JPH1167947A - ハイブリッド集積回路装置の表面実装方法及びハイブリッド集積回路装置及びハイブリッド集積回路装置の実装体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面実装時における接触不良発生がなく、放
熱効果に優れ、ハンドリング容易なハイブリッド集積回
路装置とその表面実装方法を提供する。 【解決手段】 複数の表面実装部品６、８をチップ基板
２に装着するハイブリッド集積回路装置１で、チップ基
板２の裏面にランド３ａを二次元配列し、おもて面に接
続層１２を設け、またランド３ａと接続層１２をスルー
ホール４で電気的に接続し、接続層１２に表面実装した
複数の表面実装部品６、８を金属製シールドケース１０
により覆い、この金属製シールドケース１０の開口部１
０ａをチップ基板２によって封止するよう構成する。さ
らに、少なくとも一つの表面実装部品８の外端部を金属
製シールドケース１０に密着させ、接触部９を構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド集積
回路装置の表面実装方法及びハイブリッド集積回路装置
及びハイブリッド集積回路装置の実装体に関し、とりわ
け金属シールドケースを用い、ボールグリッドアレイ接
続がなされたハイブリッド集積回路装置の表面実装方法
及びハイブリッド集積回路装置、及びハイブリッド集積
回路装置を母基板に実装した実装体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話を含む情報機器、音響映像関連
機器などの民生用分野をはじめ、自動車など輸送機器、
さらには移動体通信、ファクトリオートメーション、電
装などの産業分野を含む広範な分野において、近年、電
子機器の小型化と高性能化が必須となっており、ハイブ
リッド集積回路装置がそのための重要な基幹技術として
認識されている。

【０００３】ハイブリッド集積回路装置は、絶縁基板上
に印刷技術による厚膜や蒸着技術による薄膜を用いて導
体パターンや抵抗体などを形成し、これにディスクリー
トの半導体部品やモノリシックＩＣ、ＬＳＩ、コンデン
サー、コイルその他の電子部品を実装して一体化するこ
とにより、小型、軽量化の実現をはかるものである。

【０００４】その用途としては、コンピュータ端末装置
用ハイブリッドＩＣ、電話機に組み込まれるＰＢＸモデ
ム回路、無線機器用のフィルタ回路、ＯＡ機器用のモー
タ制御回路（複写機用やファクシミリ装置用）、ＣＣＤ
ドライバ回路、また車載電装品としてイグナイターやレ
ギュレータなど電源系ならびにエンジン制御回路やドア
ロック制御回路、エアコン制御回路、およびインスツル
メントパネル部分の各種メータ周辺回路等があり、さら
にオーディオ機器用として音声多重回路、ドルビーノイ
ズリダクション回路、グラフィックイコライザー回路、
エコー回路、チューナー回路、またビデオ機器用として
録再用回路、サーボ周辺回路、クロマ処理用回路、さら
に産業機器用としてインバーター制御回路、エンコーダ
制御回路、スイッチングレギュレータ等がある。

【０００５】ところで、近年における電子部品のチップ
化の進行にともない、集積回路装置の構成部品として搭
載可能な表面実装部品（ＳＭＤ）が増加している。こう
した表面実装部品としてはトランジスタ、ダイオード、
発光ダイオード、ホール素子、固定抵抗器、半固定抵抗
器、セラミック発振子、コンデンサー、コイル等があ
る。そこで、前記のような電子回路への高密度実装技術
の要求に応えるべく、異種の回路部品から成るハイブリ
ッドデバイスについても、各構成部品を表面実装部品
（ＳＭＤ）に置き換えることで実装密度を向上させる方
向に移行しつつあるのが現状である。

【０００６】ところが、前記のように異種の表面実装部
品（ＳＭＤ）が表面実装された従来のハイブリッド集積
回路装置では、複数本存在する端子の殆ど全部がチップ
外周に沿ってのみ配置される構造であったため、端子数
が制限され、よって実装密度が改善されないという問題
があった。

【０００７】図１２〜図１４は、このような従来のハイ
ブリッド集積回路装置の実例を示すもので、夫々ハイブ
リッド集積回路装置の裏面図、正面図、側面図を示して
いる。これら図面において、符号１００は表面実装型の
ハイブリッド集積回路装置、符号１０１はチップ基板、
符号１０２は複数個の異種の表面実装部品（ＳＭＤ）、
符号１０３は配線パターン、符号１０４はチップ基板１
０１の二つの外周に沿って突出するリードピンであり、
このリードピン１０４は先端がＬ字状に曲げられたガル
・ウイング型のリードとなっている。このＬ字状先端の
平坦部分が、基板上のパターンと電気的に接続される構
成となっている。

【０００８】図面から明らかなように、端子として機能
するリードピン１０４はチップ基板１０１の外周に沿っ
てのみ設けられるものであるから、ピンピッチの制約
上、端子数が制限されて少なくなるという問題があっ
た。

【０００９】さらに、表面実装部品は小寸法のうえ、モ
ノリシック集積回路部品とは寸法が異なる、例えば電源
系実装部品や、形状とりわけ部品高さの異なる実装部品
が混載されることになるため、部品の自動供給はもとよ
り、実装後の基板の搬送時におけるハンドリングが容易
ではないという不都合があった。

【００１０】そして前記のうち、後者のハンドリングに
おける不便は、例えば全体を樹脂によりパッケージ封入
して表面実装型パッケージの一種であるスモール・アウ
トライン・パッケージ（以下、ＳＯＰ）とすることで改
善されるものの、一方、前者の端子数が制限される問題
点は、こうしたＳＯＰによっても解決されない。

【００１１】このため、ハイブリッド集積回路装置の実
装に、従来のような外周に配設した端子による接続に代
えて、ハンダボールによるボールグリッドアレイ（以
下、ＢＧＡ）接続構成が検討されるに至った。

