(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路基板と、
前記電子回路基板を収容するためのアルミダイカスト製のケースと、
前記電子回路基板と前記ケースとを電気的に接続するリード細線と、
前記ケースの内側底面に一体に設けられ、前記リード細線がワイヤボンディング法により直接接合されるボンディング部と、
前記ケースの前記内側底面に設けられる溝部と
を備える電子回路装置の製造方法であって、
前記ケースのダイカスト鋳造時には、ゲートと前記ボンディング部を形成するボンディング部形成部との間に前記溝部を形成する溝部形成部を備えた金型が用いられることを特徴とする電子回路装置の製造方法。
【請求項２】
前記ケースの前記内側底面を形成する前記金型に垂直で前記ボンディング部形成部および前記ゲートを含む平面による前記金型の断面には、前記溝部形成部が含まれることを特徴とする請求項１に記載の電子回路装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電子回路装置の製造方法によって製造されたことを特徴とする電子回路装置。
【請求項４】
前記内側底面のうち、前記ケースの鋳造時にゲートとなるゲート部と前記ボンディング部との間には溝部が形成されるとともに、
前記溝部は、一部切り欠いた形状にて、前記ボンディング部を囲んでいることを特徴とする請求項３に記載の電子回路装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路装置およびその製造方法に関し、特に電子回路を収容するためのアルミダイカスト製の電子回路用ケースにアルミニウムからなるリード細線を直接ワイヤボンディング法により接合するようにした電子回路装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、混成集積回路（以下、「混成集積回路」をハイブリッドＩＣという）等の電子回路が搭載された絶縁基板は、アルミダイカスト製の電子回路用ケース（以下、単にアルミケースという）に収容されている。ここで、アルミケースは、通常、溶融温度が低く成形性に優れること等の理由からアルミニウムにＳｉ（シリコン）を１２％程度含有したアルミニウム合金で形成されている。このアルミニウム合金の表面硬度は大きく、また、ハイブリッドＩＣの接地端子に接続されている接地用リード細線は純アルミニウム製であるので、超音波ボンディング法等により接地用リード細線を直接アルミケースに接合しようとしても充分な接合強度は得られない。
【０００３】
ここで、絶縁基板を収容するアルミケースは、ハイブリッドＩＣを外部環境から保護することやハイブリッドＩＣの放熱性を向上することの他、ハイブリッドＩＣから発生するノイズ等の電波障害を防止する目的のためにも必要不可欠なものである。特にノイズ対策には、ハイブリッドＩＣとアルミケースとを接地用リード細線で接合することにより、ハイブリッドＩＣを接地することは有効である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来、純アルミニウム製の接地用リード細線とアルミケースとの接合において、アルミダイカストに純アルミニウム製ワイヤを超音波ボンディング法により直接接合することは、Ｓｉ等の添加元素の影響、アルミダイカスト成形時の離型剤の影響、湯じわ等の影響があり困難であるとされていた。
【０００５】
そこで、純アルミニウム製ワイヤの接合によるノイズ対策として、以下に示す方法が考えられる。
(1) 純アルミニウム製ワイヤを接合させるための純アルミニウム製のパッドを表面にＮｉ（ニッケル）等のめっきを施したアルミケース上にはんだ付けし、ハイブリッドＩＣから純アルミニウム製ワイヤおよび上記パッドを介して超音波ボンディング法により接合する方法がある。
(2) アルミケース上に純アルミニウム片をＭＩＧ溶接法等により肉盛り溶接してバンプを形成し、上記バンプの表面を切削してハイブリッドＩＣから純アルミニウム製ワイヤおよび切削後のバンプを介して超音波ボンディング法によりする方法がある。
【０００６】
上記(1)または(2)の方法では、アルミケース上にはんだ付け可能な表面処理およびはんだ付け工程、または肉盛り溶接および表面切削工程が必要となり、工程が複雑であるため製造コストが上昇するという問題があった。
【０００７】
