DE10109936B3

DE10109936B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Vereinzeln eines verpackten elektronischen Bauteils und eines dafür geeigneten Systemträgerbandes

Info

Publication number: DE10109936B3
Application number: DE2001109936
Authority: DE
Inventors: Christian Ruhland; Georg Ernst
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2021-02-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein entsprechend gestaltetes Systemträgerband (2) zum Vereinzeln eines verpackten elektronischen Bauteils (1) von dem Systemträgerband (2). Dazu wird ein Abtrennen des Systemträgerbandes (2) an den Seitenrändern des verpackten elektronischen Bauteils (1) unter Zurücklassung von mechanischen Brücken (4) durchgeführt. Danach wird ein Werkzeug (5) mit dem Systemträgerband (2) in Eingriff gebracht und das Systemträgerband (2) auseinandergezogen, um das elektronische Bauteil (1) herauszulassen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vereinzeln eines verpackten elektronischen Bauteils und eines dazu geeigneten Systemträgerbandes gemäß der Gattung der unabhängigen Ansprüche.

Das Vereinzeln fertig verpackter Bauteile auf einem Systemträgerband führt in einigen Fällen dazu, daß die gehäusebildende Kunststoffmasse des elektronischen Bauteils an den Stellen ausbricht, an denen das verpackte elektronische Bauteil mit seinem Gehäuse an Formstücken des Systemträgers haftet, die eine mechanische Brückenfunktion darstellen. Diese Haftung zwischen Systemträgermaterial aus Metall und Kunststoffvergußmasse des Gehäuses des elektronischen Bauteils wird noch dadurch intensiviert, daß in vielen Anwendungsfällen vor dem Aufbringen der Kunststoffvergußmasse dendritische Oxydschichten auf das Systemträgermaterial aufgebracht werden, so daß neben einer Haftung nun auch ein Formschluß im Bereich der Formstücke oder Fahnen des Systemträgers zum Kunststoffgehäuse des elektronischen Bauteils hin auftreten.

Dieser Formschluß kann noch durch Einsatz von doppelseitig geätzten Systemträgerbändern erhöht werden. Derartige doppelseitig geätzte Systemträgerbänder erzeugen im Profil des Systemträgermaterials einen Ätzgrad, der die Verankerung von Kontakten aus dem Systemträgerbandmaterial verstärkt, aber gleichzeitig den Formschluß im Bereich der mechanischen Brükken erhöht, so daß ein Vereinzeln eines verpackten elektronischen Bauteils von derartigen Systemträgerbändern zusätzlich erschwert. Ausbrüche und andere Defekte wie Mikrorisse innerhalb der Kunststoffgehäusemasse, die zu Ausschußware führen können, sind die Folge.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Ausschußrate beim Vereinzeln von verpackten elektronischen Bauteilen aus einem Systemträgerband zu minimieren, sowie ein Verfahren und ein Systemträgerband anzugeben, bei dem die verpackten elektronischen Bauteile problemlos vereinzelt werden können, und schließlich eine Vorrichtung zu schaffen, die ein unbeschädigtes Herauslassen eines vereinzelten elektronischen Bauteils aus einem Systemträgerband sicherstellt.

Diese Aufgabe wird mit den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Merkmale weiterer Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Es wird ein Verfahren zum Vereinzeln eines verpackten elektronischen Bauteils von einem doppelseitig geätzten Systemträgerband mit Ätzgrad angegeben, das folgende Verfahrensschritte aufweist:

– Abtrennen des Systemträgerbandes an den Seitenrändern des verpackten elektronischen Bauteils unter Zurücklassung von mechanischen Brücken, wobei die mechanischen Brücken von Formstücken des Systemträgerbandes und dem Rand des verpackten Bauteils gebildet werden, zwischen Systemträgerband und elektronischem Bauteil,
– in Eingriffbringen eines Werkzeugs mit dem Systemträgerband benachbart zu dem elektronischen Bauteil im Bereich der mechanischen Brücken,
– Auseinanderziehen oder Auseinanderpressen des Systemträgerbandes mit Hilfe des Werkzeugs in dem Bereich der mechanischen Brücken unter Herauslassen eines vereinzelten elektronischen Bauteils aus dem Systemträgerband.

Die JP 63-62366 sieht vor, zum Zweck der Prüfung der elektrischen Charakteristiken eines Bauteils eine vorspringende Lasche aus einer Innenecke des Systemträgerrahmens in den Kunststoff des Bauteilgehäuses einzugießen, so daß das Bauteil mit dem Systemträgerrahmen als Einheit gehandhabt werden kenn. Nach der Prüfung wird die Lasche durch Verbiegen aus dem Gehäuse herausgezogen. Diese Vorgehensweise birgt die Gefahr einer Beschädigung des Gehäuses.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in vorteilhafter Weise das Bauteil nicht belastet. Das Systemträgerband wird auseinandergezogen oder auseinandergepresst, so daß der Formschluß der mechanischen Brücken zwischen Kunststoffgehäuse des elektronischen Bauteils und Systemträgerband aufgehoben wird und das elektronische Bauteil spannungsfrei herausgelassen werden kann, indem es zum Beispiel in eine Auffangeinrichtung hineinfällt und von dort aus über einen Sortierer und einen Be stückungsautomaten in einen Transportgurt eingebracht wird. Somit entfällt bei diesem Verfahren eine Druckbeaufschlagung des verpackten elektronischen Bauteils, um es von dem Systemträgerband zu vereinzeln. Vielmehr wird der nicht wieder verwendbare Systemträger leicht verformt, um den Formschluß im bereich der mechanischen Brücken zu überwinden. Dazu reicht es oftmals, daß das Systemträgerband um einige 100 μm oder wenige Milimeter auseinandergezogen oder auseinandergedrückt wird. Die aufzubringende Kraft und die Kraftrichtung hängen im wesentlichen von der Struktur des Systemträgers und der Anordnung der mechanischen Brücken im Systemträger ab.

