(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が絶縁性を有し、導電路、この導電路と電気的に接続されたボンディングパッドおよび前記導電路と電気的に接続されたスルーホールを有する第１のプリント基板と、
二枚のシートで挟まれた少なくとも導電路、導電ランドおよびボンディングパッドが形成されたフレキシブルシートと、
少なくともその表面に導電路とボンディングパッドが形成された第２のプリント基板とを備え、
前記フレキシブルシートの下側の前記シートに前記第１のプリント基板が貼着され、前記フレキシブルシートの上側の前記シートに前記第２のプリント基板が貼着される混成集積回路装置において、
前記第２のプリント基板の一側辺に沿って前記ボンディングパッドからなる第１の端子群を配置し、この第１の端子群に隣接してボンディングエリア上の前記フレキシブルシートの上側の前記シートを取り除いて前記フレキシブルシートのボンディングパッドの第２の端子群を配置し、
前記第１のプリント基板の前記スルーホールは前記フレキシブルシートの前記ボンディングエリア外に配置して前記フレキシブルシートの両側の前記シートで覆い、
前記第２のプリント基板の前記ボンディングパッドの第１の端子群と前記フレキシブルシートの前記ボンディングパッドの第２の端子群とを金属細線でボンディングして接続しかつ前記ボンディングエリア内の前記フレキシブルシートにボンディング衝撃を加えないことを特徴とする混成集積回路装置。
【請求項２】
表面が絶縁性を有し、導電路、この導電路と電気的に接続されたボンディングパッドおよび前記導電路と電気的に接続されたスルーホールを有する第１のプリント基板と、
二枚のシートで挟まれた少なくとも導電路、導電ランドおよびボンディングパッドが形成されたフレキシブルシートとを備え、
前記フレキシブルシートの下側の前記シートに前記第１のプリント基板が貼着される混成集積回路装置において、
前記フレキシブルシートの前記導電ランドに固着された半導体装置と、半導体装置周囲のエリアに対応する前記フレキシブルシートの上側の前記シートを取り除いて前記フレキシブルシートのボンディングパッドの第２の端子群を配置し、
前記第１のプリント基板の前記スルーホールは前記フレキシブルシートの前記半導体装置周囲のエリア外に配置して前記フレキシブルシートの両側の前記シートで覆い、
前記半導体装置と前記フレキシブルシートのボンディングパッドの第２の端子群とを金属細線でボンディングして接続しかつ前記半導体装置周囲のエリア内の前記フレキシブルシートにボンディング衝撃を加えないことを特徴とする混成集積回路装置。
【請求項３】
表面が絶縁性を有し、導電路、この導電路と電気的に接続されたボンディングパッドおよび前記導電路と電気的に接続されたスルーホールを有する第１のプリント基板と、
二枚のシートで挟まれた少なくとも導電路、導電ランドおよびボンディングパッドが形成されたフレキシブルシートと、
少なくともその表面に導電路とボンディングパッドが形成された第２のプリント基板とを備え、
前記フレキシブルシートの下側の前記シートに前記第１のプリント基板が貼着され、前記フレキシブルシートの上側の前記シートに前記第２のプリント基板が貼着される混成集積回路装置において、
前記フレキシブルシートの前記導電ランドに固着された半導体装置と、
前記半導体装置の配置領域に対応する部分を切除した前記第２のプリント基板を前記フレキシブルシートの上側の前記シートに貼着し、半導体装置周囲のエリアの前記第２のプリント基板上にボンディングパッドの第３の端子群を設け、
前記半導体装置と前記第２のプリント基板上にボンディングパッドの第３の端子群とを金属細線でボンディングして接続することにより前記フレキシブルシートにボンディング衝撃を加えないことを特徴とする混成集積回路装置。
【請求項４】
表面が絶縁性を有し、導電路、この導電路と電気的に接続されたボンディングパッドおよび前記導電路と電気的に接続されたスルーホールを有する第１のプリント基板と、
二枚のシートで挟まれた少なくとも導電路、導電ランドおよびボンディングパッドが形成されたフレキシブルシートと、
少なくともその表面に導電路とボンディングパッドが形成された第２のプリント基板とを備え、
前記フレキシブルシートの下側の前記シートに前記第１のプリント基板が貼着され、前記フレキシブルシートの上側の前記シートに前記第２のプリント基板が貼着される混成集積回路装置において、
前記第２のプリント基板の一側辺に沿って前記ボンディングパッドからなる第１の端子群を配置し、この第１の端子群に隣接してボンディングエリア上の前記フレキシブルシートの上側の前記シートを取り除いて前記フレキシブルシートのボンディングパッドの第２の端子群を配置し、
