TWI362321B - Mould part and method for encapsulating electronic components - Google Patents

Description

1362321 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明有關一種應用在一裝置令之模具部份，用於封 入已安裝在一載具上之電子元件，如根據申請專利範圍第i 項之前言❶本發明亦有關一種用於封入已安裝在—載具上 之電子元件的裝置，而此一模具部分形成該載具之—部份， 及有關一用於封入已安裝在一载具上之電子元件的方法， 如根據申請專利範圍第11項之前言。 【先前技術】 .在封入安裝在一載具上之電子元件時，且尤直是封入 半導體電路（晶片）時，大致上會使用根據習知技術之具 7二半模的封入壓製機’至少其中一個半模之中係設有凹 陷之模穴。在將用於封入之電子元件放置於該載具的二半 模之間以後’該等半模係朝向彼此移動，使得它們可以夾 住載具。封入材料係接著被供應至模穴，且在至少局部硬 匕封入材料之後，具有已封入電子元件之載具係由該封入 塾製機取出…増進封入的品質，在將封入材料餵入至 松穴之開始前及/或期間，氣體通常會被積極地或以別的 方式由該模穴取出。根據先前技藝，—連接至該模穴上的 通道係用為此目的而在模具部份之接觸側中凹陷，例如表 看NL 1008488盥Φ" ，、、電子7L件之載具共同作用的通道清楚 地留下一連接至該模穴上的狭窄氣體通道。 曰本專利第6〇·Ι82142號亦敘述此種封入的壓製機， 不只一出口通道係於共同作用之模具部份之互相連接 5 1362321 « … 的接觸側（該分開表面）中凹陷’同時一緩衝空間係亦併 入此出卩通道中。現存系統的-個缺點為：—方面必須包 含該出口通道’使得它們不允許任何液體封入材料通過， 但是在另-方面仍然夠纟，而能夠在將封人材料傲入至模 穴期間允許想要之流率的氣體穿過。實際上要將此二個相 要之性質彼此結合係很困難，且該出口通道可能導致該封 入材料（的微量）《不想要的流動，亦稱為灌水⑶純） 及流出（bleed)。

