JPS5968998A

JPS5968998A - 混成集積回路装置

Info

Publication number: JPS5968998A
Application number: JP18040682A
Authority: JP
Inventors: 山内　眞英
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-10-12
Filing date: 1982-10-12
Publication date: 1984-04-19

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】本発明は半導体素子などの回路素子を実装したセラミッ
ク基板が金属支持台上に取付けられた混成集積回路装置
に関するものである。

近年、混成集積回路装置は、半導体製造技術の発達とと
もに多機能化が進み、それに伴って装置が高集積化、大
型化されつつある。

従来の混成集積回路装置の概要を第１図に示して説明す
ると、第１図において、（１）はアルミナ等からなるセ
ラミック基板であシ、その表面には所定の導体パターン
（６）が形成されている。また、セラミック基板（１）
上にはチップ状の半導体素子（５）。

チップコンデンサ（４）およびチップ抵抗（力等からな
る回路素子が半田によシ導体パターン（６）にそれぞれ
接続されて実装されている。そして、前記各回路素子を
実装したセラミック基板（１）は銅あるいは鉄等からな
る板状の金属支持台（２）上に半田（３）によ勺接着さ
れ、その周囲は一線鎖線で示すキャップ（８）によシ気
密封止されている。

ところで、かかる従来の混成集積回路装置は、セラミツ
２基板（１）を半田（３）によ多金属支持台（２）上に
接着して取付けているため、セラミック基板（１）の寸
法が大きくなるにつれて、該セラミック基板が割れたり
、導体パターンが切断されたりして回路機能が破壊され
るというトラブルが生じている。

この原因は、セラミック基板（１）と金属支持台（２）
との熱膨張係数差が大きいこと、あるいは急激に高温や
低温にさらされること等によるものである。

なお、第１図の従来構造において、セラミック基板（１
）と金属支持台（２）との熱膨張係数差によるセラミッ
ク基板（１）の受ける外力をＦとすると、この外力Ｆは
、一般的に下記の概略式で表わされる。

Ｆｏｃ　ｌ　Ｔ２−Ｔｌ　ｌ　Ｘ　ｌ　ａ２−ａ、　ｌ
　Ｘしただし、上式において、Ｔ、はセラミック基板（
１）と金属支持台（２）の接着された温度（−半田（３
）の融点）、Ｔ１は混成集積回路装置の温度、α、は金
属支持台（２）の熱膨張係数、α、はセラミック基板（
１）の熱膨張係数、Ｌはセラミック基板（１）の中心か
らの距離である。

このように、セラミック基板（１）と金属支持台（２）
との熱膨張係数差や急激な温度変化によるセラミック基
板（１）の割れを防ぐため、従来の混成集積回路装置で
は、セラミック基板（１）と金属支持台（２）を接着す
るのに通常の半田（３）より融点の低いインジウム（Ｉ
ｎ）系半田を用いだシ、あるいは半田のかゎシに、ヤン
グ率が小さくかつ大きな伸び率を有して応力を緩和させ
るような非常に柔かいシリコーン系接着剤を用いて、↓
ラミック基板の割れを低減したものもあるが、十分満足
し得るものではなかった。これは特にセラミック基板の
寸法が大型化するにつれて著しかった。

また、セラミック基板の割れは上記以外に混成集積回路
装置を放熱器に装着するときのリード片による場合もあ
る。これについて第２図を参照して説明する。すなわち
、混成集積回路装置は、第２図に示すように、放熱器と
しての冷却フィン（９）にポルＨＯ）によって取付けら
れているが、時として、線径０．４〜１１１１１１１程
度の切断されたリード片αυが金属支持台（２）と冷却
フィン（９）との間にはさまれた状態でボルトα０）が
締め付けられることがある。

このため、セラミック基板（１）は金属支持台（２）と
ともに凸状に変形し、そのセラミック基板（１）の一部
にクラック（割れ部）α２が入って破損される場合が多
々生じている。

このように、従来の混成集積回路装置では、金属支持台
（２）上にセラミック基板（１）を接着剤にて接着して
取付けているため、セラミック基板の割れが生じやすく
なり、シたがって、一度基板割れが発生すると、導体パ
ターンは切断して回路機能も破壊されてしまい、その結
果、大きな事故を引き起す要因ともなシ、その解決が望
まれていた。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、金属支持
台上へのセラミック基板の取付けを、従来のような接着
剤によらず取付はボルトとバネを利用して行うことによ
シ、セラミック基板の割れを防止することができる混成
集積回路装置を提供することを目的としている。

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第３図は本発明による混成集積回路装置の一実施例を示
す断面図、第４図は第３図における部分２０の拡大断面
図である。これらの図において第１図と同一または相当
部分は同一符号を示し、セラミック基板（１）には従来
と同様の回路素子が導体パターン（６）上に実装され、
その両端部には例えば１つの貫通穴（１ツがそれぞれ設
けられる。また、セラミック基板（１）を載置する金属
支持台（２）には前記貫通穴ａ■と対応してネジ穴（Ｉ
ｅが設けられている。

