JPH04171994A - 駆動部品 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、大電力半導体チップ搭載用プリント基板及び
、これを用いた駆動部品に関するものである。

（従来の技術） 従来、プリントヘッドに代表される駆動部品を駆動する
ための大電力半導体チップの印刷配線基板への搭載は、
小型化できることからチップオンボード基板が多用され
てきた。

第２図はこの一例を示す断面図である。チップオンボー
ドの印刷配線基板２０は、絶縁基板上２１と、この表面
に設けられた印刷配線２２とから構成されており、大電
力半導体チップを搭載する工夫として熱伝導性の良い金
属板から構成されたヒートスプレッダ３を絶縁基板２１
上に設けている。この印刷配線基板２０上への半導体チ
ップ２４の搭載は、半導体チップ２４をヒートスプレッ
ダ２３上に接着し、ワイヤ２５により配線し、これらを
封止樹脂２６により包囲することにより行なう。

半導体チップ２４の搭載部分にヒートスプレッダ２３を
設けたのは、半導体チップ２４が発生する熱を、半導体
チップ２４表面からの放出させるだけでなく、より表面
積の大きいヒートスプレッダから放出させるほうが効率
的だからである。

（発明が解決しようとするＩＩＩり しかしながら、以上のような印刷配線基板での放熱は比
較的小電力電力の半導体チップでは有効であるが、近年
使用要求が増している数ワットを越える半導体チップを
搭載するには十分でなかった１例えば、ワイヤドツトプ
リントヘッドドライバでは、近年印字品質が重要視され
る結果、用いるワイヤドツトピン数が増加し、これにつ
れて半導体チップが扱うワット数が増大し、発熱量もま
すます増加しているのである。

（課題を解決するための手段） 本願第１の発明は、絶縁基板の少なくとも一主面上に配
線層を形成することにより構成される印刷配線基板と、
該基板の他の主面上に貼り付けられた金属板とを有し、
前記印刷配線基板は、半導体チップ搭載予定領域に前記
金属板に届く開口部が設けられ、前記金属板は、前記開
口部を覆うと共に少なくとも搭載予定の半導体チップを
支持できる剛性が得られる厚さであることを特徴とする
大電力半導体チップ搭載用プリント基板である。

本願第２の発明は、絶縁基板の少なくとも一主面上に配
線層が形成されることにより構成されるプリント配線基
板と、該基板の他の主面上に貼り付けられた金属板とか
ら構成される大電力半導体チップ搭載用プリント基板と
、金属から構成される筺体を有する駆動体とを備える駆
動部品であって、前記印刷配線基板は、半導体チップ搭
載予定領域に前記金属板に届く開口部が設けられ、前記
金属板は、前記開口部を覆うと共に少なくとも搭載予定
の半導体チップを支持できる剛性が得られる厚に形成さ
れ、前記金属板は、前記駆動部品の筺体に密着してい−
ることを特徴とする駆動部品である。

（作用） 本願第１の発明の大電力半導体チップ搭載用プリント基
板は、開口部を有する印刷配線基板の裏面に金属板を貼
り付け、その開口部に半導体チップを搭載することが可
能となるよう構成されているので、半導体チップが発生
した熱を効果的に放出できるのである。

本願第２の発明の駆動部品は、上記プリント基板の金属
板を駆動体の金属筺体に密着させたので、搭載された半
導体チップが発生した熱を効果的に上記金属筺体に伝導
させて放出することができるのである。

（実施例） 以下本発明の第１の実施例を説明する。

第１図（萄は、本発明の第１の実施例にかかるプリント
基板の斜視図であり、ら）はそのＡｌ−Ａ２断面図であ
る。

図において、プリント基板１０は、表面に印刷配線層２
２が形成された絶縁基板２１から構成される印刷配線基
板２０と、この裏面に貼り付けられた金属板１１とから
構成される。

印刷配線基板２０の半導体チップ搭載領域には、搭載さ
れる半導体チップ２４を収納するに十分な大きさの関口
部１２をする。開口部１２の底部は金属板１１の表面が
露出している。印刷配線基板２０は、必要により裏面に
配線層が設けられた両面配線基板あるいは多層縁基板を
用いてもよい。

