NL2007614C2 - Werkwijze en inrichting voor het met behulp van een reductie-materiaal dat een faseovergang ondergaat omhullen van elektronische componenten. - Google Patents

Werkwijze en inrichting voor het met behulp van een reductie-materiaal dat een faseovergang ondergaat omhullen van elektronische componenten. Download PDF

Info

Publication number
NL2007614C2
NL2007614C2 NL2007614A NL2007614A NL2007614C2 NL 2007614 C2 NL2007614 C2 NL 2007614C2 NL 2007614 A NL2007614 A NL 2007614A NL 2007614 A NL2007614 A NL 2007614A NL 2007614 C2 NL2007614 C2 NL 2007614C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
mold cavity
encapsulating
reduction material
reduction
encapsulating material
Prior art date
Application number
NL2007614A
Other languages
English (en)
Inventor
Joannes Leonardus Jurrian Zijl
Wilhelmus Gerardus Jozef Gal
Original Assignee
Fico Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fico Bv filed Critical Fico Bv
Priority to NL2007614A priority Critical patent/NL2007614C2/nl
Priority to JP2014537018A priority patent/JP6133879B2/ja
Priority to GB1407324.1A priority patent/GB2516148B/en
Priority to MYPI2014000972A priority patent/MY165079A/en
Priority to CN201280050764.0A priority patent/CN103874569B/zh
Priority to PCT/NL2012/050724 priority patent/WO2013066162A1/en
Priority to KR1020147012095A priority patent/KR102017672B1/ko
Priority to SG2014011431A priority patent/SG2014011431A/en
Priority to DE112012004392.8T priority patent/DE112012004392B4/de
Application granted granted Critical
Publication of NL2007614C2 publication Critical patent/NL2007614C2/nl

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14639—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles for obtaining an insulating effect, e.g. for electrical components
    • B29C45/14655—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles for obtaining an insulating effect, e.g. for electrical components connected to or mounted on a carrier, e.g. lead frame
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/1701—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations using a particular environment during moulding, e.g. moisture-free or dust-free
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14639—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles for obtaining an insulating effect, e.g. for electrical components
    • B29C45/14655—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles for obtaining an insulating effect, e.g. for electrical components connected to or mounted on a carrier, e.g. lead frame
    • B29C2045/14663—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles for obtaining an insulating effect, e.g. for electrical components connected to or mounted on a carrier, e.g. lead frame the mould cavity walls being lined with a film, e.g. release film
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2791/00—Shaping characteristics in general
    • B29C2791/004—Shaping under special conditions
    • B29C2791/005—Using a particular environment, e.g. sterile fluids other than air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/02—Transfer moulding, i.e. transferring the required volume of moulding material by a plunger from a "shot" cavity into a mould cavity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203—Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

