(57)【要約】【課題】樹脂封止材の使用量を飛躍的に削減することができると共に、生産リードタイムや乾燥加熱用電力消費量の大幅な削減化を図ることができるパワーモジュール装置、その製造装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】各区画６Ａ〜６Ｆの中央部に樹脂封止材１５が所定量滴下された樹脂製ケース本体３を取付基台２５上に各チャック２６を介して取り付け後、自転用モータ２４を所定回転速度で回転駆動する。即ち、樹脂製ケース本体３は、モータ軸芯２４Ａを回転軸として所定回転速度でほぼ水平に自転する。また、同時に、公転用モータ２２を所定回転速度で回転駆動する。即ち、樹脂製ケース本体３は、モータ軸芯２２Ａを回転軸として所定回転速度でほぼ水平に公転する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方に開口部を有する略箱体状のケース本体と、前記ケース本体内側の底面部に装着されてパワー素子を含む電子部品が配置される配線基板と、前記ケース本体内側に設けられて前記配線基板の入出力端子部にワイヤーボンディングによって接続されると共に外部接続用端子部に電気的に接続される配線用回路部とを備えたパワーモジュール装置において、
少なくとも前記配線基板上に配置される電子部品及び各ボンディングワイヤの表面部がゲル硬化した樹脂封止材によって膜状に被覆されていることを特徴とするパワーモジュール装置。
【請求項２】
前記樹脂封止材は、熱硬化性シリコンポリマーで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のパワーモジュール装置。
【請求項３】
上方に開口部を有する略箱体状のケース本体と、前記ケース本体内側の底面部に装着されてパワー素子を含む電子部品が配置される配線基板と、前記ケース本体内側に設けられて前記配線基板の入出力端子部にワイヤーボンディングによって接続されると共に外部接続用端子部に電気的に接続される配線用回路部とを有するパワーモジュール装置の前記配線基板上の電子部品及びボンディングワイヤを樹脂封止する封止手段を備えたパワーモジュール装置の製造装置において、
前記封止手段は、前記パワーモジュール装置を前記開口部が上側になるように回転軸上に保持すると共に、該パワーモジュール装置を水平回転させる第１回転手段を有し、
該封止手段は、前記第１回転手段を回転駆動して、前記パワーモジュール装置の配線基板の上側に予め所定量滴下された粘性流体状の樹脂封止材を遠心力によって塗り広げ、少なくとも該配線基板上の電子部品及び各ボンディングワイヤの表面部に膜状の樹脂層を形成することを特徴とするパワーモジュール装置の製造装置。
【請求項４】
前記封止手段は、前記第１回転手段が回転軸から偏心して取り付けられると共に、該第１回転手段を回転軸回りに水平回転させる第２回転手段を有し、
該封止手段は、前記第２回転手段と第１回転手段とを同時に回転駆動して、前記粘性流体状の樹脂封止材を該第１回転手段及び第２回転手段による遠心力によって塗り広げることを特徴とする請求項３に記載のパワーモジュール装置の製造装置。
【請求項５】
前記樹脂封止材は、熱硬化性シリコンポリマーで形成されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のパワーモジュール装置の製造装置。
【請求項６】
上方に開口部を有する略箱体状のケース本体と、前記ケース本体内側の底面部に装着されてパワー素子を含む電子部品が配置される配線基板と、前記ケース本体内側に設けられて前記配線基板の入出力端子部にワイヤーボンディングによって接続されると共に外部接続用端子部に電気的に接続される配線用回路部とを有するパワーモジュール装置の前記配線基板上の電子部品及びボンディングワイヤを樹脂封止するパワーモジュール装置の製造方法において、
前記ワイヤーボンディング後の前記配線基板の上側に粘性流体状の樹脂封止材を所定量滴下する樹脂封止材滴下工程と、
前記樹脂封止材滴下工程後のケース本体を前記開口部が上側になるように第１回転手段の回転軸上に保持すると共に、該第１回転手段を回転駆動して、該ケース本体を水平回転させて前記粘性流体状の樹脂封止材を遠心力によって塗り広げ、該配線基板上の電子分品及び各ボンディングワイヤの表面部に膜状の樹脂層を形成する樹脂膜形成工程と、を備えたことを特徴とするパワーモジュール装置の製造方法。
【請求項７】
前記樹脂膜形成工程において、前記第１回転手段が回転軸から偏心して取り付けられると共に、該第１回転手段を回転軸回りに水平回転させる第２回転手段を有し、
前記第２回転手段と第１回転手段とを同時に回転駆動して、前記粘性流体状の樹脂封止材を該第１回転手段及び第２回転手段による遠心力によって塗り広げることを特徴とする請求項６に記載のパワーモジュール装置の製造方法。
【請求項８】
