JPH01225192A

JPH01225192A - 混成集積回路装置

Info

Publication number: JPH01225192A
Application number: JP63050859A
Authority: JP
Inventors: Toshiji Saito; 利治斉藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-03-03
Filing date: 1988-03-03
Publication date: 1989-09-08

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】産業上の利用分野本発明は、試験装置や車輌等に装備するための、使用上
の温度差が大きい電子機器に使用する混成集積回路に関
するものである。

従来の技術第３図、及び第４図は従来の密閉ケースに封止した混成
集積回路装置の断面図である。第３図において、底板と
して用いられる放熱板（１１０）上には、シリコン樹脂
等の熱硬化性接着剤（ｉｌｌ）により、セラミック等の
無機質絶縁材からなる印刷配線基板（１０１）、及び同
様な材質からなる絶縁板（１１２）が固着され、その配
線基板（１０１）上には、厚膜導体（１口２）が形成さ
れ、その導体面上に能動素子（１０３）、受動素子（１
０４）、リードフレーム（１０５）、ワイヤボンドパッ
ド（１０６）等を、Ｓ　ｎ　／　Ｐ　ｂや！ｎ／Ｐｂ、
Ａ　ｕ　／　Ｓ　ｎ等をベース成分としたハンダ（１０
７）により電気的に接続されると共に機械的に固着され
る。

能動素子で発熱の大きなもの（１０３ａ）は基板（１０
１）から分離された前記絶縁板（１１２）上に小放熱板
（１１Ｏａ）を介して固着される。放熱板（ｌｌＯａ）
の上面と能動素子（１０３ａ）との間、及び下面と絶縁
板（１１２）との間の固着はハンダ（１０７）により行
われる。内外に突出した外部接続端子としてのインサー
トリード（１０８）を保持した壁体からなる枠形樹脂製
ケース（１１３）もまた大型放熱板（１１０）に接着剤
（Ｉｌｌ）で固着されている。発熱量の大きな能動素子
（１０３ａ）と配線基板（１０１）上のワイヤボドパッ
ド（１０６）との間は、ＡＩ、Ａｕ等のワイヤ（１１４
）により電気的に接続される。リードフレーム（１０５
）とこれに連結されたインサートリード（１０８）の部
分との間はハンダ（１０７）により電気的に接続される
。

密閉すべきケース（１１３）内にはゲル状シリコン樹脂
（１１５）が１回又は数回の注入により充填及び硬化さ
れ、樹脂（１１５）中に埋込んだ能動素子（１０３）と
厚膜導体（１０２）を保護している。ケース（１１３）
の上縁には板状キャップ（１１Ｇ）を接着剤（１１７）
で固着し、同キャップに形成された空気孔をチクソトロ
ピー性を有する熱硬化性樹脂（１１８）で密閉封止しで
いる。

第４図においては、基板（１０１）上の能動素子（１０
３）と受動素子（１０４）は、導電性銀ペースト（１１
９）により前者の厚膜導体（１０２）面に電気的及び機
械的に接続固定される。小放熱板（ｌｌＯａ）も同じ（
絶縁板（１１２）に形成した厚膜導体（１０２）の面に
、導電性銀ペースト（１１９）を用いて電気的な接続及
び機械的な固着を施される。厚膜導体（１０２）と、能
動素子（１０３）及びインサートリード（１１２）との
間は、ＡＩやＡｕ等のワイヤ（１１４）により電気的に
接続されている。

発明が解決しようとする課題上記のような従来の混成ｆｆｉ積回路装置においては、
厚膜導体と能動素子又はパッド類との間を、Ｓｎ／Ｐｂ
やＩｎ／Ｐｂ等を主成分とするハンダなどのような高延
展性のロー材で接続したり、厚膜導体に接触させたＡ１
やＡｕなどの高延展性ワイヤを超音波接合処理により直
接固定するため、これらの接続部分は熱疲労試験に代表
される苛酷な温度差条件内におかれると、材料間の熱膨
脹率差による歪みを繰返し、それが高延展性金属の結晶
粒界に滑りを発生させたり、クリープ破壊を生ずる原因
となり、断線故障に至るという欠点があった。

本発明は、混成集積回路装置において、高延展性金属で
あるワイヤ等を保護し、基本厚膜導体とプリパッケージ
リードや受動素子もしくはパッド類との間を熱疲労を生
じに（く、しかも安全確実な手段により接続しようとす
るものである。

