CN101160198B - 带有板形框架的压力机和操作这种板式压力机的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到一种封装电子元件的压力机，包括：两个可移动的模具部件，封装材料的进料装置和一个连接在模具部件上的流化床的驱动机构。本发明还提供一种压力机，其装备有一个利用进料方法来填充模具部件间的封装材料的置换器，该置换器能置于一个增强的压力下。进一步，本发明涉及到利用这种压力机采用封装材料来封装电子元件的方法。

Description

带有板形框架的压力机和操作这种板式压力机的方法
技术领域
本发明涉及一种用封装材料来封装电子元件的压力机，其包括：两个相对的彼此可移动的模具部件，封装材料用的进料装置和连接到至少一个模具部件上的驱动装置，该驱动装置具有连接到可移动的模具部件一侧上的流化床，并且第一液体供给部连接到流化床上。本发明还涉及到利用这种压力机采用封装材料来封装电子元件的方法。
背景技术
在封装安装在载体上的电子器件过程中，特别是封装半导体(芯片)，使用已知的带有两个模具部件的封装压力机来封装，其中，至少一个模具部件具有凹型的模腔。在模具部件间放置带有要封装的电子元件的载体后，两模具部件便相互靠拢来夹紧载体。此时，封装材料供给到模腔内，且封装材料至少局部硬化后，封装电子元件的载体从封装压力机中被取出。为了限制封装压力机的处理周期，需要使模具部件快速相互靠近，且仅在进行封装产品前降低速度。因而压力机可迅速的操作但可缓慢地靠近，从而降低了对加工产品损害的危险。基于这个目的，以前，人们开发了各种各样的机构，例如：以本申请人名义申请的专利：EP 0 935520。虽然在这个欧洲专利中所述的驱动装置提供所要求的功能，但该驱动装置存在体积大和笨重的缺点。这就导致了压力机非常昂贵，并且在使用时占用大量空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用封装材料来封装电子元件的压力机，该压力机结构紧凑、重量轻，同时，以安全的方式并以不同的速度进行压合。
为此，本发明提供一种用封装材料来封装电子元件的压力机，其包括：两个相对的彼此可移动的模具部件，封装材料的进料装置和连接到至少一个模具部件上的驱动机构，该驱动装置具有连接到可移动的模具部件一侧上的流化床，并且第一液体供给部连接到流化床上。由于流动进料和流动床的连接可被置换器中断的特性，通过流化床的插入仍然使可移动的模具部件工作。流化床可理解为一个类似活塞的结构，即一种一端开放的容器，里面装有液体且由可移动的外壁部件遮盖。这样的装置为模具的快速位移(所谓“高速运动”)提供有益效果，因而可使用只需要相对较小压力的有效液体驱动器。这种驱动器采用一种非常紧凑的方式并且零部件是市场上可以买到的不贵的标准件。流化床的另一个优点在于，它由一个可移动的模具简单地装配而成。可移动的模具可直接连接到流化床上，但实际上需要模具部件具有可互换性，即流化床被可移动的外壁部件遮盖，以松开模具部件的连接。流化床利用普通驱动器来进行高速运动的缺点是，其不能以简单和可靠的方式与单独驱动设备组合，来完成模具部件的(慢)闭合运动，并且，通常还需要很大的压力来提供满意的闭合压力。本发明现在能够综合使用流化床和压力机的优点，即压力机能以不同的速度运行，实现不同部件的运动路径，且压力机具有仅在需要时(闭合压力机时)提供所需高压的驱动器。此处采用第一液体供给部的可独立操作的置换器。除利用不同的机构传动比来完成模具在高压下进行柔性靠近的所需功能外，置换器在本发明中保证，当置换器被启动时，高速运动(第一液体供给部到流化床)被强制阻止。这意味着压力机具有强制的加工保护作用。
在一个变换的优选方案中，压力机也包括一个框架，该框架具有至少两个板形的框架部件，这两个部件靠近可置换模具竖直设置。压力机的这种在模具部件相反侧设置有板形框架部件的结构，更进一步提高了压力机的结构紧凑的可能性，这种压力机可称为“板式压力机”。而且，压力机可制造得相对的轻便却很稳定。另一个优点是带有板形框架部件的压力机制造简单，价格相对便宜。
在另一个不同的方案中，压力机具有多个相互靠近的可移动模具部件，例如连接到每个相互靠近的可移动的模具部件的单独流化床。通过这种多样式的压力机，几个产品可同时被处理(多带)，允许压力机对同时处理的产品之间的不同高度进行补偿。采用这种方式，压力机的性能还能根据需要被扩展成轻便和小巧的驱动方式。这就再次体现了压力机结构紧凑的可能性(即使当它有更大处理能力的时候)。
