(57)【要約】【課題】ワイヤボンディングの際、基台と回路モジュールとの空隙を有効に解消してワイヤボンディング時の超音波振動エネルギーの反射を有効に防止することが可能なワイヤボンディング基台及びワイヤボンディング装置を提供すること【解決手段】反りのあるモジュールに関し、中央部の放熱板３３ａ２が中央の基板載置台２Ａに押圧された後、押圧力Ｆの増加に伴い端部の放熱板３３ａ１が端部の基板載置台２Ａに押圧される。放熱板間に存在する高さγａの位置ずれが軟質ゴム材に吸収されることにより放熱板３３ａ１、３３ａ２とサポート板５との間で硬質ゴム材７が押圧され、サポート板５により硬質ゴム材７が均等に押圧される。これにより、各放熱板３３ａ１、３３ａ２に硬質ゴム材７が密着され、各放熱板自体の反りや捩れに伴う基板載置台２Ａとの間の空隙を有効に解消することができる。【選択図】  図５
2004296657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの回路部品が配置されてなる回路ユニット基板に対してワイヤボンディングを行うにあたり、
第１弾性部材と、
前記第１弾性部材上に載置される支持板と、
前記第１弾性部材に比して大きな弾性率を有し、前記支持板上に載置される第２弾性部材とを有して構成される基板載置台を備え、
前記回路ユニット基板は、前記基板載置台に押圧されて固定されることを特徴とするワイヤボンディング基台。
【請求項２】
前記基板載置台は、前記回路ユニット基板におけるワイヤボンディング位置を含んだ領域において、前記第２弾性部材が前記回路ユニット基板に当接してなることを特徴とする請求項１に記載のワイヤボンディング基台。
【請求項３】
前記第２弾性部材は、ゴム部材であることを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤボンディング基台。
【請求項４】
前記第２弾性部材から前記支持板に至る少なくとも一つの吸着開孔と、
前記支持板に備えられ、前記吸着開口内を排気する吸着導入管とを備えることを特徴とする請求項１に記載のワイヤボンディング基台。
【請求項５】
前記第２弾性部材から前記支持板を介して前記第１弾性部材に至る少なくとも一つの吸着開孔を備えることを特徴とする請求項１に記載のワイヤボンディング基台。
【請求項６】
前記吸着開口は、吸着開口管を備えることを特徴とする請求項４または５に記載のワイヤボンディング基台。
【請求項７】
複数の前記回路ユニット基板が相互に固着され一体に成形されてなる回路モジュールに対してワイヤボンディングを行う際、前記基板載置台は、前記回路ユニット基板ごとに備えられることを特徴とする請求項１乃至６の少なくともいずれか１項に記載のワイヤボンディング基台。
【請求項８】
少なくとも一つの回路部品が配置されてなる回路ユニット基板に対してワイヤボンディングを行うワイヤボンディング装置であって、
第１弾性部材と、前記第１弾性部材上に載置される支持板と、前記第１弾性部材に比して大きな弾性率を有し、前記支持板上に載置される第２弾性部材とを有して構成される基板載置台と、
前記基板載置台が載置されるベース基台とを備え、
前記回路ユニット基板は、前記基板載置台に押圧されて固定されることを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項９】
前記基板載置台は、前記回路ユニット基板におけるワイヤボンディング位置を含んだ領域において、前記第２弾性部材が前記回路ユニット基板に当接してなることを特徴とする請求項８に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項１０】
前記第２弾性部材は、ゴム部材であることを特徴とする請求項８または９に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項１１】
前記第２弾性部材から前記支持板に至る少なくとも一つの吸着開孔と、
前記支持板に備えられ、前記吸着開口内を排気する吸着導入管とを備えることを特徴とする請求項８に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項１２】
前記第２弾性部材から前記支持板を介して前記第１弾性部材に至る少なくとも一つの吸着開孔と、
前記ベース基台に備えられ、前記吸着開孔に接続されて前記吸着開口内を排気する吸着導入管とを備えることを特徴とする請求項８に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項１３】
