NL2000356C2 - Werkwijze en inrichting voor het omhullen van elektronische componenten waarbij het omhulmateriaal wordt gekoeld. - Google Patents

Werkwijze en inrichting voor het omhullen van elektronische componenten waarbij het omhulmateriaal wordt gekoeld. Download PDF

Info

Publication number
NL2000356C2
NL2000356C2 NL2000356A NL2000356A NL2000356C2 NL 2000356 C2 NL2000356 C2 NL 2000356C2 NL 2000356 A NL2000356 A NL 2000356A NL 2000356 A NL2000356 A NL 2000356A NL 2000356 C2 NL2000356 C2 NL 2000356C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
mold
mold part
cooling
mold cavity
encapsulating material
Prior art date
Application number
NL2000356A
Other languages
English (en)
Inventor
Joannes Leonardus Jurrian Zijl
Mark Alexander Merkens
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 NL2000356A priority Critical patent/NL2000356C2/nl
Priority to PCT/NL2007/050602 priority patent/WO2008085026A1/en
Priority to KR20097011650A priority patent/KR101495576B1/ko
Priority to CN200780044105.5A priority patent/CN101583475B/zh
Priority to MYPI20092009A priority patent/MY164298A/en
Priority to TW096146001A priority patent/TWI440144B/zh
Application granted granted Critical
Publication of NL2000356C2 publication Critical patent/NL2000356C2/nl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14Injection 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/72Encapsulating inserts having non-encapsulated projections, e.g. extremities or terminal portions of electrical components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/02Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means
    • B29C33/04Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means using liquids, gas or steam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/02Transfer moulding, i.e. transferring the required volume of moulding material by a plunger from a "shot" cavity into a mould cavity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14Injection 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
    • B29C45/14639Injection 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
    • B29C45/14655Injection 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/72Heating or cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/72Heating or cooling
    • B29C45/73Heating or cooling of the mould
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C71/00After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor
    • B29C71/02Thermal after-treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/72Heating or cooling
    • B29C45/73Heating or cooling of the mould
    • B29C2045/735Heating or cooling of the mould heating a mould part and cooling another mould part during moulding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2063/00Use of EP, i.e. epoxy resins or derivatives thereof, as moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/34Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
    • B29L2031/3406Components, e.g. resistors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/34Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
    • B29L2031/3425Printed circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Description

