NL1026001C2 - Doseereenheid met omhulmateriaal en werkwijze voor het vervaardigen van zo een doseereenheid. - Google Patents

Description

O··· “· *

Doseereenheid met omhulmateriaal en werkwijze voor het vervaardigen van zo een doseereenheid

De uitvinding heeft betrekking op een doseereenheid met omhulmateriaal voor het 5 omhullen van een met een drager verbonden elektronische component, omvattende: een mediumdichte omhulling, welke omhulling ten. minste voor een deel wordt gevormd door een flexibel materiaal, en een door de omhulling mediumdicht omsloten hoeveelheid omhulmateriaal. De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze ter vervaardigen van een dergelijke doseereenheid met omhulmateriaal.

10

Het omhullen van elektronische componenten, zoals met name halfgeleiders, nadat zij op een drager, zoals met name “leadframes” of “boards”, zijn geplaatst vindt op grote schaal plaats^ Volgens de stand der techniek wordt een drager daartoe in een mal (“mold”) geplaatst waarin op de locaties van de aan te brengen omhullingen vormholten 15 zijn vrijgelaten. Aan de vormholten wordt vervolgens onder druk vloeibaar omhulmateriaal, zoals met name epoxy, toegevoerd dat uithard in de vormholte. Na het (gedeeltelijk) uitharden van het omhulmateriaal wordt de mal verwijderd van de drager is de gewenste omhulling gerealiseerd. De toevoer van het omhulmateriaal vindt gebruikelijk plaatst door het in een cilindermantel plaatsen van een pil omhulmateriaal.

20 Door het verwarmen van de pil en het uitoefenen van druk om het omhulmateriaal wordt het omhulmateriaal vloeibaar en wordt dit naar de vormholten gedrongen. De pillen kunnen zijn omgeven met een materiaallaag maar het meer gebruikelijk pillen toe te passen die niet zijn voorzien van een omhulling. Het belangrijkste nadeel van de pillen is dat deze gevoelig zijn voor beschadiging en dat het beheersen van de kwaliteit 25 van de pillen omhulmateriaal niet volledig mogelijk is en bovendien aanzienlijke investeringen vergt. Ook noopt het gebruik van de pillen in een omhulinrichting tot aanzienlijke investeringen om de verontreiniging van ondermeer de omhulinrichting te beheersen.

30 Doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een verbeterde doseereenheid met omhulmateriaal voor het omhullen van een met een drager verbonden elektronische component waarbij een betere kwaliteit van het omhulmateriaal kan worden verkregen bij het omhullen en waarmee ten minste een deel 1026001 2 van de nadelen van de stand der techniek zoals bovengaand beschreven kan worden gereduceerd.

De uitvinding verschaft daartoe een doseereenheid met omhulmateriaal voor het 5 omhullen van een met een drager verbonden elektronische component, omvattende: een mediumdichte omhulling, welke omhulling ten minste voor een deel wordt gevormd door een flexibel materiaal, en een door de omhulling mediumdicht omsloten hoeveelheid omhulmateriaal welk omhulmateriaal een vormloze samenstelling heeft. De doseereenheid betreft een gebruikseenheid, unit, doseereenheid, of doses die 10 gebruikelijk juist voldoende is om daarvan tijdens een enkele omhulbewerking van een omhulinrichting de gewenste omhullingen (behuizingen) voor de aanwezige elektronische componenten te vormen. Verder wordt met een “vormloze samenstelling” gedoeld op een samenstelling van het omhulmateriaal die niet-vormvast is in een vrije omgeving (dat wil bijvoorbeeld zeggen buiten de mediumdichte omhulling). In een .15 bijzondere voorkeursuitvoering heeft het omhulmateriaal dan ook in een door de mediumdichte omhulling omgeven toestand een vormloze samenstelling. Voorbeelden van “vormloze samenstellingen” zijn bijvoorbeeld vloeistof, poeder, granulaat, meerdere losse onderdelen en combinaties hiervan. Omhulmateriaal dat een dergelijke materiaal samenstelling kent immers geen vaste (dat wil zeggen onveranderlijk) 20 uiterlijke vorm maar heeft juist een wijzigbare vorm. Een belangrijk voordeel van deze niet-vaste structuur van het materiaal is dat de handeling om de pillen te vervaardigen uit een basismateriaal (bijvoorbeeld door het voorverwarmen en/of persen van uitgangsmateriaal) overbodig kan zijn.