Werkwijze en inrichting voor het met behulp van een reductie-materiaal dat een faseovergang ondergaat omhullen van elektronische componenten
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het omhullen van op een drager 5 bevestigde elektronische componenten omvattende de bewerkingsstappen: A) het in een op de drager aansluitende vormholte plaatsen van een te omhullen elektronische component, B) het met vloeibaar omhulmateriaal vullen van de vormholte, en C) het in de vormholte ten minste gedeeltelijk doen uitharden van het omhulmateriaal. De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van een 10 dergelij ke werkwij ze.
Bij het omhullen van elektronische componenten, meer in het bijzonder het omhullen van op een drager (zoals bijvoorbeeld een “lead frame”) bevestigde halfgeleiders kan gebruik worden gemaakt van verschillende soorten omhulprocessen zoals ondermeer 15 transfer molding, compression molding, injection molding of een combinatie van deze omhulprocessen. Daarbij wordt de drager met elektronische componenten ingeklemd tussen maldelen zodanig dat er rond de te omhullen componenten vormholten worden bepaald. In deze vormholten wordt een vloeibaar omhulmateriaal gebracht, na het ten minste gedeeltelijke uitharding waarvan de maldelen uiteen worden bewogen en de 20 drager met omhulde elektronische componenten wordt uitgenomen. Het omhulmateriaal bestaat gewoonlijk uit een thermohardende epoxy of hars waarin een vulstof is opgenomen. Er wordt druk uitgeoefend op het omhulmateriaal dat gebruikelijk ook wordt verwarmd ten gevolge van welke verwarming het omhulmateriaal, zulks het niet reeds vloeibaar is, vloeibaar wordt. Het vloeibare omhulmateriaal vult de (gebruikelijk 25 verwarmde) vormholte en. In de vormholte hard het vloeibare omhulmateriaal ten minste gedeeltelijk uit, bijvoorbeeld door middel van chemische binding (“cross linking”). Om de kwaliteit van de omhulling te vergroten is het mogelijk om voor aanvang van het toevoeren van het omhulmateriaal een bepaalde onderdruk (dat wil zeggen een gasdruk lager dan de luchtdruk van de omgeving) in de vormholte aan te 30 brengen. De vormholte wordt daarbij gewoonlijk op onderdruk gebracht door afzuigkanalen (“ventings”) die de afvoer van gassen tijden het vullen van de vormholte mogelijk maken. Het is van groot belang de vormholte volledig met omhulmateriaal te vullen. Een probleem bij het omhullen van elektronische componenten is dat, afhankelijk van de specifieke omstandigheden, de vormholten niet altijd volledig met 2 omhulmateriaal worden gevuld waardoor er openingen (“voids”) in de te vervaardigen omhullingen resteren. Dit fenomeen treedt in het bijzonder op aan de voorzijde van het vloeifront van het omhulmateriaal in de vormholte waar (kleine) luchtbellen of vrijkomende gassen in het omhulmateriaal kunnen worden ingesloten.
5
Doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze en inrichting voor het omhullen van elektronische componenten waarbij de kans op ontstaan van openingen in de omhulling van elektronische componenten wordt gereduceerd.
10 De onderhavige uitvinding verschaft daartoe een werkwijze van het in aanhef genoemde type waarbij in de vormholte een reductie-materiaal wordt gebracht alvorens het met omhulmateriaal geheel of gedeeltelijk vullen van de vormholte, welk reductie-materiaal tijdens het met omhulmateriaal vullen van de vormholte een faseovergang ondergaat zodanig dat het volume van het reductie-materiaal reduceert. Daarbij is het mogelijk dat 15 tijdens het met omhulmateriaal vullen van de vormholte het reductie-materiaal vanuit de gasfase ten minste condenseert, maar het is ook mogelijk dat het reductie-materiaal vanuit de gasfase overgaat naar de vaste fase of dat het reductie-materiaal als (al dan niet oververhitte) damp condenseert dan wel overgaat in een vaste stof. Voor het uitvoeren van de werkwijze kan het reductie-materiaal in gasfase en/of als nevel actief 20 in de vormholte worden gebracht, waarbij een meer specifieke mogelijkheid is het reductie-materiaal actief toe te voeren als oververhitte stoom (“superheated steam”). Anderzijds is het ook mogelijk het reductie-materiaal wanneer het actief in de vormholte wordt gebracht in vloeistoffase of in vaste fase verkeert. Relevant is dat onder de condities voorafgaand aan het aan de vormholte toevoeren van het 25 omhulmateriaal het reductie-materiaal een relatief groot volume (lage massadichtheid) heeft. En dat het reductie-materiaal een faseovergang doorloopt onder de condities waarbij het omhulproces plaatsvindt. Niet alleen is de temperatuur hiervoor relevant, ook de druktoename speelt een belankrijke rol daar de temperatuur waarop de faseovergang optreedt nadrukkelijk afhankelijk is van de druk. Het omhullen vindt 30 plaats in een temperatuurbereik van [150 - 200] °C en bij een druk van [50 - 100] Bar, meer in het bijzonder bij [60 - 90] Bar. Om en maximale volumereductie van het reductie-materiaal te verkrijgen (= een zo groot mogelijke compressiefactor) is het verder wenselijk het moleculaire gewicht van het reductie-materiaal zo klein mogelijk is.
