JPH04111461A - 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 本発明は多層金属基板構造の混成集積回路装置に関する
。

（ロ）従来の技術 第４図を参照して従来の多層金属基板構造の混成集積回
路装置を説明する。

同図は混成集積回路装置の断面構造を示し、混成集積回
路装置は２枚の絶縁金属基板（６２）　（６４）、接着
性の絶縁樹脂層（６６）、導電路（６８）、バンド（７
０）、集積回路素子（７２）、チップ抵抗あるいはチッ
プコンデンサ等のチップ素子（７４）、ケース材（７５
）、対の内部リード（７６）等で示されている。

絶縁金属基板（６２Ｈ６４）には陽極酸化処理したアル
ミニウム基板が主として使用され、絶縁樹脂層（６６）
を介して貼着しだ銅箔をホトエツチングする等して導電
路（６８）およびパッド（７０）が所定のパターンに形
成される。

集積回路素子（７２）は導電路（６８）の所定の位置に
Ａｇペースト等を使用して固着され、その他のチップ素
子（７４）および外部リード（参照番号を付さない）は
所定の導電路（６８）に半田固着される。

また、略り字形状の内部リード（７６）は、搭載素子が
対向するように２枚の絶縁金属基板（６２）＜６４）を
ケース材（７５）に固着したときに、それぞれの絶縁金
属基板（６２）　（６４）のパッド（７０）に固着され
た内部リード（７６）の他端が当接するようにパッド（
７０）に半田固着される。内部リード（７６）のこの当
接部はリフローにより半田固着され、２枚の絶縁金属基
板（６２）（６４）上に形成された導電路（６８）が相
互接続される。

上記構造によれば、混成集積回路装置の投影面積を低減
することができる他、２枚の絶縁金属基板（６２）（６
４）の何れにも大電力の集積回路素子を搭載することが
できる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記構造の混成集積回路装置においては
、導電路の相互接続が可能な個所が絶縁金属基板端部に
限定されるため、所定の導電路を絶縁金属基板端部に導
かねばならない問題を有する。特にマイクロコンピュー
タを搭載する昨今の混成集積回路装置では相互接続を必
要とする導電路の数が膨大であるため、この導電路の引
き回しによって多大な素子実装面積が消費される欠点を
有している。

また、１６ビツト以上のマイクロコンピュータを搭載す
る場合には、そのデータバス、アドレスバスの幅は一回
のワイアボンディングによっては横断が不可能な大きさ
となるため、これらバスを横断する導電路の接続はこれ
までジャンピングワイア接続と称される技術により数時
に分けて行われている。このため、ジャンピングワイア
接続のための多数のパッドにより多大な素子実装面積が
消費される欠点も有している。

さらには、上記混成集積回路装置はそれぞれの絶縁金属
基板をケース材に固着した後に内部リードの半田固着が
行われるため、製造工程が煩雑であると共にその後の機
能試験が困難になるばかりか、トラブルシューティング
が不可能となる欠点を有している。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、所定
形状に導電路を形成しこの導電路上に集積回路素子を固
着搭載したマザー基板上の所定位置に、所定形状に導電
路を形成しその導電路の所定位置に少なくとも集積回路
素子を固着搭載すると共に所定の集積回路素子の固着直
下にヒートシンク構造を備えたサブ基板を固着すること
によって高密度かつ高集積度の混成集積回路装置を提供
するものである。

（ホ）作用 所定形状に導電路を形成したサブ基板をマザー基板の所
定位置に配置するため、サブ基板の任意の周端部にてサ
ブ基板とマザー基板の導電路の相互接続を行うことが可
能となり、マザー基板の導電路の引き回しが抑制される
。

また、サブ基板の導電路によるマザー基板の導電路の長
スパンの接続が可能になってマザー基板の導電路の引き
回しが抑制されると共にジャンピング接続のためのパッ
ドが不要となる。

さらに、サブ基板自体がヒートシンク構造を備えるため
、サブ基板に高発熱の集積回路素子を固着搭載すること
が可能になると共に個別のヒートシンクが不要となる。

さらにまた、サブ基板とマザー基板の主面が同一方向に
面するため、サブ基板とマザー基板の導電路の相互接続
後の機能試験、トラブルシューティングが容易になる。

（へ）実施例 第１図乃至第３図を参照して本発明の一実施例を説明す
る。なお、第１図は実施例の平面図であり、第２図は第
１図のＩ−Ｉ線断面図である。また、第３図はサブ基板
の平面図である。