25 Naast het voordeel dat dit de procesgang van het omhulmateriaal vereenvoudigd zal ook de kwaliteit van het omhulmateriaal niet meer negatief worden beïnvloed door de bewerking van het vervaardigen van de pillen. Zo kan er al in een mindere of meerdere mate sprake zijn van wijzingen in de materiaaleigenschappen door bijvoorbeeld een beperkte vorm van “cross linken” tijdens het vervaardigen van de pillen. Nu deze 30 wijzigingen in de materiaaleigenschappen niet ongewenst zullen plaatsvinden zal dit leiden tot een verbeterde eigenschappen van het omhulmateriaal in de uiteindelijke verbruiksconfiguratie. Naast bijvoorbeeld eeri beter beheersbaar gedrag tijdens het omhullen kan dit ook nog andere voordelen opleveren zoals een mindere mate van veroudering van het omhulmateriaal. Aanvullend is de mediumdichtheid van de 1026001 3 omhulling ook voordelig om de verwerking van het omhulmateriaal te vereenvoudigen.

Het ingepakte omhulmateriaal zal in een zeer schone omgeving (“clean room”) minder snel tot problemen leiden dan het niet of onvolledig ingepakte omhulmateriaal volgens de stand der techniek. De mediumdichte verpakking is daarnaast een bescherming tegen 5 ongewenste omgevingsinvloeden zoals bijvoorbeeld vocht. Ook hierdoor kan de levensduur van het omhulmateriaal toenemen. Nog een voordeel van de doseereenheid volgens de uitvinding is dat de hoeveelheid omhulmateriaal zeer eenvoudig kan worden gevarieerd afhankelijk van het type te verwerken producten zonder dat dit ook leidt tot een veiplichte aanpassing aan de middelen waarmee het omhulmateriaal wordt verwerkt 10 in een omhulinrichting. De doseereenheid volgens de uitvinding maakt het daarom mogelijk het verbruik van omhulmateriaal te minimaliseren.

Het omhulmateriaal kan ten minste voor een deel poedervormig of granulaat-vormig zijn. De keuze hiertoe zal voor een deel worden ingegeven door dè wijze waarop het 15 omhulmateriaal wordt geproduceerd en geleverd. Anderzijds is het ook denkbaar dat het omhulmateriaal (deels) vloeibaar is.

De omhulling zal bij voorkeur ten minste gedeeltelijk of volledig wordt gevormd door een foliemateriaal. Het gebruik van kunststof foliemateriaal voor het (gedeeltelijk) 20 omhullen van het omhulmateriaal is bekend» echter ook andere materialen dan kunststoffen (plastics) kunnen hiertoe worden toegepast; een specifiek materiaal dat als alternatief voor kunststof kan worden toegepast is papier. Ook materiaal combinaties zijn mogelijk; hierbij kan bijvoorbeeld worden gedacht aan geïmpregneerd papier. De omhulling kan in een bijzondere variant zijn voorzien van ten minste één van de 25 omhulling uitkragend materiaaldeel. Dit van de omhulling uitkragend materiaaldeel kan eenvoudig worden gevormd door een foliemateriaal. Het uitkragend materiaaldeel kan worden gebruikt voor het aangrijpen en positioneren van de doseereenheid. Ook kan het van de omhulling uitkragend materiaaldeel voordelig worden gebruikt om verontreiniging van de omhulinrichting (met name maar niet exclusief gebruikelijk 30 toegepaste plunjers)i De uitvinding heeft naast de reeds opgesomde voordelen ook nog het voordeel dat de doseereenheid het mogelijk maakt dat er minder hoge eisen gesteld. hoeven te worden aan de omhulinrichting (zoals minder nauwkeurige passingen van j onderdelen) waardoor op de constructie van een omhulinrichting aanzienlijke bedragen bespaard kunnen worden. Nog een voordeel van een uitkragend materiaaldeel is dat 1026001 .

