JP3719420B2 - 電子装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤを有し、当該ワイヤの第１および第２ボンディング面をシリコーンゲルにて被覆してなる電子装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電子装置としては、例えば、自動車のエンジンルームに設置されるＥＣＵ（電子制御ユニット）がある。その一般的な断面構成を図１１に示す。ＥＣＵのケース１０内に、セラミック基板やプリント基板等からなる回路基板２０、３０が収納されている。
【０００３】
そして、一方の回路基板２０にはＩＧＢＴやパワーＭＯＳトランジスタ等のパワー素子２１が搭載されており、このパワー素子２１のパッド２２と他方の回路基板３０のパッド３１とがアルミニウムからなるボンディングワイヤ４０によって結線され、電気的に接続されている。
【０００４】
ここで、ワイヤ４０は、パワー素子２１のパッド２２および他方の回路基板３０のパッド３１のどちらか一方を第１ボンディング面、他方を第２ボンディング面として、ワイヤボンディングにより形成される。例えば、パワー素子２１のパッド２２が第１ボンディング面、他方の回路基板３０のパッド３１が第２ボンディング面となっている。
【０００５】
そして、ケース１０内には、シリコーンゲル５０が充填されており、このシリコーンゲル５０によって、第１ボンディング面であるパワー素子２１のパッド２２および第２ボンディング面である他方の回路基板３０のパッド３１がワイヤ４０とともに被覆されている。それによって、ケース１０内の各部品やワイヤ４０の接続部の耐湿性が確保されている。
【０００６】
この電子装置としてのＥＣＵは、ケース１０内にパワー素子２１やパッド３１が設けられた回路基板２０、３０を収納し、アルミのワイヤボンディングを行ってワイヤ４０を形成した後、ケース１０内にシリコーンゲル５０を注入し硬化させることで製造することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなＥＣＵをエンジンに直接搭載するような場合、振動が激しくなるために電気接続に用いられているアルミワイヤ４０が断線するという問題がある。これは、ＥＣＵの振動に伴いゲル５０が振動し、その振動によってアルミワイヤ４０に応力が加わり、断線にまで至るためと考えられる。
【０００８】
この問題に対して、従来より、シリコーンゲル５０の振動を抑制するために、ワイヤ４０の周囲に囲いを設けたり、ゲル上部に硬い樹脂でふたをするようにして振動しないようにする等の方法が採られている。しかし、このような構造にすることにより、部品や材料が余分に必要となるためコストアップが避けられない。
【０００９】
そこで、本発明者等は、いかにコストアップを抑えつつ、シリコーンゲルの振動によるワイヤの断線を抑えるかということについて検討した。従来では、上記図１１に示すように、シリコーンゲル５０がワイヤ４０の上部までも完全に被覆しており、このゲル５０によってワイヤ４０に加わる応力はかなり大きなものになると考えられる。
【００１０】
本発明者等は、振動するときのシリコーンゲルのワイヤに加わる応力を低減する、つまり、ゲルがワイヤを押す面積（長さ）を小さくすればよいと考え、シリコーンゲルの量を低減することで対応できるのではないかと考えた。しかし、単純にゲルの量を少なくしただけでは耐湿性を満足することは困難である。
【００１１】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、アルミワイヤの第１ボンディング面と第２ボンディング面とを有し、第１および第２ボンディング面をシリコーンゲルにて被覆してなる電子装置において、ボンディング面の耐湿性の確保とワイヤの接続信頼性の確保との両立を図ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、鋭意検討した結果、シリコーンゲルの量を従来よりも低減させるにあたって耐湿性を満足しつつ、アルミワイヤが断線しないゲルの量を明確にした。本発明は、この検討結果に基づいてなされたものである。
【００１３】
すなわち、請求項１に記載の発明では、ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置において、第１および第２ボンディング面のうち少なくとも一方のボンディング面からのシリコーンゲルの厚さが、１００μｍ以上２ｍｍ以下であり、ワイヤの上部はシリコーンゲルから露出していることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、本発明者の行った実用レベルを満足するための耐湿性試験および接続信頼性試験の結果、得られたものである。
【００１５】
本発明のように、第１および第２ボンディング面のうち少なくとも一方のボンディング面からのシリコーンゲルの厚さを１００μｍ以上とすることで、ボンディング面の耐湿性を実用レベルにて確保でき、一方、当該厚さを２ｍｍ以下とすることで、実用レベルにてワイヤの断線を防止し接続信頼性を確保できる。
【００１６】
このように、本発明によれば、第１および第２ボンディング面のうち少なくとも上記耐湿性および接続信頼性の両立を確保したい方のボンディング面において、上記のゲル厚さとすることにより、ボンディング面の耐湿性の確保とワイヤの接続信頼性の確保との両立を図ることができる。なお、好ましくは上記シリコーンゲルの厚さは、１００μｍ以上１ｍｍ以下である。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明では、ワイヤ（４０）は、直径が１５０μｍ以下であることを特徴とする。請求項１の発明は、このような直径１５０μｍ以下の細いワイヤのものに用いて効果的である。
【００２１】
また、請求項３に記載の発明では、ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、第１および第２ボンディング面からのシリコーンゲルの厚さを所定厚さ以上となるように、第１および第２ボンディング面の上にシリコーンゲルを配置した後、シリコーンゲルを吸引して所定厚さとなるようにすることを特徴とする。
【００２２】
それによれば、最終的にシリコーンゲルの厚さを狙い値にすることが容易に実現でき、請求項１に記載の電子装置を適切に製造することができる。
【００２３】
また、請求項４に記載の発明では、ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、第１および第２ボンディング面をケース（１０）の底面側に位置させた形でケース内に収納し、シリコーンゲルをケースの上方から注入することにより、シリコーンゲルによって第１および第２ボンディング面を被覆するシリコーンゲル注入工程を備え、シリコーンゲル注入工程では、ケースとして、第１および第２ボンディング面からのシリコーンゲルの厚さが所定厚さ以上となったときに、注入されるシリコーンゲルがケース外に排出される穴部（１１）を有するものを用いることを特徴とする。
【００２４】
それによれば、シリコーンゲルの厚さが狙い値となった時点で、それ以後に注入されるシリコーンゲルはケースから穴部を介して排出される。そのため、シリコーンゲルの厚さを狙い値にすることが容易に実現でき、請求項１に記載の電子装置を適切に製造することができる。
【００２５】
また、請求項５に記載の発明では、ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、第１および第２ボンディング面をケース（１０）の底面側に位置させた形でケース内に収納し、シリコーンゲルをケースの上方から注入することにより、シリコーンゲルによって第１および第２ボンディング面を被覆するシリコーンゲル注入工程を備える。
【００２６】
そして、本発明では、シリコーンゲル注入工程では、ケースとして、その底面に当該底面を第１および第２ボンディング面が位置するボンディング面領域（１０ａ）とそれ以外の領域（１０ｂ）とに区画する隔壁（１２）が設けられたものを用い、ボンディング面領域にて第１および第２ボンディング面からのシリコーンゲルの厚さが所定厚さ以上となったときに、注入されるシリコーンゲルが隔壁を越えてボンディング領域以外の領域に排出されるようにしたことを特徴とする。
【００２７】
それによれば、隔壁に仕切られたボンディング面領域にてシリコーンゲルの厚さが狙い値となった時点で、それ以後に注入されるシリコーンゲルはケースの底面におけるボンディング面領域以外の領域に排出される。そのため、ボンディング面領域にてシリコーンゲルの厚さを狙い値にすることが容易に実現でき、請求項１に記載の電子装置を適切に製造することができる。
