NL1004460C2

NL1004460C2 - Ejectorpen, vormdeel en mal voor het omhullen van electronische componenten alsmede een werkwijze voor het afdichten van een tussenruimte.

Info

Publication number: NL1004460C2
Application number: NL1004460A
Authority: NL
Inventors: Johannes Lambertus Ge Venrooij; Marcel Gerardus Anton Tomassen
Original assignee: Fico Bv
Priority date: 1996-11-06
Filing date: 1996-11-06
Publication date: 1998-05-08
Also published as: TW407120B; AU5883898A; WO1998019845A3; EP0923444B1; DE69727685D1; HK1021347A1; US6179599B1; EP0923444A2; DE69727685T2; WO1998019845A2; EP0923444A3

Description

EJECTOR PEN, VORMDEEL EN MAL VOOR HET OMHULLEN VAN ELECTRONISCHE COMPONENTEN ALSMEDE EEN WERKWIJZE VOOR HET AFDICHTEN VAN EEN TUSSENRUIMTE

De uitvinding heeft betrekking op een ejectorpen opneembaar in een vormdeel van een mal voor het omhullen van op een drager bevestigde electronische componenten.

De uitvinding omvat tevens een vormdeel van een mal en 5 een mal voor het omhullen van op een drager bevestigde electronische componenten. De uitvinding omvat eveneens een werkwijze voor het afdichten van een tussenruimte gevormd door een ejectorpen opgenomen in een opening in een vormdeel van een mal voor het omhullen van op een 10 drager bevestigde electronische componenten.

Bij het omhullen van op een drager bevestigde electronische componenten, zoals bijvoorbeeld leadframes, is het belangrijk dat het omhulmateriaal tijdens de omhulbewerking een vormholte volledig opvult. Tevens is 15 het belangrijk dat het omhulmateriaal na de omhulbewerking stevig aangrijpt op de drager, dit om loskomen van het omhulmateriaal van de drager te voorkomen. Na een omhulbewerking dient het omhulde produkt uit een geopende mal genomen te worden. Om het 20 losmaken van het omhulde produkt van de mal en het vervolgens uitnemen te vergemakkelijken zijn bestaande mallen veelal voorzien van ejectorpennen. Het nadeel van het toepassen van ejectorpennen in een mal is dat er in de ruimte tussen een ejectorpen en een maldeel 25 omhulmateriaal kan treden waardoor de betreffende ejectorpen vast komt te zitten in de mal of minder makkelijk beweegbaar is. Dit probleem wordt extra actueel bij het omhullen van electronische componenten bevestigd op zogeheten B.G.A.'s (Ball Grid Araise), waarbij de 2 omhulling slechts op één zijde van de drager kan aangrijpen. De daartoe ontwikkelde omhulmaterialen hechten sterker aan de drager dan de bij conventionele leadframes toegepaste omhulmaterialen maar vergroten 5 daarbij tevens de kans op het vastlopen van één of meerdere ejectorpennen in een mal.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel het verschaffen van een verbeterde ejectorpen, vormdeel en mal, alsmede een werkwijze waarmee de kans op het 10 vastlopen van een ejectorpen in een mal aanzienlijk kan worden gereduceerd.

De uitvinding verschaft daartoe een ejectorpen opneembaar in een vormdeel van een mal voor het omhullen van op een drager bevestigde electronische componenten, 15 waarbij de in hoofdzaak cilindervormige ejectorpen is voorzien van een zijwand waarin nabij het uiteinde dat contact maakt met het uit te werpen produkt ten minste één uitsparing is aangebracht.

