(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装されて所定の回路を有し、少なくとも表面が絶縁性を有する混成集積回路基板と、
この混成集積回路基板の回路から導出され少なくとも一側辺に設けられた外部リードと、
この混成集積回路基板よりもそのサイズが大きく、この混成集積回路基板を上層にして中央に実装し、この混成集積回路基板の周囲に非重畳領域を有する支持基板と、
前記混成集積回路基板に実装された電子部品を収納する凹み部を有し、該凹み部の周囲に前記混成集積回路基板の上面周辺に当接する第１の段差領域および前記支持基板の非重畳領域に当接する第２の段差領域を有するアクチェーターとよりなり、
前記混成集積回路基板の第１の段差領域が当接する上面周辺に全周に渡り弾性を有するシール手段が設けられ、前記第１の段差領域を前記混成集積回路基板の上面周辺に当接することで、前記シール手段により前記混成集積回路基板上面とアクチェーターの凹み部間に形成された実装空間は密封され、前記外部リードは前記アクチェーターに取り付けられた導電手段と電気的に接続されることを特徴としたアクチェーターと一体にされた混成集積回路装置。
【請求項２】
前記シール手段の配置領域に対応する混成集積回路基板或いはアクチェーターには、凹み部を有し、これと合わさる凸部が前記アクチェーター或いは混成集積回路基板に設けられ、前記凹み部、前記凸部およびこの間に設けられたシール手段とを有する請求項１記載のアクチェーターと一体にされた混成集積回路装置。
【請求項３】
電子部品が実装されて所定の回路を有し、少なくとも表面が絶縁性を有する混成集積回路基板と、
この混成集積回路基板の回路から導出され少なくとも一側辺に設けられた外部リードと、
この混成集積回路基板よりもそのサイズが小さく前記混成集積回路基板に実装された電子部品を収納し、且つ前記収納された電子部品が顔を出す刳り貫き部を有し、前記混成集積回路基板を下層にして中央に実装し、この混成集積回路基板の周囲に非重畳領域を有する枠体と、
前記混成集積回路基板に実装された電子部品を収納する凹み部を有し、該凹み部の周囲に前記枠体が当接する段差領域を有するアクチェーターとよりなり、
前記枠体の段差領域が当接する上面周辺に全周に渡り弾性を有するシール手段が設けられ、前記段差領域を前記枠体の上面周辺に当接することで、前記シール手段により前記混成集積回路基板上面とアクチェーターの凹み部間に形成された実装空間は密封され、前記外部リードは前記アクチェーターに取り付けられた導電手段と電気的に接続されることを特徴としたアクチェーターと一体にされた混成集積回路装置。
【請求項４】
前記混成集積回路基板と前記刳り貫き部とで成す空間に、絶縁性の樹脂が注入される請求項３記載のアクチェーターと一体にされた混成集積回路装置。
【請求項５】
前記シール手段の配置領域に対応する枠体或いはアクチェーターには、凹み部を有し、これと合わさる凸部が前記アクチェーター或いは枠体に設けられ、前記凹み部、前記凸部およびこの間に設けられたシール手段とを有する請求項３記載のアクチェーターと一体にされた混成集積回路装置。
【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、特にケース材を有し全面封止構造の不要なアクチュエーターと一体の混成集積回路装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
まず例として洗濯機に実装される混成、集積回路装置（図５）を用いて簡単に説明する。この洗濯機の構造は、実開平２一１２３９０号に関するものであり、図５に於いて１は、機枠、２は前記機枠１の上部後方に設けられたの給水ユニットや電源スイッチ等を収容する給水部、３は前記機枠１内に弾性的に設けられた外槽、４はこの外槽３に内設され、周囲に多数の脱水孔５…を有する脱水兼洗濯槽、６は前記洗濯槽の底部に設けられた回転翼、７は前記外槽の外底部に設けられた駆動モータであり、洗濯槽３および回転翼に小プー８、大プーリー９、ベルト１０および動力伝達機構１１を介して連結され、洗濯時には前記回転翼６を反転させ、脱水時には前記洗濯槽４および回転翼６を共に高速で一方向に回転させる。１２は前記外槽３の底部に設けられた排水口、１３は排水口に接続された配水管、１４は配水管１３に介在された排水電動弁、１５は吸水管１６に介在された給水電磁弁である。