• · 4 hiermee een verankering kan worden verkregen van een (ten minste gedeeltelijk geleegde) doseereenheid en een drager met een omhuld product (dat wil dus zeggen na het uitvoeren van een omhulbewerking). Deze verankering heeft als voordeel dat dit het mogelijk maakt de geleegde doseereenheden en de omhulde producten gezamenlijk te 5 verplaatsen.

Om een gecontroleerde uitstroom van het omhulmateriaal uit de doseereenheid te verkrijgen kan ervoor worden gekozen om de omhulling te voorzien van ten minste één verzwakte locatie. Hierbij wordt allereerst gedacht aan een mechanisch verzwakte 10 locatie. Zodra er druk wordt uitgeoefend op de doseereenheid kan zo worden geregeld dat het omhulmateriaal naar buiten treedt juist daar waar de verzwakking is aangebracht. Zo een verzwakking kan worden aangebracht in bijvoorbeeld het foliemateriaal maar kan ook worden gevormd door een verbinding van het omhulmateriaal. Een andere mogelijkheid voor een verzwakte locatie is dat deze 15 verzwakking (of zelfs volledige opening) plaatsvindt, bij een bepaalde temperatuur. Zo kan bijvoorbeeld de temperatuur van den mal waarin de doseereenheid word gebruikt .de verzwakking (of opening) van de doseereenheid bewerkstelligen. Een alternatief voor het gecontroleerd openen van de doseereenheid kan worden gevonden in het aanbrengen van speciale voorzieningen daartoe in een omhulinrichting. Hierbij kan worden gedacht 20 aan een snijelement dat aangrijpt op een doseereenheid bij het sluiten van maldelen of een actief verplaatsbaar snijelement. Zo een actief verplaatsbaar snijelement kan worden verplaatst door een afzonderlijke aandrijving maar het is ook mogelijk dit te koppelen met een ander verplaatsbaar object in een omhulinrichting zoals bijvoorbeeld een plunjeraandrijving (al dan niet star gekoppeld met de plunjer) of een aandrijving van . 25 een ejectorpen. Weer een ander mogelijkheid voor het openen van een doseerelement kan worden gevonden in het in de doseereenheid integreren van een opetier (bijvoorbeeld een vormvast object met scherpe zijde(n)) die wordt geactiveerd door het uitoefenen van een uitwendige druk op de doseereenheid.

30 De uitvinding verschaft tevens een werkwijze ter vervaardigen van een doseereenheid met omhulmateriaal zoals voorgaand beschreven, met het kenmerk dat ten minste een . hoeveelheid in een vormloze toestand verkerend omhulmateriaal door een foliemateriaal wordt omgeven waarna het foliemateriaal zodanig wordt gesloten dat het omhulmateriaal mediumdicht door het foliemateriaal wordt omsloten. Daarbij kan het 1026001 5 foliemateriaal worden gesloten door een kleefverbinding ten gevolge van warmte of andere activering van het foliemateriaal. Het foliemateriaal kan zoals bovengaand reeds is beschreven bestaan uit bijvoorbeeld kunststof, papier of een combinatie van beiden.

Het foliemateriaal kan worden gesloten door een verbinding met een temperatuur 5 afhankelijke sterkte. Dit wil zeggen dat het bijvoorbeeld mogelijk is dat de verbinding van het foliemateriaal bij het bereiken van een bepaalde temperatuur (meer specifiek de temperatuur van de mal waarin de dóseereenheid zal worden gebruikt) verbreekt of minder sterk wordt; aldus kan een gecontroleerd openen van de dóseereenheid in de mal worden bewerkstelligd.

