NL1018511C2

NL1018511C2 - Werkwijze en inrichting voor het met een enkele bewerking uit een drager verwijderen van een dragerdeel, en een uit een drager verwijderd product.

Info

Publication number: NL1018511C2
Application number: NL1018511A
Authority: NL
Inventors: Adrianus Wilhelmus Van Dalen; Henri Joseph Van Egmond
Original assignee: Fico Bv
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2003-01-14
Also published as: EP1410434A1; TW508685B; KR20040017285A; US20040187544A1; WO2003007363A8; WO2003007363A1; JP2004535078A

Description

V

t

Werkwijze en inrichting voor het met een enkele bewerking uit een drager verwijderen van een dragerdeel, en een uit een drager verwijderd product

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het uit een drager verwijderen 5 van een dragerdeel met een daarop aangebrachte behuizing, waarbij de drager tweezijdig wordt aangegrepen door snijelementen voorzien van ten minste één snijrand, welke snijelementen vervolgens naar elkaar toe worden bewogen zodanig dat het dragerdeel wordt gesepareerd van het resterende deel van de drager. De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het uit een drager verwijderen van een dragerdeel met 10 een daarop aangebrachte behuizing, welk dragerdeel aan de van de behuizing afgekeerde zijde van de drager openingen bevat die met omhulmateriaal zijn opgevuld, omvattende snijelementen voorzien van ten minste één snijrand voor het tweezijdig aangrijpen van de drager, welke snijelementen zodanig ten opzichte van elkaar verplaatsbaar zijn dat het dragerdeel separeerbaar is van het resterende deel van de drager. De uitvinding 15 verschhaft bovendien een volgens de werkwijze uit een drager verwijderd product.

Bij de productie van elektronische componenten, zoals bijvoorbeeld halfgeleider chips, worden de componenten veelal op een drager geplaatst op welke drager de componenten vervolgens worden omhuld met bijvoorbeeld een kunsthars of epoxy. De aldus 20 vervaardigde omhulde componenten v/orden vervolgens met een deel van de drager losgemaakt uit de drager. Daartoe grijpt eenzijdig op de drager een snijplaat aan waarin uitsparingen zijn aangebracht ter grootte van de te separeren dragerdelen. Middels één of meerdere snij organen (“snijpunches”), eveneens ongeveer ter grootte van de te separeren dragerdelen, worden de te separeren dragerdelen aan de van de snijplaat 25 afgekeerde zijde aangegrepen en door de snijplaat gedrukt. In het bijzonder bij het separeren van zogeheten “leadless packages”, die ook wel worden aangeduid als “BLP”-componenten (bottom lead packages), levert deze bestaande wijze van separeren problemen op. Daar de onderzijde van dergelijke dragers openingen bevat die ook met omhulmateriaal zijn opgevuld ondersteunt de snijplaat de drager maar zijn er ook 30 omhulmateriaalvlakken die grenzen aan de snijplaat. Deze vlakken gevormd door omhulmateriaal zijn doorgaans in beperkte mate hoger gelegen dan de onderzijde van de drager. De vlakken gevormd door het omhulmateriaal worden als gevolg hiervan niet goed ondersteund door de snijplaat waardoor er bij het uitvoeren van de 1018511a -2- separatiebewerking scheurvorming in het omhulmateriaal zal optreden. Dit is ongewenst. Andere nadelen van de bestaande werkwijze is de vorming van bramen aan de onderzijde van de gesepareerde dragerdelen. Dit levert problemen op bij de verdere verwerking van de gesepareerde componenten. Weliswaar kan het probleem van 5 braamvorming worden opgelost door het ten opzichte van de drager omkeren van het separatieproces maar dit levert problemen op bij het plaatsen van de snijplaat. Naast de omhulde componenten is doorgaans maar erg weinig ruimte beschikbaar voor aangrijping op de drager zodat de snijplaat een complexe vorm dient te hebben met contactvlakken van zeer beperkte omvang. Dit reduceert de standtijd van een dergelijke 10 snijplaat en kan leiden tot beschadiging van het dragermateriaal. ,

Doel van de onderhavige uitvinding is het verbeteren van het resultaat van een separatiebewerking, onder handhaving van een enkelvoudige bewerking, waarbij in het bijzonder scheurvorming in een te verwerken component en braamvorming minder 15 zullen optreden of minder hinderlijk zullen zijn.

