KR19990030273A - 몰딩 방법 및 시스템 - Google Patents

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KR19990030273A
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molding
wave energy
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제레미아스 피 리버레스
마리오 에이 볼라노스
에바스 아이 에타르왈라
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윌리엄 비. 켐플러
텍사스 인스트루먼츠 인코포레이티드
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Abstract

응고된 몰딩 재료(60)에서의 내부 보이드의 형성을 방해하기 위한 몰드 시스템(20)이 제공된다. 몰드 시스템(20)은 적어도 하나의 몰드 공동(28)을 갖는 몰드(21)를 포함한다. 운반 시스템(25)은 응고되지 않은 몰딩 재료(60)를 몰드 공동(28)으로 운반시키거나 전달한다. 주파수 시스템(70)은 몰드 공동(28) 내에 수용된 응고되지 않은 몰드 재료(60)에 파동 에너지(72)를 인가한다. 파동 에너지(72)는 내부 보이드를 유발할 수 있는 응고되지 않은 몰딩 재료(60)에 포한된 공기 및 방울(62)을 파괴하거나 분해한다.

Description

몰딩 방법 및 시스템
본 발명은 총체적으로 플라스틱의 몰딩에 관한 것으로, 특히 플라스틱 또는 다른 재료를 몰딩하는 공정 동안의 진동파의 인가에 관한 것이다.
플라스틱 또는 폴리머는 간단한 펜에서 항공기의 복잡한 날개까지의 범위에 걸쳐 다양한 제품 및 응용에 사용된다. 기술적으로 공지된 바와 같이, 서로 다른 유형의 플라스틱 또는 폴리머는 일반적으로 플라스틱이 많은 응용에 사용 가능하게 하는 서로 다른 기계적, 화학적, 및 전기적 특성을 가진다. 플라스틱은 전형적으로 운반 몰딩(transfer molding), 사출 성형(injection molding), 시트 몰딩(sheet molding), 또는 취입 성형(blowing molding)과 같은 몰딩 공정을 통해 제품으로 형성된다.
예를 들어, 플라스틱은 컴퓨터 및 반도체 산업에서의 다양한 응용으로 광범위하게 사용된다. 이와 같은 하나의 응용이 반도체 디바이스, 특히 집적 회로의 캡슐화(encapsulation)이다. 반도체 디바이스를 플라스틱 재료로 캡슐화하는 것은 주위의 손상으로부터 디바이스를 보호하고 또한 반도체 디바이스에 구조적 내구력을 제공한다.
종래의 몰딩 시스템 및 공정은 많은 단점이 있다. 종래 몰딩 시스템 및 공정의 하나의 단점은 몰드 제품에서 내부 보이드를 형성하는 것이다. 내부 보이드는 몰드 제품의 의도된 사용에 영향을 끼치는 몰드 제품에서의 방울(bubbles) 및 공기 방울(air bubble) 또는 보이드(voids)가 집속한다는 것이다.
내부 보이드는 종종 몰드 제품의 외형 뿐만 아니라, 반도체 디바이스의 기계적, 전기적, 및 화학적 특성을 열화한다. 캡슐화된 반도체 디바이스 또는 패키지의 경우에서, 내부 보이드는 습기가 보이드 내에 축적될 수 있게 하기 때문에 반도체 디바이스의 신뢰성을 저하시킨다. 이러한 습기는 반도체 디바이스의 부식을 유발할 수 있고, 캡슐화된 반도체 디바이스가 기상 리플로우(vapor phase reflow) 또는 유사한 공정으로 처리될 때 크래킹(cracking)을 촉진시킬 수 있다.
비록 내부 보이드가 X-레이 또는 유사한 장비로 검출될 수 있지만, 테스트는 종종 비싸고 몰드 제품의 전반적인 비용을 크게 증가시킨다. 반도체 산업이 리드 사이의 갭을 감소시킴으로써 리드의 수를 계속 증가시킴에 따라, 리드 간에 내부 보이드가 없는 캡슐화된 패키지를 제조하는 능력이 더욱 어려워지고 있다.
