(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品にワイヤーボンディングにより金属ワイヤーを接合し、該金属ワイヤーが接合されたボンディング面を封止用の合成樹脂にて被覆してなる電子装置において、
前記電子部品を収納し、前記合成樹脂が注入されるケースを備え、このケースには、注入された前記合成樹脂の液面が前記ケースの減圧に伴って前記金属ワイヤーより上に達して当該金属ワイヤーを被覆した場合に前記合成樹脂が流入する樹脂受け部が設けられ、
前記減圧下の時間の経過によって下降した前記合成樹脂の液面より上方に、前記合成樹脂により被覆され露出する前記金属ワイヤーを設け、当該下降した前記合成樹脂の液面より上の高さ位置で前記樹脂受け部をケース内に連通させた
ことを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記樹脂受け部は、前記ケース内部の空間に露出する凹部を有し、この凹部の縁は前記金属ワイヤーの上端と同等の高さに位置すること、
を特徴とする請求項１記載の電子装置。
【請求項３】
前記樹脂受け部は、前記ケースの側壁を切り欠いて形成され、前記ケース内部の空間に露出する凹部を有し、この凹部の縁は前記金属ワイヤーの上端と同等の高さに位置すること、
を特徴とする請求項１記載の電子装置。
【請求項４】
前記ケースの側壁には、注入された前記合成樹脂の液面が前記電子部品に接合された前記金属ワイヤーより上に達した場合に、前記合成樹脂を前記ケース外に流出させる貫通孔が形成され、
前記樹脂受け部は、前記ケースの外側面において前記貫通孔の下方に設けられ、前記貫通孔から流出した前記合成樹脂を貯留する凹部を有すること、
を特徴とする請求項１記載の電子装置。
【請求項５】
ケースに収容された電子部品にワイヤーボンディングにより金属ワイヤーを接合し、該金属ワイヤーが接合されたボンディング面を封止用の合成樹脂にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、
前記合成樹脂を注入可能に構成され、注入された前記合成樹脂の液面が前記金属ワイヤーより上まで達した場合に前記合成樹脂が流入する樹脂受け部を備えた前記ケース内に、前記金属ワイヤーの少なくとも一部が前記合成樹脂の上面から露出する所定高さとなる量の前記合成樹脂を注入する注入工程と、
前記注入工程で前記合成樹脂が注入された前記ケースを減圧下に置き、減圧により合成樹脂の液面を上昇させ、前記注入工程で前記合成樹脂よりも上に露出していた前記金属ワイヤーを前記合成樹脂で被覆する減圧工程と、
前記減圧工程で前記合成樹脂の液面が上昇したことにより前記樹脂受け部に流入した前記合成樹脂を検出する検出工程と、
を有することを特徴とする電子装置の製造方法。
【請求項６】
前記樹脂受け部は、前記合成樹脂を貯留する凹部を有し、
前記検出工程では、前記凹部に検査光を照射することにより、前記凹部に流入した前記合成樹脂を光学的に検出すること、
を特徴とする請求項５記載の電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子等を備えた電子装置、および、この電子装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子等を備えた電子装置において、接点間をワイヤーボンディングにより接続した後に、ワイヤーボンディングを施した接点の耐湿性を確保するため、半導体素子を収容するケース内にゲル状の合成樹脂を充填して、接点部を合成樹脂により覆ったものが知られている。
この構成については、充填された合成樹脂が振動したときに、この振動がワイヤーに伝わって断線を招くおそれが指摘されていた。そこで、上記構成において充填する合成樹脂の量を減らすことにより、ワイヤーの振動を防ぐ方法が提案された（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、ワイヤーボンディングにより金属ワイヤーが接続されたパワー素子をケースに収納し、シリコーン樹脂をケースの上方から注入した後で、吸引ノズルを差し入れ、必要な高さを残してシリコーン樹脂を吸引除去する方法が開示されている。この方法によれば、金属ワイヤーがシリコーン樹脂により被覆された構造とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７１９４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、いったん注入したシリコーン樹脂を吸引する工程が新たに加わるため、電子装置の製造リードタイムの延長、吸引設備の投資による製造コストの増大が懸念される。また、例えば、大電流用のパワー素子には金属ワイヤーが高密度に配線されているため、このような素子に上記の方法を適用すると、ワイヤーを避けて吸引ノズルを挿入するためのスペースを確保する必要があり、電子装置の大面積化、ひいては商品サイズの大型化が懸念される。
そこで、本発明は、ワイヤーボンディングが施された電子部品を合成樹脂によって被覆した構成において、ワイヤーを合成樹脂によって確実に被覆することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、電子部品にワイヤーボンディングにより金属ワイヤーを接合し、該金属ワイヤーが接合されたボンディング面を封止用の合成樹脂にて被覆してなる電子装置において、前記電子部品を収納し、前記合成樹脂が注入されるケースを備え、このケースには、注入された前記合成樹脂の液面が前記ケースの減圧に伴って前記金属ワイヤーより上に達して当該金属ワイヤーを被覆した場合に前記合成樹脂が流入する樹脂受け部が設けられ、前記減圧下の時間の経過によって下降した前記合成樹脂の液面より上方に、前記合成樹脂により被覆され露出する前記金属ワイヤーを設け、当該下降した前記合成樹脂の液面より上の高さ位置で前記樹脂受け部をケース内に連通させたことを特徴とする。
本発明によれば、合成樹脂を吸引除去する作業を伴わずに金属ワイヤーを合成樹脂で被覆した構成を実現できる。さらに、減圧下で合成樹脂の液面が金属ワイヤーを覆う高さに達した場合は樹脂受け部に合成樹脂が流入するので、樹脂受け部への合成樹脂の流入を検出することで、金属ワイヤーが合成樹脂で覆われたことを容易に確認できる。これにより、金属ワイヤーを合成樹脂で被覆したことで耐食性の向上と金属ワイヤーの絶縁保護を可能にし、新規設備の導入や電子装置の大型化を伴わずに製造可能で、かつ、金属ワイヤーが完全に被覆されたことを容易に確認できる電子装置を提供できる。
【０００６】
本発明は、上記の電子装置において、前記樹脂受け部は、前記ケース内部の空間に露出する凹部を有し、この凹部の縁は前記金属ワイヤーの上端と同等の高さに位置すること、を特徴とする。
本発明によれば、減圧下において合成樹脂の液面が金属ワイヤーよりも上まで上昇した場合に、この合成樹脂が樹脂受け部の凹部に確実に流入して貯留されるので、凹部に溜まっている合成樹脂を検出することで、金属ワイヤーが上部まで合成樹脂で被覆されたことを容易に、かつ速やかに検出できる。
【０００７】
また、本発明は、上記の電子装置において、前記樹脂受け部は、前記ケースの側壁を切り欠いて形成され、前記ケース内部の空間に露出する凹部を有し、この凹部の縁は前記金属ワイヤーの上端と同等の高さに位置すること、を特徴とする。
本発明によれば、凹部に溜まっている合成樹脂を検出することで、金属ワイヤーが上部まで合成樹脂で被覆されたことを容易に、かつ速やかに検出できる。また、凹部がケースの側壁を切り欠いて形成されたため、ケース内において凹部を設けるスペースを確保する必要がないので、ケース内の各部の配置を検出工程の都合で制限することなく、ケース内部の配置の自由度を損なわずに、金属ワイヤーが上部まで合成樹脂で被覆されたことをより容易に、より速やかに検出できる。
【０００８】