Werkwijze en inrichting voor het omhullen van elektronische componenten waarbij het omhulmateriaal wordt gekoeld
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het omhullen van op een drager 5 bevestigde elektronische componenten. De onderhavige uitvinding verschaft tevens een maldeel voor toepassing in een inrichting voor het omhullen van op een drager bevestigde elektronische componenten, alsook een omhulinrichting waarvan een dergelijk maldeel deel uitmaakt.
10 Bij het omhullen van op een drager bevestigde elektronische componenten, en meer in het bijzonder met name bij het omhullen van halfgeleider schakelingen (chips), wordt volgens de stand der techniek veelal gebruik gemaakt van omhulpersen voorzien van twee malhelften in ten minste een waarvan vormholten zijn uitgespaard. Na het tussen de malhelften plaatsen van de drager met de te omhullen elektronische componenten 15 worden de malhelften naar elkaar toe bewogen zodanig dat zij de drager inklemmen.
Vervolgens wordt er een vloeibaar omhulmateriaal toegevoerd aan de vormholten, gebruikelijk door middel van “transfer molding”. Nadat het omhulmateriaal ten minste gedeeltelijk chemisch is uitgehard wordt de drager met omhulde elektronische componenten uit de omhulpers genomen. Als omhulmateriaal wordt epoxy (ook wel 20 aangeduid als hars) toegepast dat doorgaans is voorzien van vulmateriaal, bijvoorbeeld op basis van silicium, zoals meer in het bijzonder siliciumoxide of kwarts. Na het uitharden bestaat de epoxy uit polymeer materiaal; voor het uitharden zijn de ketens korter en kan dit zowel uit monomeer, dimeer, oligomeer of polymeer materiaal bestaan, respectievelijk uit een mengvorm daarvan.
25
Doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een alternatieve werkwijze en inrichting waarmee de cyclustijd van het omhullen ten opzicht van de stand der techniek kan worden teruggebracht.
30 De uitvinding verschaft daartoe een werkwijze voor het omhullen van op een drager bevestigde elektronische componenten, door achtereenvolgens de bewerkingsstappen: A) het met een in een maldeel uitgespaarde vormholte omsluiten van ten minste één op een drager geplaatste elektronische component, B) het aan de vormholte toevoeren van een vloeibaar na uitharden polymeer omvattend omhulmateriaal, C) het geforceerd in de 2 vormholte koelen, bij voorkeur tot onder de glastemperatuur (Tg) van het na uitharden polymeer materiaal, van ten minste een deel van het aan de vormholte toegevoerde omhulmateriaal, D) het uit de vormholte verwijderen van het de ten minste gedeeltelijk met omhulmateriaal omgeven elektronische component, en E) het buiten de vormholte 5 doen uitharden van het de elektronische component ten minste gedeeltelijk omgevende omhulmateriaal. De toevoer van het een vloeibaar na uitharden polymeer bevattend omhulmateriaal vindt daarbij uiteraard plaatst boven de glastemperatuur (Tg) van het na uitharden polymeer omhulmateriaal omdat het omhulmateriaal vloeibaar dient te zijn tijdens de toevoer. Het omhulmateriaal bevat naast het mono meer, dimeer, oligomeer of 10 polymeer (of een mengvorm hiervan) materiaal gebruikelijk ook nog vulmateriaal. Een typisch vulmateriaal dat hiertoe wordt toegepast is een siliciumverbinding (siliciumoxide), en wel in een zodanige hoeveelheid dat het gewicht% silicium van het omhulmateriaal groter is dan het gewicht% polymeer. Met het geforceerd koelen wordt er gedoeld op het actief koelen van de omhulde elektronische component.
15
Polymeren vertonen over het algemeen een aantal faseovergangen in functie van de temperatuur. Deze overgangen houden verband met de bij bepaalde temperaturen horende mobiliteit van polymeerketens en/of -ketensegmenten. De belangrijkste faseovergang is de overgang van een harde glasachtige substantie naar een rubberachtig 20 polymeer bij temperatuurverhoging. Deze overgang vindt doorgaans plaats in een vrij klein temperatuurgebied: de zogenoemde fictieve glastemperatuur Tg (ook wel aangeduid als glasovergangstemperatuur, glaspunt, of glas-rubber-overgangstemperatuur). Bij verdere temperatuurverhoging tot voorbij het rubberachtig gebied zullen vernette polymeren eerder ontbinden, terwijl thermoplasten doorgaans 25 