JPH0731563Y2 - 混成集積回路のケース材 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本考案は混成集積回路のケース材に関し、特に高出力用
混成集積回路装置に適用するケース材に関する。

（ロ）従来の技術 一般的な二枚の混成集積回路基板からなる混成集積回路
は以下の様に形成されている。

二枚の混成集積回路基板は表面を絶縁処理したアルミニ
ウム基板が用いられる。一方の混成集積回路基板には発
熱の少ない回路素子が設けられ、他方の混成集積回路基
板には発熱の伴う回路素子が設けられる。両混成集積回
路基板の一側辺からは外部回路との接続を行うために外
部リードが水平に導出される。両混成集積回路基板は金
属から成るリード線によって接続される。両混成集積回
路基板を枠状のケース材を介して固着した際、ケース材
の側壁と両混成集積回路基板との両端部とで形成された
空間にエポキシ樹脂等の絶縁樹脂を充填して一体化する
ものである。

上述の様な混成集積回路は実公昭55−8316号公報に記載
されている。

（ハ）考案が解決しようとする課題 従来の混成集積回路のケース材は枠状にただ単に形成さ
れていた。その理由は、パワー用基板となる基板上に形
成されるパワー回路が10A〜30Aクラスのものなのでその
パワー用リード端子はただ導出させればよかった。しか
し、30A以上の大電流、例えば50A〜200Aクラスのパワー
用リード端子では一般的に外部回路の接続端子とネジ固
定されている。従来のケース材構造においても、十分ネ
ジ固定に対応することは可能であるが、パワーリード端
子が水平方向にしか導出できず取扱性面での問題があっ
た。

（ニ）課題を解決するための手段 本考案は上述した課題に鑑みて為されたものであり、二
枚の混成集積回路基板を対向配置する混成集積回路のケ
ース材において、前記一の基板に固着されたリード端子
を実質的に当接させる外部接続部材を少なくとも一側辺
に設け、その外部接続部材の側面あるいは上面に前記リ
ード端子と外部回路の接続用端子を螺嵌固定する螺嵌部
材が配置されたことを特徴とする。

（ホ）作用 この様に本考案によれば、枠状のケース材の一側辺にリ
ード端子が実質的に当接される外部接続部材を設け、そ
の外部接続部材の側面あるいは上面にリード端子と外部
回路の接続用端子を螺嵌固定する螺嵌部材を配置するこ
とにより、１つのケース材でリード端子の接続位置を選
択することができる。その結果、ユーザ側の取付け位置
に対応してリード端子を折曲げ加工するだけで１つのパ
ッケージで上述した如く、異なるリード端子の接続位置
を得ることができる。

（ヘ）実施例 以下に第１図Ａ乃至第１図Ｃに示した実施例に基づいて
本考案のケース材を説明する。

第１図Ａはケース材（４）の正面図、同図Ｂは平面図、
同図Ｃは底面図である。

第１図Ａ乃至同図Ｃに示す如く、ケース材（４）は両基
板（1a）（1b）を離間させるために、枠状に形成された
枠部（10）と、枠部（10）の両端部から導出された翼状
の係止部（11）と、パワー用リード端子（3b）が実質的
に当接され外部回路と接続する外部接続部材（12）を主
要部分として構成されている。

更に本実施例のケース材（４）では上述した主要構成部
以外に両基板（1a）（1b）を接続するための領域を形成
する突出部（13）と射出成形後にケース材（４）のひず
み（反り）を防止するための補強部（19）とがケース材
（４）と一体形成されている。

ケース材（４）の特徴とするところは、外部接続部材
（12）にある。即ち、外部接続部材（12）はパワー用リ
ード端子（3b）の接続部分が装置の側面と上面に設定さ
れる様にケース材（４）の垂直面と水平面に夫々設けら
れ、この外部接続部材（12）にはネジ止め用のナットを
挿入する孔（19′）が設けられている。

