JP2937151B2 - 表面実装部品用グランドケース及び半導体装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に使用
されるグランドケース及び係るグランドケースを使用し
た本発明に関するものであって、特に詳しくは、耐震性
で然も高周波領域に於いても適性なグラウンディングが
得られる半導体装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、半導体装置に於いて、表面実
装部品を適宜のプリント基板に搭載して、信号線同士及
びグランド線同士を互いに電気的に接続させて一体化す
る様に構成されているが、特に接地電極同士の接続に於
いては、それぞれの基板上に形成されている接地電極用
金属配線間を、適宜の導線、或いはスルーホール等によ
って接続する方法が主に採用されている。

【０００３】然しながら、係る接続方法に於いては、接
続部分の接続状態が不安定であったり、接続強度が不均
一であったりして、当該半導体装置の長期間の使用が期
待出来なかったり、或いは高温若しくは耐震性を要求さ
れる環境での当該半導体装置の使用が困難で有ったりす
る問題が有った。更には、特に上記の様な導線或いはス
ルーホール等で接地電極を接続している構成の当該半導
体装置を、例えば、６ＧＨｚ以上の高周波領域で使用す
る場合には、当該接地電極部分に於けるインダクタンス
が高くなる為、信号伝達が遅くなると言う問題も有っ
た。

【０００４】係る問題を解決する方法として例えば図６
（Ａ）及び（Ｂ）に示す様な表面実装部品とプリント基
板との接続方法を採用する構成が特開平３−１２０８９
２号公報に開示されている。即ち、図３に示す方法に於
いては、図６（Ｂ）に示す様に表面実装部品２０の一主
面に設けられている部品端子部２１（接地電極を含む）
に対応するプリント基板１９の主面の一部に該部品端子
部２１を嵌合せしめる表面実装用パッド部１１を設けて
おき、該表面実装部品２０を該プリント基板１９に搭載
するに際して、該表面実装部品の部品端子部２１のそれ
ぞれを該プリント基板１９の主面に対応して設けられた
該表面実装用パッド部１１のそれぞれに嵌合せしめて電
気的接触を達成させる構造のものである。

【０００５】該表面実装用パッド部１１の具体的な構成
は、図６（Ａ）に示されている様に、その中央部に凹陥
部１２が設けられており、該凹陥部１２の内径は、上記
した該表面実装部品の部品端子部２１の外径と実質的に
同じとなる様に設計される。そして、該表面実装用パッ
ド部１１は、例えば銅製若しくは銅メッキ１３で構成さ
れ、該プリント基板１９に設けられた銅箔１５と銅メッ
キ層１４とで形成されたビアホール１６内に嵌合せしめ
られる。

【０００６】従って、該表面実装部品２０と該プリント
基板１９との接地電極同士も係る表面実装用パッド部１
１と部品端子部２１との接合によって接続されている。
尚、係る従来例に於いては、該部品端子部２１の形状と
該表面実装用パッド部１１の形状とは実質的に同一とし
て、互いに強固に嵌合しあって当該接続部の機械的強度
を高める事を目的としているものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、上記の構
成に於いては、表面実装部品及びプリント基板双方の構
造が複雑となるばかりでなく、当該両者を接続する場合
にその位置合わせに多くの努力を必要とする他、接続に
はんだ等を併用した場合でも、当該両者の接続部分の面
積は僅かなものであるから、当該半導体装置の長期間の
使用とか、厳しい使用環境での使用には、不十分であっ
た。

【０００８】又、該表面実装部品に於いて、その上面若
しくは側面部からグラウンディングが必要な場合には、
充分なグラウンディングを行う事が不可能であり、又該
表面実装用パッド部１１と部品端子部２１との接合は、
依然として小さな面積部分に限定されるので、高い周波
数領域に於いては、上記した問題点を解決するには到っ
ていないのが現状で有った。

