NL1025302C2

NL1025302C2 - Omhulinrichting met verplaatsbare tafel en werkwijze voor omhullen.

Info

Publication number: NL1025302C2
Application number: NL1025302A
Authority: NL
Inventors: Johannes Lambertus Dannenberg; Arthur Theodorus Johan Reijmer; Eustachius Petrus Wil Savenije
Original assignee: Fico Bv
Priority date: 2004-01-22
Filing date: 2004-01-22
Publication date: 2005-07-25
Also published as: WO2005072041A1

Description

»\. »

Omhulinrichting met verplaatsbare tafel en werkwijze "voor omhullen

De uitvinding heeft betrekking op een omhulinrichting voor het omhullen van op een drager bevestigde elektronische componenten, omvattende: een gestel, twee met het 5 gestel verbonden onderling verplaatsbare persdelen, aandrijfmkidelen voor het onderling verplaatsen van de persdelen, en op ten minste één van de persdelen aansluitende toevoermiddelen voof omhulmateriaal. De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het omhullen van op een drager bevestigde elektronische componenten.

10

Het omhullen van op een drager bevestigde elektronische componenten wordt op grote schaal toegepast. Daarbij wordt doorgaans gebruik gemaakt van persen bestaande uit twee of meerdere maldelen. Een drager met te omhullen elektronische componenten wordt gebruikelijk tussen de maldelen geplaatst en deze worden vervolgens gesloten, 15 zodanig dat zij één of meerdere vormholten bepalen. In de vormholten wordt vervolgens vloeibaar omhulmateriaal (epoxy) onder druk toegevoerd, bijvoorbeeld met behulp van een transfer mechanisme waarbij plunjers druk uitoefenen op pellets omhulmateriaal. Nadeel van de bestaande omhulinrichtingen is dat deze kostbaar zijn en dat het omhullen, van elektronische componenten een relatief lange cyclustijd kent waardoor de 20 capaciteit van een omhulinrichting beperkt is.

Doel van de onderhavige uitvinding is het vereenvoudigen van de bestaande omhulinrichtingen en het vergroten van de capaciteit van omhulinrichtingen.

25 Dit doel wordt gerealiseerd door middel van een omhulinrichting van het in aanhef genoemde type, waarbij één van de persdelen een verplaatsbare tafel omvat. Bij voorkeur is de verplaatsbare tafel roteerbaar. Zo kan de tafel worden gevormd door een in hoofdzaak vlakke schijf die samenwerkt met een tegenover een vlakke zijde van de tafel geplaatst overliggend persdeel. Daarbij is het overliggende persdeel gepositioneerd 30 boven de rand van de schijfvormige tafel. Op de verplaatsbare tafel is voorzien van ten minste één houder, maar bij voorkeur ten minste twee houders, voor een drager met elektronische component. De schijf kan naar keuze ook drie, vier of zelfs meer dan vier houders bevatten, waarbij deze houders in een zelfde vlak door de verplaatsbare (roteerbare) tafel zijn gelegen. Een drager met één of meerdere te omhullen 1025302 * I componenten kan nu op de verplaatsbare tafel worden gelegd (of op andere wijze met I de verplaatsbare tafel worden verbonden) om vervolgens door het veiplaatsen van de I tafel tussen samenwerkende persdelen geplaatst te worden. Anders dan volgens de stand I der techniek hoeven de persdelen daardoor slechts over een relatief zeer geringe afstand I 5 uiteen te worden bewogen. Complexe en dure manipulatiemiddelen (ook wel aangeduid I als “handlers” of loaders/off loaders”) behoeven door de verplaatsbare tafel immers geen toegang meer tussen de samenwerkende persdelen. Een korte slaglengte van de I pers (omhulinrichting) maakt het mogelijk de aandrijfmiddelen voor het onderling I verplaatsen van de persdelen te vereenvoudigen. Zo is het mogelijk dat de slaglengte I 10 van de omhulinrichting minder dan enkele centimeters of zelf minder dan één I centimeter groot is. Nog een voordeel van de beperkte slaglengte is dat de tijd voor het I onderling verplaatsen van de persdelen wordt beperkt, hetgeen tot verkorting van de I cyclustijd van een omhulbewerking leidt. Daarnaast maakt het positioneren van de

I drager ten opzichte van de verplaatsbare tafel geen deel meer uit van het kritisch pad I

I 15 van een omhulbewerking, dit is met name het geval indien de tafel is voorzien van I meerdere houders. Ook dit leidt tot een verdere verkorting Van de cyclustijd van een I omhulbewerking. Het is wenselijk het persdeel dat samenwerkt met de verplaatsbare tafel eenvoudig uitwisselbaar uit te voeren. Dit is ondermeer voordelig wanneer dit I persdeel grondig gereinigd moet worden, dat wil zeggen een reiniging waarbij royale I 20 toegang tot het te reinigen persdeel beschikbaar is.