【００１２】以下、ＢＧＡ接続につき説明する。一般的
に、ＩＣパッケージの多ピン化と狭小ピッチ化が進む
と、はんだブリッジが発生しがちになる。この対策とし
て、ボールグリッドアレイＢＧＡが導入された。ＢＧＡ
は基板上にＩＣを実装し、基板の裏面に格子状にはんだ
ボール用の接続端子を設ける。

【００１３】このＢＧＡは、従来のチップ端縁ピン配置
型のパッケージ、たとえばＱＦＰにおける最大ピン数を
確保しつつ、しかもピンピッチをはんだブリッジが発生
しにくい間隔に維持できる。また、リードピン方式に比
してリード・インダクタンスが小さいという特質があ
る。

【００１４】ＢＧＡには、プラスチックを基材とするプ
ラスチックＢＧＡ（ＰＢＧＡ）と、セラミックを基材と
するセラミックＢＧＡ（ＣＢＧＡ）とがある。ＰＢＧＡ
では、端子ピッチが１ｍｍ以上であるので、従来の一括
リフロー実装技術が継続して仕様できるという利点があ
る。

【００１５】また面格子の端子配列であるので、４００
ピン以上の端子が容易に実現できる。さらにＱＦＰの例
えば四倍に相当する最大２００メガヘルツの高速性が可
能になる。このように実装密度が高く、しかも実装作業
が容易である。

【００１６】その半面、ＰＢＧＡには放熱性にすぐれ
ず、また吸湿しやすく、リフロークラックが起きやすい
といった問題点がある。また、最大ピン数においては全
面格子型となるから、内側の端子からの配線引き出しの
場合に実装基板の層数が増加するという不具合もある。

【００１７】前記のように、ハイブリッド集積回路装置
の実装にＢＧＡ接続構成が検討されるに至り、さらに、
前記のようなチップ全体を樹脂パッケージ封入するので
はなく、在来のモノリシック集積回路の実装方法として
用いられている、表面実装部品（ＳＭＤ）のみをモール
ド樹脂により樹脂封止する技術の適用が検討されるに至
った。

【００１８】すなわち、樹脂充填封止によって混載部品
の部品高さを同一にし、よって実装後の基板の搬送時に
おけるハンドリングを容易にするとともに、ＢＧＡ接続
によって端子の実装密度の向上をはかる試みが検討され
た。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ようにモールド樹脂によって表面実装部品（ＳＭＤ）を
封止する樹脂封入方式では、樹脂の硬化時の収縮により
基板の反りが発生しやすいという欠点がある。

【００２０】このチップ基板の反りは、封入用のモール
ド樹脂とチップ基板の主として熱膨張係数の差により発
生するものであり、しかも、ハイブリッド集積回路の実
装部品には寸法が大であるものが含まれることから、チ
ップ基板面積が大になり、このため樹脂封止型のチップ
基板の反りがさらに拡大されるという問題があった。

【００２１】たとえば、モノリシックＬＳＩがワイヤボ
ンディング接続あるいはフリップチップ実装され、モー
ルド樹脂によって封止され、端子がハンダボールによる
ＢＧＡ構成の従来のパッケージ集積回路装置の場合、チ
ップ基板（あるいはインタポーザ）の反り（平坦度：コ
プラナリティ）はパッケージの外形寸法が２２ｍｍ角
で、チップ基板中心部分がチップ基板外周部分よりも１
００ミクロン程度、樹脂封入方向に反り、チップ基板中
心部分が盛り上がる状態となる報告がある。このときの
ＢＧＡ端子下部の高さのバラツキは、ハンダボール下端
において１２０ミクロン程度と観測されている。

【００２２】同種のパッケージ集積回路装置で外形寸法
が２７ｍｍ角では、チップ基板中心部分の反りは１０５
ミクロン程度、ＢＧＡ端子下部の高さのバラツキは１２
７ミクロン程度であり、さらに外形寸法が３５ｍｍ角に
なると、チップ基板中心部分の反りは１２５ミクロン程
度、ＢＧＡ端子下部の高さのバラツキは１４３ミクロン
程度にまで増大している。

【００２３】このように、樹脂封入パッケージ方式によ
るＢＧＡ構成で樹脂封入冷却後の状態においてチップ基
板に反りが生じている場合、ＢＧＡ端子にハンダボール
を仮り付けすると、各ハンダボール下端の高さにバラツ
キが発生する。この状態で、この集積回路装置を母基板
にハンダ接続すると、以下のような問題が発生する。

【００２４】先ず、チップ基板の反りがハンダボール寸
法に比して十分大である場合には、反りの大きい部分の
ハンダボール下端が母基板のランドに達することなく浮
き、よってこの部分に接触不良が発生することになる。

【００２５】つぎに、ハンダボール寸法がチップ基板の
反りに比して大である場合には、前記のような接続時の
接触不良発生は回避されるものの、接続時において当該
部分の溶融状態のハンダボールには他の部分ほどには圧
縮力を受けず、よってハンダ付け部分は縦長の形状、す
なわち垂直方向に長い状態で凝固・固定される。この結
果、反りが大きい部分のＢＧＡ端子と母基板のランド間
の距離は他の部分におけるＢＧＡ端子と母基板のランド
間の距離に比して大のまま接続固定される。

【００２６】このような構成であると、作動時の通電に
よるＬＳＩ等の発熱により封入樹脂部分が昇温・熱膨張
し、よってチップ基板の反り（たとえば凸の反り）が減
少し、あるいはさらに反りの減少が過度に進行して逆方
向に反る（たとえば凹の反り）状態になることがある
が、前記の縦長の形状のハンダ付け部分は形状が固定し
ていて柔軟性をもたないから、こうした反り状態の変化
分がハンダ付け部分に応力を加えることになる。