따라서, 개선된 몰딩 시스템 및 방법의 필요성이 대두된다. 본 발명은 종래의 몰딩 시스템 및 공정의 단점을 해결하는 몰딩 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명의 하나의 특징에 따르면, 몰딩하기 위한 방법은 적어도 하나의 몰드 공동을 포함한 몰드를 형성하는 단계를 포함한다. 몰딩 재료가 각 몰드 공동으로 운반되고, 파동 에너지가 각 몰드 공동 내에 수용된 몰딩 재료에 인가되어 몰딩 재료 내의 내부 보이드의 형성을 방해한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 반도체 디바이스를 캡슐화하는 몰딩 재료에서 내부 보이드의 형성을 방해하기 위한 몰딩 시스템은 몰드 내에 포함된 몰드 공동을 갖는 몰드를 포함한다. 운반 시스템은 러너 시스템(runner system)을 통해 몰드 공동에 연결된다. 운반 시스템은 응고되지 않은 몰딩 재료를 몰드 공동으로 운반하도록 동작한다. 몰드 공동 내에 수용된 응고되지 않은 몰딩 재료는 반도체 디바이스를 캡슐화한다. 주파수 시스템은 몰드 공동 내에 배치된 응고되지 않은 몰딩 재료에 진동파를 인가한다.
본 발명은 몇몇 기술적인 장점을 제공한다. 예를 들어, 본 발명은 작은 방울의 집속 및 결속에 의해 형성된 큰 방울을 적어도 부분적으로 분해하여, 내부 보이드를 감소시키거나 제거함으로써 최종 몰드 제품의 품질을 향상시킨다. 본 발명은 또한 공동 채움을 완전히 채웠을 때 역 압력(back pressure) 및 흐름 중단에 의해 유발된 큰 방울의 형성을 방지하고, 작은 보이드의 분해까지도 가능하게 하여, 결국 내부 보이드를 초래하지 않는다. 추가적으로, 본 발명은 몰드 제품의 밀도 또는 패키지 밀도가 증가될 수 있게 한다. 패키지 밀도의 갈수록 증가하는 리드 수를 갖는 차세대 반도체 디바이스의 캡슐화를 가능하게 한다.
다른 기술적 장점은 다음 도면, 설명 및 특허청구범위로부터 당 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백하다.
도 1은 몰드 공동 내에 몰딩 재료의 운반 이전의 본 발명의 하나의 실시예에 따른 몰드 시스템을 도시하는 부분 단면도.
도 2는 도 1의 2-2 선을 따라 부분적으로 자른 완성된 몰드 시스템의 단면도.
도 3은 몰드 공동 내에 몰딩 재료를 운반시키는 동안 도 1의 몰드 시스템을 도시하는 부분 단면도.
도 4는 몰딩 재료가 몰드 공동 내로 운반된 후 도 3의 몰드 시스템의 부분 단면도를 도시하고, 또한 몰딩 재료에 파동 에너지의 인가를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시에에 따른 몰드 시스템의 부분 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
20 : 몰드 시스템
21 : 몰드
24 : 러너 시스템(runner system)
28 : 몰드 공동(mold cavity)
30 : 제1 체이스(first chase)
31 : 플런저(plunger)
32 : 제2 체이스
50 : 반도체 디바이스
52 : 리드 프레임
60 : 몰딩 재료
70 : 주파수 시스템
본 발명 및 그 장점을 보다 완전히 이해하기 위해, 첨부 도면과 관련된 다음 설명을 참조한다.
본 발명의 실시예 및 그의 장점은 도면 전체에 동일 번호가 동일 부분을 지칭하는 도 1 내지 5를 더욱 상세히 참조함으로써 잘 이해할 수 있다.