De uitvinding verschaft daartoe een werkwijze van het in aanhef genoemde type, met het kenmerk, dat alvorens de separatie plaatsvindt de ten opzichte van een basis van het snijelement uitkragende snij rand zodanig in de drager wordt gedrongen dat de drager 20 permanent vervormt. Bij voorkeur wordt daartoe de drager eenzijdig op een van een uitsparing voorzien eerste snijelement geplaatst en wordt een tweede snijelement met een snijrand met afmetingen die aansluiten op de afmetingen van de uitsparing in het eerste snijelement naar het eerste snijelement bewogen. Bij deze werkwijze wordt bij voorkeur de uitkragende snijrand van een snijelement in de contactzijde van de drager 25 met het snijelement gedrongen. Deze enkelvoudige bewerking, het aanbrengen van de vervorming en het daadwerkelijke separeren vinden immers in een enkele slag van de snijelementen plaats, leidt tot een beheerst separatieproces. De separatie hoeft na het aanbrengen van de enkelzijdige of dubbelzijdige vervorming van de drager over een geringere dikte dan de dikte van de drager aangebracht te worden. De separatie vindt in 30 het ideale geval immers plaats van de positie waar de drager het meest is vervormd (het diepste deel van de indruk) naar de andere zijde van de drager (het diepste deel van de 1 01 851 1 n ο- indruk aan de overliggende zijde of, wanneer een tweede indruk ontbreekt, naar de overliggende zijde). Daar deze weg die de separatie dient af te leggen korter is dan de dikte van de drager en omdat de separatie de neiging heeft te ontstaan aansluitend op een vervorming (het zogeheten “kiem-effect”) is de positie van de separatie beter 5 beheersbaar wanneer de drager reeds is vervormd voor het aanvangen van het daadwerkelijke separatieproces. Ook de kans op scheurvorming in het omhulmateriaal is hierdoor uitgebannen; tijdens het daadwerkelijke separeren ligt een te separeren dragerdeel over de gehele lengte van een snij rand aan tegen de snij rand ondanks de vaak hoger legende openingen die zijn gevuld met omhulmateriaal. De opstaande snijrand is 10 namelijk zover in de drager gedrongen dat ter hoogte van een snijlijn zowel de drager zelf als het omhulmateriaal in de in de drager aangebrachte openingen aanligt tegen de snijrand. Scheuren (“cracks”) in het omhulmateriaal worden zo voorkomen. Opgemerkt wordt dat de opstaande snijrand bij voorkeur niet in het omhulmateriaal dringt tijdens het vervormen van de drager, maar dat deze juist komt aan te leggen tegen het 15 omhulmateriaal.

De enkelvoudige separatiebewerking overeenkomstig de uitvinding heeft daarnaast als voordeel dat eventuele bramen die ontstaan tijdens het separeren niet of nauwelijks uitsteken ten opzichte van de vlakke zijden van de drager. De eventuele bramen zullen 20 zich immers op afstand van de vlakke zijden van drager ontwikkelen; in het meest ongunstige geval daar waar de door de snijrand aangebrachte vervorming eindigt. Door het op afstand van de vlakke zijden van de drager ontstaan van eventuele bramen zullen deze onder normale omstandigheden niet uitsteken tot buiten de door de vlakke zijden van de drager bepaalde vlakken. Deze eventuele bramen zijn aldus niet hinderlijk bij het 25 verder verwerken van de gesepareerde dragerdelen.

Nog een voordeel van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding is dat deze relatief schoon is. Het eerste vervormen van de drager creëert geen of nauwelijks spanen of andere vrije materiaaldelen. Het daadwerkelijke separatietraject, tijdens welk traject wel 30 vrije materiaaldelen zullen ontstaan is door de ten minste ene vervorming bekort zodat ook daarbij minder verontreiniging zal optreden dan bij het conventionele separeren.

10185111 -4-

Nog een voordeel van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding is dat het een enkelvoudige bewerking betreft die relatief weinig arbeidsintensief is. Ook hernieuwd positioneren van de drager na een eerste bewerkingsstap is overbodig. Een en ander maakt dat de onderhavige werkwijze betrouwbaar en weinig storingsgevoelig is.