【００２７】この応力は、作動時の発熱と休止時の冷却
によるヒートサイクルにおける封入樹脂部分の熱膨張と
収縮によって緩和と増加を反復し、結果としてハンダ付
け部分に疲労破壊が生じるおそれのあることが検討によ
り明らかになった。前記から明らかなように、ＢＧＡ接
続構成において樹脂封入構成を採用することは、ＢＧＡ
接続部分に剥離やクラック発生の原因となる応力を与え
ることになり、好ましくない。

【００２８】とりわけ、ハイブリッド集積回路装置では
表面実装部品として例えばレギュレーターＩＣやステッ
ピングモータドライバなど発熱が大である電源用パワー
ハイブリッドＩＣがあり、このため樹脂封入構成を用い
ると前記のような昇温・降温サイクルの反復による基板
の反り及び応力発生の繰り返しによるＢＧＡ接続部分の
剥離やクラック発生のおそれがさらに大になるという欠
点があった。

【００２９】さらに、作動時の発生熱の除去について、
樹脂部分は熱伝導度が小さいため十分な放熱効果を得る
のが困難であり、このため昇温ピークがさらに増大する
という欠点があることが確認された。

【００３０】そこで本発明は、前記のような従来技術に
おける問題点を解決するためなされたもので、ハイブリ
ッド集積回路の表面実装時における基板の反りを抑止し
て接触不良発生を排除するとともに、放熱効果があり、
さらに吸湿対策がなされ、かつノイズ対策が可能なう
え、ハンドリングが容易な構造のハイブリッド集積回路
装置とその表面実装方法、ならびにハイブリッド集積回
路装置の母基板への実装方法及び実装体を提供すること
を目的とする。

【００３１】

【課題を解決するための手段】前記従来技術における課
題を解決するため、本発明の請求項１に係るハイブリッ
ド集積回路装置の表面実装方法は、複数の表面実装部品
をチップ基板に表面実装するハイブリッド集積回路装置
の表面実装方法であって、前記チップ基板として、一方
の面に少なくともランドが二次元方向に配列され、かつ
他方の面に少なくとも接続層が設けられるとともに、前
記両面におけるランドと接続層の少なくとも一部分が電
気的に接続されているチップ基板を用い、前記チップ基
板の他方の面上に設けられた前記接続層に前記複数の表
面実装部品を表面実装して接続し、前記表面実装部品を
金属製シールドケースにより覆い、かつ前記金属製シー
ルドケース開口部を前記チップ基板によって封止するこ
とを特徴とする。

【００３２】前記の構成を有する本発明にかかるハイブ
リッド集積回路装置の表面実装方法によれば、ランドが
面状に二次元配列されることで端子実装密度が向上し、
樹脂封止に代えて金属製シールドケース封止とすること
でチップ基板への実装におけるチップ基板の反りが軽減
され、またハイブリッド集積回路装置の母基板への実装
構成におけるヒートサイクルによる接続部分への応力発
生が軽減される実装がなされる。

【００３３】さらに、金属製シールドケース封止によっ
て吸湿対策が効果的になされ、しかも金属製シールドケ
ース部分をハンドリングすることでハンドリングが容易
になり、加えて金属製シールドケースで閉じられたこと
による効果的なノイズ対策が可能な実装が実現される。

【００３４】また、本発明の請求項２に係るハイブリッ
ド集積回路装置の表面実装方法は、請求項１記載のもの
において、前記表面実装部品を金属製シールドケースに
より覆う際に、少なくとも一つの前記表面実装部品の外
端部の少なくとも一部分を前記金属製シールドケースに
密着させた状態で前記金属製シールドケース開口部を前
記チップ基板によって封止することを特徴とする。

【００３５】前記の構成によれば、発熱量が大の表面実
装部品を熱伝導度が大である金属製シールドケースに密
着させることで金属製シールドケースへの熱伝達が円滑
になされ、金属製シールドケースの広い放熱面積による
効果的な放熱・熱除去が可能な実装がなされる。

【００３６】本発明の請求項３に係るハイブリッド集積
回路装置の表面実装方法は、請求項１記載のものにおい
て、前記表面実装部品を金属製シールドケースにより覆
う際に、少なくとも一つの前記表面実装部品の外端部と
前記金属製シールドケース間に、熱伝達材を挿入し、か
つ前記熱伝達材が前記表面実装部品の外端部の少なくと
も一部分ならびに前記金属製シールドケースの夫々に接
して、前記表面実装部品の熱が該熱伝達材を介して前記
金属製シールドケースに伝達可能とした状態で前記金属
製シールドケース開口部を前記チップ基板によって封止
することを特徴とする。

【００３７】前記の構成によれば、熱伝導度が大である
熱伝達材の適用により発熱量が大の表面実装部品を熱伝
導度が大である金属製シールドケースに間接的に密着さ
せることで、金属製シールドケースへの熱伝達が円滑に
なされ、金属製シールドケースの広い放熱面積による効
果的な放熱・熱除去が可能な実装がなされる。

【００３８】本発明の請求項４に係る集積回路の実装方
法は、複数の表面実装部品をチップ基板に表面実装して
ハイブリッド集積回路装置にするとともに、該ハイブリ
ッド集積回路装置を母基板に電気的に接続する集積回路
の実装方法であって、前記チップ基板として、一方の面
に少なくともランドが二次元方向に配列され、かつ他方
の面に少なくとも接続層が設けられるとともに、前記両
面におけるランドと接続層の少なくとも一部分が電気的
に接続されているチップ基板を用い、前記チップ基板の
他方の面上に設けられた前記接続層に前記複数の表面実
装部品を表面実装して接続し、前記表面実装部品を金属
製シールドケースにより覆い、かつ前記金属製シールド
ケース開口部を前記チップ基板によって封止することに
よりハイブリッド集積回路装置となし、前記チップ基板
の一方の面上に設けられた前記ランドの各々にボール状
の溶接材を仮付けし、ついで前記チップ基板上の仮付け
された前記各ボール状の溶接材が前記母基板の所定の各
位置に当接するよう前記ハイブリッド集積回路装置なら
びに前記母基板を配置し、前記各ボール状の溶接材を加
熱して前記ハイブリッド集積回路装置と前記母基板を電
気的に接続することを特徴とする。