前記吸着開口は、吸着開口管を備えることを特徴とする請求項１１または１２に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項１４】
複数の前記回路ユニット基板が相互に固着され一体に成形されてなる回路モジュールに対してワイヤボンディングを行う際、前記基板載置台は、前記回路ユニット基板ごとに備えられることを特徴とする請求項８乃至１３の少なくともいずれか１項に記載のワイヤボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路ユニット基板や回路モジュールの組立工程においてワイヤボンディングを行う際のワイヤボンディング基台、およびワイヤボンディング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１に開示されているプリント基板の固定方法では、クリームはんだ等を印刷する印刷機のプリント基板受台にプリント基板を固定する際、プリント基板受台上にゴム状パッキン材を設けた上でプリント基板を固定する。プリント基板の凹凸をゴム状パッキン材により吸収して、プリント基板の反りの矯正を行うものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−９７５８７号公報（第２頁）
【特許文献２】
特開２０００−６８６３３号公報
【特許文献３】
特開２００１−１８５８４１号公報
【特許文献４】
特開２００２−３１３８３４号公報
【特許文献５】
特開２００２−３１９５９８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術はプリント基板の固定に関するものであり、回路ユニット基板や回路モジュールへのワイヤボンディング工程において、ワイヤボンディング装置の基台上に回路ユニット基板や回路モジュールを固定する場合の配慮がなされておらず問題である。すなわち、アルミ線、金線、銅線を問わず回路ユニット基板や回路モジュールへのワイヤボンディングの際には、ボンディング接合の強度を確保するために超音波振動によるエネルギーが供給される。ボンディング接合部に印加される超音波振動エネルギーは、回路ユニット基板や回路モジュールを介して裏面に伝播する際に有効に減衰させる必要があるが、回路ユニット基板や回路モジュールが載置されている放熱板等に存在する反りや捩れ等により空隙が存在する場合、超音波振動エネルギーはその境界面で反射し、ボンディング接合部での超音波振動エネルギーに乱れが発生し振動エネルギーが十分に供給されない場合がある。その結果、接合強度が不十分となり、接合部分の抵抗増大、ワイヤの切断等、信頼性を確保することができないおそれがあり問題である。
【０００５】
また、超音波振動エネルギーの乱れにより振動エネルギーが増幅されてしまう場合もあり、回路ユニット基板や回路モジュールまたは搭載回路部品にクラック等が発生してしまうことも考えられる。信頼性を確保することができないおそれがあり問題である。
【０００６】
前記従来技術では、受台と基板との間にゴム状パッキン材を挿入しプリント基板の反りを矯正する構成ではある。しかしながら、空隙の解消を図るためには硬度が高くなく容易に弾性変形する軟質のゴム材であることが好ましいが、軟質のゴム材では超音波振動エネルギーの減衰率が低く超音波振動を有効に減衰できない場合がある。超音波振動エネルギーの減衰率が高い硬質のゴム材では空隙を有効に解消することが困難な場合もあり超音波振動エネルギーの反射に伴う振動の乱れが発生してしまう場合がある。
【０００７】
特に、複数の回路ユニット基板が実装される回路モジュールにおいて、個々の放熱板等の反りや捩れに加えてモジュール全体に反りや捩れが存在する場合に、回路ユニット基板間でワイヤボンディング装置の基台からの高さが異なる場合がある。この高低差に起因する空隙を硬質ゴム材で解消することは困難である。
【０００８】