【００２８】
また、請求項６に記載の発明では、ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、第１および第２ボンディング面をケース（１０）の底面側に位置させた形でケース内に収納し、シリコーンゲルをケースの上方から注入することにより、シリコーンゲルによって第１および第２ボンディング面を被覆するシリコーンゲル注入工程を行い、この工程の後、シリコーンゲルを硬化させる際に、ケースをその底面の中心を軸にして回転させ、その遠心力によって当該底面の中心部寄りのシリコーンゲルを周辺部寄りのシリコーンゲルよりも薄くすることにより、ケースの底面の中心部寄りのシリコーンゲルの厚さを所定厚さとすることを特徴とする。
【００２９】
それによれば、ケースの回転の遠心力によって、ケース底面の中心部寄りのシリコーンゲルが周辺部寄りのシリコーンゲルよりも薄くなり、その薄くなったシリコーンゲルを狙いの厚さとすることができる。そのため、請求項１に記載の電子装置を適切に製造することができる。
【００３０】
また、請求項７に記載の発明では、ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、第１および第２ボンディング面の上にシリコーンゲルを所定厚さ以上となるように配置した後、シリコーンゲルを硬化させる際に、シリコーンゲルの所定領域に風を吹き付けてその風圧によって所定領域におけるシリコーンゲルを所定厚さとすることを特徴とする。
【００３１】
それによれば、所定領域のシリコーンゲルは風圧によって押さえつけられて薄くなるため、風圧を制御することで、最終的にシリコーンゲルの厚さを狙い値にすることが容易に実現でき、請求項１に記載の電子装置を適切に製造することができる。
【００３２】
また、請求項８に記載の発明では、ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、第１および第２ボンディング面をケース（１０）の底面側に位置させた形でケース内に収納し、シリコーンゲルをケースの上方から注入することにより、シリコーンゲルによって第１および第２ボンディング面を被覆するシリコーンゲル注入工程を行い、この工程の後、シリコーンゲルを硬化させる際に、ケースの底面の下部から加熱を行い、シリコーンゲルをケースの底面側から一部硬化させ、続いて、未硬化部分のシリコーンゲルを除去することにより、残った硬化したシリコーンゲルの厚さを所定厚さとすることを特徴とする。
【００３３】
それによれば、未硬化部分のシリコーンゲルを除去して残った硬化したシリコーンゲルの厚さを狙いの厚さとすることができるため、請求項１に記載の電子装置を適切に製造することができる。
【００３４】
また、請求項９、１０に記載の発明では、ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、第１および第２ボンディング面をケース（１０）の底面側に位置させた形でケース内に収納し、シリコーンゲルをケースの上方から注入することにより、シリコーンゲルによって第１および第２ボンディング面を被覆するシリコーンゲル注入工程を備え、ワイヤとして太さの異なるものを用いるとともに、ケースの一端側に比較的細いワイヤ（４１）を位置させ、ケースの他端側に比較的太いワイヤ（４２）を位置させるようにし、シリコーンゲル注入工程の後、シリコーンゲルを硬化させる際に、ケースをその他端側が一端側よりも低い位置となるようにケースを傾けた状態とすることを特徴とする。
【００３５】
それによれば、ケースを上記のように傾けることで、ゲルはケースの他端側すなわち比較的太いワイヤの位置する方へ片寄る。それにより、太さの異なるワイヤが存在する場合に、比較的断線しやすい細いワイヤの方にて、シリコーンゲルの厚さを薄くすることができる。そのため、当該細いワイヤの方に加わるシリコーンゲルからの応力を太い方のワイヤに比べて小さくすることができ、好ましい。
【００３６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。以下の各実施形態に係る電子装置は、自動車のエンジンルームに設置され激しい振動を受けるＥＣＵ（電子制御ユニット）等に適用可能である。なお、以下の各実施形態相互において同一部分には、図中、同一符号を付してある。
【００３８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子装置Ｓ１の概略断面図である。ケース１０は、例えばアルミニウム等からなるＥＣＵのケースである。ケース１０内には、セラミック配線基板やプリント配線基板といった回路基板等からなる第１の基板２０、第２の基板３０が収納されている。
【００３９】
第１の基板２０にはＩＧＢＴやパワーＭＯＳトランジスタ等のパワー素子２１が搭載されており、第２の基板３０にはパッド３１が形成されている。そして、パワー素子２１のパッド２２を第１ボンディング面、第２の基板３０のパッド３１を第２のボンディング面として、ワイヤボンディングすることにより、アルミニウムからなるワイヤ４０が形成されている。
【００４０】
このようにして、ワイヤ４０によってパワー素子２１のパッド２２と第２の基板３０のパッド３１とは結線され、電気的に接続されている。なお、ワイヤ４０のボンディングにあたっては、第２の基板３０のパッド３１を第１のボンディング面、パワー素子２１のパッド２２を第２のボンディング面としても良い。
【００４１】
そして、ケース１０内には、シリコーンゲル５０が充填されており、このシリコーンゲル５０によって、第１ボンディング面であるパワー素子２１のパッド２２および第２ボンディング面である第２の基板３０のパッド３１がワイヤ４０の一部とともに被覆されている。ここで、図１に示すように、ワイヤ４０の上部はシリコーンゲル５０から露出しており、従来に比べてシリコーンゲル５０は薄いものとなっている。
【００４２】
このシリコーンゲル５０の厚さは、図１に示される各ボンディング面２２、３１からの厚さａ、ｂであり、本実施形態では、これらシリコーンゲル５０の厚さａおよびｂを１００μｍ以上１ｍｍ以下としている。それによって、各ボンディング面２２、３１の耐湿性およびワイヤ４０の接続信頼性を確保するようにしている。
【００４３】
このように、本電子装置Ｓ１では、ワイヤ４０の上部をシリコーンゲル５０から露出させ薄く形成しているが、その製造方法は、次の図２に示される。
【００４４】
すなわち、図２に示すように、第１および第２ボンディング面２２、３１からのシリコーンゲル５０の厚さを狙いの厚さ（所定厚さ）以上となるように、ケース１０内にシリコーンゲル５０を注入して配置した後、ケース１０内から吸引管１００を介して毛細管現象を利用してゲル５０吸引したり、あるいはポンプ等で強制的にゲル５０を吸引することで、狙いの厚さ（図２中、破線で示すレベル）となるようにする。
【００４５】
それによって、最終的にシリコーンゲル５０の厚さを狙い値ａ、ｂにすることが容易に実現でき、その後、狙いの厚さとなったシリコーンゲル５０を加熱処理する等により硬化させる。例えば、１５０℃、３０分または１２０℃、１時間という条件で硬化させる。こうして、上記電子装置Ｓ１が適切に製造される。
【００４６】
ところで、本実施形態では、シリコーンゲル５０の厚さａおよびｂを１００μｍ以上２ｍｍ以下としているが、この根拠は次のようである。まず、ゲル５０の厚さａ、ｂを薄くするほど、ゲル５０の振動によるワイヤ４０への応力は小さくなるが、耐湿性が懸念される。
【００４７】
本発明者等は、耐湿性試験として、湿度８５ＲＨ％、温度８５℃の環境に１０００時間放置するという実用的にも厳しいレベルの試験を行い、この試験によって、どの程度までゲル厚さを薄くできるかを調べた。判定の良否はボンディング面の腐食の有無によって行った。その結果、１００μｍ以上であれば、耐湿性を満足できることがわかった。
【００４８】
また、ゲル５０の厚さａ、ｂによるワイヤ５０の接続信頼性については、アルミワイヤ４０としてφ１５０μｍ以下の細いものを用いて、実車相当の振動試験を行い、断線の有無によって良否判定を行った。この振動試験の結果を図３に示す。
【００４９】
図３は、ワイヤ４０はループ高さｈ（図１参照）を変えたものを作製し、それぞれのループ高さｈについて、ゲル厚さを変えて試験を行った結果を示す。図３中、○は断線しなかったことを示し、×は断線したことを示す。図３に示す結果から、ゲル厚さａ、ｂを２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下とすることで、実用レベルにてワイヤの断線を防止し接続信頼性を確保できることがわかる。
