DE68909375T2 - Verfahren zum Verpacken einer bestimmten Menge hitzehärtbaren Harzes, die zum Einschliessen von Komponenten bestimmt ist, durch dieses Verfahren erhaltene Verpackung, Verfahren zum Betrieb einer Form und Form zur Durchführung dieses Verfahrens. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben, eine Verpackung wie im Anspruch 3 beschrieben, ein Verfahren zum Betrieb einer Form wie im Anspruch 4 beschrieben und auf eine Form zur Durchführung dieses Verfahrens, wie im Anspruch 5 beschrieben.
• Das Einschließen von Komponenten, zum Beispiel von Halbleiter-Komponenten ist eine Technik, die, obwohl sie gut entwickelt ist, nichtdestoweniger noch viele Unvollkommenheiten besitzt. Ein hitzehärtbares Expoxidsynthetikharz mit einem hohen Anteil an stark abstumpfendem Füllmaterial wird für dieses Einschließen verwendet.
• Dieses Ausgangsmaterial wird bei einer Temperatur von etwa 100º extrudiert und dann gerwalzt; das gewalzte Material wird dann bei Raumtemperatur gekühlt und wird beim Kühlen hart und spröde. Das gekühlte Material wird in einem Schneidwerk zu einer bestimmten Feinheit gemahlen und/oder zerhackt, der bei diesem Vorgang entstehende Staub wird mittels eines geeigneten Luftstroms abgeleitet. Schließlich wird das so gewonnene Granulat in Behältern abgelegt und kühl gelagert.
• Wenn dieses Material benutzt werden muß, wird es zunächst "akklimatisiert" und langsam auf Raumtemperatur gebracht; das Material wird dann in Übereinstimmung mit der Bestellung des Kunden zu Pillen verarbeitet, von denen jede eine Menge an Material enthält, die ausreicht, eine oder eine bestimmte Anzahl von Komponenten einzuschließen.
• Eine Anzahl dieser Pillen, wieder gekühlt, wird dann in einen passenden Behälter verpackt, wobei bei diesem Vorgang darauf geachtet werden muß, daß die Verpackung so vorgenommen wird, daß so wenig Luft als möglich eintreten kann. Es ist jedoch sowohl bei der Formgebung der Pillen als auch während des Verpackens unmöglich, eine Menge an Luft davon abzuhalten, in das Innere der Pille zu gelangen und während der Einspritzung des Materials in den Gießhohlraum, wird dieser Anteil an Luft dazu führen, daß das einfließende Kunstharz eine Schaumstruktur aufweist. Der Eingußkanal muß dann unter Druck gehalten werden, selbst nach der Einspritzung des Kunstharzes, um die eingeschlossene Luft unter Druck zu halten, was jedoch einen hohen Schließdruck auf die Form verlangt und in der Praxis viele Probleme aufwirft. Außerdem sind diese Pillen verletzbar und werden während des gekühlten Transports, bei dem die Pillen oftmals Stößen und Vibrationen ausgesetzt sind, beschädigt und daraus resultiert, daß die Materialmenge in der beschädigten Pille kleiner ist als die Originalmenge. Dies führt zu wesentlichen Problemen während des Verfahrens; der Gießhohlraum wird unzureichend gefüllt, während eine beschädigte Pille und/oder ein weggebrochener Teil davon den Pillenzuführmechanismus in der automatischen Gießausrüstung blockieren kann, so daß Störungen vorkommen, die zu Ausschuß und Produktionsverlusten führen.
• Ein weiterer Nachteil bei der Verarbeitung von platischem Material nach dem Stand der Technik besteht darin, daß das leicht hygroskopische Plastikmaterial leicht Feuchtigkeit absorbiert, die sich darauf während des Verfahrens niedergeschlagen hat, was eine ungünstige Wirkung auf die Qualität der schließlich erhaltenen Kapsel hat.
