺
回路素子との間のデータのやりとりを行うデータ線を最
短距離あるいは最小距離で実現でき、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することになり、
高密度の実装が行える。

更に本発明ではマイクロコンピュータ以外の全ての素子
がチップ状で且つケース材と基板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。

更に本発明ではケース材の所望位置に設けられたソケッ
トにマイクロコンピュータが挿入され、その結果、マイ
クロフンピユータだけが露出した構造となりマイクロコ
ンピュータの着脱が容易に行うことができ、１つの集積
回路で多種のマイクロコンビ二一タを選択して搭載する
ことができる。

（へ）実施例 以下に第１図乃至第１６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〉仕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、集積回路基板〈２〉と、集積回路基板（２〉上
に形成された所望形状の導電路（３）と、導電路（３）
と接続されたマイクロコンピュータ（４〉（以下マイコ
ンという）と、マイコン（４）から制御出力信号を供給
され且つ基板（２）上の導電路〈３〉と接続されたその
周辺回路素子（６〉と、基板（２〉に一体止され所定の
位置にソケット（１５）を埋設するくぼみ部（７〉が設
けられたケース材（８〉とから構成されている。

集積回路基板（２）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０．５〜１．０１１１１１厚の
アルミニウム基板を用いる。その基板（２）の表面には
第３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−主面
側に１０〜７０μ厚のエポキシあるいはポリイミド等の
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。

基板（２〉の−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）メツ
キ層が銅箔（１１〉表面にメツキされる。然る後、レジ
ストを除去して貴金属メツキ層をマスクとして銅箔（１
１〉のエツチングを行い所望の導電路（３）が形成され
る。ここでスクリーン印刷による導電路（３）の細さは
０．５１１１１１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２μま
での極細導電路（３）の形成が可能となる。

基板（２〉上に形成された導電路（３〉は第１図および
第２図からは明らかではないが、大信号用のパワー系の
太い導電路（３″〉と小信号用の細い導電路（図示しな
い）が形成されている。

導電路（３〉上の所定位置にはマイコン（４〉とマイコ
ン（４）内に内蔵されたデータが供給されるその周辺回
路素子（６〉が搭載され導電路（３〉と接続されている
。導電路（３）は図示されてないが、はぼ基板（２）の
全領域上に形成されており、基板（２）の周端部に延在
される導電路（３）の先端部はリード固着パッド（３ａ
〉が形成される。そのリード固着パッド（３ａ）には大
電流用の外部リード（１２ａ）および信号系に用いる外
部リード（１２ｂ）が固着される。

本実施例では外部リード（１２ａ）（１２ｂ）の大きさ
は異なっているが外部回路との接続が行えればその形状
は任意である。

マイコン（４）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、ＲＯＭ、
周辺装置に入出力インターフェイスを組合わせている素
子である。

一般的なマイコン（４）の構造は第４図および第５図に
示す如（、ＤＩＰ（デュアル・イン・ライン）型であり
、大別すると樹脂モールド型パッケージタイプとセラミ
ックス型パック°−シタイブとがある。ＤＩＰ型のマ°
イコン（４）であれば樹脂モールド型あるいはセラミッ
クス型のどちらのタイプのパッケージを用いてもよい。

この様なりＩＰ型のマイコンは既に周知であるため、詳
細な説明は省略する。マイコン（４〉の型は基本的には
任意であり、例えばセラミックス型あるいは樹脂モール
ド型のＬＣＣ型、ＰＬＣＣ型あるいはＱＩＰ型のパッケ
ージでも用いることが可能である。

ＬＣＣおよびＰＬＣＣ夫々のタイプのＥＦＲＯＭ装置は
その底面の四側辺に接続用の電極が設けられた構造であ
る。また、ＱＩＰ型パッケージは第６図および第７図に
示す如く、夫々の四辺からリード端子（４ａ〉が導出さ
れ且つ下方向に略直角に折曲げられている。

本発明においてマイコン（４）ノパッケージｉｔ　ＤＩ
Ｆ型、ＬＣＣ型、ＰＬＣＣ型およびＱＩＰ型のいずれの
パッケージを有するマイコンを使用することが可能であ
るが、本実施例では小型のシステムを要求するためにＱ
ＩＰ型パッケージヲ用イタマイコン（４）を用いた実施
例について説明するものとする。

