JP4296687B2 - 電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装方法及び実装装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個の混成集積回路を、放熱用のヒートシンクの表面に並べて搭載した状態で備える電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装方法及び実装装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
例えば自動車に搭載されるエンジンＥＣＵ等の電子回路ユニットは、電子部品が実装された回路基板を、保護用の筐体内に収納して構成されている。この場合、回路基板上に実装される電子部品には、パワートランジスタ等の消費電力の大きな（発熱の大きな）大電力部品があり、その発熱が自身あるいは比較的熱に弱いマイコン等の他の電子部品に悪影響を与えないような放熱構造が必要となる。ちなみに、一例をあげると、大電力半導体素子の耐熱温度が１５０℃であるのに対し、制御回路に使用されるマイコンのような半導体素子の動作保証温度は１１０℃となっている。
【０００３】
図１２は、従来の電子回路ユニット（ＥＣＵ）の構成を概略的に示している。即ち、筐体（ケース）１は、例えばアルミニウム等の熱伝導性の良い材料から、薄形の矩形箱状に構成され、この筐体１の内部には、図示しないマイコン等を実装したプリント基板２が配設されていると共に、そのプリント基板２上に、筐体１の一側壁部（図で左辺部）に位置するように、外部との接続用のコネクタ３が設けられている。そして、大電力部品である複数個のパワートランジスタ（モールドＩＣ）４は、背面側に例えばアルミニウム製のヒートシンク５が取付けられ、その状態で筐体１内の残り３辺部の内側壁部に沿って接着又はねじ止めにより配設されている。これにより、パワートランジスタ４から発生する熱が、ヒートシンク５を介して筐体１に伝達され、筐体１の外部に放熱されるようになっている。
【０００４】
ところで、近年の自動車の環境対策や高度情報化対応等の機能向上の要求に伴い、ＥＣＵに搭載される回路規模は大きくなってきている。その一方、ＥＣＵの小形化，軽量化も求められている。ところが、上記従来のものでは、各パワートランジスタ４のパッケージが比較的大形となっていると共に、放熱のため個々のパワートランジスタ４を筐体１の内側壁部に配設する構成であるため、パワートランジスタ４からコネクタ３までの距離が遠く、プリント基板２上に形成される比較的太い配線が長くなって配線に要する面積が大きくなり、この結果、実装密度が小さくなって全体が大形化する不具合がある。
【０００５】
そこで、上記のような欠点を解消すべく、本出願人において、ＶＩＣＰと称される構造のものが開発されてきている。このＶＩＣＰにおいては、セラミック基板上に、パワートランジスタ等の大電力部品やチップコンデンサ、厚膜抵抗体などを組込んだ混成集積回路（ＨＩＣ）を、機能毎に複数個設け、それら複数個の混成集積回路を、１個の大形（長尺）のヒートシンクに搭載し、そのヒートシンクを筐体に熱的に接続する構成とされている。
【０００６】
これによれば、大電力部品の発熱がヒートシンクを介して筐体から良好に放熱されるようになり、放熱効果に優れると共に、混成集積回路としたことによる小形化に加えて、混成集積回路をコネクタの近傍に配置することが可能となって配線に要する面積が格段に少なくなることにより、小形化を達成することができるのである。
【０００７】
しかしながら、上記したような、複数個の混成集積回路をヒートシンク上に搭載するようにしたものにおいても、次の点で改善の余地が残されていた。即ち、混成集積回路は、セラミック基板の縁部に設けられたクリップを、プリント基板のスルーホールに挿入してはんだ付けすることにより、電気的接続が図られるのであるが、複数個の混成集積回路は、ヒートシンクに対し、セラミック基板の外形（エッジ部）で位置合せした状態で接着される。
【０００８】
ところが、この種のセラミック基板は、多連シートを個々に分割することにより得られるため、ばりや欠けが生ずることも多く、外形寸法公差が比較的大きくなり、実装時の位置決め精度に劣るものとなっていた。このため、各混成集積回路のクリップとプリント基板のスルーホールとの間の整合状態が得られず、接続不良や、クリップの曲り変形等を招いてしまう虞があった。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、複数個の混成集積回路をヒートシンク上に実装するにあたっての位置精度の向上を図ることができる電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装方法及び実装装置を提供するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
セラミック基板のような基板に複数の部品を実装して構成される混成集積回路においては、基板の外形の寸法公差が比較的大きくなる。これに対し、混成集積回路の基板に対する部品の実装は、一般的に高精度チップマウンタにより行なわれるが、その際の部品実装精度は、十分に高いものとなっている。具体例を上げれば、基板外形寸法公差が、約±０．４mmであるのに対し、部品実装精度は、約±０．１mmとなっている。本発明者は、このように、混成集積回路の基板の外観寸法精度よりも、基板に対する部品実装精度の方が高いことに着目し、本発明を成し遂げたのである。