【００３９】前記の構成によれば、母基板に接続される
ハイブリッド集積回路装置が金属製シールドケースによ
り覆われているので、ハイブリッド集積回路装置のチッ
プ基板の反りが小さくなり、よって母基板への接続時に
浮きの発生がなく、接続が確実に行われ、接続不良の発
生が回避可能な実装がなされる。さらに、作動時の昇温
と冷却のヒートサイクルにおいてもチップ基板の反りに
よる接続部分への応力発生が軽減され、長期反復使用に
おける接続部分の疲労破壊が回避可能な実装がなされ
る。

【００４０】本発明の請求項５に係るハイブリッド集積
回路装置は、複数の表面実装部品をチップ基板に装着す
るハイブリッド集積回路装置であって、前記チップ基板
には、一方の面に少なくともランドが二次元方向に配列
され、かつ他方の面に少なくとも接続層が設けられると
ともに、前記両面におけるランドと接続層の少なくとも
一部分が電気的に接続されており、前記チップ基板の他
方の面上に設けられた前記接続層に前記複数の表面実装
部品が表面実装され、前記表面実装部品が金属製シール
ドケースにより覆われ、かつ前記金属製シールドケース
開口部が前記チップ基板によって封止された構成である
ことを特徴とする。

【００４１】前記の構成を有する本発明にかかるハイブ
リッド集積回路装置によれば、ランドが面状に二次元配
列されることで端子実装密度が向上し、樹脂封止に代え
て金属製シールドケース封止とすることでチップ基板へ
の実装におけるチップ基板の反りが軽減され、またヒー
トサイクルによる接続部分への応力発生が軽減される。

【００４２】さらに、金属製シールドケース封止によっ
て吸湿対策が効果的になされ、しかも金属製シールドケ
ース部分をハンドリングすることでハンドリングが容易
になり、加えて金属製シールドケースで閉じられたこと
による効果的なノイズ対策が可能な装置が実現される。

【００４３】本発明の請求項６に係るハイブリッド集積
回路装置は、請求項５記載のものであって、少なくとも
一つの前記表面実装部品の外端部の少なくとも一部分が
前記金属製シールドケースに密着された構成であること
を特徴とする。

【００４４】前記の構成によれば、熱伝導度が大である
金属製シールドケースに表面実装部品の熱が効果的に伝
達され、よって放熱効果が大になり、昇温ピークの軽減
によりチップ基板の反りの軽減が実現される。

【００４５】本発明の請求項７に係るハイブリッド集積
回路装置は、請求項５記載のものであって、少なくとも
一つの前記表面実装部品の外端部と前記金属製シールド
ケース間に、熱伝達材が挿入され、かつ前記熱伝達材が
前記表面実装部品の外端部の少なくとも一部分ならびに
前記金属製シールドケースの夫々に接し、前記表面実装
部品の熱が該熱伝達材を介して前記金属製シールドケー
スに伝達可能に構成されたことを特徴とする。

【００４６】前記の構成によれば、熱伝導度が大である
熱伝達材の適用により発熱量が大の表面実装部品を熱伝
導度が大である金属製シールドケースに間接的に密着さ
せることで、金属製シールドケースへの熱伝達が円滑に
なされ、金属製シールドケースの広い放熱面積による効
果的な放熱・熱除去が可能になる。

【００４７】本発明の請求項８に係るハイブリッド集積
回路装置の実装体は、複数の表面実装部品がチップ基板
に装着されたハイブリッド集積回路装置が母基板に電気
的に接続されて成るハイブリッド集積回路装置の実装体
であって、前記チップ基板は、一方の面に少なくともラ
ンドが二次元方向に配列され、かつ他方の面に少なくと
も接続層が設けられるとともに、前記両面におけるラン
ドと接続層の少なくとも一部分が電気的に接続され、前
記チップ基板の他方の面上に設けられた前記接続層に前
記複数の表面実装部品が表面実装され、前記表面実装部
品が金属製シールドケースにより覆われ、かつ前記金属
製シールドケース開口部が前記チップ基板によって封止
され、前記チップ基板の一方の面上に設けられた前記ラ
ンドの各々と前記母基板の所定の各位置とが少なくとも
ボール状の溶接材の溶着により電気的に接続された構成
であることを特徴とする。

【００４８】前記の構成を有する本発明にかかるハイブ
リッド集積回路装置の実装体によれば、母基板に接続さ
れるハイブリッド集積回路装置が金属製シールドケース
により覆われているので、ハイブリッド集積回路装置の
チップ基板の反りが小さくなり、よって母基板への接続
時に浮きの発生がなく、接続が確実に行われ、接続不良
の発生が回避される。さらに、作動時の昇温と冷却のヒ
ートサイクルにおいてもチップ基板の反りによる接続部
分への応力発生が軽減され、長期反復使用における接続
部分の疲労破壊が回避される。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を添付図を参照して詳細に説明する。なお、以下に述べ
る実施形態は、この発明の好適な具現例の一部であり、
技術構成上好ましい種々の限定が付されているが、この
発明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるもの
ではない。

【００５０】図１は、本発明に係るハイブリッド集積回
路装置の一実施形態の模式断面図である。同図に示され
るように、本発明に係るハイブリッド集積回路装置１
は、チップ基板２、印刷抵抗器５、第一種表面実装部品
６、第二種表面実装部品８、金属製シールドケース１０
を備えて構成されている。第一種表面実装部品６は、例
えば比較的発熱量が少ない電子部品であり、一方、第二
種表面実装部品８は例えば電源系部品等の、発熱量が大
きい部品である。なお、この表面実装部品の種別は説明
上の便宜的なものである。

