JPH06509686A - 電気部品のパッケージ - 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】 本発明は、電気部品のパッケージ（実装体）に関する。

電気部品をパッケージする一つのやり方として、ハウジングを用いる方法がある 。当該ハウジングは、上記部品を囲い込むと共に、当該ハウジング内の電力損発 生部品からの熱の除去を助ける。当該ハウジングは、不導体ケーシング５と、ア ルミ製放熱ベース板６とを含む。プリント回路基板（ＰＣＢ）３は、上記ケーシ ングの上壁５ａに隣接して取付けられる。導体ピン７は、上記ＰＣＢに直接的に 取付けられて、壁５ａを通して上方に伸びる。電子部品９ａ。

９ｃは、上記ＰＣＢの一方の、又は両方の面（即ち、上面３ａと下面３ｂ）に取 付けられる。インダクタ９ｃなどの一段と大きな部品は、空間的な理由から、上 記下面３ｂに取付けられる。電力損発生部品９ｂは、熱の伝達をより良くする目 的で、上記ベース板６に直接的に取付けられる。

部品９ｂは、リード線１２によって上記ＰＣＢに電気的に接続される。

上記ピン７によって、アッセンブリ１が回路板１４に取付けられる。一方、上記 ベース板６は、平坦な熱良導性表面を提供する。当該熱良導性表面から、上記ア ッセンブリ内で発生した熱が、自然対流か、又は強制対流かによって除去される か、又は、放熱体（図示せず）を上記ベース板の表面に取付けることによって当 該熱が除去される。

アッセンブリ１は、エポキシ製カプセル封じ体で充填される。当該カプセル封じ 体は、硬化すると比較的に剛性を有するようになって、熱の分散体として作用す る一方、機械的な支持体となる。上記ケーシングと上記ベース板とが互いにしっ かりと保持されるようにするために、ポケット６ａが、当該ベース板に形成され る。当該ベース板は、アンダーカット部６ｂを、上記ポケットの縁に沿って形成 させている。上記カプセル封じ体は、当該アンダーカット部内に伸びる一方、充 分な引張り強度を有するので、上記ケーシングが上記ベース板から引剥がされる 危険度を最小限のものにする。硬化の際に生じる硬直化した上記カプセル封じ体 の収縮に起因する損傷から上記部品を守るために、あるいは、低温にさらされる ことに起因する損傷から当該部品を守るために、鋭敏な感度の部品（例えば、ガ ラス・ダイオードや、セラミック製の抵抗器またはコンデンサや、磁気コア）は 、柔かいゴム状材料からなる「緩衝コーティング」によってカバーされる。

発明の要旨 本発明は、パッケージ（実装体）を提供する。当該パッケージは、コンパクトで 且つ安価であり、そして製造が容易であり、放熱能力が大きく、更に、上記ケー シング内の利用可能空間を最もうまく使用させる。当該パッケージは、外部回路 板に容易に取付けらね得る。その際に使用される空間の大きさを最小限に抑える ことが当該パッケージによって可能にされる。更に、当該パッケージは、容易に 取外し可能であり、また再取付けも容易になされ得る。

従って、一般的に、一つの態様において、本発明は、回路板上に保持される電気 部品のためのパッケージを特徴とする。当該パッケージは、カバーを含む。当該 カバーは、はぼ平行で互いに隔てられた上部および下部の内面を有する。上記回 路板は、上記下部内面に対してほぼ平行に配置されて、上記電気部品を内部空間 内で保持する。当該内部空間は、上記回路板と上記上部内面との間に形成される 。

導体端子ピンは、上記カバーの外側から上記内部空間内に伸びる。当該端子ピン は、導体リンクによって、上記回路板に接続される。当該導体リンクの各々は、 一端を上記回路板の外周部に取付けると共に、他端を上記内部空間内に突出させ る。

本発明の実施例は、下記特徴を含む。上記リンクは、平坦な金属片であって、上 記回路板に対して垂直である。上記カバーは、下部内面を有するベース板と、上 部内面を有するケーシングとを含む。上記ベース板は、熱良導性板である。電力 損発生部品は、上記ベース板に取付けられる。

上記ケーシングは、上記上部内面を有する土壁と、段部とを有する。当該段部は 、上記上壁に、傾斜した移行部を介して結合される。上記ピンは、上記段部を貫 通する。上記リングの幾つかは、他のものよりも一段と広い幅の導体接続部を上 記回路板に対して有する。上記ピンは、上記移行部から充分な距離だけ隔てられ 、それによって、当該ピンと上記上壁とが、外部回路板の各個の孔を貫通するこ とができるようにされる。フェライト・リングを、上記段部に隣接した上記ピン の一つの回りに置くことができる。内部空間内に突出する各々のリンクの端部は 、一端を曲げられて上記回路板に対して平行に伸びるようにされる。この曲げ部 に上記ピンが接続される。上記電気部品の一つは、上記曲げ部の一つと上記回路 板との間の空間に置かれる。上記リンクの一つは、上記回路板のコーナ部の回り に伸びる。