【０００９】つまり、上記の構造では、接地電極部分の
幅が充分にとれないので特に周波数が高い領域ではＬ特
性が大きくなるので完全なグラウンディングをとる事が
出来ない。本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を
改良し、高度の耐震性と耐久性を有すると同時に、簡易
な構造で且つ製造コストが安価な、接地電極構造を持っ
た半導体装置を提供すると同時に、表面実装部品の如何
なる部分に設けられた接地電極からでも、プリント基板
との間で充分で確実なグラウンディングをとる事が出
来、然も、高周波領域に於いても良好なグラウンディン
グ特性を発揮しうる半導体装置及び当該半導体装置に使
用されるグランドケースを提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、以下に記載されたような基本的技術構成
を採用するものである。即ち、本発明に係る態様として
は、表面実装部品を適宜のプリント基板に搭載して、当
該両者間に所定の電気的接続が形成されている半導体装
置であって、当該表面実装部品の少なくとも一部は、本
体部分が、表面実装部品の少なくとも一部をその内部に
抱合保持せしめ得る形状を有し、且つ少なくともその一
部分が該表面実装部品の一部に設けられている少なくと
も一部の接地電極部と電気的に接続しえる様に構成され
たグランドケースの内部に固定的に抱合保持せしめられ
ると共に、該表面実装部品の基板部分の一部に設けられ
ている接地電極部の少なくとも一部が、該グランドケー
スと電気的に接続せしめられており、且つ当該グランド
ケースの本体部分を構成する対向する２つの側壁部は、
該プリント基板を貫通して当該プリント基板に嵌合固定
されている半導体装置である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係るグランドケース及び
半導体装置は、上記した様な技術構成を採用しているの
で、表面実装部品は、その一部或いは全体が確実にグラ
ンドケースの内部に抱合保持されて固定され、従って該
表面実装部品の少なくとも一部例えば当該表面実装部品
の裏面に形成された接地電極部は、その一部若しくは全
体が確実に当該グランドケースの内部表面と接続を採る
事が可能となる他、当該グランドケースが、はんだ、ろ
うずけ等の金属ブロックによってプリント基板に確実に
接合固定されると共に、該グランドケースが、該プリン
ト基板の一部に設けられている接地電極部と電気的に然
かもかなりの面積を介して接続させる事が出来るので、
耐久性のある強固な接地電極構造を得る事が可能となる
と同時に、表面実装部品とプリント基板の接地電極間を
接続するグランドケースの電気抵抗が小さいので、高周
波グランド特性を高い周波数領域まで拡大させる事が可
能となる。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明に係るグランドケース及び半
導体装置の具体例を図面を参照しながら詳細に説明す
る。即ち、図１は、本発明に係るグランドケースの１具
体例の構成を示すもので有って、図中、本体部分１０
が、表面実装部品４の少なくとも一部をその内部に抱合
保持せしめ得る形状を有し、且つ少なくともその一部分
が該表面実装部品４の一部に設けられている少なくとも
一部の接地電極部５と電気的に接続しえる様に構成さ
れ、更に該本体部分１０の他の部分、つまり側壁部１
２、１３の先端部分９は当該表面実装部品４が搭載され
る適宜のプリント基板７に設けられている接地電極部６
と電気的に接続しえる構成を有しているグランドケース
１が示されている。

【００１３】本発明に於ける当該表面実装部品４は、例
えば、トランジスタ、コンデンサ、抵抗、コイル等から
なる電子部品であるデバイス群２と、係るデバイス群２
をその一主面に搭載配置せしめた基板３とから構成され
たものと定義する。又、本発明に於ける当該表面実装部
品４に於いては、該基板３の他の主面に接地電極部５が
形成されているものであっても良く、また該基板の側面
部に接地電極部５が形成されているもので有っても良
い。

【００１４】図１（Ａ）は、本発明に係るグランドケー
ス１の側面図であって、適宜の表面実装部品４との係合
状態を示すものであり、又図１（Ｂ）は、そのＸ−Ｘ線
から見た断面図である。本発明に係るグランドケース１
は、当該本体部分１０は少なくとも該表面実装部品４を
３方向から取り囲む様に構成された形状を有するもので
あり、好ましくは図示の様に当該本体部分は、コの字状
に形成されているものである。

【００１５】本発明に於いては、該グランドケース１
は、該表面実装部品４の全体を被覆する様な幅若しくは
長さを有していても良く、又当該表面実装部品４の一部
で、且つ該表面実装部品４に形成された接地電極５の少
なくとも一部を被覆する様な長さ若しくは幅を有するも
ので有っても良い。本発明に於ける該グランドケース１
は、導電性を有する材料で構成されている事が望まし
く、銅、アルミニウム等で構成されるものである。