【００１１】
即ち、本発明の請求項１の電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装方法は、複数個の混成集積回路をヒートシンク上にずれ移動可能な状態に仮搭載する仮搭載工程と、仮搭載された複数個の混成集積回路の搭載位置を補正して該混成集積回路の電気的接続用のクリップをメイン基板のスルーホールに挿入させることが可能な整合状態とさせる位置合せ工程とを含み、前記位置合せ工程は、各混成集積回路上に実装された所定の位置決め用部品に対し、それら各位置決め用部品に当接可能な複数の位置決め部を有する位置補正用治具を被せるように配置し、それら位置決め部にならわせるようにそれら各位置決め用部品を位置補正させることにより行われるところに特徴を有する。
【００１２】
これによれば、位置合せ工程において、ヒートシンク上に仮搭載された複数個の混成集積回路が、整合状態となるように位置補正されるのであるが、その位置補正は、位置補正用治具の各位置決め部と、各混成集積回路上の各位置決め用部品との間で行なわれるようになる。このとき、ヒートシンクに対する複数個の混成集積回路の位置合せが、混成集積回路の基板の外形ではなく、位置精度の高い位置決め用部品間で行なわれるので、混成集積回路の実装位置の精度の向上を図ることができるようになる。尚、仮搭載工程における混成集積回路の位置決めは、基板の外形で行なうなど、比較的ラフな状態で行なうことができる。
【００１３】
この場合、前記位置決め用部品を、１個の混成集積回路に２個以上設けるようにすれば、より効果的となる（請求項２の発明）。これによれば、１個の位置決め用部品にて位置合せを行なう場合に比較して、位置合せ精度を高めることができると共に、混成集積回路の斜め方向のずれを補正する場合でも、１個の位置決め用部品に応力が集中するといったことを防止できる。
【００１４】
また、混成集積回路を構成しているチップ部品を、位置決め用部品として兼用させることができ（請求項３の発明）、これにより、混成集積回路に位置合せ用の特別な構造を付加する必要がなくなる。あるいは、混成集積回路の基板上に専用の位置決め用の部品を実装するようにしても良く（請求項４の発明）、これにより、位置決め用部品の形状等を任意のものとすることができる。
【００１５】
前記位置補正用治具の位置決め部を、位置決め用部品に縦方向（前後方向）から当接する壁部と、横方向（左右方向）から当接する壁部とを有して構成することができる（請求項５の発明）。これによれば、位置決め用部品ひいては混成集積回路の前後及び左右方向の双方について、良好な位置合せ（位置補正）を行なうことができる。
【００１６】
このとき、位置合せ工程を、その位置補正用治具を縦方向及び横方向に動かすことにより行なうようにすれば（請求項６の発明）、混成集積回路の縦方向（前後方向）及び横方向（左右方向）の位置ずれを補正することができる。さらには、その位置補正用治具を縦方向及び横方向に動かすことを、複数回繰返して行なうようにしても良く（請求項７の発明）、これによれば、きめ細かく位置補正を行なうことができ、位置合せ精度のより一層の向上を図ることができる。
【００１７】
位置補正用治具の位置決め部を、位置決め用部品に内接可能な円形壁部を有して構成し、位置合せ工程において、その位置補正用治具を水平方向に円運動させるようにしても良く（請求項８の発明）、これにより、円運動の中心部へ収束するように位置補正が行なわれるようになり、良好な位置合せを行なうことができる。
【００１８】
あるいは、位置決め部及び位置決め用部品の少なくとも一方を、テーパ状壁部を有して構成し、位置決め部及び位置決め用部品の他方を、そのテーパ状壁部に沿って相対的にずれ移動させることにより位置合せを行なうようにすることもできる（請求項９の発明）。これによれば、位置補正用治具を混成集積回路に対して接近する方向に動かすだけの簡単な動作で、位置決め用部品ひいては混成集積回路がテーパ状壁部に沿って相対的にずれ移動することにより位置補正が行なわれるようになる。この場合、位置補正用治具又は混成集積回路側に微細振動を加えるようにすれば（請求項１０の発明）、位置決め用部品ひいては混成集積回路の位置補正をよりスムーズに行なわせることができるようになる。
【００１９】
本発明の請求項１１の電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装装置は、複数個の混成集積回路をその基板の外形を基準としてヒートシンク上にずれ移動可能な状態に仮搭載する仮搭載装置と、仮搭載された複数個の混成集積回路の搭載位置を補正して該混成集積回路の電気的接続用のクリップをメイン基板のスルーホールに挿入させることが可能な整合状態とさせる位置補正装置とを具備し、その位置補正装置を、ヒートシンクの裏面側を支持するテーブルと、各混成集積回路上に設けられた所定の位置決め用部品に当接可能な複数の位置決め部を有する位置補正用治具と、この位置補正用治具を移動させる駆動機構とを備え、各混成集積回路に対し位置補正用治具を被せるように配置して、各位置決め部にならわせるように各位置決め用部品を位置補正させるように構成したところに特徴を有する。
【００２０】