前記樹脂封止材は、熱硬化性シリコンポリマーで形成され、前記樹脂膜形成工程終了後、所定温度に加熱して前記樹脂層をゲル硬化させるゲル硬化工程を備えたことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のパワーモジュール装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケース本体内側の底面部にパワー素子を含む電子部品が配置される配線基板が装着され、この配線基板と外部接続用端子部に電気的に接続される配線用回路部とをワイヤボンディングにより接続したパワーモジュール装置、該パワーモジュール装置の製造装置及び該パワーモジュール装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、パワー素子を含む電子部品が配置される配線基板を樹脂製等のケース本体に装着して樹脂封止する構成のパワーモジュール装置及びその製造方法に関して種々提案されている。
例えば、従来のパワーモジュール装置では、外部接続用ターミナルが側壁を貫通して設けられた樹脂製ケース本体と、前記樹脂製ケース本体に接着性封止体を介して装着された配線基板と、前記配線基板にマウントされ且つ該配線基板と電気的に接続されたパワー素子を含む半導体素子及び電子部品とを備え、前記配線基板の入出力端子と前記外部接続用ターミナルとを超音波ボンディング法によりワイヤーボンディングし、且つその樹脂製ケース本体内にポリマーを充填・封入したパワーモジュール装置において、前記樹脂製ケース本体と前記配線基板との装着面のうち、前記ワイヤーボンディング時の超音波照射方向に対応した装着面に凹凸形状を設けた構成がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１０７００９号公報（段落（００２６）〜（００３０）、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のパワーモジュール装置では、配線基板上の樹脂製ケース本体内部には、配線基板上の電子部品及びボンディングワイヤを完全に覆うようにシリコン系のゴムなどのシリコン系ポリマーが充填されるため、車両用などの大型パワーモジュール装置（例えば、長さ寸法：２００ｍｍ、幅寸法：１５０ｍｍ、深さ寸法：１０ｍｍの車両用パワーモジュール装置）では、大量のシリコン系ポリマーなどの樹脂封止材を充填する必要があり、製造コストアップになるのみならず、この樹脂封止材の硬化時間が長くなるため、生産リードタイムや乾燥加熱用電力消費量の増大を招くという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、車両用などのパワーモジュール装置のケース本体内に装着される配線基板上の電子部品及びボンディングワイヤの表面部を樹脂封止材で膜状に被覆することにより、樹脂封止材の使用量を大幅に削減することができると共に、生産リードタイムの短縮化や乾燥加熱用電力消費量の削減化を図ることができるパワーモジュール装置、その製造装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に係るパワーモジュール装置は、上方に開口部を有する略箱体状のケース本体と、前記ケース本体内側の底面部に装着されてパワー素子を含む電子部品が配置される配線基板と、前記ケース本体内側に設けられて前記配線基板の入出力端子部にワイヤーボンディングによって接続されると共に外部接続用端子部に電気的に接続される配線用回路部とを備えたパワーモジュール装置において、少なくとも前記配線基板上に配置される電子部品及び各ボンディングワイヤの表面部がゲル硬化した樹脂封止材によって膜状に被覆されていることを特徴とする。
【０００７】
このような特徴を有する請求項１に係るパワーモジュール装置では、ケース本体内側の底面部に装着される配線基板上に配置される電子部品及びボンディングワイヤの表面部がゲル硬化した樹脂封止材によって膜状に被覆されるため、該電子部品及びボンディングワイヤの表面部を外気と遮断することができ、絶縁性、耐湿性など各種信頼性を損なうことなく、該ケース本体内側を樹脂封止材で充填する従来のパワーモジュール装置に比較して樹脂封止材の使用量を大幅に削減することができる。特に、車両用等の大型パワーモジュール装置においては、樹脂封止材の使用量を飛躍的に削減することができる。また、電子部品及びボンディングワイヤの表面部を樹脂封止材で膜状に被覆することにより、短時間でこの樹脂封止材をゲル硬化させることができ、生産リードタイムや乾燥加熱用電力消費量の大幅な削減化を図ることができる。
【０００８】
また、請求項２に係るパワーモジュール装置は、請求項１に記載のパワーモジュール装置において、前記樹脂封止材は、熱硬化性シリコンポリマーで形成されていることを特徴とする。
【０００９】
このような特徴を有する請求項２に係るパワーモジュール装置では、熱硬化性シリコンポリマーで樹脂封止材を形成することにより、弾性率が非常に小さく熱応力によるボンディングワイヤの断線等を防止できると共に、絶縁信頼性及び耐湿信頼性等を確保することができる。また、熱硬化性シリコンポリマーは、粘性流体状であるため、少量でも表面張力によりボンディングワイヤの表面部を容易に被覆することができる。