【０００３】
前記電源スイッチは、例えば駆動モータ用の駆動回路がプリント碁板等に実装され、半導体IC、またはこれを搭載したハイブリッドＩＣ、トランス、ブザーおよびコンデンサ等で構成されている。またこの給水部の表面には洗濯や脱水等のスイッチが並び、これはこのプリント基板と電気的に接続され、これらスイッチの背面に接続されている。また機枠１の背面に隠れて配線が設けられ駆動モータと電気的に接続されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、駆動モーター等のアクチュエーターとこれを制御するハイブリッド基板は、図５のように非常に長い配線を介して給水部２に設置され、これらを実装する全体のシステムで考えると、他からのノイズがこの配線に入り、前記アクチュエーターやハィブリッドＩＣに誤動作を発生させる問題があった。また駆動用の大電流が流れる配線は、ハイブリッド基板と駆動手段の間に接続されるが、大電流が流れるためにノイズを発生し、他の回路へ侵入し誤動作を招く間題もあった。更には、長い配線を例えば図５の本体１内に組み込むこと自身も作業的に大変である問題があった。
【０００５】
また全体のシステムの小型化、コストの低下が要求される中、図６に示すような構造では問題があった。つまり素子２０やリードの取り付けられた金属基板２１の周囲にケース材２２を設け、ケース材で囲まれた領域に樹脂を充填していた。これらは全体としてコストの上昇をきたし、しかも樹脂充填により与える歪みが半導体素子等のポンディング部に加わり、特に温度の上下が激しい所、また常に高温が加わる所では特性劣化防止が特に難しい間題があった。
【０００６】
これらの問題は、洗濯機に限らず、駆動部とこれを駆動するハイブリッドＩＣが離間している装置、掃除機、エアコン、扇風機等の回転を行う装置、またある一定の動作をする装置等も同様の課題を有する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもので、
第１に、混成集積回路基板よりもそのサイズが大きく、この混成集積回路基板を上層にして中央に実装し、この混成集積回路基板の周囲に非重畳領域を有する支持基板と、
前記混成集積回路基板に実装された電子部品を収納する凹み部を有し、該凹み部の周囲に前記混成集積回路基板の上面周辺に当接する第１の段差領域および前記支持基板の非重畳領域に当接する第２の段差領域を有するアクチェーターとよりなり、
前記混成集積回路基板の第１の段差領域が当接する上面周辺に全周に渡り弾性を有するシール手段が設けられ、前記第１の段差領域を前記混成集積回路基板の上面周辺に当接することで、前記シール手段により前記混成集積回路基板上面とアクチェーターの凹み部間に形成された実装空間は密封され、前記外部リードは前記アクチェーターに取り付けられた導電手段と電気的に接続される構造にすることで解決するものである。
【０００８】
つまりアクチュエーター自身にこの混成集積回路基板が嵌合できる空間を設けることで、ケース材を不要とでき、またケース材を嵌合することでリードがアクチュエーター内で電気的に接続できるため、電気的接続配線が外部に飛び出すことなく前記シール材により完全にシールできる。従ってケース材に注入される注入樹脂も全く不要となる。
【０００９】
第２に、前記シール手段の配置領域に対応する混成集積回路基板或いはアクチュエーターには、凹み部を有し、これと合わさる凸部が前記アクチュエーター或いは前記混成集積回路基板に設けられ、前記凹み部、前記凸部およびこの間に設けられるシール手段とを有することで解決するものである。
つまり図２の左側の嵌合構造では、一方の凹みにシール材が設置され、このシール材にアクチュエーター側の凸部が食い込むために、完全にシールすることができる。また右側の嵌合構造では、一方の凹みと他方の凸部がほぼ隙間無く嵌合できる構造に於いて、この隙間にシール材となる樹脂が入り込むため、完全にシールすることができる。
【００１０】
更には第１の手段および第２の手段共に、混成集積回路基板の裏面に支持基板が配置されており、この支持基板をネジ止めでアクチェーターに取り付ければ、基板全体を均等な圧力で強固に取り付けることができる。