このときは裏面の配線層と金属板１１が短絡しないよう
に、絶縁層により被覆する必要がある。

金属板１１は、熱伝導率の高い金属を用いる。

例えば銅が好ましい。銅板は、なるべく厚いほうが好ま
しいが、この表面に半導体チップ２４が搭載したときに
、これを十分支持できる剛性が得られる厚さがあれば良
い。金属板１１の大きさは少なくともこの開口部１２を
覆う大きさに形成する。

又、金属板１１の表面には半田層を設けておくのが好ま
しい、これにより、半導体チップ１２を半田付けにより
接着するのが容易となる。又、金属板１１の表面の酸化
も防止できる。金属板１１と印刷配線板２０との接着は
、エポキシ接着剤などの樹脂接着剤を用いると良い。

プリント基板ｌＯへの半導体チップ２４の接着は半田付
けにより行なう、樹脂による接着に比べ熱伝導率が良い
のと、温度サイクルによる接着力の低下が少ないからで
ある。この時、金属板１１は半導体チップ２４のグラン
ドとして用いても、これと接続することなくフローティ
ングで用いてもどちらでもよい、尚、半導体チップ２４
と印刷配線層２４との電気的接続は、ワイヤ２５等を用
いてワイヤボンディングすることができるのはいうまで
もない、更に、この上には（ｂ）に示すように封止樹脂
２６により包囲することにより、半導体チップ２４及び
ワイヤ２５を保護するのは従来と同様である。

プリント基板１０をこのような構成とすることにより、
以下のような効果が得られる。

金属板１１が裏面で露出しているので半導体千ツブ２４
を被覆する封止樹脂に妨害されず効果的に放熱ができる
。半導体チップ２４と金属板１１は絶縁層を介すること
なく半田により接着することにより、半導体チップ２４
で発生した熱が効果的に金属板１１に伝導される。この
とき、半導体チップ２４と金属板１１の間に絶縁層を介
在させることなく半田接着を行なうことにより、効果的
な熱の伝導が可能である。金属板１１を比較的大面積に
形成すると共に、半導体チップ２４のグランドに接続す
ることにより、金属板１１の電気容量により、ノイズの
減少が得られる。

次に本発明の第２の実施例を説明する。

第３図は本発明の第２の実施例にがかる駆動部品を説明
するための図で、側止して用いたワイヤドツトプリント
ヘッドの分解斜視図である。

第１の実施例で説明したプリント基板１０はワイヤドツ
トプリントヘッド３Ｉの背面の外形に合わせた大きさで
円形状に形成されている。プリント基板１０は、電源あ
るいはワイヤドツトプリントヘッド３１を駆動するため
の制御信号を入力するための端子３２と、ワイヤドツト
プリントヘッド３１とを電気的に接続するための出力端
子を有する ワイヤドツトプリントヘッド３１は金属性の筺体を有し
、背面に設けられたヘッドコイルボビン３３によりプリ
ント基板３２の出力端子と接続する。

プリント基板１０とヘッドコイルボビン３３は、プリン
ト基板１０の出力端子と、ヘッドコイルボビン３３が嵌
め合わされることにより電気的に接続されると共に、位
置合わせされた固定がなされる。尚、これらの隙間全域
にはシリコングリス、サーコンあるいはマイラフィルム
（雲母板）を嵌め込むのが好ましい、この状態で、裏カ
バー３４に設けられたクランプ３５と、結合クランプ３
６により圧力をかけて固定される。

プリント基板ＩＯとワイヤドツトプリントヘッド３１が
このように結合されているので本実施例では以下のよう
な効果が得られる。

プリント基板１０に搭載された半導体チップが発生した
熱が金属板１１を経由して金属性であるワイヤドツトプ
リントヘッド３１の金属筺体に効果的に伝導される。こ
れは、プリントヘッド３１が激しい動作のため発熱した
場合であっても、プリントヘッドの温度はせいぜい百℃
以下であるので、そのままでは百℃を大きく越えるまで
発熱する半導体チップ２４の熱はやはり効果的にプリン
トヘッド３１に伝導される。