課題を解決するための手段上記の目的を達成するため、本発明は、内部結線し、か
つ樹脂により封止した能動素子と、回路素子における導
電接続部分のすべてを、無機質絶縁材の表面に厚膜導体
を形成した基板における前記厚膜導体の面に導電性銀ペ
ーストで固着し、かつ電気的に接続したことを特徴とす
る混成集積回路装置を構成したものである。

作　　　　　用本発明の構成によれば、能動素子を樹脂によりプリパッ
ケージし、それらの部品と基板厚膜導体との電気的接続
及び機械的固着を導電性銀ペーストにより行ったもので
あるため、ペースト中の接着剤により固着力を強化し、
これによって能動素子や部品類の接続部にかかる繰返し
応力を緩和軽減し、高延展性金属のクリープ破壊により
断線故障を防止するものである。

実　　施　　例本発明の実施例を第１図、及び第２図に基づいて説明す
る。ここに、第１図は本発明の混成集積回路装置の断面
図であり、第２図（ａ）〜（ｄ）は同装置に用いられる
自立型パッドの断面図である。第１図において、（１）
はセラミック等の無機質絶縁材に厚膜導体（２）を形成
した印刷配線基板であり、この導体面上にはエポキシ樹
脂等により封止及びブリパッケージした能動素子（３）
、受動素子（４）、自立型パッド（５）等が配置され、
素子（３〉から出たリード片（１０）、素子（４）のリ
ード側片及びパッド（５）自体の下面を導電性銀ペース
ト（６）により、基板（１）に電気的接続をすると共に
機械的にも固着しである。プリパッケージ能動素子（３
）や受動素子（４）の本体下面と基板（１）との間には
導電性銀ペースト（６）と近似した熱膨脹率を有する接
着剤（７）を用い、素子一基板間の固着力を強化しであ
る。発熱量の大きな能動素子（３ａ）は基板（１）から
分離した放熱板（８）面の領域にエポキシ樹脂等の熱硬
化性接着剤（９）で固着しである。能動素子（３ａ）の
リード（ｌｏａ）を支持するセラミック等の絶縁材（１
１）は放熱板（８）における基板（１）支持領域と前記
素子（３ａ）支持領域との仕切部上面に接着剤（９）で
固着され、基板（１）とインサートリード（Ｉ２）を保
持した側枠からなる樹脂製ケース（１３）の下面もまた
接着剤（９）により放熱板（８）に固着される。能動素
子リード（ｌｏａ）には、Ｎｉ合金又はＣｕ合金にＮｉ
メツキを施してあり、これは抵抗溶接により、同じく旧
やＣｕ又はＦｅ合金にＮｉメツキを施したものからなる
金属線（Ｉ４）に電気的に接続される。また、基板上の
パッド（５）もＮｉ合金やＣｕ、Ｆｅ合金にＮｉメツキ
を施したものからなり、前記と同様の金属線（１４）に
抵抗溶接で電気接続される。インサートリード（１２）
もＮｉ合金やＣｕ、Ｆｅ合金にＮｉメツキを施して抵抗
溶接を可能とし、前記金属線（１４）に抵抗溶接で電気
的に接続される。密閉すべきケース（１３）内には、１
回又は数回の注入により、ゲル状シリコン樹脂〈１５〉
を充填及び硬化して、厚膜導体（２）を保護しである。

ケース（１３）の上縁には板状のキャップ（１６）を接
着剤（１７）により固着し、キャップ（１６）に設けた
空気孔をチクソロピー性を有する熱硬化性樹脂（１８）
で密閉封止しである。第２図（ａ）〜（ｄ）は、穴や溝
加工済の金属薄板を曲げ加工により種々の形状にした自
立型パッドの実施例である。各パッドの基板固着面（１
９）には導電性銀ペーストのアンカー効果を強化するた
め、同図（ａ）、（Ｃ）のものでは穴（２０）を、同図
（ｂ）、（ｄ）のものでは溝（２１）を形成しである。

リード線等に接続固定すべき接続面（２２）は、この場
合、金属線を溶接加工する際に溶接電流が溶接部に集中
しやすいように、同図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）のもので
は接続面〈２２〉を曲面にしである。（ｄ）のものでは
、設計上接続面（２２）を平面にしであるが、これ以外
にも他の形状の曲面にしたり、突起を追加することで溶
接電流を集中しやすくすることもできる。（ａ）〜（ｄ
）図では、穴（２０）と溝（２１）を１〜２個図示した
が、固着力が不足する場合は穴や溝を増加することで固
着力を確保することができる。

上記実施例の構造によれば、能動素子をブリパッケージ
して、本体接着部と、電気接続部を区分したため、高延
展性金属を使わないで能動素子リードと厚膜導体間の電
気的接続が可能となる。