また、本発明は、上記の電子装置において、前記ケースの側壁には、注入された前記合成樹脂の液面が前記電子部品に接合された前記金属ワイヤーより上に達した場合に、前記合成樹脂を前記ケース外に流出させる貫通孔が形成され、前記樹脂受け部は、前記ケースの外側面において前記貫通孔の下方に設けられ、前記貫通孔から流出した前記合成樹脂を貯留する凹部を有すること、を特徴とする。
本発明によれば、減圧下において、合成樹脂の液面が金属ワイヤーよりも上まで上昇した場合に、この合成樹脂が貫通孔を通って樹脂受け部の凹部に確実に流入して貯留されるので、凹部に溜まっている合成樹脂を検出することで、金属ワイヤーが上部まで合成樹脂で被覆されたことを検出できる。また、樹脂受け部の凹部が前記ケース外に設けられているため、ケース内部における電子部品や金属ワイヤーの配置状態に影響されることなく、凹部に溜まっている合成樹脂を容易に検出できる。さらに、ケース内において凹部を設けるスペースを確保する必要がない。このため、ケース内の各部の配置を検出工程の都合で制限することなく、ケース内部の配置の自由度を損なわずに、金属ワイヤーが上部まで合成樹脂で被覆されたことをより容易に、より速やかに検出できる。
【０００９】
また、上記課題を解決するため、本発明は、ケースに収容された電子部品にワイヤーボンディングにより金属ワイヤーを接合し、該金属ワイヤーが接合されたボンディング面を封止用の合成樹脂にて被覆してなる電子装置の製造方法であって、前記合成樹脂を注入可能に構成され、注入された前記合成樹脂の液面が前記金属ワイヤーより上まで達した場合に前記合成樹脂が流入する樹脂受け部を備えた前記ケース内に、前記金属ワイヤーの少なくとも一部が前記合成樹脂の上面から露出する所定高さとなる量の前記合成樹脂を注入する注入工程と、前記注入工程で前記合成樹脂が注入された前記ケースを減圧下に置き、減圧により合成樹脂の液面を上昇させ、前記注入工程で前記合成樹脂よりも上に露出していた前記金属ワイヤーを前記合成樹脂で被覆する減圧工程と、前記減圧工程で前記合成樹脂の液面が上昇したことにより前記樹脂受け部に流入した前記合成樹脂を検出する検出工程と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、合成樹脂を吸引除去する作業を伴わずに金属ワイヤーを合成樹脂で被覆し、新規設備の導入や電子装置の大型化を伴わずに、耐食性の向上と金属ワイヤーの絶縁保護を可能にした電子装置を製造できる。さらに、検出工程では樹脂受け部への合成樹脂の流入を検出することで金属ワイヤーが合成樹脂で覆われたことを容易に確認でき、金属ワイヤーの被覆が不完全なまま放置されることがない。これにより、金属ワイヤーを合成樹脂で被覆して耐食性の向上と金属ワイヤーの絶縁保護を可能にした電子装置を、速やかに高い歩留まりで製造できる。
【００１０】
本発明は、上記の電子装置の製造方法において、前記樹脂受け部は、前記合成樹脂を貯留する凹部を有し、この凹部の縁は前記金属ワイヤーの上端と同等の高さに位置しており、前記検出工程では、前記凹部に流入した前記合成樹脂を検出すること、を特徴とする。
本発明によれば、検出工程で凹部に溜まっている合成樹脂を検出することで、金属ワイヤーが上部まで合成樹脂で被覆されたことを容易に、かつ速やかに検出できる。
【００１１】
さらに、本発明は、上記の電子装置の製造方法において、前記樹脂受け部は、前記合成樹脂を貯留する凹部を有し、前記検出工程では、前記凹部に検査光を照射することにより、前記凹部に流入した前記合成樹脂を光学的に検出すること、を特徴とする。
本発明によれば、減圧工程で合成樹脂の液面が金属ワイヤーよりも上まで上昇し、この合成樹脂が樹脂受け部の凹部に流入したか否かを、検査光を照射して光学的に検出するので、金属ワイヤーが上部まで合成樹脂で被覆されたことを容易に、かつ速やかに、非接触の手法で検出できる。
【００１２】
また、上記の電子装置の製造方法において、前記注入工程で、前記合成樹脂を前記ケースに注入する注入ノズルを前記金属ワイヤー上で移動させることにより、前記合成樹脂の液面よりも上方に位置する前記金属ワイヤーに前記合成樹脂を塗布しながら注入を行うこと、を特徴とする構成としてもよい。この場合、ワイヤーボンディングによって金属ワイヤーが接合された電子部品がケースに収容され、このケースに注入された合成樹脂によってボンディング面が覆われ、かつ、金属ワイヤーが合成樹脂より上に露出して合成樹脂の振動が金属ワイヤーに伝わりにくい電子装置を製造できる。合成樹脂を注入する工程において注入ノズルを移動させることにより、金属ワイヤーに上方から合成樹脂を流下させることで、金属ワイヤーを合成樹脂で被覆できる。従って、電子装置のボンディング面を合成樹脂により被覆し、金属ワイヤーを合成樹脂の上に露出させて合成樹脂の振動が金属ワイヤーに伝わることを防ぎ、かつ、金属ワイヤーを合成樹脂で被覆できる。この方法では、吸引等の新規設備の導入や電子装置の大型化を伴わないという利点もある。さらに、ケース内に注入する合成樹脂の量を抑えることで、低コスト化を図るとともに、この合成樹脂を硬化させるための時間を短縮することで、リードタイムを短縮できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、合成樹脂を吸引除去する作業を伴わずに金属ワイヤーを合成樹脂で被覆し、新規設備の導入や電子装置の大型化を伴わずに、耐食性の向上と金属ワイヤーの絶縁保護を可能にした電子装置を製造できる。さらに、検出工程では樹脂受け部への合成樹脂の流入を検出することで金属ワイヤーが合成樹脂で覆われたことを容易に確認でき、金属ワイヤーの被覆が不完全なまま放置されることがない。これにより、金属ワイヤーを合成樹脂で被覆して耐食性の向上と金属ワイヤーの絶縁保護を可能にした電子装置を、速やかに高い歩留まりで製造できる。
また、凹部に溜まっている合成樹脂を検出することで、金属ワイヤーが上部まで合成樹脂で被覆されたことを容易に、かつ速やかに検出できる。
また、凹部がケースの側壁を切り欠いて形成されたため、ケース内において凹部を設けるスペースを確保する必要がないので、ケース内の各部の配置を検出工程の都合で制限することなく、ケース内部の配置の自由度を損なわずに、金属ワイヤーが上部まで合成樹脂で被覆されたことをより容易に、より速やかに検出できる。
さらに、ケース外に設けられた凹部の合成樹脂を検出するので、ケース内部における電子部品や金属ワイヤーの配置状態に影響されることなく、凹部に溜まっている合成樹脂を容易に検出でき、ケース内において凹部を設けるスペースを確保する必要がないので、ケース内の各部の配置を検出工程の都合で制限することなく、ケース内部の配置の自由度を損なわずに、金属ワイヤーが上部まで合成樹脂で被覆されたことをより容易に、より速やかに検出できる。
さらにまた、合成樹脂が樹脂受け部の凹部に流入したか否かを、検査光を照射して光学的に検出するので、金属ワイヤーが上部まで合成樹脂で被覆されたことを容易に、かつ速やかに、非接触の手法で検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係るスイッチモジュールの製造方法における注入工程の説明図である。
【図２】スイッチモジュールの製造方法における減圧工程の説明図である。
【図３】スイッチモジュールの製造方法における検出工程の説明図である。
【図４】第１の実施形態に係るスイッチング装置の要部断面図である。
【図５】第２の実施形態に係るスイッチング装置の要部断面図である。
【図６】第２の実施形態に係るスイッチモジュールの製造方法における検出工程を示す説明図である。
【図７】第３の実施形態に係るスイッチング装置の要部断面図である。
【図８】第３の実施形態に係るスイッチモジュールの製造方法における検出工程を示す説明図である。
【図９】第４の実施形態に係るスイッチング装置の要部断面図である。
【図１０】第４の実施形態に係るスイッチモジュールの製造方法における検出工程を示す説明図である。
【図１１】第５の実施形態に係るスイッチモジュールの製造方法における注入工程の説明図である。