また、複数の外部接続部材（12）は所定の深さを有した
スリット（14′）によって各ブロック毎に仕切られてい
る。このスリット（14′）には絶縁体（図示しない）が
挿入され隣接して配置されるパワーリード端子間の絶縁
距離を一定に保持することに用いることができる様に設
計されている。

斯るケース材（４）を両基板（1a）（1b）はケース材
（４）と一体化される。

ところで、金属基板としては例えば0.5〜5.0mm厚のアル
ミニウム基板を用いる。その両基板（1a）（1b）の表面
には、周知の陽極酸化により酸化アルミニウム膜（アル
マイト層）が形成され、その一主面側に10〜70μ厚のエ
ポキシあるいはポリイミド等の絶縁樹脂層が貼着され
る。更に絶縁樹脂層上には10〜105μ厚の銅箔が絶縁樹
脂層と同時にローラーあるいはホットプレス等の手段に
より貼着されている。

両基板（1a）（1b）の一主面上に設けられた銅箔表面上
にはスクリーン印刷によって所望形状の導電路を露出し
てレジストでマスクされ、貴金属（金、銀、白金）メッ
キ層が銅箔表面にメッキされる。然る後、レジストを除
去して貴金属メッキ層をマスクとして銅箔のエッチング
を行い所望の導電路が形成される。ここでスクリーン印
刷による導電路の細さは0.5mmが限界であるため、極細
配線パターンを必要とするときは周知の写真蝕刻技術に
依り約２μルールまでの極細導電路の形成が可能とな
る。

第２図は上述した技術を用いて形成された二枚の基板
（1a）（1b）の一方の基板（1a）、即ち、制御回路基板
の平面図であり、第２図から明らかな如く、一方の基板
（1a）上には制御用、即ち、信号線用の導電路（5a）が
略基板（1a）の全面に形成されている。その導電路（5
a）が延在される基板（1a）の周端部には複数のリード
固着用パッド（6a）が設けられている。基板（1a）の対
向する周端部に設けられたパッド（6a）には外部回路と
接続を行う小信号用のリード端子（3a）が固着されてい
る。このリード端子（3a）は各図からでは明らかにされ
てないがその先端部は水平方向より上向きとなる様に配
置され、更にそのリード（3a）の先端部は一方の基板
（1a）の基板露出面（反対面）より突出しない様に考慮
されている。また、一方の基板（1a）のもう一側辺に設
けられた固着パッド（6a′）は後述する他方の基板（1
b）と接続するための固着用パッドである。

上述した制御系の基板（1a）上に発熱を有さないトラン
ジスタ、ICおよびチップコンデンサ、チップ抵抗等のチ
ップ状の回路素子（2a）が所定位置にダイ状で搭載され
ている。

一方、第３図は他方の基板（1b）、即ち、パワー出力用
基板の平面図であり、第３図の如く、基板（1b）上には
パワー用の太い導電路（5b）が主に形成されている。そ
の導電路（5b）から延在された基板（1b）の一周端辺に
はパワーリード端子固着用の複数のパッド（6b）が設け
られ、そのパッド（6b）にパワー用リード端子（3b）が
固着されている。また、他方の基板（1b）上にはパワー
用の導電路（5b）のみならず一部の信号系の導電路が形
成されており、その導電路の先端部分はパワー用リード
端子（3b）が固着された反対側に延在形成され、上述し
た一方の基板（1a）の接続パッド（6a′）と接続される
パッド（6b′）となる。

この他方の基板（1b）上にはパワートランジスタ、パワ
ーMOS、IGBT等のパワー素子および大電流検出用抵抗を
含むパワー系の保護回路を構成すべき複数の回路素子
（2b）が搭載されている。説明するまでもないがパワー
素子で必要とされるものはCu、インバー等のいわゆるヒ
ートシンク材（７）を介して基板（1b）上に搭載され
る。

