JPH06164088A - 混成集積回路装置 - Google Patents

混成集積回路装置

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JPH06164088A
JPH06164088A JP3313589A JP31358991A JPH06164088A JP H06164088 A JPH06164088 A JP H06164088A JP 3313589 A JP3313589 A JP 3313589A JP 31358991 A JP31358991 A JP 31358991A JP H06164088 A JPH06164088 A JP H06164088A
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insulating metal
insulating
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Noriaki Sakamoto
則明 坂本
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多層の混成集積回路基板を離間配置する枠体
を不要とし、その接着のための熱処理工程を削減すると
共にノイズシールド性能の改善を目的とする。 【構成】 絶縁金属基板(22)の回路パターン形成面の周
辺部には剪断加工処理により略絶縁金属基板(22)の厚さ
の幅の段部(28)が形成され、これが多層の混成集積回路
基板を離間配置する枠体となる。絶縁金属基板(22)の段
部(28)に形成された回路パターン(38)と絶縁金属基板(1
2)の所定の位置に固着されたスペーサの回路パターンと
を半田固着して絶縁金属基板(22)と絶縁金属基板(12)が
固定される。本発明によれば多層の混成集積回路基板を
離間配置する枠体が不要となると共に絶縁金属基板(22)
と絶縁金属基板(12)を電気的に接続するため、絶縁金属
基板(22)下に形成された混成集積回路は完全にシールド
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は多層構造の混成集積回路
装置に関し、詳細には、多層の混成集積回路基板を離間
配置する枠体が不要な混成集積回路装置構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６を参照すると、従来の多層混成集積
回路装置は絶縁金属基板(70)(70)、この絶縁金属基板(7
0)(70)上に、絶縁層(76)を介して形成した各種パッド(7
8)、導電路(79)、所定のパッド(78)上に固着したパワー
素子(80)、集積回路素子(82)等の半導体素子、チップコ
ンデンサ、あるいはチップ抵抗(96)、並びに外部リード
(98)および絶縁金属基板(70)(70)を所定間隔離間配置す
ると共に搭載素子を気密封止する枠体(90)およびケース
材(92)等から構成される。
【０００３】絶縁金属基板(70)(70)には放熱特性および
加工性を考慮して略２ｍｍ厚のアルミニウム(72)が使用
され、絶縁性の向上のためにその表面が陽極酸化処理
（その酸化膜を符号74で示す）される。
【０００４】各種パッド(78)および導電路は、ポリイミ
ド樹脂等の接着性を有する熱硬化性絶縁樹脂と略３５μ
ｍ厚の銅箔とのクラッド材を温度１５０℃〜１７０℃、
１平方センチメートル当り５０〜１００Ｋｇの圧力で絶
縁金属基板(70)(70)にホットプレスした後、その銅箔を
ホトエッチングする等して所定パターンに形成される。
なお、ワイアボンディングされるパッド(78)にはニッケ
ルメッキが施される。また、前記熱硬化性絶縁樹脂はこ
のホットプレス工程で完全硬化して略３５μｍ厚の絶縁
層(76)となる。
【０００５】絶縁金属基板(70)(70)は、この時点で、数
単位乃至十数単位の混成集積回路装置に相当する平面サ
イズを有しており、単位混成集積回路装置毎にスリット
が形成されている。そして、混成集積回路装置が略完成
した時点で、数単位乃至十数単位の混成集積回路基板か
らフレキシブルな絶縁層および導電路で接続された２単
位の混成集積回路装置のサイズに分割プレスされる。
【０００６】パワー素子(80)あるいは集積回路素子(82)
等の半導体素子およびその他の回路素子にはチップ部品
が使用される。パワー素子(80)はヒートシンク(84)を介
して所定のパッド(78)に半田固着され、集積回路素子(8
2)は銀ペースト等により所定のパッド(78)に半田固着さ
れる。また、チップコンデンサ、あるいはチップ抵抗(8
6)、外部リード(88)等の異型部品は半田固着される。こ
れら回路素子は所定のパッド(78)上にスクリーン印刷し