【００５１】チップ基板２の一方の面（裏面側）上に
は、ランド３ａを有する配線パターン３が形成され、こ
のうち少なくともランド３ａは二次元方向に、例えば格
子状に配列されている。また、配線パターン３間には厚
膜の印刷抵抗器５が配設されている。

【００５２】また、他方の面上には接続層１２が形成さ
れ、配線パターン３と接続層１２は少なくともその一部
分がスルーホール４により電気的に接続されている。こ
の接続層１２に、複数個の異種の表面実装部品、第一種
表面実装部品６および第二種表面実装部品８が装着され
て表面実装されている。

【００５３】これら第一種表面実装部品６および第二種
表面実装部品８は、金属製シールドケース１０により覆
われ、金属製シールドケース１０の縁はチップ基板２に
当接した状態で固定され、よって金属製シールドケース
１０の開口部１０ａがチップ基板２によって封止されて
いる。

【００５４】ここで、本実施形態では、発熱量が大であ
る第二種表面実装部品８の外端部、あるいは外端部の一
部分が金属製シールドケース１０の内壁に密着されて構
成されている。さらに、ランド３ａにハンダボール１１
が仮り付けされた状態で構成することもできる。

【００５５】前記の構成により、ランド３ａが格子状に
二次元配列されることで端子実装密度が改善される。ま
た、表面実装部品６、８のチップ基板２への実装におい
て従来の樹脂封止に代えて金属製シールドケース１０に
より封止することで、製造時におけるチップ基板２の反
りが軽減され、また作動時における表面実装部品８など
の昇温・降温によるヒートサイクルにおいてもチップ基
板２の反りが軽減され、よって接続部分への応力発生が
軽減される。

【００５６】さらに、金属製シールドケース１０による
封止によって吸湿対策が効果的になされ、しかも搬送時
に金属製シールドケース１０の外壁をハンドリングする
ことでハンドリングが容易になり、加えて金属製シール
ドケース１０で閉じたことにより効果的なノイズ対策が
可能になる。

【００５７】その上、発熱量大の第二種表面実装部品８
の外端部が金属製シールドケース１０に接触部９におい
て密着する構成であるから、第二種表面実装部品８から
の熱が熱伝導度が大である金属製シールドケース１０に
効果的に伝達され、また金属製シールドケース１０外壁
は広面積であるから放熱分１５が増加し、よって放熱効
果が大になり、昇温ピークの軽減によりチップ基板２の
反りが軽減される。

【００５８】図２は、本発明に係るハイブリッド集積回
路装置の他の実施形態の模式断面図である。なお、前記
実施形態と同じ部分は同一符号を付けて説明は省略す
る。同図に示されるように、本発明に係るハイブリッド
集積回路装置２０は、発熱量大の第二種表面実装部品４
８の外端部と金属製シールドケース１０間に、熱伝達材
２１が挿入され、熱伝達材２１が第二種表面実装部品４
８の外端部と接触面４８ａで接し、さらに金属製シール
ドケース１０と接触面４８ｂで接し、第二種表面実装部
品４８の熱が熱伝達材２１を介して金属製シールドケー
ス１０に伝達可能に構成されている。

【００５９】前記の構成により、発熱量大の表面実装部
品４８を熱伝導度大である金属製シールドケース１に、
熱伝導度大である熱伝達材２１を介して間接的に密着さ
せることで、金属製シールドケース１０への熱伝達が円
滑になされ、金属製シールドケース１０の広い放熱面積
により放熱分１５の効果的な放熱・熱除去が可能にな
る。

【００６０】図３は、本発明に係るハイブリッド集積回
路装置の実装方法の一実施形態における実装工程を示す
模式断面図である。さらに図４は、図３に続く実装工程
を示す模式断面図であり、図５は図４に続く実装工程を
示す模式断面図である。

【００６１】先ず図３に示されるように、配線パターン
３ならびにレジストが形成され、スルーホール４の加工
がなされたチップ基板を準備し、ついで図４に示される
ように、配線パターン３間に印刷抵抗器５を印刷で形成
させ、さらに複数個の表面実装部品３６をチップ基板の
面上に表面実装し、ついで図５に示されるように、表面
実装部品３６を金属製シールドケース１０により覆うと
ともに、その開口部１０ａをチップ基板２によって封止
する。

【００６２】図３〜図５に示される各工程を経て実装が
完了したハイブリッド集積回路装置４０の模式断面図
が、図６に示される。

【００６３】ここで、複数個の表面実装部品３６を金属
製シールドケース１０により覆う際に、少なくとも一つ
の表面実装部品３６の外端部の少なくとも一部分を金属
製シールドケース１０に密着させるように実装すること
もできる。

【００６４】あるいは、表面実装部品３６を金属製シー
ルドケース１０により覆う際に、少なくとも一つの表面
実装部品３６の外端部と金属製シールドケース１０間に
熱伝達材（図示されない）を挿入し、熱伝達材が表面実
装部品３６の外端部の少なくとも一部分ならびに金属製
シールドケース１０の夫々に接して、表面実装部品３６
の熱が熱伝達材を介して金属製シールドケース１０に伝
達可能とした状態で実装することもできる。

【００６５】図７は、本発明に係るハイブリッド集積回
路装置の実装体の実装方法の一実施形態における実装工
程を示す模式断面図である。図８は、図７に続く実装工
程を示す模式断面図であり、また図９は図８に続く実装
工程を、さらに図１０は図９に続く実装工程をそれぞれ
示す模式断面図である。