In einem Durchführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die mechanischen Brücken zwischen Systemträgerband und elektronischen Bauteil bei dem Abtrennen an den Eckbereichen des Bauteils gebildet und zum Vereinzeln bringt das Werkzeug das Systemträgerband in diagonalen Richtungen in bezug auf das Bauteil auseinander. Da die Eckbereiche eines Bauteils in der Formgebung unkritisch sind und in den Eckbereichen auch keinerlei Außenkontakte für das elektronische Bauteil vorzusehen sind, können ohne Verluste von Außenkontakten des elektronischen Bauteils mechanische Brücken vorgesehen werden und dazu eine entsprechende Fahne des Systemträgerbandes bis an die Gehäuseecke des elektronischen Bauteils heranreichen.

In einem weiteren Durchführungsbeispiel des Verfahrens ist vorgesehen, daß die mechanischen Brücken zwischen Systemträgerband und elektronischen Bauteil für ein Vereinzeln bei dem Abtrennen an Seitenrändern des elektronischen Bauteils gebildet werden. Zum Vereinzeln wird das Werkzeug bei dieser Ausführungsform der Erfindung in x- und y-Richtung der Ebene des Systemträgerbandes auseinandergebracht. Im Gegensatz zu der vorher erwähnten Ausführungsform ist für eine derartige Möglichkeit des Vereinzelns des elektronischen Bauteils an jedem Seitenrand mindestens ein Kontaktbereich weniger vorgesehen, damit entsprechende Fahnen des Systemträgerbandes bis an den seitlichen Gehäuserand des elektronischen Bauteils heranragen können. Trotz dieses Nachteils im Vergleich zu einer Ausführungsform, bei dem die mechanischen Brücken in Eckbereichen des elektronischen Bauteils untergebracht sind, hat diese Ausführungsform den Vorteil, daß die einzubringenden Kräfte in x- und in y-Richtung geringer sind als die einzubringenden Kräfte des vorhergehenden Ausführungsbeispiels, die in Diagonalrichtung eingesetzt werden.

In einem weiteren Durchführungsbeispiel des Verfahrens ist es vorgesehen, daß die mechanischen Brücken zwischen Systemträgerband und elektronischen Bauteil bei dem Abtrennen auf gegenüberliegenden Seitenrändern gebildet werden und zum Vereinzeln das Werkzeug in einer Richtung senkrecht zu den gegenüberliegenden Seitenrändern in der Ebene des Systemträgerbandes das Systemträgerband auseinanderbringt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß das Werkzeug relativ einfach gestaltet werden kann, da nur in einer der Richtungen, nämlich entweder in x-Richtung oder in y-Richtung das Systemträgerband auseinander zu bringen ist. Zwar könnten hier etwas größere Kräfte erforderlich werden als bei dem gleichzeitigen Auseinanderbringen in x- und in y-Richtung, jedoch kann die Vereinfachung der Konstruktion des erforderlichen Werkzeugs dieses ausgleichen.

Ein weiteres Durchführungsbeispiel des Verfahrens zum Abtrennen des Systemträgerbandes an den Außenrändern des verpackten elektronischen Bauteils sieht vor, daß ein Stanzverfahren eingesetzt wird. Dieses Stanzverfahren muß derart auf das Design des Systemträgerbandes und des verpackten elektronischen Bauteils abgestimmt sein, daß das Systemträgerband nur an den Stellen trennt bzw. mit einem Stanzschlitz versieht, an denen keine mechanischen Brücken vorzusehen sind.

In einem weiteren Durchführungsbeispiel des Verfahrens werden drei Schlitze im Randbereich des elektronischen Bauteils unter Zurücklassung von drei Brücken zwischen dem Systemträger band und dem verpackten elektronischen Bauteil in das Systemträgerband eingestanzt. Dazu können zwei Schlitze das Bauteil umschließen und ein dritter Schlitz sorgt dafür, daß auf einem der Seitenränder zwei mechanische Brücken gleichzeitig entstehen. Mit dieser Ausführungsform wird die Anzahl der mechanischen Brücken auf drei minimiert, die erforderlich sind, um eine Platte in einer Ebene zu halten. Die Platte wird hier von dem elektronischen Bauteil gebildet und die drei Punkte, mit denen die Platte gestützt wird, sind die drei Brücken zu dem Systemträgerband. Wird das Minimum von drei mechanischen Brücken unterschritten, so ist ein zuverlässiges Halten des einzelnen elektronischen Bauteils in Position vor dem Vereinzelungsschritt nicht gewährleistet und ein Verkanten des elektronischen Bauteils kann den gesamten Ablauf stören. Deshalb ist es vorteilhaft, mindestens drei mechanische Brücken vorzusehen.

In einem weiteren Durchführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Abtrennen ein Stanzmuster aus vier geraden Schlitzen erzeugt. Diese geraden Schlitze erstrecken sich entlang der Seitenränder des elektrischen Bauteils unter Zurücklassung von mechanischen Brücken zwischen dem Systemträgerband und dem zu verpackenden elektronischen Bauteil in den Eckbereichen des elektronischen Bauteils. Ein derartiges Stanzmuster von geraden Schlitzen hat den Vorteil, daß es mit relativ einfachen Stanzwerkzeugen realisiert werden kann und bereitet folglich keine großen Probleme bei dem Vereinzeln von elektronischen Bauteilen aus einem Systemträgerband.