zullen smelten en een vloeistof zullen worden. De precieze ligging van de glastemperatuur hangt ondermeer af van de tijdschaal waarmee de overgang wordt doorlopen. Men spreekt in dit verband wel van het tijd-temperatuur-superpositieprincipe. Voor polymeren met een aanzienlijke vemettingsgraad (een grote mate van kruisverbindingen) verbreedt de glasovergang tot een geleidelijke verandering 30 van eigenschappen over een breed temperatuurgebied; er kan dan niet meer van een glastemperatuur worden gesproken maar veeleer over een glastemperatuurbereik. Bij het gebruik van het begrip glastemperatuur dient dit ruim te worden begrepen: hieronder valt tevens een glastemperatuurbereik. Indien in het kader van deze aanvrage wordt gesproken over de glasovergangstemperatuur, wordt die temperatuur bedoeld waarvoor 3 in een dynamisch mechanische analyse bij een frequentie van 1 Hz de ver liesmodulus G" een maximum vertoont.
Voordeel van de onderhavige werkwijze is dat het anders dan volgens de stand der 5 techniek niet meer noodzakelijk pas aan te vangen met bewerkingsstap D) nadat het omhulmateriaal voldoen is uitgehard om enige mate van vormvastheid te bezitten. Het uitharden van het omhulmateriaal betreft een fysisch/chemisch proces waardoor er vemetting (“cross linking”) van ketens optreed. Dit proces is tijdafhankelijk en vraagt volgens de stand der techniek enige tientallen seconden. De onderhavige vinding maakt 10 nu echter dat de eerste fase van het uitharden niet meer in de vormholte hoeft plaatst te vinden. Daartoe is het wenselijk dat (verwarmde) mal in zeer korte tijd wordt gekoeld, bij voorkeur tot onder de betreffende glastemperatuur Tg van (een deel van) het omhulmateriaal. Aldus wordt het mogelijk de cyclustijd van de bewerkingsstappen A) tot en met D) kan met de onderhavige werkwijze te reduceren tot minder dan 60 of zelfs 15 minder dan 45 respectievelijk 35 seconden. De cyclustijd van een omhulinrichting kan zo met 30 - 60 % worden gereduceerd. Een ander voordeel van de onderhavige werkwijze is dat nu het volledige uitharden in een geconditioneerde omgeving kan plaatsvinden onder omstandigheden die worden geoptimaliseerd voor het uitharden. Tot op heden kon de eerste fase van het uitharden niet voor het uitharden worden 20 geoptimaliseerd; de snelheid van de eerste fase van uitharden diende immers te worden geoptimaliseerd. Aldus kan de onderhavige werkwijzen leiden tot een verbeterd omhulresultaat (bijvoorbeeld op gebieden zoals vervorming, delaminatie, thermische belasting van de te omhullen elektronische componenten en zo voorts). Weer een ander belangrijk voordeel is dat de omhulde elektronische componenten relatief eenvoudige 25 kunnen worden gelost uit de vormholte. Bij het onderschrijden van de temperatuur Tg zal het omhulmateriaal zich immers niet sterk binden met de omhulinrichting, terwijl bij het uitharden van het omhulmateriaal ook een versterkte aanhechting van het omhulmateriaal aan de vormholte optreed. Aldus zal een mal minder snel verontreinigd raken door het omhulmateriaal en kan er met minder reiniging van de mal worden 30 volstaan. Naast een versnelde cyclustijd leidt ook de verminderde aanhechting tot een verhoging van de productiviteit van een omhulinrichting met als resultaat evident lagere machinekosten bij het omhullen.
4
De vormholte kan worden gekoeld door middel van het door ten minste één maldeel voeren van een koelmedium. Door een koelmiddel kan snel een grote warmteoverdracht plaatsvinden. In het bijzonder is de warmteoverdracht groot indien het koelmedium tijdens het koelen een faseovergang doormaakt. Het koelen van twee maldelen heeft 5 daarbij uiteraard het voordeel dat zo een nog sneller kan worden gekoeld.
Na het koelen van ten minste één maldeel kan het koelmedium dan buiten het maldeel wordt teruggekoeld voor een hernieuwde koelen van het maldeel tijdens een opvolgende omhulbewerking. Aldus hoeft het koelen van het koelmedium geen tijd beperkende 10 factor te vormen.
