JPH0748538B2

JPH0748538B2 - 混成集積回路装置

Info

Publication number: JPH0748538B2
Application number: JP1677690A
Authority: JP
Inventors: 克実大川; 明風見; 永清水; 修中本; 浩二長浜; 保広小池; 正雄金子; 聖和上野; 保雄斉藤
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-01-26
Filing date: 1990-01-26
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2010-05-24
Also published as: JPH03222353A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は集積回路基板にチップ型のEPROM内蔵マイクロ
コンピュータを実装してなるEPROM内蔵型マイクロコン
ピュータ搭載の混成集積回路装置に関する。

（ロ）従来の技術紫外線を照射することによって既に書込まれた記憶情報
を消去し、再書込みが可能な紫外線照射窓を有するEPRO
M内蔵のマイクロコンピュータ素子は各種電子機器に好
んで用いられている。このEPROM内蔵マイクロコンピュ
ータは、制御用あるいは駆動用集積回路と共に現在、そ
の殆んどがプリント配線板に実装されている。各種電子
機器で小型軽量化が要求される機器は、チップ・オン・
ボードと称される技法によってプリント配線板に半導体
集積回路（IC）チップが直接搭載され、所要の配線が施
された後この配線部分を含んで前記ICチップが合成樹脂
によって被覆され、極めて小型軽量化が達成されてい
る。

斯る従来のEPROM内蔵マイクロコンピュータの実装構造
を第12図に従って説明すると、第12図は従来のEPROM内
蔵マイクロコンピュータの一部断面を有する斜視図であ
って、主表面上に導電性配線パターン（41）が形成され
たガラス・エポキシ樹脂などから構成された絶縁性基板
（42）のスルーホール（43）にサーディップ型パッケー
ジに組込まれたEPROM内蔵マイクロコンピュータ（44）
が搭載されている。このEPROM内蔵マイクロコンピュー
タ（44）はヘッダー（45）およびキャップ（46）を有
し、前記ヘッダー（45）はセラミック基材（47）に外部
導出リード（48）か低融点ガラス材で接着されている。
またこのヘッダー（45）はガラスに金粉が多量に混入し
たいわゆる金ペーストを焼結した素子搭載部（50）が前
記低融点ガラス材上あるいはセラミック基材（47）上に
接着されており、この素子搭載部（50）にEPROM内蔵マ
イクロコンピュータチップ（51）が装着され、このチッ
プ（51）の電極と前記外部導出リード（48）とが金属細
線（52）によって接続されている。このキャップ（46）
は低融点ガラスによってヘッダー（45）に配置されたEP
ROM内蔵マイクロコンピュータチップ（51）を密封して
いる。この様にEPROM内蔵マイクロコンピュータチップ
（51）を密封したEPROM内蔵マイクロコンピュータ（4
4）は、前記絶縁性基板（42）のスルーホール（43）に
外部導出リード（48）を挿通させ半田によって固定され
る。このスルーホール（43）は導電性配線パターン（4
1）によって所要の配線引回しが施され、前記絶縁性基
板の端部に設けられた雄型コネクタ端子部（55）から図
示しない雌型コネクタと接続される。

さて、斯る従来のEPROM内蔵マイクロコンピュータ素子
の実装構造は、EPROM内蔵マイクロコンピュータチップ
（51）に比べパッケージ外形が極めて大きく、平面占有
率もさることながら三次元、つまり高さもチップの高さ
の数倍となり、薄型化に極めて不利である。更にスルー
ホール（43）に外部導出リードを挿通した後、半田など
で固定する必要も生ずる。更に特筆すべき大きな欠点
は、絶縁性基板への実装に先立ってEPROM内蔵マイクロ
コンピュータ素子を一旦パッケージに組立てることであ
る。

ここではサーディップパッケージタイプのEPROM内蔵マ
イクロコンピュータ素子について述べたが樹脂封止型パ
ッケージについても上述した問題は発生する。

斯る問題を解決するために第13図に示した実装構造は既
に使用されている。

以下に第13図に示したEPROM内蔵マイクロコンピュータ
実装構造について説明する。

主表面（60a）に導電性配線パターン（60b）が形成され
たガラス・エポキシ樹脂板などの絶縁性基板（60）上に
は、EPROM内蔵マイクロコンピュータチップ（61）を載
置するチップ搭載エリア（60c）を有し、前記配線パタ
ーン（60b）は、このエリア近傍から主表面（60a）上を
引回されて図示しない雄型コネクタ端子部に接続されて
いる。前記エリア（60c）には、EPROM内蔵マイクロコン
ピュータチップ（61）が搭載され、このチップ（61）の
表面電極と前記配線パターン（60b）とが金属細線（6
2）により接続されている。勿論金属細線（62）の１本
は前記チップ（61）のサブストレートと接続する為に、
このチップ（61）が搭載された配線パターン（60b）と
ワイヤリングされている。