【００６６】この実装方法は、複数の表面実装部品をチ
ップ基板に表面実装してハイブリッド集積回路装置４０
にするとともに、該ハイブリッド集積回路装置４０を母
基板３０に電気的に接続する。このとき、複数の表面実
装部品をチップ基板に表面実装してハイブリッド集積回
路装置４０にするまでの実装工程は、前記図３〜図５に
述べたと同じである。

【００６７】ついで図７に示されるように、ハイブリッ
ド集積回路装置４０を倒立させ、チップ基板２のランド
３ａにフラックス２２を塗布し、ついで図８に示される
ように、ランド３ａの各々に寸法が３５〜１５０ミクロ
ン程度の半田ボール１１を載せ、リフローによって半田
ボール１１を一部溶かして、半田ボール１１をランド３
ａに仮付けする。

【００６８】ついで図９に示されるように、母基板３０
のランド３３に半田クリーム３１を塗布する。ついで各
半田ボール１１が母基板３０の所定の各位置に当接する
ようハイブリッド集積回路装置４０ならびに母基板３０
を配置し、リフローによって半田クリーム３１および半
田ボール１１の一部を溶かし、ハイブリッド集積回路装
置４０と母基板３０を電気的に接続する。

【００６９】図１１は、図７〜図１０に示される各工程
を経て実装が完了したハイブリッド集積回路装置の実装
体を示す模式断面図である。同図に示されるように、完
成したハイブリッド集積回路装置の実装体３５は、複数
の表面実装部品がチップ基板に装着されたハイブリッド
集積回路装置４０が母基板３０に電気的に接続されて構
成されている。

【００７０】ハイブリッド集積回路装置４０の構成は、
図６に示したとうりであるが、この構成に限定されるこ
となく、本発明のハイブリッド集積回路装置の様々な実
施形態を適用することができる。例えば前記図１のハイ
ブリッド集積回路装置１が適用された場合は、チップ基
板は、一方の面に少なくともランドが二次元方向に、例
えばＢＧＡ配列され、かつ他方の面に少なくとも接続層
が設けられるとともに、両面におけるランドと接続層の
少なくとも一部分が電気的に接続され、チップ基板の他
方の面上に設けられた接続層に複数の表面実装部品が表
面実装され、表面実装部品が金属製シールドケースによ
り覆われ、かつ金属製シールドケース開口部がチップ基
板によって封止されていて、熱膨張や熱収縮によるチッ
プ基板の反りが軽減される構成となっている。

【００７１】このような、チップ基板上にＢＧＡ配列で
設けられたランドの各々と母基板の所定のランドとが、
ボール状の溶接材、好ましくはハンダボールの溶着によ
り電気的に接続された構成であるから、接続不良や疲労
破壊を排除できる。

【００７２】前記から明らかなように、本発明によれば
ボールグリッドアレイ接続を用いることにより、チップ
裏面上の外周から内側の位置にも端子を配置することが
でき、端子数が増加して高密度実装が可能になる。さら
に、金属製シールドケースを被せて覆うことによって、
吸湿対策がなされ、また表面が平坦になることで部品供
給時のハンドリングが容易になり、自動供給が円滑に進
行する。さらに金属製シールドケースが外部からのノイ
ズをシールドすることによる、ノイズ遮断効果が得られ
る。

【００７３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
に係るハイブリッド集積回路装置の表面実装方法は、複
数の表面実装部品をチップ基板に表面実装する方法であ
って、ランドが二次元配列されたチップ基板の接続層に
複数の表面実装部品を表面実装して接続し、これら表面
実装部品を金属製シールドケースにより覆い、さらにこ
の金属製シールドケースの開口部をチップ基板によって
封止する構成とする。

【００７４】この結果、端子実装密度が向上し、樹脂封
止に代えて金属製シールドケース封止とすることでチッ
プ基板への実装におけるチップ基板の反りが軽減され、
またヒートサイクルによる接続部分への応力発生を軽減
できる実装を実現することができる。

【００７５】さらに、金属製シールドケース封止によっ
て効果的な吸湿対策ができ、しかも金属製シールドケー
ス部分をハンドリングすることでハンドリングが容易に
なり、加えて金属製シールドケースで閉じたことによる
効果的なノイズ対策が可能になる実装を実現できるとい
う効果を奏する。

【００７６】本発明の請求項２に係るハイブリッド集積
回路装置の表面実装方法は、請求項１記載において表面
実装部品を金属製シールドケースにより覆う際に、少な
くとも一つの表面実装部品の外端部の少なくとも一部分
を金属製シールドケースに密着させた状態で封止する構
成とするものであるから、発熱量が大の表面実装部品を
熱伝導度が大である金属製シールドケースに密着させる
ことで金属製シールドケースへの熱伝達が円滑になさ
れ、金属製シールドケースの広い放熱面積による効果的
な放熱・熱除去が可能な実装を実現できる。

【００７７】本発明の請求項３に係るハイブリッド集積
回路装置の表面実装方法は、請求項１記載において表面
実装部品を金属製シールドケースにより覆う際に、少な
くとも一つの表面実装部品の外端部と金属製シールドケ
ース間に熱伝達材を挿入し、この熱伝達材が表面実装部
品の外端部の少なくとも一部分ならびに金属製シールド
ケースの夫々に接して、表面実装部品の熱がこの熱伝達
材を介して金属製シールドケースに伝達可能とした状態
で金属製シールドケース開口部を封止することを特徴と
する構成とするものであるから、発熱量が大の表面実装
部品を熱伝導度が大である金属製シールドケースに、熱
伝導度が大である熱伝達材を介して密着させることによ
り、金属製シールドケースへの熱伝達が円滑になされ、
金属製シールドケースの広い放熱面積による効果的な放
熱・熱除去が可能な実装を実現できる。