• Es ist klar, daß das derzeitige Verfahren zur Herstellung und die Verarbeitung des Expoxidmaterials, das die zahlreichen, oftmals nicht vollständig kontrollierbaren Stufen nach sich zieht, hochgradig unvollkommen ist und diese Unvollkommenheiten haben einen direkten ungünstigen Einfluß auf die Qualität des Endproduktes.
• Das Ziel der Erfindung ist es, alle diese Nachteile zu beseitigen. Das Verfahren, das gemäß der Erfindung vorgesehen ist, wird zu diesem Zweck in der Art durchgeführt, in der es in dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs beschrieben ist, eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens, wird im Anspruch 2 beschrieben.
• Die Vorteile, die mit der Erfindung erreicht werden, sind zahlreich und können wie folgt zusammengefaßt werden:
• Während der Herstellung, müssen die Einheiten, die noch eine flüssige Zusammensetzung enthalten, nur einen kurzen Kühlweg durchlaufen, da ein effektiver Energietransfer möglich ist. Die Herstellung ist staubfrei und es gibt daher keine weiteren Materialverluste wegen unbrauchbarem Staub und/oder Teilchen, die zu klein sind.
• Keine Mahl- oder Zerhackungsprozesse werden benötigt und die Bearbeitungseinheiten, welche keinen Schleifwirkungen ausgesetzt sind, sind einfach. Die Umgebungsluft kann keine nachteilige Wirkung mehr ausüben und der Einfluß und das Absorbieren von Feuchtigkeit wird verhindert, wie auch das Einschließen von Luft. Die gesamte kurze Produktionslinie besitzt eine ausgezeichnete Steuer- und Kontrollfähigkeit; die nachträgliche Entdeckung von Fehlern ist auch viel einfacher.
• Weitere Vorteile der Verpackung sind, daß das Codieren möglich ist, mit all seinen Wartungsvorteilen, während die Formgebungsfreiheit die Möglichkeit bietet, eine Form auszuwählen, welche ein einfaches Vorwärmen vor der Einspritzung gestattet. Die streifenförmige Verpackung bietget die Möglichkeit, Positionsmarkierungen anzubringen, was eine schnelle und zuverlässige Behandlung in der automatischen Einschließmaschine unterstützt. Wenn eine Störung in einer spezifischen automatischen Maschine auftritt, kann diese bestimmte Maschine ohne Probleme angehalten werden, ohne daß dadurch sonstwo eine Blockierung in dem Verarbeitungssystem hervorgerufen wird. Wenn Fehler auftreten, dann ermöglicht diese Codierungsmöglichkeit der Verbundverpackung, diese Spur hinterher zurück zu verfolgen.
• Schließlich ist es ein großer Vorteil, daß ein sehr konstantes und genaues Dosieren des Einschlußmaterials möglich ist.
• Die Lagerung ist beträchtlich einfacher und günstiger; wenn die Verpackung beschädigt ist, ist nur eine minimale Zahl von Einheiten des Basismaterials verloren. Es besteht nicht mehr länger die Notwendigkeit, vor der Verarbeitung zu warten, bis die Mischung, die in dem gekühlten Zustand gelagert war, Raumtemperatur erreicht hat, hieraus resultiert, daß eine unrichtige Verarbeitung ausgeschlossen wird. Das Überprüfen des Lagerbestandes an gelagerter Mischung ist sehr einfach, weil es für den Benutzer selbst nicht mehr notwendig ist, die gemessenen Mengen von Basismaterial zu produzieren (wie im Fall der Pillen), da Transport und Lagerung problemlos geworden sind. Das Abbrökkelrisiko, welches vorhanden ist, wenn Pillen benützt werden, besteht nicht mehr und es ist ebenfalls keine Gefahr gegeben, daß die Homogenität des Basismaterials während der Verteilung gestört wird. Indem man die Markierungen auf der Packung verwendet, ist es möglich zu überprüfen, ob der Inhalt davon mit dem was auf der Schachtel angegeben ist, übereinstimmt.