上述した様にEPROM内蔵マイクロコンピュータチップを
直接基板上に搭載することが既に周知技術として知られ
ている。

（ハ）発明が解決しようとする課題第13図で示したEPROM内蔵マイクロコンピュータ実装構
造ではEPROM内蔵マイクロコンピュータのチップをプリ
ント基板上にダイボンディッグしているため、小型化と
なることはいうまでもない。しかしながら、ここでいう
小型化はあくまでEPROM内蔵マイクロコンピュータ自体
の小型化である。即ち、第13図からは明らかにされてい
ないがEPROM内蔵マイクロコンピュータの周辺に固着さ
れているその周辺回路素子はディスクリート等の電子部
品で構成されているために、EPROM内蔵マイクロコンピ
ュータを搭載したプリント基板用の集積回路としてのシ
ステム全体を見た場合何んら小型化とはならず従来通り
プリント基板の大型化、即ちシステム全体が大型化にな
る問題がある。

また、第12図に示した実装構造においても第13図と同様
にEPROM内蔵マイクロコンピュータの周辺の回路、即ちL
SI,IC等の回路素子がディスクリート等の電子部品で構
成されているため、プリント基板の大型化、即ちシステ
ム全体が大型化となりユーザが要求される軽薄短小のEP
ROM内蔵マイクロコンピュータ搭載の集積回路を提供す
ることができない大きな問題がある。

更に第12図および第13図で示したEPROM内蔵マイクロコ
ンピュータ実装構造では、上述した様にシステム全体が
大型化になると共にEPROM内蔵マイクロコンピュータお
よびその周辺の回路素子を互いに接続する導電パターン
が露出されているため信頼性が低下する問題がある。

更に第12図および第13図で示したEPROM内蔵マイクロコ
ンピュータ実装構造ではEPROM内蔵マイクロコンピュー
タと、その周辺のIC,LSI等の回路素子が露出されている
ため、基板上面に凹凸が生じて取扱いにくい作業性が低
下する問題がある。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は上述した課題に鑑みて為されたものであり、基
板の外側に露出した主面の所望位置にヘッダーを設け、
そのヘッダー上にEPROM内蔵型マイクロコンピュータチ
ップを固着し、そのEPROM内蔵型マイクロコンピュータ
チップの電極と所望の導電路に接続された導出リードと
をボンディングワイヤで接続し、他の全ての回路素子を
基板とケース材とで形成された封止空間に封止する構造
を特徴とする。

従ってEPROM内蔵型マイクロコンピュータチップを搭載
した混成集積回路を極めて小型化に行える。

（ホ）作用この様に本発明に依れば、基板の外側に露出した主面の
所望位置にヘッダーを設け、そのヘッダー上にEPROM内
蔵型マイクロコンピュータチップを搭載し、そのEPROM
内蔵型マイクロコンピュータチップの電極と所望の導電
路と接続された導出リードとをボンディングワイヤで接
続しているため、隣接する導電路とワイヤ線で接続して
いるのでEPROM内蔵マイクロコンピュータチップの載置
位置を任意に設定でき、もっとも関連深い回路素子との
電気的接続を考慮して、効率良くEPROM内蔵マイクロコ
ンピュータともっとも関連深い回路素子とを接続するこ
とができ、信号線即ち導電路の引回し線を不要にするこ
とができる。

更にEPROM内蔵マイクロコンピュータの隣接する位置に
もっとも関連の深い周辺回路素子を配置でき、EPROM内
蔵マイクロコンピュータと周辺回路素子との間のデータ
のやりとりを行うデータ線を最短距離あるいは最小距離
で実現でき、データ線の引回しによる実装密度のロスを
最小限に抑制することになり、高密度の実装が行える。

更に本発明ではEPROM内蔵マイクロコンピュータチップ
以外の全ての素子がチップ状でケース材と基板で形成さ
れた封止空間内に収納されるため小型化でしかも取扱い
性の優れた混成集積回路装置を提供することができる。

（へ）実施例以下に第１図乃至第11図に示した実施例に基づいて本発
明の混成集積回路装置を詳細に説明する。

第１図および第２図には、本発明の一実施例の混成集積
回路装置（１）が示されている。この混成集積回路装置
（１）は独立した電子部品として用いられインバータエ
アコン等の幅広いインバータモータの分野で機能を独立
して有する集積回路として用いられる。