Na het uit de vormholte nemen van het omhulmateriaal kan het uitharden van de met polymeer omhulde elektronische component tijdens bewerkingsstap E) plaatsvinden in een geconditioneerde omgeving. Bij een geconditioneerde omgeving wordt in het 15 bijzonder gedoeld op een hogere temperatuur dan omgevingstemperatuur uitharden van het omhulmateriaal, bijvoorbeeld door middel van een oven. Ook de luchtvochtigheid van de omgeving tijdens het uitharden kan naar believen worden geconditioneerd.
Voor een goede werking is het daarnaast wenselijk dat voor aanvang van 20 bewerkingsstap C) ten minste een deel van een maldeel wordt verwarmd tot een verwerkingstemperatuur van het vloeibaar na uitharden polymeer omvattend omhulmateriaal. Om het omhulmateriaal voldoende te laten vloeien, en zo ondermeer een goede en snelle vulling van de vormholte mogelijk te maken, dient de vormholte ten minste nagenoeg tot de verwerkingstemperatuur (Tsmeit) van het omhulmateriaal te zijn 25 verwarmd. Dit geldt uiteraard ook voor de toevoermiddelen waarmee het omhulmateriaal wordt aangevoerd. Het verwarmen van ten minste één van de maldelen (meer bij voorkeur van twee maledelen) kan voor een nieuwe cyclus aanvangen zodra een ten minste gedeeltelijk met omhulmateriaal omgeven elektronische component overeenkomstig bewerkingsstap D) is uitgenomen. Het verwarmen kan overigens 30 plaatsvinden door middel van het door ten minste één maldeel voeren van een verwarmingsmedium, dat voor een snelle warmteoverdracht daarbij een faseovergang (condensatie) dan doormaken.
5
De uitvinding verschaft tevens een maldeel voor toepassing in een inrichting voor het omhullen van op een drager bevestigde elektronische componenten, omvattende: ten minste één in een contactzijde uitgespaard vormholte voor het omsluiten van ten minste één op een drager geplaatste elektronische component, en een de vormholte ten minste 5 gedeeltelijk omgevend contactoppervlak, met het kenmerk dat het maldeel is voorzien van zowel verwarmingsmiddelen als koelmiddelen. Het maldeel kan tevens zijn voorzien van een op de vormholte aansluitend toevoerkanaal voor transport van omhulmateriaal. De koelmiddelen kunnen bijvoorbeeld worden gevormd door ten minste één door het maldeel voerend kanaal voor een koelmedium. Voor een verdere 10 verduidelijking van de aanwending van een dergelijk kanaal alsmede van de bijbehorende voordelen wordt verwezen naar de bovengaande beschrijving van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding.
In een bijzonder uitvoeringsvariant bestaat het maldeel uit ten minste twee maldeel-15 segmenten: een eerste maldeel-segment dat is voorzien van de vormholte, het contactoppervlak en de koelmiddelen, en een tweede maldeel-segment dat is gelegen aan de van de vormholte afgekeerde zijde van het eerste maldeel-segment, en dat is voorzien van de verwarmingsmiddelen, waarbij het eerste en tweede maldeel-segment verplaatsbaar zijn tussen een uiteen geplaatste toestand en een op elkaar aansluitende 20 contact-stand. Indien de maldeel-segmenten onderling zijn verbonden onder tussenkomst van ten minste één geleiding zijn zij onderling eenvoudig verplaatsbaar en positioneerbaar. Een belangrijk voordeel van een dergelijke in segmenten opgedeeld maldeel is dat het tweede maldeel-segment met een grote warmte capaciteit kan worden gebruik om het eerste maldeel-segment snel op een werktemperatuur te brengen (dat wil 25 zeggen boven de glastemperatuur Tg, bij voorkeur op de verwerkingstemperatuur Tsmeit). Bij het koelen van het omhulmateriaal kunnen de maldeel-segmenten echter uiteen worden bewogen zodat alleen het eerster maldeel-segment behoeft te worden teruggekoeld. Dit heeft als voordeel dat de warmtecapaciteit van het eerste maldeel-segment kleiner is dan de warmtecapaciteit van de gecombineerde maldeel-segmenten; 30 het koelen kan daardoor aanmerkelijk sneller plaatsvinden. Bovendien is de energie behoeft kleiner omdat slechts een beperkt deel van het maldeel behoeft te worden gekoeld om vervolgens weer verwarmd te worden.; het tweede maldeel-segment kan op het hogere temperatuumiveau blijven. Het is daarbij wenselijk dat de warmtecapaciteit van het eerste maldeel-segment ten minste tweemaal kleiner is dan de warmtecapaciteit 6 van het tweede maldeel-segment. Meer bij voorkeur is het verschil in warmtecapaciteit nog groter dan een factor twee; bijvoorbeeld ten minste een factor vier, zes of acht.