본 발명은 응고된 몰딩 재료 또는 패키지에서의 내부 보이드의 형성에 관한 것이다. 몰드 공동(mold cavity)이 응고되지 않은 몰딩 재료로 채워질 때 작은 기포 및 보이드의 결속 및 집속(grouping and clustering)에 의해 내부 보이드가 형성되는 것으로 확인되었다. 다음 응고되지 않은 몰딩 재료가 응고된 몰딩 재료 또는 패키지에서 내부 보이드와 함께 응고되거나 경화된다. 작은 방울이 보다 큰 크기로 결속하여 내부 보이드를 형성하는 것은 몰드 공동 내로의 응고되지 않은 몰딩 재료의 흐름이 몰드 공동 채움의 완료시 중단할 때 역 압력(back pressure)에 의해 종종 유발된다. 추가적으로, 응고되지 않은 몰딩 재료가 흐를 때의 작은 방울은 몰딩 공정에서 선천적으로 형성된다. 작은 방울은 몰딩 재료가 몰드 공동으로 흐르기 시작함에 따라 형성된다. 본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 에너지가 몰드 공동 내에 수용된 몰딩 재료에 인가되어, 내부 보이드를 형성하기 위해 결속하거나 집속할 수 있는 작은 방울 및 보이드를 감소시키거나 또는 제거한다.
도 1은 몰드 시스템(20)의 하나의 실시예의 개략적 부분 단면도이며, 도 2는 도 1의 2-2 선을 따라 자른 몰드 시스템(20)의 단면도이다. 몰드 시스템(20)은 몰드 공동(28)을 갖는 몰드(21), 몰드 재료(60)를 몰드 공동(28) 내로 운반하기 위한 운반 시스템(25), 도 4에 도시된 바와 같이 몰드 공동(28) 내의 몰드 재료(60)에 파동 에너지(72)를 인가하기 위한 주파수 시스템(70)를 포함할 수 있다.
몰드(21)는 제1 체이스(first chase, 30) 및 제2 체이스(second chase, 32)를 포함할 수 있으며, 이들은 체이스 사이의 통로 및 공동의 시스템을 형성하도록 상호 동작한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 몰드 공동(28)은 러너 시스템(runner system, 24)에 의해 포트(pot, 22)에 연결된다. 러너 시스템(24)은 몰드 공동(28)에의 러너 시스템(24)의 전이를 형성하는 게이트(26)를 포함한다.
그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 몰드(21)는 멀티포트(multipot) 몰드이지만, 본 발명은 단일 포트 몰드, 펜슬 몰드, 및 게이지 포트 몰드를 포함한, 다른 몰드 디자인에 적용될 수 있다. 비록 포트(22)가 제1 체이스(30)의 일부로서 도시되었지만, 포트(22)는 또한 제2 체이스(32)의 일부로서 형성될 수 있다. 도 1에 도시되고 이하 더 상세히 논의되는 바와 같이, 포트(22)는 몰드 시스템(20)에 사용하기 위한 몰딩 재료를 저장한다. 포트(22)는 몰딩 적용에 적합한 임의의 형태 또는 크기로 형성될 수 있다. 포트(22)의 형태 및 크기에 대응하는 플런저(plunger, 31)는 포트(22) 내에 수용된 몰딩 재료(60)에 압축 부하를 가하기 위해 포트(22) 내에 미끄럼가능하게 배치될 수 있다.
몰딩 재료(60)는 플런저(31) 및 러너 시스템(24) 사이의 포트(22) 내에 배치된다. 도 1은 비압축 부하 위치에서의 플런저(31)를 도시하며, 여기서 플런저(31)는 포트(22) 내에 수용된 몰딩 재료(60)에 압축 부하를 가하지 않는다. 몰딩 재료(60)는 열경화성 또는 열가소성과 같은, 임의 형태의 플라스틱 또는 폴리머일 수 있다. 몰딩 공정 이전에, 몰딩 재료(60)는 파우더, 미립자(granules), 콜드 컴팩 파우더(Cold compacted powder), 또는 액체의 형태로 될 수 있다. 파우더 및 미립자 몰딩 재료(60)는 30-50%의 인트레인된 공기(entrained air)를 포함할 수 있다. 콜드 컴팩 파우더 몰딩 재료(60)는 10-20%의 인트레인된 공기를 포함할 수 있는 반면, 액체 몰딩 재료(60)는 훨씬 작은 인트레인된 공기(62)를 포함한다.