当該回路板の両方の外周縁部の回りに２組のリンクを、それぞれ設けることがで きる。

一般に、別の態様において、上記ケーシングの２つの両側壁は、それぞれ歯部を 有する。当該歯部は、反対方向に互いに離れるように横に伸びる。上記ベース板 は、２つの向かい合う止め部を有する。当該止め部は、反対方向に向かって横に 伸び、互いに近付くようにされる。当該止め部の配置と形状とによって、上記ケ ーシングは、上記ベース板に嵌込み可能にされ、その際に、上記歯部は、上記止 め部の下で保持される。非圧縮性の弾性的なカプセル封じ材料によって、当該材 料と部品とによる非圧縮性区画が完成させられる。当該区画は、上記歯部が配置 される上記ケ−シンクの２つの側壁の個所の間に伸びる。上記カプセル封じ材料 と部品とによる上記区画は、回路板を含む。当該回路板は、上記パッケージ内に 取付けられ、その位置は、上記歯部が配置される上記ケーシングの２つの上記側 壁の個所の間である。当該側壁は、弾性的であって、且つ偏倚させられることに よって、上記ケーシングの上記ベース板への取付けの際に、上記歯部に外向きの 横方向の力を加える。

一般に、もう一つ別の態様において、本発明は一つの構造を特徴とする。当該構 造は：熱良導性ベース板と一当該ベース板に対して平行で且つ隣接する回路板と ；電力損を発生する電子素子を含む電気部品と；そして、当該素子に対して電気 的接続をさせるパッドと；を含む。上記回路板は、開口部を有する。上記電気部 品の取付けに際して、上記電力損発生素子は、上記回路板の上記開口部にセット される。更に、当該取付けに際して、上記電力損の放熱表面は、」二足ベース板 に接触させられ、そして上記パッドは、上記回路板に電気的に接続される。

本発明の実施例は、下記の特徴を含む。上記電子部品は、熱良導性基板を含む。

上記電力損発生素子と上記パッドは、上記基板の一方の而に取付けられ、そして 上記電力損放熱表面は、上記基板の反対側の面に存する。上記回路板は、金属で 裏打ちされた貫通孔を含む。上記パッドは、当該貫通孔に半田付けされる。

一般に、もう一つ別の態様において、本発明は、接続パッドを有する電力損発生 部品を取付けるだめの方法を特徴とする。当該方法において、上記部品は、熱良 導性ベース板に取付けられる。開口部を有する回路板は、上記部品上に置かれ、 その際に、少なくとも上記電力損発生素子の一部が上記開口部内に置かれる。

本発明の実施例は、下記の特徴を含む。半田は、上記回路板に対して使用される 。当該回路板は、上記半田の融点の下方まで予熱される。上記ベース板と上記基 板は、上記半田の融点以上の温度まで予熱される。上記回路板は、上記基板に隣 接させられ、それによって上記回路板の上記半田が溶融させられる。

接続パッドは、上記基板に取付けられて、上記電力損発生素子に接続される。ワ イヤ、即ち線は、上記パッドと上記電力損発生素子とにボンド（接＠）される。

金属で裏打ちされた貫通孔は、上記パッドが上記回路板に半田付けされる位置に 設けられるように、上記回路板に形成される。

一般に、もう一つ別の態様において、本発明は端子ピンを回路板に接続するため の方法を特徴とする。電気的に良導性のフェンスが設けられることによって、２ つの導体リンクが、分断可能な接合部により結合させられる。各々の導体リンク は、曲げ部を有する。端子ピンは、各リンクの当該曲げ部に取付けられる。上記 フェンスは、上記回路板の外周部に沿って取付けられて、実質的に当該回路板に 対して垂直の方向に伸び、その際に、上記曲げ部は、一般的に、当該回路板に対 して平行に、且つ当該回路板から隔てられて配置される。次いで、上記接合部が 分断される。

その他の種々の利点および特徴は、下記の説明および特許請求の範囲の記載から 明らかになる。

説　明 図１は、従来技術の部品パッケージの断面側面図である。

図２Ａは、本発明の部品パッケージの分解斜視図である。

図２Ｂ乃至図２Ｆは、ピン／ケーシング構造の各種実施例の各々の側方断面図で ある。

図３は、上記ケーシングを取外した状態の上記パッケージの平面図である。

図４Ａは、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿って取られた、上記パッケージの側方断面図 である。

図４Ｂは、上記ケーシングと上記ベース板との分解斜視図である。

図４Ｃは、図４Ｂの一部の拡大断面側面図である。

図５Ａは、図３の上記パッケージの一部を破断して示した端面図である。

図５Ｂは、図３の上記パッケージの一部を破断した分解斜視図である。

図６Ａおよび図６Ｂは、プリント回路基板に取付けられた図３の上記パッケージ の側面図と平面図を、それぞれ示す。

図７Ａおよび図７Ｂは、もう一つ別の取付は技術による当該パッケージの側面図 と平面図を、それぞれ示す。

図８Ａ乃至図８Ｄは、各種実施例の取付はピン構造の断面側面図を、それぞれ示 す。

図９は、電力損発生部を上記パッケージに取付ける方法を示す、拡大断面側面図 である。

図１０は、上記パッケージに取付けられた電力損発生部品の、一部破断拡大斜視 図である。

図２を参照すると、本発明によって提供されるパッケージ（実装体）１１におい て、電力損発生電子部品１３は、熱良導性（例えば、アルミニウム製の）ベース 板１５に直接的に取付けられる。多層プリント回路基板（ＰＣＢ）１７は、上記 電力損発生部品の上に配置され、それによって電気的接続が当該部品１３と上記 ＰＣＢとの間になされる。

電力損発生部品１３は、基板２１３を含む。当該基板２１３の厚みによって、上 記ＰＣＢの下面１７Ｌとベース板１５との間の間隙の大きさが決定する。絶縁シ ート１９が、当該間隙内に置かれる。上記ＰＣＢの上面１７Ｕは、部品（例えば 、インダクタ２１や、変圧器２３）を取付けるために使用される。当該取付けに 際して、上記部品は、上面１７Ｕと上記ケーシングの上壁との間の空間に収めら れる。ＳＭＤ抵抗器のように平たい部品も、上記ＰＣＢの下面１７Ｌに取付けら れ得る。