尚、本実施例での他方の基板（1b）の銅箔の厚みは105
μのため、100A〜200Aクラスの大電流を最小限の発熱で
流すことが可能となっている。

他方の基板（1b）上に固着されたパワー用のリード端子
（3b）は第１図および第２図に示す如く、固着パッド
（6b）に固着され、いったん、水平方向に導出されて所
定のところで折曲げ形成されている。この折曲げされた
部分は後述するケース材（４）の表面に沿う様に折曲げ
されるが、本実施例では略直角になる様に折曲げ形成さ
れている。

ところで、二枚の基板（1a）（1b）のパワー系の他方の
基板（1b）の大きさは制御系の一方の基板（1a）より大
きくなる様に設計時に考慮されている。

制御系回路基板となる一方の基板（1a）はケース材
（４）の上面側にパワー系回路基板となる他方の基板
（1b）はケース材（４）の下面側に配置され、夫々の基
板（1a）（1b）上に搭載された回路素子（2a）（2b）が
対向する様に考慮されている。ところで、ケース材
（４）と夫々の基板（1a）（1b）との接着は接着性シー
ト（Ｊシート：商品名）となるもので熱加圧着方法によ
って固着一体化される。

ケース材（４）に一体化された両基板（1a）（1b）は、
ケース材（４）の突出部（13）と両基板（1a）（1b）の
周端部で形成される空間内で互いに電気的に接続され
る。その接続手段としては、フィルム、金属製リード等
のいくつかの方法があるが、本実施例では金属製リード
（15）を用いて接続するものとする。両基板（1a）（1
b）を接続した後、上述した空間部にはエポキシ系の封
止樹脂（17）が充填され、夫々の接続領域が保護され
る。また、両基板（1a）（1b）と突出部（13）とで形成
された空間部内に樹脂（17）を充填する必要のために両
基板（1a）（1b）の基板周端辺は略一致する様に設計さ
れている。

ケース材（４）の上面に配置された一方の基板（1a）か
ら導出された小信号用のリード端子（3a）は第５図に示
す如く、上面側に配置され且つ、そのリード端子（3a）
の先端部は第６図に示す如く基板（1a）の表面より突出
することはない。

一方、ケース材（４）の下面に配置された他方の基板
（1b）に固着されたパワー用リード端子（3b）は第４図
乃至第６図に示す如く、ケース材（４）の外部接続部材
（12）に沿って折曲げ配置されている。本実施例ではケ
ース材（４）の垂直面側、即ち、両基板（1a）（1b）の
中間部分にリード端子（3b）の接続部が配置される様に
設計されている。ケース材（４）の外部接続部（12）の
孔（13′）にはナット（16）があらかじめ配置されてい
るので、ナット（16）は折曲げされたリード端子（3b）
によって封止された状態となる。説明するまでもないが
リード端子（3b）には穴が設けられており、その穴にネ
ジ（18）を挿入してネジ（18）とナット（16）とをネジ
止めし、パワー用リード端子（3b）と外部回路との接続
を行う。

本実施例ではパワー用リード端子（3b）の外部接続部は
上述した様に両基板（1a）（1b）間に設けられている
が、本実施例のケース材（４）では、一方の基板（1a）
の表面側、即ち、上面側にもリード端子（3b）の接続部
を折曲げ配置することによって設定できる。

本実施例では、他方の基板（1b）の表面に第３の基板と
なるマザー基板（20）が固着一体化される。

マザー基板（20）は放熱性および絶縁性を向上させるこ
とを目的とするために、金属基板が用いられ、且つその
主面にはポリイミド樹脂等の絶縁性樹脂層（図示されな
い）が設けられている。このマザー基板（20）は第１図
から明らかな様に他方の基板（1b）より大きく形成され
二枚の基板（1a）（1b）と同様にケース材（４）内に収
納される。

即ち、マザー基板（20）は第６図Ｃ（ケース材の底面を
示す図）に示す様に一点鎖線で示した領域に配置され
る。このとき、マザー基板（20）はケース材（４）の両
端部に設けられた翼状の係止部（11）によって位置規制
が行われるために他方の基板（1b）とマザー基板（20）
とを固着する際に位置ズレ等の問題が発生する恐れはな
い。