これによれば、位置合せ装置において、ヒートシンク上に仮搭載された複数個の混成集積回路が、整合状態となるように位置補正されるのであるが、その位置補正は、位置補正用治具の各位置決め部と、各混成集積回路上の各位置決め用部品との間で行なわれるようになる。このとき、ヒートシンクに対する複数個の混成集積回路の位置合せが、混成集積回路の基板の外形ではなく、位置精度の高い位置決め用部品間で行なわれるので、混成集積回路の実装位置の精度の向上を図ることができるようになる。
【００２１】
この場合、位置補正用治具を、１個の混成集積回路に対して２個以上の位置決め部を設けて構成すれば、より効果的となる（請求項１２の発明）。これによれば、混成集積回路の２か所以上で位置補正を行なうため、１個の位置決め部にて位置合せを行なう場合に比較して、位置合せ精度を高めることができると共に、混成集積回路の斜め方向のずれを補正する場合でも、１個の位置決め用部品に応力が集中するといったことを防止できる。
【００２２】
また、位置補正用治具の位置決め部を、位置決め用部品に縦方向から当接する壁部と、横方向から当接する壁部とを有して構成すると共に、駆動機構により、その位置補正用治具を縦方向及び横方向に動かすように構成することができる （請求項１３の発明）。これによれば、位置決め用部品ひいては混成集積回路の縦方向（前後方向）及び横方向（左右方向）の双方について、位置ずれを補正して、良好な位置合せを行なうことができる。
【００２３】
位置補正用治具の位置決め部を、位置決め用部品に内接可能な円形壁部を有して構成すると共に、駆動機構により、その位置補正用治具を水平方向に円運動させるようにしても良く（請求項１４の発明）、これにより、円運動の中心部へ収束するように位置補正が行なわれるようになり、良好な位置合せを行なうことができる。
【００２４】
あるいは、位置補正用治具の位置決め部を、テーパ状壁部を有して構成し、駆動機構により、位置補正用治具をテーブルに対して接離方向に移動させることにより、テーパ状壁部を位置決め用部品のエッジ部に押付けるように構成することもできる（請求項１５の発明）これによれば、位置補正用治具を混成集積回路に対して接近する方向に動かすだけの簡単な動作で、位置決め用部品ひいては混成集積回路がテーパ状壁部に沿ってずれ移動することにより位置補正が行なわれるようになる。この場合、位置補正用治具又は混成集積回路側に微細振動を加えるようにすれば（請求項１６の発明）、位置決め用部品ひいては混成集積回路の位置補正をよりスムーズに行なわせることができるようになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動車のエンジンＥＣＵに適用したいくつかの実施例について、図１ないし図１１を参照しながら説明する。
＜第１の実施例＞
まず、本発明の第１の実施例（請求項１，２，３，５，６，１１，１２，１３に対応）について、図１ないし図６を参照して述べる。
【００２６】
図５は、本実施例に係る電子回路ユニットたるエンジンＥＣＵ１１の全体構成を概略的に示している。このＥＣＵ１１は、例えばアルミニウム等の熱伝導性の良い材料から、薄形の矩形箱状に構成された筐体（ケース）１２内に、メイン基板としてのプリント基板１３や、後述する複数個の混成集積回路（ＨＩＣ）１４等を収容して構成される。尚、図示はしないが、筐体１２の底部は、取外し可能な蓋から構成されている。
【００２７】
詳しい説明は省略するが、前記プリント基板１３には、図示しない配線パターンが形成されると共に、マイコン１５やロジックＩＣ１６等の多数個の電子部品が実装され、前記混成集積回路１４と併せて、エンジン制御に係る各種の機能を実現する制御回路が構成されるようになっている。また、前記筐体１２の背壁部には、開口部１２ａが形成されており、前記プリント基板１３上の後辺部には、その開口部１２ａの内側に位置して、外部との接続用のコネクタ１７が配設されている。
【００２８】
前記混成集積回路１４は、制御回路のうちパワー部のような、パワートランジスタ等の消費電力の大きな（発熱の大きな）大電力部品を含む回路からなり、機能毎に複数個、例えば４個（図３では便宜上３個のみ図示）が設けられる。図４や図１にも示すように、この混成集積回路１４は、配線パターン（図示せず）が形成されたセラミック基板１８上に、大電力部品たるパワートランジスタ１９や他の半導体素子２０、厚膜抵抗体２１、チップコンデンサ２２等の複数の部品を実装して構成されている。また、このセラミック基板１８の下辺部には、前記プリント基板１３との電気的接続用の多数本のクリップ２３が設けられている。
【００２９】
そして、これら４個の混成集積回路１４は、例えばアルミニウム等の熱伝導性の良い材料からなる１個の横長なヒートシンク２４の表面（前面）に、横方向に並べて例えば接着により搭載（実装）され、ＨＩＣ組立体２５として構成されるようになっている。このＨＩＣ組立体２５における、ヒートシンク２４に対する混成集積回路１４の実装方法及びそれに用いられる実装装置については、後述する。このとき、本実施例では、前記チップコンデンサ２２のうち、セラミック基板１８のほぼ対角部（左上部及び右下部）に位置する２個のものが、位置決め用部品とされるようになっている。
【００３０】
このＨＩＣ組立体２５は、前記プリント基板１３上の後部寄り部位（前記コネクタ１７のすぐ前部）に位置して左右方向に延びた状態に取付けられると共に、前記ヒートシンク２４が前記筐体１２に熱的接続状態に取付けられる。即ち、図６に示すように、前記ヒートシンク２４には、上下方向に貫通するねじ挿通孔２４ａが複数箇所に位置して形成されており、前記プリント基板１３には、それに対応する取付孔１３ａが形成されている。また、前記筐体１２の上壁部下面には、それに対応して取付部（ねじボス部）１２ｂが一体に突設されている。