3
Weer een andere gezochte eigenschap van het reductie-materiaal is dat dit niet reeds een reducerende faseovergang doormaakt alvorens de druk wordt verhoogd; op deze wijze wordt bijvoorbeeld voortijdige condensatie van het reductie-materiaal voorkomen. Dit 5 is niet alleen belangrijk omdat het gewenste effect (substantiële volumereductie van het reductie-materiaal tijdens het omhulproces) niet meer optreedt in geval van bijvoorbeeld voortijdige condensatie; tevens kan het condensaat een goede omhulling in de weg staan. Anderzijds is een faseovergang voor aanvang van het omhulproces van het reductie-materiaal wel toegestaan indien dit een expanderende faseovergang betreft.
10 Indien bijvoorbeeld een reductie-materiaal in vloeistoffase of vaste fase in de vormholte wordt gebracht maar het reductie-materiaal expandeert alvorens het daadwerkelijke omhulproces plaatsvindt dan hoeft dat geen bezwaar te vormen. De reden is dat het verdampen van de vloeistof of vaste stof voor aanvang van het omhulproces maakt dat het reductie-materiaal voor aanvang van het omhulproces ook dan volumineus is (dat 15 wil zeggen een zeer lage massadichtheid p heeft). De volumereductie van het reductie-materiaal kan door condensatie zeer aanzienlijk zijn. Door deze volumereductie zal er van eventuele in het omhulmateriaal ingesloten (kleine) luchtbellen dus weinig volume meer resteren; de ingesloten compartimenten worden daardoor dusdanig klein dat zij niet meer als ingesloten ruimten gekwalificeerd hoeven te worden. Het omhulmateriaal 20 vult de omhulruimte door dit effect, ondanks de oorspronkelijke insluitingen toch volledig. De lucht of andere gassen die volgens de stand der techniek tijdens het toevoeren van omhulmateriaal aanwezig was in de vormholte zal door de toenemende druk uiteraard wel worden gecomprimeerd maar deze compressiefactor is rechtevenredig met de toename van de (gas)druk. Het ingesloten gecomprimeerde gas 25 leidt aldus wel tot de vorming van insluitingen (“voids”) in het omhulmateriaal hetgeen nadrukkelijk ongewenst is. Aan de hand van een specifiek voorbeeld zal dit navolgend worden geïllustreerd. Door de aanwezigheid van het reductie-materiaal dat een faseovergang ondergaat zal een verbeterde productkwaliteit kunnen worden gerealiseerd; in het bijzonder bij elektronische producten die relatief moeilijk volledig 30 zijn te omhullen. Hierbij kan bijvoorbeeld worden gedacht aan grotere producten, flip chips en andere gestapelde elektronische componenten waarbij tussenruimten aanwezig zijn waar het omhulmateriaal moeilijk tussen kan stromen. Ook het toepassen van minder vloeibaar omhulmateriaal en een goede vulling over het gehele oppervlak van 4 een (grotere) vormholte kan worden gerealiseerd met behulp van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.
Een voordelige keuze blijkt de keuze van H2O (water) als reductie-materiaal. Niet alleen 5 is de moleculaire massa van dit reductie-materiaal gering (Mwater = 0,018 kg/mol) maar het vertoont ook nog het gewenste condensatiegedrag bij een druktoename van 1 naar bijvoorbeeld 80 bar (onder een gelijkblijvende temperatuur van bijvoorbeeld T = 150°C). Tijdens de transitie die optreedt van de gasfase bij 1 atmosfeer met pwater = ± 0,5 kg/m3 naar de vloeistoffase met pwater = ± 900 kg/m3 treed aldus een volumereductie op 10 met een factor in de grootte van ongeveer 1800. tot op heden was het volgens de stand van techniek altijd een uitgangspunt ervoor te waken dat het omhulproces door water verstoort zou raken. Zo wordt met dit doel het omhulmateriaal volgens de stand der techniek met uiterste zorgvuldigheid geconditioneerd. Het onverwachte en niet voor de hand liggende inzicht waar deze uitvinding toe leidt is dat de aanwezigheid van water in 15 de omhulinrichtring juist tot een verbeterd omhulresultaat kan leiden. Een andere mogelijkheid van een reductie-materiaal dat onder de omhulcondities condenseert is C2H4OH (ethanol), Methanoi = 0,046 kg/mol treedt door de toenemende druk een volumereductie op met een factor in de grootte van ongeveer 350. Nog steeds een respectabele volumereductie die tevens tot een duidelijke verbetering van het 20 omhulresultaat kan leiden.
Een verdere verbetering van het gewenste effect dat er voor of tijdens het volgens bewerkingsstap B) met omhulmateriaal vullen van de vormholte in de vormholte een onderdruk wordt aangebracht. Hierbij wordt gedoeld op een onderdruk ten opzichte van 25 atmosferische druk, of een druk is die kleiner is dan 1 atmosfeer. Een eenvoudig in de vormholte te realiseren onderdruk bedraagt 0,1 Bar absoluut. De volumereductie zoals in de voorgaande alinea berekend wordt hierdoor nog met een factor 10 vergroot. Dat wil zeggend dat onder de aangepaste uitgangsconditie: pwater = ± 0,05 kg/m3 met een transitie naar de vloeistoffase met pwater = ± 900 kg/m3 waardoor een volumereductie 30 optreedt met een factor in de grootte van ongeveer 18.000. Voor ethanol zal dit overeenkomstig een volumereductie factor opleveren in de grootte van ongeveer 3.500. Het op onderdruk brengen van de vormholte versterkt het gezochte gunstige effect dus nog verder.