리드 프레임(52)은 제1 체이스(30) 및 제2 체이스(32) 사이에 장착될 수 있다. 리드 프레임(52)은 다중 반도체 디바이스(50)를 포함할 수 있다. 제1 체이스(30) 및 제2 체이스(32)가 함께 조립될 때, 몰드 공동(28)이 반도체 디바이스(50)의 주위에 형성된다.
도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 운반 시스템(25)은 몰드 공동(28) 내로 응고되지 않은 몰드 재료를 운반하도록 동작할 수 있는 임의의 디바이스 또는 시스템일 수 있다. 운반 시스템(25)은 포트(22)와 상호 동작하는 플런저(31), 및 포트(22)에서 몰드 공동(28)으로 응고되지 않은 몰딩 재료(60)를 전달하는 러너 시스템(24)을 포함할 수 있다.
도 3 및 4는 몰딩 공정 동안 몰드 시스템(20)의 하나의 실시예의 개략적 부분 단면도이다. 도 3은 포트(22)에서 몰드 공동(28)으로 몰딩 재료(60)를 운반시키는 동안의 몰드 시스템(20)을 도시하며, 이는 기술 분야에 흔히 운반 단계(transfer phase)로 지칭된다.
도 4는 몰드 공동(28) 내로 몰딩 재료(60)의 운반 이후, 몰딩 재료(60)를 압축 및 몰딩 재료(60)에 파동 에너지를 인가하는 동안의 몰드 시스템(20)을 도시한다. 몰딩 재료(60)의 압축은 기술 분야에 흔히 패킹 단계(packing phase)로서 지칭된다. 주파수 시스템(70)은 몰드 공동(28) 내에 수용된 몰딩 재료(60)에 파동 에너지(72)를 인가하도록 동작한다. 예를 들어, 주파수 시스템(70)은 플런저(31)에 직접 또는 간접적으로 부착되는 고 주파수 호른(high frequency horn), 플렌저(31)에 연결된 변환기(transducer), 또는 플런저(31)에 압축 부하를 제공하는 유압 시스템(hydraulic system)에 연결된 서보-밸브를 포함할 수 있지만, 주파수 시스템(70)은 본 발명의 사상을 벗어나지 않고도 몰드 공동(28) 내에 수용된 몰딩 재료(60)에 파동 에너지(72)를 인가하기 위한 다른 변환기 및 기술을 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 파동 에너지는 내부 보이드의 형성을 감소시키거나 방지하는 임의의 적당한 파형, 주파수, 및 세기의 에너지일 수 있다. 하나의 실시예에서, 파동 에너지(72)는 초당 1,000 사이클 이상의 진동파일 수 있지만, 20 kHz 이상의 파인 초음파가 내부 보이드(62)를 감소시키는데 특히 효과적인 것으로 밝혀졌다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 진동파는 희박 및 압축(rarefaction and compression)의 교류파인 종파와, 압축파의 전파 방향에 수직인 전단파(shear wave)인 횡파 모두를 포함할 수 있다.
파동 에너지(72)의 피크 대 피크 세기는 응용에 따라 가변될 수 있다. 예를 들어, 파동 에너지(72)는 파동 에너지(72)의 세기가 일정한 구형파(square wave), 파동 에너지(72)의 세기가 저에서 고로 또는 그 역으로 램프하는 램핑파(ramping wave), 또는 파동 에너지(72)의 세기가 사인파에 따라 가변하는 사인파(sinusoidal wave)일 수 있다. 20 kHz 이상의 파동 에너지(72) 세기가 바람직하지만, 5 kHz, 10 kHz, 및 15 kHz의 파동 에너지(72) 세기도 본 발명에 사용될 수 있다.
하나의 실시예에서, 파동 에너지(72)는 몰딩 재료(60) 또는 몰드 공동(28)의 고유 주파수와 부합하거나 또는 그 배수의 주파수를 가질 수 있다. 여기서 몰딩 재료(60)의 고유 주파수는 몰드 재료(60) 내의 인트레인된 공기 또는 방울(62)을 가장 양호하게 파열시키는 주파수 또는 주파수 범위가 되도록 규정되어, 몰드 패키지에서의 내부 보이드를 방지한다. 몰드 재료(60)는 서로 다른 필터를 포함할 수 있기 때문에, 서로 다른 몰드 재료(60)는 서로 다른 고유 주파수를 가질 수 있다. 여기서 몰드 공동(28)의 고유 주파수는 몰드 공동(28) 내의 파동 에너지(72)를 증폭시키는 주파수 또는 주파수 범위를 포함하도록 규정된다.
