JP3957347B2 - 混成集積回路装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は混成集積回路装置に関し、特にフレキシブルシートを採用した多層基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に多層基板を採用している混成集積回路装置には、約１ｍｍ程度の厚さのガラスエポキシ基板等が貼り付けられたものがあり、例えば特開平４−８７３５８号にその構造が説明されており、図３がその一例である。
まずガラスエポキシ基板４０には、ゲートアレイ、マイコンおよびメモリチップ等の半導体素子が露出するように開口部４２が形成され、この開口部の周辺およびガラスエポキシ基板４０の周辺には、導電パッド４８，５０が設けられている。
【０００３】
図面では省略したが、このガラスエポキシ基板４０を貼り付ける基板があり、このエポキシ基板が貼り付けられる基板に設けられた導電ランドに前記半導体素子が固着されており、この開口部４２から露出されている。従って、半導体素子の電極パッドと開口部４２周辺の導電パッド５０が金属細線にて電気的に接続されている。
【０００４】
また前記ガラスエポキシ基板を貼り付ける基板は、そのサイズがガラスエポキシ基板よりも大きく形成され、このサイズの大きい基板の上に形成されたＩＣ回路の一部から延在された導電パッドや半導体素子の電極パッドが、ガラスエポキシ基板４０周辺に設けられた導電パッド４８と金属細線を介して電気的に接続され、結局２枚の基板により所定の回路が達成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般にＩＣは、一般ユーザー向けに作られた汎用ＩＣと特定ユーザー向けに作られたカスタムＩＣの２種類に分けられる。しかしこれらの回路を混成集積回路基板に形成する場合、それぞれの回路のパターン設計を行い、このパターンに従って回路素子を配置して混成集積回路装置を実現していた。特にカスタムＩＣは、最初から設計を行わなければ成らず、ユーザへの納品期間が非常にかかる問題があった。
【０００６】
一方、金属基板やセラミツク基板に前記ガラスエポキシ基板を貼り合わせた場合、実装される雰囲気温度や基板に実装される半導体素子の発熱により、２枚の基板に反りが発生する問題があった。そのため、上層に形成されるガラスエポキシ基板を、歪みが吸収できるフレキシブルシートで代用する構成が考えられている。しかしフレキシブルシートも基板に接着剤を塗って貼り合わせるため、温度変化の大きな雰囲気内で使用すると、フレキシブルシート自身にヒビが入り、フレキシブルシート上の配線が断線する問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の課題に鑑みて成され、第１に、フレキシブルシート上に前記カスタム回路を形成することで解決するものである。
前記第１の回路を、一般ユーザー向けに回路設計しておけば、この第１の回路は汎用性が効く。また一旦特定ユーザーから注文依頼が有れば、その後は第１の回路設計を必要とせず、単にフレキシブルシートにカスタム回路を設計すれば良い。従って短時間で、カスタムＩＣを製造でき、特定ユーザーに短期間で納品できる。
【０００８】
また、第１の回路を、大信号系と小信号系に分けて混成集積回路基板に配置すれば、大きく発熱する部分と比較的発熱しない部分に振り分けられる。従ってこの比較的発熱しない部分にフレキシブルシートを配置すれば、フレキシブルシートには基板からの熱の影響を無くせ、カスタム回路の誤動作を防止できる。
また基板に突出部を設け、この突出部が挿入される固定穴をフレキシブルシートに設ければ、フレキシブルシートは、この突出部と固定穴で固定できる。従ってフレキシブルシートを全面に渡り接着する必要が無く、熱膨張による影響を受けない。また突出部にステップを設け、このステップにかかるように固定穴を設ければ、フレキシブルシートは混成集積回路基板から一定のスペースをもって設けられる。従って小信号系の回路素子から発熱があっても、スペースが設けられているために、発熱による影響をフレキシブルシート上に与えることがない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図１および図２を参照しながら説明する。