【００５０】
このような本発明者等の行った試験結果に基づいて、本実施形態では、シリコーンゲル５０の厚さａおよびｂを１００μｍ以上１ｍｍ以下としている。そして、ゲル厚さをこのような範囲に設定すれば、ボンディング面２２、３１の耐湿性の確保とワイヤ４０の接続信頼性の確保との両立を図ることができる。
【００５１】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。本実施形態の製造方法は、まず、第１および第２ボンディング面２２、３１をケース１０の底面側に位置させた形でケース１０内に収納し、シリコーンゲル５０をケース１０の上方から注入することにより、シリコーンゲル５０によって第１および第２ボンディング面２２、３１を被覆するシリコーンゲル注入工程を行う。
【００５２】
このとき、本実施形態のシリコーンゲル注入工程では、図４に示すように、側壁に穴部１１が形成されたケース１０を用いる。この穴部１１のケース１０底面からの高さを調整することにより、第１および第２ボンディング面２２、３１からのシリコーンゲル５０の厚さが狙いの厚さ（所定厚さ）以上となったときに注入されるシリコーンゲル５０が穴部１１を通じてケース１０外に排出される。
【００５３】
このように、シリコーンゲル５０の厚さの狙い値となった時点で、それ以後に注入されるシリコーンゲル５０はケース１０から穴部１１を介して排出される。そのため、シリコーンゲル５０の厚さを狙い値にすることが容易に実現できる。そして、その後、上記第１実施形態と同様に、シリコーンゲル５０を硬化させることで、上記図１に示すものと同様の電子装置を適切に製造することができる。
【００５４】
（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。本実施形態の製造方法は、まず、第１および第２ボンディング面２２、３１をケース１０の底面側に位置させた形でケース１０内に収納し、シリコーンゲル５０をケース１０の上方から注入することにより、シリコーンゲル５０によって第１および第２ボンディング面２２、３１を被覆するシリコーンゲル注入工程を行う。
【００５５】
このとき、本実施形態のシリコーンゲル注入工程では、図４に示すように、ケース１０として、その底面に当該底面を第１および第２ボンディング面２２、３１が位置するボンディング面領域１０ａとそれ以外の領域１０ｂとに区画する隔壁１２が設けられたものを用いる。
【００５６】
この隔壁１２は、ケース１０の底面に接着したり、ケース１０と一体成形したりすることで作ることができる。また、隔壁１２の高さは、シリコーンゲル５０の厚さが狙いの値（所定厚さ）となったときのシリコーンゲル５０の上面に相当する高さとなっている。
【００５７】
そのため、ボンディング面領域１０ａにて第１および第２ボンディング面２２、３１からのシリコーンゲル５０の厚さが狙いの厚さ以上となった時点で、それ以降、注入されるシリコーンゲル５０は、図５中の矢印に示すように、隔壁１２を越えてボンディング面領域１０ａ以外の領域１０ｂに排出されるようになる。
【００５８】
このように、隔壁１２に仕切られたボンディング面領域１０ａにてシリコーンゲル５０の厚さが狙い値となった時点で、それ以後に注入される余分なシリコーンゲル５０はケース１０底面におけるボンディング面領域１０ａ以外の領域１０ｂに排出される。そのため、ボンディング面領域１０ａにてシリコーンゲル５０の厚さを狙い値にすることが容易に実現できる。
【００５９】
その後、上記第１実施形態と同様に、シリコーンゲル５０を硬化させることで、本実施形態においても、上記図１に示すものと同様の電子装置を適切に製造することができる。
【００６０】
（第４実施形態）
図６は、本発明の第４実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。本実施形態の製造方法は、まず、第１および第２ボンディング面２２、３１をケース１０の底面側に位置させた形でケース１０内に収納し、シリコーンゲル５０をケース１０の上方から注入することにより、シリコーンゲル５０によって第１および第２ボンディング面２２、３１を被覆するシリコーンゲル注入工程を行う。
【００６１】
この工程の後、シリコーンゲル５０を硬化させる際には、ケース１０の下部にケース毎回転させる治具１１０を設ける。
【００６２】
それによって、ゲル５０の硬化時には、ケース１０をその底面の中心を軸にして回転させ、その遠心力によって当該底面の中心部寄りのシリコーンゲル５０を周辺部寄りのシリコーンゲル５０よりも薄くすることにより、底面の中心部寄りのシリコーンゲル５０の厚さを狙いの厚さ（所定厚さ）とする。
【００６３】
このようにすることで、ケース１０の回転の遠心力によってケース１０底面の中心部寄りのシリコーンゲル５０が周辺部寄りのシリコーンゲル５０よりも薄くなり、その薄くなったシリコーンゲル５０を狙いの厚さとすることができる。
【００６４】
その後、上記第１実施形態と同様に、シリコーンゲル５０を硬化させることで、本実施形態においても、上記図１に示すものと同様の電子装置を適切に製造することができる。
【００６５】
（第５実施形態）
図７は、本発明の第５実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。本実施形態の製造方法は、まず、第１および第２ボンディング面２２、３１の上にシリコーンゲル５０を狙いの厚さ以上となるように配置する。
【００６６】
具体的には、上記各実施形態と同様に、第１および第２ボンディング面２２、３１をケース１０の底面側に位置させた形でケース１０内に収納し、シリコーンゲル５０をケース１０の上方から注入することにより、シリコーンゲル５０によって第１および第２ボンディング面２２、３１を被覆するシリコーンゲル注入工程を行う。
【００６７】
その後、シリコーンゲル５０を硬化させる際に、シリコーンゲル５０の所定領域に風を吹き付けてその風圧によって所定領域におけるシリコーンゲル５０を狙いの厚さ（所定厚さ）とする。
【００６８】
具体的には、図７に示すように、ゲル５０を狙いの厚さとしたい部分である第１および第２ボンディング面２２、３１がケース１０の底面側の中央部に位置している場合、ブロワ等を用いてこの中央部に風を吹き付ける。
【００６９】
それによれば、当該中央部のシリコーンゲル５０は風圧によって押さえつけられて周辺部よりも薄くなるため、風圧を制御することで、最終的に、中央部に位置するボンディング面２２、３１上のシリコーンゲル５０の厚さを狙い値にすることが容易に実現できる。
【００７０】
その後、上記第１実施形態と同様に、シリコーンゲル５０を硬化させることで、本実施形態においても、上記図１に示すものと同様の電子装置を適切に製造することができる。
【００７１】
（第６実施形態）
図８は、本発明の第６実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。
【００７２】
本実施形態の製造方法は、まず、第１および第２ボンディング面２２、３１をケース１０の底面側に位置させた形でケース１０内に収納し、シリコーンゲル５０をケース１０の上方から注入することにより、シリコーンゲル５０によって第１および第２ボンディング面２２、３１を被覆するシリコーンゲル注入工程を行う。このとき、図８中の破線に示すように、ゲル厚さは狙いの厚さ以上となるようにする。
【００７３】
この工程の後、シリコーンゲル５０を硬化させる際に、図８に示すように、ケース１０の底面の下部からヒータ１２０によって加熱を行い、シリコーンゲル５０をケース１０の底面側から一部硬化させる。このとき、硬化させる厚さは狙いの厚さ（所定厚さ）となるように硬化条件を調整する。
【００７４】
続いて、未硬化部分のシリコーンゲル５０を、上記図２に示したような吸引する方法を用いることで除去することにより、残った硬化したシリコーンゲル５０の厚さを狙いの厚さ（所定厚さ）とする。
【００７５】
このようにして、未硬化部分のシリコーンゲル５０を除去して残った硬化したシリコーンゲル５０の厚さを所定厚さとすることができる。その後、上記第１実施形態と同様に、シリコーンゲル５０を硬化させることで、本実施形態においても、上記図１に示すものと同様の電子装置を適切に製造することができる。
【００７６】
（第７実施形態）
図９は、本発明の第７実施形態に係る電子装置を示す概略断面図である。本実施形態の電子装置では、ワイヤとして太さの異なるワイヤ４１、４２を用いている。