本発明は前記従来技術の課題の少なくとも１つを解消するためになされたものであり、回路ユニット基板や回路モジュールのワイヤボンディングの際、回路ユニット基板や回路モジュールが載置される基台と回路ユニット基板や回路モジュールとの間で空隙を有効に解消して、ワイヤボンディング時に供給される超音波振動エネルギーの反射を有効に防止することが可能なワイヤボンディング基台、およびワイヤボンディング装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に係るワイヤボンディング基台は、少なくとも一つの回路部品が配置されてなる回路ユニット基板に対してワイヤボンディングを行うにあたり、第１弾性部材と、第１弾性部材上に載置される支持板と、第１弾性部材に比して大きな弾性率を有し、支持板上に載置される第２弾性部材とを有して構成される基板載置台を備え、回路ユニット基板は、基板載置台に押圧されて固定されることを特徴とする。更に、請求項８に係るワイヤボンディング装置は、上記の基板載置台がベース基台に載置されることを特徴とする。
【００１０】
請求項１のワイヤボンディング基台、および請求項８のワイヤボンディング装置では、少なくとも一つの回路部品が配置されてなる回路ユニット基板に対してワイヤボンディングを行う際、第１弾性部材と、第１弾性部材上に載置される支持板と、支持板上に載置される第２弾性部材とを有して構成される基板載置台に回路ユニット基板を押圧して固定する。
【００１１】
ここで、第２弾性部材は第１弾性部材に比して大きな弾性率を有している。弾性率（Ｅ）とは、部材に応力（Ｓ）を加えた際の部材のひずみ長（γ）を示す際の比例係数であり、Ｓ＝Ｅ×γ  の関係を有している。すなわち、応力（Ｓ）で押圧する場合、第１弾性部材のひずみ長に比して第２弾性部材のひずみ長が小さくなる。言い換えれば、応力（Ｓ）に対して、第１弾性部材の変形量に比して第２弾性部材の変形量が小さくなる。
【００１２】
これにより、反りや捩れのある回路ユニット基板を基板載置台に押圧する際、反りや捩れに応じて第１弾性部材が変形することにより、押圧力が第１弾性部材上に載置された支持板に分散される。回路ユニット基板内での押圧力のばらつきが緩和され回路ユニット基板の全面に押圧力を作用させることができる。基板全面への押圧力により回路ユニット基板が第２弾性部材を押圧し第２弾性部材が変形して、回路ユニット基板に存在する反りや捩れに伴う基板載置台との間の空隙を埋めることができる。
【００１３】
回路ユニット基板においてワイヤボンディング接合が行われる領域の下部において、基板と基板載置台との間にある空隙を解消することができ、ボンディング接合の強度を確保するためのエネルギー供給である超音波振動に対して、基板下部での反射による振動エネルギーの乱れを発生を防止することができる。超音波振動エネルギーを有効にボンディング接合に供給することができる。供給エネルギー不足に伴うボンディング接合の接合強度不足や、過剰エネルギーの供給に伴い回路部品等にクラック等が発生することはない。
【００１４】
更に、請求項２に係るワイヤボンディング基台、および請求項９に係るワイヤボンディング装置は、基板載置台は、回路ユニット基板におけるワイヤボンディング位置を含んだ領域において、第２弾性部材が前記回路ユニット基板に当接してなることを特徴とする。
【００１５】
請求項２のワイヤボンディング基台、および請求項９のワイヤボンディング装置では、第２弾性部材は、回路ユニット基板におけるワイヤボンディング位置を含んだ領域に当接して構成される。
【００１６】
これにより、ボンディング接合が行われるワイヤボンディング位置の直下にあたる回路ユニット基板面に第２弾性部材が押圧されるため、ワイヤボンディング位置の直下から空隙層を有効に排除することができる。ここで、第２弾性部材は、ワイヤボンディング位置から下方に伝播する超音波振動エネルギーの伝播径路上に存在することが必要である。ワイヤボンディング位置を含む領域ごとに配置される場合の他、ワイヤボンディング位置を含む領域を複数包含して構成される場合、更に、回路ユニット基板の全面にシート状に配置される場合などが考えられる。
【００１７】
更に、請求項３に係るワイヤボンディング基台、および請求項１０に係るワイヤボンディング装置は、第２弾性部材は、ゴム部材であることを特徴とする。これにより、回路ユニット基板の反りや捩れに応じて第２弾性部材が弾性変形するので、基板面と基板載置台との空隙を有効に解消することができる。
【００１８】
更に、請求項４に係るワイヤボンディング基台、および請求項１１に係るワイヤボンディング装置は、第２弾性部材から支持板に至る少なくとも一つの吸着開孔と、支持板に備えられ、吸着開口内を排気する吸着導入管とを備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項４に係るワイヤボンディング基台、および請求項１１に係るワイヤボンディング装置では、第２弾性部材と回路ユニット基板とが押圧力により押圧された状態で、吸着導入管により吸着開口内が排気され、第２弾性部材と回路ユニット基板とが真空吸着される。これにより、第２弾性部材への回路ユニット基板の押圧力に加えて真空吸着がされるので、第２弾性部材と回路ユニット基板とが更に密着されて空隙を解消することができる。
