JP2000340920A

JP2000340920A - 回路基板および集積回路装置

Info

Publication number: JP2000340920A
Application number: JP15097899A
Authority: JP
Inventors: Shinya Matsuno; 真也松野; Makoto Higashibetsupu; 誠東別府; Naotomo Sotoshiro; 直朋外城; Yuichi Hori; 雄一堀; Kazuo Ikuta; 和雄生田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2000-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】回路基板および集積回路装置の実装密度の向上
を図る。【解決手段】表面に半導体素子３等の電子部品が搭載さ
れる絶縁基板２と、絶縁基板２表面に搭載された半導体
素子３等の電子部品の一部または全部を覆い隠すように
絶縁基板２に固着された蓋部材４とを具備する回路基板
１の蓋部材４に電気二重層コンデンサを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、電子部品を搭載す
るための回路基板およびケース基体内に回路基板を収納
した集積回路装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、回路基板の典型的な一例である半導
体素子を収納する半導体パッケージの構造は、図５に示
すとおり、絶縁基板７１の表面に半導体素子７２が搭載
されており、半導体素子７２は絶縁基板７１と蓋体７３
とによって気密に封止されている。そして、半導体素子
７２はボンディングワイヤ７４または半導体素子７２の
下面の電極を介して絶縁基板７１内に形成される配線層
７５と電気的に接続され、さらに絶縁基板７１の裏面に
取着されたボール端子などの接続端子７８を介して外部
回路基板７６内の配線層７７と接続されるものである。

【０００３】また、メモリのバックアップ電源として使
用される従来の電気二重層コンデンサは、上記回路基板
の表面に前記リード端子を半田付け等により実装した
り、例えばボタン型の電気二重層コンデンサを上記回路
基板以外の部分に配設し、前記回路基板と電気的に接続
する方法が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記回
路基板の表面に実装された電気二重層コンデンサは、サ
イズが大きく電気二重層コンデンサを形成するための広
いスペースが必要であるために、他の電子部品の実装ス
ペースが狭くなったり、配線の実装密度を高めることが
できず、また、上記配線回路以外の部分に電気二重層コ
ンデンサを配設する方法では、配線の引き回しが必要で
あり、電気二重層コンデンサを収納するスペースを別途
設けなければならないという問題があった。また、いず
れの場合でも回路基板の実装密度を高めることができ
ず、装置自体が大型化するものであった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
について検討した結果、回路基板の蓋部材や気密封止の
ための蓋体や、あるいは回路基板を収納するケースに電
気二重層コンデンサを形成することによって省スペース
化が図られることを見いだした。

【０００６】すなわち、本発明の回路基板は、表面に電
子部品が搭載された絶縁基板と、前記絶縁基板表面に搭
載された電子部品の一部または全部を覆うように前記絶
縁基板に固着され、かつ電気二重層コンデンサを備えた
蓋部材を具備することを特徴とするものである。

【０００７】ここで、前記蓋部材によって前記電子部品
を気密に封止することも可能であり、また、前記電気二
重層コンデンサの厚さが２０ｍｍ以下であることが望ま
しいものである。

【０００８】また、本発明の集積回路装置は、開口部を
有するケース基体と、該ケース基体内に収納された回路
基板と、該ケース基体の開口部を封じるように該ケース
基体に固着された蓋体と、を具備し、前記ケース基体お
よび／または蓋体が電気二重層コンデンサを具備するこ
とを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の回路基板の一例である半
導体素子収納用パッケージについて、その概略断面図で
ある図１を基に説明する。

【００１０】図１の半導体素子収納用パッケージ１によ
れば、セラミックス、ガラス、有機樹脂のうちの少なく
とも１種を含有する絶縁基板２の表面には凹部が形成さ
れ、その凹部内には半導体素子３が実装されており、半
導体素子３は絶縁基板２の表面にメタライズまたはガラ
ス等を用いて接合された蓋部材４によって気密に封止さ
れている。また、絶縁基板２の表面および内部には配線
回路層５が被着形成され、半導体素子３とワイヤボンデ
ィング、リボン、バンプ等によって電気的に接続されて
いる。