5
Overigens is het ook mogelijk om tijdens of voor het in de vormholte brengen van het reductie-materiaal in de vormholte al een onderdruk aan te brengen om zo een de aanwezige gassen (doorgaans lucht) reeds grotendeels te verwijderen. Dit verwijderen van het in aan vang aanwezig gas in de vormholte kan ook door de vormholte te spoelen 5 (“flushen”) met gasvormig reductie-materiaal of door het toevoeren (injecteren) van al dan niet oververhit stoomvormig reductie-materiaal. Na het op onderdruk brengen van de vormholte en het vervolgens spoelen van de vormholte is het zoals bovengaand reeds gemotiveerd wenselijk om de vormholte dan hernieuwd op onderdruk te brengen.
10 Het reductie-materiaal kan afzonderlijk van het omhulmateriaal aan de vormholte worden toegevoerd, bijvoorbeeld door het inspuiten of inblazen van het reductie-materiaal, maar ook het toevoeren van een (snel verdampende) kleine hoeveel vloeistof (bijvoorbeeld vloeibaar water) of een vast deeltje reductie-materiaal (ijs) kan tot de gewenste geconditioneerde uitgangspositie leiden van de vormholte voor aanvang van 15 het daadwerkelijke omhullen. Het is echter ook mogelijk het reductie-materiaal in combinatie met het omhulmateriaal wordt toegevoerd. Echter wel zodanig dat het reductie-materiaal in de vormholte treedt voorafgaand aan het omhulmateriaal. Hiertoe kan het omhulmateriaal worden geconditioneerd bijvoorbeeld door toevoeging van reductie-materiaal aan het omhulmateriaal.
20
Het omhulmateriaal kan worden toegevoerd aan de vormholte nadat deze tijdens bewerkingsstap A) ten opzichte van een te omhullen elektronische component is gepositioneerd. Ook is het mogelijk het omhulmateriaal te verwarmen alvorens het naar de vormholte wordt verplaatst. En door middel van het uitoefenen van druk op het 25 omhulmateriaal kan dit naar de vormholte wordt gebracht. Hiermee wordt dan in het bijzonder geacht aan de het zogeheten transfer molding proces waarbij het omhulmateriaal door één of meerdere plunjers naar de vormholte wordt gedrongen. Anderzijds kan de onderhavige uitvinding ook worden gecombineerd met andere omhulprocessen zoals bijvoorbeeld het in de vormholte met behulp van de sluiotdruk 30 van de maldelen tevens samendrukken van het omhulmateriaal (compression molding) of het in de vormholte injecteren van omhulmateriaal (injection molding). De toepassing van reductie-materiaal in de vormholte kan onafhankelijk van de wijze van toevoer van het omhulmateriaal aan de vormholte de tot de bovengaand genoemde voordelen leiden.
6
Het reductie-materiaal kan in een variant van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding in de vormholte worden gebracht door een afzuigopening voor gassen (“eject air” of “venting”) alvorens de vormholte wordt gesloten. Zo kan in korte tijd 5 bijvoorbeeld binnen 1-3 seconden het reductie-materiaal (bijvoorbeeld in de vorm van stoom) in de vormholte worden gebracht. Pas nadien kunnen dan de maldelen welke de vormholte bepalen op sluitdruk worden gebracht.
De uitvinding verschaft tevens een inrichting voor het omhullen van op een drager 10 bevestigde elektronische componenten, omvattende: ten opzichte van elkaar verplaatsbare maldelen, welke in een gesloten stand ten minste één vormholte voor het omsluiten van een elektronische component bepalen, en op de vormholte aansluitende toevoermiddelen voor vloeibaar omhulmateriaal, waarbij de inrichting tevens is voorzien van op de vormholte aansluitende toevoermiddelen voor een reductie-15 materiaal. De toevoermiddelen voor het reductie-materiaal kunnen een verwarmingselement omvatten om het reductie-materiaal in een gewenste conditie te brengen voor toevoer en de toevoermiddelen voor het reductie-materiaal kunnen bijvoorbeeld worden gevormd door één of meerdere spuitmonden die aansluiten op de vormholte. Met een dergelijke inrichting kunnen de voordelen worden bereikt zoals 20 voorgaand reeds beschreven aan de hand van de werkwijze volgen de onderhavige uitvinding, welke hier middels verwijzing ook ten aanzien van de inrichting volgens de uitvinding worden geacht te zijn opgenomen. Het toevoeren van het reductiemateriaal kan zo met slechts zeer beperkte constructieve wijzigingen aan de bestaande omhulapparatuur worden geïncorporeerd.
25
De uitvinding zal verder worden toegelicht aan de hand van de volgende niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden. Hierin toont: figuur 1 een schematisch perspectivisch aanzicht op een deel van een inrichting voor het omhullen van op een drager bevestigde elektronische componenten volgens de stand der 30 techniek, figuren 2A en 2B twee verschillen bovenaanzichten op een drager met elektronische componenten tijdens opvolgende fasen van het omhulproces volgens de stand der techniek, en 7 figuur 3 een schematisch zijaanzicht op een inrichting voor het omhullen van op een drager bevestigde elektronische componenten volgens de onderhavige uitvinding.