しかしながら、近年、超音波エネルギを効率よく摩擦熱へ変換するボンディング技術およびそれを利用した生産設備性能の向上により、純アルミニウム製のパッドまたは純アルミニウム片の肉盛り溶接によるバンプを形成することなく、アルミケースに純アルミニウム製ワイヤを直接ボンディング可能な電子回路収容のためのアルミケースが製造できる状況にある。
【０００８】
ところで、アルミダイカストの鋳造開始時、溶融アルミニウムの最先端は圧力が急激に開放されるため、飛散（スプラッシュ）が発生する。このスプラッシュは成形型に付着するが、質量が小さいため成形型に急激に熱が奪われて固化する。このときの固化物はその後の湯流れ時の主流と完全には溶け合わず表面欠陥として残留する。このようにして形成された表面欠陥は、アルミダイカストに純アルミニウム製ワイヤを直接ワイヤボンディングにより接合する場合、界面の結合状態が弱くボンディング強度が低下するという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、アルミダイカストに純アルミニウム製ワイヤを直接ワイヤボンディングにより接合するに当たって、ボンディング部の表面欠陥を抑制してボンディング強度を向上する電子回路装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、ボンディング部のボンディング不良を防止する電子回路装置およびその製造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、製造が容易で、かつ不良の発生を低減する電子回路装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の請求項１記載の電子回路装置の製造方法によると、電子回路を収容するためのアルミダイカスト製ケースの鋳造時におけるゲートと、ボンディング部を形成するためのボンディング部形成部との間にダム部を設けた成形型を用いてアルミダイカスト鋳造を行うので、アルミダイカストの鋳造開始時、上記ゲートから発射される溶融アルミニウムのスプラッシュは成形型のダム部に遮られてボンディング部形成部に付着することを防止する。これにより、ボンディング部の表面欠陥を抑制してボンディング部にリード細線を直接ワイヤボンディングにより接合したときのボンディング強度を向上することができる。
【００１４】
本発明の請求項２記載の電子回路装置の製造方法によると、ダム部はボンディング部形成部を囲むように設けられているので、アルミダイカスト鋳造を行うとき、ゲートから発射される溶融アルミニウムのスプラッシュがボンディング部形成部に付着することを確実に防止することができる。
本発明の請求項３記載の電子回路装置によると、電子回路を収容するためのアルミダイカスト製ケースの鋳造時におけるゲートとなるゲート部と、リード細線を直接ワイヤボンディング法により接合するためのボンディング部との間には溝部が設けられているので、アルミダイカストの鋳造開始時、ゲートから発射される溶融アルミニウムのスプラッシュは成形型の溝部形成部に遮られてボンディング部形成部に付着することを防止する。これにより、ボンディング部の表面欠陥を抑制してボンディング部にリード細線を直接ワイヤボンディングにより接合したときのボンディング強度を向上することができる。
本発明の請求項４記載の電子回路装置によると、溝部はボンディング部を囲むように設けられているので、アルミダイカスト鋳造を行うとき、ゲートから発射される溶融アルミニウムのスプラッシュがボンディング部形成部に付着することを確実に防止することができる。さらに、溝部がアルミダイカスト製ケース上に電子回路を搭載するときの目印となるため、組み付け工程が簡略化でき、製造が容易になる。さらにまた、電子回路が絶縁基板に搭載されている場合、この絶縁基板をアルミダイカスト製ケース上の基板搭載面に接着剤等で固着させるとき、接着剤が基板搭載面の周囲に流れ出ることを溝部により防止することができる。したがって、製造が容易で、かつ不良の発生を低減することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例について図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による電子回路装置の主要部分を図１、図２および図３に示す。
【００１７】