【００１１】また、絶縁基板２の底面には、複数の接続
パッド６が設けられており、絶縁基板２の内部に形成さ
れた配線回路層５を経由して半導体素子３と電気的に接
続されている。

【００１２】接続パッド６は、タングステン、モリブデ
ン、銀、銅、白金、パラジウムのうちの少なくとも１種
を含有する導体によって形成されており、この接続パッ
ド６に取りつけられたボール端子７を介して外部回路基
板８表面に実装されている。

【００１３】本発明によれば、蓋部材４に電気二重層コ
ンデンサが形成されていることが大きな特徴であり、図
１によれば、蓋部材４が２層の分極性電極９、９間にセ
パレータ１０が配設され、その外周部に絶縁性のガスケ
ット１１が形成され、またその上下面に集電体１２、１
２が形成された電気二重層コンデンサとなっている。さ
らに、図１によれば、集電体１２、１２の上下面には絶
縁部材１３、１３が配設されている。

【００１４】分極性電極９は、例えば比表面積が１００
０〜３０００ｍ²／ｇの活性炭と有機バインダとを混合
し板状に成形した後、熱処理して前記有機バインダを炭
化した固形状活性炭質構造体に水系または有機溶剤系の
電解液を含浸したものが好適に用いられる。

【００１５】セパレータ１０は、パルプやポリエチレ
ン、ポリプロピレン等の有機フィルムまたはガラス繊
維、セラミックス等により構成され、分極性電極９，９
間を絶縁するために形成されるが、分極性電極９に含浸
される電解液中のイオンが透過できる多孔質体により構
成される。

【００１６】また、ガスケット１１は、分極性電極９に
含浸される電解液が外部へ漏れるのを防止するとともに
分極性電極９およびセパレータ１０を固定、保護する働
きをなすものであり、非導電性の材料、例えば、ポリプ
ロピレン、アクリル等のプラスチックや、ガラス、セラ
ミックス等により構成される。さらに、集電体１２は、
導電性のブチルゴムやアルミニウム板、アルミニウムの
プラズマ溶射等の金属により形成されており、分極性電
極９との間で電荷をやり取りすることができる。

【００１７】また、図１によれば、集電体１２のうちの
一方は絶縁基板２内に形成されたビアホールまたはキャ
スタレーション１５を介して、また集電体１２の他方は
ガスケット１１および絶縁基板２内に形成されたビアホ
ール導体またはキャスタレーション１６を介してそれぞ
れ半導体素子３に電気的に接続されており、半導体素子
３のバックアップ電源として機能する。なお、ビアホー
ルまたはキャスタレーション１６は絶縁層１７を介して
接続された集電体以外の集電体内を貫通する。この構成
によりパッケージ１の実装密度が向上し、パッケージの
小型化が可能となる。

【００１８】また、蓋部材４に形成された電気二重層コ
ンデンサを用いてバイパスコンデンサやデカップリング
コンデンサとして高周波信号のノイズを除去することも
できるが、蓋部材４の少なくとも一方の表面にセラミッ
クコンデンサ等からなるバイパスコンデンサやデカップ
リングコンデンサ等( 図示せず) を設け半導体素子３と
配線を介して電気的に接続することも可能である。これ
により配線の長さを短くすることができることから、配
線に発生するインダクタンス成分を低減することができ
有効に高周波ノイズを除去することができる。また、電
気二重層コンデンサの表面には他の電子部品を配設する
こともできパッケージの実装密度が向上する。

【００１９】さらに、配線基板の小型化の点では前記電
気二重層コンデンサの厚さが２０ｍｍ以下であることが
望ましい。また、分極性電極９は３枚以上であってもよ
い。

【００２０】図１では、蓋部材が半導体素子を気密に封
止するを有するものであったが、本発明はこれに限られ
るものではなく、絶縁基板表面に搭載された電子部品を
外部からの機械的な衝撃から保護するために設けられる
保護カバーとしての機能を有するものであってもよい。
そこで、本発明の回路基板の他の一例について、その
概略断面図を図２に示す。図２によれば、回路基板２０
は、セラミックス、ガラス、有機樹脂のうちの少なくと
も１種を含有する絶縁基板２１の表面に、例えば表面実
装タイプの半導体素子、コンデンサ、ダイオード、抵抗
体、共振器等の電子部品２２、２３が複数搭載されてお
り、また絶縁基板２１の内部にも導体パターン等により
形成されたコンデンサや共振器等の電子部品（図示せ
ず。）が配設されている。そして、電子部品２２、２３
等は絶縁基板２１の表面または内部に形成された導体配
線層２４と電気的に接続され、回路が形成されている。