Bei einem weiteren Durchführungsbeispiel des Verfahrens wird beim Abtrennen ein Stanzmuster aus vier Winkelschlitzen in Randbereichen des elektronischen Bauteils unter Zurücklassung von mechanischen Brücken zwischen dem Systemträgerband und dem verpackten elektronischen Bauteil auf den Seitenrändern des Bauteils erzeugt. Ein derartiges winkeliges Schlitzmuster läßt sich relativ einfach justieren und hat somit den Vorteil einer genauen und leichten Handhabung. Ferner werden mit ei nem derartigen Winkelmuster sehr präzise Eckbereiche des Bauteils ausgestanzt, die ihrerseits als Justage und Anschlagwinkel für die weiteren Schritte des Messens, Vereinzelns und Verpackens der elektronischen Bauteile dienen können.

Steht für das Vereinzeln von elektronischen Bauteilen aus einem Systemträgerband ein Werkzeug zur Verfügung, das lediglich in einer Richtung spreizbar ist, so wird in einem weiteren Durchführungsbeispiel des Verfahrens beim Abtrennen ein Stanzmuster aus vier Schlitzen unter Zurücklassung von jeweils einem Paar von Brücken zwischen dem Systemträgerband und dem verpackten elektronischen Bauteil auf gegenüberliegenden Seitenrändern des Bauteils erzeugt. Ein derartiges paarweises Anordnen von mechanischen Brücken auf den Seitenrändern des Bauteils hat zur Folge, daß auf jedem der gegenüberliegenden Seitenränder auf zwei Außenkontakte verzichtet wird.

Um eine derartige Einschränkung zu vermindern, kann in einem weiteren Durchführungsbeispiel des Verfahrens ein Stanzmuster von drei Schlitzen unter Zurücklassung von zwei Brücken zwischen Systemträgerband und dem verpackten elektronischen Bauteil auf einer der Seitenränder des elektronischen Bauteils erzeugt werden und auf einem gegenüberliegenden Seitenrand nur eine mechanische Brücke zurückgelassen werden. In dem Fall werden nur drei Außenkontaktpositionen benötigt, um entsprechende mechanische Brücken zu realisieren und dennoch eine sichere Halterung des elektronischen Bauteils in dem bereits ausgestanzten Systemträgerband zu halten.

Zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens ist ein Systemträgerband vorgesehen, daß Aussparungen aufweist, in die ein Werkzeug zum Vereinzeln eines verpackten elektronischen Bauteils mit dem Systemträgerband in Eingriff bringbar ist. Diese Aussparungen werden beim Verpacken der elektronischen Bauteile frei von Kunststoffmasse gehalten. Dabei können diese Aussparungen auch schlitzförmig ausgeführt sein und das elektronische Bauteil in einem Abstand umgeben, der gewährleistet, daß die Aussparungen beim Vergießen der Kunststoffgußmasse beim Verpacken des Bauteils nicht verfüllt werden. Bei Systemträgerbändern, die auf beiden Seitenrändern zum Transport durch eine Verpackungsmaschine perforiert sind, besteht die Möglichkeit, die Perforationsöffnungen als Aussparungen für den Eingriff des Werkzeugs zum Vereinzeln der elektronischen Bauteile einzusetzen.

Bei Systemträgern, die zum Angleichen der Systemträgerunterseite auf einer ebenen Unterlage und zum Angleichen der Systemträgeroberseite für eine entsprechende Spritzgußform ausgebildet sind, können die schlitzförmigen Ausgleichsöffnungen rund um die Position des zu verpackenden elektronischen Bauteils bereits zum Anordnen von Eingreifgliedern des Werkzeugs zum Vereinzeln der elektronischen Bauteile eingesetzt werden. Bei Systemträgern, die keine derartigen von Kunststoffmasse freibleibenden Öffnungen aufweisen, werden Systemträgerbänder vorgeschlagen, die speziell für die Aufnahme der Eingreifglieder des Werkzeugs Aussparungen vorgesehen haben.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systemträgerbandes weist dieses als Fahnen ausgebildete Formstücke auf, deren freie Enden am Rand des verpackten elektronischen Bauteils enden und mit dem Rand mechanische Brücken zum Halten des Bauteils bilden. Dazu weist das Systemträgerband mindestens drei derartige Formstücke auf, um das verpackte elektronische Bauteil in der Ebene des Systemträgerbandes zu halten, ohne daß das Bauteil vorzeitig verkantet oder aus dem Systemträgerband herausfällt.

Eine weitere Ausführungsform des Systemträgerbandes sieht vor, daß das Systemträgerband mechanische Brücken zwischen Systemträgerband und verpackten elektronischen Bauteil nach einem Austrennen eines Musters, das rund um das elektronische Bauteil angeordnet ist, aufweist. Dieses Muster kann mechanische Brücken zwischen Systemträger und verpackten elektroni schen Bauteil in den Eckbereichen des elektronischen Bauteils vorsehen. Ein derartiges Systemträgerband hat den Vorteil, daß durch diagonal wirkende Zugkräfte die Eckbereiche des Bauteils spannungsfrei von dem Systemträger im Bereich der mechanischen Brücken befreit werden kann, so daß das Bauteil ohne mechanische Beschädigung aus dem Systemträger herausnehmbar ist.

Die mechanischen Brücken und damit die als Fahnen ausgebildeten Formstücke des Systemträgerbandes können auf gegenüberliegenden Seiten des elektronischen Bauteils angeordnet sein. In diesem Fall müssen Abzugskräfte zum spannungsfreien Herausnehmen und Vereinzeln des elektronischen Bauteils aus dem Systemträgerband lediglich in zwei entgegengesetzten Richtungen aufeinander wirken, um das Systemträgerband aufzuweiten, ohne daß Spannungen auf das elektronische Bauteil ausgeübt werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Vereinzeln verpackter elektronischer Bauteile von einem Systemträgerband weist Eingreifglieder auf. Diese Eingreifglieder sind Teile eines Werkzeugs und derart angeordnet, daß sie in einem Abstand von dem zu vereinzelnden Bauteil in angepaßte Aussparungen des Systemträgerbandes einführbar sind. Darüber hinaus weist die Vorrichtung einen Spreizmechanismus auf, um die Eingreifglieder auseinander zu bewegen und damit den Formschluß der mechanischen Brücken zwischen Systemträger und verpackten elektronischen Bauteil aufzuheben.

Eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist als Werkzeug mindestens einen Biegestempel auf. Dieser Biegestempel wird auf eine metallische Fahne des Systemträgers in vertikaler Richtung zum Systemträgerband aufgesetzt und wölbt diese aus, während mindestens ein Klemmbackenpaar am Fußende der Fahne diese in Position hält. Bei dem Auswölben der Fahne durch den Biegestempel wird die mechanische Brücke zwischen Kunststoffpressmasse und Systemträgerfahne auseinandergezogen. Diese Vorrichtung hat den Vorteil, daß im Systemträgerband keinerlei spezielle Aussparungen zum in Eingriffbringen einer Spreizzange vorzusehen sind. Dafür ist das Stanzmuster entsprechend so zu gestalten, daß möglichst lange Fahnen aus dem Metall des Systemträgers stehen bleiben, um das verpackte elektronische Bauteil und dessen Kunststoffmasse zu halten, um auf der Länge dieser Fahne den Biegestempel und das Klemmbackenpaar zum Eingriff zu bringen.

Eine weitere verbesserte Ausführungsform der Vorrichtung sieht vor, daß Gleitführungen im Bereich des freien Endes der Fahnen angeordnet sind. Diese Gleitführungen sorgen dafür, daß keinerlei Biegebeanspruchung auf die mechanische Brückenbindung zu der Kunststoffpressmasse des verpackten elektronischen Bauteils auftritt. Dabei ist der Biegestempel zwischen der Gleitführung und den Klemmbacken angeordnet, so daß beim Auswölben der Fahne diese von der Gleitführung und den Klemmbacken gehalten wird.

Mit dieser Erfindung wird eine Stressminderung und eine Verhinderung von Pressmassenausbrüchen beim Vereinzelungsprozess von Plastikgehäusen aus dem Verbund zwischen Systemträgerband und verpackten elektronischen Bauteil erreicht. Dieses ist sowohl für Bauteile möglich, deren Ecken über Tiebars bzw. mechanische Brücken angebunden werden, als auch für Bauteile, die über eine formschlüssige Verbindung zwischen Pressmasse und Systemträgerbandmaterial in einem Systemträgerband gehalten werden.

Insbesondere bei allen geätzten Systemträgerbändern, die durch einen beidseitigen Ätzprozess erzeugt werden, bilden sich trotz Einhaltens der Ätztoleranzen scharfe Ätzkanten in der Mitte der Materialstärke der Systemträgerbänder aus. Diese Ätzstrukturen sind speziell zur mechanischen Verankerung der Kontaktanschlüsse und zur Verankerung der Chiptrageplatte in der Pressmasse erwünscht. Diese Ätzstrukturen wirken jedoch an den Stellen, an denen später vereinzelt werden soll, äußerst störend, vor allem dann, wenn das Bauteil senkrecht zur Ebene des Systemträgerbandes herausgedrückt wird. Aufgrund der mechanischen Verankerung kann während des Herausdrückens senkrecht zum Systemträgerband eine erhebliche Spannung in das Bauteil übertragen werden, was wiederum zu Randausbrüchen oder auch zu Beschädigung der Bondverbindungen im Bauteil führen kann. Diese Spannungsbelastung auf das Bauteil beim Vereinzeln und vor allem auf die Pressmasse des Bauteils beim Vereinzeln kann zu Mikrorissen im Gehäuse führen. Diese Mikrorisse müssen durch einen erhöhten Kontrollaufwand festgestellt werden, um die Rissausbreitung zu ermitteln und geschädigte Bauteile als Ausschuß auszusortieren.

Demgegenüber ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren ein Herausnehmen des Bauteils, indem die Anbindungen oder mechanischen Brücken zwischen Systemträgerband und elektronischen Bauteil auseinandergezogen oder auseinandergepresst werden. Somit wird lediglich auf das Systemträgerband eine Spannung initiiert aber nicht auf das elektronische Bauteil bzw. dessen Pressmasse und Gehäuse.

Eine Änderung des Ätzprozesses, um ein leichtes Herauslösen des elektronischen Bauteils zu ermöglichen, würde gleichzeitig die bisher gewünschte Verankerung der Kontaktanschlüsse in der Pressmasse aufheben. Eine Optimierung der Ätzparameter und des Ätzprozesses kann somit den gewünschten Effekt, nämlich einer spannungsfreien Herausnahme des elektronischen Bauteils beim Vereinzeln von einem Systemträgerband, nicht erreichen.