図３に示すように、第１実施例の電子回路装置は、電子回路としてのハイブリッドＩＣ５０がアルミダイカスト製のアルミケース１０に収容されている。ハイブリッドＩＣ５０は、ＩＣ等の複数の回路素子５１を内蔵している。上記複数の回路素子５１は、セラミックス基板等の絶縁基板５２に搭載され、アッセンブリ化されている。絶縁基板５２は、アルミケース１０上の後述する溝部３０に囲まれた基板搭載面１１にシリコン樹脂等の接着層５６によって固着されている。絶縁基板５２上には、ハイブリッドＩＣ５０の接地端子としてのボンディングパッド５５が形成されている。ボンディングパッド５５の表面には、純アルミニウムからなるリード細線としての純アルミニウム製ワイヤ（以下、単にアルミワイヤという）６０の一端が接続されている。純アルミニウム製ワイヤ６０の他端は、後述するアルミケース１０上のボンディング部２０に接続されている。
【００１８】
アルミケース１０は、純アルミニウムにＳｉを１２％含有したＡＤＣ１２（ＪＩＳ）と称されるアルミニウム合金で形成されている。図１および図２に示すように、アルミダイカスト製のアルミケース１０には、アルミワイヤ６０を直接超音波ボンディングするためのボンディング部２０がアルミケース１０の底面から突出して設けられている。このボンディング部２０は、アルミダイカスト鋳造により予め成形されており、その表面は研削によって表面粗さが１０μｍ以下に仕上げられている。また、アルミケース１０は、底部の一辺にアルミケース１０の鋳造時におけるゲートとなるゲート部４０を有している。このゲート部４０は、アルミケース１０が肉厚３ｍｍ程度の薄物ダイカストであるので、アルミケース１０の成形を容易にするためライン状に形成されている。図１に示すように、ボンディング部２０とゲート部４０との間のアルミケース１０の底面には、一部を切り欠いた概略ロ字形状の溝部３０がボンディング部２０を囲むように設けられている。溝部３０は、ボンディング部２０の近傍を回避するように、上記切り欠きがボンディング部２０の近傍に位置している。溝部３０に囲まれたアルミケース１０の底面には、図３に示す絶縁基板５２を搭載するための基板搭載面１１が設けられている。
【００１９】
次に、上記構成の電子回路装置の製造方法について、図４を用いて説明する。
(1) まず、図４に示すように、アルミケースのボンディング部を成形するためのボンディング部形成部７１、ならびに図示しないゲートと上記ボンディング部形成部７１との間に設けられる一部を切り欠いた概略ロ字形状の溝部形成部としてのダム部７２を有する上型７０と、下型８０とを用意し、両者を型合わせする。このとき、上型７０の内壁と下型８０の内壁との距離ｔ１は約３ｍｍである。また、上型７０の断面半円形状のダム部７２の高さｔ２は約０．５ｍｍであり、断面台形状のボンディング部形成部７１の深さｈは約１．９ｍｍである。ここで、ダム部７２の断面形状を半円形状とし、ボンディング部形成部７１の断面形状を台形状としたのは、離型を容易にするためである。そして、ゲートから加圧して上型７０および下型８０の内部に溶融アルミニウムを流し込み、アルミダイカストの鋳造を開始する。このとき、溶融アルミニウムの最先端は圧力が急激に開放されるため、スプラッシュが発生し、上型７０の内壁または下型８０の内壁に付着する場合がある。しかし、上記スプラッシュはダム部７２に遮られてボンディング部形成部７１に付着することは防止される。なお、上型７０のダム部７２の高さｔ２は、ゲートの大きさ、ならびにゲートからボンディング部形成部７１までの距離に応じて適宜決定することができる。
【００２０】
(2) 上型７０および下型８０の内部に溶融アルミニウムを流し込んだ後、冷却して固化後離型し、図２に示すボンディング部２０となる突出部の表面をフライス盤等により研削加工を施して表面粗さを１０μｍ以下に仕上げる。このとき、ダム部７２に相当する部分が図１に示す溝部３０となる。このようにして図１および図２に示すアルミケース１０が得られる。
【００２１】
(3) 次に、図１に示すアルミケース１０の基板搭載面１１上にシリコン樹脂等の接着剤を用いてＩＣ等の複数の回路素子が搭載されたセラミックス基板等の絶縁基板を固着する。その後、絶縁基板上のボンディングパッドと図２に示すボンディング部２０とをアルミワイヤを用いて超音波ボンディング法により電気的に接合する。そして、図３に示す電子回路装置が得られる。最終的には、アルミケース１０内にシリコンゲル等のポッティング材を充填し、アルミケース１０の開口部を蓋部材により封止して電子回路装置としての信頼性を高める。
【００２２】