I In een voorkeursvariant van de omhulinrichting is de verplaatsbare tafel voorzien van I verwarmingsmiddelen ter verwarming van een drager met elektronische component De I integratie van verwarmingsmiddelen met de verplaatsbare tafel beperkt het aantal I 25 noodzakelijke handelingen met een drager ten opzichte van de situatie waarin gebruik I wordt gemaakt van een afzonderlijke voorverwarmpositie. Tevens kan de temperatuur I van een te bewerken drager nauwkeurig worden beheerst tot op de locatie van daadwerkelijke bewerking. De verplaatsbare tafel kan tevens worden voorzien van reinigingmiddelen (bijvoorbeeld al dan niet ten opzichte van de tafel verplaatsbare 30 borstelmiddelen en/of afzuigmiddelen) waarmee bij het verplaatsen van de tafel de minder eenvoudig toegankelijke persdelen gereinigd kunnen worden.

In weer een ander voorkeursuitvoering is de verplaatsbare tafel voorzien van ten minste één, in een richting loodrecht op een vlak door de tafel beweegbaar, met de tafel 1025302

I I

3

verbonden segment welk segment is voorzien van een houder voor een drager met elektronische component. Zo een segment maakt het mogelijk slechts het segment onder I

een voorspanning tegen een overliggend persdeel te dringen (voor het verkrijgen van I

het voor het omhullen benodigde inklemkracht op de drager) zonder dat de gele tafel I

5 wordt beïnvloed door deze voorspankracht. Een voordeel van een dergelijk constructie I

is bijvoorbeeld dat dit leidt tot een vereenvoudigde aandrijving van de verplaatsbare I

tafel, de constructie van de aandrijving wordt bij deze voorkeursuitvoering immers niet I

mechanisch belast bij het inklemmen van een te bewerken drager. Daarnaast kan dit ook I

voordelig zijn om uitzettingseffecten ten gevolge van (locale) verwarming van de I

10 verplaatsbare tafel op te vangen. I

I Tevens geniet het de voorkeur dat het gestel wordt gevormd door een structuur die een I

I toegang vrijlaat tot de ruimte tussen de persdelen. Zo kan bijvoorbeeld de verplaatsbare I

I tafel eenzijdig aangrijpen op het gestel en kan aan de overliggénde zijde van de I

I 15 verplaatsbare tafel door het gestel een toegang wordt vrijgelaten door het gestel. Het I

I gestel kan daarbij bestaan uit een C-vormige constructie waaibij de overliggende benen I

I van de C aangrijpen op de afzonderlijke persdelen. Een dergelijke open constructie I

I maakt het mogelijk de verplaatsbare tafel tot buiten het gestel te laten uitsteken. I

I Hierdoor kan de tafel een omvang hebben die geoptimaliseerd wordt voor het I

I 20 bewerkingsproces zonder dat dit leidt tot een uiterst volumineus gestel. Ook heeft dit I

I het voordeel dat de persdelen relatief eenvoudig uitwisselbaar in de omhulinrichting I

I geplaatst kunnen worden (voor het omstellen van de inrichting en/of onderhoud I

I respectievelijk reiniging van de omhulinrichting). Nog een voordeel is dat de toegang I

tot de verplaatsbare tafel voor het beladen en ontladen ervan eenvoudiger kan worden I 25 gerealiseerd. De open constructie van het gestel wordt mede mogèlijk gemaakt door I verkorting van de cyclustijd ten gevolge van de toepassing van de verplaatsbare tafel.

I De verhoogde capaciteit maakt dat de omhulinrichting kleiner kan worden uitgevoerd I (minder “strips” of dragers hoeven bewerkt te worden tijdens een enkele bewerkingscyclus om toch de gewenste productiecapaciteit te verkrijgen). Een kleinere 30 pers (bijvoorbeeld een pers voor het bewerken van gelijktijdig slechts een enkele strip, I “single strip”) beperkt de voor het inklemmen van de drager benodigde krachten ten I opzichte van grotere omhulinrichtingen waarin meer dragers gelijktijdig bewerkt I worden.