【００３１】
ＨＩＣ組立体２５の取付けは、ねじ２６を、下方から前記取付孔１３ａ及びねじ挿通孔２４ａを通し、取付部１２ｂに締付けることにより行なわれる。そして、このとき、前記各混成集積回路１４の各クリップ２３の先端部（下端部）が、プリント基板１３に形成されたスルーホールに挿入されて下面側から噴流はんだ付けされ、よって各混成集積回路１４がプリント基板１３に電気的に接続されるようになっている。尚、図５にのみ示すように、プリント基板１３の上面側には、前記各クリップ２３のピッチを揃えるための整列板２７が設けられるようになっている。
【００３２】
このような構造により、大電力部品（パワートランジスタ１９）の発熱がセラミック基板１８及びヒートシンク２４を介して筐体１２に伝達され、筐体１２の外壁部から良好に放熱されるようになり、放熱効果に優れ、プリント基板上のマイコン１５等の部品を熱から保護することができる。また、混成集積回路１４としたことによる小形化に加えて、各混成集積回路１４をコネクタ１７のごく近い位置に配設できるので、プリント基板１３上の大電流が流れる配線が短く済んで配線に要する面積が格段に小さくなり、ＥＣＵ１１全体としての小形化を図ることができるのである。
【００３３】
さて、詳しく図示はしないが、前記ヒートシンク２４に対して混成集積回路１４を実装（搭載）するための、本実施例に係る実装装置は、前記ヒートシンク２４の表面（上面）に接着剤２８（図１（ｅ）参照）を塗布する接着剤塗布装置、そのヒートシンク２４上に前記各混成集積回路１４を仮搭載（マウント）する仮搭載装置、仮搭載された各混成集積回路１４の搭載位置を補正する位置補正装置、前記接着剤２８を加熱硬化させる接着剤硬化装置等を具備して構成される。
【００３４】
そのうち仮搭載装置は、ヒートシンク２４上に、複数個の混成集積回路１４を前記セラミック基板１８の外形（エッジ部）を位置合せ基準として、一定の位置決め状態でマウントするようになっている。この場合、ヒートシンク２４上に塗布された接着剤２８は、未だ硬化していないので、マウントされた各混成集積回路１４はずれ移動可能な状態とされる。尚、この接着剤２８としては、例えばシリコン系接着剤等の熱伝導性の良い熱硬化性接着剤が用いられる。
【００３５】
そして、前記位置補正装置は、前記ヒートシンク２４が位置決め状態で載置されるテーブル、その上部に配置される位置補正用治具２９（図１〜図３参照）、この位置補正用治具２９をヒートシンク２４（テーブル）に対して接離方向（上下方向）に移動させる上下移動機構、前記位置補正用治具２９を縦（前後）方向及び横（左右）方向に移動させる水平駆動機構等を備えている。
【００３６】
このとき、図２及び図３に示すように、前記位置補正用治具２９は、前記ヒートシンク２４と同方向に延びる基部２９ａの下面側に、前記各混成集積回路１４上に設けられた所定の位置決め用部品（各２個のチップコンデンサ２２）に対応した複数（この場合全部で８個）の位置決め部３０を有している。これら各位置決め部３０は、チップコンデンサ２２の四辺部の前後左右に間隔をもって位置される壁部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄから構成されている。
【００３７】
この位置補正用治具２９が下降した状態では、位置決め部３０が位置決め用部品であるチップコンデンサ２２に被さるように位置され、本実施例では、図２ （ｄ）に示すように、チップコンデンサ２２が正規の位置にあるときには、４つの壁部３０ａ〜３０ｄとその四辺部との間で、所定の間隔ａをもった中心部に位置されるようになっている。尚、本実施例では、前記間隔ａは、混成集積回路１４のセラミック基板１８の外形寸法公差が±０．４mmであるのに対して、０．４mmに設定されている。
【００３８】
これら各壁部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、位置補正用治具２９を縦 （前後）方向及び横（左右）方向に動かすことにより、チップコンデンサ２２の側面部に水平方向から当接し、チップコンデンサ２２を介して仮搭載された混成集積回路１４をヒートシンク２４に対してその方向に押してずれ移動させるようになっており、もって、複数個の位置決め部３０に倣わせるようにしてチップコンデンサ２２間での位置合せが複数の混成集積回路１４にまたがって行なわれるようになっている。
【００３９】
これにて、後の作用説明にて述べるように、実装装置により、ヒートシンク２４上に接着剤２８を塗布する接着剤塗布工程、複数個の混成集積回路１４をヒートシンク２４上にずれ移動可能な状態に仮搭載する仮搭載工程や、仮搭載された複数個の混成集積回路１４の搭載位置を補正して整列状態とさせる位置合せ工程、接着剤２８を硬化させる接着剤硬化工程といった本実施例の実装方法における各工程が順に連続的に実行されるようになっているのである。
【００４０】
次に、上記構成の作用について、図１ないし図３を主として参照しながら述べる。まず、前記混成集積回路１４の製造方法について、簡単に触れておく。図１（ａ）に示すように、混成集積回路１４を製造するにあたっては、混成集積回路１４（セラミック基板１８）を複数個分とれる大きさを有する多連基板３１が用いられ、この多連基板３１に対し、混成集積回路１４複数個分の配線パターン及び厚膜抵抗体２１が、印刷，焼成を繰返すことにより一括して形成される。この後、例えばレーザ等により、多連基板３１を後に個々に分割するための切れ目ｃが部分的に形成される。このように、多連基板３１上の印刷によって複数個分の配線や厚膜抵抗体２１を一括して精度良く形成できるので、効率の良い作業を行なうことができる。
