TWI499098B - 用於模塑電子器件的襯底載體 - Google Patents

Description

用於模塑電子器件的襯底載體

本發明涉及用於電子器件的模塑(molding)，特別是涉及裝配在易碎襯底上的電子器件的模塑。

對於具有光學元件，如LED器件的電子器件，通常使用一層透明的或者半透明的模塑封裝材料模塑光學元件。在現有的用於這種電子器件的模塑系統中，所述的模塑封裝材料通常通過直接將模塑封裝材料滴注進入模塑洞穴(molding cavities)或者通過噴射模塑法(injection molding)被模塑，以生產各個封裝件。使用這些方法模塑該光學元件所獲得的產能普遍不令人滿意。

尤其最近，壓縮成型(compression molding)方法通過同時模塑一組LED器件而提供了一種可行的解決方法，以提高生產率。這種形式的模塑包括模塑裝配在如陶瓷襯底之類的襯底上的單組LED器件，其具有很高的熱容量和很低的導熱性。模塑裝配在如陶瓷襯底之類的易碎襯底上的器件經常遇到的問題是：由於模塑過程中施加過多的夾持力，固定有器件的陶瓷襯底可能會在模塑過程中碎裂。所以，從使用壓縮成型方法模塑裝配在易碎襯底上的LED器件中提高產能，並同時減少易碎襯底破碎的發生率，這是令人期望的。

因此，本發明的目的在於提供一種同時模塑多個電子器件的方法，以便於在避免包含於電子器件中的易碎材料破碎的同時，提高生產率。

於是，本發明提供一種模塑包含有大量電子器件的襯底的方法，其包含有以下步驟：提供包含框架的載體，該框架包含粘性膜；將襯底裝配在載體的粘性膜上，以便於該框架環繞於該襯底；將載體放置在塑模中，以便於該框架設置在塑模的夾持區域和該襯底設置在塑模的模塑區域，在該模塑區域設置有模塑洞穴；在將電子器件設置在模塑洞穴的同時，將框架夾持在夾持區域；其後使用封裝材料模塑設置在模塑洞穴中的電子器件。

參閱後附的描述本發明實施例的附圖，隨後來詳細描述本發明是很方便的。附圖和相關的描述不能理解成是對本發明的限制，本發明的特點限定在專利範圍中。

圖1所示為根據本發明較佳實施例所述的用於電子器件如LED器件壓縮成型的襯底載體的應用。襯底載體12包含有框架16，該框架16環繞中空的裝配位置14，襯墊帶體(backing tape)18貼附於其上。多個框架16，其較佳地為金屬材質，可環繞於多個裝配位置14，以裝配多個襯底，如圖1(a)所示。

圖1(b)表明了在襯底載體12上覆蓋裝配位置14的襯墊帶體18。襯墊帶體18較佳地為粘性膜，一個或多個襯底或襯底面板22裝配於其上，以便於框架16環繞於每個裝配後的襯底面板22。襯墊帶體18可以使用帶輪(taping roller)20的方式被放置在框架16上。

圖1(c)表明了由例如陶瓷和矽樹脂之類的材料製成的襯底面板22，其貼附於襯底載體12的裝配位置14處的襯墊帶體18上。圖1(d)表明了裝配於襯底面板22上的LED器件24已經使用模塑封裝材料以圓頂形狀被模塑。每個模塑後的襯底面板22接下來被從襯底載體12的襯墊帶體18處移離，以將每個LED器件24進行分割。

圖2表明了隨同本發明一起可能被使用的襯底載體12的不同配置形式的示例。襯底載體12可包括有兩個中空的裝配位置14，如圖2(a)所示，其被配置來裝載一對陶瓷襯底面板22。超過兩個以上的陶瓷襯底面板22同樣也可以被裝配在環繞兩對中空的裝配位置14的襯底載體12上，該裝配位置以兩行或者單行的形式設置，分別如圖1(B)和圖1(C)的實施例所示。

圖3表明了根據本發明較佳實施例所述的用於LED器件24壓縮成型的作為襯底載體的晶圓環12’的應用。晶圓環12’包含有內部載體，該內部載體包含內框架16’，如圖3(a)所示，其被裝配在外框架19’的周邊之內，如圖3(b)所示。內框架16’在其中心是具有中空的裝配位置14’的晶圓框架，其被其上裝配有襯底的粘性膜或襯墊帶體18’所覆蓋。外框架19’可包括晶圓環，其大於內框架16’，以及具有和內框架16’的形狀、尺寸相匹配的裝配位置20’，以便於內框架16’可在此被裝配，如圖3(c)所示。