α階は所定の大きさの頭部＞（１３ａ）とネジが刻まれ
た胴体部（１３ｂ）とからなる取付はボルトであシ、こ
のボルト０国は、その胴体部（１３ｂ）にコイル状のバ
ネａ４）が挿入されて該バネ（１４）の一端部を頭部（
１３ａ）で保持するとともに、バネ（１４）の他端部が
セラミック基板（１）上に当接して胴体部Ｑ３ｂ）がセ
ラミック基板（１）の貫通穴ａ９を通して金属支持台（
２）のネジ穴（Ｉｅに螺着されて該金属支持台（２）上
に植設されるものとなっている。この場合、前記ポルＨ
３）は、セラミック基板（１）に対し所定の距離Ａを有
してコイル状のバネα（イ）を保持するとともに、セラ
ミック基板（１）との間に所定の間隙Ｂを有して該セラ
ミック基板（１）Ｋ直接接触しないように形成されてお
シ、これら距離Ａ２間隙Ｂはできるだけ大きくとること
が好適である。

しかして、金属支持台（２）へのセラミック基板（１）
の取付けは、金属支持台（２）上にセラミック基板（１
）を載置させてそれら貫通穴αωとネジ穴αＧ）とを一
致させる。しかる後、取付はボルト０３）にコイル状の
バネ０４）を挿入させて該ポルＨ３）を前記貫通穴０ω
を通してネジ穴（１６）にネジ止めする。これによって
、前記ボルト（１３）の頭部（１３ａ）とセラミック基
板（１）との間に介在されたバネα荀によシセラミック
基板（１）の両端部が押圧され、該セラミック基板（１
）を金属支持台（２）上に圧接させて取付けることがで
きる。

このように、本発明によると、取付はポルＨ３）をセラ
ミック基板（１）に対し非接触にして金属支持台（２）
に植設し、前記ボルトαＪに保持されたバネ（１４）の
押圧力を利用してセラミック基板（１）を金属支持台（
２）上に圧接させることによシ、セラミック基板（１）
と金属支持台（２）とを確実に取付けることができる。

したがって、セラミック基板（１）と金属支持台（２）
の熱膨張係数差が大きく、また混成集積回路装置が低温
あるいは高温にさらされても、セラミック基板（１）と
金属支持台（２）はほぼ個別に膨張、収縮できるので、
セラミック基板（１）の受ける力が極端に小さくなり、
セラミック基板の割れを防止することができる。

また、第５図に示すように、本発明による混成集積回路
装置の金属支持台（２）と冷却フィン（９）との間にリ
ード片ａυがはさまった場合でも、前記金属支持台（２
）はリード片＜１１）によって凸状に変形するが、セラ
ミック基板（１）は、ボルト（１３）に保持されたコイ
ル状のバネαａが収縮するために、はぼ水平状態になる
。したがって、セラミック基板（１）は割れずに、回路
機能は破壊されることがない。

なお、上述した実施例ではセラミック基板（１）の両端
部に１つの貫通穴を設けて取付はボルト、バネによシセ
ラミック基板（１）を金属支持台（２）上に圧接させて
取付ける場合について示したが、本発明は、これに限ら
ず、セラミック基板（１）に少くとも１つ以上の貫通穴
を設けて上述と同様にして取付けを行えることはいうま
でもない。

以上説明したように、本発明によれば、取付はボルトと
バネを利用してセラミック基板を金属支持台上に圧接さ
せて取付けるようにしたので、セラミック基板と金属支
持台の熱膨張係数差や急激な温度変化などによるセラミ
ック基板の割れを防止することができ、特に、比較的大
きなセラミック基板を用いた混成集積回路装置に適用し
て有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の混成集積回路装置の一例を示す断面図、
第２図は第１図の混成集積回路装置を冷却フィンに取付
けたときの断面図、第３図は本発明による混合集積回路
装置の一実施例を示す断面図、第４図は第３図の一部を
拡大した断面図、第５図は第３図の混成集積回路装置を
冷却フィンに取付けたときの断面図である。（１）・・・・セラミック基板、（２）・・・・金属支
持台、（３）・・・・半田、（４）・・・・チップコン
デンサ、（５）・・・・半導体素子、（６）・・・・導
体パターン、（７）・・・・チップ抵抗、（８）・・・
・キヤ７７”ζ（９）・・・・冷却フィン、（ｔＯ）・
・・・ボルト、０υ・・・／ＩＪ−ド片、ａ３）・・・
・取付はボルト、αａ・・・・バネ、ａＱ・・・・貫通
穴、（１６）・・・・ネジ穴。代　理　人　　　　葛　　野　　信　　−第１図第２図第３図６　１５第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

回路素子が実装されたセラミック基板を金属支持台上に
載置し、前記セラミック基板に少くとも１つの貫通穴を
設けるとともに、該貫通穴に対応したネジ穴を前記金属
支持台に設け、取付はボルトに挿入されたバネの一端部
を該ボルトで保持させかつ前記バネの他端部を前記セラ
ミック基板上に当接させて前記ボルトを、前記セラミッ
ク基板に対し非接触にてその貫通穴を通して前記ネジ穴
に螺着させることによシ、前記ボルトとセラミック基板
との間に介在された前記バネによって該セラミック基板
を前記金属支持台上に圧接させて取付けるようにしたこ
とを特徴とする混成集積回路装置。