【００１６】更に、本発明に於ける該グランドケース１
は、該表面実装部品４を強固に保持しつつ当該表面実装
部品４をプリント基板７に固着させる必要がある事か
ら、適度の厚みを持った剛性のある構造である事が望ま
しい。該グランドケース１が係る構成を有する事によっ
て、当該表面実装部品４とプリント基板７の各接地電極
間５、６を接続する部材が、低い抵抗を持つ導体で形成
される事になり、高周波領域に於けるＬ特性を大幅に改
善する事が可能となると同時に、耐久性、耐震性に優れ
たグラウンディング構造を達成する事が可能となる。

【００１７】従って、本発明に於ける当該グランドケー
ス１に於ける当該本体部分１０の内部表面が当該表面実
装部品４の基板部分３の一部に設けられている接地電極
部５の少なくとも一部と電気的に接続しえる様に構成さ
れている事が望ましい。尚、図１に於ける本発明に係る
グランドケース１の一具体例に於いて、当該表面実装部
品１を構成するデバイス群２の一部若しくは全部が、適
宜の絶縁性を有するカバー部材１１で被覆されているも
ので有っても良い。

【００１８】又、本発明に係るグランドケース１に於け
る当該本体部分１０の対向する２つの側壁部１２、１３
は、当該本体部分１０内に抱合保持せしめられる表面実
装部品４の高さより長くなる様に構成されている事が望
ましい。係る構成は、例えば当該グランドケース１の該
側壁部１２、１３が、該プリント基板７を貫通して、当
該プリント基板７の裏面に形成された接地電極１６と接
続する様に構成する場合に有効である。

【００１９】図２は、本発明に於ける当該グランドケー
ス１が適用される表面実装部品４の全体が、適宜の絶縁
性材料によって形成されたカバー部材１１で被覆されて
いる場合の使用例を説明する図であり、図２（Ａ）と図
２（Ｂ）との関係は、図１（Ａ）と図１（Ｂ）との関係
と全く同様である。即ち、図２に於いては、当該カバー
部材１１の外周表面に例えば接地電極部５、５’、５”
が設けられると共に、信号電極１５が設けられている。

【００２０】そして、当該カバー部材１１の接地電極部
５、５’、５”が、該グランドケース１の内部表面と密
着接触する構成となっている。尚、上記信号電極１５
は、例えば半導体装置としてプリント基板７と当接され
る際に、該プリント基板７に設けられた信号線８と接続
されるものである。次に、本発明に於ける上記グランド
ケース１を使用して構成された第２の態様である半導体
装置２０の具体例を図面を参照しながら詳細に説明す
る。

【００２１】即ち、図３には、本発明に係る半導体装置
２０の一具体例の構成が示されており、図中、表面実装
部品４を適宜のプリント基板７に搭載して、当該両者間
に所定の電気的接続が形成されている半導体装置２０で
あって、当該表面実装部品４はその少なくとも一部が上
記で説明したグランドケース１の内部に固定的に抱合保
持せしめられると共に、該表面実装部品４の基板部分３
の一部に設けられている接地電極部５の少なくとも一部
が、該グランドケース１と電気的に接続せしめられてお
り、且つ該グランドケース１は、その一部が当該プリン
ト基板７に当接し、当該プリント基板７に設けられてい
る少なくとも一部の接地電極部６と電気的に接続されて
いる半導体装置２０が示されている。

【００２２】図３に於いて図３（Ａ）は、当該半導体装
置２０の側面図であり、図３（Ｂ）は、Ｘ−Ｘ線から見
た断面図である。かかる構成に於いて、該グランドケー
ス１の対向する２つの側壁部１２、１３の先端部９は、
当該プリント基板７に設けられている接地電極部６と例
えば半田、ロー付け等の金属のブロック２２によって強
固に固定されると同時に、電気的にも確実に接続せしめ
られる事になる。

【００２３】又、当該表面実装部品４は、該プリント基
板７に搭載されるに際して、適宜のスペーサ２１を介し
て、該プリント基板７と接続されている事も好ましい。
又、当該表面実装部品４に於ける該基板部分３の表面に
配置された少なくとも一部のデバイス部２が、適宜のカ
バー部材１１で被覆されているもので有ってもよい。