以上説明した本発明の第１実施例においては、アルミケース１０のゲート部４０と、アルミワイヤ６０を直接ワイヤボンディング法により接合するためのボンディング部２０との間には溝部３０が設けられているので、アルミダイカストの鋳造開始時、ゲートから発射される溶融アルミニウムのスプラッシュは上型７０のダム部７２に遮られてボンディング部形成部７１に付着することを防止する。これにより、ボンディング部２０の表面欠陥を抑制してボンディング部２０にアルミワイヤ６０を直接ワイヤボンディングにより接合したときのボンディング強度を向上することができる。
【００２３】
また、第１実施例においては、溝部３０がボンディング部２０を囲むように設けられているので、アルミダイカスト鋳造を行うとき、ゲートから発射される溶融アルミニウムのスプラッシュがボンディング部形成部７１に付着することを確実に防止することができる。さらに、溝部３０がアルミケース１０上にハイブリッドＩＣ５０を搭載するときの目印となるため、組み付け工程が簡略化でき、製造が容易になる。さらにまた、絶縁基板５２をアルミケース１０上の基板搭載面１１に接着剤等で固着させるとき、接着剤が基板搭載面１１の周囲に流れ出ることを溝部３０により防止することができる。したがって、製造が容易で、かつ不良の発生を低減することができる。
【００２４】
さらに、第１実施例においては、溝部３０はボンディング部２０の近傍を回避するように、一部を切り欠いた概略ロ字形状で形成されているので、アルミダイカスト鋳造を行うとき、上型７０のボンディング部形成部７１近傍への溶融アルミニウムの湯流れが阻害されることを防止する。したがって、ボンディング部形成部７１への溶融アルミニウムの湯流れを円滑にしてボンディング部２０にボイドが発生することを抑制し、ボンディング不良となることを防止することができる。
【００２５】
（第２実施例）
第２実施例を図５に示す。
第２実施例においては、図５に示すように、アルミダイカスト製のアルミケース１１０には、アルミワイヤを直接超音波ボンディングするためのボンディング部１２０がアルミケース１１０の底面から突出して設けられている。このボンディング部１２０は、アルミダイカスト鋳造により予め成形されており、その表面は研削によって表面粗さが１０μｍ以下に仕上げられている。また、アルミケース１１０は、底部の一辺にアルミケース１１０の鋳造時におけるゲートとなるゲート部１４０を有している。このゲート部１４０は、アルミケース１１０が肉厚３ｍｍ程度の薄物ダイカストであるので、アルミケース１１０の成形を容易にするためライン状に形成されている。上記ボンディング部１２０とゲート部１４０との間のアルミケース１１０の底面には、概略コ字形状の溝部１３０がボンディング部１２０を囲むように設けられている。溝部１３０は、ボンディング部１２０の近傍を回避するように、開口部がボンディング部１２０の近傍に位置している。溝部１３０に囲まれたアルミケース１１０の底面には、図示しない絶縁基板を搭載するための基板搭載面１１１が設けられている。
【００２６】
上記第２実施例においても、図１に示す第１実施例と同様の効果を得ることができる。以上のように、本発明において、溝部は、ゲート部とボンディング部との間のアルミケースの底面に設けられていればよく、溝部の形状については、ゲート部の大きさ、ならびにゲート部からボンディング部までの距離に応じて適宜決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による電子回路装置のアルミケースを示す斜視図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】本発明の第１実施例による電子回路装置を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施例による電子回路装置のアルミケースの成形型を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施例による電子回路装置のアルミケースを示す斜視図である。
【符号の説明】
１０、１１０    アルミケース
１１、１１１    基板搭載面
２０、１２０    ボンディング部
３０、１３０    溝部
４０、１４０    ゲート部
５０    ハイブリッドＩＣ（電子回路）
５１    回路素子
５２    絶縁基板
５５    ボンディングパッド
５６    接着層
６０    アルミワイヤ（リード細線）
７１    ボンディング部形成部
７２    ダム部（溝部形成部）
【図１】
0004161359.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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