• Schließlich werden große Vorteile während der Verarbeitung des Materials erreicht. Das Material kommt nicht mehr in direkten Kontakt mit dem Einspritzmechanismus; die stark abrasiven Füllmaterialien in dem Material können diesen Mechanismus nicht mehr beschädigen. Es wird keine Verschmutzung der Einspritzmaschine mehr geben und folglich wird keine Ausfallzeit für das Reinigen der Maschine notwendig sein. Wenn die Einspritzung aus irgendeinem Grund unterbrochen werden muß, bevor die ganze Packung leergedrückt worden ist, kann diese Packung beseitigt werden, ohne daß der Einspritzmechanismus hinterher gereinigt werden muß.
• Da die Variation in der Menge des zugeführten Materials durch Variation in der Länge der Packung erreicht wird, ist es möglich, das Material in Streifen mit einer identischen Breite für jede Einheitsmenge zuzuführen, woraus resultiert, daß ein Universalzuführmechanismus benutzt werden kann.
• Da sich die Ausbuchtung während des Verarbeitungsvorgangs im Einspritzkanal befindet, sind alle Probleme, die mit dem Lockerwerden des Tores im Stand der Technik verbunden sind, überwunden. Da außerdem der Einlaufstrang nicht mehr in Kontakt ist mit dem Leitrahmen, ist es auch möglich, über die Leitungen zuzuführen, wenn dies gewünscht wird; es besteht nicht mehr die Notwendigkeit nur über die Ecke zuzuführen im Fall von bestimmten Einschlußformen. Die Zuführung kann ohne Probleme über die Teilungsebene der Form durchgeführt werden, was die Formkonstruktion beträchtlich erleichtert.
• Die Probleme, die beim Stand der Technik, wenn Pillen hergestellt werden, auftauchen, so wie z.B. Undichtigkeit des Materials über dem Plungerkolben mit Verunreinigung und Druckverlust, entfallen selbstverständlich vollkommen.
• Schließlich ist die Tatsache, daß das Verbundmaterial direkt vom Kühlen weg verarbeitet werden kann, ein großer Vorteil; die langsame "Akklimatisation" einer geschlossen mit einem Trockenmittel versehenen Packung, wie dies beim Stand der Technik notwendig ist, ist entbehrlich.
• Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
• Es zeigen:
• Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens,
• Fig. 2 eine schematische Darstellung, die einen Verfahrensschritt dieses Verfahrens zeigt,
• Fig. 3 verschiedene Ausgestaltungen der Verpackung, die man erhält, wenn man das erfindungsgemäße Verfahren anwendet,
• Fig. 4 eine Draufsicht auf eine individuelle Verpackung und
• Fig. 5 schematisch die Verwendung der erfindungsgemäß erhaltenen Verpackung in Verbindung mit einer Installation für das Einschließen von z.B. halbleitenden Komponenten.
• Figur 1 zeigt schematisch einen Extruder 2, welcher das hitzehärtbare plastische Material (auch "Verbundmaterial" genannt), das eingekapselt werden soll, zuführt; das aus diesem Extruder herauskommende Material ist mit 4 bezeichnet. Dieses Material wird in eine dünnwandige biegsame Plastikabdeckung eingespritzt, welche aus zwei Kunststoffolien 6a,6b gebildet ist, deren Ecken miteinander vermittels einer Abdichtvorrichtung 8 verschweißt sind, so daß sich ein dünner biegsamer Schlauch 10 bildet. Dieser Schlauch, der über seinen gesamten Querschnitt mit dem plastischen Material 4 unter Ausschluß von Luft gefüllt ist, wird mittels kalter Luft vorgekühlt, die durch die Mundstücke 11a, 11b, welche an einer Quelle von kühler Luft, die nicht gezeigt ist, angeschlossen sind, und dann von zwei Walzen 12a,12b flachgedrückt. Der Schlauch wird von Transportmitteln, die nicht gezeigt sind, in Richtung des Pfeiles 14 angetrieben und passiert vorbei an den Walzen 12a, 12b einer Abdichtvorrichtung 16, welche im Detail in der rechten Hälfte von Figur 2 gezeigt ist. Die individuellen Verpackungen 18a, 18b, welche hier geformt werden und immer noch miteinander verbunden sind, werden schließlich mittels kalter Luft gekühlt, die durch die schematisch gezeigten Mundstücke 19a, 19b zugeführt wird, und in einem verlängerten Streifen verbunden, in der Richtung des Pfeiles 20 durch eine passende Transporteinrichtung, schematisch angezeigt durch die beiden Förderbänder 24a, 24b, zugeführt.