【図１２】第５の実施形態に係るスイッチング装置の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１から図３は、本発明の第１の実施形態に係るスイッチング装置１の製造方法を示す説明図であり、詳細には、図１は注入工程後のスイッチモジュール１Ａの要部断面図、図２は減圧工程のスイッチモジュール１Ａの要部断面図である。また、図３は検出工程におけるスイッチモジュール１Ａの要部断面図である。
また、図４は、第１の実施形態に係る製造方法により製造されるスイッチング装置１の構成を示す要部断面図である。
【００１６】
第１の実施形態に係るスイッチング装置１（図４）は、半導体素子１１が実装された基板１５を、上面が開口したケース１０に収容して構成される。
電子部品としての半導体素子１１は、例えば、ＩＧＢＴ、パワーＭＯＳＦＥＴ、サイリスタ、ダイオード等の、大電流に対応した電源供給用のスイッチング素子である。基板１５は、上面絶縁基板１５Ａ及び下面絶縁基板１５Ｂの間に絶縁基板１５Ｃを挟んでロウ材等により接合してなる３層構造の基板であり、上面絶縁基板１５Ａ及び下面絶縁基板１５Ｂには、例えば電源供給回路を構成する回路パターンが形成されている。半導体素子１１は、上面絶縁基板１５Ａ及び下面絶縁基板１５Ｂに形成されたパターンに、はんだ１８によって電気的に接続されている。
【００１７】
ケース１０は、その底面を構成するベース基材１２と、ベース基材１２の周縁部に固定され、側壁を構成するハウジング１３とを備えて構成される。ハウジング１３の断面形状は円であってもよいし、方形やその他の多角形であってもよく、本第１の実施形態では一例として略円筒形とする。ハウジング１３とベース基材１２とは接着剤等によって液体が漏れないように接合されており、ケース１０内に液体が充填された場合、この液体を漏れなく貯留できる。
ベース基材１２の上面には、基板１５の下部が絶縁性の接合材１７によって固定されている。また、ハウジング１３には、ケース１０の外側に突出する外部端子１４が設けられている。外部端子１４は、ケース１０の内側と外側とに跨るようにハウジング１３を貫通しており、ケース１０の外部の回路に接続される金属製の端子である。この外部端子１４は、ケース１０に収容された半導体素子１１を、ケース１０の外部の回路に接続するために設けられており、ケース１０内では外部端子１４と半導体素子１１とが、ワイヤー１９（金属ワイヤー）によって電気的に接続される。
【００１８】
ワイヤー１９は、ワイヤーボンディングにより形成された金属ワイヤーであり、具体的には、太さ数十μｍ〜数百μｍの金またはアルミニウム製の線材である。ワイヤー１９の一端は半導体素子１１が備える外部接続用端子（図示略）の金属部に荷重と超音波によって接合され、ワイヤー１９の他端は同様に外部端子１４に接合されていて、これらの端子間はワイヤー１９を介して導通する。ここで、ワイヤー１９が半導体素子１１に接合された箇所（面）をボンディング面２１とし、ワイヤー１９が外部端子１４に接合された箇所（面）をボンディング面２２とする。ワイヤーボンディングによりワイヤー１９が形成された直後は、ワイヤー１９とともに、ボンディング面２１、２２の金属が大気中に露出した状態にある。また、ワイヤー１９は、ボンディング面２１、２２で接合された両端が最低く、中央部が上向きに凸形状となるように形成される。
このように半導体素子１１がケース１０に収納され、第１接合材１７によって基板１５がベース基材１２に接合され、基板１５上に実装された半導体素子１１と外部端子１４との間に、ワイヤーボンディングによりワイヤー１９が形成されて、スイッチモジュール１Ａが構成される。このスイッチモジュール１Ａにシリコーン樹脂が注入され、ボンディング面２１、２２及びワイヤー１９が被覆されて、電子装置としてのスイッチング装置１が製造される。
【００１９】
スイッチモジュール１Ａからスイッチング装置１を製造する方法は、次の４つの工程を含む。
１．スイッチモジュール１Ａにシリコーン樹脂を注入する注入工程。
２．シリコーン樹脂を注入したスイッチモジュール１Ａを減圧下に置く減圧工程。
３．ワイヤー１９がシリコーン樹脂で覆われたことを検出する検出工程。
４．シリコーン樹脂を硬化させる硬化工程。
【００２０】
ケース１０に注入されるシリコーン樹脂は、例えば、主剤に硬化剤を混合した二液性の樹脂であり、注入時においては所定の粘性および流動性を有し、その後、所定の硬化条件下で硬化し、ゲル状または固体となる。シリコーン樹脂３０の硬化条件としては、光（紫外線）照射、加熱等が挙げられる。温度及び時間を硬化条件とする熱硬化性のシリコーン樹脂において典型的な硬化条件としては、温度は常温（ＪＩＳ規格によれば２０℃±１５℃）〜１５０℃、時間は数十分〜３時間程度である。本第１の実施形態では、８０℃、１時間の条件で硬化する熱硬化性のシリコーン樹脂３０（図２〜図５）を使用した例について説明する。
【００２１】
図１には、注入工程でケース１０内にシリコーン樹脂３０が注入された後のスイッチモジュール１Ａの状態を示している。
この注入工程では、例えば、主剤と硬化剤とからなる二液性の樹脂を混合して流動状態のシリコーン樹脂３０を調製し、注入ノズル（図示略）からシリコーン樹脂３０を吐出する注入装置（図示略）が使用される。注入工程では、スイッチモジュール１Ａのケース１０内に上方から、注入装置の注入ノズルによってシリコーン樹脂３０が注入される。シリコーン樹脂３０の注入量は、図１に示すように、ワイヤー１９の最上部（ワイヤートップ）に比べて十分に低く、かつ、ボンディング面２１、２２の金属がシリコーン樹脂３０に没する高さである。
この図１に示す高さまでシリコーン樹脂３０が注入されると、ボンディング面２１、２２の耐食性及び防湿性が確保される一方で、ワイヤー１９が全てシリコーン樹脂３０に沈んだ場合に比べて、シリコーン樹脂３０が振動した場合も、この振動がワイヤー１９に伝わってワイヤー１９やボンディング面２１、２２における断線を招くおそれがない。
【００２２】
図１に示すように、ケース１０を構成するハウジング１３の内面には、樹脂受け部４１が設けられている。樹脂受け部４１は、ハウジング１３からケース１０の内部空間に突出する突起状の部分であり、シリコーン樹脂３０を貯留可能な凹部である樹脂溜まり４２を有する。
樹脂溜まり４２の縁の高さは、ワイヤートップとほぼ同じ高さ、或いはワイヤートップより高くなっている。後述する減圧工程において、シリコーン樹脂３０の液面が樹脂溜まり４２の縁よりも高く上昇すると、樹脂溜まり４２にシリコーン樹脂３０が流入する。
【００２３】
注入工程で注入されるシリコーン樹脂３０の量は、注入後の液面の高さを指標として決定される。すなわち、上述のようにボンディング面２１、２２が没しワイヤー１９の一部が露出する高さとなるよう、シリコーン樹脂３０の注入量が決定されている。
そして、図１に示すように、ハウジング１３から張り出している樹脂受け部４１の下端は、注入工程において注入されるシリコーン樹脂３０の液面と同じ高さとなっている。このため、注入工程では、シリコーン樹脂３０の液面が樹脂受け部４１の下端に接するまで目視しながらシリコーン樹脂３０を注入すれば、シリコーン樹脂３０を注入中や注入前に計量することなく、シリコーン樹脂３０の注入量を好適な量に合わせることができる。
【００２４】
注入工程は、常圧条件下で行ってもよいが、減圧条件下で行ってもよい。すなわち、スイッチモジュール１Ａにシリコーン樹脂３０を注入する際に、スイッチモジュール１Ａの全体と、シリコーン樹脂３０を注入するノズル（図示略）を減圧チャンバー（図示略）に収容し、この減圧チャンバー内部を減圧した状態でシリコーン樹脂３０の注入（いわゆる真空注入）を行ってもよい。真空注入を行うと、速やかにシリコーン樹脂３０を注入できる等の利点がある。
【００２５】