【００２０】
更に、請求項５に係るワイヤボンディング基台は、第２弾性部材から支持板を介して第１弾性部材に至る少なくとも一つの吸着開孔を備えることを特徴とする。また、請求項１２に係るワイヤボンディング装置は、更にベース基台に備えられ、吸着開孔に接続されて吸着開口内を排気する吸着導入管とを備えることを特徴とする。
【００２１】
請求項５に係るワイヤボンディング基台、および請求項１２に係るワイヤボンディング装置では、第２弾性部材から支持板を介して第１弾性部材まで基板載置台を貫いて開口されている吸着開口が排気されることにより、回路ユニット基板が基板載置台に真空吸着される。この時、吸着開口が、ワイヤボンディング装置のベース基台に備えられている吸着導入管に接続されていれば、回路ユニット基板がベース基板に向かって真空吸着されて基板載置台が押圧される。これにより、回路ユニット基板の上部から回路ユニット基板を押圧する押圧力を有する必要なく、回路ユニット基板を基板載置台に押圧することができる。
【００２２】
請求項６に係るワイヤボンディング基台、および請求項１３に係るワイヤボンディング装置は、吸着開口は吸着開口管を備えることを特徴とする。これにより、第２弾性部材と支持板との境界面、あるいは加えて支持板と第１弾性部材との境界面の密着度や、第１弾性部材あるいは第２弾性部材自体の密閉度の良否に関わらず、回路ユニット基板に対して吸着力を有効に作用させることができる。
【００２３】
更に、請求項７に係るワイヤボンディング基台、および請求項１４に係るワイヤボンディング装置は、複数の回路ユニット基板が相互に固着され一体に成形されてなる回路モジュールに対してワイヤボンディングを行う際、基板載置台は、回路ユニット基板ごとに備えられることを特徴とする。
【００２４】
請求項７のワイヤボンディング基台、および請求項１４のワイヤボンディング装置では、回路モジュールを基板載置台に押圧する際、個々の回路ユニット基板は各々異なる基板載置台に押圧される。回路モジュールに反りや捩れがあり回路ユニット基板間で基板面の位置が異なる場合に、回路モジュールを押圧することにより、各々の回路ユニット基板における基板面の位置に応じて各々の基板載置台の第１弾性部材が変形する。
【００２５】
これにより、回路ユニット基板自体の反りや捩れに加えて、複数の回路ユニット基板が相互に固着される際に発生する回路ユニット基板間の反りや捩れがある場合にも有効に空隙を解消することができる。すなわち、各々の回路ユニット基板における基板面の位置の違いは各々の第１弾性部材の変形により吸収され、押圧力が個々の第１弾性部材上に載置された個々の支持板に分散される。回路ユニット基板間で押圧力のばらつきが緩和され、すべての回路ユニット基板に押圧力を作用させることができる。各回路ユニット基板への押圧力により各第２弾性部材が押圧され変形されて、回路ユニット基板ごとに固有に存在する反りや捩れに伴う基板載置台との間の空隙を埋めることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のワイヤボンディング基台、およびワイヤボンディング装置について具体化した実施形態を図１乃至図１２に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２７】
図１および図２には本発明の実施形態を示す。図１は、回路モジュール３内の３つの回路ユニット基板３１に配置されている回路部品３５、３７、３９間をワイヤボンディングするにあたり、ワイヤボンディング装置のワイヤボンディング基台１Ａ上に回路モジュール３を固定する状態を示す斜視図である。ワイヤボンディング基台１Ａ上に載せた回路モジュール３を上部から天板２で押さえつけることにより固定する。図２は図１のＸ−Ｘ断面図を示す。
【００２８】
ワイヤボンディング基台１Ａは、ワイヤボンディング装置のベース基台９の上に基板載置台２Ａが設置されている。基板載置台２Ａは、ワイヤボンディングされる回路モジュール３が備える回路ユニット基板３１ごとに、回路ユニット基板面の全面に渡ってシート状に備えられており、下から、軟質ゴム材３Ａ、サポート板５、硬質ゴム材７の順に積層されている。
【００２９】