Om de warmteoverdracht tussen de maldeel-segmenten zo goed mogelijk te laten zijn is 5 het voordelig indien de naar elkaar gerichte zijden van het eerste en tweede maldeel-segment complementair zijn gevormd zodanig dat in een de contact-stand de warmteoverdracht tussen de maldeel-segmenten wordt bevorderd. Aldus kan een afgekoeld eerste maldeel-segment weer snel worden opgewarmd door het in contact te brengen met het tweede maldeel-segment.
10
De onderhavige uitvinding verschaft tevens een 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 15 toevoermiddelen voor vloeibaar omhulmateriaal, waarbij ten minste één van de maldelen wordt gevormd door een maldeel zoals voorgaand beschreven. Bij voorkeur is de inrichting tevens voorzien van toevoermiddelen voor een koelmedium voor het koelen van ten minste één van de maldelen. Ook is het wenselijk dat de inrichting is voorzien van een gesloten koelsysteem voor het aan ten minste één van de maldelen 20 toevoeren van een koelmedium, het uit het ten minste ene maldeel afVoeren van het opgewarmde koelmedium, en het koelen van het koelmedium. Voor een beschrijving van de voordelen van een dergelijke inrichting zie de bovengaand reeds opgesomde voordelen van de werkwijze en het maldeel overeenkomstig de uitvinding. De externe koelmiddelen dienen wenselijk voldoende capaciteit te bezitten om geen belemmering 25 te vormen ten aanzien van de cyclustijd. Het voordeel van een gesloten koelsysteem is uiteraard dat hierdoor geen koelmiddel verloren gaat en dat het niet leidt tot een verontreiniging van de omgeving hetgeen in het bijzonder vanwege de aard van het omhulproces een uiterst relevante factor is. Overigens is het ook mogelijk om gebruik te maken van een doorstoom koeling, waar bijvoorbeeld water door stroomt dat niet wordt 30 gerecycleerd.
De onderhavige uitvinding zal verder worden verduidelijkt aan de hand van de in navolgende figuren weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden. Hierin toont: 7 figuur 1 een schematische doorsnede door een deel van een omhulinrichting overeenkomstig de onderhavige uitvinding; figuur 2 een perspectivisch aanzicht op een mogelijke nabewerking die op een drager bevestigde omhulde elektronische componenten ondergaan overeenkomstig de 5 werkwijze volgens de onderhavige uitvinding; figuren 3A en 3B doorsneden door twee standen van een deel van een alternatieve uitvoeringsvariant van een maldeel overeenkomstig de onderhavige uitvinding; figuur 3C een doorsnede door een deel van een tweede alternatieve uitvoeringsvariant van een maldeel overeenkomstig de onderhavige uitvinding; en 10 figuur 3D een doorsnede door een deel van een derde alternatieve uitvoeringsvariant van een maldeel overeenkomstig de uitvinding.
Figuur 1 toont een deel van een omhulinrichting 1 met een bovenste maldeel 2 en een onderste maldeel 3 die onderling verplaatsbaar zijn. Tussen het bovenste maldeel 2 en 15 het onderste maldeel 3 is een drager 4 ingeklemd waarop een elektronische component 5 is bevestigd. Daartoe is het onderste maldeel 3 voorzien van een opneemruimte 6 voor de drager 5 en is in het bovenste maldeel 2 een vormholte 7 voor het opnemen van de elektronische component 5 uitgespaard. Door middel van het overeenkomstig een pijl Pi bewegen van een plunjer 8 wordt er omhulmateriaal 9 dat vloeibaar is door een runner 20 10 naar de vormholte 7 gedrongen. Aldus wordt de vrije ruimte rond de elektronische component 5 in de vormholte 7 gevuld met omhulmateriaal 9. Het omhulmateriaal 9 is tijdens de verplaatsing naar de vormholte 7 vloeibaar, mede ten gevolge van de door de verwarmingselementen 11, 12 die respectievelijk in het bovenste maldeel 2 en het onderste maldeel 3 zijn aangebracht. Het bovenste maldeel 2 is tevens voorzien van een 25 koelmiddelkanaal 13 waaraan overeenkomstig de pijl P2 na het met omhulmateriaal 9 vullen van de vormholte 7 een vloeibaar koelmiddel 14 wordt toegevoerd dat afkomstig is van een koel- en pompunit 15. Het vloeibaar koelmiddel 14 gaat ter hoogte van de vormholte 7 over in de dampfase 16 waardoor het een aanzienlijke hoeveelheid energie opneemt ten gevolge waarvan (ondermeer) het omhulmateriaal 9 in de vormholte 7 30 geforceerd wordt