JP3070272B2 - 電子回路装置 - Google Patents

電子回路装置

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JP3070272B2
JP3070272B2 JP4198498A JP19849892A JP3070272B2 JP 3070272 B2 JP3070272 B2 JP 3070272B2 JP 4198498 A JP4198498 A JP 4198498A JP 19849892 A JP19849892 A JP 19849892A JP 3070272 B2 JP3070272 B2 JP 3070272B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子回路装置に関し、
詳しくは樹脂封止ハイブリッドICに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の樹脂パッケージ型ハイブリッドI
Cは、リード取り出し構造によりSIPタイプ及びDI
Pタイプに分類されるが、樹脂封止モールドの場合、金
型又はケースに回路基板を予め挿入しておき、注型法、
浸漬法、トランスファ法などにより液状又は粉体状の熱
硬化性樹脂(例えばエポキシ樹脂やシリコーン樹脂)を
用いて封止している。
【0003】SIPタイプのハイブリッドICの一例を
図5に示す。ケース1a内に回路基板2aが収容され、
回路基板2aには厚膜抵抗器R1、R2などの厚膜回路
素子あるいはフリップチップIC等の組付回路素子が固
定される。ここで、通常、厚みのある組付回路素子は基
板の一方の主面に集められて搭載される(図においてA
面)。3aはモールド樹脂部であり、ケース1a内に充
填されて回路素子の防湿並びに回路基板の固定を行って
いる。9aは抵抗器R1、R2を保護する保護ガラスで
ある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来の樹脂パッケージ型ハイブリッドICでは、主とし
て封止樹脂硬化時の収縮やその後の加熱・冷却による樹
脂の膨張・収縮する過程で、封止樹脂部3aと回路基板
2aとの間の収縮率や熱膨張率の差により両者間に応力
が発生し、この応力が回路基板2aに固定された抵抗器
R1、R2に作用し、その結果、この抵抗器R1、R2
の抵抗値が、受承する応力に応じて変化してしまう欠点
があった。
【0005】本発明者らの試験、解析によれば、封止樹
脂部3aの硬化時の収縮により回路基板2aには圧縮応
力及び面直方向の曲げ応力が作用し、この曲げ応力によ
り抵抗器R1、R2に圧縮応力又は引張り応力が生じる
ことがわかった。上記曲げ応力は回路基板2a各部にお
いてばらつくので、回路基板2a上の固定位置によって
抵抗器R1、R2の抵抗値がばらつき、その結果、回路
の出力がばらつく。
【0006】以下、試験結果を図6〜図9に基づいて説
明する。試験用の回路基板20は、図6に示すように、
縦、横、厚さが13mm×47.5mm×0.8mmの
寸法を有し、台座90で回路基板20の長手方向の両端
部を支持した。厚膜抵抗器Rは回路基板20の短辺21
から15.3mmの位置に固定され、回路基板20の長
手方向中央を回路基板20の長手方向と直角に向けて押
圧した。回路基板20に加えられる応力と回路基板20
に固定された厚膜抵抗器Rの抵抗値変化との関係を図7
に示す。図7から、押圧力(曲げ応力)と抵抗値の変化
とはほぼ直線関係にあり、この押圧力による回路基板2
0の湾曲により、厚膜抵抗器Rに圧縮応力が生じる場合
には抵抗減少、厚膜抵抗器Rに引張り応力が生じる場合
には抵抗増加が生じることがわかった。
【0007】次に、図6の回路基板20における反り量
(変位量)と抵抗値変化量との関係を調べた。その結果
を図8に示す。ただし、反り量は回路基板中央部の最大
変位量とした。図8から、回路基板20の変位量(反り