【００７７】
図９に示すように、パワー素子２１を有する第１の基板２０とパッド３１を有する第２の基板３０の組を２組有し、ケース１０の一端側に位置する組のワイヤ４１を比較的細いワイヤ４１とし、ケース１０の他端側に位置する組のワイヤ４２を比較的太いワイヤ４２としている。
【００７８】
この場合も、各組において、第１および第２ボンディング面２２、３１からのシリコーンゲル５０の厚さが、１００μｍ以上１ｍｍ以下となっており、ボンディング面の耐湿性の確保とワイヤの接続信頼性の確保との両立を図ることができている。
【００７９】
この図９に示す電子装置の製造方法は、まず、上記各実施形態と同様に、第１および第２ボンディング面２２、３１をケース１０の底面側に位置させた形でケース１０内に収納し、シリコーンゲル５０をケース１０の上方から注入することにより、シリコーンゲル５０によって第１および第２ボンディング面２２、３１を被覆するシリコーンゲル注入工程を行う。
【００８０】
本実施形態では、このシリコーンゲル注入工程の後、シリコーンゲル５０を硬化させる際に、図９中の破線にて示すように、比較的太いワイヤ４２が位置するケース１０の他端側（図中、右側）が、比較的細いワイヤ４１が位置するケース１０の一端側よりも低い位置となるようにケース１０を傾けた状態とする。
【００８１】
そして、この状態でシリコーンゲル５０を硬化させる。このようにケース１０を水平面から傾けた状態としつつ硬化させることで、シリコーンゲル５０は、ケース１０の他端側すなわち比較的太いワイヤ４２の位置する方へ片寄り、比較的断線しやすい細いワイヤ４１の方にて薄くなる。そのため、細いワイヤ４１の方に加わるシリコーンゲル５０からの応力を太い方のワイヤ４２に比べて小さくすることができ、好ましい。
【００８２】
（第８実施形態）
図１０は、本発明の第８実施形態に係る電子装置を示す概略平面図である。この図１０は、ケース１０の上方から見たものであり、各基板２０間および基板２０上に形成された各ワイヤ４０が略同一方向に延びている。また、この図では示していないが、各ワイヤ４０のボンディング面は、各基板の表面に形成されたパッドや素子のパッド等である。
【００８３】
つまり、各ワイヤ４０において、第１のボンディング面と第２のボンディング面とを結ぶ方向が略同一方向にそろっている。この各ワイヤ４０の延びる方向は、図１０中の白抜き両矢印に示すように、電子装置に加わる外部振動の方向となっている。
【００８４】
このように、所定方向に外部振動が加わるようになっている場合、第１のボンディング面と第２のボンディング面とを結ぶ方向は、外部振動の加わる方向と直交する方向とは外れていることが好ましい。
【００８５】
これは、一般に、第１のボンディング面と第２のボンディング面とを結ぶ方向すなわちワイヤの延びる方向に外部振動が加わる場合に比べて、それと直交する方向に外部振動が加わるとワイヤの断線が生じやすいことによる。つまり、本実施形態では、ワイヤ４０の延びる方向と直交する方向に外部振動が加わらないから、ワイヤ４０の接続信頼性を確保するには好ましい。
【００８６】
（他の実施形態）
なお、第１および第２ボンディング面２２、３１のうちどちらか一方のボンディング面からのシリコーンゲル５０の厚さを、１００μｍ以上１ｍｍ以下としたものでも良い。
【００８７】
つまり、第１および第２ボンディング面のうち少なくとも上記耐湿性および接続信頼性の両立を確保したい方のボンディング面において、上記構成を採用すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子装置の概略断面図である。
【図２】上記第１実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。
【図３】上記第１実施形態においてワイヤの接続信頼性を試験した結果を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。
【図８】本発明の第６実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。
【図９】本発明の第７実施形態に係る電子装置を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の第８実施形態に係る電子装置を示す概略平面図である。
【図１１】従来の電子装置の一般的な概略断面図である。
【符号の説明】
１０…ケース、１１…穴部、１２…隔壁、２１…パワー素子、
２２…パワー素子のパッド、３１…パッド、４０…ワイヤ、
５０…シリコーンゲル。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤを有し、当該ワイヤの第１および第２ボンディング面をシリコーンゲルにて被覆してなる電子装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電子装置としては、例えば、自動車のエンジンルームに設置されるＥＣＵ（電子制御ユニット）がある。その一般的な断面構成を図１１に示す。ＥＣＵのケース１０内に、セラミック基板やプリント基板等からなる回路基板２０、３０が収納されている。
【０００３】
そして、一方の回路基板２０にはＩＧＢＴやパワーＭＯＳトランジスタ等のパワー素子２１が搭載されており、このパワー素子２１のパッド２２と他方の回路基板３０のパッド３１とがアルミニウムからなるボンディングワイヤ４０によって結線され、電気的に接続されている。
【０００４】
ここで、ワイヤ４０は、パワー素子２１のパッド２２および他方の回路基板３０のパッド３１のどちらか一方を第１ボンディング面、他方を第２ボンディング面として、ワイヤボンディングにより形成される。例えば、パワー素子２１のパッド２２が第１ボンディング面、他方の回路基板３０のパッド３１が第２ボンディング面となっている。
【０００５】
そして、ケース１０内には、シリコーンゲル５０が充填されており、このシリコーンゲル５０によって、第１ボンディング面であるパワー素子２１のパッド２２および第２ボンディング面である他方の回路基板３０のパッド３１がワイヤ４０とともに被覆されている。それによって、ケース１０内の各部品やワイヤ４０の接続部の耐湿性が確保されている。
【０００６】
この電子装置としてのＥＣＵは、ケース１０内にパワー素子２１やパッド３１が設けられた回路基板２０、３０を収納し、アルミのワイヤボンディングを行ってワイヤ４０を形成した後、ケース１０内にシリコーンゲル５０を注入し硬化させることで製造することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなＥＣＵをエンジンに直接搭載するような場合、振動が激しくなるために電気接続に用いられているアルミワイヤ４０が断線するという問題がある。これは、ＥＣＵの振動に伴いゲル５０が振動し、その振動によってアルミワイヤ４０に応力が加わり、断線にまで至るためと考えられる。
【０００８】
この問題に対して、従来より、シリコーンゲル５０の振動を抑制するために、ワイヤ４０の周囲に囲いを設けたり、ゲル上部に硬い樹脂でふたをするようにして振動しないようにする等の方法が採られている。しかし、このような構造にすることにより、部品や材料が余分に必要となるためコストアップが避けられない。
【０００９】
そこで、本発明者等は、いかにコストアップを抑えつつ、シリコーンゲルの振動によるワイヤの断線を抑えるかということについて検討した。従来では、上記図１１に示すように、シリコーンゲル５０がワイヤ４０の上部までも完全に被覆しており、このゲル５０によってワイヤ４０に加わる応力はかなり大きなものになると考えられる。
【００１０】
本発明者等は、振動するときのシリコーンゲルのワイヤに加わる応力を低減する、つまり、ゲルがワイヤを押す面積（長さ）を小さくすればよいと考え、シリコーンゲルの量を低減することで対応できるのではないかと考えた。しかし、単純にゲルの量を少なくしただけでは耐湿性を満足することは困難である。
【００１１】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、アルミワイヤの第１ボンディング面と第２ボンディング面とを有し、第１および第２ボンディング面をシリコーンゲルにて被覆してなる電子装置において、ボンディング面の耐湿性の確保とワイヤの接続信頼性の確保との両立を図ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、鋭意検討した結果、シリコーンゲルの量を従来よりも低減させるにあたって耐湿性を満足しつつ、アルミワイヤが断線しないゲルの量を明確にした。本発明は、この検討結果に基づいてなされたものである。