【００７８】本発明の請求項４に係る集積回路の実装方
法は、複数の表面実装部品をチップ基板に表面実装して
ハイブリッド集積回路装置にするとともに、該ハイブリ
ッド集積回路装置を母基板に電気的に接続する実装方法
であり、ランドが二次元配列されたチップ基板を用い、
このチップ基板の接続層に複数の表面実装部品を表面実
装して接続し、これら表面実装部品を金属製シールドケ
ースにより覆って封止することによりハイブリッド集積
回路装置となし、チップ基板のランドの各々にボール状
溶接材を仮付けし、ついで各ボール状溶接材が母基板の
所定の各位置に当接するよう配置したのち、ボール状溶
接材を加熱してハイブリッド集積回路装置と母基板を電
気的に接続する構成とするものである。

【００７９】この結果、母基板に接続されるハイブリッ
ド集積回路装置が金属製シールドケースにより覆われる
ことでチップ基板の反りが小さくなり、よって母基板へ
の接続時に浮きの発生がなく、確実な接続ができ、接続
不良の発生を抑える実装をすることができる。さらに、
作動時の昇温と冷却のヒートサイクルにおいてもチップ
基板の反りによる接続部分への応力発生を軽減し、長期
反復使用における接続部分の疲労破壊を抑える実装を可
能にする。

【００８０】本発明の請求項５に係るハイブリッド集積
回路装置は、ランドが二次元配列されたチップ基板の接
続層に複数の表面実装部品を表面実装し、これら表面実
装部品を金属製シールドケースにより覆い、かつ金属製
シールドケース開口部をチップ基板によって封止する構
成とするものであるから、ランドを面状に二次元配列す
ることで端子実装密度が向上し、また樹脂封止に代えて
金属製シールドケース封止とすることでチップ基板への
実装におけるチップ基板の反りを軽減でき、またヒート
サイクルによる接続部分への応力発生を軽減することが
できる。

【００８１】さらに、金属製シールドケース封止によっ
て吸湿対策を効果的に実現でき、しかも金属製シールド
ケース部分をハンドリングすることでハンドリングを容
易にでき、加えて金属製シールドケースで閉じたことに
より効果的なノイズ対策が可能になる。

【００８２】本発明の請求項６に係るハイブリッド集積
回路装置は、請求項５記載のもので、少なくとも一つの
表面実装部品の外端部の少なくとも一部分を金属製シー
ルドケースに密着させて構成するものであるから、熱伝
導度が大である金属製シールドケースに表面実装部品の
熱を効果的に伝達でき、よって放熱効果が大になり、昇
温ピークの軽減によりチップ基板の反りを軽減すること
ができる。

【００８３】本発明の請求項７に係るハイブリッド集積
回路装置は、請求項５記載のもので、少なくとも一つの
表面実装部品の外端部と金属製シールドケース間に、熱
伝達材を挿入し、かつ、この熱伝達材が表面実装部品の
外端部の少なくとも一部分ならびに金属製シールドケー
スの夫々に接し、表面実装部品の熱がこの熱伝達材を介
して金属製シールドケースに伝達可能に構成する。

【００８４】この結果、熱伝導度が大である熱伝達材の
適用により発熱量が大の表面実装部品を熱伝導度が大で
ある金属製シールドケースに間接的に密着させることに
よって金属製シールドケースへの熱伝達を円滑にでき、
金属製シールドケースの広い放熱面積により放熱・熱除
去を効果的に実施することができる。

【００８５】本発明の請求項８に係るハイブリッド集積
回路装置の実装体は、複数の表面実装部品がチップ基板
に装着されたハイブリッド集積回路装置が母基板に電気
的に接続されて成る構成であり、チップ基板上に設けら
れたランドと接続層を電気的に接続し、かつ、このラン
ドは二次元配列とし、接続層に複数の表面実装部品を表
面実装し、これら表面実装部品を金属製シールドケース
により覆った状態で、金属製シールドケース開口部をチ
ップ基板によって封止し、さらにチップ基板に設けたラ
ンドの各々と母基板の所定の各位置とをボール状の溶接
材の溶着により電気的に接続して構成するものである。

【００８６】この結果、母基板に接続されるハイブリッ
ド集積回路装置を金属製シールドケースで覆うことによ
ってハイブリッド集積回路装置のチップ基板の反りを小
さくでき、よって母基板への接続時にチップ基板の反り
によるハンダボールの浮きの発生を抑え、接続を確実に
でき、よって接続不良の発生を回避できる。さらに、作
動時の昇温と冷却のヒートサイクル下であってもチップ
基板の反り軽減でハンダボール接続部分の応力発生を軽
減でき、よって長期反復使用における接続部分の疲労破
壊発生を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るハイブリッド集積回路装置の一実
施形態の模式断面図である。

【図２】本発明に係るハイブリッド集積回路装置の他の
実施形態の模式断面図である。

【図３】本発明に係るハイブリッド集積回路装置の実装
方法の一実施形態における実装工程を示す模式断面図で
ある。

【図４】図３に続く実装工程を示す模式断面図である。

【図５】図４に続く実装工程を示す模式断面図である。

【図６】図３〜図５に示される各工程を経て実装が完了
したハイブリッド集積回路装置を示す模式断面図であ
る。

【図７】本発明に係るハイブリッド集積回路装置の実装
体の実装方法の一実施形態における実装工程を示す模式
断面図である。

【図８】図７に続く実装工程を示す模式断面図である。

【図９】図８に続く実装工程を示す模式断面図である。

【図１０】図９に続く実装工程を示す模式断面図であ
る。

【図１１】図７〜図１０に示される各工程を経て実装が
完了したハイブリッド集積回路装置の実装体を示す模式
断面図である。

【図１２】従来のハイブリッド集積回路装置の実装例を
示す裏面図である。

【図１３】図１２に示されるハイブリッド集積回路装置
の正面図である。

【図１４】図１２に示されるハイブリッド集積回路装置
の側面図である。

【符号の説明】

１…本発明に係るハイブリッド集積回路装置、２…チッ
プ基板、３…配線パターン、３ａ…ランド、４…スルー
ホール、５…印刷抵抗器、６…第一種表面実装部品、８
…第二種表面実装部品、９…接触部、１０…金属製シー
ルドケース、１０ａ…開口部、１１…ハンダボール、１
２…接続層、１５…放熱分。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 25/18 Ｈ０１Ｌ 25/04 Ｚ Ｈ０５Ｋ 9/00

