JP2008508116A - 電子部品をカプセル封入するための金型部および方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】金型キャビティからのガスの除去に関して改良された手段および改良された方法を提供する。
【解決手段】本発明は、キャリアに装着される電子部品をカプセル封入する装置で用いるための金型部に関し、該金型部は、接触側面に凹設される少なくとも一つの金型キャビティと、電子部品のキャリアへの中間気密接続のために金型キャビティを少なくとも部分的に囲む接触面と、接触面に凹設されかつ金型キャビティに連続するカプセル封入材用供給チャネルと、ガス用第１出口チャネルと、接触面に凹設される抽出空間とを含む。本発明はまた、キャリアに装着される電子部品をカプセル封入する装置、ならびにキャリアに装着される電子部品をカプセル封入する方法に関する。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】本発明は、キャリアに装着される電子部品をカプセル封入する装置で用いるための金型部に関し、該金型部は、接触側面に凹設される少なくとも一つの金型キャビティと、電子部品のキャリアへの中間気密接続のために金型キャビティを少なくとも部分的に囲む接触面と、接触面に凹設されかつ金型キャビティに連続するカプセル封入材用供給チャネルと、ガス用第１出口チャネルと、接触面に凹設される抽出空間とを含む。本発明はまた、キャリアに装着される電子部品をカプセル封入する装置、ならびにキャリアに装着される電子部品をカプセル封入する方法に関する。
【選択図】図１Ａ
Description
本発明は、請求項１の前文に記載の、キャリアに装着される電子部品をカプセル封入する装置で用いるための金型部に関する。本発明はまた、請求項１１の前文に記載の、そのような金型部がその一部をなすキャリアに装着される電子部品をカプセル封入する装置、およびキャリアに装着される電子部品をカプセル封入する方法に関する。
キャリアに装着される電子部品のカプセル封入において、かつより特定的には半導体回路（チップ）のカプセル封入において、先行技術によれば、その少なくとも一つに金型キャビティが凹設される二つの金型半部が設けられるカプセル封入プレスが一般に使用される。カプセル封入用電子部品を有するキャリアを金型半部間に載置した後、該金型半部は、キャリアをクランプするように互い対して移動される。カプセル封入材は、次に金型キャビティに供給され、かつカプセル封入材の少なくとも部分硬化後、カプセル封入電子部品を有するキャリアは、カプセル封入プレスから取り出される。カプセル封入品質を改良するために、ガスは、カプセル封入材の金型キャビティへの供給の開始前にかつ／あるいは供給中に通常金型キャビティから活発にまたは不活発に抽出される。先行技術によれば、金型キャビティに連続するチャネルは、この目的のために金型部の接触側面に凹設され、該チャネルが、電子部品のキャリアと協働して、金型キャビティに連続する狭いガス通路をクリアな状態にしておく、例えばオランダ特許１００８４８８号明細書を参照されたい。
特開昭６０−１８２１４２号公報はまた、そのようなカプセル封入プレスを記載しており、該カプセル封入プレスでは、出口チャネルが、協働している金型部の相互接続接触側面（分離面）に凹設されるのみならず、緩衝空間が該出口チャネルに組み込まれる。既存のシステムの欠点は、出口チャネルが、一方ではいかなる液体カプセル封入材も通さないように具体化されなければならないが、他方ではカプセル封入材の金型キャビティへの供給中、所望の流量のガスを通すことができるほどまだ十分大きいということである。実施において、両方の所望の特性を互いに組み合わせることは困難であり、かつ出口チャネルによって、フラッシュおよびブリードとも呼ばれるカプセル封入材の（断片の）望ましくない流れが生じることがある。
本発明の目的は、金型キャビティからのガスの除去に関して改良された手段および改良された方法を提供することであり、それを用いてガス放出を、これまでより優れた制御可能な態様で実現することができ、一方さらにカプセル封入材のガス出口を通しての望ましくない流れの可能性が防がれる。
本発明は、この目的のために、請求項１に記載の金型部を提供する。カプセル封入材を供給するチャネルは、複数チャネルでもありうる。利点は、金型部がさらに、供給チャネルを除いて、完全に媒体を通さないようにキャリアに連続することができ、その結果キャリア（「ボード」、「リードフレーム」）上を完全にかつより簡単に封止するということである。金型キャビティ内の真空および／またはキャリア上での良好な封止を、少なくともこのことが可能な程度まで生じるために、そのようなカプセル封入装置における相互接続している金型部間の例えばシール（頻繁なメンテナンスを必要とする）等のカプセル封入装置のさまざまな部品において、今まで複雑な手段を講じなければならなかった。