I 1025302 H In weer een ander voorkeursuitvoering omvatten de aandrijfmiddelen een aantal samenwerkende roteerbare ex-centers. Deze ex-centers kunnen worden gevormd door een aantal evenwijdige rollen. De toevoer van de te bewerken producten met behulp van een verplaatsbare tafel maakt dat de werkslag van de omhulinrichting zeer beperkt kan S worden, een en ander zoals reeds voorgaand beschreven. De kortere slaglengte maakt I het nu mogelijk op economische wijze de onderlinge verplaatsing van de persdelen te B realiseren onder gebruikmaking van meerdere ex-centers^ Het gebruik van meerdere ex- B centers maakt het mogelijk het te verplaatsen persdeel (respectievelijk de te verplaatsen B persdelen) op meerdere posities te ondersteunen waardoor de kans op vervorming van B 10 zo een aangegrepen persdeel verkleint! De mogelijkheid om op economisch B verantwoordde wijze meerdere ex-centers toe te passen in een omhulinrichting ontstaat B nu de ex-centers slechts dienen zorg te dragen voor een relatief geringe verplaatsing.

B Aldus zijn de ex-centers voordelig en nemen zij slechts een gering volume in, waardoor B er evenwijdig meerdere (bijvoorbeeld cilindervormige) ex-centers op een persdeel B 15 kunnen aangrijpen.

B De uitvinding verschaft tevens een werkwijze voor het omhullen van op een drager B bevestigde elektronische componenten, omvattende de bewerkingsstappen: A) het op B . een verplaatsbare tafel positioneren van een drager met te omhullen elektronische B 20 component, B) het verplaatsen van de tafel tussen een stand waarbij een op de tafel B gepositioneerde drager met te omhullen elektronische component wordt vrijgelaten door B een met de tafel samenwerkend persdeel naar een toestand waarin het persdeel B overliggend de drager met te omhullen elektronische component is gelegen, C) het B zodanig verkleinen van de onderlinge afstand van de tafel en het met de tafel B 25 samenwerkend persdeel dat de drager met te omhullen elektronische component hiertussen wordt opgesloten, en D) het toevoeren van orahulmateriaal aan een op de I drager en de te omhullen elektronische component aansluitende vormholte. Bij voorkeur I omvat de tafel daarbij tijdens bewerkingsstap B) een roterende bewegingscomponent.

Middels deze werkwijze kunnen de voordelen worden gerealiseerd zoals voorgaand 30 beschreven naar aanleiding van de omhulinrichting overeenkomstig de uitvinding. Het I verplaatsen van de tafel hoeft daarbij geen aanvullende handeling te vormen ten I opzichte van de stand der techniek en kan bovendien voordelig wenden gecombineerd met het voorverwarmen van de drager en/of het reinigen van de omhulinrichting.

I 1025302

I I

5

In een voorkeurstoepassing van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding wordt de onderlinge afstand van de tafel en het met de tafel samenwerkend persdeel verkleind door het doen roteren van een aantal op het persdeel aangrijpende ex-centers. Opgemekt zij dat deze werkwijze uiteraard ook kan worden omgekeerd door de ex-centers te laten 5 aangrijpen op de tafel en aldus de tafel te verplaatsen ten opzichte van het overliggende persdeel.

De uitvinding zal verder worden verduidelijkt aan de hand van de in navolgende figuren weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden. Hierin toont: 10 figuur IA een schematisch vooraanzicht op een omhulinrichting overeenkomstig de onderhavige uitvinding, figuur 1B een schematisch zijaanzicht op de omhulinrichting getoond in figuur IA, figuur 2 een schematisch perspectivisch aanzicht op een alternatieve uitvoeringsvariant van de omhulinrichting overeenkomstig de onderhavige uitvinding, 15 figuur 3 een dwarsdoorsnede door een deel van een omhulinrichting met een roteerbare tafel voorzien van een verplaatsbaar segment, figuur 4A een schematisch bovenaanzicht op een tweevoudige roteerbare tafel van een omhulinrichting overeenkomstig de uitvinding, en figuur 4B een schematisch bovenaanzicht op een viervoudige roteerbare tafel van een 20 omhulinrichting overeenkomstig de uitvinding.