Bij voorkeur is de uitsparing ten minste één rond de 20 ejectorpen verlopende ringvormige sleuf. Daarbij is het tevens mogelijk dat de uitsparing ten minste één kanaal omvat dat verloopt van de ringvormige sleuf tot het uiteinde van de ejectorpen dat contact maakt met een uit te werpen produkt. Door de uitsparing in de ejectorpen 25 zal het omhulmateriaal dat dringt tussen de ejectorpen en de opening waarin de ejectorpen wordt geleid ten minste voor een deel in de uitsparing stromen. Na enkele omhulbewerkingen zal de uitsparing dan ook volledig zijn gevuld met omhulmateriaal, welk omhulmateriaal na enige 30 tijd tevens zal uitharden. Dit uitgeharde omhulmateriaal is star verbonden met de ejectorpen aangezien het aangrijpt op de uitsparing in de ejectorpen. Het aldus star met de ejectorpen verbonden omhulmateriaal functioneert daarbij als afdichting, zodat er niet meer 35 omhulmateriaal in de tussenruimte kan dringen. Bij slijtage van het omhulmateriaal of de opening waarin de ejectorpen wordt geleid zal er nieuw omhulmateriaal aangevoerd worden dat vervolgens aangrijpt op het reeds Ί 00446 0 3 star met de ejectorpen verbonden omhulmateriaal. Dit nieuwe omhulmateriaal zal na enige tijd uitharden zodat de afdichting weer is aangepast aan de gewijzigde omstandigheden. Deze wijze van afdichting van de 5 tussenruimte vraagt weinig constructieve maatregelen en, wat zeer belangrijk is, vraagt nagenoeg geen onderhoud tijdens het omhullen van produkten aangezien de afdichting zelf regulerend is. De vorm van de uitsparing in de ejectorpen is afhankelijk van de afmetingen van de 10 ejectorpen en geleidingsopening en is tevens afhankelijk van het toegepaste omhulmateriaal. Bijzonder gunstige resultaten zijn bereikt met een ringvormige uitsparing, mede omdat hiermee onvolledige afdichting van de tussenruimte kan worden gerealiseerd. Voor het in tijd 15 vollopen van de uitsparing in de ejectorpen kunnen kanalen worden aangebracht waarmee omhulmateriaal naar de uitsparing wordt gevoerd.

De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op een vormdeel van een mal voor het omhullen van op een 20 drager bevestigde electronische componenten, welk vormdeel is voorzien van ten minste één in hoofdzaak cilindervormige opening, voor het geleiden van een ejectorpen, waarbij in de wand van de opening ten minste één uitsparing is aangebracht. Daarbij is de uitsparing 25 ten minste één rond de wand van de opening verlopende ringvormige sleuf. Tevens is het mogelijk dat de wand van de opening ten minste één kanaal omvat dat de ringvormige sleuf verbindt met ten minste mede een vormholte-bepalend oppervlak van het vormdeel. Met behulp van een dergelijk 30 vormdeel is het mogelijk een afdichting te realiseren in de tussenruimte gevormd door ejectorpen en opening in het vormdeel door middel van omhulmateriaal dat in de tussenruimte treedt en in de uitsparing in de opening van het vormdeel stroomt. Analoog aan de bespreking van de 35 bovengaand beschreven ejectorpen zal het omhulmateriaal uitharden in de tussenruimte, waarbij het echter niet star verbonden is met de ejectorpen maar met het vormdeel. Bij het bewegen van de ejectorpen zal de , ÜÜ44 6 0 4 afdichting gevormd door uitgehard omhulmateriaal dus niet meebewegen wanneer de uitsparing zich in de opening van een vormdeel bevindt. Ook bij het vormdeel zijn gunstige resultaten bereikt met een uitsparing die bestaat uit ten 5 minste één rond de wand van de opening verlopende ringvormige sleuf. Ook daarbij kan voor een snelle vulling van de ringvormige sleuf zijn voorzien in ten minste één kanaal dat de ringvormige sleuf verbindt met de vormholte waarin het omhulmateriaal wordt gebracht.

10 De uitvinding omvat tevens een mal waarin zich ten minste één ejectorpen en/of vormdeel bevindt overeenkomstig de uitvinding. Daarbij wordt opgemerkt dat het ook mogelijk is een dubbele afdichting te realiseren waarbij zowel in de opening een uitsparing is aangebracht 15 als in de ejectorpen. In een dergelijke constructie zullen er ten minste twee afdichtingen ontstaan gevormd door uithardend omhulmateriaal waarbij er één star is verbonden met de opening en één star is verbonden met de ejectorpen. Bij de plaatsing van de uitsparingen dient 20 dan rekening gehouden te worden met de slaglengte die de ejectorpen doorloopt aangezien de twee uitgeharde omhulmateriaaldelen elkaar tijdens de slag niet mogen hinderen.