ベース基台９には、台面上向きに位置決めピン１１が突設されている。位置決めピン１１は、基板載置台Ａの軟質ゴム材３Ａ、サポート板５、硬質ゴム材７に貫かれた開孔に貫通されて基板載置台２Ａを位置決めすると共に、回路モジュール３に設けられた開孔に係合して回路モジュールの位置決めがなされる。
【００３０】
天板２は、上部からワイヤボンディングツール（不図示）が回路ユニット基板３１上の回路部品３５、３７、３９間のワイヤボンディングが可能なように中心部が開口されると共に、その外周部に回路モジュール３の固定用押圧力Ｆが作用する周辺平板部１３を備えている。周辺平板部１３の下方には、押圧力Ｆを回路モジュールに作用させるための押さえピン１５が備えられている。押さえピン１５は、回路モジュール３の回路領域外で回路モジュール３を均等に押圧するように配置されることが必要であることから、位置決めピン１１が係合される回路モジュール３の開孔またはその周辺部に当接することが一般的である。
【００３１】
基板載置台２Ａを挟んで位置決めピン１１により位置決めされた回路モジュール３上に配置された天板２には周辺平板部１３に押圧力Ｆが作用する。押圧力Ｆを供給する押圧機構（不図示）は、図示しないワイヤボンディング装置に備えられる空気圧または油圧等のシリンダ機構等であり、ワイヤボンディング装置に一般的に備えられている機構である。
【００３２】
回路モジュール３は、例えば、駆動用モータを制御するインバータ制御用のパワーモジュールである。回路部品として、パワートランジスタ等の半導体スイッチング素子３５、半導体スイッチング素子３５の絶縁のための絶縁基板３７、更に大電流用の電流配線として銅等の低抵抗導体で構成されるバスバー３９が備えられる。これらの回路部品が放熱板３３上に実装されて回路ユニット基板３１が構成される。更に、複数の回路ユニット基板３１（実施形態では３つの場合を例示）を一組として、ハウジング４１により一体成形されてパワーモジュール３が構成される。
【００３３】
ここで、絶縁基板３７はセラミックス素材で構成され、放熱板３３は金属素材で構成され、ハウジング４１はポリフェニレンスルファイド（ＰｏｌｙＰｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｓｕｌｆｉｄｅ、（ＰＰＳ））やポリブチレンテレフタレート（ＰｏｌｙＢｕｔｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、（ＰＢＴ））等の樹脂素材で構成されることが一般的である。尚、超音波振動エネルギーは、セラミックス素材や金属素材においては透過しやすく、樹脂素材では減衰しやすい性質を有している。また、これらの素材と空気層との界面では反射しやすい性質を有している。
【００３４】
パワーモジュール３の製造方法を概観する。先ず、半導体スイッチング素子３５が絶縁基板３７上に高温はんだにより溶融接合される。半導体スイッチング素子３５が溶融接合された絶縁基板３７は、放熱板３３に低温はんだにより溶融接合される。この時、バスバー３９も合わせて接合してもよい。ここで、低温はんだとは、高温はんだに比して低い温度において溶融するはんだをいう。絶縁基板３７と放熱板３３とを溶融接合する際の加熱時に半導体スイッチング素子３５と絶縁基板３７との接合が溶融しないために、後工程には低温はんだを使用することが一般的である。
【００３５】
半導体スイッチング素子３５が接合された絶縁基板３７やバスバー３９等の回路部品が搭載された回路ユニット基板３１は、複数の回路ユニット基板３１（実施形態では３つの場合を例示）を一組として、ハウジング４１により一体成形されてパワーモジュール３が構成される。回路ユニット基板３１とハウジング４１とは、熱硬化性の接着剤により接着固定される。
【００３６】
パワーモジュール３の製造工程においては、大きく３つの加熱工程がある。第１は、半導体スイッチング素子３５の絶縁基板３７への高温はんだによる溶融接合工程である。第２は、絶縁基板３７の放熱板３３への低温はんだによる溶融接合工程である。第３は、３つの回路ユニット基板３１とハウジング４１との熱硬化性接着剤による接着工程である。これらの加熱工程は異なる部材間の固定が目的とされている。
【００３７】
加熱される部材ごとに熱膨張率が異なることから加熱状態から常温状態に冷却されて部材間が固定される際、部材間に応力が印加されることとなる。この応力により発生する部材のひずみのうち、放熱板３３の反りや捩れ、およびハウジング４１の反りや捩れが、ワイヤボンディング工程において問題となる。基板載置台２Ａにパワーモジュール３を接地する際、放熱板３３やハウジング４１の反りや捩れにより放熱板３３の下部に空気層の空隙が存在してしまうためである。更に、ハウジング４１の反りや捩れにより回路ユニット基板３１間の放熱板３３の位置が同一面からずれてしまうからである。