前記第１のプリント基板の前記スルーホールのうち前記フレキシブルシートの前記ボンディングエリア内に配置された前記スルーホールを充填物で埋めて、
前記第２のプリント基板の前記ボンディングパッドの第１の端子群と前記フレキシブルシートの前記ボンディングパッドの第２の端子群とを金属細線でボンディングして接続する際に前記スルーホールの前記充填物で前記フレキシブルシートの下側の前記シートに加わるボンディング衝撃を弱めかつ前記スルーホールからの吸湿を防止したことを特徴とする混成集積回路装置。
【請求項５】
前記充填物は、ウレタン系、エポキシ系、アクリル系または半田であることを特徴とする請求項４に記載の混成集積回路装置。
【発明の詳細な説明】
【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基板に貼着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として、図４のようにフレキシブルシート１１がプリント基板１０に貼り合わされたものがあり、例えば特開平８−９７３５４号公報が詳しい。
【０００３】
図は、下層の基板１０と上層のフレキシブルフレキシブルシート１１を貼り付けたものである。下層の第１の基板１０は、例えば金属性基板、ガラスエポキシまたはセラミック基板等で成り、その表面には、導電路１２、導電パッド１３、導電ランド１４および外部リード用パッド１５等が例えばＣｕ等の金属材料により形成されている。
【０００４】
この導電ランド１４は、トランジスタ、パワーモストランジスタ、ＩＣ等の半導体素子１６を固着する部分であり、外部リード用パッド１５は、第１の基板１０の少なくとも１側辺に複数個設けられ、例えば半田を介して外部リード１７が固着されている。
【０００５】
またフレキシブルシート１１の表面には、導電路１２、導電パッド１３、導電ランド１４が設けられ、導電ランド１４には、発熱が少ない小信号系の半導体素子１６が半田や銀ペースト等を介して接続され、フレキシブルシート１１の導電パッド１３と金属細線を介して所定のＩＣ回路が達成されている。
【０００６】
またフレキシブルシート１１には、開口部２１が設けられ第１の基板１０が露出しており、この開口部の中およびフレキシブルシート１１の周辺には、導電路から延在した導電パッド１３が設けられている。この導電パッド１３は、第１の基板の回路と電気的な接続をし全体として所定の目的のＩＣ回路を達成するために、第１の基板１０に形成された導電パッド１３と金属細線を介して電気的に接続されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら近年、混成集積回路基板に実装される回路も高機能になり、基板１自身が多層構造であり、また裏面を使用するためにスルーホールが採用されている。
【０００８】
図３は、そのスルーホール３０を説明したものである。どうしても基板の配線やスルーホール３０は、回路的な制約からその設計位置が決まってしまう。
【０００９】
例えば、フレキシブルシート１１の上のシートが取り除かれて露出している導電パッド１３が、基板１０のスルーホール３０の上に載置された場合、ボンディング領域は上のシートが取り除かれているため、ボンディング後は、導電パットの腐食防止、接続強度を増すためにエポキシ樹脂Ｒが塗布されている。
【００１０】
つまりスルーホールが有る部分は、フレキシブルシートの上のシートが無く、またエポキシ樹脂が塗布されているので、スルーホール３０を介して浸入してくる湿気が取り込まれ、特に本装置が高温高湿にさらされた時、フレキシブルシート１１が図のように膨れてしまったり、また導電パッド間の抵抗値が下がってしまい、金属細線の接合ポイントが剥がれたり、導電パット間で放電が起きたりする。特に一端放電が発生すると、ここの部分の樹脂が劣化し、吸湿性が更に増加し、膨潤したり、再度放電したりする。
【００１１】
例えば、ＴＨＤ（高温高湿保存試験）、温度８５度、湿度８５％、端子間に約１１０Ｖの電圧がかかっていると、２００〜３００時間で放電が発生し破壊に至る。
【００１２】
またフレキシブルシート１１を多層構造にすれば、配線やスルーホールによりフレキシビリティ性が高まるが、多層構造のフレキシブルシートは、高価であり、また最上層に設けたの導電パッドは、下層に何層もの樹脂が介在するためボンダビリティが悪化する問題があった。
【００１３】
【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、第２のプリント基板の一側辺に沿って前記第１のボンディングパッドが設けられ、