第１図および第２図に示されるように、本発明の混成集
積回路装置はマザー基板（１０）上の所定位置にサブ基
板（３０）を離間配置する基板構造を有する。

マザー基板（１０）には表面を陽極酸化処理した１５〜
２、Ｏｍｍ厚のアルミニウム基板が使用され、接着性の
絶縁樹脂層（図示しない）により貼着しだ銅箔をホトエ
ツチングする等して例えばアドレスバス、データバス、
制御バス等の導電路（１２）、集積回路素子（２２）の
電極とワイアボンディングするためのパッド（１４）、
外部リード用パッド（１６）、マザー基板（１０）とサ
ブ基板（３０）上にそれぞれ形成した導電路とを相互接
続するためのパッド（１８）およびサブ基板（３０）の
支持部材を固着するためのパッド（２０）等がその全面
に所定のパターンに形成される。

マイクロコンピュータ、プログラマブル−ゲートアレイ
、メモリ等の集積回路素子（２２）　（２４）（２６）
は所定のダイボンドパッド上にＡｇペースト等を使用し
て固着され、特に発熱が多いパワー集積回路素子（２２
）（２４）はヒートシンク（２８）を介して固着される
。また、チップ抵抗あるいはチップコンデンサ等のチッ
プ素子（図示されていない）は半田固着される。なお、
サブ基板（３０）の直下に配置される集積回路素子（２
６）の電極のワイアボンディングはサブ基板（３０）の
固着前に行われる。

次に、第３図を参照してサブ基板（３０）を説明する。

同図は回路パターン形成および素子固着が完了したサブ
基板（３０）の平面構造を説明する図であり、サブ基板
（３０）はプレス成形により形成した孔（３２）および
タブ（３４）、接着性の絶縁樹脂層により貼着しだ銅箔
をホトエツチングする等して形成した導電路（３６）、
パッド（３８）　（４０）　（４２）および所定のダイ
ボンドパッド上にＡｇペースト等を使用して固着した集
積回路素子（４６）等で示されている。

サブ基板（３０）にはマザー基板（１ｏ）への半田固着
と強度を考慮して、錫、クロム、ニッケル、鉄等を含有
する略０．５ｍｍ厚の銅合金が使用され、所定の集積回
路素子（４６）の直下には、例えば絞り加工により略３
ｍｍの高さのヒートシンク構造（３５）が形成される（
第２図参照）、このヒートシンク構造（３５）はマザー
基板（１０）に形成した所定のパッドにリフローにより
半田固着される。

サブ基板（３０）の導電路（３６）はサブ基板（３ｏ）
上の回路素子を相互接続し、パッド（４２）（１８）を
介してマザー基板（ｌＯ）上に形成した導電路（１２）
と相互接続し、さらにはパッド（４２Ｈ１８）を介して
単にマザー基板（１０）上に形成した導電路（１２）を
ジャンプ接続する。

タブ（３４）は所定の工程において、その端部から略３
ｍｍの位置でサブ基板（３０）の面に直角に折り曲げら
れて、サブ基板（３０）とマザー基板（１ｏ）の配置間
隔を略３ｍｍに規制する支持部（３４）となる。

なお、この支持部（３４）は前記ヒートシンク構造（３
５）が複数形成される場合には省略することができ、ま
た個別の支持部材によっても形成することも、さらには
単にサブ基板（３０）の端部を折り曲げて形成すること
も可能である。サブ基板（３０）のこの支持部（３４）
はマザー基板（ｌＯ）に形成したバンド（２０）にリフ
ローにより半田固着される。

再び第１図および第２図を参照して実施例をさらに詳細
に説明する。

第２図を参照すると、サブ基板（３０）の電子回路の構
成要素であって、大電力パルス動作するパワー集積回路
素子（４６）はサブ基板（３０）のヒートシンク構造（
３５）の上部に固着され、パルス動作等に基づく熱衝撃
がヒートシンク構造（３５）に吸収されるようなされて
その安全動作領域が確保されている。ま、た、特に広い
安全動作領域が必要とされ、良好な放熱が必要な集積回
路素子（２４）はマザー基板（１０）にヒートシンク（
２８）を介して固着され、サブ基板（３０）に形成した
孔（３２）により露出される。

この集積回路素子（２４）にはサブ基板（３０）のパッ
ド（４０）が隣接配置され（第１図参照）、ワイアボン
ディングによりサブ基板（３０）の電子回路、即ち導電
路（３６）に直接接続される。以上の構造により、積層
基板構造であるにもかかわらず、サブ基板（３０）に高
発熱の電子回路を形成することが可能となり、サブ基板
（３０）に分離形成される電子回路が制限されない。

また、集積回路素子（２２）にはマザー基板（１０）の
バンド（１４）とサブ基板（３０）のパッド（４４）が
隣接配置される。このようなパッド配列は、例えばアド
レス信号がマザー基板（１０）から供給され、その出力
データをサブ基板（３０）に供給するようなＲＯＭに好
適であって、集積回路素子（２２）の電極からマザー基
板（１０）、あるいはサブ基板（３０）のバンド（１４
）（４４）に直接ワイアボンディングできる本発明はワ
イアボンディング工程の削減効果並びに導電路面積の低
減効果が顕著である。