第３に、混成集積回路よりもそのサイズが小さく前記混成集積回路基板に実装された電子部品を収納し、且つ前記収納された電子部品が顔を出す刳り貫き部を有し、前記混成集積回路基板を下層にして中央に実装し、この混成集積回路基板の周囲に非重畳領域を有する枠体と、
前記混成集積回路基板に実装された電子部品を収納する凹み部を有し、該凹み部の周囲に枠体に当接する段差領域を有するアクチェーターとよりなり、
前記枠体の段差領域が当接する上面周辺に全周に渡り弾性を有するシール手段が設けられ、前記段差領域を前記枠体の上面周辺に当接することで、前記シール手段により前記混成集積回路基板上面とアクチェーターの凹み部間に形成された実装空間は密封され、前記外部リードは前記アクチェーターに取り付けられた導電手段と電気的に接続される構成とすることで解決するものである。
【００１１】
枠体を回路素子の厚みまたはそれ以上に設定することで、嵌合部での素子の耐水性が不十分な場合、枠体と混成集積回路基板の間に空間が得るため、樹脂を注入できる構造との２種類が選択できる。第４に、前記混成集積回路基板と前記刳り貫き部とで成す空間に、絶縁性の樹脂を注入することで解決するものである。
【００１２】
枠体をチッブの厚みかそれ以上にすることで、枠体と混成集積回路基板で成る空間に樹脂を注入できるため、シール構造において、熱等により隙閻が生じてもこのシール樹脂により密閉させることができる。
第５に、前記シール手段の配置領域に対応する枠体或いはアクチュエーターには、凹み部を有し、これと合わさる凸部が前記アクチュエーター或いは前記枠体に設けられ、前記凹み部、前記凸部およびこの間に設けられるシール手段とを有することで解決するものである。
【００１３】
つまり図４の左側の嵌合構造では、一方の凹みにシール材が設置され、このシール材にアクチュエーター側の凸部が食い込むために、完全にシールすることができる。また右側の嵌合構造では、一方の凹みと他方の凸部がほぼ隙間無く嵌合できる構造に於いて、この隙間にシール材となる樹脂が入り込むため、完全にシールすることができる。
【００１４】
また全てに渡り、アクチュエーターと混成集積回路基板との間は、従来のような長い配線を設けなくとも駆動が可能となり、ノイズを出したりまたノイズを拾ったりする部分の低減が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について説明する。図１は、混戊集積同路基板と支持基板の２枚の基板３０、３１が貼り合わされている図を示しており、図２は、図１の混成集積回路装置をアクチュエーターに取り付ける際の構造を説明するための断面図である。
【００１６】
まず基板３０としては、金属基板を用いて、大量の熱を発生するパワー素子を実装できる構造にしている、ここでは銅、鉄およびアルミニウムが考えられる。この上に配線３２やアイランド３３等の電極を形成するためには、絶縁処理を施す必要があり、例えば全面に絶縁樹脂材料であるポリイミド樹脂やエポキシ樹脂を被覆し、この上に被着される。
【００１７】
ここで採用した１例として、アルミニウム基板を採用した例を示し、混成集積回路基板３０の両面には、耐圧の向上と表面の硬化をかねて１０〜２０μｍ程度の陽極酸化された酸化アルミニウム膜が形成され、実装面にはポリィミドやエポキシ樹脂３７が全面塗布され、８〜５００μｍ程度のパターン化された銅箔が熱圧着で貼り付けられている。ここでパターン化された銅箔は、これからの説明でも判るが、配線、ランド、配線と一体の電極、配線と一体のランド等である。当然ランドには半導体チッブ３４が、パッド３５には金属細線がボンデイングされている。
【００１８】
また前記回路を構成する配線は、基板周囲から若干の距離を持って、リードの固着部、つまりパッドが設けられ、これに半田を介して外部リード３６が固着されている。また外部リード３６と混成集積回路基板３０の周辺との間には、シール材３７が設けられている。これは、パッキンのようなものでも、またある程度粘性を有した樹脂をライン状に塗布したものでも良い。
【００１９】
一方、支持基板３１は、ＡＩやＣｕの金属性、セラミックや樹脂の絶縁性の基板でよいが、放熱性を考慮すれば、金属基板が好ましい。また支持基板３１を介して混成集積回路基板が短絡するのを防止する意味で、表面を絶縁性樹脂等の絶縁材料で被覆した金属性基板を用いても良い。また作業性や放熱性を考慮して、支持基板と混成集積回路基板が貼り合わされても良い。しかし貼り合わせる場合、２枚の基板の位置ズレによりアクチュエーターと嵌合が困難になる場合は、別々にされていても良い。以下、２枚の基板は、貼り合わされているとして説明してゆく。