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の表面実装部品をチップ基板に表面
   実装するハイブリッド集積回路装置の表面実装方法であ
   って、 前記チップ基板として、一方の面に少なくともランドが
   二次元方向に配列され、かつ他方の面に少なくとも接続
   層が設けられるとともに、前記両面におけるランドと接
   続層の少なくとも一部分が電気的に接続されているチッ
   プ基板を用い、 前記チップ基板の他方の面上に設けられた前記接続層に
   前記複数の表面実装部品を表面実装して接続し、 前記表面実装部品を金属製シールドケースにより覆い、
   かつ前記金属製シールドケース開口部を前記チップ基板
   によって封止することを特徴とするハイブリッド集積回
   路装置の表面実装方法。
2. 【請求項２】 前記表面実装部品を金属製シールドケー
   スにより覆う際に、少なくとも一つの前記表面実装部品
   の外端部の少なくとも一部分を前記金属製シールドケー
   スに密着させた状態で前記金属製シールドケース開口部
   を前記チップ基板によって封止することを特徴とする請
   求項１記載のハイブリッド集積回路装置の表面実装方
   法。
3. 【請求項３】 前記表面実装部品を金属製シールドケー
   スにより覆う際に、少なくとも一つの前記表面実装部品
   の外端部と前記金属製シールドケース間に、熱伝達材を
   挿入し、 かつ前記熱伝達材が前記表面実装部品の外端部の少なく
   とも一部分ならびに前記金属製シールドケースの夫々に
   接して、前記表面実装部品の熱が該熱伝達材を介して前
   記金属製シールドケースに伝達可能とした状態で前記金
   属製シールドケース開口部を前記チップ基板によって封
   止することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド集
   積回路装置の表面実装方法。
4. 【請求項４】 複数の表面実装部品をチップ基板に表面
   実装してハイブリッド集積回路装置にするとともに、該
   ハイブリッド集積回路装置を母基板に電気的に接続する
   集積回路の実装方法であって、 前記チップ基板として、一方の面に少なくともランドが
   二次元方向に配列され、かつ他方の面に少なくとも接続
   層が設けられるとともに、前記両面におけるランドと接
   続層の少なくとも一部分が電気的に接続されているチッ
   プ基板を用い、 前記チップ基板の他方の面上に設けられた前記接続層に
   前記複数の表面実装部品を表面実装して接続し、 前記表面実装部品を金属製シールドケースにより覆い、
   かつ前記金属製シールドケース開口部を前記チップ基板
   によって封止することによりハイブリッド集積回路装置
   となし、 前記チップ基板の一方の面上に設けられた前記ランドの
   各々にボール状の溶接材を仮付けし、 ついで前記チップ基板上の仮付けされた前記各ボール状
   の溶接材が前記母基板の所定の各位置に当接するよう前
   記ハイブリッド集積回路装置ならびに前記母基板を配置
   し、前記各ボール状の溶接材を加熱して前記ハイブリッ
   ド集積回路装置と前記母基板を電気的に接続することを
   特徴とする集積回路の実装方法。
5. 【請求項５】 複数の表面実装部品をチップ基板に装着
   するハイブリッド集積回路装置であって、 前記チップ基板には、一方の面に少なくともランドが二
   次元方向に配列され、かつ他方の面に少なくとも接続層
   が設けられるとともに、前記両面におけるランドと接続
   層の少なくとも一部分が電気的に接続されており、 前記チップ基板の他方の面上に設けられた前記接続層に
   前記複数の表面実装部品が表面実装され、 前記表面実装部品が金属製シールドケースにより覆わ
   れ、かつ前記金属製シールドケース開口部が前記チップ
   基板によって封止された構成であることを特徴とするハ
   イブリッド集積回路装置。
6. 【請求項６】 少なくとも一つの前記表面実装部品の外
   端部の少なくとも一部分が前記金属製シールドケースに
   密着された構成であることを特徴とする請求項５記載の
   ハイブリッド集積回路装置。
7. 【請求項７】 少なくとも一つの前記表面実装部品の外
   端部と前記金属製シールドケース間に、熱伝達材が挿入
   され、 かつ前記熱伝達材が前記表面実装部品の外端部の少なく
   とも一部分ならびに前記金属製シールドケースの夫々に
   接し、前記表面実装部品の熱が該熱伝達材を介して前記
   金属製シールドケースに伝達可能に構成されたことを特
   徴とする請求項５記載のハイブリッド集積回路装置。
8. 【請求項８】 複数の表面実装部品がチップ基板に装着
   されたハイブリッド集積回路装置が母基板に電気的に接
   続されて成るハイブリッド集積回路装置の実装体であっ
   て、 前記チップ基板は、一方の面に少なくともランドが二次
   元方向に配列され、かつ他方の面に少なくとも接続層が
   設けられるとともに、前記両面におけるランドと接続層
   の少なくとも一部分が電気的に接続され、 前記チップ基板の他方の面上に設けられた前記接続層に
   前記複数の表面実装部品が表面実装され、 前記表面実装部品が金属製シールドケースにより覆わ
   れ、かつ前記金属製シールドケース開口部が前記チップ
   基板によって封止され、 前記チップ基板の一方の面上に設けられた前記ランドの
   各々と前記母基板の所定の各位置とがボール状の溶接材
   の溶着により電気的に接続された構成であることを特徴
   とするハイブリッド集積回路装置の実装体。