teruggekoeld tot onder de glastemperatuur (Tg) van het omhulmateriaal 9 (of althans de glastemperatuur (Tg) van de polymeer die deel uitmaakt van het omhulmateriaal). Bij het toevoeren van het omhulmateriaal 9 is de materiaaltemperatuur Ttoevoer > Tg en verkeert het polymeer in het omhulmateriaal 9 in een amorfe toestand, de ketens kunnen over elkaar glijden (vloeien; plastic) terwijl na 8 het koelen van de vormholte 7 en het daarin aanwezige omhulmateriaal Tnakoelen ^ Tg de polymeer in het omhulmateriaal 9 een vaste, glasachtige stof vormt. Het in dampfase verkeerde koelmiddel 16 wordt weer teruggevoerd naar de koel- en pompunit 15 alwaar het wordt teruggekoeld tot vloeibaar koelmiddel 14.
5
Figuur 2 toont een oven 20 waarin een drager 21 waarop pakketten omhulmateriaal 22 zijn aangebracht wordt geschoven overeenkomstig de pijl P3. Het omhulmateriaal 22 verkeert hierbij in de glasfase en zal in de oven 20 worden omgezet in een vaste stof door het laten vernetten van het omhulmateriaal 22.
10
Figuur 3 A toont een doorsnede door een maldeel 30 dat is opgedeeld in twee segmenten: een basissegment 31 en een vormsegment 32. Het basissegment 31 is voorzien van (elektrische) verwarmingsmiddelen 33 en heeft een substantiële massa waardoor het ook een grote warmtecapaciteit heeft. Het vormsegment 32 is voorzien 15 van een vormholte 34 met een daarop aansluitende runner 35 en heeft een veel geringere dikte dan het basissegment 31 waardoor ook de warmtecapaciteit van het vormsegment 32 aanmerkelijk kleiner is de warmtecapaciteit van het basissegment 31. Het vormsegment 32 is voorzien van koelkanalen 36 waardoor een in deze figuur niet getoond koelmiddel kan worden gevoerd. Doordat het vormsegment 32 niet aanligt 20 tegen het basissegment 31 zal het door middel van het koelmiddel relatief eenvoudig gekoeld kunnen worden gezien de beperkte warmtecapaciteit ervan. In de toestand zoals weergegeven in figuur 3B ligt het vormsegment 32 aan tegen het basissegment 31. In deze stand zal het vormsegment 32 snel kunnen worden opgewarmd vermits er geen koelmiddel door de koelkanalen 36 wordt gevoerd. De warmtecapaciteit van het 25 vormsegment 32 is immers gering ten opzichte van de warmtecapaciteit van het basissegment 31 ten gevolge waarvan het zal opwarmen tot nabij de temperatuur van het basissegment 31. De onderlinge positie van de segmenten 31,32 wordt gereguleerd met behulp van geleidingen 37 en tussenliggende drukveren 38.
30 Figuur 3C toont een alternatieve uitvoeringsvariant van een maldeel 40 dat is opgedeeld in twee segmenten: een basissegment 41 en een vormsegment 42. Evenals in het in voorgaande figuren getoonde maldeel 30 is het basissegment 41 voorzien van verwarmingsmiddelen 43 en is het vormsegment 42 is voorzien van een vormholte 44 met een daarop aansluitende runner 45. Het vormsegment 42 is voorzien van 9 koelkanalen 46. Afwijken van het in figuren 3A en 3B getoonde maldeel 30 is zijn de naar elkaar gerichte zijden 47, 48 van respectievelijk het basissegment 41 en het vormsegment 42 voorzien van een geprofileerd oppervlak waardoor een, ten opzichte van het maldeel 30, verbeterde warmteoverdracht mogelijk is tussen de segmenten 41, 5 42.
Figuur 3D toont een volgende alternatieve uitvoeringsvariant van een maldeel 50 dat deze maal niet is opgedeeld in onderling verplaatsbare segmenten. Het maldeel 50 is opgebouwd uit twee onderling star verbonden plaatdelen 51, 52. Het onderste plaatdeel 10 51 is voorzien van een in een contactzijde 53 uitgespaarde vormholte 54 en een runner 55. Het bovenste plaatdeel 52 is voorzien van een naar het onderste plaatdeel 51 gekeerde zijde 56 waarin kanalen 57 zijn uitgespaard. Deze kanalen 57 zijn relatief eenvoudig in het bovenste plaatdeel 52 aan te brengen voordat het plaatdeel 52 wordt samengebouwd met het onderste plaatdeel 51. De kanalen 57 kunnen worden benut als 15 doorvoer voor koelmiddel maar kunnen ook worden aangewend als doorvoer voor een verwarmingsmiddel zoals bijvoorbeeld een verwarmde olie of een in de kanalen 57 condenserende vloeistof die bij invoer nog in dampfase verkeert. Aldus zijn elektrische verwarmingsmiddelen 33, 43 zoals weergegeven in de voorgaande figuren 3A - 3C overbodig.