【發明内容】 為此目的，本發明提供關於從-模穴移除氣體的改良 機構及一種改良方法，以此機構及方法，能夠用比至今為 止更好的可控制方式來實現氣體排出，此外，同時防止封 入材料經過一氣體出口之不想要流動的機會。 為此目的，本發明提供一種根據申請專利範圍第i項 所述之模具部份。用#雜 用於餵入封入材料的通道亦可為一多重 通道。其優點為：& 了該傲人通道以外，該模具部份現在 能以完全地媒介緊來$古 家在之方式進·步連接至該載具，此係在 :&件”、“引導框架”）上產生-完全且更簡單 之密封。4了於-模穴中建立-真空及/或在一載具上建 立一良好之密封，1至少達到某-真空及/或密封程度俜 可能的，至今Α v 士 r' 雜的措施，例如後β ^木取複 例如像疋此一封入裝置中之互相連接之模且部 =之間採用一密封件（需要時常養護）。用本發明即不再 而要此種措施；密封作用終究藉著一模具部份而確實直接 6 1362321 • · · 發生在該载具上，以致在此於密封件中+ Λ 而罟 >又有任何磨 損；在每次處理循環中，該產品终究會祜— 用於封入之新 的產品所替換。一旦封入材料存在餵入通 喝· τ，琢m入通 道必定會形成至該密封件。來自抽氣空間的氣體之排出係 經過-第二出口通道發生，該第二出口通道不會連接至接 觸表面，且因此係確實防止液體之封入材料渗漏經過該載 具；在此不再有任何連接至該載具上且呈連續的開口 ^此 開口在該抽氣空間處释止。亦即，除了用於封入材料而凹 =入該接觸表面的至少一餵入通道以外，接觸表面係： 以圍者模六、第一出口通道及抽氣空間之組件。亦可用 作-緩衝空間之抽氣空間係連接至一第二出口通道，該第 二出口通道係整體地通過模具部份。既然此第二出口 =、首 不再連接至該模具部份之接觸側面上，其能在與該接= 面隔-段距離處（例如在一較高位置）連接至抽氣空間。 入材料將早已進入抽氣空間，這是因為封入材料 至抵達該處（該卜出口通道）之路徑。明罐地 二’既，第二出口通道能在一較高之位置連接至抽氣空 3 ’可選擇其特定尺寸，使 _ T使侍δ亥封入材料將決不會抵達第 :出：通豸’因而不會有任何堵塞第二出口通道之機會。 二：通則導經過該模具部# (在以該接觸表面包圍 考 角度的方向中、,〇 中）且此由一必須配置之簡單通道（例 •孔）所構成。這不需要是一種複雜的技術手段。 θ為了確保封入材料將不會抵達第二出口通道 疋用於從模穴排出氣體的笛 而要的 氣"^的第一出口通道係比抽氣空間較不 1362321 深深地凹陷入接觸表面。因&，第一出口通道對於流入抽 氣空間的封入材料會形成一障礙，而更深深地形成之抽氣 空間係因此能夠取得一増加之緩衝作用，用於承納仍然流 入該抽氣空間之封人材料（或其較薄之部分）。其當然想 要的是所有凹陷進入接觸表面之通道及開口#取一種使得 它們係自動放鬆的形式β 視條件（像是可使用之空間、待處理之材料等等）而 定’第二出口通道可以連接至吸入機構，使得一相當可觀 之負壓力能於模穴中產生。如此，對低於大氣壓力之氣體 壓力來說，強迫式的除氣係變得可能。 除了應用從模穴抽出氣體用之出口通道之外，亦可能 將出口通道連接至用於-氣體之供給機構。出口通道亦可 被用於在相反方向中運送氣體（亦即用於將氣體供應至模 穴）。額外之氣體供應之選擇的優點如此可使由—模 =釋放-封人電子元件變得容易，及/或—特別想要之氣 …例々種像疋惰性氣體的調節氣體）可被允許進入模 受到該等條件的限制，對於將複數第—出 至：：模穴、及/或對於將複數第-出口通道連接至：接 抽氣空間係有可能者。 於一特別較佳之具體眚竑 之第二出口通道传且有：用於從模穴排出氣體 確-地…二 移之關閉構件。如此係可能 ::地方止封入材料以不想要之方式貫穿到第二出口通 之中。如果可位移之關閉構件可位移進入抽氣空二；： 15^2521 士、/増進4關閉構件的機能；該關閉構件因此能夠同 4用作如同推,«1/^ (推出機桿），用於釋放已經貫穿進入 抽氣空間的封入材料。 ·工貝穿 本發明亦提供-用於封入已安裝在載具上之電子元件 ㈣置’如根據申請專利範圍第8項。以此種封入裝置， 此如f文所述地實現關於根據本發明之模具部份的優點》 、土 ：裝置較佳地設有用於氣體之吸入機構，該吸入機構 在遠離模穴之側面上連接至第二出口通道。使用此吸入機 構，可主動地在模穴中產生一減少之氣體壓力。反之，也 有可能的是對於該裝置設有用於—氣體之供給機構，該供 給機構在遠離桓々夕九丨工丨、土， 、/之側面上連接至第二出口通道。使用此 種例如疋藉由-風扇、—壓縮機、—氣瓶、及/或壓縮空 氣所形成的供給機構係能產生一過壓，藉著此過塵，可有 利於例如疋#入產品從模具部份之釋放、或以此過壓， 可例如是清潔（吹出清潔）帛二出α通道。 如果第二出口通道可用一關閉構件被關閉，該裝置將 亦必須。又有用於驅動配置在該出口通道中之關閉構件的操 乍機構—液體封入材料有流入通道的危險’出口通道 將因此必須被關上’且當氣體必須經由出口通道被運送 時’關閉構件必須被移走。 再者，根據申請專利範圍第u項，本發明亦提供—種 用於封入已安裝在—載具上之電子S件的方法。藉著此方 法，氣體排出之所欲效果能與用於封入在該載具上之產品 的簡單及可靠之密封作用相結合，而第二出口通道藉由封 9 〜出料之堵基係被防止。另一個重要優點係用於氣體的第 且:通道之沖溢洗鑄開口可被製造成與製程條件有關， 氣寺別地是與模具部份間的關閉塵力（這影響傳統之排 之又）有關。連接至模穴上之吸入通道的沖溢洗鑄開口 如寸可根據本發明決定’而完全獨立於這些製程條件。 ，可以僅藉著調整關閉Μ力來控制氣體排出（排氣） 2操作。如果關㈣力夠高的話，如此甚至可能實現一第 出口通道充分地密封至該載具上。 【實施方式】 圖1Α顯示一模具部份1〇，在其甲有一凹陷之模穴^， 用於承納-待封入之電子元件（於此圖中未示出）。模具 部份10係設有一幾乎完全包圍模六u之接觸表面12;只 有-用於封人材料之傲人通道13係中斷環繞著模穴η之 接觸表面12。-模室14係亦凹陷進人模具部份1G，而該 模室14係將出口開口 15連接至模具部份1〇。模室14係 經過淺通道開口 16與模穴n相連通。較佳地是這些通道 開口 16之尺寸被設計成使得在一載具上方流入通道開口 ι6 的封入材料將在此停止流動（亦稱為硬化或“凍結”）。 於圖1B中，模具部份10係以剖面視圖表示。除了已經參 考圖1A敘述之技術措施以外，在此亦顯示—通過模具部 份10的出口通道17，且想要之氣體運送係經由該出口通 道而發生。 圖2A詳細地顯示經過模具部份2〇之一部份的剖面視 圖。凹陷進入模具部份20者係一連接至抽氣空間^之模 10 1362321 t · · 八21。形成用於從抽氣空間22排出氣體之第二出口通道 27之部伤的一開口 23係被一栓銷24密封。此狀態可能 當液體封入材料係位於接近開口 23時發生、且係用以防 止此材料能夠在硬化之後堵塞開口 23〇抽氣空間22經由 -第-出口通道29連接至模穴21上，該第一出口通道係 配置於模具部份20之一接觸側面28中（且其可與一更傳 統之排氣方式作比較）。