De uitvinding omvat tenslotte tevens een werkwijze 25 voor het afdichten van een tussenruimte gevormd door een ejectorpen opgenomen in een opening in een vormdeel van een mal voor het omhullen van op een drager bevestigde electronische componenten omvattende de stappen: - het in een ten minste mede door het vormdeel bepaalde 30 vormholte brengen van viskeus omhulmateriaal, - het tussen de ejectorpen en het vormdeel toelaten van een deel van het omhulmateriaal, zodanig dat een uitsparing in de ejectorpen en/of een uitsparing in de opening in het vormdeel ermee wordt gevuld, en 35 - het uit laten harden van het omhulmateriaal in de uitsparing, zodat het uitgeharde omhulmateriaal een afdichting vormt.

1 0 04460 5

Met behulp van deze werkwijze kan, zoals bovengaand reeds verduidelijkt, op zeer eenvoudige wijze een afdichting worden gerealiseerd in de tussenruimte.

De onderhavige uitvinding zal verder worden 5 verduidelijkt aan de hand van de in navolgende figuren weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden. Hierin toont:

Fig. 1 een dwarsdoorsnede door een schematisch weergegeven omhulinrichting voor het omhullen van 10 electronische componenten,

Fig. 2 een dwarsdoorsnede door een mal overeenkomstig de uitvinding tijdens de omhulbewerking,

Fig. 3 een dwarsdoorsnede door een mal getoond in fig. 2 na de omhulbewerking, 15 Fig. 4 een dwarsdoorsnede door een deel van een ejectorpen overeenkomstig de uitvinding, en

Fig. 5 een dwarsdoorsnede door een opening in een vormdeel overeenkomstig de uitvinding in welke opening zich een ejectorpen bevindt.

20 Fig. 1 toont een omhulinrichting 1 waarin twee malhelften 2,3 zijn opgenomen. De malhelften 2,3 omsluiten twee vormholten 4,5 waarin door middel van een plunjer 6 omhulmateriaal 7 wordt gebracht. In de malhelften 2,3 bevinden zich ejectorpennen 8 waarmee een 25 omhuld produkt na de omhulbewerking uit de vormholten 4,5 kan worden gedrukt.

Fig. 2 toont in meer detail een deel van de malhelften 2,3 waartussen een leadframe 9 is ingeklemd.

Op de leadframe 9 is een electrische component 10, 30 bijvoorbeeld een chip bevestigd. In deze figuur wordt aan twee zijden van het leadframe 9 omhulmateriaal 7 aangebracht. Het is echter ook mogelijk slechts aan één zijde van een leadframe 9 (bijvoorbeeld een B.G.A.) aan te brengen, in welk geval de onderhavige uitvinding 35 bijzonder voordelig is. In de malhelften 2,3 zijn ejectorpennen 8 verplaatsbaar. Tijdens de omhulbewerking zijn de ejectorpennen 8 nagenoeg volledig uit de vormholte 5 teruggetrokken. Nabij de vormholte 5 zijn de 1 0 Lu ά 0 f 6 ejectorpennen 8 voorzien van een ringvormige sleuf 11 waarin omhulmateriaal 7 kan treden en na uitharding fungeert als afdichting.

Fig. 3 toont het in figuur 2 getoonde deel van de 5 omhulinrichting 1 nadat de omhulbewerking is voltooid en het omhulmateriaal 7 is uitgehard. De malhelften 2,3 zijn uiteenbewogen en de ejectorpennen 8 zijn overeenkomstig de pijlen PI, P2 ten opzichte van de respectievelijke malhelften 2,3 bewogen. Bij de verplaatsing van de 10 ejectorpennen 8 ten opzichte van de malhelft 2,3 komt het omhulde produkt 12 los van de vormholtewanden 5. In deze figuur is tevens weergegeven dat de ejectorpennen 8 zijn voorzien van afdichtranden 13 bestaande uit omhulmateriaal 7 dat is uitgehard in de ringvormige 15 sleuven 11 van de ejectorpen 8.