量)と抵抗値変化量とがほぼ直線関係にあることがわか
る。なお、回路基板20の両短辺21、22を支持して
中央部を押圧した場合、回路基板20の変形により回路
基板20の長手方向各部に作用する圧縮あるいは引張り
応力は図9に示すように、中央部が最大で両短辺21、
22でほぼ0となるように変化することがわかった。。
【0008】次に、厚膜抵抗器Rが上記位置に固定され
た回路基板20を図5に示す位置にて実際にケ−ス1に
収容し、モールド樹脂部3aで全面モールドした場合の
厚膜抵抗器Rの抵抗値変化を調べた。その結果、この厚
膜抵抗器Rの抵抗値変化率は室温状態で約−0.7%で
あった。また、従来のハイブリッドICでは、回路基板
2aの部品搭載面Aが凹面となるように反ることもわか
った。この原因は、回路基板2aの部品搭載面Aには各
種の高さをもつ回路素子が固定されるので、それに合わ
せて回路素子搭載面Aとそれに対面するケース1aの内
面との間の寸法を確保する必要があり、その結果とし
て、部品搭載面A側に充填されるモールド樹脂部はB面
側に充填されるモールド樹脂部よりも多くなるためと考
えられる。すなわち、厚く充填されたA面側のモールド
樹脂部の収縮量(収縮力)が薄く充填されたB面側のモ
ールド樹脂部の収縮量(収縮力)より大きいので、回路
基板2aがA面を凹面とするように反るものと考えられ
る。
【0009】上記の結果として、このような回路基板2
の反り(すなわち回路基板2の面直方向の曲げ応力)に
より、部品搭載面A上に固定された厚膜抵抗器Rに圧縮
応力が加えられ、厚膜抵抗器Rの抵抗値が減少する。本
発明は、以上の問題点に鑑みなされたものであり、モー
ルド樹脂部と回路基板との間に生じる応力に起因する
板一体形成型抵抗器(回路基板と一体に形成された抵抗
器)の抵抗値変動の低減を実現する電子回路装置を提供
することを、その目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明の
電子回路装置は、底面開口のケースと、表主面側にチッ
プ素子が搭載され前記ケース内に収容される回路基板
と、前記ケース内に充填され前記回路基板全面を被覆す
るモールド樹脂部と、一端が前記回路基板に固定され他
端が前記モールド樹脂部を貫通して外部に突出するリー
ドと、前記ケースの内面に配設されて前記回路基板の端
部を保持する基板嵌入溝と、前記回路基板と一体に形成
された基板一体形成型抵抗器とを備え、前記基板嵌入溝
は前記ケースの厚さ方向の中心部に形成されることを特
徴としている。請求項2記載の構成は請求項1記載の電
子回路装置において更に、前記基板一体形成型抵抗器は
前記回路基板に少なくとも一対形成され、前記一対の基
板一体形成型抵抗器は、オペアンプの出力端と−入力端
とを接続するフィードバック抵抗素子と、一端が前記オ
ペアンプの入力端に接続される入力抵抗素子とを構成す
ることを特徴としている。
【0011】本発明でいう基板一体形成型抵抗器とし
て、印刷後、焼成して形成した厚膜抵抗体の他、各種P
VD法やCVD法で形成された薄膜抵抗体を採用するこ
とができる。これら抵抗器は、回路基板上に直接、一体
形成される。
【0012】
【作用及び発明の効果】本発明では、回路基板がケース
内に挿入され、回路基板の端部が基板ガイド体の基板嵌
入溝に嵌入、保持された状態で、モールド樹脂部がケー
ス内に充填され、回路基板全面を被覆する。モールド樹
脂部の硬化、収縮により回路基板に圧縮応力が生じる
が、回路基板は基板嵌入溝の案内によりケースの厚さ方
向中心部に保持されている。したがって、回路基板の非
部品搭載面側にも従来より多量のモールド樹脂部を充填
でき、その結果、部品搭載面側のモールド樹脂部と非部
品搭載面側のモールド樹脂部がほぼ等量となって、回路
基板の上記両面に作用する圧縮応力がほぼ等しくなり、
その結果、回路基板に曲げ応力が発生せず、回路基板の
反りにより回路基板上に固定された基板一体形成型抵抗
器の抵抗値が変動しない。
【0013】