Insbesondere beim Vereinzelungsprozess von VQFN-Bauteilen (Very Thin Quadflat Non-Lead-Packages) kann die vorliegende Erfindung Vorteile bringen, zumal bei diesem Gehäuse- und Bauteiltyp eine formschlüssige Verbindung zwischen Pressmasse und Systemträgerband vorherrscht. Jedoch kann das erfindungsgemäße Verfahren und die damit verbundene Vorrichtung auch bei Bauteilen zum Einsatz kommen, deren Anbindung zum Lead frame bzw. Systemträgerband über Tiebars vollzogen wird. Bei den Tiebars wird in den mechanischen Brücken zusätzlich eine Sollbruchstelle eingebaut, indem eine V-Nut in die Materialanbindung für den Abriss eingeätzt wird.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein elektronisches Bauteil nach dem Verpacken auf einem Systemträgerband und vor dem Vereinzeln des elektronischen Bauteils,
2 zeigt eine Kontur eines elektronischen Bauteils in einem Schliffbild, in dem das Bauteil im Bereich von mechanischen Brücken formschlüssig verbunden ist,
3 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Unterseite eines Systemträgerbandes mit mechanischen Brücken zu dem elektronischen Bauteil in den Eckbereichen des Bauteils,
4 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Unterseite eines Systemträgers, der eine mechanische Brücke in jedem Seitenrand des Bauteils aufweist,
5 zeigt schematisch ein Systemträgerband beim Durchlauf durch einen Vereinzelungsautomaten mit drei Arbeitspositionen,
6 zeigt eine Draufsicht auf die Unterseite eines Systemträgerbandes mit verpacktem elektronischen Bauteil nach Ausstanzen von 4 Seitenschlitzen unter Zurücklassung von 4 mechanischen Brücken in den Eckbereichen des verpackten elektronischen Bauteils,
7 zeigt schematisch den Querschnitt und die Wirkungsweise von Biegestempeln zum Vereinzeln von verpackten elektronischen Bauteilen.
1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein elektronisches Bauteil 1 nach dem Verpacken auf einem Systemträger 2 und vor dem Vereinzeln des elektronischen Bauteils 1 in einem der Randbereiche des elektronischen Bauteils. Der Querschnitt zeigt den Randbereich eines elektronischen Bauteils 1, in dem von dem elektronischen Bauteil lediglich die metallischen Kontaktanschlüsse 34 umschlossen von einer Kunststoffvergußmasse 33 zu sehen sind. Die Kunststoffvergußmasse 33 umschließt gleichzeitig einen Halbleiterchip sowie Bondverbindungen zu den Kontaktanschlüssen 34. Außerdem ist die Kunststoffvergußmasse 33 an mehreren Stellen der Außenränder 35 und 36 des elektronischen Bauteils 1 über mechanische Brücken mit dem metallischen Systemträgerband 2 formschlüssig verbunden. Dieser Formschluß entsteht durch einen Ätzvorgang, mit dem der Systemträger 2 strukturiert wird. Beim Vergießen der elektronischen Komponenten des elektronischen Bauteils mit einer Kunststoffvergußmasse 33, bildet das Systemträgerband 2 an den Außenrändern 35, 36 mechanische Brücken.
Zum Vereinzeln dieses elektronischen Bauteils 1 aus dem Systemträgerband 2 werden zunächst an den Seitenrändern des verpackten elektronischen Bauteils 1 unter Zurücklassung von mechanischen Brücken 4 zwischen dem Systemträgerband 2 und dem elektronischen Bauteil 1 langgestreckte Schlitze entlang der Seitenränder 3 des Bauteils 1 ausgestanzt. Danach kann ein Werkzeug zum Auseinanderziehen der mechanischen Brücken 4 zwischen Systemträgerband 2 und elektronischen Bauteil 1 angesetzt werden. Dieses Werkzeug kann das Systemträgerband 2 zwischen zwei Klemmbacken einklemmen und das Systemträgerband in den Richtungen A und B auseinanderziehen oder auseinanderpressen. Dabei wird der formschlüssige Übergang an den mechanischen Brücken 4 aufgehoben und das elektronische Bauteil 1 kann in Pfeilrichtung C, ohne zusätzliche Verspannungen in das Bauteil oder in der Kunststoffvergußmasse einzuleiten, dem Systemträgerband 2 einzeln entnommen werden.
2 zeigt eine Kontur eines elektronischen Bauteils 1 in einem Schliffbild, in dem das elektronische Bauteil 1 im Bereich von mechanischen Brücken 4 formschlüssig mit dem Systemträgerband 2 verbunden ist. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in 1 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erläutert. Darüber hinaus zeigt das Schliffbild im Randbereich 3 des elektronischen Bauteils 1 die starke Profilierung der Kontaktanschlüsse 34 durch einen beidseitigen Ätzschritt des Systemträgerbandes 2 bei der Herstellung des Struktur des Systemträgerbandes 2. Diese relativ unregelmäßigen Ätzkonturen bewirken ein Verankern der Kontaktanschlüsse 34 in der Kunststoffvergußmasse 33 des Gehäuses des elektronischen Bauteils 1. Da in der Schliffebene weder der Halbleiterchip 40, noch die Kontaktflächen 38 oder die Bondverbindungen 37 sichtbar werden, ist die prinzipielle Lage dieser Komponenten mit gestrichelten Linien in 2 angedeutet.