Claims (17)

1. Werkwijze voor het omhullen van op een drager bevestigde elektronische componenten, door achtereenvolgens de bewerkingsstappen:
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat tijdens bewerkingsstap C) een deel van het aan de vormholte toegevoerde omhulmateriaal wordt gekoeld tot onder de glastemperatuur (Tg) van het na uitharden polymeer omvattende omhulmateriaal.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de vormholte tijdens bewerkingsstap C) wordt gekoeld.
4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de vormholte wordt gekoeld door middel van het door ten minste één maldeel voeren van 25 een koelmedium.
5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk dat het koelmedium tijdens het koelen een faseovergang doormaakt.
5 A) het met een in een maldeel uitgespaarde vormholte omsluiten van ten minste één op een drager geplaatste elektronische component, B) het aan de vormholte toevoeren van een vloeibaar na uitharden polymeer omvattend omhulmateriaal, C) het geforceerd in de vormholte koelen van ten minste een deel van het aan de 10 vormholte toegevoerde omhulmateriaal, D) het uit de vormholte verwijderen van het de ten minste gedeeltelijk met omhulmateriaal omgeven elektronische component, en E) het buiten de vormholte doen uitharden van het de elektronische component ten minste gedeeltelijk omgevende omhulmateriaal. 15
6. Werkwijze volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk dat het koelmedium na het koelen van ten minste één maldeel buiten het maldeel wordt teruggekoeld voor een hernieuwde koelen van het maldeel tijdens een opvolgende omhulbewerking.
7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het uitharden van de met polymeer omhulde elektronische component tijdens bewerkingsstap E) plaatsvindt in een geconditioneerde omgeving.
8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat voor de bewerkingsstap C) ten minste een deel van een maldeel wordt verwarmd tot een verwerkingstemperatuur van het na uitharden vloeibaar polymeer omvattend omhulmateriaal.
9. Maldeel voor toepassing in een inrichting voor het omhullen van op een drager bevestigde elektronische componenten, omvattende: - ten minste één in een contactzijde uitgespaard vormholte voor het omsluiten van ten minste één op een drager geplaatste elektronische component, en - een de vormholte ten minste gedeeltelijk omgevend contactoppervlak, 15 met het kenmerk het maldeel is voorzien van zowel verwarmingsmiddelen als koelmiddelen.
10. Maldeel volgens conclusie 9, met het kenmerk dat de koelmiddelen worden gevormd door ten minste één door het maldeel voerend kanaal voor een koelmedium. 20
11. Maldeel volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk dat het maldeel uit ten minste twee maldeel-segmenten bestaat: een eerste maldeel-segment dat is voorzien van de vormholte, het contactoppervlak en de koelmiddelen, en 25. een tweede maldeel-segment dat is gelegen aan de van de vormholte afgekeerde zijde van het eerste maldeel-segment, en dat is voorzien van de verwarmingsmiddelen, waarbij het eerste en tweede maldeel-segment verplaatsbaar zijn tussen een uiteen geplaatste toestand en een op elkaar aansluitende contactstand. 30
12. Maldeel volgens conclusie 11, met het kenmerk dat de maldeel-segmenten onderling zijn verbonden onder tussenkomst van ten minste één geleiding.
13. Maldeel volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk dat de warmtecapaciteit van het eerste maldeel-segment ten minste tweemaal kleiner is dan de warmtecapaciteit van het tweede maldeel-segment.
14. Maldeel volgens een der conclusies 11-13, met het kenmerk dat de naar elkaar gerichte zijden van het eerste en tweede maldeel-segment complementair zijn gevormd zodanig dat in een de contactstand de warmteoverdracht tussen de maldeel-segmenten wordt bevorderd.
15. 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 15. op de vormholte aansluitende toevoermiddelen voor vloeibaar omhulmateriaal, waarbij ten minste één van de maldelen wordt gevormd door een maldeel volgens een der conclusie 9-14.
16. Omhulinrichting volgens conclusie 15, met het kenmerk dat de inrichting 20 tevens is voorzien van toevoermiddelen voor een koelmedium voor het koelen van ten minste één van de maldelen.
17. Omhulinrichting volgens conclusie 15 of 16, met het kenmerk dat de inrichting is voorzien van een gesloten koelsysteem voor het aan ten minste één van de maldelen 25 toevoeren van een koelmedium, het uit het ten minste ene maldeel afvoeren van het opgewarmde koelmedium, en het koelen van het koelmedium.
NL2000356A 2006-12-05 2006-12-05 Werkwijze en inrichting voor het omhullen van elektronische componenten waarbij het omhulmateriaal wordt gekoeld. NL2000356C2 (nl)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2000356A NL2000356C2 (nl) 2006-12-05 2006-12-05 Werkwijze en inrichting voor het omhullen van elektronische componenten waarbij het omhulmateriaal wordt gekoeld.
PCT/NL2007/050602 WO2008085026A1 (en) 2006-12-05 2007-11-28 Method and device for encapsulating electronic components, wherein the encapsulating material is cooled
KR20097011650A KR101495576B1 (ko) 2006-12-05 2007-11-28 캡슐화 재료가 냉각되는, 전자 컴포넌트를 캡슐화하기 위한 방법 및 장치
CN200780044105.5A CN101583475B (zh) 2006-12-05 2007-11-28 封装材料得到冷却的用于封装电子元件的方法和设备
MYPI20092009A MY164298A (en) 2006-12-05 2007-11-28 Method and device for encapsulating electronic components, wherein the encapsulating material is cooled
TW096146001A TWI440144B (zh) 2006-12-05 2007-12-04 封裝電子組件之方法及設備,其中該封裝材料係冷卻者