プリパッケージで使用する高延展性金属に対しては、材
料間の熱膨脹率差を小さくしたり、プリパッケージによ
る応力緩和軽減構造によってそれにかかる応力そのもの
を小さ（することができる。基板（１）の厚膜導体（２
）と、部品類の電極を導電性銀ペースト（６）で電気的
接続し、能動素子や受動素子の固着力は、導電性銀ペー
スト（６）と近似した熱膨脹率の接着剤（７）で強化す
るため、導電性銀ペーストにかかる応力は非常に小さく
なる。

パッド（５）には固着力強化のため穴（２０）や溝（２
１）を設け、これらの穴や溝に導電性銀ペーストが入る
ようにしたので、必要な固着力による機械的及び電気的
な接続ができる。また、導電性銀ペーストのベース樹脂
はエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂であ
り、非晶質であるため繰返し応力によるクリープ破壊が
な（なる。そして、これらのことにより、高延展性金属
の結晶粒界に滑りがな（なり、疲労試験でもクリープ破
壊による断線故障を防止することができる。

以上述べた実施例の変形例として、能動素子ブリパッケ
ージ（３）は気密封止構造でもよい。また、絶縁材（１
１）は接着以外の固着方法や金属線（１４）の溶接に耐
えるものであれば樹脂に替えてもよい。溶接接続する金
属線（１４）は、長方形断面のリボン金属でもよ（、抵
抗溶接以外に延展性の低いロー材によるロー接続を行っ
てもよい。導電性銀ペースト（６）や厚膜導体（２）を
保護するためには、ゲル状シリコン樹脂を注入したが、
エポキシ樹脂等を注入又はトランスファ成形で充填して
もよい。さらに、自立型パッドの穴や溝の抜きダレ面を
アンカー効果に利用してもよい。

発明の効果本発明によれば、互いに熱膨脹率差を有する基板厚膜導
体と部品類間の接続のすべてに導電性銀ペーストを用い
ることにより、高延展性金属を用いておらず、また、能
動素子をブリパッケージし、ブリパッケージや受動素子
筐体と基板間を導電性銀ペーストに近似した熱膨脹率の
接着剤で強力に固着し、また固着力を強化した自立型パ
ッドに金属線を溶接接続するため、熱疲労試験において
も繰返し応力でクリープ破壊による断線故障が防止でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例において密閉ケースにゲル状
シリコン樹脂を注入・固定した構造を示す断面図、第２図（ａ）〜ω）は、金属薄板を曲げ加工で形成した
自立型パッドの断面図、第３図及び第４図は、密閉ケースに封止した従来の混成
集禎回路装置の断面図である。（１）・・・・・・・・・・・・・・・・・・基板（２
）・・・・・・・・・・・・・・・・・・厚膜導体（３
）・・・・・・・・・・・・・・・・・・プリパッケー
ジ能動素子（４）・・・・・・・・・・・・・・・・・
・受動素子（５）・・・・・・・・・・・・・・・・・
・パッド（６）・・・・・・・・・・・・・・・・・・
導電性銀ペースト（７）・・・・・・・・・・・・・・
・・・・接着剤（８）・・・・・・・・・・・・・・・
・・・放熱板（９）・・・・・・・・・・・・・・・・
・・接着剤（１０）・・・・・・・・・・・・・・・・
・・能動素子リード（１１）・・・・・・・・・・・・
・・・・・・絶縁板（１２）・・・・・・・・・・・・
・・・・・・インサートリード（１３）・・・・・・・
・・・・・・・・・・・ケース（１４）・・・・・・・
・・・・・・・・・・・金属線（１５）・・・・・・・
・・・・・・・・・・・ゲル状シリコン樹脂（１６）・
・・・・・・・・・・・・・・・・・キャップ（１７）
・・・・・・・・・・・・・・・・・・接着剤（１８）
・・・・・・・・・・・・・・・・・・熱硬化性樹脂（
１９）・・・・・・・・・・・・・・・・・・基板固着
面（２０）・・・・・・・・・・・・・・・・・・穴（
２１）・・・・・・・・・・・・・・・・・・溝（２２
）・・・・・・・・・・・・・・・・・・接続面特許出
願人　　松下電器産業株式会社第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

　内部結線しかつ樹脂により封止した能動素子と、回路
素子における導電接続部分のすべてを、無機質絶縁材の
表面に厚膜導体を形成した基板における前記厚膜導体の
面に導電性銀ペーストで固着し、かつ電気的に接続した
ことを特徴とする混成集積回路装置。