【実施例】(実施例1) 本発明の電子回路装置の一実施例を図1〜図3に示す。
この電子回路装置はハイブリッドICであって、ケ−ス
1と、ケ−ス1内に収容された回路基板2と、ケ−ス1
内に充填されたモールド樹脂部3と、一端が回路基板2
に固定され他端がモールド樹脂部3を貫通して外部に突
出するリード4と、ケース1の内面に配設されて回路基
板2の端部を保持する基板嵌入溝12と、回路基板2と
一体に形成された基板一体形成型抵抗器R1、R2とを
備えている。なお、図1では回路基板2の主面上のモー
ルド樹脂部3は剥離して図示している。
【0014】ケ−ス1は、縦、横、高さが50mm×6
mm×18mmの直方中空体形状を有し、底面が開口さ
れている。ケ−ス1の壁厚は約1mmで、PBT樹脂の
射出成形により形成されている。ケ−ス1の長手方向両
端に位置する両内端面には、ガイド凹部11(図3参
照)がそれぞれ凹設されている。ガイド凹部11は縦、
横、高さが1mm×1.2mm×11mmとされ、一対
のガイド凹部11は回路基板2の端部が嵌入される基板
嵌入溝12となっている。
【0015】この実施例で重要な点は、回路基板2の主
面(部品搭載面A、非部品搭載面B)に対面するケース
1の主内面は、互いに同形の平面であり、かつ、この基
板嵌入溝12がケース1の内部においてその厚さ方向の
中心位置に形成されていることである。その結果、回路
基板2はケース1の内部空間の厚さ方向中央に保持され
ることとなる。
【0016】回路基板2はアルミナを素材とする単層も
しくは多層基板であって、回路基板2の両短辺21、2
2はそれぞれガイド凹部11に嵌入されて保持されてい
る。回路基板2の寸法は、縦、横、厚さ13mm×4
7.5mm×0.8mmであり、その線膨張率は約7.
5×10-6/℃である。回路基板2には単層もしくは多
層の配線パタン(図示せず)が形成されている。回路基
板2の部品搭載面Aに回路基板2の短辺21に近接して
基板一体形成型抵抗器R1〜R2が固定され、基板一体
形成型抵抗器R1、R2上に保護ガラス9が被着されて
いる。
【0017】基板一体形成型抵抗器R1、R2は、縦、
横、厚さが1.5mm×0.85mm×10μmの長方
形の膜からなる。基板一体形成型抵抗器R1、R2は図
に示すように、RuO2 素材からなる厚膜導体ペース
トのスクリーン印刷技術により形成され、焼成された厚
膜抵抗体であって、それらの両端はAg系を素材とする
厚さ約10μmの配線層5に接続されている。保護ガラ
ス9は厚膜ガラスペーストを焼成後で約10μmの厚さ
になるように印刷し、摂氏約500度で約1時間加熱焼
成して形成した。
【0018】モールド樹脂部3は、ケ−ス1内へ回路基
板2を挿入後、液状エポキシ樹脂エコゲル(日本ペルノ
ックスKK製)をケ−ス1内に注入し、摂氏125度で
2時間熱硬化させ、冷却して形成される。このエポキシ
樹脂の体積収縮率は約96%、線膨張率は約51×10
-6/℃である。上記した回路基板2上の回路は、図4に
示すようにモノリシックのオペアンプOPと、基板一体
形成型抵抗器R1〜R2をもつ初段センスアンプを構成
し、このオペアンプ増幅回路の電圧増幅率kは、基板一
体形成型抵抗器R1〜R2により決定される。
【0019】以下、本実施例の特徴点を説明する。上記
したようにこの実施例では、基板嵌入溝12に嵌入され
ることにより、回路基板1がケース1内の内部空間の上
記厚さ方向中心位置に固定される。その結果、部品搭載
面A側のモールド樹脂部31の量と、非部品搭載面B側
のモールド樹脂部32の量とがほぼ等しくなり、その結
果としてモールド樹脂部31からA面に作用する圧縮応
力と、モールド樹脂部32からB面に作用する圧縮応力
とがほぼ等しくなり、これにより回路基板2の反りが防
止され、この反りにより主に生じる基板一体形成型抵抗
器R1、R2の変化を防止することができる。
【0020】なお、部品搭載面A側のモールド樹脂部3
1の充填量は、部品搭載面AにチップOPや抵抗器R