前記第１のボンディングパッドと隣接した前記フレキシブルシート上のボンディングエリアであり、前記エリアに対応する前記第１のプリント基板にはスルーホールが回避されて配置されることで解決するものである。
【００１４】
またフレキシブルシートに固着された半導体装置周囲のエリアであり、前記エリアに対応する前記第１のプリント基板にはスルーホールが回避されて配置され成る事で解決するものである。
【００１５】
また半導体装置の配置領域に対応する部分が切除されて成る第２のプリント基板をフレキシブルシート上に固着する事で解決するものである。
【００１６】
更には、フレキシブルシートのボンディングパッド下層に位置する第１のプリント基板のスルーホールに、充填物を設けることで解決するものである。
【００１７】
材料としては、ウレタン系、エポキシ系、アクリル系または半田である。
【００１８】
本来、フレキシブルシートに設けられたボンディングパッド下層には、第１のプリント基板に形成されるスルーホールを置かないように回避させる。その結果、フレキシブルシートやフレキシブルシートの接着剤に発生するボンディング衝撃位置とスルーホールとの位置がずれるため、クラック等が発生しなくなり、一端接続された金属細線の剥離が無くなる。
【００１９】
またスルーホールの中空構造の部分に、比較的硬質で且つ耐湿性の良い材料を埋め込めば、中空がある故にボンディング衝撃が強く加わるのを防止でき、しかも湿気の浸入を防止できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図２を参照しながら説明する。
【００２１】
まず本混成集積回路装置は、第１のプリント基板５０の上にフレキシブルシート５１が貼り合わされ、フレキシブルシート５１の上に第２のプリント基板５３が貼り合わされたものである。
【００２２】
第１のプリント基板５１、第２のプリント基板５３は、両面に導電パターンが形成されており、表面は、必要により何層の導電路が積層された多層構造である。またフレキシブルシート５１は導電路５４が二枚のシートにサンドウィッチされ、端子５５、５６が露出されているものである。露出部は、一点鎖線５７より上で露出され、第２の端子群５６・・・は、一点鎖線で囲まれた部分で、またＩＣの周囲に形成された第３の端子群５８・・・の所で矩形状に露出されている。
【００２３】
また第２のプリント基板５３は、ＩＣ５９の周囲に位置する部分で端子６０が形成され、また上側側辺に沿って第１の端子群６１・・・が形成されている。
【００２４】
第１のプリント基板５０は、主として回路素子が実装されるもので、フレキシブルシート５１と第２のプリント基板５３は、クロスオーバーを可能にする多層配線である。フレキシブルシート５１は、多層配線にするとコスト高となり、そのためフレキシブルシート５１の上層にクロスオーバー用の第２のプリント基板５３を採用した。ここでは、第２のプリント基板の裏面と表面に形成されるいわゆる両面基板を採用した。
【００２５】
ＩＣ６２は、フレキシブルシート５１の除去領域６３を介して第１のプリント基板５０上のランドが露出され、この露出したランドに固着されている。またＩＣ６２とフレキシブルシート５１の第３の端子群５８・・・が金属細線を介して電気的に接続されている。
【００２６】
またＩＣ５９の実装領域では、第２のプリント基板５３とフレキシブルシート５１が除去され、第１のプリント基板５０のランドが露出され、このランドにＩＣ５９が実装され、ＩＣ５９とこの周囲の第２のプリント基板５３に形成された第３の端子群６０・・・が金属細線を介して電気的に接続されている。
【００２７】
一番右のＩＣ６２と接続されている第３の端子群５８・・・、その左側にあるＩＣ６４と接続される第３の端子群、ＩＣ５９の第３の端子群６０・・・は、第１のプリント基板の上側辺に於いて、右から交互に導出されるため、どうしてもこれらの端子群と接続されている配線はクロスする。そのため、クロスオーバーを実現するために、第２のプリント基板５３の裏面や表面に設けられた配線を活用している。
【００２８】
そしてフレキシブルシート５１上の第２の端子群５６・・・と第２のプリント基板５３上の第１の端子群６１・・・は、以下の様に接続されている。
【００２９】
つまり一番右側Ａの位置では、フレキシブルシート側の端子５６と第２のプリント基板５３側の端子６１とが金属細線にて接続されている。またＢの位置では、第２のプリント基板５３の下層からフレキシブルシート５１上に延在された配線がそのままフレキシブルシート５１の上辺まで延在されている。続いてＣの位置では、フレキシブルシート側の端子５６と第２のプリント基板５３側の端子６１とが金属細線にて接続されている。このように第２の端子群５６・・・と第１の端子群６１・・・は、交互に接続されている。