この混成集積回路装置（１）は第１図および第２図に示
す様に、集積回路基板（２）と、集積回路基板（２）の
外側に露出した主面の所望位置に設けられたヘッダー
（４）と、集積回路基板（２）上に形成された所望形状
の導電路（５）と、ヘッダー（４）上に搭載され且つ、
導電路（５）と接続されたEPROM内蔵マイクロコンピュ
ータチップ（６）（以下EPマイコンチップという）と、
EPマイコンチップ（６）から制御出力信号を供給され且
つ基板（２）上の導電路（５）と接続されたその周辺回
路素子（８）と、基板（２）に固着一体化され周端辺の
所定位置にくぼみ（３）が設けられたケース材（７）と
から構成されている。

集積回路基板（２）はセラミックス、ガラス・エポキシ
あるいは金属等の硬質基板が用いられ、本実施例では放
熱性および機械的強度に優れた金属基板を用いるものと
する。

金属基板としては例えば0.5〜1.0mm厚のアルミニウム基
板を用いる。その基板（２）の表面に第３図に示す如
く、周知の陽極酸化により酸化アルミニウム膜（９）
（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（10）
が貼着される。更に絶縁樹脂層（10）上には10〜70μ厚
の銅箔（11）が絶縁樹脂層（10）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。

基板（２）の一主面上に設けられた銅箔（11）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（11）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（11）の
エッチングを行い所望の導電路（５）が形成される。こ
こでスクリーン印刷による導電路（５）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までの極細導電路
（５）の形成が可能となる。

基板（２）上に形成された導電路（５）は図示されない
が、大信号用のパワー系の太い導電路と小信号用の細い
導電路が形成されている。

導電路（５）の所定位置にはEPマイコンチップ（６）と
そのEPマイコンチップからデータを供給される複数の回
路素子（８）が搭載されている。また基板（２）の一側
辺あるいは対向する側辺周端部に導電路（５）が延在さ
れ大信号用および小信号用の外部リード端子（12）（1
3）を固着するための複数のパッドが形成されている。
このパッドには外部リード端子（12）（13）が半田によ
って固着されている。

ところで基板（２）の所望位置にはEPマイコンチップ
（６）を塔載するためのヘッダー（４）を嵌合するため
の孔（5c）が形成されている。

EPマイコンチップ（６）は周知の如く、プログラムプロ
セッサ（CPU）を中心にプログラムメモリにRAM,EPROM、
周辺装置に入出力インターフェイスを組合せている素子
である。EPマイコンチップ（６）は市販されているもの
であり、ここではEPマイコンチップ（６）の説明を省略
する。

EPマイコンチップ（６）を基板上に塔載する場合、上述
した様にヘッダー（４）上に固着することで塔載され
る。更に詳述すると、そのヘッダー（４）は基板（２）
の外側に露出した主面の所望位置に設けられ、EPマイコ
ンチップ（６）の電極は導電路（５）に接続された導出
リード（5b）とボンディングワイヤで接続されている。

更に本実施例ではEPマイコンチップ（６）が固着される
ヘッダー（４）は基板（２）上に直接載置されず、ヘッ
ダー載置体（4a）を介して基板（２）上に塔載されてい
る。

ヘッダー載置体（4a）はセラミックス、ガラス・エポキ
シあるいは絶縁樹脂等の絶縁体によって第２図に示す如
く、凸型状に形成されている。ヘッダー（４）は凸型に
形成された載置体（4a）の底面部に金属層によって形成
されており、その金属層として例えば銅箔、金、銀等の
金属層が用いられる。また載置体（4a）には基板（２）
の一主面（内面側）上に形成された導電路（５）とEPマ
イコンチップ（６）との電極を接続するための金属製の
導出リード（5b）が内部に埋設する様にして一体化形成
されている。

斯るヘッダー載置体（4a）は基板（２）にあらかじめ設
けられていた孔（5c）に嵌合されて基板（２）と一体化
される。この結果、載置体（4a）上に形成されたヘッダ
ー（４）は基板（２）の外側に露出することになる。基
板（２）の孔（5c）と嵌合された載置体（4a）に埋設さ
れた導出リード（5b）の一端は基板（２）上に形成され
た導電路（５）と半田（あるいはワイヤ線）によって接
続され、その導出リード（5b）の他端はヘッダー（４）
上に固着されているEPマイコンチップ（６）の電極とボ
ンディングワイヤで接続されている。

更にヘッダー載置体（4a）の上面には、ヘッダー（４）
およびワイヤ線を取り囲む補助枠（4b）が載置体（4a）
と一体形成されている。補助枠（4b）で囲まれた空間に
は紫外線を透過する紫外線透過性樹脂が充填されヘッダ
ー（４）上に固着されたEPマイコンチップ（６）を被覆
保護する。EPマイコンチップ（６）上に直接被覆される
第１層目の樹脂はEPマイコンチップ（６）のデータを消
去する際に紫外線を透過する必要があるために紫外線透
過性樹脂（21a）が用いられる。紫外線透過性樹脂（21
a）は非芳香族系であれば限定されず、例えばメチル系
シリコンゴムあるいはシリコンゲルが用いられる。