可以选择性地设计置换器的结构，使它由一个缸体来操纵，第二液体供给部连接到该缸体，这里仍然有其它的方式来驱动置换器，例如电动驱动，例如，以伺服电机和/或线性驱动器的方式。如果选择缸体，需要第一液体供给部到流化床的传动比小于缸体到流化床的传动比。在这种方式下，关闭压力机时所需的高压很容易实现。这样可以设计满意的气缸，且其取决于采用气压缸(气缸)或者液压缸的情况。当处理像半导体那样的敏感性产品时，一般选择空气驱动，因为这样可降低产品被污染的风险。压力机另外的优点为，其可采用流化床和缸体由共用的第一液体供给部供给的方式。
在另一个特殊的方案中，流化床填满了固体微粒。另外，当然也可以使流化床充满液体(例如用于液压系统的液体)。固体微粒的优点是可减少因为泄露的而引起的流化床污染的危险。
在又一个不同的方案中，可移动的模具成为流化床的一部分。这意味着可移动模具部件也形成了流化床的可移动部分(活塞)，或者与流化床的可移动缸体部分至少结合形成。置换器可平行于可置换模具的接触表面移动。
置换器优选为尽可能远离可移动模具的接触一侧移动，进一步可平行于接触表面可移动。这意味着置换器直接压缩流化床。置换器施加的压力将被均匀地传送到可移动模具部件。从而压力机结构的高度能特别受到限制。置换器能被设置成完全压进流化床，从而它位于可移动模具部件之下。缸体也能位于可移动模具之下，但是这样容易使缸体从压力机的后面(或者前面)突出，因为在正常工作状态下其中的空间可以被利用，这样，压力机的组成部件非常容易被装卸，例如用于检查和维修。
发明提供一种利用封装材料来封装电子元件的压力机，其包括：两个相对的彼此可移动的模具部件，封装材料的进料装置，以及连接到至少一个模具部件上以共同移动模具部件的驱动机构，其特征是，至少一个模具部件具有置换器，由进料装置供给到模具部件之间的封装材料在增强的压力下被放入。这样的压力机还具有以下优点：在相对低的充装压力下，封装材料的进料能与一独立的作用机构相结合，
该作用提供最终实际的充装压力。由于在最终充装压力下放入液体封装材料仅需要很小的压缩，可使置换器结构非常紧凑。从而置换器能被容易地结合到一个模具部件中。
在优选的实施例中，置换器由集成在模具部件中的可移动销钉形成，置换器进一步连接到驱动装置，以移动置换器。这样的置换器能以非常简单的结构和用相对有限的费用来实现。
这种置换器另外的表现形式为，其也适于从模具中释放封装的电子零件。这种置换器因此可直接具备推钉或起模杆。公知的起模杆(包括所述起模杆的驱动器)也可以用作本发明的置换器，所提供的驱动器的动作实现这个目的。一个或多个起模杆的驱动装置也可以用来驱动一个或多个置换器。
在进一步的变换方案中，置换器可以连接到一通道，该通道用于位于模具部件里封装材料。当然置换器必然直接接触(分别作用于)填充的封装材料。当启动置换器(这意味着置换器往封装材料里移动)在要封装的电子元件周围，进料装置与至少一个模具所决定的型腔之间的连接方式，阻止了封装材料可能从型腔往进料装置回流。用这种方式也可以实现只有在型腔里的封装材料在增强的压力下放入。因此没有必要使进料装置承受型腔内所需要的较高的最终压力。这个实施例的优点在于，填充装置的污染变得更好控制(例如柱塞和相关的柱塞壳之间封装材料的泄漏)。
本发明还提供了一种使用封装材料在如前述的压力机中封装电子元件的方法，包括步骤：A)将准备封装的电子元件放入模具部件；B)使两个相对的模具部件快速朝向对方移动；C)在B)步骤之后使相对的模具部件以较慢速度接合在一起，使得要封装的电子元件被包围在模具部件里；D)向电子元件填充封装材料，其中步骤B)和C)被强制相互分开，在步骤C)的过程中，一安全装置阻止步骤B)同时进行。采用这种方法的优点与前面讨论过的该装置的优点相同。
另外，本发明还提供了采用封装材料在有置换器的压力机中封装电子元件的方法，包括步骤：P)将准备封装的电子元件放入模具，L)使两个相对的模具快速朝向对方移动使得电子元件被包围在模具中，M)在预定压力下填充液体封装材料到电子元件，N)在置换器作用增加的压力下按照步骤M)将液体封装材料填充到电子元件。这种方法的优点在之前涉及的本发明的压力机的内容中可以了解到。
一种用封装材料封装电子元件的压力机，包括：两个相对的可以相互移动的模具部件，封装材料的进料装置，以及连接到至少一个模具部件的驱动装置，该驱动装置配备有流化床，流化床为一个类似活塞的结构，该流化床包括底座部件和相对底座部件可移动的操作部件，在底座部件和操作部件之间形成的空间内包含液体，操作部件与可移动的模具部件相连接，第一液体供给部与底座部件和操作部件之间形成的空间连接，第一液体供给部与底座部件和操作部件之间形成的空间的连通可以被一置换器所阻断，置换器由缸体操作，可移动的模具部件可通过置换器插入底座部件和操作部件之间形成的空间进行操作，其特征在于，流化床和缸体由共同的第一液体供给部供给，第一液体供给部到流化床的传动比小于缸体到流化床的传动比。