上記電力損発生部品は、ベース板１５とＰＣＢ１７の双方に直接的に取付けられ る。従って、上記電力損発生部品と上記ベース板との間の熱抵抗は低い。その上 、この場合、接続用のリード線（図１中のリード線１２）が不要になる。

当該リード線が不要になることによって、製造が容易化される。なぜならば、当 該リード線を適切に配置１−で半田付けする作業は困難を伴うからである。更に 又、リード線は、。

寄生インダクタンスと抵抗を生じるが、これらが生じると、回路の動作に好まし くない副作用が生じて、例えば、立上がり時間が遅れたり、高周波振動性のリン ギングが起こったりする。

ピン２５ａと同２６ｂから上記ＰＣＢ１７への接続は、導体リンクを介して行わ れる。当該導体リンクは、初めはフェンス２９．２９’　として形成される。フ ェンス２９゜２９′は、上記ＰＣＢの２つの縁部に沿って取付けられることによ り、当該ＰＣＢのコーナ部に巻付く。次いで、上記リンクは、上記ケーシングの 上壁に向かって、上記ＰＣＢに垂直な方向に向は上方に突出する。上記フェンス は、スロット２９ａを有する。当該スロット２９ａは、上記ＰＣＢの縁部に沿っ て形成された舌片１７ａと噛合する。リンク２９ｅ（図５Ａも参照せよ）は、分 断可能部２９ｃによって最初は結合されるが、当該分断可能部は、製造に際して 個々に分断される。

各々のフェンス・リンクは、曲げ部２９ｄを有する。曲げ部２９ｄは、当該リン クの本体部分に対して直角に曲げられる。δ々の曲げ部２９ｄは、上記ピン２５ ａ乃至２５ｂの各々に対応するので、逆り字形の断面形状を上記フェンスに与え ることになる。ピン２５ａ乃至２５ｂは、曲げ部２９ｄに結合され、それによっ て、当該ピンの底部ど上記ＰＣＢの間の空間を回路部分が利用することができる ようにする。電力変換回路の例の場合、大形ピン２５ａが、電源接続用として、 回路基板のコーナ部で使用される。一方、小形ピン２５ｂは、制御端子用に使用 される。当該ピンの相対的な大きさは、電力および制御に関する上記電力変換回 路の要件に従って調節され得る。各々のリンクの上記底部は、上記ＰＣＢの対応 する導電路すなわち端部凹所に半田付けされる。

上記リンクと上記端部凹所との間の相互接続径路の横幅の大きさは、上記回路基 板のコーナ部にある電源用リンクの場合の方が制御用リンクの場合の方よりも大 きい。当該より幅広の相互接続径路は、より大きな電流容量を与える。

このことは、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータのパッケージがなされる場合には、 特に有用である（例えば、上記ＰｃＢ１７が、４層の回路基板であって、大きさ が約１．５インチ幅×２．２インチ長さＸ　Ｏ，０３０インチ厚：即ち、約３８ ．１ミリ幅Ｘ５５．９ミリ長さＸ　Ｏ，７８２ミリ厚である場合）。このような コンバータは、コンピュータ出力ピン（ピン２５ａ）を介して負荷に対し、３０ アンペアの電流を供給することができる。しかしながら、当該４層のＰＣＢ上の 導体径路の厚みの大きさは、当該ＰＣＢの総厚みのほんのイっずかの大きさでし かない。上記回路基板と、比較的に厚みのある上記フェンス・リンクとが無かっ たならば、大電流を流すためには、導体径路の面積を大きくしなければならなか っただろう。当該フェンス・リンクの使用によって、この問題が解決される。当 該フェンスの全厚は、例えば、０．０３０インチ（約０．７Ｇ２　ミリ）である 。この結果、大電流を流すために必要とされる上記回路基板の表面上の導体径路 の面積の大きさを最小限の大きさにすることができる。当該フェンス・リンクは 又、電流を流す径路のインピーダンスも減少させる。

更に又、当該フェンス・リンクは、当該リンクと上記ＰＣＢとの間の電気的接続 部が電流源の近くに存在することができるようにする。例えば、上記ＰＣＢの縁 部に沿った舌片］、　７　ａの配置位置を、当該電流源（例えば、変圧器２３か 、又はインダクタ２１の接続ピンの１つ又はそれ以上）に近接させることができ る。このようにして、相当に大きな電流容量の上記フェンス・リンクを、当該電 流源に対して物理的に近い位置の、上記ＰＣＢの縁部に沿った個所で使用するこ とができるので、内部回路から上記コンバータの出力ピンに流れる電流に関連し た出力インピーダンスや損失を最小限の大きさに抑えることができる。

ベース板１５と、部品取付は済みＰＣＢｌ　７と、フェンス２９．２９’　と、 ピン２５ａ乃至２５ｂとが組立てられた後、ケーシング２７が上記ベース板に取 付けられる。ケーシング２７は、熱可塑性材料（例えば、ＶａｌｏｘまたはＵｌ ｔｅａ）から成形されて、一般的にカップ形状を有する。当該ケーシングは：上 壁２７ａと；当該上壁と段部２７ｃとを結合させる傾斜した移行部２７ｄと；側 壁２７ｂと；端部壁２７ｅとを含む。上記ピン用の孔２７ｆの列は、上記段部２ ７ｃの各々に沿って配置される。