シリコーン樹脂３０がケース１０内に注入された後、減圧工程が実行される。減圧工程では、スイッチモジュール１Ａが減圧環境下において所定時間、放置される。具体的には、シリコーン樹脂３０が注入されたスイッチモジュール１Ａを密閉可能な減圧チャンバーに収容し、この減圧チャンバー内の真空度が６００Ｐａ〜１０００Ｐａに保たれた状態が、１０分〜１時間程度継続される。なお、注入工程で上記の真空注入を行った場合、シリコーン樹脂３０の注入が完了してから減圧工程に移行し、スイッチモジュール１Ａが引き続き減圧環境下で放置される。この場合の放置時間は上記の１０分〜１時間程度である。また、この場合、減圧工程におけるスイッチモジュール１Ａを収容したチャンバー内の真空度を、注入工程よりも高く（圧力を低く）してもよいし、注入工程と同じ真空度としてもよい。
【００２６】
なお、減圧工程でスイッチモジュール１Ａを放置する時間は、十分に脱泡できればよいので、シリコーン樹脂３０の粘度、シリコーン樹脂３０を含むケース１０内部の構成部品に内在する空気の量、減圧工程における真空度、減圧工程で常圧から目標真空度に達するまでの早さ等を考慮して決定すればよい。一般には真空度が高く、時間が長いほど確実に脱泡できるため、脱泡の状態と生産性を考慮して、真空度と時間を定めればよい。
【００２７】
減圧工程では、スイッチモジュール１Ａ内の半導体素子１１の下や基板１５とベース基材１２との間等の隙間に入っていた空気が減圧に伴って膨張し、気泡となってシリコーン樹脂３０内に浮き上がる。この膨張した気泡がケース１０の底部近傍からシリコーン樹脂３０内に浮き上がることで、シリコーン樹脂３０が全体的に泡立って吹き上がり、図２に示すようにシリコーン樹脂３０の液面が上昇する。この図２に示す状態では、シリコーン樹脂３０の液面はワイヤートップの高さを超え、注入工程でシリコーン樹脂３０の上に露出していたワイヤー１９の頂部がシリコーン樹脂３０に没する。
また、減圧工程では、シリコーン樹脂３０の液面がワイヤー１９の最上部高さを超えるため、樹脂溜まり４２の縁を超えてシリコーン樹脂３０が樹脂溜まり４２に流入する。
【００２８】
スイッチモジュール１Ａが減圧下におかれた状態で時間が経過すると、ケース１０内の隙間に存在していた空気がシリコーン樹脂３０から抜けて、気泡の吹き上がりが収まる。これにより、シリコーン樹脂３０の液面は下降して、注入工程で注入された量に応じた高さに戻る。
しかしながら、シリコーン樹脂３０は高い粘性を有するので、いったんシリコーン樹脂３０に浸った部分には、シリコーン樹脂３０の液面が注入された高さに戻った後も、その表面にシリコーン樹脂３０が付着したまま、被膜となって残る。一般的なシリコーン樹脂の粘性を基準にすれば、数時間ないし数十時間、被膜が残ることが明らかである。従って、減圧工程でワイヤートップの高さまでシリコーン樹脂３０が吹き上がることで、ワイヤー１９の全体に、シリコーン樹脂３０の被膜が形成される。
【００２９】
減圧工程でシリコーン樹脂３０が吹き上がる高さは、シリコーン樹脂３０の粘度、シリコーン樹脂３０を含むケース１０内部の構成部品に内在する空気の量、減圧工程における真空度、減圧工程で常圧から目標真空度に達するまでの早さ等によって異なる。また、構成部品の隙間に存在する空気は、基板１５の大きさ、基板１５に実装された素子の数、ワイヤー１９の数等によって異なる。このため、これらを考慮して、減圧工程でワイヤートップの位置までシリコーン樹脂３０が吹き上がるように、注入工程で注入するシリコーン樹脂３０の量すなわち液面の高さが決定される。
【００３０】
しかしながら、実際にシリコーン樹脂３０が吹き上がる高さにはばらつきがあるため、実際にワイヤートップを超える高さまで液面が上昇し、ワイヤー１９にシリコーン樹脂３０が付着したことを確認することが望ましい。特に、スイッチング装置１の製造方法の硬化工程を行う前に確認を行えば、例えばワイヤー１９へのシリコーン樹脂３０の付着が不足していることが判明した場合に、不足分のシリコーン樹脂３０をワイヤー１９に付着させることもできる。
このため、本第１の実施形態では、減圧工程の後に、シリコーン樹脂３０の液面が必要な高さまで上昇したことを確認するため、検出工程を行う。この検出工程は、スイッチモジュール１Ａを収容した減圧チャンバーの減圧解除後に行ってもよいし、スイッチモジュール１Ａが減圧下にある状態で、すなわち減圧チャンバー内の真空度が低下する前に、行ってもよい。
【００３１】
図２に示すようにシリコーン樹脂３０の液面がワイヤートップを超える高さまで上昇すると、樹脂溜まり４２にシリコーン樹脂３０が流れ込む。この場合、図３に示すように、減圧工程で吹き上がったシリコーン樹脂３０の液面が脱泡後に下降した後も、樹脂溜まり４２に溜まったシリコーン樹脂３０は排出されずに残っている。
このため、図３に示す検出工程では、樹脂溜まり４２に貯留しているシリコーン樹脂３０を検出することにより、減圧工程でシリコーン樹脂３０の液面がワイヤートップの高さを超えたか否か、すなわち、ワイヤー１９がシリコーン樹脂３０により被覆されたか否かが確認される。
【００３２】
検出工程では、図３に示すように、ケース１０の上方から、レーザー光源やＬＥＤ光源等からなる検査用光源（図示略）により検査光Ｌを照射し、検査光Ｌが樹脂溜まり４２において反射した反射光を、受光部（図示略）によって受光し、受光量や受光した反射光の波長等に基づいて、樹脂溜まり４２にシリコーン樹脂３０が溜まっているか否かが判別される。検出工程に先立って、樹脂溜まり４２の底面４２Ａ（図１）に検査光Ｌを照射した場合の反射光と、樹脂溜まり４２に溜まったシリコーン樹脂３０に検査光Ｌを照射した場合の反射光とについて、受光部の受光量や受光した反射光の波長成分等の差が求められており、この差をもとに、検出工程では確実に判別を行える。
【００３３】
具体的な例として、検査光Ｌの波長は可視領域、紫外領域、或いは赤外領域のいずれであってもよいが、シリコーン樹脂３０により吸収されやすい波長であれば、樹脂溜まり４２にシリコーン樹脂３０が溜まっている場合に反射光の光量が顕著に低下するため、シリコーン樹脂３０の有無を確実に判別しやすくなる。つまり、検査光Ｌの波長を、シリコーン樹脂３０の吸収スペクトルに存在する吸収ピークの波長にすることで、確実にシリコーン樹脂３０を検出できる。この場合、底面４２Ａは検査光Ｌを高い反射率で反射する状態であることが好ましい。
また、反対に、シリコーン樹脂３０により高い反射率で反射される検査光Ｌを用いることもでき、この場合、底面４２Ａが、検査光Ｌをほとんど反射しない状態であれば、反射光の差が顕著になるため、より確実にシリコーン樹脂３０を検出できる。
【００３４】
このように、検出工程においては、スイッチモジュール１Ａの上方から検査光Ｌを照射することによって、樹脂溜まり４２にシリコーン樹脂３０が溜まっていることを検出でき、この検出結果に基づいて、ワイヤー１９の全体にシリコーン樹脂３０が付着したか否かを判別できる。この検出工程でワイヤー１９の全体にシリコーン樹脂３０が付着したと派別された場合、硬化工程が行われる。
【００３５】
スイッチモジュール１Ａに注入されたシリコーン樹脂３０には、硬化剤が混入されている。硬化工程では、シリコーン樹脂３０の硬化条件を満たす環境にスイッチモジュール１Ａが所定時間放置される。例えば、熱硬化性のシリコーン樹脂を用いた場合、スイッチモジュール１Ａは、所定以上の温度（常温〜１５０℃）を保った状態に放置される。また、光硬化性のシリコーン樹脂を用いた場合には、紫外線ランプ（図示略）等により光が照射される。本第１の実施形態では上述のように、シリコーン樹脂３０が硬化するまで８０℃で１時間、スイッチモジュール１Ａを放置する。この硬化工程において、上述したようにワイヤー１９に形成されたシリコーン樹脂３０の被膜は、シリコーン樹脂３０の粘性によって長時間保持されるので、硬化工程においてゲル状または固体となる。このため、ワイヤー１９は、流動性を失ったシリコーン樹脂３０の被膜によって被覆される。
硬化工程においては、減圧工程に引き続いてスイッチモジュール１Ａを減圧条件下においてもよいし、徐々に真空度を下げて常圧条件にしてもよく、常圧になった後で硬化工程に移行してもよい。