本実施例で用いるマイコンク４）にはあらかじめ所定の
プログラム・データ（ＲＯＭ）がマスク化されたマスク
ＲＯＭ型のマイフンを用いて説明する。

一方、ケース材（８）は絶縁部材としての熱可塑性樹脂
から形成され、基板（２）と固着した際空間部が形成さ
れる様に箱状に形成されている。その箱状のケース材（
８〉の周端部は基板（２〉の略周端部に配置されて接着
性を有したシール剤（Ｊシート：商品名）によって基板
（２）と強固に固着一体止される。この結果、基板（２
〉とケース材（８）間に所定の封止空間部（１４）が形
成されることになる。更に本実施例のケース材（８）の
所定位置にはくぼみ部（７）が設けられている。そのく
ぼみ部（７）に吐マイコン（４〉を挿入するソケット（
１５〉が埋設される。更にそのくぼみ部（７）はマイコ
ン（４）の外形と実質的に同形状であり、マイコン（４
）の挿脱を容易にするためにマイコン（４〉より少し大
きめに形成されている。

本実施例ではソケット〈１５〉は第２図から明らかでは
ないが、口字状になる様に形成されており、そのソケッ
ト（１５）の先端部の突出部（１８）がくぼみ部（７）
の底面に設けられた孔（４ａ）内に嵌合されすき間がで
きること無く完全シールされている。そのソケット（１
５）の接続用電極仕後述する接続体（１５ａ）によって
基板（２〉上に延在形成された導電路（３）と接続され
る。

接続体（１５ａ）は弾性力を有するゴム又は合成樹脂か
ら成る絶縁シートで板状に形成され、その厚さ方向に線
状導体（１５ｂ）が複数本埋め込まれており、接続体（
１５ａ）の両面からは複数の線状導体（１５ｂ〉が突出
されている。断る接続体（１５ａ）は特開昭６２−２２
９７１４号公報、特開昭５９−５８７０９号公報に記載
されている。接続体（１５ａ＞は上述した以外のものも
使用することができるが本実施例では複数の線状導線を
有したこの接続体（１５ａ）を用いるものとする。

ここでマイコン〈４〉が挿入されるソケット（１５〉電
極と接続される接続体（１５ａ）とマイコン（４）とも
っとも関連深い回路素子（６〉との位置関係について述
べる。第８図はマイコン（４〉が挿入されるソケット（
１５〉と接続される接続体（１５ａ）とマイコン〈４）
ともっとも関連深い回路素子（６〉とを基板（２〉上に
配置したときの要部拡大図であり、接続体（１５ａ）と
チップ状の回路素子（６〉とは第８図に示す如く、多数
本の導電路（３）を介して接続されるため、その導電路
〈３〉の引回しを短くするために接続体（１５ｇ）と回
路素子（６ンは夫々、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。従って接続体（１５
ａ）と回路素子（６〉との導電路（３〉の引回しは最短
距離で形成でき基板（２）上の実装面積を有効に使用す
ることができる。接続体（１５ａ　）とその近傍あるい
は隣接した位置に配置されたチップ状のもっとも関連深
い回路素子（５〉は第８図の如く、回路素子（６〉の近
傍に延在された導電路（３〉の先端部とワイヤ線によっ
てボンディング接続されその結果マイコン（４）と電気
的に接続されることになる。

ところで、マイコン（４）はケース材〈８〉のくぼみ部
（７〉に埋設されたソケッ１−（１５）に挿入されて基
板（２）上の導電路（３〉と接続されることになり、マ
イコン（４〉の上面のみが外部に露出することになる。

このとき、マイコン（４〉の上面とケース材（８〉の上
面とは略一致した状態であることが好ましい。この結果
、マイコン（４）だけが露出し、他の周辺回路素子（６
〉は封止空間（１４〉内に配置されることになる。

上述した接続体（１５ａ）はあらかじめ基板（２）上の
導電路（３〉と半田によって固着接続されているために
接続体（１５ａ）が位置ズレを起こすことはない。

上述の如くマイコン（４〉と接続されるその周辺の回路
素子（６〉は基板（２）とケース材（８）で形成された
封止空間部（１４〉に配置する様に設定されている。即
ち、チップ状の電子部品および印刷抵抗、メツキ抵抗等
の抵抗素子の全ての素子が封止空間部（１４〉内に設け
られている。

ところで、マイコン（４〉が配置されたケース材（８〉
のくぼみ部（７〉上には密封用のシール材（１６〉が接
着され、マイコン〈４〉の完全密封が行われる。

本実施例においてマイコン（４〉を交換する場合には、
混成集積回路自体を取付は基板に取付けた（固着接続し
た）状態でマイコン（４）を混成集積回路から離脱し、
別のＲＯＭを内蔵するマイコン（４）を挿入することで
容易に交換を行うことができる。