Fig. 4 geeft in detail een aanzicht op het werkzame uiteinde van een ejectorpen 8 waarin een ringvormige sleuf 11 is aangebracht die nog niet is gevuld met omhulmateriaal 7. Dat wil zeggen dat de ejectorpen 8 20 zoals getoond in deze figuur nog niet is gebruikt bij een omhulbewerking. In de malhelft 3 is een opening 14 aangebracht waardoor de ejectorpen 8 wordt geleid. Tussen de opening 14 en de ejectorpen 8 zijn tussenruimten 15 in de vorm van kieren 15 aanwezig waardoor een beperkte 25 hoeveelheid omhulmateriaal tussen de ejectorpen 8 en de wnad van de opening 14 kan dringen. De aanwezigheid van kieren 15 kan nooit volledig worden voorkomen vanwege het feit dat de ejectorpen 8 axiaal beweegbaar dient te zijn in de opening 14 van malhelft 3.

30 Fig. 5 toont een malhelft 16 waarin een opening 17 is aangebracht waarvan het bovenste deel nauw aansluit op een ejectorpen 18. Het bovenste deel van de opening 17 vormt dan ook het deel dat de ejectorpen 18 geleid. In de wand van de opening 17 is een ringvormige sleuf 19 35 aangebracht waarin omhulmateriaal 7 kan treden. Aangezien de ringvormige sleuf 19 in figuur 5 niet is gevuld met omhulmateriaal betekent dit dat de malhelft 16 nog niet is gebruikt voor het omhullen van produkten aangezien dan 1 004460 7 de ringvormige sleuf 19 gevuld zou zijn met omhulmateriaal 7.

***** - r

Claims

1. Ejectorpen opneembaar in een vormdeel van een mal voor het omhullen van op een drager bevestigde electronische componenten, waarbij de in hoofdzaak cilindervormige ejectorpen is voorzien van een zijwand 5 waarin nabij het uiteinde dat contact maakt met het uit te werpen produkt ten minste één uitsparing is aangebracht.

2. Ejectorpen volgens conclusie 1, waarbij de uitsparing ten minste één rond de ejectorpen verlopende 10 ringvormige sleuf is.

3. Ejectorpen volgens conclusie 2, waarbij de uitsparing ten minste één kanaal omvat, dat verloopt van de ringvormige sleuf tot het uiteinde van de ejectorpen dat contact maakt met een uit te werpen produkt.

4. Vormdeel van een mal voor het omhullen van op een drager bevestigde electronische componenten, welk vormdeel is voorzien van ten minste één in hoofdzaak cilindervormige opening, voor het geleiden van een ejectorpen, waarbij in de wand van de opening ten minste 20 één uitsparing is aangebracht.

5. Vormdeel volgens conclusie 4, waarbij de uitsparing ten minste één rond de wand van de opening verlopende ringvormige sleuf is.

6. Vormdeel volgens conclusie 5, waarbij de wand van 25 de opening ten minste één kanaal omvat dat de ringvormige sleuf verbindt met het ten minste mede een vormholte-bepalend oppervlak van het vormdeel.

7. Mal voor het omhullen van op een drager bevestigde electronische componenten, omvattende ten 30 minste één ejectorpen volgens één der conclusies 1-3.

8. Mal voor het omhullen van op een drager bevestigde electronische componenten, omvattende ten minste één vormdeel volgens één der conclusies 4-6.

9. Werkwijze voor het afdichten van een tussenruimte 5 gevormd door een ejectorpen opgenomen in een opening in een vormdeel van een mal voor het omhullen van op een drager bevestigde electronische componenten omvattende de stappen: - het in een ten minste mede door het vormdeel bepaalde 10 vormholte brengen van viskeus omhulmateriaal, - het tussen de ejectorpen en het vormdeel toelaten van een deel van het omhulmateriaa], zodanig dat een uitsparing in de ejectorpen en/of een uitsparing in de opening in het vormdeel ermee wordt gevuld, en 15. het uit laten harden van het omhulmateriaal in de uitsparing, zodat het uitgeharde omhulmateriaal een afdichting vormt.

***** 1 0 044 6 0