【００２１】図２によれば、蓋部材２５が電子部品２
２、２３のうち一部の電子部品２２を覆い隠すように絶
縁基板２１の表面に固着され、蓋部材２５によって電子
部品２２が外部からの衝撃等から保護されているが、本
発明によればこの蓋部材２５に電気二重層コンデンサを
形成したことが大きな特徴である。

【００２２】図２によれば、蓋部材２５は断面がコの字
形状の電気二重層コンデンサからなるものであって絶縁
基板２１表面に固着されている。なお、断面がコの字形
状とは、縦および横断面がコの字形状であり、蓋部材２
５と絶縁基板２１によって内部が密閉されるもの、ある
いは縦断面または横断面のみがコの字形状であるものを
指す。

【００２３】電気二重層コンデンサの具体的な構成は、
その要部拡大図である図３に示すように断面がコの字形
状の２枚の分極性電極３０、３０間に断面がコの字形状
のセパレータ３１を配設し、分極性電極３０、３０のそ
れぞれの表面には断面がコの字形状の集電体３２、３２
が配設された積層体が形成されている。

【００２４】上記断面がコの字形状の分極性電極３０を
作製する方法は、例えば、活性炭と有機バインダとを混
合し、鋳込み成形等よって所望の形状に成形したり、ロ
ール成形によってシートを作製しコの字形に曲げること
によって所望の形状の成形体を得た後、熱処理して、さ
らに電解液を含浸することにより作製することができ
る。

【００２５】また、前記積層体と絶縁基板２１との間に
は絶縁性のガスケット３３が形成されコンデンサ内の電
解液が外部へ漏れるのを防止する働きをなす。なお、集
電体３２、３２の表面に絶縁部材３４、３４を設けるこ
ともできる。

【００２６】さらに、集電体３２、３２は、ガスケット
３３および絶縁基板２１の内部または表面に形成された
３５、３６を介して電子部品２２等と電気的に接続さ
れ、電子部品２２のバックアップ電源として機能するこ
とができる。

【００２７】なお、図１〜図３では、回路基板表面に形
成される蓋部材に電気二重層コンデンサを形成したもの
であったが、本発明はこれに限られるものではなく、回
路基板を内部に収納した集積回路装置のケース基体およ
び／または蓋体に電気二重層コンデンサを形成すること
もできる。

【００２８】そこで、図４に本発明の集積回路装置の一
例の概略断面図を示す。図４の集積回路装置４０によれ
ば、開口部を有するケース基体４１内に表面または表面
および内部に電子部品４２等を具備する集積回路を搭載
した回路基板４３が固着、収納されている。

【００２９】ケース基体４１は、基体４５と側枠体４６
とから構成されるものであり、基体４５および側枠体４
６は、アルミニウム、銅、ステンレス等の金属、ガラ
ス、樹脂等により構成されるが、回路基板４３が発生す
る熱を冷却するために熱伝導率の高い材料により構成さ
れることが望ましい。

【００３０】また、ケース基体４１の開口部は蓋体４４
によって覆われており、ケース基体４１と蓋体４４とは
接着、固定されている。さらに、ケース基体４１内部に
は熱硬化性樹脂にて樹脂モールド４７が充填されてい
る。さらにまた、電子部品４２の信号の入出力は、配線
層４８および側枠体４６の一部に設けられたターミナル
端子４９を経由して外部回路（図示せず）と接続され
る。

【００３１】本発明によれば、ケース基体４１および／
または蓋体４４に電気二重層コンデンサを形成したこと
が大きな特徴であり、図４では蓋体４４に電気二重層コ
ンデンサが形成されている。具体的には、蓋体４４が２
層の活性炭を含有する分極性電極５０、５０間にセパレ
ータ５１が配設された積層体の外周部に絶縁性のガスケ
ット５２が形成され、またその上下面に集電体５３、５
３が形成された電気二重層コンデンサとなっている。さ
らに、図４によれば、集電体５３、５３の上下面には絶
縁部材５４、５４が配設されている。