本実施例では第１層目の樹脂層（21a）上に第２層目の
樹脂層（21b）が充填されている。第２層目の樹脂層は
第１層目とは異なりEPマイコンチップ（６）の誤消去を
防止するために紫外線を遮断する紫外線不透過性樹脂
（21b）が用いられる。この樹脂層（21b）は芳香環（ベ
ンゼン環）を含んだ樹脂であれば限定されず、例えばエ
ポキシ系あるいはポリイミド系の樹脂が用いられる。

一方、EPマイコンチップ（６）のプログラム・データを
選択して供給される周辺の回路素子（８）のIC、トラン
ジスタ、チップ抵抗およびチップコンデンサー等はチッ
プ部品で所望の導電路（５）上に半田付けあるいはAgペ
ースト等のろう材によって付着され、回路素子（８）は
近傍の導電路（５）にボンディング接続されている。更
に導電路（５）間にはスクリーン印刷によるカーボン抵
抗体あるいはニッケルメッキによるニッケルメッキ抵抗
体が抵抗素子として形成されている。

斯る基板（２）はケース材（７）と固着一体化される。

ケース材（７）は絶縁部材としての熱可塑性樹脂から形
成され、第２図に示す如く、基板（２）と固着した際空
間部が形成される様に箱状に形成されている。その箱状
のケース材（７）の周端部は基板（２）の略周端部に配
置されて接着性を有したシール材（Ｊシート：商品名）
によって基板（２）と強固に固着一体化される。この結
果、基板（２）とケース材（７）間に所定の封止空間部
（21′）が形成されることになる。

ところで、ヘッダー（４）が形成された載置体（4a）を
基板（２）に設けられた孔（4c）に嵌合させた際、基板
（２）の孔（4c）の周辺には導電部（５）の一端が延在
され、その導電路（５）と載置体（4a）の導出リード
（5b）とが半田等によって接続される。導出リード（5
b）と接続された導電路（５）の他端の一部はもっとも
関連深い回路素子（８）の近傍に延在されチップ状の回
路素子とボンディングワイヤで電気的に接続されてい
る。

ここでEPマイコンチップ（６）とそのEPマイコンチップ
（６）ともっとも関連深い回路素子（８）との位置関係
について述べる。EPマイコンチップ（６）がヘッダー
（４）を介して載置された載置体（4a）ともっとも関連
深い回路素子（８）とは、多数本の導電路（５）を介し
て接続されるため、その導電路（５）の引回しを短くす
るためにEPマイコンチップ（６）を搭載するヘッダー
（４）、即ち、ヘッダー載置体（4a）ともっとも関連深
い回路素子（８）とは夫々、隣接する位置かあるいはで
きるだけ近傍に位置する様に配置される。従ってEPマイ
コンチップ（６）ともっとも関連深い回路素子（８）と
の導電路（５）の引回しは最短距離で形成でき基板上の
実装面積を有効に使用することができる。EPマイコンチ
ップ（６）を搭載するヘッダー（４）が載置された載置
体（4a）とその近傍あるいは隣接した位置に配置された
チップ状の回路素子（８）は、その近傍に延在された導
電路（５）先端部とワイヤ線によってボンディング接続
されEPマイコンチップ（６）と電気的に接続される。

ところで、EPマイコンチップ（６）は基板（２）の外側
に露出した主面に設けられたヘッダー（４）を介して搭
載されているので、EPマイコンチップ（６）だけが基板
外に搭載されることになり、EPマイコンチップ（６）以
外の全ての周辺回路素子（８）は基板（２）とケース材
（７）とで形成されている封止空間部（21′）内に配置
されることになる。

上述の如く、EPマイコンチップ（６）と接続されるもっ
とも関連深い回路素子（８）およびその他の周辺の回路
素子（８）は基板（２）とケース材（７）で形成された
封止空間部（21′）に配置する様に設定されている。更
に述べると、チップ状の電子部品および印刷抵抗、メッ
キ抵抗等の抵抗素子の全ての素子が封止空間部（21′）
内に設けられている。

本実施例でEPマイコンチップ（６）のデータ消去を行う
場合は紫外線不透過性樹脂（21b）を剥離して紫外線を
照射し、再書込みをする場合はEPマイコンチップ（６）
上の紫外線透過性樹脂（21a）も剥してボンディングさ
れている近傍の導出リード（5b）にブローブ等の端子を
当接させ、書込み装置よりデータを書込む。このろき、
紫外線透過性樹脂（21a）を剥す場合、樹脂（21a）はあ
まり接着力が強くないためにワイヤ線が切断することは
ない。