【００４１】
次いで、図１（ｂ）に示すように、多連基板３１に対して、混成集積回路１４を構成するパワートランジスタ１９や半導体素子２０、チップコンデンサ２２等の部品が実装される。この部品実装は、例えば汎用の高精度チップマウンタにより行なわれるのであるが、多連基板３１のパターン画像を取込んで部品実装位置の位置決め基準とされ、このときの部品実装精度は、十分に高いもの （例えば約±０．１mm）となっている。
【００４２】
そして、部品が実装された多連基板３１が、前記切れ目ｃにより個々の混成集積回路１４（セラミック基板１８）に分割される。このとき、セラミック製の基板を割ることになるため、セラミック基板１８の外形にばりや欠け等が発生する虞があり、混成集積回路１４（セラミック基板１８）の外形寸法精度は悪くなってしまう。ちなみに、セラミック基板１８の外形寸法公差は、約±０．４mmとなる。この後、図１（ｃ）に示すように、クリップ２３が装着されて混成集積回路１４が完成する。
【００４３】
さて、ヒートシンク２４に対して、上記のように製造された複数個の混成集積回路１４を実装（搭載）してＨＩＣ組立体２５を製造する実装方法について述べる。上述のように、まず、図１（ｄ）に示すような、ヒートシンク２４に対し、図１（ｅ）に示すように、接着剤塗布装置を用いてその表面（上面）のうち混成集積回路１４が搭載される場所に接着剤２８を塗布する接着剤塗布の工程が実行される。
【００４４】
次いで、図１（ｆ）に示すように、接着剤２８が塗布されたヒートシンク２４上に、仮搭載装置により、複数個（４個）の混成集積回路１４をマウントする仮搭載工程が実行される。この仮搭載工程では、各混成集積回路１４のセラミック基板１８の外形（エッジ部）を位置合せ基準として行なわれるのであるが、上述のように、セラミック基板１８の外形寸法公差は比較的大きいため、このままで接着剤２８を硬化させた場合、各混成集積回路１４のクリップ２３とプリント基板１３のスルーホールとの間の十分な整合状態が得られず、接続不良やクリップ２３の曲り変形等を招いてしまう虞がある。
【００４５】
そこで、この仮搭載工程の後に、位置補正装置による位置合せ工程が次のようにして実行される。即ち、図１（ｇ）及び図２（ａ）並びに図３に示すように、まず、テーブル上に固定的に支持されたヒートシンク２４に対して、位置補正用治具２９が下降される（図２（ａ）の矢印Ａ方向）。このとき、位置補正用治具２９の下面側に設けられた位置決め部３０の内側に、各混成集積回路１４上に実装された位置決め用部品（各２個のチップコンデンサ２２）が配置されるようになる。
【００４６】
そして、この状態（位置決め部３０の基準位置）から、位置補正用治具２９は、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、右方（矢印Ｂ）及び左方（矢印Ｃ）に夫々距離ａだけ移動され（移動した後は基準位置に戻る）、引続き、図２（ｄ）に矢印Ｄ，Ｅで示すように、前方及び後方にやはり基準位置から距離ａだけ移動されるといった順に水平移動される。これにて、チップコンデンサ２２が、正規の位置からずれている分だけ、壁部３０ａ〜３０ｄにより押されて移動され、その分だけセラミック基板１８がヒートシンク２４に対してずれ動き、正規の位置に位置補正されるのである。
【００４７】
このとき、全ての位置決め用部品（チップコンデンサ２２）部分において、位置補正用治具２９の位置決め部３０に倣うように同時に位置補正が行われれ、ヒートシンク２４上に仮搭載された複数個の混成集積回路１４が、正規の位置に位置決めされるようになるのである。しかる後、図１（ｈ）に示すように、接着剤２８を加熱硬化させる工程が実行され、ヒートシンク２４に対する複数個の混成集積回路１４の実装工程が完了するのである。
【００４８】
このように本実施例によれば、ヒートシンク２４に対する複数個の混成集積回路１４の位置合せが、混成集積回路１４の外形ではなく、位置精度の高いチップコンデンサ２２間で行なわれるので、混成集積回路１４の実装位置の精度を十分に向上させることができ、各混成集積回路１４のクリップ２３とプリント基板１３のスルーホールとの間の十分な整合状態が得られるのである。
【００４９】
また、特に本実施例では、１個の混成集積回路１４に２個の位置決め用部品 （チップコンデンサ２２）を設けるようにしたので、１個の位置決め用部品にて位置合せを行なう場合に比較して、位置合せ精度をより高めることができると共に、混成集積回路１４の斜め方向のずれを補正する場合でも、１個の位置決め用部品に応力が集中するといったことを防止できる。さらには、混成集積回路１４を構成しているチップコンデンサ２２を、位置決め用部品として兼用させるようにしたので、位置合せ用の特別な構造を付加する必要がなく、構成を簡単に済ませることができるといった利点も得ることができる。
【００５０】
尚、この第１の実施例では、位置補正用治具２９を右左、前後に距離ａずつ動かすようにしたが、その動作を複数回繰返し行なったり、あるいは距離ａの移動を細分化して徐々に位置補正されるように動かす構成としても良い（請求項７に対応）。これによれば、位置ずれ量が大きい場合や、摩擦力が大きくて混成集積回路１４がヒートシンク２４に対して移動しづらい場合、あるいは逆に滑りやすい場合などであっても、きめ細かく位置補正を行なうことができ、位置合せ精度の一層の向上を図ることができる。
