NL1012488C2

NL1012488C2 - Inrichting en werkwijze voor het omhullen van op een drager bevestigde elektronische componenten.

Info

Publication number: NL1012488C2
Application number: NL1012488A
Authority: NL
Inventors: Hendrikus Johannes Bern Peters; Richard Theodorus Vermeulen
Original assignee: Fico Bv
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 1999-07-01
Publication date: 2001-01-03
Also published as: WO2001017012A1; TW421868B; MY141931A; JP2003508911A; EP1259981B1; EP1259981A1

Description

1 f

Inrichting en werkwijze voor het omhullen van op een drager bevestigde elektronische componenten

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting en werkwijze voor het omhullen van 5 een op een drager bevestigde elektronische component, in het bijzonder een halfgeleider.

Het omhullen van elektronische componenten, met name chips die bevestigd zijn op een leadffame of BGA, vindt op grote schaal plaats door het in een vormholte tussen twee 10 maldelen plaatsen van de drager met daarop bevestigde electronische component.

Vervolgens wordt vloeibaar omhulmateriaal in de vormholte geperst. De nadelen bij het omhullen volgens de stand van techniek komen voor uit het over de rand van de drager leiden van het vloeibare omhulmateriaal naar een zich meer nabij het midden van de drager bevindende vormholte. Dit brengt het risico met zich mee dat er omhulmateriaal 15 in contact komt met de van de vormholte afgekeerde zijde van de drager. Dit is zeer ongewenst, omdat deze zijde doorgaans dient voor het elektrisch verbinden van het samenstel met de buitenwereld. Een ander nadeel is dat de rand van de drager na het omhullen restanten omhulmateriaal bevat hetgeen nadelig kan zijn bij verdere verwerking van de drager met omhulde component. Een oplossing voor dit laatste 20 probleem is een deel van de rand van de drager te voorzien van een laag waarop het omhulmateriaal niet of zeer slecht hecht (bijvoorbeeld een goudlaag) waardoor het omhulmateriaal dat zich op de rand bevindt na het omhullen eenvoudig kan worden verwijderd. Een belangrijk nadeel van het aanbrengen van een weinig hechtende laag is dat dit aanzienlijk kostenverhogend werkt.

25

De onderhavige uitvinding heeft tot doel het verschaffen van een verbeterde inrichting en werkwijze van het in aanhef genoemde type waarmee zonder kans op verontreiniging van de rand en van de vormholte afgekeerde zijde van de drager een omhulling kan worden aangebracht zonder de nadelen van de stand van techniek.

30

De uitvinding verschaft daartoe een inrichting voor het omhullen van een op een drager bevestigde elektronische component, in het bijzonder een halfgeleider, omvattende een bovenste en een onderste maldeel welke maldelen ten opzichte van elkaar verplaatsbaar zijn tussen een omhulstand waarin de maldelen een positie innemen voor het opsluiten 1 0 1 2488 -2- van tenminste een drager tussen de maldelen en het aansluitend op de opgesloten drager bepalen van tenminste een vormholte, en een geopende stand waarin de maldelen zich op een grotere afstand van elkaar bevinden dan in de omhulstand, een tussen de maldelen verplaatsbaar houderorgaan voor het in de omhulstand tegen een van de 5 maldelen dringen van tenminste een randdeel van de drager, en toevoermiddelen voor het aan de vormholte toevoeren van vloeibaar omhulmateriaal. Bij voorkeur sluit daarbij de toevoermiddelen voor omhulmateriaal aan op het houderorgaan voor het over het houderorgaan naar de vormholte voeren van het omhulmateriaal. Een eerste voordeel van de inrichting overeenkomstig de uitvinding is dat de positie van de drager volledig 10 wordt beheerst hetgeen de kwaliteit van de omhulling ten goede komt. Doordat de van de vormholte afgekeerde zijde tegen een mal deel wordt gedrongen wordt de kans op verontreiniging van deze zijde van de drager aanzienlijk verkleint hetgeen bijzonder voordelig is aangezien deze zijde doorgaans wordt aangewend voor het elektrisch verbinden van de omhulde component met de buitenwereld. Daar het houderorgaan 15 aangrijpt op een randdeel van de drager blijft ook dit deel van de drager vrij van omhulmateriaal. Wanneer het omhulmateriaal zelfs over het houderorgaan naar de vormholte wordt gevoerd kan aldus worden gerealiseerd dat de rand van de drager volledig vrij blijft van omhulmateriaal zonder dat hiervoor kostbare maatregelen genomen hoeven te worden ten aanzien van de constructie van de drager of dat 20 nabewerking is benodigd van de drager na de omhulbewerking. Het vrij blijven van omhulmateriaal van de rand van de drager heeft tevens als voordeel dat het onnodig is een aanspuiting los te maken van de drager en van het deel van het omhulmateriaal dat achter dient te blijven op de drager (“package”). Doordat het geen restanten omhulmateriaal verwijderd dienen te worden is ook de kans op het loskomen van het 25 aangespoten deel van de drager (zogeheten delaminatie) aanzienlijk verkleind. Aldus wordt tevens gerealiseerd dat de kwaliteit van het samenstel van een omhulde elektronische component op een drager een verbeterde kwaliteit geeft ten aanzien van de gangbare wijze omhulde elektronische componenten.