파동 에너지(72)의 지속 시간도 역시 가변될 수 있다. 파동 에너지(72)는 펄스 또는 연속 펄스의 조합의 형태로 계속적으로 인가될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 파동 에너지(72)의 연속적인 인가는 단일 이산 시간 구간 동안의 몰딩 공정 동안 파동 에너지(72)를 인가하는 것이다. 파동 에너지(72)의 연속적인 인가는 파동 에너지(72)의 연속적인 인가 동안 파동 에너지(72)의 세기를 가변하는 것을 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 파동 에너지(72)의 펄스 인가는 파동 에너지(72)가 인가되지 않은 각 펄스 사이의 이산 시간 구간을 가지는 이산 시간 구간 동안 파동 에너지(72)를 인가하는 것이다. 파동 에너지(72)의 각 펄스 동안 파동 에너지(72)의 세기는 가변될 수 있다.
연속적으로 인가되거나 펄스화되든, 파동 에너지(72)는 몰딩 공정 동안 임의의 시간에 인가될 수 있다. 예를 들어, 방울(62)의 형성을 감소시키고 포트(22)에서 러너 시스템(24)을 통해 몰드 공동(28)으로 몰딩 재료(60)를 운반하도록 돕기 위해 파동 에너지(72)가 운반 단계 동안 일정 세기로 인가될 수 있다. 다음에, 몰드 공동(28) 내의 몰딩 재료(60)에 내부 보이드를 야기하는 방울(62)을 분해하고 파괴하기 위해 서로 다른 세기를 가진 펄스를 갖는 파동 에너지(72)가 패킹 단계 동안 인가될 수 있다.
120초 동안 약 165 와트의 세기를 가진 약 220 kHz의 초음파 에너지(72)의 계속적인 인가가 특히 효과적인 것으로 밝혀졌다. 이와 같은 실시예에서, 방울(62)이 파괴되어, 몰딩 재료에서의 인트레인된 공기를 40% - 60%까지 감소시킨다. 60초 동안 165 - 225 와트 범위의 세기를 갖는 220 kHz의 파동 에너지(72)의 펄스 인가를 이용하는 실시예도 또한 특히 효과적이며, 인트레인된 공기 방울(62)의 수에서 비슷한 감소를 나타낸다. 비록 특정 주파수 및 세기가 설명되었지만, 다른 주파수 및 세기가 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.
동작에서, 도 1에 도시된 바와 같이 몰딩 재료(60)가 플런저(31) 및 러너 시스템(24) 사이의 포트(22) 내에 배치된다. 포트(22)는 몰딩 재료(60)를 용해시키는 가열 수단을 포함할 수 있다. 추가적으로, 몰드(20)는 몰딩 공정을 가속시키기 위해 몰드(21)의 온도를 상승시키기 위한 가열 수단을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 운반 단계 동안 플런즈(31)는 러너 시스템(24)을 향하여 확장하며, 이로 인해 포트(22) 내에 수용된 응고되지 않은 몰딩 재료(60)에 압축 부하를 가한다. 플런저(31)로부터의 압축 부하에 응답하여, 응고되지 않은 몰딩 재료(60)는 러너 시스템(24) 및 게이트(26)를 통해 몰드 공동(28) 내로 흐른다. 응고되지 않은 몰딩 재료(60)가 러너 시스템(24)을 통해 몰드 공동(28) 내로 흐름에 따라, 흐름 프런트(64)가 응고되지 않은 몰딩 재료의 선두 에지에 형성된다. 흐름 프런트(64)는 운반 단계 동안 공기를 포획하며 거품 모양(frothy appearance)에 특징이 있다. 응고되지 않은 몰딩 재료(60)가 몰드 공동(60)을 채우는 경우, 몰딩 재료(60)의 운동량은 몰드 공동(28)에 역 압력(back pressure)를 야기할 수 있으며, 이는 응고되지 않은 몰딩 재료(60)의 흐름을 방해하고 부수적인 방울(62)이 몰드 재료(60)에 형성되게 한다. 인트레인된 공기 또는 방울(62)이 바람직하게 제거되거나 크기가 감소되어 내부 보이드를 피하게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 패킹 단계 동안, 플런저(31)는 러너 시스템(24)을 향하여 더 확장하고, 포트(22) 내에 수용된 응고되지 않은 몰딩 재료(60)에 대해 압력 부하를 증가시킨다. 증가된 압력은 러너 시스템(24)을 통해 몰드 공동(28)에 전달되며, 이로 인해 몰드 공동(28) 내의 응고되지 않은 몰딩 재료(60)에 대해 압축력을 증가시킨다. 비록 패킹이 항상 필요한 것은 아니지만, 그 목적은 공기 방울(62)을 압축시킴으로써 내부 보이드를 유발하는 인트레인된 공기 또는 방울(62)을 감소시키는데 도와 준다.