Figuur 1 toont een opengewerkt dwarsdoorsnede door twee maldelen 1, 2. In het 5 onderste maldeel 2 is een sparing 3 aangebracht oor het opnemen van een drager 4 (bijvoorbeeld een leadffame of een board) waarop elektronische componenten 5 zijn aangebracht. Via een op de vormholte aansluitend kanaal 6 Wordt er overeenkomstig pijl Pi omhulmateriaal 7 aan de vormholte toegevoerd. In de weergegeven situatie is de vormholte 3 slechts gedeeltelijk gevuld met omhulmateriaal 7; met een vloeifront 8 10 stroomt het omhulmateriaal in de vormholte en kapselt daardoor de elektronische componenten 5 in.
De schematisch aan de hand van figuur 1 weergegeven wijze van omhullen volgens de stand der techniek wordt ook toegepast in figuur 2A. Hierin is een drager 10 in 15 bovenaanzicht getoond, door middel van toevoerkanalen 11 waarnaar omhulmateriaal 12 wordt toegevoerd. Vanuit de toevoerkanalen 11 stroom het omhulmateriaal 12 naar een verdeelkamer 13 van waaruit het omhulmateriaal 12 over een grote breedte (“film gating”) met een vloeifront 14 over de drager stroomt overeenkomstig de pijlen P2. Op de drager 10 bevinden zicht elektronische componenten 15 door doordat zij uitsteken tot 20 boven het oppervlak van de drager 10 een bepaald weerstand opleveren voor de stroom omhulmateriaal 12 over de drager 10. Het gevolg hiervan is dat het vloeifront niet als een rechte lijn over de drager 10 vloeit maar dat dit een complexere vorm heeft welke zoals getoond kan achterblijven ter hoogte van de elektronische componenten 15. Het omhulmateriaal vloeit met minder weerstand tussen de elektronische componenten door 25 hetgeen het risico op levert van gasinsluitingen 16 ter hoogte van (aansluitend op) de elektronische componenten 15. Dit is onwenselijk omdat de gasinsluitingen 16 openingen kunnen vormen in de uiteindelijke omhulling van de elektronische componenten 15. Verder zijn in deze figuur 2A ook twee afvoerkanalen 17 voor gassen uit de vormholte opgenomen waaruit overeenkomstig de pijlen P3 in de vormruimte 30 aanwezige gassen passief of actief zullen wijken.
In figuur 2B heeft het omhulmateriaal het tegenover de toevoerkanalen 11 gelegen uiteinde 18 van de vormholte bereikt en zijn de afvoerkanalen 17 afgesloten zoals schematisch weergegeven met de sluitingen 19. In de praktijk kan dit bijvoorbeeld 8 plaatsvinden met behulp van V-pinnen zoals reeds eerder ontwikkeld door de onderhavige aanvrage. Door het afsluiten van de afvoerkanalen 17 kan de vuldruk op het omhulmateriaal worden opgevoerd met als gevolg dat de aanwezige gasinsluitingen 16 kleiner zullen worden of zelfs verdwijnen. Desalniettemin blijven resulterende 5 gasinsluitingen 16 in het omhulmateriaal 12 een probleem dat tot afkeur van omhulde producten leidt.
In figuur 3 is een opengewerkt dwarsdoorsnede door twee maldelen 20, 21 gegeven van een omhulinrichting 22 overeenkomstig de onderhavige uitvinding. Ook hier weer is in 10 het onderste maldeel 21 is een sparing 23 aangebracht voor het opnemen van een drager 24 waarop gestapelde elektronische componenten 25 (“flip chips”) zijn aangebracht.
Via een op de vormholte aansluitend kanaal 26 (“runner”) kan omhulmateriaal 27 aan vormholte 28 worden toegevoerd. De toevoer van het omhulmateriaal 27 geschiedt hier door middel van een plunjer 29 waarmee druk kan worden uitgeoefend op het 15 omhulmateriaal 27. De plunjer 29 is daartoe verplaatsbaar in een behuizing 30 waarin ook het omhulmateriaal 27 is gebracht. In de vormholte 26 kan een reductie-materiaal 31 worden gebracht bijvoorbeeld in de vorm van waterdamp 32. Alvorens het omhulmateriaal 27 in de vormholte te brengen is het bijvoorbeeld mogelijk de vormholte 28 “te spoelen” met het reductie-materiaal 31, 32. Een mogelijkheid hiertoe 20 is door een afzuigopening 33 een onderdruk in de vormholte 28 aan te brengen. Daar een reservoir 34 met het reductie-materiaal 31, 32 in open verbinding staat met de vormholte 28 al ook in het reservoir 34 de dampspanning afnemen waardoor het reductie-materiaal 31, 32 (bijvoorbeeld water) gaat koken. De temperatuur van het reductie-materiaal in het reservoir 34 wordt daartoe zo gekozen dat de gewenste 25 kooktoestand van het reductie-materiaal 31,32 juist optreedt ten gevolge van de verminderde druk. Door een leiding 35 met de dan geopende klep 36 zal de waterdamp door de vormholte 28 spoelen en (deels) weer door de afzuigopening verdwijnen. Overigens zijn er natuurlijk ook tal van andere wijzen denkbaar om de vormholte 28 te spoelen (bijvoorbeeld door een extra spoelleiding in het bovenste maldeel 21 aan te 30 brengen. Nadat de vormholte 27 is gevuld met dampvormig reductie-materiaal 32 (of althans nagenoeg volledig alle lucht uit de vormholte is verdwenen) kan het spoelen worden gestopt door het sluiten van de klep 36. Het omhulmateriaal 27 kan dan vervolgens door de plunjer in de vormholte worden gedrukt. Ten overvloede wordt hier nogmaals opgemerkt dat er ook tal van andere wijzen zijn waarop omhulmateriaal in 9 een vormholte kan worden gebracht ook deze alternatieve toevoerwijzen van omhulmateriaal maken in combinatie met het met reductie-materiaal vullen van de vormholte deel uit van de onderhavige uitvinding.