【００３６】
図４は、上記の製造方法により製造されたスイッチング装置１の構成を示す要部断面図である。
スイッチング装置１のケース１０内では、ボンディング面２１、２２の両方を覆う高さまでシリコーン樹脂３０が充填されてゲル状に硬化しており、シリコーン樹脂３０よりも上方にワイヤー１９の一部が出ている。ワイヤー１９はボンディング面２１、２２においてシリコーン樹脂３０により覆われている。さらに、ワイヤー１９の、シリコーン樹脂３０の上面より上に出ている部分は、減圧工程で付着したシリコーン樹脂３０の薄膜である樹脂被膜３１によって被覆されている。この樹脂被膜３１がワイヤー１９のワイヤートップまで全体に形成されたか否かは、検出工程で、樹脂溜まり４２のシリコーン樹脂３０が検出されたか否かに基づき、容易に確認できる。
従って、減圧工程でシリコーン樹脂３０の液面がワイヤートップまで上昇せず、ワイヤー１９の全体がシリコーン樹脂３０で覆われていない場合は、検出工程でこれを検出できる。このため、製品不良を確実に検出することができる。また、硬化工程の前に検出工程を行うので、不良と検出されたスイッチモジュール１Ａは、シリコーン樹脂３０をワイヤー１９に付着させることで良品とすることができる。
【００３７】
以上説明したように、本発明を適用した第１の実施形態に係るスイッチング装置１は、半導体素子１１にワイヤーボンディングによりワイヤー１９を接合し、該ワイヤー１９が接合されたボンディング面２１、２２を封止用のシリコーン樹脂３０にて被覆して構成されるものであり、半導体素子１１を収納し、シリコーン樹脂３０が注入されるケース１０を備え、このケース１０には、注入されたシリコーン樹脂３０の液面がワイヤー１９より上に達した場合にシリコーン樹脂３０が流入する樹脂受け部４１が設けられ、半導体素子１１をケース１０に収納し、ケース１０内に、ワイヤー１９の一部がシリコーン樹脂３０の上面から露出する所定高さとなる量のシリコーン樹脂３０を注入し、ケース１０を減圧下に放置することによってシリコーン樹脂３０の液面を上昇させ、シリコーン樹脂３０よりも上に露出するワイヤー１９にシリコーン樹脂３０を付着させることにより、ワイヤー１９をシリコーン樹脂３０で被覆したので、いったん注入したシリコーン樹脂３０を吸引除去する作業等を行うことなく、ワイヤー１９をシリコーン樹脂３０で被覆した構成を実現できる。
【００３８】
また、減圧工程でシリコーン樹脂３０の液面がワイヤー１９を覆う高さに達した場合は樹脂受け部４１にシリコーン樹脂３０が流入する。樹脂受け部４１に流入したシリコーン樹脂３０は、検査光Ｌを用いた光学的な手法によって容易に検出できるので、ワイヤー１９が最上部までシリコーン樹脂３０で覆われたことを容易に確認できる。これにより、ワイヤー１９をシリコーン樹脂３０で被覆することでワイヤー１９の耐食性の向上とワイヤー１９の絶縁保護を可能にし、吸引用のノズルを含む新規設備の導入やスイッチング装置１の大型化を伴わずに製造可能で、かつ、ワイヤー１９が完全に被覆されたことを容易に確認できるスイッチング装置１を提供できる。
【００３９】
そして、上記の注入工程、減圧工程、検出工程および硬化工程を含むスイッチング装置１の製造方法では、減圧工程でシリコーン樹脂３０の液面を上昇させることで、ワイヤー１９をシリコーン樹脂３０で被覆し、シリコーン樹脂３０の液面が十分な高さまで上昇したことを検出工程で検出するので、ワイヤー１９を確実にシリコーン樹脂３０で被覆し、さらに、ワイヤー１９が被覆されたことを容易に確認できる。このため、ワイヤー１９の被覆が不完全なまま放置されることがなく、スイッチング装置１を、速やかに高い歩留まりで製造できる。
【００４０】
また、スイッチング装置１において、樹脂受け部４１は、ケース１０内部の空間に露出する樹脂溜まり４２を有し、この樹脂溜まり４２の縁はワイヤー１９の上端と同等の高さに位置するので、減圧工程でシリコーン樹脂３０の液面がワイヤー１９よりも上まで上昇した場合に、このシリコーン樹脂３０が樹脂受け部４１の樹脂溜まり４２に確実に流入して貯留される。このため、シリコーン樹脂３０の液面上昇が収まった後で樹脂溜まり４２に溜まっているシリコーン樹脂３０を検出することで、ワイヤー１９が上部までシリコーン樹脂３０で被覆されたことを容易に、かつ速やかに検出できる。
さらに、シリコーン樹脂３０が樹脂受け部４１の樹脂溜まり４２に流入したか否かを、検査光Ｌを照射して光学的に検出するので、ワイヤー１９が上部までシリコーン樹脂３０で被覆されたことを容易に、かつ速やかに、非接触の手法で検出できる。このため、多数のスイッチング装置１について、連続して高速に、樹脂溜まり４２のシリコーン樹脂３０を検出できる。また、減圧チャンバー内において検査光Ｌを照射して検出を行うことも可能である。
【００４１】
［第２の実施形態］
図５は、本発明を適用した第２の実施形態に係るスイッチング装置２の構成を示す要部断面図である。本第２の実施形態において、上記第１の実施形態と同様に構成される各部については、同符号を付して説明を省略する。
スイッチング装置２は、上記第１の実施形態で説明したスイッチング装置１と同様に、半導体素子１１を実装した基板１５をケース２４内に収容し、ケース２４に設けられた外部端子１４と半導体素子１１とをワイヤー１９によって接続したものである。スイッチング装置２が備えるケース２４は、ベース基材１２の周縁部に、ハウジング２３を接合して構成される。ハウジング２３の断面形状は、ハウジング１３と同様に円であってもよいし方形やその他の多角形であってもよい。ハウジング２３とベース基材１２とは接着剤等によって液体が漏れないように接合されており、ケース２４内に液体が充填された場合、この液体を漏れなく貯留できる。
【００４２】
ハウジング２３の一部は切り欠かれて、樹脂受け部４５が形成されている。樹脂受け部４５は、ハウジング２３の内面の上端部を、周上の一部で切り欠いて形成され、底部には、シリコーン樹脂３０を貯留する樹脂溜まり４６が形成されている。樹脂溜まり４６は、ケース２４の内部空間に露出する凹部であり、樹脂溜まり４６の縁の高さは、ワイヤー１９のワイヤートップとほぼ同じ高さ、或いはワイヤートップより高くなっている。スイッチング装置２の製造工程の減圧工程で、シリコーン樹脂３０の液面が樹脂溜まり４６の縁よりも高く上昇すると、樹脂溜まり４６にシリコーン樹脂３０が流入する。
【００４３】
この図５に示すスイッチング装置２は、上記第１の実施形態に係るスイッチング装置１と同様の製造方法により製造される。
すなわち、ケース２４にシリコーン樹脂３０を所定高さまで注入する注入工程、注入工程後に減圧下で放置することでシリコーン樹脂３０の液面を上昇させて脱泡する減圧工程、減圧工程でシリコーン樹脂３０の液面が上昇したことを検出する検出工程、及び、シリコーン樹脂３０を硬化させる硬化工程である。
注入工程で注入されるシリコーン樹脂３０は上記第１の実施形態と同様であり、シリコーン樹脂３０の注入量は、ボンディング面２１、２２がシリコーン樹脂３０に没し、かつ、ワイヤー１９の少なくとも一部がシリコーン樹脂３０の液面から露出する量である。この高さまでシリコーン樹脂３０が注入された状態では、樹脂受け部４５はシリコーン樹脂３０に接しておらず、樹脂溜まり４６にはシリコーン樹脂３０が流入していない。
【００４４】
続いて行われる減圧工程では、減圧下におかれたケース２４内でシリコーン樹脂３０が気泡とともに押し上げられ、シリコーン樹脂３０の液面がワイヤー１９のワイヤートップの高さを超えて上昇する。このとき、ワイヤー１９の全体にシリコーン樹脂３０が付着する一方、樹脂受け部４５においては、樹脂溜まり４６にシリコーン樹脂３０が流入する。その後、減圧下において放置される間、或いは減圧解除後に、検出工程が行われる。
【００４５】
図６は、スイッチング装置２の製造工程における検査工程の説明図である。