30 Voor het bepalen van de vormholte is bij voorkeur tenminste een van de maldelen voorzien van een uitsparing. Voor een goede werking van de inrichting blijft in een omhulstand een doorvoer voor omhulmateriaal vrij tussen het houderorgaan en een van 1012488 * r -3- de maldelen, welke zich uitstrekt van de toevoermiddelen tot de vormholte. Het omhulmateriaal zal hierdoor van de toevoermiddelen tussen het houderorgaan en een van de maldelen direct naar de vormholte worden gevoerd. Zowel houderorgaan als maldelen kunnen slijtvast en goed reinigbaar worden uitgevoerd.

5

Voor het van de toevoermiddelen naar de vormholte leiden van het omhulmateriaal kan een van de maldelen zijn voorzien van een aan de contactzijde gelegen kanaal voor de doorvoer van omhulmateriaal, maar het is ook mogelijk dat de doorvoer voor omhulmateriaal is aangebracht in het houderorgaan. Ook is het mogelijk in zowel het 10 houderorgaan als een maldeel een kanaal aan te brengen welke op elkaar aansluiten.

Voor een gemechaniseerde of een geautomatiseerde werking van de inrichting is noodzakelijk dat de inrichting is voorzien van aandrijfmiddelen voor het ten opzichte van elkaar verplaatsen van de maldelen en het houderorgaan. De toevoermiddelen voor 15 omhulmateriaal kunnen op conventionele wijze een plunjer omvatten waarmee een pellet omhulmateriaal worden verhit en onder druk worden geplaatst zodanig dat vloeibaar omhulmateriaal naar de vormholte wordt geleid. Het is mogelijk het houderorgaan verplaatsbaar uit te voeren ten opzichte van de toevoermiddelen, maar in een vereenvoudigde constructie zijn toevoermiddelen en houderorgaan samengebouwd 20 hetgeen tevens de kans op lekkages tussen toevoermiddelen en houderorgaan terugdringt.

De uitvinding verschaft bovendien een werkwijze voor het omhullen van een op een drager bevestigde elektronische component, in het bijzonder een halfgeleider, 25 omvattende de stappen: A) het op een maldeel plaatsen van de drager met daarop bevestigde elektronische component, B) het met een houderorgaan tegen het maldeel dringen van tenminste een randdeel van de drager, C) het maldeel en houderorgaan doen aansluiten van een contramaldeel zodanig dat er een vormholte ontstaat die op de drager aansluit, en D) het aan de vormholte toevoeren van omhulmateriaal.

30

Daarbij wordt het omhulmateriaal tijdens stap D bij voorkeur over het houderorgaan naar de vormholte gevoerd. Door het toepassen van de werkwijze volgens deze 1 0 1 24 88 ’ f -4- uitvinding kunnen de voordelen worden gerealiseerd zoals bovengaand beschreven aan de hand van de inrichting overeenkomstig de uitvinding.

Bij voorkeur wordt na stap D en na het tenminste gedeeltelijk uitharden van het 5 omhulmateriaal het contramaldeel terug bewogen naar een geopende stand en wordt het houderorgaan verplaatst naar een stand waarin het de drager vrijlaat. Aldus kan de drager met omhulde elektronische component uit de inrichting worden genomen en kan een drager met nog niet omhulde elektronische component worden geplaatst overeenkomstig stap A voor het hernieuwd uitvoeren van de bewerking. Voor het 10 verkorten van de cyclustijd is het mogelijk de bewerkingsstappen B en C gelijktijdig uit te voeren.