以下に本発明を用いたモータ駆動用のインバータの混成
集積回路装置の具体例を示す。

モータ駆動用インバータとは、一般的に直流電源から任
意の交流電源を作り、例えば三相モータの回転数を任意
にコントロールするものである。即ち、商用交流電源を
整流回路を用いて整流した直流電源を電源として用い
る。その入力直流電源をインバータ主回路と呼び、三相
ブリッジ構成されたスイッチ素子を用いて所定のコント
ロール信号のもとでチョッピングして疑似交流を負荷に
出力する。コントロール信号を変化させることにより出
力交流の電圧、周波数を可変にすることができモータの
回転数やトルクを可変に調整することができる。

第５図に示したブロック図に基づいてモータ駆動用イン
バータを簡単に説明する。

第５図は集積回路基板（２）上にモータ駆動用インバー
タを搭載したときのブロック図である。

モータ駆動用インバータは、交流電源を入力し直流に変
換する整流回路（21）と、その整流回路（21）から出力
された直流電源を所定の間隔でチョッピングして負荷
（モータ）に疑似交流を供給するインバータ主回路（2
2）と、インバータ主回路（22）を所定間隔でチョッピ
ングさせる出力信号および他の装置の動作を行わせる出
力信号を供給するEPROM内蔵マイクロコンピュータ
（６）（以下EPマイコンチップと称する）と、EPマイコ
ンチップ（６）から出力された出力信号を所望に増幅さ
せるバッファ（23）と、バッファ（23）により増幅され
た信号を電位の異なるベースアンプ（25）に伝達する第
１のインターフェイス（24）と、第１のインターフェイ
ス（24）から伝達された信号をインバータ主回路（22）
に増幅して供給するベースアンプ（25）と、整流回路
（21）からインバータ主回路（22）に供給される電流を
検出すると共にインバータ主回路（22）の発熱を検出し
て第１のインターフェイス（24）を介してEPマイコンチ
ップ（６）に所定の信号をフィードバックさせてインバ
ータ主回路（22）および周辺回路を保護する保護回路
（26）と、EPマイコンチップ（６）に電位の異なる信号
を入出力する第２のインターフェイス（27）と、EPマイ
コンチップ（６）から出力される出力信号を外部装置に
供給するために増幅させる出力バッファ（28）とから構
成されている。以下に上述した各構成について簡単に説
明する。

先ず整流回路は周知のダイオードのブリッジ回路で構成
され、商用交流を直流に順変換するものである。本実施
例において、整流回路は基板上にチップ部品で構成され
ているが、整流回路のみを外付によって構成する場合も
使用目的によって発生するが本発明には何んら支障はな
い。

次にインバータ主回路（22）は第６図に示す如く、直列
接続された２個のスイッチング素子（22a）（トランジ
スタ、MOSFET、IGBT等）を夫々並列接続（ブリッジ接
続）されている。本実施例においてはトランジスタ素子
を用いて説明するものとする。以下に説明をつづける。
インバータ主回路（22）の夫々のトランジスタのコレク
タ−エミッタ間にはフライホイル用のダイオードが接続
されると共に夫々の直列接続された各トランジスタ間と
負荷とを結ぶための出力端子（U,V,W）が設けられてい
る。また、（22b）は入力用の入力端子である。

次にEPマイコンチップ（６）は例えば、LM8051P（三洋
製）のICチップ化されたものが用いられている。

第７図はマイコンの基本構成を示すブロック図であり、
命令の取出しと実行を行うCPUと、所定のプログラム・
データが記憶されているメモリー部（4b）と外部装置と
のデータの入出力を行うためのI/Oポート部（4c）から
構成されている。EPマイコンチップ（６）自体には新規
なところがないため、ここでは詳細に説明しないものと
する。このEPマイコンチップ（６）によってインバータ
主回路（22）および所望の外部装置はコントロールされ
る。

次にバッファ（23）はLC4049B（三洋製）等のICチップ
化されたものが用いられる。このバッファ（23）はEPマ
イコンチップ（６）からの出力信号を所定に増幅させる
ものである。

次に第１のインターフェイス（24）は複数のフォトカプ
ラから構成され、例えば、PC817（シャープ製）等のIC
チップにより構成されている。第１のインターフェイス
（24）は上述した如く、バッファ（23）から出力された
出力信号を光でベースアンプ（25）に伝達させるもので
ある。