【００２０】
一方、アクチュエーター４０は、この混成集積回路基板３０に実装されている回路により駆動されるもの、例えばモーター等が実装され、その外形部に凹み部４１を有する。この凹み部の周囲には、混成集積回路基板３０および支持基板３１の周辺が当接する段差部４２、４３が設けられ、２枚の基板とアクチュエーター４０が嵌合している。またこの２枚の基板が嵌合すると、混成集積回路基板３０に実装されている外部リード３６が、アクチュエーター４０側に組み込まれた雌型コネクタ４４と接続される構造を取っている。更にはアクチュエーター側の段差部４２、４３、これに対応する混成集積回路基板３０には凸部が形成され、支持基板３１には、凹み部が形成されている。
【００２１】
本発明の特徴は、アクチュエーター４０の凹み部４１に混成集積回路基板３０、支持基板３１が嵌合されている所にあり、従来例で用いたケース材が不要にできる点にその特徴を有する。また外部リード３６が凹み部４１の中で接続されるため、混成集積回路装置とアクチュエーターとの接続に必要とした配線が、従来例から比べれば大幅に短くすることができる、、またシール構造の採用により従来ケース材の中に注入していた樹脂を省略することができる。
【００２２】
このシール構造を図２に於いて２種類示した。つまり混成集積回路基板の両端に示した符号Ａ、Ｂは、それぞれの異なる構造であり、実際はどちらか一方が図１のシール３７の様に全周に渡り設けられる。先ずＡは、混成集積回路基板３０側に凹み部が設けられ、この中にシール材が埋め込まれている。一方これと対向するアクチュエーター４０の段差部４２には、凸部が設けられ、この凸部がシール材に食い込むようになっている。第２の段差には、ネジが内側に切られているメス型ネジ穴４５が形成され、これに対応する支持基板３１には、ネジが通る穴４６が形成されている。つまりこの穴４５、４６を介してネジ止めすると、この圧力により、段差４２に設けられた凸部がシール材に食い込み、その結果シールが実現できる構造となる。
【００２３】
続いてＢの構造を説明する。凹凸の関係がちょうど逆のものである。ここでは凸部が食い込む構造のものの他に、隙間にシール材が介在しているものを説明している。つまり混成集積回路基板側の凸部は、アクチュエーター側の凹み部に嵌合する構造で、その隙間に接着剤が入っている構造である。比較的粘度の低い樹脂が載せられ、穴４５、４６を介してネジ止めすると、凹凸が嵌合してゆき、その隙間に接着剤が残り完全にシールされるものである。
【００２４】
従ってこのシール構造により、ケース材が不要であり、ケース材の中に入る注入樹脂も不要となる。また外部リードが凹み部４１内で達成されるために、配線は、アクチュエーター４０の外部に延在されることが無く、ノイズの侵入等が防．止できる。また支持基板により混成集積回路基板全体を均等に押圧でき、基板歪みを発生させることもない。
【００２５】
続いて別の実施の形態について図３および図４を用いて説明する。先ず混成集積回路基板５０について説明する。前記実施の形態とほぼ同じであるのでここでは異なる部分のみを説明する。枠体５１はこの混成集積回路基板３０よりもそのサイズが小さく混成集積回路基板３０に実装された電子部品を収納する。そして枠体５１には収納された電子部品が顔を出す刳り貫き部を有し、混成集積回路基板を下層にして中央に実装し、この混成集積回路基板の周囲に非重畳領域を有する。従って混成集積回路基板には枠体５１が配置されるため、凹み部または凸部が形成されていない。リード５２から内側の混成集債回路基板が露出され、このリード５２から外側は、枠体と当接するために若干のスペースを有している。そして枠体５１の上にシール材５３が設けられている。
【００２６】