【００１０】
また、請求項３に係るパワーモジュール装置の製造装置は、上方に開口部を有する略箱体状のケース本体と、前記ケース本体内側の底面部に装着されてパワー素子を含む電子部品が配置される配線基板と、前記ケース本体内側に設けられて前記配線基板の入出力端子部にワイヤーボンディングによって接続されると共に外部接続用端子部に電気的に接続される配線用回路部とを有するパワーモジュール装置の前記配線基板上の電子部品及びボンディングワイヤを樹脂封止する封止手段を備えたパワーモジュール装置の製造装置において、前記封止手段は、前記パワーモジュール装置を前記開口部が上側になるように回転軸上に保持すると共に、該パワーモジュール装置を水平回転させる第１回転手段を有し、該封止手段は、前記第１回転手段を回転駆動して、前記パワーモジュール装置の配線基板の上側に予め所定量滴下された粘性流体状の樹脂封止材を遠心力によって塗り広げ、少なくとも該配線基板上の電子部品及び各ボンディングワイヤの表面部に膜状の樹脂層を形成することを特徴とする。
【００１１】
このような特徴を有する請求項３に係るパワーモジュール装置の製造装置では、パワーモジュール装置に予め樹脂封止材を所定量滴下後、該パワーモジュール装置を第１回転手段に保持させて水平回転させることによって、粘性流体状の樹脂封止材を遠心力によって塗り広げ、少なくとも配線基板上の電子部品及び各ボンディングワイヤの表面部に膜状の樹脂層を形成できるため、簡易な構成で樹脂封止材の膜状の樹脂層を迅速に形成でき、作業効率の向上を図ることができると共に、製造コストの削減化を図ることができる。また、第１回転手段の回転速度により樹脂封止材の膜厚さや塗布面積を制御することが可能なため、樹脂封止材の使用量の最適化を図ることが可能となる。
【００１２】
また、請求項４に係るパワーモジュール装置の製造装置は、請求項３に記載のパワーモジュール装置の製造装置において、前記封止手段は、前記第１回転手段が回転軸から偏心して取り付けられると共に、該第１回転手段を回転軸回りに水平回転させる第２回転手段を有し、該封止手段は、前記第２回転手段と第１回転手段とを同時に回転駆動して、前記粘性流体状の樹脂封止材を該第１回転手段及び第２回転手段による遠心力によって塗り広げることを特徴とする。
【００１３】
このような特徴を有する請求項４に係るパワーモジュール装置の製造装置では、パワーモジュール装置に予め樹脂封止材を所定量滴下後、該パワーモジュール装置を第１回転手段に保持させて水平回転させると共に、同時にこの第１回転手段が第２回転手段によって水平回転されるため、樹脂封止材は、パワーモジュール装置の第１回転手段の回転軸回りの自転による遠心力だけでは塗り広げられない部分にも、該第２回転手段の回転軸回りの公転による遠心力により塗り広げることが可能となり、配線基板上の電子部品及び各ボンディングワイヤの表面部に膜状の樹脂層を確実に形成することができる。また、第１回転手段及び第２回転手段の回転速度の制御により樹脂封止材の膜厚さや塗布面積をより正確に制御することが可能なため、樹脂封止材の使用量の更なる最適化を図ることが可能となる。
【００１４】
また、請求項５に係るパワーモジュール装置の製造装置は、請求項３又は請求項４に記載のパワーモジュール装置の製造装置において、前記樹脂封止材は、熱硬化性シリコンポリマーで形成されていることを特徴とする。
【００１５】
このような特徴を有する請求項５に係るパワーモジュール装置の製造装置では、熱硬化性シリコンポリマーは、粘性流体状であるため、遠心力によって塗り広げられた場合には、少量でも表面張力によりボンディングワイヤの表面部を容易に被覆することができる。また、熱硬化性シリコンポリマーで樹脂封止材を形成することにより、弾性率が非常に小さく熱応力によるボンディングワイヤの断線等を防止できると共に、絶縁信頼性及び耐湿信頼性等を確保することができる。
【００１６】
また、請求項６に係るパワーモジュール装置の製造方法は、上方に開口部を有する略箱体状のケース本体と、前記ケース本体内側の底面部に装着されてパワー素子を含む電子部品が配置される配線基板と、前記ケース本体内側に設けられて前記配線基板の入出力端子部にワイヤーボンディングによって接続されると共に外部接続用端子部に電気的に接続される配線用回路部とを有するパワーモジュール装置の前記配線基板上の電子部品及びボンディングワイヤを樹脂封止するパワーモジュール装置の製造方法において、前記ワイヤーボンディング後の前記配線基板の上側に粘性流体状の樹脂封止材を所定量滴下する樹脂封止材滴下工程と、前記樹脂封止材滴下工程後のケース本体を前記開口部が上側になるように第１回転手段の回転軸上に保持すると共に、該第１回転手段を回転駆動して、該ケース本体を水平回転させて前記粘性流体状の樹脂封止材を遠心力によって塗り広げ、該配線基板上の電子分品及び各ボンディングワイヤの表面部に膜状の樹脂層を形成する樹脂膜形成工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