如圖3(d)表明了諸如陶瓷襯底面板22之類的襯底面板的示例，該陶瓷襯底面板裝載有安裝於其上的LED器件24。在模塑LED器件以前，陶瓷襯底面板22裝配於晶圓環12’的襯墊帶體18’的粘性表面上。在圖3(e)中，外框架19’或晶圓環在LED器件24的模塑過程中用作為夾持區域。所以，陶瓷襯底面板22在模塑過程中沒有遭受巨大的可能導致其碎裂的夾持力。每個模塑後的陶瓷襯底面板22接下來從晶圓環12’的襯墊帶體18’處被移離，以將各個LED器件24分離。

圖4所示為表述模塑系統10中用於模塑LED器件的壓縮成型過程的示意圖，該LED器件裝配在襯底面板上，該襯底面板支撐在襯底載體12上。在輸入料盒提升器28處，裝載帶有LED器件的易碎的襯底面板進行模塑的襯底載體12被裝載在第一定位器30。其被傳輸到模塑裝置32處以進行壓縮成型模塑。在模塑裝置32處，滴塗器34將液態模塑封裝材料滴入模塑洞穴中。然後將襯底面板放置在模塑洞穴上以便於設置於此處的LED器件使用封裝材料被模塑。

接著，襯底載體12被第二定位器36定位，襯底面板上的模塑後的LED器件被傳送到輸出料盒提升器38處，以進行進一步的處理，如分割LED器件以前完成卸載。在另一個工作模式中，襯底載體12可以被手動地進給，並定位在模塑裝置32中，以將液態模塑封裝材料滴塗在LED器件上而將該LED器件模塑。

圖5所示為壓縮成型系統10的模塑裝置32的局部剖視示意圖，其中襯底載體12被放置在模塑裝置32中並抵靠於模塑裝置32的頂部洞穴板體46固定。模塑裝置32包括上塑模42和下塑模44，上塑模42和下塑模44被操作來相互彼此移動，以在模塑裝置32的夾持區域靠近襯底載體12的框架16並在其上施加夾持力。頂部洞穴板體46設置在上塑模42的基座處，而底部洞穴板體48設置在下塑模44的頂部。襯底14設置在模塑裝置32的模塑區域中，在此處模塑洞穴被如此設置以便於襯底14在夾持區域不會遭受上塑模42和下塑模44所施加的完全夾持力。

在模塑裝置32的模塑區域，塑模插件如圓頂插件50可分離地插置在下塑模44中，並被精確地定位在底部洞穴板體48中。圓頂插件50包含有大量的可能為圓頂形狀的模塑洞穴52，每個模塑洞穴被成形和配置來將LED器件24插入模塑洞穴52中。當模塑期間襯底載體12的框架16在頂部洞穴板體46和底部洞穴板體48之間的模塑裝置32的夾持區域被定位和被直接夾持的同時，設置在模塑洞穴52中的裝配在襯底載體12上的LED器件24能夠使用封裝材料得以模塑。

上塑模42還支撐有引導板56，其沿著上塑模42延伸並在此借助於支撐杆58被固定。引導板56抓握襯底載體12的側邊，並被操作來相對於上塑模42和下塑模44移動襯底載體12，例如在上塑模42和下塑模44之間上下垂直移動。僅僅只有引導板56的一個側邊得以表示，然而在襯底載體12相對的另一端應存在類似的引導板，以便於襯底載體12的兩側同時被夾持固定。通過上塑模42上方的馬達可提供驅動力，以用於通過支撐杆58提升和降低引導板56。在襯底載體12被放置於塑模中之後，引導板56抵靠於上塑模42在載體12上施加夾持力。當引導板56降低遠離上塑模42時，引導板56抵靠於上塑模42釋放作用在襯底載體12上的夾持力。

上塑模42和下塑模44包含有各自的頂部支撐板64和底部支撐板66，它們較佳地均為被彈性裝置如各自的彈簧60、62受彈簧力作用，以致於頂部支撐板64和底部支撐板66朝向襯底載體12彈性偏置。頂部支撐板64鄰接於頂部洞穴板體46設置，而通過所述的彈性偏置將壓力施加至頂部洞穴板體46上，在框架16已經被固定在夾持區域之後其接下來會施加壓力至襯底載體12上。另外，當模塑封裝材料正被模塑在LED器件24上時，圓頂插件50可相對於襯底面板22移動以抵靠於襯底面板22接觸和按壓模塑洞穴52。這防止了襯底面板12表面上模塑封裝材料的洩漏。同時，相鄰於底部洞穴板體48的底部支撐板66施加壓力至底部洞穴板體48，當上塑模42和下塑模44相互抵靠被夾持時其接下來會施加壓力至襯底載體12上。圓頂插件50中模塑洞穴52的位置和襯底面板22上所建立的成行的LED器件的位置相對應。所以，在模塑過程中通過模塑洞穴52模塑封裝材料被模塑在LED器件24上。