液状のカプセル封じ材料が（自身の硬化前に）漏れ出すのを防止するために、ピ ン２５ａ乃至２５ｂが上記ケーシングに対してシールされる。一実施例（図２Ｂ ）において、はっきりとした隆起部３１が、ピン２５の基部２５ｃ上に形成され る。上記孔（例えば、図２Ａ中の孔２７ｆ）は、上記ピンと上記ケーシングとの 間で圧接的シールが成り立つほどの小さなサイズを有する。図２Ｂにおいて、当 該ピンは、上記孔を通して引張られる。そうすると、当該ピンの比較的に大径の 上部肩部２５ｄが、対応する上記孔の内径を拡大させる。当該ピンの当該肩部は 、上記孔の外縁を囲む溝３３内に嵌合し、それによって、上記のはっきりした隆 起部３１が、プラスチック材料製の上記ケーシングの内壁と噛合させられてシー ル部が形成される。

別の実施例も可能である。図２Ｃにおいて、膜体３５は、上記ピンが上記ケーシ ング２７の上記孔を通して押される前に、上記ピン２５ａ乃至２５ｂ上に置かれ る。図２Ｄにおいて、弾性的なＯ−リング３７は、ピンの基部２５ｃに形成され た溝３９内に装着される。図２Ｅおよび図２Ｆにおいて、熱可塑性ワッシャ４］ −は、上記ピンと上記孔との間に形成された凹所４３内に配置される。リング形 状の当該熱ｉｊＪ塑性ワッシャ４１は、平らな形状（図２Ｅ）でも、あるいは又 、傾斜縁部付きの形状（図２Ｆ）でも、いずれの形状でも取ることができる。熱 は、当該ワッシャの付近に加えられるので、当該プラスチックが軟化し、それに よ−】てシール部が形成される。図２Ｂ乃至２Ｆに示された全ての実施例は、小 径ピンおよび大径ピンの双方と共に使用され得る。

図３および図４Ａに示される通りに、電力コンバータ（変換器）の場合、パッケ ージ（実装）される上記部品は、電力損発生部品１３と、インダクタ２１及び変 圧器２３のような大きな部品とを含む。当該インダクタ２１は、巻線２１ａとフ ェライト・コア２１ｂとを有することができる。

上記変圧器２３は、２つの巻線２３ａ、２３ｂを有し得る。

図４Ａにおいて、（図２Ａも見よ）上記ＰＣＢ１７の孔４５は、電力損発生部品 １３上に位置決めされる。当該電力損発生部品１３は、これまでは上記ベース板 １５に直接的に取付けられていた。上記ＰＣＢが上記ベース板１５に取付けられ る際、上記ピン２５ａ乃至２５ｂが取付けられているフェンス２９．２９’　は 、既に当該ＰＣＢに組付けられており、そして当該フェンスの分断可能部は、既 に分断されている。上記ＰＣＢが適所にセットされると、上記ケーシング２７が 上記ピン上に取付けられ、それによって、当該ピンは、孔２７を通って伸びる。

インダクタ２１−や変圧器２３のような大きな部品は、上記の傾斜した移行部２ ７ｄの下方の空間内で、上記ＰＣＢ上に配置される。当該インダクタ２１と変圧 器２３とを上記ＰＣＢ１７上に取付けることによってスペースの節約が計られ、 それによって変圧器の巻線２３ａ、２３ｂと上記インダクタの巻線２１ａが部分 的に、上記ＰＣＢの孔４７を通って伸びる。この取付けの構成によって、巻線２ １ａ、２３ａ乃至２３ｂの本体の一部が、Ｐ　ＣＢ　１．７の厚みと同じ垂直方 向の間隙を占めることができるようにされ、その結果、当該パッケージ（実装体 ）の全体の厚みが減少させられる。この時同時に、上記巻線の効果的な冷却が、 上記巻線と上記ベース板との間の熱インピーダンスを最小限の大きさに抑えるこ とによって、実施される。

その他の一段と小さな部品は、上記ピンの下方に取付けられ、それによって上記 ＰＣＢの縁部近くの空間を利用する。当該利用は、仮に、長大なピンを直接上記 ＰＣＢまで伸ばす代わりに上記フェンス・リンクが設けられなかったとしたなら ば、あり得なかったものである。

ケーシング２７を上記ベース板１５（図４Ｂと図４０を見よ）に取付ける目的で 、歯部４９が当該ケーシングの少なくとも２つの側壁２７ｂの下縁に沿って形成 される（当該歯部の一方のみを図示）。噛合溝（即ち、止め部）１５ａは、ポケ ット１５ｂの縁に沿ったアンダーカット部である。ＰＣＢ１７の一部は、図４０ にも示される。上記ケーシングが、上記ポケット上に降下させられると、当該ケ ーシングの側壁２７ｂは、内側に押圧される。なぜならば１、Ｌ２歯部４９が上 記ベース板の角度の付いた表面５〕に接触させられるからである。当該角度の付 いた表面５１は、上記歯部４９を溝１５ａ内に導く。歯部４９が溝１５ａ内てロ ックされると、当該ケーシングの側壁２７ｂを内側に押圧しない限り、当該ケー シング２７を取外すことはできない。当該ケーシングと上記ベース板の角度のイ ラいた表面５１との嵌合状態を良好なものにするために、軽度の外向きの湾曲ｄ ｌ（図４Ｂにおいて誇張されている）が、上記ケーシングの側壁に沿って与えら れ、それによって当該ケーシングに予めバイアス（偏り）がかけられる。