このような特徴を有する請求項６に係るパワーモジュール装置の製造方法では、樹脂封止材滴下工程において、ワイヤボンディング後の配線基板上に所定量滴下された粘性流体状の樹脂封止材は、樹脂膜形成工程において、第１回転手段を介してケース本体を水平回転させられて発生する遠心力により塗り広げられ、該配線基板上の電子分品及び各ボンディングワイヤの表面部に膜状の樹脂層を形成するようにしたので、必要量の樹脂封止材を滴下後、第１回転手段を介して該電子部品及びボンディングワイヤの表面部を樹脂封止材の膜状の樹脂層を形成できるため、作業効率の向上を図り、製造コストの削減化を図ることができる。
【００１８】
また、請求項７に係るパワーモジュール装置の製造方法は、請求項６に記載のパワーモジュール装置の製造方法において、前記樹脂膜形成工程において、前記第１回転手段が回転軸から偏心して取り付けられると共に、該第１回転手段を回転軸回りに水平回転させる第２回転手段を有し、前記第２回転手段と第１回転手段とを同時に回転駆動して、前記粘性流体状の樹脂封止材を該第１回転手段及び第２回転手段による遠心力によって塗り広げることを特徴とする。
【００１９】
このような特徴を有する請求項７に係るパワーモジュール装置の製造方法では、樹脂膜形成工程において、ケース本体を第１回転手段に保持させて水平回転させると共に、同時にこの第１回転手段が第２回転手段によって水平回転されるため、樹脂封止材は、パワーモジュール装置の第１回転手段の回転軸回りの自転による遠心力だけでは塗り広げられない部分にも、該第２回転手段の回転軸回りの公転による遠心力により塗り広げることが可能となり、配線基板上の電子部品及び各ボンディングワイヤの表面部に膜状の樹脂層を確実に形成することができ、製品品質の信頼性の向上を図ることができる。
【００２０】
更に、請求項８に係るパワーモジュール装置の製造方法は、請求項６又は請求項７に記載のパワーモジュール装置の製造方法において、前記樹脂封止材は、熱硬化性シリコンポリマーで形成され、前記樹脂膜形成工程終了後、所定温度に加熱して前記樹脂層をゲル硬化させるゲル硬化工程を備えたことを特徴とする。
【００２１】
このような特徴を有する請求項８に係るパワーモジュール装置の製造方法では、ゲル硬化工程において、配線基板上の電子部品及び各ボンディングワイヤの表面部に膜状の樹脂層を形成する熱硬化性シリコンポリマーを所定温度に加熱してゲル硬化するため、短時間でゲル硬化させることができ、生産リードタイムの短縮化や乾燥加熱用電力消費量の削減化を図ることができる。また、熱硬化性シリコンポリマーで樹脂封止材を形成することにより、弾性率が非常に小さく加熱乾燥によって発生する熱応力によるボンディングワイヤの断線等を防止できると共に、絶縁信頼性及び耐湿信頼性等を確保することができる。
【００２２】
また、請求項１又は請求項２に記載のパワーモジュール装置、請求項３乃至請求項５のいずれかに記載のパワーモジュール装置の製造装置、及び請求項６乃至請求項８のいずれかに記載のパワーモジュール装置の製造方法において、前記パワーモジュール装置は、前記ケース本体の内側底面部に立設されて、該ケース本体の内側を複数に区画するリブ部を有し、前記リブ部によって区画される区画毎に前記配線基板が配置されると共に、該区画毎に粘性流体状の樹脂封止材を所定量滴下する構成にしても好ましい。また、各区画内の複数箇所に樹脂封止材を滴下する構成も好ましい。
これにより、車両用などの大型パワーモジュール装置においても、各区画毎に滴下する樹脂封止材の所定量を少なくして、配線基板上の電子部品及びボンディングワイヤの表面部を被覆する樹脂封止材の膜厚さの更なる均一化を図ることができると共に、この滴下された各樹脂封止材の塗り広がる面積を狭くすることができて樹脂膜を形成する作業時間の更なる短縮化を図ることができる。また、各区画内の複数箇所に樹脂封止材を滴下することにより、この滴下された各樹脂封止材を塗り広げる時間を短縮化し、製造コストの削減化を図ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るパワーモジュール装置、その製造装置及びその製造方法を車両用のパワーモジュール装置に具体化した一実施形態を図面に基づき説明する。先ず、本実施形態に係るパワーモジュール装置の概略構成について図１乃至図３に基づき説明する。