たソルダーペーストに一時的に付着させた後、リフロー
して完全固着される。
【０００７】樹脂製の枠体(90)は、例えばエポキシ含浸
ポリエステル不繊布を接着シート（図示しない）とし
て、加熱圧着して（１２５℃、８時間）絶縁金属基板(7
0)(70)の終辺部で固着され、搭載回路素子を気密封止す
る。その後、二枚の絶縁金属基板(70)(70)の回路接続部
にケース材(92)がさらに同様にして固着される。また、
外部リード(88)が固着される絶縁金属基板(70)(70)の凹
部にはエポキシ樹脂が充填され、さらにこれを硬化（１
２５℃、２〜８時間）して、外部リード(88)の固着部の
機械的強度が向上される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の混成集積回路装
置は、絶縁金属基板(70)(70)を所定間隔離間配置するた
めの枠体(90)が必要であり、さらには、二枚の絶縁金属
基板(70)(70)と枠体(90)を固着するために上記したよう
な高温度、長時間の熱処理が必要である問題を有してい
る。
【０００９】また、樹脂製の枠体(90)を使用する場合お
よび金属製の枠体(90)を使用する場合であってもその接
合に接着を使用する場合には絶縁金属基板(70)(70)間の
空間に形成された混成集積回路のノイズシールドが不完
全である問題を有している。そこで、本発明の目的は枠
体(90)が不要な、従って、枠体(90)の固着のための熱処
理工程が不要であって、かつ絶縁金属基板(70)(70)間の
空間に形成された混成集積回路のノイズシールド性能に
優れた混成集積回路装置構造を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、所定領域をプ
レス加工して一面に凸部、他面に凹部を形成した絶縁金
属基板の凸部に絶縁層を介して所定形状に回路パターン
を形成し、この回路パターン上に複数の回路素子を固
着、接続した第１の混成集積回路基板を、絶縁金属基板
上に絶縁層を介して所定形状に回路パターンを形成し、
この回路パターン上に複数の回路素子を固着、接続した
第２の混成集積回路基板上に、それぞれの絶縁金属基板
が電気的、機械的に接続されるように固着すると共に、
少なくとも第１の混成集積回路基板下の第２の混成集積
回路基板上に回路素子を固着、接続したことを特徴とす
る。
【００１１】
【作用】第１の混成集積回路基板の絶縁金属基板に凹部
を形成したため枠体を使用することなく第１および第２
の混成集積回路基板間に電気的並びに物理的に封止され
た空間を形成することができる。従って、第１および第
２の混成集積回路基板間に形成する混成集積回路を完全
シールドでき、従来例のように枠体を絶縁金属基板の周
辺部に接着するための長時間の熱処理工程が不要とな
る。また、絶縁金属基板の凹部形成にプレス加工を使用
するため、絶縁金属基板の基体、そのメッキ層、絶縁
層、銅箔回路パターンからなる積層構造が破壊されな
い。
【００１２】
【実施例】実施例の各製造段階の断面図である図１乃至
図５を参照して本発明の一実施例を説明する。なお、図
１乃至図４は、２枚の混成集積回路基板を積層した構造
を備える本発明にあって、その特徴的な混成集積回路基
板の断面図である。
【００１３】図１を参照すると、絶縁金属基板(22)に
は、放熱特性および加工性を考慮して、陽極酸化処理し
た（その酸化膜を符号(24)で示す）略２ｍｍ厚のアルミ
ニウム(24)が使用される。この製造段階の絶縁金属基板
(22)は数乃至十数単位の混成集積回路装置の平面サイズ
を有しており、単位混成集積回路装置への分割を考慮し
てスリット（図示しない）が形成されている。この絶縁
金属基板(22)の一主面、あるいは両面にポリイミド樹脂
等の接着性を有する熱硬化性絶縁樹脂(32)と略３５μｍ
厚の銅箔(34)とからなるクラッド材(30)が温度１５０℃
〜１７０℃、１平方センチメートル当り５０〜１００Ｋ
ｇの圧力でホットプレスされる。このホットプレス工程
により、熱硬化性絶縁樹脂(32)は完全硬化して略３５μ
ｍ厚の絶縁層(32)となる。
【００１４】図２を参照すると、ホットプレスされた銅
箔(34)をホトエッチングする等して各種パッド(36)(3
7)、裏面のパッド(38)および図示しない導電路が所定パ
ターンに形成され、接地導電路を絶縁金属基板(22)に接
続するため、アルミニウム(24)に達する接地孔(40)が複
数穿設される。
【００１５】集積回路素子(42)、チップコンデンサ、あ
るいはチップ抵抗(44)、パワー回路素子(46)、あるいは
そのヒートシンク(48)等の回路素子は所定のダイボンド
パッド(37)上に銀ペースト、半田ペースト等のソルダー