【００３０】
この端子群５６…の部分は、ボンデイングの必要性から、フレキシブルシート５１の上のシートが一点鎖線６５で示すように取り除かれている。そして金属細線が接続された後、耐食性、接続強度を増強させるためにエポキシ樹脂Ｒ（図２では省略した）が塗布されている。
【００３１】
この構造を説明したものが図１であり、第１のプリント基板５０の上に貼り合わされたフレキシブルシート５１は、上のシートが取り除かれ、導電パット群５４…が露出されている。そしてこの上には第２のプリント基板５３が貼り合わされている。このプリント基板５３の上側辺に設けられているのが導電パッド群６１…である。
【００３２】
従来、第１のプリント基板５０には、スルーホール３０Ａが設けられてあり、この上にはフレキシブルシート５１の下のシートが接着され、上に導電パッド５４…が露出して貼着されている。そして金属細線Ｗが接続され、エポキシ樹脂Ｒが塗布されている。
【００３３】
この構造では、下側のシートは、スルーホール３０Ａを介して、エポキシ樹脂Ｒは、その表面から吸湿し、導電パッド５４間で放電が発生していた。またボンディング衝撃によるシートの劣化から更に吸湿性が高く成っていた。
【００３４】
本発明は、このスルーホール３０Ａがどうしてもこの場所を回避できない場合は、このスルーホール３０Ａに樹脂や半田を埋め込み、スルーホール３０Ａからの湿気の浸入を閉ざしたことにある。またスルーホールが設計上ずらせる場合は、フレキシブルシートの上側ののシートが有る所、つまり矢印で示したスルーホール３０Ｂにずらしたことに特徴を有する。特にこのスルーホール３０Ｂは、上にシートが有れば場所は選ばない。
【００３５】
実験結果に寄れば、８５度Ｃ、相対湿度８５％の環境で、Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄ…間に１１０Ｖが印加されている条件の従来型では、約１０００時間でサンプル２２個の内７個が放電した。しかしスルーホール３０Ａを埋め込むタイプ、またスルーホール３０Ｂにずらすタイプでは、１０００時間以上の試験にも耐え放電はなかった。
【００３６】
ここで埋め込む材料は、ウレタン系、エポキシ系、アクリル系または半田である。
【００３７】
図１は、図２の様に、第１のプリント基板にフレキシブルシートが、さらにフレキシブルシートの上に第２のプリント基板が貼り合わされた構造であるが、これ以外でも良い。つまり第１のプリント基板の上にフレキシブルシートが貼り合わされたもので、第２のプリント基板が省略されたものでも良い。フレキシブルシートの導電パッドから上のシートが除かれた導電パッドへ金属細線が接続された構造でも良い。
【００３８】
更に、図２の構造に於いて、ＩＣ６２の周りにも第３の端子群５８・・・が設けられ、この端子群５８・・・の下層にスルーホールが設けられる場合もある。この場合も、このスルーホールを上側のシートが設けられている領域にずらすか、又はずらさないで前述した樹脂や半田を埋め込むことで解決することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、第１のプリント基板のスルーホールがどうしても導電パッド群の下に配置される場合は、樹脂や半田を埋め込むことで、またスルーホールが回避できる場合は、フレキシブルシートの上のシートが設けられている領域に回避することで、導電パッド間の耐湿劣化による放電を無くすことができる。
【００４０】
また回避することにより、スルーホールの上のフレキシブルシートは、金属細線のワイヤボンデイング衝撃を無くすことができ、また回避されたところのスルーホール上のフレキシブルシートは、上のシートが設けられていることから耐湿性が向上する。ここで、回避されたスルーホール内に埋め込み材料を設けても良い。
【００４１】
従って、プリント基板に設けられたスルーホールが原因による不良を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であり、スルーホールが設けられる部分を説明する平面図である。
【図２】図１の実際の製品を説明する図である。
【図３】従来の混成集積回路基板を説明する平面図である。
【図４】従来の混成集積回路基板を説明する平面図である。
【符号の説明】
５０          第１のプリント基板
５１          フレキシブルシート
５３          第２のプリント基板
３０          スルーホール
【図１】
0003691280.tif 000002
【図２】
0003691280.tif 000003
【図３】
0003691280.tif 000004
【図４】
0003691280.tif 000005