図１乃至図３に示すように、本実施形態に係る車両用のパワーモジュール装置１は、平面視略長方形（長さ寸法：約２００ｍｍ、幅寸法：約１５０ｍｍ）で上方に開口部２が形成される深さ約１０ｍｍの略箱体状の樹脂製のケース本体３と、該ケース本体３の内側底面部に装着される放熱性に優れた各金属配線基板４とから構成されている。また、開口部２は、長手方向に等間隔で内側幅方向の全幅に渡って底面部に立設される各リブ５により長手方向に６つの各区画６Ａ〜６Ｆに仕切られ、各区画６Ａ〜６Ｆの底面部には、幅方向に３個の各金属配線基板４が接着などにより固定されている。また、各リブ５には配線パターン（図示省略）が上面部に形成される横長四角形で金属製基板の各バスバー７が側壁を貫通して配設され、該配線パターンが各区画６Ａ〜６Ｆ内に設けられている。また、各バスバー７の側壁の外側端縁部の上面部には、各区画６Ａ〜６Ｆ内の配線パターンに電気的に接続される外部接続用パターン７Ａ（図示省略）が形成され、その外側には、貫通孔７Ｂが穿設されて、その下側に取付用のナット７Ｃがケース本体３内に埋設されている。また、開口部２の内側の長手方向両端側壁部には、配線パターン（図示省略）が上面部に形成される横長四角形の金属製基板の各バスバー８が外側周縁部を側壁部に埋め込まれて配設されている。
【００２４】
また、図３に示すように、各金属配線基板４の表面上には、配線パターン（図示省略）が形成されると共に、該配線パターンに電気的に接続される形でパワー素子１０やその他の電子部品１１が実装されている。また、配線パターンの一部として入出力端子１２も形成されている。また、各金属配線基板４の表面上の配線パターン間、及び入出力端子１２と各バスバー７、８の配線パターンの一部として形成される入出力端子１３との間がアルミニウム（Ａｌ）線や金（Ａｕ）線等で形成されるボンディングワイヤ１４でそれぞれワイヤボンディングされている。
そして、このような構成において、各金属配線基板４、及び各金属配線基板４上に実装されたパワー素子１０やその他の電子部品１１、及び各ボンディングワイヤ１４等の表面部は、保護・安定化のためゲル硬化した熱硬化性シリコンポリマーで形成される樹脂封止材１５によって膜状に被覆されている。
【００２５】
次に、パワーモジュール装置１の樹脂製ケース本体３内に設けられる各金属配線基板４、各金属配線基板４上に実装されたパワー素子１０やその他の電子部品１１、及び各ボンディングワイヤ１４等の表面部をゲル硬化した樹脂封止材１５によって膜状に被覆する製造方法について図４乃至図６に基づいて説明する。
先ず、金属基板上に配線パターン（入出力端子１２を含む）を作り、金属配線基板４を作製する。そして、配線パターンが形成された金属配線基板４上にパワー素子１０やその他の電子部品１１を実装する。
そして、図４（Ａ）に示すように、樹脂製ケース本体３の各区画６Ａ〜６Ｆの底面部に、パワー素子１０やその他の電子部品１１が実装された各金属配線基板４を幅方向に３個ずつ一列に接着して固定する。
【００２６】
続いて、図４（Ｂ）に示すように、各金属配線基板４の表面上の配線パターン間、及び入出力端子１２と各バスバー７、８の配線パターンの一部として形成される入出力端子１３との間をアルミニウム（Ａｌ）線や金（Ａｕ）線等で形成されるボンディングワイヤ１４でワイヤボンディングする。
その後、図４（Ｃ）及び図５に示すように、ボンディングワイヤ１４による各金属配線基板４の配線パターンと各バスバー７、８の配線パターンとの接続が完了後、樹脂製ケース本体３の各区画６Ａ〜６Ｆの幅方向のほぼ中央部に、熱硬化性シリコンポリマーで形成される粘性流体状の樹脂封止材１５を予め求めた必要量だけ順次滴下する（樹脂封止材滴下工程）。
【００２７】
次に、図４（Ｄ）及び図６に示すように、樹脂製ケース本体３の各区画６Ａ〜６Ｆに粘性流体状の樹脂封止材１５を所定量滴下終了後、この樹脂製ケース本体３を回転塗布装置２１に装着して、後述のように水平回転させて（図６（Ｂ）参照）、樹脂封止材１５を塗り広げる（樹脂膜形成工程）。
この回転塗布装置２１は、図６（Ａ）に示すように、モータ軸がほぼ鉛直線に沿うように配置される公転用モータ２２と、この公転用モータ２２の回転軸の先端部に略水平に取り付けられる回転基台２３と、この回転基台２３の回転中心から所定距離外側に偏心して取り付けられる自転用モータ２４と、この自転用モータ２４のモータ軸の先端部に略水平に取り付けられる取付基台２５とから構成されている。また、取付基台２５の上面部には各チャック２６が設けられ、樹脂製ケース本体３を開口部２を上側にして略水平に保持する構成になっている。また、樹脂製ケース本体３の重心位置が取付基台２５の回転軸上にほぼ位置するように各チャック２６は取付基台２５上に配置されている。
【００２８】
そして、図６（Ｂ）に示すように、各区画６Ａ〜６Ｆの中央部に樹脂封止材１５が所定量滴下された樹脂製ケース本体３を取付基台２５上に各チャック２６を介して取り付け後、自転用モータ２４を所定回転速度で回転駆動する（例えば、３００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍで回転駆動する。）ことにより、樹脂製ケース本体３は、自転用モータ２４のモータ軸芯２４Ａを回転中心として取付基台２５と共に矢印２８方向に該所定回転速度で水平回転する。即ち、樹脂製ケース本体３は、モータ軸芯２４Ａを回転軸として所定回転速度でほぼ水平に自転する。また、同時に、公転用モータ２２を所定回転速度で回転駆動する（例えば、３００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍで回転駆動する。）ことにより、樹脂製ケース本体３、取付基台２５及び自転用モータ２４は、公転用モータ２２のモータ軸芯２２Ａを回転中心として回転基台２３と共に矢印２９方向に該所定回転速度で水平回転する。即ち、樹脂製ケース本体３は、モータ軸芯２２Ａを回転軸として所定回転速度でほぼ水平に公転する。