この図６に示すように、検出工程では、ケース２４の上方から、図示しない光源により樹脂溜まり４６に向けて検査光Ｌが照射される。検査光Ｌは樹脂溜まり４６の底面または樹脂溜まり４６に溜まったシリコーン樹脂３０に反射するので、この反射光を図示しない受光部により受光することで、樹脂溜まり４６に溜まったシリコーン樹脂３０を検出できる。この検査光Ｌは第１の実施形態で説明した検査光Ｌと同様であり、樹脂溜まり４６の底面における検査光Ｌの反射率が高い構成とし、検査光Ｌに、シリコーン樹脂３０により吸収されやすい波長の光を用いてもよいし、樹脂溜まり４６の底面の反射率を低くして、検査光Ｌの波長を、シリコーン樹脂３０の表面における反射率が高い波長の光にしてもよい。
【００４６】
このように、スイッチング装置２は、ベース基材１２にハウジング２３を接合して構成されるケース２４を有し、ケース２４の内面の一部が切り欠かれて樹脂受け部４５が形成され、樹脂受け部４５にはシリコーン樹脂３０を貯留可能な樹脂溜まり４６が形成されており、減圧工程でワイヤー１９のワイヤートップの高さまでシリコーン樹脂３０の液面が上昇した場合は樹脂溜まり４６にシリコーン樹脂３０が流入する。この樹脂溜まり４６に流入したシリコーン樹脂３０は、検出工程で検査光Ｌを照射した光学的な手法によって容易に検出できるので、減圧工程で、シリコーン樹脂３０より上に出ているワイヤー１９の全体にシリコーン樹脂３０が付着したか否かを、容易に確認できる。
【００４７】
さらに、スイッチング装置２では、ハウジング２３の一部を切り欠くことで樹脂受け部４５が形成されているので、ケース２４の内部に突出する部分がなく、ケース２４内部に基板１５を配置する工程や、ワイヤー１９を形成する工程において樹脂受け部４５が邪魔にならない。このため、ケース２４内の構成部品の配置や、他の工程に影響を与えることなく、ワイヤー１９にシリコーン樹脂３０が付着したことを容易に検出できる。
【００４８】
［第３の実施形態］
図７は、本発明を適用した第３の実施形態に係るスイッチング装置３の構成を示す要部断面図である。本第３の実施形態において、上記第１の実施形態と同様に構成される各部については、同符号を付して説明を省略する。
スイッチング装置３は、上記第１の実施形態で説明したスイッチング装置１と同様に、半導体素子１１を実装した基板１５をケース２６内に収容し、ケース２６に設けられた外部端子１４と半導体素子１１とをワイヤー１９によって接続したものである。スイッチング装置３が備えるケース２６は、ベース基材１２の周縁部にハウジング２５を接合して構成される。ハウジング２５の断面形状は、ハウジング１３と同様に円であってもよいし方形やその他の多角形であってもよい。ハウジング２５とベース基材１２とは接着剤等によって液体が漏れないように接合されており、ケース２６内に液体が充填された場合、この液体を漏れなく貯留できる。
【００４９】
ハウジング２５には、ケース２６の内外に貫通する貫通孔４８が形成されており、ケース２６の内部に溜まった液体の液面が貫通孔４８より高くなると、この貫通孔４８を通って該液体がケース２６の外に流出する。貫通孔４８の下端の高さは、ワイヤー１９のワイヤートップとほぼ同じ高さ、或いはワイヤートップより高くなっている。
貫通孔４８の下方において、ハウジング２５の外側面には樹脂受け部４９が設けられている。樹脂受け部４９は、貫通孔４８から流出する液体を貯留する凹部としての樹脂溜まり５０を有する。樹脂溜まり５０の高さ位置は貫通孔４８より低ければよいが、液体が樹脂受け部４９の外にあふれないように、樹脂溜まり５０の縁の高さは貫通孔４８より上にあることが好ましい。
【００５０】
この図７に示すスイッチング装置３は、上記第１の実施形態に係るスイッチング装置１と同様の製造方法により製造される。
すなわち、ケース２６にシリコーン樹脂３０を所定高さまで注入する注入工程、注入工程後に減圧下で放置することでシリコーン樹脂３０の液面を上昇させて脱泡する減圧工程、減圧工程でシリコーン樹脂３０の液面が上昇したことを検出する検出工程、及び、シリコーン樹脂３０を硬化させる硬化工程である。
【００５１】
注入工程で注入されるシリコーン樹脂３０は上記第１の実施形態と同様であり、シリコーン樹脂３０の注入量は、ボンディング面２１、２２がシリコーン樹脂３０に没し、かつ、ワイヤー１９の少なくとも一部がシリコーン樹脂３０の液面から露出する量である。この高さまでシリコーン樹脂３０が注入された状態では、シリコーン樹脂３０は貫通孔４８に届かないので、シリコーン樹脂３０は貫通孔４８から流出しない。
【００５２】
続いて行われる減圧工程では、減圧下におかれたケース２６内でシリコーン樹脂３０が気泡とともに押し上げられ、シリコーン樹脂３０の液面がワイヤー１９のワイヤートップの高さを超えて上昇する。このとき、ワイヤー１９の全体にシリコーン樹脂３０が付着する一方、シリコーン樹脂３０の液面がハウジング２５に形成された貫通孔４８よりも高い位置まで達するので、貫通孔４８からケース２６の外にシリコーン樹脂３０が流出し、このシリコーン樹脂３０が樹脂溜まり５０に溜まる。その後、減圧下において放置される間、或いは減圧解除後に、検出工程が行われる。
【００５３】
図８は、スイッチング装置３の製造工程における検査工程の説明図である。
この図８に示すように、検出工程では、ケース２６の上方から、図示しない光源により樹脂溜まり５０に向けて検査光Ｌが照射される。検査光Ｌは樹脂溜まり５０の底面または樹脂溜まり５０に溜まったシリコーン樹脂３０に反射するので、この反射光を図示しない受光部により受光することで、樹脂溜まり５０に溜まったシリコーン樹脂３０を検出できる。この検査光Ｌは第１の実施形態で説明した検査光Ｌと同様であり、樹脂溜まり５０の底面における検査光Ｌの反射率が高い構成とし、検査光Ｌに、シリコーン樹脂３０により吸収されやすい波長の光を用いてもよいし、樹脂溜まり５０の底面の反射率を低くして、検査光Ｌの波長を、シリコーン樹脂３０の表面における反射率が高い波長の光にしてもよい。
【００５４】
このように、スイッチング装置３は、ベース基材１２にハウジング２５を接合して構成されるケース２６を有し、ケース２６の側面を構成するハウジング２５に貫通孔４８が形成され、ケース２６の外面には、貫通孔４８の下方にシリコーン樹脂３０を貯留可能な樹脂溜まり５０が形成され、減圧工程でワイヤー１９のワイヤートップの高さまでシリコーン樹脂３０の液面が上昇した場合は貫通孔４８を通って樹脂溜まり５０にシリコーン樹脂３０が流入する。この樹脂溜まり５０に流入したシリコーン樹脂３０は、検出工程で検査光Ｌを照射した光学的な手法によって容易に検出できるので、減圧工程で、シリコーン樹脂３０より上に出ているワイヤー１９の全体にシリコーン樹脂３０が付着したか否かを、容易に確認できる。
【００５５】
さらに、スイッチング装置３では、樹脂受け部４９がケース２６の外に設けられ、樹脂受け部４９の樹脂溜まり５０に、貫通孔４８を通じてシリコーン樹脂３０が流出するので、ケース２６の内部に突出する部分がなく、ケース２６内部に基板１５を配置する工程や、ワイヤー１９を形成する工程において樹脂受け部４９が邪魔にならない。このため、ケース２６内の構成部品の配置や、他の工程に影響を与えることなく、ワイヤー１９にシリコーン樹脂３０が付着したことを容易に検出できる。また、ケース２６内において樹脂受け部４９を設けるスペースを確保する必要がないので、ケース２６内の各部の配置を検出工程の都合で制限することがなく、ケース２６内部の配置の自由度を損なわないという利点がある。
【００５６】
［第４の実施形態］
図９は、本発明を適用した第４の実施形態に係るスイッチング装置４の構成を示す要部断面図である。本第２の実施形態において、上記第１の実施形態と同様に構成される各部については、同符号を付して説明を省略する。
スイッチング装置４は、上記第１の実施形態で説明したスイッチング装置１と同様に、半導体素子１１を実装した基板１５をケース２８内に収容し、ケース２８に設けられた外部端子１４と半導体素子１１とをワイヤー１９によって接続したものである。スイッチング装置４が備えるケース２８は、ベース基材１２の周縁部にハウジング２７を接合して構成される。ハウジング２７の断面形状は、ハウジング１３と同様に円であってもよいし方形やその他の多角形であってもよい。ハウジング２７とベース基材１２とは接着剤等によって液体が漏れないように接合されており、ケース２８内に液体が充填された場合、この液体を漏れなく貯留できる。