【００１３】
すなわち、請求項１に記載の発明では、ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置において、第１および第２ボンディング面のうち少なくとも一方のボンディング面からのシリコーンゲルの厚さが、１００μｍ以上２ｍｍ以下であり、ワイヤの上部はシリコーンゲルから露出していることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、本発明者の行った実用レベルを満足するための耐湿性試験および接続信頼性試験の結果、得られたものである。
【００１５】
本発明のように、第１および第２ボンディング面のうち少なくとも一方のボンディング面からのシリコーンゲルの厚さを１００μｍ以上とすることで、ボンディング面の耐湿性を実用レベルにて確保でき、一方、当該厚さを２ｍｍ以下とすることで、実用レベルにてワイヤの断線を防止し接続信頼性を確保できる。
【００１６】
このように、本発明によれば、第１および第２ボンディング面のうち少なくとも上記耐湿性および接続信頼性の両立を確保したい方のボンディング面において、上記のゲル厚さとすることにより、ボンディング面の耐湿性の確保とワイヤの接続信頼性の確保との両立を図ることができる。なお、好ましくは上記シリコーンゲルの厚さは、１００μｍ以上１ｍｍ以下である。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明では、ワイヤ（４０）は、直径が１５０μｍ以下であることを特徴とする。請求項１の発明は、このような直径１５０μｍ以下の細いワイヤのものに用いて効果的である。
【００２１】
また、請求項３に記載の発明では、ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、第１および第２ボンディング面からのシリコーンゲルの厚さを所定厚さ以上となるように、第１および第２ボンディング面の上にシリコーンゲルを配置した後、シリコーンゲルを吸引して所定厚さとなるようにすることを特徴とする。
【００２２】
それによれば、最終的にシリコーンゲルの厚さを狙い値にすることが容易に実現でき、請求項１に記載の電子装置を適切に製造することができる。
【００２３】
また、請求項４に記載の発明では、ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、第１および第２ボンディング面をケース（１０）の底面側に位置させた形でケース内に収納し、シリコーンゲルをケースの上方から注入することにより、シリコーンゲルによって第１および第２ボンディング面を被覆するシリコーンゲル注入工程を備え、シリコーンゲル注入工程では、ケースとして、第１および第２ボンディング面からのシリコーンゲルの厚さが所定厚さ以上となったときに、注入されるシリコーンゲルがケース外に排出される穴部（１１）を有するものを用いることを特徴とする。
【００２４】
それによれば、シリコーンゲルの厚さが狙い値となった時点で、それ以後に注入されるシリコーンゲルはケースから穴部を介して排出される。そのため、シリコーンゲルの厚さを狙い値にすることが容易に実現でき、請求項１に記載の電子装置を適切に製造することができる。
【００２５】
また、請求項５に記載の発明では、ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、第１および第２ボンディング面をケース（１０）の底面側に位置させた形でケース内に収納し、シリコーンゲルをケースの上方から注入することにより、シリコーンゲルによって第１および第２ボンディング面を被覆するシリコーンゲル注入工程を備える。
【００２６】
そして、本発明では、シリコーンゲル注入工程では、ケースとして、その底面に当該底面を第１および第２ボンディング面が位置するボンディング面領域（１０ａ）とそれ以外の領域（１０ｂ）とに区画する隔壁（１２）が設けられたものを用い、ボンディング面領域にて第１および第２ボンディング面からのシリコーンゲルの厚さが所定厚さ以上となったときに、注入されるシリコーンゲルが隔壁を越えてボンディング領域以外の領域に排出されるようにしたことを特徴とする。
【００２７】
それによれば、隔壁に仕切られたボンディング面領域にてシリコーンゲルの厚さが狙い値となった時点で、それ以後に注入されるシリコーンゲルはケースの底面におけるボンディング面領域以外の領域に排出される。そのため、ボンディング面領域にてシリコーンゲルの厚さを狙い値にすることが容易に実現でき、請求項１に記載の電子装置を適切に製造することができる。
【００２８】
また、請求項６に記載の発明では、ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、第１および第２ボンディング面をケース（１０）の底面側に位置させた形でケース内に収納し、シリコーンゲルをケースの上方から注入することにより、シリコーンゲルによって第１および第２ボンディング面を被覆するシリコーンゲル注入工程を行い、この工程の後、シリコーンゲルを硬化させる際に、ケースをその底面の中心を軸にして回転させ、その遠心力によって当該底面の中心部寄りのシリコーンゲルを周辺部寄りのシリコーンゲルよりも薄くすることにより、ケースの底面の中心部寄りのシリコーンゲルの厚さを所定厚さとすることを特徴とする。
【００２９】
それによれば、ケースの回転の遠心力によって、ケース底面の中心部寄りのシリコーンゲルが周辺部寄りのシリコーンゲルよりも薄くなり、その薄くなったシリコーンゲルを狙いの厚さとすることができる。そのため、請求項１に記載の電子装置を適切に製造することができる。
【００３０】
また、請求項７に記載の発明では、ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、第１および第２ボンディング面の上にシリコーンゲルを所定厚さ以上となるように配置した後、シリコーンゲルを硬化させる際に、シリコーンゲルの所定領域に風を吹き付けてその風圧によって所定領域におけるシリコーンゲルを所定厚さとすることを特徴とする。
【００３１】
それによれば、所定領域のシリコーンゲルは風圧によって押さえつけられて薄くなるため、風圧を制御することで、最終的にシリコーンゲルの厚さを狙い値にすることが容易に実現でき、請求項１に記載の電子装置を適切に製造することができる。
【００３２】
また、請求項８に記載の発明では、ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、第１および第２ボンディング面をケース（１０）の底面側に位置させた形でケース内に収納し、シリコーンゲルをケースの上方から注入することにより、シリコーンゲルによって第１および第２ボンディング面を被覆するシリコーンゲル注入工程を行い、この工程の後、シリコーンゲルを硬化させる際に、ケースの底面の下部から加熱を行い、シリコーンゲルをケースの底面側から一部硬化させ、続いて、未硬化部分のシリコーンゲルを除去することにより、残った硬化したシリコーンゲルの厚さを所定厚さとすることを特徴とする。
【００３３】
それによれば、未硬化部分のシリコーンゲルを除去して残った硬化したシリコーンゲルの厚さを狙いの厚さとすることができるため、請求項１に記載の電子装置を適切に製造することができる。
【００３４】
また、請求項９、１０に記載の発明では、ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、第１および第２ボンディング面をケース（１０）の底面側に位置させた形でケース内に収納し、シリコーンゲルをケースの上方から注入することにより、シリコーンゲルによって第１および第２ボンディング面を被覆するシリコーンゲル注入工程を備え、ワイヤとして太さの異なるものを用いるとともに、ケースの一端側に比較的細いワイヤ（４１）を位置させ、ケースの他端側に比較的太いワイヤ（４２）を位置させるようにし、シリコーンゲル注入工程の後、シリコーンゲルを硬化させる際に、ケースをその他端側が一端側よりも低い位置となるようにケースを傾けた状態とすることを特徴とする。
【００３５】
それによれば、ケースを上記のように傾けることで、ゲルはケースの他端側すなわち比較的太いワイヤの位置する方へ片寄る。それにより、太さの異なるワイヤが存在する場合に、比較的断線しやすい細いワイヤの方にて、シリコーンゲルの厚さを薄くすることができる。そのため、当該細いワイヤの方に加わるシリコーンゲルからの応力を太い方のワイヤに比べて小さくすることができ、好ましい。