De onderhavige uitvinding zal verder worden verduidelijkt aan de hand van het in navolgende figuren weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeeld. Hierin toont: 15 figuur 1 een detailaanzicht op een dwarsdoorsnede door de inrichting overeenkomstig de uitvinding in een volledig geopende stand, figuur 2 een detail van de inrichting in dwarsdoorsnede overeenkomstig dat getoond in figuur 2 in een gedeeltelijk gesloten stand, figuur 3 een detailaanzicht op de inrichting overeenkomstig de uitvinding 20 overeenkomstig dat getoond in de figuren 1 en 2 in een omhulstand, en figuur 4 een detailaanzicht op een dwarsdoorsnede door een alternatief uitgevoerde inrichting overeenkomstig de uitvinding in een volledig geopende stand.

Figuur 1 toont een detail van een omhulinrichting 1 met een bovenste maldeel 2 en een 25 onderste maldeel 3 die in een uiteen bewogen stand zijn geplaatst. In het bovenste maldeel 2 is een vormholte 4 aangebracht, deze is in deze figuur slechts voor een beperkt deel weergegeven. In de weergegeven stand kan op het onderste maldeel 3 een drager 5 worden geplaatst in de vorm van een leadframe, BGA, etc. Op de drager 5 is een elektronische component 6 bevestigd welke omhuld dient te worden.

10 1 243 8 30 -5-

In het onderste maldeel 3 is in een daartoe aangebrachte opening een pellet omhulmateriaal 7 geplaatst welke rust op de bovenzijde van een plunjer 8. In de plunjer 8 zijn helixvormige groeven 9 aangebracht.

5 Tussen het bovenste maldeel 2 en het onderste maldeel 3 bevindt zich een houderorgaan 10 waarvan de werking in de navolgende figuren zal worden verduidelijkt. Voor de duidelijkheid is het houderorgaan 10 in deze figuur zodanig weergegeven dat het volledig loskomt van het onderste maldeel 3, maar in de praktijk zal dit minder ver naar boven worden bewogen zodat het nog in contact blijft met het onderste maldeel 3.

10

Figuur 2 toont het detail van de omhulinrichting 1 uit figuur 1 in een stand waarin het houderorgaan 10 zover naar het onderste maldeel 3 is bewogen dat een afgeschuind uiteinde 11 ervan aangrijpt op een rand van de drager 5. Hierdoor wordt de drager 5 ingeklemd tussen het houderorgaan 10 en het onderste maldeel 3.

15

In het houderorgaan 10 is een kanaal 12 uitgespaard dat aan een zijde aansluit op de pellet omhulmateriaal 7 en aan een andere zijde uitmondt bij de drager 5.

In figuur 3 sluiten het bovenste maldeel 2 en het onderste maldeel 3 op elkaar aan 20 waarbij de vormholte 4 in het bovenste maldeel 2 de elektronische component 6 op de drager omgeeft. Na het aansluiten van de maldelen 2, 3 wordt de plunjer 8, bij voorkeur onder het gelijktijdig verwarmen van de pellet 7, richting het bovenste maldeel 2 verplaatst. Vervolgens stroomt vloeibaar omhulmateriaal in het kanaal 12 van het houderorgaan 10 en in de vormholte 4. Hierdoor wordt op de drager 5 een pakket 14 aan 25 omhulmateriaal gevormd waarop de hele bewerking is gericht. Daarbij is duidelijk zichtbaar dat de aanspui ting middels het kanaal 12 in de vormholte 4 zodanig geschiedt dat de rand van de drager vrij blijft van vloeibaar omhulmateriaal 13. Het afgeschuinde uiteinde 11 van het houderorgaan 10 schermt de rand van de drager 5 immers af.

30 Na het tenminste gedeeltelijk uitharden van het vloeibaar omhulmateriaal 13 kunnen de maldelen 2, 3 uiteen worden bewogen en kan het uitgeharde omhulmateriaal in het kanaal 12 worden losgebroken van het pakket omhulmateriaal 14 op de drager 4.

1012488 -6-

Hiertoe wordt de aansluiting van het kanaal 12 op de vormholte 4 zodanig vorm gegeven dat dit losbreken kan worden gerealiseerd zonder dat dit hoegenaamd een onbeheerste vorm van het pakket omhulmateriaal 14 ten gevolge heeft.