• Figur 2 zeigt die Abdichtvorrichtung 16 mit dem längsseits gezeichneten Streifen 22 mit den individuellen durch das Abdichten erhaltenen Verpackungen 18a, 18b, 18c. Durch die Verwendung eines Paares Dichtungselektroden, die eine ebene untere Elektrode 24 und eine obere Elektrode 26 umfassen, in welche eine passende rechtwinklige verlängerte Ausparung 28 gebildet ist, erhält jede individuelle Verpackung eine Form, welche aus einem rechtwinkeligen Körperabschnitt 30 und einer damit verbundenen Ausbuchtung 32 besteht. Wenn die vordere Ecke dieser Ausbuchtung 32 abgeschnitten wird, wird eine Öffnung gebildet, durch die das in der Verpackung vorhandene Material herausfließen kann, wenn Druck auf den Körperabschnitt 30 ausgeübt wird.
• Die Materialmenge, die in jeder individuellen Verpackung vorhanden ist, kann beliebig variiert werden durch Variieren der Länge des Abschnittes des flachgewalzten Schlauches, welcher zwei aufeinanderfolgende Abdichtungsverfahren der Abdichtungsvorrichtung 16 durchläuft.
• Figur 3a zeigt einen Streifen 22a mit darin befindlichen kurzen individuellen Verpackungen 34a; Figur 3e zeigt einen Streifen 22e mit beträchtlich längeren individuellen Verpackungen 34e. Dazwischenliegende Größen sind in b,c und d gezeigt.
• Figur 4 zeigt eine Draufsicht eines Streifens 40 mit einer Verpackung 42, welche hier auch aus dem Körperabschnitt 44 mit der Ausbuchtung 46 besteht. Wie Figur 4 zeigt, sind verschiedene Stücke an gedruckter Information, mit 48a-48e bezeichnet, auf der Verpackung angebracht. Von diesen ist die gedruckte Information 48e ein sogenannter Strichcode, welcher, wie bekannt, eine große Menge an Informationen enthalten kann und gemäß der Erfindung vorteilhafterweise dazu benutzt wird, um nachzuprüfen, ob die Verpackung das richtige Material enthält bevor der Inhalt der Verpackung der Form zugeführt wird, während 48f eine Positionsmarkierung ist, beispielsweise hergestellt als reflektierender Punkt.
• Figur 5 zeigt, sehr schematisch, eine Form mit einer Zusatzeinrichtung, die zur Benutzung in Kombination mit der neuen Verpackung gemäß der Erfindung geeignet ist. In herkömmlicher Art besteht die Form aus der oberen Hälfte 60 und der unteren Hälfte 62; sie werden gegeneinander gepreßt durch Vorrichtungen, die nicht gezeigt sind und mit den Pfeilen 64a, 64b symbolhaft dargestellt sind, und klemmen eine Komponente fest, zum Beispiel ein Halbleiterbauteil 66, welches eingeschlossen werden soll. Die Menge an benötigtem Material für jeden individuellen "Schuß" ist in jeder der gelieferten Verpackungen vorhanden, eine Anzahl davon sind mit 68a...68d angegeben; sie werden zugeführt in der Richtung des Pfeiles 70. Jede Verpackung geht durch einen Strichcodeleser 72 hindurch, welcher ein Ausgangssignal dem Strichcode entsprechend liefert und welches zum Beispiel dafür benutzt werden kann, um die Anlage zu stoppen, falls unrichtige Verpakkungen geliefert werden. Der vordere Rand 76 der Ausbuchtung 78 wird bei jeder individuellen Verpackung mittels eines geeigneten Schneidmechanismus 74 abgeschnitten; nach Erreichen der richtigen Position an der Form, wie für die Verpackung 68a angezeigt, liegt die Ausbuchtung 78 in dem Einspritzkanal 80 der Form und, nachdem Druck auf den Körperabschnitt der Verpackung mittels einer für diesen Zweck geeigneten Vorrichtung, schematisch angezeigt durch 82, aufgebracht wurde, wird der Inhalt der Verpackung in den Gießhohlraum 84 gepreßt.