进一步，压力机还包括一个框架，框架上，靠近可移动的模具部件垂直设置有至少两个板形框架部分。
进一步，压力机配备有多个相互邻近的可移动模具部件。
进一步，所述缸体是液压缸。
附图说明
本发明会进一步在如以下图所示的非限制性实施例的基础上加以说明：
图1A和1B所示为本发明板式压力机的透视图，
图2A和2B所示为带有流化床驱动机构的压力机操作机构的横截面图，流化床驱动机构在高速运动状态下、和在操作压力下将装材料置入的情况下，与压力机的下模具部件接合。
图3A和3B所示为带有置换器的压力机一部分的截面图，置换器分别处于在向模具部件填充封装材料的情况、和将在模具部件中的封装材料在增强的压力下置入的情况。
具体实施方式
图1A和1B表示根据本发明带有框架2的相同的板式压力机1的两个视图，框架2具有两个板形框架部分3、4，在这两个板形框架部分之间设置有两个相对的可相互移动的模具部件5、6，下模具部件之下是没有进一步限定的机构7，在下模具部件6中的柱塞可以被移动，使得封装材料可以随柱塞移动。进一步结合附图说明下面提及的板状压力机1的操作。
图2A示出本发明压力机的与下模具部件连接的操作机构10的截面图。在此底座部件11和相对底座部件11可移动的操作部件12形成的空间14包含液体13。当操作部件12以较快速度相对于底座部件11移动时，液体通过液体供给部15进入空间14，根据箭头F1分别从空间14向相对方向移动。可以选择通过液体外的液体容器(液体缓冲器)的插入使液体流入，这时液体可以被气体压力(例如压缩空气)压入液体供给部15。采用例如压缩空气这种简单方式能够驱动高速运动。为了防止气体和液体间不必要的相互作用，可以在液体和气体之间设置一个柔性膜，使液体和气体之间的液体移动而不直接接触。一旦与可移动的操作部件12相连接的模具部件(没有在图中示出)，连接在对面的另一半模具部件(或几乎与对面的一半模具部件接触)，置换器16就可以通过操作油缸17启动。
图2B示出操作机构10的状态，在该状态置换器16已相对于图2A的状态移动，液体供给部15现在与包含液体13的空间14分开。将置换器16压入液体13，空间14的压力会增加，从而由可移动部件12施加的压力也增加(当然如果遭遇抵抗力，例如因为模具部件(未示出)彼此接触)。为移动置换器17，需要在缸体17上施加控制压力P1。
图3A示出两个相互接触的模具部件20、21，其中上面安装有电子元件23的支撑体22，被模具部件20、21夹紧。根据箭头P2所示的柱塞24的移动，该柱塞是可移动地容纳在下部模具部件中，液体封装材料25通过填充通道26(也称做浇道25)被压入型腔27中，型腔27是凹进上模具部件20中。这种封装电子元件23的方式也称为转移注塑(transfer moulding)。
型腔27完全充满封装材料25之后，如图3B所示，置换器28可以被压入封装材料25中。在这种情况下置换器28定位在填充通道26，但是置换器可以按照要求设置在在上部模具部件20或下部模具部件21的不同位置。置换器28的移位被驱动器29操作，在这里是一个操作缸体。

Claims (4)

1.一种用封装材料封装电子元件的压力机(1)，包括：两个相对的可以相互移动的模具部件(5、6)，封装材料的进料装置(7)，以及连接到至少一个模具部件(5、6)的驱动装置(10)，该驱动装置(10)配备有流化床，流化床为一个类似活塞的结构，该流化床包括底座部件(11)和相对底座部件(11)可移动的操作部件(12)，在底座部件(11)和操作部件(12)之间形成的空间(14)内包含液体(13)，操作部件(12)与可移动的模具部件相连接，第一液体供给部(15)与底座部件(11)和操作部件(12)之间形成的空间(14)连接，第一液体供给部(15、F1)与底座部件(11)和操作部件(12)之间形成的空间(14)的连通可以被一置换器(16)所阻断，置换器(16)由缸体(17)操作，可移动的模具部件可通过置换器(16)插入底座部件(11)和操作部件(12)之间形成的空间(14)进行操作，其特征在于，流化床和缸体(17)由共同的第一液体供给部供给，第一液体供给部到流化床的传动比小于缸体到流化床的传动比。
2.按照权利要求1所述的压力机(10)，其特征在于压力机(1)还包括一个框架(2)，框架(2)上，靠近可移动的模具部件(5、6、12)垂直设置有至少两个板形框架部分(3、4)。
3.按照权利要求1或2所述的压力机(1)，其特征在于，压力机(1)配备有多个相互邻近的可移动模具部件(5、6、12)。
4.按照权利要求1或2中所述的压力机(1)，其特征在于，所述缸体(17)是液压缸(17)。
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