本発明の特徴は、シール構造にあり、枠体がアクチュエーター５４の凹み部５５に嵌合されるため、前記した実施の形態と同様にケース材が不要となる所にある。つまりアクチュエーター５４の段差部５６と枠休５１の周辺が嵌合している。またこの嵌合により、外部リード５２は、アクチュエーター５４の中に組み込まれている雌型のコネクタ５７と電気的に接続されている。更には、枠体の周辺には、凸部または凹み部のシール構造が採用されている。つまり図４には、Ａ、Ｂの２種類のシール構造が図示されており、先ずＡは、枠体５１側に凹み部が設けられ、この中にシール材が埋め込まれている。…方これと対向するアクチュエーター５４の段差部５６には、凸部が設けられ、この凸部がシール材に食い込むようになっている。またその外側に対応するアクチュエーター側には、ネジが内側に切られているメス型ネジ穴５６が形成され、これに対応する枠体には、ネジが通る穴５７が形成されている。つまりこの穴５８、５９を介してネジ止めすると、この圧力により、段差５６に設けられた凸部がシール材に食い込み、その結果シールが実現できる構造となる。
【００２７】
続いてＢの構造を説明する。凹凸の関係がちょうど逆のものである。ここでは凸部が食い込む構造のものの他に、隙間にシール材が介在しているものを説明している。つまり枠体側の凸部は、アクチュエーター側の凹み部に嵌合する構造で、その隙間にどちらかというと接着剤が入っている構造である。比較的粘度の低い樹脂が載せられ、穴５８、５９を介してネジ止めすると、凹凸が嵌合してゆき、その隙間に接着剤が残り完全にシールされるものである。
【００２８】
従ってこのシール構造により、ケース材が不要であり、ケース材の巾に入る注入樹脂も不要となる。また外部リードが凹み部４１内で達成されるために、配線は、アクチュエーター４０の外部に延在されることが無く、ノイズの侵入等が防止できる。
また本構造は、枠体５１の採用により、混成集積回路基板５０とで構成される空間内に樹脂を注入できる構造が選択できる所に特徴を有する。説明した凹み部、凸部およびシール材でほぼシールは完全となるが、アクチュエーターが環境の劣悪な所（高温多湿の雰囲気）に配置され、混成集積回路基板に実装される素子の保護を更に強固にしたい場合、前記空間内に樹脂を注入しても良い。
【００２９】
また混成集積回路基板５０の上に、サイズの大きい基部枠体６１が配置されているので、下面に段差６０を有する。アクチュエーターに組み込んだ全体で見れば、この段差部６０が凹んでおり、見栄えや耐圧を考えて、斜線で示す基部枠体６１が枠体５１と一体または別体で設けられても良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る混戊集積回路装置によれば、アクチュエーターに混成集積回路基板を組み込み、アクチュエーター内で外部リードが接続されるので、ケース材が不要となり、駆動手段を駆動するための大電流用の配線は、従来のような長い引き回しを必要とせず、ノイズを拾うこともない。また大電流用の太い配線を本体に引き回す必要がないため、組立時の作業が簡略化できる。従ってコストを低減したアクチュエーターと一体の混成集積回路装置が実現できる。
【００３１】
第２に、アクチュエーターおよび混成集積回路基板に凹み部または凸部を設け、この間にシール材を介在させることにより、このシール構造を完全にすることが可能となる。特にネジ止めの圧力により凹凸部、この間のシール材は完全にシールされる。従って混成集積回路基板に実装される素子の保護のために樹脂を注入する作業を省略でき、プロセス工数の低減、コストの低減が実現できる。
【００３２】
第３に、枠体を混成集積回路基板の上に実装すれば、前述した効果の他に、樹脂注入の空間を設けることができる。従って、環境の劣悪な場合は、予防もかねて枠体と混成集積回路基板で成る空間に樹脂を注入でき、二重の封止構造を選択できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるハイブリッド基板と支持基板との関係を説明する斜視図である。
【図２】図１の混成集積回路装置をアクチュエーターに組み込む構造を説明する断面図である。
【図３】本発明に係わるハイブリッド基板と枠体との関係を説明する斜視図である。
【図４】図３の混成集積回路装置をアクチュエーターに組み込む構造を説明する断面図である。
【図５】従来例に係る混成集積回路裟置が実装された洗濯機の断面図である。
【図６】図５に実装される混成集積回路装置の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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