【００５１】
＜第２の実施例＞
図７は、本発明の第２の実施例（請求項８，１４に対応）を示している。この実施例が上記第１の実施例と異なる点は、位置補正用治具に設けられる位置決め部４１の構造及びその移動の方法にある。即ち、位置決め部４１は、この場合、位置決め用部品たるチップコンデンサ２２よりも、十分大きな円形（円筒状）の壁部（内周縁部のみを線で図示）を有し、位置合せ工程においては、位置補正用治具（位置決め部４１）が、図に二点鎖線で示すように、水平方向に小さな径で円運動（あるいは楕円運動）するようになっている。
【００５２】
これにて、位置決め部４１の内周壁部が、チップコンデンサ２２に内接しながら円運動（楕円運動）し、その円運動の中心部へ収束するようにチップコンデンサ２２の位置補正が行なわれるようになり、良好な位置合せを行なうことができる。尚、位置決め部４１の内周壁部を楕円状に構成しても良いことは勿論であり、位置決め用部品に形状に併せて、位置決め部の形状や、運動の軌跡を設定すれば良い。
【００５３】
＜第３の実施例＞
図８ないし図１０は、本発明の第３の実施例（請求項４，９，１０，１５，１６に対応）を示している。以下、上記第１の実施例と異なる点についてのみ述べる。図１０に示すように、本実施例の混成集積回路５１は、やはりセラミック基板１８上に、大電力部品たるパワートランジスタ１９や、他の半導体素子２０、厚膜抵抗体２１、チップコンデンサ２２等の複数の部品を実装して構成されているのであるが、ここでは、セラミック基板１８の一方の対角部分（左上部及び右下部）に、専用の位置決め用部品としてのターミナル５２を実装するようにしている。
【００５４】
このターミナル５２は、ＡＬワイヤーボンディング用として一般的に使用されるもので、円柱状をなすと共に、その上縁部が丸められた形状とされている。これらターミナル５２は、セラミック基板１８（多連基板３１）に対して、混成集積回路５１を構成する他の部品と共に、高精度チップマウンタにより実装され、位置精度良く実装される。
【００５５】
一方、図８及び図９に示すように、位置決め用治具５３は、その下面部に、前記各ターミナル５２に対応した位置決め部５４を有して構成されているのであるが、この位置決め部５４は、下方へ行くほど拡開する円錐状の凹部を有しており、その内周面がテーパ状壁部５４ａとされている。そして、図示はしないが、位置補正装置は、前記位置補正用治具５３を上下方向に移動させる上下移動機構や、その下降移動の際に位置補正用治具５３に水平方向に微細振動を付与する振動付与手段を備えて構成されている。
【００５６】
この場合、位置合せ工程においては、位置補正用治具５３の下降により、図８（ａ），（ｂ）に示すように、位置決め部５４のテーパ状壁部５４ａが、ターミナル５２のエッジ部に押付けられ、各ターミナル５２ひいては混成集積回路５１がテーパ状壁部５４ａに沿ってその中心へ向かってずれ移動するようになり、図８（ｃ）に示すように、各ターミナル５２が、テーパ状壁部５４ａの中心にくるように整列され、ヒートシンク２４上の混成集積回路５１全体の位置補正が行なわれるようになる。
【００５７】
この際、位置補正用治具５３に微細振動が加えられることにより、混成集積回路５１がずれ移動しやすくなり、位置補正をよりスムーズに行なわせることができるようになる。尚、このとき、混成集積回路５１（ヒートシンク２４）側に微細振動を付与するようにしても良いことは勿論である。
【００５８】
従って、この第３の実施例においても、上記第１の実施例と同様に、ヒートシンク２４に対する複数個の混成集積回路５１の位置合せが、混成集積回路５１の外形ではなく、位置精度の高いターミナル５２間で行なわれるので、混成集積回路５１の実装位置の精度を十分に向上させることができ、各混成集積回路５１のクリップ２３とプリント基板１３のスルーホールとの間の十分な整合状態が得られるようになる。また、本実施例では、専用の位置決め用部品（ターミナル５２）を実装するようにしたので、任意形状の位置決め用部品を採用することができ、また位置合せ工程において混成集積回路５１を構成する部品に過大な力が作用するといったことも防止できるものである。
【００５９】
＜他の実施例＞
図１１は、本発明のいくつかの他の実施例（請求項９に対応）を示すもので、混成集積回路の基板上に実装される位置決め用部品６１〜６５の形状と、位置補正用治具に設けられる位置決め部７１〜７８の形状とのいくつかの組合わせを縦断面図（便宜上ハッチングを省略）にて示している。
【００６０】
即ち、図１１（ａ）に示す位置決め用部品６１は、外周面がテーパ状壁部６１ａとされた円錐状をなし、位置決め部７１は、円形の凹部を有して構成される。図１１（ｂ）に示す位置決め用部品６２は、内周面がテーパ状壁部６２ａとされた円錐状の凹部を有し、位置決め部７２は、円柱状に構成されている。図１１ （ｃ）に示す位置決め用部品６３は、円形凹部を有し、位置決め部７３は、外周面がテーパ状壁部７３ａとされた円錐状に構成されている。
【００６１】
図１１（ｄ）に示す位置決め用部品６４は、外周面がテーパ状壁部６４ａとされた半球状をなし、位置決め部７４は、内周面がテーパ状壁部７４ａとされた円錐状の凹部を有して構成されている。また、図１１（ｅ）に示すように、前記位置決め用部品６４と、前記位置決め部７１とを組合わせることもできる。図１１（ｆ）に示すように、前記位置決め用部品６２に対し、外周面がテーパ状壁部７５ａとされた半球状部分を下部に有する位置決め部７５とすることもできる。