そのような手段は、本発明に関してもはや必要ではなく、結局封止は、シールが摩耗しないで済むように金型部によって実際直接キャリア上で行われ、結局各処理サイクルにおいて、該製品の代わりにカプセル封入用の新製品が用いられる。供給チャネルは、カプセル封入材がそこに存在すると直ちにシールの例外とはならない。抽出空間からのガスの放出は、接触面に連続せず、それゆえキャリアにわたる液体カプセル封入材の漏れを確実に防ぐ第２出口チャネルを通して行われる。すなわち、キャリアに連続しかつ連続的であるいかなる開口部ももはやなく、該開口部は、抽出空間でふさがる。すなわち、接触面は、該接触面に凹設される少なくとも一つのカプセル封入用供給チャネルを除いては、金型キャビティ、第１出口チャネル、および抽出空間のアセンブリを十分囲む。緩衝空間としても機能することができる抽出空間は、金型部を完全に通過する第２出口チャネルに連続する。該第２出口チャネルは、金型部の接触面上にもはや連続しないので、（例えば、より高い位置の）接触面からある距離をおいて抽出空間まで連続しうる。カプセル封入材がそこに（第１出口チャネルに）達するためにカバーしなければならない経路のために、すでに抽出空間に入るカプセル封入材はほとんどないだろう。まさに第２出口チャネルは抽出空間に高い位置で連続しうるので、その寸法決めを、カプセル封入材が第２出口チャネルに決して達しないように選択することができ、そのため第２出口チャネルの閉塞の可能性はない。第２出口チャネルは、（接触面との角を囲む方向に）金型部を貫通し、かつ配置されなければならない簡単な通路（例えば、ドリルであけた孔）からなりうる。このことは、複雑な技術手段である必要はない。
カプセル封入材が、確実に第２出口チャネルに達しないようにするために、金型キャビティからのガスの放出のための第１出口チャネルは、抽出空間ほど深くなく接触面に凹設されるのが望ましい。したがって、第１出口チャネルは、抽出空間へのカプセル封入材の流入に対するバリアを形成し、一方より深く形成される抽出空間は、それにもかかわらず抽出空間に流れ込むカプセル封入材（またはそのより薄い断片）を受け入れる増大した緩衝作用を得ることができる。もちろん、接触面に凹設されるチャネルおよび開口部の全ては、自己離型性であるような形態をとる。
条件（利用可能な空間、処理されるべき材料など）によっては、第２出口チャネルは、かなりの低圧力が金型キャビティに生成されうるように、吸引手段に連続しうる。したがって、強制脱気は、大気圧より低いガス圧について可能となる。
金型キャビティからのガスの抽出のために出口チャネルを用いるのに加えて、出口チャネルをガス用供給手段に接続することも可能である。出口チャネルを、このように、逆方向のガス輸送のために（すなわち、金型キャビティへのガスの供給のために）使用することもできる。したがって、ガス供給のさらなるオプションの利点は、金型キャビティからのカプセル封入電子部品の離型を容易にすることができ、および／または特に所望のガス（例えば、不活性ガス等のコンディショニングガス）を金型キャビティに導入することができるということでありうる。
条件に従って、複数の第１出口チャネルが、一つの金型キャビティに連続するのが可能であり、および／または複数の第１出口チャネルが一つの抽出空間に連続するのが可能である。
特に好ましい実施形態では、金型キャビティからのガスの放出用の第２出口チャネルには、変位可能な閉鎖部材が設けられる。したがって、カプセル封入材が、望ましくない態様で第２出口チャネルに入り込むことを確実に防ぐことが可能である。変位可能な閉鎖部材の機能性を、該閉鎖部材が抽出空間へ変位可能であればなおさらに増すことができ、したがって、該閉鎖部材は、抽出空間に入り込んだカプセル封入材を離型するためのエジェクタ（エジェクタピン）として同時に機能することができる。
本発明はまた、請求項８に記載のキャリアに装着される電子部品をカプセル封入する装置を提供する。そのようなカプセル封入装置を用いて、本発明による金型部に関して上で記載したように利点を実現することができる。
装置には、好ましくは、金型キャビティから離れた側面上で第２出口チャネルに連続するガス用吸引手段が設けられる。そのような吸引手段を用いて、減じられたガス圧を金型キャビティで活発に生成することができる。逆に、装置に、金型キャビティから離れた側面上で第２出口チャネルに連続するガス用供給手段を設けることも可能である。例えば、ファン、圧縮器、ガスボトル、および／または圧縮空気によって形成されるそのような供給手段を用いて過圧力を生成することができ、それを用いて例えばカプセル封入製品の金型部からの離型を容易にすることができ、あるいはそれを用いて例えば第２出口チャネルを洗浄する（きれいに吹き付ける）ことができる。
第２出口チャネルを、閉鎖部材を用いて閉鎖することができるなら、装置には、出口チャネルに配置される閉鎖部材を駆動する動作手段もまた設けなければならない。したがって、出口チャネルを、カプセル封入材がチャネルに流れ込むおそれがあると直ちに閉鎖しなければならず、かつ閉鎖部材を、ガスが出口チャネルを通して輸送されなければならない場合に取り外さなければならない。