これにより、図４（Ｄ）に示すように、樹脂製ケース本体３の各区画６Ａ〜６Ｆの中央部に所定量滴下された粘性流体状の各樹脂封止材１５は、自転用モータ２４の回転駆動により発生する回転遠心力と公転用モータ２２の回転駆動により発生する回転遠心力とによって各区画６Ａ〜６Ｆ内に塗り広げられ、各金属配線基板４、各金属配線基板４上に実装されたパワー素子１０やその他の電子部品１１、及び各ボンディングワイヤ１４等の表面部が粘性流体状の樹脂封止材１５により膜状に被覆される。
【００２９】
その後、図４（Ｅ）に示すように、各金属配線基板４やボンディングワイヤ１４等が樹脂封止材１５によって膜状に被覆された樹脂製ケース本体３を取付基台２５から取り外し、別に設ける乾燥炉でゲル化・乾燥してゲル硬化する処理を行う（ゲル硬化工程）。
【００３０】
ここで、金属配線基板４の入出力端子１２は、入出力端子部として機能する。
また、各バスバー７、８上に形成される配線パターンは、配線用回路部を構成する。また、各バスバー７の外部接続用パターン７Ａは、外部接続用端子部として機能する。また、回転塗布装置２１は、封止手段として機能する。また、自転用モータ２４、取付基台２５及び各チャック２６は、第１回転手段を構成する。また、公転用モータ２２及び回転基台２３は、第２回転手段を構成する。
【００３１】
従って、樹脂製ケース本体３の各区画６Ａ〜６Ｆの底面部に装着される金属配線基板４上に実装されたパワー素子１０やその他の電子部品１１、及び各ボンディングワイヤ１４等の表面部は、ゲル硬化した熱硬化性シリコンポリマーで形成される樹脂封止材１５により膜状に被覆されるため、該電子部品１１及びボンディングワイヤ１４等の表面部を外気と遮断することができ、絶縁性、耐湿性など各種信頼性を損なうことなく、該樹脂製ケース本体３の各区画６Ａ〜６Ｆを樹脂封止材１５で充填する従来の車両用のパワーモジュール装置に比較して樹脂封止材１５の使用量を飛躍的に削減することができる。また、電子部品１１及びボンディングワイヤ１４等の表面部を熱硬化性シリコンポリマーで形成される樹脂封止材１５で膜状に被覆することにより、短時間でこの樹脂封止材１５をゲル硬化させることができ、生産リードタイムや乾燥加熱用電力消費量の大幅な削減化を図ることができる。
また、樹脂製ケース本体３の内側を各区画６Ａ〜６Ｆにより区画し、この各区画６Ａ〜６Ｆ毎に所定量樹脂封止材１５を滴下して塗り広げるため、車両用などの大型パワーモジュール装置においても、各区画６Ａ〜６Ｆ毎に滴下する樹脂封止材１５の所定量を少なくして、金属配線基板４上の電子部品１１及びボンディングワイヤ１４等の表面部を被覆する樹脂封止材１５の膜厚さの更なる均一化を図ることができると共に、この滴下された各樹脂封止材１５の塗り広がる面積を狭くすることができて樹脂膜を形成する作業時間の更なる短縮化を図ることができる。
【００３２】
また、樹脂製ケース本体３の各区画６Ａ〜６Ｆに所定量滴下された各樹脂封止材１５は、回転塗布装置２１を構成する自転用モータ２４の回転駆動による該樹脂製ケース本体３の自転による遠心力と、同時に公転用モータ２２の回転駆動による該樹脂製ケース本体３の公転による遠心力とによって各区画６Ａ〜６Ｆ内のあらゆる方向に塗り広げられるため、各区画６Ａ〜６Ｆ内に配置される各金属配線基板４、各金属配線基板４上に実装されたパワー素子１０やその他の電子部品１１、及び各ボンディングワイヤ１４等の表面部に膜状の樹脂層を確実に形成することができる。また、樹脂製ケース本体３の各区画６Ａ〜６Ｆに所定量滴下された各樹脂封止材１５を回転塗布装置２１によって塗り広げ、少なくとも金属配線基板４上の電子部品１１及び各ボンディングワイヤ１４等の表面部に膜状の樹脂層を形成できるため、簡易な構成で樹脂封止材１５の膜状の樹脂層を迅速に形成でき、作業効率の向上を図ることができると共に、製造コストの削減化を図ることができる。また、公転用モータ２２と自転用モータ２４との回転速度の制御により樹脂封止材１５の膜厚さや塗布面積をより正確に制御することが可能なため、樹脂封止材１５の使用量の更なる最適化を図ることができる。
【００３３】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。例えば、以下のようにしてもよい。
