(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定回路を構成する回路基板と、該回路基板の上に実装される電子部品と、該回路基板が取り付けられる取付部と該回路基板から延びたワイヤが接合される突起部とを有する筐体と、から成る混成集積回路装置において、
前記突起部は、前記ワイヤの先端が接合される矩形状で切削により形成された平坦な接合面と、少なくともその一側縁に形成され該接合面に対して第１所定角度である３０度乃至６０度の俯角を成す第１傾斜面と、を有することを特徴とする混成集積回路装置。
【請求項２】
前記突起部は、さらに、前記一側縁に対向する他側縁に該接合面と第２所定角度を成す第２傾斜面を有する請求項１記載の混成集積回路装置。
【請求項３】
前記第１所定角度と前記第２所定角度とは等しく、前記突起部の接合面の延長線に対して鋭角を成す大きさである請求項１又は２記載の混成集積回路装置。
【請求項４】
所定回路を構成する回路基板と、該回路基板の上に実装される電子部品と、該回路基板が取り付けられる取付部と該回路基板から延びたワイヤが接合される突起部とを有する筐体と、から成る混成集積回路装置において、
前記突起部は、前記筐体と共に同時に一体的に形成されたものであり、前記ワイヤの先端が直接接合される輪郭が閉曲線から成り切削により形成された平坦な接合面を有することを特徴とする混成集積回路装置。
【請求項５】
前記閉曲線は円形状である請求項４記載の混成集積回路装置。
【請求項６】
前記突起部は、その円周縁に少なくとも半周に亘り形成され、前記接合面と所定角度を成す傾斜面を有する請求項５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、回路基板と、その上に実装された電子部品と、回路基板が接着等される筐体とを含む混成集積回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、混成集積回路（「ハイブリッドＩＣ」とも言う)は、一面に所定の回路パターンを持つ混成集積回路基板（以下、「回路基板」と言う）と、そのパターンに沿って実装されたトランジスタ等電子部品とで構成される。但し、回路基板は薄くて強度が不十分であるため、その強度を確保する等のため、金属製の筐体内に収納して混成集積回路装置として使用することがある。
【０００３】
即ち、図３に示すように、回路基板５１と電子部品５２とからなる混成集積回路５０を、アルミニウム合金等の金属から成り底壁５５ａと側壁５５ｂとを有する容器状の筐体５５に収納し、接着剤等により取付面５５ｃに接着する。この場合、ノイズの除去等のため、混成集積回路５０を筐体５５に対してグランド（接地)する。接地のためには回路基板５１のパッド５３から延びたアルミニウム製のワイヤの６０の先端を筐体５５の底壁５５ａに形成された突起部５７に接合（ボンディング）する。
【０００４】
筐体５５がアルミニウム合金のダイカストから成る場合、従来は、ワイヤ６０の先端を直接突起部５７にボンディングすることは困難であった。ボンディングのためにはワイヤ６０の先端と突起部５７との間の接合部に熱エネルギを加えて溶解することが必要である。しかるに、アルミニウムには融点を下げる等のために１２重量％前後のシリコンが加えられ、そのために筐体５５の硬度が上昇して溶解し難いからである。
【０００５】
これを考慮して、従来の第１のボンディング方法では、アルミニウム合金（シリコン入りアルミニウム）製の筐体の表面にニッケルのめっき層を形成した後、純粋なアルミニウム製のパッドをはんだ付けしていた。また、第２のボンディング方法では、アルミニウム合金製の筐体の表面に純粋なアルミニウムを溶解することによりバンプを形成していた。何れのボンディング方法でも、その後、アルミニウムから成り混成集積回路から延びるワイヤの先端をパッド又はバンプ即ち突起部に接合して、混成集積回路を接地していた。
【０００６】
しかし、近年、ボンディング技術進歩及び生産設備の性能の向上により、ワイヤを直接突起部にボンディングすることが可能になった。つまり、筐体もワイヤもアルミニウム製の場合、ワイヤの先端を所定の加圧力で突起部に押し付け、超音波を当てつつ一定時間一定の振幅で突起部の表面と平行に振動させる。すると、ワイヤの先端が溶融して突起部にボンディングされる。しかし、従来のボンディング方法では時間の経過に関係なく振幅を一定にしていたので、良好なボンディング強度が得られ難かった。その後の研究により、ワイヤの先端の振幅をボンディングの初期から中期にかけて漸増させた方が大きなボンディング強度が得られることがわかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