【００３６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。以下の各実施形態に係る電子装置は、自動車のエンジンルームに設置され激しい振動を受けるＥＣＵ（電子制御ユニット）等に適用可能である。なお、以下の各実施形態相互において同一部分には、図中、同一符号を付してある。
【００３８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子装置Ｓ１の概略断面図である。ケース１０は、例えばアルミニウム等からなるＥＣＵのケースである。ケース１０内には、セラミック配線基板やプリント配線基板といった回路基板等からなる第１の基板２０、第２の基板３０が収納されている。
【００３９】
第１の基板２０にはＩＧＢＴやパワーＭＯＳトランジスタ等のパワー素子２１が搭載されており、第２の基板３０にはパッド３１が形成されている。そして、パワー素子２１のパッド２２を第１ボンディング面、第２の基板３０のパッド３１を第２のボンディング面として、ワイヤボンディングすることにより、アルミニウムからなるワイヤ４０が形成されている。
【００４０】
このようにして、ワイヤ４０によってパワー素子２１のパッド２２と第２の基板３０のパッド３１とは結線され、電気的に接続されている。なお、ワイヤ４０のボンディングにあたっては、第２の基板３０のパッド３１を第１のボンディング面、パワー素子２１のパッド２２を第２のボンディング面としても良い。
【００４１】
そして、ケース１０内には、シリコーンゲル５０が充填されており、このシリコーンゲル５０によって、第１ボンディング面であるパワー素子２１のパッド２２および第２ボンディング面である第２の基板３０のパッド３１がワイヤ４０の一部とともに被覆されている。ここで、図１に示すように、ワイヤ４０の上部はシリコーンゲル５０から露出しており、従来に比べてシリコーンゲル５０は薄いものとなっている。
【００４２】
このシリコーンゲル５０の厚さは、図１に示される各ボンディング面２２、３１からの厚さａ、ｂであり、本実施形態では、これらシリコーンゲル５０の厚さａおよびｂを１００μｍ以上１ｍｍ以下としている。それによって、各ボンディング面２２、３１の耐湿性およびワイヤ４０の接続信頼性を確保するようにしている。
【００４３】
このように、本電子装置Ｓ１では、ワイヤ４０の上部をシリコーンゲル５０から露出させ薄く形成しているが、その製造方法は、次の図２に示される。
【００４４】
すなわち、図２に示すように、第１および第２ボンディング面２２、３１からのシリコーンゲル５０の厚さを狙いの厚さ（所定厚さ）以上となるように、ケース１０内にシリコーンゲル５０を注入して配置した後、ケース１０内から吸引管１００を介して毛細管現象を利用してゲル５０吸引したり、あるいはポンプ等で強制的にゲル５０を吸引することで、狙いの厚さ（図２中、破線で示すレベル）となるようにする。
【００４５】
それによって、最終的にシリコーンゲル５０の厚さを狙い値ａ、ｂにすることが容易に実現でき、その後、狙いの厚さとなったシリコーンゲル５０を加熱処理する等により硬化させる。例えば、１５０℃、３０分または１２０℃、１時間という条件で硬化させる。こうして、上記電子装置Ｓ１が適切に製造される。
【００４６】
ところで、本実施形態では、シリコーンゲル５０の厚さａおよびｂを１００μｍ以上２ｍｍ以下としているが、この根拠は次のようである。まず、ゲル５０の厚さａ、ｂを薄くするほど、ゲル５０の振動によるワイヤ４０への応力は小さくなるが、耐湿性が懸念される。
【００４７】
本発明者等は、耐湿性試験として、湿度８５ＲＨ％、温度８５℃の環境に１０００時間放置するという実用的にも厳しいレベルの試験を行い、この試験によって、どの程度までゲル厚さを薄くできるかを調べた。判定の良否はボンディング面の腐食の有無によって行った。その結果、１００μｍ以上であれば、耐湿性を満足できることがわかった。
【００４８】
また、ゲル５０の厚さａ、ｂによるワイヤ５０の接続信頼性については、アルミワイヤ４０としてφ１５０μｍ以下の細いものを用いて、実車相当の振動試験を行い、断線の有無によって良否判定を行った。この振動試験の結果を図３に示す。
【００４９】
図３は、ワイヤ４０はループ高さｈ（図１参照）を変えたものを作製し、それぞれのループ高さｈについて、ゲル厚さを変えて試験を行った結果を示す。図３中、○は断線しなかったことを示し、×は断線したことを示す。図３に示す結果から、ゲル厚さａ、ｂを２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下とすることで、実用レベルにてワイヤの断線を防止し接続信頼性を確保できることがわかる。
【００５０】
このような本発明者等の行った試験結果に基づいて、本実施形態では、シリコーンゲル５０の厚さａおよびｂを１００μｍ以上１ｍｍ以下としている。そして、ゲル厚さをこのような範囲に設定すれば、ボンディング面２２、３１の耐湿性の確保とワイヤ４０の接続信頼性の確保との両立を図ることができる。
【００５１】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。本実施形態の製造方法は、まず、第１および第２ボンディング面２２、３１をケース１０の底面側に位置させた形でケース１０内に収納し、シリコーンゲル５０をケース１０の上方から注入することにより、シリコーンゲル５０によって第１および第２ボンディング面２２、３１を被覆するシリコーンゲル注入工程を行う。
【００５２】
このとき、本実施形態のシリコーンゲル注入工程では、図４に示すように、側壁に穴部１１が形成されたケース１０を用いる。この穴部１１のケース１０底面からの高さを調整することにより、第１および第２ボンディング面２２、３１からのシリコーンゲル５０の厚さが狙いの厚さ（所定厚さ）以上となったときに注入されるシリコーンゲル５０が穴部１１を通じてケース１０外に排出される。
【００５３】
このように、シリコーンゲル５０の厚さの狙い値となった時点で、それ以後に注入されるシリコーンゲル５０はケース１０から穴部１１を介して排出される。そのため、シリコーンゲル５０の厚さを狙い値にすることが容易に実現できる。そして、その後、上記第１実施形態と同様に、シリコーンゲル５０を硬化させることで、上記図１に示すものと同様の電子装置を適切に製造することができる。
【００５４】
（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。本実施形態の製造方法は、まず、第１および第２ボンディング面２２、３１をケース１０の底面側に位置させた形でケース１０内に収納し、シリコーンゲル５０をケース１０の上方から注入することにより、シリコーンゲル５０によって第１および第２ボンディング面２２、３１を被覆するシリコーンゲル注入工程を行う。
【００５５】
このとき、本実施形態のシリコーンゲル注入工程では、図４に示すように、ケース１０として、その底面に当該底面を第１および第２ボンディング面２２、３１が位置するボンディング面領域１０ａとそれ以外の領域１０ｂとに区画する隔壁１２が設けられたものを用いる。
【００５６】
この隔壁１２は、ケース１０の底面に接着したり、ケース１０と一体成形したりすることで作ることができる。また、隔壁１２の高さは、シリコーンゲル５０の厚さが狙いの値（所定厚さ）となったときのシリコーンゲル５０の上面に相当する高さとなっている。
【００５７】
そのため、ボンディング面領域１０ａにて第１および第２ボンディング面２２、３１からのシリコーンゲル５０の厚さが狙いの厚さ以上となった時点で、それ以降、注入されるシリコーンゲル５０は、図５中の矢印に示すように、隔壁１２を越えてボンディング面領域１０ａ以外の領域１０ｂに排出されるようになる。
【００５８】
このように、隔壁１２に仕切られたボンディング面領域１０ａにてシリコーンゲル５０の厚さが狙い値となった時点で、それ以後に注入される余分なシリコーンゲル５０はケース１０底面におけるボンディング面領域１０ａ以外の領域１０ｂに排出される。そのため、ボンディング面領域１０ａにてシリコーンゲル５０の厚さを狙い値にすることが容易に実現できる。
【００５９】
その後、上記第１実施形態と同様に、シリコーンゲル５０を硬化させることで、本実施形態においても、上記図１に示すものと同様の電子装置を適切に製造することができる。
【００６０】
（第４実施形態）