Bei dem Ätzen der Strukturen für ein Systemträgerband 2 werden auch die Bereiche mit einem formschlüssigen Profil versehen, in denen über mechanische Brücken 4 das elektronische Bauteil 1 nach dem Ausstanzen von Stanzmustern 14 in dem Systemträgerband 2 gehalten wird. Um diesen Formschluß beim Vereinzeln des elektronischen Bauteils 1 von dem Systemträgerband 2 für das elektronische Bauteil 1 spannungsfrei zu überwinden, sind in 2 Eingreifglieder 30 in entsprechenden Aussparungen 26 des Systemträgerbandes 2 angeordnet und mit Hilfe eines Spreizmechanismus 32 kann in den Pfeilrichtungen A und B, das Systemträgerband 2 auseinandergezogen oder auseinandergepresst werden, so daß das elektronische Bauteil 1 aus dem Systemträgerband 2 in Pfeilrichtung C herausfällt. Zu diesem Zweck kann das Systemträgerband 2 zusätzliche Aussparungen 26 aufweisen oder es können Aussparungen, die zum Parallelitätsausgleich zwischen Formwerkstück und Systemträger eingesetzt werden, bereits für entsprechende Eingreifglieder eines Spreizwerkzeuges vorbereitet sein.
3 zeigt eine Draufsicht auf die Unterseite eines Systemträgerbandes 2 mit mechanischen Brücken 4 zu dem elektronischen Bauteil 1 in den Eckbereichen 6, 7, 8 und 9. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in 1 und 2 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erläutert. Um das elektronische Bauteil 1 an seinen Seitenrändern 10, 11, 12, 13 von dem Systemträgerband zu trennen, sind in 3 vier gerade Stanzschlitze 15, 16, 17, 18 in den Systemträger eingebracht worden. Die inneren Seitenränder, d.h. die Ränder der Schlitze, die zu dem elektronischen Bauteil hin ausgerichtet sind, sorgen für glatte Seitenränder des elektronischen Bauteils 1 und für eine glatte äußere Querschnittsfläche der in der Kunststoffvergußmasse des Gehäuses verankerten Kontaktanschlüsse 34. Die nicht von den geradlinigen Schlitzen 15, 16, 17 und 18 ausgestanzten Bereiche der Kunststoffvergußmasse bzw. des Systemträgerbandes bilden mechanische Brücken 4 zwischen Kunststoffvergußmasse des elektronischen Bauteils 1 und dem Systemträgerband 2. Wird der Systemträger 2 nun mit Hilfe eines Werkzeugs 5 in den diagonalen Richtungen A, B, C, D in Bezug auf das elektronische Bauteil 1 auseinandergezogen, so wird der Formschluß, der in den Ecken des elektronischen Bauteils verbliebenen mechanischen Brücken 4 aufgehoben und das elektronische Bauteil kann dem Systemträgerband 2 entnommen werden. Die für das Eingreifen von Eingreifgliedern 30 in dem Systemträgerband 2 vorgesehenen Aussparungen 26 sind in dieser Ausführungsform als langgestreckte Schlitze rund um das elektronische Bauteil 1 in einem vorbestimmten Abstand angeordnet. In diese schlitzförmigen Aussparungen 26 können die Eingreifglieder 30 an jedem beliebigen Punkt im Bereich des Umfangs des elektronischen Bauteils 1 eingreifen und das Systemträgerband 2 zum Vereinzeln des elektronischen Bauteils 1 auseinanderziehen oder auseinanderpressen.
4 zeigt eine Draufsicht auf die Unterseite eines Systemträgerbandes 2, das eine mechanische Brücke 4 an jedem Seitenrand 10, 11, 12, 13 des elektronischen Bauteils 1 auf weist. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erläutert. Da in dieser Ausführungsform der Erfindung nach 4 die mechanischen Brücken 4 nicht in den Eckbereichen des elektronischen Bauteils vorgesehen sind, sondern vielmehr an den Seitenrändern des elektronischen Bauteils, werden keine geradlinigen Schlitze rund um das elektronische Bauteil ausgestanzt, sondern in diesem Fall rechtwinkelige Schlitze, welche die Eckbereiche mit einbeziehen, ausgestanzt. Dadurch bleibt lediglich zwischen den rechtwinkeligen Schlitzen auf jeder der Seitenränder 10, 11, 12, 13 eine mechanische Brücke 4 zum Halten des elektronischen Bauteils 1 bestehen. In der Ausführungsform der 4 werden senkrecht zu den Seitenrändern 10, 11, 12, 13 Eingreifglieder 30 eingesetzt, die das Systemträgerband 2 in die Richtungen E, F, G, H auseinanderziehen.
5 zeigt schematisch ein Systemträgerband 2 beim Durchlauf durch einen Vereinzelungsautomaten mit drei Arbeitspositionen I, II, III. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in 1 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erläutert. In 5 zeigt die Arbeitsposition I das Systemträgerband 2 mit einem darauf verpackten elektronischen Bauteil 1. Die Arbeitsposition II zeigt ein Stanzmuster entlang dem Rand des elektronischen Bauteils 1. Die Arbeitsposition III zeigt das Systemträgerband 2, nachdem das elektronische Bauteil herausgenommen ist. Um die Arbeitspositionen I bis III einzunehmen, wird das Systemträgerband 2 schrittweise in Pfeilrichtung K von Arbeitsposition zu Arbeitsposition bewegt.