本発明は、さらにまた、請求項１１に記載のキャリアに装着される電子部品をカプセル封入する方法を提供する。この方法を用いて、ガス放出の所望の効果を、キャリア上のカプセル封入用製品の簡単なかつ確実な封止と組み合わせることができ、一方それにもかかわらず、カプセル封入材による第２出口チャネルのブロッキングを防止する。さらなる重要な利点は、ガス用第１出口チャネルの貫流開口部が、プロセス条件、より特定的には（従来のベント部の範囲に影響を及ぼす）金型部間の閉鎖圧に左右されうるということである。金型キャビティに連続する吸引チャネルの貫流開口部の大きさを、これらのプロセス条件とは完全に無関係に、本発明に従って決定することができる。ガス放出（ベント部）の開口部を、このように、閉鎖圧を調節することによって簡単に制御することができる。したがって、閉鎖圧が十分高くされれば、第１出口チャネルがキャリア上を十分封止することを実現することも可能である。
本発明を、以下の図面に示す非限定的な例示的実施形態に基づいて、さらに説明する。
図１Ａは、カプセル封入用電子部品（この図では示さない）を受け入れるための金型キャビティ１１が凹設される金型部１０を示す。金型部１０には、金型キャビティ１１をほぼ完全に囲む接触面１２が設けられ、カプセル封入材用供給チャネル１３のみで、金型キャビティ１１の周りの接触面１２を遮断する。チャンバ１４は、該チャンバ１４により出口開口部１５が接続される金型部１０にも凹設される。チャンバ１４は、浅い通過開口部１６を通して金型キャビティ１１と連通している。これらの通過開口部１６は、好ましくは、キャリアを越えて通過開口部１６に流れ込むカプセル封入材が、本明細書では流れを止める（硬化するあるいは「フリーズする」とも呼ばれる）ような大きさにされる。図１Ｂでは、金型部１０を断面で示す。図１Ａを参照して既に記載した技術的手段に加えて、本明細書では、金型部１０を通りかつそれを通して所望のガス輸送が起こる出口チャネル１７も示す。
図２Ａは、金型部２０の一部の断面を詳細に示す。金型部２０に凹設されるのは、抽出空間２２に連続する金型キャビティ２１である。抽出空間２２からガスを放出するための第２出口チャネル２７の一部をなす開口部２３は、ピン２４によって封止される。この状況は、液体カプセル封入材が開口部２３の近くに位置する場合に生じることがあり、かつ硬化後該材料が開口部２３を閉塞できないようにすることである。抽出空間２２は、金型部２０の接触側面２８に配置される（かつ従来のベント部と比較されうる）第１出口チャネル２９を経て金型キャビティ２１に連続する。
図２Ｂは、同じように金型部２０を示すが、現在、チャネル２５がガスの通過のためにクリアな状態にしておくように、ピン２４が矢印Ｐ１に従って引っ込められる位置にある。この状況は、万一かなりの量の液体カプセル封入材が、まだ開口部２３の近くに位置していないが、抽出空間２２に流れ込む場合に生じるだろう。図２Ｃはまた、今回はピン２４が矢印Ｐ２に従って下方に移動される第３位置にある金型部２０を示す。この状況は、抽出空間２２で硬化されるカプセル封入材２６（破線で示す）が、抽出空間２２から離型されなければならない場合に生じるだろう。金型ハウジングを、参照番号２６’で示す。
図３は、二つの相互変位可能金型半部３１、３２を持つ概略的に示した先行技術のカプセル封入装置３０を示す。カプセル封入装置３０は、一側面のみを詳細に示すが、二重装置として具体化され、切り欠き側面は、該図面に示す部分の同一左右対称形である。下方金型部３１に収容されるのは、それによってカプセル封入材のペレット３４が、上方金型部３２の一部３５（カルバー）に対して圧力を受けて載置されるプランジャ３３である。下方金型部３１には、突出頂端縁３６が設けられ、その下面に対して電子部品３８を持つボード３７が、下方金型部３１の一部をなす移動ブロック３９によって押圧される。
上方金型部３２に凹設されるのは、ガス用第１出口チャネル４１が連続する金型キャビティ４０である。該出口チャネル４１は、ボード３７にわたって延びている。ペレット３４がプランジャ３３によって圧力を受けて載置される（かつペレット３４は同時に加熱される）場合、カプセル封入材は、供給チャネル４２を通して金型キャビティ４０まで流れ、該供給チャネル４２は、共働している金型部３１、３２によって画定される。カプセル封入材３４から放出されているガスおよびカプセル封入材３４の供給の開始時に金型キャビティ４０に存在するガスは、第１出口チャネル４１を通して外に出され、あるいは金型キャビティに下方圧力（大気圧より低い）を生じるために活発に抽出空間４３に抜かれる。カプセル封入装置３０を囲むガスの金型キャビティ４０への流れを防ぐために、さまざまなシール４４がカプセル封入装置３０に配置される。例えば、変位可能ブロック３９と下方金型部３１の残りの部分との間に配置される、概略的に示したシール４４がある。第１出口チャネル４１を通してのガスの活発な吸引で、金型部３１、３２によって囲まれる空間全体は、このように下方圧力となりうる。抽出空間４３は、第２出口チャネル４５に連続する。該第２出口チャネル４５は、第１出口チャネル４１と一直線上にはないが、上方金型部３２が下方金型部３１上を十分封止することができるように金型部３２を通過する。
