CN109747106A - 电子元件封装装置及其封装方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子元件封装装置及其封装方法，该方法包含下列步骤：首先，备制一具有圆柱本体的电子元件，其中，该圆柱本体的前、后端为金属材质，而该圆柱本体的中端为陶瓷材质，且该圆柱本体的前、后端的外径大于该圆柱本体的中端，接着，备制一具有上、下模的模具，然后，将该圆柱本体夹合于该上、下模中，再将一保护材料加热软化填入该模具中，使该保护材料包覆于该圆柱本体的表面形成一保护层，最后，将该圆柱本体自该上、下模中取出并投入一滚动器中，以去除该圆柱本体的前、后端多余的保护层。

Description

电子元件封装装置及其封装方法
技术领域
本发明是有关一种电子元件的封装装置，特别是指一种无接脚的电子元件的封装装置及其封装方法。
背景技术
随着各种电子化产品爆炸性的急速扩张，在电子产品组件制程上占据举足轻重地位的集成电路封装技术也因应此需求朝向微型化与高密度化发展。其中，电子元件从插件式印刷电路板演进到缘面黏着式印刷电路板，以满足微型化的要求，传统电子元件均设计有金属的接脚，而现今为了配合缘面黏着技术，各式电子零组件都已演进出无接脚式结构的设计。
举以传统晶圆电阻、柱状电阻或无引线晶圆电阻制造流程来说，会在具有阻抗的柱状瓷棒的两端分别设置一金属帽，然后再利用雷射或刀片螺旋切割一次修整两者瓷棒上的电阻至目标值，之后，利用滚轮将高分子聚合物保护层转印到柱状瓷棒表面，但是过程中，除了保护层容易覆盖到两侧的金属帽上，转印时亦容易产生气泡，使得涂装在电子元件表面的保护层不完整，而影响电子元件的可靠度，且转印到柱状瓷棒上的保护层会容易形成一非平整的凹陷面，为了使保护层平整均匀地包覆电子元件，就需重复涂附保护层至表面平整，如此作业将造成时间与成本的浪费。
再者，该有高分子聚合物保护层材料中会加入无机填充物，以降低其吸水率和提高热传导系数，但无机填充物的添加比例若太高，将造成保护层材料流动不佳，而无法完整地涂装在电子元件表面，反而影响涂装的均匀性。
上述缺点都显现习知电子元件涂装方法在制造过程所衍生的种种问题，长久下来，常常导致电子元件的不良率与寿命降低，因此，现有技术确实有待提出更佳解决方案的必要性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的，是提供一种电子元件封装方法，该方法包含下列步骤。
首先，备制一具有圆柱本体的电子元件，其中，该圆柱本体的前、后端为金属材质，而该圆柱本体的中端为陶瓷材质，且该圆柱本体的前、后端的外径大于该圆柱本体的中端，接着，备制一具有上、下模的模具，然后，将该圆柱本体夹合于该上、下模中，再将一保护材料加热软化填入该模具中，使该保护材料包覆于该圆柱本体的表面形成一保护层，最后，将该圆柱本体自该上、下模中取出并投入一滚动器中，以去除该圆柱本体的前、后端多余的保护层。
本发明的另一技术手段，是在于上述封装方法更在该滚动器中投入一媒介物与该电子元件进行物理碰撞，以去除该圆柱本体表面多余的保护层。
本发明的又一技术手段，是在于上述媒介物是选自于硬度高的金属球或陶瓷球。
本发明的再一技术手段，是在于上述保护材料是由环氧树脂与无机填充物所组成，且无机填充物的质量浓度占保护材料的比例大于50％。
本发明的另一技术手段，是在于上述无机填充物是选自于氮化物、氧化物及此等的组合。
本发明的又一目的，即在提供一种电子元件封装装置，其包含一模具。
该模具包括一上模及一可分离地与该上模盖设在一起的下模，其中，该上、下模分别具有多个相对设置于该上、下模表面的上、下沟槽，该电子元件承放于该上、下沟槽中。