In der Arbeitsposition I zeigt eine gestrichelte Linie die Randseiten 10, 11, 12, 13 des elektronischen Bauteils 1 auf dem Systemträgerband 2. Im Unterschied zu den Ausführungsformen der 3 und der 4 sind in dieser Ausführungsform lediglich auf zwei Seitenrändern, nämlich den Seitenrändern 11 und 13, mechanische Brücken 4 vorgesehen, wobei zwei mechanische Brücken 4 auf dem Seitenrand 13 und nur eine mechanische Brücke 4 auf dem gegenüberliegenden Seitenrand 11 vorgesehen sind. Diese Anordnung der mechanischen Brücken 4 hat den Vorteil, daß zum Vereinzeln des elektronischen Bauteils 1 aus dem Systemträgerband 2 lediglich senkrecht zu der Längsrichtung des Systemträgerband 2 dieses im Bereich des elektronischen Bauteils 1 auseinanderzuziehen ist, um das elektronische Bauteil 1 aus dem Formschluß an den mechanischen Brücken 4 zu befreien.
Zum Weitertransport in die nächste Arbeitsposition II weist das Systemträgerband 2 in dieser Ausführungsform auf den Randbereichen 41 und 42 jeweils eine Perforation auf, in die ein Transportmechanismus eingreifen kann, um in Richtung K das Systemträgerband 2 durch die Arbeitspositionen I bis III zu bewegen.
In der Arbeitsposition II wird der Rand des elektronischen Bauteils 1 mit einem Stanzmuster, das drei Schlitze umfaßt, ausgestanzt. Dabei entstehen glatte Ränder des elektronischen Bauteils, die teilweise aus Kunststoffvergußmasse und teilweise aus Kontaktanschlüssen gebildet sind. Es bleiben lediglich die mechanischen Brücken 4 auf den Seitenrändern 13 und 11 bestehen, die das elektronische Bauteil 1 in Position halten.
In der Arbeitsposition III werden Eingreifglieder 30 eines Werkzeugs 5 in dafür vorgesehene Aussparungen 26 mit dem Systemträgerband 2 in Eingriff gebracht. Durch Auseinanderdrükken oder Auseinanderziehen der Eingreifglieder 30 des Werkzeugs 5 in den Pfeilrichtungen A und B wird das elektronische Bauteil von den formschlüssigen freien Enden 29 der metallischen Fahnen 27 des Systemträgerbandes 2 befreit, so daß in der in 5 gezeigten Arbeitsposition III das elektronische Bauteil von dem Systemträgerband 2 entnommen ist.
6 zeigt eine Draufsicht auf die Unterseite eines Systemträgerbandes 2 mit verpacktem elektronischen Bauteil 1 nach Ausstanzen von vier Seitenschlitzen 48, 49, 50, 51 mit Hilfe eines Stanzmusters 14. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erläutert. Durch die großflächigen Seitenschlitze 48, 49, 50, 51 werden die Seitenränder 10, 11, 12, 13 des verpackten elektronischen Bauteils 1 mit seinen Kontaktanschlüssen 34 ausgestanzt und andererseits mechanische Brücken bzw. Anbindungen zu dem elektronischen Bauteil in den Eckbereichen 6, 7, 8, 10 des elektronischen Bauteils hergestellt. Bei dem Ausstanzen entstehen relativ langgestreckte Fahnen 27 aus dem Material des Systemträgers 2, die an ihren freien Enden 29 mit der Kunststoffvergußmasse 33 des elektronischen Bauteils formschlüssig verbunden sind. Auf der Länge dieser Fahnen 27 können Biegestempel zum Eingriff gebracht werden, um das Bauteil 1 aus dem Systemträger 2 herauszulassen.
7 zeigt schematisch den Querschnitt und die Wirkungsweise von Biegestempeln 43 zum Vereinzeln von verpackten elektronischen Bauteilen 1. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erläutert. Diese Biegestempel 43 dienen als Werkzeug 5 zum Herauslassen des elektronischen Bauteils 1 aus dem Systemträger 2. Dazu werden die in 6 gezeigten Fahnen 27 an ihren Fußenden 52 von Klemmbackenpaaren 44, 47 eingeklemmt, wobei die Klemmbackenpaare 44 und 47 in den Richtungen L und O zusammengepresst werden. Wie 7 weiterhin zeigt, sind am freien Ende 29 der Fahnen 27 Gleitführungen 45, 46 angeordnet, die dafür sorgen, daß die freien Enden 29 der Fahnen 27 beim Auswölben durch die Biegestempel 43 ihre Ausrichtung beibehalten. Zwischen den Klemmbackenpaaren 44 bzw. 47 und den Gleitführungen 45 bzw. 46 sind die Biegestempel angeordnet, die bei Krafteinwirkung in Pfeilrichtung M den Mittenbereich 53 der Fahnen auswölben. Bei diesem Auswölben werden die freien Enden 29 der Fahnen in den Pfeilrichtungen A und B auseinandergezogen und das elektronische Bauteil in Pfeilrichtung C freigelassen. Mit dieser Vorrichtung kann das verpackte elektronische Bauteil 1 von dem Systemträgerband 2 spannungsfrei vereinzelt werden.