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2000356 2006-12-05
NL2000356A NL2000356C2 (nl) 2006-12-05 2006-12-05 Werkwijze en inrichting voor het omhullen van elektronische componenten waarbij het omhulmateriaal wordt gekoeld.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL2000356C2 true NL2000356C2 (nl) 2008-06-06

Family

ID=38255465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2000356A NL2000356C2 (nl) 2006-12-05 2006-12-05 Werkwijze en inrichting voor het omhullen van elektronische componenten waarbij het omhulmateriaal wordt gekoeld.

Country Status (6)

Country Link
KR (1) KR101495576B1 (nl)
CN (1) CN101583475B (nl)
MY (1) MY164298A (nl)
NL (1) NL2000356C2 (nl)
TW (1) TWI440144B (nl)
WO (1) WO2008085026A1 (nl)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102490330B (zh) * 2011-12-02 2014-06-04 北京化工大学 基于相变蓄能材料的温度控制方法
CN104960198B (zh) * 2015-07-07 2017-05-10 北京博简复才技术咨询有限公司 传感器元件粘接装置
US10486378B2 (en) 2016-08-01 2019-11-26 GM Global Technology Operations LLC Methods of manufacturing vehicle assemblies
US10408163B2 (en) 2016-08-01 2019-09-10 GM Global Technology Operations LLC Polymeric composite engine assembly and methods of heating and cooling said assembly
NL2021845B1 (en) * 2018-10-22 2020-05-13 Besi Netherlands Bv Mould half and mould method for encapsulating electronic components mounted on a carrier including a dual support surface and a method for using such

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3916785A1 (de) * 1988-05-25 1989-11-30 Hitachi Ltd Verfahren zum herstellen von plastikgehaeusen fuer halbleiter und eine vorrichtung hierfuer
JPH03129839A (ja) * 1989-10-16 1991-06-03 Nec Yamagata Ltd 半導体装置の製造方法
EP0435091A2 (en) * 1989-12-26 1991-07-03 Motorola, Inc. Isothermal injection molding process

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2874751A (en) * 1956-03-13 1959-02-24 Thermel Inc Temperature controlled press
JP3162522B2 (ja) * 1992-12-01 2001-05-08 アピックヤマダ株式会社 半導体装置の樹脂モールド方法及び樹脂モールド装置
JP2000037745A (ja) * 1998-07-21 2000-02-08 Matsushita Electronics Industry Corp 熱硬化性樹脂成形品の製造方法と製造装置および金型装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3916785A1 (de) * 1988-05-25 1989-11-30 Hitachi Ltd Verfahren zum herstellen von plastikgehaeusen fuer halbleiter und eine vorrichtung hierfuer
JPH03129839A (ja) * 1989-10-16 1991-06-03 Nec Yamagata Ltd 半導体装置の製造方法
EP0435091A2 (en) * 1989-12-26 1991-07-03 Motorola, Inc. Isothermal injection molding process

Also Published As

Publication number Publication date
MY164298A (en) 2017-12-15
KR20090099520A (ko) 2009-09-22
TW200841432A (en) 2008-10-16
KR101495576B1 (ko) 2015-02-25
CN101583475A (zh) 2009-11-18
TWI440144B (zh) 2014-06-01
WO2008085026A1 (en) 2008-07-17
CN101583475B (zh) 2014-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL2000356C2 (nl) Werkwijze en inrichting voor het omhullen van elektronische componenten waarbij het omhulmateriaal wordt gekoeld.
JP3956335B2 (ja) 樹脂注型用金型を用いた半導体装置の製造方法
WO2017179398A1 (ja) 磁石埋込み型コアの製造装置及び製造方法
US10987857B2 (en) Additively manufactured polymeric components
CN1503339A (zh) 树脂封装方法及装置、半导体器件及其制造方法及树脂材料
JP2013508194A (ja) 高速かつ低圧縮の熱可塑性材料の回転式成形機
KR102266607B1 (ko) 수지 성형 장치 및 수지 성형품 제조 방법
CN109383047B (zh) 树脂成型装置以及树脂成型品的制造方法
US6306331B1 (en) Ultra mold for encapsulating very thin packages
KR20190017684A (ko) 수지 성형품의 반송 기구, 수지 성형 장치 및 수지 성형품의 제조 방법
CN110667120A (zh) 制造多个相互焊接的塑料模制件形成的构件的设备和方法
CN1997495B (zh) 用于电子部件的可控封装的方法和装置
Liu et al. Ultrasonic vibration technology for the polymer replication of high aspect ratio micro-structured surface
KR101667864B1 (ko) 수지 밀봉 장치 및 수지 밀봉 방법
CN1906010A (zh) 注射压缩模塑
US7030504B2 (en) Sectional molding system
KR100887441B1 (ko) 직접성형 시스템 및 방법
JP2015198255A (ja) 粒子状の磁性材料を含有する熱硬化性樹脂から成る、射出成形された樹脂結合型永久磁石を製造する方法ならびに粒子状の磁性材料を含有する熱硬化性樹脂から成る、2コンポーネント構成部分としての射出成形された樹脂結合型永久磁石を製造する方法および射出成形された樹脂結合型永久磁石
KR20190075797A (ko) 수지 성형 장치 및 수지 성형품의 제조 방법
CN109689330B (zh) 压缩成型装置、压缩成型方法、及压缩成型品的制造方法
CN201072751Y (zh) 半导体与集成电路封装模具的洗模件
CN104981735A (zh) 用于模压的方法和装置
JPS61114824A (ja) レジンモ−ルド装置
CN103240833B (zh) 模制集成电路的方法
Hull Compression and transfer molding

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
TD Modifications of names of proprietors of patents

Effective date: 20130927