【００５７】
ハウジング２７の一部は切り欠かれて、樹脂受け部５３が形成されている。樹脂受け部５３は、ハウジング２７の上部を切り欠いて形成され、ケース２８の内外に貫通する貫通孔である。樹脂受け部５３の底部は、２つの斜面５５、５６からなる断面Ｖ字状の凹部となっており、この凹部が、シリコーン樹脂３０を貯留可能な樹脂溜まり５４となっている。
ケース２８の内側における樹脂受け部５３の下端の高さは、ワイヤー１９のワイヤートップとほぼ同じ高さ、或いはワイヤートップより高くなっている。スイッチング装置４の製造工程の減圧工程で、シリコーン樹脂３０の液面が樹脂受け部５３の縁よりも高く上昇すると、樹脂溜まり４６にシリコーン樹脂３０が流入する。
【００５８】
樹脂受け部５３の底部を構成する２つの斜面のうち、ケース２６の外側に位置する斜面５５の上端は、ケース２８の内側における斜面５６の上端よりも高くなっている。このため、樹脂溜まり５４に流入したシリコーン樹脂３０が、樹脂受け部５３からケース２８の外にあふれ出にくい構成となっている。
【００５９】
この図９に示すスイッチング装置４は、上記第１の実施形態に係るスイッチング装置１と同様の製造方法により製造される。
すなわち、ケース２８にシリコーン樹脂３０を所定高さまで注入する注入工程、注入工程後に減圧下で放置することでシリコーン樹脂３０の液面を上昇させて脱泡する減圧工程、減圧工程でシリコーン樹脂３０の液面が上昇したことを検出する検出工程、及び、シリコーン樹脂３０を硬化させる硬化工程である。
【００６０】
注入工程で注入されるシリコーン樹脂３０は上記第１の実施形態と同様であり、シリコーン樹脂３０の注入量は、ボンディング面２１、２２がシリコーン樹脂３０に没し、かつ、ワイヤー１９の少なくとも一部がシリコーン樹脂３０の液面から露出する量である。この高さまでシリコーン樹脂３０が注入された状態では、シリコーン樹脂３０は斜面５６の上端に届かないので、シリコーン樹脂３０は樹脂溜まり５４に流入しない。
【００６１】
続いて行われる減圧工程では、減圧下におかれたケース２８内でシリコーン樹脂３０が気泡とともに押し上げられ、シリコーン樹脂３０の液面がワイヤー１９のワイヤートップの高さを超えて上昇する。このとき、ワイヤー１９の全体にシリコーン樹脂３０が付着する一方、シリコーン樹脂３０の液面が斜面５６の上端よりも高い位置に達するので、樹脂受け部５３にシリコーン樹脂３０が流入し、このシリコーン樹脂３０が樹脂溜まり５４に溜まる。その後、減圧下において放置される間、或いは減圧解除後に、検出工程が行われる。
【００６２】
図１０は、スイッチング装置４の製造工程における検査工程の説明図である。
この図１０に示すように、検出工程では、ケース２８の斜め上方から、図１０の例ではケース２８の内側から外側に向かう方向に、図示しない光源により樹脂溜まり５４に向けて検査光Ｌが照射される。
樹脂溜まり５４にシリコーン樹脂３０が溜まっていない場合、検査光Ｌは斜面５５に当たって、検査光Ｌの入射側、すなわちケース２８の内側に向かって反射する。これに対し、樹脂溜まり５４にシリコーン樹脂３０が溜まっている場合には、検査光Ｌはシリコーン樹脂３０の上面で反射する。硬化工程の前ではシリコーン樹脂３０は流動性を有するので、シリコーン樹脂３０の上面は水平となっている。このため検査光Ｌは、図１０に示すように、ハウジング２７の外側に向かって反射する。
【００６３】
このため、検査工程では、検査光Ｌの反射光の方向を検出することで、樹脂溜まり５４に溜まったシリコーン樹脂３０を光学的に検出できる。この検査光Ｌは第１の実施形態で説明した検査光Ｌと同様である。
検査光Ｌを発した光源側に受光部（図示略）を配置し、この受光部により反射光を受光すると、樹脂溜まり５４にシリコーン樹脂３０が溜まっていない場合は受光量が大きく、シリコーン樹脂３０が溜まっている場合は受光量が小さくなる。この受光量の差によって、樹脂溜まり５４に溜まったシリコーン樹脂３０を検出できる。この場合、斜面５５における検査光Ｌの反射率が高い構成とし、検査光Ｌの波長を、シリコーン樹脂３０により吸収されやすい波長にすれば、受光量の差はより顕著になる。また、図１０に矢印で示す反射光の方向に受光部（図示略）を設け、この受光部により反射光を受光すると、樹脂溜まり５４にシリコーン樹脂３０が溜まっていない場合は受光量が小さく、シリコーン樹脂３０が溜まっている場合は受光量が大きくなる。この場合、斜面５５の反射率を低くして、検査光Ｌの波長を、シリコーン樹脂３０の表面における反射率が高い波長の光にすれば、受光量の差はより顕著になり、より容易に確実な検出が可能になる。
【００６４】
このように、スイッチング装置４は、ベース基材１２にハウジング２７を接合して構成されるケース２８を有し、ケース２８の側面を構成するハウジング２７を貫通する樹脂受け部５３が形成され、樹脂受け部５３は、２つの斜面５５、５６で構成される断面Ｖ字型の樹脂溜まり５４を有する。減圧工程でワイヤー１９のワイヤートップの高さまでシリコーン樹脂３０の液面が上昇した場合は樹脂溜まり５４にシリコーン樹脂３０が流入する。この樹脂溜まり５４に流入したシリコーン樹脂３０は、検出工程で検査光Ｌを照射した光学的な手法によって容易に検出できるので、減圧工程で、シリコーン樹脂３０より上に出ているワイヤー１９の全体にシリコーン樹脂３０が付着したか否かを、容易に確認できる。
【００６５】
さらに、スイッチング装置４では、ハウジング２７に樹脂受け部５３が穿設され、この樹脂受け部５３に流入したシリコーン樹脂３０を検出するので、ケース２８の内部に突出する部分がなく、ケース２８内部に基板１５を配置する工程や、ワイヤー１９を形成する工程において樹脂受け部５３が邪魔にならない。このため、ケース２８内の構成部品の配置や、他の工程に影響を与えることなく、ワイヤー１９にシリコーン樹脂３０が付着したことを容易に検出できる。また、ケース２８内において樹脂受け部５３を設けるスペースを確保する必要がないので、ケース２８内の各部の配置を検出工程の都合で制限することがなく、ケース２８内部の配置の自由度を損なわないという利点がある。
また、シリコーン樹脂３０が樹脂溜まり５４に溜まっている場合と、溜まっていない場合とで、検査光Ｌの反射光を定位置で受光した場合の受光量が著しく異なるので、シリコーン樹脂３０を確実に検出できる。
【００６６】
なお、上記第１から第４の実施形態では、注入ノズルによって注入したシリコーン樹脂３０を減圧工程で吹き上げさせることでワイヤー１９の全体にシリコーン樹脂３０を付着させる構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、シリコーン樹脂３０を流下させる際に、ワイヤー１９の全体にシリコーン樹脂３０を付着させることも可能である。以下、この場合について第２の実施形態として説明する。
【００６７】
［第５の実施形態］
図１１は、本発明を適用した第５の実施形態に係るスイッチング装置５の製造方法の説明図であり、特に注入工程を示す。また、図１２は、図１１に示す製造方法で製造されるスイッチング装置５の構成を示す要部断面図である。
なお、この第５の実施形態において上述した第１の実施形態と同様に構成される部分には同符号を付して説明を省略する。
【００６８】
本第５の実施形態に係るスイッチモジュール６は、ベース基材１２の周縁部にハウジング２９を接合して構成されるケース３５に、半導体素子１１を実装した基板１５を納め、基板１５をベース基材１２に接合し、半導体素子１１と外部端子１４との間にワイヤー１９を形成したものである。