1、R2が固定される分だけ多少、減少し、その結果、
回路基板2は非部品搭載面Bを凹とする側に反ろうとす
るが、実際には、基板一体形成型抵抗器R1、R2など
の体積は僅かであり、逆に部品搭載面Aには上記回路素
子の固定により回路素子に働く曲げ応力だけ回路基板2
を部品搭載面Aを凹とする方向へ反らせる力が増加する
ので、両力が相殺しあう。
【0021】以上の結果として、このオペアンプ電圧増
幅回路からなる初段センスアンプの電圧増幅率のばらつ
きを大幅に低減することができた。通常、微小な入力信
号電圧又は信号電流を増幅する初段センスアンプの電圧
増幅率はより大きな信号電圧を扱うその後の回路段に比
べて格段に高い安定度が要求されるが、本実施例によれ
ば電圧増幅率のばらつきを大幅に低減でき、このような
初段センスアンプに好適である。
【0022】(変形態様)上記実施例において、回路基
板2の表面にシリコンゲルを塗布したのち、ケース1内
に収容することはより効果がある。なお、塗布の場合
は、エポキシ樹脂の量が、A、B両面で等しくなるよう
に回路基板2の両主面A、Bの両面に等しい厚さで塗布
することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1を示す断面図、
【図2】実施例1を示す断面図、
【図3】実施例1を示す断面図、
【図4】実施例1の装置の一部等価回路図、
【図5】従来のハイブリッドICの断面図、
【図6】回路基板への曲げ力と基板一体形成型抵抗器の
抵抗値変化率との関係を試験するための試験装置を示す
模式図、
【図7】図6の試験装置による試験結果を示す特性図、
【図8】回路基板への変位量(厚さ方向)と基板一体形
成型抵抗器の抵抗値変化量との関係を示す特性図、
【図9】回路基板の湾曲に伴い抵抗器に加わる応力の回
路基板の長手方向への変化を示す特性図、
【符号の説明】
1はケース、2は回路基板、3はモールド樹脂部、4は
リード、R1、R2は基板一体形成型抵抗器、11はガ
イド凹部、12は基板嵌入溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長坂 崇 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 加藤 暁子 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 実開 昭62−120358(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/28 H05K 1/16

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】底面開口のケースと、表主面側にチップ素
    子が搭載され前記ケース内に収容される回路基板と、前
    記ケース内に充填され前記回路基板全面を被覆するモー
    ルド樹脂部と、一端が前記回路基板に固定され他端が前
    記モールド樹脂部を貫通して外部に突出するリードと、
    前記ケースの内面に配設されて前記回路基板の端部を保
    持する基板嵌入溝と、前記回路基板と一体に形成された
    基板一体形成型抵抗器とを備え、前記基板嵌入溝は前記
    ケースの厚さ方向の中心部に形成されることを特徴とす
    る電子回路装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の電子回路装置において、前
    記基板一体形成型抵抗器は前記回路基板に少なくとも一
    対形成され、前記一対の基板一体形成型抵抗器は、オペ
    アンプの出力端と−入力端とを接続するフィードバック
    抵抗素子と、一端が前記オペアンプの入力端に接続され
    る入力抵抗素子とを構成することを特徴とする電子回路
    装置。
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