次にベースアンプ（25）は第８図に示す如く、第１のイ
ンターフェイス（24）から出力された信号が入力される
信号入力端子（25a）と、入力端子（25a）から入力され
た信号が供給されON,OFFされる第１および第３のトラン
ジスタ（Tr₁）（Tr₃）と、第３のトランジスタ（Tr₃）
のコレクタとそのベースが接続された第１のトランジス
タ（Tr₁）とマイナスライン間に接続された第２のトラ
ンジスタ（Tr₂）と、電源ライン間に接続された抵抗お
よびダイオードと、ダイオードと並列に接続されたコン
デンサーとから構成されている。また、第１および第２
のトランジスタ間とインバータ主回路の各トランジスタ
のベースとエミッタとを接続する出力端子（25b）が設
けられている。例えば、ベースアンプ（25）の信号入力
端子（25a）にON信号が入力されると第１のトランジス
タ（Tr₁）と第３のトランジスタ（Tr₃）がONし、第２の
トランジスタ（TR₂）がOFFする。すると、電源V_Dから第
１のトランジスタ（Tr₁）、制御抵抗R₁を介してインバ
ータ主回路（22）のベースに所望の電流が供給される。
また、信号OFF時には第１のトランジスタ（Tr₁）および
第３のトランジスタ（Tr₃）がOFFし、第２のトランジス
タ（Tr₂）をONさせる。そしてダイオードとコンデンサ
ーより作られた電源からインバータ主回路（22）のオフ
を早くさせるものである。

次に保護回路（26）は第９図に示す如く、インバータ主
回路（22）の近傍に設けられインバータ主回路（22）の
発熱による温度上昇を検出するダイオード等より構成さ
れる温度検出部（26a）と、整流回路（21）からインバ
ータ主回路（22）に供給される電流を検出する抵抗より
構成される電流検出部（26b）と、内部基準電圧を形成
する基準電圧部（26c）と、夫々の検出部（26a）（26
b）からの出力信号と基準電圧部（26c）から出力される
信号を比較する電圧比較部（26d）と、電圧比較部（26
d）からの信号をEPマイコンチップ（６）にフィードバ
ックさせる保護、制御信号出力部（26e）とから構成さ
れている。

次に第２のインターフェイス（27）は第１のインターフ
ェイス（24）と同様に複数個のフォトカプラから構成さ
れ、EPマイコンチップ（６）と入出力端子S₀，S₁から入
出力される信号をEPマイコンチップ（６）に伝達するも
のである。

最後に出力バッファ（28）はバッファ（23）と同様にLC
4049B（三洋製）等のICチップ化されたものが用いら
れ、EPマイコンチップ（６）からの信号を増幅し、出力
端子PO₀〜PO₉に信号を出力するものである。

以下にモータ駆動用インバータの動作について簡単に説
明する。

商用交流が端子（21X）から入力されると、上述した様
に整流回路（21）によって直流に変換される。その変換
された直流電流はインバータ主回路（22）に供給され
る。インバータ主回路（22）の出力端子（U,V,W）は負
荷（モータ）に接続され負荷に所望の電流を供給する。

入出力端子S₀，S₁、デジタル入力端子D₀〜D₅、アナログ
入力端子A₀〜A₈の各入力端子から所定の制御あるいは指
令信号が入力されるとEPマイコンチップ（６）はその入
力信号に基づいて動作する。即ち、入力信号に基づい
て、EPマイコンチップ（６）内に記憶されているメモリ
ー内のプログラム・データに基づいた所定の処理が実行
されるコントロール信号を出力する。そのコントロール
信号はバッファ（23）により増幅され第１のインターフ
ェイス（24）を介してベースアンプ（25）に供給され
る。

ベースアンプ（25）に供給された信号はインバータ主回
路（22）の各トランジスタ素子のベースに供給され、イ
ンバータ主回路（22）の各トランジスタ素子をON,OFFさ
せて直流をチョッピングして疑似交流を形成し、出力端
子（U,V,W）を介して負荷へ交流を供給させて負荷を所
定の回転数で回転させる。

即ち、EPマイコンチップ（６）内の所定のプログラム・
データに基づいてインバータ主回路（22）で直流をチョ
ッピングして交流に変換されている。また、ベースアン
プ（25）には別電源がV_D1〜V_D4端子を介して常時印加さ
れている。

上述したEPマイコンチップ（６）内のプログラム・デー
タを変換すると、即ち別のマイコンに変換すればそのEP
マイコンチップ内に内蔵されたプログラム・データに応
じた回転にコントロールすることができる。

出力端子PO₀〜PO₉から出力される信号はEPマイコンチッ
プ（６）に入力される入力指令に基づいてEPマイコンチ
ップ（６）が所定の信号処理を行った結果に基づいた信
号を出力する。出力端子PO₀〜PO₉から出力される出力信
号は外部の機器あるいは装置をコントロールする。例え
ばインバータエアコンであれば電磁リレー、冷媒調整す
る弁等を室内の温度変化に対応して所定にコントロール
する。