Claims (18)

1. Werkwijze voor het omhullen van op een drager bevestigde elektronische componenten omvattende de bewerkingsstappen:
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat tijdens het met omhulmateriaal vullen van de vormholte volgens bewerkingsstap B) het reductie-materiaal vanuit de gasfase ten minste condenseert.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 en 2, met het kenmerk dat het reductie-20 materiaal in gasfase actief in de vormholte wordt gebracht.
4. Werkwijze volgens conclusie 1 en 2, met het kenmerk dat het reductie-materiaal als nevel actief in de vormholte wordt gebracht.
5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het reductie-materiaal wanneer het actief in de vormholte wordt gebracht in vloeistoffase verkeert.
5 A) het in een op de drager aansluitende vormholte plaatsen van een te omhullen elektronische component, B) het met vloeibaar omhulmateriaal vullen van de vormholte, en C) het in de vormholte ten minste gedeeltelijk doen uitharden van het omhulmateriaal, 10 waarbij in de vormholte een reductie-materiaal wordt gebracht alvorens het tijdens bewerkingsstap B) met omhulmateriaal vullen van de vormholte, welk reductie-materiaal tijdens bewerkingsstap B) een faseovergang ondergaat waardoor het volume van het reductie-materiaal reduceert.
6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het 30 reductie-materiaal wanneer het actief in de vormholte wordt gebracht in vaste fase verkeert.
7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het reductie-materiaal wordt gekozen uit de groep: H20 (water) en C2H4OH (ethanol).
8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat er voor of tijdens het volgens bewerkingsstap B) met omhulmateriaal vullen van de vormholte in de vormholte een onderdruk wordt aangebracht. 5
9. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat er voor of tijdens het in de vormholte brengen van het reductie-materiaal in de vormholte een onderdruk wordt aangebracht.
10. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het reductie-materiaal afzonderlijk van het omhulmateriaal aan de vormholte wordt toegevoerd.
11. Werkwijze volgens een der conclusies 1-9, met het kenmerk dat het reductie-15 materiaal in combinatie met het omhulmateriaal wordt toegevoerd.
12. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het omhulmateriaal wordt toegevoerd aan de vormholte nadat deze tijdens bewerkingsstap A) ten opzichte van een te omhullen elektronische component is gepositioneerd. 20
13. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het omhulmateriaal wordt verwarmd alvorens het naar de vormholte wordt verplaatst.
14. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het 25 omhulmateriaal door het uitoefenen van druk om het omhulmateriaal naar de vormholte wordt gebracht.
15. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het reductie-materiaal in de vormholte wordt gebracht door een afzuigopening voor gassen 30 alvorens de vormholte wordt gesloten.
16. Inrichting voor het omhullen van op een drager bevestigde elektronische componenten, omvattende: - ten opzichte van elkaar verplaatsbare maldelen, welke in een gesloten stand ten minste één vormholte voor het omsluiten van een elektronische component bepalen, en - op de vormholte aansluitende toevoermiddelen voor omhulmateriaal, 5 waarbij de inrichting tevens is voorzien van op de vormholte aansluitende toevoermiddelen voor een reductie-materiaal.
17. Omhulinrichting volgens conclusie 16, met het kenmerk dat de toevoermiddelen voor het reductie-materiaal een verwarmingselement omvatten. 10
18. Omhulinrichting volgens conclusie 16 of 17, met het kenmerk dat de toevoermiddelen voor het reductie-materiaal een spuitmond omvatten.
NL2007614A 2011-10-18 2011-10-18 Werkwijze en inrichting voor het met behulp van een reductie-materiaal dat een faseovergang ondergaat omhullen van elektronische componenten. NL2007614C2 (nl)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2007614A NL2007614C2 (nl) 2011-10-18 2011-10-18 Werkwijze en inrichting voor het met behulp van een reductie-materiaal dat een faseovergang ondergaat omhullen van elektronische componenten.
JP2014537018A JP6133879B2 (ja) 2011-10-18 2012-10-18 相変化を生じる体積減少材を用いて電子部品を封止する方法および装置
GB1407324.1A GB2516148B (en) 2011-10-18 2012-10-18 Method and device for encapsulating electronic components using a reduction material which undergoes a phase change
MYPI2014000972A MY165079A (en) 2011-10-18 2012-10-18 Method and device for encapsulating electronic components using a reduction material which undergoes a phase change
CN201280050764.0A CN103874569B (zh) 2011-10-18 2012-10-18 用于使用经历相变的还原材料来封装电子元件的方法和设备
PCT/NL2012/050724 WO2013066162A1 (en) 2011-10-18 2012-10-18 Method and device for encapsulating electronic components using a reduction material which undergoes a phase change
KR1020147012095A KR102017672B1 (ko) 2011-10-18 2012-10-18 상 변화를 겪는 변형 재료를 이용하여 전자 부품들을 캡슐화하기 위한 방법 및 장치
SG2014011431A SG2014011431A (en) 2011-10-18 2012-10-18 Method and device for encapsulating electronic components using a reduction material which undergoes a phase change
DE112012004392.8T DE112012004392B4 (de) 2011-10-18 2012-10-18 Verfahren und Vorrichtung zur Einkapselung elektronischer Bauteile mithilfe eines eine Phasenänderung durchlaufenden Reduktionsmaterials