【００３８】
ハウジング４１の反りの様子を図３、図４に示す。図３はハウジング４１が下に凸に反る場合を示し、図４はハウジング４１が上に凸に反る場合を示す。図から明らかなように、ハウジングが下に凸に反る場合には（図３）、ハウジング４１の端部に固定されている回路ユニット基板３１の放熱板３３ａ１の下面が中央部の放熱板３３ａ２の下面に比して、ひずみ長γａだけ浮いた状態で成形されてしまう。またハウジングが上に凸に反る場合には（図４）、中央部の放熱板３３ｂ２の下面が端部の放熱板３３ｂ１の下面に比して、ひずみ長γｂだけ浮いた状態で成形されてしまう。
【００３９】
このようなパワーモジュール３を基板載置台２Ａに載置した上で天板２を介して押圧力Ｆで押圧された状態を図５、図６に示す。
【００４０】
図５では、先ず、中央部の放熱板３３ａ２が中央の基板載置台２Ａに押圧され、更に押圧力Ｆが増加されるに従い、端部の放熱板３３ａ１が端部の基板載置台２Ａに押圧される。放熱板３３ａ１、３３ａ２間に高さγａの位置ずれが存在するが、この位置ずれは軟質ゴム材に吸収される。すなわち、端部にある軟質ゴム材３Ａａ１に比して中央部の軟質ゴム材３Ａａ２がγａだけ圧縮されることによりハウジング４１による反りや捩れが吸収される。ハウジング４１による反り等が吸収された後、更に所定の押圧力Ｆを追加して押圧することにより、放熱板３３ａ１、３３ａ２とサポート板５との間で硬質ゴム材７が押圧される。サポート板５を剛性の高い素材で構成しておけば、押圧力Ｆはサポート板５の全面に均等に分散され硬質ゴム材７は均等に押圧される。これにより、放熱板３３ａ１、３３ａ２に硬質ゴム材７が密着され、放熱板３３ａ１、３３ａ２自体の反りや捩れに伴う基板載置台２Ａとの間の空隙を有効に解消することができる。
【００４１】
図６の場合には、先ず、端部の放熱板３３ｂ１が端部の基板載置台２Ａに押圧され、その後、中央部の放熱板３３ｂ２が中央部の基板載置台２Ａに押圧される。放熱板３３ｂ１、３３ｂ２間に存在する高さγｂの位置ずれは軟質ゴム材に吸収される。すなわち、中央部にある軟質ゴム材３Ａｂ２に比して端部の軟質ゴム材３Ａｂ１がγｂだけ圧縮される。これによりハウジング４１による反りや捩れが吸収される。放熱板３３ｂ１、３３ｂ２自体の反りや捩れに伴う基板載置台２Ａとの間の空隙も、放熱板３３ｂ１、３３ｂ２に硬質ゴム材７が密着されることにより有効に解消することができる。
【００４２】
ここで、一例として、直径が０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍのアルミニウム（Ａｌ）細線をワイヤボンディングする場合を考える。パワーモジュール３にダメージを与えることなく、ハウジング４１の反り等を吸収して硬質ゴム材７を有効に放熱板３３に密着させるために、押圧力Ｆは例えば、８００ニュートン（Ｎ）乃至２０００ニュートン（Ｎ）であることが好ましい。このとき、軟質ゴム材３Ａとして硬度３０°乃至４０°のウレタンゴム材を使用し、硬質ゴム材７として硬度７０°乃至９０°のウレタンゴム材を使用することができる。またサポート板５としてジュラルミン等を使用することができる。また、各部材の厚みは、例えば、６ｍｍ厚の軟質ゴム材３Ａ、８ｍｍ厚のサポート板５、１ｍｍ厚の硬質ゴム材７が使用される。ここで、ゴム材の硬度は、（ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１）規格にて測定される値である。
【００４３】
図７、図８に示す、実施形態の第１変形例では、基板載置台２Ａ（図１、参照）に代えて、基板載置台２Ｂを備えている。基板載置台２Ｂでは、サポート板５および硬質ゴム材７に代えて、サポート板５Ｂおよび硬質ゴム材７Ｂが備えられている。図７が斜視図であり、図８が図７におけるＹ−Ｙ断面図である。
【００４４】
硬質ゴム材７Ｂには、その表面からサポート板５Ｂの内部に至る多数の開孔１９が施されている。開孔１９はサポート板５Ｂ内部において相互に結合され、サポート板Ｂの側方にガイドされる吸着管１７に接続されている。基板載置台２Ｂにパワーモジュール等の回路モジュール３を固定する際、天板２への押圧力Ｆにより放熱板３３を硬質ゴム材７Ｂに押圧させた上で吸着管１７内を排気する。開孔１９が放熱板３３を真空吸着することにより、放熱板３３と硬質ゴム材７Ｂとの密着度の更なる向上を図っている。