混成集積回路基板１０上には、導電路１１、導電パッド１２、導電ランド１３および外部リード用パッド１４等が例えばＣｕ等の金属材料により形成されている。ここで導電ランド１２は、トランジスタ、パワーモストランジスタやダイオード等の半導体素子１５を固着する部分であり、外部リード用パッド１４は、基板１０の少なくとも一側辺に複数個設けられ、例えば半田を介して外部リードを固着する部分である。また導電路１１は、印刷抵抗、チップ抵抗、チップコンデンサおよび半導体素子等の回路素子が電気的に接続されている。またここで外部リードの代わりに、金属細線でボンディングしても良い。この場合、Ｃｕの外部リードパッドの上には、ボンディング性が考慮されてニッケルが被着される。
【００１０】
この混成集積回路基板は、例えばセラミック等の絶縁基板、表面が絶縁性を有する金属基板であり、前述したＣｕ配線は、例えば絶縁樹脂により被着されている。
ここで混成集積回路基板に配置される回路は、一般ユーザー向けの汎用回路が実装され、左斜め上の領域には大信号系の回路素子が配置されている。また右斜め下の領域には、小信号系の回路素子が配置されている。また小信号系の回路素子が配置される領域には、例えば突出部１６が４つ設けられている。この位置は、後述するフレキシブルシートの形状により異なることもあり、また突出部の数も異なる場合がある。また図面では、混成集積回路基板の右と左で大信号系の配置領域と小信号系の配置領域に分けられているが、この限りでない。つまり混成集積回路基板の中央に大信号系の素子が配置され、この周囲に小信号系の回路素子が配置されても良い。また中央に小信号系の回路素子が配置され、周囲に大信号系の回路素子が配置されても良い。前者の場合、フレキシブルシートは、基板の周囲に、後者の場合フレキシブルシートの中央には位置されることになる。また突出部は、混成集積回路基板がセラミックの場合、基板の成型の際に一緒に形成される。また混成集積回路基板が金属より成る場合は、プレスにより或いはピンの打ち込みにより形成される。
【００１１】
続いて、フレキシブルシート２０がある。このフレキシブルシート２０は、例えばポリイミド系の樹脂シートにより成り、この上には、導電路２１、導電パッド２２および導電ランド等が例えばＣｕ等の金属材料により被着されている。導電路２１は、印刷抵抗、チップ抵抗、チップコンデンサおよび半導体素子等の回路素子が電気的に接続されている。また、導電パッド２２は、混成集積回路基板との接続を金属細線で達成する領域であり、また半導体素子上の電極と導電路２１との電気的接続を金属細線により達成する領域である。更に導電ランドは、半導体素子の固着領域である。またフレキシブルシートには、前記突出部１６が挿入される固定穴２３が設けられている。ここではフレキシブルシートの形状が矩形であるため、４つのコーナーに１こづつ設けられている。従って、この４つの固定穴２３に前記突出部１６が挿入され固定されている。また突出部が固定穴から外れないように、接着剤を塗布したり、また突出部が金属である場合は、この突出部を潰すことにより固定される。
【００１２】
本発明の第１の特徴は、混成集積回路基板には、例えばオーディオアンプの汎用部分を配置し、このオーディオアンプの機能を高める特定ユーザの回路をフレキシブルシート２０上に設けることにある。例えば、特定ユーザーからオーディオＩＣの注文が有れば、汎用回路は予め設計されているので、別途設計する必要はなく、フレキシブルシートの特定ユーザー向けの回路設計のみを行えばよい。従って、設計時間の短縮がはかれ、ユーザには短期間で納入できる。
【００１３】
また第２の特徴は、汎用回路を大信号系の回路部分と小信号系の回路部分に割け、大信号系の回路素子と小信号系の回路素子の配置領域を混成集積回路基板上に分けて配置することにある。一般に大信号系の回路素子は、発熱量が大きく、小信号系の回路素子は比較的発熱量が少ない。従って、発熱量の少ない小信号系の回路素子の配置領域にフレキシブルシート２０を配置すれば、フレキシブルシート２０は、基板から発生する熱の影響を最小限にとどめることができる。
【００１４】
更に第３として、フレキシブルシート２０の固定穴２３に突出部１６を挿入して、フレキシブルシート２０を混成集積回路基板１０に固定している。従って、この固定部以外のフレキシブルシート２０はフリーであり、混成集積回路基板からの熱の影響を更に少なくしている。