【００６２】
図１１（ｇ）に示すように、前記位置決め用部品６３に対し、位置決め部７６を外周面がテーパ状壁部７６ａとされた半球状に構成することもできる。図１１（ｈ）に示すように、位置決め用部品６５を外周面がテーパ状壁部６５ａとされた円錐状部分を上部に有する形状とし、位置決め部７７を内周面がテーパ状壁部７７ａとされた円錐状の凹部を有して構成することもできる。図１１（ｉ）に示すように、位置決め用部品６２に対し、位置決め部７８を、外周面がテーパ状壁部７８ａとされた円錐状に構成しても良い。
【００６３】
尚、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、例えば次のような拡張，変更が可能である。即ち、上記各実施例では、１個の混成集積回路に対して２個の位置決め用部品（位置決め部）を設けるようにしたが、１個の混成集積回路に例えば１個の四角形の位置決め用部品を設けるようにしても良い。この場合、位置決め用部品は、基板のできるだけ中央部に実装されていることが望ましい。１個の混成集積回路に３個以上の位置決め用部品を設けても良い。
【００６４】
また、上記第１の実施例では、位置決め部３０を、チップ部品２２の四辺に対応した壁部３０ａ〜３０ｄを有したものとしたが、直角となる二辺に対応した壁部を有するものとしても良い。この場合、位置補正用治具を前後左右に移動させるのではなく、斜め方向に移動させてチップ部品の角部にて位置合せを行なう構成とすることもできる。位置決め用部品としては、チップコンデンサ２２に限らず、チップ抵抗等であっても良い。混成集積回路の基板としては、セラミック基板に限らず、プリント基板などであっても良い。
【００６５】
上記各実施例では、位置補正用治具側を移動させて位置合せを行なうようにしたが、ヒートシンク２４側（テーブル）を位置補正用治具に対して接離方向及び水平方向に移動させて位置合せを行なうようにしても良く、双方側を移動させるようにしても良い。その他、ヒートシンクの筐体に対する取付構造や、メイン基板（プリント基板）に対する接続構造などについても種々の変形が可能であり、また、自動車用のエンジンＥＣＵに限らず電子回路ユニット全般に広く適用することができる等、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すもので、ヒートシンクに対する混成集積回路の実装工程を順に示す図
【図２】位置合せ工程における位置決め部の移動の様子を順に示すもので、（ａ）〜 （ｃ）は正面図、（ｄ）は横断平面図
【図３】位置合せ工程におけるヒートシンクと位置補正用治具との関係を示す縦断面図
【図４】混成集積回路の平面図（ａ）及びそのＸ−Ｘ線に沿う縦断面図（ｂ）
【図５】ＥＣＵの構成を筐体の一部を破断した状態で概略的に示す斜視図
【図６】ヒートシンクの筐体への取付構造を示す縦断側面図
【図７】本発明の第２の実施例を示すもので、位置決め部の円運動の様子を示す図
【図８】本発明の第３の実施例を示す図２相当図
【図９】図３相当図
【図１０】図４相当図
【図１１】位置決め用部品及び位置決め部の形状のいくつかの変形例を示す縦断面図
【図１２】従来例を示すＥＣＵの概略的な平面図
【符号の説明】
図面中、１１はＥＣＵ（電子回路ユニット）、１２は筐体、１３はプリント基板（メイン基板）、１４，５１は混成集積回路、１５はマイコン、１７はコネクタ、１８はセラミック基板（基板）、１９はパワートランジスタ（大電力部品）、２２はチップコンデンサ（チップ部品、位置決め用部品）、２３はクリップ、２４はヒートシンク、２５はＨＩＣ組立体、２８は接着剤、２９，５３は位置補正用治具、３０，４１，５４は位置決め部、３０ａ〜３０ｄは壁部、３１は多連基板、５２はターミナル（位置決め用部品）、５４ａはテーパ状壁部、６１〜６５は位置決め用部品、７１〜７８は位置決め部、６１ａ，６２ａ，６４ａ，６５ａ，７３ａ，７４ａ，７５ａ，７６ａ，７７ａ，７８ａはテーパ状壁部を示す。

Claims (16)

1. 基板上に大電力部品を含む複数の部品を実装してなる混成集積回路を、放熱用のヒートシンクの表面に複数個並べて搭載した状態で、該混成集積回路の電気的接続用のクリップを、メイン基板のスルーホールに挿入して接続するようにした電子回路ユニットにおける、前記ヒートシンク上に前記混成集積回路を実装する方法であって、
   前記複数個の混成集積回路を前記ヒートシンク上にずれ移動可能な状態に仮搭載する仮搭載工程と、
   仮搭載された複数個の混成集積回路の搭載位置を補正して前記クリップを前記スルーホールに挿入させることが可能な整合状態とさせる位置合せ工程とを含むと共に、
   前記位置合せ工程は、各混成集積回路上に実装された所定の位置決め用部品に対し、それら各位置決め用部品に当接可能な複数の位置決め部を有する位置補正用治具を被せるように配置し、前記各位置決め部にならわせるようにそれら各位置決め用部品を位置補正させることにより行なわれることを特徴とする電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装方法。
2. 前記位置決め用部品は、１個の混成集積回路に２個以上が設けられることを特徴とする請求項１記載の電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装方法。