マザー基板（20）と他方の基板（1b）とを固着しケース
材（４）と一体化すると、第４図および第６図に示す様
にマザー基板（20）とケース材（４）の接続部材（12）
とで形成された空間部にはエポキシ系の封止樹脂（17）
が充填され、パワー用リード端子（3b）の固着接続部分
が封止保護される。

斯る本考案に依れば、枠状のケース材の一側辺にリード
端子が実質的に当接される外部接続部材を設け、その外
部接続部材の側面あるいは上面にリード端子と外部回路
の接続用端子を螺嵌固定する螺嵌部材を配置することに
より、１つのケース材でリード端子の接続位置を選択す
ることができる。その結果、ユーザ側の取付位置に対応
してリード端子を折曲げ加工するだけで１つのパッケー
ジで上述した如く、異なるリード端子の接続位置を得る
ことができる。

（ト）考案の効果 以上に詳述した如く、本考案に依れば、１つのケース材
（４）でパワー用リード端子（3b）の外部接続位置を異
ならしめることができ、取付位置に対応してリード端子
の外部接続位置を容易に変更することが可能となる。

また、本考案のケース材を用いれば、両基板（1a）（1
b）に固着されたリード端子（3a）（3b）が突出されな
いので薄型で且つ取扱い性の優れた装置を提供すること
ができる。

更に本考案のケース材を用いれば、パワー用リード端子
（3b）の外部回路との接続部を取付場所に応じて側面、
上面に同一のケース材（４）を用いて選択できるメリッ
トを有する。

更に本考案のケース材を用いれば、一方の基板（1a）の
基板表面が露出する様に配置されているのでパワー用の
他方の基板（1b）からの熱の影響を受けることは従来構
造のものと比較すると著しく低減する。その結果、他方
の基板（1b）上に大出力用の回路を形成したとしても熱
によって制御系の一方の基板（1a）上に設けられた回路
素子（2a）の信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ乃至第１図Ｃは本考案のケース材を示す図、第
２図，第３図は本考案のケース材に固定される基板を示
す平面図、第４図は本考案のケース材を用いた混成集積
回路を示す断面図、第５図は第４図の平面図、第６図は
第４図の正面図である。 （1a）（1b）は基板、（2a）（2b）は回路素子、（3a）
（3b）はリード端子、（４）はケース材、（5a）（5b）
は導電路、（6a）（6b）はリード端子固着用パッド、
（７）はヒートシンク、（10）は枠部、（11）は係止
部、（12）は外部接続部材、（13）は突出部、（14）は
補強部、（15）は金属製リード、（16）はナット、（1
7）は封止樹脂、（18）はネジ、（20）はマザー基板で
ある。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】二枚の混成集積回路基板を対向配置する混
   成集積回路のケース材において、 前記一方の混成集積回路基板を上に、前記他方の混成集
   積回路基板を下にして対向配置した際、前記他方の混成
   集積回路基板のサイズが前記一方の混成集積回路基板の
   サイズよりも大きいことから、前記他方の混成集積回路
   基板は、前記他方の混成集積回路基板の一側辺よりに前
   記一方の混成集積回路基板と重畳しない突出領域を有
   し、 前記ケース材は、前記他方の混成集積回路基板の固着パ
   ッドに固着されたリード端子が面に沿って折り曲げられ
   るように、前記他方の混成集積回路基板の一側辺から前
   記一方の混成集積回路基板にほぼ垂直に向かった側面
   と、この側面から前記一方の混成集積回路基板の配置面
   に向かって折り曲げられて形成される水平面を有し、且
   つ前記側面と前記水平面に、外部回路を螺嵌固定する螺
   嵌部材を埋設する孔が設けられることを特徴とする混成
   集積回路のケース材。