10

Om de aanwezigheid van tijdens het omhullen hinderlijke gassen te minimaliseren kan alvorens het foliemateriaal wordt gesloten ten minste een deel van het het omhulmateriaal omgevend gas worden afgezogen. Ook kan er juist een specifiek conditioneringsgas worden toegevoegd, bijvoorbeeld om veroudering van het 15 omhulmateriaal tegen te gaan.

De onderhavige uitvinding zal verder worden verduidelijkt aan de hand van de in navolgende figuren weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvooibeelden. Hierin toont: figuur IA een schematisch aanzicht op een geopende omhulling voor een dóseereenheid 20 volgens de onderhavige uitvinding, figuur 1B een schematisch aanzicht op een met een poedervormig omhulmateriaal gevulde geopende omhulling, figuur IC een schématisch aanzicht op een met een poedervormig omhulmateriaal gevulde dóseereenheid, 25 figuur 2 een schematisch aanzicht op een alternatieve uitvoeringsvariant van een met granulaat-vormig omhulmateriaal gevulde dóseereenheid, figuur 3 een schematisch aanzicht op een tweede alternatieve uitvoeringsvariant van een met omhulmateriaaldelen gevulde dóseereenheid, figuur 4 een schematisch aanzicht op een derde alternatieve uitvoeringsvariant van een 30 . met een poedervormig omhulmateriaal gevulde dóseereenheid, figuur 5 een schematisch dwarsdoorsnede door een omhulinrichting voor het verwelken van doseereenheden volgens de uitvinding, figuur 6 een aanzicht op een dwarsdoorsnede door een alternatieve uitvoeringsvariant van de inrichting overeenkomstig de uitvinding, en 1026001 ' ' ' . ! 6 I < figuur 7 dwarsdoorsneden door een drietal verschillende doseereenheden volgens de uitvinding.

Figuur IA toont een uit foliemateriaal 1 vervaardigde geopende huls 2 die aan één zijde 5 is gesloten door middel van bijvoorbeeld een seal (smelt) afdichting 3. De huls 2 wordt in figuur 1B gevuld met een uit een voorraadhouder 4 afkomstig poedervormig omhulmateriaal 5..De huls 2 is in figuur IC weergegeven in een mediumdicht gesloten toestand ten gevolgen van een tweede afdichting 6 en vormt zö een doseereenheid 7 volgens de uitvinding.

10

Figuur 2 toont een alternatieve uitvoeringsvariant van een doseereenheid 10 waarbij een folie-vormig materiaal is dubbelgevouwen en met een u-vormige verbinding 11 mediumdicht is gesloten. In de doseereenheid 11 is een granulaat-vormig materiaal 12 aangebracht. De waarbij een folie-vormig materiaal is dubbelgevouwen en met een u-15 vormige verbinding 11 vormt tevens een uitkragende rand waarmee de uitstroom van een vloeibaar omhulmateriaal kan worden gestuurd.

Figuur 3 toont een volgende alternatieve uitvoeringsvariant van een doseereenheid 20 met een vulling bestaande uit een viertal omhulmateriaaldelen 21 die zijn omhuld door 20 een tweezijdig gesloten buisvormige omhulling 22. Ook hiervan vormen de uitkragende uiteinden 23 (zie hiervoor ook figuur IC) bruikbaar voor het eventueel sturen van vloeibaar omhulmateriaal.

Figuur 4 toont een derde variant van een doseereenheid 30 met een starre bodem 31 die 25 in samenwerking met een folielaag 32 een vloeibaar omhulmateriaal 33 mediumdicht omgeefl. De starre bodem 31 is voorzien van scherpe uitstekende delen 34 voor het op een bepaalde positie doorboren van de folielaag 32 wanneer deze tegen de starre bodem 31 wordt gedrongen. Ook zijn er in de folielaag 32 verzwakte posities 35 aanwezig waarmee eveneens de locatie waar het vloeibare omhulmateriaal 33 uit de 30 doseereenheid 30 zal stromen wordt bepaald.