本发明的再一技术手段，是在于上述电子元件包括一具有一前端、一相反的后端及一位于该前、后端间的中端的圆柱本体，且该圆柱本体具有电性特性。
本发明的另一技术手段，是在于上述电子元件为无引脚的电感、电阻其中之一。
本发明的又一技术手段，是在于上述电子元件封装装置，更包含一用以供该圆柱本体投入的滚动器，及一可分离地投入该滚动器中以与该圆柱本体进行物理碰撞的媒介物。
本发明的再一技术手段，是在于上述上模更具有一灌模孔、一连接该灌模孔的上主流道，及多个间隔设置于相邻两上沟槽间且与该上主流道相连通的上次流道，该下模更具有一相对该上主流道设置的下主流道，及多个间隔设置于相邻两下沟槽间且与该下主流道相连通的下次流道。
本发明的有益功效在于，藉由将该电子元件夹合于该上、下模中进行热压成型，并将该保护材料注入该模具中，使该保护材料形成该保护层，并透过热压成型作业一次性均匀地形成于该圆柱本体表面，且利用热压过程可将气体排出，使该电子元件表面兼具平整性与保护性，进而提升产品良率及使用寿命，再者，利用更在该滚动器中投入硬度高的媒介物与该电子元件进行物理滚动碰撞，以拨除该前、后端表面的整片多余的保护层，可简化加工作业，而含有质量浓度在50％以上的无机填充物的保护材料，则可提升涂装的均匀性、降低吸水率以及提高热传导系数，使该电子元件有更好的可靠度。
附图说明
图1是本发明电子元件封装装置的较佳实施例中一上模的立体示意图；
图2是本发明电子元件封装装置的较佳实施例中一下模的立体示意图；
图3是图1的A-A剖面图与图2的A1-A1剖面图组合的该上模与该下模盖设在一起的一示意图；
图4是图1的B-B剖面图与图2的B1-B1剖面图组合的该上模与该下模盖设在一起的另一示意图；
图5是本发明电子元件封装的流程示意图；
图6是本发明电子元件封装方法的步骤流程示意图。
附图标记说明：
1-电子元件，11-圆柱本体，111-前端，1122后端，113-中端，2-模具，21-上模，211-上沟槽，212-灌模孔，213-上主流道，214-上次流道，22-下模，221-下沟槽，222-下主流道，223-下次流道，23-第一流动通道，24-第二流动通，3-滚动器，4-媒介物，5-保护层。
具体实施方式
有关本发明的相关申请专利特色与技术内容，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。
参阅图1、2，及3，为本发明电子元件封装装置及其封装方法，该电子元件1的封装装置包含一模具2、一滚动器3及一媒介物4。
该电子元件1包括一具有一前端111、一相反的后端112及一位于该前、后端111、112间的中端113的圆柱本体11，且该圆柱本体11具有电性特性。在本较佳实施例中，该电子元件1为呈圆柱外观的无引脚的电感、电阻其中之一。
该模具2包括一上模21及一可分离地与该上模21盖设在一起的下模22，其中，该上、下模21、22分别具有多个相对设置于该上、下模21、22表面的上、下沟槽211、221，该电子元件1承放于盖设在一起的上、下模21、22的上、下沟槽211、221中。
进一步地，该上模21更具有一灌模孔212、一连接该灌模孔212的上主流道213，及多个间隔设置于相邻两上沟槽211间且与该上主流道213相连通的上次流道214，该下模22更具有一相对该上主流道213设置的下主流道222，及多个间隔设置于相邻两下沟槽221间且与该下主流道222相连通的下次流道223。
再请参阅图4、5，该上主流道213与该下主流道222形成一第一流动通道23，而该上次流道214与该下次流道223形成一第二流动通道24，该第一、二流动通道23、24作为该保护材料的流动通道。