Figuur IA toont een vooraanzicht op een omhulinrichting 1. De omhulinrichting 1 is voorzien van een gestel 2 waarop een rond een as 3 roteerbare tafel 4 afsteunt. Op de roteerbare tafel 4 is een houder 5 geplaatst voor het ondersteunen van een drager 6 met, 25 in deze figuur niet zichtbare elektronische componenten, zoals in het bijzonder halfgeleder schakelingen. Boven de roteerbare tafel 4 is een bovenste persdeel (maldeel) 7 gelegen. Zowel de houder 5 als het bovenste persdeel 7 zijn gebruikelijk voorzien van, in deze figuur niet getoonde, verwarmingsmiddelen. Het bovenste persdeel 7 is verbonden met een verplaatsbaar blok 8 waarop een viertal ex-centers 9 aangrijpt. Door 30 het verdraaien van de ex-centers 9 zal het blok 8 zich verplaatsen ten opzichte van het gestel 2 met Als gevolg dat de drager 6 wordt ingeklemd tussen het bovenste persdeel 7 en de houder 5 zodanig dat de omstandigheden aanwezig zijri voor het aanvangen van het daadwerkelijke omhullen van de elektronische componenten. Tevens zijn toevoermiddelen 11 en afvoermiddelen 12 voor foliemateriaal 13 weergegeven.

1025302 Η I Foliemateriaal 13 is onder bepaalde omstandigheden gewenst voor het afschermen van I maldelen en/of onderdelen van de te bewerken producten. In plaats van een enkele laag I foliemateriaal 13 kan er ook voor worden gekozen het omhulproces uit te voeren zonder I foliemateriaal of met twee folielagen.

I Figuur 1B toont de omhulinrichting 1 in zijaanzicht. Hieruit is zichtbaar dat de I roteerbare tafel 4 is voorzien van meerdere houders 5 welke houders 5 ieder I afzónderlijk zijn ingericht voor het ondersteunen van en drager 6 met te omhullen I elektronische componenten. Tevens is de in hoofdzaak C-vormige configuratie van het I 10 gestel 2 duidelijk zichtbaar. Het gestel 2 is voorzien van een geleiding 14 waarlangs het I bovenste persdeel 7 ondersteunende blok 8 verplaatsbaar is. Het bovenste persdeel 7 wordt bij voorkeur, alhoewel dat niet zichtbaar is in deze figuur, zodanig uitgevoerd dat I het eenvoudig kan worden uitgewisseld. Dit kan bijvoorbeeld door het persdeel 7 I losneembaar te koppelen onder tussenkomst van een “lade-constructie” met het I 15 ondersteunende blok 8.

Figuur 2 toont een perspectivisch aanzicht op een omhulinrichting 20 met een gestel 21 I waaraan een bovenste maldeel 22 verplaatsbaar is bevestigd onder tussenkomst van een I bedieningscilinder 23. Het bovenste maldeel 22 grijpt aan op van het gestel 21 deel I 20 uitmakende geleidingen 24. Op het gestel 21 is tevens een rond een rotatieas 25 verdraaibare tafel 26 bevestigd. Op de tafels zijn drie houders 27 aangebracht (alhoewel een even aantal houders 27 meer voor de hand ligt) voor het ondersteunen van, in deze figuur niet weergegeven, leadframes of boards.

I 25 Figuur 3 toont een dwarsdoorsnede door de verplaatsbare tafel 30 met een segment 31 I dat losneembaar is van het overige deel van de tafel 30. Het segment 31 is voorzien van een houderpositie 32 voor leadframes en van schematisch weergegeven I verwarmingsmiddelen 33 waarmee een door het segment 31 ondersteunde drager kan I worden verwarmd. Wanneer het segment 31 met verwarmd leadframe onder een I 30 bovenste maldeel 34 is geplaatst kan een onder het segment 31 gelegen opduwplaat 35 I naar boven worden bewogen door het verdraaien van de ex-centers 36. Het segment 31 I wordt hierdoor naar het bovenste maldeel 34 bewogen terwijl de positie van het overige I deel van de tafel niet wijzigt. Zo kan het op het segment 31 gelegen product tegen het I bovenste maldeel 34 worden gedrongen, waarna door middel van de, zeer slechts I 1025302 7 schematisch weergegeven, toevoermiddelen 37 omhulmateriaal kan worden aangevoerd. Een alternatieve toevoer voor het omhulmateriaal verloopt door een toevoerkanaal 38 dat is aangebracht in het bovenste maldeel 34. Het voordeel van de tafel 30 met één of meerdere losneembare segmenten 31 is dat de tafel 30 als geheel niet 5 belast wordt door de krachten waarmee producten worden ingeklemd met als gevolg dat de ophanging van de tafel eenvoudig kan zijn en de constructie relatief licht kan worden uitgevoerd.