Figuur 5 toont een omhulinrichting 40 met een onderste maldeel 41 en een bovenste maldeel 42 die gezamenlijk een drager 43 inklemmen. Tussen de maldelen 41,42 is tevens een doseereenheid 44 opgenomen waarvan de inhoud door een horizontale 1026001 » > 7 plunjer 45 naar buiten wordt gedrongen zodanig dat hiermee een» in deze figuur niet zichtbare, elektronische component op de drager 43 wordt omhuld met omhulmateriaal 46.

5 Figuur 6 toont een omhulinrichting 50 met een onderste maldeel 51 waarin een substraat 52 is geplaatst en waarin een toevoerkanaal 53 is vrijgelaten waardoor omhulmateriaal 54 uit een doseereenheid 55 naar het substraat 52 kan worden gevoerd. Tevens is voorzien in een bovenste maldeel 56 waarin een opneemruimte 57 is uitgespaard voor het bevatten van een deel van de doseereenheid 55. In het bovenste maldeel 56 is tevens 10 een veeiplaatsbaar snijorgaan 58 voorzien waarmee de doseereenheid 55 kan worden doorsneden om verplaatsing van het omhulmateriaal 54 uit de doseereenheid 55 mogelijk te maken.

Figuur 7 ten slotte toont een drietal dwarsdoorsneden van mogelijke 15 uitvoeringsvariantenvan doseereenheden 60,61,62. Ten aanzien van de vormgeving van de doseereenheden 60,61,62 zijn er vele varianten denkbaar. Zo is ook de locatie waar uitkragende foliedelen 63,64 zich bevinden ten opzichte van het omhulmateriaal 65 vrij te kiezen.

1026001

Claims (15)

1. Doseereenheid met omhulmateriaal voor het omhullen van een met een drager verbonden elektronische component, omvattende: 5. een mediumdichte omhulling, welke omhulling ten minste voor een deel wordt gevormd door een flexibel materiaal, en - een door de omhulling mediumdicht omsloten hoeveelheid omhulmateriaal welk omhulmateriaal een vormloze samenstelling heeft.

2. Doseereenheid volgens conclusie 1, met het kenmerk dat hef omhulmateriaal in een door de mediumdichte omhulling omgeven toestand een vormloze samenstelling heeft.

3. Doseereenheid volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat het 15 omhulmateriaal ten minste voor een deel poedervormig is.

4. Doseereenheid volgens een der voorgaande conclusies, met hef kenmerk dat hef omhulmateriaal ten minste voor een deel granulaat-vormig is. 20.

5. Doseereenheid volgens.een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het omhulmateriaal ten minste voor een deel vloeibaar is.

6. Doseereenheid volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de omhulling ten minste gedeeltelijk wordt gevormd door een foliemateriaal. 25

7. Doseereenheid volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de omhulling volledig wordt gevormd door een foliemateriaal.

8; Doseereenheid volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de 30 omhulling papier omvat.

9. Doseereenheid volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de omhulling is voorzien van ten minste één van de omhulling uitkragend materiaaldeel. 1026001

10. Doseereenheid volgens conclusie 9, met het kenmerk dat het van de omhulling uitkragend materiaaldeel wordt gevormd door een foliemateriaal.

11. Doseereenheid volgens een der voorgaande conclusies, met het ken merk dat de 5 omhulling is voorzien van ten minste één verzwakte locatie.

12. Werkwijze ter vervaardigen van een doseereenheid met omhulmateriaal volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat ten minste een hoeveelheid in een vormloze toestand verkerend omhulmateriaal door een foliemateriaal wordt omgeven 10 waarna het foliemateriaal zodanig wordt gesloten dat het omhulmateriaal mediumdicht door het foliemateriaal wordt omsloten.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk dat het foliemateriaal wordt gesloten door een kleefverbinding. 15

14. Werkwijze volgens conclusie 12 of 13, met het kenmerk dat het foliemateriaal wordt gesloten door een verbinding met een temperatuurafhankelijke sterkte.

15. Werkwijze volgens een der conclusies 12 · 14, met het kenmerk dat alvorens 20 het foliemateriaal wordt gesloten ten minste een deel van het het omhulmateriaal omgevend gas wordt afgezogen. 1026001