ペーストを順次、選択的にスクリーン印刷し、それら回
路素子をソルダーペーストに一時的に付着させた後、リ
フローする工程を繰り返して完全固着される。
【００１６】その後、集積回路素子(42)、パワー回路素
子(48)の電極と所定のワイアボンディングパッド(36)お
よび孔(40)と接地導電路に連続するパッド(36)がボンデ
ィングワイア(50)で接続される。なお、上記回路素子の
固着順序はその各種ソルダーの溶融温度を考慮して決定
される。
【００１７】図３に先の工程により半完成した混成集積
回路装置の絶縁金属基板(22)をプレス加工する工程を示
す。同図を参照すると、プレス加工装置は絶縁金属基板
(22)の厚さに略等しい幅を残して、絶縁金属基板(22)の
４辺の周辺部を押圧する上金型(60)と抑え金型(62)、絶
縁金属基板(22)の厚さに略等しい幅の４辺の周辺部を剪
断加工する下金型(64)から構成され、アルミニウム(22)
の剪断強度を越す圧力が上金型(60)あるいは下金型(64)
に付与される。この上金型(60)あるいは下金型(64)の行
程は絶縁金属基板(22)を完全剪断しないような、例えば
絶縁金属基板(22)の厚さの略８０％に設定される。図示
するように、絶縁金属基板(22)の回路パターン形成面の
所定の領域を突出させるこのプレス加工により、図４に
示すように、その周辺部に段部(28)が形成され、絶縁金
属基板(22)の突出平面上に回路素子が搭載される形状で
あって、さらに段部(28)により絶縁金属基板(22)の４辺
に脚が形成された混成集積回路基板が完成する。以下、
本発明に特徴的な上記混成集積回路基板を第１の混成集
積回路基板(20)と称する。
【００１８】図５は一実施例の断面形状を示す。絶縁金
属基板(12)は絶縁金属基板(22)と同様に放熱特性および
加工性を考慮して、陽極酸化処理した（その酸化膜を符
号(14)で示す）略２ｍｍ厚のアルミニウムが使用され
る。また、同様に、この絶縁金属基板(12)の一主面、あ
るいは両面にポリイミド樹脂等の接着性を有する熱硬化
性絶縁樹脂と略３５μｍ厚の銅箔とからなるクラッド材
を温度１５０℃〜１７０℃、１平方センチメートル当り
５０〜１００Ｋｇの圧力でホットプレスし、この銅箔に
より所定形状の回路パターンが形成され、その所定位置
に回路素子が固着される。以下、絶縁金属基板(12)によ
る混成集積回路基板を第２の混成集積回路基板(10)と称
する。
【００１９】本実施例では、第１の混成集積回路基板(2
0)下の、第２の混成集積回路基板(10)上の回路パターン
を絶縁して外部導出するため、第１の混成集積回路基板
(20)の所定領域に、絶縁層(16)と回路パターン(18)から
なるスペーサが配置されており、この回路パターン(18)
と絶縁金属基板(22)の段部(28)の回路パターン(38)が半
田固着される。なお、絶縁金属基板(22)の段部(28)の回
路パターン(38)を分割形成すれば絶縁層(16)と回路パタ
ーン(18)からなるスペーサは必ずしも必要ではない。ま
た、第１および第２の混成集積回路基板(20)(10)を接着
剤で固着することも可能であり、その場合には銅箔と絶
縁層からなるクラッド材は絶縁金属基板の一主面に貼着
すれば足りる（図１参照）。
【００２０】そして、第１混成集積回路基板(20)上に形
成された回路と、第２の混成集積回路基板(10)に形成さ
れた回路および絶縁金属基板(22)と絶縁金属基板(12)が
所定のボンディングワイア(52)で接続され、必要に応じ
て、図示しないケースで第１および第２の混成集積回路
基板(20)(10)が被覆される。
【００２１】本発明は絶縁金属基板(22)の凹部形成にプ
レス（剪断）加工を使用するため、絞加工により凹部を
形成する場合に生ずるアルミニウム(24)、その酸化膜(2
6)、絶縁層(32)並びに銅箔回路パターンからなる積層構
造の破壊が生じないばかりか、凹部の周辺段部が脚とな
って、別異の枠体を使用することなく第１および第２の
混成集積回路基板(20)(10)間に電気的、物理的に封止さ
れた素子搭載空間が形成される特徴を有する。また、絶
縁金属基板(22)と絶縁金属基板(12)を電気的に接続する
ため、二枚の絶縁金属基板が同一電位になって、第１お
よび第２の混成集積回路基板(20)(10)間に形成された混
成集積回路のノイズシールド性能が向上する。
【００２２】以上、実施例に基づいて本発明を説明した
が、本発明は絶縁金属基板の一部にのみ凹部を形成する
ような変更、あるいは絶縁金属基板の複数個所に凹部を
形成するような変更、また、絶縁金属基板上に直接に回
路素子を固着するような変更、さらには熱伝導が特に良
好な別異の絶縁層を介して金属基板上にヒートシンクを
固着するような変更が可能である。
【００２３】