【００４５】
ここで、開孔１９の位置に注意が必要である。ワイヤボンディング時に供給される超音波振動エネルギーは、放熱板３３の下の空隙で反射される。従って、ワイヤボンディング位置の直下に開孔１９が配置されないことに留意することが必要である。
【００４６】
図９、図１０に示す、実施形態の第２変形例では、基板載置台２Ａ（図１、参照）に代えて、基板載置台２Ｃを備えている。基板載置台２Ｃでは、軟質ゴム材３Ａ、サポート板５および硬質ゴム材７に代えて、軟質ゴム材３Ｃ、サポート板５Ｃおよび硬質ゴム材７Ｃが備えられている。また、ベース基台９に代えてベース基台９Ｃが備えられている。図９が斜視図であり、図１０が図９におけるＺ−Ｚ断面図である。
【００４７】
基板載置台２Ｃには、硬質ゴム材７Ｃからサポート板５Ｃを介して軟質ゴム材３Ｃまで貫く多数の開孔２３が施されている。開孔２３は、ベース基台９Ｃの上面から側方にガイドされる吸着管２１に接続されている。基板載置台２Ｃにパワーモジュール等の回路モジュール３を固定する際、天板２への押圧力Ｆに代えて吸着管２３内を排気することにより開孔２３が放熱板３３を真空吸着する。これにより、放熱板３３と硬質ゴム材７Ｃとの密着を図っている。
【００４８】
ここで、開孔２３がワイヤボンディング位置の直下に位置しないように配置すべきことは、第１変形例における開孔１９の場合と同様である。
【００４９】
尚、開孔１９、２３には、導入管１７、２１と一体に成形される排気管が備えられていることが好ましい。これにより、確実に真空吸着を行うことができるからである。
【００５０】
図１１、図１２は、ハウジング４１の反り等による放熱板３３間の位置ずれを吸収する第１弾性部材の第１および第２変形例を示す。図５、図６に第１弾性部材として軟質ゴム材を使用する場合を示したように、放熱板３３の位置ずれγａ、γｂを吸収可能な圧縮機能を有していればよい。図１１はバネ部材３１を使用する場合であり、図１２はシリンダ部材３２を使用する場合である。何れの場合においても、押圧力Ｆまたは真空吸着等により放熱板３３が基板載置台に押し付けられる際、放熱板３３の位置に応じて圧縮され、位置ずれを吸収することができる。
【００５１】
ここで、軟質ゴム材３Ａ、３Ｃ、バネ部材３１、およびシリンダ部材３２は第１弾性部材の一例である。サポート板５、５Ｂ、５Ｃは支持板の一例である。硬質ゴム材７、７Ｂ、７Ｃは第２弾性部材の一例である。開孔１９、２３は吸着開孔の一例である。吸着管１７、２１は吸着導入管の一例である。
【００５２】
以上、詳細に説明した実施形態によれば、軟質ゴム材３Ａ、３Ｃ、バネ部材３１、またはシリンダ部材３２によりハウジング４１の反りや捩れに起因する放熱板３３ごとの位置ずれを吸収しながら、各放熱板３３に各々の硬質ゴム材７、７Ｂ、７Ｃが密着されて、放熱板３３の反りや捩れに伴う基板載置台２Ａ乃至２Ｃとの間の空隙を埋めることができる。
【００５３】
回路モジュール３においてワイヤボンディング接合が行われる領域の下部から空隙を解消することができ、ボンディング接合の強度を確保するためのエネルギー供給である超音波振動エネルギーに対して反射による振動エネルギーの乱れが発生することはない。超音波振動エネルギーを有効にボンディング接合に供給することができる。供給エネルギー不足に伴うボンディング接合の接合強度不足や、過剰エネルギーの供給に伴う半導体スイッチング素子等のクラックが発生することはない。
【００５４】
ここで、放熱板３３の下部に密着して空隙を解消する部材は、硬質ゴム部材７、７Ｂ、７Ｃであるので、放熱板３３の反りや捩れに応じて自在に弾性変形して空隙を有効に解消することができる。更に、硬質ゴム材７、７Ｂ、７Ｃはその硬度から超音波振動エネルギーの減衰率が、軟質のゴム材での減衰率に比して高く好都合である。
【００５５】
また、放熱板３３と硬質ゴム部材７Ｂとの密着度は、開孔１９による真空吸着により押圧力Ｆによる密着を補強することができる。密着度を更に向上させて空隙をより確実に解消することができる。
【００５６】
また、基板載置台２Ｃを貫いて備えられる開孔２３により真空吸着してやれば、押圧力Ｆを伴うことなく放熱板３３に硬質ゴム材７Ｃを密着させることができる。
【００５７】
また、開孔１９、２３内に排気管を備えていれば、基板載置台２Ｂ、２Ｃを構成する部材間の密着度や密閉度に関わらず放熱板３３の真空吸着を確実に行うことができる。