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、−船釣に直流電源から任
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。その人、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
して擬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９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９図は集積回路基板（２〉上にモータ駆動用インバー
゛夕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マイクロコンピュータ（４〉（以下
マイコンと称する）と、マイコン〈４）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）を介してマイコン（４）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（４〉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、マイコン（４）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部品で構成され
ているが、を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杜な
い。

次にインバータ主回路（２２）は第１０図に示す如く、
直列接続された２個のスイッチング素子＜２２８〉（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（２２〉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。

次にマイコン（４）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１１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一部（４ｂ）
と外部装置とのデータの入出力を行うためのＩ１０ボー
ト部（４ｃ〉から構成されている。マイコン（４〉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。このマイコン（４）によってインバータ
主回路（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）はマイコン〈４）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
ブラから構成され、例えば、ＰＯ２１７（シャープ製）
等の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１２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（Ｔｒｔ　）（Ｔｒｍ　）と
、第３のトランジスタ（Ｔｒ、）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（Ｔｒｔ）とマイナ
スライン間に接続された第２のトランジスタ（Ｔｒｔ）
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（Ｔ
ｒｔ）と第３のトランジスタ（ｒｒｍ＞がＯＮｔ、、第
２のトランジスタ（Ｔｒｔ）がＯＦＦする。すると、電
源■。から第１のトランジスタ（］：ｒｌ）、制御抵抗
ＲＩ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（Ｔｒｌ〉および第３のトランジスタ（Ｔｒ
、）が０ＦＦｔ、、第２のトランジスタ（Ｔｒｔ）をＯ
Ｎさせる。そしてダイオードとコンデンサーより作られ
たｔ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１３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）（２６ｂ）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（２６ｄ）からの信号をマイ
コン（４〉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ブラから構
成され、マイコン（４）と入力端子Ｓ、、Ｓ。

から入出力される信号をマイコン（４）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ＬＣ４０４９Ｂ（三洋製）等のＩＣチップ化されたも
のが用いられ、マイコン（４）からの信号を増幅し、出
力端子ＰＯ０〜ＰＯ，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（２１ａ）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Ｓ、、Ｓ、、デジタル入力端子り。〜Ｄｉ、
アナログ入力端子Ａ、〜Ａ、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マイコン（４）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、マイコン（４）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Ｏ
Ｎ、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。

即チ、マイコン（４）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（２
５）には別電源がｖ、）Ｉ−■、）４端子を介して常時
印加されている。

上述したマイコン（４）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マイコン内
に内蔵されたプログラム・データに応じた回転にフント
ロールすることができる。

出力端子ＰＯ０〜Ｐ　Ｏｅから出力される信号はマイコ
ン（４〉に入力される入力指令に基づいてマイコン（４
〉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Ｐ　Ｏｏ〜ＰＯ１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）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、システムあるい辻セットを破壊
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マイコン（４）
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ＯＮＬ、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１４図は第９図で示したモータ駆動用インバータ回路
を本実施例の基板（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９図のブロッ
ク図で示した符号と同一にしである。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１４図に示す如く、基板（２〉の対向する周端部には
外部リード端子（１２ａ）（１２ｂ）が固着される複数
の固着用パッド（３ａ〉が設けられている。固着パッド
〈３ａ）から延在される導電路（３）上前定位置には複
数の回路素子およびマイコン（４）を搭載するソケット
（１５）の接続端子と接続される接続体（１５ａ）が固
着される。斯る基板（２）上にはマイコン（４）以外の
複数の回路素子が固着されており、（２２）はインバー
タ主回路、（２１）は整流回路、（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。

第１４図から明らかな如く、マイコン（４〉と−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
）に隣接する位置にマイコン（４〉が搭載されるソケッ
ト（１５）の接続端子と接続される接続体（１５ａ）が
固着される。また、−点鎖線で囲まれた領域は接着シー
トでケース材（８〉が固着される固着領域であることを
示す。

第１５図は第１４図で示した基板（２）上にケース材（
８）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、ケース材（８）の上面からは
くぼみ部（７）内に配置されたマイコン（４）の上面の
みが露出された状態となる。即ち、マイコンク４）以外
の他の素子は全てケース材（８〉と基板（２）とで形成
された封止空間（１４〉内に封止され且つマイコン（４
）の上面のみが露出されるのでマイコン（４）の挿脱が
必要に応じて自由自在に行うことができる。