该滚动器3用以供该圆柱本体11投入，该媒介物4可分离地投入该滚动器3中以与该圆柱本体11进行物理滚动碰撞。
配合参阅图6，依据上述电子元件封装装置，本发明电子元件封装方法包含下列步骤。
首先，进行步骤91，备制具有该圆柱本体11的电子元件1，其中，该圆柱本体11的前、后端111、112为金属材质，而该圆柱本体11的中端113为具有电性特性的陶瓷材质，且该圆柱本体11的前、后端111、112的外径大于该圆柱本体11的中端113。
然后，进行步骤92，备制具有该上、下模21、22的模具2，其中，该模具2一批次可处理多个电子元件1的保护层封装。
接着，进行步骤93，将该圆柱本体11夹合于该上、下模21、22中，再将该保护材料经加热软化成具有流动性后，施加压力填入该模具2中，以进行热压成型作业，使该保护材料包覆于该圆柱本体11的表面形成一保护层5，于此，该保护材料的加热温度为50～250度，而填入该模具2中所施加的压力为5～50Kg/cm2。
该保护材料是由该上模21的灌模孔212注入该模具2中，当该灌模孔212注入该保护材料，该保护材料会由该第一流动通道23流至相连通的多个第二流动通道24，再由该第二流动通道24流至两侧的上、下沟槽211、221，使位于该上、下沟槽211、221中的电子元件1被该保护材料所包覆，待进行热压成型作业后，即形成该保护层5。
特别说明的是，位于两上沟槽211间的上次流道214与两下沟槽221间的下次流道223，其设置位置是低于相邻的上沟槽211与下沟槽221，进一步地，该二上沟槽211与该上次流道214，及该二下沟槽221与该下次流道223是相连在一起，以形成三个沟槽一组的设计，而正因上述沟槽设计，当该上、下模21、22盖设在一起时，上方的上次流道214与下方的下次流道223不会相互接合而封闭该第二流动通道24，其所留下的间隙得以供位于该第二流动通道24中的保护材料向两旁的上、下沟槽211、221流动，以提升位于该上、下沟槽211、221中的电子元件1被该保护材料所包覆的效率。
此外，该上次流道214与该下次流道223所形成的第二流动通道24除了作为该保护材料的流动通道外，当热压成型作业完成后，该第二流动通道24更可作为拿取整排位于该上、下沟槽211、221中的电子元件1的卸料沟槽，以提升人员作业的便利性。
较佳地，该保护材料是由环氧树脂与无机填充物所组成，且无机填充物的质量浓度占保护材料的比例大于50％，而无机填充物是选自于氮化物、氧化物及此等的组合。
透过热压填充的方式将该保护层5形成于该圆柱本体11的表面，可将气体排出，杜绝习知将保护材料转印到该电子元件1表面所衍生的气泡，使该电子元件1表面兼具平整性与保护性，进而提升产品良率及使用寿命。
进一步地，更是将含有质量浓度比例占至少50％以上的无机填充物的保护材料填入该模具2中热压成形，不会因无机填充物的比例过高而有流动不佳的困扰，除了可提升涂装的均匀性与降低吸水率和提高热传导系数外，更得以使包覆有该保护层5的电子元件1可有更好的可靠度，以符合不同领域的使用需求。
再者，由于该圆柱本体11的前、后端111、112的外径大于该圆柱本体11的中端113，所以该中端113与该前、后端111、112呈中间凹陷的平面，利用热压填充的方式，可使该保护层5一次性均匀地形成于该圆柱本体11表面，以使该中端113与该前、后端111、112呈平面，而不需如同习知技术是以反复转印保护材料来增加厚度至表面平整。
实际实施时，可藉由改变承放该电子元件1的上、下沟槽211、221的尺寸，以满足该上、下模21、22盖设在一起所能承放的电子元件1的圆柱大小，以符合不同使用需求。