但し、ワイヤの先端を直接突起部にボンディングする場合、突起部の表面即ちワイヤの接合面が平坦で異物が付着していないことが重要である。さもないと突起部上で振動させる際にワイヤが切断、破損等する虞れがある。しかるに、筐体をアルミニウム合金のダイカスト鋳造により製造する場合、離型の容易化のために金型に塗布した離型剤が、鋳造された筐体の突起部の表面に付着して凹凸を形成することがある。また、鋳造された筐体の粗面をエアーブラスト処理等するとき飛散した粉塵等が突起部の表面に付着して凹凸を形成することがある。これらは何れも、突起部の表面の平坦度、清浄度を低下させ、ボンディングの信頼性を損ねる。
【０００８】
そこで、筐体をダイカスト鋳造等した後、図４（ａ）（ｂ）及び（ｃ）に示すように平面フライス盤の回転するフライス６５を横断面矩形状の突起部６６の上面６６ａと平行にかつ一側面側６６ｂから他側面側６６ｃに向かって移動させ、突起部６６の表層部６７を切削除去する。しかし、この場合は図４（ａ）及び（ｃ）に示すように、切削の最終段階で残る未切削部分６８は、根元部６８ａの剛性が大きく先端部６８ｂの剛性が小さいので、フライス６５の切刃６５ａが回転しつつ前進するにつれて、先端部６８ｂが根元部６８ａの周りに切刃６５ａの前進方向に折れ曲がる。その結果、表層部６７の切削により形成される接合面６７ａの延長線上に延びるかえり（バリ）６９が形成されることがある。このかえり６９は接合面６７ａの平坦度及び清浄度を損ね、ワイヤ６０（図３参照）の接合面６７ａへの直接ボンディングを困難にするのみならず、かえり６９を除去するために余計な作業が必要となる。
【０００９】
また、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、フライス６５を横断面矩形状の突起部７１の上面７１ａと平行にかつ一隅部７１ｂから他隅部７１ｃに向かって対角線方向に移動させて表層部７２を切削除去して接合面７２ａを形成することもある。しかし、この場合は、図５（ａ）に示すように、切削の最終段階まで残る未切削部分７３に、フライス６５の切刃６５ａから円周方向及び対角線方向（フライスの前進方向）の力が集中的に加わり、この未切削部分７３にチッピング（欠け）が生じることがある。欠けも接合面７２ａの平坦度及び清浄度を損ね、ワイヤ６０（図３参照）の接合面７２ａへの直接ボンディングを困難にする。
【００１０】
本発明は上記従来技術を考慮してなされたもので、回路基板及び該回路基板上に実装された電子部品を含む混成集積回路と、該集積回路が取り付けられる取付部及び該混成集積回路から延びたワイヤが接合される突起部を含む筐体とから成り、ワイヤの先端を突起部の接合面に容易かつ確実にボンディングすることができる混成集積回路装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は、回転するフライスを前進させて突起部の表層部を切削除去する際にフライスの切刃から突起部に加わる力と、突起部の横断面形状との関係に注目して、本発明を完成した。
【００１２】
即ち、本願の第１発明では、所定回路を構成する回路基板と、回路基板の上に実装される電子部品と、回路基板が取り付けられる取付部と回路基板から延びたワイヤが接合される突起部とを有する筐体と、から成る混成集積回路装置において、突起部は、ワイヤの先端が接合される矩形状で切削により形成された平坦な接合面と、少なくともその一側縁に形成され該接合面に対して第１所定角度である３０度乃至６０度の俯角を成す第１傾斜面と、を有することを特徴とする。
【００１３】
一方、本願の第２発明では、上記第１発明と同様の混成集積回路装置において、突起部は、筐体と共に同時に一体的に形成されたものであり、前記ワイヤの先端が直接接合される輪郭が閉曲線から成り切削により形成された平坦な接合面を有することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態は以下の通りである。
＜混成集積回路＞
混成集積回路は、所定回路を構成する回路基板と、該回路基板の上に実装される電子部品とから成る。回路基板及び電子部品の種類や細部構造は特に限定されず、汎用のものを使用することができる。電子部品とはダイオード、トランジスタ及びコンデンサ等である。