（Ａ）前記実施形態では、樹脂製ケース本体３は、回転塗布装置２１に上方を開口した状態で取り付けたが、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、樹脂封止材１５を所定量滴下後、垂直断面略半円形若しくは略円弧形状に外側に膨出する蓋部材３１を開口部２の上側に取り付けた後、回転塗布装置２１に取り付ける構成にしてもよい。これにより、図７（Ｃ）に示すように、回転塗布装置２１の回転駆動によって樹脂製ケース本体３の側壁部まで塗り広がった樹脂封止材１５は、回転遠心力によって蓋部材３１の内側面に沿って天井部に向かって登って下側に滴下するため、回転遠心力を変化させることによって金属配線基板４上等の全面に樹脂封止材１５を塗布することが可能となる。そして、樹脂封止材１５の塗布後、回転塗布装置２１から取り外して該蓋部材３１を取り外した後、樹脂製ケース本体３を乾燥炉でゲル化・乾燥してゲル硬化する処理を行うことによって、電子部品１１及びボンディングワイヤ１４等の表面部を熱硬化性シリコンポリマーで形成される樹脂封止材１５で膜状に被覆することができる。尚、図７において、前記実施形態に係るパワーモジュール装置１の構成と同一符号は、該パワーモジュール装置１の構成と同一あるいは相当部分を示すものである。
【００３４】
（Ｂ）前記実施形態では、樹脂製ケース本体３は、平面視縦長四角形の略箱体状に形成されていたが、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、平面視略円形の略箱体状の樹脂製ケース本体３５にして、樹脂封止材１５を所定量滴下後、略半球状若しくは垂直断面略円弧形状のドーム形状の蓋部材３６を樹脂製ケース本体３５の上側に取り付けた後、回転塗布装置２１に取り付ける構成にしてもよい。また、図８（Ｃ）に示すように、この蓋部材３６の内側面に天井部に向かう螺旋状の溝部３７を形成する構成にしてもよい。これにより、図８（Ｄ）に示すように、回転塗布装置２１の回転駆動によって樹脂製ケース本体３５の側壁部まで塗り広がった樹脂封止材１５は、回転遠心力によって蓋部材３６の内側面に形成される螺旋状の溝部３７に沿って天井部に向かって登って下側に滴下するため、回転遠心力を変化させることによって金属配線基板４上の全面に樹脂封止材１５を塗布することが可能となる。そして、樹脂封止材１５の塗布後、回転塗布装置２１から取り外して該蓋部材３６を取り外した後、樹脂製ケース本体３５を乾燥炉でゲル化・乾燥してゲル硬化する処理を行うことによって、電子部品１１及びボンディングワイヤ１４等の表面部を熱硬化性シリコンポリマーで形成される樹脂封止材１５で膜状に被覆することができる。尚、図８において、前記実施形態に係るパワーモジュール装置１の構成と同一符号は、該パワーモジュール装置１の構成と同一あるいは相当部分を示すものである。
【００３５】
（Ｃ）前記実施形態では、回転塗布装置２１は、公転用モータ２２と自転用モータ２４とを同時に回転駆動したが、パワーモジュール装置が小型の場合には、自転用モータ２２だけを回転駆動する構成、即ち、公転用モータ２２及び回転基台２３を取り除いた構成にしてもよい。これにより、回転塗布装置２１の構成をより簡素化、小型化することができる。
（Ｄ）前記実施形態では、回転塗布装置２１は、公転用モータ２２と自転用モータ２４とを同時に所定回転速度で駆動する構成にしたが、各モータ２２、２４の回転速度は可変とし、回転時間とともに徐々に回転速度を上げていく等、最適な回転速度制御を行う構成にしてもよい。これにより、粘性流体状の樹脂封止材１５をより均一な膜厚さで塗り広げることが可能となる。
（Ｅ）前記実施形態では、各区画６Ａ〜６Ｆの中央部に配置される１個の金属配線基板４の表面部にのみ樹脂封止材１５を滴下したが、各区画６Ａ〜６Ｆ毎に複数箇所に樹脂封止材を所定量滴下するようにしてもよい。例えば、各区画６Ａ〜６Ｆに配置される各金属配線基板４の表面部に順次樹脂封止材１５を所定量（例えば、各区画６Ａ〜６Ｆに必要な量の約１／３の量である。）ずつ滴下するようにしてもよい。これにより、樹脂封止材１５をより短時間で塗り広げることが可能となり、作業効率の向上を図ることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明に係るパワーモジュール装置によれば、ケース本体内側の底面部に装着される配線基板上に配置される電子部品及びボンディングワイヤの表面部がゲル硬化した樹脂封止材によって膜状に被覆されるため、該電子部品及びボンディングワイヤの表面部を外気と遮断することができ、絶縁性、耐湿性など各種信頼性を損なうことなく、該ケース本体内側を樹脂封止材で充填する従来のパワーモジュール装置に比較して樹脂封止材の使用量を大幅に削減することができる。特に、車両用等の大型パワーモジュール装置においては、樹脂封止材の使用量を飛躍的に削減することができる。また、電子部品及びボンディングワイヤの表面部を樹脂封止材で膜状に被覆することにより、短時間でこの樹脂封止材をゲル硬化させることができ、生産リードタイムや乾燥加熱用電力消費量の大幅な削減化を図ることができる。
【００３７】
また、本発明に係るパワーモジュール装置の製造装置では、パワーモジュール装置に予め樹脂封止材を所定量滴下後、該パワーモジュール装置を第１回転手段に保持させて水平回転させることによって、粘性流体状の樹脂封止材を遠心力によって塗り広げ、少なくとも配線基板上の電子部品及び各ボンディングワイヤの表面部に膜状の樹脂層を形成できるため、簡易な構成で樹脂封止材の膜状の樹脂層を迅速に形成でき、作業効率の向上を図ることができると共に、製造コストの削減化を図ることができる。また、第１回転手段の回転速度により樹脂封止材の膜厚さや塗布面積を制御することが可能なため、樹脂封止材の使用量の最適化を図ることが可能となる。