5 Figuur 4 toont een detail van een omhulinrichting 15 welke een grote gelijkenis vertoont met de omhulinrichting 1 vertoond in figuur 1. Anders dan in figuur 1 getoond is een zogeheten sleaf 16 star verbonden met een houderorgaan 17 (ook wel aangeduid als “sleafholderstrip”). De sleaf 16 beweegt dus mee met het houderorgaan 17.

10 Alhoewel de uitvinding aan de hand van slechts een enkel uitvoeringsvoorbeeld is toegelicht zal het een ieder duidelijk zijn dat de uitvinding geenszins tot het beschreven en getoonde uitvoeringsvoorbeeld is beperkt. Integendeel zijn binnen het kader van de uitvinding voor een vakman nog vele variaties mogelijk, 1 01 2488

Claims

1. Inrichting voor het omhullen van een op een drager bevestigde elektronische component, in het bijzonder een halfgeleider, omvattende: 5. een bovenste en een onderste maldeel welke maldelen ten opzichte van elkaar verplaatsbaar zijn tussen een omhulstand waarin de maldelen een positie innemen voor het opsluiten van tenminste een drager tussen de maldelen en het aansluitend op de opgesloten drager bepalen van tenminste een vormholte, en een geopende stand waarin de maldelen zich op een grotere afstand van elkaar bevinden dan in de omhulstand, 10. een tussen de maldelen verplaatsbaar houderorgaan voor het in de omhulstand tegen een ,van de maldelen dringen van tenminste een randdeel van de drager, en - toevoermiddelen voor het aan de vormholte toevoeren van vloeibaar omhulmateriaal.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de toevoermiddelen voor omhulmateriaal 15 aansluiten op het houderorgaan voor het over het houderorgaan naar de vormholte voeren van het omhulmateriaal.

3. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij tenminste een van de maldelen is voorzien van een uitsparing voor het bepalen van de vormholte. 20

4. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij in een omhulstand een doorvoer voor omhulmateriaal vrij blijft tussen het houderorgaan en een van de maldelen, welke zich uitstrekt van de toevoermiddelen tot de vormholte.

5. Inrichting volgens conclusie 4, waarbij een van de maldelen is voorzien van een aan de contactzijde gelegen kanaal voor het bepalen van de doorvoer voor omhulmateriaal.

6 Inrichting volgens conclusie 5, waarbij het kanaal voor het bepalen van de 30 doorvoer van omhulmateriaal aansluit op een uitsparing voor het bepalen van de vormholte. 1012438 -8-

7. Inrichting volgens conclusie 4, waarbij het houderorgaan is voorzien van een kanaal voor het bepalen van de doorvoer voor omhulmateriaal.

8. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de inrichting tevens 5 aandrijfmiddelen omvat voor het tussen de omhulstand en de geopende stand verplaatsen van de maldelen en het verplaatsen van het houderorgaan.

9. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de toevoermiddelen voor omhulmateriaal tenminste een plunjer omvatten. 10

10. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de toevoermiddelen zijn samengebouwd met het houderorgaan.

11. Werkwijze voor het omhullen van een op een drager bevestigde elektronische 15 component, in het bijzonder een halfgeleider, omvattende de stappen: A) het op een maldeel plaatsen van de drager met daarop bevestigde elektronische component B) het met een houderorgaan tegen het maldeel dringen van tenminste een randdeel van de drager,

20 C) het maldeel en houderorgaan doen aansluiten van een contramaldeel zodanig dat er een vormholte ontstaat die op de drager aansluit, en D) het aan de vormholte toevoeren van omhulmateriaal.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, waarbij het omhulmateriaal tijdens stap D over 25 het houderorgaan naar de vormholte wordt gevoerd.

13. Werkwijze volgens conclusie 11 of 12, waarbij na stap D en het tenminste gedeeltelijk uitharden van het omhulmateriaal het contramaldeel wordt terugbewogen naar een geopende stand en het houderorgaan wordt verplaatst naar een stand waarin het 30 de drager vrij laat. 1 0 1 2488 -9-

14. Werkwijze volgens een der conclusies 11-13, waarbij de stappen B en C gelijktijdig worden uitgevoerd. 1012488