Figuur 4a toont een schematisch weergegeven roteerbare tafel 41 zoals deze deel 10 uitmaakt van een omhulinrichting overeenkomstig de uitvinding. De tafel 41 is voorzien van twee houderposities 42 voor leadframes 43,44, waarvan respectievelijk een eerste leadframe 43 nog niet is bewerkt en een tweede leadframe 44 is voorzien van omhulmateriaal 45.

15 Figuur 4B toont eveneens een schematisch bovenaanzicht op een roteerbare tafel 61 zoals deze deel uitmaakt van een omhulinrichting overeenkomstig de uitvinding. De roteerbare tafel 61 is voorzien van vier houderposities 62 voor leadframes 43,44, waarvan respectievelijk de eerste leadframes 43 nog niet zijn bèweikt in de omhulinrichting 60 en tweede leadframes 44 die zijn voorzien van omhulmateriaal 45.

102530 2_

Claims

2. Omhulinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de verplaatsbare tafel roteerbaar is. I 15 3. Omhulinrichting volgens conclusie l of 2, met het kenmerk dat de I verplaatsbare tafel is voorzien van ten minste één houder voor een drager met I elektronische component.
4. Omhulinrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk dat de verplaatsbare I 20 tafel is voorzien van ten minste twee houders voor een drager met elektronische I component.
5. Omhulinrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de verplaatsbare tafel is voorzien van verwarmingsmiddelen ter verwarming van een 25 drager met elektronische component.
6. Omhulinrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat I de verplaatsbare tafel is voorzien van ten minste één, in een richting loodrecht op een vlak door de tafel beweegbaar, met de tafel verbonden segment welk segment is 30 voorzien van een houder voor een drager met elektronische component.
7. Omhulinrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat I het gestel wordt gevormd door een structuur die een toegang vrijlaat tot de ruimte I tussen de persdelen. I 1025302
8. Omhulinrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk dat de verplaatsbare tafel eenzijdig aangrijpt op het gestel en aan de overliggende zijde van de verplaatsbare tafel door het gestel een toegang wordt vrijgelaten door het gestel. 5
9. Omhulinrichting volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk dat het gestel een C-vormige constructie omvat waarbij de overliggende benen van de C aangrijpen op de afzonderlijke persdelen.
10. Omhulinrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de aandrijfmiddelen een aantal samenwerkende roteerbare ex-centers omvatten.
11. Omhulinrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk dat de ex-centers. worden gevormd door een aantal evenwijdige rollen. 15
12. Werkwijze voor het omhullen van op een drager bevestigde elektronische componenten, omvattende de bewerkingsstappen: A) het op een verplaatsbare tafel positioneren van een drager met te omhullen elektronische component,
20 B) het veiplaatsen van de tafel tussen een stand waarbij een op de tafel gepositioneerde drager met te omhullen elektronische component wordt vrijgelaten door een met de tafel samenwerkend persdeel naar een toestand waarin het persdeel overliggend de drager met te omhullen elektronische component is gelegen, C) het zodanig verkleinen van de onderlinge afstand van de tafel en het met de tafel 25 samenwerkend persdeel dat de drager met te omhullen elektronische component hiertussen wordt opgesloten, en D) het toevoeren van omhulmateriaal aan een op de drager en de te omhullen elektronische component aansluitende vormholte. .
13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk dat de tafel tijdens bewerkingsstap B) een roterende bewegingscomponent omvat. 1025302 _____ Η I 10
14. Werkwijze volgens conclusie 12 of 13, met het kenmerk dat de onderlinge I afstand van de tafel en het met de tafel samen werkend persdeel wordt verkleind door I het doen roteren van een aantal op het persdeel aangrijpende ex-centers. 102530 1