上述したインバータ動作を行っている際にはインバータ
システム、即ち、基板（２）上の温度は定格最大温度以
下になる様に設計されているが、システム自体を異常な
環境下（高温、高湿下）での使用、あるいは放熱が正常
に行われない場合にはインバータ主回路（22）や周辺の
温度が異常に上昇し、システムあるいはセットを破壊す
る恐れはあるが、本実施例では保護回路（26）の温度検
出部（26a）によって異常温度を検出してインバータの
動作を止めてインバータの発熱をおさえてセットあるい
はシステムを保護するものである。また、インバータ主
回路（22）には負荷が接続されているが、この負荷内部
の配線の異常による短絡、出力端子（U,V,W）の短絡、
あるいは外部ノイズによるEPマイコンチップ（６）の誤
動作でインバータ主回路（22）の直列された素子が同時
ONしたりすると異常な大電流がインバータ主回路（22）
に流れるが、この場合においても、保護回路（26）内の
電流検出部（26b）でその大電流を検出しただちに動作
を停止させて保護する。

上述した動作を行うことでモータ駆動用インバータの動
作が行われて負荷（モータ）の回転コントロールおよび
外部機器の動作を所定にコントロールして例えば、イン
バータエアコン等の制御を正常に動作させる。

第10図は第５図で示したモータ駆動用インバータ回路を
本実施例の基板（２）上に実装した場合を示す平面図で
あり、実装される各回路素子の符号は第５図のブロック
図で示した符号と同一にしてある。尚、複数の各回路素
子を接続する導電路は煩雑となるため矢印にて示すもの
とする。

第10図に示す如く、基板（２）の対向する周端部には外
部リード端子（12）（13）が固着される複数の固着用パ
ッド（3a）が設けられている。固着パッド（3a）から延
在され導電路（５）上所定位置には複数の回路素子およ
びEPマイコンチップ（６）が固着されている。ヘッダー
（４）の載置体（4a）が嵌合されている。即ち、斯る基
板（２）上にはEPマイコンチップ（６）以外の複数の回
路素子（８）が固着されており、（21）は整流回路、
（22）はインバータ主回路、（25）はベースアンプ、
（23）はバッファ、（24）は第１のインターフェイス、
（27）は第２のインターフェイス、（28）は出力バッフ
ァ、（26）は保護回路である。

第10図から明らかな如く、EPマイコンチップ（６）と一
番関連深い回路素子の近傍（ここではバッファ、出力バ
ッファ）に隣接する位置にEPマイコンチップ（６）が固
着される。ヘッダー（４）の載置体（4a）が配置されて
いる。また、一点鎖線で囲まれた領域は接着シートでケ
ース材（７）が固着される固着領域であること示す。

第11図は第10図で示した基板（２）上にケース材（７）
を固着したときのインバータ用の混成集積回路装置の完
成品の平面図であり、ケース材（７）からはEPマイコン
チップ（６）を搭載したヘッダー（４）のヘッダー載置
体（4a）と補助枠（4b）内に充填された第２の樹脂層
（21b）の上面のみが露出された状態となる。即ち、EP
マイコンチップ（６）以外の他の素子は全てケース材
（７）と基板（２）とで形成された封止空間部（21′）
内に封止される。

即ち、本実施例では第10図および第11図に示す如く、基
板（２）上にはインバータ制御に必要な全ての周辺回路
だけが形成されていることになる。

斯る本発明に依れば、基板（２）の外側に露出した主面
の所望位置にヘッダー（４）を設け、そのヘッダー
（４）上にEPマイコンチップ（６）を固着し、EPマイコ
ンチップ（６）の電極と導電路（５）に接続された導出
リード（5b）とをボンディングワイヤで接続し、基板
（２）とケース材（７）とで形成された封止空間部（2
1′）に他の回路素子（８）を固着することにより、混
成集積回路とEPマイコンチップ（６）との一体化した装
置が極めて小型化に行える大きな特徴を有する。

従ってEPマイコンチップ（６）を搭載したままの状態で
EPマイコンチップ（６）内のプログラム・データの消去
および書込みが可能となり、ユーザ側で専用のプログラ
ム・データを書込みすることができる。

（ト）発明の効果以上に詳述した如く、本発明に依れば、第１に基板
（２）の外側に露出した主面に設けたヘッダー（４）上
にEPマイコンチップ（６）を固着し、EPマイコンチップ
（６）の電極と導電路（５）と接続された導出リード
（5b）とをボンディングワイヤで接続しているので、EP
マイコンチップ（６）の載置位置を任意に選定できる利
点を有する。従ってEPマイコンチップ（６）の隣接する
位置にもっとも関連深い回路素子（８）を配置すること
ができ、その結果EPマイコンチップ（６）と回路素子と
のデータのやりとりを行うデータ線を最短距離あるいは
もっとも設計容易なレイアウトで実現でき、データ線の
引回しによる実装密度のロスを最小限に抑制できる。