Claims (13)
- キャリアに装着される電子部品をカプセル封入する装置で用いるための金型部であって、
・接触側面に凹設され、キャリア上に載置される少なくとも一つの電子部品を囲むための少なくとも一つの金型キャビティと、
・前記電子部品の前記キャリア上への中間気密接続のために前記金型キャビティを少なくとも部分的に囲む接触面と、
・前記接触面に凹設されかつ前記金型キャビティに連続するカプセル封入材用供給チャネルと、
・前記接触面に凹設されかつ前記金型キャビティからのガスの放出のために前記金型キャビティに連続する第１出口チャネルと、
・前記接触面に凹設されかつ前記金型キャビティからのガスの放出用の前記第１出口チャネルに連続する抽出空間とを含む、金型部において、
前記抽出空間は第２出口チャネルに連続し、該第２出口チャネルは、前記金型部を通過するように前記接触面からある距離をおいて位置することを特徴とする、金型部。 - 前記接触面は、前記接触面に凹設される少なくとも一つのカプセル封入材用供給チャネルを除いては、前記金型キャビティ、前記第１出口チャネルおよび前記抽出空間のアセンブリを十分囲むことを特徴とする、請求項１に記載の金型部。
- 前記金型キャビティからのガスの放出用の前記第１出口チャネルは、前記抽出空間ほど深くなく前記接触面に凹設されることを特徴とする、請求項１または２に記載の金型部。
- 前記第２出口チャネルは、吸引手段に連続することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の金型部。
- 前記第２出口チャネルは、ガス用供給手段に連続することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の金型部。
- 複数の第１出口チャネルは、一つの金型キャビティに連続することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の金型部。
- 複数の第１出口チャネルは、一つの抽出空間に連続することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の金型部。
- キャリアに装着される電子部品をカプセル封入する装置であって、
・互いに対して変位可能であり、かつ閉鎖位置では、電子部品を囲むための少なくとも一つの金型キャビティを画定する金型部と、
・前記金型キャビティに連続する液体カプセル封入材用供給手段とを含み、
前記金型部の少なくとも一つは、請求項１〜７のいずれか一項に記載の金型部によって形成される、装置。 - 前記装置には、前記金型キャビティから離れた前記側面上で前記第２出口チャネルに連続するガス用吸引手段が設けられることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
- 前記装置には、前記金型キャビティから離れた前記側面上で前記第２出口チャネルに連続するガス用供給手段が設けられることを特徴とする、請求項８または９に記載の装置。
- キャリアに装着される電子部品をカプセル封入する方法であって、
Ａ）金型部間に電子部品を有する前記キャリアを、金型部に凹設される金型キャビティがキャリア上に載置される少なくとも一つの電子部品を囲むように、閉鎖力でクランプする処理ステップと、
Ｂ）液体カプセル封入材を前記金型キャビティに供給する処理ステップと、
Ｃ）前記金型キャビティに供給される前記カプセル封入材を少なくとも部分的に硬化させる処理ステップと、
Ｄ）前記カプセル封入電子部品を前記金型キャビティから除去する処理ステップとによって順次行い、
処理ステップＢ）の少なくとも一部の間、ガスは、前記金型キャビティに連続しかつ前記金型キャビティが少なくとも実質的にカプセル封入材で充填されるようになった後、前記金型部の前記閉鎖力を増すことによって閉鎖される第１出口チャネルを通して前記金型キャビティから放出される、方法。 - 前記閉鎖力は、処理ステップＢ）の間、前記金型部の前記接触面の中へ前記金型キャビティと共に割り当てられる第１出口チャネルが、液体カプセル封入材の通過に対して閉鎖されるように増大されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
- 前記第１出口チャネルは、前記増大された閉鎖力の結果として前記キャリア上を封止することを特徴とする、請求項１１または１２に記載の方法。
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