圖2B同樣顯示模具部份2〇,但現在處於一位置中， 其中該栓銷24係根據箭頭Ρι縮回，使得一通道乃保持無 阻礙供氣體通過”b狀態將在以下不大可能的案例中發 生：在相當可觀份量之液體封入材料流入抽氣空間22時， 雖然此封人材料係、尚未位於接近開σ 23。圖2c亦顯示模 具部份20,此時處於第三位置中，其中检銷24係根據箭 頭I往下移動。當在抽氣空間22中硬化之封入材料26(以 虛線示出）必須從抽氣空間22釋放時，將發生此狀態。 s亥模製之外殼係標以參考數字2 6'。 卿小一憐受地衣 ' · 总 〇}J J 异 具有二個可彼此位移之半模31、32。封入裝置3〇係具體 化為一雙重之裝置，雖然僅一側面被完全地顯示；該破開 之側面係圖中所示部份的一完全相同之鏡像。—柱塞^ 係容置在下模具部份31中，而封入材料之一錠片3 者该柱塞而於壓力下被放置在頂抗上模具部份之—立 伤3 5 (挑選棒）。下模具部份31係設有_ 户 大之頂部邊 ’’ 36’—具有電子元件38之板件37係藉著一移動式塊件 1362321 * % · 39下壓頂抗該頂部邊緣之底側，而該移動式塊件形成下模 具部份3 1之一部份。 一模穴40係凹陷進入上模具部份32，而一用於氣體 之第一出口通道41連接至該模穴。此出口通道41延伸遍 及板件37。當以柱塞33在壓力之下放置錠片34 (且同時 加熱錠片34)時，封入材料將經由一餵入通道42流至模 穴40，該餵入通道42係藉著相互作用之模具部份η ' w 所界定。在封人材料34餵人剛開始時，從封人材料Μ釋 放之氣體及存在於模穴40中之氣體係被允許經由第一出 口通道41排出，或被主動地排出進人_抽氣” Μ，以 便於該模穴中造成一負壓力（低於大氣遂力卜為了防止 包圍封入裝置30之氣體流入模穴4〇,多樣的密封件 配置在封入裝置30中。在此例如概要顯示之密封件料配 ί::ΙΓΓ39及下模具部份31的剩餘部份之間。藉 者.，二由第一出口通道41主動地吸入 32所包圍之整個空間可以因此抽、:备31、 連接至-第二出口通道45。此第二出；通力二氣空間- 與第一出口通道41# * ^ 道45不會位於 通道41成一直線，但會通過 得上模具部份32全 、…〃 32 ’使 【圖式簡單說明】 下棋具部份”上。 本發明將基於在以下各圖所示的非〜 施例進一步闈釋。在其中： 疋示範具體實 圖1Α顯禾根據本發明之-模具部 圖1 R能-/ 亚體圖， 不經過圖1A之模具部份的剖面視圖； 12 1362321 » · * V圖2C顯示經過根據本發明模具部份的 m 代性第二具體實施例之變型 替 之—部份的剖面視圖，該模呈 部份具備有一關閉機構，該關 …、 ^ - Φ rr ^ ^ ^ 俜稱係了在一連接至抽氣 工間之弟一出口通道中位移， 且具亦可作用一推 其中該關閉機構係顯示在=虛 推出機杯 甘—恿不同位置中；及 圖3顯示經過概要地代表 ’ 視圖。 技珠的封入裝置之剖面