【００２４】図４及び図５（Ａ）は、本発明に係る半導
体装置２０の他の具体例の構成を示すものであり、該表
面実装部品４を該プリント基板７に搭載せしめるに際し
て、フェースダウン形式により当該表面実装部品４を該
プリント基板７に搭載する場合に、該プリント基板７に
予め適宜の大きさを有する開口部３０を設けておき、当
該表面実装部品４に於ける該基板部分３の表面に配置さ
れた少なくとも一部のデバイス部２若しくは少なくとも
一部のデバイス部２を被覆する該カバー部材１１が、該
開口部３０内に挿入される様に搭載されていると共に、
上記したグランドケース１が、上記と同様に、該表面実
装部品４の裏面に形成された接地電極部５と直接接続す
る様に該表面実装部品４を抱合保持しながら当該表面実
装部品４を該プリント基板７の主面に固着させると共
に、該グランドケース１は、その対向する２つの側壁部
が、該プリント基板７を貫通して固定されると共に、該
プリント基板７の裏面に設けられた接地電極部１６と接
続してグラウンディングを採る様に構成されたものであ
る。

【００２５】図５（Ｂ）から図５（Ｄ）は、カバー部材
１１を使用した表面実装部品４をプリント基板７に搭載
させる場合に於ける当該グランドケース１とプリント基
板７との係合接続状態の一例を説明する図である。即
ち、当該グランドケース１は、該表面実装部品４の接地
電極部５と接続されており、又該グランドケース１の側
壁部１２、１３のそれぞれの先端部分９は、プリント基
板７に設けられた貫通孔部４０を貫通して、当該プリン
ト基板７の裏面に形成されている接地電極部１６と適宜
の接続部材を介して接続されグラウンディングを形成し
ている。

【００２６】又、本具体例に於いては、該表面実装部品
４の当該カバー部材１１が配置されている主面に設けら
れた信号線部が、当該プリント基板７の表面に設けられ
た信号配線部８と接続されているものである。本具体例
に於いては、該グランドケース１が当該表面実装部品４
の接地電極部５と密接に且つ確実に接続されていると共
に、該グランドケース１の側壁部１２、１３の先端部９
がプリント基板７に設けられている貫通孔部４０内に嵌
挿されて固定的に固定されているので、該表面実装部品
４とプリント基板７とは、確実に固定されると共に、耐
熱性、耐震性に優れた、長期間の寿命を持つ簡易な構造
の半導体装置２０を得る事が可能となる。

【００２７】然も、大型で抵抗の小さい接地電極接続導
体が使用されているので、インダクタンスを極力小さく
しえるので、高周波領域に於けるＬ特性が改善され、Ｒ
Ｆグラウンドの高周波特性が向上する結果、表面実装技
術を高い周波数の機器にも応用する事が可能となる。つ
まり、本発明の具体例に於いては、当該グランドケース
１の本体部分１０を構成する対向する２つの側壁部１
２、１３は、該プリント基板７を貫通して当該プリント
基板７に嵌合固定されている事が望ましく、又、当該表
面実装部品４の接地電極部５が、該グランドケース１を
介して該プリント基板７の該表面実装部品４が搭載され
る主面とは反対側の主面に設けられた接地電極部１６と
電気的に接続されている事も好ましい。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係るグランドケース及び当該グ
ランドケースを使用した半導体装置２０に於いては、高
度の耐震性と耐久性を有すると同時に、簡易な構造で且
つ製造コストが安価な、接地電極構造を持った半導体装
置を提供すると同時に、表面実装部品の如何なる部分に
設けられた接地電極からでも、プリント基板との間で充
分で確実なグラウンディングをとる事が出来、然かも、
高周波領域に於いても良好なグラウンディング特性を発
揮しうる半導体装置を得る事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る、グランドケースの一具
体例に於ける構成を説明する図で、図１（Ａ）はその側
面図であり、又図１（Ｂ）は図１（Ａ）に於けるＸ−Ｘ
線から見た断面図である。

【図２】図２は、本発明に係る、グランドケースの他の
具体例に於ける構成を説明する図で、図２（Ａ）はその
側面図であり、又図２（Ｂ）は図２（Ａ）に於けるＸ−
Ｘ線から見た断面図である。