5

Na het uitvoeren van de separatiebewerking worden de snijelementen bij voorkeur uiteen bewogen en wordt het gesepareerde dragerdeel vrijgemaakt van de snijelementen waarbij één zijde van het dragerdeel aansluitend op de separatierand is voorzien van een vervorming. Aldus kan een dragerdeel (product) dat met de werkwijze overeenkomstig 10 de uitvinding is vervaardigd eenvoudig worden herkend. Het gesepareerde dragerdeel maakt ook zelfstandig deel uit van de onderhavige uitvinding. Bij voorkeur is zo een dragerdeel aan de van de behuizing afgekeerde zijde van de drager aansluitend op de separatierand voorzien van een vervorming.

15 De uitvinding verschaft tevens een inrichting van het in aanhef genoemde type met het kenmerk, dat ten minste één van de snijelementen een ten opzichte van een basis van het snijelement uitkragende snijrand omvat voor het ten minste eenzijdig in de drager aanbrengen van een permanente vervorming.

20 Een bestaande separatie-inrichting behoeft slechts op beperkte wijze te worden aangepast om deze geschikt te maken voor het uitvoeren van de werkwijze overeenkomstig de onderhavige uitvinding; slechts ten minste één van de snijelementen behoeft te worden voorzien van een opstaande snijrand. Daarnaast kan het voordelig zijn ook de besturing van de snijelementen aan te passen: De onderlinge 25 verplaatsingssnelheid van de snijelementen tijdens het vervormen zal voor optimale resultaten doorgaans afwijken van de onderlinge verplaatsingssnelheid van de snijelementen tijdens het separeren. De voordelen zoals bovengaand beschreven kunnen aldus worden verkregen met minimale investeringen.

30 In het bijzonder worden goede resultaten bereikt wanneer de uitkragende snijrand een naar de basis van het snijelement afgeschuinde vorm heeft. Ook worden voordelige 101851 la -5- resultaten bereikt wanneer de uitkragende snijrand een in hoofdzaak evenwijdig aan een drager verlopende rand omvat en een daarop aansluitend naar de basis van het snijelement afgeschuind gevormd verloopdeel. Voor een verdere verbetering van de resultaten zal de inrichting doorgaans middelen omvatten voor het positioneren van de 5 drager.

De onderhavige uitvinding zal verder worden verduidelijkt aan de hand van de in navolgende figuren weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden. Hierin toont: figuur 1 een zijaanzicht op een deel van drager waarop een separatiebewerking wordt 10 uitgevoerd, figuren 2a en 2b zijaanzichten op doorsneden door een deel van een drager met daarop aangebrachte behuizing, voor het uitvoeren van een separatiebewerking volgens de stand der techniek, figuren 2c en 2d zijaanzichten op de doorsneden door het deel van de drager met de 15 daarop aangebrachte behuizing zoals getoond in figuren 2a en 2b, na het uitvoeren van een separatiebewerking volgens de stand der techniek, figuur 3a zijaanzicht op een doorsnede door een deel van een drager met daarop aangebrachte behuizing alvorens de snijelementen aangrijpen op de drager, figuren 3b en 3c zijaanzichten op doorsneden door het deel van de drager met daarop 20 aangebrachte behuizing zoals getoond in figuur 3a tijdens het eerste deel van de enkele slag van de snijelementen waarbij de drager wordt vervormd door de opstaande snij randen, figuren 3d en 3e zijaanzichten op de doorsneden door het deel van de drager met de daarop aangebrachte behuizing zoals getoond in figuren 3b en 3c, na het uitvoeren van 25 een separatiebewerking volgens de onderhavige uitvinding, figuur 4a een dwarsdoorsnede door een snijelement voorzien van een opstaande snijrand, en figuur 4b een dwarsdoorsnede door een alternatieve uitvoeringsvariant van snijelement voorzien van een opstaande snijrand.