＜筐体＞
筐体は、少なくとも回路基板が取り付けられる取付部と、回路基板から延びたワイヤが接合される突起部とを有すれば良く、材質や細部構造は特に限定されない。筐体は、全体がアルミニウム合金等の金属から成っても良いし、回路基板との接合部は金属からなりその他の部分は樹脂等から成っても良い。
＜突起部＞
本発明では、突起部の横断面形状は二つに大別される。第１の横断面形状は矩形状であり、第２の横断面形状は閉曲線形状である。
【００１５】
矩形状とは正方形や長方形であり、この場合は突起部の一側縁のみ、又は対向する一対の側縁に、矩形状で平坦な接合面と所定角度を成す一つの又は一対の傾斜面を有する。一つ又は一対の傾斜面は、突起部の一側縁又は一対の側縁に形成した面取り部を利用して突起部の表層部をフライスにより切削除去したとき、面取り部の残部により区画されたものである。一対の傾斜面の傾斜面の傾斜方向の長さや角度は同じでも良いし、異なっても良い。接合面の延長線に対する一つ又は一対の傾斜面の傾斜角度は３０度から６０度（側面が接合面と直角の場合、側面の延長線に対して６０度から３０度）である。
なお、突起部は筺体と同時に一体的に形成されたもので、突起部だけが後から形成されたものではない。従って、突起部は筺体と同じ材質を持ち、筺体と同質で連続している。
【００１６】
一方、閉曲線とは円形状や楕円形状であり、この場合突起部は円形状又は楕円形状等の周縁を持つ。円形状等の周縁は平坦な接合面と所定角度を成す傾斜面を有することは不可欠ではない。但し、必要に応じて傾斜面を有することもでき、その場合の傾斜面は周縁の全周に亘って有することもできるし、半周のみに有することもできる。傾斜面の角度は、上述した矩形状の場合と同様にすることができる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面を基にして説明する。
＜第１実施例＞
図１（ａ）（ｂ）及び（ｃ）に本発明の第１実施例を示す。図１（ａ）（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ上記第１従来例の図４（ａ）（ｂ）及び（ｃ）に対応する。その他の部分の構成は第１従来例と同じであるので、図示及び説明は割愛する。
【００１８】
図３で説明したように、筐体５５は、シリコンを１２重量％含むアルミニウム合金をダイカスト鋳造することにより製造され、底壁部５５ａと、側壁部５５ｂとを有する。底壁部５５ａ上の取付面５５ｃの両側にはそれぞれ接地用の突起部１０が形成されている。なお、底壁部５５ａ及び側壁部５５ｂにはその他にも種々の接合部が形成されているが、本発明には直接関係ないので、図示及び説明は割愛する。
【００１９】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、突起部１０は全体として直方体状を有し、幅（図１（ａ）の左右方向寸法）は約４ｍｍ、長さ（図１（ｂ）の上下方向寸法）は約４ｍｍ、高さは約４ｍｍである。
【００２０】
詳述すると、図１（ａ）において、突起部１０は接合面１１、一側面１２及び他側面１３により区画される。一側面１２及び他側面１３は底壁部５５ａの底壁面５５ｄに対してほぼ直角を成し、よって幅はほぼ一定である。一側面１２及び他側面１３の上端縁即ち接合面１１の側縁には該一側面１２及び他側面１３に対してほぼ４５度をなす一辺が０．２から０．３ｍｍの傾斜面１５が全長さにわたって形成されている。なお、図１（ｂ）に示すように、突起部１０の長さは全高さにわたって一定である。
【００２１】
この突起部１０の接合面１１及び傾斜面１５は、以下の方法により形成された。シリコンを１２重量％含むアルミニウム合金をダイカスト鋳造して得た筐体５５には、最終的に必要とされる高さｈよりも少し高い高さｈ’の突起部１０が形成され、上面１７と側面１２及び１３とが交差する部分（肩部）には最終的に残される幅ｗよりも少し広い幅ｗ’（一辺が約０．５ｍｍ）の面取り部１８が形成されている。次に、フライス盤のフライス６５の切刃６５ａの下端縁６５ｂを一側面１２側の面取り部１８の高さ方向中央部に当てて、他側面１３に向かって上面１７と平行に移動させる。これにより突起部１０の表層部２１が切削除去され、矩形状で平坦な接合面１１が形成される。
【００２２】