最后，进行步骤94，将该圆柱本体11自该上、下模21、22中取出并投入该滚动器3中，且更在该滚动器3中投入该媒介物4与该电子元件1进行物理滚动碰撞，以去除该圆柱本体11的前、后端111、112多余的保护层5，而留下该中端113表面的保护层5。其中，该媒介物4是选自于硬度高的金属球或陶瓷球。
由于该圆柱本体11的前、后端111、112为金属材质，而该保护层5则是环氧树脂与无机填充物所组成，含有环氧树脂的保护层5在金属的前、后端111、112上的结合性差，利用硬度高的媒介物4即可拨除位于该前、后端111、112表面的整片多余的保护层5，以省去习知利用雷射或刀片切割多余的保护层5的繁杂处理。
综上所述，本发明电子元件封装装置及其封装方法，藉由热压填充的方式将该保护层5形成于该圆柱本体11的表面，可将该圆柱本体11表面的气体排出，以提升该电子元件1表面的平整性与保护性，且将该圆柱本体11夹合于该上、下模21、22中进行热压成型，可使该保护层5一次性均匀地形成于该圆柱本体11表面。
进一步地，在该滚动器3中投入该媒介物4与该电子元件1进行物理滚动碰撞，以去除该圆柱本体11的前、后端111、112多余的保护层5，而含有质量浓度比例占50％以上的无机填充物的保护材料填入该模具2中进行热压成形，则可提升涂装的均匀性与降低吸水率和提高热传导系数，使该电子元件1具有更好的可靠度，故确实可以达成本发明的目的。
惟以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖之范围内。

Claims (10)

1.一种电子元件封装方法，包含下列步骤：
备制一具有圆柱本体的电子元件，其中，该圆柱本体的前、后端为金属材质，而该圆柱本体的中端为陶瓷材质，且该圆柱本体的前、后端的外径大于该圆柱本体的中端；
备制一具有上、下模的模具；
将该圆柱本体夹合于该上、下模中，再将一保护材料加热软化填入该模具中，使该保护材料包覆于该圆柱本体的表面形成一保护层；及
将该圆柱本体自该上、下模中取出并投入一滚动器中，以去除该圆柱本体的前、后端多余的保护层。
2.根据权利要求1所述的电子元件封装方法，其中，更在该滚动器中投入一媒介物与该电子元件进行物理碰撞，以去除该圆柱本体表面多余的保护层。
3.根据权利要求2所述的电子元件封装方法，其中，该媒介物是选自于硬度高的金属球或陶瓷球。
4.根据权利要求3所述的电子元件封装方法，其中，该保护材料是由环氧树脂与无机填充物所组成，且无机填充物的质量浓度占保护材料的比例大于50％。
5.根据权利要求4所述的电子元件封装方法，其中，无机填充物是选自于氮化物、氧化物及此等的组合。
6.一种电子元件封装装置，包含：
一模具，包括一上模及一可分离地与该上模盖设在一起的下模，其中，该上、下模分别具有多个相对设置于该上、下模表面的上、下沟槽，电子元件承放于该上、下沟槽中。
7.根据权利要求6所述的电子元件封装装置，其中，该电子元件包括一具有一前端、一相反的后端及一位于该前、后端间的中端的圆柱本体，且该圆柱本体具有电性特性。
8.根据权利要求7所述的电子元件封装装置，其中，该电子元件为无引脚的电感、电阻其中之一。
9.根据权利要求8所述的电子元件封装装置，更包含一用以供该圆柱本体投入的滚动器，及一可分离地投入该滚动器中以与该圆柱本体进行物理碰撞的媒介物。
10.根据权利要求9所述的电子元件封装装置，其中，该上模更具有一灌模孔、一连接该灌模孔的上主流道，及多个间隔设置于相邻两上沟槽间且与该上主流道相连通的上次流道，该下模更具有一相对该上主流道设置的下主流道，及多个间隔设置于相邻两下沟槽间且与该下主流道相连通的下次流道。
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