図６は、本発明の第４実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。本実施形態の製造方法は、まず、第１および第２ボンディング面２２、３１をケース１０の底面側に位置させた形でケース１０内に収納し、シリコーンゲル５０をケース１０の上方から注入することにより、シリコーンゲル５０によって第１および第２ボンディング面２２、３１を被覆するシリコーンゲル注入工程を行う。
【００６１】
この工程の後、シリコーンゲル５０を硬化させる際には、ケース１０の下部にケース毎回転させる治具１１０を設ける。
【００６２】
それによって、ゲル５０の硬化時には、ケース１０をその底面の中心を軸にして回転させ、その遠心力によって当該底面の中心部寄りのシリコーンゲル５０を周辺部寄りのシリコーンゲル５０よりも薄くすることにより、底面の中心部寄りのシリコーンゲル５０の厚さを狙いの厚さ（所定厚さ）とする。
【００６３】
このようにすることで、ケース１０の回転の遠心力によってケース１０底面の中心部寄りのシリコーンゲル５０が周辺部寄りのシリコーンゲル５０よりも薄くなり、その薄くなったシリコーンゲル５０を狙いの厚さとすることができる。
【００６４】
その後、上記第１実施形態と同様に、シリコーンゲル５０を硬化させることで、本実施形態においても、上記図１に示すものと同様の電子装置を適切に製造することができる。
【００６５】
（第５実施形態）
図７は、本発明の第５実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。本実施形態の製造方法は、まず、第１および第２ボンディング面２２、３１の上にシリコーンゲル５０を狙いの厚さ以上となるように配置する。
【００６６】
具体的には、上記各実施形態と同様に、第１および第２ボンディング面２２、３１をケース１０の底面側に位置させた形でケース１０内に収納し、シリコーンゲル５０をケース１０の上方から注入することにより、シリコーンゲル５０によって第１および第２ボンディング面２２、３１を被覆するシリコーンゲル注入工程を行う。
【００６７】
その後、シリコーンゲル５０を硬化させる際に、シリコーンゲル５０の所定領域に風を吹き付けてその風圧によって所定領域におけるシリコーンゲル５０を狙いの厚さ（所定厚さ）とする。
【００６８】
具体的には、図７に示すように、ゲル５０を狙いの厚さとしたい部分である第１および第２ボンディング面２２、３１がケース１０の底面側の中央部に位置している場合、ブロワ等を用いてこの中央部に風を吹き付ける。
【００６９】
それによれば、当該中央部のシリコーンゲル５０は風圧によって押さえつけられて周辺部よりも薄くなるため、風圧を制御することで、最終的に、中央部に位置するボンディング面２２、３１上のシリコーンゲル５０の厚さを狙い値にすることが容易に実現できる。
【００７０】
その後、上記第１実施形態と同様に、シリコーンゲル５０を硬化させることで、本実施形態においても、上記図１に示すものと同様の電子装置を適切に製造することができる。
【００７１】
（第６実施形態）
図８は、本発明の第６実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。
【００７２】
本実施形態の製造方法は、まず、第１および第２ボンディング面２２、３１をケース１０の底面側に位置させた形でケース１０内に収納し、シリコーンゲル５０をケース１０の上方から注入することにより、シリコーンゲル５０によって第１および第２ボンディング面２２、３１を被覆するシリコーンゲル注入工程を行う。このとき、図８中の破線に示すように、ゲル厚さは狙いの厚さ以上となるようにする。
【００７３】
この工程の後、シリコーンゲル５０を硬化させる際に、図８に示すように、ケース１０の底面の下部からヒータ１２０によって加熱を行い、シリコーンゲル５０をケース１０の底面側から一部硬化させる。このとき、硬化させる厚さは狙いの厚さ（所定厚さ）となるように硬化条件を調整する。
【００７４】
続いて、未硬化部分のシリコーンゲル５０を、上記図２に示したような吸引する方法を用いることで除去することにより、残った硬化したシリコーンゲル５０の厚さを狙いの厚さ（所定厚さ）とする。
【００７５】
このようにして、未硬化部分のシリコーンゲル５０を除去して残った硬化したシリコーンゲル５０の厚さを所定厚さとすることができる。その後、上記第１実施形態と同様に、シリコーンゲル５０を硬化させることで、本実施形態においても、上記図１に示すものと同様の電子装置を適切に製造することができる。
【００７６】
（第７実施形態）
図９は、本発明の第７実施形態に係る電子装置を示す概略断面図である。本実施形態の電子装置では、ワイヤとして太さの異なるワイヤ４１、４２を用いている。
【００７７】
図９に示すように、パワー素子２１を有する第１の基板２０とパッド３１を有する第２の基板３０の組を２組有し、ケース１０の一端側に位置する組のワイヤ４１を比較的細いワイヤ４１とし、ケース１０の他端側に位置する組のワイヤ４２を比較的太いワイヤ４２としている。
【００７８】
この場合も、各組において、第１および第２ボンディング面２２、３１からのシリコーンゲル５０の厚さが、１００μｍ以上１ｍｍ以下となっており、ボンディング面の耐湿性の確保とワイヤの接続信頼性の確保との両立を図ることができている。
【００７９】
この図９に示す電子装置の製造方法は、まず、上記各実施形態と同様に、第１および第２ボンディング面２２、３１をケース１０の底面側に位置させた形でケース１０内に収納し、シリコーンゲル５０をケース１０の上方から注入することにより、シリコーンゲル５０によって第１および第２ボンディング面２２、３１を被覆するシリコーンゲル注入工程を行う。
【００８０】
本実施形態では、このシリコーンゲル注入工程の後、シリコーンゲル５０を硬化させる際に、図９中の破線にて示すように、比較的太いワイヤ４２が位置するケース１０の他端側（図中、右側）が、比較的細いワイヤ４１が位置するケース１０の一端側よりも低い位置となるようにケース１０を傾けた状態とする。
【００８１】
そして、この状態でシリコーンゲル５０を硬化させる。このようにケース１０を水平面から傾けた状態としつつ硬化させることで、シリコーンゲル５０は、ケース１０の他端側すなわち比較的太いワイヤ４２の位置する方へ片寄り、比較的断線しやすい細いワイヤ４１の方にて薄くなる。そのため、細いワイヤ４１の方に加わるシリコーンゲル５０からの応力を太い方のワイヤ４２に比べて小さくすることができ、好ましい。
【００８２】
（第８実施形態）
図１０は、本発明の第８実施形態に係る電子装置を示す概略平面図である。この図１０は、ケース１０の上方から見たものであり、各基板２０間および基板２０上に形成された各ワイヤ４０が略同一方向に延びている。また、この図では示していないが、各ワイヤ４０のボンディング面は、各基板の表面に形成されたパッドや素子のパッド等である。
【００８３】
つまり、各ワイヤ４０において、第１のボンディング面と第２のボンディング面とを結ぶ方向が略同一方向にそろっている。この各ワイヤ４０の延びる方向は、図１０中の白抜き両矢印に示すように、電子装置に加わる外部振動の方向となっている。
【００８４】
このように、所定方向に外部振動が加わるようになっている場合、第１のボンディング面と第２のボンディング面とを結ぶ方向は、外部振動の加わる方向と直交する方向とは外れていることが好ましい。
【００８５】
これは、一般に、第１のボンディング面と第２のボンディング面とを結ぶ方向すなわちワイヤの延びる方向に外部振動が加わる場合に比べて、それと直交する方向に外部振動が加わるとワイヤの断線が生じやすいことによる。つまり、本実施形態では、ワイヤ４０の延びる方向と直交する方向に外部振動が加わらないから、ワイヤ４０の接続信頼性を確保するには好ましい。
【００８６】
（他の実施形態）
なお、第１および第２ボンディング面２２、３１のうちどちらか一方のボンディング面からのシリコーンゲル５０の厚さを、１００μｍ以上１ｍｍ以下としたものでも良い。
【００８７】
つまり、第１および第２ボンディング面のうち少なくとも上記耐湿性および接続信頼性の両立を確保したい方のボンディング面において、上記構成を採用すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子装置の概略断面図である。
【図２】上記第１実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。
【図３】上記第１実施形態においてワイヤの接続信頼性を試験した結果を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。