【主要元件符號說明】 10 模具部份 11 模穴 12 接觸表面 13 慑入通道 14 模室 15 出口開口 16 通道開口 17 出口通道 20 模具部份 21 模穴 22 柚氣空間 23 開口 24 栓銷 25 通道 26 封入材料 265 模製之外殼 13 1362321 I * _ 27 第二出口通道 28 接觸側面 29 第一出口通道 30 封入裝置 31 半模 32 半模 33 柱塞 34 錠片

35 部份（挑選棒） 36 頂部邊緣 37 板件 38 電子元件 39 移動式塊件 40 模六 41 第一出口通道 42 餵入通道

43 抽氣空間 44 密封件 45 第二出口通道 14

Claims (1)

1362321 ___ - 100年9月29日修正替換頁 十、申請專利範圍： 1. 種模具部份，其應用於一封入已安裝在一載具上 • 之電子元件的裝置中，其包含有： 至 >、一模穴，其凹陷進入一接觸側面，用於包圍至少 一放置在載具上之電子元件； -一接觸表面，其至少局部包圍該模穴，用於媒介緊密 的連接至該電子元件之載具上； 用於封入材料的餵入通道，其係凹陷進入該接觸表 • 面且連接至該模穴； ^ $，、叹W汉迓接主該模 八，用於由該模穴排出氣體； 一 抽氣空間，其係凹陷進入該接觸表面及連接至該第 一出口通道，用於由該模穴排出氣體；及 第一出口，其為通道形狀，且連接至該抽氣空間； 氣空間=為H出σ係為—出口通道，連接至抽 声—出口a道係位於從該接觸表面隔開一段距離 處，使得其可㈣㈣模具部份。 X距離 2. 如申請專利範圍第i項 用於封入材料而凹陷進 L其中除了 外，該接觸表面完全包圍 面的至少一傻入通道以 抽氣空間之組件。 穴、該第-出口通道及該 3. 如申請專利範圍第1項或 其中用於由該模穴排出氣體之第部份’ 間較不_地凹陷以該接觸表^ 亥抽氣空 15 1362321 :广_申咕專利靶圍第丨項或第2項所述之模具部份， 其中該第二出口通道連接至吸入機構。 "=。申：專利範圍第1項或第2項所述之模具部份， 其中該第：出口通道連接至用於1體之供應機構。 t如申請專利範圍第1項或第2項所述之模具部份， 其中複數第一出口通道連接至單一模穴。 如申料利範圍第丨項或第;㈣述之模具部份， 其中複數第一出口通道連接至單—抽氣空間。 8. —種用於封入已安裝在一 置，其係包含有·· 載，、上之電子兀件的裝 /模具部份，其係可相對彼此位移，錄位置中 界疋出用於包圍一電子元件之至少_模穴；及 -用於液體封人材料的銀人機構，其係連接至該模穴 上，其中該等模具部份的至少其中之—係藉著"請 範圍第1至7項t任—項所述之—模具部份所形成。 9. 如申請專利範圍第8項所述之裝置’其中該褒置係 設有用於-氣體之吸入機構，該吸入機構在遠離該模穴之 側面上連接至該第二出口通道。 10. 如申請專利範圍第8項或第9項所述之裝置，其中 該裝置係設有用於一氣體之供應機構，該供應機構在遠離 該模穴之側面上連接至該第二出口通道。 11. -種用☆藉著以下之連續處理步驟封入已安裝在 一載具上之電子元件的方法： A)以-關閉作用力將具有電子元件之載具失在模具部 1362321 100年9月29日修正替換頁 ----- 份之間，使得凹陷進入一模具部份 具上之裏少-電子元件，· 之.八包圍已放置在載 Β)將一液體封入材料餵入至該模穴，· C) 矣少局部硬化被餵入至該模 ^ 必褀八之封入材料；及 D) 由該模穴移去該已封入之電子元件，其中於至少一 部份之處理㈣B)期間，氣體係由該模穴排出經過―第__ 出口通道’该第-出口通道連接至該模穴上且在該模穴 變得至少大體上已充滿封入材料之後，該第一出口通道係 藉著增加《亥等模具部份之關閉作用力而被關上。 12.如申請專利範圍第1 1項所述之方法，其中關閉作 用力係於處理牛_ η、 埋步驟Β)期間增加，使得一與該模穴配置進入 該模具部份之 心接觸表面的第一出口通道係關閉對於液體封 入材料之通過。 13 士 °申請專利範圍第1 1項或第12項所述之方法，其 r由於增力口 該載具· I ^之關閉作用力之結果，該第一出口通道密封至 十 、圖式： 如次頁。 17 1362321' ^ ··

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