圖6所示為圖5中模塑裝置32的夾持區域的放大局部示意圖。襯底面板22借助於粘性襯墊帶體18被裝配於襯底載體12上。襯底面板22攜帶被各自插置在每個模塑洞穴52中的LED器件24，該模塑洞穴52包含於底部洞穴板體48上的圓頂插件50中。可以發現，襯底面板22被裝配於襯墊帶體18上，以致於它和襯底載體12的框架16空間上相分離，該框架16通過引導板56抵靠於頂部洞穴46而被固定。因此，襯底面板22不再遭受大量的夾持力，結果，襯底面板22開裂或破損得以避免。

圓頂插件50被延展跨越模塑洞穴52的釋放膜70所覆蓋。這有助於在模塑之後將模塑後的LED器件24自圓頂插件50分開。

圖7-圖11表明了用於在襯底載體12上傳送的LED器件24的典型的模塑流程圖。當模塑裝置32位於開放位置，如圖7所示，頂部洞穴板體46和底部洞穴板體48被分開，襯底載體12被定位至模塑位置，在此處其被引導板56抵靠於頂部洞穴板46所固定。在這個位置，每個LED器件24位於相應的模塑洞穴52的上方。

真空吸附72被提供在底部洞穴48中以便於鋪蓋在模塑洞穴52上的釋放膜70被吸附在每個模塑洞穴52中。在釋放膜70的頂部，諸如液態矽樹脂之類的模塑封裝材料被滴入每個模塑洞穴52中。以這種方式，釋放膜有助於將模塑後的LED器件24自模塑洞穴52處進行輕鬆的分離。當塑模32打開時，頂部洞穴板體46固定襯底載體12和在此裝配的處於待命模式的襯底面板22。

在圖8中，當模塑裝置32處於閉合位置時，襯底載體12被固定在頂部洞穴板體46和頂部洞穴板體48之間。接下來，如圖9所示，當圓頂插件50朝向頂部洞穴板體46被提升帶動攜帶有液態矽樹脂的模塑洞穴52更靠近於頂部洞穴板體46以便於將LED器件24浸沒在液態矽樹脂中進行封裝時，模塑裝置32設定為封裝位置。在液態矽樹脂固化之後，模塑裝置32打開，頂部洞穴板體46和底部洞穴板體48被分離，如圖10所示。帶有模塑後的LED器件24的襯底面板22連同襯底載體12一起從圓頂插件50處被提升。每個LED器件24已被模塑在矽樹脂中，其在LED器件24上方形成了圓頂狀的保護蓋。引導板56然後被降低，並抵靠於頂部洞穴46釋放作用於襯底載體12上的夾持力(參見圖11)。其次，襯底載體12連同大量的模塑後的LED器件24一起能被定位至塑模32之外。

值得欣賞的是，在本發明較佳實施例中，易碎的襯底面板22不再遭受大量的通過上塑模42和下塑模44所施加的夾持力，因為在整個模塑過程中夾持力反而主要施加在襯底載體12上。因此，襯底面板22損壞的發生率能夠得以減少。當襯底載體12上的襯底面板22被定位到模塑裝置32的模塑位置時，襯底載體12能被配置來裝載超過一個以上的襯底面板22。當更大數量的LED器件同時被模塑時，和一次裝載一個LED器件面板相比，這加快了裝載多個LED器件面板進入模塑裝置32中進行模塑的流程，同時也提高了生產率。

此處描述的本發明在所具體描述的內容基礎上很容易產生變化、修正和/或補充，可以理解的是所有這些變化、修正和/或補充都包括在本發明的上述描述的精神和範圍內。

10．．．模塑系統

12．．．襯底載體

12’．．．晶圓環

14．．．裝配位置

14’．．．裝配位置

16．．．框架

16’．．．內框架

18．．．襯墊帶體(backing tape)

18’．．．襯墊帶體

19’．．．外框架

20．．．帶輪(taping roller)