【００５８】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣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言うまでもない。
例えば、本実施形態においては、回路モジュールとしてパワーモジュールを例示し、アルミニウム細線によりワイヤボンディングを行う場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、パワーモジュールの他、多数の回路部品を実装する一般的なハイブリッド基板や、複数の半導体チップが実装される半導体装置、更には、単一の半導体チップが実装される半導体装置においても適用することができる。この場合、金線ワイヤや銅線ワイヤ等にも同様に適用することができる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、回路ユニット基板や回路モジュールに対してワイヤボンディングを行う際、回路ユニット基板や回路モジュールが載置される基台と回路ユニット基板や回路モジュールとを確実に密着させることにより空隙を有効に解消して、ワイヤボンディング時に供給される超音波振動エネルギーの空隙での反射を有効に防止して超音波エネルギーの乱れを防ぎ、ワイヤボンディングの接合部に有効に超音波振動エネルギーを供給することができると共に、エネルギーの乱れに伴う回路部品のクラックを有効に防止することが可能なワイヤボンディング基台、およびワイヤボンディング装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のワイヤボンディング装置において、回路モジュールがワイヤボンディング基台に載置される際の斜視図である。
【図２】実施形態において回路モジュールがワイヤボンディング基台に載置された状態を示す、図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】回路モジュールでの下に凸な反りを示す模式図である。
【図４】回路モジュールでの上に凸な反りを示す模式図である。
【図５】下に凸な反りを有する回路モジュールが基板載置台に押圧された状態を示す模式図である。
【図６】上に凸な反りを有する回路モジュールが基板載置台に押圧された状態を示す模式図である。
【図７】実施形態の第１変形例において、回路モジュールがワイヤボンディング基台に載置される際の斜視図である。
【図８】実施形態の第１変形例において回路モジュールがワイヤボンディング基台に載置された状態を示す、図７のＹ−Ｙ断面図である。
【図９】実施形態の第２変形例において、回路モジュールがワイヤボンディング基台に載置される際の斜視図である。
【図１０】実施形態の第２変形例において回路モジュールがワイヤボンディング基台に載置された状態を示す、図９のＺ−Ｚ断面図である。
【図１１】第１弾性部材の第１変形例として、バネ部材が使用される場合のワイヤボンディング基台の断面図である。
【図１２】第１弾性部材の第２変形例として、シリンダ部材が使用される場合のワイヤボンディング基台の断面図である。
【符号の説明】
１Ａ                  ワイヤボンディング基台
２                    天板
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ      基板載置台
３                    回路モジュール
３Ａ、３Ｃ            軟質ゴム材
３Ａａ２、３Ａｂ２    中央部の軟質ゴム材
３Ａａ１、３Ａｂ１    端部の軟質ゴム材
５、５Ｂ              サポート板
７、７Ｂ              硬質ゴム材
９、９Ｃ              ベース基台
１１                  位置決めピン
１３                  周辺平板部
１５                  押さえピン
１７、２１            吸着管
１９、２３            開孔
３１                  回路ユニット基板
３３                  放熱板
３３ａ１、３３ｂ１    端部の放熱板
３３ａ２、３３ｂ２    中央部の放熱板
４１                  ハウジング
【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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