即ち、本実施例では第１４図に示す如く、基板（２）上
にはインバータ制御に必要な全ての周辺回路だけが形成
されていることになる。即ち、基板（２〉上にはインバ
ータ制御に必要な周辺回路のみが形成されていることに
なり、ソケット〈１５）に挿入されたマスクＲＯＭ型の
マイコン（４）を取り替えるだけで１つの混成集積回路
装置で異なるマイコン〈４〉を瞬時に搭載することが可
能となる。

更に詳述すれば第１６図で示す、モータの立上り波形の
（Ａ）を有したマイコン（４）が既にソケ・ント（１５
）に挿入されているとする。そしてこの混成集積回路装
置で（Ｂ）の波形でモータを回転させる場合に番よ（Ｂ
）用のマイコン（４）を挿入すれば同一混成集積回路装
置で異なる立上り波形即ち、モータの回転数を任意に且
つ瞬時に変えることができる。

また、当然のことながら、（Ｃ〉の波形を有するマイコ
ン（４）も同様に取り替えられる。

上述した様に本実施例では基板（２）上にインバータ制
御に必要な最低限の周辺回路が形成され、ソケット（１
５）を介して異なるマイコン（４）の着脱（取り替え）
が可能となることにより、１つの混成集積回路装置でデ
ータの異なるマイフンの実装が実現できる。その結果、
１つの混成集積回路装置で異なるモータの立上り波形を
有した装置を瞬時に実現することができる。

以上に詳述したモータ駆動用インバータの混成集積回路
装置のマイコン（４〉には製品仕様の多様化に備え、仕
向地、ＯＥＭ、自社販売等セットメーカ（ユーザ）が要
望する仕様変更あるいは駆動させるモータ自体の微妙な
設計誤差による回転ムラ等の不具合が発生したときに対
して容易に対応することができる。即ち、マイコン（４
）以外の回路構成はあらかじめ各種の仕様変更に対応す
る様に設計されていたが、特定のユーザあるいは特定の
モータの仕様に基づいて混成集積回路を設計すると、他
のユーザあるいは七−夕日体の誤差による仕様と一致し
ないことがあった場合、従来では混成集積回路自体の設
計を見なおす必要があった。

しかし本発明の混成集積回路装置ではマイコン（４）が
ソケット（１５）を介して基板（２）上に搭載され且つ
その表面がケース材（８）のくぼみ部（７）から露出さ
れた状態であるため、マイコン（４）の離脱が行えるの
でユーザ側であるいは実装後にマイコンを選択して実装
するだけで１つの混成集積回路装置で多種のマイコン搭
載用の混成集積回路装置の実現が行える。

斯る本発明に依れば、ケース材（８〉の所望位置にソケ
ット（１５）を設け、そのソケット（１５）にマイコン
を挿入し、ソケット（１５〉と導電路（３〉とを接続し
、基板（２〉とケース材（８）とで形成された封止空間
（１４〉に周辺回路素子（６〉を固着することにより、
混成集積回路とマイコンとの一体化した装置ができ且つ
必要性に応じて容易にマイコンの挿脱が行える大きな特
徴を有する。

従って１つの混成集積回路装置であらかじめ準備された
異種あるいは同種のマイコン（４）の着脱が自在に行え
、例えば第１６図に示す如く、異なるモータの立上り波
形Ａ、Ｂ、Ｃの夫々のデータを有する夫々のマイコン〈
４〉の実装が１つの混成集積回路装置、しかも新たに開
発することなく実現できそのメリットは大である。

クト）発明の効果 以上に詳述した如く、本発明に依れば、第１にケース材
（８）の所望位置にソケ・ブト〈１５）を設け、そのソ
ケット（１５）にマイコン（４〉を挿入し、ソケッ）　
（１５）の端子と基板（２〉上の導電路（３〉を接続し
ているので、マイコン（４〉の載置位置を任意に選定で
きる利点を有する。従ってマイコン（４）の隣接する位
置に最も関連深い回路素子（６〉を配置することができ
、その結果マイコン（４）と回路素子〈６〉とのデータ
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、データ線の引回ルによる
実装密度のロスを最小限に抑制できる。

第２にケース材（８）の所望位置にくぼみ部（７〉を設
け、そのくぼみ部（７〉内に埋設されたソケット（１５
）にマイコン（４〉を配置しているので、市販のモール
ド型のマイコン（４）を用いているにも拘らず一体化し
た小型の混成集積回路装置として取り扱える利点を有す
る。更に集積回路基板（２）上の組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、１つの小型化されたマイコン
（４〉を着脱自在に内蔵する混成集積回路装置を実現で
きる。