表層部１９の切削除去時、他側面１３と接合面１１との間の境界にはかえりバリは形成されない。その理由は、図１（ｃ）に示すように、面取り部１８を形成したことにより、最後に残る未切削部分２１ａは根元部から先端部にかけて幅が漸減した断面三角形を持つことによる。即ち、断面三角形を持つ結果、未切削部分２１ａの剛性が高さ方向全体に亘ってほぼ均一となり、回転しつつ前進するフライス６５の切刃６５ａにより一気に切削されることとなる。
＜第２実施例＞
図２（ａ）及び（ｂ）に本発明の第２実施例を示す。図２（ａ）は図５（ａ）、図２（ｂ）は図５（ｂ）にそれぞれ対応する。
【００２３】
第２実施例では、筐体５５の突起部３０が円柱形状を持ち、周縁に角部は存在しない。即ち、突起部３０は、直径約４ｍｍで円形の接合面３１に全高さに亘って外径が一定の円筒状の外周面３２とより区画される。突起部３０は、アルミニウム合金をダイカスト鋳造された時点では、最終的に必要とされる高さｈよりも少し高い高さｈ’を持つ。
【００２４】
表層部３３を切削除去する場合、突起部３０の直径よりも大きな直径を持つフライス６５を、突起部３０の上面３４と平行に直径方向に沿って移動させる。この場合、フライス６５はどの方向に移動させても切削の事情は同じであるが、対比を容易にするために、図５の従来例と同様の方向に移動させる場合について説明する。
【００２５】
回転するフライス６５の前進につれて突起部３０の表層部３３が所定厚さ分切削除去される。ここで、図２（ｂ）に示す切削の最終段階におけるフライス６５と突起部３０の未切削部分３３ａとの関係に注目されたい。突起部３０には、この時点でもフライス６５の回転方向に長く延びる三日月形状の未切削部分３３ａが残っている。よって、切削の最終段階でフライス６５から未切削部分３３ａに加わる半径方向外向及び円周方向の力はその広い面積３３ｂ上で分散され、特定部分のみに集中的に加わることがない。その結果、未切削部分３３ａは一部のみが欠けることはなく全体が一気に切削除去される。こうして、平坦で清浄な円形状の接合面３１が形成される。
【００２６】
なお、上面３４と円周面３２との境界には面取り部３６を形成し、該面取り部３６を利用して表層部を切削除去することもできる。この場合、突起部３０は上記第１実施例で説明したような傾斜面を持つことになる。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明は、回路基板、電子部品及び筐体から成る混成集積回路装置において、筐体の突起部は少なくともその一側縁に傾斜面を有する。この傾斜面は、予め形成された面取り部を利用して表層部を削除去した後に残るものである。突起部をこのような形状にすることにより、表層部の最終切削時にかえりバリが形成されない、清浄なワイヤの接合面を形成することができる。本発明はまた、突起部は、閉曲線から成り平坦な接合面を有する。突起部の形状をこのようにすることにより、表層部の最終切削除去時にも未切削部分の一部のみが欠けることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例を示し、（ａ）は要部正面断面図、（ｂ）は要部平面図、（ｃ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図２】  本発明の第２実施例を示し、（ａ）は要部正面断面図、（ｂ）は要部平面図である。
【図３】  一般的な混成集積回路装置を示す正面断面図である。
【図４】  第１従来例を示し、（ａ）は要部正面断面図、（ｂ）は要部平面図、（ｃ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図５】  第２従来例を示し、（ａ）は要部正面断面図、（ｂ）は要部平面図である。
【符号の説明】
１０：突起部                      １１：接合面
１２、１３：側面                  １５：傾斜面
１８：面取り部                    ２１：表層部
３０：突起部                      ３１：接合面
３２：円周面                      ３３：表層部
５０：混成集積回路                ５１：回路基板
５２：電子部品                    ５５：筐体
６０：ワイヤ                      ６５：フライス
【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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