この熱伝導を効果的に行なうために金属板１１とワイヤ
ドツトプリントヘッド３１の背面はぴったり密着させる
のが好ましいが、ワイヤドツトプリントヘッド３１の背
面を鏡面に磨き上げるのはコスト的にみて必ずしも得策
ではない。更に、ワイヤドツトプリントへラド３１の表
面には防錆あるいは、これを収納するプリント内の配線
との不用意なシッートを避けるためにも絶縁層をコーテ
ィングする必要があるため、例え鏡面に慶き上げても密
着は困難である。上記実施例では金属板１１とワイヤド
ツトプリントへラド３１の背面の密着性を向上するため
にシリコングリス等を介在させている。これらは絶縁体
のため熱伝導率は余り良くないが、密着性が悪く隙間に
空気が介在するよりは熱伝導性は向上するのである。

以上の実施例ではプリントヘッドを例に上げて説明した
が、モータ等大電力半導体チップにより制御される装置
で、筺体が金属でできているものであれば広〈実施でき
る。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本件第１の発明のプリント基
板では、半導体チップを直接金属板上に搭載したので、
放熱効率が向上し、数ワット又はそれ以上の大電力半導
体チップを搭載することができる。

又、本件第２の発明である駆動部品では、本件第１の発
明のプリント基板を金属からなる筺体に密着させている
のでそのプリント基板に搭載された半導体チップが発生
する熱を効果的に拡散し半導体チップの過熱を防止する
ことができ、駆動部品の借問性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例であるプリント基板を説
明するための図であ、（萄は斜視図、ら）はそのＡｌ−
Ａ２断面図、第２図は従来のプリント基板を説明するた
めの断面図、第３図は本発明の第２の実施例である大電
力半導体チップ搭載用プリント基板を用いたプリントヘ
ッドの分解斜視図である。 １０・・・プリント基板、１１・・・金属板、１２・・
・開口部、２０・・・印刷配線基板、３１・・・ワイヤ
ドツトプリントヘッド、３４・・・カバー、３５．３６
・・・クランプ。 特許出願人　沖電気工業株式会社 ン 斜　？！ｌｌ１ｌｉｌ （Ｑ） 、６図２４ （ｂ） 本発明の第１の実施例のグリンＦ基板 第１ｖｌＪ Ａ 従来のプリント基板 第２図 ：：：、：　　　）２０印刷配線基板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁基板の少なくとも一主面上に配線層を形成す
   ることにより構成される印刷配線基板と、該基板の他の
   主面上に貼り付けられた金属板とを有し、 前記印刷配線基板は、半導体チップ搭載予定領域に前記
   金属板に届く開口部が設けられ、 前記金属板は、前記開口部を覆うと共に少なくとも搭載
   予定の半導体チップを支持できる剛性が得られる厚さで
   あることを特徴とする大電力半導体チップ搭載用プリン
   ト基板。
2. （２）請求項１記載の大電力半導体チップ搭載用プリン
   ト基板において、前記金属板は銅板であり、少なくとも
   前記印刷配線基板の開口部上には半田層が形成されてい
   る大電力半導体チップ搭載用プリント基板。
3. （３）請求項２記載の大電力半導体チップ搭載用プリン
   ト基板において、前記半導体チップ搭載予定領域には半
   導体チップが半田付けにより搭載されていることを特徴
   とする大電力半導体チップ搭載用プリント基板。
4. （４）絶縁基板の少なくとも一主面上に配線層が形成さ
   れることにより構成されるプリント配線基板と、該基板
   の他の主面上に貼り付けられた金属板とから構成される
   大電力半導体チップ搭載用プリント基板と、 金属から構成される筺体を有する駆動体とを備える駆動
   部品であって、 前記印刷配線基板は、半導体チップ搭載予定領域に前記
   金属板に届く開口部が設けられ、前記金属板は、前記開
   口部を覆うと共に少なくとも搭載予定の半導体チップを
   支持できる剛性が得られる厚に形成され、 前記金属板は、前記駆動部品の筺体に密着していること
   を特徴とする駆動部品。
5. （５）請求項４記載の駆動部品において、前記金属板と
   駆動体の筺体間には隙間を埋めるための密着補助剤を有
   することを特徴とする駆動部品。
6. （６）請求項５記載の駆動部品において、前記駆動体は
   プリントヘッドであることを特徴とする駆動部品。