−Ｉ郵己「嵌合」構造は、図４Ｂと図４０に示される。当該構造において、柔軟 なカプセル封じ体の使用が可能となり、その結果、当該パッケージ内での部品に 対する緩衝コーティングの必要性が無くなる。図４Ａおよび図４Ｂの上記カプセ ル封じ体は、上記ケーシングの側壁を押しつぶそうとする全ての圧縮力に抵抗す る必要があるので、もっばら低い圧縮率を有する。当該側壁が互いに押し、つぶ されない限り、上記ケーシングが上記ベース板から引剥されることはない。上記 ケーシングの側壁２７ｂの下縁と上記ＰＣＢＩ７の外縁との間の空間ｄ２を充填 する非圧縮性の材料によって、上記歯部が上記溝１５ａから外れることが防止さ れる。当該カプセル封じ体は、このようにして、カプセル封じ体と部品からなる 非圧縮性区画の一部を形成する。当該区画は、上記歯部が位置する上記ケーシン グの２つの上記側壁の個所の間に伸びる。この時同時に、射出される当該材料は 充分に柔かいので、膨張や収縮の際に上記部品を損傷させる恐れがない。

ＤＣ−ＤＣ電源コンバータは；磁性部品と；表面取付は人受動部と：半導体とを 含む。当該コンバータの場合、無機充填材入りの２成分形エポキシ系材料＃　Ｌ 　Ａ４００１−１２は、マサチューセッツ州、ウオバーン（Ｗｏｂｕｒｎ）市所 在のエマージン・アンド・カミング（Ｅｗｅｒｓｏｎ　＆　Ｃｕｉｉｎｇ）社製 であって、適度な圧縮強度を有し、上記歯部４９を充分な弾性力でもって、上記 溝１．５　ａ内に、緩衝コーティングを使用すること無く、−４０℃から１００ ℃の温度範囲の作動環境において、係合させる。

図５Ａを参照すると、フェンス２９は、ＰＣＢ１７の縁部に取付けられ、その際 、当該ＰＣＢｉ７の舌片１７ａは、スロット２９ａ内に突出する。各リンク２９ ｂは、自分自身のスロットを有し、舌片２９ａによって支持される。

図５Ｂに示される通りに、フェンス２９は、銅の薄板から所定のパターンに打抜 かれる。当該パターンは、上記リンクと、上記スロットと、上記リンクを結合す る分断可能部２９ａとを含む。各ピン２５は、当該ビンに対応するリンク２９ｂ に半田付け（５１）される。上記ＰＣＢ上の導体径路５３は、上記舌片１７ａ上 まで伸びる。フェンス２９が、上記ＰＣＢに取付けられる時、径路５３は、半田 付けによって適切な上記リンクに電気的に接続され、それによって適切な上記ビ ン２５に接続される。当該半田は又、上記フェンスを上記ＰＣＢ上で、製造工程 の間、機械的に支持し、次いで、上記カプセル封じ体が、より恒久的な支持を与 える。上記フェンスを、上記ＰＣＢの上面および下面のいずれか一方か、又はそ の双方において、導体径路に半田付けすることができる。

上記フェンスが上記ＰＣＢに取付けられた後、上記分断可能部２９ｃは、上記Ｐ ＣＢの下方に伸びる。これらの分断可能部は、次いて分断（図５Ｂ中の想像線を 見よ）され、それによって上記リンク２９ｂが電気的に分離される。上記リンク を最初は相互接続されたフェンスとして形成することによって、組立時に上記Ｐ ＣＢに対して操作したり取付けたりする必要のある部品の点数を効果的に減少さ せたり、上記リンク２９ｂを正しい位置に整合させたりすることができる。

図６Ａに示される通り、上記ケーシングの上記段部は、当該パッケージ（実装体 ）を外部回路基板５７に取付ける際に役立つ。図６Ｂに示される通り、回路基板 ５７は、ビン２５ａ乃至２５ｂに対応する孔５７ａ乃至５７ｂを有し、更に、ケ ーシング２７の土壁２７ａに対応する大きな長方形形状の孔５７ｃを有する。上 記ケーシングの上記段部によって、孔５７ｃ内に土壁２７ａが収められると共に 、上記回路基板５７が上記段部の上に載置される。上記パッケージ（実装体）と 当該回路基板の組合せ体の有効高さは、当該パッケージの高さの一部に回路基板 ５７の厚みが含まれるので、減少する。

別の実施例として、図７Ａ乃至７Ｂに示される通り、フェライト・リング、即ち 「ビーズ」５９がビン２５ａに取付けられることによって、高周波ノイズが削減 される。次いで、回路基板５７が、上記ケーシングの土壁２７ａ上に平らに載置 され、それによって上記フェライト・リング５９のための空間が残される。

ビン構造の更に別の実施例として、図８Ａ乃至８Ｄに示される通り、半田付はビ ンが、雄ねじビンか又は雌ねじビンによって置き換えられる。当該ねじビンによ って電流容量が一段と増大させられると共に、取付は取外し作業が一段と容易化 される。当該ねじビンの実施例は：雌ねじ組部材６１と、それとねじ結合する小 ねじ６３との組か；又は、植込みボルト６３と、それに対応するナツト６４との 組の、いずれか一方の組を含む。上記ねじ組部材６１（又は、植込みボルト３０ ）は、フェンス・リンク２９に結合されて、ピン２５ａ乃至２５ｂと同様に、ケ ーシング２７を通って伸びる。この場合、ケーシング２７とフェンス２９のいず れに対しても何ら構造的な修正を加える必要はない。図２Ｂ乃至２Ｆに示される 実施例の構造のいずれにおいても、当該ねじビンを使用することができる。