【図８】本発明の第６実施形態に係る電子装置の製造方法を示す概略断面図である。
【図９】本発明の第７実施形態に係る電子装置を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の第８実施形態に係る電子装置を示す概略平面図である。
【図１１】従来の電子装置の一般的な概略断面図である。
【符号の説明】
１０…ケース、１１…穴部、１２…隔壁、２１…パワー素子、
２２…パワー素子のパッド、３１…パッド、４０…ワイヤ、
５０…シリコーンゲル。
Claims (10)
- ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、前記第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置において、
前記第１および第２ボンディング面のうち少なくとも一方のボンディング面からの前記シリコーンゲルの厚さが、１００μｍ以上２ｍｍ以下であり、前記ワイヤの上部は前記シリコーンゲルから露出していることを特徴とする電子装置。 - 前記ワイヤ（４０）は、直径が１５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
- ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、前記第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、
前記第１および第２ボンディング面からの前記シリコーンゲルの厚さを所定厚さ以上となるように、前記第１および第２ボンディング面の上に前記シリコーンゲルを配置した後、
前記シリコーンゲルを吸引して前記所定厚さとなるようにすることを特徴とする電子装置の製造方法。 - ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、前記第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、
前記第１および第２ボンディング面をケース（１０）の底面側に位置させた形で前記ケース内に収納し、前記シリコーンゲルを前記ケースの上方から注入することにより、前記シリコーンゲルによって前記第１および第２ボンディング面を被覆するシリコーンゲル注入工程を備え、
前記シリコーンゲル注入工程では、前記ケースとして、前記第１および第２ボンディング面からの前記シリコーンゲルの厚さが所定厚さ以上となったときに、注入される前記シリコーンゲルが前記ケース外に排出される穴部（１１）を有するものを用いることを特徴とする電子装置の製造方法。 - ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、前記第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、
前記第１および第２ボンディング面をケース（１０）の底面側に位置させた形で前記ケース内に収納し、前記シリコーンゲルを前記ケースの上方から注入することにより、前記シリコーンゲルによって前記第１および第２ボンディング面を被覆するシリコーンゲル注入工程を備え、
前記シリコーンゲル注入工程では、前記ケースとして、その底面に当該底面を前記第１および第２ボンディング面が位置するボンディング面領域とそれ以外の領域とに区画する隔壁（１２）が設けられたものを用い、
前記ボンディング面領域にて前記第１および第２ボンディング面からの前記シリコーンゲルの厚さが所定厚さ以上となったときに、注入される前記シリコーンゲルが前記隔壁を越えて前記ボンディング面領域以外の領域に排出されるようにしたことを特徴とする電子装置の製造方法。 - ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、前記第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、
前記第１および第２ボンディング面をケース（１０）の底面側に位置させた形で前記ケース内に収納し、前記シリコーンゲルを前記ケースの上方から注入することにより、前記シリコーンゲルによって前記第１および第２ボンディング面を被覆するシリコーンゲル注入工程を行い、
この工程の後、前記シリコーンゲルを硬化させる際に、前記ケースをその底面の中心を軸にして回転させ、その遠心力によって当該底面の中心部寄りの前記シリコーンゲルを周辺部寄りの前記シリコーンゲルよりも薄くすることにより、前記底面の中心部寄りの前記シリコーンゲルの厚さを所定厚さとすることを特徴とする電子装置の製造方法。 - ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、前記第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、
前記第１および第２ボンディング面の上に前記シリコーンゲルを所定厚さ以上となるように配置した後、
前記シリコーンゲルを硬化させる際に、前記シリコーンゲルの所定領域に風を吹き付けてその風圧によって前記所定領域における前記シリコーンゲルを前記所定厚さとすることを特徴とする電子装置の製造方法。 - ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、前記第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、
前記第１および第２ボンディング面をケース（１０）の底面側に位置させた形で前記ケース内に収納し、前記シリコーンゲルを前記ケースの上方から注入することにより、前記シリコーンゲルによって前記第１および第２ボンディング面を被覆するシリコーンゲル注入工程を行い、
この工程の後、前記シリコーンゲルを硬化させる際に、前記ケースの底面の下部から加熱を行い、前記シリコーンゲルを前記ケースの底面側から一部硬化させ、
続いて、未硬化部分の前記シリコーンゲルを除去することにより、残った硬化した前記シリコーンゲルの厚さを所定厚さとすることを特徴とする電子装置の製造方法。 - ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、前記第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、
前記第１および第２ボンディング面をケース（１０）の底面側に位置させた形で前記ケース内に収納し、前記シリコーンゲルを前記ケースの上方から注入することにより、前記シリコーンゲルによって前記第１および第２ボンディング面を被覆するシリコーンゲル注入工程を備え、
前記ワイヤとして太さの異なるものを用いるとともに、前記ケースの一端側に比較的細いワイヤ（４１）を位置させ、前記ケースの他端側に比較的太いワイヤ（４２）を位置させるようにし、
前記シリコーンゲル注入工程の後、前記シリコーンゲルを硬化させる際に、前記ケースをその他端側が一端側よりも低い位置となるように前記ケースを傾け、前記比較的細いワイヤおよび前記比較的太いワイヤのそれぞれの上部を前記シリコーンゲルから露出させた状態で前記シリコーンゲルを硬化させることを特徴とする電子装置の製造方法。 - ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ（４０）の第１ボンディング面（２２）と第２ボンディング面（３１）とを有し、前記第１および第２ボンディング面をシリコーンゲル（５０）にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、
前記第１および第２ボンディング面をケース（１０）の底面側に位置させた形で前記ケース内に収納し、前記シリコーンゲルを前記ケースの上方から注入することにより、前記 シリコーンゲルによって前記第１および第２ボンディング面を被覆するシリコーンゲル注入工程を備え、
前記ワイヤとして太さの異なるものを用いるとともに、前記ケースの一端側に比較的細いワイヤ（４１）を位置させ、前記ケースの他端側に比較的太いワイヤ（４２）を位置させるようにし、
前記シリコーンゲル注入工程の後、前記シリコーンゲルを硬化させる際に、前記ケースをその他端側が一端側よりも低い位置となるように前記ケースを傾けた状態とし、その状態で前記シリコーンゲルを硬化させることにより、前記比較的太いワイヤよりも前記比較的細いワイヤの方にて前記シリコーンゲルの厚さを薄くすることを特徴とする電子装置の製造方法。
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