本第５の実施形態では、スイッチモジュール６の上方から、注入装置（図示略）が有する注入ノズル３９によってシリコーン樹脂３０を流下させる。上記注入装置には、注入ノズル３９をスイッチモジュール６の上方において水平に移動させる移動機構が設けられ、スイッチモジュール６の上で注入ノズル３９を移動可能である。注入ノズル３９の移動方向は一方向でも良いが、望ましくは２方向以上であり、スイッチモジュール６上の任意の位置に移動可能であることが好ましい。注入ノズル３９の先端には、シリコーン樹脂３０を分散流下させるノズルヘッドが装着され、シリコーン樹脂３０を、帯状あるいは束状に、より広い面積に流下させることができる。
【００６９】
この注入ノズル３９を、図中矢印で示すように、シリコーン樹脂３０をスイッチモジュール６に流下させながらスイッチモジュール６の上を移動させることにより、ケース３５内に配設された基板１５や半導体素子１１にシリコーン樹脂３０が降りかかる。また、ワイヤー１９にも、ボンディング面２１、２２だけでなく頂部を含む全体に、シリコーン樹脂３０が降りかかり、ケース３５の内部に突出する外部端子１４にもシリコーン樹脂３０により覆われる。
【００７０】
従って、注入ノズル３９を移動させる範囲を調整し、例えば、ハウジング２９の内側全体に隙間無くシリコーン樹脂３０が行き渡るように、シリコーン樹脂３０を流下させることも可能である。また、ワイヤー１９の下方など、複数の部材が上下に重なる位置では、注入ノズル３９を一定時間留まらせたり、注入ノズル３９の移動速度を遅くしたりすれば、シリコーン樹脂３０を下方の部材にも十分に行き渡らせることができる。
【００７１】
また、注入ノズル３９の移動経路は、ハウジング２９の内側を漏れなく、満遍なく注入ノズル３９のノズルヘッドが通過するよう設定してもよいが、例えば、ワイヤー１９やボンディング面２１、２２の上など限られた箇所のみ、その上を注入ノズル３９が複数回通過するように経路を設定してもよい。
【００７２】
この図１１に示す注入工程によりシリコーン樹脂３０がスイッチモジュール６に注入された後、上記第１の実施形態と同様の条件で、減圧工程および硬化工程が実行されると、ワイヤー１９、ボンディング面２１、２２及びその他のハウジング２９内部の部品に付着したシリコーン樹脂３０が硬化して、スイッチング装置５が得られる。
また、注入ノズル３９の先端のノズルヘッドによってシリコーン樹脂３０を分散させることで、シリコーン樹脂３０内に気泡が入りやすくなるが、その後に減圧工程を行うことで脱泡されるため、ノズルヘッドを用いることによるデメリットは生じない。
【００７３】
図１２に示すスイッチング装置５は、ケース３５に収容された半導体素子１１、基板１５、外部端子１４の表面全体がシリコーン樹脂３０によって覆われており、ワイヤー１９にも、全体に樹脂被膜３１が形成されている。
ケース３５内に注入されたシリコーン樹脂３０の量は、少なくとも、ワイヤー１９の一部を露出させる程度の高さにすることが望ましい。これは、シリコーン樹脂３０が硬化した後のスイッチング装置５において、シリコーン樹脂３０の振動がワイヤー１９に伝わりにくいようにするためである。図１２に示すスイッチング装置５では、ケース３５の底部に固定された基板１５を覆う程度の高さまでしかシリコーン樹脂３０が注入されていない。シリコーン樹脂３０の液面は、ワイヤー１９の頂部に比べて非常に低く、ボンディング面２１、２２に比べても低い位置にある。このため、スイッチング装置５に振動が加わった場合に、ゲル状のシリコーン樹脂３０が振動してワイヤー１９に負荷を与え、或いは、この振動の負荷により断線を招くおそれはない。
【００７４】
このように、本第５の実施形態の製造方法では、注入ノズル３９によってスイッチモジュール６にシリコーン樹脂３０を流下させて注入する注入工程を有し、この注入工程において、注入ノズル３９をワイヤー１９やボンディング面２１、２２の上を通るように移動させ、ケース３５に収容された各部に対して上方からシリコーン樹脂３０を流下させるので、スイッチング装置５のボンディング面２１、２２をシリコーン樹脂３０により被覆するとともに、ワイヤー１９をシリコーン樹脂３０の上に露出させて、ワイヤー１９への振動の伝達を防ぎ、かつ、ワイヤー１９を樹脂被膜３１で被覆して絶縁性及び耐食性の向上を図ることができる。また、ケース３５内に注入されるシリコーン樹脂３０の量が少なくて済むので、使用する材料の減量によるコスト減、減圧工程における脱泡時間の短縮および硬化工程におけるシリコーン樹脂３０の硬化時間の短縮に伴うリードタイムの短縮を実現できる。
【００７５】
なお、本第５の実施形態において、ケース３５に注入されるシリコーン樹脂３０の量は、必ずしも図１２に示したように少量に抑える必要はなく、例えば、図２に示したように、ボンディング面２１、２２が完全にシリコーン樹脂３０に浸る高さまで、シリコーン樹脂３０を注入してもよい。この場合、ボンディング面２１、２２はより確実にシリコーン樹脂３０によって覆われ、さらに、ワイヤー１９の全体がシリコーン樹脂３０によって被覆される。また、シリコーン樹脂３０が硬化した後、ワイヤー１９の頂部及びその近傍はシリコーン樹脂３０の上に露出するので、スイッチング装置５に振動が加わった場合に、ゲル状のシリコーン樹脂３０が振動してワイヤー１９に負荷を与え、或いは、この振動の負荷により断線を招くおそれがない。
【００７６】
なお、上述した各実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。
例えば、上記の実施形態においては、ボンディング面２１、２２及びワイヤー１９を被覆する合成樹脂として、２液性のシリコーン樹脂３０をスイッチモジュール６に注入する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、注入される合成樹脂はシリコーン樹脂３０に限らない。つまり、注入時に流動性を有し、その後に硬化してゲル状または固体となる合成樹脂であれば良い。また、上記合成樹脂としては、絶縁性及び耐久性を有し、ワイヤー１９及びボンディング面２１、２２の金属を腐蝕させないものが望ましく、厳しい環境下においてもワイヤー１９及びボンディング面２１、２２の金属を被覆した状態を保つことが可能な耐光性、耐熱性、耐水性を有するものがより好ましい。具体的には、シリコーン樹脂に限らず、エポキシ樹脂等を用いることができ、光硬化性および熱硬化性のいずれであってもよいし、添加剤等を含んでいてもよい。
さらに、例えば光硬化性樹脂を用いた場合には、検査光Ｌとしてレーザー光を用いると、検出対象の樹脂溜まり４２、４６、５０、５４以外に光が拡散して照射されないので、ケース１０、２４、２６、２８内の合成樹脂を硬化させてしまうことなく、検出を行えるという利点がある。
【００７７】
上記各実施形態では、電子部品としての半導体素子１１が実装された基板１５を備えたスイッチモジュールにシリコーン樹脂３０を注入して、スイッチング装置１〜５を製造する場合について説明したが、本発明は、電子部品として、キャパシタや抵抗器等の各種回路素子あるいは各種の集積回路を用いた装置にも適用可能であり、ケース１０、２４、２６、２８、３５の形状についても任意であって、例えば上面を覆う蓋を備えたケースを用いてもよく、この場合は注入工程において蓋を開いておけばよい。その他、スイッチング装置の具体的な細部構成についても任意に変更可能であり、図示しない注入装置、光源、受光部等の構成は任意である。
【符号の説明】
【００７８】
１、２、３、４、５  スイッチング装置（電子装置）
１Ａ、６  スイッチモジュール
１０  ケース
１１  半導体素子（電子部品）
１５  基板
１９  ワイヤー（金属ワイヤー）
２１、２２  ボンディング面
３０  シリコーン樹脂（合成樹脂）
３１  樹脂被膜
１００  注入装置
１５０  真空チャンバー
１５２  注入ノズル
１５４  ノズルヘッド
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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