回路基板５７は、回路の径路、即ち導体はと口部材６５を、上述の長方形形状の 孔の近くに有し、それによって小ねＬ６３またはナツト６４との、従って組部材 ６１または植込みボルト６２との電気的な接続を、当該ねじの組のねし締め付け が行わ第１た際に、確立する。このようにして、フェンス・りンク２９と回路基 板５７との間の電気的な接続が保証される。

図８Ａにおいて、雌ねし組部材６１の長さは、回路基板５７に対して上記ケーシ ングの上壁２７ａを同一水平面において平らに保持することが充分にてきるだけ の長さである。小ねじ６３は、当該回路基板の裏側から取付けられる。

図８Ｂにおいて、一段と短尺の雌ねし組部材６１によって、上記ケーシングの上 壁２７ａが孔５７ｃを通って伸びることができるようにされる。図８Ｃ乃至８Ｄ は、図８Ａ乃至８Ｂに対応する。但し、上記組部材と小ねじは、それぞれ植込み ボルト６２とナツト６４とによって置き換えられる。

図９と図１０を参照すると、電力損発生部品１３は、下記の通りベース板１５に 取付けられ、そしてＰＣＢ１７に取付けられる。甲導体チップ６７（電力損発生 素子）は、電気的に不導体性の素子基板６９（例えば、アルミナ系セラミック） 上に取付けられる。当該素子基板６９は、（接着剤７０を使用して）ベース板１ ５に接着され、それによって、上記チップと上記ベース板との間で、電気的な絶 縁を行わせると共に効果的な熱伝達を行わせる。同じく当該素子基板６９上に形 成されているものは、導体パッド７１である。当該パッド７１は、ボンディング ・ワイヤ７３によって、半導体チップ６７の頭頂部の端子７５に電気的に接続さ れる。

あるパッド７１は、当該半導体チップ下方に伸びて、同チップに直接的に半田付 けされる（半田は図示せず）。伸ばされた上記パッドを使用することによって、 上記チップに対して一つの電気的な接続を行うことができる。なぜならば、当該 半導体チップの底面は、しばしば、当該素子の端子（例えば、ダイオードの陽極 または陰極、あるいは電界効果トランジスタのドレイン端子）の一つになるから である。伸ばされた上記パッドが、下方にある素子基板６９の熱抵抗よりもはる かに低い熱抵抗を有する材料から作られている場合、当該バットは、基本的に等 温面として作用することによって、上記チップからの熱を、上記素子基板の比較 的に広い表面全体にわたって拡散させる。このことによって、比較的に小さなチ ップ６９と上記ベース板１５との間の全体的熱抵抗が減少させられる。上記パッ ドの導体部材は比較的に広い面積を有し、例えば、上記アルミナ系素子基板６９ （パブコック氏ほかに付与された米国特許第３，７６６．６３４号を見よ）に直 接接着された０、００８インチ（約０．２ミリ）厚の銅板から構成され、それに よって一つの熱良導性径路が提供される。当該径路は、上記チップから熱を取除 くと共に、当該熱を上記素子基板の表面の比較的に広い面積全体にわたって拡散 させる。基本的に等湯面として作用することによって、上記の伸ばされたパッド は、熱を、上記素子基板の比較的に大きな断面積部を介し５て下方に逃すための 手段を与え、それによって、上記チップと上記ベース板との間の熱抵抗が低下さ せられると共に。

当該熱抵抗の大きさが上記チップの大きさによって比較的に左右されないように される。

ＰＣＢ１７は、孔４５を有する。当該孔４５を半導体チップ６９とボンディング ・ワイヤ７３は通過することができる。一段と小さな幾つかの孔４５ａの数と位 置とは、上記パッド７１のそれと対応する。導電路７７は、ＰＣＢＩ７それ自身 の頭頂面および底面において各孔４５ａの近くと当該孔を通して形成されること により、導電性貫通孔が作られる。導電路７７と、対応するパッド７１との間の 電気的接続は、半田付け（７９）、例えばリフロ一式半田付けによって達成され る。当該半田と上記貫通孔の内壁との間の比較的大きな表面面積によって、当該 半田の接着部に対して相当に大きな機械的強度が与えられる。

電力損発生部品を上記ＰＣＢに接続させるための当該方法は、組立て工程を簡単 なものにする。ベース板１５と素子基板６９との間で熱の効率的な伝達が行われ るので、半田７９は、単に熱板８１をベース板１５（図９を見よ）の底部に当て るたけて溶融する。更に、今度も単に熱板を上記ベース板の底部に当てるだけで 、当該ベース板から上記回路基板を容易に取外すことができる。このことによっ て、退屈で破壊的な手作業による半田付けと半田付は剥がしを行わないで済むよ うになる。

上記ＰＣＢを上記素子基板に半田付けする一つの方法とは、上記ベース板自身の 固有の熱容量を使用することである。既知の溶融温度（例えば、１８３℃）を有 する半田用ペーストを導電路７７に張付け、次いで、完全に組立を終えたＰＣＢ アッセンブリー（組立体）が予熱され、上記ＰＣＢに取付けられる上記部品の温 度定格と矛盾しない一定の温度（例えば、１２５℃）にされる。このことによっ て、上記半田用ペーストを溶融する上で実質的に必要とされ熱の量が削減される と共に、上記半田用ペーストに含まれ得る揮発性溶剤のガス放出が促進させられ る。上記電力損発生部品を取付けられたベース板１５は、当該部品の温度定格（ 例えば、２５０℃）と矛盾しない温度まで加熱される。上記ベース板が所要温度 に至ると、当該ベース板が熱板８１から引離され、そして上記ＰＣＢが直ちに降 下させられて上記基板に直接接触させられる。上記ベース板に貯えられた熱が、 上記半田用ペーストに伝えられ、それによって当該ペーストが溶融されて半田接 合部が形成される。