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2007614A NL2007614C2 (nl) 2011-10-18 2011-10-18 Werkwijze en inrichting voor het met behulp van een reductie-materiaal dat een faseovergang ondergaat omhullen van elektronische componenten.
NL2007614 2011-10-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL2007614C2 true NL2007614C2 (nl) 2013-04-22

Family

ID=47116232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2007614A NL2007614C2 (nl) 2011-10-18 2011-10-18 Werkwijze en inrichting voor het met behulp van een reductie-materiaal dat een faseovergang ondergaat omhullen van elektronische componenten.

Country Status (9)

Country Link
JP (1) JP6133879B2 (nl)
KR (1) KR102017672B1 (nl)
CN (1) CN103874569B (nl)
DE (1) DE112012004392B4 (nl)
GB (1) GB2516148B (nl)
MY (1) MY165079A (nl)
NL (1) NL2007614C2 (nl)
SG (1) SG2014011431A (nl)
WO (1) WO2013066162A1 (nl)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2016011B1 (en) * 2015-12-23 2017-07-03 Besi Netherlands Bv Press, actuator set and method for encapsulating electronic components with at least two individual controllable actuators.
DE102017216711A1 (de) * 2017-09-21 2019-03-21 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von mit einer Gießmasse zumindest bereichsweise überdeckten Bauelementen
DE102023200536A1 (de) 2023-01-24 2024-07-25 BSH Hausgeräte GmbH Verfahren zum spezifischen Spritzgießen von Haushaltsgeräte-Kunststoffbauteilen, sowie Spritzgießmaschine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1554851A1 (de) * 1966-04-16 1970-01-22 Phoenix Gummiwerke Ag Verfahren zum Einspritzen einer plastischen Kautschuk- oder Kunststoffmischung in eine Hohlform
JPS6297812A (ja) * 1985-10-23 1987-05-07 Mitsubishi Electric Corp 樹脂成形方法
JPH0864627A (ja) * 1994-08-18 1996-03-08 Towa Kk 樹脂封止成形用金型の保管方法及び電子部品の樹脂封 止成形方法
WO2011008098A2 (en) * 2009-07-17 2011-01-20 Fico B.V. Method and device for encapsulating electronic components with controlled gas pressure