【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、多層の混成集積回路基板を離間配置する枠体が
不要であり、従って、その接着のための長時間の熱処理
工程が不要であるため製造に要する時間が短縮される利
点を有すると共に回路素子搭載後の長時間の熱処理工程
が削減されるため、搭載回路素子への熱的影響を考慮す
る煩雑な温度管理が不要となる利点も有する。
【００２４】また、二枚の絶縁金属基板を電気的に接続
するため二枚の絶縁金属基板の電位が同一となって、二
枚の絶縁金属基板間に形成された回路のシールド能力が
向上する利点も有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の製造工程を説明する断面
図。
【図２】本発明の一実施例の製造工程を説明する断面
図。
【図３】本発明の一実施例の製造工程を説明する断面
図。
【図４】本発明に特徴的な混成集積回路基板の断面図。
【図５】本発明の一実施例の断面図。
【図６】従来例の断面図。
【符号の説明】
２０ 第１の混成集積回路基板 ２２ 絶縁金属基板 ２４ アルミニウム ２６ 酸化膜 ２８ 段部 ３２ 絶縁層 ３６ パッド ３７ パッド ４０ 接地孔 ４２ 集積回路素子 ４４ チップ抵抗 ４６ パワー回路素子 ４８ ヒートシンク ５０ ボンディングワイア ５２ ボンディングワイア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 25/04 25/18 Ｈ０５Ｋ 1/02 Ａ 7047−4Ｅ 3/46 Ｌ 6921−4Ｅ 9/00 Ｒ 7128−4Ｅ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定領域をプレス加工して一面に凸部、
    他面に凹部を形成した絶縁金属基板、この絶縁金属基板
    の凸部に絶縁層を介して所定形状に形成した回路パター
    ン、この回路パターン上に固着、接続した複数の回路素
    子を備える第１の混成集積回路基板と、 絶縁金属基板、この絶縁金属基板上に絶縁層を介して所
    定形状に形成した回路パターン、この回路パターン上に
    固着、接続した複数の回路素子を備える第２の混成集積
    回路基板からなり、 第１の混成集積回路基板を第２の混成集積回路基板上の
    所定位置に固着すると共に、少なくとも第１の混成集積
    回路基板下の第２の混成集積回路基板上に回路素子を固
    着、接続したことを特徴とする混成集積回路装置。
  2. 【請求項２】 所定領域をプレス加工して一面に凸部、
    他面に凹部を形成した絶縁金属基板、この絶縁金属基板
    の凸部に絶縁層を介して所定形状に形成した回路パター
    ン、絶縁金属基板の他面の周辺部に絶縁層を介して形成
    した金属パターン、凸部に形成した回路パターン上に固
    着、接続した複数の回路素子を備える第１の混成集積回
    路基板と、 絶縁金属基板、この絶縁金属基板上に絶縁層を介して所
    定形状に形成した回路パターン、この回路パターン上に
    固着、接続した複数の回路素子を備える第２の混成集積
    回路基板からなり、 第１の混成集積回路基板の凹部の周辺に形成した回路パ
    ターンと第２の混成集積回路基板の回路パターンを固
    着、接続すると共に、少なくとも第１の混成集積回路基
    板下の第２の混成集積回路基板上に回路素子を固着、接
    続したことを特徴とする混成集積回路装置。
  3. 【請求項３】 所定領域をプレス加工して一面に凸部、
    他面に凹部を形成した絶縁金属基板、この絶縁金属基板
    の凸部に絶縁層を介して所定形状に形成した回路パター
    ン、絶縁金属基板の他面の周辺部に絶縁層を介して形成
    した金属パターン、凸部に形成した回路パターン上に固
    着、接続した複数の回路素子を備える第１の混成集積回
    路基板と、 絶縁金属基板、この絶縁金属基板上に絶縁層を介して所
    定形状に形成した回路パターン、この回路パターン上に
    固着、接続した複数の回路素子および前記回路パターン
    上の所定の領域に、さらに絶縁層を介して形成した金属
    パターンを備える第２の混成集積回路基板からなり、 第１の混成集積回路基板の凹部の周辺に形成した金属パ
    ターンと第２の混成集積回路基板の金属パターンを固
    着、接続すると共に、少なくとも第１の混成集積回路基
    板下の第２の混成集積回路基板上に回路素子を固着、接
    続したことを特徴とする混成集積回路装置。
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