図１０に示される通り、ＰＣＢ１７の孔４５は、空間を節約する。なぜならば、 半導体チップ６７の高さが、上記ＰＣＢ１７の高さとオーバラップするからであ る。

その他の実施例は、本願の特許請求の範囲内にある。例えば、上述の実施例で使 用された電力コンバータ以外の各種の素子を格納する際に、いろいろな技術を使 用することができる。

図１ 図２Ａ 図３ 図６Ｂ 図６Ａ 図７Ｂ 図７Ａ 図８Ａ　図８Ｂ 図８Ｃ図８Ｄ フロントページの続き （７２）発明者　バロッグ　ジョン　ニス。

アメリカ合衆国　マサチューセッツ州 ０１７５６　メントン　サントラ　サークル（７２）発明者　ジョンソン　プラ ント　ティ。

アメリカ合衆国　マサチューセッツ州 ０１７４２　コンコルド　バーンズ　ヒル　ロード　１７７

Claims (33)

【特許請求の範囲】
1. １．電気部品を保持するための回路基板と；互いに平行でかつ隔てられた上側お よび下側の内面を有するカバーと（但し、前記下側の内面に対して前記回路基板 がほぼ平行に置かれると共に、前記下側の内面と前記上側の内面との間の内部空 間に前記電気部品が保持される）；前記カバーの外側から前記内部空間内に伸び る導体端子ピンと； 導体リンクと（但し、前記リンクの各々は一端を前記回路基板の外周部に取付け 、別の一端を前記内部空間内に突出させて前記端子ピンのうちの一つに接続させ る）；を含む電気部品用パッケージ。
2. ２．請求項１記載のパッケージであって、前記リンクは、平坦な金属片を含むこ とを特徴とするパッケージ。
3. ３．請求項１記載のパッケージであって、前記リンクは、前記回路基板に対して 垂直であることを特徴とするパッケージ。
4. ４．請求項１記載のパッケージであって、前記カバーは、下側の内面を有するベ ース板と、上側の内面を有するケーシングとを含むことを特徴とするパッケージ 。
5. ５．請求項４記載のパッケージであって、前記ベース板は、熱良導性板を含むこ とを特徴とするパッケージ。
6. ６．請求項５記載のパッケージであって、前記パッケージは、前記熱良導性板に 取付けられた電力損発生部品を更に含むことを特徴とするパッケージ。
7. ７．請求項４記載のパッケージであって、前記ケーシングは、前記上側の内面を 有する上壁と、前記上壁への移行部によって前記上壁に結合される段部とを含み ；そして、前記段部を前記端子ビンが通過すること；を特徴とするパッケージ。
8. ８．請求項１記載のパッケージであって、前記端子ピンは、前記上側の内面を通 って伸びることを特徴とするパッケージ。
9. ９．請求項１記載のパッケージであって、前記リンクの幾つかは、前記リンクの 残りのものよりも、前記回路基板に対して一段と幅広の接続部を有することを特 徴とするパッケージ。
10. １０．請求項７記載のパッケージであって、前記端子ピンは、前記移行部から充 分な距離だけ隔てられ、それによって前記端子ピンと前記上壁とが外部回路基板 の各自の孔を通過することが可能にされることを特徴とするパッケージ。
11. １１．請求項７記載のパッケージであって、前記移行部は、傾斜させられること を特徴とするパッケージ。
12. １２．請求項７記載のパッケージであって、前記パッケージは、前記段部に隣接 する前記端子ピンのうちの１つの回りに置かれるフェライト・リングを更に含む ことを特徴とするパッケージ。
13. １３．請求項１記載のパッケージであって、前記内部空間内の突出する前記リン クの各々の端部は、一部分を曲げて前記回路基板に平行に伸びる曲げ部を形成し ；そして、前記曲げ部に、前記端子ピンが接続されること；を特徴とするパッケ ージ。
14. １４．請求項１３記載のパッケージであって、前記電気部品のうちの１つは、前 記回路基板と、前記曲げ部のうちの１つとの間に置かれることを特徴とするパッ ケージ。
15. １５．請求項１記載のパッケージであって、前記リンクの１つは、前記回路基板 のコーナ部の回りに伸びることを特徴とするパッケージ。
16. １６．請求項１記載のパッケージであって、それぞれが前記回路基板の向い合う 外周縁部に沿って配置される、前記リンクの２組を、前記パッケージが更に含む ことを特徴とするパッケージ。
17. １７．電気部品のための内部室を協働して形成するベース板およびケーシングと 、 前記ケーシングは、向い合う両側壁を有する。前記両側壁は、各自、歯部を有し 、前記歯部は、互いに遠ざかるように横に反対方向に向かって伸び、 前記ベース板は、向い合う２つの止め部を有し、前記止め部は互いに近付くよう に横に反対の方向に向かって伸び；そして、前記歯部を前記止め部の下に保持さ せることによって前記ケーシングが前記ベース板に嵌合させられるような、位置 に配置されると共に、そのような形状に成形され；そして、 非圧縮性の弾性的カプセル封じ材料であって、カプセル封じ体と部品とからなる 非圧縮区画を完成させると共に、前記区画を、前記歯部の位置する、前記ケーシ ングの前記両側壁の個所の間に伸ばす、前記カプセル封じ材料と；を含む、電気 部品用パッケージ。
18. １８．請求項１７記載のパッケージであって、前記カプセル封じ体と前記部品と からなる前記区画は、回路基板を含み；前記回路基板は、前記パッケージ内にお いて、前記歯部の位置する前記ケーシングの前記両側壁の個所の間に取付けられ ること； を特徴とするパッケージ。