【００３８】
また、本発明に係るパワーモジュール装置の製造方法では、樹脂封止材滴下工程において、ワイヤボンディング後の配線基板上に所定量滴下された粘性流体状の樹脂封止材は、樹脂膜形成工程において、第１回転手段を介してケース本体を水平回転させられて発生する遠心力により塗り広げられ、該配線基板上の電子分品及び各ボンディングワイヤの表面部に膜状の樹脂層を形成するようにしたので、必要量の樹脂封止材を滴下後、第１回転手段を介して該電子部品及びボンディングワイヤの表面部を樹脂封止材の膜状の樹脂層を形成できるため、作業効率の向上を図り、製造コストの削減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るパワーモジュール装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】本実施形態に係るパワーモジュール装置の概略構成を示す側断面図である。
【図３】本実施形態に係るパワーモジュール装置の配線基板上の電子部品やボンディングワイヤーの表面部を樹脂封止材で膜状に被覆した状態の一例を示す要部拡大側断面図である。
【図４】本実施形態に係るパワーモジュール装置の樹脂製ケース本体内に設けられる各金属配線基板、及び各金属配線基板上に実装されたパワー素子やその他の電子部品、及び各ボンディングワイヤ等の表面部を樹脂封止材によって膜状に被覆する製造方法の一例を説明する要部拡大図で、（Ａ）は各金属配線基板等の実装工程を模式的に示す図、（Ｂ）は各入出力端子間のワイヤボンディング工程を模式的に示す図、（Ｃ）は各区画内へ樹脂封止材を所定量滴下する工程を模式的に示す図、（Ｄ）はケース本体を水平回転させて樹脂封止材を膜状に塗布する工程を模式的に示す図、（Ｅ）は樹脂封止材を加熱処理してゲル硬化させる工程を示す図である。
【図５】図４（Ｃ）の工程において、パワーモジュール装置の各区画毎に樹脂封止材を所定量ずつ滴下した状態を示す平面図である。
【図６】図４（Ｄ）の工程において、パワーモジュール装置の樹脂封止材を滴下した状態のケース本体を保持すると共に該ケース本体を水平回転及び水平公転させる回転装置を模式的に示す図で、（Ａ）は回転装置の概略構成を示す側面図、（Ｂ）はこの回転装置によるケース本体の回転方向の一例を示す平面図である。
【図７】他の実施形態に係るパワーモジュール装置の樹脂製ケース本体の各区画内に所定量の樹脂封止材を滴下後、回転塗布装置に取り付ける際に、該樹脂製ケース本体に蓋部材を取り付けた状態を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は樹脂封止材の塗れ広がる状態を模式的に示す断面図である。
【図８】他の実施形態に係るパワーモジュール装置の樹脂製ケース本体に所定量の樹脂封止材を滴下後、回転塗布装置に取り付ける際に、該樹脂製ケース本体に蓋部材を取り付けた状態を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は蓋部材の内側面の形状を示す図、（Ｄ）は樹脂封止材の塗れ広がる状態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１                        パワーモジュール装置
２                        開口部
３、３５                  ケース本体
４                        金属配線基板
５                        リブ
６Ａ〜６Ｆ                区画
７、８                    バスバー
１０                      パワー素子
１１                      電子部品
１２、１３                入出力端子
１４                      ボンディングワイヤ
１５                      樹脂封止材
２１                      回転塗布装置
２２                      公転用モータ
２３                      回転基台
２４                      自転用モータ
２５                      取付基台
３１、３６                蓋部材
３７                      溝部
【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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