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL9400119A (nl) 1994-01-27 1995-09-01 3P Licensing Bv Werkwijze voor het met een hardende kunststof omhullen van een electronische component, electronische componenten met kunststofomhulling verkregen door middel van deze werkwijze en matrijs voor het uitvoeren der werkwijze.
DE4427309C2 (de) 1994-08-02 1999-12-02 Ibm Herstellung eines Trägerelementmoduls zum Einbau in Chipkarten oder andere Datenträgerkarten
JP3569224B2 (ja) * 2000-12-11 2004-09-22 アピックヤマダ株式会社 樹脂封止方法及び樹脂封止装置
US6770236B2 (en) * 2000-08-22 2004-08-03 Apic Yamada Corp. Method of resin molding
JP2006198813A (ja) * 2005-01-18 2006-08-03 Hitachi Chem Co Ltd 封止成形方法及び封止成形装置
JP2009099680A (ja) * 2007-10-15 2009-05-07 Panasonic Corp 光学デバイスおよびその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1554851A1 (de) * 1966-04-16 1970-01-22 Phoenix Gummiwerke Ag Verfahren zum Einspritzen einer plastischen Kautschuk- oder Kunststoffmischung in eine Hohlform
JPS6297812A (ja) * 1985-10-23 1987-05-07 Mitsubishi Electric Corp 樹脂成形方法
JPH0864627A (ja) * 1994-08-18 1996-03-08 Towa Kk 樹脂封止成形用金型の保管方法及び電子部品の樹脂封 止成形方法
WO2011008098A2 (en) * 2009-07-17 2011-01-20 Fico B.V. Method and device for encapsulating electronic components with controlled gas pressure

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014530510A (ja) 2014-11-17
WO2013066162A1 (en) 2013-05-10
JP6133879B2 (ja) 2017-05-24
KR20140079453A (ko) 2014-06-26
CN103874569B (zh) 2017-02-15
GB2516148A (en) 2015-01-14
GB2516148B (en) 2016-10-26
MY165079A (en) 2018-02-28
DE112012004392T5 (de) 2014-07-10
DE112012004392B4 (de) 2021-10-28
GB201407324D0 (en) 2014-06-11
SG2014011431A (en) 2014-06-27
CN103874569A (zh) 2014-06-18
KR102017672B1 (ko) 2019-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL2007614C2 (nl) Werkwijze en inrichting voor het met behulp van een reductie-materiaal dat een faseovergang ondergaat omhullen van elektronische componenten.
US9156198B2 (en) Temperature controlled molding of composite components
NL9400648A (nl) Werkwijze en inrichting voor harsvormen om elektronische delen af te dichten.
JP2001322147A (ja) 樹脂注型用金型およびそれを用いた半導体素子の製造方法
KR20110082422A (ko) 몰딩 장치 및 몰딩 방법
JP2004520197A (ja) 金型及び射出圧縮成形方法
CN103917357A (zh) 通过树脂注射成型生产复合部件的压力保持设备和相关方法
JP6148667B2 (ja) 複合材料製の部品の射出成形方法
US9238312B2 (en) Plastic injection mould with inner air extraction and extraction method for extracting the air carried out with said mould
US5200125A (en) Method for seal molding electronic components with resin
CN102548729A (zh) 利用受控气压封装电子元件的方法和设备
JP2006021520A5 (nl)
KR101870591B1 (ko) 저압 주조 방법 및 저압 주조 장치
US3374304A (en) Method for injection molding
US5811041A (en) Method and apparatus for vacuum transfer molding
JP6497084B2 (ja) 複合材料の成形方法、複合材料の成形装置、および複合材料
WO2017066951A1 (en) Ultra-vacuum high pressure die casting process, and system therefore
JP2017537008A5 (nl)
EP0034582A4 (en) INJECTION MOLDING PROCESS FOR FOAMED RESIN PARTS WITH A SMOOTH FINISHED SURFACE.
Geimer et al. Flakeboard thickness swelling. Part I. Stress relaxation in a flakeboard mat
KR101512152B1 (ko) 다이캐스팅 금형용 진공 형성방법
JP3640246B2 (ja) 多数個取り成形方法
JP2694293B2 (ja) 高圧縮成形樹脂タブレットの成形方法
JPH08197570A (ja) 樹脂モールド装置
JPH11150138A (ja) 半導体装置の封入方法

Legal Events

Date Code Title Description
TD Modifications of names of proprietors of patents

Effective date: 20130927

MM Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20211101