3. 前記位置決め用部品は、前記混成集積回路を構成しているチップ部品からなることを特徴とする請求項１又は２記載の電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装方法。
4. 前記位置決め用部品は、前記混成集積回路の基板上に専用の部品を実装して設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装方法。
5. 前記位置補正用治具に設けられる位置決め部は、前記位置決め用部品に前後方向から当接する壁部と、左右方向から当接する壁部とを有して構成されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装方法。
6. 前記位置合せ工程は、前記位置補正用治具を前後方向及び左右方向に動かすことにより行なわれることを特徴とする請求項５記載の電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装方法。
7. 前記位置合せ工程は、前記位置補正用治具を前後方向及び左右方向に動かすことが複数回繰返して行なわれることを特徴とする請求項６記載の電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装方法。
8. 前記位置補正用治具に設けられる位置決め部は、前記位置決め用部品に内接可能な円形壁部を有して構成され、前記位置合せ工程は、前記位置補正用治具を水平方向に円運動させることにより行なわれることを特徴とする請求項１ないし４記載の電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装方法。
9. 前記位置決め部及び位置決め用部品の少なくとも一方は、テーパ状壁部を有し、前記位置合せ工程は、前記位置決め部及び位置決め用部品の他方を、前記テーパ状壁部に沿って相対的にずれ移動させることにより行なわれることを特徴とする請求項１ないし４記載の電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装方法。
10. 前記位置合せ工程は、前記位置補正用治具又は前記混成集積回路側に微細振動を加えながら行なわれることを特徴とする請求項９記載の電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装方法。
11. 基板上に大電力部品を含む複数の部品を実装してなる混成集積回路を、放熱用のヒートシンクの表面に複数個並べて搭載した状態で、該混成集積回路の電気的接続用のクリップを、メイン基板のスルーホールに挿入して接続するようにした電子回路ユニットにおける、前記ヒートシンク上に前記混成集積回路を実装するための装置であって、
    前記複数個の混成集積回路をその基板の外形を位置合せ基準として前記ヒートシンク上にずれ移動可能な状態に仮搭載する仮搭載装置と、
    仮搭載された複数個の混成集積回路の搭載位置を補正して前記クリップを前記スルーホールに挿入させることが可能な整合状態とさせる位置補正装置とを具備すると共に、
    前記位置補正装置は、前記ヒートシンクの裏面側を支持するテーブルと、前記各混成集積回路上に設けられた所定の位置決め用部品に当接可能な複数の位置決め部を有する位置補正用治具と、この位置補正用治具を前記テーブルに対して相対的に移動させる駆動機構とを備え、前記各混成集積回路に対し前記位置補正用治具を被せるように配置して、前記各位置決め部にならわせるように前記各位置決め用部品を位置補正させるように構成されていることを特徴とする電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装装置。
12. 前記位置補正用治具は、１個の混成集積回路に対して２個以上の位置決め部を有して構成されることを特徴とする請求項１１記載の電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装装置。
13. 前記位置補正用治具に設けられる位置決め部は、前記位置決め用部品に前後方向から当接する壁部と、左右方向から当接する壁部とを有して構成されると共に、
    前記駆動機構は、前記位置補正用治具を前後方向及び左右方向に動かすように構成されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装装置。
14. 前記位置補正用治具に設けられる位置決め部は、前記位置決め用部品に内接可能な円形壁部を有して構成されると共に、
    前記駆動機構は、前記位置補正用治具を水平方向に円運動させるように構成されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装装置。
15. 前記位置補正用治具に設けられる位置決め部は、テーパ状壁部を有して構成されると共に、
    前記駆動機構は、前記位置補正用治具を前記テーブルに対して接離方向に移動させることにより、前記テーパ状壁部を前記位置決め用部品のエッジ部に押付けるように構成されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装装置。
16. 前記位置補正用治具又は前記混成集積回路側に微細振動を加える振動付与手段を備えることを特徴とする請求項１５記載の電子回路ユニットにおける混成集積回路の実装装置。

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