これら所定の集積回路素子（２２）（２４）はその電極
面がサブ基板（３０）面と略等しい高さとなるように、
即ち所定の集積回路素子（２２）（２４）の電極とサブ
基板（３０）のパッド（４０）（４４）が同一平面に配
列されるようにヒートシンク（２８）を介して固着され
る。そこで、少なくとも前記の集積回路素子テ２２）（
２４）の電極とサブ基板（３０）のパラＦ　（４０）（
４４）間のワイアボンディングにおいては、ボンディン
グヘッドを垂直方向に大きく移動させる必要がなくなっ
て、多ビンの集積回路が使用される混成集積回路装置で
は特にワイアボンディング能率が向上する。

さらに、サブ基板（３０）に形成したパラ）’　（４２
）とマザー基板（１０）に形成したパッド（１８）とを
ワイアボンディングすることにより、サブ基板（３０）
の電子回路とマザー基板＜１０）の電子回路の相互接続
が行われ、またマザー基板（１０）に形成した導電路（
１２）のジャンピング接続が行われる。

既に明らかなように、本発明の混成集積回路装置はマザ
ー基板（１０）上の所定位置にサブ基板（３０）を離間
配置する基板構造を有するため、サブ基板（３０）の固
着工程、サブ基板（３０）上の導電路とマザー基板（１
０）上の導電路の相互接続工程はマザー基板（１０）上
に固着される集積回路素子、あるいはチップ素子と同等
に行われ、ケーシングを除く製造、試験工程がマザー基
板（１０）上で完了する。また、本発明の混成集積回路
装置は最終的にケース材（図示しない）により封止され
るが、従来のケース材の中空構造内に収納することがで
きる。

以上本発明の一実施例を説明したが、本発明はサブ基板
の平面形状等に関して種々の変形が可能であって、実施
例に限定されるものではない。

（ト）発明の効果 以上述べたように本発明の混成集積回路装置は（１）マ
ザー基板の導電路とサブ基板の導電路との相互接続を任
意の位置で行うことが可能なため導電路の引き回しによ
る実装面積の低下が回避される。

（２）サブ基板の導電路によるマザー基板の導電路の長
スパンの接続が可能であるためジャンピング接続のため
のパッドが不要になり実装面積の低下が回避される。

（３）マザー基板、サブ基板共に金属基板を使用するた
め発熱素子の配置が自由である。

（４）特に大電力パルス動作する集積回路素子の直下に
ヒートシンク構造を備えるため、安全動作領域の面から
もそれぞれの基板に形成すべき電子回路が制限されない
。

（５）マザー基板上にサブ基板を離間固着するためマザ
ー基板の全領域を素子実装に使用できる。

（６）サブ基板とマザー基板の主面が同一方向に面する
ため、サブ基板とマザー基板の導電路の相互接続後の機
能試験、トラブルシューティングが容易である。

（７）集積回路としてチップ素子を使用するため高集積
度が達成される。

（８）サブ基板に加工が容易な銅合金を使用するため離
間固着のための支持部を一体成形することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の平面図、第２図は第１図の
Ｉ−Ｉ線断面図、第３図は本発明で使用されるサブ基板
の平面図、第４図は従来の混成集積回路装置の平面図。 １０・・マザー基板、１２．３６・・導電路、１４．３
８．４０．４４　　パッド、　　　１６−・・外部リー
ド用パッド、　　１８．４２・−内部接続用パッド、　
　２゜・−・支持部材用パッド、　　２２．２４．４６
・・集積回路素子、　　３０・・・サブ基板、　　３２
−・孔、　　３４・・・支持部材、　　３５・・ヒート
シンク構造。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の絶縁金属基板上に所定形状に導電路を形成
   し、この導電路上に集積回路素子を固着搭載したマザー
   基板と、 第２の絶縁金属基板上に所定形状に導電路を形成し、そ
   の導電路の所定位置に少なくとも集積回路素子を固着搭
   載すると共に所定の集積回路素子の固着下にヒートシン
   ク構造を形成したサブ基板とから構成され、 前記サブ基板をマザー基板上の所定位置に固着したこと
   を特徴とする混成集積回路装置。
2. （２）前記ヒートシンク構造を第２の絶縁金属基板の絞
   り加工により形成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。
3. （３）前記マザー基板の所要の導電路の接続をサブ基板
   の導電路を介して行っ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）前記第２の絶縁金属基板を銅、あるいは銅合金で
   形成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。
5. （５）前記サブ基板の面積を前記マザー基板に比較して
   小面積と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。
6. （６）前記サブ基板の所定の導電路と前記マザー基板の
   導電路とをワイアボンディング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。
7. （７）前記集積回路素子にチップ素子を用いたことを特
   徴とする請求項１記載の混成集積回路装置。