【００３２】また、図４によれば、集電体５３のうちの
一方はケース基体４１の側枠体４６の内部または側壁に
絶縁されたビアホールまたはキャスタレーション５５を
介して、また集電体５３の他方はガスケット５２および
ケース基体の側壁に形成されたビアホール導体またはキ
ャスタレーション５６を介してそれぞれ回路基板４３上
に搭載される電子部品４２と電気的に接続されており、
電子部品４２のバックアップ電源として機能する。この
構成により集積回路装置４０の実装密度が向上し、装置
の小型化が可能となる。

【００３３】なお、図４では電気二重層コンデンサを蓋
体４４に形成したものであったが、本発明はこれに限ら
れるものではなく、ケース基体４１内に電気二重層コン
デンサを設けたものであってもよい。この場合、電気二
重層コンデンサが正常に動作するためにはケース基体４
１の温度が８５℃以下であることが望ましい。

【００３４】また、装置の小型化の点では前記電気二重
層コンデンサの厚さが２０ｍｍ以下であることが望まし
い。

【００３５】なお、図１〜４における分極性電極９、３
０、５０は３枚以上、セパレータ１０、３１、５１は２
枚以上であってもよい。さらに、図１〜図４では、蓋部
材もしくは蓋体が電気二重層コンデンサからなるもので
あったが、本発明はこれに限られるものではなく、前記
蓋部材もしくは蓋体が枠体に電気二重層コンデンサが取
り付けられたものであってもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上、詳述したとおり、本発明の回路基
板および集積回路装置によれば、蓋体やケース基体に電
気二重層コンデンサを備えることによって、基板および
装置の電子部品の実装面積を増し、実装密度を高めるこ
とができるとともに、回路基板および集積回路装置の小
型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回路基板の一例である半導体素子収納
用パッケージの概略断面図である。

【図２】本発明の回路基板の他の例を示す概略断面図で
ある。

【図３】図２の回路基板の要部拡大図である。

【図４】本発明の集積回路装置の一例を示す概略断面図
である。

【図５】従来の回路基板の一例である半導体素子収納用
パッケージの概略断面図である。

【符号の説明】

１半導体素子収納用パッケージ２、２１絶縁基板３半導体素子４、２５蓋部材５、１５、１６配線回路層６接続パッド７ボール端子８外部回路基板９、３０、５０分極性電極１０、３１、５１セパレータ１１、３３、５２ガスケット１２、３２、５３集電体１３、３４、５４絶縁部材

フロントページの続き (72)発明者堀雄一鹿児島県国分市山下町１番４号京セラ株式会社総合研究所内 (72)発明者生田和雄鹿児島県国分市山下町１番４号京セラ株式会社総合研究所内Ｆターム(参考） 5E082 AB09 BB10 BC39 DD11 HH12 HH14 PP09 5E336 AA04 AA08 AA09 AA11 BB02 BB16 BB17 BB18 BC31 BC34 CC32 CC36 CC42 CC43 CC53 DD02 EE01 GG30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に電子部品が搭載された絶縁基板と、
前記絶縁基板表面に搭載された電子部品の一部または全
部を覆うように前記絶縁基板に固着され、かつ電気二重
層コンデンサを備えた蓋部材を具備することを特徴とす
る回路基板。
【請求項２】前記蓋部材によって前記電子部品を気密に
封止することを特徴とする請求項１記載の回路基板。
【請求項３】前記電気二重層コンデンサの厚さが２０ｍ
ｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の
回路基板。
【請求項４】開口部を有するケース基体と、該ケース基
体内に収納された回路基板と、該ケース基体の開口部を
封じるように該ケース基体に固着された蓋体と、を具備
する集積回路装置において、前記ケース基体および／ま
たは蓋体が電気二重層コンデンサを具備することを特徴
とする集積回路装置。
【請求項５】前記電気二重層コンデンサの厚さが２０ｍ
ｍ以下であることを特徴とする請求項４記載の集積回路
装置。