도 4에 가장 양호하게 도시된 바와 같이, 파동 에너지(72)는 몰딩 공정의 패킹 단계시 인가될 수 있다. 파동 에너지(72)는 내부 보이드를 유발할 수 있는 방울(62)을 파괴하거나 분해한다. 파동 에너지(72)는 또한 응고되지 않은 몰딩 재료(60)를 몰드 공동(28)의 미세한 부분으로 진동시키거나 맥동시킴으로써 응고된 몰딩 재료의 패키지 밀도를 증가시킨다. 다음 응고되지 않은 몰딩 재료(60)는 예를 들어, 냉각에 의해 응고되거나 경화될 수 있으며, 이 때 몰드(21)의 제1 체이스(30) 및 제2 체이스(32)는 캡슐된 반도체 디바이스 또는 패키지의 제거가 가능하도록 분리될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 몰드 시스템(120)의 개략적 부분 단면도이다. 몰드 시스템(120)은, 주파수 시스템(70)과 유사한 주파수 시스템(170)이 몰드(121)와 연관되어 있다는 것을 제외하고는 몰드 시스템(20)과 유사하다. 도 5에 도시된 바와 같이 몰드 시스템(120)의 동작은 상기 기술된 몰드 시스템(20)과 유사하다.
본 발명은 몇몇 기술적인 장점을 제공한다. 예를 들어, 본 발명은 작은 방울의 집속 및 결속에 의해 형성된 큰 방울을 적어도 부분적으로 분해하여, 내부 보이드를 감소시키거나 제거함으로써 최종 몰드 제품의 품질을 향상시킨다. 본 발명은 또한 공동 채움의 완료시 역 압력(back pressure) 및 흐름 중단에 의해 유발된 큰 방울의 형성을 방지하고, 작은 보이드의 분해까지도 가능하게 하며, 결국 내부 보이드를 초래하지 않는다. 추가적으로, 본 발명은 몰드 제품의 밀도 또는 패키지 밀도가 증가될 수 있게 한다. 패키지 밀도의 증가는 증가하는 다수의 리드를 갖는 차세대 반도체 디바이스의 캡슐화를 가능하게 한다.
본 발명은 최종 몰드 제품에서 내부 보이드를 유발할 수 있는 공기 방울 또는 보이드를 감소시키거나 제거하기 위한 효율적이고 효과적인 방법 및 시스템을 제공한다. 추가적으로, 본 발명은 최종 몰드된 제품의 질을 향상시킨다.
비록 본 발명 및 그 장점이 상세히 기술되었지만, 다양한 변화, 대용 및 대체가 첨부 특허청구범위에 한정된 바와 같이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 행해질 수 있슴을 알아야 한다.