【図３】図３は、本発明に係るグランドケースを使用し
て構成された半導体装置の一具体例の構成を示す図で、
図３（Ａ）はその側面図であり、図３（Ｂ）は図３
（Ａ）のＸ−Ｘ線で見た断面図である。

【図４】図４は、本発明に係るグランドケースを使用し
て構成された半導体装置の他の具体例の構成を示す側面
図である。

【図５】図５は、本発明に係るグランドケースを使用し
て構成された半導体装置の更に別の具体例の構成を示す
図である。図５（Ａ）はその側面図であり、又図５
（Ｂ）は図５（Ａ）に於ける平面図であり、又、図５
（Ａ）は、図５（Ｂ）の平面図に於けるＹ−Ｙ線から見
た断面図であり、又図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）の平面図
に於けるＺ−Ｚ線から見た断面図である。 更に図５
（Ｄ）は、図５（Ａ）の裏面図である。

【図６】図６は、従来に於ける表面実装部品とプリント
基板間の信号線同士或いは接地電極部同士を互いに接続
する為の接続構造の一例を示す図である。

【符号の説明】

１…グランドケース ２…デバイス部 ３…基板 ４…表面実装部品 ５…表面実装部品用の接地電極部 ６…プリント基板の接地電極部 ７…プリント基板 ８…プリント基板の信号配線 ９…グランドケースの側壁部の先端部分 １０…本体部分 １１…カバー部材 １２、１３…グランドケースの対向する側壁部 １５…表面実装部品側の信号配線部 １６…グランドケースの接地電極部 ２０…半導体装置 ２１…スペーサ ２２…はんだ、ロー付け部、金属ブロック ３０…開口部 ４０…貫通孔部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05K 1/18 H05K 7/14

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面実装部品を適宜のプリント基板に搭
   載して、当該両者間に所定の電気的接続が形成されてい
   る半導体装置であって、当該表面実装部品の少なくとも
   一部は、本体部分が、表面実装部品の少なくとも一部を
   その内部に抱合保持せしめ得る形状を有し、且つ少なく
   ともその一部分が該表面実装部品の一部に設けられてい
   る少なくとも一部の接地電極部と電気的に接続しえる様
   に構成されたグランドケースの内部に固定的に抱合保持
   せしめられると共に、該表面実装部品の基板部分の一部
   に設けられている接地電極部の少なくとも一部が、該グ
   ランドケースと電気的に接続せしめられており、且つ当
   該グランドケースの本体部分を構成する対向する２つの
   側壁部は、該プリント基板を貫通して当該プリント基板
   に嵌合固定されている事を特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 当該表面実装部品の接地電極部が、該グ
   ランドケースを介して該プリント基板の該表面実装部品
   が搭載される主面とは反対側の主面に設けられた接地電
   極部と電気的に接続されている事を特徴とする請求項１
   記載の半導体装置。
3. 【請求項３】 当該グランドケースは、当該本体部分
   が、コの字状に形成されているものである事を特徴とす
   る請求項１又は２に記載の半導体装置。
4. 【請求項４】 当該グランドケース本体部分の対向する
   ２つの側壁部は、当該本体部分内に抱合保持せしめられ
   る表面実装部品の高さより長くなる様に構成されている
   事を特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の半導体
   装置。
5. 【請求項５】 当該表面実装部品は、適宜のスペーサを
   介して、該プリント基板と接続されている事を特徴とす
   る請求項１乃至４の何れかに記載の半導体装置。
6. 【請求項６】 当該表面実装部品に於ける該基板部分の
   表面に配置された少なくとも一部のデバイス部が、適宜
   のカバー部材で被覆されている事を特徴とする請求項１
   乃至６の何れかに記載の半導体装置。
7. 【請求項７】 該表面実装部品を該プリント基板に搭載
   せしめるに際して、当該表面実装部品に於ける該基板部
   分の表面に配置された少なくとも一部のデバイス部若し
   くは該カバー部材が、該プリント基板に設けた適宜の開
   口部内に挿入 される様に搭載されている事を特徴とする
   請求項１乃至６の何れかに記載の半導体装置。
8. 【請求項８】 当該カバー部の外表面部の少なくとも一
   部に当該表面実装部品の接地電極部が配置せしめられて
   いる事を特徴とする請求項６又は７記載の半導体装置。