19. １９．請求項１７記載のパッケージであって、前記両側壁は、弾性的であって且 つバイアスがかけられることによって、前記ケーシングが前記ベース板に取付け られる際に、前記歯部に対して外向きに横方向力を加えることを特徴とするパッ ケージ。
20. ２０．熱良導性ベース板と； 前記ベース板に平行に且つ隣接する回路基板と；そして電力損発生電子素子と、 電力損発生表面と、前記素子に対する電気的接続を与えるパッドとを含む電子部 品と（但し、前記回路基板は孔を有する。 前記電子部品は、取付けに際し、前記電力損発生素子を前記回路基板の前記孔内 にセットすると共に、前記電力損発生表面を前記ベース板に接触させ、そして前 記パッドを前記回路基板に電気的に接続させる。）；を含む構造。
21. ２１．請求項２０記載のパッケージであって、前記電子部品は、熱良導性素子基 板を含み；前記電力損発生素子と前記パッドは、前記素子基板の一方の面に取付 けられ；そして、前記電力損発生表面は、前記素子基板のもう一方の反対面に存 在すること； を特徴とするパッケージ。
22. ２２．請求項２０記載のパッケージであって、前記回路基板は、金属で裏打ちさ れた貫通孔を含み；そして、前記パッドは、前記貫通孔に半田付けされること； を特徴とするパッケージ。
23. ２３．接点パッドを有する電力損発生部品の取付け方法であって； 前記部品を熱良導性ベース板に取付ける取付け工程と；前記電力損発生素子の少 なくとも一部分を回路基板の孔内に置くように、前記回路基板を前記部品上に置 く工程と；そして、 前記パッドを前記回路基板に半田付けする半田付け工程と；を含む、前記部品の 取付け方法。
24. ２４．請求項２３記載の部品の取付け方法であって、前記半田付け工程は、前記 ベース板の加熱工程を含むことを特徴とする部品の取付け方法。
25. ２５．請求項２３記載の部品の取付け方法であって、前記半田付け工程は：半田 を前記回路基板に付ける工程と；前記回路基板を、前記半田の溶融温度の下方ま で予熱する工程と；前記ベース板と前記素子基板とを、前記半田の溶融温度を越 える温度まで予熱する工程と；そして、前記回路基板を前記素子基板に隣接させ ることによって、前記回路基板の前記半田を溶融させる工程と；を含むことを特 徴とする部品の取付け方法。
26. ２６．請求項２３記載の部品の取付け方法であって、前記部品を前記ベース板に 取付ける前記取付け工程は；前記電力損発生素子を前記素子基板に取付ける工程 と；そして、前記素子基板を前記ベース板に取付ける工程と；を含むことを特徴 とする部品の取付け方法。
27. ２７．請求項２６記載の部品の取付け方法であって、前記部品を前記ベース板に 取付ける前記取付け工程は；前記電力損発生素子を前記素子基板に取付ける前に 、前記接点パッドを前記素子基板に取付ける工程と；そして、前記素子基板を前 記ベース板に取付ける前に、前記接点パッドを前記電力損発生素子に接続させる 接続工程と；を更に含むことを特徴とする部品の取付け方法。
28. ２８．請求項２７記載の部品の取付け方法であって、前記接続工程は、ワイヤを 前記パッドと前記電力損発生素子とにボンドさせる工程を含むことを特徴とする 部品の取付け方法。
29. ２９．請求項２３記載の部品の取付け方法であって、金属で裏打ちされた貫通孔 を、前記回路基板において、前記パッドが前記回路基板に半田付けされる個所に 形成する工程を、更に含むことを特徴とする部品の取付け方法。
30. ３０．端子ビンを回路基板に接続させるための方法であって； 分断可能な結合部によって結合された少なくとも２つの導体リンクを有する電気 的に良導性のフェンスを用意する工程と； 前記導体リンクの各々に曲げ部を設ける工程と；前記端子ピンを各々の前記導体 リンクの前記曲げ部に取付ける工程と； 前記フェンスを前記回路基板の外周部に取付ける工程と（但し、前記フェンスは 、前記回路基板に対して実質的に垂直の方向に伸びる。各々の前記導体リンクの 前記曲げ部は、前記回路基板に対して一般的に平行に、且つ前記回路基板から隔 てられて配置される。）；そして、前記分断可能な結合部を分断する工程と；を 含む、前記方法。
31. ３１．請求項３０記載の方法であって、前記回路基板をベース板に取付ける工程 と；そして、 ケーシングに前記端子ピンを部分的に通すことによって、前記ベース板に前記ケ ーシングを取付ける工程と；を更に含むことを特徴とする方法。
32. ３２．請求項３１記載の方法であって、前記ベース板と前記ケーシングとによっ て形成される内部空間内に、弾性的なカプセル封じ体を挿入する工程を更に含む ことを特徴とする方法。
33. ３３．請求項３１記載の方法であって、導体パッドを素子基板に取付ける工程と ； 電力損発生素子を前記素子基板に取付ける工程と；前記パッドから前記電力損発 生素子までの電気的接続部を形成する工程と； 前記素子基板を前記ベース板に取付ける工程と；前記回路基板を前記素子基板上 に置くことによって、前記電力損発生素子を、前記回路基板に形成された孔の中 に置くと共に、前記回路基板と前記素子基板とを接触させる工程と；そして、 前記回路基板に前記パッドを半田付けすることによって、前記回路基板と前記電 力損発生素子とを電気的に接続させる工程と； を更に含むことを特徴とする方法。