30 101851 1« -6-

Figuur 1 toont een zijaanzicht op een doorsnede door een drager 1 waarop een behuizing 2 is aangebracht. De drager 1 is van een samengesteld type en bestaat uit metalen sporen 3 waarvan tussenruimten 4 met epoxy (omhulmateriaal) zijn opgevuld tijdens het vervaardigen van de behuizing 2. De van de behuizing 2 afgekeerde zijde van de drager 5 1 is niet volledig vlak, deze wordt tijdens het toevoeren van de vloeibare epoxy doorgaans afgedekt door een folielaag. Een drager 1 van het getoonde type wordt ondermeer toegepast voor de productie van zogeheten “leadless packages”.

Figuur 2a toont een doorsnede door de drager 1 en behuizing 2 die loodrecht staat op de 10 doorsnede zoals weergegeven in figuur 1. Voor het separeren van een deel van de drager 1 van het dit deel omgevende resterende deel van de drager 1 overeenkomstig de stand van techniek is de drager 1 op een snijplaat 5 geplaatst. Bij de in deze figuur weergegeven doorsnede is slechts een metalen spoor 3 van de drager 1 zichtbaar. Het metalen spoor 3 steunt af op de snijplaat 5. Aan de van de snijplaat 5 afgekeerde zijde 15 van de drager 1 bevindt zich een verplaatsbaar mes ó. Tussen de snijplaat 5 en het mes 6 bevindt zich een smalle snijspleet 7. Figuur 2b toont een doorsnede door de drager 1 en behuizing 2 evenwijdig aan de in figuur 2a weergegeven doorsnede waarbij een met epoxy gevulde tussenruimte 4 van de drager 1 zichtbaar is. Duidelijk zichtbaar is dat de met epoxy gevulde tussenruimte 4 van de drager 1 niet afsteunt op de snijplaat 5 maar 20 zich op enige afstand daarvan bevindt. Daardoor is nog beperkt zicht op een deel van een metalen spoor 3.

In figuur 2c is een aanzicht weergegeven op de drager 1 en de behuizing 2 zoals weergegeven in figuur 2a echter na het uitvoeren van de separatiebewerking volgens de 25 stand der techniek. Een nadeel van de bestaande werkwijze is dat de onderzijde van het gesepareerde metalen spoor 3 kan zijn voorzien van een tot onder het spoor 3 uitstekende braam 8. De braam 8 bemoeilijkt verdere verwerking van het gesepareerde product. Zoals figuur 2d toont is er kans dat de met epoxy gevulde tussenruimte 4 door gebrek aan ondersteuning door de snijplaat 5 tijdens het separeren (haar)scheuren 9 kan 30 gaan vertonen. Dergelijke scheuren 9 zijn ongewenst aangezien dit kan leiden tot 101851 la -7- verminderde levensduur van een gesepareerd product, de dimensies van het gesepareerde product onbeheersbaar maakt, et cetera.

Figuur 3a toont een zijaanzicht op een doorsnede door een deel van een metalen spoor 3 5 van een drager met daarop aangebrachte behuizing 2 alvorens snijelementen 11,12 aangrijpen op het metalen spoor 3. De snijelementen zijn voorzien van uitkragende of opstaande snijranden 13,14. Na het verder naar elkaar toe bewegen van de snijelementen 11,12 grijpen de opstaande snijranden zodanig aan op het metalen spoor 3 dat deze onder invloed van de uitgeoefende druk permanent vervormen. Met nadruk wordt 10 opgemerkt dat de snijelementen de in tussenruimten 4 aangebrachte epoxy niet vervormen maar daarmee slechts in aanraking worden gebracht. Zie hiervoor respectievelijk figuren 3b en 3c. Hierdoor komt ook het snijelement 12 (ook wel aangeduid als de snijplaat) over de gehele lengte van de snijrand 14 aan te liggen tegen de metalen drager 3 respectievelijk de met epoxy gevulde uitsparing 4. De kans op de 15 problemen zoals geïllustreerd in de figuren 2c en 2d worden hierdoor geminimaliseerd. Zo zal een eventuele braam 15 aan het metalen spoor 3 zich op afstand van een vlakke zijde van het metalen spoor 3 ontwikkelen alwaar deze geen nadelig effect heeft (zie voor illustratie figuur 3d). Zeer herkenbaar is de vervormde randzijde 16 van het metalen spoor 3. Figuur 3e toont een doorsnede van het gesepareerde dragerdeel ter 20 hoogte van een met epoxy 4 opgevulde uitsparing. Ook daar kan de vervormde randzijde 16 van het metalen spoor 3 worden herkend; de met epoxy gevulde uitsparing 4 is niet afgeschuind vervormd door de snijrand 14.