20’．．．裝配位置

22．．．襯底面板

24．．．LED器件

28．．．輸入料盒提升器

30．．．第一定位器

32．．．模塑裝置

34．．．滴塗器

36．．．第二定位器

38．．．輸出料盒提升器

42．．．上塑模

44．．．下塑模

46．．．頂部洞穴板體

48．．．底部洞穴板體

50．．．圓頂插件

52．．．模塑洞穴

56．．．引導板

58．．．支撐杆

60、62．．．彈簧

64．．．頂部支撐板

66．．．底部支撐板

70．．．釋放膜

72．．．真空吸附

根據本發明較佳實施例所述的模塑系統的實例現將參考附圖加以詳細描述，其中：

圖1所示為根據本發明較佳實施例所述的用於電子器件如LED器件壓縮成型的襯底載體的應用。

圖2表明了隨同本發明一起可能被使用的襯底載體的不同配置形式的示例。

圖3表明了根據本發明較佳實施例所述的用於LED器件壓縮成型的作為襯底載體的晶圓環的應用。

圖4所示為在模塑系統中用於模塑LED器件的壓縮成型過程的示意圖，該LED器件裝配在襯底面板上，該襯底面板支撐在襯底載體上。

圖5所示為壓縮成型系統的模塑裝置的局部剖視示意圖，其中襯底載體抵靠於模塑裝置的頂部洞穴板體固定。

圖6所示為圖5中模塑裝置的夾持區域的放大局部示意圖。

圖7至圖11表明了用於裝配於襯底載體上的LED器件的典型的模塑流程圖。

32．．．模塑裝置

46．．．頂部洞穴板體

48．．．底部洞穴板體

50．．．圓頂插件

52．．．模塑洞穴

56．．．引導板

Claims (13)

1. 一種模塑包含有大量電子器件的襯底的方法，其包含有以下步驟：提供包含框架的載體，該框架環繞至少一裝配位置；將一粘性膜貼附於該載體上之至少一裝配位置，該粘性膜繫用來將該襯底裝配該載體；將襯底裝配在載體的粘性膜上，以便於該框架環繞於該襯底；其後將載體放置在塑模中，以便於該框架設置在塑模的夾持區域和該襯底設置在塑模的模塑區域，在該模塑區域設置有模塑洞穴，其中，塑模包含有上塑模和下塑模，該上塑模和下塑模相對於彼此移動，以當在夾持區域夾持框架時在載體上靠近和在載體上施加夾持力；在將電子器件設置在模塑洞穴的同時，將框架夾持在夾持區域；使用封裝材料模塑設置在模塑洞穴中的電子器件。
2. 如請求項1所述的方法，其中：該載體包含有外框架和內框架，該內框架裝配在外框架的周邊以內，其中粘性膜安裝在內框架上以裝配襯底。
3. 如請求項2所述的方法，其中，在模塑過程中外框架而不是內框架被夾持在夾持區域。
4. 如請求項2所述的方法，其中，外框架包括晶圓環的框架。
5. 如請求項1所述的方法，該方法還包含有位於上塑模的引導板，該引導板被操作來握緊載體和相對於上塑模和下塑模移動載體，其中在載體被放置在塑模中之後，該引導板抵靠於上塑模在載體上施加夾持力。
6. 如請求項5所述的方法，其中，在模塑之後，該引導板被降低遠離上塑模，並釋放抵靠於上塑模而作用於載體上的夾持力。
7. 如請求項1所述的方法，其中，上塑模包括頂部支撐板，下塑模包括底部支撐板，在夾持區域框架已經被夾持之後，該頂部支撐板和底部支撐板朝向襯底彈性偏置以通過所述的彈性偏置在襯底上施加壓力。
8. 如請求項1所述的方法，其中，模塑區域包含有可分離地插置在塑模中的模塑插件，其中該模塑插件包括模塑洞穴，每個洞穴被成形和配置來將電子器件插置在模塑洞穴中。
9. 如請求項8所述的方法，其中，該模塑洞穴是圓頂形狀的。
10. 如請求項8所述的方法，其中，在載體的框架已被夾持之後，該模塑插件相對於襯底被移動，以便於在模塑過程中接觸襯底和抵靠於襯底按壓模塑洞穴。
11. 如請求項1所述的方法，其中，該載體具有多個被多個框架所環繞的裝配位置，以裝配多個襯底。
12. 如請求項1所述的方法，其中，襯底為陶瓷或矽樹脂襯底。
13. 如請求項1所述的方法，其中該電子器件為LED器件。