第２に集積回路基板（２）上の組込むその周辺回路素子
の実装密度を向上することにより、従来必要とされたプ
リント基板を廃止でき、極めて小型化のEPマイコンチッ
プ（６）を内蔵する混成集積回路装置を実現できる。

第３に集積回路基板（２）として金属基板を用いること
により、その放熱効果をプリント基板に比べて大幅に向
上でき、より実装密度の向上に寄与できる。また導電路
（５）として銅箔（11）を用いることにより、導電路
（５）の抵抗値を導電ペーストより大幅に低減でき、実
装される回路をプリント基板と同等以上に拡張できる。

第４にEPマイコンチップ（６）と接続されるその周辺回
路素子（８）はケース材（７）と集積回路基板（２）と
で形成される封止空間部（21′）にダイ形状あるいはチ
ップ形状で組込まれるので、従来のプリント基板の様に
樹脂モールドしたものに比較して極めて占有面積が小さ
くなり、実装密度の大幅に向上できる利点を有する。

第５にケース材（７）と集積回路基板（２）の周端を実
質的に一致させることにより、集積回路基板（２）の略
全面を封止空間部（21′）として利用でき、実装密度の
向上と相まって極めてコンパクトな混成集積回路装置を
実現できる。

第６に集積回路基板（２）の一辺あるいは相対向する辺
から外部リード（12）（13）を導出でき、極めて多ピン
の混成集積回路装置を実現できる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例を示す斜視図、第２図は第１図のＩ−
Ｉ断面図、第３図は本実施例で用いる基板の断面図、第
４図は本実施例で用いたモータ駆動用インバータを示す
ブロック図、第５図は第４図で示したインバータの主回
路を示す回路図、第６図は第４図で示したインバータの
マイコンを示すブロック図、第７図は第４図で示したイ
ンバータのベースアンプを示す回路図、第８図は第４図
で示したインバータの保護回路を示すブロック図、第９
図は第４図で示したブロック図を基板上に実装したとき
の平面図、第10図は第９図に示した基板上にケース材を
固着したときの平面図、第11図および第12図は従来のマ
イコン実装構造を示す斜視図である。（１）…混成集積回路装置、（２）…集積回路基板、
（５）…導電路、（６）…EPマイコンチップ、（８）…
回路素子、（７）…ケース材、（21a）…紫外線透過性
樹脂、（21b）…紫外線不透過性樹脂、（４）…ヘッダ
ー、（4a）…ヘッダー載置体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中本修大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者長浜浩二大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者小池保広大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者金子正雄大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者上野聖和大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者斉藤保雄群馬県山田郡大間々町大間々414―１東京アイシー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】集積回路基板と、前記基板上に形成された所望のパターンを有する導電路
と、前記導電路に接続され且つ所望のプログラム・データを
内蔵したEPROM内蔵マイクロコンピュータチップと、前記EPROM内蔵マイクロコンピュータチップの前記デー
タが供給され且つ前記基板上の導電路と接続されたその
周辺回路素子と、前記基板に一体化されたケース材とを具備し、前記基板の外側に露出した主面の所望位置にヘッダーを
設け、前記ヘッダー上に前記マイクロコンピュータチッ
プを固着し、前記EPROM内蔵マイクロコンピュータチッ
プの電極と所望の前記導電路に接続された導出リードと
をボンディングワイヤで接続し前記基板と前記ケースで
形成された封止空間に前記周辺回路素子を配置したこと
を特徴とする混成集積回路装置。
【請求項２】前記集積回路基板として表面を絶縁した金
属基板を用いたことを特徴とする請求項１記載の混成集
積回路装置。
【請求項３】前記導電路として銅箔を用いたことを特徴
とする請求項１記載の混成集積回路装置。
【請求項４】前記ヘッダーを取り囲む補助枠を設け、前
記補助枠に紫外線を透過する樹脂を注入した封止樹脂層
で前記EPROM内蔵マイクロコンピュータチップを封止す
ることを特徴とする請求項１記載の混成集積回路装置。
【請求項５】前記ヘッダー内の封止樹脂層上に紫外線を
遮断するシール樹脂層を設けたことを特徴とする請求項
４記載の混成集積回路装置。
【請求項６】前記周辺回路素子としてチップ抵抗、チッ
プコンデンサーを用いていることを特徴とする請求項１
記載の混成集積回路装置。