De figuren 4a en 4b tonen snijelementen 18,19 waarvan de respectievelijke opstaande 25 snijranden 20,21 alternatieve vormen laten zien. De uitkragende snijranden 20 van het snijelement 18 hebben een naar de basis van het snijelement 18 afgeschuinde vorm. De uitkragende snijranden 21 van het snijelement 19 omvatten in hoofdzaak evenwijdig aan een te bewerken drager verlopende randen 22 met een daarop aansluitend naar de basis van het snijelement 19 afgeschuind gevormd verloopdelen 23.

101 851 1*1

Claims

1. Werkwijze voor het uit een drager verwijderen van een dragerdeel met een daarop aangebrachte behuizing, welk dragerdeel aan de van de behuizing afgekeerde 5 zijde van de drager openingen bevat die met omhulmateriaal zijn opgevuld, waarbij de drager tweezijdig wordt aangegrepen door snijelementen voorzien van ten minste één snijrand, welke snijelementen vervolgens naar elkaar toe worden bewogen zodanig dat het dragerdeel wordt gesepareerd van het resterende deel van de drager, met het kenmerk, dat alvorens de separatie plaatsvindt de ten opzichte van een basis 10 van het snij element uitkragende snijrand zodanig in de drager wordt gedrongen dat de drager permanent vervormt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de drager eenzijdig op een van een uitsparing voorzien eerste snij element wordt geplaatst en een tweede 15 snij element met een snijrand met afmetingen die aansluiten op de afmetingen van de uitsparing in het eerste snij element naar het eerste snij element wordt bewogen.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de uitkragende snijrand van een snijelement in de contactzijde van de drager met het snijelement wordt 20 gedrongen.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat na het uitvoeren van de separatiebewerking de snijelementen uiteen worden bewogen en het gesepareerde dragerdeel wordt vrijgemaakt van de snijelementen waarbij één zijde van 25 het dragerdeel aansluitend op de separatierand is voorzien van een vervorming.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het dragerdeel aan de van de behuizing afgekeerde zijde van de drager aansluitend op de separatierand is voorzien van een vervorming. 30 1 01851 1* -9-

6. Dragerdeel met een daarop aangebrachte behuizing, welk dragerdeel aan de van de behuizing afgekeerde zijde van de drager openingen bevat die met omhulmateriaal zijn opgevuld, vervaardigd met de werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat één zijde van het dragerdeel aansluitend op de separatierand is 5 voorzien van een vervorming.

7. Inrichting voor het uit een drager verwijderen van een dragerdeel met een daarop aangebrachte behuizing, welk dragerdeel aan de van de behuizing afgekeerde zijde van de drager openingen bevat die met omhulmateriaal zijn opgevuld, omvattende 10 snij elementen voorzien van ten minste één snij rand voor het tweezijdig aangrijpen van de drager, welke snijelementen zodanig ten opzichte van elkaar verplaatsbaar zijn dat het dragerdeel separeerbaar is van het resterende deel van de drager, met het kenmerk, dat ten minste één van de snijelementen een ten opzichte van een basis van het snij element uitkragende snij rand omvat voor het ten minste eenzijdig in de 15 dr ager aanbrengen van een permanente vervorming.

8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de uitkragende snijrand een naar de basis van het snij element afgeschuinde vorm heeft.

9. Inrichting volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat de uitkragende snijrand een in hoofdzaak evenwijdig aan een drager verlopende rand omvat en een daarop aansluitend naar de basis van het snijelement afgeschuind gevormd verloopdeel.

10. Inrichting volgens een der conclusies 7-9, met het kenmerk, dat de inrichting 25 tevens middelen omvat voor het positioneren van de drager.

11. Inrichting volgens een der conclusies 7-10, met het kenmerk, dat de middelen voor het positioneren van de drager worden gevormd door de snijplaat. 101 8511 m