また突出部１６をステップ状に形成すれば、フレキシブルシート２０は、混成集積回路基板１０と一定の間隔を持って配置できる。このステップとは、或る径の円柱が一定の距離で若干小さな径に成っているものを示す。つまりこの小さな径の突出部が挿入できる固定穴を設ければ、フレキシブルシートは、一定の距離を持って配置できる。
【００１５】
従って、フレキシブルシート２０と混成集積回路基板１０は、スペースを開けて配置できるため、たとえ小信号系の回路素子から発熱しても、フレキシブルシートはその熱による影響を受けない。
最後に図面では省略したが、多層基板は、例えばケースに覆われて封止される。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、第１に混成集積回路基板には汎用回路を配置し、フレキシブルシート上にはこの汎用回路の機能向上に使われる特定回路を設ければ、色々なユーザーに対して、フレキシブルシートだけを変えれば良く、設計期間の短縮が可能となる。そのためユーザーへの納期も短くすることができる。
【００１７】
第２に、混成集積回路基板において、大信号系の回路素子配置領域と小信号系の回路素子配置領域に分け、小信号系の回路素子配置領域上にフレキシブルシートを設ければ、混成集積回路基板から発生する熱、特にパワー素子から発生する熱の影響を少なくすることができる。またフレキシブルシートは、全面ではなく、ポイントで固定され、殆どがフリーな状態に成っているので、たとえ混成集積回路基板から発生する熱がフレキシブルシートに伝わっても、混成集積回路基板とフレキシブルシートとの熱膨張係数の違いによる影響を受けない。
【００１８】
第３に、突出部にステップを形成することで、フレキシブルシートと混成集積回路基板との間にスペースを形成でき、フレキシブルシートの下に高さのある回路素子を配置できると共に、混成集積回路基板から発生する熱の影響を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明する混成集積回路基板の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態を説明する混成集積回路装置の斜視図である。
【図３】従来の混成集積回路装置を説明する平面図である。
【符号の説明】
１０ 混成集積回路基板
１１ 導電路
１２ 導電パッド
１３ 導電ランド
１４ 外部リード用パッド
１６ 突出部
２０ フレキシブルシート
２３ 固定穴

Claims (2)

1. 表面が絶縁性を有する金属から成る混成集積回路基板と、前記混成集積回路基板表面に被着された第１の導電路と、前記混成集積回路基板表面に実装され、前記第１の導電路と電気的に接続された第１の回路素子と、前記混成集積回路基板表面上に配置されたフレキシブルシートと、前記フレキシブルシート表面に被着された第２の導電路と、前記フレキシブルシート表面に実装され、前記第２の導電路と電気的に接続された第２の回路素子とを有する混成集積回路装置に於いて、
   前記第１の導電路と前記第１の回路素子で実質的に構成される第１の回路は、汎用回路からなり、
   前記混成集積回路基板表面上で大信号系の回路配置領域と小信号系の回路配置領域に振り分けられ、前記小信号系の回路配置領域上には、前記フレキシブルシート表面が上に向いて配置され、
   前記第２の導電路と前記第２の回路素子で構成される第２の回路は、前記第１の回路と電気的に接続されるカスタム回路が設けられ、
   前記カスタム回路が設けられた前記フレキシブルシート裏面は、下層に前記第１の回路素子が配置できる高さに設けられるとともに、前記フレキシブルシートに設けられた固定穴を介してポイントで固定することにより、前記固定された領域以外がフリーな状体で配置されることを特徴とした混成集積回路装置。
2. 前記フレキシブルシートは、矩形であり、４つのコーナーには前記固定穴が設けられ、前記固定穴に対応する前記混成集積回路基板上には、この固定穴に挿入可能な突出部が設けられ、前記固定穴に前記突出部が挿入されて前記フレキシブルシートが前記混成集積回路基板に固定される請求項１記載の混成集積回路装置。

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