1: elektronisches Bauteil
2: Systemträgerband
3: Seitenränder des Bauteils
4: mechanische Brücken
5: Werkzeug
6, 7, 8, 9: Eckbereiche
10, 11, 12, 13: Seitenränder
14: Stanzmuster
15, 1, 17, 18: gerade Schlitze
19, 20, 21, 22: Winkelschlitze
23, 24, 25: Schlitze
2: Aussparungen
27: Fahnen
28: Formstücke
29: freie Enden
30: Eingreifglieder
31: Abstand vom Bauteil
32: Spreizmechanismus
33: Kunststoffvergußmasse
34: Kontaktanschlüsse
35, 3: Außenränder
37: Bondverbindungen
38: Kontaktflächen
39: aktive Oberseite
40: Halbleiterchip
41, 42: Randbereiche des Systemträgerbandes
43: Biegestempel
44, 47: Klemmbackenpaar
45, 4: Gleitführung
48, 49,50, 51: Seitenschlitze
52: Fußende der Fahne
53: Mittenbereich der Fahne
A, B, C, D: diagonale Richtungen
E, F, G, H: x-y-Richtungen
K: Transportrichtung
L, M, N, O, P: Kraftrichtungen
I, II, III: Arbeitspositionen

Claims

Verfahren zum Vereinzeln eines verpackten elektronischen Bauteils (1) von einem doppelseitig geätzten Systemträgerband (2) mit Ätzgrad, das folgen de Verfahrensschritte aufweist: – Abtrennen des Systemträgerbandes (2) an den Seiten- rändern (3) des verpackten Bauteils (1) unter Zurücklassen von mechanischen Brücken (4) wobei die mechanischen Brücken von Form stücken des Systemträgerbandes (2) und dem Rand des verpackten Bauteils (1) gebildet werden, zwischen Systemträgerband (2) und elektronischem Bauteil (1), – in Eingriffbringen eine Werkzeugs (5) mit dem Systemträgerband (2) benachbart zu dem elektronischen Bauteil (1) im Bereich der mechanischen Brücken (4), – Auseinanderziehen oder Auseinanderpressen des Systemträgerbandes (2) mit Hilfe des Werkzeuges (5) in dem Bereich der mechanischen Brücken (4) unter Herauslassen eines vereinzelten elektronischen Bauteils (1) aus dem Systemträgerband (2).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Brücken (4) zwischen dem Systemträgerband (2) und dem elektronischen Bauteil (1) bei dem Abtrennen an den Eckbereichen (6 , 7, 8, 9) des elektronischen Bauteils (1) gebildet werden, und das Werkzeug (5) in diagonalen Richtungen (A, B, C, D) in Bezug auf das elektronische Bauteil (1) das Systemträgerband (2) zum Vereinzeln auseinanderbringt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Brücken (4) zwischen dem Systemträgerband (2) und dem elektronischen Bauteil (1) bei dem Abtrennen an den Seitenrändern (10, 11, 12, 13) des elektronischen Bauteils (1) gebildet werden und zum Vereinzeln das Werkzeug (5) in x- und y-Richtung (E–F; G–H) in der Ebene des Systemträgerbandes (2) das Systemträgerband (2) auseinanderbringt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Brücken (4) zwischen dem Systemträgerband (2) und dem elektronischen Bauteil (1) bei dem Abtrennen auf gegenüberliegenden Seitenrändern (11, 13) gebildet werden und zum Vereinzeln das Werkzeug (5) in einer Richtung senkrecht zu den gegenüberliegenden Seitenrändern (11, 13) in der Ebene des Systemträgerbandes (2) das Systemträgerband (2) auseinanderbringt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abtrennen des Systemträgerbandes (2) an den Seitenrändern (10, 11, 12, 13) des verpackten elektronischen Bauteils (1) ein Stanzverfahren eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abtrennen mindestens drei Schlitze (23, 24, 25) in Randbereichen des elektronischen Bauteils unter Zurücklassung von drei mechanischen Brücken (4) zwischen Systemträgerband (2) und dem verpackten elektronischen Bauteil (1) in das Systemträgerband (2) gestanzt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abtrennen ein Stanzmuster (14) aus vier Schlitzen (15, 1, 17, 18) entlang der Seitenrändern (10, 11, 12, 13) unter Zurücklassen von mechanischen Brücken (4) zwischen dem Systemträgerband (2) und dem verpackten elektronischen Bauteil (1) in den Eckbereichen (6 , 7, 8, 9) des elektronischen Bauteils (1) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abtrennen ein Stanzmuster (14) aus vier Winkelschlitzen (19, 20, 21, 22) in Randbereichen des elektronischen Bauteils (1) unter Zurücklassung von mechanischen Brücken (4) zwischen dem Systemträgerband (2) und dem verpackten elektronischen Bauteil (1) an den Seitenrändern (10, 11, 12, 13) des elektronischen Bauteils (1) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abtrennen ein Stanzmuster (14) aus vier Schlitzen unter Zurücklassung von jeweils einem Paar von mechanischen Brücken (4) zwischen dem Systemträgerband (2) und dem verpackten elektronischen Bauteil (1) auf gegenüberliegenden Seitenrändern (10–12; 11–13) des elektronischen Bauteils erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abtrennen ein Stanzmuster (14) aus drei Schlitzen (23, 24, 25) unter Zurücklassung von zwei mechanischen Brücken (4) zwischen Systemträgerband (2) und dem verpackten elektronischen Bauteil (1) auf einem Seitenrand (13) des elektronischen Bauteils (1) und von einer einzelnen mechanischen Brücke (4) auf den gegenüberliegenden Seitenrand (11) des elektronischen Bauteils (1) erzeugt wird.
Systemträgerband zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Systemträgerband (2) Aussparungen (2) aufweist, in die ein Werkzeug (5) zum Vereinzeln eines verpackten elektronischen Bauteils (1) in Eingriff bringbar ist.
Systemträgerband nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Systemträgerband (2) als Fahnen (27) ausgebildete Formstücke (28) aufweist, deren freie Enden (29) am Rand des verpackten elektronischen Bauteils (1) enden und mit dem Rand mechanische Brücken (4) zum Halten des Elektronischen Bauteils (1) bilden.
Systemträgerband nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Systemträgerband (2) mechanische Brücken (4) zwischen Systemträgerband (2) und verpackten elektronischen Bauteil (1) nach einem Austrennen eines Musters, das rund um das elektronische Bauteil (1) angeordnet ist, aufweist.
Systemträgerband nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Brücken (4) zwischen Systemträgerband (2) und verpackten elektronischen Bauteil (1) in den Eckbereichen (6 , 7, 8, 9) des elektronischen Bauteils (1) angeordnet sind.
Systemträgerband nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Brücken (4) zwischen Systemträgerband (2) und verpackten elektronischen Bauteil (1) auf gegenüberliegenden Seiten (11, 13) des elektronischen Bauteils (1) angeordnet sind.
Systemträgerband nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der mechanischen Brücken (4) zwischen Systemträgerband (2) und verpackten elektronischen Bauteilen (1) mindestens drei sind.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Vorrichtung Eingreifglieder (30) aufweist, die einen Abstand (31) von einem zu vereinzelnden elektronischen Bauteil (1) aufweisen und die in angepaßte Aussparungen (2) eines Systemträgerbandes (2), das zu vereinzelnde elektronische Bauteile (1) aufweist, mit dem Systemträgerband (2) in Eingriff bringbar sind, und wobei die Vorrichtung einen Spreizmechanismus (32) für die Eingreifglieder (30) zum Auseinanderbewegen derselben mindestens im Eingreifzustand aufweist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Werkzeug mindestens einen Biegestempel (43) aufweist, der ausgestanzte metallische Fahnen (27) des Systemträgerbandes (2) in vertikaler Richtung zum Systemträgerband (2) auswölbt, während mindestens ein Klemmbackenpaar (44, 47) die jeweilige Fahne (27) an deren Fußende (52) in Position hält und der Biegestempel (43) beim Auswölben jeder Fahne (27) eine mechanische Brücke (4) zwischen der Kunststoffvergußmasse (33) und dem Systemträgerband (2) trennt.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegestempel (43) zwischen dem Klemmbackenpaar (44, 47) und einer Gleitführung (45, 4) angeordnet ist, wobei die Gleitführung (45, 4) das freie Ende (49) der Fahne (27) führt.