• Selbstverständlich sind viele Abänderungen bei beiden Verwendungen, Design und Ausgestaltung der Verpackungen innerhalb des Rahmens der Ansprüche möglich. So ist es denkbar, Verpackungen zu gestalten, welche an jedem Ende eine Ausbuchtung besitzen, so daß Verpackungen dieses Typs in einer Doppelform verwendet werden können, wobei zwei Gießhohlräume mit plastischem Material zur gleichen Zeit bei jedem Gießschritt gefüllt werden können. Die Form des Körperabschnittes kann auch wie gewünscht variiert werden, je nach der beabsichtigten Verwendung.

Claims (5)

1. Verfahren zum Verpacken einer bestimmten Menge hitzehärtbaren Harzes, die zum Einschließen einer Komponente, insbesondere eines integrierten Schaltkreises, bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz unter Ausschluß der es umgebenden Luft in einen hohlen Zwischenraum zugeführt wird, der von zwei flexiblen Wandungen gebildet wird, welche am Rand des Hohlraums miteinander verbunden sind, wobei dieser Rand zu einem Ausfluß geformt ist, der abdichtend in den Einspritzkanal einer Form paßt, um den Einspritzmechanismus einer Form zu schützen, bei welcher die Verpackung dazu benutzt wird, um eine Reaktion mit dem Harz zu verhindern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz, das kontinuierlich durch einen Extruder zugeführt wird, direkt nach dem Ausrtritt in einen dünnwandigen biegsamen Schlauch eingespritzt wird, der so geformte Schlauch wird flachgewalzt auf eine vorbestimmte Dicke und die Innenwände dieses Schlauches, die einander gegenüberliegen, werden zusammengebracht auf Positionen mit vorbestimmten Abständen, derart, daß zwei Randkanten gebildet werden, welche in einer Entfernung voneinander angebracht und diagonal zu den Längskanten des Schlauches verlaufen, wobei zumindest eine dieser Randkanten mit einer Ausbuchtung versehen ist, die den Ausfluß definiert.

3. Verpackung für eine bestimmte Menge hitzehärtbaren Harzes, die zum Einschließen einer Komponente, insbesondere eines integrierten Schaltkreises, bestimmt ist, und die durch die Anwendung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche erreicht wird.

4. Verfahren zum Betreiben einer Gießform zum Einschließen einer Komponente, insbesondere eines integrierten Schaltkreises, mit hitzehärtbarem Harz, wobei die Form für jeden Gießhohlraum mit einem Einspritzkanal versehen ist, verbunden mit diesem Hohlraum, unter Verwendung einer Verpackung, die, unter Ausschluß der Umgebungsluft, eine bestimmte Menge dieses Harzes enthält, mit flexiblen Wandungen und einem Ausfluß, welcher abdichtend in den Einspritzkanal paßt, wobei diese Verpackung dadurch geleert wird, daß Druck auf deren verbleibenden Abschnitt ausgeübt wird.

5. Form für das Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einspritzkanal vorgesehen ist für das abdichtende Aufnehmen des Ausflusses der Verpackung wie sie verwendet wird und durch Mittel zum Ausüben von Druck auf den verbleibenden Teil der Verpackung.