Claims (10)

  1. 몰딩 방법에 있어서,
    몰드 공동(mold cavity)을 갖는 몰드를 형성하는 단계;
    몰딩 재료를 상기 몰드 공동 내로 운반하는 단계; 및
    상기 몰드 공동 내의 상기 몰딩 재료에 파동 에너지를 인가하는 단계 - 상기 파동 에너지는 상기 몰딩 재료 내의 내부 보이드가 형성하는 것을 방해하도록 동작 가능함 -
    를 포함하는 몰딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몰딩 재료에 파동 에너지를 인가하는 단계는 상기 몰딩 재료에 진동파(vibration wave)를 인가하는 단계를 포함하는 몰딩 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 진동파는 초당 약 20 kHz 사이클의 주파수로 인가되는 몰딩 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 몰딩 재료에 상기 진동파를 인가하는 단계는 초음파(ultrasonic wave)를 인가하는 것을 포함하는 몰딩 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 몰딩 재료에 상기 파동 에너지를 인가하는 단계는 상기 몰딩 재료의 고유 주파수에 대응하는 주파수로 상기 파동 에너지를 인가하는 단계를 포함하는 몰딩 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 몰딩 재료에 파동 에너지를 인가하는 단계는 상기 몰드 공동의 고유 주파수와 거의 동일한 주파수로 파동 에너지를 인가하는 단계를 포함하는 몰딩 방법.
  7. 반도체 디바이스를 캡슐화하는 몰딩 재료에 내부 보이드가 형성하는 것을 방해하기 위한 몰딩 시스템에 있어서,
    몰드 공동이 내부에 배치된 몰드;
    상기 몰드 공동에 연결되어 응고되지 않은 몰딩 재료를 상기 몰드 공동 내로 운반시키는 운반 시스템 - 상기 응고되지 않은 몰딩 재료는 상기 몰드 공동 내에 배치되어 상기 반도체 디바이스를 캡슐화함 -;
    상기 몰딩 재료에 내부 보이드의 형성을 방해하기 위해 상기 몰드 공동 내에 배치된 상기 응고되지 않은 몰딩 재료에 진동파를 인가하도록 동작가능한 주파수 시스템
    을 포함하는 몰딩 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주파수 시스템이 진동파를 인가하기 위한 초음파 변환기(ultrasonic transducer)를 포함하는 몰딩 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 초음파 변환기가 상기 몰드에 연결된 몰딩 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 초음파 변환기가 상기 운반 시스템에 결합된 몰딩 시스템.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4216113B2 (ja) * 2003-04-25 2009-01-28 Hoya株式会社 超音波振動を利用した成形方法、成形装置および光学レンズ
EP2266776A1 (de) * 2009-06-27 2010-12-29 Bayer MaterialScience AG Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von dickwandigen Kunststoff-Bauteilen, insbesondere optischen Bauteilen
AT514610B1 (de) 2013-06-21 2015-02-15 Engel Austria Gmbh Mischkopf mit auf Mischkammer gerichteten Wellenemitter
CN107718464B (zh) * 2017-09-29 2019-07-30 中南大学 一种超声塑化成型系统及成型方法
CN107718465B (zh) * 2017-09-29 2019-07-30 中南大学 一种超声塑化微注射成型的装置及成型方法
US10684406B2 (en) * 2018-03-16 2020-06-16 Rockwell Collins, Inc. Flexible light guide and lighting system
TWI820917B (zh) 2022-09-19 2023-11-01 毅力科技有限公司 在電子模組上形成保護膜的方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5434762A (en) * 1977-08-24 1979-03-14 Hitachi Ltd Resin-sealing metal mold
JPS60244512A (ja) * 1984-05-21 1985-12-04 Hitachi Ltd 成形方法
DE3516666A1 (de) * 1985-05-09 1986-11-13 Heinz Dr.-Ing. 5100 Aachen Derek Verfahren zur erzeugung eines formteils, insbesondere aus niedrigviskosen formmassen
JPH04273132A (ja) * 1991-02-27 1992-09-29 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の樹脂封止方法
JPH05273132A (ja) * 1992-03-25 1993-10-22 Fuji Electric Co Ltd セラミックスの組成分析方法
JPH05326598A (ja) * 1992-05-20 1993-12-10 Toowa Kk 電子部品の樹脂封止成形方法
JPH06262639A (ja) * 1993-03-15 1994-09-20 Nippo Sangyo Kk 合成樹脂の成形方法及び成形装置
JPH09312308A (ja) * 1996-05-21 1997-12-02 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法及びその製造装置

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