第３にケース材〈８〉に埋設されたソケット〈１５〉に
マイコン（４）を挿入して接続することにより、第１８
図で示す実装構造では最初に搭載したマイコンの機能の
みのプリント基板集積回路しか実現できなかったが、本
発明ではソケット（１５〉に挿入するマイコン（４）を
取り替えすることができ１つの混成集積回路装置で異種
あるいは同種のマイコン（４）の搭載が可能となる。そ
の結果、１つの混成集積回路装置で異なる制御の装置を
瞬時に提供することができる。

第４に集積回路基板（２）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
（３〉として銅箔（１１）を用いることにより、導電路
（３〉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５にマイコンとして市販されているデュアルインライ
ン型、ＬＣＣ型あるいはＱＩＰ型を用いることができる
ので、混成集積回路装置へのマイコン（４）の実装が極
めて容易に実現できる利点を有する。更にケース材（８
〉のくぼみ部（７〉とマイコン（４）の外形を同形状に
することによりケース材（８）にぴったり埋設でき、極
めてすっきりした形状のマイコン内蔵型の混成集積回路
装置を実現できる。

第６にマイコン（４）と接続されるその周辺回路素子（
６〉はケース材（８〉と集積回路基板（２）とで形成さ
れる封止空間（１４〉にダイ形状あるいはチップ形状で
組込まれるので、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７にケース材〈８〉と集積回路基板（２〉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〉のほ
ぼ全面を封止空間（１４〉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８にケース材（８）とマイコン（４〉の上面を一致さ
せることにより、平坦な上面を有する混成集積回路装置
を実現できる利点を有する。

第９に集積回路基板（２）の−辺あるいは相対向する辺
から外部リード（１２〉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る基板の断面図、第
４図乃至第７図は樹脂モールドされたマイコンを示す斜
視図および断面図、第８図は基板上のマイコン周辺を示
す要部拡大斜視図、第９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１０図は第９図で
示したインバータの主回路を示す回路図、第１１図は第
９図で示したインバータのマイコンを示すブロック図、
第１２図は第９図で示したインバータのベースアンプを
示す回路図、第１３図は第９図で示したインバータの保
護回路を示すブロック図、第１４図は第９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１５図は
第１４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１６図はモータの立上り波形を示す特性図、第
１７図および第１８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）・・・集積回
路基板、（３）・・・導電路、（４〉・・・マイクロコ
ンピュータ、　（６〉・・・回路素子、　（７）・・・
くぼみ部、　（８〉・・・ケース材、 （１５〉・・・ソケッ ト、 （１６）・・・シール 材。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）　集積回路基板と 前記基板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
   内蔵したマイクロコンピュータと 前記マイクロコンピュータから所定の制御出力信号が供
   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 前記基板間に一体化されたケース材とを具備し、前記ケ
   ース材の所望位置にソケットを設け、前記ソケットに前
   記マイクロコンピュータを挿入し、前記ソケットの端子
   と前記基板上の前記導電路とを接続し、前記基板と前記
   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。
2. （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。
3. （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。
4. （４）　前記マイクロコンピュータはデュアルインライ
   ン型、ＬＣＣ型あるいはＱＩＰ型樹脂モールドされてい
   ることを特徴とする請求項１記載の混成集積回路装置。
5. （５）　前記ケース材の周端部を前記基板の周端部と実
   質的に一致させたことを特徴とする請求項１記載の混成
   集積回路装置。
6. （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。
7. （７）　前記基板の少なくとも一辺から外部リードを導
   出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。
8. （８）　前記ケース材をくぼませて前記ソケットを埋設
   したことを特徴とする請求項１記載の混成集積回路装置
   。
9. （９）　前記ケース材上面と前記マイクロコンピュータ
   上面とを一致させたことを特徴とする請求項１記載の混
   成集積回路装置。
10. （１０）　前記マイクロコンピュータはあらかじめ複数
    個準備されており、準備された前記マイクロコンピュー
    タを選択且つ任意に前記ソケットに挿入することを特徴
    とする請求項１記載の混成集積回路装置。
11. （１１）　前記ソケットに挿入された前記マイクロコン
    ピュータを離脱させ、前記ケース材に異種あるいは同種
    のマイクロコンピュータを挿入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。
12. （１２）　前記基板の相対向する辺から外部リードを導
    出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。